説明

STREPTOCOCCUSPNEUMONIAEタンパク質および核酸

【課題】Streptococcus pneumoniae由来のタンパク質および核酸を、ゲノム配列と共に提供する。
【解決手段】S.pneumoniaeアミノ酸配列を含むタンパク質、S.pneumoniaeアミノ酸配列に対する配列同一性を有するアミノ酸配列を含むタンパク質、これらの配列同一性の程度は、好ましくは50%よりも高い(例えば、60%、70%、80%、90%、95%、99%またはそれ以上)。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本明細書中で引用される全ての文献は、その全体が参考として援用される。
【0002】
本発明は、細菌Streptococcus pneumoniae由来の核酸およびタンパク質に関する。
【背景技術】
【0003】
Streptococcus pneumoniaeは、グラム陽性球菌である。Streptococcus pneumoniaeは、成人および5歳以上の子供の急性細菌性髄膜炎の最も一般的な原因である。
【0004】
本発明の目的は、Streptococcus pneumoniae感染の防止、検出、および処置を改善するための材料を提供することである。
【0005】
より詳細には、本発明の目的は、ワクチンの開発に使用され得るタンパク質を提供することである。さらなる目的は、S.pneumoniae感染の診断に使用され得るタンパク質および核酸を提供すること、S.pneumoniaeの検出のために使用され得るタンパク質および核酸を提供すること、S.pneumoniaeタンパク質の発現に有用な核酸を提供すること、ならびに抗生物質研究の有用な標的であるタンパク質を提供することである。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明は、実施例に開示されるS.pneumoniaeアミノ酸配列を含むタンパク質を提供する。これらのアミノ酸配列は、偶数の配列番号2〜4978である。
【0007】
本発明はまた、実施例に開示されるS.pneumoniaeアミノ酸配列に対する配列同一性を有するアミノ酸配列を含むタンパク質を提供する。特定の配列に依存して、配列同一性の程度は、好ましくは50%よりも高い(例えば、60%、70%、80%、90%、95%、99%またはそれ以上)。これらのタンパク質は、ホモログ、オルソログ、対立遺伝子改変体、および機能的変異体を含む。代表的に、2つのタンパク質間の50%以上の同一性は、機能的な等価を示すとみなされる。タンパク質間の同一性は、好ましくは、パラメータ(ギャップオープンペナルティー=12およびギャップエクステンションペナルティー=1)を用いたアフィンギャップサーチを用いて、MPSRCHプログラム(Oxford Molecular)において実行されるようなSmith−Waterman相同性検索アルゴリズムにより決定される。
【0008】
本発明はさらに、実施例に開示されるS.pneumoniaeアミノ酸配列のフラグメントを含むタンパク質を提供する。このフラグメントは、その配列由来の少なくともn個の連続アミノ酸を含むべきであり、そして特定の配列に依存して、nは、7以上(例えば、8、10、12、14、16、18、20、30、40、50、60、70、80、90、100、またはそれ以上)である。好ましくは、このフラグメントは、この配列由来の1つ以上のエピトープを含む。他の好ましいフラグメントは、(a)実施例に開示されるタンパク質のN末端シグナルペプチド、(b)実施例に開示されるが、N末端シグナルペプチドを有さないタンパク質、および(c)実施例に開示されるが、N末端アミノ酸残基を有さないタンパク質、である。
【0009】
本発明のタンパク質は、当然、種々の手段(例えば、組換え発現、S.pneumoniaeからの精製、化学合成など)により、種々の形態(例えば、ネイティブ、融合、グリコシル化、非グリコシル化など)で調製され得る。これらは、好ましくは、実質的に純粋な形態で調製される(すなわち、他のstreptococcusタンパク質または宿主細胞タンパク質を実質的に含まない)。本発明のタンパク質は、好ましくは、streptococcusタンパク質である。
【0010】
好ましいタンパク質は、実施例の表に列挙される432個のタンパク質である。
【0011】
さらなる局面に従って、本発明は、これらのタンパク質に結合する抗体を提供する。これらは、ポリクローナル抗体またはモノクローナル抗体であり得、そして任意の適切な手段により生成され得る。ヒト免疫系との適合性を増大させるために、これらの抗体は、キメラまたはヒト化抗体であり得る(例えば、Breedveld(2000)Lancet 355(9205):735−740;GormanおよびClark(1990)Semin.Immunol.2:457−466)か、あるいは完全ヒト抗体が使用され得る。これらの抗体は、(例えば、診断アッセイのための)検出可能な標識を含み得る。
【0012】
さらなる局面に従って、本発明は、実施例に開示されるS.pneumoniaeヌクレオチド配列を含む核酸を提供する。これらのヌクレオチド配列は、奇数の配列番号1〜4977、および配列番号4979のゲノム配列である。
【0013】
さらに、本発明は、実施例に開示されるS.pneumoniaeヌクレオチド配列に対する配列同一性を有するヌクレオチド配列を含む核酸を提供する。配列間の同一性は、好ましくは、上記のようなSmith−Waterman相同性アルゴリズムによって決定される。
【0014】
さらに、本発明は、好ましくは「高ストリンジェンシー」条件下(例えば、0.1×SSC、0.5%SDS溶液中で65℃)で、実施例に開示されるS.pneumoniae核酸にハイブリダイズし得る核酸を提供する。
【0015】
これらの配列のフラグメントを含む核酸もまた提供される。これらは、S.pneumoniae配列由来の少なくともn個の連続ヌクレオチドを含むべきであり、そして特定の配列に依存して、nは、10以上(例えば、12、14、15、18、20、25、30、35、40、50、60、70、80、90、100、150、200、またはそれ以上)である。
【0016】
さらなる局面に従って、本発明は、本発明のタンパク質およびタンパク質フラグメントをコードする核酸を提供する。
【0017】
本発明はまた、配列番号4979のヌクレオチド配列を含む核酸;配列番号4979に対する配列同一性を有するヌクレオチド配列を含む核酸;(好ましくは、「高ストリンジェンシー」条件下で)配列番号4979にハイブリダイズし得る核酸;配列番号4979由来の少なくともn個の連続ヌクレオチドのフラグメントを含む核酸(nは、10以上(例えば、12、14、15、18、20、25、30、35、40、50、60、70、80、90、100、150、200、250、300、350、400、450、500、600、700、800、900、1000、1500、2000、3000、4000、5000、10000、100000、1000000またはそれ以上))を提供する。
【0018】
本発明の核酸は、ハイブリダイゼーション反応(例えば、ノーザンブロットまたはサザンブロット、あるいは核酸マイクロアレイまたは「遺伝子チップ」において)および増幅反応(例えば、PCR、SDA、SSSR、LCR、NASBA、TMA)などにおいて使用され得る。
【0019】
本発明は、上記の核酸に相補的な配列を含む核酸を(例えば、アンチセンスまたは探索目的のために、あるいはプライマーとしての使用のために)提供することもまた、理解されるべきである。
【0020】
本発明に従う核酸は、当然、多くの方法(例えば、化学合成によって、ゲノムライブラリーまたはcDNAライブラリーから、生物自体から、など)によって調製され得、そして種々の形態(例えば、一本鎖、二本鎖、ベクター、プライマー、プローブなど)をとり得る。この核酸は、好ましくは、実質的に単離された形態である。
【0021】
本発明に従う核酸は、例えば、放射性標識または蛍光標識で標識され得る。これは、例えば、PCR、LCR、NASBA、TMAにおいてプライマーまたはプローブとして使用される場合に特に有用である。
【0022】
さらに、用語「核酸」は、DNAおよびRNA、ならびにそれらのアナログ(例えば、改変された骨格を含むアナログ)、ならびにペプチド核酸(PNA)もまた含む。
【0023】
さらなる局面に従って、本発明は、本発明のヌクレオチド配列を含むベクター(例えば、クローニングベクターまたは発現ベクター)およびこのようなベクターで形質転換された宿主細胞を提供する。
【0024】
さらなる局面に従って、本発明は、本発明に従うタンパク質、抗体、および/または核酸を含む組成物を提供する。これらの組成物は、例えば、免疫原性組成物として、または診断試薬として、またはワクチンとして適切であり得る。
【0025】
本発明はまた、医薬として(例えば、免疫原性組成物またはワクチンとして)または診断試薬として使用するための、本発明に従う核酸、タンパク質、または抗体を提供する。本発明はまた、(i)streptococcusに起因する感染を処置または防止するための医薬;(ii)streptococcusの存在またはstreptococcusに対して惹起された抗体の存在を検出するための診断試薬;および/あるいは(iii)streptococcusに対する抗体を惹起し得る試薬の製造における、本発明に従う核酸、タンパク質、または抗体の使用を提供する。前記のstreptococcusは、任意の種、属、または株であり得るが、好ましくは、S.pneumoniae、特に、4型株である。疾患は、髄膜炎、肺炎、敗血症、中耳炎、または耳感染であり得る。
【0026】
本発明はまた、患者を処置する方法を提供する。この方法は、治療有効量の本発明の核酸、タンパク質、および/または抗体を患者に投与する工程を包含する。この患者は、この疾患自体の危険を有するか、または妊婦のいずれかであり得る(「先天性免疫」、例えば、GlezenおよびAlpers(1999)Clin.Infect.Dis.28:219−224)。
【0027】
タンパク質抗原の投与は、免疫を誘導するための好ましい処置方法である。
【0028】
本発明の抗体の投与は、別の好ましい処置方法である。この受動的免疫方法は、新生児または妊婦に特に有用である。この方法は、代表的に、ヒト化されているか完全なヒト抗体である、モノクローナル抗体を使用する。
【0029】
本発明はまた、Streptococcus(例えば、S.pneumoniae)核酸配列に含まれる標的配列を増幅するためのプライマー(例えば、PCRプライマー)を備えるキットを提供する。このキットは、第1プライマーおよび第2プライマーを備え、第1プライマーは、この標的配列に実質的に相補的であり、そして第2プライマーは、この標的配列の相補鎖に実質的に相補的であり、実質的な相補性を有するこのプライマー対は、増幅される標的配列の末端を規定する。第1プライマーおよび/または第2プライマーは、検出可能な標識(例えば、蛍光標識)を含み得る。
【0030】
本発明はまた、一本鎖または二本鎖核酸(またはそれらの混合物)に含まれるStreptococcus(例えば、S.pneumoniae)鋳型核酸配列の増幅を可能にする第1および第2の一本鎖オリゴヌクレオチドを備えるキットを提供する。ここで、(a)第1オリゴヌクレオチドは、この鋳型核酸配列に実質的に相補的なプライマー配列を含み;(b)第2オリゴヌクレオチドは、この鋳型核酸配列の相補鎖に実質的に相補的なプライマー配列を含み;(c)第1オリゴヌクレオチドおよび/または第2オリゴヌクレオチドは、この鋳型核酸に相補的でない配列を含み;そして(d)これらのプライマー配列は、増幅される鋳型配列の末端を規定する。特徴(c)の非相補的配列は、好ましくは、プライマー配列の上流(すなわち、5’側)である。これらの配列の一方または両方は、制限部位(例えば、EP−B−0509612)またはプロモーター配列(例えば、EP−B−0505012)を含み得る。第1オリゴヌクレオチドおよび/または第2オリゴヌクレオチドは、検出可能な標識(例えば、蛍光標識)を含み得る。
【0031】
鋳型配列は、ゲノム配列の任意の部分(例えば、配列番号4979)であり得る。例えば、鋳型配列は、rRNA遺伝子またはタンパク質コード遺伝子であり得る。鋳型配列は、好ましくは、S.pneumoniaeに特異的である。
【0032】
本発明はまた、配列表の配列の1つ以上を含むコンピューター読み取り可能な媒体(例えば、フロッピー(登録商標)ディスク、ハードディスク、CD−ROM、DVDなど)および/またはコンピューターデータベースを提供する。この媒体は、好ましくは、配列番号4979を含む。
【0033】
本発明はまた、式NH−A−[−X−L−]−B−COOHで表されるハイブリッドタンパク質を提供する。ここで、Xは、上記のような本発明のアミノ酸配列であり、Lは、任意のリンカーアミノ酸配列であり、Aは、任意のN末端アミノ酸配列であり、Bは、任意のC末端アミノ酸配列であり、そしてnは、1より大きい整数である。nの値は、2とxとの間であり、xの値は、代表的に、3、4、5、6、7、8、9、または10である。好ましくは、nは、2、3、または4であり;より好ましくは、2または3であり;最も好ましくは、n=2である。各々のnの例について、−X−は、同一または異なり得る。[−X−L−]の各々のnの例について、リンカーアミノ酸配列−L−は、存在してもしなくてもよい。例えば、n=2の場合、このハイブリッドは、NH−X−L−X−L−COOH、NH−X−X−COOH、NH−X−L−X−COOH、NH−X−X−L−COOHなどであり得る。リンカーアミノ酸配列−L−は、代表的に、短い(例えば、20またはそれより小さい(すなわち、19、18、17、16、15、14、13、12、11、10、9、8、7、6、5、4、3、2、1)アミノ酸)。例として、クローニングを容易にする短いペプチド配列、ポリグリシンリンカー(すなわちGly、n=2、3、4、5、6、7、8、9、10、またはそれ以上)、およびヒスチジンタグ(すなわち、His、n=3、4、5、6、7、8、9、10、またはそれ以上)が挙げられる。他の適切なリンカーアミノ酸配列は、当業者に明らかである。−A−および−B−は、任意の配列であり、代表的に短い(例えば、40またはそれより小さい(すなわち、39、38、37、36、35、34、33、32、31、30、29、28、27、26、25、24、23、22、21、20、19、18、17、16、15、14、13、12、11、10、9、8、7、6、5、4、3、2、1)アミノ酸)。例として、タンパク質輸送を指示するリーダー配列、またはクローニングもしくは精製を容易にする短いペプチド配列(例えば、ヒスチジンタグ(すなわち、His、n=3、4、5、6、7、8、9、10、またはそれ以上))が挙げられる。他の適切なN末端アミノ酸配列およびC末端アミノ酸配列は、当業者に明らかである。いくつかの実施形態において、各Xは、S.pneumoniae配列であり;他の実施形態において、S.pneumoniae、S.pyogenes、および/またはS.agalactiae配列の混合物が使用される(適切な配列については、PCT/GB01/04789の偶数の配列番号2〜10966を参照のこと)。
【0034】
本発明のいくつかの実施形態において、本発明のタンパク質および核酸は、Hoskinsら(J Bacteriol(2001)183:5709−17)により開示されるS.pneumoniaeの無毒R6株由来の2043のORF配列と配列同一性を共有する。他の実施形態において、本発明は、Hoskinsらにより詳細に開示される2043のORFの1つからなる配列を含まない。
【0035】
さらなる局面に従って、本発明は、種々のプロセスを提供する。
【0036】
本発明のタンパク質を生成するためのプロセスが提供される。このプロセスは、タンパク質発現を誘導する条件下で本発明の宿主細胞を培養する工程を包含する。
【0037】
本発明のタンパク質または核酸を生成するためのプロセスが提供される。ここで、このタンパク質または核酸は、化学的手段を用いて一部または全体が合成される。
【0038】
本発明のポリヌクレオチドを検出するためのプロセスが提供される。このプロセスは、(a)二重鎖を形成するハイブリダイズ条件下で、本発明に従う核酸プローブと生物学的サンプルとを接触させる工程;および(b)この二重鎖を検出する工程を包含する。
【0039】
生物学的サンプル中のStreptococcusを検出するためのプロセスもまた提供される。このプロセスは、ハイブリダイズ条件下で、本発明に従う核酸と生物学的サンプルとを接触させる工程を包含する。このプロセスは、核酸増幅(例えば、PCR、SDA、SSSR、LCR、NASBA、TMAなど)またはハイブリダイゼーション(例えば、マイクロアレイ、ブロット、溶液中のプローブとのハイブリダイゼーションなど)を含み得る。臨床サンプル中のS.pneumoniaeのPCR検出は、以前に報告されている(例えば、Cherianら(1998)J.Clin.Microbiol.36:3605−3608;Kearnsら(1999)J.Clin.Microbiol.37:3434;Matsumura、abstract D−25、38th Annual ICAACを参照のこと)。
【0040】
本発明のタンパク質を検出するためのプロセスが提供される。このプロセスは、(a)抗体−抗原複合体の形成に適切な条件下で、本発明の抗体と生物学的サンプルとを接触させる工程;および(b)この複合体を検出する工程を包含する。
【0041】
アミノ酸配列を同定するためのプロセスが提供される。このプロセスは、S.pneumoniaeのゲノム配列中の推定オープンリーディングフレームまたはタンパク質コード領域を検索する工程を包含する。この方法は、代表的に、開始コドンおよび下流配列におけるインフレームの終止コドンの配列のインシリコ検索を含む。これらの開始コドンと終止コドンとの間の領域は、推定タンパク質コード配列である。代表的に、6つの可能性のあるリーディングフレーム全てが検索される。このような分析に適切なソフトウェアとしては、ORFFINDER(NCBI)、GENEMARK(BorodovskyおよびMcIninch(1993)Computers Chem.17:122−133)、GLIMMER(Salzbergら(1998)Nucleic Acids Res.26:544−548;Salzbergら(1999)Genomics 59:24−31;Delcherら(1999)Nucleic Acids Res.27:4636−4641)、またはMarkovモデルを使用する他のソフトウェア(例えば、Shmathovら(1999)Bioinformatics 15:874−876)が挙げられる。本発明はまた、同定されたアミノ酸配列を含むタンパク質を提供する。次いで、これらのタンパク質は、従来技術を用いて発現され得る。
【0042】
本発明はまた、試験化合物が、本発明のタンパク質に結合するか否かを決定するためのプロセスを提供する。試験化合物が本発明のタンパク質に結合し、そしてこの結合が、S.pneumoniae細菌の生活サイクルを阻害する場合、この試験化合物は、抗生物質としてか、または抗生物質の設計のためのリード化合物として使用され得る。このプロセスは、代表的に、試験化合物と本発明のタンパク質とを接触させる工程、および試験化合物がこのタンパク質に結合するか否かを決定する工程を包含する。これらのプロセスにおいて使用するための本発明の好ましいタンパク質は、酵素(例えば、tRNAシンテターゼ)膜トランスポーター、およびリボソームタンパク質である。適切な試験化合物としては、タンパク質、ポリペプチド、炭水化物、脂質、核酸(例えば、DNA、RNA、およびそれらの改変形態)、ならびに有機低分子(例えば、200Daと2000Daとの間のMW)が挙げられる。試験化合物は、個々に提供され得るが、代表的には、ライブラリー(例えば、コンビナトリアルライブラリー)の一部である。結合相互作用を検出する方法としては、NMR、フィルター結合アッセイ、ゲル遅延アッセイ(gel−retardation assay)、置換アッセイ、表面プラズモン共鳴、逆ツーハイブリッドなどが挙げられる。本発明のタンパク質に結合する化合物は、この化合物とGBS細菌とを接触させ、次いで、増殖阻害をモニタリングすることにより、抗生物質活性について試験され得る。本発明はまた、これらの方法を用いて同定される化合物を提供する。
【0043】
本発明はまた、本発明のタンパク質および以下の抗原の1つ以上を含む組成物を提供する:
Helicobacter pylori由来のタンパク質抗原(例えば、VacA、CagA、NAP、HopX、HopY(例えば、WO98/04702)および/またはウレアーゼ);
N.meningitidis血清型B由来のタンパク質抗原(例えば、WO99/24578、WO99/36544、WO99/57280、WO00/22430、Tettelinら(2000)Science 287:1809−1815;Pizzaら(2000)Science 287:1816−1820;およびWO96/29412に記載されるタンパク質抗原)(タンパク質「287」および誘導体が特に好ましい);
N.meningitidis血清型B由来の外膜小胞(OMV)調製物(例えば、WO01/52885;Bjuneら(1991)Lancet 338(8775);1093−1096;Fukasawaら(1999)Vaccine 17:2951−2958;Rosenqvistら(1998)Dev.Biol.Stand.92:323−333などに開示されるOMV調製物);
N.meningitidis血清型A、C、W135、および/またはY由来の糖抗原(例えば、Costantinoら(1992)Vaccine 10:691−698に開示される血清型C由来のオリゴ糖(Constantinoら(1999)Vaccine 17:1251−1263もまた参照のこと));
Streptococcus pneumoniae由来の糖抗原(例えば、Watson(2000)Pediatr Infect Dis J 19:331−332;Rubin(2000)Pediatr Clin North Am 47:269−285、v;Jedrzejas(2001)Microbiol Mol Biol Rev 65:187−207);
A型肝炎ウイルス(例えば、不活性化ウイルス)由来の抗原(例えば、Bell(2000)Pediatr Infect Dis J 19:1187−1188;Iwarson(1995)APMIS 103:321−326);
B型肝炎ウイルス由来の抗原(例えば、Gerlichら(1990)Vaccine 8補遺:S63−68およびS79−80);
C型肝炎ウイルス由来の抗原(例えば、表面抗原および/またはコア抗原)(例えば、Hsuら(1999)Clin Liver Dis 3:901−915);
Bordetella pertussis由来の抗原(例えば、百日咳ホロ毒素(PT)およびB.pertussis由来の線維状赤血球凝集素(FHA)(必要に応じてパータクチンならびに/またはアグルチノゲン(agglutinogen)2および3と組み合わせても)(例えば、Gustafssonら(1996)N.Engl.J.Med.334:349−355;Rappuoliら(1991)TIBTECH 9:232−238));
ジフテリア抗原(例えば、ジフテリア毒素(例えば、Vaccine(1998)、PlotkinおよびMortimer編、ISBN0−7216−1946−0の第3章)、例えばCRM197変異体(例えば、Del Guidiceら(1998)Molecular Aspects of Medicine 19:1−70));
破傷風抗原(例えば、破傷風毒素(例えば、PlotkinおよびMortimerの第4章));
Haemophilus influenzaB由来の糖抗原;
N.gonorrhoeae由来の抗原(例えば、WO99/24578、WO99/36544、WO99/57280);
Chlamydia pneumoniae由来の抗原(例えば、WO02/02606;Kalmanら(1999)Nature Genetics 21:385−389;Readら(2000)Nucleic Acids Res 28:1397−406;Shiraiら(2000)J.Infect.Dis.181(捕遺3):S524−527;WO99/27105;WO00/27994;WO00/37494);
S.agalactiae由来の抗原(例えば、PCT/GB01/04789);
S.pyogenes由来の抗原(例えば、PCT/GB01/04789);
Chlamydia trachomatis由来の抗原(例えば、WO99/28475);
Porphyromonas gingivalis由来の抗原(例えば、Rossら(2001)Vaccine 19:4135−4142);
ポリオ抗原(例えば、Sutterら(2000)Pediatr Clin North Am 47:287−308;ZimmermanおよびSpann(1999)Am Fam Physician 59:113−118、125−126)(例えば、IPVまたはOPV);
狂犬病抗原(例えば、Dreesen(1997)Vaccine 15捕遺:S2−6)(例えば、凍結乾燥不活性化ウイルス(例えば、MMWR Morb Mortal Wkly Rep 1998 Jan 16;47(1):12、19;RabAvertTM));
麻疹、おたふくかぜ、および/または風疹抗原(例えば、PlotkinおよびMortimerの第9、10、および11章); インフルエンザ抗原(例えば、PlotkinおよびMortimerの第19章)(例えば、赤血球凝集素および/またはノイラミニダーゼ表面タンパク質);
Moraxella catarrhalis由来の抗原(例えば、McMichael(2000)Vaccine 19捕遺1:S101−107);
Staphylococcus aureus由来の抗原(例えば、Kurodaら(2001)Lancet 357(9264):1225−1240;1218−1219頁もまた参照のこと)。
【0044】
糖抗原または炭水化物抗原が含まれる場合、これらは、好ましくは、免疫原性を増強するためにキャリアタンパク質に結合される(例えば、Ramsayら(2001)Lancet 357(9251):195−196;Lindberg(1999)Vaccine 17捕遺2:S28−36;Conjugate Vaccine(Cruseら編)ISBN 3805549326、特に第10巻:48−114など)。好ましいキャリアタンパク質は、細菌毒素またはトキソイド(例えば、ジフテリアトキソイドまたは破傷風トキソイド)である。CRM197ジフテリアトキソイドが特に好ましい。他の適切なキャリアタンパク質として、N.meningitidis外膜タンパク質(例えば、EP−0372501)、合成ペプチド(例えば、EP−0378881、EP−0427347)、熱ショックタンパク質(例えば、WO93/17712)、百日咳タンパク質(例えば、WO98/58668;EP−0471177)、H.influenzae由来のプロテインD(例えば、WO00/56360)、C.difficile由来の毒素Aまたは毒素B(例えば、WO00/61761)などが挙げられる。任意の適切な結合体化反応が、必要な場合、任意の適切なリンカーと共に使用され得る。
【0045】
毒素タンパク質抗原は、必要な場合、解毒化され得る(例えば、化学的手段および/または遺伝子的手段による百日咳毒素の解毒)。
【0046】
ジフテリア抗原がこの組成物中に含まれる場合、これはまた、破傷風抗原および百日咳抗原を含むことが好ましい。同様に、破傷風抗原が含まれる場合、これはまた、ジフテリア抗原および百日咳抗原を含むことが好ましい。同様に、百日咳抗原が含まれる場合、これはまた、ジフテリア抗原および破傷風抗原を含むことが好ましい。
【0047】
抗原は、好ましくは、アルミニウム塩に吸着される。
【0048】
組成物中の抗原は、代表的に、各々少なくとも1μg/mlの濃度で存在する。一般的に、任意の所定の抗原の濃度は、その抗原に対する免疫応答を惹起するのに十分な濃度である。
【0049】
本発明はまた、本発明の2つ以上(例えば、3、4、5)のタンパク質を含む組成物を提供する。
【0050】
本発明を実施するため(例えば、ワクチン接種または診断目的のために開示された配列を使用するため)に使用され得る標準的な技術および手順の要約は、以下の通りである。この要約は、本発明の限定ではなく、使用され得る(しかし、必須ではない)実施例を与えるものである。
【0051】
(概論)
本発明の実施は、他に示されなければ、分子生物学、微生物学、組換えDNA、および免疫学の従来技術を使用し、これらは当該分野の技術範囲内である。このような技術は以下の文献で十分説明されている(例えば、Sambrook Molecular Cloning:A Laboratory Manual 第2版(1989);DNA Cloning,第I巻および第II巻(D.N Glover編 1985);Oligonucleotide Synthesis(M.J.Gait編 1984);Nucleic Acid Hybridization(B.D.HamesおよびS.J.Higgins編 1984);Transcription and Translation(B.D.HamesおよびS.J.Higgins編 1984);Animal Cell Culture(R.I.Freshney編 1986);Immobilized Cells and Enzymes(IRL Press,1986);B.Perbal,A Practical Guide to Molecular Cloning(1984);the Methods in Enzymologyシリーズ(Academic Press,Inc.),特に154巻および155巻;Gene Transfer Vector for Mammalian Cells(J.H.MillerおよびM.P.Calos編,1987,Cold Spring Harbor Laboratory);MayerおよびWalker,編(1987),Immunochemical Methods in Cell and Molecular Biology(Academic Press,London);Scopes,(1987)Protein Purification:Principles and Practice,第2版(Springer−Verlag,N.Y.)、ならびにHandbook of Experimental Immunology,第I巻〜第IV巻(D.M.WeirおよびC.C.Blackwell編 1986)。
【0052】
ヌクレオチドおよびアミノ酸についての標準的な略語が、本明細書において使用される。
【0053】
(定義)
Xを含む組成物は、組成物中の全X+Yの少なくとも85重量%がXであるとき、Yを「実質的に含まない」。好ましくは、Xは、組成物中の全X+Yの少なくとも約90重量%を、さらに好ましくは少なくとも約95重量%または99重量%さえも含む。
【0054】
用語「含む(comprising)」は、「含む(including)」ならびに「からなる(consisting)」を意味する。例えば、Xを「含む」組成物は、排他的にXからなり得るか、またはいくらかの添加物を含み得る(例えば、X+Y)。
【0055】
用語「異種」とは、天然では一緒に見出されない2つの生物学的成分をいう。この成分は、宿主細胞、遺伝子、または調節領域(例えば、プロモーター)であり得る。異種成分は天然では一緒に見出されないが、遺伝子に対して異種のプロモーターがその遺伝子に作動可能に連結される場合、それらは一緒に機能し得る。別の例は、streptococcus配列がマウス宿主細胞に対して異種である場合である。さらなる例は、天然では見出されない配置で単一のタンパク質に組み込まれた同一または異なるタンパク質由来の2つのエピトープである。
【0056】
「複製起点」とは、発現ベクターのような、ポリヌクレオチドの複製を開始および調節するポリヌクレオチド配列である。複製起点は、細胞内でのポリヌクレオチド複製の自律単位として振る舞い、それ自体の制御下で複製し得る。複製起点は、ベクターが特定の宿主細胞において複製するために必要であり得る。特定の複製起点によって、発現ベクターは、細胞内の適切なタンパク質の存在下で高いコピー数で再生され得る。起点の例は、酵母において有効な自律複製配列;およびCOS−7細胞で有効であるウイルスT抗原である。
【0057】
「変異体」配列は、天然の配列または開示された配列とは異なるが配列同一性を有するDNA配列、RNA配列またはアミノ酸配列として規定される。特定の配列に依存して、天然の配列または開示された配列と変異体配列との間の配列同一性の程度は、好ましくは50%(例えば、60%、70%、80%、90%、95%、99%またはそれ以上)より大きく、上記のようにSmith−Watermanアルゴリズムを用いて算出される。本明細書中で使用される場合、本明細書でその核酸配列が提供される核酸分子または領域の「対立遺伝子改変体」は、別のもしくは第2の単離体のゲノム中に本質的に同じ遺伝子座で存在する核酸分子または領域、および、例えば、変異または組換えにより生ずる自然の変化に起因して、類似するが、しかし同一でない核酸配列を有する核酸分子または領域である。コード領域の対立遺伝子改変体は、代表的には、比較される遺伝子によってコードされるタンパク質の活性と類似した活性を有するタンパク質をコードする。対立遺伝子改変体はまた、遺伝子の5’または3’非翻訳領域(例えば、調節制御領域)での変化を含み得る(例えば、米国特許第5,753,235号を参照のこと)。
【0058】
(発現系)
streptococcusヌクレオチド配列は、種々の異なる発現系;例えば、哺乳動物細胞、バキュロウイルス、植物細胞、細菌、および酵母と共に使用される発現系、において発現され得る。
【0059】
(i.哺乳動物系) 哺乳動物発現系は当該分野において公知である。哺乳動物プロモーターは、哺乳動物RNAポリメラーゼに結合し、そしてコード配列(例えば、構造遺伝子)のmRNAへの下流への(3’への)転写を開始し得る任意のDNA配列である。プロモーターは、転写開始領域(これはコード配列の5’末端の近位に通常位置する)およびTATAボックス(転写開始部位の25〜30塩基対(bp)上流に通常位置する)を有する。TATAボックスは、その正しい部位においてRNAポリメラーゼIIにRNA合成を開始させるよう指示すると考えられている。哺乳動物プロモーターはまた、TATAボックスの100〜200bp上流以内に通常位置する上流プロモーターエレメントを含む。上流プロモーターエレメントは、転写が開始され、そしていずれかの方向において作用し得る割合を決定する(Sambrookら(1989)「Expression of Cloned Genes in Mammalian Cells」 Molecular Cloning:A Laboratory Manual、第2版)。
【0060】
哺乳動物ウイルス遺伝子は、しばしば高度に発現され、そして広範な宿主範囲を有する;従って、哺乳動物ウイルス遺伝子をコードする配列は、特に有用なプロモーター配列を提供する。例として、SV40初期プロモーター、マウス乳腺癌ウイルスLTRプロモーター、アデノウイルス主要後期プロモーター(Ad MLP)、および単純疱疹ウイルスプロモーターが挙げられる。さらに、マウスのメタロチオネイン遺伝子のような非ウイルス性遺伝子に由来する配列もまた、有用なプロモーター配列を提供する。発現は、構成的であるかまたは調節される(誘導性)かのいずれかであり得、プロモーターに依存して、ホルモン応答細胞においてグルココルチコイドにより誘導され得る。
【0061】
上記に記載されるプロモーターエレメントと組み合せて、エンハンサーエレメント(エンハンサー)の存在は、通常、発現レベルを増大させる。エンハンサーは、同種プロモーターまたは異種プロモーターに連結される場合、転写を1000倍まで刺激し得る調節DNA配列であり、合成は、通常のRNA開始部位で開始する。エンハンサーはまた、それらが、通常方向もしくは逆の(flipped)方向のいずれかで転写開始部位より上流または下流に、あるいはプロモーターから1000ヌクレオチドを超える距離で位置される場合、活性である(Maniatisら(1987) Science 236:1237;Albertsら(1989)Molecular Biology of the Cell,第2版)。ウイルス由来のエンハンサーエレメントは、それらが通常、より広い宿主範囲を有することから、特に有用であり得る。例としては、SV40初期遺伝子エンハンサー(Dijkemaら(1985)EMBO J.4:761)およびラウス肉腫ウイルスの長末端反復(LTR)に由来するエンハンサー/プロモーター(Gormanら(1982b)Proc.Natl.Acad.Sci.79:6777)およびヒトサイトメガウイルスに由来するエンハンサー/プロモーター(Boshartら(1985)Cell 41:521)が挙げられる。さらに、いくつかのエンハンサーは調節可能であり、そしてホルモンまたは金属イオンのような誘導因子の存在下のみで活性になる(Sassone−CorsiおよびBorelli(1986)Trends Genet.2:215;Maniatisら(1987)Science 236:1237)。
【0062】
DNA分子は、哺乳動物細胞において細胞内で発現され得る。プロモーター配列は、組換えタンパク質のN末端における最初のアミノ酸が常にATG開始コドンによりコードされるメチオニンである場合、DNA分子と直接連結され得る。所望される場合、N末端は、臭化シアンとのインビトロでのインキュベーションによりタンパク質から切断され得る。
【0063】
あるいは、外来タンパク質もまた、哺乳動物細胞において外来タンパク質の分泌を提供するリーダー配列フラグメントで構成される融合タンパク質をコードするキメラDNA分子を作製することにより、細胞から増殖培地へ分泌され得る。好ましくは、インビボまたはインビトロのいずれかにおいて切断され得る、リーダーフラグメントと外来遺伝子との間にコードされるプロセシング部位が存在する。リーダー配列フラグメントは通常、細胞からのタンパク質の分泌を指示する疎水性アミノ酸で構成されるシグナルペプチドをコードする。アデノウイルス3分割(tripartite)リーダーは、哺乳動物細胞において外来タンパク質の分泌を提供するリーダー配列の例である。
【0064】
通常、哺乳動物細胞によって認識される転写終結配列およびポリアデニル化配列は、翻訳終止コドンの3’側に位置する調節領域であり、従って、プロモーターエレメントと共に、コード配列に隣接する。成熟mRNAの3’末端は、部位特異的な転写後切断およびポリアデニル化により形成される(Birnstielら(1985)Cell 41:349;ProudfootおよびWhitelaw(1988)「Termination and 3’end processing of eukaryotic RNA.」Transcription and splicing(B.D.HamesおよびD.M.Glover編);Proudfoot(1989)Trends Biochem.Sci.14:105)。これらの配列は、mRNAの転写を指示し、そのmRNAは、そのDNAにコードされるポリペプチドに翻訳され得る。転写ターミネーター/ポリアデニル化シグナルの例としては、SV40由来の転写ターミネーター/ポリアデニル化シグナルが挙げられる(Sambrookら(1989)「Expression of cloned genes in cultured mammalian cells.」Molecular Cloning:A Laboratory Manual)。
【0065】
通常、プロモーター、ポリアデニル化シグナル、および転写終結配列を含む上記の構成要素は、発現構築物内に一緒に導入される。エンハンサー、機能的なスプライスドナー部位およびアクセプター部位を有するイントロン、ならびにリーダー配列もまた、所望される場合、発現構築物内に含まれ得る。発現構築物はしばしば、哺乳動物細胞または細菌のような宿主内で安定的に維持され得る染色体外エレメント(例えば、プラスミド)のような、レプリコン内で維持される。哺乳動物複製系としては、複製のためにトランス作用性の因子を必要とする、動物ウイルス由来の複製系が挙げられる。例えば、SV40(Gluzmam(1981)Cell 23:175)、あるいはポリオーマウイルスのようなパポバウイルスの複製系を含むプラスミドは、適切なウイルスT抗原の存在下で極めて高いコピー数まで複製する。哺乳動物レプリコンのさらなる例としては、ウシパピローマウイルスおよびエプスタイン−バーウイルス由来のレプリコンが挙げられる。さらに、このレプリコンは、二つの複製系を有し得、従って、例えば、発現のために哺乳動物細胞内で、ならびにクローニングおよび増幅のために原核生物の宿主内で、そのレプリコンを維持することが可能である。このような哺乳動物−細菌シャトルベクターの例としては、pMT2(Kaufmanら、(1989)Mol.Cell.Biol.9:946)およびpHEBO(Shimizuら、(1986)Mol.Cell.Biol.6:1074)が挙げられる。
【0066】
使用される形質転換の手順は、形質転換される宿主に依存する。異種ポリヌクレオチドの哺乳動物細胞への導入方法は、当該分野で公知であり、その方法としては、デキストラン媒介トランスフェクション、リン酸カルシウム沈殿、ポリブレン媒介トランスフェクション、プロトプラスト融合、エレクトロポレーション、リポソーム内でのポリヌクレオチドのカプセル化、およびDNAの核内への直接マイクロインジェクションが挙げられる。
【0067】
発現用宿主として利用可能な哺乳動物細胞株は、当該分野で公知であり、そのような細胞株としては、チャイニーズハムスター卵巣(CHO)細胞、HeLa細胞、乳仔ハムスター腎臓(BHK)細胞、サル腎臓細胞(COS)、ヒト肝細胞癌細胞(例えば、Hep G2)および多くの他の細胞株を含むが、これらに限定されない、American Type Culture Collection(ATCC)から入手可能な多くの不死化細胞株が挙げられる。
【0068】
(ii バキュロウイルス系) タンパク質をコードするポリヌクレオチドはまた、適切な昆虫発現ベクターに挿入され得、そしてそのベクター内で、制御エレメントに作動可能に連結される。ベクターの構築には、当該分野で公知の技術を使用する。一般に、この発現系の構成要素は、以下を含む:バキュロウイルスゲノムのフラグメント、および発現させる異種遺伝子の挿入のために便利な制限部位の両方を有する転移ベクター(通常は細菌プラスミド);転移ベクター内のバキュロウイルス特異的フラグメントに対して配列相同性を有する野生型バキュロウイルス(これは、バキュロウイルスゲノム内への異種遺伝子の相同組換えを可能にする);ならびに適切な昆虫宿主細胞および増殖培地。
【0069】
転移ベクターにタンパク質をコードするDNA配列を挿入した後、そのベクターおよび野生型ウイルスゲノムを、昆虫宿主細胞にトランスフェクトし、そこでベクターとウイルスゲノムとを組換えさせる。パッケージングされた組換えウイルスは発現され、そして組換えプラークが同定および精製される。バキュロウイルス/昆虫細胞発現系の材料および方法は、特に、Invitrogen、San Diego CAからキット形態で市販されている(「MaxBac」キット)。これらの技術は、一般に当業者に公知であり、そしてSummersおよびSmith、Texas Agricultural Experiment Station Bulletin No.1555(1987)(本明細書中以降、「Summers and Smith」)に十分に記載されている。
【0070】
タンパク質をコードするDNA配列をバキュロウイルスゲノムに挿入する前に、プロモーター配列、リーダー配列(所望の場合)、コード配列、および転写終結配列を含む上記の構成要素を、通常、中間転移構築物(転移ベクター)に組み込む。この構築物は、単一の遺伝子および作動可能に連結された調節エレメント;作動可能に連結された調節エレメントのセットを各々が所有する複数の遺伝子;あるいは同じ調節エレメントのセットにより調節される複数の遺伝子、を含み得る。中間転移構築物は、しばしば、細菌のような宿主内で安定的に維持し得る染色体外エレメント(例えば、プラスミド)のような、レプリコン内で維持される。レプリコンは、複製系を有しており、従って、それはクローニングおよび増幅に適切な宿主内で維持され得る。
【0071】
現在、外来遺伝子をAcNPVへ導入するために、最も一般に使用される転移ベクターは、pAc373である。当業者に公知の多くの他のベクターもまた設計されている。これらには、例えば、pVL985(ATGからATTにポリへドリン開始コドンを変化させ、そしてそのATTから32塩基対下流に、BamHIクローニング部位を導入する;LuckowおよびSummers,Virology(1989)17:31を参照のこと)が挙げられる。
【0072】
プラスミドはまた、通常、ポリへドリンポリアデニル化シグナル(Millerら、(1988)Ann.Rev.Microbiol.,42:177)、および原核生物アンピシリン耐性(amp)遺伝子、ならびにE.coliにおける選択および増殖のための複製起点を含む。
【0073】
バキュロウイルス転移ベクターは、通常、バキュロウイルスプロモーターを含む。バキュロウイルスプロモーターは、バキュロウイルスRNAポリメラーゼに結合し、そしてコード配列(例えば、構造遺伝子)のmRNAへの下流への(5’から3’への)転写を開始し得る任意のDNA配列である。プロモーターは、通常、コード配列の5’末端に近接して配置される転写開始領域を有する。この転写開始領域は、通常、RNAポリメラーゼ結合部位および転写開始部位を含む。バキュロウイルス転移ベクターはまた、エンハンサーと呼ばれる第二のドメインを有し得、存在する場合には、通常、構造遺伝子に対して遠位にある。発現は、調節されているかまたは構成的であるかのいずれかであり得る。
【0074】
ウイルスの感染サイクルの後期で大量に転写される構造遺伝子は、特に有用なプロモーター配列を提供する。例としては、ウイルス多面体タンパク質をコードする遺伝子(Friesenら、(1986)「The Regulation of Baculovirus Gene Expression,」:The Molecular Biology of Baculoviruses(Walter Doerfler編);EPO公開第127839号および同第155476号;およびp10タンパク質をコードする遺伝子(Vlakら,(1988),J.Gen.Virol.69:765)由来の配列が挙げられる。
【0075】
適切なシグナル配列をコードするDNAは、分泌される昆虫タンパク質、あるいはバキュロウイルスポリへドリン遺伝子(Carbonellら,(1998)Gene,73:409)のようなバキュロウイルスタンパク質の遺伝子に由来し得る。あるいは、哺乳動物細胞の翻訳後修飾(例えば、シグナルペプチド切断、タンパク質分解切断、およびリン酸化)のシグナルは、昆虫細胞によって認識されるようであり、分泌および核蓄積に必要なシグナルはまた、無脊椎動物細胞と脊椎動物細胞との間で保存されているようであるので、非昆虫起源のリーダー(例えば、ヒトαインターフェロン(Maedaら(1985)Nature 315:592);ヒトガストリン放出ペプチド(Lebacq−Verheydenら(1988)Molec.Cell.Biol.8:3129);ヒトIL−2(Smithら(1985)Proc.Nat’l Acad.Sci.USA、82:8404);マウスIL−3(Miyajimaら(1987)Gene 58:273);およびヒトグルコセレブロシダーゼ(Martinら(1988)DNA、7:99)をコードする遺伝子由来のリーダー)もまた、昆虫での分泌を提供するために使用され得る。
【0076】
組換えポリペプチドまたは組換えポリタンパク質は細胞内で発現され得るか、あるいは適切な調節配列と共に発現される場合には、分泌され得る。融合されていない外来タンパク質の優れた細胞内発現には、通常、ATG開始シグナルの前に適切な翻訳開始シグナルを含む短いリーダー配列を理想的に有する異種遺伝子が必要である。所望される場合、N末端のメチオニンは、臭化シアンとのインビトロインキュベーションにより、成熟タンパク質から切断され得る。
【0077】
あるいは、天然では分泌されない組換えポリタンパク質あるいは組換えタンパク質は、昆虫において外来タンパク質の分泌を提供するリーダー配列フラグメントから構成される、融合タンパク質をコードするキメラDNA分子を作製することにより、昆虫細胞から分泌され得る。リーダー配列フラグメントは通常、タンパク質の小胞体内への輸送を指示する疎水性アミノ酸から構成されるシグナルペプチドをコードする。
【0078】
タンパク質の発現産物の前駆体をコードするDNA配列および/または遺伝子の挿入後、昆虫細胞宿主に、転移ベクターの異種DNAおよび野生型バキュロウイルスのゲノムDNAを同時形質転換(通常は、同時トランスフェクションによって)する。構築物のプロモーターおよび転写終結配列は、通常バキュロウイルスゲノムの2〜5kbの区画を含む。バキュロウイルスウイルスの所望の部位に異種DNAを導入する方法は、当該分野で公知である(SummersおよびSmith、前出;Juら(1987);Smithら,Mol.Cell.Biol.(1983)3:2156;ならびにLuckowおよびSummers(1989)を参照のこと)。例えば、挿入は、相同二重交差組換え(homologous double crossover recombination)により、ポリへドリン遺伝子のような遺伝子への挿入であり得る;挿入はまた、所望のバキュロウイルス遺伝子中に操作された制限酵素部位への挿入であり得る。Millerら、(1989)、Bioessays 4;91。発現ベクターにおいてポリへドリン遺伝子の代わりにクローン化される場合、DNA配列は、ポリへドリン特異的配列の5’側および3’側の両方に隣接し、そしてポリへドリンプロモーターの下流に配置される。
【0079】
新規に形成されたバキュロウイルス発現ベクターは続いて、感染性組換えバキュロウイルス内にパッケージされる。相同組換えは、低い頻度で起こる(約1%と約5%との間);それゆえ、同時トランスフェクション後に産生されるウイルスの大半は、なお野生型ウイルスである。従って、組換えウイルスを同定するための方法が必要である。この発現系の利点は、組換えウイルスを区別することが可能な視覚的なスクリーニングである。ネイティブのウイルスにより産生されるポリへドリンタンパク質は、ウイルス感染後の後期で、その感染された細胞の核内で非常に高いレベルで産生される。蓄積されたポリへドリンタンパク質は、閉塞体を形成し、それはまた包埋された粒子を含む。これらの閉塞体は、最大15μmの大きさで、高度に屈折性であり、明るく輝く外見を与え、光学顕微鏡下で容易に確認される。組換えウイルスが感染した細胞は、閉塞体を欠く。組換えウイルスと野生型ウイルスを区別するために、トランスフェクション上清を、当業者に公知の技術により昆虫細胞の単層上でプラーク形成させる。すなわち、プラークを、光学顕微鏡下で、閉塞体の存在(野生型ウイルスを示す)または非存在(組換えウイルスを示す)についてスクリーニングする。「Current Protocols in Microbiology」、第2巻(Ausubelら編)16.8(増補10、1990);SummersおよびSmith、前出;Millerら(1989)。
【0080】
組換えバキュロウイルス発現ベクターは、いくつかの昆虫細胞への感染のために開発された。例えば、組換えバキュロウイルスは、特に以下に示すもののために開発された:Aedes aegypti、Autographa californica、Bombyx mori、Drosophila melanogaster、Spodoptera frugiperda、およびTrichoplusia ni(WO89/046699;Carbonellら,(1985)J.Virol.56:153;Wright(1986)Nature 321:718;Smithら,(1983)Mol.Cell.Biol.3:2156;および一般には、Fraserら,(1989)In Vitro Cell.Dev.Biol.25:225を参照のこと)。
【0081】
バキュロウイルス/発現系における異種ポリペプチドの直接発現および融合発現の両方のための細胞および細胞培養培地が、市販されている;細胞培養技術は、一般に当業者に公知である。例えば、前出のSummersおよびSmithを参照のこと。
【0082】
次いで、改変した昆虫細胞を、改変した昆虫宿主内で存在するプラスミドの安定的維持を可能にする適切な栄養培地で増殖され得る。発現産物の遺伝子が、誘導性の制御下にある場合、宿主は高密度で増殖され得、そして発現が誘導され得る。あるいは、発現が構成的である場合、その産物は培地中に継続的に発現され、そして目的産物を取り出し、そして枯渇した栄養を補充する間、栄養培地を継続的に循環しなければならない。その産物は、クロマトグラフィー(例えば、HPLC、アフィニティークロマトグラフィー、イオン交換クロマトグラフィーなど);電気泳動;密度勾配遠心分離;溶媒抽出などのような技術により精製され得る。適切には、その産物を、必要な場合、さらに精製して、培地中にも存在する任意の昆虫タンパク質を実質的に除去し、宿主片(例えば、タンパク質、脂質および多糖類)を少なくとも実質的に含まない産物を供給し得る。
【0083】
タンパク質の発現を得るために、形質転換体に由来する組換え宿主細胞は、組換えタンパク質をコードする配列の発現を可能にする条件下でインキュベートされる。これらの条件は、選択される宿主細胞に依存して変化する。しかし、その条件は、当該分野で公知の事項に基づいて、当業者に容易に確認できる。
【0084】
(iii 植物系) 当該分野で公知の多くの植物細胞培養および全植物体の遺伝子発現系が存在する。例示的な植物細胞遺伝子発現系としては、米国特許第5,693,506号;米国特許第5,659,122号;および米国特許第5,608,143号のような特許文献に記載される発現系が挙げられる。植物細胞培養における遺伝子発現のさらなる例は、Zenk,Phytochemistry 30:3861−3863(1991)に記載されている。植物タンパク質のシグナルペプチドの記載は、上記の参考文献に加えて、以下の文献においても見出され得る;Vaulcombeら,Mol.Gen.Genet.209:33−40(1987);Chandlerら,Plant Molecular Biology 3:407−418(1984);Rogers,J.Biol.Chem.260:3731−3738(1985);Rothsteinら,Gene 55:353−356(1987);Whittierら,Nucleic Acids Research 15:2515−2535(1987);Wirselら,Molecular Microbiology 3:3−14(1989);Yuら,Gene 122:247−253(1992)。植物ホルモンであるジベレリン酸、およびジベレリン酸により誘導される分泌酵素による植物遺伝子発現の調節の記載は、R.L.JonesおよびJ.MacMillin,Gibberellins:Advanced Plant Physiology,Malcolm B.Wilkins編,1984 Pitman Publishing Limited,London,21−52頁に見出され得る。他の代謝調節遺伝子が記載される参考文献は;Sheen,Plant Cell,2:1027−1038(1990);Maasら,EMBO J.9:3447−3452(1990);BenkelおよびHickey,Proc.Natl.Acad.Sci.84:1337−1339(1987)である。
【0085】
代表的には、当該分野で公知の技術を使用して、所望のポリヌクレオチド配列を、植物内で操作するために設計された遺伝子調節エレメントを含む発現カセット中に挿入する。その発現カセットは、植物宿主内での発現に適切な発現カセットの上流および下流にコンパニオン配列を有する望ましい発現ベクター中に挿入される。そのコンパニオン配列は、プラスミド起源またはウイルス起源のものであり、そしてそのベクターが、細菌のような本来のクローニング宿主から所望の植物宿主へDNAが移動することを可能にするために必要とされる特徴をベクターに提供する。基本的な細菌/植物ベクター構築物は、好ましくは、広範な宿主範囲の原核生物の複製起点;原核生物の選択マーカー;および、Agrobacteriumの形質転換のために、Agrobacterium媒介転移のためのT DNA配列を植物染色体に提供する。異種遺伝子が容易に検出されない場合は、その構築物は好ましくはまた、植物細胞が形質転換されたか否かの決定に適した選択マーカー遺伝子を有する。適切なマーカーの一般的な総説は、例えば、イネ科のメンバーについては、WilminkおよびDons,1993,Plant Mol.Biol.Reptr,11(2):165−185に見出される。
【0086】
植物ゲノムへの異種配列の組込みを可能にするために適切な配列もまた、推奨される。これらは、植物ゲノム内への異種発現カセットのランダム挿入を可能にする相同組換えのためのトランスポゾン配列など、およびTi配列を含み得る。適切な原核生物選択マーカーとしては、アンピシリンまたはテトラサイクリンのような抗生物質に対する耐性が挙げられる。当該分野で公知であるように、さらなる機能をコードする他のDNA配列もまた、そのベクター中に存在し得る。
【0087】
本発明の核酸分子は、目的のタンパク質の発現のための発現カセット中に含まれ得る。通常は一つのみの発現カセットが存在するが、2つ以上の発現カセットも可能である。組換え発現カセットは、異種タンパク質のコード配列に加えて、以下のエレメントを含む:プロモーター領域、植物の5’非翻訳配列、開始コドン(構造遺伝子が開始コドンを備えているか否かに依存する)、ならびに転写終結配列および翻訳終結配列。そのカセットの5’末端および3’末端の固有の制限酵素部位は、既存のベクター内への容易な挿入を可能にする。
【0088】
異種コード配列は、本発明に関連する任意のタンパク質についての配列であり得る。目的のタンパクをコードする配列は、適切な場合、そのタンパク質のプロセシングおよびトランスロケーションを可能にするシグナルペプチドをコードし、そして通常、本発明の所望のタンパク質の膜への結合を引き起こし得る任意の配列を欠く。転写開始領域は、大部分は、発芽中に発現およびトランスロケーションされる遺伝子のためであるので、トランスロケーションを提供するシグナルペプチドを使用することにより、目的のタンパク質のトランスロケーションを提供し得る。この方法で、目的のタンパク質は、それらが発現される細胞からトランスロケーションされ、そして効率的に回収され得る。代表的には、種子における分泌は、種子の胚乳へ、アリューロン層または胚盤上皮層を通過する。タンパク質は、そのタンパク質が産生される細胞から分泌される必要はないが、これによって、組換えタンパク質の単離および精製が容易になる。
【0089】
所望の遺伝子産物の最終的な発現は、真核生物細胞中であるので、クローン化した遺伝子の任意の部分が、イントロンとして宿主のスプライセオソーム(splicosome)機構によってプロセシングされる配列を含むか否かを決定することが望ましい。そのような場合、「イントロン」領域の部位特異的変異誘発は、偽イントロンコード(false intron code)のような遺伝的メッセージの一部を欠失することを防止するように実施され得る(ReedおよびManiatis、Cell 41:95−105(1985))。
【0090】
ベクターは、組換えDNAを機械的に転移するためにマイクロピペットを用いることによって、植物細胞内に直接的に微量注入され得る。Crossway、Mol.Gen.Genet,202:179−185、1985。遺伝物質はまた、ポリエチレングリコールを用いて植物細胞内に転移され得る(Krensら、Nature、296、72−74、1982)。核酸セグメントの導入の別の方法は、小ビーズまたは粒子のいずれかのマトリックスの内部に、あるいはその表面に核酸を有する小さな粒子による高速バリスティック(ballistic)穿通法である(Kleinら,Nature,327,70−73,1987ならびにKnudsenおよびMuller,1991,Planta,185:330−336は、トランスジェニックオオムギを作製するためのオオムギ胚乳の粒子ボンバードメント(bombardment)を教示する)。さらに別の導入方法は、他の実体、ミニ細胞、細胞、リソソームあるいは他の融合可能な脂質表面体のいずれかとのプロトプラストの融合である(Fraleyら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA,79,1859−1863,1982)。
【0091】
ベクターはまた、エレクトロポレーションにより植物細胞内に導入され得る(Frommら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA 82:5824,1985)。この技術において、植物プロトプラストは、遺伝子構築物を含むプラスミドの存在下でエレクトロポレーションされる。高い電界の強さの電気衝撃により、生体膜を可逆的に透過化し、プラスミドの導入を可能にする。エレクトロポレーションされた植物プロトプラストは細胞壁を再形成し、分裂して、そして植物カルスを形成する。
【0092】
プロトプラストを単離および培養して完全な再生植物を提供し得る全ての植物は、本発明により形質転換され得、その結果、転移された遺伝子を保持する完全な植物が再生される。実際に、全ての植物は、培養細胞あるいは組織(サトウキビ、テンサイ、ワタ、果実および他の樹木、マメ科植物および野菜の全ての主要な種を含むがそれらに限定されない)から再生され得ることが公知である。いくつかの適した植物としては、例えば、以下の属からの種が挙げられる;Fragaria、Lotus、Medicago、Onobrychis、Trifolium、Trigonella、Vigna、Citrus、Linum、Geranium、Manihot、Daucus、Arabidopsis、Brassica、Raphanus、Sinapis、Atropa、Capsicum、Datura、Hyoscyamus、Lycopersion、Nicotiana、Solanum、Petunia、Digitalis、Majorana、Cichorium、Helianthus、Lactuca、Bromus、Asparagus、Antirrhinum、Hererocallis、Nemesia、Pelargonium、Panicum、Pennisetum、Ranunculus、Senecio、Salpiglossis、Cucumis、Browaalia、Glycine、Lolium、Zea、Triticum、Sorghum、およびDatura。
【0093】
再生のための手段は、植物の種によって変化するが、一般に異種遺伝子のコピーを含む形質転換されたプロトプラストの懸濁液が最初に提供される。カルス組織が形成され、そしてシュートがカルスから誘導され得、続いて発根され得る。あるいは、胚形成がプロトプラスト懸濁液から誘導され得る。これらの胚は、天然の胚として発芽し、植物を形成する。培養培地は、一般に、種々のアミノ酸、ならびにオーキシンおよびサイトカイニンのようなホルモンを含有する。またグルタミン酸およびプロリンを培地に添加することは、特に、コーンおよびアルファルファのような種にとって有利である。シュートおよび根は、通常、同時に発生する。効果的な再生は、培地、遺伝子型、および培養遍歴に依存する。これらの3つの変数が制御される場合、再生は十分に再現可能でありそして反復可能である。
【0094】
いくつかの植物細胞培養系において、本発明の所望のタンパク質は分泌されるか、あるいはこのタンパク質は全植物体から抽出され得る。本発明の所望のタンパク質が培地内に分泌される場合、これを回収し得る。あるいは、胚および胚を有さない不完全な種子または他の植物組織を機械的に破壊して、細胞と組織と間の任意の分泌タンパク質を遊離させ得る。その混合物を緩衝液に懸濁して、可溶性タンパク質を回収し得る。次いで、従来のタンパク質の単離方法および精製方法を使用して、組換えタンパク質を精製する。時間、温度、pH、酸素、および容量のパラメーターを慣用的な方法により調整して、異種タンパク質の発現および回収を最適化する。
【0095】
(iv.細菌系) 細菌の発現技術は、当該分野で公知である。細菌プロモーターは、細菌のRNAポリメラーゼに結合し、そしてコード配列(例えば、構造遺伝子)の下流への(3’への)mRNAへの転写を開始し得る任意のDNA配列である。プロモーターは、通常、コード配列の5’末端に近接して配置される転写開始領域を有する。この転写開始領域は、通常、RNAポリメラーゼ結合部位および転写開始部位を含む。細菌のプロモーターはまた、オペレーターと呼ばれる第二のドメインを有し、これはRNA合成が始まる近接するRNAポリメラーゼ結合部位と重複し得る。オペレーターは、遺伝子リプレッサータンパク質が、オペレーターに結合し、それによって特定の遺伝子の転写を阻害し得るような、負の調節された(誘導性の)転写を可能にする。構成的発現は、オペレーターのような負の調節エレメントの非存在下で起こり得る。さらに、正の調節は、遺伝子アクチベータータンパク質結合配列により達成され得、その配列は、存在する場合には通常、RNAポリメラーゼ結合配列の(5’)側に近接している。遺伝子アクチベータータンパク質の例としては、カタボライト活性化タンパク質(CAP)があり、それはEscherichia coli(E.coli)におけるlacオペロンの転写の開始を補助する(Raibaudら(1984)Annu.Rev.Genet.18:173)。従って、調節される発現は、正または負のいずれかであり、それによって転写を増強するかまたは低下し得る。
【0096】
代謝経路の酵素をコードする配列は、特に有用なプロモーター配列を提供する。例としては、ガラクトース、ラクトース(lac)(Changら.(1997)Nature 198:1056)、およびマルトースのような糖代謝酵素由来のプロモーター配列が挙げられる。さらなる例としては、トリプトファン(trp)(Goeddelら(1980)Nuc.Acids Res.8:4057;Yelvertonら(1981)Nucl.Acids Res.9:731;米国特許第4,738,921号;EP−A−0036776およびEP−A−0121775)のような生合成酵素由来のプロモーター配列が挙げられる。g−ラオタマーゼ(g−laotamase)(bla)プロモーター系(Weissmann(1981)「The cloning of interferon and other mistakes.」Interferon 3(I.Gresser編))、バクテリオファージλPL(Shimatakeら(1981)Nature 292:128)およびT5(米国特許第4,689,406号)プロモーター系もまた有用なプロモーター配列を提供する。
【0097】
さらに、天然に存在しない合成プロモーターもまた、細菌のプロモーターとして機能する。例えば、1つの細菌あるいはバクテリオファージプロモーターの転写活性化配列は、別の細菌あるいはバクテリオファージプロモーターのオペロン配列と結合され得、合成ハイブリッドプロモーターが作製される(米国特許第4,551,433号)。例えば、tacプロモーターは、trpプロモーター配列およびlacリプレッサーにより調節されるlacオペロン配列の両方から構成される、ハイブリッドtrp−lacプロモーターである(Amannら(1983)Gene 25:167;de Boerら(1983)Proc.Natl.Acad.Sci.80:21)。さらに、細菌のプロモーターは、細菌のRNAポリメラーゼに結合し、そして転写を開始させる能力を有する非細菌起源の天然に存在するプロモーターを含み得る。非細菌起源の天然に存在するプロモーターはまた、原核生物内でいくつかの遺伝子の高いレベルでの発現をもたらすために、適合性のあるRNAポリメラーゼと組み合わされ得る。バクテリオファージT7 RNAポリメラーゼ/プロモーター系は、組み合わされたプロモーター系の例である(Studierら(1986)J.Mol.Biol.189:113;Taborら(1985)Proc Natl.Acad.Sci.82:1074)。さらに、ハイブリッドプロモーターはまた、バクテリオファージプロモーターおよびE.coliオペレーター領域から構成され得る(EP−A−0 267 851)。
【0098】
機能性のプロモーター配列に加え、効果的なリボソーム結合部位はまた、原核生物における外来遺伝子の発現に有用である。E.coliにおいて、リボソーム結合部位は、シャイン−ダルガルノ(SD)配列と呼ばれ、そして開始コドン(ATG)および開始コドンの3〜11ヌクレオチド上流に位置する3〜9ヌクレオチド長の配列を含む(Shineら(1975)Nature 254:34)。SD配列は、SD配列とE.coli 16S rRNAの3’末端との間の塩基対形成によりリボソームへのmRNAの結合を促進すると考えられている(Steitzら(1979)「Genetic signals and nucleotide sequences in messenger RNA.」Biological Regulation and Development:Gene Expression(R.F.Goldberger編))。弱いリボソーム結合部位を有する真核生物遺伝子および原核生物遺伝子の発現のために(Sambrookら(1989)「Expression of cloned genes in Escherichia coli.」Molecular Cloning:A Laboratory Manual)。
【0099】
DNA分子は、細胞内で発現され得る。プロモーター配列は、直接的にそのDNA分子と連結され得、この場合、N末端の最初のアミノ酸は、常に、ATG開始コドンによりコードされるメチオニンである。所望される場合、N末端のメチオニンは、臭化シアンとのインビトロインキュベーション、あるいは細菌のメチオニンN末端ペプチダーゼとのインビボまたはインビトロのインキュベーションのいずれかによりタンパク質から切断され得る(EP−A−0 219 237)。
【0100】
融合タンパク質は、直接的発現に対する代替物を提供する。通常、内因性の細菌のタンパク質、あるいは他の安定なタンパク質のN末端部分をコードするDNA配列は、異種のコード配列の5’末端と融合される。発現の際に、この構築物は、2つのアミノ酸配列の融合物を提供する。例えば、バクテリオファージλ細胞遺伝子は、外来遺伝子の5’末端と連結され得、そして細菌において発現され得る。生じた融合タンパク質は、好ましくは、外来遺伝子由来のバクテリオファージタンパク質を切断するためのプロセシング酵素(Xa因子)のための部位を保持する(Nagaiら(1984)Nature 309:810)。融合タンパク質はまた、lacZ(Jiaら(1987)Gene 60:197)、trpE(Allenら(1987)J.Biotechnol.5:93;Makoffら(1989)J.Gen.Microbiol.135:11)、およびChey(EP−A−0 324 647)遺伝子由来の配列を用いて作製され得る。2つのアミノ酸配列の接合部のDNA配列は、切断部位をコードしてもよいし、あるいはコードしなくてもよい。別の例は、ユビキチン融合タンパク質である。そのような融合タンパク質は、好ましくは、外来タンパク質からユビキチンを切断するためのプロセシング酵素(例えば、ユビキチン特異的プロセシングプロテアーゼ)のための部位を保持するユビキチン領域と共に作製され得る。この方法を通して、ネイティブの外来タンパク質は単離され得る(Millerら(1989)Bio/Technology 7:698)。
【0101】
あるいは、外来タンパク質はまた、細菌における外来タンパク質の分泌を提供するシグナルペプチド配列フラグメントから構成される、融合タンパク質をコードするキメラDNA分子を作製することによって、細胞から分泌され得る(米国特許第4,336,336号)。シグナル配列フラグメントは、通常、細胞からのタンパク質の分泌を指示する、疎水性アミノ酸から構成されるシグナルペプチドをコードする。このタンパク質は、増殖培地(グラム陽性細菌)、または細胞の内膜と外膜との間に位置するペリプラズム空間(グラム陰性細菌)のいずれかへ分泌される。好ましくは、プロセシング部位は、インビボまたはインビトロのいずれかで切断され得る、このシグナルペプチドフラグメントと外来遺伝子との間にコードされる。
【0102】
適切なシグナル配列をコードするDNAは、E.coli外膜タンパク質遺伝子(ompA)(Masuiら(1983)、Experimetal Manipulation of Gene Expression;Ghrayebら、(1984)EMBO J.3:2437)およびE.coliアルカリホスファターゼシグナル配列(phoA)(Okaら(1985)Proc.Natl.Acad.Sci.82:7212)のような、分泌性細菌タンパク質の遺伝子に由来し得る。さらなる例として、種々のBacillus株由来のα−アミラーゼ遺伝子のシグナル配列は、B.subtilis由来の異種タンパク質を分泌するために使用され得る(Palvaら(1982)Proc.Natl.Acad.Sci.USA 79:5582;EP−A−0 244 042)。
【0103】
通常、細菌によって認識される転写終結配列は、翻訳終止コドンの3’側に位置する調節領域であり、そして従って、プロモーターとともに、コード配列に隣接する。これらの配列は、そのDNAによってコードされるポリペプチドへと翻訳され得るmRNAの転写を指示する。転写終結配列は、頻繁に、転写の終結を補助するステムループ構造を形成し得る、約50ヌクレオチドのDNA配列を含む。例としては、強力なプロモーターを有する遺伝子(例えば、E.coliのtrp遺伝子および他の生合成遺伝子)由来の転写終結配列が挙げられる。
【0104】
通常、上記の構成要素(プロモーター、シグナル配列(所望の場合)、目的のコード配列、および転写終結配列を含む)は、発現構築物としてひとつになる。発現構築物は、しばしば、宿主(例えば細菌)において安定に維持し得る染色体外エレメント(例えばプラスミド)のような、レプリコンに維持される。このレプリコンは複製系を有し、従って、発現またはクローニングおよび増幅のいずれかのために、レプリコンが原核生物宿主において保持されることを可能にする。さらに、レプリコンは、高コピー数プラスミドまたは低コピー数プラスミドのいずれかであり得る。高コピー数プラスミドは、一般に約5〜約200、そして通常約10〜約150の範囲のコピー数を有する。高コピー数プラスミドを含む宿主は、好ましくは少なくとも約10個、そしてより好ましくは少なくとも約20個のプラスミドを含む。高コピー数ベクターまたは低コピー数ベクターのいずれかが、宿主に対するベクターおよび外来タンパク質の有効性に依存して選択され得る。
【0105】
あるいは、発現構築物は、組み込みベクターを用いて、細菌のゲノムへ組み込まれ得る。組み込みベクターは、通常、ベクターの組み込みを可能にする、細菌の染色体と相同な少なくとも1つの配列を含む。組み込みは、ベクターにおける相同なDNAと細菌の染色体との間の組換えから生じるようである。例えば、種々のBacillus株由来のDNAと共に構築される組み込みベクターは、Bacillus染色体に組み込まれる(EP−A−0 127 328)。組み込みベクターはまた、バクテリオファージまたはトランスポゾン配列から構成され得る。
【0106】
通常、染色体外発現構築物および組み込み発現構築物は、選択マーカーを含み、形質転換された細菌株の選択を可能にし得る。選択マーカーは、細菌宿主において発現され得、そして細菌に薬物(例えば、アンピシリン、クロラムフェニコール、エリスロマイシン、カナマイシン(ネオマイシン)、およびテトラサイクリン)耐性を付与する遺伝子を含み得る(Daviesら(1978)Annu.Rev.Microbiol.32:469)。選択マーカーはまた、ヒスチジン、トリプトファン、およびロイシンの生合成経路における生合成遺伝子のような、生合成遺伝子を含み得る。
【0107】
あるいは、上記の成分のいくつかは、形質転換ベクターにひとつに組み込まれ得る。形質転換ベクターは、通常、上記のように、レプリコンにおいて維持されるか、または組み込みベクターへと開発されるかのいずれかの選択マーカー(market)から構成される。
【0108】
発現ベクターおよび形質転換ベクター(染色体外レプリコンまたは組み込みベクターのいずれか)は、多くの細菌への形質転換のために開発されてきた。例えば、発現ベクターは、とりわけ、以下の細菌のために開発されてきた:Bacillus subtilis(Palvaら(1982)Proc.Natl.Acad.Sci.USA 79:5582;EP−A−0 036 259およびEP−A−0 063 953;PCTWO 84/04541)、Escherichia coli(Shimatakeら(1981)Nature 292:128;Amannら(1985)Gene 40:183;Studierら(1986)J.Mol.Biol.189:113;EP−A−0 036 776、EP−A−0 136 829およびEP−A−0 136 907)、Streptococcus cremoris(Powellら(1988)Appl.Environ.Microbiol.54:655);Streptococcus lividans(Powellら(1988)Appl.Environ.Microbiol.54:655)、Streptomyces lividans(米国特許第4,745,056号)。
【0109】
外因性DNAを細菌宿主へ導入する方法は、当該分野において周知であり、そして通常、CaClまたは他の薬剤(例えば、2価の陽イオンおよびDMSO)のいずれかで処理された細菌の形質転換を含む。DNAはまた、エレクトロポレーションによって、細菌細胞へ導入され得る。形質転換の手順は、通常、形質転換される細菌の種によって変化する。例えば以下を参照のこと:(Massonら(1989)FEMS Microbiol.Lett.60:273;Palvaら(1982)Proc.Natl.Acad.Sci.USA 79:5582;EP−A−0 036 259およびEP−A−0 063 953;WO 84/04541、Bacillus)、(Millerら(1988)Proc.Natl.Acad.Sci.85:856;Wangら(1990)J.Bacteriol.172:949、Campylobacter)、(Cohenら(1973)Proc.Natl.Acad.Sci.69:2110;Dowerら(1988)Nucleic Acids Res.16:6127;Kushner(1978)「An improved method for transformation of Escherichia coli with ColE1−derived plasmids」Genetic Engineering:Proceedings of the International Symposium on Genetic Engineering(H.W.BoyerおよびS.Nicosia編);Mandelら(1970)J.Mol.Biol.53:159;Taketo(1988)Biochim.Biophys.Acta 949:318;Escherichia)、(Chassyら(1987)FEMS Microbiol.Lett.44:173、Lactobaccilus)(Fiedlerら(1988)Anal.Biochem 170:38、Pseudomonas)(Augustinら(1990)FEMS Microbiol.Lett.66:203、Staphylococcus)(Baranyら(1980)J.Bacteriol.144:698;Harlander(1987)「Transformation of Streptococcus lactis by electroporation」Streptococcal Genetics(J.FerrettiおよびR.Curtiss III編);Perryら(1981)Infect.Immun.32:1295;Powellら(1988)Appl.Environ.Microbiol.54:655;Somkutiら(1987)Proc.4th Evr.Cong.Biotechnology 1:412、Streptococcus)。
【0110】
(v.酵母発現) 酵母発現系もまた、当業者に公知である。酵母プロモーターは、酵母RNAポリメラーゼに結合し、そしてコード配列(例えば、構造遺伝子)のmRNAへの下流への(3’への)転写を開始し得る、任意のDNA配列である。プロモーターは、通常、コード配列の5’末端の近位に位置する転写開始領域を有する。この転写開始領域は、通常、RNAポリメラーゼ結合部位(「TATAボックス」)および転写開始部位を含む。酵母プロモーターはまた、上流アクチベーター配列(UAS)と呼ばれる第2のドメインを有し得、これは、存在する場合、通常、構造遺伝子とは遠位にある。このUASは、調節された(誘導性の)発現を可能にする。構成的発現は、UASの非存在下で生じる。調節される発現は、正または負のいずれかであり得、それによって転写を増加させるかまたは減少させる。
【0111】
酵母は、活性な代謝経路を有する発酵性生物であり、従って、代謝経路における酵素をコードする配列は、特に有用なプロモーター配列を提供する。例としては、以下が挙げられる:アルコールデヒドロゲナーゼ(ADH)(EP−A−0 284 044)、エノラーゼ、グルコキナーゼ、グルコース−6−リン酸イソメラーゼ、グリセルアルデヒド−3−リン酸デヒドロゲナーゼ(GAPまたはGAPDH)、ヘキソキナーゼ、ホスホフルクトキナーゼ、3−ホスホグリセリン酸ムターゼ、およびピルビン酸キナーゼ(PyK)(EPO−A−0 329 203)。酸性ホスファターゼをコードする酵母PHO5遺伝子もまた、有用なプロモーター配列を提供する(Myanoharaら(1983)Proc.Natl.Acad.Sci.USA 80:1)。
【0112】
さらに、天然には存在しない合成プロモーターもまた、酵母のプロモーターとして機能する。例えば、1つの酵母プロモーターのUAS配列は、別の酵母プロモーターの転写活性化領域と連結され得、合成ハイブリッドプロモーターが生成され得る。このようなハイブリッドプロモーターの例として、GAP転写活性化領域と連結されるADH調節配列が挙げられる(米国特許第4,876,197号および同第4,880,734号)。ハイブリッドプロモーターの他の例として、GAPまたはPyK(EP−A−0 164 556)のような解糖酵素遺伝子の転写活性化領域に結合された、ADH2、GAL4、GAL10、またはPHO5遺伝子のいずれかの調節配列からなるプロモーターが挙げられる。さらに、酵母プロモーターは、酵母RNAポリメラーゼと結合し、そして転写を開始する能力を有する、天然に存在する非酵母起源のプロモーターを含み得る。このようなプロモーターの例としては、とりわけ、以下が挙げられる:(Cohenら、(1980)Proc.Natl.Acad.Sci.USA 77:1078;Henikoffら(1981)Nature 283:835;Hollenbergら(1981)Curr.Topics Microbiol.Immunol.96:119;Hollenbergら(1979)「The Expression of Bacterial Antibiotic Resistance Genes in the Yeast Saccharomyces cerevisiae」、Plasmids of Medical,Environmental and Commercial Importance(K.N.TimmisおよびA.Puhler編);Mercerau−Puigalonら(1980)Gene 11:163;Panthierら(1980)Curr.Genet.2:109;)。
【0113】
DNA分子は、酵母において、細胞内で発現され得る。プロモーター配列は、DNA分子と直接連結され得、その場合、組換えタンパク質のN末端の最初のアミノ酸は常にATG開始コドンによってコードされているメチオニンである。所望の場合、N末端のメチオニンは、臭化シアンとのインビトロインキュベーションによって、タンパク質から切断され得る。
【0114】
融合タンパク質は、酵母発現系について、ならびに哺乳動物、植物、バキュロウイルス、および細菌の発現系において、代替物を提供する。通常、内因性酵母タンパク質、または他の安定なタンパク質のN末端部分をコードするDNA配列は、異種コード配列の5’末端に融合される。発現の際に、この構築物は、2つのアミノ酸配列の融合物を提供する。例えば、酵母またはヒトのスーパーオキシドジスムターゼ(SOD)遺伝子は、外来遺伝子の5’末端に連結され、そして酵母において発現され得る。2つのアミノ酸配列の連結部のDNA配列は、切断部位をコードしてもよいし、コードしなくてもよい。例えば、EP−A−0 196 056を参照のこと。別の例はユビキチン融合タンパク質である。このような融合タンパク質は、外来タンパク質からユビキチンを切断するプロセシング酵素(例えば、ユビキチン特異的プロセシングプロテアーゼ)のための部位を好ましくは保持する、ユビキチン領域を有するように作製される。従って、この方法を通じて、ネイティブな外来タンパク質は、単離され得る(例えば、WO88/024066)。
【0115】
あるいは、外来タンパク質はまた、酵母における外来タンパク質の分泌を提供する、リーダー配列フラグメントから構成される融合タンパク質をコードする、キメラDNA分子を作製することによって、細胞から増殖培地へ分泌され得る。好ましくは、インビボまたはインビトロのいずれかで切断され得る、リーダーフラグメントと外来遺伝子との間にコードされるプロセシング部位が存在する。リーダー配列フラグメントは、通常、細胞からのタンパク質の分泌を指示する疎水性アミノ酸から構成されるシグナルペプチドをコードする。
【0116】
適切なシグナル配列をコードするDNAは、分泌性酵母タンパク質の遺伝子(例えば、酵母インベルターゼ遺伝子(EP−A−0 012 873;JPO.62,096,086)およびA因子遺伝子(米国特許第4,588,684号))から獲得され得る。あるいは、インターフェロンリーダーのような、酵母における分泌もまた提供する、非酵母起源のリーダーが存在する(EP−A−0 060 057)。
【0117】
好ましいクラスの分泌リーダーは、酵母α因子遺伝子のフラグメントを使用するリーダーであり、これは「プレ」シグナル配列、および「プロ」領域の両方を含む。用いられ得るこの型のα因子フラグメントとして、完全長プレ−プロα因子リーダー(約83アミノ酸残基)および短縮されたα因子リーダー(通常約25〜約50アミノ酸残基)が挙げられる(米国特許第4,546,083号および同第4,870,008号;EP−A−0 324 274)。分泌を提供するα因子リーダーフラグメントを使用するさらなるリーダーとして、第1の酵母のプレ配列を用いるが、第2の酵母α因子のプロ領域を用いずに作製される、ハイブリッドα因子リーダーを含む(例えば、PCT公開番号WO89/02463を参照のこと)。
【0118】
通常、酵母に認識される転写終結配列は、翻訳終止コドンの3’側に位置する調節領域であり、従って、プロモーターと共にコード配列に隣接する。これらの配列は、mRNAの転写を指示し、そのDNAにコードされるポリペプチドへと翻訳され得る。転写終結配列および他の酵母に認識される終結配列の例は、例えば、解糖酵素をコードする配列である。
【0119】
通常、上記の成分(プロモーター、リーダー(所望の場合)、目的のコード配列、および転写終結配列を含む)は、発現構築物に組み立てられる。発現構築物は、宿主(例えば、酵母または細菌)において安定に保持され得る染色体外エレメント(例えば、プラスミド)のような、レプリコンにおいてしばしば維持される。このレプリコンは、2つの複製系を有し得、従って、例えば、発現のために酵母において、ならびにクローニングおよび増幅のために原核生物宿主において維持されることを可能にする。このような酵母−細菌シャトルベクターの例としては、以下が挙げられる:YEp24(Botsteinら(1979)Gene 8:17〜24)、pCl/1(Brakeら(1984)Proc.Natl.Acad.Sci.USA 81:4642〜4646)、およびYRp17(Stinchcombら(1982)J.Mol.Biol.158:157)。さらに、レプリコンは、高コピー数プラスミドまたは低コピー数プラスミドのいずれかであり得る。高コピー数プラスミドは、一般に約5〜約200、そして通常約10〜約150の範囲のコピー数を有する。高コピー数プラスミドを含む宿主は、好ましくは少なくとも約10個、そしてより好ましくは少なくとも約20個を有する。宿主に対するベクターおよび外来タンパク質の効果に依存して、高コピー数ベクターまたは低コピー数ベクターのいずれかが選択され得る。例えば、Brakeら、前出を参照のこと。
【0120】
あるいは、発現構築物は、組み込みベクターを用いて、酵母のゲノムへ組み込まれ得る。組み込みベクターは、通常、ベクターの組み込みを可能にする、酵母の染色体と相同な少なくとも1つの配列を含み、そして好ましくは、発現構築物に隣接する2つの相同配列を含む。組み込みは、ベクターにおける相同なDNAと酵母の染色体との間の組換えから生じるようである(Orr−Weaverら(1983)Methods in Enzymol.101:228〜245)。組み込みベクターは、そのベクターに含ませるための適切な相同配列を選択することによって、酵母における特定の遺伝子座に関し得る。Orr−Weaverら、前出を参照のこと。1つ以上の発現構築物が組み込まれ得、おそらく産生される組換えタンパク質のレベルに影響を与え得る(Rineら(1983)Proc.Natl.Acad.Sci.USA 80:6750)。ベクターに含まれる染色体配列は、ベクターにおける単一セグメント(ベクター全体の組み込みを生じる)、または染色体における隣接セグメントに相同でかつベクターにおいて発現構築物に隣接する2つのセグメント(発現構築物のみの安定した組み込みを生じ得る)のいずれかとして存在し得る。
【0121】
通常、染色体外発現構築物および組み込み発現構築物は、形質転換された酵母株の選択を可能にする選択マーカーを含み得る。選択マーカーは、酵母宿主において発現され得る生合成遺伝子(例えば、ADE2、HIS4、LEU2、TRP1、およびALG7、ならびにG418耐性遺伝子)を含み得、それぞれ、酵母細胞においてツニカマイシンおよびG418に対する耐性を付与する。さらに、適切な選択マーカーはまた、金属のような毒性化合物の存在下において増殖する能力を、酵母に提供し得る。例えば、CUP1の存在は、酵母が、銅イオンの存在下において増殖することを可能にする(Buttら(1987)Microbiol.Rev.51:351) あるいは、上記成分のうちのいくつかが、形質転換ベクターに組み立てられ得る。形質転換ベクターは、通常、上記のように、レプリコンにおいて保持されるか、または組み込みベクターに開発されるかのいずれかである、選択マーカーで構成される。
【0122】
発現ベクターおよび形質転換ベクターは、染色体外レプリコンまたは組み込みベクターのいずれかであり、多くの酵母への形質転換のために開発されてきた。例えば、発現ベクターは、とりわけ、以下の酵母について開発されてきた:Candida albicans(Kurtzら(1986)Mol.Cell.Biol.6:142)、Candida maltosa(Kunzeら(1985)J.Basic Microbiol.25:141)、Hansenula polymorpha(Gleesonら(1986)J.Gen.Microbiol.132:3459;Roggenkampら(1986)Mol.Gen.Genet.202:302)、Kluyveromyces fragilis(Dasら(1984)J.Bacteriol.158:1165)、Kluyveromyces lactis(De Louvencourtら(1983)J.Bacteriol.154:737;Van den Bergら(1990)Bio/Technology 8:135)、Pichia guillerimondii(Kunzeら(1985)J.Basic Microbiol.25:141)、Pichia pastoris(Creggら(1985)Mol.Cell.Biol.5:3376;米国特許第4,837,148号および同第4,929,555号)、Saccharomyces cerevisiae(Hinnenら(1978)Proc.Natl.Acad.Sci.USA 75:1929;Itoら(1983)J.Bacteriol.153:163)、Schizosaccharomyces pombe(BeachおよびNurse(1981)Nature 300:706)、およびYarrowia lipolytica(Davidowら(1985)Curr.Genet.10:380471;Gaillardinら(1985)Curr.Genet.10:49)。
【0123】
外因性DNAを酵母宿主へ導入する方法は、当該分野において周知であり、そして通常、スフェロプラスト、またはアルカリ陽イオンで処置されたインタクトな酵母細胞のいずれかの形質転換を含む。形質転換の手順は、通常、形質転換される酵母の種によって変化する。例えば以下を参照のこと:(Kurtzら(1986)Mol.Cell.Biol.6:142;Kunzeら(1985)J.Basic Microbiol.25:141;Candida);(Gleesonら(1986)J.Gen.Microbiol.132:3459;Roggenkampら(1986)Mol.Gen.Genet.202:302;Hansenula);(Dasら(1984)J.Bacteriol.158:1165;De Louvencourtら(1983)J.Bacteriol.154:1165;Van den Bergら(1990)Bio/Technology 8:135;Kluyveromyces);(Creggら(1985)Mol.Cell.Biol.5:3376;Kunzeら(1985)J.Basic Microbiol.25:141;米国特許第4,837,148号および同第4,929,555号;Pichia);(Hinnenら(1978)Proc.Natl.Acad.Sci.USA 75:1929;Itoら(1983)J.Bacteriol.153:163 Saccharomyces);(BeachおよびNurse(1981)Nature 300:706;Schizosaccharomyces);(Davidowら(1985)Curr.Genet.10:39;Gaillardinら(1985)Curr.Genet.10:49;Yarrowia)。
【0124】
(抗体)
本明細書中で使用される場合、用語「抗体」とは、少なくとも1つの抗体結合部位から構成されるポリペプチドまたはポリペプチド群をいう。「抗体結合部位」は、抗原のエピトープの特徴に相補的な内部表面形状および電荷分布を有する、3次元結合空間であり、これによって、抗体と抗原との結合が可能になる。「抗体」は、例えば、脊椎動物抗体、ハイブリッド抗体、キメラ抗体、ヒト化抗体、改変された抗体、一価抗体、Fabタンパク質、および単一ドメイン抗体を含む。
【0125】
本発明のタンパク質に対する抗体は、アフィニティークロマトグラフィー、免疫アッセイ、およびstreptococcusタンパク質の識別/同定に有用である。
【0126】
本発明のタンパク質に対する抗体(ポリクローナルおよびモノクローナルの両方)は、従来方法によって調製され得る。一般に、タンパク質は、最初に、適切な動物、好ましくはマウス、ラット、ウサギ、またはヤギを免疫するために使用される。ウサギおよびヤギは、獲得可能な血清量、ならびに標識された抗ウサギ抗体および抗ヤギ抗体の利用可能性に起因して、ポリクローナル血清の調製のために好ましい。免疫は、一般的に、タンパク質を生理食塩水(好ましくはフロイント完全アジュバントのようなアジュバント)に混合または乳化し、そして混合物または乳化物を非経口的に(一般的に皮下、または筋肉内に)注射することによって行われる。50〜200μg/注射の用量が、代表的に十分である。免疫は、一般的に、2〜6週後に生理食塩水(好ましくはフロイント不完全アジュバントを用いる)中のタンパク質の1回以上の注射によってブーストされる。あるいは、当該分野において公知の方法を使用するインビトロ免疫によって、抗体が生成され得、これは、本発明の目的にとっては、インビボ免疫に相当すると考えられる。ポリクローナル抗血清は、免疫された動物の血液をガラスまたはプラスチック製容器に取り出し、その血液を25℃で1時間インキュベートし、その後4℃で2〜18時間インキュベートすることによって得られる。この血清は、遠心分離(例えば1,000g、10分間)によって回収される。ウサギから、1回の採血につき約20〜50mlが得られ得る。
【0127】
モノクローナル抗体は、KohlerおよびMilstein(Nature(1975)256:495〜96)の標準的方法、またはその改良版を使用して調製される。代表的には、マウスまたはラットが、上記のように免疫される。しかし、血清を抽出するために動物から採血するよりも、脾臓(および必要に応じていくつかの大リンパ節)を取り出し、そして単一の細胞へ分離する。所望の場合、この脾臓細胞は、(非特異的な接着細胞の除去後)細胞懸濁液をタンパク質抗原でコーティングされたプレートまたはウェルへアプライすることによって、スクリーニングされ得る。この抗原に特異的な膜結合免疫グロブリンを発現するB細胞は、このプレートに結合し、そして残りの懸濁液と共に洗い落とされない。得られるB細胞、または全ての分離された脾臓細胞は、次に骨髄腫細胞と融合するために誘導されてハイブリドーマを形成し、そして選択培地(例えばヒポキサンチン、アミノプテリン、チミジン培地、「HAT」)において培養される。得られるハイブリドーマは、限界希釈によってプレーティングされ、そして免疫抗原に対して特異的に結合する(かつ関連しない抗原に結合しない)抗体の産生についてアッセイされる。次いで、選択されるMAb分泌ハイブリドーマは、インビトロ(例えば、組織培養瓶または中空線維リアクター中で)、またはインビボ(マウスにおける腹水として)のいずれかで培養される。
【0128】
所望の場合、抗体は(ポリクローナルであってもモノクローナルであっても)、従来技術を使用して標識され得る。適切な標識としては、以下が挙げられる:発蛍光団、発色団、放射性原子(特に32Pおよび125I)、電子密度試薬、酵素、および特異的結合パートナーを有するリガンド。酵素は、代表的に、その活性によって検出される。例えば、西洋ワサビペルオキシダーゼは、通常、3,3’,5,5’−テトラメチルベンジジン(TMB)を、分光光度計を用いて定量可能な青色色素へ変換するその能力によって検出される。「特異的結合パートナー」とは、高い特異性でリガンド分子に結合し得るタンパク質をいう(例えば、抗原およびそれに特異的なモノクローナル抗体の場合)。他の特異的結合パートナーとして、ビオチンおよびアビジンまたはストレプトアビジン、IgGおよびプロテインA、ならびに当該分野において公知の多くのレセプター−リガンド対が挙げられる。同じ標識がいくつかの異なる様式で利用され得るので、上記の記載が、種々の標識を別個のクラスへ分類することを意味しないことが、理解されるべきである。例えば、125Iは、放射性標識として、または電子密度試薬として利用され得る。HRPは、酵素として、またはMAbについての抗原として利用され得る。さらに、所望の効果のために、種々の標識が組み合され得る。例えば、MAbおよびアビジンはまた、本発明の実施において、標識を必要とする。従って、MAbをビオチンで標識して、そして125Iで標識したアビジン、またはHRPで標識した抗ビオチンMAbで、その存在を検出し得る。他の置換および可能性は、当業者に容易に明らかであり、そして本発明の範囲内の等価物とみなされる。
【0129】
(薬学的組成物)
薬学的組成物は、本発明のポリペプチド、抗体または核酸のいずれかを含み得る。この薬学的組成物は、治療有効量の、本願発明のポリペプチド、抗体、またはポリヌクレオチドのいずれかを含む。
【0130】
本明細書において使用される用語「治療有効量」とは、所望の疾患または状態を処置、改善、または予防するための治療剤の量、あるいは、検出可能な治療効果または予防効果を示す治療剤の量をいう。この効果は、例えば、キメラマーカーまたは抗原レベルによって検出され得る。治療効果はまた、体温低下のような、身体の症状の減少を含む。被験体に対する正確な有効量は、被験体の大きさおよび健康、状態の性質および程度、および投与のために選択される治療剤または治療剤の組合せに依存する。従って、あらかじめ正確な有効量を特定することは有用ではない。しかし、所定の状況についての有効量は、慣用的な実験によって決定され得、そして臨床医の判断内である。
【0131】
本発明の目的のために、有効用量は、DNA構築物が投与される個体において、DNA構築物の約0.01mg/kg〜50mg/kgまたは0.05mg/kg〜約10mg/kgである。
【0132】
薬学的組成物はまた、薬学的に受容可能なキャリアを含み得る。用語「薬学的に受容可能なキャリア」とは、抗体またはポリペプチド、遺伝子、および他の治療剤のような、治療剤の投与のためのキャリアをいう。この用語は、この組成物を受け取る個体に有害な抗体の産生をそれ自体で誘導しない、任意の薬学的キャリアをいい、そして、過度の毒性を伴わずに投与され得る。適切なキャリアは、タンパク質、多糖、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、ポリマー性アミノ酸、アミノ酸コポリマー、および不活性ウイルス粒子のような遅く代謝される高分子であり得る。このようなキャリアは、当業者に周知である。
【0133】
薬学的に受容可能な塩(例えば、塩酸塩、臭化水素塩、リン酸塩、硫酸塩などのような鉱酸塩;および酢酸塩、プロピオン酸塩、マロン酸塩、安息香酸塩などのような有機酸の塩)が、本明細書中で使用され得る。薬学的に受容可能な賦形剤の完全な考察は、Remington’s Pharmaceutical Sciences(Mack Pub.Co.、N.J.1991)にて入手可能である。
【0134】
治療組成物における薬学的に受容可能なキャリアは、水、生理食塩水、グリセロールおよびエタノールのような液体を含み得る。さらに、湿潤剤または乳化剤、pH緩衝物質などのような補助物質が、このようなビヒクルに存在し得る。代表的には、治療組成物は、液体溶液または懸濁液のいずれかの、注射可能物質として調製される;注射前に液体ビヒクルに溶解または懸濁するのに適切な固体形態もまた、調製され得る。リポソームは、薬学的に受容可能なキャリアの定義中に含まれる。
【0135】
(送達方法)
一旦処方されると、本発明の組成物は、被験体へ直接投与され得る。処置される被験体は、動物であり得;特に、ヒト被験体が処置され得る。
【0136】
組成物の直接送達は、一般的に、皮下的に、腹腔内に、静脈内に、または筋肉内のいずれかでの注入によって達成されるか、あるいは、組織の間質空間へ送達される。この組成物はまた、病巣へ投与され得る。他の投与様式として、経口投与、および肺投与、坐剤、および経皮(transdermal)適用または経皮(transcutaneous)適用(例えば、WO98/20734を参照のこと)、針、および遺伝子銃またはハイポスプレー(hypospray)が挙げられる。投薬処置は、単回用量スケジュール、または複数回用量スケジュールであり得る。
【0137】
(ワクチン)
本発明に従うワクチンは、予防的(すなわち、感染を予防するため)または治療的(すなわち、感染後の疾患を処置するため)のいずれかであり得る。
【0138】
このようなワクチンは、免疫抗原、免疫原、ポリペプチド、タンパク質、または核酸を、通常「薬学的に受容可能なキャリア」とともに含み、これらのキャリアとしては、そのキャリア自体が、その組成物を受ける個体に有害な抗体の産生を誘発しない任意のキャリアが挙げられる。適切なキャリアは、代表的に、大きく、ゆっくり代謝される高分子(例えば、タンパク質、多糖、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、ポリマー性アミノ酸、アミノ酸コポリマー、脂質凝集物(例えば、油小滴またはリポソーム)、および不活性ウイルス粒子である。このようなキャリアは、当該分野で周知である。さらに、これらのキャリアは免疫刺激剤(「アジュバント」)として機能し得る。さらに、この抗原または免疫原は、細菌毒素(例えば、ジフテリア、破傷風、コレラ、H.pyloriなどの病原体由来の毒素)と結合体化され得る。
【0139】
この組成物の効力を増強するために好ましいアジュバントとして、以下が挙げられるが、それらに限定されない:(1)アルミニウム塩(「ミョウバン」)(例えば、水酸化アルミニウム、リン酸アルミニウム、硫酸アルミニウムなど)、(2)水中油懸濁処方物(他の特定の免疫刺激剤(例えば、ムラミルペプチド(以下を参照のこと)または細菌細胞壁成分)を含むかまたは含まない)(例えば、(a)5% Sqalene、0.5% Tween 80、および0.5% Span85(必要に応じて、種々の量のMTP−PE(以下を参照のこと)を含有するが、必ずしも必要ではない)を含み、マイクロフルイダイザー(例えば、モデル110Yマイクロフルイダイザー(Microfluidics、Newton、MA))を用いてμ未満の粒子へと処方された、MF59TM(WO90/14837;Vaccine design;the subunit and adjuvant approach、PowellおよびNewman編、Plenum Press 1995の第10章)、(b)10% Sqalene、0.4%Tween80、5%プルロニックブロックポリマーL121、およびthr−MDP(以下を参照のこと)を含有する、μ未満のエマルジョンへと微小流体化されたか、またはボルテックスして、より大きな粒子径エマルジョンを生成したかのいずれかである、SAF、ならびに(c)2% Sqalene、0.2%Tween80、およびモノホスホリピドA(MPL)、トレハロースジミコレート(TDM)、および細胞壁骨格(CWS)からなる群由来の1つ以上の細菌細胞壁成分(好ましくはMPLおよびCWS(DetoxTM))を含む、RibiTMアジュバント系(RAS)(Ribi Immunochem、Hamilton、MT));(3)サポニンアジュバント(例えば、StimulonTM)(Cambridge Bioscience、Worcester、MA)、またはそれから生成され得る粒子(例えば、ISCOM(免疫刺激性複合体);(4)完全フロイントアジュバント(CFA)および不完全フロイントアジュバント(IFA);(5)サイトカイン(例えば、インターロイキン(例えば、IL−1、IL−2、IL−4、IL−5、IL−6、IL−7、IL−12など)、インターフェロン(例えば、γインターフェロン)、マクロファージコロニー刺激因子(M−CSF)、腫瘍壊死因子(TNF)など;ならびに(6)その組成物の効力を強化するための免疫刺激因子として作用する他の物質。ミョウバンおよびMF59TMが、好ましい。
【0140】
上記のように、ムラミルペプチドとして、N−アセチル−ムラミル−L−スレオニル−D−イソグルタミン(thr−MDP)、N−アセチル−ノルムラミル−L−アラニル−D−イソグルタミン(ノル−MDP)、N−アセチルムラミル−L−アラニル−D−イソグルタミニル−L−アラニン−2−(1’−2’−ジパルミトイル−sn−グリセロ−3−ヒドロキシホスホリルオキシ)−エチルアミン(MTP−PE)などを包含するがそれらに限定されない。
【0141】
免疫原性組成物(例えば、免疫剤/原(特に、抗原/免疫原/ポリペプチド/タンパク質/核酸、薬学的に受容可能なキャリア、およびアジュバント)は、代表的に、希釈物(例えば、水、生理食塩水、グリセロール、エタノールなど)を含有する。さらに、補助物質(例えば、湿潤剤または乳化剤、pH緩衝物質など)は、このようなビヒクルにおいて存在し得る。
【0142】
代表的に、免疫原性組成物は、液体溶液または懸濁物のいずれかとして、注射剤として調製され;注射前に液体ビヒクルにおける溶液または懸濁物とするために適切な、固体形態もまた調製され得る。この調製物はまた、薬学的に受容可能なキャリアの下で、上記に記載のように、アジュバント効果の強化のために乳化され得るかまたはリポソーム中にカプセル化され得る。
【0143】
ワクチンとして使用される免疫原性組成物は、免疫学的有効量の抗原性または免疫原性のポリペプチド、および任意の他の上記の成分を必要に応じて含む。「免疫学的有効量」とは、個体へのその量の投与が、単回用量または、一連の(用量の)一部のいずれかで、処置または予防に有効であることを意味する。この量は、処置される個体の健康および身体状態、処置される個体の分類学上の群(例えば、非ヒト霊長類、霊長類など)、個体の免疫系が抗体を合成する能力、所望される保護の程度、そのワクチンの処方、処置する医師の医療的状況の評価、および他の関連する因子に依存して変動する。その量は、比較的広い範囲内にあり、この量が慣用的な試行を通して決定され得ることが予想される。
【0144】
免疫学的組成物は、従来のように、非経口的(例えば、皮下、筋肉内、または経皮的(transdermal/transcutanenously)のいずれかでの注射による)に投与される(例えば、WO98/20734)。他の投与様式に適切なさらなる処方物として、経口処方物および肺処方物、坐剤、ならびに経皮適用を含む。投薬処置は、単回用量スケジュールまたは複数回用量スケジュールであり得る。ワクチンは、他の免疫調節剤と組み合わせて投与され得る。
【0145】
タンパク質ベースのワクチンの代替として、DNAワクチンを使用し得る(例えば、RobinsonおよびTorres(1997)Seminars in Immunology 9:271−283;Donnellyら(1997)Annu Rev Immunol 15:617−648、本明細書中後期)。
【0146】
(遺伝子送達ビヒクル)
本発明の治療剤のコード配列を含み、哺乳動物における発現のためにその哺乳動物へ送達される構築物の送達のための遺伝子治療ビヒクルは、局所的または全身的のいずれかで投与され得る。これらの構築物は、インビボまたはエキソビボの様式で、ウイルスベクターアプローチまたは非ウイルスベクターアプローチを利用し得る。このようなコード配列の発現は、内因性哺乳動物プロモーターまたは異種プロモーターを用いて誘導され得る。このコード配列のインビボでの発現は、構成性または調節性のいずれかであり得る。
【0147】
本発明は、意図された核酸配列を発現し得る遺伝子送達ビヒクルを含む。この遺伝子送達ビヒクルは、好ましくは、ウイルスベクター、およびより好ましくはレトロウイルスベクター、アデノウイルスベクター、アデノ随伴ウイルス(AAV)ベクター、ヘルペスウイルスベクターまたはアルファウイルスベクターである。このウイルスベクターはまた、アストロウイルスベクター、コロナウイルスベクター、オルトミクソウイルスベクター、パポバウイルスベクター、パラミクソウイルスベクター、パルボウイルスベクター、ピコルナウイルスベクター、ポックスウイルスベクター、またはトガウイルスベクターであり得る。一般的には、Jolly(1994)Cancer Gene Therapy 1:51−64;Kimura(1994)Human Gene Therapy 5:845−852;Connelly(1995)Human Gene Therapy 6:185−193;およびKaplitt(1994)Nature Genetics 6:148−153を参照のこと。
【0148】
レトロウイルスベクターは、当該分野で周知であり、本発明者らは、任意のレトロウイルス遺伝子送達ベクターが本発明において利用可能であることを意図する。これらの遺伝子送達ベクターとして、B型、C型およびD型のレトロウイルス、異種栄養性ウイルス(例えば、NZB−X1、NZB−X2およびNZB9−1(O’Neill(1985)J.Virol.53:160を参照のこと)、多栄養性レトロウイルス(例えば、MCFおよびMCF−MLV(Kelly(1983)J.Virol.45:291を参照のこと)、スプマウイルスおよびレンチウイルスが挙げられる。RNA Tumor Viruses、第2版、Cold Spring Harobor Laboratory、1985を参照のこと。
【0149】
レトロウイルス遺伝子治療ベクターの一部は、異なるレトロウイルスに由来し得る。例えば、レトロベクターのLTRは、マウス肉腫ウイルスに由来し得、tRNA結合部位はラウス肉腫ウイルスに由来し得、パッケージングシグナルはマウス白血病ウイルスに由来し得、そして第二の鎖合成の起点は鳥類白血病ウイルスに由来し得る。
【0150】
これらの組換えレトロウイルスベクターを使用して、適切なパッケージング細胞株へそれらを導入することによって形質導入適合性のレトロウイルスベクター粒子を生成し得る(米国特許第5,591,624号を参照のこと)。レトロウイルスベクターは、レトロウイルス粒子へのキメラインテグラーゼ酵素の組込みによる、宿主細胞DNAへの部位特異的組込みのために構築され得る(WO96/37626を参照のこと)。この組換えウイルスベクターは複製欠損組換えウイルスであることが好ましい。
【0151】
上記のレトロウイルスベクターと共に使用するのに適切なパッケージング細胞株は、当該分野で周知であり、容易に調製され(WO95/30763およびWO92/05266を参照のこと)、そして組換えベクター粒子の生産のためのプロデューサー細胞株(これは、ベクター細胞株または「VCL」とも称される)を作製するために使用され得る。好ましくは、このパッケージング細胞株は、ヒトの親細胞(例えば、HT1080細胞)またはミンク親細胞株から作製され、これは、ヒト血清における不活化を排除する。
【0152】
レトロウイルス遺伝子治療ベクターの構築のために好ましいレトロウイルスとして、鳥類白血病ウイルス、ウシ白血病ウイルス、マウス白血病ウイルス、ミンク細胞フォーカス誘導ウイルス(Mink−Cell Focus−Inducing VIrus)、マウス肉腫ウイルス、細網内皮症ウイルス、およびラウス肉腫ウイルスが挙げられる。特に好ましいマウス白血病ウイルスとして、4070Aおよび1504A(HartleyおよびRowe(1976)J. Virol.19:19−25)、エーベルソン肉腫ウイルス(ATCC番号VR−999)、フレンド肉腫ウイルス(ATCC番号VR−245)、グラッフィ肉腫ウイルス、グロス肉腫ウイルス(ATCC番号VR−590)、カーステン肉腫ウイルス、ハーベイ肉腫ウイルス、ならびにローシャーマウス白血病ウイルス(ATCC番号VR−998)およびモロニーマウス白血病ウイルス(ATCC番号VR−190)が挙げられる。このようなレトロウイルスは、寄託機関または収集機関(例えば、American Type Cultre Collection(「ATCC」)、Rockville、Maryland)から入手し得るか、または一般に利用可能な技術を用いて公知の供給源から単離され得る。
【0153】
本発明において使用可能な例示的な公知のレトロウイルス遺伝子治療ベクターとしては、特許出願GB2200651、EP0415731、EP0345242、EP0334301、WO89/02468;WO89/05349、WO89/09271、WO90/02806、WO90/07936、WO94/03622、WO93/25698、WO93/25234、WO93/11230、WO93/10218、WO91/02805、WO91/02825、WO95/07994、米国特許第5,219,740号、同第4,405,712号、同第4,861,719号、同第4,980,289号、同第4,777,127号、同第5,591,624号に記載されるベクターが挙げられる。Vile(1993)Cancer Res 53:3860−3864;Vile(1993)Cancer Res.53:962−967;Ram(1993)Cancer Res 53(1993)83−88;Takamiya(1992)J Neurosci Res 33:493−503;Baba(1993)J Neurosurg 79:729−735;Mann(1983)Cell 33:153;Cane(1984)Proc Natl Acad Sci 81;6349;およびMiller(1990)Human Gene Therapy 1もまた参照のこと。
【0154】
ヒトアデノウイルス遺伝子治療ベクターもまた当該分野で公知であり、そして本発明において使用可能である。例えば、Berkner(1988)Biotechniques 6:616およびRosenfeld(1991)Science 252:431;ならびにWO93/07283、WO93/06223、およびWO93/07282を参照のこと。本発明において使用可能な例示的な公知のアデノウイルス遺伝子治療ベクターとしては、上記の参照文書ならびにWO94/12649、WO93/03769、WO93/19191、WO94/28938、WO95/11984、WO95/00655、WO95/27071、WO95/29993、WO95/34671、WO96/05320、WO94/08026、WO94/11506、WO93/06223、WO94/24299、WO95/14102、WO95/24297、WO95/02697、WO94/28152、WO94/24299、WO95/09241,WO95/25807、WO95/05835、WO94/18922およびWO95/09654において記載されるベクターが挙げられる。あるいは、Curiel(1992)Hum.Gene Ther.3:147−154に記載されるような死滅したアデノウイルスに連結したDNAの投与が使用され得る。本発明の遺伝子送達ビヒクルはまた、アデノウイルス随伴ウイルス(AAV)ベクターを含む。本発明における使用のためのこのようなベクターの主要な例および好ましい例は、Srivastava、WO93/09239に開示されるAAV−2ベースのベクターである。最も好ましいAAVベクターは、2つのAAV逆方向末端反復を含む。このベクターにおいて、ネイティブD配列は、ヌクレオチドの置換によって改変され、その結果、少なくとも5つのネイティブなヌクレオチドから18個までのネイティブヌクレオチド、好ましくは少なくとも10個のネイティブヌクレオチドから18個までのネイティブヌクレオチド、最も好ましくは10個のネイティブヌクレオチドが維持され、そしてD配列の残りのヌクレオチドが欠失されているか、または非ネイティブヌクレオチドで置換されている。AAV逆方向末端反復のネイティブD配列は、各々のAAV逆方向末端反復中のHP形成に関与しない20個連続するヌクレオチドの配列である(すなわち、各末端に1つの配列が存在する)。非ネイティブ置換ヌクレオチドは、同じ位置でのネイティブD配列に見出されるヌクレオチド以外の任意のヌクレオチドであり得る。他の使用可能な例示的なAAVベクターは、pWP−19、pWN−1であり、これらは両方ともNahreini(1993)Gene 124:257−262に開示される。このようなAAVベクターの別の例は、psub201である(Samulski(1987)J.Virol.61:3096を参照のこと)。別の例示的なAAVベクターは、Double−D ITRベクターである。Double−D ITRベクターの構築は、米国特許第5,478,745号に開示される。なお他のベクターは、Carterの米国特許第4,797,368号およびMuzyczkaの米国特許第5,139,941号、Chartejeeの米国特許第5,474,935号ならびにKotinのWO94/288157に開示されるベクターである。本発明において使用可能なAAVベクターのなおさらなる例は、SSV9AFABTKneoであり、これは、AFPエンハンサーおよびアルブミンプロモーターを含み、そして肝臓において優先的に発現を指示する。その構造および構築は、Su(1996)Human Gene Therapy 7:463−470に開示される。さらなるAAV遺伝子治療ベクターは、米国特許第5,354,678号、同第5,173,414号、同第5,139,941号、および同第5,252,479号に記載される。
【0155】
本発明の遺伝子治療ベクターはまた、ヘルペスウイルスベクターを含む。主要な例および好ましい例は、チミジンキナーゼポリペプチドをコードする配列を含む単純ヘルペスウイルスベクター(例えば、米国特許第5,288,641号、およびEP0176170(Roizman)に開示されるベクター)である。さらなる例示的な単純ヘルペスウイルスベクターとしては、WO95/04139(Wistar Institute)に開示されるHFEM/ICP6−LacZ、Geller(1988)Science 241:1667−1669ならびにWO90/09441およびWO92/07945に記載されるpHSVlac、Fink(1992)Human Gene Therapy 3:11−19に記載されるHSV Us3::pgC−lacZ、ならびにEP0453242(Breakefield)に記載されるHSV 7134、2RH 105およびGAL4、ならびにATCCに受託番号ATCC VR−977およびVR−260として寄託されたベクターが挙げられる。
【0156】
本発明において使用され得るアルファウイルス遺伝子治療ベクターもまた意図される。好ましいアルファウイルスベクターは、シンドビスウイルスベクターである。トガウイルス、セムリキ森林ウイルス(ATCC VR−67;ATCC VR−1247)、ミドルバーグ(Middleberg)ウイルス(ATCC VR−370)、ロスリバーウイルス(ATCC VR−373;ATCC VR−1246)、ベネズエラウマ脳脊髄炎ウイルス(ATCC VR923;ATCC VR−1250;ATCC VR−1249;ATCC VR−532)ならびに米国特許第5,091,309号、同第5,217,879号、およびWO92/10578に記載されるベクターが挙げられる。より詳細には、米国特許出願第08/405,627号(1995年3月15日出願)、WO94/21792号、WO92/10578号、WO95/07994号、米国特許第5,091,309号、および米国特許第5,217,879号に記載されるアルファウイルスベクターが使用可能である。このようなアルファウイルスは、ATCC(Rockville、Maryland)のような寄託機関または収集機関から入手し得るか、または一般的に利用可能な技術を用いて公知の供給源から単離され得る。好ましくは、細胞傷害性を減少させたアルファウイルスベクターが使用される(米国特許出願番号08/679640号を参照のこと)。
【0157】
DNAベクター系(例えば、真核生物層状発現系)もまた、本発明の核酸を発現させるのに有用である。真核生物層状発現系の詳細な説明についてはWO95/07994を参照のこと。好ましくは、本発明の真核生物層状発現系はアルファウイルスベクターに由来し、そして最も好ましくはシンドビスウイルスベクターに由来する。
【0158】
本発明における使用に適切な他のウイルスベクターとしては、以下に由来するベクターが挙げられる:ポリオウイルス(例えば、ATCC VR−58およびEvans、Nature 339(1989)385およびSabin(1973)J.Biol.Standardization 1:115に記載されるウイルス);リノウイルス(例えば、ATCC VR−1110およびArnold(1990)J Cell Biochem L401に記載されるウイルス);ポックスウイルス(例えば、カナリアポックスルウイルスまたはワクシニアウイルス(例えば、ATCC VR−111およびATCC VR−2010ならびにFisher−Hoch(1989)Proc Natl Acad Sci 86:317;Flexner(1989)Ann NY Acad Sci 569:86、Flexner(1990)Vaccine 8:17;米国特許第4,603,112号および同第4,769,330号ならびにWO89/01973号に記載されるウイルス);SV40ウイルス(例えば、ATCC VR−305およびMulligan(1979)Nature 277:108およびMadzak(1992)J Gen Virol 73:1533に記載されるウイルス);インフルエンザウイルス(例えば、ATCC VR−797および米国特許第5,166,057号およびEnami(1990)Proc Natl Acad Sci 87:3802−3805;EnamiおよびPalese(1991)J Virol 65:2711−2713およびLuytjes(1989)Cell 59:110(McMichael(1983)NEJ Med 309:13ならびにYap(1978)Nature 273:238およびNature(1979)277:108もまた参照のこと)に記載されるような逆遺伝子技術を使用して作製した組換えインフルエンザウイルス);EP−0386882およびBuchschacher(1992)J.Virol.66:2731に記載されるようなヒト免疫不全ウイルス;麻疹ウイルス(例えば、ATCC VR−67およびVR−1247ならびにEP−0440219に記載されるウイルス);アウラ(Aura)ウイルス(例えば、ATCC VR−368);ベバル(Bebaru)ウイルス(例えば、ATCC VR−600およびATCC VR−1240);カバソー(Cabassou)ウイルス(例えば、ATCC VR−922);チクングニヤウイルス(例えば、ATCC VR−64およびATCC VR−1241);フォートモーガン(Fort Morgan)ウイルス(例えば、ATCC VR−924);ゲタウイルス(例えば、ATCC VR−369およびATCC VR−1243);キジラガハ(Kyzylagach)ウイルス(例えば、ATCC VR−927);マヤロウイルス(例えば、ATCC VR−66);ムカンボ(Mucambo)ウイルス(例えば、ATCC VR−580およびATCC VR−1244);ンヅム(Ndumu)ウイルス(例えば、ATCC VR−371);ピクスナ(Pixuna)ウイルス(例えば、ATCC VR−372およびATCC VR−1245);トナテ(Tonate)ウイルス(例えば、ATCC VR−925);トリニティ(Triniti)ウイルス(例えば、ATCC VR−469);ユナ(Una)ウイルス(例えば、ATCC VR−374);ワタロア(Whataroa)ウイルス(例えば、ATCC VR−926);Y−62−33ウイルス(例えば、ATCC VR−375);オニオン(O’Nyong)ウイルス、東部脳脊髄炎ウイルス(例えば、ATCC VR−65およびATCC VR−1242);西部脳脊髄炎ウイルス(例えば、ATCC VR−70、ATCC VR−1251、ATCC VR−622およびATCC VR−1252);ならびにコロナウイルス(例えば、ATCC VR−740)およびHamre(1966)Proc Soc Exp Biol Med 121:190に記載のウイルス。
【0159】
本発明の組成物の細胞への送達は、上記のウイルスベクターに限定されない。他の送達方法および媒体が使用され得る(例えば、核酸発現ベクター、死滅させたアデノウイルスのみに連結しているかまたはしてないポリカチオン性縮合DNA(例えば、米国特許出願番号08/366,787(1994年12月30日出願)およびCuriel(1992)Hum Gene Ther 3:147−154を参照のこと)、リガンド連結DNA(例えば、Wu(1989)J Biol Chem 264:16985−16987を参照のこと)、真核生物細胞送達ビヒクル細胞(例えば、米国特許出願番号08/240,030(1994年5月9日出願)および米国特許出願番号08/404,796を参照のこと)、光重合化ヒドロゲル物質の沈着、手持ち型の遺伝子送達粒子銃(米国特許第5,149,655号に記載されるような)、米国特許第5,206,152号およびWO92/11033に記載されるような電離放射線、核電荷中和または細胞膜との融合)。さらなるアプローチは、Philip(1994)Mol Cell Biol 14:2411−2418およびWoffendin(1994)Proc Natl Acad Sci 91:1581−1585に記載される。
【0160】
粒子により媒介される遺伝子移入が使用され得る(例えば、米国特許出願60/023,867号を参照のこと)。手短には、配列を、高レベル発現のための従来の制御配列を含む従来のベクターに挿入し得、次いで、細胞標的化リガンドに(例えば、WuおよびWu(1987)J.Biol.Chem.262:4429−4432に記載されるようにアシアロオロソムコイドに、Hucked(1990)Biochem Pharmacol 40:253−263に記載されるようにインスリンに、Plank(1992)Bioconjugate Chem 3:533−539に記載されるようにガラクトースに、ラクトースに、またはトランスフェリンに)連結された合成遺伝子移入分子(例えば、ポリリジン、プロタミンおよびアルブミン、のような重合DNA結合カチオン)とともにインキュベートされ得る。
【0161】
裸のDNAもまた使用され得る。例示的な裸のDNAの導入方法は、WO90/11092および米国特許第5,580,859号に記載される。取り込み効率は、生分解性のラテックスビーズを用いて改善され得る。DNAコートラテックスビーズは、このビーズによるエンドサイトーシスの開始後に効率よく細胞へと輸送される。この方法は、ビーズを処理して疎水性を高めることによってさらに改良され得、それによって、エンドソームの破壊および細胞質へのDNAの放出を容易にする。
【0162】
遺伝子送達ビヒクルとして作用し得るリポソームは、米国特許第5,422,120号、WO95/13796、WO94/23697、WO91/14445、およびEP−524,968に記載される。米国特許出願60/023,867に記載されるように、非ウイルス性送達において、ポリペプチドをコードする核酸配列は、高レベル発現のための従来の制御配列を含む従来のベクターへと挿入され得、次いで細胞標的化リガンド(例えば、アシアロオロソムコイド、インスリン、ガラクトース、ラクトースまたはトランスフェリン)に連結された、合成遺伝子移入分子(例えば、ポリリジン、プロタミン、およびアルブミンのような重合性DNA結合カチオン)とともにインキュベートされ得る。他の送達系は、種々の組織特異的または普遍的作用性のプロモーターの制御下に遺伝子を含むDNAをカプセル化するためのリポソームの使用を含む。使用に適したさらなる非ウイルス送達としては、機械的送達系(例えば、Woffendinら(1994)Proc.Natl.Acad.Sci.USA 91(24):11581−11585に記載されるアプローチ)が挙げられる。さらに、コード配列およびそのようなコード配列の発現産物は、光重合化ヒドロゲル物質の沈着を介して送達され得る。コード配列の送達のために使用され得る、遺伝子送達のための他の従来の方法としては、例えば、手持ち型の遺伝子移入粒子銃(米国特許第5,149,655号に記載されるような);移入された遺伝子を活性化するための電離放射線の使用(米国特許第5,206,152号およびWO92/11033に記載されるような)が挙げられる。
【0163】
例示的なリポソームおよびポリカチオン性遺伝子送達ビヒクルは、米国特許第5,422,120号および同第4,762,915号;WO95/13796;WO94/23697;およびWO91/14445;EP−0524968;およびStryer、Biochemistry、236−240頁(1975)、W.H.Freeman、San Francisco;Szoka(1980)Biochem Biophys Acta 600:1;Bayer(1979)Biochem Biophys Acta 550:464;Rivnay(1987)Meth Enzymol 149:119;Wang(1987)Proc Natl Acad Sci 84:7851;Plant(1989)Anal Biochem 176:420に記載されるリポソームおよびビヒクルである。
【0164】
ポリヌクレオチド組成物は、治療有効量の遺伝子治療ビヒクル(この用語は上記に定義される通りである)を含み得る。本発明の目的のために、有効用量は、投与される個体において、約0.01mg/kg〜50mg/kgまたは0.05mg/kg〜約10mg/kgのDNA構築物である。
【0165】
(送達方法)
一旦処方されると、本発明のポリヌクレオチド組成物は、(1)被験体に直接に投与されるか;(2)エキソビボで被験体由来の細胞に送達されるか;または(3)組換えタンパク質の発現のためにインビトロで投与され得る。処置される被験体は、哺乳動物または鳥類であり得る。ヒト被験体もまた処置され得る。
【0166】
この組成物の直接送達は、一般的に、皮下、腹腔内、静脈内、または筋肉内のいずれかへの注射によって、あるいは組織の間隙空間への送達によって達成される。この組成物はまた、病巣へ投与され得る。他の投与様式として、経口投与および肺投与、坐剤、ならびに経皮的適用(例えば、WO98/20734)、針、および遺伝子銃またはハイポスプレーが挙げられる。投薬処置は、単回投薬スケジュールまたは多数回投薬スケジュールであり得る。
【0167】
エキソビボ送達および被験体への形質転換細胞の再移植のための方法は、当該分野で公知であり、そして例えばWO93/14778に記載されている。エキソビボ適用に有用である細胞の例としては、例えば、幹細胞、特に、造血細胞、リンパ細胞、マクロファージ、樹状細胞または腫瘍細胞が挙げられる。
【0168】
一般的に、エキソビボ適用およびインビトロ適用の両方のための核酸の送達は、以下の手順:例えば、デキストラン媒介トランスフェクション、リン酸カルシウム沈降、ポリブレン媒介トランスフェクション、プロトプラスト融合、エレクトロポレーション、ポリヌクレオチドのリポソーム内へのカプセル化、およびDNAの核への直接の微量注入により達成され得、これらはすべて当該分野で周知である。
【0169】
(ポリヌクレオチド薬学的組成物およびポリペプチド薬学的組成物)
上記の薬学的に受容可能なキャリアおよび塩に加えて、以下のさらなる薬剤がポリヌクレオチド組成物および/またはポリペプチド組成物とともに使用され得る。
【0170】
(A.ポリペプチド) 1つの例は、以下を包含するポリペプチドであるがこれらに限定されないポリペプチドである:アシアロオロソムコイド(ASOR);トランスフェリン;アシアロ糖タンパク質;抗体;抗体フラグメント;フェリチン;インターロイキン;インターフェロン;顆粒球、マクロファージコロニー刺激因子(GM−CSF)、顆粒球コロニー刺激因子(G−CSF)、マクロファージコロニー刺激因子(M−CSF)、幹細胞因子およびエリスロポエチン。ウイルス抗原(例えば、エンベロープタンパク質)もまた、使用され得る。また、他の侵襲性生物由来のタンパク質(例えば、RIIとして知られるPlasmodium falciparumのサーカムスポロゾイト(circumsporozoite)タンパク質由来の17アミノ酸ペプチド)もまた、使用され得る。
【0171】
(B.ホルモン、ビタミンなど) 含まれ得る他の群は、例えば、ホルモン、ステロイド、アンドロゲン、エストロゲン、甲状腺ホルモン、またはビタミン、葉酸である。
【0172】
(C.ポリアルキレン、ポリサッカリドなど) また、ポリアルキレングリコールが、所望のポリヌクレオチド/ポリペプチドとともに含まれ得る。好ましい実施態様において、そのポリアルキレングリコールは、ポリエチレングリコールである。さらに、モノサッカリド、ジサッカリド、またはポリサッカリドが含まれ得る。この局面の好ましい実施態様において、そのポリサッカリドは、デキストランまたはDEAE−デキストランである。また、キトサンおよびポリ(ラクチド−コ−グリコリド)である。
【0173】
(D.脂質およびリポソーム) 所望のポリヌクレオチド/ポリペプチドはまた、被験体または被験体に由来する細胞への送達の前に、脂質中にカプセル化され得るか、またはリポソーム中にパッケージングされ得る。
【0174】
脂質カプセル化は、一般的に、核酸を安定に結合または捕捉し得かつ核酸を維持し得る、リポソームを用いて達成される。縮合ポリヌクレオチドの脂質調製物に対する比は、変動し得るが、一般的に約1:1(mgDNA:マイクロモル脂質)であるか、または脂質はこれより多い。核酸の送達のためのキャリアとしてのリポソーム使用の概説については、HugおよびSleight(1991)Biochim.Biophys.Acta.1097:1−17;Straubinger(1983)Meth.Enzymol.101:512−527を参照のこと。
【0175】
本発明における使用のためのリポソーム調製物としては、カチオン性(正に荷電した)調製物、アニオン性(負に荷電した)調製物および中性の調製物が挙げられる。カチオン性リポソームは、機能的な形態で、プラスミドDNA(Felgner(1987)Proc.Natl.Acad.Sci.USA 84:7413−7416);mRNA(Malone(1989)Proc.Natl.Acad.Sci.USA 86:6077−6081)および精製された転写因子(Debs(1990)J.Biol.Chem.265:10189−10192)の細胞内送達を媒介することが示されている。
【0176】
カチオン性リポソームは容易に入手可能である。例えば、N[1−2,3−ジオレイルオキシ)プロピル]−N,N,N−トリエチルアンモニウム(DOTMA)リポソームは、GIBCO BRL、Grand Island、NYから、商品名リポフェクチン(Lipofectin)の下で入手可能である(Felgner(前出)もまた参照のこと)。他の市販のリポソームとしては、トランスフェクテース(transfectace)(DDAB/DOPE)およびDOTAP/DOPE(Boerhinger)が挙げられる。他のカチオン性リポソームは、当該分野で周知の技法を使用して、容易に入手可能な物質から調製され得る。例えば、DOTAP(1,2−ビス(オレイルオキシ)−3−(トリメチルアンモニオ)プロパン)リポソームの合成の記載については、Szoka(1978)Proc.Natl.Acad.Sci.USA 75:4194−4198;WO90/11092を参照のこと。
【0177】
同様に、アニオン性リポソームおよび中性リポソームは、例えば、Avanti Polar Lipids(Birmingham,AL)から容易に入手可能であるか、または容易に入手可能な物質を使用して容易に調製され得る。このような物質としては、とりわけ、ホスファチジルコリン、コレステロール、ホスファチジルエタノールアミン、ジオレオイルホスファチジルコリン(DOPC)、ジオレオイルホスファチジルグリセロール(DOPG)、ジオレオイルホスファチジルエタノールアミン(DOPE)が挙げられる。これらの物質はまた、適切な比率で、DOTMA出発物質およびDOTAP出発物質と混合され得る。これらの物質を使用してリポソームを作製する方法は、当該分野で周知である。
【0178】
このリポソームは、多重膜リポソーム(MLV)、小さな単膜リポソーム(SUV)、または大きな単膜リポソーム(LUV)を含み得る。種々のリポソーム−核酸複合体は当該分野で公知の方法を使用して調製され得る。例えば、Straubinger(1983)Meth.Immunol.101:512−527;Szoka(1978)Proc.Natl.Acad.Sci.USA 75:4194−4198;Papahadjopoulos(1975)Biochim.Biophys.Acta 394:483;Wilson(1979)Cell 17:77;DeamerおよびBangham(1976)Biochim.Biophys.Acta 443:629;Ostro(1977)Biochem.Biophys.Res.Commun.76:836;Fraley(1979)Proc.Natl.Acad.Sci.USA 76:3348;EnochおよびStrittmatter(1979)Proc.Natl.Acad.Sci.USA 76:145;Fraley(1980)J.Biol.Chem.(1980)255:10431;SzokaおよびPapahadjopoulos(1978)Proc.Natl.Acad.Sci.USA 75:145;ならびにSchaefer−Ridder(1982)Science 215:166を参照のこと。
【0179】
(E.リポタンパク質) さらに、リポタンパク質が、送達されるポリヌクレオチド/ポリペプチドとともに含まれ得る。利用されるリポタンパク質の例として、カイロミクロン、HDL、IDL、LDL、およびVLDLが挙げられる。これらのタンパク質の変異体、フラグメント、または融合物もまた、使用され得る。また、天然に存在するリポタンパク質の改変体(例えば、アセチル化されたLDL)が使用され得る。これらのリポタンパク質は、リポタンパク質レセプターを発現する細胞へ、ポリヌクレオチドの送達を標的化し得る。好ましくは、リポタンパク質が、送達されるポリヌクレオチドとともに含まれる場合、他の標的化リガンドはその組成物中には含まれない。
【0180】
天然に存在するリポタンパク質は、脂質部分およびタンパク質部分を含む。このタンパク質部分は、アポタンパク質として知られる。現在では、アポタンパク質A、B、C、D、およびEが単離および同定されている。少なくともこれらの2つはいくつかのタンパク質を含み、ローマ数字、AI、AII、AIV;CI、CII、CIIIによって示される。
【0181】
リポタンパク質は、1つより多いアポタンパク質を含み得る。例えば、天然に存在するカイロミクロンはアポタンパク質A、B、C、およびEで構成され、経時的にこれらのリポタンパク質はAを欠失し、そしてCおよびEアポタンパク質を獲得する。VLDLは、Aアポタンパク質、Bアポタンパク質、Cアポタンパク質、およびEアポタンパク質を含み、LDLはアポタンパク質Bを含み;そしてHDLはアポタンパク質A、C、およびEを含む。
【0182】
これらのアポタンパク質のアミノ酸は公知であり、そして例えば、Breslow(1985)Annu Rev.Biochem 54:699;Law(1986)Adv.Exp.Med.Biol.151:162;Chen(1986)J Biol Chem 261:12918;Kane(1980)Proc Natl Acad Sci USA 77:2465;およびUtermann(1984)Hum Genet 65:232に記載されている。
【0183】
リポタンパク質は、トリグリセリド、コレステロール(遊離およびエステル)、およびリン脂質を含む、種々の脂質を含む。この脂質の組成は、天然に存在するリポタンパク質が変化する。例えば、カイロミクロンは主としてトリグリセリドを含む。天然に存在するリポタンパク質の脂質含有物のより詳細な記載は、例えば、Meth.Enzymol.128(1986)に見い出され得る。この脂質の組成は、レセプター結合活性についてアポタンパク質の立体構造を補助するように選択される。脂質組成はまた、ポリヌクレオチド結合分子との疎水性相互作用および会合を容易にするように選択され得る。
【0184】
天然に存在するリポタンパク質は、例えば、血清から超遠心分離によって単離され得る。このような方法は、Meth.Enzymol.(前出);Pitas(1980)J.Biochem.255:5454−5460およびMahey(1979)J Clin.Invest 64:743−750に記載される。リポタンパク質はまた、インビトロ方法または所望の宿主細胞中のアポタンパク質遺伝子の発現による組換え方法によって産生され得る。例えば、Atkinson(1986)Annu Rev Biophys Chem 15:403およびRadding(1958)Biochim Biophys Acta 30:443を参照のこと。リポタンパク質はまた、Biomedical Techniologies,Inc.,Stoughton,MA,USAのような販売元から購入され得る。さらなるリポタンパク質の記載は、WO98/06437に見い出され得る。
【0185】
(F.ポリカチオン性薬剤) ポリカチオン性薬剤は、送達される所望のポリヌクレオチド/ポリペプチドを有する組成物中に、リポタンパク質と共に、またはリポタンパク質を伴わずに含まれ得る。
【0186】
ポリカチオン性薬剤は、代表的には、生理的に適切なpHにおいて正味の正電荷を示し、そして所望の位置への送達を容易にするための核酸の電荷を中和し得る。これらの薬剤は、インビトロ適用、エキソビボ適用、およびインビボ適用のいずれもを有する。ポリカチオン性薬剤は、生存被験体に、筋肉内、皮下などのいずれかで核酸を送達するために使用され得る。
【0187】
以下は、ポリカチオン性薬剤としての有用なポリペプチドの例である:ポリリジン、ポリアルギニン、ポリオルニチン、およびプロタミン。他の例として、ヒストン、プロタミン、ヒト血清アルブミン、DNA結合タンパク質、非ヒストン染色体タンパク質、DNAウイルス由来のコートタンパク質(例えば、X174)が挙げられる。転写因子はまた、DNAに結合するドメインを含み、従って核酸濃縮薬剤として有用であり得る。手短に言えば、転写因子(例えば、C/CEBP、c−jun、c−fos、AP−1、AP−2、AP−3、CPF、Prot−1、Sp−1、Oct−1、Oct−2、CREP、およびTFIID)は、DNA配列に結合する塩基性ドメインを含む。
【0188】
有機ポリカチオン性薬剤として、スペルミン、スペルミジン、およびプトレシン(purtrescine)が挙げられる。
【0189】
ポリカチオン性薬剤の寸法およびその物理的特性は、他のポリペプチドポリカチオン性薬剤を構築するか、または合成ポリカチオン性薬剤を生成するために、上記の一覧から推定され得る。
【0190】
有用な合成ポリカチオン性薬剤としては、例えば、DEAE−デキストラン、ポリブレンが挙げられる。LipofectinTM、およびlipofectAMINETMは、ポリヌクレオチド/ポリペプチドと組み合わせた場合にポリカチオン性複合体を形成するモノマーである。
【0191】
(免疫診断アッセイ)
本発明のstreotococcus抗原は、抗体レベルを検出するためのイムノアッセイにおいて使用され得る(または、逆に抗streotococcus抗体が抗原レベルを検出するために使用され得る)。十分に規定された組換え抗原に基づくイムノアッセイが、侵襲性の診断方法を置き換えるために開発され得る。生物学的サンプル(例えば、血液サンプルまたは血清サンプルを含む)内のstreotococcusタンパク質に対する抗体が検出され得る。このイムノアッセイの設計は、多くのバリエーションに供され、そして種々のこれらのアッセイは当該分野で公知である。イムノアッセイのプロトコルは、例えば、競合アッセイ、または直接反応アッセイ、またはサンドイッチ型アッセイに基づき得る。プロトコルはまた、例えば、固体支持体を使用し得るか、または免疫沈降によってなされ得る。ほとんどのアッセイは、標識された抗体またはポリペプチドの使用を含み、その標識は、例えば、蛍光分子、化学発光分子、放射性分子、または色素分子であり得る。プローブからのシグナルを増幅するアッセイもまた公知であり;これらの例は、ビオチンおよびアビジンを利用するアッセイ、ならびに酵素標識および酵素媒介イムノアッセイ(例えば、ELASAアッセイ)である。
【0192】
免疫診断に適切であり、かつ適切な標識試薬を備えるキットは、適切な容器中に、アッセイの実行に必要とされる残りの試薬および物質(例えば、適切な緩衝液、塩溶液など)ならびにアッセイの説明書の適切なセットと共に本発明の組成物を含む適切な物質を詰め込むことによって構築される。
【0193】
(核酸ハイブリダイゼーション)
「ハイブリダイゼーション」とは、水素結合による2つの核酸配列の互いに対する結合をいう。代表的には、1つの配列は、固体支持体に固定され、そしてもう一方の配列は、溶液中で遊離している。次いで、2つの配列は、水素結合に好ましい条件下で互いに接触される。この結合に影響を与える因子としては以下が挙げられる:溶媒のタイプおよび容量;反応温度;ハイブリダイゼーションの時間;撹拌;液体相の配列の固体支持体への非特異的な付着をブロックする薬剤(デンハルト試薬またはBLOTTO);配列の濃度;配列の結合速度を増大させる化合物(硫酸デキストランまたはポリエチレングリコール)の使用;およびハイブリダイゼーション後の洗浄条件のストリンジェンシー。Sambrookら(前出)第2巻、第9章、9.47〜9.57頁を参照のこと。
【0194】
「ストリンジェンシー」とは、異なる配列よりも非常に類似する配列の結合に好ましいハイブリダイゼーション反応における条件をいう。例えば、研究では、ハイブリッドの計算されたTmより約120℃〜200℃低い温度および塩濃度の組み合わせが選択されるべきである。温度および塩条件はしばしば、フィルターに固定したゲノムDNAのサンプルが目的の配列にハイブリダイズし次いで異なるストリンジェンシーの条件下で洗浄される、予備的な実験において経験的に決定され得る。Sambrookら、9.50頁を参照のこと。
【0195】
例えば、サザンブロットを行う場合、考慮する変数は、(1)ブロットされるDNAの複雑さ、および(2)プローブと検出される配列との間の相同性である。研究されるフラグメントの全量は、プラスミドまたはファージ消化物についての0.1〜1μgから、高度に複雑な真核生物ゲノム中の単一コピー遺伝子についての10−9〜10−8gまで、10倍変化し得る。より低い複雑さのポリヌクレオチドについては、実質的により短いブロッティング、ハイブリダイゼーション、および曝露時間、より少量の出発ポリヌクレオチド、およびより低い比活性のプローブが使用され得る。例えば、単一コピーの酵母遺伝子は、1μgの酵母DNAで開始し、2時間ブロットし、そして4〜8時間10cpm/μgのプローブとハイブリダイズさせて、わずか1時間の曝露時間で検出され得る。単一コピーの哺乳動物遺伝子について、伝統的なアプローチは、10μgのDNAで開始し、一晩ブロットし、そして10cpm/μgより多いプローブを用いて10%硫酸デキストランの存在下で一晩ハイブリダイズし、露光時間が約24時間である。
【0196】
いくつかの因子が、プローブと目的のフラグメントとの間のDNA−DNAハイブリッドの融解温度(Tm)、ならびに、結果として、ハイブリダイゼーションおよび洗浄についての適切な条件に影響を与え得る。多くの場合において、そのプローブは、フラグメントに対して100%相同なわけではない。他の共通して遭遇する変数としては、長さ、ハイブリダイズする配列の全G+C含量、ならびにハイブリダイゼーション緩衝液のイオン強度およびホルムアミド含量が挙げられる。これらのすべての因子の影響は、以下の一つの式によって概算され得る:
Tm=81+16.6(log10Ci)+0.4[%(G+C)]−0.6(%ホルムアミド)−600/n−1.5(%ミスマッチ)。
ここでCiは塩濃度(一価イオン)であり、そしてnはハイブリッドの長さ(塩基対)である(MeinkothおよびWahl(1984)Anal.Biochem.138:267/284からわずかに改変)。
【0197】
ハイブリダイゼーション実験の設計において、核酸ハイブリダイゼーションに影響を与えるいくつかの因子が簡便に変更され得る。ハイブリダイゼーションおよび洗浄の温度ならびに洗浄時の塩濃度を調整するのが最も単純である。ハイブリダイゼーション温度(すなわち、ストリンジェンシー)が上昇するにつれて、非相同的な鎖の間で起こるハイブリダイゼーションは起こりにくくなるようであり、結果として、バックグラウンドが減少する。放射標識したプローブが固定化されたフラグメントと完全に相同ではない場合(遺伝子ファミリーおよび種間のハイブリダイゼーション実験における場合に頻繁にありうる)、ハイブリダイゼーション温度は低下されなければならず、そしてバックグラウンドが増大する。洗浄の温度は、類似の様式で、ハイブリダイズするバンドの強度、およびバックグラウンドの程度に影響を与える。洗浄のストリンジェンシーはまた、塩濃度の減少とともに増大する。
【0198】
一般的に、50%ホルミアミドの存在下で都合よいハイブリダイゼーション温度は、標的フラグメントに95%〜100%相同であるプローブについて42℃、90%〜95%相同性については37℃、85%〜90%相同性については32℃である。より低い相同性については、上記の式を用いてホルムアミド含量が下げられ、そしてそれに従って温度が調整されるべきである。プローブと標的フラグメントとの間の相同性が未知である場合、最も単純なアプローチは、ストリンジェントではないハイブリダイゼーション条件および洗浄条件の両方を用いて開始することである。オートラジオグラフィー後に非特異的バンドまたは高いバックグラウンドが観察される場合、フィルターは高ストリンジェンシーで洗浄され得、そして再び露光され得る。露光のために必要な時間がこのアプローチを非実用的にする場合、いくつかのハイブリダイゼーションおよび/または洗浄ストリンジェンシーが並行して試験されるべきである。
【0199】
(核酸プローブアッセイ)
本発明に従う核酸プローブを利用する、PCR、分枝DNAプローブアッセイ、またはブロッティング技術のような方法は、cDNAまたはmRNAの存在を決定し得る。プローブは、検出されるに十分に安定な、二重鎖または二本鎖複合体を形成し得る場合に、本発明の配列に「ハイブリダイズする」といわれる。
【0200】
核酸プローブは、本発明のstreptococcusヌクレオチド配列(センス鎖およびアンチセンス鎖の両方を含む)にハイブリダイズする。多くの異なるヌクレオチド配列がアミノ酸配列をコードするが、ネイティブなstreptococcus配列は、細胞に存在する実際の配列であるので、好ましい。mRNAは、コード配列を表し、従ってプローブはコード配列に相補的であるはずであり、一本鎖cDNAはmRNAに相補的であり、従ってcDNAプローブは非コード配列に相補的であるべきである。
【0201】
プローブ配列はstreptococcus配列(またはその相補鎖)に同一である必要はない。核酸プローブが標的ヌクレオチドと、検出され得る二重鎖を形成し得る場合、配列および長さにおけるいくつかの変動は、アッセイ感度の増加をもたらし得る。また、核酸プローブは、形成された二重鎖を安定化するためにさらなるヌクレオチドを含み得る。さらなるstreptococcus配列もまた、形成された二重鎖を検出するための標識として役立ち得る。例えば、非相補的ヌクレオチド配列が、そのプローブの5’末端に付着され得、ここでそのプローブ配列の残りはstreptococcus配列に相補的である。あるいは、プローブ配列が、それとハイブリダイズし、そしてそれによって検出され得る二重鎖を形成するために十分なstreptococcus配列との相補性を有するという条件で、非相補的塩基またはより長い配列は、プローブ中に分散され得る。
【0202】
プローブの正確な長さおよび配列は、ハイブリダイゼーション条件(例えば、温度、塩条件など)に依存する。例えば、診断的適用については、分析物の配列の複雑さに依存して、核酸プローブは、代表的には、少なくとも10〜20ヌクレオチド、好ましくは15〜25、そしてより好ましくは少なくとも30ヌクレオチドを含むが、これよりも短くもあり得る。短いプライマーは、一般的には、鋳型との十分に安定なハイブリッド複合体を形成するためにより低い温度を必要とする。
【0203】
プローブは、合成的手順(例えば、Matteucciらのトリエステル法、(J.Am.Chem.Soc.(1981)103:3185))、またはUrdeaら(Proc.Natl.Acad.Sci.USA(1983)80:7461)に従って、または市販の自動オリゴヌクレオチド合成機を使用して、生成され得る。
【0204】
プローブの化学的性質は、優先性に従って選択され得る。特定の適用については、DNAまたはRNAが適切である。他の適用については、改変(例えば、ホスホロチオエートまたはメチルホスホネートのようなバックボーンの改変)が組み込まれ得、インビボの半減期を増大させ、RNA親和性を変化させ、ヌクレアーゼ耐性を増大させるためなどに使用され得(例えば、AgrawalおよびIyer(1995)Curr Opin Biotechnol 6:12−19;Agrawal(1996)TIBTECH 14:376−387を参照のこと);ペプチド核酸のようなアナログもまた使用され得る(例えば、Corey(1997)TIBTECH15:224−229;Buchardtら(1993)TIBTECH 11:384−386を参照のこと)。
【0205】
あるいは、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)は、少量の標的核酸を検出する別の周知の手段である。そのアッセイは、Mullisら、(Meth.Enzymol.(1987)155:335−350)ならびに米国特許第4,683,195号および同第4,683,202号に記載されている。2つの「プライマー」ヌクレオチドは、標的核酸とハイブリダイズし、そして反応を開始するために使用される。このプライマーは、二重鎖の安定性を補助するため、または、例えば、都合よい制限部位を組み込むために、増殖標的(またはその相補物)の配列にハイブリダイズしない配列を含み得る。代表的には、このような配列は、所望のstreptococcus配列に隣接する。
【0206】
熱安定性ポリメラーゼは、もともとの標的核酸を鋳型として使用して、プライマーから標的核酸のコピーを作製する。閾値量の標的核酸がポリメラーゼによって生成された後、それらはより従来的な方法(例えば、サザンブロット)によって検出され得る。サザンブロット法を使用する場合、標識されたプローブは、streptococcus配列(またはその相補物)にハイブリダイズする。
【0207】
また、mRNAまたはcDNAは、Sambrookら(前出)に記載される、従来のブロッティング技術によって検出され得る。mRNA、またはmRNAからポリメラーゼ酵素を使用して生成されたcDNAは、ゲル電気泳動を使用して精製および分離され得る。次いで、ゲル上の核酸は、ニトロセルロースのような固体支持体にブロットされる。この固体支持体は、標識されたプローブに曝露され、次いで洗浄されて、すべてのハイブリダイズしていないプローブを除去する。次に、標識プローブを含む二重鎖を検出する。代表的には、このプローブは、放射活性部分で標識される。
【0208】
(本発明を実施するための様式)
S.pneumoniae4型株(Aabergeら(1995)Microbial Pathogenesis 18:141−152)単離体のゲノム配列(2,162,598塩基対)は、以前は、以下のように参照されていた:JNR.7/87(Brickerら(1999)FEMS Microbiol.Lett.172:131);KNR.7/87(de Saizieuら(2000)J.Bacteriol.182:4696;Hakenbeckら(2001)Infect.Immun.69:2477);そしてN4(Wizemannら(2001)Infect.Immun.69:1593)は、配列番号4979として配列表に記載されている(Tettlinら(2001)Science 293:498もまた参照のこと)。
【0209】
2489個のコード領域を、GLIMMER2(Delcherら(1999)Nucleic Acids Research 27:4636−4641)を用いて、この配列内で同定した。その核酸配列を、奇数(配列番号1、3、5、・・・4975、4977)を用いて配列表に示す。2489個の領域のうちの2469個の領域について、アミノ酸配列を推測し、そしてこれらについては、核酸配列の後に、その推測される翻訳産物(配列番号2、4、6、・・・4976、4978)を示す。推測される機能を、細胞位置の指標、注目すべき任意の配列モチーフ、およびHoskinsらのR6配列における任意の対応するORFとの類似性の指標と共に配列表のフィールド<223>に示す。
【0210】
種々の試験が、この実施例において同定されたタンパク質のインビボでの免疫原性を評価するために使用され得る。例えば、このタンパク質は、組換え発現され得、そして免疫ブロットにより患者の血清をスクリーニングするために使用され得る。このタンパク質と患者の血清との間のポジティブな反応は、その患者が、問題のタンパク質に対する免疫応答を以前にマウントされている(すなわち、このタンパク質が免疫原である)ことを示す。この方法はまた、免疫優性タンパク質を同定するために使用され得る。
【0211】
組換えタンパク質もまた、例えば、マウスにおいて抗体を調製するために簡便に使用され得る。これらは、タンパク質が細胞表面上に位置することの直接的な確認のために使用され得る。標識抗体(例えば、FACSについては蛍光標識)が、インタクトな細菌と共にインキュベートされ得、そして細菌表面上の標識の存在が、このタンパク質の位置を確認する。
【0212】
2489個のコード領域のうちの、1910個のコード領域は、S.pneumoniae株R6(Hoskinsら)においてホモログを有する。これらの1910個の領域は、複数系統の診断および/または免疫のために使用され得る。逆に、残りの領域は、R6株において細菌を区別するために使用され得る。
【0213】
2489個のコード領域のうちの、432個のコード領域は、PCT/GB01/04789の表IVに列挙された「GBSnnn」抗原に対する相同性を示し、従って、免疫および/診断のために有用な抗原であることが推測される。
【0214】
【表1−1】

【表1−2】

【表1−3】

【表1−4】

【表1−5】

S.pneumoniae(血清型2)の臨床単離体D39株の同系遺伝子欠失変異体を、Overlap Extension(Ambergら(1995)Yeast 11:1275−1280)を用いていくつかのコード領域について調製し、生存率に対する欠失の効果を評価した。正確な遺伝子破壊を、「二重融合」PCRストラテジーに従う遺伝子スプライシングにより達成した。各々のプロセスを、合計5つのPCR反応(3つの標準的なPCR増幅および2つの融合PCR反応)を用いて達成した。第1工程を、破壊する各々の遺伝子の上流領域(フラグメントU、プライマー:F1+R2)および下流領域(フラグメントD、プライマー:F5+R6)および選択マーカー配列(フラグメントK、プライマーF3+F4)を増幅して、その間の遺伝子のリーディングフレームを置換することによって達成した。aphA−3遺伝子(カナマイシン耐性)を、全ての変異体構築物について共通のKフラグメントとして選択した。それぞれU−3’末端およびD−5’末端に対して相補的な配列を示す24bpの5’テイルおよび3’テイルを含むように、これを増幅した。第1の融合PCRを実施し、KにDを連結した。次いで、各々のKD増幅フラグメントをゲル精製し、そして第2の融合PCR反応を、これと対応するUフラグメントを融合するよう実施した。最終的なキメラ生成物は、遺伝子破壊カセット(UKD)を構成する。プライマーF1およびR6の存在下での最後の融合PCRの間に、両方のDNA鎖の3’末端に単一のデオキシアデノシンを添加し得るAmpliTaqポリメラーゼ(Applera)により、これらを増幅した。各々の構築物を、挿入部位に単一の3’−T突出部を与えるpGEM−T Easyベクター(Promega)に連結し、次いでエレクトロポレーションによって、E.coli DH10B細菌(Invitrogen)に導入した。プラスミドミニプレップを、真の組換えコロニーから回収し、そしてキメラ挿入物の正確さを、PCRによって確認した。プラスミドDNAを使用して、天然のコンピテンスを誘導する合成CSP−1を用いてSpを形質転換した(Havarsteinら(1995)92:11140−44)。簡単に言うと、早期の対数増殖期のD39培養物(OD600=0.05〜0.1)を、100ng/ml CSP−1、10mMグルコース、および10%不活性化ウマ血清(Sigma)を補充した脳心臓注入ブロス(BHIB)で1:10に希釈し、そして37℃および5%COにて15分間、通気せずにインキュベートした。プラスミドDNA(1μg)を添加し、そしてサンプルを1時間インキュベートした後、選択的血液寒天プレート(トリプシンダイズ寒天、TSA−Difco、3%の線維素の除かれたヒツジ血液および500μg/mlのカナマイシンが補充されている)上に展開した。増殖を、5%COの雰囲気下、37℃で1〜2日間行った。5〜10のKanR CFUを、PCR(プライマーF1+R6)または染色体DNAの直接配列決定のいずれかにより各々のサンプルについてスクリーニングし、正確な同系遺伝子変異コロニーを選択した。
【0215】
以下の配列番号を有する遺伝子のノックアウトは、増殖できなかった。このことは、必須の遺伝子である(すなわち、特に好ましい抗生物質標的であること)を示す:504(ABCtr83)、690(accB)、694(accC)、924(blpB)、1288(murG)、1328、1432(ftsE)、1434(ftsX)、2116(ftsW)、2250(eno)、2460(vicX)、2554(licC)、2564、3042、3480、3904(murl)、4820(purX)、4902、および4922。さらに、配列番号3392(psaA)のノックアウトは、小さいコロニーとして増殖した。これらの配列番号の中で、以下の配列番号が、ヒトまたは他の真核生物に対する配列相同性を有さないことから、特に好ましい:504、690、1288、1432、3904、4820、4922(すなわち、抗生物質活性に加えて、抗患者活性に対する能力が低減されている)。
【0216】
これらの生存不可能な変異体を作製するために使用したプライマーを以下に示す。
【0217】
【表2−1】

【表2−2】

本発明は、例示目的のみによって記載され、本発明の範囲および意図を維持しつつ変更がなされ得ることが理解される。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
以下:
【化1−1】

【化1−2】

【化1−3】

からなる群より選択されるアミノ酸配列を含むタンパク質。
【請求項2】
請求項1に記載のタンパク質に対して50%以上の配列同一性を有する、タンパク質。
【請求項3】
以下:
【化2−1】

【化2−2】

【化2−3】

【化2−4】

からなる群より選択されるアミノ酸配列のフラグメントを含む、タンパク質。
【請求項4】
請求項1〜3のいずれか1項に記載のタンパク質に結合する、抗体。
【請求項5】
請求項1〜3のいずれか1項に記載のタンパク質をコードする、核酸分子。
【請求項6】
以下:
【化3−1】

【化3−2】

【化3−3】

【化3−4】

からなる群より選択されるヌクレオチド配列を含む、請求項5に記載の核酸分子。
【請求項7】
以下:
【化4−1】

【化4−2】

【化4−3】

【化4−4】

からなる群より選択されるヌクレオチド配列のフラグメントを含む、核酸分子。
【請求項8】
請求項5〜7のいずれか1項に記載の核酸分子に相補的なヌクレオチド配列を含む、核酸分子。
【請求項9】
請求項5〜8のいずれか1項に記載の核酸分子に対して50%以上の配列同一性を有するヌクレオチド配列を含む、核酸分子。
【請求項10】
高ストリンジェンシー条件下で請求項5〜9のいずれか1項に記載の核酸分子にハイブリダイズし得る、核酸分子。
【請求項11】
請求項1〜10のいずれかに記載のタンパク質、核酸分子、または抗体を含む、組成物。
【請求項12】
ワクチン組成物または診断組成物である、請求項11に記載の組成物。
【請求項13】
薬剤として使用するための、請求項11または12に記載の組成物。
【請求項14】
Streptococcus細菌、特にS.pneumoniaeに起因する疾患または感染を処置または防止するための医薬の製造における、請求項13に記載の組成物の使用。
【請求項15】
前記疾患が、髄膜炎、肺炎、敗血症、中耳炎、または耳感染である、請求項14に記載の使用。
【請求項16】
患者を処置する方法であって、請求項13に記載の組成物の治療有効量を該患者に投与する工程を包含する、方法。
【請求項17】
Streptococcus核酸配列に含まれる標的配列を増幅するためのプライマーを備えるキットであって、該キットは第1プライマーおよび第2プライマーを備え、該第1プライマーは、該標的配列に実質的に相補的であり、そして該第2プライマーは、該標的配列の相補鎖に実質的に相補的であり、実質的な相補性を有する該プライマーの部分は、増幅される該標的配列の末端を規定し、そして該第1プライマーおよび/または該第2プライマーは、請求項5〜10のいずれか1項に記載の核酸であるかまたは配列番号4979の8〜100ヌクレオチドのフラグメントである、キット。
【請求項18】
一本鎖核酸または二本鎖核酸(あるいはそれらの混合物)に含まれるStreptococcus鋳型核酸配列の増幅を可能にする第1および第2の一本鎖オリゴヌクレオチドを備えるキットであって:(a)該第1オリゴヌクレオチドは、該鋳型核酸配列に実質的に相補的なプライマー配列を含み;(b)該第2オリゴヌクレオチドは、該鋳型核酸配列の相補鎖に実質的に相補的なプライマー配列を含み;(c)該第1オリゴヌクレオチドおよび/または該第2オリゴヌクレオチドは、該鋳型核酸に相補的でない配列を含み;(d)該プライマー配列は、増幅される該鋳型配列の末端を規定し;そして(e)該第1および/または該第2のオリゴヌクレオチドは、請求項5〜10のいずれか1項に記載の核酸であるかまたは配列番号4979の8〜100ヌクレオチドのフラグメントである、キット。
【請求項19】
式NH−A−[−X−L−]−B−COOHで表されるハイブリッドタンパク質であって、Xは、請求項1、2、または3に記載のタンパク質のアミノ酸配列であり、Lは任意のリンカーアミノ酸配列であり、Aは、任意のN末端アミノ酸配列であり、Bは、任意のC末端アミノ酸配列であり、そしてnは、1より大きい整数である、ハイブリッドタンパク質。
【請求項20】
請求項1〜3のいずれか1項に記載のタンパク質と試験化合物を接触させる工程、および該試験化合物が該タンパク質に結合するか否かを決定する工程を包含する、アッセイ。
【請求項21】
以下の抗原:
Helicobacter pylori由来のタンパク質抗原;
N.meningitidis血清型B由来のタンパク質抗原;
N.meningitidis由来の外膜小胞(OMV)調製物;
N.meningitidis血清型A、C、W135、および/またはY由来の糖抗原;
Streptococcus pneumoniae由来の糖抗原;
A型肝炎ウイルス由来の抗原;
B型肝炎ウイルス由来の抗原;
C型肝炎ウイルス由来の抗原;
Bordetella pertussis由来の抗原;
ジフテリア抗原;
破傷風抗原;
Haemophilus influenzaB由来の糖抗原;
N.gonorrhoeae由来の抗原;
Chlamydia pneumoniae由来の抗原;
Streptococcus agalactiae由来の抗原;
Streptococcus pyogenes由来の抗原;
Chlamydia trachomatis由来の抗原;
Porphyromonas gingivalis由来の抗原;
ポリオ抗原;
狂犬病抗原;
麻疹、おたふくかぜ、および/もしくは風疹抗原;
インフルエンザ抗原;
Moraxella catarrhalis由来の抗原;ならびに/または
Staphylococcus aureus由来の抗原、
の1つ以上をさらに含む、請求項13に記載の組成物。
【請求項22】
請求項1〜3のいずれか1項に記載の2つ以上のタンパク質を含む、組成物。
【請求項23】
請求項1または2に記載の1つ以上のタンパク質をコードする遺伝子が不活性化されている、S.pneumoniae細菌。
【請求項24】
前記遺伝子が欠失されている、請求項23に記載のS.pneumoniae細菌。
【請求項25】
前記欠失遺伝子が同系である、請求項24に記載のS.pneumoniae細菌。

【公開番号】特開2009−213466(P2009−213466A)
【公開日】平成21年9月24日(2009.9.24)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−303928(P2008−303928)
【出願日】平成20年11月28日(2008.11.28)
【分割の表示】特願2002−576279(P2002−576279)の分割
【原出願日】平成14年3月27日(2002.3.27)
【出願人】(592243793)カイロン ソチエタ ア レスポンサビリタ リミタータ (107)
【出願人】(509116602)ジェイ.クレイグ・ヴェンター・インスティチュート・インコーポレーテッド (1)
【Fターム(参考)】