JP2002515243A - 多価t細胞受容体複合体 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
MHC−ペプチド複合体に結合するための合成多価T細胞受容体複合体であり、前記TCR複合体は前記MHC−ペプチド複合体に特異的な複数のT細胞受容体を含んでなる。T細胞受容体は、可溶性の、再生された組換えT細胞受容体であることが好ましい。合成多価T細胞受容体複合体は、治療剤を輸送するため、MHC−ペプチド複合体を検出するために用いることができ、そのような使用のための方法も提供される。
Description
【0001】 本発明は多価形態のT細胞受容体(TCR)、および、主要組織適合複合体(
MHC)存在下において表面に提示される特異的なペプチド抗原を運搬する細胞
を検出するためのこれらの使用に関する。また本発明は、TCR多量体を用いた
標的細胞への運搬方法、特に、治療薬剤の運搬に関する。
MHC)存在下において表面に提示される特異的なペプチド抗原を運搬する細胞
を検出するためのこれらの使用に関する。また本発明は、TCR多量体を用いた
標的細胞への運搬方法、特に、治療薬剤の運搬に関する。
【0002】 一般的背景 1.細胞表面での抗原提示 MHC分子は、細胞表面での認識のため、適応する免疫系の細胞アームにより
、短いタンパク質フラグメント、ペプチド抗原を提示する特殊化されたタンパク
質複合体である。
、短いタンパク質フラグメント、ペプチド抗原を提示する特殊化されたタンパク
質複合体である。
【0003】 クラスIMHCは、種々の重鎖および一定の軽鎖、β2ミクログロブリンを有
する二量体タンパク質複合体である。細胞内で加工され、MHCのバインディン
グクレフト(binding cleft)にローディングされ、MHC重鎖に
より複合体が膜に固定される細胞表面に輸送されるペプチドを、クラスIMHC
は提示する。ペプチドは、通常、長さにして8〜11のアミノ酸であるが、MH
Cに結合された時にペプチドにローディングされる弓なりの程度に依存する。M
HC重鎖の膜末端のα1およびα2ドメインで形成されるバインディングクレフ
トは「閉鎖した」末端を有し、結合しうるペプチドの長さに非常に厳しい制限を
賦課する。
する二量体タンパク質複合体である。細胞内で加工され、MHCのバインディン
グクレフト(binding cleft)にローディングされ、MHC重鎖に
より複合体が膜に固定される細胞表面に輸送されるペプチドを、クラスIMHC
は提示する。ペプチドは、通常、長さにして8〜11のアミノ酸であるが、MH
Cに結合された時にペプチドにローディングされる弓なりの程度に依存する。M
HC重鎖の膜末端のα1およびα2ドメインで形成されるバインディングクレフ
トは「閉鎖した」末端を有し、結合しうるペプチドの長さに非常に厳しい制限を
賦課する。
【0004】 クラスIIMHCも、α鎖(重鎖)およびβ鎖(軽鎖)を有する二量体タンパク
質であり、双方ともに可変の糖タンパク質であり、膜貫通ドメインにおいて細胞
内に固定される。クラスIMHC同様、クラスII分子も、12〜24のアミノ酸
からなるより長いペプチドが内部に挿入されるバインディングクレフトを形成す
る。ペプチドはエンドサイトーシスによって細胞外環境から取り込まれ、後に細
胞表面に輸送されるクラスII複合体内にローディングされる前に加工される。
質であり、双方ともに可変の糖タンパク質であり、膜貫通ドメインにおいて細胞
内に固定される。クラスIMHC同様、クラスII分子も、12〜24のアミノ酸
からなるより長いペプチドが内部に挿入されるバインディングクレフトを形成す
る。ペプチドはエンドサイトーシスによって細胞外環境から取り込まれ、後に細
胞表面に輸送されるクラスII複合体内にローディングされる前に加工される。
【0005】 各細胞は最大6種類のクラスI分子および同様の種類のクラスII分子において
ペプチドを提示し、提示されるMHC複合体の総数は細胞あたり105〜106の
範囲である。クラスI分子で提示されるペプチドの種類は、一般的には1000
〜10000であると推定され、これらの90%は、細胞あたり10〜100個
のコピーが存在する(Hunt,Michel et al.,1992;Ch
icz,Urban et al.,1993;Engelhard,Appe
lla et al.,1993;Huczko,Bodnar et al.
, 1993)。最も多いペプチドは、提示される全ペプチドの0.4〜5%を
構成すると考えられている、即ち最大20000もの同一の複合体が1つの細胞
に存在しうる。最も多い単一のペプチド複合体の平均数は、細胞あたり2000
〜4000の範囲内であるようであり、認識可能なT細胞エピトープの典型的な
提示レベルは、細胞あたり100〜500複合体の範囲である(概要は(Eng
elhard,1994)参照)。
ペプチドを提示し、提示されるMHC複合体の総数は細胞あたり105〜106の
範囲である。クラスI分子で提示されるペプチドの種類は、一般的には1000
〜10000であると推定され、これらの90%は、細胞あたり10〜100個
のコピーが存在する(Hunt,Michel et al.,1992;Ch
icz,Urban et al.,1993;Engelhard,Appe
lla et al.,1993;Huczko,Bodnar et al.
, 1993)。最も多いペプチドは、提示される全ペプチドの0.4〜5%を
構成すると考えられている、即ち最大20000もの同一の複合体が1つの細胞
に存在しうる。最も多い単一のペプチド複合体の平均数は、細胞あたり2000
〜4000の範囲内であるようであり、認識可能なT細胞エピトープの典型的な
提示レベルは、細胞あたり100〜500複合体の範囲である(概要は(Eng
elhard,1994)参照)。
【0006】 2.抗原提示細胞の認識 MHC−ペプチドように広範な種類の細胞が抗原を提示することができ、その
特性を有する細胞は抗原提示細胞(APC)として知られる。特定の抗原を提示
する細胞のタイプは、抗原が最初に免疫系の細胞と、何処で、どのように、遭遇
するかに依存する。APCには、リンパ節および脾臓のT細胞領域に大量に見出
される嵌合性樹状細胞、皮膚中のランゲルハンス細胞、リンパ組織のB細胞領域
中の濾胞樹状細胞、単球、マクロファージ、および他の単球/マクロファージ系
列細胞、B細胞およびT細胞、並びに典型的なAPCではないがAPCにように
作用しうる内皮細胞や線維芽細胞のような種々の他の細胞が含まれる。
特性を有する細胞は抗原提示細胞(APC)として知られる。特定の抗原を提示
する細胞のタイプは、抗原が最初に免疫系の細胞と、何処で、どのように、遭遇
するかに依存する。APCには、リンパ節および脾臓のT細胞領域に大量に見出
される嵌合性樹状細胞、皮膚中のランゲルハンス細胞、リンパ組織のB細胞領域
中の濾胞樹状細胞、単球、マクロファージ、および他の単球/マクロファージ系
列細胞、B細胞およびT細胞、並びに典型的なAPCではないがAPCにように
作用しうる内皮細胞や線維芽細胞のような種々の他の細胞が含まれる。
【0007】 抗原提示細胞は、自己ペプチドに反応するT細胞を確実に根絶やしにする(陰
性選択)ために設計された選択手段が施される場所である胸腺(T細胞)中で成
熟したリンパ球亜群によって認識される。また、提示されたMHC変種を認識す
る能力を有さないT細胞は、成熟することができない(陽性選択)。
性選択)ために設計された選択手段が施される場所である胸腺(T細胞)中で成
熟したリンパ球亜群によって認識される。また、提示されたMHC変種を認識す
る能力を有さないT細胞は、成熟することができない(陽性選択)。
【0008】 T細胞による特異的なMHC−ペプチド複合体の認識は、ジスルフィド結合に
よって結合した1本のα鎖および1本のβ鎖を有するヘテロ二量体糖タンパク質
であるT細胞受容体(TCR)によって媒介される。両鎖は膜貫通ドメインにお
いて膜に固定され、短い細胞質テールを有する。抗体遺伝子において観察される
ものと同様の組換えプロセスによって、TCRα鎖およびβ鎖遺伝子は、ドメイ
ンに結合する細胞外抗原に莫大な多様性(1013〜1015の種々の可能性)を生
む、V(Variable)、J(Joining)、D(Diversity
)、およびC(Constant)要素により再配列される。TCRはγ鎖およ
びδ鎖を有する、異なる形態でも存在する。しかし、これらはT細胞の約5%存
在するにすぎない。
よって結合した1本のα鎖および1本のβ鎖を有するヘテロ二量体糖タンパク質
であるT細胞受容体(TCR)によって媒介される。両鎖は膜貫通ドメインにお
いて膜に固定され、短い細胞質テールを有する。抗体遺伝子において観察される
ものと同様の組換えプロセスによって、TCRα鎖およびβ鎖遺伝子は、ドメイ
ンに結合する細胞外抗原に莫大な多様性(1013〜1015の種々の可能性)を生
む、V(Variable)、J(Joining)、D(Diversity
)、およびC(Constant)要素により再配列される。TCRはγ鎖およ
びδ鎖を有する、異なる形態でも存在する。しかし、これらはT細胞の約5%存
在するにすぎない。
【0009】 抗体とTCRは、特異的に抗原を認識するただ2タイプの分子である。したが
って、TCRはMHCで提示される特定のペプチド抗原に対する唯一の受容体で
あり、外来ペプチドはしばしば、細胞内部での唯一の異常の徴候である。
って、TCRはMHCで提示される特定のペプチド抗原に対する唯一の受容体で
あり、外来ペプチドはしばしば、細胞内部での唯一の異常の徴候である。
【0010】 TCRは莫大な多様性をもって発現し、それぞれのTCRは1または2、3の
MHC−ペプチド複合体に対して特異的である。TCRとMHC−ペプチドリガ
ンドとの接触は極めて短い時間であり、通常1秒の半分未満である。TCR/M
HC−ペプチドだと推定されるT細胞と標的細胞との付着は、補受容体リガンド
接触の数と同様、いくつのTCR/MHC−ペプチド接触が用いられるかに依存
している。
MHC−ペプチド複合体に対して特異的である。TCRとMHC−ペプチドリガ
ンドとの接触は極めて短い時間であり、通常1秒の半分未満である。TCR/M
HC−ペプチドだと推定されるT細胞と標的細胞との付着は、補受容体リガンド
接触の数と同様、いくつのTCR/MHC−ペプチド接触が用いられるかに依存
している。
【0011】 T細胞認識は、T細胞及び抗原提示細胞(APC)が直接物理的に接触してい
る時に起こり、抗原特異的なTCRとpMHC複合体との会合によって誘導され
る。TCRは、シグナル伝達を媒介する際に含まれるCD3複合体の不変タンパ
ク質に会合する、免疫グロブリンスーパーファミリーに属するヘテロ二量体の細
胞表面タンパク質である。TCRはαβおよびγδ型で存在し、これらは構造的
に類似であるが解剖学上の位置は全く異なるものであり、おそらく機能も全く異
なる。受容体の細胞外部位は、2つの膜近位の定常ドメイン、および、抗体の相
補性決定領域(CDR)に類似する多形性の高いループを形成する2つの膜遠位
の可変ドメインからなる。TCR分子のMHC結合部位を形成し、ペプチド特異
性を決定するのがこれらのループである。MHCクラスIおよびクラスIIリガン
ドも免疫グロブリンスーパーファミリータンパク質であるが、抗原提示のために
分化しており、高い多形性ペプチド結合部位を有し、それらによりAPC細胞表
面において短いペプチドフラグメントの種々のアレイを提示することが可能にな
る。
る時に起こり、抗原特異的なTCRとpMHC複合体との会合によって誘導され
る。TCRは、シグナル伝達を媒介する際に含まれるCD3複合体の不変タンパ
ク質に会合する、免疫グロブリンスーパーファミリーに属するヘテロ二量体の細
胞表面タンパク質である。TCRはαβおよびγδ型で存在し、これらは構造的
に類似であるが解剖学上の位置は全く異なるものであり、おそらく機能も全く異
なる。受容体の細胞外部位は、2つの膜近位の定常ドメイン、および、抗体の相
補性決定領域(CDR)に類似する多形性の高いループを形成する2つの膜遠位
の可変ドメインからなる。TCR分子のMHC結合部位を形成し、ペプチド特異
性を決定するのがこれらのループである。MHCクラスIおよびクラスIIリガン
ドも免疫グロブリンスーパーファミリータンパク質であるが、抗原提示のために
分化しており、高い多形性ペプチド結合部位を有し、それらによりAPC細胞表
面において短いペプチドフラグメントの種々のアレイを提示することが可能にな
る。
【0012】 近年、これらの相互作用の具体例について、構造的な特性が決定されている(
Garboczi,Ghosh et al.1996;Garcia,Deg
ano et al.1996;Ding,Smith et al.1998
)。ネズミおよびヒトクラスIpMHC−TCR複合体の結晶構造は、そのpM
HCリガンド上でのTCRの対角配向を示唆しており、界面での形状相補性が少
ないことを示している。CDR3ループは、ペプチド残基と独占的に接触する。
配位されたTCR構造と配位されていないTCR構造の比較からも、TCR C
DRループにある程度の可変性があることが提示されている(Garboczi
and Biddison 1999)。
Garboczi,Ghosh et al.1996;Garcia,Deg
ano et al.1996;Ding,Smith et al.1998
)。ネズミおよびヒトクラスIpMHC−TCR複合体の結晶構造は、そのpM
HCリガンド上でのTCRの対角配向を示唆しており、界面での形状相補性が少
ないことを示している。CDR3ループは、ペプチド残基と独占的に接触する。
配位されたTCR構造と配位されていないTCR構造の比較からも、TCR C
DRループにある程度の可変性があることが提示されている(Garboczi
and Biddison 1999)。
【0013】 T細胞活性モデルにより、T細胞と抗原提示細胞(APC)との界面でのその
ようなタンパク質−タンパク質相互作用が、ウイルス感染した標的細胞の殺傷の
ような反応をどのように発生させるか、を説明しようと試みられている。TCR
−pMHC相互作用の物理的特性は、これらのモデルの多くにおいて臨界値とし
て含まれる。例えば、TCR解離レートの定量的変化が、完全なまたは部分的な
T細胞活性や拮抗作用のような受容体進入機構の生物学的結果における定性的な
変化に反映されることが見出されている(Matsui,Boniface e
t al.1994;Rabinowitz,Beeson et al.19
96;Davis,Boniface et al.1998)。
ようなタンパク質−タンパク質相互作用が、ウイルス感染した標的細胞の殺傷の
ような反応をどのように発生させるか、を説明しようと試みられている。TCR
−pMHC相互作用の物理的特性は、これらのモデルの多くにおいて臨界値とし
て含まれる。例えば、TCR解離レートの定量的変化が、完全なまたは部分的な
T細胞活性や拮抗作用のような受容体進入機構の生物学的結果における定性的な
変化に反映されることが見出されている(Matsui,Boniface e
t al.1994;Rabinowitz,Beeson et al.19
96;Davis,Boniface et al.1998)。
【0014】 TCR−pMHC相互作用は、低い親和性および比較的遅い反応速度を有する
ことが示されている。多くの研究においては、Baicore(商標)のような
バイオセンサー技術が用いられており(Willcox,Gao et al.
1999;Wyer,Willcox et al. 1999)、それらは表
面プラズマ共鳴(SPR)を利用するものであり、直接タンパク質−タンパク質
相互作用の親和性およびリアルタイムの反応速度測定をすることが可能になる(
Garcia,Scott et al.1996;Davis,Bonifa
ce et al.1998)。しかしながら、研究されている受容体は、異反
応性TCRや人工免疫抗原に対する反応性が高められたものである。
ことが示されている。多くの研究においては、Baicore(商標)のような
バイオセンサー技術が用いられており(Willcox,Gao et al.
1999;Wyer,Willcox et al. 1999)、それらは表
面プラズマ共鳴(SPR)を利用するものであり、直接タンパク質−タンパク質
相互作用の親和性およびリアルタイムの反応速度測定をすることが可能になる(
Garcia,Scott et al.1996;Davis,Bonifa
ce et al.1998)。しかしながら、研究されている受容体は、異反
応性TCRや人工免疫抗原に対する反応性が高められたものである。
【0015】 3.MHCペプチド複合体とのTCRおよびCD8相互作用 クラスIMHC−ペプチド複合体によって拘束される(例えば、認識する)T
細胞の極めて大部分は、活性化のために補受容体CD8の進入をも必要とし、一
方クラスIIMHCによって拘束されるT細胞はCD4の進入を必要とする。T細
胞活性化における補受容体の正確な機能は、まだ完全にははっきりしていない。
活性化を制御する重要なメカニズムおよびパラメーターもまだである。しかしな
がら、CD8およびCD4の双方は、T細胞活性化の特性を決定するごく初期の
チロシンリン酸化現象に含まれるキナーゼp56lckと会合する細胞質ドメイン
を有する。CD8は二量体受容体であり、αα型や、より一般的なαβ型で発現
する。CD4は単量体である。CD8受容体においては、α鎖のみがp56lck
と会合する。
細胞の極めて大部分は、活性化のために補受容体CD8の進入をも必要とし、一
方クラスIIMHCによって拘束されるT細胞はCD4の進入を必要とする。T細
胞活性化における補受容体の正確な機能は、まだ完全にははっきりしていない。
活性化を制御する重要なメカニズムおよびパラメーターもまだである。しかしな
がら、CD8およびCD4の双方は、T細胞活性化の特性を決定するごく初期の
チロシンリン酸化現象に含まれるキナーゼp56lckと会合する細胞質ドメイン
を有する。CD8は二量体受容体であり、αα型や、より一般的なαβ型で発現
する。CD4は単量体である。CD8受容体においては、α鎖のみがp56lck
と会合する。
【0016】 TCRやCD8のMHCへの結合を制御する物理的パラメーターの近年の測定
は、受容体の可溶性変種を用いており、TCRによる結合が認識現象を支配して
いることを示している。TCRは、補受容体と比較してMHCに対して非常に高
い親和性を有している(Willcox,Gao et al,Wyer,Wi
llcox et al. 1999)。
は、受容体の可溶性変種を用いており、TCRによる結合が認識現象を支配して
いることを示している。TCRは、補受容体と比較してMHCに対して非常に高
い親和性を有している(Willcox,Gao et al,Wyer,Wi
llcox et al. 1999)。
【0017】 MHCと受容体とのそれぞれの相互作用は、例えば37℃といった生理的温度
では非常に短時間である。TCR/MHC−ペプチド相互作用の半減期の大体の
数値は、HLA−A*0201(HLA−A2)によって提示されたインフルエ
ンザウイルス”マトリックス”ペプチドに対して特異的なヒトTCRを用いて測
定したところ、0.7秒である。このMHC/ペプチド複合体とのCD8αα相
互作用の半減期は0.01秒未満であるか、少なくとも18倍は早い。
では非常に短時間である。TCR/MHC−ペプチド相互作用の半減期の大体の
数値は、HLA−A*0201(HLA−A2)によって提示されたインフルエ
ンザウイルス”マトリックス”ペプチドに対して特異的なヒトTCRを用いて測
定したところ、0.7秒である。このMHC/ペプチド複合体とのCD8αα相
互作用の半減期は0.01秒未満であるか、少なくとも18倍は早い。
【0018】 4.可溶性MHC−ペプチド複合体の生産 可溶性MHC−ペプチド複合体は、抗原提示細胞の表面の分子をパパインで開
裂することによってまず得られた(Bjorkman,Strominger
et al.,1985)。この取り組みによって結晶化のための物質が提供さ
れたが、クラスI分子の場合は、近年、E.coliにおける重鎖および軽鎖を
それぞれ発現させ、合成ペプチドの存在下で再生する代用法がある(Garbo
czi,Hung et al.,1992;Garboczi,Madden
et al.,1994;Madden,Garboczi et al.,
1993;Reid McAdam et al.,1996;Reid,Sm
ith et al.,1996;Smith,Reid et al.,19
96;Smith,Reid et al.,1996;Gao,Tormo
et al.,1997;Gao,Gerth et al.,1998)。こ
の取り組みは従来の方法よりもいくつかの利点を有する、即ち、低コストでより
高い収率が得られ、ペプチド同定を非常に正確に制御することができ、また、最
終生成物はより均一である。さらに、例えば、タンパク質標識と融合させるなど
といった、変性された重鎖または軽鎖を容易に発現させることができる。
裂することによってまず得られた(Bjorkman,Strominger
et al.,1985)。この取り組みによって結晶化のための物質が提供さ
れたが、クラスI分子の場合は、近年、E.coliにおける重鎖および軽鎖を
それぞれ発現させ、合成ペプチドの存在下で再生する代用法がある(Garbo
czi,Hung et al.,1992;Garboczi,Madden
et al.,1994;Madden,Garboczi et al.,
1993;Reid McAdam et al.,1996;Reid,Sm
ith et al.,1996;Smith,Reid et al.,19
96;Smith,Reid et al.,1996;Gao,Tormo
et al.,1997;Gao,Gerth et al.,1998)。こ
の取り組みは従来の方法よりもいくつかの利点を有する、即ち、低コストでより
高い収率が得られ、ペプチド同定を非常に正確に制御することができ、また、最
終生成物はより均一である。さらに、例えば、タンパク質標識と融合させるなど
といった、変性された重鎖または軽鎖を容易に発現させることができる。
【0019】 5.MHC−ペプチド四量体 ペプチド−MHCとTCRおよびCD8とのそれぞれの結合現象の半減期が短
いため、検出方法の発展に際して、この相互作用を使用するのは好適ではない。
この問題は、ペプチド−MHC複合体の四量体分子を用いる新規技術によって克
服された(Altman et al.,1996)。多量体の相互作用の高い
結合力により、単量体のペプチド−MHC複合体の結合から得られるものに比べ
て、T細胞に結合している分子の半減期は劇的に長くなる。この技術はWO96
/26962にも記載されている。
いため、検出方法の発展に際して、この相互作用を使用するのは好適ではない。
この問題は、ペプチド−MHC複合体の四量体分子を用いる新規技術によって克
服された(Altman et al.,1996)。多量体の相互作用の高い
結合力により、単量体のペプチド−MHC複合体の結合から得られるものに比べ
て、T細胞に結合している分子の半減期は劇的に長くなる。この技術はWO96
/26962にも記載されている。
【0020】 ペプチド−MHC複合体多量体は、合成ペプチド、β2ミクログロブリン(通
常、E.coliにおいて発現)、および可溶性MHC重鎖(これもE.col
iにおいて発現)を用いて生成される。MHC重鎖は膜貫通ドメインの開始点に
おいて切りとられ、膜貫通ドメインは細菌性変性酵素BirAに対する認識配列
を構成するタンパク質標識で置き換えられる(Barker and Camp
bell,1981;Barker and Campbell,1981;S
chatz,1993)。BirAは、やや過剰の認識配列におけるリシン残基
のビオチン化に触媒作用を及ぼす(Schatz,1993)が、特異性は十分
に高く、タンパク質の大部分は標識における特異的な部位でのみビオチン化され
ることが保証される。ビオチン化されたタンパク質は、その後共有結合的にそれ
ぞれビオチンとの4つの結合部位を有するアビジン、ストレプトアビジン、また
はエクストラアビジン(Sigma)と結合することができ、結果的にペプチド
−MHC複合体の四量体分子となる(Altman et al.,1996)
。
常、E.coliにおいて発現)、および可溶性MHC重鎖(これもE.col
iにおいて発現)を用いて生成される。MHC重鎖は膜貫通ドメインの開始点に
おいて切りとられ、膜貫通ドメインは細菌性変性酵素BirAに対する認識配列
を構成するタンパク質標識で置き換えられる(Barker and Camp
bell,1981;Barker and Campbell,1981;S
chatz,1993)。BirAは、やや過剰の認識配列におけるリシン残基
のビオチン化に触媒作用を及ぼす(Schatz,1993)が、特異性は十分
に高く、タンパク質の大部分は標識における特異的な部位でのみビオチン化され
ることが保証される。ビオチン化されたタンパク質は、その後共有結合的にそれ
ぞれビオチンとの4つの結合部位を有するアビジン、ストレプトアビジン、また
はエクストラアビジン(Sigma)と結合することができ、結果的にペプチド
−MHC複合体の四量体分子となる(Altman et al.,1996)
。
【0021】 6.MHC−ペプチド四量体とT細胞の染色 WO96/26962およびAltman et al.,(1996)にも
、四量体分子に調製された可溶性MHC−ペプチド複合体を用いて、特定の特異
性を有するT細胞を染色するための技術が記載されている。この技術は、T細胞
の検出および定量において科学的な意義を有し(Callan et al.,
1998;Dunbar et al.,1998;McHeyzer Wil
liams et al.,1996;Murali Krishna et
al.,1998;Ogg et al.,1998)、診断における可能性を
有しているかもしれない(概要は、McMichael and O’Call
aghan,1998参照)。可溶性タンパク質を用いて測定したように、MH
CとTCRまたはCD8との相互作用の半減期は、例えば1秒未満といったよう
に非常に短いが、四量体とは安定した結合が形成され、染色を検出することがで
きる。これは、四量体とT細胞との多量体相互作用の高い結合力に起因するもの
である。
、四量体分子に調製された可溶性MHC−ペプチド複合体を用いて、特定の特異
性を有するT細胞を染色するための技術が記載されている。この技術は、T細胞
の検出および定量において科学的な意義を有し(Callan et al.,
1998;Dunbar et al.,1998;McHeyzer Wil
liams et al.,1996;Murali Krishna et
al.,1998;Ogg et al.,1998)、診断における可能性を
有しているかもしれない(概要は、McMichael and O’Call
aghan,1998参照)。可溶性タンパク質を用いて測定したように、MH
CとTCRまたはCD8との相互作用の半減期は、例えば1秒未満といったよう
に非常に短いが、四量体とは安定した結合が形成され、染色を検出することがで
きる。これは、四量体とT細胞との多量体相互作用の高い結合力に起因するもの
である。
【0022】 7.可溶性TCR 可溶性TCRの生産は、最近になって幾つかのグループによって開示されたも
のである。一般的には、全ての方法はTCRの切りとられた型を開示するもので
あり、細胞外ドメインまたは細胞外ドメインと細胞質ドメインとのみを含むもの
である。したがって、全てのケースにおいて、膜貫通ドメインは発現したタンパ
ク質から削除される。多くの報告は、それらの方法に従って生産されたTCRは
TCR特異的抗体によって認識されることを示しているが(抗体によって認識さ
れる組換えTCRの一部は正確に折りたたまれることを示している)、低い濃度
でも安定で、MHC−ペプチド複合体を認識しうる可溶性TCRを高い収率で生
産しうるものはない。
のである。一般的には、全ての方法はTCRの切りとられた型を開示するもので
あり、細胞外ドメインまたは細胞外ドメインと細胞質ドメインとのみを含むもの
である。したがって、全てのケースにおいて、膜貫通ドメインは発現したタンパ
ク質から削除される。多くの報告は、それらの方法に従って生産されたTCRは
TCR特異的抗体によって認識されることを示しているが(抗体によって認識さ
れる組換えTCRの一部は正確に折りたたまれることを示している)、低い濃度
でも安定で、MHC−ペプチド複合体を認識しうる可溶性TCRを高い収率で生
産しうるものはない。
【0023】 結晶化しうる物質を生産する最初の取り組みは、真核細胞中での発現を使用し
たものであるが、該物質を生産するのは極めて高価である(Garcia,De
gano et al.,1996;Garcia,Scott et al.
,1996)。結晶化しうる物質を生産する他の取り組みは、従来MHC−ペプ
チド複合体のために用いられていたものと同様のE.coli発現系を用いたも
のである(Garboczi,Ghosh et al.,1996;Garb
oczi,Utz et al.,1996)。後者の方法は、TCR鎖の細胞
外部位の発現を含み、鎖間ジスルフィド結合の形成に含まれるシステイン残基の
すぐ前で切りとられ、インビトロで再生が生じるが、一般的に適用不可能である
ことが判明した。殆どのヘテロ二量体TCRは、このような方法で生産された場
合は、α鎖とβ鎖との間の低い親和性のため不安定なようである。
たものであるが、該物質を生産するのは極めて高価である(Garcia,De
gano et al.,1996;Garcia,Scott et al.
,1996)。結晶化しうる物質を生産する他の取り組みは、従来MHC−ペプ
チド複合体のために用いられていたものと同様のE.coli発現系を用いたも
のである(Garboczi,Ghosh et al.,1996;Garb
oczi,Utz et al.,1996)。後者の方法は、TCR鎖の細胞
外部位の発現を含み、鎖間ジスルフィド結合の形成に含まれるシステイン残基の
すぐ前で切りとられ、インビトロで再生が生じるが、一般的に適用不可能である
ことが判明した。殆どのヘテロ二量体TCRは、このような方法で生産された場
合は、α鎖とβ鎖との間の低い親和性のため不安定なようである。
【0024】 さらに、可溶性TCRの技術科された生産に関する幾つかの他の記載もある。
これらの幾つかは、TCRのαまたはβ鎖の一方の発現を記載しているに過ぎな
い。従って、MHC−ペプチド特異性結合を維持しないタンパク質が生成される
(Calaman,Carson et al.,1993;Ishii,Na
kano et al.,1995)。β鎖結晶は、α鎖なしに、単独または超
抗原に結合して得られている(Bentley,Boulot et al.,
1995;Boulot,Bentley et al.,1994;Fiel
ds,Malchiodi et al.,1996)。
これらの幾つかは、TCRのαまたはβ鎖の一方の発現を記載しているに過ぎな
い。従って、MHC−ペプチド特異性結合を維持しないタンパク質が生成される
(Calaman,Carson et al.,1993;Ishii,Na
kano et al.,1995)。β鎖結晶は、α鎖なしに、単独または超
抗原に結合して得られている(Bentley,Boulot et al.,
1995;Boulot,Bentley et al.,1994;Fiel
ds,Malchiodi et al.,1996)。
【0025】 他の報告は、ヘテロ二量体γ/δまたはα/βTCRの発現のための方法を記
載している(Corr,Slanetz et al.,1994;Eilat
,Kikuchi et al.,1992;Gregoire,Rebai
et al.,1996;Gregoire,Malissen et al.
,1991;Ishii,Nakano et al.,1995;Necke
r,Rebai et al.,1991;Romagne,Pyrat et
al.,1996;Weber,Traunecker et al.,19
92)。幾つかのケースにおいては、TCRは単鎖融合タンパク質として発現し
ている(Brocker,Peter et al.,1993;Gregoi
re,Malissen et al.,1996;Schlueter,Sc
hodin et al.,1996)。他の方策は、Igヒンジおよび一定の
ドメインに融合したキメラタンパク質としてTCR鎖を発現させるものである(
Eilat,Kikuchi et al.,1992;Weber,Trau
necker et al.,1992)。他のキメラTCRタンパク質は、互
いに高い親和性と特異性を有する高次コイルを形成するように設計された配列で
発現しており、従って、TCRα−β接触が安定化し、溶解度を高められる。こ
の方策は、バキュロウイルス発現系およびE.coliの双方から可溶性TCR
を生産するものとして報告されている(Chang,Bao et al.,1
994;Golden,Khandekar et al.,1997)。
載している(Corr,Slanetz et al.,1994;Eilat
,Kikuchi et al.,1992;Gregoire,Rebai
et al.,1996;Gregoire,Malissen et al.
,1991;Ishii,Nakano et al.,1995;Necke
r,Rebai et al.,1991;Romagne,Pyrat et
al.,1996;Weber,Traunecker et al.,19
92)。幾つかのケースにおいては、TCRは単鎖融合タンパク質として発現し
ている(Brocker,Peter et al.,1993;Gregoi
re,Malissen et al.,1996;Schlueter,Sc
hodin et al.,1996)。他の方策は、Igヒンジおよび一定の
ドメインに融合したキメラタンパク質としてTCR鎖を発現させるものである(
Eilat,Kikuchi et al.,1992;Weber,Trau
necker et al.,1992)。他のキメラTCRタンパク質は、互
いに高い親和性と特異性を有する高次コイルを形成するように設計された配列で
発現しており、従って、TCRα−β接触が安定化し、溶解度を高められる。こ
の方策は、バキュロウイルス発現系およびE.coliの双方から可溶性TCR
を生産するものとして報告されている(Chang,Bao et al.,1
994;Golden,Khandekar et al.,1997)。
【0026】 TCRリガンドを認識し得る可溶性TCRを作製するための方法が、ここには
記載されている。該方法の好ましい実施形態によれば、TCRの細胞外フラグメ
ントはc−junおよびc−fosの”ロイシンジッパー”への融合体として別
個に発現し、その後インビトロで再生される。該TCR鎖は鎖間ジスルフィド結
合を形成せず、天然のTCRで結合を形成する際に含まれるシステイン残基の前
でそれらは切りとられる。その代わりに、α鎖とβ鎖とのヘテロ二量体の接触は
、天然のタンパク質においてヘテロ二量体化を媒介する2つのロイシンジッパー
フラグメントによって支持される。
記載されている。該方法の好ましい実施形態によれば、TCRの細胞外フラグメ
ントはc−junおよびc−fosの”ロイシンジッパー”への融合体として別
個に発現し、その後インビトロで再生される。該TCR鎖は鎖間ジスルフィド結
合を形成せず、天然のTCRで結合を形成する際に含まれるシステイン残基の前
でそれらは切りとられる。その代わりに、α鎖とβ鎖とのヘテロ二量体の接触は
、天然のタンパク質においてヘテロ二量体化を媒介する2つのロイシンジッパー
フラグメントによって支持される。
【0027】 8.TCRを用いた検出 T細胞による抗原提示細胞のペプチド特異的な認識は、多数の低い親和性受容
体/リガンド相互作用によって得られた結合力に基づくものである。これらはT
CR/MHC−ペプチド相互作用および幾つかの補受容体/リガンド相互作用を
含む。クラスIIに拘束される、およびクラスIに拘束されるT細胞のCD4およ
びCD8補受容体も、それぞれリガンドとしてMHCを保持するが、ペプチドは
保持しない。しかしながら、CD4およびCD8が相互作用するMHC上のエピ
トープは、TCRと相互作用するエピトープとは重複しない。
体/リガンド相互作用によって得られた結合力に基づくものである。これらはT
CR/MHC−ペプチド相互作用および幾つかの補受容体/リガンド相互作用を
含む。クラスIIに拘束される、およびクラスIに拘束されるT細胞のCD4およ
びCD8補受容体も、それぞれリガンドとしてMHCを保持するが、ペプチドは
保持しない。しかしながら、CD4およびCD8が相互作用するMHC上のエピ
トープは、TCRと相互作用するエピトープとは重複しない。
【0028】 この認識メカニズムは、接触半減期が治療的に使用されるような方法において
、抗原提示細胞のペプチド特異的な認識が可溶性TCRによって媒介されうると
いった可能性を開くものである。しかしながら、補受容体の支持なしに、多数の
TCR/MHC−ペプチド相互作用の結合力によって得られた安定性が、そのよ
うな目的に対して有効であるかどうかは明らかでなかった。可溶性TCRによる
抗原提示細胞の染色は、Plaksinらによって報告されている(Plaks
in et al.,1997)。この結果は、いわゆる一重鎖TCR、TCR
から得られるα鎖およびβ鎖の4つのドメインのうち3つからなる単一のタンパ
ク質、を用いて得られるものである。しかしながら、染色は抗原提示細胞を化学
的に変性し、その後架橋されたTCRで培養することによって遂行され、インビ
ボでは実際的でない取り組みである。さらに、この方法はペプチドの水準を説得
力をもって検出するだけであり(約100μMのペプチドで抗原提示細胞を培養
する)、これらはインビボで提示されるペプチドの水準と比較して非常に大きい
。
、抗原提示細胞のペプチド特異的な認識が可溶性TCRによって媒介されうると
いった可能性を開くものである。しかしながら、補受容体の支持なしに、多数の
TCR/MHC−ペプチド相互作用の結合力によって得られた安定性が、そのよ
うな目的に対して有効であるかどうかは明らかでなかった。可溶性TCRによる
抗原提示細胞の染色は、Plaksinらによって報告されている(Plaks
in et al.,1997)。この結果は、いわゆる一重鎖TCR、TCR
から得られるα鎖およびβ鎖の4つのドメインのうち3つからなる単一のタンパ
ク質、を用いて得られるものである。しかしながら、染色は抗原提示細胞を化学
的に変性し、その後架橋されたTCRで培養することによって遂行され、インビ
ボでは実際的でない取り組みである。さらに、この方法はペプチドの水準を説得
力をもって検出するだけであり(約100μMのペプチドで抗原提示細胞を培養
する)、これらはインビボで提示されるペプチドの水準と比較して非常に大きい
。
【0029】 T細胞の特異的な染色は、MHC−ペプチド四量体、”相互の(reciprocal)”
状態、を用いて遂行することができるという事実(Altman et al.
,1996)により、適切なペプチド抗原を表面に提示する細胞に比較的安定し
て接触することがTCR多量体によって媒介される、という概念の支持にいくら
かは資すると考えられる。しかしながら、TCR多量体による抗原提示細胞の認
識よりもMHC多量体−ペプチドによるT細胞の認識を好む3つの重要な条件が
あるため、これは実際のところ事例とはならないと考えられる。
状態、を用いて遂行することができるという事実(Altman et al.
,1996)により、適切なペプチド抗原を表面に提示する細胞に比較的安定し
て接触することがTCR多量体によって媒介される、という概念の支持にいくら
かは資すると考えられる。しかしながら、TCR多量体による抗原提示細胞の認
識よりもMHC多量体−ペプチドによるT細胞の認識を好む3つの重要な条件が
あるため、これは実際のところ事例とはならないと考えられる。
【0030】 i)MHC多量体−ペプチド複合体は、T細胞表面においてTCRおよびCD
4またはCF8補受容体の双方に接触することが可能である。TCR多量体はT
CR/MHC−ペプチド接触のみに依存する。
4またはCF8補受容体の双方に接触することが可能である。TCR多量体はT
CR/MHC−ペプチド接触のみに依存する。
【0031】 ii)T細胞表面におけるTCRの濃度は、抗原提示細胞の表面におけるMHC
−ペプチドの濃度と比較して非常に高い(Engelhard,1994)。
−ペプチドの濃度と比較して非常に高い(Engelhard,1994)。
【0032】 iii)抗原提示細胞は、多数の異なるMHC−ペプチド複合体をそれらの表面
に提示する(Engelhard,1994)が、T細胞は通常1つのα/βま
たはγ/δ結合のみを発現する。
に提示する(Engelhard,1994)が、T細胞は通常1つのα/βま
たはγ/δ結合のみを発現する。
【0033】 9.リポソームへのタンパク質の付着 リポソームは、水性の体積部分を取り込んでいる脂質分子の二重層からなる脂
質小胞である。脂質二重層は膜脂質からなるが、通常はリン脂質のみではない。
リン脂質分子は両親媒性特性を有し、従って結晶状態または極性溶媒中において
凝集し、一般的なリオトロピック液晶対称形に配列した構造になる。水溶液にお
いては、リン脂質分子は、通常自己閉鎖球または楕円構造を形成し、1または幾
つかのリン酸脂質二重層はそれらの内部に溶媒の一部を取り込んでいる。
質小胞である。脂質二重層は膜脂質からなるが、通常はリン脂質のみではない。
リン脂質分子は両親媒性特性を有し、従って結晶状態または極性溶媒中において
凝集し、一般的なリオトロピック液晶対称形に配列した構造になる。水溶液にお
いては、リン脂質分子は、通常自己閉鎖球または楕円構造を形成し、1または幾
つかのリン酸脂質二重層はそれらの内部に溶媒の一部を取り込んでいる。
【0034】 生物学的には、リポソームに取り込まれた活性化合物は、外部環境から保護さ
れ、徐々に放出して持続的な効果を有する。
れ、徐々に放出して持続的な効果を有する。
【0035】 表面のタンパク質によって特定の部位へ方向付けられたリポソームによる薬剤
輸送は、甚大な治療上の可能性を有している(Allen,1997;Lang
er,1998)。特に、特定の部位における薬剤の遅々とした放出は薬剤の効
力を高め、その一方、投与される全体量を減ずることができる。そのような応用
のためのリポソームの使用は急速に発達しつつあり、甚大なデータが、例えばそ
れらの血流中での循環能力に関して(Uster et al.,1996)、
それらの生存時間に関して(Zalipsky et al.,1996)、生
じつつある。特に有用な特性は、リポソームに運搬される薬剤は経口投与するこ
とができるという点かもしれない(Chen and Langer,1997
;Chen et al.,1996;Okada et al.,1995)
。
輸送は、甚大な治療上の可能性を有している(Allen,1997;Lang
er,1998)。特に、特定の部位における薬剤の遅々とした放出は薬剤の効
力を高め、その一方、投与される全体量を減ずることができる。そのような応用
のためのリポソームの使用は急速に発達しつつあり、甚大なデータが、例えばそ
れらの血流中での循環能力に関して(Uster et al.,1996)、
それらの生存時間に関して(Zalipsky et al.,1996)、生
じつつある。特に有用な特性は、リポソームに運搬される薬剤は経口投与するこ
とができるという点かもしれない(Chen and Langer,1997
;Chen et al.,1996;Okada et al.,1995)
。
【0036】 幾つかの報告は、リポソームへの抗体の付着を開示している(Ahmad a
nd Allen,1992;Ahmad et al.,1993;Hans
en et al.,1995)。米国特許第5,620,689号には、Bリ
ンパ球またはTリンパ球において選択された抗原に結合する有効な抗体または抗
体フラグメントが、ポリエチレングリコール鎖で表面コーティングされたリポソ
ームにおける膜脂質の末端に付着している、いわゆる”イムノリポソーム”が開
示されている。しかしながら、抗体−抗原相互作用は、通常、非常に高い親和性
を有し、この理由により多価標的化には適切でないかもしれない。
nd Allen,1992;Ahmad et al.,1993;Hans
en et al.,1995)。米国特許第5,620,689号には、Bリ
ンパ球またはTリンパ球において選択された抗原に結合する有効な抗体または抗
体フラグメントが、ポリエチレングリコール鎖で表面コーティングされたリポソ
ームにおける膜脂質の末端に付着している、いわゆる”イムノリポソーム”が開
示されている。しかしながら、抗体−抗原相互作用は、通常、非常に高い親和性
を有し、この理由により多価標的化には適切でないかもしれない。
【0037】 本発明 本発明の目的は、特異的MHC−ペプチド複合体を標的化するための手段を手
供することである。
供することである。
【0038】 本発明の特別な目的は、特異的MHC−ペプチド複合体、特にインビボで独占
的に提示される訳ではないMHC−ペプチド複合体の検出が可能な形態のTCR
を提供することである。
的に提示される訳ではないMHC−ペプチド複合体の検出が可能な形態のTCR
を提供することである。
【0039】 本発明のさらなる目的は、インビボにおいて特異的MHC−ペプチド複合体の
発現部位へ剤を、特に治療剤を運搬することができる、標的化された運搬媒体を
提供することである。
発現部位へ剤を、特に治療剤を運搬することができる、標的化された運搬媒体を
提供することである。
【0040】 驚くべきことに、本発明者らによって、TCRがインビボでの標的化目的のた
めに非常に有効に使用され得ることが見出され、標的化目的のためにTCR分子
を用いる方法が首尾よく発明された。
めに非常に有効に使用され得ることが見出され、標的化目的のためにTCR分子
を用いる方法が首尾よく発明された。
【0041】 本発明は、一の観点においては、MHC−ペプチド複合体に結合するための合
成多価T細胞受容体(TCR)複合体を提供するものであり、ここでTCR複合
体はMHC−ペプチド複合体に特異的な複数のT細胞受容体を含む。
成多価T細胞受容体(TCR)複合体を提供するものであり、ここでTCR複合
体はMHC−ペプチド複合体に特異的な複数のT細胞受容体を含む。
【0042】 本発明は、主としてT細胞の95%に存在するαβTCRに関するものである
。
。
【0043】 他の観点において、本発明は、非多量体化T細胞受容体ヘテロ二量体と比べて
、増強された結合能力を持つ、多量体化された組換えT細胞受容体ヘテロ二量体
を含む、または、のみからなる多価TCR複合体を提供するものである。T細胞
受容体多量体は、二つ以上のTCRヘテロ二量体を含み得る。
、増強された結合能力を持つ、多量体化された組換えT細胞受容体ヘテロ二量体
を含む、または、のみからなる多価TCR複合体を提供するものである。T細胞
受容体多量体は、二つ以上のTCRヘテロ二量体を含み得る。
【0044】 他の観点において、本発明は、MHC−ペプチド複合体を検出する方法を提供
するものであり、その方法とは、 (i) (a)複数のT細胞受容体を含む合成多価T細胞受容体複合体、および
/または、(b)非多量体のT細胞受容体ヘテロ二量体と比べて増強された結合
能力を有する多量体化されたT細胞受容体ヘテロ二量体を含む、多価T細胞受容
体複合体を準備すること(ここで前記T細胞受容体は前記MHC−ペプチド複合
体に特異的である)、 (ii) 前記多価TCR複合体とMHC−ペプチド複合体とを接触させること、
および、 (iii) 前記多価TCR複合体のMHC−ペプチド複合体に対する結合を検出
すること、を含む。
するものであり、その方法とは、 (i) (a)複数のT細胞受容体を含む合成多価T細胞受容体複合体、および
/または、(b)非多量体のT細胞受容体ヘテロ二量体と比べて増強された結合
能力を有する多量体化されたT細胞受容体ヘテロ二量体を含む、多価T細胞受容
体複合体を準備すること(ここで前記T細胞受容体は前記MHC−ペプチド複合
体に特異的である)、 (ii) 前記多価TCR複合体とMHC−ペプチド複合体とを接触させること、
および、 (iii) 前記多価TCR複合体のMHC−ペプチド複合体に対する結合を検出
すること、を含む。
【0045】 さらに他の観点において、本発明は、標的細胞に治療剤を輸送するための方法
を提供するものであり、その方法とは: (i)(a)複数のT細胞受容体を含む合成多価T細胞受容体複合体、および/
または、(b)非多量体のT細胞受容体ヘテロ二量体と比べて増強された結合能
力を有する多量体化された組換えT細胞受容体ヘテロ二量体を含む合成多価T細
胞受容体複合体を準備することと(ただし、前記T細胞受容体は前記MHC−ペ
プチド複合体に特異的であり、前記多価TCR複合体は前記多価TCR複合体と
会合する前記治療剤を含んでなる)、 (ii) 前記多価TCR複合体と潜在性な標的細胞とを、前記T細胞受容体の前記
標的細胞への付着を許容する条件下において接触させること、 を含む。
を提供するものであり、その方法とは: (i)(a)複数のT細胞受容体を含む合成多価T細胞受容体複合体、および/
または、(b)非多量体のT細胞受容体ヘテロ二量体と比べて増強された結合能
力を有する多量体化された組換えT細胞受容体ヘテロ二量体を含む合成多価T細
胞受容体複合体を準備することと(ただし、前記T細胞受容体は前記MHC−ペ
プチド複合体に特異的であり、前記多価TCR複合体は前記多価TCR複合体と
会合する前記治療剤を含んでなる)、 (ii) 前記多価TCR複合体と潜在性な標的細胞とを、前記T細胞受容体の前記
標的細胞への付着を許容する条件下において接触させること、 を含む。
【0046】 本発明に係る多価TCR複合体(または多量体結合部分)は、インビトロまた
はインビボにおける特殊な抗原を提示する細胞の捕獲または標的化に関して、そ
れら自体の範囲内で有用であり、このような用途を持つさらに多価のTCR複合
体製造のための中間体としても有用である。多価TCR複合体にはこのように、
インビボでの使用に関して、薬剤的に許容されうる配合が提供される。
はインビボにおける特殊な抗原を提示する細胞の捕獲または標的化に関して、そ
れら自体の範囲内で有用であり、このような用途を持つさらに多価のTCR複合
体製造のための中間体としても有用である。多価TCR複合体にはこのように、
インビボでの使用に関して、薬剤的に許容されうる配合が提供される。
【0047】 本発明の文脈において、多価TCR複合体は、それが生物体中に見出されない
または天然型ではない場合、例えば非代謝性および/または核がない場合、“合
成”である。従って、例えばTCRが多量体の形態または例えばリポゾーム等の
脂質二重層中に存在する場合が好ましい。TCR複合体は、T細胞を分離し、例
えばその複合体が核を含まないように、細胞内成分を除去することによって形成
することも可能である。続いて、得られた“ゴースト”T細胞は、T細胞受容体
を含むT細胞膜だけを有する。このようなゴーストT細胞は、T細胞を界面活性
剤で溶解させ、細胞内成分を膜から分離し(例えば遠心分離により)、続いて界
面活性剤を除去し膜を再構成することによって形成することができる。
または天然型ではない場合、例えば非代謝性および/または核がない場合、“合
成”である。従って、例えばTCRが多量体の形態または例えばリポゾーム等の
脂質二重層中に存在する場合が好ましい。TCR複合体は、T細胞を分離し、例
えばその複合体が核を含まないように、細胞内成分を除去することによって形成
することも可能である。続いて、得られた“ゴースト”T細胞は、T細胞受容体
を含むT細胞膜だけを有する。このようなゴーストT細胞は、T細胞を界面活性
剤で溶解させ、細胞内成分を膜から分離し(例えば遠心分離により)、続いて界
面活性剤を除去し膜を再構成することによって形成することができる。
【0048】 その最も簡単な形態において、本発明による多価TCR複合体は、好ましくは
リンカー分子を介して、互いに(例えば共有結合またはその他の結合によって)
会合する、二または三または四またはそれ以上のT細胞受容体分子の多量体を含
む。適切なリンカー分子としては、アビジン、ストレプトアビジンおよびエクス
トラアビジンのような多価付着分子が含まれ、これらはそれぞれ、ビオチンに対
する4つの結合部位を持っている。従って、ビオチン化されたTCR分子から、
複数のTCR結合部位を持つT細胞受容体の多量体に合成することができる。多
量体におけるTCR分子の数は、多量体を調製するために用いられたリンカー分
子の量に関連するTCR量に依って決まり、さらにその他の任意のビオチン化さ
れた分子の存在/非存在にも依存する。好ましい多量体は、三量体または四量体
TCR複合体である。
リンカー分子を介して、互いに(例えば共有結合またはその他の結合によって)
会合する、二または三または四またはそれ以上のT細胞受容体分子の多量体を含
む。適切なリンカー分子としては、アビジン、ストレプトアビジンおよびエクス
トラアビジンのような多価付着分子が含まれ、これらはそれぞれ、ビオチンに対
する4つの結合部位を持っている。従って、ビオチン化されたTCR分子から、
複数のTCR結合部位を持つT細胞受容体の多量体に合成することができる。多
量体におけるTCR分子の数は、多量体を調製するために用いられたリンカー分
子の量に関連するTCR量に依って決まり、さらにその他の任意のビオチン化さ
れた分子の存在/非存在にも依存する。好ましい多量体は、三量体または四量体
TCR複合体である。
【0049】 特異的なMHC−ペプチド複合体を発現する細胞を捕獲または標的化するのに
用いられる多価TCR複合体は、TCR三量体または四量体よりもかなり大きい
構造であることが好ましい。その構造は直径が10nm〜10μmの範囲である
ことが好ましい。各構造は、その構造中の二つ以上のTCR分子が、同時に細胞
上の二つ以上のMHC−ペプチド複合体に結合することができるように、十分離
れた距離で多価TCR分子を提示し、このようにして細胞に対する多量結合部位
の結合力を増強している。
用いられる多価TCR複合体は、TCR三量体または四量体よりもかなり大きい
構造であることが好ましい。その構造は直径が10nm〜10μmの範囲である
ことが好ましい。各構造は、その構造中の二つ以上のTCR分子が、同時に細胞
上の二つ以上のMHC−ペプチド複合体に結合することができるように、十分離
れた距離で多価TCR分子を提示し、このようにして細胞に対する多量結合部位
の結合力を増強している。
【0050】 本発明において、用いられる好適な構造は、リポゾームや固形構造のような膜
構造を含み、それらは好ましくはビーズのような粒子であり、例えばラテックス
ビーズである。T細胞受容体分子で外部から被覆されうる他の構造も適切である
。構造は、個々のT細胞受容体分子より、むしろT細胞受容体複合体多量体で被
覆される方が好ましい。
構造を含み、それらは好ましくはビーズのような粒子であり、例えばラテックス
ビーズである。T細胞受容体分子で外部から被覆されうる他の構造も適切である
。構造は、個々のT細胞受容体分子より、むしろT細胞受容体複合体多量体で被
覆される方が好ましい。
【0051】 リポゾームの場合、T細胞受容体分子は、膜の外側に付着されるか、または膜
内に埋没している。後者の場合、膜貫通ドメインの一部またはすべてを含むT細
胞受容体分子が使用され得る。前者の場合、可溶性T細胞受容体分子が好ましい
。T細胞受容体の可溶形態は通常、天然型から膜貫通ドメインを削除することに
よって誘導される。タンパク質は、細胞質および膜貫通ドメインの双方を除去す
ることによって切りとられる。また、細胞質ドメインの一部または全部を維持し
、膜貫通ドメインだけを削除してもよい。タンパク質は、タンパク質分解性の開
裂によって、または、遺伝子的に行われる切りとりまたは部分的削除の形態によ
って、望ましい形態を成形するために、改変することができる。
内に埋没している。後者の場合、膜貫通ドメインの一部またはすべてを含むT細
胞受容体分子が使用され得る。前者の場合、可溶性T細胞受容体分子が好ましい
。T細胞受容体の可溶形態は通常、天然型から膜貫通ドメインを削除することに
よって誘導される。タンパク質は、細胞質および膜貫通ドメインの双方を除去す
ることによって切りとられる。また、細胞質ドメインの一部または全部を維持し
、膜貫通ドメインだけを削除してもよい。タンパク質は、タンパク質分解性の開
裂によって、または、遺伝子的に行われる切りとりまたは部分的削除の形態によ
って、望ましい形態を成形するために、改変することができる。
【0052】 一般的に、可溶性T細胞受容体は、全4つの分子の外部ドメインを含み、それ
はαおよびβ可変ドメインならびにαおよびβ定常ドメインである。しかしなが
ら、可変ドメインのMHC−ペプチド結合特性を保持している各種TCRの可溶
形態を想定することができる。例えば、結合部位を著しく乱さないように、一の
または他の定常ドメインを除くことが可能かもしれない。
はαおよびβ可変ドメインならびにαおよびβ定常ドメインである。しかしなが
ら、可変ドメインのMHC−ペプチド結合特性を保持している各種TCRの可溶
形態を想定することができる。例えば、結合部位を著しく乱さないように、一の
または他の定常ドメインを除くことが可能かもしれない。
【0053】 本発明の多価TCR複合体は、非多量体のT細胞受容体ヘテロ二量体と比べて
増強された結合能力を有する多量体化された組換えT細胞受容体ヘテロ二量体を
含むことが好ましい。再生された組換えT細胞受容体は: i)第一の異種のC−末端二量体化ペプチドを有する組換えT細胞受容体のαま
たはγ鎖の細胞外ドメイン;および ii)前記第一の二量体化ペプチドと特異的にヘテロ二量体化されてヘテロ二量体
化ドメインを形成する第二のC−末端二量体化ペプチドを有する組換えT細胞受
容体のβまたはδ鎖の細胞外ドメイン を含む。
増強された結合能力を有する多量体化された組換えT細胞受容体ヘテロ二量体を
含むことが好ましい。再生された組換えT細胞受容体は: i)第一の異種のC−末端二量体化ペプチドを有する組換えT細胞受容体のαま
たはγ鎖の細胞外ドメイン;および ii)前記第一の二量体化ペプチドと特異的にヘテロ二量体化されてヘテロ二量体
化ドメインを形成する第二のC−末端二量体化ペプチドを有する組換えT細胞受
容体のβまたはδ鎖の細胞外ドメイン を含む。
【0054】 このような組換えTCRは、クラスIMHC−ペプチド複合体およびクラスII
MHC−ペプチド複合体を認識するためのものであってもよい。
MHC−ペプチド複合体を認識するためのものであってもよい。
【0055】 好ましくは、組換えTCRのヘテロ二量体化ドメインは、いわゆる“高次コイ
ル”または“ロイシンジッパー”である。これらの用語は、ヘテロ二量体を形成
するために特異的に互いに相互作用するらせんペプチド対を説明するのに用いら
れている。その相互作用は、それぞれのジッパーペプチドの一端に沿って相補的
な疎水性残基が存在することによって起こる。ペプチドの特性としては、ヘテロ
二量体の形成がヘリックスのホモ二量体の形成より非常に好ましい、というもの
である。ロイシンジッパーは、合成的にまたは天然的に発生させることができる
。合成ロイシンは、天然に生じるロイシンジッパーよりも格段に高い結合親和性
を持つように設計されうるが、これは必ずしも利点とは限らない。実際には、本
発明で用いられる好ましいロイシンジッパーは、天然的に生じたロイシンジッパ
ーまたは類似の結合親和性を持つロイシンジッパーである。c−junおよびc
−fosタンパク質からのロイシンジッパーが、好適な結合親和性を有するロイ
シンジッパーの例である。他の適切なロイシンジッパーは、mycおよびmax
タンパク質からのものが含まれる(Amati,Dalton,et al,1
992)。好適な特性を有する他のロイシンジッパーを、容易に設計することも
できる(O’Shea,et al,1993年)。
ル”または“ロイシンジッパー”である。これらの用語は、ヘテロ二量体を形成
するために特異的に互いに相互作用するらせんペプチド対を説明するのに用いら
れている。その相互作用は、それぞれのジッパーペプチドの一端に沿って相補的
な疎水性残基が存在することによって起こる。ペプチドの特性としては、ヘテロ
二量体の形成がヘリックスのホモ二量体の形成より非常に好ましい、というもの
である。ロイシンジッパーは、合成的にまたは天然的に発生させることができる
。合成ロイシンは、天然に生じるロイシンジッパーよりも格段に高い結合親和性
を持つように設計されうるが、これは必ずしも利点とは限らない。実際には、本
発明で用いられる好ましいロイシンジッパーは、天然的に生じたロイシンジッパ
ーまたは類似の結合親和性を持つロイシンジッパーである。c−junおよびc
−fosタンパク質からのロイシンジッパーが、好適な結合親和性を有するロイ
シンジッパーの例である。他の適切なロイシンジッパーは、mycおよびmax
タンパク質からのものが含まれる(Amati,Dalton,et al,1
992)。好適な特性を有する他のロイシンジッパーを、容易に設計することも
できる(O’Shea,et al,1993年)。
【0056】 本発明の多量体結合部位における可溶性TCRは、c−jun(α鎖)および
c−fos(β鎖)からのヘテロ二量体化ドメインに相当する約40アミノ酸ロ
イシンジッパー融合体を有することが好ましい(O’Shea,Rutkows
ki,et al,1989,O’Shea,Rutkowski,et al
,1992,Glover and Harrison,1995)。より長い
ロイシンジッパーを使用してもよい。ヘテロ二量体化特異性は、少しのロイシン
ジッパードメインからなる非常に短いフラグメントにおいてでさえも維持されて
いるようであり(O’Shea,Rutkowski,et al,1992)
、より短いc−junおよびc−fosフラグメントで同様の利益を得ることも
可能である。このようなより短いフラグメントは、例えば、少なくとも8個のア
ミノ酸からなる。従って、ロイシンジッパードメインは、8〜60個の範囲のア
ミノ酸長さを有しうる。
c−fos(β鎖)からのヘテロ二量体化ドメインに相当する約40アミノ酸ロ
イシンジッパー融合体を有することが好ましい(O’Shea,Rutkows
ki,et al,1989,O’Shea,Rutkowski,et al
,1992,Glover and Harrison,1995)。より長い
ロイシンジッパーを使用してもよい。ヘテロ二量体化特異性は、少しのロイシン
ジッパードメインからなる非常に短いフラグメントにおいてでさえも維持されて
いるようであり(O’Shea,Rutkowski,et al,1992)
、より短いc−junおよびc−fosフラグメントで同様の利益を得ることも
可能である。このようなより短いフラグメントは、例えば、少なくとも8個のア
ミノ酸からなる。従って、ロイシンジッパードメインは、8〜60個の範囲のア
ミノ酸長さを有しうる。
【0057】 ロイシンジッパー対における特異性の分子的な原理は、十分に特徴が解かって
おり(Landschulz,Johnson,et al,1988;McK
night,1991)、ロイシンジッパーは、当業者によって設計、加工され
、ホモ二量体、ヘテロ二量体または三量体複合体を形成しうる(Lumb an
d Kim,1995;Nautiyal,Woolfson,et al,1
995;Boice,Dieckmann,et al,1996,Chao,
et al,1996)。c−junおよびc−fosロイシンジッパーに比べ
てより高い親和性を持つ、設計されたロイシンジッパーまたは他のヘテロ二量体
化ドメインは、いくつかの系において可溶性TCRを発現するのに有利である。
しかしながら、以下に詳細に述べるように、可溶性TCRがインビトロで折りた
たまれる場合には、非生産的なタンパク質凝集の形成を減少させるために、折り
たたみ中に可溶化剤が含まれることが好ましい。この現象の一つの解釈は、ロイ
シンジッパードメインの折りたたみの反応速度が、TCR鎖に対するものよりも
早く、折りたたまれていないTCRαおよびβ鎖の二量体化を導き、続いてタン
パク質凝集を引き起こす、というものである。可溶化剤を含ませることで折りた
たみ過程を遅らせ、凝集を阻害することによって、両融合ドメインの折りたたみ
が完了するまで溶液中でタンパク質を維持することができる。それゆえ、c−f
osおよびc−junロイシンジッパーと同等の可溶性TCRの収率を得るため
に、より高い可溶化剤濃度が必要とするかもしれない。
おり(Landschulz,Johnson,et al,1988;McK
night,1991)、ロイシンジッパーは、当業者によって設計、加工され
、ホモ二量体、ヘテロ二量体または三量体複合体を形成しうる(Lumb an
d Kim,1995;Nautiyal,Woolfson,et al,1
995;Boice,Dieckmann,et al,1996,Chao,
et al,1996)。c−junおよびc−fosロイシンジッパーに比べ
てより高い親和性を持つ、設計されたロイシンジッパーまたは他のヘテロ二量体
化ドメインは、いくつかの系において可溶性TCRを発現するのに有利である。
しかしながら、以下に詳細に述べるように、可溶性TCRがインビトロで折りた
たまれる場合には、非生産的なタンパク質凝集の形成を減少させるために、折り
たたみ中に可溶化剤が含まれることが好ましい。この現象の一つの解釈は、ロイ
シンジッパードメインの折りたたみの反応速度が、TCR鎖に対するものよりも
早く、折りたたまれていないTCRαおよびβ鎖の二量体化を導き、続いてタン
パク質凝集を引き起こす、というものである。可溶化剤を含ませることで折りた
たみ過程を遅らせ、凝集を阻害することによって、両融合ドメインの折りたたみ
が完了するまで溶液中でタンパク質を維持することができる。それゆえ、c−f
osおよびc−junロイシンジッパーと同等の可溶性TCRの収率を得るため
に、より高い可溶化剤濃度が必要とするかもしれない。
【0058】 安定なホモおよびヘテロタンパク質二量体を形成するために、種々の生物系に
おいて多様な方法が用いられ、これらの各方法には、基本的には、二量体化ドメ
インを遺伝子的に改変されたタンパク質にするための選択枝が提供される。ロイ
シンジッパー(Kouzarides and Ziff 1989)は、おそ
らく最も一般的な二量体化モジュールであり、遺伝子的に設計されたタンパク質
二量体の製造に広く使われている。従って、酵母のサッカロミセス セレビジエ
(Saccharomyces cerevisiae)からの転写活性化タン
パク質であるGCN4のロイシンジッパーは、多くのヘテロタンパク質の直接的
なホモ二量体化に使用されている(Hu,Newell,et al,1993
;Greenfield,Montelione,et al,1998)。好
ましい方法は、Jun/Fosロイシンジッパー対のような、ヘテロ二量体複合
体の形成をさせるジッパーを用いることである(de Kruif and L
ogtenberg,1996;Riley,Ralston.et al,1
996)。
おいて多様な方法が用いられ、これらの各方法には、基本的には、二量体化ドメ
インを遺伝子的に改変されたタンパク質にするための選択枝が提供される。ロイ
シンジッパー(Kouzarides and Ziff 1989)は、おそ
らく最も一般的な二量体化モジュールであり、遺伝子的に設計されたタンパク質
二量体の製造に広く使われている。従って、酵母のサッカロミセス セレビジエ
(Saccharomyces cerevisiae)からの転写活性化タン
パク質であるGCN4のロイシンジッパーは、多くのヘテロタンパク質の直接的
なホモ二量体化に使用されている(Hu,Newell,et al,1993
;Greenfield,Montelione,et al,1998)。好
ましい方法は、Jun/Fosロイシンジッパー対のような、ヘテロ二量体複合
体の形成をさせるジッパーを用いることである(de Kruif and L
ogtenberg,1996;Riley,Ralston.et al,1
996)。
【0059】 ヘテロ二量体化ドメインは、ロイシンジッパーに限られない。すなわち、それ
は、ジスルフィド架橋−形成要素を提供することもできる。あるいは、SH3ド
メインおよび疎水性/プロリンリッチのカウンタードメインを提供することもで
き、これらはシグナルローディングに関与するタンパク質間で見られるタンパク
質−タンパク質相互作用を担う(Schlessingerにより再調査(Sc
hlessinger 1994)。シグナルローディングカスケードに関与す
るタンパク質間で見出される他の天然のタンパク質−タンパク質相互作用は、翻
訳後に改変されたアミノ酸とこのような改変された残基を特異的に認識するタン
パク質モジュールとの間の関係に依存している。このような翻訳後改変アミノ酸
およびタンパク質モジュールは、ヘテロ二量体化ドメインを形成しうる。このタ
イプのタンパク質対の例としては、上皮成長因子受容体または血小板由来成長因
子のようなチロシンリン酸化受容体およびGRB2のSH2ドメイン等が挙げら
れる(Lowenstein,Daly,et al,1992;Buday
and Downward,1993)。科学の全分野において、新規の二量体
化分子が活発に探索されており(Chevray and Nathans,1
992)、完全な人工分子の製造方法が現在開発されている(Zhang,Mu
rphy,et al,1999)。
は、ジスルフィド架橋−形成要素を提供することもできる。あるいは、SH3ド
メインおよび疎水性/プロリンリッチのカウンタードメインを提供することもで
き、これらはシグナルローディングに関与するタンパク質間で見られるタンパク
質−タンパク質相互作用を担う(Schlessingerにより再調査(Sc
hlessinger 1994)。シグナルローディングカスケードに関与す
るタンパク質間で見出される他の天然のタンパク質−タンパク質相互作用は、翻
訳後に改変されたアミノ酸とこのような改変された残基を特異的に認識するタン
パク質モジュールとの間の関係に依存している。このような翻訳後改変アミノ酸
およびタンパク質モジュールは、ヘテロ二量体化ドメインを形成しうる。このタ
イプのタンパク質対の例としては、上皮成長因子受容体または血小板由来成長因
子のようなチロシンリン酸化受容体およびGRB2のSH2ドメイン等が挙げら
れる(Lowenstein,Daly,et al,1992;Buday
and Downward,1993)。科学の全分野において、新規の二量体
化分子が活発に探索されており(Chevray and Nathans,1
992)、完全な人工分子の製造方法が現在開発されている(Zhang,Mu
rphy,et al,1999)。
【0060】 好ましい組換えTCRにおいては、天然のαおよびβTCR鎖における2つの
システイン残基間および天然のγおよびδ鎖間において形成される鎖内のジスル
フィド結合が欠けている。これは、例えば、二量体化ドメインをシステイン残基
上でTCR受容体鎖に融合させ、これらの残基を組換えタンパク質から遮断する
ことによって達成できる。他の例においては、一またはそれ以上のシステイン残
基が、ジスルフィド結合形成に関与しない他のアミノ酸残基で置換される。機能
的TCRのインビトロにおける折りたたみに有害かもしれないため、これらのシ
ステイン残基は取り入れなくてもよい。
システイン残基間および天然のγおよびδ鎖間において形成される鎖内のジスル
フィド結合が欠けている。これは、例えば、二量体化ドメインをシステイン残基
上でTCR受容体鎖に融合させ、これらの残基を組換えタンパク質から遮断する
ことによって達成できる。他の例においては、一またはそれ以上のシステイン残
基が、ジスルフィド結合形成に関与しない他のアミノ酸残基で置換される。機能
的TCRのインビトロにおける折りたたみに有害かもしれないため、これらのシ
ステイン残基は取り入れなくてもよい。
【0061】 本発明に係る多価TCR複合体の、好適な再生された組換えTCRのαおよび
β鎖またはγおよびδ鎖の再生は、適切な再生条件下においてインビトロで起こ
る。特殊な実施形態において、正しいコンホメーションを持つ組換えTCRは、
尿素のような可溶化剤を含む再生バッファー中で可溶化TCR鎖を再生すること
によって得られる。尿素は少なくとも0.1M、少なくとも1M、少なくとも2
.5Mまたは約5Mの濃度で存在することが好ましい。使用できる代わりの可溶
化剤は、グアニジンであり、0.1M〜8M、好ましくは少なくとも1Mまたは
少なくとも2.5Mの濃度で存在する。再生の前に、システイン残基の完全な還
元を確実にするため還元剤を使用することが好ましい。さらに、DTTやグアニ
ジンのような変性剤を必要に応じて使用できる。種々の変性剤および還元剤を再
生段階の前に使用することができる(例えば、尿素、β−メルカプトエタノール
)。例えばシステイン/システアミン酸化還元対、DTTまたはβ−メルカプト
エタノール/空気の酸素、および還元型および酸化型のシステイン等などの、代
わりの酸化還元対を、再生中に使用してもよい。
β鎖またはγおよびδ鎖の再生は、適切な再生条件下においてインビトロで起こ
る。特殊な実施形態において、正しいコンホメーションを持つ組換えTCRは、
尿素のような可溶化剤を含む再生バッファー中で可溶化TCR鎖を再生すること
によって得られる。尿素は少なくとも0.1M、少なくとも1M、少なくとも2
.5Mまたは約5Mの濃度で存在することが好ましい。使用できる代わりの可溶
化剤は、グアニジンであり、0.1M〜8M、好ましくは少なくとも1Mまたは
少なくとも2.5Mの濃度で存在する。再生の前に、システイン残基の完全な還
元を確実にするため還元剤を使用することが好ましい。さらに、DTTやグアニ
ジンのような変性剤を必要に応じて使用できる。種々の変性剤および還元剤を再
生段階の前に使用することができる(例えば、尿素、β−メルカプトエタノール
)。例えばシステイン/システアミン酸化還元対、DTTまたはβ−メルカプト
エタノール/空気の酸素、および還元型および酸化型のシステイン等などの、代
わりの酸化還元対を、再生中に使用してもよい。
【0062】 組換えTCR鎖は、TCRドメインと二量体ペプチドとの間に配置された可変
性リンカーを有することが好ましい。適切な可変性リンカーは、グリシンを含む
標準的なペプチドリンカーを含み、例えばグリシンまたはセリンを含むリンカー
が挙げられる。鎖内ジスルフィド結合を形成しているシステイン残基に近いC−
末端を切りとることが、αおよびβ鎖が細胞性TCR中のこれらの残基を介して
近接しているため有益であると思われる。それゆえ、ヘテロ二量体化ドメインへ
TCR鎖からのゆがみのない移行をするためには、相対的に短いリンカー配列の
みが必要とされる。リンカー配列はPro−Gly−GlyまたはGly−Gl
yが好適に使用される。しかしながら、リンカー配列は多様である。例えば、リ
ンカーは完全に省略されるか、または一つの残基に減じられ、この場合グリシン
残基が好ましい。α−β鎖の安定性を低下させ、TCRの細胞外ドメインから二
量体化ペプチドを分離させるプロテアーゼの攻撃から保護するのであれば、より
長い変種のリンカーを可溶性TCRに用いることもできる。
性リンカーを有することが好ましい。適切な可変性リンカーは、グリシンを含む
標準的なペプチドリンカーを含み、例えばグリシンまたはセリンを含むリンカー
が挙げられる。鎖内ジスルフィド結合を形成しているシステイン残基に近いC−
末端を切りとることが、αおよびβ鎖が細胞性TCR中のこれらの残基を介して
近接しているため有益であると思われる。それゆえ、ヘテロ二量体化ドメインへ
TCR鎖からのゆがみのない移行をするためには、相対的に短いリンカー配列の
みが必要とされる。リンカー配列はPro−Gly−GlyまたはGly−Gl
yが好適に使用される。しかしながら、リンカー配列は多様である。例えば、リ
ンカーは完全に省略されるか、または一つの残基に減じられ、この場合グリシン
残基が好ましい。α−β鎖の安定性を低下させ、TCRの細胞外ドメインから二
量体化ペプチドを分離させるプロテアーゼの攻撃から保護するのであれば、より
長い変種のリンカーを可溶性TCRに用いることもできる。
【0063】 可溶性組換えTCRは必ずしもα−βTCRではない。発生の初期のみに発現
する不変のα鎖(Pre−TCR)を含むTCR分子に加えて、γ−δ、α−δ
およびγ−βTCR分子も含まれる。γ−δT細胞受容体を発現する細胞と逆に
、Pre−TCRはα−βT細胞受容体を発現する細胞系統を規定する(概要は
、Aifantis,Azogui,et al,1998;von Boeh
mer,Aifantis,et al,1998;Wurch,Biro,e
t al,1998)参照)。Pre−TCRは、不変のPre−TCRα鎖と
対をなすTCRβ鎖と共に発現され(Saint Ruf,Ungewiss,
et al,1994;Wilson and MacDonald,1995
)、細胞にα−βT細胞結合をさせるようである。Pre−TCRの役割は、そ
れゆえに胸腺発達の間、重要であると考えられている(Ramiro,Trig
ueros,et al,1996)。
する不変のα鎖(Pre−TCR)を含むTCR分子に加えて、γ−δ、α−δ
およびγ−βTCR分子も含まれる。γ−δT細胞受容体を発現する細胞と逆に
、Pre−TCRはα−βT細胞受容体を発現する細胞系統を規定する(概要は
、Aifantis,Azogui,et al,1998;von Boeh
mer,Aifantis,et al,1998;Wurch,Biro,e
t al,1998)参照)。Pre−TCRは、不変のPre−TCRα鎖と
対をなすTCRβ鎖と共に発現され(Saint Ruf,Ungewiss,
et al,1994;Wilson and MacDonald,1995
)、細胞にα−βT細胞結合をさせるようである。Pre−TCRの役割は、そ
れゆえに胸腺発達の間、重要であると考えられている(Ramiro,Trig
ueros,et al,1996)。
【0064】 組換えTCRの標準的な改変を、適切になすことができる。例えば、誤った鎖
間または鎖内のペアリングを防ぐために、β鎖の定常ドメイン中の不対システイ
ン残基を改変することが含まれる。
間または鎖内のペアリングを防ぐために、β鎖の定常ドメイン中の不対システイ
ン残基を改変することが含まれる。
【0065】 シグナルペプチドを削除することができる。なぜなら成熟受容体中で、または
そのリガンド結合能力に対してなんの用途もなく、実際、TCRがリガンドを認
識することを妨害するからである。多くの場合において、成熟TCR鎖からシグ
ナルペプチドが除去された開裂部位を想定できるが、実験的には決定されていな
い。わずかの、例えば10程度まで、N−末端のアミノ酸が長いまたは短い発現
TCR鎖を製造することは、可溶性TCRの機能において重要ではないであろう
。オリジナルのタンパク質配列に存在しないある種の付加を加えることができる
。例えば、TCRの抗原結合部位の正しい構造および折りたたみの妨害をしない
のであれば、TCR鎖の精製を補助する短い標識配列を付加できる。
そのリガンド結合能力に対してなんの用途もなく、実際、TCRがリガンドを認
識することを妨害するからである。多くの場合において、成熟TCR鎖からシグ
ナルペプチドが除去された開裂部位を想定できるが、実験的には決定されていな
い。わずかの、例えば10程度まで、N−末端のアミノ酸が長いまたは短い発現
TCR鎖を製造することは、可溶性TCRの機能において重要ではないであろう
。オリジナルのタンパク質配列に存在しないある種の付加を加えることができる
。例えば、TCRの抗原結合部位の正しい構造および折りたたみの妨害をしない
のであれば、TCR鎖の精製を補助する短い標識配列を付加できる。
【0066】 E.coliでの発現において、翻訳を開始させるためメチオニン残基を、予
想される成熟タンパク質配列のN−末端開始点に付加することができる。
想される成熟タンパク質配列のN−末端開始点に付加することができる。
【0067】 TCR鎖の可変ドメインにおけるすべての残基が、抗原の特異性および機能性
に重要というわけではない。従って、かなりの数の変異を、抗原の特異性および
機能性に影響を与えることなく、この領域にローディングすることができる。
に重要というわけではない。従って、かなりの数の変異を、抗原の特異性および
機能性に影響を与えることなく、この領域にローディングすることができる。
【0068】 一方、ペプチド抗原またはHLA重鎖ポリペプチド、即ち、TCR鎖のCDR
領域を構成する残基、への接触形成に関与するある種の残基を、リガンドに対す
るTCRの親和性を増強する残基で置換することもできる。ペプチド−リガンド
に対するほとんどのTCRの親和性が低いとすれば、そのような置換は可溶性T
CRの特異性および機能性の潜在能力を増強させるために非常に有用である。こ
の例においては、ペプチド−MHCリガンドに対する可溶性TCRの親和性が決
定される。そのような測定は、TCRにおいてローディングされる変異の効果を
分析するために使用されうるものであり、従って、TCRの活性を増強させる置
換を有するTCRの同定のためにも使用されうる。
領域を構成する残基、への接触形成に関与するある種の残基を、リガンドに対す
るTCRの親和性を増強する残基で置換することもできる。ペプチド−リガンド
に対するほとんどのTCRの親和性が低いとすれば、そのような置換は可溶性T
CRの特異性および機能性の潜在能力を増強させるために非常に有用である。こ
の例においては、ペプチド−MHCリガンドに対する可溶性TCRの親和性が決
定される。そのような測定は、TCRにおいてローディングされる変異の効果を
分析するために使用されうるものであり、従って、TCRの活性を増強させる置
換を有するTCRの同定のためにも使用されうる。
【0069】 抗原特異性および機能性のためには、TCR鎖の定常ドメインの全ての残基が
必須なわけではない。従って、かなりの変異を抗原特異性に影響を及ぼすこの領
域にローディングすることができる。以下の実施例17においては、TCRβ鎖
の定常ドメインにおける2つのアミノ酸を置換しても、TCRのHLA−ペプチ
ドリガンドへの結合能力に関しては検出される結果がないことを示している。
必須なわけではない。従って、かなりの変異を抗原特異性に影響を及ぼすこの領
域にローディングすることができる。以下の実施例17においては、TCRβ鎖
の定常ドメインにおける2つのアミノ酸を置換しても、TCRのHLA−ペプチ
ドリガンドへの結合能力に関しては検出される結果がないことを示している。
【0070】 TCRβ鎖は細胞または天然のTCRにおいて対をなしていないシステイン残
基を含む。この残基の変異によりインビトロでの可溶性TCRの再生効率が増大
する。このシステイン残基をセリンまたはアラニンで置換することは、インビト
ロでの再生効率に対して、著しく正の影響を有する。他のアミノ酸で置換するこ
とで、同様の正の影響、またはより大きな影響を得られる可能性もある。
基を含む。この残基の変異によりインビトロでの可溶性TCRの再生効率が増大
する。このシステイン残基をセリンまたはアラニンで置換することは、インビト
ロでの再生効率に対して、著しく正の影響を有する。他のアミノ酸で置換するこ
とで、同様の正の影響、またはより大きな影響を得られる可能性もある。
【0071】 上述したように、天然のTCRにおいて鎖間ジスルフィド結合を形成するシス
テイン残基は、再生における問題を避けるために存在しないことが好ましい。し
かしながら、これらのシステイン残基配列はTCRにおいては天然の設計であり
、c−junおよびc−fosロイシンジッパードメインに対してこの配列が機
能的であることが示されており(O’Shea et al,1989)、これ
らのシステイン残基は、TCRが再生されるのであれば、含まれていても構わな
い。
テイン残基は、再生における問題を避けるために存在しないことが好ましい。し
かしながら、これらのシステイン残基配列はTCRにおいては天然の設計であり
、c−junおよびc−fosロイシンジッパードメインに対してこの配列が機
能的であることが示されており(O’Shea et al,1989)、これ
らのシステイン残基は、TCRが再生されるのであれば、含まれていても構わな
い。
【0072】 定常ドメインはペプチド−MHCリガンドとの接触に直接関与しないため、C
−末端切りとり部位を、機能性を失うことなく相当変更することができる。例え
ば、定常ドメインが完全に削除された機能性を有する可溶性TCRを生成するこ
とも可能であろう。原理的には、ポリペプチドがより短いほど、可変領域または
可変領域と定常領域のごく短いフラグメントのみからなる可溶性TCRの発現お
よび折りたたみは容易である。しかしながら、この方策は好適ではない。それは
、2つの鎖の加工されたC−末端の距離がいくらか離れるので、ヘテロ二量体化
ドメインにより、α−β鎖対形成に付加的な安定性を供与することが複雑化し、
長いリンカー配列が必要となるからである。鎖間ジスルフィド結合を形成するシ
ステイン部位のすぐ前のヘテロ二量体化ドメインを融合する利点は、αおよびβ
鎖が細胞レセプターにおいて近接して保持されることであり、これは望ましいこ
とである。このように、この部位で融合することにより、TCR構造にねじれが
加えられないようになる。
−末端切りとり部位を、機能性を失うことなく相当変更することができる。例え
ば、定常ドメインが完全に削除された機能性を有する可溶性TCRを生成するこ
とも可能であろう。原理的には、ポリペプチドがより短いほど、可変領域または
可変領域と定常領域のごく短いフラグメントのみからなる可溶性TCRの発現お
よび折りたたみは容易である。しかしながら、この方策は好適ではない。それは
、2つの鎖の加工されたC−末端の距離がいくらか離れるので、ヘテロ二量体化
ドメインにより、α−β鎖対形成に付加的な安定性を供与することが複雑化し、
長いリンカー配列が必要となるからである。鎖間ジスルフィド結合を形成するシ
ステイン部位のすぐ前のヘテロ二量体化ドメインを融合する利点は、αおよびβ
鎖が細胞レセプターにおいて近接して保持されることであり、これは望ましいこ
とである。このように、この部位で融合することにより、TCR構造にねじれが
加えられないようになる。
【0073】 ここで好ましいとされているものよりも大きい定常ドメインのフラグメントを
有する機能的な可溶性TCRを生成することも可能である。つまり、これらの定
常ドメインは鎖間ジスルフィド結合を形成するシステインのすぐ前で切りとられ
る必要がない。例えば、膜貫通ドメインを除く定常ドメイン全体が含まれうる。
この場合には、細胞TCRにおいて鎖間ジスルフィド結合を形成するシステイン
残基を発達させることが有益であろう。
有する機能的な可溶性TCRを生成することも可能である。つまり、これらの定
常ドメインは鎖間ジスルフィド結合を形成するシステインのすぐ前で切りとられ
る必要がない。例えば、膜貫通ドメインを除く定常ドメイン全体が含まれうる。
この場合には、細胞TCRにおいて鎖間ジスルフィド結合を形成するシステイン
残基を発達させることが有益であろう。
【0074】 ヘテロ二量体化ドメインによる鎖間安定性の補助に加えて、鎖間ジスルフィド
結合を形成するシステイン残基の結合を用いることもできる。一つの可能性とし
ては、通常のジスルフィド結合を生じさせるために、システイン残基を除去せず
に、鎖間ジスルフィド結合を形成するシステイン残基に近接するαまたはβ鎖を
切りとることである。他の可能性は、αまたはβ鎖の膜貫通ドメインのみを切除
することである。αおよびβ鎖のより短いフラグメントが発現した場合は、2つ
の鎖の折りたたみにより近接するように残基が運ばれるアミノ酸部位における置
換として加工することが可能であり、ジスルフィド結合に関して好適である。
結合を形成するシステイン残基の結合を用いることもできる。一つの可能性とし
ては、通常のジスルフィド結合を生じさせるために、システイン残基を除去せず
に、鎖間ジスルフィド結合を形成するシステイン残基に近接するαまたはβ鎖を
切りとることである。他の可能性は、αまたはβ鎖の膜貫通ドメインのみを切除
することである。αおよびβ鎖のより短いフラグメントが発現した場合は、2つ
の鎖の折りたたみにより近接するように残基が運ばれるアミノ酸部位における置
換として加工することが可能であり、ジスルフィド結合に関して好適である。
【0075】 TCRの精製は種々の多様な方法を用いて遂行することができる。イオン交換
の代用方法を用いることもでき、ゲルろ過クロマトグラフィーやアフィニティー
クロマトグラフィーなどの他のタンパク質精製法を用いることもできる。
の代用方法を用いることもでき、ゲルろ過クロマトグラフィーやアフィニティー
クロマトグラフィーなどの他のタンパク質精製法を用いることもできる。
【0076】 組換えTCRを生成する方法においては、シャペロンタンパク質などの他のタ
ンパク質構成要素を再生混合物に添加することによって、折りたたみ効率を増大
させることができる。固定化ミニシャペロンを用い、タンパク質にカラムを通過
させることによって、再生の改善を遂行できる(Altamirano,Gol
bik et al.1997;Altamirano,Garcia et
al.1999)。
ンパク質構成要素を再生混合物に添加することによって、折りたたみ効率を増大
させることができる。固定化ミニシャペロンを用い、タンパク質にカラムを通過
させることによって、再生の改善を遂行できる(Altamirano,Gol
bik et al.1997;Altamirano,Garcia et
al.1999)。
【0077】 具体例として記載した方法に加えて、TCRをビオチン化する代用方法も可能
である。例えば、化学的ビオチン化を用いることができる。ビオチン標識配列に
おいてはある種のアミノ酸が必須であるが、他のビオチン化標識を用いることも
可能である(Schatz et al,1993)。
である。例えば、化学的ビオチン化を用いることができる。ビオチン標識配列に
おいてはある種のアミノ酸が必須であるが、他のビオチン化標識を用いることも
可能である(Schatz et al,1993)。
【0078】 ビオチン化にあたり使用される混合物は多岐に渡る。酵素は、Mg−ATPお
よび低いイオン強度を必要とするが、これらの条件の双方は多様であり、例えば
高いイオン強度を用いて、反応時間を長くすることが可能である。TCRの多量
体を形成するために、アビジンまたはストレプトアビジン以外の分子を用いるこ
とも可能である。多価形態でビオチンを結合する分子であれば、いかなるものも
好適である。代わりに、完全に異なる結合を考案してもよい(キレート化された
ニッケルイオンに対するポリ−ヒスチジン標識のようなもの(Quiagen
Product Guide 1999,Chapter 3 “Protei
n Expression,Purification,Detection
and Assay”p.35−37)。標識は、潜在的なペプチド−MHC複
合体との相互作用における立体障害量を最低限にするために、タンパク質のC−
末端方向に配置されることが好ましい。
よび低いイオン強度を必要とするが、これらの条件の双方は多様であり、例えば
高いイオン強度を用いて、反応時間を長くすることが可能である。TCRの多量
体を形成するために、アビジンまたはストレプトアビジン以外の分子を用いるこ
とも可能である。多価形態でビオチンを結合する分子であれば、いかなるものも
好適である。代わりに、完全に異なる結合を考案してもよい(キレート化された
ニッケルイオンに対するポリ−ヒスチジン標識のようなもの(Quiagen
Product Guide 1999,Chapter 3 “Protei
n Expression,Purification,Detection
and Assay”p.35−37)。標識は、潜在的なペプチド−MHC複
合体との相互作用における立体障害量を最低限にするために、タンパク質のC−
末端方向に配置されることが好ましい。
【0079】 例えば診断目的に関して、多価TCR複合体を検出できるように、検出可能な
標識を含ませることができる。好適な標識は、各種公知の検出可能な標識から選
択することができる。好適な標識の類型としては、蛍光、感光性、酵素、エピト
ープ、磁気性、および、微粒子(例えば金)の標識が含まれる。インビトロにお
ける使用に際しては、FITCなどのような蛍光標識が特に好ましい。インビボ
における使用に際しては、柔軟な組織を貫通する放射線を放出する放射性核種の
ような、哺乳類に投与した後に外部から画像化するのに適した標識が好ましい。
標識は多価TCR複合体に、好適な全ての部位で付着または組み込むことができ
る。リポソームの場合は、膜に付着したり、組み込んだり、膜の内部に取り込ん
だりすることができる。微粒子またはビーズの場合は、標識は微粒子やビーズそ
のものに設けることができ、例えばT細胞分子においては、外部に付着すること
ができる。好都合なことに、標識は、T細胞レセプター複合体が形成される多価
リンカー分子に付着することができる。形成された四量体TCRにおいては、ビ
オチン化されたヘテロ二量体、蛍光ストレプトアビジン(商業的に入手可能)を
検出可能な標識を生成するために用いることができる。蛍光標識が付された四量
体は、FACS分析における使用、例えばTCRが特異性を有するペプチドを運
搬する抗原提示細胞を検出するために使用する際に好適であろう。
標識を含ませることができる。好適な標識は、各種公知の検出可能な標識から選
択することができる。好適な標識の類型としては、蛍光、感光性、酵素、エピト
ープ、磁気性、および、微粒子(例えば金)の標識が含まれる。インビトロにお
ける使用に際しては、FITCなどのような蛍光標識が特に好ましい。インビボ
における使用に際しては、柔軟な組織を貫通する放射線を放出する放射性核種の
ような、哺乳類に投与した後に外部から画像化するのに適した標識が好ましい。
標識は多価TCR複合体に、好適な全ての部位で付着または組み込むことができ
る。リポソームの場合は、膜に付着したり、組み込んだり、膜の内部に取り込ん
だりすることができる。微粒子またはビーズの場合は、標識は微粒子やビーズそ
のものに設けることができ、例えばT細胞分子においては、外部に付着すること
ができる。好都合なことに、標識は、T細胞レセプター複合体が形成される多価
リンカー分子に付着することができる。形成された四量体TCRにおいては、ビ
オチン化されたヘテロ二量体、蛍光ストレプトアビジン(商業的に入手可能)を
検出可能な標識を生成するために用いることができる。蛍光標識が付された四量
体は、FACS分析における使用、例えばTCRが特異性を有するペプチドを運
搬する抗原提示細胞を検出するために使用する際に好適であろう。
【0080】 多価TCR複合体を検出することができる他の方法としては、TCR−特異性
抗体、特にモノクローナル抗体を用いるものがある。βFl、αFlのような商
業的に入手可能なアンチTCR抗体が多種存在し、それらはβおよびα鎖の定常
領域をそれぞれ認識する。
抗体、特にモノクローナル抗体を用いるものがある。βFl、αFlのような商
業的に入手可能なアンチTCR抗体が多種存在し、それらはβおよびα鎖の定常
領域をそれぞれ認識する。
【0081】 治療に応用するにあたっては、治療剤が本発明に係る多価TCR複合体に付着
されるまたは組み込まれる。好ましい実施形態としては、治療用途に関する多価
TCR複合体はT細胞レセプターで表面が覆われたリポソームであり、治療剤は
、リポソーム内部に取り込まれる。T細胞レセプターの特異性により、リポソー
ムに含有された薬剤を腫瘍やウイルス感染した細胞のような所望の標的部位に局
在化させることができる。これは、種々の状況、特に腫瘍に対して有用である。
全部の腫瘍細胞が抗原を提示する訳ではないため、全部の腫瘍細胞が免疫系で検
出されないためである。多価TCR複合体によって、化合物は、局所的にその効
果を発揮するように運搬されうるが、結合している細胞にのみではない。従って
、ある特定の方策として、腫瘍抗原に特異的なT細胞受容体を有する多価TCR
複合体に会合または結合した抗腫瘍分子を想定できる。
されるまたは組み込まれる。好ましい実施形態としては、治療用途に関する多価
TCR複合体はT細胞レセプターで表面が覆われたリポソームであり、治療剤は
、リポソーム内部に取り込まれる。T細胞レセプターの特異性により、リポソー
ムに含有された薬剤を腫瘍やウイルス感染した細胞のような所望の標的部位に局
在化させることができる。これは、種々の状況、特に腫瘍に対して有用である。
全部の腫瘍細胞が抗原を提示する訳ではないため、全部の腫瘍細胞が免疫系で検
出されないためである。多価TCR複合体によって、化合物は、局所的にその効
果を発揮するように運搬されうるが、結合している細胞にのみではない。従って
、ある特定の方策として、腫瘍抗原に特異的なT細胞受容体を有する多価TCR
複合体に会合または結合した抗腫瘍分子を想定できる。
【0082】 治療剤としては、例えば、細胞を殺すために用いられる有毒な成分などや、イ
ンターロイキンやサイトカインなどの免疫を促進させる剤が挙げられる。種々の
トキシンを該使用のために用いることができ、例えば、放射性化合物、酵素(例
えばペルフォリン)、化学療法化合物(例えばシスプラチン)が挙げられる。
ンターロイキンやサイトカインなどの免疫を促進させる剤が挙げられる。種々の
トキシンを該使用のために用いることができ、例えば、放射性化合物、酵素(例
えばペルフォリン)、化学療法化合物(例えばシスプラチン)が挙げられる。
【0083】 本発明に係る多価TCR複合体の一実施例としては、3つのTCR分子と、1
つのペルオキシダーゼ分子を有する四量体が挙げられる。これは、3:1のモル
比でTCRと酵素とを混合し、四量体を生成させ、正しい分子比からならない複
合体から所望の多量体を単離することによって得られる。立体障害により分子の
所望する機能が劣らない、または著しく劣る訳でないならば、混合される分子は
いかなる分子の組み合わせをも含むことができる。混合される四量体においては
、立体障害が生じにくいとの理由により、ストレプトアビジン分子の結合部位の
配置が好適である。
つのペルオキシダーゼ分子を有する四量体が挙げられる。これは、3:1のモル
比でTCRと酵素とを混合し、四量体を生成させ、正しい分子比からならない複
合体から所望の多量体を単離することによって得られる。立体障害により分子の
所望する機能が劣らない、または著しく劣る訳でないならば、混合される分子は
いかなる分子の組み合わせをも含むことができる。混合される四量体においては
、立体障害が生じにくいとの理由により、ストレプトアビジン分子の結合部位の
配置が好適である。
【0084】 本発明の目的は、同一の特異性を有する複数のT細胞受容体を有する多価TC
R複合体を提供することであるが、異なる特異性を有する複数のT細胞受容体が
存在する可能性を除外するものではない。実際、同時に2またはそれ以上の異な
るMHC−ペプチド複合体を標的化する可能性などのように、2またはそれ以上
の異なる特異性を有するT細胞受容体も有用かもしれない。同一の外来抗原はH
LAのタイプによって別様に加工され、提示されうるため、このようなものは例
えば、異なるHLAのタイプを有する別の個体における標的抗原の検出を確実に
するために有用でありうる。
R複合体を提供することであるが、異なる特異性を有する複数のT細胞受容体が
存在する可能性を除外するものではない。実際、同時に2またはそれ以上の異な
るMHC−ペプチド複合体を標的化する可能性などのように、2またはそれ以上
の異なる特異性を有するT細胞受容体も有用かもしれない。同一の外来抗原はH
LAのタイプによって別様に加工され、提示されうるため、このようなものは例
えば、異なるHLAのタイプを有する別の個体における標的抗原の検出を確実に
するために有用でありうる。
【0085】 同様に、T細胞受容体の結合能力と異なる結合能力を有する分子を含ませるこ
とも想定される。そのような分子は、多価TCR複合体が標的に到達してしまえ
ば、標的能力を改善したり、有用な機能を発揮するかもしれない。有用な修飾分
子の例としては、T細胞受容体によるMHC−ペプチド複合体の認識を助長する
CD8や、免疫調節効果を有する受容体などが含まれる。
とも想定される。そのような分子は、多価TCR複合体が標的に到達してしまえ
ば、標的能力を改善したり、有用な機能を発揮するかもしれない。有用な修飾分
子の例としては、T細胞受容体によるMHC−ペプチド複合体の認識を助長する
CD8や、免疫調節効果を有する受容体などが含まれる。
【0086】 本発明に係る多価TCR複合体において、好適なMHC−ペプチド標的の例と
しては、HTLV−1エピトープなどのウイルス性エピトープ(例えば、HLA
−A2、HTLV−1によって制限されるTaxペプチドは白血病に関連する)
、HIVエピトープ、EBVエピトープ、CMVエピトープ、メラノーマエピト
ープ、および他の腫瘍特異的なエピトープ、並びに、例えばリウマチ性関節炎な
どの自己免疫疾病と関連するエピトープなどが含まれるがこれらに限定されるも
のではない。
しては、HTLV−1エピトープなどのウイルス性エピトープ(例えば、HLA
−A2、HTLV−1によって制限されるTaxペプチドは白血病に関連する)
、HIVエピトープ、EBVエピトープ、CMVエピトープ、メラノーマエピト
ープ、および他の腫瘍特異的なエピトープ、並びに、例えばリウマチ性関節炎な
どの自己免疫疾病と関連するエピトープなどが含まれるがこれらに限定されるも
のではない。
【0087】 より詳しくは、本発明に係るT細胞受容体で表面が覆われたリポソームは(「
人工T細胞」としても記載される)、以下のように構成することができる。
人工T細胞」としても記載される)、以下のように構成することができる。
【0088】 「人工T細胞」の製造 リポゾームの製造に関しては、いくつかの方法がある。最も簡単な方法として
は、乾燥リン脂質膜を、過量の溶媒の入っている丸底フラスコ中に置き、穏やか
にまたは激しく振盪する方法がある(Bangham,et al,1965)
。他の方法としては、多重膜小胞(MLVs)の超音波処理(Huang,19
69)、フレンチプレスを介したMLVの懸濁(Barenholzt,et
al,1979)、または脂質の界面活性剤可溶化が含まれる。界面活性剤は、
透析、クロマトグラフィー、吸着、限外ろ過、または遠心分離により除去するこ
とができる(Brunner,et al,1976)。
は、乾燥リン脂質膜を、過量の溶媒の入っている丸底フラスコ中に置き、穏やか
にまたは激しく振盪する方法がある(Bangham,et al,1965)
。他の方法としては、多重膜小胞(MLVs)の超音波処理(Huang,19
69)、フレンチプレスを介したMLVの懸濁(Barenholzt,et
al,1979)、または脂質の界面活性剤可溶化が含まれる。界面活性剤は、
透析、クロマトグラフィー、吸着、限外ろ過、または遠心分離により除去するこ
とができる(Brunner,et al,1976)。
【0089】 通常は改変された脂質を介してリポゾームの表面に会合しているタンパク質に
関していくつかの技術が記載されている。このような方法のひとつは、ビオチン
化脂質を用いることである。ここでは、例えばアビジン、ストレプトアビジンま
たはエクストラアビジンを介してビオチン化脂質に結合し得るビオチン化T細胞
受容体を製造する方法を説明する。他の結合方法は、抗体をリポゾームへ付着さ
せるためにポリエチレングリコール(PEG)を用いており(Hansen,e
t al,1995)、S−スクシンイミジル−S−チオアセテート(SATA
)の使用も説明されている(Konigsberg,et al,1998)。
関していくつかの技術が記載されている。このような方法のひとつは、ビオチン
化脂質を用いることである。ここでは、例えばアビジン、ストレプトアビジンま
たはエクストラアビジンを介してビオチン化脂質に結合し得るビオチン化T細胞
受容体を製造する方法を説明する。他の結合方法は、抗体をリポゾームへ付着さ
せるためにポリエチレングリコール(PEG)を用いており(Hansen,e
t al,1995)、S−スクシンイミジル−S−チオアセテート(SATA
)の使用も説明されている(Konigsberg,et al,1998)。
【0090】 これらの技術により、20〜100nm範囲の大きさをもつ小さい単一層小胞
が製造される。安定性の問題、及び、より広い範囲の材料の取り込みを可能にす
るために、より大きい単一層小胞の調製方法が開発されてきた。これらには、デ
ハイドレーション−レハイドレーションリポゾーム(Tan and Greg
oriadis,et al,1990)、逆相エバポレーション(Szoka
and Papahadjopoulos,et al,1978)、または
凍結−融解による吸い出し(Mayer,et al,1985)、が含まれる
。これらの方法を用いて、65〜80%もの封入効率が達成される。
が製造される。安定性の問題、及び、より広い範囲の材料の取り込みを可能にす
るために、より大きい単一層小胞の調製方法が開発されてきた。これらには、デ
ハイドレーション−レハイドレーションリポゾーム(Tan and Greg
oriadis,et al,1990)、逆相エバポレーション(Szoka
and Papahadjopoulos,et al,1978)、または
凍結−融解による吸い出し(Mayer,et al,1985)、が含まれる
。これらの方法を用いて、65〜80%もの封入効率が達成される。
【0091】 見出された当初は、リポゾームは不安定であったが、近年、より高性能な形態
脂質および誘導された脂質を用いることによってこのような問題は克服されてき
た(Allen,et al,1994を参照)。例えばドキソルビシン(Ah
mad and Allen,et al,1992;Ahmad,et al
,1993)、タンパク質/抗原(Cohen,et al,1994;Coh
en,et al,1991)またはインスリン(Edelman,et al
,1996)のような薬剤のパッケージングは、確立された技術とみなされてい
る。
脂質および誘導された脂質を用いることによってこのような問題は克服されてき
た(Allen,et al,1994を参照)。例えばドキソルビシン(Ah
mad and Allen,et al,1992;Ahmad,et al
,1993)、タンパク質/抗原(Cohen,et al,1994;Coh
en,et al,1991)またはインスリン(Edelman,et al
,1996)のような薬剤のパッケージングは、確立された技術とみなされてい
る。
【0092】 リポゾームに結合したTCR多量体の利点 この技術の一般的な利点は、以下の点にまとめられる。
【0093】 リポゾームは廉価で、製造が容易であり、標準的な技術をもちいて容易にロー
ディングでき、多くの治療化合物を容易にローディングできる。ビオチン化脂質
を含むリポゾームを製造するための剤は、例えば、米国のアバンティ ポーラー
リピッド社(Avanti Polar Lipids Inc.,USA)
から容易に入手できる。
ディングでき、多くの治療化合物を容易にローディングできる。ビオチン化脂質
を含むリポゾームを製造するための剤は、例えば、米国のアバンティ ポーラー
リピッド社(Avanti Polar Lipids Inc.,USA)
から容易に入手できる。
【0094】 リポゾームおよびタンパク質は生体分解性である。
【0095】 TCRおよび脂質は、非免疫抗原性であり、それゆえに二次免疫応答を起こさ
ない。
ない。
【0096】 「人工T細胞」の利点 抗原提示細胞を捕獲し、この目的でこれらを使用し、このような細胞へ化合物
を輸送する能力において、リポゾームに結合したTCRおよびリポゾーム−結合
TCR多量体は、TCR四量体を超えるいくつかの利点を持つことが予測される
。これらは以下の点にまとめられる。
を輸送する能力において、リポゾームに結合したTCRおよびリポゾーム−結合
TCR多量体は、TCR四量体を超えるいくつかの利点を持つことが予測される
。これらは以下の点にまとめられる。
【0097】 リポゾームに結合したTCRの自由な側方運動により、TCR/MHC−ペプ
チドの接触を妨害し得るいかなる立体障害をも防ぐことができる。実際、リポゾ
ームの脂質に結合したTCRの側方運動により、T細胞膜でのその運動能力が記
憶される。
チドの接触を妨害し得るいかなる立体障害をも防ぐことができる。実際、リポゾ
ームの脂質に結合したTCRの側方運動により、T細胞膜でのその運動能力が記
憶される。
【0098】 リポゾームの表面での可変性により、実際の細胞膜の可変性が記憶され、四量
体または他の単純な複合体で得られるものよりも、潜在的に優れた接触表面を得
ることができる。
体または他の単純な複合体で得られるものよりも、潜在的に優れた接触表面を得
ることができる。
【0099】 かなり多くのTCRが、リポゾームに結合でき、それゆえに高い結合力を有す
る結合が保証される。TCR四量体を用いると、結合は最大4つのTCR/MH
C−ペプチド接触によって得られる十分な表面結合力に依るものとなる。
る結合が保証される。TCR四量体を用いると、結合は最大4つのTCR/MH
C−ペプチド接触によって得られる十分な表面結合力に依るものとなる。
【0100】 インビボおよびインビトロ両方での使用について、リポゾームに結合したTC
Rは、TCRの分解による機能の喪失を起こしにくい。これは四量体または他の
単純なTCR複合体に比べて、リポゾームに結合し得るTCRがかなり多いとい
うことによる。
Rは、TCRの分解による機能の喪失を起こしにくい。これは四量体または他の
単純なTCR複合体に比べて、リポゾームに結合し得るTCRがかなり多いとい
うことによる。
【0101】 TCRの脂質における濃度は、異なる比率のビオチン化および非ビオチン化脂
質を混合することによって制御することができる。同様に、例えばPEG−誘導
(Allen,et al,1995;Hansen,et al,1995)
またはSATA−誘導(Konigsberg,et al,1998)脂質の
ようなタンパク質へ結合するのに役立つ他の改変を有する脂質を、異なる比率で
混合することができる。これにより、抗原提示細胞に対する相互作用の強さを、
異なる親和性を有するTCRや、抗原提示細胞における優勢なペプチドエピトー
プに適合させることができる。
質を混合することによって制御することができる。同様に、例えばPEG−誘導
(Allen,et al,1995;Hansen,et al,1995)
またはSATA−誘導(Konigsberg,et al,1998)脂質の
ようなタンパク質へ結合するのに役立つ他の改変を有する脂質を、異なる比率で
混合することができる。これにより、抗原提示細胞に対する相互作用の強さを、
異なる親和性を有するTCRや、抗原提示細胞における優勢なペプチドエピトー
プに適合させることができる。
【0102】 多数の分子がリポゾームに結合する潜在能力により、一つ以上のTCRを用い
て多価MHC−ペプチド特異性を有するリポゾームを創造する可能性が開かれる
。例えば、同じ病気に関する異なるエピトープに特異的な2またはそれ以上のT
CRを、その病気に冒された細胞を検出するために複数の特異性を与えるリポゾ
ーム上に結合させる、ということが想定できる。
て多価MHC−ペプチド特異性を有するリポゾームを創造する可能性が開かれる
。例えば、同じ病気に関する異なるエピトープに特異的な2またはそれ以上のT
CRを、その病気に冒された細胞を検出するために複数の特異性を与えるリポゾ
ーム上に結合させる、ということが想定できる。
【0103】 同様に、TCRは、抗原提示細胞付近で他の望ましい機能を働かせうる他の分
子またはタンパク質と共に混合され得る。例えば、サイトカインもしくはサイト
カイン受容体、特異的抗体、超抗原、CD2、CD4、CD8またはCD28の
ような補受容体、またはペプチドは、このような状況において有用な特性を持ち
うる。この応用は、ある種の抗原提示細胞近辺に剤を局在化することに関して、
非常に広い潜在力を持っている。
子またはタンパク質と共に混合され得る。例えば、サイトカインもしくはサイト
カイン受容体、特異的抗体、超抗原、CD2、CD4、CD8またはCD28の
ような補受容体、またはペプチドは、このような状況において有用な特性を持ち
うる。この応用は、ある種の抗原提示細胞近辺に剤を局在化することに関して、
非常に広い潜在力を持っている。
【0104】 多価TCR複合体で標的化されうる薬剤および病気の実施例 多くの病気の治療は、多価TCR複合体の特異性により薬剤を局在化すること
によって潜在的に増強することができ、リポゾームに結合したTCRの使用は特
に有効であろう。
によって潜在的に増強することができ、リポゾームに結合したTCRの使用は特
に有効であろう。
【0105】 例えばHIV、SIV、EBV、CMVのような、そのための薬剤が存在する
ウイルス性の病気は、感染細胞付近で放出される薬剤が有益であろう。ガンにお
いては、腫瘍または転移の付近での局在化により、毒または免疫増強薬の効果を
増強させることができる。自己免疫病においては、免疫抑制剤が遅々と放出され
、より長い時間に渡り局地的な効果をもつ一方、免疫容量全体への影響は最小限
である。移植の拒否反応を防ぐために、免疫抑制剤の効果を同じ方法で最大限利
用することができる。ワクチンの運搬に関しては、ワクチン抗原は専門化された
抗原提示細胞付近で局在化され、このようにして抗原の有効性を増強することが
できる。この方法はまた、画像化の目的にも応用することができる。
ウイルス性の病気は、感染細胞付近で放出される薬剤が有益であろう。ガンにお
いては、腫瘍または転移の付近での局在化により、毒または免疫増強薬の効果を
増強させることができる。自己免疫病においては、免疫抑制剤が遅々と放出され
、より長い時間に渡り局地的な効果をもつ一方、免疫容量全体への影響は最小限
である。移植の拒否反応を防ぐために、免疫抑制剤の効果を同じ方法で最大限利
用することができる。ワクチンの運搬に関しては、ワクチン抗原は専門化された
抗原提示細胞付近で局在化され、このようにして抗原の有効性を増強することが
できる。この方法はまた、画像化の目的にも応用することができる。
【0106】 本発明の各観点の好ましい特徴は、必要であれば変更を加えて他の各観点に合
わせることができる。ここで言及した先行技術文献は、法律によって許容される
最大限の範囲を組み入れている。
わせることができる。ここで言及した先行技術文献は、法律によって許容される
最大限の範囲を組み入れている。
【0107】 さらに本発明は、以下の実施例において説明されるが、これらはいかなる方法
においても本発明の範囲を限定するものではない。
においても本発明の範囲を限定するものではない。
【0108】 参照は、以下に添付された図面に対して作成された。
【0109】 実施例 以下の実施例においては、以下に示す一般的な方法および材料が使用された。
【0110】 材料 制限酵素(NdeI、BamHI、HindIII、Bsu36I、XmaI)は
ニューイングランド バイオラブス(New England Biolabs
)より得た。
ニューイングランド バイオラブス(New England Biolabs
)より得た。
【0111】 トリスpH8.1は、いずれもUSBより得られたトリス塩基(Tris b
ase)およびトリスHClの等部を用いて2Mストック溶液として調製した。
ase)およびトリスHClの等部を用いて2Mストック溶液として調製した。
【0112】 EDTA(Sigma)は0.5Mストック溶液として調製し、pHは5M
NaOH(Sigma)を用いて8.0に調整した。
NaOH(Sigma)を用いて8.0に調整した。
【0113】 酸化型および還元型グルタチオンは、シグマより得た。
【0114】 シスタミンおよびシステアミンは、シグマより得た。
【0115】 塩化ナトリウムはUSBより得、4Mストック溶液として調製した。
【0116】 プラスミド精製用のミニプレップキットは、キアゲン(Quiagen)より
得た。
得た。
【0117】 PCR精製キットは、キアゲンより得た。
【0118】 DTTは、シグマより得た。
【0119】 グアニジンは、フルカ(Fluka)より得た。
【0120】 尿素は、シグマより得た。
【0121】 RPMI培地は、シグマより得た。
【0122】 PBSは、オキソイド(Oxoid)より得た錠剤から調製した。
【0123】 グリセロールはBDHより得た。
【0124】 一般的な方法 細菌用培地(TYP培地)は以下のようにして調製した。
【0125】 酵母エキス(Difco)160g、トリプトン(ディフコ)160g、Na
Cl(USB)50gおよびK2HPO4(BDH)25gを、2リットルの脱塩
水に溶解させた。この溶液の200mlを分取したものを10×2L円錐状フラ
スコ中に入れ、1リットルになるまで脱塩水800mlを加えて調製した。フラ
スコを4層のアルミニウムホイルで覆い、標識して加圧滅菌した。冷却後、その
フラスコを使用前に直射日光を避けて室温で保存した。
Cl(USB)50gおよびK2HPO4(BDH)25gを、2リットルの脱塩
水に溶解させた。この溶液の200mlを分取したものを10×2L円錐状フラ
スコ中に入れ、1リットルになるまで脱塩水800mlを加えて調製した。フラ
スコを4層のアルミニウムホイルで覆い、標識して加圧滅菌した。冷却後、その
フラスコを使用前に直射日光を避けて室温で保存した。
【0126】 タンパク質濃度は、Pierceクーマシー結合アッセイおよび標準タンパク
質としてBSAを用いて測定した。簡潔にいえば、水1ml中における0〜25
μgBSA標準を、4mlプラスチックキュベット中に2mg/ml BSA(
Pierce)のストック溶液を調製した。約10μgの未知のタンパク質を、
同じ方法にて水で1mlまで調製した。Pierceクーマシー剤1mlをそれ
ぞれのキュベットに加え、その内容物を完全に混合した。ベックマンDU−53
0UVスペクトロフォトメーターを用いて、595nmで15分以内、光学密度
を測定した。BSA標準から得られた結果においては、線形回帰が観察され(線
形は、BSA25μgまで良好であった)、未知タンパク質濃度はこれらの結果
を用いて内挿することによって推定された。
質としてBSAを用いて測定した。簡潔にいえば、水1ml中における0〜25
μgBSA標準を、4mlプラスチックキュベット中に2mg/ml BSA(
Pierce)のストック溶液を調製した。約10μgの未知のタンパク質を、
同じ方法にて水で1mlまで調製した。Pierceクーマシー剤1mlをそれ
ぞれのキュベットに加え、その内容物を完全に混合した。ベックマンDU−53
0UVスペクトロフォトメーターを用いて、595nmで15分以内、光学密度
を測定した。BSA標準から得られた結果においては、線形回帰が観察され(線
形は、BSA25μgまで良好であった)、未知タンパク質濃度はこれらの結果
を用いて内挿することによって推定された。
【0127】 ゲルろ過クロマトグラフィーを、コンピュータコントローラを備えたファルマ
シアFPLCシステムを用いて行った。タンパク質溶出は、280nmの波長に
おける吸収を測定するUV−MIIシステムを用いて観察された。小さいスケール
の分離では、スーパーデックス(Superdex)200HR10/30カラ
ムが用いられ、サンプルは1mlループを用いてローディングした。流出する前
にPBS30mlでカラムを平衡化し、サンプルを0.5ml/minで流出さ
せて1mlのフラクションを収集した。大きいスケールの分離では、スーパーデ
ックス75または200PG26/60カラムが10mlスーパーループととも
に用いられた。この場合、5または10mlのサンプルが収集され、カラムは4
ml/minで流出させた。すべての分離は室温で行われた。
シアFPLCシステムを用いて行った。タンパク質溶出は、280nmの波長に
おける吸収を測定するUV−MIIシステムを用いて観察された。小さいスケール
の分離では、スーパーデックス(Superdex)200HR10/30カラ
ムが用いられ、サンプルは1mlループを用いてローディングした。流出する前
にPBS30mlでカラムを平衡化し、サンプルを0.5ml/minで流出さ
せて1mlのフラクションを収集した。大きいスケールの分離では、スーパーデ
ックス75または200PG26/60カラムが10mlスーパーループととも
に用いられた。この場合、5または10mlのサンプルが収集され、カラムは4
ml/minで流出させた。すべての分離は室温で行われた。
【0128】 イオン交換クロマトグラフィーを、バイオキャド スプリント システム(B
iocad Sprint System)(パーキン−エルマー)を用いて行
った。陽イオン交換では、20HSまたは50HSカラムが用いられた。陰イオ
ン交換では、10HQ、20HQ、または50HQカラムが用いられた。カラム
は推奨されるバッファーを6−ウェイミキサーに取り付けて使用された。少量サ
ンプル(5〜25ml)は5mlの注入ループを用いて注入した。大量サンプル
(>100ml)はバッファーラインのいずれか一つを用いて注入した。カラム
使用において、溶出相の間に1mlの量を収集した。タンパク質溶出は、280
nmにおけるインラインの吸収によって測定された。
iocad Sprint System)(パーキン−エルマー)を用いて行
った。陽イオン交換では、20HSまたは50HSカラムが用いられた。陰イオ
ン交換では、10HQ、20HQ、または50HQカラムが用いられた。カラム
は推奨されるバッファーを6−ウェイミキサーに取り付けて使用された。少量サ
ンプル(5〜25ml)は5mlの注入ループを用いて注入した。大量サンプル
(>100ml)はバッファーラインのいずれか一つを用いて注入した。カラム
使用において、溶出相の間に1mlの量を収集した。タンパク質溶出は、280
nmにおけるインラインの吸収によって測定された。
【0129】 SDSポリアクリルアミドゲル電気泳動(SDS−PAGE)は、バイオラッ
ド ミニ−プロテインIIゲルセットを用いて行った。ゲルは以下の方法で実施す
る前に流入した。ゲル板の組み立てが準備され、漏洩について調べた。次に以下
の混合物を調製した:12%アクリルアミド/ビスアクリルアミド(30%アク
リルアミド/0.8%ビスアクリルアミドストック溶液(National D
iagnostics)由来)、0.375MトリスpH8.8(同じpHの1
.5Mストック由来)、0.1%SDS(10%SDSストック溶液由来)、0
.05%過硫酸アンモニウム(4℃で保存された、同様のものの10%ストック
溶液由来)、および0.1%TEMED(シグマ)。この混合物を迅速にゲル板
組み立て体に注ぎいれ、水−飽和ブタノールを上部に重層して平坦な上部表面を
確かめた。ゲルをセットし終わった後(最低でも10〜15分)、スタッキング
ゲルを以下のように混合した。4%アクリルアミド(前出のストックより)、0
.125MトリスpH6.8(同じpHの0.5Mストックより)0.1%SD
S、0.05%過硫酸アンモニウム、および0.2%TEMED。ブタノールを
分解ゲルの表面からティッシュで吸収することによって除去し、スタッキングゲ
ル混合物を分解ゲルの上に注ぎいれた。ゲルコームを、空気泡がゲル中に入らな
いように注意しながら即座に挿入し、スタッキングゲルを最低5分固めさせた。
ド ミニ−プロテインIIゲルセットを用いて行った。ゲルは以下の方法で実施す
る前に流入した。ゲル板の組み立てが準備され、漏洩について調べた。次に以下
の混合物を調製した:12%アクリルアミド/ビスアクリルアミド(30%アク
リルアミド/0.8%ビスアクリルアミドストック溶液(National D
iagnostics)由来)、0.375MトリスpH8.8(同じpHの1
.5Mストック由来)、0.1%SDS(10%SDSストック溶液由来)、0
.05%過硫酸アンモニウム(4℃で保存された、同様のものの10%ストック
溶液由来)、および0.1%TEMED(シグマ)。この混合物を迅速にゲル板
組み立て体に注ぎいれ、水−飽和ブタノールを上部に重層して平坦な上部表面を
確かめた。ゲルをセットし終わった後(最低でも10〜15分)、スタッキング
ゲルを以下のように混合した。4%アクリルアミド(前出のストックより)、0
.125MトリスpH6.8(同じpHの0.5Mストックより)0.1%SD
S、0.05%過硫酸アンモニウム、および0.2%TEMED。ブタノールを
分解ゲルの表面からティッシュで吸収することによって除去し、スタッキングゲ
ル混合物を分解ゲルの上に注ぎいれた。ゲルコームを、空気泡がゲル中に入らな
いように注意しながら即座に挿入し、スタッキングゲルを最低5分固めさせた。
【0130】 次にそのゲルをゲル装置に取り付け、ランニングバッファー(3g/l トリ
ス−塩基、14.4g/l グリシン、1g/l SDS(10×濃縮ストック
溶液を希釈))を、陽極および陰極の装置に注ぎいれた。ゲルコームを除去した
後、ウェルをランニングバッファーで洗浄し、残留したアクリルアミド混合物が
ウェルの底部で固まるのを防いだ。サンプルはその一部と、以下の混合物とを1
:1で混合することによって調製した:4%SDS、0.125M トリスpH
6.8、20%グリセロール、10% β−メルカプトエタノール、1% ブロ
モフェノールブルー(シグマ)。次にサンプルは95℃で2分加熱され、スタッ
キングゲルのウェルに25μlまでローディングする前に、冷却した。通常、良
好な染色およびゲルのランニングを確かめるために、約1〜10μgのタンパク
質をローディングした。ローディング後、そのゲルを200Vの定電圧で、約4
0分間、またはブロモフェノールブルー染料がゲルの端から約5mmになるまで
泳動した。
ス−塩基、14.4g/l グリシン、1g/l SDS(10×濃縮ストック
溶液を希釈))を、陽極および陰極の装置に注ぎいれた。ゲルコームを除去した
後、ウェルをランニングバッファーで洗浄し、残留したアクリルアミド混合物が
ウェルの底部で固まるのを防いだ。サンプルはその一部と、以下の混合物とを1
:1で混合することによって調製した:4%SDS、0.125M トリスpH
6.8、20%グリセロール、10% β−メルカプトエタノール、1% ブロ
モフェノールブルー(シグマ)。次にサンプルは95℃で2分加熱され、スタッ
キングゲルのウェルに25μlまでローディングする前に、冷却した。通常、良
好な染色およびゲルのランニングを確かめるために、約1〜10μgのタンパク
質をローディングした。ローディング後、そのゲルを200Vの定電圧で、約4
0分間、またはブロモフェノールブルー染料がゲルの端から約5mmになるまで
泳動した。
【0131】 電気泳動が完了した後、そのゲルを装置から取り外し、10%酢酸、40%メ
タノール、50%水中のクーマシーR−250(シグマ)の0.1%溶液へ慎重
に浸した。次に、ゲルを少なくとも30分穏やかに攪拌し、その後、10%酢酸
、40%メタノール、50%水中のクーマシーR−250(シグマ)を数回換え
てバックグラウンドが透明になるまで脱色した。次にゲルを水中に保存し、ライ
トボックス、デジタルカメラおよび感熱式プリンターを備えたUVPゲルドキュ
メンティションシステムを用いて記録した。
タノール、50%水中のクーマシーR−250(シグマ)の0.1%溶液へ慎重
に浸した。次に、ゲルを少なくとも30分穏やかに攪拌し、その後、10%酢酸
、40%メタノール、50%水中のクーマシーR−250(シグマ)を数回換え
てバックグラウンドが透明になるまで脱色した。次にゲルを水中に保存し、ライ
トボックス、デジタルカメラおよび感熱式プリンターを備えたUVPゲルドキュ
メンティションシステムを用いて記録した。
【0132】 実施例1−組換え可溶性TCR ヘテロ二量体TCR分子の組換え可溶性形態を、図1で概説するように製造し
た。それぞれの鎖は膜−遠位、および−近位免疫グロブリンドメインを含み、こ
れらは短い可変性リンカーを介して、ヘテロ二量体の安定性を補助している高次
コイルに融合している。
た。それぞれの鎖は膜−遠位、および−近位免疫グロブリンドメインを含み、こ
れらは短い可変性リンカーを介して、ヘテロ二量体の安定性を補助している高次
コイルに融合している。
【0133】 TCR定常ドメインは、インビボで鎖同士の(interchain)ジスル
フィド結合を形成するシステイン残基の前で切りとられた。その結果、非共有結
合の四次的な接触により二つの鎖は対を形成し、これは図2bにおいて確認され
る。Fos−Junジッパーペプチドへテロ二量体も、使用されるリンカーに対
してN−末端のすぐ近くに鎖同士のジスルフィドを形成することができるように
(O’Shea et al,1989)、互いに関連する二つの鎖の配列が最
適であることが予期された。融合タンパク質は、それぞれの構造を壊すことを防
ぐために、分離した成分のそれぞれと適合する方法で結合されることが必要であ
る。
フィド結合を形成するシステイン残基の前で切りとられた。その結果、非共有結
合の四次的な接触により二つの鎖は対を形成し、これは図2bにおいて確認され
る。Fos−Junジッパーペプチドへテロ二量体も、使用されるリンカーに対
してN−末端のすぐ近くに鎖同士のジスルフィドを形成することができるように
(O’Shea et al,1989)、互いに関連する二つの鎖の配列が最
適であることが予期された。融合タンパク質は、それぞれの構造を壊すことを防
ぐために、分離した成分のそれぞれと適合する方法で結合されることが必要であ
る。
【0134】 HLA−A2におけるインフルエンザマトリックスタンパク質58〜66エピ
トープに特異的なTCRのアルファおよびベータ鎖をコードするcDNAは、以
前に述べられているような固定されたPCR(Moss et al,1991
)によって、Vβ17+ヒトCLTクローン(JM22)から得た。
トープに特異的なTCRのアルファおよびベータ鎖をコードするcDNAは、以
前に述べられているような固定されたPCR(Moss et al,1991
)によって、Vβ17+ヒトCLTクローン(JM22)から得た。
【0135】 アルファおよびベータTCR−ジッパー構成物(construct) pJ
M22α−JunおよびpJM22β−Fosは、標準的なPCR技術を用いて
それぞれの鎖の可変および定常ドメインを増幅し、真核性転写因子 Junおよ
びFosそれぞれから生産物をロイシンジッパードメインにスプライシングする
ことによって、それぞれ構築した(図1参照)。これら40のアミノ酸長さの配
列は、共有結合的な鎖同士の結合を必要としないで、合成ペプチドから折りたた
まれるときに特異的なヘテロ二量体化をする(O’Shea et al,19
89)。
M22α−JunおよびpJM22β−Fosは、標準的なPCR技術を用いて
それぞれの鎖の可変および定常ドメインを増幅し、真核性転写因子 Junおよ
びFosそれぞれから生産物をロイシンジッパードメインにスプライシングする
ことによって、それぞれ構築した(図1参照)。これら40のアミノ酸長さの配
列は、共有結合的な鎖同士の結合を必要としないで、合成ペプチドから折りたた
まれるときに特異的なヘテロ二量体化をする(O’Shea et al,19
89)。
【0136】 プライマーは、3’の近くから開始コドンにおいて高いAT含量を有するよう
に設計され(mRNA二次構造を不安定化させるために)、さらに発現を最小化
するため、E.coliコドン選択を用いた(Gao et al)。再生の際
の誤ったジスルフィド結合の防止を確認するため、TCRベータ定常ドメインに
おける余分なシステインはセリンに変異された。
に設計され(mRNA二次構造を不安定化させるために)、さらに発現を最小化
するため、E.coliコドン選択を用いた(Gao et al)。再生の際
の誤ったジスルフィド結合の防止を確認するため、TCRベータ定常ドメインに
おける余分なシステインはセリンに変異された。
【0137】 DNA構造物は、E.coli発現ベクターpGMT7に別々に結合させた。
プラスミドダイジェストおよびDNA配列により、構造が正しいことが確認され
た。
プラスミドダイジェストおよびDNA配列により、構造が正しいことが確認され
た。
【0138】 詳しくは、以下の方法を用いた。
【0139】 TCRジッパー鎖の発現および変性封入体の精製:GFG020およびGFG
021、JM22α−JunおよびJM22−βFosをそれぞれ含むpGMT
7発現プラスミドは、E.coli株BL21pLysSにそれぞれ形質転換さ
れ、アンピシリン耐性シングルコロニーを、TYP(アンピシリン100μg/
ml)培地で、OD6000.4まで37℃で培養し、その後0.5mM IPT
Gでタンパク質発現を誘導した。誘導後3時間で、ベックマンJ−6Bを用い、
4000rpmで30分遠心分離することによって、細胞を収集した。細胞の沈
殿を50mMトリス−HCl、25%(w/v)スクロース、1mM NaED
TA、0.1%(w/v)アジ化ナトリウム、10mM DTTを含み、pH8
.0であるバッファー中に再懸濁した。一晩の凍結−融解過程の後、再懸濁した
細胞を、標準の12mm直径プローブを用いたミルソニックス(Milsoni
x)XL2020で、1分間バーストで計10分、超音波処理した。封入体の沈
殿は、ベックマンJ2−21遠心機で、13000rpm、30分間遠心分離す
ることによって回収した。次に3種の界面活性剤の洗浄が行われ、細胞の破片や
細胞膜成分を除去した。その都度、その封入体沈殿はトリトンバッファー(50
mM トリス−HCl、0.5%トリトン−X100、200mM NaCl、
10mM NaEDTA、0.1%(w/v)アジ化ナトリウム、2mM DT
T、pH8.0)で均質化し、その後ベックマンJ2−21遠心機で、1300
0rpm、15分間遠心分離することによって沈殿化した。次に、界面活性剤お
よび塩は、以下のバッファー:50mM トリス−HCl、1mM NaEDT
A、0.1%(w/v)アジ化ナトリウム、2mM DTT、pH8.0で同様
の洗浄を行うことによって除去された。最終的に、JM22−αJunおよびJ
M22−βFos封入体沈殿が、それぞれ3〜4時間、4℃で、尿素溶液(50
mM MES、8M 尿素、10mM EDTA、2mM DTT、pH6.5
)中に溶解された。不溶性材料は、ベックマンJ2−21で、13000rpm
で30分間遠心分離することによって沈殿させ、その上清を1mlずつ等分し、
−70℃で保存した。尿素中に可溶化させた封入体は、ブラッドフォード ダイ
−バインディング アッセイ(Bradford dye−binding a
ssay)(バイオラッド)を用いて定量した。それぞれの鎖に対して、精製さ
れた封入体の約100mgの収量は、1リットルの培養液から得られたものであ
る。それぞれの封入体(JM22α−Jun、JM22β−Fos)は約20m
g/mlの濃度で尿素溶液中に可溶化しており、ゲル解析からこの形態で約90
%の純度を持つことが推定された。
021、JM22α−JunおよびJM22−βFosをそれぞれ含むpGMT
7発現プラスミドは、E.coli株BL21pLysSにそれぞれ形質転換さ
れ、アンピシリン耐性シングルコロニーを、TYP(アンピシリン100μg/
ml)培地で、OD6000.4まで37℃で培養し、その後0.5mM IPT
Gでタンパク質発現を誘導した。誘導後3時間で、ベックマンJ−6Bを用い、
4000rpmで30分遠心分離することによって、細胞を収集した。細胞の沈
殿を50mMトリス−HCl、25%(w/v)スクロース、1mM NaED
TA、0.1%(w/v)アジ化ナトリウム、10mM DTTを含み、pH8
.0であるバッファー中に再懸濁した。一晩の凍結−融解過程の後、再懸濁した
細胞を、標準の12mm直径プローブを用いたミルソニックス(Milsoni
x)XL2020で、1分間バーストで計10分、超音波処理した。封入体の沈
殿は、ベックマンJ2−21遠心機で、13000rpm、30分間遠心分離す
ることによって回収した。次に3種の界面活性剤の洗浄が行われ、細胞の破片や
細胞膜成分を除去した。その都度、その封入体沈殿はトリトンバッファー(50
mM トリス−HCl、0.5%トリトン−X100、200mM NaCl、
10mM NaEDTA、0.1%(w/v)アジ化ナトリウム、2mM DT
T、pH8.0)で均質化し、その後ベックマンJ2−21遠心機で、1300
0rpm、15分間遠心分離することによって沈殿化した。次に、界面活性剤お
よび塩は、以下のバッファー:50mM トリス−HCl、1mM NaEDT
A、0.1%(w/v)アジ化ナトリウム、2mM DTT、pH8.0で同様
の洗浄を行うことによって除去された。最終的に、JM22−αJunおよびJ
M22−βFos封入体沈殿が、それぞれ3〜4時間、4℃で、尿素溶液(50
mM MES、8M 尿素、10mM EDTA、2mM DTT、pH6.5
)中に溶解された。不溶性材料は、ベックマンJ2−21で、13000rpm
で30分間遠心分離することによって沈殿させ、その上清を1mlずつ等分し、
−70℃で保存した。尿素中に可溶化させた封入体は、ブラッドフォード ダイ
−バインディング アッセイ(Bradford dye−binding a
ssay)(バイオラッド)を用いて定量した。それぞれの鎖に対して、精製さ
れた封入体の約100mgの収量は、1リットルの培養液から得られたものであ
る。それぞれの封入体(JM22α−Jun、JM22β−Fos)は約20m
g/mlの濃度で尿素溶液中に可溶化しており、ゲル解析からこの形態で約90
%の純度を持つことが推定された。
【0140】 TCRジッパー融合タンパク質の共再生(co−refolding) 標準再生バッファー(100mM トリス pH8.5、1M L−アルギニ
ン、2mM EDTA、5mM 還元グルタチオン、0.5mM 酸化グルタチ
オン、0.2mM PMSF)を用いた初期再生実験により、深刻なタンパク質
沈殿が生じたが、これはジッパードメインの存在に依存していた。この現象がジ
ッパー二量体化の解離定数より低い濃度で生じる(すなわち、ほとんどのジッパ
ーへリックスが単量体であることが期待される)という事実により、付加的な作
用力は誤った折りたたみの種を安定化している、ということが示唆された。もっ
とも考えられ得る説明は、初めにアルファ−ヘリカル ジッパードメインが完全
に折りたたまれ、それらの一時的なヘテロ二量体化により、より複雑な免疫グロ
ブリンドメインの部分的に折りたたまれた中間体の鎖同士の凝集が誘導される、
ということである。それゆえに再生バッファーは、5M尿素を含むように改変さ
れており、これは部分的に折りたたまれた免疫グロブリンドメイン間の疎水性相
互作用を妨げ、個々の鎖がヘテロ二量体化前に完全に折りたたまれるようにする
ためである。この過程は、沈殿の発生を防ぐには十分なものであり、正しく折り
たたまれたTCR−ジッパーへテロ二量体を以下の方法を用いて満足のいく収率
で回収することができる。
ン、2mM EDTA、5mM 還元グルタチオン、0.5mM 酸化グルタチ
オン、0.2mM PMSF)を用いた初期再生実験により、深刻なタンパク質
沈殿が生じたが、これはジッパードメインの存在に依存していた。この現象がジ
ッパー二量体化の解離定数より低い濃度で生じる(すなわち、ほとんどのジッパ
ーへリックスが単量体であることが期待される)という事実により、付加的な作
用力は誤った折りたたみの種を安定化している、ということが示唆された。もっ
とも考えられ得る説明は、初めにアルファ−ヘリカル ジッパードメインが完全
に折りたたまれ、それらの一時的なヘテロ二量体化により、より複雑な免疫グロ
ブリンドメインの部分的に折りたたまれた中間体の鎖同士の凝集が誘導される、
ということである。それゆえに再生バッファーは、5M尿素を含むように改変さ
れており、これは部分的に折りたたまれた免疫グロブリンドメイン間の疎水性相
互作用を妨げ、個々の鎖がヘテロ二量体化前に完全に折りたたまれるようにする
ためである。この過程は、沈殿の発生を防ぐには十分なものであり、正しく折り
たたまれたTCR−ジッパーへテロ二量体を以下の方法を用いて満足のいく収率
で回収することができる。
【0141】 TCR−ジッパー鎖JM22α−JunおよびJM22β−Fosの尿素−可
溶化ストックは、共再生を薄弱化することによって再生された。それぞれの可溶
化封入体鎖の約30mg(すなわち1μモル)を凍結ストックから融解して、さ
らにDTT(4μモル/ml)のパルスを加えてシステイン残基の完全な還元を
確かめた。次にサンプルを混合し、その混合物は15mlのグアニジン溶液(6
M 塩酸グアニジン,10mM 酢酸ナトリウム、10mM EDTA)に希釈
し、完全な鎖の変性を確認した。次に、完全に還元および変性したTCR−ジッ
パー鎖を含むグアニジン溶液を、以下の再生バッファー1リットル中に注入した
:100mM トリスpH8.5,400mM L−アルギニン、2mM ED
TA、5mM還元グルタチオン、0.5mM 酸化グルタチオン、5M 尿素、
0.2mM PMSF。その溶液を24時間放置した。次にその再生を2回、す
なわち第一に10リットルの100mM尿素で、第二に10リットルの100m
M 尿素、10mM トリスpH8.0で透析を行った。再生および透析のステ
ップ両方は6〜8℃で行った。
溶化ストックは、共再生を薄弱化することによって再生された。それぞれの可溶
化封入体鎖の約30mg(すなわち1μモル)を凍結ストックから融解して、さ
らにDTT(4μモル/ml)のパルスを加えてシステイン残基の完全な還元を
確かめた。次にサンプルを混合し、その混合物は15mlのグアニジン溶液(6
M 塩酸グアニジン,10mM 酢酸ナトリウム、10mM EDTA)に希釈
し、完全な鎖の変性を確認した。次に、完全に還元および変性したTCR−ジッ
パー鎖を含むグアニジン溶液を、以下の再生バッファー1リットル中に注入した
:100mM トリスpH8.5,400mM L−アルギニン、2mM ED
TA、5mM還元グルタチオン、0.5mM 酸化グルタチオン、5M 尿素、
0.2mM PMSF。その溶液を24時間放置した。次にその再生を2回、す
なわち第一に10リットルの100mM尿素で、第二に10リットルの100m
M 尿素、10mM トリスpH8.0で透析を行った。再生および透析のステ
ップ両方は6〜8℃で行った。
【0142】 再生されたTCR−ジッパーの精製 透析された再生物をPOROS 10HQ分析用陰イオン交換カラム上に7回
の200ml分取でローディングし、バイオキャド(BioCad)ワークステ
ーション(Perseptive Biosystems)を用いて、カラム体
積の50倍以上で、0〜400mM NaCl濃度勾配で、結合したタンパク質
を溶出させることによって、TCR−ジッパーJM22zipを、分解生産物や
不純物から分離した。非共有結合的に会合したヘテロ二量体は、約100mM
NaClで単一のピークとして溶出した。ピークフラクション(一般的に100
〜300μg/mlの濃度でヘテロ二量体を含む)は4℃で保存され、その後貯
めて濃縮された。ヘテロ二量体の収率は約15%である。
の200ml分取でローディングし、バイオキャド(BioCad)ワークステ
ーション(Perseptive Biosystems)を用いて、カラム体
積の50倍以上で、0〜400mM NaCl濃度勾配で、結合したタンパク質
を溶出させることによって、TCR−ジッパーJM22zipを、分解生産物や
不純物から分離した。非共有結合的に会合したヘテロ二量体は、約100mM
NaClで単一のピークとして溶出した。ピークフラクション(一般的に100
〜300μg/mlの濃度でヘテロ二量体を含む)は4℃で保存され、その後貯
めて濃縮された。ヘテロ二量体の収率は約15%である。
【0143】 再生TCR−ジッパーJM22zipの特徴づけ 陰イオン交換により精製されたJM22zipヘテロ二量体は、スーパーデッ
クス200ゲルろ過サイジングカラム(ファルマシア)により約70kDaのタ
ンパク質として溶出する。ゲルろ過ステップを表面プラスモン共鳴結合解析の前
に行うことが特に重要であり、なぜなら正確な親和性および反応速度測定は単量
体の相互作用が生じることに依存しているからである。この方法において、分析
に用いられる可溶化タンパク質フラクションからより高いオーダーの凝集を排除
することができる。特に、凝集は人為的に遅い会合および解離速度定数が検出さ
れる原因となる。
クス200ゲルろ過サイジングカラム(ファルマシア)により約70kDaのタ
ンパク質として溶出する。ゲルろ過ステップを表面プラスモン共鳴結合解析の前
に行うことが特に重要であり、なぜなら正確な親和性および反応速度測定は単量
体の相互作用が生じることに依存しているからである。この方法において、分析
に用いられる可溶化タンパク質フラクションからより高いオーダーの凝集を排除
することができる。特に、凝集は人為的に遅い会合および解離速度定数が検出さ
れる原因となる。
【0144】 それぞれの鎖の酸化状態は、図2に示す還元/非還元ゲル解析によって考察さ
れた。SDSの存在下で、非共有結合的に会合したヘテロ二量体は、アルファお
よびベータ鎖に解離する。DTTがローディングバッファーに使用された場合、
その二つの鎖は31kDaマーカーの前後を泳動する。このような変性が起こら
ない場合、両方の鎖は単一種のように振舞うが、しかしそれぞれの移動度は増加
する。これはそれぞれの鎖が単一の、ジスルフィド結合種を形成したことを示し
ている(Garboczi et al,1996)。
れた。SDSの存在下で、非共有結合的に会合したヘテロ二量体は、アルファお
よびベータ鎖に解離する。DTTがローディングバッファーに使用された場合、
その二つの鎖は31kDaマーカーの前後を泳動する。このような変性が起こら
ない場合、両方の鎖は単一種のように振舞うが、しかしそれぞれの移動度は増加
する。これはそれぞれの鎖が単一の、ジスルフィド結合種を形成したことを示し
ている(Garboczi et al,1996)。
【0145】 再生受容体の抗体反応性は、Biacore2000マシーン(ビアコア)で
、表面プラスモン共鳴を用いて試験された。TCR−ジッパーJM22zは、標
準的なアミンカップリング方法を用いて、pH5.5でデキストランマトリック
ス(CMチップ)結合表面に固定された。ベータ鎖(Vβ17)に特異的な様々
な領域の抗体は、固定された受容体に特異的に会合し、正確なコンホメーション
を伴う。
、表面プラスモン共鳴を用いて試験された。TCR−ジッパーJM22zは、標
準的なアミンカップリング方法を用いて、pH5.5でデキストランマトリック
ス(CMチップ)結合表面に固定された。ベータ鎖(Vβ17)に特異的な様々
な領域の抗体は、固定された受容体に特異的に会合し、正確なコンホメーション
を伴う。
【0146】 安定性: アルファ−Junおよびベータ−Fosロイシンジッパー融合体として発現し
た可溶化TCRは、数ヶ月を経過しても安定であり、したがってクラスI MH
Cによって提示された特異的抗原の検出に対して安定である。
た可溶化TCRは、数ヶ月を経過しても安定であり、したがってクラスI MH
Cによって提示された特異的抗原の検出に対して安定である。
【0147】 実施例2−ヒトTCR−ウイルス性ペプチドMHCのカイネティクスおよび親
和性の研究 再生TCR−ジッパーのペプチド−MHC複合体への特異的結合: 表面プラスモン共鳴バイオセンサー(ビアコア)を、TCR−ジッパー(JM
22zip、HLA−A2インフルエンザマトリックスタンパク質M58−66
複合体に特異的)のそのペプチド−MHCリガンドに対する結合を分析するのに
用いた(図3を参照)。我々は単一のpMHC複合体(以下に説明した)を製造
することによってこれを促進させた。その複合体は半方向性の方法でストレプト
アビジンで覆われた結合表面に固定することができ、可溶性T細胞受容体の4個
までの異なるpMHC(別々のフローのセル上に固定された)への結合を効果的
に試験することができる。HLA複合体の手動注入により、固定化クラスI分子
の正確なレベルを簡単に処理することができる。
和性の研究 再生TCR−ジッパーのペプチド−MHC複合体への特異的結合: 表面プラスモン共鳴バイオセンサー(ビアコア)を、TCR−ジッパー(JM
22zip、HLA−A2インフルエンザマトリックスタンパク質M58−66
複合体に特異的)のそのペプチド−MHCリガンドに対する結合を分析するのに
用いた(図3を参照)。我々は単一のpMHC複合体(以下に説明した)を製造
することによってこれを促進させた。その複合体は半方向性の方法でストレプト
アビジンで覆われた結合表面に固定することができ、可溶性T細胞受容体の4個
までの異なるpMHC(別々のフローのセル上に固定された)への結合を効果的
に試験することができる。HLA複合体の手動注入により、固定化クラスI分子
の正確なレベルを簡単に処理することができる。
【0148】 このような固定化複合体は、T細胞受容体(図3を参照)および補受容体CD
8ααの両方に結合することができ、これらの両方を可溶性相に注入することが
できる。TCR−ジッパーの特異的結合は、低濃度(少なくとも40μg/ml
)でさえ得られ、TCRジッパーが比較的安定であることを意味している。JM
22zのpMHC結合特性は、TCRが可溶性相または固定化相のいずれかにお
いて使用されている場合、質的および定量的に類似していることが観察される。
これは可溶性種の部分的な活性に対する重要なコントロールであり、さらに非ビ
オチン化pMHC複合体が生物学的に非ビオチン化複合体と同様な活性を持つこ
とを示唆している。
8ααの両方に結合することができ、これらの両方を可溶性相に注入することが
できる。TCR−ジッパーの特異的結合は、低濃度(少なくとも40μg/ml
)でさえ得られ、TCRジッパーが比較的安定であることを意味している。JM
22zのpMHC結合特性は、TCRが可溶性相または固定化相のいずれかにお
いて使用されている場合、質的および定量的に類似していることが観察される。
これは可溶性種の部分的な活性に対する重要なコントロールであり、さらに非ビ
オチン化pMHC複合体が生物学的に非ビオチン化複合体と同様な活性を持つこ
とを示唆している。
【0149】 化学的にビオチン化されたHLA複合体の調製 可溶性、組換えシングルペプチドクラスIHLA複合体の製造方法は、既に説
明されている(Garboczi et al,1992)。これらは、β−2
−ミクログロブリンドメインを化学的にビオチン化し、そのためストレプトアビ
ジン被覆結合チップに固定化することができ、表面プラスモン結合の研究に用い
られるHLA複合体を製造するために、改変されてきた。
明されている(Garboczi et al,1992)。これらは、β−2
−ミクログロブリンドメインを化学的にビオチン化し、そのためストレプトアビ
ジン被覆結合チップに固定化することができ、表面プラスモン結合の研究に用い
られるHLA複合体を製造するために、改変されてきた。
【0150】 β−2−ミクログロブリンが発現し、40mgが標準再生バッファー(100
mM トリス pH8.0、400mM L−アルギニン、2mM EDTA、
5mM 還元グルタチオン、0.5mM 酸化グルタチオン、0.1mM PM
SF)中で再生し、これらは本質的に説明されている(Garboczi et
al,1992)。任意のゲルろ過ステップの後、タンパク質を0.1M ホ
ウ酸ナトリウム pH8.8で交換し、最終的に5〜10mg/mlに濃縮した
。β−2−ミクログロブリンもまた、ブラッドフォードアッセイ(バイオラッド
)を用いて定量された。過量の5Mビオチンヒドロキシスクシンイミド(シグマ
)をDMSO中で10mg/mlに調製されたストックから添加された。反応は
室温で1時間行われ、20μlの1M 塩化アンモニウム/ビオチンエステル2
50μgを用いて止めた。再生HLA複合体は、スーパーデックス200 ゲル
ろ過サイジングカラム(ファルマシア)を用いて、遊離ビオチンおよび遊離ビオ
チン化ベータ−2−ミクログロブリンから分離された。ストレプトアビジンは、
標準的なアミンカップリング方法によって固定化された。
mM トリス pH8.0、400mM L−アルギニン、2mM EDTA、
5mM 還元グルタチオン、0.5mM 酸化グルタチオン、0.1mM PM
SF)中で再生し、これらは本質的に説明されている(Garboczi et
al,1992)。任意のゲルろ過ステップの後、タンパク質を0.1M ホ
ウ酸ナトリウム pH8.8で交換し、最終的に5〜10mg/mlに濃縮した
。β−2−ミクログロブリンもまた、ブラッドフォードアッセイ(バイオラッド
)を用いて定量された。過量の5Mビオチンヒドロキシスクシンイミド(シグマ
)をDMSO中で10mg/mlに調製されたストックから添加された。反応は
室温で1時間行われ、20μlの1M 塩化アンモニウム/ビオチンエステル2
50μgを用いて止めた。再生HLA複合体は、スーパーデックス200 ゲル
ろ過サイジングカラム(ファルマシア)を用いて、遊離ビオチンおよび遊離ビオ
チン化ベータ−2−ミクログロブリンから分離された。ストレプトアビジンは、
標準的なアミンカップリング方法によって固定化された。
【0151】 結論: このように、実施例1で説明したタンパク質再生方法によって、安定で、正確
に折りたたまれ、機能的な組換え受容体融合タンパク質を製造することができ、
これらは光学的バイオセンサーを用いる生物物理学的解析に適している。これに
より、ヒトTCR−pMHC相互作用の詳細な親和性およびカイネティクスの解
析を実行するのに用いられる剤が提供された。T細胞補受容体MHCおよびTC
R−pMHC相互作用のそれぞれにおける効果もまた研究されている。使用され
ている組換え技術は、原則的にはマウスおよびヒトTCRの両方、クラスI制限
およびII制限に対して許容されるものであり、TCRの範囲で類似の解析が可能
となるであろう。これにより、例えば抗ウイルス応答におけるTCR親和性の期
間、優勢的に選択された受容体の特性、および、受容体の引き金(trigge
ring)に関する速度論的な必要条件等の、様々な疑問を処理することができ
る。この方法はまた、結晶化の試みより前に、TCRのリガンド特異性を確かめ
る方法も提供しており、さらに他の細胞表面受容体の組換え体を製造するための
意味も含まれている。
に折りたたまれ、機能的な組換え受容体融合タンパク質を製造することができ、
これらは光学的バイオセンサーを用いる生物物理学的解析に適している。これに
より、ヒトTCR−pMHC相互作用の詳細な親和性およびカイネティクスの解
析を実行するのに用いられる剤が提供された。T細胞補受容体MHCおよびTC
R−pMHC相互作用のそれぞれにおける効果もまた研究されている。使用され
ている組換え技術は、原則的にはマウスおよびヒトTCRの両方、クラスI制限
およびII制限に対して許容されるものであり、TCRの範囲で類似の解析が可能
となるであろう。これにより、例えば抗ウイルス応答におけるTCR親和性の期
間、優勢的に選択された受容体の特性、および、受容体の引き金(trigge
ring)に関する速度論的な必要条件等の、様々な疑問を処理することができ
る。この方法はまた、結晶化の試みより前に、TCRのリガンド特異性を確かめ
る方法も提供しており、さらに他の細胞表面受容体の組換え体を製造するための
意味も含まれている。
【0152】 実施例3−可溶化T細胞受容体のビオチン化および四量体化 実施例1で説明した精製した可溶性TCR2.5ml(〜0.2mg/ml)
は、PD−10カラム(ファルマシア)を用いてビオチン化反応バッファー(1
0mM トリス pH8.0、5mM NaCl、7.5mM MgCl2)
へバッファー交換した。溶出物(3.5ml)は、セントリコン コンセントレ
ーター(アミコン(Amicon))を用い、10kDa分子量を分離して1m
lに濃縮した。これにATPをストック(0.1g/ml、pH7.0に調節)
から加えて5mMに調製した。プロテアーゼ阻害剤のカクテル(ロイペプチン、
ペプスタチンおよびPMSF(0.1ml))を添加し、さらに1mMビオチン
(0.2Mストックより加えられた)および5μg/ml酵素(0.5mg/m
lストックより)を添加した。次に、この混合物を室温で一晩培養した。10m
M トリス pH8.0、5mM NaClで透析することによって(200倍
体積、2回の交換、4℃)、過量のビオチンを溶液から除去した。次にそのタン
パク質を、ニトロセルロース上にブロッティングし、続いて5%スキムミルク粉
末でブロッキングされ、ストレプトアビジン−HRP結合体(バイオラッド)を
用いて検出することによって、結合したビオチンの存在を試験した。ビオチン化
可溶性TCRの四量体化は、エクストラアビジン−RPEまたはエクストラアビ
ジン−FITC結合体(シグマ)のいずれかを用いた。ビオチン−可溶性TCR
の濃度は、クーマシー結合タンパク質分析(Pierce)を用いて測定し、0
.224mg/mgの可溶性TCRに対するエクストラアビジン結合体の比率を
計算し、比率1:4でビオチン化TCRによるエクストラアビジンの飽和を遂行
した。このエクストラアビジン結合体は、全添加量の10分の1を1分量として
、氷上で少なくとも1分量を15分間隔で添加した(エクストラアビジンの飽和
を確認するため)。可溶性TCR四量体は、暗所、4℃で保存された。その四量
体は数ヶ月を経過しても安定であった。
は、PD−10カラム(ファルマシア)を用いてビオチン化反応バッファー(1
0mM トリス pH8.0、5mM NaCl、7.5mM MgCl2)
へバッファー交換した。溶出物(3.5ml)は、セントリコン コンセントレ
ーター(アミコン(Amicon))を用い、10kDa分子量を分離して1m
lに濃縮した。これにATPをストック(0.1g/ml、pH7.0に調節)
から加えて5mMに調製した。プロテアーゼ阻害剤のカクテル(ロイペプチン、
ペプスタチンおよびPMSF(0.1ml))を添加し、さらに1mMビオチン
(0.2Mストックより加えられた)および5μg/ml酵素(0.5mg/m
lストックより)を添加した。次に、この混合物を室温で一晩培養した。10m
M トリス pH8.0、5mM NaClで透析することによって(200倍
体積、2回の交換、4℃)、過量のビオチンを溶液から除去した。次にそのタン
パク質を、ニトロセルロース上にブロッティングし、続いて5%スキムミルク粉
末でブロッキングされ、ストレプトアビジン−HRP結合体(バイオラッド)を
用いて検出することによって、結合したビオチンの存在を試験した。ビオチン化
可溶性TCRの四量体化は、エクストラアビジン−RPEまたはエクストラアビ
ジン−FITC結合体(シグマ)のいずれかを用いた。ビオチン−可溶性TCR
の濃度は、クーマシー結合タンパク質分析(Pierce)を用いて測定し、0
.224mg/mgの可溶性TCRに対するエクストラアビジン結合体の比率を
計算し、比率1:4でビオチン化TCRによるエクストラアビジンの飽和を遂行
した。このエクストラアビジン結合体は、全添加量の10分の1を1分量として
、氷上で少なくとも1分量を15分間隔で添加した(エクストラアビジンの飽和
を確認するため)。可溶性TCR四量体は、暗所、4℃で保存された。その四量
体は数ヶ月を経過しても安定であった。
【0153】 −可溶性α/βTCRの発現、再生および部位特異的ビオチン化 a)TCRαおよびβ鎖の製造 ヘテロ二量体TCR分子の組換え可溶性形態は、図7の概説のように製造した
。それぞれの鎖は、膜−遠位および−近位免疫グロブリンドメインを含み、これ
らは短い可変性リンカーを介して、ヘテロ二量体の安定化を助ける高次コイルモ
チーフへ融合している。
。それぞれの鎖は、膜−遠位および−近位免疫グロブリンドメインを含み、これ
らは短い可変性リンカーを介して、ヘテロ二量体の安定化を助ける高次コイルモ
チーフへ融合している。
【0154】 図4〜6および11〜14は、異なる特異性を持つTCRからの様々なTCR
アルファおよびベータ鎖に関するDNAコード配列およびそれに対応するアミノ
酸配列を示している。この実施例は、図4〜6の配列によって表現されたTCR
に焦点を当てているが、開示された方法は図11〜14で示されたTCRを用い
て同様に実行することができる。
アルファおよびベータ鎖に関するDNAコード配列およびそれに対応するアミノ
酸配列を示している。この実施例は、図4〜6の配列によって表現されたTCR
に焦点を当てているが、開示された方法は図11〜14で示されたTCRを用い
て同様に実行することができる。
【0155】 TCR定常ドメインは、インビボで鎖内のジスルフィド結合を形成するシステ
イン残基の前で切りとられる。その結果、非共有結合の四次的な接触により二つ
の鎖は対になる。Fos−Junジッパーペプチドへテロ二量体も、使用された
リンカーに対してN−末端に近接した鎖同士のジスルフィドを形成することがで
きることから(O’Shea et al,1989)、互いに関連する二つの
鎖の配列が最適であることが予想される。融合タンパク質は、それぞれの構造を
壊すことを防止するために、分離した各成分と適合する手法で結合されることが
必要である。
イン残基の前で切りとられる。その結果、非共有結合の四次的な接触により二つ
の鎖は対になる。Fos−Junジッパーペプチドへテロ二量体も、使用された
リンカーに対してN−末端に近接した鎖同士のジスルフィドを形成することがで
きることから(O’Shea et al,1989)、互いに関連する二つの
鎖の配列が最適であることが予想される。融合タンパク質は、それぞれの構造を
壊すことを防止するために、分離した各成分と適合する手法で結合されることが
必要である。
【0156】 HLA−A2におけるインフルエンザマトリックスタンパク質58〜66エピ
トープに特異的なTCRのアルファおよびベータ鎖をコードするcDNAは、以
前に述べられているような固定されたPCR(Moss et al,1991
)によって、Vβ17+ヒトCLTクローン(JM22)から得られた。
トープに特異的なTCRのアルファおよびベータ鎖をコードするcDNAは、以
前に述べられているような固定されたPCR(Moss et al,1991
)によって、Vβ17+ヒトCLTクローン(JM22)から得られた。
【0157】 アルファおよびベータTCR−ジッパー構造、pJM22α−Junおよびp
JM22β−Fosは、標準的なPCR技術を用いてそれぞれの鎖の可変および
定常ドメインを増幅し、ロイシンジッパードメイン上で、真核性転写因子 Ju
nおよびFosそれぞれから生産物をスプライシングすることによって、それぞ
れ構築した。これら40のアミノ酸長さの配列は、共有結合的な鎖内の結合を必
要とすることなく、合成ペプチドから折りたたまれるときに特異的なヘテロ二量
体化を示す(O’Shea et al,1989)。
JM22β−Fosは、標準的なPCR技術を用いてそれぞれの鎖の可変および
定常ドメインを増幅し、ロイシンジッパードメイン上で、真核性転写因子 Ju
nおよびFosそれぞれから生産物をスプライシングすることによって、それぞ
れ構築した。これら40のアミノ酸長さの配列は、共有結合的な鎖内の結合を必
要とすることなく、合成ペプチドから折りたたまれるときに特異的なヘテロ二量
体化を示す(O’Shea et al,1989)。
【0158】 プライマーは、3’の近くから開始コドンにおいて高いAT含量を有するよう
に設計されており(mRNA二次構造を不安定化させるために)、さらにE.c
oliコドン選択を用いており、これは発現を最小化するためである(Gao
et al)。再生の間に誤ったジスルフィド結合が発生することを確認するた
めに、TCRベータ定常ドメインにおける余分なシステインはセリンに変異され
た。
に設計されており(mRNA二次構造を不安定化させるために)、さらにE.c
oliコドン選択を用いており、これは発現を最小化するためである(Gao
et al)。再生の間に誤ったジスルフィド結合が発生することを確認するた
めに、TCRベータ定常ドメインにおける余分なシステインはセリンに変異され
た。
【0159】 融合したDNAおよびタンパク質の配列は、図4および5に示される。このT
CRのβ鎖の部位特異的ビオチン化を可能にするために、いわゆる“ビオチン−
標識”をコードするDNA配列を、可溶性Vβ17を発現する遺伝子の3’末端
に形成した。以下のPCRプライマーは、このDNA構築を形成するために用い
られた。
CRのβ鎖の部位特異的ビオチン化を可能にするために、いわゆる“ビオチン−
標識”をコードするDNA配列を、可溶性Vβ17を発現する遺伝子の3’末端
に形成した。以下のPCRプライマーは、このDNA構築を形成するために用い
られた。
【0160】
【化1】
【0161】 生じたPCR産物は、制限酵素NdelおよびHindIII(ニューイングラ
ンド バイオラブス)で消化され、T4DNAリガーゼ(ニューイングランド
バイオラブス)を用いてベクターpGMT77にライゲーションした(Stud
ier et al、1990)。図6は、この構築において挿入されたDNA
配列および推測されるタンパク質配列を示す。
ンド バイオラブス)で消化され、T4DNAリガーゼ(ニューイングランド
バイオラブス)を用いてベクターpGMT77にライゲーションした(Stud
ier et al、1990)。図6は、この構築において挿入されたDNA
配列および推測されるタンパク質配列を示す。
【0162】 b)TCR鎖の発現 HLA−A*0201によって提示されるインフルエンザウイルスマトリック
スペプチドに特異的なTCRの発現および再生を以下のように行った。
スペプチドに特異的なTCRの発現および再生を以下のように行った。
【0163】 TCRαおよびβ鎖を、TYP倍地(1.6% バクト−トリプトン(bac
to−tryptone)、1.6% 酵母エキス、0.5% NaCl、0.
25% K2HPO4)中で、ベクターpGMT7の条件下において、それぞれE
.coli株BL21DE3pLysS中で発現させた。発現は対数期の中間で
、0.5mM IPTGで誘導され、3〜5時間後、遠心分離によってバクテリ
アを収穫した。バクテリアの細胞を、“溶解バッファー(lysis buff
er)”(10mM EDTA、2mM DTT、10mM トリス pH8、
150mM NaCl、0.5mM PMSF、0.1mg/ml リゾチーム
、10%グリセロール)で再懸濁することによって溶解し、次に10mM Mg
Cl2および20μg/ml DNアーゼIを添加し、氷上で20分間培養し、
10×30秒のバーストで、プローブソニケーター(probe sonica
tor)を用いて超音波破砕した。次に、封入体中のタンパク質を、15,00
0rpm、20分間の遠心分離によって封入体を沈殿させることにより、“トリ
トンバッファー”(0.5% トリトンX−100,50mM トリス pH8
,100mM NaCl,0.1%アジ化ナトリウム,10mM EDTA,2
mM DTT)で数回(通常3回)洗浄して、ダンス型ホモジナイザーでそれら
を再懸濁することによって精製した。50mM トリス pH8、100mM
NaCl、10mM EDTA、2mM DTTの溶液で一回洗浄することによ
り標品から界面活性剤を除き、そのタンパク質は尿素バッファー(20mM ト
リス pH8,8M 尿素,10%グリセロール,500mM NaCl,10
mM EDTA,2mM DTT)で可溶化させた。4℃で一晩、転倒式に混合
した後、その溶液を遠心分離によって清澄させ、可溶化タンパク質を−70℃で
保存した。そのタンパク質濃度をクーマシー結合分析(Pierce)によって
測定した。
to−tryptone)、1.6% 酵母エキス、0.5% NaCl、0.
25% K2HPO4)中で、ベクターpGMT7の条件下において、それぞれE
.coli株BL21DE3pLysS中で発現させた。発現は対数期の中間で
、0.5mM IPTGで誘導され、3〜5時間後、遠心分離によってバクテリ
アを収穫した。バクテリアの細胞を、“溶解バッファー(lysis buff
er)”(10mM EDTA、2mM DTT、10mM トリス pH8、
150mM NaCl、0.5mM PMSF、0.1mg/ml リゾチーム
、10%グリセロール)で再懸濁することによって溶解し、次に10mM Mg
Cl2および20μg/ml DNアーゼIを添加し、氷上で20分間培養し、
10×30秒のバーストで、プローブソニケーター(probe sonica
tor)を用いて超音波破砕した。次に、封入体中のタンパク質を、15,00
0rpm、20分間の遠心分離によって封入体を沈殿させることにより、“トリ
トンバッファー”(0.5% トリトンX−100,50mM トリス pH8
,100mM NaCl,0.1%アジ化ナトリウム,10mM EDTA,2
mM DTT)で数回(通常3回)洗浄して、ダンス型ホモジナイザーでそれら
を再懸濁することによって精製した。50mM トリス pH8、100mM
NaCl、10mM EDTA、2mM DTTの溶液で一回洗浄することによ
り標品から界面活性剤を除き、そのタンパク質は尿素バッファー(20mM ト
リス pH8,8M 尿素,10%グリセロール,500mM NaCl,10
mM EDTA,2mM DTT)で可溶化させた。4℃で一晩、転倒式に混合
した後、その溶液を遠心分離によって清澄させ、可溶化タンパク質を−70℃で
保存した。そのタンパク質濃度をクーマシー結合分析(Pierce)によって
測定した。
【0164】 c)TCRの再生 それぞれ等しい量の尿素−可溶化タンパク質を、さらに‘グアニジンバッファ
ー’(6M 塩酸グアニジン,10mM 酢酸ナトリウム pH 5.5,10
mM EDTA,2mM DTT)中、37℃で変性させた。この溶液は、氷上
で再生バッファー(5M 尿素,100mM トリス pH8,400mM L
−アルギニン,5mM 還元グルタチオン,0.5mM 酸化グルタチオン,0
.1mM PMSF)に加えられ、迅速に混合した。4℃で12時間を超過した
後、その溶液を10倍量の水、次に10倍量の10mM トリス pH8,10
0mM 尿素で透析した。プロテアーゼ阻害剤のPMSFをすべての段階で添加
し、TCR上のビオチン化標識のタンパク質分解によるロスを最小化した。
ー’(6M 塩酸グアニジン,10mM 酢酸ナトリウム pH 5.5,10
mM EDTA,2mM DTT)中、37℃で変性させた。この溶液は、氷上
で再生バッファー(5M 尿素,100mM トリス pH8,400mM L
−アルギニン,5mM 還元グルタチオン,0.5mM 酸化グルタチオン,0
.1mM PMSF)に加えられ、迅速に混合した。4℃で12時間を超過した
後、その溶液を10倍量の水、次に10倍量の10mM トリス pH8,10
0mM 尿素で透析した。プロテアーゼ阻害剤のPMSFをすべての段階で添加
し、TCR上のビオチン化標識のタンパク質分解によるロスを最小化した。
【0165】 d)TRCの精製 TCRの希釈溶液を、0.45ミクロンフィルターでろ過して凝集タンパク質
を除去し、次にPOROS 10HQカラム上にローディングした。再生TCR
を、10mM トリス pH8中の塩化ナトリウムの勾配で溶出させ、1mlの
フラクションを回収してSDS−PAGEで分析した。TCRを含むフラクショ
ンは貯蔵され、30kDaの分子量を分離する遠心分離濃縮器を用いて濃縮され
た。
を除去し、次にPOROS 10HQカラム上にローディングした。再生TCR
を、10mM トリス pH8中の塩化ナトリウムの勾配で溶出させ、1mlの
フラクションを回収してSDS−PAGEで分析した。TCRを含むフラクショ
ンは貯蔵され、30kDaの分子量を分離する遠心分離濃縮器を用いて濃縮され
た。
【0166】 e)TCRのビオチン化 1mlのTCR溶液を、緩衝化ATP、5mM MgCl2、1mM ビオチ
ンを用いて7.5mM ATP濃度に調製し、PMSF、ロイペプチン、ペプス
タチンを含むプロテアーゼ阻害剤カクテルを加えた。最終的に、酵素BirAを
最終濃度5μg/mlになるように添加し、その反応を室温で一晩行った。次に
TCRはゲルろ過で遊離ビオチンから分離された。ビオチン化TCRを含むフラ
クションは貯蔵され、プロテアーゼ阻害剤カクテルを加えられたタンパク質濃度
も測定された。図7は、可溶性ビオチン化TCRの概略図を示す。
ンを用いて7.5mM ATP濃度に調製し、PMSF、ロイペプチン、ペプス
タチンを含むプロテアーゼ阻害剤カクテルを加えた。最終的に、酵素BirAを
最終濃度5μg/mlになるように添加し、その反応を室温で一晩行った。次に
TCRはゲルろ過で遊離ビオチンから分離された。ビオチン化TCRを含むフラ
クションは貯蔵され、プロテアーゼ阻害剤カクテルを加えられたタンパク質濃度
も測定された。図7は、可溶性ビオチン化TCRの概略図を示す。
【0167】 実施例5−TCR四量体およびTCR被覆ビーズの製造 ビオチン化TCRを四量体化するために、エクストラアビジン(シグマ)を1
:4のモル比で添加した。蛍光標識したエクストラアビジンを細胞ラベリング実
験に用いた。段階的に添加することで、ビオチン化反応における多少の不完全お
よびタンパク質測定における多少の不正確を見込んで、エクストラアビジンの飽
和を達成した。エクストラアビジン添加の合間に氷上で15分結合させ、最後の
添加が終了した後、4℃で少なくとも一晩放置した。その溶液の少量のサンプル
を、調製したスーパーデックス200カラム(ファルマシア)でゲルろ過するこ
とによって、四量体形成を確認した。次にTCR四量体溶液は、プロテアーゼ阻
害剤カクテルおよび0.05% アジ化ナトリウムの存在下で、4℃で保存され
た。TCR四量体の製造に関しては、図4〜7を参照。
:4のモル比で添加した。蛍光標識したエクストラアビジンを細胞ラベリング実
験に用いた。段階的に添加することで、ビオチン化反応における多少の不完全お
よびタンパク質測定における多少の不正確を見込んで、エクストラアビジンの飽
和を達成した。エクストラアビジン添加の合間に氷上で15分結合させ、最後の
添加が終了した後、4℃で少なくとも一晩放置した。その溶液の少量のサンプル
を、調製したスーパーデックス200カラム(ファルマシア)でゲルろ過するこ
とによって、四量体形成を確認した。次にTCR四量体溶液は、プロテアーゼ阻
害剤カクテルおよび0.05% アジ化ナトリウムの存在下で、4℃で保存され
た。TCR四量体の製造に関しては、図4〜7を参照。
【0168】 可溶性TCRで様々なタイプのビーズや他の固形支持体を被覆するために、同
様のアプローチを用いることができる。アビジン/ストレプトアビジン被覆ビー
ズは、商業的な材料(例えば、ダイナル(DYNAL,Oslo,Norway
)のダイナビーズ、ミルテニ バイオテク社(Miltenyi Biotec
Ltd.,Bergisch Gladbach,Germany)のMAC
S)より得ることができ、直径約4.5μm〜65μmの広範囲のサイズで利用
できる。ビオチン−ストレプトアビジンを介したダイナビーズ上のMHC−ペプ
チド複合体の固定化は、以前に説明されている(Vessey et al,1
997)精製されたビオチン化タンパク質は、4℃で例えば30分間、ストレプ
トアビジン−被覆ビーズとともに培養され、その後ビーズは洗浄されて結合して
いないタンパク質を除去する。これらのMHC−ペプチド被覆ビーズは、TCR
を発現している細胞系を刺激するのに用いられると、抗原特異的応答を誘発した
。同様に、TCRの四量体または単量体ビオチン化TCRを、アビジン/ストレ
プトアビジン−被覆ビーズ上に固定し、また、非ビオチン化TCRは、アンチT
CR抗体を覆うまたは直接的な化学架橋または他の適切な手段によって固定化す
ることができる。
様のアプローチを用いることができる。アビジン/ストレプトアビジン被覆ビー
ズは、商業的な材料(例えば、ダイナル(DYNAL,Oslo,Norway
)のダイナビーズ、ミルテニ バイオテク社(Miltenyi Biotec
Ltd.,Bergisch Gladbach,Germany)のMAC
S)より得ることができ、直径約4.5μm〜65μmの広範囲のサイズで利用
できる。ビオチン−ストレプトアビジンを介したダイナビーズ上のMHC−ペプ
チド複合体の固定化は、以前に説明されている(Vessey et al,1
997)精製されたビオチン化タンパク質は、4℃で例えば30分間、ストレプ
トアビジン−被覆ビーズとともに培養され、その後ビーズは洗浄されて結合して
いないタンパク質を除去する。これらのMHC−ペプチド被覆ビーズは、TCR
を発現している細胞系を刺激するのに用いられると、抗原特異的応答を誘発した
。同様に、TCRの四量体または単量体ビオチン化TCRを、アビジン/ストレ
プトアビジン−被覆ビーズ上に固定し、また、非ビオチン化TCRは、アンチT
CR抗体を覆うまたは直接的な化学架橋または他の適切な手段によって固定化す
ることができる。
【0169】 実施例6−リポソームおよび薬剤パッケージングの製造 無菌の、内毒素を試験された脂質および他の成分は、例えばシグマ ケミカル
社またはアバンティ ポーラー リピッズ社(Avanti Polar Li
pids Inc.米国)から、商業的に入手できる。
社またはアバンティ ポーラー リピッズ社(Avanti Polar Li
pids Inc.米国)から、商業的に入手できる。
【0170】 リポソームは、小胞形成脂質およびビオチン化された小胞形成脂質の混合物か
ら調製できる。リポゾーム形成に関する様々な適切な方法が存在する。次に、ビ
オチン化T細胞受容体を、例えばアビジン、ストレプトアビジンまたはエクスト
ラアビジンを介してリポソームの外側に結合させる。検出可能な標識および/ま
たは治療剤は、膜自身に結合させる、または、膜中の水性部分中に捕獲される。
ら調製できる。リポゾーム形成に関する様々な適切な方法が存在する。次に、ビ
オチン化T細胞受容体を、例えばアビジン、ストレプトアビジンまたはエクスト
ラアビジンを介してリポソームの外側に結合させる。検出可能な標識および/ま
たは治療剤は、膜自身に結合させる、または、膜中の水性部分中に捕獲される。
【0171】 実施例7−特異性が既知のT細胞系またはT細胞クローンからの、T細胞受容
体遺伝子の分子クローニング 細胞からのTCR遺伝子の分子クローニングに関する方法および手順は、すべ
てのα鎖およびすべてのβ鎖についてそれぞれ同一であり、それゆえにこの実施
例において一つのみ説明される。
体遺伝子の分子クローニング 細胞からのTCR遺伝子の分子クローニングに関する方法および手順は、すべ
てのα鎖およびすべてのβ鎖についてそれぞれ同一であり、それゆえにこの実施
例において一つのみ説明される。
【0172】 適切な数のT細胞を(一般的には100万〜500万個)、‘mRNAキャプ
チャーキット(mRNA Capture Kit)’(ベーリンガー マンハ
イム)の溶解バッファーで溶解させた。mRNAはビオチン化オリゴ−dTをm
RNAのポリAテールにハイブリダイズすることによって、キット剤を用いて単
離した。次に、ビオチンをストレプトアビジンで被覆したPCRチューブに結合
することによって、ハイブリダイズされた複合体を捕獲した。mRNAをPCR
チューブに固定化した後、説明されてあるように(‘mRNAキャプチャーキッ
ト’のためのベーリンガー マンハイム マニュアル)、AMV逆転写酵素(ス
トラタジーン)を用いてcDNAを作成した。
チャーキット(mRNA Capture Kit)’(ベーリンガー マンハ
イム)の溶解バッファーで溶解させた。mRNAはビオチン化オリゴ−dTをm
RNAのポリAテールにハイブリダイズすることによって、キット剤を用いて単
離した。次に、ビオチンをストレプトアビジンで被覆したPCRチューブに結合
することによって、ハイブリダイズされた複合体を捕獲した。mRNAをPCR
チューブに固定化した後、説明されてあるように(‘mRNAキャプチャーキッ
ト’のためのベーリンガー マンハイム マニュアル)、AMV逆転写酵素(ス
トラタジーン)を用いてcDNAを作成した。
【0173】 cDNAがまだ固定している状態で、ポリ−Gテールをターミナルトランスフ
ェラーゼ酵素(ベーリンガー マンハイム)を用いて3’末端に作成した。次に
、高性能熱安定性ポリメラーゼpfu(クローンされたもの、ストラタジーン)
を含むPCRリアクションミックスを加えるが、これはPCR産物におけるエラ
ーの危険性を最小化するために用いられる。PCR反応は、ポリ−C‘アンカー
プライマー’(図15A)ならびにそれぞれのTCR定常領域でアニーリングす
るαおよびβ鎖特異的プライマー(それぞれ図15BおよびC)を用いて行われ
た。95℃で1分の変性、50℃で1分のアニーリング、および72℃で5分の
伸長が30サイクルのPCR反応を行い、TCR遺伝子フラグメントを増幅した
。
ェラーゼ酵素(ベーリンガー マンハイム)を用いて3’末端に作成した。次に
、高性能熱安定性ポリメラーゼpfu(クローンされたもの、ストラタジーン)
を含むPCRリアクションミックスを加えるが、これはPCR産物におけるエラ
ーの危険性を最小化するために用いられる。PCR反応は、ポリ−C‘アンカー
プライマー’(図15A)ならびにそれぞれのTCR定常領域でアニーリングす
るαおよびβ鎖特異的プライマー(それぞれ図15BおよびC)を用いて行われ
た。95℃で1分の変性、50℃で1分のアニーリング、および72℃で5分の
伸長が30サイクルのPCR反応を行い、TCR遺伝子フラグメントを増幅した
。
【0174】 PCR産物を、PCRプライマーを含むXhoIおよびXmaI制限酵素サイ
ト(すべての酵素はニューイングランド バイオラブスより購入した)を用いて
、ブルースクリプト シークエンシング ベクター(pBluescript
II KS−、ストラタジーン)にライゲーションした。E.coli株のXL−
1Blueにライゲーションミックスを形質移入させた後、それぞれの鎖の数種
のクローンをDNA配列解析により選択した。これはビッグダイTMターミネータ
ー(BigDyeTM terminators)(アプライド バイオシステム
ズ社)を用いてABI377プリズムオートマチックシーケンサーで行った。
ト(すべての酵素はニューイングランド バイオラブスより購入した)を用いて
、ブルースクリプト シークエンシング ベクター(pBluescript
II KS−、ストラタジーン)にライゲーションした。E.coli株のXL−
1Blueにライゲーションミックスを形質移入させた後、それぞれの鎖の数種
のクローンをDNA配列解析により選択した。これはビッグダイTMターミネータ
ー(BigDyeTM terminators)(アプライド バイオシステム
ズ社)を用いてABI377プリズムオートマチックシーケンサーで行った。
【0175】 実施例8−c−junおよびc−fosの40アミノ酸高次コイル(‘ロイシ
ンジッパー’)領域をコードしたDNAフラグメントの分子クローニング c−junおよびc−fosの40アミノ酸高次コイル(‘ロイシンジッパー
’)領域をコードしたDNAフラグメントは、テンプレートとしてヒトDNAを
用いて作成し、プライマーは図16に示される。PCR反応は、クローンされた
pfuポリメラーゼ(ストラタジーン)を含む反応バッファー中で、95℃、1
分の変性、58℃、1分のプライマーアニーリング、および72℃、2分の伸長
が30サイクルの条件で行った。
ンジッパー’)領域をコードしたDNAフラグメントの分子クローニング c−junおよびc−fosの40アミノ酸高次コイル(‘ロイシンジッパー
’)領域をコードしたDNAフラグメントは、テンプレートとしてヒトDNAを
用いて作成し、プライマーは図16に示される。PCR反応は、クローンされた
pfuポリメラーゼ(ストラタジーン)を含む反応バッファー中で、95℃、1
分の変性、58℃、1分のプライマーアニーリング、および72℃、2分の伸長
が30サイクルの条件で行った。
【0176】 c−junおよびc−fosフラグメントは、唯一のXhoIおよびXmaI
制限部位を用いてpBluescriptII KS−(ストラタジーン)にライ
ゲーションされ、pBJ107およびpBJ108をそれぞれ得た(図17)。
そのc−junおよびc−fosフラグメントのDNA配列は、ビッグダイTMタ
ーミネーター(アプライド バイオシステムズ社)を用いたABI377プリズ
ムオートマチックシーケンサーでなされたDNA配列解析によって確認した。
制限部位を用いてpBluescriptII KS−(ストラタジーン)にライ
ゲーションされ、pBJ107およびpBJ108をそれぞれ得た(図17)。
そのc−junおよびc−fosフラグメントのDNA配列は、ビッグダイTMタ
ーミネーター(アプライド バイオシステムズ社)を用いたABI377プリズ
ムオートマチックシーケンサーでなされたDNA配列解析によって確認した。
【0177】 次に、配列解析されたc−junおよびc−fosフラグメントは、唯一のX
maIおよびBamHI制限部位を用いて、T7ポリメラーゼ発現ベクター、p
GMT7(Studier,Rosenberg et al、1990)のポ
リリンカー領域にサブクローニングされた。
maIおよびBamHI制限部位を用いて、T7ポリメラーゼ発現ベクター、p
GMT7(Studier,Rosenberg et al、1990)のポ
リリンカー領域にサブクローニングされた。
【0178】 実施例9−安定な可溶性TCRの製造のための、TCR−ロイシンジッパー融
合タンパク質の設計 TCRαおよびβ鎖の細胞外フラグメントを共再生させる試みは、インビボで
ジスルフィド結合を形成するシステイン残基を含むように切断されており、限ら
れた成功しか収めていない(データは示さず。発現方法ならびに再生のための一
般的な方法および材料については実施例12を参照)。しかしながら、TCRα
およびβ鎖が、鎖同士のジスルフィド結合を形成しているシステイン残基の直前
、すなわちN−末端側で切断される場合、スーパーデックスG−75カラム(フ
ァルマシア)による分析クロマトグラフィーによって、再生反応で用いられた量
の約1〜2%タンパク質の少量フラクションは、切りとられたα/βヘテロ二量
体の予想分子サイズを持つ複合体に再生する、ということが示された(方法の参
照として、Garboczi,Utz et al.1996も参照)。
合タンパク質の設計 TCRαおよびβ鎖の細胞外フラグメントを共再生させる試みは、インビボで
ジスルフィド結合を形成するシステイン残基を含むように切断されており、限ら
れた成功しか収めていない(データは示さず。発現方法ならびに再生のための一
般的な方法および材料については実施例12を参照)。しかしながら、TCRα
およびβ鎖が、鎖同士のジスルフィド結合を形成しているシステイン残基の直前
、すなわちN−末端側で切断される場合、スーパーデックスG−75カラム(フ
ァルマシア)による分析クロマトグラフィーによって、再生反応で用いられた量
の約1〜2%タンパク質の少量フラクションは、切りとられたα/βヘテロ二量
体の予想分子サイズを持つ複合体に再生する、ということが示された(方法の参
照として、Garboczi,Utz et al.1996も参照)。
【0179】 不正確なジスルフィド結合の形成は、インビトロでの再生中にタンパク質の不
可逆的な誤った折りたたみの原因となるため、このようなことが生じる可能性は
、細胞TCR中で対をなしていないTCRβ定常領域中のシステイン残基を変異
させることによって最小化されるようにした。システイン残基はセリンまたはア
ラニン残基で置換される。これらの変異ステップに用いられた合成DNAプライ
マーを図18に示す。TCRαおよび変異β鎖の共折りたたみ(co-folding)は
、いずれも鎖同士のジスルフィド結合を形成するシステイン残基の直前で切断さ
れており、ヘテロ二量体、正確な分子量のタンパク質フラクションの収率におけ
る劇的な改善を示し、一般的に総タンパク質量の15〜30%を構成する。しか
しながら、これらの可溶性TCRが一晩保存される場合、その一部分の分析によ
り、ヘテロ二量体TCRに相当する分子量を持つフラクションは、単量体TCR
αおよびβ鎖に相当する分子量の二つのピークに分けられる、ということが示さ
れた。似たような観察結果が可溶性TCRの希釈によって生じ、これによって、
数時間より長い時間またはタンパク質の希釈を必要とするような分析に対して、
α/β鎖の安定性が低く、不十分となることが示された。結論としては、可溶性
TCRを製造するこれらの方法によって、極端に限定された安定性を持つ受容体
しか作成できなかった。
可逆的な誤った折りたたみの原因となるため、このようなことが生じる可能性は
、細胞TCR中で対をなしていないTCRβ定常領域中のシステイン残基を変異
させることによって最小化されるようにした。システイン残基はセリンまたはア
ラニン残基で置換される。これらの変異ステップに用いられた合成DNAプライ
マーを図18に示す。TCRαおよび変異β鎖の共折りたたみ(co-folding)は
、いずれも鎖同士のジスルフィド結合を形成するシステイン残基の直前で切断さ
れており、ヘテロ二量体、正確な分子量のタンパク質フラクションの収率におけ
る劇的な改善を示し、一般的に総タンパク質量の15〜30%を構成する。しか
しながら、これらの可溶性TCRが一晩保存される場合、その一部分の分析によ
り、ヘテロ二量体TCRに相当する分子量を持つフラクションは、単量体TCR
αおよびβ鎖に相当する分子量の二つのピークに分けられる、ということが示さ
れた。似たような観察結果が可溶性TCRの希釈によって生じ、これによって、
数時間より長い時間またはタンパク質の希釈を必要とするような分析に対して、
α/β鎖の安定性が低く、不十分となることが示された。結論としては、可溶性
TCRを製造するこれらの方法によって、極端に限定された安定性を持つ受容体
しか作成できなかった。
【0180】 TCRα/β鎖の安定性を改良し、再生の際に潜在的にヘテロ二量体形成を補
助するために、優先的にヘテロ二量体を形成することが知られているc−jun
およびc−fosの‘ロイシンジッパー’ドメインにTCR鎖を融合させた(O
’Shea, Rutkowski et al.1989;Schuerma
nn,Hunter et al.1991;O’Shea,Rutkowsk
i et al.1992;Glover and Harrison,199
5)。融合TCRに関する二つの設計を試験した。
助するために、優先的にヘテロ二量体を形成することが知られているc−jun
およびc−fosの‘ロイシンジッパー’ドメインにTCR鎖を融合させた(O
’Shea, Rutkowski et al.1989;Schuerma
nn,Hunter et al.1991;O’Shea,Rutkowsk
i et al.1992;Glover and Harrison,199
5)。融合TCRに関する二つの設計を試験した。
【0181】 その一つにおいて、ロイシンジッパーを、システイン残基のちょうど後、TC
Rαおよびβ鎖中で鎖同士のジスルフィド結合を形成するシステイン残基の直後
、すなわちC−末端に融合した。c−junおよびc−fosロイシンジッパー
ペプチドもまた、使用されたリンカーに対しN−末端近傍の鎖同士のジスルフィ
ド結合を形成することができることため(O’Shea,Rutkowski
et al.1989)、互いに関連し、かつ鎖同士のジスルフィド結合に関連
している二つの鎖の配列は、最適になるように予期された。
Rαおよびβ鎖中で鎖同士のジスルフィド結合を形成するシステイン残基の直後
、すなわちC−末端に融合した。c−junおよびc−fosロイシンジッパー
ペプチドもまた、使用されたリンカーに対しN−末端近傍の鎖同士のジスルフィ
ド結合を形成することができることため(O’Shea,Rutkowski
et al.1989)、互いに関連し、かつ鎖同士のジスルフィド結合に関連
している二つの鎖の配列は、最適になるように予期された。
【0182】 他の設計において、ロイシンジッパーは、、TCRαおよびβ鎖中で鎖同士の
ジスルフィド結合を形成するシステイン残基の直前、すなわちN−末端で融合さ
れた(図19)。このように、第二の設計において、システイン残基は組換え受
容体からはずされている。
ジスルフィド結合を形成するシステイン残基の直前、すなわちN−末端で融合さ
れた(図19)。このように、第二の設計において、システイン残基は組換え受
容体からはずされている。
【0183】 これらの設計のTCR−ジッパー(TCR−z)鎖を用いた再生実験において
、図19に示した設計のように、鎖同士でジスルフィド結合を形成するシステイ
ン残基がTCRαおよびβ鎖から除かれている場合に、ヘテロ二量体、可溶性受
容体の収率がより良いことが見出された。
、図19に示した設計のように、鎖同士でジスルフィド結合を形成するシステイ
ン残基がTCRαおよびβ鎖から除かれている場合に、ヘテロ二量体、可溶性受
容体の収率がより良いことが見出された。
【0184】 実施例10−TCR−ロイシンジッパータンパク質に関するDNA発現ベクタ
ーの構築 この実施例は、5個のTCRのαおよびβ鎖に関する発現ベクターの構築を説
明している。説明されている方法および設計は、任意のヒトまたは動物のTCR
遺伝子に対して適合するべきである。ここで説明した5個のTCRはすべて、M
HCクラスIエピトープによって制限されているにもかかわらず、その方法はM
HCクラスIIで制限されたTCRのためのクローニングおよび発現ベクター構築
に等しく用いることができる。すべてのベクターは、図19に示した設計に従っ
て可溶性TCRの再生をねらったタンパク質を発現するが、ただし二つのTCR
はC−末端にビオチン化可能な標識配列を有して発現することを除く(以下、お
よび図28、29および30を参照)。クローニング方法は、すべてのTCRα
およびβ鎖それぞれに対して同じである。
ーの構築 この実施例は、5個のTCRのαおよびβ鎖に関する発現ベクターの構築を説
明している。説明されている方法および設計は、任意のヒトまたは動物のTCR
遺伝子に対して適合するべきである。ここで説明した5個のTCRはすべて、M
HCクラスIエピトープによって制限されているにもかかわらず、その方法はM
HCクラスIIで制限されたTCRのためのクローニングおよび発現ベクター構築
に等しく用いることができる。すべてのベクターは、図19に示した設計に従っ
て可溶性TCRの再生をねらったタンパク質を発現するが、ただし二つのTCR
はC−末端にビオチン化可能な標識配列を有して発現することを除く(以下、お
よび図28、29および30を参照)。クローニング方法は、すべてのTCRα
およびβ鎖それぞれに対して同じである。
【0185】 TCRαおよびβ鎖のリーダー、またはシグナル、ペプチド配列の範囲を、T
CRアンカーPCR生産物を含むプラスミドから得られた配列データの分析から
推測した(実施例7を参照)。これを基礎にして、リーダー配列を含まないTC
R鎖の発現に関するPCRフラグメントを作成するための5’プライマーを設計
した(図20)。すべての5’プライマーは、E.coliで翻訳されるように
、成熟TCRタンパク質配列のすぐ前にメチオニン残基をコードしている。サイ
レント突然変異、CまたはG塩基のAまたはTへの置換(図20)は、かなりの
数の遺伝子の5’近傍のコドンにローディングされ、これはE.coliでの発
現レベルを不利に阻害し得るmRNA二次構造を形成する傾向を減少させるため
である(PCT/GB 98/03235;(Gao,Tormo et al
.1997;Gao,Gerth et al.,1998)。
CRアンカーPCR生産物を含むプラスミドから得られた配列データの分析から
推測した(実施例7を参照)。これを基礎にして、リーダー配列を含まないTC
R鎖の発現に関するPCRフラグメントを作成するための5’プライマーを設計
した(図20)。すべての5’プライマーは、E.coliで翻訳されるように
、成熟TCRタンパク質配列のすぐ前にメチオニン残基をコードしている。サイ
レント突然変異、CまたはG塩基のAまたはTへの置換(図20)は、かなりの
数の遺伝子の5’近傍のコドンにローディングされ、これはE.coliでの発
現レベルを不利に阻害し得るmRNA二次構造を形成する傾向を減少させるため
である(PCT/GB 98/03235;(Gao,Tormo et al
.1997;Gao,Gerth et al.,1998)。
【0186】 ヒトJM22インフルエンザ マトリックス ペプチド−HLA−A0201
(ペプチド配列はGILGFVFTL)のVα0.2およびVβ17鎖で制限さ
れたTCR、003HIV−1 Gagペプチド−HLA−A0201(ペプチ
ド配列は、SLYNTVATL)のヒトVα23およびVβ5.1鎖で制限され
たTCR、および、F5 NPペプチド−H2−Db(ペプチド配列は、ASNE
NMDAM)のマウスVα4およびVβ11鎖をコードした遺伝子を、実施例7
で説明したようなTCRアンカーPCR産物を含むプラスミドを用いて、PCR
によって増幅した。HLA−A0201(ペプチド配列は、LLFGYPVYV
)によって提示されるHTLV−1 taxペプチドに特異的なヒトA6(V(
2.3/V(12.3)およびB7(V(17.2/V(12.3)TCRに関す
る遺伝子は、プラスミドの形態で得られ(Garboczi,Utz et a
l.,1996;Ding,Smith,et al.1998)、これらは、
これらのTCR鎖の発現ベクター構築のためにPCR産物を作成するのに使用し
た。これらのTCRに関する遺伝子を、c−fosロイシンジッパー−ビオチン
化可能な標識融合フラグメントに関する配列を含む発現ベクターにクローニング
した(実施例11参照)。
(ペプチド配列はGILGFVFTL)のVα0.2およびVβ17鎖で制限さ
れたTCR、003HIV−1 Gagペプチド−HLA−A0201(ペプチ
ド配列は、SLYNTVATL)のヒトVα23およびVβ5.1鎖で制限され
たTCR、および、F5 NPペプチド−H2−Db(ペプチド配列は、ASNE
NMDAM)のマウスVα4およびVβ11鎖をコードした遺伝子を、実施例7
で説明したようなTCRアンカーPCR産物を含むプラスミドを用いて、PCR
によって増幅した。HLA−A0201(ペプチド配列は、LLFGYPVYV
)によって提示されるHTLV−1 taxペプチドに特異的なヒトA6(V(
2.3/V(12.3)およびB7(V(17.2/V(12.3)TCRに関す
る遺伝子は、プラスミドの形態で得られ(Garboczi,Utz et a
l.,1996;Ding,Smith,et al.1998)、これらは、
これらのTCR鎖の発現ベクター構築のためにPCR産物を作成するのに使用し
た。これらのTCRに関する遺伝子を、c−fosロイシンジッパー−ビオチン
化可能な標識融合フラグメントに関する配列を含む発現ベクターにクローニング
した(実施例11参照)。
【0187】 PCR反応は、標準バッファー条件でpfuポリメラーゼ(ストラタジーン)
を用い、95℃で1分の変性、60℃で1分のプライマーアニーリング、および
72℃で6分の伸長が25サイクルで実行した。PCR産物は、酵素NdeIお
よびXmaIで消化された制限部分であり、c−jun(TCRα鎖)およびc
−fos(TCRβ鎖)インサートを含むpGMT7ベクターに結合させた(実
施例8参照)。
を用い、95℃で1分の変性、60℃で1分のプライマーアニーリング、および
72℃で6分の伸長が25サイクルで実行した。PCR産物は、酵素NdeIお
よびXmaIで消化された制限部分であり、c−jun(TCRα鎖)およびc
−fos(TCRβ鎖)インサートを含むpGMT7ベクターに結合させた(実
施例8参照)。
【0188】 図21〜30は、TCR−zインサートの配列およびpGMT7ベクターによ
って発現する予想タンパク質配列を示している。図31は、折りたたみおよび可
溶性TCRの機能に検出可能な影響を及ぼさないような、定常領域における変異
を含むA6TCRβ鎖の配列を示す(実施例12および13を参照)。
って発現する予想タンパク質配列を示している。図31は、折りたたみおよび可
溶性TCRの機能に検出可能な影響を及ぼさないような、定常領域における変異
を含むA6TCRβ鎖の配列を示す(実施例12および13を参照)。
【0189】 実施例11−c−fosロイシンジッパー−ビオチン化可能フラグメントに融
合したTCRβ鎖の発現のための、DNAベクターの構築 可溶性TCRを、固定化すること、または検出もしくは受容体への付着を可能
にするためには、さらなる機能的融合成分を伴ったタンパク質を製造することが
できるかどうかが役に立つ。これにより、例えば多量体として生産されるような
、可溶性TCRを誘導すること、または、高い選択性を有する検出もしくは受容
体/受容体複合体への他の機能の付加が可能になる。
合したTCRβ鎖の発現のための、DNAベクターの構築 可溶性TCRを、固定化すること、または検出もしくは受容体への付着を可能
にするためには、さらなる機能的融合成分を伴ったタンパク質を製造することが
できるかどうかが役に立つ。これにより、例えば多量体として生産されるような
、可溶性TCRを誘導すること、または、高い選択性を有する検出もしくは受容
体/受容体複合体への他の機能の付加が可能になる。
【0190】 この実施例においては、インビボでE.coli中、またはインビトロで酵素
BirAと共に、特異的にビオチン化されうる融合ポリペプチドを組み込まれた
TCRβ鎖のための発現ベクターの構築を説明する(Barker and C
ampbell 1981;Barker and Campbell 198
1;Howard,Shaw.,1985;Schatz,1993;O’Ca
llaghan,Byford et al.1999)。実施例13および1
4で示したように、これらの可溶性TCR融合体は、‘ビオチン化標識’(BT
−標識)と融合していないTCRβ鎖と同じ方法および似たような収率で、α鎖
と共に発現され折りたたむことができる。これらの結果により、ここで説明され
た可溶性TCRは、多数の異なるポリペプチドと、融合パートナーとして共に発
現することに適しているらしいことが説明される。
BirAと共に、特異的にビオチン化されうる融合ポリペプチドを組み込まれた
TCRβ鎖のための発現ベクターの構築を説明する(Barker and C
ampbell 1981;Barker and Campbell 198
1;Howard,Shaw.,1985;Schatz,1993;O’Ca
llaghan,Byford et al.1999)。実施例13および1
4で示したように、これらの可溶性TCR融合体は、‘ビオチン化標識’(BT
−標識)と融合していないTCRβ鎖と同じ方法および似たような収率で、α鎖
と共に発現され折りたたむことができる。これらの結果により、ここで説明され
た可溶性TCRは、多数の異なるポリペプチドと、融合パートナーとして共に発
現することに適しているらしいことが説明される。
【0191】 T細胞受容体β鎖は、下記のように、fosロイシンジッパー配列にビオチン
−標識配列C−末端を有するpGMT7発現ベクター中にサブクローニングした
。
−標識配列C−末端を有するpGMT7発現ベクター中にサブクローニングした
。
【0192】
【化2】
【0193】 構造の末端の配列は以下のようであった(図32も参照)。
【0194】
【化3】
【0195】 二つのアプローチが、ビオチン標識を有する可溶性TCRを生産するのに用い
られた。TCRを制限したヒトJM22インフルエンザマトリックスペプチド−
HLA−A0201の場合において、クローニングされたβ鎖−c−fosロイ
シンジッパー融合体を、図33に示した合成DNAプライマーを用いた3’末端
で修飾して、pfuポリメラーゼ(ストラタジーン)を用いる標準PCR反応を
用いて、HindIII部位がインサートされたBamHI部位をローディングし
た。
られた。TCRを制限したヒトJM22インフルエンザマトリックスペプチド−
HLA−A0201の場合において、クローニングされたβ鎖−c−fosロイ
シンジッパー融合体を、図33に示した合成DNAプライマーを用いた3’末端
で修飾して、pfuポリメラーゼ(ストラタジーン)を用いる標準PCR反応を
用いて、HindIII部位がインサートされたBamHI部位をローディングし
た。
【0196】 NdeI部位を有するオリジナルの5’プライマー(図20)を、フォワード
プライマーとして用いた。生成したPCR産物は、ビオチン−標識配列を含む修
飾されたpGMT7ベクターにクローニングされ(図32)、上述した内容の構
築を形成する。このプラスミドはJMB002として知られる。
プライマーとして用いた。生成したPCR産物は、ビオチン−標識配列を含む修
飾されたpGMT7ベクターにクローニングされ(図32)、上述した内容の構
築を形成する。このプラスミドはJMB002として知られる。
【0197】 クローニングされたTCRの、HTLV−1エピトープLLFGYPVYVを
制限されたHLA−A0201に対する特異性は、A6 tax TCR(V(
2.3/V(12.3)として知られており、図20で示したフォワードおよび
リバースプライマーを用いたPCRを用いて分離される。このTCRβ鎖は、c
−fos−BTフラグメントを含むpGMT7ベクター(JMB002)のNd
eIおよびXmaI部位にクローニングされた。
制限されたHLA−A0201に対する特異性は、A6 tax TCR(V(
2.3/V(12.3)として知られており、図20で示したフォワードおよび
リバースプライマーを用いたPCRを用いて分離される。このTCRβ鎖は、c
−fos−BTフラグメントを含むpGMT7ベクター(JMB002)のNd
eIおよびXmaI部位にクローニングされた。
【0198】 融合発現ベクターを構築した後、サブクローニングが進行している間に間違い
がローディングされていないことを確かめるためにDNA配列解析を行った(す
べての配列解析はオックスフォード ユニバーシティの生化学部 DNAシーク
エンシング ファシリティー(the Biochemistry Dept.
DNA Sequencing Facility)で、ABI377プリズム
シーケンサーおよびABI ビックダイ蛍光ターミネーターを用いてなされた
)。公開されている配列と比較すると tax TCRβ鎖に二つのエラーがあ
ることがわかり、さらに調査すると、我々は、我々が受け取ったオリジナルのプ
ラスミドにこの両方が存在することを発見した。これら二つのエラーの両方がT
CRβ鎖における唯一のBsu36Iサイトの3’であるため、これを(正しい
)JMB002プラスミドにクローニングするのに用いた。 tax TCRβ
鎖の両方のバージョンは、α鎖と共に発現され折りたたまれ、Biacoreを
用いて比較された。両方のバージョンのタンパク質は、類似した見かけの親和性
で taxペプチド−MHCクラスI分子に特異的に結合した(実施例20参照
)。サブクローニング実験において、β鎖の正しいバージョンのみが用いられた
。
がローディングされていないことを確かめるためにDNA配列解析を行った(す
べての配列解析はオックスフォード ユニバーシティの生化学部 DNAシーク
エンシング ファシリティー(the Biochemistry Dept.
DNA Sequencing Facility)で、ABI377プリズム
シーケンサーおよびABI ビックダイ蛍光ターミネーターを用いてなされた
)。公開されている配列と比較すると tax TCRβ鎖に二つのエラーがあ
ることがわかり、さらに調査すると、我々は、我々が受け取ったオリジナルのプ
ラスミドにこの両方が存在することを発見した。これら二つのエラーの両方がT
CRβ鎖における唯一のBsu36Iサイトの3’であるため、これを(正しい
)JMB002プラスミドにクローニングするのに用いた。 tax TCRβ
鎖の両方のバージョンは、α鎖と共に発現され折りたたまれ、Biacoreを
用いて比較された。両方のバージョンのタンパク質は、類似した見かけの親和性
で taxペプチド−MHCクラスI分子に特異的に結合した(実施例20参照
)。サブクローニング実験において、β鎖の正しいバージョンのみが用いられた
。
【0199】 実施例12−E.coliにおけるTCR鎖の発現および封入体の精製 TCRαおよびβ鎖は、TYP倍地中、ベクターpGMT7の条件下で、E.
coli株BL21DE3pLysS中でそれぞれ発現させ、600nmで0.
2〜0.6の光学濃度(OD)の時に0.5mM IPTGを用いてタンパク質
生産を誘導した。誘導は一晩続けられ、バクテリアはベックマンJ−6B遠心分
離機を用いて、4000rpmで遠心分離することによって、収穫された。
coli株BL21DE3pLysS中でそれぞれ発現させ、600nmで0.
2〜0.6の光学濃度(OD)の時に0.5mM IPTGを用いてタンパク質
生産を誘導した。誘導は一晩続けられ、バクテリアはベックマンJ−6B遠心分
離機を用いて、4000rpmで遠心分離することによって、収穫された。
【0200】 次にバクテリア細胞沈殿を‘溶解バッファー’(10mM トリスpH8.1
,10mM EDTA,150mM NaCl,2mM DTT,10%グリセ
ロール)中で再懸濁した。その混合物を氷上で冷却し、以下のものを加えた:2
0μg/mlリゾチーム,10mM MgCl2,および20μg/ml DN
アーゼI。続いて、最小で1時間、氷上でインキュベーションした。
,10mM EDTA,150mM NaCl,2mM DTT,10%グリセ
ロール)中で再懸濁した。その混合物を氷上で冷却し、以下のものを加えた:2
0μg/mlリゾチーム,10mM MgCl2,および20μg/ml DN
アーゼI。続いて、最小で1時間、氷上でインキュベーションした。
【0201】 次に12mMプローブソニケーター(ミルソニックス(Milsonix)X
L2020)を用い、混合物を冷やすためにインターバルを30秒おいて、最大
出力で30秒を5バースト行って超音波破砕した。その間、氷水を用いて温度を
維持した。次にその混合物は5倍量の‘トリトン洗浄バッファー(Triton
wash buffer)’(50mM トリス pH8.1,0.5% ト
リトンX−100,100mM NaCl,0.1% アジ化ナトリウム,10
mM EDTA, 2mM DTT)で希釈した。最短で1時間、氷上で培養し
た後、次にその混合物を、ベックマンGS−6R遠心器を用いて3500rpm
で遠心分離し、上清を捨てた。その沈殿を、小さいプラスチックディスポーザブ
ルピペットを用いて‘再懸濁バッファー’(50mM トリス pH8.1,1
00mM NaCl,10mM EDTA,2mM DTT)中で再懸濁した。
次にベックマンJ2−21遠心分離器で、8000rpmで遠心分離し、その上
清を捨てた。次にその沈殿を、手動ホモジナイザーを用いて、‘グアニジンバッ
ファー’(50mM トリス pH8.1,6.0M 塩酸グアニジン,100
mM NaCl,10mM EDTA,10mM DTT)中で再懸濁した。低
速の遠心分離で不溶性物質を取り除いた後、その上清を等分して−70℃で保存
した。バクテリア培養液1リットル当り100mgのおよその収率が、継続的に
得られた。
L2020)を用い、混合物を冷やすためにインターバルを30秒おいて、最大
出力で30秒を5バースト行って超音波破砕した。その間、氷水を用いて温度を
維持した。次にその混合物は5倍量の‘トリトン洗浄バッファー(Triton
wash buffer)’(50mM トリス pH8.1,0.5% ト
リトンX−100,100mM NaCl,0.1% アジ化ナトリウム,10
mM EDTA, 2mM DTT)で希釈した。最短で1時間、氷上で培養し
た後、次にその混合物を、ベックマンGS−6R遠心器を用いて3500rpm
で遠心分離し、上清を捨てた。その沈殿を、小さいプラスチックディスポーザブ
ルピペットを用いて‘再懸濁バッファー’(50mM トリス pH8.1,1
00mM NaCl,10mM EDTA,2mM DTT)中で再懸濁した。
次にベックマンJ2−21遠心分離器で、8000rpmで遠心分離し、その上
清を捨てた。次にその沈殿を、手動ホモジナイザーを用いて、‘グアニジンバッ
ファー’(50mM トリス pH8.1,6.0M 塩酸グアニジン,100
mM NaCl,10mM EDTA,10mM DTT)中で再懸濁した。低
速の遠心分離で不溶性物質を取り除いた後、その上清を等分して−70℃で保存
した。バクテリア培養液1リットル当り100mgのおよその収率が、継続的に
得られた。
【0202】 精製された封入体のSDS−PAGE分析は、グアニジンバッファー中の封入
体標品2μlを、SDS−PAGEサンプルバッファーで希釈し、100℃、2
分間加熱することによってなされた。まだ温かいうちにゲルにローディングし、
グアニジン/SDS混合物がローディングの際に沈殿することを防いだ。この方
法で精製された封入体タンパク質は、この方法で行われたSDS−PAGEのク
ーマシー染色により、約90%の純度と判断された(図34を参照)。
体標品2μlを、SDS−PAGEサンプルバッファーで希釈し、100℃、2
分間加熱することによってなされた。まだ温かいうちにゲルにローディングし、
グアニジン/SDS混合物がローディングの際に沈殿することを防いだ。この方
法で精製された封入体タンパク質は、この方法で行われたSDS−PAGEのク
ーマシー染色により、約90%の純度と判断された(図34を参照)。
【0203】 実施例13−TCRヘテロ二量体の再生および精製 等しい比率を有する尿素−可溶化タンパク質を、さらに37℃で、‘グアニジ
ンバッファー’(6M 塩酸グアニジン,10mM 酢酸ナトリウム pH5.
5,10mM EDTA,2mM DTT)中で変性した。タンパク質の混合物
を、総タンパク質濃度が60mg/Lになるように迅速に混合しながら、氷冷再
生バッファー(100mM トリス pH8.1,0.4M 塩酸L−アルギニ
ン,5.0M 尿素,5mM 還元グルタチオン,0.5mM 酸化グルタチオ
ン)に注入した。少なくとも5時間氷上で培養し再生をさせた後、その混合物を
、10倍量の脱塩水で24時間、次に10倍量の10mM トリス pH8.1
で24時間透析した。
ンバッファー’(6M 塩酸グアニジン,10mM 酢酸ナトリウム pH5.
5,10mM EDTA,2mM DTT)中で変性した。タンパク質の混合物
を、総タンパク質濃度が60mg/Lになるように迅速に混合しながら、氷冷再
生バッファー(100mM トリス pH8.1,0.4M 塩酸L−アルギニ
ン,5.0M 尿素,5mM 還元グルタチオン,0.5mM 酸化グルタチオ
ン)に注入した。少なくとも5時間氷上で培養し再生をさせた後、その混合物を
、10倍量の脱塩水で24時間、次に10倍量の10mM トリス pH8.1
で24時間透析した。
【0204】 次に透析した再生タンパク質を、0.45μニトロセルロースメンブレン(ワ
ットマン)でろ過して凝集タンパク質(再生中に副産物として生産された)を除
去した。次にビオチン−標識された可溶性TCRの精製は、バイオキャド スプ
リント システム(Biocad Sprint system)を用いてPO
ROS 20QHカラムにローディングすることによってなされた。約500m
lの再生タンパク質溶液を1ラン当りローディングすることができ、タンパク質
の溶出はビス−トリス−プロパンバッファーpH8.0の塩化ナトリウム濃度勾
配溶液によって実施した。約100mMの塩化ナトリウム濃度でタンパク質が溶
出し、該当フラクションは即座に氷冷され、プロテアーゼ阻害剤カクテルを加え
た。フラクションはクーマシー染色されたSDS−PAGEによって分析した。
ットマン)でろ過して凝集タンパク質(再生中に副産物として生産された)を除
去した。次にビオチン−標識された可溶性TCRの精製は、バイオキャド スプ
リント システム(Biocad Sprint system)を用いてPO
ROS 20QHカラムにローディングすることによってなされた。約500m
lの再生タンパク質溶液を1ラン当りローディングすることができ、タンパク質
の溶出はビス−トリス−プロパンバッファーpH8.0の塩化ナトリウム濃度勾
配溶液によって実施した。約100mMの塩化ナトリウム濃度でタンパク質が溶
出し、該当フラクションは即座に氷冷され、プロテアーゼ阻害剤カクテルを加え
た。フラクションはクーマシー染色されたSDS−PAGEによって分析した。
【0205】 実施例14−ビオチン化可能β鎖を有するTCRヘテロ二量体の再生および精
製 ビオチン−標識されたTCRβ鎖は、等量の発現されたα鎖と混合され、可溶
性T細胞受容体として精製された。ヘテロ二量体TCR−β−BTは、実施例1
3でTCRに関して説明されているのと同じ方法に従って再生した(図37を参
照)。
製 ビオチン−標識されたTCRβ鎖は、等量の発現されたα鎖と混合され、可溶
性T細胞受容体として精製された。ヘテロ二量体TCR−β−BTは、実施例1
3でTCRに関して説明されているのと同じ方法に従って再生した(図37を参
照)。
【0206】 実施例15−ビオチン−標識された可溶性TCRz−BTのビオチン化 タンパク質含有フラクションは、10Kを分離する遠心分離濃縮器(ウルトラ
フリー、ミリポア)を用いて2.5mlに濃縮した。10mMトリス pH8.
1、5mM NaCl、で平衡化したPD−10脱塩カラムバッファーを用いて
バッファーを交換し、さらにプロテアーゼ阻害剤カクテルを加えた。遠心分離濃
縮器を再び用いてタンパク質を1mlまで濃縮した。この1mlのビオチン−標
識された可溶性TCRに対して、以下のものを加えた:7.5mM MgCl2
,5mM ATP(pH8.0),1mM ビオチン,2.5μg/ml Bi
rA ビオチン化酵素。次にビオチン化反応を、室温(20〜25℃)で一晩進
行させた。
フリー、ミリポア)を用いて2.5mlに濃縮した。10mMトリス pH8.
1、5mM NaCl、で平衡化したPD−10脱塩カラムバッファーを用いて
バッファーを交換し、さらにプロテアーゼ阻害剤カクテルを加えた。遠心分離濃
縮器を再び用いてタンパク質を1mlまで濃縮した。この1mlのビオチン−標
識された可溶性TCRに対して、以下のものを加えた:7.5mM MgCl2
,5mM ATP(pH8.0),1mM ビオチン,2.5μg/ml Bi
rA ビオチン化酵素。次にビオチン化反応を、室温(20〜25℃)で一晩進
行させた。
【0207】 次に酵素的にビオチン化された可溶性TCRを、ファルマシアPFLCシステ
ムを用いて、スーパーデックス200HRカラム(ファルマシア)でゲルろ過す
ることによって、残留した未反応ビオチンから分離した(図38を参照)。カラ
ムはPBSで平衡化され、1mlフラクションは回収され、即座に氷上で冷やさ
れ、再びプロテアーゼ阻害剤カクテルで保護した。タンパク質濃度は、クーマシ
ー−結合分析(Pierce)を用いて推定され、次にビオチン化タンパク質は
4℃で1ヶ月まで、または−20℃でより長い期間保存された。
ムを用いて、スーパーデックス200HRカラム(ファルマシア)でゲルろ過す
ることによって、残留した未反応ビオチンから分離した(図38を参照)。カラ
ムはPBSで平衡化され、1mlフラクションは回収され、即座に氷上で冷やさ
れ、再びプロテアーゼ阻害剤カクテルで保護した。タンパク質濃度は、クーマシ
ー−結合分析(Pierce)を用いて推定され、次にビオチン化タンパク質は
4℃で1ヶ月まで、または−20℃でより長い期間保存された。
【0208】 ビオチン化反応の効率を、ビオチン化タンパク質のウェスタンブロッティング
を用いて調べた。SDS−PAGEゲルは、前述した方法を用いて泳動した。し
かし、染色の代わりに、ゲルは、セミフォア セミ−ドライ エレクトロブロッ
ティング装置(SemiPhor semi−dry electoblott
ing apparatus:Hoefer)を用いてPVDFメンブレン(バ
イオラッド)上にブロッティングした。6層のフィルターペーパー(ワットマン
4M)からなるブロッティングスタックをゲルのサイズに切り、トランスファ
ーバッファー(25mM トリス塩基,150mM グリシン)に浸し、次に前
もってメタノールで湿らせたPVDFメンブレン、次にトランスファーバッファ
ーに浸し、さらにゲルをトランスファーバッファー中で5分間、ゆっくり攪拌し
て、次に6層以上の浸されたフィルターペーパーを重ねた。そのスタックはすべ
ての気泡をロールアウトするために試験管を用いてゆっくり圧力をかけられ、約
10mlの追加のトランスファーバッファーを、導電力を補助するために加えた
。陰極をそのスタックの上部に設置し、装置を介して定電流50mAで1時間、
電流を流した。次にそのメンブレンを、PBS−Tバッファー(PBS+0.0
5%トゥイーン−20)の2%ゼラチン(バイオラッド)溶液中で、1時間以上
、室温で穏やかに攪拌しながら培養した。一晩の培養には、バクテリアの増殖を
防ぐために0.01%アジ化ナトリウムも含ませた。そのメンブレンをPBS−
Tを数回(4〜5回)換えることで洗浄し、次にPBS−Tの1%ゼラチン溶液
で1:1000に希釈されたアビジン−HRP結合体(シグマ)で、30分以上
、室温でおだやかに攪拌しながら染色した。次にPBS−Tを数回換えることで
メンブレンを洗浄し、その後Opti−4CN(バイオラッド)で検出した。こ
れはHRPの存在下で、結合したHRPの存在によって示されるように、相関す
るタンパク質が存在する場所でメンブレンを染色する可溶性青色染料を形成する
反応をする剤である。アビジン−HRP結合体が染色に使用されている場合には
、ビオチン−含有タンパク質の存在を確かめる。
を用いて調べた。SDS−PAGEゲルは、前述した方法を用いて泳動した。し
かし、染色の代わりに、ゲルは、セミフォア セミ−ドライ エレクトロブロッ
ティング装置(SemiPhor semi−dry electoblott
ing apparatus:Hoefer)を用いてPVDFメンブレン(バ
イオラッド)上にブロッティングした。6層のフィルターペーパー(ワットマン
4M)からなるブロッティングスタックをゲルのサイズに切り、トランスファ
ーバッファー(25mM トリス塩基,150mM グリシン)に浸し、次に前
もってメタノールで湿らせたPVDFメンブレン、次にトランスファーバッファ
ーに浸し、さらにゲルをトランスファーバッファー中で5分間、ゆっくり攪拌し
て、次に6層以上の浸されたフィルターペーパーを重ねた。そのスタックはすべ
ての気泡をロールアウトするために試験管を用いてゆっくり圧力をかけられ、約
10mlの追加のトランスファーバッファーを、導電力を補助するために加えた
。陰極をそのスタックの上部に設置し、装置を介して定電流50mAで1時間、
電流を流した。次にそのメンブレンを、PBS−Tバッファー(PBS+0.0
5%トゥイーン−20)の2%ゼラチン(バイオラッド)溶液中で、1時間以上
、室温で穏やかに攪拌しながら培養した。一晩の培養には、バクテリアの増殖を
防ぐために0.01%アジ化ナトリウムも含ませた。そのメンブレンをPBS−
Tを数回(4〜5回)換えることで洗浄し、次にPBS−Tの1%ゼラチン溶液
で1:1000に希釈されたアビジン−HRP結合体(シグマ)で、30分以上
、室温でおだやかに攪拌しながら染色した。次にPBS−Tを数回換えることで
メンブレンを洗浄し、その後Opti−4CN(バイオラッド)で検出した。こ
れはHRPの存在下で、結合したHRPの存在によって示されるように、相関す
るタンパク質が存在する場所でメンブレンを染色する可溶性青色染料を形成する
反応をする剤である。アビジン−HRP結合体が染色に使用されている場合には
、ビオチン−含有タンパク質の存在を確かめる。
【0209】 図39は、このような方法でいくつかのビオチン化TCRに関してなされたブ
ロットを示している。このブロットで使用された標準は、ビオチン化された広範
囲の分子量マーカー(バイオラッド)であった。そのブロットにより、BirA
酵素と反応したビオチン化標識を含むTCRの、高いレベルのビオチン化がはっ
きり示された。
ロットを示している。このブロットで使用された標準は、ビオチン化された広範
囲の分子量マーカー(バイオラッド)であった。そのブロットにより、BirA
酵素と反応したビオチン化標識を含むTCRの、高いレベルのビオチン化がはっ
きり示された。
【0210】 実施例16−ビオチン化された可溶性MHC−ペプチド複合体の製造 ビオチン化可溶性MHC−ペプチド複合体は、実施例2で説明したように製造
される。
される。
【0211】 実施例17−可溶性TCRおよびMHC−flu−ペプチドの特異的結合の分
析 可溶性TCRのJM22zは、インフルエンザマトリックスタンパク質のアミ
ノ酸残基58〜66(GILGFVFTL)からなる免疫優勢抗原を提示するH
LA−A2 MHC分子に特異的である。JM22zのクローニング、発現およ
び精製は、実施例7、10、11および13、ならびに、図35および36にお
いて説明されている。JM22zおよびそのリガンド/MHC複合体(HLA−
A2−flu)の相互作用、または、重要でないHLA−A2ペプチド組み合わ
せ、実施例13で説明されている生産物を、Biacore2000TM表面プラ
スモン共鳴(SPR)バイオセンサーで分析した。SPRは、スモールフローセ
ル中のセンサー表面近くで、応答単位(RU)で発生する屈折率の変化、受容体
とリガンドとの相互作用を検出しそれらの親和性とカイネティクスパラメーター
を分析するために用いられる成分を測定する。プローブフローセルは、架橋され
たビオチン間の結合を介した別々のフローセルにおける個々のHLA−A2−ペ
プチド複合体を、フローセルの活性化表面に化学的に架橋されたβ2mおよびス
トレプトアビジンへ固定することによって調製した。次に一定流速で、異なるフ
ローセルの表面上にJM22zを通過させることによって分析を行い、それに対
するSPR応答を測定した。初めは、5μl/分の一定流速で、28μMのJM
22zが3つの異なる表面上を通過することによって相互作用の特異性を確認し
た。第一に、HLA−A2−fluの2800RUで被覆されたもの、第二にH
IV逆転写酵素(HLA−A2−pol:ILKEPVHGV)からの無関係な
ペプチドで折りたたまれたHLA−A2の4200RUで被覆されたもの、およ
び、第三にCD5の4300RUで被覆されたのもの(図40aを参照)。HL
A−A2−pol上の、一定流速および異なる濃度の可溶性JM22zの注入は
、バックグラウンドの共鳴を定義するために用いられた(図40a)。これらの
コントロール測定の値は、HLA−A2−fluで得られた値から差し引かれ(
図40b)、解離定数Kdとして表現された結合親和性を計算するために用いら
れた(図40c)。JM22zおよび関連するMHC分子のKdは、37℃で1
5±4μM(n=7)、25℃で6.6±2μM(n=14)と測定された。プ
ローブフローセルに固定化されたTCRおよびMHC−ペプチド複合体を用いた
測定において、25℃で5.6±4μM(n=3)のように類似したKdが得ら
れた。相互作用のオン−レイト(on−rate)は、37℃で、6.7×10 4 〜6.9×104M-1s-1と測定され、一方でオフ−レイト(off−rate
)は1.1s−1であった(Willcox,Gao et al,1999)
。
析 可溶性TCRのJM22zは、インフルエンザマトリックスタンパク質のアミ
ノ酸残基58〜66(GILGFVFTL)からなる免疫優勢抗原を提示するH
LA−A2 MHC分子に特異的である。JM22zのクローニング、発現およ
び精製は、実施例7、10、11および13、ならびに、図35および36にお
いて説明されている。JM22zおよびそのリガンド/MHC複合体(HLA−
A2−flu)の相互作用、または、重要でないHLA−A2ペプチド組み合わ
せ、実施例13で説明されている生産物を、Biacore2000TM表面プラ
スモン共鳴(SPR)バイオセンサーで分析した。SPRは、スモールフローセ
ル中のセンサー表面近くで、応答単位(RU)で発生する屈折率の変化、受容体
とリガンドとの相互作用を検出しそれらの親和性とカイネティクスパラメーター
を分析するために用いられる成分を測定する。プローブフローセルは、架橋され
たビオチン間の結合を介した別々のフローセルにおける個々のHLA−A2−ペ
プチド複合体を、フローセルの活性化表面に化学的に架橋されたβ2mおよびス
トレプトアビジンへ固定することによって調製した。次に一定流速で、異なるフ
ローセルの表面上にJM22zを通過させることによって分析を行い、それに対
するSPR応答を測定した。初めは、5μl/分の一定流速で、28μMのJM
22zが3つの異なる表面上を通過することによって相互作用の特異性を確認し
た。第一に、HLA−A2−fluの2800RUで被覆されたもの、第二にH
IV逆転写酵素(HLA−A2−pol:ILKEPVHGV)からの無関係な
ペプチドで折りたたまれたHLA−A2の4200RUで被覆されたもの、およ
び、第三にCD5の4300RUで被覆されたのもの(図40aを参照)。HL
A−A2−pol上の、一定流速および異なる濃度の可溶性JM22zの注入は
、バックグラウンドの共鳴を定義するために用いられた(図40a)。これらの
コントロール測定の値は、HLA−A2−fluで得られた値から差し引かれ(
図40b)、解離定数Kdとして表現された結合親和性を計算するために用いら
れた(図40c)。JM22zおよび関連するMHC分子のKdは、37℃で1
5±4μM(n=7)、25℃で6.6±2μM(n=14)と測定された。プ
ローブフローセルに固定化されたTCRおよびMHC−ペプチド複合体を用いた
測定において、25℃で5.6±4μM(n=3)のように類似したKdが得ら
れた。相互作用のオン−レイト(on−rate)は、37℃で、6.7×10 4 〜6.9×104M-1s-1と測定され、一方でオフ−レイト(off−rate
)は1.1s−1であった(Willcox,Gao et al,1999)
。
【0212】 実施例18−可溶性マウスTCRおよびマウスMHC H2−Db−NP間の
特異的結合に関する分析 本実験において、我々は、マウスMHC H2−Db MHC分子(MHC
H2−Db−NP)によって提示されたインフルエンザウイルス核タンパク質(
aa.366−374:ASNENMDAM)から得られたペプチドに特異的な
マウスTCR、F5を用いた。用いられたMHC重鎖遺伝子は、天然タンパク質
のアミノ酸1〜280およびBriA酵素によって認識される13アミノ酸配列
のみをコードしたセンス鎖において、わずかに修飾されていた。生じるタンパク
質は、酵素的にビオチン化することができる(Schatz 1993;O’C
allaghan,Byford et al.1999)。SPRは、固定化
MHC H2−Db−NPに特異的な可溶性TCRを用いて、Biacore2
000TMSPRバイオセンサーで分析し、リガンドMHC−ペプチド結合に特異
的に結合することが示された(データは示さず)。
特異的結合に関する分析 本実験において、我々は、マウスMHC H2−Db MHC分子(MHC
H2−Db−NP)によって提示されたインフルエンザウイルス核タンパク質(
aa.366−374:ASNENMDAM)から得られたペプチドに特異的な
マウスTCR、F5を用いた。用いられたMHC重鎖遺伝子は、天然タンパク質
のアミノ酸1〜280およびBriA酵素によって認識される13アミノ酸配列
のみをコードしたセンス鎖において、わずかに修飾されていた。生じるタンパク
質は、酵素的にビオチン化することができる(Schatz 1993;O’C
allaghan,Byford et al.1999)。SPRは、固定化
MHC H2−Db−NPに特異的な可溶性TCRを用いて、Biacore2
000TMSPRバイオセンサーで分析し、リガンドMHC−ペプチド結合に特異
的に結合することが示された(データは示さず)。
【0213】 実施例19−ビオチン化可溶性tax TCRと、ビオチン化可溶性変異型t
ax−TCRとの結合の比較 ビオチン化可溶性tax−TCRは、実施例12〜14で調製され、Biac
ore2000分析を、インフルエンザマトリックスペプチド(GILGFVF
TL)またはHTLV tax11〜19ペプチド(LLFGYPVYV)のい
ずれかと再生されたビオチン化pMHC複合体を用いて実施例17で実施した。
ビオチン化可溶性TCRを、計1分間、5μl/分で、すべての細胞の上に流し
た。図41は、第一に、ビオチン化可溶性tax−TCRの、次にビオチン化可
溶性変異型tax−TCRの、HTLV tax11〜19ペプチド−MHC複
合体(A)に対する結合を示している。天然型または変異型tax−TCRのい
ずれも、インフルエンザマトリックスペプチド−MHC複合体(B/C)または
OX68モノクローナル抗体コントロール(D)のいずれとも結合しないことが
示された。それゆえ、我々は、天然型および変異型ビオチン化可溶性TCRの両
方は、tax−pMHC複合体に効果的にかつ特異的にはっきり結合し、結合の
程度において非常にわずかな差異しか示さない、ということを結論付けた。
ax−TCRとの結合の比較 ビオチン化可溶性tax−TCRは、実施例12〜14で調製され、Biac
ore2000分析を、インフルエンザマトリックスペプチド(GILGFVF
TL)またはHTLV tax11〜19ペプチド(LLFGYPVYV)のい
ずれかと再生されたビオチン化pMHC複合体を用いて実施例17で実施した。
ビオチン化可溶性TCRを、計1分間、5μl/分で、すべての細胞の上に流し
た。図41は、第一に、ビオチン化可溶性tax−TCRの、次にビオチン化可
溶性変異型tax−TCRの、HTLV tax11〜19ペプチド−MHC複
合体(A)に対する結合を示している。天然型または変異型tax−TCRのい
ずれも、インフルエンザマトリックスペプチド−MHC複合体(B/C)または
OX68モノクローナル抗体コントロール(D)のいずれとも結合しないことが
示された。それゆえ、我々は、天然型および変異型ビオチン化可溶性TCRの両
方は、tax−pMHC複合体に効果的にかつ特異的にはっきり結合し、結合の
程度において非常にわずかな差異しか示さない、ということを結論付けた。
【0214】 実施例20−TCR−およびCD8補受容体の、固定化MHCペプチド複合体
の同時結合の分析 CD8およびCD4は、表面糖タンパク質であり、TCRと同じMHC分子に
同時に結合することによってTCRの補受容体として機能すると考えられる。C
D8は細胞障害性T細胞に特徴的であり、MHCクラスI分子に結合し、一方で
CD4はヘルパーリンケージのT細胞で発現され、MHCクラスII分子と結合す
る。CD8は、二つの同一なα鎖またはαおよびβ鎖のいずれかからなる二量体
である。ホモ二量体のαα−CD8分子は、PCT/GB98/03235;(
Gao,Tormo et al.1997;Gao,Gerth et al
.1998)で記載されているものに従って製造した。本実施例において、我々
は、可溶性TCRおよびCD8分子が、固定化HLA−A2−flu複合体へ同
時に結合することを説明する。図42Aでわかるように、結合応答は単に付加的
である。TCR応答の値(白丸)を、結合応答の値(黒丸)から差し引くことで
、120μM CD8のみの応答の値(白三角)に非常に近い値(白四角)を得
た。図42Bは、TCR−MHC−ペプチド相互作用の反応速度は、CD8の同
時結合によって影響されないことを示している。観察された付加的な結合は、T
CRおよびCD8は、MHCペプチド複合体と、別々の界面で結合することを示
している。実施例はまた、いくつかの場合において、一つの分子の特異的結合は
、他の分子の特異的結合に影響を及ぼすものではなく、状況は他の分子の結合に
関して異なると強く思われる。
の同時結合の分析 CD8およびCD4は、表面糖タンパク質であり、TCRと同じMHC分子に
同時に結合することによってTCRの補受容体として機能すると考えられる。C
D8は細胞障害性T細胞に特徴的であり、MHCクラスI分子に結合し、一方で
CD4はヘルパーリンケージのT細胞で発現され、MHCクラスII分子と結合す
る。CD8は、二つの同一なα鎖またはαおよびβ鎖のいずれかからなる二量体
である。ホモ二量体のαα−CD8分子は、PCT/GB98/03235;(
Gao,Tormo et al.1997;Gao,Gerth et al
.1998)で記載されているものに従って製造した。本実施例において、我々
は、可溶性TCRおよびCD8分子が、固定化HLA−A2−flu複合体へ同
時に結合することを説明する。図42Aでわかるように、結合応答は単に付加的
である。TCR応答の値(白丸)を、結合応答の値(黒丸)から差し引くことで
、120μM CD8のみの応答の値(白三角)に非常に近い値(白四角)を得
た。図42Bは、TCR−MHC−ペプチド相互作用の反応速度は、CD8の同
時結合によって影響されないことを示している。観察された付加的な結合は、T
CRおよびCD8は、MHCペプチド複合体と、別々の界面で結合することを示
している。実施例はまた、いくつかの場合において、一つの分子の特異的結合は
、他の分子の特異的結合に影響を及ぼすものではなく、状況は他の分子の結合に
関して異なると強く思われる。
【0215】 実施例21−固定化ビオチン化可溶性TCRからのTCR四量体の形成 TCR四量体の形成は、アビジンもしくはストレプトアビジンまたはそれらの
誘導体を用いて達成される。アビジン(雌鳥の卵より)は、通常、高い等電点を
もち、それにより中性pHで高い正電荷を持ち、これは多くの他のタンパク質お
よび表面への非特異的結合の原因となる。それゆえにアビジンはしばしば等電点
を低くするために商業的に改変され、それによりそれはストレプトアビジン(微
生物原料より)により近い性質を示す。この形態において、それはエクストラア
ビジン(シグマ)またはニュートラアビジン(モレキュラー プローブス)とし
て知られている。これらのどちらか、またはストレプトアビジンは、例えばFA
CSスキャニングのための蛍光標識等の標識を含むように改変することができる
。
誘導体を用いて達成される。アビジン(雌鳥の卵より)は、通常、高い等電点を
もち、それにより中性pHで高い正電荷を持ち、これは多くの他のタンパク質お
よび表面への非特異的結合の原因となる。それゆえにアビジンはしばしば等電点
を低くするために商業的に改変され、それによりそれはストレプトアビジン(微
生物原料より)により近い性質を示す。この形態において、それはエクストラア
ビジン(シグマ)またはニュートラアビジン(モレキュラー プローブス)とし
て知られている。これらのどちらか、またはストレプトアビジンは、例えばFA
CSスキャニングのための蛍光標識等の標識を含むように改変することができる
。
【0216】 TCR四量体は、エクストラアビジン/ストレプトアビジンの最終濃度を総ビ
オチン化可溶性TCR濃度の4分の1を用いて形成された。濃度がそれほど正確
でない場合でもエクストラアビジンまたはストレプトアビジンのほとんどがTC
Rで飽和し得るように、エクストラアビジン/ストレプトアビジンを、氷上で等
量ずつ加えた。TCR四量体は、スーパーデックス200HRカラム(ファルマ
シア)を用いたサイズ排除クロマトグラフィーによって分析した(図43および
44)。TCRのアビジンへの結合は、結合していないTCRおよびエクストラ
アビジン/ストレプトアビジンのコントロールサンプルを別々に泳動することに
よって確かめられた。TCR四量体は、より高い分子量に一致する保持体積でカ
ラムから溶出した。改変されていないエクストラアビジンに関して、製造された
TCR四量体のおよその分子量を(標準タンパク質の既知の分子量と比較するこ
とによって)、完全なTCR四量体の計算された分子量の305,000と比較
して、〜285,000と決定された。
オチン化可溶性TCR濃度の4分の1を用いて形成された。濃度がそれほど正確
でない場合でもエクストラアビジンまたはストレプトアビジンのほとんどがTC
Rで飽和し得るように、エクストラアビジン/ストレプトアビジンを、氷上で等
量ずつ加えた。TCR四量体は、スーパーデックス200HRカラム(ファルマ
シア)を用いたサイズ排除クロマトグラフィーによって分析した(図43および
44)。TCRのアビジンへの結合は、結合していないTCRおよびエクストラ
アビジン/ストレプトアビジンのコントロールサンプルを別々に泳動することに
よって確かめられた。TCR四量体は、より高い分子量に一致する保持体積でカ
ラムから溶出した。改変されていないエクストラアビジンに関して、製造された
TCR四量体のおよその分子量を(標準タンパク質の既知の分子量と比較するこ
とによって)、完全なTCR四量体の計算された分子量の305,000と比較
して、〜285,000と決定された。
【0217】 実施例22−ビオチン化単量体TCRおよびTCR四量体のMHCペプチドへ
の結合の分析 ペプチドMHC複合体は、インフルエンザマトリックスペプチド(GILGF
VFTL)またはHTLV taxペプチド(LLFGYPVYV)、組換えH
LA−A2重鎖および組換え化学的ビオチン化β−2−ミクログロブリンを用い
た実施例16によって調製した。Biacore2000TMSPRバイオセンサ
ーを、TCR、TCR四量体およびpMHC複合体との間の分子相互作用を測定
するのに用いた。ビオチン化pMHC複合体を、CM−5チップ表面上へ融合し
たストレプトアビジンへアミンカップリングによって固定化した。OX68はビ
オチン化モノクローナル抗体であり、サー ウィリアム ダン スクール オブ
パソロジー(Sir William Dunn School of Pa
thology)のドクター.P.アントン ファン デル メルヴェ(Dr.
P. Anton van der Merwe)によって提供された。これ
は細胞のひとつにおいて、非特異的コントロールタンパク質として使用された。
の結合の分析 ペプチドMHC複合体は、インフルエンザマトリックスペプチド(GILGF
VFTL)またはHTLV taxペプチド(LLFGYPVYV)、組換えH
LA−A2重鎖および組換え化学的ビオチン化β−2−ミクログロブリンを用い
た実施例16によって調製した。Biacore2000TMSPRバイオセンサ
ーを、TCR、TCR四量体およびpMHC複合体との間の分子相互作用を測定
するのに用いた。ビオチン化pMHC複合体を、CM−5チップ表面上へ融合し
たストレプトアビジンへアミンカップリングによって固定化した。OX68はビ
オチン化モノクローナル抗体であり、サー ウィリアム ダン スクール オブ
パソロジー(Sir William Dunn School of Pa
thology)のドクター.P.アントン ファン デル メルヴェ(Dr.
P. Anton van der Merwe)によって提供された。これ
は細胞のひとつにおいて、非特異的コントロールタンパク質として使用された。
【0218】 pMHC複合体の固定化の次に、残留ビオチン−結合部位を、10mMビオチ
ンで飽和させた。これは、ビオチン化TCRが、特異的なTCR−pMHC相互
作用よりむしろ、それらのビオチン化を介してストレプトアビジンで覆われたチ
ップに結合することを防ぐのに必要である。次に可溶性ビオチン化TCRは、約
1mg/mlの濃度でチップ上を流れ、TCR四量体は約50μg/mlの濃度
でその上を流れる。
ンで飽和させた。これは、ビオチン化TCRが、特異的なTCR−pMHC相互
作用よりむしろ、それらのビオチン化を介してストレプトアビジンで覆われたチ
ップに結合することを防ぐのに必要である。次に可溶性ビオチン化TCRは、約
1mg/mlの濃度でチップ上を流れ、TCR四量体は約50μg/mlの濃度
でその上を流れる。
【0219】 図45は、可溶性ビオチン化flu−TCRおよびflu−TCR四量体のp
MHC複合体への結合を示しており、図46は、可溶性ビオチン化およびtax
−TCR四量体の同様なpMHC複合体への結合を示している。ビオチン化sT
CRおよびTCR四量体の両方は、それらの特異的ペプチド−MHC複合体に対
する完全な特異性、強い結合を示しているが、すべての非特異的ペプチドMHC
複合体に対してということではない。TCRの多量体化によって生じた親和性の
増加は、sTCRおよびTCR四量体のそれぞれのオフ−レイトにおいて、両方
のTCRに関して観察することができる。両方のTCRに関するオフ−レイトは
、数秒から数時間へ増加する(オフ−レイトの正確な測定は、再結合効果のため
に不可能であった。)。
MHC複合体への結合を示しており、図46は、可溶性ビオチン化およびtax
−TCR四量体の同様なpMHC複合体への結合を示している。ビオチン化sT
CRおよびTCR四量体の両方は、それらの特異的ペプチド−MHC複合体に対
する完全な特異性、強い結合を示しているが、すべての非特異的ペプチドMHC
複合体に対してということではない。TCRの多量体化によって生じた親和性の
増加は、sTCRおよびTCR四量体のそれぞれのオフ−レイトにおいて、両方
のTCRに関して観察することができる。両方のTCRに関するオフ−レイトは
、数秒から数時間へ増加する(オフ−レイトの正確な測定は、再結合効果のため
に不可能であった。)。
【0220】 いくつかのビオチン化可溶性TCRの永久的な結合は、標品中に凝集タンパク
質が存在していることにより生じる両方の場合において観察された。両方の場合
において、このレベルの強い結合は、フローセル上に注入されたTCR四量体の
総量が注入されたビオチン化可溶性TCRの量の約4分の1であったことに留意
すると、TCR四量体に比べて非常に低かった(5μl×1mg/mlに比べて
25μl×0.05mg/ml)。
質が存在していることにより生じる両方の場合において観察された。両方の場合
において、このレベルの強い結合は、フローセル上に注入されたTCR四量体の
総量が注入されたビオチン化可溶性TCRの量の約4分の1であったことに留意
すると、TCR四量体に比べて非常に低かった(5μl×1mg/mlに比べて
25μl×0.05mg/ml)。
【0221】 実施例23−TCR四量体を用いた抗原提示細胞の染色 細胞染色実験は、HLA−A2とホモ接合性であるT2と呼ばれるB細胞系で
なされ、ペプチド抗原を処理しない。このため、単一の型の外部ペプチドで満た
され得る細胞表面上に、満たされていないMHCクラスI分子が存在することに
なる。細胞は、R−10倍地で、37℃、および5%CO2雰囲気下で増殖した
。約200万個の細胞が得られ、RPMI倍地で2回洗浄され(遠心分離は1,
500rpmで5分間)、ペプチドはRPMI中の10%DMSOに、様々な濃
度で加えられた。一般的に、0、10-4、10-5および10-6のインフルエンザ
マトリックス×ペプチド(配列:GILGFVFTL)および taxペプチド
(配列:LLFGYPVYV)の濃度を使用した。細胞は、1時間、37℃でパ
ルスされ、ペプチドをMHCクラスI分子に細胞表面上で結合させた。次に細胞
はRPMI倍地で2回洗浄され、過剰のペプチドを除去された。
なされ、ペプチド抗原を処理しない。このため、単一の型の外部ペプチドで満た
され得る細胞表面上に、満たされていないMHCクラスI分子が存在することに
なる。細胞は、R−10倍地で、37℃、および5%CO2雰囲気下で増殖した
。約200万個の細胞が得られ、RPMI倍地で2回洗浄され(遠心分離は1,
500rpmで5分間)、ペプチドはRPMI中の10%DMSOに、様々な濃
度で加えられた。一般的に、0、10-4、10-5および10-6のインフルエンザ
マトリックス×ペプチド(配列:GILGFVFTL)および taxペプチド
(配列:LLFGYPVYV)の濃度を使用した。細胞は、1時間、37℃でパ
ルスされ、ペプチドをMHCクラスI分子に細胞表面上で結合させた。次に細胞
はRPMI倍地で2回洗浄され、過剰のペプチドを除去された。
【0222】 ペプチドパルスを受けた細胞は、室温、FITCまたはRPEのいずれかの蛍
光マーカーで標識されたTCR四量体1〜10μgを用いて、TCR四量体で染
色された。染色は30分間続けられ、次に細胞を氷冷RPMIで1回洗浄し、続
いてPBS溶液中の3%ホルムアルデヒドで固定化した。次に固定し、染色した
細胞を、4℃、暗所でFACS分析の前まで最大1週間保存した。
光マーカーで標識されたTCR四量体1〜10μgを用いて、TCR四量体で染
色された。染色は30分間続けられ、次に細胞を氷冷RPMIで1回洗浄し、続
いてPBS溶液中の3%ホルムアルデヒドで固定化した。次に固定し、染色した
細胞を、4℃、暗所でFACS分析の前まで最大1週間保存した。
【0223】 FACS分析は、ベクトン−ディッキンソンFACSスキャナーを用いてなさ
れ、そのデータを記録し、‘セルクエスト(Cellquest)’ソフトウェ
アを用いて分析した。図47は、fluマトリックスTCRまたは tax T
CRのいずれかからなるTCR四量体の、それらの特異的ペプチドに対する特異
的結合を示している。バックグラウンドおよび交差反応性は低かった。興味深い
ことに、ペプチドにパルスをしている間のペプチドのMHCクラスIに対する変
化する親和性の効果でありうるにもかかわらず、tax TCR四量体は、fl
uマトリックスTCR四量体よりそのペプチドへよく結合するように思われる。
れ、そのデータを記録し、‘セルクエスト(Cellquest)’ソフトウェ
アを用いて分析した。図47は、fluマトリックスTCRまたは tax T
CRのいずれかからなるTCR四量体の、それらの特異的ペプチドに対する特異
的結合を示している。バックグラウンドおよび交差反応性は低かった。興味深い
ことに、ペプチドにパルスをしている間のペプチドのMHCクラスIに対する変
化する親和性の効果でありうるにもかかわらず、tax TCR四量体は、fl
uマトリックスTCR四量体よりそのペプチドへよく結合するように思われる。
【0224】 また細胞の他の変化を、TCR四量体、HLA−A2の正常B細胞系ヘテロ接
合性である45細胞を用いて染色した。細胞を調製し、ペプチドを、T2細胞の
ように正確に、パルスし、標識し、FACSスキャンした。図48は、ペプチド
をパルスされた45細胞のTCR四量体標識の結果を示している。細胞の染色は
、T2細胞に比べて目立って低く、これはT2細胞がホモ接合性であるのに反し
て、45細胞がヘテロ接合性であることを予想通り示した。この効果に加えて、
T2細胞の場合において複合体は初めのうちはエンプティーであるのに対して、
45細胞の表面上のMHCクラスI複合体は初めのうちはペプチドでローディン
グされるために、他のHLA−A2陽性細胞と比較してT2細胞表面上へのペプ
チドローディングのより大きい効果がある。
合性である45細胞を用いて染色した。細胞を調製し、ペプチドを、T2細胞の
ように正確に、パルスし、標識し、FACSスキャンした。図48は、ペプチド
をパルスされた45細胞のTCR四量体標識の結果を示している。細胞の染色は
、T2細胞に比べて目立って低く、これはT2細胞がホモ接合性であるのに反し
て、45細胞がヘテロ接合性であることを予想通り示した。この効果に加えて、
T2細胞の場合において複合体は初めのうちはエンプティーであるのに対して、
45細胞の表面上のMHCクラスI複合体は初めのうちはペプチドでローディン
グされるために、他のHLA−A2陽性細胞と比較してT2細胞表面上へのペプ
チドローディングのより大きい効果がある。
【0225】 実施例24−TCR−被覆ラテックスビーズの調製および染色 抗原のTCR染色の感受性を改良するために、蛍光マーカーで標識されたTC
R−被覆ビーズを作成した.蛍光標識された、ニュートラビディン−被覆ビーズ
を、モレキュラー プローブスより購入した。ビオチン化された可溶性TCRに
よるビーズのコーティングは、4℃でTCRの飽和濃度とともに培養することに
よってなされ、ビーズ上の結合部位の最大数がTCRで占有されていることを確
かめた。次にビーズを、バックグラウンドのレベルを減らすためにブロッキング
剤を含むことを除いてはTCR四量体で説明されたものと類似した方法で、ペプ
チド−パルスを受けた抗原提示細胞を標識するために用いた。この方法は、パル
スを受けていない細胞および無関係なペプチドでパルスを受けた細胞に関する大
量の染色によって証明されたように、完全に成功したわけではなかった。しかし
ながら、特異的ラベリングの実質的な量もまた、染色のバックグラウンドを越え
て観察された(図49)。興味深いことに、TCR−被覆ビーズと共に tax
ペプチドでパルスを受けたT2細胞のいくつかのラベリングが観察された。この
ラベリングは、TCRのより高次の多量体により、低い水準の提示された抗原の
検出および結合が可能になることを示すTCR四量体を用いて検出が可能となる
ものより、規模の次元では低いペプチド濃度である。
R−被覆ビーズを作成した.蛍光標識された、ニュートラビディン−被覆ビーズ
を、モレキュラー プローブスより購入した。ビオチン化された可溶性TCRに
よるビーズのコーティングは、4℃でTCRの飽和濃度とともに培養することに
よってなされ、ビーズ上の結合部位の最大数がTCRで占有されていることを確
かめた。次にビーズを、バックグラウンドのレベルを減らすためにブロッキング
剤を含むことを除いてはTCR四量体で説明されたものと類似した方法で、ペプ
チド−パルスを受けた抗原提示細胞を標識するために用いた。この方法は、パル
スを受けていない細胞および無関係なペプチドでパルスを受けた細胞に関する大
量の染色によって証明されたように、完全に成功したわけではなかった。しかし
ながら、特異的ラベリングの実質的な量もまた、染色のバックグラウンドを越え
て観察された(図49)。興味深いことに、TCR−被覆ビーズと共に tax
ペプチドでパルスを受けたT2細胞のいくつかのラベリングが観察された。この
ラベリングは、TCRのより高次の多量体により、低い水準の提示された抗原の
検出および結合が可能になることを示すTCR四量体を用いて検出が可能となる
ものより、規模の次元では低いペプチド濃度である。
【0226】 参考文献
【0227】
【化4】
【0228】
【化5】
【0229】
【化6】
【0230】
【化7】
【0231】
【化8】
【0232】
【化9】
【図1】 図1は、T細胞受容体−ロイシンジッパー融合タンパク質の模式
図である。それぞれの鎖は、2個の免疫グロブリンスーパーファミリードメイン
、即ち1個の可変ドメイン(V)、1個の定常ドメイン(C)からなる。定常ド
メインは、鎖同士のシステイン残基のn−末端を即座に切り離し、短いリンカー
を介してc−末端で約40のアミノ酸のc−jun(α)およびc−fos(β
)からのロイシンジッパーヘテロ二量体モチーフに融合される。α−junおよ
びβ−fosはそれぞれ、二個の鎖間ジスルフィド結合、単に非共有的な接触に
よる対からなる。α鎖は、定常ドメインが小さいためβ鎖より短い。
図である。それぞれの鎖は、2個の免疫グロブリンスーパーファミリードメイン
、即ち1個の可変ドメイン(V)、1個の定常ドメイン(C)からなる。定常ド
メインは、鎖同士のシステイン残基のn−末端を即座に切り離し、短いリンカー
を介してc−末端で約40のアミノ酸のc−jun(α)およびc−fos(β
)からのロイシンジッパーヘテロ二量体モチーフに融合される。α−junおよ
びβ−fosはそれぞれ、二個の鎖間ジスルフィド結合、単に非共有的な接触に
よる対からなる。α鎖は、定常ドメインが小さいためβ鎖より短い。
【図2】 図2は、ヘテロ二量体JM22zip受容体の、還元/非還元ゲ
ル分析の写真である。精製されたTCR−ジッパーの同一サンプルが15%アク
リルアミドSDSゲル上にローディングされ、それぞれは還元条件(レーン2)
および非還元条件(レーン4)である。マーカータンパク質は、レーン1および
3に示される。分子量はキロダルトンで示した。両条件下で、非共有結合的に関
係しているヘテロ二量体は、アルファおよびベータ鎖に切断する。レーン4にお
いて、それぞれの鎖は高い移動度で、単一のバンドとして移動し、一種類の鎖内
のジスルフィド結合が存在することを示している。これは正しいジスルフィド結
合形成と一致している。
ル分析の写真である。精製されたTCR−ジッパーの同一サンプルが15%アク
リルアミドSDSゲル上にローディングされ、それぞれは還元条件(レーン2)
および非還元条件(レーン4)である。マーカータンパク質は、レーン1および
3に示される。分子量はキロダルトンで示した。両条件下で、非共有結合的に関
係しているヘテロ二量体は、アルファおよびベータ鎖に切断する。レーン4にお
いて、それぞれの鎖は高い移動度で、単一のバンドとして移動し、一種類の鎖内
のジスルフィド結合が存在することを示している。これは正しいジスルフィド結
合形成と一致している。
【図3】 図3は、JM22zip TCRのHLA−A2fluマトリッ
クス(M58−66)複合体への特異的な結合を示す図である。HLA−A2複
合体は、単一ペプチド周辺で再生され、β2−ミクログロブリンでビオチン化さ
れており、3個のストレプトアビジン フローセル上に固定化されている:HL
A−A2 POLの3770の共鳴単位(RU)は、フローセル(FC)3およ
びHLA−A2 M58−66 FLUの二つの異なるレベルを制御している(
FC1の2970RU、およびFC2の4960RU)。43μMの濃度のJM
22zipは、すべての3つのフローセル上に60秒間連続的に可溶性相中へ注
入された。注入の間、HLA−A2 FLU−被覆フローセル両方の応答での上
記バックグラウンドの増加は、フローセル1および2それぞれへのJM22zi
pの特異的結合である約1000RUおよび70RUでみられた。
クス(M58−66)複合体への特異的な結合を示す図である。HLA−A2複
合体は、単一ペプチド周辺で再生され、β2−ミクログロブリンでビオチン化さ
れており、3個のストレプトアビジン フローセル上に固定化されている:HL
A−A2 POLの3770の共鳴単位(RU)は、フローセル(FC)3およ
びHLA−A2 M58−66 FLUの二つの異なるレベルを制御している(
FC1の2970RU、およびFC2の4960RU)。43μMの濃度のJM
22zipは、すべての3つのフローセル上に60秒間連続的に可溶性相中へ注
入された。注入の間、HLA−A2 FLU−被覆フローセル両方の応答での上
記バックグラウンドの増加は、フローセル1および2それぞれへのJM22zi
pの特異的結合である約1000RUおよび70RUでみられた。
【図4】 図4は、c−junの“ロイシンジッパー”ドメインと融合した
、JM22からのTCRα鎖で制限された可溶性HLA−A2/flu マトリ
ックスタンパク質の配列(一文字コード、上部)およびDNA配列(下部)を示
している。E.coliにおける遺伝子発現を増強するためにDNA配列の5’
末端にローディングされた変異は小文字で示されており、TCRおよびc−ju
n配列間のリンカー配列も同様である。
、JM22からのTCRα鎖で制限された可溶性HLA−A2/flu マトリ
ックスタンパク質の配列(一文字コード、上部)およびDNA配列(下部)を示
している。E.coliにおける遺伝子発現を増強するためにDNA配列の5’
末端にローディングされた変異は小文字で示されており、TCRおよびc−ju
n配列間のリンカー配列も同様である。
【図5】 図5は、c−fosの“ロイシンジッパー”ドメインと融合した
、JM22からのTCRβ鎖で制限された可溶性HLA−A2/flu マトリ
ックスタンパク質のタンパク質配列(一文字コード、上部)およびDNA配列(
下部)を示している。TCRおよびc−fos配列間のリンカー配列は、小文字
で示されている。セリン残基をシステイン残基に置換したDNA配列は、太文字
かつ下線で示されている。この変異は、TCRの折りたたみ効率を高めている。
、JM22からのTCRβ鎖で制限された可溶性HLA−A2/flu マトリ
ックスタンパク質のタンパク質配列(一文字コード、上部)およびDNA配列(
下部)を示している。TCRおよびc−fos配列間のリンカー配列は、小文字
で示されている。セリン残基をシステイン残基に置換したDNA配列は、太文字
かつ下線で示されている。この変異は、TCRの折りたたみ効率を高めている。
【図6】 図6は、c−fosの“ロイシンジッパー”ドメインおよびBr
iAの基質として作用するビオチン化標識と融合する、JM22からのTCRβ
鎖で制限された可溶性HLA−A2/flu マトリックスのタンパク質配列(
一文字コード、上部)およびDNA配列(下部)を示している。TCRおよびc
−fos配列間およびc−fosおよびビオチン化標識の間のリンカー配列は、
小文字で示されている。セリン残基をシステイン残基に置換したDNA配列の変
異は、太文字および下線で示されている。この変異は、TCRの折りたたみ効果
を高めている。
iAの基質として作用するビオチン化標識と融合する、JM22からのTCRβ
鎖で制限された可溶性HLA−A2/flu マトリックスのタンパク質配列(
一文字コード、上部)およびDNA配列(下部)を示している。TCRおよびc
−fos配列間およびc−fosおよびビオチン化標識の間のリンカー配列は、
小文字で示されている。セリン残基をシステイン残基に置換したDNA配列の変
異は、太文字および下線で示されている。この変異は、TCRの折りたたみ効果
を高めている。
【図7】 図7は、TCR−ジッパー−ビオチン化標識融合タンパク質の模
式図を示している。
式図を示している。
【図8】 図8は、塩化ナトリウムの勾配で、POROS 10HQカラム
から再生TCRを溶出した結果を示している。TCRは、約100mM NaC
lで単一のピークとして溶出した。0.1以上のOD(280nm)値を持つタ
ンパク質を含むフラクションは、貯蔵され、ビオチン化のために濃縮された。
から再生TCRを溶出した結果を示している。TCRは、約100mM NaC
lで単一のピークとして溶出した。0.1以上のOD(280nm)値を持つタ
ンパク質を含むフラクションは、貯蔵され、ビオチン化のために濃縮された。
【図9】 図9は、スーパーデックス200HR 10/30カラム(ファ
ルマシア)を用いたゲルろ過によってビオチン化TCRを遊離ビオチンから分離
した結果を示している。TCR−ビオチンは、約15mlで溶出し、69kDa
の分子量に相当した(標準タンパク質およびそれらの溶出量:サイログロブリン
(669kDa)10.14ml,アポフェリチン(443kDa)11.36
ml,β−アミラーゼ(200kDa)12.72ml,BSA二量体(134
kDa)13.12ml,BSA単量体(67kDa)14.93ml,オバル
ブミン(43kDa)15.00ml,キモトリプシノーゲンA(25kDa)
18.09ml,RNアーゼA(13.7kDa)18.91ml)。
ルマシア)を用いたゲルろ過によってビオチン化TCRを遊離ビオチンから分離
した結果を示している。TCR−ビオチンは、約15mlで溶出し、69kDa
の分子量に相当した(標準タンパク質およびそれらの溶出量:サイログロブリン
(669kDa)10.14ml,アポフェリチン(443kDa)11.36
ml,β−アミラーゼ(200kDa)12.72ml,BSA二量体(134
kDa)13.12ml,BSA単量体(67kDa)14.93ml,オバル
ブミン(43kDa)15.00ml,キモトリプシノーゲンA(25kDa)
18.09ml,RNアーゼA(13.7kDa)18.91ml)。
【図10】 図10は、スーパーデックス200HR 10/30カラム(
ファルマシア)を用いたTCR四量体のゲルろ過の結果を示している。14.6
1および12.74のピークは、エクストラアビジンを安定化するために用いら
れたBSA(単量体および二量体)に一致する。エクストラアビジン−FITC
が四量体化に用いられた場合、11.59のピークは、イエローFITC(ye
llow FITC)の存在によって判断されたTCR四量体を含む。このピー
クは、分子量340kDaに相当し、エクストラアビジン−結合TCR四量体に
一致する。
ファルマシア)を用いたTCR四量体のゲルろ過の結果を示している。14.6
1および12.74のピークは、エクストラアビジンを安定化するために用いら
れたBSA(単量体および二量体)に一致する。エクストラアビジン−FITC
が四量体化に用いられた場合、11.59のピークは、イエローFITC(ye
llow FITC)の存在によって判断されたTCR四量体を含む。このピー
クは、分子量340kDaに相当し、エクストラアビジン−結合TCR四量体に
一致する。
【図11】 図11は、c−junの“ロイシンジッパー”ドメインと融合
した、クローンA6からの可溶性HTLV−1 tax/HLA−A2で制限さ
れたTCRα鎖のタンパク質配列(一文字コード、上部)およびDNA配列(下
部)を示している(Garboczi et al,1996;Garbocz
i et al,1996)。E.coliにおける遺伝子発現を増強するため
にDNA配列の5’末端にローディングされた変異は、TCRおよびc−jun
配列間のリンカー配列のように、小文字で示されている。
した、クローンA6からの可溶性HTLV−1 tax/HLA−A2で制限さ
れたTCRα鎖のタンパク質配列(一文字コード、上部)およびDNA配列(下
部)を示している(Garboczi et al,1996;Garbocz
i et al,1996)。E.coliにおける遺伝子発現を増強するため
にDNA配列の5’末端にローディングされた変異は、TCRおよびc−jun
配列間のリンカー配列のように、小文字で示されている。
【図12】 図12は、c−fosの“ロイシンジッパー”ドメインおよび
BriAの基質として作用するビオチン化標識に融合した、クローンA6(Ga
rboczi et al,1996;Garboczi et al,199
6)からの可溶性HTLV−1 tax/HLA−A2で制限されたTCRβ鎖
のタンパク質配列(一文字コード、上部)およびDNA配列(下部)を示してい
る。TCRおよびc−fos配列間のリンカー配列は、小文字で示されている。
アラニン残基をシステイン残基に置換したDNA配列は、太文字かつ下線で示さ
れている。
BriAの基質として作用するビオチン化標識に融合した、クローンA6(Ga
rboczi et al,1996;Garboczi et al,199
6)からの可溶性HTLV−1 tax/HLA−A2で制限されたTCRβ鎖
のタンパク質配列(一文字コード、上部)およびDNA配列(下部)を示してい
る。TCRおよびc−fos配列間のリンカー配列は、小文字で示されている。
アラニン残基をシステイン残基に置換したDNA配列は、太文字かつ下線で示さ
れている。
【図13】 図13は、c−junの“ロイシンジッパー”ドメインと融合
した、クローンM10B7/D3(Ding et al,1998)からの可
溶性HTLV−1 tax/HLA−A2で制限されたTCRα鎖のタンパク質
の配列(一文字コード、上部)およびDNA配列(下部)を示している。TCR
およびc−jun配列間のリンカー配列は、小文字で示されている。
した、クローンM10B7/D3(Ding et al,1998)からの可
溶性HTLV−1 tax/HLA−A2で制限されたTCRα鎖のタンパク質
の配列(一文字コード、上部)およびDNA配列(下部)を示している。TCR
およびc−jun配列間のリンカー配列は、小文字で示されている。
【図14】 図14は、c−fosの“ロイシンジッパー”ドメインおよび
BriAの基質として作用するビオチン化標識に融合した、m10B7/D3(
Ding et al,1998)からの可溶性HTLV−1 tax/HLA
−A2で制限されたTCRβ鎖のタンパク質配列(一文字コード、上部)および
DNA配列(下部)を示している。アラニン残基をシステイン残基で置換したD
NA配列の変異は、太文字および下線で示されている。クローニング目的のため
、かつXmaI制限部位を除去するためにローディングされた二つのサイレント
変異(P−Gコドン)もまた小文字で示されている。
BriAの基質として作用するビオチン化標識に融合した、m10B7/D3(
Ding et al,1998)からの可溶性HTLV−1 tax/HLA
−A2で制限されたTCRβ鎖のタンパク質配列(一文字コード、上部)および
DNA配列(下部)を示している。アラニン残基をシステイン残基で置換したD
NA配列の変異は、太文字および下線で示されている。クローニング目的のため
、かつXmaI制限部位を除去するためにローディングされた二つのサイレント
変異(P−Gコドン)もまた小文字で示されている。
【図15】 図15は、“TCR遺伝子のアンカー増幅”のために用いられ
た合成DNAプライマーを示している。クローニングに用いられたDNA制限酵
素の認識部位は、下線で示されている。A:ポリ−C“アンカープライマー”。
B:TCRα鎖定常領域特異的プライマー。C:TCRβ鎖定常領域特異的プラ
イマー。
た合成DNAプライマーを示している。クローニングに用いられたDNA制限酵
素の認識部位は、下線で示されている。A:ポリ−C“アンカープライマー”。
B:TCRα鎖定常領域特異的プライマー。C:TCRβ鎖定常領域特異的プラ
イマー。
【図16】 図16は、c−junおよびc−fosの40アミノ酸高次コ
イル(“ロイシンジッパー”)領域をコードするDNAフラクションのPCR増
幅に用いられる合成DNAプライマーの配列を示している。クローニングに用い
られたDNA制限酵素の認識部位は、下線で示している。A:c−jun5’プ
ライマー。B:c−jun3’プライマー。C:c−fos5’プライマー。D
:c−fos3’プライマー。
イル(“ロイシンジッパー”)領域をコードするDNAフラクションのPCR増
幅に用いられる合成DNAプライマーの配列を示している。クローニングに用い
られたDNA制限酵素の認識部位は、下線で示している。A:c−jun5’プ
ライマー。B:c−jun3’プライマー。C:c−fos5’プライマー。D
:c−fos3’プライマー。
【図17】 図17は、TCRに融合したc−fosおよびc−junフラ
グメント(pBJ107およびpBJ108に挿入)のぞれぞれのDNAおよび
アミノ酸(一文字コード)配列を示している。A:TCRα鎖に融合したc−j
unロイシンジッパー。B:TCRβ鎖に融合したc−fosロイシンジッパー
。
グメント(pBJ107およびpBJ108に挿入)のぞれぞれのDNAおよび
アミノ酸(一文字コード)配列を示している。A:TCRα鎖に融合したc−j
unロイシンジッパー。B:TCRβ鎖に融合したc−fosロイシンジッパー
。
【図18】 図18は、TCRβ鎖で対をなさないシステイン残基を変異さ
せるのに用いる合成DNAプライマーの配列を示している。プライマーは、変異
誘発のための“クイックチェンジ(Quickchange)TM”法(ストラタ
ジーン)の使用により切れるように設計されている。A:フォワード(センス)
プライマーのシステインからセリンへの変異の、アミノ酸配列と変異を示す。B
:バックワード(ナンセンス)プライマーのシステインからセリンへの変異。C
:フォワード(センス)プライマーのシステインからアラニンへの変異の、アミ
ノ酸配列と変異を示す。D:バックワード(ナンセンス)プライマーのシステイ
ンからアラニンへの変異。
せるのに用いる合成DNAプライマーの配列を示している。プライマーは、変異
誘発のための“クイックチェンジ(Quickchange)TM”法(ストラタ
ジーン)の使用により切れるように設計されている。A:フォワード(センス)
プライマーのシステインからセリンへの変異の、アミノ酸配列と変異を示す。B
:バックワード(ナンセンス)プライマーのシステインからセリンへの変異。C
:フォワード(センス)プライマーのシステインからアラニンへの変異の、アミ
ノ酸配列と変異を示す。D:バックワード(ナンセンス)プライマーのシステイ
ンからアラニンへの変異。
【図19】 図19は、TCR−ジッパー融合タンパク質の模式的表現であ
る。4つの免疫グロブリンドメインは、ドーム状に示されており、示されている
システイン残基マッチング対間で鎖内のジスルフィド結合を持つ。数は成熟した
T細胞受容体鎖でのアミノ酸位置を示している;組換え後の鎖長さにおけるわず
かな変動により、鎖長さは異なるTCR間で多少変化する。リンカー配列におい
てローディングされた残基は、一文字コードで示されている。
る。4つの免疫グロブリンドメインは、ドーム状に示されており、示されている
システイン残基マッチング対間で鎖内のジスルフィド結合を持つ。数は成熟した
T細胞受容体鎖でのアミノ酸位置を示している;組換え後の鎖長さにおけるわず
かな変動により、鎖長さは異なるTCR間で多少変化する。リンカー配列におい
てローディングされた残基は、一文字コードで示されている。
【図20】 図20は、TCRαおよびβ鎖のPCR増幅に用いる合成DN
Aプライマーの配列を示す。DNA制限酵素の認識部位は下線で示され、それぞ
れのTCR鎖に対応するアミノ酸配列は、フォワードプライマー配列の上に示さ
れている。TCR遺伝子配列およびTCR遺伝子に相当しない他のDNA配列に
関連したサイレントDNA変異は、小文字で示されている。A:JM22インフ
ルエンザマトリックスウイルスペプチド−HLA−A0201のヒトVα10.
2鎖で限定されたTCRの5’PCRプライマー。B:JM22インフルエンザ
マトリックスウイルスペプチドHLA−A0201のヒトVβ17鎖で限定され
たTCRの5’PCRプライマー。C:インフルエンザ核タンパク質ペプチド−
H2−DbのマウスVα4鎖で限定されたTCRの5’PCRプライマー。D:
インフルエンザ核タンパク質ペプチド−H2−DbのマウスVβ11鎖で限定さ
れたTCRの5’PCRプライマー。E:003HIV−1 Gagペプチド−
HLA−A0201のヒトVα23鎖で限定されたTCRの5’PCRプライマ
ー。F:003HIV−1 Gagペプチド−HLA−A0201のヒトVβ5
.1鎖で限定されたTCRの5’PCRプライマー。G:HTLV−1 tax
ペプチド−HLA−A0201のヒトVα2.3鎖で限定されたA6 TCRの
5’PCRプライマー。H:HTLV−1 taxペプチド−HLA−A020
1のヒトVβ12.3鎖で限定されたA6 TCRの5’PCRプライマー。I
:HTLV−1 taxペプチド−HLA−A0201のヒトVα17.2鎖で
限定されたB7 TCRの5’PCRプライマー。J:HTLV−1 taxペ
プチド−HLA−A0201のヒトVβ12.3鎖で限定されたB7 TCRの
5’PCRプライマー。K:一般的に適用できる、ヒトCα鎖の3’PCRプラ
イマー。L:一般的に適用できる、ヒトCβ鎖の3’PCRプライマー。
Aプライマーの配列を示す。DNA制限酵素の認識部位は下線で示され、それぞ
れのTCR鎖に対応するアミノ酸配列は、フォワードプライマー配列の上に示さ
れている。TCR遺伝子配列およびTCR遺伝子に相当しない他のDNA配列に
関連したサイレントDNA変異は、小文字で示されている。A:JM22インフ
ルエンザマトリックスウイルスペプチド−HLA−A0201のヒトVα10.
2鎖で限定されたTCRの5’PCRプライマー。B:JM22インフルエンザ
マトリックスウイルスペプチドHLA−A0201のヒトVβ17鎖で限定され
たTCRの5’PCRプライマー。C:インフルエンザ核タンパク質ペプチド−
H2−DbのマウスVα4鎖で限定されたTCRの5’PCRプライマー。D:
インフルエンザ核タンパク質ペプチド−H2−DbのマウスVβ11鎖で限定さ
れたTCRの5’PCRプライマー。E:003HIV−1 Gagペプチド−
HLA−A0201のヒトVα23鎖で限定されたTCRの5’PCRプライマ
ー。F:003HIV−1 Gagペプチド−HLA−A0201のヒトVβ5
.1鎖で限定されたTCRの5’PCRプライマー。G:HTLV−1 tax
ペプチド−HLA−A0201のヒトVα2.3鎖で限定されたA6 TCRの
5’PCRプライマー。H:HTLV−1 taxペプチド−HLA−A020
1のヒトVβ12.3鎖で限定されたA6 TCRの5’PCRプライマー。I
:HTLV−1 taxペプチド−HLA−A0201のヒトVα17.2鎖で
限定されたB7 TCRの5’PCRプライマー。J:HTLV−1 taxペ
プチド−HLA−A0201のヒトVβ12.3鎖で限定されたB7 TCRの
5’PCRプライマー。K:一般的に適用できる、ヒトCα鎖の3’PCRプラ
イマー。L:一般的に適用できる、ヒトCβ鎖の3’PCRプライマー。
【図21】 図21は、c−junの“ロイシンジッパー”ドメインに融合
した、JM22からの可溶性HLA−A2/fluマトリックスで限定されたT
CRα鎖の予想されるタンパク質配列(一文字コード、上部)およびDNA配列
(下部)を示している。E.coliでの遺伝子発現を増強するためにDNA配
列の5’末端にローディングされた変異は、小文字で示されており、TCRおよ
びc−jun配列間のリンカー配列も同様である。
した、JM22からの可溶性HLA−A2/fluマトリックスで限定されたT
CRα鎖の予想されるタンパク質配列(一文字コード、上部)およびDNA配列
(下部)を示している。E.coliでの遺伝子発現を増強するためにDNA配
列の5’末端にローディングされた変異は、小文字で示されており、TCRおよ
びc−jun配列間のリンカー配列も同様である。
【図22】 図22は、c−fosの“ロイシンジッパー”ドメインに融合
した、JM22からの可溶性HLA−A2/fluマトリックスで制限されたT
CRβ鎖の予想されるタンパク質配列(一文字コード、上部)およびDNA配列
(下部)を示している。TCRおよびc−fos配列間のリンカー配列は、小文
字で示されている。
した、JM22からの可溶性HLA−A2/fluマトリックスで制限されたT
CRβ鎖の予想されるタンパク質配列(一文字コード、上部)およびDNA配列
(下部)を示している。TCRおよびc−fos配列間のリンカー配列は、小文
字で示されている。
【図23】 図23は、c−junからの“ロイシンジッパー”ドメインに
融合した、マウスF5受容体からの可溶性H2−Db/インフルエンザウイルス
核タンパク質で制限されたTCRα鎖の予想されるタンパク質配列(一文字コー
ド、上部)およびDNA配列(下部)を示している。E.coliでの遺伝子発
現を増強するためにDNA配列の5’末端にローディングされた変異は、小文字
で示されており、TCRおよびc−jun配列間のリンカー配列も同様である。
融合した、マウスF5受容体からの可溶性H2−Db/インフルエンザウイルス
核タンパク質で制限されたTCRα鎖の予想されるタンパク質配列(一文字コー
ド、上部)およびDNA配列(下部)を示している。E.coliでの遺伝子発
現を増強するためにDNA配列の5’末端にローディングされた変異は、小文字
で示されており、TCRおよびc−jun配列間のリンカー配列も同様である。
【図24】 図24は、c−fosの“ロイシンジッパー”ドメインに融合
した、マウスF5受容体からの可溶性H2−Db/インフルエンザウイルス核タ
ンパク質によって制限されたTCRβ鎖の予想されるタンパク質配列(一文字コ
ード、上部)およびDNA配列(下部)を示したものである。TCRおよびc−
fos配列間のリンカー配列は、小文字で示されている。
した、マウスF5受容体からの可溶性H2−Db/インフルエンザウイルス核タ
ンパク質によって制限されたTCRβ鎖の予想されるタンパク質配列(一文字コ
ード、上部)およびDNA配列(下部)を示したものである。TCRおよびc−
fos配列間のリンカー配列は、小文字で示されている。
【図25】 図25は、c−junからの“ロイシンジッパー”ドメインに
融合した、患者003からの可溶性HLA−A2/HIV−1 Gagで制限さ
れたTCRα鎖の、予想されるタンパク質配列(一文字コード、上部)およびD
NA配列(下部)を示している。E.coliでの遺伝子発現を増強するために
DNA配列の5’末端にローディングされた変異は、小文字で示されており、T
CRおよびc−jun配列間のリンカー配列も同様である。
融合した、患者003からの可溶性HLA−A2/HIV−1 Gagで制限さ
れたTCRα鎖の、予想されるタンパク質配列(一文字コード、上部)およびD
NA配列(下部)を示している。E.coliでの遺伝子発現を増強するために
DNA配列の5’末端にローディングされた変異は、小文字で示されており、T
CRおよびc−jun配列間のリンカー配列も同様である。
【図26】 図26は、c−fosの“ロイシンジッパー”ドメインに融合
した、患者003からの可溶性HLA−A2/HIV−1 Gagで制限された
TCRβ鎖の予想されるタンパク質配列(一文字コード、上部)およびDNA配
列(下部)を示している。TCRおよびc−fos配列間のリンカー配列は、小
文字で示されている。
した、患者003からの可溶性HLA−A2/HIV−1 Gagで制限された
TCRβ鎖の予想されるタンパク質配列(一文字コード、上部)およびDNA配
列(下部)を示している。TCRおよびc−fos配列間のリンカー配列は、小
文字で示されている。
【図27】 図27は、c−junの“ロイシンジッパー”ドメインに融合
した、クローンA6(Garboczi,Utz et al,1996;Ga
rboczi,Ghosh et al,1996)からの可溶性HTLV−1
Tax/HLA−A2で制限されたTCRα鎖の予想されるタンパク質配列(
一文字コード、上部)およびDNA配列(下部)を示している。E.coliで
の遺伝子発現を増強するためにDNA配列の5’末端にローディングされた変異
は、小文字で示されており、TCRおよびc−jun配列間のリンカー配列も同
様である。
した、クローンA6(Garboczi,Utz et al,1996;Ga
rboczi,Ghosh et al,1996)からの可溶性HTLV−1
Tax/HLA−A2で制限されたTCRα鎖の予想されるタンパク質配列(
一文字コード、上部)およびDNA配列(下部)を示している。E.coliで
の遺伝子発現を増強するためにDNA配列の5’末端にローディングされた変異
は、小文字で示されており、TCRおよびc−jun配列間のリンカー配列も同
様である。
【図28】 図28は、c−fosの“ロイシンジッパー”ドメインおよび
BriAの基質として作用するビオチン化標識に融合した、クローンA6(Ga
rboczi,Utz et al,1996;Garboczi,Ghosh
et al,1996)からの可溶性HTLV−1 Tax/HLA−A2で
制限されたTCRβ鎖の予想されるタンパク質配列(一文字コード、上部)およ
びDNA配列(下部)を示している(Barker and Campbell
,1981;Barker and Campbell,1981;Howar
d,Shaw et al,1985;Schatz,1993;O’Call
aghan,Byford,1999)。TCRおよびc−fos配列間のリン
カー配列は、小文字で示されている。システイン残基をアラニン残基に置換した
DNA配列の変異は、太文字および下線にて示されている。
BriAの基質として作用するビオチン化標識に融合した、クローンA6(Ga
rboczi,Utz et al,1996;Garboczi,Ghosh
et al,1996)からの可溶性HTLV−1 Tax/HLA−A2で
制限されたTCRβ鎖の予想されるタンパク質配列(一文字コード、上部)およ
びDNA配列(下部)を示している(Barker and Campbell
,1981;Barker and Campbell,1981;Howar
d,Shaw et al,1985;Schatz,1993;O’Call
aghan,Byford,1999)。TCRおよびc−fos配列間のリン
カー配列は、小文字で示されている。システイン残基をアラニン残基に置換した
DNA配列の変異は、太文字および下線にて示されている。
【図29】 図29は、c−junの“ロイシンジッパー”ドメインに融合
した、クローンM10B7/D3(Ding et al,1998)からの可
溶性HTLV−1 Tax/HLA−A2で制限されたTCRα鎖の予想される
タンパク質配列(一文字コード、上部)およびDNA配列(下部)を示している
。TCRおよびc−jun配列間のリンカー配列は、小文字で示されている。
した、クローンM10B7/D3(Ding et al,1998)からの可
溶性HTLV−1 Tax/HLA−A2で制限されたTCRα鎖の予想される
タンパク質配列(一文字コード、上部)およびDNA配列(下部)を示している
。TCRおよびc−jun配列間のリンカー配列は、小文字で示されている。
【図30】 図30は、c−fosの“ロイシンジッパー”ドメインおよび
BriAの基質として作用するビオチン化標識に融合した、クローンM10B7
/D3(Ding et al,1998)からの可溶性HTLV−1 Tax
/HLA−A2で制限されたTCRβ鎖の予想されるタンパク質配列(一文字コ
ード、上部)およびDNA配列(下部)を示している。TCRおよびc−fos
配列間のリンカー配列は、小文字で示されている。アラニン残基をシステイン残
基に置換したDNA配列の変異は、太文字および下線にて示されている。クロー
ニング目的、かつXmaI制限部位を除去するためにローディングされた二つの
サイレント変異(P−Gコドン)もまた小文字で示されている。
BriAの基質として作用するビオチン化標識に融合した、クローンM10B7
/D3(Ding et al,1998)からの可溶性HTLV−1 Tax
/HLA−A2で制限されたTCRβ鎖の予想されるタンパク質配列(一文字コ
ード、上部)およびDNA配列(下部)を示している。TCRおよびc−fos
配列間のリンカー配列は、小文字で示されている。アラニン残基をシステイン残
基に置換したDNA配列の変異は、太文字および下線にて示されている。クロー
ニング目的、かつXmaI制限部位を除去するためにローディングされた二つの
サイレント変異(P−Gコドン)もまた小文字で示されている。
【図31】 図31は、c−fosの“ロイシンジッパー”ドメインおよび
BriAの基質として作用するビオチン化標識に融合した、クローンA6(Ga
rboczi,Utz et al,1996;Garboczi,Ghosh
et al,1996)からの変異型可溶性HTLV−1 Tax/HLA−
A2で制限されたTCRβ鎖の予想されるタンパク質配列(一文字コード、上部
)およびDNA配列(下部)を示している(Barker and Campb
ell,1981;Barker and Campbell,1981;Ho
ward,Shaw,1985;Schatz,1993;O’Callagh
an,Byford,1999)。TCRおよびc−fos配列間のリンカー配
列は、小文字で示されている。システイン残基をアラニン残基に置換したDNA
配列の変異は、太文字および下線にて示されている。またアスパラギン残基のア
スパラギン酸への置換、可溶性TCRに影響を与える検知されうる機能を持たな
い定常領域における変異も太文字および下線で示されている。
BriAの基質として作用するビオチン化標識に融合した、クローンA6(Ga
rboczi,Utz et al,1996;Garboczi,Ghosh
et al,1996)からの変異型可溶性HTLV−1 Tax/HLA−
A2で制限されたTCRβ鎖の予想されるタンパク質配列(一文字コード、上部
)およびDNA配列(下部)を示している(Barker and Campb
ell,1981;Barker and Campbell,1981;Ho
ward,Shaw,1985;Schatz,1993;O’Callagh
an,Byford,1999)。TCRおよびc−fos配列間のリンカー配
列は、小文字で示されている。システイン残基をアラニン残基に置換したDNA
配列の変異は、太文字および下線にて示されている。またアスパラギン残基のア
スパラギン酸への置換、可溶性TCRに影響を与える検知されうる機能を持たな
い定常領域における変異も太文字および下線で示されている。
【図32】 図32は、TCRβ鎖で使用されるc−fosビオチン化融合
パートナーの予想されるタンパク質配列(一文字コード、上部)およびDNA配
列(下部)を示している。DNA制限酵素の認識部位は下線で示され、二つの融
合ドメインの太文字が示されている。リンカー配列は小文字で示されている。
パートナーの予想されるタンパク質配列(一文字コード、上部)およびDNA配
列(下部)を示している。DNA制限酵素の認識部位は下線で示され、二つの融
合ドメインの太文字が示されている。リンカー配列は小文字で示されている。
【図33】 図33は、ヒトJM22インフルエンザマトリックスペプチド
−HLA−A0201のVβ−c−fosロイシンジッパーフラグメントのPC
R増幅に用いる合成DNAプライマーの配列を示している。
−HLA−A0201のVβ−c−fosロイシンジッパーフラグメントのPC
R増幅に用いる合成DNAプライマーの配列を示している。
【図34】 図34は、ゲルの写真のセットである。a.003HIVga
gペプチド−HLA−A2複合体に特異的なTCRの変性タンパク質標品を、S
DS−PAGEで分析した。レーン1:広範囲の分子量マーカー(バイオラッド
)、レーン2および3:0.5mM IPTGでタンパク質発現を誘導させた後
のバクテリア、レーン4および5:6Mグアニジンバッファーに可溶化した精製
封入体。b.インフルエンザマトリックスペプチド−HLA−A2複合体に特異
的なビオチン−標識されたTCRの変性タンパク質標品を、SDS−PAGEで
分析した。レーン1:広範囲の分子量マーカー(バイオラッド)、レーン2およ
び3:6Mグアニジンバッファーに可溶化したα−およびβ鎖の精製封入体。c
.HTLV taxペプチド−HLA−A2複合体に特異的なビオチン−標識さ
れたTCRの変性タンパク質標品を、SDS−PAGEで分析した。レーン1お
よび5:広範囲の分子量マーカー(バイオラッド)、レーン2、3および4:0
.5mM IPTGでタンパク質発現を誘導させた後のバクテリア中のα−、β
−および変異鎖発現、レーン6、7および8:6Mグアニジンバッファー中で可
溶化した封入体を精製したα−、β−および変異型β鎖。
gペプチド−HLA−A2複合体に特異的なTCRの変性タンパク質標品を、S
DS−PAGEで分析した。レーン1:広範囲の分子量マーカー(バイオラッド
)、レーン2および3:0.5mM IPTGでタンパク質発現を誘導させた後
のバクテリア、レーン4および5:6Mグアニジンバッファーに可溶化した精製
封入体。b.インフルエンザマトリックスペプチド−HLA−A2複合体に特異
的なビオチン−標識されたTCRの変性タンパク質標品を、SDS−PAGEで
分析した。レーン1:広範囲の分子量マーカー(バイオラッド)、レーン2およ
び3:6Mグアニジンバッファーに可溶化したα−およびβ鎖の精製封入体。c
.HTLV taxペプチド−HLA−A2複合体に特異的なビオチン−標識さ
れたTCRの変性タンパク質標品を、SDS−PAGEで分析した。レーン1お
よび5:広範囲の分子量マーカー(バイオラッド)、レーン2、3および4:0
.5mM IPTGでタンパク質発現を誘導させた後のバクテリア中のα−、β
−および変異鎖発現、レーン6、7および8:6Mグアニジンバッファー中で可
溶化した封入体を精製したα−、β−および変異型β鎖。
【図35】 図35は、POROS 10HQ陰イオン交換カラムからのJ
M22zヘテロ二量体の溶出を示すクロマトグラフィーである。破線は、塩化ナ
トリウム濃度を示す導電率を表しており、実践は溶出したタンパク質濃度を示す
280nmでの光学濃度を表している。ピークのタンパク質を含むフラクション
は、さらなる分析のために貯蔵された。インサートはスーパーデックス200H
Rカラムからの精製JM22zの溶出のクロマトグラムを示している。矢印は既
知分子量のタンパク質を用いたカラムの標準メモリを示している。これらのタン
パク質を用いた比較によって、再生JM22zタンパク質は、約74kDaの分
子量を持つことがわかり、これはヘテロ二量体タンパク質と一致する。
M22zヘテロ二量体の溶出を示すクロマトグラフィーである。破線は、塩化ナ
トリウム濃度を示す導電率を表しており、実践は溶出したタンパク質濃度を示す
280nmでの光学濃度を表している。ピークのタンパク質を含むフラクション
は、さらなる分析のために貯蔵された。インサートはスーパーデックス200H
Rカラムからの精製JM22zの溶出のクロマトグラムを示している。矢印は既
知分子量のタンパク質を用いたカラムの標準メモリを示している。これらのタン
パク質を用いた比較によって、再生JM22zタンパク質は、約74kDaの分
子量を持つことがわかり、これはヘテロ二量体タンパク質と一致する。
【図36】 図36は、精製JM22zタンパク質の(クーマシー染色され
た)SDS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動を示す写真である。レーン1およ
び3:既知分子量の標準タンパク質(示した通り)、レーン2:サンプルをロー
ディングする前に還元剤(DTT)を含むSDS−サンプルバッファーで処理し
たJM22zタンパク質、レーン4:還元剤を含まないSDS−サンプルバッフ
ァーで処理したJM22zタンパク質。
た)SDS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動を示す写真である。レーン1およ
び3:既知分子量の標準タンパク質(示した通り)、レーン2:サンプルをロー
ディングする前に還元剤(DTT)を含むSDS−サンプルバッファーで処理し
たJM22zタンパク質、レーン4:還元剤を含まないSDS−サンプルバッフ
ァーで処理したJM22zタンパク質。
【図37】 a.インフルエンザマトリックスペプチド−HLA−A2複合
体に特異的な、再生ビオチン−標識されたTCRの精製。i.POROS 10
HQカラムからのタンパク質の溶出のクロマトグラム。x軸は280nmでの吸
収を示し、y軸は導電率(タンパク質溶出に用いられる塩化ナトリウム濃度勾配
の目安)を示す。フラクション数は垂直線で示されている。ii.iにおけるカラ
ムから溶出したフラクションのSDS−PAGE。レーン1は広範囲の分子量マ
ーカー(バイオラッド)であり、およびレーン2〜13はフラクション6〜15
のそれぞれ5μlである。iii.ビオチン−標識されたflu−TCRを含むi
の貯蔵フラクションのSDS−PAGE分析。レーン1:広範囲の分子量マーカ
ー(バイオラッド)、レーン2:ビオチン−標識されたflu−TCRタンパク
質。b.HTLV−taxペプチド−HLA−A2複合体に特異的な、再生ビオ
チン−標識されたTCRの精製。i.POROS 10HQカラムからのタンパ
ク質の溶出のクロマトグラム。x軸は280nmでの吸収を示し、y軸は導電率
(タンパク質溶出に用いられる塩化ナトリウム濃度勾配の目安)を示す。フラク
ション数は垂直線で示されている。フラクション数は垂直線で示されている。ii
.iにおけるカラムから溶出したフラクションのSDS−PAGE。レーン1は
広範囲の分子量マーカー(バイオラッド)であり、およびレーン2〜10はフラ
クション3〜11のそれぞれ5μlである。iii.ビオチン−標識されたtax
−TCRを含むiの貯蔵フラクションのSDS−PAGE分析。レーン1:広範
囲の分子量マーカー(バイオラッド)、レーン2:ビオチン−標識されたtax
−TCRタンパク質。レーン3:変異型ビオチン−標識されたtax−TCRタ
ンパク質。
体に特異的な、再生ビオチン−標識されたTCRの精製。i.POROS 10
HQカラムからのタンパク質の溶出のクロマトグラム。x軸は280nmでの吸
収を示し、y軸は導電率(タンパク質溶出に用いられる塩化ナトリウム濃度勾配
の目安)を示す。フラクション数は垂直線で示されている。ii.iにおけるカラ
ムから溶出したフラクションのSDS−PAGE。レーン1は広範囲の分子量マ
ーカー(バイオラッド)であり、およびレーン2〜13はフラクション6〜15
のそれぞれ5μlである。iii.ビオチン−標識されたflu−TCRを含むi
の貯蔵フラクションのSDS−PAGE分析。レーン1:広範囲の分子量マーカ
ー(バイオラッド)、レーン2:ビオチン−標識されたflu−TCRタンパク
質。b.HTLV−taxペプチド−HLA−A2複合体に特異的な、再生ビオ
チン−標識されたTCRの精製。i.POROS 10HQカラムからのタンパ
ク質の溶出のクロマトグラム。x軸は280nmでの吸収を示し、y軸は導電率
(タンパク質溶出に用いられる塩化ナトリウム濃度勾配の目安)を示す。フラク
ション数は垂直線で示されている。フラクション数は垂直線で示されている。ii
.iにおけるカラムから溶出したフラクションのSDS−PAGE。レーン1は
広範囲の分子量マーカー(バイオラッド)であり、およびレーン2〜10はフラ
クション3〜11のそれぞれ5μlである。iii.ビオチン−標識されたtax
−TCRを含むiの貯蔵フラクションのSDS−PAGE分析。レーン1:広範
囲の分子量マーカー(バイオラッド)、レーン2:ビオチン−標識されたtax
−TCRタンパク質。レーン3:変異型ビオチン−標識されたtax−TCRタ
ンパク質。
【図38】 図38は、BriA酵素でビオチン化した後のビオチン−標識
された可溶性TCRの、PBSで平衡化したスーパーデックス200HRカラム
からの溶出を示すクロマトグラムである。ビオチン化TCRは、約15〜16分
で溶出し、遊離のビオチンは約21分で溶出する。ビオチン化可溶性TCRを含
むフラクションは、将来的な使用のために貯蔵される。
された可溶性TCRの、PBSで平衡化したスーパーデックス200HRカラム
からの溶出を示すクロマトグラムである。ビオチン化TCRは、約15〜16分
で溶出し、遊離のビオチンは約21分で溶出する。ビオチン化可溶性TCRを含
むフラクションは、将来的な使用のために貯蔵される。
【図39】 図39は、ゲルの写真のセットであり、ビオチン化TCRのビ
オチン化を評価する。a.再生TCRおよび封入体標品のSDS−PAGE。レ
ーン1:広範囲の分子量マーカー(バイオラッド)、レーン2:ビオチン化fl
u−TCR、レーン3:ビオチン化tax−TCR、レーン4:ビオチン化変異
型tax−TCR、レーン5:HIVgag−TCR(ビオチン化標識を付され
ていない);b.広範囲のマーカーがビオチン−標識されていること(バイオラ
ッド)を除けばa.と同一のゲルのウェスタンブロット。染色は、ビオチン化タ
ンパク質を示すためにアビジン−HRP接合体を用い、可視化はOpti−4C
N(バイオラッド)を用いた。
オチン化を評価する。a.再生TCRおよび封入体標品のSDS−PAGE。レ
ーン1:広範囲の分子量マーカー(バイオラッド)、レーン2:ビオチン化fl
u−TCR、レーン3:ビオチン化tax−TCR、レーン4:ビオチン化変異
型tax−TCR、レーン5:HIVgag−TCR(ビオチン化標識を付され
ていない);b.広範囲のマーカーがビオチン−標識されていること(バイオラ
ッド)を除けばa.と同一のゲルのウェスタンブロット。染色は、ビオチン化タ
ンパク質を示すためにアビジン−HRP接合体を用い、可視化はOpti−4C
N(バイオラッド)を用いた。
【図40】 図40は、異なるHLA−A2−ペプチド複合体に結合するJ
M22zを説明している。(はめ込み)JM22zおよびHLA−A2−flu
間の相互作用の特異性は、HLA−A2−fluの1900RUで被覆したフロ
ーセル上でTCRを通過することから得られるSPR応答と、HLA−A2−p
olの4200RUで被覆した他の二つのフローセル、CD5の4300RUで
被覆した他のものの上でTCRを通過することから得られる応答とを比較するこ
とによって説明される。異なるJM22z濃度のバックグラウンド応答は、HL
A−A2−polの1700RUで測定された(a)。バックグラウンド値は、
HLA−A2−fluの1900RUで測定された特異的応答から引かれ(b)
、さらに濃度に対してプロットされた(c)。13μMのKdは、非線形の曲線
のあてはめによって見積もられ、12μMのKdに従い同じデータのキャッチャ
ードプロットを基礎にして計算された。
M22zを説明している。(はめ込み)JM22zおよびHLA−A2−flu
間の相互作用の特異性は、HLA−A2−fluの1900RUで被覆したフロ
ーセル上でTCRを通過することから得られるSPR応答と、HLA−A2−p
olの4200RUで被覆した他の二つのフローセル、CD5の4300RUで
被覆した他のものの上でTCRを通過することから得られる応答とを比較するこ
とによって説明される。異なるJM22z濃度のバックグラウンド応答は、HL
A−A2−polの1700RUで測定された(a)。バックグラウンド値は、
HLA−A2−fluの1900RUで測定された特異的応答から引かれ(b)
、さらに濃度に対してプロットされた(c)。13μMのKdは、非線形の曲線
のあてはめによって見積もられ、12μMのKdに従い同じデータのキャッチャ
ードプロットを基礎にして計算された。
【図41】 図41は、天然型および変異型可溶性ビオチン化taxTCR
のBiacore2000TM分析結果を示すグラフである。5μlの、2.2m
g/ml濃度の天然型 taxTCR、次に2.4mg/ml濃度の天然型 ta
xTCRを、以下のタンパク質を表面に付着させた4つのフローセル上に流した
。A:tax−pMHC複合体、B/C:flu−pMHC複合体、D:OX6
8コントロールタンパク質。天然型および変異型タンパク質の両方は、特異的p
MHC複合体に同様に結合した。
のBiacore2000TM分析結果を示すグラフである。5μlの、2.2m
g/ml濃度の天然型 taxTCR、次に2.4mg/ml濃度の天然型 ta
xTCRを、以下のタンパク質を表面に付着させた4つのフローセル上に流した
。A:tax−pMHC複合体、B/C:flu−pMHC複合体、D:OX6
8コントロールタンパク質。天然型および変異型タンパク質の両方は、特異的p
MHC複合体に同様に結合した。
【図42】 図42は、同じHLA−A2−flu複合体に結合している可
溶性TCR上に結合している可溶性CD8aaの効果を示している。(A)TC
R、または、TCRおよび120μM可溶性CD8は、無関係なタンパク質(C
D5)の4100RUで被覆したコントロールフローセルおよびHLA−A2−
fluの4700RUで被覆したプローブフローセルへ注入された。バックグラ
ウンドを差し引いた後、TCR単独の異なる濃度(白丸)で、または、120μ
Mの可溶性CD8との組み合わせ(黒丸)において計算された平衡応答値が示さ
れる。またCD8単独の値(白三角)およびTCR+CD8とTCRとの間の計
算された差(白四角)も示される。(B)25℃における、49μMTCR単独
の固定化HLA−A2−fluの4700RUに対する応答の、時間依存性(白
丸)、または、120μM CD8との組み合わせ(黒丸)、および5μl/分
の流速が示されている(その値は、固定化CD5の4100RUで測定されたバ
ックグラウンド寄与率のために測定された)。TCRのオフ−レイトは同時のC
D8の結合によって影響を受けなかった。
溶性TCR上に結合している可溶性CD8aaの効果を示している。(A)TC
R、または、TCRおよび120μM可溶性CD8は、無関係なタンパク質(C
D5)の4100RUで被覆したコントロールフローセルおよびHLA−A2−
fluの4700RUで被覆したプローブフローセルへ注入された。バックグラ
ウンドを差し引いた後、TCR単独の異なる濃度(白丸)で、または、120μ
Mの可溶性CD8との組み合わせ(黒丸)において計算された平衡応答値が示さ
れる。またCD8単独の値(白三角)およびTCR+CD8とTCRとの間の計
算された差(白四角)も示される。(B)25℃における、49μMTCR単独
の固定化HLA−A2−fluの4700RUに対する応答の、時間依存性(白
丸)、または、120μM CD8との組み合わせ(黒丸)、および5μl/分
の流速が示されている(その値は、固定化CD5の4100RUで測定されたバ
ックグラウンド寄与率のために測定された)。TCRのオフ−レイトは同時のC
D8の結合によって影響を受けなかった。
【図43】 エクストラアビジンを用いたビオチン化TCRの四量体化。ス
ーパーデックス200HRカラムを用いたゲルろ過は、ビオチン化TCRおよび
エクストラアビジンが結合していずれのタンパク質よりも高い分子量を持つオリ
ゴマーを形成することを示している。ゲルろ過クロマトグラフィー:A.エクス
トラアビジン、B.ビオチン化TCR、C.TCR四量体。
ーパーデックス200HRカラムを用いたゲルろ過は、ビオチン化TCRおよび
エクストラアビジンが結合していずれのタンパク質よりも高い分子量を持つオリ
ゴマーを形成することを示している。ゲルろ過クロマトグラフィー:A.エクス
トラアビジン、B.ビオチン化TCR、C.TCR四量体。
【図44】 図44は、PRE−改変ストレプトアビジンを用いたビオチン
化TCRの四量体である。スーパーデックス200HRカラムを用いたゲルろ過
は、ビオチン化TCRおよびストレプトアビジン−RPEが結合していずれのタ
ンパク質よりも高い分子量を持つオリゴマーを形成することを示している。ゲル
ろ過クロマトグラフィー:A.ストレプトアビジン−RPE、B.ビオチン化T
CR、C.TCR−RPE四量体。
化TCRの四量体である。スーパーデックス200HRカラムを用いたゲルろ過
は、ビオチン化TCRおよびストレプトアビジン−RPEが結合していずれのタ
ンパク質よりも高い分子量を持つオリゴマーを形成することを示している。ゲル
ろ過クロマトグラフィー:A.ストレプトアビジン−RPE、B.ビオチン化T
CR、C.TCR−RPE四量体。
【図45】 図45Aは、ビオチン化可溶性flu−TCRのBiacor
e分析の結果を示すグラフである。1mg/ml濃度のflu−TCR 5μl
を、ストレプトアビジンを介して付着した以下のものとともに3つのフローセル
上に流した。i:非特異的コントロールタンパク質、ii:fluマトリックスp
MHC、iii:tax pMHC。図45Bはflu−TCR四量体のBiac
ore分析の結果を示すグラフである。0.005mg/ml濃度の5μlのf
lu−TCR四量体溶液を、ストレプトアビジンを介して付着した以下のものと
ともに3つのフローセル上に流した。i:非特異的コントロールタンパク質、ii
:fluマトリックスpMHC、iii:taxpMHC。
e分析の結果を示すグラフである。1mg/ml濃度のflu−TCR 5μl
を、ストレプトアビジンを介して付着した以下のものとともに3つのフローセル
上に流した。i:非特異的コントロールタンパク質、ii:fluマトリックスp
MHC、iii:tax pMHC。図45Bはflu−TCR四量体のBiac
ore分析の結果を示すグラフである。0.005mg/ml濃度の5μlのf
lu−TCR四量体溶液を、ストレプトアビジンを介して付着した以下のものと
ともに3つのフローセル上に流した。i:非特異的コントロールタンパク質、ii
:fluマトリックスpMHC、iii:taxpMHC。
【図46】 図46Aは、ビオチン化可溶性tax−TCRのBiacore
分析の結果を示すグラフである。1mg/ml濃度のflu−TCR 5μlを
、ストレプトアビジンを介して付着した以下のものとともに2つのフローセル上
に流した。i:非特異的コントロールタンパク質、ii:fluマトリックスpM
HC、iii:tax pMHC。図45Bは、tax−TCR四量体のBiaco
re分析の結果を示すグラフである。0.05mg/ml濃度のflu−TCR
5μlを、ストレプトアビジンを介して付着した以下のものとともに3つのフ
ローセル上に流した。i:非特異的コントロールタンパク質、ii:fluマトリ
ックスpMHC、iii:tax pMHC。
分析の結果を示すグラフである。1mg/ml濃度のflu−TCR 5μlを
、ストレプトアビジンを介して付着した以下のものとともに2つのフローセル上
に流した。i:非特異的コントロールタンパク質、ii:fluマトリックスpM
HC、iii:tax pMHC。図45Bは、tax−TCR四量体のBiaco
re分析の結果を示すグラフである。0.05mg/ml濃度のflu−TCR
5μlを、ストレプトアビジンを介して付着した以下のものとともに3つのフ
ローセル上に流した。i:非特異的コントロールタンパク質、ii:fluマトリ
ックスpMHC、iii:tax pMHC。
【図47】 T2細胞のFACS分析は、様々なレベルのペプチドでパルス
を受け、インフルエンザマトリックスペプチドまたはHTLVtaxペプチドの
いずれかに特異的なTCR四量体で染色した。A.分析のための細胞のゲーティ
ング(gating)。B.“データ.001”=0ペプチド;“データ.00
7”=10-4M fluペプチド;“データ.009”=10-5M fluペプ
チド;“データ.010”=10-6M fluペプチド;“データ.003”=
10-4taxペプチドでパルスを受けたT2細胞の染色であり、すべてRPEで
標識された5(g flu−TCR四量体で染色されている。C.“データ.0
02”=0ペプチド;“データ.004”=10-4M taxペプチド;“デー
タ.005”=10-5M taxペプチド;“データ.006”=10-6M t
axペプチド;“データ.008”=10-4fluペプチドでパルスされたT2
細胞の染色であり、すべてRPEで標識された5μg tax−TCR四量体で
染色されている。
を受け、インフルエンザマトリックスペプチドまたはHTLVtaxペプチドの
いずれかに特異的なTCR四量体で染色した。A.分析のための細胞のゲーティ
ング(gating)。B.“データ.001”=0ペプチド;“データ.00
7”=10-4M fluペプチド;“データ.009”=10-5M fluペプ
チド;“データ.010”=10-6M fluペプチド;“データ.003”=
10-4taxペプチドでパルスを受けたT2細胞の染色であり、すべてRPEで
標識された5(g flu−TCR四量体で染色されている。C.“データ.0
02”=0ペプチド;“データ.004”=10-4M taxペプチド;“デー
タ.005”=10-5M taxペプチド;“データ.006”=10-6M t
axペプチド;“データ.008”=10-4fluペプチドでパルスされたT2
細胞の染色であり、すべてRPEで標識された5μg tax−TCR四量体で
染色されている。
【図48】 45細胞のFACS分析は、様々なレベルのペプチドでパルス
を受け、インフルエンザマトリックスペプチドまたはHTLV taxペプチド
のいずれかに特異的なTCR四量体で染色した。A.分析のための細胞のゲーテ
ィング。B.“データ.002”=0ペプチド;“データ.004”=10-4M
fluペプチド;“データ.006”=10-5M fluペプチド;“データ
.010”=10-4taxペプチドでパルスされた45細胞の染色であり、すべ
てRPEで標識された5(g flu−TCR四量体で染色されている。C.“
データ.003”=0ペプチド;“データ.011”=10-4M taxペプチ
ド;“データ.013”=10-5M taxペプチド;“データ.015”=1
0-6M taxペプチド;“データ.005”=10-4fluペプチドでパルス
された45細胞の染色であり、すべてRPEで標識された5(g tax TC
R四量体で染色されている。
を受け、インフルエンザマトリックスペプチドまたはHTLV taxペプチド
のいずれかに特異的なTCR四量体で染色した。A.分析のための細胞のゲーテ
ィング。B.“データ.002”=0ペプチド;“データ.004”=10-4M
fluペプチド;“データ.006”=10-5M fluペプチド;“データ
.010”=10-4taxペプチドでパルスされた45細胞の染色であり、すべ
てRPEで標識された5(g flu−TCR四量体で染色されている。C.“
データ.003”=0ペプチド;“データ.011”=10-4M taxペプチ
ド;“データ.013”=10-5M taxペプチド;“データ.015”=1
0-6M taxペプチド;“データ.005”=10-4fluペプチドでパルス
された45細胞の染色であり、すべてRPEで標識された5(g tax TC
R四量体で染色されている。
【図49】 様々なレベルのペプチドでパルスを受け、赤蛍光標識を用いて
TCR−被覆ラテックスビーズ(‘蛍光’−分子プローブ)で染色されたT2細
胞のFACS分析である。A.分析のための細胞のゲーティング、B.分析にた
めの染色された細胞のゲーティング。シフトは、細胞に結合する多くのビーズに
よって生じるサイド−散乱であることに留意すること。C.“データ.002”
=0ペプチド;“データ.004”=10-4M fluペプチド;“データ.0
06”=10-5M fluペプチド;“データ.007”=10-6M fluペ
プチドでパルスを受けたT2細胞の染色であり、すべて10μl flu−TC
R−被覆ビーズで染色された。D.“データ.003”= 0 ペプチド; “
データ.009”= 10-4 M taxペプチド; “データ.010”=
10-5 M taxペプチド; “データ.011”= 10-6 M taxペ
プチドでパルスを受けたT2細胞の染色であり、すべて10μl −TCR−被
覆ビーズで染色された。
TCR−被覆ラテックスビーズ(‘蛍光’−分子プローブ)で染色されたT2細
胞のFACS分析である。A.分析のための細胞のゲーティング、B.分析にた
めの染色された細胞のゲーティング。シフトは、細胞に結合する多くのビーズに
よって生じるサイド−散乱であることに留意すること。C.“データ.002”
=0ペプチド;“データ.004”=10-4M fluペプチド;“データ.0
06”=10-5M fluペプチド;“データ.007”=10-6M fluペ
プチドでパルスを受けたT2細胞の染色であり、すべて10μl flu−TC
R−被覆ビーズで染色された。D.“データ.003”= 0 ペプチド; “
データ.009”= 10-4 M taxペプチド; “データ.010”=
10-5 M taxペプチド; “データ.011”= 10-6 M taxペ
プチドでパルスを受けたT2細胞の染色であり、すべて10μl −TCR−被
覆ビーズで染色された。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,SD,SL,SZ,UG,ZW),E A(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU,TJ ,TM),AE,AL,AM,AT,AU,AZ,BA ,BB,BG,BR,BY,CA,CH,CN,CU, CZ,DE,DK,EE,ES,FI,GB,GD,G E,GH,GM,HR,HU,ID,IL,IN,IS ,JP,KE,KG,KP,KR,KZ,LC,LK, LR,LS,LT,LU,LV,MD,MG,MK,M N,MW,MX,NO,NZ,PL,PT,RO,RU ,SD,SE,SG,SI,SK,SL,TJ,TM, TR,TT,UA,UG,US,UZ,VN,YU,Z A,ZW (71)出願人 57C Milton Park,Milt on,Oxon,OX14 4RX,Gre at Britain (72)発明者 ボールター,ジョナサン,マイケル イギリス国,オーエックス14 4アールエ ックス,オキソン,ミルトン,57シー ミ ルトン パーク,アヴィデックス リミテ ッド
Claims (33)
- 【請求項1】 MHC−ペプチド複合体に結合するための、合成多価T細胞
受容体(TCR)複合体であって、前記TCR複合体は前記MHC−ペプチド複
合体に特異的な複数のT細胞受容体を含んでなることを特徴とするTCR複合体
。 - 【請求項2】 前記T細胞受容体は、1つのα鎖と1つのβ鎖とを有するα
βT細胞受容体であることを特徴とする請求項1に記載のTCR複合体。 - 【請求項3】 前記α鎖およびβ鎖は、可溶形態のT細胞受容体αおよびβ
鎖であることを特徴とする請求項2に記載のTCR複合体。 - 【請求項4】 前記T細胞受容体は、2またはそれ以上のT細胞受容体の多
量体の形態であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のTCR
複合体。 - 【請求項5】 前記多量体は、三量体または四量体であることを特徴とする
請求項4に記載のTCR複合体。 - 【請求項6】 前記T細胞受容体は、結合分子を介して互いに会合してなる
ことを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載のTCR複合体。 - 【請求項7】 前記結合分子は、アビジン、ストレプトアビジン、またはエ
クストラアビジンのような多価付着分子であることを特徴とする請求項6に記載
のTCR複合体。 - 【請求項8】 前記T細胞受容体αまたはβ鎖の少なくとも1つが、ビオチ
ンなどの修飾酵素に対するアミノ酸認識配列を含む融合タンパク質から誘導され
てなることを特徴とする請求項7に記載のTCR複合体。 - 【請求項9】 前記T細胞受容体は、ビオチン化されてなることを特徴とす
る請求項8に記載のTCR複合体。 - 【請求項10】 非多量体T細胞受容体ヘテロ二量体と比べて増強された結
合能力を有する、多量体化された組換えT細胞受容体ヘテロ二量体を含んでなる
ことを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に記載のTCR複合体。 - 【請求項11】 非多量体T細胞受容体ヘテロ二量体と比べて増強された結
合能力を有する、多量体化された組換えT細胞受容体ヘテロ二量体を含んでなる
多価TCR複合体。 - 【請求項12】 前記T細胞受容体は、 i)第一の異種のC−末端二量体化ペプチドを有する組換えT細胞受容体のαま
たはγ鎖の細胞外ドメイン;および ii)前記第一の二量体化ペプチドと特異的にヘテロ二量体化されてヘテロ二量体
化ドメインを形成する第二のC−末端二量体化ペプチドを有する組換えT細胞受
容体のβまたはδ鎖の細胞外ドメイン、 を含んでなる再生された組換えT細胞受容体であることを特徴とする請求項1〜
11のいずれか1項に記載のTCR複合体。 - 【請求項13】 細胞質ドメインに隣接する前記α及びβまたはγ及びδ鎖
間の、天然のT細胞受容体において存在するジスルフィド結合が、前記組換えT
細胞受容体に存在しないことを特徴とする請求項12に記載のTCR複合体。 - 【請求項14】 前記ヘテロ二量体化ドメインは、高次コイルドメインであ
ることを特徴とする請求項12または13に記載のTCR複合体。 - 【請求項15】 前記二量体化ペプチドは、c−junおよびc−fos二
量体化ペプチドであることを特徴とする請求項14に記載のTCR複合体。 - 【請求項16】 前記T細胞受容体鎖および前記へテロ二量体化ペプチド間
に位置する可変性リンカーを含んでなることを特徴とする請求項12〜15のい
ずれか1項に記載のTCR複合体。 - 【請求項17】 前記T細胞受容体は、E.coli発現系で発現されてな
ることを特徴とする請求項10〜16のいずれか1項に記載のTCR複合体。 - 【請求項18】 前記T細胞受容体は、C末端でビオチン化されてなること
を特徴とする請求項10〜17のいずれか1項に記載のTCR複合体。 - 【請求項19】 前記T細胞受容体は、脂質二重層に会合してなることを特
徴とする請求項1〜18のいずれか1項に記載のTCR複合体。 - 【請求項20】 前記脂質二重層は、小胞を形成してなることを特徴とする
請求項19に記載のTCR複合体。 - 【請求項21】 前記T細胞受容体は、前記小胞の外側に付着してなること
を特徴とする請求項20に記載のTCR複合体。 - 【請求項22】 前記T細胞受容体は、前記小胞に由来する(derivatised
)脂質成分を介して前記小胞に付着してなることを特徴とする請求項20または
21に記載のTCR複合体。 - 【請求項23】 前記T細胞受容体は、前記脂質二重層に埋没されてなるこ
とを特徴とする請求項19または20に記載のTCR複合体。 - 【請求項24】 前記T細胞受容体は、微粒子に付着してなることを特徴と
する請求項1〜18のいずれか1項に記載のTCR複合体。 - 【請求項25】 識別標識をさらに含んでなることを特徴とする請求項1〜
24のいずれか1項に記載のTCR複合体。 - 【請求項26】 細胞障害剤または免疫促進剤のような治療剤をさらに含ん
でなることを特徴とする請求項1〜25のいずれか1項に記載のTCR複合体。 - 【請求項27】 インビボで使用される、薬剤的に許容される製剤中に含ま
れてなることを特徴とする請求項1〜26のいずれか1項に記載のTCR複合体
。 - 【請求項28】 (i) (a)複数のT細胞受容体を含む合成多価T細胞
受容体複合体、および/または、(b)非多量体のT細胞受容体ヘテロ二量体と
比べて増強された結合能力を有する多量体化された組換えT細胞受容体ヘテロ二
量体を含む、合成多価T細胞受容体複合体を準備すること(ただし、前記T細胞
受容体は前記MHC−ペプチド複合体に特異的である)、 (ii) 前記多価TCR複合体とMHC−ペプチド複合体とを接触させること、
および、 (iii) 前記多価TCR複合体のMHC−ペプチド複合体に対する結合を検出
すること、 を含むことを特徴とするMHC−ペプチド複合体を検出する方法。 - 【請求項29】 前記多価TCR複合体は、識別標識が設けられてなること
を特徴とする請求項28に記載の方法。 - 【請求項30】 特異的なペプチド抗原を提示する細胞を検出することを目
的とする請求項28または29に記載の方法。 - 【請求項31】 前記多価TCR複合体は、請求項1〜27のいずれか1項
に記載の多価TCR複合体であることを特徴とする請求項28〜30のいずれか
1項に記載の方法。 - 【請求項32】 (i) (a)複数のT細胞受容体を含む合成多価TCR複
合体、および/または、(b)非多量体のT細胞受容体ヘテロ二量体と比べて増
強された結合能力を有する多量体化された組換えT細胞受容体ヘテロ二量体を含
む合成多価TCR複合体を準備することと(ただし、前記T細胞受容体はMHC
−ペプチド複合体に特異的であり、前記多価TCR複合体は前記多価TCR複合
体に会合した治療剤を含んでなる)、 (ii) 前記多価TCR複合体と潜在的な標的細胞とを、前記T細胞受容体の前記
標的細胞への付着を許容する条件下において接触させること、 を含むことを特徴とする標的細胞に治療剤を輸送する方法。 - 【請求項33】 前記多価TCR複合体は、請求項1〜27のいずれか1項
に記載の多価TCR複合体であることを特徴とする請求項32に記載の方法。
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