JPH04500009A - 遺伝子機能の多価リプレッサー - Google Patents

遺伝子機能の多価リプレッサー

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 遺伝子機能の多価リプレッサー 1、分野 この発明は、ウィルス遺伝子発現の分野に関するものであって、より具体的には HTLV〜■のrex(ピリオンタンパク質発現の調節因子)遺伝子、およびH I v−I のrevのようなその他のレトロウィルス種におけるこれと同等な 遺伝子の表現型の発現に関するものである。
2、発明の背景 ウィルス、特にヒト免疫不全1型ウイルス(HIV−1)またはヒト白血病I型 ウィルス(HT L V−1)のようなヒト・レトロウィルスは、極めて重篤な 疾患の原因となる因子である。HIIIの場合の後天性免疫不全症候群(AID S)、およびHTLV−Iの場合の成人T細胞白血病(ATL)および熱帯性症 れん性バラペプシスとして知られる非ガン状態がこれに該当する。HTLV−I Iは、病因掌上、ある種の異型T細胞毛状細胞性白血病に関連している。どちら のウィルス群も、DNAウィルスと同様に、その複製周期が遺伝子発現の「早期 」相および「後期」相に分かていれる。遺伝子発現の「早期」相は調節タンパク 質の発現によって特徴付けられるが、「後期」相では構造タンパク質が合成され る。
HTLIIゲノムは、Taxと呼ばれるウィルス転写の活性化因子を暗号化して いる。HIIIにおいてTaxに相当するものはTatと呼ばれる。Taxおよ びTatは、主としてウィルス遺伝子発現のためのレトロウィルスLTR(末端 反復配列)に作用するようである。またHTLv−IはRexと呼ばれるウィル ス構造遺伝子発現の活性化因子を暗号化している。機能的なRexタンパク質は 、スプライスされていないウィルスmRNAの感染細胞の核から細胞質への移送 を増大するのに働く。これらのmRNA種は、そこでウィルスのゲノムを組立て 、構造タンパク質を暗号化する。
ヒト免疫不全1型ウイルス(HIV−1)は、Revと呼ばれる相同タンパク質 を暗号化している。rev遺伝子生産物は、HTLV−1系におけるRexと同 様にHIV〜1の構造タンパク質の発現に絶対に必要である。
これに関してその根底に存在している理由は、rev遺伝子の生産物(および他 のウィルス種におけるこれに対応する生産物)が、感染細胞におけるウィルスm RNA転写物をスプライスする様式の選択に対して劇的な効果を有していること である。RevおよびRexの場合、この効果は転写後調節、即ち完全鎖長のm RNA転写物の細胞質への移送促進によって達成され、それによってHIV−1 のGagおよびEnvのようなウィルス構造タンパク質の発現が開始され、それ にと同時に調節タンパク質の発現が抑制され(例えばRexについては、M、ヒ ダ力ら、EMB○・ジャーナル、7巻、[1988年]、519頁参照]、また は調節される(例えばRevについては、M、H,7リムら、ネーチャー、33 5巻、[1988年]、181頁参照)。したがってRevは、ウィルス調節タ ンパク質(TatおよびRev等)を暗号化している完全にスプライスされたH IV−1mRNAの発現には必要でない。
HIV−1における上記の誘導選択性は、Rev機能に必要なRev応答要素( RRE)と呼ばれるRNA標的配列に起因する。RREは、HIV−1env遺 伝子内に存在する巨大な234ヌクレオチドRNAの二次構造と一致している。
HTLV−1におけるこれと同等の構造は、Rex応答要素(RexREまたは RRX)と呼ばれる。Revは、配列に特異的な態様でRNAの核放出を調節す ることが判明した最初のタンパク質であろうと思われる。
Rexを例にとって説明すれば、HTLV−1gagおよびenV遺伝子発現の 調節の際のRexタンパク質の完全な機能には、少なくとも3種類の機能的に異 なった活性要素、即ち、核および核小体局在化(細胞質のすべてのタンパク質合 成部位から核へ移送され、その核小体領域で濃縮される能力)、ウィルスRNA  (複数)におけるRexRE (RRX)配列の特異的認識(直接的または間 接的な)およびRexRE配列を含む部分的にスプライスされたウィルスmRN A種の核小体から細胞質への放出を実質上仲介しているこの調節タンパク質の、 現在なお未知の活性であるRexエフェクター活性が必要である。
これらの完全なRex機能の要素活性を備えているRexタンパク質(即ち、機 能的ドメイン)における構造局在化に関してこの発明以前に知られていることは 、Rexのアミン末端の最初の20アミノ酸でプラスに荷電しているペプチドド メインが核小体局在化に必要であるということだけである(H,シオミら、セル 、55巻、[1988年]、197〜209頁)。
上記のように、HTLV−Iに対するrex遺伝子生産物およびHIV−1に対 するrev遺伝子生産物は、いずれもウィルスの複製に必要である(例えばHI Vについては、E、ターライリガーら、ジャーナル・オブ・ピロロジー、62巻 、[1988年]、655頁参照)。RexおよびRevの決定的な重要性は、 それらがその−次構造の相違にもかかわらず、機能的に関連しており、またHT LV−I Rexは他のウィルス種、即ちHIV−1でもその機能を発揮できる 事実によって強調される(L、リムスキーら、ネーチャー、335巻、[198 8年コ、738頁コ。即ち、たとえ−RevおよびRexがヌクレオチドおよび アミノ酸水準でなんら有意な相同性を共有せず、 −RREのヌクレオチド配列、およびそのステム構造およびループ構造がHTL V−1のRexRE (RRX)と異なっており、−RexおよびRevタンパ ク質の二次構造のコンピューターによる予測がなんら有意な相似性を示さず、− Revタンパク質が結合するのと同じように、Rexタンパク質がRREの同一 部分へ結合しないようであっても、それにもかかわらず、HIII系で、Rev タンパク質をRexタンパク質で置き換えることが可能であり、さらにごく最近 HIV−2Rev (Rev2)をHTLV−I RexおよびHIV−1Re vで置き換えることができ、また類似のHTLV−II調節タンパク質をHTL V−I Rexで置き換えできることが判明した。この相補性は、例えば機能的 なRexタンパク質をトランスで提供することによってrev欠損型HIV−1 プロウイルスを十分救援し得るものである。これに反して、rex欠損型HTL V−1プロウイルスを機能的なRevタンパク質によって救援する逆置換はでき ないようである。即ち、この点に関して完全な対称性はない。この互換性の欠如 に対する原理はまだ解明されていないが、恐ら(は標的RNA配列認識に必要な これらのタンパク質の機能的な態様の相違に関連するのであろう。
調節タンパク質における突然変異は、優性な負の表現型を有する遺伝子生産物を 野生型機能へ産生し得る(I ヘルスコビッツ、ネーチャー、329巻[198 7年L 317頁)。関連のない数種のウィルスで最近発見されたトランス優性 リプレッサーとして知られる少数の優性な負の突然変異体タンパク質の一群は、 新しい型の抗ウィルス剤であると言われる。遺伝子分析では、負の突然変異は遺 伝子機能の低下もしくは喪失を起こすものである。優性な負の突然変異体は、変 異されなかった(即ち、野生型配列を有する)同一遺伝子の異なったコピーが好 適に機能することを防止するものである。これに反して、劣性の負の突然変異は 野生型の相手をそのように抑制しない。また優性突然変異の幾つかは、その変異 体と野生型遺伝子が同一染色体(DNAまたはRNA分子)上に位置している場 合に限り、野生型遺伝子を抑制する。この場合、この抑制型突然変異を「シス− 作用型」であると言う。一方、ある優性突然変異では、対応する野生型遺伝子が 離れた染色体上に存在している場合でもこれを抑制し得る。この型を「トランス −作用型」優性突然変異、または一層簡単にトランス優性突然変異として分類す る。
これらの所謂トランス優性遺伝子の幾つかは、真核生物またはヘルペスウィルス の転写因子の遺伝子に関連して報告された(1.A。
ホープおよびに、ストラール、セル、46巻、[1986年]、885頁、R, ゲンツら、サイエンス、243巻、[1989年]、1695頁、S、J、)リ ーインバーグら、ジーンズ・アンド・デベロップメント、2巻、[1988年コ 、718頁、A、 D、フリートマンら、ネーチャー、335巻、[1988年 ]、452頁)。すなわち、単純ヘルペスウィルス・トランス−活性化因子VP 16のある種の欠失変異体は過発現されるとVP16機能を抑制し、それによっ て正常な許容細胞でのH5V−1の複製を阻止する。またレトロウィルスに関し 、例えばHTLV−IIのTaxタンパク質について(W、ワックスマンら、サ イエンス、235巻、[1987年]、674頁)、またこの発明の優先臼当日 以後において、HIV−1tat遺伝子(M、グリーンら、セル、58巻、[1 989年]、およびgag遺伝子(D、ト0)ら、セル、59巻、[1989年 ]、113頁)についてトランス優性突然変異体が報告された。
これら2つの調節タンパク質の構成および機能における相違点から、Rex構造 をRevタンパク質またはその既知の突然変異体の構造と比較しても、ウィルス タンパク質のトランス優性リプレッサーを産生し得る突然変異体を選択する指針 は全く提供されないことが分かる。
上記の概念の治療適用の意味は、遺伝子操作によって優性な負の突然変異を作り 出し、それによって得られた遺伝子が、それが発現されると、野生型機能の活性 を破壊する突然変異体の調節タンパク質を暗号化していることによって、有害遺 伝子生産物の生産もしくは過生産を抑制することであろう(■ ヘルスコビッツ 、ネーチャー、329巻、[1987年]、219頁)。このようにウィルス感 染、例えばレトロウィルス感染状態では、不可欠な調節遺伝子に類似の抑制因子 、例えばrevまたはrex遺伝子の抑制因子を組み立てることによって、対応 するウィルス機能のトランス優性リプレッサーを提供することは極めて望ましい ように思われる。この研究方法、即ち1988年に最初に提案されたウィルス感 染処置のための研究方法(D、バルチモア、ネーチャー、335巻、[1988 年]、395頁コは「細胞内免疫」に必要な手段を提供するはずである。
3 発明の要旨 HTLV−1rex遺伝子および対応するHIV−1rev遺伝子の遺伝子操作 による優性転換体を作成した。その生産物は、HTLV−I、HT L V−I I、またはHIV−1の複製をそれぞれ阻止した。またrexまたはrev遺伝 子の遺伝子操作によるこれらの優性転換体の幾つかの生産物は、HTLV−I  (および若干のHTLV−II 例)オヨUHI V−1(J6ヨU若千(r) HI V−2およびSIV例)の複製を双方とも阻止した。
この成績は、1種類以上のウィルス種で作用するウィルス性リプレッサー生産物 、即ち1種類以上のウィルス種の機能的に等価な遺伝子の表現型発現を抑制する トランス優性な遺伝子生産物が生じることを報告した最初のものであろうと思わ れる。
このようにこの発明は、1種類以上のウィルス種の機能的に等価な遺伝子の表現 型発現をトランス優性に抑制し、それによって1種類以上のウィルス種の複製を 阻止するタンパク質を暗号化している遺伝子、特に以下に報告するpcRexM 2、pcRexM7およびpcRexM8、M6、M7およびM13、およびp Mloにおける突然変異遺伝子に関するものである。
コノ発明はまた、HTLV−1および/またはHTLV−IIのrex遺伝子の 表現型発現をトランス優性に抑制するタンパク質を暗号化している遺伝子、なら びにHI IIおよび/またはHI V−2および/またはSIVのrev遺伝 子の表現型発現をトランス優性に抑制するタンパク質を暗号化している遺伝子に 関するものであって、特に以下に報告するpcRexM2、pcRexM7、p cRexM8、pcRexM17およびpcRex13Δ15、pM101pΔ 9/14、pΔ10/14.9M21.9M22、pM27.9M28、pM2 9およびpM32、およびM6、M7およびM2Sにおける突然変異体遺伝子に 関するものである。
この発明はまた、好適な発現系から対応する野生型遺伝子を単離し、この遺伝子 を好適なりローニング系へ加え、所望の突然変異を該遺伝子へ導入し、所望の突 然変異を保有するクローンから、生じた突然変異遺伝子を回収することを含むこ れらの遺伝子の生産方法に関する。この発明はまた、好適な発現系および増幅系 で上記の突然変異遺伝子を発現し、これを増幅して、発現した生産物を回収する ことを含む上記のタンパク質の生産方法に関する。
この発明はまた、1種類以上のウィルス種の機能的に等価な遺伝子の表現型発現 をトランス優性に抑制し、それによって1種類以上のウィルス種の複製を阻止す るタンパク質、特に以下に報告するpcRexM2、pcRexM7およびpc RexM8、M6、M7およびM2S、およびpMloの突然変異体タンパク質 に関するものである。
コノ発明はまた、HTLV−I およU/*たはHTLV−II (Drex遺 伝子の表現型発現をトランス優性に抑制するタンパク質、およびHIV−1およ び/またはHIv−2および/またはSIvのrev遺伝子の表現型発現をトラ ンス優性に抑制するタンパク質に関するものであって、特に以下に報告するpc RexM2、p cRexM7、pcRexM8、pcRexM17およびpc Rex13Δ15、pMlo、])Δ9/14、pΔ10/14.9M21.9 M22、pM27.9M28、pM29およびpM32、およびM6、M7およ びM2Sの突然変異体タンパク質に関する。
またこの発明は、生体内または生体外で、上記の遺伝子を標的哺乳動物細胞へ機 能的な状態で送達するのに好適な形で含んでいるベクター、例えばレトロウィル スベクターまたはプラスミドベクターに関する。
またこの発明は、上記の遺伝子またはタンパク質を、所望の予防的または治療的 効果を達成する好適な形で、例えば患者の身体から採取し、再挿入する前に生体 外で処理した細胞の形で、製薬上許容し得る担体または希釈剤とともに含有する 医薬組成物に関する。
またこの発明は、上記の遺伝子またはタンパク質を、所望の予防的または治療的 効果を達成するのに好適な形で、例えば患者の体から採取し、再挿入する前に生 体外で処理した細胞の形で、そのような処置を必要とする対象へ投与することを 含んでなるウィルス感染の処置方法に関する。
「処置」の語は、ウィルス感染の予防的および治療的処置の意味であって、ここ で「治療的」とはウィルス感染を潜伏段階で安定化させることを含む。
またこの発明は、ここに定義した遺伝子、タンパク質およびDNAセグメントの 医薬品としての使用に関する。
またこの発明は、機能的な断片または誘導体、即ち機能的に等価である断片また は誘導体の形の上記の遺伝子およびタンパク質に関する。「機能的な断片または 誘導体」の語は、インタクトな突然変異遺伝子またはタンパク質の薬理学的活性 と質的に同一で、量的に同一または異なった、即ちインタクトな突然変異遺伝子 またはタンパク質の薬理学的活性より一層強いかまたは弱い、例えば約1%〜約 10000%、特に約10%〜約1000%の薬理学的活性を有する断片または 誘導体を意味する。
またこの発明は、本明細書に示した遺伝子、タンパク質およびDNAセグメント から誘導され、トランス優性(即ち、上記の突然変異体RexまたはRevタン パク質で、主としてRNA結合ドメイン)を真似ることができる低分子量の抑制 因子または中和モノクローナル抗体のような抑制因子に関する。ここで低分子量 とは約10kD以下の分子量、ことに約1kD以下の分子量を意味する。
この発明はさらに、以下に挙げる諸態様に関する。
−第1および第2ドメインを含んでなるHIV−I Rev機能のトランス優性 リプレッサー。ここで第1ドメインは野生型HIV−I Revの特異的結合機 能を実質上保有し、第2ドメインは野生型HIV−I Revの活性化機能を保 有せず、また第2ドメインは1またはそれ以上の突然変異体によって野生型HI V−IRevから修飾されたものであり、好ましくは第1ドメインは野生型Re vのおよそのアミノ酸位置10〜およそのアミノ酸位置68からなり、修飾され た第2ドメインは野生型Revのおよそのアミノ酸位置68〜およそのアミノ酸 位置90から誘導され、ことに上記の1またはそれ以上の突然変異は、野生型R evのおよそのアミノ酸位置68とおよそのアミノ酸位置90の間、好ましくは 約78〜約86の間、特に約78〜約83または約84の間で起こるミスセンス 変異または欠失変異であって、野生型HIV−1Revの第1ドメインの特異的 結合機能は、実質上機能的に残存し、特に以下に報告するリプレッサーpM10 、pM21、pM22、pM27、pM28.9M29およびpM32、および 機能的なその断片または誘導体である。
−野生型HIV−I Revの特異的結合機能を実質上保有する第1ドメインを 含んでいるHIV−I Rev機能のトランス優性リプレッサー。このトランス 優性リプレッサーは野生型HIV−IRevの活性化機能を有せず、好ましくは 第1ドメインは野生型Revのおよそのアミノ酸位置10〜およそのアミノ酸位 置68を含んでおり、トランス優性リプレッサーは野生型Revのおよそのアミ ノ部位1t68〜少なくともおよそのアミノ部位190を欠いている、特に以下 に報告するリプレッサーpΔ9/14およびpΔ10/14、または機能的なそ の断片または誘導体である。
−HTLV−I Rexタンパク質の機能のトランス優性リプレッサーを暗号化 しているDNAセグメント。このリプレッサーは、Rexタンパク質のエフェク ター活性を有する野生型Rexタンパク質のペプチドドメインにおいて、少なく とも1種類のトランス優性な負の突然変異によってRexタンパク質の野生型か ら修飾されたものであり、このリプレッサーは、Rexタンパク質の野生型形態 の核小体局在化活性を実質上保有しており、好ましくは野生型Rexタンパク質 のペプチドドメインが、およそのアミノ酸位置59〜およそのアミノ酸位置12 1、特に59.60.64.65.119.120および121のアミノ酸位置 の任意の1つに含んでいるDNAセグメント、特に下記の突然変異体reX遺伝 子、M6、M7、M13、およびHTLV−I Rexタンパク質機能のトラン ス優性な抑制を示すその変異体および誘導体の何れかを含んでいるDNAセグメ ント。
−野生型形態から、好ましくはHIV−1revタンパク質の機能またはHTL V−II Rexタンパクの機能の何れかの抑制能を保有するように修飾された HTLV−I Rexタンパク質機能の対応するトランス優性リプレッサー。
−(i)−Rexタンパク質によって認識される調節応答要素、および少なくと も1個の未使用のスプライス部位(即ち、スプライス認識配列によって結合され 、ただし該mRNAからスプライスされたものではない領域またはイントロン) を含んでいるmRNAを暗号化しているDNAセグメント、−発現すると、核か らのmRNAの放出を誘発するタンパク質生産物を生産することが可能なrex 遺伝子を暗号化しているDNAセグメント、 −rex遺伝子を暗号化しているD N AセグメントおよびmRNAを暗号化 しているDNAセグメントによって形質転換され、rex遺伝子のタンパク質生 産物発現能およびmRNA発現能を保有する宿主を含んでなる遺伝子系を提供し 、(ii) この遺伝子系の細胞を含んでいる培養を、Rexタンパク質の特異 的抑制因子であることが疑われる因子が細胞へ侵入するような条件下で、該因子 と接触させ、(iii) 未使用のスプライス部位を含んでいるm RN Aの 核からの放出に対するこの因子の効果を測定し、(iv) スプライス部位を使 用したmRNAのスプライス形態の核からの放出に対する該因子の効果を測定し 、それによって未使用のスプライス部位を含んでいるmRNAの放出が低下し、 それと同時にmRNAのスプライス形態が低下しなければ、該因子がHTLV− 1rex遺伝子の活性またはrex遺伝子生産物の活性の特異的な抑制因子、即 ち、Rexタンパク質ニヨッテ認識サレす、好まL<はHTLV−1,HTLV −IIおよびHIV−1から選ばれたウィルスのmRNAから誘導されたmRN A調節要素であることを示す 段階を含んでなるRexタンパク質の遺伝子活性化機能の特異的抑制因子の同定 方法。
一未使用のスプライス部位を含んでいるmRNAで暗号化された第1タンパク質 の生産水準を測定することによって、好ましくは未使用のスプライス部位を含ん でいるmRNAの放出の低下を検出し、m RN Aのスプライス形態で暗号化 された第2タンパク質の生産水準を測定することによって、好ましくはmRNA のスプライス形態の放出の増大を検出する上記の同定方法。
−調節応答要素およびスプライス部位を含んでいるmRNAが、RexおよびT axタンパク質のコード領域、完全なenv遺伝子、Rex応答要素および3”  LTR全体を含んでいるHTLV−1プロウイルスの3′末端を含んでなるプ ラスミド、好ましくは下記に説明するプラスミドpgTAX−LTRによって暗 号化されており、好ましくはrex遺伝子をプラスミドpRexへ提供すること からなる上記の同定方法。
−プラスミドpgTAX−LTR。
−Rexタンパク質によって認識される調節応答要素を含んでいるmRNA、お よび少なくとも1個の未使用のスプライス部位を暗号化しているDNAセグメン ト、 一発現されると、核からのmRNAの放出を誘発するタンパク質生産物を生産す ることが可能なrex遺伝子を暗号化しているDNAセグメント、 −rex遺伝子を暗号化しているDNAセグメント、およびmRNAを暗号化し ているDNAセグメントによって形質転換された細胞であって、rex遺伝子の タンパク質生産物発現能およびmRNA発現能を保有する宿主細胞を含有する容 器を含んでなる上記の同定方法によってRexタンパク質の遺伝子活性化機能の 特異的抑制因子を同定するためのスクリーニング用試薬キット。
−HI V−1、HTLV−1,またはHTLV−IIウィルスのうちの1つを 複製する能力を有する細胞へ上記のDNAセグメントを導入して、該DNAセグ メントを発現し、HTLV−I Rex機能のトランス優性リプレッサーを生産 することを含むこれらのウィルスの複製を抑制する方法。
−HIV−1で感染した細胞へHIv−I Rev機能のトランス優性リブレツ ーを導入することを含むHIV−1、HI V−2およびSIV、特にHIV− 1の複製の抑制方法。
4、図面の説明 [4,1] 5.1および6.1項のための図面第1図:HTLV−I rex のヌクレオチドおよびアミノ酸配列[オリゴヌクレオチドによって置換されたア ミノ酸位置(1)(アミノ酸位置87.88.89)および(2)(アミノ酸位 置94)、およびアミノ酸位置82.90,91.97を番号で示した]。
完全配列は567個のヌクレオチドを含んでおり、189個のアミノ酸を暗号化 している。
第1A図・HTLV−I rex遺伝子へ導入した29ケ所の突然変異の位置c HTLV−1rex遺伝子は189個のアミノ酸タンパク質を暗号化している。
部位特異的突然変異誘発法を用い、特定のアミノ酸残基でミスセンス置換を導入 しく枠で囲んで示す)、rex遺伝子内の位置にしたがってそれぞれ命名した。
第2A図:Rex免疫沈降 Rex免疫沈降後、30種のrex突然変異体のうち7種のSDS/ポリアクリ ルアミドゲル電気泳動分析(pcRexM2、pcRexM7、pcRexM8 、pcRexM13、pcRexM14、pcRexM17およびpcRex1 3Δ15は、なおRexタンパク質を生産していることが判る)。
A、pgtat (Rex抗体の陰性対照)B、pcRex C,pcRexM2 D、pcRexM7 E、pcRexM8 F、pcRexM13 G、pcRexM14 H,pcRexM17 (このレーンにおける低分子量は、恐らく例えばリン酸 化によるこのタンパク質の修飾の変化に起因するものであろう) 1、pcRex13Δ15 第2B図:突然変異体の生物学的表現型第2A図関連、Tat免疫沈降後。
A、pgtat十pXF3 B、pgtat+pcRev C,pgtat+pcRex D、pgtat+pcRexM2 E、pgtat+pcRexM7 F、pgtat+pcRexM8 G、pgtat+pcRexM13 H,pgtat+pcRexM14 1、pgtat+pcRexM17 L pgtat+pcRex13Δ15第2C図・第2B図関連(幾つかのRe x突然変異体、即ちpcRexM2、pcRexM7、pcRexM8、pcR exM14、pcRexM17およびpcRex13Δ15は、野生型Rexよ りもトランス優性である) A、pgtat+pXF3+pXF3 B、pgtat+pcR,ex+pXF3C,pgtat+pcRex+pcR exM2D、pgtat+pcRex+pcRexM7E、pgtat十pcR ex+pcRexM8F、pgtat+pcRex+pcRexM13G、pg tat+pcRex+pcRexM14H,pgtat+pcRex+pcRe xM171、pgtat+pcRex+pcRex13Δ15第2D図:第2B 図関連(幾つかのRex突然変異体、即ちpcRexM2、pcRexM7、p cRexM8およびpcRexM13は、野生型Revよりも部分的にトランス 優性である)A、pgtat+pXFa+pXF3 B、pgtat+pcRev+pXF3C0pgtat+pcRev+pcRe xM2D、pgtat十pcRev+pcRexM7E、pgtat+pcRe v+pcRexM8F、pgtat+pcRev+pcRexM13G、pgt at+pcRev+pcRexM14H,pgtat+pcRev+pcRex M171、pgtat+pcRev+pcRex13Δ15第3図:組み立てら れたRex突然変異体第4図:rex暗号配列を突然変異誘発するために合成さ れた29種のオリゴヌクレオチド配列 [4,2] 5.2および62項のための図面第5図:HIV−1rev遺伝子 へ導入された突然変異の位置。
HIV−1rev遺伝子は予測した配列で示される116個のアミノ酸タンパク 質を暗号化している。revの2つの暗号エキソン間の境界を示す(S P)。
オリゴヌクレオチドの指令による突然変異誘発によって、集中発生させた点変異 (pM)を導入した(枠で囲って示した残基)。これらの突然変異は、Rev内 のそれぞれの位置によって、最もN−末端をpMl、最もC−末端をpMl4と 命名した。導入された突然変異は、すべて2〜4個の隣接アミノ酸に影響を与え 、すべて(pM7を除いて)独特のBgllI部位をrev遺伝子配列へ導入し た。これらの導入部位は、それに続くN−およびC−末端の欠失(pΔ)変異体 の組み立てを促進した。pΔ変異体は欠失の範囲によって命名されミ例えばpΔ 11/14は導入したpMllおよびpM14突然変異の間を欠失している。
第5AIm:HIV−1 rev遺伝子へさらに導入されたミスセンスおよび欠 失変異の位置(−は欠失したアミノ酸)。
第6図・pcREVのDNAおよび対応するアミノ酸配列。
第7図:突然変異部位M1〜M14に対応するDNA配列。
第8図:HIV−1revおよびtatのトランス−活性化因子の免疫沈降。
第9図 HIV−1プロウイルスの救援検定。
第10図:間接免疫蛍光法によるRevおよび選ばれたRev突然変異体の亜細 胞位置測定。
第11Aおよび118図:Rev突然変異体の優性な負の表現型分析。
第12図: Rev機能の競合抑制。
第12A図・HIV−1rev)ランス−活性化因子のドメイン構造。116個 のアミノ酸の完全鎖長タンパク質は、ウィルスのenv遺伝子と極めて符合する イントロンによって分割された2つのエキソンによって暗号化されている。「結 合」および「活性化」ドメインは、それぞれ(およそ)23〜56および78〜 83の残基を含んでおり、ハツチング枠で囲って示す。Sはスプライス部位。
NLは、rArgに富んだJ RNA結合モチーフによってかなりの独自性を共 有している核局在化に重要な高塩基性領域。
[4,3] 5.3および6.3項のための図面第13図。
(A)HTLV−I Rexタンパク質のアミノ酸配列および導入された25ケ 所の点変異の個々の位置。それぞれ枠組みで囲ったアミノ酸を暗号化しているヌ クレオチドを除き、アスパラギン酸−ロイシン−ジペプチドを暗号化したオリゴ ヌクレオチドで、枠組みのまま置き換えた。
(B)Rex応答性pgTAX−LTR発現ベクターの構造。Hi n d I II部位〔マツプ位置5013(M、セイキら、プロシーディングズ・オブ・ザ ・ナショナル・アカデミ−・オブ・サイエンシズ・オブ・ザ・USA、80巻、 [1983年]、3618〜3622頁)]から3’ LTRまでのCR−I  HTLV−Iプロウィルスの3゛末端を、p B C12/CMV発現ベクター へ挿入した。この断片は、Taxの2つの暗号エキソン(白枠)、完全なenv 遺伝子、およびRexRE (RRX)を含んだHTLV−1の3’ LTRの 全体を含んでいる(S、M、ハンリーら、ジーンズ・アンド・デベロップメント 、3巻、[1989年]、1534〜1544頁)C 第14図。
(A)RexはpgTAX−LTRベクターによってHTLV−I Envタン パク質の発現を活性化する(RevまたはI L−2は活性化しない)。CO8 細胞の亜集密的培養を、pgTAX−LTRとpREX (L、リムスキーら、 ネーチャー、[1988年コ、738頁) 、pREV (M、H、マリムら、 ネーチャー、335巻、[1988年]、181〜183頁)、またはpCMV −IL−2(B、R,カレン、セル、46巻、[1986年コ、973〜982 頁)で、同時トランスフェクトした。最終レーンは、pgTAX−LTRの存在 なしでpREXで細胞をトランスフェクトしたものである。Envタンパク質生 産を免疫沈降およびゲル電気泳動法によって分析した。分子量既知の標準の移動 を左側に示した。
(B) rex突然変異体のRex機能分析。25種のrex突然変異体(Ml 〜M18およびM21〜M27と命名(第13A図参照)、Ml9およびM2O と命名した突然変異体は組み立てなかった)をp B C12/CMV発現ベク ターへ挿入した後、それぞれpgTAX−LTRと同時トランスフェクトし、実 施例12に記載したように、培養をRex特異的HTLV−I Envタンパク 質発現について分析した。
第15図: pgTAX−LTRと、不活性な(Ml、M2、M6、Ml、Ml 3)、または損傷された(Ml5)Rex突然突然変異体ツクターt=ハ野生f i p RE X−1pREVおよびpCMV−IL−2ベクターで同時トラン スフェクトしたCO8細胞におけるHTLV−I Env、TaxおよびRex タンパク質の免疫沈降による同時分析。(A)はEnv生産、(B)はTax生 産、(C)は野生型および突然変異体Rexタンパク質生産。
第16図:HTLV−I Rex突然変異体の免疫蛍光法による亜細胞的位置確 認。野生型、M6、MlおよびM13Rexタンパク質は発現細胞の核小体およ び核に局在している。これとは対照的にMI Rexタンパク質は細胞質でのみ 検出されるが、M2タンパク質は細胞全体にわたって分布している。M15突然 変異体は発現細胞の核に局在しているが、野生型Rexタンパク質とは対照的に 核小体から排除されるようである。
第17図: (A)rex突然変異体の野住型Rexタンパク質機能の抑制能の分析。各培養 をpgTAX−LTR,pREXと、何れか1つのRex突然変異体(レーン1 〜6) 、pREX (レーン7)、pREV(レーン8)、またはpCMV− IL−2(レーン9)で同時トランスフェクトした。HTLII Env生産を 第14図と同様に分析した。
(B)HTLV−I rex トランス優性突然変異体は、HI V−I Re vタンパク質の機能を抑制する。細胞をpgTAT、pREVと、pBC/CM V−I L−2、またはM6、Ml、M13トランス優性Rex突然変異体で同 時トランスフェクトさせ、先端を切り取られた72アミノ酸の形のTatタンパ ク質のRev誘導生産について検定した(レーン2)。M6、Ml、Ml3(レ ーン3〜5)はHIV−I Revタンパク質を完全に抑制し、Tatタンパク 質の完全鎖長の86アミノ酸の形だけが検出された。
(C)HTLV−Iのトランス優性Rex突然変異体は、Rev欠損型HI V −1プロウイルスの複製のRex救援を阻止する。グラフに示した倍数だけそれ ぞれ過剰のMl、M6、Ml、M13突然変異体の存在で、rev欠損型HI  V−1プロウイルスプラスミドとpREXで細胞を同時感染させた。HIV−1 p24 Gagタンパク質の上清濃度を測定した。
5、詳細な説明 この発明を実施する際に用いる方法および技術は、従来技術既知のものである。
使用すルウイルス種は、HTLV−ISHTLV−II、SIV、HIV−1、 HIV−2のような、分類学上、明瞭なウィルス種を意味する。この発明は、特 にレトロウィルスの分野、とりわけヒト・レトロウィルスに関する。
その発現を抑制することがこの発明の最終目的である遺伝子は、好ましくはプロ ウィルスを活性化して、感染性粒子、例えばHIV−1およびHI V−2のr evのような感染粒子へと成熟をもたらす機能のような好ましくない特性を暗号 化している遺伝子である。
本明細書で使用するrevおよびRevとは、特に特定しない限り、それぞれH IV−1revおよびHIV−I Revを意味する。したがってHIV−2の ようなその他のウィルス種のこれに対応するrevおよびRevの場合は、それ ぞれrHIV−2rev (rev2)JおよびrHIV−2Rev (Rev 2)J等のように特定して示す。
本明細書で特にその製法を説明しない場合、出発物質、または試薬として使用す る化合物、ベクター、細胞系等は、既知で一般に入手可能なものであり、あるい は既知で一般に入手可能な材料から通常の方法で入手し得、または既知で一般に 入手可能な材料から通常の方法でそれと等価のものを生産し得るものである。例 えばRex遺伝子はHTLV−1の任意の単離物から、そしてRe v遺伝子は HIV−1の任意の単離物から回収し得、pgTAX−LTRは、例えばHUT 102またはMTIから回収し得る。別法として、遺伝暗号にしたがって遺伝子 を化学合成により作り出し、必要なアミノ酸配列を有するタンパク質を生産し得 る。RexまたはRev機能のトランス優性リプレッサーは、標準的な組み換え DNA法、またはペプチド合成のための標準的な化学的方法、またはこれら方法 の組み合わせによって生産され、それらはすべて通常の方法である。
[5,1] この発明の一態様は、HTLV−IにおけるRex機能のトランス優性リプレッ サー、特に機能的に等価な、ただし構造的には無関係なHIV−1におけるRe v機能に対しても同様に有効であるHTLV−1におけるRex機能のトランス 優性リプレッサーに関する。
具体的には、修飾したrex暗号配列を組み立て、これを発現させて、上記の特 性を有することを発見した。
「オリゴヌクレオチドの指令による生体外突然変異誘発系、見解2」 [アマ− ジャム、英国(1988年)、コードRPN、1523)] (以下、「アマ− ジャム・プロトコール」と略称する)にしたがい、購入可能な突然変異誘発系を 用いて野生型rex暗号配列(第1図参照)を変化させた。目的の発現ベクター の組み立ては(1)rex暗号配列を保有するバクテリオファージM13ベクタ ーの作成、 (2)rex暗号配列の突然変異誘発、(3)突然変異遺伝子の嘩乳動物発現プ ラスミドへの再クローン化 により、逐次、尾部形成段階を実施した。
欠失変異体1つを含んだ突然変異体30種を組み立てた。29種の部位特異的突 然変異の位置および性質を第3図に示す。突然変異誘発に使用した対応するオリ ゴヌクレオチドを第4図に挙げた。これらはすべてBglII制限部位を保有し ている。
rex暗号配列をプラスミドpcRex (pREX)から単離した(L、リム スキーら、ネーチャー、335巻、[1988年コ、738頁)。野生型rex 遺伝子のだめの他の供給源も入手可能である。このように、例えばHTLV−I のgag% polSe)1vおよびtax遺伝子について報告された類似の方 法(B、に、デおよびA、スリニバサン、ヌクレイツク・アシッズ・リサーチ、 17巻、5号、[1989年コ、2142頁)によって、HUT 102(TI B162)およびMT2 (J、G、ソドロスキーら、サイエンス、225巻、 [1984年コ、381頁、1.ミヨシら、ネーチャー、294巻、[1981 年’I、770頁、■、マンザリら、プロシーディングズ・オブ・ザ・ナショナ ル・アカデミ−・オブ・サイエンシズ・オブ・ザ・USA、80巻、[1983 年]、1574頁)のような株化したHTLV−1感染細胞系の全ゲノムがら、 例えばポリメラーゼ連鎖反応を利用してrex遺伝子をクローン化し得る。
tatおよびrev暗号配列を、プラスミドpgTa tおよびpcRev ( M、H,7リムら、ネーチャー、335巻、[1988年]、181頁)から単 離した。別法として、それらは例えばλHXBZ (エイズ・リサーチ・アンド ・リファレンス・リアシエント・プログラム(1989年6月、NIH)、カタ ログ番号70)のようなHIVプロウィルスクローンから単離し得る。
得られた各種のrex遺伝子の生物学的活性を、CO8細胞におけるさまざまな 遺伝子発現によるHIII revおよびHTLV−I rex遺伝子生産物の 作用に対し感度の高い検定により試験した(グルラマンら、セル、23巻、[l  981年E、175頁)。
またウィルス構造タンパク質の合成が開始されると、RevおよびRexタンパ ク質は、何れも先端が切り取られた形のHIV−ITat調節タンパク質の生産 を誘導する(M、H,マリムら、ネーチャー、335巻、[1988年]、18 1〜183頁、L、リムスキーら、ネーチャー、335巻、[1988年コ、7 38〜740頁)。ゲノムHIV−1tat遺伝子を機能的な)(IV−1re v遺伝子またはHTLV−I rex遺伝子と一緒に同時発現すると、Tatの 先端が切り取られた72アミノ酸鎖長のエキ721個形を暗号化したスプライス されてないt a tmRNAの細胞質発現をもたらす。機能的なRevまたは Rexタンパク質が存在しない場合は、Tatエキソン2個形に対応する86ア ミノ酸の完全鎖長のTatタンパク質の発現を起こす。このようにrevまたは rex機能の活性トランスリプレッサーの存在は、72アミノ酸のTatタンパ ク質の生産の低下または消滅をもたらす。この相違は、免疫沈降分析によって容 易に可視化することができる。
第2C図に示したように、30種の突然変異体のうちの6種の、即ちpcRex M2、pcRexM7、pcRexM8、pcRexM14、pcRexM17 およびpcRex13Δ15は、トランス優性なRexリプレッサーを有してい ることが判明した。またpcRevの場合でも(第2D図参照)、これと同一の 様式、即ちpcRexM2、pcRexM7、pcRexM8、および部分的に pcRexM13て認められ、トランス優性はHTLV−1遺伝子に限定された ものではなく、幾つかの変異体では、両方の遺伝子に対してトランス優性であり 、即ちこの特別な例としてpcRexM2、pcRe’xM7およびpcRex Mgが挙げられることが判明した。
最初に得られた幾つかの結果から、最も成功した突然変異はアミノ酸位置87〜 94の間に局在していることが判り、したがっておよそのアミノ酸位置82〜お よそのアミノ酸位置97の間に存在しているrex/rev遺伝子の部分は、ト ランス優性なRex/Revリプレッサーの操作に特別の意味を有するものであ るようであり、さらに試験の結果から、Rexタンパク質に対する突然変異の好 ましい位置の範囲は一層広(、即ち、少なくともN−末端に近いアミノ酸位置2 2からC−末端に向かってアミノ酸位置101まてに存在し得ることが分かった 。
[5,2コ さらにHIV−1におけるRev機能に焦点を合わせた研究で、トランス優性な revリプレッサーが発見された。これらの幾つかは少なくともHTLIIまた はHT L v−oにおけるRex機能を抑制する可能性があるが、ここでは試 験しなかった。
これに反してこれらの幾つかは、少なくともHI V−2およびSI V、、、 。におけるRev機能を同様に抑制することが判明した。
膨大な突然変異分析によって、トランス活性化に不可欠と思われるrev内の少 な(ともさらに2つの異なった機能的ドメインの輪郭が明らかになった。これら のドメインは、Revタンパク質をその好適な標的基質へ向かわせる「結合ドメ イン」と、結合反応の機能的な結果である転写活性化を発揮させる「活性化ドメ イン」からなるものと想定される。
したがってrev内の2つの機能的ドメインは、Revタンパク質を、その細胞 標的へ向かわせると思われる結合ドメインと、構造タンパク質GagおよびEn vを暗号化している、不完全にスプライスされたRNA (複数)の核放出を可 能にする活性化ドメインであると定義した。Revの活性化ドメインの突然変異 は、Rev機能のトランス優性な抑制因子として作用する欠損型Revタンパク 質の発現をもたらす。そのような突然変異体が、培養においてトランスフェクト された細胞で発現すると、HIV−1の複製を著しく抑制し、したがって51項 で得られた突然変異体と同様にトランス優性である。
この第2の′研究に関する詳細な情報は、後述する6、2項からも明白である。
それによって発見されたトランス優性な突然変異体はpMlo、pΔ9/14、 pΔ10/14(実施例4〜11参照)、およびpM21、pM22、pM27 、pM28、pM29、pM32(実施例11aおよびllb参照)であり、こ こでpMloはHlll rev遺伝子機能の抑制に有効であるばかりでなく、 HIV−2revおよびSIV□c rev遺伝子機能の抑制にもまた有効であ る。
上記の9種類のトランス優性な突然変異体のうち、好ましいものはpM10Sp M21、pM32であって、特に])MIOが好ましい。
[5,3] 5.1項と同様にHTLV−IにおけるRex機能に焦点を合わせたもう一つの 研究でも、トランス優性なrexリプレッサーが発見され、それによってRex 活性の検出を可能とする方法が開発された。この検出方法は、他のウィルスまた は宿生細胞機能を一般に妨害することなく、R’e x機能の特異的抑制因子を 同定するのに有用である。このRex抑制因子の検出方法は、調節要素、例えば RexRE (RRX)を含むmRNAのスプライスされない形を暗号化してい るRex応答住「リポータ−」遺伝子を含む遺伝子系を利用する。この系では、 Rex機能を提供するタンパク質が、このスプライスされていないmRNAを細 胞核から細胞質へ放出するのを誘導する。Rex機能が存在しない場合は、この mRNAは上記のように細胞質へ放出される前にスプライスされる。この遺伝子 系を含んだ細胞が、Rex機能の抑制因子であると疑われる因子と接触すると、 この因子によるHTLV−I Rex機能の特異的抑制は、この特有なmRNA のスプライスされない形の核放出の減少によって示されるが、同じmRNAのス プライスされた形の核放出の減少を伴わない。この方法は、例えばHTLV−I  Rexタンパク質の化学的抑制因子(例えば突然変異体RexまたはRevタ ンパク質中のトランス優性なドメインを真似ることができる抑制因子、例えば低 分子量の化学的抑制因子)およびRe x ’)ブレッサーとして作用するRe xのトランス優性な突然変異体形を検出するのに有用である。
rex遺伝子のトランス優性な負の突然変異を同定するため、Rexタンパク質 の直線状配列の全体にわたってさまざまな部位で2または3個のアミノ酸セグメ ントを変化させる一連の点突然変異を再び作成し、これらの突然変異体の中で数 個のHTLV−I Rexタンパク質機能のトランス優性リプレッサーを同定し た。そのうちの幾つかは、HTLV−II Rexおよび/またはHIV−1R evタンパク質機能を追加的にトランス優性に抑制し、したがってこれらは、5 1項で発見された幾つかの突然変異体と同様に、1ウィルス種の機能的に等価な 遺伝子の表現型発現を抑制した。
したがってこの発明はまた、前記の3項で示した数段階からなるRexタンパク 質の遺伝子活性化機能の特異的な抑制因子を同定する方法に関する。前述のよう に、HTLV−I Re、xタンパク質はHIV−I Revタンパク質の機能 を置き換えることができる。そのうえRexはまた、類似のHTLV−II調節 タンパク質を置き換えできることが分かった。このように、Rexによって認識 される応答要素と少なくとも1個の好適な未使用のスプライス部位とを保有する 、これら3種のウィルスの少なくとも何れか1つに由来するmRNAをこの方法 に使用することができる。
好ましくは応答要素およびスプライス部位を含んでいるmRNAは、Rexおよ びTaxタンパク質のコード領域、完全なenv遺伝子、Rex応答要素Rex RE (RRX)および3’ LTR全体からなるHTLIIプロウィルスの3 ”末端を含んだプラスミドによって暗号化されている。そのようなプラスミドの 例は、pgTAX−LTRである。野生型rex遺伝子コピーに対する突然変異 体rex遺伝子のコピー比を調節する必要がある突然変異体分析では、便宜上、 pgTAX−LTR上のrex遺伝子を劣性の負の突然変異によって失活させ、 pREXと命名された別のプラスミドで活性rex遺伝子をこの系に提供する。
然しなから、例えば化学物質を試験する場合は、この系に必要なmRNAとして 、活性rex遺伝子が同一のプラスミドまたは別のベクターI)NAで提供され るはずである。またこの活性rex遺伝子は、この発明に使用した株とは別のH TLV−1株から単離された天然配列の変異体を含んでいるかもしれず、あるい は発現して、上記のmRNAの核からの放出を誘導することを含め、Rexタン パク質の遺伝子活性化機能を提供するタンパク質生産物を生産することができる 何か別のrex遺伝子の突然変異体形であるかもしれない。
またレトロウィルスの機能的ゲノム全体を暗号化したDNAセグメントをこの遺 伝子系の一部として使用することによって、上に挙げた遺伝子系の要素を提供す ることもできる。これは感染細胞へ適用できる。然し、安全性の理由と便宜性の ため、この遺伝子系は好ましくは感染性ウィルスを生産することはできない。こ のことは、どの感染性ウィルスの生産にも不可欠な、少なくとも1ウイルス活性 の発現から、ある遺伝子要素の使用を防止する遺伝的欠損系へ設計することによ って達成される。これは、例えば少なくとも1ウイルス遺伝子の一部をその系か ら省くことにより、あるいはその他の突然変異により達成し得る。
好ましくはrex遺伝子によって、またmRNAを暗号化したDNAセグメント によって形質転換された宿主細胞の例として、前記のプラスミドベクターでトラ ンスフェクトされたCO8細胞が挙げられる。即ち、本明細書で用いる「形質転 換」の語は、「トランスフェクション」の語を包含し、感染性因子、特にウィル スを暗号化しているベクターDNAを含んだ遺伝子の形質転換を示す。トランス フェクションの後、そのようなベクターは、ついで培養中の少数の形質転換細胞 から感染性ウィルス粒子によって他の多数の細胞へ広がることができ、それによ って対象遺伝子を発現する大量の宿主細胞試料を提供する。しかもこの遺伝子系 における宿主細胞の形質転換は、安定な組み立て物を生じる必要はなく、安定な 遺伝子発現系、もしくは一過性の遺伝子発現系を利用して、必要なmRNAおよ びrex遺伝子を提供すればよい。したがって多くの既知の発現系が、この発明 方法による抑制因子の同定に使用し得る。
この方法では、未使用のスプライス部位を含んだm RN Aの放出が減少する が、それと−緒にこのmRNAのスプライス形の放出が減少しなければ、その因 子が、HTLV−1rex遺伝子活性またはrex遺伝子生産物活性の特異的な 抑制因子であることを示す。
この発明方法を使用することによって特異的な抑制因子であることが判明した化 学因子の場合、その作用形式は、原則としてmRNAの転写または翻訳の特異的 な抑制を含み得る。然しなから一層可能性のある作用形式は、核小体の局在化、 Rex応答要素の認識またはRexエフェクター機能等を含んだRexタンパク 質活性の1またはそれ以上の特異的な抑制である。
都合よいことに、未使用のスプライス部位を含んだmRNAの核放出の減少は、 第1タンパク質の生産水準を測定することによって検出され、この第1タンパク 質は未使用のスプライス部位を含むmRNAによって暗号化されている(即ち、 mRNAのスプライスされていない形態だけがこの第1タンパク質を暗号化して いる)。そしてrr、 RN Aのスプライスされた形の核放出の増大は第2タ ンパク質の生産水準を測定することによって検出され、この第2タンパク質は、 このmRNAのスプライスされた形によって暗号化されている。
好ましくはこのmRNAはスプライスされない形で、HTLV−I Envタン パク質を暗号化している。このmRNAをスプライスすると、もう一つのHTL V−1タンパク質であるTaxを暗号化した一層短いmRNAが生じる。例えば 実施例12および13において、RexRE (RRX)要素を保有しているス プライスされないmRNAの核放出は、Envタンパク質の発現によって検出さ れる。さらに、Rex機能の抑制から生じたスプライスされないmRNAのその ような放出の抑制は、Envタンパク質生産の減少によって検出される。然しな からこの減少は、ある因子のウィルスまたは宿主に対するある種の一般的な毒性 から生じたものかも知れないから、rex遺伝子機能の特異的な抑制は、Env 発現の減少と同時に、HTLV−I Taxタンパク質の生産が減少しないこと を反映しているmRNAのスプライスされた形の放出の減少が起こらないことに よって示される。したがって好ましくはHTLVi Env、TaxおよびRe xタンパク質発現の同時分析を実施する。
例えば実施例12および13では、EnvおよびTaxタンパク質の発現を、好 適な抗体との免疫沈降と、それによって生じた沈降物の電気泳動分析によって測 定する。別法として、例えばRex機能の特異的抑制について試料の大規模スク リーニングのため、EnVおよびTaxについて、例えば酵素結合免疫検定法C ELISA)、またはスプライス形およびスプライスされない形の発現をもたら す何か一層都合よい別の生産物を提供する遺伝子操作によるmRNAの変形等が 挙げられる。例えばmRNAを変化させて、エシェリキア・コリーβ−ガラクト シダーゼのような、加水分解すると発色する無色の基質の添加によって検出でき る酵素を暗号化することも可能である。env遺伝子の代わりにこの酵素の遺伝 子を挿入すると、スプライスされていないmRNA形態はこの酵素を生産するが 、スプライスされた形態はこれを生産しない。また別の類似の都合のよい指示遺 伝子を、スプライスされた1nRNA形でこれを発現できるように(例えばTa x配列へ融合することによって)mRNAに暗号化することができる。迅速かつ 効率的な大量スクリーニングのために上記の方法をさらに変更することは、当業 者にとって容易に明らかなことであろう。
この発明のもう一つの態様は、上記の方法によってRexタンパク質の遺伝子活 性化機能の特異的抑制因子を同定するため、前記3項に挙げた構成要素を含んで なる因子スクリーニング用試薬キットに関する。このキットは、所望により、さ らに下記の任意の構成要素、即ち、細胞培養に使用する培地、リポータ−mRN Aのスプライスされた形またはスプライスされない形の何れかの核放出水準を、 このmRNAのスプライスされた形およびスプライスされない形のタンパク質生 産物を、例えば核酸ハイブリッド形成によって直接的に、あるいは例えば免疫学 的検出によって間接的に測定するのに使用する試薬、およびこの発明方法の実施 の際に、このキットの上記の任意の構成要素を使用するための指示書を含む。
各種のrex遺伝子突然変異体を、優性な負の突然変異についてスクリーニング するのに上記の方法を使用した。これらのrex遺伝子突然変異体を、この発明 のRex抑制因子検出系でプラスミドpgTAX−LTRと同時発現させると、 5.1項と同様に、Rexタンパク質の59〜60位、64〜65位、および1 19〜121位でアミノ酸置換を含んだ1種の突然変異が認められた。これらは ReX機能を欠いているばかりでなく、野生型Rexタンパク質機能のトランス 優性リプレッサーとしても作用し、また野生型Revタンパク質機能のトランス 優性リプレッサーとしても作用するタンパク質を生じた。
またこの突然変異分析では、Rexアミノ酸位置5〜7および14〜15でRe X機能を欠いた置換を含んでいる第2の型の負の突然変異体を生じた。これらの 変異体タンパク質は細胞核へ好適に標的指向せず、トランス優性でもなかった。
さらにRexアミノ酸位置141〜143に置換を有する単一な突然変異体Re xで例示される第3の型の負の突然変異体は、部分的なReX機能を保有してお り、核へ標的指向したが、核の核小体領域内に局在化できなかった。この変異体 タンパク質もまた、HTLV−I ReX機能のトランス優性リプレッサーでは なかった。これらの結果から、核小体局在化活性は、アミノ末端で確認されたプ ラスに荷電した残基(H。
シオミら、セル、55巻、[1988年]、197〜209頁)以外の配列を含 み得る可能性が生じた。しかもこの知見は、Rexタンパク質突然変異体がRe X機能のトランス優性リプレッサーとして作用するには、変異体が、核標的指向 活性ばかりでなく、Rexタンパク質の明白な核小体局在化活性を保有すること が必要であり得ることを示唆している。
またここで、Rex突然変異体に関するこれらの知見は、核および核小体標的指 向に関与している第1ドメインと、エフェクター活性に関与している第2ドメイ ンからなる少なくとも2つの機能的に異なったペプチドドメインのRexタンパ ク質内のおよその範囲を特定する。核標的指向性が不十分であるRex突然変異 体は、先に核小体局在化シグナルとして機能することが判明したRexのアミノ 末端で、プラスに荷電しているペプチドドメインに位置している。組み換えDN A手技によって、アミノ末端の20アミノ酸を含んでいるペプチドを他のタンパ ク質へ付着させると、このドメインはRexで観察されたのと同様の形式で、そ のタンパク質の核標的指向性および核小体局在化を何れも誘導した(H,シオミ ら、[1988年]、前掲)。このように、たとえRexアミノ酸位置141〜 143における突然変異体が核へ標的指向するにしても、核の核小体領域に局在 化できないことから、この変異体が核小体局在化に必要な領域にあるようには思 われない。この突然変異体における変化は、むしろアミノ末端ドメインでのRe x核小体の局在化機能に、例えば適当なタンパク質の折り畳みを妨害することを 介して間接的に影響するらしいと考えるのが最も妥当であろう。
機能的に明白なRexの第2主要ドメインは、アミノ酸59〜60(チロシンー イソロイシン)、64〜65(チロシン−トリプトファン)、および119〜1 21(スレオニン−フェニルアラニン−ヒスチジン)を包含する。これらの離れ た部位をそれぞれの位置で変化させると(M6、M7およびM13突然変異体) 、生物学的活性を欠き、それと同時にトランス優性な抑制特性を現すRexタン パク質の生産をもたらす。ReX機能に対して効果を示さない5種類の異なった 突然変異は、Rexタンパク質の直線状配列において、M6およびM7領域をM 13領域から分離し、これら2つの離れた領域でのこの機能的ドメイン内の相互 作用が、適当なタンパク質の折り畳みを必要とするらしいことを示す。即ち、R exエフェクター機能にとって最も決定的なこれら2つのアミノ酸領域を包含し ているRexタンパク質の完全な直線状部分は、Rexタンパク質のエフェクタ ー機能に寄与しているようであり、したがってこのドメインを突然変異させるこ とはRexのトランス優性リプレッサーの生産を意味する。
この知見は、mRNAでRexRE (RRX)の認識に必要な活性が位置して いるRexのドメインを指摘しない。したがってReX機能のトランス優性リプ レッサーとして作用するために、突然変異体rexタンパク質がRexREへの 結合能を(直接的または間接的に)保有しなければならないのか、あるいはRe xによって認識される何か他のウィルス認識の要素への結合能を保有しなければ ならないのかは分からない。
この発明のもう一つの態様は、HTLV−I Rexタンパク質機能のトランス 優性リプレッサーを暗号化しているDNAセグメントおよびそのようなトランス 優性リプレッサーに関する。このリプレッサーは、Rexタンパク質のエフェク ター活性へマイナスに影響する少なくとも1つの突然変異によってRexタンパ ク質の野生型形態から修飾されたタンパク質である。このリプレッサーはまた、 Rexタンパク質の野生型形態の核小体局在化活性を実質上保育している。特に このリプレッサーの負の突然変異は、野生型Rexタンパク質のおよそのアミノ 酸位置59からおよそのアミノ酸位置121までを含んでいるペプチドドメイン 、より詳細には下記に示す59.60.64.65.119.120および12 1の任意の位置にあるアミノ酸に影響を与えるものである。Rexリプレッサー を暗号化しているDNAセグメントを例示すれば、下記の突然変異体rex遺伝 子、M6、M7、M2Sの何れか、およびHTLV−I Revタンパク質機能 のトランス優性な抑制を示すその変異体および誘導体である。
このDNAセグメントの配列は、HTLV−1の任意の単離体のRex遺伝子( L、リムスキーら、ネーチャー、335巻、[1988年]、738〜740頁 、M、セイキら、サイエンス、227巻、[1985年]、1227〜1229 頁)から誘導され、または化学的合成によって作り出される。Rex機能のトラ ンス優性リプレッサーは、標準的な組み換えDNA法、またはペプチド合成のた めの標準的な化学的方法、またはこれらの方法の組み合わせによって作成される 。これらの方法はすべて遺伝子操作技術で周知の方法である。
ここでRexタンパク質のエフェクター活性にマイナスに影響する突然変異を例 示する。然しこれらと同一のアミノ酸位置またはこれに近接した位置に限局して 、タンパク質構造に効果を生じるように設計された他の型の突然変異でも、この 発明によるHTLV−IRexタンパク質機能のトランス優性な抑制を示すRe xの変異体および誘導体を生産する可能性は極めて高い。そのような限局的な欠 損は、例えば単一アミノ酸の欠失または挿入、または化学的または構造的に類似 したアミノ酸の置換等である。これに反して、−暦法範囲な欠失または挿入、ま たは2次構造(例えば、β−シート領域内のプロリン)を破壊する置換は、タン パク質の折り畳みに対する影響を介してタンパク質の固有部分に効果を及ぼす可 能性が高い。したがってRexエフェクター機能に必要なドメイン内の与えられ た位置で起こるそのような突然変異は、Rexタンパク質の野生型形態の核小体 局在化活性を実質上保有する突然変異体Rexタンパク質を生産することはあり 得ない。
上記の5.3項のトランス優性Rex突然変異体を、Rev機能抑制について同 様に試験し、これらの変異体がHIV−I Revのリプレッサーでもあること が判明した。この型のトランス優性ReX突然変異体の抗ウィルス作用の可能性 をHI V−1複製の抑制検定を用いて証明した。
また既述したように、たとえHT L V−H内の対応する応答要素のヌクレオ チド配列が、HTLV−1内のRexRE (RRX)のヌクレオチド配列と若 干具なったステム構造およびループ構造を有シテイルトシテモ、HTLV−I  Rexが類似体HTLV(I Haタンパク質に機能的に置き換わり得ることが この研究で判明した。
したがってこの発明はさらに1、HIV−1、HTLV−1およびHT L V −IIウィルスのうちの1つを複製する複製能を有する細胞へ、Rex機能のト ランス優性リプレッサーを暗号化した上記のDNAセグメントを導入することか らなるこれらのウィルスの複製の抑制方法に関する。この細胞はまた、トランス 優性リプレッサーを生産するDNAセグメントの発現能を有する。この細胞は1 またはそれ以上のこれらのウィルスによって予め感染したものであってもよく、 あるいはこの細胞は1またはそれ以上のこれらのウィルスに未感染の標的細胞で あってもよい。
上述の遺伝子系の好ましい態様として、Rex応答性リポータ−プラスミドpg TAX−LTRを作成した(第13B図)。要約すれば、pgTAX−LTRベ クターは、HTLV−I env遺伝子によって分けられたtax遺伝子の2つ のタンパク質暗号エキソンと、RexRE (RRE)を含んだ完全なHTLV −I 3° LTRを含んでいる。これらのHTLV−I配列の発現は、ヒト・ シトメガロウイルスの即時早期領域によって促進され、追加的なポリアデニル化 配列はラット・プレプロインスリン遺伝子の3′領域(BR,カレン、セル、4 6巻、[1986年]、973〜982頁)によって提供される。このベクター は、Rexが存在する場合だけEnvを生産するが、Rexが存在しても、しな くてもTaxを合成する。このベクターは、R,e x翻訳開始コドンと一致す る5ph1部位に突然変異を導入しているため、それ自身はRexを生産しない 。Rexが存在しないと、pgTAX−LTRは、env配列のすべてを事実上 火いているこのベクターから、スプライスされたmRNA種の翻訳を反映したT aXタンパク質を生産する。然しpgTAX−LTRをrex発現プラスミドp REXと同時トランスフェクトすると、HTLV=I Envタンパク質の合成 が活性化される。この62〜68kDタンパク質は、抗HTLV−1エンベロー プ・モノクローナル抗体05αとの免疫沈降による立証によって容易に確認され る(S マツツタら、プロシーディングズ・オブ・ザ・ナショナル・アカデミ− ・オブ・サイエンシズ・オブ・ザ・USA、83巻、[1986年]、2672 〜2676頁)(第14A図、レーンl)。これとは対照的に、pREXをpR EV (レーン2)またはpCMV−IL−2(レーン3)の何れかで置き換え ても(これらはそれぞれHIV−I Re、vタンパク質およびヒト・IL−2 ポリペプチドを暗号化している) 、HTLV−I Envタンパク質は検出さ れない。同様に、pgTAX−LTRの存在なしでは、細胞をpREXでトラン スフェクトしてもEnvタンパク質は同定されなかった(レーン4)。
このように上記の遺伝子系では、pgTAX−LTRによるHTLV−I En v発現は、野生型Rexタンパク質の遺伝子活性化機能を保有するタンパク質の 存在によって特異的に誘導される。ReX機能を保有するタンパク質を提供する 遺伝子を含んだ系で、因子との接触がReX機能を抑制するなら、その因子がR eX機能を提供する遺伝子または遺伝子生産物の発現と無関係なあるウィルス活 性もしくは細胞活性に影響する場合を除いて、即ち、因子がその遺伝子またはそ の生産物の特異的抑制因子でない場合を除いて、TaXタンパク質は生産され続 ける。したがって実施例12および第15図に示したように、ReX機能の特異 的な抑制因子を同定する典型的な方法は、HTLV−I Env、Taxおよび Rexタンパク質発現の同時分析を都合よく含んでいる。
第15図および下記に示すトランス優性リプレッサーによってReX機能が特異 的に抑制される場合、HTLV−I TaXタンパク質の生産が明らかに増大す ることは注目し得る。これは恐らく、ReX機能を欠くためにスプライシング前 は放出されなかったEnvmRNAが、スプライスされた形で核放出の増大を来 した結果であろう。然し原則的に、ReX機能の特異的抑制因子はmRNAのス プライシングを防止し得るが、スプライスされないRNAの放出を誘導し得ない 。したがってReX機能の特異的な抑制因子を同定するこの方法は、現状では、 TaXタンパク質を生産するスプライスされたmRNAの核放出の減少がない場 合に限り必要である。
この系の使用方法を実施例12に例示した。この突然変異分析では、M13バク テリオファージで、オリゴヌクレオチドの指令による突然変異誘発を再び使用し 、25ケ所の別々の部位でrex遺伝子の1次配列を変化させた(第13A図) 。特徴的なりglII制限部位を同様に含んでいる枠組みにしたオリゴヌクレオ チド2重ラセンの挿入によって、四角で囲ったアミノ酸を、ジペプチドアスパラ ギン酸−ロイシンで置き換えた。ついでこれらのrex突然変異体をそれぞれp  B Cl 2/CMV真核性発現ベクターへ挿入しくB。
R,カレン、セル、46巻、[1986年]、973〜982頁)、DNA配列 決定によって突然変異を証明した。
pgTAX−LTRベクターで同時トランスフェクトすることにより、rex突 然変異体の生物活性をそれぞれ測定した。これらのrex突然変異体のうちの1 9種は野生型の表現型を示したが、5種類の突然変異体(Ml、M2、M6、M lおよびMl3)は明瞭なenv遺伝子活性化作用を欠いており、1突然変異体 (Ml5)は部分的な機能だけを示した(第14B図)。つぎにCO8細胞をこ れら6種のrex欠損型突然変異体およびpgTAX−LTRベクターで同時ト ランスフェクトし、ついで実施例12に示したようにHTLV−I EnvST axおよびRexタンパク質発現の同時分析を実施した(第15A−C図参照)  。HTLV−I Envは、野生型Rexタンパク質(第15A図、レーン7 )または部分的に活性なM1515突然変異第15A図、レーン6)の存在した 場合にのみ検出されたが、40kD Taxタンパク質はすべての培養で検出さ れた(第15B図)。このようにMl、M2、M6、MlおよびM1313突然 変異観察されたenv遺伝子発現の欠如は、トランスフェクトされたcosi@ 養におけるこれらのタンパク質の非特異的な毒性効果というより、むしろRex 生物学的活性の特異的な喪失に起因するものである。また突然変異体Rexタン パク質は何れもこれらの培養で確認され、すべての変異体が安定した形で発現す ることが判明した(第15C図)。M2、M6およびM1313突然変異野生型 Rexタンパク質と区別し難いパターンで移動しく第15C図、レーン2.3. 5.7)、一方、MlおよびM15タンパク質は、一層小さい見掛けの分子量を 示しくレーン4および6) 、Ml突然変異体は、電気泳動でタンパク質の二重 線を生じた(レーン1)。Ml、MlおよびM1515突然変異おけるタンパク 質コード領域の配列決定では、導入した特異的な突然変異以外には何らの変化も 見いだせなかった。したがってこれらのサイズの見掛は上の相違に関する生化学 的な根拠は、これらの変異体タンパク質の翻訳後プロセシングの変化を反映して いるのであろうと思われる。
野生型Reχタンパク質と同様に、生物学的に不活性なM6、MlまたはM13 Rex突然変異体でトランスフェクトした細胞のイン・サイチュ免疫蛍光染色で は(詳細は実施例12参照)、発現細胞の核小体および核への正常な標的指向性 が認められた(第16図)。コントラストを強めると、M1変異体タンパク質は 細胞質区画でのみ検出可能であったが、M2 Rex変異体は細胞全体にほぼ均 質な形で分布していた。MlおよびM2変異体が、核小体局在化のシグナルとし て機能する、プラスに荷電したペプチドドメイン内にだけ存在している塩基性ア ミノ酸残基を変化させる事実は、これらの知見と一致する。部分的に活性なM1 5突然変異は変異体Rexタンパク質の核局在化のパターンをもたらすが、野生 型ReXタンパク質とは異なり、M15タンパク質は核の核小体領域内へさらに 局在化せず、実際はMl5は核小体から排除されるようである(第16図)。こ れらの成績は、N−末端で塩基性アミノ酸から離れている残基がRexの核小体 局在化に関与し、もしくは寄与し得ることを示唆している。
また野生型HTLV−I Rexタンパク質および野生型HIV−I Revタ ンパク質の生物学的活性に対するrex突然変異体の阻止能を測定した(第17 図)。cosm胞をpgTAX−LTRおよびDREXで同時トランスフェクト すると(パネルA) 、M6、MlおよびM13変異体の10倍モル過剰は優性 な負の表視型を示し、野生型Rexタンパク質の活性を著しく抑制した(レーン 3〜5)。これと対照的にMl、M2およびM15タンパク質は、野生型タンパ ク質の作用を変化しないので、劣性の負の突然変異体として作用した(レーン1 .2.6)。同様にHI V−1のRevタンパク質は、Rexタンパク質(レ ーン8)およびIL−2(レーン9)の作用を妨害しなかった。
つぎにトランス優性なRex突然変異体のHIV−1系におけるRev機能に対 する阻止能を測定した(第17B図)。CO8細胞においてpgTATおよびお よびpREVで同時トランスフェクトすると、M6、MlまたはMl3 Rex 突然変異体の10倍モル過剰はTatタンパク質の72アミノ酸形の発現が減少 することによって立証されるRevタンパク質の作用の抑制を示した(レーン3 .4.5)。またこれらのトランス優性Rex突然変異体のH1v−1ウイルス 複製阻止能を検討した(第17C図)。Rexおよび段階的な量のトランス優性 なRex変異体の存在で、Rev欠損型HI V−1プロウィルスpHXB2− Bam−p3 (L リムスキーら、ネーチャー、335巻、[1988年コ、 738頁)の複製を、これらのプラスミドによるCO8細胞のトランスフェクシ ョンにより検討した。培養上清中のHIV−1p24 Gagタンパク質の合成 水準によって分かるように、トランス優性なRex突然変異体(M6、Mlおよ びMl3)は投与量に比例するHIII複製の抑制を生じた。これとは対照的に 、rexの劣性の負のM11突然変異はHIV−1の複製に対して有意な効果を 示さなかった。
これと同時に、実施例12および13の各種のrex突然変異体に関するこれら の知見から、異なった活性を有する少なくとも2つの異なった構造ドメインのR exタンパク質内のおよその境界が判明した。即ち、1つのドメインはMlおよ びM2突然変異によって特定され、N−末端に位置し、アミノ酸5〜7および1 4〜15を含み、タンパク質を核へ標的指向させ、それから核小体へ標的指向さ せする役割を果たしているよってある。このプラスに荷電しているドメインはま た、直接RexRE (RRX)へ、あるいはこのRNA要素へ直接接触する他 のタンパク質へのRex結合に関与し得る。上述の第2ドメインはRexエフェ クター機能にとって不可欠であり、したがって突然変異して、トランス優性なリ プレッサーを生産することができる。
以上の5.1.52および53項の知見を要約すれば(a) 決定的な調節タン パク質(RexおよびRevのような)を突然変異することによってウィルス抑 制因子を生産する一般に適用可能な原則を発見した。
(b) この原則は複数のウィルス種に作用する突然変異体調節タンパク質の生 産に適用可能なようである。
(c) 組み立てて、同定した特異的にトランス優性な突然変異体は −HTLV−1rex遺伝子機能の抑制に有効なHTLV−IReX突然変異体 −pcRexM2、pcRexM7、pcRexM8)pcRexM17および pcRex13Δ15(5,1項および実施例1〜3参照)、 −M6、MlおよびMl3(5,3項および実施例12〜13参照)、 −HIV−1rev遺伝子機能の抑制に有効なHIV−I Rev突然変異体 −I)Mlo、pΔ9/14およびpΔ10/14 (5,2項および実施例4 〜11参照)、 −pM21、pM22、pM27、])M28、])M29および9M32(5 ,2項および実施例11a〜11b参照)、−HTLV−I rex遺伝子機能 の抑制に有効で、HIV−1reV遺伝子機能の抑制にも有効なHTLV−I  Rex突然変異体−pcRexM2、pcRexM7およびpcRexM8 ( 5゜1項および実施例3参照)、 −M6、MlおよびMl3 (5,3項および実施例12〜13参照)、 −HTLV−I 、rexおよびHTLV−II rexおよびHIV−1re v遺伝子機能の抑制に有効なHTLV−I Rex突然変異体−M6、Mlおよ びMl3 (5,3項および実施例12〜13参照)、 −HIV−1rev遺伝子機能の抑制に有効で、HIV−2revおよび5IV a、、rev遺伝子機能の抑制にも有効なHI V−IRevRev突然 変異体10 (5,2項および実施例11b参照)と結論する。
6、実施例 以下に実施例をあげてこの発明を説明する。これらの実施例は単に発明を説明す るためのものであって、発明の範囲を限定するもの[実施例1] トランス優性HTLV−I rex遺伝子の組み立て(1) rex暗号配列の バクテリオファージM13 RF−DNAへのクローン化 pcRex DNA 5μgを、制限酵素インキュベーション緩衝液(10mM )リス−HCl (pH7,5) 、10mM MgC1□、50mMNaC1 ,1mM ジチオトレイトール)20μl中で、制限酵素HIndIIIおよび EcoRI各10単位で37℃で3時間処理した。反応混合物を、1μg/ml 臭化エチジウム含有1%アガロースゲル(シーケムFMC社、ロックランド、M E、米国)へ直接負荷し、トリス−酢酸緩衝液(T、マニアチスら、モレキュラ ー・クローニング、ア・ラボラトリ−・マニュアル[1982年コ、コールド・ スプリング・ハーバ−・ラボラトリ−、ニューヨーク、156頁)中、50V、 25mAで4時間電気泳動を行った。
分離したDNAを366nmのUVランプで可視化し、1.5kbのrex断片 を含有する好適なゲル切片を切り出した。このゲル切片をトリス−はう酸緩衝液 500μmを含有する透析バッグへ加えた(マニアチス、156頁)。DNAを 緩衝液へ電気泳動溶出し、−20℃でエタノール沈殿させた。
バクテリオファージM13mp10 RF−DNA 5μgを制限酵素HInd HIおよびEcoR4で処理し、同様に1%アガロースゲルから7.2kbのベ クターM13断片を単離した。
ライゲーション緩衝液(50mMトリス−HCl (pH7,4)、10mMM gC12,10mMジチオトレイトール、1mM ATP)20μm中で、ファ ージDNA 200ngおよびcRex DNA1μgをT4−DNA−リガー ゼ1単位と混合し、16℃で15時間インキュベートした。この反応混合物を直 接使用して、エシェリキア・コリTGI株を形質転換し、培養した(アマ−ジャ ム・プロトコール、16〜18頁)。
好適なファージプラークのDNAを制限酵素HIndIIIおよびEcoRIに よるエンドヌクレアーゼ切断によって検査し、ついでトリス−酢酸緩衝液中、1 0μg/m1臭化エチジウム含有1%アガロースゲルにより分析的ゲル電気泳動 を行った。rex暗号配列を保有していたバクテリオファージを同定し、これを ml)10rexと命名した。
大規模生−ブロトコール(アマ−ジャム・プロトコール、24〜25頁)を使用 して1本鎖mplOrex DNAを単離した。
(2) mpl 0 r e x中のrex暗号配列の突然変異誘発突然変異誘 発の必要条件として、好適な1本鎖DNA分子の合成が必要であった。29種類 のオリゴヌクレオチドを作成しく第4図参照)、結局30種の突然変異体が得ら れた。そのうち、下記の7種のオリゴヌクレオチドから、トランス優性な表現型 の点で好結果であることが分かった突然変異体が直接または間接的に(実施例2 参照)得られた。
(1)5°−TG GACAGA GTCTTA GAT CTG GAT A CCCAG TCT −3’glII (2)5’ −ACTAT GTT CGG CCA GAT CTCATCG TCACG CCC−3′glII (3) 5’ −CCTACATCGTCACA GAT CTCTGG CC A CCT GTC−3゜glII (4) 5°−TCG CCT CAG CTC丁TA GAT CTCTTA  TCCCTCGA −3゜glII (5)5°−AG CTCTACAGT TCA GAT CTCCTCGAC TCCCCT −3’glII (6)5°−GT TCCTTA TCCCTA GAT CTCCCT CC T TCCCCA −3’glII (7) 5’ −CT CCT TCCCCA CCA GAT CTA CC T CTA AGA CCC−3゜glII オリゴヌクレオチド(1)は、Rexタンパク質のアミノ酸残基フェニルアラニ ン(アミノ酸位置30)、フェニルアラニン(アミノ酸位置31)およびセリン (アミノ酸位置32)を、アミノ酸ロイシン(アミノ酸位置30)、アスパラギ ン酸(アミノ酸位置31)およびロイシン(アミノ酸位置32)で置き換えてい る。
オリゴヌクレオチド(2)は、Rexタンパク質のアミノ酸残基アラニン(アミ ノ酸位置58)およびチロシン(アミノ酸位置59)を、アミノ酸アスパラギン 酸(アミノ酸位置58)およびロイシン(アミノ酸位置59)で置き換えている 。
オリゴヌクレオチド(3)は、Rexタンパク質のアミノ酸残基プロリン(アミ ノ酸位置63)およびチロシン(アミノ酸位置64)を、アミノ酸アスパラギン 酸(アミノ酸位置63)およびロイシン(アミノ酸位置64)で置き換えている 。
オリゴヌクレオチド(4)は、Rexタンパク質のアミノ酸残基チロシン(アミ ノ酸位置87)、セリン(アミノ酸位置88)およびセリン(アミノ酸位置89 )を、アミノ酸ロイシン(アミノ酸位置87)、アスパラギン酸(アミノ酸位置 88)およびロイシン(アミノ酸位置89)で置き換えている。
オリゴヌクレオチド(5)は、Rexタンパク質のアミノ酸残基ロイシン(アミ ノ酸位置90)およびセリン(アミノ酸位置91)を、アミノ酸アスパラギン酸 (アミノ酸位置90)およびロイシン(アミノ酸位置91)で置き換えている。
オリゴヌクレオチド(6)は、Rexタンパク質のアミノ酸残基セリン(アミノ 酸位置94)を、アミノ酸ロイシンで置き換えている。
オリゴヌクレオチド(7)は、Rexタンパク質のアミノ酸残基アルギニン(ア ミノ酸位置100)およびグルタミン酸(アミノ酸位置101)を、アミノ酸ア スパラギン酸(アミノ酸位置100)およびロイシン(アミノ酸位置101)で 置き換えている。
すべてのオリゴヌクレオチドは、rex暗号配列の枠内にBglII制限部位を 導入しである。
オリゴヌクレオチドは、β−シアノ−エチルホスホアミダイト化学を使用したア プライド・バイオシステムズ380A・シンセサイザーで固体支持体により合成 した。精製は、8%ポリアクリルアミドゲル電気泳動法により、ついで主要生産 物を溶出およびエタノール沈殿することによって行った。ATPおよびポリヌク レオチドキナーゼを使用するオリゴヌクレオチドのリン酸化をアマーンヤム・プ ロトコール(13頁)の記載にしたがって実施した。オリゴヌクレオチドの指令 による突然変異誘発反応をアマーンヤム・プロトコール(13〜16頁)にした がって実施した。ついでこれを形質転換し、エシェリキア・コリTGI株から平 板培養した(アマ−ジャム・プロトコール16〜18頁)。異なったプラークの DNAを、酵素BglIIおよびEcoRIを使用する制限エンドヌクレアーゼ 分析によってスクリーニングした。
7種の突然変異のすべてから、rex暗号配列に導入された突然変異を保有して いる1クローンが確認された。これらのクローンをmp 10 r e xM2 、mplorexM7、mp 10 r e xM8、mp 10 r e x Ml 3、mplorexM14、mplorexM16およびmplorex M17と命名した。さらにもう一つのクローンmplorexM15を、欠失変 異体の組み立てに使用した(実施例2参照)。
(3)突然変異rex遺伝子の哺乳動物発現プラスミドへの再クローン化 突然変異させたrex遺伝子をバクテリオファージM13ベクターから起原種の 発現プラスミドへ戻した。pcRex DNA 5μgを制限エンドヌクレアー ゼHIndII110単位およびEcoRl 10単位と37℃で3時間インキ ュベートした。反応混合物を10μg/ml臭化エチジウム含有1%アガロース ゲルへ直接負荷し、トリス−酢酸緩衝液中、50V、25mAで4時間電気泳動 を行った。好適なケル切片から、Hr n dIII−E c oRIベクター 断片を電気泳動溶出し、エタノール沈殿した。
(2)で得られた突然変異体5μgを同様に処理して、rex暗号配列を含んだ 断片を単離した。
単離したベクター断片200ngおよび単離したrex配列1μgを、T4−D NA−リガーゼ1単位の存在でライゲーション緩衝液20μmに別々に混合し、 16℃で15時間インキュベートした。
得られた反応混合物を直接使用して、エシェリキア・コリHBIO1株を形質転 換した。制限エンドヌクレアーゼHIndIII、Asp718およびBglI Iを使用して、異なった細菌コロニーのDNAを分析し、これを1%アガロース ゲルで分析的ゲル電気泳動に掛けた。このようにしてrex遺伝子を保有してい ることを確認したプラスミドを、それぞれpcRexM2、pcRexM7、p cRexM3、pcRexM13、pcRexM14.pcRexM15、pc RexM16およびpcRexM17と命名した。
[実施例2コ rex暗号配列中の欠失変異の組み立てpcRexM13 DNA 5μgを制 限酵素BglIIおよびEcoRIそれぞれ10単位で処理した。ベクター主鎖 およびrex暗号配列の5′部分を含んでいる大きい方のDNA断片を前記と同 様に単離した。これと並行してpcRexM15 DNA 5μgを類似の方法 で処理し、rex暗号配列の3°部分を含んでいる小さい方のDNA断片を単離 した。
単離したpcRexM13 DNA断片200ngを、単離したpcRexM1 5 DNA断片1μgと混合し、T4−DNAリガーセ1単位の存在でライゲー ション緩衝液20μl中、16°Cて15時間インキュベートした。この操作の 結果、アミノ酸位置87.88および89がクローンp c Re x M 1 3と同一てあり、アミノ部位ft90〜94を欠失しているrex暗号配列を得 た。
ついで反応混合物を直接使用して、エンエリキア・コリHBIO1株を形質転換 した。異なったクローンのDNAを、酵素HI n dIII、Asp718お よびBglIIを使用する制限エンドヌクレアーゼ消化によりスクリーニングし た。陽性であったクローンを同定し、これをpcRex13Δ15と命名した。
[実施例3コ 生物学的活性 (a)突然変異体遺伝子の嘩乳動物細胞における生物学的活性rex野生型遺伝 子および各突然変異体rex遺伝子発現ベクター0.25μgを、ゲノムtat Oランスー活性化因子)発現ベクターpgtat (M、Hマリムら、ネーチャ ー、335巻、[1988年]、1.81頁)0.25μgと混合し、これをカ レンが報告したようにCos細胞細胞間時トランスフェクトした(B、R。
カレン、メソッズ・イン・エンジモロジー、152巻、[1987年]、684 〜703頁)。60時間のトランスフェクン3ン後、培養を353−ンステイン 300μCi/mlで3時間標識し、HIV−1TatおよびHTLV−I R exタンパク質の発現を免疫沈降分析により分析した。カレンが報告したように 、Tatのアミノ酸残基1〜61に対する家兎抗ペプチド抗体、およびRexの アミノ酸残基173〜189に対する家兎抗ペプチド抗体をこの実験に使用した (B、Rカレン、ジャーナル・オブ・ピロロジー、62巻、[1988年:l、 2498〜2501頁)。沈降したタンパク質をSDS/ポリアクリルアミドゲ ルで分離し、オートラジオグラフィーにより可視化した。
ベクターpcRexM2、pcRexM7、pcRexM8、pcRexM14 、pcRexM17およびpcRex13Δ15に暗号化されているrex遺伝 子は、この検定系で、rex作用に対する負の表現型を生じたが(第2B図、レ ーンD、E、F、H,IおよびK)、対照(レーンBおよびC)およびその他の 突然変異体(レーンG)は正の表現型を生じた。
これらの表現型で負のRex突然変異体クローンは、すべて上記のポリクローナ ル抗Rex抗体によって認識されるRex特異的なタンパク質を生産することが できる(第2A図、レーンC−EおよびG−1参照)。これに対して、クローン pcRexM16における突然変異はRex特異的抗体によ、って検出不可能な タンパク質を生じた。このことはタンパク質の半減期の短縮(成績は示さず)に 起因するものであると信じられる。
(b) p c Re xM2、pcRexM7、pcRexM8、pcRe  x M 13、pcRexM14、pcRexM17およびpcRex13Δ1 5による野生型HIV−1revおよび/またはHTLV−1rex機能のトラ ンス優性な抑制前記と同一の実験装置を使用して、野生型RevおよびRexタ ンパク質の機能をトランスで抑制するrex突然変異体の抑制能を検討した。ゲ ノムt a、 を発現ベクターpgtat O,25μg、野生型rev (p cRev)または野生型rex(pcr’ex)発現プラスミド0.25μg1 および各rex突然変異体発現プラスミドの過剰量(5μg)を別々に混合し、 これらをCos細胞へトランスフェクトした。突然変異体の野生型Revまたは Rex機能に対する影響を、上記のTat特異的免疫沈降法によって測定した。
この実験の結果から、6種のrex突然変異体、pcRexM2、pcRexM 7、pcRexM8、p c Re x M 14、pcRexM17およびp cRex13Δ14は、野生型rex依存性トランスー活性化の抑制能を有する ことが判明した(第2C図、レーンC,D、ESG、H,I) 。このうち4種 のrex突然変異体pcRexM2、pcRexM7、pcRexM8、および pcRexM13(部分的に)は野生型rex依存性トランスー活性化作用の抑 制能を有していたが(第2D図、レーンC,D、−ESF) 、ある種の突然変 異体、即ちこの場合、pcRexM2、pcRexM7およびpcRexM3は 、野生型rexおよび野生型rev依存性トランスー活性化をともに抑制するこ とができた。
この実験系では、上記のrex突然変異体によるRevおよび/またはRex機 能のトランス優性な抑制を、タンパク質レベルで証明した。
また実施例1〜3の成績は、HTLV−I Rexタンパク質に2つの機能的ド メインが存在することを示しているようである。アミノ末端の方向へ向けて、R evおよびRexタンパク質双方に対してトランス優性である2つの突然変異体 が存在する[pcRexM7(アミノ酸位置58.59)およびpcRexM8  (アミノ酸位置63.64)コ。Rexタンパク質だけにトランス優性な突然 変異体を含んでいる第2のクラスターは、暗号配列の中央部に位置している。核 局在化シグナルと突然変異体7および8からなるクラスターの開に位置している 追加的なrev/rex)ランス優性な変異体は第3の機能的ドメインの一部で あるか、さもなければ導入されたアミノ酸変化がタンパク質の3次構造を妨害し て、その結果、観察されるトランス優性な表現型を生じたのかもしれない。
口6,2] [実施例4] Revで集中発生した点変異および欠失変異Revタンパク質は生体内でセリン の位置でリン酸化され、生として細胞核へ局在化し、その核小体で濃縮される。
下記の突然変異分析は、Rev機能のこの特性関連を、他のどの因子よりHIV −1構造遺伝子発現のトランス−活性化因子として指摘する。
テーラ−らが報告したオリゴヌクレオチド指令による突然変異誘発を再び使用し て、集中発生する点変異(pM)をHIV−I ReVのHXB−3株へ導入し た(テーラ−ら、ヌクレイツク・アシッズ・リサーチ、13巻、[1985年コ 、8765〜8785頁)。具体的にはバタテリオファージM13突然変異誘発 系(アマージャム社、アーリントンハイツ、IL、米国)を使用して、発現ベク ターpcREV(vリムら、ネーチャー、335巻、[1988年]、181〜 183頁)によって暗号化された完全鎖長のcDNAコピーrexへ標的指向ヌ クレオチド置換を導入した。pcREVのDNAおよび対応するアミノ酸配列を 第6図に示す。
集中発生する一連の点変異をRevへ導入しく第5図、M1〜M14)、クロー ン化し、ジデオキシヌクレオチド配列決定システム(ストラタジーン、う・ジヨ ウ、CA、米国)を使用してその配列を確定した。突然変異は、Rev全体にわ たってほぼ均等に配置され、その中にある11個のセリン残基へそれぞれ標的指 向することができた。変化したヌクレオチドに下線を付して、各突然変異(p。
M1〜pM14)およびそれを囲むDNA配列を第7図に示す。
注目した大部分の突然変異は、第5図で四角で囲んだ残基を置き換えて、アスパ ラギン酸(Asp)およびロイシン(Leu)のコドンを生じた。各突然変異は 、Rev内のその位置にしたがい、例えばN−末端に最も近い突然変異をpMl 、C−末端に最も近い突然変異をpMl4と命名した。
種々のpM突然変異体の正確な構造を第7図に示した。突然変異の大半は2つの コドンだけに影響したが、この一般法則の例外として、M4およびM2Sは3個 のコドンに影響を与え、またM6は4個のコドンに影響を与えた。多くの場合、 アミノ酸置換はアミノ酸2個のミスセンス変異から起こったが、pM6の場合は 、AspおよびLeuがアルギニン残基42個を置換し、それによってアミノ酸 2個の欠失を生じた。pM4お町び9M13は、何れももとのRevで観察され なかった近接したアミノ酸1個の置換を追加的に含んでいた。pM4では23位 のチロシンのアスパラギン酸置換を含み、9M13では109位のイソクイシン がバリンに置換された。これらの追加的な変化は、突然変異誘発プロトコールに 使用した1本鎖DNAオリゴヌクレオチドプライマー内の1塩基エラーから起こ ったものである。
2つの隣接したセリン残基の単一な欠失によって組み立てられたpM7を除いて 、すべての点変異は独特なりglII部位の生成を生じた(第5図参照)。Bg lII部位はすべて同一の読み取り枠へ挿入され、それによってそれに伴うRe vのN−末端およびC−末端の欠失変異(pΔ)の組み立てを促進した。pΔ変 異体は欠失の位置によって命名され、例えばpΔ11/14は導入したpMll および9M14突然変異の間に欠失を有する。
[実施例5〕 Rev突然変異体の発現 親シトメガロウイルスの即時早期プロモーターに基づ(ベクターp B C12 /CMV (B、 R,カレン、セル、46巻、[1986年]、973〜98 2頁)を陰性対照として使用した。またこの実験では、ゲノムtat遺伝子発現 ベクターpgTATおよび分泌されたアルカリ性ホスファターゼ遺伝子発現ベク ターpBc12/R5V/5EAPを使用した(マリムら、前掲、およびバーシ ャーら、シーン、66巻、 [1988年]、1〜10頁)。
発現ベクターpcREVを修飾して、pMおよびpΔrev変異体を発現した。
修飾したpcREVをpgTATとともにCO8細胞へ同時トランスフェクトす ることからなる定性的検定を再び使用だ(マリムら、前掲、およびマリムら、ネ ーチャー、338巻、[1989年]、254〜57頁)。具体的には、カレン が報告したように(メソッズ・イン・エンジモロジー、152巻、[1987年 ]、684〜703頁’) 、pgTAT 0.25μgと、野生型、またはD EAE−デキストランおよびクロロキンで修飾したpcREV発現ベクター0. 25μgを使用するDNA依存性トランスフェクションによって、CO8細胞培 養(35mm)を同時トランスフェクトした。
60時間のトランスフェクション後、培養を[35S]−システィンおよび[3 2p]−無機リン酸塩([32P〕−P i)で同時標識した(マリムら、 [ 1988年]、前掲、およびノ\ウノく−ら、ジャーナル・オブ・ピロロジー、 62巻、[1988年]、4801〜04頁)。ついで細胞をRIPA緩衝液で 溶解し、家兎ポリクローナル抗ペプチド抗血清を使用する免疫沈降分析により、 培養中のrevおよびtat発現の相対水準を検定した(マリムら、[1988 年]、前掲、およびカレンら、ジャーナル・オブ・ピロロジー、62巻、[19 88年]、2498〜2501頁)。より具体的には、Revアミノ酸残基1〜 20 (REVI/20)に対する抗血清をpM5およびpM6によって暗号化 された変異体タンノ々り質の免疫沈降に使用し、またRevアミノ酸残基27〜 51 (REV27151)に対する抗血清を残りすべての変異体タンノ々り質 の免疫沈降に使用した。tat発現の免疫沈降分析は、Tatアミノ酸残基1〜 51 (TATI/61)に対する家兎ポリクローナル抗ペプチド抗血清を使用 して実施した。
免疫沈降したタンパク質を、14%不連続5DS−アクリルアミドゲル電気泳動 によって分解し、オートラジオグラフィーにより可視化した。これらの実験の結 果を第8図に示す。既知タンノ(り質分子量マーカーの相対移動度を図の右側に 示す。
[35S]−システィンおよび[32P]−Pi標議した培養の抗−Rev抗血 清による免疫沈降をそれぞれ第8Aおよび80図番二示す。
[3SS]−システィン標識培養の免疫沈降では、大半のミスセンス(pM)変 異体で野生型に匹敵する強度および移動度を示すノくンドを生じた(第8A図、 レーン1〜14)。この一般法則のfZII外として、変異体pM6では僅かに 早い移動度を示す強L%/<ンドを生じ(M、〜18kD)、pMlでは著しく 遅い移動度を示す微弱なノくンドを生じた。
抗Tat抗血清を使用するtat発現の免疫沈降分析(ま、モデル指示薬として pgTATを使用するrev機能の定性的検定を提供した。前述のようにrev が存在しないと、86アミノ酸(a a)のエキソン2個形tatタン、<り質 をもっばら暗号化して(Xる完全にスプライスされた細胞質性tatmRNAが 発現する。然しrevが存在すると、pgTATは、先端を切り取られたエキソ 21個形の72aa鎖長のタンパク質を暗号化しているスプライスされないta tmRNAの細胞質発現を誘導する。
第8図で、野生型revは19キロダルトン(k D)の相対分子質量(M、) で移動し、容易に検出されるが(レーンO)、tatの86aa形および72a a形はそれぞれ15.5kDおよび14kDで移動する。模擬トランスフェクト 培養は、これらの検定条件下で何ら特異的な信号を生じないが(マリムら、前掲 )、第8B図を精査した結果、突然変異体発現ベクターでトランスフェクトした 培養でも、組立て体指示薬pgTATで同時トランスフェクトした培養でも、ど ちらもtatタンパク質合計に匹敵する量を合成することが判明した。この成績 から、どの変異体Revタンパク質もトランスフェクト細胞に対して有毒でない ことが示唆される。
またこの分析は、Revの5種のミスセンス変異体および2種の欠失変異体が不 活性であることを示したが(レーン4〜7.10.16.20)、その他のRe v突然変異体はすべて完全に72aaTat発現を誘導できることが判った。4 種の不活性なミスセンス変異体はアミノ酸残基23と56の間(M4〜M7)で 集中発生したが、第5の不活性変異体(pMlo)は2つの完全に機能的な突然 変異体によって分離され、残基78および79に影響を与える。
RevのN−末端に近い4残基(pΔ1/2)またはC−末端に近い21残基( pΔ11/14)の欠失は、rev機能に対して殆どまたは全く効果がなかった 。これとは対照的に残基9と17の間の追加的な配列の欠失(pΔ1/3)はr ev機能の喪失を生じた。
[実施例6] rev突然変異体のトランス−活性化能rev突然変異体のトランス−活性化能 を一層厳密に評価するため、HI V−1の複製欠損型rev変異体をトランス で救援するrev突然変異体の救援能を試験した。この分析の目的のため、ベク ターpHIV−1ΔrevのrevHIV−1プロウイルス[ファインバーブら によってpHX82Bam−p3と命名された(セル、46巻、 [1986年 コ、807〜17頁]を使用した。このプロウィルスは、revの第2暗号エキ ソンのアミノ酸位置59に該プロウィルスの複製を不可能にするフレーム・シフ ト変異を含んでおり、即ち、CO8細胞へトランスフェクトしたとき、HIV− 1rev発現がトランスで可能なベクターとの同時トランスフェクトがないと、 機能的なRevタンパク質を産生できない(リムスキーら、ネーチャー、335 巻、[1989年コ、738〜40頁)。第9図に示したように、可溶性p24  Gag発現のELISA検定法(デュポン−NEN社、ビレリカ、MA、米国 )を製造業者の標準的な供給によって使用して、培養上清へ放出されたHIV− 11)24 Gagタンパク質濃度(pg/mgを定量的に検定することにより 、ウィルスの複製を測定し、突然変異体のrevプロウィルス救援能を分析した 。
対照の目的のため、Rev非応答性ベクターpBc12/RSV/5EAP ( 1培養当たり12.5ng)[分泌されたアルカリ性ホスファターゼ(SEAP )遺伝子発現ベクター〕で培養を同時トランスフェクトすることによって監視し た。上清p24 Gag濃度と並行して5EAPi1度を便宜的に測定した。ま た幾つかの培養では、陰性対照ベクターpBc12/CMV (NEC)か、ま たは野生型rev遺伝子発現ベクター(pcRev)の何れか125ngで同時 トランスフェクトした。
CoS細胞培養(35mm)をpHIV−1Δrev250ngと、対照ベクタ ーまたは修飾した1突然変異体含有ベクター125ngで同時トランスフェクト した。65時間トランスフェクション後、上清培地を採取し、P24 Gagタ ンパク質の発現水準を検定した。同時にSEAP濃度を測定した。上清5EAP i1度で認められた僅かな変動を補正し、得られた値を第9図に前掲した(SE APの平均活性を1.00単位とし、観察された標準偏差は±0.14、範囲は 1.30〜0.73である)。
この実験で、5EAP活性の上清濃度にはほとんど変動が見られなかったので、 トランスフェクション効率が等価であることが証明され、また細胞毒性を誘発す る突然変異体がないことが確かめられた。pHrv−1Δrev単独のトランス フェクションでは、培養上清に検出可能なり24 Gagタンパク質を生じなか ったが(レーンNEC) 、野生型rev遺伝子発現ベクターとの同時トランス フェクションでは、pHIV−1ΔRevのp24 Gag分泌誘導能を有効に 補足していた(レーンpcREV)。
またJ)gTATに基づく検定で試験し、陽性であったすべてのRev突然変異 体を可視化して第8B図に示したが、野生型rev組立て体で認められた活性の 50〜100%の活性水準が救援検定で達成された。例外としてMlでは一30 %の活性を示したが、この減少はM1変異体の生体内安定性の低下を反映したも のであろう。
第8B図でマイナスと採点したすべての突然変異体は、救援検定で完全に陰性で あり(即ち、p24 Gagの10 p g/mlまたはそれ以下)、例外とし てM7では辛うじて検出し得た上清のp24Gagタンパク質濃度を生じた。
[実施例7] 生物学的活性に必要でないRevリン酸化HIV−I Revタンパク質は生体 内で発現すると1またはそれ以上のセリン残基の位置でリン酸化される。第5図 に概略を示した突然変異は、rev暗号配列内の11個の各セリン残基に影響を 与える。そこでHIII revの生体内リン酸化部位を確かめるため、トラン スフェクトしたCO8細胞培養で一過性に発現する「32P]−Pi標識Rev タンパク質を免疫沈降により監視した(第8C図)。[32Pl −P iのr evへの挿入濃度と、こりと並行してトランスフェクトした培養で挿入された[ O8]−システィン濃度との比較(第8A図)を用いて、個々の突然変異体のリ ン酸挿入水準に対する効果を評価した。この比較の結果を第1表に示す。
[第1表] HIV−1’rev遺伝子突然変異体の表現型分析クローン Re v’ リン酸イビ 亜細胞゛ トランス優性6機能 局在化 抑制 野生型 ++++N Mll ++ ++ N (第1表つづき) ′十+:野生型の50〜100重量%、+:5〜50重量%、−:く5重量% 5++・重量に匹敵する、+:30〜60重量%、±・5〜20重量%、−:検 出し得るリン酸化なし、nd:実施せず ′?:免疫蛍光沈降によって検出されず、nd:実施せず°++、高度にトラン ス優性、十:中等度にトランス優性第1表にまとめた分析で、リン酸化の減少を 生じる4種のミスセンス変異体を確認した。これらのうち、M2およびM12は リン酸取り込みに対して中等度の効果を示すが(それぞれ−30%および一60 %の抑制)、M5およびM6はリン酸取り込み水準が劇的に低下した。revの リン酸化に対するM5およびM6変異体の劇的な効果(これらはどのセリン残基 にも影響しない)に関して考え得る理由を、以下さらに詳細に考察する。
Revにおけるリン酸受容体セリン残基の位置をさらによくつきとめるため、欠 失変異体(pΔ)のリン酸化水準の研究を実施した(第8C図、レーン15〜2 0)。この分析の結果、pΔ13/14変異体は正常にリン酸化されるが、pΔ 12/14欠失およびそれより一層大きいC−末端の欠失は、低水準のリン酸化 しか示さない(−90%抑制)。同様にpΔ1/2Rev変異体も[355コー システインでは効果的に標識され得るが、[”P] −P iの取り込みは低水 準を示す(−90%抑制)。
M2およびM12変異体の部位へ広がる欠失が、何故、ミスセンス変異体そのも のより、リン酸化水準に一層激しい効果を示すのかは明らかでない。然しこれら の結果は、Revタンパク質がセリンリン酸化の2ケ所の1次部位を含んでおり 、その1つは残基8 (M2)にあり、第2は残基99(M12)にあるという 仮説と一致している。何れにしても、これらの残基を欠いている変異体(即ち、 pM2、pΔ1/2、pMl2、pΔ12/14)は、はぼ野生型Revの活性 水準を示す(第8B図、第9図)。したがってRevのリン酸化は、トランスフ ェクトされた細胞におけるHIV−1調節タンパク質のトランス−活性化機能に 不可欠なものではないと結論される。
[実施例8] Revの核局在化 Revタンパク質が、発現細胞の核、特に核小体へ顕著に局在化されることは、 間接免疫蛍光法を用いた変異体分析によって確認された。固定されたトランスフ ェクトCO8細胞培養から得られた位相差写真およびそれに対応する免疫蛍光写 真を第10図に示す。
トランスフェクトされたCO8細胞内のRe Vタンパク質を局在化するのに使 用した間接免疫蛍光法の手技は、カレンの報告(B。
R,カレン、メソッズ・イン・エンジモロジー、152巻、[1987年]、6 84頁、およびB、 R,カレン、ジャーナル・オブ・ピロロジー、62巻、[ 1988年]、2498頁)にしたがい、ただし修飾したパラホルムアルデヒド 法に基づ(細胞固定法を使用して行った(ルーベンら、ジャーナル・オブ・ピロ ロジー、53巻、[1989年コ、1〜8頁)。具体的には、細胞を家兎ポリク ローナル抗Revペプチド抗血清で処理し、ついでローダミン結合ヤギ抗家兎1 gGで処理した。
第1の家兎抗Rev抗体は1:800倍希釈で使用した。pMl、pM2、pM 3、pΔ1/2、pΔ1/3ベクターでトランスフェクトした培養を除いて、R ev突然変異体の大半の分析にはREV1/20抗体を使用した。上記の例外の 変異体にはREV27151抗体を使用した。第2抗体であるローダミン結合ヤ ギ抗家兎IgG(ベーリンガー・マンハイム・バイオケミカルズ、インジアナポ リス、IN、米国)は1.50倍希釈で使用した。
図に示したように、Rev突然変異体は4つの型に分けられる亜細胞性局在化を 示した。即ち、N:細胞質発現が検出不可能な核/核小体局在化、N>C:僅か な細胞質発現、N≧C:若干の核濃縮を伴った明白な細胞質発現、CAN:細胞 内の無秩序な分布、からなる4種類の型である。これらの分布の代表的な例を図 に示した。
図でRevタンパク質は下段の図の右上隅に表示した。この検定によって検出さ れた各Revタンパク質の局在化を第1表に示す。
図に示したように、変異体の大半は、トランス−活性化陰性のクローンpM10 (第10D図)を含め、完全に野生型の亜細胞性局在化(N)を示した。然しな がら数種の変異体では、pM4(第10F図)によって代表されるように、極め て微弱ながら検出可能な水準の細胞質蛍光を生じた。この表現型は、活性変異体 (pM3、pM8)でも不活性変異体(pM4pM?)でも、ともにこの特性を 示すので、生物学的活性と明らかに相関しなかった。しかもかなり幅広い範囲の 1欠失変異体(pΔ1/3)が、野生型パターンとRevの塩基性ドメインで突 然変異によって誘導されたパターン(N≧C1第10H図)との中間型の亜細胞 性局在化を示している。
然しこの欠失は、塩基性ドメインに近接した位置ではない。この異常な局在化の 理由は明らかではないが、pΔ1/3で認められた生物学的活性の欠如とよく相 関している。
既知の核局在化シグナルと相同性を示すRevのアルギニン・リンチな突然変異 (pM5、pM6)は、細胞質Revタンパク質を高水準で生じる(C>N)。
ただしこれらのタンパク質は、細胞核から排除されたものではなく(第1OJ図 )、実際はRevの塩基性ドメインが核局在化のシグナルであることを示唆して いる。
pM5およびpM6が、リン酸化受容体として先に提案した部位を保有している にもかかわらず、生体内で必ずしも有意にリン酸化されないことを思い起こせば 興味深い。これはRevのリン酸化に関与しているキナー七が細胞核に限定され ているためがち知れない。したがってpM5およびpM6Rev変異体の不適当 な亜細胞性局在化は、その低いリン酸化水準に起因している可能性も考えら(れ る。
[実施例9] Rev機能のトランス優性な抑制 トランス−活性化HrV−1構造遺伝子発現能を喪失したRev突然変異体につ いて、野生型Revタンパク質の機能をトランスで抑制するその抑制能を検討し た。
COS細胞(35mm)を、組立て体指示薬pgTAT250ngと、pBc1 2/CMV 290ng (陰性対照)(第11A図、L/−:/1); pc REV 40μg (低水準) 、pBc12/CMV250ng (レーン2 );pcREV 290ng (高水準)(レーン3);pcREV 40μg 、pM4 250ng (レーン4);pcREV 40μg、pM7 250 ng (レーン5);pcREV 40μgSpMIO250ng (レーン6 )で同時トランスフェクトした。60時間トランスフェクション後、培養を[” S]−ンスティンで標識し、家兎抗Tat抗血清を使用する免疫沈降分析に掛け た。
第11 A図に示したように、pM4 (レーン4)およびpM7(レーン5) では、72aa Tatの発現誘導によって測定した野生型Revタンパク質活 性に対して殆ど効果を示さなかったが、pMlo(レーン6)ではRev機能を 完全に抑制するようであった。この成績は、pMloがHIV−1rev遺伝子 機能の特異的な抑制因子を暗号化していることを示唆する。
pMloが、実際にスプライスされていないHIV−1mRNA(fatの72 aa形を暗号化している)の細胞質発現を特異的に防止することによって作用す るということを証明するため、マリムら[(1988年)、前掲]の81ヌクレ アーゼ防御検定法を使用した。この検定法(第11B図)は、pBc12/CM V 2.75μg+pcREV 2.5μg(レーン1):pgTAT 2.5 μg+I)BCl 2/CMV 2,75μg(レーン2);pgTAT ’; 2゜5μg+pcREV 0.25μg+pBC12/CMV 2.5ttg( L/−:/3);I)gTAT 2.5μg+pcREV 2.75μg(レー ン4):pgTAT 2.5μg÷pcREV 0.25μg+pM10 2. 5μg (レーン5):pgTAT 2.5μg+pcREV 0.2’Bzg +pΔ10/14 2.5ttg (L/−ン6) でトランスフェクトされた CO8細胞(100mm)の細胞質において発現されるスプライスされた(S) およびスプライスされない(U)tatmRNA濃度を定量する。添加したDN A合計は、陰性対照とした親発現ベクターp B C12/CMVを含めて、合 計5.25μgに保った。
60時間トランスフェクション後、細胞質RNAを分析用に回収し、5μgアリ コートを81ヌクレアーゼ防御検定に使用した。使用したDNAプローブは、t atの第1の暗号エキソン内にあるXhoII部位で、クレノーDNAポリメラ ーゼを使用して末端標識した798塩基対のプローブである(マリムら、[19 88年]、前掲)。トランスフェクトしたCO8培養で、スプライスされない( U)およびスプライスされた(S)細胞質tatmRNA濃度をともに定量し得 るよう、プローブ(1)を設計した。このプローブを使用して、スプライスされ た(S)tat mRNAは202ntプローブ断片を救援すると予想し、スプ ライスされない(U)tatmRNAは506nt断片を救援すると予想した。
スプライスされないRNAの相対濃度を、各レーン毎にLKBソフトレーザース キャナーを使用するデンシトメトリーによって定量した。これを可視化して、第 11B図に示した結果から、レーン2では14%がスプライスされず、レーン3 では63%がスプライスされず、レーン4では82%がスプライスされず、レー ン5では22%がスプライスされず、レーン6では24%がスプライスされなか った。
予想されたように、スプライスされたtatmRNAは、pgTAT単独でトラ ンスフェクトした細胞の細胞質で顕著であったが(第11B図、レーン2)、ス プライスされないtatmRNAは、HIV−I Revタンパク質を同時発現 した細胞の細胞質で優性な細胞質種であった(第11B図、レーン3および4) 。然しpgTATをpcREVおよびpMloの双方と同時発現させると、ta tmRNAのスプライスされた形の細胞質優位性を回復している(第11B図、 レーン5)。
レーン5および6で負荷したRNAの合計量は若干低いようであるが、それにも かかわらずpMlo(レーン5)がpgTATベクターからのRev誘導のスプ ライスされないtatmRNAの細胞質発現を選択的に抑制できることは明らか である。事実、pcREVおよびpMloの双方の存在で検出したスプライスさ れないtatmRNAの相対濃度は、Revの存在なしで観察した濃度に匹敵す る。
これと同じパターンがp△10/14でも明らかである(第11B図、レーン6 )。これらの結果は、さらに3゛からMIO突然変異へまたがるRev遺伝子の 欠失(pΔ10/14)もRev機能のトランス−抑制因子を暗号化しているこ とを示している。MIO突然変異の部位から広がるpΔ9/14と呼ばれる一層 幅広い欠失も優性な負の表現型を示す(第1表)。然しM8突然変異の部位へ広 がる欠失はもはやトランス優性ではなかった(成績は示さず)。
[実施例10] pM10Rev変異体はrev機能の競合的抑制因子である第11Aおよび11 B図に示した実験結果から、pMloはトランスで存在すると、野生型Rev機 能を抑制できることが判る。然しこれらの実験はpMloの大過剰の存在で実施 された。Rev機能のトランス−抑制の効果を一層正確に定量化するため、p  cREVの単一濃度によるpHIV−1Δrevプロウィルス突然変異体の救援 を抑制するpMloの濃度増大による抑制能を分析した。またこの実験では、p M4およびpΔ10/44Rev変異体の濃度を増大する効果、および野生型R evそのものの発現水準を単に増大する効果を試験した。
第12図に示したように、cos細胞培養(35mm)を、pHIV−1Δr、 ev25ngおよびpcREV 50%gで同時トランスフェクトし、pcRE V(マ) 、pM4 (△)、pΔ10/14(○)、またはpMlo(■)の 倍数モルの過剰を増大した(即ち、10倍とは示したプラスミド組立て体500 ngの同時トランスフェクションを表す)。DNAの添加量合計は、陰性対照と した親発現ベクターp B C12/CMVを含めて合計587.5ngに保っ た。S E A P遺伝子発現ベクターを内部対照として同時トランスフェクト した(1培養当たり12.5 n g)。65時間目に上清培地を採取し、上清 のI)24 Gag発現水準を測定することによって検定した。
この検定の結果を、競合するrevベクターが全く存在しない場合に得られたp 24の発現水準(水準を1.00と規定)と比較して第12図に示す。すべての 値はpHIV−1Δrev 25%g。
pcREV 50%g、pBc12/R3V/5EAP 12.5ngおよびp Bc12/CMV 500ngでトランスフェクトした培養で観察されたp24  Gagの発貌水準との相対値で表す。この対照培養(・)は、添加したRev 変異体の競合的効果の測定に対する基準値となるが、p24 Gag発現を10 0単位水準と便宜的に規定した。ここに提示した値を上清5EAP濃度で観察さ れた僅かな変動について補正する(平均5EAP活性は1.00±0.27(範 囲1.28〜0.72))。
図に示したように、野生型rev発現ベクターpcREVのトランスフェクショ ン水準が増大すると、ウィルス複製に対して複利なプラスの効果が働き、培地へ のp24 Gagの放出に最高で一70%の増大をもたらすことが判明した。こ れに反してpM10ベクターを同時トランスフェクトすると、HIV−1構造遺 伝子の発現に劇的な抑制効果を示した。得られた抑制パターンは、生物学的標的 に対して野生型Revと同一の親和性を示すRev機能に対する競合的な抑制因 子として期待させるものである。即ち、等モル量のpMloではp24 Gag の発現を一2倍数減少し、2倍過剰のpMloでは発現を一3倍数減少し、5倍 過剰では一6倍数減少したが、10倍過剰ではp24 Gag発現を一93%減 少した。
])MlO以外にも、pΔ10/14の同時トランスフェクションでp24 G agの発現を減少するが、Revのこの大きな欠失変異体はpMloはど有効な 抑制因子ではなかった。pΔ10/14によって発現される厳しく先端を切り取 ったタンパク質は、生物学的標的へのRevの結合を促進する配列を欠いている ため、効果が低い競合因子である。
最後にpM4の同時トランスフェクションも僅かであるが同様に抑制効果を示す (最高用量を使用しても2倍以下(32%))。この効果は、RRE結合と無関 係な活性(鎮圧)から生じるように考えられる。
[実施例11] HIV−I Revl−ランス−活性化因子のドメイン構造上述のように、トラ ンスフェクトした細胞における一過性の遺伝子発現分析を用いて、HI V−1 のトランス−作用性遺伝子生産物Revの一連のミスセンスおよび欠失変異体の 生物学的活性を調べた。これらの結果は、第12A図(図でSはスプライス部位 を構成する)に模式的に示したように、Rev内に2つの機能的ドメインが存在 する可能性を明らかに示している。しかもこれらの2つのドメインはトランス− 活性化に不可欠であり得る(ハツチング部分)。
これらのドメインのうち、4種のミスセンス変異体、pM4.9M5、pM6お よびpM7で限定されている第1ドメイン(RNA結合ドメイン)は、野生型R evのおよそのアミノ酸位置10〜およそのアミノ酸位置68の間の約35アミ ノ酸領域にまたがっており、Revの核局在化に不可欠である高塩基性配列要素 を含んでいる。このドメインはまた、核局在化(NL)シグナルを含んでいる( 黒枠)。このドメイン内で変化した突然変異体は劣性の負の表現型を示す。
これに対して第2ドメイン(活性化ドメイン)内の突然変異は、はぼアミノ酸残 基79を中心にして、一般にミスセンス変異体pM10および欠失変異体pΔ9 /14およびpΔ10/14によって限定されており、Rev機能の喪失を生じ るが、注目すべきことは、これらの変異体によって示される負の表現型はトラン ス優性なことである。Revの2つの領域(第12A図、ハツチング部分)はタ ンパク質機能にとってさほど必要ではないようである。図で示したように、Re v活性化ドメインの突然変異はRevを欠損させ、野生型Rev機能を競合的に 抑制するタンパク質の生産を生じる。このトランス抑制は、トランスフェクトし た細胞内でのHIV−1複製を著しく減少または抑制するのに十分である。pM loおよび関連する欠失変異体によって示される優性な負の表現型に関する分子 的原理はまだ判っていない。然しミスセンス(MIO)および欠失(Δ9/14 、Δ10/14)変異体が、何れもRe、v機能をトランスで抑制できる観察結 果から、属性の獲得より、むしろその喪失が関与していることが示唆される。一 つの可能性は、欠損型Revタンパク質分子が野生型Revタンパク質のサブユ ニットと混合多量体を作ることができ、そのため野生型タンパク質の機能をトラ ンス優性な態様で抑制するのかも知れない。然しなから生体内でRev機能が単 量体であるのか、多量体であるのかは現在のところ判っていない。多数の原核性 および真核性転写因子の詳細な機能分析を含む以前の研究に基づいた別の仮説で は、転写トランス−活性化因子が、タンパク質をその好適な標的物質へ向かわせ る特異的な「結合ドメイン」と、結合反応の機能的結果を発揮させる「活性化ド メイン」 (この場合は転写活性化)の2つの異なった機能的ドメインを保有し ているというものである。幾つかの系で、結合ドメインが配列特異的なりNA結 合要素からなることが判明した。然し少な(とも1つの例では、単純ヘルペス1 型ウイルス(HSV−1)hランス−活性化因子〜′P16の場合、結合ドメイ ンは細胞性転写因子との特異的な相互作用を仲介する代わりに、HS V−1ケ ノム内の標的配列へ結合するようである。重要なことは、結合ドメインの突然変 異は緩和な発現水準で劣性である負の表現型を生じる傾向があることである。こ れとは対照的に、転写因子の活性化ドメインの突然変異または欠失は、優性な負 の表現型を備えた変異体を生じ得る。
これらの変異体はインタクトな結合ドメインを保有しており、好適な細胞標的へ 結合する野生型トランス−活性化因子と競合するが、いったん結合が起こると転 写を活性化できないと信じられる。HSV−IVP16タンパク質の場合、その ようなトランス優性な変異体の過剰発現は野生型VP16機能を効果的に抑制し 、そのために正常な許容細胞でHSV−1の複製を妨害することが判明した。
rev遺伝子生産物は遺伝子発現の転写後トランスー調節因子であるが、この場 合に2つの異なった機能的ドメインの概念が適用し得ると考えるのが合理的なよ うである。特にRevは、そのRNA標的配列(RRE)との直接的な相互作用 を介して、極めて配列特異的な態様で機能するので(M、 Hマリムら、セル、 60巻、[1990年]、675〜683頁)、シたがってこの特異性を付与す る配列を含んでいるはずである。いったん結合が起これば、その結果は活性化反 応(この場合、HIV−1構造タンパク質を暗号化している不完全にスライスさ れたRNAの核放出)へ翻訳されるはずである。したがってこの活性化ドメイン における突然変異は、野生型Rev機能の競合的な抑制因子を生じ得る。これが RevのpMIOおよびpΔ10/14変異体で観察された表現型であり、これ らの変異体は分離した活性化ドメインの存在を示しているのかも知れない。逆に この突然変異分析によって規定されたRevタンパク質の第2の一層N−末端に 不可欠な領域は、数個の転写因子であると定義された「結合ドメイン」と同一機 能を果たし得る。事実、このドメインで変化した突然変異体(例えばpM4、p M7)は、低いけれども有意な抑制を高い発現水準で観察されるが、一般に劣性 の負の表現型を示す。Rev活性化ドメインの局在化を、野生型Revのおよそ のアミノ酸位置68〜およそのアミノ酸位置90、特におよその位置78〜およ その位置86、ことにおよその位置78〜およその位置83または84まで伸長 するように高めるトランス優性な突然変異体がそれ以外にも発見された(第5A 図、および実施例11Aおよび11B参照)。
[実施例11a] それ以外のトランス優性なHIV−I Rev突然変異体6.2項で報告した方 法と同様に、それ以外のHIV−1rev変異体を作成した。これらを第5A図 および第2表に示したように命名し、特性を調べた。生体内における表現型をマ リムらの方法(M、H,マリムら、セル、58巻、[1989年コ、205〜2 14頁)にしたがい測定した(すべての検定はトランスフェクション効率のため 内部的に調節した)。
実施例4〜11に報告した変異体に追加して、それ以外の突然変異体、pM21 、pM22、pM27、pM28、pM29およびp M 32が、野生型HI V−I Rev機能をトランス優性に抑制することが判明した。
[第2表] それ以外のHIV−1rev遺伝子突然変異体の表現型分析 クローン 表現型“ トランス優性な抑制5pBc12/CMV(ヘクター単独 ) QpΔ9/19 − (第2表つづき) ++ 40〜100%(野生型Rev活性と比較して)5野生型Revより10 倍過剰の突然変異体Revの場合(野生型[実施例11b] HIV−2および5IVRev機能に対する効果実施例4〜11のトランス優性 なHIV−1rev遺伝子突然変異体の多価可能性を、6.2項およびM、H, マリムら(プロシーディングズ・オブ・ザ・ナショナル・アカデミ−・オブ・サ イエンシズ・オブ・ザ・USA、86巻、[1989年コ、8222〜8226 頁)が既に報告した手法を使用して分析した。得られた結果から、少なくとも変 異体pM10はHIV−1rev遺伝子の表現型発現ばかりでなく、HIV−2 rev遺伝子およびSIV、、、creV遺伝子機能をもトランス優性に抑制す る抑制能を有することが判った。例えばHIV−2revの場合、pMioの過 剰を野生型HIV−2rev遺伝子とともに発現させると、細胞質におけるスプ ライスされないmRNAおよびエキフン1個形のtatの発現の抑制によってH IV−2Rev機能を強力に抑制する。
[6,3コ [実施例12] Rex機能の分析 Rex機能に対してrex突然変異体を試験するため(第14図) 、DEAE −デキストランを使用して、各変異体DNAをpgT4へX−LTRとともにC oS細胞へ同時トランスフェクトした(BP、カレン、メソッズ・イン・エンジ モロジー、152巻、[1987年コ、692〜693頁)。プラスミドはすべ て1.25μg/m1の濃度で添加した。48時間トランスフェクション後、細 胞を358−システィンで代謝的に2時間標識し、細胞抽出物を調製し、試料ヲ 、HTLV−■エンベロープタンパク質と特異的に反応する0、5αヒトモノク ローナル抗体で免疫沈降させた。免疫沈降物を5DS−10%ポリアクリルアミ ドゲルで分析した。
HTLV−I Env、TaxおよびRexタンパク質生産生産物時分析するた め(第15図)、CO8細胞をpgTAX−LTR(0,1μg/ml)および 突然変異体Rexタンパク質を暗号化しているベクター(1u g/ml)また は野生型pREX、pRevおよびpcMV−LL〜2ベクター(1μg’/m l)で同時トランスフェクトした。HTLV−Iタンパク質の免疫沈降分析のた め、下記の抗体を使用した。Env:0.5α抗体、Tax:Tax特異的な抗 ペプチド家兎抗血清[発明者の1人が調製、またW、ワックスマンらの方法(サ イエンス、235巻、[1987年L 674〜677頁)によっても調製でき る]、Rex:Rex特異的な抗ペプチド家兎抗血清[発明者の1人が調製、ま たH、シーミらの方法(セル、55巻、[1988年]、197〜209頁)に よっても調製できるコ。各例毎に、放射能標識した細胞抽出物をそれぞれ3回ず つ免疫沈降および電気泳動分析に使用した。得られたオートラジオダラムを、そ れぞれの関連領域だけ第15図のパネルに示す。
免疫沈降によるHTLV−I Rex変異体の腫細胞性局在化のため(第16図 )、表記の発現プラスミドでCoS細胞をトランスフェクトし、48時間後にパ ラホルムアルデヒドで固定した。ついで細胞を、前に述べたように家兎抗Rex ペプチド抗血清(1:100倍希釈)およびローダミン結合ヤギ抗家兎IgGで 逐次染色した(B、R,カレン、[1987年]、前掲)。
[実施例13コ RexおよびRe v機能の抑制 野生型Rexタンパク質の機能を抑制するrex突然変異体の抑制能を分析する ため(第17A図)、CO8培養をpgTAX−LTR(1,25μg/ml)  、pREX (0,1μg/rnl)と、Rex変異体(レーン1〜6) 、 pREX (レーン7) 、pRev (レーン8)またはpcMv−IL−2 (レーン9)lμg/m1を含むそれぞれ3種のプラスミドで同時トランスフェ クトした。Env生産物を0.5αモノクローナル抗体との免疫沈降および5D S−10%ポリアクリルアミドゲルによる電気泳動により分析した。HIV−1 revタンパク質機能の抑制を分析するため、CO8細胞をpgTAT、pRe v、および10倍モル過剰のpBC/CMV−IL−2またはM6、Mlおよび M13トランス優性変異体で同時トランスフェクトした。48時間の培養および 35S−システィンによる生合成的な標識ののち、細胞抽出物を、Rev誘導し た先端を切り取った72アミノ酸形のTatタンパク質生産生産物疫沈降によっ て検定した(レーン2)。完全鎖長のTatタンパク質の86アミノ酸形だけが 検出されたように、10:1のモル比で、M6、MlおよびMl3(レーン3〜 5)変異体は、HIV−IRevタンパク質の作用を完全に抑制した。HIV− 1複製の抑制を分析するため、rev欠損型HIV−1プロウイルスプラスミド pHXB2−Bam−p3 (M、R,ファインバーブら、セル、46巻、[1 986年〕、807〜817頁)およびpREXで、Ml、M6、MlおよびM 13変異体のそれぞれ表記した過剰倍数量の存在で、CO8細胞を同時トランス フェクトした。トランスフェクション混合物中のDNA濃度の合計は、pBC/ CMV−IL−2親ベクターの添加量を変えることによって一定濃度に保った。
トランスフェクション3日後、HIV−1p24Gagタンパク質の上清濃度を ELISA(コールタ−・イムノロジー・キット)によって測定した。M6、M lおよびM13変異体は用量に比例したHIV−1p24生産の抑制を生じたが 、劣性の負のM1変異体は抑制を示さなかった。
[7コ 薬理学的考察 HIV−1はエイズの主な病因学的な作因である。HTLV−Iは一般にATL の原因となる。HTILv−11は異型T細胞毛状細胞性白血病のある種の例に 病因学的に■係する。HIV−I RevおよびHTLV−I Rexトランス −1活性化因子は、培養で複製に不可欠であることが判明し、RevおよびRe xはしたがって罹患患者における化学療法介入の可能性のある目標である。
ここで報告するのは、野生型RevまたはRexでトランスフェクトされた細胞 で野生型Revおよび/またはRex機能の有効な競合的抑制因子として作用し 、したがってHIV−1および/またはHTLV−1および/またはHTLV− II複製の有効な抑制因子として作用するRevおよび/またはRexの変異体 形態である。
したがってこれらの変異体は、感染にさらされた患者のリンパ細胞を保護するの に使用し得る。この研究の実用化が期待できる適応は、H3V−1の本質的なり P16トランスー活性化因子に類似したトランス優性な誘導体の発現が、H8V −1感染に対する耐性を正常な感受性細胞集団へ有効に付与できた観察結果であ る(A、D 〕リードマンら、ネーチャー、335巻、[1988年コ、452 〜454頁)。また対応するトランスノニニツタマウスがH8V−1感染に対し て免疫されるようである。
即ち、RexまたはRevのトランス優性な抑制因子を暗号化した突然変異体r exおよびrev遺伝子は、HTLV−1またはHT L V−IIによって起 こる疾患の処置、またはエイズおよびAR3(ARC)を含むH1〜r−1で誘 発される疾患の処置に、それぞれ「細胞内免疫原」として使用するのに薦められ る。さらにこの発明の少なくとも幾つかのトランス優性なRex突然に異体タン パク質は、特にHTLV−I RexおよびHIV−I Revタンパク質作用 を両者とも抑制できる特性を有するから、この2種類のウィルス型による感染の 処置への使用が薦められる。この特性は、1種類以上のこれらのウィルス性病原 に同時感染した患者、またはその感染がこれら2つのウィルス間で鑑別できない 患者の場合、特に有用であり得る。
1種類以上のウィルス種に対して有効な治療剤の存在は、この発明以前には全く 開示されていないと思われる。広範な適用性の観点から、上記の概念は、Rev およびRexを暗号化しているウィルス種によって起こされた疾患の治療に適用 されるだけでなく、同様に調節される遺伝子を有する微生物によって起こされた それ以外のウィルス疾患にも適用され得るであろう。
このようにこの発明は、ウィルス疾患の予防および治療、特にATL(成人T細 胞白血病)、エイズ(後天性免疫不全伺候群)、AR3またはARC(エイズ関 連症候群または複合体)、SIV、、tのような5IV(サル免疫不全ウィルス )、FIV(ネコ免疫不全ウィルス)、EIAV(ウマ感染性貧血ウィルス)、 ビスナウィルスおよびウシ免疫不全ウィルス感染症のようなレトロウィルス、具 体的にはヒトレトロウィルス疾患、より具体的にはrexまたはrev遺伝子に よって調節される病原体、またはそれと同等な病原体によって起こるATL、エ イズ、およびAR3(AkRC)のようなヒトレトロウィルス疾患の予防および 治療への使用に適用される。
特に好都合なことは、そのリプレッサー効果の多価性であって、HIV−1およ びHT L V司に同時感染した静注薬使用者てしばしば見られるようなウィル スによる多重感染、特に二重感染の処置、またはそれ以外の感染(例えばHIV 感染)の危険が増大している単純感染状態の処置、異なったウィルス種スペクト ルによる感染を防御することが望ましい状態の予防に有用である。
この多価性は、ある特定型のウィルスの関連ウィルス、例えばレトロウィルスの 抑制に最も有効であると通常期待されるが、DNAウィルスないしRNA (レ トロ−)ウィルスの何れかのように、必ずしも極めて近縁のウィルスに制限され る必要はなく、例えばHIV−1とJCウィルス(ヒトパポーバウイルス)間の ようなりNAウィルスとレトロウィルスの間の感染レベルで相互作用が存在しく H,ゲンダーマンら、プロシーディングズ・オブ・ザ・ナショナル・アカデミ− ・オブ・サイエンシズ・オブ・ザ・USA、83巻、[1986年]、9759 〜9763頁、H,タダら、同誌、87巻、〔1990年]、3479〜348 3頁)、シたがって上記の多価トランス優性の原理が適用できる系統的に一層離 れたウィルス種で共通の調節メカニズムがよく作動し得ることが知られている。
この発明の治療上の可能性は、例えばHT L V −1のRex機能およびH IV−1のRev機能の抑制がウィルスの複製を阻止し、感染性ウィルス粒子の 生成を防止することによって、感染の潜伏段階を持続させることが期待されるか ら直ちに明白である。したがって既にHIV−1ウイルスに感染した対象の細胞 は、トランス優性なリプレッサーの遺伝子をそのゲノムに組み込んで保有してお り、細胞は機能的なまま温存され、対象は長期治療の必要なく、疾患の症状をい つまでも発現しない。
この観点に立てば、この発明の遺伝子は、それ自体医薬品であって、生体内へ直 接、または生体外で間接に、1回または多回投与により、好ましくは例えばレト ロウィルスベクターまたはプラスミドベクターのようなベクターを要素として、 標的哺乳動物細胞へ機能的な形態で送達を達成し得るのに好適な形態で投与され る。例えばそのようなウィルス複製のトランス優性な抑制因子を暗号化している 遺伝子を、感染患者自身に由来するリンパ細胞のゲノムへ直接埋め込むことによ り、患者の細胞へ生体外で挿入を行い、挿入を実施した後、それらの細胞を保菌 患者へ投与し得る。HTLV−IおよびHTLV−II、およびHI V−1は さまざまな型のT細胞で複製するので、それらが原因となった疾患は特に好適で あると思われる。
したがってこの発明の1適用は、例えばフリートマンが報告した遺伝子治療の概 念に相当する(T フリートマン、サイエンス、2、A、A、:私、[1989 年6月16日号]、1275頁、またはP、M。
レーン、ボーン・マロー・トランスプラント、】巻、[1987年]、243頁 )。造血幹細胞を例えばエイズ/ATL患者から採取し、生体・外′で培養(シ 1、この発明により突然変異して、Rex/Rev *能のような’fMIす・ べ、き機能に対するトランス優性リプレッサーを暗号化している遺伝子を1、ル トロウイルスベクターを利用してこれらの細胞へ埋め込み、このようにしてウィ ルス耐性となった子孫生産能を備えた幹細胞を、もとの患者の免疫系へ戻してや ると、細胞は、獲得した未処置幹細胞より選択的な優位性により増1することが 期待される。やがて造血細胞の集団は完全にトランス擾性力、因子を生産する細 胞から構成され、ウィルス耐性である。
これを実施する方法は技術上既知である(例えば米国特許第4868116号) 。この発明によって突然変異した遺伝子を、骨髄細胞のような標的哺乳動物細胞 へ送達するためのベクター、例えばレトロウィルスベクターまたはプラスミドベ クターは報告されており、ここに引用する(サイエンス、244巻、[1989 年6月16日号]、1275頁)。したがって、例えば種々のRevおよび/ま たはRex トランス優性遺伝子をレトロウィルスベクター系へクローン化すゐ 。レトロウィルス依存性遺伝子を、例え°ば1(]■感染したヒトの細胞系へ送 達したのち、トランス優性な突然変異体の抑制効果をウィルス生産物の抑制によ って容易に確かめられる。
上記の治療概念は、バルチモアが着想した細胞内免疫の例である(D、バルチモ ア、ネーチャー、335巻、[1988年]、395頁)。簡単に説明すると、 この概念は、選ばれたウィルスのある生、活機能のリプレッサーを暗号化してい る遺伝子を、そのウィルスが感染した特定の標的細胞へ挿入することからなる( 例えばエイズを起こすウィルスの場合、特でのT細胞)。こjの研究方法を任意 のウィルスのトランス優性リプレッサーで治療に適用するには、その4ような突 然変異体タンパク質を暗号化している遺伝子のための可能性あるベクターおよび これらのベクターを適当な細胞へ挿入する、モデル系で確かめられた可能性ある 方法を、ヒトまたは動物へ適用するのに有効で安全な細胞内送達システムの構成 が確立されることが前提条件である。この概念を実験的に立証するための試験を 実行に移すには、現在のところ遺伝子治療を防止しようとする倫理的な障壁のた めに必ず困難が伴う。然しそのような遺伝学的な最初の実験は、非治療的な目的 で既に開始された。その方法の無害性が証明されれば、極めて短期間にこれらの 先駆的な実験に引き続き、まずエイズ疾患のような致命的な条件で、治療目的に 向かって類似の研究が行われるであろう。この発明はそのような研究で初期の利 用によく適合すると思われる(T、フリートマン、サイエンス、244巻、[1 989年6月16日号]、1279頁、第2欄、「インフエクシアス・ディシー ジズ」、参照)。
この発明を利用するもう一つの態様は、遺伝子ではなくてこの発明のリプレッサ ータンパク質を標的細胞へ挿入することを含む。投与は、例えば経口または非経 口で、例えばリポソームを介する送達によって細胞内へ透過できる形で通常の態 様で実施する。
言うまでもなく、これらの用途のための正確な投与量は、使用する化合物、投与 方法および所望する処置によって変わる。個々の状態に応じて最も好適な投与量 を確定することは、当業者の熟知するところである。
この発明はさらに、トランス優性に基づいた抗ウィルス薬の設計および技術に使 用することができる。この発明によって、ウィルス −の種類によりその構造的 原理は幅広く変わるけれども、数種のウィルス種に全般に適用可能であると思わ れるウィルス遺伝子機能を操作する手段を発見した。この予期しなかった発見は 、さらに特異的な、多分低分子量で、多分非ペプチド性のトランス優性なウィル ス複製の抑制剤、特にトランス優性な、即ち、低分子量の抑制剤または中和モノ クローナル抗体のような、変異体RevまたはRexりンパク質におけるRNA −結合ドメインを一次的に真似ることができる抑制剤を設計することを目的とし た研究を行う道を開いた。
以上説明した発明に関して、この発明の範囲から逸脱することなく、その態様ま たは詳細の点でさまざまな組み合わせまたは変更を行うことができることは明ら かである。
本明細書で報告した変異体以外にも、既に組み立てられた特異的な突然変異体の 中で、まだ特性が明らかになっていないが、一層詳細な実験によってトランス優 性に抑制的であり、または多価であることが確かめられる変異体、および前記の 原理に基づき、ただし本明細書では具体的に説明を加えなかったそれ以外の突然 変異体もまた、この発明の範囲に包含されることは明らかである。
特表平4−500009 (38) F工GLIRE lA 26 L D Rv匝]o T回IITCL[IVYKATGA[150M2  M3 M4 M5 151 L r: O丁P ovGP K T CTアI■IAp「IACT  174M23 M2kl M2f M2G FIGURE 2A ” 27 kD FrGLIRε 2B FIGURE 2C FIGURE 2[) ABCDEFGHI FIG υRE 3 1 Thr−Ser 22−23 Asp−Leu2 Phe−Phe−5er  30−31−32 Leu−Asp−Leu3 Gln−5er 35−36  Asp−Leu4 Glu−Thr 40−41 Asp−Leu5 Pro −5er 49−50 Asp−Leu6 Tyr 54 Leu 7 Ala−Tyr 58−59 Asp−Leu8 Pro−Tyr 63− 64 Asp−Leu9 Gln−5er 69−70 Asp−Leulo  Arg−5er 72−73 Asp−Leull Pro−5er 77−7 8 Asp−Leu12 Leu−5er 82−83 Asp−Leu13  Tyr−Ser−5er 87.88.89 Leu−Asp−Leu14 L eu−5er 90−91 Asp−Leu16 Pro−5er 96−97  Asp−Leu17 Arg−Glu 100−101 Asp−Leu18  Ser−Arg−5er 106.107.108 Leu−Asp−Leu 19 Gln−5er 112−113 Asp−L@u20 5er−5er  124−125 Asp−Leu21 Pro−5er 133−134 A sp−Leu22 5er−Thr−5er 145.146.147 Gly −Asp−Leu24 Pro−5er 164−165 Asp−Leu25  Gly−Glu 166−167 Asp−Leu26 Leu−5er 1 70−171 Asp−Leu27 5er−Thr−5er 175.176 、177 Leu−Asp−Leu2B Pro−5et 181−182 A sp−Leu29 Pro−5et 185−186 Asp−LeuFIGU RE 4 替1: CA ACA CCA TGG CCA GAT CTCCAG GG T TTに GAC# 6: CCCCA TCT CTG GGA GAT  CTT GTT CGG CCCGCC* 10: cr GTCCAG AG CATA GAT CTA CCT GGG ACCCCA番11: GA T CA CCT GGG ACA GAT CTG ATG GACGCG TT A# 12: CA TCG ATG GACGCA GAT CTG GCT  CAG CTCTAC#13: TCCGCT CAG CTCTTA GA T CTCTTA TCCCTCGA替14: AG CTCTACAGT T CA GAT CTCCTCGACTCCCCT# 15: cTTCCTTA  TCCCTA GAT CTCCCT CCT TCCCCA善16: cc  CTCGACTCCCCA GAT CTCCCA CCCAGA GAA#  19: GG TCCTTA CCCCGA GAT CTA CTCATA  CAA CCC4j 20: CA TTCCACCCT CCA GAT  CTCAGG CCA TGCGCA# 21: GCGCA AAT ACT  CCA GAT CTCGAA ATG GAT ACA替22: CA C CCTTG GGCGGA GAT CTCCAA CCCTGT CTT#2 3: TTTTc CAG ACCCCA GAT CTCGGCCCCAAA  ACC# 24: CCAAA ACCTGT ACA GAT CTT G GGGAG GCT CCG:t 25: CCTGT ACA CCCTCA  GAT (ml; GCT CCG TTG TCτ# 26: CT GG G GAG GCT CCA GAT CTT GCA TGT ACCTCT : 27: CT GCA TGT ACCTTA GAT CTCTTT C CCCCCCCA# 28: CCAGCTTr CCCCCA GAT CT A CCT GGCCCCTCC* 29: cc CCA TCA CCT  GGA GAT CTCTGCCCCACG TGAFIGURE 5 FIGURE 6 F 工GURE 7 MI CCT ATG GCA GGA ΩΔエニー;CGGA GAC入GC GAM2 GA AGA AGCGGA GAA−QΔニーg工CGAA GA CCTCCTCM3 CCTCAAG GCA GTJムUCλτCAAG T !T 0M4 AG TTr CTCTAT CAL!−工JCCCA CCT  CCCAM5 G Ace CGA CAG CCA−QΔエニー> 入Aτ  入GA AGA AGM6 G GCCCにA AGG λべ配Δda!S1 G TGG AGA GAG AGA 0M7 G AGA CAG ATCC AT Δ:工 GAA CGG ATCCTI’ AGCM8 GT GAA  CGG ATCCTA」シyL≦=テτλT CTG にGA C0M9 TA T CTG GGA CCA−Qへニー;工G GAG CCT GTG CC Mlo CAG CTA CCA C4工G AGA CTr ACT CT! ’Mll GAG GAT TGT CGA」vソ二≦=ズ GGG ACG  CAG GGM12 CAG GGG GTG GGI、JΔニーrc入入入T A T’rG GTCM13 CAA ATA TTG GTG GAA−Si じL−=rr ACA GTA TTG GAGM14 CT ACA GTA  TTG GへLSΔ工」=五GCT AM GAA TAGF工GORE 8 FIG υRE 11A 25.7− FIG LI RE 11B +23456 − −工 −・ −U F I G U RE 12 添617 Lr:ρεVベアターのF目を子5帛し4虻。
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Claims (22)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)1種以上のウイルス種の機能的に等価な遺伝子の表現型発現をトランス優 性に抑制し、したがって1種以上のウイルス種の複製を阻止するタンパク質を暗 号化している遺伝子、またはその機能的な断片または誘導体。
  2. (2)1種以上のウイルス種の機能的に等価な遺伝子の表現型発現をトランス優 性に抑制し、したがって1種以上のウイルス種の複製を阻止するタンパク質、ま たはその機能的な断片または誘導体。
  3. (3)それによって抑制される遺伝子が、HTLV−Irex、HTLV−Hr ex、HIV−1rev、HIV−Hrev、SIVrev、EIAVrev、 ビスナウイルスrev、およびウシ免疫不全ウイルスrevの2種またはそれ以 上から選ばれたものである請求項1記載の遺伝子、または請求項2記載のタンパ ク質、または 抑制される遺伝子が、HTLV−IrexおよびHIV−1revである請求項 1記載の遺伝子、または請求項2記載のタンパク質、または 抑制される遺伝子が、HIV−1revおよびHIV−2revである請求項1 記載の遺伝子、または請求項2記載のタンパク賃、または、 野生型Rexタンパク質の約22〜101の間、好ましくは約82〜約97の間 、ことに約87〜約94の間のアミノ酸位置に突然変異体を有するHTLV−I Rexタンパク質を暗号化している請求項1記載の遺伝子、またはHTLV−I Rexタンパク質である請求項2記載のタンパク質、または 寿生型Rexタンパク質の約59〜121の間、好ましくは約59、60、64 、65、119、120、または121のアミノ酸位置に突然変異体を有するH TLV−IRexタンパク質を暗号化している請求項1記載の遺伝子、またはH TLV−IRexタンパク質である請求項2記載のタンパク質、または野生型R evタンパク質の約68〜90の間、好ましくは約78〜約86の間、ことに約 78〜約83または84の間のアミノ酸位置に突然変異体を有するHIV−1R evタンパク質を暗号化している請求項1記載の遺伝子、またはHIV−1Re vタンパク質である請求項2記載のタンパク質、または pcRexM2、pcRexM7、およびpcRexM8、M6、M7およびM 13、およびpM10の遺伝子またはタンパク質、またはそれらから誘導された 遺伝子またはタンパク質から選ばれた請求項1記載の遺伝子、または請求項2記 載のタンパク質、または機能的なその断片または誘導体。
  4. (4)HTLV−Irex遺伝子の表現型発現をトランス優性に抑制するタンパ ク質を暗号化している遺伝子、またはタンパク質、または機能的なその断片また は誘導体。
  5. (5)それによってHTLV−Irex遺伝子の表現型発現が抑制される請求項 4記載の遺伝子またはタンパク質、または野生型Rexタンパク質の約22〜1 01の間、好ましくは約82〜約97の間、ことに約87〜約94の間のアミノ 酸位置に突然変異体を有するHTLV−IRexタンパク質を暗号化している請 求項4記載の遺伝子、またはHTLV−IRexタンパク質である請求項4記載 のタンパク質、または 野生型Rexタンパク質の約59〜121の間、好ましくは約59、60、64 、65、119、120、または121のアミノ酸位置に突然変異体を有するH TLV−IRexタンパク質を暗号化している請求項4記載の遺伝子、またはH TLV−IRexタンパク質である請求項4記載のタンパク質、またはpcRe xM2、pcRexM7、pcRexM8、pcRexM17、およびpcRe x13Δ15、およびM6、M7およびM13の遺伝子またはタンパク質、また はそれらから誘導された遺伝子またはタンパク質から選ばれた請求項4記載の遺 伝子またはタンパク質、 または機能的なその断片または誘導体。
  6. (6)HIV−1、HIV−2、SIV、EIAV、ビスナウイルス、またはウ シ免疫不全ウイルスのrev遺伝子の表現型発現をトランス優性に抑制するタン パク質を暗号化している遺伝子またはタンパク質、または機能的なその断片また は誘導体。
  7. (7)それによってHIVrev遺伝子の表現型発現が抑制される請求項6記載 の遺伝子またはタンパク質、またはそれによってHIVrev遺伝子の表現型発 現が抑制される請求項6記載の遺伝子またはタンパク質、または野生型Revタ ンパク質の約68〜90の間、好ましくは約78〜約86の間、ことに約78〜 約83または84の間のアミノ酸位置に突然変異体を有するHIV−1Revタ ンパク質を暗号化している請求項6記載の遺伝子、またはHIV−1Revタン パク質である請求項6記載のタンパク質、または pM10、pΔ9/14、およびpΔ10/14、およびpM21、pM22、 pM27、pM28、pM29、およびpM32の遺伝子またはタンパク質、ま たはそれらから誘導された遺伝子またはタンパク質から選ばれた請求項6記載の 遺伝子またはタンパク質、または pM10、pM21、およびpM32の遺伝子またはタンパク質、またはそれら から誘導された遺伝子またはタンパク質から選ばれた請求項6記載の遺伝子、ま たは 機能的なその断片または誘導体。
  8. (8)少なくとも1個のトランス優性な負の突然変異体によってRexタンパク 質の野生型の形から、Rexタンパク質のエフェクター活性を示す寿生型Rex タンパク質のペプチドドメインに修飾を受け、実質上、Rexタンパク質の野生 型の形の核小体局在化活性を有するリプレッサーであるHTLV−IRexタン パク質のトランス優性なりプレッサーを暗号化しているDNAセグメント。
  9. (9)少なくとも1個のトランス優性な負の突然変異体によってRexタンパク 質の野生型の形から、Rexタンパク質のエフェクター活性を示す野生型Rex タンパク質のペプチドドメインに修飾を受け、実質上、Rexタンパク質の野生 型の形の核小体局在化活性を有するリプレッサーであるHTLV−IRexタン パク質機能のトランス優性なりプレッサー。
  10. (10)第1ドメインは実質上、野生型HIV−1Revの特異的結合機能を有 し、第2ドメインは野生型HIV−1Revの活性化機能を有せず、第2ドメイ ンは1またはそれ以上の突然変異体によって野生型HTLV−IRevから修飾 されたものである第1ドメインおよび第2ドメインを含んでいるHTLV−IR ev機能のトランス優性なりプレッサー。
  11. (11)実質上、寿生型Revの特異的結合機能を有する第1ドメインを含んで おり、野生型HIV−1Revの活性化機能を有していないHIV−1Rev機 能のトランス優性なりプレッサー。
  12. (12)好適な発現系から対応する野生型遺伝子を単離し、この遺伝子を好適な クローニング系へ加えて、所望の突然変異を遺伝子へ導入し、所望の突然変異を 有するクローンから得られた突然変異遺伝子を回収することを含んでなる請求項 1、4および6の何れか1項記載の遺伝子の生産方法。
  13. (13)好適な発現系および増幅系で請求項1、4および6の何れか1項記載の 遺伝子を発現ならびに増幅し、得られた生産物を回収することを含んでなる請求 項2、4および6の何れか1項記載のタンパク質の生産方法。
  14. (14)請求項1、4および6の何れか1項記載の遺伝子、または請求項2、4 および6の何れか1項記載のタンパク質、または機能的なその断片または誘導体 を所望の予防または治療効果を達成し得る好適な形で製薬上許容し得る担体また は希釈剤とともに含有している医薬組成物。
  15. (15)請求項1、4および6の何れか1項記載の遺伝子、または請求項2、4 および6の何れか1項記載のタンパク質、または機能的なその断片または誘導体 を所望の予防または治療効果を達成し得る好適な形でそのような処置を必要とす る対象へ投与することを含んでなるウイルス感染の処置方法。
  16. (16)HIV−1、HTLV−I、またはHTLV−IIウイルスの何れか1 つを複製し、HTLV−IRex機能トランス優性リプレッサーを産生する該D NAセグメントを発現する能力を有する細胞へ請求項8記載のDNAセグメント を導入することを含んでなるHIV−1、HTLV−I、またはHTLV−II 複製の抑制方法。
  17. (17)HIV−1で感染させた細胞へHIV−1Rev機能を導入することを 含んでなるHIV−1複製の抑制方法。
  18. (18)医薬として使用する請求項1、4および6の何れか1項記載の遺伝子、 または請求項2、4および6の何れか1項記載のタンパク質、または機能的なそ の断片または誘導体。
  19. (19)請求項1、4および6の何れか1項記載の遺伝子、または機能的なその 断片または誘導体を、標的哺乳動物細胞へ機能的な形で送達し得る好適な形態で 含有するベクター。
  20. (20)トランス優性なドメインを請求項3、5、または7に記載の突然変異体 RexまたはRevタンパク質に似せることができる抑制剤。
  21. (21)(i)−Rexタンパク質によって認識される調節応答要素、および少 なくとも1個の未使用のスプライス部位を含んでいるmRNAを暗号化している DNAセグメント、−発現されると、核小体からのmRNAの放出を誘発するタ ンパク質生産物を生産することが可能なrex遺伝子を暗号化しているDNAセ グメント、 −rex遺伝子を暗号化しているDNAセグメントおよびmRNAを暗号化して いるDNAによって形質転換され、rex遺伝子のタンパク質生産物の発現能お よびmRNAの発現能を保有する宿主を含んでなる遺伝子系を提供し、 (ii)この遺伝子系の細胞を含有する培養を、Rexタンパク質の特異的抑制 因子であることが疑われる因子が細胞へ侵入するような条件下で該因子と接触さ せ、 (iii)未使用のスプライス部位を含んでいるmRNAの核からの放出に対す るこの因子の効果を測定し、(iv)スプライス部位を使用したmRNAのスプ ライス形態の核からの放出に対する該因子の効果を測定し、それによって未使用 のスプライス部位を含んでいるmRNAの放出を低下し、それと同時にmRNA のスプライス形態が低下しなければ、該因子がHTLV−Irex遺伝子の活性 またはrex遺伝子生産物の活性の特異的な抑制因子であることを示す段階を含 んでなるRexタンパク質の遺伝子活性化機能の特異的抑制因子の同定方法。
  22. (22)−Rexタンパク質によって認識される調節応答要素を含んでいるmR NA、および少なくとも1個の未使用のスプライス部位を暗号化しているDNA セグメント、−発現されると、核小体からmRNAの放出を誘発するタンパク質 生産物を生産することが可能なRex遺伝子を暗号化しているDNAセグメント 、 −rex遺伝子を暗号化しているDNAセグメント、およびmRNAを暗号化し ているDNAセグメントによって形質転換された細胞であって、rex遺伝子の タンパク質生産物発現能およびmRNA発現能を有する宿主細胞を含有する容器 を含んでなる請求項21記載の同定方法によってRexタンパク質の遺伝子活性 化機能の特異的抑制因子を同定する、因子のスクリーニング試薬用キット。
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