JPH07509698A - 後生動物寄生虫に対するワクチン - Google Patents
後生動物寄生虫に対するワクチンInfo
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
後生動物寄生虫に対するワクチン
本発明は、新規な後生動物寄生虫抗原、および嬬虫(hslraλnthlおよ
び他の後生動物寄生虫、特に嬬虫および節足動物(arthropodl寄生虫
によって引き起こされる家畜の病気の制御におけるその使用に関する。
家畜のそれぞれの種は、嬬虫および節足動物の多くの種を含む多数の異なる寄生
虫に感染することがあり、この感染は一般に病気を引き起こす過程である。これ
らの病気の幾つかは、経済上かなり重要である。その−例はへセンカス症であっ
て、これは、ヒツジを含む多くの反倒動物の第四胃または真正胃に感染する線虫
は、その口の部分で胃粘膜内の小血管に取付く吸血虫である。重度に感染したヒ
ツジは大量の血液を失って、貧血、成長不良を来たし、しばしば死に至る。放牧
動物における非−寄生段階の捻転毛様線虫は低温の影響を受けやすく、温暖な気
候でも冬に生き残ることはめったにないため、ヘモンカス症は世界の熱帯および
亜熱帯地方において、より普及している。
また、経済上の観点からみてきわめて重要なものは、非血液栄養性(non−b
lood feedinglの線虫類オステルタジアオステルタジ (Oste
rtagiaostertagi )およびオステルタジア(テラドルサジア)
サーカムシンクタ(Ostertagia (Teladorsagia) c
ircumcincta)である(0. circumcinctaは最近T、
circurncinctaとして再分類されたが、この新名称はまだ広くは
用いられていない。)それぞれo、 ostertagiおよびT、 cire
umcinctaに感染したウシおよびヒツジは、成長することができず、治療
しなければ死亡することがあるので、オステルタジア症は、今日の畜産における
問題を生じさせる主な螺虫感染症の一つである。
経済上重要な他の寄生性嬬虫としては、次の嬬虫科の種々の種:よびヒトにも、
致命的な結果になることは頻繁ではないが感染することがあるので、嬬虫の感染
および侵入は無視できない世界的に重要な問題を提起する。
他の重要な後生動物寄生虫としては、多くの節足動物種、特にクモ群および昆虫
群の動物、そして殊に外部寄生虫、例えば血液栄養性の(blood−feed
ing) (食面性、haematophagous)昆虫(例えば外翅変聾類
および内翅変態類)、クロバエ(キンバエ+ i、uCilia)およびダニ類
が挙げられる。
これに関し、特に次のものを挙げることができる。マダニ類(ticks lの
種と例えばMelophagus ovinus 、およびチンキンムシ類(b
ugsl 、例えば9−1狸■
これら自身の寄生効果に加えて、多くの血液栄養性節足動物は、医学上および獣
医学上重要な多種多様の病原体、例えば病原性の原生動物またはウィルスの媒介
において重要である。置皿性節足動物およびそれらが媒介する病気のため、家畜
生産者は毎年、実質的な損失をこうむっている。
放牧家畜の蝉虫および節足動物寄生虫の制御は、現在、放牧管理と組み合わせた
殺虫剤、内外殺寄生虫剤および/または殺昆虫剤の使用に、主に基づいている。
このような技術は、第一に、薬剤を頻繁に投与する必要があるために、第二に、
殺虫剤および殺節足動物剤に対する耐性がますます広がるようになるために、第
三に、幾つかの牧場では適切な放牧管理がしばしば不可能であり、それが可能だ
としても、利用できる牧草地の最善の使用に制約が生じることがあるために、し
ばしば不満足である。家畜の寄生虫を免疫学的手段で制御しようとする試みがな
されてきた。極めて少ない例(例えばウシの肺寄生虫、oictyocaulu
s線虫、および主な節足動物寄生虫に対する市販のワクチンは、今日まで存在し
ていない。
も防御剤として可能な新規タンパク質が、幾つかの報告に記載されている討され
ている)。
Ha@monchus contortusの腸細胞の内腔に関連する螺旋重合
体状細胞外タンパク質であるコントルチン忙ontortin lは、Munn
によって1977年に初めて記載され(Tissue and Ce1l 19
77、923−341、粗製抽出物として大用量(数ミリグラム)で投与すると
、その結果、子ヒツジをヘモンカス症に対して防御することが示されたiMun
n 1987. Parasitology 94385−397)。必要な用
量が大きく、かつ注射した調製物が純粋でないため、これらの実験で得られた防
御が実際にコントルチン自体によるものかどうか、あるいはワクチンに夾雑して
いた他の抗原にによるものかどうかが明らかでなかった。更なる研究は、実に、
コントルチンのこのような調製物で免疫されたヒツジが、HlloDと呼ばれる
腸膜タンパク質ダブレットに対する抗体を有していたことを示した。後になって
、少ない用量(二三百マイクログラム)の高純度H1lODで免疫されたヒツジ
は、ヘモンヵス症に対して実質的に防御されることが示された(Munn、 W
O38100835; MW and Sm1thW090/110861゜今
やHIIODは、Haemonchusに対する今日の最も有望なワクチHae
monchusおよび他の蝉虫種の防御抗原を同定しようとしたが、あまり成功
しなかった試みも、文献に報告されている。即ち、例えば45kd膜糖タンパク
質が成虫Haemonchusから単離され、この寄生虫が寄生したモルモット
にこのタンパク質を免疫原性物質として用いると、束数として約501の防御を
与えた(Sharp、 Wagland and Cobon W092/13
8B9)。ヒツジにおけるその効果は記載されていない。寄生虫におけるこの抗
原の天然の(本来の、native)位置は示されておらず、これが内腔腸表面
タンパク質であるという指摘がないのは確かである。
Haemonchus膜抽出物(これは殆ど必ず)IIIODを含有している)
のより粗製のフラクションは、ヒツジにおける卵数および束数をそれぞれ88%
および75%だけ減少させると主張されたが、群のサイズまたはヒツジ間の変異
に関する情報は与えられていない。Haemonchus contortus
は、モルモットには自然に感染しない。ヒツジのような自然宿主でのように数週
間持続する代わりに、モルモットの)Iaemonchus感染は著しく省略さ
れるので、寄生虫が成体期に達する充分前の、感染後5〜7日に拒絶される (
Wagland、 Abeydeera、 Rothwell andOuwe
rkerk 1989 International Journal for
Parasitology 19301−305P゜
W092/138B9で用いられたモルモット抗原投与(チャレンジ)モデルに
おいて、動物はチャレンジ後5または6日に死んだので、ワクチン接種群とコン
トロール群との間の相違は、1または2日までの拒絶現象の促進を反映したにす
ぎない。
この極めて僅かな差は、本発明においてヒツジについて説明する効果とは対照的
であり(上記)woa8100835およびW090/i、1086参照)、コ
ノような状況では、この実験室的モデルの値に疑問を投げかける。この疑問は、
本明細書において後で実験によって強調され、これらの実験では、Haemon
chus膜抽出物の麦芽レクチン結合性フラクションが、ヒツジにとって極めて
防御的であることが見出されたが、wo92/13889では、本質的に同様の
調製物はモルモットにおいて作用しないことが報告された。
WO39100163には、Trichostrongylus colubr
iformis (これはHaemonchusと分類学的に同じ科に属し、ヒ
ツジ小腸の寄生虫である)からの41Kdタンパク質をコードする遺伝子のクロ
ーン化および発現が記載されている。このタンパク質は特性決定されておらず、
また、この遺伝子を発現する組み換え微生物からのタンパク質でヒツジにワクチ
ン接種した結果、Haemonchusでのチャレンジ後の卵数および束数を、
コントロールヒツジと比較して減少させると主張されたが、この減少は統計学的
に有意でなく、もし改善し続けることができないならば、与えられる防御の程度
は商業上を用でないだろう。
最近、水溶性システィンプロテアーゼがHaemonchus cor+tor
tusから単離され、これをコードする遺伝子がクローン化され、発現されたI
Cox、 Pratt。
Hageman and Boisvenue 1990 Mo1ecular
and Biochemical Parasitolo■凵@4125−
34)。このプロテアーゼは、還元性条件下の5DS−PAGEランで判断して
35 Kdの分子量を有するが、37 Kdの分子量を有するより多くグリコジ
ル化された翻訳物も同定された。このプロテアーゼ(多分フィブリノーゲンを分
解する)は、Haemonchul!が摂食しているとき宿主を血栓から防御し
、おそらく、血液栄養の摂取および消化の両方を向上させるという仮説が立てら
れた。天然システィンプロテアーゼに富んだフラクシタン二三百マイクログラム
をヒツジに繰り返し注射すると、aaemonchus幼虫2,500個でのチ
ャレンジ後、これらのヒツジの真中して防御されると主張された(Boisve
nue、 5tiff、 Tonkinson、 Cox and Hagem
an1990 Proceeding of the VHth工nt@rna
tional Congress of Parasitolo■■
p、475)。しかしながら、米国特許408339および487181に刊行
されたこれらの実験の詳細は、ワクチン接種群とコントロール群との間の束数お
よび卵数の実際の差は近接しており、統計学的に有意でなかったことを露呈する
。
44 Kdプロテアーゼは、Haemonchus第3期幼虫の脱硝(exsh
eathing l液から単離された(Gamble、 Purcell an
d Fett@r 1989 Mo1ecular and Biochemi
ca■
parasitology 3349−581 。このプロテアーゼ(メタロ−
プロテアーゼと定義され、かつペプスタチンで阻害されなかった)は脱皮を媒介
するが、防御機能については試験されなかった。Maki and Yanag
isawawa (Journal of Helminthology19B
6.603l−37)は、成体Schistosoma mansoni、Di
rofilaria 1mm1tis。
Angiostrongylus cantonensisおよびAscari
s suumにおけるカルボキシル(アスパルチル)およびチオールプロテアー
ゼ活性を記載した。しかしながら、これらの活性は、分子量として分別または特
性決定されておらず、それらが候補となる防御抗原であるかどうかを決定しよう
とする試みもなされなかった。
31 Kd糖タンパク質は、第3期o、 circumcincta幼虫から単
離された(McGillivery、 Young、 Riffkin and
Adler 1989工ntarnational Journa戟@for
31 Kdおよび17 Kdの2つの低分子量タンパク質は、T、 colub
riformisの内分泌および外分泌産物から単離された(Savin et
al、 、 1990. Mo1ecular andを用いて、ヒツジをT
、 colubriformisでのチャレンジに対して免疫すると、防御の程
度が低いかまたは変動することが報告されている(Emery and Wag
land1991+ 。
節足動物寄生虫に関する限り、文献には提案ワクチンについてのより少ない報告
が含まれており、これらの報告は主としてウシのマダニ、特にマダニaooph
ilus Microplusに集中している。即ち、JOhnSOn at
al、は19B6年に、B、 Microplusに対する防御抗原が、成体雌
性マダニから誘導された抽出物の可溶性および不溶性の両方のワラクシ3ン中に
見出されたことを報告した(Johnson et al、、 1986.工n
t、 J、 Parasitol、 16(11+ 27−341 。それ以来
、成体マダニの腸からの抽出物、マダニ幼虫抽出物、および唾液腺成分から誘導
されたマダニ抗原を用いて、ウシをマダニに対する免疫を提案する報告が文献に
見られるようになった(例えばWilladsen at al、、 19B9
. rnt、 J、 Parasitol。
18(21+ 183−189i WOng et al、、 1990. P
arasite 工rnmunOIOqy112475−8R7
Jackson et al、、 1990. Parasite工mmuno
logy、 12+ 141−151参照)。
新規かつ改良された後生動物寄生虫ワクチン、特に広範囲の蝉虫種および/また
は節足動物種にわたって使用することのできるワクチンに対する持続した要求が
ある。
従って、本発明は、後生動物寄生虫ワクチンとして、特に蝉虫および他の後生動
物寄生虫によって引き起こされる病気の制御における防御免疫として使用するた
めの新規な抗原を提供しようとするものである。
より詳細には、本発明は、H,contortusの腸にはタンパク質分解活性
糖タンパク質複合体(我々は、これをH−gal−GP (Haemonchu
s galactose−containingglycoprotein)と
名付けた)が含まれており、このものが動物にHaemOnchu8および他の
寄生虫に対する、免疫を授けることができるという知見に基づいている。fl−
gal−GPに類似する糖タンパク質複合体(我々は、これをOo−gal−G
PおよびOc−gal−GPと名付けた)が、それぞれOstertagia
ostertagiおよび0sterta ia circumcinctaか
ら抽出され、同様のタンパク質分解活性が他の蝉虫、例えば丁richostr
ongylusにおいて観察された。このような複合体は、例えばTriton
X−100のような界面活性剤の使用により、この複合体が組み込まれている
膜から遊離されると新規であり、蝉虫感染に対するワクチンの製造に有用である
。蝉虫に存在する酵素は、他の後生動物寄生虫、例えばクロバエ幼虫においても
観察された。
従って一つの観点からみて、本発明は、fa+タンパク質分解活性を有し、
(b)天然形態において、完全な(integral)膜タンパク質またはタン
パク質複合体であり、寄生虫腸の腸刷毛縁に存在しており、(c)ペプスタチン
と結合することができ、そして(dl麦芽レクチン、およびβ−結合N−アセチ
ルガラクトサミンに対して特異性を有するレクチンに結合できることを特徴とす
る、1種または数種の後生動物寄生虫に対して防御抗原活性を有する後生動物寄
生虫防御抗原、その抗原性フラグメント、成分もしくは前駆体、および機能的に
等価なその誘導体、類似体もしくは変異体を提供する。
本発明のもう一つの観点は、ヒトまたはヒト以外の動物、好ましくは哺乳類、特
に好ましくは反部動物における後生動物寄生虫に対する免疫応答を刺激するのに
使用するための、上記のような防御抗原その抗原性フラグメント、成分もしくは
前駆体、および機能的に等価なその誘導体、類似体もしくは変異体を提供する。
問題の抗原の前駆体は、より大きなタンパク質であってよく、これを例えばタン
パク質分解により処理して抗原それ自体を生じさせる。このような前駆体は、チ
モーゲン類、即ち酵素の不活性前駆体の形態であってよく、例えばペプシン/ペ
プシノーゲン系または血栓カスケードに関連するよく知られたチモーゲン類と同
様にして、タンパク質分解開裂により活性化される。
本発明の新規な抗原は、自然免疫動物からの血清によって認識されない。換言す
れば、これらの抗原は、自然形態では、感染した宿主の免疫系にアクセスできず
、従って7隠れた(hiddenl”、”潜伏したfconcealed)”ま
たは ”秘iの(cryPI−ic+”抗原である。本発明の新規な抗原のレク
チン結合特性に関しては、can A sエントウマメ科植物およびLotus
−のレクチンとの結合が実証され、これはマンノースおよび/またはフコース残
基の存在を示している。DaturaおよびBandeiraeaのようなレク
チンとの結合は観察されず、N−アセチルグルコサミン含有構造がないことを示
しているが、先に述べたように、N−アセチルガラクトサミン、特にβ−結合N
−アセチルガラクトサミンに対して特異性を有するレクチン、殊にビーナツツお
よびjacalin レクチンとの結合は顕著である。
タンパク質分解活性に関しては、一般的なプロテアーゼ基質、例えばアゾコラー
ゲン、アゾカゼイン、ヘモグロビンおよびゼラチンを用いて実証されたが、より
特異的な活性、最も顕著にはアスパルチルブロティナーゼ様活性および中性エン
ドペプチダーゼ様活性も観察された。即ち例えば、アスパルチルプロティナーゼ
様活性は、HおよびO−gal−GP調製物と、蝉虫、例えばTrichost
rongylusとの両方において観察された。中性エンドペプチダーゼ活性は
、本発明の抗原を含む抽出物に含有されている。更に1.特異的なH−gal−
GPに関する限り、H−gal−GPの成分をコードするCDNAクローンから
の予備的ヌクレオチド配列データは、既知の自然エンドペプチダーゼ酵素と実質
的な相同性を示す。
従って別の観点からみると、本発明はまた、アスパルチルブロティナーゼ様活性
および/または中性エンドペプチダーゼ様活性を有し、自然形態において、完全
な膜タンパク質またはタンパク質複合体であることを特徴とする、1種または数
種の後生動物寄生虫に対して防御抗原活性を有する後生動物寄生虫防御抗原、そ
の抗原性フラグメント、成分もしくは前駆体、および機能的に等価なその誘導体
、類似体もしくは変異体を提供する。
本発明の抗原のもう一つの主な特色は、これらがペプスタチンに結合することで
ある。ペプスタチンはアスパルチルプロテアーゼの阻害剤としてよく知られてお
り、より少ない程度ではあるが、中性エンドペプチダーゼを含む膜メタローエン
ドペプチダーゼと結合することも実証される。
+(aemonchus、 OstertagiaおよびTrichostro
ngylusにおけるタンパク質分解活性は、ペプスタチンにより阻害されるこ
とが見出された。従って、本発明のもう一つの観点は、ペプスタチンに結合する
ことができ、天然形態において、完全な膜タンパク質またはタンパク質複合体で
あることを特徴とする、1種または数種の後生動物寄生虫に対して防御抗原活性
を有する後生動物寄生虫防御抗原、その抗原性フラグメント、成分もしくは前駆
体、および機能的に等価なその誘導体、類似体もしくは変異体を提供する。
等電点電気泳動の研究は、本発明の糖タンパク質抗原の等電点(pl )が約p
H2〜pH7,5の範囲にあることを示した。
本発明の抗原について、ポリアクリルアミドゲル電気泳動(PAGEIの研究を
行なった。このような研究は、還元性および非還元性ゲル上での挙動が異なるこ
とを示した。特に、非還元性ゲル上の大きい方のバンドは、還元性条件下で再び
電気泳動すると、1個または数個の小さいバンドに分解する。後の更に詳しく説
明するように、タンパク質分解活性および防御抗原活性は、個々のバンドまたは
複合したバンドのタンパク質に帰することができるが、幾つかのバンドは他のバ
ンドよりも”活性”である。本発明の抗原は、多重結合(multimer工C
)酵素複合体であってもよい。
抗原)!−gal−GPの場合、PAGEの研究結果は、以下の実施例1に詳細
に記載されている。従って本発明の抗原の好ましいサブセットは、実施例1に記
載の抗原(およびそのフラグメントまたは成分)、および機能的に等価なその誘
導体、類似体および変異体(他の属または種における類似体を含む)からなる。
即ち、本発明の好ましい抗原は、Haemonchugおよび他の後生動物寄生
虫属から単離可能な、表1に示す5DS−PAGE分子量を有する抗原がらなっ
ていてよい。
抗原H−gal−GPの場合、防御抗原活性は、以下の実施例7の実験5により
詳細に記載するように、幾つかの成分タンパク質バンド関連していることが示さ
れた。
従って本発明の更にもう一つの観点は、Haemonchus sp、の腸から
得られる完全な膜タンパク質またはタンパク質複合体であるか、またはその一部
を形成し、非還元性条件下で5%ゲルにおいて5DS−PAGEで測定して約1
90〜205 kdの分子量を有するか、または非還元性条件下で10%ゲルに
おいて5DS−PAGEで測定して約35kdまたは45〜50 kdの分子量
を有する、1種または数種の後生動物寄生虫に対して防御抗原活性を有する後生
動物寄生虫防御抗原、その抗原性フラグメント、成分もしくは前駆体、および機
能的に等価なその誘導体、類似体もしくは変異体を提供する。
本発明において特に重要な後生動物寄生虫としては、特に蝉虫および節足動物寄
生虫が挙げられ、後者の場合、血液栄養性昆虫寄生虫、ウシのマダニおよびハエ
ウジが挙げられる。このような蝉虫および節足動物寄生虫の代表例としては、例
えば先に列記した多種多様な種を挙げることができる。
本明細書で用いられる”防御抗原”なる用語は、宿主−防御性の、即ち免疫原性
の免疫応答、即ち寄生虫を損傷し、阻害し、または殺す免疫エフェクター分子、
抗体または細胞の産生を生じさせる宿主による応答を引き起こしつるものであっ
て、これにより、宿主または宿主種を、臨床的または無症状の病気および繁殖損
失から”防御”する抗原を定義する。このような防御免疫応答は、普通には、寄
生虫の代謝機能を阻害しつる抗体を産生じ、発育阻止、産卵不足および/または
死亡を引き起こすことによって示すことができる。
ある種類の後生動物寄生虫、特に蝉虫寄生虫、および真正摂食者(obliga
tefeeder lである外部寄生虫、例えばシラミおよびマダニ、または宿
主上である期間摂食するもの、例えばクロバエ、ウシバエ、ラセンウシバエおよ
びウマバエ幼虫、シカおよび/またはバフアローバエ、およびマダニの場合、宿
主防御免疫応答反応は、寄生虫の死滅、衰弱および/または宿主からの駆出とい
う結果を来すであろう。換言すれば、感染動物の感染度が低減され、感染動物そ
れ自体がそれ自身の免疫応答の利益を獲得する。しかし他の場合には、”疫学的
”効果を観察することができ、これにより直接の宿主それ自身は、その免疫応答
から有意に利益をを得る必要がない。例えば免疫された動物から摂食した結果、
所定の範囲の寄生虫密度を減少および/または減衰することができ、これにより
後になって宿主の群れおよび/または集団が保護される。多くの季節を通しての
免疫アプローチの持続は、寄生虫疾患の脅威を低減させるであろう。このことは
、摂食しかつ宿主から宿主へと急速に動き回ることのできるマダニ、ハエ等の節
足動物外部寄生虫に関して特に真実である。こうして、寄生虫によって摂取され
た阻害性抗体は、寄生虫がその宿主から去った後にその効果を発揮することがで
きるが、寄生虫を殺し、衰弱させ、または繁殖能を低下させることにより、宿主
動物群の他のメンバーを保護することができる。
以下により詳細に記載するように、保護的な免疫原性活性が、本発明の抗原につ
いて実証された。更に、この保護的活性は、抗原が例えば解離および/または還
元により変性された場合に保持されることが示された。実際、上記のように、別
の観点からみて、本発明は、前記定義の後生動物寄生虫抗原、および1種または
数種の後生動物寄生虫に対する抗原活性を有するその成分、フラグメント、前駆
体および機能的に等価な誘導体、類似体または変異体を、ヒトまたはヒト以外の
動物、好ましくは哺乳類、特に好ましくは反部動物における後生動物寄生虫に対
する免疫応答を刺激するために用いられるワクチン組成物の製造に使用すること
を提供することが判る。
本発明はまた、前記定義の抗原、および1種または数種の後生動物寄生虫に対す
る抗原活性を有するその成分、フラグメント、前駆体および機能的に等価な誘導
体、類似体または変異体の1種または数種を、製剤上許容される担体、賦形剤ま
たは希釈剤と一緒に含む、ヒトまたはヒト以外の動物、好ましくは哺乳類におけ
る後生動物寄生虫に対する免疫応答を刺激するためのワクチン組成物、並びに、
ヒトまたはヒト以外の動物、好ましくは哺乳類に前記定義のワクチン組成物を投
与することからなる、前記動物における後生動物寄生虫に対する免疫応答を刺激
する方法を提供する。
上記のように、本発明の範囲には、新規な糖タンパク質抗原の機能的に等価な誘
導体、類似体および変異体が包含される。本明細書において、”機能的に等価な
1とは、天然酵素タンパク質に関連するかまたはそれから誘導されるタンパク質
であって、アミノ酸が1つまたは多数のアミノ酸の置換、付加および/または欠
失によって修飾されている配列、そしてまた、アミノ酸が例えば脱グリコジル化
またはグリコジル化により化学的に修飾されてはいるが、保護的抗原性を保持し
ている配列、例えば寄生虫に対して宿主保護的抗体および/または機能的免疫化
を生じさせることのできる配列、を定義するために用いられる。このような機能
的に等価な変異体は、自然の生物学的変種として生じることができ、または公知
の技術を用いて製造することができる。例えば機能的に等価な組み換えタンパク
質は、部位指向性突然変異発生、ランダム突然変異発生、または核酸の酵素的あ
おれつおよび/または連結の公知技術を用いて製造できる。以下の実施例におい
て類似の抗原複合体H−gal−GPおよび0−gal−GPを参照して更に詳
細に示すように、機能的に等価な類似体は異なる寄生虫種において生じさせるこ
とができる。
含む。)好ましいものは、抗原が単離された寄生虫に加えて、他の広範囲の寄生
虫に対して宿主保護免疫応答を刺激しつる抗原、いわゆる0広いスペクトルの”
も可能である。
上記のように、本発明に係る抗原かその宿主保護効果を発揮することができる1
つの方法は、寄生虫の成長、持続および/または発育を阻害する阻害抗体の産生
による。モノクローナルまたはポリクローナルであってよいこのような抗体およ
びその抗原結合フラグメント(例えばFfabh 、 FabまたはNフラグメ
ント、即ち抗原結合部位を含む抗体の”可変”部のフラグメント)は、これらを
含有するワクチン組成物として、並びに寄生虫に対して宿主を免疫するワクチン
組成物の製造におけるその使用として、本発明の更なる態様を形成する。このよ
うな阻害抗体は、イディオタイプ抗体を用いて産生させることができる。アンチ
−イディオタイプ抗体をワクチンの免疫原として使用できる。
本発明に係る抗原は、寄生虫、例えば蝉虫からの抽出により、従来の生物化学的
および外科的技術を用いて、例えば寄生虫全体またはその腸だけをホモジナイズ
し、次いで所望の酵素を従来の精製技術、例えば遠心、分別沈澱、クロマトグラ
フィー等により単離することによって製造することができる。好ましい方法では
、標的分子が特別の選択的結合活性を有するという事実は、特定のりガントが固
相マトリックス上に固定化されているアフィニティークロマトグラフィーを用い
ることによって利用される。
従って本発明はまた、少なくとも1種の上記定義の保護抗原を含有する後生動物
寄生虫の抽出物を調製し、この抗原の特異的結合パートナ−を含む固定化相に該
抗原を結合させ、次いで該抗原を該固定化相から溶離することにより、該抽出物
から該抗原を精製することからなる、ヒトまたはヒト以外の動物、好ましくは哺
乳類における後生動物寄生虫に対する免疫応答を刺激するのに用いられるワクチ
ンの製造方法を提供する。好適な特異的結合パートナ−には、基質類似体、例え
ば阻害剤ペブスクチン、およびオリゴ糖類特異的レクチン、例えばガラクトース
および特にβ−結合N−アセチルガラクトサミンに特異的に結合するものが含ま
れる。
我々の研究は実際に、幾つかのレクチンが、寄生虫の腸の内腔表面上での保護抗
原能についてのグリコジル化を同定するために、アフィニティークロマトグラフ
ィーにおけるリガンドとして特に宵月であることが示した。
従って本発明のもう一つの観点は、寄生虫の統合膜フラクシヨンを、N−アセチ
ルガラクトサミンに対して特異性を有する1種または数種のレクチンを担持する
固定化相を用いるアフィニティークロマトグラフィーにかけることからなる、寄
生虫における保護抗原を同定する方法を提供する。
これらのレクチンは、好ましくはピーナツまたはエントウレクチン、またはβ−
結合N−アセチルガラクトサミンに対して特異性を有する他のレクチンである。
寄生虫の統合膜フラクションは、この分野でよく知られた技術を用いて、例えば
界面活性剤、例えばTriton X(00による抽出を用いて、容易に製造製
造出来る。
アフィニティークロマトグラフィーも同様にこの分野でよく知られており、バッ
チシステムおよびカラムに基づくシステムが含まれる。レクチンを結合しつる広
範囲の固相、例えばアガロースまたはセファロースなどのゲルを用いることがで
きる。ピーナツまたはエントウレクチンを担持したアガロースビーズは、実際に
市場で入手できる(Vector Laboratories)。
あるいは抗原は、標準的技術、例えばSambrook et al、、 19
[19(MolecularCloning、 a 1aboratory m
anual 2nd Eddition、 Co1d Spring Harb
or P窒■唐唐撃■
記載されたような技術を用いて、組み換えDNA技術により製造することができ
る。
本発明の抗原をコードするヌクレオチド配列を含む核酸分子は、本発明のもう一
つの態様を形成する。
抗原H−gal−GPに対応するクローンの予備的配列研究が行なわれた。HG
3と名付けたこのような1つのクローンの配列は、図33に示されている+SE
QよりNot1)。この配列は、図34に示すアミノ酸の整列によって実証され
るように、公知の哺乳類天然外部寄生虫酵素と有意な相同性を示す+SBOXD
Not 21゜従って本発明に係る好ましい核酸分子は、図33(SEQより
Not11に示すヌクレオチド配列の全部または一部に実質的に対応する1種ま
たは数種の核酸配列、変性物である配列または前記配列と実質的に相同性のまた
は前記配列とハイブリッド化する配列を含んでいる。
本発明に係る核酸分子は、−末鎖または二本鎖DNA 、 cDNAまたはRN
A 。
であってよく、そして、抗原または関連する抗原フラグメントをコードしつる変
性配列、実質的に相同性の配列またはハイブリッド化配列を包含する。。実質的
に相同性の”とは、少なくとも60%、好ましくは少なくとも70%または80
tの配列相同性を有する配列を意味する。本発明の範囲に包含されるハイブリッ
ド化配列は、非緊縮条件下(例えば、6 x SSC50%ホルムアミド、室!
I)で結合し、低緊縮条件下(例えば2 x 5SC−室温、好ましくは2 x
SSQ 42℃)または高緊縮条件下(例えば2 x SSc、 65℃)
(;−コテSSC” 0.15 M NaC1,0,015Mクエン酸ナトリウ
ム、pH7,2)で洗浄した配列、並びに、コードが変性または退化しないなら
ば、前記の条件下でハイブリッド化する配列である。
抗原的に活性な抗原または抗原変異体をコードしつる本発明に係るヌクレオチド
配列の誘導体は、この分野でよく知られた従来の方法をもちいて得ることができ
る。
本発明に係る抗原は、発現コントロール配列に作動的に結合された前記で広く定
義したヌクレオチド配列を含む組み換えDNA分子を含有する宿主細胞内で、ま
たはこのような組み換えDNA分子を含有する組み換えDNAクローニングビヒ
クルまたはベクター内で発現させることによって、組み換え形態として製造でき
る。このようにして発現された合成ポリペプチドは、本発明の更なる態様を形成
する(本明細書において5ポリペプチド”なる用語は、完全長さのタンパク質お
よびより短いペプチド配列の両方を包含するものとして用いられる)。
こうして発現された抗原は、本発明に係る抗原の全部または一部と、これに融合
した組み換え分子のDNAによりコードされた付加的ポリペプチドとを含んでい
てよい。これは、例えばβ−ガラクトシダーゼ、グルタチオン−8−)ランスフ
ェラーゼ、肝炎コア抗原、またはこの分野で融合タンパク質に普通に用いられる
他の任意のポリペプチドによることができる。
従って本発明の別の態様は、本発明の抗原をコードするDNAを含有するクロー
ニングまたは発現ベクター、並びに、抗原をコードするヌクレオチド配列をベク
ター核酸中に挿入することからなる、本発明に係る組み換え核酸分子の製造方法
を包含する。このような発現ベクターは、例えば、本発明の核酸分子とマツチす
るリーディングフレームに結合された翻訳コントロール要素(例えば開始および
停止コドン、リボゾーム結合部位)および転写コントロール要素(例えばプロモ
ーター−オペレーター領域、終止停止配列)のような適切なコントロール配列を
包含する。
本発明に係るベクターとしては、よく知られた技術に従った、この分野の文献に
記載されたプラスミドおよびウィルス(バクテリオファージおよび真核ウィルス
の両方を含む)を挙げることができ、同様によく知られており、この分野の文献
に記載された種々の異なる発現系中で発現させることができる。好適なウィルス
性ベクターとしては、バクロウィルス、そしてまたアデノウィルスおよびワクシ
ニアウィルスが挙げられる。他の多くのウィルスベクターが文献に記載されてい
る。
このようなベクターを発現のために原核細胞または真核細胞中に挿入するが、ま
たは微生物(germ)系統または体細胞中に挿入してトランスジェニック動物
を形成する種々の技術が公知であり、使用できる。好適な形質転換技術またはト
ランスフェクション技術は、文献によく記載されている。
本発明はまた、前記の本発明に係る核酸分子を含有する、形質転換またはトラン
スフェクトされた原核性または真核性宿主細胞、あるいはトランスジェニック微
生物を包含する。このような宿主細胞としては、例えばE、 coliのような
真核細胞系、酵母またはバクロウィルス原核細胞系、形質転換乳類細胞およびト
ランスジェニック動物および植物が挙げられる。特にトランスジェニック線虫が
本発明のもう一つの観点は、前記定義の本発明の抗原の全部または一部をコード
する核酸分子を含有する宿主細胞を、該抗原が発現される条件下で培養し、こう
して発現された抗原を回収することからなる、本発明の抗原の製造方法を提供す
る。
本発明の抗原または機能的に等価な抗原変異体は、化学的手段、例えばよく知ら
れたMerrifield固相合成操作により製造することもできる。
上記で論じた新規な抗原の水溶性誘導体は、本発明のもう一つの態様を形成する
。このような可溶性形態は例えば酵素エラスターゼを用いるタンパク質分解消化
により得ることができる。一般的にいって、抗原の酵素消化は2つのフラクショ
ン、即ち界面活性剤可溶性フラクション(これは膜とともに残る)と、水溶性フ
ラクションとを生じる。
本発明によれば、ワクチン組成物は、ワクチン製造の分野でよく知られた方法に
よって製造することができる。伝統的ワクチン製剤は、適切ならば、1種または
数種の好適なアジュバント、例えば水酸化アルミニウム、サポニン、qui l
−Aまたはその精製形態、ムラミルジペプチド、鉱物油または植物油、ツバシー
ム、非イオン性ブロック共重合体またはDEAEデキストランとともに、1種ま
たは数種の製剤上許容される賦形剤(担体)または希釈剤の存在下で、1種また
は数種の本発明に係る抗原または抗体を含むことができる。好ましい賦形剤とし
ては、液状媒体、例えば動物または患者にペプチドまたはポリペプチドを導入す
るためのビヒクルとして用いるのに適切な食塩溶液が挙げられる。追加の成分、
例えば保存剤を含んでいてもよい。
もう一つのワクチン調製物は、挿入された核酸分子によってコードされたポリペ
プチドに対する免疫応答を刺激するために、本発明に係る核酸分子(例えばDN
A分子)が挿入されているウィルスまたは宿主細胞、例えば微生物(例えばワク
シニアウィルス、アデノウィルスまたはサルモネラ)(これらは生きていてもよ
く、死滅または減衰されていてもよい)を含むことができる。
ワクチン組成物の投与は、任意の普通の経路で、例えば経口的または非経口的に
、例えば筋肉的注射により、所望により間隔を置いて、例えば7〜35日の間隔
で2度注射することによって行うことができる。
本発明によれば、抗原は、同一または異なる寄生虫種から得られた他の保護抗原
と組み合わせて使用することができる。従って本発明に係るワクチン組成物は、
1種または数種の前記定義の抗原、例えばH−gal−GPを、前記の抗原H1
10DおよびH45と一緒に含んでいてもよい。このような混合ワクチン−組成
物は、問題の抗原だけを含む個々のワクチン製剤よりも少ない量の種々の抗原を
含むことができる。
本発明から利益を受ける動物は、ヒトまたはヒト以外の任意の動物であってよい
が、コンパニオン動物、特にイヌおよびネコ、家畜、特に反部動物が好ましい。
特にヒツジ、ウシ、ブタ、シカおよびヤギが挙げられる。
(それぞれH−gal−GP 、 Oo−gal−GPおよびOc−gal−G
Pという)を個々に参照して、本発明を更に詳細に論じる。前記定義の本発明の
普遍性を限定するものではないが、H−9Jll−GPSOo−gal−GPお
よびOc−gal−GPおよび/またはこれらの別個の成分を蝉虫ワクチンの製
造に使用すること、およびこれら抗原およびワクチン自体が、本発明の特に好ま
しい態様を形成することが理解されよう。
タンパク質H−gal−GPは、Haemonchus腸細胞の刷毛縁ライニン
グ中の内在性膜タンパク質である。これはグリコジル化されており、N−アセチ
ルガラクトース−アミンに対して特異性を有するレクチンと選択的に結合する。
これはプロテアーゼ活性を示し、この活性は、アスパルチルプロテアーゼの特異
的阻害剤であるペプスタチンによって阻害されうる。5OS−ポリアクリルアミ
ドゲル上での還元条件において、これは8個の主バンドとして走る。この理由か
ら、このものはHaemonchusガラクトース含有糖タンパク質複合体、ま
たはH−gal−GPと名付けられた。
以下の非限定的実施例において、
図1は、101アクリルアミドゲル上でのH−gal−GP 、 HlloDお
よびH−45複合体の5DS−PAGEによる比較を示す。
トラック1〜3および4〜6 それぞれ非還元サンプルおよび還元サンプルトラ
ックlおよび4 Hllおよび845複合体に富むフラクショントラック2およ
び5 H2S複合体
トラック3および5 H−gal−GPトラック3における47および50 k
dバンドのN−末端アミノ酸配列が決定された。
図2は、非還元条件下51アクリルアミドゲル上でのH−gal−GPの!9D
S−PAGEプロフィールを示す。各トラックは電荷(loading )の異
なるH−gal−GPを含んでいる。記号は、ヒツジの実験5における抗原(実
施例7および図22°参照)のために切り出したバンドであって、次のとおりで
ある。
A= グループ15ノため0) 230 kd 。
B; グループ16ノため171190〜205 kd 。
C= グループ17ノためノ170 kd 。
D≠ グループ18のための色素フロントバンド。
図3は、非還元性条件下で予め分離された主H−gal−GPバンドの還元性条
件下での分析を示す。
トラックl H−gal−GP
トラック2 230kd )これら見掛は分子量を有するバンドを5%非トラッ
ク3 170kd )還元性ゲル(例えば図2)から切り出し、再びトラック4
色素フロント )還元電気泳動した。
トラック3における45および48 kdバンドのN−末端アミノ酸配列が決定
された。
図4は、H−gal−GP複合体を製造するための3つの方法のフローチャート
を示す。
図5は、Mono Q媒体上でのH−gal−GP複合体のイオン交換クロマト
グラフィーにより得られたフラクションの5O8−PAGE (10%ゲル、還
元性)を示す。
a) ピーナツレクチンで予め単離された出発材料トラック1 カラムにかけた
出発材料
トラック2 結合していないワラクシシントランク3〜5140關NaC1で溶
離トラック6および7 400mMNaC1で溶離b)エントウレクチンで予め
単離された出発材料トラック1 カラムにかけた出発材料
トラック2 結合していないフラクショントラック3〜5 140 mM Na
C1で溶離トラック6および7 400mMNaC1で溶離トラック3 500
mM NaC1で溶離トラック9 1 M NaC1で溶離
図6は、ピーナツ、ソラマメ (Vicla)、Lotus、ダイスfsoyb
ean )またはDolichoslのレクチンに結合したH 、contor
tus膜のTriton X−100抽出物中の成分の5DS−PAGEによる
比較を示す。
等量のH,contortus膜のTriton X−100抽出物を、次のア
ガロース−結合物を過剰に含むカラムに通した。1)ピーナツ、2)VICia
villosa 、3)Lotus Tetranoglobulus 、4
1ダイズ、または5) Dolichos biflorus 0結合した材料
を適切な糖(表2)で溶離し、還元せずに5tアクリルアミドゲルにかけた。ト
ラックには同じ順に番号をつけた。
図7は、ビオチン化レクチンのパネルへのH−gal−GPサブ成分の結合を示
す。
H−gal−GPを10−ゲル上で還元性条件下に電気泳動し、イモピロン膜に
プロットした。プロットを多数のストリップに切断し、次いで下記のビオチン化
レクチンとともにインキュベートした。1 なしく陰性コントロール);2 コ
ンカナバリンA;3 レンズマメ;4 麦芽;5 ピーナツ;6 エントウ;7
ダイス;8 サクノニル化麦芽;9 マイマイ (helix pon+at
ia)。ストリップ10はタンパク質についてクーマン−ブルーで染色した。
図8は、基質としてのアゾカゼインでの最適pHを示す(横軸はpHを示し、縦
軸は405 nmにおける吸光度を示す=・H−gal−GP 、ムOc−ga
l−GP 。
+ Oo−gal −GP )。
図9は、基質としてのヘモグロビンでの最適pHを示す(横軸はpHを示し、縦
軸は562 nmにおける吸光度を示す:・H−gal−Gl’ 、ムOc−g
al−GP 。
+ Oo−gal −GP )。
図1Oは、ピーナツレクチンへのH−gal−GP複合体の結合を示す(10%
ゲル、還元性条件)。
トラックl ピーナツレクチンカラムにかけたHaemonchusのS3抽出
物
トラツク2〜5 0.3M ガラクトースでカラムから溶離したピークのフラク
ション
図11は、エントウレクチンへのH−gal−GP複合体の結合を示す(10&
ゲル、還元性条件)。
トラック1 エントウレクチンカラムにかけた材料(麦芽レクチンに結合し、か
つこれから溶離したHaemonchus 53のフラクション)トラック2
結合しないフラクション−HlloDに富むトラック4〜7 0.8M ガラク
トースでカラムがら溶離したピークのフラクション
注: 出発材料中の主バンドはHllODである。これはエントウとは結合せず
、H−gal−GPの130 kd酸成分これは結合する)よりも僅かに小さい
ような条件下でのみ識別することができる。
図12は、ペプスタチンアガロースへのB−gal−GPの選択的結合を示す(
1(nゲル、非還元性条件)。
トラック1 低いpH(5,5)でペプスタチンアガロースにかけたHaemo
nchus 53
トラック2 HIIODに富んだ結合しない材料トラック3 pH8,5で溶離
した材料トラック4 1 % SO5、pH7,4”’C溶離シ+’Jt料トラ
ック5 H−gal−GP (陽性コントロール)図13は、ペプスタチンアガ
ロースへのH−gal−GPの選択的結合、および47および50 kdバンド
の活性を示す(抗−H−gal−GP血清でプローブした非非還元性条件での1
0%ゲルランからの免疫プロット)。
トラックl HlloDに富んだ結合しない材料トラック2 PH8,5で溶離
した材料トラック3 1%SDS 、 pH7,4で溶離した材料トラック4
1 % 505溶離工程にペプスタチンアガロースになお結合してる材料(カラ
ムを充填せず、SDSと渭とを含むSDS PAGEサンプル緩衝液とともにア
ガロースを沸騰することによって放出されたもの)
トラック5 H−gal−GP (陽性コントロール)図14は、蛍光標識した
ピーナツレクチンで染色されたH、C0ntOrtu8のクリオスタソト切片を
示す。
スタット切片を示す。
図16は、抗−H−gal−GP血清で染色されたH、contortusのク
リオスタット切片を示す。
図17は、H−gal−GPで免疫したヒツジから回収され、ヒツジ免疫グロブ
リンに対して特異的な抗血清で染色されたu、contortusのクリオスタ
ット切片を示す。
図18は、H,C0ntOrtuS 膜のPBS (311、Tveen (5
2)およびTriton X−100(831抽出物中のH−gal−GP分布
を示す。
トラック3.2およびlはその順で、虫の同じバッチからのPBS%’rwee
nおよびTriton X−100抽出物を含む。サンプルを還元し、10%ゲ
ル上で電気泳動し、プロットし、周期的に処理して炭水化物基を変性し、H−g
al−GPに対する抗血清でプローブした。
図19は、麦芽レクチンへのH−gal−GPおよびHIIODの結合を示す(
1o1ゲル、還元性条件)。
トラック1 カラムにがけたHaemonchusのs3抽出物トラック2〜8
ビークについて0.5MN−アセチルグルコサミンで溶離したHIIODおよ
びH−gal−GPに富んだ連続フラクション図20は、ペプスタチンアガロー
スへのH−gal−GPの結合を示す(51または10%アクリルアミドゲル、
非還元性条件)。
トラックl ペプスタチンアガロースカラムにかけたH−gal−GP) ラッ
ク2 10mM Tris−HCII、50mM NaC1pti a、o中ノ
115Dsニよリカラムから脱着した材料
図21は、H−gal−GPの加水分解活性の基質ゲル分析を示す。基質として
0.11ゼラチンを含む7.5%非還元性アクリルアミドゲルのクローズアップ
図である。
トラック1 ペプスタチンとともに前インキュベートしたH−gal−GPトラ
ック2 未処理のH−gal−GP図22は、実施例7に記載のヒツジの保護実
験に用いられる免疫原を分別するためのプロトコールを示す。
図23は、実施例7の実験1の結果を示す。グループの平均糞中卵数 ・麦芽(
1)、ムコントロール(2)(横軸は感染後の日を示し、縦軸は卵/g (+/
−sElを示す。)
図24は、実施例7の実験2の結果を示す。グループの平均糞中卵数 ・Hli
を除去した麦芽(3)、ムレクチン非結合(4)、+コントロール(5)(横軸
は感染後の日を示し、縦軸は卵/g (+/−sElを示す。)図25は、実施
例7の実験3の結果を示す。グループの平均糞中卵数 ・Hil(6i 、ムピ
ーナツ(7)、+コントロール(8)(横軸は感染後の日を示し、縦軸は卵/g
(+/−SE)を示す。)図26は、実施例7の実験4の結果を示す。グルー
プの平均糞中卵数 ・天然(9)、ムコントロール+121 、+ SDS (
101、◇SDS+渭(111(横軸は感染後の日を示し、縦軸は卵/q (+
/−SEIを示す。)図27は、H−gal−GPと、Q、CirCumcin
ctaおよびO,ostertagiからの等価なタンパク質との間の類似性を
示す。 サンプルを5%非還元性アクリルアミドゲル上で電気泳動し、イモピロ
ン膜にプロットした。左のプロットは、ビオチン化ピーナツレクチンでプローブ
され、右のプロットは、抗−H−gal−GP血清でプローブされた。抗血清で
プローブされたプロットは、50關過沃素酸塩とともに前インキュベートして、
可能な交叉反応性の炭水化物エピトープを変性させた。
正常血清とともにインキュベート下コントロールプロットでは、着色が観察去れ
なかった。
トラックl H−gal−GP
P2S5、ペプスタチンアガロースへのO,circuにincta−gal−
GPの結合を示す。
ペプスタチン、ピーナツレクチンまたはDolichosレクチンに結合したア
ガロースビーズを入れた試験管に、等量のO,circumcincta−ga
l−GPを加え、これらの試験管を4℃で3時間穏やかに攪拌した。ビーズをペ
レット化し、未結合の上澄み液を保持した。3回洗浄した後、ビーズを最少体積
のSO8PAGEサンプル緩衝液中で煮沸し、ペレット化した。アガロースに結
合した材料を含むこの工程からの上澄み液を、未結合上澄み液と一緒に、非還元
性5%SDS PAGEゲル上で走らせ、イモピロン膜にプロットし、ビオチン
化ピーナツレクチンでプローブした。
結果は、O,circumcincta−gal−GPが、ピーナツレクチンお
よびペプスタチンに特異的に結合することを示した。なぜならば、これは別のリ
ガンド(dolichosレクチン)に結合されたアガロースには結合しなかっ
たからである。
トラックl 未結合Dolichog
トラック2 結合Dolichos
トラック3 未結合ピーナツ
トラック4 結合ピーナツ
トラック3 未結合ペブスクチン
トラック4 結合ペプスタチン
図29は、O,circu+ncinctaの内在性膜タンパク質の抗原調製物
(これは後続の免疫処置実験に用いられる)の5DS−PAGEプロフィールを
示す(10%アクリルアミドゲル、還元性条件)。
トラック1 虫全体からのO,circumcincta膜のTriton X
−100抽出物(S3)トラック2 実施例8の実験1におけるヒツジの免疫に
用いられるS3のConA結合フ結合シラク
シタンク3 ConAに結合しなかったs3のフラクション残りのトラックは、
分子量マーカーを含んでいる。
図30は、コントロール子ヒツジ、およびO,circumcincta内在性
膜タンパク質のフンカナバリンA fConA)結合フラクションで免役した子
ヒツジにおいて、5000匹のO,circu+ncincta幼虫でチャレン
ジした後のグループの平均糞中卵数としての結果を示す(横軸はチャレンジ後の
日を示し、縦軸は平均卵数19(+/−SE)を示す)。
図31は、実施例8の実験1からのConA結合フラクションのプロットを示し
く5%アクリルアミドゲル、非還元性条件、c−gal−GPのパーセンテージ
を示す。
トラックl ピーナツレクチンでプローブしたO、circumcinctaの
ConA S3フラクシヨン
トラック2 分子量マーカー
トラック3 ConAレクチンでプローブしたO、circumcinctaの
ConA 53フラクシヨン
図32は、フルオレセイン結合ピーナツレクチンによる正常な成体0、circ
umcinctaのクリオスタット切片の蛍光染色を示す。
図33は、クローンHG3のヌクレオチド配列を示す。
図34は、クローンHG3の推定アミノ酸配列、およびヒト天然アミノペプチダ
ーゼとのアラインメントを示す。両方の配列は、CDNAから演鐸される。アミ
ノ酸同一性の程度は33%であり、類似性のレベルは65%である。このアライ
ンメントは、Univerxity of Wiscconsin GCGパッ
ケージからのBESTF工Tプログラムを用いて作成された。
図35は、種々の後生動物寄生虫から誘導されたゲノムDNAへのクローンHG
liのハイブリッド化およびEco RIでの消化を示すサザンプロットである
。
ハイブリッド化は、中緊縮条件下で行なった。
H−gal−GP複合体の説明および生化学的特性決定1 ) 5DS−PAG
Eプロフィールこの分析に使用したH−gal−GP複合体は、ビーナツツレク
チンアフィニティークロマトグラフィー、続いて、脱塩工程後に、モノQ培地(
ファーマシア)によるアニオン交換クロマトグラフィーを使用する濃縮により、
成体へモンカスのトリトンx−1oo抽出物(下記の実施例2および図4に詳述
されている)から単離した。100 mMと350mMのNaC1の間で溶離さ
れた両分を保持した。典型的な収率は、トリトンx−too抽出物中の全タンパ
ク質の約2%であり、虫1g当たり約200μ9のタンパク質に相当した。
H−gal−GP複合体を、還元しないで7.5tまたは10亀ゲルで電気泳動
した場合、タンパク質プロフィールは、約47kdおよび50kdバンドの軽度
の染色対と一緒に、約200kd以上のポリペプチドの群からなっていた(図1
1 トラック3)。しかしながら、アクリルアミド濃度を5%に低下した場合、
高分子量の物質は約230kdおよび170kdの二つの主バンドとして分割し
た(図2)。これらは不鮮明な205kdのポリペプチドおよび拡散染色領域に
またがっていた(図2)。図1、トラック3に見られる小さいポリペプチドは、
色素前(dyefrontlまたはその付近で分割されずに流出した。還元条件
下で、未分別H−gal−GP複合体は10亀アクリルアミドゲルでほぼ8つの
バンドに分割した。タンパク質の殆どが45kdと50kdの間で三つのバンド
として分割したが、不鮮明なバンドもまた、約33kd 、 35kd、 37
kd、 90kdおよび130kdで目視できた(図1、トラック6)。
未還元ポリペプチドの組成の更なる分析(これは表1に要約されている)を、5
%非還元ゲルからの三つの主バンド(即ち、例えば図2の230kd1170k
dおよび色素前にある)を切除し、電気溶離および濃縮後に、それらを還元条件
下で10 %アクリルアミドで再度電気泳動にかけることにより行った(図3)
。
170kdのバンドは約45kdおよび48kdの二つの型染色成分に明らかに
減少した(図3、トラック3)。最大のハンド4230kdlは一層複雑であり
、約130kd、90kd、 48kd、 40kdおよび33kdの分子量を
有するほぼ5種のサブ成分に分離された(図3、トラック2)。 ”色素前”バ
ンドは約50kd 、 47kdおよび35kdの3種の成分に分割した(図3
、トラック4)。完全H−gal−GP複合体を還元しないで7.51または1
0%ゲルで電気泳動にかけた場合、これらの最初の二つはまた、上記の図1、ト
ラック3に記載した。
上記のバンドのタンパク質は全て、本発明のH−gal−GPの成分である。
* 1 y−qal−apの還元ポリペプチドおよび非還元ポリペプチドの(k
d)の 。
(205)参 )
(170番 = 48”、45”
1これらのポリペプチドのN末端アミノ酸配列を決定した。
Iこれらのバンドを実施例7のヒツジ実験5で免疫原として試験した。注:2o
5および190−200のポリペプチドを1画分として合わせて試験した。
それ故、H−gal−GPは最低10種の異なる成分を含むだけでなく、非還元
条件下で見られる205kdおよび190−200 kdの物質を含む。
2) バンドのうちの四つのN末端アミノ酸配列図3、N003および図I S
No、 3と同じトラックを含むゲルを調製し、膜(プロブロット−アプライド
・バイオシステムズ)で電気泳動した。クーマシーブルーで染色した後、図1お
よび図3で同定されたポリペプチドの対を含むストリップを膜から切除し、夫々
のN末端アミノ酸組成をアプライド・バイオシステムズ・モデル477Aペプチ
ド配列決定装置で決定して、下記の配列を得た。
図3、トラック3 45kd: Val−Asp−Asn−Val−Phe−7
−Pro−Asn−Val−Gly−r、1au(配列番号3および4)
48kd: Val−Glu−Arg−Thr−Asp−Ala−Arg−Me
t−Asn−(即ち−Glu−または−Asn−1+配列番号5および6)図1
.)ラック3 47kd: Val−Phe−Pro−His−Pro−工1e
−Tyr−Asp−Tyr−Gin(配列番号7)
50kd+ Ala−7−Gin−Thr−Val−Phe−Pro−His−
I、ys(配列番号8)
コンピューターサーチは、種々のデータベースに保有された配列との有意な相同
性を明らかにしなかった。
3) イオン交換クロマトグラフィー
0.1%(v/v) トリトンX−100を含むlomMのトリス−MCI p
H7,4中の場合、H−qal−ap *台体は、同じ緩衝液で平衡化したモノ
Qイオン交換媒体に結合する。
H−gal−GP y1合体の殆どが140mMと400咽のNaC1の間でカ
ラムから溶離された(図5aおよびb)。この範囲内の塩でサブ成分に分離する
証拠は、たとえそれを小さい増加段階で適用したとしても、なかった。
4) レクチン結合
a) 自然条件下
H−gal−GP複合体は、ヘモンカス膜のトリトンx−100抽出物から、ア
ガロースビーズのような固相に架橋された種々のレクチンを使用するアフィニテ
ィークロマトグラフィーにより単離することができる(図10および11、並び
に実施例2)。
成る種のレクチンに関する天然H−gal−ω複合体の推定相対アフィニティー
を表2に要約する。ドリチョス・ビフロラス(Dolichos biflor
us)を除いて、N−アセチルガラクトサミンに対して特異性を有するレクチン
はH−gal−GPを選択的に保持した。ドリチョスによる陰性結果は、このア
フィニティーがα結合N−アセチルガラクトサミンよりむしろβ結合N−アセチ
ルガラクトサミンに対し特異性であることを示唆した。
ConAレクチン、エントウ豆(pealレクチンおよびミヤコグサ(Loth
us)レクチンもまたH−gal−Gp複合体を保持したという知見は、それが
マンノースおよび/またはフコースををする糖タンパク質を含むことを示した一
方、ダツラ(Datura)およびパンデイラエア(Bandeiraea l
による陰性結果は、N−アセチルガラクトサミンを含む構造の欠如を示唆した(
表2)。しかしながら、H−gal−GPを保持した全てのレクチンはそれの全
てと結合し、そして図6に例示されるように、そのサブ成分に対する特異なアフ
ィニティーを示さなかった。
b)解離され、還元された条件下
H−gal−GPのサブ成分がグリコジル化されたことを測定するために、複合
体を還元し、SDS PAGEにより解離し、プロットし、ビオチニル化レクチ
ンのパネルで探査した。結果(図7)は、幾つかのレクチン(例えば、レンチル
、1anti 1)がバンドの殆どに結合した一方、その他(例えば、ビーナツ
ツ、ヘリックス・ボマチア(helix pomatialおよびスクシニル麦
芽)は更に選択的であることを示した。大豆以外の全てが130kdバンドおよ
びわずかに小さい成分を強く現し、この領域においてダブレットの印象を与えた
。幾つかの、特に、レンチル、conAおよび麦芽は90kdのバンド付近で拡
散領域を染色した。その他、特に麦芽、ビーナツツ、ジャカリン(jacali
nl 、スクシニル麦芽およびヘリックス・ボマチアは、クーマシーブルーで弱
く染色された約60kdの糖タンパク質と拡散して反応した。conA、ジャカ
リン、麦芽およびレンチルはまた、 50kd )<ンドと非常番二強く結合し
た一方、47kdバンドがレンチルのみにより現した。
表2
コンカナバリンA a −D−mann 、 (1−o−glc +++ 今+
+ +++エントウ豆 α−D−m&nn +++ 十今 9(ピシウム・サチ
バム)
ドリチョス・ビフロラス α−D−gal NAcダツラ・ストラモニウム β
−o−glc(1−4)−D−glc NAc −−表2(続き)
H−gal−(、P+H110DまたはH45に対する種々q1μロース架橋レ
クチンの相対−2コンカナバリンAo、sMIy)メチルマンノシドビンア・ビ
ロソサ 0.2MのN−アセチルガラクトサミンドリチョス・ビフロラス 0.
四のアセチルガラクトサミンダツラ・ストラモニウム 0.4#)N−アセチル
グルコサミン5) プロテアーゼ活性
H−gal−GP複合体は、アゾカゼインまたはヘモグロビンを基質として使用
する場合に、4.0または6.0の夫々の最適pHでプロテアーゼ活性を示す(
図7および図8)。この活性は、H−gal−GPに強く結合するペプスタチン
により阻害される。この最後の性質は、アフィニティークロマトグラフィーによ
りH−gal−GP複合体を濃縮するのに使用し得る。
6) 等電点
H−gal−GP複合体を、ミニフt −(Miniphor1分取フリーフロ
ー装置中で線形に行なわれるpH勾配(範囲2〜9のpH単位)内で等電点電気
泳動にかけた。
その殆どがPH2〜7.3で溶離した。この広い範囲は、可変炭水化物残基がそ
の分子に電荷の均一性を導入する糖タンパク質に典型的である。
H,コントルタスからのH−gal−GP複合体の二つの調製方法これらは図4
中のフローチャートに要約されており、また実施例2および3で更に詳しく説明
する。
(WO90/11086 )により記載されたのと本質的に同様にして調製した
。
EDTAおよび1mMのPMSFを含む酸性条件または中性条件下で酢酸塩緩衝
液またはリン酸塩緩衝食塩水で4℃でホモジナイズした。ホモジネートを標準条
件で10.000gで20分間遠心分離し、こうして形成されたペレットを0.
11のトウィーン20で抽出し、再度回転させた。この操作を繰り返し、次にこ
うして形成されたペレットを2%のトリトンX−400で抽出し、標準条件で遠
心分離した。上澄み液を100,000gで1時間にわたって超遠心分離にかけ
、この上澄み液(S3)を0.22ミクロンのフィルターに通し、緩衝液、即ち
、0.5MのNaC1、0,01%のN&NI 1pH7,4を含む10關のト
リス−HClで4倍に希釈した。
こうして生成された希釈上澄み液S3を、アガロースゲルに結合された種々のレ
クチンを使用してレクチンアフィニティークロマトグラフィーにかけた。カラム
への希釈上澄み液を適用した後、数カラム容積の緩衝液で洗浄し、次いでレクチ
ン結合物質を適切な糖で溶離した。
11種の異なるレクチンの夫々へのH−gal−GP結合の相対量を、図6に例
示されたように5DS−PAGEゲルで目視で分析した。表2中の結果は、数種
のレクチンがH−gal−GPに結合したか、β結合N−アセチルガラクトサミ
ンに対し特異性を有するレクチンのみか特異的に結合し、またこれらの中でビー
ナツツおよびジャカリンか最も有効に結合することを示した。H−gal−GP
のサブ成分がいずれかのレクチンにより分離するという証拠はなかった(図6)
。
ビーナツツレクチンまたはジャカリンレクチンを使用して、タンパク質H110
DおよびH45は、その他の物質と一緒に洗浄されたが、H−gal−GP複合
体は結合されたままであった。これは、夫々ピーナツツカラムおよびジャカリン
カラムから0.3Mまたは0.8Mのガラクトースにより本質的に純粋な形態で
溶離した(図10および図11)。
麦芽レクチンを使用すると、若干のHIIODか結合し、H−gal−GP複合
体(これはジャカリンカラムに適用された図11、トラックlに示された物質で
ある)で溶離した以外は、0.5MのN−アセチルグルコサミンによる溶離後に
同様の結果を得た。
低pH1高イオン濃度の緩衝液、即ち20mMの酢酸ナトリウム、IMのNaC
1、pH5,5中の上澄み液S3を、アガロースビーズに結合されたペプスタチ
ンを含むカラムに通した。HIIODを含むポリペプチドの殆どは、このマトリ
ックスに結合し2なかった(図12、トラック1および2)。数カラム容積のこ
の酸緩衝液で洗浄した後、少量のH−gal−GPおよびその他のゆるく結合さ
れた物質を、pHを8゜5に上昇することにより溶離した。次いでカラムを低1
度の高度荷電界面活性剤(例えば、1%のドデシル硫酸ナトリウム −5DS)
を含む緩衝液で溶離した場合1.溶離されたポリペプチドのプロフィールはH−
gal−GPに非常に似ていたが、10亀の非還元性ゲルで約45kdで通常観
察されるバンドの対が消失した(図12、トラック4)。カラムを充填せず、ま
たアガロースのアリコートをジチオスレイトール+ DTT )の存在下で5%
のSDSとともにインキュベートした場合、これらの消失バンドにつき濃縮され
た両分か溶離され、これらの保持が非常に結合活性であることを示唆した(図1
3、トラック4)。プロテアーゼ活性は溶離物質中に検出し得ず、この酵素がS
DSの存在下で機能的でないことを示した。
コントロール実験を行い、これにより、上記の酸洗浄段階後にアガロースをカラ
ムから除去し、緩衝液単独で、または2%までのデオキシコレートもしくは0゜
1亀までのSDSを含む緩衝液で繰り返し遠心分離および再懸濁することにより
洗浄した。これらの処理のいずれもが、有意な量のH−gal−GPをアガロー
スから除去せず、この現象がカラムの上部における不溶性タンパク質の物理的閉
じ込めによるためだけではないことを示した。H−gal−GPが成る種のレク
チン−アガロースカラムに結合しなかったという知見(表2、トラック5、図6
)は、ペプスタチン−アガロースへの結合がリガンド特異的であるという付加的
な証拠を与えた。
実施例4
H−gal−GPがヘモンカス・コントルタス腸細胞の刷子縁表面に位置し、そ
こではH−gal−GPが膜内在性糖タンパク質であるという証拠(a) 腸管
刷子線配置
1)成体H,コントルタスのクリオスタット切片を蛍光標識レクチンのパネルで
染色した。ビーナツツレクチンおよび麦芽レクチンの両方が腸刷子縁を選択的に
染色することがわかった(図14および図15)。幾つかのレクチン(例えば、
ConA)は殆どの構造を染色したが、その他(例えば、ウレックス、υ1ex
)は殆どまたは全く染色しなかった。この結果は、腸細胞の刷子縁が、ヘモンカ
スの他の解剖学的構造よりも極めて高い密度の麦芽レクチンおよびビーナツツレ
クチン結合部位を含むことを示す。H−gal−GPはビーナツツレクチンおよ
び麦芽レクチンに結合するので、おそらくこの糖タンパク賀は腸細胞の刷子縁に
存在している。
λ1) 成体H,コントルタΔのクリオスタノト切片を、フロイント完全アジュ
バント中の14−gal−GPで免疫されたヒツジまたはアジュバントのみを注
射したコントロールヒツジからの血清とともにインキュベートした(詳細は実施
例7、実験3および4参照)。充分に洗浄した後、切片を、ヒツジ免疫グロブリ
ンに特異的なフルオレセインイソチオシアネート接合ウマ抗体とともにインキュ
ベートした。
更に洗浄した後、切片を蛍光顕微鏡で見た。
抗H−gal−HP血清とともにインキュベートされた切片は、表皮下層だけで
な(腸刷子縁膜の特有の蛍光を示した(図16)。特をの染色は、コントロール
ヒツジからの血清で染色された切片では観察されなかった。これらの結果は、H
−gal−GPがヘモンカスの刷子縁膜および皮下組織中に位置してることを示
す。
111) クリオスタソト切片を、フロイント完全アジュバント中のH−gal
−GPで免疫されたヒツジまたはアジュバントのみを注射したヒツジから回収さ
れた成体二モンカスから調製した(実施例7、実験3および4参照)。
切片を、ヒツジ免疫グロブリンに特異的なフルオレセインイソチオシアネート接
合抗体とともにインキュベートした。充分に洗浄した後、これらを上記のように
蛍光顕微鏡で見た。
H−gal−GPによる免疫感作で生存した虫の切片の全部ではないが幾つかは
、特有の蛍光を示した。これは腸細胞の刷子縁に制限された(図17)。染色は
、コントロールヒツジからのへモノカス切片では観察されなかった。
この結果は、H−gal−GPによる免疫感作で生存した幾つかの虫が、それら
の腸細胞刷子縁膜を被覆するヒツジ免疫グロブリンを有することを示した。それ
故、H−gal−GPはこの膜に位置している必要がある。先の項目に記載され
た“インビトロゝ実験で観察された表皮下の染色は、見られなかった。おそらく
、”インビボ”宿主免疫グロブリンは、寄生虫解剖のこの部分と接触しないから
である。
b)膜内在性糖タンパク質
虫全体のPBS抽出物、トゥイーン抽出物およびトリトンX−100抽出物を含
む過ヨウ素酸塩処理したプロット(即ち、図4に記載されたようなSl、Slお
よびS3の夫々)を、実験3で産生じた抗H−gal−GP血清で探査した場合
、H−gal−GPはトリトンX−100抽出物中でのみ検出された(図18)
。この結果は、比較的に高感受性の技術により、H−gal−GPが可溶性細胞
質タンパク質または膜周辺タンパク質として存在するのではなく、むしろそれが
細胞膜からそれを放出するトリトンX−400の作用を必要とすることを推測さ
せた。
この結果は、表2に要約されたレクチン結合特性と一緒に、H−gal−GPが
膜内在性糖タンパク質であるという充分な証拠を与える。
実施例5
H−gal−GPP合体がタンパク質ダブレットH110D (WO90110
861、タンパク質複合体H45(WO90/11086) 、45kdの膜タ
ンパク質+wo92/D889)または腺維素溶1) レクチン結合
成る種のレクチンに対するH−gaj、−GPP合体、HDlloDおよび84
5複合体の推定された相対アフィニティーを表2に要約する。これらのいずれに
も結合しなかったドリチョス・ビフロラスを除いて、N−アセチルガラクトサミ
ンに対し特異性を有するレクチンはH−qal−GPP合体を保持したが、HL
IODまたはH45複合体を保持しなかった。
1λ) 等電点
H−gal−GPP合体は、)IIIODまたはH45複合体よりも低い等電点
を有し、イオン交換クロマトグラフィーによりそれらから分離し得る。例えば、
H45複合体は、0.1%(v/v)のトリトンxL1ooを含む10mMのト
リス−HCl pH7,4で平衡化したモノQに非常に少量しか結合せず、Sm
1th 、 MunnSGraham。
Tavernor and Greenwood (In−ternation
al Journal for Parasitology@1993
23271−2801の結果が確認された。保持された小部分は50mMのNa
C1でHIIODの前に溶離し得た。全てのHlloDは200 mMのNaC
1で脱着され、これはH−gal−GPP合体の殆どが溶離し始める前である。
1ii) 5DS−PAGEプロフィール還元腰または還元せずに走行させた場
合に110kdで変化すないで残ったH110oダブレット(図1、トランクl
および4))は、両方の状況(図11 トラック1vs3およびトラック4VS
6)でH−gal−GP復会合体は明らかに異なっていた。しかしながら、還元
はH45複合体のプロフィールを有意に変化させた(図1、トランク2vS5)
ので、それとH−gal−GPP合体の相違は、試料を還元して較するよりも(
図1、トラック5VS6)、還元しないで比較する場合に(図1.トラック2V
S3)、更に顕著であった。
iv) ペプスタチン結合
HIIODまたはH45のいずれもが、H−gal−GPP合体が強く付着する
媒体であるペプスタチンアガロースに結合しない(図12および13)。
b)−一≦u℃■(コを拓と竺L」墜星」lヱユづpJAl) レクチン結合
自然条件下でH−9JLl−GP復会合体麦芽レクチンに結合する(表2、図1
9)。
W092/13889において探究された保護抗原は、このレクチンに結合しな
かった。
これは45kdの膜タンパク質を精製するために本発明者らにより特別に使用さ
れた性質である。
1工) N末端アミノ酸配列
WO92/138B9において45kdの膜タンパク質につき公表されたN末端
アミノ酸配列は、実施例1、バート2に記載されたH−qal−GPP合体の4
5kd 、47kd。
48kdまたは50kdの成分に関する相当するデータに近似しなかった。
111)変性された抗原の保護能力
H−gal−GP複合体は、SDSによる解離およびジチオスレイトールによる
還元後に変性された場合でさえも、ヒツジに対する保護を保持した(実施例7、
実験4および5参照)。W092/13889に記載された45kdの膜タンパ
ク質は、変性された形態でモルモットで試験した場合に、その保護抗原能力を失
った。
cl H−gal−GP復会合体線維素溶解プロテアーゼとの相違l)基質特異
性
Cox 、 Pratt 、 Hageman and Boisvenue
(Molecular and BiochemicalParasi−tol
ogy 1990 41 、25−341は、ヘモノヵスからの線維素溶解プロ
テアーゼを記載し、二つの小さなヒツジ試験からの説得力のないデータ(Cox
。
G、N、、 Milhausen M、 and Haqe+nan R,19
90欧州特許出願第434909号)にもかかわらず、このプロテアーゼが保護
抗原ポテンシャルを有すると主張した。
H−gal−GP複合体はフィブリノーゲンに対してタンパク質分解活性を示さ
なかった(表4および実施例6v参照)。
ii)溶解性
Cox et alにより1990に記載された線維素溶解プロテアーゼは、ヘ
モノカスの生理食塩水抽出物から得られた。これとは対照的に、H−gal−G
P複合体は生理食塩水抽出物中に検出されず、しかもトリトンX−100の如き
界面活性剤によってのみ、寄生虫から抽出し得た(図4.5)。
l)最適pH
予備試験において、ビーナツツレクチンにより精製されたH−gal−GPは、
アゾコラーゲンに優先してアゾカゼインを加水分解することがゎがった。この活
性に最適のp)lを、オーバーラッピング0.1助酢酸塩緩衝液、リン酸塩緩衝
液またはトリス緩衝液を使用してp)!範囲4〜9にわたって測定した(図8)
。最適活性はpH4,5〜6.5で見られた。
1工)阻害剤感受性
ブロティナーゼ活性の阻害剤感受性を、ビーナツツレクチン精製H−gal−G
Pの4種の別個の調製物で試験した。酵素活性は、試験した全ての調製物におい
てペプスタチンにより殆ど完全に阻害され、タンパク質分解がアスパルチルプロ
テアーゼによるものであることを示した(表3)。
凱−H−gal−Gp並びに0.サーカムシンクタ (circumcinct
a )およびo、+剤感受性
PMSF セリン(チオール) 100 104 84E64 チオール 87
.8 101 1(nEDTA メタロ 97.8 ND NDlll)ペプス
タチンアガロースにおけるアフィニティークロマトグラフィーH−gal−GP
(実施例1の項目lに記載されたようにして精製された)を、脂のNaC1お
よびO,it v/vの還元トリトンX−100を含む25ITIMの酢酸ナト
リウム緩衝液、pH4,5で平衡化したペプスタチンアガロースのカラムに通し
た(Do etal 1987. J、 Biol、 Chem、262103
7−1.0431 、4.5−10のpH範囲にわたって徹底的に洗浄すると、
タンパク質は殆ど脱着しなかった。しかしながら、1%のSDSで溶離すると、
H−gal−GPの大部分が脱着した(図20)。H−gal−GPは“天然コ
ントロール”リガンド(例えば、ドリチ3スレクチン)にカップリングされたア
ガロースに結合しなかった。この結果は、先の実施例3に記載された結果と一緒
に、H−gal−GPがペプスタチンに対して強い特異性を有することを示し、
これは古典的にはアスパルチルプロテアーゼの特徴であり、膜メタロエンドペプ
チダーゼについてはそれ程の特徴ではない(Zoller、 H19901Ha
ndbook ofenZyITle 1nhlbltors、 VCH+ W
elnhelm、ドイツにより発行)。5亀またはio&の非還元性ゲルにおけ
るH−gal−GPのプロフィールは、ペプスタチンアガロースとの結合の前後
で同じであった(図20)。この結果は、H−gal−GPがペプスタチン結合
プロテアーゼの混合物である多量体酵素複合体またはこれらの酵素との前駆体と
の混合物であることを示唆する。
ivl 基質ゲル分析
H−gal−GPをペプスタチンの存在下または不在下でブレインキュベートし
、非還元条件下で0.1% w/vのゼラチンを含む7.51の5DS−PAG
Eゲルで分離した。
電気泳動後に、SDSを過剰のトリトンX(00中で洗浄することにより溶離し
、ゲルをリン酸塩緩衝液、pH6,0中で37℃で一夜インキユベートした。タ
ンパク質分解の領域をクーマン−ブルー逆染色により視覚化した。
結果は可変であったが、一つの場合に、タンパク質分解はH−gal−GP複合
体の多量の高分子量バンドと約45kdの少量成分との両方に相関関係があった
。活性の全ての領域がペプスタチンに感受性であった。別の場合に、活性は複合
体の170 kdのバンドのみに局在化されることが明らかであり、ペプスタチ
ンにより明らかに阻害された(図21)。アスパルチルプロテア−ゼのこの可変
の視覚化は以前に記載されており、基質としてのゼラチンに対する比較的不十分
なアフィニティーのためであると考えられる (Simkin、 K、G、、
Chapman、 C,R,andColes、 G、C,1980,Expe
ri+ner+tal Parasitology 49.281−387)。
従って、おそらく、H−gal−GPは、非還元条件下で観察された複合体の全
てのバンドと関連するアスパルチルプロテア−ゼ活性を有スル。
■)天然血液タンパク質に対するH−gal−GPのアフィニティーH−gal
−GPを、等容積のIMの過ヨウ素酸の添加による未消化タンパク質の沈殿の前
に、フィブリノーゲン、アルブミンおよびヘモグロビン、並びにアゾカゼインと
ともにインキュベートした(緩衝液、pH5,5中で全て1mg/ml)。タン
パク質分解を、ニンヒドリンアッセイ (Mathews、 B、E、 197
7、 Sy−mposium ofBritish 5ociety of P
arasito3.ogy 15: 103−119)を使用して放出された遊
離α−アミノ窒素の検出により監視した。
結果は、H−gal−GPがヘモグロビンに対し明確な特異性を有すること(表
4)、およびこの活性の最適pHが4.0であること(図9)を示す。
表土−天然血液タンパク質およびアゾカゼインに対するH−gal−GPのアフ
ィニティー
蚤! タンパク質分解(563nmにおける吸光度)フィブリノーゲン 0.0
0
ヘモグロビン 5.12
アゾカゼイン 0.55
vi) 免疫ヒツジからの血清によるH−gal−GPタンパク質分解活性の阻
害実施例7、実験3に記載されたようにしてH−gal−GPまたはアジュバン
トで免疫された子ヒツジからの血清をH−gal−GPの等しいアリコートとと
もにインキュベートシた。続いて、基質としてアゾカゼインを使用して、これら
の混合物をタンパク質分解活性につきアッセイした。結果(表5)は、H−ga
l−GPによる免疫感作がH〜gai−GPのタンパク質分解活性に対して、お
そらく抗体による特異的な阻害応答を誘発することを示唆する。
表呈−H−タa、1−GPの免疫血清阻害コントロール子ヒツジ 02
免疫子ヒツジA 58 55
免疫子ヒツジ13 51 59
実施例7
H−ga】、−GPで免疫されたヒツジがヘモノカス・コントルクスによる抗原
投与に対ふて保護されるという証拠
一連の保護試験を、H,コントルクスの種々のフラクションを用いて行った。五
つの実験においてヒツジの夫々の群のための免疫原を調製するのに使用されたス
キームを要約する工程系統図を、図11に示す。
保護実験の設計
ヒツジの19の群を伴う五つの免疫感作抗原投与試験を、以下に概説される日付
順に行った。夫々の実験中に、群を性別および体重につきバランスさせた。
夫々の群の計画サイズは、6匹または7匹であったが、群9および10の夫々で
1匹のヒツジか尿結石で抗原投与前に死亡した。各の群を免疫するのに使用した
抗原を表6および図22に示す。各ヒツジを等しい投与量のタンパク質で、また
は全てのコントロールの場合にアジュバント+生理食塩水のみで3回免疫し、全
てにs、oooのH,コントルタ各幼虫を抗原投与した。フロイント完全アジュ
バントをずっと使用し、各接種物を1mlまたは2mlの投与量として夫々の後
肢に筋肉内投与した。子ヒツジの年齢およびイベン!・の時期は、表7に詳しく
記載されたように、実験間でわずかに変化した。
実験l
目的は、生膜全体のトリトンX−100の抽出物の麦芽レクチン結合画分の保護
能力を評価することであった。
この免疫原は、抗原投与コントロールヒツジで観察された糞便の卵数を抑制する
のに非常に有効であった(図23)。同様に、免疫群は屠殺時に、コントロール
よりも有意に少ない虫を含んでおり、正常よりも有意に高い雄対雌比であった(
表6)。
この結果は、麦芽レクチン結合画分がモルモットを不十分に保護したWO/:1
38B9の実験に記載された結果と対照的であった。この相違は、使用した抗原
投与系の型の相違、またはそのバルクが麦芽に結合しないHliOD (図19
)が実際にWO713889の実験での主たる保護成分であったという事実を反
映しているかもしれない。
雌へモノカスが雄よりも免疫感作の効果を受け易かったという知見は、他の腸管
膜抗原実験(例えば、Sm1th、 1993 Res Vet Sci 54
94−1ollで以前に報告されており、また離去は雄よりも大きいので速い速
度で血液を摂取し、それ故、高い投与割合で有害抗体を受容するるという事実の
ためであると考えられる。あるいは、この知見は、雌の同化要求が、産卵のため
に、それらを栄養採収酵素のブロックを受け易くするという事実のためであるか
もしれない。回収した虫の性別比の測定は、この方法により成功した免疫感作に
より生じた効果を検出するための有益な付加的なパラメーターを提供する。
寒竺又
群1に使用された麦芽結合画分は、ヘモノカスに対し非常に保護することが既に
示されているタンパク質であるHIIODを若干含むことが知られているので(
Munn and Sm1th 1990) 、主目的は、イオン交換クロマト
グラフィーによりHllODを除去した麦芽結合画分を試験することであった。
非グリコジル化保護膜タンパク質の可能性を調べるために、第二の群を、麦芽レ
クチンまたJj ConAレクチンに結合しない画分て免疫した(図22)。
両方の免疫群はコントロールよりも一貫して低い平均卵数を有して(Aたカー(
図24)、麦芽群の場合にのみ、殆どのサンプリング日に有意な相違があった。
(\rれの免疫群も、コントロールよりも有意に少ない虫を含んで%’tなかっ
た力(、麦芽群において感染度(burden)は、離去よりも有意に多(1雄
虫力)らなって0た(表6)。
コントロールヒツジの群平均卵数および束数は、この実験では他の4つの試験の
コントロール値と較べて有意に少なく(図24 vs 23.25、および26
並び(こ表6)、2匹の動物が非常に少数を有していた。この大きな変化(これ
(よおそらく年齢の高いヒツジの使用を反映した)は、群3に与えられた保護の
重要性(もしあるとすれば)の評価を困難にし、反復実験を要求する状況であっ
た。
大舅、!−
それ故、目的は、更に若く更に一様に感受性の子ヒツジにおけるHIIODを含
まない麦芽結合画分の効力を再試験することであった。その間ζこ、同じ画分を
、ビーナツツレクチンによるアフィニティークロマトグラフィーによって更喜こ
簡単に生産し得ることかわかった(図22)。なぜならば、このリガンド(よ検
出できるHlloDと結合しなかったからである。従って、ピーチ・ソツ結合画
分(即ち、H−gal−GP )およびHIIODの保護能力をこの実験で比較
した。
免疫子ヒツジの両方の群の糞便の卵数は、コントロールと較べて大きく減少しく
図25)、異常に高い雄対雌の性別比を有する有意に少な(為虫力く回収された
(表6)。
X線↓
目的は、天然H−gal−GPで得られた保護結果を確かめ、かつその複合体が
解離状態、または還元され解離された状態にあるときに保護性を保持するか否か
を決定することであった。
従って、H−gal、−GPのアリコートを0.5%のSDS (2,5: 1
w/w SDS +タンパク質)とともに25℃で1時間ンキュベーとすること
により解離した。第二の同一アリコートを、還元剤としての2.5 +nMのジ
チオスレイトール(請)と組み合わせた同量のSDSにより100℃で5分間解
離するごとにより変性した。群10および11を、これらの各方法で処理したH
−gal−GPで免疫した一方、群9は天然H−9al−GPの同一ではあるが
未処理のアリコートを投与した(表6)。
糞便中の卵排出量および束数の両方の非常に有意な減少が、全ての3つの免疫群
(図267表6)とコントロールとの間で観察されたが、この効果は天然群およ
びSDS単独群で最も顕著であった。前記のように、離去は雌虫よりも免疫感作
効果に対して感受性であった。H−gal−GPの保護エピトープは、50gに
よる複合体の解離によって、またはSDSで解離され謂により還元された場合の
変性によっては大きく影響されないことが結論された。この結果は、WO92/
D8B9において45kdの膜糖タンパク質で得られた結果とは対照的であり、
しかもH−gal−GE’のサブユニットポリペプチドがSDSアクリルアミド
ゲル上でのそれらの分離およびそれからの抽出後に、個々に試験し得ることを示
唆した。
寒見盈
それ故、目的は、非還元性5DS−PAGEにより分離されたH−qal−GP
の種々のポリペプチドサブ成分の保護抗原ポテンシャルを試験することであった
。
群13および14を、先に実験4に記載したとおりにSDSで解離されたH−g
al−GP複合体500μqおよび200μ9で夫々免疫した。群15〜18を
、複合体が非還元条件下で5DS−PAGEにより分離された後に5%のゲルか
ら切除されたH−gal−GPの個々の成分で免疫した(図22)。図2に示さ
れるように、群15には230 kdのバンドを注射し、群16には拡散19G
−205kdの領域を注射し、群17には170 kdのバンドを注射し、群1
Bには色素前バンドを注射した(図2)。適切なバンドを含むゲル切片を適当な
容積の希釈剤中に再懸濁させ、等容積のアジュバントでホモジナイズした。分別
したH−gal−GPの量を計算し、その結果、これらの各ポリペプチドをH−
gal−GP sooμ9中に存在する量に相当する投与量(即ち、群13に相
当)で群15〜18に投与した。抗原投与コントロール群(群19)はアジュバ
ントのみで免疫された。
1匹の動物(ヒツジ4)を除いて、SDS解離H−gal−GPで免疫された陽
性コントロール群の両方が抗原投与感染に対し保護された。これは、コントロー
ルと較べて減少された卵数および束数、並びに雄虫比率の増加により示された。
ヒツジ4を計算から除外すると、群13に関する保護の数値は、虫79%および
卵871であった(日数18〜35の平均数)。群14に関して、相当する結果
は虫701および卵84%であった。群14に用いた減少された投与量は差を生
じないこと、また群13に関する結果は上記の実験4で得られた結果と同様であ
ることが結論された。
極めて大きい個々の変化が、)l−gal−GPの種々のサブユニットバンドで
免疫された群で見られた。しかしながら、これらの結果は、保護がゲルから切除
された個々のサブユニットバンドで得られることを示した。これらの中で、群1
6(190−205kd拡散)および群18(色素前)が最良に保護された。
最良のサブユニット群における保護は、複合体全体で免疫された保護の場合より
も一貫性が少ないようであった。これは、電気泳動分離の方法が保護エピトープ
を若干損傷したため、または2種以上のサブユニットの組み合わせが一貫した効
果に必要であるためであったがもじれない。
これらの5つの実験がら、H−gal−GPは、その天然状態にあろうとも、ま
た解離されていようとも、あるいは更に還元されかつ解離されていようとも、ヘ
モノカスに対する新規かつ一貫して有効な保護抗原複合体であることが結論され
た。
実験番号 群 n 抗原 投与量6平均数±SE 雄、%2 47 未結合レク
チン140 D87+350 ” 49.6+4.1 ’6 7 HiiOD
1oo sxa+D3a 66.8+5.4’”免疫感作当たりヒツジ当たりに
注射されたタンパク質μ9゜夫々の実験中、異なる添字を有する欄中の値は有意
に異なる。
表7
実験 子ヒツジ ブースター 抗原投与 死亡番号 の年齢1 回数” の間隔
6 日数1124および7123
2 8 3および622B
3 2 3および6234
4 5 3および6235
5 3 3および6234または35
a最初に注射された時の年齢(月数)ib最初の”ワクチン投与”後の通数;C
3回目の”ワクチン投与”と抗原投与の間の通数;dヒツジが死亡した時の抗原
投与後の日数
図4に示す方法により、オステルタギア・オステルタギまたはオステルタギア・
サーカムシンクタの抽出物をビーナツツレクチンでのアフィニティークロマトグ
ラフィーで処理すると、それらの5DS−PAGEにより判断して、H−gal
−GPと広範囲で類似するタンパク質複合体が得られる(図27)。H−gal
−GPと同様に、両方の抽出物は、アゾカセインおよびヒツジヘモグロビンに対
して4〜6.0の最適pFIでプロテアーゼ活性を示し、(図8および9)、こ
の活性は、ペプスタチンによって特異的に阻害された(表3)。
ペプスタチン、ビーナツツレクチンまたはドリチジスクチンんに結合したアガロ
ースビーズを入れた試験管に等容量のOc−gal−GPを加え、試験管を4℃
で3時間穏やかに攪拌した。ビーズをペレット化し、未結合上澄み液を保持した
。3回洗浄した後、ビーズを最少量の5DS−PAGEサンプル緩衝液中でしょ
ふつし、ペレット化した。アガロースに結合した物質を含有こるこの工程からの
上澄み液を、未結合上澄み液といっしょに、5 % 5DS−PAGEゲル上を
走行させ、イモピロン膜にプロットし、ビオチニル化ビーナツツレクチンで探査
した。
図23に示された結果は、0c−qal−GPがビーナツツレクチンおよびペプ
スタチンアガロースに特異的に結合したことを示している。なぜならば、これが
天然コントロールリガンド(ドリチョスレクチン)に結合させたラガロースとは
結合しなかったからである。
実施例7の実験1および2に記載したようにしてH−gal−GPで免役したヒ
ツジからの血清は、いずれかのオステルタギアのタンパク質エピトープと交叉反
応する(図27)。
これらの結果は一緒に考えると、H,コントルクス、0.サーカムシンクタまた
は0、オステルタギが、ペプスタチン−阻害可能なプロテアーゼ活性を含む抗原
的に関連するガラクトース含有糖タンパク質複合体の共通のファミリーを共有し
ていることを示唆する。
より特異的な結果は、以下の実験において説明される。
大箆上
オステルタギア・サーカムシンクタの内在性膜タンパク質で免疫された子ヒツジ
はこの寄生虫でのチャレンジに対して保護されるという証拠オステルタギア・サ
ーカムシンクタ内在性膜タンパク質のコンカナバリンA(ConA l結合画分
で免役された子ヒツジを、この寄生虫の感染性幼虫でチャレンジし、与えられた
保護の程度をチャレンジコントロール群との関係で測定することによって、実験
を行なった。
全ての抗原調製操作は、特に指示しない限り、氷上または4℃で行なわれ、遠心
工程は10,000 gで15分間で行なった。凍結した0、サーカムシンクタ
を融解し、緩衝液(リン酸塩緩衝食塩水、pH7,4、下記のプロテアーゼ:
−1mMEDTA 1rnM PMSFllTIIMN−エチルマレイミドを含
何する)中でホモジナイズした。
ホモジネートを回転し、o、1t (v/v) )ウィーン20を含有するホモ
ジナイズ緩衝液中にベレットを再懸濁した。この工程をもう1回繰り返し、虫の
膜を含む洗浄ベレットを再懸濁し、次いで2%のトリトンX−100を含むがE
I7rAを含まないホモジナイズ緩衝液中で2時間よく混合することにより抽出
した。抽出物を再度回転し、得られた上澄液を100,000gで1時間超遠心
した。S3(図29、トラック1)として知られ、可溶化内在性膜タンパク質を
含むるこの上澄液を、孔径0゜22μmのフィルターに通し、緩衝液(10Mm
Tris−HCI pH7,4,0,5M NaC1およびO,Olt Na
N+を含有する)で4倍に希釈し、CorIA−アガロースカラムにかけた。
未結合物質(図29、トラック3および4)を捨て、よく洗浄した後、結合画分
を200mMα−メチルマンメチルグルコシド/αルコシドで溶離した(図29
、トラック2)。この両分をゲル濾過(セファデックスG−25、ファーマシア
)により脱糖して脱塩し、モノQ(ファーマシア)上でイオン交換して濃縮し、
等容積のフロイント完全アジュバントでホモジナイズする前に、冷リン酸塩緩衝
食塩水(PBS)で希釈した。
線虫寄生虫を排除することを意図した条件において畜舎で飼育された14匹の5
uffolkクロス子ヒツジを、それぞれ性別と体重をバランスさせ、6匹の免
役子ヒツジおよび8匹のコントロール子ヒツジからなる2つの群に割り当てた。
7月令で、免役群に各100μ9の抗原を注射し、コントロール子ヒツジにはア
ジュバントのみを注射した。l mlのワクチンを、各後脚に単膜様および半腿
様筋肉内注射した。各群は更に、3および6週間後に同じ接種を受けた。最後の
ブースト後2週開目に、全ての子ヒツジをs、oooの第3期O,サーカムシン
クタ幼虫で経口チャレンジした。チャレンジ後2週間口から毎週2回真中の卵を
計数し、チャレンジ後5週開目に、虫の総数を計数するために動物を殺した。
免役子ヒツジの群平均糞中卵数は、この実験を通してコントロール群よりも存意
に低かった(表8および図30)。21日および35日の実験間で平均した群平
均を比較すると、免役群の卵排出量は80%以上だけ減少したことが明らかであ
った。皺胃内容物および粘膜消化物のサブサンプル(5〜101)を、虫につい
て調べた。捕獲された第4早期幼虫は認められなす、全ての虫は第5期または成
体期まで発達していた。群の虫感染度を比較すると、免疫ヒツジでは約60も低
く、統計的に有意差かあることを示した(表8)。
P 値 <0.05 <0.01 <0.01 <0.01 <0.02 <0
.01 <0.01 <O,0ia−虫の総数
す−卵数/9糞
!!1
a) 実験lでヒツジの免役のために用いられたConA結合画分を、10%還
元性5DS−PAGEゲル上で電気泳動し、イモピロン膜上にプロットした。プ
ロットをビオチニル化レクチン、即ちOc−gal−GPに対して特異的である
ことが示されたりガント(図28+29)で探査した。陽性結果(図31)は、
■−gal−GPが保護抗原調製物中に存在することを示した。
b ) Oc−gal−GPを調製するために、成体0.サーカムシンクタを5
3段階まで処理し、これを、前記の実験lに記載したようにピーナッツレクチン
ーアガロスを含むカラムにポンプで通した。カラムを数カラム体積の緩衝液で洗
浄し、次いで結合した物質を0.5Mアガロースで溶離して、Oc−gal−G
Pを得た。
Oc−gal−GPのプロットを、炭水化物エピトープを分解し、可能性のある
交叉反応を低減するために、最初に過沃素酸塩で処理する以外は前記のようにし
て作成した。fWoodward、 Young and Bloodgood
、 1985. Journal ofimmunological meth
od++ 78+ 143−153) プロットを実施例8の実験1からの免役
血清、または0.サーカムシンクタに対して自然免役のヒツジfsmith、
Journal of Comparative Pathology 95+
235−2751からの胃リンパ液サンプルで探査した。実験lからのCon
A結合抗原に対する抗血清は、QC−C1al−GPと反応したが、自然免役動
物からのリンパ液との反応は見られなかった。これらの結果は、Oc−gal−
GPがヒツジの免役に用いたConA結合画分中に存在していたという前記実験
2(a)での観察を支持し、Oc−gal−GPも”隠れた”抗原であることを
示した。
Oc−gal−GPが隔膜タンパク質であるという証拠ナツツレクチンで染色し
た。強い蛍光が腸管にわたって観察されたが、内部構造もそれほど強くはないが
染色されたので同定されなかった。ビーナツツレクチンがOc−gal−GPと
特異的に結合するので、この結果は、Oc−gal−GPが隔膜タンパク質であ
ることを示す。
下で40%だけ低下した。これに加えて、ゼラチン−基質ゲル分析により非還元
性条件下で視覚化されたタンパク質分解的に活性なダブレッl−(Mw 約 2
05テイナーゼ活性を含むことを示す。
プロテイナーゼ活性を、マイクロアッセイシステム中で基質としてのアゾカゼイ
ンを用いて測定した。H−gal−GP (20μm中約5ロタ)を、阻害剤を
含まない(コントロール)か、または阻害剤を1mHの最終濃度で含む200μ
mの滅菌0.1 Mリン酸塩緩衝液pH7,0とともに37℃で30分間予備イ
ンキュベートした。使用した阻害剤は、4−ヒドロキシ水銀ベンゾエート +4
)EKB )およびペプスタチンをメタノールに溶解した以外は、水中の10
0 mMストック溶液として調製した。試験した阻害剤は、ジチオスレイトール
(DTTli L−システィン;還元グルタチオン;4沿…iN−エチルマレイ
ミドi EDTAi IJO−フェナントロリンおよびペプスタチンであり、シ
グマ社から購入した。予備インキュベートした後、20μmのアゾカゼイン(滅
菌蒸留水中5mg/ml、シグマ)を加え、反応混合物を37℃で一夜インキユ
ベートした。試験した各阻害剤関し、H−gal−GPの代わりに滅菌水を含む
平行ブランクを含め、二重にアッセイを行なった。等容量のIM過塩素酸fBD
HChemicalslを加えて反応を停止し、氷上で15分間保持して、未消
化タンパク質を沈澱させ、次いでこれを、マイクロフユージを用いた11000
qでの簡単な遠心によってペレット化した。”Monarch”マイクロ遠心分
析機fInstrumentataion Laboratory、 Warr
ingtn、 UK)を用いて、上澄み液のODt m sを測定した。適切な
試薬ブランクを差しづ匹)た後、阻害の程度を、コントロール反応と比較して残
存した活性の%として現した。
で洗浄し、液体窒素中で急速凍結した。凍結寄生虫を、−70℃に予備冷却した
乳鉢およびモーターを用いて魔砕して粉末となし、25m1の抽出緩衝液(蒸留
水中の4Mグアニジンイソチオシアネート、25ITIM クエン酸ナトリウム
、0.5% (w/vlサルコシル(sarcosyl )および0.71(v
/v) 2−メルカプトエタノール)中で可溶化した。5mlのフェノール/ク
ロロホルムを加えた後、溶液を5分間回転して激しく混合し、次いで氷上で10
分間インキュベートした。10000 gおよび4℃で30分間遠心して水相と
有機相とを分離し、水相を保持し、等容量のイソプロパツールを加え、−20℃
に1時間冷却することによりRNAを沈澱させた。
RNAを前記のようにペレット化し、抽出緩衝液中に再溶解し、再ベレット化し
た。
ベレットを701エタノールで洗浄し、乾燥し、0 、5mlの蒸留水中に再溶
解した。
ポリ(Al中mRNAは、Efstratiadis et al +1976
、 Ce1l、 7279−2881により記載された方法を用いて、オリゴ−
dT−セルロースクロマトグラフィーにより単離した。ポリ(A)◆m1tNA
をエタノールで沈澱させ、乾燥し、10〜20μmの滅菌蒸留水中に再溶解した
。
2、CDNAの合成およびλ9t11ライブラリーの作成Amershamから
購入したキットを用いて製造業者の指示に従って、2本鎖CDNAをポリfAj
÷mRNAから調製した。第−鎖の合成は、順逆転写酵素を用いて行ない、ラン
ダムへキサヌクレオチドブライマーを用いて反応を開始した。第二鎖の合成は、
RNase RおよびE、Co11を用いて行なった。最後に、T4 DNAポ
リメラーゼを用いてCDNAを末端プラント (blunt−end )にした
。Amersh印キット (RPN 12801を用いて、CDNAをバクテリ
オファージλgtll (λqt111内に連結した。簡単にいうと、EcoR
1アダプターをcDNAに連結し、未連結アダプター分子をゲル濾過により除去
し、CDNA > 500 bpをλ9t11アームへの連結のために保持した
。′アダブトした( adaPted l″ CDNA末端をT4ポリヌクレオ
チドキナーゼとの反応でリン酸化し、異なる量(100,75& 40 ng)
をλ9t11アーム (1μ9)に連結した。連結混合物をインビトロでパッケ
ージしくBoehringer) 、アリコートを、イソプロピルチオガラクト
ピラノシド(工PTG)および5−ブロモ−4−クロロ−3−インドリル−β−
D−ガラクトピラノシド (X−9a1)の存在下にE、Co11 Y1090
上にプレートし、組み換え力価を評価できるようにした。各連結反応により、約
2 x 10’の組み換えファージが得られた。
H−gal−GP酸成分発現するファージを、101の組み換えファージの免役
スクリーニングにより、ヒツジ抗−〇−gal−GP抗血清を用いて選択した(
下記参照)。
L−寒天/アンピシリンプレート当たり1000フアージの密度でプレートした
。プラークがちょうど見えるようになるまで42℃でインキュベートしく4時間
)、次いで10mM1m中で飽和して乾燥したニトロセルロースフィルターで被
覆した。フィルター付きプレートを37℃で一夜インキユベートした。翌日、フ
ィルターを除去し、TBST (50mMTris−base、 150mM
NaC1,pH8,0,0,05t v/v トウイーン20を含有する)中で
よく洗浄し、次いでT’BST中の5%ウマ血清中で1時間インキュベートした
。次いでフィルターを、5もウマ血清を含むTBSTで11500に希釈したヒ
ツジ抗−H−gal−GP抗血清とともに4時間インキュベートした。更にTB
STでよく洗浄した後、フィルターを、パーオキシダーゼ接合ウマ抗−ヒツジ免
役グロブチン抗血清+TBST中1/200 )とともに2時間インキュベート
し、洗浄し、免役陽性ファージを、DAB発色溶液(50ml HaO中の11
011Iジアミノベンジジン−HC飄50 uLの3(l過酸化水素を含有する
、シグマ)とともにインキュベートすることにより視覚化した。免役陽性プラー
クの芯を抜き出し、継続的な交換/免役スクリーニングサイクルによってプラー
クを純粋にした。10$のファージのスクリーニングにより、7つの陽性ファー
ジが得られた。これらを抗体溶離によって更に分析した。
度でプレートし、42℃で4時間インキュベートした。プレートをIPTG飽和
ニトロセルロースフィルターで被覆し、37℃で一夜インキユベートした。フィ
ルターを除去し、ヒツジ抗−〇−gal−GP抗血清とともに4時間インキュベ
ートする前に、TBSTでよく洗浄した。結合した抗体を、溶離緩衝液f5+n
Mグリシン、500mM NaC1,0,2%トウィーン20SpH2,31を
2回、各2分間適用することにより溶離した。得られた抗体溶液(4ml)を2
00ulのLM Tris−HCI、 pH7,4を加えて中和し、TBST中
の51ウマ血清(TBSTはトウィーン2oを含まない)で3倍に希釈し、7.
5%505−PAGEにより分離されたH−gal−GPのウェスターンプロッ
トストリップとともに一夜インキユベートした。続く洗浄操作、第二抗体とのイ
ンキュベージタンおよびDAB溶液を用いる視覚化は、上記のように行なった。
λ9t11中のEcoluクローニング部位の側部にある領域を指向するプライ
マーを用いるPDR増幅により、挿入(:DNAをプレパラティブ量で得た(S
aiki etall、、 19885ianca 293487−491)
。簡単に述べると、ファージ粒子を芯抜きプラークから、0 、5mlエツペン
ドルフ管に入れた50μlの滅菌蒸留水中に溶離した。簡単な凍結/融解サイク
ルの後、25μlの上澄み液を5aiki et al、、 1988に記載さ
れたPDR反応に用いた。プライマーを55℃でアニールした。PDR生成物を
、0.81アガロースゲルまたは7.5%連続ポリアクリルアミドゲルスラブで
分別し、臭化エチジウム染色(アガロース)または銀染色(ポリアクリルアミド
)により生成物を視覚化した。
更に、cDNA挿入物のPCR増幅の生成物をアガロースゲルで分別し、Man
iatis et al、 f1982L Mo1ecular Clonin
g+実験室マニュアルCo1d SpringHarbour Laborat
oryに記載のキャピラリートランスファー技術により、ナイロン膜(Hybo
nd−N、 jcarsha+nl上でサザンプロットした。プロットを探査す
るためのDNA (100ng)は、前記で概説したようにファージHG3のP
CR増幅により調製し、o=qoxyqenln法によって製造業者の指示に従
って標識した(核酸の標識および検出キット、Boehringer)。ハイブ
リッド化は高緊縮条件下(SO%ホルムアミド中5 x SSCO,5%w/v
ブo−7キング剤、O,L% w/v N−ラウリルサルコシン、0.02 %
W/V 5DS)で、42℃で一夜行なった。ハイブリッド化溶液に、探査D
NAを25 ng/mlの最終濃度で加えた。高緊縮洗浄後(最終洗浄 0.1
x SSC,0,1% SDS 、 56℃で15分間)、アルカリ性ホスフ
ァターゼ接合抗−ジゴキシゲニンおよび酵素触媒カラー反応を用いる免役学的検
出(Boehringer lにより、ハイブリッド化を視覚化した。
6、配列分析
PO増幅cDNA挿入物を、PCR1000ベクター(In−Vitrogen
)に、製造業者の詳細に従ってサブクローニングした。DNA配列は、ジデオ
キシ連鎖終止手順により決定した(sanqer et al、 1977 P
roceedings of National Academy ofSci
ence 795462−5467) 。配列化反応は、Pharmacia
T7配列化キットを用いて行ない、プライマーアニーリングおよび配列化反応は
、キットの指示に詳述された通りに行なった。反応生成物を、6%アクリルアミ
ド、50%尿素ゲルスラブにおいて、Tris/アセテート/EDTAランニン
グ緩衝液を用いて50Wの一定電力で6時間まで分別した。電気泳動の後、ゲル
を酢酸 メタノール、水(5+5+901中に40分間浸漬し、ワットマン31
濾紙上で乾熾し、次いで分離したDNA画分をオートラジオグラフィーにより室
温で一夜検出した。このDNAおよび推定アミノ酸配列を、GENBANKおよ
びEMBI、データベースに存在する配列と比較した。
H−gal−GPに関連する中性エンドペプチダーゼ様活性は、基質としてのア
ソガゼインを用いた差別的ブロレイナーゼ阻害剤感受性によって検出された。典
型的な分析の結果を表9に示す。
!旦 プロテイナーゼ阻害剤のパネルに対するH−gal−GPによるpH7で
のアゾカゼインタンパク質分解の感受性
阻害剤なしのコントロール 100 1004−ヒドロキシ水銀ベンゾエート
88 91阻害(%)は、阻害剤なしのコントロールと比較して残存する活性の
パーセントとして現される。同じバッチのH−gal−GPついて、2つの別個
の分析の結果が示されている。
酵素活性は、キレート化剤EDTAおよび1.10−7エナントロリン、並びに
チオール試薬ジチオスレイトールおよびシスティンによって阻害された。活性は
、4−ヒドロキシ水銀ベンゾエート、N−エチルマレイミド、ペプスタチンおよ
びグルタチオンによっては相対的に影響されなかった。この阻害プロフィールは
、哺乳類起源の中性エンドペプチダーゼについて先に報告されたプロフィール(
KennYr1977、In+ Proteinases in mamnal
ian cells and tissues、 Ed+ Barret煤A
A、J。
Elsevierで検討されている)と一致する。
2、 Fl−gal−GP陽性λ9t11組み換え体の分子分析101のλ9t
11組み換え体の免役スクリーニングは、7つの免役陽性ファージを生じた。抗
体溶離実験は、HClと称する組み換えファージから溶離された抗体だけが、還
元性5O8−PAGEゲルから作成したウェスタンプロットストリップにおいて
H−gal−GPを明らかに認識したことを示した。非組み換えλ9t11から
溶離した抗体はH−gal−GPを認識せず、)iG3反応の特異性を実証した
。HClからの増幅された挿入DNAを用いて、他の免役陽性プラークから増幅
された挿入DNAのサザンプロットを探査し、組み換え圓11は、陽性ハイブリ
ッド化シグナルを与えた。HClおよびHGll内のcDNA挿入物のサイズは
、それぞれ212 bpおよび1019 bpであった。
)IG3のヌクレオチド配列(図33)およびアミノ酸配列(図34)は、完全
に決定された。 HClは、ヒト天然中性エンドペプチダーゼと33%の同一性
および65%の類似性、即ち極めて有意な相同性を示した。HGllの配列分析
は続行中であるが、園3に相当する領域が同定され、ヌクレオチドのレベルで9
6%の同一性を示した。従って、%11はHClの変異体のようである。このよ
うな変化は、蝉虫の異なる系統および異なるライフサイクル期の間で自然の生物
学的変異体が存在するためであるかもしれない。更に、多重酵素形態(イソエン
ザイム)が存在するかもしれず、これは寄生虫の発育の間に、または起源の異な
る系統において別様に発現されるであろう。
実施例!■
種々の後生動物寄生虫には中性エンドペプチダーゼをコードする遺伝子が存在す
ることを示すために; Ecorlで消化した後生動物寄生虫からのゲノムDN
AへのクローンHG11のハイブリッド化
種々の後生動物寄生虫(Haemonchus 、 Lucilia 、 Ne
matodirusおよびBOOphλlus )からのゲノムDNAを調製す
るために、液体窒素中で急速凍結したそれぞれの虫29を、液体窒素中で磨砕し
て微細粉末にした。この粉末を、25m1の溶解緩衝液(0,05M Tris
−HCI pH8,0,0,IM EDTA 、 1% w/vサルコシル、0
.05mg/mlブロティナーゼK)に徐々に加え、65℃で2時間インキュベ
ートした。次いでこの懸濁液を、l容量のフェノール−クロロホルムで2回、2
容量のクロロホルムで2回抽出し、次いでエタノールで沈澱させた。ベレットを
20m1のTrim 5EDTA緩衝液(TI、 pH8,o)に、ロッキング
テーブル上で4℃で一夜再懸濁し、次いで1リツトルのTE緩衝液に対して2回
交換して透析した。
DNaseを含まないRNas* A Type工(Sigma)とともに、最
終濃度20ug/mlで37℃で1時間インキュベートした後、前記のように、
フェノール−クロロホルムで1回、クロロホルムで1回抽出し、次いでエタノー
ルで沈澱させることによりRNAを除去した。ペレットを70%v/vエタノー
ルで2回洗浄し、前記のように1mlのTE緩衝液中に再懸濁した。
5μgのゲノムDNAを、EC0R1で37℃で一夜消化し、Tris−アセテ
ート緩衝液中の1%アガロースゲル上でトラック当たり5 ugで電気泳動した
。ゲルを、Maniatis at al (1982)に記載のキャピラリー
トランスファーにより、Hybond−N膜(A+nersham Inter
national l上にサザンプロットした。紫外線を用い、製造業者の推奨
に従って、DNAを膜に固定化した。
HG11クローンをsac工およびBamHXで消化し、これを電気泳動し、7
50bpの両分を回収した。Promega BiotechからのN1ck翻
訳キツトを用、て造業者の指示に従って、挿入物を、” P−dcTPで放射性
標識した。スピンカラムクロマトグラフィーにより、一様に組み込まれた標識か
ら、標識されたDMを分離した。
サザンプロットを、ハイブリッド化溶液(6x SSD 、 50 %ホルムア
ミド、5xDenhardt溶液、0.1%SD!9 )中で28℃で3時間予
備ハイブリッド化し、次いで放射性標識プローブの存在下に中緊縮条件において
28℃で一夜ハイブリッド化した。次いでプロットを室温で10分間洗浄した後
、42℃で1時間の第2洗浄を、両方とも2 x 550.0.1%SOS中で
行なった。オートラジオグラフィーによりプローブのプロットを0.4N水酸化
ナトリウム中で42℃で30分間インキュベートしてストリッピングした。プロ
ーブの除去は、オートラジオグラフに一夜照射することによって確認した。
次いで同じプローブを使用して、プロットを低緊縮条件下で再ハイブリッド化し
た。予備ハイブリッド化およびハイブリッド化は、24℃の温度を用いた以外は
前記と同様に行なった。洗浄もまた、。第2洗浄を24℃で30分間行なった以
外は前記と同様であった。
)IGIIプローブを用いたサザンプロットは、Haemonchus起源のD
NAとの結合があっただけでなく、図35のトラック1〜4に示すように、他の
後生動物寄生虫Haemonchus 、 Lucilia %Nematod
irusおよびBoophilus起源のDNAとの結合もあったことを示した
。これは、中および低緊縮条件下でのハイブリッド化によって確認された。
FIG、2
FIG、 6
FIG、l、 −9−1−製造の2つの方法のフローチャート4も◆プロテアー
ゼ阻害剤中での成体へモノヵスのホモジネートFIG、 5 a
FIG、5b
FIG、 7
(uIUroty) x * m
(uI■Z9S) X * 遺
FIG、 71
FIG、 74゜
FIG、 16゜
1 23 45 67 g
FIG、 20
5% 10%
′a ム
(IS −/+) ’iil/發曲財士(’:(S −/+) g/發l#財士
(’ES−/+)g/凋1#喀士
(:(針/+) ’71/”*關嬉士
FIG、29
(支)−/+)″tバI喀ホ
FIG、35゜
フロントページの続き
(51) Int、 C1,’ 識別記号 庁内整理番号Cl2N 15109
ZNA
C12P 21102 B 9282−4B//Cl2N 9/64 Z 91
52−4B(81)指定国 EP(AT、BE、CH,DE。
DK、ES、FR,GB、GR,IE、IT、LU、MC,NL、PT、SE)
、0A(BF、BJ、CF、CG、 CI、 CM、 GA、 GN、 ML、
MR,NE、 SN。
TD、TG)、AT、AU、BB、BG、BR,BY。
CA、CH,CZ、DE、DK、ES、FI、GB、HU、JP、KP、KR,
KZ、LK、LU、MG、MN、 MW、 NL、 No、 NZ、 PL、
PT、 RO,RU。
SD、SE、SK、UA、US、VN
(72)発明者 スミス、ステユアート ケビン英国 ニブインバラ イーエッ
チ166ユーゼツト ハウデン ホール ドライブFI
(72)発明者 マーレイ、ジャックラインアメリカ合衆国 ダブりニュー 9
8056ベルヴユー コルクリーク ピーケーワイエスイー 7311 ニュー
ポート りロッジング ニーピーティー、エッチ203(72)発明者 リップ
ル、スーザン
英国 ニブインバラ イーエッチ11エスジエー ハイ ストリート カラバー
ズクローズ 4/1
(72)発明者 ノックス、デービット パトリック英国 イースト ローシア
ン イーエッチ320シエープイー コツケンジー イースト ローリマー プ
レース 13
Claims (23)
- 1.ペプスタチンと結合可能であり、天然形態において内在性(integra l)膜タンパク質またはタンパク質複合体であることを特徴とする、1種または 数種の後生動物寄生虫に対して防御抗原活性を有する後生動物寄生虫防御抗原、 その抗原性フラグメント、成分もしくは前駆体、および機能的に等価なその誘導 体、類似体もしくは変異体。
- 2.(a)タンパク質分解活性を有し、(b)天然形態において寄生虫腸の腸刷 毛縁に位置しており、そして(c)麦芽レクチン、およびβ−結舎N−アセチル ガラクトサミンに対して特異性を有するレクチンに結合できる ことを特徴とする、請求項1に記載の抗原、その抗原性フラグメント、成分もし くは前駆体、または機能的に等価なその誘導体、類似体もしくは変異体。
- 3.天然形態において、ConA、エンドウ豆(pea)、ミヤコグサ(Iot us)、ヘリックス・ポマチア(Herixpomatia)、ピーナッツおよ びジャカリン(jacalin)のレクチンに結合できることを特徴とする、請 求項1に記載の抗原、その抗原性フラグメント、成分もしくは前駆体、または機 能的に等価なその誘導体、類似体もしくは変異体。
- 4.抗原が更に、アスパルチルプロレイナーゼ様および/または中性エンドペプ チダーゼ様活性を有することを特徴とする、請求項1〜3の何れかに記載の抗原 、その抗原性フラグメント、成分もしくは前駆体、または機能的に等価なその誘 導体、類似体もしくは変異体。
- 5.Haemonchus属、Ostertagia属またはTrichost rongylus属の■虫から得られることを特徴とする、請求項1〜4の何れ かに記載の抗原、その抗原性フラグメント、成分もしくは前駆体、または機能的 に等価なその誘導体、類似体もしくは変異体。
- 6.表1に記載のSDS−PAGE分子量分布、またはその成分を有することを 特徴とする、請求項1〜5の何れかに記載の抗原、その抗原性フラグメント、成 分もしくは前駆体、または機能的に等価なその誘導体、類似体もしくは変異体。
- 7.Haemonchus種の腸から得られ、非還元性条件下で5%ゲル上での SDS−PAGEにより測定して、約190〜205kdの分子量、または非還 元性条件下で10%ゲル上でのSDS−PAGEにより測定して、約35または 45〜50kdの分子量を有することを特徴とする、請求項1〜6の何れかに記 載の抗原、その抗原性フラグメント、成分もしくは前駆体、または機能的に等価 なその誘導体、類似体もしくは変異体。
- 8.ヒトまたはヒト以外の動物における後生動物寄生虫に対する免疫応答を刺激 するのに使用するための、請求項1〜7の何れかに記載の抗原、その抗原性フラ グメント、成分もしくは前駆体、または機能的に等価なその誘導体、類似体もし くは変異体。
- 9.ヒトまたはヒト以外の動物における後生動物寄生虫に対する免疫応答を刺激 するのに用いられるワクチン組成物の製造への、請求項1〜7の何れかに記載の 抗原、その抗原性フラグメント、成分もしくは前駆体、または機能的に等価なそ の誘導体、類似体もしくは変異体の使用。
- 10.請求項1〜7の何れかに記載の抗原、その抗原性フラグメント、成分もし くは前駆体、または機能的に等価なその誘導体、類似体もしくは変異体の1種ま たは数種を、製剤上許容される担体または希釈剤と一緒に含むことを特徴とする 、ヒトまたはヒト以外の動物における後生動物寄生虫に対する免疫応答を刺激す るためのワクチン組成物。
- 11.前記抗原の1種または数種を、抗原H110DおよびH45から選ばれた 1種または数種の追加の抗原を含むことを特徴とする、請求項10に記載のワク チン組成物。
- 12.ヒトまたはヒト以外の動物に、請求項10または11に記載のワクチン組 成物を投与することを特徴とする、ヒトまたはヒト以外の動物における後生動物 寄生虫に対する免疫応答を刺激する方法。
- 13.請求項1〜7の何れかに記載の抗原、その抗原性フラグメント、成分もし くは前駆体、または機能的に等価なその誘導体、類似体もしくは変異体の何れか と選択的に結合できる抗体、あるいは該抗原結合性抗体のイディオタイプと選択 的に結合できる前記抗体の抗原結合性フラグメント。
- 14.請求項1〜7の何れかに記載の防御抗原の少なくとも1種を含む後生動物 寄生虫の抽出物を調製し、該抗原に対しする特異的結合パートナーを含む固定化 相に該抗原を結合させることにより、該抗原を抽出物から精製し、次いで該抗原 を該固定化相から溶離することを特徴とする、ヒトまたはヒト以外の動物におけ る後生動物寄生虫に対する免疫応答を刺激するためのワクチンの製造方法。
- 15.後生動物寄生虫の内在性膜フラグメントを、N−アセチルガラクトサミン に対する特異性を有する1種または数種のレクチンを担持した固定化相を用いる アフィニティークロマトグラフィーにかけることを特徴とする、後生動物寄生虫 内の防御抗原を同定する方法。
- 16.前記特異的結合パートナーまたはレクチンピーナッツまたはジャカリンレ クチンであることを特徴とする、請求項14または15に記載の方法。
- 17.請求項1〜7の何れかに記載の抗原、その抗原性フラグメント、成分もし くは前駆体、または機能的に等価なその誘導体、類似体もしくは変異体をコード するヌクレオッチド配列を含むことを特徴とする、核酸分子。
- 18.図33に示すヌクレオチド配列(SEQIDNO:)の全部または一部に 実質的に対応するヌクレオチド配列、またはこのは配列の変性配列、または該配 列と実質的に相同性であるか、またはハイブリッド化する配列の1種または数種 を含むことを特徴とする、請求項17に記載の核酸分子。
- 19.請求項17または18に記載の核酸分子を含むことを特徴とする、発現ま たはクローン化ベクター。
- 20.請求項17または18に記載の核酸分子を含むことを特徴とする、宿主細 胞またはトランスジェニック微生物。
- 21.前記抗原の全部または一部をコードする核酸分子を含む宿主細胞を、該抗 原が発現される条件下で培養し、こうして産生された該抗原を回収することを特 徴とする、請求項1〜7の何れかに記載の抗原、その抗原性フラグメント、成分 もしくは前駆体、または機能的に等価なその誘導体、類似体もしくは変異体の製 造方法。
- 22.抗原が更に、アスパルチルプロテイナーゼ様および/または中性エンドペ プチダーゼ様活性を有し、天然形態において、内在性膜タンパク質またはタンパ ク質複合体であることを特徴とする、1種または数種の後生動物寄生虫に対して 防御抗原活性を有する後生動物寄生虫防御抗原、その抗原性フラグメント、成分 もしくは前駆体、または機能的に等価なその誘導体、類似体もしくは変異体。
- 23.Haemonchus種の腸から得られる内在性膜タンパク質またはタン パク質複合体であるか、またはその一部を形成し、非還元性条件下で5%ゲル上 でのSDS−PAGEにより測定して、約190〜205kdの分子量、または 非還元性条件下で10%ゲル上でのSDS−PAGEにより測定して、約35ま たは45〜50kdの分子量を有することを特徴とする、1種または数種の後生 動物寄生虫に対して防御抗原活性を有する後生動物寄生虫防御抗原、その抗原性 フラグメント、成分もしくは前駆体、および機能的に等価なその誘導体、類似体 もしくは変異体。
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