(57)【要約】B型肝炎ウイルスのS-表面抗原に対するモノクローナル抗体の可変領域及びそれをコードする遺伝子、その遺伝子を含む組換えベクター、ならびにその組換えベクターから得た形質転換体を提供する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
B型肝炎ウイルスのS-表面抗原に対するモノクローナル抗体の軽鎖可変領域をコードするcDNAであって、該軽鎖可変領域が配列番号：9、10、及び11のペプチドを含むcDNA。
【請求項２】
軽鎖可変領域のアミノ酸配列が配列番号：7を有する、請求項1に記載のcDNA。
【請求項３】
配列番号：5の塩基配列を含む、請求項2に記載のcDNA。
【請求項４】
B型肝炎ウイルスのS-表面抗原に対するモノクローナル抗体の重鎖可変領域をコードするcDNAであって、該重鎖可変領域が配列番号：12、13、及び14のペプチドを含むcDNA。
【請求項５】
重鎖可変領域のアミノ酸配列が配列番号：8を有する、請求項4に記載のcDNA。
【請求項６】
配列番号：6の塩基配列を含む、請求項5に記載のcDNA。
【請求項７】
請求項1に記載のcDNAを含む組換えベクターpCRC6Lv。
【請求項８】
請求項4に記載のcDNAを含む組換えベクターpCRC6Hv。
【請求項９】
組換えベクターpCRC6Lvで形質転換された形質転換体大腸菌DH5α/pCRC6Lv（KCTC 10239BP）。
【請求項１０】
組換えベクターpCRC6Hvで形質転換された形質転換体大腸菌DH5α/pCRC6Hv（KCTC 10238BP）。
【請求項１１】
配列番号：9、10、及び11のペプチドを含む軽鎖、ならびに配列番号：12、
13、及び14のペプチドを含む重鎖からなる、モノクローナル抗体の可変領域。
【請求項１２】
軽鎖の可変領域が配列番号：7のアミノ酸配列を有し、重鎖の可変領域が配列番号：8のアミノ酸配列を有する、請求項11に記載のモノクローナル抗体の可変領域。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、B型肝炎ウイルスのS-表面抗原に対するモノクローナル抗体の可変領域及びそれをコードする遺伝子、その遺伝子を含む組換えベクター、ならびにその組換えベクターから得られた形質転換体に関する。
【背景技術】
【０００２】
B型肝炎ウイルス（Hepatitis B virus、以下「HBV」）はデーン粒子（Dane particle）として知られている約42nmの球状粒子であって、外被（outer envelope）は多量のB型肝炎表面抗原（Hepatitis B surface antigens）を含んでおり、約180個のB型肝炎コア蛋白質（Hepatitis B core proteins）よりなるヌクレオカプシド（nucleocapsid）を取り囲んでいる。このヌクレオカプシドは、HBV遺伝子、ポリメラーゼなどを含んでいる（Summers ら、Proc. Nat. Acad. Sci, 72, 4579, 1975；Pierre Tiollais ら、Science, 213, 406-411, 1981）。
【０００３】
HBVゲノム内において、HBV表面抗原をコードする部位は3個のオープンリーディングフレーム（open reading frame）開始部位を含有しており、これらは何れも同じSドメイン（S domain）を生成する終了コドンを有している。したがって、HBV表面抗原は（1）Sドメインだけを含む小HBV表面抗原（Small Hepatitis B Virus Surface Antigen、以下「S-表面抗原」）、（2）Sドメイン及びPre-S2として知られている55個の追加のアミノ酸を含む中HBV表面抗原（Middle Hepatitis B Virus Surface Antigen、以下「M-表面抗原」）、及び（3）Sドメイン、Pre-S2及びPre-S1を含む大HBV表面抗原（Large Hepatitis B Virus Surface Antigen、以下「L-表面抗原」）に分けられる。これらの表面抗原のうちS-表面抗原は発現する全体表面抗原のうち約80％以上を占める。
【０００４】
S-表面抗原のサブタイプは抗原認識（antibody recognition）によって分類される。すなわち、あらゆる表面抗原で存在する抗原部位を「a」決定基として分類する。他の4個のサブタイプは「d」もしくは「y」または「w」もしくは「r」である。「d」決定基では122番目の残基がリジンである一方、「y」決定基ではアルギニンである。同様に「w」決定基は160番目の残基がリジンである一方、「r」決定基はアルギニンである（Kennedy R.C.ら、J.Immunol.130, 385, 1983）。したがって、血清タイプは、adr、adw、ayr及びaywのようなサブタイプに分類されうる（Peterson ら、J. Biol. Chem. 257, 10414, 1982、Lars O.Marnius ら、Intervirology, 38, 24-34, 1995）。
【０００５】
前記S-表面抗原は肝細胞に特異的に結合し（Leenders ら、Hepatology, 12, 141, 1990、Irina Ionescu-Matiu ら、J. Med. Virology, 6, 175-178, 1980、 Swan N.T.ら、Gastroenterology 80, 260-264, 1981、Swan N.T.ら、Gastroenterology, 85, 466-468, 1983、Marie, L.M.ら、Proc.Nat.Acad.Sci.81, 7708-7712, 1984）、人間の肝血漿膜上にはS-表面抗原特異結合蛋白質としてアポリポ蛋白質 H（Apolipoprotein H）、エンドネクシンII（endonexin II）などが確認されている（Mehdi H.ら、J. Virol., 68, 2415, 1994；Hertogs K.ら、Virology, 197, 265, 1993）。
【０００６】
一方、マウスから製造したモノクローナル抗体は人間に適用した場合、免疫反応を誘発できるので、治療学的に有用なモノクローナル抗体の開発において、ヒト化抗体（humanized antibody）が望ましい。
【０００７】
最近、大韓民国特許公報第1999-8650号ではHBV感染予防及び治療のための抗体を開発するための試みとして、HBVの3つの表面抗原（すなわち、S-表面抗原、M-表面抗原、L-表面抗原）のうちL-表面抗原にのみ存在するPre-S1エピトープを認識するモノクローナル抗体の可変領域、これをコードする遺伝子、及びそれを利用したヒト化抗体が開示されている）。しかし、L-表面抗原は発現する全体表面抗原の1〜2％に過ぎないので、抗-HBV抗体のターゲットとしては不向きである。
【発明の開示】
【０００８】
したがって、本発明の第一の目的は、HBV全体表面抗原が共通して存在するS-表面抗原の「a」決定基を特異的に認識するモノクローナル抗体の可変領域をコードする遺伝子を提供することである。
【０００９】
また、本発明の他の目的は前記遺伝子を含む組換えベクターを提供することである。
【００１０】
また、本発明のさらに他の目的は前記組換えベクターを使用して得た形質転換体を提供することである。
【００１１】
また、本発明のさらに他の目的は前記モノクローナル抗体の可変領域を提供することである。
【００１２】
本発明の一つの局面にしたがって、HBV S-表面抗原を特異的に認識するモノクローナル抗体の可変領域をコードする遺伝子が提供される。
【００１３】
本発明者らは韓国人HBV患者に最も頻繁に発見される「adr」型決定基のS-表面抗原（インターナショナルエンザイム社、米国）でマウスを免疫し、これらから分離した脾臓細胞を骨髄腫細胞（SP2O-Ag14, ATCC CRL-1581）と融合させて多数のハイブリドーマ細胞（hybridoma cells）を製造した後、クローニング及び選別過程を経て多数のモノクローナル抗体を得た。本発明者らは得られたモノクローナル抗体のうち「a」決定基に特異的に結合するモノクローナル抗体を選別し、「a」決定基に非常に高い親和性で特異的に結合する、明確なモノクローナル抗体を生産するハイブリッドーマ細胞株（mC6-9-1）を得た。
【００１４】
本発明者らは前記ハイブリッドーマ細胞株から総RNAを分離して軽鎖及び重鎖遺伝子のcDNAを合成した後、配列番号：5の塩基配列を含む約440bpの軽鎖cDNA遺伝子、及び配列番号：6の塩基配列を含む約480bpの重鎖cDNA遺伝子を分離した。
【００１５】
前記モノクローナル抗体の軽鎖及び重鎖の可変領域のうちCDR（相補性決定領域）残基を分析した結果、軽鎖のCDR残基は、24〜40位、56〜62位、及び95〜102位に存在し、それぞれの配列は配列番号：9、10、及び11のペプチドであった。重鎖のCDR残基は、31〜35位、50〜66位、及び99〜111位に存在し、それぞれの配列は配列番号：12、13、及び14のペプチドであった。
【００１６】
したがって、本発明はHBVS-表面抗原に対するモノクローナル抗体の軽鎖可変領域をコードするcDNAであって、軽鎖可変領域が配列番号：9、10、及び11のペプチドを含むcDNAを含む。また、本発明は前記軽鎖可変領域が配列番号：7のアミノ酸配列を有するcDNAを含み、好ましくは配列番号：5の塩基配列を含むcDNAを含む。
【００１７】
また、本発明はHBV S-表面抗原に対するモノクローナル抗体の重鎖可変領域をコードするcDNAであって、重鎖可変領域が配列番号：12、13、及び14のペプチドを含むcDNAを含む。また、本発明は前記重鎖可変領域が配列番号：8のアミノ酸配列を有するcDNAを含み、好ましくは配列番号：6の塩基配列を含むcDNAを含む。
【００１８】
前記モノクローナル抗体の可変領域をコードする軽鎖または重鎖のcDNA遺伝子は、例えばpCRII（インビトロジェン社、米国）などのプラスミドベクターに挿入して組換えベクターが製造できる。したがって、本発明は前記軽鎖の可変領域をコードするcDNAを含む組換えベクターpCRC6Lv、及び前記重鎖の可変領域をコードするcDNAを含む組換えベクターpCRC6Hvを含む。
【００１９】
さらに前記組換えベクターpCRC6LvまたはpCRC6Hvによって、例えばE.coliなどの大腸菌を形質転換させて形質転換体が製造できる。したがって、本発明は前記pCRC6LvまたはpCRC6Hvでそれぞれ形質転換された形質転換体大腸菌DH5α/pCRC6Lv（KCTC 10239BP）またはDH5α/pCRC6Hv（KCTC 10238BP）を含む。
【００２０】
前記形質転換体から組換えベクターを回収する方法としては公知の方法（J.Sambrook ら、Molecular cloning, 第1巻, 1.25-1.28）が使用できる。例えば、溶液1（50mM グルコース、25mM トリス塩酸、及び10mM EDTA）を入れて形質転換体の細胞膜を弱化させた後、溶液2（0.2N NaOH及び1％ SDS）を入れて細胞膜を破壊して蛋白質及び染色体を変性させた後、溶液3（5M 酢酸カリウム及び酢酸）を入れて、組換えベクター以外の他の成分を凝集させた後、遠心分離する。組換えベクター層をエタノールを加えて沈殿させ、組換えベクターを回収できる。
【００２１】
本発明は配列番号：9、10、及び11のポリペプチドを含む軽鎖、及び配列番号：12、13、及び14のポリペプチドを含む重鎖からなるモノクローナル抗体の可変領域を含む。さらに好ましくは前記軽鎖の可変領域が配列番号：7の配列を有し、重鎖の可変領域が配列番号：8の配列を有する、モノクローナル抗体の可変領域である。
【００２２】
前記した本発明によるモノクローナル抗体の可変領域をコードするcDNA遺伝子から、S-表面抗原に直接結合するCDR領域（すなわち軽鎖の場合、配列番号：9、10、及び11のペプチドをコードする遺伝子であり、重鎖の場合、配列番号：12、13、及び14のペプチドをコードする遺伝子）をヒトの抗体遺伝子に融合させるか、本発明によるモノクローナル抗体の可変領域をコードする遺伝子をヒト抗体の可変領域と置換させることによって、HBVに対するヒト化モノクローナル抗体を得ることができる。
【００２３】
前記したように、本発明によるモノクローナル抗体の可変領域をコードする遺伝子は、HBV表面抗原のうち発現比率が最も高いS-表面抗原、特に「a」決定基に特異的に作用する。したがって、adr、adw、ayr、及びaywなどいろいろなタイプの抗原に広範に適用できる、モノクローナル抗体を製造するのに使用することができ、効果的にHBVを中和及び除去できる。
【００２４】
発明を実施するための最良の態様
以下、本発明を実施例を通じてさらに詳細に説明するが、これらに制限されない。
【実施例１】
【００２５】
細胞株（mC6-9-1）からRNAの単離及びそのcDNAの合成
1×108個のmC6-9-1細胞を4Mグアニジニウムチオシアネート溶液（guanidinium thiocyanate）10mlに入れて細胞を破砕した後、酸性フェノール（acid phenol）溶液8mlを加えて混合する。混合物を遠心分離（10,000rpm、10分）してRNAを抽出した。抽出したRNA 5μgを鋳型として、オリゴd（T）0.5ng及びRNA分解酵素阻害剤0.5単位を入れた後、モロニーマウス白血病ウイルス逆転写酵素（M-MLV）100単位を入れ、37℃で1時間反応させてcDNAを合成した。
【００２６】
合成されたcDNA 2μgを鋳型として、軽鎖の場合、配列番号：1及び2のDNAオリゴマーをプライマーとして使用し、重鎖の場合、配列番号：3及び4のDNAオリゴマーをプライマーとして使用し、ポリメラーゼ連鎖反応（PCR）を遂行した。PCRはAmpliTaqポリメラーゼ（パーキンエルマーバイオシステム社、米国）を利用して遂行し、第1段階では94℃で1分30秒、55℃で2分、72℃で3分の反応条件下で30サイクル行い、第2段階では94℃で1分30秒、55℃で2分、72℃で10分の反応条件下で1サイクル遂行した。
【００２７】
増幅されたPCR産物を用いて、1.5％アガロースゲル電気泳動を行った。0.5μg/mlのエチジウムブロマイド（ethidium bromide）溶液100mlで20分間染色した後、100bp標準DNAラダー（ライフテクノロジー社、米国）と比較して、重鎖は約480bp、軽鎖は約440bpの位置に、増幅された遺伝子断片が出現した。
【実施例２】
【００２８】
cDNAのクローニング
実施例1で、1.5％アガロースゲル電気泳動を遂行した後、透析膜（スペクトル社、米国）を利用して回収した440bpの遺伝子断片（軽鎖遺伝子断片）にフェノール200μl及びクロロホルム200μlを加えて不純物を除去し、エタノール2.5mlを加えて精製した。精製された遺伝子断片をpCRIIベクター（インビトロジェン社、米国）にサブクローニングした後、大腸菌 DH5α（ライフテクノロジー社、米国）を形質転換させて（Cohen, S.N.ら、Proc. Nat. Acad. Sci. 69, 2110, 1972）形質転換体を得た。得られた形質転換体を100μg/mlのアンピシリンを含むLB培地で一晩培養した後、プラスミドを得た。制限酵素 EcoRI（バイオラボ社、米国）で切断して前記の440bpの遺伝子断片が挿入されたクローンCS-2、CS-4、及びCS-5を得た。
【００２９】
実施例1で得られた480bp遺伝子断片（重鎖遺伝子断片）についても前記と同じ過程を遂行して組換えベクターを得、これで大腸菌 DH5α（ライフテクノロジー社、米国）を形質転換させて形質転換体を得た。得られた形質転換体を100μg/mlのアンピシリンを含むLB培地で一夜培養した後、プラスミドを得た。プラスミドを制限酵素 EcoRI（バイオラボ社、米国）で切断して前記の480bpの遺伝子断片が挿入されたクローンCS-6、CS-7及びCS-8を得た。
【００３０】
前記各クローンから回収したプラスミド溶液100μg/mlにポリエチレングリコール溶液（20％ポリエチレングリコール、2.5M NaCl）60μlを入れて遠心分離した。蒸溜水100μlを得られた沈殿物に加え、フェノール溶液50μlで2回抽出し、200μlのエタノールを用いてプラスミドを精製した。
【００３１】
2μgの精製されたプラスミドを含む溶液50μlに、2N水酸化ナトリウム5μl及び10mMのEDTA 10μlを入れて37℃で30分間反応させた。M13プライマー及びT7プライマーをそれぞれ1pmol添加した。全混合物を65℃で2分間反応させた後、常温になるまで放置した。DNAシーケネーズバージョンII キット（DNA sequenase version II kit、ユナイテッドステーツバイオケミカル社、米国）を利用して各クローンの塩基配列を分析した。
【００３２】
その結果、軽鎖の3種のクローン（CS-2、CS-4、及びCS-5）の塩基配列が同じであり、このクローンで分離したプラスミドベクターをpCRC6Lvと命名した。またこの組換えベクターに形質転換された形質転換体を大腸菌DH5α/pCRC6Lvと命名し、2001年5月3日ブダペスト条約に基づき、韓国生命工学研究所遺伝子銀行に寄託した（KCTC 10239BP）。
【００３３】
さらに、重鎖の3種のクローン（CS-6、CS-7、及びCS-8）の塩基配列も同じであった。これらのクローンから得られたプラスミドベクターをpCRC6Hvと命名した。pCRC6Hvプラスミドベクターで形質転換された形質転換体を大腸菌DH5α/pCRC6Hvと命名し、2001年5月3日ブダペスト条約に基づき、韓国生命工学研究所遺伝子銀行に寄託した（KCTC 10238BP）。
【実施例３】
【００３４】
cDNAの塩基配列分析
細胞株mC6-9-1から得たモノクローナル抗体の可変領域に対するアミノ酸配列分析（Harris.L.ら、Protein Sci.4, 306-310, 1995；Kabat E.A.ら、「Sequence of proteins of immunological interest.」第5版、1991；Williams A.F.ら、Annu. Rev. Immunol. 6, 381-406, 1988）の結果、重鎖はII（B）サブグループに属し、軽鎖はk1系列であることが明らかになった。
【００３５】
可変領域のうち、抗原を認識するCDR残基は、重鎖では、31〜35位（CDR1）、50〜66位（CDR2）、99〜111位（CDR3）にあり、軽鎖では、24〜40位（CDR1）、56〜62位（CDR2）、は95〜102位（CDR3）にあった。
【実施例４】
【００３６】
ハイブリッドーマ細胞株mC6-9-1から得られたモノクローナル抗体の結合親和度
HBV S-表面抗原（インターナショナルエンザイム社、米国）を多様な濃度（1.0×10-6〜1.0×10-12M）で用意し、細胞株mC6-9-1から得られた2.0×10-11Mのモノクローナル抗体をそれぞれ加えて室温で3時間反応させた。
【００３７】
それぞれの混合液を前記S-表面抗原があらかじめ0.1μgずつコーティングされた（pre-coated）96-ウェルイミュロン（immulon）プレート（ダイナテック社、米国）に100μlずつ添加した。混合物を37℃で2時間インキュベートした後、上層液を除去した。0.5％カゼイン-PBS溶液200μlを各ウェルに入れて37℃で1時間さらにインキュベートした後、西洋ワサビペルオキシダーゼに結合されたヤギ抗マウスポリクローナル抗体（シグマ社、米国）を1,000倍希釈して100μl加え、ELISA リーダー（ダイナテック社、米国）を利用して光学密度を測定した。
【００３８】
細胞株mC6-9-1から得られたモノクローナル抗体の結合親和度は0.24×10-9M-1という、非常に高い結合親和度を示した。ここで、結合親和度はモノクローナル抗体の結合を50％阻害する抗原濃度の逆数（Friguet B.ら、J. of Immunological Method, 77, 305-319, 1985）を言う。
【００３９】
2004527259.tif 000002
【００４０】
2004527259.tif 000003
【国際公開パンフレット】
2004527259.tif 000004
2004527259.tif 000005
2004527259.tif 000006
2004527259.tif 000007
2004527259.tif 000008
2004527259.tif 000009
2004527259.tif 000010
2004527259.tif 000011
2004527259.tif 000012
2004527259.tif 000013
2004527259.tif 000014
2004527259.tif 000015
2004527259.tif 000016
2004527259.tif 000017
2004527259.tif 000018
2004527259.tif 000019
2004527259.tif 000020
2004527259.tif 000021
【国際調査報告】
2004527259.tif 000022
2004527259.tif 000023