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タイトル:公開特許公報(A)_低分子量リポポリサッカライド
出願番号:2004284142
年次:2005
IPC分類:7,C08B37/00,C12P19/04


特許情報キャッシュ

水野 傳一 杣 源一郎 西沢 孝志 JP 2005042120 公開特許公報(A) 20050217 2004284142 20040929 低分子量リポポリサッカライド 水野 傳一 595013106 杣 源一郎 390025210 大鵬薬品工業株式会社 000207827 中村 和男 100110191 水野 傳一 杣 源一郎 西沢 孝志 7C08B37/00C12P19/04 JPC08B37/00 PC12P19/04 C 1 1995012126 19950127 OL 16 4B064 4C090 4B064AF11 4B064CA02 4B064CD02 4B064CD12 4B064CD20 4B064CE02 4B064CE06 4B064CE08 4B064CE10 4B064DA01 4C090AA01 4C090BA76 4C090BB02 4C090BB08 4C090BB17 4C090BB33 4C090BB38 4C090BB64 4C090BB94 4C090BB96 4C090BC20 4C090BD31 4C090BD37 4C090BD41 4C090CA13 4C090CA16 4C090CA19 4C090DA23 この発明は、特定の理化学的性質および生物学的性質を有し、安全性が極めて高く(毒性が低い)、かつ生物活性の高い新規な低分子量リポポリサッカライドに関するものである。 リポポリサッカライド(lipopolysaccharide。以下LPSと記載することがある)は、大腸菌、サルモネラ菌、百日咳菌等のグラム陰性細菌細胞壁のペプチドグリカンを囲む外膜に存在している脂質および糖からなる複合化合物であり、O抗原およびエンドトキシンの活性成分として知られている[非特許文献1]。LPSの基本構造は、特異な脂質を有するリピドA、それに共有結合したRコアと呼ばれるオリゴ糖、さらにO特異多糖の3成分よりなっている(非特許文献2)。 リピドAの基本構造は多くの菌種に共通であり、基本骨格はβ−1、6結合のグルコサミニル・グルコサミンからなりC−1位およびC−4´位にそれぞれリン酸を結合している場合が多い。各アミノ基は3−ヒドロキシ脂肪酸を、水酸基は数種の飽和脂肪酸またはヒドロキシ脂肪酸を結合し、独特の糖脂質を形成しているが、脂肪酸の種類は菌種によって多少異なっている。少数例であるが基本骨格が全く異なり、2,3−ジアミノ−2、3−ジデオキシ−D−グルコースのみからなる例も報告されている(非特許文献3)。 Rコアの構造はサルモネラ属のようにそれに属する大部分の菌種に共通である場合と、大腸菌のように部分的に異なる数種の構造が知られている場合とがある[非特許文献4]。一般にヘプトースと2−ケト−3−デオキシオクトネート(以下KDOと記載する)が多くのRコアに共通の構成成分であり、KDOを介してリピドAと結合しているが、菌種によっていずれか一方または双方が欠如しているLPSの存在も知られている[非特許文献5]。 O特異多糖の構造は、構成成分の中で最も多様であり、菌種に特異的であって、いわゆるO抗原としての活性を示す。一般に数種の単糖からなるオリゴ糖の繰返し構造を特徴とするが、同一単糖からなるもの、または繰返し構造でないものも知られている。O特異多糖の生合成はRコアのそれとは異なる遺伝子の支配を受けており、接合または形質導入により異なる菌種のO特異多糖を置換することが可能であり、菌の毒力およびワクチンの研究等に応用されている[非特許文献6]。 LPSは極めて多様な薬理作用を有しているが、例えば抗原およびLPSを同時に投与した場合、免疫反応が増強されることから、LPSは現在ワクチン効果を高める補助剤(アジュバント)の一種として重用されている(非特許文献7)。 従来、多種多様なLPSが報告されているが、一般にどのような方法で抽出したLPSであっても、106 〜107 の極めて大きな分子量を有することが知られている(非特許文献8)。その後、比較的分子量の小さいLPSも報告され、小麦由来のSDS−PAGEによる分子量8,000±1,000または5,000±2,000、リン酸数1〜4/分子量8,000、ヘキソサミン数6±2/分子量8,000、脂肪酸数6±2/分子量8,000、KDO数5±1/分子量8,000のLPS(特許文献2−7、10、11)、クロレラ由来のSDS−PAGEによる分子量40,000〜90,000、リン酸数4±1/分子量1万、ヘキソサミン数7±1/分子量1万、脂肪酸数6±1/分子量1万、KDO数2±1/分子量1万のLPS(特許文献2−7、10、11)、大腸菌由来のSDS−PAGEによる分子量30,000±5,000、リン酸数12/分子量3万、ヘキソサミン数45±6/分子量3万、脂肪酸数18/分子量3万、KDO数5±1/分子量3万のLPS(特許文献2−7)、百日咳菌由来のSDS−PAGEによる分子量6,000±1,000または9,000±1,000、リン酸数5/分子量8,000、ヘキソサミン数16±2/分子量8,000、脂肪酸数5/分子量8,000、KDO数2±1/分子量8,000のLPS(特許文献2−7)、大腸菌由来のSDS−PAGEによる分子量40,000±10,000または8,000±4,000、リン酸数12/分子量3万、ヘキソサミン数45±6/分子量3万、脂肪酸数18/分子量3万、KDO数5±1/分子量3万のLPS(特許文献11)、セラチア属細菌由来のSDS−PAGEによる分子量5,000±1,000、リン酸数2±1/分子量5,000、ヘキソサミン数9±1/分子量5,000、KDO数2±1/分子量5,000のLPS(特許文献8、10−13)、エンテロバクター属細菌由来のSDS−PAGEによる分子量6,500±2,500、リン酸数1〜2/分子量5,000、ヘキソサミン数7±1/分子量5,000、KDO数1〜2/分子量5,000のLPS(特許文献8、10−13)、パントエア属細菌由来のSDS−PAGEによる分子量6,500±2,500、リン酸数2±1/分子量5,000、ヘキソサミン数5±1/分子量5,000、KDO数2±1/分子量5,000のLPS(特許文献8、11−13)、百日咳菌由来のSDS−PAGEによる分子量6,000±1,000、リン酸数4/分子量6,000、ヘキソサミン数12/分子量6,000、KDO数2±1/分子量6,000のLPS(特許文献10、11)、百日咳菌由来のSDS−PAGEによる分子量6,000±1,000または9,500±1,500、リン酸数5/分子量8,000、ヘキソサミン数16±2/分子量8,000、KDO数2±1/分子量8,000のLPS(特許文献9)、アエロモナス・ヒドロフィア種菌由来のSDS−PAGEによる分子量5,000±1,500、リン酸数2±1/分子量5,000、ヘキソサミン数9±1/分子量5,000、KDO数0.8±0.5/分子量5,000のLPS(特許文献14)、パントエア属細菌由来のSDS−PAGEによる分子量5,000、リン数2/分子量5,000、ヘキソサミン数2/分子量5,000、KDO数5/分子量5,000[非特許文献9]等が報告されている。 前記のとおり分子量5,000前後のLPSは、既に報告されているが、これらのSDS−PAGEにおける主染色帯が、5,000または6,000であると同時に、分子量3万以上に相当する染色帯も存在していたのである。即ち、従来の分子量5,000前後のLPSは分子量3万以上のLPSとの混合物であった。 LPSの用途についてはこの発明の発明者らにより、これまでに抗トキソプラズマ剤(特許文献7)、コレステロール低下剤(特許文献5)、抗ヘルペス剤(特許文献4)、抗リュウマチ剤(特許文献3)、抗糖尿病剤(特許文献6)、抗消化性潰瘍剤(特許文献2)、免疫機能活性化剤(特許文献8、14)、経口・経皮免疫機能促進剤(特許文献9)、鎮痛剤(特許文献11)、発育促進剤(特許文献1)、抗禁断症状剤(特許文献12)等が提案されている。 しかしながら、従来のLPSは、安全性の面から、臨床応用への問題点が指摘されてもいる(非特許文献10)。 一方、細菌の細胞壁からLPSを精製する方法については、従来フェノール−水抽出法[非特許文献11]、トリクロル酢酸抽出法[非特許文献12]、EDTA抽出法[非特許文献13]等が知られているが、このようにして得られたLPSは、デオキシコール酸ナトリウム等の界面活性剤の存在下で、更に分子量約20,000程度のサブユニットに解離することが報告されている(非特許文献14)。一方、分子量20,000以上のLPSを含まず、分子量5,000程度の極めて低分子量のLPSのみを取得する方法については、従来報告されていなかった。例えば特許文献8には、SDS−PAGEの図が示されているが、分子量6,000付近の染色帯に加えて、分子量30,000以上の染色帯が明らかに存在している。また特許文献2、9、10において分子量5,000または6,000の低分子量LPSが開示されているが、これらはいずれも熱フェノール法およびイオン交換において精製された標品であり、高分子量LPSを完全に排除する工程が施されておらず、高分子量LPSが混在していた。特開平3−155778号公報特開平4−49240号公報特開平4−49241号公報特開平4−49242号公報特開平4−49243号公報特開平4−49244号公報特開平4−49245号公報特開平4−99481号公報特開平4−187640号公報特開平5−155778号公報特開平6−40937号公報特開平6−65092号公報特開平6−90745号公報特開平6−141849号公報ジェー・エム・ギューセンおよびアール・ハッケンベック(J.M.Ghuysen and R. Hakenbeck) 編、「ニュー・コンプリヘンシブ・バイオケミストリー(NewComprehensive Biochemistry)」、第27巻、バクテリアル・セル・ウオール(BacterialCell Wall) 、第18ページ、エルセヴィア(Elsevea) 、1994年「日経バイオテクノロジー最新用語辞典」、第431ページ、日経マグロウヒル社、1985年野間惟道編、「医科学大辞典第49巻」、第82ページ、講談社、1984年ジェー・エム・ギューセンおよびアール・ハッケンベック(J.M.Ghuysen and R. Hakenbeck) 編、「ニュー・コンプリヘンシブ・バイオケミストリー(NewComprehensive Biochemistry)」、第27巻、バクテリアル・セル・ウオール(BacterialCell Wall) 、第283ページ、エルセヴィア(Elsevea) 、1994年ジェー・エム・ギューセンおよびアール・ハッケンベック(J.M.Ghuysen and R. Hakenbeck) 編、「ニュー・コンプリヘンシブ・バイオケミストリー(NewComprehensive Biochemistry)」、第27巻、バクテリアル・セル・ウオール(BacterialCell Wall) 、第294〜295ページ、エルセヴィア(Elsevea) 、1994年ジェー・エム・ギューセンおよびアール・ハッケンベック(J.M.Ghuysen and R. Hakenbeck) 編、「ニュー・コンプリヘンシブ・バイオケミストリー(NewComprehensive Biochemistry)」、第27巻、バクテリアル・セル・ウオール(BacterialCell Wall) 、第265〜267ページ、エルセヴィア(Elsevea) 、1994年本間遜他編、「細菌内毒素」、第312ページ、講談社、1973年本間遜他編、「細菌内毒素」、第211ページ、講談社、1973年バイオセラピー(BIOTHERAPY)、第6巻、第3号、第357ページ、1992年日本組織培養学会編、「細胞成長因子partII」、第121ページ、朝倉書店、1987年オー・ウエストファール(O. Westphal) 編、メソッズ・イン・カーボハイドレート・ケミストリー(Methods in Carbohydrate Chemistry) 、第5巻、第83ページ、アカデミック・プレス(Academic Press)、1965年エー・エム・スタブ(A.M. Staub)編、メソッズ・イン・イムノロジー・アンド・イムノケミストリー(Methods in Immunology and Immunochemistry) 、第1巻、第28ページ、アカデミック・プレス(Academic Press)、1967年ジャーナル・オブ・バイオロジカル・ケミストリー(Journalof Biological Chemistry) 、第243号、第6384ページ、1968年本間遜他編、「細菌内毒素」、第229ページ、講談社、1973年オー・ウエストファール(O. Westphal) 編、メソッズ・イン・カーボハイドレート・ケミストリー(Methods in Carbohydrate Chemistry) 、第5巻、第83ページ、アカデミック・プレス(Academic Press)、1965年日本生化学会編、「生化学実験講座」、第4巻、第377〜379ページ、第1版、東京化学同人出版、1976年アナリティカル・バイオケミストリー(AnalyticalBiochemistry) 、第58巻、第1号、第123〜129ページ、1974年鈴木郁生編、「医薬品の開発第14巻、医薬品の品質管理及び試験法」、第227〜243ページ、廣川書店、1990年ジャーナル・オブ・バイオロジカル・ケミストリ(Journalof Biological Chemistry) 、第193巻、第65ページ、1951年福井作蔵、「還元糖の定量法・第2版」、第50〜52ページ、学会出版センター、1990年 前記の通り、従来報告されている低分子量のLPSは、高分子量LPSを含む混合物であって、例えば免疫機能活性化剤等の薬剤成分として臨床的に用いるには、安全性の面からも、あるいは薬効性能の面からも必ずしも満足のいくものではなかった。 この発明は、以上のとおりの事情に鑑みてなされたものであり、従来のLPSに比して安全性が高く(すなわち、毒性が低く)、かつ生物活性の優れた新規なLPSを提供することを目的としている。 この発明の発明者らは、前記のような課題を解決するため、鋭意研究をおこなった結果、従来報告されているLPSとは異なる新規な低分子量LPSを発見し、しかもこの新規な低分子量LPSが、従来のLPSに比べて極めて安全性が高く、かつ生物活性も従来のLPSに比して優れていることを見い出し、この発明を完成した。 すなわち、この発明は、微生物菌体から得られ、次のa)〜c)の理化学的性質a)タンパク質マーカーを用いてSDS−PAGE法で測定した分子量が5,000±2,000であり、他に染色帯を実質的に認めないことb)エルソン−モルガン法により測定したヘキソサミン含量が1〜3個/分子量5,000であることc)ジフェニルアミン法により測定した2−ケト−3−デオキシオクトネート含量が1〜3個/分子量5,000であることを有する低分子量リポポリサッカライドを提供する。 さらにこの発明は、微生物菌体から得られ、次のa)〜f)の理化学的および生物学的性質a)タンパク質マーカーを用いてSDS−PAGE法で測定した分子量が5,000±2,000であり、他に染色帯を実質的に認めないことb)エルソン−モルガン法により測定したヘキソサミン含量が1〜3個/分子量5,000であることc)ジフェニルアミン法により測定した2−ケト−3−デオキシオクトネート含量が1〜3個/分子量5,000であることd)リムラス活性が、少なくとも10EU/ngであることe)タンパク質含量が、1%以下であることf)核酸含量が、1%以下であることを有する低分子量リポポリサッカライドをも提供する。 また、この発明においては、前記の微生物が、グラム陰性の微生物であることさらにはそのグラム陰性微生物が、パントエア(Pantoea) 属に属する微生物またはサルモネラ(Salmonella)属に属する微生物であるを望ましい態様としてもいる。 以上詳しく説明したとおり、この発明により、医薬品等として使用し得る安全性が極めて高く、かつ生物活性の高い低分子量LPSが提供される。 次にこの発明について詳述する。 なお、以下の説明において、百分率の表示は、特に断りのない限り、重量による値である。 この発明の低分子量LPSは、グラム陰性の微生物、例えば、パントエア属に属する微生物またはサルモネラ属に属する微生物等を、常法により培養し、培地から菌体を集め、集めた菌体から公知の方法、例えば、熱フェノール法[非特許文献15]、により抽出し、さらに、陰イオン交換樹脂により精製して製造できる。すなわち、微生物の菌体を蒸留水に懸濁し、この懸濁液を蒸留水および等容量の熱フェノールの混合液に添加して撹拌し、次いで遠心分離して水層を回収し、この水層を透析してフェノールを除去し、限外瀘過法により濃縮して粗LPS画分を採取し、この画分を常法の陰イオン交換クロマトグラフィー(例えば、モノQ−セファロースまたはQ−セファロースを使用する)により精製し、常法により脱塩する。 このようにして得られた精製LPSは特許文献2、8−10に開示される分子量5,000から6,000程度のLPSと実質的に等しい。 さらに、得られた精製LPSを、例えばデオキシコール酸ナトリウム等の界面活性剤の存在下でゲル瀘過し、低分子量LPSを含有する画分のみを回収し、混在する高分子量LPSを除去することによって、高度に精製されたこの発明の新規な低分子量LPSを得ることができる。この界面活性剤存在下でのゲル瀘過の工程は、特許文献2、9、10に開示される分子量5,000から6,000程度のLPSを更に高度に精製するためのものであり、この工程により混在する高分子量LPSが完全に排除されるのである。 以上の方法により製造されたこの発明の新規な低分子量LPSは、後記する試験例1に示すとおり、a)タンパク質マーカーを用いてSDS−PAGE法で測定した分子量が5,000±2,000であり、他に染色帯を実質的に認めないことb)エルソン−モルガン法により測定したヘキソサミン含量が1〜3個/分子量5,000であることc)ジフェニルアミン法により測定した2−ケト−3−デオキシオクトネート含量が1〜3個/分子量5,000であることd)リムラス活性が、少なくとも10EU/ngであることe)タンパク質含量が、1%以下であることf)核酸含量が、1%以下であることという理化学的および生物学的性質を有し、かつ少なくとも98%の純度を有している。しかしながら、使用目的によっては、精製の程度を低く(例えば、90%)することもできる。 この発明の新規な低分子量LPSは、免疫機能活性化作用を有する医薬品、動物用薬品等として使用することもできる。 次に試験例を示し、この発明の低分子量LPSについてさらに詳しく説明する。試験例1 この試験は、この発明の低分子量LPSの理化学的および生物学的性質を調べるために行った。1)試料の調製 実施例1および参考例1と同一の方法により低分子量LPSおよびLPSをそれぞれ調製した。2)試験方法(1).分子量の測定 低分子量LPSおよびLPSを各々蒸留水に溶解して2mg/mlの濃度の溶液を調製し、その10μgを1.5ml容プラスチックチューブに秤取した。これとは別に、180μlの10%(w/v)SDS、45μlの5%β−メルカプトエタノール、90μlのCBB色素溶液、112.5μlの0.5Mトリス塩酸(pH6.8)および22.5μlの蒸留水を加えて調製したSDS処理液10μlを、前記各試料溶液に添加して十分混合し、次いで5分間沸騰水浴中に浸し、その後直ちに氷水中に浸して急冷した。 10mlの10%(w/v)SDS、17.9gのトリシンおよび3.03gのトリスを1リットルの蒸留水に溶解して調製した泳動緩衝液をスラブゲル電気泳動槽(マリソル社製)に入れた。20%ポリアクリルアミドゲルを泳動槽に固定し、サンプル溝に検体を入れ、電圧を50Vに1時間、次いで、150Vに固定して、色素がゲルより溶出するまで泳動を継続した。泳動終了後に、銀染色キット161−0443(バイオラッド社製)により室温で銀染色を行い、挙動を確認した。 (2).ヘキソサミン含有量の定量 ヘキソサミン含有量を、エルソン−モルガン(Elson-Morgan)法(非特許文献16)により次のとおり定量した。LPSを蒸留水に溶解して2mg/mlの濃度の溶液を調製し、その100μlをスクリューキャップ付きスピッツ(イワキガラス社製)に秤取し、これに100μlの8NHClを添加して110℃で16時間加熱し、のち4NNaOHを約200μl添加してpHを7に調整した。その100μlを秤取し、別のスクリューキャップ付きスピッツに入れ、200μlの試薬Aを加え、105℃で1.5時間加熱し、流水で冷却した。次いで、その100μlを分取し、670μlの96%エタノールを加え、更に67μlの試薬Bを加え、室温で1時間放置し、535nmにおける吸光度を測定した。検量線作成用標準試料としては0〜800μg/mlのN−アセチルグルコサミン(和光純薬社製)を用いた。試薬A:75μlのアセチルアセトンと2.5mlの1.25N炭酸ナトリウムとの混合液。試薬B:1.6gのp−ジメチルベンズアルデヒド、30mlの濃塩酸および30mlの96%エタノールの混合液。 (3).KDO含量の定量 KDO含有量をジフェニルアミン法[非特許文献17]により次のとおり定量した。 500mgのジフェニルアミン(和光純薬社製)、5mlのエタノール(和光純薬社製)、45mlの氷酢酸(和光純薬社製)、50mlの濃塩酸(和光純薬社製)を混合してKDO検出試薬を調製した。その500μlに、0.50mg/mlの濃度で各試料を含む250μlの水溶液を混合し、100℃の沸騰水浴中で30分間加熱し、のち恒温水(24〜25℃)中で30分間冷却し、分光光度計(日立製作所製。モデルU2010)により420、470、630、650nmでの吸光度を測定した(測定値を各々A420、A470、A630、A650と記載する)。標準試料として、0.5μモルの濃度のKDOアンモニウム塩(シグマ社製)水溶液250μlを使用した。 検体試料および標準試料の4種の測定値から、式(1)によりS値を求め、検体試料および標準試料のS値をそれぞれSt およびSs とした。次いで式(2)によりKDOのモル数Xを算出した。 S=A420−A470+A630−A650 (1) X=(0.5×Ss ×LPS1モルの分子量)/(0.5×St ×106 ) (2) (4).リムラス活性の測定 リムラス活性とは、1968年にレヴィンにより創案されたカブトガニ血球抽出液と発色合成基質を用いたエンドトキシン定量法であるリムラステスト(非特許文献18)で陽性を呈することを意味し、このリムラステストはLPS検出法として知られている。標準品として、345pg/EUのイー・コリ(E. coli) 0111:B4を用いてトキシカラーシステム(生化学工業社製)を使用して測定した。 (5).タンパク質含量 タンパク質含量を、ローリー法[非特許文献19]により測定した。 (6).核酸含量 核酸含量を、OD(260nm−300nm)での測定値(1OD=40μg)から定量した。 (7).純度 純度(%)は、次式により算出した。 純度=[{乾燥収量−(タンパク質含量+核酸含量)}/乾燥収量]×1003)試験結果(1).分子量 分子量測定の結果は、図1に示すとおりである。図1は、SDS−PAGE泳動図であり、図中レーン1は同時に泳動させたタンパク質およびペプチド分子量マーカー[94kD、67kD、43kD、30kD、20.1kD、17.2kD、14.6kD、14.4kD、8.24kD、6.38kD、2.56kD(ファルマシア社製)]、レーン2、3および4はLPS(20μg、5μgおよび1.25μg)、レーン5、6、7および8は低分子量LPS(20μg、5μg、1.25μgおよび0.31μg)であり、図の縦軸は、分子量を示す。 一般的に糖鎖を有する物質を電気泳動した場合、レーン当たりのサンプル量が過剰の時には染色帯が幅広くなり、見かけの分子量範囲が広くなる。図1のSDS−PAGEではレーン5から8は、同一試料の低分子量LPSの量を変更して泳動したものであるが、試料の泳動量が増えるに従い染色帯の幅が広がっている。従って、正確な分子量を調べる目的では、1μg程度の量が適当であり、レーン8が相当する。なお、レーン2およびレーン5は、高分子量のLPSの存在を確認するために多量の試料を泳動させたものである。 低分子量LPSの分子量(レーン8より計算)は、レーン1のサイズマーカから計算して染色帯の中心値で5kDa、染色帯幅の範囲は4kDaから7kDaであった。また、レーン5では、20μgの低分子量LPSを泳動させたにもかかわらず、レーン2のように高分子量LPSは全く認められなかった。 以上の結果から、この発明の低分子量LPSの分子量は、5,000±2,000であり、高分子量LPSが完全に除去されていることが判明した。 (2).ヘキソサミン含量 この発明の低分子量LPSのヘキソサミン数は2個/分子量5,000であった。 (3).KDO含量 この発明の低分子量LPSに含まれるKDOは2.4個/分子量5,000であった。 (4).リムラス活性 この発明の低分子量LPSのリムラス活性は43.5EU/ngであり、これに対して、参考例1と同様の方法で調製した従来のLPSのリムラス活性は8.4EU/ngであった。 (5).タンパク質含量 この発明の低分子量LPSのタンパク質含量は、0.68%以下であった。 (6).核酸含量 この発明の低分子量LPSの核酸含量は0.50%以下であった。 (7).純度 この発明の低分子量LPSの純度は98%以上であった。 なお、微生物および製造法を変更して試験したが、ほぼ同様な結果が得られた。試験例2 この試験は、この発明の低分子量LPSの急性毒性を調べるために行った。(1)試料の調製および試験方法 実施例1と同一の方法で調製した低分子量LPSおよび参考例1と同一の方法で調製したLPSの毒性を、7週齢のC3H/Heマウス(日本チャールス・リバー社から購入)を用いて試験した。1群4匹からなるマウス群に、各試料を生理食塩水に溶解し、1匹あたり5.0、10、20および40mg/kgの割合で静脈内に投与した(ただし40mg/Kgの投与は低分子量LPSのみ)。投与後72時間マウスの生死を観察した。(2)試験結果 この試験の結果は表1に示すとおりである。表1から明らかなように、静脈内投与の場合、この発明の低分子量LPSではいずれの投与量においてもマウスの死亡例は認められず、LD50は40mg/kg以上であったが、LPSでは10および20mg/kgの投与量で全数が死亡し、LD50は6.0〜8.6mg/kgであった。なお、微生物の種類および低分子量LPSの製造法を変更して試験したが、ほぼ同様な結果が得られた。試験例3 この試験は、この発明の低分子量LPSを試験例2よりも多量に投与した場合の急性毒性を調べるために行った。(1)試料の調製および試験方法 試験例2と同一の低分子量LPSを1匹あたり40、80および160mg/kgの割合で静脈内に投与したこと、およびLPSを1匹あたり5.0、または10mg/kgの割合で静脈内に投与したことを除き、試験例2と同一の方法により試験した。(2)試験結果 この試験の結果は、表2に示すとおりである。表2から明らかなように、LPS5.0mg/kgの投与量で25%が、また10mg/kgの投与量では75%が死亡した。これに対して、低分子量LPSにおいては40mg/kgの投与量で死亡せず、80および160mg/kgの投与量では、100%が死亡した。 前試験例2とこの試験例3の結果から、LD50を算出すると表3のとおりである。表3から明らかなように、低分子量LPSのLD50の値はLPSのそれに比べて、静脈内投与では約8倍であった。 これらの結果は、LPSの分子量の相違が毒性に影響を及ぼすことを示しており、低分子量LPSは、従来のLPSに比して極めて毒性の低いことが判明した。試験例4 この試験は、この発明の低分子量LPSのTNF産生効果を確認するために行った。 各群3匹の7週齢の雄C3H/Heマウス(日本チャールズ・リバー社より購入)の尾静脈に、1匹あたり0.1、1.0、または10μgの実施例1と同様の方法で製造した低分子量LPS、または参考例1と同じ方法で得られたLPSを含む生理食塩水0.2mlを注射し、その1時間後に採血し常法により血清を分離した。 このようにして得られた各血清中のTNF活性を、L929細胞に対する毒性に基づく方法で測定した。すなわち、L929細胞を5%ウシ胎児血清を含有するMEM培地で8×104個/100μlの濃度に調製し、これを96穴平底プレートの各穴に100μlづつまき、37℃で2時間、5%CO2存在下で培養した。その後アクチノマイシンDを1μl/mlとなるように添加し、MEM培地で段階希釈した血清試料または陽性対照ヒトTNF−α(旭化成社製)を50μlづつ添加し、更に同じ条件で18時間培養した。培地をアスピレーターで取り除いた後、37℃のPBSで洗浄し死細胞を完全に取り除き、0.1%クリスタルバイオレットを含む1%メチルアルコール溶液を加えて生細胞を染色した。この染色度をOD(590nm)での吸光度を指標として測定し、陽性対照として用いたTNF−αの希釈率と吸光度との関係をもとにTNF活性を算定した。 その結果は、表4に示すとおりであった。表4においてTNF活性は各群3匹の平均値である。この結果から、この発明の低分子量LPSのTNF産生効果は、参考例1の方法で得られる従来のLPSのそれを上回ることが明らかとなった。参考例1 トリプトン(ディフコ社製)10g、酵母エキス(ディフコ社製)5g、NaCl(和光純薬工業社製。特級)10gを蒸留水1リットルに添加し、NaOHでpHを7.5に調整し、オートクレーブで滅菌し、別に滅菌したグルコース(和光純薬工業社製。特級)を0.1%の割合で添加した培地(以下L−肉汁培地と記載する)100mlの入った500ml容の坂口フラスコに、−80℃で保存されているパントエア・アグロメランス(Pantoea agglomerans) 保存菌株から単一コロニーを分離して接種し、35℃で1夜振とう培養し、そのまま全量を1,000mlのL−肉汁培地の入った3リットル容の坂口フラスコに接種し、同様に培養した。 さらに、7リットルのL−肉汁培地の入った10リットル容の卓上型ファーメンター(丸菱バイオエンジ社製)に培養した菌体を接種し、同条件で通気培養し、のち集菌し、約70gの湿菌体を回収し、これを凍結保存した。 凍結保存菌体約70gを500mlの蒸留水に懸濁し、500mlの90%熱フェノールを添加して65〜70℃で20分間撹拌し、冷却し、10,000G、4℃で20分間遠心処理し、水層を回収した。フェノール層を更に1回前記と同一の操作を反復し、回収した2回の水層を合し、1夜透析してフェノールを除去し、透析内液を限外瀘過装置(アドヴァンテック・トーヨー社製。UK−200)を用いて分子量20万カット−オフ膜により2気圧の窒素ガス下で限外瀘過濃縮した。 得られた粗LPS凍結乾燥物を蒸留水に溶解し、フィルター滅菌し、緩衝液を添加し、陰イオン交換クロマトグラフィー(ファルマシア社製。Q−セファロース・ファースト・フロー)にかけ、10mMトリス−HCl(pH7.5)および10mMのNaClを含む緩衝液で試料溶液をカラムに通液し、200〜400mMNaCl/10mMトリス−HCl(pH7.5)でリムラス活性画分を溶出させた。この溶出液を前記と同一条件で限外瀘過して脱塩および濃縮し、凍結乾燥し、約70gの湿菌体から約300mgの精製LPSを得た。 以下、実施例を示してこの発明をさらに詳細かつ具体的に説明するが、この発明は以下の例に限定されるものではない。 参考例1と同一の方法で得た精製LPS100mgを5mg/mlの濃度で可溶化緩衝液[3%デオキシコール酸ナトリウム(和光純薬社製)、0.2M塩化ナトリウム、5mMEDTA−2Naおよび20mMトリス−塩酸からなり、pH8.3]に溶解し、精製LPS溶液20mlをセファクリルS−200HRカラム(ファルマシア社製)の上部に静かに重層し、溶出緩衝液[0.25%デオキシコール酸ナトリウム(和光純薬社製)、0.2M塩化ナトリウム、5mMEDTAおよび10mMトリス−塩酸からなり、pH8.3]により流速16ml/時で800ml(50時間)溶出した。 ペリスタポンプPI(ファルマシア社製)を用いて流速を制御しながら、得られた溶出液を、フラクションコレクター(アドバンテック社製。SF2120)により分画し、最初の240ml(24フラクション分)を廃棄し、その後10ml/フラクションで80フラクションまで分画した。溶出した各画分について原液または希釈液でフェノール/硫酸法(非特許文献20)により糖の定量を行い、溶出状態を調べた。得られた溶出状態の結果から、LPSの存在が予想される分画(フラクション30〜60)のうち、フラクション37〜55の各フラクション0.5mlを用いてSDS−PAGEを行い、LPSの分画パターンを調べた。 その結果、フラクション45−55は低分子量(分子量約5kD)LPSのみが認められ、フラクション37−44は高分子分量および低分子量の両方のLPSが認められたので、フラクション45−55の低分子量LPS分画を次のとおりさらに精製した。 各画分を混合して凍結乾燥し、エタノールに懸濁し、遠心分離によりエタノールに可溶なデオキシコール酸を除去し、低分子量LPSを不溶性画分に回収した。低分子量LPS画分のエタノール処理をさらに2回反復し、デオキシコール酸を除去し、次に70%エタノールに再度懸濁し、遠心分離で緩衝液成分を除去し、この操作をさらに3回反復し、低分子量LPSを不溶性画分に回収し、凍結乾燥し、精製した低分子量LPSを約20mg得た。 トリプトン(ディフコ社製)5g、リン酸二水素カリウム1.6gおよび塩化ナトリウム8gを精製水1,000mlに溶解し、121℃で15分間滅菌した(以下これを基礎培地という)。基礎培地100mlに40%塩化マグネシウム溶液10mlおよび0.4%マラカイトグリン溶液3mlを無菌的に添加し、これをマグネシウム−マラカイトグリン培地とした。 マグネシウム−マラカイトグリン培地100mlの入った500ml容の坂口フラスコに、サルモネラ・ミネソタ(Salmonella minnesota)保存菌株から単一コロニーを分離して接種し、35℃で1夜振とう培養し、そのまま全量を1,000mlのマグネシウム−マラカイトグリン培地の入った3リットル容の坂口フラスコに接種し、同一条件で培養した。 さらに、7リットルのマグネシウム−マラカイトグリン培地の入った10リットル容の卓上型ファーメンター(丸菱バイオエンジ社製)に培養した菌体を接種し、同一条件で通気培養し、のち集菌し、約50gの湿菌体を回収し、これを凍結保存した。 凍結保存菌体約50gを500mlの蒸留水に懸濁し、500mlの90%熱フェノールを添加して65〜70℃で20分間撹拌し、冷却し、10,000G、4℃で20分間遠心処理し、水層を回収した。フェノール層をさらに1回前記と同一の操作で処理した。2回の水層を合し、1夜透析してフェノールを除去し、透析内液を限外瀘過装置(アドヴァンテック・トーヨー社。UK−200)を用いて分子量20万カット−オフ膜により2気圧の窒素ガス下で限外瀘過濃縮をした。 得られた粗LPS凍結乾燥物を蒸留水に溶解し、フィルター滅菌し、緩衝液を添加し、陰イオン交換クロマトグラフィー(ファルマシア社製。Q−セファロース・ファースト・フロー)にかけ、10mMトリス−HCl(pH7.5)および10mMのNaClを含む緩衝液で試料溶液をカラムに通液し、200〜400mMNaCl/10mMトリス−HCl(pH7.5)でリムラス活性画分を溶出させた。この溶出液を前記と同一条件で限外瀘過して脱塩および濃縮し、凍結乾燥し、約50gの湿菌体から約210mgの精製LPSを得た。 この精製LPS80mgを実施例1と同一の方法で、3%デオキシコール酸ナトリウムを含有する可溶化緩衝液に溶解し、セファクリルS−200HRカラム(ファルマシア社製)で展開し、低分子量LPSのみを含有する画分を回収し、凍結乾燥後、エタノールに懸濁し、遠心分離によりデオキシコール酸等の緩衝液成分を除去し、凍結乾燥し、約5mgの低分子量LPSを得た。 この低分子量LPSの分子量、KDO数およびヘキソサミン数を前記試験例1と同一の方法で測定した結果、それぞれ6,000、2.01個/分子量6,000、および2.8個/分子量6,000であった。 なお、参考のため図2に、サルモネラ・ミネソタ菌株から精製された低分子量LPSのSDS−PAGE図を示す。図中レーン1は蛋白質およびペプチドマーカー[94kD、67kD、43kD、30kD、20kD、17.2kD、14.6kD、14.4kD、8.24kD、6.38kDおよび2.56kD(ファルマシア社製)]、レーン2、3および4はデオキシコール酸ナトリウム存在化でのゲル瀘過前の精製LPS(20μg、5μg、および1.25μg)、レーン5、6、7および8は、低分子量LPS(20μg、5μg、1.25μg、および0.31μg)である。各LPS試料のSDS−PAGE図である。各LPS試料のSDS−PAGE図である。 微生物菌体から得られ、次のa)〜c)の理化学的性質a)タンパク質マーカーを用いてSDS−PAGE法で測定した分子量が5,000±2,000であり、他に染色帯を実質的に認めないことb)エルソン−モルガン法により測定したヘキソサミン含量が1〜3個/分子量5,000であることc)ジフェニルアミン法により測定した2−ケト−3−デオキシオクトネート含量が1〜3個/分子量5,000であることを有する低分子量リポポリサッカライド。 微生物菌体から得られ、次のa)〜f)の理化学的および生物学的性質a)タンパク質マーカーを用いてSDS−PAGE法で測定した分子量が5,000±2,000であり、他に染色帯を実質的に認めないことb)エルソン−モルガン法により測定したヘキソサミン含量が1〜3個/分子量5,000であることc)ジフェニルアミン法により測定した2−ケト−3−デオキシオクトネート含量が1〜3個/分子量5,000であることd)リムラス活性が、少なくとも10EU/ngであることe)タンパク質含量が、1%(重量)以下であることf)核酸含量が、1%(重量)以下であることを有する低分子量リポポリサッカライド。 微生物が、グラム陰性微生物である請求項1または項2に記載の低分子量リポポリサッカライド。 グラム陰性微生物が、パントエア(Pantoea) 属に属する微生物またはサルモネラ(Salmonella)属に属する微生物である請求項3に記載の低分子量リポポリサッカライド。 【課題】医薬品等として使用し得る安全性が極めて高く、かつ生物活性の高い新規な低分子量LPSを提供する。【解決手段】微生物菌体から得られ、a)タンパク質マーカーを用いてSDS−PAGE法で測定した分子量が5,000±2,000であり、他に染色帯を認めないこと、b)エルソン−モルガン法により測定したヘキソサミン含量が1〜3個/分子量5,000であること、c)ジフェニルアミン法により測定した2−ケト−3−デオキシオクトネート含量が1〜3個/分子量5,000であること、d)リムラス活性が少なくとも10EU/ngであること、の理化学的および生物学的性質を有する新規な低分子量リポポリサッカライド。【選択図】なし20040929A16333全文3 微生物菌体から得られ、次のa)〜c)の理化学的性質a)タンパク質マーカーを用いてSDS−PAGE法で測定した分子量が5,000±2,000であり、他に染色帯を実質的に認めないことb)エルソン−モルガン法により測定したヘキソサミン含量が1〜3個/分子量5,000であることc)ジフェニルアミン法により測定した2−ケト−3−デオキシオクトネート含量が1〜3個/分子量5,000であることを有する低分子量リポポリサッカライド。


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