【実施例】
【0046】
下記の実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。
【0047】
(実施例1:組換えP30タンパク質の発現と精製)
マイコプラズマ・ニューモニエM129株のP30タンパク質のアミノ酸配列をDDBJ(国立遺伝学研究所データベース)より入手した。前記P30タンパク質のアミノ酸配列から、膜貫通ドメインを除いた細胞外領域である配列番号2に示すアミノ酸配列(AA74−274)を特定し、対応する遺伝子配列を合成した。His-tag発現用ベクターであるpET302/NT-Hisを制限酵素EcoRIで切断した後、脱リン酸化処理としてアルカリフォスファターゼにより処理し、前記遺伝子配列と混合し、DAN Ligation Kit Ver.2(タカラバイオ)を用いてライゲーション反応をおこなった。目的遺伝子を組み込んだ組換えP30プラスミドを組換え蛋白発現用宿主E.coli BL(DE3) pLysS(Novagen社の製品)に導入した。導入菌をLB寒天平板培地で培養し、得られたコロニーをLB液体培地で培養した。さらに1mM IPTG(タカラバイオ社の製品)を添加して組換えP30タンパク質の発現を誘導した後、E.coliを回収した。回収した菌を可溶化バッファー[0.5% Triton X-100(Sigma社の製品)、10mM Imidazole、20mM Phosphateおよび0.5M NaCl(pH7.4)(Amersham社の製品)]に再浮遊し、超音波処理により可溶化した後、組換えP30タンパク質をHis trap Kit(Amersham社の製品)を用いて精製した。この精製タンパク質をリン酸緩衝生理食塩水(以下、PBSと称する)に対して透析し、目的の組換えP30タンパク質とした。
【0048】
(実施例2:組換えP30タンパク質に対するモノクローナル抗体の作出)
実施例1で得られた組換えP30タンパク質を免疫用抗原として、組換えP30タンパク質に対するモノクローナル抗体(以下、抗P30抗体と称する)を作出した。モノクローナル抗体の作出は常法に従っておこなった。100μgの組換えP30タンパク質と等量のAduvant Complete Freund(Difco社の製品)を混合して、マウス(BALB/c、5週齢、日本SLC)に3回免疫し、その脾臓細胞を細胞融合に用いた。細胞融合には、マウスの骨髄腫細胞であるSp2/0-Ag14細胞(Shulmanら、1978)を用いた。細胞の培養には、Dulbecco’s Modified Eagle Medium(Gibco社の製品)にL-グルタミン 0.3mg/ml、ペニシリンGカリウム 100単位/ml、硫酸ストレプトマイシン 100μg/ml、Gentacin 40μg/mlを添加し(以下、DMEMと称する)、これに牛胎児血清(JRH社の製品)を10%となるように加えた培養液を用いた。細胞融合は、免疫マウスの脾臓細胞とSp2/0-Ag14細胞を混合し、そこにPolyethylene glycol solution(Sigma社の製品)を添加することにより行った。融合細胞はHAT-DMEM[0.1mM Sodium Hypoxanthine、0.4μM Aminopterinおよび0.016mM Thymidine(Gibco社の製品)を含む血清加DMEM]で培養し、酵素結合抗体法(ELISA)により培養上清中の抗体産生を確認した。抗体産生陽性の細胞をHT-DMEM[0.1mM Sodium Hypoxantineおよび0.16mM Thmidineを含む血清加DMEM]で培養し、さらに血清加DMEMで培養を続けた。
【0049】
(実施例3:モノクローナル抗体の調製)
クローニングした細胞は、2, 6, 10, 14-Tetramethylpentadecane(Sigma社の製品)を接種しておいたマウス(BALB/c、リタイア、日本SLC)に腹腔内接種し、腹水を採取した。この腹水をプロテインGカラムに供し、モノクローナル抗体を精製した。作出したモノクローナル抗体のアイソタイプは、Mouse Monoloconal Antibody Isotyping Reagents(Sigma社の製品)を用いて同定した。
最終的にP30タンパク質に対するモノクローナル抗体産生細胞が6クローン得られた。
【0050】
(参考例1:試験用標準菌液の作製)
マイコプラズマ・ニューモニエのM129株およびFH株の標準株をPPLO液体培地に接種し、所定濃度になるまで5% CO2雰囲気下、37℃で培養した。得られた培養液をPPLO液体培地にて、10万倍希釈液まで10倍段階希釈液を調製し、その各希釈液をPPLO寒天培地上の発育コロニー数を実体顕微鏡下にて計測し、菌濃度を算出した。得られた培養液を試験用菌液とした。
【0051】
(比較例1:マイコプラズマ・ニューモニエP1タンパク質の精製)
マイコプラズマ・ニューモニエM129株をPPLO液体培地に接種し、37℃にて培養した。得られた培養液を遠心分離し、菌体を回収した。菌体からのP1タンパク質の精製方法はNakaneらの方法(Journal of Bacteriology, 2011)に基づき実施した。
得られた菌体はPBS、pH7.4にて二回洗浄した。前記菌体を1% CHAPSを含むPBSに懸濁させた後、前記懸濁液を遠心分離し、さらに得られた沈渣に対し、2% オクチルグルコシドを含むPBSを添加し溶解させた。前記溶液を遠心分離し、上清を回収した。得られた上清を硫安分画に供し、遠心分離により残渣を得た。得られた残渣を0.3% Triton X-100を含むPBSに溶解させ、Superdex200を用いたゲル濾過カラムクロマトグラフィーにより精製した。この精製タンパク質を含む画分をSDS-pageにより分析し約170kDaに単一のバンドを確認し、目的のP1タンパク質を得た。
【0052】
(実施例4:抗P30抗体のエピトープ解析)
配列番号1のマイコプラズマ・ニューモニエ由来のP30タンパク質のアミノ酸配列より、N末端側に存在するプロリンを多く含む領域からエピトープとなり得る可能性のあるアミノ酸配列を選択し、配列番号3乃至5のアミノ酸配列からなるポリペプチドを合成した。合成したポリペプチドは、配列番号1のアミノ酸配列のN末端から178−189番目のGMAPRPGMPPHP(配列番号3)、190−201番目のGMAPRPGFPPQP(配列番号4)および、250−262番目のGMAPRPGMQPPRP(配列番号5)であった。なお、配列番号3に示す配列は、N末端から202−213番目および226−237番目において同様の配列が存在し、また配列番号4に示す配列は214−225番目および238−249番目において同様の配列が存在する。すなわち、配列番号3および4のアミノ酸配列はP30タンパク質内に複数存在し、繰り返し構造を有している。
前記配列番号3乃至5に示すアミノ酸配列からなるペプチドを、96穴マイクロプレートに添加し固相化した。対照として、マイコプラズマ・ニューモニエ(M.pneumoniae)精製菌体、実施例1にて調製した精製P30タンパク質、P30タンパク質のN末端側から101−125番目のKRKEKRLLEEKERQEQLORIS(配列番号6)、126−145番目のAQQEEQQALEQQAAAEAHAE(配列番号7)からなるポリぺプチド、および参考例1にて調製したマイコプラズマ・ニューモニエのP1タンパク質を固相化し、前記と同様に実施例3にて作出したモノクローナル抗体の反応性を確認した。
ペプチドを所定濃度にて固相化したマイクロプレートに、実施例3にて作製したモノクローナル抗体を添加し、室温にて1時間反応させた。次にウェル内の溶液を吸引除去し、洗浄後、ビオチン標識抗マウス抗体を反応させた。1時間の反応の後、ウェル内の溶液を吸引除去し洗浄した後、アビジン標識ホースラディッシュペルオキシダーゼを添加し反応させた。その後、発色基質として3, 3’, 5, 5’-テトラメチルベンジジン(TMBZ)溶液を添加し反応させ、2規定の硫酸により反応を停止させた。マイクロプレートリーダー(Biorad社の製品)にて主波長450nmにて吸光度を測定した。結果を表1に示す。
【表1】
【0053】
上記結果より、モノクローナル抗体BLMP001は、配列番号5のアミノ酸配列からなるポリペプチドに最も強い反応を示した。また類似配列である配列番号3のアミノ酸配列からなるポリペプチドおよび配列番号4のアミノ酸配列からなるポリペプチドに対しても反応を示した。
モノクローナル抗体BLMP002は配列番号3のアミノ酸配列からなるポリペプチドに対し強い反応を示し、モノクローナル抗体BLMP003は配列番号4のアミノ酸配列からなるポリペプチドに強い反応を示した。モノクローナル抗体BLMP001と同様に、類似するアミノ酸配列からなる他のポリペプチドに対しても反応性を示した。
モノクローナル抗体BLMP004は、配列番号3、配列番号4および配列番号5のアミノ酸配列からなるポリペプチド全てに対し反応を示した。それぞれのアミノ酸配列における共通する配列を認識するモノクローナル抗体であることが推測される。
モノクローナル抗体BLMP001、BLMP002及びBLMP003はM.pneumoniae精製菌体および精製P30タンパク質に対し高い反応を示し、対照とした精製P1タンパク質に対し反応性を示さなかった。
よってモノクローナル抗体BLMP001はP30タンパク質における配列番号5のアミノ酸配列からなるポリペプチドを認識し、モノクローナル抗体BLMP002は配列番号3のアミノ酸配列からなるポリペプチドを認識し、モノクローナル抗体BLMP003は配列番号4のアミノ酸配列からなるポリペプチドを認識する抗体であることが確認された。
【0054】
(実施例5:抗P30抗体を用いたイムノクロマトグラフィー法テストストリップの作製)
(1)抗P30抗体の調製
実施例3で得られたモノクローナル抗体BLMP001産生細胞およびモノクローナル抗体BLMP004産生細胞をマウス腹腔に接種し得られた腹水それぞれを、さらに常法によりプロテインGを用いたIgG精製を行い、抗P30抗体とした。
【0055】
(2)白金−金コロイド粒子溶液の調製
使用するガラス器具の全てを王水で洗浄した。390mlの超純水をフラスコに入れて沸騰させ、この沸騰水に塩化金酸水溶液(水溶液1リットル当たり金として1g 、片山化学工業株式会社製)30mlを加え、その後、1重量% クエン酸ナトリウム水溶液60mlを加え、6分45秒後に、塩化白金酸水溶液(水溶液1リットル当たり白金として1g、和光純薬工業株式会社製) 30mlを加えた。塩化白金酸水溶液添加から5分後に1重量% クエン酸ナトリウム水溶液60mlを加え、4時間、還流を行い、白金−金コロイド懸濁液を得た。
【0056】
(3)白金−金コロイド標識抗P30抗体溶液の調製
白金−金コロイド標識する抗P30抗体として、上記(1)で得られたモノクローナル抗体BLMP001を用い、下記の手順で白金−金コロイド標識を行った。
抗P30抗体の蛋白換算重量1μg(以下、抗体の蛋白換算重量を示すとき、単に、その精製蛋白質の重量分析による重量数値で示す)と上記(2)の白金−金コロイド溶液1mlとを混合し、室温で2分間静置してこの抗体のことごとくを白金−金コロイド粒子表面に結合させた後、白金−金コロイド溶液における最終濃度が1%となるように10% ウシ血清アルブミン(以下、「BSA」と記す)水溶液を加え、この白金−金コロイド粒子の残余の表面をことごとくこのBSAでブロックして、白金−金コロイド標識抗P30抗体(以下、「白金−金コロイド標識抗体」と記す)溶液を調製した。この溶液を遠心分離(5600×G、30分間)して白金−金コロイド標識抗体を沈殿せしめ、上清液を除いて白金−金コロイド標識抗体を得た。この白金−金コロイド標識抗体を10% サッカロース・1% BSA・0.5% Triton-X100を含有する50mMトリス塩酸緩衝液(pH7.4)に懸濁して白金−金コロイド標識抗体溶液を得た。
【0057】
(4)マイコプラズマ・ニューモニエのP30タンパク質検出用イムノクロマトグラフィー法テストストリップの作製
(4−1)マイコプラズマ・ニューモニエのP30タンパク質と金コロイド標識抗体との複合体の捕捉部位
幅5mm、長さ36mmの細長い帯状のニトロセルロース膜をクロマトグラフ媒体のクロマト展開用膜担体3として用意した。抗P30抗体1.0 mg/mlが含有されてなる溶液0.5μlを、このクロマト展開用膜担体3におけるクロマト展開開始点側の末端から7.5mmの位置にライン状に塗布して、これを室温で乾燥し、マイコプラズマ・ニューモニエのP30タンパク質と白金−金コロイド標識抗体との複合体の捕捉部位31とした。この塗布用抗P30抗体として、上記(1)で得られたモノクローナル抗体BLMP004を用いた。
(4−2)白金−金コロイド標識抗体含浸部材
5mm×15mmの帯状のガラス繊維不織布に、白金−金コロイド標識抗体溶液37.5μlを含浸せしめ、これを室温で乾燥させて白金−金コロイド標識抗体含浸部材2とした。
(4−3)イムノクロマトグラフィー法テストストリップの作製
上記クロマト展開用膜担体3、上記標識抗体含浸部材2の他に、試料添加用部材5として綿布と、吸収用部材4として濾紙を用意した。そして、これらの部材を用いて、
図1と同様のイムノクロマトグラフィー法テストストリップを作製した。
【0058】
(5)試験
マイコプラズマ・ニューモニエのM129株およびFH株の培養菌液を検体抽出液で希釈して、所定濃度に調製し、被検試料とした。そして、被検試料100μ1を用いて上記(4)で得られたテストストリップの試料添加用部材5にマイクロピペットで滴下してクロマト展開し、室温で15分放置後、上記捕捉部位31で捕捉されたP30タンパク質と白金−金コロイド標識抗体との複合体の捕捉量を肉眼で観察した。捕捉量は、その量に比例して増減する黒色の呈色度合いを肉眼で−(着色なし)、±(微弱な着色)、+(明確な着色)、++(顕著な着色)、+++(極めて顕著な着色)の5段階に区分して判定した。陰性対照として、マイコプラズマ・ジェニタリウム(M.genitalium)の培養菌液を所定濃度にて用いた。
その結果を表2に示す。表2から明らかなように、マイコプラズマ・ニューモニエの2株に対し高い反応性を示し、陰性対照であるマイコプラズマ・ジェニタリウムに対しては適用した濃度全てにおいて陰性を示した。2種の抗P30抗体を使用したイムノクロマトグラフィー測定法により、高感度かつ高精度にマイコプラズマ・ニューモニエを検出できることがわかった。
【表2】
【0059】
(実施例6:P30タンパク質検出イムノクロマトグラフィー法テストストリップとP1タンパク質検出イムノクロマトグラフィー法テストストリップの反応性比較試験)
参考例1にて調製したマイコプラズマ・ニューモニエのM129株およびFH株の培養菌液を、検体抽出液にて所定濃度に調製し、被検試料とした。各イムノクロマトグラフィー法テストストリップに、被検試料100μlを試料添加用部材5にマイクロピペットでそれぞれ滴下してクロマト展開し、室温で15分間放置後、捕捉部位31で捕捉された抗原と白金−金コロイド標識抗体との複合体を肉眼で観察して判定を行った。捕捉量は、その量に比例して増減する黒色の呈色度合いを肉眼で−(着色なし)、±(微弱な着色)、+(明確な着色)、++(顕著な着色)、+++(極めて顕著な着色)の5段階に区分して判定した。従来法として、市販されているマイコプラズマ・ニューモニエのP1タンパク質を検出する試薬を用いた。結果を表3に示す。
【表3】
【0060】
表3から明らかなように、本発明の実施例5にて作製したP30タンパク質検出用イムノクロマトグラフィー法テストストリップを用いた場合、M129株では1×10
7 CFU/ml、FH株では1×10
6 CFU/mlで顕著な呈色を示し、M129株では1×10
6 CFU/ml、FH株では1×10
5 CFU/mlで明確な呈色を示した。
一方、従来法はM129株では1×10
7 CFU/ml以上にて、FH株では1×10
7 CFU/mlにて明確な呈色を示した。
【0061】
表3の結果から明らかなように、同じ呈色強度を示した被検試料の菌濃度を比較した結果、本発明の実施例5にて作製したP30タンパク質検出用イムノクロマトグラフィー法テストストリップが、P1タンパク質検出用イムノクロマトグラフィー法テストストリップに対し、M129株において約100倍、FH株において100倍、検出感度が高いことが示された。また従来法はマイコプラズマ・ジェニタリウムに対し、僅かではあるが交差反応を示し、非特異的呈色が確認された。本発明のP30タンパク質検出用イムノクロマトグラフィー法テストストリップにおいて交差反応は確認されなかった。
以上の結果より、本発明の抗P30抗体を用いたP30タンパク質検出用イムノクロマトグラフィー法テストストリップにより、マイコプラズマ・ニューモニエを高感度かつ特異的に検出することが可能であることが示された。
【0062】
(実施例7:咽頭拭い液からのマイコプラズマ・ニューモニエの検出)
臨床的にマイコプラズマ・ニューモニエの感染が疑われる患者20例を対象とし、前記患者から滅菌した綿棒を用いて、咽頭拭い液を採取した。前記咽頭拭い液は国立感染症研究所報告の核酸増幅法により、咽頭拭い液中にマイコプラズマ・ニューモニエが存在するか確認した。その結果より、採取した咽頭拭い液中からマイコプラズマ・ニューモニエの存在が確認された検体16例(陽性例)と遺伝子が検出されなかった検体4例(陰性例)を選択し、選択された咽頭拭い液を被験試料として調製した。被験試料は本発明のP30タンパク質検出イムノクロマトグラフィー法テストストリップを用いて、マイコプラズマ・ニューモニエの検出を実施した。従来法として市販されているマイコプラズマ・ニューモニエのP1タンパク質を検出する試薬を用いた。
【0063】
被検試料100μlを実施例5にて作製したイムノクロマトグラフィー法テストストリップの試料添加用部材5にマイクロピペットでそれぞれ滴下してクロマト展開し、室温で15分間放置後、捕捉部位31で捕捉された抗原と白金−金コロイド標識抗体との複合体を肉眼で観察して判定を行った。捕捉量は、その量に比例して増減する黒色の呈色度合いを肉眼で−(着色なし)、±(微弱な着色)、+(明確な着色)、++(顕著な着色)、+++(極めて顕著な着色)の5段階に区分して判定した。試験の結果を表4に示す。
【表4】
【0064】
表4から明らかなように、本発明の検出法と核酸増幅法の比較結果から、本発明の検出法は陽性一致率93.8%、陰性一致率100.0%、および、全体一致率95.0%と非常に高い一致率を示し、核酸増幅法と同等の精度にて検出することができることを確認した。従来法と比較し、本発明の検出法は高い検出感度と特異性を有する検出法であることが示された。
以上の結果から、本発明のイムノクロマトグラフィー法テストストリップは、咽頭拭い液からマイコプラズマ・ニューモニエを高感度かつ高精度に検出することができることを確認した。