在植物中生产含有保护性蛋白质的免疫球蛋白的方法和应用技术

本发明专利技术的免疫球蛋白是针对粘膜表面致病原（例如Ｓ．ｍｕｔａｎｓ）的有用的治疗性免疫球蛋白。该免疫球蛋白含有一种保护性蛋白，该保护性蛋白在粘膜环境中保护该免疫球蛋白。本发明专利技术也包括在植物中生产免疫球蛋白的极大地改进了的方法，该方法是通过在植物细胞中生产作为免疫球蛋白其他成分的保护性蛋白而完成的。免疫球蛋白的成分以极大地提高了效率装配在一起。本发明专利技术也试图在不同细胞中生产含有保护性蛋白的免疫球蛋白，所述细胞包括植物细胞，这可被选作有用的额外特性。含有保护性蛋白的免疫球蛋白作为针对粘膜表面和其他致病原的治疗性抗体的应用也是本发明专利技术所期望的。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
在植物中生产含有保护性蛋白质的免疫球蛋白的方法和应用本申请是以下申请的分案申请申请日1995年12月27日；申请 号95197699.0(PCT/US95/16889);专利技术名称"在植物中生产含有保 护性蛋白质的免疫球蛋白的方法和应用"。本专利技术为一九九四年十二月三十日美国专利申请的延续-档案编号为 08/367 ， 395 。 专利
本专利技术系关于含有保护性蛋白质的免疫球蛋白在植物中的表达与表达 该免疫球蛋白的转基因植物，同时包括该免疫球蛋白的治疗用途。 专利技术背景单克隆抗体用于治疗疾病具有极大潜力，与常规药物相比，单克隆抗体 治疗具有极大优势。如独特的选择性，多效功能，简便的分子操作，放 射性同位素标记与其它类型的交联等。大量的耙抗原已用于刺激特异性单 克隆抗体的产生，见，"Therapeutic Monoclonal Antibodies"C.A.K. Borrebaeck 和丄W丄arrick主编Stockton出版社，NewYork(1990)。 "The Pharmacologyof Monoclonal Antibodies"M. Rosenberg和 G.P. Moore 主编， Springer-Verlag, Berlin(1994)。单克隆抗体治疗应用之一是被动免疫治疗，将外源性免疫球蛋白通过注 射和消化吸收直接导入动物体内。为治疗成功，必须给予动物适量的免疫 球蛋白，因为被动免疫并不依赖被治疗动物本身的免疫反应。所用免疫球 蛋白必须对致病原及分子具有特异性，以期达到治疗效果.与正常免疫反 应相比，被动免疫反应优点之一是可以加速抗体与抗原的接触，被动免疫 也可用于预防疾病的产生及防止感染。被动免疫的主要用途是治疗细菌感染。近来对抗菌素具有抗性的细菌的 产生使被动免疫治疗细菌感染更具发展前景。抗菌素治疗单一病原菌往往 会影响大量正常菌群，此乃不希望发生的副作用。另一用途为用特异性免 疫球蛋白抑制菌群中特异致病菌的功能。因此可用某种特异性的純化的免 疫球蛋白去提供防止病原菌侵入的被动屏障。除此之外，用于被动免疫的免疫球蛋白必须达到某种要求，如口腔服用的免疫球蛋白，必须l.在极苛刻的环境下，如胃肠道环境仍然保持 其功能，2.免疫球蛋白必须对蛋白酶的作用具有抗性，以免在对抗靶抗原 之前被降解。某些类型的鈿胞，如上皮细胞，肝细胞，能够包装免疫球蛋白分子使 其特异性地在严苛环境中不失功能。这些免疫球蛋白为分泌型免疫球蛋白 (slg)，包括分泌型IgA(SIgA)和分泌型IgM(SIgM)。内源性分泌型免疫球蛋 白具有的保护作用已被证明。分泌型免疫球蛋白抗细菌感染的机制包括 直接杀伤，凝集，表面接触与侵袭的抑制，使酶和毒素失活，调理，激活 补体等。但不仅限于上述几种。内源.性的SIgA暴露于非常严苛的环境中，在此环境中大量蛋白酶如 肠道和细菌的蛋白酶具有极高活性，同时存在变性剂如胃酸等。分泌型免疫球蛋白成份之一，即分泌片可防止上述失活剂对免疫球蛋白 的作用，从而'增加分泌型免疫球蛋白的生物效能。此类分泌型免疫球蛋白，如SIgA和SIgM的合成和装配机理非常复杂。 在动物细胞中分泌型免疫球蛋白的装配涉及不同细胞类型，每一分泌型免 疫球蛋白均由免疫球蛋白重链，轻链，结合链(J链)和分泌片所组成，产生 免疫球蛋白的B细胞制造和装配免疫球蛋白重链，轻链，结合链(J链)并使 其相连形成IgM或IgA的二聚体或多聚体。第二类细胞，即上皮细胞或肝 细胞产生分泌片。分泌型免疫球蛋白在此类细胞中装配并分泌到细胞外。 这类细胞装配和分泌分泌型免疫球蛋白的机理非常复杂，需由粘膜组织提 供独特的^t环境。这种微环境将产生多聚免疫球蛋白的B细胞置于装配和 分泌分泌型免疫球蛋白的细胞附近，使免疫球蛋白分泌至动物的粘膜表 面。存在于上皮细胞的多聚免疫球蛋白受体(PIgR)，可特异性识别与结合含 有J链的多聚免疫球蛋白并将其转入细胞，然后通过上皮细胞运输出去， 表达于细胞嗜碱性外表面的PIgR,舍有18个氨基酸組成的N -末端信号 肽，629个氨基酸组成细胞外多聚免疫球蛋白结合部分，23个疏水基因组 成的细胞膜转运片段和103个氨基酸组成的细胞质尾部。细胞外部分含有 五个10 - 1U个氨基酸组成的类似免疫球蛋白的功能区构成分子的分泌 形式。见，Mostov, Ann. Rev. Immol., 12: 63-84(1994),多聚免疫球 蛋白受体被切断去产生成熟的分泌部分的位置，目前尚不清楚，在动物中，多聚免疫球蛋白受体位于上表皮细胞的嗜碱性细胞的表面，产生于B细胞并含有J链的多聚免疫球蛋白与受体结合并进入细胞，通过 上皮细胞转运最终分泌到軲膜表面，这种穿越上皮细胞的转运，利用蛋白 分解及磷酸化作用，以产生含有分泌片的成熟SIg .分泌型免疫球蛋白的 組合，需由粘膜微环境中不同细胞的相互配合，特别是B淋巴细胞和上皮 细胞.在转基因组织中，如在小鼠组织中产生免疫球蛋白十分困难，真菌或植 物的转基因组织不含有产生分泌型免疫球蛋白所需的适宜细胞类型和粘膜 微环境，在本专利技术之前，在转基因组织和培养细胞中大量生产分泌型免疫 球蛋白是不可能的，用转基因和细胞培养生产分泌型免疫球蛋白，必须在 B淋巴细胞中表达免疫球蛋白重链，轻链，和结合链(J链)。去模拟适宜的 粘膜微环境，必须有PIgR受体的细胞存在于表面，而这种细胞必须同时与 B淋巴细胞密切作用才能去组合具有功能的分泌型免疫球蛋白，这种需要分泌型免疫球蛋白自然组合的精细过程是很难在转基因组织 和培养细胞中重复出来的，在细胞培养和转基因组织中产生SIg ,需在人 工系统中将体外产生免疫球蛋白细胞的功能与上皮细胞的功能结合在一 起。进一步说，如果转基因组织为真菌，细菌或植物，这种受体介导的细 胞，跨细胞转运及分泌是不存在的。因为这些组织缺少上皮细胞和所需的 粘膜微环境，目前为止，在相同细胞内装配重链，轻链，结合链(J.链)的免疫球蛋白 已有报道，见，Carayannopoulos Proc. Nat Acad. Sci., U.S.A., 91 : 8348-8352(1994),然而，在单一细胞中装配具有附加蛋白质成份和分泌片 的免疫球蛋白尚未见报道，本专利技术阐述一种新的装配复合分子的方法。即摒弃在上皮细胞表面通过 多聚免疫球蛋白受体与免疫球蛋白的相互作用，而装配四聚复合体。我们 装配由a.J和K免疫球蛋白链和源于PIgR的保护性蛋白所组成的分泌型免 疫球蛋白。此专利技术的转基因植物能更有效的装配分泌型免疫球蛋白。本发 明使被动免疫治疗更经济可行，专利技术概述本专利技术意在构建一种新型的免疫球蛋白分子。此种蛋白舍有与免疫球蛋 白重链相关的保护性蛋白，而重链至少含有部分抗原结合功能区。另一方 面，进一步构建与免疫球蛋白重链相关的含有部分抗原结合功能区的轻链。明变性亦具抗力。这种保护性蛋白加强免疫球蛋白对环境的抗力，本专利技术的保护性蛋白由任何种属多聚免疫球蛋白受体的第1至606氨基 酸残基的片段组成，其它保护性蛋白包括含有部分PIgR分子的保护性蛋 白。例如；保护性蛋白可由以下部分或全部序列组威S第l- 118氨基酸(兔PIgR第I功能区)第1 - 223氨基酸(兔PIgR第II和本文档来自技高网...

【技术保护点】
由保护性蛋白与免疫球蛋白起源的重链结合而构成的免疫球蛋白，其中重链至少含有部分抗原结合功能区。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：AC希尔特，JKC马，T勒内尔，
申请(专利权)人：行星生物技术有限公司，伦敦国王学院，
类型：发明
国别省市：US[美国]