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JP2017145246A - Antibody against mers coronavirus, method for detecting mers coronavirus using the antibody, and kit containing the antibody - Google Patents

Antibody against mers coronavirus, method for detecting mers coronavirus using the antibody, and kit containing the antibody Download PDF

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JP2017145246A
JP2017145246A JP2017026732A JP2017026732A JP2017145246A JP 2017145246 A JP2017145246 A JP 2017145246A JP 2017026732 A JP2017026732 A JP 2017026732A JP 2017026732 A JP2017026732 A JP 2017026732A JP 2017145246 A JP2017145246 A JP 2017145246A
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coronavirus
protein
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明秀 梁
Akihide Yana
明秀 梁
智子 松永
Tomoko Matsunaga
智子 松永
悠太郎 山岡
Yutaro Yamaoka
悠太郎 山岡
浩之 黒山
Hiroyuki Kuroyama
浩之 黒山
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Kanto Chemical Co Inc
Yokohama National University NUC
Yokohama City University
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Kanto Chemical Co Inc
Yokohama National University NUC
Yokohama City University
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an antibody that enables comprehensive and specific detection of MERS coronavirus but does not detect its closely related coronavirus including SARS, and to provide a method for simply detecting MERS coronavirus, accurately and simply.SOLUTION: According to the present invention, there is provided a monoclonal antibody specifically recognizing the nucleocapsid protein of MERS coronavirus, a method for detecting MERS coronavirus using the antibody, and a kit containing the antibody.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、MERSコロナウイルスのヌクレオカプシドタンパク質に対するモノクローナル抗体、該抗体を用いてMERSコロナウイルスを検出する方法および該抗体を含むキットに関する。   The present invention relates to a monoclonal antibody against the nucleocapsid protein of MERS coronavirus, a method for detecting MERS coronavirus using the antibody, and a kit containing the antibody.

コロナウイルスはエンベロープを有する直径60〜220nmの一本鎖(+)RNAウイルスであり、ヒトに感染すると呼吸器症状を引き起こすことが知られている。コロナウイルスとして高病原性であるMERS(中東呼吸器症候群)コロナウイルスおよびSARS(重症急性呼吸器症候群)コロナウイルス、低病原性であるヒトコロナウイルスNL63、ヒトコロナウイルス229E、ヒトコロナウイルスOC43およびヒトコロナウイルスHKU1などが知られ、またコロナウイルスは風邪の原因ウイルスであることも知られている。   Coronavirus is an enveloped single-stranded (+) RNA virus having a diameter of 60 to 220 nm, and is known to cause respiratory symptoms when infecting humans. MERS (Middle East Respiratory Syndrome) coronavirus and SARS (Severe Acute Respiratory Syndrome) coronaviruses that are highly pathogenic as coronaviruses, human coronavirus NL63, human coronavirus 229E, human coronavirus OC43 and humans that are less pathogenic Coronavirus HKU1 and the like are known, and coronavirus is also known to be a causative virus for colds.

MERSコロナウイルスは2012年に存在が確認された新型のコロナウイルスである。中東地域や韓国を中心に現在20カ国以上に流行しており、30%を超える極めて高い致死率をもたらすことがWHO(世界保健機関)から発表されている。ヒトへの主な感染源はラクダであると考えられているが、その正確な感染経路は未だ明らかにされていない。現在においてもMERSの流行は依然として続いており、MERSコロナウイルスに対する抗ウイルス薬は存在しない。したがって、感染拡大を阻止するため、迅速な検査法によりMERS患者を早期に発見することが極めて重要である。   MERS coronavirus is a new type of coronavirus whose existence was confirmed in 2012. The WHO (World Health Organization) has announced that it is prevalent in more than 20 countries, mainly in the Middle East and South Korea, and that it will cause an extremely high fatality rate of over 30%. Although the main source of infection to humans is thought to be camels, the exact route of infection has not yet been clarified. Even today, the MERS epidemic continues and there is no antiviral drug against MERS coronavirus. Therefore, in order to prevent the spread of infection, it is extremely important to detect MERS patients at an early stage by a rapid test method.

MERSコロナウイルスの検出方法としてはリアルタイム逆転写PCR法などの遺伝子検査が主に使われている。これによってMERSコロナウイルスの有無を正確に判断することが可能であるが、一方、遺伝子検査にはPCR中リアルタイムで蛍光を検出する特殊で高価な装置が必要となり、また結果を得るためには数時間を要することから、感染現場および防疫現場などの設備が十分とはいえない場所における早期発見において実用性に欠ける点が課題となっている。
そこで近年、正確性、迅速性および簡便性を備えた検査方法を開発することを目的として、MERSコロナウイルスに対する抗体の開発が進められている。
As a method for detecting MERS coronavirus, genetic testing such as real-time reverse transcription PCR is mainly used. This makes it possible to accurately determine the presence or absence of MERS coronavirus, but genetic testing requires a special and expensive device that detects fluorescence in real time during PCR, and to obtain results, several Since time is required, there is a problem in that it lacks practicality in early detection in places where facilities such as infection sites and prevention sites are not sufficient.
Therefore, in recent years, development of antibodies against MERS coronavirus has been promoted for the purpose of developing a test method having accuracy, rapidity, and simplicity.

例えば、非特許文献1には、ヒトコブラクダから単離したMERSコロナウイルスのヌクレオカプシドを構成するタンパク質(以下、ヌクレオカプシドタンパク質、単にNPともいい、特にMERS由来のものをMERS−NPともいう)の親水性領域のうち連続する約20〜40アミノ酸からなる5種のオリゴペプチドP1〜P5を合成し、ウシ血清アルブミン(BSA)に抱合させた各オリゴペプチドを抗原としてマウスに免疫することによって、MERS−NPに対するモノクローナル抗体を得たことが報告されている。そして、それら5種のうち2種、すなわちMERS−NPのアミノ酸配列における22〜40番目または164〜202番目のオリゴペプチド(P1またはP3)を抗原として使用して得られた抗体が、イムノクロマト法において、ウシコロナウイルス(BCV)、イヌコロナウイルス(CCV)およびネココロナウイルス(FCV)由来のNPは検出せずに、前記のヒトコブラクダ由来のMERS−NPを検出したことが報告されている。   For example, Non-Patent Document 1 discloses a hydrophilic region of a protein constituting a nucleocapsid of MERS coronavirus isolated from dromedary (hereinafter, also referred to as nucleocapsid protein, simply NP, and particularly MERS-derived protein is also referred to as MERS-NP). By synthesizing 5 oligopeptides P1 to P5 consisting of about 20 to 40 amino acids in sequence and immunizing mice with each oligopeptide conjugated to bovine serum albumin (BSA) as an antigen, MERS-NP It has been reported that monoclonal antibodies have been obtained. And the antibody obtained by using as an antigen 2 types of those 5 types, ie, the 22-40th or 164-202nd oligopeptide (P1 or P3) in the amino acid sequence of MERS-NP, in the immunochromatography method, It has been reported that MERS-NP derived from the dromedary camel was detected without detecting NP derived from bovine coronavirus (BCV), canine coronavirus (CCV) and feline coronavirus (FCV).

非特許文献2には、臨床的に分離されたMERSコロナウイルスの特定の株に由来する全長のMERS−NPを大腸菌で発現および精製したものを抗原としてマウスに免疫することによって、MERS−NPに対する24種のモノクローナル抗体を得たことが報告されている。そして、該抗体のうち12種が酵素結合免疫吸着法(ELISA法)において、前記特定のMERS−NPには反応するがヒトコロナウイルス229EおよびOC43由来のNPには反応しなかったことが報告されている。   Non-Patent Document 2 discloses that against MERS-NP by immunizing a mouse with an antigen expressed and purified from full-length MERS-NP derived from a specific strain of clinically isolated MERS coronavirus. It has been reported that 24 monoclonal antibodies have been obtained. It was reported that 12 of the antibodies reacted with the specific MERS-NP in the enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA method) but did not react with human coronavirus 229E and OC43-derived NP. ing.

Song D., Ha G., Eltahir Y., et al., Development and validation of a rapid immunochromatographic assay for detection of Middle East respiratory syndrome coronavirus antigen in dromedary camels, J Clin Microb (2015) 53: 178-182.Song D., Ha G., Eltahir Y., et al., Development and validation of a rapid immunochromatographic assay for detection of Middle East respiratory syndrome coronavirus antigen in dromedary camels, J Clin Microb (2015) 53: 178-182. Chen Y., Chan K.-H., Kang Y., et al., A sensitive and specific antigen detection assay for Middle East respiratory syndrome coronavirus, Emerg Microbes Infect (2015) 4: e26.Chen Y., Chan K.-H., Kang Y., et al., A sensitive and specific antigen detection assay for Middle East respiratory syndrome coronavirus, Emerg Microbes Infect (2015) 4: e26.

非特許文献1、2に記載された特定のMERS−NPを検出可能な抗体が、他の種々のMERSコロナウイルス株に対しても、あらゆるMERS−NPを検出することが可能であるか否かについては不明であるし、前記抗体のエピトープも具体的には明らかにされていない。さらに、非特許文献では、ヒトにも感染するおそれのある近縁のコロナウイルスに対する前記抗体の特異性についても十分に検討されていない。すなわち、非特許文献に記載の抗体はいずれも、種々のMERSコロナウイルス株を網羅的に検出し、かつ近縁のコロナウイルスは検出せず、MERSコロナウイルスのみを特異的に検出することが可能であるか否かについては明らかにされていなかった。
したがって、本発明は、MERSコロナウイルスを網羅的かつ特異的に検出することが可能な抗体を提供すること、およびそれによってMERSコロナウイルスを正確、迅速かつ簡便に検出する方法を提供することを課題とする。
Whether the antibody capable of detecting a specific MERS-NP described in Non-Patent Documents 1 and 2 can detect any MERS-NP against other various MERS coronavirus strains. The epitope of the antibody has not been clarified specifically. Furthermore, in the non-patent literature, the specificity of the antibody against a related coronavirus that may infect humans is not fully examined. In other words, all of the antibodies described in the non-patent literature can detect various MERS coronavirus strains comprehensively, not related coronaviruses, and specifically detect only MERS coronaviruses. It was not made clear whether or not.
Accordingly, an object of the present invention is to provide an antibody capable of comprehensively and specifically detecting MERS coronavirus, and thereby to provide a method for accurately, quickly and conveniently detecting MERS coronavirus. And

本発明者らは、MERSコロナウイルスの種々の株に由来するMERS−NPの各アミノ酸配列同士、および、これらのアミノ酸配列とSARSや他のコロナウイルスの種々の株に由来するNPのアミノ酸配列とを独自に分析した結果、MERS−NPの各アミノ酸配列間において高度に保存され、かつSARSを含む近縁のコロナウイルスのNPのアミノ酸配列とは同一性が低い領域を初めて見出した。そして上記課題を鑑み、かかるアミノ酸配列の領域をエピトープとして認識する抗体を作製することによって、本発明を完成するに至った。   The inventors of the present invention made use of MERS-NP amino acid sequences derived from various strains of MERS coronavirus, and these amino acid sequences and NP amino acid sequences derived from various strains of SARS and other coronaviruses. As a result of the original analysis, the present inventors have found for the first time a region that is highly conserved among the amino acid sequences of MERS-NP and low in identity with the amino acid sequences of NPs of closely related coronaviruses including SARS. And in view of the said subject, it came to complete this invention by producing the antibody which recognizes the area | region of this amino acid sequence as an epitope.

すなわち、本発明は、以下に関する。
[1]MERS(中東呼吸器症候群)コロナウイルスのヌクレオカプシドを構成するタンパク質に特異的に結合する抗体またはその断片であって、前記抗体およびその断片の認識するエピトープが、配列番号1で表されるアミノ酸配列の208〜413番目にある、前記抗体またはその断片。
[2]エピトープが、配列番号1で表されるアミノ酸配列の208〜212番目または364〜413番目にある、[1]に記載の抗体またはその断片。
[3]抗体が、モノクローナル抗体である、[1]または[2]に記載の抗体またはその断片。
[4]受領番号がNITE AP−02156またはNITE AP−02157であるハイブリドーマにより生産される、抗体またはその断片。
[5]その断片が、Fabフラグメント、Fab/cフラグメント、Fvフラグメント、Fab’フラグメントまたはF(ab’)フラグメントである、[1]〜[4]のいずれかに記載の抗体またはその断片。
That is, the present invention relates to the following.
[1] An antibody or a fragment thereof that specifically binds to a protein constituting a nucleocapsid of MERS (Middle East Respiratory Syndrome) coronavirus, and the epitope recognized by the antibody and the fragment thereof is represented by SEQ ID NO: 1. The antibody or fragment thereof, which is present at positions 208 to 413 in the amino acid sequence.
[2] The antibody or fragment thereof according to [1], wherein the epitope is at positions 208 to 212 or 364 to 413 of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1.
[3] The antibody or fragment thereof according to [1] or [2], wherein the antibody is a monoclonal antibody.
[4] An antibody or fragment thereof produced by a hybridoma having a receipt number of NITE AP-02156 or NITE AP-02157.
[5] The antibody or fragment thereof according to any one of [1] to [4], wherein the fragment is a Fab fragment, Fab / c fragment, Fv fragment, Fab ′ fragment or F (ab ′) 2 fragment.

[6]MERSコロナウイルスを試料から検出する方法であって、試料を、[1]〜[5]のいずれかに記載の抗体またはその断片と接触させる工程を含む方法。
[7]試料が、生体由来の細胞および/または分泌物を含む体液である、[6]に記載の方法。
[8]ELISA法、イムノクロマト法およびフィルター抗原アッセイ法からなる群から選択される少なくとも1つの免疫学的測定法によりMERSコロナウイルスを検出する工程をさらに含む、[6]または[7]に記載の方法。
[9][1]〜[5]のいずれかに記載の抗体またはその断片を含む、MERSコロナウイルスを検出するためのキット。
[10]イムノクロマトストリップの形態である、[9]に記載のキット。
[6] A method for detecting MERS coronavirus from a sample, comprising the step of contacting the sample with the antibody or fragment thereof according to any one of [1] to [5].
[7] The method according to [6], wherein the sample is a body fluid containing cells and / or secretions derived from a living body.
[8] The method according to [6] or [7], further comprising the step of detecting MERS coronavirus by at least one immunoassay selected from the group consisting of ELISA, immunochromatography and filter antigen assay. Method.
[9] A kit for detecting MERS coronavirus, comprising the antibody or fragment thereof according to any one of [1] to [5].
[10] The kit according to [9], which is in the form of an immunochromato strip.

本発明の抗体またはその断片は、MERS−NPのアミノ酸配列において高度に保存され、近縁のコロナウイルスのNPのアミノ酸配列とは相同性が低い領域をエピトープとして認識するため、種々のMERSコロナウイルス株を網羅的に検出し、かつSARSを含む近縁のコロナウイルスは検出せず、MERSコロナウイルスのみを特異的に検出することができる。
現在、MERSコロナウイルスの検出方法はリアルタイム逆転写PCR法などの遺伝子検査しか存在しないが、本発明に係る検出方法によれば、ELISA法、イムノクロマト法およびフィルター抗原アッセイ法などの免疫学的測定法により、MERSコロナウイルスを正確、迅速かつ簡便に検出することができ、したがってMERSコロナウイルスの感染拡大を阻止するための検査に役立てることができる。
Since the antibody of the present invention or a fragment thereof is highly conserved in the amino acid sequence of MERS-NP and recognizes a region having low homology with the amino acid sequence of NP of a closely related coronavirus as an epitope, various MERS coronaviruses The strain is comprehensively detected, and the related coronavirus containing SARS is not detected, and only the MERS coronavirus can be specifically detected.
Currently, there are only genetic tests such as real-time reverse transcription PCR method for detecting MERS coronavirus. However, according to the detection method according to the present invention, immunological measurement methods such as ELISA method, immunochromatography method and filter antigen assay method are available. Thus, the MERS coronavirus can be detected accurately, quickly and simply, and thus can be used for a test for preventing the spread of MERS coronavirus infection.

図1は、MERS−NPに対するモノクローナル抗体の作製方法の概略を示す。FIG. 1 shows an outline of a method for producing a monoclonal antibody against MERS-NP. 図2は、MERS−NPの二次構造予測および機能ドメイン解析ならびに変異解析の結果を示す。FIG. 2 shows the results of MERS-NP secondary structure prediction, functional domain analysis and mutation analysis. 図3は、MERSと他のヒトコロナウイルスとのNタンパク質の相同性解析の結果を示す。FIG. 3 shows the results of homology analysis of N protein between MERS and other human coronaviruses. 図4は、抗体のエピトープ解析のために作製された、MERS−NPのアミノ酸配列において特定の配列が欠失した変異体の構造をそれぞれ示す。FIG. 4 shows the structures of mutants prepared for the epitope analysis of an antibody, in which a specific sequence is deleted in the amino acid sequence of MERS-NP. 図5は、MERS−NPの各欠失変異体を用いて、各抗体が認識するエピトープを解析したウエスタンブロットの結果を示す。FIG. 5 shows the results of Western blotting in which epitopes recognized by each antibody were analyzed using each deletion mutant of MERS-NP. 図6は、MERS−NPの立体構造における、抗体のエピトープ領域を示す。FIG. 6 shows the epitope region of an antibody in the three-dimensional structure of MERS-NP.

図7は、MERSと他のヒトコロナウイルスの組換えNタンパク質を用いて、各抗体の特異性を解析したウエスタンブロットの結果を示す。FIG. 7 shows the results of Western blotting in which the specificity of each antibody was analyzed using recombinant N proteins of MERS and other human coronaviruses. 図8は、抗原補足ELISAによる、抗原タンパク質の検出結果を示す。FIG. 8 shows the detection results of antigen protein by antigen supplement ELISA. 図9は、MERS−NP検出用イムノクロマトストリップの概要図を示す。FIG. 9 shows a schematic diagram of an immunochromatographic strip for MERS-NP detection. 図10は、MERS−NP検出用イムノクロマトストリップを用いた抗原タンパク質の検出結果を示す。FIG. 10 shows the detection result of the antigen protein using the immunochromato strip for MERS-NP detection.

図11は、MERS−NP検出用フィルター抗原アッセイに用いる器具のイメージを示す。FIG. 11 shows an image of the instrument used in the filter antigen assay for MERS-NP detection. 図12は、MERS−NP検出用フィルター抗原アッセイを用いた抗原タンパク質の蛍光による検出結果を示す。FIG. 12 shows the detection result by fluorescence of the antigen protein using the filter antigen assay for MERS-NP detection. 図13は、抗原補足ELISAによる、MERSコロナウイルスのウイルス様粒子中に含まれる抗原タンパク質の検出結果を示す。FIG. 13 shows the detection results of antigen proteins contained in virus-like particles of MERS coronavirus by antigen supplement ELISA. 図14は、MERS−NP検出用イムノクロマトストリップを用いた、MERSコロナウイルスのウイルス様粒子中に含まれる抗原タンパク質の検出結果を示す。FIG. 14 shows the detection results of antigen proteins contained in the MERS coronavirus virus-like particles using an immunochromato strip for MERS-NP detection.

以下、本発明について、本発明の好適な実施態様に基づき、詳細に説明する。
本発明における「ヌクレオカプシドタンパク質」は「Nタンパク質」とも称され、特にMERSコロナウイルスのNタンパク質は、例えば配列番号1で表されるアミノ酸配列またはGenBankアクセッション番号(NC_019843)に開示されたアミノ酸配列などからなり、本明細書中において「MERS−NP」とも称される。MERS−NPのアミノ酸配列は、配列番号1のアミノ酸配列と、好ましくは90%以上、91%以上、92%以上、93%以上、94%以上、95%以上、96%以上、97%以上、98%以上または99%以上の配列同一性を有する。
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on preferred embodiments of the present invention.
The “nucleocapsid protein” in the present invention is also referred to as “N protein”. In particular, the N protein of MERS coronavirus is, for example, the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1 or the amino acid sequence disclosed in GenBank Accession Number (NC — 019843), etc. And is also referred to herein as “MERS-NP”. The amino acid sequence of MERS-NP is the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1, preferably 90% or more, 91% or more, 92% or more, 93% or more, 94% or more, 95% or more, 96% or more, 97% or more, Has sequence identity of 98% or more or 99% or more.

本発明は、MERSコロナウイルスのヌクレオカプシドを構成するタンパク質に特異的に結合する抗体またはその断片を提供するものであり、配列番号1で表されるアミノ酸配列の208〜413番目におけるエピトープを認識する抗体またはその断片を提供する。本発明者らが当該208〜413番目に着目した理由は、MERSコロナウイルスの113株に由来するMERS−NPの変異解析を行った結果(図2参照)、変異株の割合が5%以下の領域であって、かつ、SARS等において保存されているセリン・アルギニンリッチ(SR rich)モチーフを除いた領域、すなわちアミノ酸配列の208〜413番目の領域に対して、抗体がMERSへ特異的かつ普遍的に結合することを見出したためである。さらに、本発明者らが、MERS−NPとSARSを含む他の近縁コロナウイルスのヌクレオカプシドタンパク質との相同性を解析した結果(図3参照)、MERS−NPのアミノ酸配列(配列番号1)の208〜212番目の領域および364〜413番目の領域において、かかる相同性が極めて低いか、または0%であることを明らかにした。よって、本発明は、好ましくは、配列番号1で表されるアミノ酸配列の208〜212番目または364〜413番目の領域におけるエピトープを認識する抗体またはその断片を提供する。   The present invention provides an antibody or a fragment thereof that specifically binds to a protein that constitutes the nucleocapsid of MERS coronavirus, and an antibody that recognizes an epitope at positions 208 to 413 of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1. Or a fragment thereof. The reason why the present inventors focused on the 208th to the 413th is that, as a result of mutation analysis of MERS-NP derived from MERS coronavirus 113 strain (see FIG. 2), the ratio of mutant strains is 5% or less. An antibody is specific and universal for MERS against a region excluding the serine-arginine rich (SR rich) motif conserved in SARS and the like, that is, the 208-413th region of the amino acid sequence It is because it discovered that it couple | bonds. Furthermore, as a result of analyzing the homology between MERS-NP and nucleocapsid protein of other related coronaviruses including SARS (see FIG. 3), the present inventors have found that the amino acid sequence of MERS-NP (SEQ ID NO: 1) Such homology was found to be very low or 0% in the 208-212th region and the 364-413th region. Therefore, the present invention preferably provides an antibody or fragment thereof that recognizes an epitope in the region of 208-212 or 364-413 of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1.

<抗体>
本発明の抗体は、好ましくは、モノクローナル抗体である。配列番号1で表されるアミノ酸配列の208〜413番目、好ましくは208〜212番目または364〜413番目におけるエピトープを認識するモノクローナル抗体が複数種存在する場合、各モノクローナル抗体同士を混合した組成物(いわゆるポリクローナル抗体)であってもよい。
<Antibody>
The antibody of the present invention is preferably a monoclonal antibody. When there are a plurality of monoclonal antibodies that recognize epitopes at the 208-413th, preferably 208-212th or 364-413th positions of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1, a composition comprising a mixture of each monoclonal antibody ( It may be a so-called polyclonal antibody).

抗体を産生するハイブリドーマは、2015年11月6日に独立行政法人 製品評価技術基盤機構 特許微生物寄託センター(郵便番号292−0818 日本国千葉県木更津市かずさ鎌足2−5−8)に受領番号NITE AP−02156およびNITE AP−02157としてブダペスト条約の下で寄託されている。   The hybridoma producing the antibody was received on November 6, 2015 at the National Institute of Technology and Evaluation, Patent Microorganisms Deposit Center (Postal Code 292-0818, 2-5-8 Kazusa Kamashi, Kisarazu City, Chiba Prefecture, Japan). It has been deposited under the Budapest Treaty as NITE AP-02156 and NITE AP-02157.

本発明に係るモノクローナル抗体を産生するハイブリドーマは以下に述べるとおり、ケラーとミルシュタインの方法(Koehler, G. and Milstein, C. (1975) Nature 256, 495-497)や、その改変法によって得られる。すなわち、好適な方法で調製されたタンパク質を用いて、マウス、ラット、ウサギおよびニワトリなどの動物を免疫した後、該動物から得たB細胞とミエローマ細胞とを融合させ、得られたハイブリドーマから目的とする抗体を産生し分泌するハイブリドーマを選別し、単離することができる。以下に、一態様における、本発明に係る上記のハイブリドーマならびにモノクローナル抗体の調製法および同モノクローナル抗体の特性について詳述する。   As described below, the hybridoma producing the monoclonal antibody according to the present invention can be obtained by the method of Keller and Milstein (Koehler, G. and Milstein, C. (1975) Nature 256, 495-497) or a modified method thereof. . That is, after immunizing animals such as mice, rats, rabbits and chickens using the protein prepared by a suitable method, the B cells obtained from the animals and myeloma cells are fused, and the hybridoma obtained is used for the purpose. The hybridoma that produces and secretes the antibody can be selected and isolated. Hereinafter, in one aspect, the above-described hybridoma according to the present invention, a method for preparing a monoclonal antibody, and characteristics of the monoclonal antibody will be described in detail.

(1)抗原タンパク質の調製
抗原には、遺伝子工学的手法により合成した組換えタンパク質を用いることができるが、高純度であり、かつ生体内と同等の立体構造を保持した形状であることが望まれる。遺伝子工学的手法によるタンパク質合成は、主として2種類に大別され、大腸菌などの細菌や酵母、昆虫細胞や動物細胞等の生きた細胞を利用する方法と、それらの細胞抽出液等を利用した無細胞系が存在する。一般にウイルス由来のタンパク質は細胞に対して毒性を示すことがあり、生きた細胞を活用した方法では発現が困難な場合が多いため、無細胞系によるタンパク質合成法が望ましい。特に、コムギ胚芽抽出液を用いたタンパク質合成系は真核細胞由来の発現系であり、正確なフォールディングが行われたタンパク質を合成できることに加え、翻訳活性が極めて高いため、目的のタンパク質を大量かつ高純度に回収できることが知られている。したがって、本発明に用いる抗原タンパク質の調製は、コムギ胚芽抽出液を活用した無細胞タンパク質合成系を用いることが好ましい。
(1) Preparation of antigen protein Recombinant protein synthesized by a genetic engineering technique can be used as an antigen, but it is desired to have a high purity and a shape that retains the same three-dimensional structure as in vivo. It is. Protein synthesis by genetic engineering techniques is mainly divided into two types: methods using living cells such as bacteria such as E. coli and yeast, insect cells and animal cells, and methods using these cell extracts and the like. Cell lines exist. In general, a virus-derived protein may be toxic to cells, and expression using a living cell is often difficult. Therefore, a cell-free protein synthesis method is desirable. In particular, a protein synthesis system using a wheat germ extract is an expression system derived from a eukaryotic cell. In addition to being able to synthesize a protein that has been correctly folded, the translation activity is extremely high. It is known that it can be recovered with high purity. Therefore, it is preferable to use a cell-free protein synthesis system utilizing a wheat germ extract for the preparation of the antigenic protein used in the present invention.

(2)動物の免疫、ハイブリドーマ細胞の作製
免疫動物として、好適には6週齢メスBALB/cマウスを用いることができるが、他の系統のマウスも使用することができる。免疫スケジュールおよび抗原濃度は十分な量の抗原刺激を受けたリンパ球が形成されるよう選ばれる。例えば、マウスの腹腔、フットパッド、尾根部に好適なアジュバンドと共に、下記に詳述するMERS−NP、すなわちコムギ胚芽抽出液を含む無細胞タンパク質合成系により合成された配列番号1で表されるアミノ酸配列の122〜413番目からなるタンパク質10〜300μg/匹を投与する。以後数日〜数週間おきに、初回免疫に使用したものと同じ抗原を数回投与する。2回目の免疫以後、静脈より採血し、血液中の抗体価について検討する。抗体価の測定はELISA法により好適に行なうことができる。
(2) Immunization of animals and preparation of hybridoma cells As immunized animals, 6-week-old female BALB / c mice can be preferably used, but mice of other strains can also be used. The immunization schedule and antigen concentration are chosen so that a sufficient amount of antigen-stimulated lymphocytes are formed. For example, it is represented by SEQ ID NO: 1 synthesized by a cell-free protein synthesis system containing MERS-NP, that is, a wheat germ extract described in detail below, together with an adjuvant suitable for the abdominal cavity, footpad, and ridge of a mouse. 10 to 300 μg / mouse of protein consisting of positions 122 to 413 of the amino acid sequence is administered. Thereafter, every few days to several weeks, the same antigen used for the first immunization is administered several times. After the second immunization, blood is collected from a vein and the antibody titer in the blood is examined. The antibody titer can be suitably measured by the ELISA method.

免疫したマウスより脾臓やリンパ節を摘出し、これからB細胞懸濁液を調製する。これを適切なマウスミエローマ細胞と適切な融合促進剤を使用して細胞融合させる。ミエローマ細胞はB細胞を得た動物と同種の動物のものを用いるのが好ましく、また、抗体を産生しないものが好ましい。   The spleen and lymph nodes are removed from the immunized mouse, and a B cell suspension is prepared therefrom. This is fused with an appropriate mouse myeloma cell using an appropriate fusion promoter. Myeloma cells are preferably those of the same species as the animal from which B cells were obtained, and those that do not produce antibodies are preferred.

別の容器内で未融合のB細胞、未融合のミエローマ細胞および融合したハイブリドーマ細胞の混合物を、未融合のミエローマ細胞を支持しない選択培地で未融合の細胞を死滅させるのに充分な時間培養する。培地は薬物抵抗性(例えば8−アザグアニン抵抗性)で未融合の骨髄腫細胞を支持しないもの、例えばHAT培地が使用される。未融合のB細胞は非腫瘍性細胞なので、この選択培地中では未融合のB細胞と未融合のミエローマ細胞は、ある時間後、死滅する。融合した細胞はミエローマ細胞の腫瘍性とB細胞の性質とを合わせ持つため、選択培地中で生存する。   In a separate container, the mixture of unfused B cells, unfused myeloma cells and fused hybridoma cells is cultured for a time sufficient to kill the unfused cells in a selective medium that does not support the unfused myeloma cells. . The medium is drug resistant (eg 8-azaguanine resistant) and does not support unfused myeloma cells, eg HAT medium. Since unfused B cells are non-neoplastic cells, unfused B cells and unfused myeloma cells die after a certain time in this selective medium. Since the fused cells have both the tumor characteristics of myeloma cells and the properties of B cells, they survive in a selective medium.

(3)ハイブリドーマ細胞のスクリーニングとクローニング
上記の操作によってハイブリドーマが検出された後、その培養上清を採取し、免疫したMERS−NPに対する抗体についてスクリーニングする。このスクリーニングは例えば、ELISA法、ウエスタンブロット法、免疫染色法等により好適に行なうことができる。本スクリーニングで、抗原との反応性や特異性の高いクローンをスクリーニングすることが重要である。目的の抗体を産生するハイブリドーマを適当な方法、例えば、限界希釈法でクローン化する。
(4)モノクローナル抗体の調製
クローン化した細胞から、所望の抗体を得るには2つの方法を用い得る。1つはハイブリドーマを一定時間、適当な培地で培養する方法であり、その培養上清からハイブリドーマの産生するモノクローナル抗体を得ることができる。第2の方法は、ハイブリドーマを同質遺伝子または半同質遺伝子を持つマウスの腹腔に接種することである。一定時間後、接種されたマウスの血液中および腹水中より、ハイブリドーマの産生する所望のモノクローナル抗体を得ることができる。
(3) Screening and cloning of hybridoma cells After the hybridoma is detected by the above operation, the culture supernatant is collected and screened for antibodies against the immunized MERS-NP. This screening can be suitably performed by, for example, ELISA method, Western blot method, immunostaining method and the like. In this screening, it is important to screen for a clone having high reactivity and specificity with the antigen. The hybridoma producing the target antibody is cloned by an appropriate method such as limiting dilution.
(4) Preparation of monoclonal antibody Two methods can be used to obtain a desired antibody from cloned cells. One is a method of culturing a hybridoma in an appropriate medium for a certain period of time, and a monoclonal antibody produced by the hybridoma can be obtained from the culture supernatant. The second method is to inoculate the hybridomas into the peritoneal cavity of mice with isogenic or semi-isogenic genes. After a certain time, the desired monoclonal antibody produced by the hybridoma can be obtained from the blood and ascites of the inoculated mouse.

このようにして得られたモノクローナル抗体は、硫酸アンモニウム、硫酸ナトリウムなどによる塩析法、イオン交換クロマトグラフィー、ゲルろ過法またはアフィニティークロマトグラフィーなどの方法あるいはこれらの方法を組み合わせることなどにより、精製することができる。   The monoclonal antibody thus obtained can be purified by methods such as salting out using ammonium sulfate, sodium sulfate, etc., ion exchange chromatography, gel filtration, affinity chromatography, or a combination of these methods. it can.

本発明の抗体は、完全な免疫グロブリン分子、好ましくはIgM、IgD、IgE、IgAまたはIgGであり、より好ましくはIgG1、IgG2a、IgG2b、IgG3またはIgG4を含む一方で、本発明の抗体の断片は、FabフラグメントまたはV−、VH−またはCDR−領域などの、かかる免疫グロブリン分子の部分を含むが、本発明の抗体の断片も、本発明の抗体と同程度にMERS−NPを特異的に認識し結合し得るものである。さらに、抗体は、キメラのおよびヒト化した抗体のような、修飾および/または変化した抗体を含む。本発明の抗体は、修飾または変化したモノクローナルまたはポリクローナル抗体、ならびに、組み換えもしくは合成的に産生したまたは合成した抗体も含む。本発明の抗体の断片は、抗体フラグメント、ならびに、分離した軽鎖および重鎖、Fab、Fab/c、Fv、Fab’、F(ab’)などの、それらの部分も含む。本発明の抗体は、二機能性抗体のような抗体派生物、および、単鎖Fvs(scFv)、二重特異性scFvsまたは抗体融合タンパク質のような抗体構築物も含む。 The antibody of the invention is a complete immunoglobulin molecule, preferably IgM, IgD, IgE, IgA or IgG, more preferably IgG1, IgG2a, IgG2b, IgG3 or IgG4, while fragments of the antibody of the invention , Including Fab fragments or portions of such immunoglobulin molecules, such as V-, VH- or CDR-regions, but fragments of the antibodies of the invention also specifically recognize MERS-NP to the same extent as the antibodies of the invention. Can be combined. In addition, antibodies include modified and / or altered antibodies, such as chimeric and humanized antibodies. The antibodies of the present invention also include modified or altered monoclonal or polyclonal antibodies, as well as recombinantly or synthetically produced or synthesized antibodies. Fragments of antibodies of the present invention also include antibody fragments and portions thereof, such as separated light and heavy chains, Fab, Fab / c, Fv, Fab ′, F (ab ′) 2 . The antibodies of the present invention also include antibody derivatives such as bifunctional antibodies and antibody constructs such as single chain Fvs (scFv), bispecific scFvs or antibody fusion proteins.

<検査方法>
本発明は、試料を、MERS−NPに対する抗体またはその断片と接触させる工程を含む、MERSコロナウイルスを試料から検出する方法もまた提供する。
<Inspection method>
The present invention also provides a method of detecting MERS coronavirus from a sample, comprising contacting the sample with an antibody against MERS-NP or a fragment thereof.

本発明における生体試料としては、ヒトまたは動物の血液、血清、血漿、尿、精液、髄液、唾液、汗、涙、腹水もしくは羊水などの体液;粘液;糞便;血管もしくは肝臓などの臓器;組織;細胞または、それらの抽出液など、MERS−NPが含まれる可能性のある生体試料であれば対象となり、好ましくは、採取が容易である、口腔、扁桃腺、鼻腔、咽頭、喉頭、気管、気管支および肺などからの細胞および分泌液や、鼻腔ぬぐい液、咽頭ぬぐい液、うがい液、喀痰、気管吸引液、気管支肺胞洗浄液などである。これらの検体を採取する方法は特に限定されず、公知の方法を採用することができる。具体的には、綿棒を用いた方法が多用される。   Examples of biological samples in the present invention include human or animal blood, serum, plasma, urine, semen, spinal fluid, saliva, sweat, tears, ascites or amniotic fluid; mucus; feces; organs such as blood vessels or liver; A biological sample that may contain MERS-NP, such as cells or extracts thereof, and is preferably a subject, preferably the oral cavity, tonsils, nasal cavity, pharynx, larynx, trachea, Examples include cells and secretions from bronchi and lungs, nasal swabs, throat swabs, gargles, sputum, tracheal aspirates, bronchoalveolar lavage fluids, and the like. A method for collecting these specimens is not particularly limited, and a known method can be adopted. Specifically, a method using a cotton swab is frequently used.

本発明の検査方法における、MERS−NPの測定法は、通常の免疫学的測定法であればいずれも採用できる。ここで免疫学的測定法としては、酵素免疫測定法(ELISA、EIA)、蛍光免疫測定法(FIA)、放射免疫測定法(RIA)、発光免疫測定法(LIA)、酵素抗体法、蛍光抗体法、イムノクロマトグラフィー法(イムノクロマト法)、フィルター抗原アッセイ法、免疫比濁法、ラテックス比濁法、ラテックス凝集反応測定法、赤血球凝集反応法、または粒子凝集反応法などを挙げることができる。特に、本発明のMERS−NPの免疫学的測定法には、正確、迅速かつ簡便にMERS−NPを測定することが可能なELISA法、イムノクロマト法およびフィルター抗原アッセイ法が好ましい。   Any measurement method of MERS-NP in the test method of the present invention can be employed as long as it is a normal immunological measurement method. Here, as immunological measurement methods, enzyme immunoassay (ELISA, EIA), fluorescence immunoassay (FIA), radioimmunoassay (RIA), luminescence immunoassay (LIA), enzyme antibody method, fluorescent antibody Method, immunochromatography method (immunochromatography method), filter antigen assay method, immunoturbidimetric method, latex turbidimetric method, latex agglutination reaction measurement method, hemagglutination reaction method, particle agglutination reaction method and the like. In particular, the immunological assay method for MERS-NP of the present invention is preferably an ELISA method, an immunochromatography method and a filter antigen assay method capable of measuring MERS-NP accurately, rapidly and simply.

イムノクロマト法で測定する場合には、例えば図9、10および14に示すように、本発明のMERS−NPに対する抗体および抗マウス免疫イムノグロブリン抗体をそれぞれ別の部位、すなわちテストラインおよびコントロールラインに固定化したイムノクロマトストリップを用いる。該イムノクロマトストリップのサンプルパットには、金コロイド粒子、ラテックス粒子、蛍光粒子、磁気粒子などで標識されたMERS−NPに対する抗体を予め含浸させておく。該サンプルパットに滴下された試料は、毛細管現象により展開され、テストラインに到達すると試料中のMERS−NPのみが反応し、コントロールラインに到達すると金コロイドなどで標識されたMERS−NPに対する抗体のみが反応する。その他の試料中の成分は反応せずに吸水パッドまで移動する。テストラインおよびコントロールラインの色の濃さ、反射強度、吸光度、蛍光強度、または磁気強度などをイムノクロマトリーダーで測定すれば、試料中のMERS−NPが定量できる。   When measuring by immunochromatography, for example, as shown in FIGS. 9, 10 and 14, the antibody against MERS-NP of the present invention and the anti-mouse immune immunoglobulin antibody are immobilized at different sites, that is, a test line and a control line, respectively. An immunochromatographic strip is used. The sample pad of the immunochromatographic strip is impregnated in advance with an antibody against MERS-NP labeled with colloidal gold particles, latex particles, fluorescent particles, magnetic particles or the like. The sample dropped on the sample pad is developed by capillary action, and when it reaches the test line, only MERS-NP in the sample reacts, and when it reaches the control line, only the antibody against MERS-NP labeled with gold colloid or the like Reacts. The other components in the sample move to the water absorption pad without reacting. MERS-NP in the sample can be quantified by measuring the color density, reflection intensity, absorbance, fluorescence intensity, magnetic intensity, etc. of the test line and control line with an immunochromatographic reader.

本発明は、MERS−NPに対する抗体またはその断片を含む診断薬もまた提供する。本発明は、さらに、かかる抗体またはその断片を試料に接触させる工程を含む診断方法もまた提供する。   The present invention also provides a diagnostic agent comprising an antibody against MERS-NP or a fragment thereof. The present invention further provides a diagnostic method comprising the step of contacting such an antibody or fragment thereof with a sample.

<検査キット>
本発明は、MERS−NPに対する抗体またはその断片を含む、MERSコロナウイルスを検出するためのキットを提供する。
<Inspection kit>
The present invention provides a kit for detecting MERS coronavirus comprising an antibody against MERS-NP or a fragment thereof.

本発明の検査キットにおける、MERS−NPの測定法は、通常の免疫学的測定法であればいずれも採用できる。ここで免疫学的測定法としては、酵素免疫測定法(ELISA、EIA)、蛍光免疫測定法(FIA)、放射免疫測定法(RIA)、発光免疫測定法(LIA)、酵素抗体法、蛍光抗体法、イムノクロマトグラフィー法(イムノクロマト法)、フィルター抗原アッセイ法、免疫比濁法、ラテックス比濁法、ラテックス凝集反応測定法、赤血球凝集反応法、または粒子凝集反応法などを挙げることができる。特に、本発明のMERS−NPの免疫学的測定法には、それぞれ特徴の異なるELISA法、イムノクロマト法およびフィルター抗原アッセイ法が好ましい。ELISA法は、感度と定量性に優れ、多検体を同時に処理することが可能である反面、判定までに時間を要する。イムノクロマト法は、感度と定量性は一般的にELISA法に劣るものの、迅速簡便に検査できる。フィルター抗原アッセイ法は、感度と定量性はELISA法に匹敵し、かつ迅速に検査できるものの、イムノクロマト法と比べると操作が煩雑となる。   Any measuring method of MERS-NP in the test kit of the present invention can be adopted as long as it is a normal immunological measuring method. Here, as immunological measurement methods, enzyme immunoassay (ELISA, EIA), fluorescence immunoassay (FIA), radioimmunoassay (RIA), luminescence immunoassay (LIA), enzyme antibody method, fluorescent antibody Method, immunochromatography method (immunochromatography method), filter antigen assay method, immunoturbidimetric method, latex turbidimetric method, latex agglutination reaction measurement method, hemagglutination reaction method, particle agglutination reaction method and the like. Particularly, the MERS-NP immunoassay method of the present invention is preferably an ELISA method, an immunochromatography method and a filter antigen assay method having different characteristics. The ELISA method is excellent in sensitivity and quantification, and can process multiple samples at the same time. However, it takes time until the determination. Although the immunochromatography method is generally inferior to the ELISA method in sensitivity and quantitativeness, it can be quickly and easily inspected. Although the filter antigen assay method is comparable in sensitivity and quantification to the ELISA method and can be rapidly examined, the operation is complicated compared with the immunochromatography method.

本発明の検査キットは、前記の免疫学的測定法に用いられる形態であればいずれも採用できるが、好ましくは、正確、迅速かつ簡便にMERS−NPを測定することが可能なイムノクロマトストリップ(例えば図9を参照)の形態である。   The test kit of the present invention can adopt any form used in the immunological measurement method described above, but preferably an immunochromatographic strip (for example, capable of measuring MERS-NP accurately, quickly and simply) FIG. 9).

以下、本発明を、実施例を挙げてさらに詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example is given and this invention is demonstrated further in detail, this invention is not limited to these Examples.

[実施例1]MERS−NPに対するモノクローナル抗体の作製
MERS−NPに対するモノクローナル抗体を、以下の工程により産生した。具体的には、コムギ無細胞タンパク質合成系によりMERS−NPの部分タンパク質を調製し、これを抗原としてマウスに免疫し、免疫したマウスからB細胞を摘出してミエローマ細胞と融合させた。得られたハイブリドーマ細胞からMERS−NPと反応する抗体を産生する細胞を選択し、このハイブリドーマ細胞の培養上清からモノクローナル抗体を精製した。以下に詳細を示す。
[Example 1] Production of monoclonal antibody against MERS-NP A monoclonal antibody against MERS-NP was produced by the following steps. Specifically, a MERS-NP partial protein was prepared by a wheat cell-free protein synthesis system, and this was used as an antigen to immunize mice. B cells were extracted from the immunized mice and fused with myeloma cells. From the obtained hybridoma cells, cells producing an antibody that reacts with MERS-NP were selected, and a monoclonal antibody was purified from the culture supernatant of the hybridoma cells. Details are shown below.

(1)抗原タンパク質の調製
抗原タンパク質を調製するため、配列番号2に示されるMERSのプロトタイプ株のヌクレオカプシドタンパク質をコードするcDNA塩基配列を合成した(ジーンウィズ社に委託)。なお、遺伝子配列はアミノ酸配列を基に、ヒトでのタンパク質合成用にコドンを最適化させている。これを鋳型として、MERS−NPアミノ酸配列の内、122〜413番目の領域をコードするcDNA配列の364番目から1242番目のDNA断片をPCR法により増幅した。まず、1μMのフォワードプライマー(配列番号3)5μL、1μMのリバースプライマー(配列番号4)5μL、合成遺伝子が挿入された10ng/μLのDNAベクター(pUC57(ジーンウィズ社))1μL、PrimeSTAR(登録商標)Max DNA Polymerase(タカラバイオ社)25μL、超純水14μLを混合して全量50μLのPCR反応混合液を調製した。次にPCR反応を表1に示す設定で行った。
(1) Preparation of antigen protein In order to prepare the antigen protein, a cDNA base sequence encoding the nucleocapsid protein of the prototype strain of MERS shown in SEQ ID NO: 2 was synthesized (consigned to Genewiz). The gene sequence is optimized based on the amino acid sequence for codon synthesis for human protein synthesis. Using this as a template, the 364th to 1242nd DNA fragments of the cDNA sequence encoding the 122th to 413th region in the MERS-NP amino acid sequence were amplified by PCR. First, 5 μL of 1 μM forward primer (SEQ ID NO: 3), 5 μL of 1 μM reverse primer (SEQ ID NO: 4), 1 μL of 10 ng / μL DNA vector inserted with a synthetic gene (pUC57 (Gene With)), PrimeSTAR (registered trademark) ) Max DNA Polymerase (Takara Bio Inc.) 25 μL and ultrapure water 14 μL were mixed to prepare a PCR reaction mixture of 50 μL in total. Next, PCR reaction was performed with the settings shown in Table 1.

得られたDNA断片とpEU-E01-His-TEV-MCS-N1ベクター(セルフリーサイエンス社)を制限酵素EcoRVで切断してアガロースゲル電気泳動により精製した後、DNA連結酵素によりDNA断片をベクターに挿入した。挿入したDNAベクターを大腸菌JM109株に形質転換し、アンピシリン含有LB培地に播種した。大腸菌を増殖させた後、菌体からDNAベクターをプラスミド精製キット(プロメガ社またはロシュ社)により調製した。
作製したDNAベクターからSP6RNAポリメラーゼを用いてmRNAを転写し、セルフリーサイエンス社のWEPRO7240キットの使用説明書に従ってMERS−NPのタンパク質を作製し、翻訳反応液からNiカラムを用いてHis−tag付加された組換えMERS−NP(122−413)タンパク質を精製した。なお、転写・合成・精製の一連の過程は、自動合成装置(セルフリーサイエンス社)を用いて行った。
The obtained DNA fragment and the pEU-E01-His-TEV-MCS-N1 vector (Cell Free Science) were cleaved with the restriction enzyme EcoRV and purified by agarose gel electrophoresis. Inserted. The inserted DNA vector was transformed into Escherichia coli JM109 strain and inoculated into ampicillin-containing LB medium. After growing E. coli, a DNA vector was prepared from the cells using a plasmid purification kit (Promega or Roche).
MRNA is transcribed from the prepared DNA vector using SP6 RNA polymerase, MERS-NP protein is prepared according to the instruction manual of Cell Free Science WEPRO7240 kit, and His-tag is added from the translation reaction solution using Ni column. The recombinant MERS-NP (122-413) protein was purified. The series of processes of transcription, synthesis, and purification was performed using an automatic synthesizer (Cell Free Science).

(2)マウスの免疫、ハイブリドーマ細胞の作製
精製した300μgの抗原タンパク質をフロイントアジュバントと混合して乳化させ、BALB/cマウスに複数回皮下注射して免疫した。免疫したマウスから1か月後にB細胞を回収し、ポリエチレングリコール溶液を用いてSP2/0ミエローマ細胞と融合した。融合したハイブリドーマ細胞を選択培地と共に96穴マイクロプレートに播種した。
(2) Immunization of mice and preparation of hybridoma cells 300 μg of purified antigen protein was mixed with Freund's adjuvant and emulsified, and BALB / c mice were immunized by multiple subcutaneous injections. One month after immunized mice, B cells were collected and fused with SP2 / 0 myeloma cells using a polyethylene glycol solution. The fused hybridoma cells were seeded in a 96-well microplate with a selection medium.

(3)ハイブリドーマ細胞のスクリーニングとクローニング
次に、各ハイブリドーマが産生するモノクローナル抗体のMERS−NPに対する反応性をELISA法とウエスタンブロット法により調べた。ELISA法では、まず、His−tagが付加された組換えMERS−NP(122−413)タンパク質をELISAプレート上に固定化した。プレートをブロッキングした後、プレートにハイブリドーマの培養上清を添加して反応させた後、ペルオキシダーゼ標識したヤギ抗マウス免疫イムノグロブリン抗体を添加して反応させた。その後、ペルオキシダーゼ基質溶液を加えて発色させ、その吸光度を測定した。ウエスタンブロット法では、まずHis−tagが付加された組換えMERS−NP(122−413)タンパク質を2×SDSサンプル緩衝液(125mM Tris−HCl、4%SDS、20%グリセロール、0.01%ブロモフェノールブルー、10%2−メルカプトエタノール)と混合して熱処理し、ポリアクリルアミドゲルに供して電気泳動した。電気泳動後のゲルをPVDFメンブレンに転写した。メンブレンを2%スキムミルク溶液でブロッキングした後、ハイブリドーマの培養上清を添加して反応させ、ペルオキシダーゼ標識されたヤギ抗マウス免疫イムノグロブリン抗体と反応させた。その後、ペルオキシダーゼ基質溶液を加えて発光させて検出した。これらのスクリーニングで特定したハイブリドーマをクローニングすることにより、抗原タンパク質に高い反応性を示すモノクローナル抗体を産生するハイブリドーマ細胞7種(#5、#13、#20、#25、#29、#45および#46)を得た。
(3) Screening and cloning of hybridoma cells Next, the reactivity of monoclonal antibodies produced by each hybridoma to MERS-NP was examined by ELISA and Western blotting. In the ELISA method, first, recombinant MERS-NP (122-413) protein to which His-tag was added was immobilized on an ELISA plate. After blocking the plate, the culture supernatant of hybridoma was added to the plate for reaction, and then a peroxidase-labeled goat anti-mouse immunoimmunoglobulin antibody was added for reaction. Thereafter, a peroxidase substrate solution was added to cause color development, and the absorbance was measured. In Western blotting, recombinant MERS-NP (122-413) protein to which His-tag was added was first added to 2 × SDS sample buffer (125 mM Tris-HCl, 4% SDS, 20% glycerol, 0.01% bromo). Phenol blue, 10% 2-mercaptoethanol) was mixed and heat-treated, and subjected to electrophoresis on a polyacrylamide gel. The gel after electrophoresis was transferred to a PVDF membrane. After blocking the membrane with a 2% skim milk solution, the culture supernatant of the hybridoma was added and reacted, and reacted with a peroxidase-labeled goat anti-mouse immunoimmunoglobulin antibody. Thereafter, a peroxidase substrate solution was added to emit light and detected. By cloning the hybridomas identified in these screens, 7 types of hybridoma cells (# 5, # 13, # 20, # 25, # 29, # 45 and # 45 and # 45) that produce monoclonal antibodies highly reactive to the antigen protein are used. 46) was obtained.

(4)モノクローナル抗体の調製
各ハイブリドーマを無血清・無タンパク質培養液で培養し、培養上清を回収した。回収した培養上清から、プロテインAカラム(AcroSep Hyper D F,日本ポール社)を用いて各々のハイブリドーマ細胞が産生するモノクローナル抗体を精製した。まず、培養上清120mLを平衡化・洗浄緩衝液(1.5M Glycine、3M NaCl、pH8.9)で2倍に希釈して、平衡化・洗浄緩衝液で平衡化したプロテインAカラム(容積1.04mL)に添加して抗体をプロテインA担体に捕捉させ、担体に非特異的に吸着された成分を平衡化・洗浄緩衝液10mLで洗い流した。次にカラムに吸着した抗体を溶出緩衝液(100mMクエン酸ナトリウム、pH3.0)10mLで溶出させた。回収した溶離液は、アミコンウルトラ(メルクミリポア社)を用いて濃縮した。得られた精製抗体の濃度は、280nmのUV吸収法で定量し、タンパク質としての純度はゲル濾過HPLC(TSKGEL-G3000SWXL、東ソー社)を用いて分析した。その結果を表2にまとめる。
(4) Preparation of monoclonal antibody Each hybridoma was cultured in a serum-free / protein-free culture solution, and the culture supernatant was collected. From the collected culture supernatant, a monoclonal antibody produced by each hybridoma cell was purified using a protein A column (AcroSep Hyper DF, Nippon Pole). First, 120 mL of the culture supernatant was diluted 2-fold with an equilibration / washing buffer (1.5 M Glycine, 3M NaCl, pH 8.9), and equilibrated with the equilibration / washing buffer (volume 1). 0.04 mL) to capture the antibody on the protein A carrier, and the component non-specifically adsorbed on the carrier was washed away with 10 mL of the equilibration / washing buffer. Next, the antibody adsorbed on the column was eluted with 10 mL of elution buffer (100 mM sodium citrate, pH 3.0). The recovered eluent was concentrated using Amicon Ultra (Merck Millipore). The concentration of the obtained purified antibody was quantified by the UV absorption method at 280 nm, and the purity as a protein was analyzed using gel filtration HPLC (TSKGEL-G3000SWXL, Tosoh Corporation). The results are summarized in Table 2.

[実施例2]各モノクローナル抗体が認識するエピトープの解析
図4に示すように、MERS−NPのアミノ酸配列の各領域をそれぞれ欠損させた6つの組換えタンパク質(欠損変異体)を作製し、それらとの反応性を比較することで、各モノクローナル抗体が認識するエピトープを調べた。
各組換えタンパク質を調製するため、まず配列番号1に示したMERS−NPの122〜413番目のアミノ酸配列をコードするコムギ無細胞系発現用ベクターpEU-E01-His-TEV-MERS-NP(122-413)(配列番号22)を実施例1(1)に記載の方法で作製し、これを鋳型として、MERS−NPアミノ酸配列の内、122〜168番目、165〜212番目、208〜253番目、250〜312番目、299〜363番目、および、355〜413番目のアミノ酸配列領域をそれぞれコードするcDNA断片を欠損させた発現ベクターを作製した。以下に各DNAベクターの作製方法を詳細に示す。
[Example 2] Analysis of epitopes recognized by each monoclonal antibody As shown in Fig. 4, six recombinant proteins (deficient mutants) each lacking each region of the amino acid sequence of MERS-NP were prepared. The epitope recognized by each monoclonal antibody was examined by comparing the reactivity with.
In order to prepare each recombinant protein, a wheat cell-free expression vector pEU-E01-His-TEV-MERS-NP (122) encoding the amino acid sequence at positions 122 to 413 of MERS-NP shown in SEQ ID NO: 1. -413) (SEQ ID NO: 22) was prepared by the method described in Example 1 (1), and using this as a template, 122-168th, 165-212th, 208-253rd of the MERS-NP amino acid sequence , 250-312th, 299-363rd, and 355-413th amino acid sequence regions were deleted from the cDNA fragments encoding the respective expression vectors. The production method of each DNA vector is shown in detail below.

コムギ無細胞発現ベクターpEU-E01-His-TEV-MERS-NP(122-413)と、表3に示すプライマーの組み合わせとを用いてPCRを行った。まず、1μMのフォワードプライマー1μL、1μMのリバースプライマー1μL、25pg/μLの鋳型DNAベクター1μL、PrimeSTAR(登録商標)Max DNA Polymerase(タカラバイオ社)5μL、超純水2μLを混合して全量10μLのPCR反応混合液を調製した。次にPCR反応を表1に示す設定で行った。
PCR was performed using a wheat cell-free expression vector pEU-E01-His-TEV-MERS-NP (122-413) and the primer combinations shown in Table 3. First, 1 μL of 1 μM forward primer, 1 μL of 1 μM reverse primer, 1 μL of 25 pg / μL template DNA vector, 5 μL of PrimeSTAR (registered trademark) Max DNA Polymerase (Takara Bio Inc.), and 2 μL of ultrapure water are mixed in a total volume of 10 μL. A reaction mixture was prepared. Next, PCR reaction was performed with the settings shown in Table 1.

PCR終了後の反応液2μLを大腸菌JM109株に形質転換し、アンピシリン含有LB培地に播種した。大腸菌を増殖させた後、菌体からDNAベクターをプラスミド精製キット(プロメガ社またはロシュ社)により調製した。
作製したDNAのベクターからSP6RNAポリメラーゼを用いてmRNAを合成し、セルフリーサイエンス社のWEPRO7240キットの使用方法に従って、コムギ胚芽無細胞タンパク質合成系により、各組換えタンパク質を合成した。
After completion of PCR, 2 μL of the reaction solution was transformed into E. coli JM109 strain and inoculated into ampicillin-containing LB medium. After growing E. coli, a DNA vector was prepared from the cells using a plasmid purification kit (Promega or Roche).
MRNA was synthesized from the prepared DNA vector using SP6 RNA polymerase, and each recombinant protein was synthesized by a wheat embryo cell-free protein synthesis system according to the method of using Cell Free Science's WEPRO7240 kit.

得られた各タンパク質を用いてウエスタンブロット法で各モノクローナル抗体のエピトープを解析した。結果を図5に示す。#5、#20、#25、#29および#45の5クローンは、作製した6種類のMERS−NPの欠損変異体のうち、355〜413番目を欠損させた変異体とのみ反応しなかったことから、364〜413番目の領域を認識することが明らかになった。一方で、#13、#46の2クローンはMERS−NPの165〜212番目および208〜253番目を欠損させた2つの変異体と反応しないことから、その重複領域である208〜212番目の領域を認識することが示された。
次に、これらの抗体のエピトープがMERS−NPの立体構造中のどの部位であるのかを調べた。まず、MERS−NPの立体構造をPDBjに登録されているSARS−NPの立体構造(1SSK、2CJR)を鋳型としてModellerを用いてホモロジーモデリング法により二量体として構築した。なお、鋳型の構造が登録されていないアミノ酸領域はI-TASSERならびにQUARKにより構造を予測したものを用いた。そして、構築した立体構造の分子表面における各抗体のエピトープをUCSF Chimeraにより解析した。結果を図6に示す(図中、208〜212番目の領域を「208-212」として、364〜413番目の領域を「364-413」として示す)。この結果、抗体のエピトープが、MERS−NP中の表面部分であることが推測された。
The epitope of each monoclonal antibody was analyzed by Western blotting using each obtained protein. The results are shown in FIG. The 5 clones # 5, # 20, # 25, # 29 and # 45 did not react only with the mutants in which the 355th to 413th defects were deleted among the 6 types of MERS-NP deletion mutants produced. From this, it was revealed that the 364th to 413rd regions were recognized. On the other hand, the clones # 13 and # 46 do not react with the two mutants lacking 165th to 212th and 208th to 253rd of MERS-NP. Was shown to recognize.
Next, it was investigated which site in the three-dimensional structure of MERS-NP the epitope of these antibodies. First, the three-dimensional structure of MERS-NP was constructed as a dimer by the homology modeling method using Modeler with the three-dimensional structure (1SSK, 2CJR) of SARS-NP registered in PDBj as a template. As the amino acid region where the template structure was not registered, the amino acid region whose structure was predicted by I-TASSER and QUARK was used. Then, the epitope of each antibody on the molecular surface of the constructed three-dimensional structure was analyzed by UCSF Chimera. The results are shown in FIG. 6 (in the figure, the 208th to 212th areas are indicated as “208-212” and the 364th to 413th areas are indicated as “364-413”). As a result, it was speculated that the antibody epitope was a surface portion in MERS-NP.

[実施例3]各モノクローナル抗体の特異性の確認
各モノクローナル抗体が他のヒトコロナウイルス、SARS、HKU1、OC43、229EおよびNL63のNPとは反応せず、MERS−NPを特異的に認識するかを組換えタンパク質を合成して調べた。
各組換えタンパク質を調製するため、まずMERS、SARS、HKU1、OC43、229EおよびNL63それぞれのヌクレオカプシドタンパク質をコードするcDNA塩基配列を合成した(ジーンウィズ社に委託)。各配列をそれぞれ、配列番号2、17、18、19、20および21に示す。なお、遺伝子配列はアミノ酸配列を基に、ヒトでのタンパク質合成用にコドンを最適化させている。
[Example 3] Confirmation of specificity of each monoclonal antibody Does each monoclonal antibody specifically recognize MERS-NP without reacting with NP of other human coronaviruses, SARS, HKU1, OC43, 229E and NL63? The recombinant protein was synthesized and examined.
In order to prepare each recombinant protein, first, cDNA base sequences encoding nucleocapsid proteins of MERS, SARS, HKU1, OC43, 229E and NL63 were synthesized (consigned to Genewiz). Each sequence is shown in SEQ ID NO: 2, 17, 18, 19, 20 and 21, respectively. The gene sequence is optimized based on the amino acid sequence for codon synthesis for human protein synthesis.

合成した各人工遺伝子が挿入されたベクター(pUC57(ジーンウィズ社))を制限酵素KpnIとXhoI(NEB社)で切断したものを、アガロースゲル電気泳動により精製した後、DNA連結酵素(タカラバイオ社)により各DNA断片をpEU-E01-His-TEV-MCS-N2ベクターに挿入した。挿入したDNAベクターを大腸菌JM109株に形質転換し、アンピシリン含有LB培地に播種した。大腸菌を増殖させた後、菌体からDNAベクターをプラスミド精製キット(プロメガ社またはロシュ社)により調製した。
各組換えタンパク質は、実施例2に記載の方法と同様の手順で合成した。
得られた各タンパク質を用いて、実施例2に記載したウエスタンブロット法と同様な手順で各モノクローナル抗体の特異性を解析した。結果を図7に示す。#5、#13、#20、#25、#29、#45および#46はいずれもMERS以外のヒトコロナウイルスのNPとは反応せず、MERS−NPのみを特異的に認識した。
A vector in which each synthesized artificial gene is inserted (pUC57 (Genewith)) cleaved with restriction enzymes KpnI and XhoI (NEB) is purified by agarose gel electrophoresis, and then DNA-ligated enzyme (Takara Bio). ) To insert each DNA fragment into the pEU-E01-His-TEV-MCS-N2 vector. The inserted DNA vector was transformed into Escherichia coli JM109 strain and inoculated into ampicillin-containing LB medium. After growing E. coli, a DNA vector was prepared from the cells using a plasmid purification kit (Promega or Roche).
Each recombinant protein was synthesized by the same procedure as that described in Example 2.
Using each of the obtained proteins, the specificity of each monoclonal antibody was analyzed in the same procedure as the Western blot method described in Example 2. The results are shown in FIG. All of # 5, # 13, # 20, # 25, # 29, # 45 and # 46 did not react with human coronavirus NPs other than MERS, and specifically recognized only MERS-NP.

[実施例4]抗原捕捉ELISAによるMERS−NPの検出
本発明で得られた7種類のモノクローナル抗体の内、抗原認識部位が異なる#20および#46を用いて抗原捕捉ELISA法を実施した。
抗MERS−NP抗体#46を炭酸緩衝液(0.05M炭酸ナトリウム、pH9.6)で2.5μg/mLに希釈してELISAプレートに固定化し、2%のスキムミルク溶液でブロッキングした。プレートをPBS−Tで洗浄後、10ng/mLからPBS−Tで2倍ずつ段階希釈した組換えMERS−NP(122−413)タンパク質をウェルに分注して反応させた。プレートをPBS−Tで洗浄した後に、ペルオキシダーゼ標識した抗MERS−NP抗体#20と反応させた。プレートをPBS−Tで洗浄した後に、ペルオキシダーゼ基質溶液(KPL社)を加えて発色させ、波長450nm/630nmでの吸光度を測定した。結果を図8に示す。組換えMERS−NP(122−413)タンパク質を0.625ng/mLまで定量的に検出することができた。
[Example 4] Detection of MERS-NP by antigen capture ELISA Antigen capture ELISA was carried out using # 20 and # 46 having different antigen recognition sites among the seven types of monoclonal antibodies obtained in the present invention.
Anti-MERS-NP antibody # 46 was diluted to 2.5 μg / mL with carbonate buffer (0.05 M sodium carbonate, pH 9.6), immobilized on an ELISA plate, and blocked with 2% skim milk solution. After washing the plate with PBS-T, the recombinant MERS-NP (122-413) protein serially diluted 2-fold with PBS-T from 10 ng / mL was dispensed into the wells for reaction. The plate was washed with PBS-T and then reacted with peroxidase-labeled anti-MERS-NP antibody # 20. After the plate was washed with PBS-T, a color was developed by adding a peroxidase substrate solution (KPL), and the absorbance at wavelengths of 450 nm / 630 nm was measured. The results are shown in FIG. Recombinant MERS-NP (122-413) protein could be quantitatively detected up to 0.625 ng / mL.

[実施例5]イムノクロマトストリップによるMERS−NPの検出
実施例1で得られた7種類のモノクローナル抗体の内、抗原認識部位が異なる#20および#46を用いてイムノクロマトストリップを作製した。
まず、50mMのリン酸緩衝液(pH8.0)で抗MERS−NP抗体#46の終濃度が1.0mg/mL、抗マウス免疫イムノグロブリン抗体の終濃度が0.125mg/mLとなるように調製した。次に図9に示されるように、ニトロセルロースメンブレンのテストライン用に抗MERS−NP抗体#46、コントロールライン用に抗マウス免疫イムノグロブリン抗体を抗体塗布装置(武蔵エンジニアリング社)により線上に塗布した後に乾燥させた。乾燥後のメンブレンをブロッキングした後、純水で洗浄して乾燥させ、これをイムノクロマト用メンブレンとした。
[Example 5] Detection of MERS-NP by immunochromatostrip Among the seven monoclonal antibodies obtained in Example 1, immunochromatostrips were prepared using # 20 and # 46 having different antigen recognition sites.
First, with 50 mM phosphate buffer (pH 8.0), the final concentration of anti-MERS-NP antibody # 46 is 1.0 mg / mL and the final concentration of anti-mouse immune immunoglobulin antibody is 0.125 mg / mL. Prepared. Next, as shown in FIG. 9, anti-MERS-NP antibody # 46 was applied to the test line of the nitrocellulose membrane, and anti-mouse immunoimmunoglobulin antibody was applied to the control line on the line using an antibody coating apparatus (Musashi Engineering Co., Ltd.). Later it was dried. After blocking the dried membrane, it was washed with pure water and dried to obtain an immunochromatography membrane.

次に、50mMのリン酸緩衝液(pH8.0)で抗MERS−NP抗体#20の終濃度が0.2mg/mLとなるように調製した。抗体溶液を金コロイド粒子に感作させた後、0.5%のカゼインナトリウム溶液を加えてブロッキングした。その後、金コロイド溶液を洗浄した後に、グラスファイバー製パッドに塗布して減圧乾燥し、コンジュゲートパッドとした。
上記のイムノクロマト用メンブレン、コンジュゲートパッドを図9に示すように貼り合せて切断し、イムノクロマトストリップとした。
イムノクロマトストリップに、20ng/mLから2倍ずつ展開液(20mMリン酸ナトリウム、150mM NaCl、1%ノニデット(登録商標) P−40、pH7.4)で段階希釈した組換えMERS−NP(122−413)タンパク質溶液を供して、約15分後にテストラインにおける呈色を目視で観察した。結果を図10に示す。簡便な操作で迅速に、組換えMERS−NP(122−413)タンパク質を5ng/mLまで検出することができた。
Next, the final concentration of anti-MERS-NP antibody # 20 was adjusted to 0.2 mg / mL with 50 mM phosphate buffer (pH 8.0). After sensitizing the antibody solution to gold colloidal particles, 0.5% sodium caseinate solution was added for blocking. Thereafter, the colloidal gold solution was washed and then applied to a glass fiber pad and dried under reduced pressure to obtain a conjugate pad.
The above-mentioned immunochromatography membrane and conjugate pad were bonded and cut as shown in FIG. 9 to obtain an immunochromatographic strip.
Recombinant MERS-NP (122-413) serially diluted with 20 ng / mL of the developing solution (20 mM sodium phosphate, 150 mM NaCl, 1% nonidet (registered trademark) P-40, pH 7.4) on an immunochromato strip. ) After providing the protein solution, the coloration on the test line was visually observed after about 15 minutes. The results are shown in FIG. Recombinant MERS-NP (122-413) protein could be detected rapidly up to 5 ng / mL with a simple operation.

[実施例6]フィルター抗原アッセイを用いたMERS−NPの発色検出
本発明において得られた7種類のモノクローナル抗体の内、抗原認識部位が異なる#29および#13を用いてフィルター抗原アッセイ法を実施した。
抗MERS−NP抗体(#29)をメンブレンフィルター(セルロース混合エステル、外形13mm、孔径0.45μm、メルクミリポア社)に0.5μg相当をスポットした後、メンブレンを自然乾燥させた。抗体を固定したメンブレンをブロックエース溶液(DSファーマバイオメディカル社)に浸漬した後、PBS−Tで余分なブロッキング液を洗い流した。そして、図11に示すように市販のフィルターホルダー(メルクミリポア社)に装着した。
[Example 6] Color development detection of MERS-NP using filter antigen assay A filter antigen assay method was performed using # 29 and # 13 having different antigen recognition sites among the seven types of monoclonal antibodies obtained in the present invention. did.
After anti-MERS-NP antibody (# 29) was spotted on a membrane filter (cellulose mixed ester, outer shape 13 mm, pore size 0.45 μm, Merck Millipore) equivalent to 0.5 μg, the membrane was naturally dried. The membrane on which the antibody was immobilized was immersed in Block Ace solution (DS Pharma Biomedical), and then excess blocking solution was washed away with PBS-T. Then, as shown in FIG. 11, it was mounted on a commercially available filter holder (Merck Millipore).

次に、試料の1、10、100、1000ng/mLの組換えMERS−NP(122−413)タンパク質溶液をシリンジ側からフィルターホルダーに通液してフィルター上の抗体に捕捉させ、その後PBS−T溶液を通液して洗浄した。さらに、蛍光標識(IRDye 700DX、LI-COR社)した抗MERS−NP抗体#13を通液後に、PBS−Tを続けて通液した。最後にフィルターホルダーからフィルターメンブレンを取り出し、サンドイッチ系が成立してメンブレン上に捕捉された蛍光標識抗体の量を蛍光スキャナー(Odyssey CLx、LI-COR社)で測定した。その結果、図12に示すように本方法で1ng/mLの組換えMERS−NP(122−413)タンパク質を定量的に検出することができた。   Next, the 1, 10, 100, 1000 ng / mL recombinant MERS-NP (122-413) protein solution of the sample was passed through the filter holder from the syringe side to capture the antibody on the filter, and then PBS-T The solution was passed through and washed. Furthermore, after passing anti-MERS-NP antibody # 13 fluorescently labeled (IRDye 700DX, LI-COR), PBS-T was continuously passed. Finally, the filter membrane was taken out from the filter holder, and the amount of the fluorescence labeled antibody captured on the membrane after the sandwich system was established was measured with a fluorescence scanner (Odyssey CLx, LI-COR). As a result, as shown in FIG. 12, 1 ng / mL recombinant MERS-NP (122-413) protein could be quantitatively detected by this method.

[実施例7]抗原捕捉ELISAによるMERSコロナウイルスのウイルス様粒子の検出
本発明で開発した実施例4に記載の抗原捕捉ELISAにより、組換えタンパク質のみならずウイルス粒子中のMERS−NPを検出できるかを確認するため、ウイルス様粒子(virus-like particle;VLP)を作製して調べた。なお、VLPとは、ヌクレオカプシドタンパク質(NP)、メンブレン(M)およびエンベロープ(E)を有するが、スパイク(S)および一本鎖(+)RNAを有さないため感染および増殖はしない、ウイルスの外部構造と類似した構造を有する粒子を指す。抗体は、天然に存在するウイルスに対する抗原抗体反応と同様にVLPに対して抗原抗体反応を示す。
VLPを調製するため、まずMERSのプロトタイプ株のNP、MおよびEをコードするcDNA塩基配列を合成した(ジーンウィズ社)。各配列をそれぞれ、配列番号2、23および24に示す。なお、遺伝子配列はアミノ酸配列を基に、ヒトでのタンパク質合成用にコドンを最適化させている。
合成した各人工遺伝子が挿入されたベクター(pUC57(ジーンウィズ社))を制限酵素KpnIとXhoI(NEB社)で切断したものを、アガロースゲル電気泳動により精製した。その後、DNA連結酵素(タカラバイオ社)によりNPをコードするDNA断片をpCAG-Neo(和光純薬社)に、MおよびEをコードするDNA断片をpcDNA3.1(サーモフィッシャー・サイエンティフィック社)に挿入した。挿入したDNAベクターを大腸菌JM109株に形質転換し、アンピシリン含有LB培地に播種した。大腸菌を増殖させた後、菌体からDNAベクターをプラスミド精製キット(プロメガ社またはロシュ社)により調製した。
[Example 7] Detection of MERS coronavirus virus-like particles by antigen capture ELISA By the antigen capture ELISA described in Example 4 developed in the present invention, MERS-NP in virus particles as well as recombinant proteins can be detected. In order to confirm this, virus-like particles (VLP) were prepared and examined. VLP has nucleocapsid protein (NP), membrane (M) and envelope (E), but does not have spike (S) or single-stranded (+) RNA, so it does not infect or proliferate. A particle having a structure similar to the external structure. The antibody exhibits an antigen-antibody reaction against VLPs as well as an antigen-antibody reaction against naturally occurring viruses.
In order to prepare VLP, first, cDNA base sequences encoding NP, M and E of the prototype strain of MERS were synthesized (Gene With). Each sequence is shown in SEQ ID NO: 2, 23 and 24, respectively. The gene sequence is optimized based on the amino acid sequence for codon synthesis for human protein synthesis.
A vector in which each synthesized artificial gene was inserted (pUC57 (Genewith)) cut with restriction enzymes KpnI and XhoI (NEB) was purified by agarose gel electrophoresis. Thereafter, the DNA fragment encoding NP by DNA ligation enzyme (Takara Bio Inc.) is converted to pCAG-Neo (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), and the DNA fragments encoding M and E are pcDNA3.1 (Thermo Fisher Scientific) Inserted into. The inserted DNA vector was transformed into Escherichia coli JM109 strain and inoculated into ampicillin-containing LB medium. After growing E. coli, a DNA vector was prepared from the cells using a plasmid purification kit (Promega or Roche).

作製したDNAベクターをHEK293T細胞にポリエチレンイミン(ポリサイエンス社)を用いて遺伝子導入した。遺伝子導入した細胞を40時間培養してVLPを培養液中に放出させた後、培養上清を回収した。その培養上清を1000×gで10分間遠心した後、上清を孔径0.45μmのポリフッ化ビニリデン製フィルター(ミリポア社)でろ過した。ろ過液を遠心チューブに20%(w/v)ショ糖と重層して141,000×gで3時間超遠心した。得られた沈殿物をPBSで懸濁することによりVLPを回収した。調製したVLPは透過型電子顕微鏡解析によりウイルス粒子とほぼ同様な大きさである、約80〜120nm程度の粒子を形成していることを確認した。
本VLPを用いて実施例4に記載した抗原捕捉ELISAにより検出を試みた。なお、VLPはVLP中に含まれるMERS−NPの濃度が約11ng/mL相当となるように調製し、それをPBS−Tで2倍ずつ段階希釈した後、終濃度1%となるようにノニデット(登録商標)P−40を添加したものを用いた。結果を図13に示す。抗MERS−NP抗体#20および#46を用いた抗原捕捉ELISAにより、VLP中のMERS−NPを約0.7ng/mL程度まで定量的に検出することができた。
The prepared DNA vector was introduced into HEK293T cells using polyethyleneimine (Polyscience). The transfected cells were cultured for 40 hours to release VLP into the culture solution, and the culture supernatant was collected. The culture supernatant was centrifuged at 1000 × g for 10 minutes, and then the supernatant was filtered through a polyvinylidene fluoride filter (Millipore) having a pore size of 0.45 μm. The filtrate was overlaid with 20% (w / v) sucrose in a centrifuge tube and ultracentrifuged at 141,000 × g for 3 hours. VLPs were collected by suspending the resulting precipitate in PBS. The prepared VLP was confirmed by transmission electron microscopic analysis to form particles having a size of about 80 to 120 nm, approximately the same size as the virus particles.
Detection was attempted by the antigen capture ELISA described in Example 4 using this VLP. The VLP was prepared so that the concentration of MERS-NP contained in the VLP was equivalent to about 11 ng / mL, and it was serially diluted with PBS-T two times at a time, and then the nonidet so that the final concentration was 1%. What added (trademark) P-40 was used. The results are shown in FIG. MRS-NP in VLP could be quantitatively detected to about 0.7 ng / mL by antigen capture ELISA using anti-MERS-NP antibodies # 20 and # 46.

[実施例8]イムノクロマトストリップによるMERSコロナウイルスのウイルス様粒子の検出
本発明で開発した実施例5に記載のイムノクロマトストリップにより、組換えタンパク質のみならずMERSコロナウイルスのVLPを検出できるか調べた。VLPは実施例7と同様な手法で作製し、展開液(20mMリン酸ナトリウム、150mM NaCl、1%ノニデット(登録商標)P−40、pH7.4)でVLP中に含まれるMERS−NPの濃度が約40ng/mL相当となるように調製し、それを展開液で2倍ずつ段階希釈したものを用いた。また、イムノクロマトストリップは実施例5に記載した手法で作製した後、ハウジングケースに装着したものを用いた。結果を図14に示す。抗MERS−NP抗体#20および#46を用いたイムノクロマトストリップにより、VLP中のMERS−NPを約5ng/mL程度まで定量的に検出することができた。
[Example 8] Detection of virus-like particles of MERS coronavirus by immunochromatostrip It was examined whether not only recombinant protein but also VLP of MERS coronavirus could be detected by immunochromatostrip described in Example 5 developed in the present invention. VLP was prepared in the same manner as in Example 7, and the concentration of MERS-NP contained in VLP with a developing solution (20 mM sodium phosphate, 150 mM NaCl, 1% nonidet (registered trademark) P-40, pH 7.4). Was prepared so as to be equivalent to about 40 ng / mL, and it was serially diluted two-fold with a developing solution. The immunochromatographic strip was prepared by the method described in Example 5 and then used in a housing case. The results are shown in FIG. MERS-NP in VLP could be quantitatively detected to about 5 ng / mL by immunochromatographic strip using anti-MERS-NP antibodies # 20 and # 46.

本発明は、種々のMERSコロナウイルス株を網羅的に検出し、かつ近縁のコロナウイルスは検出せず、MERSコロナウイルスのみを特異的に検出することができる。また、本発明により、MERSコロナウイルスを、正確、迅速かつ簡便に検出することができ、それによって、MERSコロナウイルスの感染拡大を阻止するための検査に役立てることができる。   The present invention comprehensively detects various MERS coronavirus strains, does not detect related coronaviruses, and can specifically detect only MERS coronaviruses. Further, according to the present invention, the MERS coronavirus can be detected accurately, quickly and simply, which can be used for a test for preventing the spread of MERS coronavirus infection.

Claims (10)

MERS(中東呼吸器症候群)コロナウイルスのヌクレオカプシドを構成するタンパク質に特異的に結合する抗体またはその断片であって、前記抗体およびその断片の認識するエピトープが、配列番号1で表されるアミノ酸配列の208〜413番目にある、前記抗体またはその断片。   An antibody or a fragment thereof that specifically binds to a protein constituting a nucleocapsid of MERS (Middle Eastern Respiratory Syndrome) coronavirus, wherein the epitope recognized by the antibody and the fragment is an amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1 The said antibody or its fragment which exists in 208-413th. エピトープが、配列番号1で表されるアミノ酸配列の208〜212番目または364〜413番目にある、請求項1に記載の抗体またはその断片。   The antibody or fragment thereof according to claim 1, wherein the epitope is located at positions 208 to 212 or 364 to 413 in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1. 抗体が、モノクローナル抗体である、請求項1または2に記載の抗体またはその断片。   The antibody or fragment thereof according to claim 1 or 2, wherein the antibody is a monoclonal antibody. 受領番号がNITE AP−02156またはNITE AP−02157であるハイブリドーマにより生産される、抗体またはその断片。   An antibody or fragment thereof produced by a hybridoma having a receipt number of NITE AP-02156 or NITE AP-02157. その断片が、Fabフラグメント、Fab/cフラグメント、Fvフラグメント、Fab’フラグメントまたはF(ab’)フラグメントである、請求項1〜4のいずれか一項に記載の抗体またはその断片。 The antibody or fragment thereof according to any one of claims 1 to 4, wherein the fragment is a Fab fragment, Fab / c fragment, Fv fragment, Fab 'fragment or F (ab') 2 fragment. MERSコロナウイルスを試料から検出する方法であって、試料を、請求項1〜5のいずれか一項に記載の抗体またはその断片と接触させる工程を含む方法。   A method for detecting MERS coronavirus from a sample, comprising the step of contacting the sample with the antibody or fragment thereof according to any one of claims 1 to 5. 試料が、生体由来の細胞および/または分泌物を含む体液である、請求項6に記載の方法。   The method according to claim 6, wherein the sample is a body fluid containing cells and / or secretions derived from a living body. ELISA法、イムノクロマト法およびフィルター抗原アッセイ法からなる群から選択される少なくとも1つの免疫学的測定法によりMERSコロナウイルスを検出する工程をさらに含む、請求項6または7に記載の方法。   The method according to claim 6 or 7, further comprising the step of detecting MERS coronavirus by at least one immunoassay selected from the group consisting of an ELISA method, an immunochromatography method and a filter antigen assay method. 請求項1〜5のいずれか一項に記載の抗体またはその断片を含む、MERSコロナウイルスを検出するためのキット。   A kit for detecting MERS coronavirus, comprising the antibody or fragment thereof according to any one of claims 1 to 5. イムノクロマトストリップの形態である、請求項9に記載のキット。   The kit according to claim 9, which is in the form of an immunochromatographic strip.
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