JPH09510603A - Method for using a resonance energy transfer-based assay for HIV-1 envelope glycoprotein mediated membrane fusion, and kits for performing same - Google Patents
Method for using a resonance energy transfer-based assay for HIV-1 envelope glycoprotein mediated membrane fusion, and kits for performing sameInfo
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Abstract
(57)【要約】 本発明は、或る薬剤が、CD4+細胞とHIV−1エンベロープ糖タンパク+細胞との融合を阻害し又は特異的に阻害することができるか否かを決定するための方法を提供する。本発明はまた、或る薬剤がHIV−1によるCD4+細胞の感染を特異的に阻害できるか否かを決定する方法を提供する。本発明はまた、抗体含有サンプルが、CD4+細胞とHIV−1エンベロープ糖タンパク+細胞との融合を阻害し又は特異的に阻害する能力を、定量的に測定する方法を提供する。 (57) Summary This invention is for determining whether an agent can inhibit or specifically inhibit the fusion of CD4 + cells with HIV-1 envelope glycoprotein + cells. Provide a way. The invention also provides a method of determining whether an agent is capable of specifically inhibiting infection of CD4 + cells by HIV-1. The present invention also provides a method for quantitatively measuring the ability of an antibody-containing sample to inhibit or specifically inhibit the fusion between CD4 + cells and HIV-1 envelope glycoprotein + cells.
Description
【発明の詳細な説明】 HIV−1エンベロープ糖タンパクに媒介された膜融合の 共鳴エネルギートランスファーに基づく試験を用いるための方法、 およびこれを実施するためのキット 〔発明の背景〕 本出願の全体を通して、様々な文献が参照される。これらの文献の開示は、本 発明が属する技術をさらに完全に記述するために本出願に参考として編入される 。 HIVは、表面CD4を発現するヘルパーTリンパ球および単球/マクロファージ− 細胞に主に感染して免疫機能を次第に喪失させ、その結果ヒト後天性免疫不全症 候群(AID)が発生する。HIV複製サイクルの初期相は、HIV外面のエンベロープ糖 タンパクgp120と細胞レセプターCD4の間の高い親和性による相互作用に関係し ている(Klatzmann,D.R.et al.,Immunodef.Rev.2,43-66(1990))。HIVが細胞表面 へ付着するのに続いて、ウィルスおよび標的細胞膜が融合し、その結果ウィルス ゲノムが細胞質へ導入される。幾つかの系統の証拠は、ウィルス感染性にはこの 相互作用が必要とされることを示している。インビトロで、CD4をコードする機 能的cDNAを、通常はCD4を発現しないヒト細胞へ導入することは、そうしなけれ ば耐性であるこれらの細胞をHIVに感染しやすくするのに十分である(Maddon,P.J .et al,Cell 47,333-348(1986))。 HIVgp120とCD4との間の相互作用の特性決定は、両方の分子をコードするcDN Aクローンの単離により促進された(Maddon,P.J.et al.,Cell 42,93-104(1985)、 Wain-Hobson,S.et al.,Cell40,9-17(1985))。CD4は、免疫グロブリン遺伝子上科 の仲間である非多型性の、系統限定された細胞表面糖タンパクである。完全長さ および短縮長さの両方の、可溶性形CD4(sCD4)の高レベルの発現が、安定な発 現システムにおいて記載されている。多量の精製したsCD4が入手可能になったた め、この複合糖タンパクの構造を詳細に理解することができるようになった。成 熟CD4は相対的分子量55,000を有し、V1-V4で表される4個のタンデム型免疫グロ ブリン様領域を含むアミノ末端のアミノ酸372個の細胞外ドメインと、これに続 く23個のアミノ酸のトランスメンブランドメイン、および38個 のアミノ酸の細胞質セグメントとからなる。短縮型のsCD4タンパクを用いた実験 は、HIVgp120に対する高い親和性結合の決定因子がアミノ末端免疫グロブリン 様領域V1に存在することを示している(Arthos,J.et al.,Cell,57,469-481(1989 ))。V1の突然変異分析は、免疫グロブリンの第二の相補性決定領域(CDR2)と構 造的に類似の領域を含む別のgp120結合部位( 成熟CD4 タンパクの残基38-52) を明確にしている(Arthos,J.et al.,Cell,57,469-481(1989))。 HIV-1エンベロープ遺伝子envはエンベロープ糖タンパク前駆体、即ちgp160 をコードし、該前駆体は原形質膜へ移動する前に細胞プロテアーゼにより分解さ れて、gp120およびgp41を生ずるする。膜間(membrane-spanning)糖タンパク gp41は、純粋な細胞外糖タンパクであるgp120と非共有結合している。成熟 gp120分子は高度にグリコシル化され(略24個のN-結合オリゴ糖)、9個の鎖内 部ジスルフィド結合を有する略480個のアミノ酸残基を含み(Leonard C.K.et al. ,J.Biol.Chem.265,10373-10382(1990))、二量体または多量体分子としてウィル ス膜から突出している(Earl,P.L.et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.87,648-652 (1990))。 HIV-1gp120の突然変異研究によって、分子の重要な機能的領域が詳細に描写 されている。gp41と相互作用するgp120の領域は、主にN末端およびC末端 に位置する(Helseth E.et al.,J.Virol.65,2119-2123(1991))。gp120におけ る主な株特異的中和エピトープは、32-34アミノ酸残基の第三可変ループ(ここ ではV3ループという)に位置し、この可変ループはgp120配列の中心付近に存 在している(Bolognesi,D.P.et al.,TIBTech 8,40-45(1990))。CD4結合部位はg p120の不連続領域に位置し、該不連続領域はgp120の第二、第三、または第四 の保存された領域(C2,C3およびC4領域)における高度に保存された又は不変のア ミノ酸残基を含んでいる(Olshevsky,U.et al.,J.Virol.64,5701-5707(1990))。 gp120内のこれらの保存された残基により形成された小さなポケットが、突然 変異分析によりgp120との相互作用に重要であると定義された領域、即ちCD4の CDR2ループを収容するのであろうと考えられている(Arthos,J et al.,Cell,57,4 69-481(1989))。 HIV-1gp120の細胞表面CD4への結合に続いて、ウィルスと標的細胞膜が 融合し、その結果ウィルスキャプシドが標的細胞の細胞質内に導入される(Maddo n P.J.et al.,Cell 54:865(1988))。今までの証拠の殆どは、HIV-1融合がpH依存 性であり、細胞表面で生じることを示唆する。HIV-1融合タンパクは、エンベロ ープ糖タンパクのトランスメンブレン成分であるgp41である。このタンパクは 、アミノ末端に疎水性融合ペプチドを有し、このペプチドにおける突然変異は融 合を阻害する(Kowalski,M.et al.,Science 237:1351(1987))。gp41に加えて 、最近の観察によれば、gp120が付着におけるその機能とは別に膜融合に重要 な役割を果たすことが示唆される。たとえば、gp120における基本的中和エピ トープ(V3ループ)に対する抗体は、付着を阻害することなく感染をブロックす ることができる(Skinner,M.A.et al.,J.Viol.62:4195(1988))。さらに、この ループの先端における突然変異は、突然変異したgp120/gp41分子を発現す るHela-CD4細胞における合胞体形成(syncytium formation)を減少するかまたは 防止する(Freed,E.O.et al.,J.Viol.65:190(1991))。 幾つかの系統の証拠は、CD4およびgp120/gp41に加えて、分子をHIV-1に 誘発されえた膜融合に関連させたことである。たとえば、最近の研究は、ヒト細 胞が非-霊長目細胞に存在しない、HIV-1融合に必要なアクセサリー分子を含むか もしれないことを示唆している(Dragic T.et al., J.Virol.66:4794(1992))。 このアクセサリー分子の性質は知られていない。幾つかの研究では、これが細胞 表面プロテアーゼであろうと仮定している(Hattori,T.et al.,Febs.Lett.248:4 8(1989))が、これはまだ確認されなければならない事項である。 HIV-1ウィルス粒子と宿主細胞の原形質膜との融合は、多くの点で、CD4を発現 する非感染細胞とgp120/gp41を発現するHIV-1感染細胞との融合に似ている 。このような細胞−細胞融合は、多核巨大細胞または合胞体の形成、即ち、細胞 表面で融合する多くのウイルスで観察される現象をもたらす。HIV-1に誘発され る膜融合の最近の知見の多くは、合胞体形成の研究から導き出される。たとえば 、この方法を用いて、他の全てのウィルスタンパクの不存在下では、膜における HIV-1gp120/gp41の発現が、CD4+膜との融合を起こすのに必要かつ十分であ ることが示された(Lifson,J.D.et al.,Nature 323:725(1986))。 細胞とウィルス粒子との融合に比較して、HIV-1により誘導される合胞体形成 は、さらに別の工程を含むように思える。最初に、gp120/gp41を有する膜 はCD4を有する膜と融合する。これは、限定した部位で膜をつなぎ合わせ、そし て膜結合色素を一つの細胞から他の細胞へ流れさせる迅速で可逆的なプロセスで ある(Dimitrov,D.et al.,AIDS Res.Human Retrovimses 7:799(1991))。この工 程は、多分、ウィルス粒子のCD4細胞への付着およびこれらの間の融合に似てい る。細胞融合における第二の段階は、細胞が非可逆的に融合して合胞体を形成す ることである。このプロセスの効率は、細胞付着分子たとえばICAM-1およびLFA- 1の相互作用により上昇するが、これらの分子が合胞体形成の進行に絶対必要と いうわけではない(Golding,H.et al.,AIDS Res.Human Retroviruses 8:1593(19 92))。 上記で検討したものを含めて、HIV-1融合の研究の殆どは、形質転換したヒトT 細胞ラインで広範囲に増殖されたHIV-1株で行われたものである。実験適合株と して知られているこれらの株は、HIV-1感染個体から得られるウィルスの一次ま たは臨床的単離物とは幾つかの重要な特性において異なっている(O'Brien,W.A.e t al.,Nature 348:69(1990))。これらの差の幾つかの例を以下の表に挙げる。 これらの差は、ウィルスタンパク、特にエンベロープ糖タンパクの一次配列に おける差を反映する。いくつかの場合、HIV-1の一次単離物および実験適合株の 異なった向性は、gp120における領域、たとえばV3ループに位置づけられる (O'Brien W.A.et al.,Nature 348:69(1990))。異なったV3ループがT細胞ライン または単球における異なったアクセサリー分子と相互作用し、これにより向性を 媒介することが可能である。 HIV-1エンベロープに媒介された細胞融合は、HIV-1感染の初期段階のモデルで あり、HIV-1付着および融合を妨げる抗ウィルス分子の分析として使用すること ができる(Sodroski,J.et al.,Nature 322-470(1986)、Lifson,J.D.et al.,Natur e323:725(1986))。さらに、HIV-1に誘起された細胞融合は、HIV-1感染の病因に 対する潜在的メカニズムとしてそれ自身重要である。これが感染細胞から非感染 細胞へのHIV-1の移動形態であり(Gupta,P.et al.,J.Virol.63:2361(1989)、Sa to,H.et al.,Virology 186:712(1992))、このメカニズムは感染した個体の身体 中にHIV-1が広がることの一因であろう。細胞融合はまた、HIV-1に誘起される細 胞死の直接のメカニズムでもある(Sodroski J.et al.,Nature 322:470(1986)、L ifson,J.D.et al.,Nature 323:725(1986))。合胞体は、たとえばAIDSによる痴呆 症候群のような精神的合併症に罹っている、AIDS患者の脳において普通にインビ ボで見られる(Pumarola-Sune,T.et al.,Ann.Neurol.21:490(1987))。さらに、 合胞体はHIV-1感染個体の脾臓においても観察された(Byrnes,R.K.et al.,JAMA 250:1313(1983))。細胞融合はAIDSに繋がる病因過程の特徴であるCD4-Tリンパ 球の欠失に重要な役割を果たすかもしれない(Haseltine W.A.,AIDS and the ne w viruses,Dalgleish,A.G.およびWeiss,R.A.編(1990))。 この点において、無症状HIV-1感染個体からのHIV-1単離物が、合胞体細胞を生 じることなくインビトロでしばしば細胞に感染するということは重要かもしれな い。対照的に、ARCおよびAIDSを有する患者からの臨床的単離物は、一般的に、 非常に伝染性が強い合胞体誘起性株である(Tersmette,M.et al., J.Virol.62:20 26(1988))。さらに、病気が進行しそして症状が表れると、これらはしばしば非 合胞体誘起性(NSI)から合胞体誘起性(SI)の単離物へスイッチする(Tersmette M. et al.,J.Virol.63:2118(1989)、Cheng-Mayer,C.et al.,Science240:80(1988)) 。これらの株に感染した細胞が、他の幾つかの紡錘形(fusogenic)ウィルスで類 推されるように、細胞融合を起こすのに十分なレベルのgp120/gp41を発現 しない可能性があるとはいえ、なぜ幾つかのHIV-1菌株が合胞体を誘導し ないのか明らかでない。しかしながら、このNSIからSIHIV-1菌株への転換は、HI V-1感染の臨床的進行に影響すると考えられる。何人かの被験者における天然に 存在する抗合胞体抗体の存在は、これら被験者におけるHIV-1関連疾病の発症を 遅らせるであろう(Brenner,T.J.et al., Lancet 337:1001(1991))。 HIV-1エンベロープ糖タンパクに媒介された膜融合の測定方法の発展は、HIV-1 感染のメカニズムを解明して、HIV-1エンベロープ糖タンパクに媒介された細胞 融合を変える薬剤の同定を可能にすることにおいて重要な役割を果たす。現在、 この融合を測定するための幾つかの可能性のある方法が存在する。 第一は、HIV-1エンベロープ糖タンパクに媒介された細胞融合の分析であり、 この融合は細胞間の蛍光染料の移動を測定することにより顕微鏡的に測定される (Demitrov D.S.,AIDS Res.Human Retroviruses 7:799-805(1991))。この技術は 、蛍光強度ではなく色素分布を測定するものであり、そのため蛍光光度計を使用 して行うことはできない。分析は容易には自動化されないであろうし、またHIV- 1エンベロープ糖タンパクを安定的に発現する細胞を用いて行われていはいない 。 第二は、(a)gp120/gp41に加えてHIV-1tat 遺伝子生成物を安定的に発現 する細胞、および(b)HIV-1 LTRプロモーターの調節下にβ-ガラクトシダーゼ遺 伝子からなる構築物を含むCD4細胞との間で測定されたHIV-1エンベロープ仲介細 胞融合の分析である。これらの細胞が融合すると、β-ガラクトシダーゼが発現 し、これを好適な可溶性または不溶性発色基質を用いて測定することができる(D ragic T.et al.,Journal of Virology 66:4794(1992))。この分析は、実施する のに少なくとも1日かかり、たとえば一次マクロファージ細胞のような新規標的 細胞に簡単に適合することはできない。この分析はまた、リアルタイムで細胞融 合を測定せず、従って融合カイネティックスを分析するのに容易に使用されない 。 最後に、第三は、HIV-1ウィルス粒子の細胞への融合のための、蛍光脱消光分 析である(Sinangil,F.et al,FEBS Letters 239:88-92(1988))。この分析は、 精製したHIV-1ウィルス粒子の使用を必要とし、HIV-1ウィルス粒子の精製および 分析は、封じ込め設備内で実施されなければならない。臨床的ウィルス単離物の 十分量を簡単に単離して分析を行うことは難しいかもしれない。さらに、この分 析は、安 定してHIV-1エンベロープ糖タンパクおよびCD4を発現する細胞を用いたRET分析 よりも複雑で再現性が低い。 本発明の方法は、HIV-1エンベロープ糖タンパク仲介膜融合を測定するための 前記した方法に固有の問題を解決する、共鳴エネルギートランスファー(RET)を 基本とする分析を使用する。特に、本発明の方法は、迅速で且つ再現性があり、 様々な細胞型に適合し、そして比較的安全で自動化することのできるRET分析を 採用する。 〔発明の概要〕 本発明は、或る薬剤が、CD4+細胞とHIV−1エンベロープ糖タンパク+細 胞との融合を特異的に阻害できるか否かを決定する方法であって: (a)前記 薬剤の不存在下ではCD4+細胞とHIV−1エンベロープ糖タンパク+細胞との 融合を可能とする条件において、適切な量の前記薬剤を含むサンプルを、適切な 量のCD4+細胞および適切な量のHIV−1エンベローブ糖タンパク+細胞と接 触させる工程であって、その際に、CD4+細胞およびHIV−1エンベロープ 糖タンパク+細胞の細胞膜を、第一染料および第二染料で夫々ラベルしておく( 該第一染料および第二染料が同じ膜内に並置されたときにのみ、両者間での共鳴 エネルギーのトランスファーが生じる)工程と; (b)適切な時間が経過した 後に、得られたサンプルのパーセント共鳴エネルギートランスファー値を測定す る工程と; (c)こうして測定されたパーセント共鳴エネルギートランスファ ー値を既知の標準と比較して、前記薬剤が、CD4+細胞とHIV−1エンベロ ープ糖タンパクf細胞との融合を阻害できるか否かを決定する工程と; (d) 前記薬剤の不存在下では非HIV−1エンベロープ糖タンパクに媒介された第一 対照細胞および第二対照細胞の融合を可能にする条件において、前記薬剤が、第 一対照細胞と第二対照細胞との融合を阻害するか否かを決定し、前記薬剤がCD 4+細胞とHIV−1エンベロープ糖タンパク+細胞との融合を特異的に阻害でき るか否かを決定する工程とを具備した方法を提供する。 本発明はまた、或る薬剤が、CD4+細胞のHIV−1による感染を特異的に 阻害できるか否かを決定する方法であって: 本発明の方法により、前記薬剤が 、 CD4+細胞とHIV−1エンベロープ糖タンパク+細胞との融合を特異的に阻害 できるか否かを決定し、これによって前記薬剤がCD4+細胞のHIV−1によ る感染を特異的に阻害できるか否かを決定することを具備した方法を提供する。 本発明は更に、或る薬剤が、CD4+細胞とHIV−1エンベロープ糖タンパ ク+細胞との融合を特異的に阻害できるか否かを決定する方法であって: (a )前記薬剤の不存在下ではCD4+細胞とHIV−1エンベロープ糖タンパク+細 胞との融合を可能とする条件において、適切な量の前記薬剤を含むサンプルを、 適切な量のCD4+細胞および適切な量のHIV−1エンベロープ糖タンパク+細 胞と接触させる工程であって、その際に、CD4+細胞およびHIV−1エンベ ロープ糖タンパク+細胞の細胞膜を、第一染料および第二染料で夫々ラベルして おく(該第一染料および第二染料が同じ膜内に並置されたときにのみ、両者間で の共鳴エネルギーのトランスファーが生じる)工程と; (b)適切な時間が経 過した後に、得られたサンプルのパーセント共鳴エネルギートランスファー値を 測定する工程と; (c)こうして測定されたパーセント共鳴エネルギートラン スファー値を既知の標準と比較して、前記薬剤が、CD4+細胞とHIV−1エ ンベロープ糖タンパク+細胞との融合を阻害できるか否かを決定する工程とを具 備した方法を提供する。 本発明はまた、上記の方法によって決定された薬剤を提供する。 本発明は更に、或る抗体含有サンプルの、CD4+細胞とHIV−1エンベロ ープ糖タンパク+細胞との融合を特異的に阻害する能力を定量的に測定する方法 であって: (a)前記抗体含有サンプルの不存在下ではCD4+細胞とHIV −1エンベロープ糖タンパク+細胞との融合を可能とする条件において、適切な 量の前記抗体含有サンプルを、適切な量のCD4+細胞および適切な量のHIV −1エンベロープ糖タンパク+細胞と接触させる工程であって、その際に、CD 4+細胞およびHIV−1エンベロープ糖タンパク+細胞の細胞膜を、第一染料お よび第二染料で夫々ラベルしておく(該第一染料および第二染料が同じ膜内に並 置されたときにのみ、両者間での共鳴エネルギーのトランスファーが生じる)工 程と; (b)適切な時間が経過した後に、得られたサンプルのパーセント共鳴 エネルギートランスファー値を測定する工程と; (c)こうして測定された パーセント共鳴エネルギートランスファー値を既知の標準と比較して、前記抗体 含有サンプルの、CD4+細胞とHIV−1エンベロープ糖タンパク+細胞との融 合を阻害できる能力を定量的に測定する工程と; (d)前記薬剤の不存在下で は非HIV−1エンベロープ糖タンパクに媒介された第一対照細胞および第二対 照細胞の融合を可能にする条件において、前記抗体含有サンプルが、第一対照細 胞と第二対照細胞との融合を阻害するか否かを決定し、前記抗体含有サンプルの 、CD4+細胞とHIV−1エンベロープ糖タンパク+細胞との融合を特異的に阻 害できる能力を定量的に決定する工程とを具備した方法を提供する。 本発明は更に、或る抗体含有サンプルの、CD4+細胞とHIV−1エンベロ ープ糖タンパク+細胞との融合を特異的に阻害する能力を定量的に測定する方法 であって: (a)前記抗体含有サンプルの不存在下ではCD4+細胞とHIV −1エンベロープ糖タンパク+細胞との融合を可能とする条件において、適切な 量の前記抗体含有サンプルを、適切な量のCD4+細胞および適切な量のHIV −1エンベロープ糖タンパク+細胞と接触させる工程であって、その際に、CD 4+細胞およびHIV−1エンベロープ糖タンパク+細胞の細胞膜を、第一染料お よび第二染料で夫々ラベルしておく(該第一染料および第二染料が同じ膜内に並 置されたときにのみ、両者間での共鳴エネルギーのトランスファーが生じる)工 程と; (b)適切な時間が経過した後に、得られたサンプルのパーセント共鳴 エネルギートランスファー値を測定する工程と; (c)こうして測定されたパ ーセント共鳴エネルギートランスファー値を既知の標準と比較して、前記抗体含 有サンプルの、CD4+細胞とHIV−1エンベロープ糖タンパク+細胞との融合 を阻害できる能力を定量的に決定する工程とを具備した方法を提供する。 本発明は更に、HIV−1に感染した患者におけるHIV−1感染の段階また は臨床的予後を決定する方法であって: (a)HIV−1に感染した患者から 抗体含有サンプルを得る工程と; (b)こうして得られた抗体含有サンプルの 、CD4+細胞とHIV−1エンベロープ糖タンパク+細胞との融合を阻害する能 力を、本発明の方法によって定量的に決定する工程と; (c)こうして決定さ れた、CD4+細胞とHIV−1エンベロープ糖タンパク+細胞との融合を阻害す る前記抗体含有サンプルの能力を、既知の段階のHIV−1感染または既知の臨 床的予後を有するHIV−1感染患者から得た抗体含有サンプルの同様の能力と 比較して、前記HIV−1感染患者におけるHIV−1感染の段階または臨床的 予後を決定する工程とを具備した方法を提供する。 本発明は更に、ワクチン接種されたHIV−1非感染患者における抗HIV− 1ワクチン接種の効果を決定する方法であって: (a)ワクチン接種されたH IV−1非感染患者から抗体含有サンプルを取得する工程と; (b)こうして 取得した抗体含有サンプルの、CD4+細胞とHIV−1エンベロープ糖タンパ ク+細胞との融合を阻害する能力を、本発明の方法によって定量的に測定する工 程と; (c)こうして測定された、CD4+細胞とHIV−1エンベロープ糖 タンパク+細胞との融合を阻害する前記抗体含有サンプルの能力を、前記抗HI V−1ワクチン接種が既知の効果を有しているワクチン接種されたHIV−1非 感染患者から取得した抗体含有サンプルの同様の能力と比較して、前記ワクチン 接種されたHIV−1非感染患者における前記抗HIV−1ワクチン接種の効果 を決定する工程とを具備した方法を提供する。 本発明は更に、或る薬剤が、CD4+細胞とHIV−1エンベロープ糖タンパ ク+細胞との融合を特異的に阻害することができるか否かを決定するためのキッ トであって:別々の区画内に、(a)細胞膜が第一染料でラベルされた適切な量 のCD4+細胞と; (b)細胞膜が第二染料でラベルされた適切な量のHIV −1エンベロープ糖タンパク+細胞であって、該HIV−1エンベロープ糖タン パク+細胞は、前記薬剤が存在しない適切な条件下で、(a)の前記CD4+細胞 と融合することができ、また前記第一および第二の染料は、同一の膜内に並置さ れたときにのみ両者間での共鳴エネルギーをトランスファーさせるような細胞と ; (c)細胞膜が前記第一染料でラベルされた適切な量の第一対照細胞と; (d)細胞膜が前記第二染料でラベルされた適切な量の第二対照細胞であって、 該第二対照細胞は、前記薬剤が存在しない適切な条件下で、(c)の前記第一対 照細胞と共に非HIV−1エンベロープ糖タンパクに媒介された融合を行うこと ができる細胞とを具備したキットを提供する。 本発明は更に、或る薬剤が、CD4+細胞とHIV−1エンベロープ糖タンパ ク+細胞との融合を特異的に阻害することができるか否かを決定するためのキッ トであって:別々の区画内に、(a)細胞膜が第一染料でラベルされた適切な量 のCD4+細胞と; (b)細胞膜が第二染料でラベルされた適切な量のHIV −1エンベロープ糖タンパクf細胞であって、該HIV−1エンベロープ糖タン パク+細胞は、前記薬剤が存在しない適切な条件下で、(a)の前記CD4+細胞 と融合することができ、また前記第一および第二の染料は、同一の膜内に並置さ れたときにのみ両者間での共鳴エネルギーをトランスファーさせるような細胞と を具備したキットを提供する。 本発明は更に、或るHIV−1単離体が合胞体誘起性であるか否かを決定する 方法であって: (a)細胞膜が第一染料でラベルされた、HIV−1単離体エ ンベロープ糖タンパク+細胞のサンプルを取得する工程と; (b)適切な量の 該サンプルを、CD4+細胞と合胞体誘起性HIV−1株エンベロープ糖タンパ ク+細胞とを融合させる条件下で、適切な量のCD4+細胞と接触させる工程であ って、前記CD4+細胞は第二染料でラベルされており、該第二染料は第一染料 および第二染料が同一の膜内に並置される時にのみ、前記第一染料との間で共鳴 エネルギーのトランスファーを行う工程と; (c)適切な時間が経過した後に 、得られたサンプルのパーセント共鳴エネルギートランスファー値を測定する工 程と; (d)こうして測定されたパーセント共鳴エネルギートランスファー値 を既知の標準と比較して、前記HIV−1単離体が合胞体誘起性であるか否かを 決定する工程とを具備した方法を提供する。 最後に、本発明は、HIV−1感染患者におけるHIV−1感染の段階を決定 する方法であって、本発明の方法を用いて、前記HIV−1感染患者が感染して いるHIV−1単離体が合胞体誘起性であるか否かを決定することにより、前記 HIV−1感染患者におけるHIV−1感染の段階を決定することを具備した方 法を提供する。 〔図面の簡単な説明〕 図 1: RET試験によって測定された、Hela−env+細胞とHeLa− CD4+細胞との融合の時間経過。 図 2: REFを用いて測定された、OKT4aによるHela−env+細胞 とHeLa−CD4+細胞との融合のブロッキング。 図 3: REFを用いて測定された、sCD4による160G7細胞とC816 6細胞との融合のブロッキング。 図 4: OKT4aを用いた二つの方法により、Hela−env+細胞とHe La−CD4+細胞との融合を阻害するブロッキング実験の結果の比較 分析。 〔発明の詳細な説明] pMA243と命名されたプラスミドは、特許手続上の微生物の寄託の国際的 承認に関するブタペスト条約の規定に従い、これを満たすために、ATCC受付 番号第75626号の下に、20852メリーランド州ロックウィルパークロー ンドライブ12301に所在のアメリカン・タイプ・カルチャー・コレクション (ATCC)に寄託された。このプラスミドpMA243は、1993年12月 16日にATCCに寄託された。 本発明は、或る薬剤が、CD4+細胞とHIV−1エンベロープ糖タンパク+細 胞との融合を特異的に阻害できるか否かを決定する方法であって: (a)前記 薬剤の不存在下ではCD4+細胞とHIV−1エンベロープ糖タンパク+細胞との 融合を可能とする条件において、適切な量の前記薬剤を含むサンプルを、適切な 量のCD4+細胞および適切な量のHIV−1エンベロープ糖タンパク+細胞と接 触させる工程であって、その際に、CD4+細胞およびHIV−1エンベロープ 糖タンパク+細胞の細胞膜を、第一染料および第二染料で夫々ラベルしておく( 該第一染料および第二染料が同じ膜内に並置されたときにのみ、両者間での共鳴 エネルギーのトランスファーが生じる)工程と; (b)適切な時間が経過した 後に、得られたサンプルのパーセント共鳴エネルギートランスファー値を測定す る工程と; (c)こうして測定されたパーセント共鳴エネルギートランス ファー値を既知の標準と比較して、前記薬剤が、CD4+細胞とHIV−1エン ベロープ糖タンパク+細胞との融合を阻害できるか否かを決定する工程と; ( d)前記薬剤の不存在下では非HIV−1エンベロープ糖タンパクに媒介された 第一対照細胞および第二対照細胞の融合を可能にする条件において、前記薬剤が 、第一対照細胞と第二対照細胞との融合を阻害するか否かを決定し、前記薬剤が CD4+細胞とHIV−1エンベロープ糖タンパク+細胞との融合を特異的に阻害 できるか否かを決定する工程とを具備した方法を提供する。 本発明は、CD4+細胞とHIV−1エンベロープ糖タンパク+細胞との融合を 特異的に阻害できることが上記方法を用いて決定される薬剤を提供する。 ここで用いる「薬剤」の用語には、タンパク部分および非タンパク部分の両者 が含まれる。一つの態様において、この薬剤は低分子である。他の態様において 、この薬剤はタンパクである。このタンパクは、一例を挙げれば、HIV−1エ ンベロープ糖タンパク(例えばgp120)の一部に向けられた抗体であり得る 。この薬剤は、低分子化合物のライブラリーまたは植物若しくは他の生物からの 抽出物のライブラリーに由来するものであり得る。 ここで用いる「CD4+細胞とHIV−1エンベロープ糖タンパク+細胞との融 合を特異的に阻害できる」との語句は、(a)CD4+細胞とHIV−1エンベ ロープ糖タンパク+細胞との融合速度を少なくとも5%だけ低下させることがで きるが、非CD4/HIV−1エンベロープ糖タンパクに媒介された細胞膜融合 の速度を低下させることができないこと、または(b)融合が終了するまでに生 じるCD4+細胞膜とHIV−1エンベロープ糖タンパク+細胞膜との全融合量を 、少なくとも5%だけ低下させることができるが、融合が終了するまでに生じる 非CD4/HIV−1エンベロープ糖タンパクに媒介された細胞膜融合の全量を 低下させることができないことを意味する。ここで用いる「細胞膜融合の速度」 とは、単位時間当たりに融合した細胞膜の全量を意味する。ここで用いる「融合 の終点」とは、CD4+細胞膜とHIV−1エンベロープ糖タンパク+細胞膜との 間で生じ得る全ての融合が生じてしまった時点を意味する。 本発明の方法の一例を以下に記載する。既知量のCD4+細胞を、下記の薬剤 が存在しなければ単位時間当たりY量の細胞膜の融合を可能にする条件下におい て、ある薬剤と共に既知量のHIV−1エンベロープ糖タンパク+細胞と接触さ せる(Yは、CD4+細胞膜およびHIV−1エンベロープ糖タンパク+細胞膜の 合計量、例えば、0.5×YのCD4+細胞膜+0.5×YのHIV−1エンベ ロープ糖タンパク+細胞膜に等しい)。前記薬剤の存在下において、単位時間当 たり0.2×Y量の細胞膜が融合する。前記薬剤は、非CD4/HIV−1エン ベロープ糖タンパクに媒介された細胞膜融合の速度を低下させないことが示され る。従って、前記薬剤は、CD4+細胞とHIV−1エンベロープ糖タンパク+細 胞との融合を特異的に阻害する。 ここで用いる「CD4+細胞膜とHIV−1エンベロープ糖タンパク+細胞膜と の融合」とは、CD4+細胞とHIV−1エンベロープ糖タンパク+細胞とが疎水 的に結合および一体化して、両細胞膜の成分を含むハイブリッド膜を形成するこ とを意味し、CD4/HIV−1エンベロープ糖タンパクに媒介された両者間の 融合を意味しない。 ここで用いる「CD4」の用語には、(a)天然のCD4タンパクと、(b) 膜結合CD4ベースのタンパクとが含まれる。ここで用いる「膜結合CD4べー スのタンパク」とは、天然のCD4がHIV−1gp120エンベロープ糖タン パクと複合体を形成するために必要とされるCD4の少なくとも一部を含んだ、 天然のCD4以外の何れかの膜結合タンパクを意味する。一つの態様において、 このCD4ベースのタンパクは、非CD4タンパクの一部を含んでいる。該CD 4ベースのタンパクが非CD4タンパクの一部を含んでいれば、天然のCD4が HIV−1gp120エンベロープ糖タンパクと複合体を形成するために必要と される天然のCD4の一部は、天然のCD4における+1〜約+179のアミノ 酸配列を有する部分である。 ここで用いる「細胞」の語には、例えばHeLa細胞のような生物学的細胞、 および例えば脂質小胞(例えば燐脂質小胞)のような非生物学的細胞が含まれる 。 ここで用いる「CD4+細胞」とは、その細胞膜の表面に固定されたCD4を 有する細胞であって、HIV−1エンベロープ糖タンパク+細胞と特異的に結合 して、これと融合することができる細胞である。好ましい態様において、適切な CD4+細胞はCD4+HeLa細胞である。 ここで用いる「HIV−1エンベロープ糖タンパク+細胞」とは、CD4+細胞 に特異的に結合して、これと融合するように、その細胞膜の表面に固定されたH IV−1エンベロープ糖タンパクを有する細胞である。一つの態様において、こ のHIV−1エンベロープ糖タンパク。細胞は、HIV−1エンベロープ糖タン パク+HeLa細胞である。他の態様において、該HIV−1エンベロープ糖タ ンパク+細胞はHIV−1である。 夫々のHIV−1単離体は、限られた数のCD+細胞タイプに対して向性であ る。従って、本発明において、「CD4+細胞とHIV−1エンベロープ糖タン パク+細胞との融合」とは、CD4+細胞と、HIV−1エンベロープ糖タンパク+ 細胞(そのHIV−1エンベロープ糖タンパクは、CD4+細胞に対して向性の HIV−1単離体に由来するエンベロープ糖タンパクに対応する)との融合を意 味する。例えば、HIV−1単離体であるJR−FL、JR−CSFおよびBa Lは、CD4+一次ヒトマクロファージに対して向性であり、HIV−1単離体 であるLAIおよびIIIBはヒトCD4+Tリンパ球細胞ラインおよびHeLa− CD4細胞に対して向性であり、またHIV−1単離体であるMNおよびSF− 2は、ヒトCD4+Tリンパ球細胞ラインに対して向性である。例えば、HIV −1単離体であるJR−FL、JR−CSF、BaL、LAI、IIIB、MNお よびSF−2はまた、上記に列挙したもの以外のCD4+細胞タイプに対しても 向性である。 薬剤、CD4+細胞およびHIV−1エンベロープ糖タンパク+細胞の適切な量 は、当業者に周知の方法によって決定すればよい。 前記薬剤の不存在下において、CD4+細胞とHIV−1エンベロープ糖タン パク+細胞との融合を可能にする条件は、当業者に周知である。 ここで用いる場合、染料で「ラベルされた」細胞とは、その細胞膜中に一体化 された染料を有する細胞、即ち、その細胞膜の脂質分子と混合された色素分子を 有する細胞を意味する。 共鳴エネルギートランスファーは次のように定義される。即ち、励起スペクト ルおよび発光スペクトルが夫々Ex1およびEm1である色素D1と、励起スペ クトルおよび発光スペクトルが夫々Ex2およびEm2である色素D2とが並 置されており、(a)Em1がEm2よりも高い平均周波数を有し、(b)Em 1とEx2とが重なっている場合についていえば、共鳴エネルギートランスファ ーとは、Em1およびEx2の重なり範囲内の周波数における、D1からD2へ の電磁気的エネルギーのトランスファーである。この共鳴エネルギートランスフ ァーは、(a)Ex1スペクトル内の周波数でのD1の電磁気的励起からもたら され、(b)Em2スペクトル内の周波数でのD2からの電磁気的エネルギーの 放出を起こさせる。従って、D1とD2との間の共鳴エネルギーのトランスファ ーは、Ex1内の周波数での電磁気的エネルギーでD1を励起し、続いて放出さ れるEm2内の波長の電磁気的エネルギーを測定することによって検出すること ができる。このEm2内の波長での電磁気的エネルギーの放出は、D1およびD 2の間の共鳴エネルギーのトランスファーが生じたことを示している。 第一色素および第二色素は、それらが相互に適切に短い距離で同じ脂質膜内に 存在すれば、「同一の膜内に並置されている」。この適切に短い距離は、当業者 が容易に決定できるであろう。 本発明において、パーセント共鳴エネルギートランスファー値の測定は、当業 者に周知の方法に従って行うことができる。一つの態様において、パーセント共 鳴エネルギートランスファー値は、(1)Em2内の周波数におけるD1および D2からの全放出から、Ex1内の周波数での励起およびEm2内の周波数での 放出に続いて生じる直接のD1放出およびD2放出に起因した電磁気的エネルギ ー放出を差し引くことによって、共鳴エネルギートランスファー値(RET)を 決定することと(ここで、D1放出およびD2放出は、夫々の色素でラベルされ た細胞に起因する電磁気的エネルギー放出を別々に測定することによって測定さ れる)、(2)上記のステップ(1)で得た共鳴エネルギートランスファー値を 、Em2内の周波数での全D2放出で除算することにより、パーセント共鳴エネ ルギートランスファー値(%RET値)を決定することとによって決定される。 適切な時間(その経過後に、得られたサンプルの共鳴エネルギートランスファ ー値が測定される)は、当業者に周知の方法に従って決定すればよい。 既知の標準とは、CD4+細胞、HIV−1エンベロープ糖タンパク+細胞、お よびそれらの融合を阻害する既知の能力をもった薬剤を用いて得られた、パーセ ント共鳴エネルギートランスファー値である。 本発明において、前記の第一対照細胞および第二対照細胞は、HIV−1エン ベロープ糖タンパクに媒介された融合を阻害できる薬剤の存在下および不存在下 の両方において、非HIV−1エンベロープ糖タンパクに媒介された融合を介し て相互に融合することができ、またHIV−1エンベロープ糖タンパクに媒介さ れた融合を介しては融合することができない。このような細胞は当業者に周知で あり、例えばHeLa細胞が含まれる。HeLa細胞は、ポリエチレングリコー ル1000または仙台ウイルスと共に37℃でインキュベートすることにより、相互 の融合が誘発され得る。HeLa細胞の融合を誘発するこれらの方法は、当業者 に周知である。 一つの態様において、前記薬剤は抗体である。本発明において用いる「抗体」 の用語には、天然に存在する抗体および天然に存在しない抗体の両者が含まれる が、特に限定されない。より詳細にいえば、「抗体」の用語にはポリクローナル 抗体およびモノクローナル抗体、並びにそれらの抗原結合性フラグメントが含ま れる。更に、「抗体」の用語には、キメラ抗体、全体が合成物からなる抗体、お よびこれらの抗原結合性フラグメントが含まれる。 一つの態様において、前記の第一色素はローダミン部分を含む分子であり、第 二色素はフルオレセイン部分を含有する分子である。ローダミン部分を含む分子 およびフルオレセイン部分を含む分子は、当業者に周知である。 好ましい態様において、前記のローダミン部分を含む分子はオクタデシルロー ダミンB塩化物であり、前記のフルオレセイン部分を含む分子はフルオレセイン オクタデシルエステルである。 他の態様において、前記の第一色素はフルオレセイン部分を含む分子であり、 前記の第二色素はローダミン部分を含む分子である。 一つの態様において、前記のCD4+細胞は、CD4+HeLa細胞である。他 の態様において、前記のHIV−1エンベロープ糖タンパク+細胞は、HIV− 1LAIgp120/gp41+HeLa細胞である。HIV−1LAIは、フィトヘ マグルチニン(PHA)刺激された抹消血液リンパ球(PBLs)および固定化 ヒトT細胞ラインに対して向性を有する、実験室的に採用される株である。 本発明はまた、成る薬剤が、CD4+細胞のHIV−1による感染を特異的に 阻害できるか否かを決定する方法であって: 本発明の方法により、前記薬剤が 、CD4+細胞とHIV−1エンベロープ糖タンパク+細胞との融合を特異的に阻 害できるか否かを決定し、これによって前記薬剤がCD4+細胞のHIV−1に よる感染を特異的に阻害できるか否かを決定することを具備した方法を提供する 。 本発明は更に、或る薬剤が、CD4+細胞とHIV−1エンベロープ糖タンパ ク+細胞との融合を特異的に阻害できるか否かを決定する方法であって: (a )前記薬剤の不存在下ではCD4+細胞とHIV−1エンベロープ糖タンパク+細 胞との融合を可能とする条件において、適切な量の前記薬剤を含むサンプルを、 適切な量のCD4+細胞および適切な量のHIV−1エンベロープ糖タンパク+細 胞と接触させる工程であって、その際に、CD4+細胞およびHIV−1エンベ ロープ糖タンパク+細胞の細胞膜を、第一染料および第二染料で夫々ラベルして おく(該第一染料および第二染料が同じ膜内に並置されたときにのみ、両者間で の共鳴エネルギーのトランスファーが生じる)工程と; (b)適切な時間が経 過した後に、得られたサンプルのパーセント共鳴エネルギートランスファー値を 測定する工程と; (c)こうして測定されたパーセント共鳴エネルキートラン スファー値を既知の標準と比較して、前記薬剤が、CD4+細胞とHIV−1エ ンベロープ糖タンパク+細胞との融合を阻害できるか否かを決定する工程とを具 備した方法を提供する。 ここで用いるとき、「CD4+細胞とHIV−1エンベロープ糖タンパク+細胞 との融合を特異的に阻害できる」とは、(a)CD4+細胞膜とHIV−1エン ベロープ糖タンパク+細胞膜との融合速度を少なくとも5%だけ低下させること ができること、または(b)融合が終了するまでに生じるCD4+細胞膜とHI V−1エンベロープ糖タンパク+細胞膜との全融合量を、少なくとも5%だけ低 下させることができることを意味する。CD4+細胞とHIV−1エンベロープ 糖タンパク+細胞との融合を阻害できる薬剤はまた、非CD4/HIV−1エン ベロープ糖タンパクに媒介された細胞膜融合の速度をも低下させることができる 。 本発明はまた、上記の方法を用いて、CD4+細胞とHIV−1エンベロープ 糖タンパク+細胞との融合を阻害できると決定された薬剤を提供する。 一つの実施例において、前記の第一色素はローダミン部分を含む分子であり、 前記の第二色素はフルオレセイン部分を含む分子である。 好ましい態様において、前記のローダミン部分を含む分子はオクタデシルロー ダミンB塩化物であり、前記のフルオレセイン部分を含む分子はフルオレセイン オクタデシルエステルである。 他の態様において、前記の第一色素はフルオレセイン部分を含む分子であり、 前記の第二色素はローダミン部分を含む分子である。 一つの態様において、前記のCD4+細胞は、CD4+HeLa細胞である。本 発明の他の態様において、前記のHIV−1エンベロープ糖タンパク+細胞は、 HIV−1LAIgp120/gp41+HeLa細胞である。 本発明は更に、或る抗体含有サンプルの、CD4+細胞とHIV−1エンベロ ープ糖タンパク+細胞との融合を特異的に阻害する能力を定量的に測定する方法 であって: (a)前記抗体含有サンプルの不存在下ではCD4+細胞とHIV −1エンベロープ糖タンパク+細胞との融合を可能とする条件において、適切な 量の前記抗体含有サンプルを、適切な量のCD4+細胞および適切な量のHIV −1エンベロープ糖タンパク+細胞と接触させる工程であって、その際に、CD 4+細胞およびHIV−1エンベロープ糖タンパク+細胞の細胞膜を、第一染料お よび第二染料で夫々ラベルしておく(該第一染料および第二染料が同じ膜内に並 置されたときにのみ、両者間での共鳴エネルギーのトランスファーが生じる)工 程と; (b)適切な時間が経過した後に、得られたサンプルのパーセント共鳴 エネルギートランスファー値を測定する工程と; (c)こうして測定されたパ ーセント共鳴エネルギートランスファー値を既知の標準と比較して、前記抗体含 有サンプルの、CD4+細胞とHIV−1エンベロープ糖タンパク+細胞との融合 を阻害できる能力を定量的に測定する工程と; (d)前記薬剤の不存在下では 非HIV−1エンベロープ糖タンパクに媒介された第一対照細胞および第二対照 細胞の融合を可能にする条件において、前記抗体含有サンプルが、第一対照細胞 と第二対照細胞との融合を阻害するか否かを決定し、前記抗体含有サンプルの、 CD4+細胞とHIV−1エンベロープ糖タンパク+細胞との融合を特異的に阻害 できる能力を定量的に決定する工程とを具備した方法を提供する。 前記抗体含有サンプルは、如何なる抗体含有サンプルであってもよい。一つの 態様において、この抗体含有サンプルは血清サンプルである。他の態様において 、前記の抗体含有サンプルはIgGプレパレーションである。抗体含有サンプル を得る方法は、当業者に周知である。 一つの態様において、前記の第一色素はローダミン部分を含む分子であり、前 記第二色素はフルオレセイン部分を含む分子である。 好ましい態様において、前記のローダミン部分を含む分子はオクタデシルロー ダミンB塩化物であり、前記のフルオレセイン部分を含む分子はフルオレセイン オクタデシルエステルである。 他の態様において、前記の第一色素はフルオレセイン部分を含む分子であり、 前記の第二色素はローダミン部分を含む分子である。 一つの態様において、前記のCD4+細胞は、CD4+HeLa細胞である。本 発明の他の態様において、前記のHIV−1エンベロープ糖タンパク+細胞は、 HIV−1LAIgp120/gp41+HeLa細胞である。 本発明は更に、或る抗体含有サンプルの、CD4+細胞とHIV−1エンベロ ープ糖タンパク+細胞との融合を特異的に阻害する能力を定量的に測定する方法 であって: (a)前記抗体含有サンプルの不存在下ではCD4+細胞とHIV −1エンベロープ糖タンパク+細胞との融合を可能とする条件において、適切な 量の前記抗体含有サンプルを、適切な量のCD4+細胞および適切な量のHIV −1エンベロープ糖タンパク+細胞と接触させる工程であって、その際に、CD 4+細胞およびHIV−1エンベロープ糖タンパク+細胞の細胞膜を、第一染料お よび第二染料で夫々ラベルしておく(該第一染料および第二染料が同じ膜内に並 置されたときにのみ、両者間での共鳴エネルギーのトランスファーが生じる)工 程と; (b)適切な時間が経過した後に、得られたサンプルのパーセント共鳴 エネルギートランスファー値を測定する工程と; (c)こうして測定されたパ ーセント共鳴エネルギートランスファー値を既知の標準と比較して、前記抗体含 有サンプルの、CD4+細胞とHIV−1エンベロープ糖タンパク+細胞との融合 を阻害できる能力を定量的に決定する工程とを具備した方法を提供する。 一つの態様において、前記の第一色素はローダミン部分を含む分子であり、前 記第二色素はフルオレセイン部分を含む分子である。 好ましい態様において、前記のローダミン部分を含む分子はオクタデシルロー ダミンB塩化物であり、前記のフルオレセイン部分を含む分子はフルオレセイン オクタデシルエステルである。 他の態様において、前記の第一色素はフルオレセイン部分を含む分子であり、 前記の第二色素はローダミン部分を含む分子である。 一つの態様において、前記のCD4+細胞は、CD4+HeLa細胞である。本 発明の他の態様において、前記のHIV−1エンベロープ糖タンパク+細胞は、 HIV−1LAIgp120/gp41+HeLa細胞である。 本発明は更に、HIV−1に感染した患者におけるHIV−1感染の段階また は臨床的予後を決定する方法であって: (a)HIV−1に感染した患者から 抗体含有サンプルを得る工程と; (b)こうして得られた抗体含有サンプルの 、CD4+細胞とHIV−1エンベロープ糖タンパク+細胞との融合を阻害する能 力を、本発明の方法によって定量的に決定する工程と; (c)こうして決定さ れた、CD4+細胞とHIV−1エンベロープ糖タンパク+細胞との融合を阻害す る前記抗体含有サンプルの能力を、既知の段階のHIV−1感染または既知の臨 床的予後を有するHIV−1感染患者から得た抗体含有サンプルの同様の能力と 比較して、前記HIV−1感染患者におけるHIV−1感染の段階または臨床的 予後を決定する工程とを具備した方法を提供する。 ここで用いる「HIV−1感染患者」の用語は、その患者自身の細胞の少なく とも一つがHIV−1に侵されている患者を意味する。好ましい態様において、 該患者はヒトである。 本発明は更に、ワクチン接種されたHIV−1非感染患者における抗HIV− 1ワクチン接種の効果を決定する方法であって: (a)ワクチン接種されたH IV−1非感染患者から抗体含有サンプルを取得する工程と; (b)こうして 取得した抗体含有サンプルの、CD4+細胞とHIV−1エンベロープ糖タンパ ク+細胞との融合を阻害する能力を、本発明の方法によって定量的に測定する工 程と; (c)こうして測定された、CD4+細胞とHIV−1エンベロープ糖 タンパク+細胞との融合を阻害する前記抗体含有サンプルの能力を、前記抗HI V−1ワクチン接種が既知の効果を有しているワクチン接種されたHIV−1非 感染患者から取得した抗体含有サンプルの同様の能力と比較して、前記ワクチン 接種されたHIV−1非感染患者における前記抗HIV−1ワクチン接種の効果 を決定する工程とを具備した方法を提供する。 ここで用いる「抗HIV−1ワクチン接種」の用語は、ワクチン接種された患 者による抗体(HIV−1表面エンベロープ糖タンパクに存在するエピトープに 特異的に結合できる抗体)の産生を誘起することを目的としたワクチンを、患者 に対して投与することを意味する。一般に、ワクチンは当業者に周知であり、抗 原(例えばタンパク)およびアジュバントを含んでいる。 ここで用いる「抗HIV−1ワクチン接種の効果」とは、当該ワクチン接種お よびその後のワクチン接種(即ち、免疫化)によって、ワクチン接種された患者 におけるHIV−1中和性抗体の力価が増大する程度を意味する。換言すれば、 抗HIV−1ワクチン接種の効果が高いほど、ワクチン接種された患者における HIV−1中和性抗体の力価は高くなる。 ここで用いる「非HIV−1感染患者」の用語は、HIV−1に侵された自分 自身の細胞を何ら有していない患者を意味する。好ましい態様において、この患 者はヒトである。 本発明は更に、或る薬剤が、CD4+細胞とHIV−1エンベロープ糖タンパ ク+細胞との融合を特異的に阻害することができるか否かを決定するためのキッ トであって:別々の区画内に、(a)細胞膜が第一染料でラベルされた適切な量 のCD4+細胞と; (b)細胞膜が第二染料でラベルされた適切な量のHIV −1エンベロープ糖タンパク+細胞であって、該HIV−1エンベロープ糖タン パク+細胞は、前記薬剤が存在しない適切な条件下で、(a)の前記CD4+細胞 と融合することができ、また前記第一および第二の染料は、同一の膜内に並置さ れたときにのみ両者間での共鳴エネルギーをトランスファーさせるような細胞と ; (c)細胞膜が前記第一染料でラベルされた適切な量の第一対照細胞と; (d)細胞膜が前記第二染料でラベルされた適切な量の第二対照細胞であって、 該第二対照細胞は、前記薬剤が存在しない適切な条件下において、(c)の前記 第一対照細胞と共に非HIV−1エンベロープ糖タンパクに媒介された融合を行 うことができる細胞とを具備したキットを提供する。 本発明のキットは、更に、追加の緩衝液を具備していてもよい。更にまた、前 記の細胞類は乾燥されたものでもよく、或いは液体またはゲル中に懸濁されたも のでもよい。 細胞の適切な量とは、当業者が、過度の実験をすることなく、薬剤がCD4+ 細胞とHIV−1エンベロープ糖タンパク+細胞との融合を特異的に阻害するこ とができるか否かを決定できる量である。このような量は、当業者に周知の方法 によって容易に決定することができる。 一つの態様において、前記の第一色素はローダミン部分を含む分子であり、前 記第二色素はフルオレセイン部分を含む分子である。 好ましい態様において、前記のローダミン部分を含む分子はオクタデシルロー ダミンB塩化物であり、前記のフルオレセイン部分を含む分子はフルオレセイン オクタデシルエステルである。 他の態様において、前記の第一色素はフルオレセイン部分を含む分子であり、 前記の第二色素はローダミン部分を含む分子である。 一つの態様において、前記のCD4+細胞は、CD4+HeLa細胞である。本 発明の他の態様において、前記のHIV−1エンベロープ糖タンパク+細胞は、 HIV−1LAIgp120/gp41+HeLa細胞である。 本発明は更に、或る薬剤が、CD4+細胞とHIV−1エンベロープ糖タンパ ク+細胞との融合を特異的に阻害することができるか否かを決定するためのキッ トであって:別々の区画内に、(a)細胞膜が第一染料でラベルされた適切な量 のCD4+細胞と; (b)細胞膜が第二染料でラベルされた適切な量のHIV −1エンベロープ糖タンパク+細胞であって、該HIV−1エンベロープ糖タン パク+細胞は、前記薬剤が存在しない適切な条件下において(a)の前記CD4+ 細胞と融合することができ、また前記第一および第二の染料は、同一の膜内に並 置されたときにのみ両者間での共鳴エネルギーをトランスファーさせるような細 胞とを具備したキットを提供する。 本発明のキットは、更に、追加の緩衝液を具備していてもよい。更にまた、前 記の細胞類は乾燥されたものでもよく、或いは液体またはゲル担体中に懸濁され たものでもよい。 細胞の適切な量とは、当業者が、過度の実験をすることなく、薬剤がCD4+ 細胞とHIV−1エンベロープ糖タンパク+細胞との融合を特異的に阻害するこ とができるか否かを決定できる量である。このような量は、当業者に周知の方法 によって容易に決定することができる。 一つの態様において、前記の第一色素はローダミン部分を含む分子であり、前 記第二色素はフルオレセイン部分を含む分子である。 好ましい態様において、前記のローダミン部分を含む分子はオクタデシルロー ダミンB塩化物であり、前記のフルオレセイン部分を含む分子はフルオレセイン オクタデシルエステルである。 他の態様において、前記の第一色素はフルオレセイン部分を含む分子であり、 前記の第二色素はローダミン部分を含む分子である。 一つの態様において、前記のCD4+細胞は、CD4+HeLa細胞である。本 発明の他の態様において、前記のHIV−1エンベロープ糖タンパク+細胞は、 HIV−1LAIgp120/gp41+HeLa細胞である。 本発明は更に、或るHIV−1単離体が合胞体誘起性であるか否かを決定する 方法であって: (a)細胞膜が第一染料でラベルされた、HIV−1単離体エ ンベロープ糖タンパク+細胞のサンプルを取得する工程と; (b)適切な量の 該サンプルを、CD4+細胞と合胞体誘起性HIV−1株エンベロープ糖タンパ ク+細胞とを融合させる条件下で、適切な量のCD4+細胞と接触させる工程であ って、前記CD4+細胞は第二染料でラベルされており、該第二染料は第一染料 および第二染料が同一の膜内に並置される時にのみ、前記第一染料との間で共鳴 エネルギーのトランスファーを行う工程と; (c)適切な時間が経過した後に 、得られたサンプルのパーセント共鳴エネルギートランスファー値を測定する工 程と; (d)こうして測定されたパーセント共鳴エネルギートランスファー値 を既知の標準と比較して、前記HIV−1単離体が合胞体誘起性であるか否かを 決定する工程とを具備した方法を提供する。 ここで用いる「合胞体有機性の」の用語は、適切な条件下で多くのCD4+細 胞と接触したときに、合胞体(HIV−1エンベロープ当タンパクに媒介された 細胞融合から生じた多核細胞)を形成できることを意味する。 HIV−1単離体エンベロープ糖タンパク+細胞のサンプルの取得は、当業者 に周知の方法に従って行えばよい。 HIV−1単離体エンベロープ糖タンパク+細胞は、HIV−1単離体エンベ ロープ糖タンパク+細胞を含むことが知られている、HIV感染患者の血液また は他の何れかの体液から取得することができる。或いは、HIV−1単離体エン ベロープ糖タンパク+細胞は、HIV−1単離体またはHIV−1単離体感染細 胞を含む血液または他の何れかの体液と共に、イン・ビトロで細胞を培養し、こ れによって製造されたHIV−1単離体エンベロープ糖タンパク+細胞を回収す ることによって得ることができる。 サンプルおよび細胞の適切な量は、当業者に周知の方法によって決定すればよ い。 一つの態様において、前記の第一色素はローダミン部分を含む分子であり、前 記第二色素はフルオレセイン部分を含む分子である。 好ましい態様において、前記のローダミン部分を含む分子はオクタデシルロー ダミンB塩化物であり、前記のフルオレセイン部分を含む分子はフルオレセイン オクタデシルエステルである。 他の態様において、前記の第一色素はフルオレセイン部分を含む分子であり、 前記の第二色素はローダミン部分を含む分子である。 一つの態様において、前記のCD4+細胞は、CD4+HeLa細胞である。 本発明は更に、HIV−1感染患者におけるHIV−1感染の段階を決定する 方法であって、本発明の方法を用いて、前記HIV−1感染患者が感染している HIV−1単離体が合胞体誘起性であるか否かを決定することにより、前記HI V−1感染患者におけるHIV−1感染の段階を決定することを具備した方法を 提供する。 最後に、本発明は、CD4+細胞とHIV−1エンベロープ糖タンパク+細胞と の融合を定量的に測定する方法であって: (a)CD4+細胞のサンプルとH IV−1エンベロープ糖タンパク+細胞とを、それらの融合を可能とする条件下 で接触させる工程であって、その際に、CD4+細胞およびHIV−1エンベロ 一プ糖タンパク+細胞の細胞膜を、第一染料および第二染料で夫々ラベルしてお く(該第一染料および第二染料が同じ膜内に並置されたときにのみ、両者間での 共鳴エネルギーのトランスファーが生じる)工程と; (b)適切な時間が経過 した後に、得られたサンプルのパーセント共鳴エネルギートランスファー値を測 定する工程と; (c)こうして測定されたパーセント共鳴エネルギートランス ファー値を既知の標準と比較して、CD4+細胞とHIV−1エンベロープ糖タ ンパク+細胞との融合を定量的に測定する工程とを具備した方法を提供する。 本発明は、以下の実験の詳細を参照することによって、より良く理解されるで あろう。しかし、ここで詳述される特定の実験は、後述の請求範囲で更に完全に 記述する発明の単なる例示に過ぎないことを、当業者は容易に承認するであろう 。 〔実験の詳細〕A: 背景 本発明のRETに基づく融合分析では、HIV−1エンベロープ糖タンパク( gp120/gp41)を発現する細胞とCD4を発現する細胞との間の融合を測定す る。このような細胞−細胞融合が、多核細胞またはシンシチア(合胞体)の産生 を導くようだ。HIV−1のホスト細胞への付着または融合を阻止する分子はま た、合胞体形成も阻止する。合胞体分析は、ウイルスまたは抗ウイルス分子を検 出するために多くの実験室で使用されてきており、また一般には視覚的読み出し を備えている。分析を開発するに当たっては、gp120/gp41またはCD 4を安定的に発現する永久細胞系が使用された。 共鳴エネルギー・トランスファー技術は、ウイルスまたはポリエチレン・グリ コールによって誘導された有核細胞の融合を初めとして、様々な膜融合研究に使 用されてきた。しかしながら、HIV−1エンベロープ糖タンパクに媒介される 膜融合を研究するために使用された前例はない。この技術には、一方の融合相手 (例えば、gp120/gp41発現細胞系)をオクタドデシル・フルオレスセイン(F 18)等の蛍光染料で標識し、他方の相手(例えば、CD4発現細胞系)をオク タドデシル・ローダミン(R18)等の染料で標識することが包含される。染料 は、一方(F18)の発光スペクトラムが他方(R18)の励起スペクトラムと オーバーラップするように選ばれる。細胞を融合させると、F18とR18は緊 密に連携され、F18を刺激すると結果として共鳴エネルギーがR18にトラン スファーされて、R18の発光波長において発光するようになる。蛍光のオクタ デシル・バージョンは、下記の標識プロトコールを使用して自発的に細胞の原形 質膜中に介入する。B: テストされた細胞 (1) HIV−1IIIBgp120/gp41(160G7)を発現するチャイニーズ・ ハムスター卵胞(CHO)細胞系と、CD4(C8166)を発現するヒトTリ ンパ球細胞系が混合された。CD4+細胞は、商業的に入手可能である。160 G7細胞は、MRC AIDS対策プログラム(英国)で得られる。C8166 細胞は、MRC AIDS対策プログラム(英国)およびNIH AIDS研究お よび関連薬プログラム(Bethesda,Maryland)で得られる。160G7細胞およ びC8166細胞は、融合して多核合胞体を形成する事が以前に実証されている 。この分析では、合胞体分析で、低倍率顕微鏡の助けを借りて合胞体を視覚によ り計測する事が必要である。この分析は、CD4系分子の様な阻止剤を分析する 事、およびgp120およびgp41に向けた中和抗体を分析する事に適してい る。 (2)HIV−1LAIgp120/gp41(HeLa−env)を発現する ヒト上皮癌腫(HeLa)細胞およびCD4(HeLa−CD4+)を発現する HeLa細胞もまた使用された。HeLa−CD4+細胞は、MRC AIDS対 策プログラム(英国)およびNIH AIDS研究および関連薬プログラム(Beth esda,Maryland)で得られる。HeLa-env+細胞は、160G7細胞を発現 するよりもはるかに高いレベルのgp120/gp41を発現する。これは、1 60G7細胞ではなく、HeLa−env+細胞の表面で、抗gp120抗体を 使用したフローサイトメトリーによりgp120が容易に検出できることによっ ても実証される。HeLa−env+細胞がC8166およびHeLa−CD4+ 細胞と簡単に融合し、合胞体を形成する事は、視覚分析で実証されている。 HeLa−env+細胞は、例えば、HeLa細胞をpMA243のようなe nv+をコードするプラスミドで燐酸カルシウム沈澱法を使用してトランスフェ クトし、続いて2μMのメトトレキセートでトランスフェクト物を選択して得ら れ る。プラスミドpMA243は、HIV−1 LTRの制御下にある全ての遺伝 子について、選択可能標識DHFR★に加え、HIVLAI遺伝子env,tat ,revおよびvpuを発現するようにデザインされている(Dragic,T.,et al., J.Virol.66:4794-4802(1992))。DHFR★は、突然変異体ジヒドロ葉酸リダク ターゼ遺伝子であり、メトトレキセートに対する親和性は低い。pMA243に おいて、DHFR★遺伝子は、このベクター中には欠けているHIV−1 ne f遺伝子を通常コードするmRNAのスプライスされた転写物から発現される。 tat、rev遺伝子をコードするHIV−1は、env遺伝子を高レベルに発 現させるために必要である。プラスミドpMA243はまた、アンピシリン耐性 標識およびバクテリアの複製起点をコードする。C: キュベット分析法 細胞標識条件は、先の研究に使用された条件を変更して用いた。以前の研究で は、RETを使用して、ポリエチレン・グリコールに誘導される細胞融合がモニ ターされていた(Wanda,P.E.,and Smitah,J.D.,J.Histochem.Cytochem.30:1297(1 982))。F18(フルオレセイン・オクタデシル・エステル、Molecular Probes Euge ne,Oregon.Catalog No.F3857)またはR18(オクタデシル・ロダミンB、塩酸 塩;Molecular Probes,catalog No.0246)をエタノール中に,5〜10mg/m lで溶解し、適切な成長培地で約1000倍に希釈した。506nmでのF18 のODが0.34となるように、また565nmでのR18のODが1.04と なるように、該培地中での濃度を正確に調整した。細胞の単層を適切な培地で、 一晩インキュベートし、洗浄し、計測した。それぞれのタイプ各100、000 細胞を、24ウエル組織培養プレートのウエル中に一緒に混合した。混合後、間 隔をおいて細胞をEDTAで除去し、洗浄し、フルオロメータ・キュベット中に 入れた。パーキンーエルマーLS50フルオロメータを使用して、3組の励起波 長および発光波長(下記表を参照)における蛍光を測定した。 RET値は、上記に述べたようにして計算されるが、全R18蛍光によって割 算すると、%RET値が得られる。最初の実験の結果では、RETが上記に掲載 した両細胞の組み合わせを使用して測定される事が示された。エンベロープ糖タ ンパク発現細胞がF18で標識され、CD4発現細胞がR18で標識された場合 には、エンベロープ糖タンパク発現細胞がR18で標識され、CD4発現細胞が F18で標識された場合よりも大きなシグナルが発生した。D: キュベット分析法を使用したコントロール細胞系による RETの経時研究および実験結果 経時実験は、HeLa−env++HeLaーCD4+の組み合わせで実行され た(図1)。コントロール細胞系、即ち、HeLa−△env+を使用した。H eLa−Δenv+細胞は、env遺伝子のgp120コード領域中に400塩 基対の欠損を持つHIV−1エンベロープ糖タンパクを発現する。これらの細胞 は、CD4+ヒト細胞と融合しない。 この結果は、融合がRET分析によって2時間で測定できるが、1時間では測 定されない事を実証するものであり、蛍光顕微鏡を使用してのHIV−1エンベ ローブに媒介される細胞融合の今までの研究と一致する。4時間目には、大量の 細胞融合が視覚による培養検査によって明らかになり、この時点では、いくつか の実験において再現可能なRET値がもたらされた。別の実験において、160 G7細胞とC8166細胞を組み合わせると、約4時間で再現可能な最大のRE T値が得られたが、HeLa−env+およびHeLaCD4+を使用して得られ た値よりは低い値であった(データ表示せず)。この差は、たぶん160G7細 胞に比較して、HeLa−env+細胞でのgp120/gp41の発現がはる かに高いレベルにある事に起因する。 前の研究に基づいて、融合する事が知られていない細胞を組み合わせて、多く のコントロール実験が行なわれた。これらの組み合わせには、HeLa細胞とH eLaCD4+細胞との組み合わせ、またはHeLa−env+細胞とCHO−C D4またはヒトグリオーマ細胞系U87.MG−CD4との組み合わせがある。 CHO−CD4細胞は、他の非霊長類細胞のように、HIV−1 gp120/gp4 1を発現する細胞と融合しない。U87・MG−CD4細胞は、HIV−1エン ベローブ糖タンパク発現細胞とは融合しない、わずかなCD4+ヒト細胞系のひ とつである。これらの細胞の組み合わせで得られたRET値(データ表示せず) は、一般に、コントロールHeLa−△env++HeLa−CD4+(図1)を 使用したRET値と同じであった。E: キュベット分析法を使用した阻害剤よるRET実験結果 次いで、sCD4(gp120/gp41-細胞と相互作用する)またはネズ ミMAb OKT4a(CD4+細胞と相互作用する)が、RET(図2および3 )を阻害するか否かが決定された。これらの両分子は、HIV−1感染および合 胞体形成を阻害する事が知られている。パーセント阻害は、阻害剤非存在下にお ける4時間での%RETで割った、阻害剤の各濃度における%RETとして計算 された。 図2および3に示すように、RETによって測定したところ、sCD4もOK T4aも共に融合を阻止する。50%阻害に必要なこれらの薬剤の濃度は、他の 分析を使用して測定された濃度と同一である。例えば、160G7およびC81 66間の融合のsCD4阻害IC50は、RET分析を使用して測定すると約4μ g/mlであったのに比べ、視覚的合胞体分析(即ち、低倍率の顕微鏡を使用し て視覚的に合胞体を定量する合胞体形成阻害の測定分析)により、同じ細胞の組 み合わせを使用して測定すると、5.5μg/mlであった。要約すると、これ らの結果は、RET法を使用して、HIV−1エンベロープに媒介される細胞融 合を速くかつ再現可能な方法で測定できる事を実証している。より慣用的に行わ れる視覚的合胞体分析で得られるデータと比べると、これらの結果は非常によく 一致している。F: キュベット分析法を使用したIKT4による コントロールブロッキング実験 OKT4による%RET阻害を調べるために、コントロール実験が実施された 。OKT4はマウス・モノクローナル抗体であり、CD4に結合するが、CD4 −gp120の相互作用、HIV−1感染、またはHIVに誘導される細胞融合 を阻害しない。キュベット法およびHeLa−env++HeLa−Cd4+の組 み合わせを使用すると、OKT4は、0.2μg/mlまたは2.0μg/ml においてRETの0%の阻害を示したのに比較して、同様の実験において、OK T4aは、0.2μg/mlで65%阻害を示した。これらの結果は、RETに よって測定されるHIV−1エンベロープに媒介された膜融合の阻害が、HIV に媒介された細胞融合およびHIV−1感染を阻害する薬剤に特異的であること を示している。G: プレート・リーダー分析を使用したRET分析の自動化 蛍光プレート・リーダーを使用してRET分析を行なった。この方法は、必要 な操作(特に、キュベット中で蛍光を測定するために細胞を除去する必要性)を 減らす事ができるという利点をもつ。プレート・リーダーは、多ウエル組織培養 プレート中で細胞の蛍光を直接測定する。更に、分析読み取りの速度も劇的(約 100倍)に上昇する。ミリポア社の「サイトフロア(Cytofluor)」をこの実験 では使用した。これは、多くの異なる細胞を基にした蛍光分析に使用されて来た 専用のプレート・リーダーであり、24ウエルおよび96ウエル組織培養プレー トをはじめとするプレート・フォーマット列での使用に適している。サイトフロ アはまた、速度およびIBMソフトウエア分析プログラムとの適合性という大き な利点をもつ。 この結果では、該分析が24または96ウエル組織培養プレート中で蛍光プレ ート・リーダーを使用して簡単に実行される事が示されている。 一つの態様において、該分析をルーチンベースで行なう場合には、二種類の測 定が行われる。第一は、RETが、標識された細胞と候補阻害剤を混合した後に 、単一時間点で測定される。第二は、該分析が、阻害剤の存在下または非存在下 で、細胞融合率の変化を測定するのに適用される。RET分析の利点のひとつは 、融合をリアルタイムで測定するので、動力学的分析が可能となることである。 単一時間点でのプレート・リーダー分析を使用し、RETを測定する方法は、 例えば下記に提示される。この分析では、96ウエルの平底組織培養プレートが 使用される。 本方法は、上記に記載のキュベット法を改変したものである。 単一時間点プレート・リーダー分析法の例: 1. 染料を調整する: R18:100%エタノール中に10mg/ml (HeLa−CD4+細胞用) F18:100%エタノール中に50mg/ml (HeLa−env+細胞用) 2. 染料を適切な濃度まで、10%牛胎児血清を含む細胞培養培地中に加え、 吸光度測定によって測定すると、 F18+培地:506nmにおいて0.34 R18+培地:565nmにおいて0.52 3. 培地+染料を適切な細胞に上記に提示したように加えて、一晩インキュベ ーションして、細胞を染色する。 4. 細胞を洗浄し、計測する。 5. 各ウエルにつき各ライン20、000細胞をプレートアウトし、幾つかの ウエルはひとつまたは別の細胞系を別々に持ち、他のウエルは両細胞系をもち、 更に別のウエルには、様々な濃度の抗体または他の阻害剤が、両細胞系に加えて 添加されている。 6. 4時間後、培地を取り除き、全ウエルをPBSで3回洗浄(細胞はウエル 中に接着して残る)せよ。200μlのPBSを各ウエルに添加せよ。下記に掲 載したフィルターの組み合わせを持つミリポア・サイトフロア・プレートリーダ ーを使用してウエル中の蛍光を読む。 F18 励起450nm、 発光530nm(X) R18 励起530nm、 発光590nm(Y) F18+R18 励起450nm 発光590nm(Z) 発光値X,YおよびZ(上記記載)は、各細胞の組み合わせについて記録 される。 A) HeLa−env++HeLa−CD4+ B) HeLa−env+単独 C) HeLa−CD4+単独 例えば、HeLa−env+細胞単独についてのF18読みがBxで与えられる とすると、%RETは、下記の式を使用して計算される 同様の結果が、キュベット法およびプレート・リーダー法を使用して、%RE T阻害を比較する実験により得られた。例えば、図4は、細胞の混合後4時間目 に両方法によって測定された%RETにおける減少として測定された、HeLa −env+およびHeLa−CD4+細胞間の融合の、モノクローナル抗CD4抗 体、OKT4aによる阻害を図示している。Detailed Description of the Invention HIV-1 Envelope Glycoprotein-Mediated Membrane Fusion A method for using a resonance energy transfer based test, And a kit for doing this [Background of the Invention] Throughout this application, various publications are referenced. The disclosure of these documents is Incorporated by reference into the present application to more fully describe the technology to which the invention pertains . HIV contains helper T lymphocytes and monocytes / macrophages that express surface CD4. Mainly infects cells and gradually loses immune function, resulting in human acquired immunodeficiency A symptom cluster (AID) develops. The initial phase of the HIV replication cycle is the envelope sugar on the outer surface of HIV. Involved in high affinity interactions between the protein gp120 and the cellular receptor CD4 (Klatzmann, D.R. et al., Immunodef. Rev. 2, 43-66 (1990)). HIV is the cell surface Following attachment to the viral and target cell membranes, resulting in viral The genome is introduced into the cytoplasm. Evidence from several strains suggests that this It indicates that interaction is required. A machine that encodes CD4 in vitro Introducing a competent cDNA into human cells that normally do not express CD4 is essential. Is sufficient to render these resistant cells susceptible to HIV infection (Maddon, P.J. .et al, Cell 47, 333-348 (1986)). Characterization of the interaction between HIV gp120 and CD4 was characterized by cDN encoding both molecules. Facilitated by the isolation of A clone (Maddon, P.J. et al., Cell 42, 93-104 (1985), Wain-Hobson, S. et al., Cell 40, 9-17 (1985)). CD4 is an immunoglobulin gene superfamily Is a non-polymorphic, lineage-restricted cell surface glycoprotein that is a member of. Full length High level expression of soluble form of CD4 (sCD4), both short and shortened, resulted in stable expression. It is described in the current system. Large quantities of purified sCD4 are now available Therefore, it became possible to understand the structure of this complex glycoprotein in detail. Success Mature CD4 has a relative molecular weight of 55,000 and is represented by four tandem immunoglobins represented by V1-V4. The amino-terminal extracellular domain of 372 amino acids, including the brin-like region, followed by 23 amino acid transmembrane brand main and 38 amino acids It consists of a cytoplasmic segment of amino acids. Experiments with truncated sCD4 protein Is an amino-terminal immunoglobulin whose determinant for high affinity binding to HIV gp120 is It is shown that it exists in the region V1 (Arthos, J. et al., Cell, 57, 469-481 (1989 )). Mutational analysis of V1 is associated with the immunoglobulin second complementarity determining region (CDR2). Another gp120 binding site containing a structurally similar region (residues 38-52 of the mature CD4 protein) (Arthos, J. et al., Cell, 57, 469-481 (1989)). The HIV-1 envelope gene env is an envelope glycoprotein precursor, gp160 , Which is degraded by cellular proteases before translocating to the plasma membrane. To give gp120 and gp41. Membrane-spanning glycoprotein gp41 is non-covalently linked to gp120, a pure extracellular glycoprotein. Mature The gp120 molecule is highly glycosylated (approximately 24 N-linked oligosaccharides) with 9 intrachains Approximately 480 amino acid residues containing a disulfide bond (Leonard C.K. et al. , J. Biol. Chem. 265, 10373-10382 (1990)), Will as a dimeric or multimeric molecule Protruding from the membrane (Earl, P.L. et al., Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.87,648-652 (1990)). Mutation studies of HIV-1 gp120 delineate important functional regions of the molecule Have been. The region of gp120 that interacts with gp41 is mainly N-terminal and C-terminal. (Helseth E. et al., J. Virol. 65, 2119-2123 (1991)). in gp120 The major strain-specific neutralizing epitope is the third variable loop of 32-34 amino acid residues (here It is located in the V3 loop), and this variable loop exists near the center of the gp120 sequence. (Bolognesi, D.P. et al., TIBTech 8,40-45 (1990)). CD4 binding site is g located in the discontinuous region of p120, which is the second, third, or fourth region of gp120. Highly conserved or invariant regions in the conserved regions (C2, C3 and C4 regions) of It contains a mino acid residue (Olshevsky, U. et al., J. Virol. 64, 5701-5707 (1990)). A small pocket formed by these conserved residues in gp120 suddenly A region defined by mutational analysis as important for interaction with gp120, namely CD4 It is believed that it may house the CDR2 loop (Arthos, J et al., Cell, 57, 4 69-481 (1989)). Following the binding of HIV-1 gp120 to cell surface CD4, virus and target cell membrane Fusion, resulting in the introduction of the viral capsid into the cytoplasm of the target cell (Maddo n P.J. et al., Cell 54: 865 (1988)). Most of the evidence to date shows that HIV-1 fusion is pH-dependent It is sexual and suggests that it occurs at the cell surface. HIV-1 fusion protein It is gp41 which is a transmembrane component of glycoprotein. This protein is , Has a hydrophobic fusion peptide at the amino terminus and mutations in this peptide (Kowalski, M. et al., Science 237: 1351 (1987)). In addition to gp41 , Recent observations indicate that gp120 is important for membrane fusion apart from its function in attachment Is suggested to play a role. For example, the basic neutralization epi in gp120 Antibodies to the taupe (V3 loop) block infection without blocking attachment (Skinner, M.A. et al., J. Viol. 62: 4195 (1988)). Furthermore, this Mutations at the tip of the loop express mutated gp120 / gp41 molecules Or reduce syncytium formation in Hela-CD4 cells Prevent (Freed, E.O. et al., J. Viol. 65: 190 (1991)). Evidence for several strains has shown that in addition to CD4 and gp120 / gp41, the molecule has become HIV-1. It was related to the membrane fusion that could be induced. For example, recent research has shown that Vesicles contain accessory molecules required for HIV-1 fusion that are not present in non-primate cells It suggests that it may be (Dragic T. et al., J. Virol. 66: 4794 (1992)). The nature of this accessory molecule is unknown. In some studies, this is a cell It is assumed to be a surface protease (Hattori, T. et al., Febs. Lett. 248: 4 8 (1989)), but this is something that has yet to be confirmed. Fusion of HIV-1 viral particles to the plasma membrane of host cells expresses CD4 in many respects Similar to the fusion of non-infected cells with HIV-1 infected cells expressing gp120 / gp41 . Such cell-cell fusion is the formation of multinucleated giant cells or syncytia, i.e. cells. It results in the phenomenon observed with many viruses that fuse on the surface. Induced by HIV-1 Much of the recent knowledge of membrane fusion has been derived from studies of syncytial formation. For example , In the absence of all other viral proteins using this method, HIV-1 gp120 / gp41 expression is CD4+Necessary and sufficient to cause fusion with the membrane (Lifson, J.D. et al., Nature 323: 725 (1986)). HIV-1-induced syncytia formation compared to cell-virus particle fusion Seems to include yet another step. First, a membrane with gp120 / gp41 Fuses with the membrane bearing CD4. This joins the membranes in a limited area and Is a fast and reversible process that causes membrane-bound dye to flow from one cell to another. (Dimitrov, D. et al., AIDS Res. Human Retrovimses 7: 799 (1991)). This work Is probably similar to the attachment of viral particles to CD4 cells and the fusion between them. You. The second step in cell fusion is that cells irreversibly fuse to form syncytia. Is Rukoto. The efficiency of this process depends on cell adhesion molecules such as ICAM-1 and LFA- Elevated by the interaction of 1, these molecules are essential for the progression of syncytia formation. Not necessarily (Golding, H. et al., AIDS Res. Human Retroviruses 8: 1593 (19 92)). Most of the HIV-1 fusion studies, including those discussed above, consisted of transformed human T It was performed on an HIV-1 strain that was extensively propagated in the cell line. With experimentally compatible strains These strains are known to be primary strains of viruses derived from HIV-1 infected individuals. Or clinical isolates differ in several important properties (O'Brien, W.A.e. t al., Nature 348: 69 (1990)). Some examples of these differences are given in the table below. These differences are due to the primary sequence of viral proteins, especially the envelope glycoprotein. Reflect the difference in In some cases, HIV-1 primary isolates and experimentally Different tropisms map to regions in gp120, such as the V3 loop (O'Brien W.A. et al., Nature 348: 69 (1990)). Different V3 loops are T cell lines Or it interacts with different accessory molecules in monocytes, thereby increasing tropism. It is possible to mediate. HIV-1 Envelope-Mediated Cell Fusion Is a Model for Early Stages of HIV-1 Infection Yes, for use as an assay for antiviral molecules that interfere with HIV-1 attachment and fusion (Sodroski, J. et al., Nature 322-470 (1986), Lifson, J.D. et al., Natur e323: 725 (1986)). Furthermore, HIV-1-induced cell fusion is involved in the pathogenesis of HIV-1 infection. Itself is important as a potential mechanism for this. This is non-infection from infected cells It is a transfer form of HIV-1 to cells (Gupta, P. et al., J. Virol. 63: 2361 (1989), Sa to, H. et al., Virology 186: 712 (1992)), this mechanism is the body of infected individuals. It may be one of the reasons why HIV-1 spreads inside. Cell fusion is also associated with HIV-1-induced cell fusion. It is also a direct mechanism of cell death (Sodroski J. et al., Nature 322: 470 (1986), L ifson, J.D. et al., Nature 323: 725 (1986)). Syncytia, for example, dementia due to AIDS In the brains of AIDS patients suffering from psychological complications such as Seen in Bo (Pumarola-Sune, T. et al., Ann. Neurol. 21: 490 (1987)). further, Syncytia were also observed in the spleen of HIV-1-infected individuals (Byrnes, R.K. et al., JAMA. 250: 1313 (1983)). Cell fusion is a characteristic of the pathogenic process linked to AIDS, CD4-T lymph May play an important role in sphere loss (Haseltine W.A., AIDS and the ne w viruses, Dalgleish, A.G. and Weiss, R.A. (1990)). In this regard, HIV-1 isolates from subclinical HIV-1-infected individuals produce syncytial cells. It may be important to infect cells often in vitro without messing Yes. In contrast, clinical isolates from patients with ARC and AIDS generally It is a highly infectious syncytia-inducing strain (Tersmette, M. et al., J. Virol. 62:20. 26 (1988)). In addition, as the disease progresses and symptoms appear, these are often non- Switch from syncytia-induced (NSI) to syncytia-induced (SI) isolates (Tersmette M. et al., J. Virol. 63: 2118 (1989), Cheng-Mayer, C. et al., Science 240: 80 (1988)). . Cells infected with these strains are similar to some other fusogenic viruses. As expected, express sufficient levels of gp120 / gp41 to cause cell fusion Why some HIV-1 strains induce syncytia, although they may not It's not clear if there isn't. However, this conversion from NSI to SIHIV-1 strains It is thought to affect the clinical progression of V-1 infection. Naturally in some subjects The presence of anti-syncytial antibodies present may prevent the development of HIV-1 related disease in these subjects. Would delay (Brenner, T.J. et al., Lancet 337: 1001 (1991)). The development of a method for measuring membrane fusion mediated by the HIV-1 envelope glycoprotein has been developed by the HIV-1 HIV-1 envelope glycoprotein-mediated cells elucidate the mechanism of infection It plays an important role in allowing the identification of fusion altering agents. Current, There are several possible ways to measure this fusion. The first is an analysis of HIV-1 envelope glycoprotein-mediated cell fusion, This fusion is measured microscopically by measuring the transfer of fluorescent dye between cells (Demitrov D.S., AIDS Res. Human Retroviruses 7: 799-805 (1991)). This technology , It measures the dye distribution, not the fluorescence intensity, so a fluorometer is used You can't do it. Analysis will not be easily automated, and HIV- 1 Not performed using cells that stably express envelope glycoprotein . Second, (a) stable expression of HIV-1 tat gene product in addition to gp120 / gp41 Cells, and (b) β-galactosidase gene under the control of the HIV-1 LTR promoter. The HIV-1 envelope-mediated domain measured with CD4 cells containing the gene construct. Analysis of cell fusion. When these cells fuse, β-galactosidase is expressed This can be measured using a suitable soluble or insoluble chromogenic substrate (D ragic T. et al., Journal of Virology 66: 4794 (1992)). This analysis is conducted It takes at least 1 day to develop a novel target such as primary macrophage cells It cannot easily fit into cells. This analysis also offers real-time cell lysis. Does not measure fusion and is therefore not easily used to analyze fusion kinetics . Finally, the third is the fluorescence-quenching moiety for fusion of HIV-1 viral particles into cells. (Sinangil, F. et al, FEBS Letters 239: 88-92 (1988)). This analysis Requires the use of purified HIV-1 virus particles, purification of HIV-1 virus particles and The analysis must be conducted within the containment facility. Clinical virus isolate It may be difficult to easily isolate and analyze sufficient quantities. Furthermore, this amount Analysis is cheap RET analysis using cells that specifically express HIV-1 envelope glycoprotein and CD4 More complex and less reproducible. The method of the present invention is for measuring HIV-1 envelope glycoprotein-mediated membrane fusion. Resonant energy transfer (RET), which solves the problems inherent in the above methods Use the underlying analysis. In particular, the method of the invention is rapid and reproducible, RET analysis that is compatible with various cell types and is relatively safe and can be automated adopt. [Summary of the Invention] In the present invention, one drug is CD4+Cells and HIV-1 envelope glycoprotein+Fine A method for determining whether or not it is possible to specifically inhibit fusion with a cell: (a) CD4 in the absence of drug+Cells and HIV-1 envelope glycoprotein+With cells Samples containing the appropriate amount of the agent, in conditions that allow fusion, are Amount of CD4+Cells and HIV-1 Envelope Glycoprotein in Appropriate Quantity+Contact with cells The process of touching the CD4+Cell and HIV-1 envelope Glycoprotein+The cell membrane of the cell is labeled with the first dye and the second dye respectively ( Resonance between the first dye and the second dye only when they are juxtaposed in the same film. Energy transfer occurs); and (b) a suitable amount of time has passed. Later, the percent resonance energy transfer value of the obtained sample is measured. And (c) the percent resonance energy transfer thus measured. -Values compared to known standards+Cells and HIV-1 envelope (D) determining whether or not the fusion with glycoprotein f cells can be inhibited; In the absence of the drug, the first non-HIV-1 envelope glycoprotein mediated In conditions that allow the fusion of control cells and second control cells, the agent It was determined whether the fusion of one control cell and a second control cell was inhibited, and the agent 4+Cells and HIV-1 envelope glycoprotein+Can specifically inhibit fusion with cells And a step of determining whether or not to provide the information. The invention also relates to a drug, CD4+Specific infection of cells with HIV-1 A method of determining whether it is possible to inhibit: by the method of the present invention said drug , CD4+Cells and HIV-1 envelope glycoprotein+Specific inhibition of fusion with cells It is determined whether or not it is possible that the drug causes CD4+HIV-1 in cells A method is provided that comprises determining whether or not a particular infection can be inhibited. The invention further provides that a drug is CD4+Cells and HIV-1 envelope sugar tamper Ku+A method of determining whether a fusion with a cell can be specifically inhibited: (a ) CD4 in the absence of said drug+Cells and HIV-1 envelope glycoprotein+Fine Cell containing a suitable amount of the drug under conditions that allow fusion with the cell, The right amount of CD4+Cells and HIV-1 Envelope Glycoprotein in Appropriate Quantity+Fine The step of contacting the cells with CD4+Cells and HIV-1 envelope Rope glycoprotein+Label the cell membranes of cells with the first and second dyes, respectively. (Only when the first dye and the second dye are juxtaposed in the same film, (The transfer of the resonance energy of the) occurs); The percent resonance energy transfer value of the obtained sample after And (c) the percent resonance energy tran thus measured. Comparing the Suffer value to a known standard, the drug+Cells and HIV-1 Envelope glycoprotein+Determining whether it can inhibit fusion with the cell. Provide a prepared method. The present invention also provides a drug determined by the above method. The invention further provides a CD4 of an antibody-containing sample.+Cells and HIV-1 envelope Glycoprotein+Method for quantitatively measuring the ability to specifically inhibit fusion with cells And (a) CD4 in the absence of the antibody-containing sample.+Cells and HIV -1 envelope glycoprotein+Appropriate under conditions that allow fusion with cells An appropriate amount of the CD4 containing sample+Cells and appropriate amount of HIV -1 envelope glycoprotein+The step of contacting with cells, in which case the CD 4+Cells and HIV-1 envelope glycoprotein+The first dye and And second dye respectively (the first dye and the second dye are aligned in the same membrane). The transfer of resonance energy between them occurs only when they are placed) (B) the percent resonance of the sample obtained after a suitable time has elapsed. Measuring the energy transfer value; (c) thus measured Comparing the percent resonance energy transfer values with known standards to CD4 of included sample+Cells and HIV-1 envelope glycoprotein+Fusion with cells Quantitatively measuring the ability to inhibit the reaction; (d) in the absence of the drug Is a first control cell and a second pair mediated by a non-HIV-1 envelope glycoprotein In conditions that allow fusion of the phenotype cells, the antibody-containing sample is treated with the first control cell. Cells that inhibit the fusion of the control cells with the second control cells, and , CD4+Cells and HIV-1 envelope glycoprotein+Specific inhibition of fusion with cells And quantitatively determining the ability to harm. The invention further provides a CD4 of an antibody-containing sample.+Cells and HIV-1 envelope Glycoprotein+Method for quantitatively measuring the ability to specifically inhibit fusion with cells And (a) CD4 in the absence of the antibody-containing sample.+Cells and HIV -1 envelope glycoprotein+Appropriate under conditions that allow fusion with cells An appropriate amount of the CD4 containing sample+Cells and appropriate amount of HIV -1 envelope glycoprotein+The step of contacting with cells, in which case the CD 4+Cells and HIV-1 envelope glycoprotein+The first dye and And second dye respectively (the first dye and the second dye are aligned in the same membrane). The transfer of resonance energy between them occurs only when they are placed) (B) the percent resonance of the sample obtained after a suitable time has elapsed. The step of measuring the energy transfer value; (c) the measured power value. The percent resonance energy transfer value was compared to known standards to Yes sample of CD4+Cells and HIV-1 envelope glycoprotein+Fusion with cells And the step of quantitatively determining the ability to inhibit the. The invention further provides the stage of HIV-1 infection in an HIV-1 infected patient. Is a method of determining clinical prognosis: (a) from HIV-1 infected patients Obtaining an antibody-containing sample; (b) the antibody-containing sample thus obtained , CD4+Cells and HIV-1 envelope glycoprotein+Ability to inhibit fusion with cells Force is quantitatively determined by the method of the invention; and (c) thus determined. CD4+Cells and HIV-1 envelope glycoprotein+Inhibit fusion with cells The ability of said antibody-containing sample to With similar potency of antibody-containing samples obtained from HIV-1 infected patients with a clinical prognosis In comparison, the stage or clinical of HIV-1 infection in said HIV-1 infected patient And a step of determining a prognosis. The present invention further provides anti-HIV- in vaccinated HIV-1 non-infected patients. 1 A method for determining the effect of vaccination, comprising: (a) vaccinated H Obtaining an antibody-containing sample from an IV-1 non-infected patient; (b) thus CD4 of the obtained antibody-containing sample+Cells and HIV-1 envelope sugar tamper Ku+The ability to quantitatively measure the ability to inhibit fusion with cells by the method of the present invention. (C) CD4 measured in this way+Cells and HIV-1 envelope sugar Protein+The ability of the antibody-containing sample to inhibit fusion with cells is determined by the anti-HI V-1 vaccination has a known effect Vaccinated HIV-1 non Compared to similar potency of antibody-containing samples obtained from infected patients, the vaccine Effect of the anti-HIV-1 vaccination in vaccinated HIV-1 non-infected patients And a step of determining. The invention further provides that a drug is CD4+Cells and HIV-1 envelope sugar tamper Ku+It is a key to determine whether it can specifically inhibit fusion with cells. And (a) the appropriate amount of cell membrane labeled with the first dye in separate compartments. CD4+Cells; and (b) a suitable amount of HIV with the cell membrane labeled with a second dye. -1 envelope glycoprotein+A cell, wherein the HIV-1 envelope sugar protein Park+The cells may be cultured under the appropriate conditions in the absence of the drug, the CD4 of (a).+cell And the first and second dyes are juxtaposed in the same membrane. Cells that transfer the resonance energy between the two (C) an appropriate amount of first control cells whose cell membrane is labeled with the first dye; (D) the cell membrane is an appropriate amount of a second control cell labeled with the second dye, The second control cell may be the first pair of cells of (c) under suitable conditions in the absence of the agent. Performing fusion mediated by non-HIV-1 envelope glycoproteins with retinal cells The present invention provides a kit including cells capable of The invention further provides that a drug is CD4+Cells and HIV-1 envelope sugar tamper Ku+It is a key to determine whether it can specifically inhibit fusion with cells. And (a) the appropriate amount of cell membrane labeled with the first dye in separate compartments. CD4+Cells; and (b) a suitable amount of HIV with the cell membrane labeled with a second dye. -1 envelope glycoprotein f cells, the HIV-1 envelope glycoprotein Park+The cells may be cultured under the appropriate conditions in the absence of the drug, the CD4 of (a).+cell And the first and second dyes are juxtaposed in the same membrane. Cells that transfer the resonance energy between the two A kit including the above is provided. The present invention further determines whether an HIV-1 isolate is syncytia-induced. A method comprising: (a) HIV-1 isolates in which the cell membrane is labeled with a first dye. Envelope glycoprotein+Obtaining a sample of cells; (b) a suitable amount of The sample was recorded on CD4+Cells and syncytia-inducible HIV-1 strain envelope sugar tamper Ku+Appropriate amount of CD4 under conditions that allow cell fusion+In the process of contacting cells The CD4+The cells are labeled with a second dye, which is the first dye. And only when the second dye is juxtaposed in the same film, resonance occurs with the first dye. Energy transfer step; (c) after a suitable amount of time , A method for measuring the percent resonance energy transfer value of the obtained sample (D) Percent resonance energy transfer value thus measured Is compared to known standards to determine whether the HIV-1 isolate is syncytia-induced. And a determining step. Finally, the present invention determines the stage of HIV-1 infection in HIV-1 infected patients. The method of claim 1, wherein the HIV-1 infected patient is infected by the method of Is determined by determining whether the HIV-1 isolate is syncytia-inducing. Those who are equipped to determine the stage of HIV-1 infection in HIV-1 infected patients Provide the law. [Brief description of drawings] Figure 1: Hela-env measured by RET test+Cells and HeLa- CD4+Time course of fusion with cells. Figure 2: Hela-env by OKT4a measured using REF+cell And HeLa-CD4+Blocking fusion with cells. Figure 3: 160G7 cells and C816 with sCD4 measured using REF Blocking fusion with 6 cells. Figure 4: The two methods using OKT4a were used for Hela-env.+Cells and He La-CD4+Comparison of results of blocking experiments that inhibit fusion with cells analysis. [Detailed Description of the Invention] The plasmid named pMA243 is an internationally accepted microbial deposit for patent procedure. In order to meet and comply with the provisions of the Budapest Treaty on Approval, the ATCC reception No. 75626, Rock Will Park Law, 20852 Maryland American Type Culture Collection located in Nd Drive 12301 (ATCC). This plasmid pMA243 was constructed in December 1993. Deposited with ATCC on 16th. In the present invention, one drug is CD4+Cells and HIV-1 envelope glycoprotein+Fine A method for determining whether or not it is possible to specifically inhibit fusion with a cell: (a) CD4 in the absence of drug+Cells and HIV-1 envelope glycoprotein+With cells Samples containing the appropriate amount of the agent, in conditions that allow fusion, are Amount of CD4+Cells and HIV-1 Envelope Glycoprotein in Appropriate Quantity+Contact with cells The process of touching the CD4+Cell and HIV-1 envelope Glycoprotein+The cell membrane of the cell is labeled with the first dye and the second dye respectively ( Resonance between the first dye and the second dye only when they are juxtaposed in the same film. Energy transfer occurs); and (b) a suitable amount of time has passed. Later, the percent resonance energy transfer value of the obtained sample is measured. (C) Percent resonance energy transformer measured in this way The fur value was compared to known standards and the drug+Cells and HIV-1 Bellow glycoprotein+Determining whether the fusion with the cell can be inhibited; d) mediated by non-HIV-1 envelope glycoproteins in the absence of the drug In conditions that allow the fusion of the first control cell and the second control cell, the agent , Determine whether to inhibit the fusion of the first control cell and the second control cell, the agent CD4+Cells and HIV-1 envelope glycoprotein+Specific inhibition of fusion with cells And a step of determining whether or not it is possible. The present invention is a CD4+Cells and HIV-1 envelope glycoprotein+Fusion with cells Agents are provided that can be specifically inhibited using the above methods. As used herein, the term "drug" includes both protein and non-protein moieties. Is included. In one embodiment, the drug is a small molecule. In other embodiments , This drug is a protein. This protein is, for example, HIV-1 E May be an antibody directed against a portion of the envelope glycoprotein (eg gp120) . This drug is useful for libraries of small molecules or from plants or other organisms. It may be from a library of extracts. "CD4 used here+Cells and HIV-1 envelope glycoprotein+Fusion with cells The phrase "specifically inhibits binding" is (a) CD4+Cells and HIV-1 envelope Rope glycoprotein+It is possible to reduce the rate of fusion with cells by at least 5% But non-CD4 / HIV-1 envelope glycoprotein mediated cell membrane fusion Cannot be slowed down, or (b) live by the end of the fusion. CD4+Cell membrane and HIV-1 envelope glycoprotein+Total fusion with cell membrane , Can be reduced by at least 5%, but will occur by the end of the fusion Total amount of cell membrane fusion mediated by non-CD4 / HIV-1 envelope glycoprotein It means that it cannot be lowered. "Cell membrane fusion rate" used here Means the total amount of fused cell membranes per unit time. "Fusion" used here End point of "is CD4+Cell membrane and HIV-1 envelope glycoprotein+With cell membrane It means the time when all possible fusions have occurred. An example of the method of the present invention is described below. Known amount of CD4+The cells are Under conditions that allow the fusion of Y amounts of cell membranes per unit time in the absence of And a known amount of HIV-1 envelope glycoprotein with a drug+Contacted with cells Set (Y is CD4+Cell membrane and HIV-1 envelope glycoprotein+Of cell membrane Total amount, eg 0.5 x Y CD4+Cell membrane + 0.5 x Y HIV-1 envelope Rope glycoprotein+Equal to the cell membrane). In the presence of the above drug, per unit time 0.2 x Y amount of cell membrane is fused. The drug is a non-CD4 / HIV-1 It was shown not to slow the rate of cell membrane fusion mediated by bellow glycoprotein You. Therefore, the drug is CD4+Cells and HIV-1 envelope glycoprotein+Fine Specifically inhibits fusion with cells. "CD4 used here+Cell membrane and HIV-1 envelope glycoprotein+With cell membrane "Fusion" means CD4+Cells and HIV-1 envelope glycoprotein+Hydrophobic with cells Bind and integrate to form a hybrid membrane containing components of both cell membranes. Between the two mediated by CD4 / HIV-1 envelope glycoprotein Does not mean fusion. As used herein, the term “CD4” includes (a) natural CD4 protein and (b) Membrane-bound CD4-based proteins are included. As used here, "membrane-bound CD4 base "Protein of the nature" means that the natural CD4 is HIV-1 gp120 envelope sugar protein. Containing at least a portion of CD4 required to form a complex with Park, By any membrane-bound protein other than native CD4. In one embodiment, This CD4-based protein contains a portion of the non-CD4 protein. The CD If the 4-based protein contains a portion of the non-CD4 protein, the natural CD4 Necessary for forming a complex with HIV-1 gp120 envelope glycoprotein The portion of the natural CD4 that is produced is from +1 to about +179 amino acids in natural CD4. It is a part having an acid sequence. As used herein, the term "cell" refers to a biological cell, such as a HeLa cell, And non-biological cells such as lipid vesicles (eg phospholipid vesicles) . "CD4 used here+“Cell” refers to CD4 immobilized on the surface of its cell membrane. HIV-1 envelope glycoprotein+Specific binding to cells And cells that can fuse with it. In a preferred embodiment, suitable CD4+The cell is CD4+HeLa cells. As used herein, "HIV-1 envelope glycoprotein+"Cell" means CD4+cell H that is immobilized on the surface of the cell membrane so as to specifically bind to and fuse with Cells with IV-1 envelope glycoprotein. In one embodiment, this HIV-1 envelope glycoprotein. Cells are HIV-1 envelope sugar Park+HeLa cells. In another embodiment, the HIV-1 envelope glycoprotein Information+The cell is HIV-1. Each HIV-1 isolate has a limited number of CDs.+Tropic for cell type You. Therefore, in the present invention, "CD4+Cells and HIV-1 envelope Park+"Fusion with cells" means CD4+Cells and HIV-1 envelope glycoprotein+ Cells (the HIV-1 envelope glycoprotein of which is CD4+Tropic for cells Corresponding to the envelope glycoprotein derived from the HIV-1 isolate). To taste. For example, HIV-1 isolates JR-FL, JR-CSF and Ba. L is CD4+HIV-1 isolate that is tropic for primary human macrophages LAI and IIIB are human CD4+T lymphocyte cell line and HeLa- MN and SF- that are tropic for CD4 cells and are HIV-1 isolates. 2 is human CD4+It is tropic for the T lymphocyte cell line. For example, HIV -1 isolates JR-FL, JR-CSF, BaL, LAI, IIIB, MN and And SF-2 also produce CD4 other than those listed above.+Even for cell types It is tropic. Drug, CD4+Cells and HIV-1 envelope glycoprotein+Appropriate amount of cells May be determined by a method known to those skilled in the art. CD4 in the absence of the drug+Cells and HIV-1 envelope Park+Conditions that allow fusion with cells are well known to those of skill in the art. As used herein, a cell "labeled" with a dye is integrated into its cell membrane. The cells having the dyes that have been dyed, that is, the dye molecules mixed with the lipid molecules of the cell membrane. Means a cell having. Resonance energy transfer is defined as follows. That is, the excitation spectrum Dye D1 whose emission and emission spectra are Ex1 and Em1, respectively, and the excitation spectrum And the dye D2 whose emission spectra are Ex2 and Em2, respectively. (A) Em1 has a higher average frequency than Em2, and (b) Em1 1 and Ex2 overlap, the resonance energy transfer -Is from D1 to D2 at frequencies within the overlapping range of Em1 and Ex2 Is the transfer of electromagnetic energy. This resonance energy transfer (A) results from electromagnetic excitation of D1 at frequencies within the (a) Ex1 spectrum. (B) of the electromagnetic energy from D2 at frequencies within the Em2 spectrum. Cause release. Therefore, the transfer of the resonance energy between D1 and D2 -Excites D1 with electromagnetic energy at frequencies in Ex1 and subsequently emits it. Detecting by measuring the electromagnetic energy of the wavelength in Em2 Can be. The emission of electromagnetic energy at wavelengths within this Em2 is D1 and D It shows that the transfer of resonance energy between 2 occurred. The first and second dyes are within the same lipid membrane at an appropriately short distance from each other. If present, "collocated within the same membrane." This reasonably short distance can be Can be easily determined. In the present invention, the measurement of the percent resonance energy transfer value is performed in the art. It can be performed according to a method known to those skilled in the art. In one embodiment, the percentage The ringing energy transfer value is (1) D1 at the frequency within Em2 and From total emission from D2, excitation at frequencies in Ex1 and at frequencies in Em2 Electromagnetic energy due to direct D1 and D2 emission following emission -By subtracting the emission, the resonance energy transfer value (RET) Determining (where D1 release and D2 release are labeled with respective dyes) Measured by separately measuring the electromagnetic energy release due to (2) the resonance energy transfer value obtained in step (1) above , The percent resonance energy by dividing by the total D2 emission at frequencies in Em2. By determining the rugged transfer value (% RET value). After a suitable time (after that time, the resonance energy transfer of the obtained sample Value is measured) may be determined according to a method well known to those skilled in the art. Known standard is CD4+Cells, HIV-1 envelope glycoprotein+Cells And a drug with a known ability to inhibit their fusion. This is the resonance energy transfer value. In the present invention, the first control cell and the second control cell are HIV-1 In the presence and absence of agents capable of inhibiting fusion mediated by bellow glycoprotein In both, via fusion mediated by a non-HIV-1 envelope glycoprotein And are mediated by the HIV-1 envelope glycoprotein. Cannot be merged via a merged fusion. Such cells are well known to those of skill in the art. Yes, including, for example, HeLa cells. HeLa cells are polyethylene glycol Incubation at 37 ° C with Le 1000 or Sendai virus Fusion can be triggered. These methods of inducing fusion of HeLa cells are known to those of skill in the art. It is well known. In one embodiment, the drug is an antibody. "Antibody" used in the present invention The term includes both naturally occurring and non-naturally occurring antibodies However, it is not particularly limited. More specifically, the term "antibody" is polyclonal Includes antibodies and monoclonal antibodies, and antigen-binding fragments thereof It is. Furthermore, the term "antibody" includes chimeric antibodies, whole synthetic antibodies, and And antigen-binding fragments thereof. In one embodiment, the first dye is a molecule containing a rhodamine moiety, Two dyes are molecules that contain a fluorescein moiety. Molecules containing rhodamine moieties Molecules containing and fluorescein moieties are well known to those of skill in the art. In a preferred embodiment, the molecule containing the rhodamine moiety is octadecyl rho. Damine B chloride, the molecule containing the fluorescein moiety is fluorescein Octadecyl ester. In another embodiment, the first dye is a molecule containing a fluorescein moiety, The second dye is a molecule containing a rhodamine moiety. In one embodiment said CD4+Cells are CD4+HeLa cells. other In an embodiment, said HIV-1 envelope glycoprotein+The cells are HIV- 1LAIgp120 / gp41+HeLa cells. HIV-1LAIIs phytohe Magglutinin (PHA) stimulated peripheral blood lymphocytes (PBLs) and immobilization It is a laboratory-adopted strain with tropism for the human T cell line. The present invention also comprises a drug comprising CD4+Specific infection of cells with HIV-1 A method of determining whether it is possible to inhibit: by the method of the present invention said drug , CD4+Cells and HIV-1 envelope glycoprotein+Specific inhibition of fusion with cells To determine whether it can harm the drug, and+HIV-1 in cells To determine whether or not it can specifically inhibit the infection by . The invention further provides that a drug is CD4+Cells and HIV-1 envelope sugar tamper Ku+A method of determining whether a fusion with a cell can be specifically inhibited: (a ) CD4 in the absence of said drug+Cells and HIV-1 envelope glycoprotein+Fine Cell containing a suitable amount of the drug under conditions that allow fusion with the cell, The right amount of CD4+Cells and HIV-1 Envelope Glycoprotein in Appropriate Quantity+Fine The step of contacting the cells with CD4+Cells and HIV-1 envelope Rope glycoprotein+Label the cell membranes of cells with the first and second dyes, respectively. (Only when the first dye and the second dye are juxtaposed in the same film, (The transfer of the resonance energy of the) occurs); The percent resonance energy transfer value of the obtained sample after And (c) the percent resonance energy tran key thus measured. Comparing the Suffer value to a known standard, the drug+Cells and HIV-1 Envelope glycoprotein+Determining whether it can inhibit fusion with the cell. Provide a prepared method. When used here, "CD4+Cells and HIV-1 envelope glycoprotein+cell Can specifically inhibit the fusion with ", (a) CD4+Cell membrane and HIV-1 Bellow glycoprotein+Decreasing the rate of fusion with the cell membrane by at least 5% Or (b) CD4 generated by the end of fusion+Cell membrane and HI V-1 envelope glycoprotein+Reduce total fusion with cell membrane by at least 5% It means that it can be lowered. CD4+Cells and HIV-1 envelope Glycoprotein+Agents that can inhibit fusion with cells also include non-CD4 / HIV-1 Can also reduce the rate of cell membrane fusion mediated by bellow glycoprotein . The present invention also uses the above method to produce CD4+Cells and HIV-1 envelope Glycoprotein+Agents determined to be able to inhibit fusion with cells are provided. In one embodiment, the first dye is a molecule containing a rhodamine moiety, The second dye is a molecule containing a fluorescein moiety. In a preferred embodiment, the molecule containing the rhodamine moiety is octadecyl rho. Damine B chloride, the molecule containing the fluorescein moiety is fluorescein Octadecyl ester. In another embodiment, the first dye is a molecule containing a fluorescein moiety, The second dye is a molecule containing a rhodamine moiety. In one embodiment said CD4+Cells are CD4+HeLa cells. Book In another embodiment of the invention said HIV-1 envelope glycoprotein+Cells HIV-1LAIgp120 / gp41+HeLa cells. The invention further provides a CD4 of an antibody-containing sample.+Cells and HIV-1 envelope Glycoprotein+Method for quantitatively measuring the ability to specifically inhibit fusion with cells And (a) CD4 in the absence of the antibody-containing sample.+Cells and HIV -1 envelope glycoprotein+Appropriate under conditions that allow fusion with cells An appropriate amount of the CD4 containing sample+Cells and appropriate amount of HIV -1 envelope glycoprotein+The step of contacting with cells, in which case the CD 4+Cells and HIV-1 envelope glycoprotein+The first dye and And second dye respectively (the first dye and the second dye are aligned in the same membrane). The transfer of resonance energy between them occurs only when they are placed) (B) the percent resonance of the sample obtained after a suitable time has elapsed. The step of measuring the energy transfer value; (c) the measured power value. The percent resonance energy transfer value was compared to known standards to Yes sample of CD4+Cells and HIV-1 envelope glycoprotein+Fusion with cells (D) in the absence of the drug, Non-HIV-1 Envelope Glycoprotein Mediated First Control Cell and Second Control In a condition that allows cell fusion, the antibody-containing sample is mixed with the first control cells. Of the antibody-containing sample to determine whether to inhibit the fusion with the second control cells, CD4+Cells and HIV-1 envelope glycoprotein+Specific inhibition of fusion with cells And the step of quantitatively determining the ability to do so. The antibody-containing sample may be any antibody-containing sample. One In embodiments, the antibody-containing sample is a serum sample. In other embodiments The antibody-containing sample described above is an IgG preparation. Antibody-containing sample Methods for obtaining are well known to those skilled in the art. In one embodiment, the first dye is a molecule containing a rhodamine moiety, The second dye is a molecule containing a fluorescein moiety. In a preferred embodiment, the molecule containing the rhodamine moiety is octadecyl rho. Damine B chloride, the molecule containing the fluorescein moiety is fluorescein Octadecyl ester. In another embodiment, the first dye is a molecule containing a fluorescein moiety, The second dye is a molecule containing a rhodamine moiety. In one embodiment said CD4+Cells are CD4+HeLa cells. Book In another embodiment of the invention said HIV-1 envelope glycoprotein+Cells HIV-1LAIgp120 / gp41+HeLa cells. The invention further provides a CD4 of an antibody-containing sample.+Cells and HIV-1 envelope Glycoprotein+Method for quantitatively measuring the ability to specifically inhibit fusion with cells And (a) CD4 in the absence of the antibody-containing sample.+Cells and HIV -1 envelope glycoprotein+Appropriate under conditions that allow fusion with cells An appropriate amount of the CD4 containing sample+Cells and appropriate amount of HIV -1 envelope glycoprotein+The step of contacting with cells, in which case the CD 4+Cells and HIV-1 envelope glycoprotein+The first dye and And second dye respectively (the first dye and the second dye are aligned in the same membrane). The transfer of resonance energy between them occurs only when they are placed) (B) the percent resonance of the sample obtained after a suitable time has elapsed. The step of measuring the energy transfer value; (c) the measured power value. The percent resonance energy transfer value was compared to known standards to Yes sample of CD4+Cells and HIV-1 envelope glycoprotein+Fusion with cells And the step of quantitatively determining the ability to inhibit the. In one embodiment, the first dye is a molecule containing a rhodamine moiety, The second dye is a molecule containing a fluorescein moiety. In a preferred embodiment, the molecule containing the rhodamine moiety is octadecyl rho. Damine B chloride, the molecule containing the fluorescein moiety is fluorescein Octadecyl ester. In another embodiment, the first dye is a molecule containing a fluorescein moiety, The second dye is a molecule containing a rhodamine moiety. In one embodiment said CD4+Cells are CD4+HeLa cells. Book In another embodiment of the invention said HIV-1 envelope glycoprotein+Cells HIV-1LAIgp120 / gp41+HeLa cells. The invention further provides the stage of HIV-1 infection in an HIV-1 infected patient. Is a method of determining clinical prognosis: (a) from HIV-1 infected patients Obtaining an antibody-containing sample; (b) the antibody-containing sample thus obtained , CD4+Cells and HIV-1 envelope glycoprotein+Ability to inhibit fusion with cells Force is quantitatively determined by the method of the invention; and (c) thus determined. CD4+Cells and HIV-1 envelope glycoprotein+Inhibit fusion with cells The ability of said antibody-containing sample to With similar potency of antibody-containing samples obtained from HIV-1 infected patients with a clinical prognosis In comparison, the stage or clinical of HIV-1 infection in said HIV-1 infected patient And a step of determining a prognosis. As used herein, the term "HIV-1-infected patient" refers to the low number of cells in the patient's own body. One means a patient suffering from HIV-1. In a preferred embodiment, The patient is a human. The present invention further provides anti-HIV- in vaccinated HIV-1 non-infected patients. 1 A method for determining the effect of vaccination, comprising: (a) vaccinated H Obtaining an antibody-containing sample from an IV-1 non-infected patient; (b) thus CD4 of the obtained antibody-containing sample+Cells and HIV-1 envelope sugar tamper Ku+The ability to quantitatively measure the ability to inhibit fusion with cells by the method of the present invention. (C) CD4 measured in this way+Cells and HIV-1 envelope sugar Protein+The ability of the antibody-containing sample to inhibit fusion with cells is determined by the anti-HI V-1 vaccination has a known effect Vaccinated HIV-1 non Compared to similar potency of antibody-containing samples obtained from infected patients, the vaccine Effect of the anti-HIV-1 vaccination in vaccinated HIV-1 non-infected patients And a step of determining. As used herein, the term "anti-HIV-1 vaccination" refers to the vaccinated patient. Antibody (to an epitope present on HIV-1 surface envelope glycoprotein) Patients with vaccines aimed at inducing the production of antibodies that can specifically bind. Means to be administered to. In general, vaccines are well known to those of skill in the art and Includes raw material (eg protein) and adjuvant. As used herein, "the effect of anti-HIV-1 vaccination" means the relevant vaccination. And vaccinated by subsequent vaccination (ie immunization) It means the degree of increase in the titer of the HIV-1 neutralizing antibody in. In other words, The higher the efficacy of anti-HIV-1 vaccination, the more vaccinated patients The titer of HIV-1 neutralizing antibody is high. As used herein, the term “non-HIV-1 infected patient” refers to a person who is affected by HIV-1. It means a patient who has no cells of their own. In a preferred embodiment, this patient The person is a human. The invention further provides that a drug is CD4+Cells and HIV-1 envelope sugar tamper Ku+It is a key to determine whether it can specifically inhibit fusion with cells. And (a) the appropriate amount of cell membrane labeled with the first dye in separate compartments. CD4+Cells; and (b) a suitable amount of HIV with the cell membrane labeled with a second dye. -1 envelope glycoprotein+A cell, wherein the HIV-1 envelope sugar protein Park+The cells may be cultured under the appropriate conditions in the absence of the drug, the CD4 of (a).+cell And the first and second dyes are juxtaposed in the same membrane. Cells that transfer the resonance energy between the two (C) an appropriate amount of first control cells whose cell membrane is labeled with the first dye; (D) the cell membrane is an appropriate amount of a second control cell labeled with the second dye, The second control cell may be prepared in the same manner as in (c) above under appropriate conditions in the absence of the drug. Non-HIV-1 envelope glycoprotein-mediated fusion with primary control cells The present invention provides a kit including cells capable of receiving cells. The kit of the present invention may further include an additional buffer solution. Furthermore, before The cells may be dried or may be suspended in a liquid or gel. May be Appropriate amount of cells means that one of ordinary skill in the art would appreciate that the drug is CD4+ Cells and HIV-1 envelope glycoprotein+Can specifically inhibit fusion with cells It is the amount that can be decided whether or not. Such an amount can be determined by methods known to those skilled in the art. Can be determined easily. In one embodiment, the first dye is a molecule containing a rhodamine moiety, The second dye is a molecule containing a fluorescein moiety. In a preferred embodiment, the molecule containing the rhodamine moiety is octadecyl rho. Damine B chloride, the molecule containing the fluorescein moiety is fluorescein Octadecyl ester. In another embodiment, the first dye is a molecule containing a fluorescein moiety, The second dye is a molecule containing a rhodamine moiety. In one embodiment said CD4+Cells are CD4+HeLa cells. Book In another embodiment of the invention said HIV-1 envelope glycoprotein+Cells HIV-1LAIgp120 / gp41+HeLa cells. The invention further provides that a drug is CD4+Cells and HIV-1 envelope sugar tamper Ku+It is a key to determine whether it can specifically inhibit fusion with cells. And (a) the appropriate amount of cell membrane labeled with the first dye in separate compartments. CD4+Cells; and (b) a suitable amount of HIV with the cell membrane labeled with a second dye. -1 envelope glycoprotein+A cell, wherein the HIV-1 envelope sugar protein Park+The cells may be cultured in the CD4 of (a) under appropriate conditions in the absence of the drug.+ It is capable of fusing with cells and the first and second dyes are aligned within the same membrane. When it is placed, it is possible to transfer the resonance energy between the two. A kit including a cell is provided. The kit of the present invention may further include an additional buffer solution. Furthermore, before The cells may be dried or may be suspended in a liquid or gel carrier. It may be a thing. Appropriate amount of cells means that one of ordinary skill in the art would appreciate that the drug is CD4+ Cells and HIV-1 envelope glycoprotein+Can specifically inhibit fusion with cells It is the amount that can be decided whether or not. Such an amount can be determined by methods known to those skilled in the art. Can be determined easily. In one embodiment, the first dye is a molecule containing a rhodamine moiety, The second dye is a molecule containing a fluorescein moiety. In a preferred embodiment, the molecule containing the rhodamine moiety is octadecyl rho. Damine B chloride, the molecule containing the fluorescein moiety is fluorescein Octadecyl ester. In another embodiment, the first dye is a molecule containing a fluorescein moiety, The second dye is a molecule containing a rhodamine moiety. In one embodiment said CD4+Cells are CD4+HeLa cells. Book In another embodiment of the invention said HIV-1 envelope glycoprotein+Cells HIV-1LAIgp120 / gp41+HeLa cells. The present invention further determines whether an HIV-1 isolate is syncytia-induced. A method comprising: (a) HIV-1 isolates in which the cell membrane is labeled with a first dye. Envelope glycoprotein+Obtaining a sample of cells; (b) a suitable amount of The sample was recorded on CD4+Cells and syncytia-inducible HIV-1 strain envelope sugar tamper Ku+Appropriate amount of CD4 under conditions that allow cell fusion+In the process of contacting cells The CD4+The cells are labeled with a second dye, which is the first dye. And only when the second dye is juxtaposed in the same film, resonance occurs with the first dye. Energy transfer step; (c) after a suitable amount of time , A method for measuring the percent resonance energy transfer value of the obtained sample (D) Percent resonance energy transfer value thus measured Is compared to known standards to determine whether the HIV-1 isolate is syncytia-induced. And a determining step. As used herein, the term “syncytial organic” refers to the expression of many CD4s under appropriate conditions.+Fine Syncytium (HIV-1 envelope mediated by this protein when contacted with vesicles) Multinucleated cells resulting from cell fusion). HIV-1 isolate envelope glycoprotein+Those skilled in the art can obtain a sample of cells. The method well known in the art may be used. HIV-1 isolate envelope glycoprotein+The cells are HIV-1 isolate envelopes. Rope glycoprotein+Blood of an HIV-infected patient known to contain cells or Can be obtained from any other body fluid. Alternatively, HIV-1 isolate en Bellow glycoprotein+The cells may be infected with HIV-1 isolates or HIV-1 isolates. Incubate cells in vitro with blood or any other body fluid containing cells and HIV-1 isolate envelope glycoprotein produced thereby+Collect cells Can be obtained by Appropriate amounts of sample and cells can be determined by methods well known to those skilled in the art. Yes. In one embodiment, the first dye is a molecule containing a rhodamine moiety, The second dye is a molecule containing a fluorescein moiety. In a preferred embodiment, the molecule containing the rhodamine moiety is octadecyl rho. Damine B chloride, the molecule containing the fluorescein moiety is fluorescein Octadecyl ester. In another embodiment, the first dye is a molecule containing a fluorescein moiety, The second dye is a molecule containing a rhodamine moiety. In one embodiment said CD4+Cells are CD4+HeLa cells. The present invention further determines the stage of HIV-1 infection in HIV-1 infected patients. A method, wherein the HIV-1 infected patient is infected using the method of the invention. By determining whether the HIV-1 isolate is syncytia-inducing, the HI A method comprising determining the stage of HIV-1 infection in a V-1 infected patient. provide. Finally, the present invention provides CD4+Cells and HIV-1 envelope glycoprotein+With cells For quantitatively measuring the fusion of: (a) CD4+Cell sample and H IV-1 envelope glycoprotein+Cells and conditions that allow their fusion In the step of contacting with the CD4,+Cells and HIV-1 Envelope Ip glycoprotein+Label the cell membranes of the cells with the first and second dyes, respectively. (Only when the first dye and the second dye are juxtaposed in the same film, (Resonance energy transfer occurs); and (b) a suitable time has elapsed. The percent resonance energy transfer value of the obtained sample. And (c) the percent resonance energy transformer thus measured. Compare fur values to known standards for CD4+Cells and HIV-1 envelope Information+And quantitatively measuring the fusion with cells. The invention can be better understood by reference to the following experimental details. There will be. However, the particular experiments detailed herein are more fully described in the claims below. Those skilled in the art will readily appreciate that the described invention is merely an example. . [Experiment Details]A: Background In the RET-based fusion assay of the present invention, the HIV-1 envelope glycoprotein ( measuring the fusion between cells expressing gp120 / gp41) and cells expressing CD4 You. Such cell-cell fusion produces multinucleated cells or syncytia (syncytia) Seems to lead. Molecules that block the attachment or fusion of HIV-1 to host cells It also blocks syncytium formation. Syncytial analysis detects viral or antiviral molecules. It has been used in many laboratories to produce and generally is a visual readout. It has. In developing the assay, either gp120 / gp41 or CD A permanent cell line stably expressing 4 was used. Resonance energy transfer technology can be applied to viruses or polyethylene glycol. Used in various membrane fusion studies, including the fusion of nucleated cells induced by Cole. It has been used. However, HIV-1 envelope glycoprotein mediated There is no precedent used to study membrane fusion. This technology has one fusion partner (Eg, gp120 / gp41 expressing cell lines) with octadodecyl fluorescein (F 18) and the like and label the other partner (eg, CD4 expressing cell line) Labeling with a dye such as tadodesyl rhodamine (R18) is included. dye Is the emission spectrum of one (F18) and the excitation spectrum of the other (R18) Chosen to overlap. When cells are fused, F18 and R18 become tighter. They are closely linked, and when F18 is stimulated, the resonance energy is transposed to R18. After being spun, it emits light at the emission wavelength of R18. Fluorescent octane The decyl version is a spontaneous cell prototype using the labeling protocol below. Intervene in the membrane.B: tested cells (1) HIV-1IIIBChinese expressing gp120 / gp41 (160G7) Hamster follicle (CHO) cell line and human T cells expressing CD4 (C8166) The lymphocytic cell line was mixed. CD4+The cells are commercially available. 160 G7 cells are obtained from the MRC AIDS Preparation Program (UK). C8166 Cells are based on the MRC AIDS Countermeasures Program (UK) and NIH AIDS Research And related drug programs (Bethesda, Maryland). 160G7 cells and And C8166 cells have previously been demonstrated to fuse to form multinucleated syncytia . In this analysis, syncytium analysis is used to visualize syncytia with the aid of a low-power microscope. It is necessary to measure This assay analyzes inhibitors such as CD4 based molecules And to analyze neutralizing antibodies directed against gp120 and gp41 You. (2) HIV-1LAIexpresses gp120 / gp41 (HeLa-env) Human epithelial carcinoma (HeLa) cells and CD4 (HeLa-CD4+) Express HeLa cells were also used. HeLa-CD4+Cells are MRC AIDS pair Policy Program (UK) and NIH AIDS Research and Related Drugs Program (Beth esda, Maryland). HeLa-env+Cells express 160G7 cells Expresses much higher levels of gp120 / gp41. This is 1 HeLa-env instead of 60G7 cells+Anti-gp120 antibody on the surface of cells The flow cytometry used allows easy detection of gp120. Even proved. HeLa-env+The cells are C8166 and HeLa-CD4+ Easy fusion with cells to form syncytia has been demonstrated by visual analysis. HeLa-env+The cells may be e.g. HeLa cells such as pMA243. Transfection with plasmid encoding nv + using calcium phosphate precipitation method And subsequently selected transfectants with 2 μM methotrexate. Re You. Plasmid pMA243 contains all the genes under the control of the HIV-1 LTR. Selectable label DHFR for offspring★In addition to HIVLAIGene env, tat , Rev and vpu are designed to be expressed (Dragic, T., et al., J. Virol. 66: 4794-4802 (1992)). DHFR★The mutant dihydrofolate redak It is a tase gene and has a low affinity for methotrexate. to pMA243 DHFR★The gene is HIV-1 ne, which is missing in this vector. It is expressed from a spliced transcript of mRNA that normally encodes the f gene. HIV-1, which encodes the tat and rev genes, expresses the env gene at high levels. It is necessary to make it manifest. Plasmid pMA243 is also ampicillin resistant It encodes a label and an origin of replication for bacteria.C: Cuvette analysis method The cell labeling conditions were changed from those used in the previous study. In previous studies Uses RET to monitor polyethylene glycol-induced cell fusion. (Wanda, P.E., and Smitah, J.D., J.Histochem.Cytochem.30: 1297 (1 982)). F18 (fluorescein octadecyl ester, Molecular Probes Euge ne, Oregon.Catalog No.F3857) or R18 (octadecyl-rodamine B, hydrochloric acid Salt; Molecular Probes, catalog No.0246) in ethanol, 5-10 mg / m It was dissolved in 1 and diluted about 1000 times with an appropriate growth medium. F18 at 506 nm So that the OD of R18 is 0.34 and the OD of R18 at 565 nm is 1.04. The concentration in the medium was accurately adjusted so that A monolayer of cells in a suitable medium, Incubated overnight, washed and counted. Each type 100,000 each The cells were mixed together into the wells of a 24-well tissue culture plate. After mixing, Remove cells with EDTA at intervals, wash and place in a fluorometer cuvette. I put it in. Three sets of excitation waves using a Perkin-Elmer LS50 fluorometer Fluorescence was measured at long and emission wavelengths (see table below). The RET value is calculated as described above but divided by the total R18 fluorescence. When calculated, the% RET value is obtained. In the results of the first experiment, RET was posted above It was shown to be measured using a combination of both cells. Envelope sugar When the cells expressing the protein are labeled with F18 and the cells expressing the CD4 are labeled with R18 Shows that envelope glycoprotein expressing cells are labeled with R18 and CD4 expressing cells are Greater signal was generated than when labeled with F18.D: By control cell line using cuvette assay Results of RET research and experiments HeLa-env is a time course experiment.++ HeLa-CD4+Run in combination of (Fig. 1). Control cell line, namely HeLa-Δenv+It was used. H eLa-Δenv+The cells have 400 salts in the gp120 coding region of the env gene. It expresses an HIV-1 envelope glycoprotein with a deficient base pair. These cells Is CD4+Does not fuse with human cells. This result shows that fusion can be measured by RET analysis in 2 hours but in 1 hour. It was confirmed that the HIV-1 embedding using a fluorescence microscope was not performed. Consistent with previous studies of lobe-mediated cell fusion. At the 4th hour, Cell fusion was revealed by visual inspection, and at this point some Reproducible RET values were obtained in this experiment. In another experiment, 160 By combining G7 cells and C8166 cells, the maximum RE that can be reproduced in about 4 hours The T value was obtained, but HeLa-env+And HeLaCD4+Obtained using The value was lower than that shown (data not shown). This difference is probably 160G7 HeLa-env compared to cells+Expression of gp120 / gp41 in cells It is due to being at a very high level. Based on previous research, combining cells that are not known to fuse, Control experiments were conducted. These combinations include HeLa cells and H eLaCD4+Combination with cells, or HeLa-env+Cells and CHO-C D4 or human glioma cell line U87. There is a combination with MG-CD4. CHO-CD4 cells, like other non-primate cells, have HIV-1 gp120 / gp4. Does not fuse with cells that express 1. U87-MG-CD4 cells are Few CD4s that do not fuse with cells expressing bellow glycoprotein+Human cell line It is RET values obtained with combinations of these cells (data not shown) Is generally a control HeLa-Δenv++ HeLa-CD4+(Fig. 1) It was the same as the RET value used.E: Results of RET experiments with inhibitors using cuvette assay Then, sCD4 (gp120 / gp41-Interact with cells) or mice Mi MAb OKT4a (CD4+RET (Figs. 2 and 3) ) Was determined. Both of these molecules are responsible for HIV-1 infection and synthesis. It is known to inhibit cell formation. Percentage inhibition is in the absence of inhibitor. Calculated as% RET at each concentration of inhibitor divided by% RET at 4 hours Was done. As shown in FIGS. 2 and 3, sCD4 was also OK when measured by RET. T4a also blocks fusion. The concentrations of these agents required for 50% inhibition are Identical to the concentration measured using the assay. For example, 160G7 and C81 SCD4 inhibitory IC of fusion between 6650Is about 4μ when measured using RET analysis g / ml compared to visual syncytia analysis (ie using a low magnification microscope) Of the same cell population by measuring analysis of syncytia formation inhibition, which visually quantitates syncytia. It was 5.5 μg / ml when measured using a match. In summary, this These results show that HIV-1 envelope-mediated cell lysis using the RET method. Demonstrates that measurement can be measured in a fast and reproducible way. More idiomatic These results are very well compared to the data obtained with the visual syncytia analysis Match.F: By IKT4 using cuvette analysis Control blocking experiment A control experiment was performed to investigate% RET inhibition by OKT4 . OKT4 is a mouse monoclonal antibody that binds to CD4 -Gp120 interaction, HIV-1 infection, or HIV-induced cell fusion Does not hinder. Cuvette method and HeLa-env++ HeLa-Cd4+Set of OKT4 is 0.2 μg / ml or 2.0 μg / ml when using In a similar experiment, compared to showing 0% inhibition of RET in T4a showed 65% inhibition at 0.2 μg / ml. These results are Thus, inhibition of HIV-1 envelope-mediated membrane fusion measured by HIV-1 Specific for drugs that inhibit HIV-mediated cell fusion and HIV-1 infection Is shown.G: Automation of RET analysis using plate reader analysis RET analysis was performed using a fluorescent plate reader. This method is necessary Simple operation (especially the need to remove cells to measure fluorescence in the cuvette) It has the advantage that it can be reduced. Plate reader for multi-well tissue culture Cell fluorescence is measured directly in the plate. In addition, the speed of analytical reading is dramatic (about 100 times). Millipore's "site floor (Cytofluor)" this experiment I used it. It has been used in many different cell-based fluorescence assays Dedicated plate reader for 24-well and 96-well tissue culture plates Suitable for use in plate format columns such as Cytoflow It also has a great deal of speed and compatibility with IBM software analysis programs. With significant advantages. In this result, the assay was performed in 24- or 96-well tissue culture plates with fluorescent It is shown to be easy to do using a root reader. In one embodiment, when the analysis is performed on a routine basis, two types of measurements are performed. Is set. First, after RET mixed labeled cells with the candidate inhibitor , Measured at a single time point. Second, the assay is performed in the presence or absence of an inhibitor. , Applied to measure changes in cell fusion rate. One of the advantages of RET analysis , Because the fusion is measured in real time, kinetic analysis is possible. A method for measuring RET using a plate reader assay at a single time point is: For example, presented below. In this analysis, 96-well flat bottom tissue culture plates used. This method is a modification of the cuvette method described above. Example of single time point plate reader assay: 1. Adjust the dye: R18: 10 mg / ml in 100% ethanol (HeLa-CD4+(For cells) F18: 50 mg / ml in 100% ethanol (HeLa-env+(For cells) 2. Add the dye to the appropriate concentration in cell culture medium containing 10% fetal bovine serum, When measured by absorbance measurement, F18 + medium: 0.34 at 506 nm R18 + medium: 0.52 at 565 nm 3. Add media + dye to appropriate cells as indicated above and incubate overnight. And stain the cells. 4. Wash cells and count. 5. Plate out 20,000 cells each line per well and Wells have one or another cell line separately, other wells have both cell lines, Additional wells contain varying concentrations of antibody or other inhibitor in addition to both cell lines. Has been added. 6. After 4 hours, remove the medium and wash all wells three times with PBS (cells should be well It remains adhered inside). Add 200 μl PBS to each well. Posted below Millipore site floor plate reader with the combination of the listed filters Read fluorescence in the wells using F18 Excitation 450 nm, Emission 530 nm (X) R18 excitation 530 nm, emission 590 nm (Y) F18 + R18 Excitation 450 nm Emission 590 nm (Z) Luminescence values X, Y and Z (described above) are recorded for each cell combination. Is done. A) HeLa-env++ HeLa-CD4+ B) HeLa-env+Alone C) HeLa-CD4+Alone For example, HeLa-env+F18 reading for cells alone is BxGiven by Then% RET is calculated using the following formula: Similar results were obtained using the cuvette method and the plate reader method for% RE Obtained by experiments comparing T inhibition. For example, Figure 4 shows 4 hours after mixing cells. HeLa, measured as the decrease in% RET measured by both methods -Env+And HeLa-CD4+Monoclonal anti-CD4 anti-cell fusion Body illustrates inhibition by OKT4a.
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