DE19612463A1 - New protein with differentiation-inducing activity for erythropoietic cells - Google Patents

New protein with differentiation-inducing activity for erythropoietic cells

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Abstract

A new protein is disclosed having at least a differentiation-inducing activity, in particular for Friend's erythroleukemia cell lines.

Description

Die Erfindung betrifft ein neues Protein mit differenzierungs­ induzierender Aktivität, das aus Säugetierzellen, insbesondere dem Kulturüberstand von Säugetierzellen, isolierbar ist. Das Protein ist insbesondere aus murinen und menschlichen Zellen isolierbar.The invention relates to a new protein with differentiation inducing activity derived from mammalian cells, in particular the culture supernatant of mammalian cells can be isolated. The Protein is especially from murine and human cells isolatable.

Im Kulturüberstand einer murinen myelomonozytären leukämischen Zellinie (WEHI-3) wurde eine Aktivität gefunden, die erythroide Zellen der Maus (Friend-Erythroleukämiezellinien) zur Differen­ zierung unter Hämoglobinbildung induziert. Das Molekulargewicht dieser Aktivität liegt zwischen etwa 10 und 60 kDa, so daß ver­ schieden große Proteinspezies oder Aggregate der Aktivität an­ zunehmen sind. Die Expression der Aktivität ist abhängig von einem bislang nicht charakterisierten Serumfaktor, der sich in unterschiedlichen Konzentrationen in verschiedenen Chargen von kommerziellem foetalen Kälberserum findet. Eine bezüglich der Wirkung identische Aktivität wurde auch im Überstand bestrahl­ ter humaner Knochenmarkstromazellen (Zellinie L88/5) gefunden. Die Aktivität erhielt die vorläufige Bezeichnung EDA (Erythroid Differentiation Activity), obwohl auch andere als erythropoese­ induzierende Funktionen aus dem Expressionsmuster des zugehöri­ gen Gens abgeleitet werden können (siehe unten). Auf die menschliche Leukämiezellinie K562 konnte ebenfalls ein Erythro­ poese-induzierender Effekt von EDA nachgewiesen werden (Spe­ zies-übergreifende Wirkung von EDA).In the culture supernatant of a murine myelomonocytic leukemic Cell line (WEHI-3) was found to be an erythroid activity Mouse cells (Friend erythroleukemia cell lines) for differences ornament induced with hemoglobin formation. The molecular weight this activity is between about 10 and 60 kDa, so that ver separated large protein species or aggregates of activity are increasing. The expression of the activity depends on a previously uncharacterized serum factor that is found in different concentrations in different batches of commercial fetal calf serum. One regarding the  Effect identical activity was also irradiated in the supernatant ter human bone marrow stromal cells (cell line L88 / 5) found. The activity received the preliminary name EDA (Erythroid Differentiation Activity), although other than erythropoiesis inducing functions from the expression pattern of the belonging gene can be derived (see below). On the human leukemia cell line K562 also failed erythro Poese-inducing effect of EDA can be demonstrated (Spe cross-cut effect of EDA).

Durch Expressionsklonierung wurde eine kleine RNA-Spezies des Gens nach Umschreiben in cDNA (DY-8) isoliert, die nach Trans­ fektion in Cos-1 Zellen zu einem Kulturüberstand führte, der EDA-Aktivität hatte. Mit dieser 720 bp großen cDNA als Sonde wurde ein größeres cDNA-Stück mit 1.350 bp isoliert (HA-15/2), das bei temporärer Expression in Cos-1-Zellen und Verwendung des Cos-1-Überstandes ebenfalls eine schwache EDA-Wirkung auf­ wies. Das zu patentierende Gen wird in den untersuchten Zellen der Maus in verschiedenen RNA-Spezies (wahrscheinlich Spleißva­ rianten) von ca. 800, 1.200, 1.350, 1.750 und 2.200 bp expri­ miert. Eine eda mRNA Expression in teilweise sehr geringem Um­ fang ließ sich in allen untersuchten Geweben nachweisen (Leber, Niere, Hirn, Darm, Plazenta). Die stärkste Expression findet sich im Thymus, gefolgt von foetaler Leber, adulter Milz und Knochenmark. Viele hämopoetische Zellinien der Maus, besonders leukämisch transformierte wie DA-3, WEHI-3, NFS-60 oder NFS-61, aber auch nicht leukämisch transformierte wie NIH-3T3 oder TS1-C3, zeigen auf RNA-Ebene eine teilweise sehr starke Expression von eda.A small RNA species of the Gens isolated after rewriting in cDNA (DY-8), which according to Trans fection in Cos-1 cells led to a culture supernatant which Had EDA activity. With this 720 bp cDNA as a probe a larger 1,350 bp piece of cDNA was isolated (HA-15/2), that with temporary expression in Cos-1 cells and use of the Cos-1 supernatant also had a weak EDA effect pointed. The gene to be patented is in the cells examined the mouse in different RNA species (probably Spleißva 800, 1,200, 1,350, 1,750 and 2,200 bp expri lubricated. An eda mRNA expression in sometimes very low order catch was found in all examined tissues (liver, Kidney, brain, intestine, placenta). The strongest expression takes place in the thymus, followed by fetal liver, adult spleen and Bone marrow. Many mouse haemopoietic cell lines, especially leukemic transformed like DA-3, WEHI-3, NFS-60 or NFS-61, but also not transformed leukemically like NIH-3T3 or TS1-C3, show some very strong expression at the RNA level by eda.

Die Untersuchung der Bedeutung von eda in normalen Milzzellen der Maus ergab, daß eine mitogene oder T-Zellrezeptor-spezifi­ sche Stimulation der Zellen oder eine Stimulation der Protein­ kinase C zu keiner stabilen Expression des Gens führt. Hingegen kommt es zu einer stabilen Expression, wenn eine allogene Milz­ zell-Reaktion mit unbestrahlten, nicht vorbehandelten Milzzel­ len der Mausstämme CBA und C57Bl6 durchgeführt wird. Die hier­ aus ableitbare Bedeutung einer Beteiligung an der allogenen Reaktion der Milzzellen wurde durch ein semiallogenes Trans­ plantationsmodell der Maus (C57Bl6-Milzzellen in letal be­ strahlte CBA × C57Bl6 Mäuse injiziert) unterstrichen. In den Mil­ zen der Versuchstiere kam es im Verlaufe der akuten "Graft-ver­ sus-Host"-Erkrankung im Vergleich zu denen der gewebeverträg­ lich transplantierten Kontrollen zu einem etwa 7-fachen Anstieg der eda-Expression.Examining the importance of eda in normal spleen cells the mouse showed that a mitogenic or T cell receptor-specific stimulation of the cells or stimulation of the protein kinase C does not lead to stable expression of the gene. On the other hand  Expression occurs when an allogeneic spleen cell reaction with unirradiated, not pretreated spleen len the mouse strains CBA and C57Bl6 is carried out. The one here deductible meaning of participation in the allogeneic Response of the spleen cells was determined by a semi-allogeneic trans plantation model of the mouse (C57Bl6 spleen cells in lethal be beamed CBA × C57Bl6 mice injected) underlined. In the mil zen of the experimental animals it occurred in the course of the acute "graft ver sus host disease compared to that of the tissue contract transplanted controls to an approximately 7-fold increase the eda expression.

In allen Versuchen zeigt die 2,2 kbp Bande der eda-mRNA das konstanteste Expressionsmuster. Ihr struktureller Aufbau, ana­ lysiert an NIH-3T3 Zellen, ist in Abb. 18 wiedergegeben. Die Repeat-Strukturen sind ein wichtiges Charakteristikum der eda cDNA. Die zugehörige Sequenz, eine Konsensussequenz aus Klonen der WEHI-3 und der NIH-3T3 Zellinien, ist in Abb. 17 wiederge­ geben, die SEQ ID NO: 1 entspricht. Alle mRNA Spezies, also die 300, 1.200, 1.350, 1.750 und 2.200 bp Banden, haben ein identi­ sches 3′-Ende, in Abb. 18 als "Tail" bezeichnet und einen nur kurzen Banden-spezifischen 5′-Teil. Die Erythropoese-Differen­ zierungs-induzierende Wirkung wurde mit dem Klon DY-8 gefunden, der ca. 640 bp des 3′-Bereichs von eda und dazu ca. 75 bp eines eigenen 5′-Endes (Abb. 19 entspricht SEQ ID NO: 2) enthält. Damit ist die Differenzierungs-induzierende Funktion zumindest teilweise an den 3′-Teil der cDNA gebunden.The 2.2 kbp band of the eda mRNA shows the most constant expression pattern in all experiments. Their structural structure, analyzed on NIH-3T3 cells, is shown in Fig. 18. The repeat structures are an important characteristic of the eda cDNA. The associated sequence, a consensus sequence from clones of the WEHI-3 and the NIH-3T3 cell lines, is shown in Fig. 17, which corresponds to SEQ ID NO: 1. All mRNA species, i.e. the 300, 1,200, 1,350, 1,750 and 2,200 bp bands, have an identical 3'-end, referred to as "tail" in Fig. 18, and an only short band-specific 5'-part. The erythropoiesis-differentiation-inducing effect was found with the clone DY-8, which approx. 640 bp of the 3′-region of eda and also approx. 75 bp of its own 5′-end ( Fig. 19 corresponds to SEQ ID NO: 2) contains. The differentiation-inducing function is thus at least partially bound to the 3'-part of the cDNA.

Vergleiche der Bandengrößen der verschiedenen eda mRNA Spezies in unterschiedliches Mausstämmen wie Balb/c, C3H, CBA, C57Bl6, Swiss, AKR oder NFS sowie von Teilsequenzen der eda cDNA von unterschiedlichen Mausstämmen lassen eine Mausstamm-abhängige Variabilität erkennen. Diesem Gen kommt somit wahrscheinlich eine Bedeutung für die Histokompatibilität zu. Die starke Expression von eda in einigen Tumorzellinien der Maus läßt eine Bedeutung für das Tumorwachstum erwarten.Comparisons of the band sizes of the different eda mRNA species in different mouse strains such as Balb / c, C3H, CBA, C57Bl6, Swiss, AKR or NFS as well as partial sequences of the eda cDNA from different mouse strains leave a mouse strain dependent Recognize variability. So this gene probably comes meaning for histocompatibility. The strenght  Expression of eda in some mouse tumor cell lines leaves one Expect importance for tumor growth.

Obwohl eda in vielen Zellinien exprimiert wird, findet man in den Kulturüberständen von nur ganz wenigen Zellinien EDA-Akti­ vität. Die presumptiv verschiedenen Proteinspezies sind demzu­ folge im Regelfall mit den Zellen verankert. Eine Funktion an der Zelloberfläche im Rahmen spezifischer Zell-zu-Zell-Inter­ aktionen (Differenzierungs-Induktion, allogene Reaktion) ist beim derzeitigen Stand der Untersuchungen zu vermuten.Although eda is expressed in many cell lines, one can find in the culture supernatants from very few cell lines EDA-Akti vity. The presumptively different protein species are for this usually follow anchored to the cells. A function the cell surface in the context of specific cell-to-cell inter actions (differentiation induction, allogeneic reaction) to assume at the current state of the investigations.

Mit Hilfe der murinen eda Probe HA-15/2 gelang es, ein entspre­ chendes menschliches Gen sowohl auf DNA-Ebene durch Southern Blot Analyse unter stringenten Bedingungen, als auch auf RNA-Ebe­ ne durch Northern Blot Analyse nachzuweisen. Hierbei war insbesondere die Jurkat-Zellinie positiv. Außerdem wurde eine deutliche Bande von ca. 1.100 bp bei einem Fall von menschli­ cher chonischer T-Zell-Leukämie vom T-Helferzelltyp gefunden, die in keiner anderen von 8 Proben von menschlichen Zellinien und primärem menschlichen Knochenmarkmaterial erkennbar war. Wenn auch die ätiologische Bedeutung dieses Befundes einer wei­ teren Klärung bedarf, eröffnet dieser Befund die Möglichkeit eines therapeutischen und diagnostischen Einsatzes von Werkzeu­ gen bei bestimmten Formen von Malignomen des Menschen, die auf Grund der in dieser Mitteilung enthaltenen Daten entwickelbar sein werden.With the help of the murine eda Probe HA-15/2, it was possible to achieve this human gene at both the DNA level by Southern Blot analysis under stringent conditions, as well as on RNA level ne by Northern blot analysis. Here was especially the Jurkat cell line is positive. In addition, one clear band of approx. 1,100 bp in a case of human chonic T-helper cell type T cell leukemia found, that in no other of 8 samples of human cell lines and primary human bone marrow material was recognizable. Even if the aetiological significance of this finding of a white This finding opens up the possibility of further clarification a therapeutic and diagnostic use of tools conditions for certain forms of human malignancies that are caused by Developable due to the data contained in this release will be.

Es war eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein neues Protein mit differenzierungsinduzierender Aktivität, insbe­ sondere für erythropoetische Zellen, bereitzustellen.It was an object of the present invention, a new one Protein with differentiation-inducing activity, esp especially for erythropoietic cells.

Diese Aufgabe wurde erfindungsgemäß durch die Bereitstellung des Proteins mit differenzierungsinduzierender Aktivität mit den nachfolgenden Eigenschaften gelöst:This object was achieved by the provision of the protein with differentiation-inducing activity solved the following properties:

  • a) isolierbar aus murinen myelomonozytären leukämischen Zellinien;a) isolable from murine myelomonocytic leukemic Cell lines;
  • b) isolierbar aus bestrahlten humanen Knochenmarkstro­ mazellen;b) isolatable from irradiated human bone marrow stream macelles;
  • c) induziert Differenzierung in Friend-Erythroleukämie­ zellinien unter Hämoglobinbildung;c) induces differentiation in friend erythroleukemia cell lines with hemoglobin formation;
  • d) mit einem Molekulargewicht im Bereich von etwa 10-60 kDa;d) with a molecular weight in the range of about 10-60 kDa;
  • e) induzierbar durch einen im fötalen Kälberserum vorkom­ menden Serumfaktor;e) inducible by an occurrence in the fetal calf serum emitting serum factor;
  • f) mit einer Expression der zugehörigen mRNA in primären Zellen aus Thymus, foetaler Leber, adulter Milz oder Knochenmark;f) with an expression of the associated mRNA in primary Cells from thymus, fetal liver, adult spleen or Bone marrow;
  • g) mit einer stabilen Expression der zugehörigen mRNA in vitro, wenn eine allogene Milzzell-Reaktion mit unbe­ strahlten, nicht vorbehandelten Milzzellen der Mausstämme CBA und C57Bl6 durchgeführt wird;g) with a stable expression of the associated mRNA in vitro if an allogeneic spleen cell reaction with unbe radiated, not pretreated spleen cells from the mouse strains CBA and C57Bl6 is performed;
  • h) mit charakteristischen Repeat-Strukturen in der für das Protein kodierenden cDNA;h) with characteristic repeat structures in the for the Protein encoding cDNA;
  • i) mit AT-reichen Abschnitten in der für das Protein kodierenden cDNA;i) with AT-rich sections in the for the protein coding cDNA;
  • k) mit zugehörigen mRNA-Spezies unterschiedlicher Größe, die aus gleichen 3′-Bereichen, aber unterschiedlichen 5′-Be­ reichen bestehen.k) with associated mRNA species of different sizes, the from the same 3'-areas, but different 5'-Be rich exist.

Das erfindungsgemäß bereitgestellte Protein ist aus Säugetier­ zellen, bevorzugt aus dem Überstand von Säugetierzellkulturen, isolierbar. In bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung wird es aus murinen oder humanen Zellen isoliert. Bevorzugte Zelli­ nien sind: die murine myelomonozytäre leukämische Zellinie WEHI-3, ATCC TIB68 und die bestrahlte humane Knochenmarkstroma­ zellinie L88/5, DSM ACC 2056. Die Friend-Erythroleukämie­ zellinien F4N oder B8/3 dienen zum Nachweis des Proteins. The protein provided according to the invention is from mammal cells, preferably from the supernatant of mammalian cell cultures, isolatable. In preferred embodiments of the invention isolated from murine or human cells. Preferred celli are: the murine myelomonocytic leukemic cell line WEHI-3, ATCC TIB68 and the irradiated human bone marrow stroma cell line L88 / 5, DSM ACC 2056. Friend erythroleukemia cell lines F4N or B8 / 3 serve to detect the protein.  

Das erfindungsgemäß bereitgestellte Protein besitzt zumindest eine Aminosäureteilsequenz, die von einer mit der cDNA der SEQ ID NO: 1 oder NO: 2 hybridisierenden DNA kodiert wird. Die Hybri­ disierung erfolgt bevorzugt unter stringenten Bedingungen.The protein provided according to the invention at least has a partial amino acid sequence derived from one with the cDNA of SEQ ID NO: 1 or NO: 2 hybridizing DNA is encoded. The hybri doping is preferably carried out under stringent conditions.

Stringente Bedingungen im Sinne der vorliegenden Erfindung sind als solche Bedingungen definiert, die eine selektive und nachweisbare spezifische Bindung der Nukleinsäure an das für das erfindungsgemäße Protein kodierende Gen oder Transkripte des für das erfindungsgemäße Protein kodierenden Gens ermög­ lichen. Eine derartige Hybridisierung unter stringenten Bedin­ gungen bedeutet vorzugsweise, daß nach einer Hybridisierung bei 65°C in einer wäßrigen Lösung oder bei 42°C in 50% Formamid und anschließendem Waschen des Filters bei 60°C in einer wäßrigen Lösung mit einer Salzkonzentration von 15 mM NaCl und einer SDS-Konzentration von 0,1% noch eine Bindung der Sonde an das für das erfindungsgemäße Protein kodierende Gen oder der hier­ von abgeleiteten RNA nachweisbar ist. Bei Verwendung von kürze­ ren Nukleinsäuren als Sonden kann es jedoch erforderlich sein, weniger drastische Hybridisierungs- und/oder Waschbedingungen zu verwenden.Stringent conditions in the sense of the present invention defined as such conditions that are selective and detectable specific binding of the nucleic acid to the for the gene or transcripts encoding the protein of the invention of the gene coding for the protein according to the invention lichen. Such a hybridization under stringent conditions preferably means that after hybridization 65 ° C in an aqueous solution or at 42 ° C in 50% formamide and then washing the filter at 60 ° C in an aqueous Solution with a salt concentration of 15 mM NaCl and one SDS concentration of 0.1% still binds the probe to the for the gene coding for the protein according to the invention or the here of derived RNA is detectable. When using brevity However, if nucleic acids are used as probes, less drastic hybridization and / or washing conditions to use.

Von der vorliegenden Erfindung werden auch Teile, Analoga und Derivate des erfindungsgemäßen Proteins sowie Fusionsproteine mit umfaßt. Das erfindungsgemäße Protein liegt bevorzugt in im wesentlichen gereinigter und nativer Form oder in im wesentli­ chen rekombinanter Form vor.Parts, analogs and Derivatives of the protein according to the invention and fusion proteins includes. The protein according to the invention is preferably in essentially purified and native form or in essentially Chen recombinant form.

Das erfindungsgemäße Protein weist eine differenzierungsindu­ zierende Aktivität für erythropoetische Zellen auf. Es ist jedoch aufgrund der vorliegenden Untersuchungsergebnisse davon auszugehen, daß diese differenzierungsinduzierende Aktivität nicht nur für erythropoetische Zellen, sondern auch für andere Zellen zutrifft. The protein according to the invention has a differentiation ind ornamental activity for erythropoietic cells. It is however, based on the available investigation results thereof assume that this differentiation-inducing activity not only for erythropoietic cells, but also for others Cells applies.  

Es wurde erfindungsgemäß gefunden, daß das bereitgestellte Protein einen erythropoeseinduzierenden Effekt auf die menschliche Leukämiezellinie K 562 (ATCC Nr. CRL243) aufweist.It has been found according to the invention that the provided Protein has an erythropoiesis-inducing effect on the human leukemia cell line K 562 (ATCC No. CRL243).

Die vorliegende Erfindung umfaßt DNA-Fragmente gemäß SEQ ID NO: 1 oder NO: 2, Teile, Derivate und Analoga hiervon und DNA-Frag­ mente, Teile, Analoga und Derivate hiervon, die mit der cDNA nach SEQ ID NO: 1 oder NO: 2, bevorzugt unter stringenten Bedingungen, hybridisieren.The present invention comprises DNA fragments according to SEQ ID NO: 1 or NO: 2, parts, derivatives and analogues thereof and DNA frag elements, parts, analogs and derivatives thereof which are associated with the cDNA according to SEQ ID NO: 1 or NO: 2, preferably under stringent Conditions, hybridize.

Die vorliegende Erfindung betrifft auch DNA-Fragmente, die zumindest für einen Teil eines Polypeptids kodieren, welches die Aktivität des menschlichen oder murinen Proteins mit differenzierungsinduzierender Aktivität für erythropoetische Zellen gemäß der vorliegenden Erfindung besitzt.The present invention also relates to DNA fragments that encode at least a portion of a polypeptide which the activity of the human or murine protein with Differentiation-inducing activity for erythropoietic Has cells according to the present invention.

Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin rekombinante Vektoren, die eine DNA-Sequenz enthalten, die einem Gen oder einem DNA-Fragment entspricht, das für ein Protein mit diffe­ renzierungsinduzierender Aktivität für erythropoetische Zellen gemäß der Erfindung kodiert. Bei den erfindungsgemäßen Vektoren kann es sich um übliche, aus dem Stand der Technik bekannte Vektoren handeln, beispielsweise bakterielle Plasmide, Bakteriophagen oder virale Vektoren.The present invention further relates to recombinant Vectors containing a DNA sequence that a gene or corresponds to a DNA fragment that is suitable for a protein with diffe induction-inducing activity for erythropoietic cells encoded according to the invention. In the vectors according to the invention can be conventional, known from the prior art Act vectors, for example bacterial plasmids, Bacteriophages or viral vectors.

Die Erfindung umfaßt weiterhin Wirtszellen, die mit einem erfindungsgemäß bereitgestellten Vektor transformiert sind. Bei den Wirtszellen kann es sich um Prokaryonten- oder Eukaryonten­ zellen, beispielsweise E.coli-Zellen oder Hefezellen, handeln.The invention further includes host cells with a vector provided according to the invention are transformed. At the host cells can be prokaryotic or eukaryotic cells, for example E.coli cells or yeast cells.

Die erfindungsgemäßen DNA-Fragmente gemäß SEQ ID NO: 1 oder NO: 2, Teile, Derivate oder Analoga hiervon, werden erfindungs­ gemäß beispielsweise dadurch erhalten, daß eine menschliche oder murine cDNA-Klonbank unter Verwendung eines DNA-Fragments einer DNA, die für ein murines oder menschliches Protein mit differenzierungsinduzierender Aktivität kodiert, gescreent wird.The DNA fragments according to the invention according to SEQ ID NO: 1 or NO: 2, parts, derivatives or analogues thereof, are invented obtained according to, for example, that a human or murine cDNA clone library using a DNA fragment  a DNA that is for a murine or human protein differentiation-inducing activity coded, screened becomes.

Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin monoklonale oder polyklonale Antikörper, die gegen das erfindungsgemäße Protein mit differenzierungsinduzierender Aktivität für erythropoeti­ sche Zellen, einem Teil, einem Derivat oder einem Analogon hiervon gerichtet sind.The present invention further relates to monoclonal or polyclonal antibodies against the protein of the invention with differentiation-inducing activity for erythropoeti cells, a part, a derivative or an analog of this are directed.

Erfindungsgemäß wird weiterhin ein therapeutisches, diagnosti­ sches oder experimentell nutzbares Mittel bereitgestellt, das als Wirksubstanz mindestens eine Nukleinsäure in einer wirk­ samen Menge enthält, die mit einem Gen oder einem Teil hiervon hybridisiert, und das für das erfindungsgemäße Protein mit differenzierungsinduzierender Aktivität für erythropoetische Zellen kodiert.According to the invention, a therapeutic, diagnosti means or experimentally usable means that as active substance at least one nucleic acid in one contains the same amount with a gene or a part thereof hybridizes, and with the protein according to the invention Differentiation-inducing activity for erythropoietic Cells coded.

Erfindungsgemäß bereitgestellt wird auch ein therapeutisches, diagnostisches oder experimentell nutzbares Mittel, das dadurch gekennzeichnet ist, daß es als Wirksubstanz mindestens eine Nukleinsäure enthält, die (a) die für ein Protein mit differen­ zierungsinduzierender Aktivität für erythropoetische Zellen kodierende Nukleotidsequenz, (b) einen Teil hiervon, (c) eine mit einer Nukleinsäure aus (a) und/oder (b) unter stringenten Bedingungen hybridisierende Nukleotidsequenz oder (d) eine zu einer Nukleotidsequenz aus (a), (b) und/oder (c) komplementäre Nukleotidsequenz umfaßt. Die Nukleinsäure des Mittels ist eine ggf. modifizierte DNA oder RNA.According to the invention, a therapeutic, diagnostic or experimentally usable means that is characterized in that it is at least one as an active substance Contains nucleic acid, which (a) for a protein with differen ornament-inducing activity for erythropoietic cells coding nucleotide sequence, (b) a part thereof, (c) a with a nucleic acid from (a) and / or (b) under stringent Conditions hybridizing nucleotide sequence or (d) one to a nucleotide sequence from (a), (b) and / or (c) complementary Nucleotide sequence comprises. The nucleic acid of the agent is one possibly modified DNA or RNA.

Das erfindungsgemäß bereitgestellte therapeutische Mittel ent­ hält das Protein mit differenzierungsinduzierender Aktivität für erythropoetische Zellen der vorliegenden Erfindung, ein Analogon, Derivat oder Teile hiervon zusammen mit üblichen Träger- und/oder Hilfsstoffen in einer wirksamen Menge.The therapeutic agent provided according to the invention ent keeps the protein with differentiation-inducing activity for erythropoietic cells of the present invention Analogue, derivative or parts thereof together with usual  Carriers and / or auxiliaries in an effective amount.

Das erfindungsgemäß bereitgestellte therapeutische, diagnosti­ sche oder experimentell nutzbare Mittel ist beispielsweise als molekulare Sonde in der Diagnostik oder als Antisense-Nuklein­ säure zur Hemmung der Genexpression einsetzbar. Durch Verwen­ dung von Antikörpern gegen dieses Mittel kann therapeutisch, diagnostisch oder experimentell Einfluß auf die differenzie­ rungsinduzierende Wirkung genommen werden.The therapeutic, diagnostic, provided according to the invention means or experimentally usable means is, for example, as molecular probe in diagnostics or as an antisense nucleus acid can be used to inhibit gene expression. By using Antibodies against this agent can be used therapeutically, diagnostic or experimental influence on the differenzie tion-inducing effect.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Transforma­ tion einer Prokaryonten- oder Eukaryontenzelle unter Verwendung einer DNA, die für das erfindungsgemäß bereitgestellte Protein mit erythropoeseinduzierender Aktivität kodiert, sowie Teile, Derivate oder Analoga dieser DNA.The invention further relates to a method for transforming tion of a prokaryotic or eukaryotic cell using a DNA, which is for the protein provided according to the invention encoded with erythropoiesis inducing activity, as well as parts, Derivatives or analogues of this DNA.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Fusionsprotein mit einer Aminosäuresequenz, die in ihrer Gesamtheit oder zum Teil aus der Aminosäuresequenz von menschlichem oder murinem Protein mit differenzierungsinduzierender Aktivität für erythropoetische Zellen gemäß der Erfindung und einem Teil eines prokaryonti­ schen oder eukaryontischen Proteins besteht.The invention further relates to a fusion protein with a Amino acid sequence consisting in whole or in part the amino acid sequence of human or murine protein with Differentiation-inducing activity for erythropoietic Cells according to the invention and part of a prokaryonti human or eukaryotic protein.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein synthetisches Protein mit differenzierungsinduzierender Aktivität für erythropoetische Zellen gemäß der Erfindung mit einer Aminosäuresequenz, die von einer DNA-Sequenz kodiert wird, die mit der DNA-Sequenz nach SEQ ID NO: 1 oder NO: 2 zumindest unter stringenten Bedingungen hybridisiert.The invention further relates to a synthetic protein Differentiation-inducing activity for erythropoietic Cells according to the invention with an amino acid sequence which is from a DNA sequence that is encoded with the DNA sequence SEQ ID NO: 1 or NO: 2 at least under stringent conditions hybridizes.

Das erfindungsgemäß bereitgestellte Protein eignet sich bevor­ zugt zur Behandlung von Erkrankungen mit Störungen in der dif­ ferenzierungsinduzierenden Aktivität erythropoetischer Zellen. The protein provided according to the invention is suitable before moves to the treatment of diseases with disorders in the dif erythropoietic cell-inducing activity.  

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der vorliegenden Abbil­ dungen unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsbeispiele näher beschrieben. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen beschränkt.The invention based on the present Abbil with reference to preferred embodiments described in more detail. However, the invention is not based on the described preferred embodiments limited.

Die Abbildungen zeigen:The pictures show:

Abb. 1 Erythroide Differenzierungsinduktion in murinen F4N Erythroleukämiezellen durch 4 verschiedene WEHI-3-kon­ ditionierte Medien. Fig. 1 Erythroid induction of differentiation in murine F4N erythroleukemia cells through 4 different WEHI-3 conditioned media.

Abb. 2 Erythroide Differenzierungsinduktion in murinen B8/3 Erythroleukämiezellen durch Kulturüberstände von der menschlichen Stromazellinie L88/5, gemessen an den Tagen 3 und 4. Fig. 2 Erythroid induction of differentiation in murine B8 / 3 erythroleukemia cells by culture supernatants from the human stromal cell line L88 / 5, measured on days 3 and 4.

Abb. 3 Erythroide Differenzierungsinduktion in humanen K562 CML-Zellen durch 4 verschiedene WEHI-3-konditionierte Medien. Insbesondere mit dem WCM (C) ist ein Effekt erkennbar. Fig. 3 Erythroid induction of differentiation in human K562 CML cells by 4 different WEHI-3 conditioned media. An effect can be seen in particular with the WCM (C).

Abb. 4 Wirkung von WEHI-3-konditioniertem Medium auf Zell­ zahl und α-Globinsynthese von B8/3 Maus Erythroleu­ kämiezellen. Fig. 4 Effect of WEHI-3 conditioned medium on cell number and α-globin synthesis of B8 / 3 mouse Erythroleu kemia cells.

Abb. 5 Wirkung von WEHI-3-konditioniertem Medium auf die Adhärenz von WEHI-3 Zellen am Plastikboden von Kul­ turgefäßen bei einer Kulturdauer von 72 Stunden. Fig. 5 Effect of WEHI-3 conditioned medium on the adherence of WEHI-3 cells to the plastic base of culture vessels with a culture duration of 72 hours.

Abb. 6 Gel-chromatographische Fraktionierung von WEHI-3-kon­ ditioniertem Medium mit Sephacryl S 300® und biologi­ sche Testung auf EDA-Aktivität mit B8/3 Maus Ery­ throleukämiezellen in einer Kulturdauer von 4 Tagen. Gemessen wurde durch Northern Blot Analyse die Induk­ tion von α-Globin mRNA. Fig. 6 Gel-chromatographic fractionation of WEHI-3-conditioned medium with Sephacryl S 300® and biological testing for EDA activity with B8 / 3 mouse Ery throleukemia cells in a culture period of 4 days. The induction of α-globin mRNA was measured by Northern blot analysis.

Abb. 7 Abhängigkeit der EDA-Produktion von der WEHI-3 Zell­ dichte bei der Ernte aus der primären, FCS-haltigen Kultur. Die Aktivität wurde durch 3-tägige Kultivie­ rung von B8/3 Maus Erythroleukämiezellen mit den WEHI-3 Überständen und Auszählen des Prozentsatzes Benzidin-positiver Zellen bestimmt. Fig. 7 Dependence of EDA production on WEHI-3 cell density when harvesting from the primary, FCS-containing culture. The activity was determined by culturing B8 / 3 mouse erythroleukemia cells with the WEHI-3 supernatants for 3 days and counting the percentage of benzidine-positive cells.

Abb. 8 Fraktionierung des Überstandes von Versuch W3/2 (siehe Abb. 7) und Testung der Fraktionen durch 3-tägi­ ge Kultivierung mit B8/3 Maus Erythroleukämie­ zellen und Auszählung des Prozentsatzes Benzidin- positiver Zellen. Fig. 8 Fractionation of the supernatant from experiment W3 / 2 (see Fig. 7) and testing of the fractions by 3-day cultivation with B8 / 3 mouse erythroleukemia cells and counting of the percentage of benzidine-positive cells.

Abb. 9 Schritte der Expressionsklonierung einer murinen eda- Sequenz durch graduelle Verminderung der in den bio­ logischen Test einbezogenen Zahl von Klonen aus der Expressionsbibliothek. Fig. 9 Steps of expression cloning of a murine eda sequence by gradually reducing the number of clones from the expression library included in the biological test.

Abb. 10 Expression der unvollständigen eda-Klone HA-15/2 und HA-12/1 in Cos-Zellen und Testen der Cos-Überstände in B8/3 Maus Erythroleukämiezellen in Kulturansätzen über 3 und 4 Tage. Ausgewertet wurde der Prozentsatz Benzidin-positiver Zellen. Am Tag 4 ist der Unter­ schied zwischen der Kontrolle und dem Ergebnis mit dem Klon HA-15/2 knapp unter der 5% Signifikanzgrenze. Fig. 10 Expression of the incomplete eda clones HA-15/2 and HA-12/1 in Cos cells and testing of the Cos supernatants in B8 / 3 mouse erythroleukemia cells in culture batches over 3 and 4 days. The percentage of benzidine-positive cells was evaluated. On day 4, the difference between the control and the result with the clone HA-15/2 is just below the 5% significance limit.

Abb. 11 Southern Blot Analyse von verschiedenen, EcoRI-ge­ schnittenen Maus DNA′s mit der murinen eda-Probe von HA-15/2. Analysiert wurde auch die DNA aus der huma­ nen K562 Zellinie (4. Bahn von links), die eine schwache Positivität durch Banden bei ca. 7,5 und 6,5 kbp bei hochstringenter Waschung erkennen läßt. Fig. 11 Southern blot analysis of various EcoRI-cut mouse DNA's with the murine eda sample from HA-15/2. The DNA from the human K562 cell line (4th lane from left) was also analyzed, which shows a weak positivity by bands at approx. 7.5 and 6.5 kbp with a highly stringent wash.

Abb. 12 eda Expression in der RNA der murinen Zellinien NIH-3T3 und M2-10B4. Die Hybridisierung im Northern Blot wurde mit verschiedene Proben, wie im Text beschrie­ ben, durchgeführt. Fig. 12 eda expression in the RNA of the murine cell lines NIH-3T3 and M2-10B4. The hybridization in the Northern blot was carried out with various samples as described in the text.

Abb. 13 Northern Blot Analyse der RNA verschiedener humaner Zellinien mit der murinen eda-Probe aus HA-15/2. Bei den Zellinien H33, Reh und K562 wurden je 15 µg Gesamt-RNA verwendet, bei der Jurkat-Probe ca. 5 µg poly(A)+RNA. Fig. 13 Northern blot analysis of the RNA of various human cell lines with the murine eda sample from HA-15/2. For the cell lines H33, Reh and K562 15 µg total RNA were used, for the Jurkat sample approx. 5 µg poly (A) + RNA.

Abb. 14 eda-Expression in murinen Milzzellen (Stamm C3H) nach Stimulation mit Anti-T-Zellrezeptor-Antikörper oder Concanavalin A. Die densitometrischen Ergebnisse der Auswertung von Northern Blots nach Hybridisierung mit der murinen eda-Probe aus HA-15/2 sind getrennt dar­ gestellt für die großen eda-Banden von von 2.200 und 7.000 bp, sowie für die kleineren, Abbauprodukte be­ deutenden Banden von 600 und 400 bp. Fig. 14 eda expression in murine spleen cells (strain C3H) after stimulation with anti-T cell receptor antibody or concanavalin A. The densitometric results of the evaluation of Northern blots after hybridization with the murine eda sample from HA-15/2 are shown separately for the large eda bands of 2,200 and 7,000 bp, as well as for the smaller, degradation products significant bands of 600 and 400 bp.

Abb. 15 eda-Expression in murinen Milzzellen der Mausstämme CBA und CBL bei Durchführung einer 3-tägigen gemisch­ ten Milzzellkultivierung. Als Kontrollen sind die eda-Expression in muriner Plazenta und muriner foeta­ ler Leber (d 15) dargestellt. Northern Blot Analyse mit 5-15 µg Gesamt-RNA und Verwendung des eda-Klons HA-15/2 als Sonde. Die Beladung der einzelnen Bahnen ist aus der anschließenden Hybridisierung der RNA-Pro­ ben desselben Filters mit einer Sonde für 28 S-RNA ablesbar. Fig. 15 eda expression in murine spleen cells of the mouse strains CBA and CBL when performing a 3-day mixed spleen cell cultivation. Controls are the eda expression in murine placenta and murine fetal liver (d 15). Northern blot analysis with 5-15 µg total RNA and using the eda clone HA-15/2 as a probe. The loading of the individual webs can be read from the subsequent hybridization of the RNA samples of the same filter with a probe for 28 S-RNA.

Abb. 16 Expression der 2,2 kbp eda-mRNA Spezies bei semi­ allogener (CBL-Zellen in (CBA × CBL) F₁-Hybride), bzw. isologer Transplantation von CBA × CBL-Milz­ zellen in dieselben Empfängertypen. Transplantiert wurden pro Tier 5 × 10⁷ Milzzellen. Die eda-Expres­ sion von CBL-Zellen am Tag 0 wurde 100% gesetzt. Northern Blot Analyse von je 15 µg Gesamt-RNA pro Bahn mit der murinen eda-Probe von HA-15/2. Fig. 16 Expression of the 2.2 kbp eda mRNA species in semi-allogeneic (CBL cells in (CBA × CBL) F 1 hybrids) or isologous transplantation of CBA × CBL spleen cells into the same recipient types. 5 × 10⁷ spleen cells were transplanted per animal. The eda expression of CBL cells on day 0 was set 100%. Northern blot analysis of 15 µg total RNA per lane with the murine eda sample from HA-15/2.

Abb. 17 Konsensus-Teilsequenz der 2.200 bp eda cDNA. Diese Sequenz hat keinen durchgehenden offenen Leserahmen, so daß das Fehlen einzelner Abschnitte innerhalb der Sequenz möglich ist. Fig. 17 Consensus partial sequence of the 2,200 bp eda cDNA. This sequence does not have a continuous open reading frame, so that the absence of individual sections within the sequence is possible.

Abb. 18 Struktur der 2,2 kb eda-cDNA. Abkürzungen: R 1-1 bis R 1-3 = 81 bp Repeats 1-3; R 2-1 und R 2-2 = ca. 180 bp Repeats 1 und 2; Tail = 3′-Ende des Gens, für alle mRNA-Spezies identisch; Unbekannt = ca. 500 bp bisher nicht bekannter Sequenz; Start? = 81 bp großer Ab­ schnitt aus dem 5′-Bereich, dessen exakte Lokalisa­ tion innerhalb der Anfangssequenz der 2,2 kb eda-cDNA noch bestimmt werden muß. Fig. 18 Structure of the 2.2 kb eda cDNA. Abbreviations: R 1-1 to R 1-3 = 81 bp repeats 1-3; R 2-1 and R 2-2 = approx. 180 bp repeats 1 and 2; Tail = 3′-end of the gene, identical for all mRNA species; Unknown = approx. 500 bp previously unknown sequence; Begin? = 81 bp section from the 5 'region, the exact location of which has yet to be determined within the initial sequence of the 2.2 kb eda cDNA.

Abb. 19 Sequenz des 715 bp Klons DY-8. Die ersten 73 bp (kur­ siv) bestimmen das für diese RNA-Spezies eigene 5′-Ende (dieses ist möglicherweise noch nicht vollstän­ dig). Die kodierende Sequenz ist fett dargestellt. Fig. 19 Sequence of the 715 bp clone DY-8. The first 73 bp (italics) determine the 5′-end specific for this RNA species (this may not be complete yet). The coding sequence is shown in bold.

Die beiliegenden Tabellen zeigen:The attached tables show:

Tabelle 1: Die prozentualen Verminderungen der EDA-Aktivi­ tät.Table 1: The percentage reductions in EDA assets act.

Tabelle 2: Zytokine ohne differenzierungsinduzierende Akti­ vität auf Maus-Erythroleukämiezellen. Table 2: Cytokines without differentiation-inducing stocks vity on mouse erythroleukemia cells.  

Tabelle 3: Repeatstrukturen in der presumptiven Konsensus- Teilsequenz der 2.200 bp eda-DNA.Table 3: Repeat structures in the presumptive consensus Partial sequence of the 2,200 bp eda DNA.

Material und Methodenmaterial and methods ZellinienCell lines

Mit den folgenden Zellinien wurden Untersuchungen angestellt:
Die murine myelo-monozytäre Leukämiezellinie WEHI-3 (Warner et al., 1980, ATCC Nr. TIB 68), die murine embryonale Fibrobla­ stenlinie NIH-3T3 (ATCC Nr. CRL 1658), die humane, aus einer chronischen myeloischen Leukämie entstandene Linie K562 (ATCC Nr. CRL 243), die humane ALL Zellinie Reh (Rosenfeld et. al., 1975, ATCC Nr. CRL 8286), die von der Jurkat Zellinie abstam­ mende Linie H33HJ-JA1 (ATCC Nr. CRL 8163), sowie die Affennie­ renzellinien Cos-1 (ATCC CRL 1650) und Cos-7 (ATCC CRL 1651) wurden von ATCC bezogen. Die murinen Zellinien NFS-60 und NFS-61 (Holmes et al., 1985), DA-3 (Ihle et al., 1984) und FDCP-1 (Dexter et al., 1980) stammen von J. Ihle, Dept. of Biochemi­ stry, St. Jude′s Hospital, Memphis, Ten., U.S.A. Die murine mye­ loische Linie 32DCl23 (Greenberger et al., 1983) ebenso wie die murine T-Helferzellinie TS1-C3 (Uyttenhove et al., 1988) und die murine Thymom-Linie EL-4 (Farrar et al., 1983) stellte L. Hültner aus dem GSF-Institut für Experimentelle Hämatologie zur Verfügung. Von ihm stammte auch die Mastzellinie L138.8A (Hültner et al., 1989). Die murinen Friend Erythroleukämie­ zellinien F4N und B8/3 (Ostertag et al., 1974) wurden von W. Ostertag, Abteilung für Virologie, Heinrich Pette-Institut, Hamburg, überlassen. Die humane T-Lymphomzellinie Jurkat wurde uns von S. Thierfelder, GSF-Inst. f. Immunologie, München über­ lassen, und die murine Knochenmarkstromazellinie M2-10B4 (Le­ moine et al., 1988) stammt von C. Eaves, Terry Fox Institute, Vancouver, Kanada. Die humane Knochenmarkstromazellinie L88/5 war bei uns im Institut aus dem Knochenmark eines gesunden Spenders durch Transfektion mit einem Replikations-defizienten SV-40 Viruskonstrukt etabliert worden (Thalmeier et al., 1994).
Studies were carried out with the following cell lines:
The murine myelo-monocytic leukemia cell line WEHI-3 (Warner et al., 1980, ATCC No. TIB 68), the murine embryonic fibroblast line NIH-3T3 (ATCC No. CRL 1658), the human line which resulted from chronic myeloid leukemia K562 (ATCC No. CRL 243), the human ALL cell line Reh (Rosenfeld et. Al., 1975, ATCC No. CRL 8286), the line H33HJ-JA1 (ATCC No. CRL 8163) derived from the Jurkat cell line, and the monkey kidney cell lines Cos-1 (ATCC CRL 1650) and Cos-7 (ATCC CRL 1651) were purchased from ATCC. The murine cell lines NFS-60 and NFS-61 (Holmes et al., 1985), DA-3 (Ihle et al., 1984) and FDCP-1 (Dexter et al., 1980) are from J. Ihle, Dept. of Biochemistry's, St. Jude’s Hospital, Memphis, Ten., USA The murine mye loische line 32DCl23 (Greenberger et al., 1983) as well as the murine T helper cell line TS1-C3 (Uyttenhove et al., 1988) and the murine thymoma line EL-4 (Farrar et al., 1983) was provided by L. Huelner from the GSF Institute for Experimental Hematology. The mast cell line L138.8A also came from him (Huelner et al., 1989). Murine Friend Erythroleukemia cell lines F4N and B8 / 3 (Ostertag et al., 1974) were provided by W. Ostertag, Department of Virology, Heinrich Pette Institute, Hamburg. The human T-lymphoma cell line Jurkat was developed by S. Thierfelder, GSF-Inst. f. Immunologie, München, and the murine bone marrow stromal cell line M2-10B4 (Le moine et al., 1988) is from C. Eaves, Terry Fox Institute, Vancouver, Canada. The human bone marrow stromal cell line L88 / 5 was established in our institute from the bone marrow of a healthy donor by transfection with a replication-deficient SV-40 virus construct (Thalmeier et al., 1994).

MäuseMice

Alle Mäuse wurden aus der GSF-eigenen pathogenfreien Zucht be­ zogen. Folgende Stämme wurden verwendet: C3H, Balb/c, CBl (C57Bl6), CBA und AKR.All mice were from GSF's own pathogen-free breeding pulled. The following strains were used: C3H, Balb / c, CBl (C57Bl6), CBA and AKR.

Medien für die ZellkulturMedia for cell culture

Die Medien stammten von Life Technologies, D-76339 Eggenstein. Alle Zellen mit Ausnahme der Cos-1 und Cos-7 Zellen wurden in RPMI-1640 mit 2 mM 1-Glutamin sowie je 100 E/ml Penicillin und 100 µg/ml Streptomycin (Life Technologies) kultiviert. Dieses Medium enthielt weiter 10% foetales Kälberserum, das wir von verschiedenen Herstellern bezogen und auf die besonders ge­ wünschten Eigenschaften (z. B. Unterstützung der Differenzie­ rungs-Induktion oder optimale Proliferation) hin speziell aus­ testeten. Zur Gewinnung von WEHI-3 konditioniertem Medium wurde ein serumarmes Medium aus RPMI-1640 Medium analog zu den Anga­ ben von Guilbert und Iscove (1976) hergestellt. Dieses enthielt 0,1% bovines Serumalbumin, 2 mM 1-Glutamin, 20 E Penicillin/ml, 20 µg/ml Streptomycin, 32 mg/ml Eisen-gesättigtes humanes Transferrin, 10-5M 1-α-Dipalmitoyllecithin, 2 × 10-5M Ölsäure und 2 × 10-5M Cholesterin. Für die Kultivierung von Cos-Zellen wurde Dulbecco′s Medium mit 4,5 g/l D-Glucose, 10% FCS, 2 mM 1-Gluta­ min und 100 E/ml Penicillin sowie 100 µg/ml Streptomycin ver­ wendet.The media were from Life Technologies, D-76339 Eggenstein. All cells with the exception of the Cos-1 and Cos-7 cells were cultivated in RPMI-1640 with 2 mM 1-glutamine and 100 U / ml penicillin and 100 μg / ml streptomycin (Life Technologies). This medium also contained 10% fetal calf serum, which we obtained from various manufacturers and specially tested for the particularly desired properties (e.g. support for differentiation induction or optimal proliferation). In order to obtain WEHI-3 conditioned medium, a serum-poor medium from RPMI-1640 medium was produced analogously to the information provided by Guilbert and Iscove (1976). This contained 0.1% bovine serum albumin, 2 mM 1-glutamine, 20 U penicillin / ml, 20 µg / ml streptomycin, 32 mg / ml iron-saturated human transferrin, 10 -5 M 1-α-dipalmitoyl lecithin, 2 × 10 -5 M oleic acid and 2 × 10 -5 M cholesterol. For the cultivation of Cos cells Dulbecco's medium with 4.5 g / l D-glucose, 10% FCS, 2 mM 1-glutamine and 100 U / ml penicillin and 100 µg / ml streptomycin was used.

BakterienstämmeBacterial strains

Die Stämme DH5 (Life Technologies, D-76339 Eggenstein) und Su­ re® (Stratagene, D-69044 Heidelberg) wurden verwendet.The strains DH5 (Life Technologies, D-76339 Eggenstein) and Su  re® (Stratagene, D-69044 Heidelberg) were used.

BakterienmedienBacterial media

Die Bakterien wurden routinemäßig in LB-Medium (Sambrook et al., 1989) kultiviert. Zur Transformation (Hanahan, 1983) wurde auch SOC-Medium nach den Angaben von Sambrook et al. (1989) verwendet.The bacteria were routinely grown in LB medium (Sambrook et al., 1989). For transformation (Hanahan, 1983) also SOC medium according to the information from Sambrook et al. (1989) used.

VektorenVectors

Als prokaryontisch-eukaryontischer Shuttlevektor und Expres­ sionsplasmid wurde ein 3.753 bp großer Vektor-Primer nach dem Prinzip von Okayama und Berg (1982) der Fa. USB, Cleveland, Ohio, U.S.A. verwendet. Dieses Plasmid pXRSP+ (Pruitt, 1988) enthält einen SV40 Origo. Die Genexpression wird in eukaryonti­ schen Zellen vom frühen SV40 Promotor gesteuert. Außerdem ent­ hält es eine SV40 Polyadenylierungsstelle.As a prokaryotic-eukaryotic shuttle vector and express sionsplasmid was a 3,753 bp vector primer after the Principle of Okayama and Berg (1982) from USB, Cleveland, Ohio, U.S.A. used. This plasmid pXRSP + (Pruitt, 1988) contains an SV40 Origo. The gene expression is in eukaryonti cells controlled by the early SV40 promoter. Also ent it holds an SV40 polyadenylation site.

Darüber hinaus wurde eine Genbibliothek in Lambda-Phagen ange­ legt unter Verwendung des Vektors Lamda-Zap II® (Fa. Stratage­ ne, La Jolla, CA., U.S.A.). Dieser Lambda-Phage erlaubt bei Verwendung eines geeigneten Bakterienstammes, z. B. Sure®, die Blau-Weiß-Selektion und enthält ein Plasmid (pBluescript® SK-), das durch den Helferphagen R408 zusammen mit dem Insert aus dem λ-Phagen herausgeschnitten werden kann.In addition, a gene library was created in lambda phages uses the vector Lamda-Zap II® (from Stratage ne, La Jolla, CA., U.S.A.). This lambda phage allows for Use of a suitable bacterial strain, e.g. B. Sure®, the Blue-white selection and contains a plasmid (pBluescript® SK-), by the helper phage R408 together with the insert from the λ phages can be cut out.

MethodenMethods

Zur Zell- oder Organentnahme von Mäusen wurden die Tiere in Äthernarkose getötet. Für die RNA-Gewinnung kamen die Organe sofort in flüssigen Stickstoff und wurden aus diesem durch Zer­ kleinerung in gefrorenem Zustand in einem vorgekühlten Mörser unter Zugabe von Guanidinrhodanidpuffer weiter aufgearbeitet. Knochenmarkzellen wurden mit einer 12-Nadel mittels RPMI-Medium ohne Serum aus den Diaphysen von Femur und Tibia gespritzt und durch ein Sieb gegeben. Milzzellen wurden durch grobe Zerklei­ nerung der Organe mit einer Schere und durch Reiben durch ein Sieb mit Hilfe eines Spritzenstempels unter Zugabe von RPMI-Me­ dium ohne Serumzusatz gewonnen.For cell or organ removal from mice, the animals were in Etheric anesthesia killed. The organs came for the RNA extraction immediately in liquid nitrogen and were from this by Zer reduction in the frozen state in a pre-cooled mortar worked up further with the addition of guanidine rhodanide buffer. Bone marrow cells were taken with a 12-needle using RPMI medium injected without serum from the diaphyses of the femur and tibia and passed through a sieve. Spleen cells were removed by rough cutting  the organs with scissors and by rubbing Sieve using a syringe plunger with the addition of RPMI-Me dium obtained without the addition of serum.

Die Gesamt-RNA von Zellen wurde durch saure Phenolisierung nach der Methode von Chomczynski und Sacchi (1987) gewonnen. Daraus wurde bei Bedarf die mRNA durch Hybridisierung an Oligo(dT), das über Streptavidin-Biotin an Magnetpartikel gebunden wurde (PolyATract®, Fa. Promega-Serva, D-69042 Heidelberg), isoliert. Die Isolierung von genomischer DNA erfolgte mittels CsCl-Dich­ tegradientenzentrifugation mit anschließender Proteinase K-Be­ handlung und Phenolisierung.The total RNA from cells was determined by acid phenolization the method of Chomczynski and Sacchi (1987). Out of it if necessary, the mRNA was hybridized to oligo (dT), which was bound to magnetic particles via streptavidin-biotin (PolyATract®, Promega-Serva, D-69042 Heidelberg), isolated. Genomic DNA was isolated using CsCl-Dich Gradient centrifugation followed by proteinase K-Be action and phenolization.

Hochkompetente Bakterien (∼1 × 10⁹ Kolonien/µg DNA) wurden nach dem Protokoll von Inoue et al. (1990) durch Kultivierung der Bakterien bei 18°C bis zu einer OD von 0,6 erhalten. Die Bakte­ rien wurden in einen MnCl₂- und CaCl₂-haltigen Puffer überführt und mit 7% DMSO in flüssigem Stickstoff gelagert. Die cDNA-Syn­ these mit Hilfe des Vektor-Primers pXPRS+ wurde mit dem Kit Clonstruct® der Fa. USB, Cleveland, Ohio, U.S.A., nach den Vor­ schriften des Herstellers durchgeführt. Hierbei wurde der po­ ly(A)-Teil der mRNA von WEHI-3 Zellen an einen poly(T)-Teil des offenen Vektor-Primers gebunden, und an diesem wurde anschlie­ ßend die Erst- und Zweitstrangsynthese durchgeführt. Mittels terminaler Transferase wurde ein poly(C)-Teil an das 5′-Ende des Gens synthetisiert und ein komplementärer poly(G)-Strang durch Restriktion des 3′-Endes mit BstXI zur Ligation geschaf­ fen. Hochkompetente DH5 Bakterien wurden nach den Angaben von Inoue et al. (1990) mit diesen ligierten Vektoren transfor­ miert, wobei insgesamt etwa 5 × 10⁵ Transformanden erhalten wurden. Diese wurden 1× in 500 ml LB-Medium amplifiziert zur anschließenden Isolierung der Plasmid-DNA mittels CsCl-Dichte­ gradientenzentrifugation. Ein Aliquot der so erhaltenen DNA-Bib­ liothek wurde auf einem 1%igen Agarosegel ungeschnitten nach Größen getrennt. Unter Zuhilfenahme einer supercoilten DNA-Re­ ferenz (Life Technologies, D-76339 Eggenstein) wurden Plasmide mit Insertgrößen von 600 bis 2.500 bp aus dem Gel ausgeschnit­ ten und aufgereinigt. Die so gewonnene DNA wurde zur erneuten Transfektion hochkompetenter DH5 Bakterien im Rahmen der Ex­ pressionsklonierung verwendet.Highly competent bacteria (∼1 × 10⁹ colonies / µg DNA) were found the Inoue et al. (1990) by cultivating the Bacteria obtained at 18 ° C up to an OD of 0.6. The bacts Rien were transferred to a buffer containing MnCl₂ and CaCl₂ and stored with 7% DMSO in liquid nitrogen. The cDNA syn these using the vector primer pXPRS + was carried out with the kit Clonstruct® from USB, Cleveland, Ohio, U.S.A., according to the pre written by the manufacturer. Here the po ly (A) part of the mRNA of WEHI-3 cells to a poly (T) part of the open vector primer, and this was then ßend the first and second strand synthesis performed. Means Terminal transferase became a poly (C) part at the 5 'end of the gene is synthesized and a complementary poly (G) strand by restriction of the 3'-end with BstXI for ligation fen. According to the information from Inoue et al. (1990) transfor with these ligated vectors miert, with a total of about 5 × 10⁵ transformants were. These were amplified once in 500 ml LB medium subsequent isolation of the plasmid DNA using CsCl density gradient centrifugation. An aliquot of the DNA bib thus obtained Liothek was cut uncut on a 1% agarose gel  Sizes separated. With the help of a supercoiled DNA re ferenz (Life Technologies, D-76339 Eggenstein) were plasmids cut out of the gel with insert sizes from 600 to 2,500 bp and cleaned up. The DNA obtained in this way was used again Transfection of highly competent DH5 bacteria as part of the Ex pressure cloning used.

Zur Herstellung der Phagenbibliothek aus NIH-3T3 mRNA wurde der Time Saver® cDNA-Synthesekit der Fa. Pharmacia Biotech, D-79111 Freiburg nach Vorschrift des Herstellers verwendet. An beide Enden der cDNA wurden NotI-EcoRI-Adaptoren ligiert. Die EcoRI- Schnittstellen wurden mit denen des EcoRI-geschnittenen Lambda ZapII®-Phagen der Fa. Stratagene, La Jolla, CA., U.S.A., li­ giert. Anschließend wurden die Phagen mit dem Verpackungskit Gigapack II® der Fa. Stratagene verpackt und nach Vorschrift dieses Herstellers zur Infektion von Sure®-Bakterien verwendet. Nach Selektion positiver Klone mit einer radioaktiven Sonde wurden die Inserts zusammen mit dem Plasmid pBluescript® SK- durch den Helferphagen R408 aus den Lambda-Phagen herausge­ schnitten.To prepare the phage library from NIH-3T3 mRNA, the Time Saver® cDNA synthesis kit from Pharmacia Biotech, D-79111 Freiburg used according to the manufacturer's instructions. To both Ends of the cDNA were ligated to NotI-EcoRI adapters. The EcoRI Interfaces were made with those of the EcoRI-cut lambda ZapII® phages from Stratagene, La Jolla, CA., U.S.A., left yaws. Then the phages with the packaging kit Gigapack II® from Stratagene packed and according to regulations used by this manufacturer to infect Sure® bacteria. After selection of positive clones with a radioactive probe were inserted together with the plasmid pBluescript® SK by the helper phage R408 out of the lambda phages cut.

Die Gelelektrophorese von DNA erfolgte standardmäßig mit 0,8 bis 1,5% Agarosegelen. DNA-Fragmente wurden in Low Melting Point Agarose SeaPlaque® GTG® (FMC Bio Products, Rockland, ME., U.S.A.) getrennt und dann herausgeschnitten. Mit GELase® (Bio­ zym Diagnostik GmbH, D-31833 Hess. Oldendorf) wurde anschlie­ ßend die Agarose nach Vorschrift des Herstellers verflüssigt. Die Reinigung erfolgte mit Hilfe von Microcon 100® Konzentrato­ ren (Amicon GmbH, D-58453 Witten). Für die analytische Fraktio­ nierung von RNA wurden 2,2 M Formalin-1,2% Agarose-Gele verwen­ det. DNA- und RNA-Gele wurden zur Hybridisierung auf Hybond-N® Nylonfiltermembranen (Amersham-Buchler, D-38110 Braunschweig) mit Hilfe einer VacuBlot®-Apparatur (Pharmacia Biotech, D-79111 Freiburg) geblottet. Der radioaktive Nachweis bestimmter DNA- oder RNA-Banden auf den Nylonmembranen erfolgte durch Markie­ rung der entsprechenden Sonden mit ³²P-dCTP mit Hilfe des Random Primed DNA Labeling Kits der Fa. Boehringer Mannheim. Nach Wa­ schung der hybridisierten Filtermembranen entsprechend der gebo­ tenen Stringenz nach den Vorschriften von Sambrook et al., 1989, wurden Röntgenfilme mit diesen Filtern exponiert. Zur Quantifizierung wurden Fuji Imaging Plates (Fa. Fuji Photo Film Co., Ltd., Japan) mit den Filtern exponiert und in einem Fuji Phospo-Imager digitalisiert und per Computer ausgewertet. Die Sequenzierung von DNA-Abschnitten erfolgte über das Kettenab­ bruchverfahren nach Sanger et al. (1977) unter Verwendung von Di-Desoxynucleotiden.The standard gel electrophoresis of DNA was 0.8 up to 1.5% agarose gels. DNA fragments were made in low melting Point Agarose SeaPlaque® GTG® (FMC Bio Products, Rockland, ME., U.S.A.) separated and then cut out. With GELase® (Bio zym Diagnostik GmbH, D-31833 Hess. Oldendorf) was then ß liquefied the agarose according to the manufacturer's instructions. The cleaning was done with the help of Microcon 100® concentrate ren (Amicon GmbH, D-58453 Witten). For the analytical fraction RNA was used in 2.2 M formalin-1.2% agarose gels det. DNA and RNA gels were used for hybridization on Hybond-N® Nylon filter membranes (Amersham-Buchler, D-38110 Braunschweig) using a VacuBlot® apparatus (Pharmacia Biotech, D-79111 Freiburg) blotted. The radioactive detection of certain DNA or  RNA bands on the nylon membranes were made by Markie of the corresponding probes with 32 P-dCTP using the random Primed DNA labeling kits from Boehringer Mannheim. After Wa the hybridized filter membranes according to the stringency according to the regulations of Sambrook et al., In 1989, X-ray films were exposed with these filters. For Fuji Imaging Plates (from Fuji Photo Film Co., Ltd., Japan) with the filters exposed and in a Fuji Phospo imager digitized and evaluated by computer. The DNA sections were sequenced via the chain ab fractionation process according to Sanger et al. (1977) using Di-deoxynucleotides.

Die Transfektion von Cos-1 und Cos-7 Zellen erfolgte mit Hilfe der DEAE-Dextran-Methode (Cullen, 1987). Nach 30 min Inkubation der Zellen mit 500 ng DNA/3,5 cm² Kulturschale und 5% DEAE-Dex­ tran, und nach 2,5-std. Inkubation mit 80 µM Chloroquin wur­ de anstelle des in der Vorschrift angegebenen DMSO-Schocks eine 3-minütige Inkubation mit 15% gepuffertem Glycerin durchge­ führt. Dadurch wurde ein deutlich niedrigerer Background der Differenzierungsinduktion durch die Cos-Zellüberstände er­ reicht. Die konditionierten Cos-Überstände wurden nach 72 Stun­ den geerntet und in geometrischen Verdünnungsreihen mit initial 50% Überstand den murinen Erythroleukämiezellen in 96-Mikro­ wellplatten zugesetzt. Die Differenzierungsinduktion in diesen Ansätzen wurde durch Auszählen des Prozentsatzes Benzidin-posi­ tiver Zellen nach 3 und/oder 4 Tagen bestimmt. Dazu wurde eine Stammlösung von 10 mg N,N,N′,N′-Tetramethylbenzidin (Sigma Bio­ chemicals, D-82039 Deisenhofen) in 10 ml 12% Essigsäure ange­ setzt (NTMB-Lösung). Unmittelbar vor der Färbung wurde eine Verdünnung von 35 µl NTMB-Lösung mit 35 µl Isopropanol und 5 µl 30% H₂O₂ angesetzt. Je nach Zelldichte wurden 5-10 µl der Zel­ len in ein neues Mikrowell pipettiert und mit frischem RPMI 1640 Medium mit 10% FCS auf 100 µl aufgefüllt. Dazu wurden 5 µl der verdünnten NTMB-Lösung gegeben. Zwischen 10 und 30 Minuten danach wurden die Benzidin-positiven Zellen prozentual auf Grund ihrer Grünfärbung unter einem Umkehrmikroskop in den Mi­ krowells ausgezählt.The transfection of Cos-1 and Cos-7 cells was carried out with the help the DEAE dextran method (Cullen, 1987). After 30 min incubation the cells with 500 ng DNA / 3.5 cm² culture dish and 5% DEAE-Dex tran, and after 2.5 hours. Incubation with 80 µM chloroquine de instead of the DMSO shock specified in the regulation 3-minute incubation with 15% buffered glycerin leads. As a result, the background of the Differentiation induction by the cos cell supernatants enough. The conditioned Cos supernatants were after 72 hours the harvested and in geometric dilution series with initial 50% supernatant from the murine erythroleukemia cells in 96 micro corrugated sheets added. The induction of differentiation in these Approaches were made by counting the percentage of benzidine-posi tive cells determined after 3 and / or 4 days. In addition, a Stock solution of 10 mg N, N, N ′, N′-tetramethylbenzidine (Sigma Bio chemicals, D-82039 Deisenhofen) in 10 ml of 12% acetic acid sets (NTMB solution). Immediately before staining one was Dilution of 35 µl NTMB solution with 35 µl isopropanol and 5 µl 30% H₂O₂ applied. Depending on the cell density, 5-10 µl of the cell len pipetted into a new microwave and with fresh RPMI 1640 medium filled with 10% FCS to 100 µl. For this purpose 5 µl  the diluted NTMB solution. Between 10 and 30 minutes after that, the benzidine positive cells were percentageized Because of their green color under an inverted microscope in the Mi counted krowells.

Zur Herstellung von WEHI-3 konditionierten Medien wurden die Zellen 3 Tage zuvor in einer Dichte von 2,5 × 10⁴/ml in RPMI 1640 Medium mit 10% FCS und den üblichen anderen Zusätzen aus­ gesät. Nach 3 Tagen waren die Zellen auf Dichten zwischen 3,5 × 10⁵ und 1,2 × 10⁶/ml herangewachsen. Sie wurden abzentrifugiert und 1× in RPMI 1640 Medium ohne Zusätze gewaschen und dann in serumarmem Medium auf 1 × 10⁶/ml eingestellt. Nach 3 Tagen wur­ de das konditionierte Medium geerntet und nach scharfer Abzen­ trifugation mit einem Amicon 10 Konzentrator 10-fach eingeengt. Diese WEHI-3-konditionierten Medien (WCM′s) wurden aliquotiert und bei -20°C eingefroren. In dieser Form waren die Überstände über 3 Jahre mit einem allmählichen 2- bis 8-fachen Aktivitäts­ verlust haltbar.For the production of WEHI-3 conditioned media the Cells 3 days beforehand at a density of 2.5 × 10⁴ / ml in RPMI 1640 medium with 10% FCS and the usual other additives sown. After 3 days the cells were at densities between 3.5 × 10⁵ and grown up to 1.2 × 10 her / ml. They were spun down and washed 1 × in RPMI 1640 medium without additives and then in serum-poor medium set to 1 × 10⁶ / ml. After 3 days de the conditioned medium is harvested and after sharp abz centrifugation with an Amicon 10 concentrator concentrated 10 times. These WEHI-3 conditioned media (WCM's) were aliquoted and frozen at -20 ° C. The supernatants were in this form over 3 years with a gradual 2- to 8-fold activity loss durable.

Zur Fraktionierung wurde 20- bis 50-fach konzentriertes WCM durch Gelfiltration mit Sephacryl 300® in einem Gelbett von 90 × 2,6 cm mit PBS als Laufpuffer und einer Laufgeschwindigkeit von 10 ml/min in einzelne Fraktionen aufgetrennt und bei 280 nm detektiert. Als Molekularstandards dienten BSA (68 kDa), Chymo­ trypsinogen (25 kDa) und Zytochrom C (12,5 kDa).WCM was concentrated 20 to 50 times for fractionation by gel filtration with Sephacryl 300® in a gel bed of 90 × 2.6 cm with PBS as a running buffer and a running speed of 10 ml / min separated into individual fractions and at 280 nm detected. BSA (68 kDa), Chymo served as molecular standards trypsinogen (25 kDa) and cytochrome C (12.5 kDa).

Die relative Zellzahl pro Mikrowell in 96-well-Platten wurde mit Hilfe des MTT-Tests bestimmt (Mosmann, 1983). Hierbei wird die Fähigkeit der Zellen gemessen, das gelbe Tetrazoliumsalz von 3-(4,5 Dimethylthiazol-2yl)-2,5-diphenyl-tetrazoliumbromid (MTT) in das violette MTT-Formazan umzuwandeln. Diese Fähigkeit ist an die Dehydrogenasen aktiver Mitochondrien gebunden, womit letztlich die Zellzahl relativ über die Anzahl aktiver Mito­ chondrien bestimmt wird. Die Farbintensität wurde mit einem Elisa-Reader (SLT, Salzburg) bei einer Testwellenlänge von 550 nm und einer Referenzwellenlänge von 690 nm bestimmt.The relative cell count per microwell in 96-well plates was determined determined using the MTT test (Mosmann, 1983). Here will the ability of the cells to measure the yellow tetrazolium salt of 3- (4,5-dimethylthiazol-2yl) -2,5-diphenyl-tetrazolium bromide (MTT) into the purple MTT formazan. That ability is bound to the dehydrogenases of active mitochondria, with which ultimately the cell count relative to the number of active mito chondria is determined. The color intensity was with a  Elisa-Reader (SLT, Salzburg) at a test wavelength of 550 nm and a reference wavelength of 690 nm.

Die Adhärenz von WEHI-3-Zellen wurde nach Inkubation mit WCM durch ihr Anhaften an den Plastikboden von 96-well-Platten (Nunc GmbH, 65203 Wiesbaden) getestet. Dazu wurde der Überstand aus den einzelnen Mikrowells entnommen und der Boden der Mikro­ wells 1× mit frischem Medium (RPMI 1640 ohne Zusätze) gespült. Nach Absaugen des Mediums mit den losgelösten Zellen im Über­ stand wurde frisches RPMI 1640 Medium mit 10% FCS und 2 mM 1-Glut­ amin hinzugefügt und der MTT-Test durchgeführt. Die losge­ lösten und zuvor bereits im Überstand schwimmenden Zellen wur­ den in neue Mikrowells pipettiert und in gleicher Weise durch den MTT-Test gemessen.The adherence of WEHI-3 cells was checked after incubation with WCM by adhering to the plastic bottom of 96-well plates (Nunc GmbH, 65203 Wiesbaden) tested. This was the supernatant taken from the individual microwells and the bottom of the mic wells rinsed 1 × with fresh medium (RPMI 1640 without additives). After aspirating the medium with the detached cells in the over was fresh RPMI 1640 medium with 10% FCS and 2 mM 1-glow amine added and the MTT test performed. The losge dissolved and previously floating cells in the supernatant pipetted into new microwells and in the same way measured the MTT test.

ErgebnisseResults EDA-Aktivitäten in verschiedenen ZellinienEDA activities in different cell lines

Abb. 1 zeigt den Einfluß von 4 verschiedenen WEHI-3 konditio­ nierten Medien auf die Zahl Benzidin-positiver F4N-Zellen, und damit auf die Differenzierung und Hämoglobinisierung dieser Zellen. Als positive Kontrolle ist die Zahl Benzidin-positiver Zellen bei Inkubation mit 1,2% DMSO dargestellt. Mit DMSO wer­ den bis zu 70% der F4N-Zellen am 4. Tag positiv. Bei vergleich­ barer Stärke der Differenzierungsinduktion mit WCM in diesem Versuch ist die Kinetik jedoch eine andere als mit DMSO: Erst am Tag 3 wird durch WCM in diesen Zellen eine Differenzierung induziert, die sich deutlich von den negativen Kontrollen un­ terscheidet. Diese Aktivität im WCM, gemessen an murinen Friend Erythroleukämiezellen, erhielt die Arbeitsbezeichnung "EDA" für Erythroid Differentiation Activity. Die Stärke der Differenzie­ rungsinduktion mit demselben WCM unterlag in den einzelnen Ver­ suchen stärkeren, auf die Differenzierungsbereitschaft der Ery­ throleukämiezellen zurückzuführenden Schwankungen. Faktoren des Mediums, des FCS und die Ausgangszelldichte der Erythroleukä­ miezellen waren von Bedeutung. Routinemäßig wurde deshalb in solchen Untersuchungen ein Referenz-WCM als positive Kontrolle mituntersucht. EDA wurde nicht nur in Überständen von WEHI-3 Zellen gefunden, sondern, in schwächerer Konzentration, auch in solchen von NIH-3T3 Zellen, und auch in Überständen der humanen Knochenmarkstromazellinie L88/5, allerdings erst nach Bestrah­ lung und einer längeren Kultivierungsdauer (Abb. 2). Fig. 1 shows the influence of 4 different WEHI-3 conditioned media on the number of benzidine-positive F4N cells, and thus on the differentiation and hemoglobinization of these cells. The number of benzidine-positive cells when incubated with 1.2% DMSO is shown as a positive control. With DMSO, up to 70% of F4N cells become positive on day 4. With comparable strength of the induction of differentiation with WCM in this experiment, however, the kinetics are different from that with DMSO: Only on day 3 is a differentiation induced by WCM in these cells, which clearly differs from the negative controls. This activity in the WCM, measured on murine Friend Erythroleukemia cells, received the working title "EDA" for Erythroid Differentiation Activity. The strength of the induction of differentiation with the same WCM was subject to stronger fluctuations in the individual experiments, which can be attributed to the willingness to differentiate the erythropoietic cells. Factors of the medium, the FCS and the initial cell density of the erythroleukemia cells were important. A reference WCM was therefore routinely examined as a positive control in such studies. EDA was not only found in supernatants from WEHI-3 cells, but, in lower concentrations, also in those of NIH-3T3 cells, and also in supernatants of the human bone marrow stromal cell line L88 / 5, but only after irradiation and a longer cultivation period ( Fig . 2).

EDA-Wirkung auf murine und humane ZellenEDA effect on murine and human cells

Der auf die Mauszellen wirkende Faktor kann demnach sowohl murinen als auch humanen Ursprungs sein. Auch der murine Faktor im WCM hat eine schwache Wirkung auf die humanen K562 Zellen, die sich durch DMSO nicht zur erythropoetischen Differenzierung induzieren lassen (Abb. 3, insbesondere WCM (C)). Die mit EDA bezeichnete Aktivität ist demnach in beiden Richtungen Spezies- übergreifend.The factor acting on the mouse cells can therefore be both murine and human. The murine factor in WCM also has a weak effect on human K562 cells, which cannot be induced by DMSO for erythropoietic differentiation ( Fig. 3, especially WCM (C)). The activity labeled EDA is therefore cross-species in both directions.

Biologische Eigenschaften der untersuchten AktivitätBiological properties of the activity investigated

Die Wirkung von EDA auf Erythroleukämiezellen der Maus ist nicht primär eine Proliferationshemmung. Obwohl in vielen Ver­ suchen eine Proliferationshemmung bei höheren Konzentrationen des Faktors von erheblicher Bedeutung war, zeigen Versuche wie z. B. in Abb. 4 dargestellt bei deutlicher Differenzierungsin­ duktion, erkennbar an der Zunahme der α-Globin mRNA Expression, keinen Einfluß auf die Proliferation. Diese Differenzierungs­ induktion war mit einer Downmodulation der c-myb Transkriptmen­ ge verbunden, die sich auch bei Inkubation anderer Zellarten wie 32DCl23 mit WCM deutlich nachweisen ließ, und die darüber­ hinaus mit einer konzentrationsabhängigen Verlängerung der c-myb mRNA Halbwertszeit verbunden war. Da eine Downmodulation von c-myb in vielen hämopoetischen Zellsystemen im Rahmen einer Differenzierung zu finden ist, wird angenommen, daß die ery­ thropoetische Differenzierungsinduktion von EDA nur die Wirkung auf eines von mehreren Zellsystemen darstellt. In diesem Sinne ist möglicherweise die von uns nachgewiesene Zunahme der Adhä­ renz von WEHI-3-Zellen durch ihr eigenes konditioniertes Medi­ um (Abb. 5) als auto-induktive Wirkung im Sinne einer Differen­ zierungsinduktion zu werten. Die Zunahme der Adhärenz dieser myelomonozytären Zellen bedeutet in diesem Zusammenhang einen Differenzierungsschritt in die Richtung von Makrophagen. Nach diesen Befunden und bei der Annahme, daß die Effekte ebenfalls durch EDA bedingt wurden, besteht die Möglichkeit, daß es sich bei EDA um einen Faktor handelt, der zumindest in hämopoeti­ schen Zellen ganz allgemein Differenzierung induziert.The effect of EDA on mouse erythroleukemia cells is not primarily an inhibition of proliferation. Although in many experiments an inhibition of proliferation was of considerable importance at higher concentrations of the factor, experiments such as e.g. B. shown in Fig. 4 with a clear differentiation induction, recognizable by the increase in α-globin mRNA expression, no influence on the proliferation. This differentiation induction was associated with a downmodulation of the c-myb transcript, which was also clearly demonstrated when other cell types such as 32DCl23 were incubated with WCM, and which was also associated with a concentration-dependent extension of the c-myb mRNA half-life. Since a downmodulation of c-myb can be found in many hemopoietic cell systems as part of a differentiation, it is assumed that the erythropoietic induction of EDA differentiation represents only the effect on one of several cell systems. In this sense, the increase in the adherence of WEHI-3 cells that we have proven by their own conditioned medium ( Fig. 5) may be to be seen as an auto-inductive effect in the sense of a differentiation induction. In this context, the increase in the adherence of these myelomonocytic cells means a differentiation step in the direction of macrophages. Based on these findings and assuming that the effects were also caused by EDA, there is a possibility that EDA is a factor which, at least in hemopoietic cells, generally induces differentiation.

Physikalische und chemische Eigenschaften von EDAPhysical and chemical properties of EDA

Einige physikalischen und chemischen Eigenschaften sind in Ta­ belle 1 zusammengefaßt.Some physical and chemical properties are in Ta belle 1 summarized.

Ausschluß einzelner Zytokine als Verursacher der EDA-WirkungExclusion of individual cytokines as the cause of the EDA effect

Theoretisch kommt eine Reihe von Zytokinen als Verursacher der Wirkungen in Betracht, die im Differenzierungsassay mit den mu­ rinen Erythroleukämiezellen beobachtet werden. Verschiedene Zy­ tokine konnten als Verursacher ausgeschlossen werden. (Tab. 2).In theory, a number of cytokines are responsible for causing the Effects that are considered in the differentiation assay with the mu Pure erythroleukemia cells can be observed. Different Zy tokine could be excluded as the cause. (Tab. 2).

Fraktionierung von WEHI-3 konditionierten MedienFractionation of WEHI-3 conditioned media

WEHI-3 konditionierte Medien wurden mittels Sephacryl S300® Gelfiltration fraktioniert. Die einzelnen Fraktionen wurden nach Zusatz von 0,05% BSA als 20%iger Volumenanteil mit B8/3-Zel­ len in 5 ml-Kulturen 4 Tage inkubiert. Anschließend wurde die relativen Menge an gebildeter α-Globin mRNA quantifiziert. Der Hauptgipfel in Abb. 6 lief mit der kleinmolekularen Flanke des BSA.WEHI-3 conditioned media were fractionated using Sephacryl S300® gel filtration. After the addition of 0.05% BSA as a 20% volume fraction, the individual fractions were incubated with B8 / 3 cells in 5 ml cultures for 4 days. The relative amount of α-globin mRNA formed was then quantified. The main summit in Fig. 6 ran with the small molecular flank of the BSA.

Suche nach optimalen Bedingungen der EDA Expression für Expres­ sionsklonierungSearch for optimal conditions of EDA expression for express ion cloning

WEHI-3-Zellen wurden in 250 ml Flaschen in FCS-haltigem Medium bis zu verschiedenen Dichten gezogen. Der größere Teil wurde nach Erreichen der unterschiedlichen Dichten (Abb. 7) für die Präparation von mRNA geerntet, und ein kleinerer Teil wurde unter Standardbedingungen 3 Tage zur Gewinnung von WCM in seru­ marmem Medium weiterkultiviert. Abb. 7 zeigt, daß die ange­ strebten Dichten von ca. 2,5 × 10⁵ (W3/1), 5 × 10⁵ (W3/2) und 8 × 10⁵ Zellen/ml (W3/3) nach unterschiedlichen Zeiten erreicht waren. Die Zellen wurden bei einer einheitlichen Dichte von 1 × 10⁶/ml weiterinkubiert. Die höchste EDA-Aktivität fand sich in den W3/2-Überständen (Abb. 7). Die RNA der geernteten W3/2-Zel­ len wurde deshalb für die Konstruktion einer Expressionsbiblio­ thek weiterverarbeitet. Aus Abb. 7 wird auch deutlich, daß bei höheren Konzentrationen der WCM′s immer auch eine Inhibition der Differenzierungsinduktion zu finden ist. Gleichzeitig fin­ det man für diese Konzentrationen eine Inhibition der Prolife­ ration. In Abb. 8 ist für das WCM von W3/2 gezeigt, daß die optimale Konzentration für eine Differenzierungsinduktion in B 8/3-Zellen durch WCM-Fraktionen zwischen 66 und 25 kDa bei 25% liegt. Obwohl in dieser Analyse in Übereinstimmung mit den Er­ gebnissen in Abb. 6 der Hauptpeak von EDA bei einer Molekülgrö­ ße zwischen 60 und 40 kDa gefunden wurde, zeigten andere, ähn­ liche Untersuchungen deutliche Aktivitäten bis herunter zu Mo­ lekülgrößen von 10 kDa. Das Vorliegen unterschiedlich großer Moleküle mit EDA-Wirkung, oder die Zusammenlagerung von EDA in unterschiedlich großen Aggregaten, ist eine mögliche Erklärung.WEHI-3 cells were grown to different densities in 250 ml bottles in FCS-containing medium. The larger part was harvested for the preparation of mRNA after reaching the different densities ( FIG. 7), and a smaller part was cultivated under standard conditions for 3 days in order to obtain WCM in serum-poor medium. Fig. 7 shows that the desired densities of about 2.5 × 10⁵ (W3 / 1), 5 × 10⁵ (W3 / 2) and 8 × 10⁵ cells / ml (W3 / 3) were reached after different times. The cells were further incubated at a uniform density of 1 × 10⁶ / ml. The highest EDA activity was found in the W3 / 2 supernatants ( Fig. 7). The RNA of the harvested W3 / 2 cells was therefore further processed for the construction of an expression library. From Fig. 7 it is also clear that at higher concentrations of WCM's there is always an inhibition of differentiation induction. At the same time, an inhibition of proliferation is found for these concentrations. In Fig. 8 for the WCM of W3 / 2 it is shown that the optimal concentration for a differentiation induction in B 8/3 cells by WCM fractions between 66 and 25 kDa is 25%. Although the main peak of EDA was found in this analysis in accordance with the results in Fig. 6 with a molecular size between 60 and 40 kDa, other, similar studies showed clear activities down to molecular sizes of 10 kDa. The existence of different sized molecules with EDA effect, or the aggregation of EDA in different sized aggregates, is one possible explanation.

Beim Austesten der optimalen Kulturbedingungen von WEHI-3 Zel­ len für die Gewinnung hoher Aktivitäten von EDA fiel auf, daß die Art der primären Inkubation in 10% FCS von Bedeutung ist. Beim Austesten von 6 verschiedenen Batches von FCS verschiede­ ner Hersteller war die Ausbeute an EDA-Aktivität sehr unter­ schiedlich. Mit dem günstigsten FCS wurden die weiteren Versu­ che angestellt. Weiterhin war ein wichtiger Befund, daß die Gewinnung von EDA-Aktivität nicht möglich war, wenn im zweiten Kultivierungsteil (normalerweise 72 h in serumarmem Medium mit 1% BSA) dasselbe Medium wie im ersten Teil mit 10% FCS verwen­ det wurde (Daten nicht gezeigt).When testing the optimal culture conditions of WEHI-3 Zel  len for gaining high activity from EDA noticed that the type of primary incubation in 10% FCS is important. When testing 6 different batches of FCS various The manufacturer's EDA activity yield was very low different. With the cheapest FCS, the other Versu che employed. Another important finding was that the Obtaining EDA activity was not possible when in the second Cultivation part (normally 72 h in low serum medium with 1% BSA) use the same medium as in the first part with 10% FCS det (data not shown).

Konstruktion einer Expressionsbibliothek mit W3/2 RNA und dem Vektor pXPRS+Construction of an expression library with W3 / 2 RNA and the Vector pXPRS +

Die nicht-amplifizierte Bibliothek umfaßte ca. 5 × 10⁵ Klone. Nach Amplifikation und Größenselektion (Inserts < 600 bp) wurden je ca. 500 Klone auf einen runden Hybond-N®-Filter von 14 cm Durchmesser auf LB-Agar plattiert. Die Klone wurden durch Fil­ terabklatsch auf einem 2. Filter zur Isolierung der Plasmid DNA gezogen. Nach Transfektion dieser DNA in Cos-1 Zellen wurde der Cos-1 Überstand im Ansatz mit B8/3 Zellen getestet. Insgesamt wurden auf diese Weise 25 000 Klone gescreent. In der Serie D ergab sich ein positives Signal (Abb. 9). Die 520 Klone der Serie D wurden in Gruppen von je ca. 25 unterteilt und erneut getestet (Serie D15). Darauf erfolgte ein Schritt mit je ca. 10 Klonen (Serie DX), und schließlich wurde jeder Klon der letzten 10 einzeln getestet (Serie DY). Der Klon DY-8 hatte eine um 1-2 Verdünnungsstufen geringere Aktivität als die positive Kontrol­ le.The unamplified library contained approximately 5 × 10⁵ clones. After amplification and size selection (inserts <600 bp), approximately 500 clones were plated on a round Hybond-N® filter of 14 cm in diameter on LB agar. The clones were removed by filter clap on a second filter to isolate the plasmid DNA. After transfection of this DNA in Cos-1 cells, the Cos-1 supernatant was tested in a batch with B8 / 3 cells. A total of 25,000 clones were screened in this way. In series D there was a positive signal ( Fig. 9). The 520 clones of the D series were divided into groups of approx. 25 each and tested again (D15 series). This was followed by a step with approx. 10 clones (DX series), and finally each clone of the last 10 was tested individually (DY series). The clone DY-8 had an activity 1-2 times lower than the positive control.

Radioaktives Screenen der pXPRS+ Bibliothek mit dem Klon DY-8Radioactive screening of the pXPRS + library with the clone DY-8

Der Klon DY-8 zeigte einen Größenbereich von ca. 950-750 bp, wobei statt einer scharfen Bande ein Schmier über ca. 200 bp vorhanden war. Wegen des Verdachts eines unvollständigen Klons wurde die Genbibliothek mit DY-8 als Sonde radioaktiv ge­ screent. Insgesamt wurden 32 positive Klone erhalten, wobei der größte ca. 1.350 bp betrug. Dieser Klon erhielt die Bezeichnung HA-15/2. Er zeigte eine schwache Differenzierungs-induzierende Wirkung, für die in 3 Versuchen allerdings keine statistische Signifikanz erreicht wurde (Abb. 10). Wegen seiner Größe diente er bei den weiteren Detektionsarbeiten durch Hybridisierung (Southern Blot, Northern Blot, weiteres Screenen einer anderen Genbibliothek) als radioaktive Sonde, auch wenn anzunehmen war, daß es sich um einen unvollständigen Klon handelte.The clone DY-8 showed a size range of approx. 950-750 bp, whereby instead of a sharp band a lubrication of approx. 200 bp was present. Due to the suspicion of an incomplete clone, the gene library was screened radioactively with DY-8 as a probe. A total of 32 positive clones were obtained, the largest being approximately 1,350 bp. This clone was given the designation HA-15/2. It showed a weak differentiation-inducing effect, for which no statistical significance was achieved in 3 experiments ( Fig. 10). Because of its size, it served as a radioactive probe in the further detection work by hybridization (Southern blot, Northern blot, further screening of another gene library), even if it was assumed that it was an incomplete clone.

Anlegen einer Genbibliothek in Lambda-PhagenCreation of a gene library in lambda phages

Unter der Annahme, daß die stärkste Aktivität von eda von einer 2,2 kbp großen mRNA-Spezies herrühre, die besonders stark in NIH-3T3 Zellen exprimiert wird (s. u.), wurde cDNA aus NIH-3T3 poly(A)+ mRNA umgeschrieben und auf einem nicht-denaturierenden Gel nach Größen getrennt. Der Bereich von 1.900 bis 2.500 bp wurde aus dem Gel ausgeschnitten, aufgereinigt und in Lambda Zap II®-Phagen einkloniert. Alle eda Klone, die mit diesem Ver­ fahren erhalten wurden, waren jedoch kleiner als 1.500 bp.Assuming that eda's strongest activity is from a 2.2 kbp large mRNA species originate, which are particularly strong in NIH-3T3 cells are expressed (see below), cDNA was extracted from NIH-3T3 rewritten poly (A) + mRNA and on a non-denaturing Gel separated by size. The range from 1,900 to 2,500 bp was cut out of the gel, purified and in lambda Zap II® phage cloned. All eda clones with this ver driving were obtained, but were smaller than 1,500 bp.

Southern Blot AnalysenSouthern blot analyzes

Analysen von genomischer DNA aus der Milz von C3H-Mäusen zeig­ ten bei Hybridisierung mit der 1.350 bp großen Sonde HA-15/2 (BamHI-Fragment), insbesondere nach Verdau der DNA mit SacI, 4 Banden von 6,5, 5,7, 3,8 und 2,1 kbp. Mit EcoRI ergaben sich in der DNA von WEHI-3 Zellen 2 schwache Banden bei 7,5 und 5,5 kbp. Wichtig war die Beobachtung, daß auch menschliche genom­ ische DNA, gewonnen aus der Zellinie K562, nach EcoRI-Verdau eine Bande bei 7,5 kbp sowie eine weitere bei 6,5 kbp aufwies (Abb. 11). Da die Waschbedingungen hochstringent gewesen waren (bis 2 × 30 min 0,1 × SSC/0,1% SDS bei 60°C), dürften das murine und das menschliche Gen einige Homologie aufweisen. Die Möglichkeit, das menschliche eda-Gen mit einer murinen radio­ aktiven Sonde aus einer Genbibliothek zu gewinnen, ist durch Abb. 11 belegt.Analyzes of genomic DNA from the spleen of C3H mice showed hybridization with the 1,350 bp probe HA-15/2 (BamHI fragment), in particular after digestion of the DNA with SacI, 4 bands of 6.5, 5.7 , 3.8 and 2.1 kbp. With EcoRI, 2 weak bands at 7.5 and 5.5 kbp were found in the DNA of WEHI-3 cells. It was important to observe that human genomic DNA, obtained from the K562 cell line, also had one band at 7.5 kbp and another at 6.5 kbp after EcoRI digestion ( Fig. 11). Since the washing conditions had been highly stringent (up to 2 × 30 min 0.1 × SSC / 0.1% SDS at 60 ° C.), the murine and the human gene should have some homology. Fig. 11 shows the possibility of extracting the human eda gene from a gene library using a murine radioactive probe.

Untersuchungen der eda-GenexpressionInvestigations of eda gene expression

Die Untersuchungen wurden mit dem ca. 1.350 bp großen BamHI- Fragment von HA-15/2 als Sonde durchgeführt. Im Northern Blot finden sich bei stringenter Waschung (bis 20 min 0,1 × SSC/0,1% SDS und 60°C) eine Reihe unterschiedlich großer und unter­ schiedlich stark hybridisierender Banden (Abb. 12). Einzelne Banden, die größer als 5 kbp sind, sind von Zellart zu Zellart unterschiedlich (s. u.). Die im allgemeinen stärkste Bande liegt bei 2.200 bp, weitere Banden finden sich in unterschied­ lich starker Ausprägung bei 1.750 bp, 1.350 bp und 1.200 bp. Abb. 12 zeigt, daß alle Banden mit der gesamten Probe (BamHI-Frag­ ment von HA-15/2) genauso gut hybridisieren wie mit den 500 3′-Basenpaare dieser Probe, daß dagegen die 200 Basenpaare am 5′-Ende dieser Probe nur mit den großen Banden über 5.000 bp und mit der 2.200 bp Bande hybridisieren. Daraus ist zu schlie­ ßen, daß die großen Banden zumindest Anteile von allen kleine­ ren Banden enthalten, daß die 2.200 bp Bande aber als einzige der kleineren Banden den 5′-Teil der Probe enthält, während der 3′-Teil der Probe in allen Banden gemeinsam vorkommt. Bei einer Untersuchung von verschiedenen Mausstämmen wegen der Unter­ schiedlichkeit der Banden in den 2 Zellarten NIH-3T3 und M2-10B4 (Abb. 12) ergab sich, daß innerhalb eines Stammes in den verschiedenen Geweben alle Banden identisch sind, daß die Ban­ den aber von Mausstamm zu Mausstamm variieren. NIH-3T3 Zellen sind Fibroblasten, die sich von Swiss-Mäusen ableiten, während die Knochenmarkfibroblasten der Linie M2-10B4 von B6C3F₁ Mäusen abstammen (Lemoine et al., 1988). Analog findet man auf genom­ ischer DNA-Ebene zahlreiche Restriktionsunterschiede zwischen den einzelnen Mausstämmen (Daten nicht gezeigt).The investigations were carried out with the approximately 1,350 bp BamHI fragment of HA-15/2 as a probe. A stringent wash (up to 20 min 0.1 × SSC / 0.1% SDS and 60 ° C) shows a number of differently sized and differently hybridizing bands in the Northern blot ( Fig. 12). Individual bands that are larger than 5 kbp differ from cell type to cell type (see below). The strongest band is generally 2,200 bp, other bands are found in different strengths at 1,750 bp, 1,350 bp and 1,200 bp. Fig. 12 shows that all bands hybridize with the entire sample (BamHI fragment of HA-15/2) as well as with the 500 3'-base pairs of this sample, whereas the 200 base pairs at the 5'-end of this sample hybridize only with the large bands over 5,000 bp and with the 2,200 bp band. From this it can be concluded that the large bands contain at least portions of all smaller bands, but that the 2,200 bp band is the only one of the smaller bands that contains the 5'-part of the sample, while the 3'-part of the sample in all bands occurs together. An examination of different mouse strains because of the difference in the bands in the 2 cell types NIH-3T3 and M2-10B4 ( Fig. 12) showed that within a strain in the different tissues all bands are identical, but that the bands of Vary mouse trunk to mouse trunk. NIH-3T3 cells are fibroblasts derived from Swiss mice, while the bone marrow fibroblasts of the M2-10B4 line are derived from B6C3F₁ mice (Lemoine et al., 1988). Similarly, there are numerous restriction differences between the individual mouse strains at the genomic DNA level (data not shown).

Expressionsmuster von eda in Geweben der normalen MausExpression patterns of eda in normal mouse tissues

An C3H-Mäusen wurde das Expressionsmuster der verschiedenen Gewebe geprüft. Die stärkste Expression fand sich im normalen Thymus (adult und foetal (d. 15) etwa gleich) und in der foeta­ len Leber (d. 15). Es folgte in der Expressionsstärke die Milz, und deutlich schwächer war die Expression im normalen Knochen­ mark. Eine ganz schwache Expression, teilweise nur auf poly(A)+ Ebene detektierbar, fand sich in allen untersuchten Organen und Geweben wie Leber, Niere, Darm, Hirn und Plazenta. Primäre Mastzellen dagegen, die aus dem Knochenmark durch 4-wöchige Kultivierung des Knochenmarks mit IL-3 kultiviert wurden, waren stärker positiv als normale Milzzellen.The expression pattern of the various was determined on C3H mice Fabric checked. The strongest expression was found in normal Thymus (adult and fetal (d. 15) about the same) and in the foeta len liver (d. 15). The spleen followed in terms of expression, and the expression in normal bone was significantly weaker mark. A very weak expression, sometimes only on poly (A) + Detectable level, was found in all examined organs and Tissues such as liver, kidney, intestine, brain and placenta. Primary Mast cells, on the other hand, were taken from the bone marrow through 4 weeks Bone marrow cultivation were cultured with IL-3 more positive than normal spleen cells.

Expressionsmuster in murinen ZellinienExpression patterns in murine cell lines

Die Expressionsstärke in den Zellinien war sehr unterschied­ lich, im allgemeinen aber stärker als in den primären Geweben. Unter den nicht-malignen Zellen zeigte die embryonale Fibrobla­ stenlinie NIH-3T3 eine starke Expression, während die Fibrobla­ stenlinie L929 fast keine Expression aufwies. Eine Mittelstel­ lung nahm die Knochenmarkfibroblastenlinie M2-10B4 ein. Eine sehr starke Expression fand sich in der T-Helferzellinie TS1-C3, während die Thymom-Zellinie EL-4 fast keine Expression auf­ wies. Die myeloischen Zellinien FDCP-1 und 32DCl23 sowie die Mastzellinie 138-8A zeigten nur eine schwache Expression. Die aus murinen malignen hämopoetischen Geweben etablierten Zelli­ nien zeigten im allgemeinen eine starke bis sehr starke Expres­ sion. Dieses wurde bei den WEHI-3-Zellen, bei DA-3, NFS-60 und NFS-61 (alle Zellinien stammen von murinen Leukämien ab) deut­ lich.The expression level in the cell lines was very different Lich, but generally stronger than in the primary tissues. Among the non-malignant cells, the embryonic fibrobla showed line NIH-3T3 a strong expression, while the Fibrobla Line L929 showed almost no expression. A middle class the bone marrow fibroblast line M2-10B4. A very strong expression was found in the T helper cell line TS1-C3, while the EL-4 thymoma cell line showed almost no expression pointed. The myeloid cell lines FDCP-1 and 32DCl23 as well as the Mast cell line 138-8A showed poor expression. The Zelli established from murine malignant hemopoietic tissues In general, expressions were strong to very strong sion. This was the case with the WEHI-3 cells, DA-3, NFS-60 and NFS-61 (all cell lines are derived from murine leukemia)  Lich.

Expressionsmuster in humanen ZellenExpression pattern in human cells

Mit HA-15/2 als radioaktiver Sonde gelingt es, wenn auch mit erheblichem Background, eine Expression von eda in menschlichen Zellen nachzuweisen. Der Background bezieht sich auf eine starke Mithybridisierung von 28S ribosomaler RNA, so daß strin­ gent bis 20 min 0,2 × SSC/0,1% SDS bei 60°C gewaschen werden muß, um die entscheidenden Banden zu erkennen. Insbesondere in der poly(A)+ RNA von Jurkat-Zellen fanden wir ein Transcript bei 2,5 kbp, und auch in der Gesamt-RNA von K562 Zellen sieht man schwach eine solche Bande (Abb. 13). Von den niedermoleku­ laren eda mRNA-Spezies wurde bislang nur in einem Fall einer T-CLL eine distinkte Bande bei 1.100-1.200 bp unter Verwendung der murinen Sonde gefunden (Daten nicht gezeigt).With HA-15/2 as a radioactive probe, expression of eda in human cells can be demonstrated, albeit with considerable background. The background relates to a strong co-hybridization of 28S ribosomal RNA, so that 0.2 × SSC / 0.1% SDS must be washed strictly at 20 ° C. for 20 min in order to recognize the decisive bands. We found a transcript at 2.5 kbp in particular in the poly (A) + RNA of Jurkat cells, and such a band is also weakly seen in the total RNA of K562 cells ( Fig. 13). Of the low molecular weight eda mRNA species, a distinct band at 1,100-1,200 bp has only been found in one case of T-CLL using the murine probe (data not shown).

Untersuchungen der eda mRNA Expression in murinen MilzzellenInvestigation of eda mRNA expression in murine spleen cells

Milzzellen verlieren bei in vitro-Inkubation (1 × 10⁶ Zellen/ml in RPMI 1640 mit 10% FCS und den üblichen Zusätzen) innerhalb weniger Stunden ihre eda Expression. Bei Zugabe von Anti-T-Zell­ rezeptor-Antikörper oder Concanavalin A (Abb. 14), oder auch von TPA, kommt es innerhalb von 1 Stunde zu einer leichten Verstärkung der 2,2 kbp Bande sowie der größeren Banden, nach 4 Stunden sind diese Transkripte aber bereits wieder vermindert, und es herrscht eine Akkumulation von eda Abbauprodukten (< 400 bp) ohne Stabilisierung der normalen Transkripte vor. In­ nerhalb von 24-28 Stunden klingen diese Effekte weitgehend ab.Spleen cells lose their eda expression within a few hours after in vitro incubation (1 × 10⁶ cells / ml in RPMI 1640 with 10% FCS and the usual additives). When anti-T cell receptor antibody or concanavalin A ( Fig. 14) or TPA is added, the 2.2 kbp band and the larger bands are slightly increased within 1 hour after 4 hours however, these transcripts have already been reduced and there is an accumulation of eda degradation products (<400 bp) without stabilization of the normal transcripts. These effects largely disappear within 24-28 hours.

Eine Stabilisierung der eda mRNA in Milzzellen in vitro wurde dagegen erreicht, wenn eine 3-tägige gemischte Milzzell-Reak­ tion mit je 1 × 10⁶ unbestrahlten und unbehandelten CBA- und CBL-Zellen/ml durchgeführt wurde (Abb. 15). Waren die CBA-Milz­ zellen dagegen zuvor mit 15 Gy bestrahlt worden, trat wiederum keine Stabilisierung der mRNA ein, ebensowenig, wie wenn CBL Milzzellen alleine in vitro kultiviert wurden.In contrast, eda mRNA in spleen cells was stabilized in vitro when a 3-day mixed spleen cell reaction with 1 × 10⁶ unexposed and untreated CBA and CBL cells / ml was carried out ( Fig. 15). In contrast, if the CBA spleen cells had previously been irradiated with 15 Gy, there was again no stabilization of the mRNA, just as little as if CBL spleen cells were cultivated in vitro on their own.

Die Beteiligung von eda an der allogenen Reaktion, interessan­ terweise nur bei Stimulation durch unbestrahlte Zellen (Abb. 15), wurde in einem in vivo Modell der akuten Graft versus Host (GvH)-Erkrankung bestätigt. Wenn (CBA × CBL) F₁-Hybriden nach 9 Gy Ganzkörper-Bestrahlung 5 × 10⁷ CBL Milzzellen injiziert wer­ den, entwickelt sich eine schwere GvH-Erkrankung. Im Rahmen dieser Erkrankung fanden wir am 6. Tag nach der Transplantation in der Milz der Empfängertiere einen ca. 7-fachen Anstieg der eda-Expression im Vergleich zu den Kontrollen, bei denen die eda-Expression abfiel (Abb. 16). Diese Reaktion war auf die Milz beschränkt, wahrscheinlich, weil in den anderen untersuch­ ten Organen der prozentuale Anteil der an der GvH-Erkrankung beteiligten Entzündungszellen, bezogen auf alle Zellen, zu ge­ ring war, um einer Erhöhung der eda-Expression im Northern Blot sichtbar zu machen.The involvement of eda in the allogeneic reaction, interestingly only when stimulated by unirradiated cells ( Fig. 15), was confirmed in an in vivo model of acute graft versus host (GvH) disease. If (CBA × CBL) F₁ hybrids after 9 Gy whole body irradiation 5 × 10⁷ CBL spleen cells are injected, severe GvH disease develops. As part of this disease, we found an approximately 7-fold increase in eda expression in the spleen of the recipient animals on the 6th day after the transplant in comparison to the controls in which the eda expression fell ( Fig. 16). This response was limited to the spleen, probably because in the other organs examined the percentage of inflammatory cells involved in the GvH disease, based on all cells, was too low to increase eda expression in the Northern blot close.

Sequenzanalysen von edaSequence analysis by eda

Die DNA-Sequenz von eda, bzw. von den verschiedenen cDNA Spe­ zies, erwies sich als schwierig analysierbar, insbesondere we­ gen zahlreicher Repeat-Strukturen und AT-reicher Abschnitte. Aus verschiedenen Klonen der pXPRS+® und Lambda Zap II® Biblio­ theken wurde eine Konsensus-Sequenz abgeleitet (Abb. 17), die am ehesten ein Teil der 2,2 kbp cDNA sein dürfte. Abb. 18 zeigt die anzunehmende Struktur der 2,2 kbp Sequenz, die noch nicht vollkommen analysiert werden konnte. Die mit dicken Strichen gekennzeichneten Abschnitte sind von ihrer relativen Zuordnung her gesichert. Nicht gesichert ist jedoch, ob die noch fehlen­ den ca. 500 bp im Anfangsteil der Sequenz liegen, wie in Abb. 18 angedeutet. Ein offener Leserahmen wurde demzufolge noch nicht gefunden. In Abb. 19 ist die Sequenz des DY-8 Klons wie­ dergegeben. Diese Sequenz enthält einen offenen Leserahmen, jedoch ist die Aktivität dieses Klons bei Transfektion in Cos- Zellen nicht stark genug um anzunehmen, daß das echte 5′-Ende bereits detektiert ist. The DNA sequence of eda, or of the different cDNA species, proved to be difficult to analyze, especially because of the numerous repeat structures and AT-rich sections. A consensus sequence was derived from various clones of the pXPRS + ® and Lambda Zap II® libraries ( Fig. 17), which is most likely to be part of the 2.2 kbp cDNA. Fig. 18 shows the assumed structure of the 2.2 kbp sequence, which could not yet be fully analyzed. The sections marked with thick lines are secured in terms of their relative assignment. However, it is not certain whether the approx. 500 bp that are still missing are in the beginning of the sequence, as indicated in Fig. 18. As a result, an open reading frame has not yet been found. Figure 19 shows the sequence of the DY-8 clone. This sequence contains an open reading frame, but the activity of this clone when transfected in Cos cells is not strong enough to assume that the real 5 'end has already been detected.

Literaturliterature

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Warner NL, Moore MAS, Metcalf D: A transplantable myelomonocy­ tic leukemia in BALB/c mice: cytology, karyotype and muramidase content. J. Natl. Cancer Inst. 43, 963 (1980). Warner NL, Moore MAS, Metcalf D: A transplantable myelomonocy tic leukemia in BALB / c mice: cytology, karyotype and muramidase content. J. Natl. Cancer Inst. 43, 963 (1980).  

Tabelle 1 Table 1

Prozentuale Verminderungen der EDA-Aktivität Percentage decrease in EDA activity

Tabelle 2 Table 2

Zytokine ohne Differenzierungs-induzierende Wirkung auf Maus Erythroleukämiezellen Cytokines with no differentiation-inducing effect on mouse erythroleukemia cells

Tabelle 3 Table 3

Repeatstrukturen in der presumptiven Konsensus-Teilsequenz der 2.200 bp eda cDNA Repeat structures in the presumptive consensus partial sequence of the 2,200 bp eda cDNA

SEQUENZPROTOKOLL SEQUENCE LOG

Claims (32)

1. Protein mit differenzierungsinduzierender Aktivität mit den nachfolgenden Eigenschaften:
  • a) isolierbar aus murinen myelomonozytären leukämischen Zellinien;
  • b) isolierbar aus bestrahlten humanen Knochenmarkstro­ mazellen;
  • c) induziert Differenzierung in Friend-Erythroleukämie­ zellinien unter Hämoglobinbildung;
  • d) mit einem Molekulargewicht im Bereich von etwa 10-60 kDa;
  • e) induzierbar durch einen im fötalen Kälberserum vor­ kommenden Serumfaktor;
  • f) mit einer Expression der zugehörigen mRNA in primären Zellen aus Thymus, foetaler Leber, adulter Milz oder Knochenmark;
  • g) mit einer stabilen Expression der zugehörigen mRNA in vitro, wenn eine allogene Milzzell-Reaktion mit unbe­ strahlten, nicht vorbehandelten Milzzellen der Maus­ stämme CBA und C57Bl6 durchgeführt wird;
  • h) mit charakteristischen Repeat-Strukturen in der für das Protein kodierenden cDNA;
  • i) mit AT-reichen Abschnitten in der für das Protein kodierenden cDNA;
  • k) mit zugehörigen mRNA-Spezies unterschiedlicher Größe, die aus gleichen 3′-Bereichen, aber unterschiedlichen 5′-Bereichen bestehen.
1. Protein with differentiation-inducing activity with the following properties:
  • a) isolatable from murine myelomonocytic leukemic cell lines;
  • b) isolatable from irradiated human bone marrow current cells;
  • c) induces differentiation in friend erythroleukemia cell lines with hemoglobin formation;
  • d) with a molecular weight in the range of about 10-60 kDa;
  • e) inducible by a serum factor occurring in fetal calf serum;
  • f) with an expression of the associated mRNA in primary cells from thymus, fetal liver, adult spleen or bone marrow;
  • g) with a stable expression of the associated mRNA in vitro if an allogeneic spleen cell reaction with unirradiated, not pretreated spleen cells of the mouse strains CBA and C57Bl6 is carried out;
  • h) with characteristic repeat structures in the cDNA coding for the protein;
  • i) with AT-rich sections in the cDNA coding for the protein;
  • k) with associated mRNA species of different sizes, which consist of the same 3'-regions but different 5'-regions.
2. Protein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die murine myelomonozytäre leukämische Zellinie WEHI-3, ATCC TIB68 ist und die Friend-Erythroleukämiezellinie F4N oder B8/3 ist und die bestrahlte humane Knochenmark­ stromazellinie L 88/5 (DSM ACC 2056) ist.2. Protein according to claim 1, characterized, that the murine myelomonocytic leukemic cell line WEHI-3, ATCC is TIB68 and the Friend Erythroleukemia cell line F4N or B8 / 3 and the irradiated human bone marrow current cell line L 88/5 (DSM ACC 2056). 3. Protein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere der in Tabelle 3 gezeigten Repeat­ sequenzen oder mit diesen Repeatsequenzen unter stringen­ ten Bedingungen hybridisierende Repeatsequenzen in der für das Protein nach Anspruch 1 oder 2 kodierenden DNA vorlie­ gen.3. Protein according to claim 1, characterized, that one or more of the repeat shown in Table 3 sequences or with these repeat sequences conditions hybridizing repeat sequences in the for DNA encoding the protein of claim 1 or 2 gene. 4. Protein nach einem oder mehreren der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es aus Humanzellen, Mauszellen oder den Kulturüber­ ständen von Human- oder Mauszellinien isoliert ist.4. Protein according to one or more of the preceding An claims, characterized, that it is from human cells, mouse cells or the culture is isolated from human or mouse cell lines. 5. Protein nach einem oder mehreren der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Aminosäureteilsequenz aufweist, die von einer mit der cDNA der SEQ ID NO: 1 oder NO: 2 hybridisierenden DNA kodiert wird.5. Protein according to one or more of the preceding An claims,  characterized, that it has a partial amino acid sequence that is from a hybridizing with the cDNA of SEQ ID NO: 1 or NO: 2 DNA is encoded. 6. Protein nach einem oder mehreren der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Aminosäureteilsequenz aufweist, die von einer mit der cDNA nach SEQ ID NO: 1 oder NO: 2 unter stringenten Bedingungen hybridisierenden DNA kodiert wird.6. Protein according to one or more of the preceding An claims, characterized, that it has a partial amino acid sequence that is from a with the cDNA according to SEQ ID NO: 1 or NO: 2 under stringent Conditions hybridizing DNA is encoded. 7. Protein nach einem oder mehreren der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Teile, Analoga und Derivate des Proteins sowie Fu­ sionsproteine mit umfaßt sind.7. Protein according to one or more of the preceding An claims, characterized, that parts, analogs and derivatives of the protein as well as Fu sionsproteins are included. 8. Protein nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche in im wesentlichen gereinigter, nativer Form.8. Protein according to one or more of the preceding Claims in an essentially purified, native form. 9. Protein nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche in im wesentlichen rekombinanter Form.9. Protein according to one or more of the preceding Claims in essentially recombinant form. 10. Protein nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche mit differenzierungsinduzierender Aktivität für erythropoetische Zellen.10. Protein according to one or more of the preceding Claims with differentiation-inducing activity for erythropoietic cells. 11. Protein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es einen erythropoeseinduzierenden Effekt auf die menschliche Leukämiezellinie K 562 (ATCC Nr. CRL243) aufweist.11. Protein according to claim 1, characterized, that there is an erythropoiesis-inducing effect on the human leukemia cell line K 562 (ATCC No. CRL243) having. 12. DNA-Fragment gemäß SEQ ID NO: 1 oder NO: 2, Teile, Derivate und Analoga hiervon. 12. DNA fragment according to SEQ ID NO: 1 or NO: 2, parts, derivatives and analogues thereof.   13. DNA-Fragmente, Teile, Analoga und Derivate hiervon, die mit der cDNA nach SEQ ID NO: 1 oder NO: 2 hybridisieren.13. DNA fragments, parts, analogs and derivatives thereof, the hybridize with the cDNA according to SEQ ID NO: 1 or NO: 2. 14. DNA-Fragmente, Teile, Analoga und Derivate hiervon, die mit der cDNA nach SEQ ID NO: 1 oder NO: 2 unter stringenten Bedingungen hybridisieren.14. DNA fragments, parts, analogs and derivatives thereof, the with the cDNA according to SEQ ID NO: 1 or NO: 2 under stringent Hybridize conditions. 15. DNA-Fragment nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es zumindest für einen Teil eines Polypeptids kodiert, welches die Aktivität des menschlichen oder murinen Proteins mit differenzierungsinduzierender Aktivität für erythropoetische Zellen nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche besitzt.15. DNA fragment according to one or more of the preceding Expectations, characterized, that it encodes at least part of a polypeptide, which is the activity of human or murine Protein with differentiation inducing activity for erythropoietic cells according to one or more of the previous claims. 16. Rekombinanter Vektor, dadurch gekennzeichnet, daß er eine DNA-Sequenz enthält, die einem Gen oder einem DNA-Fragment entspricht, das für ein Protein mit differen­ zierungsinduzierender Aktivität für erythropoetische Zellen nach einem der vorhergehenden Ansprüche kodiert.16. recombinant vector, characterized, that it contains a DNA sequence that a gene or a DNA fragment corresponds to that for a protein with differen ornament inducing activity for erythropoietic Coded cells according to one of the preceding claims. 17. Rekombinanter Vektor nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er von einem bakteriellen Plasmid, einem Bakteriopha­ gen oder von einem viralen Vektor abgeleitet ist.17. Recombinant vector according to one or more of the previous claims, characterized, that it is from a bacterial plasmid, a bacteriopha gene or derived from a viral vector. 18. Wirtszelle, transformiert von einem Vektor nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche.18. Host cell transformed from a vector to or several of the preceding claims. 19. Wirtszelle nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Prokaryontenzelle oder eine Eukaryontenzelle ist. 19. host cell according to claim 18, characterized, that they are a prokaryotic cell or a eukaryotic cell is.   20. Verfahren zur Herstellung eines DNA-Fragments nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es das Screenen einer menschlichen oder murinen cDNA-Klon­ bank unter Verwendung eines DNA-Fragments einer DNA, die für ein murines oder menschliches Protein mit diffe­ renzierungsinduzierender Aktivität kodiert, als Sonde umfaßt.20. Method for producing a DNA fragment according to a or more of the preceding claims, characterized, that it is the screening of a human or murine cDNA clone bank using a DNA fragment of a DNA, for a murine or human protein with diffe coding inducing activity, as a probe includes. 21. Ein monoklonaler oder polyklonaler Antikörper, der gegen ein Protein mit differenzierungsinduzierender Aktivität für erythropoetische Zellen, einem Teil, einem Derivat oder einem Analogon hiervon nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche gerichtet ist.21. A monoclonal or polyclonal antibody against a protein with differentiation-inducing activity for erythropoietic cells, a part, a derivative or an analogue thereof according to one or more of the previous claims is directed. 22. Therapeutisches, diagnostisches oder experimentell nutz­ bares Mittel, dadurch gekennzeichnet, daß es als Wirksubstanz mindestens eine Nukleinsäure in einer wirksamen Menge enthält, die mit einem Gen oder einem Teil hiervon hybridisiert, das für ein Protein mit differenzierungsinduzierender Aktivität für erythropoeti­ sche Zellen nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche kodiert.22. Therapeutic, diagnostic or experimental use cash, characterized, that there is at least one nucleic acid in contains an effective amount associated with a gene or hybridized a part of it that for a protein with Differentiation-inducing activity for erythropoeti cells according to one or more of the preceding Claims encoded. 23. Mittel nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß es als Wirksubstanz mindestens eine Nukleinsäure enthält, die (a) die für ein Protein mit differenzierungsinduzierender Aktivität für erythropoeti­ sche Zellen kodierende Nukleotidsequenz, (b) einen Teil hiervon, (c) eine mit einer Nukleinsäure aus (a) und/oder (b) unter stringenten Bedingungen hybridisierende Nukleotidsequenz oder (d) eine zu einer Nukleotidsequenz aus (a), (b) und/oder (c) komplementäre Nukleotidsequenz umfaßt. 23. Means according to one or more of the preceding claims che, characterized in that it is at least as an active substance contains a nucleic acid which (a) has the for a protein Differentiation-inducing activity for erythropoeti nucleotide sequence coding for cells, (b) a part of these, (c) one with a nucleic acid from (a) and / or (b) hybridizing under stringent conditions Nucleotide sequence or (d) one to a nucleotide sequence from (a), (b) and / or (c) complementary nucleotide sequence includes.   24. Mittel nach einem oder mehreren der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Nukleinsäure eine gegebenenfalls modifizierte DNA ist.24. Means according to one or more of the preceding an claims, characterized, that the nucleic acid is an optionally modified DNA is. 25. Mittel nach einem oder mehreren der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Nukleinsäure eine gegebenenfalls modifizierte RNA ist.25. Means according to one or more of the preceding an claims, characterized, that the nucleic acid is an optionally modified RNA is. 26. Therapeutisches Mittel, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Protein, ein Analogon, Derivat oder Teile hiervon nach einem oder mehreren der vorhergehenden An­ sprüche zusammen mit üblichen Träger- und/oder Hilfsstof­ fen in einer wirksamen Menge enthält.26. therapeutic agent, characterized, that it's a protein, an analog, derivative, or parts of which according to one or more of the preceding an say together with usual carrier and / or auxiliary fen contains in an effective amount. 27. Verwendung eines Mittels nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche als molekulare Sonde in der Diagnostik.27. Use of an agent according to one or more of the previous claims as a molecular probe in the Diagnosis. 28. Verwendung eines Mittels nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche als Antisense-Nukleinsäure zur Hemmung der Genexpression.28. Use of an agent according to one or more of the previous claims as an antisense nucleic acid Inhibition of gene expression. 29. Verfahren zur Transformation einer Prokaryonten- oder Eukaryontenzelle unter Verwendung einer für ein Protein mit erythropoeseinduzierender Aktivität kodierenden DNA, einem Teil, einem Derivat oder einem Analogon hiervon.29. Process for transforming a prokaryotic or Eukaryotic cell using one for a protein DNA encoding erythropoiesis inducing activity, a part, a derivative or an analogue thereof. 30. Fusionsprotein mit einer Aminosäuresequenz, die in ihrer Gesamtheit oder zum Teil aus der Aminosäuresequenz von menschlichem oder murinem Protein mit differenzierungs­ induzierender Aktivität für erythropoetische Zellen nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche und einem Teil eines prokaryontischen oder eukaryontischen Proteins besteht.30. Fusion protein with an amino acid sequence that is in its All or part of the amino acid sequence of human or murine protein with differentiation inducing activity for erythropoietic cells  one or more of the preceding claims and one Part of a prokaryotic or eukaryotic protein consists. 31. Synthetisches Protein mit differenzierungsinduzierender Aktivität für erythropoetische Zellen nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche mit einer Amino­ säuresequenz, die von einer DNA-Sequenz kodiert wird, die mit der DNA-Sequenz nach SEQ ID NO: 1 oder NO: 2 zumindest unter stringenten Bedingungen hybridisiert.31. Synthetic protein with differentiation-inducing Activity for erythropoietic cells after one or several of the preceding claims with an amino acid sequence encoded by a DNA sequence that with the DNA sequence according to SEQ ID NO: 1 or NO: 2 at least hybridized under stringent conditions. 32. Verwendung eines Proteins nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder der Inhibitoren dieses Proteins zur Behandlung von Erkrankungen, bei denen eine lokale oder systemische Über- oder Unterproduktion dieses Proteins auf die Krankheitsentwicklung oder ihren Verlauf einen Einfluß nimmt.32. Use of a protein according to one or more of the preceding claims or the inhibitors of this Protein for the treatment of diseases in which a local or systemic over or under production of this Protein on disease development or its course has an influence.
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