JP2000102396A - 上皮細胞に特異的な成長因子をコ―ドするdna - Google Patents

上皮細胞に特異的な成長因子をコ―ドするdna

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Abstract

(57)【要約】 【課題】ケラチン細胞に対する被検のサンプルのマイト
ジェン活性を試験する方法を提供すること。 【解決手段】ケラチン細胞に対する被検サンプルのマイ
トジェン活性を試験するためのバイオアッセイであっ
て、 i)ケラチン細胞を培養して周密状態にまで増殖させ、
該周密状態の培養体を血清を含まない培地中で維持する
工程と、 ii)被検サンプルを前記ケラチン細胞の周密培養体に
添加する工程と、 iii)前記ケラチン細胞におけるDNA合成刺激を測
定する工程とを具備した方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は成長因子に関し、特
に公知の繊維芽細胞成長因子(FGFs)を含む因子ファミ
リーに類似したポリペプチド成長因子の単離に関する。
また、本発明は新規な成長因子をコードするメッセンジ
ャーRNA(mRNA)からの、相補型DNA(cDNA)セグ
メントの構築に関する。更に、本発明はこのようなDN
Aセグメントの生成物を組換え細胞によって合成するこ
とに関しする。また、この成長因子をコードするDNA
の同定およびクローニングによって可能になった、ある
種の他の新規な生産物の製造および使用に関する。
【0002】なお、本明細書を通して下記の略号が用い
られる。
【0003】aFGF; 酸性繊維芽細胞成長因子 bFGF; 塩基性繊維芽細胞成長因子 EGF ; 上皮成長因子 HSAC; ヘパリン- セファロース・アフィニティー
クロマトグラフィー kb ; キロ塩基 kDa ; キロダルトン KGF ; ケラチン細胞成長因子 NaDodSO/PAGE; ドデシル硫酸ナトリ
ウム(SDS)/ポリアクリルアミド・ゲル電気泳動 RP- HPLC; 逆相高速液体クロマトグラフィー TGFα;トランスフォーミング成長因子
【0004】
【発明の背景】成長因子は細胞間情報伝達の重要な媒体
である。これら大きな影響力を有する分子は、一般に一
つの細胞型から放出され、他の細胞型の増殖に影響する
ように作用する(後述する実験セクションI中の参照文
献I−1を参照のこと)。成長因子における興味は、そ
れが新形成中に含まれていることが示されたこと(後述
の実験セクションII中の参照文献II−2)によって高ま
っている。シミアン肉種ウイルス(simian sarcoma viru
s)のV-sisトランスフォーミング遺伝子は、血小板由来
成長因子のB鎖に対して相同性を有するタンパクをコー
ドする(I−1,I−2)。更に、多数のオンコジェン
が、成長因子レセプタをコードする遺伝子の相同性を有
している。こうして、成長因子およびそのレセプタ- 媒
介された信号形質導入経路に関する理解が進むことによ
って、正常細胞および腫瘍細胞の両方の成長メカニズム
に対する洞察が容易に提供される。
【0005】結合組織細胞に影響する成長因子の公知の
ファミリーの一つには、酸性繊維芽細胞成長因子(aFG
F)、塩基性繊維芽細胞成長因子(bFGF)、並びにhst
及びint-2 オンコジェンが含まれる。
【0006】更に、以下のものを含む幾つかの成長因子
はヘパリン結合特性を有している:即ち、aFGF(I
−20,I−21);bFGF(I−19,I−2
0);顆粒細胞/マクロファージ・コロニー刺激因子
(I−1);およびインターロイキン3(I−1)であ
る。これら夫々のポリペプチド因子はストローマル細胞
(stromal cells) によって産生される。このような因子
は、細胞外マトリックス中またはストローマル細胞の表
面を被覆するプロテオグリカン上に蓄積されるようであ
る(I−1,I−25)。それらの蓄積、放出および特
定の標的細胞との接触は、この相互作用によって調節さ
れるものと仮定されている(I−25,I−28)。
【0007】しかしながら、ヒト腫瘍の大部分は上皮細
胞から誘導されることが広く認識されている。間充織組
織から誘導される上皮細胞増殖のエフェクターは知られ
ているが(I−1,I−2,I−3)、それらの分子同
定および構造は未だ解明されていない。
【0008】上皮細胞に影響を及ぼすこのような間充織
成長因子に関する知識不足の観点から、上皮細胞増殖の
調節メカニズムに関する改善された知識及び分析を提供
する方法、検定試薬(composition) 組成物およびバイオ
アッセイが必要であること、並びに究極的にはそれらの
中に含まれる因子に基づく新規な診断及び治療が必要で
あることが明らかである。
【0009】本発明はこのような必要性を満たし、また
他の方法では製造され得ず、且つ上皮細胞増殖プロセス
に関係すると思われる間充織起源タンパク因子を製造す
る手段を開発するために、タンパクの単離法および組換
えDNA技術の適用を企画した。また、本発明はこれら
上皮細胞成長プロセスに関係する因子の分子メカニズム
の適用を企画した。
【0010】
【発明の概要】本発明はタンパクの単離および組換えD
NA技術の開発に関し、その中には、上皮細胞に影響を
与え且つ他のペプチド因子の混入がない新規な成長因子
タンパクの製造が含まれる。また、新規なDNAセグメ
ントおよびバイオアッセイの方法も含まれる。
【0011】特に、本発明は酸性繊維芽細胞成長因子
(aFGF)、塩基性繊維芽細胞成長因子(bFGF)、並びに
hst及びint-2 オンコジェンの関連生成物を含む公知の
成長因子ファミリーの構造的および/または機能的特徴
を有する新規なタンパクに関する。このFGFポリペプ
チドファミリーの新メンバーは、FGF類のヘパリン結
合特性を保持しているが、独特の標的細胞特異性を有す
るに至っている。この成長因子は上皮細胞に特異的で、
しかもケラチン細胞に対して特に活性であるように思え
る。従って、この新規な因子は「ケラチン細胞成長因子
(KGF)」と称する。KGFは繊維芽細胞に対する活
性が欠如しているにもかかわらず、見出だされたFGF
ポリポプチドファミリーの6番目のメンバーであるた
め、KGFはFGF−6とも称される。
【0012】従って、一部において、本発明は精製され
たKGFまたはKGF様タンパク、並びにこれらタンパ
クの製造方法に関する。このような精製因子は、天然に
これらタンパクを分泌するヒト細胞を培養し、本発明に
従う単離方法を実施することによって製造され得る。こ
れらタンパクは、例えばKGFまたはKGF様ポリペプ
チドをコードするDNAセグメントの単離を導く生化学
的または生物学的研究に用いることができる。
【0013】また、本発明はKGFまたはKGF様タン
パクをコードするこのようなDNAセグメントに関す
る。主要な態様において、本発明は以下に挙げる群から
なるKGF関連生成物をコードするDNAセグメントに
関する:ヒト胎児肺繊維芽細胞系M426 から抽出された
ポリアデニル化RNA由来の、ヒトcDNAクローン32
または42;これらクローンの組換え体または突然変異
体;および上記ヒトDNAセグメントの何れかにハイブ
リダイズさせることによって検出され得る関連DNAセ
グメントであって、KGF様タンパクまたはその一部を
コードするもの。
【0014】本発明の一態様の実施において、本発明の
DNAセグメントは適切な宿主細胞の中で発現され得、
これによってKGFまたはKGF様タンパクを製造す
る。本発明はまた、本発明のDNAセグメントのセンス
・ストランドの転写の結果として産生されたmRNAに
関する。
【0015】他の態様において、本発明はベクターおよ
び本発明のDNAを具備した組換えDNA分子に関す
る。これらの組換分子は、KGF・cDNAおよび以下
の何れかのベクターDNAを具備した分子によって例示
される:即ち、バクテリオファージλクローニングベク
ター(λpCEV9によって例示される);DNA配列
プラスミドベクター(例えば、pUC変種);バクテリ
ア遺伝子発現ベクター(例えばpKK233-2 );または
哺乳類遺伝子発現ベクター(pMMTのようなもの)で
ある。
【0016】更に別の態様において、本発明は、本発明
のDNAで形質転換された細胞、好ましくは哺乳類細胞
を包含する。更に、本発明は、本発明のDNAで形質転
換された昆虫細胞、酵母細胞、並びに Escherichia col
i 及び B.subtilis のようなバクテリア細胞を含む細胞
を包含する。本発明のこの側面における他の態様に従え
ば、上記形質転換DNAは細胞内で発現され得、これに
より細胞内において、該DNAによってコードされるK
GFまたはKGF様タンパクを増大させる。
【0017】そのcDNA配列から予測される一次KG
F翻訳生成物には、分泌のためのシグナル配列として働
き、且つ成熟KGF分子には存在しないN末端疎水性領
域が含まれる。本発明の遺伝子発現に係る側面での最も
好ましい態様においては、本発明のDNAによって形質
転換された細胞は、該DNAによってコードされるタン
パクを、ヒト胎児肺繊維芽細胞によって分泌される形態
(先端を切断された形)で分泌する。
【0018】更に、本発明は本発明のDNAの発現によ
って、或いは本発明のRNAの翻訳によって産生される
KGFまたはKGF様タンパクを意図している。好まし
くは、これらのタンパクは分泌された形(即ち、明瞭な
シグナル配列が欠如したもの)であろう。これらのタン
パク因子は機能的研究に用いることができ、また定性的
及び定量的レセプター結合アッセイのような更なる構造
的および機能的分析のために精製することができる。
【0019】更に、組換え技術でこの新規な成長因子を
大量に製造できることは、上皮細胞の成長の特異的刺激
が特に重要な状況において、その臨床適用の試験を可能
にするであろう。従って、本発明は例えば火傷の傷の治
療または移植された角膜組織の刺激を含むかかる症状の
治療に用いるための、KGFまたはKGF様ポリペプチ
ドを含有した調剤組成物を包含する。
【0020】本発明のこの態様に従えば、新規なKGF
様タンパクは、本発明の「未修飾の」DNA及びRNA
によるタンパク生産物、または修飾された若しくは遺伝
子工学的に加工されたタンパク生産物であろう。DNA
配列中における工学的変異の結果、修飾されたKGF様
タンパクは、天然に存在する対応の「天然型の」タンパ
クと比較して、アミノ酸配列中に一以上の相違を有する
であろう。本発明におけるこの側面に従えば、該修飾さ
れたKGF様タンパクには、KGFのアミノ酸配列およ
びFGFペプチドファミリーの少なくとも一つの他のメ
ンバーのアミノ酸配列を具備した「キメラ」分子が含ま
れるであろう。
【0021】結局、同様の性質を有する他のペプチド因
子に関する類似の成功した研究の結果からすれば、この
ようなキメラKGF様ポリペプチドの開発によって、臨
床目的のKGF様ペプチドの優れた第二世代の形態が導
かれると思われる。これら修飾されたKGF様生産物
は、例えばより小さく、より安定、より強力、および/
または生産がより容易もしくは低コストであり得る。
【0022】本発明は更に、本発明のDNAセグメント
関連遺伝子から産生された、mRNAのヒト細胞中での
発現およびタンパクを測定するための新規なバイオアッ
セイ法を包含する。このような態様の一つに従えば、本
発明のDNAは、関連mRNA誘導の定常状態レベルま
たは速度論を測定するためのプローブとして用い得る。
KGF関連cDNAクローンの入手が可能になることに
よって、この成長因子の異常発現が、形成異常および新
形成(例えば乾癬または悪性もしくは良性の上皮腫瘍)
を含む、上皮細胞の過剰成長に特徴付けられる臨床症状
中に含まれるか否かを決定することが可能になる。
【0023】本発明はまた、本発明のDNAセグメント
によってコードされるペプチドに対して製造される新規
な抗体をも意図している。本発明のこの態様では、該抗
体はその起源においてモノクローナルまたはポリクロー
ナルであり、天然のKGF関連ポリペプチド、組換KG
F関連ポリペプチド、または化学合成によるKGF関連
ポリペプチドを用いて生成される。
【0024】本発明の抗体は、KGFまたはこのような
ペプチドを含むKGF様タンパクに対して、好ましくは
該タンパクがその天然の(生物学的に活性な)形態であ
るときに、特異的に結合する。これらの抗体はKGFの
検出もしくは精製に用いることができ、或いはKGFも
しくはKGF様タンパク因子の検出もしくは精製のため
に用いることができる。本発明のこの側面における最も
好ましい態様においては、該抗体はKGFの成長促進活
性を中和し、これによってメカニズム研究を可能にする
と共に、最終的にはKGFの過剰レベルを含む臨床症状
の治療を可能にするであろう。
【0025】〔個々の実施例の説明〕本発明は、一部
は、精製されたKGFまたはKGF様タンパクと、これ
らタンパクの調製方法に関する。本発明のこの側面にお
ける主要な態様は、約28 kd の見掛けの分子量によって
特徴付けられる均質KGFに関する。この見掛けの分子
量は、NaDodSO/PAGE中でのマイグレー
ション、逆相高速液体クロマトグラフィー上での単一バ
ンドとしての移動、および少なくとも約 3.4×10
単位/mg、好ましくは少なくとも約 3.2×10単位
/mgの比活性に基づいている。ここで、1単位の活性
は、以下に概説する標準的なアッセイ条件下において、
所定の上皮細胞(ケラチン細胞)中での可能な最大のD
NA合成刺激の半分の刺激を生じるような量として定義
される。
【0026】上皮細胞型に特異的な新規な成長因子を同
定するために、このような因子を検出するためのインデ
ィケータ細胞として、BALB/MK(I−6)と称されるク
ローンBALB/cマウスケラチン細胞系を用いた。これら
細胞は、血清を含む培地中においてさえ、その成長を外
来の上皮細胞マイトジェン源に依存している。これら細
胞のための化学的に定義された培地の開発によって、BA
LB/MKの増殖に必要な二つの主要なマイトジェン経路を
示すことが可能になっている。一つはインスリン様の成
長因子I(または高濃度のインスリン)を含み、他方は
表皮成長因子(EGF)、トランスフォーミング成長因
子α(TGFα)、酸性繊維芽細胞成長因子(aFG
F)または塩基性繊維芽細胞成長因子(bFGF)によ
って満足される(I−7)。
【0027】原型上皮細胞系としてBALB/MKを、またこ
れに対する繊維芽細胞として NIH/3T3 を夫々用い、新
規上皮細胞特異性マイトジェンについて、種々のヒト細
胞系からの馴らし培地のアッセイを行った。これら本発
明のバイオアッセイによって、ヒト胎児肺繊維芽細胞系
から放出されたこのような新規成長因子の一つ(ここで
はケラチン細胞成長因子(KGF)という)を均質に精
製することが可能になった。
【0028】簡単に説明すると、標準条件下でのKGF
様活性のバイオアッセイは、以下のステップを具備して
いる: (i) マウスケラチン細胞(BALB/MK細胞)を集密するま
で培養成長させ、次いで血清フリーの培地中で24-72 時
間維持する; (ii)試験サンプルの添加に続き、酸沈殿可能なDNA中
へのH−チミジンの取り込みによって、DNAの合
成刺激を測定する。
【0029】マイトジェン成長因子の標的細胞特異性を
測定するために、DNAの合成刺激(試験サンプルを添
加しないときのチミジン取り込みのバックグラウンドに
対する合成刺激の比で表わしたもの)を、同じアッセイ
条件下においてケラチン細胞以外の細胞で観察された類
似の刺激と比較すればよい。このような比較において、
KGFマイトジェン活性は、繊維芽細胞に対するのとは
反対にケラチン細胞に対する顕著な特異性(少なくとも
約500 倍の刺激)を示す。また、他の典型的な上皮細胞
型に対するよりもケラチン細胞に対してより大きな活性
を示し、これは上記の場合より小さいが(少なくとも約
50倍)、重要なものである(より詳しいデータについて
は後述の表I−2を、またバイオアッセイ標準条件の詳
細については実験セクションIの材料および方法を参照
のこと)。
【0030】本発明に従って、細胞の培養およびマイト
ジェン活性の単離を含むKGFの製造方法を用いること
によって、この分子の物理的および生物学的性質を詳細
に特徴付けるために十分な量が単離される。なお、この
方法は限外濾過、ヘパリン-セファロース・アフィニテ
ィーカラムクロマトグラフィー (HSAC)、並びに吸着
逆相高速液体クロマトグラフィー(RP-HPLC )または分
子篩HPLC(TSK-HPLC)を具備している。
【0031】要約すると、M426 ヒト胎児繊維芽細胞
(I−8)のような産生細胞からKGFを製造する方法
は、例えば以下のステップを具備している: (i) 血清含有培地から血清フリーの培地まで循環される
単層培養を用いた馴らし培地の調製と、その血清フリー
の産物を使用するまで-70 ℃で貯蔵すること; (ii)中間での緩衝液による稀釈(低分子量物質の除去を
容易にするため)を伴った幾つかの連続ステップで、1
0 kDaのカットオフ分子量を有する膜を用いた限外濾過
により濃縮し、続いて任意に-70 ℃で保存すること; (iii) NaCl濃度を徐々に増大させた溶出液を用いて
行う、ポリマー支持体(例えばセファロース)に結合さ
れたヘパリン上でのアフィニティークロマトグラフィ
ー; (iv)10 kDaのカットオフ分子量をもった小スケール限
外濾過装置(例えばアミコン社から入手可能な Centric
on-10 ミクロ濃縮器)で、少なくとも10〜12倍に濃縮
し、-70 ℃で保存すること;精製プロセスの次のステッ
プは、下記のステップ(v) またはステップ(vi)の何れか
を具備している。
【0032】(v) 有機溶媒系での、先のHSACで得られた
活性画分(0.6 M NaClプール)の逆相HPLC;または (Vi)生理学的pHの緩衝水溶液中(例えば、Tris-HCl、
pH 6.8/0.5M NaCl)において、分子篩HPLC(例えばLK
Bから入手可能なTSK-G3000 SWガラスパックカラム)を
行ない、続いて-70 ℃で保存する。
【0033】銀- 染色NaDodSO/PAGE
(データは省略)から判断すると、上記TSKステップ
(vi)で調製された試料はRP-HPLCrで得られたものと殆ど
同じ純度である;しかし、TSKによると遥かに良好な
活性回収が得られる(後述の表I−1)。更に、TSK-精
製されたものは、RP-HPLC で精製されたものよりも高い
比活性を有している。上記 TSKプロセスで調製されたK
GFは、ナノモル以下の濃度で上皮細胞中のDNA合成
を刺激した。しかし、同程度もしくはより高濃度(5m
M)において、繊維芽細胞または上皮細胞のDNA中へ
のチミジン取り込みは全く誘導しなかった。該活性はRP
-HPLC ステップで用いられる酸、熱および溶媒に敏感で
あった(感受性および製造法の詳細については、実験セ
クションIを参照のこと)。
【0034】当該技術分野で公知の標準的方法論を用い
て、精製KGFのアミノ末端から2-13位について、曖昧
さのないアミノ酸配列を以下のように決定した:Asn-As
p-Met-Thr-Pro-Glu-Gln-Met-Ala-Thr-Asn-Val (実験セ
クションI参照)。
【0035】また、本発明にはKGFおよびKGF様ポ
リペプチドをコードするDNAセグメントが含まれる。
本発明のDNAは以下に挙げるDNAによって例示され
る:ヒト胎児肺繊維芽細胞系M426 から抽出したポリア
デニル化RNAから誘導されたヒトcDNAクローン32
及び49;これらクローンの組換え体または突然変異体;
これらDNAセグメントに対してハイブリダイズするこ
とによって検出され得る関連DNAセグメント。
【0036】実験セクションIIに記載したように、KG
Fアミノ酸配列の既知の部分に対応するcDNAクロー
ンを探査するために、Asn-Asp-Met-Thr-Pro-Glu-Gln-Me
t-Ala の9アミノ酸配列をコードする可能な全てのヌク
レオチド配列に基づいて、オリゴヌクレオチドプローブ
の二つのプールを作成した。ヒト胎児肺繊維芽細胞系M
426 から抽出された一次成長因子源であるポリアデニル
化RNAを用い、cDNAライブラリーをcDNAクロ
ーニングベクター(λpCEV9)中に構築した。32
Pでラベルしたオリゴヌクレオチドを用いた該ライブラ
リー(9×10 プラーク)のスクリーニングによっ
て、両方のプローブにハイブリダイズする88個のプラ
ークが同定された。
【0037】分析されプラーク精製された10個のクロ
ーンのうち、一つのクローン(クローン49という)は3.
5 kbのcDNA挿入を有していたが、他のクローンは1.
8 kb〜2.1 kbに亘る挿入を有していた。小さい方のクロ
ーンの分析によって、幾つかの共通の制限酵素部位が明
らかになり、また代表的な小クローン(クローン32およ
びクローン49)の配列によって、それらのcDNAが重
なっていることが示された(図8)。この二つのcDN
Aの配列によって、完全なKGFをコードする配列を含
む 3.85 kbの連続配列が確立された。全長に亘る合成K
GFcDNAの配列についての、センス・ストランドの
DNAヌクレオチド配列、およびコードされる一次タン
パクの予想配列を図9〜図11に示した。
【0038】これらDNA、cDNAクローン32,49
は、完全なKGFをコードする配列を具備したこれらセ
グメントの組換え形と同様に、本発明の最も好ましいD
NA類である。
【0039】他の種々のタンパクにおけるこのような配
列との類似性に基づくと、このcDNA配列から、一次
KGFおよび hst翻訳生成物はシグナル配列として作用
する疎水性N末端領域を含んでいることが明らかであ
る。従って、このN末端ドメインは、ヒト胎児繊維芽細
胞によって分泌される精製された成熟KGF分子中には
存在しない。
【0040】更に、KGFは、予想KGF中のアミノ酸
配列65-156及び162-189 の二つの主要な相同領域を、F
GFファミリーの他の全てのメンバーと共有する。これ
らは、異なるファミリーメンバーにおいて、短く且つ種
々の長さの非相同アミノ酸配列によって分離されてい
る。精製された形のKGFの配列には五つのシステイン
残基が含まれ、その二つはFGF関連タンパクファミリ
ーに共通して保持される。塩基性残基の五つの対は、K
GF配列の全てに亘って現れる。これと同じパターン
は、他のFGFファミリー中にも認められる。
【0041】ハイブリダイゼーション法(例えば、ヒト
ゲノムDNAのサザンブロット分析)において本発明の
DNAおよびRNA、特に最も好ましくは上記に列挙し
たDNAを用いることにより、過度の実験を行うことな
く、ゲノムcDNAライブラリーをスクリーニングして
本発明の範囲に入る他のKGF様DNAを見出だすこと
が可能であることが、当業者には明らかである。更に、
本発明のDNAをこのように用いることによって、制限
酵素長さの多形性(RFLPs )のようなKGF遺伝子、並
びにこの遺伝子または他の近隣遺伝子を含む遺伝病に関
連した遺伝子マーカーを同定し得る。
【0042】また、本発明にはKGF・DNAの修飾型
も含まれる。本発明のこの側面における主要な態様に従
えば、このような修飾DNAは、KGFおよび他のGF
Gペプチドファミリーの少なくとも一つのアミノ酸配列
セグメントを含むKGF様タンパクをコードする。こう
して、例えばKGFの分泌型と他のFGF関連タンパク
の類似位置との間には何等顕著なN末端相同性がないか
ら、新規な構造的及び機能的性質を有するポリペプチド
は、FGFファミリーにおける他のポリペプチドの異な
ったN末端セグメントをコードするDNAセグメント
を、その通常のNH- 末端配列の代りにKGF・D
NAにグラフトすることにより生成され得る。
【0043】このような修飾DNAによるポリペプチド
キメラは、KGF・NH- 末端ドメインが、その独
特の標的細胞特異性を説明するに十分であるか否かを決
定するために有用である。また、キメラの研究は、どの
ドメインがその生物学的活性に対するヘパリンの異なっ
た影響に寄与するかに関する洞察を提供するに違いな
い。
【0044】実際、この研究法の有用性は、成功した分
泌型KGFの加工および発現の成功によって既に確かめ
られている。この分泌型KGFにおいて、NH末端
から約40アミノ酸(図II−1で番号32を付した成熟型
KGFのアミノ末端 cys残基で始まり、KGF残基78
の argで終わる)は、aFGFのCO末端コアの約
140 アミノ酸(残基39の argで始まり、aFGFコーデ
ィング配列のC末端に続く)に連結される。このキメラ
生成物はKGFのようにケラチン細胞に対する細胞選択
性を有するが、ヘパリンに対する感受性に欠け、この特
徴はKGFよりもむしろaFGFの特徴に類似する。こ
の新規なKGF様成長因子は、抗凝固剤として通常用い
られるヘパリンの存在下に、上皮細胞特異性の成長因子
の投与が望まれる臨床適用において利点を有するであろ
う。このキメラ分子の更に詳細な構成および該ポリペプ
チドの性質は、実験セクションIIで説明される。
【0045】本発明の他のDNAには、KGF・cDN
A及び下記に例示するの何れかのベクターDNAを含む
組換DNA分子が含まれる:バクテリオファージλクロ
ーニングベクター(λpCEV9 );DNA配列プラスミド
ベクター(pUC 変種);バクテリア発現ベクター(pKK2
33-2);または哺乳類発現ベクター(pMMT/neo)。この
ような組換えDNAは、実験セクションに詳細に記載し
た構成によって例示される。
【0046】最も好ましい組換え分子には以下のものが
含まれる:即ち、分泌型KGFのためのコーディング配
列およびバクテリア発現ベクター(例えばpKK233-2)有
する分子、または全体の一次翻訳生成物(NH末端
シグナルペプチドを含む)および挿入されたDNAを哺
乳類細胞(例えば NIH/3T3)中で発現可能な哺乳類発現
ベクター(pMMTによって例示されるもの)を有する分子
である。
【0047】KGF・DNA及びバクテリア発現ベクタ
ーを含む組換えDNAの構築は、実験セクションIIに記
載される。簡単にいえば、KGF・cDNAは、そのコ
ーディング配列をプラスミド発現ベクター pKK233-2
(II−31)内でハイブリッドtrkプロモータの制御下
に置くことによって、E.coli中で発現されてポリペプチ
ドを生成した。
【0048】KGF・DNAと、挿入されたDMAをヒ
トまたは動物の培養細胞中で発現可能な哺乳類ベクター
とを具備する組換えDNAの構築は、このような比較的
単純なポリペプチドを発現させる公知の方法を用いた、
標準的な遺伝子発現技術によって行うことができる。本
発明のこの側面におけるDNA (哺乳類ベクター pMM
T を含む)の一つの特別の態様は、本発明の組換え細胞
の下に、このセクションにおいて、以下で更に詳細に説
明する。
【0049】本発明のDNAおよびセンスストランドR
NAは、本発明のタンパク製造方法に関連して、多量の
実質的に純粋なKGFまたはKGF様タンパクを造るた
めに使用され得る。こうして製造された実質的に純粋な
KGFは、公知の技術を用いて、種々の体液および組織
サンプル中における当該タンパクのためのレセプタの存
在を決定するための臨床検査に用いることができる。
【0050】従って、この発明は本発明のDNA(発現
可能なトランスフォーミングDNA)で形質転換された
細胞、好ましくはバクテリアまたは哺乳類細胞を包含す
る。本発明のこの側面での好ましい態様において、本発
明のDNAによって形質転換された細胞は、完全にマイ
トジェン様の形でKGFタンパクを産生する。最も好ま
しくは、これらのタンパクは分泌形 (即ち、見掛けの
シグナル配列を欠いたもの)であろう。これらのタンパ
ク因子は機能的研究に使用でき、また定性的および定量
的レセプタ結合検定のような、更なる生化学的および機
能的分析のために精製され得る。
【0051】KGFの製造のために、組換え E.coli 細
胞が、実験セクションIIで詳述するように、バクテリア
発現ベクター pKK233-2 を用いて構築された。要約する
と、通常の小スケール法によって、幾つかの組換えバク
テリアクローンのタンパク産生が試験された。試験され
た全ての組換え体が、アミノ末端KGFペプチドに対す
る抗体によって認識されるタンパクを合成した(以下を
参照のこと)。一つの組換え体が1リットル培養の中で
成長され、該組換え体はBALB/MKケラチン細胞のDNA
中へのチミジン取り込みを効率的に刺激するが、 NIH/
3T3 繊維芽細胞に対しては最低の活性しか示さない組換
えKGFを産生した。標準ケラチン細胞バイオアッセイ
におけるBALB/MK細胞の半上限刺激(half-maximal sti
mulation)が、 2〜5 ng/mlの濃度で達成された。これ
に対して、M426細胞から精製されたKGFの場合は10〜
15ng/mlである。
【0052】1リットルのバクテリア細胞は、略50μ
gの Mono-S 精製組換えKGFを生成した。遺伝子発現
の分野における当業者には、この初期収率が、過度の実
験を行なうことなく、公知の組換えDNA技術を適用す
ることによって改善され得ることが明らかであろう。
【0053】また、組換え哺乳類細胞(NIH/3T3 マウ
ス)は、N末端シグナル配列を含む配列をコードする全
KGF・cDNAと、マウス・メタロチオニン(MM
T)プロモータおよびネオマイシン耐性のための選択的
マーカー遺伝子を有するベクターpMMT/neo を用いて構
築された。この細胞は、本発明のバイオアッセイを用い
て、KGF、特にヒト繊維芽細胞によって産生される成
熟型(シグナルペプチドが欠如したもの)の製造につい
て評価されている。高レベルの血小板由来成長因子(PD
GF)のA鎖およびB鎖を含む他の幾つかの同様な組換え
ポリペプチドを首尾よく発現させるために、これと同じ
ベクターと宿主細胞の組合わせが用いられている(II−
32)。従って、上記の組換えDNAおよび本発明の形
質転換細胞を用いることにより、この方法で組換えKG
Fの高収率が達成され得ることが当業者に認識されるで
あろう。
【0054】最後に、上皮細胞成長の特異的刺激を必要
とする条件での臨床試験を可能にするために、大規模製
造が使用され得る。ポリペプチドを局部投与(例えば、
皮膚または目の角膜に対して)または全身投与するため
の薬剤組成物を調製するための材料および方法は、この
技術分野で良く知られており、また過度の実験を行なわ
なくとも容易にKGFおよびKGF様ポリペプチドの投
与に適用し得る。
【0055】本発明はまた、本発明のDNAセグメント
でコードされるペプチドに対して作られる新規な抗体を
包含する。本発明のこの態様は、KGFを認識する幾つ
かの種類の抗体によって例示される。実験セクションII
に概説したように、これらは実験免疫学の分野でよく知
られた標準的な方法論を用いて調製されている。これら
の抗体には次のものが含まれる:即ち、マウスにおい
て、ヒト繊維芽細胞由来の完全かつ精製されたタンパク
に対して生成されたモノクローナル抗体;KGF・cD
NA配列から予想されるアミノ酸配列に基づく配列をも
った合成ペプチド[例えば、KGF残基32-45 の配列、
即ち NDMTPEQMATNVR(アミノ酸配列のための標準的な一
文字コードを用いた;図II−1参照)をもったペプチ
ド]に対して、兎において生成されたポリクローナル抗
体;ヒト繊維芽細胞から天然に分泌されたKGFおよび
E.coli(上記参照)中で産生された組換えKGFの両者
に対して、兎において生成されたポリクローナル抗体で
ある。
【0056】試験された全ての抗体は、固相検定(ELIS
A )および/またはウエスタンブロットにおいて、天然
に存在するKGFと同様に組換えKGFを認識する。幾
つかの例示抗体(これらは本発明の好ましい抗体であ
る)は、BALB/MKバイオアッセイにおいて、KGFのマ
イトジェン活性を中和するように思える。
【0057】FabまたはF(ab)′フラグメントのような
本発明の抗体のフラグメント(抗原結合活性を保持し、
且つ当該技術分野で公知の方法により調製される)もま
た、本発明の範囲内である。更に本発明は、本発明の抗
体またはその活性フラグメントの薬剤組成物をも包含す
る。この薬剤組成物は、ポリペプチド投与のための薬剤
組成物を調製するために当該分野で良く知られた材料お
よび方法を用いて調製することができ、また過度の実験
を行うことなく、KGFおよびKGF様ペプチドの投与
に容易に適用することが可能である。
【0058】これら抗体およびその活性フラグメント
は、例えばバイオアッセイにおけるKGFの検出、また
はタンパク因子の精製のために用いることができる。ま
た、これらは当該技術分野で知られた方法で、KGFレ
セプタの単離に用いることができる。これらは、実験セ
クションIIに記載したように、公知の他の全ての成長因
子のそれとは明確に異なるようにみえる。
【0059】KGFの上皮細胞に対するマイトジェン活
性を中和するこれらの好ましい抗体、並びにそのフラグ
メント及び薬剤組成物は、BALB/MKアッセイによって示
されるように、例えば上皮細胞の過剰成長で特徴付けら
れる臨床症状の治療に用いることができる。この臨床症
状には、形成異常および新形成 (例えば乾癬、または
悪性もしくは両性の上皮腫瘍)が含まれる。
【0060】更に本発明には、本発明のDNAに関連し
た遺伝子の発現を検出するための新規なバイオアッセイ
方法が包含される。幾つかの例示的態様において、本発
明のDNAは関連mRNAの定常状態レベルを測定する
ためのプローブとして用いられた。KGF・DNAを用
いた本発明のこれらのバイオアッセイ方法、および標準
ノーザンブロッティング法は、実験セクションIIにおい
て詳細に説明される。
【0061】当業者は、過度の実験を行うことなく、単
離細胞または種々の組織において、この様な方法がKG
F様タンパクの遺伝子発現分析に容易に適用され得るこ
とを認識するであろう。このようなバイオアッセイは、
例えば上皮細胞成長プロセスにおける種々のクラスの腫
瘍細胞または遺伝子欠損を同定するために有用である。
【0062】更なる労力を要することなく、当業者は、
既述の説明を用い、また以下の実験セクションに記載し
た方法に従って、本発明の全範囲を利用できるものと確
信する。実験セクション中に開示された材料は、他に指
示がない限り例示の目的で開示されており、従ってどの
ような意味でも請求範囲を限定するものと解釈されては
ならない。
【0063】〔実験セクションI〕上皮細胞に特異的な
新規成長因子の同定および特性表示 このセクションでは、ヒト胎児肺繊維芽細胞系の馴らし
培地中において、上皮細胞に特異的な成長因子の同定に
導く実験を説明する。この因子は、ケラチン細胞に対す
る優勢な活性のために、先にケラチン細胞成長因子(K
GF)の用語で表わされたものであり、本発明に従って
限外濾過、ヘパリン- セファロース・アフィニティーク
ロマトグラフィー及びC逆相HPLCカラム上での疎水
性クロマトグラフィーの組合わせにより均一になるまで
精製された。KGFは酸および熱に不安定であり、略2
8,000のダルトン見掛けの分子量を有する単一のポリペ
プチド鎖からなることが見出だされた。精製されたKG
Fは上皮細胞に対する強力なマイトジェンであり、0.1n
M および最大1.0nM において検出可能な活性で、非活動
BALB/MK上皮ケラチン細胞におけるDNA合成を 500倍
以上も刺激することが可能であった。繊維芽細胞または
上皮細胞の何れかに対するマイトジェン活性の欠如は、
KGFが従来特徴付けられた何れの成長因子とも異なっ
た標的細胞特異性を有していることを示している。ミク
ロシーケンシングによって、公知の何れのタンパクとも
有意な相同性をもたない、アミノ末端配列が明らかにな
った。ヒト胎児繊維芽細胞によるこの新規成長因子の放
出は、正常な上皮細胞増殖の間充織刺激において重要な
役割を果たすことを示している。
【0064】[方法および材料] <馴らし培地の調製>M426ヒト胎児繊維芽細胞(I−
8)の初期継代を、175 cmのT- フラスコ上に撒
き、10%子牛血清(GIBCO )を補充したダルベッコ修飾
イーグル培地(DMEM;GIBCO )の中で10-14 日に亘って
集密状態にまで増殖させた。集密状態になったら、その
単層を1週毎に血清含有培地から血清フリー培地(DMEM
のみからなる)へ交互に変えた。20mlのDMEMを添加する
に先立って、この細胞を5mlの燐酸緩衝生理食塩水で2
回洗浄した。72時間後、培養液を回収し、35mlの血清含
有培地で置き換えた。この馴らし培地は、使用するまで
-70℃で保存した。
【0065】<限外濾過>略10リットルの馴らし培地を
解凍し、0.50ミクロンのフィルター(ミリポア社の HAW
P 142 50)を通して予備濾過し、ペリコンカセット装置
(ミリポア社のXX42 00K 60)および10kDa の分子量カ
ットオフを有するカセット(ミリポア社のPTGC 000 05
)を用いて200ml にまで濃縮した。濃縮の後のサンプ
ルに、20mMTris-HCl,pH7.5/0.3M NaCl の1リットルを
用いた連続した2回の稀釈ラウンドを施し、夫々につ
き、続いてペリコン装置を用いて他の限外濾過ステップ
を行う。リテンテート(残渣)中に回収された活性画分
は、ヘパリン- セファロース樹脂に直接適用され、また
は -70℃で保存される。
【0066】<ヘパリン- セファロース・アフィニティ
ークロマトグラフィー(HSAC)>限外濾過で回収された
リテンテートは、20mM Tris-HCl,pH7.5/0.3M NaCl 中で
平衡化されたヘパリン- セファロース樹脂(ファルマシ
ア社)に負荷された。該樹脂は、光学密度がベースライ
ンに戻るまで徹底して洗浄され、次いでNaCl濃度が徐々
に増大するリニア- ステップ勾配にかけられた。画分か
らチミジン取込みバイオアッセイのための部分を除いた
後、選択された画分をセントリコン-10ミクロ濃縮器(Ce
ntricon-10 microconcentrator; Amicon 社) を用いて1
0〜20倍に濃縮し、 -70℃で保存した。
【0067】<逆相HPLC(RP-HPLC )>HSACからの活性
画分(0.6 M NaClプール)を解凍し、プールし、更にセ
ントリコン-10 で 200μlの最終容量に濃縮した。該サ
ンプルを、 0.1%トリフルオロ酢酸(TFA,Fluka )/20
%アセトニトリル(ベーカー社、HPLC級)中で平衡化さ
れたVydacCHPLCカラム(分離群、Hesperia,CA )
上に負荷し、アセトニトリル濃度が徐々に増大する線形
勾配で溶出させた。バイオアッセイのための一部を、直
ちに10倍量の50μg/ml/20mM Tris-HCl,pH7.5 中で稀
釈した。残りのサンプルは、構造分析のための調製にお
いて、Speed-Vac(Svant)中で乾燥された。
【0068】<分子篩HPLC>略50μlの2倍濃縮された
ヘパリン- セファロース画分が、20mM Tris-HCl,pH6.8/
0.5M NaCl 中で平衡化されたTSK-G3000SW Glas-Pacカラ
ム(LKB )上に負荷された。該サンプルは、この緩衝液
中において 0.4ml/min.の流速で溶出された。バイオア
ッセイのための一部を除いた後、該画分を -70℃で保存
した。
【0069】<NaDodSO- ポリアクリルアミド・ゲ
ル電気泳動(NaDodSO/PAGE)>Laemmli の方法
(I−9)に従って、ポリアクリルアミドゲルが NaDod
SO と共に調製された。サンプルを、 2.5%の2-メルカ
プトエタノール(vol/vol)の存在下で3分間煮沸し
た。該ゲルは、BioRadからの試薬およびプロトコールを
用いて、固定および銀染色された(I−10)。分子量
マーカーは、ファルマシア社から入手したものである。
【0070】<DNA合成刺激>BALB/MK細胞を接種す
るに先立って、96ウエルの微小滴定プレート(FalconN
o.3596)を、1μg /cmのヒト・フィブロネクチン
(Collaborative Research社)で予備コートした。集密
に達したら、細胞を5μg /mlのトランスフェリン(Co
llaborative Research社)および 30nM のNaSe
(ベーカー社)を含む血清フリーの培地中で24-7
2 時間維持した。DNA中への 3H- チミジンの取込み
(最終濃度5μCi/ml,NEN)は、サンプル添加の16時間
後から始まって6時間のあいだ測定された。このアッセ
イは、細胞を氷冷燐酸緩衝生理食塩水で1回、また5%
トリクロロ酢酸で2回洗浄することによって終了され
た。その沈殿物を0.25M NaOH中に再溶解し、液体シンチ
レーション液(Biofluor社、NEN )中に移してカウント
した。
【0071】BALB/MKについて上述したのと同様にし
て、種々の他の細胞系に関してDNAの合成刺激がモニ
ターされた。NIH/3T3 繊維芽細胞(I−11)はナショ
ナル・インスティチュート・オブ・ヘルスから入手し
た。一方、CCL208アカゲザル気管支上皮細胞(I−1
2)はアメリカン・タイプ・カルチャー・コレクション
から入手された。(I−13)に記載されたようにして
調製されたB5/589 ヒト乳房上皮細胞系は、マーサ・ス
タンファー(カルホルニア大学、バークレー)から入手
した。該乳房細胞は、10%子牛胎児血清および4ng/ml
のFGFを補充したRPMI中で成長された。血清フリーの
条件に維持されるとき、基礎培地はDMEMである。ヒト伏
在静脈上皮細胞の一次培養は、他の文献(I−14)に
記載されたようにして調製され、維持された。上皮成長
因子およびインスリンは、コラボラティブ・リサーチ社
(Collaborative Research)からのものである。酸性F
GFおよびbFGFは、カルホルニア・バイオテクノロ
ジー社から得たものである。組換えTGFαはジェネン
テック社から入手した。培地および血清は、GIBCO 、Bi
ofluids 社または NIH培地ユニットから入手したもので
ある。
【0072】<増殖アッセイ>35mmの培養皿を、ポリ
- D- リシン(20μg /cm;シグマ社)およびヒト
・フィブロネクチンで順次予備コートし、次いで略2.5
×10個のBALB/MK細胞を接種した。基礎培地は、5
μg のトランスフェリン、30nMのNaSeO
よび0.2mM のエタノールアミン(シグマ社)を補充し
た、イーグルの低Ca2+ミネラルエッセンシャル培地お
よびハムのF-12 培地の1:1混合培地である。培地は
2日または3日毎に交換した。10日後に、細胞はホル
マリン(フィッシャー・サイエンティフィック社)で固
定され、ギムザ(フィッシャー・サイエンティフィック
社)で染色された。
【0073】<タンパクのミクロシーケンシング>C
カラムの活性画分から得た略4μg (150 pmol)の
タンパクを50%TFA中に再溶解し、アプライド・バイ
オシステムズ社の気相タンパクシーケンサーにかけた。
20回のエドマン分解が行われ、自動オンラインHPLC(モ
デル120A;アプライド・バイオシステムズ社)でアミノ
酸誘導体の同定が行われた。
【0074】[結 果]この実験セクションの結果は、
図1〜図7に纏められている。これらの図に示したデー
タおよび/またはそれらに関する実験を簡単に説明すれ
ば次の通りである。
【0075】図1; M426ヒト胎児線維芽細胞によ
る馴らし培地のヘパリン−セファロース・アフィニティ
クロマトグラフィーである。数リットルのM426馴ら
し培地からの限外ろ過リテンテイト約150mlを、1
時間でヘパリン−セファロースカラム(ベッド容積6m
l)にかけた。このカラムを、平衡緩衝液150ml、
トリス−HC120mM、pH7.5/0.3M Na
Clを用いて洗浄した後、増加するNaCl濃度の変形
線形勾配を用いて保持される蛋白質(リテンテイト中の
蛋白質の合計の<5%)を溶出した。画分の量は3.8
mlであり、勾配溶出の間の流速は108ml/時であ
った。示された画分の2μlを、方法の項で説明したB
ALB/MK細胞におけるH−チミジン取込みの検
定のための、0.2mlの最終容量を有するマイクロタ
イターウェルに移した。
【0076】図2; BALB/MKマイトジェン活性
の逆相CHPLCである。0−6MのNaClを用
いてヘパリン−セファロースから溶出させた活性画分
を、Centricon−10で処理し、0.1%トリ
フルオロ酢酸/20%アセトニトリル(ACN)で平衡
にしたCVydacカラム(4.6×250mm)
に直接かけた。このカラムを平衡緩衝液4mlで洗浄し
た後、試料を増加%ACNの変形線形勾配で溶出した。
画分の量は0.2mlであり、流速は0.5ml/分で
あった。BALB/MK細胞におけるH−チミジン
取込みの検定のためのアリコートを、50μg/mlウ
シ血清アルブミン/20mMトリスHCl、pH7.
5、で直ちに10倍に希釈し、最終希釈200倍で試験
した。
【0077】図3; パネルAに示されるCクロマ
トグラフィからの選択された画分のNaDodSO
PAGE分析である。各画分の半分を乾燥し、NaDo
dSO/2−メルカプトエタノールに再溶解し、熱
変性して、実質的に銀で染色された14%ポリアクリル
アミドゲルで電気泳動した。各分子量マーカー(KDaで
の質量)の位置は矢印で示される。
【0078】図4; パネルBで分析された画分によっ
て引き起こされるBALB/MK細胞におけるDNA合
成である。活性は、バックグランド(100cpm)に
対して何倍の刺激であるかで表わされる。
【0079】図5; BALB/MKマイトジェン活性
の分子ふるいHPLC(TSK3000SW)クロマト
グラフィーである。約50μlのCentriconで
処理した、HSACからの0.6M NaClプール
を、予め20mMトリス−HCl、pH6.8/0.5
M NaClで平衡化されたLKB GlasPacT
SK 3000SWカラム(8×300mm)にかけ、
流速0.4ml/分で0.2mlの画分として溶出させ
た。アリコート2μlを、BALB/MK細胞における
H−チミジン取込みの検定のための、0.2mlの
最終容積を有するマイクロタイターウェルに移した。分
子量マーカー(KDa)の溶出位置は、矢印で示される。
【0080】図6; TSK−精製マイトジェンおよび
他の成長因子に応じたBALB/MK DNA合成の比
較である。バックグランドに対して何倍の刺激であるか
で表わされる、トリクロロ酢酸不溶DNAへのH−
チミジンの取込みを、示される成長因子の濃度の関数と
して測定した。試料無添加である場合のバックグランド
値は150cpmであった。この結果は、2つの独立し
た実験の平均値を示す。各実験における反復試験は、平
均値の10%以内であった。黒丸はTSK−精製マイト
ジェン、三角はEFG、四角はaFGF、白丸はbFG
Fである。
【0081】図7; 成長因子の異なる組合せに応じて
化学的に規定された培地におけるBALB/MK細胞の
成長比較である。培養物は、トランスフェリン、Na
SeO、エタノールアミンおよび以下に示す成長
因子を補足した、イーグル最小必須培地およびハムF1
2培地の1:1混合物中のポリ−D−リシン/フィブロ
ネクチンで予備被覆された35mmシャーレ上に、シャ
ーレ当り2.5×10 細胞の密度で塗布された。10
日後、このプレートを固定し、ギムザで染色した。キ
ー:a)成長因子なし;b)EGF単独;c)インシュ
リン単独;d)KGF単独;e)EGF+インシュリ
ン。成長因子の最終濃度は:EGF、20ng/ml;
インシュリン、10μg/ml;およびKGF、40n
g/mlであった。
【0082】以下、夫々の結果について詳細に説明す
る。
【0083】<成長因子の検出および単離>種々の細胞
系から得られた馴らし培地の予備スクリーニングによっ
て、或る繊維芽細胞系はBALB/MK及び NIH/3T3 細胞の
両方について検出され得るマイトジェン活性を含んでい
ることが示された。煮沸するとBALB/MKに対する活性は
破壊されたが、 NIH/3T3 に対するマイトジェン活性は
そのまま残存した。EGF(I−15)及びTGFα
(I−16)の公知の熱安定性に基づけば、BALB/MKマ
イトジェン活性は、これら公知の上皮成長因子とは異な
った要因に起因するものと思われる。
【0084】推定される成長因子を精製するために、こ
の活性物質の最も生産的な供給源として、M426ヒト胎児
肺繊維芽細胞系が選択された。ペリコン装置による限外
濾過は、サンプル容量を、その後のクロマトグラフィー
に適したレベルに減少するための便利な方法を提供す
る。精製スキームの開発において、篩、イオン交換およ
び等電点電気泳動クロマトグラフィーの種々の組合わせ
が試みられたが、これらは全て不満足な低収率しか与え
なかった。一方、他の成長因子の精製に用いられている
ヘパリン- セファロース・アフィニティークロマトグラ
フィー(HSAC)(I−17〜I−22)は、本発明にお
ける初期精製ステップとして有用であることが証明され
た。この段階では、他の因子が存在するかもしれないた
め回収された特定の活性の評価は不確かであるが、活性
の見掛けの収率は50〜70%であり、略1000倍の富化に対
応する。
【0085】図1に示したように、BALB/MKマイトジェ
ン活性の90%を越える量が、0.6M NaCl でHSACカラムか
ら溶出したこの活性ピークは、NIH/3T3 に対する何れの
活性とも関係がなかった(データは示していない)。BA
LB/MKマイトジェン活性のもっと小さいピークが、0.8
〜1.2M NaCl に一致して出現した。
【0086】HPLCパターンの再現性に起因して、活性画
分は、勾配の傾斜および光学密度プロファイルに基づい
て推定的に同定され得る。セントリコン-10 で10〜20倍
に迅速に濃縮することは、続いて -70℃で数ケ月保持さ
れ得る安定性にとって不可欠であることが分かった。
【0087】最終的な精製は、アミノ酸配列分析に適し
た調製法である、C Vydac カラムを用いたRP-H
PLC (これはアミノ酸配列分析に適した調製法である)
によって達成された。Cステップでの活性物質の収
率は通常数パーセントにしか過ぎないが、このロスは使
用した溶媒に起因するものであろう。他の実験におい
て、室温で1時間、0.1%TFA/50% アセトニトリルに
曝すことにより、調製品のマイトジェン活性は98%減少
した。にもかかわらず、図2〜図4に示したように、光
学密度プロファイルにおける異なったピークに対応し
た、BALB/MK刺激活性の単一ピークが得られた。このピ
ーク画分は、NaDodSO/PAGEおよび該ゲ
ルの銀着色に際して単一のバンドを生成し、また試験さ
れた夫々の画分の相対的なマイトジェン活性(図4)
は、活性プロファイルを横切るバンドの強度に良好に対
応していた。
【0088】生理的pHに近い水溶液中におけるTSK G3
000SW GlasPac カラムランでの分子篩クロマトグラフィ
ーを用いた、HPLC技術に代わる別の精製ステップは、BA
LB/MKバイオアッセイにおいて主要な活性ピークを与え
た(図5)。この調製品は、銀着色されたNaDodS
/PAGE(データは示していない)から判断す
ると、RP-HPLC で得られた物と同様に殆ど純粋であった
が、活性の回収は遥かに良好であった(下記の表I−
1)。このTSK-精製物はより高い比活性を有しているた
め、生物学的研究ではルーチンに用いられた。
【0089】両方のタイプの精製された調製品(即ち、
HPLC精製品および分子篩精製品)は、この二つの調製品
においては区別できないように見えたが、これらのマイ
トジェン活性のプロファイルはNaDodSO/P
AGE上の異なったバンドに関連していた。
【0090】
【表1】
【0091】回収率は、出発物質における全てのマイト
ジェン活性が分離された因子によるものと仮定すること
により算出した。表中の脚注は下記の通りである。
【0092】☆ 活性1ユニットは、BALB/MKバ
イオアッセイにおいてTSK精製因子により誘発される
チミジン取り込みの最大刺激の半分と定義され、ここで
は約3ngのTSK精製陰性が活性1ユニットを刺激す
る。
【0093】a 蛋白質は、BioRad から購入した Brad
ford 試薬を用いることにより評価した。
【0094】b 蛋白質は、A214 (1%)=14
0を用いることにより評価した。
【0095】上記のように、表I−1には種々の精製ス
テップの結果が纏められており、活性の回収は、吸着RP
-HPLC よりも分子篩クロマトグラフィーの方が遥かに良
好であることを立証している。
【0096】<成長因子の物理的および生物学的特徴付
け>当該精製因子は、還元条件下(図2〜図4)および
非還元条件下(データは示していない)でのNaDod
SO/PAGEに基づいて、約28kDa の推定分子量
を有していた。この値は、本来のコンホメーションを維
持すると期待される溶媒中での異なった二つの寸法のカ
ラムラン(columns run) (TSK-G3000-SW,図5;および
superose-12, データは示していない)における、その
溶出位置と良く一致していた。これらのデータから、該
マイトジェンは分子量 25-30 kDaの単一のポリペプチド
鎖からなっていると思われる。
【0097】当該マイトジェン活性の熱および酸に対す
る不安定性は、BALB/MKマイトジェネシス・バイオアッ
セイにを用いることにより示された。活性は、50℃での
10分間のインキュベーションでは影響を受けなかった
が、60℃で10分後には68%減少し、また 100℃で10分後
には検出できなかった。室温において60分間、0.5Mの酢
酸に曝すと、活性は対照の14%にまで減衰した。これに
比較して、公知の成長因子(EGF)のマイトジェン活
性は、これら何れの処理によっても減少しなかった。
【0098】図6に図示された精製成長因子についての
投与量応答曲線は、0.1 nMの少量で、検出可能なDNA
合成刺激を導くことを示している。従って、活性範囲
は、今日までに分析されている他の成長因子のそれと比
肩し得るものであった。濃度範囲 0.1〜1.0 nMにおいて
直線的な関係が観察され、1.0 nMでは 600倍の最大刺激
が観察された。BALB/MKケラチン細胞において、この新
規な因子はEGF、aGFGまたはbGFGよりも高い
最大チミジン取り込みを確実に誘導する(図6)。
【0099】この因子の特殊な標的細胞特異性は、種々
の細胞型に対するその活性を、上皮細胞マイトジェン活
性を有することが知られた他の成長因子のそれと比較す
ることによって示される。下記の表I−2に示されるよ
うに、新しく単離された因子はBALB/MKに対して強いマ
イトジェン性効果を示し、また試験された他の上皮細胞
のDNA中への明確なチミジン取り込みを誘導した。こ
れとは全く対照的に、当該因子はマウス(またはヒト,
データは示していない)繊維芽細胞またはヒト伏在静脈
上皮細胞に対して検出可能なマイトジェン効果をもたな
かった。
【0100】
【表2】
【0101】種々の細胞株における、KGFおよび他の
成長因子によって刺激された最大チミジン取り込みの比
較。この取り込みは、バックグラウンドに対して何倍の
刺激であるかを表している。このデータは、4つの異な
る実験を纏めて示している。表中の脚注は下記の通りで
ある。
【0102】☆ aFGFに夜最大刺激は、ヘパリン
(シグマ社)20μg/mlの存在を必要とする。
【0103】nd =測定 上記のように、表I−2には種々の成長因子の標的細胞
特異性に関するデータが要約されており、新たに単離さ
れた因子がケラチン細胞(BALB/MK)に対して強いマイ
トジェン効果を示すこと、並びに繊維芽細胞またはヒト
伏在静脈上皮細胞に対しては認め得る効果をもたないこ
とを示している。
【0104】これに比較して、他の公知の成長因子は何
れもケラチン細胞を選択的に刺激するようには見えな
い。TGFαおよびEGFは繊維芽細胞に対する強い活
性を示す一方で、FGFは繊維芽細胞と共に上皮細胞に
対してマイトジェン性であった。その上皮細胞特異性、
就中ケラチン細胞感受性のために、この新規なマイトジ
ェンは暫定的にケラチン細胞成長因子(KGF)と称さ
れた。
【0105】KGFがDNA合成を刺激するのみなら
ず、持続した細胞成長を支持することを確立するため
に、完全に定義され且つこの成長因子が補充された血清
フリーの培地中で成長し得るBALB/MK細胞の能力が明ら
かにされた。図7に示したように、この化学的に定義さ
れた培地において、KGFは、EGFの優れた代替え品
として作用したが、インスリン(またはインスリン用成
長因子I)の代替え品としては作用しなかった。従っ
て、BALB/MK細胞の増殖に関して、KGFはEGF,a
GFG及びbGFGによって共有される主な信号伝達経
路を通して作用するように思える。
【0106】<ミクロシーケンシングはKGFの独特な
N- 末端アミノ酸配列を明らかにする>当該成長因子を
更に特徴付けするために、略150 pmolのC精製され
た材料をアミノ酸配列分析にかけた。2-13サイクルにつ
いて、曖昧でない次のような指定を伴う単一の配列が検
出された:即ち、X-Asn-Asp-Met-Thr-Pro-Glu-Gln-Met-
Ala-Thr-Asn-Val である。最初のポジションの指定には
高いバックグラウンドノイズが含まれており、そのため
にXで示されている。
【0107】FASTP プログラム(I−24)を用いたコ
ンピュータ調査によって、KGFのN末端アミノ酸配列
はナショナル・バイオケミカル・リサーチ・ファウンデ
ーション・データ・バンクの何れのタンパクとも顕著な
相同性を示さないことが明らかになり、従ってこの成長
因子の新規性が支持された。
【0108】[考 察]この実験セクションに記載され
た研究によって、上皮細胞に対して独特の特異性をもっ
たヒト成長因子が同定された。本発明に従って、限外濾
過、HSACおよびRP-HPLC または TSK分子篩クロマトグラ
フィーを用いることにより、この分子の物理的および生
物学的性質の詳細な特徴付けを行うために充分な量が単
離された。
【0109】RP-HPLC から得られた活性画分中に、約2
8,000の分子量に対応する単一の銀着色バンドが検出さ
れ、該バンドの強度はこれら画分中のマイトジェン活性
のレベルに比例していた。TSK クロマトグラフィーから
得られた活性画分中には、RP-HPLC によって得られたも
のと区別できないバンドがみられた。この精製されたタ
ンパクはナノモル以下の濃度で上皮細胞中でのDNA合
成を刺激したが、繊維芽細胞または上皮細胞中において
は、比肩し得る以上の如何なるチミジン取り込みをも誘
導しなかった。この特徴的な標的細胞特異性は、精製分
子から決定された単一の新規なN末端アミノ酸配列と相
俟って、KGFが新規な成長因子であるとの結論を導
く。
【0110】化学的に定義された培地中において、当該
精製された因子はインスリン様成長因子I/BALB/MK 細
胞のインスリン成長要求を補足することができ、従っ
て、EGFG,TGFα及びGFGと共通の信号形質導
入経路を通して作用するに違いない。更に、当該新規因
子は、BALB/MK細胞におけるチミジン取込みの刺激にお
いて、公知の上皮細胞マイトジェンのどれよりも強い。
予備的な証拠は、この因子がヒト・ケラチン細胞の二次
培養の増殖をも支持できることを示している(データは
示していない)。
【0111】KGFの取扱いおよび保存は、その精製に
際して問題である。これは、熱および酸に対して本来的
に不安定性である外、凍結乾燥および透析に対しても不
安定である。担体タンパク、ヘパリン、プロテアーゼ阻
害剤、シリコン化管(siliconized tubes) 、または 4℃
若しくは-20 ℃での保存を用いたにもかかわらず、HSAC
後の24時間以内に活性は完全に喪失した。この段階でサ
ンプルを濃縮することによってのみ、その活性が維持さ
れ得る。
【0112】更に、乾燥および精製された因子を移送す
るためには強酸または湿潤剤を利用する必要があり、こ
れは吸着され易くまたは不溶性であることに一致してい
る。従って、活性保持のために、この精製された因子は
高濃度溶液の形で-70 ℃に維持された。この場合、数か
月は安定である。
【0113】KGFのヘパリン結合能力は、in vivo で
機能を有するこの因子の基本的な性質を示している。ヘ
パリン結合特性を有する成長因子には、aFGF(I−
20〜I−22)、bFGF(I−19,I−22)、
顆粒細胞/マクロファージ・コロニー刺激因子およびイ
ンターロイキン3(I−25)が含まれる。これらの夫
々は、間質細胞によって産生される (I−25〜I−
27)。これら因子は細胞外マトリックス中、または間
質細胞表面を被覆するプロテオグリカン上に蓄積される
ように思える。その保存、放出および特定の標的細胞と
の接触は、この相互作用によって調節されるものと仮定
される(I−25,I−28)。上皮細胞増殖の間充織
由来エフェクタも既に記載されているが(I−29〜I
−31)、その同定はまだ明らかにされていない。その
ヘパリン結合特性(ヒト胎児繊維芽間質細胞によって放
出される)および上皮細胞屈性は、KGFに対して、正
常な上皮細胞成長のこのようなパラクリン媒体に期待さ
れる全ての特性を与える。
【0114】この新規な成長因子について決定された一
部のアミノ酸配列は、そのコーディング配列の分子クロ
ーニングを可能にし、また後述の実験セクションIIに記
載されたような、公知の成長因子ファミリーに対するそ
の構造的関係の決定を可能にする。
【0115】
【表3】
【0116】
【表4】
【0117】
【表5】
【0118】
【表6】
【0119】〔実験セクションII〕新規な上皮細胞特異
性成長因子のcDNA配列は、FGファミリーの新しい
メンンバーを定義する 先に述べた実験セクションIでの仕事によって、ケラチ
ン細胞成長因子(KGF)と称される新規なヘパリン結
合性成長因子が定義された。これはケラチン細胞に対し
て特に活性であり、上皮細胞に対して特異的であるよう
に思える。この第二の実験セクションでは、実験的に決
定されたNH末端アミノ酸配列に基づき、合成オリ
ゴムクレオチドをハイブリダイゼーション・プローブと
して用いた、KGFをコードするcDNAの単離および
特徴付けが説明される。ヌクレオチド配列分析によっ
て、194-アミノ酸ポリペプチドをコードする582-bpの読
み取り枠(open reading frame)が同定された。この194-
アミノ酸ポリペプチドは、41%〜33%の範囲で、ヘパリ
ン結合性の酸性および塩基性繊維芽細胞成長因子、並び
に hsi及び int-2オンコジェンの関連生産物と一致し
た。該KGF遺伝子のRNA転写は、胎児および成体起
源の正常な繊維芽細胞中で発現されるが、上皮細胞、内
皮細胞またはグリア細胞中では発現されない。従って、
KGFは間充織によって正常に発現され、これは上皮細
胞増殖の制御に役割を果していると思われる。
【0120】[材料および方法] <cDNAの単離>KGFの精製及びN末端配列につい
ては、先に既述した通りである(上記の実験セクション
I、およびII−3参照)。結果に関して述べたデオキシ
オリゴヌクレオチドのプール (50 pmole)は、83モル
のγ- 32P-ATP(3000Ci/mmole ,Amersham社)お
よび10単位のT4 ポリヌクレオチドキナーゼを用いて、
5′末端をラベルされた。cDNAクローンを有する組
換えファージは、ニトロセルロース・フィルター上にレ
プリカ載置され、20%ホルムアミド、10%硫酸デキスト
ラン、10mMのTris-HCl(pH 7.5)、 8 X SSC、5X Denhard
t's 及び50μg/mlの変性サーモン精子DNAの中にお
いて42℃で一晩、32P- ラベルされたデオキシオリゴヌ
クレオチドでハイブリダイズされた。フィルターを、0.
5X SSC、0.1%SDS中で50℃において洗浄し、Kodac X
-Omt ARフィルムに対して露出した。
【0121】<DNA配列>KGF・cDNAのヌクレ
オチド配列は、オーバラッピング制限フラグメントのジ
デオキシ鎖末端法(II−26)によって決定され、pU
Cベクター(II27)中にサブクローンされた。
【0122】<KGF・cDNAのバクテリア発現ベク
ターの構築>成熟した分泌型のポリペプチドをコードす
るKGF・cDNAは、次のようにしてプラスミド発現
ベクター pKK233-2 (II−31)中のハイブリッド trk
プロモータの制御下に置かれた。これを達成するため
に、成熟KGF分子(即ち、そのシグナルペプチドを含
まないもの)をコードする情報を含んだ特定長さのKG
F・cDNAが、ポリメラーゼ・チェイン・リアクショ
ン(PCR)技術を(II−32)用いて増幅された。こ
のフラグメントは、当該ベクターの二つの部位(即ち、
S1 ヌクレアーゼ消化により平滑末端化されたNcoI 部
位とHindIII)との間に方向付けして挿入された。PC
R法によって製造されたKGF・cDNAの末端は、次
の通りであった:5′末端は平滑で、ATG コドンで始ま
り、成熟型KGFのアミノ末端残基(図II−1参照)で
ある33番のcys 残基のための TGCコドンが続くき、そし
て全KGFコーディング配列が続く。停止コドンである
TAAおよび直接これに続く四つの塩基TTGCはもまた、c
DNAの3′末端に含まれていた。cDNAの3′末端
の望ましい位置にDNA合成を指示するためにPCR法
で用いられたプライマーには、増幅されたcDNAをベ
クターDNA中に挿入するためのHindIII部位が含まれ
ていた。
【0123】<KGFおよびKGF関連ペプチドに対す
る抗体の製造>ヒト繊維芽細胞由来の完全かつ精製され
たタンパクに対して、マウス内で、5回以上の皮下注射
を用いることによりモノクーナル抗体が生産された。試
験血液は、ヒト上皮細胞からの高度に精製されたKGF
を抗原に用い、固相(ELISA)検定でスクリーニングさ
れた。ハイブリドーマはルーチンの方法により製造さ
れ、またKGF関連抗体を検出するために、上澄み液は
ELISA 検定でスクリーニングされた。陽性クローンは通
常の方法により連続的にサブクローン化され、また大量
の抗体を製造するために、選択されたサブクローンがマ
ウス中で腹水腫瘍として成長された。抗体は、標準的な
技術 (例えばヒドロキシアパタイト又は免疫アフィニ
ティー樹脂)を用いることにより精製された。
【0124】合成ペプチドに対するポリクローナル抗体
は、兎中において、標準的な方法を用いることにより次
のようにして生成された。ポリペプチドは固相技術によ
って製造され、グルタルアルデヒドとの反応によってチ
ログロブリンに結合された。連続的に皮下注射が行わ
れ、試験血液はウエスタンブロト分析およびマイトジェ
ネシス・バイオアッセイを含む他の方法並びにELISA に
よってスクリーニングされた。IgG免疫グロブリンは、
固相化タンパクGを用いたアフィニティークロマトグラ
フィーによって単離された。
【0125】ポリクローナル抗体は、ヒト繊維芽細胞か
ら天然に分泌されたKGFおよび E.coli 中で産生され
た組換えKGFの両者に対して、以下のプロトコールを
用いることにより、兎中において生成された: i) 最初の注射および第一の追加免疫は、鼠径部のリン
パ節に投与された。
【0126】ii) その後の追加免疫は筋肉内へ行われ
た。
【0127】試験血液のスクリーニングには、ウエスタ
ンブロット分析およびマイトジェネシス・バイオアッセ
イ並びにELISA が含まれ、また合成ペプチドに対する抗
体について上述したと同様にしてIgGを精製した。
【0128】[結 果]この実験セクションの結果は、
図8〜図14に纏められている。これらの図に示したデ
ータおよび/またはそれらに関する実験を簡単に説明す
れば次の通りである。
【0129】図8; ヒトKGF cDNAクローンの
模式的な表現である。配列決定に用いられる重複pCE
V9クローン32および49は、未翻訳領域を線で記
し、かつコード配列をボックスで示す完全な構造図の上
部に示される。ハッチ領域はシグナルペプチドの配列を
示し、白抜きの領域は成熟蛋白質を示す。選択された制
限部位を示す。
【0130】図9〜図11; KGF・cDNA塩基配
列および予想されるアミノ酸配列である。塩基は右側に
番号付けされており、アミノ酸は全体を通して番号付け
されている。精製KGF由来のN−末端ペプチド配列に
は下線を付してある。疎水性N−末端ドメインはイタリ
ック体で示す。潜在的なアスパラギン結合グリコシレー
ション部位はオーバーライン表示されている。このRN
Aの3′末端に近い異なるポリアデニール化部位、AA
TTAAおよびAATACAはボックスとして示す。
【0131】図12; ノーザンブロット分析によるK
GF・mRNAの同定である。レーンaおよびcはポリ
(A)−選択M426RNA、レーンdは全細胞M42
6RNAを表わす。フィルターは、レーンaおよびbが
クローン32(プローブA、図8)からの32P−標識
695bp・BamHI/BclI断片で、またレーン
cおよびdがクローン49(プローブB、図II−1A)
からの541bp・ApaI/EcoRI断片でハイブ
リダイズされている。
【0132】図13; 関連する分子のFGFファミリ
ーの位相的比較である。高い相同性を共有する2つのタ
ンパクドメインを黒塗りのボックスで示す。線影をつけ
たボックスは、推定シグナルペプチド配列を示す。2つ
の保護されたシステイン残基(C)の位置を示す。
【0133】図14; 正常ヒト細胞株および組織にお
けるKGF・mRNAのノーザンブロット分析、および
上皮細胞に対する既知の活性を有する他の成長因子のm
RNA発現との比較である。全細胞RNAを、セシウム
・トリフルオロ酢酸勾配遠心により単離した。RNA1
0μgを変性し、1%ホルムアルデヒドゲル中で電気泳
動した。穏やかなアルカリ変性(50mM NaOHで
30分間)の後、1M酢酸アンモニウムをコンベクタン
ト(convectant)としてRNAをニトロセル
ロースフィルターに移した。フィルターは、KGFコー
ド配列(A)の5′末端からの647bp Eco R
I断片を含有する32P−標識cDNAプローブもしく
は他の成長因子DNAからの類似のプローブとハイブリ
ダイズした。下記タイプのヒト細胞が用いられた。扁平
上皮癌(A253、A388およびA431);乳房の
上皮細胞(S6およびR1);Ad12−SV40で不
死化されたケラチン細胞;主要ヒトケラチン細胞;新生
児包皮線維芽細胞、AG1523;成人皮膚線維芽細胞
(501T);および胚性肺線維芽細胞(WI−38お
よびM426)。
【0134】<新規成長因子をコードするcDNAクロ
ーンの単離>KGFコーディング配列に対応したcDN
Aクローンを研究するために、9個のアミノ酸配列、即
ち精製KGFのミクロシーケンシング(実験セクション
I、および参考文献II−3参照)によって決定されたよ
うに、 Asn-Asp-Met-Thr-Pro-Glu-Gln-Met-Alaに基づい
て、26塩基の長さをもったオリゴヌクレオチドの二つの
プールが作成された。一方のオリゴヌクレオチドプール
は、9アミノ酸のための 256の可能な全てのコーディン
グ配列の混合物を含んでおり、他方はThr 及びPro のた
めのコドンの縮退第三位置(the degenarate third posi
tion) にイノシン残基を含んでいた。
【0135】この後者のデザインは、プール中の可能な
コーディング配列の数を16に減少させる。tRNAアン
チコドン中のイノシンは、A、CまたはUと水素結合を
形成できる(II−4)。また、デオキシイノシンを含む
オリゴヌクレオチドは、対応するcDNAと効率良くハ
イブリダイズすることが示されている(II−5)。
【0136】cDNAライブラリーは、成長因子の初期
供給源であるヒト胎児肺繊維芽細胞系 M426(II−7)
から抽出されたポリアデニル化RNAを用いて、cDN
AクローニングベクターであるpCEV9中に構築された。
32P- ラベルされた26量体オリゴヌクレオチドを用い
た該ライブラリー(9 ×10プラーク)のスクリーニ
ングによって、オリゴヌクレオチド・プローブの両方の
プールとハイブリダイズする88のプラークが同定され
た。
【0137】<選択されたcDNAクローンの特徴付け
及びシーケンシング>分析された10個のプラーク精製ク
ローンのうちの一つ (クローン49)は、3.5 kbのcD
NA挿入を有していた。一方、残りのクローンは1.8 kb
〜2.1 kbに亘る挿入を有していた。
【0138】小さいほうのクローンの分析によって、幾
つかの共通の制限部位が明らかになった。小さいほうの
代表的なクローン (クローン32とクローン49)のシー
ケンシングによって、それらが重複部分を有するcDN
Aであることが明らかになった(図8)。クローン49は
メッセージのポリ(A)テールにプライムされていた
が、クローン32は、KGF・mRNAの3′非コード領
域中のA- リッチな配列に対するオリゴ(dT)プライ
マーのハイブリダイゼーションによって、ライブラリー
の構築の際に生じていた。
【0139】<KGFポリペプチドをコードする配列の
説明>二つのcDNA(クローン32及び49)のアライン
メントによって、完全なKGFコーディング配列を含む
3.85 kb の連続配列が確立された(図9〜図11)。開
始コドンと思われるATG がヌクレオチド位置446 に位置
しており、1030位置のTAA 停止コドンで終端する582 塩
基対の読み取り枠が確立された。この読み取り枠は22,5
12の算出分子量を有する194-アミノ酸ポリペプチドをコ
ードするであろう。
【0140】ATG コドンに隣接する配列は、真核生物リ
ボソームによる最適の開始(II−8)のためのコンセン
サス配列として提案された配列の GCC(G/A)CCATGG には
適合しないが、ATG コドンの3ヌクレオチド上流にAが
存在する。この位置におけるAは、前記コンセンサス配
列において最も高い確率で維持されているヌクレオチド
である。同じ読み取り枠において、このATG コドンの85
ヌクレオチド上流には、TAG 停止コドンが先行してい
る。
【0141】精製KGFの実験的に決定されたNH
末端に対して相同性を有する実験的に決定された19アミ
ノ酸配列は、提案された開始コドン下流の第32アミノ酸
で始まる。予期された配列と実験的に決定されたアミノ
酸配列とは完全に一致しており、曖昧さのないアサイン
メントが可能であった。
【0142】KGFと公知のタンパクとの間の相同性を
研究するために、リップマン及びパーソンのFASTP プロ
グラムを用いて、ナショナル・バイオメディカル・リサ
ーチ・ファウンデーション・データベースのコンピュー
タ調査を行った(II−9)。この研究によって、KGF
について予期された一次構造と、酸性および塩基性FG
F並びに関連hst およびint-2-にコードされたタンパク
の一次構造との間に驚くべき関係が明らかになった。
【0143】<ヒト細胞におけるKGF遺伝子のmRN
A転写の発現>ヒト細胞内でのKGF・mRNAの発現
を確かめるための予備試験において、KGFコーディン
グ配列の大部分に亘るプローブ(プローブA、図8)
は、全M426RNAのノーザンブロット分析によって、単
一の2.4kb 転写を検出した(図12)。これは、コンポ
ジットcDNA配列の長さ(3.85kb)よりも遥かに短か
った。
【0144】しかしながら、ポリ(A)- 選択された M
426 RNAのスクリーニングに際しては、略5kbの追加
の転写が検出された。更に、クローン49の翻訳されなか
った領域、即ち3′〜クローン32の端までに由来するプ
ローブ(プローブB、図8)は、より大きいメッセージ
に対してのみハイブリダイズした(図12)。従って、
KGF遺伝子はRNAを替えるようにして転写されるよ
うに思える。FGFファミリーの他の二つのメンバー、
即ちbFGF(II−29)および int-2(II−30)も
また複数のRNAを発現し、その重要性は決定されるべ
く残されている。
【0145】KGFの正常な機能的役割を研究するため
に、種々のヒト細胞系および組織におけるその発現が試
験された。図14に示すように、胎児、新生児および成
人の上皮組織に由来する幾つかの繊維芽細胞系の夫々に
おいて、優勢な 2.4 kb KGF転写が検出された。しか
し、正常起源の上皮細胞系からは検出されなかった。ま
た、該転写は、正常な成人の腎および胃腸管器官から抽
出されたRNA中でも検出されたが、肺または脳からは
検出されなかった。KGF・RNA発現が、上皮組織に
比べて間質細胞中で驚くほど特異的であることは、この
因子が、上皮細胞成長の間充織刺激において正常な機能
を果たすことを示した。
【0146】比較のために、上皮細胞に対する活性が知
られている他の成長因子のmRNAについても、上記に
挙げたと同じ組織内で分析した。分析された上皮細胞系
および間質細胞系の中には、aFGFまたはbFGF転
写の発現に一致するパターンなかった(図14)。該E
GF転写は、同じ細胞系の何れにおいても発現せず、ま
た種々の組織のうち腎でのみ観察された。最後に、TG
Fαメッセージは何れの間質繊維芽細胞系でも検出され
ず、また上皮細胞系の夫々において種々のレベルで発現
された。また、試験された組織のうち、腎において、低
レベルで検出された(図14)。
【0147】図14からは、ヒト胎児肺繊維芽細胞およ
び皮膚成熟繊維芽細胞由来のRNA中には、単一の2.4
kb転写が存在している一方で、(B5/589)上皮細胞系お
よび(HA83)グリア細胞系、或いはヒト伏在静脈上皮細
胞の一次培養中には何等の転写も検出されなかったこと
が明らかである。
【0148】<ヘパリンによるKGFマイトジェン活性
の阻害>ヘパリンは、種々の培養中の標的細胞に対する
aFGFのマイトジェン活性を実質的に増大させ、また
これを熱による不活性化に対して安定化させることが示
されている(II−21,II−22)。bFGFに密に結
合するにもかかわらず、ヘパリンは、そのマイトジェン
活性に対して最小限の影響しかもたない。KGFのFG
Fに対する関係の観点から、KGFマイトジェン活性に
対するヘパリンの影響が調べられた。下記の表II−1に
示したように、培地中にヘパリンが含まれているとき、
KGFに応答したBALB/MKによるチミジン取り込みは16
倍阻害された。対照的に、aFGFおよびbFGFの両
者の活性は同一の処理によって増大した。
【0149】
【表7】
【0150】なお、この実験においては、細胞をマイク
ロタイタープレートに塗布し、血清含有培地中で成長さ
せて集団を形成させ、その後、試料添加前に血清非含有
培地に24−72時間置いた。既述の通りに有糸分裂誘
発検定を行なった(実験部分I上部およびII−3参
照)。示される場所においては、培養培地中に最終濃度
20μg/mlでヘパリンが含有されている。全ての成
長因子の濃度は、50ng/mlであった。表中の結果
は、ヘパリンの存在下(+)もしくは非存在下(−)で
の指示された検定細胞において、H−チミジン取込
みの何倍の刺激であるかを表わす。各々の値は、各点が
順々に重複分析の平均値を表わす2つの独立した実験か
らの平均結果を示す。
【0151】上記のように、表II−1は、ヘパリンのK
GFマイトジェン活性に対する影響と他の成長因子に対
する影響との比較を纏めて示しており、KGFに応答し
たBALB/MK細胞によるDNA中へのチミジン取り込みが
ヘパリンによって阻害される一方、これとは対照的に、
aFGFおよびbFGFの活性に応答したときは何れの
場合も同じ処理によって増大することを示している。
【0152】<抗KGF抗体の製造>実験免疫学の分野
で良く知られ、かつ上記の方法セクションに要約した標
準的な方法論を用いて、KGFまたはKGF様ポリペプ
チドを認識する幾種類かの抗体が調製された。これらに
は次のものが含まれる:ヒト繊維芽細胞由来の完全かつ
精製されたタンパクに対して、マウス内で生成されたモ
ノクローナル抗体;KGF・cDNAから予測されるア
ミノ酸配列に基づいた配列を有する合成ペプチドに対し
て、兎内で生成されたポリクローナル抗体;ヒト繊維芽
細胞から天然に分泌されたKGFおよび E.coli 中で産
生された組換えKGF(次のセクション参照)の両方に
対して、兎内で生成されたポリクローナル抗体。
【0153】三つの異なったハイブリドーマから得られ
たモノクローナル抗体が精製された。この三つの全て
が、固相(ELISA )検定において、天然に生じたKGF
と同様に組換え体を認識した。何れも変性条件下でKG
Fと交差反応せず(ウエスタンブロット)、またBALB/
MKバイオアッセイにおいてKGFのマイトジェン活性を
中和しない。
【0154】アミノ酸配列 NDMTPEQMATNVRを有する合成
ペプチドを用いて、ポリクローナル抗体が生成された。
このアミノ酸配列は、KGFの32番から44番までの残基
(図II−1参照)にたいして、cDNAによって45位置
に実際にコードされる asp残基の代りにR(arg )残基
を加えたものに対応する。天然KGFポリペプチドにお
いて、このasp 残基は多分グリコシル化されており、従
って、当該ポリペプチドから直接に得られたアミノ酸配
列データ中では argであるように思える(以下の考察の
項を参照のこと)。この合成ペプチドで生成されたポリ
クローナル抗体は、ELISA およびウエスタンブロット分
析において、少なくとも10 ng の微量のタンパクを検出
できるレベルの感度で、天然に生じたKGFおよび組換
えKGFの両方を認識する。しかし、これら抗体はBALB
/MK におけるKGFのマイトジェン活性を中和しない。
【0155】完全な中性KGFタンパクに対するポリク
ローナル抗血清は、ELISA およびウエスタンブロット検
定の両者において、KGFを認識する。また、BALB/MK
バイオアッセイにおいて、このような抗体はKGFのマ
イトジェン活性を阻害するように思える。
【0156】<E.coliでのKGF・cDNAの発現>E.
coli中でポリペプチドを製造するために、KGF・cD
NAは、そのコーディング配列をプラスミド pKK233-2
(II−31)内でハイブリッドtrk プロモータ(trp お
よびlac プロモータの要素からなる)の制御下に置くこ
とによって発現された。これを達成するために、成熟K
GF分子(即ち、そのシグナルペプチドを伴わないも
の)をコードする情報を含んだ特定の長さのKGF・c
DNAが、ポリメラーゼ・チェイン・リアクション技術
(II−32)を用いて増幅された。このフラグメント
は、標準的組換えDNAの方法論を用いて、ベクターの
二つの部位、即ち、S1ヌクレアーゼ消化によって平滑化
されたNcoI部位とHindIII部位との間に方向付けして挿
入された。選択された組換え体は、ATG 開始コドンがtr
k プロモータ調節要素と正しく並んでいることを確かめ
るために、そのcDNA5′末端でシーケンスされた。
【0157】小スケール法によって、幾つかの組換え体
がタンパク製造について試験された。要約すると、クロ
ーンは中間指数相(OD595 -0.5)まで成長され、
1mMのイソプロピルβ- D- チオガラクトピラノース
(IPTG)で90分間処理され、ウエスタンブロットのため
に、細胞抽出物がSDS- ポリアクリルアミドゲルにか
けられた。試験された全ての組換え体が、アミノ末端K
GFペプチドに対して生成した抗体によって認識される
タンパクを合成した。IPTGから最も大きい誘導を示した
一つの組換え体が選択された。50μg/mlのアンピシリ
ン及び12.5μg/mlのテトラサイクリンを含むNZYブ
ロス中で、1リットルのバクテリアがOD 595 -0.5
まで成長され、IPTGで90分間処理された。遠心により細
胞を回収し、50mM燐酸ナトリウム(pH 7.3)、0.2M NaC
l 中に再懸濁させ、音波破砕により溶解させた。遠心分
離により細胞破片(cell debris) を除去し、溶解物を直
接ヘパリン- セファロース・アフィニティーカラムにか
けた。
【0158】ウエスタンブロット分析およびケラチン細
胞でのマイトジェン活性によって測定されたように、組
換えKGFは 0.6〜0.6 M NaCl中で溶出する。Mono-S(F
PLC)カラム(ファルマシア)を用いて引続き行った HSA
C の精製により、SDS- ポリアクリルアミドゲル及び
銀着色を用いた電気泳動分析により判断して、純度90%
以上と推定されるKGF調製物が得られた。
【0159】組換えKGFは、BALB/MKケラチン細胞へ
のチミジンの取り込みを効率良く刺激したが、 NIH/3T
3 繊維芽細胞に対しては最低限の活性しか示さなかっ
た。標準的なケラチン細胞バイオアッセイにおけるBALB
/MK細胞の半上限刺激は、2〜5ng/mlの濃度で達成さ
れたが、これに比較して、M426細胞から精製されたKG
Fについては10〜15ng/mlの濃度であった。
【0160】<KGF配列およびaFGF配列を含むキ
メラの構築>上記に示した研究によって、KGFは二つ
の異なった特徴を有することが示された。これらの特徴
は、他の多機能ポリペプチドのコーディング配列中に生
じることが良く知られているように、ポリペプチドの異
なった部分またはドメインによってコードされるもので
あろう。この可能性を試験するために、aFGFのC末
端コアに接合されたKGFのNH2 末端配列をコードす
るキメラDNAセグメントを、以下のように構築した。
KGF・cDNAの5′末端での Sau3AI 制限酵素部位
(GATC)が切断され、aFGF・cDNAにおける相同
部位に結合された。上記の Sau3AI 制限酵素部位は、残
基78及び79(夫々 arg 及びile ;図II−1)のための
コドン内にある。また、上記aFGF・cDNAの相同
部位は、アミノ酸39(arg) 及び40のためのコドン内にあ
る。このキメラDNAの3′および5′末端が、分泌型
のポリペプチドをコードするKGF・cDNAの挿入に
用いたと同じ方法(上記の方法を参照のこと)によっ
て、プラスミド pKK233-2のベクターDNAに結合され
た。
【0161】該キメラを有するベクタを用いて組換え
E.coli を構築し、また成熟KGFについて上記で説明
したようにして発現試験を行ったとき、KGFおよびa
FGFの両方の性質を有する新規生成物が産生された。
このペプチドは、ヘパリン- セファロース・クロマトグ
ラフィーによって富化され、またKGFと同様、ケラチ
ン細胞に対して標的細胞選択性を有するが、繊維芽細胞
(NIH/3T3 )に対しては最小限の活性しかもたないこと
が分かった。しかし、このキメラのマイトジェン活性は
ヘパリンによる阻害に対して感受性を欠いており、この
特徴はKGFよりもaFGFに類似している。事実、ケ
ラチン細胞に対するマイトジェン活性は、aFGFの場
合と同様に、ヘパリンによって実際に増大した。こうし
て、本発明に従えば、細胞標的特異性およびヘパリン感
受性の原因であるペプチドドメインはKGF中において
明確に区別され、また容易に分離可能である。
【0162】[考 察」このセクションで説明した実験
は、本発明の幾つかの主要な態様を例示している。これ
らには、KGFをコードするcDNAの単離、このよう
なcDNAの組換え細胞中での発現、KGFと反応する
種々の抗体の製造、並びにKGFおよびaFGFの両者
のアミノ酸配列および関連機能を具備した新規成長因子
をコードするキメラcDNAの構築および発現が含まれ
る。また、これら態様に関連した以下のポイントは、本
発明の理解を高めるために留意されるべきであろう。K
GF・cDNAから予測される配列は、ヒト繊維芽細胞
から分泌された精製KGFから決定されたアミノ酸配列
と一致した。更に、この配列は、直接のアミノ酸配列に
よっては決定的なアミノ酸の特定ができない位置につい
て、有力な説明を与えた。残基32および46は、cDNA
配列からシステインであると予測される。また、非修飾
システイン残基の加水分解された誘導体は、エドマン分
解に従っては検出できない。また、予測されたKGFア
ミノ酸配列は、残基45〜47に一つの可能なN- リンクし
たグリコシル化部位( Asn-X-Ser/Thr )を含んでい
た。もしAsn 45 がグリコシル化されると、それはここ
で用いたアミノ酸シーケンシング法によっては検出され
ないであろう。事実、NaDodSO/PAGE上
において、KGFは精製されたタンパクについて予測さ
れるよりも高い分子量で、広いバンドとして移動する。
これはグリコシル化によって説明され得る。
【0163】FGFは、広い標的細胞特異性をもったヘ
パリン結合性マイトジェンである(II−10)。hst 遺
伝子はヒト胃癌(II−11)、隣接正常胃組織(II−1
2)および Kaposi 肉種(II−13)から、標準 NHI/
3T3 感染アッセイによりトランスフォーミング遺伝子と
して同定された。int-2 遺伝子の産物は、正常にはマウ
スの胚形成の最中に(II−14)、また異常にはマウス
乳癌ウイルスのプロウイルス的組込み(proviral integr
ation)の後に(II−15)発現される。
【0164】KGFは同定された繊維芽細胞ファミリー
の6番目のメンバーである(II−28)。繊維芽細胞に
対する活性が欠如しているからFGF−6の名称は適切
ではないように思えるが、FGFファミリーに対する構
造的関連を示すために、この成長因子について当該命名
を用いてもよい。従来特徴付けされた全ての成長因子
は、標的として上皮細胞を排除するか、或いは感受性標
的細胞のメンバーの中に上皮細胞をんでいるかの何れか
であるから、KGFマイトジェン活性の上皮細胞に対す
る高度の特異的性質、特にケラチン細胞の感受性は独特
のものである。
【0165】今日までの研究において、KGF転写の発
現は上皮組織由来の間質細胞に特異的であるように思
え、これはその正常な上皮細胞増殖における機能を示唆
する。KGF・cDNAクローンの入手可能性によっ
て、この成長因子の異常発現が、上皮細胞の形成異常お
よび/または新形成に特徴付けられる臨床状態に関連す
るか否かを決定することが可能になる。更に、この新規
な因子を組換え技術で大量に製造できることによって、
上皮細胞の特異的成長が特に重要であるような状況にお
ける、その臨床適用の試験が可能になるに違いない。
【0166】KGF配列と、FGFファミリーの五つの
他のタンパクとを並べて比較することによって、二つの
主な領域の相同性が明らかになる。この領域は、予測さ
れたKGF配列におけるアミノ酸65〜156 および 162〜
186 に亘っており、両者は該ファミリーの異なったメン
バーで長さが異なる短い非相同的なアミノ酸鎖で分離さ
れている(図13)。int-2 の場合、この配列の長さは
17残基であるが、hstでは二つの相同領域が隣接してい
る。KGFにおいて、この介在配列は5個のアミノ酸か
らなっている。
【0167】この整列された領域において、KGFアミ
ノ酸配列の約44%が int-2(マウス)と同一であり、39
%がbFGF(ヒト)と同一であり、37%がaFGF
(ヒト)と同一であり、33%が hst(ヒト)と同一であ
る。この同じ領域において、6種類の全てのタンパクは
残基の19%が同一であり、保存的置換(conservative su
bstitution) が加納であり、28%の相同性を示した。
【0168】図13に示したように、これら関連タンパ
クのアミノ末端は非相同性であり、長さも種々である。
KGFおよびhst の一次翻訳生成物は、シグナル配列と
して働くと思われる疎水性N末端領域を含んでいる(II
−16)。これは、当該N末端ドメインが成熟KGF分
子中に存在しない事実によって更に支持される。これと
は対照的に、FGFは一見してシグナルペプチドを伴わ
ないで合成される(II−10)。int-2 タンパクは、不
規則なN末端疎水性残基の領域を含んでいるが(II−1
7)、このタンパクが分泌されるかどうかは分かってい
ない。更に、他のファミリーメンバーに比較すると、in
t-2 タンパクは長いC末端延長部を含んでいる。
【0169】精製されたKGFは5個のシステイン残基
を含んでおり、そのうちの二つはFGF関連タンパクの
ファミリーに亘って保持される(図13)。また、KG
F配列を通して5個の塩基性残基対が存在する。この同
じパターンは、他のFGFファミリーメンバーにも見出
だされており、それらとヘパリンとの相互作用に含まれ
るかもしれない(II−18)。また、二塩基部位もタン
パク分解プロセッシングの共通の標的であり、このよう
なプロセッシングによって、幾つかのKGF調製物に見
られる微細不均一性(microheterogeneity)を説明できる
であろう。
【0170】KGF・cDNA配列はその全長に亘って
ATリッチであるが、特に3′非翻訳領域においてそう
である。該領域でのAT含量は70%で、推定コーディン
グ配列における60%および5′非翻訳領域における63%
と比較して明らかに高かった。3′非翻訳領域には多数
の ATTTA配列を含まれてた。これは、一時的に発現され
た不安定なRNAの選択的分解に含まれることが提案さ
れている。古典的な AATAAA ポリアデニル化シグナルは
存在しないが、二つの変形配列、即ち AATTAAおよび AA
TACA (II−20)が、cDNAの3′末端におけるポ
リ(A)配列の夫々24ヌクレオチド及び19ヌクレオチド
上流に検出された。
【0171】酸性FGFに対するヘパリンの影響は、該
成長因子の活性コンホメーションの安定化、或いは酸性
FGF及びそのレセプタとの三元コンプレックス形成の
何れかに起因することが示唆されている(II−21,II
−22)。もしそうであるならば、ヘパリンはKGFの
遊離分子として活性でないコンホメーションを安定化
し、またはそのレセプタと効果的に相互作用できない密
なコンプレックスを形成するのであろう。
【0172】そのヘパリン結合能はKGFとFGFとの
構造的類似性を反映しているのに対して、これら関連マ
イトジェンの間の標的細胞特異性は顕著に相違してい
る。FGFは、胎児の中胚葉および神経外胚葉を起源と
する最後まで分化していない細胞の分割を誘導する。繊
維芽細胞および血管内皮組織に加えて、培養された中胚
葉由来の標的細胞には、筋芽細胞、軟骨細胞および骨芽
細胞が含まれる(II−23)。FGFはまた、グリア星
状細胞および神経芽細胞に対してもマイトジェン的であ
る(II−24)。また、Kaposo肉種から単離されたオン
コジェンの産物(これはhst と同一である)も、NIH/3T
3 及び毛細血管内皮細胞の増殖を刺激する(II−2
5)。今日まで、KGF誘導マイトジェネシスは上皮細
胞においてのみ観察されており、繊維芽細胞または内皮
細胞においては検出可能な何等の活性もないことが示さ
れている(既述の実験セクションIおよびII−3参
照)。従って、KGFはFGFとは異なった細胞表面レ
セプタを介して作用すると思われる。
【0173】KGFと他のFGF関連タンパクとの間に
は、顕著なN末端相同性は全く存在しない。従って、K
GFのN末端ドメインがその独特の標的細胞特異性を説
明するに十分なものであるかどうかを決定するために、
KGFと基本型FGFとの間のキメラ分子の構築が企画
された。このような第一の組換えポリペプチド配列に関
する結果は、KGFのこのN末端ドメインは本質的にケ
ラチン細胞に対する細胞選択性をコードし、KGFのヘ
パリンに対する感受性は、aFGFの配列によって置換
されたC末端コア領域の何処かにコードされることを示
した。この新規KGF様成長因子は、通常使用される抗
凝固剤であるヘパリンの存在下で上皮細胞に特異的な成
長因子の投与が望ましいような臨床的適用において有利
であろう。また、キメラに関する追加の研究は、C末端
コアの何れの特異的ドメインが、それらの生物学的活性
に対するヘパリンの異なった効果に寄与するかに関する
洞察をも提供するに違いない。
【0174】背景技術および本発明の説明を補完する目
的で、この明細書中で今まで指摘した刊行物、特許およ
び特許出願は、ここに参照として明細書中に組み込まれ
る。
【0175】明確化および理解の目的で、先の発明を幾
らか詳細に説明した。また、本発明の範囲を逸脱するこ
となく、その形式および詳細において種々の組み合わせ
を行い得ることは明らかであろう。
【0176】
【表8】
【0177】
【表9】
【0178】
【表10】
【0179】
【表11】
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、ヒト胎児繊維芽細胞M426 由来の馴ら
し培地のヘパリン- セファロース・アフィニティーカラ
ムクロマトグラフィーの結果を描いたもので、マウスケ
ラチン細胞(BALB/MK)のためのマイトジェン活性の90
%以上が 0.6M NaClで溶出されたことを示してい
る。
【図2】図2は、吸着マトリックスを具備したHPLCを用
いて、ヒト繊維芽細胞からのマイトジェンを更に精製し
た結果のうち、BALB/MKマイトジェン活性の逆相
(C )HPLC上のプロファイルを示している。
【図3】図3は、図2に示されたCクロマトグラフ
ィーから選択された画分の電気泳動分析(NaDodS
/PAGE)を示しており、ピークHPLC画分
が銀染色ゲル上の単一バンドを含むことを示している。
【図4】図4は、図3で分析された分画によってトリガ
ーされたBALB/MK細胞内におけるDNA合成の棒グラフ
であり、活性プロファイルを横切るタンパクバンドの強
度と良く相関した相対的マイトジェン活性を示してい
る。
【図5】図5は、生理的pHにおける(TSK G3000SW Gl
asPac )カラムランでの分子篩クロマトグラフィーを用
いた、RP-HPLC に代わる別の精製ステップを示してお
り、ここではBALB/MKバイオアッセイにおけるマイトジ
ェン活性の主要ピークが現れている。
【図6】図6は、TSK精製マイトジェンに応答したBA
LB/MKのDNA合成と、他の成長因子に応答したBALB/
MKのDNA合成との間の比較を示している。
【図7】図7は、成長因子の異なった組合わせに応答し
た、化学的に限定された培地中におけるBALB/MK細胞の
成長の比較を示している。
【図8】図8は、ヒトKGF・cDNAクローンの概略
的模式図を示している。
【図9】図9は、KGF・cDNAヌクレオチオ及び予
想されるアミノ酸配列を示している。
【図10】図10は、KGF・cDNAヌクレオチオ及
び予想されるアミノ酸配列を示している。
【図11】図11は、KGF・cDNAヌクレオチオ及
び予想されるアミノ酸配列を示している。
【図12】図12は、KGF遺伝子から転写されたRN
Aのノーザンブロット分析による同定を示している。
【図13】図13は、高い相同性を有する二つのタンパ
クドメイン、推定シグナル配列および二つの保存された
システイン残基を強調して、KGFを含むFGFファミ
リー関連分子間のトポロジ−比較を示している。
【図14】図14は、選択されたヒト正常細胞系および
組織におけるKGF関連mRNAの(ノーザンブトッ
ト)分析を示す電気泳動写真である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C07K 14/50 C07K 19/00 19/00 C12P 21/02 H // C12P 21/02 A61K 37/24 (71)出願人 596000903 スチュアート・エー・アーロンソン アメリカ合衆国、バージニア州 22066、 グレイト・フォールズ、ハリーマン・スト リート 1006 (72)発明者 ジェフェリー・エス・ルビン アメリカ合衆国、メリーランド州 20851、 ロックビル、アパートメント・ケー − 44、バルチモア・ロード 2020 (72)発明者 ポール・ダブリュ・フィンチ アメリカ合衆国、メリーランド州 20814、 ベゼスダ、ホーランド・アビニュー 9306 (72)発明者 スチュアート・エー・アーロンソン アメリカ合衆国、バージニア州 22066、 グレイト・フォールズ、ハリーマン・スト リート 1006

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 単離されたグリコシル化または非グリコ
    シル化ケラチン細胞成長因子(KGF)タンパクであっ
    て、(i)該タンパクが結合した上皮起源の細胞に対す
    る選択的マイトジェン活性を生じるのに十分な数の、図
    II−1Bのアミノ酸32-64を含むN末端領域と、(ii)
    図II−1Bのアミノ酸65-156および161-189を含むC末
    端領域とを有するKGFタンパク。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載のKGFタンパクであっ
    て、前記C末端領域が図II−1Bのアミノ酸65-194を含
    むKGFタンパク。
  3. 【請求項3】 少なくとも請求項1または2の何れか1
    項に記載のKGFタンパクを含有する薬学的組成物。
  4. 【請求項4】 請求項1または2の何れか1項に記載の
    KGFタンパクの使用であって、上皮細胞を刺激する医
    薬を製造するための使用。
  5. 【請求項5】 上皮細胞のための選択的マイトジェン活
    性を有する図II−1Bのアミノ酸32-64および157-161ま
    たはその一部と、繊維芽細胞成長因子ファミリーに属す
    る成長因子の少なくともポリペプチド部分とを具備する
    キメラタンパク。
  6. 【請求項6】 請求項5に記載のキメラタンパクであっ
    て、前記繊維芽細胞成長因子が酸性繊維芽細胞成長因子
    (aFGF)であるキメラタンパク。
  7. 【請求項7】 請求項6に記載のキメラタンパクであっ
    て、aFGFの前記ポリペプチド部分は、KGFのヘパ
    リン感受性の原因であるKGF配列に相同性のaFGF
    部分におけるアミノ酸残基によって定義されるキメラタ
    ンパク。
  8. 【請求項8】 請求項7に記載のキメラタンパクであっ
    て、KGF由来の前記機能ドメインは図II−1Bにおけ
    るアミノ酸残基32-64によって定義され、また前記aF
    GFのポリペプチド部分は残基番号39から始まるaFG
    Fのカルボキシ末端によって定義されるキメラタンパ
    ク。
  9. 【請求項9】 請求項5〜8の何れか1項に記載のキメ
    ラタンパクと、薬学的に許容可能なキャリアとを含有す
    る薬学的組成物。
  10. 【請求項10】 請求項5〜8の何れか1項に記載のキ
    メラタンパクの使用であって。ヘパリンの存在下におい
    て上皮細胞の特異的刺激を必要とする症状を治療する医
    薬を製造するための使用。
  11. 【請求項11】 ケラチン細胞成長因子(KGF)タン
    パクをコードするDNA分子であって、前記KGFタン
    パクは、(i)該タンパクが結合した上皮起源の細胞に
    対して選択的マイトジェン活性を与えるのに十分な数
    の、図II−1Bのアミノ酸32-64を含むN末端領域と、
    (ii)図II−1Bのアミノ酸65-156および161-189を含
    むC末端領域とを有するKGFタンパクであるDNA分
    子。
  12. 【請求項12】 請求項11に記載のDNA分子であっ
    て、前記C末端領域は図II−1Bのアミノ酸65-194を含
    んでいるDNA分子。
  13. 【請求項13】 上皮細胞のための選択的マイトジェン
    活性を有する図II−1Bのアミノ酸32-64および157-161
    またはその一部と、繊維芽細胞成長因子ファミリーに属
    する成長因子の少なくともポリペプチド部分とを具備す
    るキメラタンパクをコードするDNA分子。
  14. 【請求項14】 請求項13に記載のDNA分子であっ
    て、前記繊維芽細胞成長因子は酸性繊維芽細胞成長因子
    (aFGF)であるDNA分子。
  15. 【請求項15】 請求項14に記載のDNA分子であっ
    て、aFGFの前記ポリペプチド部分は、KGFのヘパ
    リン感受性の原因であるKGF配列に相同性のaFGF
    部分におけるアミノ酸残基によって定義されるDNA分
    子。
  16. 【請求項16】 請求項15に記載のDNA分子であっ
    て、KGF由来の前記機能ドメインは図II−1Bにおけ
    るアミノ酸残基32-64によって定義され、また前記aF
    GFのポリペプチド部分は残基番号39から始まるaFG
    Fのカルボキシ末端によって定義されるDNA分子。
  17. 【請求項17】 上皮起源の細胞に対する選択的マイト
    ジェン活性を有する図II−1Bのアミノ酸配列の一部か
    らなる、単離されたグリコシル化または非グリコシル化
    ケラチン細胞成長因子。
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