JP2000248000A - New nervous cell differentiation promoter - Google Patents

New nervous cell differentiation promoter

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JP2000248000A
JP2000248000A JP11048413A JP4841399A JP2000248000A JP 2000248000 A JP2000248000 A JP 2000248000A JP 11048413 A JP11048413 A JP 11048413A JP 4841399 A JP4841399 A JP 4841399A JP 2000248000 A JP2000248000 A JP 2000248000A
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protein
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cells
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain the subject agent capable of more strongly differentiating a nervous precursor cell into nervous cell such as astrocyte, compared with case when a mixture of a specific interleukin with the receptor in which these both components are not fused is used by including a fusion protein of the specific interleukin with the receptor as an active ingredient. SOLUTION: This agent contains a fusion protein of interleukin-6 (IL-6) with interleukin-6 receptor (IL-6R) as an active ingredient. It is preferable that the protein is a fusion protein in which IL-6 is directly bonded to IL-6R. The protein is obtained by integrating a gene encoding the protein into an expression vector, introducing the integrated protein into a host such as yeast, etc., of Pichia pastoris, culturing the transformed host and purifying the protein from the culturing supernatant, etc. The daily dose of the agent is generally 1-500 μg/kg.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、インターロイキン
−6レセプター(以下、IL−6Rと記載する)とイン
ターロイキン−6(以下、IL−6と記載する)の融合
蛋白質(以下IL−6R・IL−6融合蛋白質と略す)
を主成分として含む、神経前駆細胞の神経系細胞への分
化促進剤に関するものである。また本発明は、IL−6
R・IL−6融合蛋白質を有効成分として含む神経前駆
細胞の神経系細胞への分化促進剤を投与することからな
る神経系細胞分化促進に関するものである。
[0001] The present invention relates to a fusion protein of interleukin-6 receptor (hereinafter referred to as IL-6R) and interleukin-6 (hereinafter referred to as IL-6). (Abbreviated as IL-6 fusion protein)
The present invention relates to an agent for promoting differentiation of neural progenitor cells into nervous system cells, comprising as a main component. The present invention also relates to IL-6
The present invention relates to the promotion of neural cell differentiation by administering an agent for promoting differentiation of neural progenitor cells to neural cells containing an R • IL-6 fusion protein as an active ingredient.

【0002】[0002]

【従来の技術】gp130蛋白質は細胞膜上に発現した
分子量13万の糖蛋白質で、標的細胞により多様なシグ
ナルを伝える分子であることが知られている。この事実
を利用して、例えば、gp130蛋白質を刺激すること
によりニューロンから神経突起が伸長する方法が報告さ
れている(特開平9−87198号公報参照)。
2. Description of the Related Art The gp130 protein is a glycoprotein with a molecular weight of 130,000 expressed on the cell membrane and is known to be a molecule that transmits various signals to target cells. Utilizing this fact, for example, a method has been reported in which neurites are extended from neurons by stimulating the gp130 protein (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-87198).

【0003】最近、マウス胎児から調製した神経前駆細
胞を、IL−6Rの細胞外領域とIL−6の共存下、あ
るいはCNTF(ciliary neurotrop
hic factor)の共存下におき、gp130蛋
白質を刺激しながら培養すると、アストロサイト(神経
系細胞)に分化することが報告された(Bonniら、
Science、278巻、477頁、1997年)。
この報告は、gp130蛋白質を刺激することにより神
経前駆細胞を神経系細胞に分化させることを示すもので
ある。
Recently, neural progenitor cells prepared from mouse embryos have been prepared in the presence of IL-6R extracellular region and IL-6, or CNTF (ciliary neurotrope).
It has been reported that when cultured under stimulation with gp130 protein in the presence of chick factor, it differentiates into astrocytes (neural cells) (Bonni et al.,
Science, 278, 477, 1997).
This report indicates that neural precursor cells are differentiated into neural cells by stimulating the gp130 protein.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】前記のように、IL−
6RとIL−6を共存させてgp130蛋白質を刺激す
ることで神経前駆細胞を神経系細胞に分化させることは
明らかとなっているが、しかし、その分化促進効果は充
分とはいえず、gp130蛋白質を刺激することによる
神経系細胞分化促進剤を提供するにはなおいっそうの分
化促進効果を達成する必要があった。
As described above, IL-
It has been clarified that stimulating the gp130 protein in the presence of 6R and IL-6 causes neural progenitor cells to differentiate into nervous system cells, but its differentiation promoting effect is not sufficient, and the gp130 protein is not effective. In order to provide an agent for promoting differentiation of nervous system cells by stimulating, it is necessary to achieve a further differentiation promoting effect.

【0005】従って本願発明の目的は、gp130蛋白
質を刺激することにより、神経前駆細胞をアストロサイ
ト等の神経系細胞に分化させる分化促進剤であって、I
L−6RとIL−6を共存させた場合に比較してより強
力な分化促進効果を奏する分化促進剤を提供することに
ある。また本願発明の他の目的は、かかる強力な分化促
進剤を用いて神経前駆細胞を神経系細胞に分化させる分
化促進方法を提供することにある。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a differentiation promoting agent for differentiating neural progenitor cells into neural cells such as astrocytes by stimulating the gp130 protein.
An object of the present invention is to provide a differentiation promoting agent having a stronger differentiation promoting effect as compared with the case where L-6R and IL-6 coexist. Another object of the present invention is to provide a method for promoting differentiation of neural progenitor cells into neural cells using such a powerful differentiation promoting agent.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に成された本願請求項1の発明は、IL−6RとIL−
6の融合蛋白質を有効成分として含む、神経前駆細胞の
神経系細胞への分化促進剤である。また前記他の目的を
達成するために成された本願請求項2の発明は、IL−
6RとIL−6の融合蛋白質を有効成分として含む神経
系細胞分化促進剤を投与する、神経前駆細胞の神経系細
胞への分化促進方法である。以下、本願発明を詳細に説
明する。
Means for Solving the Problems To achieve the above object, the invention of claim 1 of the present invention is directed to IL-6R and IL-R.
An agent for promoting the differentiation of neural progenitor cells into neural cells, comprising the fusion protein of No. 6 as an active ingredient. In order to achieve the other object, the invention of claim 2 of the present application provides an IL-
This is a method for promoting differentiation of neural progenitor cells into neural cells, which comprises administering a neural cell differentiation promoting agent containing a fusion protein of 6R and IL-6 as an active ingredient. Hereinafter, the present invention will be described in detail.

【0007】本発明で用いるIL−6R・IL−6融合
蛋白質としては、例えば、IL−6RとIL−6がジス
ルフィド結合により結合されたものを例示することがで
きる。また例えば、後述する遺伝子工学的手法により製
造される、そのN末端側にIL−6Rが位置し、C末端
側にIL−6が位置する融合蛋白質であり、両蛋白質の
間が、例えば任意アミノ酸配列のリンカーやαヘリック
ス型構造を取るアミノ酸配列のリンカーを介して結合さ
れたものを例示できる。リンカー配列を有しておらず、
両蛋白質が直接結合された融合蛋白質は、前記リンカー
配列に起因する抗原性を持たないため、本願の分化促進
剤を人体等に投与する場合等を考えると好ましい。
[0007] Examples of the IL-6R / IL-6 fusion protein used in the present invention include those in which IL-6R and IL-6 are linked by a disulfide bond. Further, for example, a fusion protein produced by a genetic engineering technique described below, in which IL-6R is located on the N-terminal side and IL-6 is located on the C-terminal side, and an arbitrary amino acid is located between both proteins. Examples thereof include those linked via a sequence linker or an amino acid sequence linker having an α-helical structure. Does not have a linker sequence,
Since a fusion protein in which both proteins are directly bound does not have antigenicity due to the linker sequence, it is preferable when the differentiation promoter of the present application is administered to a human body or the like.

【0008】IL−6Rは、全長468アミノ酸残基で
構成される膜蛋白質で、シグナル領域、細胞外領域、膜
貫通領域及び細胞内領域から成り(Yamasaki
ら、Science、241、825頁、1988年参
照)、IL−6と結合すると更に細胞膜上のgp130
蛋白質と結合して細胞内にシグナルを伝える。IL−6
との結合及びgp130蛋白質との結合にはその細胞外
領域のみが必要であり、膜貫通領域や細胞内領域を欠失
した可溶性IL−6Rであっても、IL−6と結合後、
更にgp130蛋白質と結合してシグナルを伝達するこ
とができる(登録特許第2865300号公報参照)。
ヒトIL−6Rの場合、シグナル領域はN末端1番目の
メチオニン残基付近から19番目のアラニン残基付近ま
で、細胞外領域は20番目のロイシン残基付近から35
8番目のアスパラギン酸残基付近まで、膜貫通領域は3
59番目のセリン残基付近から386番目のロイシン残
基付近まで、細胞内領域は387番目のアルギニン残基
付近から468番目のアルギニン残基付近までと考えら
れている。細胞外領域はイムノグロブリン様領域とサイ
トカインレセプター領域に分けられ、イムノグロブリン
様領域は20番目のロイシン残基付近から111番目の
アスパラギン酸残基付近まで、サイトカインレセプター
領域は112番目のバリン残基付近から323番目のア
ラニン残基付近までと考えられている。また、IL−6
との結合に必須なのはサイトカインレセプター領域であ
り、イムノグロブリン様領域は不要であることが知られ
ている。なおサイトカインレセプター領域は、7つのβ
シートから構成されるバレル(樽)様の構造体が短い2
個つながった構造体である(Yawataら、EMBO
J.、12、1705頁、1993年参照)。
[0008] IL-6R is a membrane protein composed of a total of 468 amino acid residues and comprises a signal region, an extracellular region, a transmembrane region and an intracellular region (Yamasaki).
Et al., Science, 241, 825, 1988), binding to IL-6 further increases gp130 on the cell membrane.
It binds to proteins and transmits signals into cells. IL-6
Only the extracellular region is required for binding to gp130 protein, and even soluble IL-6R lacking a transmembrane region or an intracellular region, after binding to IL-6,
Further, it can transmit a signal by binding to the gp130 protein (see Patent No. 2865300).
In the case of human IL-6R, the signal region extends from around the N-terminal first methionine residue to around the 19th alanine residue, and the extracellular region extends from around the 20th leucine residue to 35th.
Up to the vicinity of the eighth aspartic acid residue, the transmembrane region is 3
It is thought that the region from around the 59th serine residue to around the 386th leucine residue and the intracellular region from around the 387th arginine residue to around the 468th arginine residue. The extracellular region is divided into an immunoglobulin-like region and a cytokine receptor region. To the vicinity of the alanine residue at position 323. In addition, IL-6
It is known that an essential component for binding to is a cytokine receptor region, and an immunoglobulin-like region is unnecessary. The cytokine receptor region consists of seven β
Short barrel-like structure composed of sheets 2
A connected structure (Yawata et al., EMBO
J. , 12, 1705, 1993).

【0009】上記の観点から、本発明で用いるIL−6
R・IL−6融合蛋白質を構成するIL−6Rとして
は、全長のIL−6Rはもちろんのこと、その細胞外領
域全体又はサイトカインレセプター領域のいずれか、即
ち部分的IL−6Rを用いることもできる。IL−6と
結合してそのシグナル伝達系を構成するのはサイトカイ
ンレセプター領域であり、細胞外領域は該領域を含む領
域だからである。本発明者らの知見によれば、例えば、
具体的にそのN末端として、N末端20番目のロイシン
残基、N末端112番目のバリン残基、及びN末端11
6番目のグルタミン酸残基が例示できる。また本発明者
らの知見によれば、例えば、具体的にIL−6RのC末
端として、N末端323番目のアラニン残基から361
番目のセリン残基までの39個のアミノ酸残基のうちの
いずれか一つ、特に好ましくは323番目のアラニン残
基、333番目のアラニン残基、334番目のロイシン
残基、335番目のトレオニン残基、338番目のリジ
ン残基又は343番目のイソロイシン残基の6個のアミ
ノ酸残基のいずれか一つを用いることが例示できる。即
ち、前記N末端として例示したアミノ酸残基から前記C
末端として例示したアミノ酸残基までのアミノ酸配列
を、IL−6R・IL−6融合蛋白質におけるIL−6
R部分として使用し、そのC末端側にIL−6のN末端
を結合させるのである。なおIL−6RのN末端は、融
合蛋白質のシグナル伝達における作用効果を勘案して適
宜削除することができる。
[0009] From the above viewpoint, IL-6 used in the present invention.
As the IL-6R constituting the R.IL-6 fusion protein, not only the full-length IL-6R but also the whole extracellular region or the cytokine receptor region, that is, a partial IL-6R can be used. . This is because it is the cytokine receptor region that binds to IL-6 to form its signal transduction system, and the extracellular region is a region containing this region. According to the findings of the present inventors, for example,
Specifically, the N-terminus includes a leucine residue at the 20th N-terminus, a valine residue at the 112th N-terminus, and an N-terminus 11
The sixth glutamic acid residue can be exemplified. According to the findings of the present inventors, for example, as the C-terminus of IL-6R, 361 to 361 from the alanine residue at the N-terminal 323rd position
Any one of the 39 amino acid residues up to the th serine residue, particularly preferably the 323 th alanine residue, the 333 th alanine residue, the 334 th leucine residue, the 335 th threonine residue For example, it is possible to use any one of the six amino acid residues of the 338th lysine residue or the 343rd isoleucine residue. That is, from the amino acid residue exemplified as the N-terminal to the C
The amino acid sequence up to the amino acid residue exemplified as the terminus was changed to IL-6R / IL-6 fusion protein IL-6.
It is used as the R part, and the N-terminus of IL-6 is bound to the C-terminal side. The N-terminus of IL-6R can be appropriately deleted in consideration of the effect of the fusion protein on signal transduction.

【0010】IL−6R・IL−6融合蛋白質を構成す
るIL−6は、4つのαヘリックスから構成される全長
212アミノ酸残基の分泌型蛋白質であり(Hiran
oら、Nature,324,731巻、1986年参
照)、IL−6が活性を示すためには、これら4つのα
ヘリックス全てが必要であることが知られている。従っ
て本発明で使用するIL−6としては、4つのαヘリッ
クスすべてを有するものであれば、特に制限はない。即
ち、全長のIL−6はもちろんのこと、例えばN末端や
C末端の一部アミノ酸残基が削除された部分的IL−6
であってもよい。例えば、具体的に分泌型IL−6の構
造として知られているN末端28番目のアラニン残基又
は29番目のプロリン残基から212番目のメチオニン
残基までのIL−6を例示することができる。またその
他にも、IL−6の発現例(例えばYasukawa
ら、Biotech.Lett.、12,419頁、1
990年)やIL−6R・IL−6融合蛋白質の発現例
(Fisherら、Nature Biotech.、
15,142頁、1997年)を参照して部分的IL−
6としていかなる配列のものを使用するか決定すること
ができる。
[0010] IL-6, which constitutes the IL-6R / IL-6 fusion protein, is a secretory protein composed of four α helices and having a total length of 212 amino acid residues (Hiran).
O et al., Nature, 324, 731 (1986)).
It is known that all helices are required. Therefore, the IL-6 used in the present invention is not particularly limited as long as it has all four α helices. That is, not only full-length IL-6 but also partial IL-6 in which, for example, some amino acid residues at the N-terminal and C-terminal are deleted.
It may be. For example, IL-6 from the N-terminal 28th alanine residue or the 29th proline residue to the 212th methionine residue which is specifically known as a secretory IL-6 structure can be exemplified. . In addition, other examples of expression of IL-6 (for example, Yaskawa
Et al., Biotech. Lett. 12, 419, 1
990) and IL-6R / IL-6 fusion protein expression examples (Fisher et al., Nature Biotech.,
15, 142, 1997).
It can be determined what sequence to use as 6.

【0011】前述した、リンカーを介して又はリンカー
を介することなく結合された一本鎖のIL−6R・IL
−6融合蛋白質は、これをコードする遺伝子を用いて遺
伝子組換え操作を行うことにより容易に作製することが
できる。IL−6R又はIL−6をコードする遺伝子は
既に単離されており、その塩基配列もよく知られてい
る。従って、本発明の融合蛋白質を作製する際には、融
合蛋白質を構成するIL−6RとIL−6のアミノ酸配
列から必要な遺伝子配列を調製し、これを制限酵素を用
いて結合させておけば良い。またここで、天然の遺伝子
配列を用いる以外にコドンの縮合を勘案し、任意のコド
ンを同一のアミノ酸残基をコードするが塩基配列の異な
るものに置換するなどしても良い。遺伝子組換えにより
宿主に蛋白質を発現させる場合、特定のコドンを使うと
発現率や翻訳率が向上することがあるからである。
The above-mentioned single-chain IL-6R · IL bound via a linker or without a linker.
The -6 fusion protein can be easily prepared by performing a gene recombination operation using a gene encoding the same. The gene encoding IL-6R or IL-6 has already been isolated, and its nucleotide sequence is also well known. Therefore, when preparing the fusion protein of the present invention, a necessary gene sequence is prepared from the amino acid sequences of IL-6R and IL-6 constituting the fusion protein, and these are ligated using a restriction enzyme. good. Here, in addition to the use of a natural gene sequence, any codon may be replaced with one which encodes the same amino acid residue but has a different base sequence in consideration of codon condensation. This is because when a protein is expressed in a host by genetic recombination, use of a specific codon may improve the expression rate and the translation rate.

【0012】本発明の融合蛋白質を遺伝子組換えで作製
する場合に使用する宿主に特別の制限はなく、従来の報
告を参考にしつつ、通常の遺伝子組換え操作で使用され
ている大腸菌やCHO細胞等に代表される動物細胞を使
用することができる(Yasukawaら、J.Bio
tech.、108,673頁、1990年参照)。中
でも、本実施例に示したピキア・パストリス種の酵母
(Pichia pastoris)は、メタノールを
唯一の炭素源として生育できる酵母で、CHO細胞等の
ような動物細胞と比較して安価に培養できることから特
に好ましい宿主として例示できる。
There are no particular restrictions on the host used when the fusion protein of the present invention is produced by genetic recombination, and Escherichia coli and CHO cells used in ordinary genetic recombination operations can be used with reference to the conventional reports. Animal cells represented by, for example, (Yasukawa et al., J. Bio
tech. , 108, 673, 1990). Among them, the yeast of the species Pichia pastoris shown in the present example is a yeast that can grow using methanol as a sole carbon source, and can be cultured at a lower cost than animal cells such as CHO cells. It can be exemplified as a preferred host.

【0013】前述した、本発明の融合蛋白質を遺伝子組
換えで作製するための遺伝子は、宿主に導入する(形質
転換する)際には、発現ベクターの中に組み込んで使用
する。発現ベクターは当該遺伝子の他に、発現制御遺伝
子や形質転換された宿主の選択のための指標となる遺伝
子等を組み込むが、かかる遺伝子は使用する宿主との関
係で適宜選択して使用すれば良い。例えばピキア・パス
トリス種の酵母を宿主として使用するのであれば、その
染色体DNA中にIL−6R・IL−6融合蛋白質をコ
ードする遺伝子を導入するためのアルコールオキシダー
ゼ遺伝子の上流配列と下流配列、選択の指標となるヒス
チジン合成遺伝子そして発現制御のためのアルコールオ
キシダーゼ遺伝子のプロモーター配列等が、大腸菌を宿
主として使用するのであれば選択の指標となるアンピシ
リン耐性遺伝子や発現制御のためのLacプロモーター
/オペレーター配列等が例示できる。なお、市販の発現
ベクター(例えばpPIC9、ピキア・パストリス種の
酵母用の発現ベクター、インビトロジェン社製)に本発
明の遺伝子を導入して使用することもできる。
The above-described gene for producing the fusion protein of the present invention by genetic recombination is used by incorporating it into an expression vector when introducing (transforming) it into a host. The expression vector incorporates, in addition to the gene, an expression control gene, a gene serving as an indicator for selecting a transformed host, and the like. Such a gene may be appropriately selected and used in relation to the host to be used. . For example, if yeast of the species Pichia pastoris is used as a host, upstream and downstream sequences of an alcohol oxidase gene for introducing a gene encoding an IL-6R / IL-6 fusion protein into its chromosomal DNA, The histidine synthesis gene and the promoter sequence of the alcohol oxidase gene for expression control are used as an indicator of ampicillin resistance gene and Lac promoter / operator sequence for expression control, which are selection indicators if Escherichia coli is used as a host. Etc. can be exemplified. The gene of the present invention can be introduced into a commercially available expression vector (for example, pPIC9, an expression vector for Pichia pastoris yeast, manufactured by Invitrogen) and used.

【0014】本発明において、好ましくピキア・パスト
リス種の酵母をIL−6R・IL−6融合蛋白質をコー
ドする遺伝子を含有する発現ベクターで形質転換して融
合蛋白質を作製する場合は、発現ベクター中に、融合蛋
白質のシグナルペプチドとしてIL−6R本来のシグナ
ルペプチドやα因子のシグナルぺプチドを組み込むこと
が好ましく、特に高発現を実現できることからα因子の
シグナルぺプチドを用いることが好ましい。
In the present invention, preferably, when a yeast of the species Pichia pastoris is transformed with an expression vector containing a gene encoding an IL-6R / IL-6 fusion protein to produce a fusion protein, the expression vector may contain It is preferable to incorporate an intrinsic signal peptide of IL-6R or a signal peptide of α-factor as a signal peptide of the fusion protein. In particular, it is preferable to use a signal peptide of α-factor because high expression can be realized.

【0015】前述の形質転換された宿主を適当な条件下
で培養し、発現ベクター中の発現制御遺伝子との関係で
必要に応じて融合蛋白質の発現を誘導すれば融合蛋白質
を作製することができる。本発明において、好ましくピ
キア・パストリス種の酵母を宿主とする場合は、ジャー
ファーメンターを用いる方法が例示できる。より具体的
には、100mLの培地が仕込まれた500mL容量の
振とうフラスコに、あらかじめ作製しておいたIL−6
R・IL−6融合蛋白質を発現するピキア・パストリス
種の酵母の20%グリセロール凍結菌株を接種し、28
〜30℃で20時間振とう培養する。次に6〜9Lの培
地が仕込まれた16L容量のジャーファーメンターに上
記培養液100mLを接種し、28〜30℃にて通気撹
拌培養を開始する。培養中の酵母の状態をモニタリング
するために、OD600、pH、溶存酸素濃度、撹拌速
度、温度をモニタリングしてかつ制御することが好まし
い。培地は天然物由来の炭素源を含むものであれば特に
種別は問わないが、具体的組成は実施例を参考にすれば
よい。また、該培養を実施するためのジャーファーメン
ターとしては市販の装置を使用することができる。培養
開始後、培養液中のグリセロールが枯渇した段階でメタ
ノールを添加すればよい。グリセロールの枯渇は溶存酸
素をモニタリングすることにより知ることができる。メ
タノールの添加は枯渇後5時間以内に行うことが望まし
い。メタノールの添加量は多すぎると酵母に毒性を示す
が、少なすぎるとアルコールオキシダーゼ遺伝子のプロ
モーター配列が十分に機能しないことを勘案すると、
0.5%以上5%以下(質量/容量)が好ましい。
The above-mentioned transformed host is cultured under appropriate conditions, and the fusion protein can be produced by inducing the expression of the fusion protein as required in relation to the expression control gene in the expression vector. . In the present invention, when a yeast of Pichia pastoris is preferably used as a host, a method using a jar fermenter can be exemplified. More specifically, IL-6 prepared beforehand was placed in a 500 mL shake flask charged with 100 mL of medium.
A 20% glycerol frozen strain of Pichia pastoris yeast expressing the R.IL-6 fusion protein was inoculated with 28
Incubate with shaking at 3030 ° C. for 20 hours. Next, 100 mL of the above culture solution is inoculated into a 16 L capacity jar fermenter charged with 6 to 9 L of medium, and aeration and stirring culture is started at 28 to 30 ° C. In order to monitor the state of the yeast during the culture, it is preferable to monitor and control the OD600, pH, dissolved oxygen concentration, stirring speed, and temperature. The type of the medium is not particularly limited as long as it contains a carbon source derived from a natural product, but the specific composition may be referred to the examples. As a jar fermenter for performing the culture, a commercially available device can be used. After the start of the culture, methanol may be added at the stage when the glycerol in the culture solution is depleted. Glycerol depletion can be determined by monitoring dissolved oxygen. It is desirable to add methanol within 5 hours after depletion. If the amount of methanol added is too large, it is toxic to yeast, but if the amount is too small, considering that the promoter sequence of the alcohol oxidase gene does not function sufficiently,
0.5% or more and 5% or less (mass / volume) are preferable.

【0016】培養により作製された融合蛋白質は、適当
な方法で培地等から取得することが可能である。宿主と
して大腸菌を用いた場合は、発現された融合蛋白質は大
腸菌内に不溶性塊として蓄積されることから、菌体を破
砕後、適当な条件下でリフォールディングや精製操作を
行えばよい。好ましくピキア・パストリス種の酵母を宿
主として用いた場合には、その培養上清から融合蛋白質
を精製して取得することが可能である。精製原料は融合
蛋白質を含む溶液であれば特に制限はなく、例えば融合
蛋白質を含むピキア・パストリス種の酵母の培養液を例
示することができる。該溶液はそのまま用いてもよく、
またはそれらを緩衝液あるいは純水により希釈したり、
限外ろ過膜あるいは硫酸アンモニウム等により濃縮した
後に用いてもよい。精製操作としては、液体クロマトグ
ラフィー操作を例示することができる。好ましくはイオ
ン交換クロマトグラフィー、疎水性クロマトグラフィ
ー、ゲルろ過クロマトグラフィーの3種類のクロマトグ
ラフィーの組み合わせを例示することができる。
The fusion protein produced by culturing can be obtained from a medium or the like by an appropriate method. When Escherichia coli is used as a host, the expressed fusion protein accumulates as an insoluble mass in Escherichia coli. Therefore, after the cells are disrupted, refolding and purification operations may be performed under appropriate conditions. When a yeast of the Pichia pastoris species is preferably used as a host, the fusion protein can be purified and obtained from the culture supernatant. The purification raw material is not particularly limited as long as it is a solution containing the fusion protein, and examples thereof include a culture solution of a yeast of Pichia pastoris containing the fusion protein. The solution may be used as it is,
Or dilute them with buffer or pure water,
It may be used after being concentrated with an ultrafiltration membrane or ammonium sulfate. As a purification operation, a liquid chromatography operation can be exemplified. Preferably, a combination of three types of chromatography, such as ion exchange chromatography, hydrophobic chromatography, and gel filtration chromatography, can be exemplified.

【0017】ピキア・パストリス種の酵母の培養上清は
容量が大きいため、最初にイオン交換クロマトグラフィ
ーにかけることが好ましい。イオン交換クロマトグラフ
ィーは陽イオン交換クロマトグラフィーと陰イオン交換
クロマトグラフィーに分かれるが、除蛋白質効率を考慮
するして適宜選択することができる。前者の例としては
陽イオン交換基としてSPを、後者の例としては陰イオ
ン交換基としてDEAEを例示することができる。ここ
で流速を毎分100ml以上に上げられることと、1μ
m以下のフィルターを通していないサンプルを添加する
ことができることを勘案すると、後の実施例に示すよう
に、陽イオンクロマトグラフィーとしては吸着流動床S
treamline SP C−50カラム(アマシャ
ムファルマシア社製)を好ましく例示することができ
る。上記方法により得た融合蛋白質を含む画分は、次に
疎水性クロマトグラフィーにかけ、さらに融合蛋白質の
純度がより高い画分を得ることができる。この画分は、
後の実施例に示すように、例えば陽イオン交換クロマト
グラフィーで濃縮することにより、ゲルろ過クロマトグ
ラフィーを効率よく行うことができる。
Since the culture supernatant of the yeast of the species Pichia pastoris is large in volume, it is preferred that the yeast is first subjected to ion exchange chromatography. Ion exchange chromatography is divided into cation exchange chromatography and anion exchange chromatography, and can be appropriately selected in consideration of protein removal efficiency. The former can be exemplified by SP as a cation exchange group, and the latter can be exemplified by DEAE as an anion exchange group. Here, the flow rate can be increased to 100 ml or more per minute and 1 μm
Considering that it is possible to add a sample that has not passed through a filter having a size of not more than m, as shown in the examples below, the adsorption fluidized bed S
A preferred example is a streamline SP C-50 column (manufactured by Amersham Pharmacia). The fraction containing the fusion protein obtained by the above method is then subjected to hydrophobic chromatography, whereby a fraction having a higher purity of the fusion protein can be obtained. This fraction
As shown in the examples below, gel filtration chromatography can be performed efficiently by concentrating by, for example, cation exchange chromatography.

【0018】IL−6R・IL−6融合蛋白質は、製剤
化することにより神経系細胞分化促進剤とすることがで
きる。製剤化は、例えば生理食塩水、ブドウ糖液、マン
ソトール、メチルセルロース、ゼラチン、ヒト血清アル
ブミン等の通常の賦形剤と混合することにより達成され
る。製剤中のIL−6R・IL−6融合蛋白質の量は重
量比にして0.01%程度以上であることが例示できる
が、上限は特に制限されない。また製剤にはIL−6R
・IL−6融合蛋白質以外の成分が存在していても良
い。更にIL−6R・IL−6融合蛋白質は凍結乾燥品
とすることも可能であり、この場合には使用直前に生理
食塩水、ブドウ糖液又はリンゲル液等の等張液により再
溶解すれば良い。
The IL-6R / IL-6 fusion protein can be used as a nervous system cell differentiation promoting agent by formulating it. Formulation is achieved by mixing with normal excipients such as saline, glucose solution, mansitol, methylcellulose, gelatin, human serum albumin, and the like. The amount of the IL-6R / IL-6 fusion protein in the preparation can be, for example, about 0.01% or more by weight, but the upper limit is not particularly limited. The formulation contains IL-6R
-Components other than the IL-6 fusion protein may be present. Further, the IL-6R / IL-6 fusion protein may be a lyophilized product. In this case, it may be redissolved with an isotonic solution such as physiological saline, glucose solution or Ringer's solution immediately before use.

【0019】本発明の神経系細胞分化促進剤は、ヒト等
の哺乳動物に対し、例えば静脈内投与、筋肉内投与、経
皮投与等、非経口的に投与することが好ましい。投与量
は、神経前駆細胞の不足症状を示す疾患の種類、投与対
象患者等の状態等により適宜決定されるが、一般には1
〜500μg/kg/日の範囲であり、神経系細胞の増
多の様子を観察しつつ継続的な投与を行えば良い。
The neural cell differentiation promoting agent of the present invention is preferably administered parenterally to mammals such as humans, for example, by intravenous administration, intramuscular administration, transdermal administration, and the like. The dose is appropriately determined depending on the type of disease showing a deficient symptom of neural progenitor cells, the state of the patient to be administered, and the like.
The dose is in the range of 500500 μg / kg / day, and continuous administration may be performed while observing the state of increase in neural cells.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】以下、発明の実施の形態により本
発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらに限定さ
れるものではない。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to embodiments of the present invention, but the present invention is not limited thereto.

【0021】実施例1 14.5日目のICRマウス胎児(日本クレア社から購
入)の神経上皮細胞を取り出し、10ng/mlのbF
GF(basic fibroblast growt
h factor)を含むN2−DMEM/F12培地
(ギブコ社製)6ml中に加えて4日間培養することに
より、神経前駆細胞を調製した。
EXAMPLE 1 Neuroepithelial cells of ICR mouse embryos (purchased from CLEA Japan) on day 14.5 were removed and bF of 10 ng / ml was obtained.
GF (basic fibroblast growth)
h factor) was added to 6 ml of an N2-DMEM / F12 medium (manufactured by Gibco) and cultured for 4 days to prepare neural progenitor cells.

【0022】次に、上記細胞を0.8×105細胞/ウ
ェルになるように調製し、N末端20番目のロイシン残
基〜N末端333番目のアラニン残基からなるIL−6
RのC末端側に、N末端28番目のアラニン残基〜N末
端212番目のメチオニン残基からなるIL−6が結合
した、IL−6R・IL−6融合蛋白質50ng/ml
存在下(A)、同IL−6R・IL−6融合蛋白質20
ng/ml存在下(B)、N末端28番目〜212番目
のアミノ酸配列を含むIL−6(20ng/ml)及び
N末端20番目〜344番目のアミノ酸配列を含むIL
−6R(125ng/ml)存在下(C)、同IL−6
(50ng/ml)及び同IL−6R(125ng/m
l)存在下(D)、そして前記融合蛋白質又は、IL−
6とIL−6R非存在下(E)でさらに3日間培養し
た。
Next, the above cells were prepared at 0.8 × 10 5 cells / well, and IL-6 consisting of the N-terminal 20th leucine residue to the N-terminal 333th alanine residue was prepared.
IL-6R-IL-6 fusion protein 50 ng / ml in which IL-6 consisting of the N-terminal 28th alanine residue to the N-terminal 212th methionine residue is bound to the C-terminal side of R.
In the presence (A), the IL-6R / IL-6 fusion protein 20
In the presence of ng / ml (B), IL-6 (20 ng / ml) containing the N-terminal 28th to 212th amino acid sequence and IL containing the N-terminal 20th to 344th amino acid sequence
IL-6 in the presence of -6R (125 ng / ml) (C)
(50 ng / ml) and the same IL-6R (125 ng / m2).
1) in the presence (D) and the fusion protein or IL-
6 and further cultured for 3 days in the absence of IL-6R (E).

【0023】これを4%のホルムアルデヒドを含むPB
Sで固定化し、アストロサイトのマーカーであるGFA
P(glial fibrillary acidic
protein)を認識する抗体(DAKO社製)及
びローダミン結合抗ウサギ抗体(CHEMICON社
製)で染色し、蛍光顕微鏡で観察した。(A)の結果を
図1に、(B)の結果を図2に、(C)の結果を図3
に、(D)の結果を図4に、そして(E)の結果を図5
にそれぞれ示す。図1〜図5において、白い粒状に見え
るのが神経前駆細胞であり、ヒモ状の突起を有している
のがアストロサイトに分化した細胞である。
This is prepared by adding PB containing 4% formaldehyde
G is immobilized with S and is an astrocyte marker
P (grill fibrillary acidic)
The protein was stained with an antibody (DAKO) and a rhodamine-conjugated anti-rabbit antibody (CHEMICON) and observed with a fluorescence microscope. FIG. 1 shows the results of (A), FIG. 2 shows the results of (B), and FIG. 3 shows the results of (C).
FIG. 4 shows the result of (D), and FIG. 5 shows the result of (E).
Are shown below. In FIG. 1 to FIG. 5, the neural progenitor cells appear as white granules, and the cells having a string-like projection are cells differentiated into astrocytes.

【0024】図1〜図5で明らかなように、IL−6R
・IL−6融合蛋白質は、融合されていないIL−6と
IL−6Rを混合して投与した場合に比べ、非常に強く
アストロサイトへの分化を促進することが観察された。
すなわち、gp130蛋白質を刺激することによる神経
系細胞分化促進剤としては、融合されていないIL−6
とIL−6Rを混合して投与した場合に比べ、IL−6
R・IL−6融合蛋白質の方が分化促進効果が強力であ
る。
As is apparent from FIGS. 1 to 5, IL-6R
-It was observed that the IL-6 fusion protein promoted astrocyte differentiation very strongly as compared to the case where the unfused IL-6 and IL-6R were mixed and administered.
That is, as an agent for promoting nervous system cell differentiation by stimulating gp130 protein, unfused IL-6
IL-6R and IL-6R are mixed and administered.
The R • IL-6 fusion protein has a stronger differentiation promoting effect.

【0025】[0025]

【発明の効果】従来、神経前駆細胞を神経系細胞へ分化
させるのは非常に困難な作業で、しかも分化の程度が弱
いものであったため、ヒトをはじめとする哺乳動物にお
ける脳神経系の研究には長い時間と膨大な労力が必要で
あった。
Conventionally, it has been very difficult to differentiate neural progenitor cells into neural cells, and the degree of differentiation has been weak. Required a long time and a great deal of effort.

【0026】本願発明が提供するIL−6R・IL−6
融合蛋白質は、融合されていないIL−6RとIL−6
を混合して用いた場合に比較して、より強力に神経前駆
細胞をアストロサイト等の神経系細胞に分化させるとい
う分化促進効果を奏する。従って、IL−6R・IL−
6融合蛋白質を有効成分とする本願発明の分化促進剤
は、それ自体が神経前駆細胞の分化促進剤として有用で
あるばかりでなく、ヒトをはじめとする哺乳動物におけ
る脳神経系の研究や、該研究の成果に基づく新しい治療
薬又は診断薬の開発等に極めて重要な意義を有するもの
である。
IL-6R and IL-6 provided by the present invention
The fusion protein comprises unfused IL-6R and IL-6.
Has a differentiation promoting effect of more strongly differentiating neural progenitor cells into nervous system cells such as astrocytes as compared with the case where they are used in combination. Therefore, IL-6R IL-
The differentiation promoting agent of the present invention comprising 6 fusion protein as an active ingredient is not only useful as a differentiation promoting agent for neural progenitor cells per se, but also studies on the cerebral nervous system in mammals including humans, It is extremely important for the development of new therapeutic agents or diagnostic agents based on the results of the above.

【0027】なお、アストロサイトへの分化促進活性に
おいては、CNTFは融合されていないIL−6とIL
−6Rの混合物と同等の活性をもつことが報告されてい
る(Bonniら、Science、278巻、477
頁、1997年参照)。従ってIL−6R・IL−6融
合蛋白質は、gp130蛋白質を刺激することによる神
経系細胞分化促進剤としては、CNTFよりも優れてい
ると考えられる。
In the activity of promoting differentiation into astrocytes, CNTF is not fused with IL-6 and IL-6.
It has been reported that it has an activity equivalent to a mixture of -6R (Bonni et al., Science, 278, 477).
P. 1997). Therefore, the IL-6R / IL-6 fusion protein is considered to be superior to CNTF as an agent for promoting neural cell differentiation by stimulating the gp130 protein.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】図1は、実施例1に記載した方法により、神経
上皮細胞をIL−6R・IL−6融合蛋白質50ng/
ml存在下で培養したときの結果を示す図である。
FIG. 1 shows that neuroepithelial cells were prepared by the method described in Example 1 by using 50 ng / IL-6R / IL-6 fusion protein.
It is a figure which shows the result when culture | cultivating in the presence of ml.

【図2】図2は、実施例1に記載した方法により、神経
上皮細胞を(B)IL−6R・IL−6融合蛋白質20
ng/ml存在下で培養したときの結果を示す図であ
る。
FIG. 2 shows that neuroepithelial cells were transformed into (B) IL-6R / IL-6 fusion protein 20 by the method described in Example 1.
It is a figure which shows the result when culture | cultivating in presence of ng / ml.

【図3】図3は、実施例1に記載した方法により、神経
上皮細胞を(C)IL−6(20ng/ml)及びIL
−6R(125ng/ml)存在下で培養したときの結
果を示す図である。
FIG. 3 shows that neuroepithelial cells were treated with (C) IL-6 (20 ng / ml) and IL by the method described in Example 1.
It is a figure which shows the result at the time of culture in the presence of -6R (125 ng / ml).

【図4】図4は、実施例1に記載した方法により、神経
上皮細胞を(D)IL−6(50ng/ml)及びIL
−6R(125ng/ml)存在下で培養したときの結
果を示す図である。
FIG. 4 shows that neuroepithelial cells were treated with (D) IL-6 (50 ng / ml) and IL by the method described in Example 1.
It is a figure which shows the result at the time of culture in the presence of -6R (125 ng / ml).

【図5】図5は、実施例1に記載した方法により、神経
上皮細胞を(E)サイトカイン及びそのレセプター非存
在下で培養したときの結果を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing the results obtained by culturing neuroepithelial cells in the absence of (E) cytokine and its receptor by the method described in Example 1.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4B024 AA01 BA26 BA63 CA07 DA12 EA04 GA19 4B065 AA77X AA91X AA93Y AB01 BA02 BB06 CA24 CA44 4H045 AA30 BA41 CA40 DA02 DA51 EA21 FA72 FA74 GA22 GA23 GA25  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page F term (reference) 4B024 AA01 BA26 BA63 CA07 DA12 EA04 GA19 4B065 AA77X AA91X AA93Y AB01 BA02 BB06 CA24 CA44 4H045 AA30 BA41 CA40 DA02 DA51 EA21 FA72 FA74 GA22 GA23 GA25

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】インターロイキン−6レセプターとインタ
ーロイキン−6の融合蛋白質を有効成分として含む、神
経前駆細胞の神経系細胞への分化促進剤。
An agent for promoting the differentiation of neural progenitor cells into neural cells, comprising a fusion protein of interleukin-6 receptor and interleukin-6 as an active ingredient.
【請求項2】インターロイキン−6レセプターとインタ
ーロイキン−6の融合蛋白質を有効成分として含む神経
系細胞分化促進剤を投与する、神経前駆細胞の神経系細
胞への分化促進方法。
2. A method for promoting differentiation of neural progenitor cells into neural cells, which comprises administering a neural cell differentiation promoting agent containing a fusion protein of interleukin-6 receptor and interleukin-6 as an active ingredient.
【請求項3】インターロイキン−6レセプターとインタ
ーロイキン−6の融合蛋白質は、両者が直接結合した融
合蛋白質であることを特徴とする、請求項1の分化促進
剤。
3. The differentiation promoting agent according to claim 1, wherein the fusion protein of interleukin-6 receptor and interleukin-6 is a fusion protein in which both are directly bound.
【請求項4】インターロイキン−6レセプターとインタ
ーロイキン−6の融合蛋白質は、両者が直接結合した融
合蛋白質であることを特徴とする、請求項2の分化促進
方法。
4. The method according to claim 2, wherein the fusion protein of interleukin-6 receptor and interleukin-6 is a fusion protein in which both are directly bound.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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