JP2000511409A - Cc型ケモカイン - Google Patents

Cc型ケモカイン

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Abstract

(57)【要約】 CC型ケモカインは、免疫反応の媒介体であることが明らかにされているポリペプチド族に分類され、最近、HIVに対するその抗ウイルス活性により注目を集めている。配列がMIP-1αの配列と非常に類似している2つの新規CC型ケモカインの近くに連結したコーディング領域を含むヒトタンデム遺伝子のクローニング及び分子の特徴付けが開示されている。タンデム遺伝子の転写は、最近記載された因子HCC-1及び以前として未知であるCC-2と呼ばれるCC型ケモカインの非重複オープンリーディングフレームを含むビシストロニック成熟転写物に導いた。更に、一次転写の自動スプライシングは、少なくとも1つのCC型ケモカイン、サイトカインCC-3を更に生じた。2つの機能性プロモーター領域は、タンデム遺伝子内で特定された。開示されたデータは、新規ヒトCC-2/HCC-1タンデム遺伝子の構造及び発現についての幾つかの基本的な知識を提供し、高度真核生物において調節することができる近くに連結している遺伝子の同時発現の機構を説明する。

Description

【発明の詳細な説明】 CC 型ケモカイン 本発明は、サイトカイン群の2つのポリペプチドをコードするタンデム(tandem) 遺伝子の核酸、サイトカインCC-2及びCC-3並びにその生物学的活性フラグメ ント及び/又は誘導体、本発明のペプチドを含有する薬剤、診断用試薬、医薬用 標識のためのサイトカインCC-2及びCC-3の使用、及びサイトカインCC-2及 びCC-3をコードするポリヌクレオチド又はそのフラグメントにハイブリダイズ する核酸プローブに関する。 CC型ケモカインは、免疫反応の媒介体であることが明らかにされているポリペ プチド族に分類され、最近、HIVに対するその抗ウイルス活性により注目を集 めている。 ケモカインは小さい、基本的な、ヘパリン結合ポリペプチドであり、免疫反応の 誘導及び炎症作用(1、2)に関連している。18世紀半ばに、この族の最初の物質 は、刺激された扁桃腺リンパ球又はマクロファージからクローンされた。この族 は、始めの2つのシステインの相互配置によりCXC及びCCケモカインに更に分類 される。大部分のCXC及びCCケモカインは、免疫反応に関係する細胞に関して化 学走性を有する。幾つかのCCケモカインは、複数の生物学的活性、例えば、血液 生成始原細胞の増殖及び分化の制御(5、6、7、8、9)、免疫細胞の広い範囲の活 性化及び誘引(10、11)、及びCD4+Tリンパ球におけるHIV-1及びHIV-2の複製制 御の仮定された関係(postulated participation)(12)を示す。上記CCケモカイン で一番良く説明され、一番良く研究されているものには、MIP-1α、MIP-1β及 びRANTESが含まれている。ケモカインの分類、CC及びCXCケモカインは、染色体 でのその構造及びその遺伝子の位置を反映している(14、15、16、17)。ヒトCXC ケモカインの遺伝子は、一般的に染色体4にあり、4つのエクソン及び3つのイ ントロンから成っているが、CCケモカインの遺伝子はヒト染色体17にあり、3 つのエクソン及び2つのイントロンを有する保存された構造を持っている(18、1 9)。1995年に、ケモカインの新しい型が発見された。これは、C族と呼ばれ、ネ ズミリンパタクチン(lymphotactin)から得られる(20)。この発見は、ケモカイン が2つの小族にのみ限られるものではないことを示した。 本発明は、とりわけ、ヒトタンデム遺伝子のクローニング、並びに6つのシステ イン残基を有する新規CCケモカインCC-2及び上記因子HCC-1のためのオープンリ ーディングフレーム(ORFs)を含む、対応する成熟(mature)ビシストロニック(bic istronic)mRNAに関する。この因子は、ヒト血液濾過物から単離され、健康な固 体(1-5nM)及び腎疾患に苦しむ患者(5-80nM)のヒト血漿において高いレベルで循 環していることが示されている(21)。他と異なり、CCケモカインと関連してHCC- 1は、単球に対する化学活性を有しておらず、これらの細胞の細胞内Ca2+の移動 及び酵素の放出を少し刺激するのみである。更に、HCC-1は分量依存的な方法でC D34+骨髄芽細胞の増殖を促進する(21)。HCC-1について説明された活性以外に、 その主要な生物学的機能は明らかになっていない。 本発明のヒトタンデム遺伝子の核酸は、2つの新規CC型ケモカインをコードし、 その配列はMIP-1αの配列と誤って多少相同である。 従って、本発明は、以下の配列を有するタンデム遺伝子の核酸に関する。 及び上記配列は、以下のアミノ酸配列を有するヒトサイトカインCC-2及びCC-3をコー ドする。 タンデム遺伝子の転写は、最近記載された因子HCC-1及びCC-2の非重複オープン リーディングフレームを含むビシストロニック成熟転写物に導いた。更に、一次 転写のオルタナティブスプライシングは、少なくとも1つのCC型ケモカイン、サ イトカインCC-3を更に生成した。本発明は、更に、これらの新規CC型サイトカイ ン及びそれらの生物学的活性アミド化、アセチル化、リン酸化及び/又はグリコ シル化誘導体に関する。 2つの機能性プロモーター領域が、タンデム遺伝子内で特定された。タンデム遺 伝子の発現を誘導するそれらの能力を研究した。得られたデータは、新規ヒトCC -2/HCC-1タンデム遺伝子の構造及び発現についての幾つかの基本的な知識を提 供し、高度真核生物において調節することができる近接して連結している遺伝子 の同時発現の機構を説明する。 本発明は、サイトカインCC-2及び/又はCC-3並びにそれらの生物学的活性アミド 化、アセチル化、リン酸化及び/又はグルコシル化誘導体を活性成分として含有 する薬剤に関する。薬剤は、その投与方法に適合する適当なガレニクス(galenic s)に従って投与される。ペプチドについて通常のように、本発明の薬剤は、非経 口静脈内、筋内、鼻腔内又は口腔内(bucal)経路を介して投与することができる 。投与されるべきペプチドの分量は、単位投与あたり10から3000μgの間である 。 本発明の診断試薬は、ELISA又はRIA等の公知のアッセイに使用されるべき、本発 明のペプチドに対するポリ又はモノクローナル抗体を、所望により蛍光標識又は 放射標識形態で含む。 本発明の診断試薬は、サイトカイン、mRNA、本発明の核酸若しくはそのフラグメ ントをコードする核酸、又はサイトカインCC-2及び/又はCC-3をコードする核酸 にハイブリダイズすることができるポリ若しくはオリゴヌクレオチドを含むこと ができる。 本発明のペプチドサイトカインCC-2及び/又はCC-3は、細胞移入障害、免疫系の 疾病、癌及び調節成長機能異常の治療のための薬剤の調製のために使用すること ができる。 本発明は、更に、ストリンジェントな条件下、本発明の核酸にハイブリダイズす ることができる核酸プローブに関する。 ビシストロニックCC-2/HCC-1cDNAの配列の完全長cDNAは、T-84細胞から得られ た5μgの全RNAを用いて5’-RACE PCRにより得られた。PCRフラグメントは直 接シークエンスされ、特異的プライマーと組み合わせたオリゴ-dTプライマーを 用いて、成体肝臓cDNAの第一鎖から再増幅(35サイクル)された。入れ子状に重な った(nested)プライマーを用いて、第二の増幅工程(30サイクル)が続けられた。 コンピューターに補助された配列分析は、cDNA内の2つのオープンリーディング フレーム(ORF)の存在を確認した。上流ORFは、長さ113アミノ酸(aa)の仮想の前 駆体をコードする。興味深いことに、最初のORFの翻訳は、3つの終止コドンに より終結する。疎水性プロットは、リーダーペプチドとすることができる20aaの N末端疎水性配列を示した。我々がCC-2と呼ぶ仮想のペプチドの配列は、MIP-1 αの配列と46%の相同性を示すが、2つのシステインを更に有している。下流ORF はHCC-1をコードする。一次転写のイントロン1内のオルタナティブスプライシ ングは、16アミノ酸を更に含むHCC-1のペプチドの変形物(variations)を提供す る。 ヒトCC-2/HCC-1タンデム遺伝子の構造が決定された。ヒトDNAライブラリーから 単離されたλ-FIX-IIファージから単離された20kbpのタンデム遺伝子は、7つの エクソンを含み、エクソンα-δは仮想ペプチドCC-2をコードし、エクソン1-3は HCC-1をコードする。全領域については、制限酵素による分析により地図が作製 された。Sstl制限酵素フラグメントの順序及び配向は、それぞれのSstI制限酵素 部位のフランキング領域のシークエンシングにより決定された。シーク エンシングは、自動蛍光シーケンサーを用いて行われた。HCC-1遺伝子を含む制 限酵素フラグメントは、放射標識プローブとしてHCC-1cDNAを用いるサザンブロ ッティングにより検出された。モノシストロニックHCC-1cDNAの15つの末端bp(エ クソン1より上流の黒の部分に斜線で示されたボックス)は、ビシストロニックm RNAには出現しない。従って、末端bpは、同時にエクソン1及びイントロンδの 一部である。CC-2遺伝子配列はプライマー歩行(walking)により決定された。全 てのエクソン/イントロンスプライシング連結は、共通配列と良く合致している 。プライマー配列は、ビシストロニックCC-2 cDNAから誘導される。2つのプロ モーター(黒い矢印、P1及びP2)の活性は、ルシフェラーゼレポーター遺伝子アッ セイにより研究された。転写の出発部位は、予めプライマー伸長、半定量的RT-P CR及び5'-RACEにより決定された。 本発明は、以下の実施例により更に例示される。 HCC-1遺伝子の調節を研究するために、HCC-1をコードする遺伝子は、ハイブリダ イゼイションプローブとしてHCC-1 cDNAの一部分を用いてクローンされた。配 列分析は、HCC-1の配向が、CC遺伝子の典型的な3つのエクソン及び2つのイン トロンにより形成された記載の構造と良く一致していることを示した。遺伝子の 染色体地図を得るために、それぞれ特定された分量のヒトの染色体を含む3つの ネズミ細胞ハイブリッドのDNAを用いてPCRが行われた。結果は、HCC-1遺伝子が 染色体17に位置しており、従って、ccケモカイン遺伝子の小群に分類することが できることを示した。 HCC-1プロモーターの活性の研究は、以下のように行われた。始めに、転写開始 部位は、プライマー伸長及び半定量的RT-PCR分析(逆転写酵素PCR)により決定 され、オルタナティブ転写開始点は、骨髄及び扁桃腺に比べて、肝臓に存在して いることが示された(データは示されていない)。調節成分及びTATAボックスモチ ーフを含むと推測される上流領域の約700bpは、ルシフェラーゼレセプター遺伝 子から上流にpGL-2塩基ベクターでクローンされた。レセプター遺伝子のア ッセイは、5つの5'-切断欠失構築物及び記載のHCC-1プロモーター/レセプター 遺伝子構築物をHUH-1、T84及びRK13と呼ばれる3つの異なる細胞系に移入する ことにより行われた。トランスフェクションの前に、HUH-7及びT-84細胞は、HCC -1遺伝子の発現について試験され、どちらの細胞系もHCC-1遺伝子を発現するこ とが分かった。驚くべきことに、弱いプロモーター活性のみ(バックグラウンド 活性の2から3倍)が、HUH-7及びT-84細胞において測定され、低い活性(バック グラウンド活性の6倍)がRK-13細胞において検出された。しかしながら、ノーザ ンブロット分析は肝臓において強いHCC-1 mRNA信号を、かつ大腸において明らか に検出可能な信号を示し、HCC-1プロモーターのin vivoでの活性は、レポーター 遺伝子構築物では欠落しているエンハンサー成分に依存していることが示唆され た。 発現された配列断片(ESTs)のデータベースの慣例の配列研究の過程において、5' -伸長部分HCC-1cDNA配列が見つかった。追加的な5'-末端配列は、調節HCC-1上流 領域には現れておらず、プロモーター活性についての試験により、少なくとも1 つの更なる上流非翻訳エクソンの存在が示唆された。興味深いことに、HCC-1cDN A(21)の15の5'末端ヌクレオチドは、伸長されたcDNAには現れていないが、レセ プター遺伝子アッセイにおいて試験されたフラグメントはHCC-1プロモーターの 一部であった。これらの発見は、驚いたことに、最初の非翻訳エクソンから上流 の第二のプロモーター領域があることを示している。遺伝子内で第二プロモータ ーをの位置を確かめるために、完全伸長HCC-1cDNAが、T-84細胞の全RNAから合成 された第一鎖のcDNAを用いて5'-RACE PCR法により単離された。得られた生成物 は、出版されたHCC-1cDNA配列に比べて441のヌクレオチドを更に含んでいた。ES Tが、RACE PCT生成物の5'末端と一致するデータベースから発見することができ たことは驚くべきことである。これは、伸長されたcDNAが完全長鎖である可能性 を強めた。cDNA配列の分析は、cDNAの最初の5'末端ORFはHCC-1をコードせず、新 規CCケモカイン、CC-2をコードすることを示した。このcDNA配列から誘導された ペプチドは、113アミノ酸から成り、リーダーペプチドの典型的な特徴である20 アミノ酸の疎水性N-末端配列を含んでいる。配列 比較研究は、CC-2及びMIP-1αの前駆体は46%の相同性を有することを示した。し かしながら、仮想CC-2は6つのシステイン残基を含むが、最近、これがCC-2と低 い配列相同性を示す、同じシステインのパターンを有する2つの新規ネズミCCケ モカイン、C10(22)及びCCF18(23)にも報告されている。ヒトCCケモカインI-309( 27)も、6つのシステイン残基を含むが、2つの更なるシステイン残基について は異なる相互配置を有している。従って、CC-2、C10及びCCF18は、ヒト及びネズ ミで保存された新規CCケモカインの小群を形成し、仮想ジスルフィド結合を更に 有する。ビシストロニック転写物が形質転換されていない組織細胞においても合 成されることを証明するために、完全長cDNAは成体肝臓のcDNAの第一鎖から単離 され、シークエンスされた。CC-2及びHCC-1のオープンリーディングフレームは 重複せず、101ヌクレオチド離れていた。シークエンスされたcDNAクローンは、 下流のコーディング領域に48のヌクレオチドを更に含み、16のアミノ酸を更に含 むHCC-1ペプチドの変性物を生成した。このCCケモカインはCC-3と呼ばれた。HCC -1遺伝子の遺伝的配列との比較から、追加エクソンがイントロン1に存在し、一 次転写のオルタナティブスプライシングにより生成されることが示された。 更に、CC-2遺伝子配列の構造が測定され、対応する遺伝子の調節が研究された。 従って、HCC-1遺伝子のスクリーニング中に初めに単離されたλ-FIX-IIファージ の全挿入物がマッピングされた。HCC-1遺伝子の5'-上流領域を含む16kpb制限酵 素フラグメントが見つかった。配列分析は、このフラグメント中のCC-2ヌクレオ チド配列をコードする領域をはっきりと確認した。2つのイントロンにより分離 されている3つのエクソンを含む全てのCCケモカイン遺伝子と比較して、CC-2遺 伝子をコードする領域は、3つのイントロンにより分離されている4つのエクソ ンから成っている。CC-2遺伝子のエクソンδの末端からHCC-1遺伝子のエクソン 1までの距離は、約12kbpである。タンデム遺伝子のエクソンαの上流領域は、 転写開始部位に関して-32の位置にTATAボックスモチーフ(TATAAT)を含むが、GC 又はCCAATボックスモチーフは含まない。pGL-2塩基ベクターにクローンされた約 900bpの仮想プロモーターの相対活性は、T-84細胞を移入す ることにより試験された。プロモーターはバックグラウンド活性の8から9倍の 活性を有していることが示され、これは、タンデム遺伝子が有効に転写されたこ とを証明している。2つのプロモーターの比較に弱い活性を考慮すると、肝臓及 び他の様々な組織におけるHCC-1の強い構築的発現を生じる相乗作用が2つのプ ロモーター領域にあるのではないかという疑問を生じるであろう。しかしながら 、タンデム遺伝子複合体内の2つのプロモーター領域の存在は、タンデム遺伝子 の2つの転写的単位は独立に活性化されていることも示している。これは、イン トロンとして表向きには機能する、間のスペーサー領域の重要性を強調し、よっ て、近接して連結した遺伝子をつなげるための真核生物のゲノム内の提示領域は 特定の状況において重要になる可能性がある。ヒト及びネズミのビシストロニッ ク成熟mRNAsの存在は、最初にGDF-1で報告され、U0G-1(28)と呼ばれる未知の 因子で次に報告された。従って、CC-2/HCC-1タンデム遺伝子は、成熟ビシストロ ニックヒトmRNAの2番目の例であり、ポリシストロニック成熟転写物が、高度 真核生物において更に広い範囲にあるという仮説を支持する。最近、転写因子GA TA-1(24)及び幾つかの他の因子(25、26)で示されたように、最初のATG出発コド ンの使用は、原核生物のmRNAsに限定されず、真核生物の細胞においても起こる 。真核生物の成熟ポリシストロニックmRNAsの転写が多数の遺伝子生成物を生じ ることを証明することが残されている。この観点から、我々の研究は、近接して 連結した遺伝子の構造及び調節並びにポリシストロニックmRNAsの形成について 幾つかの新規な基本的な知識を提供する。 1. バギオリーニ(Baggiolini)、M.&ダヒンデン(Dahinden)、C.A.Immunolo gy Today 15、127-133(1994) 2. フーリエ(Furie)、M.B.&ランドルフ(Randolph)、G.J.Am.J.Pathol.146、1 287-1301(1995) 3. オバル(Obaru)、K.ら、J.Biochem.99、885-894(1986) 4. ダバテリス(Davatelis)、G.ら、J.Exp.Med.167,1939-1944(1988) 5. グラハム(Graham)、G.J.&プラグネル(Pragnell)、I.B.Dev.Biol.151、37 7-381(1992) 6. バーファイリー(Verfaillie)、C.M.ら,J.Exp.Med.179、643-649(1994) 7. ブロクシメイヤー(Broxmeyer)、H.E.ら、J.Immunol.147、2586-2594( 1991) 8. ブロクシメイヤー(Broxmeyer)、H.E.ら、J.Immunol.150、3448-3458( 1993) 9. グラハム(Graham)、G.J.ら、Nature 344、442-444(1990) 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【手続補正書】特許法第184条の8第1項 【提出日】平成10年6月16日(1998.6.16) 【補正内容】 請求の範囲 1. 以下の配列を有するタンデム遺伝子の核酸。 及び 上記配列は、以下のアミノ酸配列を有するヒトサイトカインCC-2及びCC-3 をコードする。 2. 請求項1に示されたアミノ酸配列を有するサイトカイン、CC-2及びその生 物学的活性アミド化、アセチル化、リン酸化及び/又はグリコシル化誘導体。 3. 請求項1に示されたアミノ酸配列を有するサイトカイン、CC-3及びその生 物学的活性アミド化、アセチル化、リン酸化及び/又はグリコシル化誘導体。 4. 請求項2及び/又は3に記載のサイトカインCC-2及び/又はCC-3を活性成分 として含有する薬剤。 5. 請求項2及び/又は3に記載のサイトカインCC-2及び/又は3に対するポリ クローナル若しくはモノクローナル抗体、サイトカイン、mRNAs、請求項1に記 載の核酸をコードする核酸、又はサイトカインCC-2及び/又はCC-3をコードする 核酸にハイブリダイズすることができるポリ-若しくはオリゴヌクレオチドを含 む診断用試薬。 6. 細胞移入障害、免疫系の疾病、癌及び調節成長機能異常の治療のための薬 剤の調製のための請求項2及び/又は3に記載のサイトカインCC-2及び/又はCC-3 の使用。 7. 請求項1に記載のポリヌクレオチドにハイブリダイズする核酸プローブ。
───────────────────────────────────────────────────── 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 16/24 C12P 21/08 C12N 5/10 C12Q 1/68 A 15/02 G01N 33/53 P C12P 21/08 33/566 C12Q 1/68 C12N 15/00 C G01N 33/53 5/00 B 33/566 A61K 37/02 (81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE, DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,IT,L U,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ,CF ,CG,CI,CM,GA,GN,ML,MR,NE, SN,TD,TG),AP(GH,KE,LS,MW,S D,SZ,UG),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ ,MD,RU,TJ,TM),AL,AU,BA,BB ,BG,BR,CA,CN,CU,CZ,EE,GE, GH,HU,IL,IS,JP,KP,KR,LC,L K,LR,LT,LV,MG,MK,MN,MX,NO ,NZ,PL,RO,SG,SI,SK,TR,TT, UA,US,UZ,VN,YU (72)発明者 フォースマン ボルフ―ゲオルグ ドイツ連邦共和国、ハノーファー D― 30625、フェオドール―リネン―シュトラ ーセ 31、ニーデルサシッシェ インステ ィタット フュア ペプチド―フォーシュ ング(IPF)ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング (72)発明者 パルディゴル アンドレアス ドイツ連邦共和国、ハノーファー D― 30625、フェオドール―リネン―シュトラ ーセ 31、ニーデルサシッシェ インステ ィタット フュア ペプチド―フォーシュ ング(IPF)ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング (72)発明者 マーゲルト ハンス―ユルゲン ドイツ連邦共和国、ハノーファー D― 30625、フェオドール―リネン―シュトラ ーセ 31、ニーデルサシッシェ インステ ィタット フュア ペプチド―フォーシュ ング(IPF)ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング (72)発明者 シュルツ―ナッペ ペーター ドイツ連邦共和国、ハノーファー D― 30625、フェオドール―リネン―シュトラ ーセ 31、ニーデルサシッシェ インステ ィタット フュア ペプチド―フォーシュ ング(IPF)ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1. 以下の配列を有するタンデム遺伝子の核酸。 及び 上記配列は、以下のアミノ酸配列を有するヒトサイトカインCC-2及びCC-3 をコードする。 2. 請求項1に示されたアミノ酸配列を有するサイトカイン、CC-2及びその生 物学的活性アミド化、アセチル化、リン酸化及び/又はグリコシル化誘導体。 3. 請求項1に示されたアミノ酸配列を有するサイトカイン、CC-3及びその生 物学的活性アミド化、アセチル化、リン酸化及び/又はグリコシル化誘導体。 4. 請求項2及び/又は3に記載のサイトカインCC-2及び/又はCC-3を活性成分 として含有する薬剤。 5. 請求項2及び/又は3に記載のサイトカインCC-2及び/又は3に対するポリ クローナル若しくはモノクローナル抗体、サイトカイン、mRNAs、請求項1に記 載の核酸若しくはそのフラグメントをコードする核酸、又はサイトカインCC-2及 び/又はCC-3をコードする核酸にハイブリダイズすることができるポリ-若しくは オリゴヌクレオチドを含む診断用試薬。 6. 細胞移入障害、免疫系の疾病、癌及び調節成長機能異常の治療のための薬 剤の調製のための請求項2及び/又は3に記載のサイトカインCC-2及び/又はCC-3 の使用。 7. 請求項1に記載のポリヌクレオチドにハイブリダイズする核酸プローブ。
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