JP2000516807A - 改変tie―2レセプターリガンド - Google Patents

改変tie―2レセプターリガンド

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Abstract

(57)【要約】 本発明は、1つ以上のアミノ酸の付加、欠失、もしくは置換により、またはタグ化(例えば、ヒトIgG-1のFc部分での)により変化されるがTIE-2レセプターに結合するその能力を維持する、改変TIE-2リガンドを提供する。本発明はさらに、少なくとも第一のTIE-2リガンドの一部および第一とは異なる第二のTIE-2リガンドの一部を含むキメラTIE-2リガンドである改変TIE-2リガンドを提供する。特定の実施態様において、本発明はさらに少なくともTIE-2 Ligand-1の一部およびTIE-2 Ligand-2の一部を含むキメラTIEリガンドを提供する。さらに、本発明は、記載の改変TIE-2リガンドをコードする単離された核酸分子を提供する。本発明はまた、治療組成物ならびに血管増殖をブロックする方法、新生血管形成を促進する方法、TIEレセプターを発現する細胞の増殖または分化を促進する方法、TIEレセプターを発現する細胞の増殖または分化をブロックする方法、およびヒトにおける腫瘍増殖を減弱または予防する方法を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】 改変TIE-2レセプターリガンド 本出願は、1996年10月25日に出願された米国出願第08/740,223号、および1996 年8月2日に出願された米国仮出願第60/022,999号の優先権を主張する。本出願 を通して、種々の出版物が引用される。これらの出版物の開示の全てが、本出願 中に参考として援用される。 緒言 本発明は、一般に遺伝子操作の分野に関し、そしてより詳細には、レセプター チロシンキナーゼおよびそれらの同族リガンドの遺伝子、組換えDNAベクターへ のそれらの挿入、ならびに微生物のレシピエント株およびレシピエント真核生物 細胞中におけるコードされるタンパク質の産生に関する。より詳細には、本発明 は、TIE-2レセプターに結合する新規の改変TIE-2リガンド、ならびに改変リガン ドを作製および使用する方法に関する。本発明はさらに、改変リガンドをコード する核酸配列、ならびに改変リガンドおよび遺伝子産物をコードする核酸の産生 のための方法を提供する。改変TIE-2リガンド、ならびにそれをコードする核酸 は、内皮細胞および関連するTIEレセプターに関する特定の疾患(例えば、腫瘍 血管形成を含む腫瘍性の疾患、創傷治癒、血栓塞栓性疾患(thromboembolic dis ease)、アテローム性動脈硬化症、および炎症性疾患)の診断および処置におい て有用であり得る。さらに、改変リガンドは、造血幹細胞の増殖および/または 分化を促進するために用いられ得る。 より一般的には、本明細書中に記載されるレセプター活性化改変TIE-2リガン ドは、TIEレセプターを発現する細胞の成長、生存、遊走および/または分化なら びに/あるいは安定化または不安定化を促進するのに用いられ得る。生物学的に 活性な改変TIE-2リガンドは、TIEレセプター発現細胞の培養物中でのインビトロ での維持のために用いられ得る。TIEレセプターを発現する細胞および組織とし ては、例えば、心臓細胞および血管内皮細胞、水晶体上皮、ならびに心臓の心外 膜ならびに初期造血幹細胞が挙げられる。あるいは、このようなヒトリガンドは 、TIEレセプターを発現するように操作される細胞を支持するのに用いられ得る 。 さらに、改変TIE-2リガンドおよびその同族レセプターは、レセプターのさらな るアゴニストまたはアンタゴニストを同定するためのアッセイ系において用いら れ得る。 発明の背景 分化した細胞および組織の発達、維持、および修復を担う細胞の挙動は、大部 分において、増殖因子および類似したリガンドならびにそれらのレセプターを介 して伝達される細胞内シグナルにより調節されている。レセプターは、応答細胞 の細胞表面に位置され、そしてそれらは、増殖因子として知られるペプチドまた はポリペプチドならびに他のホルモン様リガンドに結合する。この相互作用の結 果は、応答細胞における迅速な生化学的変化、ならびに細胞の遺伝子発現の迅速 かつ長期にわたる再調整である。種々の細胞表面と会合するいくつかのレセプタ ーは、特定の増殖因子に結合し得る。 チロシンキナーゼによるタンパク質でのチロシン残基のリン酸化は、それによ ってシグナルが、原形質膜を横断して伝達される重要な様式の一つである。現在 知られているタンパク質チロシンキナーゼ遺伝子のいくつかは、上皮増殖因子( EGF)、インシュリン、インシュリン様増殖因子-I(IGF-I)、血小板由来増殖因 子(PDGF-Aおよび-B)、および線維芽細胞増殖因子(FGF)のようなポリペプチ ド増殖因子およびホルモンに対する膜貫通レセプターをコードする(Heldinら、 Cell Regulation,1:555-566(1990);Ullrichら、Cell、61:243-54(1990))。 各々の場合、これらの増殖因子は、それらの同族レセプターの細胞外部分に結合 することにより作用を示す。この作用は、レセプターの細胞質部分に存在する内 因性チロシンキナーゼの活性化を導く。内皮細胞の増殖因子レセプターは、いく つかの重要な生理学的および病理学的プロセス(例えば、脈管形成、血管形成、 アテローム性動脈硬化症、および炎症性疾患)における増殖因子のあり得る関与 のために特に重要である(Folkmanら、Science,235:442-447(1987))。さらに 、いくつかの造血増殖因子のレセプターは、チロシンキナーゼである;これら は、コロニー刺激因子1レセプターであるc-fms(Sherrら、Cell,41:665-676(1 985))、およびHuangら、Cell,63:225-33(1990)に報告された原始の造血増殖 因子レセプターであるc-kitを包含する。 レセプターチロシンキナーゼは、外部ドメインの特徴的構造に基づいて進化の サブファミリーに分類されている(Ullrichら、Cell,61:243-54(1990))。この ようなサブファミリーには、EGFレセプター様キナーゼ(サブクラスI)およびイ ンシュリンレセプター様キナーゼ(サブクラスII)が挙げられ、これらの各々は 、それらの細胞外ドメイン中に繰り返し相同性システインリッチ配列を含有する 。単一のシステインリッチ領域はまた、eph様キナーゼの細胞外ドメイン中に見 出され得る。Hiraiら、Science,238:1717-1720(1987);Lindbergら、Mol.Cell.B iol.,10:6316-24(1990);Lhotakら、Mol.Cell.Biol.11:2496-2502(1991)。PD GFレセプターならびにc-fmsおよびc-kitレセプターチロシンキナーゼは、サブク ラスIIIに分類され得る;一方、FGFレセプターは、サブクラスIVを形成する。こ れらのサブクラスの両方のメンバーに典型的であるのは、鎖内ジスルフィド結合 により安定化される細胞外折りたたみ単位である。これらのいわゆる免疫グロブ リン(Ig)様折りたたみは、細胞結合リガンドまたは可溶性リガンドのいずれか を有する広範な種々の他の細胞表面レセプターを含有する免疫グロブリンスーパ ーファミリーのタンパク質中に見出される。Williamsら、Ann.Rev.Immunol.,6: 381-405(1988)。 レセプターチロシンキナーゼは、それらの特異性および親和性において異なる 。一般に、レセプターチロシンキナーゼは、糖タンパク質である。これは、(1 )特定の増殖因子(単数または複数)と結合し得る細胞外ドメイン;(2)通常 はタンパク質のα-ヘリックス部分である膜貫通ドメイン;(3)レセプターが 、例えばタンパク質リン酸化により調節され得る膜近傍ドメイン;(4)レセプ ターの酵素成分であるチロシンキナーゼドメイン;および(5)多くのレセプタ ーにおいてチロシンキナーゼに対する基質の認識および結合に関与するカルボキ シル末端尾部からなる。 オルタナティブ(alternative)エキソンスプライシングおよび遺伝子プロモ ーターまたはポリアデニル化部位の代替的な選択のようなプロセスは、同一の遺 伝子からいくつかの異なるポリペプチドを産生し得ると報告されている。これら のポリペプチドは、上記に列挙された種々のドメインを含有するかもしれないか 、または含有しないかもしれない。結果として、いくつかの細胞外ドメインは、 異なる分泌タンパク質として発現され得、そしてレセプターのいくつかの形態は 、チロシンキナーゼドメインを欠失し得、そして膜貫通ドメインおよび短いカル ボキシル末端尾部により原形質膜中に挿入される細胞外ドメインのみを含有し得 る。 内皮細胞膜貫通チロシンキナーゼをコードする遺伝子(当初は、ヒト白血病細 胞由来の未知のチロシンキナーゼ相同性cDNAフラグメントとしてRT-PCRにより同 定された)は、Partanenら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA,87:8913-8917(1990)に 記載された。この遺伝子およびそれがコードするタンパク質は、「TIE」と呼ば れる。これは、「IgおよびEGF相同ドメインを有するチロシンキナーゼ(tyrosin e kinase with Ig and EGF homology domains)」の略語である。Partanenら、M ol.Cell.Biol.12:1698-1707(1992)。 tie mRNAが、全てのヒト胎児およびマウス胎児組織内に存在することが報告さ れている。視察の結果、tieメッセージは、心臓細胞および血管内皮細胞に局在 していた。特に、tie mRNAは、9.5〜18.5日齢マウス胎児の血管および心内膜の 内皮に局在していた。増強されたtie発現は、卵胞および皮膚創傷における肉芽 組織の発達に関連した新生血管形成の間に示された。Korhonenら、Blood 80:254 8-2555(1992)。従って、TIEは、血管形成においてある役割を演じると示唆さ れている。これは、固形腫瘍およびいくつかの他の血管形成依存性疾患(例えば 、糖尿病性網膜症、乾癬、アテローム性動脈硬化症、および関節炎)の処置法を 開発するのに重要である。 2つの構造的に関連したラットTIEレセプタータンパク質は、関連した発現の プロフィールを有する異なる遺伝子によりコードされることが報告されている。 tie-1と呼ばれる1つの遺伝子は、ヒトtieのラット相同物である。Maisonpierre ら、Oncogene 8:1631-1637(1993)。他の遺伝子、tie-2は、マウスtek遺伝子のラ ット相同物であり得る。これは、tieのように、内皮細胞およびそれらの推定上 の前駆体中で排他的にマウスにおいて発現されると報告されている。Dumontら、 Oncogene 8:1293-1301(1993)。tie-2のヒト相同物は、1995年9月5日に発行 されたZiegler、米国特許第5,447,860号において記載され(ここでは、tie-2の ヒト相同物は「ork」と呼ばれている)、本明細書中にその全体が援用される。 両方の遺伝子は、胎児組織および出生後の組織の内皮細胞において広範に発現 されることが見出された。顕著なレベルのtie-2転写産物がまた、他の胎児細胞 集団(水晶体上皮、心臓の心外膜、および間充織の領域を含む)中に存在した。 Maisonpierreら、Oncogene 8:1631-1637(1993)。 血管内皮におけるTIEレセプターの優勢な発現は、TIEが脈管系の発達および維 持において役割を演じることを示唆する。これは、内皮細胞の決定、増殖、分化 、ならびに血管要素中への細胞遊走およびパターニングにおける役割を包含し得 る。TIE-2を欠損したマウス胎児の分析により、血管形成、特に内皮細胞におけ る血管網形成についてのTIE-2の重要性が示されている。Sato,T.N.ら、Nature 376:70-74(1995)。成熟した脈管系では、TIEは、内皮細胞の生存、維持、および 病原性の影響に対する応答において機能し得る。 TIEレセプターはまた、原始造血幹細胞、B細胞、および骨髄巨核細胞のサブ セットにおいて発現され、従って、初期造血、B細胞の分化/または増殖、なら びに骨髄巨核球分化経路において、これらのレセプターに結合するリガンドの役 割を示唆する。Iwamaら、Biochem.Biophys.Research Communications 195:301-3 09(1993);Hashiyamaら、Blood 87:93-101(1996)、Batardら、Blood 87:2212-222 0(1996)。 発明の要旨 本発明は、実質的に他のタンパク質を含まない改変TIE-2リガンドを含む組成 物を提供する。本明細書中で使用される改変TIE-2リガンドとは、TIEファミリー のリガンドのリガンドをいう。これは代表的に、本明細書中に記載されるリガン ドTL1、 TL2、TL3、およびTL4を含み、1つ以上のアミノ酸の付加、欠失、もし くは置換により、またはタグ化(例えば、ヒトIgG-1のFc部位)により改変され るが、そのTIE-2レセプターに結合する能力は維持する。改変TIE-2リガンドはま た、少なくとも第一のTIE-2リガンドの一部および第一とは異なる第二のTIE-2リ ガンドの一部を含むキメラTIE-2リガンドを含む。非限定的な例として、第一のT IE-2 リガンドはTL1であり、そして第二のTIE-2リガンドはTL2である。本発明により 、さらなるTIE-2リガンドファミリーメンバーを使用する他の組合せが想像され る。例えば、第一のリガンドは、TL1、TL2、TL3、およびTL4からなる群から選択 され、第一のリガンドとは異なる第二のリガンドは、TL1、TL2、TL3、およびTL4 からなる群から選択されるが、これらの組合せに限定されない組合せを含む、キ メラTIE-2リガンドを作製するための他の組合せが可能である。 本発明はまた、改変TIE-2リガンドをコードする単離された核酸分子を提供す る。1つの実施態様において、単離された核酸分子は、TIEファミリーのリガン ドのTIE-2リガンドをコードする。これは代表的に、本明細書中に記載されるリ ガンドTL1、TL2、TL3、およびTL4を含み、1つ以上のアミノ酸の付加、欠失、も しくは置換により、またはタグ化(例えば、ヒトIgG-1のFc部位)により改変さ れるが、そのTIE-2レセプターに結合する能力は維持する。別の実施態様におい て、単離された核酸分子は、少なくとも第一のTIE-2リガンドの一部および第一 とは異なる第二のTIE-2リガンドの一部を含むキメラTIE-2リガンドである改変TI E-2リガンドをコードする。非限定的な例として、第一のTIE-2リガンドはTL1で あり、そして第二のTIE-2リガンドはTL2である。本発明により、さらなるTIE-2 リガンドファミリーメンバーを用いる他の組合せが想像される。例えば、単離さ れた核酸分子が、TL1、TL2、TL3、およびTL4からなる群から選択される第一のリ ガンドの一部、ならびにTL1、TL2、TL3、およびTL4からなる群から選択される第 二のリガンド(第一のリガンドとは異なる)の一部を含むキメラリガンドである 改変TIE-2リガンドをコードするそれらの組合せを含むが、それらに限定されな い他の組合せも可能である。 単離された核酸は、DNA、cDNA、またはRNAであり得る。本発明はまた、改変TI E-2リガンドをコードする単離された核酸分子を含むベクターを提供する。本発 明はさらに、改変TIE-2リガンドの生物学的活性を有するポリペプチドの適切な 宿主細胞中での産生のためのTIE宿主−ベクター系を提供する。適切な宿主細胞 は、細菌、酵母、昆虫、または哺乳動物であり得る。本発明はまた、ポリペプチ ドの産生およびそのように産生されたポリペプチドの回収を可能にする条件下で 、TIE宿主−ベクター系の細胞を増殖させる工程を包含する、改変TIE-2リガンド の 生物学的活性を有するポリペプチドを産生する方法を提供する。 TIE-2リガンドをコードする単離された核酸分子について本明細書中に記載さ れる本発明は、TIE-2レセプターを発現する細胞、組織、または器官に関する障 害を患う患者の処置のための治療法として、リガンドの開発をさらに提供する。 本発明はまた、このような治療分子に特異的に結合する抗体を提供する。抗体は 、モノクローナルまたはポリクローナルであり得る。本発明はまた、このような モノクローナル抗体またはポリクローナル抗体を用いて、治療の経過をモニター する目的で、患者から採取したサンプル中の治療分子の量を測定する方法を提供 する。 本発明はまた、本明細書中に記載される改変TIE-2リガンドに特異的に結合す る抗体を提供する。抗体は、モノクローナルまたはポリクローナルであり得る。 従って、本発明はさらに、薬学的に受容可能なビヒクル中で、改変TIE-2リガン ドに特異的に結合する抗体を含有する治療用組成物を提供する。本発明はまた、 薬学的に受容可能なビヒクル中で改変TIE-2リガンドに特異的に結合する抗体を 含有する治療用組成物の有効量を投与することにより、哺乳動物中の血管成長を ブロックする方法を提供する。 本発明はさらに、薬学的に受容可能なビヒクル中に、改変TIE-2リガンドを含 有する治療用組成物を提供する。本発明はまた、薬学的に受容可能なビヒクル中 に、改変TIE-2リガンドを含有する治療用組成物の有効量を投与することにより 、患者における新血管新生を促進する方法を提供する。1つの実施態様では、こ の方法は、創傷治癒を促進するのに用いられ得る。別の実施態様では、この方法 は、虚血を処置するのに用いられ得る。さらに別の実施態様において、改変TIE- 2リガンドは、造血幹細胞、B細胞、または骨髄巨核球細胞の増殖または分化を 促進するために、単独または他の造血因子と組合わせて使用される。 あるいは、本発明は、改変TIE-2リガンドが、細胞傷害性因子およびそこから 調製された治療組成物に結合し得ることを提供する。本発明はさらに、改変TIE- 2リガンドに特異的に結合するレセプター体を提供する。本発明はさらに、薬学 的に受容可能なビヒクル中に、改変TIE-2リガンドに特異的に結合するレセプタ ー体を含有する治療組成物を提供する。本発明はまた、薬学的に受容可能なビヒ クル中に、改変TIE-2リガンドに特異的に結合するレセプター体を含有する治療 組成物の有効量を投与することにより、哺乳動物中の血管成長をブロックする方 法を提供する。 本発明はまた、TIE-2レセプターアンタゴニスト、ならびにTIE-2アンタゴニス トの有効量を哺乳動物に投与する工程を包含する、哺乳動物中の改変TIE-2リガ ンドの生物学的活性を阻害する方法を提供する。本発明によれば、アンタゴニス トは、本明細書中に記載される改変TIE-2リガンド(TIE-2レセプターに結合する が活性化しない)であり得る。 図面の簡単な説明 図1Aおよび1B−TIE-2レセプター体(TIE−2RB)は、胚ニワトリ漿尿膜(CAM) 中の血管の発達を阻害する。6μgのRBを浸漬した再吸収性ゼラチンフォーム( Gelfoam)の単一片を、1日齢ヒヨコ胚のCAMのすぐ下に挿入した。さらに3日間 インキュベートした後、4日齢の胚および周囲のCAMを取り出し、そして検査し た。図1A:EHK-1 RB(rEHK-1 ecto/hIgG1 Fc)で処理した胚は、生存能力があり 、そしてそれらの周囲のCAM中に正常に発達した血管を保有していた。図1B:TIE -2 RB(r TIE-2 ecto/h IgG1 Fc)で処理した胚は全て死亡し、サイズが減少し ており、そして周囲の血管がほとんど完全に欠失していた。 図2−ベクターpJFE14。 図3−λgt10の制限地図。 図4−htie-2リガンド1をコードするクローンλgt10からのヒトTIE-2リガン ド1の核酸および推定アミノ酸(1文字コード)配列。 図5−T98GクローンからのヒトTIE-2リガンド1の核酸および推定アミノ酸( 1文字コード)配列。 図6−ヒトTIE-2リガンド2をコードするクローンpBluescript KSからのヒトT IE-2リガンド2の核酸および推定アミノ酸(1文字コード)配列。 図7−TIE-2リガンド1(レーンL1)によるが、TIE-2リガンド2(レーンL2) またはコントロール(Mock)によらない、TIE-2レセプターの活性を示すウェス タンブロット。 図8−過剰なTIE-2リガンド2でのHAEC細胞の前処置(レーン2)が、MOCK培 地でのHAEC細胞の前処置(レーン1)と比較した場合、希釈したTIE-2リガンド 1のTIE-2リセプター(TIE2-R)を活性化する次の能力をアンタゴナイズするこ とを示すウェスタンブロット。 図9−ヒト細胞ハイブリッド株、EA.hy926を使用して、TIE-2レセプターのTL1 活性を拮抗阻害する、TL2の能力を示すウェスタンブロット。 図10−C2C12 ras、Rat2 ras、SHEP、およびT98G濃縮(10×)馴化培地におい て、TIE-2リガンドにより表面固定化されたラットTIE-2 IgGに対する結合を示す ヒストグラム。ラットTIE-2(rTIE2)特異的結合は、可溶性trkB RBの存在下で の微量な減少と比較して、25μg/mlの可溶性ラットTIE-2 RBの存在下での結合 活性における顕著な減少により示される。 図11−COS細胞上清において、ヒトTIE-2レセプター体(RB)固定化表面への組 換えヒトTIE-2リガンド1(hTL1)およびヒトTIE-2リガンド2(hTL2)の結合。 ヒトTIE特異的結合は、サンプルを25μg/mlの可溶性ヒトTIE-2 RBまたはtrkB R Bのいずれかとインキュベートすることにより、決定した;結合活性における有 意な減少は、ヒトTIE-2 RBとインキュベートすたサンプルについてのみ観察され る。 図12-TIE-2レセプター体(TIE-2 RBまたはここでは、TIE2-Fcと示される)が 、HUVEC細胞においてTIE-2リガンド1によりTIE-2レセプターの活性をブロック することを示すウェスタンブロット。ここで、関係のないレセプター体(TRKB-F c)はこの活性をブロックしない。 図13−E14.5マウス胎児肝臓(レーン1−全体、レーン3−間質豊富、および レーン4−c-kit+TER119造血前駆細胞)およびE14.5マウス胎児胸腺(レーン2 −全体)から得られたTL1およびTL2 RT-PCR産物の段階希釈[未希釈から10-4ま で]を示すアガロースゲル。 図14−E17.5マウス胎児胸腺皮質間質細胞(レーン1−CDR1+/A2B5-)および延 髄間質細胞(レーンCDR1-/A2B5+)から得られたTL1およびTL2 RT-PCR産物の連続 希釈[未希釈から10-3まで]を示すアガロースゲル。 図15-血管形成におけるTIE-2/TIEリガンドの仮定の役割を示すスキーム。TL1 は()により示され、TL2は()により示され、TIE-2は(T)により示され 、 図16−妊娠雌馬血清で処置されたラット卵巣の濾胞発達および黄体形成に関連 した血管形成の間の、TIE-2、TL1、TL2、およびVEGFの経時的発現パターンを示 すインサイチュハイブリダイゼーションスライドを示す。カラム1:排卵前濾胞 初期;カラム2:排卵前濾胞;カラム3:黄体初期;およびカラム4:閉鎖症濾 胞;A列:明視野;B列:VEGF;C列:TL2;D列:TL1、およびE列:TIE-2レ セプター。 図17−成熟TL1タンパク質および成熟TL2タンパク質のアミノ酸配列の比較。TL 1配列は、推定リーダー配列が除去されていることを除いて、図4に示されるも のと同じである。同様に、TL2配列は、推定リーダー配列が除去されていること を除いて、図6に示されるものを同じである。矢印は、TL1の残基Arg49、Cys245 、およびArg264を示す。これは、図4に示すように、それぞれTL1のアミノ酸69 位、265位、および284位での残基に対応する。 図18−TL1およびTL2の共有結合多量体構造(パネルA)、ならびに1つのシス テインの変異によるTL1とTL2との相互変換(パネルB)のウェスタンブロット。 図19−定量的な非細胞含有結合アッセイにおける固定化されたTL1へのTIE-2-I gG結合の代表的な曲線。 図20−定量的非細胞含有結合アッセイにおける固定化されたTIE-2外部ドメイ ンへのIgG(TL1-fFc)結合のFcドメインに結合するリガンドのフィブリノーゲン様 ドメインを含むTIE-2リガンド1リガンド体を示す代表的な曲線。 図21−TIEリガンド-3のヌクレオチドおよび推定アミノ酸(1文字コード)配 列。コード配列は、47位で開始する。フィブリノーゲン様ドメインは、929位で 開始する。 図22−TIEリガンドファミリーメンバーのアミノ酸配列の比較。mTL3=マウスT IEリガンド-3;hTL1=ヒトTIE-2リガンド1;chTL1=ニワトリTIE-2リガンド1 ;mTL1=マウスTIE-2リガンド1;mTL2=マウスTIE-2リガンド2;hTL2=ヒトTI E-2リガンド2。四角で囲った領域は、ファミリーメンバーの間の相同の保存さ れた領域を示す。 図23−TIEリガンド-4のヌクレオチドおよび推定アミノ酸(1文字コード)配 列。矢印はヌクレオチド569位を示す。 図24−1N1C2F(キメラ1)と称されるキメラTIEリガンドのヌクレオチドおよ び推定アミノ酸(1文字コード)配列。推定リーダー配列は、ヌクレオチド1〜 60によりコードされる。 図25−2N2CIF(キメラ2)と称されるキメラTIEリガンドのヌクレオチドおよ び推定アミノ酸(1文字コード)配列。推定リーダー配列は、ヌクレオチド1〜 48によりコードされる。 図26−1N2C2F(キメラ3)と称されるキメラTIEリガンドのヌクレオチドおよ び推定アミノ酸(1文字コード)配列。推定リーダー配列は、ヌクレオチド1〜 60によりコードされる。 図27−2N1C1F(キメラ4)と称されるキメラTIEリガンドのヌクレオチドおよ び推定アミノ酸(1文字コード)配列。推定リーダー配列は、ヌクレオチド1〜 48によりコードされる。 発明の詳細な説明 以下により詳細に記載されるように、本出願人らは、TIE-2レセプターに結合 する新規の改変TIE-2リガンドを作製した。本発明は、実質的に他のタンパク質 を含まない改変TIE-2リガンドを含む組成物を提供する。本明細書中で使用され る改変TIE-2リガンドとは、代表的に、本明細書中で記載されるリガンドTL1、TL 2、TL3、およびTL4を含むTIEファミリーのリガンドのリガンドをいい、これは、 1つ以上のアミノ酸の付加、欠失、もしくは置換により、またはタグ化(例えば 、ヒトIgG-1のFc部位)により改変されるが、そのTIE-2レセプターに結合する能 力は維持する。改変TIE-2リガンドはまた、少なくとも第一のTIE-2リガンドの一 部および第一とは異なる第二のTIE-2リガンドの一部を含むキメラTIE-2リガンド を含む。非限定的な例として、第一のTIE-2リガンドはTL1であり、そして第二の TIE-2リガンドはTL2である。本発明により、さらなるTIE-2リガンドファミリー メンバーを使用する他の組合せが想像される。例えば、キメラTIE-2リガンドを 作製するための組合せが可能であり、ここで、第一のリガンドは、TL1、TL2、TL 3、およびTL4からなる群から選択され、第一のリガンドとは異なる第二のリガン ド は、TL1、TL2、TL3、およびTL4からなる群から選択されるが、これらの組合せに 限定されない組合せを含む。 本発明はまた、改変TIE-2リガンドをコードする単離された核酸分子を提供す る。1つの実施態様において、単離された核酸分子は、TIEファミリーのリガン ドのTIE-2リガンドをコードする。これは代表的に、本明細書中に記載されるリ ガンドTL1、TL2、TL3、およびTL4を含み、1つ以上のアミノ酸の付加、欠失、も しくは置換により、またはタグ化(例えば、ヒトIgG-1のFc部位)により改変さ れるが、そのTIE-2レセプターに結合する能力は維持する。別の実施態様におい て、単離された核酸分子は、少なくとも第一のTIE-2リガンドの一部および第一 とは異なる第二のTIE-2リガンドの一部を含むキメラTIE-2リガンドである改変TI E-2リガンドをコードする。非限定的な意味で、第一のTIE-2リガンドはTL1であ り、そして第二のTIE-2リガンドはTL2である。本発明により、さらなるTIE-2リ ガンドファミリーメンバーを用いる他の組合せが想像される。例えば、単離され た核酸分子が、TL1、TL2、TL3、およびTL4からなる群から選択される第一のリガ ンドの一部、ならびにTL1、TL2、TL3、およびTL4からなる群から選択される第二 のリガンド(第一のリガンドとは異なる)の一部を含むキメラリガンドである改 変TIE-2リガンドをコードするそれらの組合せを含むが、それらに限定されない 他の組合せが可能である。 本発明は、改変TIE-2リガンドおよびそれらのアミノ酸配列、ならびに機能的 に等価なその変異物、ならびに、TIE-2レセプターに結合し、そしてそのアゴニ ストまたはアンタゴニストとして作用する、記載された配列の置換、欠失、また は挿入変異を含むタンパク質またはペプチドを包含する。このような変異物には 、アミノ酸残基が、サイレントな変化をもたらす配列内の残基に関して置換され た変異物が含まれる。例えば、配列内の1以上のアミノ酸残基は、機能的等価物 として作用する類似した極性を有する別のアミノ酸(単数または複数)により置 換され得、サイレントな変化を生じる。配列内のアミノ酸に対する置換は、その アミノ酸が属するクラスの他のメンバーから選択され得る。例えば、非極性(疎 水性)アミノ酸のクラスは、アラニン、ロイシン、イソロイシン、バリン、プロ リン、フェニルアラニン、トリプトファン、およびメチオニンを包含する。極性 の 中性アミノ酸は、グリシン、セリン、スレオニン、システイン、チロシン、アス パラギン、およびグルタミンを包含する。正に荷電した(塩基性)アミノ酸は、 アルギニン、リジン、およびヒスチジンを包含する。負に荷電した(酸性)アミ ノ酸は、アスパラギン酸およびグルタミン酸を包含する。 本明細書中に記載される改変TIE-2リガンドと同じかまたは類似した生物学的 活性を示すタンパク質あるいはフラグメントまたはその誘導体、および翻訳中ま たは翻訳後に(例えば、グリコシル化、タンパク質分解切断、抗体分子または他 の細胞のリガンドなどへの結合などにより)差別的に改変される誘導体がまた、 本発明の範囲に含まれる。機能的に等価な分子にはまた、特定の組換え宿主にお ける発現から生じるN-末端の修飾を含む修飾(例えば、特定の細菌(例えば、E. coli)発現系において生じるN-末端のメチル化のような)を含む分子が含まれる 。 本発明はまた、改変TIE-2リガンドとして本明細書に記載されるタンパク質を コードするヌクレオチド配列および改変TIE-2リガンドとして本明細書に記載さ れるタンパク質をコードするヌクレオチド配列、ならびに、このタンパク質を生 成するように、例えば、適切な発現ベクター中に本明細書に記載の改変TIE-2リ ガンドをコードする核酸のトランスフェクション、形質導入、感染、エレクトロ ポレーション、またはマイクロインジェクションにより、遺伝子操作されている 宿主細胞(酵母、細菌、ウイルス、および哺乳動物細胞を含む)を包含する。本 発明はまた、例えば、FinkelおよびEpstein FASEB J.9:843-851(1995);Guzman ら、PNAS(USA)91:10732-10736(1994)に記載される遺伝子治療技術による、改変T IE-2リガンドをコードする核酸の導入を包含する。 当業者はまた、本発明が、例えば、Sambrookら、Molecular Cloning:A Labora tory Manual第2版、第1巻、101-104頁、Cold Spring Harbor Laboratory Pres s(1989)に規定される中程度のストリンジェンシーの条件下で、改変TIE-2リガン ドコードヌクレオチド配列にハイブリダイズするDNAおよびRNA配列を包含するこ とを理解する。従って、本発明によって意図される核酸分子は、本明細書中に記 載されるように調製された改変TIE-2リガンドのアミノ酸配列から推定されるヌ クレオチド配列を有する核酸分子、ならびにこのようなヌクレオチド配列に ハイブリダイズするヌクレオチドの配列を有する分子、および遺伝コードの結果 として上記配列が縮重しているが、TIE-2レセプターに結合するリガンドをコー ドし、そして、本明細書中に記載の改変TIE-2リガンドの生物学的活性と同じ生 物学的活性を分子に供与するために、本明細書中に記載の改変TIE-2リガンドを 十分に複製する、アミノ酸配列ならびに他の1次、2次、および3次特性を有す るヌクレオチド配列をまた有する分子を包含する。 本発明は、TIE-2リガンド1をコードするヌクレオチド配列を含むTIE-2レセプ ターに結合および活性化する改変TIE-2リガンドをコードする単離された核酸分 子を提供する。ここで、TIE-2リガンド1のN末端ドメインをコードするヌクレオ チド配列の部分が、TIE-2リガンド2のN末端ドメインをコードするヌクレオチド 配列により置換される。本発明はまた、TIE-2リガンド1のコイルドコイルドメ インをコードするヌクレオチド配列の部分が、TIE-2リガンド2のコイルドコイ ルドメインをコードするヌクレオチド配列により置換されるようなさらなる改変 を有するような核酸分子を提供する。 本発明はまた、TIE-2リガンド1をコードするヌクレオチド配列を含むTIE-2レ セプターに結合および活性化する改変TIE-2リガンドをコードする単離された核 酸分子を提供する。ここで、TIE-2リガンド1のN末端ドメインをコードするヌク レオチド配列の部分が、TIE-2リガンド2のN末端ドメインをコードするヌクレオ チド配列により置換され、そしてこれはさらに図27に示されるようなヌクレオチ ド784-787によりコードされるシステイン残基の代わりに別のアミノ酸をコード するようにさらに改変される。セリン残基は、好ましくはシステイン残基に置換 される。別の実施態様において、核酸分子は、図27に示されるようにヌクレオチ ド199-201によりコードされるアルギニン残基の代わりに別のアミノ酸をコード するようにさらに改変される。セリン残基は、好ましくはアルギニン残基に置換 される。 本発明はまた、アミノ酸245位のシステイン残基の代わりに別のアミノ酸をコ ードするように改変されたTIE-2リガンド1をコードするヌクレオチド配列を含 むTIE-2レセプターに結合およびそれを活性化する改変TIE-2リガンドをコードす る単離された核酸分子を提供する。セリン残基は好ましくはシステイン残基に置 換される。 本発明は、さらに、TIE-2リガンド1をコードするヌクレオチド配列を含むTIE -2レセプターに結合するが活性化しない改変TIE-2リガンドをコードする単離さ れた核酸分子を提供する。ここで、TIE-2リガンド1のN末端ドメインをコードす るヌクレオチド配列の部分が欠失している。本発明はまた、TIE-2リガンド1の コイルドコイルドメインをコードするヌクレオチド配列の部分が欠失し、および フィブリノーゲン様ドメインをコードする部分が、ヒト免疫グロブリンγ-1定常 領域(IgG1 Fc)をコードするヌクレオチド配列にインフレームで融合されるよ うにさらに改変されるような核酸分子を提供する。 本発明は、さらに、TIE-2リガンド2をコードするヌクレオチド配列を含むTIE -2レセプターに結合するが活性化しない改変TIE-2リガンドをコードする単離さ れた核酸分子を提供する。ここで、TIE-2リガンド2のN末端ドメインをコードす るヌクレオチド配列の部分が欠失される。本発明はまた、TIE-2リガンド2のコ イルドコイルドメインをコードするヌクレオチド配列の部分が欠失され、および フィブリノーゲン様ドメインをコードする部分が、ヒト免疫グロブリンγ-1定常 領域(IgG1 Fc)をコードするヌクレオチド配列にインフレームで融合されるよ うにさらに改変されるような核酸分子を提供する。 本発明は、さらに、TIE-2リガンド1をコードするヌクレオチド配列を含むTIE -2レセプターに結合するが活性化しない改変TIE-2リガンドをコードする単離さ れた核酸分子を提供する。ここで、TIE-2リガンド1のフィブリノーゲン様ドメ インをコードするヌクレオチド配列の部分が、TIE-2リガンド2のフィブリノー ゲン様ドメインをコードするヌクレオチド配列により置換される。本発明はまた 、TIE-2リガンド1のコイルドコイルドメインをコードするヌクレオチド配列の 部分がTIE-2リガンド2のコイルドコイルドメインをコードするヌクレオチド配 列により置換されるようにさらに改変されるような核酸分子を提供する。 本発明はさらに、本発明の任意の核酸分子によりコードされる改変TIE-2リガ ンドを提供する。 本発明はまた、少なくとも第一のTIE-2リガンドの一部および第一と異なる第 二のTIE-2リガンドの一部を含むキメラTIE-2リガンドを提供する。ここで、第一 および第二のTIE-2リガンドは、TIE-2 Ligand-1、TIE-2 Ligand-2、TIE Ligand- 3、およびTIE Ligand-4からなる群から選択される。好ましくは、キメラTIEリガ ンドは、少なくともTIE-2 Ligand-1の一部およびTIE-2 Ligand-2の一部を含む。 本発明はまた、図24、25、26、または27に記載されるキメラTIEリガンドをコ ードする核酸分子を提供する。本発明はまた、図24、25、26、または27に記載さ れるキメラTIEリガンドを提供する。本発明は、さらに、ヌクレオチド784-787に よりコードされるシステイン残基の代わりに別のアミノ酸を有するように改変さ れた、図27に記載されるキメラTIEリガンドを提供する。 DNAフラグメントのベクターへの挿入に関して当業者に公知の任意の方法を用 いて、適切な転写/翻訳制御シグナルおよびタンパク質コード配列を用いて、改 変TIE-2リガンドをコードする発現ベクターを構築し得る。これらの方法は、イ ンビトロ組換えDNAおよび合成技術ならびにインビボ組換え(遺伝的組換え)を 包含し得る。改変TIE-2リガンドまたはそのペプチドフラグメントをコードする 核酸配列の発現は、TIEリガンドタンパク質またはペプチドが組換えDNA分子で形 質転換された宿主中で発現されるように、改変TIE-2リガンドコード配列に作動 可能に連結された第2の核酸配列により調節され得る。例えば、本明細書中に記 載される改変TIE-2リガンドの発現は、当該分野で公知の任意のプロモーター/エ ンハンサーエレメントにより制御され得る。リガンドの発現を制御するのに用い られ得るプロモーターは、Squintoら、(Cell 65:1-20(1991))に記載されるよ うな長末端反復;SV40初期プロモーター領域(BernoistおよびChambon,Nature 2 90:304-310)、CMVプロモーター、M-MuLV 5'末端反復、Rous肉腫ウイルスの3'の 長末端反復中に含まれるプロモーター(Yamamotoら、Cell 22:787-797(1980)) 、ヘルペスチミジンキナーゼプロモーター(Wagnerら、Proc.Natl.Acad.Sci.U. S.A.78:144-1445(1981))、アデノウイルスプロモーター、メタロチオネイン遺 伝子の調節配列(Brinsterら、Nature 296:39-42(1982));β-ラクタマーゼプ ロモーターなどの原核生物の発現ベクター(Villa-Kamaroffら、Proc.Natl.Acad .Sci.U.S.A.75:3727-3731(1978))、またはtacプロモーター(DeBoerら、Proc .Natl.Acad.Sci.U.S.A.80:21-25(1983))、さらに「組換え細菌由来の有用な タンパク質」Scientific American,242:74-94(1980)を参照のこ と;Gal 4プロモーター、ADH(アルコールデヒドロゲナーゼ)プロモーター、PGK (ホスホグリセロールキナーゼ)プロモーター、アルカリホスファターゼプロモ ーターなどの酵母または他の菌類由来のプロモーターエレメント、および以下の 動物の転写制御領域(これは組織特異性を示し、トランスジェニック動物におい て利用されている);膵臓腺房細胞において活性であるエラスターゼI遺伝子制 御領域(Swiftら、Cell 38:639-646(1984);Ornitzら、Cold Spring Harbor Symp .Quant.Biol.50:399-409(1986);MacDonald,Hepatology 7:425-515(1987)); 膵臓β細胞において活性であるインシュリン遺伝子制御領域[Hanahan,Nature 315:115-122(1985)];リンパ系細胞において活性である免疫グロブリン遺伝子 制御領域(Grosschedlら、1984,Cell 38:647-658;Adamesら、1985,Nature 318 :533-538;Alexanderら、1987,Mol.Cell.Biol.7:1436-1444)、精巣細胞、乳房 細胞、リンパ系細胞、および肥満細胞において活性であるマウス乳腺肺瘍ウイル ス制御領域(Lederら、1986,Cell 45:485-495)、肝臓において活性であるアル ブミン遺伝子制御領域(Pinkertら、1987,Genes and Devel.1:268-276)、肝 臓において活性であるα-フェトプロテイン遺伝子制御領域(Krumlaufら、1985 ,Mol.Cell.Biol.5:1639-1648;Hammerら、1987,Science 235:53-58);肝臓に おいて活性であるα1-アンチトリプシン遺伝子制御領域(Kelseyら、1987,Gene s and Devel.1:161-171)、骨髄性細胞において活性であるβ-グロビン遺伝子 制御領域(Mogramら、1985,Nature 315:338-340;Kolliasら、1986,Cell 46:89- 94);脳の乏突起膠細胞において活性であるミエリン塩基性タンパク質遺伝子制 御領域(Readheadら、1987,Cell 48:703-712);骨格筋において活性であるミオ シン軽鎖-2遺伝子制御領域(Shani,1985,Nature 314:283-286)、および視床 下部において活性である性腺刺激ホルモン(gonadotropic)放出ホルモン遺伝子 制御領域(Masonら、1986,Science 234:1372-1378)。本発明はさらに、改変TI E-2リガンドの発現を調節するために、改変TIE-2リガンドをコードするRNAの配 列と特異的にハイブリダイズし得るアンチセンス化合物の産生を包含する(1992 年11月24日に発行されたEcker、米国特許第5,166,195号)。 従って、本発明によれば、本明細書中に記載される改変TIE-2リガンドをコー ドする核酸を含有する、細菌または真核生物の宿主内で複製され得る発現ベクタ ーが、宿主をトランスフェクトするのに用いられ、そしてそれにより、改変TIE- 2リガンドを産生するこのような核酸の発現を指揮するのに用いられる。次いで 、これは生物学的に活性な形態で回収され得る。本明細書で用いられる、生物学 的に活性な形態は、TIEレセプターに結合し、そして生物学的応答(例えば、分 化した機能)を引き起こし得るか、またはレセプターを発現する細胞の表現型に 影響し得る形態を包含する。このような生物学的に活性な形態は、例えば、TIE レセプターのチロシンキナーゼドメインのリン酸化を誘導する。あるいは、生物 学的活性は、TIEレセプターに対するアンタゴニストとしての効果であり得る。 別の実施態様において、改変TIE-2リガンドの活性形態は、TIEレセプターを認識 し、それにより診断および治療の両方での使用のための、レセプターに対する標 的薬剤として作用し得るものである。このような実施態様において、活性形態は 、TIEを発現する任意の細胞に、表現型上のいかなる変化も付与する必要はない 。 遺伝子挿入物を含有する発現ベクターは、4つの一般的なアプローチにより同 定され得る:(a)DNA-DNAハイブリダイゼーション、(b)「マーカー」遺伝子 機能の存在または非存在、(c)挿入配列の発現、および(d)PCR検出。第1の アプローチでは、発現ベクター中に挿入された外来遺伝子の存在は、挿入された 改変TIE-2リガンドコード遺伝子に相同な配列を含有するプローブを用いて、DNA -DNAハイブリダイゼーションにより検出され得る。第2のアプローチでは、組換 えベクター/宿主系は、ベクターにおける外来遺伝子の挿入により引き起こされ る、特定の「マーカー」遺伝子機能(例えば、チミジンキナーゼ活性、抗生物質 に対する耐性、形質転換表現型、バキュロウイルスにおける封入体(occlusionb ody)など)の存在または非存在に基づいて同定および選択され得る。例えば、 改変TIE-2リガンドをコードする核酸が、ベクターのマーカー遺伝子配列中に挿 入される場合、挿入物を含有する組換え体は、マーカー遺伝子機能の非存在によ り同定され得る。第3のアプローチでは、組換え発現ベクターは、組換え体によ り発現される外来遺伝子産物をアッセイすることにより同定され得る。このよう なアッセイは、例えば、改変TIE-2リガンド遺伝子産物の物理的特性または機能 的特性(例えば、リガンドの、例えば、検出可能な抗体またはその一部で標識さ れ得るTIEレセプターまたはその一部への結合によるか、あるいは改変TIE-2リガ ンドタンパク質またはその一部に対して産生された抗体への結合による)に基づ き得る。本発明の細胞は、一時的、または好ましくは、構成的および永続的に、 本明細書に記載される改変TIE-2リガンドを発現し得る。第4のアプローチでは 、DNAヌクレオチドプライマーは、tie特異的DNA配列に対応するように調製され 得る。次いで、これらのプライマーは、tie遺伝子フラグメントをPCRするのに用 いられ得る(PCR Protocols:A Gulde To Methods and Applications,Michael A.Innisら編、Academic Press(1990))。 組換えリガンドは、安定な、生物学的に活性なタンパク質の引き続く形成を可 能にする任意の技術により精製され得る。好ましくは、リガンドは、培養培地中 に分泌され、そこから回収される。あるいは、リガンドは、可溶性タンパク質ま たは封入体のいずれかとして細胞から回収され得、そしてそれらから8M塩酸グ アニジウムおよび透析により、周知の方法論に従って、定量的に抽出され得る。 リガンドをさらに精製するために、アフィニティークロマトグラフィー、従来の イオン交換クロマトグラフィー、疎水的相互作用クロマトグラフィー、逆相クロ マトグラフィー、またはゲル濾過が用いられ得る。 本発明のさらなる実施態様では、実施例により詳細に記載されるように、組換 え改変TIE-2リガンドコード遺伝子は、相同的組換えにより内因性遺伝子を不活 化または「ノックアウト」するのに用いられ得、そしてそれにより、TIEリガン ドを欠失した細胞、組織、または動物を作製する。例えば(限定されることを意 図しないが)、組換えTIEリガンド-4コード遺伝子は、挿入性の変異(例えば、 天然のTIEリガンド-4コード遺伝子を不活化するneo遺伝子)を含有するように操 作され得る。このような構築物は、適切なプロモーターの制御下で、トランスフ ェクション、形質導入、またはインジェクションのような技術により、細胞(例 えば、胚幹細胞)中に導入され得る。次いで、この構築物を含有する細胞は、G4 18耐性により選択され得る。次いで、インタクトなTIEリガンド-4コード遺伝子 を欠失する細胞は、例えば、サザンブロッティング、PCR検出、ノーザンブロッ ティング、または発現のアッセイにより同定され得る。次いで、インタクトなTI Eリガンド-4コード遺伝子を欠失する細胞は、初期の胚細胞に融合され、このよ うなリガンドを欠失するトランスジェニック動物を産生し得る。このような動物 は、通常リガンドに依存した特定のインビボプロセスを規定するのに用いられ得 る。 本発明はまた、本明細書に記載される改変TIE-2リガンドに対する抗体を提供 する。これは、例えば、診断適用における、リガンドの検出に有用である。改変 TIE-2リガンドに対するモノクローナル抗体の調製のために、培養物中の持続し た細胞株による抗体分子の産生を提供する任意の技術が用いられ得る。例えば、 KohlerおよびMilsteinにより初めて開発されたハイブリドーマ技術(1975,Natu re 256:495-497)、ならびにトリオーマ技術、ヒトB細胞ハイブリドーマ技術( Kozborら、1983,Immunology Today 4:72)、およびヒトモノクローナル抗体を 産生するためのEBV-ハイブリドーマ技術(Coleら、1985,「Monoclonal Antibod ies and Cancer Therapy」 Alan R.Liss,Inc.77-96頁)などが本発明の範囲内 にある。 モノクローナル抗体は、ヒトモノクローナル抗体またはキメラヒト-マウス( または他の種)モノクローナル抗体であり得る。ヒトモノクローナル抗体は、当 該分野で公知の多数の技術のいずれかにより作製され得る(例えば、Tengら、19 83、Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.80:7308-7312;Kozborら、1983 Immunology To day 4:72-79;Olssonら、1982,Meth.Enzymol.92:3-16)。キメラ抗体分子は、 ヒト定常領域を有するマウス抗原結合ドメインを含有するように調製され得る( Morrisonら、1984,Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.81:6851,Takedaら、1985,Na ture 314:452)。 当該分野で公知の種々の手順が、本明細書中に記載される改変TIE-2リガンド のエピトープに対するポリクローナル抗体の産生に用いられ得る。抗体の産生の ために、種々の宿主動物(ウサギ、マウス、およびラットを包含するが、これら に限定されない)が、改変TIE-2リガンド、あるいはそのフラグメントまたは誘 導体を注射することにより免疫化され得る。種々のアジュバントが、免疫学的応 答を増加するのに用いられ得、これは、宿主の種に依存し、そしてFreundの(完 全および不完全)アジュバント、水酸化アルミニウムのようなミネラルゲル、リ ゾレシチン、プルロニックポリオール、ポリアニオン、ペプチド、オイルエマル ジョン、キーホールリンペットヘモシアニン、ジニトロフェノールのような表面 活性物質、ならびにBCG(Bacille Calmette-Guerin)およびCorynebacterium pa rvumのような潜在的に有用なヒトアジュバントを包含するが、これらに限定され ない。 選択された改変TIE-2リガンドエピトープに対する抗体の分子クローンは、公 知の技術により調製され得る。組換えDNA方法論(例えば、Maniatisら、1982、M olecular Cloning,A Laboratory Manual,Cold Spring Harbor Laboratory,Co ld Spring Harbor,New Yorkを参照のこと)は、モノクローナル抗体分子、また はその抗原結合領域をコードする核酸配列を構築するのに用いられ得る。 本発明は、抗体分子ならびにこのような抗体分子のフラグメントを提供する。 分子のイディオタイプを含有する抗体フラグメントは、公知の技術により生成さ れ得る。例えば、このようなフラグメントは、抗体分子のペプシン消化により産 生され得るF(ab')2フラグメント;F(ab')2フラグメントのジスルフィド架橋を還 元させることにより生成され得るFab'フラグメント、および抗体分子をパパイン および還元剤で処理することにより生成され得るFabフラグメントを包含するが 、これらに限定されない。抗体分子は、公知の技術(例えば、免疫吸着または免 疫アフィニティークロマトグラフィー、HPLC(高速液体クロマトグラフィー)の ようなクロマトグラフィー法、またはそれらの組合せ)により精製され得る。 本発明はさらに、以下の工程により生物学的サンプル中の改変TIE-2リガンド の量を測定するためのイムノアッセイを包含する: a)生物学的サンプルと改変TIE-2リガンドに特異的に結合する少なくとも1 つの抗体とを接触させ、その結果、抗体がサンプル中に存在するいかなる改変TI E-2リガンドとも複合体を形成する工程;および b)複合体の量を測定し、そしてそれにより生物学的サンプル中の改変TIE-2 リガンドの量を測定する工程。 本発明はさらに、以下の工程により生物学的サンプル中のTIEレセプターの量 を測定するためのアッセイを包含する: a)生物学的サンプルと本発明の少なくとも1つのリガンドとを接触させ、そ の結果、リガンドがTIEレセプターと複合体を形成する工程;および b)複合体の量を測定し、そしてそれにより生物学的サンプル中のTIEレセプ ターの量を測定する工程。 本発明はまた、TIE-2レセプター発現細胞の生存および/または増殖および/ または遊走(migration)および/または分化を維持するための本発明に記載の ようにTIE-2レセプターを活性化する改変TIE-2リガンドの利用を提供する。従っ て、このリガンドは、例えば、培養中の内皮細胞を維持するための補充物として 用いられ得る。 さらに、本出願人によるTIE-2レセプターに対するの改変TIE-2リガンドの作製 発見は、TIEレセプターのアゴニストまたはアンタゴニストの同定のために有用 なアッセイ系の利用を可能にする。このようなアッセイ系は、血管形成を促進ま たは阻害し得る分子を同定するのに有用である。例えば、1つの実施態様では、 TIE-2レセプターのアンタゴニストは、TIE-2レセプターと改変TIE-2リガンドと の相互作用を妨害し得る試験分子として同定され得る。このようなアンタゴニス トは、1)生物学的に活性な改変TIE-2リガンドのレセプターへの結合(例えば、 BIAcoreバイオセンサー技術(BIAcore;Pharmacia Biosensor,Piscataway,NJ )を用いて測定される)をブロックする;または2)生物学的に活性な改変TIE- 2リガンドが生物学的応答を引き起こす能力をブロックする、それらの能力によ り同定される。このような生物学的応答は、TIEレセプターまたはTIEシグナル伝 達経路の下流成分のリン酸化、またはTIEレセプター保有細胞の生存、増殖、ま たは分化を包含するが、これらに限定されない。 1つの実施態様では、TIEレセプターを発現するように操作された細胞は、増 殖について改変TIE-2リガンドの添加に依存性であり得る。このような細胞は、T IEレセプターのさらなるアゴニスト、またはこのような細胞上で改変TIE-2リガ ンドの活性を妨害し得るアンタゴニストを同定するための有用なアッセイ系を提 供する。あるいは、改変TIE-2リガンドおよびレセプターの両方を同時発現し得 るように操作された自己分泌細胞は、潜在的なアゴニストまたはアンタゴニスト をアッセイするための有用な系を提供し得る。 従って、本発明は、TIE-2レセプターを通常発現しない細胞中へのこのレセプ ターの導入を提供し、それゆえこれらの細胞が、このレセプターと結合するリガ ンドに対して絶大でかつ容易に識別可能な応答を示すことを可能にする。惹起さ れた応答のタイプは、用いられる細胞に依存し、細胞中に導入される特定のレセ プターに依存するわけではない。チロシンキナーゼレセプター上で作用し得る分 子のアッセイおよび発見について最大効果の応答を生じるように、適切な細胞株 が選択され得る。分子は、記載される系においてレセプター特異的様式で作用す る任意のタイプの分子であり得る。このような分子は、ペプチドおよび非ペプチ ド分子を包含するが、これらに限定されない。 利用されるより有用な系の1つは、TIEレセプター(または別のレセプターチ ロシンキナーゼ(例えば、trkC)の細胞外ドメインおよびTIEレセプターの細胞 内ドメインを含むキメラレセプター)の線維芽細胞株(例えば、NIH3T3細胞)へ の導入を包含する。従って、通常は増殖性応答または他の応答を媒介しないこの ようなレセプターが、線維芽細胞への導入後、それにも関わらず、線維芽細胞増 殖因子の効果を定量するために種々の十分に確立された方法によりアッセイされ 得る(例えば、チミジン取り込みまたは他のタイプの増殖アッセイ;van Zoelen 、1990「The Use of Biological Assays For Detection Of Polypeptide Growth Factors」、Progress Factor Research)第2巻、131〜152頁;ZhanおよびM.Go ldfarb、1986、Mol.Cell.Biol.,第6巻、3541〜3544頁を参照のこと)。これ らのアッセイは、任意の調製物が、導入されたレセプターを有する細胞株および レセプターを欠く親細胞株の両方においてアッセイされ得るというさらなる利点 を有する。レセプターを有する細胞株における特異的な効果のみが、導入された レセプターによって媒介されたと判断される。このような細胞は、改変TIE-2リ ガンドを発現するようにさらに操作され得、従って、この相互作用のアンタゴニ スト/アゴニストとして作用する分子についてアッセイするために有用である自 己分泌系を作出する。従って、本発明は、改変TIE-2リガンドをコードする核酸 およびTIEレセプターをコードする核酸を含む宿主細胞を提供する。 TIEレセプター/改変TIE-2リガンド相互作用はまた、TIEレセプターの小分子 アゴニストまたはアンタゴニストを同定するための有用な系を提供する。例えば 、TIEレセプターに結合するが任意の他の生物学的活性を誘導しない、改変TIE-2 リガンドのフラグメント、変異体、または誘導体が同定され得る。あるいは、改 変TIE-2リガンドの特徴付けは、分子の活性部分のさらなる特徴付けを可能にす る。 さらに、リガンドの同定は、レセプター/リガンド複合体のX線結晶構造の決定 を可能にし、従って、レセプター上の結合部位の同定を可能にする。結合部位の 知見は、新規なアゴニストおよびアンタゴニストの合理的設計への有用な洞察を 提供する。 試験分子のTIEレセプターへの特異的結合は、多くの方法で測定され得る。例 えば、試験分子のTIE発現細胞への実際の結合は、(i)無傷細胞の表面に結合した 試験分子;(ii)細胞溶解物中のTIEタンパク質に架橋した試験分子;または(iii) インビトロでTIEに結合した試験分子を検出または測定することにより、検出ま たは測定され得る。試験分子とTIEとの間の特異的相互作用は、その相互作用の 独特の特性を示す試薬を用いることにより評価され得る。 特定の限定的でない例として、本発明の方法は、以下のようにして用いられ得 る。サンプル中の改変TIE-2リガンドが測定されるべきである場合を考慮する。 種々の希釈度のサンプル(試験分子)が、改変TIE-2リガンド活性を含まないネ ガティブコントロール(NC)および既知量の改変TIE-2リガンドを含むポジティ ブコントロール(PC)と並行して、検出可能に標識された改変TIE-2リガンド( 本実施例においては、放射性ヨード化リガンド)の存在下でTIEを発現する細胞 に曝され得る。試験サンプル中の改変TIE-2リガンドの量は、コントロールおよ び各希釈物において結合する125I標識改変TIE-2リガンドの量を決定し、そして 次いでサンプル値を標準曲線と比較することにより評価され得る。サンプル中に 多くの改変TIE-2リガンドが存在するほど、TIEに結合する125Iリガンドは少な くなる。 結合した125Iリガンドの量は、細胞当たりの放射能の量を測定することによ るか、またはMeakinおよびShooter,1991,Neuron 6:153-163に記載のようにDSS を用いて改変TIE-2リガンドを細胞表面タンパク質に架橋させ、そして細胞抽出 物中の標識タンパク質の量を検出する(例えば、SDSポリアクリルアミドゲル電 気泳動(これは、TIEレセプター/改変TIE-2リガンドに相当する大きさを有する 標識タンパク質を示し得る)を用いて)ことにより、決定され得る。特異的な試 験分子/TIEの相互作用は、このアッセイに非標識コントロールリガンド(この リガンドはTIEレセプターに結合せず、従ってTIE結合についての標識改変TIE- 2リガンドと試験分子との間の競合に実質的な影響を有さないはずである)の種 々の希釈物を添加することにより、さらに試験され得る。あるいは、TIEレセプ ター/改変TIE-2リガンドを破壊し得ることが知られる分子(例えば、抗TIE抗体 、または本明細書中で記載されるTIEレセプター体であるが、これらに限定され ない)は、TIEレセプター結合について125I-改変TIE-2リガンドと試験分子との 間の競合を妨害することが予想され得る。 検出可能に標識された改変TIE-2リガンドは、放射性物質、蛍光物質、酵素活 性を有する物質、酵素に対する基質として働き得る物質(比色的に検出可能な反 応と関連した酵素および基質が好ましい)、または好ましくは検出可能に標識さ れた抗体分子である抗体分子により認識され得る物質に共有結合的または非共有 結合的に結合された改変TIE-2リガンドを包含するが、これらに限定されない。 あるいは、試験分子のTIEへの特異的結合は、改変TIE-2リガンド/TIEレセプ ター結合の二次的な生物学的効果を評価することにより測定され得る。このよう な効果は、細胞増殖および/または分化または即時型遺伝子発現またはTIEのリ ン酸化を包含するが、これらに限定されない。例えば、試験分子が分化を誘導す る能力は、tieを欠損する細胞およびtieを発現する同等の細胞において試験され 得る。tieを欠損する同等の細胞ではなくtie発現細胞における分化は、特定の試 験分子/TIE相互作用を示す。同様の分析が、tieマイナス細胞およびtieプラス 細胞における即時型遺伝子(例えば、fosおよびjun)誘導を検出することによる か、または当該分野で公知の標準的なリン酸化アッセイを用いてTIEのリン酸化 を検出することにより実施され得る。このような分析は、TIEに競合的に結合し ないアゴニストまたはアンタゴニストを同定することにおいて有用であり得る。 同様に、本発明は、改変TIE-2リガンドの生物学的活性を有する分子を同定す る方法を提供する。この方法は、(1)tieを発現する細胞を試験分子に曝す工程お よび(ii)試験分子のTIEレセプターへの特異的結合を検出する工程を包含し、こ こでTIEへの特異的結合は、TIE様活性と正に相関する。特異的結合は、上述した ように、直接結合または結合の二次的な生物学的効果についてのアッセイのいず れかにより検出され得る。このような方法は、TIEリガンドファミリーの新規な メンバーの同定において、または製薬産業において、TIE関連生物学的活性につ いて多数のペプチド分子および非ペプチド分子(例えば、ペプチド模倣物)をス クリーニングすることにおいて特に有用であり得る。本発明の好ましい特定の限 定されない実施態様では、tieマイナスであるか、またはtieプラスのいずれかに 操作されたPC12(または線維芽細胞、以下を参照のこと)細胞を交互に含有する 大きなグリッドの培養ウェルが調製され得る。次いで、種々の試験分子が、グリ ッドの各カラムまたはそれらの一部が異なる試験分子を含有するように添加され 得る。次いで、各ウェルで、増殖および/または分化の存在または非存在につい て評価され得る。非常に多くの試験分子が、この様式でこのような活性について スクリーニングされ得る。 さらなる実施態様では、本発明は、TIEリガンド様活性を検出または測定する 方法、またはこのような活性を有する分子を同定する方法を提供する。この方法 は、(i)結合を生じることが可能な条件下で試験分子をTIEレセプタータンパク質 にインビトロで曝す工程、および(ii)試験分子のTIEレセプタータンパク質への 結合を検出する工程を包含し、ここで試験分子のTIEレセプターへの結合がTIEリ ガンド様活性と相関する。このような方法によれば、TIEレセプターは、実質的 に精製されてもよく精製されていなくてもよく、(例えば、アフィニティーカラ ムまたはELISAアッセイとして)固体支持体に固定され得るか、または人工膜中 に取り込まれ得る。試験分子のTIEレセプターへの結合は、当該分野で公知の任 意の方法によっても評価され得る。好ましい実施態様では、試験分子の結合は、 TIEレセプター結合について検出可能に標識された既知のTIEリガンドと競合する その能力を評価することにより、検出または測定され得る。 本発明はまた、試験分子がTIEリガンド様活性のアンタゴニストとして機能す る能力を検出する方法を提供する。この方法は、分子が、このレセプターを発現 する細胞におけるTIEレセプターへのTIEリガンド結合の効果を阻害する能力を検 出する工程を包含する。このようなアンタゴニストはTIEレセプター/改変TIE-2 リガンド結合を妨害してもよく、またはしなくてもよい。TIEレセプターへの改 変TIE-2リガンド結合の効果は、好ましくは、生物学的効果または生化学的効果 であり、細胞生存もしくは増殖、細胞形質転換、即時型遺伝子誘導、またはTIE リン酸化を包含するが、これらに限定されない。 本発明は、リガンドを中和し得るかもしくはレセプターへの結合をブロックし 得る抗体または他の分子を同定する方法、ならびにその方法により同定される分 子の両方をさらに提供する。限定されない例として、この方法は、概念上ELISA アッセイに類似するアッセイを介して実施され得る。例えば、TIEレセプター体 を固体支持体(例えばプラスチックマルチウェルプレート)に結合させ得る。次 いで、コントロールとして、Mycタグ化改変TIE-2リガンドの既知量をウェルに入 れ得、そして次いで、レセプター体に結合する任意のタグ化改変TIE-2リガンド をMycタグに対するレポーター抗体によって同定し得る。次いで、このアッセイ 系を用いて、試験サンプルを、i)タグ化リガンドに結合し得るか、またはii)レ セプター体に結合し、それによりタグ化リガンドによるレセプター体への結合を ブロックし得る分子についてスクリーニングし得る。例えば、既知量のタグ化リ ガンドとともに目的の推定分子を含有する試験サンプルをウェル中に入れ得、そ してレセプター体に結合するタグ化リガンドの量を測定し得る。結合したタグ化 リガンドの試験サンプル中の量とコントロール中の量とを比較することにより、 レセプターへのリガンド結合をブロックし得る分子を含有するサンプルが同定さ れ得る。このようにして同定された目的の分子は、当業者に周知の方法を用いて 単離され得る。 一旦リガンド結合のブロッカーが見出されると、そのブロッカーがレセプター に結合するかまたはリガンドに結合するかを決定するために二次的なアッセイを 、ならびにそのブロッカー分子がリガンドの生物学的活性を中和し得るかどうか を決定するためのアッセイを実施することを、当業者は理解する。例えば、TIE レセプター体または改変TIE-2リガンドもしくはリガンド体のいずれかが固体支 持体(例えば、金表面上のカルボキシメチルデキストラン)に共有結合されてい る、BIAcoreバイオセンサー技術(または同等の技術)を用いる結合アッセイを 用いることにより、当業者は、ブロッカー分子がリガンド、リガンド体、または レセプター体に特異的に結合するかどうかを決定し得る。ブロッカー分子がリガ ンドの生物学的活性を中和し得るかどうかを決定するために、当業者は、リン酸 化アッセイ(実施例5を参照のこと)または代替的に機能的バイオアッセイ(例 えば、生存アッセイ)を、例えば、内皮細胞の初代培養物を使用することにより 実施し 得る。あるいは、レセプター体に結合するブロッカー分子はアゴニストであり得 、そして当業者は、TIEレセプターのさらなるアゴニストを同定するための適切 なアッセイを実施することにより、このことをどのようにして決定するかを理解 し得る。 さらに、本発明は、TIEリガンドが本明細書中に記載されるTIE-2リガンドのレ セプター結合ドメインである組成物をさらに意図する。例えば、TIE-2リガンド1 は、「超らせん」ドメイン(5'末端から始まり、図4の約1160位および図5の約 1157位のヌクレオチドに及ぶ)およびフィブリノーゲン様ドメイン(図4のヌク レオチド配列によってコードされ、図5の約1161位および約1158位で始まる)を 含む。TIE-2リガンド2のフィブリノーゲン様ドメインは、図6の1197付近から 始まるヌクレオチドによってコードされるリガンド1(FRDCA)と同じアミノ酸 配列からまたはその付近から始まると考えられる。TIEリガンド-3のフィブリノ ーゲン様ドメインは、アミノ酸配列上でまたはその付近で始まると考えられ、こ れは図21の929位付近から始まるヌクレオチドによりコードされる。リガンドの 生成の間の超らせんドメインの多量体化は、精製を阻害する。しかし、実施例19 に記載のように、本出願人らは、フィブリノーゲン様ドメインが、TIE-2レセプ ター結合ドメインを含むことを発見した。しかし、単量体型のフィブリノーゲン 様ドメインは、このレセプターに結合しないようである。mycでタグ化したフィ ブリノーゲン様ドメイン(これは、抗myc抗体を用いて「クラスター化」されて いる)を利用する研究では、TIE-2レセプターに結合する。(「クラスター化し たリガンドおよびリガンド体」の作製方法は、Davisら、Science 266:816-819(1 994)に記載される)。これらの知見に基づいて、本出願人らは、IgGのFcドメイ ンにカップリングされた、TIE-2リガンドのフィブリノーゲン様ドメイン(「fFc 's」)を含む「リガンド体」を作製した。2量体を形成するこれらのリガンド体 は、TIE-2レセプターに効果的に結合した。従って、本発明は、診断的適用また は治療的適用において標的薬剤(例えば、TIEアンタゴニストの必要が示される 腫瘍および/または関連した脈管構造に対する標的薬剤)として使用され得る改 変TIEリガンド体の作製を意図する。 本明細書中の発明は、TIEレセプターを発現する細胞、組織、または器官が関 与する疾患に苦しむ患者の処置のための治療剤として、リガンド、そのフラグメ ントまたは誘導体、あるいはレセプターアゴニストまたはアンタゴニストである 別の分子の開発をさらに提供する。このような分子は、ヒトまたは動物の身体の 処置方法、または診断方法に用いられ得る。 TIEレセプターが内皮細胞に関連して同定されており、そして本明細書中で示 されるように、TIE-2リガンド1をブロックすることが血管新生を防止するよう であるので、本出願人は、本明細書中に記載される改変TIE-2リガンドが、この ような血管新生が徴候となる疾患または病気における血管新生の誘導のために有 用であり得ることを予測した。このような疾患または病気は、創傷治癒、虚血、 および糖尿病を含む。このリガンドを、動物モデルで試験し得、そして他の因子 (例えば、血管内皮成長因子(VEGF)、脈管形成性である別の内皮細胞特異的因 子)について記載されたように、治療的に用い得る。1994年7月26日に発行され たFerraraら、米国特許第5,332,671号。Ferraraの参考文献、ならびに他の研究 は、虚血心筋への血流の増加、創傷治癒の促進、および新脈管形成(neoangioge nesis)が所望される他の治療環境において、脈管形成性因子の効果を実証する ために用いられ得るインビトロおよびインビボでの研究を記載する。(Sudoら、 欧州特許出願公開公報第0 550 296 A2号(1993年7月7日公開);Banaiら、Cir culation 89:2183-2189(1994);Ungerら、Am.J.Physiol.266:H1588-H1595(199 4);Lazarousら、Circulation 91:145-153(1995))。本発明によれば、改変TIE-2 リガンドは、単独で、または1つ以上のさらなる薬学的に活性な化合物(例えば 、VEGFまたは塩基性線維芽細胞成長因子(bFGF)、ならびにサイトカイン、ニュ ーロトロフィンなど)と組み合わせて用いられ得る。 逆に、TIEレセプターのアンタゴニスト(例えば、本明細書中に記載される、 レセプターに結合するが、活性化しない改変TIE-2リガンド、本明細書中の実施 例2および3に記載されるレセプター体、および実施例9に記載されるTIE-2リ ガンド2)は、血管新生を防止または減弱するのに有用であり得、従って、例え ば、腫瘍増殖を防止または減弱する。これらの薬剤は、単独で、または治療的意 図が脈管形成をブロックすることである状態を処置するのに有用であることが示 されている他の組成物(例えば、抗VEGF抗体)と組み合わせて用いられ得る。出 願人は、本明細書中に記載される改変TIE-2リガンドがまた、サイトカインアン タゴニスト(例えば、IL-6アンタゴニスト)のような、炎症をブロックすること が知られている薬剤と組み合わせて用いられ得ることを予測する。 例えば、本出願人らは、TIEリガンドが腫瘍内の細胞、または腫瘍に密接に関 連する細胞内で発現されることを決定している。例えば、TIE-2リガンド2は、 腫瘍内皮細胞に緊密に関連しているようである。従って、これおよび他のTIEア ンタゴニストはまた、例えば腫瘍成長を防止または減弱することにおいて有用で あり得る。さらに、TIEリガンドまたはリガンド体は、レセプター保有細胞への 毒素の送達のために有用であり得る。あるいは、増殖因子、サイトカイン、また は栄養素のような他の分子は、TIEリガンドまたはリガンド体を介してTIEレセプ ター保有細胞に送達され得る。本明細書中に記載される改変TIE-2リガンドのよ うなTIEリガンドまたはリガンド体はまた、TIEレセプターの診断試薬として用い て、インビボまたはインビトロにおいてレセプターを検出し得る。TIEレセプタ ーが疾患状態と関連している場合、改変TIE-2リガンドのようなTIEリガンドまた はリガンド体は、例えば、組織染色または全身イメージングによって、疾患を検 出するための診断試薬として有用であり得る。このような試薬には、放射性同位 元素、蛍光色素、色素、酵素、およびビオチンが挙げられる。このような診断剤 または標的化剤は、Alitaloら、WO 95/26364(1995年10月5日公開)、およびBu rrows,F.およびP.Thorpe、PNAS(USA)90:8996-9000(1993)(これは、その 全体が、本明細書中に援用される)に記載のように調製され得る。 他の実施態様において、本明細書中に記載のTIEリガンド、改変TIE-2を活性化 するレセプターリガンドは、造血因子として使用される。種々の造血因子および それらのレセプターは、血液内に含まれる種々の細胞型の増殖および/または分 および/または遊走に関与する。TIEレセプターは、初期の造血細胞で発現され るので、TIEリガンドは、これらの細胞の増殖または分化または遊走において匹 敵する役割を果たすことが予期される。従って、例えば、TIEを含有する組成物 は、インビトロおよびインビボの生物学的な系において調製され、アッセイされ 、試験され得、そして以下のいずれかに記載されるように、治療的に使用され得 る:Sousa、米国特許第4,810,643号、Leeら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA 8 2:4360-4364(1985)、Wongら、Science,228:810-814(1985);Yokotaら、Proc.Na tl.Acad.Sci(USA)81:1070(1984);Bosselmanら、WO 9105795(1991年5月2 日公開)「幹細胞因子」、およびKirknessら、WO 95/19985(1995年7月27日公 開)「造血成熟因子」。従って、改変TIE-2を活性化するレセプターを用いて、 正常な造血が抑制される状態(貧血、血小板減少症、白血球減少症、および顆粒 球減少症が含まれるが、これらに限定されない)を診断または処置し得る。好ま しい実施態様において、改変TIE-2を活性化するレセプターを用いて、患者が疾 患を有する状況(例えば、正常な血液細胞レベルの減少を生じた後天性免疫不全 症候群(AIDS))において、または造血性集団の増加が所望される臨床的背景( 例えば、骨髄移植とともに)において、または放射線照射、化学薬品処置、また は化学療法によって生じた形成不全または骨髄抑制(myelosuppression)の処置 において、血液細胞前駆体の分化を剌激し得る。 本発明の改変TIE-2を活性化するレセプターはまた、単独で、または他の薬学 的に活性な薬剤(例えば、サイトカイン、ニューロトロフィン、インターロイキ ンなど)と組み合わせて用いられ得る。好ましい実施態様において、リガンドは 、幹細胞または他の造血前駆体の増殖を誘導することが知られている多くの上記 の因子のいずれか、または造血経路の後期細胞において作用する因子(造血成熟 因子、トロンボポイエチン、幹細胞因子、エリスロポイエチン、G-CSF、GM-CSF などを含むが、これらに限定されない)と組み合わせて用いられ得る。 別の実施態様において、TIEレセプターアンタゴニストを用いて、所望される 結果が造血経路の阻害である患者を診断または処置する(例えば、骨髄増殖また は血液形成器官の他の増殖性疾患(例えば、血小板血症、真性赤血球増加症、お よび白血病)を処置するために)。このような実施態様において、処置は、治療 的有効量の本明細書中に記載の改変TIEリガンド-2リガンド、TIE抗体、TIEレセ プター体、改変TIE-2リガンドの結合体、またはリガンド体もしくはfFCの使用を 包含し得る。 本発明はまた、薬理学的に受容可能なビヒクル中に、本明細書中に記載の改変 TIE-2リガンドもしくはリガンド体、そのペプチドフラグメント、または誘導体 を含有する薬学的組成物を提供する。改変TIEリガンド-2リガンドタンパク質、 ペプチドフラグメント、または誘導体は、全身投与または局所投与され得る。当 該分野で公知の任意の適切な投与様式が用いられ得る。このような投与様式は、 静脈内投与、くも膜下腔内投与、動脈内投与、鼻腔内投与、経口投与、皮下投与 、腹腔内投与、あるいは局所注入または外科移植による投与を包含するが、これ らに限定されない。持続放出処方物もまた提供される。 本発明はまた、このような治療用分子に特異的に結合する抗体を提供する。こ の抗体は、モノクローナルまたはポリクローナルであり得る。本発明はまた、治 療経過をモニターすることを目的として、患者から採取したサンプル中の治療用 分子の量を測定するために、このようなモノクローナル抗体またはポリクローナ ル抗体を使用する方法を提供する。 本発明は、改変TIE-2リガンドまたはリガンド体およびそれらに結合した細胞 傷害性因子を含む治療用組成物をさらに提供する。1つの実施態様では、細胞傷 害性因子は、放射性同位体または毒素であり得る。 本発明はまた、改変TIE-2リガンドに特異的に結合する抗体を提供する。抗体 は、モノクローナルまたはポリクローナルであり得る。 本発明は、以下の工程を包含する、改変TIE-2リガンドを精製する方法をさら に提供する: a)少なくとも1つのTIE結合基質を固体マトリックスに結合させる工程; b)a)の基質を細胞溶解物とともに、その基質が細胞溶解物中のいずれのヒ ト改変TIE-2リガンドと複合体を形成するようにインキュベートする工程; c)固体マトリックスを洗浄する工程;および d)改変TIE-2リガンドを結合基質から溶出する工程。 基質は、改変TIE-2リガンドと特異的に結合する任意の物質であり得る。1つ の実施態様では、基質は、抗改変TIE-2リガンド抗体、TIEレセプター、およびTI Eレセプター体からなる群から選択される。本発明は、改変TIE-2リガンドと特異 的に結合するレセプター体、ならびに薬学的に受容可能なビヒクル中にレセプタ ー体を含む治療用組成物、およびヒトにおいて血管成長をブロックする方法(有 効量の治療用組成物を投与することを包含する)をさらに提供する。 本発明はまた、薬学的に受容可能なビヒクル中に改変TIE-2リガンドまたはリ ガンド体を活性化するレセプターを含む治療用組成物、ならびに有効量の治療用 組成物を患者に投与することを包含する、患者の新生血管形成を促進する方法を 提供する。 さらに、本発明は、TIEレセプターを発現する細胞を同定する方法を提供する 。この方法は、細胞と検出可能に標識されたTIEリガンド-2またはリガンド体と を、検出可能に標識されたリガンドをTIEレセプターに結合させることが可能で ある条件下で接触させる工程、および検出可能に標識されたリガンドがTIEレセ プターに結合されるか否かを決定し、それにより細胞をTIEレセプターを発現す る細胞であると同定する工程を包含する。本発明はまた、改変TIE-2リガンドま たはリガンド体およびそれに結合された細胞傷害性因子を含む治療用組成物を提 供する。細胞傷害性因子は放射性同位体または毒素であり得る。 本発明はまた、細胞による改変TIE-2リガンドの発現を検出する方法を提供す る。この方法は、細胞からmRNAを得る工程、そのようにして得られたmRNAと改変 TIE-2リガンドをコードする標識核酸分子とを、ハイブリダイズする条件下で接 触させる工程、標識分子にハイブリダイズしたmRNAの存在を決定する工程、およ びそれにより細胞における改変TIE-2リガンドの発現を検出する工程を包含する 。 本発明は、組織切片において改変TIE-2リガンドの発現を検出する方法をさら に提供する。この方法は、組織切片と改変TIE-2リガンドをコードする標識核酸 分子とを、ハイブリダイズする条件下で接触させる工程、標識分子にハイブリダ イズしたmRNAの存在を測定する工程、およびそれにより組織切片における改変TI E-2リガンドの発現を検出する工程を包含する。実施例1- TIE-2レセプターに対するレポーター細胞 としてのABAE細胞株の同定 成体BAE細胞は、ECACC#92010601でEuropean Cell Culture Repositoryに登録 されている。(PNAS 75:2621(1978)を参照のこと)。ノーザン(RNA)分析は、A BAE(成体ウシ動脈内皮)細胞株において中程度のtie-2転写レベルを示したが、 これは血管内皮細胞へのtie-2 RNAのほぼ独占的な局在化を示したインサイチュ でのハイブリダイゼーションの結果と一致する。従って、本発明者らは、TIE-2 タンパク質の存在、ならびにこのTIE-2タンパク質が正常対血清欠乏増殖条件下 でチロシン-リン酸化される程度について、ABAE細胞溶解物を試験した。ABAE細 胞溶解物を採集し、そして免疫沈降に供し、続いて免疫沈降したタンパク質を、 TIE-2特異的抗血清およびホスホチロシン特異的抗血清を用いてウエスタンブロ ット分析に供した。TIE-2免疫沈降の間の特異的ブロック分子としてのTIE-2ペプ チドを省くことまたは含ませることにより、約150kDの適度に検出可能なタンパ ク質として、TIE-2が明白に同定され得、この定常状態ホスホチロシンレベルは 、前の細胞の血清飢餓によりほぼ検出不能なレベルまで低下する。 ABAE細胞の培養および細胞溶解物の採集を、以下のように行った。低継代数( low-passage-number)のABAE細胞を、2×106細胞/150mmプラスチックペトリ皿 (Falcon)の密度で単層としてプレートし、そして5%CO2雰囲気中、10%仔ウ シ血清(10%BCS)、2mM L-グルタミン(Q)ならびに各1%のペニシリンおよ びストレプトマイシン(P-S)を含有するダルベッコ改変イーグル培地(DMEM) 中で培養した。細胞溶解物の採集前に、細胞をDMEM/Q/P-S中で24時間血清飢餓さ せ、続いて培地を吸引し、そしてオルトバナジウム酸ナトリウム、フッ化ナトリ ウム、およびベンズアミジンナトリウムを補充した氷冷リン酸緩衝化生理食塩水 (PBS)でプレートをリンスした。細胞を、1% NP40界面活性剤およびプロテア ーゼインヒビター(PMSFおよびアプロチニン)を補充した少量のこのリンス緩衝 液中に溶解した。不溶性のデブリを、4℃にて10分間、14,000×Gで遠心分離す ることにより細胞溶解物から取り除き、そして約20μg/mlの溶解物に添加され たブロックペプチドの存在または非存在下で、上清を、TIE-2レセプターに対し て特異的な抗血清を用いて免疫沈降に供した。免疫沈降したタンパク質を、PAGE (7.5% Laemmliゲル)により解析し、次いでPVDF膜に電気移動し、そして種々 のTIE-2またはホスホチロシン特異的抗血清のいずれかとインキュベートした。H RP結合2次抗血清と共に膜をインキュベートし、続いてECL試薬(Amersham)で 処理することにより、TIE-2タンパク質を可視化した。 実施例2- TIE-2リガンド相互作用の親和性に基づく研究のための TIE-2 レセプター体のクローニングおよび発現 ヒト免疫グロブリンγ-1定常領域(IgGl Fc)に融合した、ラットTIE-2レセプ ターの全細胞外部分からなる分泌タンパク質を産生する発現構築物を作製した。 この融合タンパク質は、TIE-2「レセプター体」(RB)と呼ばれ、そして個々のI gGl Fcテール間のジスルフィド結合の形成に基づいて、溶液中でダイマーとして 存在することが通常予想される。TIE-2 RBのFc部分を、以下のように調製した。 タンパク質のヒンジ領域からカルボキシ末端まで広がる、ヒトIgGlのFc部分をコ ードするDNAフラグメントを、ヒトIgGlの公開された配列に対応するオリゴヌク レオチドを用いるPCRにより、ヒト胎盤cDNAから増殖し;得られたDNAフラグメン トを、プラスミドベクターにクローン化した。完全長TIE-2レセプターをコード するプラスミド由来およびヒトIgGl Fcプラスミド由来の適切なDNA制限フラグメ ントを、インフレームでTIE-2およびヒトIgGl Fcタンパク質コード配列に融合す るように設計した短いPCR由来フラグメントのいずれかの側に連結した。このよ うに、得られたTIE-2外表ドメイン(ectodomain)-Fc融合タンパク質は、TIE-2 膜貫通ドメインおよび細胞質ドメインに広がる領域の代わりに、IgGl Fcを正確 に置換した。RBの別の調製方法は、Goodwinら、Cell 73:447-456(1993)に記載さ れている。 TIE-2 RB DNAフラグメントをpVL1393バキュロウイルスベクターにクローニン グし、続いてSpodoptera frugiperda SF-21AE昆虫細胞株を感染させることによ り、ミリグラム量のTIE-2 RBを得た。あるいは、細胞株SF-9(ATCC受託番号CRL- 1711)または細胞株BTI-TN-5b1-4を使用し得る。TIE-2 RBをコードするDNAを、E co RI-NotIフラグメントとして、バキュロウイルス転移プラスミドpVL1393にク ローン化した。3μgのプラスミドDNAを0.5μgのBaculo-Gold DNA(Pharminig en)と混合し、続いて30μgのLipofectin(GIBCO-BRL)を用いてリポソームに 導入することにより、塩化セシウム密度勾配遠心分離により精製したプラスミド DNAを、ウイルスDNA中に組み換えた。DNA-リポソーム混合物を、27℃にて5時間 、TMN-FH培地(改変Grace's昆虫細胞培地(GIBCO-BRL))中のSF-21AE細胞(2 ×106細胞/60mm皿)に添加し、続いて5%ウシ胎児血清を補充したTMN-FH培地 中で、27℃にて5日間インキュベートした。組織培養培地を、組換えウイルスの プラーク精製のために採集し、この精製は、アガロース重層が125μg/mLのX-ga l(5-ブ ロモ-4-クロロ-3-インドリル-β-D-ガラクトピラノシド;GIBCO-BRL)を含んで いたこと以外は、前記の方法(O'Reilly,D.R.、L.K.Miller、およびV.A.Luckow 、Baculovirus Expression Vectors-A Laboratory Manual.1992、New York:W. H.Freeman)を用いて行った。27℃にて5日間のインキュベーション後、非組換 えプラークを、X-gal基質に対する陽性色素反応により記録し、そしてそれらの 位置に印を付けた。次いで、組換えプラークを、100μg/mLのMTT(3-[4,5-ジメ チルチアゾール-2-イル]2,5,ジフェニルテトラゾリウムブロマイド;Sigma)を 含む第2の重層の添加により可視化した。推定組換えウイルスプラークを、プラ グ吸引(plug aspiration)により採集し、そして多回ラウンドのプラーク単離 により精製し、均質性を確実にした。ウイルスストックを、プラーク精製ウイル スの連続した低多重度の継代(serial,low-multiplicity passage)により作製 した。1つのウイルスクローン(vTIE-2レセプター体)の低継代ストックが産生 された。 SF-21AE細胞を、1×抗生物質/抗真菌剤溶液(Gibco BRL)および25mg/Lゲン タマイシン(Gibco BRL)を含有する無血清培地(SF-900 II、Gibco BRL)中で 培養した。Pluronic F-68を、界面活性剤として1g/Lの最終濃度まで添加した。 培養物(4L)を、感染前に少なくとも3日間バイオリアクター(Artisan Cell S tation System)中で培養した。27℃で、80mL/分のガス流速にて、50%の溶存酸 素までガスを通気しながら(スパージリング(sparge ring)にて通気)、細胞 を増殖させた。100rpmの速度にて、攪拌翼(marine impeller)により攪拌した。 細胞を中間対数増殖期(約2×106細胞/mL)で採集し、遠心分離により濃縮し、 そして1細胞あたりvTIE-2レセプター体の5プラーク形成単位で感染させた。細 胞および接種物を、新鮮な培地で400mLにし、そしてウイルスを、スピンナーフ ラスコ(spinner flask)中、27℃にて2時間吸着させた。次いで、培養物を、 新鮮な無血清培地を含む8Lの最終容量に再懸濁し、そして細胞を、前記の条件を 用いてバイオリアクター中でインキュベートした。 vTIE-2レセプター体感染SF21AE細胞由来の培養培地を、感染72時間後で遠心分 離(500×g、10分)により採取した。細胞上清をNaOHでpH8にした。EDTAを10mM の最終濃度まで添加し、そして上清のpHを8に再調整した。上清を濾過(0.45μ m、Millipore)し、そしてプロテインAカラム(プロテインAセファロース4 ファストフローまたはHiTrapプロテインA、両方ともPharmaciaから入手)にロ ードした。280nmでの吸光度がベースラインまで低下するまで、カラムを、0.5M NaClを含有するPBSで洗浄した。カラムをPBSで洗浄し、そして0.5M酢酸で溶出し た。カラム画分を、1M Tris(pH9)を含有するチューブ中に溶出することにより 、直ちに中和した。TIE-2レセプター体を含有するピーク画分をプールし、そし てPBSに対して透析した。 実施例3- TIE-2が血管の発達に重要な役割を有することの実証 「過剰」の可溶性TIE-2レセプター体(TIE-2 RB)を発達系に導入することに より、TIE-2の機能への洞察が得られた。TIE-2 RBが利用可能なTIE-2リガンドへ 結合し、それゆえ中和するという潜在的な能力を有することにより、正常な血管 発達の観察可能な崩壊およびリガンドの特徴づけが可能となる。TIE-2 RBが、初 期トリ胚において血管発達を崩壊させるのに使用され得るかどうかを試験するた めに、生体再吸収性フォームの小片を、TIE-2 RBで浸漬し、そして初期胚に対し てちようど横の位置で、漿尿膜の直下に挿入した。 初期ニワトリ胚は、漿尿膜(CAM)により覆われる細胞の小さなディスクから 卵黄の頂上に発達する。胚において血管系を裏打ちする内皮細胞は、胚外細胞源 および胚内細胞源の両方から生じる。胚外由来の内皮細胞(これは、胚における 内皮細胞のための主要な発達源を提供する)は、胚固有(embryo-proper)の側 面周囲(CAMの直下)に位置する間葉の付着成長から生じる。これらの間葉細胞 が成熟すると、内皮細胞系および造血細胞系の両方の共通の始原細胞(血管芽細 胞(hemangioblast)と呼ばれる)を生じる。今度は、血管芽細胞は、血管芽細胞( angioblast)(内皮細胞始原細胞)および血球芽細胞(多能性造血前駆体)の混 合集団を生じる。循環系の原基痕跡の形成は、内皮細胞子孫が分離して、初期血 液細胞を取り囲む1細胞厚の小胞を形成するとき開始する。これらの細胞成分の 増殖および遊走により、最後には胚に入り、限定された胚内由来の血管成分と結 合する、CAM下の血液充填毛細血管の巨大な網が最終的に生成される。 Spafas,Inc.(Boston,MA)から得た新たに受精させたニワトリ卵を、99.5°F 、 55% RHにてインキュベートした。発達約24時間で、卵殻を70%エタノールで拭 き、そして歯科医のドリルを用いて各卵の鈍頂に1.5cmの穴を開けた。殻膜を取 り除くと、胚の直上に気室が現れた。滅菌Gelfoam(Upjohn)の長方形の小片を 外科用メスで切り取り、そして等濃度のTIE-2レセプター体またはEHK-1レセプタ ー体のいずれかに浸漬した。EHK-1レセプター体を、TIE-2細胞外ドメインの代わ りにEHK-1細胞外ドメインを用いて、実施例2に示すように作製した(Maisonpie rreら、Oncogene 8:3277-3288(1993))。各Gelfoam片は、30μl中の約6μgの タンパク質を吸収した。滅菌時計工ピンセットを用いて、初期胚に対して数ミリ メートル横の位置で、CAMに小さな裂け目を作製した。RB浸漬したGelfoam片の大 部分を、CAM下に挿入し、そして卵殻を一片の接着テープでシールした。他の同 様の期の卵を、無関係のニューロン発現レセプターチロシンキナーゼ(EHK-1(M aisonpierreら、Oncogene 8:3277-3288(1993))のRBと平行して処理した。4日 間発達を進行させ、次いで胚を視覚検査により試験した。加温PBS皿中で殻を注 意深く割り、そして周囲のCAMと共に胚を注意深く切り出すことにより胚を取り 出した。それぞれRBで処理した12の卵のうち、6つのTIE-2 RBおよび5つのEHK-1 RB処理胚は、実験開始時に観察された期を過ぎても発達した。図1Aおよび1Bに 示すように、これらの発達した胚間に劇的な差が見られた。EHK-1 RBで処理した 胚は、比較的正常に発達したようであった。5つのEHK-1胚のうち4つは、心臓 の鼓動の存在により判定されるように生存可能であった。さらに、胚外血管(こ れは、赤血球の存在により視覚的に明らかである)は、豊富であり、そしてCAM 下で数センチメートル横に延びていた。対照的に、TIE-2 RBで処理した胚は、重 度に発育不全であり、EHK-1 RB胚では直径が10mmを超えることと比較して、直径 が2〜5mmの範囲内であった。TIE-2 RB処理した胚は全て死滅し、そしてそれら のCAMには血管がない。TIE-2 RBがニワトリにおいて血管発達をブロックする能 力は、TIE-2リガンドが血管系の発達にとって必要であることを実証する。 実施例4:rasオンコジーン形質転換C2C12マウス筋芽細胞株 からの条件付培地中のTIE-2特異的結合活性の同定 可溶性、TIE-2-特異的結合活性(BIAcore;Pharmacia Biosensor,Piscataway , NJ)の存在についての種々の細胞株からの10倍濃縮の細胞条件付培地(10×CCM )のスクリーニングにより、オンコジーンras形質転換C2C12細胞(C2C12-ras) 、RAT 2-ras(これは、ras形質転換線維芽細胞株)、ヒト神経膠芽腫T98Gおよび SHEP-1として公知のヒト神経芽肺細胞株から、無血清培地中の結合活性が明らか になった。 C2C12-ras 10×CCMは、標準的なリン酸カルシウムに基づく方法によりH-rasの T-24変異体でのトランスフェクションによりオンコジーン的に形質転換された安 定にトランスフェクトしたC2C12筋芽細胞株に由来した。SV40に基づくネオマイ シン耐性発現プラスミドを、トランスフェクトしたクローンの選択を可能にする ために、物理的にras発現プラスミドに連結させた。得られたG418耐性ras-C2C12 細胞は、日常的にプラスチックディッシュ上の単層として10%の仔ウシ胎児血清 (FCS)を補充したDMEM/グルタミン/ペニシリン−ストレプトマイシン中で維持 した。無血清C2C12-ras 10×CCMを、無血清規定培地で12時間、細胞を60%のコ ンフルエンスでプレートすることにより作製した(ZhanおよびGoldfarb,Mol.Ce ll.Biol.6:3541-3544(1986);Zhanら、Oncogene 1:369-376(1987))。培地を捨 て、そして新鮮なDMEM/Q/P-Sで24時間置換した。この培地を採集し、そして細胞 に新鮮なDMEM/Q/P-Sを再供給し、これもまたさらなる24時間後に採集した。これ らのCCMにプロテアーゼインヒヒビターPMSF(1mM)およびアプロチニン(10μg /ml)を補充し、そして滅菌サイズ除外メンブレン(Amicon)上で10倍に濃縮し た。TIE-2結合活性は、過剰のTIE-2 RBとの培地のインキュベーションにより中 和され得るが、BIAcore分析前のEHK-1 RBとのインキュベーションによっては中 和され得ない。 10×CCMの結合活性を、バイオセンサー技術を用いて測定した(BIAcore;Pharm acia Biosensor,Piscataway,NJ)。これは、表面プラスモン共鳴を介してリア ルタイムに生体分子相互作用をモニターする。精製TIE-2 RBは、第一級アミンを 介してCM5研究用センサーチップ(Pharmacia Biosensor,Piscataway,NJ)のカ ルボキシメチルデキストラン層に共有結合した。センサーチップ表面は、N-ヒド ロキシスクシンイミド(NHS)とN-エチル-N'-(3-ジメチルアミノプロピル)カル ボジイミド(EDC)との混合物を用いて活性化し、続いてTIE-2RB(25μg/mL、 pH4.5)を不動化し、そして1.0Mエタノールアミン(pH8.5)で未反応部位を不活 化した。EHK-1レセプター体のネガティブコントロール表面を同様の様式で調製 した。 系で使用したランニング緩衝液はHBS(10mM Hepes,3.4mM EDTA,150mM NaCl ,0.005% P20界面活性剤、pH7.4)であった。10×CCMサンプルを4℃で15分間遠 心分離し、そしてさらに、無菌の低タンパク質結合0.45μmフィルター(Millip ore;Bedford、MA)を用いて明澄化した。デキストラン(2mg/ml)およびP20界面 活性剤(0.005%)を各CCMサンプルに添加した。40μLのアリコートを不動化表面 (TIE-2またはEHK-1)を横切って、5μL/分の低速で注射し、そしてレセプタ ー結合を8分間モニターした。結合活性(共鳴単位、RU)をサンプル注射の30秒 前に決定した基底値と注射後30秒でとった測定との間の差違として測定した。表 面の再生を1つの3M MgCl2の12μLパルスで達成した。 装置のノイズレベルは20RUであり;従って、20RUを超えるシグナルを有する任 意の結合活性が、レセプターとの実際の相互作用と解釈され得る。C2C12-ras条 件付培地については、結合活性は、TIE-2 RB不動化表面について60〜90RUの範囲 内であった。EHK-1 RB不動化表面上でアッセイした同一のサンプルについて、測 定された活性は、35RU未満であった。TIE-2レセプター体に対する特異的な結合 を、サンプルを結合活性のアッセイ前に過剰の可溶性TIE-2またはEHK-1 RBのい ずれかとのサンプルのインキュベートすることにより評価した。可溶性EHK-1 RB の添加は、いずれのサンプルのTIE-2結合活性にも影響しなかったが、可溶性TIE -2の存在下、表面に対する結合は、TIE-2の非存在下において測定された活性よ り2/3、より少なかった。>50×に濃縮したC2C12-ras CCMを用いる反復アッ セイは、TIE-2特異的結合シグナルのバックグラウンドに対して4倍の増強を生 じた。 実施例5 C2C12-ras CCM は、TIE-2レセプターのチロシンリン酸化 を誘導する活性を含む C2C12-ras 10×CCMを、ABAE細胞におけるTIE-2のチロシンリン酸化を誘導する 能力について試験した。血清飢餓ABAE細胞を、上記のように手短にC2C12-ras CC Mとインキュベートし、細胞溶解し、そして免疫沈降およびウェスタン分析に供 した。血清飢餓ABAE細胞の無血清C2C12-ras 10×CCMでの刺激は、以下のように 行った。上記のように飢餓にさせたABAE細胞の培地を除去し、そして37℃に予め 温めた規定培地または10×CCMのいずれかで置換した。10分後、培地を除去し、 そして細胞を氷上でオルトバナデート/NaF/ベンザミジンを補充した過剰の冷PBS で2回リンスした。細胞溶解物およびTIE-2特異的免疫沈降を以下のように行っ た。 規定培地と10分間インキュベートしたABAE細胞は、TIE-2チロシンリン酸化の 誘導を示さなかったが、C2C12-ras CCMとのインキュベーションは、TIE-2リン酸 化において少なくとも100×の増加を刺激した。この活性は、室温で90分間、プ ロテインG−Sepharoseビーズに結合した13μgのTIE-2 RBとのC2C12-ras 10×C CMのプレインキュベーションにより、ほとんどすべて枯渇された。プロテインG −Sepharose単独とインキュベートした培地では、このリン酸化活性が枯渇化さ れていなかった。実施例6 TIE-2リガンドの発現クローニング COS-7細胞を、10%の仔ウシ血清(FBS)、各1%のペニシリンおよびストレプ トマイシン(P/S)ならびに2mMグルタミンを含有するダルベッコの改変イーグ ル培地(DMEM)中で、5%CO2雰囲気中で培養した。マウス筋芽細胞C2C12-ras細 胞株を、10%のFBS(P/S)および2mMグルタミンを含むイーグル最小必須培地( EMEM)で培養した。全長マウスTIE-2リガンドcDNAクローンを、COS細胞で発現さ せたpJFE14べクターにおいてC2C12ras cDNAライブラリーをスクリーニングする ことによって得た。このベクターは、図2に示されるように、ベクターpSRαの 改変版である(Takebeら、1988、Mol.Cell.Biol.8:466-472)。ライブラリー をpJFE14ベクターの2つのBSTXI制限部位を使用して作製した。 COS-7細胞を、pJFE14ライブラリーまたはコントロールベクターのいずれかでD EAEデキストランスフェクションプロトコールにより一過的にトランスフェクト した。手短には、COS-7細胞を、1.0×106細胞/100mmプレートの密度で、トラン スフェクションの24時間前、プレートした。トランスフェクションについて、細 胞を、400μg/mlのDEAEデキストラン、1μMクロロキン、および2mMグルタミ ンを含有する無血清DMEM、ならびに1μgの適切なDNA中で、3〜4時間、37℃ にて、5% CO2雰囲気中で培養した。トランスフェクション培地を吸引し、そし て10% DMSOを含むPBSで2〜3分間で置換した。このDMSO「ショック」に続き、 COS-7細胞を、10%FBS、各1%のペニシリンおよびストレプトマイシン、ならび に2mMグルタミンを含むDMEM中で48時間プレートした。 TIE-2リガンドは分泌されるので、細胞を透過させてリガンドに対するレセプ ター体プローブの結合を検出することが必要であった。トランスフェクションの 2日後、細胞をPBSでリンスし、次いで、1.8%のホルムアルデヒドを含むPBSと1 5〜30分間室温でインキュベートした。次いで、細胞をPBSで洗浄し、そして15分 間0.1%Triton X-100および10%仔ウシ血清を含むPBSとインキュベートし、細胞 を透過させ、そして非特異的な結合部位をブロックした。 スクリーニングを、TIE-2レセプター体(RB)を用いて染色の直接局在化によ り実施した。これは、IgG1定常領域に融合させたTIE-2の細胞外ドメインからな る。このレセプター体は、実施例2に示されるように調製した。トランスフェク トされ、固定化され、そして透過されたCOS細胞の100mmディッシュを、TIE-2 RB と30分間それらをインキュベートすることによりプローブした。次いで、これら の細胞をPBSで二回洗浄し、そしてPBS/10%仔ウシ血清/抗ヒトIgGアルカリホ スファターゼ結合体とさらに30分間、インキュベートした。3回のPBSでの洗浄後 、細胞をアルカリホスファターゼ基質中で30〜60分間インキュベートした。次い で、ディッシュを染色された細胞の存在について顕微鏡で検査した。各々の染色 された細胞について、染色された細胞を含む複数の細胞の小領域を、プラスチッ クのピペットチップでディッシュから掻き取り、次いでプラスミドDNAをレスキ ューし、そしてこれを使用して細菌細胞をエレクトロポレーションした。エレク トロポレーションから得られた単一の細菌コロニーを選択し、そしてこれらのコ ロニーから調製したプラスミドDNAを使用して、COS-7細胞をトランスフェクトし た。これを、TIE-2レセプター体に対して結合することにより証拠づけられるよ うに、TIE-2リガンド発現についてプローブした。これは、TIE-2リガンドをコー ドする 単一クローンの同定を可能にした。TIE-2リガンド発現の検証は、実施例5に示 した方法を用いてTIE-2レセプターのリン酸化により得られた。TIE-2リガンドを コードするプラスミドクローンを、ATCCに1994年10月7日に寄託し、そして「TI E-2リガンドをコードするpJFE14」(ATCC受託番号第75910号)と指定された。 実施例7−ヒトTIE-2リガンドをコードする 全長cDNAクローンの単離および配列決定 λgt-10中のヒト胎児肺cDNAライブラリー(図3を参照のこと)は、Clontech Laboratories,Inc.(Palo Alto,CA)から得られた。プラークを1.25×106/20× 20cmプレートの密度でプレートし、レプリカフィルターを標準的な手順(Sambro okら、Molecular Cloning:A Laboratory Manual、第二版、8.46頁、Cold Spring Harbor Laboratory,Cold Sprign Harbor,New York)に従って採った。 ヒトtie-2リガンドクローンの単離は、以下のように実施した。寄託されたtie -2リガンドクローン(ATCC NO.75910−上記実施例6を参照のこと)からの2.2k b XhoIフラグメントをランダムプライミングにより約5×108cpm/ngの比活性で 標識した。ハイブリダイゼーションを65℃で、0.5mg/mlのサケ精子DNAを含むハ イブリダイゼーション溶液中で実施した。フィルターを65℃で、2×SSC、0.1% SDS中で洗浄し、そしてKodak XAR-5フィルムに一晩−70℃で曝露させた。ポジ ティブファージをプラーク精製した。精製ファージの高い力価のファージ溶解物 を、Qiagenカラムを介して標準的な技術を使用するDNAの単離に使用した(Qiage n,Inc.,Chatsworth,CA,1995カタログ、36頁)。ファージDNAをEcoRIで消化 し、クローン化したcDNAフラグメントを引き続くサブクローニングのために放出 させた。ヒトtie-2リガンドDNAを含むλファージベクターをATCCに1994年10月26 日に、名称htie-2リガンド1をコードするλgt10(ATCC受託番号第75928号)で 寄託した。ファージDNAは、ジデオキシチェーンターミネーション法(Sangerら 、1977、Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.74:5463-5467)によりDNA配列分析に 直接供し得る。 ヒトtie-2リガンドDNAの哺乳動物発現ベクターへのサブクローニングは、以下 のように達成され得る。htie-2リガンド1をコードするクローンλgt10は、ヒト TIE-2リガンドのコード配列の開始から490塩基対下流に位置するEcoRI部位を含 有する。コード領域は、それぞれ開始コドンの上流および終止コドンの下流の独 特の制限部位を使用して、切り出され得る。例えば、SpeI部位(開始コドンから 70bp 5'に位置する)およびBpu1102i(これはまた、BlpIとして知られる)部位 (終止コドンから265bp3’に位置する)を使用して、完全なコード領域を 切り出し得る。次いで、これを、XbaI(SpeIオーバーハングと適合性)およびPs tI部位(pst1およびBpu1102i部位は、ともに平滑末端となる)を使用して、pJFE 14クローニングベクターにサブクローン化し得る。 htie-2リガンド1をコードするクローンλgt10からのコード領域を、ABI 373A DNA配列決定器およびTaq Dideoxy Terminator Cycle Sequencing Kit(Applied Biosystems,Inc.Foster City,CA)を用いて、配列決定した。htie-2リガン ド1をコードするクローンλgt10からのヒトTIE-2リガンドのヌクレオチドおよ び推定アミノ酸配列は図4に示される。 さらに、全長ヒトtie-2リガンドcDNAクローンを、pJFE14ベクター中のヒト神 経膠芽腫T98G cDNAライブラリーをスクリーニングすることにより得た。ヒトTIE -2リガンドをコードするクローンは、寄託されたtie-2リガンドクローン(ATCC 第75910号)からの2.2kb XhoIフラグメントをプローブとして用いて、DNAハイブ リダイゼーションにより同定された(上記実施例6を参照のこと)。コード領域 を、ABI 373A DNA配列決定器およびTaq Dideoxy Terminator Cycle Sequencing Kit(Applied Biosystems,Inc.Foster City,CA)を用いて、配列決定した。 この配列は、htie-2リガンド1をコードするクローンλgt10の配列とほとんど同 一であった。図4に示されるように、htie-2リガンド1をコードするクローンλ gt10は、さらなるグリシン残基を含む。これは、ヌクレオチド1114〜1116でコー ドされる。T98Gクローンのコード領域は、このグリシン残基を含まないが、それ 以外は、htie-2リガンド1をコードするクローンλgt10のコード配列と同一であ った。図5は、T98GクローンからのヒトTIE-2リガンドのヌクレオチドおよび推 定アミノ酸配列を示す。 実施例8−ヒトTIE-2リガンドをコードする 第二の全長cDNAクローンAの単離および配列決定 λgt-10中のヒト胎児肺cDNAライブラリー(図3を参照のこと)を、Clontech Laboratories,Inc.(Palo Alto,CA)から得た。プラークを1.25×106/20×20cm プレートの密度でプレートし、レプリカフィルターを標準的な手順(Sambrookら 、Molecular Cloning:A Laboratory Manual、第二版、8.46頁、Cold Spring Har bor Laboratory,Cold Spring Harbor,New York)に従って採った。複製のフィ ルターを低ストリンジェンシー(2×SSC、55℃)で、ヒトTIE-2リガンド1配列 に対して作製されたプローブでスクリーニングした。複製フィルターの一つを5 ’プローブ(図4に示したヒトTIE-2リガンド1配列のアミノ酸25〜265をコード する)でプローブした。第二の複製フィルターをヒトTIE-2リガンド1配列のア ミノ酸282〜498をコードする(図4を参照のこと)3’プローブでプローブした 。両方のプローブを55℃で、0.5mg/mlのサケ精子DNAを含むハイブリダイゼーシ ョン溶液中でハイブリダイズした。フィルターを55℃で、2×SSC中で洗浄し、 そしてX線フィルムに一晩曝露させた。さらに、複製フィルターはまた、マウス のTIE-2リガンド1の完全長コードプローブ(F3-15、XhoIインサート)に対して 通常のストリンジェンシー(2×SSC、65℃)でハイブリダイズした。以下の規 準を満たす3つのポジティブクローンを選択した:i.通常のストリンジェンシー で全長(マウス)プローブに対してハイブリダイゼーションが見られなかった、 そしてii.5’プローブおよび3’プローブの両方に対して低ストリンジェンシー でハイブリダイゼーションが見られる。これらのクローンから得られたファージ DNAのEcoRI消化は、約2.2kbおよび約1.8kbのインサートサイズを有する2つの独 立したクローンを示した。2.2kb EcoRIインサートを、pBluescript KS(Stratage ne)およびCOS細胞における使用に適した哺乳動物発現ベクターの両方のEcoRI部 位にサブクローン化した。2つの方向を哺乳動物発現ベクターについて同定した 。pBluescript KS中の2.2kbインサートは、ATCCに、1994年12月9日に寄託され 、そしてヒトTIE 2リガンド2をコードするpBluescript KSと指定された。TIE-2 リガンド2コード配列の開始部位は、pBluescriptのEcoRI部位の約355塩基対下 流である。 COS-7細胞を、DEAE-デキストラントランスフェクションプロトコルによって、 発現ベクターまたはコントロールベクターのいずれかで一過性にトランスフェク トした。手短には、COS-7細胞を、トランスフェクションの24時間前、1.0×106 細胞/100mmプレートの密度にてプレートした。トランスフェクションのために 、細胞を、400μg/mlのDEAE-デキストラン、1mMのクロロキン、および2mMの グルタミンを含む無血清DMEM、ならびに1μgの適切なDNA中で、5% CO2の雰 囲気において37℃にて3〜4時間培養した。トランスフェクション培地を吸引し 、そして10% DMSOを含むリン酸緩衝化生理食塩水で2〜3分間置換した。このD MSO「ショック」後、COS-7細胞を、10% FBS、各々1%のペニシリンおよびスト レプトマイシン、ならびに2mMのグルタミンを含むDMEM中に48時間置いた。 TIE-2リガンドは分泌されるため、レセプター体プローブのリガンドへの結合 を検出するために細胞を透過性にすることが必要であった。トランスフェクトし たCOS-7細胞を、1.0×106細胞/100mmプレートの密度にてプレートした。細胞を 、PBSでリンスし、次いで1.8%のホルムアルデヒドを含むPBSとともに室温にて1 5〜30分間インキュベートした。次いで、細胞を、PBSで洗浄し、そして0.1% Tr iton X-100および10%仔ウシ血清を含むPBSとともに15分間インキュベートし、 細胞を透過性にし、そして非特異的結合部位をブロックした。IgG1定常領域に融 合したTIE-2の細胞外ドメインからなるTIE-2レセプター体を用いた染色の直接局 在化によって、スクリーニングを実施した。このレセプター体を実施例2に示す ように調製した。トランスフェクトしたCOS細胞を、それらをTIE-2レセプター体 とともに30分間インキュベートすることによってプローブした。次いで、細胞を 、PBSで2回洗浄し、メタノールで固定し、次いでPBS/10%仔ウシ血清/抗ヒトIg G-アルカリホスファターゼ結合体とともにさらに30分間インキュベートした。3 回のPBS洗浄の後、細胞をアルカリホスファターゼ基質中で30〜60分間インキュ ベートした。次いで、ディッシュを染色された細胞の存在について微視的に調べ た。他方の方向ではなく、一方の方向のクローンを発現する細胞は、TIE-2レセ プター体に結合するのが見られた。 当業者は、記載される方法が、TIEリガンドファミリーの他の関連するメンバ ーをさらに同定するために使用され得ることを容易に理解する。 ヒトTIE-2リガンド2をコードするクローンpBluescript KS由来のコード領域 を、ABI 373A DNAシークエンサーおよびTaq Dideoxy Terminator Cycle Sequenc ingキット(Applied Biosystems,Inc.,Foster City,CA)を用いて配列決定した 。ヒトTIE-2リガンド2をコードするクローンpBIuescript KS由来のヒトTIE-2リ ガンドのヌクレオチド配列および推定アミノ酸配列を、図6に示す。 実施例9- TIE-2リガンド2はレセプターアンタゴニストである TIE-2リガンド2(TL2)またはTIE-2リガンド1(TL1)のいずれかを発現するCOS 細胞由来の馴化培地を、ヒト内皮細胞株中に天然に存在するTIE-2レセプターを 活性化するそれらの能力について比較した。 リポフェクトアミン試薬(GIBCO-BRL,Inc.)および推奨されるプロトコルを使 用して、pJFE14発現ベクター単独、ヒトTIE-2リガンド1cDNAを含むpJFE14ベク ター、またはヒトTIE-2リガンド2cDNAを含むpMT21発現ベクター(Kaufman,R.J .,1985,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 82:689-693)のいずれかで、COS-7細胞を トランスフェクトした。分泌されたリガンドを含むCOS培地を、3日後収集し、 そしてダイアフィルトレーション(DIAFLO限外濾過膜、Amicon,Inc.)によって20 倍に濃縮した。これらの培地中に存在する活性なTIE-2リガンド1およびTIE-2リ ガンド2の量を決定し、そしてBIAcore結合アッセイによって測定されるTIE-2レ セプター特異的結合活性の量として(共鳴単位R.U.で)表した。 ノーザン(RNA)分析は、HAEC(ヒト大動脈内皮細胞(Human Aortic Endothelial Cell))ヒト初代内皮細胞(Clonetics,Inc.)におけるTIE-2転写物の有意なレベ ルを示した。従って、これらの細胞を使用して、TIE-2リガンドを含むCOS培地に 曝露された場合、TIE-2レセプターがチロシン-リン酸化されるか否かを調べた。 HAEC細胞を、5%のウシ胎児血清、可溶性ウシ脳抽出物、10ng/mlのヒトEGF、1 mg/mlのヒドロコルチゾン、50mg/mlのゲンタマイシン、および50ng/mlのアンホ テリシン-Bを含む完全内皮細胞増殖培地(Clonetics,Inc.)中に維持した。TL1お よびTL2がHAEC細胞においてTIE-2レセプターを活性化し得るか否かの評価を以下 のように実施した。半コンフルエントのHAEC細胞を、添加したL-グルタミンおよ びペニシリン-ストレプトマイシンを有する高グルコースダルベッコMEM中で、37 ℃にて2時間血清飢餓にし、次いで飢餓培地を、リガンド含有馴化COS培地で 5%CO2インキュベーター中で37℃にて7分間置換した。次いで、正確に実施例 1において記載されるように、細胞を溶解し、そしてTIE-2レセプタータンパク 質をTIE-2ペプチド抗血清での溶解物の免疫沈降によって回収し、次いで抗ホス ホチロシン抗血清を用いたウエスタンブロッティングを行った。結果を図7に示 す。TIE-2レセプター(TIE-2-R)に対するホスホチロシンレベルは、TIE-2リガン ド2(レーンL2)馴化COS培地によっては誘導されなかったが、TIE-2リガンド1( レーンL1)でのHEAC細胞の処理によって誘導された。MOCKは、JFE14空ベクターで トランスフェクトされたCOS由来の馴化培地である。 TL1およびTL2の両方がTIE-2レセプターに特異的に結合するという証拠を、BIA coreを用いて、トランスフェクトしたCOS培地におけるTIE-2レセプター特異的 結合活性をアッセイすることによって、ならびにTIE-2レセプター体でのTL1-お よびTL2-発現COS細胞の免疫染色によって実証した。 TL2はTIE-2レセプターを活性化しなかったため、本出願人らは、TL2がTL1活性 のアンタゴニストとして作用し得るか否かを決定するための設計をした。HAECリ ン酸化アッセイを実施し、ここで細胞をまず「過剰」のTL2とともにインキュベ ートし、次いで希釈TL1を添加した。高レベルのTL2に起因するTIE-2レセプター の先の占有は、限界濃度にて存在するTL1への曝露後のレセプターのその後の刺 激を妨げ得ると論証した。 半コンフルエントのHAEC細胞を上記のように血清飢餓にし、次いで1〜2mlの 20×COS/JFE14-TL2馴化培地とともに、37℃にて3分間インキュベートした。コ ントロールプレートを20×COS/JFE14単独培地(MOCK)で処理した。プレートをイ ンキュベーターから取り出し、次いで種々の希釈のCOS/JFE14-TL1培地を添加し 、次いで37℃にて5〜7分間プレートをさらにインキュベートした。次いで、細 胞をリンスし、溶解し、そして溶解物におけるTIE-2特異的チロシンリン酸化を 、上記のように、レセプター免疫沈降およびウエスタンブロッティングによって 調べた。TL1希釈物を、20×COS/JFE14単独培地の添加によって、2×、0.5×、0 .1×、または0.02×に希釈した20×COS/JFE14-TL1培地を用いて作製した。BIAco reバイオセンサー技術を用いた一次の20×TL1および20×TL2 COS培地のアッセイ は、それらが類似の量のTIE-2-特異的結合活性(すなわち、TL1およびTL2につい てそ れぞれ445R.U.および511R.U.)を含むことを示した。図8に示す抗ホスホチロシ ンウエスタンブロットの結果は、MOCK培地でのHAEC細胞の前処理(レーン1)と 比較した場合、過剰のTIE-2リガンド2でのHAEC細胞の前処理(レーン2)が、T IE-2レセプター(TIE-2-R)を活性化する希釈TIE-2リガンド1のその後の能力に拮 抗することを示す。 TIE-2-RのTL1活性化を競合的に阻害するTL2の能力を、ヒト細胞ハイブリッド 株、EA.hy926(この細胞株およびその維持の詳細な記載については実施例21を参 照のこと)を用いてさらに実証した。TL1を含む非濃縮COS細胞培地を、変化する 希釈にてMOCK-またはTL2-のいずれかの馴化培地と混合し、そして血清飢餓EA.hy 926細胞単層上に37℃にて5分間置く実験を実施した。次いで培地を除去し、細 胞を溶解によって収集し、そしてTIE-2-特異的チロシンリン酸化を、上記のよう に、ウエスタンブロッティングによって調べた。図9は、左から右に見て、3つ の群の処理を含む実験を示す。左側の4つのレーンにおいて示されるように、1 ×COS-TL1単独でのEA.hy926細胞の処理はこれらの細胞中の内因性TIE-2-Rを強固 に活性化したが、一方1×TL2 COS培地は不活性であった。しかし、MOCKまたはT L2のいずれかとのTL1の混合は、TL2が用量依存性様式でTL1の活性をブロックし 得ることを実証した。中央の3つの対のレーンにおいて、TL2(またはMOCK)の比 が減少され、対応して、混合物中のTL1の量は0.1×から0.3×に増加された。こ れらの混合比のいずれにおいても、TL1:TL2レーンは、対応するTL1:MOCKレー ンのものと比較してTIE-2-Rリン酸化の減少したレベルを示した。しかし、TL1の 量を定常に保持し、そしてTL2(またはMOCK)の量を減少した場合(右側の3つの 対のレーンに示す)、サンプル中のTL2が薄すぎてTL1活性を有効に阻害し得ない という点を達成した。これらの馴化COS培地中に存在する各リガンドの相対的な 量を、BIAcoreアッセイによって測定されるようなそれらの結合単位から、およ びリガンド特異的抗体を有するCOS培地のウエスタンブロットから見積り得た。 結果的に、数倍のみのモル過剰のTL2が、インビトロでのTL1の活性を有効にブロ ックするために必要とされることを、本発明者らは推測し得る。このことは重要 である。なぜなら、本発明者らは、TL2 mRNAがTL1のものと比較してかなりの豊 富さを達成するインビボでの別の例(実施例17および図16を参照のこと)を観察 したからである。従って、TL2は、これらの部位でのTIE-2-Rによるシグナリング を有効にブロックする際に重要な生理学的役割を果たし得る。 合わせると、これらのデータは、TL1と異なり、TL2が内皮細胞上の内因的に発 現されたTIE-2-Rを刺激し得ないことを確証する。さらに、数倍のモル過剰にてT L2は、TIE-2レセプターのTL1刺激をブロックし得、このことは、TL2が天然に存 在するTIE-2レセプターのアンタゴニストであることを示す。実施例10- 馴化培地およびCOS細胞上清におけるTIE-2特異的結合活性の同定 ヒトTIE-2リガンド1(hTL1)またはヒトTIE-2リガンド2(hTL2)のいずれかでの トランスフェクション後、細胞株C2C12-ras、Rat2ras、SHEP、およびT98G、また はCOS細胞上清由来の10×CCMの結合活性を、表面プラズモン共鳴(SPR)を介して リアルタイムで生体分子相互作用をモニターするバイオセンサー技術(BIAcore;P harmacia Biosensor,Piscataway,NJ)を用いて測定した。精製したラットまた はヒトTIE-2 RBを、CM5研究グレードセンサーチップ(Pharmacia Biosensor;Pisc ataway,NJ)のカルボキシメチルデキストラン層に、一級アミンを介して共有結 合させた。センサーチップ表面を、N-ヒドロキシスクシンイミド(NHS)およびN- エチル-N'-(3-ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド(EDC)の混合物を用いて 活性化し、次いでTIE-2 RB(25μg/mL,pH4.5)の固定化、および1.0Mエタノール アミン(pH8.5)での未反応部位の不活性化をした。一般に、9000〜10000RUの各レ セプター体をセンサーチップに結合させた。 系において使用したランニング緩衝液はHBS(10mM Hepes,150mM NaCl,0.005 % P20界面活性剤(pH7.4))であった。サンプルを4℃にて15分間遠心分離し、 さらに滅菌した低タンパク質結合0.45μmフィルター(Millipore;Bedford,MA) を用いて澄明化した。デキストラン(2mg/ml)およびP20界面活性剤(0.005%) を各サンプルに添加した。40μLのアリコートを、固定化した表面(ラットまた はヒトのいずれかのTIE-2)を通して5μL/分の流速で注入し、そしてレセプタ ー結合を8分間モニターした。結合活性(共鳴単位、RU)を、サンプル注入の30秒 前に決定したベースライン値と注入30秒後に取った測定値との間の差として測定 した。表面の再生を、1回の15μLの3M MgCl2のパルスを用いて達成した。 CCMサンプル(C2C12-ras,Rat2-ras,SHEP,T98G)を、ラットTIE-2 RB固定化表 面上で試験し、一方で組換えhTL1およびhTL2をヒトTIE-2 RB固定化表面上で試験 した。各場合において、TIE-2レセプター体への特異的な結合を、結合活性をア ッセイする前に、25μg/mlの可溶性TIE-2(ラットもしくはヒト)RBまたはtrkR Bのいずれかとともにサンプルをインキュベートすることによって評価した。図1 0および11において示されるように、可溶性trkB RBの添加は、TIE-2結合活性に おけるわずかな減少を引き起こし、一方可溶性TIE-2 RBの添加は、TIE-2 RBの非 存在下で測定したものと比較した場合、結合活性を有意に減少する。実施例11- TIE-2 RBは、TIE-2リガンド1によるTIE-2レセプターの 活性を特異的にブロックする 本出願人らは、可溶性TIE-2 RBが、TIE-2リガンド1(TL1)によるTIE-2レセプ ターの活性化をブロックするための競合的インヒビターとして作用し得るか否か を決定することを試みた。これをするため、TL-1含有COS培地を、TIE-2-またはT rkB-RBのいずれかとともにプレインキュベートし、次いでヒト内皮細胞株中に天 然に存在するTIE-2レセプターを活性化するそれらの能力について比較した。 馴化COS培地を、pJFE14発現ベクター単独(MOCK)またはヒトTIE-2リガンド1cD NAを含むpJFE14ベクター(TL1)のいずれかでトランスフェクトしたCOS-7細胞から 生成し、そして、培地を滅菌濾過したが濃縮しなかったことを除いて、本明細書 中上記の実施例9に記載されるように収集した。TL1の量を決定し、そしてBIAco re結合アッセイによって測定されるTIE-2レセプター-特異的結合活性の量(共鳴 単位、R.U.で)として表した。 ノーザン(RNA)分析は、HUVEC(ヒト臍静脈内皮細胞(Human Umbilical Vein En dothelial Cell))ヒト初代内皮細胞(Clonetics,Inc.)におけるtie-2転写物の 有意なレベルを示した。従って、これら細胞を使用して、TIE-2レセプターが、T IE-2-またはTrkB-RBの存在下でTL1を含むCOS培地に曝露された場合、チロシン- リン酸化され得るか否かを調べた。HUVEC細胞を、5%ウシ胎児血清、10μg/ml のヘパリンでの可溶性ウシ脳抽出物、10ng/mlのヒトEGF、1μg/mlのヒドロコ ルチゾン、50μg/mlのゲンタマイシン、および50ng/mlのアンホテリシン-Bを含 む 完全内皮細胞増殖培地(Clonetics,Inc.)中に、37℃、5% CO2にて維持した。T L1がHUVEC細胞においてTIE-2レセプターを活性化し得るか否かの評価を以下のよ うに実施した。HUVEC細胞のコンフルエントなディッシュを、低グルコースダル ベッコMEM中で37℃、5% CO2にて2〜4時間血清飢餓にし、次いで0.1mMのオル トバナジン酸ナトリウム(ホスホチロシンホスファターゼの強力なインヒビター )を含む飢餓培地において10分インキュベートした。その間、馴化COS培地を、5 0μg/mlに添加したTIE-2-またはTrkB-RBのいずれかとともに、室温にて30分プ レインキュベートした。次いで、飢餓培地をHUVECディッシュから取り出し、そ してRB含有COS培地とともに37℃にて7分間インキュベートした。次いで、HUVEC 細胞を溶解し、そしてTIE-2レセプタータンパク質を、TIE-2ペプチド抗血清での 免疫沈降によって回収し、次いで実施例1に記載されるように、抗ホスホチロシ ン抗体を用いてウエスタンブロッティングを行った。結果を図12に示す。TIE-2 レセプターに対するホスホチロシンレベルは、コントロール培地(MOCK)に関して 見られるものに比例してTIE-2リガンド1(TL1)でのHUVEC細胞の処理によって誘 導され、そしてこの誘導は、Trk-RB(TrkB-Fc)とのインキュベーションによって はブロックされないが、TIE-2-RB(TIE-2-Fc)との先のインキュベーションによっ てブロックされる。これらのデータは、可溶性TIE-2 RBが、TIE-2リガンド1に よるTIE-2レセプターの活性をブロックするための選択的インヒビターとして作 用し得ることを示す。 実施例12- TIE-2リガンド体の構築 ヒト免疫グロブリンγ-1定常領域(IgG1 Fc)に融合したヒトTIE-2リガンド1 (TL1)またはTIE-2リガンド2(TL2)の完全なコード配列からなる分泌タンパク 質を生じる発現構築物を作製した。これらの融合タンパク質を、TIE-2「リガン ド体」(TL1-FcまたはTL2-Fc)と呼ぶ。TL1-FcおよびTL2-FcのFc部分を、以下の ように調製した。ヒトIgG1のFc部分(このタンパク質のヒンジ領域からカルボキ シ末端におよぶ)をコードするDNAフラグメントを、ヒトIgG1の開示された配列 に対応するオリゴヌクレオチドを用いるPCRにより、ヒト胎盤cDNAから増幅した ;得られたDNAフラグメントを、プラスミドベクター中にクローン化した。完 全長TL1またはTL2をコードするプラスミド由来の適切なDNA制限フラグメントお よびヒトIgG1 Fcプラスミド由来の適切なDNA制限フラグメントを、TL1またはTL2 とヒトIgG1 Fcタンパク質コード配列とをインフレームで融合するように設計さ れた短いPCR由来フラグメントのいずれかの側に連結した。 ミリグラム量のTL2-Fcを、TL2-Fc DNAフラグメントをpVL1393バキュロウイル スベクター中にクローニングし、続いてSpodoptera frugiperda SF-21AE昆虫細 胞株に感染させることにより得た。あるいは、細胞株SF-9(ATCC受託番号CRL-17 11)または細胞株BTI-TN-5b1-4が用いられ得る。TL2-FcをコードするDNAを、Eco RI-NotIフラグメントとしてバキュロウイルストランスファープラスミドpVL1393 中にクローン化した。プラスミドDNAを、3μgのプラスミドDNAを0.5μgのBac ulo-Gold DNA(Pharminigen)と混合し、その後30μgのLipofectin(GIBCO-BRL )を用いてリポソーム中に導入することにより、ウイルスDNA中に組み換えた。D NA-リポソーム混合物を、TMN-FH培地(改変Grace昆虫細胞培地(GIBCO-BRL)) 中のSF-21AE細胞(2×106細胞/60mmディッシュ)に27℃にて5時間添加し、次 いで5%ウシ胎児血清を補充したTMN-FH培地中で27℃にて5日間インキュベート した。組織培養培地を、組換えウイルスのプラーク精製のために回収した。これ は、アガロースの上層が125mg/mL X-gal(5-ブロモ-4-クロロ-3-インドリル-b-D -ガラクトピラノシド;GIBCO-BRL)を含有したこと以外は、以前に記載された方 法(O'Reilly,D.R.,L.K.MillerおよびV.A.Luckow,Baculovirus Expression V ectors-A Laboratory Manual.1992,New York:W.H.Freeman)を用いて行った 。27℃での5日間のインキュベーション後、非組換えプラークを、X-gal基質に 対するポジティブな色素生産性反応により数え、そしてそれらの位置をマークし た。次いで、組換えプラークを、100mg/mL MTT(3-[4,5-ジメチルチアゾール-2- イル]2,5,ジフェニルテトラゾリウムブロミド;Sigma)を含有する第2の上層の 添加により可視化した。推定の組換えウイルスプラークをプラグ吸引(plug asp iration)により採取し、そして均一性が保証されるまで多数回のプラーク単離 により精製した。ウイルスストックを、プラーク精製ウイルスの一連の低多重度 継代により作製した。1つのウイルスクローン(vTL2-Fcクローン番号7)の低 継代ストックを産生した。 SF-21AE細胞を、1×抗生物質/抗真菌剤溶液(Gibco BRL)および25mg/Lゲン タマイシン(Gibco BRL)を含有する無血清培地(SF-900 II,Gibco BRL)中で 培養した。Pluronic F-68を、界面活性剤として1g/Lの最終濃度で添加した。培 養物(4L)を、感染の少なくとも3日前にバイオリアクター(Artisan Cell Sta tion System)中で培養した。細胞を、50%の溶存酸素まで80mL/分のガス流速( 散布リングで通気)でガスを通しながら、27℃にて増殖させた。撹拌は、100rpm の速度で船舶用回転翼を使用した。細胞を、対数増殖期の中期(約2×106細胞/ mL)に回収し、遠心分離によって濃縮し、そして細胞あたり5プラーク形成車位 のvTL2-FCで感染させた。細胞および接種物を新鮮培地で400mLにし、そしてウイ ルスを27℃にて2時間、回転式フラスコ中で吸着させた。次いで、培養物を、新 鮮な無血清培地で8Lの最終容量に再懸濁し、そして細胞を、先に記載した条件 を用いてバイオリアクター中でインキュベートした。 vTL2-Fc感染SF21AE細胞由来の培養培地を、遠心分離(500×g、10分間)によ り感染後72時間で回収した。細胞上清を、NaOHを用いてpH8にした。EDTAを、10 mMの最終濃度で添加し、そして上清のpHを再び8に調整した。上清を濾過(0.45 μm、Millipore)し、そしてプロテインAカラム(protein A sepharose 4 fas t flowまたはHiTrap protein A,両方ともPharmaciaによる)にロードした。カ ラムを、280nmでの吸光度がベースラインに減少するまで、0.5M NaClを含有する PBSで洗浄した。カラムをPBS中で洗浄し、そして0.5M酢酸で溶出した。カラム画 分を、1M Tris(pH9)を含有するチューブ中に溶出することによりすぐに中和 した。TL2-Fcを含有するピーク画分をプールし、そしてPBSに対して透析した。 実施例13- 腎細胞ガンにおけるTIE-1、TIE-2、TL1、およびTL2の発現 インサイチュハイブリダイゼーション実験を、TIE-1、TIE-2、TL1、およびTL2 cDNAプローブを使用してヒト腎細胞ガンの腫瘍組織について行った。TIE-2、TI E-1、TL-1、およびTL-2の発現は、腫瘍の脈管構造において全てアップレギュレ ートされていた。リガンドの発現は、脈管内皮細胞(TL2)または間葉中の脈管 内皮細胞のごく近傍(TL1)のいずれかに局在化されているようであった。VEGFは この腫瘍組織中で劇的にアップレギュレートされることが見出されている。Br ownら、Am.J.Pathol.143:1255-1262(1993)。 実施例14- 創傷治癒におけるTIE-1、TIE-2、TL1、およびTL2の発現 インサイチュハイブリダイゼーション実験を、TIE-1、TIE-2、TL1、およびTL 2 cDNAプローブを使用して、ラットの皮膚創傷モデルから得た横断面の組織スラ イスについて行った。創傷治癒モデルは、ラットの皮膚に小さなコルク穴あけを 押し付けること、および皮膚の小さな円筒状の栓を取り出すことを含む。治癒は 創傷の基部で開始するので、組織の垂直のスライスを採取し、そしてインサイチ ュハイブリダイゼーションに使用する。試験した組織サンプルにおいて、TL1お よびTL2は損傷後4日までに僅かにアップレギュレートされるようであった。こ の組織でのTL1およびTL2の僅かにアップレギュレートされた発現とは対照的に、 TL1およびTL2の発現に先行し得るVEGFの発現は、劇的にアップレギュレートされ る。 実施例15- 胎児の肝臓および胸腺におけるTIEリガンドの発現 逆転写PCR(RT-PCR)を、マウスのE14.5胎児肝臓およびマウスのE17.5胎児胸 腺について行った。RT-PCR産物のアガロースゲル電気泳動によって、マウスの胎 児肝臓では、TIE-2リガンド1(TL1)RNAは間質領域で富化されているが、c-kit+ TER119造血前駆細胞中には存在しないことが明らかになった。この同じ組織中 で、TIE-2リガンド2(TL2)RNAは間質細胞中で富化されているが、造血前駆細 胞中には存在しない(図13)。マウス胎児胸腺では、TL2は間質細胞中で富化さ れている(図14)。 実施例16- 血管形成におけるTIEレセプター/リガンド系 TIE-2/TIEリガンド系は内皮細胞の生態において重要な役割を果たしているよ うであるが、血管新生の初期段階から中間段階(例えば、血管芽細胞または内皮 細胞の増殖および遊走、小管形成、および血管モデリングにおける他の初期の段 階の事象)において、重要で、活性な役割を果たすことは示されていない。血管 発達のこれらの局面を媒介することが知られているレセプターおよび因子とは対 照的に、血管新生の過程におけるTIE-2およびTL1の発現の時間的に遅延したパタ ーンは、この系が、新しい血管の構造的および機能的な分化および安定化を含む 血管の発達のより後期の段階で、異なる役割を果たすことを示唆する。TIE-2/TL 1の発現パターンはまた、確立された脈管構造の構造的完全性および/または生 理学的特性の維持における継続的な役割と一致する。 TIEリガンド2(TL2)は、TL1の競合インヒビターであるようである。TL2発現の 空間時間的特性は、この単一の阻害分子が、適切な血管の発達またはリモデリン グ(例えば、既存の脈管構造からの新しい血管の形成、不適切な血管形成の阻害 、および成熟血管の退行/退縮を可能にする、成熟内皮細胞の不安定化/脱分化 )に不可欠な、多くの状況依存性の役割を果たし得ることを示唆する。図15は、 血管形成におけるTIE-2/TIEリガンドの仮説的な役割の模式図である。この図に お し、そしてflk-1(VEGFレセプター)を(Y)で示す。 実施例17- 雌の生殖系におけるTIEリガンドの発現:卵巣における発現 雌の生殖系におけるTIEレセプターおよびリガンドの発現を試験する実験にお いて行った予備観察は、TL1が新生血管形成において、VEGFの役割に時間的に追 随して、役割を果たすという仮説と一致する。TL2の発現パターンもまた、TL1の 作用の拮抗、および血管の退行における特異的な役割と一致する。このことを確 認するために、関連のmRNAの発現を、卵胞および黄体の発達の実験的誘導に続い て試験し得る。その結果、新生血管形成/血管退行の種々の局面に対するそれら の時間的な関係がより明らかに規定され得る(例えば、内皮細胞の染色、血管の 充填に関連して)。成体の雌ラットの段階付けられた(staged)卵巣における、 または前成熟期の動物における誘導性排卵後の卵胞の発達および黄体形成に関連 する血管形成を、インサイチュハイブリダイゼーションを使用して追跡した。図 16は、インサイチュハイブリダイゼーションのスライドの写真を含み、これは卵 巣周期の間のTIE-2、TL1、TL2、およびVEGFの時間的な発現パターンを示す[カ ラム1:初期の前排卵性卵胞;カラム2:前排卵性卵胞;カラム3:初期黄体; およびカラム4:退縮卵胞;A列:明視野;B列:VEGF;C列:TL2;D列:TL1 、 およびE列:TIE-2レセプター]。これらの研究は、VEGF、TL1、およびTL2が、 卵巣における脈管構造の発達および退行に関して(特に、卵胞の黄体(CL)への 転換の過程で生成される血管系の確立に関して)、時間的および空間的に同等の 様式で発現されることを明らかにした。 簡潔には、VEGFの発現は、黄体形成のプロセスの間のその血管新生の前に、卵 胞の顆粒層で増大する。CL形成のプロセスの間に、最高レベルのVEGFの発現が、 まだ血管新生していない黄体形成中の細胞の近傍の発達しつつあるCLの中心にお いて明らかである。VEGFのレベルは中程度に高く維持され、そして発達したCL中 で拡散して分布されている。対照的に、顕著に増強されたTIE-2リガンド1の発 現は、最初の脈管叢が確立された後のCL形成プロセスの後期にのみ生じる。その 後、TL1の発現は、CLの最終的な毛細血管網が確立される時に、CLを通じて明ら かである。 TL2は、VEGFまたはTL1のいずれよりもさらに複雑な発現パターンを示す。発達 しつつあるCLにおいて、TL2は、CLの中心の無血管領域(ここで、VEGFの発現は 最も高い)とCLの最も末梢の部分(ここで、TL1の発現は優性であり、そして黄 体形成プロセスは完了しており、そして血管系は最も成熟している)との間の、 発達しつつある毛細血管叢の前部で最高レベルで発現される。TL2はまた、閉鎖 を経ている大きな卵胞の卵胞層中で高レベルで発現されるようである。TL1もま た退縮卵胞中において明らかであるが、VEGFは発現されない。 上記の発現のパターンは、血管形成の開始におけるVEGFの役割と最も一致し、 TL1は、このプロtスの後期に(例えば、最終的な血管網のモデリングおよび/ または安定化において)作用する。対照的に、TL2は、新たに形成される血管網 (CL形成の間)の活発な拡大の領域、および新たな脈管構造の確立ができず、そ して血管の退行が進行する領域(退縮卵胞)の両方に存在する。このことは、TL 2のより活動的および複雑な役割を示唆し、これはおそらく、既存の脈管構造の 不安定化(退行に必要である)または発達しつつある脈管構造の不安定化(新た に形成される血管の活動的モデリングに必要である)を含む。 実施例18- レセプター体結合アッセイならびにリガンド結合 および競合アッセイ 2つの代替形式を用いる無細胞結合定量アッセイを、TIE-2レセプター体結合 またはリガンド結合および競合のいずれかを検出するために開発した。レセプタ ー体結合バージョンのアッセイにおいては、TIE-2リガンド(精製されたかまた は部分的に精製された;TL1またはTL2のいずれか)をELISAプレート上でコート する。次いで、種々の濃度でレセプター体を添加する。レセプター体は用量依存 性の様式で固定化されたリガンドに結合する。2時間後に、過剰のレセプター体 を洗浄により取り除き、次いで、プレートに結合した量をアルカリホスファター ゼがタグされた特異的抗ヒトFc抗体を用いて記録する。過剰のレポーター抗体を 洗浄により取り除き、次いでAP反応を着色基質を用いて発色させる。アッセイを 、分光光度計を用いて定量する。図19は、代表的なTIE-2-IgG結合曲線を示す。 このアッセイを、ラットおよびマウスへの注入後のTIE-2-IgGの完全性(integri ty)を評価するために使用した。リガンド競合アッセイとしてのこの形式で当該 アッセイがまた使用され得、このアッセイにおいて精製されたTIEリガンドまた は部分的に精製されたTIEリガンドが、レセプター体に対して固定化されたリガ ンドと競合する。リガンド結合および競合バージョンの結合アッセイにおいて、 TIE-2外ドメイン(ectodomain)をELISAプレート上でコートする。次いで、TIE リガンドのFcでタグしたフィブリノーゲン様ドメインフラグメント(TL-1-fFcお よびTL2-fFc)は外ドメインに結合し、そして上記と同じ抗ヒトFc抗体を用いて 検出され得る。図20は、TIE-2外ドメインに結合するTL-1-fFcの例を示す。この バージョンのアッセイは、血清または他のサンプル中のTL1-fFcレベルを定量す るためにもまた使用され得る。タグされていない(さらに、精製されたかまたは 未精製のいずれかの)リガンドをTL1-fFcとして同時に添加する場合、競合は、 タグされたリガンドフラグメントと完全長のリガンドとの間で生じる。完全長の リガンドは、Fcでタグされたフラグメントを置換し得、そして競合曲線が作製さ れる。 実施例19- EA.hy926細胞株はTIEリガンド活性について レポーター細胞株として使用され得る EA.hy926は、HUVECとヒト肺ガン由来株であるA549(Edgellら、Proc.Natl.A cad.Sci.(USA)80,3734-3737(1983))との融合により確立された細胞ハイブリ ッド株である。EA.hy926細胞は、低基底のホスホチロシンレベルを伴って、有意 なレベルのTIE-2レセプタータンパク質を発現することが見出されている。EA.hy 926細胞の、それらをレセプターアッセイに使用する前の継代培養時の密度、お よびアッセイ時のそれらの集密の程度は、TIE-2レセプターの豊富さおよびリガ ンドを用いる処理に反応する相対的な誘導性に影響し得る。これらの細胞の増殖 についての以下のレジメを採用することにより、EA.hy926細胞株を、TIE-2リガ ンド活性のアッセイについての信頼性のある系として使用し得る。 EA.hy926細胞を、T-75フラスコ(Falconware)中に1.5×106細胞で播種し、そ して1日おきに高グルコースダルベッコMEM、10%ウシ胎児血清、L-グルタミン、 ペニシリン-ストレプトマイシン、および1×ヒポキサンチン-アミノプテリン- チミジン(HAT、Gibco/BRL)で再び栄養補充する。増殖の3〜4日後、細胞を、 T-75フラスコあたり1.5×106細胞で再び継代培養し、そしてさらに3〜4日培養 する。リン酸化アッセイのために、上記のように調製した細胞を、高グルコース DMEMで培養培地を置換し、そして2〜3時間37℃でインキュベーションすること により血清枯渇させた。この培地をフラスコから吸引し、そして馴化培地のサン プルまたは精製したリガンドを、1.5mlの総容量でフラスコに添加した後、37℃ で5分間インキュベーションした。フラスコをインキュベーターから取り出し、 そして氷床においた。培地を取り除き、そして、1% nonidet P-40、0.5%デオキ シコール酸ナトリウム、20mM Tris、pH7.6中の0.1%SDS、150mM NaCl、50mM NaF 、1mMオルトバナジウム酸ナトリウム、5mMベンズアミジン、ならびにプロテア ーゼインヒビターPMSF、アプロチニン、およびロイペプチン含有1mM EDTAを含 有する1.25mlのLysis Bufferで置換した。氷上で10分置いて膜を可溶化した後、 プレートを擦り、そして細胞溶解物をトップスピードで10分間、4℃でのマイク ロ遠心分離により明澄化した。TIE-2レセプターを浄化した上清から、抗TIE-2ポ リクローナル抗血清およびProtein G-結合Sepharoseビーズとともに冷却してイ ンキュベートすることにより免疫沈降した。ビーズを細胞溶解冷却緩衝液で3回 洗浄し、そしてLaemmliサンプル緩衝液中で5分間煮沸した。次いで、これを7. 5% SDS-ポリアクリルアミドゲル上にロードした。分解したタンパク質をPVDF( Lamblia-P)膜にエレクトロトランスファーし、次いで抗ホスホチロシン抗体お よびECL-試薬を用いてウェスタンブロット分析に供した。同じブロットにおける 総TIE-2タンパク質レベルのその後の比較を、抗ホスホチロシン抗体をストリッ プし、そしてTIE-2の外ドメインに特異的なポリクローナル抗血清で再インキュ ベートすることにより行った。 実施例20- 哺乳動物TIEリガンド-3をコードする 全長cDNAクローンの単離および配列決定 TIEリガンド-3(TL3)を、これらの遺伝子の全体のコード配列に対応するマウ スTL1またはマウスTL2プローブのいずれかとライブラリー複製物とをハイブリダ イズさせることによって、マウスBACゲノムライブラリー(Research Genetics) からクローン化した。ライブラリーの各コピーを、55℃で一晩リン酸緩衝液を用 いてハイブリダイズさせた。ハイブリダイゼーション後、フィルターを、2×SS C、0.1%SDSを用いて60℃で洗浄し、続いてフィルターにX線フィルムを曝した 。マウスTL1およびマウスTL2に対応する強いハイブリダイゼーションシグナルを 同定した。さらに、マウスTL1およびマウスTL2の両方に弱くハイブリダイズする シグナルを同定した。これらのクローンに対応するDNAを精製し、次いで制限酵 素で消化し、そして本来のプローブにハイブリダイズする2つのフラグメントを 、細菌プラスミドにサブクローン化し、そして配列決定した。このフラグメント の配列は、マウスTL1およびマウスTL2の両方に相同性を有する2つのエクソンを 含んでいた。これらの配列に特異的なプライマーをPCRプライマーとして用いて 、TL3に対応する転写産物を含む組織を同定した。TL3に対応するPCRバンドを、 λgt-11中のマウス子宮cDNAライブラリーにおいて同定した。(Clontech Labora tories,Inc.,Palo Alto,CA)。 プラークを、1.25×106/20×20cmプレートの密度でプレーティングし、そして レプリカフィルターを以下の標準的な手順で作製した(Sambrookら、Molecular Cloning:A Laboratory Manual,第2版、8.46頁、Cold Spring Harbor Laborator y,Cold Spring Harbor,New York)。複製したフィルターを、マウスTL3配列に 対して作製した200bpのPCR放射活性プローブを用いて、「通常」のストリンジェ ンシー(2×ssc、65℃)でスクリーニングした。ハイブリダイゼーションを、0. 5mg/mlサケ精子DNAを含有する溶液中で65℃で行った。フィルターを、65℃で2 ×SSC中で洗浄し、そしてX線フィルムに6時間曝した。2重でハイブリダイズ した2つの陽性クローンを選択した。これらのクローンから得られたファージDN AのEcoRI消化は、約1.2kbおよび約2.2kbの挿入物サイズを有する2つの個々のク ローンを示した。2.2kbのEcoRI挿入物を、pBluescript KS(Stratagene)のEcoR I部位にサブクローン化した。配列分析は、より長いクローンが開始メチオニン およびシグナルペプチドを欠失しているが、マウスTL1およびマウスTL2の両方に 相同なプローブをコードすることを示した。 次いで、2つのTL3特異的PCRプライマーを以下のように合成した: 以下のPCR反応を、マウス細胞株C2C12rasおよびMG87由来の発現ライブラリー を用いて行った。最初のPCR反応において、特定のプライマーUS2をベクター特異 的オリゴと組み合わせて使用し、いずれかの方向での増幅を可能にした。PCRを 、94℃1分;42℃または48℃1分;72℃1分の35サイクルを用いて100mlの総容 量で行った。第2のPCR反応は、第2の特異的プライマー、US1を含んでいた。こ れは、同じベクターオリゴと組み合わせて、最初のPCR産物内に含まれる。第2 の反応を、以前と同じ温度および時間を用いて、30サイクル行った。PCR産物を ゲル単離し、配列分析にかけた。2つの異なるcDNAライブラリーを用いた4つの 独立したPCR反応の全体から得られた配列に基づいて、TL3配列の5'末端を推定し た。ノーザン分析は、マウス胎盤中の中程度から低いレベルのマウスTL3転写産 物を明らかにした。マウスTL3の発現は、約3kbの転写産物からなる。全長TL3コ ード配列を図21に示す。 次いで、マウスTL3配列を、ヒトゲノムまたはcDNAのライブラリーのいずれか と、以前に記載されている(例えば、前出の実施例8)ようなマウスTL3に対応 するプローブとをハイブリダイズさせることによって、そのヒトTL3のコード配 列を含むヒトクローンを得るために使用し得る。実施例21−ヒトTIEリガンド-4をコードする全長ゲノムクローンの単離 TIEリガンド-4(TL4)を、ライブラリー複製物と、TL1の完全なフィブリノー ゲンコード配列に対応するヒトTL1放射活性プローブ(ヌクレオチド1153〜1806 )またはマウスTL3のフィブリノーゲン領域に由来する186ヌクレオチドのセグメ ント(図21のヌクレオチド1307〜1492)に対応するマウスTL3放射活性プローブ のいずれかとをハイブリダイズさせることによってマウスBACゲノムライブラリ ー(BAC HUMAN(II),Genome Systems Inc.)からクローン化した。各プローブを 、正確なオリゴヌクレオチドおよび標準的なPCR条件(dCTPをP32dCTPに置換した こと以外は)を用いてPCRによって標識した。次いで、PCR混合物をゲル濾過カラ ムに通して、プローブを遊離P32dCTPから分離した。ライブラリーの各コピーを 、標準的なハイブリダイゼーション条件を使用して、リン酸緩衝液および放射活 性プローブを用いて55℃で一晩ハイブリダイズさせた。ハイブリダイゼーション の後、フィルターを、55℃で2×SSC、0.1%SDSを用いて洗浄し、続いてX線フ ィルムに曝した。ヒトTL1に対応する強いハイブリダイゼーションシグナルを観 察した。さらに、ヒトTL1およびマウスTL3の両方に弱くハイブリダイズするシグ ナルを同定した。これらのクローンに対応するDNAを、標準的な手順を用いて精 製し、次いで制限酵素で消化し、そして本来のプローブにハイブリダイズする1 つのフラグメントを細菌プラスミドにサブクローン化し、そして配列決定した。 このフラグメントの配列は、ヒトTL1およびマウスTL3の両方ならびにTIEリガン ドファミリーの他のメンバーと相同性を有する1つのエキソンを含んでいた。こ れらの配列に特異的なプライマーは、TL4に対応する転写産物を含有する組織を 同定するためのPCRプライマーとして用いられ得る。 ヒトTL4の完全な配列は、寄託された細菌細胞に含まれる全長BACクローンを配 列決定することによって得られ得る。エキソンは、TL1、TL2およびTL3のようなT IE-リガンドファミリーの公知のメンバーに対する相同性によって同定し得る。 次いで、TL4の全長コード配列は、TL4ゲノムクローンからエキソンをスプライシ ングすることによって決定され得、次いで、TL4タンパク質を産生するために使 用され得る。あるいは、エキソンは、全長cDNAクローンを得るためのプローブと して使用され得、これは次いでTL4タンパク質を産生するために使用され得る。 エキソンはまた、フィブリノーゲンドメインのようなタンパク質ドメイン、超ら せんドメイン、またはシグナルペプチド配列のようなタンパク質シグナルに対す る相同性によってBACクローン配列から同定され得る。BACクローンからの喪失し たエキソンは、連続的なBACクローンの同定(例えば、本明細書中で用いられる ような、ヒトゲノムライブラリーをスクリーニングするためのプローブとして寄 託されたBACクローンの末端を用いることによるか、cDNAライブラリーをスクリ ーニングするためのBACクローン中に含まれるエキソン配列を用いることによる か、またはTL4エキソン配列に基づくオリゴヌクレオチドプライマーを用いる5' または3'RACE手順のいずれかを行うことによる)によって得られ得る。さらなるTIEリガンドファミリーメンバーの同定 新規のTIEリガンド-4配列は、公知のファミリーメンバー間の保存されたセグ メントのの強力な相同性の存在を利用するアプローチを使用してTIEリガンドフ ァミリーのさらなるメンバーの合理的検索に使用され得る。例えば、TIEリガン ドのアミノ酸配列のアラインメントにより、いくつかの領域の保存された配列が 示される(図22の囲った領域を参照のこと)。以前に公知または新規のいずれか のTIEリガンドの相同性セグメントと組み合わせたこれらの囲みに本質的に基づ く縮重オリゴヌクレオチドが、新規のTIEリガンドを同定するために用いられ得 る。 TL1、TL2およびTL3の間の高度に保存された領域は、cDNAを用いるPCR反応を開 始する縮合オリゴヌクレオチドプライマーを設計するために用いられ得る。cDNA テンプレートは、オリゴd(T)または他の適切なプライマーを用いる、組織RNAの 逆転写によって産生され得る。次いで、PCR反応のアリコートを、アガロースゲ ル上での電気泳動に供し得る。得られる増幅されたDNAフラグメントは、プラス ミドへの挿入によってクローン化され得、配列決定されて、そのDNA配列は、全 ての公知のTIEリガンドの配列と比較される。 これらのPCR反応に由来するサイズ選択した増幅DNAフラグメントを、プラスミ ドにクローン化し、エレクトロポレーションによってE.coll中に導入し、そして 形質転換体を選択アガー上にプレーティングし得る。PCR形質転換由来の細菌の クローンを、標準的なプラスミド手順によって精製されるプラスミドDNAの配列 決定によって分析し得る。 新規のTIEリガンドのセグメントを含有するクローン化フラグメントを、cDNA ライブラリーから全長cDNAクローンを得るためのハイブリダイゼーションプロー ブとして使用し得る。例えば、ヒトTL4ゲノム配列を、ヒトcDNAライブラリーと 以前に記載されているヒトTL4に対応するプローブとをハイブリダイズさせるこ とによってヒトTL4の完全なコード配列を含有するヒトcDNAクローンを得るため に使用し得る。 実施例22−hTL4の全長コード配列のクローニング ヒトTIEリガンド-4(hTL-4 ATCC受託番号第98095号)をコードするゲノムヒト TL-4クローンに由来する5'および3'コード配列の両方を、制限酵素消化、サザン ブロッティングおよびマウスTL3由来のコード配列へのhTL-4クローンのハイブリ ダイゼーション、それに続くハイブリダイズしたフラグメントのサブクローニン グおよび配列決定によって取得した。hTL4のN末端およびC末端のアミノ酸に対 応するコード配列を用いてPCRプライマー(以下に示す)を設計し、次いでこれ をヒト卵巣cDNAからのTL4のPCR増幅のために使用した。ABI 373A DNAシーケンサ ーおよびTaq Dideoxy Terminator Cycle Sequencing Kit(Applied Biosystems, Inc.,Foster City,CA)を用いるDNA配列決定によって、PCRバンドがヒトTL4に 対応することを同定した。次いで、PCRバンドを、ベクターpCR-scriptにサブク ローニングし、そしていくつかのプラスミドクローンを配列決定によって分析し た。次いで、完全なヒトTL4コード配列を編集し、そして図23に示す。本発明の 別の実施態様において、569位のヌクレオチドをAからGに変化させる。これによ ってQからRへのアミノ酸変化が生じる。 上記で用いたPCRプライマーを以下のように設計した: 小文字は、増幅されたPCRフラグメントのクローニングを容易にするためにPCR プライマーに付加された「尾部」配列を示す。 実施例23 改変TIEリガンドの構築および特徴付け 多くの観察された特性に洞察を得るために、TIE-2リガンド1およびTIE-2リガ ンド(TL1およびTL2)の遺伝子分析を行った。TL1およびTL2は、同様な構造的相同 性を共有するが、これらは異なる物理学的および生物学的特性を示す。この2つ のリガンドを区別する最も顕著な特徴は、これらは共にTIE-2レセプターに結合 するが、TL1はアゴニストであり、一方、TL2はアンタゴニストであることである 。非還元電気泳動条件下、両タンパク質は、共有結合的な多量体構造を示す。TL 1は、ジスルフィド架橋した多量体(主に、三量体およびより高次の種)の混合物 として産生され、二量体種はない。しかし、TL2は、ほぼ専ら、二量体種として 産生される。また、TL2はほとんどの発現系で良く産生されるが、TL1はほとんど 発現されず、大量に産生することは困難である。最後に、産生および精製の条件 もまた、TL1に、アミノ末端の近くの部位でのタンパク質分解的切断による不活 化傾向を与えるようである。 これらの差異を研究するため、いくつかの改変リガンドを以下の通りに構築し た。 23.1.システイン置換 どの因子が、2つの分子の異なる物理学的および生物学 的特性に寄与し得るかの探求により、TL1には、TL1中のフィブリノーゲン様ドメ インに先行するシステイン残基(図4のCYS265;図17のCYS245)が存在するが、TL 2には存在しないこと(すなわち、TL2には対応するシステイン残基が存在しない) ことが明らかになった。TL1中のCYS265残基はTGCによってコードされ、そして超 らせんドメインとフィブリノーゲン様ドメインとの間のほぼ接合部のヌクレオチ ド1102〜1104あたり(図4を参照のこと)に位置決めされる。システイン残基は一 般にジスルフィド結合の形成に関与する(ジスルフィド結合の存在は、分子の三 次構造および生物学的特性の両方に寄与し得る)ので、おそらく、TL1中のCYS265 残基の存在は、少なくとも部分的に、2つの分子の異なる特性の原因であり得る と考えられる。 この仮説を検定するために、TL1に変異を含む発現プラスミドを構築した。こ のTL1において、CYS(図4の残基265;図17の残基245)が、ジスルフィド結合を形 成しないアミノ酸(セリン)と置換された。このTL1/CYS-変異体に加えて、TL2の ほぼ対応する位置(図17のMet247)を変異した(その結果、この残基は今やシステ インである)第2の発現プラスミドを構築した。TL1およびTL2の非変異および変 異の両方の発現プラスミドを、COS7に一過性にトランスフェクトし、組換えタン パク質を含む細胞上清を採集し、そしてサンプルを還元SDS/PAGE電気泳動および 非還元SDS/PAGE電気泳動の両方ならびに後続のウエスタンブロッティングにかけ た。 図18は、非変異および変異の両方のTL1およびTL2タンパク質の非還元条件下で のウエスタンブロットを示す。これは、TL1/CYS-変異体がTL2に近い二量体とし て泳動し、TL2/CYS+変異体が、むしろTL1に近い三量体およびより高次の多量体 を形成し得ることを明らかにした。TIE-2発現細胞においてリン酸化を引き起こ す能力について2つの変異体タンパク質を試験した場合、TL1/CYS-変異体は、TI E-2レセプターを活性化し得、一方、TL2/CYS+変異体は活性化し得なかった。 したがって、TL1のシステイン残基(図4の残基265;図17の残基245)をセリン に遺伝子的に変化させた場合、TL1の共有的構造がTL2の構造(すなわち、主とし て二量体)と同様になることが見出された。改変TL1分子はなお、アゴニストとし て振る舞い、したがって三量体構造またはより高次の多量体構造は、TL1に活性 化する能力を与える決定的因子ではなかった。システインの除去はより望ましい 特性を有する分子を確かに作成するが、これは、TL1の産生レベルを改善しない 。 23.2.ドメイン欠失 TL1およびTL2をコードするヌクレオチド配列は、成熟タン パク質のアミノ酸配列に基づいて、3つのドメインに分割され得る遺伝子構造を 共有する。各成熟タンパク質の最後のおよそ215アミノ酸残基は、6つのシステ インを含み、そしてフィブリノーゲンのドメインに対して強い類似性を有する。 したがって、この領域は、「フィブリノーゲン様」ドメインまたは「Fドメイン」と 呼ばれた。およそ205残基を含む、成熟タンパク質の中央領域は、「超らせん」構 造を仮定される高い確率を有し、そして「超らせん」ドメインまたは「Cドメイン」 と呼ばれた。成熟タンパク質のアミノ末端側のおよそ55残基は、2つのシステイ ンを含み、そして超らせん構造を有する確率は低い。この領域は、「N末端」ドメ インまたは「Nドメイン」と呼ばれた。本明細書中に記載される改変リガンドは、 用語法を用いて呼称される。ここで、N=N末端ドメイン、C=超らせんドメイ ン、F=フィブリノーゲン様ドメイン、そして番号1および2は、それぞれTL1 およびTL2をいう。したがって、1NはTL1由来のN末端ドメインを示し、2FはTL2 のフィブリノーゲン様ドメインを示す、などである。 TIE-2リガンドのフィブリノーゲン様ドメイン(Fドメイン)がTIE-2活性化活性 を含むかどうかを試験するために、超らせんドメインおよびN末端ドメインが欠 失し、FドメインをコードするDNA配列の部分(TL1については、図4においてヌ クレオチド1159(アミノ酸残基ARG284)あたりから始まる;TL2については、図6 においてヌクレオチド1200(アミノ酸残基282)あたりに対応する)のみが残った発 現プラスミドを構築した。次いで、この変異体構築物を一過性にCOS細胞にトラ ンスフェクトした。組換えタンパク質を含む上清を採集した。TL1/Fドメイン変 異体を、TIE-2レセプターと結合する能力について試験した。結果は、単量体と して、TL1/Fドメイン変異体は検出可能なレベルでTIE-2と結合し得ないことを 示した。 しかし、TL1/Fドメイン単量体をmycでタグ化し、続いてmycタグに対する抗体 でクラスター化した場合、TL1/Fドメイン単量体は、TIE-2と検出可能な結合を 示した。しかし、抗体でクラスター化したTL1/Fドメイン変異体はTIE-2発現細 胞株においてリン酸化を誘導し得なかった。 したがって、TIE-2リガンドのFドメインが、レセプターとの結合に関与する が、Fドメイン単独のみからなる短縮体は、レセプター結合に十分ではないこと を決定した。このことにより、超らせんドメインが、いくつかのフィブリノーゲ ン様ドメインを共に保持すること(これが、レセプター結合に必須であり得る)を 担っている可能性が生じた。この仮説を確認する試みにおいて、Fドメインを、 ヒト抗体IgG1のFcセクションと融合した。哺乳動物細胞による発現の際にFcセク ションは二量体化するので、Fドメインの理論的な形状を模倣するこれらの組換 えタンパク質は、二量体化するネイティブなリガンドであった。このFドメイン −Fc構築物は、レセプターと結合したが、レセプターを活性化できなかった。明 らかに、リガンドの他の領域により引き起こされた多量体化は、リガンドをTIE- 2レセプターに結合させ得ることが必要である。さらに、Fドメインの外側のい くつかの他の因子が、レセプターのリン酸化に寄与しているに違いない。 次いで、フィブリノーゲン様ドメインがなく、したがってN末端および超らせ んドメインのみを含む変異体を構築した。これらはレセプターに結合し得た。レ セプター結合および活性化におけるN末端ドメインの役割を評価するために、リ ガンドをCおよびFドメインのみ短縮し、そしてFLAGタグを用いてN末端にタグ を付し、FLAG-1C1FおよびFLAG-2C2Fと呼ばれる構築物を作製した。これらの分子 は、TIE-2レセプターを発現するために一過性にトランスフェクトしたCOS7細胞 において豊富に染色されたが、これらは、リン酸化アッセイにおいて応答できな かった。したがって、Nドメインは、レセプター活性化の必須因子を確かに含み が、下記に開示されるように、キメラ分子2N2C1Fがレセプターを活性化する能力 は、不活性リガンドのNドメインでさえ、その役割を満たすことを示す。 前述の、mycタグ化Fドメイン短縮体とFcタグ化Fドメイン短縮体との間の挙 動の差異は、TIEリガンドが二量体形態またはより高次の多量体形態でのみ結合 し得ることを示唆した。確かに、非還元SDS-PAGEは、TIEリガンドが、二量体形 態、三量体形態、および多量体形態で天然に存在することを示した。FLAG-1C1F およびFLAG-2C2F短縮体は、合成タグ(例えば、Fc)によって二量体することなく 、TIE-2レセプターと結合し得るが、F短縮体は結合し得ないことは、C領域が 、Fドメインの凝集を少なくとも部分的に担っていることを示唆する。 23.3.交換構築物(キメラ) 出願人らは、COS7細胞におけるTL1の産生レベルが、TL2の産生より約10倍低い ことに気づいた。したがって、この差異を説明する試み、そしてまたTL2のアン タゴニスト活性と比較してTL1のアゴニスト活性をさらに特徴付ける試みおいて 、TL1とTL2とのキメラを構築した。 N末端ドメインまたはフィブリノーゲンドメインのいずれかが、TL1とTL2との 間で交換された4つのキメラを構築した。そして、これらのキメラは、前記の用 語法を使用して呼称された。その結果、例えば、1N1C2Fは、TL1のN末端ドメイ ンおよび超らせんドメインを、TL2由来のフィブリノーゲン様ドメインと共に有 するキメラをいう。4つのキメラを以下の通りに構築した: キメラ1− 1N1C2F キメラ2− 2N2C1F キメラ3− 1N2C2F キメラ4− 2N1C1F キメラ1〜4のヌクレオチド配列およびアミノ酸配列を、それぞれ図24〜27に 示す。 各キメラを別個の発現ベクターpJFE14に挿入した。次いで、キメラを、コント ロールとして空のpJFE14ベクター、ネイティブなTL1およびネイティブなTL2と共 にCOS7細胞にトランスフェクトし、そして培養上清を回収した。 交換がリガンドの発現レベルにどのように影響するかを決定するために、1:5 希釈および1:50希釈のCOS7上清をニトロセルロース上にドットブロットした。次 いで、TL1 Nドメインを含む3つのリガンド(すなわち、ネイティブなTL1、1N2C 2Fおよび1N1C2F)を、TL1のN末端に特異的なウサギ抗体でプローブした。TL2 N ドメインを含む3つのリガンド(すなわち、ネイティブなTL2、2N1C1Fおよび2N2C 1F)を、TL2のN末端に特異的なウサギ抗体でプローブした。結果は、COS7細胞が 、タンパク質の残りの構成にかかわらず、TL1 Nドメインを含むいずれの分子の およそ10倍のレベルで、TL2のNドメインを含むいずれの分子をも発現している ことを示した。この結論は、Nドメインが主に、リガンドの発現レベルを制御し ているに違いないということであった。 取り組んだ次の疑問は、TIE-2レセプターを活性化するキメラの能力または不 能であった。EAhy926細胞を、4つのキメラ、ならびにリン酸化のポジティブコ ントロールとしてTL1、およびリン酸化のネガティブコントロールとしてTL2また は空のpJFE14トランスフェクトCOS7細胞上清でチャレンジした。細胞を溶解させ 、そしてTIE-2レセプターを細胞溶解物から免疫沈降させ、そしてSDS-PAGEで泳 動させた。サンプルをウエスタンブロットし、そして抗ホスホチロシン抗体でプ ローブして、リン酸化されたレセプターを検出した。驚くべきことに、TLIのフ ィ ブリノーゲン様ドメインを含む構築物(2N1C1Fおよび2N2C1F)のみが、TIE-2レセ プターをリン酸化し得た。したがって、TL1のN末端領域は活性化に必須である が、これはTL2のN末端領域によって置換され得る。すなわち、リガンドがアゴ ニストであるかまたはアンタゴニストであるかを決定する情報は、実際には、フ ィブリノーゲン様ドメインに含まれている。 したがって、Fドメインは、TIE-2レセプターに結合することに加え、TL1のリ ン酸化活性を担っていることが決定された。さらに、TL2(そうでなければ、不活 性分子である)は、そのFドメインをTL1のFドメインで置換することによって改 変される場合、改変されたTL2はアゴニストとして作用した。 しかし、2N1C1F構築物はいくらかより強力であった。キメラ2N1C1Fにより引き 起こされたシグナルは、キメラ2N2C1Fのシグナルよりわずかに強いようであった 。このことは、TL1のCドメインが、リン酸化に決定的に重要なのではなく、TL1 の効力を増強し得るという推測を導く。しかし、リン酸化アッセイに使用したサ ンプルは、リガンドの濃度に関して規格化されなかったので、より強いリン酸化 シグナルが、単に、より多くのリガンドの存在を示している可能性があった。し たがって、リン酸化アッセイを種々の量のリガンドで繰り返して、活性なキメラ が異なる効力を示すかどうかを決定した。リガンドトランスフェクションのCOS7 上清におけるリガンドの濃度を、以前に記載された方法(Stitt,T.N.ら(1995)C ell 80:661-670)に従って、BIAcoreバイオセンサー技術により測定した。BIAcor eは、TIE-2レセプターに対する上清の結合活性を、共鳴単位(RU)と呼ばれる任意 の単位で測定した。RUとリガンド濃度との間のかなり良好な相関関係が、概して 観察された。400RUの活性は、1mLの上清あたり約1μgのタンパク質に対応する 。サンプルを、それぞれ、100RU、20RU、および5RUの濃度に希釈し、そしてリン 酸化アッセイを繰り返した。結果は、キメラ2N2C1Fが、同じ濃度のネイティブな TL1またはキメラ1N1C2Fのいずれよりも明らかに強力であることを示した。 これらの交換構築物の別の興味深い局面は、それらの発現レベルである。4つ のキメラの各々をCOS細胞におけるその生成レベル、TIE2に結合するその能力、 およびTIE2をリン酸化するその能力ついて試験した。これらの実験の結果は、キ メラ1およびキメラ3はTL1に匹敵するレベルで生成され、一方キメラ2および キメラ4はTL2に匹敵するレベルで生成されたことを示した。従って、高レベル のタンパク質生成はTL2 N末端ドメインと関連した。さらに、内皮EAhy926細胞 で試験した場合、キメラ2およびキメラ4は活性であり、一方1および3は活性 ではなかった。従って、活性(レセプターのリン酸化)は、TL1フィブリーノゲ ン様ドメインと関連する。従って、キメラ2およびキメラ4は、それぞれ、高い 生成レベルならびにアゴニスト活性という望ましい特性を有した。 23.4.タンパク分解耐性構築物−TL1調製物のラージフラクション(large fra ction)が、しばしば、N末端近くでタンパク分解性に切断されるという観察に 基づいて、成熟タンパク質の49位に位置するアルギニン残基(図17を参照のこと )が、インビボにおけるタンパク質の活性の調節に関与し得る候補切断部位であ ること、およびアルギニンをセリンと置換すること(R49-->S)が、必然的にそ の活性に影響を与えることなしに、タンパク質の安定性を増大し得ることを提案 した。TL1のこのような変異体が構築され、そして天然のTL1とほぼ同程度に活性 であることが見出されたが、タンパク分解性切断に対する耐性を示さなかった。 23.5.組み合わせ変異体−最も強力なキメラ構築物である2N1C1Fを、図27に示 すヌクレオチド784〜787によってコードされるシステインをセリンに変換するよ うに、さらに改変した。この分子(2N1C1F(C246S)と命名)は良好に発現され、 レセプターを強力に活性化し、タンパク分解性切断に耐性であり、そして高次な マルチマーよりもむしろ、主にダイマーであった。従って、2Nドメインは分子に プロテアーゼ耐性を与えるようであった。最後に、この分子は、図27に示すヌク レオチド199〜201によってコードされる潜在的なプロテアーゼ感受性部位を除去 するように、さらに改変され、活性であり、良好に発現され、ダイマーであり、 そしてプロテアーゼ耐性であると予想された分子(2N1C1F(R51->S,C246->S) と命名)が得られた。 表1は、作製された改変TIE-2リガンド構築物を要約し、そしてそれらの各々 をTIE-2レセプターに結合する能力、TIE-2レセプターを活性化する能力、形成さ れた構造の型(モノマー、ダイマーなど)、およびそれらの相対的な生成レベル の観点から特徴づける。3つのドメインを有する非改変TL-1(模様なし)および 非改変TL-2(しま模様)を、囲み(box)として示す。従って、しま模様の囲み は、TL-2由来のドメインを示す。成熟TL-1タンパク質の245位に位置するシステ インを「C」によって示す。「C」の上の「×」は、システイン残基が、例えば 、TL1 CYS-変異体の場合のように、別のアミノ酸によって置換されたことを示す 。同様に、最後の構築物における「R」の上の「×」は、成熟TL1タンパク質の4 9位のArg残基の置換を示す。TL2 CYS+変異体を示す1つの改変TL2構築物におい て、「C」が存在する。Fcテールまたはフラッグタグ(flag tagging)を有する 構築物もまた示す。 本明細書中の教示に基づいて、当業者は、さらなる構築物が、変更された特性 を有する、さらなる改変およびキメラTIE-2リガンドを作製するために作製され 得ることを容易に理解し得る。例えば、当業者は、TL-2のN末端ドメインおよび ヒト抗体IgG1のFc部分と融合したTL1のFドメインから構成される構築物を作製 し得る。この構築物はTIE-2レセプターに結合し、そして活性化することが予想 される。同様に、他の構築物が本明細書中の教示を使用して作製され得、従って 本発明の範囲内にあると考えられる。 23.6.材料および方法キメラの構築 交換構築物を、XbaI部位がAscI部位に変えられたpJFE14ベクター中に挿入した 。次いで、このベクターをAscIおよびNotIで消化し、AscI-NotI骨格を作製した 。キメラについてのDNAフラグメントを、適切なオリゴヌクレオチドを使用してP CRによって生成した。 FLAG-1C1FおよびFLAG-2C2F挿入物を、EcoRIおよびNotIで消化したpMT21ベクタ ー骨格にサブクローン化した。「CF」短縮物をPCRによって得、そしてFLAGタグ および先行するトリプシンシグナル配列を、合成オリゴヌクレオチドをアニーリ ングすることによって構築した。トランスフェクション 全ての構築物を、標準的なプロトコールに従って、DEAE-DextranまたはLipofe ctAMINEのいずれかを使用してCOS7細胞に一過性にトランスフェクトした。細胞 培養物をトランスフェクションの3日後に回収し、そして1000rpmで1分間遠心 沈澱し、そして上清を新鮮なチューブに移し、そして-20℃で保存した。FLAG-1C1F トランスフェクト細胞およびFLAG-2C2Fトランスフェクト細胞の染色 COS7細胞の6ウェルディッシュをTIE-2レセプターで一過性にトランスフェク トした。種々のリガンドトランスフェクション後のCOS7上清を30分間細胞上でイ ンキュベートし、続いてマグネシウムまたはカルシウムを含まないリン酸緩衝化 生理食塩水(PBS)で2回洗浄した。細胞を-20℃のメタノールで3分間固定し、 PBSで1回洗浄し、そしてPBS/10%ウシ胎仔血清(BCS)中の抗FLAG M2抗体ととも に30分間インキュベートした。細胞をPBSで1回洗浄し、そしてPBS/10%BCS中の ヤギ抗マウスIgGアルカリホスファターゼ(AP)結合抗体(Promega;1:1000)と インキュベートした。細胞をPBSで2回洗浄し、そしてリン酸基質、BCIP/NBT、 1mMレバミソールとインキュベートした。リン酸化アッセイ 用量応答研究についてのCOS7上清の希釈を、空のベクターpJFE14でトランスフェ クトしたCOS7細胞の上清中で行った。天然にTIE-2レセプターを発現するEA細胞 を、無血清培地中で>2時間枯渇させ、続いて5% CO2の雰囲気下にて37℃で10分 間適切なCOS7上清でチャレンジした。次いで、細胞を氷冷PBSでリンスし、そし てプロテアーゼインヒビター(10μg/mlロイペプチン、10μg/mlアプロチニン 、1mM PMSF)を含む1% NP40溶解緩衝液で溶解し、続いてTIE-2レセプターに 特異的な抗体で免疫沈降した。次いで、サンプルを抗pTyr抗体を使用して免疫ブ ロット分析に供した。ドットブロット サンプルをニトロセルロースメンブレンに適用し、これをブロックし、そして 適切な抗体で調べた。 23.7 CHO およびバキュロウイルス感染昆虫細胞からのキメラTie-2リガンドの生 ウイルス生成 キメラリガンドの遺伝子(2N1C1F(C246S)と命名)をバキュロウイルス発現プ ラスミド中へ操作し、そして以前に記載(O'Reilly,D.R.,L.K.Miller、およ びV.A.Luckow、Baculovirus Expression Vectors-A Laboratory Manual 1992, New York:W.H.Freeman)された方法を使用して、ウイルスDNAと組換えて組換え バキュロウイルスを生成し、増幅し、そして回収した。Invitrogenから得られた SF21昆虫細胞(Spodoptera frugiperda)を順応させ、そしてGibco SF900 II無 血清培地中にて27℃で拡大した。非感染細胞を1×106細胞/mlの密度まで増殖さ せた。細胞密度を血球計数器を使用して生存可能な細胞を数えることによって決 定した。リガンドのウイルスストックを、低多重度0.01〜0.1PFU/細胞でバイリ アクターに添加し、感染を開始した。感染プロセスを、3〜4日間続けた。これ は、実質的な細胞溶解を招くことなく、最大のウイルス複製を可能にした。細胞 懸濁液を滅菌遠心分離ボトルに無菌的にアリコートし、そして細胞を遠心分離( 1600RPM,30分)によって除去した。無細胞上清を滅菌ボトルに回収し、そして さらなる使用まで遮光で4℃にて保存した。 ウイルス力価を、O'Reilly、Miller、およびLuckowによって記載されるように プラークアッセイによって決定した。この方法を1.5×106個の細胞が播種された 60mm組織培養ディッシュ中で行う。ウイルスストックの連続希釈物を接着細胞に 添加し、そして混合物を振盪しながらインキュベートし、ウイルスを個々の細胞 に吸着させた。寒天オーバーレイを添加し、そしてプレートを27℃で5日間イン キュベートした。生存可能な細胞をニュートラルレッドで染色した。これは円形 のプラークを示す。そして円形プラークを数え、1ミリリットル当たりのプラー ク形成単位(PFU/mL)で発現したウイルス力価を得た。タンパク質生成のための細胞の感染 非感染SF21細胞を組織培養プレートで増殖させ、そしてキメラリガンド遺伝子 を含むウイルスを1〜10pfu/細胞の多重度で添加した。ウイルスを27℃で90分間 穏やかに振盪しながら吸着させ、その後細胞に新鮮な多量のSf-900 II無血清培 地を与えた。27℃での3日の増殖の後、組織培養液を回収し、そしてリガンドを 免疫ブロッティングによって検出した。Tie-2 リガンドキメラのCHO発現 Tie-2リガンドキメラを任意のいくつかの哺乳動物細胞発現ベクターにクロー ン化した。これには、pJFE、pcDNA3、pMT21、pEDなどが挙げられる(しかしこれ らに限定されない)。プラスミドを、CHO DG44細胞(Urlaub,G.およびChasin, L.A.1980..Isolation of Chinese hamster cell mutants deficient in dihydr ofolate reductase activity.Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.77:4216-4220;U rlaub,G.,Kas,E.,Carothers,A.M.およびChasin,L.A.1983.Deletion of t he diploid dihydrofolate locus from cultured mammalian cells.Cell 33:40 5-412)にリン酸カルシウム沈澱またはカチオン性リポソームによってトランス フェクトした。dhfr選択マーカーを欠失するベクターの場合、プラスミドpSV2 d hfrを、TIEリガンドキメラを含有するプラスミドに対して20%のモル比で同時ト ランスフェクトした。DHFR+細胞を選択培地(ヌクレオシドおよびヌクレオチド を欠き、10%透析ウシ胎仔血清を含有する培地)での増殖によって選択し、そし てクローンを、TIE2レセプター体を用いる免疫ブロッティングによってキメラTI Eリガンドの生成についてスクリーニングした。所望のタンパク質を発現するク ローンを、選択培地中でメトトレキセートの段階的な濃度を使用して数回の遺伝 子増幅に供した。高発現クローンを、類似の免疫ブロッティング技術によって遺 伝子増幅後に同定した。 キメラTIEリガンドを発現する細胞株を、単層、懸濁フラスコ、ローラーボト ル、およびバイオリアクター中で選択培地または選択を欠く培地にて培養し、そ して無血清培地処方物中で増殖し得た。 寄託 以下のものが、アメリカンタイプカルチャーコレクション、12301 Parklawn D rive,Rockville,Maryland 20852にブダペスト条約に従って寄託された。TIE-2 リガンドをコードするプラスミドクローンが、1994年10月7日にATCCに寄託され 、そしてATCC受託番号75910の下で「TIE-2リガンドをコードするpJFE14」と命名 された。TIE-2レセプター体をコードする組換えAutographa californicaバキュ ロウイルスが1994年10月7日にATCCに寄託され、そしてATCC受託番号VR2484の下 で「vTIE-2レセプター体」と命名された。ヒトtie-2リガンドDNAを含むλファー ジベクターが1994年10月26日にATCCに寄託され、そしてATCC受託番号75928の下 で「htie-2リガンド1をコードするIgt10」と命名された。第2のTIE-2リガンド をコードするプラスミドクローンが1994年12月9日にATCCに寄託され、そしてATC C受託番号75963の下で「ヒトTIE 2リガンド2をコードするpBluescript KS」と して命名された。ヒトTIEリガンド-4をコードするヒトTL-4遺伝子挿入物を有す るプラスミドpBeLoBacllを含むE.coli株DH10Bが1996年7月2日にATCCに寄託さ れ、そしてATCC受託番号98095の下で「hTL-4」と命名された。 本発明は、本明細書中で記載される特定の実施態様による範囲で限定されるべ きではない。実際、本明細書に記載されるそれらに加えて本発明の種々の改変は 、前述の説明および添付の図面から当業者には明らかである。このような改変は 添付の請求の範囲の範囲内にあることが意図される。
───────────────────────────────────────────────────── 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) A61P 7/02 A61P 9/00 9/00 17/02 17/02 27/00 27/00 29/00 29/00 35/00 35/00 C07K 14/515 C07K 14/515 14/71 14/71 16/22 16/22 19/00 19/00 C12P 21/08 C12N 5/10 G01N 33/53 D C12P 21/08 C12N 5/00 B G01N 33/53 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,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG ,KZ,MD,RU,TJ,TM),AL,AM,AT ,AU,AZ,BA,BB,BG,BR,BY,CA, CH,CN,CU,CZ,DE,DK,EE,ES,F I,GB,GE,GH,HU,IL,IS,JP,KE ,KG,KP,KR,KZ,LC,LK,LR,LS, LT,LU,LV,MD,MG,MK,MN,MW,M X,NO,NZ,PL,PT,RO,RU,SD,SE ,SG,SI,SK,SL,TJ,TM,TR,TT, UA,UG,UZ,VN,YU,ZW (72)発明者 ヤンコプーロス,ジョージ ディー. アメリカ合衆国 ニューヨーク 10598, ヨークタウン ハイツ,バプティスト チ ャーチ ロード 1519

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.少なくとも第一のTIE-2リガンドの一部および第一とは異なる第二のTIE-2リ ガンドの一部を含むキメラTIE-2リガンドをコードする単離された核酸分子であ って、該第一および第二のTIE-2リガンドが、TIE-2 Ligand1、TIE-2 Ligand2、 TIE-2 Ligand3、およびTIE-2 Ligand4から選択される、単離された核酸分子。 2.少なくともTIE-2 Ligand1の一部およびTIE-2 Ligand2の一部を含むキメラ TIE-2リガンドをコードする、請求項1に記載の核酸分子。 3.TIE-2リガンド1をコードするヌクレオチド配列を含むTIE-2レセプターに結 合しかつそれを活性化するキメラTIE-2リガンドをコードする、請求項2に記載 の核酸分子であって、TIE-2リガンド1のN末端ドメインをコードするヌクレオ チド配列の部分がTIE-2リガンド2のドメインをコードするヌクレオチド配列に より置換される、核酸分子。 4.TIE-2リガンド1のコイルドコイルドメインをコードするヌクレオチド配列 の部分がTIE-2リガンド2のコイルドコイルドメインをコードするヌクレオチド 配列により置換される、請求項3に記載の核酸分子。 5.図27に示されるヌクレオチド784〜787によりコードされるシステイン残基の 代わりに別のアミノ酸をコードするように改変された、請求項3または4に記載 の核酸分子。 6.前記システイン残基の代わりにセリン残基がコードされるように改変される 、請求項5に記載の核酸分子。 7.図27に示されるヌクレオチド199〜201によりコードされるアルギニン残基の 代わりに別のアミノ酸をコードするようにさらに改変されている、請求項5また は6に記載の核酸分子。 8.アルギニン残基の代わりにセリン残基がコードされるように改変されている 、請求項7に記載の核酸分子。 9.アミノ酸245位でシステイン残基の代わりに別のアミノ酸をコードするよう に改変されたTIE-2リガンド1をコードするヌクレオチド配列を含むTIE-2レセプ ターに結合するおよび活性化する改変TIE-2リガンドをコードする、単離された 核酸分子。 10.セリン残基が前記システイン残基の代わりにコードされるように改変され る、請求項9に記載の核酸分子。 11.図27に示される配列を有する、請求項3に記載の核酸分子。 12.図25に示される配列を有する、請求項4に記載の核酸分子。 13.TIE-2リガンド1またはTIE-2リガンド2をコードするヌクレオチド配列を 含むTIE-2レセプターに結合するが活性化しない改変TIE-2リガンドをコードする 単離された核酸分子であって、TIE-2リガンド1またはTIE-2リガンド2のN末端 ドメインをコードするヌクレオチド配列の部分が欠失されている、核酸分子。 14.TIE-2リガンド1またはTIE-2リガンド2のコイルドコイルドメインをコー ドするヌクレオチド配列の部分が欠失され、そしてフィブリノーゲン様ドメイン をコードする部分がヒト免疫グロブリンγ-1定常領域(IgG1 Fc)をコードする ヌクレオチド配列にインフレームで融合されている、請求項13に記載の核酸分 子。 15.TIE-2リガンド1をコードするヌクレオチド配列を含むTIE-2レセプターに 結合するが活性化しない改変TIE-2リガンドをコードする単離された核酸分子で あって、TIE-2リガンド1のフィブリノーゲン様ドメインをコードするヌクレオ チド配列の部分が、TIE-2リガンド2のフィブリノーゲン様ドメインをコードす るヌクレオチド配列により置換されている、単離された核酸分子。 16.TIE-2リガンド1のコイルドコイルドメインをコードするヌクレオチド配 列の部分が、TIE-2リガンド2のコイルドコイルドメインをコードするヌクレオ チド配列により置換されている、請求項15に記載の核酸分子。 17.図24に示される配列を有する、請求項15に記載の核酸分子。 18.図26に示される配列を有する、請求項16に記載の核酸分子。 19.前述の請求項いずれか1項に記載のの核酸分子によりコードされる、キメ ラTIE-2リガンドまたは改変TIE-2リガンド。 20.図24、25、26、または27に示される配列を有する、請求項19に記載のキ メラTIEリガンド。 21.図27に示される配列を有するがヌクレオチド784〜787によりコードされる システイン残基の代わりに別のアミノ酸を有するように改変された、請求項19 に記載のキメラTIEリガンド。 22.前述の請求項1〜18のいずれか1項に記載の核酸分子を含む、ベクター 。 23.前記核酸分子が、宿主細胞におけるその発現を指向し得る発現制御配列に 作動可能に連結されている、請求項22に記載のベクター、 24.請求項22または23に記載のベクターであって、プラスミドである、ベ クター。 25.請求項22、23、または24のいずれか1項に記載のベクターを含む、 請求項19、20、または21のいずれか1項に記載のキメラまたは改変リガン ドの産生のための宿主−ベクター系。 26.前記宿主細胞が、細菌、酵母、昆虫、または哺乳動物の細胞である、請求 項25に記載の宿主−ベクター系。 27.請求項19、20、または21のいずれか1つの請求項で定義されるリガ ンドを産生する方法であって、該方法は、リガンドの産生およびそのように産生 されたリガンドの回収を可能にする条件下で、請求項25または26に記載の宿 主−ベクター系の細胞を増殖させる工程を包含する、方法。 28.請求項19、20、または21のいずれか1項に記載のリガンドに特異的 に結合する、抗体。 29.請求項28に記載の抗体であって、モノクローナル抗体である、抗体。 30.請求項19、20、または21に記載のリガンドに特異的に結合する、レ セプター体。 31.請求項30に記載のレセプター体をコードする、単離された核酸分子。 32.請求項31に記載の核酸分子を含む、ベクター。 33.請求項32に記載のベクターであって、プラスミドである、ベクター 34.請求項19、20、または21のいずれか1つの請求項に記載のリガンド およびそれに結合した細胞傷害因子を含む、結合体。 35.前記細胞傷害性因子が放射性同位体または毒素である、請求項34に記載 の結合体。 36.請求項19、20、または21のいずれか1つに記載のキメラまたは改変 されたキメラまたは改変リガンド、ならびに薬学的に受容可能なキャリアを含む 、薬学的組成物。 37.請求項28または29に記載の抗体および薬学的に受容可能なキャリアを 含む、薬学的組成物。 38.請求項30に記載のレセプター体および薬学的に受容可能なキャリアを含 む、薬学的組成物。 39.請求項34または35に記載の結合体および薬学的に受容可能なキャリア を含む、薬学的組成物。 40.ヒトもしくは動物の体の処置の方法、または診断方法において使用するた めの、請求項19、20、もしくは21のいずれか1つに記載のリガンド、請求 項28もしくは29に記載の抗体、請求項30に記載のレセプター体、または請 求項34もしくは35に記載の結合体。 41.請求項27に記載の方法により産生されるリガンド。 42.実質的に前記のような請求項1、9、13、または15に記載の、単離さ れた核酸分子。 43.実質的に前記のような請求項19に記載の、キメラTIE-2リガンドまたは 改変TIE-2リガンド。 44.実質的に前記のような請求項22または32に記載の、ベクター。 45.実質的に前記のような請求項25に記載のTIE宿主−ベクター系。 46.実質的に前記のような請求項27に記載の、方法。 47.実質的に前記のような請求項28に記載の、抗体。 48.実質的に前記のような請求項30に記載の、レセプター体。 49.実質的に前記のような請求項36、37、38、または39に記載の、薬 学的組成物。 50.実質的に前記のような請求項40に記載の、リガンド、抗体、レセプター 体、または結合体。
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