JP2003513638A - プラスミノーゲン活性化因子の逆相hplcアッセイ - Google Patents
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Abstract
Description
又はその変異体として組み換えヒトtPAのサンプル内に存在する、CHO産生
tPAの量を測定するためのアッセイに関する。
用のカスケードに関連する内在性セリンプロテアーゼである(Astrup及びPermin
, Nature, 159, 681-682(1947); Camiolo等, Proc. Soc. Exp. Biol. Med., 138
, 277-280(1971); Collen, J. Biol. Chem., 33, 77-86(1987); Hoylaerts等, J
. Biol. Chem., 257, 2912-2919(1982))。ACTIVASEσは、急性心筋梗
塞及び肺塞栓の管理に使用される、ヒトtPA(r−tPA)の組み換え型であ
る(Grossbard, Pharm. Res., 4, 375-378(1987))。ACTIVASEσはまた
、現在虚血性脳卒中の治療にも認められている(Smith等, Acad. Emerqency Med
icine, 6(6), 618-25(1999); Kwiatknowski等, New Eng. J. Med., 340(23), 17
81-1787(1999))。それは、チャイニーズハムスター卵巣(CHO)細胞の天然
ヒトtPAに対する相補DNA(cDNA)の発現により生成される糖タンパク
である。TNK−tPAは、CHO細胞でクローン化し、発現するヒトtPAの
遺伝子操作変異体である(Keyt等, Proc. Natl. Acad. Sci USA., 91, 3670-367
4(1994))。TNK−tRA変異体を作成するために、部位特異的突然変異がヒ
トtPAの3つの特定部位に導入される。それらは、Thr103をAsnに(
T103N)、Asn117をGlnに(N117Q)、及びLys-His-A
rg-Arg296−299をAla-Ala-Ala-Alaに(KHRR269
−299AAAA)する。TNK−tPAは、tPAと比較して、同様のインビ
トロの生物活性、プラスミノーゲン活性因子阻害剤に対する増大した耐性及び増
加した線維素特異性があり、血漿からよりゆっくりと放出される(Keyt等, Proc
. Natl. Acad. Sci USA., 91, 3670-3674(1994); Thomas等, Stroke, 25:10, 20
72-2079(1994); Benedict等, Circulation, 92:10, 3032-3040(1995); Modi等,
Thromb Haemost, 79, 134-139(1998))。それは、現在r−tPAのシングルボ
ーラス投与形態としての規制当局の許可待ちの状態である。CHO細胞はCHO
−PAと呼ばれる内在性ハムスターtPAを生合成する。CHO−PAは、凝血
溶解アッセイによって決定されるようにヒトtPAと同様の線維素溶解活性を有
する。CHO−PAのアミノ酸配列は、ヒトtPAのものと80%の同一性があ
る。多くの置換は、半保存的、例えば:Arg<−−>Lys、Glu<−−>
Asp、Phe<−−>Tyr、Val<−−>Ala、Ile<−−>Leu
又はThr<−−>Serである。ウシキモトリプシン構造に基づくヒトtPA
プロテアーゼドメインのモデルを用いることにより、実質的に全てのCHO−P
Aの置換がタンパク質の表面に又はその近くにあることが分かる。
結合を有する527アミノ酸を含む一本鎖のポリペプチド鎖である(Nguyen及び
Carole,タンパク質及びペプチド薬の安定性及び特徴付けに関する「アルテプラ
ーゼ(Altepase)、組み換え組織プラスミノーゲン活性化因子の安定特性化及び処
方技術(Stability Characterization and Formulation Development of Altepas
e, a Recombinant Tissue Plasminogen Activator)」, Y. J. Wang, R. Pearlma
n, 編, (プレナム出版:ニューヨーク, 1993), pp. 91-135)。3つのタンパク
質全てにおいて、Arg275とIle276の間のペプチド結合は、プロテア
ーゼ切断に特に影響されやすい。切断は2つの断片を生じる:1つはN末端27
5アミノ酸からなり、もう1つはC末端252アミノ酸からなる。N末端鎖はプ
ラスミノーゲンとプロトロンビンに見られるクリングル領域と相同性のある領域
を含み、従って時にそれは「クリングル断片」と呼ばれる(Nguyen及びCarole,
上掲; de Vos等, Biochem., 31, 270-279(1992))。
ばれる(Pennica等, Nature, 301, 214-221(1983))。切断された2つの鎖は、
Cys264とCys395の間に形成される1つのジスルフィド結合によって
繋がる。切断された分子は、一般に、「1本鎖tPA」又は無傷の形態に対して
、「2本の鎖のtPA」と呼ばれる。 r−tPAは、配列Asn−X−Ser/Thrによって同定されるN結合グ
リコシル化のための4つの潜在的な部位を含む(Nguyen及びCarole, 上掲)。こ
れらは、Asn117、Asn184、Asn218、及びAsn448である
。r−tPAはI型及びII型と称される2つのグリコシル化アイソザイムとし
て存在する。I型r−tPAはAsn117、Asn184、及びAsn448 でグリコシル化され;一方、II型r−tPAはAsn117とAsn448で
のみグリコシル化される。Asn218はどちらのアイソフォームでもグリコシ
ル化されない。TNK−tPAは、位置117から103にグリコシル化部位を
効果的に移動させるThr103のAsnへの、及びAsn117のGluへの
突然変異以外は、r−tPAと同一のグリコシル化パターンを持つ(Keyt等, 上
掲)。CHO−PAのグリコシル化パターンは、十分に特徴付けされていない(
Rijken及びCollen, J. Biol.Chem., 256: 7035-7041(1981))。
−tPA)の組み換え型の商標であり、急性心筋梗塞及び肺塞栓の管理に使用さ
れる。ACTIVASE(登録商標)ブランドtPAはまた、現在、虚血性脳卒中
の治療に認可されている。それは、チャイニーズハムスター卵巣(CHO)細胞
の天然ヒトtPAに対する相補DNA(cDNA)を発現させることにより生成
される(米国特許第5753486号)。TNK−tPAは、ACTIVASE
(登録商標)r−tPAと比較して、高い効果と低い出血の発生率を有するr−t
PAの遺伝子操作変異体である。それは、3つの部位特異的突然変異(T103
N、N117Q及びKHRR296−299AAAA)によって作成され、また
、CHO細胞でクローン化され、発現される(米国特許第5612029号)。
CHO細胞はCHO−PAと呼ばれる内因性ハムスターtPAを生合成する。C
HO−PAのアミノ酸配列は、r−tPAのものと高い相同性(80%同一性)
がある。3つの血栓溶解タンパク質全ては、主にタンパク質分解/加水分解と差
次的グリコシル化による異種アイソフォームとして存在する。
記載されている。この方法は、ヒトtPAを含む液体を、対応する内因性CHO
−PAに特異的に結合する抗体と接触させ、ヒトtPAを回収すること含んでな
る。好ましくは、接触工程は、液体を、そこに固定した抗体を有するクロマトグ
ラフィーベッドに通すことを含む。 組み換えDNA誘導タンパク質医薬の発達は、タンパク質を特徴付けするため
及び/又はタンパク質の製造の一貫性を示すために使用することができる新しい
分析方法の導入により促進されてきた。ペプチドマッピングは、アミノ酸配列を
モニターするための重要な方法であり、小から中サイズのタンパク質、例えばイ
ンシュリン及びヒト成長ホルモンにおける小さな変化を検出することができる。
非常に大きなタンパク質、例えばフィブリノーゲン(分子量350000)、又
は異種糖タンパク、例えば抗体(分子量150000)の分析は、酵素的消化に
より生成されるペプチドの並びの複雑性により妨げられる。このような複雑性に
より、単一の逆相高速液体クロマトグラフィー(RP−HPLC)分離に、限定
的利用性のオンライン紫外線検出を組み合わせることになる。
イオン化質量分析(LC−ES−MS)システムの出現は、ペプチドマッピング
の能力を大きく増大させた(Ling等, Anal. Chem., 63: 2909-2915(1991); Guze
tta等, Anal. Chem., 65: 2953-2962(1993))。インソース衝突誘起解離(CI
D)と組み合わせたLC−EM−MSは、N及びO結合グリコシル化の部位を同
定するのに効果的に利用されている(Carr等, Protein Sci., 2: 183-196(1993)
; Huddleston等, Anal. Chem., 65:877-884(1993); Conboy及びHenion, J. Am.
Soc. Mass Spectrom., 3: 804-814(1992))。しかしながらこの技術でさえも、
様々なタンパク質グリコシル化及び中サイズの糖タンパクの酵素消化により引き
起こされる多くの非常に類似したペプチドから生じる不十分な解読により限定さ
れる。従って、このようなサンプルを特徴付けするために垂直選択を含む技術領
域を使用することが必要である。
補助レーザー脱離イオン化飛行時間型質量分析の組み合わせの利用が、DSPA
α1、吸血コウモリ唾液腺に由来する1本鎖プラスミノーゲン活性化因子によっ
て例示されるような、基本的な糖タンパクサンプルの酵素消化の特徴付けを可能
にするために研究された(Apffel等, J. Chromatography A, 717: 41-60(1995)
)。これら4つの技術は、糖タンパクを調査するための高い相補性技術であると
推論された。それでもなお、著者は、このアプローチの能力を改善するためによ
り多くの研究が成される必要があり、大きな糖質異質性により高収率の濃縮工程
が要求されるであろうということを認識している。 上掲の米国特許第5411864号で報告されているように、tPAの精製方
法が実施された後にCHO−PA存在の相対及び絶対量をモニターする技術が必
要である。
tPA、及びTNK−tPAの分析のために、逆相HPLC法がここで開発され
た。この方法は、CHO−PAからヒトtPA及び/又はTNK−tPAを分離
する能力を有するだけではなく、各分子の異なるアイソフォームを同定し、定量
することができる。 特に、本発明は、チャイニーズハムスター卵巣(CHO)細胞の内在性のプラ
スミノーゲン活性化因子(PA)を、ヒトtPA又はその変異体を含むサンプル
から取り除く精製法の有効性のモニタリング方法を提供し、該方法は、サンプル
をヒト野生型tPAのArg275−Ile276結合を特異的に切断すること
のできるプロテアーゼと、次いでヒト野生型tPAのジスルフィド結合を還元す
るのに有効な量の還元及び変性剤とインキュベートし;サンプルを逆相高速液体
クロマトグラフィー工程にかけ、及びそこに存在するCHO細胞内在性PAの量
について液体クロマトグラフィー工程による溶出像を分析することを含む。
溶解活性を有し、典型的には5つのドメイン(フィンガー、成長因子、クリング
ル−1、クリングル−2、及びプロテアーゼドメイン)を持つ構造を有するが、
血栓溶解剤として機能するなら小数のドメインを有していてもよいか又はいくつ
かの繰り返される該ドメインを有していてもよく、位置117、184、及び4
48にN結合グリコシル化部位を保持するヒト外因性(組織型)プラスミノーゲ
ン活性化因子を意味する。最小では、tPAは、プラスミノーゲンをプラスミン
に変化させる能力のあるプロテアーゼドメインからなり、N末端領域が少なくと
も部分的にフィブリン結合をもたらすと考えられ、野生型ヒトtPAのアミノ酸
位置117、184、及び448に対応する位置にN結合グリコシル化部位を保
持する。これらのグリコシル化部位の保持は、組み換え及び黒色腫由来野生型t
PAの可変部位の占有がそれぞれ「I型tPA」及び「II型tPA」と呼ばれ
る2つの変異体の生産を引き起こすという事実に依存する。I型tPAは位置1
17、184、及び448でN結合オリゴ糖を含む。II型tPAは位置117
及び448でN結合オリゴ糖を含んでいた。各個体のtPAのアミノ酸配列にお
ける1又は複数のアミノ酸の違いによって示されるように、天然対立遺伝子変異
が存在し、個体内に生じうることが理解される。
天然ヒト組織プラスミノーゲン活性化因子」、及び「天然ヒトtPA」という用
語は、ここで、「ヒトtPA」を「htPA」と省略してもよく、天然配列ヒト
tPAを意味し、つまり1988年8月23日公開の米国特許第4766075
号に報告されるcDNA配列によってコードされる。tPA分子のアミノ酸部位
の数字又は位置は米国特許第4766075号に従って付けられる。 ここで使用される場合、tPAの可変ドメインという引用は、上に定義される
ような、ヒトtPAの機能的に等価である部分が天然ヒトtPA配列と比較して
アミノ酸の変更を有する、野生型ヒトtPAのドメイン、又は他の起源、例えば
コウモリ組織プラスミノーゲン活性化因子(bat−PA)からの(天然又は変
異)tPAのドメインを意味する。従って、ここで使用されるように、「プロテ
アーゼドメイン」という用語は、野生型ヒトtPAの成熟形態の、アミノ酸位置
264からアミノ酸位置527にわたる領域であり、天然ヒトtPA配列に比べ
てアミノ酸の変更を有するヒトtPA、又は他の起源、例えばbat−PA等由
来のtPAの機能的に等価の部分を意味する。
数のアミノ酸の変化又は修飾によって天然tPAとは異なる分子を意味する。こ
こでTNK−tPAは好ましい変異体である。所望の配列変異に影響する天然分
子の適したアミノ酸の変化又は挿入の修飾は、例えば、部位特異的突然変異又は
関連したタンパク質をコードするDNAへの適した配列のライゲーションのよう
な、当該分野で知られるあらゆる方法によってなされる。 ここで使用される場合、「TNK−tPA」は、野生型tPAのThr103
がAsnに変化し(T103N)、野生型tPAのAsn117がGlnに変化
し(N117Q)、さらに野生型tPAのLys−His−Arg−Arg29
6−299がAla−Ala−Ala−Alaに変化した(KHRR296−2
99AAAA)、tPA分子を意味する。このようなTNKはさらに、米国特許
第5612029号に記載されている。
ば1989年8月29日に公開のEP117159;米国特許第4766075
号;同4853330号;同5185259号;Lubiniecki等, 動物細胞生物学
とバイオプロセスの技術の進歩(Advances in Animal Cell Biology and Technol
ogy for Bioprocesses)、Spier等,編(1989), pp. 442-451に記載されているよう
なチャイニーズハムスター卵巣、並びに例えばCHO/−DHFR(Urlaub及び
Chasin, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 77:4216(1980))、CHO−K1 DUX
B11(Simonsen及びLevinson, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 80:2495-2499(
1983); Urlaub及びChasin, 上掲)、及びdp12.CHO細胞(1989年3
月15日公開のEP307247)等のCHO誘導体から誘導される細胞又は細
胞株を意味する。好ましい宿主細胞はCHO−K1 DUX B11及びdp12
.CHO細胞である。
物細胞培養技術(Large Scale Mammalian Cell Culture Technology)、Lubinie
cki編, (Marcel Dekker: New York, 1990), pp. 147-160に記載されているよう
に、MCB/ワーキングセルバンク(WCB)システムに低温で保存されている
。ヒトtPAをコードするDNAを形質移入したDHFR+ CHO−K1細胞
は、アメリカン・タイプ・カルチャー・コレクション、マナッサス、バージニア
(ATCC)に寄託され、寄託番号CCL61で利用可能である。他のtPA産
生CHO細胞株のサンプル(CHO細胞株1−1515)は、ATCC寄託番号
CRL9606で寄託されている。後者の細胞株は、50pg/細胞/日に近い
ヒトtPAレベルで生じると報告された。 ここで使用される場合の「CHOプラスミノーゲン活性化因子」又は「CHO
−PA」は、CHO細胞によって内因的に産生されるプラスミノーゲン活性化因
子を意味する。CHO細胞によって発現されるこの内因性PAは、ヒト野生型t
PAとは僅かに異なる(約80%同一性)配列を有する。CHO−PAは組織型
PAではない。
g275−Ile276結合を切断する能力のある酵素を意味する。例としては
、プラスミン(又はプラスミンに変化するプラスミノーゲン)、組織カリクレイ
ン、又はXa因子、並びにこの特定の、限られたタンパク質分解に影響すること
のできるあらゆるトリプシン様プロテアーゼを含む。適したプロテアーゼは、さ
らにIchinosi等, FEBS Letters, 175: 412-418(1984)に記載されている。ここで
好ましいものは、プラスミン/プラスミノーゲンである。 ここで使用される場合、「変性/還元剤」又は「変性剤及び還元剤」は、ヒト
野生型tPAのジスルフィド結合を還元する変性剤及び還元剤の組み合わせを意
味する。好ましくは、変性剤はクオニジン(quanidine)又は尿素であり、還元剤
はジチオスレイトール(DTT)又はh2−マルカプトエタノールである。
ク質として、又は分泌シグナルなしに直接発現される場合は宿主細胞ライセート
からのどちらかで回収される。タンパク質と実質的に同質である調製物を得るた
めに、tPA又はその変異体を宿主細胞タンパク質から精製することが必要であ
る。第1段階としては、微粒状細胞片を取り除くために、培地又はライセートを
遠心分離又は濾過する。 次いで、ヒトtPA又はその変異体を、免疫親和性又は例えば米国特許第54
11864号に記載されているようなイオン交換カラムでの分画;エタノール沈
殿;逆相HPLC;シリカ又はDEAEのような陽イオン交換樹脂によるクロマ
トグラフィー;等電点電気泳動;SDS−PAGE;硫酸アンモニウム沈殿;又
は例えばセファデックスG−75を用いたゲル電気泳動のような技術によって、
CHO−PAのような夾雑物に相当する内在性タンパク質から精製する。フッ化
フェニルメチルスルホニル(PMSF)のようなtPA活性を妨げないプロテア
ーゼ阻害剤もまた、精製の間にタンパク質分解を阻害するのに利用されてもよく
、外因性の汚染物質の発達を抑制するために抗生物質が含まれてもよい。当業者
は、天然tPAに適した精製方法が組み換え細胞培地で発現したtPA又はその
変異体の特性を変化させる修飾を要求しうることを理解しているであろう。
され、上清を抗tPAヤギポリクローナルA6抗体と結合したガラスビーズのP
BS条件付カラムに通し、カラムをバッファーで平衡化し、次いでtPA変異体
を溶出させる。 ここで本発明は、そのような精製システムから得られたCHO細胞で生成させ
るヒトtPAの少なくとも1つの形態を含むサンプルでの、天然CHO−PAの
レベルのモニタリング(認定又は定量を含む)に関する。該方法は、特異的にA
rg275−Ile276結合を切断する能力のあるプロテアーゼと共にサンプ
ルをインキュベートすることを含む。これに続いて、ヒト野生型tPAのジスル
フィド結合の還元に影響させるのに適切な相対又は絶対量の変性又は還元剤の組
み合わせと共にプロテアーゼ処理したサンプルのインキュベーションを行う。変
性又は還元剤での処理が酵素活性の喪失を引き起こすので、プロテアーゼとのイ
ンキュベーションは初めに行う。
行われ、CHO細胞内在性PAの量を分析するクロマトグラフィー工程からの溶
出像がそこに現れる。好ましくは、プロテアーゼは、活性形態、プラスミンに変
化するプラスミノーゲンであり、ヒトtPAは天然配列tPAであり、tPA変
異体はTNK−tPAである。 連続したプロテアーゼとのインキュベーションに続いて、典型的には変性/還
元剤が約30−40℃、より好ましくは約36−38℃、より好ましくは約37
℃の温度で約15分間、より好ましくは約20−40分間行われる。 また、好ましくはインキュベーションの前に、サンプルを消化バッファーで希
釈し、それは好ましくは約7から8のpHを有し、より好ましくはpH7.4−
7.6のリン酸バッファーであり、またより好ましくはアルギニンを含んでいる
。
ルを含む本発明の目的のために利用できる。カラムは、典型的にサンプルの注入
の少なくとも約15分前に平衡化される。カラムサイズ、カラム基質、流速、希
釈バッファー、勾配の型、注入量、及びカラムの粒子サイズは、検定するサンプ
ルの大きさ、溶離液組成及び勾配のタイプ、及び識別するtPAの形態を含む様
々な要因に依存する。 投入される溶媒は、あらゆる溶媒であってよいが、好ましくはアセトニトリル
含有溶媒、例えば水、アセトニトリル及びトリフルオロ酢酸(TFA)である。
好ましくは、カラムは、Zorbax C8、Vydac、又はBaker C−
18カラムであり、約4−40μm、より好ましくは約5−15μmの粒径と、
約100−4000Å、より好ましくは約150−350Åの孔径を有する媒体
で満たされる。また、好ましくは、媒体はC4、C8、又はC18アルキル基を
有し、もっとも好ましくはC8シリカ媒体である。好ましくは、溶出を、60−
100分を超える勾配形式、好ましくは直線勾配の、アセトニトリルを含む溶媒
、例えば水、アセトニトリル、及びTFAで行い、溶媒においてアセトニトリル
の相対量は増加する。他の好ましい実施態様は、約0.25%アセトニトリル/
分の軽度勾配ランプが使用される。
るということが示された場合、他のあらゆる夾雑物を取り除くことが必要なので
、更なる精製工程を実施することができる。該技術がCHO−PAを適したレベ
ルにまでうまく取り出せなかった場合、異なる精製スキームを利用し、スキーム
がどのような影響を及ぼすかを決定するために、ここでの工程を繰り返す。 最後の精製の後、tPA又はその変異体を、製薬的に利用できる組成物を調製
する既知の方法に従って処方することができ、そのためにtPA産物は製薬的に
許容可能な担体と混合して合成される。このような処方は、容量及び使用と同様
、文献によく記載されている。例えば、tPA又はその変異体は、心血管疾患又
はコンディション及び脳卒中に苦しむ患者に非経口で投与されるのに適している
。 次の実施例は、本発明を実施するために現在知られているうちの1つの実施態
様を例示することを意図したものであり、本発明はこれらの実施例に限定されな
い。ここで挙げた全ての公開及び特許文献は出典明示によりここに取り込まれる
。
ック社(サウスサンフランシスコ、CA)から、CHO細胞から精製した形態で
入手した。また、例えば、ACTIVASE(登録商標)r−tPAに関する米国
特許第4766075号と同第753486号及びTNK−tPAに関する米国
特許第5612029号を参照。 CHO−PAに対するモノクローナル抗体#354は米国特許第541186
4号に記載されているようにして作成した。概略すると、メスのBalb/cマ
ウスを、ヒトt−PAを欠く宿主細胞から精製したCHOプラスミノーゲン活性
化因子に実質的に富むタンパク質溶液で、12週間免疫化した。各約30μgを
5回注射した。初期注入は、完全フロインドアジュバントで乳化し、皮下部分に
投与した。1.5週間後に行われた2回目の注入は、不完全フロインドアジュバ
ントで乳化し、半分を皮下に、半分を腹腔内に投与した。残り3回の注入は、3
、6及び12週目に行い、リン酸緩衝食塩水(PBS)で1箇所の腹腔内部分に
投与した。
Immunol. Methods, 35: 1(1980)及びLane, J. Immunol. Methods 81:223(1985)
の一般的な方法を用いて、マウス骨髄腫細胞株NP3X63−Ag8.653と
融合した。融合細胞を、各96ウェルある10のマイクロタイタープレートに分
配した。各ウェルを、2つのELISA(酵素結合免疫吸着アッセイ)での異な
る反応性を用いて、特定の抗体生産をスクリーニングした。1つのELISAは
特にCHO−PAに対する抗体を検出し、2つ目は組み換えヒトtPAと架橋反
応した抗体を検出した。 全ウェルの約5%が、CHO−PAのみと反応し、3%がCHO−PA及びヒ
トt−PAと反応した。
界希釈によりクローン化した(Oi及びHerzenberg, 細胞免疫学による選別方法(S
elected Methods in Cellular Immunology)、Mishell及びShiigi, 編(W. H. Fre
eman 及びCo., 1980)の「免疫グロブリン産生ハイブリッド細胞株(Immunoglobin
-Producing Hybrid Cell Lines)」, p. 351-372)。大量の特定のモノクローナ
ル抗体をハイブリドーマ細胞の細胞培養により、又はマウスにハイブリドーマ細
胞の注入して腹水癌をそこに生じさせることにより作成した。MAb354は、
免疫化した場合に1つのカラム通過において約100倍以上CHO−PAレベル
が低下した1つの派生抗体であり、いくつかの異なる免疫化学及び過酷な洗浄条
件に対して安定である。 MAb354は、下に述べる工程で精製され、全工程は室温で実施された。濃
縮は次のようにして実施した:MAbハイブリドーマ懸濁培養産物液(HF)を
0.2μmのフィルターで濾過した。培養液を限外濾過又はイオン交換樹脂での
クロマトグラフィーにより濃縮した。
濃縮したMAb HF溶液に添加した。溶液を、3.0Mのグリシンの添加に続
いて結晶NaClを添加することにより、約1.5Mのグリシン、3.0MのN
aCl、pH9.0に調節した。タンパク質AはAb結合が弱いので、NaCl
及びグリシンの添加が疎水的相互作用を増大させ、Ab結合を促進する。溶液を
濾過によって浄化した。浄化した濃縮MAb HFをアガロースに固定したタン
パク質Aのカラムに入れた。結合したMAbを、おおよそ1.5Mのグリシン、
3.0MのNaCl、0.02MのEDTA、pH9.0の組成物を有する、カ
ラムを平衡化するために使用したバッファーで洗浄した。MAbを0.1Mのク
エン酸ナトリウム、0.15MのNaCl、pH3.0のバッファーで溶出した
。タンパク質Aカラムを3.0MのNaSCN、0.03MのTRIS、pH8
.5で洗浄することにより再生し、再平衡化した。溶出したMAbのピークを2
80nmの吸光プロフィールに従って得た。クエン酸で溶出したMAbのピーク
は、おおよその組成物:1.5MのTRIS−HCl、pH9.0のバッファー
中で得ることにより直ちに中和された。使用後、タンパク質Aカラムは中身を取
り出し、2−8℃の密封容器で約0.02%のチメロサールを保存バッファーと
して保存した。
。ダイアフィルトレーションは、導電率とpHが0.03MのTRIS、0.0
5MのNaCl、pH8.5のバッファーの値と同じになるまで続ける。 続いて、MAbをDEAE−FAST FLOW(商品名)アガロース基質を含
む陽イオン交換クロマトグラフィーカラムに入れ、0.03MのTRIS、0.
05MのNaCl、pH8.5のバッファーで洗浄した。MAbはおおよその組
成物:0.03MのTRIS、0.15MのNaCl、pH8.5のバッファー
で溶出した。溶出したMAbのピークを280nmの吸光プロフィールに従って
得た。 MAbは濾過(0.2μm)して消毒した密閉容器に入れ、−40℃以下で保
存した。 プラスミノーゲンをFluka(スイス)から入手した。HPLC−グレード
アセトニトリルをBurdick&Jackson(マスキーゴン、MI)から
、トリフルオロ酢酸(TFA)をPierce(ロックフォード、IL)から入
手した。HPLC溶離液の水及びサンプル溶液は、Millipore(ミルフ
ォード、MA)のMILLI−Q(商品名)で精製した。他の全ての化学薬品は、
Sigma(セントルイス、MO)の試薬グレードのものであった。
CHO細胞培養液から単離した。BioSepra(パリ、フランス)のリジン
ハイパーDレジンを親和性クロマトグラフィーに使用し、リジンはプラスミノー
ゲン活性化因子のクリングル2領域に結合する(Cleary等, Biochem. 28, 1884-
1890(1989))。免疫吸着をCHO−PA特異的モノクローナル抗体#354(M
Ab#354)を用いることにより実施した。MAb#354を製造元(Pha
rmacia Biotech、ピスカッタウェイ、NJ)の使用説明に従って
、CNBr−活性化セファロース4B(商品名)ゲルに結合させた。CNBr活性
化セファロース4Bゲル1mlにつき約10mgのMAb#354を結合させた
。結合の後、MAb#354セファロース4B(商品名)カラムに詰めた。
ナトリウムと0.01%のPORYSORBATE 80(商品名)洗浄剤を含む
平衡バッファーで先に平衡化しておいたリジン親和性カラムに通した。通した後
、リジン親和性カラムを3回洗浄した:最初は平衡バッファー、続いてpH8.
0の40mMのTRIS、800mMのNaCl、及び0.008%のPORY
SORBATE 80(商品名)を含むバッファー、最後に平衡バッファー。次い
でCHO−PAをpH7.5の50mMのリン酸ナトリウム、200mMのL−
アルギニン、及び0.01%のPOLTSORBATE 80(商品名)を含むバ
ッファーでリジン親和性カラムから抽出した。リン酸緩衝食塩水(PBS、8g
/LのNaCl、0.2g/LのKCl、1.44g/LのNa2HPO4及び
0.24g/LのKH2PO4、pH7.4)で平衡化した後、MAb#354
−セファロース(商品名)4Bカラムにリジン親和性カラム溶出プールを通した。
通した後、カラムをpH7.4の9.5mMのNa2HPO4、1MのNaCl
、及び5%のプロピレングリコール(v/v)を含むバッファーで洗浄した。結
合したCHO−PAをpH2.5の0.2MのグリシンHClでカラムから溶出
した。溶出を280nmで分光光度的にモニターし、CHO−PA−含有分画を
0.14の容量の1.5Mアルギニン-リン酸(pH8.0)で回収後直ちに中
和した。溶出したCHO−PAの識別と純度をSDS−PAGE及びアミノ酸配
列分析により確認した。
の尿素、0.5MのTRIS、及び3.2mMのEDTA)で1:1(v/v)
に希釈した。ジチオスレイトール(DTT)を1Mの保存液から最終濃度20m
Mまで添加し、混合物を37℃で30分間インキュベートした。
5mMのNa2HPO4、200mMのアルギニン、及び0.01%のNaN3 )で1:3(v/v)に希釈した。100分の1(w/w)のプラスミノーゲン
を添加し、混合物を37℃で30分間インキュベートした。
SB−C8カラム(Mac−Mod、チャッズフォード、PA)でのHewl
ett−Packard 1090(商品名)HPLCシステム(Hewlett
Packard、アボンデール、PA)でアッセイを実施した。カラムをサンプ
ル注入の少なくとも15分前に平衡化した。開始溶離液組成物は、水/アセトニ
トリル/TFAが70/30/0.1(v/v/v)であった。開始から5分後
、直線勾配を80分(図1及び2)、さらに50/50/0.1(v/v/v)
の水/アセトニトリル/TFAで60分(図3)実施した。勾配の直後、カラム
を100/0.1(v/v)のアセトニトリル/TFAで10分間再生した。次
いで組成物を5分で開始状態に戻し、システムを次の注入のために再平衡化した
。注入量は250mLで、流速は1mL/分であった。クロマトグラフィーを4
0℃で処理した。蛍光をHewlett−Packard 1046A(商品名)
プログラマブル蛍光検出器(Ex=275nm及びEm=340nm)で測定し
た。クロマトグラムを記録し、Hewlett−Packard CHEMST
ATION(商品名)ソフトウェアで分析した。
K−tPA、及びCHO−PAは、非常に類似した生化学的/生物物理学的特性
を有する。これら3つのプラスミノーゲン活性化因子を互いに他のものから分離
することができ、又はtPAをCHO−PAから又はTNK−tPAをCHO−
PAから分離することができる分析及び調製の方法は、回収方法の開発に、さら
に臨床研究及び工業生産のためのそれぞれの分子の純度を評価するのに必要とさ
れる。ここでの説明は、これらの目的を達成するシンプルな逆相HPLC法であ
る。
還元剤無しで、逆相HPLCは、r−tPAの天然形態を天然CHO−PAから
分離することはできない(図1)。しかしながら、TNK−tPAの天然形態は
これらの条件下で天然r−tPA及びCHO−PAの両方から非常にうまく分離
される。次に、ジスルフィド結合を還元し、タンパク質を変性させるためにDT
T/尿素処理を実施する。3つのタンパク質全てにおいて、Arg275とIl
e276の間のペプチド結合がプロテアーゼ切断に対して非常に影響されやすい
。時間が経つと、この感受性は溶液中のr−tPA、TNK−tPA、及びCH
O−PAの間の異質性を引き起こす。少量の1本鎖形態がプロテアーゼ切断によ
り2本の鎖の形態に変化する。DTT/尿素処理は、共に分子の2本の鎖の形態
を支持しているCys264とCys395の間のジスルフィド結合を還元し、
その結果、分子を2つの断片(クリングル断片とプロテアーゼ断片)に分離する
。
栓溶解分子の1本鎖形態をそれぞれ他のものから分離することが可能であったこ
とを示す。3つ全てのタンパク質は、初めに溶出する2本の鎖の形態、2回目に
溶出する1本鎖形態のクリングル断片、及び最後に溶出する2本の鎖のプロテア
ーゼ断片と同様の溶出プロフィールを持つ。また、3つのプラスミノーゲン活性
化因子のそれぞれのプロテアーゼ断片は、それぞれ他者からうまく分離されるが
、3つの分子のクリングル断片はうまく分離されない。続いて、この方法はプラ
スミノーゲン活性化因子の2本の鎖の形態への1本鎖形態の断片化の検出及び定
量に使用することができる。
性(図2)は、rtPA、TNK−tPA及びCHO−PAの混合物の各々の分
子を定量しようとする場合に特に、これらの分子の定量化を非常に難しくする。
タンパク質分解に関連する異種を排除するために、全ての1本鎖形態をプラスミ
ノーゲンとインキュベートすることにより2本の鎖の形態に変化させる。プラス
ミノーゲンは天然線溶系のプラスミノーゲン活性化因子の基質である。r−tP
A、TNK−tPA、及びCHO−PAは全て、プラスミノーゲンのArg56 0 −Val561ペプチド結合を切断する酵素活性を有する。このような切断は
、プラスミノーゲンをその活性形態、プラスミンに変化させる。プラスミンは、
低い特異性を有するセリンプロテアーゼであり、r−tPA、TNK−tPA、
及びCHO−PAのArg275−Ile276ペプチド結合を切断する能力が
ある。その結果、プラスミノーゲンとのインキュベーションは、3つのプラスミ
ノーゲン活性化因子の1本鎖形態を2本の鎖の形態に変化させる。
T/尿素で処理し、こうして分子の2本の鎖の形態を2つの別々の断片に分離し
た。図3はプラスミン及びDTT/尿素処理プラスミノーゲン活性化因子の逆相
HPLCプロフィールを示す。3つのタンパク質の各プロテアーゼ断片をそれぞ
れ他者からうまく分離したが、3つの分子のクリングル断片は分離されなかった
。従って、プロテアーゼ断片を、各プラスミン活性化因子のインテグレーション
と定量化に使用した。r−tPAとTNK−tPAの両方について、I型及びI
I型のアイソザイムのクリングル断片をうまく分離した。その結果、この方法は
また、r−tPAとTNK−tPAの両方のI型とII型の割合を定量化するの
に利用できる。 この逆相HPLC法の利用性は、工業的な方法の発展を大きく促進する。それ
は製品の完全性を考慮した製品の質(つまり1本鎖のパーセンテージ)において
異なる発酵状態の影響及びI型とII型のアイソザイムの比率を評価するために
利用される。それはまた、精製方法の発達を助け、生産バッチの間の一貫性を確
実にするために利用される。これらの全ての利用法は、新しい医薬の発展におけ
る分析的及び工業的方法の重要な役割を担うことを例示している。
C分析を示す。
の逆相HPLC分析を示す。プラスミノーゲン活性化因子は、クロマトグラフィ
ーの前にDTT/尿素で処理した。
CHO−PAの逆相HPLC分析を示す。プラスミノーゲン活性化因子は、クロ
マトグラフィーの前にプラスミン処理に続いてDTT/尿素処理を行った。
Claims (11)
- 【請求項1】 チャイニーズハムスター卵巣(CHO)細胞の内在性のプラ
スミノーゲン活性化因子(PA)を、ヒトtPA又はその変異体を含むサンプル
から取り除く精製法の有効性のモニタリング方法であって、サンプルをヒト野生
型tPAのArg275−Ile276結合を特異的に切断することのできるプ
ロテアーゼと、次いでヒト野生型tPAのジスルフィド結合を還元するのに有効
な量の還元及び変性剤と共にインキュベートし;サンプルを逆相高速液体クロマ
トグラフィー工程にかけ、そこに存在するCHO細胞内在性PAの量について液
体クロマトグラフィー工程による溶出像を分析することを含む方法。 - 【請求項2】 プロテアーゼがプラスミノーゲンである、請求項1に記載の
方法。 - 【請求項3】 ヒトtPAが天然配列tPAである、請求項1に記載の方法
。 - 【請求項4】 tPA変異体がTNK−tPAである、請求項1に記載の方
法。 - 【請求項5】 インキュベーションの前に、サンプルを消化バッファーに希
釈させる、請求項1に記載の方法。 - 【請求項6】 バッファーが約7から8のpHを有する、請求項5に記載の
方法。 - 【請求項7】 バッファーがリン酸バッファーである、請求項6に記載の方
法。 - 【請求項8】 バッファーがさらにアルギニンを含む、請求項7に記載の方
法。 - 【請求項9】 変性剤が尿素とグアニジンを含む、請求項1に記載の方法。
- 【請求項10】 還元剤がジチオトレイトール又は2−メルカプトエタノー
ルを含む、請求項1に記載の方法。 - 【請求項11】 クロマトグラフィー工程が、アセトニトリルを勾配型に含
む溶媒での溶出により実施される、請求項1に記載の方法。
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