JP2004290196A - Fas抗原を結合するリガンド - Google Patents
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Abstract
【課題】Fasリガンド(Fas−L)と称するタンパク質は、Fas抗原として知られる細胞表面タンパク質に対して結合する。Fas抗原に対して結合するヒトタンパク質を提供する。
【解決手段】特定のアミノ酸配列を含むマウスFas−Lポリペプチドをコードする単離DNA、およびFas−Lポリペプチドを製造する場合に有用なDNA配列、発現ベクターならびに形質転換された宿主細胞を、Fas−Lと免疫反応性の抗体と一緒に提供する。
【選択図】なし
【解決手段】特定のアミノ酸配列を含むマウスFas−Lポリペプチドをコードする単離DNA、およびFas−Lポリペプチドを製造する場合に有用なDNA配列、発現ベクターならびに形質転換された宿主細胞を、Fas−Lと免疫反応性の抗体と一緒に提供する。
【選択図】なし
Description
Fas抗原を結合するリガンド。
発明の背景
アポトーシスとして知られるプログラム化された細胞死は、胚形成、変態、内分泌依存性組織委縮、正常組織代謝および免疫胸腺細胞の死で見られる(それらの抗原−受容体複合体によってまたはグルココルチコイドによって誘導される)(イトー(Itoh)ら、Cell66:233,1991年)。胸腺におけるT細胞の成熟の際に、自己抗原を認識するT細胞はアポトーシス過程によって破壊されるが、他は正に選択される。ある種の自己エピトープ(例えば、ある与えられた自己タンパク質の非能率的にプロセッシングされ且つ提示された抗原決定基)を認識する多くのT細胞はこの排除過程を免れた後に、自己免疫疾患においてある役割を果たしうるという可能性が示唆されている(ガモン(Gammon)ら、ImmunologyToday 12:193,1991年)。
アポトーシスとして知られるプログラム化された細胞死は、胚形成、変態、内分泌依存性組織委縮、正常組織代謝および免疫胸腺細胞の死で見られる(それらの抗原−受容体複合体によってまたはグルココルチコイドによって誘導される)(イトー(Itoh)ら、Cell66:233,1991年)。胸腺におけるT細胞の成熟の際に、自己抗原を認識するT細胞はアポトーシス過程によって破壊されるが、他は正に選択される。ある種の自己エピトープ(例えば、ある与えられた自己タンパク質の非能率的にプロセッシングされ且つ提示された抗原決定基)を認識する多くのT細胞はこの排除過程を免れた後に、自己免疫疾患においてある役割を果たしうるという可能性が示唆されている(ガモン(Gammon)ら、ImmunologyToday 12:193,1991年)。
Fasとして知られる細胞表面抗原は、アポトーシスを媒介することが報告されており、しかも自己反応性T細胞のクローン欠失においてある役割を果たしていると考えられる(イトーら、Cell66:233,1991年;ワタナベ(Watanabe)−フクナガ(Fukunaga)ら、Nature356:314,1992年)。Fasは、活性T細胞、B細胞および好中球上に発現される45kDa分子である(イトー、上記)。高濃度のFasmRNAは、マウスの胸腺、肝、心臓、肺および卵巣において検出されている(ワタナベ−フクナガら、J.Immunol.,148:1274,1992年)。Fasに対する特異的単クローン性抗体の架橋は、種々の細胞系がアポトーシスを受けるように誘導すると報告されている(ヨネハラ(Yonehara)ら、J.Exp.Med.,169:1747,1989年;トラウス(Trauth)ら、Science,245:301,1989年)。しかしながら、ある種の条件下において、Fasに対する特異的単クローン性抗体の結合は、新たに単離されたT細胞に対して刺激性でありうる(オルダーソン(Alderson)ら、J.Exp.Med.,178:2231,1993年)。
ネズミおよびヒトFas抗原をコードするcDNAのクローニングは、ワタナベ−フクナガら(J.Immunol.、上記)およびイトーら、上記によってそれぞれ報告されている。クローン化cDNAによってコードされたアミノ酸配列は、ネズミおよびヒトFas抗原が、細胞表面受容体の神経成長因子受容体/腫瘍壊死因子受容体(NGFR/TNFR)系列のメンバーとの構造均一性を示す貫膜タンパク質であることを示す。
リンパ増殖(lpr)突然変異として知られる常染色体劣性突然変異を有するマウスは、Fas抗原遺伝子を欠き、そしてアポトーシスシグナルを伝達しうる正常な機能性Fasタンパク質を発現しない(ワタナベ−フクナガら、Nature356:314,1992年)。lpr突然変異を有するマウスは、リンパ節および脾臓におけるCD4-CD8-胸腺細胞の蓄積、高γグロブリン血症、自己抗体生産、リウマチ様因子、関節炎並びに糸球体腎炎を特徴とするリンパ増殖性疾患を発症する(ワタナベ−フクナガら、Nature)上記)。
リンパ増殖(lpr)突然変異として知られる常染色体劣性突然変異を有するマウスは、Fas抗原遺伝子を欠き、そしてアポトーシスシグナルを伝達しうる正常な機能性Fasタンパク質を発現しない(ワタナベ−フクナガら、Nature356:314,1992年)。lpr突然変異を有するマウスは、リンパ節および脾臓におけるCD4-CD8-胸腺細胞の蓄積、高γグロブリン血症、自己抗体生産、リウマチ様因子、関節炎並びに糸球体腎炎を特徴とするリンパ増殖性疾患を発症する(ワタナベ−フクナガら、Nature)上記)。
lprマウスで見られるのと区別がつかない臨床的症候群は、全身性リンパ増殖性疾患(gld)突然変異として知られる突然変異体遺伝子を有するマウスによって示される(ワタナベ−フクナガら、Nature、上記)。gldおよびlpr突然変異は、別々の染色体に地図で示される異なる遺伝子を包含する(セルディン(Seldin)ら、J.Exp.Med167:688,1988年;ワトソン(Watson)ら、MammalianGenome 2:158,1992年;ワタナベ−フクナガら、Biochem.Genet.29:325,1991年;およびワタナベ−フクナガら、J.Immunol.、上記)。
Fas抗原と相互作用する1個または複数の分子の存在および同一性の研究は、免疫系による自己寛容性の発生を更に洞察するためにおよび自己免疫疾患の病因学を研究する手段を提供するために望ましい。Fasを結合するラットタンパク質をコードしているcNDAはクローン化されている(スダ(Suda)ら、Cell,75:1169,1993年)。
ヒトFasリガンドは、ヒト免疫系およびヒトに用いるための診断薬または治療薬の開発を含む研究などの用途に好ましいと考えられる。しかしながら、本発明より以前には、Fas抗原に対して結合するヒトタンパク質が知られていなかった。
ヒトFasリガンドは、ヒト免疫系およびヒトに用いるための診断薬または治療薬の開発を含む研究などの用途に好ましいと考えられる。しかしながら、本発明より以前には、Fas抗原に対して結合するヒトタンパク質が知られていなかった。
発明の概要
本発明は、新規のFasリガンド(Fas−L)タンパク質、並びに該Fas−Lタンパク質をコードしている単離DNA、該単離DNAを含む発現ベクターおよび該発現ベクターを有する宿主細胞を該Fas−Lタンパク質の発現に適当な条件下で培養することによるFas−Lの製造法を提供する。
本発明は、新規のFasリガンド(Fas−L)タンパク質、並びに該Fas−Lタンパク質をコードしている単離DNA、該単離DNAを含む発現ベクターおよび該発現ベクターを有する宿主細胞を該Fas−Lタンパク質の発現に適当な条件下で培養することによるFas−Lの製造法を提供する。
Fas−Lは、Fas(細胞表面タンパク質)として知られる抗原に対して結合するタンパク質である。具体的な実施態様において、Fas−Lはヒトまたはネズミタンパク質である。Fas−Lタンパク質に対して向けられた抗体またはそれらの免疫原性フラグメントもまた提供する。抗体の用途には、Fasに対するFas−Lの結合の阻止がある。したがって、このような結合によって媒介される生物学的活性を阻害することができる。
発明の詳細な説明
Fasとして知られる細胞表面抗原のリガンドとして作用しうる新規のヒトポリペプチドをコードしているDNAを、本発明によって単離した。ネズミFas−LDNAも同様に提供する。更に、Fasリガンド(Fas−L)DNAを含む発現ベクター、並びに該発現ベクターを有する宿主細胞をFas−Lの発現に適当な条件下で培養し且つ発現されたFas−Lを回収することによる組換えFas−Lポリペプチドの製造法を提供する。実質的に均一の精製Fas−Lタンパク質もまた本発明によって包含される。
本発明は、更に、ヒト若しくはネズミFas−Lまたは免疫原として作用してFas−L免疫原に対して特異的な抗体を生じることができるそれらの抗原性フラグメントを提供する。したがって、Fas−Lに特異的な単クローン性抗体またはそれらの抗原性フラグメントを製造することができる。
Fasとして知られる細胞表面抗原のリガンドとして作用しうる新規のヒトポリペプチドをコードしているDNAを、本発明によって単離した。ネズミFas−LDNAも同様に提供する。更に、Fasリガンド(Fas−L)DNAを含む発現ベクター、並びに該発現ベクターを有する宿主細胞をFas−Lの発現に適当な条件下で培養し且つ発現されたFas−Lを回収することによる組換えFas−Lポリペプチドの製造法を提供する。実質的に均一の精製Fas−Lタンパク質もまた本発明によって包含される。
本発明は、更に、ヒト若しくはネズミFas−Lまたは免疫原として作用してFas−L免疫原に対して特異的な抗体を生じることができるそれらの抗原性フラグメントを提供する。したがって、Fas−Lに特異的な単クローン性抗体またはそれらの抗原性フラグメントを製造することができる。
本明細書中で開示された新規のタンパク質は、TNF/NGF受容体超系列のメンバーである細胞表面タンパク質Fasのリガンドである。Fasは、自己反応性T細胞のクローン欠失においてある役割を果たしていると考えられる。欠陥Fas抗原の生産を引き起こす突然変異を有するマウスは、自己免疫症候群に冒されている。本発明のFasリガンドの一つの用途は、自己免疫疾患の研究並びにFasおよびFas−Lが自己寛容性の誘導において果たしうる役割の研究のための研究手段としてである。本発明のFas−Lポリペプチドはまた、Fas若しくはFas−Lの欠失またはそれらの相互作用についてのインビトロ検定において用いることができる。
Fas−Lタンパク質は、タンパク質精製試薬として用いることができる。固体支持体材料に結合したFas−Lは、アフィニティークロマトグラフィーによるFasタンパク質の精製に有用である。Fas−Lはまた、以下に更に詳細に記載されるFasタンパク質の生物学的活性の監視において用いられる。
Fas−Lタンパク質は、タンパク質精製試薬として用いることができる。固体支持体材料に結合したFas−Lは、アフィニティークロマトグラフィーによるFasタンパク質の精製に有用である。Fas−Lはまた、以下に更に詳細に記載されるFasタンパク質の生物学的活性の監視において用いられる。
ヒトFas−LをコードしているcDNAの単離は、以下の実施例2に記載されている。このFas−LcDNAを有するクローニングベクターpBLUESCRIPTRSKによって形質転換された大腸菌(E.coli)菌株DH5αは、1994年1月5日にアメリカン・タイプ・カルチャー・コレクション(AmericanType CultureCollection)に寄託され且つ受託番号69527と指定された。寄託はブダペスト条約の条件に基いて行われた。
実施例2で単離されたヒトFas−L DNAのヌクレオチド配列を、配列番号:1で表わす。それによってコードされたアミノ酸配列を、配列番号:2で表わす。このヒトFas−Lタンパク質は、N末端細胞質ドメイン(アミノ酸1〜80)、貫膜部分(アミノ酸81〜105)および細胞外ドメイン(アミノ酸106〜281)を含む。細胞外ドメインは受容体結合部分を含む。
実施例2で単離されたヒトFas−L DNAのヌクレオチド配列を、配列番号:1で表わす。それによってコードされたアミノ酸配列を、配列番号:2で表わす。このヒトFas−Lタンパク質は、N末端細胞質ドメイン(アミノ酸1〜80)、貫膜部分(アミノ酸81〜105)および細胞外ドメイン(アミノ酸106〜281)を含む。細胞外ドメインは受容体結合部分を含む。
本明細書中で用いられる「Fas−L」という用語は、膜結合タンパク質(細胞質ドメイン、貫膜部分および細胞外ドメイン)並びにFas結合性を保持する切断されたタンパク質を包含する。一つの実施態様において、可溶性Fas−Lポリペプチドは、Fas−Lタンパク質の細胞外ドメインの全部または一部分を含むが、細胞膜上に該ポリペプチドを保持させると考えられる貫膜部分を欠いている。好都合に、異種シグナルペプチドは、発現の際に可溶性Fas−Lが分泌されるようにN末端に融合される。用いることができる。可溶性Fas−Lポリペプチドは、Fas抗原を結合する能力を保持している。可溶性Fas−Lは、更に、可溶性Fas−Lタンパク質が分泌されうるという条件ならば、貫膜部分の一部分または細胞質ドメイン若しくは他の配列の一部分を含んでいてよい。
可溶性Fas−Lは、所望のタンパク質を発現する完全な細胞を遠心分離などによって培地から分離し且つ所望のタンパク質の存在について培地(上澄み)を検定することによって同定する(そしてその非可溶性膜結合対応物と区別する)ことができる。培地は、以下の実施例に記載されたのと同様のまたは同一の手順を用いて検定されうる。培地中のFas−Lの存在は、タンパク質が細胞から分泌されたことを示し、したがって所望のタンパク質の可溶性の形である。可溶性Fas−Lは、このタンパク質の天然に存在する形でありうる。可溶性形のFas−Lの使用は、いくつかの用途に好都合である。組換え宿主細胞からのタンパク質の精製は、可溶性タンパク質が細胞から分泌されるので容易である。更に、可溶性タンパク質は、概して、静脈内投与に更に適当である。
可溶性ポリペプチドを含む切断されたFas−Lは、多数の慣用的な技法のいずれによっても製造することができる。組換えタンパク質の場合、望ましいフラグメントをコードしているDNAフラグメントは、発現ベクター中にサブクローン化されうる。或いは、望ましいDNA配列は、既知の技法を用いて化学的に合成することができる。DNAフラグメントは、更に、完全長さのクローン化DNA配列の制限エンドヌクレアーゼ消化によって製造され且つアガロースゲル上の電気泳動によって単離することもできる。1個または複数の制限エンドヌクレアーゼ切断部位を有するリンカーを用いて、所望のDNAフラグメントを発現ベクター中に挿入することができるし、またはそこに天然に存在する切断部位で該フラグメントを消化することができる。周知のポリメラーゼ連鎖反応手順を用いて、望ましいタンパク質フラグメントをコードしているDNA配列を単離してもよい。
もう一つのアプローチにおいては、酵素的処理(例えば、Bal31エキソヌクレアーゼを用いる)を用いてDNAフラグメントから末端ヌクレオチドを削除して、特定の望ましい末端を有するフラグメントを得ることができる。商業的に入手可能なリンカーには、Bal31消化によって生じたブラント末端に対して連結することができるものがあり、それらは1個または複数の制限エンドヌクレアーゼ切断部位を有する。或いは、望ましい地点までのDNAフラグメントのN−またはC末端を再構築するオリゴヌクレオチドを合成することができる。オリゴヌクレオチドは、所望のコーディング配列の上流に制限エンドヌクレアーゼ切断部位を有していてよいし且つ該コーディング配列のN末端に開始コドン(ATG)を配置していてよい。
もう一つのアプローチにおいては、酵素的処理(例えば、Bal31エキソヌクレアーゼを用いる)を用いてDNAフラグメントから末端ヌクレオチドを削除して、特定の望ましい末端を有するフラグメントを得ることができる。商業的に入手可能なリンカーには、Bal31消化によって生じたブラント末端に対して連結することができるものがあり、それらは1個または複数の制限エンドヌクレアーゼ切断部位を有する。或いは、望ましい地点までのDNAフラグメントのN−またはC末端を再構築するオリゴヌクレオチドを合成することができる。オリゴヌクレオチドは、所望のコーディング配列の上流に制限エンドヌクレアーゼ切断部位を有していてよいし且つ該コーディング配列のN末端に開始コドン(ATG)を配置していてよい。
本発明のFas−L DNAとしては、cDNA、化学的に合成されたDNA、PCRによって単離されたDNA、ゲノムDNAおよびそれらの組合せがある。ゲノムFas−LDNAは、標準的な技法を用いて、本明細書中に開示されたFas−L cDNAに対するハイブリッド形成によって単離することができる。Fas−L DNAから転写されたRNAもまた、本発明によって包含される。
本発明のいくつかの実施態様は、配列番号:1のヌクレオチド93〜938(コーディング領域)または408〜938(細胞外ドメインをコードしている)から成る群より選択されるヌクレオチド配列を含む単離DNAを提供する。配列番号:2のタンパク質の生物学的活性フラグメントをコードしているDNAもまた提供する。
本発明のいくつかの実施態様は、配列番号:1のヌクレオチド93〜938(コーディング領域)または408〜938(細胞外ドメインをコードしている)から成る群より選択されるヌクレオチド配列を含む単離DNAを提供する。配列番号:2のタンパク質の生物学的活性フラグメントをコードしているDNAもまた提供する。
更に、本明細書中において、組換え体および非組換え体両方の精製Fas−Lポリペプチドを提供する。所望の生物学的活性を保持する天然Fas−Lタンパク質の変異体および誘導体もまた本発明の範囲内である。Fas−L変異体は、例えば、天然Fas−Lポリペプチドをコードするヌクレオチド配列の突然変異によって得ることができる。本明細書中で論及されるFas−L変異体とは、天然Fas−Lと実質的に相同であるが、1種類または多数の欠失、挿入または置換のためにアミノ酸配列が天然Fas−Lのそれとは異なるポリペプチドである。本発明のFas−LエンコーディングDNA配列は、天然Fas−LDNA配列と比較した場合に1種類またはそれ以上のヌクレオチドの付加、欠失または置換を含むが、天然Fas−Lタンパク質に対して本質的に生体同等物であるFas−Lタンパク質をコードする配列を包含する。
変異体アミノ酸またはDNA配列は、好ましくは、天然Fas−L配列と少なくとも90%同一である。天然および突然変異体配列間の相同度(同一性%)は、例えば、デバルー(Devereux)ら(Nucl.AcidsRes.12:387,1984年)によって記載され且つウィスコンシン大学遺伝学コンピューターグループ(Universityof WisconsinGenetics ComputerGroup)(UWGCG)から入手可能なGAPコンピュータープログラム、バージョン6.0を用いて二つの配列を比較することによって決定することができる。GAPプログラムは、スミス(Smith)およびウォーターマン(Waterman)(Adv.Appl.Math2:482,1981年)によって修正された、ニードルマン(Needleman)およびヴンシュ(Wunsch)(J.Mol.Biol.48:443,1970年)の整列法を用いる。簡単にいうと、GAPプログラムは、類似した整列記号(すなわち、ヌクレオチドまたはアミノ酸)の数を二つの配列の短い方の記号の全数で割ったものとしての類似性を規定する。GAPプログラムに好ましい暗黙値パラメーターとしては、(1)ヌクレオチドに対するユナリー(unary)比較マトリックス(同一に1および非同一に0の値を含む)並びにシュワルツ(Schwartz)およびデイホフ(Dayhoff)監修、Atlasof ProteinSequence and Structure,ナショナル・バイオメディカル・リサーチ・ファウンデーション(National Biomedical Research Foundation),353〜358頁,1979年に記載の、グリブスコフ(Gribskov)およびバージェス(Burgess)、Nucl.AcidsRes.14:6745,1986年の秤量比較マトリックス;(2)各ギャップに対する3.0のペナルティーおよび各ギャップの各記号に対する更に0.10のペナルティー;並びに(3)最終ギャップに対するペナルティーなしがある。
天然アミノ酸配列の変更は、多数の既知の技法のいずれによっても達成されうる。突然変異は、天然配列のフラグメントに対する連結反応を可能にする制限部位に隣接された突然変異配列を有するオリゴヌクレオチドを合成することによって特定の遺伝子座に導入することができる。連結反応後、得られた再構築配列は、所望のアミノ酸挿入、置換または欠失を有する類似体をコードしている。
或いは、オリゴヌクレオチドに支配された部位特異的突然変異誘発法を用いて、必要な置換、欠失または挿入にしたがって変更された特定のコドンを有する変更された遺伝子を提供することができる。上記の変更を行う典型的な方法は、本明細書中に援用される、ワルダー(Walder)ら(Gene42:133,1986年);バウアー(Bauer)ら、(Gene37:73,1985年);クレイク(Craik)(BioTechniques,1985年1月,12〜19);スミスら(GeneticEngineering:Principles and Methods,プレナム・プレス(Plenum Press),1981年);並びに米国特許第4,518,584号明細書および同第4,737,462号明細書に開示されている。
変異体は、ある与えられたアミノ酸残基が、類似の物理化学的特性を有する残基によって置換されていることを意味する保守的置換配列を含んでいてよい。保守的置換の例としては、一つの脂肪族残基を別のものに、例えば、Ile、Val、Leu若しくはAlaの互いの置換、または一つの極性残基を別のものに、例えば、LysとArg;GluとAsp;若しくはGlnとAsnとの間の置換がある。他のこのような保守的置換、例えば、類似の疎水性を有する残基全体の置換は周知である。
或いは、オリゴヌクレオチドに支配された部位特異的突然変異誘発法を用いて、必要な置換、欠失または挿入にしたがって変更された特定のコドンを有する変更された遺伝子を提供することができる。上記の変更を行う典型的な方法は、本明細書中に援用される、ワルダー(Walder)ら(Gene42:133,1986年);バウアー(Bauer)ら、(Gene37:73,1985年);クレイク(Craik)(BioTechniques,1985年1月,12〜19);スミスら(GeneticEngineering:Principles and Methods,プレナム・プレス(Plenum Press),1981年);並びに米国特許第4,518,584号明細書および同第4,737,462号明細書に開示されている。
変異体は、ある与えられたアミノ酸残基が、類似の物理化学的特性を有する残基によって置換されていることを意味する保守的置換配列を含んでいてよい。保守的置換の例としては、一つの脂肪族残基を別のものに、例えば、Ile、Val、Leu若しくはAlaの互いの置換、または一つの極性残基を別のものに、例えば、LysとArg;GluとAsp;若しくはGlnとAsnとの間の置換がある。他のこのような保守的置換、例えば、類似の疎水性を有する残基全体の置換は周知である。
Fas−Lは、更に、他の化学的残基、例えば、グリコシル基、脂質、リン酸、アセチル基等と共有結合または凝集結合を形成することによってFas−L誘導体を生成するように修飾されうる。Fas−Lの共有結合誘導体は、化学的残基をFas−Lアミノ酸側鎖上の官能基に対してまたはFas−Lポリペプチド若しくはその細胞外ドメインのN末端若しくはC末端に結合することによって製造することができる。本発明の範囲内にある他のFas−L誘導体としては、例えば、N末端またはC末端融合のような組換え体培養での合成による、Fas−Lまたはそのフラグメントと、他のタンパク質またはポリペプチドとの共有結合体または凝集結合体がある。例えば、結合体は、シグナルまたはリーダーポリペプチド配列(例えば、サッカロミセス属(Saccharomyces)のα因子リーダー)をFas−LポリペプチドのN末端に含むことができる。シグナルまたはリーダーペプチドは、その合成の側から細胞膜または細胞壁の内側または外側に対する結合体の移動を共翻訳によってまたは翻訳後に支配する。
Fas−Lポリペプチド融合は、Fas−Lの精製および識別を容易にするように加えられたペプチドを含むことができる。このようなペプチドとしては、例えば、米国特許第5,011,912号明細書およびホップ(Hopp)ら、Bio/Technology6:1204,1988年に記載のポリ−Hisすなわち抗原識別ペプチドがある。この種のペプチドの一つは、FLAGRぺプチド、Asp−Tyr−Lys−Asp−Asp−Asp−Asp−Lys(DYKDDDDK)(配列番号:3)であり、これは極めて抗原性であり、しかも発現された組換えタンパク質の速やかな検定および容易な精製を可能にする、特定の単クローン性抗体によって可逆的に結合されたエピトープを提供する。この配列はまた、Asp−Lys対合直後の残基においてウシ粘膜エンテロキナーゼによって特異的に切断される。このペプチドのキャップ付き融合タンパク質は、更に、大腸菌における細胞内分解に対して耐性でありうる。4E11と称するネズミハイブリドーマは、(米国特許第5,011,912号明細書に記載の)ある種の二価金属陽イオン存在下においてペプチドDYKDDDDK(配列番号:3)を結合する単クローン性抗体を生産し且つアメリカン・タイプ・カルチャー・コレクションに受託番号HB9259として寄託された。FlagRペプチドを結合する単クローン性抗体は、イーストマン・コダック・カンパニー、サイエンティフィック・イメージング・システムズ・ディビジョン(EastmanKodak Co.,ScientificImaging SystemsDivision),ニューヘブン,コネチカット州から入手可能である。
本発明は、更に、関連した天然パターングリコシル化を伴うまたは伴わないFas−Lポリペプチドを包含する。酵母または哺乳動物発現系(例えば、COS−7細胞)において発現されたFas−Lは、発現系の選択に応じて、分子量およびグリコシル化パターンが天然Fas−Lポリペプチドと同様でありうるしまたは有意に異なることがありうる。大腸菌などの細菌発現系におけるFas−Lポリペプチドの発現は、非グリコシル化分子を提供する。
アミノ酸残基若しくは配列の様々な付加若しくは置換、または生物学的活性若しくは結合に不必要な末端若しくは内部残基若しくは配列の欠失をコードするDNA構築物を製造することができる。例えば、Fas−L細胞外ドメイン中のN−グリコシル化部位を修飾してグリコシル化を妨げ、同時に、酵母発現系を用いて均一の還元型炭水化物類似体を発現させることができる。真核性ポリペプチド中のN−グリコシル化部位は、アミノ酸トリプレットAsn−X−Y(式中、Xは、Pro以外の任意のアミノ酸であり且つYはSerまたはThrである)を特徴とする。このような部位は、ヒトFas−Lにおいて、配列番号:2のアミノ酸76〜78、184〜186、250〜252および260〜262で見られる。このトリプレットをコードしているヌクレオチド配列に対する適当な修飾は、Asn側鎖における炭水化物残基の結合を妨げる置換、付加または欠失を引き起こす。タンパク質中のN−グリコシル化部位を失活させる既知の方法としては、米国特許第5,071,972号明細書および欧州特許第276,846号明細書に記載されたものがある。
アミノ酸残基若しくは配列の様々な付加若しくは置換、または生物学的活性若しくは結合に不必要な末端若しくは内部残基若しくは配列の欠失をコードするDNA構築物を製造することができる。例えば、Fas−L細胞外ドメイン中のN−グリコシル化部位を修飾してグリコシル化を妨げ、同時に、酵母発現系を用いて均一の還元型炭水化物類似体を発現させることができる。真核性ポリペプチド中のN−グリコシル化部位は、アミノ酸トリプレットAsn−X−Y(式中、Xは、Pro以外の任意のアミノ酸であり且つYはSerまたはThrである)を特徴とする。このような部位は、ヒトFas−Lにおいて、配列番号:2のアミノ酸76〜78、184〜186、250〜252および260〜262で見られる。このトリプレットをコードしているヌクレオチド配列に対する適当な修飾は、Asn側鎖における炭水化物残基の結合を妨げる置換、付加または欠失を引き起こす。タンパク質中のN−グリコシル化部位を失活させる既知の方法としては、米国特許第5,071,972号明細書および欧州特許第276,846号明細書に記載されたものがある。
もう一つの例において、生物学的活性に不可欠でないCys残基をコードしている配列は、該Cys残基を欠失するようにまたは他のアミノ酸によって置換するように変更することができ、復元の際の誤った分子内ジスルフィド架橋の形成が防止される。他の変異体は、KEX2プロテアーゼ活性が存在する酵母系における発現を促進するように、隣接した二塩基アミノ酸残基の修飾によって製造される。欧州特許第212,914号明細書は、タンパク質中のKEX2プロテアーゼプロセッシング部位を失活させるための部位特異的突然変異誘発の使用を開示している。KEX2プロテアーゼプロセッシング部位は、Arg−Arg、Arg−LysおよびLys−Arg対を変更するように残基を欠失させて、付加してまたは置換して、これらの隣接した塩基性残基が現れないようすることによって失活する。このようなKEX2プロテアーゼプロセッシング部位は、配列番号:2の残基38〜39、43〜44、73〜74および144〜145で見られる。Lys−Lys対合は、KEX2切断にほとんど影響されず、Arg−LysまたはLys−ArgのLys−Lysへの変換は、KEX2部位を失活させるための保守的で且つ好ましい方法である。
天然に存在するFas−L変異体もまた本発明によって包含される。このような変異体の例は、mRNAのオータナティブスプライシング事象によって(Fas−Lは多エクソン遺伝子によってコードされているので)、またはFas結合性が保持されているFas−Lタンパク質のタンパク質分解切断によって、得られるタンパク質である。mRNAのオータナティブスプライシングは、短縮型だが生物学的に活性のFas−Lタンパク質、例えば、天然に存在する可溶性形タンパク質などを生じることがある。タンパク質分解に起因する変異としては、例えば、Fas−Lタンパク質からの1個またはそれ以上の末端アミノ酸のタンパク質分解除去による、異なる種類の宿主細胞での発現の際のN−またはC末端の相違がある。N−またはC末端において1〜5個のアミノ酸まで切断されているアミノ酸配列を有するFas−Lタンパク質は、本発明によって包含される。更に、タンパク質分解切断は、膜結合形タンパク質から可溶形Fas−Lを放出することができる。
遺伝コードの縮重性のために、二つのDNA配列は異なっていることがあるがなお同一アミノ酸配列をコード化しうる。したがって、本発明は、天然ヒト若しくはネズミFas−LcDNAのコーディング領域またはそのフラグメントを含むDNA、並びに遺伝コードの結果として天然Fas−LDNA配列に対して縮重性であるDNAから選択される、生物学的活性Fas−Lをコードしている単離DNA配列を提供する。本発明の一つの実施態様は、配列番号:1のヌクレオチド配列のコーディング領域を含むDNA、並びにそれに対して縮重性のDNA配列を提供する。
遺伝コードの縮重性のために、二つのDNA配列は異なっていることがあるがなお同一アミノ酸配列をコード化しうる。したがって、本発明は、天然ヒト若しくはネズミFas−LcDNAのコーディング領域またはそのフラグメントを含むDNA、並びに遺伝コードの結果として天然Fas−LDNA配列に対して縮重性であるDNAから選択される、生物学的活性Fas−Lをコードしている単離DNA配列を提供する。本発明の一つの実施態様は、配列番号:1のヌクレオチド配列のコーディング領域を含むDNA、並びにそれに対して縮重性のDNA配列を提供する。
Fasを結合する必要な能力を有する変異体は、任意の適当な検定によって同定することができる。Fas−Lの生物学的活性は、例えば、Fasのリガンド結合ドメインに対する結合の競合(すなわち、競合的結合検定)によって決定することができる。
検定
Fas−Lポリペプチドに対する競合的結合検定の一つの種類は、放射性標識された可溶性ヒトFas−L、および細胞表面Fasを発現する自然のままの細胞を用いる。自然のままの細胞の代わりに、融合タンパク質のFc部分とのプロテインAまたはプロテインG相互作用によって固相に結合した可溶性Fas(例えば、Fas/Fc融合タンパク質)を代用することができる。もう一つの種類の競合的結合検定は、Fas/Fc融合タンパク質などの放射性標識された可溶性Fas、およびFas−Lを発現する自然のままの細胞を用いる。或いは、可溶性Fas−Lを固相に対して結合することができる。
競合的結合検定は、標準的な方法論を用いて行うことができる。定性結果は、競合的オートラジオグラフプレート結合検定によって得ることができるし、またはスキャッチャードプロットを用いて定量結果を生じてよい。
検定
Fas−Lポリペプチドに対する競合的結合検定の一つの種類は、放射性標識された可溶性ヒトFas−L、および細胞表面Fasを発現する自然のままの細胞を用いる。自然のままの細胞の代わりに、融合タンパク質のFc部分とのプロテインAまたはプロテインG相互作用によって固相に結合した可溶性Fas(例えば、Fas/Fc融合タンパク質)を代用することができる。もう一つの種類の競合的結合検定は、Fas/Fc融合タンパク質などの放射性標識された可溶性Fas、およびFas−Lを発現する自然のままの細胞を用いる。或いは、可溶性Fas−Lを固相に対して結合することができる。
競合的結合検定は、標準的な方法論を用いて行うことができる。定性結果は、競合的オートラジオグラフプレート結合検定によって得ることができるし、またはスキャッチャードプロットを用いて定量結果を生じてよい。
Fasを発現する自然のままの細胞を用いる競合的結合検定は、二つの方法によって行うことができる。第一の方法では、内因性細胞表面Fasを発現する細胞を懸濁液中でかまたは組織培養プレートに対する付着性によって増殖させる。
付着性細胞は、5mM EDTA処理を用いる37℃で10分間の処理によって除去することができる。第二の方法では、膜結合組換え体Fasを発現するトランスフェクションされた細胞を用いることができる。COS細胞または別の哺乳動物細胞を適当なベクター中のヒトFascDNAによってトランスフェクションして、細胞外部分を含む完全長さのFasを発現させることができる。
或いは、可溶性Fasを、カラムクロマトグラフィー基質などの固相または同様の支持体に対して結合させることができる。固相に対する結合は、例えば、Fas/Fc融合タンパク質を製造し、そしてそれをプロテインAまたはプロテインG含有基質に対して結合することによって達成されうる。
Fas−L(変異体を含む)の生物学的活性を測定するもう一つの手段は、上記の検定に類似した競合検定において共役した可溶性Fas(例えば、125I−Fas/Fc)を用いることである。この場合、しかしながら、Fas−Lを発現する自然のままの細胞または固体支持体に対して結合した可溶性Fas−Lを用いて、推定上のFas−L変異体を含む試料によるFas−Lに対する共役した可溶性Fasの結合の競合を測定する。
付着性細胞は、5mM EDTA処理を用いる37℃で10分間の処理によって除去することができる。第二の方法では、膜結合組換え体Fasを発現するトランスフェクションされた細胞を用いることができる。COS細胞または別の哺乳動物細胞を適当なベクター中のヒトFascDNAによってトランスフェクションして、細胞外部分を含む完全長さのFasを発現させることができる。
或いは、可溶性Fasを、カラムクロマトグラフィー基質などの固相または同様の支持体に対して結合させることができる。固相に対する結合は、例えば、Fas/Fc融合タンパク質を製造し、そしてそれをプロテインAまたはプロテインG含有基質に対して結合することによって達成されうる。
Fas−L(変異体を含む)の生物学的活性を測定するもう一つの手段は、上記の検定に類似した競合検定において共役した可溶性Fas(例えば、125I−Fas/Fc)を用いることである。この場合、しかしながら、Fas−Lを発現する自然のままの細胞または固体支持体に対して結合した可溶性Fas−Lを用いて、推定上のFas−L変異体を含む試料によるFas−Lに対する共役した可溶性Fasの結合の競合を測定する。
オリゴマー
本発明は、二量体または三量体などのオリゴマーの形のFas−Lポリペプチドを包含する。オリゴマーは、別個のFas−Lポリペプチド上の残基間のジスルフィド結合によって生成されうる。本発明の一つの実施態様において、Fas−L二量体は、抗体(IgG1)のFc部分に対してFas−Lを融合することによって生成される。「Fcポリペプチド」という用語は、天然および突然変異タンパク質の形、並びに二量体化を促進するヒンジ領域を含む切断されたFcポリペプチドを包含する。Fcポリペプチドは、好ましくは、(細胞外ドメインのみを含む)可溶性Fas−Lに対して融合される。抗体に誘導されたポリペプチドの様々な部分(Fcドメインを含む)に融合された異種ポリペプチドを含む融合タンパク質の製造は、例えば、本明細書によって援用されるアシュケナジ(Ashkenazi)ら(PNASUSA 88:10535,1991年)およびバーン(Byrn)ら(Nature344:667,1990年)に記載されている。
Fas−L/Fc融合タンパク質をコードしている遺伝子融合は、適当な発現ベクター中に挿入される。Fas−L/Fc融合タンパク質は抗体分子とほぼ同様に集合することが可能であり、その結果、鎖間ジスルフィド結合がFcポリペプチド間に形成され、二価Fas−Lを生成する。他の実施態様において、Fas−Lは、抗体重鎖または軽鎖の可変部の代わりに置換されうる。融合タンパク質を抗体の重鎖および軽鎖によって製造する場合、4個程度のFas−L細胞外部分によってFas−Lオリゴマーを生成することは可能である。或いは、2個の可溶性Fas−Lポリペプチドと、米国特許第5,073,627号明細書(本明細書によって援用される)に記載されたようなペプチドリンカーとを結合することができる。
本発明は、ジスルフィド相互作用によって結合した、またはスペーサーアミノ酸結合基を含む若しくは含まない融合ポリマーとして発現されたFas−L細胞外ドメインまたはそれらのフラグメントのオリゴマーを提供する。例えば、二量体Fas−L分子は、IgGFc部分結合基によって結合されうる。
本発明は、二量体または三量体などのオリゴマーの形のFas−Lポリペプチドを包含する。オリゴマーは、別個のFas−Lポリペプチド上の残基間のジスルフィド結合によって生成されうる。本発明の一つの実施態様において、Fas−L二量体は、抗体(IgG1)のFc部分に対してFas−Lを融合することによって生成される。「Fcポリペプチド」という用語は、天然および突然変異タンパク質の形、並びに二量体化を促進するヒンジ領域を含む切断されたFcポリペプチドを包含する。Fcポリペプチドは、好ましくは、(細胞外ドメインのみを含む)可溶性Fas−Lに対して融合される。抗体に誘導されたポリペプチドの様々な部分(Fcドメインを含む)に融合された異種ポリペプチドを含む融合タンパク質の製造は、例えば、本明細書によって援用されるアシュケナジ(Ashkenazi)ら(PNASUSA 88:10535,1991年)およびバーン(Byrn)ら(Nature344:667,1990年)に記載されている。
Fas−L/Fc融合タンパク質をコードしている遺伝子融合は、適当な発現ベクター中に挿入される。Fas−L/Fc融合タンパク質は抗体分子とほぼ同様に集合することが可能であり、その結果、鎖間ジスルフィド結合がFcポリペプチド間に形成され、二価Fas−Lを生成する。他の実施態様において、Fas−Lは、抗体重鎖または軽鎖の可変部の代わりに置換されうる。融合タンパク質を抗体の重鎖および軽鎖によって製造する場合、4個程度のFas−L細胞外部分によってFas−Lオリゴマーを生成することは可能である。或いは、2個の可溶性Fas−Lポリペプチドと、米国特許第5,073,627号明細書(本明細書によって援用される)に記載されたようなペプチドリンカーとを結合することができる。
本発明は、ジスルフィド相互作用によって結合した、またはスペーサーアミノ酸結合基を含む若しくは含まない融合ポリマーとして発現されたFas−L細胞外ドメインまたはそれらのフラグメントのオリゴマーを提供する。例えば、二量体Fas−L分子は、IgGFc部分結合基によって結合されうる。
発現系
本発明は、Fas−Lの発現のための組換え体発現ベクターおよび該発現ベクターによって形質転換された宿主細胞を提供する。任意の適当な発現系を用いることができる。ベクターとしては、適当な転写または翻訳調節ヌクレオチド配列(例えば、哺乳動物、微生物、ウイルスまたは昆虫遺伝子に由来するもの)に対して機能的に結合したFas−LポリペプチドをコードするDNAを含む。調節配列の例としては、転写プロモーター、オペレーター若しくはエンハンサー、mRNAリボソーム結合部位、並びに転写および翻訳開始および終結を制御する適当な配列がある。ヌクレオチド配列は、該調節配列がFas−LDNA配列に機能的に関係している場合に機能的に結合される。例えば、プロモーターヌクレオチド配列は、該プロモーターヌクレオチド配列がFas−LDNA配列の転写を制御する場合、Fas−L DNA配列に対して機能的に結合される。複製起点によって通常与えられる所望の宿主細胞中で複製する能力、および形質転換細胞が同定される選択遺伝子は、更に、発現ベクター中に包含されうる。
更に、Fas−L遺伝子に対して固有ではない適当なシグナルペプチドをコードする配列を、発現ベクター中に包含させることができる。例えば、シグナルペプチド(分泌リーダー)のDNA配列を枠中においてFas−L配列に対して融合させて、該シグナルペプチドを含む融合タンパク質としてFas−Lが最初に翻訳されるようにすることができる。所望の宿主細胞で機能的なシグナルペプチドは、Fas−Lポリペプチドの細胞外分泌を促進する。シグナルペプチドは、細胞からのFas−Lの分泌の際にFas−Lポリペプチドから切断される。
本発明は、Fas−Lの発現のための組換え体発現ベクターおよび該発現ベクターによって形質転換された宿主細胞を提供する。任意の適当な発現系を用いることができる。ベクターとしては、適当な転写または翻訳調節ヌクレオチド配列(例えば、哺乳動物、微生物、ウイルスまたは昆虫遺伝子に由来するもの)に対して機能的に結合したFas−LポリペプチドをコードするDNAを含む。調節配列の例としては、転写プロモーター、オペレーター若しくはエンハンサー、mRNAリボソーム結合部位、並びに転写および翻訳開始および終結を制御する適当な配列がある。ヌクレオチド配列は、該調節配列がFas−LDNA配列に機能的に関係している場合に機能的に結合される。例えば、プロモーターヌクレオチド配列は、該プロモーターヌクレオチド配列がFas−LDNA配列の転写を制御する場合、Fas−L DNA配列に対して機能的に結合される。複製起点によって通常与えられる所望の宿主細胞中で複製する能力、および形質転換細胞が同定される選択遺伝子は、更に、発現ベクター中に包含されうる。
更に、Fas−L遺伝子に対して固有ではない適当なシグナルペプチドをコードする配列を、発現ベクター中に包含させることができる。例えば、シグナルペプチド(分泌リーダー)のDNA配列を枠中においてFas−L配列に対して融合させて、該シグナルペプチドを含む融合タンパク質としてFas−Lが最初に翻訳されるようにすることができる。所望の宿主細胞で機能的なシグナルペプチドは、Fas−Lポリペプチドの細胞外分泌を促進する。シグナルペプチドは、細胞からのFas−Lの分泌の際にFas−Lポリペプチドから切断される。
Fas−Lポリペプチドの発現に適当な宿主細胞としては、原核生物、酵母または高等真核細胞がある。細菌、真菌、酵母および哺乳動物細胞宿主と一緒に用いるのに適当なクローニングおよび発現ベクターは、例えば、ポーウェルズ(Pouwels)ら、CloningVectors:A Laboratory Manual.エルセビア(Elsevier),ニューヨーク(1985)に記載されている。無細胞翻訳系は、更に、本明細書中に開示されたDNA構築物に由来するRNAを用いてFas−Lポリペプチドを製造するのに用いることができる。
原核生物としては、グラム陰性またはグラム陽性微生物、例えば、大腸菌またはバチルス属(Bacilli)がある。形質転換に適当な原核生物宿主細胞としては、例えば、大腸菌、枯草菌(Bacillussubtilis)、ネズミチフス菌(Salmonella typhimurium)、並びにシュードモナス属(Pseudomonas)、ストレプトミセス属(Streptomyces)およびブドウ球菌属(Staphylococcus)の属の範囲内の様々な他の種がある。大腸菌などの原核生物宿主細胞において、Fas−Lポリペプチドは、原核生物宿主細胞における組換え体ポリペプチドの発現を促進するようにN末端メチオニン残基を含んでいてよい。N末端Metは、発現された組換え体Fas−Lポリペプチドから切断されうる。
原核生物宿主細胞において用いるための発現ベクターは、概して、1種類またはそれ以上の表現型選択性マーカー遺伝子を含む。表現型選択性マーカー遺伝子は、例えば、抗生物質耐性を与えるまたは独立栄養要求性を与えるタンパク質をコードする遺伝子である。原核生物宿主細胞に有用な発現ベクターの例としては、商業的に入手可能なプラスミドに由来するもの、例えば、クローニングベクターpBR322(ATCC37017)がある。pBR322は、アンピシリンおよびテトラサイクリン耐性の遺伝子を含み、したがって、形質転換された細胞を識別するための簡単な手段を提供する。適当なプロモーターおよびFas−LDNA配列をpBR322ベクター中に挿入する。他の商業的に入手可能なベクターとしては、例えば、pKK223−3(ファーマシア・ファイン・ケミカルズ(PharmaciaFine Chemicals),ウプサラ、スウェーデン)およびpGEM1(プロメガ・バイオテク(PromegaBiotec),マディソン,WI,USA)がある。
原核生物としては、グラム陰性またはグラム陽性微生物、例えば、大腸菌またはバチルス属(Bacilli)がある。形質転換に適当な原核生物宿主細胞としては、例えば、大腸菌、枯草菌(Bacillussubtilis)、ネズミチフス菌(Salmonella typhimurium)、並びにシュードモナス属(Pseudomonas)、ストレプトミセス属(Streptomyces)およびブドウ球菌属(Staphylococcus)の属の範囲内の様々な他の種がある。大腸菌などの原核生物宿主細胞において、Fas−Lポリペプチドは、原核生物宿主細胞における組換え体ポリペプチドの発現を促進するようにN末端メチオニン残基を含んでいてよい。N末端Metは、発現された組換え体Fas−Lポリペプチドから切断されうる。
原核生物宿主細胞において用いるための発現ベクターは、概して、1種類またはそれ以上の表現型選択性マーカー遺伝子を含む。表現型選択性マーカー遺伝子は、例えば、抗生物質耐性を与えるまたは独立栄養要求性を与えるタンパク質をコードする遺伝子である。原核生物宿主細胞に有用な発現ベクターの例としては、商業的に入手可能なプラスミドに由来するもの、例えば、クローニングベクターpBR322(ATCC37017)がある。pBR322は、アンピシリンおよびテトラサイクリン耐性の遺伝子を含み、したがって、形質転換された細胞を識別するための簡単な手段を提供する。適当なプロモーターおよびFas−LDNA配列をpBR322ベクター中に挿入する。他の商業的に入手可能なベクターとしては、例えば、pKK223−3(ファーマシア・ファイン・ケミカルズ(PharmaciaFine Chemicals),ウプサラ、スウェーデン)およびpGEM1(プロメガ・バイオテク(PromegaBiotec),マディソン,WI,USA)がある。
組換え原核生物宿主細胞発現ベクター用に一般的に用いられるプロモーター配列としては、β−ラクタマーゼ(ペニシリナーゼ)、ラクトースプロモーター系(チャン(Chang)ら、Nature275:615,1978年;およびゴデル(Goeddel)ら、Nature281:544,1979年)、トリプトファン(trp)プロモーター系(ゴデルら、Nucl.AcidsRes.8:4057,1980年;および欧州特許出願第EP−A−36776号明細書)およびtacプロモーター(マニアティス(Maniatis)、MolecularCloning:A Laboratory Manual,コールド・スプリング・ハーバー・ラボラトリー(Cold SpringHarbor Laboratory),412頁,1982年)がある。
特に有用な原核生物宿主細胞発現系は、ファージλPLプロモーターおよびcI857ts熱不安定性リプレッサー配列を用いる。λPLプロモーターの誘導体を包含するアメリカン・タイプ・カルチャー・コレクションから入手可能なプラスミドベクターとしては、プラスミドpHUB2(大腸菌菌株JMB9(ATCC37092)中に存在する)およびpPLc28(大腸菌RR1(ATCC53082)中に存在する)がある。
或いは、Fas−Lは、酵母宿主細胞において、好ましくはサッカロミセス属(例えば、S.セレビシエ(cerevisiae))から発現されうる。他の属の酵母、例えば、ピキア属(Pichia)またはクルイベロミセス属(Kluyveromyces)属もまた用いることができる。酵母ベクターは、しばしば、2μ酵母プラスミドからの複製起点配列、自律複製配列(ARS)、プロモーター領域、ポリアデニル化のための配列、転写終結のための配列および選択性マーカー遺伝子を含む。酵母ベクターに適当なプロモーター配列としては、特に、メタロチオネイン、3−ホスホグリセリン酸キナーゼ(ヒッツェマン(Hitzeman)ら、J.Biol.Chem.255:2073,1980年)または他の解糖酵素(ヘス(Hess)ら、J.Adv.EnzymeReg.7:149,1968年;およびホランド(Holland)ら、Biochem.17:4900,1978年)、例えば、エノラーゼ、グリセルアルデヒド−3−リン酸デヒドロゲナーゼ、ヘキソキナーゼ、ピルビン酸デカルボキシラーゼ、ホスホフルクトキナーゼ、グルコース−6−リン酸イソメラーゼ、3−ホスホグリセリン酸ムターゼ、ピルビン酸キナーゼ、トリオースリン酸イソメラーゼ、ホスホグルコースイソメラーゼおよびグルコキナーゼのプロモーターがある。酵母発現において用いるための他の適当なベクターおよびプロモーターは、ヒッツェマン、欧州特許出願第EPA−73,657号明細書で更に記載されている。他には、ラッセル(Russell)ら(J.Biol.Chem.258:2674,1982年)およびバイアー(Beier)ら(Nature300:724,1982年)によって記載されたグルコース抑制性ADH2プロモーターがある。酵母および大腸菌両方で複製可能なシャトルベクターは、大腸菌における選択および複製のためのpBR322からのDNA配列(Ampr遺伝子および複製起点)を上記酵母ベクター中に挿入することによって構築することができる。
或いは、Fas−Lは、酵母宿主細胞において、好ましくはサッカロミセス属(例えば、S.セレビシエ(cerevisiae))から発現されうる。他の属の酵母、例えば、ピキア属(Pichia)またはクルイベロミセス属(Kluyveromyces)属もまた用いることができる。酵母ベクターは、しばしば、2μ酵母プラスミドからの複製起点配列、自律複製配列(ARS)、プロモーター領域、ポリアデニル化のための配列、転写終結のための配列および選択性マーカー遺伝子を含む。酵母ベクターに適当なプロモーター配列としては、特に、メタロチオネイン、3−ホスホグリセリン酸キナーゼ(ヒッツェマン(Hitzeman)ら、J.Biol.Chem.255:2073,1980年)または他の解糖酵素(ヘス(Hess)ら、J.Adv.EnzymeReg.7:149,1968年;およびホランド(Holland)ら、Biochem.17:4900,1978年)、例えば、エノラーゼ、グリセルアルデヒド−3−リン酸デヒドロゲナーゼ、ヘキソキナーゼ、ピルビン酸デカルボキシラーゼ、ホスホフルクトキナーゼ、グルコース−6−リン酸イソメラーゼ、3−ホスホグリセリン酸ムターゼ、ピルビン酸キナーゼ、トリオースリン酸イソメラーゼ、ホスホグルコースイソメラーゼおよびグルコキナーゼのプロモーターがある。酵母発現において用いるための他の適当なベクターおよびプロモーターは、ヒッツェマン、欧州特許出願第EPA−73,657号明細書で更に記載されている。他には、ラッセル(Russell)ら(J.Biol.Chem.258:2674,1982年)およびバイアー(Beier)ら(Nature300:724,1982年)によって記載されたグルコース抑制性ADH2プロモーターがある。酵母および大腸菌両方で複製可能なシャトルベクターは、大腸菌における選択および複製のためのpBR322からのDNA配列(Ampr遺伝子および複製起点)を上記酵母ベクター中に挿入することによって構築することができる。
酵母α因子リーダー配列は、Fas−Lポリペプチドの分泌を支配するように用いることができる。α因子リーダー配列は、しばしば、プロモーター配列と構造遺伝子配列との間に挿入される。例えば、クルジャン(Kurjan)ら、Cell30:933,1982年およびビター(Bitter)ら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA81:5330,1984年を参照されたい。酵母宿主からの組換え体ポリペプチドの分泌を促進するのに適当な他のリーダー配列は、当業者に知られている。リーダー配列は、その3′末端付近に1個またはそれ以上の制限部位を含むように修飾されうる。これは、構造遺伝子に対するリーダー配列の融合を容易にする。
酵母形質転換プロトコルは当業者に知られている。この種の一つのプロトコルは、ヒンネル(Hinnel)ら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA75:1929,1978年によって記載されている。ヒンネルらのプロトコルは、選択培地中のTrp+形質転換細胞を選択し、ここにおいて、選択培地は、酵母窒素塩基0.67%、カザアミノ酸0.5%、グルコース2%、アデニン10μg/mlおよびウラシル20μg/mlから成る。
ADH2プロモーター配列を含むベクターによって形質転換された酵母宿主細胞は、「豊富」培地で発現させるために増殖させることができる。豊富培地の例は、酵母エキス1%、ペプトン2%およびグルコース1%にアデニン80μg/mlおよびウラシル80μg/mlを補足したものである。ADH2プロモーターの抑制解除は、培地からグルコースが消耗された場合に起こる。
酵母形質転換プロトコルは当業者に知られている。この種の一つのプロトコルは、ヒンネル(Hinnel)ら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA75:1929,1978年によって記載されている。ヒンネルらのプロトコルは、選択培地中のTrp+形質転換細胞を選択し、ここにおいて、選択培地は、酵母窒素塩基0.67%、カザアミノ酸0.5%、グルコース2%、アデニン10μg/mlおよびウラシル20μg/mlから成る。
ADH2プロモーター配列を含むベクターによって形質転換された酵母宿主細胞は、「豊富」培地で発現させるために増殖させることができる。豊富培地の例は、酵母エキス1%、ペプトン2%およびグルコース1%にアデニン80μg/mlおよびウラシル80μg/mlを補足したものである。ADH2プロモーターの抑制解除は、培地からグルコースが消耗された場合に起こる。
哺乳動物または昆虫宿主細胞培養系もまた、組換え体Fas−Lポリペプチドを発現するのに用いうる。昆虫細胞における異種タンパク質の生産のためのバキュロウイルス系は、ラコー(Luckow)およびサマーズ(Summers)、Bio/Technology6:47(1988)によって論評されている。哺乳動物由来の樹立細胞系を用いてもよい。適当な哺乳動物宿主細胞系の例としては、サル腎細胞のCOS−7系(ATCCCRL 1651)(グルツマン(Gluzman)ら、Cell23:175,1981年)、L細胞、C127細胞、3T3細胞(ATCCCCL 163)、チャイニーズハムスター卵巣(CHO)細胞、ヒーラ細胞およびBHK(ATCCCRL 10)細胞系、並びにマクマーン(McMahan)ら(EMBOJ.10:2821,1991年)によって記載のアフリカミドリザル腎細胞系CVI(ATCCCCL 70)に由来するCVI/EBNA細胞系がある。
哺乳動物宿主細胞発現ベクターの転写および翻訳調節配列は、ウイルスゲノムから切取ることができる。一般的に用いられるプロモーター配列およびエンハンサー配列は、ポリオーマウイルス、アデノウイルス2、シミアンウイルス40(SV40)およびヒトサイトメガロウイルスに由来する。SV40ウイルスゲノムに由来するDNA配列、例えば、SV40由来初期および後期プロモーター、エンハンサー、スプライスおよびポリアデニル化部位を用いて、哺乳動物宿主細胞における構造遺伝子配列の発現のための他の遺伝要素を提供することができる。ウイルス初期および後期プロモーターは、両方とも、ウイルス複製起点を更に含んでいてよいフラグメントとしてウイルスゲノムから容易に得られるので特に有用である(フィアス(Fiers)ら、Nature273:113,1978年)。より小さいまたはより大きいSV40フラグメントもまた、SV40ウイルス複製起点に位置したHindIII部位からBglI部位へと伸長した約250bp配列が包含されるという条件付きで用いることができる。
哺乳動物宿主細胞において用いるための典型的な発現ベクターは、オカヤマ(Okayama)およびベルク(Berg)(Mol.Cell.Biol.3:280,1983年)によって開示されたように構築することができる。C127ネズミ乳房上皮細胞での哺乳動物cDNAの安定な高レベル発現に有用な系は、実質的には、コスマン(Cosman)ら(Mol.Immunol.23:935,1986年)によって記載のように構築することができる。コスマンら、Nature312:768,1984年によって記載された有用な高発現ベクター、PMLSVN1/N4は、ATCC39890として寄託された。更に別の有用な哺乳動物発現ベクターは、本明細書中に援用される欧州特許出願第EP−A−0367566号明細書およびPCT出願第WO91/18982号明細書に記載されている。該ベクターはレトロウイルスに由来しうる。Fas−Lの発現に対して、異種シグナル配列である天然シグナル配列を欠いたII型タンパク質、例えば、米国特許第4,965,195号明細書に記載のインターロイキン−7(IL−7)のシグナル配列、コスマンら、Nature312:768(1984)に記載のインターロイキン−2受容体のシグナル配列;欧州特許第EP367,566号明細書に記載のインターロイキン−4受容体シグナルペプチド;米国特許第4,968,607号明細書に記載のI型インターロイキン−1受容体シグナルペプチド;および欧州特許第EP460,846号明細書に記載のII型インターロイキン−1受容体シグナルペプチドを加えることかできる。
精製Fas−Lタンパク質
本発明は、精製ヒトおよびネズミFas−Lタンパク質を提供し、これは、上記の組換え体発現系によって製造することができるしまたは天然に存在する細胞から精製することができる。所望の精製度は、目的とされるタンパク質の使用に依る。比較的高い精製度は、例えば、タンパク質をインビボ投与する場合に望ましい。好都合に、Fas−Lポリペプチドは、SDS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動(SDS−PAGE)による分析の際に他のタンパク質に対応するタンパク質バンドが検出されないように精製される。Fas−Lタンパク質に対応する多重バンドを、上記で論及したように、示差的グリコシル化、示差的翻訳後プロセッシング等に基いてSDS−PAGEにより可視化しうることは、適切な分野の業者によって理解される。Fas−Lタンパク質標品は、別のタンパク質(非Fas−L)に対応するバンドが見られない限りにおいて精製されていると考えられる。最も好ましくは、Fas−Lは、SDS−PAGEによる分析において単一タンパク質バンドによって示されるように実質的に均一になるまで精製される。タンパク質バンドは、銀染色によってまたは(タンパク質が放射性標識されている場合)オートラジオグラフィーによって可視化されうる。
一つの実施態様において、Fas−Lタンパク質は、N末端アミノ酸配列MQQPFNYPYPQI(配列番号:2のアミノ酸1〜12)を特徴とするヒトタンパク質である。このようなタンパク質は、5′末端配列ATGCAGCAGCCCTTCAATTACCCATATCCCCAGATC(配列番号:1のヌクレオチド93〜128)を特徴とするDNAによってコードされている。
本発明は、精製ヒトおよびネズミFas−Lタンパク質を提供し、これは、上記の組換え体発現系によって製造することができるしまたは天然に存在する細胞から精製することができる。所望の精製度は、目的とされるタンパク質の使用に依る。比較的高い精製度は、例えば、タンパク質をインビボ投与する場合に望ましい。好都合に、Fas−Lポリペプチドは、SDS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動(SDS−PAGE)による分析の際に他のタンパク質に対応するタンパク質バンドが検出されないように精製される。Fas−Lタンパク質に対応する多重バンドを、上記で論及したように、示差的グリコシル化、示差的翻訳後プロセッシング等に基いてSDS−PAGEにより可視化しうることは、適切な分野の業者によって理解される。Fas−Lタンパク質標品は、別のタンパク質(非Fas−L)に対応するバンドが見られない限りにおいて精製されていると考えられる。最も好ましくは、Fas−Lは、SDS−PAGEによる分析において単一タンパク質バンドによって示されるように実質的に均一になるまで精製される。タンパク質バンドは、銀染色によってまたは(タンパク質が放射性標識されている場合)オートラジオグラフィーによって可視化されうる。
一つの実施態様において、Fas−Lタンパク質は、N末端アミノ酸配列MQQPFNYPYPQI(配列番号:2のアミノ酸1〜12)を特徴とするヒトタンパク質である。このようなタンパク質は、5′末端配列ATGCAGCAGCCCTTCAATTACCCATATCCCCAGATC(配列番号:1のヌクレオチド93〜128)を特徴とするDNAによってコードされている。
Fas−Lタンパク質を製造する一つの方法は、Fas−LをコードするDNA配列を含む発現ベクターによって形質転換された宿主細胞を、Fas−Lが発現されるような条件下において培養することを含む。次に、用いられた発現系に応じて、Fas−Lタンパク質を培地または細胞抽出物から回収する。当業者が認めるように、組換え体Fas−Lを精製する手順は、用いられた宿主細胞の種類およびFas−Lが培地中に分泌されているか否かなどの因子によって変化する。
例えば、組換え体タンパク質を分泌する発現系を用いる場合、最初に、商業的に入手可能なタンパク質濃縮フィルター、例えば、アミコン(Amicon)またはミリポア・ペリコン(MilliporePellicon)限外濾過装置を用いて培地を濃縮してよい。濃縮工程後、濃縮物をゲル濾過媒質などの精製基質に対して加えることができる。或いは、陰イオン交換樹脂、例えば、ジエチルアミノエチル(DEAE)側基を有する基質または支持体を用いることができる。基質は、アクリルアミド、アガロース、デキストラン、セルロース、またはタンパク質精製において一般的に用いられる他の種類でありうる。或いは、陽イオン交換工程を用いることができる。適当な陽イオン交換体としては、スルホプロピルまたはカルボキシメチル基を含む各種不溶性基質がある。スルホプロピル基が好ましい。最後に、疎水性逆相高速液体クロマトグラフィー(RP−HPLC)媒質(例えば、メチルまたは他の脂肪族側基を有するシリカゲル)を用いる1回またはそれ以上のRP−HPLC工程を用いてFas−Lを更に精製することができる。前述の精製工程のいくつかまたは全部を様々な組合せで用いて、実質的に均一の組換え体タンパク質を提供することができる。
更に、Fasのリガンド結合ドメインを含むアフィニティーカラムを用いて、発現されたFas−Lポリペプチドをアフィニティー精製することが可能である。Fas−Lポリペプチドは、高塩溶離緩衝液中のアフィニティーカラムから除去された後、用いるための低塩緩衝液中に透析する。或いは、アフィニティーカラムは、Fas−Lを結合する抗体を含むことができる。実施例3は、本発明のFas−Lタンパク質を用いて、Fas−Lに対して向けられた単クローン性抗体生じる手順を記載する。
細菌培養において製造された組換え体タンパク質は、最初の宿主細胞の破壊、遠心分離、不溶性ポリペプチドの場合は細胞ペレットからまたは可溶性ポリペプチドの場合は上澄み液からの抽出、続いて、1回またはそれ以上の濃縮、塩析、イオン交換、アフィニティー精製またはサイズ排除クロマトグラフィー工程によって単離することができる。最終的に、RP−HPLCを最終精製工程に用いることができる。微生物細胞は、凍結融解サイクル、音波処理、機械的破壊、または細胞溶解剤の使用を含む任意の好都合な方法によって破壊することができる。
好ましくは、形質転換された酵母宿主細胞を用いて、Fas−Lを分泌ポリペプチドとして発現させる。これは精製を簡単にする。酵母宿主細胞発酵から分泌された組換え体ポリペプチドは、ウルダル(Urdal)ら(J.Chromatog.296:171,1984年)によって開示されたのと類似の方法によって精製することができる。ウルダルらは、分離用HPLCカラム上の組換え体ヒトIL−2の精製のために二つの逐次的逆相HPLC工程を記載している。
例えば、組換え体タンパク質を分泌する発現系を用いる場合、最初に、商業的に入手可能なタンパク質濃縮フィルター、例えば、アミコン(Amicon)またはミリポア・ペリコン(MilliporePellicon)限外濾過装置を用いて培地を濃縮してよい。濃縮工程後、濃縮物をゲル濾過媒質などの精製基質に対して加えることができる。或いは、陰イオン交換樹脂、例えば、ジエチルアミノエチル(DEAE)側基を有する基質または支持体を用いることができる。基質は、アクリルアミド、アガロース、デキストラン、セルロース、またはタンパク質精製において一般的に用いられる他の種類でありうる。或いは、陽イオン交換工程を用いることができる。適当な陽イオン交換体としては、スルホプロピルまたはカルボキシメチル基を含む各種不溶性基質がある。スルホプロピル基が好ましい。最後に、疎水性逆相高速液体クロマトグラフィー(RP−HPLC)媒質(例えば、メチルまたは他の脂肪族側基を有するシリカゲル)を用いる1回またはそれ以上のRP−HPLC工程を用いてFas−Lを更に精製することができる。前述の精製工程のいくつかまたは全部を様々な組合せで用いて、実質的に均一の組換え体タンパク質を提供することができる。
更に、Fasのリガンド結合ドメインを含むアフィニティーカラムを用いて、発現されたFas−Lポリペプチドをアフィニティー精製することが可能である。Fas−Lポリペプチドは、高塩溶離緩衝液中のアフィニティーカラムから除去された後、用いるための低塩緩衝液中に透析する。或いは、アフィニティーカラムは、Fas−Lを結合する抗体を含むことができる。実施例3は、本発明のFas−Lタンパク質を用いて、Fas−Lに対して向けられた単クローン性抗体生じる手順を記載する。
細菌培養において製造された組換え体タンパク質は、最初の宿主細胞の破壊、遠心分離、不溶性ポリペプチドの場合は細胞ペレットからまたは可溶性ポリペプチドの場合は上澄み液からの抽出、続いて、1回またはそれ以上の濃縮、塩析、イオン交換、アフィニティー精製またはサイズ排除クロマトグラフィー工程によって単離することができる。最終的に、RP−HPLCを最終精製工程に用いることができる。微生物細胞は、凍結融解サイクル、音波処理、機械的破壊、または細胞溶解剤の使用を含む任意の好都合な方法によって破壊することができる。
好ましくは、形質転換された酵母宿主細胞を用いて、Fas−Lを分泌ポリペプチドとして発現させる。これは精製を簡単にする。酵母宿主細胞発酵から分泌された組換え体ポリペプチドは、ウルダル(Urdal)ら(J.Chromatog.296:171,1984年)によって開示されたのと類似の方法によって精製することができる。ウルダルらは、分離用HPLCカラム上の組換え体ヒトIL−2の精製のために二つの逐次的逆相HPLC工程を記載している。
抗体
本明細書中で開示されたFas−Lポリペプチドと免疫反応性である抗体を提供する。多クローン性および単クローン性抗体は、慣用的な技法によって製造することができる。例えば、MonoclonalAntibodies,Hybridomas:A New Dimension in Biological Analyses,ケネット(Kennet)ら(監修),プレナム・プレス,ニューヨーク(1980);およびAntibodies:ALaboratory Manual,ハーロウ(Harlow)およびランド(Land)(監修),コールド・スプリング・ハーバー・ラボラトリー・プレス,コールド・スプリング・ハーバー,ニューヨーク(1988)を参照されたい。Fas−Lと免疫反応性である単クローン性抗体の生産は、以下の実施例3で更に例証する。
本発明のFas−Lタンパク質またはそれらの抗原性フラグメントを免疫原として用いて、Fas−L免疫原に対して特異的な多クローン性または単クローン性抗体を生じることができる。一つの実施態様において、可溶性Fas−Lポリペプチドは免疫原である。細胞表面上で組換え体Fas−Lを発現する細胞もまた免疫原として用いることができる。更に別の代用物として、Fas−Lポリペプチドを含む融合タンパク質(例えば、Fas−Lの細胞外ドメインおよび抗体Fc部分ポリペプチドを含む融合タンパク質)が免疫原である。
本明細書中で開示されたFas−Lポリペプチドと免疫反応性である抗体を提供する。多クローン性および単クローン性抗体は、慣用的な技法によって製造することができる。例えば、MonoclonalAntibodies,Hybridomas:A New Dimension in Biological Analyses,ケネット(Kennet)ら(監修),プレナム・プレス,ニューヨーク(1980);およびAntibodies:ALaboratory Manual,ハーロウ(Harlow)およびランド(Land)(監修),コールド・スプリング・ハーバー・ラボラトリー・プレス,コールド・スプリング・ハーバー,ニューヨーク(1988)を参照されたい。Fas−Lと免疫反応性である単クローン性抗体の生産は、以下の実施例3で更に例証する。
本発明のFas−Lタンパク質またはそれらの抗原性フラグメントを免疫原として用いて、Fas−L免疫原に対して特異的な多クローン性または単クローン性抗体を生じることができる。一つの実施態様において、可溶性Fas−Lポリペプチドは免疫原である。細胞表面上で組換え体Fas−Lを発現する細胞もまた免疫原として用いることができる。更に別の代用物として、Fas−Lポリペプチドを含む融合タンパク質(例えば、Fas−Lの細胞外ドメインおよび抗体Fc部分ポリペプチドを含む融合タンパク質)が免疫原である。
慣用的な技法によって製造しうるこのような抗体の抗原結合フラグメントもまた本発明によって包含される。このようなフラグメントの例としては、制限されないが、Fab、F(ab')およびF(ab')2フラグメントがある。遺伝子工学技術によって製造された抗体フラグメントおよび誘導体も更に提供される。
本発明の単クローン性抗体としては、キメラ抗体、例えば、ネズミ単クローン性抗体のヒト化型がある。このようなヒト化抗体は、既知の技法によって製造することができ、しかも抗体をヒトに対して投与する場合に減少した免疫原性の利点を与える。一つの実施態様において、ヒト化単クローン性抗体抗体は、ネズミ抗体の可変部(またはちょうどその抗原結合部位)およびヒト抗体に由来する不変部を含む。或いは、ヒト化抗体フラグメントは、ネズミ単クローン性抗体の抗原結合部位およびヒト抗体に由来する(抗原結合部位を欠いた)可変部フラグメントを含んでいてよい。キメラおよび更に工学処理された単クローン性抗体の製造法としては、リーチマン(Riechmann)ら(Nature332:323,1988年)、リュー(Liu)ら(PNAS84:3439,1987年)、ラリック(Larrick)ら(Bio/Technology7:934,1989年)、並びにウィンター(Winter)およびハリス(Harris)(TIPS14:139,1993年5月)に記載されたものがある。
本発明の一つの実施態様は、細胞表面Fas抗原に対するFas−Lの結合を阻止する単クローン性抗体に関する。単クローン性抗体は、Fas抗原を有する細胞に対するFas−Lの結合を阻止する能力についての慣用的な検定においてスクリーニングすることができる。
本発明の単クローン性抗体としては、キメラ抗体、例えば、ネズミ単クローン性抗体のヒト化型がある。このようなヒト化抗体は、既知の技法によって製造することができ、しかも抗体をヒトに対して投与する場合に減少した免疫原性の利点を与える。一つの実施態様において、ヒト化単クローン性抗体抗体は、ネズミ抗体の可変部(またはちょうどその抗原結合部位)およびヒト抗体に由来する不変部を含む。或いは、ヒト化抗体フラグメントは、ネズミ単クローン性抗体の抗原結合部位およびヒト抗体に由来する(抗原結合部位を欠いた)可変部フラグメントを含んでいてよい。キメラおよび更に工学処理された単クローン性抗体の製造法としては、リーチマン(Riechmann)ら(Nature332:323,1988年)、リュー(Liu)ら(PNAS84:3439,1987年)、ラリック(Larrick)ら(Bio/Technology7:934,1989年)、並びにウィンター(Winter)およびハリス(Harris)(TIPS14:139,1993年5月)に記載されたものがある。
本発明の一つの実施態様は、細胞表面Fas抗原に対するFas−Lの結合を阻止する単クローン性抗体に関する。単クローン性抗体は、Fas抗原を有する細胞に対するFas−Lの結合を阻止する能力についての慣用的な検定においてスクリーニングすることができる。
Fas−Lの性質および用途並びにFas−Lを結合する抗体
Fas抗原は、アポトーシスを媒介することが報告されており、しかも自己反応性T細胞のクローン欠失においてある役割を果たしていると考えられる。(イトーら、Cell66:233,1991年;ワタナベ−フクナガら、Nature356:314,1992年)。lpr突然変異を有するマウスは、アポトーシスシグナルを伝達することができる機能性Fasタンパク質を生産しない(ワタナベ−フクナガら、Nature,上記)。これらのマウスは、リンパ節および脾臓におけるCD4-CD8-胸腺細胞の蓄積、高γグロブリン血症、自己抗体生産、リウマチ様因子、関節炎並びに糸球体腎炎を特徴とするリンパ増殖性疾患を発症する(ワタナベ−フクナガら、Nature、上記)。オルダーソンら(J.Exp.Med.,178:2231,1993年)は、ある種の形質転換された細胞系でのアポトーシスの誘導におけるある役割に加えて、Fasタンパク質は、正常T細胞の活性化および増殖において重要な役割を果たしうることを報告している。
したがって、本発明のFas−Lおよび抗Fas−L抗体を用いる研究は、免疫系による自己寛容性の発現および自己免疫疾患の病因学を更に洞察させることができる。FasとFas−Lとの相互作用およびシグナル伝達の機序を研究することができる。抗体は、FasとFas−Lとの相互作用を阻止するのに用いることができる。Fas−Lおよびそれと反応性の抗体は、Fasに対するFas−Lの結合によって媒介される生物学的作用を促進するまたは阻害するのにそれぞれ用いることができる。したがって、Fas−Lおよび抗体を用いて、インビトロまたはインビボでのこのような生物学的作用を調節することができる。
Fas抗原は、アポトーシスを媒介することが報告されており、しかも自己反応性T細胞のクローン欠失においてある役割を果たしていると考えられる。(イトーら、Cell66:233,1991年;ワタナベ−フクナガら、Nature356:314,1992年)。lpr突然変異を有するマウスは、アポトーシスシグナルを伝達することができる機能性Fasタンパク質を生産しない(ワタナベ−フクナガら、Nature,上記)。これらのマウスは、リンパ節および脾臓におけるCD4-CD8-胸腺細胞の蓄積、高γグロブリン血症、自己抗体生産、リウマチ様因子、関節炎並びに糸球体腎炎を特徴とするリンパ増殖性疾患を発症する(ワタナベ−フクナガら、Nature、上記)。オルダーソンら(J.Exp.Med.,178:2231,1993年)は、ある種の形質転換された細胞系でのアポトーシスの誘導におけるある役割に加えて、Fasタンパク質は、正常T細胞の活性化および増殖において重要な役割を果たしうることを報告している。
したがって、本発明のFas−Lおよび抗Fas−L抗体を用いる研究は、免疫系による自己寛容性の発現および自己免疫疾患の病因学を更に洞察させることができる。FasとFas−Lとの相互作用およびシグナル伝達の機序を研究することができる。抗体は、FasとFas−Lとの相互作用を阻止するのに用いることができる。Fas−Lおよびそれと反応性の抗体は、Fasに対するFas−Lの結合によって媒介される生物学的作用を促進するまたは阻害するのにそれぞれ用いることができる。したがって、Fas−Lおよび抗体を用いて、インビトロまたはインビボでのこのような生物学的作用を調節することができる。
本発明のFas−L DNAおよびタンパク質は、自己免疫疾患の病因学を解明する場合の探求手段として有用である。このような疾患としては、制限されないが、全身性エリテマトーデス(SLE)、免疫芽細胞性リンパ節症(IBL)、血管免疫芽細胞性リンパ節症(AIL)、リンパ肉芽腫症X(LgX)、慢性関節リウマチ、糖尿病、多発性硬化症およびアレルギーがある。対宿主性移植片病を治療する場合のFas−Lの使用もまた探求されうる。
Fas−Lは、Fas抗原を有する細胞においてアポトーシスを誘導するのに用いることができる。したがって、Fas−Lは、アポトーシスが起こる機序の研究において有用な探求試薬である。
本発明のFas−Lは、Fas−Lによって(直接的にまたは間接的に)媒介される疾患の治療法を開発する場合に用いることができる。或いは、治療的有効量の精製Fas−Lタンパク質を、不完全なすなわち不十分な量のFas−Lによって引き起こされた疾患に冒された患者に対して投与することができる。更に代わるものとして、Fas−LDNA配列を、このような疾患の治療に対する遺伝子療法の開発に用いることができる。
本発明は、精製Fas−Lおよび生理学的に許容しうる担体、希釈剤または賦形剤を含む薬剤組成物を提供する。このような担体、賦形剤および希釈剤は、用いられる用量および濃度において受容者に対して無毒性である。このような組成物は、緩衝剤;酸化防止剤、例えばアスコルビン酸;低分子量(約10残基未満)ポリペプチド;タンパク質;アミノ酸;グルコース、スクロースまたはデキストリンを含めた炭水化物;キレート剤、例えばEDTA;グルタチオン;並びに薬剤組成物中で一般的に用いられる他の安定化剤および賦形剤を含んでいてよい。中性緩衝食塩水または同種血清アルブミンと混合された食塩水は、典型的で適当な希釈剤である。組成物は、希釈剤として適当な賦形剤溶液(例えば、スクロース)を用いて凍結乾燥物として配合することができる。適当な担体およびそれらの配合物の更に別の例は、Remington′s Pharmaceutical Sciences,第16版,1980年,マック・パブリシング・カンパニー(Mack PublishingCompany)に記載されている。適当な投与量および投与回数は、当然ながら、治療されている症状の性状および苛酷さ、所望の反応、患者の体格および状態等の因子に依る。
Fas−Lは、Fas抗原を有する細胞においてアポトーシスを誘導するのに用いることができる。したがって、Fas−Lは、アポトーシスが起こる機序の研究において有用な探求試薬である。
本発明のFas−Lは、Fas−Lによって(直接的にまたは間接的に)媒介される疾患の治療法を開発する場合に用いることができる。或いは、治療的有効量の精製Fas−Lタンパク質を、不完全なすなわち不十分な量のFas−Lによって引き起こされた疾患に冒された患者に対して投与することができる。更に代わるものとして、Fas−LDNA配列を、このような疾患の治療に対する遺伝子療法の開発に用いることができる。
本発明は、精製Fas−Lおよび生理学的に許容しうる担体、希釈剤または賦形剤を含む薬剤組成物を提供する。このような担体、賦形剤および希釈剤は、用いられる用量および濃度において受容者に対して無毒性である。このような組成物は、緩衝剤;酸化防止剤、例えばアスコルビン酸;低分子量(約10残基未満)ポリペプチド;タンパク質;アミノ酸;グルコース、スクロースまたはデキストリンを含めた炭水化物;キレート剤、例えばEDTA;グルタチオン;並びに薬剤組成物中で一般的に用いられる他の安定化剤および賦形剤を含んでいてよい。中性緩衝食塩水または同種血清アルブミンと混合された食塩水は、典型的で適当な希釈剤である。組成物は、希釈剤として適当な賦形剤溶液(例えば、スクロース)を用いて凍結乾燥物として配合することができる。適当な担体およびそれらの配合物の更に別の例は、Remington′s Pharmaceutical Sciences,第16版,1980年,マック・パブリシング・カンパニー(Mack PublishingCompany)に記載されている。適当な投与量および投与回数は、当然ながら、治療されている症状の性状および苛酷さ、所望の反応、患者の体格および状態等の因子に依る。
治療的使用には、本発明の精製タンパク質を患者、好ましくはヒトに対してその症状に適切な方法での処置のために投与する。したがって、例えば、薬剤組成物は、ボーラス注射、連続注入、植込み錠からの徐放または他の適当な技法によって投与することができる。
薬剤組成物中で用いられるFas−Lタンパク質は、好ましくは、Fas−Lタンパク質が天然または内因性由来の他のタンパク質を実質的に含まないように、望ましくは、製造工程の残留タンパク質混入物含量が約1質量%未満であるように精製される。このような組成物は、しかしながら、安定化剤、担体、賦形剤または共治療薬として加えられた他のタンパク質を含むことがある。Fas−Lタンパク質は、好ましくは、実質的に均一になるまで精製される、すなわち、SDS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動によって分析された場合に単一タンパク質バンドとして検出される。
薬剤組成物中で用いられるFas−Lタンパク質は、好ましくは、Fas−Lタンパク質が天然または内因性由来の他のタンパク質を実質的に含まないように、望ましくは、製造工程の残留タンパク質混入物含量が約1質量%未満であるように精製される。このような組成物は、しかしながら、安定化剤、担体、賦形剤または共治療薬として加えられた他のタンパク質を含むことがある。Fas−Lタンパク質は、好ましくは、実質的に均一になるまで精製される、すなわち、SDS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動によって分析された場合に単一タンパク質バンドとして検出される。
本発明のFas−Lポリペプチドは、更に、Fas若しくはFas−Lまたはそれらの相互作用の検出のためのインビトロ検定において用いることができる。
本発明のFas−Lは、Fasを発現する細胞を検出する結合検定において用いることができる。例えば、Fas−L若しくは細胞外ドメインまたはそのフラグメントを、125Iなどの検出可能な残基に対して結合することができる。125Iによる放射性標識は、高比活性に標識された機能性125I−Fas−L分子を生じるいくつかの標準的な方法論のいずれによっても達成されうる。或いは、別の検出可能な残基、例えば、比色または蛍光分析反応を触媒しうる酵素、ビオチンまたはアビジンを用いることができる。Fas発現について検査される細胞は、標識Fas−Lと接触させることができる。インキュベーション後、結合していない標識Fas−Lを除去し、そして検出可能な残基を用いて結合を測定する。
本発明のFas−Lは、Fasを発現する細胞を検出する結合検定において用いることができる。例えば、Fas−L若しくは細胞外ドメインまたはそのフラグメントを、125Iなどの検出可能な残基に対して結合することができる。125Iによる放射性標識は、高比活性に標識された機能性125I−Fas−L分子を生じるいくつかの標準的な方法論のいずれによっても達成されうる。或いは、別の検出可能な残基、例えば、比色または蛍光分析反応を触媒しうる酵素、ビオチンまたはアビジンを用いることができる。Fas発現について検査される細胞は、標識Fas−Lと接触させることができる。インキュベーション後、結合していない標識Fas−Lを除去し、そして検出可能な残基を用いて結合を測定する。
本明細書中で開示されたFasリガンドタンパク質はまた、Fas−Lに対する結合親和性によってFasタンパク質の生物学的活性を測定するのに用いることができる。例証するために、異なる温度で貯蔵されたまたは異なる細胞種で生産されたFasタンパク質の生物学的活性を測定する結合親和性実験においてFas−Lを用いることができる。したがって、Fasタンパク質の生物学的活性は、例えば、研究実験においてそれを用いる前に確認することができる。
Fas−Lタンパク質は、「品質保証」実験の実施者が、例えば、異なる条件下においてFasタンパク質の保存寿命および安定性を監視するのに用いることができる試薬として用いられる。Fasリガンドは、Fasタンパク質の修飾(例えば、化学的修飾、切断、突然変異等)後に生物学的活性が保持されているかどうかを確認するのに用いることができる。修飾されたFasタンパク質のFas−Lに対する結合親和性を、非修飾Fasタンパク質のそれと比較して、Fasの生物学的活性に対する修飾の何等かの悪影響を検出する。
Fasリガンドの別の用途は、タンパク質精製法における試薬としてである。
Fas−LまたはFas−L/Fc融合タンパク質を慣用的な技法によって固体支持体基質に対して結合させ且つ用いて、アフィニティークロマトグラフィーによってFasを精製することができる。本発明の抗体は、例えば、Fas−Lの生物学的活性を阻害する作用を研究するのに、インビトロまたはインビボでFas−Lの存在を検出するのに、そしてFas−Lを精製するアフィニティークロマトグラフィーにおいて用いることができる。本発明の抗体もまた、Fas抗原含有細胞のFas−Lに媒介されたアポトーシスの阻害が望まれる場合に用いられる。細胞上のFas抗原に対する内因性Fas−Lの結合を阻止する抗体(好ましくは、単クローン性抗体)をこの目的に用いる。一つの実施態様において、抗体は細胞表面Fas−Lに対して結合し、そして標的細胞上のFas抗原に対する細胞表面Fas−Lの結合を阻害する。
Fas−Lタンパク質は、「品質保証」実験の実施者が、例えば、異なる条件下においてFasタンパク質の保存寿命および安定性を監視するのに用いることができる試薬として用いられる。Fasリガンドは、Fasタンパク質の修飾(例えば、化学的修飾、切断、突然変異等)後に生物学的活性が保持されているかどうかを確認するのに用いることができる。修飾されたFasタンパク質のFas−Lに対する結合親和性を、非修飾Fasタンパク質のそれと比較して、Fasの生物学的活性に対する修飾の何等かの悪影響を検出する。
Fasリガンドの別の用途は、タンパク質精製法における試薬としてである。
Fas−LまたはFas−L/Fc融合タンパク質を慣用的な技法によって固体支持体基質に対して結合させ且つ用いて、アフィニティークロマトグラフィーによってFasを精製することができる。本発明の抗体は、例えば、Fas−Lの生物学的活性を阻害する作用を研究するのに、インビトロまたはインビボでFas−Lの存在を検出するのに、そしてFas−Lを精製するアフィニティークロマトグラフィーにおいて用いることができる。本発明の抗体もまた、Fas抗原含有細胞のFas−Lに媒介されたアポトーシスの阻害が望まれる場合に用いられる。細胞上のFas抗原に対する内因性Fas−Lの結合を阻止する抗体(好ましくは、単クローン性抗体)をこの目的に用いる。一つの実施態様において、抗体は細胞表面Fas−Lに対して結合し、そして標的細胞上のFas抗原に対する細胞表面Fas−Lの結合を阻害する。
本発明の一つの実施態様は、Fas−LおよびFasの相互作用によって媒介された疾患を治療する方法であって、Fasに対するFas−Lの結合を阻害する治療的有効量の抗体および適当な希釈剤または担体を含む組成物を、該疾患に冒された患者に対して投与することを含む上記方法に関する。好ましくは、抗体は単クローン性抗体である。本発明のFas−L特異的抗体による治療的処置が有益でありうる疾患としては、制限されないが、SLE、慢性関節リウマチ、ライム病、特発性CD4+Tリンパ球減少症、およびヒト免疫不全ウイルス(HIV)感染作用がある。
活性ヒトT細胞は、活性化誘導細胞死(ACID)と称される過程である、CD3/T細胞受容体複合体によって引き起こされるプログラム化された細胞死(アポトーシス)が起こるように誘導される。AICDは、HIV感染者から単離されたばかりのT細胞において見られたが、HIV非感染者には見られなかった(グロークス(Groux)ら、J.Exp.Med.,175:331,1992年;マイアード(Meyaard)ら、Science,257:217,1992年)。したがって、アポトーシスは、HIV感染者におけるCD4+T細胞の減少およびAIDSへの進行においてある役割を果たしているかもしれない。
HIV感染でのT細胞減少においてFas−Lがある役割を果たすためには、二つの判定基準を満たす必要がある。第一に、Fas−Lが発現される必要があり、したがって、T細胞は抗原に対する暴露によって活性化される必要がある。
第二に、T細胞は「感作」されて、Fasに媒介されたアポトーシスに対して感受性になる必要がある。HIV+患者において、T細胞のこのような感作は、GP−120/抗GP−120複合体によるCD4の架橋から生じることがある。
このような複合体は、インビトロでAICDが起こるように正常CD4+T細胞を感作することおよびヒトCD4トランスジーンを発現するマウスにおいてT細胞にアポトーシスを起こさせることが分かっている(ワン(Wang)ら、Eur.J.Immunol.,24:1553,1994年)。更に、CD4+T細胞は、CD4に対する抗体によって処置されたマウスにおいてアポトーシス細胞死を起こすが、この現象は、Fas欠乏LPRマウスでは起こらない(ワンら、Eur.J.Immunol.,24:1549,1994年)。活性化された正常ヒトT細胞(例えば、PL−1細胞)においておよびHIV+患者から単離されたばかりのT細胞において見られるAICDは、定性的に同一である。したがって、Fas−LとFasとの相互作用を阻害する抗体を用いるHIV感染患者に対する治療的介入は可能でありうる。
治療的使用には、本発明の精製抗体を、ヒトなどの患者に対してその症状に適切な方法での処置のために投与する。Fas−Lを結合する抗体および適当な希釈剤または担体を含む組成物を本明細書中において提供する。適当な組成物の希釈剤、担体および他の成分は上記に記載の通りである。一つの実施態様において、薬剤組成物は、細胞表面Fas抗原に対するFas−Lの結合を阻害する治療的有効量の単クローン性抗体および適当な希釈剤または担体を含む。
活性ヒトT細胞は、活性化誘導細胞死(ACID)と称される過程である、CD3/T細胞受容体複合体によって引き起こされるプログラム化された細胞死(アポトーシス)が起こるように誘導される。AICDは、HIV感染者から単離されたばかりのT細胞において見られたが、HIV非感染者には見られなかった(グロークス(Groux)ら、J.Exp.Med.,175:331,1992年;マイアード(Meyaard)ら、Science,257:217,1992年)。したがって、アポトーシスは、HIV感染者におけるCD4+T細胞の減少およびAIDSへの進行においてある役割を果たしているかもしれない。
HIV感染でのT細胞減少においてFas−Lがある役割を果たすためには、二つの判定基準を満たす必要がある。第一に、Fas−Lが発現される必要があり、したがって、T細胞は抗原に対する暴露によって活性化される必要がある。
第二に、T細胞は「感作」されて、Fasに媒介されたアポトーシスに対して感受性になる必要がある。HIV+患者において、T細胞のこのような感作は、GP−120/抗GP−120複合体によるCD4の架橋から生じることがある。
このような複合体は、インビトロでAICDが起こるように正常CD4+T細胞を感作することおよびヒトCD4トランスジーンを発現するマウスにおいてT細胞にアポトーシスを起こさせることが分かっている(ワン(Wang)ら、Eur.J.Immunol.,24:1553,1994年)。更に、CD4+T細胞は、CD4に対する抗体によって処置されたマウスにおいてアポトーシス細胞死を起こすが、この現象は、Fas欠乏LPRマウスでは起こらない(ワンら、Eur.J.Immunol.,24:1549,1994年)。活性化された正常ヒトT細胞(例えば、PL−1細胞)においておよびHIV+患者から単離されたばかりのT細胞において見られるAICDは、定性的に同一である。したがって、Fas−LとFasとの相互作用を阻害する抗体を用いるHIV感染患者に対する治療的介入は可能でありうる。
治療的使用には、本発明の精製抗体を、ヒトなどの患者に対してその症状に適切な方法での処置のために投与する。Fas−Lを結合する抗体および適当な希釈剤または担体を含む組成物を本明細書中において提供する。適当な組成物の希釈剤、担体および他の成分は上記に記載の通りである。一つの実施態様において、薬剤組成物は、細胞表面Fas抗原に対するFas−Lの結合を阻害する治療的有効量の単クローン性抗体および適当な希釈剤または担体を含む。
核酸フラグメント
本発明は、更に、本明細書中で示されたFas−Lヌクレオチド配列のフラグメントを提供する。一つの実施態様において、このようなフラグメントは、実施例1で単離された(そしてATCC69527として寄託された)ヒトFas−LcDNAの少なくとも14個の連続したヌクレオチドを含む。このようなフラグメントは、配列番号:1のDNA配列のコーディング領域の少なくとも14個のヌクレオチドを含むことができる。本明細書中において、該フラグメントのDNAおよびRNA相補体を、一本鎖および二本鎖両方の形のFas−LDNAと一緒に提供する。
このようなFas−L核酸フラグメントの用途には、プローブとしての使用がある。一つの例として、Fas−Lの細胞外ドメインに対応するプローブを用いることができる。該プローブは、インビトロ検定で並びにノーザンおよびサザンブロットのような方法でFas−L核酸の存在を検出する場合に用いられる。Fas−Lを発現する細胞種も同定することができる。このような方法は周知であり、そして当業者は、具体的な目的の用途に応じて、適当な長さのプローブを選択することができる。
Fas−L核酸の他の有用なフラグメントは、標的Fas−L mRNA(センス)またはFas−L DNA(アンチセンス)配列に対して結合することができる一本鎖核酸配列(RNAかまたはDNA)を含むアンチセンスまたはセンスオリゴヌクレオチドである。アンチセンスまたはセンスオリゴヌクレオチドは、本発明により、Fas−LcDNAのコーディング領域のフラグメントを含む。このようなフラグメントは、概して、少なくとも14個のヌクレオチド、好ましくは約14〜約30個のヌクレオチドを含む。ある与えられたタンパク質のcDNA配列に基いてアンチセンスまたはセンスオリゴヌクレオチドを生成する方法は、例えば、スタイン(Stein)およびコーエン(Cohen)、CancerRes.48:2659,1988年およびファン・デア・クロル(vander Krol)ら、BioTechniques6:958,1988年に記載されている。
本発明は、更に、本明細書中で示されたFas−Lヌクレオチド配列のフラグメントを提供する。一つの実施態様において、このようなフラグメントは、実施例1で単離された(そしてATCC69527として寄託された)ヒトFas−LcDNAの少なくとも14個の連続したヌクレオチドを含む。このようなフラグメントは、配列番号:1のDNA配列のコーディング領域の少なくとも14個のヌクレオチドを含むことができる。本明細書中において、該フラグメントのDNAおよびRNA相補体を、一本鎖および二本鎖両方の形のFas−LDNAと一緒に提供する。
このようなFas−L核酸フラグメントの用途には、プローブとしての使用がある。一つの例として、Fas−Lの細胞外ドメインに対応するプローブを用いることができる。該プローブは、インビトロ検定で並びにノーザンおよびサザンブロットのような方法でFas−L核酸の存在を検出する場合に用いられる。Fas−Lを発現する細胞種も同定することができる。このような方法は周知であり、そして当業者は、具体的な目的の用途に応じて、適当な長さのプローブを選択することができる。
Fas−L核酸の他の有用なフラグメントは、標的Fas−L mRNA(センス)またはFas−L DNA(アンチセンス)配列に対して結合することができる一本鎖核酸配列(RNAかまたはDNA)を含むアンチセンスまたはセンスオリゴヌクレオチドである。アンチセンスまたはセンスオリゴヌクレオチドは、本発明により、Fas−LcDNAのコーディング領域のフラグメントを含む。このようなフラグメントは、概して、少なくとも14個のヌクレオチド、好ましくは約14〜約30個のヌクレオチドを含む。ある与えられたタンパク質のcDNA配列に基いてアンチセンスまたはセンスオリゴヌクレオチドを生成する方法は、例えば、スタイン(Stein)およびコーエン(Cohen)、CancerRes.48:2659,1988年およびファン・デア・クロル(vander Krol)ら、BioTechniques6:958,1988年に記載されている。
標的核酸配列に対するアンチセンスまたはセンスオリゴヌクレオチドの結合は、二重らせんの促進された分解、転写若しくは翻訳の未成熟終結を含むいくつかの手段の一つによってまたは他の手段によって翻訳(RNA)または転写(DNA)を阻止する二重らせんの形成を引き起こす。したがって、アンチセンスオリゴヌクレオチドを用いて、Fas−Lタンパク質の発現を阻止することができる。アンチセンスまたはセンスオリゴヌクレオチドは、修飾された糖−ホスホジエステル主鎖(または他の糖結合、例えば、WO91/06629号明細書に記載のもの)を有するオリゴヌクレオチドを更に含み、そしてここにおいて該糖結合は内因性ヌクレアーゼに対して耐性である。耐性の糖結合を有するこのようなオリゴヌクレオチドはインビボで安定である(すなわち、酵素分解に耐えられる)が、標的ヌクレオチド配列に対して結合することができるように配列特異性を保持している。センスまたはアンチセンスオリゴヌクレオチドの他の例としては、WO90/10448号明細書に記載のような有機部分、並びにポリ(L−リシン)などの標的核酸配列に対するオリゴヌクレオチドの親和性を増加させるようなその他の部分に対して共有結合しているオリゴヌクレオチドがある。また更に、エリプティシンなどの挿入剤およびアルキル化剤または金属錯体をセンスまたはアンチセンスオリゴヌクレオチドに対して結合して、標的ヌクレオチド配列に対するアンチセンスまたはセンスオリゴヌクレオチドの結合特異性を変更することができる。アンチセンスまたはセンスオリゴヌクレオチドは、例えば、CapO4に媒介されたDNAトランスフェクション、エレクトロポレーション、またはエプスタイン・バールウイルスなどの他の遺伝子転移ベクターを含む任意の遺伝子転移法によって、標的核酸配列を含む細胞中に導入することができる。好ましくは、アンチセンスまたはセンスオリゴヌクレオチドを、適当なレトロウイルスベクター中にアンチセンスまたはセンスオリゴヌクレオチドを挿入することにより、標的核酸配列を含む細胞中に導入した後、該挿入された配列を含むレトロウイルスベクターと該細胞とをインビボでかまたはエクスビボ(exvivo)で接触させる。適当なレトロウイルスベクターとしては、制限されないが、ネズミレトロウイルスM−MuLV、N2(M−MuLVに由来するレトロウイルス)、またはDCT5A、DCT5BおよびDCT5Cと称する二重コピーベクターがある(PCT出願WO90/13641号明細書を参照されたい)。或いは、他のプロモーター配列を用いてオリゴヌクレオチドを発現させることができる。
センスまたはアンチセンスオリゴヌクレオチドもまた、WO91/04753号明細書に記載のように、リガンド結合分子との結合体の生成により、標的ヌクレオチド配列を含む細胞中に導入することができる。適当なリガンド結合分子としては、制限されないが、細胞表面受容体、成長因子、他のサイトカイン、または細胞表面受容体に対して結合する他のリガンドがある。好ましくは、リガンド結合分子の結合は、リガンド結合分子の対応する分子または受容体に対して結合するその能力をほとんど妨げないし、或いはセンス若しくはアンチセンスオリゴヌクレオチドまたはその結合型の細胞中への侵入を阻止しない。
或いは、センスまたはアンチセンスオリゴヌクレオチドは、WO90/10448号明細書に記載のように、オリゴヌクレオチド−脂質複合体の生成により、標的核酸配列を含む細胞中に導入することができる。センスまたはアンチセンスオリゴヌクレオチド−脂質複合体は、好ましくは、内因性リパーゼによって細胞中で分離する。
或いは、センスまたはアンチセンスオリゴヌクレオチドは、WO90/10448号明細書に記載のように、オリゴヌクレオチド−脂質複合体の生成により、標的核酸配列を含む細胞中に導入することができる。センスまたはアンチセンスオリゴヌクレオチド−脂質複合体は、好ましくは、内因性リパーゼによって細胞中で分離する。
以下の実施例は、具体的な実施態様を例証するために与えられ、発明の範囲を制限するためではない。
実施例1:ネズミ(マウス)Fas−L DNAの単離
ネズミFas−L DNAの180bpフラグメントを、以下のようにポリメラーゼ連鎖反応(PCR)によって単離した。PCRでの鋳型は、ホルボール12−ミリステート13−アセテート(PMA,シグマ・ケミカル・カンパニー(SigmaChemical Co.))によって18時間剌激されたネズミ末梢血リンパ球(PBL)に由来するRNAから製造されたcDNAであった。
5′および3′プライマーは、スダ(Suda)ら(Cell,75:1169,1993年)のラットFas−LDNA配列に基くオリゴヌクレオチドであった。該プライマーは、Fas−LDNAの3′末端付近の180bpフラグメントを規定する。PCRは慣用法によって行われた。例えば、サイキ(Saiki)ら、Science239:487(1988);RecombinantDNA Methodology,ウー(Wu)ら監修、アカデミック・プレス・インコーポレーテッド(Academic Press,Inc.),サン・ディエゴ(1989),189〜196頁;およびPCR Protocols:A Guideto Methodsand Applications,イニス(Innis)ら監修,アカデミック・プレス・インコーポレーテッド(1990)を参照されたい。
PCRによって単離され且つ増幅された180bpネズミFas−L DNAフラグメントは、配列番号:4で示されたネズミFas−L DNA配列のヌクレオチド643〜822を含んでいた。このDNAフラグメントをプローブとして用いるために32Pによって標識した。ランダムプライムドDNA標識付けキット(アマーシャム(Amersham)、アーリントン・ハイツ,イリノイ州)を用いてプローブに放射性標識を付けた。
実施例1:ネズミ(マウス)Fas−L DNAの単離
ネズミFas−L DNAの180bpフラグメントを、以下のようにポリメラーゼ連鎖反応(PCR)によって単離した。PCRでの鋳型は、ホルボール12−ミリステート13−アセテート(PMA,シグマ・ケミカル・カンパニー(SigmaChemical Co.))によって18時間剌激されたネズミ末梢血リンパ球(PBL)に由来するRNAから製造されたcDNAであった。
5′および3′プライマーは、スダ(Suda)ら(Cell,75:1169,1993年)のラットFas−LDNA配列に基くオリゴヌクレオチドであった。該プライマーは、Fas−LDNAの3′末端付近の180bpフラグメントを規定する。PCRは慣用法によって行われた。例えば、サイキ(Saiki)ら、Science239:487(1988);RecombinantDNA Methodology,ウー(Wu)ら監修、アカデミック・プレス・インコーポレーテッド(Academic Press,Inc.),サン・ディエゴ(1989),189〜196頁;およびPCR Protocols:A Guideto Methodsand Applications,イニス(Innis)ら監修,アカデミック・プレス・インコーポレーテッド(1990)を参照されたい。
PCRによって単離され且つ増幅された180bpネズミFas−L DNAフラグメントは、配列番号:4で示されたネズミFas−L DNA配列のヌクレオチド643〜822を含んでいた。このDNAフラグメントをプローブとして用いるために32Pによって標識した。ランダムプライムドDNA標識付けキット(アマーシャム(Amersham)、アーリントン・ハイツ,イリノイ州)を用いてプローブに放射性標識を付けた。
完全長さのネズミFas−L DNAを以下のように単離した。SC9と称するネズミハイブリドーマ細胞系を、T細胞ハイブリドーマ細胞系BW5147と、リンチ(Lynch).D.およびR.ミラー(Miller)(J.Exp.Med.179:31,1994年)によって記載された∝B10.5CTL系との融合によって生成した。∝B10.5CTL細胞を、融合の前にPMAおよびイオノマイシンによって刺激した(PMA500ng/mlおよびイオノマイシン3μg/ml中において37℃で2時間培養した)。SC9ハイブリドーマ細胞系をFas−L発現について選択した。簡単にいうと、融合から得られた細胞のFas−L発現について、可溶性Fas/Fc融合タンパク質に対する結合の検定を含めて検定した。SC9を、Fas/Fcに対する細胞結合に基いて、蛍光活性細胞選別(FACS)によって単離した。
SC9細胞を上記のようにPMAおよびイオノマイシンによって刺激し、そしてRNAをそこから抽出した。cDNAを慣用的な技法によってRNAから製造し、そしてファージベクターλgt10中に挿入し且つ包括させた(ギガパク(Gigapak)Rストラタジーン・クローニング・システムズ(StratageneCloning Systems),ラホヤ,CA)。得られたcDNAライブラリーを、プローブとして上記で製造された180bpネズミFas−LDNAフラグメントを用いてスクリーニングした。
正のクローンを単離し、そしてcDNAインサートのヌクレオチド配列を決定した。このネズミFas−Lヌクレオチド配列を配列番号:4で示し、そしてそれによってコードされたアミノ酸配列を配列番号:5で示す。タンパク質は細胞質ドメイン(アミノ酸1〜78)、貫膜部分(アミノ酸79〜103)および細胞外ドメイン(アミノ酸104〜279)を含む。
SC9細胞を上記のようにPMAおよびイオノマイシンによって刺激し、そしてRNAをそこから抽出した。cDNAを慣用的な技法によってRNAから製造し、そしてファージベクターλgt10中に挿入し且つ包括させた(ギガパク(Gigapak)Rストラタジーン・クローニング・システムズ(StratageneCloning Systems),ラホヤ,CA)。得られたcDNAライブラリーを、プローブとして上記で製造された180bpネズミFas−LDNAフラグメントを用いてスクリーニングした。
正のクローンを単離し、そしてcDNAインサートのヌクレオチド配列を決定した。このネズミFas−Lヌクレオチド配列を配列番号:4で示し、そしてそれによってコードされたアミノ酸配列を配列番号:5で示す。タンパク質は細胞質ドメイン(アミノ酸1〜78)、貫膜部分(アミノ酸79〜103)および細胞外ドメイン(アミノ酸104〜279)を含む。
実施例2:ヒトFas−L DNAの単離
ヒトFas−L cDNAを、刺激されたヒト末梢血リンパ球に由来するcDNAライブラリーから単離した。手順は以下の通りであった。
末梢血リンパ球(PBL)を正常なヒト志願者から入手し、そしてOKT3(抗CD3抗体)10ng/mlおよびヒトIL−210ng/mlによって6日間処理した。PBL細胞を洗浄し且つイオノマイシン(カルビオケム(Calbiochem))500ng/mlおよびPMA10ng/mlによって4時間刺激した。メッセンジャーRNAを、剌激されたPBL細胞から単離した。
mRNA鋳型で合成されたcDNAを、製造者の指示にしたがって、λgt10ファージベクター(ギガパクRストラタジーン・クローニング・システムズ、ラホヤ,CA)中に包括させた。次に、組換え体ファージを大腸菌菌株KW251上でプレーティングし且つ標準的なプラークハイブリッド形成技術を用いてスクリーニングした。
ヒトFas−L cDNAを、刺激されたヒト末梢血リンパ球に由来するcDNAライブラリーから単離した。手順は以下の通りであった。
末梢血リンパ球(PBL)を正常なヒト志願者から入手し、そしてOKT3(抗CD3抗体)10ng/mlおよびヒトIL−210ng/mlによって6日間処理した。PBL細胞を洗浄し且つイオノマイシン(カルビオケム(Calbiochem))500ng/mlおよびPMA10ng/mlによって4時間刺激した。メッセンジャーRNAを、剌激されたPBL細胞から単離した。
mRNA鋳型で合成されたcDNAを、製造者の指示にしたがって、λgt10ファージベクター(ギガパクRストラタジーン・クローニング・システムズ、ラホヤ,CA)中に包括させた。次に、組換え体ファージを大腸菌菌株KW251上でプレーティングし且つ標準的なプラークハイブリッド形成技術を用いてスクリーニングした。
実施例1で製造された32P標識180bpネズミFas−Lプローブを、組換えDNAに対して37℃で一晩中ハイブリッド形成した。ハイブリッド形成の後、6XSSCによって室温で2回洗浄した後、2XSSC/0.1%SDSによって55℃で2回洗浄した。正の(ハイブリッド形成)プラークをオートラジオグラフィーによって可視化した。
正のプラーク2個を精製し、そしてインサートをPCRによって増幅させた。
クローニング部位(cDNAが挿入されたλgt10のEcoRI部位)に隣接するオリゴヌクレオチドをPCRのためのプライマーとして用いた。両方の正のプラークからの組換え体ファージのcDNAインサートの長さは約2.0kbであった。一つのクローンからのPCR産物をEcoRIによって消化し、そして(cDNAインサートを含む)所望のフラグメントをEcoRI消化クローニングベクターpBLUESCRIPTRSK(ストラタジーン・クローニング・システムズ,ラホヤ,CA)中に連結させた。得られた組換えベクター(ヒトFas−L/pBSと称する)を含む大腸菌菌株DH5α細胞は、1994年1月5日にアメリカン・タイプ・カルチャー・コレクションに寄託され且つ受託番号ATCC69527と指定された。寄託はブダペスト条約の条件に基いて行われた。
このヒトFas−L DNAのDNA配列を配列番号:1で表わす。単離されたDNAによってコードされたアミノ酸配列を配列番号:2で表わす。このヒトFas−Lタンパク質は、N末端細胞質ドメイン(アミノ酸1〜80)、貫膜部分(アミノ酸81〜105)および細胞外ドメイン(アミノ酸106〜281)を含む。当業者に理解されるように、貫膜部分は、疎水性ドメインの種類を識別するための慣用的な判定基準によって識別される。貫膜部分の正確な境界は、上記に示されたものとは僅かに(おそらく両末端の5個までのアミノ酸)異なることがある。タンパク質中のこのような疎水性部分を識別するのに有用なコンピュータープログラムが入手可能である。
正のプラーク2個を精製し、そしてインサートをPCRによって増幅させた。
クローニング部位(cDNAが挿入されたλgt10のEcoRI部位)に隣接するオリゴヌクレオチドをPCRのためのプライマーとして用いた。両方の正のプラークからの組換え体ファージのcDNAインサートの長さは約2.0kbであった。一つのクローンからのPCR産物をEcoRIによって消化し、そして(cDNAインサートを含む)所望のフラグメントをEcoRI消化クローニングベクターpBLUESCRIPTRSK(ストラタジーン・クローニング・システムズ,ラホヤ,CA)中に連結させた。得られた組換えベクター(ヒトFas−L/pBSと称する)を含む大腸菌菌株DH5α細胞は、1994年1月5日にアメリカン・タイプ・カルチャー・コレクションに寄託され且つ受託番号ATCC69527と指定された。寄託はブダペスト条約の条件に基いて行われた。
このヒトFas−L DNAのDNA配列を配列番号:1で表わす。単離されたDNAによってコードされたアミノ酸配列を配列番号:2で表わす。このヒトFas−Lタンパク質は、N末端細胞質ドメイン(アミノ酸1〜80)、貫膜部分(アミノ酸81〜105)および細胞外ドメイン(アミノ酸106〜281)を含む。当業者に理解されるように、貫膜部分は、疎水性ドメインの種類を識別するための慣用的な判定基準によって識別される。貫膜部分の正確な境界は、上記に示されたものとは僅かに(おそらく両末端の5個までのアミノ酸)異なることがある。タンパク質中のこのような疎水性部分を識別するのに有用なコンピュータープログラムが入手可能である。
ヒトFas−L コーディング領域DNA配列(配列番号:1のヌクレオチド93〜938)は、スダら(Cell,75:1169,1993年)で示されたラットFas−Lコーディング領域DNA配列と82.89%一致する。配列番号:2のヒトFas−Lアミノ酸配列は、ラットFas−Lのそれと77.98%一致する。ヒトとラットとの間の相同度は、本明細書中で開示されたヒトFas−LcDNAが単離される前には知られても断定されてもいなかった。
ヒトFas−L cDNAは、SalIおよびNotIによる消化によってpBLUESCRIPTRSKから切断された。所望のフラグメントを単離し、そしてSalIおよびNotIによって消化された哺乳動物発現ベクターpDC409中に連結した。
pDC409はpDC406と称する発現ベクターに由来するが、mcsを除くBglII部位を欠失した結果としてmcsBglII部位が独特であるという点でpDC406とは異なる。2個のPme1部位および1個のSrf1部位をmcsに対して加え、そして3個の停止コドン(TAG)を、三つの読み枠全部で機能するようにmcsの下流に配置した。T7プライマー/プロモーターを加えて、DNA配列順序決定工程を促進した。
プラスミドpDC406は、マクマーンら(EMBOJ.10:2821,1991年)によっておよびPCT出願WO91/18982(本明細書によって援用される)で記載されており、哺乳動物細胞で用いるための発現ベクターであるが、大腸菌細胞においても複製可能である。
ヒトFas−L cDNAは、SalIおよびNotIによる消化によってpBLUESCRIPTRSKから切断された。所望のフラグメントを単離し、そしてSalIおよびNotIによって消化された哺乳動物発現ベクターpDC409中に連結した。
pDC409はpDC406と称する発現ベクターに由来するが、mcsを除くBglII部位を欠失した結果としてmcsBglII部位が独特であるという点でpDC406とは異なる。2個のPme1部位および1個のSrf1部位をmcsに対して加え、そして3個の停止コドン(TAG)を、三つの読み枠全部で機能するようにmcsの下流に配置した。T7プライマー/プロモーターを加えて、DNA配列順序決定工程を促進した。
プラスミドpDC406は、マクマーンら(EMBOJ.10:2821,1991年)によっておよびPCT出願WO91/18982(本明細書によって援用される)で記載されており、哺乳動物細胞で用いるための発現ベクターであるが、大腸菌細胞においても複製可能である。
pDC406は、SV40、エプスタイン・バールウイルスおよびpBR322に由来する複製起点を含み、ダウアー(Dower)ら、J.Immunol.142:4314(1989)によって記載されたHAV−EOの誘導体である。pDC406は、HAV−EO中のアデノウイルス2の3部分リーダー配列中に存在するイントロンの欠失によってHAV−EOとは異なる。多クローニング部位(多数の制限エンドヌクレアーゼ開裂部位を含む)中に挿入されたDNAは、HIVおよびアデノウイルスに由来する調節要素を用いて転写され且つ翻訳される。ベクターは、アンピシリン耐性を与える遺伝子を含む。
組換えベクター(ヒトFas−L DNAを含むpDC409)を、サル腎細胞系CV−1/EBNA−1(ATCC CRL 10478)中にトランスフェクションさせた。CV−1/EBNA細胞系は、マクマーンら、上記によって記載されたように、ヒトCMV中間体−初期エンハンサー/プロモーターに由来するエプスタイン・バールウイルス核抗原−1(EBNA−1)を構成的に発現するEBNA−1をコードしている遺伝子によるCV−1細胞系(ATCCCCL 70)のトランスフェクションによって誘導された。EBNA−1遺伝子は、EBV複製起点を有するpDC409などの発現ベクターのエピソーム複製を可能にする。
組換えベクターによって形質転換されたCV1−EBNA−1細胞をローラーボトル中で培養して、Fas−Lタンパク質の発現を可能にした。他の適当な哺乳動物発現ベクターをpDC409の代わりに置換えてよい。
組換えベクター(ヒトFas−L DNAを含むpDC409)を、サル腎細胞系CV−1/EBNA−1(ATCC CRL 10478)中にトランスフェクションさせた。CV−1/EBNA細胞系は、マクマーンら、上記によって記載されたように、ヒトCMV中間体−初期エンハンサー/プロモーターに由来するエプスタイン・バールウイルス核抗原−1(EBNA−1)を構成的に発現するEBNA−1をコードしている遺伝子によるCV−1細胞系(ATCCCCL 70)のトランスフェクションによって誘導された。EBNA−1遺伝子は、EBV複製起点を有するpDC409などの発現ベクターのエピソーム複製を可能にする。
組換えベクターによって形質転換されたCV1−EBNA−1細胞をローラーボトル中で培養して、Fas−Lタンパク質の発現を可能にした。他の適当な哺乳動物発現ベクターをpDC409の代わりに置換えてよい。
実施例3
この実施例は、Fas−Lに対する単クローン性抗体の製造を例証する。Fas−Lを、COS−7またはCVI−EBNA細胞などの哺乳動物宿主細胞中で発現させ、そして本明細書中に記載のFas/Fcアフィニティークロマトグラフィーを用いて精製する。Fas−Lは、本明細書中に記載のヒト若しくはネズミFas−Lであってよいし、またはそれらの免疫原性フラグメント、例えば、それらの細胞外ドメインであってよい。
精製Fas−Lは、慣用的な技法、例えば、米国特許第4,411,993号明細書に記載された技法を用いて、Fas−Lに対する単クローン性抗体を生成するのに用いることができる。簡単にいうと、完全フロイントアジュバント中に乳化したFas−Lを免疫原として用いてマウスを免疫感作し且つ10〜100μgの量を皮下または腹腔内に注射した。10〜12日後、免疫感作された被験動物を、不完全フロイントアジュバント中に乳化した追加のFas−Lによって追加免疫する。引続き、毎週〜隔週免疫感作スケジュールでマウスに定期的に追加免疫する。血清試料は、Fas−L抗体についてのドットプロット検定またはエリザ(ELISA)(酵素結合イムノソルベント検定法)によって試験するために、後眼窩出血または尾先端切断によって定期的に得られた。
適当な抗体力価の検出後、陽性の動物に食塩水中のFas−Lの最後の静脈内注射を1回行う。3〜4日後、被験動物を屠殺し、脾臓細胞を採取し、そして脾臓細胞をネズミ骨髄腫細胞系(例えば、NS1またはAg8.653)に対して融合させる。融合は、ハイブリドーマ細胞を生成し、それを多数の微量滴定プレート中のHAT(ヒポキサンチン、アミノプテリンおよびチミジン)選択培地中でプレーティングして、非融合細胞、骨髄腫ハイブリッドおよび脾臓細胞ハイブリッドの増殖を阻害する。
ハイブリドーマ細胞の精製Fas−Lに対する反応性を、エングバル(Engvall)ら、Immunochem.8:871,1971年および米国特許第4,703,004号明細書で開示された技法の適応により、エリザによってスクリーニングした。正のハイブリドーマ細胞を、同系BALB/cマウスに腹腔内注射して、高濃度の抗Fas−L単クローン性抗体を含む腹水を生じることができる。或いは、ハイブリドーマ細胞をフラスコまたはローラーボトル中において種々の技法によってインビトロ増殖させることができる。マウス腹水中で生産された単クローン性抗体は、硫酸アンモニウム沈降に続いてゲル排除クロマトグラフィーによって精製することができる。或いは、プロテインAまたはプロテインGに対する抗体の結合に基くアフィニティークロマトグラフィーもまた、Fas−Lに対する結合に基くアフィニティークロマトグラフィーの場合と同様に用いることができる。
この実施例は、Fas−Lに対する単クローン性抗体の製造を例証する。Fas−Lを、COS−7またはCVI−EBNA細胞などの哺乳動物宿主細胞中で発現させ、そして本明細書中に記載のFas/Fcアフィニティークロマトグラフィーを用いて精製する。Fas−Lは、本明細書中に記載のヒト若しくはネズミFas−Lであってよいし、またはそれらの免疫原性フラグメント、例えば、それらの細胞外ドメインであってよい。
精製Fas−Lは、慣用的な技法、例えば、米国特許第4,411,993号明細書に記載された技法を用いて、Fas−Lに対する単クローン性抗体を生成するのに用いることができる。簡単にいうと、完全フロイントアジュバント中に乳化したFas−Lを免疫原として用いてマウスを免疫感作し且つ10〜100μgの量を皮下または腹腔内に注射した。10〜12日後、免疫感作された被験動物を、不完全フロイントアジュバント中に乳化した追加のFas−Lによって追加免疫する。引続き、毎週〜隔週免疫感作スケジュールでマウスに定期的に追加免疫する。血清試料は、Fas−L抗体についてのドットプロット検定またはエリザ(ELISA)(酵素結合イムノソルベント検定法)によって試験するために、後眼窩出血または尾先端切断によって定期的に得られた。
適当な抗体力価の検出後、陽性の動物に食塩水中のFas−Lの最後の静脈内注射を1回行う。3〜4日後、被験動物を屠殺し、脾臓細胞を採取し、そして脾臓細胞をネズミ骨髄腫細胞系(例えば、NS1またはAg8.653)に対して融合させる。融合は、ハイブリドーマ細胞を生成し、それを多数の微量滴定プレート中のHAT(ヒポキサンチン、アミノプテリンおよびチミジン)選択培地中でプレーティングして、非融合細胞、骨髄腫ハイブリッドおよび脾臓細胞ハイブリッドの増殖を阻害する。
ハイブリドーマ細胞の精製Fas−Lに対する反応性を、エングバル(Engvall)ら、Immunochem.8:871,1971年および米国特許第4,703,004号明細書で開示された技法の適応により、エリザによってスクリーニングした。正のハイブリドーマ細胞を、同系BALB/cマウスに腹腔内注射して、高濃度の抗Fas−L単クローン性抗体を含む腹水を生じることができる。或いは、ハイブリドーマ細胞をフラスコまたはローラーボトル中において種々の技法によってインビトロ増殖させることができる。マウス腹水中で生産された単クローン性抗体は、硫酸アンモニウム沈降に続いてゲル排除クロマトグラフィーによって精製することができる。或いは、プロテインAまたはプロテインGに対する抗体の結合に基くアフィニティークロマトグラフィーもまた、Fas−Lに対する結合に基くアフィニティークロマトグラフィーの場合と同様に用いることができる。
Claims (15)
- 配列番号:5の残基1〜279のアミノ酸配列を含むマウスFas−Lポリペプチドをコードする単離DNA。
- 前記DNAが、配列番号:4の残基31〜867のヌクレオチド配列を含む請求項1に記載の単離DNA。
- 配列番号:5の残基104〜279のアミノ酸配列を含む可溶性マウスFas−Lポリペプチドをコードする単離DNA。
- 前記DNAが、配列番号:4の残基340〜867のヌクレオチド配列を含む請求項3に記載の単離DNA。
- 請求項1〜4のいずれかに記載のDNAを含む発現ベクター。
- 請求項5に記載のベクターによって形質転換された宿主細胞を培養し、培養物からFas−Lポリペプチドを回収するマウスFas−Lポリペプチドを製造する方法。
- 配列番号5の残基1〜279のアミノ酸配列を含む精製されたマウスFas−Lポリペプチド。
- 配列番号5の残基104〜279のアミノ酸配列を含む可溶性マウスFas−Lポリペプチド。
- 請求項7または8に記載のポリペプチドを含むFas−Lポリペプチドのオリゴマー。
- 請求項7または8に記載のポリペプチドの二量体または三量体である請求項9に記載のオリゴマー。
- Fas−Lと抗体のFc領域とを融合して作られる、または、スペーサーアミノ酸結合基の存在下、または不存在下に、融合タンパク質として発現される、2以上のFas−Lポリペプチドのシステイン残基間のジスルフィド結合によって形成される請求項9または10に記載のオリゴマー。
- ラットFas−Lポリペプチドおよび配列番号:2の残基152〜281のアミノ酸配列からなるヒトFas−Lポリペプチドと免疫反応する抗体を除く、請求項7または8に記載のFas−Lポリペプチドと免疫反応性の抗体。
- 前記抗体が単クローン性抗体である請求項12に記載の抗体。
- 配列番号:4のコーディンク領域の少なくとも14個のヌクレオチドを含む単離核酸分子またはそのDNA若しくはRNA相補体。
- 請求項7または8に記載のFas−LポリペプチドまたはそれをコードするDNAをFas−Lによって直接または間接に媒介される疾患の診断治療薬または治療の開発に用いる方法。
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