JP2509775B2 - 結晶性インタ―ロイキン―4 - Google Patents

結晶性インタ―ロイキン―4

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JP2509775B2 JP3511002A JP51100291A JP2509775B2 JP 2509775 B2 JP2509775 B2 JP 2509775B2 JP 3511002 A JP3511002 A JP 3511002A JP 51100291 A JP51100291 A JP 51100291A JP 2509775 B2 JP2509775 B2 JP 2509775B2
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Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 T細胞由来インターロイキン(IL−4)は、活性化し
たB細胞の増殖を同時刺激することができるネズミ因子
として最初に記載された[ハワード(Howard)ら、J.Ex
p.Med.155:914(1982)]。続いて、ネズミIL−4は、
B細胞[ポール(Paul)ら、Ann.Rev.Immunol.5:429(1
987);ノエレ(Noelle)ら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA
81:6149(1984);レーム(Roehm)ら、J.Exp.Med.160:
679(1984);ヴィテッタ(Vitetta)ら、J.Exp.Med.16
2:1762(1985);コフマン(Coffman)ら、J.Immunol.1
36:4538(1986);コフマンら、J.Immunol.136:949(19
86)]並びにT細胞[モスマン(Mosmann)ら、Proc.Na
tl.Acad.Sci.USA 83:5654(1986);フェルナンデツ・
ボトラン(Fernandez−Botran)ら、J.Exp.Med.164:580
(1986);フー・リ(Hu−Li)ら、J.Exp.Med.165:157
(1987);グラブスタイン(Grabstein)ら、J.Immuno
l.139:1148(1987);ツロトニック(Zlotnick)ら、Pr
oc.Natl.Acad.Sci.USA 84:3856(1987)]、造血前駆細
胞[レニック(Rennick)ら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA
84:6889(1987);ペシェル(Peschel)ら、Blood70:
254(1987)]および肥満細胞(モスマン、上記)を含
む他の細胞種に対して種々の生物学的作用をすることが
できるということが実証された。
ネズミIL−4との相同性に基づいて、cDNAコードヒト
インターロイキン−4(huIL−4)はクローン化され
[ヨコタ(Yokota)ら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA 83:58
94(1986)]、そして哺乳動物[リー(Le)ら、J.Bio
l.Chem.263:10817(1988);ソノダ(Sonoda)ら、J.Bi
otechnology9:61(1988);タケベ(Takebe)ら、Mol
l.Cell Biol.8:466(1988)]および細菌[ヴァン・キ
メナーデ(van Kimmenade)ら、Eur.J.Biochem.173:10
9(1988)]宿主双方において発現された。ネズミIL−
4と同様に、組換え体huIL−4(rhuIL−4)は、種々
の細胞種に対して作用する多面的リンホカインである。
したがって、例えば、rhuIL−4は、活性化TおよびB
双方のリンパ球の増殖を誘導することができ[スピッツ
(Spits)ら、J.Immunol.139:1142(1987);デ・フラ
ンス(DeFrance)ら、J.Immunol.139:1135(1987)]、
B細胞でのクラスII主要組織適合性抗原およびIgEに対
する低親和性受容体の発現を増大させることができ[ル
ーセット(Rousset)ら、J.Immunol.140:2625(198
8);デ.フランスら、J.Exp.Med.165:1459(198
7)]、そしてIgEおよび他の免疫グロブリンの産生を誘
導することができる[ペン(Pene)ら、Proc.Natl.Aca
d.Sci.USA 85:6880(1988)]。B細胞起源の慢性リン
パ性白血病細胞のIL−2依存増殖を阻害するrhuIL−4
の能力は、B細胞新生物における臨床的用途を示唆した
[カレイ(Karray)ら、J.Exp.Med.168:85(1988)]。
ミリグラム量の精製rhuIL−4の入手可能性は、タン
パク質の構造および構造−機能関係についての研究の開
始を容易にした。本発明は、結晶性rhuIL−4を製造す
るための条件の知見に関する。更に、本発明は、結晶性
rhuIL−4自体に関する。結晶はX線回折研究に適当で
あり且つrhuIL−4の精製および処方における用途を有
する。
発明の要約 最も広範な態様において、本発明は、結晶形のインタ
ーロイキン−4に関する。
更に、本発明は、結晶形のヒトインターロイキン−4
に関する。
更に、本発明は、組換えDNA技術によって製造された
結晶形のヒトインターロイキン−4に関する。
更に、本発明は、グリコシル化または非グリコシル化
することができる結晶形のインターロイキン−4に関す
る。
更に、本発明は、硫酸塩またはクエン酸塩を含む緩衝
されたpH5〜7の水溶液からインターロイキン−4を結
晶化することを含む、インターロイキン−4の結晶を製
造する方法に関する。
発明の詳細な説明 本発明の結晶性インターロイキン−4は、X線結晶学
的分析におよびインターロイキン−4による処置に感受
性の任意の医学的症状を治療するための薬剤組成物の製
造に有用である。
本発明の実施を例証するために、huIL−4の成熟形態
を大腸菌(E.coli)において発現させた。他のIL−4並
びに他の形態のrhuIL−4も同様に用いることができ
る。細胞上澄み液からのrhuIL−4の精製は、慣用的な
クロマトグラフ法(リーら、上記)によって行われた。
懸滴蒸気拡散実験を24−ウェル組織培養プレート(マル
チウェル(Multiwell)、ベクトン・ディケンソン・ア
ンド・カンパニー(Becton Dickenson & Co.)、リン
カーン・パーク、NJ)中で実施した。huIL−4を20mg/m
l、15〜20%飽和硫酸アンモニウム、40mMリン酸ナトリ
ウム、pH6.0〜7.0を含む小滴(6μL)を、24−ウェル
組織培養プレート中に伏せたシリコーン処理したカバー
グラスから滴らせた。これらの小滴を、30〜40%飽和硫
酸アンモニウム、40mMリン酸ナトリウム、pH6.0〜7.0の
1mlに対して12℃かまたは22℃で平衡にした。温度制御
されたインキュベーションを、12℃または22℃に設定し
たREVCO環境室中で実施した。
各種緩衝液中のrhuIL−4の濃度を、吸光係数0.57/cm
/mg/mlを用いて278nmで分光光度分析によって決定し
た。ドデシル硫酸ナトリウムポリアクリルアミドゲル電
気泳動(SDS−PAGE)を、レムリ(Laemmli)[Nature
227:680(1970)]の方法にしたがって実施した。逆相
高速液体クロマトグラフィーを、0.1%トリフルオロ酢
酸中のアセトニトリルの直線勾配を用いて展開したレイ
ニン(Rainin)C4カラム(4.6×250nm;ダイナマクス(D
ynamax)、300オングスロトーム)上で実施した。ヒト
末梢血液リンパ球を用いるT細胞増殖活性の決定を、前
記に記載したように(ヨコタら、上記)実施した。X線
研究に対して、大型の正方晶系結晶をガラス毛管中に固
定し且つリガク(Rigaku)RU−300回転陽極からのCuKα
放射線を用いて22℃でプレセッションカメラによって撮
影した。完全な未処理データセットを、同一の放射線源
を用いてニコレット(Nicolet)X−100A面積検出器で
集めた。
前述のように、例示の目的のために、本発明において
記載した結晶性ヒトインターロイキン−4は大腸菌由来
の組換え体ヒトインターロイキン−4である。そのタン
パク質の一次構造は以下である。
硫酸アンモニウムを沈殿剤として用いて、rhuIL−4
を針状結晶および大型の正方晶系結晶に結晶化した。結
晶化は、34%硫酸アンモニウムを含む40mMリン酸ナトリ
ウム緩衝液、pH6.0中において12℃で21日間のインキュ
ベーション後に最もよく達成することができる。更に、
正方晶系結晶は、リン酸ナトリウム中において5.0〜7.0
の範囲のpH値でおよび30〜40%飽和の範囲の硫酸アンモ
ニウム濃度で観察された。
結晶化をpH範囲5〜7、好ましくは、5.5〜6.5で、そ
して最も好ましくは、約pH6.0で実施する。温度は約5
〜25℃、好ましくは、12〜22℃であることができ、そし
て最も好ましくは、約12℃である。平衡でのタンパク質
濃度は約5〜60mg/ml、好ましくは、30〜50mg/ml、そし
て最も好ましくは、約40mg/mlでなければならない。
12℃〜22℃でのインキュベーション時間は2〜20日で
あることができる。本明細書中に記載した結晶化方法
は、他の宿主細胞(例えば、培養物中の哺乳動物細胞、
酵母、昆虫およびその他)由来のrhuIL−4または天然
源(例えば、ヒト末梢血液リンパ球またはhuIL−4ヒト
を構成的に産生する細胞系)由来のhuIL−4の結晶化に
も有用であると考えられる。更に、その方法は、他の種
由来の相同インターロイキン4タンパク質に応用できる
と考えられる。
懸滴からの結晶性rhuIL−4を単離し且つ55%硫酸ア
ンモニウム、40mMリン酸ナトリウム緩衝液、pH6.6中に
おいて周囲温度(22〜25℃)で完全に洗浄した。20mMリ
ン酸ナトリウム緩衝液、pH7.4中に0.15M塩化ナトリウム
と一緒に再溶解した後、結晶は、結晶化されなかった対
照rhuIL−4試料の場合と同一であるT細胞増殖活性
(2.0×107単位/mg)を示した。SDS−PAGEを行った場
合、再溶解したrhuIL−4結晶の電気泳動は対照試料の
場合と同一であった。同様に、再溶解した結晶の逆相高
速液体クロマトグラフィー溶離パターン対照試料の溶離
パターンと区別できなかった。22℃で長時間のインキュ
ベーションの結果としてのタンパク質分解は見られなか
った。更に重要なことに、結晶化に続いて生理的緩衝液
中に再溶解する方法は、rhuIL−4のT細胞増殖活性を
失活させなかった。
X線回折データは、面積検出器を用いて最初に2.7Å
分解能に集めた。振動フレームを0.25にし且つ10分間測
定した。強度データの指数表示および積分は、XENGEN処
理プログラム[ハワードら、J.Appl.Crystallogr.20:38
3(1987)]を用いて行った。データは、a=92.1
(2)、b=92.1(7)およびc=46.5(1)Åによっ
て正方晶系を示した。空間群はP4212かまたはP43212で
ある。
インターロイキン−4についての次のX線プレセッシ
ョン写真は、空間群および単位格子パラメーターを確証
した。正方晶系結晶はX線に適当であり、そして室温で
少なくとも5日間回折し且つ少なくとも2.7Å分解能ま
で回折する。
大規模な結晶化は、蒸気拡散と同等の方法、すなわ
ち、透析および限外濾過によって達成することができ
る。懸滴実験から得られた種結晶を用いて、いったん最
適条件が確立されれば大規模な結晶化を促進することが
できる。硫酸アンモニウムを沈殿剤として用いることは
好ましいが、それは他の一般的な硫酸塩およびクエン酸
塩、例えば、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、硫酸カル
シウムまたは硫酸マグネシウム;クエン酸ナトリウムお
よびその他で置き換えることができる(マクファーソン
(McPherson)、Preparation and Analysis of Protei
n Crystals,1982,ジョン・ウィリー・アンド・サンズ
(John Wiley & Sons),ニューヨーク州,ニューヨー
ク)。rhuIL−4の大規模な結晶化は最終精製工程およ
び/または濃縮工程として臨床用製造法に導入すること
ができる。更に、結晶形のrhuIL−4原薬剤の長期間貯
蔵は、結晶の固有の安定性ゆえに、溶液中に防腐剤と一
緒に貯蔵されたrhuIL−4と比較して極めて望ましい。
記載した方法によって製造された結晶は、更に、医薬
品剤形製造に特に好都合な形態を構成する。例えば、結
晶は、インビボでのrhuIL−4の徐放性処方のための基
準として用いることができる。金属(例えば、亜鉛また
は鉄)およびhuIL−4の錯体を生成した後、引き続き結
晶化することができると考えられる。これらの錯体の結
晶は、更に、適当な医薬品添加物を含む徐放性タンパク
質製剤で用いることができる。同様の徐放性タンパク質
製剤の例は、亜鉛−インスリン結晶性錯体(Remington'
s Pharmaceutical Sciences,1985,ジェナロ(Gennar
o),A.R.監修,マック・パブリッシング・カンパニー
(Mack Publishing Co.),ファースン・ペンシルバニ
ア州,974〜976頁)および亜鉛−インスリン−プロタミ
ン結晶性錯体(Pharmaceutical Manufacturing Encyclo
pedia,1989,スィティック(Sittig),M.監修,820〜821
頁)である。
本発明の結晶性インターロイキン−4を含む徐放性薬
剤組成物は、前記に記載したように、この種のインター
ロイキン−4を金属および/またはタンパク質錯生成剤
(complexing agent)と一緒に混合することによって製
造することができる。
フロントページの続き (72)発明者 ナガブシャン,ティー・エル アメリカ合衆国ニュージャージー州 07054,パーシッパニー,サンセット・ レーン 3 (72)発明者 レイチャート,ポール アメリカ合衆国ニュージャージー州 07045,モントビル,キャンブレー・ロ ード 11 (72)発明者 トロッタ,ポール・ピー アメリカ合衆国ニュージャージー州 07094,セコーカス,ハーモン・コー ブ・タワーズ 2429 (56)参考文献 特開 昭62−167798(JP,A)

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】インターロイキン−4の正方晶系結晶を含
    んでなる結晶性インターロイキン−4。
  2. 【請求項2】インターロイキン−4を、硫酸塩またはク
    エン酸塩を含み且つインターロイキン−4の濃度が水溶
    液1ミリリットル当りインターロイキン−4を約5〜60
    ミリグラムの平衡状態にある緩衝されたpH5〜7の水溶
    液中においてインターロイキン−4の結晶を生じさせる
    のに十分な時間インキュベートすることを含む、インタ
    ーロイキン−4の結晶を製造する方法。
  3. 【請求項3】金属および/またはタンパク質錯生成剤と
    一緒に錯体生成した請求項1に記載の結晶形のインター
    ロイキン−4を含むT細胞増殖用薬剤組成物。
JP3511002A 1990-06-15 1991-06-13 結晶性インタ―ロイキン―4 Expired - Lifetime JP2509775B2 (ja)

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