JP2783385B2 - ヒト血管浸透性因子のcDNA - Google Patents
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Description
性因子および完全な大きさのヒト血管浸透性因子を与え
るcDNAクローンに関するものである。
ermeability factors(VPF
s))は、種々の腫瘍から最初に得られた蛋白質であ
り、温血動物の皮下にナノグラム量を注射した場合に、
血管の浸透性の急速かつ可逆的な増大を引き起こす。V
PF活性は、モルモット、ハムスターおよびマウスの腫
瘍腹水液中に見出され、これらの腫瘍および種々の腫瘍
細胞株によりSengerらのScience 21
9、983−985(1983)に従ってインビトロで
分泌される。米国特許第4,456,550号には、下
記の性質を有する精製VPFが記載されている: (a) NaCl濃度が線形的に変化する水溶液(0.
01M Na3 PO 4、pH7)において、VPFは、
ヘパリン−セファロースクロマトグラフィカラムから
0.4NaClを中心とするピーク中に溶出され; (b) 濃度が変化するNa3 PO 4の水溶液、pH
7.0において、VPFは、ヒドロキシアパタイトカラ
ムから0.25M Na3 PO 4を中心とするピーク中
に溶出され;および (c) ポリアクリルアミドスラブゲル(0.375M
トリス−HCl、pH8.8、0.1%SDS)にお
けるSDSゲル電気泳動に35ミリアンペアおよび4℃
にてかけられた場合に、VPFは、34,000と4
5,000ドルトンとの間の分子量に対応する領域に位
置する。
ルモット腫瘍細胞培養物の無血清調節培地から約1,8
00倍に、または腹水から10,000倍に、次の一連
の工程: (a) ヘパリン−セファロースカラムによるアフィニ
ティクロマトグラフィ; (b) ヒドロキシアパタイトカラムによるクロマトグ
ラフィ;および (c) 硫酸ナトリウム/ポリアクリルアミドゲル電気
泳動 により精製される。この特許によると、わずか200n
g(5×10-12 モル)の同精製VPFは、1.25μ
g(4×10-9モル)のヒスタミンに相当するまで血管
浸透性が増大している。ヒスタミンは、Milesおよ
びMilesのJ.Physiol.118、228−
256(1952)に記載された標準的浸透性媒体であ
る。該VPFは、傷の回復等における血液栄養物の要求
の増大に伴って、栄養物を組織に到達させ得る点におい
て、臨床的価値を有するといわれている。
のScience 235、442−447(198
7)によると、VPFは、フィブリノーゲンを含む蛋白
質類の血管からの漏出を招き、これにより脈管形成にお
いて役割を演ずるフィブリンゲルの形成を開始させる。
DvorakらのJ.Immunol.122(1)、
166−174(1979);DvorakのN.En
gl.J.Med.315、1650−1659(19
86);KadishらのTissue&Cell 1
1、99(1979);およびDvorakらのJ.N
atl.Cencer Inst.62、1459−1
472(1979)も参照。
内皮細胞を成長刺激量の高度精製されたVPFに接触さ
せることからなる内皮細胞の成長刺激方法が与えられて
いる。モルモット腫瘍細胞から誘導された該高度精製V
PFは、以下の特徴を有する: (a) 硫酸ナトリウムポリアクリルアミドゲル電気泳
動(SDS/PAGE)による測定において約34,0
00−40,000のMrを有し; (b) ジスルフィド結合蛋白質2量体であり; (c) 次のN−末端アミノ酸配列:
進剤活性を示す。
VPFとも称され、モルモット腫瘍細胞の無血清調節培
養培地から次の一連の工程において単離された: (a) ヘパリン−セファロースCL−6Bカラムによ
る前記調節培養培地のアフィニティクロマトグラフィ; (b) 前記アフィニティクロマトグラフィからのVP
F活性分画のTSK−5−PWカラムによる陽イオン交
換クロマトグラフィ; (c) 前記陽イオン交換クロマトグラフィからのVP
F活性分画のVydac C4 逆相HPLCカラムによ
る高速液体クロマトグラフィ(HPLC);および (d) 前記C4 HPLCからのVPF活性分画のVy
dac C18逆相HPLCカラムによるHPLC。
gVPFの特定のペプチド断片を免疫原として用いる、
gVPFに対する抗体の製造方法が与えられている。L
obbらのInt.J.Cancer 36、473−
478(1985)は、ヒト分泌腺悪性腫瘍細胞株HT
−29由来の分子量45,000を有する部分精製VP
Fを記述している。しかしながら、このVPFは、Se
ngerおよびDvorakによりモルモット腫瘍細胞
材料から誘導されたVPFのようには、固定されたヘパ
リンに対して結合しない。SengerらのCance
r Res.46、5629−5632(1986)
は、種々のヒト腫瘍細胞株、すなわちヒト骨肉腫、小疱
肉腫、頸部肉腫および繊維肉腫細胞からのVPFの製造
を記述している。しかしながら、これらのヒト細胞株の
いずれもがVPF産生についてモルモット細胞株10ほ
どに活性ではないことが分かった。
(hVPF)を表わすcDNAクローンが明らかにされ
た。このクローンVPF−4は、約1300塩基体(b
p)の見かけの5′−非コード領域、645bpの開か
れた読み枠、停止コドンおよび約1600bpの3′−
非コード領域を有する約3550bpを含有する。
5個のアミノ酸を有するhVPF蛋白質をコードしてい
る。この蛋白質配列は、189個のアミノ酸の成熟蛋白
質に続く、N−末端から26個のアミノ酸分上流側に位
置するメチオニン残基から始まる26個のアミノ酸の推
定上のシグナルペプチドを含んでいる。該hVPFは、
可能なN−グリコシル化部位を、Asn75および16
個のシステイン残基に含んでいる。亜鉛指(zinc−
finger)様領域は、57−90位のアミノ酸にお
いて示される。
酸断片は、1988年11月21日出願の同時に係属中
の出願番号第07/274,061号に記載されている
U−937分泌蛋白質から先に配列決定された断片に対
応している。これらは、NH 2 −末端のはじめの10個
のアミノ酸、すなわち、
該hVPFのアミノ酸配列は、5′−および3′−非コ
ード領域の部分を含む下記の1195bp配列において
示されている。ヌクレオチドは、左欄に第1番から始ま
る番号が付されている。アミノ酸は、上側に番号が付さ
れている。アミノ酸の1−18、17−23、33−4
5および46−56位に対するcDNAクローンから推
定されたアミノ酸配列は、N−末端および3個の異なる
トリプシン分解ペプチドのアミノ酸配列決定により得ら
れたアミノ酸配列と正確に一致した。これらの配列には
下線を付した。Asn−75の単一のN−グリコシル化
部位は、四角で囲んである。停止コドンは、3個のアス
テリクスにより示してある。
原核性および真核性宿主においてクローン化し、かつ発
現することができる。例えば、活性なhVPF蛋白質
は、該hVPFコード配列を複製可能なベクターまたは
プラスミドに操作的に挿入することにより、E.col
i等の原核性宿主およびC−127マウス細胞またはチ
ャイニーズハムスター卵巣(CHO)細胞等の真核性宿
主中で発現され得る。例えば、それはE.coli中で
の産生のためのpML、ならびにマウス細胞中での産生
のためのウシ乳頭腫ウイルス(BPV)ならびに原核性
および真核性細胞の両者において複製可能なシャトルベ
クター等の適切なプラスミド中に挿入され得る。好適な
実施態様においては、hVPFをコードする該遺伝子
は、C−127マウス細胞中にクローン化され、発現さ
れる。分泌された蛋白質は、MilesおよびMile
sの前出文献のアッセイ法(以下、マイルズアッセイと
も称する)により測定される。
織球様リンパ腫細胞株U−937である。この細胞株
は、SundstromおよびNilssonのIn
t.J.cancer 17、565−577(197
6)に報告されているように、散在性組織球様リンパ腫
患者の胸膜滲出液からの細胞から最初に確立された。こ
れらの細胞は、発行物から証明されるように広く配布さ
れており、またAmerican Type Cult
ure Collection(Rockville,
Maryland)の非制限培養寄託物において、寄託
番号ATCC CRL 1593のもとに一般に容易に
入手することもできる。これらの細胞についての他の背
景は、J.Exp.Med.143、1528−152
3(1976):Nature 279、328−33
1(1979);およびJ.Immunal.125、
463−465(1980)を参照することによって得
られる。
胞の使用に関する最近の報告は、BeckおよびHab
ichtのJ.Leukocyte Biol.42、
568、抄録、1987年12月によりなされている。
しかしながら、該活性は純粋にされず、かつ化学的特徴
付けまたは同定は開示されていない。
Fは、モルモットVPFに対するウサギポリクローナル
抗体による阻害および結合によって最初に同定された。
モルモットVPFに対するウサギポリクローナル抗血清
は、マイルズアッセイにより測定されるように、U−9
37細胞により産生される浸透性活性を阻害した。この
U−937産生VPF活性は、モルモットVPFに対す
るウサギポリクローナル抗血清と反応させられた蛋白質
A−セファロースTMにより調整された免疫吸養剤に結合
することによって約70%ないし80%が除去される。
体リンパ腫細胞株U−937から誘導された細胞を、無
血清栄養培養培地中で35°ないし38℃にてVPFを
産生するために充分な時間育生し、生じたVPFを使用
細胞または細胞培養調節培地から単離することを含んで
なる。
U−937細胞の細胞培養調節培地からの好ましいヒト
VPFの単離方法は、次の工程: (a)例えば、CM−セルロース、CM−セファデック
スTM、アンバーライトTMIR−120HまたはS−セフ
ァロース・ファスト・フロウ(S−Sepharose
Fast Flow)陽イオン交換体カラムを用いた
前記調節細胞培養培地の陽イオン交換クロマトグラフ
ィ; (b)例えば、Cu2+、Zn2+またはNi2+/イミノジ
酢酸(IDA)/セファロースカラムを用いた、前記陽
イオン交換クロマトグラフィからのVPF活性分画の金
属アフィニティクロマトグラフィ;および (c)例えば、C4 またはC18逆相HPLCカラムを用
いた、前記金属アファニティクロマトグラフィからのV
PF活性分画の逆相HPLCを含んでなる。
34,000−42,000の蛋白質であることが見出
された。N−末端アミノ酸配列分析に供することによ
り、これは最初の10個のアミノ酸位置のうち4個がg
VPFとは異なり、別個の新規な構造を有することが見
出された。
射による22ng(5.5×10-1 3 モル)の投与量に
て血管浸出促進において活性であった。従って、この高
度に精製されたhVPFは、米国特許第4,456,5
50号に記載されたgVPFよりも9倍有能である。本
発明のhVPFの他の優位点は、そのヒト起源である点
にあり、これは、より低純度の、または免疫反応を生じ
るであろうモルモットもしくは他の動物から誘導された
他の薬剤に比べて、ヒトの臨床について使用可能性が示
唆される。
し、明確に請求することにより特許請求の範囲により結
論を与えられるものではあるが、本発明は、添付図面と
関連させて以下の発明の好適な実施態様の詳細な記述か
らより良く理解されるものと信ずる。図1は、本発明の
一実施態様において、U−937細胞の調節細胞培養培
地からのヒトVPF(hVPF)の段階的精製を示す模
式的表示である。図2は、図1の実施態様の下記の4種
類のパネルA、B、CおよびDにおけるhVPFの段階
的精製の溶出パターンを示す図式表示である。
ラフィ U−937細胞からの無血清調節培地(6倍濃度で6
L)をpH7.0に調整し、0.01Mリン酸ナトリウ
ム、pH7.0にて平衡化したS−セファロースカラム
(5×45cm)に流速60ml/時でかけた。hVP
Fを溶出するために、同じ緩衝溶液中の0.2Mから
0.8M NaClまでの線形勾配を使用した。B.)hVPFの金属アフィニティクロマトグラフィ 該陽イオン交換カラムからの活性溶出液を、限外濾過に
より20mlに濃縮し、0.01Mリン酸ナトリウム、
pH7.0、2M塩化ナトリウム、0.5Mイミダゾー
ル中で平衡化したセファロース/IDA/Cu2+カラム
にかけた。hVPFは、示されているようにイミダゾー
ルの線形勾配により溶出した。
0.05%トリフルオロ酢酸(TFA)により平衡化し
たC18RP−HPLCカラムにかけ、1ml/分にて示
されたようにアセトニトリルの勾配により溶出した。D.)RP−HPLC分画の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) 活性ピーク周辺の分画の分別量を取り、還元剤を用いな
いで電気泳動により分析した。標準は、最初にβ−メル
カプトエタノールにより還元した。
SAを示している。微量滴定プレートのポリスチレンウ
エルを被覆するためにウサギ抗−gVPF IgGを使
用した。種々の量のhVPF(下方のパネル)またはg
VPE(上方のパネル)のいずれかを一夜結合せしめ、
結合した抗原の量を、ビオチン−抗−gVPE Ig
G、次いでHRP−アビジンを用いて検出した。ウエル
をHRP基質を用いて展開し、吸光度を490nmにて
読取った。目盛を越える読取り値を有したウエルは希釈
し、Bio−Tekマイクロプレート読取り装置の線形
範囲において再度読取り、得られた吸光度を希釈度につ
いて補正した。hVPFおよびgVPFについて異なる
x軸目盛を使用した。初期および後期採血は、それぞれ
4番目の採血(3回の免疫後)および11番目の採血
(5回の免疫後)において採取された血清から調整され
た第1および第2のビオチン結合IgG類を示す。
PF/pUC9の構造を示す。このプラスミドは、pM
ON3044とも命名され、hVPFcDNAを含有す
る。太い矢印は、3.5kb cDNA内のhVPFコ
ード領域の位置を表している。プラスミドpUC9は、
商業的に入手可能な用途の広いベクターであり、多数の
クローニング部位と、アンピシリン(AMP)耐性を与
える遺伝子とを有する。該プラスミドは、β−ガラクト
シダーゼのα−ペプチドを生成し、これはDH5a、J
M83およびTB1等のE.coli株におけるlac
欠除変異を補足する。
使用され、DNAまたはオリゴヌクレオチドのヌクレオ
チド塩基は、アデニン(A);チミン(T);グアニン
(G);およびシトシン(C)と命名される。Nは、こ
れらのヌクレオチド類のいずれかを意味する。DNAヌ
クレオチド配列の構造表示において、便宜上慣用されて
いるように、一方の鎖のみが通常示され、ここで一方の
鎖のAは、相補鎖上のTを意味し、GはCを意味する。
すべての配列は、5′から3′に記述される。アミノ酸
類は、次に示すように、3文字または1文字省略形のい
ずれかにより示される。
な制限エンドヌクレアーゼは、以下の制限配列および
(矢印で示された)切断パターンを有している。
地、例えば、Eagleの基底培地(BME)、Dul
beccoの修飾Eagle培地(DMEM)、培地1
99、RPMI 1640培地、およびH.J.Mor
tonのIn Vitro 6、89−108(197
0)により詳細に記載されているような同様な細胞培養
培地において培養され得る。これらの通常の培養培地
は、公知のアミノ酸類、無機塩類、ビタミン類、ホルモ
ン類および炭水化物類を含有している。これらは、しば
しばウシ胎児性血清(FBS)等の哺乳類血清により増
強される。該培地において使用され得る他の成分は、ウ
シ血清アルブミン、トランスフェリンおよびインシュリ
ン等の成長因子、ラクトアルブミン加水分解物、トリプ
トン、トリプトースおよびペプトン等の蛋白質加水分解
物、ならびに、脂質類、界面活性剤等の材料である。該
U−937細胞は、hVPF産生のためには、好ましく
は無血清培地中で培養される。
り、これらの方法は、ここに定義されたU−937細胞
の培養に使用し得る。このような方法は、例えばTol
bertらのBiotech.Bioeng.XXI
V、1671−1679(1982);Tolbert
およびFederのAnn.Rept.Ferm.Pr
oc.Vol.6、ch.3、35−74頁(198
4);およびこれらの刊行物中に引用された文献に記載
されている。米国特許第4,166,768;第4,2
89,854;および第4,537,860号は、蛋白
質性物質の産生のための細胞の大規模培養および維持に
特に有用な方法および装置を開示している。前記特許中
の開示を、ここに参考として含める。それに開示された
方法および装置は、ここに定義されたU−937細胞の
培養のために使用しうる。
7℃にて米国特許第4,289,854に記載されてい
るように撹拌懸濁培養において培養され、適当な成育期
間後に、米国特許第4,537,860に記載された静
的維持反応器中で0.5%のラクトアルブミンが補充さ
れた培地中で維持され得る。使用された培養培地からの
hVPFの精製には、蛋白質類の分離のための公知の種
々の方法、例えば、塩および溶媒分画、コロイド状材料
への吸着、ゲル濾過、イオン交換クロマトグラフィ、ア
フィニティクロマトグラフィ、免疫アフィニティクロマ
トグラフィ、電気泳動ならびに高速液体クロマトグラフ
ィ(HPLC)等が使用され得るが、前述した3段階の
クロマトグラフィ的方法が好ましい。適切な金属アフィ
ニティクロマトグラフィ方法は、Sulkowskiの
Trends Biotech.3、1−7(198
5)に例示されている。
類は、hVPEの収量を改善するために、ヌードマウス
を介してサブクローン化または継代培養される。該細胞
のこのような処理は、調節培地に200ないし800n
g/mlまでの量のhVPFの産生をもたらした。これ
は、モルモット細胞株10について報告されているgV
PFの水準と同等か、あるいはそれ以上である。該U−
937細胞は、1×107 個の細胞をマウス腹膜内に注
射することにより、ヌードマウスを介して継代された。
ヌードマウスは、免疫血管種であって、ヒト細胞を生育
でき、拒絶されない。約3ないし4週間後に、該マウス
は切開され、それらの腹部から軟腫瘍が取出された。該
腫瘍は、機械的に細胞に分離され、そしてこれらのU−
937細胞は、再度培養に付せられた。
って、本発明はこれらの特定の例またはそこに記載され
た詳細に限定されるものではないと理解される。
can Type Culture Collecti
on(ATCC)から最初に入手し、軟カンテン中でサ
ブクローン化し、成育の速いものを選択した。これらの
クローンの一つを、規模拡大のために選択したが、他の
クローンおよび非クローン化ATCC細胞さえもhVP
Fを産生した。使用した無血清培地は、以下の組成を含
有していた: 1:1:1の割合においてRPMI 1
640、DME(高グルコース)、HamのF12;H
EPS(25mM、pH7.10−7.15);グルタ
チオン(1mM);エタノールアミン(20μM);セ
レン(30nM);NaHCO3 (2mM);CuSO
4 (5nM);NH4 VO3 (5nM);ZnSO
4 (0.5μM);MnSO4 (0.5nM);FeS
O4 (4μM);ウシ血清アルブミン、Miles "P
entex" (100μg/ml);鉄富有トランスフ
ェリン、Miles(5μg/ml);ウシインシュリ
ン(10μg/ml);ExCyte,Miles−脂
質分画(0.1% v/v);F−68Pluraca
lTM(0.05% w/v)。体積を、280mOsm
の重量オスモル濃度となるように調節した。この培地に
おける2倍化時間は、約50−60時間であったが、一
方2%ウシ胎児血清(FBS)を含む培地においては、
わずかに35−40時間であった。
から振盪ビンに、次いで小型スピナーへと規模を拡大し
た。次いで、12Lのスピナーを、14Lの潅流ケモス
タットの接種の為に用い、これは、全充填細胞の約3m
l培地/時/mlの速度で潅流した。引続いて、培養物
を100Lの灌流ケモスタットに移し、これは限定され
た栄養物条件下で潅流した(1.5−2.0ml培地/
時/ml充填細胞、または0.1−0.15ml/日/
100万細胞)。細胞はAG Technologyの
中空ファイバーカートリッジ(型式CFP−4−E−
6、0.4ミクロン)を用いて反応容器に再循環させ
た。細胞密度は、1.0×106 ないし4.6×106
生細胞数/ml、3.0ないし23ml/L充填細胞の
範囲であり、生存率は64%ないし84%の範囲であっ
た。該100L反応器中での製造は、24日間継続し、
この間に全量で1000Lの無血清調節培地が製造され
た。
にて保存した。濃縮は、並行して運転された3個の低蛋
白質結合10kDa遮断スパイラルカートリッジ(Am
iconS10Y10)を用いたAmicon DC−
30限外濾過装置において、200−300Lのロット
にて行なった。該濃縮物と共に集められたカートリッジ
および装置の洗浄用リン酸緩衝食塩水(PBS)を含め
て、6倍の濃縮が達成された。該濃縮物は、−20℃に
て保存した。
透性アッセイ(MilesおよびMilesの前出文
献)を、hVPFの検出に用いた。無毛モルモット(I
AF/HA−HO、Charles River,Wi
lmigton MA)に、メトキシフルラン(Met
ofaneTM、Pitman−Moore,Inc.)
の吸入により麻酔をかけた。注射用殺菌食塩水(Abb
ott Laboratories)にて調整した0.
5%(w/v)のEvanのブルー染料(Sigma
Chemical Co.)を1ml溶、循環系に心臓
内的に注射した。hVPF測定用試料は、食塩水または
リン酸緩衝食塩水中で適当に希釈して調製し、200μ
l容をモルモットの背の部位に皮下的に注射した。hV
PFの存在は、注射部位における染料(血清蛋白質に結
合している)の循環系から組織への浸透による明確な青
色スポットにより示された。
ルの6倍濃縮調節培地を酢酸によりpH7.0に調整
し、0.01Mリン酸ナトリウムpH7.0により平衡
化したセファロース(SepharoseTM)高速流
(Pharmacia)陽イオン交換ゲルカラム(5c
m×44cm)に通した。4℃においては、浸透性増強
活性のかなりの部分はカラムを通過したが、周囲温度
(25℃)においては50ないし70%の活性がカラム
に結合した。従って、この工程は、室温にて行なわれ
た。ナトリウムアジド(0.01% w/v)をすべて
の緩衝液に添加した。負荷および溶出のための流速は、
毎分10mlであった。負荷後、該カラムを900ml
の0.01Mリン酸ナトリウム、pH7.0により洗浄
し、次いで同じ緩衝液において0.2Mから0.8Mま
での塩化ナトリウムを含む2.3Lの線形勾配を用いて
溶出した。操作間において、該カラムを、0.01Mリ
ン酸ナトリウム、pH7.0にて再度平衡化する前に、
0.1M水酸化ナトリウムを用いて洗浄した。
アフィニティクロマトグラフィは、スペーサ腕を介して
アガロースに共有結合された銅−イミノジ酢酸複合体を
用いて行なった。該ゲルは、第1にはスペーサ腕を含む
エポキシドのアガロースへの添加、次いで、該活性化ゲ
ルとイミノジ酢酸との反応による2つの工程にて合成し
た。高度に交差結合したアガロース(セファロース高速
流、Pharmacia)を繰返し蒸留水で洗浄して、
全ての緩衝液および防腐剤を除去し、吸引により乾燥さ
せた。この湿潤ゲル約100g(100ml)を60m
lの蒸留水に懸濁し、次いで新たに調製した40mlの
2.5M NaOHを、緩和に撹拌されているアガロー
ス懸濁液に添加した。次いで、Guらの、Synthe
sis、649−651(1983)に記載されている
ように調製した100mlのジエチレングリコールジク
リシジルエーテルを加え、そして該混合物を30℃にて
16時間緩かに撹拌した。該活性化ゲルを蒸留水により
繰返し洗浄して過剰のエポキシドおよび塩基を除去し
た。この洗浄され、吸引乾燥されたゲルは、mLゲルあ
たり70マイクロモルの活性エポキシドを含んでいた。
該活性化ゲルは、蒸留水中に4℃にて貯蔵し、一般的に
は調製後24時間以内に使用した。
ロース・ファスト・フローを蒸留水にて洗浄し、吸引に
より乾燥させ、pH=11.0に調製された100ml
の1.0M Na2 NH(CH2 CO2 )−H2 O溶液
中に懸濁した。この混合物を65℃にて24時間緩かに
撹拌し、次いで過剰なリガンドを除去するために繰返し
蒸留水で洗浄した。該官能化されたゲルを、エタノール
/水(25/75v/v)中に4℃にてすぐ使用できる
ように保存した。チオサルフェイトを用いた滴定は、エ
ポキシド基が存在しないことを示し、従ってエタノール
アミンによるキャッピングは不必要とみなされた。該ゲ
ルの金属結合能力を測定するために、10mlの吸引乾
燥ゲルを過剰の50mM Cu(ClO4 )2 で飽和
し、次いで蒸留水により慎重に洗浄した。最後に、結合
した銅を過剰量の50mM Na2H2 EDTAによ
り除去した。標準化した銅−EDTA溶液を比較用に用
いて、銅含有量が、1ミリリットルの湿潤吸引乾燥ゲル
あたり43ピコモルであることが光測定により測定され
た。
むガラスカラム(1.0×13cm)中で行なった。該
ゲルにCu(ClO4 )2 の50mM溶液、pH=4.
5を負荷し、次いで緩衝化イミダゾール溶液(20mM
イミダゾール+2M NaCl+50mM NaH2 P
O4 、pH7.0)で満たした。1.0M NaClに
より充分に洗浄した後、次いで該カラムを出発緩衝液
(50mM NaH2 PO4 、pH7.0、2M Na
Cl、0.5Mイミダゾール)により平衡化した。該陽
イオン交換工程からの浸透性増強活性を含む分画を集
め、AmiconYM5膜を用いて約700mlから2
0mlに濃縮した。濃縮において、通常形成される蛋白
質沈殿は、濾過により除去され得る。該試料を、周囲温
度(25℃)にてカラムにかけ、流速0.5ml/分に
て、50mM NaH2 PO4 、pH7.0、2M N
aCl中のイミダゾール線形勾配(0.5mMから60
mM)を用いて500分間で溶出した。
LC)は、330オングストロームの孔径の5μM充填
剤を含む4.6mm×25cm Vydacカラム(S
eparations Group)を用いて行なっ
た。移動相は: "A" 、水中の0.05%トリフルオロ
酢酸(TFA)および "B" 、アセトニトリル中の0.
05%TFAであった。試料を負荷した後、カラムを "
A" を用いて吸光度が再びベースラインに達するまで洗
浄し、次いで以下の線形勾配を用いて溶出した:0%な
いし20%の "B" を20分間、20%ないし40%の
"B" を続く80分間、次いで40%ないし100%の
"B" を続く20分間。流速はすべて1ml/分とし
た。分画はシリコン化ガラス試験管に集めた。
ン分解化学をN−末端アミノ酸配列の決定に使用した。
Applied Biosystems社のモデル47
0A気相シーケンサー(Foster City、C
A)を分解のために使用した〔Hunkapiller
らのMethods Enzymol.91、399−
413(1983)〕。各々のPTH−アミノ酸誘導体
は、Brownlee2.1mm I.D.PTH−C
18カラムに適合したApplied Biosyste
ms社のモデル120A PTH分析装置を用いたオン
ラインによるRP−HPLCにて同定した。PTHアミ
ノ酸の収量は、部外標準混合物との比較により測定し
た。繰返し収量の平均は、サイクル数プロットに対する
logピコモル収量の線形回帰分析により計算した。
は、コンピュータプログラムFAST A〔Pears
onおよびLipmanのProc.Natl.Aca
d.Sci.USA 85、2444−2448(19
88)〕を使用して評価した。類似性の検索は、Nat
ional Biomedical Reserarc
h Foundation(NBRF)の蛋白質配列デ
ータベース〔Sidneyらの、Nucleic Ac
ids Res.16 1869−1871(198
8)、リリース17、1988年6月〕および翻訳GE
NBANK DNAベース〔BilofskyおよびB
urksの、Nucleic AcidsRes.1
6、1861−1864(1988)、リリース56、
1988年6月〕に対しても行なった。
ル化hVPFから調製した。hVPF(1n mol
e)を、100μlの0.5Mトリス HCl、pH
8.5、6Mグアニジン−HCl、1mM EDTA、
および5mMジチオスレイトールに溶解させた。該溶液
を、37℃にて30分間熟成した後に、ヨウ化酢酸ナト
リウム(最終濃度5mM)を添加し、4℃で一夜熟成し
た。2M グアニジンHCl、0.01M トリス−H
Cl、pH8.5に対して透析した後、次いで0.1M
炭酸水素アンモニウム、1μgのTPCK処理トリプシ
ン(Sigma Chemical社、St.Loui
s,Mo)を加え、該溶液を37℃にて一夜熟成した。
ペプチド類は、Nucleosil C18、5ミクロ
ン、100Å、4.6×250mmカラム(Mache
rey−Nagel社)を用いたRP−HPLCにより
分離した。流速は、室温で1ml/分であった。0.1
%トリフルオロ酢酸中の0ないし90%アセトニトリル
の線形勾配を270分間の操作にて溶出のために使用し
た。
アクリルアミドゲル電気泳動(SDS−PAGE)をP
harmacia Phast Systemを用いて
10−15%勾配ポリアクリルアミドゲル上で行なっ
た。緩衝液系および銀染色プロトコールは、製造者が勧
めるものであった。
するウサギポリクローナル抗血清(F001と命名)を
ニュジーランド白(New Zealand Whit
e)(NZW)ウサギにgVPFを反復して注射し、免
疫することによって調製した。最初の注射は、完全フロ
イントアジュバントをもって行なわれ、引続き、不完全
フロイントアジュバントでの促進が行なわれた。gVP
Fは、調製用SDS−PAGE〔SengerらのSc
ience 219、983−985(1983)〕、
続いてSengerらのFed.Proc.46、21
02(1987)の精製方法により精製した。
(ELISA)をヒトおよびモルモットVPFに対して
下記のように行なった。F001抗血清のIgG分画
を、蛋白質A−セファロースへの吸着を用いて精製し
た。11番目の採血血清から得られたIgGの500n
g/ウエルを、ポリスチレン微量滴定プレート上に3時
間で被覆した。次いで、種々の既知濃度のヒトおよびモ
ルモットVPFを一夜結合に供した。濃度は、マイルズ
浸透性アッセイにおいて検出可能な応答を生じる最大希
釈度から評価した。この濃度は、VPFの50ng/m
lであった。結合した抗原の量は、500ng/ウエル
のビオチン−a−gVPF IgG(11番目の採血F
001抗血清)を2時間、次いで1/2000希釈ワサ
ビパーオキシダーゼ(HRP)−アビジン(Cappe
l Labs)を90分間用いて検出した。ウエルをH
RP気質であるo−フェニレンジアミン−2HClとH
2 O2とを用いて展開し、吸光度をBioTek読取り
装置により490nmにて測定した。
比べて、hVPFとの交差反応性抗体のより高濃度およ
び/またはより高い親和性を含むことが観察された。従
って、hVPFについてのELISAを、初期採血(4
番目の採血)抗血清を用いて行なった。1500ng/
ウエルのビオチン−F001 IgG(4番目の採血)
を結合抗原の量を検出するために用いたことを除き、上
述したのと同じ条件下で行なった。
胞由来の無血清調節培地は、マイルズ浸透性アッセイに
ついての試験で正の応答を生じた。下記の例2から分か
るように、多くの細胞はVPE様活性を生じなかったこ
とから、これらの結果は予期し得なかった。マイルズア
ッセイは、試験試料の皮内注射後における循環系からの
Evanの青色染料−血清アルブミン複合体の滲出を測
定する。しかしながら、このアッセイは非特異的であ
り、例えばヒスタミンを含む種々の物質により正の応答
が測定される。従って、U−937細胞により生成され
る浸透性増強活性が、モルモット腫瘍VPFに関連する
ものであるかどうかについては、最初には分からなかっ
た。このことを試験するために、該培地を蛋白質A−セ
ファロースTMおよびgVPFに対するポリクローナル抗
血清から入手したIgGからなる免疫吸着と混合した。
該U−937培地中の浸透性増強活性は、すべてではな
いにせよ、ほとんどがこの処理で吸着されるが、これに
代えてgVPFで免疫していないウサギから得た対照I
gGの場合には吸着しなかった。従って、U−937細
胞の培地中に分泌された浸透性増強活性のほとんどは、
モルモット腫瘍誘導VPFに関連するものと思われる。
しかしながら、下記に議論するように、hVPFがある
種の免疫交差反応性をgVPFと共有するとしても、そ
れは免疫学的にはgVPFとは区別される。
増強活性の精製における最初の試みは、Sengerら
のFed.Proc.46、2102(1987)に記
載されているgVPFのために先に使用された精製方法
の採用であった。この方法の適用、またはその僅かな修
飾は、該浸透性増強活性のクロマトグラフィ的挙動がg
VPFに類似していたにもかかわらず、U−937細胞
調節培地から、均質蛋白質を精製しなかった。従って、
陽イオン交換クロマトグラフィ、金属アフィニティクロ
マトグラフィ、およびRP−HPLCを組合せた新規な
精製方法が開発された(図1)。第1の工程において
は、濃縮調節培地、Sセファロース陽イオン交換カラム
に通した(図2A)。pH7.0において、約50−7
0%の浸透性増強活性がカラムに結合した。結合しない
活性は、特徴付けしなかった。結合した活性は、塩化ナ
トリウムの勾配により溶出し、そして限外濾過による濃
縮後、金属アフィニティカラムに負荷した(図2B)。
すべての検出可能な活性は、銅/IDA/セファロース
カラムに強く結合し、ほとんどの別の蛋白質の後にイミ
ダゾール勾配中に溶出した。最終工程は、RP−HPL
Cを使用し(図2C)、浸透性増強活性のピークに伴わ
れた分画中のMr〜40kDaの蛋白質類の群の溶出を
生じた(図2D)。この方法は、多数回反復され、銀染
色またはN−末端分析によりSDS−PAGEで分析さ
れた約90%以上の純度のMr〜40kDaの蛋白質を
再現性をもって生成した。約1−2μgの純粋な蛋白質
が、U−937細胞調節培地1リットルあたりから得ら
れる。
る量のhVPFをマイルズ浸透性アッセイにて試験し
た。正の応答を生じる最低の希釈は、約2.75nMの
hVPF濃度であった。これは、22ngの注射投与
量、またはMr 40kDaのhVPFの0.55ピコ
モルに対応する。これは、米国特許第4,456,55
0号に記載されたgVPFによる同様な応答の為に必要
な200ngのわずか9分の1と同等である。
末端アミノ酸配列分析に供した(第1表)。最初の6個
のアミノ酸については、hVPFとモルモット腫瘍誘導
gVPFとの間に完全な同等性が観察されたが、続く4
個のアミノ酸配列については、相違していた。従って、
このN−末端については、同等性は60%にすぎない。
色により約40μgと評価された)のhVPEを配列決
定した。各サイクルにおいて検出され、生成されたアミ
ノ酸を示してある(括弧内)。平均反復収率は73%で
あった。これらのデータは、同様なhVPF調製物につ
いての他の数回の操作の代表例である。内部配列情報を
得るために、hVPFを還元し、ヨウ化酢酸でカルボキ
シメチル化し、トリプシンにより処理した。次いで、得
られたペプチド類をRP−HPLCを用いて分離した。
単離されたペプチドの数個を、第2表に示すように配列
決定した。これらの配列およびN−末端配列のいずれも
が、発表されたデータベース中に存在する蛋白質に対し
て明らかな相同性を示さなかった。本発明の該新規なh
VPFは、従って以前に記述された蛋白質類およびgV
PFとは実質的に異なる。
Fをトリプシンにより処理し、RP−HPLCにより分
離した。良好に単離されたペプチドを配列決定した。番
号表示は、該ペプチドが現れた分画番号に対応してい
る。
イッチELISAを用いてhVPFとの交差反応性につ
いて試験した。図3は、hVPFが抗−gVPF Ig
Gにより認識されたことを示しているが、検出に要する
hVPFの濃度は、gVPFに対しての場合より10倍
高い。更には、hVPFについて得られた最大吸収は有
意であるが(1.5吸光度単位背景より高い)、gVP
Fを抗原として得られたものより3倍低い。これらの結
果は、これら2種の蛋白質は関連があるが、hVPFは
gVPFとは免疫学的に異なることを示唆している。
細胞株由来のVPFとマイルズアッセイにより比較し、
次の結果を得た。Mnng HOSヒト骨原性肉腫細胞
株を、SengerらのCancer Res.46、
5629−5632(1986)に記載されているVP
F産生のための先行技術のヒト細胞株の代表として使用
した。該細胞を、RPMI 1640またはDMEのい
ずれかの無血清基底培地中で、1.5ないし2.0×1
06 細胞/mlの密度において48時間抽出した。該抽
出物を集め、遠心分離して細胞および破片を除き、次い
で、必要に応じてCentricon 10メンブレン
(Amicon Corp.)を用いて濃縮した。該抽
出部を、次いでマイルズアッセイにより試験した。第3
表に示す結果は、U−937細胞がhVPFの産生株と
して他の細胞株より顕著に有効であることを示してい
る。
る試験に先立ってX倍に濃縮した。 (b)試料の活性=青色スポットが検出可能な試料の最
大希釈度。 1単位(u)=VPEを含まない対照注射から識別可能
な最小の検出可能な青色スポットを生じる試料中のVP
Fの量。 (c)米国特許第4,456,550号のモルモット細
胞株10VPFで確立された関係、1単位活性=50n
g/mlに基づく、ng/mlにおける非濃縮使用培地
中のVPE濃度の評価。 (d)限界希釈クローニング法により得られた産生活性
100−800ng/mlの範囲の数種のクローン。 (e)試料の希釈はこのアッセイでは行なわなかったた
め、Mnng HOS細胞の先に決定された活性に基く
評価である。
atisらのMolecular Cloning,A
Laboratory Manual,Cold S
pring Harbor Laboratory,C
old Spring Harbor,New Yor
k,1982に記載されているものと同じである。λg
t10ライブラリーは、Clontech Labor
atories Inc.,Palo Alto.Ca
lif(カタログ番号HL1036a)から入手し、こ
れはフォルボルミリスチン酸酢酸(PMA)により処理
されたU−937細胞から調製された。
レオチドスクリーニング方法 フォルボル−エステル刺
激U−937細胞から構築されたλgt10cDNAラ
イブラリー(Clontech,Palo Alto.
CA)由来の約5×105 クローンを、2個の最良の推
定オリゴヌクレオチドプローブを用いてスクリーニング
した。N−末端アミノ酸配列決定に基づく(hVPFの
アミノ酸1−10)第1のプローブ、
VPFのアミノ酸33−45に対応するトリプシンペプ
チドからの配列情報に基く第2のプローブ、
含有する7個のクローンとハイブリッド化した。
hらの、EMBO J.3、361−364(198
4)によるもので、次の修飾を含む:サケ精子に代えて
精製酵母tRNA(Sigma、カタログ番号R300
1)を用い、ハイブリダイゼーション溶液からピロリン
酸ナトリウムとATPとを除いた。3.5kbの大きさ
を有する前記クローン中の最大のもの、すなわちクロー
ン4をpUC9(NewEngland Biolab
s)にサブクローン化し、これによりプラスミドベクタ
ーpMON3044(図4参照)を生成し、Unite
d StatesBiochemicalsから入手し
た試薬を用いてSangerらのProc.Natl.
Acad.Sci.USA 74、5463−5467
(1977)の一般的ジデオキシー末端化法により11
95bpの配列を得た。ヌクレオチド288から111
0までに対応する配列は、DNAの両方の鎖の配列決定
により得られた。ヌクレオチド147−288は、一方
の鎖のみから決定したが、2種類の異なった配列決定プ
ライマーを用いて2回配列決定を行なっている。pMO
N3044構築物の多重制限エンドヌクレアーゼ消化パ
ターンの結果としてのアガロースゲルにおけるDNAバ
ンド回帰パターンは、図4に示すようなクローンの配向
を示した。
たmRNAを用いて調製されたλgt10ライブラリー
から、3.5kbcDNAクローン(VPF−4と命
名)を単離した。このクローンをプラスミドベクターp
UC9に移動させて、これにより構築物pMON304
4を形成した。次いでhVPF cDNAに対する11
95bpの配列を作成した。該プラスミドベクター中の
hVPFのcDNAの配向を決定するために、種々の制
限エンドヌクレアーゼを用いた。該cDNAの選択され
たエンドヌクレアーゼ処理は、該hVPF cDNA中
に、アミノおよびカルボキシ末端に対するそれぞれ約1
300および1600bpの非翻訳ヌクレオチド配列が
存在することを示した。該hVPF/pUC9構築物
(図4参照)の大きさは、約6200bpである。これ
は、hVPF cDNA由来の約3500bpと、プラ
スミドpUC9由来の約2700bpとの和である。
列決定を用いて先に決定されたN−末端および数個のト
リプシンペプチドと100%の相同性を示した。これら
の配列は、アミノ酸1−18、17−23、33−45
および46−55に各々対応する。シグナル配列(アミ
ノ酸−26から−1)および単一のAsn75における
N−結合グリコシル化部位もまた見出された。これらの
結果は、hVPFが、分泌され、またグリコシル化され
た蛋白質であることを支持している。上記のU−937
細胞−誘導hVPFのN−末端配列と、モルモット株1
0腫瘍細胞由来の精製gVPFのアミノ酸配列決定によ
り決定されたgVPFの配列とを比較することにより、
hVPFとgVPFとのアミノ酸配列の比較を以下のよ
うに更に行なった:
PFのアミノ末端の比較は、明確な差異を示している。
gVPF配列中のアミノ酸位置7および8の間のギャッ
プは、2つの蛋白質の間に重複を生じるためには挿入さ
れなければならない。更に、hVPFからの番号付けを
用いて、非同等残基のいくつかの領域、すなわちアミノ
酸7,8,10,11,12,22,27および31に
おけるものが示された。
胞による浸透性−増強活性の発現 無血清調節培地を、hVPF cDNA配列を含むBP
V発現ベクターによりトランスフェクトされた3種類の
選択されたhVPE細胞株(VPF−25B、−29
B、および−30B)から、またはBPVベクターのみ
によりトランスフェクトされた対照株(BPV−112
3)から採集した。このBPVベクターは、周知のpB
R322誘導体pML2に連結された完全なウシパピロ
ーマウイルスゲノムを含んでいる。培地は、マイルズの
浸透性アッセイを行なう前に、Centricon−1
0限外濾過装置を用いて5倍に濃縮した。正の応答は、
Evanの青色染料の循環系からの滲出を示す、試料の
モルモットへの皮内注射部位における青色スポットの出
現により示される。
ピローマウィルス(BPV)ベクターを用いて哺乳類細
胞中で発現された。このベクターは、100%のウィル
ス性ゲノムに基き、外来遺伝子の発現を制御するために
マウスメタロチオニンIプロモータおよびSV40後期
ポリA付加部位を利用している。該ベクターは、プロモ
ータとポリA付加部位との間の特異的BamHI部位に
おいて線形化された。該ベクター断片の5′突出末端を
クレナウ酵素とdNTP類とを用いて充填した。同様
に、hVPF cDNAを含むプラスミドをXmaIに
より消化し、1021bpVPF断片をゲル電気泳動に
より単離した。この平滑末端断片を、次いで、該ベクタ
ーに連結により挿入した。マウスC−127細胞は、H
owleyらのMeth.Enzymol.101、3
87−403(1983)に記載されているリン酸カル
シウム沈殿法により、該hVPF発現ベクターおよびp
SV2neoでコトランスフェクトされた。G418
(ゲンチシン(genticin))耐性のトランスフ
ェクタントを選択した。コロニーを摘取り、マイルズア
ッセイによるアッセイのために安定な株へと展開させ
た。当業者には、この開示の読後においては、本発明の
精神および範囲を離れることなく種々の他の例が明らか
となるであろう。そのような全ての例は、本願特許請求
の範囲に包含されることを意図している。
す図。
である。
Claims (6)
- 【請求項1】 下記のヌクレオチド配列を含むヒト血管
浸透性因子のcDNA: 【化12】 【化13】 - 【請求項2】 請求項1に記載のヒト血管浸透性因子の
cDNAを含むプラスミドhVPF/pUC9. - 【請求項3】 請求項1に記載のcDNAを含有する約
3.5kbのヒト血管浸透性因子のcDNAクローンV
PF−4。 - 【請求項4】 請求項1に記載のヒト血管浸透性因子の
cDNAを含むベクターによりトランスフェクトされた
哺乳類細胞。 - 【請求項5】 請求項1に記載のヒト血管浸透性因子の
cDNAを含むベクターによりトランスフェクトされた
C−127マウス細胞。 - 【請求項6】 下記のヌクレオチド配列を含むヒト血管
浸透性因子をコードする単離されたDNA。 【化14】
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