JP4441112B2 - 新脈管形成および腫瘍増殖のインヒビターであるvegi - Google Patents

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Description

【0001】
(発明の背景)
ヒトまたは動物は、非常に特定の制限された状況において、正常な生理的な条件下で、組織または器官内への新たな血管の生成である新脈管形成を受ける。例えば、新脈管形成は、通常、創傷治療、ならびに胚発生および黄体、子宮内膜および胎盤の形成において観察される。用語、「内皮」とは、漿液腔、リンパ管、および血管を裏打ちする平坦な内皮細胞の薄い層を意味する。用語「抗新脈管形成性」または「新脈管形成阻害活性」とは、一般に新脈管形成を阻害する分子の能力を意味する。
【0002】
制御された新脈管形成および制御されていない新脈管形成の両方は、類似の様式で進行すると考えられる。内皮細胞および血管周囲細胞は、基底膜により囲まれ、毛細血管を形成する。新脈管形成は、内皮細胞および白血球によって放出された酵素による基底膜の侵食で始まる。次いで、血管の管腔を裏打ちする内皮細胞は、基底膜を通って突出する。新脈管形成刺激剤は、内皮細胞が侵食された基底膜を介して移動するのを誘導する。移動する細胞は、親の血管から「出芽」を形成し、ここで内皮細胞は、有糸分裂および増殖を受ける。内皮出芽は互いに合さって、毛細管ループを形成し、新しい血管を作る。
【0003】
制御されていない持続性の新脈管形成は、内皮細胞による多数の疾患状態、腫瘍転移、および異常増殖において起こり、これらの状態において見られる病的損傷を支持する。制御されていない新脈管形成が存在する多種な病的疾患状態は、新脈管形成依存性または新脈管形成関連疾患と同じに分類されてきた。
【0004】
腫瘍増殖の間、内皮細胞の増殖は、間質内に侵入し、ガン細胞のような新脈管形成刺激の源に向かって移動し、血管周囲細胞および間質細胞と相互作用し、そして腫瘍組織を循環に結合する毛細血管をついに形成する(J.Folkman(1995)Nat.Med.1:27〜31)。新脈管形成を制御する、疑いもなく高度に複雑な機構は、まだ理解されていないが、このプロセスの開始または終結が、新脈管形成のポジティブな制御因子とネガティブな制御因子との間のバランスの結果が明らかになりつつある。腫瘍組織においてしばしば顕著に上方制御される多数の新脈管形成因子は、FGF−1(G.Gimenez−Gallegoら(1985)Science 230:1385)、FGF−2(L.Schweigererら(1987)Nature 325:257)のような線維芽細胞増殖因子ファミリーのいくつかのメンバー、および血管内皮細胞増殖因子ファミリー(VEGF)のいくつかのメンバー(D.W.Leungら(1989)Science 246:1306)、ならびにこれらの増殖因子のレセプター(L.W.BurrusおよびB.B.Olwin(1989)J.Biol.Chem.264:18647;S.Wennstromら(1991)Growth Factors 4:197;B.termanら(1992)Biochem.Biophys.Res.Comm.187:1579;C.de Vriesら(1992)Science 255:989)を含み、記載されている。本明細書中の前出および以下に記載されたすべての文書を、それらへの参考によってその全体を援用する。
【0005】
新脈管形成のいくつかのインヒビターはまた、トロンボスポンジン(D.J.Goodら(1990)Proc.Natl.Acad.Sci.USA 87:6624)、アンジオスタチン(M.S.O’Reillyら(1994)Cell 79:315)、エンドスタチン(endostain)(M.S.O’Reillyら(1997)Cell 88:277)および血小板第4因子(E.Maioneら(199))Science247:77)を含み、報告されている。正常な新脈管形成は、必要とされる場合は迅速に活性化され、そしてもはや必要とされない場合は迅速に終結されるが、一方、病的な新脈管形成は一旦開始されると、しばしば長期化し、そして停止することが困難であることが明白である。これは、正常な新脈管形成プロセスにおいて機能するネガティブな調節機構が、病的な新脈管形成プロセスにおいて失なわれているかまたは抑圧されていることを示唆する。多数の前駆体からの新脈管形成インヒビターを放出するタンパク質分解活性が、プラスミノーゲン由来のアンジオスタチンのタンパク質分解活性およびコラーゲンXVIII由来のエンドスタチンのタンパク質分解活性により示されたように、新脈管形成の下方制御を部分的に解明し得ることが示唆された(M.S.O’Reilly(1997)Cell 88:277)。多数の公知の新脈管形成レギュレーターは、多面発現性であり、そして他の細胞型、ならびにレギュレーターを産生する細胞型にたいして作用し得るが、内皮細胞は、新脈管形成プロセスを抑制するか、または成熟脈管構造の静止を維持するオートクライン因子を産生し得ることが考えられる。新脈管形成のこのようなオートクラインレギュレーター以前に記載されていない。本出願において、内皮細胞により特に発現される、血管内皮細胞増殖インヒビター(VEGI)と呼ばれる新脈管形成の新規のオートクラインネガティブレギュレーターが記載される。
【0006】
本出願に記載されたタンパク質が、TNF−γとして、1994年11月7日に出願されたEP95903521.3に最初に記載されたにもかかわらず、そのタンパク質の新脈管形成阻害機能は、その中に開示されていない。そのタンパク質は、30,000の発現配列タグ(EST)が作製された種々の内皮細胞由来のRNAを用いる8つのcDNAライブラリーを構築することにより見出された。内皮細胞の独特のESTは、公知のタンパク質ファミリー、特にサイトカインへの配列相同性に関してさらに同定された。ESTの1つの群の推定されたアミノ酸配列は、腫瘍壊死因子(TNF)のコンセンサスアミノ酸配列を含んでいた。全長のcDNAクローンを得るために、ヒト臍静脈内皮(HUVE)細胞ライブラリーを、最初のクローンの1つから放射性標識プローブを用いスクリーニングした。いくつかのポジティブなクローンを単離し、そして配列決定した。最長のcDNAクローンは、174アミノ酸のオープンリーディングフレームならびに3’末端および5’末端の両方の長い非翻訳領域をコードする4.5キロベースのインサートを含んでいた。予想された開始コドンの上流のインフレームな停止コドンは、翻訳が、さらに上流で開始され得ないことを示した。新しいタンパク質は、ヒトTNFα、TNFβ、およびFasリガンドと20〜30%の配列相同性を示した。予想されたオープンリーディングフレームと一致した分子量22kDを有するタンパク質を、インビトロでの転写および翻訳実験において、テンプレートとしてcDNAクローンを用いて作製した。そのタンパク質の疎水性分析は、12アミノ酸の疎水性領域の直後に14の非疎水性アミノ酸のN末端セグメントを予想した。これは、TNF(B.B.AggarwalおよびK.Natarajan(1996)Eur.Cytokine News.7:93)に類似のII型膜貫通タンパク質の構造と一致している。
【0007】
種々の系統の22の異なった型の培養細胞からの全RNA調製物の最近のノザン分析は、このタンパク質に関する転写物が、内皮細胞の2つの株(継代初期のHUVE細胞およびヒト静脈内皮細胞)においてのみ検出され得ることを示した。mRNAは、継代後期のヒト静脈内皮細胞において観察されず、そしてまたヒト動脈細胞においても見られなかった。はっきりと対照的に、TNFファミリーのメンバーは、免疫細胞においてほとんど発現する(B.B.AggarwalおよびK.Natarajan(1996)、前出)。例えば、TNFαは、マクロファージ、単球、好中球、およびT細胞によって産生されるが、TNFβは、マイトジェン刺激Tリンパ球および白血球により優先的に産生される。同様に、Fasおよび他のTNFファミリーのメンバー(CD27、CD30、CD40、OX40、および4−1BB)に対するリガンドは、免疫系の細胞型の全てに発現される。複数の組織のノザンブロットを用いて、VEGI転写物は、胎盤、肺、腎臓、骨格筋、脳、肝臓、胸腺、精巣、卵巣、および末梢血リンパ球において発現されることが見出された。
【0008】
本発明は、このタンパク質の新規の機能を同定し、そして記載する。上述のこのタンパク質の短縮型は、内皮細胞増殖を阻害することが見出された。従って、このタンパク質は、血管内皮細胞増殖インヒビター(VEGI)と命名された。推定の細胞外ドメインと対応する残基39〜174からなるVEGIの短縮型を、E.coliで発現し、単離し、そして種々の細胞アッセイにおいて調べた。VEGIの短縮型は、内皮細胞の増殖を特異的に阻害すること、インビトロでのモデルにおける毛細管様管の形成を阻害すること、およびメス無胸腺症ヌードマウスの乳房パッドにおいて、ヒト乳ガン異種移植片の増殖を阻害することが見出された。
【0009】
(発明の要旨)
本発明は、一般に内皮細胞の増殖のインヒビターおよび特に新脈管形成のインヒビター、ならびに使用方法に関する。VEGIの完全なヌクレオチド配列を、配列番号1、配列番号8、配列番号26に示し、そしてコードされたアミノ酸配列を配列番号2、配列番号9、および配列番号27にそれぞれ示す。推定の細胞外ドメインに対応する残基39〜174(配列番号3)からなるタンパク質の短縮型は、内皮細胞の増殖を特異的に阻害することが見出された。VEGIは、インビトロでの新脈管形成モデルにおいて、毛細血管様管の形成を阻害することが見出された。最終的に、VEGIは、無胸腺症ヌードマウスにおける異種移植腫瘍の増殖を阻害することが見出された。
【0010】
別の実施態様において、本発明は、新脈管形成インヒビターを提供し、このインヒビターは、薬学的に受容可能な希釈剤中で、薬学的に受容可能な量で、VEGIポリヌクレオチド、本発明のポリペプチド、またはVEGIの改変された型を含む。
【0011】
別の実施態様において、本発明は、新脈管形成の促進因子を提供し、この促進因子は、薬学的に受容可能な希釈剤中で、薬学的に受容可能な量で、VEGI機能を低減するかまたは排除する抗体、アンチセンスオリゴヌクレオチド、アンタゴニスト、リボザイム、薬物または薬剤を含む。
【0012】
別の実施態様において、本発明は、新脈管形成を阻害するために十分な投薬量で、実質的に精製されたVEGIポリヌクレオチド、本発明のポリペプチド、またはVEGIの改変型を含む組成物をヒトまたは動物に投与する工程を含む、新脈管形成を阻害するための方法を提供する。
【0013】
別の実施態様において、本発明は、VEGI機能を低減するかまたは排除する、抗体、アンチセンスオリゴヌクレオチド、アンタゴニスト、リボザイム、薬物または薬剤を含む組成物をヒトまたは動物に投与する工程を含む、新脈管形成を加速するための方法を提供する。
【0014】
なお別の実施態様において、本発明は、試料中で、VEGIポリペプチドの存在または不在を検出する工程を含む生理学的な新脈管形成を診断するための方法を提供し、この方法は以下の工程を含む:
(i)病的な新脈管形成を有する疑いのある個体由来の試料を本発明のVEGIポリペプチドに特異的である抗体と接触させる工程;および
(ii)VEGIと抗体との間で形成された複合体の存在または不在を検出する工程。
【0015】
なお別の実施態様において、本発明は、試料中で、VEGIポリヌクレオチド(好ましくはRNA)の存在または不在を検出する工程を含む生理学的な新脈管形成を診断するための方法を提供し、この方法は以下の工程を含む:
(i)病的な新脈管形成を有する疑いのある個体由来の試料をVEGIポリヌクレオチド(例えば、RNA)を特異的に結合するオリゴヌクレオチドと接触させる工程;および
(ii)VEGIポリヌクレオチドとそれに特異的なオリゴヌクレオチドとの間で形成された二重鎖の存在または不在を検出する工程。
【0016】
別の実施態様において、本発明は、ポリメラーゼ連鎖反応を用い病的な新脈管形成の診断のための方法を提供し、ここで、この方法は、VEGIの領域を特異的に増幅する、配列番号1、配列番号8、および配列番号26に示すVEGIのヌクレオチド配列を用いてプライマーを設計する工程を含む。プライマーは、VEGI DNAまたはVEGI RNAを増幅するために使用し得、後者はRNAの逆転写により相補的なDNA(cDNA)にRNAを変換した後である。PCRアッセイを、当該分野で公知の方法を用いて作成され得る標準に対して増幅産物を比較することにより定量的にし得る。
【0017】
なお別の実施態様において、本発明は、ハイブリダイゼーションアッセイにより、試料中のVEGI RNAまたはDNAの存在または不在をアッセイする工程を含む、試料中のVEGIポリヌクレオチドの検出のための方法を提供する。
【0018】
さらなる実施態様において、本発明は、本発明のVEGIポリヌクレオチドまたはポリペプチドに対してうやうやしく結合する抗体、VEGI DNAもしくはRNAにハイブリダイズするオリゴヌクレオチド、および/またはVEGI DNAまたはRNAの増幅のためのPCRプライマー、ならびに試料中のVEGIの存在を検出することにおける使用に適切な補助試薬を含む、診断または予後判定用キットを提供する。VEGIが、膜タンパク質として機能し得るので、膜結合VEGIの天然に存在する可溶型は、そのアンタゴニストとして機能し得、そしてその可溶型を検出するための方法は、本発明の別の実施態様に含まれる。
【0019】
なお別の実施態様において、本発明は、VEGIの発現または機能の減少または増加を生じる、VEGIポリヌクレオチドにおける変異の存在を検出する工程を含む、診断アッセイを提供する。このようなアッセイは、いくつか挙げてみると、ハイブリダイゼーションアッセイ、制限地図多型アッセイ、および遺伝子配列決定を含む。
【0020】
なお別の実施態様において、本発明は、血管腫、固形腫瘍、白血病、転移、末梢血管拡張症、強皮性乾癬症、化膿性肉芽腫、心筋層新脈管形成、悪疫新生血管形成、冠状側副枝、虚血性四肢新脈管形成、角膜疾患、皮膚潮紅、血管新生緑内障、糖尿病網膜症、水晶体後線維増殖症、関節炎、および糖尿病新生血管形成を含むがこれに限定されない、新脈管形成により媒介される疾患およびプロセスの処置または改善のための治療方法および組成物を提供し、ここで、新脈管形成は、制御されていないか、または過剰であり、そして阻害を必要とし、この方法は、新脈管形成が阻害されるように、本発明のVEGIポリヌクレオチドまたはポリペプチドの有効量をこのような処置を必要とする個体に提供する工程を含む。
【0021】
なお別の実施態様において、本発明は、新脈管形成が所望される、黄斑変性、創傷治癒、消化性潰瘍、骨折、ケロイド、脈管形成、造血、排卵、月経、および胎盤形成のような疾患の処置または改善のための治療方法および組成物を提供し、この方法は、薬学的に受容可能な希釈剤中で、薬学的に受容可能な量で、本発明のVEGIポリヌクレオチドまたはポリペプチドアンタゴニスト、VEGIポリヌクレオチドに特異的なアンチセンスオリゴヌクレオチド、あるいはVEGIの機能を低減するかまたは排除する抗VEGI抗体、薬剤または薬物をこのような処置を必要とする個体に投与する工程を含む。
【0022】
別の実施態様において、本発明は、本発明の実質的に精製されたVEGIポリヌクレオチドまたはポリペプチドを含むガン増殖のリプレッサーまたはインヒビターの組成物を提供する。
【0023】
別の実施態様において、本発明は、試料中の本発明のVEGIポリヌクレオチドもしくはポリペプチドの存在または不在を検出することによる、ガンの検出および予後判定のための方法、またはVEGIの発現もしくは機能を改変するVEGIポリヌクレオチドにおける変異の検出方法を提供する。
【0024】
なお別の実施態様において、本発明は、可能性のある薬物または薬剤がVEGI発現を上方制御する能力があるかどうか試験することにより、新脈管形成の阻害活性について可能性のある薬剤または薬物を試験するための方法を提供する。VEGIは、他の新脈管形成インヒビターと同様に、細胞膜からこのタンパク質を放出するプロテアーゼによっておそらく活性化されるので、プロテアーゼ、ならびに金属イオンのようなこのような活性化を促進する他の薬剤は、VEGIの発現を増加するための薬剤として有用である。
【0025】
別の実施態様において、本発明は、可能性のある薬剤または薬物が、VEGIの発現を上方制御することにより、新脈管形成を阻害する能力があるかどうか試験することにより、可能性のある抗腫瘍薬剤または薬物を試験するための方法を提供する。
【0026】
まだ別の実施態様において、本発明は、可能性のある薬剤または薬物が、VEGIの機能(例えば、新脈管形成の阻害)をブロックし得るかどうか試験することにより、新脈管形成を促進する、このような活性化に可能性のある薬剤または薬物を試験するための方法を提供する。この場合、上述したようなVEGIを活性化するプロテアーゼの阻害、または必要とされる薬剤もしくは金属イオンのようなこのような活性化を促進する薬剤の阻害は、VEGIを下方制御するために使用され得、それによって、新脈管形成を上方制御し得る。
【0027】
(詳細な説明)
本発明のタンパク質のDNA配列およびアミノ酸配列が、TNFγとしてEP95903521.3に記載されたにもかかわらず、この分子の新規の抗新脈管形成活性および新規の内細胞阻害活性は、開示されなかった。
【0028】
従って、1つの実施態様において、本発明は、血管内皮細胞の増殖を阻害するVEGIポリヌクレオチドおよびポリペプチドに、ならびにこれらのポリヌクレオチドおよびポリペプチドを投与することによって新脈管形成により媒介されるかまたはそれに関連する疾患およびプロセスを処置するための方法に関する。本発明のVEGIポリヌクレオチドまたはポリペプチドは、血清、尿および腹水を含むがこれに限定されない体液から単離され得るか、または化学的および生物学的方法(例えば、細胞培養、組換え遺伝子発現)により合成され得る。組換え技術は、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)を用いてのDNA供給源からの遺伝子増幅、および逆転写酵素/PCRを用いてのRNA供給源からの遺伝子増幅を含む。VEGIは、非血管化腫瘍または血管化腫瘍のような組織内への血管の増殖を阻害する。本発明は、分子量約22kDを有するタンパク質、および短縮または翻訳後修飾(例えば、内因性増殖因子の新脈管形成活性を克服する能力のあるタンパク質のグリコシル化形態)を含むがこれに限定されない、そのタンパク質の任意のその改変型を含む。VEGIに関するヌクレオチド配列を、配列番号1、配列番号8、および配列番号26に示し、そしてVEGIに関するアミノ酸配列を、配列番号2、配列番号9、および配列番号27にそれぞれ示す。VEGIの活性形態は、配列番号2に示されるタンパク質のアミノ酸39〜174にわたる。VEGIの天然形態は、決定されていない。生物学的に活性な形態が、二量体、三量体、または多量体であり得ることが可能である。本発明はまた、新脈管形成の阻害を生じる、本発明のVEGIポリヌクレオチドまたはポリペプチドに含まれる配列および特定のエピトープまたはドメインの任意の対立遺伝子のバリエーションに関する。これらの配列は、アンチセンスオリゴヌクレオチドのような抗VEGI薬剤を設計するため、またはVEGI機能を阻害する抗体を作製するために使用され得、このような配列または薬剤は、新脈管形成関連疾患の改善または予防に有用である。
【0029】
ヒトVEGIの配列が、示され、そして記述されているにもかかわらず、ヒトVEGIが、ウシおよびマウスの内皮細胞の増殖を阻害する能力があるので、VEGIは、種の間でよく保存されていることが理解される。他の種由来のVEGI配列は、本出願に開示された配列および機能の情報を用いてクローン化され得る。従って、ヒト以外の種由来のVEGIポリヌクレオチドおよびポリペプチド配列もまた、本出願に含まれる。
【0030】
さらに、本発明は、クローン化されたcDNA(HUVE091)を配列決定することにより決定された、図5A、5B、および5C(配列番号9)に示すアミノ酸配列を有するVEGIポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを含む単離された核酸分子を提供する。本発明のVEGIポリペプチドは、ヒトVEGI(配列番号10)、VEGIβ(配列番号11)、ヒトリンホトキシンβ(配列番号12)およびFASリガンド(配列番号13)との配列相同性を共有する。本発明のVEGIポリヌクレオチドまたはポリペプチドの機能は、新脈管形成の阻害、抗腫瘍サイトカイン様分子として、骨および軟骨においてパンヌスを浸潤することと関連した新脈管形成および/または内皮細胞増殖の阻害による関節炎の処置として、NF−κBおよびc−Junキナーゼ(JNK)のインデューサーとして、細胞接着のインデューサーとして、およびアポトーシスのインデューサーとしてを含むがこれに限定されない。配列番号8に示されるヌクレオチド配列は、American Type Culture Collection、10801 University Boulevard、Manassas、VA20110−2209に、1994年10月26日に寄託され、そして受託番号75927を与えられたcDNAクローン(HUVE091)を配列決定することにより得られた。寄託されたプラスミドは、pBluescript SK(−)プラスミド(Stratagene、La Jolla、CA)に含まれる。
【0031】
本発明はまた、クローン化cDNA(HEMCZ56)を配列決定することにより決定された、図6Aおよび6B(配列番号27)に示されるアミノ酸配列を有する、VEGIβポリペプチドをコードするポリヌクレオチド(配列番号26)を含む単離された核酸分子を提供する。VEGIβポリペプチドは、本明細書に開示されたVEGIポリペプチドのスプライス改変体である。配列番号26に示されるヌクレオチド配列は、American Type Culture Collection、10801 University Boulevard、Manassas、Virginia 20110−2209に、1998年7月9日に寄託され、そして受託番号203055を与えられたcDNAクローン(HEMCZ56)を配列決定することにより得られた。寄託されたプラスミドは、pBluescript SK(−)プラスミド(Stratagene、La Jolla、CA)に含まれる。
【0032】
(核酸分子)
核酸分子またはポリヌクレオチドの「ヌクレオチド配列」とは、DNA分子またはポリヌクレオチドについては、デオキシリボヌクレオチドの配列を、そしてRNA分子またはポリヌクレオチドについては、リボヌクレオチド(A、G、CおよびU)の対応配列を意図する。ここで、特定のデオキシリボヌクレオチド配列のチミジンデオキシリボヌクレオチド(T)は、リボヌクレオチドウリジン(U)で置き換える。
【0033】
本明細書中で提供される情報(例えば、図5A、5Bおよび5Cにおけるヌクレオチド配列(配列番号8)、または図6Aおよび6Bにおけるヌクレオチド配列(配列番号26))を用いて、VEGIまたはVEGI−βポリペプチドをコードする本発明の核酸分子(すなわちポリペプチド)は、例えば開始物質としてmRNAを用いるcDNAクローニングのための手順のような標準クローニングおよびスクリーニングの手順を用いて入手され得る。例えば、VEGIポリペプチドをコードするポリヌクレオチドは、VEGIを発現する任意の細胞または組織供給源(例えば、ヒト腎臓およびヒト臍静脈内皮細胞)から慣用的に入手され得る。本発明の例として、図5A,5Bおよび5C(配列番号8)に記載の核酸分子は、ヒト臍静脈内皮細胞由来のcDNAライブラリーにおいて発見された。VEGIに対応するcDNAクローン(クローン HUVE091)は、174アミノ酸残基のタンパク質をコードするオープンリーディングフレームを含む。そのアミノ酸残基の最初の約27アミノ酸残基は、推定リーダー配列であり、結果として成熟タンパク質は147アミノ酸を含む。このタンパク質は、111アミノ酸長にわたって、38%同一性および58%類似性で、ウサギTNF−α(Ito,H.ら,DNA 5:157−165(1986);GenBank 登録番号M12846;配列番号14)に対してC末端で最も高い程度の相同性を示す。TNFファミリーのメンバーの全体に渡って保存された配列はまた、VEGIでも保存されている。
【0034】
さらに、VEGI−βポリペプチドをコードするポリヌクレオチドは、誘導されたそして休止の内皮細胞、臍静脈、扁桃腺、ならびにいくつかの他の細胞および組織型から慣用的に入手され得る。本発明の例として、図6Aおよび6Bにおいて記載される核酸分子(配列番号26)は、誘導された内皮細胞由来のcDNAライブラリー中で発見された。VEGI−β(HEMCZ56)に対応するcDNAクローンは、251アミノ酸残基のタンパク質をコードするオープンリーディングフレームを含む。このアミノ酸残基の最初の約35アミノ酸残基は、推定の細胞内ドメインであり、そして36〜61アミノ酸は、推定の膜貫通ドメインであり、そして62〜251アミノ酸残基は、推定の細胞外ドメインである。
【0035】
細胞外ドメイン、膜貫通ドメインおよび細胞内ドメインを構成するアミノ酸残基は、コンピューター分析により推定された。従って、当業者が理解するように、これらのドメインを構成するアミノ酸残基は、それぞれのドメインを規定するために用いられる判定基準に依存してわずかに(例えば、約1〜約15アミノ酸残基)変化し得る。
【0036】
本発明の1つの局面に従って、単離された核酸(ポリヌクレオチド)を提供する。この核酸は、図5A、5Bおよび5C(配列番号9)の推定アミノ酸配列を有する成熟ポリペプチドをコードするか、または1994年10月26日にATCC受託番号75927として寄託されたHUVEO91と命名されたクローンのcDNAによってコードされる成熟ポリペプチドをコードする。
【0037】
さらに、本発明の別の局面に従って、単離された核酸(ポリヌクレオチド)を提供する。この核酸は、図6Aおよび6Bの推定アミノ酸配列(配列番号:27)を有する成熟ポリペプチドをコードするか、または1998年7月9日にATCC受託番号203055として寄託されたHEMCZ56と命名されたクローンのcDNAによってコードされる成熟ポリペプチドをコードする。
【0038】
「単離された」核酸分子またはポリヌクレオチドは、そのネイティブな環境から取り出された分子(DNAまたはRNA)を意図する。例えば、ベクター中に含まれる組換えDNA分子(ポリヌクレオチド)は、本発明の目的のために単離されていると考えられる。単離されたDNA分子(ポリヌクレオチド)のさらなる例には、異種の宿主細胞において維持される組換えDNA分子、または溶液中の(部分的または実質的に)精製されたDNA分子が挙げられる。単離されたRNA分子(ポリヌクレオチド)には、本発明のDNA分子(ポリヌクレオチド)のインビボまたはインビトロでのRNA転写物が挙げられる。本発明に従う単離された核酸分子またはポリヌクレオチドには、合成的に生成されたような分子がさらに挙げられる。
【0039】
本発明のポリヌクレオチドは、RNAの形態またはDNAの形態であり得る。このDNAには、cDNA、ゲノムDNAおよび合成DNAが挙げられる。このDNAは、二本鎖または単鎖であり得、そして一本鎖の場合は、コード鎖または非コード(アンチセンス)鎖であり得る。
【0040】
本発明の単離された核酸分子としては、配列番号8に開示され、そして成熟VEGIポリペプチドをコードするポリヌクレオチド配列、配列番号26で示されたポリヌクレオチド配列(成熟VEGI−βポリペプチドをコードする)、ATCC受託番号75927として寄託された寄託クローン(HUVE091)に含まれたポリヌクレオチド配列(成熟VEGI−βポリペプチドをコードする)、ATCC受託番号203055として寄託された寄託クローン(HEMCZ56)に含まれたポリヌクレオチド配列(成熟VEGI−βポリペプチドをコードする)、ならびに上記の配列と異なるが、遺伝コードの縮重により配列番号1、配列番号8、および配列番号26のDNA、または寄託されたcDNAと同じ成熟ポリペプチドをコードする配列を含むポリヌクレオチド配列が挙げられる。もちろん、遺伝子コードは当該分野において周知である。従って、このような縮重改変体を生成することは当業者にとって慣用的である。
【0041】
本発明は、VEGIポリペプチドタンパク質の成熟型をコードする核酸分子を提供する。完全なVEGIポリペプチドのアミノ酸配列は、図5A、5Bおよび5C(配列番号9)ならびに配列番号2に示されるような、リーダー配列および成熟タンパク質を含む。シグナル仮説に従えば、粗面小胞体を隔てた成長タンパク質鎖の輸送が一旦開始すれば、哺乳動物細胞により分泌されるタンパク質は、完全なポリペプチドから切断され、分泌されたタンパク質の「成熟」形態を産生する、シグナルまたは分泌リーダー配列を有する。ほとんどの哺乳動物細胞、および昆虫の細胞でさえ、同様の特異性で、分泌タンパク質を切断する。しかし、いくつかの場合は、分泌タンパク質の切断は、完全に均一ではなく、これはタンパク質の2つ以上の成熟した種を生じる。さらに、分泌タンパク質の切断特異性が完全なタンパク質の最初の構造によって究極的に決定されること、すなわち切断特異性がポリペプチドのアミノ酸配列に固有であることが長く公知である。従って、本発明は、ATCC受託番号75927に含まれるcDNAクローンによりコードされるアミノ酸配列を有する成熟VEGIポリペプチドをコードするヌクレオチド配列を提供する。「ATCC受託番号75927中のcDNAクローンによりコードされるアミノ酸配列を有する成熟VEGIポリペプチド」とは、寄託されたクローンのヒトDNA配列によりコードされる完全なオープンリーディングフレームの哺乳動物細胞(例えば、下記のCOS細胞)中の発現により産生されたVEGIポリペプチドの成熟型を意味する。
【0042】
図6Aおよび6Bの成熟ポリペプチドをコードする(配列番号26)、または寄託されたcDNA(HEMCZ56)によってコードされる成熟ポリペプチドをコードするポリヌクレオチドには、以下が挙げられるがこれに限られない:成熟ポリペプチドについてのコード配列のみ;成熟ポリペプチドのコード配列、ならびにさらなるコード配列(例えば、リーダー配列もしくは分泌配列、または膜貫通配列またはプロタンパク質配列);成熟ポリペプチドのコード配列(および必要に応じてさらなるコード配列)および非コード配列(例えば、イントロンまたは成熟ポリペプチドのコード配列の非コード配列5’および/もしくは3’)。
【0043】
本発明はまた、ポリヌクレオチドを含む。ここで成熟ポリペプチドに対するコード配列は、宿主細胞からのポリペプチドの発現および分泌を補助するポリヌクレオチド配列に対する同じリーディングフレームに融合され得る(例えば、細胞からのポリペプチドの輸送の制御のために分泌配列として機能するリーダー配列)。リーダー配列を有するポリペプチドは、プロタンパク質であり、そして宿主細胞により切断されるリーダー配列を有し、ポリペプチドの成熟形態を形成し得る。このポリヌクレオチドはまた、成熟タンパク質でさらに5’アミノ酸残基を付加されたプロタンパク質をコードし得る。プロ配列を有する成熟タンパク質は、プロタンパク質であり、そしてタンパク質の不活性形態である。一旦、プロ配列が切断されると、活性な成熟タンパク質が残る。
【0044】
従って、例えば、本発明のポリヌクレオチドは、成熟タンパク質をコードするか、またはプロ配列を有するタンパク質をコードするか、またはプロ配列およびプレ配列(リーダー配列)の両方を有するタンパク質をコードし得る。
【0045】
本発明のポリヌクレオチドはまた、本発明のポリペプチドの精製を可能にするマーカー配列とインフレームで融合されたコード配列を有し得る。このマーカー配列は、細菌宿主の場合、マーカーに融合した成熟ポリペプチドの精製を提供するために、pQE−9ベクターによって供給されたヘキサ−ヒスチジンタグであり得るか、または例えば、哺乳動物宿主(例えば、COS−7細胞)が用いられる場合、マーカー配列は、赤血球凝集素(HA)タグであり得る。このHAタグは、インフルエンザ赤血球凝集素タンパク質由来のエピトープに対応する(Wilson,I.ら、Cell,37:767(1984))。
【0046】
従って、用語「ポリペプチドをコードするポリヌクレオチド」は、ポリペプチドのコード配列のみを含むポリヌクレオチド、ならびにさらなるコード配列および/または非コード配列を含むポリヌクレオチドを包含する。
【0047】
本発明はさらに、図5A、5Bおよび5Cならびに6Aおよび6Bの推定アミノ酸配列(配列番号2、配列番号9、および配列番号27)を有するポリヌクレオチドのフラグメント(すなわち、部分)、アナログ、および誘導体をコードする、本明細書上記のポリヌクレオチドの改変体、ならびに寄託されたクローンのcDNAによってコードされるポリペプチドに関する。ポリヌクレオチドの改変体は、ポリヌクレオチドの天然に存在する対立遺伝子変異、またはポリヌクレオチドの天然に存在しない改変体であり得る。
【0048】
従って、本発明には、配列番号2および配列番号9で示されるのと同じ成熟ポリペプチド、または寄託されたクローンHUVEO91のcDNAによりコードされた成熟ポリペプチドをコードするポリヌクレオチド、ならびにこのようなポリヌクレオチドの改変体が挙げられる。この改変体は、図1AおよびBのポリペプチドのフラグメント、誘導体もしくはアナログ、または寄託されたクローンHUVEO91のcDNAによりコードされたポリペプチドをコードする。このようなヌクレオチド改変体には、欠失改変体、置換改変体、および付加改変体もしくは挿入改変体が挙げられる。
【0049】
さらに、本発明には、配列番号27に示される成熟ポリペプチド、または寄託されたクローンHEMCZ56のcDNAによりコードされる成熟ポリペプチドをコードするポリヌクレオチド、ならびにこのようなポリペプチドの改変体(この改変体は、配列番号203055のポリペプチド、または寄託されたクローンHEMCZ56のcDNAによりコードされたポリペプチドのフラグメント、誘導体またはアナログをコードする)が挙げられる。このようなヌクレオチド改変体には、欠失改変体、置換改変体、および付加改変体もしくは挿入改変体が挙げられる。
【0050】
本明細書上記で示すように、このポリヌクレオチドは、配列番号1および配列番号8に示されるコード配列の天然に存在する対立遺伝子変異、または寄託されたクローンHUVEO91のコード配列のであるコード配列を有し得る。あるいは、このポリヌクレオチドは、配列番号26に示されるコード配列遺伝子変異、または寄託されたクローンHEMCZ56のコード配列の天然に存在する対立遺伝子変異であるコード配列を有し得る。当該分野で公知のように、対立遺伝子変異は、1つ以上のヌクレオチドの置換、欠失、または付加を有し得るポリヌクレオチド配列の代替形態であり、これはコードされたポリペプチドの機能を実質的に変えない。
【0051】
本発明はさらに、本明細書中で記載された単離された核酸分子のフラグメントに関する。寄託されたcDNA(HUVEO91およびHEMCZ56)のヌクレオチド配列、または図5A、5Bおよび5C(配列番号1および配列番号8)ならびに図6Aおよび6B(配列番号26)に示されたヌクレオチド配列を有する単離された核酸分子のフラグメント、またはそれらに対する相補鎖は、少なくとも15ヌクレオチド、そしてより好ましくは少なくとも20ヌクレオチド、さらにより好ましくは少なくとも30ヌクレオチド、そしてさらにより好ましくは少なくとも40、50、100、150、200、250、300、400または500ヌクレオチド長のフラグメントを意図する。これらのフラグメントは、本明細書中で議論されるように、診断プローブおよびプライマーを含むがこれに限定されない多くの用途を有する。当然のことながら、50〜1500ヌクレオチド長の、より大きいフラグメントもまた、寄託されたcDNAクローンHUVEO91、寄託されたcDNAクローンHEMCZ56のヌクレオチド配列、配列番号8に開示されたヌクレオチド配列、または配列番号27に開示されたヌクレオチド配列の、全てでなくとも、ほとんどに対応するフラグメントと同様に、本発明に従って有用である。少なくとも20ヌクレオチド長のフラグメントは、例えば、寄託されたcDNAクローン(HUVEO91およびHEMCZ56)のヌクレオチド配列、配列番号1、配列番号8および配列番号26に示されるヌクレオチド配列由来の20以上の連続した塩基を含むフラグメントを意図する。
【0052】
特定の実施態様において、本発明のポリヌクレオチドフラグメントは、機能的な活性を示すポリペプチドをコードする。「機能的な活性」を示すポリペプチドとは、完全長または成熟VEGIポリペプチドに関連する1つ以上の公知の機能的活性を示し得るポリペプチドを意味する。このような機能的活性には、生物学的活性((例えば、血管形成の阻害、内皮細胞増殖の阻害、細胞接着の誘導、抗原性[抗VEGIおよび/または抗VEGIβ抗体と結合(またはVEGIおよび/またはVEGI−βポリペプチドと結合について競合)する能力]、免疫原性(VEGIおよび/またはVEGI−βポリペプチドと結合する抗体を産生する能力)、他のVEGIポリペプチドとのポリマーを形成する能力、およびVEGIポリペプチドのレセプターまたはリガンド(例えば、DR3)に結合する能力が挙げられるがこれに限定されない。
【0053】
本発明はまた、以下の関連cDNAクローンにより決定された配列番号8の長いフラグメントに関連するヌクレオチド配列を有する核酸分子を提供する:HUVEO91(配列番号15)、HMPAP05(配列番号16)、HSXCA44(配列番号17)、HEMFG66(配列番号:18)、およびHELAM93(配列番号19)。
【0054】
本発明はまた、以下の関連cDNAクローンにより決定された配列番号26の長いフラグメントに関連するヌクレオチド配列を有する核酸分子を提供する:HUVEO91P01(配列番号28)、HMPTI24R(配列番号29)、HELAM93R(配列番号30)、およびHEMFG66R(配列番号:31)。
【0055】
特定の実施態様では、本発明のポリヌクレオチドフラグメントは、好ましくは上記列挙したcDNAクローンから決定されるヌクレオチド配列を除き、ヌクレオチド残基1〜2442由来の配列番号8の、少なくとも30ヌクレオチド、好ましくは少なくとも50ヌクレオチドの任意の部分を含むポリヌクレオチドを含む、あるいは、そのポリヌクレオチドからなる。本発明のVEGIポリヌクレオチドフラグメントの代表的な例には、配列番号1、またはそれらに対する相補的なポリヌクレオチド鎖、または寄託されたクローンHUVEO91中に含まれるcDNAの以下のヌクレオチドを含むフラグメントが挙げられる:
【0056】
【化1】
Figure 0004441112
さらなる特定の実施態様において、本発明のポリヌクレオチドフラグメントは、好ましくは上記列挙したcDNAクローンから決定されるヌクレオチド配列を除き、配列番号26のヌクレオチド残基1〜1116うちの、少なくとも30ヌクレオチド、好ましくは少なくとも50ヌクレオチドの任意の部分を含むポリヌクレオチドを含む、あるいは、そのポリヌクレオチドからなる。
【0057】
本発明の好ましい実施態様は、配列番号2の残基−1〜147(すなわち、−1〜147)、1〜147(すなわち、+1〜147)、2〜147、3〜147、4〜147、5〜147、6〜147、7〜147、8〜147、9〜147、10〜147、11〜147、12〜147および13〜147のアミノ酸配列を含む、あるいはそのアミノ酸配列からなる、ポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを包含する。
【0058】
本発明のVEGI−βポリヌクレオチドフラグメントの代表的な例には、配列番号1、またはそれらに対する相補的なポリヌクレオチド鎖、または寄託されたクローンHEMCZ56中に含まれるcDNAの以下のヌクレオチドを含むフラグメントが挙げられる:
【0059】
【化2】
Figure 0004441112
【0060】
【化3】
Figure 0004441112
本発明の好ましい核酸フラグメントはまた、以下のドメインのうちの1つ以上をコードする核酸分子も含む:
配列番号2のVEGI潜在的アスパラギン結合グリコシル化部位N−29からN−32(N−29、Y−30、T−31、N−32)、およびN−125からD−128(N−125、V−126、S−127、D−128);
潜在的プロテインキナーゼC(PKC)リン酸化部位T−32からK−34まで(T−32、N−33、K−34)、およびT−50からR−52まで(T−50、F−51、R−52);潜在的カゼインキナーゼII(CK2)リン酸化部位S−83からE−86(S−83、Y−84、P−85、E−86);
S−96からE−99(S−96、V−97、C−98、E−99);
S−115からE−118(S−115、L−116、Q−117、E−118);
S−130からD−133(S−130、L−131、V−132、D−133);
およびT−135からD−138まで(T−135、K−136、E−137、D−138);
ならびに潜在的ミリスチル化部位G−20からK−25(G−20、L−21、A−22、F−23,T−24,K−25)およびG−111からL−116(G−111、A−112、M−113、F−114、S−115、L−116)。
【0061】
本発明の特に好ましいポリヌクレオチドの中には、VEGIの構造的または機能的な属性をコードすることにより特徴づけられたポリヌクレオチドが存在する。このようなポリヌクレオチドは、VEGIのαヘリックスおよびαヘリックス形成領域(「α領域」)、βシートおよびβシート形成領域(「β領域」)、ターンおよびターン形成領域(「ターン領域」)、コイルおよびコイル形成領域(「コイル領域」)、親水性領域、疎水性領域、α両親媒性領域、β両親媒性領域、表面形成領域、および高抗原性指数領域(すなわち、各々が、1.5以上の抗原性指数を有する、3つ以上の連続アミノ酸残基の抗原性領域を有する)を含むアミノ酸残基をコードする。いくつかの好ましい領域は、図7に示される図であり、これは、認定されたコンピュータープログラムのデフォルトパラメーターを用いて、配列番号9に示されたアミノ酸配列の分析により同定された前記の型の領域を含むがこれに限定されない。このような好ましい領域には以下が挙げられる;Garnier−Robson−α領域、β領域、ターン領域、およびコイル領域、Chou−Fasman−α領域、β領域、ターン領域、およびコイル領域、Kyte−Doolittle−親水性領域、および疎水性領域、Eisenberg−α両親媒性領域、およびβ両親媒性領域、Karplus−Schulz−可撓性領域、Emini−表面形成領域、および高い抗原性指数のJameson−Wolf領域。
【0062】
VEGIについての上記の様式においてVEGI−βを示すデータは、配列番号27に開示されたアミノ酸配列を用いて容易に調製され得る。従って、上記列挙したVEGIの上記列挙した構造または機能の属性それぞれ(すなわち、Garnier−Robson−α領域、β領域、ターン領域、およびコイル領域、Chou−Fasman−α領域、β領域、ターン領域、およびコイル領域、Kyte−Doolittle−親水性領域、および疎水性領域、Eisenberg−α両親媒性領域、およびβ両親媒性領域、Karplus−Schulz−可撓性領域、Emini−表面形成領域、および高い抗原性指数のJameson−Wolf領域など)は、VEGIおよびVEGI−βに同等に当てはまる。
【0063】
これらの点に関していくつかの好ましい領域は、図7に示されるが、図7に示されたデータの表の表示を用いることによってまた、示されるかまたは同定され得る。図7を作成するために用いたDNA*STARコンピューターアルゴリズム(元来のデフォルトパラメーターを並べる)は、そのような表の形式で表7にデータを容易に示す。図7におけるデータの表形式が用いられ、好ましい領域の特定の境界線を容易に決定し得る。
【0064】
図7に並べられた上記の好ましい領域には、配列番号2、配列番号9、および配列番号27に示されたアミノ酸配列の分析により同定された前記の型の領域が挙げられるが、これに限られない。図7に示されるように、このような好ましい領域には、Garnier−Robson−α領域、β領域、ターン領域、およびコイル領域、Chou−Fasman−α領域、β領域、ターン領域、およびコイル領域、Kyte−Doolittle−親水性領域、および疎水性領域、Eisenberg−α両親媒性領域、およびβ両親媒性領域、Karplus−Schulz−可撓性領域、Emini−表面形成領域、および高い抗原性指数のJameson−Wolf領域が挙げられる。
【0065】
この点に関して、高度に好ましいフラグメントの中には、いくつかの構造的特徴、例えば、いくつか(例えば1、2、3、または4)の上記の特徴を組み合わせたVEGIおよび/またはVEGI−βの領域を含むフラグメントがある。
【0066】
本発明のさらに好ましい核酸フラグメントには、VEGIポリペプチドの1つ以上のエピトープ保有部位をコードする核酸分子が挙げられる。特に、本発明のこのような核酸フラグメントには、以下をコードする核酸分子が挙げられる:配列番号9の約Thr−24から約Asn−32のアミノ酸残基を含むポリペプチド;配列番号9の約Ile−37から約Ile−45のアミノ酸残基を含むポリペプチド;配列番号9の約Met−54から約Arg−62のアミノ酸残基を含むポリペプチド;配列番号9の約Gln−63から約Asp−71のアミノ酸残基を含むポリペプチド;配列番号9の約Glu−57から約Gly−65のアミノ酸残基を含むポリペプチド;配列番号9の約Val−80から約Thr−88のアミノ酸残基を含むポリペプチド;配列番号9の約Leu−116から約Val−124のアミノ酸残基を含むポリペプチド;配列番号9の約Asp−133から約Phe−141のアミノ酸残基を含むポリペプチド。このようなポリペプチドフラグメントは、上記、図7において示されるように、Jaeson−Wolf−抗原性指数の分析によりVEGIポリペプチドの抗原性エピトープを保有することが決定された。VEGIの他のこのようなエピトープ保有部分位を決定するための方法を、以下に詳細に記載する。
【0067】
VEGI−βタンパク質の抗原エピトープを保有するポリペプチドフラグメントは、図7に示されるように、Jameson−Wolf−抗原性指数の上記の分析を用いて当業者によって容易に決定され得る。VEGI−βの他のこのようなエピトープ保有部分を決定するための方法を、以下に詳細に記載する。
【0068】
本発明の別の実施態様は、好ましくはストリンジェントなハイブリダイゼーション条件下で、本発明のポリヌクレオチド(例えば、本明細書中で記載された、ATCC受託番号75927に含まれるcDNAクローン、ATCC受託203055に含まれるcDNAクローン、VEGIポリヌクレオチドフラグメント)のポリヌクレオチド配列の部分にハイブリダイズするポリヌクレオチドに関する。「ストリンジェントなハイブリダイゼーション条件」とは、50%ホルムアミド、5×SSC(750mM NaCl、75mMクエン酸三ナトリウム)、50mMリン酸ナトリウム(pH7.6)、5×デンハルト溶液、10%デキストラン硫酸、および20μg/mlの変性剪断サケ精子DNAを含む溶液中での42℃での一晩のインキュベーション、続いて約65℃での0.1×SSC中でのフィルターの洗浄を意図する。ポリヌクレオチドの「部分」にハイブリダイズするポリヌクレオチドとは、参照ポリヌクレオチドの少なくとも15ヌクレオチド(nt)、そしてより好ましくは少なくとも20nt、さらにより好ましくは少なくとも30nt、そしてさらにより好ましくは30〜70nt、もしくは80〜150nt、または全長にハイブリダイズするポリヌクレオチド(DNAまたはRNAのいずれか)を意図する。これらは、上に議論したように、そして以下でより詳細に議論されるように、診断用プローブおよびプライマーとして有用である。もちろん、ポリA配列(例えば、配列番号1、配列番号8または配列番号26に示されるVEGI cDNAの3’末端ポリ(A)トラクト(tract))のみに、またはT(もしくはU)残基の相補的なストレッチ(stretch)にハイブリダイズするポリヌクレオチドは、本発明の核酸の一部にハイブリダイズするために使用される本発明のポリヌクレオチドに含まれない。なぜなら、このようなポリヌクレオチドは、ポリ(A)ストレッチを含む任意の核酸分子またはその相補体(例えば、実際には、オリゴdTをプライマーとして用いて生成された任意の二本鎖cDNAクローン)にハイブリダイズするからである。
【0069】
好ましい実施態様では、本明細書中で開示される参照ポリヌクレオチドにハイブリダイズするポリヌクレオチドは、配列番号1、配列番号8および/もしくは配列番号26に開示されたポリヌクレオチド配列、または寄託物に含まれるcDNAによりコードされる成熟ポリペプチドとして、実質的に同じ生物学的機能または活性を保持するポリペプチドをコードする。
【0070】
本発明はさらに、本発明の核酸分子の改変体に関し、これはVEGIポリペプチドの部分、アナログまたは誘導体をコードする。改変体は、天然の対立遺伝子変異体のように天然に生じ得る。「対立遺伝子変異体」とは、生物の染色体上の所定の遺伝子座を占める遺伝子のいくつかの代替的な形態のうちの1つを意図する(Genes II,Lewin,B.編、John Wiley & Sons,New York(1985))。天然には生じない改変体は、当該分野で公知の変異誘発技術を使用して生成され得る。
【0071】
このような改変体は、本明細書中で記載されたポリヌクレオチド配列(フラグメントを含む)のヌクレオチド置換、欠失または付加により生成した改変体を含む。この置換、欠失または付加は1つ以上のヌクレオチドを含み得る。この改変体は、コード領域、非コード領域または両方で変化され得る。コード領域での変化は、保存的または非保存的なアミノ酸の置換、欠失または付加を生成し得る。これらの中で特に好ましいものは、サイレントな置換、付加および欠失であり、これはVEGIポリペプチドまたはその部分の特性および活性を変化しない。このことに関してまた特に好ましいものは、保存的置換である。
【0072】
本発明のさらなる実施態様は、以下からなる群から選択されるヌクレオチド配列を有するポリヌクレオチドに少なくとも70%または少なくとも80%同一である、より好ましくは少なくとも90%同一である、そしてさらにより好ましくは少なくとも95%、96%、97%、98%もしくは99%同一であるポリヌクレオチド配列を含む単離され核酸分子に関する:(a)配列番号2または9の全アミノ酸配列を有するVEGIポリペプチドをコードするヌクレオチド配列(すなわち、配列番号9の−27位〜147位);(b)配列番号2または9の全アミノ酸配列を有するが、N末端メチオニンを欠失するVEGIポリペプチドをコードするヌクレオチド配列(すなわち、配列番号9の−26位〜147位);(c)配列番号9の1位〜147位として示される、配列番号9のアミノ酸配列を有する成熟VEGIポリペプチドをコードするヌクレオチド配列;(d)配列番号9の1位〜147位として示される、配列番号2または9のアミノ酸配列を有するVEGIポリペプチドの細胞外ドメインをコードするヌクレオチド配列;(e)ATCC受託番号75927に含まれるcDNAクローンHUVEO91によりコードされる全アミノ酸配列を有するVEGIポリペプチドをコードするヌクレオチド配列;(f)ATCC受託番号75927に含まれるcDNAクローンHUVEO91によりコードされる全アミノ酸配列を有するが、N末端メチオニンを欠失する、VEGIポリペプチドをコードするヌクレオチド配列;(g)ATCC受託番号75927に含まれるcDNAクローンHUVEO91によりコードされるアミノ酸配列を有する成熟VEGIポリペプチドをコードするヌクレオチド配列;(h)ATCC受託番号75927に含まれるcDNAクローンHUVEO91によりコードされるアミノ酸配列を有するVEGIポリペプチドの細胞外ドメインをコードするヌクレオチド配列;(i)本明細書中で記載されたポリペプチドフラグメントをコードするヌクレオチド配列;および(j)上記(a)、(b)、(c)、(d)、(e)、(f)、(g)、(h)または(i)のいずれか1つのヌクレオチド配列に相補的なヌクレオチド配列。本発明のポリペプチドはまた、上記(a)、(b)、(c)、(d)、(e)、(f)、(g)、(h)、(i)または(j)に記載の配列に、少なくとも80%同一な、より好ましくは少なくとも90%同一な、そしてさらにより好ましくは、95%、96%、97%、98%もしくは99%同一なアミノ酸配列を有するポリペプチド、ならびに上記の配列に少なくとも90%類似の、そしてより好ましくは少なくとも95%類似のアミノ酸配列を有するポリペプチドを含む。
【0073】
本発明のさらなる実施態様は、以下からなる群から選択されるヌクレオチド配列を有するポリヌクレオチドに少なくとも70%または少なくとも80%同一である、より好ましくは少なくとも90%同一である、そしてさらにより好ましくは少なくとも95%、96%、97%、98%もしくは99%同一であるポリヌクレオチド配列を含む単離された核酸分子に関する:(a)配列番号27の全アミノ酸配列を有するVEGI−βポリペプチドをコードするヌクレオチド配列(すなわち、配列番号27の1位〜251位);(b)配列番号27の全アミノ酸配列を有するが、N末端メチオニンを欠失するVEGI−βポリペプチドをコードするヌクレオチド配列(すなわち、配列番号27の2位〜251位);(c)配列番号27の62位〜251位として示される、配列番号27のアミノ酸配列を有する成熟VEGI−βポリペプチドをコードするヌクレオチド配列;(d)配列番号27の1位〜35位として示される、配列番号27のアミノ酸配列を有するVEGI−βポリペプチドの細胞内ドメインをコードするヌクレオチド配列;(e)配列番号27の62位〜251位で示される、配列番号27のアミノ酸配列を有するVEGI−βポリペプチドの細胞外ドメインをコードするヌクレオチド配列;(f)ATCC受託番号203055に含まれるcDNAクローンHEMCZ56によりコードされる全アミノ酸配列を有するVEGI−βポリペプチドをコードするヌクレオチド配列;(g)ATCC受託番号203055に含まれるcDNAクローンHEMCZ56によりコードされる全アミノ酸配列を有するが、N末端メチオニンを欠失する、VEGI−βポリペプチドをコードするヌクレオチド配列;(h)ATCC受託番号203055に含まれるcDNAクローンHEMCZ56によりコードされるアミノ酸配列を有する成熟VEGI−βポリペプチドをコードするヌクレオチド配列;(i)ATCC受託番号203055に含まれるcDNAクローンHEMCZ56によりコードされるアミノ酸配列を有するVEGI−βポリペプチドの細胞内ドメインをコードするヌクレオチド配列;(j)ATCC受託番号203055に含まれるcDNAクローンHEMCZ56によりコードされるアミノ酸配列を有するVEGI−βポリペプチドの細胞外ドメインをコードするヌクレオチド配列;および(k)上記(a)、(b)、(c)、(d)、(e)、(f)、(g)、(h)、(i)または(j)のいずれか1つのヌクレオチド配列に相補的なヌクレオチド配列。本発明のポリペプチドはまた、上記(a)、(b)、(c)、(d)、(e)、(f)、(g)、(h)、(i)、(j)または(k)に記載の配列に、少なくとも80%同一な、より好ましくは少なくとも90%同一な、そしてさらにより好ましくは、95%、96%、97%、98%もしくは99%同一なアミノ酸配列を有するポリペプチド、ならびに上記の配列に少なくとも90%類似性、そしてより好ましくは少なくとも95%類似性を有するアミノ酸配列を有するポリペプチドを含む。
【0074】
本発明の参照ヌクレオチド配列に、例えば、少なくとも95%「同一の」ヌクレオチド配列を有するポリヌクレオチドは、そのポリヌクレオチドのヌクレオチド配列が、ポリヌクレオチド配列がVEGIポリペプチドをコードする参照ヌクレオチド配列の各100ヌクレオチドあたり、5つまでの点変異を含み得ることを除いて、参照配列に同一であることを意図する。換言すれば、参照ヌクレオチド配列に少なくとも95%同一であるヌクレオチド配列を有するポリヌクレオチドを得るために、参照配列における5%までのヌクレオチドが欠失され得るか、もしくは別のヌクレオチドで置換され得るか、または参照配列において全ヌクレオチドの5%までの多くのヌクレオチドが、参照配列中に挿入され得る。参照(問い合わせ)配列は、配列番号1、配列番号8および配列番号26で開示された全ヌクレオチド配列、または本明細書中で記載される任意のフラグメントであり得る。
【0075】
実際問題として、任意の特定の核酸分子が、例えば配列番号8、配列番号26に示されるヌクレオチド配列に対して、または寄託されたcDNAクローンのヌクレオチド配列に対して少なくとも70%、80%、90%、95%、96%、97%、98%または99%同一であるかどうかは、Bestfitプログラム(Wisconsin Sequence Analysis Package,Version 8 for Unix,Genetics Computer Group,University Research Park,575 Science Drive,Madison,WI53711)のような公知のコンピュータープログラムを使用して従来どおり決定され得る。Bestfitは、SmithおよびWaterman, Advances in Applied Mathematics 2:482−489 (1981)の局所的相同性アルゴリズムを用いて、2つの配列間の最も相同性の高いセグメントを見出す。Bestfitまたは任意の他の配列整列プログラムを使用して、特定の配列が本発明による参照配列に、例えば95%同一であるか否かを決定する場合、当然のことながらパラメーターは、同一性の百分率が、参照ヌクレオチド配列の全長にわたって計算されるように、そして参照配列の総ヌクレオチド数の5%までの相同性におけるギャップが許容されるように設定される。
【0076】
特定の実施態様において、参照(問い合わせ)配列(本発明の配列)と被検配列との間の同一性(全体的配列アラインメントともいわれる)は、Brutlagらのアルゴリズム(Comp.App.Biosci.6:237−245(1990))に基づくFASTDBコンピュータープログラムを用いて決定される。同一性パーセントを計算するためにDNA配列のFASTDBアラインメントにおいて用いられる好ましいパラメーターは以下である:Matrix=Unitary、k−tuple=4、Mismatch Penalty=1、Joining Penalty=30、Randomization Group Length=0、Cutoff Score=1、Gap Penalty=5、Gap Size Penalty 0.05、Window Size=500または被験ヌクレオチド配列の長さ(いずれか短い方)。本実施態様に従って、被験配列が、内部の欠失のためではなく、5’または3’欠失のために問い合わせ配列より短い場合、FASTDBプログラムが、同一性パーセントを計算するとき、被験配列の5’および3’切断を計算しない事実を考慮する結果になるように、手動補正を行う。問い合わせ配列と比べて5’または3’末端で切断された被験配列に関しては、同一性パーセントは、被験配列の5’および3’である問い合わせ配列の塩基数(これは、問い合わせ配列の全塩基のパーセントとして、マッチせず/整列しない)を計算することにより補正される。ヌクレオチドがマッチする/整列するかどうかの決定は、FASTDB配列アラインメントの結果により決定される。次いで、このパーセンテージを、特定のパラメーターを用いた上記FASTDBプログラムによって計算された、同一性パーセントから差し引き、同一性パーセント最終スコアに達する。この補正スコアが、この実施態様の目的のために用いるものである。FASTDBアラインメントに示されるように、被験配列の5’および3’塩基の外側の塩基のみ(これは問い合わせ配列とマッチせず/整列しない)を、同一性パーセントスコアを手動で調整する目的で計算する。例えば、90塩基の被験配列を、同一性パーセント決定のために100塩基の問い合わせ配列に整列させる。欠失は被験配列の5’末端で生じ、従って、FASTDBアラインメントは、5’末端で最初の10塩基のマッチング/アラインメントを示さない。10の非対合塩基は、配列の10%(5’末端および3’末端でのマッチしない塩基数/問い合わせ配列における総塩基数)を示し、そのためFASTDBプログラムによって計算した同一性パーセントスコアから10%を差し引く。残りの90塩基が完全にマッチした場合、最終の同一性パーセントは90%になる。別の実施例では、90塩基の被験配列を、100塩基の問い合わせ配列と比較する。この場合、欠失は、内部の欠失であり、そのため問い合わせ配列とマッチ/整列しない塩基は被験配列の5’または3’にはない。この場合、FASTDBにより計算される同一性パーセントは、手動では補正されない。もう一度、問い合わせ配列とマッチ/整列しない被験配列の5’および3’塩基のみを手動で補正する。この実施態様の目的のために他の手動の補正は行わない。
【0077】
さらなる実施態様では、本発明は、配列番号2のポリペプチドをコードするポリヌクレオチドに少なくとも70%同一性、好ましくは少なくとも90%同一性、そしてより好ましくは少なくとも95%同一性を有するポリヌクレオチド、およびそのフラグメント(このフラグメントは、少なくとも30塩基そして好ましくは少なくとも50塩基を有する)、ならびにこのようなポリヌクレオチドにコードされるポリペプチドに関する。
【0078】
さらなる実施態様では、本発明は、配列番号27のポリペプチドをコードするポリヌクレオチドに少なくとも70%同一性、好ましくは少なくとも90%同一性、そしてより好ましくは少なくとも95%同一性を有するポリヌクレオチド、およびそのフラグメント(このフラグメントは、少なくとも30塩基そして好ましくは少なくとも50塩基を有する)、ならびにこのようなポリヌクレオチドにコードされるポリペプチドに関する。
【0079】
本出願は、配列番号1、配列番号8、配列番号26に示されるポリヌクレオチド配列、または寄託されたcDNAクローンの核酸配列またはそのフラグメントと少なくとも70%、80%、90%、95%、96%、97%、98%または99%同一である核酸分子に関し、それらがVEGI機能活性を有するポリペプチドをコードするか否かとは無関係である。しかし、本発明の核酸分子がVEGI機能活性を有するポリペプチドをコードすることは好ましい。「VEGI機能活性を有するポリペプチド」とは、本発明のVEGIおよび/またはVEGI−βポリペプチドの活性に対して同様の活性を示すが、必ずしも同一である必要はないポリペプチド(完全長タンパク質、または好ましくは成熟タンパク質)を意図する(この活性は、特定のイムノアッセイおよび/または生物学的アッセイで測定される)。例えば、VEGI活性は、実施例6に詳細に記載されたようにABAE細胞の培養において、または実施例10に記載されたように絨毛尿膜(CAM)において、キャピラリー様管構造形態のFGF−2誘導化形態を阻害するためのVEGIの相対的な能力を決定することにより、ならびに、他の実施例および当該分野で記載されたいくつかのさらなる方法において測定され得る。
【0080】
もちろん、遺伝コードの縮重により、当業者は寄託したcDNAの核酸配列、もしくは配列番号1、配列番号8、配列番号26に開示される核酸配列、またはそのフラグメントと少なくとも70%、80%、90%、95%、96%、97%、98%または99%同一である配列を有する多数の核酸分子が「VEGI活性を有する」ポリペプチドをコードすることを直ちに認識する。実際、これらのヌクレオチド配列の縮重改変体は全て、同じポリペプチドをコードするので、多くの場合において、このことは上記のアッセイを実施しない場合でさえも当業者に明らかである。縮重改変体でないこのような核酸分子については、妥当な数のものがまたVEGI活性を有するポリペプチドをコードすることは、当該分野においてさらに認識される。これは、タンパク質の機能に顕著に影響する可能性が低いかまたはその可能性のないアミノ酸置換(例えば、一つの脂肪族アミノ酸を第二の脂肪族アミノ酸で置換すること)を当業者は十分に知っているからである。例えば、表現型がサイレントなアミノ酸置換を作製する方法に関するガイダンスは、J.U.Bowieら、「Deciphering the Message in Protein Sequences: Tolerance to Amino Acid Substitutions」Science 247:1306−1310(1990)に提供され、その中で著者らは、タンパク質が、驚くべきことにアミノ酸置換に寛容であることを示す。
【0081】
本発明のさらなる実施態様は、少なくとも1つの保存的アミノ酸置換だが、50以下の保存的アミノ酸置換、さらにより好ましくは、40以下の保存的アミノ酸置換、さらにより好ましくは30以下の保存的アミノ酸置換、さらにより好ましくは、20以下の保存的アミノ酸置換、10〜20の保存的アミノ酸置換、5〜10の保存的アミノ酸置換、1〜5の保存的アミノ酸置換、3〜5の保存的アミノ酸置換、または1〜3の保存的アミノ酸置換を含む、アミノ酸配列を有するVEGIポリペプチド(例えば、本明細書で記載されたVEGIポリペプチドフラグメント)のアミノ酸配列をコードするポリヌクレオチドを含む単離された核酸分子に関する。もちろん、絶えず増大している優先度の順序で、多くとも10,9,8,7,6,5,4,3,2または1の保存的アミノ酸置換を含むアミノ酸配列を有するようにVEGIポリペプチドのアミノ酸配列をコードすることがポリヌクレオチドにとっては高度に好ましい。
【0082】
(ベクターおよび宿主細胞)
本発明はまた、本発明の単離されたDNA分子を含むベクター、この組換えベクターで遺伝子操作されたか、そうでなければ、本発明のポリペプチドを産生するように操作された宿主細胞、および組換え技術による本発明のポリペプチドの産生に関する。
【0083】
宿主細胞は、本発明のベクターを用いて遺伝子操作(形質導入されているか、または形質転換されているか、またはトランスフェクトされている)されている。このベクターは、例えば、クローニングベクターまたは発現ベクターであり得る。このベクターは、例えば、プラスミド、ウイルス粒子、ファージなどの形態であり得る。操作された宿主細胞は、プロモーターを活性化するか、形質転換体を選択するか、またはVEGI遺伝子を増幅することに関して適切に改変された従来の栄養培地中で培養され得る。培養条件(例えば、温度、pHなど)は、発現について選択された宿主細胞で以前から使用されている条件であり、そして当業者に明らかである。
【0084】
本発明のポリヌクレオチドは、組換え技術によってポリペプチドを産生するために使用され得る。従って、例えば、このポリヌクレオチドは、ポリペプチドを発現するために、種々の発現ベクターのうちいずれか1つに含まれ得る。このようなベクターは、染色体DNA、非染色体DNA、および合成DNAの配列を含む(例えば、SV40;細菌プラスミド;ファージDNA;バキュロウイルス;酵母プラスミド;プラスミドおよびファージDNAの組み合わせから得られたベクターの誘導体;ワクシニア、アデノウイルス、家禽ポックスウイルス、および仮性狂犬病ウイルスのようなウイルスDNA)。しかし、任意の他のベクターは、宿主において複製可能かつ生存可能である限り、使用され得る。
【0085】
適切なDNA配列は、種々の手順によってベクターに挿入され得る。一般的に、このDNA配列は、適切な制限酵素部位へ、当該分野で公知の手順によって挿入される。このような手順および他の手順は、当業者の技術範囲内であるとみなされる。
【0086】
発現ベクター中のDNA配列は、mRNA合成を指向するために、適切な発現制御配列(プロモーター)に作動可能に結合される。このようなプロモーターの代表的な例としては、以下が言及され得る:LTRもしくはSV40プロモーター、E.coli lacもしくはtrp、ファージλPプロモーター、および原核生物細胞または真核生物細胞中で遺伝子の発現を制御することが公知である他のプロモーター、またはそれらのウイルスプロモーター。発現ベクターはまた、転写開始のためのリボソーム結合部位、転写ターミネーターを含む。ベクターはまた、発現を増幅するために適切な配列を含み得る。
【0087】
さらに、発現ベクターは、好ましくは、形質転換した宿主細胞についての表現型形質を提供するように、1つ以上の選択マーカー遺伝子(例えば、真核生物細胞培養については、ジヒドロ葉酸レダクターゼもしくはネオマイシン耐性、またはE.coliにおいては、テトラサイクリン耐性またはアンピシリン耐性)を含む。
【0088】
本明細書中上記に記載されるように、適切なDNA配列ならびに適切なプロモーターまたは制御配列を含むベクターを使用して、適切な宿主を形質転換して、この宿主にタンパク質を発現させ得る。
【0089】
適切な宿主の代表的な例として、以下に言及するものが存在する:E.coli、Streptomyces、Salmonella typhimuriumのような細菌細胞;酵母のような真菌細胞;Drosophila S2およびSf9のような昆虫細胞;CHO、COSまたはBowes黒色腫のような動物細胞、アデノウイルス、植物細胞など。適切な宿主の選択は、本明細書の教示から当業者の技術範囲内であるとみなされる。
【0090】
より詳細には、本発明はまた組換え構築物を含み、この組換え構築物は、上記の広範に記載される1つ以上の配列を含む。構築物としては、プラスミドまたはウイルスベクターのようなベクターが含まれ、このベクターには、本発明の配列が正方向または逆方向で挿入される。この実施態様の好ましい局面において、この構築物は、調節配列(例えば、配列に作動可能に結合されたプロモーターを含む)をさらに含み得る。多数の適切なベクターおよびプロモーターが、当業者に公知であり、そして市販されている。以下のベクターは、実施例によって提供される。細菌ベクター:pHE4−5(ATCC受託番号第209311号;およびその誘導体)、pQE70、pQE60、およびpQE−9(Qiagen)、pBS、pD10、phagescript、psiX174、pBluescript SK、pbsks、pNH8A、pNH16a、pNH18A、pNH46A(Stratagene);ptrc99a、pKK223−3、pKK233−3、pDR540、pRIT5(Pharmacia)。真核生物ベクター:pWLNEO、pSV2CAT、pOG44、pXT1、pSG(Stratagene);pSVK3、pBPV、pMSG、pSVL(Pharmacia)。しかし、任意の他のプラスミドまたはベクターは、宿主中で複製可能かつ生存可能である限り、使用され得る。
【0091】
プロモーター領域は、CAT(クロラムフェニコールトランスフェラーゼ)ベクターまたは選択マーカーを有する他のベクターを使用して、所望の遺伝子から選択され得る。2つの適切なベクターは、PKK232−8およびPCM7である。特に称された細菌プロモーターとしては、lacIプロモーター、lacZプロモーター、T3プロモーター、T7プロモーター、gptプロモーター、λPプロモーター、Pプロモーター、およびtrpプロモーターが挙げられる。真核生物プロモーターとしては、CMV前初期プロモーター、HSVチミジンキナーゼプロモーター、初期および後期のSV40プロモーター、レトロウイルス由来のLTRプロモーター、およびマウスメタロチオネイン−Iプロモーターが挙げられる。適切なベクターおよびプロモーターの選択は、十分に当該分野の技術レベル内である。
【0092】
さらなる実施態様において、本発明は、上記の構築物を含む宿主細胞に関する。
この宿主細胞は、高等真核生物細胞(例えば、哺乳動物細胞)もしくは下等真核生物細胞(例えば、酵母細胞)であり得るか、または他の宿主細胞は、原核生物細胞(例えば、細菌細胞)であり得る。宿主細胞への構築物の導入は、リン酸カルシウムトランスフェクション、DEAE−デキストラン媒介トランスフェクション、またはエレクトロポレーションによってもたらされ得る。(Davis,L.,Dibner,M.,Battey,I.,Basic Methods in Molecular Biology(1986))。
【0093】
本明細書中に議論されるベクター構築物を含む宿主細胞を含むことに加えて、本発明はまた、脊椎動物起源(特に哺乳動物起源)の初代、二代、および不死化宿主細胞を含む。これらの宿主細胞は、内因性遺伝物質(例えば、VEGIコード配列)を欠失または置換するように、および/または本発明のVEGIポリヌクレオチドと作動可能に結合されている遺伝物質(例えば、異種ポリヌクレオチド配列)を含むように操作され、そしてこの本発明のVEGIポリヌクレオチドと作動可能に結合されている遺伝物質は、内因性VEGIポリヌクレオチドを活性化するか、改変するか、および/または増幅する。例えば、当該分野で公知の技術を使用して、異種制御領域(例えば、プロモーターおよび/またはエンハンサー)および内因性VEGIポリヌクレオチド配列を相同組換えによって、作動可能に結合する(例えば、1997年6月24日に発行された米国特許第5,641,670号;1996年9月26日に公開された国際公開WO96/29411;1994年8月4日に公開された国際公開WO94/12650;Kollerら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA 86:8932−8935(1989);およびZijlstraら、Nature 342:435−438(1989)を参照のこと、これらの各々の開示は、その全体が本明細書中に参考として援用される)。
【0094】
宿主細胞中の構築物は、組換え配列によってコードされる遺伝子産物を産生する従来の様式で使用され得る。あるいは、本発明のポリペプチドは、従来のペプチド合成機によって合成的に生成され得る。
【0095】
成熟タンパク質は、哺乳動物細胞、酵母細胞、細菌細胞、または適切なプロモーターの制御下にある他の細胞で発現され得る。無細胞翻訳系もまた、本発明のDNA構築物に由来するRNAを使用してこのようなタンパク質を生成するために使用され得る。原核生物宿主および真核生物宿主での使用のために適切なクローニングベクターおよび発現ベクターは、Sambrookら、Molecular Cloning:A Laboratory Manual、第2版、Cold Spring Harbor,N.Y.(1989)(この開示は、本明細書中に参考として援用される)に記載される。
【0096】
本発明のポリペプチドをコードするDNAの高等真核生物による転写は、ベクター中にエンハンサー配列を挿入することによって増加される。エンハンサーは、DNAのシス作用エレメントであり、通常は、ほぼ10〜300bpであり、その転写を増加させるためにプロモーターに対して作用する。例としては、100〜270bpの複製起点の後側のSV40エンハンサー、サイトメガロウイルス初期プロモーターエンハンサー、複製起点の後側のポリオーマエンハンサー、およびアデノウイルスエンハンサーが挙げられる。
【0097】
一般的に、組換え発現ベクターは、複製起点、宿主細胞の形質転換を可能にする選択マーカー(例えば、E.coliのアンピシリン耐性遺伝子、S.cerevisiaeのTRP1遺伝子)、ならびに下流構造配列の転写を指向する高度に発現された遺伝子に由来するプロモーターを含む。このようなプロモーターとしては、とりわけ、3−ホスホグリセレートキナーゼ(PGK)のような糖分解酵素をコードするオペロン、a因子、酸性ホスファターゼ、または熱ショックタンパク質に由来し得る。異種構造配列は、翻訳開始配列および終結配列、好ましくは、細胞周辺腔または細胞外の培地へ、翻訳されたタンパク質の分泌を指向し得るリーダー配列とともに、適切な相で組み立てられる。必要に応じて、異種配列は、所望の特性(例えば、発現された組換え産物の安定化または単純化された精製)を付与するN末端同定ペプチドを含む融合タンパク質をコードし得る。
【0098】
細菌を使用するために有用な発現ベクターは、機能的なプロモーターとともに作動可能なリーディング相で適切な翻訳開始シグナルおよび終結シグナルとともに所望のタンパク質をコードする構造DNA配列を挿入することによって構築される。このベクターは、1つ以上の表現型選択マーカーおよびベクターの維持を確実にする複製起点を含み、所望であれば、宿主内の増幅を提供する。形質転換のために適切な原核生物宿主としては、E.coli、Bacillus subtilis、Salmonella typhimurium、ならびにPseudomonas属、Streptomyces属、およびStaphylococcus属内の種々の種が挙げられるが、他の種もまた、選択の問題として使用され得る。
【0099】
代表的であるが限定ではない例として、細菌についての使用のために有用な発現ベクターは、市販されるプラスミドに由来する選択マーカーおよび細菌の複製起点を含み得る。このプラスミドは、周知のクローニングベクターであるpBR322(ATCC37017)の遺伝子エレメントを含む。このような市販のベクターとしては、例えば、pKK223−3(Pharmacia Fine Chemicals,Uppsala,Sweden)およびGEM1(Promega Biotec,Madison,WI,USA)が挙げられる。これらのpBR322「バックボーン」部分は、適切なプロモーターおよび発現される構造配列と組み合わせられる。
【0100】
適切な宿主株を形質転換して、適切な細胞密度に増殖させた後、選択されたプロモーターは適切な手段(例えば、温度シフトまたは化学的誘導)によって誘導され、そして細胞は適切な期間にわたって培養される。細胞は、代表的には、遠心分離によって回収され、物理的または化学的手段によって破壊され、そして得られた粗抽出物は、さらなる精製のために保持される。
【0101】
タンパク質の発現に使用される微生物細胞は、いずれかの便利な方法(凍結融解サイクル、超音波処理、機械的破壊、または細胞溶解剤の使用を含む)によって破壊され得、そしてこのような方法は、当業者に周知である。
【0102】
種々の哺乳動物細胞培養系がまた、組換えタンパク質を発現するために使用され得る。哺乳動物発現系の例としては、サル腎臓線維芽細胞COS−7株(Gluzman(Cell 23:175(1981))に記載される)、および適合性のベクターを発現し得る他の細胞株(例えば、C127、3T3、CHO、HeLa、およびBHK細胞株)が挙げられる。哺乳動物発現ベクターは、複製起点、適切なプロモーターおよびエンハンサーを含み、そして任意の必要なリボソーム結合部位、ポリアデニル化部位、スプライスドナー部位およびアクセプター部位、転写終結配列、ならびに5’隣接非転写配列もまた含む。SV40スプライス部位およびポリアデニル化部位に由来するDNA配列を使用して、必要とされる、転写されない遺伝子エレメントを提供し得る。
【0103】
VEGIポリペプチドが組換え細胞培養物から回収され得、そして以下を含む方法によって精製され得る:硫酸アンモニウムまたはエタノール沈澱、酸抽出、陰イオンまたは陽イオン交換クロマトグラフィー、ホスホセルロースクロマトグラフィー、疎水性相互作用クロマトグラフィー、アフィニティークロマトグラフィー、ヒドロキシアパタイトクロマトグラフィー、およびレクチンクロマトグラフィー。タンパク質再折りたたみ工程は、必要に応じて、成熟タンパク質の立体配置を完全にすることにおいて使用され得る。最終的に、高速液体クロマトグラフィー(HPLC)が採取的な精製工程のために使用され得る。
【0104】
本発明のポリペプチドは、天然に精製された産物であってもよいし、化学的に合成された産物であってもよく、原核生物細胞宿主または真核生物細胞宿主(例えば、細菌、酵母、高等植物、昆虫、および哺乳動物の培養細胞)から組換え技術によって生成されてもよい。組換え生成手順で使用される宿主に依存して、本発明のポリペプチドは、グリコシル化されていてもよいし、グリコシル化されていなくてもよい。本発明のポリペプチドはまた、最初のメチオニンアミノ酸残基を含み得る。
【0105】
少なくとも15のVEGI発現構築物が、本明細書中で本発明者らによって生成されて、いくつかの系でいくつかのサイズのVEGIポリペプチドの生成を容易にする。これらのうち、4つは、全長VEGIポリペプチドをコードするものを構築した。全長構築物は、以下である:(i)pQE9TNFg−27/147、(ii)pQE70TNFg、(iii)pC1TNFgおよびpcDNA3TNFg。列挙した第1の発現構築物(pQE9TNFg−27/147)の場合では、この構築物を使用して、実施例1に従って、N末端6ヒスチジンアミノ酸タグを有する全長VEGIポリペプチドを生成した。ヒスチジンタグを欠いた全長VEGIポリペプチドは、実施例1で行われるように、本質的にpQE70TNFg構築物を使用して、細菌で発現された。さらに、ヒスチジンタグを欠いた全長VEGIポリペプチドは、pC1TNFgまたはpcDNA3TNFg構築物のいずれかを使用して、実施例3に記載のように、哺乳動物細胞で生成した。さらに、成熟VEGIポリペプチドが生成され、そしてpcDNA3/IL6TNFg−1/149と称された構築物に由来するインターロイキン(IL)−6シグナルペプチドの指示下で哺乳動物細胞から分泌される。
【0106】
残りのVEGI発現構築物を使用して、細菌系、バキュロウイルス系、および哺乳動物系から種々のVEGI変異体を発現した。4つのN末端欠失変異体が、pQE60細菌発現ベクターを使用して生成された。これらのN末端欠失変異体構築物は、以下である:(i)pQE60TNFg−3/147(可能性のある、成熟VEGIポリペプチドを表す;この構築物によって発現されたポリペプチドは、配列番号27のVEGI−βのアミノ酸残基107〜251と同一である)、(ii)pQE60TNFg12/147(配列番号9のアミノ酸残基12〜147および配列番号27のアミノ酸残基116〜251を表す)、(iii)pQE60TNFg22/147(配列番号27のアミノ酸残基22〜147およびアミノ酸残基126〜251を表す)、ならびに(iv)pQE60TNFg28/147(配列番号27のアミノ酸残基28〜147およびアミノ酸残基132〜251を表す)。これらの発現構築物の各々を使用して、細菌系でVEGIポリペプチドを生成し得る。これは、それぞれ、全長VEGIポリペプチドに関して、25、39,49、および55アミノ酸のN末端欠失、または全長VEGI−βポリペプチドに関して、それぞれ、106、115、125および131アミノ酸のN末端欠失を示す。
【0107】
さらなるN末端欠失変異体の細菌構築物が生成される。pHE4 VEGI T30−L174と称される構築物は、細菌発現ベクターpHE4を使用して生成され、配列番号9のアミノ酸残基スレオニン3〜ロイシン147として開示される、VEGI配列のアミノ酸残基スレオニン30〜ロイシン174を発現した。これは、配列番号27の残基スレオニン107〜ロイシン251として、VEGI−β配列のスレオニン107〜ロイシン251に正確に対応する。さらなる、生成された細菌発現構築物は、pQE9、VEGI.his.T28−L174、pHE4.VEGI.T28−L174、pHE4.VEGI.T51−L174、およびpHE4.VEGI.T58−L174を含む。これらの構築物は、pQE9またはpHE4細菌発現ベクターのいずれかに基づく。構築物の命名は、発現ベクター、遺伝子名、および構築物によって発現されるアミノ酸残基を示す(例えば、pQE9.VEGI.T28−L174は、pQE9細菌発現ベクターが使用されて、VEGIのアミノ酸スレオニン(T)−28からロイシン(L)−174を発現することを示す)。
【0108】
VEGI発現構築物が生成され、この構築物を使用して、哺乳動物系から分泌された成熟VEGIポリペプチドを生成する。この構築物は、pC1/IL6TNFg−3/147と称される。これは、成熟VEGI配列に融合した、ヒトIL−6遺伝子に由来するシグナルペプチドをコードする。同様の構築物が生成され、この構築物は、pC4哺乳動物発現ベクターの状況で、VEGIのアミノ酸12〜149(配列番号9;すなわち、EGI−β(配列番号27)のアミノ酸116〜251)のアミノ末端に融合したCK−b8シグナルペプチド(95年6月23日に出願された公開PCT出願PCT/US95/09058に開示されるCK−b8配列のアミノ酸−21〜−1)を含む。この構築物は、pC4/CK−b8TNFg12/147と称された。この構築物の改変体が生成され、この構築物を使用して、VEGIカルボキシ末端でヒトIgGのFc領域に融合したVEGIのアミノ酸12〜147を発現する。この融合タンパク質はまた、CK−β8シグナルペプチドの指示下で分泌され、そしてpC4/CK−β8TNFg12/147/Fcと称される。融合分子のヒトFc部分の配列は、配列番号25に示される。当業者に公知の他の配列が使用され得る。
【0109】
VEGIのアミノ酸−3〜147(配列番号9;これは、VEGI−β(配列番号27)のアミノ酸残基102〜251に対応する)は、pA2GPTNFg−3/147と称される構築物を使用することによって、バキュロウイルス系で発現され得、そして分泌され得る。この発現構築物は、バキュロウイルスGPシグナルペプチドにそのアミノ末端で融合した、成熟VEGIコード配列をコードする。
【0110】
2つのレトロウイルスVEGI発現構築物もまた生成される。これらのうちの第1のものは、pG1SamEN/TNFg−3/149と称された。この発現構築物を使用して、全長VEGIポリペプチドを哺乳動物系から生成し得る。関連構築物である、pG1SamEN/CK−β8TNFg12/149が生成され、この構築物を使用して、CK−β8シグナルペプチドの指示下で哺乳動物系から成熟VEGIポリペプチドを生成し得、かつ分泌し得る。
【0111】
本発明のさらなるポリペプチドは、上記のポリペプチドに対して、少なくとも90%の類似性、より好ましくは少なくとも95%の類似性、そしてなおより好ましくは、少なくとも96%、97%、98%、または99%の類似性を有するポリペプチドを含む。本発明のポリペプチドはまた、寄託されたcDNAにコードされたポリペプチド、または配列番号9のポリペプチドに対して少なくとも80%の同一性、より好ましくは少なくとも90%または95%の同一性、そしてなおより好ましくは、少なくとも96%、97%、98%、または99%の同一性を有するポリペプチドを含み、そして少なくとも30アミノ酸、およびより好ましくは少なくとも50アミノ酸を有するこのようなポリペプチドの部分もまた含む。
【0112】
上記の組換えまたは融合タンパク質を生成する方法は、当該分野で公知であり(一般的なクローニング方法については、例えば、Maniatis、FitschおよびSambrook、Molecular Cloning:A Laboratory Manual(1982)またはDNA Cloning、第I巻および第II巻(D.N.Glover編(1985))を参照のこと)、そしてこの方法は、DNAフラグメントを含む発現ベクターで安定に形質転換された宿主細胞を培養する工程を包含し、このDNAフラグメントは、このDNAフラグメントが発現され、そして組換えタンパク質または融合タンパク質が生成されるような条件下で、本発明のポリペプチドをコードする。さらに、タンパク質またはポリヌクレオチドは、機能を増加するか、または細胞での位置を特異化する他のタンパク質またはポリペプチドに(例えば、実施例1〜3に示される分泌配列として)融合され得る。組換えタンパク質または融合タンパク質は、当該分野で公知の方法により単離され得る。形質転換された細胞を使用して、VEGI機能を阻害または活性化する薬物または薬剤(例えば、VEGIポリペプチドの発現をダウンレギュレートするか、もしくは改変するか、または新脈管形成阻害する能力に影響を及ぼすVEGIポリヌクレオチドと相互作用し得る宿主タンパク質または化学的に誘導された薬剤もしくは薬物)の有効性を分析する。抗VEGIまたは抗新脈管形成薬物もしくは薬剤の有効性を試験する方法は、例えば、VEGIの内皮細胞増殖阻害活性のブロックであり得る。すなわち、このような抗VEGI薬剤の存在は、内皮細胞増殖を阻害する、能力が減少されたVEGIを導こ得る。結果として、より多くのVEGIが、抗VEGI薬剤の非存在下で観察される匹敵する阻害を達成するために必要とされる。一方、抗新脈管形成薬剤の存在は、VEGIが内皮細胞増殖を阻害する能力を増強し得るかまたは相乗作用し得る。結論として、より低い濃度のVEGIが、薬物の非存在下で観察された同様の阻害を達成するために必要とされる。
【0113】
(ポリペプチドおよびフラグメント)
本発明はさらに、単離されたVEGIポリペプチドに関し、このポリペプチドは、配列番号2もしくは配列番号9の推定アミノ酸配列を有するか、または寄託されたcDNAであるHUVEO91によってコードされたアミノ酸配列、ならびにこのようなポリペプチドのフラグメント、アナログ、および誘導体を有する。
【0114】
本発明はまた、VEGI−βポリペプチドに関し、このポリペプチドは、配列番号27の推定アミノ酸配列を有するか、または 寄託されたcDNAであるHEMCZ56にコードされたアミノ酸配列、ならびにこのようなポリペプチドのフラグメント、アナログおよび誘導体を有する。
【0115】
本発明のポリペプチドおよびポリヌクレオチドは、好ましくは、単離された形態で提供され、そして好ましくは、均質性を完全にするために(例えば、>99%純粋)ほぼ完全な範囲内(例えば、>90%純粋)の点まで精製される。用語「単離された(る)」とは、物質がその元来の環境(例えば、この物質が天然に存在する場合にはその天然の環境)から取り出されたことを意味する。例えば、生存動物中に存在する、天然に存在するポリヌクレオチドまたはポリペプチドは、単離されていないが、その天然の系に同時に存在する物質のいくつかまたは全てから分離されていれば、この同じポリヌクレオチドまたはポリペプチドは単離されている。「単離されたポリペプチド」として意味されるものはまた、組換え宿主細胞から部分的にまたは実質的に精製されたポリペプチドである。例えば、VEGIポリペプチドの組換え産生バージョンは、SmithおよびJohnson(Gene 67:31−40(1988))に記載の一工程方法によって実質的に精製され得る。このようなポリヌクレオチドは、ベクターの一部であり得、および/またはこのようなポリヌクレオチドまたはポリペプチドは、組成物の一部であり得、そしてなおこのようなベクターまたは組成物は、その天然の環境の一部ではないという点で単離されている。本発明に従う単離されたポリペプチドまたはポリヌクレオチドは、天然または合成により生成されたこのような分子もまた含む。本発明のポリペプチドおよびポリヌクレオチドは、本発明のVEGI抗体を使用して天然または組換え供給源から精製され得る。この方法は、タンパク質精製の分野では周知である。
【0116】
配列番号2、配列番号9、または配列番号27のポリペプチド、および寄託されたcDNAによってコードされるようなポリペプチドをいう場合、用語「フラグメント」、「誘導体」、および「アナログ」とは、VEGI機能的活性を保持している(すなわち、配列番号2、配列番号9、または配列番号27に開示されるか、および/または寄託されたクローン(HYVEO91およびHEMCZ56)のうちの1つまたは両方によってコードされた、全長および/または成熟VEGIポリペプチドと関連する、1つ以上の機能的活性を示す)ポリペプチドを意味する。1つの例として、このようなフラグメント、誘導体、またはアナログは、所望の免疫原性または抗原性を有し、例えば、イムノアッセイで、免疫するために、VEGI活性の阻害のためなどに使用され得る。従って、本発明の特定の実施態様は、VEGIフラグメントに関し、このフラグメントは、配列番号2、配列番号9、配列番号27、および/または寄託されたクローン(HUVEO91およびHEMCZ56)のうちの1つまたは両方にコードされるVEGIポリペプチド配列と特異的に結合する抗体によって結合され得る。
【0117】
別の例として、VEGI生物学的活性を有するVEGIフラグメント、誘導体またはアナログ(例えば、成熟VEGIポリペプチドまたはVEGI−βポリペプチドの細胞外ドメイン)が提供される。目的のVEGI特性(例えば、細胞増殖の阻害、腫瘍阻害、新脈管形成の阻害、脈管形成ならびに/または骨および軟骨中のパンヌスを侵襲することと関連した内皮細胞増殖の阻害による抗関節炎、NF−κβおよびc−Junキナーゼ(JNK)、細胞接着のインデューサー、ならびにアポトーシスのインデューサー)を保持するか、あるいは欠如するVEGIフラグメント、誘導体、およびアナログは、それぞれ、このような特性およびその生理学的相関特性のインデューサーまたはインヒビターとして使用され得る。
【0118】
本発明のポリペプチドは、膜貫通領域ならびに細胞内および細胞外領域を有する膜結合型レセプターとして存在するか、またはそれらは、膜貫通ドメインが欠如している可溶性形態で存在し得る。VEGIのこのような形態の一例は、配列番号27に示されるVEGI−βポリペプチド配列であり、この配列は、膜貫通ドメイン、細胞内ドメイン、および細胞外ドメインを含む。
【0119】
VEGIポリペプチドのいくつかのアミノ酸配列がタンパク質の構造または機能の有意な効果を伴わずに変化され得ることが認識される。配列のこのような差異が熟慮される場合、活性を決定するタンパク質上の重要な領域が存在することを記憶しておくべきである。したがって、本発明はさらに、実質的なVEGIポリペプチド活性を示すか、本明細書中に開示されるポリペプチドフラグメントのようなVEGIの領域を含む、VEGIポリペプチドの改変体を含む。このような改変体は、活性にほとんど効果を有さないように、当該分野で公知の一般的な規則に従って選択された、欠失、挿入、逆位、反復、およびタイプ置換を含む。例えば、表現型にサイレントなアミノ酸置換を作製する方法に関するガイダンスが提供され、ここで、著者らは、アミノ酸配列の変更に対する寛容性を研究するために、主に2つのアプローチがあることを示す(Bowieら、Science 247:1306−1310(1990)。第1の方法は、進化のプロセスに依存し、ここで、変異は、自然淘汰によって受け入れられるか、または拒絶されるかのいずれかである。第2のアプローチは、遺伝子操作を使用して、クローニングした遺伝子の特定の位置でアミノ酸変化を誘導し、そして機能性を維持する配列を選択またはスクリーニングして同定する。著者らが述べるように、これらの研究は、タンパク質がアミノ酸置換に驚くほど寛容性であることを明らかにした。著者らは、タンパク質の特定の部位においてどのアミノ酸変化が許容され得る可能性があるかをさらに示す。例えば、最も埋没したアミノ酸残基は、非極性側鎖を必要とするが、その一方で、一般的に、表面側鎖のわずかな特性が保存される。他のこのような表現型がサイレントな置換は、Bowieよび共同研究者(前出)およびそこで引用された参考文献に記載される。代表的には、保存的置換としてみられるものは、以下の、ある残基から別の残基への置換である:脂肪族アミノ酸であるAla、Val、LeuおよびIleの中での置換、ヒドロキシル残基であるSerおよびThrの中での交換、酸性残基であるAspおよびGluの交換、アミド残基であるAsnとGlnとの間の置換、塩基性残基であるLysとArgの交換、および芳香族残基のPhe、Tyrの中での置換。
【0120】
従って、配列番号9もしくは配列番号27のポリペプチドまたは寄託されたcDNAによってコードされるポリペプチドの、フラグメント、誘導体、またはアナログは、(i)1つ以上のアミノ酸残基が、保存的アミノ酸残基または非保存的アミノ酸残基(好ましくは保存的アミノ酸残基)で置換されたもの(そのような置換されたアミノ酸残基は、遺伝コードによってコードされたものであってもなくてもよい)、(ii)1つ以上のアミノ酸残基が置換基を含むもの、(iii)成熟形態のVEGIポリペプチドが、このポリペプチドの半減期を増加させる化合物(例えば、ポリエチレングリコール)のような別の化合物と融合しているもの、または(iv)さらなるアミノ酸、例えば、IgG Fc融合領域ペプチドまたはリーダーもしくは分泌配列、あるいはこのポリペプチドまたはプロタンパク質配列の上記の形態の精製に利用される配列が、上記の形態のポリペプチドに融合されているものであり得る。このようなフラグメント、誘導体、およびアナログは、本明細書中の教示からの当業者の範囲内であると見なされる。
【0121】
従って、本発明のVEGIは、1つ以上のアミノ酸置換、欠失、または付加を、自然変異またはヒトの操作のいずれかで含みうる、示されるように、好ましくは、変化は、マイナーな性質である(例えば、タンパク質の折り畳みまたは活性に有意に影響しない保存的アミノ酸置換)(表1を参照のこと)。
【0122】
【表1】
Figure 0004441112
本発明の実施態様は、本明細書中に記載されるVEGIポリペプチドのアミノ酸配列を含むが、本明細書中に記載のVEGIポリヌクレオチド配列と比較して、少なくとも1つの保存的アミノ酸置換であるが、50を超えない保存的アミノ酸置換、なおより好ましくは、40を超えない保存的アミノ酸置換、さらにより好ましくは、30を超えない保存的アミノ酸置換、そしてさらになおより好ましくは、20を超えない保存的アミノ酸置換を有するポリペプチドに関する。当然のことながら、増え続けている優先度の順に、VEGIポリペプチドのアミノ酸配列を含むアミノ酸配列を有するペプチドまたはポリペプチドが非常に好ましい。この配列は、少なくとも1つ、しかし、10、9、8、7、6、5、4、3、2、または1を超えない保存的アミノ酸置換を含む。
【0123】
さらに詳細な実施態様において、配列番号2、配列番号9、および配列番号27のアミノ酸配列、または寄託されたクローンによってコードされるポリペプチド配列、および/または本明細書中に記載の任意のポリペプチドフラグメント(例えば、細胞外ドメインまたは細胞内ドメイン)のアミノ酸配列における置換、付加、または欠失の数は、75,70,60、50、40、35、30、25、20、15、10、9、8、7、6、5、4、3、2、1または150〜50、100〜50、50〜20、30〜20、20〜15、20〜10、15〜10、10〜1、5〜10、1〜5、1〜3または1〜2である。
【0124】
VEGIポリペプチドの特性を改善または改変するために、タンパク質工学もまた使用され得る。当業者に公知の組換えDNA技術を使用して、新規の変異タンパク質またはムテイン(単一または複数のアミノ酸置換、欠失、付加、または融合タンパク質)を作製し得る。このような改変されたポリペプチドは、例えば、増強した活性または増加した安定性を示し得る。さらに、これらは、高収率で精製され得、そしてその対応する天然のポリペプチドよりも、少なくとも特定の精製および保存条件下で、より良好な溶解度を示す。
【0125】
従って、本発明はまた、VEGIポリペプチドを生成するように、1つ以上のアミノ酸残基を欠失したか、付加したか、または置換したVEGI誘導体およびアナログを含み、この誘導体およびアナログは、選択された宿主細胞中での発現、スケールアップなどにより良好に適合される。例えば、ジスルフィド架橋を取り除くためにシステイン残基が欠失されてい得るか、または別の残基で置換されてい得る;N結合型グリコシル化部位は、例えば、均質な産物の発現を達成するために改変され得るか、または除去され得る。均質な産物の発現は、N結合部位を高グリコシル化することが公知である酵母宿主から、より容易に回収および精製される。この目的のために、本発明のVEGIポリペプチドの、任意の1つ以上のグリコシル化認識配列上の1位または3位のうちの1つまたは両方での種々のアミノ酸置換、および/またはこのような認識配列の任意の1つ以上の第2の位置でのアミノ酸欠失は、改変されたトリペプチド配列でのVEGIポリペプチドのグリコシル化を妨げる(例えば、Miyajimoら、EMBO J 5(6):1193−1197を参照のこと)。
【0126】
機能に不可欠である、本発明のVEGIポリペプチドのアミノ酸は、当該分野で公知の種々の方法(例えば、部位特異的変異誘発またはアラニンスキャニング変異誘発(CunninghamおよびWells、Science 244:1081−1085(1989)))によって同定され得る。後者の手順は、分子中のあらゆる残基で単一のアラニン変異を導入する。次いで、得られた変異分子は、レセプター結合またはインビトロ増殖活性のような生物学的活性について試験される。
【0127】
特に目的のものは、荷電アミノ酸の他の荷電性アミノ酸または中性アミノ酸での置換であり、この置換は、より少ない凝集のようなより高度に所望され得る改善された特徴を有するタンパク質を生成し得る。凝集は、活性を減少させるだけでなく、薬学的処方物を調製するときに問題であり得る。なぜなら、凝集物は免疫原性であり得るからである(Pickardら、Clin.Exp.Immunol.2:331−340(1967);Robbinsら、Diabetes 36:838−845(1987);Clelandら、Crit.Rev.Therapeutic Drug Carrier Systems 10:307−377(1993))。
【0128】
VEGIは、TNF関連タンパク質ファミリーのメンバーであるので、VEGIの生物学的活性を完全に除去するよりはむしろそれを調節するために、好ましくは、付加、置換、または欠失が、保存されたTNF様ドメイン中の(すなわち、配列番号9の17位−147位、または配列番号27の121位−251位で、より好ましくは、VEGI関連ポリペプチドファミリーの全てのメンバーで保存されていないこの領域内の残基中で)アミノ酸をコードする配列中に作製される。本発明の形成部分はまた、上記のVEGI改変体をコードする核酸配列を含む単離されたポリヌクレオチドである。
【0129】
VEGIポリペプチドのいくつかのアミノ酸は、TNF関連タンパク質ファミリーの公知のメンバーにまたがって高度に保存される。チロシン−15(配列番号9での番号づけとして)、ロイシン−35、グリシン−41、チロシン−43、チロシン−46、グルタミン−48、ロイシン−90、ロイシン−116、グリシン−119、アスパラギン酸−120、フェニルアラニン−141、フェニルアラニン−142、およびロイシン−147のような残基でVEGI中に特定の変異を作製することによって、生物学的活性に対する注目すべき効果が観察されるようである。これらの同一のアミノ酸残基は、当然のことながら、配列番号27に示されたVEGI−βの対応する位置で存在する。
【0130】
本発明はまた、上記に記載のVEGIポリペプチドのフラグメントを含む。本発明のポリペプチドフラグメントは、配列番号2および配列番号9に含まれるアミノ酸配列、寄託されたクローン(HUVEO91)に含まれるcDNAによってコードされたアミノ酸配列、または配列番号2、配列番号8、および/もしくは配列番号26に開示された寄託されたクローン中に含まれるヌクレオチド配列もしくはそれに対する相補鎖に(例えば、ストリンジェントな条件下で)ハイブリダイズする核酸によってコードされたアミノ酸配列を含むポリペプチドを含む。
【0131】
ポリペプチドフラグメントは、「自由な状態」であり得るか、またはこのフラグメントが一部または領域、最も好ましくは、単一の連続する領域として形成するより大きなポリペプチド内に含まれ得る。本発明のポリペプチドフラグメントの代表的な例は、例えば、配列番号9およびまたは配列番号27の以下のおよそのアミノ酸残基を含むか、あるいはそれからなるか、またはそれらに由来するフラグメントを含む:1〜20、21〜40、41〜60、61〜83,84〜100,101〜120、121〜140、141〜160、160〜167、161〜174、161〜180、181〜200、201〜220、221〜240、241〜251。さらに、ポリペプチドフラグメントは、少なくとも約20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140または150アミノ酸長であり得る。この状況において、「ほぼ、約、およそ」とは、特に記載された範囲、どちらかの極端または両方の極端でいくつかのアミノ酸だけ(すなわち、5、4、3、2または1)、より大きいかまたはより小さい範囲を含む。
【0132】
他の実施態様において、本発明のフラグメントまたはポリペプチド(すなわち本明細書中に記載されるフラグメントまたはポリペプチド)は、250、225、200、185、175、170、165、160、155、150、145、140、135、130、125、120、115、110、105、100、90、80、75、60、50、40、30または25アミノ酸残基長より大きくはない。
【0133】
さらに好ましい実施態様は、VEGIの成熟ドメイン(配列番号9の1〜147のアミノ酸残基)、VEGI−βの細胞内ドメイン(配列番号27の1〜35のアミノ酸残基)、VEGI−βの膜貫通ドメイン(配列番号27の36〜61のアミノ酸残基)、および/またはVEGI−βの細胞外ドメイン(配列番号27の62〜251のアミノ酸残基)を含むか、またはそれらからなるポリペプチドフラグメントを含む。
【0134】
特定の実施態様において、本発明のポリペプチドフラグメントは、配列番号9のアミノ酸残基ロイシン−35〜バリン49、トリプトファン−104〜ロイシン−116、グリシン−119〜セリン−127、リジン−139〜ロイシン−147を含むか、あるいはそれらからなる。これらのドメインは、VEGIファミリーメンバーポリペプチドの比較によって同定される高い同一性の領域である。
【0135】
本発明の特に好ましいフラグメントのなかで、フラグメントは、VEGIの構造的または機能的寄与によって特徴づけられる。このようなフラグメントは、VEGIのα−へリックスおよびα−へリックス形成領域(「α−領域」)、β−シートおよびβ−シート形成領域(「β−領域」)、ターンおよびターン形成領域(「ターン−領域」)、コイルおよびコイル形成領域(「コイル−領域」)、親水性領域、疎水性領域、α両親媒性領域、β両親媒性領域、表面形成領域、および高抗原性指標領域(すなわち、Jmeson−Wolfプログラムのデフォルトパラメーターを使用して同定されるように、1.5以上の抗原性指標を有するアミノ酸残基からなるポリペプチドの領域)を含むアミノ酸残基を含む。特定の好ましい領域は、図7に開示され、そして図5A、5B、5Cならびに配列番号2および配列番号9に示されるアミノ酸配列の分析によって同定される前述の型の領域を含むが、これらに限定されない。このような好ましい領域としては、以下が挙げられる:Garnier−Robson推定α−領域、β−領域、ターン−領域、およびコイル−領域;Chou−Fasman推定α−領域、β−領域、ターン−領域、およびコイル−領域;Kyte−Doolite推定親水性および疎水性領域;Eisenbergαおよびβ両親媒性領域;Emini表面形成領域;ならびにJameson−Wolfのコンピュータープログラムのデフォルトパラメーターを使用して推定されるような、Jameson−Wolf高抗原性指数領域。これらのポリペプチドをコードするポリヌクレオチドもまた、本発明に含まれる。
【0136】
さらに、本発明のアナログは、活性な成熟ポリペプチドを生成するようにプロタンパク質部分の切断によって活性化され得るプロタンパク質を含む。
【0137】
別の実施態様において、本発明は、本発明のポリペプチドのエピトープ保有部分を含むか、あるいはそれからなるVEGIポリペプチド(例えば、フラグメント)を提供する。このポリペプチド部分のエピトープは、本発明のポリペプチドの免疫原性または抗原性エピトープである。「免疫原性エピトープ」は、タンパク質全体が免疫原である場合に抗体応答を惹起するタンパク質の部分として定義される。それに対して、抗体が結合し得るタンパク質分子の領域は、「抗原性エピトープ」として定義される。タンパク質の免疫原性エピトープの数は、一般的に、抗原性エピトープの数より少ない(例えば、Geysenら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA 81:3998−4002(1983)を参照のこと)。
【0138】
抗原エピトープを有するペプチドまたはポリペプチドの選択に関して(すなわち、これは、抗体が結合し得るタンパク質分子の領域を含む)、タンパク質配列の部分を模倣する比較的短い合成ペプチドが部分的に模倣されたタンパク質と反応する抗血清を慣用的に誘導し得ることは、当該分野で周知である(例えば、Sutcliffe、J.Gら、Science 219:660−666(1983)を参照のこと)。タンパク質反応性の血清を誘発し得るペプチドはタンパク質の一次配列において度々示され、簡単な化学的な規則のセットによって特徴付けられ得、そしてインタクトなタンパク質の免疫優勢な領域(すなわち、免疫原性エピトープ)に対しても、またはアミノ末端もしくはカルボキシル末端に対しても限定されない。従って、本発明の抗原エピトープ含有ペプチドおよびポリペプチドは、モノクローナル抗体を含む抗体を惹起するのに有用であり、これは本発明のポリペプチドに対して特異的に結合する(例えば、Wilsonら、Cell 37:767−778(1984)を参照のこと)。
【0139】
本発明の抗原エピトープ含有ペプチドおよびポリペプチドは、本発明のポリペプチドのアミノ酸配列内に含まれる少なくとも7つの配列を好ましくは含み、さらに好ましくは少なくとも9つ、そして最も好ましくは約15〜約30アミノ酸の間の配列を好ましくは含む。VEGI特異的抗体を生成するために使用され得る抗原性ポリペプチドまたはペプチドの限定しない例には、以下が挙げられる:配列番号9で約Thr−24〜約Asn−32までのアミノ酸残基を含むポリペプチド;配列番号9で約Ile−37〜約Ile−45までのアミノ酸残基を含むポリペプチド;配列番号9で約Met−54〜約Arg−62までのアミノ酸残基を含むポリペプチド;配列番号9で約Gln−63〜約Asp−71までのアミノ酸残基を含むポリペプチド;配列番号9で約Glu−57〜約Gly−65までのアミノ酸残基を含むポリペプチド;配列番号9で約Val−80〜約Thr−88までのアミノ酸残基を含むポリペプチド;配列番号9で約Leu−116〜約Val−124までのアミノ酸残基を含むポリペプチド;および配列番号9で約Asp−133〜約Phe−141までのアミノ酸残基を含むポリペプチド。これらのポリペプチドフラグメントは、上記の図7で示したように、ジェイムソン−ウルフ(Jameson−Wolf)抗原インデックスの分析によってVEGIポリペプチドの抗原エピトープを有することが決定されている。
【0140】
当業者は、デフォルトパラメーターを使用し、そして上記のような高い抗原インデックスを有する領域を選択するVEGI−βポリペプチド配列(配列番号27)のDNA*STAR分析を通じて調製されたデータを使用することによってVEGI−βについての抗原領域を容易に決定し得る。
【0141】
エピトープ含有ペプチドおよびポリペプチドは、任意の従来の手段によって調製される(例えば、Houghten、R.Aら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA 82:5131−5135(1985);およびHoughtenら、米国特許第4,631,211号(1986)を参照のこと)。
【0142】
本発明のエピトープ含有ペプチドおよびポリペプチドは、当該分野において周知の方法に従って抗体を誘導することを含むがこれらに限定されない用途を有する(例えば、Sutcliffeら、上記;Wilsonら、上記;Chow、Mら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA 82:910−914;およびBittle、F.Jら、J.Gen.Virol.66:2347−2354(1985)を参照のこと)。本発明の免疫原性エピトープ含有ペプチド(すなわち、全タンパク質が免疫原である場合、抗体応答を誘発するタンパク質のこれらの部分)は、当該分野で公知の方法に従って同定される(例えば、Geysenら、上記を参照のこと)。なおさらに、Geysenに対して発行された米国特許第5,194,392号は、目的の抗体の特定のパラトープ(抗原結合部位)に対して相補的なエピトープの位相幾何学的な等価物(すなわち、「ミモトープ」である単量体(アミノ酸または他の化合物)の配列を検出または決定する一般的な方法を記載する。さらに一般には、Geysenに対して発行された米国特許第4,433,092号は、目的の特定レセプターのリガンド結合部位(例えば、DR3)に対して相補的なリガンドの局所特異的な等価物である単量体配列を検出または決定する方法を記載する。同様に、Houghtenおよび同僚に対して発行されたペルアルキル化されたオリゴペプチド混合物に関する米国特許第5,480,971号は、直鎖状C1〜C7アルキルをペルアルキル化オリゴペプチドならびにこのようなペプチドのセットおよびライブラリー、ならびに目的のアクセプター分子と優先的に結合するペルアルキル化オリゴヌクレオチドの配列を決定するためのこのようなオリゴペプチドのセットおよびライブラリーを使用に関する方法を開示する。従って、本発明のエピトープ含有ペプチドの非ペプチドアナログはまた、これらの方法によって慣用的に作製され得る。
【0143】
当業者が理解するように、本発明のVEGIおよび/またはVEGI−βポリペプチドおよび上記のそのエピトープ含有フラグメントをイムノグロブリン(IgG)の不変部(ドメイン)の一部と組み合わせ得、キメラポリペプチドを生じる。これらの融合タンパク質は、精製を容易にし、そしてインビボでの半減期の増加を示す。このことは、例えば、ヒトCD−4ポリペプチドの最初の2つのドメインおよび哺乳動物免疫グロブリンの重鎖および軽鎖の不変領域の種々のドメインからなるキメラタンパク質に関して示されている(EPA 394,827;Trauneckerら、Nature 331:84−86(1988))。IgG部分に起因するジスルフィド連結二量体構造を有する融合タンパク質はまた、単量体VEGIポリペプチドまたはタンパク質フラグメント単独より他の分子を結合および中和することにおいてより有効であり得る(Fountoulakisら、J.Biochem.270:3958−3964(1995))。1つの例として、1つのこのようなVEGI−Fc融合物が、上記のように本明細書中で産生されている。
【0144】
本発明のVEGIポリペプチドのフラグメント(すなわち、部分)は、全長ポリペプチドを産生するための中間体を含むが、これらに限定されない使用を有する。
【0145】
膜結合タンパク質の細胞外ドメインまたは天然の形態(単数または複数)の分泌タンパク質を含む多くのタンパク質に関して、1以上のアミノ酸が生物学的機能の実質的な損失なくN末端またはC末端から欠失し得ることが当該分野で公知である。例えば、Ronおよび同僚(J.Biol.Chem.268:2984−2988(1993))は、3、8、または27N末アミノ酸残基を失っている場合でさえ、へパリン結合活性を有していた修飾されたKGFタンパク質を報告した。さらに、数人の研究者は、TNF−αムテインを報告し、これは、2、4または7個のN末端アミノ酸が除去されて、天然に存在するTNF−αポリペプチドと比較した場合、機能的活性において2〜3倍の増加を示した。(Creasey、A.Aら、Cancer Res.47:145−149(1987);Sidhu,R.S.およびBollon、A.P.Anticancer Res.9:1569−1576(1989);Kamijo,Rら、Biochem.Biophys.Res.Comm.160:820−827(1989))。さらに、タンパク質のN末端またはC末端からの1以上のアミノ酸の欠失がタンパク質の1以上の生物学的機能の改変または損失を生じる場合でさえ、他のVEGIの機能的活性は依然として保持され得る。
【0146】
現在の場合、本発明のタンパク質はTNFポリペプチドファミリーのメンバーであるので、配列番号9の35位のロイシン残基までのN末端アミノ酸の欠失(これは、配列番号27の134位のロイシン残基と正確に対応する)は、多くの型の造血および内皮細胞の増殖および分化の調節のようないくつかの生物学的活性を保持し得る。配列番号9におけるロイシン−36残基(配列番号27におけるロイシン−135に対応する)を含むN末端欠失をさらに有するポリペプチドは、このような生物学的活性を保持することは予期されない。なぜならば、TNF関連ポリペプチドにおけるこの残基は、生物学的活性のために必要とされる保存ドメインの始まりであることが公知であるからである。
【0147】
しかし、全長VEGIポリペプチドのN末端からの1以上のアミノ酸の欠失がこのペプチドの1以上の生物学的機能の改変または損失を生じる場合でさえ、他の生物学的活性は依然として保持され得る。従って、ポリペプチドの全長または成熟形態を認識する抗体を誘導および/または抗体と結合するための短縮ポリペプチドの能力は、全長または成熟ポリペプチドの大部分の残基より少ない残基がN末端から除去される場合、一般に保持される。完全なポリペプチドのN末端残基を欠く特定のポリペプチドがこのような免疫学的活性を保持するかどうかは、本明細書に記載された慣用的な方法、そしてさもなければ当該分野で公知の慣用的な方法によって容易に決定し得る。
【0148】
従って、本発明は、配列番号9に開示されるVEGIのアミノ酸配列のアミノ末端から位置番号35のロイシン残基までで欠失した1以上の残基を有するポリペプチド、およびこのようなポリペプチドをコードするポリヌクレオチドをさらに提供する。特に、本発明は、配列番号9の残基n1−149のアミノ酸配列を含むポリペプチドを提供し、ここでn1は、−27〜35までの範囲の整数であり、そして35は、多くの型の造血および内皮細胞の増殖および分化の調節に必要と考えられる完全なVEGIポリペプチド(配列番号9に示す)のN末端からの最初の残基の位置である。
【0149】
特定の実施態様において、本発明は、以下の残基のアミノ酸配列を含むか、あるいは以下の残基のアミノ酸配列からなるポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを提供する:配列番号9の
【0150】
【化4】
Figure 0004441112
これらのポリペプチドをコードするポリヌクレオチドもまた本発明に含まれる。
【0151】
従って、本発明はさらに、配列番号27に示されるVEGI−βのアミノ酸配列のアミノ末端から位置番号134のロイシン残基までで欠失した1以上の残基を有するポリペプチドおよびこのようなポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを提供する。特に、本発明は、配列番号27の残基n2−251のアミノ酸配列を含むポリペプチドを提供し、ここでn2は、1〜134までの範囲の整数であり、そして135は、VEGI−βポリペプチドの多くの型の造血および内皮細胞活性の増殖および分化の調節に必要と考えられる完全なVEGI−βポリペプチド(配列番号27に示す)のN末端からの最初の残基の位置である。
【0152】
特定の実施態様において、本発明は、以下の残基のアミノ酸配列を含むか、あるいは以下の残基のアミノ酸配列からなるポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを提供する:配列番号27の
【0153】
【化5】
Figure 0004441112
これらのポリペプチドをコードするポリヌクレオチドもまた、本発明に含まれる。
【0154】
上述のように、ポリペプチドのN末端からの1以上のアミノ酸の欠失がこのポリペプチドの1以上の生物学的機能の損失の改変を生じる場合でさえ、他の生物学的活性は依然として保持され得る。従って、ポリペプチドの全長または成熟した形態を認識する抗体を誘導および/または抗体と結合する短縮されたVEGIムテインの能力は、全長または成熟ポリペプチドの大部分の残基より少ない残基がN末端から除去される場合、一般に保持される。完全なタンパク質のN末端残基を欠く特定のポリペプチドがこのような免疫学的活性を保持するかどうかは、本明細書中に記載の慣用的な方法、そしてさもなければ当該分野で公知の慣用的な方法によって容易に決定し得る。多数の欠失N末端アミノ酸残基を有するVEGIムテインは、いくつかの生物学的活性または免疫原活性を保持し得るようである。実際、6つほどのVEGIアミノ酸残基からなるペプチドがしばしば免疫応答を誘起し得る。
【0155】
従って、本発明はさらに、配列番号9において開示されるVEGIの推定された成熟アミノ酸配列のアミノ末端から配列番号9の位置番号142のフェニルアラニン残基までで欠失した1以上の残基を有するポリペプチドおよびこのようなポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを提供する。特に、本発明は、配列番号9の残基n3−147のアミノ酸配列を含むポリペプチドを提供し、ここでn3は、1〜169までの範囲の整数であり、そして170は、VEGIポリペプチドの免疫原活性に少なくとも必要と考えられる完全なVEGIポリペプチドのN末端からの最初の残基の位置である。
【0156】
より詳細には、本発明は、以下の残基のアミノ酸配列を含むか、あるいは以下の残基のアミノ酸配列からなるポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを提供する:図5A、5Bおよび5C(図5A、5Bおよび5Cにおいて示されるVEGIアミノ酸配列は配列番号9における配列と同じである。しかし、番号付けスキームは、2つの間で異なる;この場合の上記アミノ酸残基の番号付けは図5A、5Bおよび5Cのそれを反映する)に示されるVEGI配列の
【0157】
【化6】
Figure 0004441112
【0158】
【化7】
Figure 0004441112
これらのポリペプチドをコードするポリヌクレオチドもまた、本発明に含まれる。
【0159】
従って、本発明はさらに、配列番号27に示されるVEGI−βの推定された成熟アミノ酸配列のアミノ末端から位置番号246のフェニルアラニン残基までで欠失した1以上の残基を有するポリペプチドおよびこのようなポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを提供する。特に、本発明は、配列番号27の残基n4−251のアミノ酸配列を含むポリペプチドを提供し、ここでn4は、2〜246までの範囲の整数であり、そして247は、VEGI−βタンパク質の免疫原活性に少なくとも必要と考えられる完全なVEGI−βポリペプチドのN末端からの最初の残基の位置である。
【0160】
より詳細には、本発明は、以下の残基のアミノ酸配列を含むか、あるいは以下のアミノ酸配列からなるポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを提供する:配列番号27に示されるVEGI−β配列の
【0161】
【化8】
Figure 0004441112
【0162】
【化9】
Figure 0004441112
これらのポリペプチドをコードするポリヌクレオチドはまた、本発明によって含まれる。
【0163】
同様に、生物学的に機能的なC末端欠失ムテインの多くの例が知られている。例えば、インターフェロンγは、タンパク質のカルボキシ末端からの8〜10アミノ酸残基の欠失によって10倍までの高い活性を示す(Dobeliら、J.Biotechnology 7:199−216(1988))。さらに、数人の研究者は、生物学的に不活性なTNF−αムテインを報告しており、これにおいて、2つほどのアミノ酸がC末端から除去されていた(Carlino、J.Aら、J.Biol.Chem.262:958−961(1987);Creasey、A.Aら、Cancer Res.47:145−149(1987);Sidhu、R.S.およびBollon、A.P.Anticancer Res.9:1569−1576(1989);Gase、Kら、Immunology 71:368−371(1990)。
【0164】
この場合、本発明のタンパク質は、TNFポリペプチドファミリーのメンバーであるので、配列番号9の146位のロイシン(これは配列番号27の250位のロイシンに対応する)までのC末端アミノ酸の欠失は、多くの型の造血および内皮細胞の増殖および分化の調節のようないくつかの生物学的活性を保持し得る。配列番号9(または配列番号27の250位のロイシン残基)の146位のロイシン残基を含むC末端欠失をさらに有するポリペプチドは、このような生物学的活性を保持することは期待され得ない。なぜならば、TNF関連ポリペプチドにおけるこの残基は生物学的活性に必要な保存ドメインのはじめであることが公知であるからである。
【0165】
しかし、タンパク質のC末端からの1以上のアミノ酸の欠失がこのタンパク質の1以上の生物学的機能の損失の改変を生じる場合でさえ、他の生物学的な活性は依然として保持され得る。従って、タンパク質の完全形態または成熟形態を認識する抗体を誘導および/または抗体と結合する短縮されたタンパク質の能力は一般に、完全または成熟タンパク質の大部分の残基より少ない残基がC末端から除去された場合、保持される。完全なタンパク質のC末端残基を欠く特定のポリペプチドがこのような免疫学的活性を保持するかどうかは、本明細書に記載の慣用的な方法およびさもなければ当該分野で既知の慣用的な方法によって容易に決定され得る。
【0166】
さらなる実施態様において、本発明は配列番号9に示されるVEGIポリペプチドのアミノ酸配列のカルボキシ末端から配列番号9の146位のロイシン残基までで除去される1以上の残基を有するポリペプチドおよびこのようなポリペプチドをコードするポリヌクレオチドをさらに提供する。特に、本発明は、配列番号9のアミノ酸配列の残基−27〜m1のアミノ酸配列を有するポリペプチドを提供し、ここでm1は、146〜147までの範囲の任意の整数であり、そして残基146は、VEGI−βポリペプチドによる多くの型の造血および内皮細胞の増殖および分化の調節に必要と考えられる完全なVEGIポリペプチド(配列番号9に示される)のC末端からの最初の残基の位置である。
【0167】
さらに詳細には、本発明は、配列番号9の残基−27〜146および−27〜147のアミノ酸配列を有するポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを提供する。これらのポリペプチドをコードするポリヌクレオチドもまた提供される。
【0168】
本発明はまた、配列番号27に示されるVEGI−βのアミノ酸配列のカルボキシ末端から配列番号27の250位のロイシン残基までで除去される1以上の残基を有するポリペプチドおよびこのようなポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを提供する。特に、本発明は、配列番号27におけるアミノ酸配列の残基1〜m2のアミノ酸配列を有するポリペプチドを提供し、ここでm2は、250〜251までの範囲の任意の整数であり、そして残基249は、多くの型の造血および内皮細胞の増殖および分化の調節に必要と考えられる完全なVEGI−βポリペプチド(配列番号27に示される)のC末端からの最初の残基の位置である。
【0169】
さらに詳細には、本発明は、配列番号27の残基1〜250および1〜251のアミノ酸配列を有するポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを提供する。これらのポリペプチドをコードするポリヌクレオチドもまた提供される。
【0170】
本発明はまた、VEGI−αのアミノ末端とカルボキシル末端の両方から欠失された1以上のアミノ酸を含むか、あるいは1以上のアミノ酸からなるポリヌクレオチドフラグメントを提供し、これは配列番号9の残基n1〜m1を有すると一般的に記載され得る。ここでnおよびmは上記のような整数である。本発明はさらに、VEGI−βのアミノ末端およびカルボキシル末端両方から欠失した1以上のアミノ酸を有するポリペプチドを提供し、これは、配列番号27の残基n2〜m2を有すると一般に記載され得る。ここでn2およびm2は上記のような整数である。
【0171】
上述のように、ポリペプチドのC末端からの1以上のアミノ酸の欠失がこのペプチドの1以上の生物学的機能の損失の改変を生じる場合でさえ、他の生物学的活性は依然として保持され得る。従って、全長または成熟のポリペプチドを認識する抗体を誘導および/または抗体と結合する短縮されたVEGIムテインの能力は、一般に、完全または成熟ポリペプチドの大部分の残基より少ない残基がC末端から除去される場合、保持される。全長ポリペプチドのC末端残基を欠く特定のポリペプチドがこのような免疫学的活性を保持するかどうかは、本明細書中に記載の慣用的な方法およびさもなければ当該分野で公知の慣用的な方法によって容易に決定され得る。多数の欠失したC末端アミノ酸残基を有するVEGIムテインがいくつかの生物学的活性または免疫原性活性を保持し得るようである。実際、6つほどのVEGIアミノ酸残基から構成するペプチドは免疫応答をしばしば誘起し得る。
【0172】
従って、本発明はさらに、図5A、5Bおよび5Cに(または配列番号9に)示されるVEGIのアミノ酸配列のカルボキシ末端から図5A、5B、および5Cにおける位置番号6(または配列番号9における−22)のセリン残基までで欠失した1以上の残基を有するポリペプチドおよびこのようなポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを提供する。特に、本発明は、配列番号9の残基1〜m3のアミノ酸配列を含むポリペプチドを提供し、ここでm3は、6〜174までの範囲の整数であり、そして6は、VEGI−αの免疫原性活性に少なくとも必要と考えられる完全なVEGIポリペプチドのC末端からの最初の残基の位置である。
【0173】
さらに詳細に、本発明は以下の残基のアミノ酸配列を含むか、あるいは以下の残基のアミノ酸配列からなるポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを提供する:
【0174】
【化10】
Figure 0004441112
【0175】
【化11】
Figure 0004441112
および図5A、5B、および5Cで示されるVEGI配列の配列M−1〜S−6(図5A、5Bおよび5Cで示されるVEGIアミノ酸配列は、配列番号9における配列と同一である。しかし、番号付けスキームはこの2つの間で異なる;この場合において上のアミノ酸残基の番号付けは図5A、5Bおよび5Cのそれを反映する)。これらのポリペプチドをコードするポリヌクレオチドもまた、提供される。
【0176】
本発明はまた、VEGIポリペプチドのアミノ末端およびカルボキシル末端の両方から欠失した1以上のアミノ酸を有するポリペプチドを提供し、これは一般配列番号9の残基n3〜m3を有するとして記載され得、ここでn3およびm3は、上記のような整数である。これらのポリペプチドをコードするポリヌクレオチドもまた本発明に含まれる。
【0177】
本発明はさらに、配列番号27に示されるVEGI−βのアミノ酸配列のカルボキシ末端から位置番号6のグリシン残基までで欠失した1以上の残基を有するポリペプチドおよびこのようなポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを提供する。特に、本発明は、配列番号27の残基1〜m4のアミノ酸配列を含むポリペプチドを提供し、ここでm4は、6〜250までの範囲の整数であり、そして6は、VEGI−βタンパク質の免疫原性活性に少なくとも必要と考えられる完全なVEGI−βポリペプチドのC末端からの最初の残基の位置である。
【0178】
さらに詳細には、本発明は以下の残基のアミノ酸配列を含むか、あるいは以下の残基のアミノ酸配列からなるポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを提供する:
【0179】
【化12】
Figure 0004441112
【0180】
【化13】
Figure 0004441112
および配列番号27に示されるVEGI−β配列の配列のM−1〜G−6。これらのポリペプチドをコードするポリヌクレオチドもまた提供される。
【0181】
本発明はまた、VEGI−βポリペプチドのアミノ末端およびカルボキシル末端両方から欠失した1以上のアミノ酸を有するポリペプチドを提供し、これは、配列番号27の残基n4〜m4を有するとして一般に記載され得、ここでn4とm4は、上記のような整数である。これらのポリペプチドをコードするポリヌクレオチドはまた、本発明に含まれる。
【0182】
本発明のさらなる実施態様は、一般式m×〜n×によって記載されるアミノ酸を含むか、またはアミノ酸からなるポリペプチドフラグメントに関し、ここで、mおよびnは、これらの記号について上記で特定したアミノ酸残基の任意の1つにそれぞれ対応し、そしてXは、任意の整数を示す。これらのポリペプチドをコードするポリヌクレオチドもまた、本発明に含まれる。
【0183】
本発明の特定の実施態様は、ATCC寄託番号75927に含まれるcDNAクローンによってコードされる完全なVEGIアミノ酸配列の部分からなるポリペプチドをコードするヌクレオチド配列に関し、ここでこの部分は、ATCC寄託番号75927に含まれるcDNAクローンによってコードされる完全なアミノ酸配列のアミノ末端からの1〜約62アミノ酸、あるいはATCC寄託番号75927に含まれるcDNAクローンによってコードされる完全なアミノ酸配列のカルボキシ末端から、または上記のアミノ末端およびカルボキシ末端欠失の任意の組み合わせからの約1つのアミノ酸を除外する。上記の欠失変異体ポリペプチド形態のすべてをコードするポリヌクレオチドもまた、提供される。
【0184】
他の実施態様において、本発明は、ATCC寄託番号203055に含まれるcDNAクローンによってコードされる完全なVEGI−βアミノ酸配列の部分からなるポリペプチドをコードするヌクレオチド配列に関し、ここで、この部分は、ATCC寄託番号203055に含まれるcDNAクローンによってコードされる完全なアミノ酸配列のアミノ末端からの1〜約134のアミノ酸を除外し、あるいは、ATCC寄託番号203055に含まれるcDNAクローンによってコードされる完全なアミノ酸配列のアミノ末端からの多くのアミノ酸(ここでこの数は1〜134の任意の整数から選択される)、またはATCC寄託番号203055に含まれるcDNAクローンによってコードされる完全なアミノ酸配列のカルボキシ末端、もしくは上記のアミノ末端およびカルボキシ末端欠失の任意の組み合わせから約1つのアミノ酸を除外する。上記のポリペプチドのすべてをコードするポリヌクレオチドはまた、本発明によって含まれる。
【0185】
本発明はさらに、以下からなる群から選択されるアミノ酸配列を含む単離されたVEGIポリペプチドを提供する:(a)配列番号9に示された完全なアミノ酸配列を有する全長VEGIポリペプチドのアミノ酸配列(すなわち、配列番号9の−27〜147位);(b)N末端メチオニンを除く配列番号9に示される完全なアミノ酸配列を有する全長VEGIポリヌクレオチドのアミノ酸配列(すなわち、配列番号9の−26〜147位);(c)配列番号9において位置1〜147のアミノ酸配列を有する推定された成熟VEGIポリペプチドのアミノ酸配列;(d)ATCC寄託番号75927に含まれるcDNAクローン、HUVEO91によってコードされる完全なアミノ酸配列;(e)ATCC寄託番号75927に含まれるcDNAクローンによってコードされるN末端メチオニンを除く完全なアミノ酸配列;および(f)ATCC寄託番号75927に含まれるcDNAクローン、HUVEO91によってコードされる推定の成熟VEGIポリペプチドの完全なアミノ酸配列。本発明のポリペプチドはまた、本明細書中に記載のように、上記の(a)、(b)、(c)、(d)、(e)、または(f)に記載の配列に対して少なくとも70%同一、少なくとも80%同一、さらに好ましくは少なくとも90%同一、およびさらにより好ましくは、95%、96%、97%、98%または99%、同一であるアミノ酸配列を有するポリペプチド、あるいはそのフラグメントを含む。
【0186】
本発明はさらに、以下からなる群より選択されるアミノ酸配列を含む単離されたVEGIポリペプチドを提供する:(a)配列番号27において示される完全なアミノ酸配列を有する全長VEGI−βポリペプチドのアミノ酸配列(すなわち、配列番号27の1〜251位);(b)N末端メチオニン(すなわち、配列番号27の2〜251位)を除く、配列番号27に示される完全なアミノ酸配列を有する全長VEGI−βポリペプチドのアミノ酸配列;(c)配列番号27における62〜251位のアミノ酸配列を有する推定された成熟VEGI−βポリペプチドのアミノ酸配列;(d)ATCC寄託番号203055に含まれるcDNAクローン、HEMCZ56によってコードされる完全なアミノ酸配列;(e)ATCC寄託番号203055に含まれるcDNAクローン、HEMCZ56によってコードされるN末端メチオニンを除く完全なアミノ酸配列;および(f)ATCC寄託番号203055に含まれるcDNAクローン、HEMCZ56によってコードされる推定の成熟VEGIポリペプチドの完全なアミノ酸配列。本発明のポリペプチドはまた、本明細書中に記載のように、上記の(a)、(b)、(c)、(d)、(e)、または(f)に記載の配列と少なくとも70%同一、少なくとも80%同一、さらに好ましくは少なくとも90%同一、およびさらにより好ましくは、95%、96%、97%、98%または99%同一であるアミノ酸配列を有するポリペプチドあるいはそのフラグメントを含む。特定の実施態様において、これらのポリペプチドは、少なくとも10アミノ酸、少なくとも15アミノ酸、少なくとも20アミノ酸、少なくとも25アミノ酸、少なくとも30アミノ酸およびより好ましくは少なくとも50アミノ酸である。
【0187】
例えば、VEGIポリペプチドの参照アミノ酸配列に対して少なくとも95%「同一」であるアミノ酸配列を有するポリペプチドによって、ポリペプチド配列がVEGIポリペプチドの参照アミノ酸の各100アミノ酸当たり5つまでのアミノ酸変化を含み得ることを除いて、このポリペプチドのアミノ酸配列が参照配列と同一であることが意図される。換言すれば、参照アミノ酸配列に少なくとも95%同一であるアミノ酸配列を有するポリペプチドを得るために、参照配列におけるアミノ酸残基の5%までが欠失または別のアミノ酸残基と置換され得るか、あるいは参照配列における全アミノ酸残基の5%までの数のアミノ酸が参照配列に挿入され得る。参照配列のこれらの変化は、参照アミノ酸配列のアミノもしくはカルボキシ末端部分またはこれらの末端部分の間でどこにでも生じ得、参照配列において残基中で個々にか、または参照配列内の1以上の連続した群においてかのいずれかで分散される。
【0188】
実際問題として、任意の特定のポリペプチドが、例えば、図5A、5B、および5C(配列番号9)に示されるアミノ酸配列、寄託されたcDNAクローンHUVEO91によってコードされるアミノ酸配列、またはそれらのフラグメントに、少なくとも90%、95%、96%、97%、98%、または99%同一であるかどうかは、公知のコンピュータープログラム(例えば、Bestfitプログラム(Wisconsin Sequence Analysis Package,Version 8 for Unix,Genetics Computer Group,University Research Park,575 Science Drive,Madison,WI 53711)を使用して従来的に決定され得る。Bestfitまたは任意の他の配列アラインメントプログラムを使用して、例えば、特定の配列が、本発明に従う参照配列に95%同一であるかどうかを決定する場合、パラメーターは、当然のこととして、同一性パーセントが参照アミノ酸配列の全長にわたって計算されるように、そして参照配列中のアミノ酸残基中の総数の5%までの相同性におけるギャップが許容されるように設定される。
【0189】
特定の実施態様において、参照(問合わせ)配列(本発明の配列)と対象配列との間の同一性は(これはまた、グローバル配列アラインメントともいわれる)、Brutlagら(Comp.App.Biosci.6:237−245(1990))のアルゴリズムに基づくFASTDBコンピュータープログラムを使用して決定される。FASTDBアミノ酸アラインメントにおいて使用される好ましいパラメーターは:Matrix=PAM 0、K−tuple=2、Mismatch Penalty=1、Joining Penalty=20、Randomization Group Length=0、Cutoff Score=1、Window Size=配列長、Gap Penalty=5、Gap Size Penalty=0.05、Window Size=500または対象アミノ酸配列の長さのいずれか短い方である。この実施態様に従って、内部の欠失でなくN−またはC−末端欠失によって、対象配列が問合わせ配列よりも短い場合、FASTDBプログラムは、グローバル同一性パーセントが計算される場合に、手動の訂正がなされて、対象配列のN−およびC−末端の切断を考慮しないという事実を考慮に入れる結果を作成する。N−末端およびC−末端において切断されている対象配列について、問合わせ配列と比較して、同一性パーセントは、対応する対象残基とマッチ/アラインされない、対象配列のN−およびC−末端である問合わせ配列の残基の数を、問合わせ配列の全塩基数のパーセントとして計算することによって訂正され得る。1つの残基がマッチ/アラインされるかどうかの決定は、FASTDB配列アラインメントの結果によって決定される。次いで、このパーセンテージは同一性パーセントから差し引かれ、特定化されたパラメーターを使用して上記のFASTDBプログラムによって計算され、最終的な同一性パーセントスコアに到達する。この最終的な同一性パーセントスコアは、この実施態様の目的のために使用されるものである。対象配列のN−およびC−末端への配列(これは問合わせ配列にマッチ/アラインされていない)のみが、同一性パーセントスコアを手動で調整する目的のために考慮される。すなわち、対象配列のN−およびC−末端の最も遠い外側の問合わせ残基位置のみである。例えば、90アミノ酸残基の対象配列が、同一性パーセントを決定するために100残基の問合わせ配列とアラインされる。対象配列のN−末端に欠失が存在し、それゆえにFASTDBアラインメントは、N−末端で最初の10残基のマッチング/アラインメントを示さない。10の不対残基は、配列の10%(マッチしないN−およびC−末端の残基数/問合わせ配列中の残基の総数)を示し、ゆえに10%がFASTDBプログラムによって計算される同一性パーセントスコアから差し引かれる。残りの90残基が完全にマッチする場合、最終的な同一性パーセントは90%である。別の例において、90残基の対象配列は100残基の問合わせ配列と比較される。今回は、欠失は内部の欠失であり、ゆえに対象配列のN−またはC−末端において問合わせ配列とマッチ/アラインしない残基は存在しない。この場合においては、FASTDBによって計算される同一性パーセントは手動で訂正されない。再度述べると、問合わせ配列とマッチ/アラインしない対象配列のN−およびC−末端の外側の残基位置のみが、FASTDBアラインメントにおいて示されるように、手動で訂正されるものである。他の手動の訂正は、本実施態様の目的のためにはなされない。
【0190】
本発明のポリペプチドは、配列番号9のポリペプチド(特に成熟ポリペプチド)、ならびに配列番号9のポリペプチドに少なくとも70%の類似性(好ましくは少なくとも70%の同一性)を有するポリペプチド、およびより好ましくは、配列番号9のポリペプチドに少なくとも90%の類似性(より好ましくは少なくとも90%の同一性)を有するポリペプチド、およびなおより好ましくは、配列番号9のポリペプチドに少なくとも95%の類似性(なおより好ましくは少なくとも95%の同一性)を有するポリペプチドを含み、そしてまた、そのようなポリペプチドの部分も含み、このようなポリペプチドの部分は、一般的に少なくとも30アミノ酸、およびより好ましくは少なくとも50アミノ酸を含む。
【0191】
本発明のポリペプチドはまた、配列番号27のポリペプチド(特にポリペプチドの細胞外ドメイン)、ならびに配列番号27のポリペプチドに少なくとも70%の類似性(好ましくは少なくとも70%の同一性)を有するポリペプチド、およびより好ましくは、配列番号27のポリペプチドに少なくとも90%の類似性(より好ましくは少なくとも90%の同一性)を有するポリペプチド、およびなおより好ましくは、配列番号27のポリペプチドに少なくとも95%の類似性(なおより好ましくは少なくとも95%の同一性)を有するポリペプチドを含み、そして、そのようなポリペプチドの部分もまた含み、このようなポリペプチドの部分は、一般的に少なくとも30アミノ酸、およびより好ましくは少なくとも50アミノ酸を含む。
【0192】
本発明のさらなるポリペプチドは、本明細書に記載されるこれらのポリペプチドに対して、少なくとも70%の類似性、少なくとも90%の類似性、より好ましくは少なくとも95%の類似性、なおより好ましくは、少なくとも96%、97%、98%、または99%の類似性を有するポリペプチドを含む。本発明のポリペプチドはまた、本明細書に開示されるポリペプチドに対して、少なくとも70%同一、少なくとも80%同一、より好ましくは少なくとも90%または95%同一、なおより好ましくは、少なくとも96%、97%、98%、または99%同一であるポリペプチドを含む。特定の実施態様において、このようなポリペプチドは、少なくとも30アミノ酸、およびより好ましくは少なくとも50アミノ酸を含む。
【0193】
当該分野で公知であるように、2つのポリペプチド間の「類似性」は、1つのポリペプチドのアミノ酸配列およびその保存されたアミノ酸置換の、第2のポリペプチドの配列に対する比較によって決定される。2つのポリペプチドの「類似性%」は、Bestfitプログラム(Wisconsin Sequence Analysis Package,Version 8 for Unix,Genetics Computer Group,University Research Park,575 Science Drive,Madison,WI 53711)および類似性の決定のためにデフォルト設定を使用して、2つのポリペプチドのアミノ酸配列を比較することによって生成される類似性スコアを意図する。Bestfitは、SmithおよびWatermanの局所ホモロジーアルゴリズム(Advances in Applied Mathematics 2:482−489,1981)を使用して、最も良好な、2つの配列間の類似性のセグメントを見いだす。
【0194】
本明細書中で使用される場合、配列番号2、配列番号9、および配列番号27のアミノ酸配列に「由来する」ポリペプチドまたはアミノ酸配列とは、その配列またはその部分中にコードされるポリペプチドのアミノ酸配列と同一のアミノ酸配列を有するポリペプチドをいい、ここでその部分は少なくとも2〜5アミノ酸、およびより好ましくは少なくとも8〜10アミノ酸、ならびになおより好ましくは少なくとも11〜15アミノ酸からなり、あるいは、この配列は、この配列中にコードされるポリペプチドを用いて、免疫学的に同定可能である。
【0195】
本発明はまた、融合タンパク質を含み、この全長VEGIポリペプチドまたはフラグメント、改変体、誘導体、もしくはそのアナログが関連性のないタンパク質に融合される。これらの融合タンパク質は、本明細書で開示されるVEGIヌクレオチド配列およびポリペプチド配列に基づいて慣用的に設計され得る。例えば、当業者が理解するように、本明細書に記載されるVEGIおよび/またはVEGI−βポリペプチドならびにそのフラグメント(エピトープ保有フラグメントを含む)は、免疫グロブリン(IgG)の定常領域の部分と組み合わされ得、キメラ(融合)ポリペプチドを生じる。これらの融合タンパク質は精製を容易にし、そしてインビボにおける半減期の増大を示す。このことは、例えば、ヒトCD−4ポリペプチドの最初の2つのドメインおよび哺乳動物免疫グロブリンの重鎖および軽鎖の定常領域の種々のドメインからなるキメラタンパク質について示された(EP A 394,827;Trauneckerら、Nature 331:84−86(1988))。IgG部分のためにジスルフィド連結した二量体構造を有する融合タンパク質はまた、単量体VEGIタンパク質またはタンパク質フラグメント単独よりも、他の分子を結合させることおよび中和させることにおいてより効果的であり得る(Fountoulakisら、J.Biochem.270:3958〜3964(1995))。例として、上記のように本明細書においてこのようなVEGI−Fc融合物が産生される。本発明に含まれるさらなるVEGI融合タンパク質の例は、細胞表面に提示される融合タンパク質;またはマーカー機能を提供する、酵素との融合物、蛍光性タンパク質、もしくは発光性タンパク質を可能にする任意のアミノ酸配列に対するVEGIポリペプチド配列の融合物を含むが、これらに限定されない。
【0196】
(機能的活性)
VEGIポリペプチド、ならびにそのフラグメント、種々の誘導体、およびアナログの機能的活性は、種々の方法でアッセイされ得る。
【0197】
例えば、抗VEGI抗体への結合について全長VEGIポリペプチドと結合するか、または競合するその能力についてアッセイする1つの実施態様において、当該分野で公知の種々のイムノアッセイが使用され得、これには、ラジオイムノアッセイのような技術を使用する競合的および非競合的アッセイ系、ELISA(酵素結合免疫吸着アッセイ)「サンドイッチ」イムノアッセイ、イムノラジオメトリックアッセイ、ゲル拡散沈殿反応、免疫拡散アッセイ、インサイチュイムノアッセイ(例えば、金コロイド、酵素、または放射性同位体標識を使用する)、ウェスタンブロット、沈殿反応、凝集アッセイ(例えば、ゲル凝集アッセイ、赤血球凝集アッセイ)、補体結合アッセイ、免疫蛍光アッセイ、プロテインAアッセイ、および免疫電気泳動アッセイなどを含むが、これらに限定されない。1つの実施態様において、抗体結合は一次抗体上の標識を検出することによって検出される。別の実施態様において、一次抗体は、二次抗体または一次抗体に対する試薬の結合を検出することによって検出される。さらなる実施態様において、二次抗体は標識される。イムノアッセイにおける結合を検出するための多くの手段が当該分野で公知であり、そして本発明の範囲内にある。
【0198】
TNF−リガンドが同定される別の実施態様において、結合は、例えば、当該分野で周知の手段によってアッセイされ得る。別の実施態様において、VEGIのその基質との結合の生理学的相関(シグナル伝達)がアッセイされ得る。
【0199】
さらに、本明細書に記載されるアッセイ(例えば、実施例5〜8および10)およびさもなくば当該分野で公知のアッセイは、VEGIポリペプチドならびにそのフラグメント、改変体、誘導体、およびアナログの、VEGI関連生物学的活性を誘発する(例えば、インビトロまたはインビボにおける、細胞増殖、新脈管形成、および細胞接着を阻害、あるいは促進する)能力を測定するために慣用的に適用され得る。
【0200】
他の方法は当業者に公知であり、そして本発明の範囲内にある。
【0201】
(抗体)
1つ以上のVEGIのエピトープもしくはVEGIの保存された改変体のエピトープ、またはVEGIのポリペプチドフラグメントを特異的に認識する抗体もまた、本発明に含まれる。従って、そのポリペプチド、それらのフラグメントまたは他の誘導体、もしくはそれらのアナログ、またはそれらを発現する細胞は、それに対する抗体を産生するための免疫原として使用され得る。これらの抗体は、例えば、ポリクローナル抗体またはモノクローナル抗体であり得る。本発明はまた、キメラ抗体、単鎖抗体、およびヒト化抗体、ならびにFabフラグメント、F(ab’)フラグメント、Fab発現ライブラリーの産物、抗イデオタイプ抗体、および上記のいずれかのエピトープ結合フラグメントもまた含む。当該分野で公知の種々の手順が、このような抗体およびフラグメントの産生のために使用され得る。
【0202】
本発明の配列に対応するポリペプチドに対して生成される抗体は、動物へのポリペプチドの直接的な注入によって得られ得るか、または動物(好ましくは非ヒト動物)へのポリペプチドの投与によって得られ得る。次いで、そのようにして得られた抗体は、そのポリペプチド自体に結合する。この様式で、ポリペプチドのフラグメントのみをコードする配列さえ、全体のネイティブポリペプチドを結合する抗体を生成するために使用され得る。このような抗体は、そのポリペプチドを発現する組織からのポリペプチドの単離を含むがこれに限定されない使用および生物学的サンプルにおけるVEGIの検出についての使用を有し、そして診断的または予後の技術の一部として使用され得、それによって患者はVEGIの異常な量について試験され得る。そのような抗体はまた、VEGI生物学的活性の阻害の方法においてもまた使用され得る。
【0203】
抗体の産生のために、種々の宿主動物がVEGIポリペプチド(例えば、ポリペプチドの機能的ドメイン(例えば、細胞外ドメイン)に対応するもの)の注入によって免疫化され得る。このような宿主動物には、ウサギ、マウス、およびラットなどが含まれ得るがこれらに限定されない。宿主の種に依存して種々のアジュバントが免疫応答を増大するために使用され得、これらには、フロイント(完全および不完全)、水酸化アルミニウムのようなミネラルゲル、リゾレシチンのような界面活性物質、プルロニックポリオール、ポリアニオン、ペプチド、オイルエマルジョン、キーホールリンペットヘモシアニン、ジニトロフェロール、およびBCG(bacille Calmette−Guerin)およびCorynebacterium parvumのような潜在的に有用なヒトアジュバントが含まれるがこれらに限定されない。ポリクローナル抗体は、免疫化された動物の血清に由来する抗体分子の異種集団である。
【0204】
特定の抗原に対する抗体の同種集団であるモノクローナル抗体は、培養中の継続的な細胞株による抗体分子の産生を提供する任意の技術によって得られ得る。これらには、KohlerおよびMilstein(Nature 256:495〜497(1975);および米国特許第4,376,110号)のハイブリドーマ技術、ヒトB細胞ハイブリドーマ技術(Kosborら、Immunology Today 4:72(1983);Coleら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA 80:2026〜2030(1983))、およびEBVハイブリドーマ技術(Coleら、Monoclonal Antibodies And Cancer Therapy,Alan R. Liss,Inc.,77〜96頁(1985))が含まれるが、これらに限定されない。このような抗体は、IgG、IgM、IgE、IgA、IgDおよびそれらの任意のサブクラスを含む、任意の免疫グロブリンのクラスの抗体であり得る。本発明のmAbを産生するハイブリドーマは、インビトロまたはインビボにおいて培養され得る。インビボにおける高力価のmAbの産生は、これを現在好ましい産生方法にする。
【0205】
さらに、適切な生物学的活性のヒト抗体分子由来の遺伝子と共に、適切な抗原特異性のマウス抗体分子由来の遺伝子をスプライシングすることによって、「キメラ抗体」の産生のために開発された技術(Morrisonら、Proc.Natl.Acad.Sci.,81:6851〜6855(1984);Neubergerら、Nature 312:604〜608(1984);Takedaら、Nature 314:452〜454(1985))が使用され得る。キメラ抗体は、マウスmAb由来の可変領域およびヒト免疫グロブリン定常領域を有するような、異なる部分が異なる動物種由来である分子である。
【0206】
ヒトにおける抗VEGIのインビボ使用のために、「ヒト化」キメラモノクローナル抗体を使用することが好ましい。このような抗体は、上記のモノクローナル抗体を産生するハイブリドーマ細胞由来の遺伝子構築物を使用して産生し得る。キメラ抗体を産生する方法は、当該分野で公知である(Morrison、Science 229:1202(1985);Oiら、BioTechniques 4:214(1986);Cabillyら、米国特許第4,816,567号;Taniguchiら、EP 171496;Morrisonら、EP 173494;Neubergerら、WO 8601533;Robinsonら、WO 8702671;Boulianneら、Nature 312:643(1984);Neubergerら、Nature 314:268(1985))。
【0207】
あるいは、単鎖抗体の産生について記載した技術(米国特許第4,946,778号;Bird、Science 242:423〜426(1988);Hustonら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA 85:5879〜5883(1988);およびWardら、Nature 334:544546(1989))が、VEGIポリペプチドに対する単鎖抗体を産生するために適応され得る。単鎖抗体は、アミノ酸架橋を介してFv領域の重鎖および軽鎖フラグメントを連結することによって形成され、単一のポリペプチドを生じる。
【0208】
特定のエピトープを認識する抗体フラグメントは、公知の技術によって生成され得る。例えば、このようなフラグメントは、抗体分子のペプシン消化によって産生され得るF(ab’)2フラグメント、およびF(ab’)2フラグメントのジスルフィド架橋を還元することによって生成され得るFabフラグメントを含むが、これらに限定されない。あるいは、Fab発現ライブラリーが構築され得(Huseら、Science 246:1275〜1281(1989))、所望の特異性を有するモノクローナルFabフラグメントの迅速かつ容易な同定を可能にする。
【0209】
VEGIポリペプチドに対する抗体は、次には、当業者に周知の技術を使用して、ObRを「模倣する」抗イデオタイプ抗体を産生するために利用され得る(例えば、GreenspanおよびBona、FASEB J.7(5):437〜444;(1989)ならびにNissinoff、J.Immunol.147(8):2429〜2438(1991)を参照のこと)。例えば、VEGI細胞外ドメインに結合し、競合的にリガンドのVEDIへの結合を阻害する抗体は、VEGI細胞外ドメインを「模倣する」(従って、VEGIリガンドに結合し、そしてVEGIリガンドを中和する)抗イデオタイプを産生するために使用され得る。このような中和抗イデオタイプまたはこのような抗イデオタイプのFabフラグメントは、治療療法においてVEGIリガンドを中和するために使用され得る。
【0210】
従って、上記に開示したように、標準的な方法論を使用する当業者は、本発明のVEGIタンパク質(またはポリペプチド)に対するモノクローナル抗体またはポリクローナル抗体を惹起させ得る。抗体産生の材料および方法は、当該分野において周知である(例えば、Goding、Monoclonal Antibodies:Principles and Practice、第4章、1986を参照のこと)。さらに、このポリペプチドはその抗原性を増大させる他のタンパク質またはポリペプチドに融合させ得、それによって高力価の抗体を産生する。このようなタンパク質またはポリペプチドの例は、任意のアジュバントまたはキャリア(例えば、水酸化アルミニウム)を含む。これらの抗体は、受動的な抗体治療において使用され得、ここでVEGIに特異的に結合する抗体は、生殖、発生、創傷治癒、および組織修復などのような、新脈管形成依存的なプロセスを調節するために利用され得る。
【0211】
(免疫および循環系関連および他の医学的障害)
別の実施態様において、本発明は、VEGIの有効量を前記患者に投与することによる、動物またはヒト患者の新脈管形成関連疾患の徴候を減少させる方法に関する。新脈管形成は腫瘍の生存に必要であるので、新脈管形成の阻害または逆転は腫瘍を減少または抹殺させ得る。VEGIを有する患者が提供された場合、投与される薬剤の投薬量は、患者の年齢、体重、身長、性別、一般的医学的状態、以前の病歴などのような因子に依存して変化する。一般的に、約1pg/kg〜10mg/kg(患者の体重)の範囲の上記の化合物の投薬量を有するレシピエントを提供することが所望されるが、より低いまたはより高い投薬量が投与され得る。本発明の方法は、単回投与、および、同時にまたは延長された時間の間にわたってのいずれかで与えられる、多回投与を意図する。
【0212】
VEGIポリヌクレオチドは、配列番号1に記載される本発明のVEGIポリヌクレオチド、またはその部分、あるいはその対立遺伝子型を含む、プラスミドまたはウイルスベクター(例えば、アデノウイルスまたはレトロウイルス)を使用することによって提供され得る。その使用されるベクターは、好ましくは、そのポリヌクレオチドが転写および翻訳され、そしてVEGIポリペプチドが産生されるように細胞にVEGIポリヌクレオチドを供給し得る。本発明のポリヌクレオチドはまた、DNAとして、リポソームにカプセル化されたDNAとして、またはウイルスエンベロープレセプタータンパク質を含むプロテオリポソーム中に包括されたDNAとして投与され得る(Kanoda,Y.ら、(1989)Science 243:375)。あるいは、本発明のポリヌクレオチドは、キャリアとともに注入され得る。キャリアは、サイトカイン(例えば、インターロイキン2)またはポリリジン糖タンパク質キャリアのようなタンパク質であり得る。このようなキャリアタンパク質およびベクターならびにこれを使用する方法は、当該分野で公知である(例えば、Ascadi G.ら、Nature 1991、352:815を参照のこと)。さらに、本発明のポリヌクレオチドは、小さい金のビーズにコートされ得、そしてこのビーズは、皮膚に、例えば遺伝子銃を用いて導入され得る(Ulmer,J.B.ら、Science 1993、259:1745)。
【0213】
あるいは、本発明のVEGIポリペプチドは、当該分野で公知の処方方法を使用して、薬学的に受容可能な処方物中に提供され得る。これらの処方物は、標準的な経路で投与され得る。一般的には、局所的、経皮的、腹腔内、経口、直腸の、または非経口的(例えば、静脈内、皮下、または筋肉内)経路による組み合わせが投与され得る。さらに、本発明のVEGIポリペプチドは、VEGIポリペプチドがゆっくりと全身に放出されるように、薬物送達が所望されるか、または移植される場所の近傍に移植される生分解ポリマー中に組み込まれ得る。生分解性ポリマーおよびそれらの使用は、例えば、Bremら、J.Neurosurg.74:441〜446(1991)に詳細に記載される。
【0214】
VEGIポリペプチド処方物は、経口、直腸、眼(硝子体内または眼房を含む)、鼻、局所的(口腔内および舌下を含む)、膣、または非経口的(皮下、腹腔内、および硬膜外を含む)投与に適する処方物を含む。VEGIポリペプチド処方物は、単位用量形態で便利に提供され得、そして従来的な薬学的技術によって調製され得る。このような技術には、関連する活性成分および薬学的キャリア(単数または複数)または賦形剤(単数または複数)を会合させる工程を含む。一般的には、その処方物は、活性成分を、液体キャリアまたは微細に分割した固体キャリアあるいはその両方と、均一にかつ密接に会合させることによって調製され、次いで、必要である場合、生成物を鋭くする。
【0215】
非経口的な投与に適切な処方物は、抗酸化剤、緩衝剤、および意図したレシピエントの血液との等張性を処方物に与える溶質を含み得る水性および非水性の滅菌注射溶液;および懸濁剤および濃化剤を含み得る水性および非水性の滅菌懸濁液を含む。処方物は、単位用量または多用量の容器(例えば、密封されたアンプルおよびバイアル)において存在し得、そして使用の直前に滅菌液体キャリアー(例えば、注射用水)の添加のみを必要とするフリーズドライ(凍結乾燥)状態で貯蔵され得る。処方箋に応じて調合する注射溶液および懸濁液は、以前に記載された種類の滅菌粉末、顆粒、および錠剤から調製され得る。
【0216】
好ましい単位投薬量の処方物は、毎日の用量または単位、毎日の用量未満(本明細書の上記に記載した)、または投与される成分のその適切な画分を含む処方物である。特に、上記に記載した成分に加えて、本発明の処方物は、問題の処方物の型と関連する当該分野における従来の他の薬剤を含み得ることが理解されるであろう。
【0217】
別の実施態様において、本発明は、VEGIポリヌクレオチド、VEGIポリペプチドまたはそのアナログの有効量、あるいは病理学的な新脈管形成の症状を減少するような内在性もしくは外来性のVEGIポリヌクレオチド、または内在性もしくは外来性のVEGIポリペプチドの発現を誘導し得る薬剤を患者に投与することにより、患者における制御されていない病理学的な新脈管形成の症状を減少する方法に関する。意図される疾患は、血管腫、毛細管拡張症乾癬強皮症、化膿性肉芽腫、心筋新脈管形成、悪疫新生血管形成、冠状側副枝、虚血性四肢新脈管形成、角膜疾患、皮膚潮紅、血管新生緑内障、糖尿病網膜症、水晶体後線維増殖、関節炎、糖尿病新生血管形成を含むが、これらに限定されない。本明細書で記載された疾患および疾患状態は、いかなる種類のガンまたは腫瘍を含まない。
【0218】
特定の実施態様において、本発明のVEGIαおよび/またはVEGIβポリペプチドは、血小板第4因子、トロンボスポンジン−1、メタロプロテアーゼの組織インヒビター(TIMP1およびTIMP2)、プロラクチン(16kDaフラグメント)、アンジオスタチン(プラスミノーゲンの38kDaのフラグメント)、bFGF可溶性レセプター、トランスフォーミング成長因子β、インターフェロンα、および胎盤プロフェリン関連タンパク質であり得るが、これらに限定されない、新脈管形成を負に制御する他の分子の治療的な有効量と組み合わせられる。
【0219】
本発明のVEGIαおよび/またはVEGIβポリペプチドで処置され得る新生血管形成と関連した眼の障害は、血管新生緑内障、糖尿病網膜症、網膜芽腫、水晶体後線維増殖症、ブドウ膜炎、未熟網膜症、黄斑変性、角膜移植新生血管形成、ならびに他の目の炎症性疾患および脈絡膜または虹彩の新生血管形成に関連した疾患を含むが、これらに限定されない。(例えば、Waltmanらの総説、1978、Am.J.Ophthal.85:740〜710およびGartnerら、1978、Surv.Ophthal.22:291〜312を参照のこと)
別の実施態様において、本発明は、VEGIポリヌクレオチドの転写を減少すること、VEGIポリペプチドをコードするRNAの量を減少することによるか(例えば、VEGI特異的リボザイムまたはVEGI RNAに対し特異的なアンチセンスオリゴヌクレオチドを用いることによる)、あるいは上記に記載したVEGIポリペプチドをプロセスし得るおよび/または活性化し得るプロテアーゼの阻害によりVEGIポリペプチドの産生を阻害することによるか(Kayagakiら(1995)J.Exp.Med.182:1777〜1783;Blackら(1997)Nature 385:729〜733)、あるいはVEGIポリペプチドの活性化を可能にするまたは促進する薬剤および/または金属イオンをブロックすることまたは除去することによるか、あるいはVEGIレセプターをブロックすることによりVEGIポリペプチド機能を直接阻害することによるか、あるいはVEGIポリペプチドを認識し、そして結合する抗体を使用することによるか、あるいはVEGIポリペプチドの機能を阻害するためのアンタゴニストを使用することにより、VEGIポリペプチド機能を減少し得る薬剤の有効量を、患者に投与することにより、患者における新脈管形成を促進するための方法に関する。リボザイムおよびアンチセンスオリゴヌクレオチドの操作および送達は、当該分野で公知であり(Usman N.ら(1996)Curr.Opin.Struct.Biol.6:527〜533ならびにHoおよびParkinson(1997)Semin.Oncol.24:187〜202を参照のこと)、例えば、脂質と混合することによるか、あるいはウイルスベクターまたはプラスミドベクターを使用することにより哺乳動物細胞に送達し得る。意図された疾患および状態は、黄斑変性、創傷治療、消化性潰瘍、骨折、ケロイド、脈管形成、造血、排卵、月経、および胎盤形成を含むがこれらに限定されない。
【0220】
(さらなる実施態様)
さらなる実施態様において、本発明は、脈管形成関連疾患の診断および予後の目的のために、試料中のVEGIポリペプチドの存在を検出するための方法に関する。当該分野で周知の標準的な方法論を用い、診断的アッセイは、表面(すなわち固体支持体)(例えば、マイクロタイトレーションプレートまたは膜(例えば、ニトロセルロース膜))上を、VEGIポリペプチドに対して特異的な抗体でコートし、そして脈管形成関連疾患を有すると疑われた人から得られた血清、組織、あるいは他の生物学的または化学的試料とコートされた表面を接触することにより構築され得る。試料中のVEGIポリペプチドとそれに特異的な抗体との間に形成された生じる複合体の存在は、当該分野において通常の公知の任意の方法(例えば、蛍光抗体分光法または比色法)により検出され得る。この検出方法は、例えば、ガンの診断または予後のために使用され得る。
【0221】
別の実施態様において、本発明は、VEGIポリペプチドに対する特異的な抗体、および当該分野で周知であり、そして血清、組織、または他の試料中のVEGIポリペプチドの存在を検出することにおいて使用するために適切である補助的な薬剤を含む診断用キットに関する。意図された組織試料は、サルまたはヒト、あるいは他の動物から得られ得る。
【0222】
別の実施態様において、本発明は、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)または逆転写PCR(RT−PCR)を用い、VEGIポリヌクレオチドの存在または不在を検出することにおいて使用するためのRNA、DNA、または他のヌクレオチド配列に関する。配列番号1、配列番号8、または配列番号26に示された本発明のDNA配列は、PCRの場合においてVEGIポリヌクレオチド配列に対してか、あるいはVEGIポリヌクレオチドの存在、不在を検出すること、または標準との比較によりVEGIポリヌクレオチド量を定量することの目的のためにVEGIポリペプチドをコードするRNAの逆転写から生成されたVEGI cDNAに対して特異的に結合するプライマーを設計するために使用され得る。プライマーは、7〜40ヌクレオチドの任意の長さの範囲であり得、好ましくは10〜15ヌクレオチドで、最も好ましくは18〜25ヌクレオチドであり得る。PCRまたはRT−PCR反応のために必要な試薬およびコントロールは、当該分野において周知である。次に、増幅された産物は、VEGIポリヌクレオチド配列の存在または不在を例えば、ゲル濾過により、ハイブリダイゼーションの用いるかまたは用いらずに、放射性化学および免疫化学技術により分析され得る。この方法は、少量の試料のみが、PCRまたはRT−PCRを実行するためのテンプレートDNAの十分な量を生成するために必要とされるので有利である。
【0223】
他の実施態様において、本発明は、VEGIポリヌクレオチドに対する特異的なPCRまたはRT−PCRプライマー、および当該分野で周知であり、そしてVEGIポリヌクレオチドの存在または不在を検出すること、あるいはPCRまたはRT−PCRを用いて試料中のVEGIポリペプチドをコードするRNAの量を定量することにおいて使用するために適切である補助的な薬剤を含む診断用キットに関する。意図される試料は、ヒトまたは他の哺乳動物から獲得され得る。
【0224】
VEGIは、ヒト臍静脈内皮細胞、誘導された内皮細胞、マクロファージ、および黒質組織において発現される。多数の免疫および循環系に関連した障害のために、VEGIαおよび/またはVEGIβ遺伝子発現の実質的に改変された(増加されたまたは減少された)レベルは、「標準」のVEGIαおよび/またはVEGIβ遺伝子発現レベル、すなわち、免疫系および循環器系障害を有さない個体由来の免疫系組織および循環器系組織、または体液におけるVEGIαおよび/またはVEGIβ遺伝子発現レベルと比較して、このような障害を有する個体から採取された免疫系組織および循環器系組織、あるいは他の細胞または体液(例えば、血清、血漿、尿、滑液または髄液)において検出され得る。従って、本発明は、免疫および循環器系障害の診断中に有用である診断方法を提供する。これは、個体由来の免疫および循環器系組織、あるいは他の細胞または体液におけるVEGIαおよび/またはVEGIβタンパク質をコードする遺伝子の発現レベルを測定する工程、そして標準のVEGIαおよび/またはVEGIβ遺伝子発現レベルと測定された遺伝子発現レベルを比較する工程を含み、これによって、標準と比較された遺伝子発現レベルの増加または減少は、免疫および循環器系障害の指標である。
【0225】
従って、本発明は、免疫および循環器系障害の診断中に有用である診断方法を提供する。これは、個体由来の免疫および循環器系組織、あるいは他の細胞または体液におけるVEGIαおよび/またはVEGIβタンパク質をコードする遺伝子の発現レベルを測定する工程、そして標準のVEGIαおよび/またはVEGIβ遺伝子発現レベルと測定された遺伝子発現レベルを比較する工程を含み、これによって、標準と比較された遺伝子発現レベルの増加または減少は、免疫および循環器系障害の指標である。
【0226】
免疫および循環器系における障害の診断が、従来の方法に従ってすでに成されている場合には、本発明は、予後の指標として有用であり、これによって、抑制されたVEGIαおよび/またはVEGIβ遺伝子発現を示す患者は、標準レベルにより近いレベルで、この遺伝子を発現する患者と比較して、より悪い治療結果を経験する。
【0227】
「VEGIαおよび/またはVEGIβタンパク質をコードする遺伝子の発現レベルをアッセイする」ことにより、第1の生物学的試料において直接的にか(例えば、絶対的なポリペプチドレベルまたはmRNAレベルを決定することまたは推定することによる)、または相対的に(例えば、第2の生物学的試料におけるVEGIαおよび/またはVEGIβポリペプチドレベルまたはmRNAレベルと比較することによる)、VEGIαおよび/またはVEGIβポリペプチドのレベル、あるいはVEGIαおよび/またはVEGIβポリペプチドをコードするmRNAのレベルを定性的にまたは定量的に測定することまたは推定することを意図する。好ましくは、第1の生物学的試料におけるVEGIαおよび/またはVEGIβポリペプチドレベルまたはmRNAレベルを測定するかまたは推定し、そして障害を有さない個体から得られた第2の生物学的試料から取られたか、または免疫系および循環器系の障害を有さない個体の集団からのレベルを平均することにより決定された標準のVEGIαおよび/またはVEGIβポリペプチドレベルまたはmRNAレベルと比較する。当該分野で理解されるように、一旦標準のVEGIαおよび/またはVEGIβポリペプチドレベルまたはmRNAレベルが既知となると、それは、比較のための標準として繰り返し使用され得る。
【0228】
「生物学的試料」によって、VEGIαおよび/またはVEGIβポリペプチドまたはmRNAを含む個体、体液、細胞株、組織培養物、または他の供給源から得られた任意の生物学的試料を意図する。示されたように、生物学的試料は、遊離のVEGIαおよび/またはVEGIβポリペプチドを含む体液(例えば、血清、血漿、尿、滑液および髄液)、免疫および循環器系組織、および完全または成熟VEGIαおよび/またはVEGIβポリペプチド、もしくはVEGIαおよび/またはVEGIβレセプターを発現することを見出された他の組織供給源を含む。哺乳動物由来の組織生検および体液を得るための方法は、当該分野で周知である。生物学的試料が、mRNAを含む場合、組織生検は好ましい供給源である。
【0229】
総細胞RNAは、ChomczynskiおよびSacchi(Anal.Biochem.162:156〜159(1987))に記載の一工程グアニジウム−チオシアネート−フェノール−クロロホルム法のような任意の適切な技術を用いて、生物学的試料から単離され得る。次ぎに、VEGIαおよび/またはVEGIβポリペプチドをコードするmRNAのレベルは、任意の適切な方法を用いてアッセイされる。これらは、ノザンブロット分析、S1ヌクレアーゼマッピング、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)、ポリメラーゼ連鎖反応と組み合わせた逆転写(RT−PCR)、およびリガーゼ連鎖反応と組み合わせた逆転写(RT−LCR)を含む。
【0230】
生物学的試料におけるVEGIαおよび/またはVEGIβポリペプチドレベルをアッセイすることは、抗体に基いた技術を用いて行ない得る。例えば、組織におけるVEGIαおよび/またはVEGIβポリペプチド発現は、古典的な免疫組織学的方法(Jalkanen,M.ら、J.Cell.Biol.101:976〜985(1985);Jalkanen,M.ら、J.Cell.Biol.105:3087〜3096(1987))を用いて研究され得る。VEGIαおよび/またはVEGIβポリペプチド遺伝子の発現を検出するために有用な抗体に基く他の方法は、酵素結合免疫吸着アッセイ(ELISA)および放射性免疫アッセイ(RIA)のような免疫アッセイを含む。適切な抗体アッセイ標識は、当該分野で公知であり、そしてグルコースオキシダーゼのような酵素ラベル、およびヨウ素(125I、121I)、炭素(14C)、硫黄(35S)、トリチウム(3H)、インジウム(112In)、およびテクネチウム(99mTc)のような放射性同位体、およびフルオレセインおよびローダミンのような蛍光標識、およびビオチンを含む。
【0231】
個体から得られた生物学的試料におけるVEGIαおよび/またはVEGIβポリペプチドレベルをアッセイすることに加えて、VEGIαおよび/またはVEGIβポリペプチドはまた、画像処理によってインビボで検出され得る。VEGIαおよび/またはVEGIβポリペプチドのインビボでの画像処理のための抗体標識またはマーカーは、X線撮影、NMRまたはESRにより検出可能なそれらを含む。X線撮影のために、適切な標識は、検出可能な放射線を放射するが、被験体に明白には有害でないバリウムまたはセシウムのような放射性同位体を含む。NMRおよびESRのための適切なマーカーは、ジュウテリウムのような検出可能な特徴的なスピンを有するマーカーを含み、関連するハイブリドーマのために栄養を標識することにより抗体内に取り込まれ得る。
【0232】
放射性同位体(例えば、131I、112In、99mTc)、放射線不透性物質、または核磁性共鳴によって検出可能な物質のような適切な検出可能な画像処理部分で標識されたVEGIαおよび/またはVEGIβポリペプチド特異的抗体または抗体フラグメントが、免疫系障害について試験される哺乳動物内(例えば、非経口で、皮下または腹腔内)に導入される。被験体のサイズおよび使用される画像処理システムが、診断的画像処理の作製を必要とする画像処理部分の量を決定することは、当該分野において理解される。放射性同位体部分の場合、ヒト被験体のために、注入される放射活性の量は、通常約5〜20ミリキューリーの99mTcの範囲である。次いで、標識化抗体または抗体フラグメントは、VEGIαおよび/またはVEGIβポリペプチドを含む細胞の位置で優先的に蓄積する。インビボでの腫瘍画像処理は、Burchielおよび共同研究者(Tumor Imaging、第13章:The Radiochemical Detection of Cancer、Burchiel,S.W.およびRhodes,B.A.編、Masson Publishing Inc.(1982))により記載される。
【0233】
上記に記載のように、VEGIαおよび/またはVEGIβポリヌクレオチドならびにポリペプチドは、異常に高いかまたは低いVEGIαおよび/またはVEGIβ活性に関与する状態の診断のために有用である。VEGIαおよび/またはVEGIβが発現される細胞および組織、ならびにVEGIαおよび/またはVEGIβにより調節される活性が与えられると、標準または「正常」レベルと比較された個体におけるVEGIαおよび/またはVEGIβの発現の実質的に改変されたレベル(増加されたかまたは減少された)が、VEGIαおよび/またはVEGIβが発現され、そして/または活性である身体系に関連した病理学的状態を生じることが容易に明白である。
【0234】
本発明はまた、動物において、好ましくはヒトにおいて、種々の免疫系および循環器系関連障害の診断または処置のために有用である。このような障害は、細菌、ウイルス、および他の寄生生物による感染症、免疫不全、炎症性疾患、リンパ節腫脹、自己免疫疾患、移植片対宿主疾患、ならびに自己免疫、白血病、リンパ腫、免疫抑制、免疫、液性免疫、炎症性腸疾患、骨髄抑制などを含むがこれらに限定されない免疫系および循環器系細胞機能の任意の調節不全を含む。
【0235】
VEGIポリペプチドが、細胞性NF−κBおよびc−jun N末端キナーゼ(JNK)の活性化を誘導し得るので、これはまた、細菌、ウイルス、および他の寄生生物による感染、免疫不全、炎症性疾患、リンパ節腫脹、自己免疫疾患、移植片対宿主疾患、自己免疫、免疫抑制、炎症性腸疾患、骨髄抑制、および関連する後遺症のような細胞性および免疫系障害を、治療学的に調節することにおいて有用である。
【0236】
VEGI−αおよびVEGI−βはTNFスーパーファミリーに属するので、それらはまた血管新生を調節し得る。さらに、VEGI−αポリペプチドおよび/またはVEGI−βポリペプチドは免疫細胞の機能を阻害するので、それらは広範な抗炎症活性を有する。VEGI−αポリペプチドおよび/またはVEGI−βポリペプチドは、宿主防御細胞(例えば、細胞傷害性T細胞およびマクロファージ)の浸潤および活性化を刺激するための抗血管新生剤として使用され得る。当業者は、血管増殖が所望されない多くの非ガン性指標を認識する。VEGI−αポリペプチドおよびVEGI−βポリペプチドはまた、抵抗性の慢性感染および急性感染(例えば、殺菌性白血球の誘引および活性化を介するミコバクテリア(myobacterial)感染)に対する宿主防御を増強するために使用され得る。VEGI−αポリペプチドおよび/またはVEGI−βポリペプチドはまた、T細胞媒介自己免疫疾患の処置のためのIL−2生合成阻害によって、T細胞増殖を阻害するために使用され得る。VEGI−αポリペプチドおよび/またはVEGI−βポリペプチドはまた、細片のクリアランスおよび結合組織の増加性の両方の炎症細胞の補充を介して、創傷治癒を刺激するために使用され得る。これと同じ様式で、VEGI−αポリペプチドおよび/またはVEGI−βポリペプチドはまた、肝硬変、変形性関節症、および肺線維症を含む、他の線維症障害を処置するために使用され得る。VEGI−αポリペプチドおよび/またはVEGI−βポリペプチドはまた、住血吸虫症、旋毛虫症、および回虫症におけるような、組織に侵入する寄生虫の幼虫を殺傷する固有の機能を有する、好酸球の存在を増加させる。VEGI−αポリペプチドおよび/またはVEGI−βポリペプチドはまた、種々の造血前駆細胞の活性化および分化を調節し、例えば化学療法後、すなわち幹細胞動員において、骨髄から成熟白血球を遊離させることによって、造血を調節するために使用され得る。VEGI−αポリペプチドおよび/またはVEGI−βポリペプチドはまた、敗血症を処置するために使用され得る。
【0237】
本発明のVEGI−αポリペプチドおよび/またはVEGI−βポリペプチドはTNFファミリーのメンバーであるので、このタンパク質の成熟分泌形態は、タンパク質分解切断によってVEGIを発現する細胞から可溶性形態で放出され得ることもまた、当業者に理解される。従って、VEGI−αポリペプチドおよび/またはVEGI−βポリペプチドの成熟形態または可溶性細胞外ドメインが、外因性供給源から、個体の細胞、組織、または身体に添加される場合、このポリペプチドは、その個体の標的細胞に対して生理学的活性を働かせる。また、この2型膜貫通ポリペプチドを発現する細胞は、個体の細胞、組織、または身体に添加され得、そしてこれらの添加された細胞は、VEGI−αおよび/またはVEGI−βについてのレセプターを発現する細胞に結合し、それによってVEGI−αポリペプチドおよび/またはVEGI−βポリペプチドを発現する細胞は、レセプター保有標的細胞に対して作用(例えば、内皮細胞の増殖および調節の調節)を生じ得る。
【0238】
従って、個体中のVEGI−α活性および/またはVEGI−β活性の標準レベルまたは正常なレベルにおける減少によって引き起こされる状態(特に、免疫系および循環系の障害)は、VEGI−αポリペプチドおよび/またはVEGI−βポリペプチド(成熟または細胞外ドメインポリペプチドの形態)の投与によって処置され得ることが理解される。従って、本発明はまた、VEGI−α活性および/またはVEGI−β活性のレベルを増加させる必要性のある個体の処置方法を提供し、この方法は、そのような個体中のVEGI−α活性レベルおよび/またはVEGI−β活性レベルを増大させるのに有効な量の、本発明の単離されたVEGI−αポリペプチドおよび/またはVEGI−βポリペプチド、特に本発明の成熟形態のVEGI−αポリペプチドおよび/またはVEGI−βポリペプチドを含む薬学的組成物を、そのような個体に投与することを含む。
【0239】
VEGIの細胞接着活性は、創傷治癒のために使用され得る。VEGIは、VEGIが創傷治癒において役割を果たすという指標である、強い内皮細胞増殖効果を有する。VEGIの細胞接着効果はまた、創傷治癒において役割を果たし得る。
【0240】
VEGIポリペプチドはまた、増殖促進活性を必要とする疾患(例えば、再狭窄)を処置するために使用され得る。上述のように、VEGIは、内皮細胞増殖に対して強い増殖効果を有することが示される。従って、VEGIはまた、造血および内皮細胞発達を調節するために使用され得る。
【0241】
VEGIポリペプチドは、T細胞の活性化を刺激するその能力を介して、免疫応答の重要なメディエーターである。従って、このポリペプチドは、種々の寄生虫性疾患、細菌性疾患、およびウイルス性疾患に対する免疫応答を刺激するために使用され得る。VEGIポリペプチドは、ウイルスに感染した細胞を溶解し得、従ってHIVに感染した細胞を制止するために使用され得る。
【0242】
VEGIポリペプチドはまた、T細胞増殖性応答を増強させることによって、I型糖尿病のような自己免疫疾患を処置するために使用され得る。
【0243】
【表2】
Figure 0004441112
説明:*は、高用量でのみ。「+」の数は、活性の相対的レベルを示す。「−」は、試験された濃度範囲で、活性が検出されなかったことを示す。
【0244】
VEGIは、内皮細胞(例えば、大動脈内皮細胞)の増殖を阻害するために使用され得る。10μg/mlまでの濃度にて、VEGIは、内皮細胞の増殖をほぼ完全に阻害し得るが、ヒト乳ガン細胞の増殖に対して明らかな効果を有さない。結果として、VEGIは、内皮細胞増殖の阻害が有利である疾患および障害を処置するために使用され得る。
【0245】
本発明のVEGIポリペプチドは、インビトロにて内皮細胞によって形成される毛細管様管状構造体の形成を低減するために使用されている。本発明のVEGIポリペプチドは、FGF−2のような血管形成因子に応答して、毛細管様管状構造体へと組織化された内皮細胞の形成を阻害するために使用され得る。さらに、本発明の単離されたVEGIはまた、改変されたニワトリ胚絨毛尿膜(CAM)中の毛細血管への内皮細胞の増殖および組織化を阻害するために使用され得る。結果として、本発明のVEGIは、インビトロでの内皮細胞からの毛細管または毛細管様構造体の形成を阻害するために使用され得る。
【0246】
本発明のポリヌクレオチドおよびポリペプチドは、ヒト疾患に対する処置および診断の発見のための研究試薬および材料として使用され得る。
【0247】
本発明は、VEGIについてのレセプターの同定のための方法を提供する。レセプターをコードする遺伝子は、当業者に公知の多くの方法(例えば、リガンドパンニングおよびFACSソーティング(Coliganら、Current Protocols in Immun.1(2)、第5章(1991))によって同定され得る。好ましくは、発現クローニングを使用し、ここでポリアデニル化RNAを、VEGI応答性細胞から調製し、そしてこのRNAから作製されたcDNAライブラリーをプールに分け、そしてCOS細胞またはVEGIに対して応答性ではない他の細胞をトランスフェクトするために使用する。スライドガラス上で増殖させた、トランスフェクトした細胞を、標識したVEGIに曝露する。VEGIは、組織特異的プロテインキナーゼについての認識部位のヨウ素化または包含を含む種々の手段によって標識され得る。固定およびインキュベーションの後に、このスライドをオートラジオグラフィー分析に供する。陽性プールを同定し、そしてサブプールを調製し、反復サブプールおよび再スクリーニングプロセスを使用して再トランスフェクトし、推定レセプターをコードする単一クローンを最終的に生じる。
【0248】
レセプター同定のための別のアプローチとして、標識したVEGIを、レセプター分子を発現する細胞膜または抽出調製物と光親和性結合させ得る。架橋した物質を、PAGEで分離し、そしてX線フィルムに曝露する。VEGIレセプターを含む標識された複合体を、切り出し、ペプチドフラグメントに分離し、そしてタンパク質微量配列決定に供し得る。微量配列決定から得られるアミノ酸配列を、縮重オリゴヌクレオチドプローブのセットを設計するために使用し、cDNAライブラリーをスクリーニングして、推定レセプターをコードする遺伝子を同定する。
【0249】
VEGIポリペプチド組成物を、個々の患者の臨床的状態(特に、VEGIポリペプチド単独での処置の副作用)、VEGIポリペプチド組成物の送達部位、投与方法、投与スケジュール、および専門医に公知の他の因子を考慮して、優良医薬品製造基準と一致する様式で処方および投与する。従って、本明細書中の目的のためのVEGIポリペプチドの「有効量」は、そのような考慮によって決定される。
【0250】
アンタゴニストは、例えば本明細書中以後に記載されるような薬学的に受容可能なキャリアを含む組成物中で使用され得る。
【0251】
本発明のVEGIポリペプチドならびにアゴニストおよびアンタゴニストは、適切な薬学的キャリアと組み合わせて使用され得る。そのような組成物は、治療的に有効な量の化合物、および薬学的に受容可能なキャリアまたは賦形剤を含む。そのようなキャリアは、生理食塩水、緩衝化生理食塩水、デキストロース、水、グリセロール、エタノール、およびそれらの組み合わせを含むがこれらに限定されない。この処方物は、投与様式に適合すべきである。
【0252】
本発明はまた、本発明の薬学的組成物の1つ以上の成分を充填した1つ以上の容器を含む薬学的パックまたはキットを提供する。薬剤または生物学的製品の製造、使用、または販売を規制する政府機関によって定められた形態での注意書(この注意書は、ヒト投与についての製造、使用、または販売の機関による認可を反映している)が、そのような容器に付随し得る。さらに、本発明の薬学的組成物は、他の治療用組成物と組み合わせて使用され得る。
【0253】
この薬学的組成物は、例えば、局部経路、静脈内経路、腹腔内経路、筋肉内経路、皮下経路、鼻腔内経路、または皮内経路による簡便な様式で投与され得る。薬学的組成物は、特定の適応症の処置および/または予防のために有効である量で投与される。一般には、それらは、少なくとも約10μg/kg体重の量で投与され、そしてほとんどの場合において、それらは、1日あたり約8mg/Kg体重を越えない量で投与される。ほとんどの場合において、投与量は、投与経路、症状などを考慮して、1日あたり約10μg/kg〜約1mg/kg体重である。
【0254】
種々の送達系が公知であり、そして本発明のVEGI−αポリペプチドおよび/またはVEGI−βポリペプチドを投与するために使用され得る(例えば、リポソーム、微粒子、微小カプセル中へのカプセル化、レセプター媒介エンドサイトーシス(例えば、WuおよびWu、1987、J.Biol.Chem.262:4429〜4432を参照のこと))。導入の方法は、局所経路、皮内経路、筋肉内経路、腹腔内経路、静脈内経路、皮下経路、鼻腔内経路、硬膜外経路、眼経路、および経口経路を含むがこれらに限定されない。この化合物は、任意の簡便な経路、例えば注入またはボーラス注射によって、上皮内層または皮膚粘膜内層(例えば、口内粘膜、直腸粘膜、および腸粘膜など)を介する吸収によって投与され得、そして他の生物学的に活性な薬剤とともに投与され得る。
【0255】
特定の実施態様において、本発明の薬学的組成物を、処置の必要な領域に局所的に投与することが望ましくあり得る。このことは、例えば手術中の局所的注入によって、局部適用(例えば、創傷包帯と組み合わせて)によって、注射によって、カテーテルによって、坐剤によって、または移植片によって達成され得るが、これらに限定されない。ここで上記移植片は、シアラスティック(sialastic)膜または繊維のような膜を含む、多孔性物質、非多孔性物質、またはゼラチン性物質である。
【0256】
本明細書中で議論される眼の障害のうちの少なくともいくつかの処置のための、本発明のVEGI−αポリペプチドおよび/またはVEGI−βポリペプチドの局所適用は、以下のような眼科学的に受容可能な賦形剤中の有効量の本発明のVEGI−αポリペプチドおよび/またはVEGI−βポリペプチドからなる:緩衝化生理食塩水、鉱油、植物油(例えば、コーン油または落花生油など)、ワセリンゼリー、Miglyol 182、アルコール溶液、またはリポソームもしくはリポソーム(iposome)様製品。任意のこれらの組成物はまた、本発明のVEGI−αポリペプチドおよび/またはVEGI−βポリペプチドに対して有害な効果を発揮しない保存剤、抗酸化薬、抗生物質、免疫抑制剤、および他の生物学的または薬学的に有効な薬剤を含み得る。
【0257】
VEGIポリペプチド、ならびにポリペプチドであるアゴニストおよびアンタゴニストはまた、インビボでのこのようなポリペプチドの発現(これは、頻繁に「遺伝子治療」と呼ばれる)によって、本発明に従って使用され得る。
【0258】
従って、例えば、患者由来の細胞は、エキソビボでポリペプチドをコードするポリヌクレオチド(DNAまたはRNA)を用いて操作され得、次いで操作された細胞はこのポリペプチドで処置されるべき患者に提供され得る。そのような方法は、当該分野において周知であり、そして本明細書中の教示から明らかである。例えば、細胞は、本発明のポリペプチドをコードするRNAを含有するレトロウイルス粒子の使用によって操作され得る。
【0259】
同様に、細胞は、例えば、当該分野で公知の手順によって、インビボでポリペプチドを発現するために、インビボにおいて操作され得る。例えば、本発明のポリペプチドをコードするRNAを含有するレトロウイルス粒子を産生するためのプロデューサー細胞は、インビボで細胞を操作すること、およびインビボでポリペプチドを発現することのために患者に投与され得る。このような方法により本発明のポリペプチドを投与するためのこれらおよび他の方法は、本発明の教示から、当業者に明らかなはずである。例えば、細胞を操作するための発現ビヒクルは、レトロウイルス以外、例えば適切な送達ビヒクルとの組み合わせ後にインビボで細胞を操作するために使用され得るアデノウイルスであり得る。
【0260】
本明細書中上述のレトロウイルスプラスミドベクターが由来し得るレトロウイルスとしては、モロニーマウス白血病ウイルス、脾臓壊死ウイルス、ラウス肉腫ウイルスのようなレトロウイルス、ハーヴェイ(Harvey)肉腫ウイルス、トリ白血症ウイルス、テナガザル白血病ウイルス、ヒト免疫不全ウイルス、アデノウイルス、骨髄増殖性肉腫ウイルス、および乳腺ガンウイルスが挙げられるが、これらに限定されない。1つの実施態様において、レトロウイルスプラスミドベクターは、モロニーマウス白血病ウイルス由来である。
【0261】
このベクターは、1つ以上のプロモーターを含む。使用され得る適切なプロモーターとしては、レトロウイルスLTR;SV40プロモーター;ならびにMillerおよび共同研究者によって記載されたヒトサイトメガロウイルス(CMV)プロモーター(Biotechniques 7:980〜990(1989))、または任意の他のプロモーター(例えば、ヒストン、pol III、およびb−アクチンプロモーターを含むがこれらに限定されない、真核生物細胞プロモーターのような細胞性プロモーター)が挙げられるが、これらに限定されない。使用され得る他のウイルス性プロモーターとしては、アデノウイルスプロモーター、チミジンキナーゼ(TK)プロモーター、およびB19プロウイルスプロモーターが挙げられるが、これらに限定されない。適切なプロモーターの選択は、本明細書中に含まれる教示から当業者に明らかである。
【0262】
本発明のポリペプチドをコードする核酸配列は、適切なプロモーターの制御下にある。使用され得る適切なプロモーターとしては、アデノウイルスプロモーター(例えば、アデノウイルス主要後期プロモーター);または異種プロモーター(例えば、サイトメガロウイルス(CMV)プロモーター;RSウイルス(RSV)プロモーター;誘導性プロモーター(例えば、MMTプロモーター)、メタロチオネインプロモーター;熱ショックプロモーター;アルブミンプロモーター;ApoAIプロモーター;ヒトグロビンプロモーター;ウイルス性チミジンキナーゼプロモーター(例えば、単純ヘルペスチミジンキナーゼプロモーター);レトロウイルスLTR(本明細書中上記の改変されたレトロウイルスLTRを含む);b−アクチンプロモーター;およびヒト成長ホルモンプロモーターが挙げられるが、これらに限定されない。プロモーターはまた、ポリペプチドをコードする遺伝子を制御するネイティブのプロモーターであり得る。
【0263】
レトロウイルスプラスミドベクターは、パッケージング細胞株を形質導入してプロデューサー細胞株を形成するために使用される。トランスフェクトされ得るパッケージング細胞株の例としては、Miller(Human Gene Therapy 1:5−14(1990)、これは、その全体が本明細書中において参考として援用される)に記載されるような、PE501、PA317、b−2、b−AM、PA12、T19−14X、VT−19−17−H2、CRE、β−CRIP、GP+E−86、GP+envAm12、およびDAN細胞株が挙げられるが、これらに限定されない。ベクターは、当該分野で公知の任意の手段を介して、パッケージ細胞に形質導入され得る。そのような手段としては、エレクトロポレーション、リポソームの使用、およびCaPO4沈殿が挙げられるが、これらに限定されない。1つの代替法として、レトロウイルスプラスミドベクターは、リポソーム中に封入され得るか、または脂質と結合され、次に宿主に投与され得る。
【0264】
プロデューサー細胞株は、感染性レトロウイルスベクター粒子を生成し、これは、所望のポリペプチドをコードする核酸配列を含む。このようなレトロウイルスベクター粒子は,次にインビトロまたはインビボのいずれかにおいて、真核生物細胞を形質導入するために、使用され得る。形質導入された真核生物細胞は、ポリペプチドをコードする核酸配列を発現する。形質導入され得る真核生物細胞としては、胚性幹細胞、胚性癌細胞、ならびに造血幹細胞、肝細胞、線維芽細胞、筋芽細胞、ケラチノサイト、内皮細胞、および気管支上皮細胞が挙げられるが、これらに限定されない。
【0265】
本発明はまた、化合物をスクリーニングしてVEGIを模倣する化合物(アゴニスト)、またはVEGIの効果を妨げる化合物(アンタゴニスト)を同定する方法に関連する。そのような方法の例は、コマイトジェンConAの存在下でヒト内皮細胞の増殖を有意に刺激するVEGIポリペプチドの能力を利用する。内皮細胞を得て、そして2g/mlのCon−A(Calbiochem、La Jolla,CA)の存在下で、10%熱非働化ウシ胎仔血清(Hyclone Labs,Logan,UT)、1% L−グルタミン、100U/mlペニシリン、100g/mlストレプトマイシン、0.1%ゲンタマイシン(Gibco Life Technologies、Grand Island、NY)を補充したRPM1 1640中で、96ウェル平底培養プレート(Costar,Cambridge、MA)中で培養する。Con−A、およびスクリーニングされるべき化合物を、0.2mlの最終容量まで添加する。37℃にて60時間後、培養物を、1Ciの[3H]チミジン(5Ci/mmol;1Ci=37BGq;NEN)で12〜18時間パルスし、そしてガラスファイバーフィルター(PhD;Cambridge Technology,Watertown,MA)に収集する。三連培養物の平均[3H]チミジン取り込み(cpm)を、液体シンチレーションカウンター(Beckman Instruments,Irvine、CA)を用いて決定する。有意な[3H]チミジン取り込みは、内皮細胞増殖の刺激を示す。
【0266】
あるいは、VEGIポリペプチドとレセプターとの相互作用の後の、公知のセカンドメッセンジャー系の応答を、化合物の存在または非存在下で測定および比較する。そのようなセカンドメッセンジャー系は、cAMPグアニル酸シクラーゼ、イオンチャンネル、またはホスホイノシチド加水分解を含むが、これらに限定されない。
【0267】
アンタゴニストをアッセイするために、上記のアッセイを行うが、このアッセイにおいて、VEGIはスクリーニングされるべき化合物とともに添加され、そしてVEGIポリペプチドの存在下で[3H]チミジン取り込みを阻害するその化合物の能力は、その化合物がVEGIに対するアンタゴニストであることを示す。あるいは、VEGIアンタゴニストは、VEGIおよび潜在的なアンタゴニストを、競合阻害アッセイに適切な条件下で膜結合VEGIレセプターまたは組換えレセプターと組み合わせることによって検出され得る。VEGIは、レセプターに結合したVEGI分子の数が潜在的なアンタゴニストの有効性を決定し得るように、例えば放射能によって標識され得る。
【0268】
あるいは、VEGIレセプターを発現する哺乳動物細胞または膜調製物は、その化合物の存在下で、標識されたVEGIとともにインキュベートされる。次いで、この相互作用を増強またはブロックするその化合物の能力が測定され得る。
【0269】
本実施態様の別の局面において、本発明は、VEGIポリペプチドに特異的に結合するレセプタータンパク質(例えば、DR3)または他のリガンド結合タンパク質を同定するための方法を提供する。例えば、膜またはその調製物のような細胞区画は、VEGIポリペプチドに結合する分子を発現する細胞から調製され得る。その調製物は、標識されたVEGIポリペプチドとともにインキュベートされ、そしてレセプターまたは他の結合タンパク質に結合したVEGIポリペプチドの複合体は、当該分野において公知の慣用的方法によって単離および特徴付けされる。あるいは、VEGIポリペプチドは、細胞から可溶化された結合分子がカラムに結合し、次いで溶出され、慣用的方法によって特徴づけされ得るように、固体支持体に結合され得る。
【0270】
アゴニストまたはアンタゴニストについての本発明のアッセイにおいて、膜またはその調製物のような細胞区画は、VEGIを結合する分子(例えば、VEGIによって調整されるシグナル伝達または調節経路の分子)を発現する細胞から調製され得る。この調製物は、VEGIアゴニストまたはアンタゴニストであり得る候補分子の非存在下または存在下で、標識されたVEGIポリペプチドとともにインキュベートされる。この結合分子に結合するこの候補化合物の能力は、標識されたリガンドの減少した結合に反映される。無償に(すなわち、VEGI結合分子を結合することに対してVEGIの効果を誘導することなしに)結合する分子は、良好なアンタゴニストである可能性が最も高い。十分に結合し、そしてVEGIと同じまたはVEGIに非常に関連する効果を誘発する分子が、アゴニストである。
【0271】
潜在的なアゴニストおよびアンタゴニストのVEGI様効果は、例えば、候補化合物と細胞または適切な細胞調製物との相互作用後のセカンドメッセンジャー系の活性を決定すること、およびその効果と、VEGIまたはVEGIと同じ効果を誘発する分子の効果とを比較することによって測定され得る。このことについて有用であり得るセカンドメッセンジャー系は、AMPグアニル酸シクラーゼ、イオンチャンネル、またはホスホイノシチド加水分解セカンドメッセンジャー系を含むがこれらに限定されない。
【0272】
VEGIアンタゴニストについてのアッセイの別の例は、VEGIポリペプチドおよび潜在的アンタゴニストを、膜結合VEGIレセプター分子または組換えVEGIレセプター分子と、競合阻害アッセイに適切な条件下で組み合わせる競合アッセイである。VEGIポリペプチドは、レセプター分子に結合したVEGI分子の数を正確に決定し、潜在的アンタゴニストの有効性を評価し得るように、例えば放射能によって標識され得る。
【0273】
潜在的なアンタゴニストとしては、本発明のポリペプチドに結合し、それによってその活性を阻害するか、または消す有機低分子、ペプチド、ポリペプチド、および抗体が挙げられる。潜在的なアンタゴニストはまた、VEGI誘導活性を誘導することなく結合分子(例えば、レセプター分子)上の同じ部位を結合し、それによってVEGIが結合するのを排除することによってVEGIの作用を妨害する密接に関連したタンパク質または抗体のような、有機低分子、ペプチド、ポリペプチドであり得る。
【0274】
他の潜在的なアンタゴニストとしては、アンチセンス分子が挙げられる。アンチセンス技術を使用して、アンチセンスDNAもしくはRNAを介して、または三重らせん形成を介して遺伝子発現を制御し得る。アンチセンス技術は、多くの研究において議論されている(例えば、Okano,J.Neurochem.56:560(1991);「Oligodeoxynucleotides as Antisense Inhibitors of Gene Expression」,CRC Press,Boca Raton,FL(1998))。三重らせん形成も同様に、多くの研究において議論されている(例えば、Leeら、Nucleic Acids Research 6:3073(1979);Cooneyら、Science 241:456(1988);Dervanら、Science 251:1360(1991))。これらの方法は、相補的DNAまたはRNAへのポリヌクレオチドの結合に基づく。例えば、本発明の成熟ポリペプチドをコードするポリヌクレオチドの5’コード部分を使用して、約10〜40塩基対長のアンチセンスRNAオリゴヌクレオチドを設計し得る。DNAオリゴヌクレオチドは、転写に関与する遺伝子の領域に相補的であり、それによってVEGIの転写および産生を妨害するように設計される。アンチセンスRNAオリゴヌクレオチドは、インビボでmRNAにハイブリダイズし、そしてmRNA分子のVEGIポリペプチドへの翻訳をブロックする。上記のオリゴヌクレオチドはまた、アンチセンスRNAまたはDNAがインビボで発現され、VEGIポリペプチドの産生を阻害し得るように、細胞に送達され得る。
【0275】
VEGIポリペプチドに特異的な抗体は、VEGIに結合し、そしてVEGIがVEGIレセプターに結合するのを妨げることによって、アンタゴニストとして使用され得る。このことについて、モノクローナル抗体は特に有効である。しかし、VEGIレセプターに特異的な抗体は、VEGIレセプターとの相互作用の際にVEGIの効果をアゴナイズする傾向のある、異なる細胞応答を媒介し得る。
【0276】
潜在的なVEGIアンタゴニストはまた、VEGIレセプターに結合し、そしてセカンドメッセンジャー応答を誘発せず、レセプターをその天然のリガンドから有効にブロックするVEGI変異体を含む。特別に設計されたオリゴヌクレオチドおよび低分子もまた、VEGIレセプター(例えば、DR3)に結合し、そしてVEGIレセプターをVEGIからブロックし得る。低分子の例は、低分子ペプチドまたはペプチド様分子を含むがこれらに限定されない。
【0277】
別の潜在的なVEGIアンタゴニストは、VEGIに結合し、そしてVEGIが膜結合VEGIレセプターと相互作用するのを妨げるVEGIレセプターの可溶性形態である。この方法において、このレセプターは、VEGIによって刺激されない。
【0278】
別の潜在的なVEGIアンタゴニストは、アンチセンス技術を使用して調製されるアンチセンス構築物である。アンチセンス技術を使用して、三重らせん形成またはアンチセンスDNAもしくはRNAを介して遺伝子発現を制御し得る。この方法の両方とも、DNAまたはRNAへのポリヌクレオチドの結合に基づく。例えば、本発明の成熟ポリペプチドをコードするポリヌクレオチド配列の5’コード部分を使用して、約10〜40塩基対長のアンチセンスRNAオリゴヌクレオチドを設計する。DNAオリゴヌクレオチドは、転写に関与する遺伝子の領域に相補的であり(三重らせん−Leeら、Nucl. Acids Res., 6:3073(1979);Cooneyら、Science,241:456(1988);およびDervanら、Science,251:1360(1991)を参照のこと)、それによってVEGIの転写および産生を妨害するように設計される。アンチセンスRNAオリゴヌクレオチドは、インビボでmRNAにハイブリダイズし、そしてmRNA分子のVEGIポリペプチドへの翻訳をブロックする(アンチセンス−Okano,J.Neurochem.,56:560(1991);Oligodeoxynucleotides as Antisense Inhibitors of Gene Expression,CRC Press,Boca Raton,FL(1998))。上記のオリゴヌクレオチドはまた、アンチセンスRNAまたはDNAがインビボで発現され、VEGIの産生を阻害し得るように、細胞に送達され得る。
【0279】
VEGIアンタゴニストはまた、VEGIによって抑制されるリポタンパク質リパーゼの全身性欠損から生じる脂質クリアランス欠損である悪液質を処置するために使用され得る。VEGIアンタゴニストはまた、VEGIが病原性の役割を果たすようである大脳マラリアを処置するために使用される。
【0280】
VEGIアンタゴニストはまた、VEGIによって移植片の存在下での免疫系の刺激を予防することによって、移植片拒絶を予防するために使用され得る。
【0281】
VEGIアンタゴニストはまた、骨粗しょう症を処置するために使用され得る。なぜなら、VEGIは骨吸収を誘導し得るからである。
【0282】
VEGIに対するアンタゴニストはまた、抗炎症剤として使用され得る。なぜなら、VEGIは、炎症性応答の増強を媒介するからである。
【0283】
このアンタゴニストはまた、敗血症性ショックとも呼ばれる内毒素性ショックを処置するために使用され得る。この臨床的状態は、細菌または他の型の感染に対する応答のし過ぎから生じる。この応答は、ショックおよび組織傷害を引き起こす、VEGIのレベルの上昇を導く。
【0284】
本発明はまた、種々の組織中のVEGIポリペプチドのレベルの変化を検出するための診断アッセイに関する。なぜなら、正常なコントロール組織サンプルと比較して過剰なこのタンパク質の発現は、疾患の存在または疾患(例えば、大脳マラリア)に対する感受性を検出し得るからである。宿主由来のサンプル中のVEGIポリペプチドのレベルを検出するために使用されるアッセイは、当業者に周知であり、そしてラジオイムノアッセイ、競合結合アッセイ、ウェスタンブロット分析、ELISAアッセイ、および「サンドウィッチ」アッセイを含む。ELISAアッセイ(Coliganら、Current Protocols in Immunology、1(2)、第6章(1991))は、最初に、VEGI抗原に対して特異的な抗体、好ましくはモノクローナル抗体を調製することを含む。さらに、レポーター抗体が、モノクローナル抗体に対して調製される。このレポーター抗体に、放射能、蛍光、または本実施例において西洋ワサビペルオキシダーゼ酵素のような検出可能な試薬が結合される。サンプルは、宿主から取り出され、そしてサンプル中のタンパク質に結合する固体支持体(例えば、ポリスチレンディッシュ)上でインキュベートされる。次いで、BSAのような非特異的タンパク質とともにインキュベートすることによって、このディッシュ上の任意の遊離タンパク質結合部位が覆われる。次に、モノクローナル抗体がこのディッシュ上でインキュベートされ、この間にこのモノクローナル抗体はこのポリスチレンディッシュに付着した任意のVEGIポリペプチドに結合する。すべての結合していないモノクローナル抗体は、緩衝液で洗浄されて除かれる。ここで、西洋ワサビペルオキシダーゼに連結したレポーター抗体がこのディッシュ上に置かれ、VEGIに結合した任意のモノクローナル抗体へのこのレポーター抗体の結合が生じる。次いで、結合していないレポーター抗体が、洗浄されて除かれる。次いで、ペルオキシダーゼ基質がこのディッシュに添加される。所定の時間内に発色した色の量は、標準曲線と比較される場合、所定の容量の患者サンプル中に存在するVEGIポリペプチドの量の尺度である。
【0285】
競合アッセイが使用され得、ここでVEGIポリペプチドに特異的な抗体は固体支持体に結合され、そして標識されたVEGIおよび宿主由来のサンプルがその固体支持体に通され、そして例えば液体シンチレーションクロマトグラフィーによって検出された標識の量が、このサンプル中のVEGIの量と相関付けされ得る。
【0286】
「サンドウィッチ」アッセイはELISAアッセイと類似している。「サンドウィッチ」アッセイにおいて、VEGIは固体支持体に通され、そして固体支持体に結合した抗体に結合する。次いで、第2の抗体がVEGIに結合する。次いで、標識され、そしてこの第2の抗体に特異的である第3の抗体がこの固体支持体に通され、そして第2の抗体に結合し、次いで量が定量され得る。
【0287】
本発明の配列はまた、染色体同定のために価値がある。この配列は、個々のヒト染色体上の特定の位置に特異的に標的化され、そしてその位置とハイブリダイズし得る。さらに、現在、染色体上の特定の部位を同定するための必要性が存在する。現在のところ、染色体位置をマーキングするのに利用可能な実際の配列データ(反復多型性)に基づく染色体マーキング試薬はほとんどない。本発明による染色体へのDNAのマッピングは、それらの配列を疾患と関連する遺伝子と相関付けする際に重要な第1の工程である。
【0288】
手短には、cDNA由来のPCRプライマー(好ましくは、15〜25bp)を調製することによって、配列が染色体にマッピングされ得る。配列の3’非翻訳領域のコンピューター分析が使用されて、ゲノムDNA中の1つより多いエクソンにまたがらないプライマーを迅速に選択し、従って増幅プロセスを複雑にする。次いで、これらのプライマーが、個々のヒト染色体を含む体細胞ハイブリッドのPCRスクリーニングのために使用される。このプライマーに対応するヒト遺伝子を含む体細胞ハイブリッドのみが、増幅されたフラグメントを生じる。
【0289】
体細胞ハイブリッドのPCRマッピングは、特定の染色体に特定のDNAを指定するための迅速な手順である。同じオリゴヌクレオチドプライマーと本発明を使用して、特定の染色体のフラグメントまたは大きなゲノムクローンのプール由来のパネルを類似の様式で用いて、準位置付けが達成され得る。染色体にマッピングするために同様に使用され得る他のマッピング方策は、インサイチュハイブリダイゼーション、標識されたフローソート染色体での予備スクリーニング、および染色体特異的cDNAライブラリーを構築するためのハイブリダイゼーションによる予備選択を含む。
【0290】
中期染色体スプレッドに対するcDNAクローンの蛍光インサイチュハイブリダイゼーション(FISH)を用いて、一工程で、正確な染色体位置を提供し得る。この技術は、50または60塩基程度の短いcDNAとともに用いられ得る。この技術の概説については、Vermaら、Human Chromosomes:a Manual of Basic Techniques, Pergamon Press, New York(1988)を参照のこと。
【0291】
一旦、配列が正確な染色体位置にマッピングされると、染色体上の配列の物理的な位置は、遺伝子マップデータと相関づけられ得る。このようなデータは、例えば、V. McKusick, Mendelian Inheritance in Man(Johns Hopkins University, Welch Medical Libraryからオンラインで入手可能である)に見出される。次いで、同じ染色体領域にマッピングされた遺伝子と疾患との間の関係が、連鎖解析(物理的に隣接した遺伝子の共遺伝)によって同定される。
【0292】
次に、罹患個体と非罹患個体との間でのcDNAまたはゲノム配列における差異を決定することが必要である。変異がいくつかまたは全ての罹患個体において認められるが、いずれの正常個体にも認められない場合、その変異は、疾患の原因因子である可能性が高い。
【0293】
物理的マッピング技術および遺伝的マッピング技術の現在の解像度で、疾患と関連する染色体領域に正確に位置付けされたcDNAは、50〜500の間の潜在的な原因遺伝子のうちの1つであり得る(これは、1メガベースマッピング解像度、および20kbあたり1遺伝子を想定する)。
【0294】
上記の技術を利用して、VEGIの染色体位置は9q32であると、非常に高い確実性をもって決定された。これまでの染色体マッピング研究は、第9染色体のこの領域中の遺伝子座にしていくつかの発生欠損を連鎖付けた。
【0295】
(実施例)
本発明の実施例を以下に記載するが、この実施例は、例示の目的のためのみで提供され、そして本発明の範囲を限定する意図はない。この開示を考慮して、本請求の範囲内の多くの実施態様が当業者に明らかである。
【0296】
本発明はさらに、以下の実施例に関して記載されるが;本発明がそのような実施例に限定されないことが理解されるべきである。他に特定しない限り、すべての部または量は、重量による。
【0297】
以下の実施例の理解を容易にするために、特定の頻繁に使用される方法および/または用語を記載する。
【0298】
「プラスミド」は、小文字の場合のpの前および/または後の大文字および/または数によって命名される。本明細書中の出発プラスミドは、他に述べられない限り、市販されているか、制限されないベースに基づいて公に利用可能であるか、または公開された手順に従って利用可能なプラスミドから構築され得るかのいずれかである。さらに、記載されるプラスミドと等価のプラスミドが当該分野において公知であり、そして当業者に明らかである。
【0299】
DNAの「消化」とは、そのDNA中の特定の配列にのみ作用する制限酵素でのそのDNAの触媒性切断をいう。本明細書中で使用される種々の制限酵素は市販されており、そしてそれらの反応条件、補因子、および他の要件は、当業者に公知である通りに使用された。分析の目的のために、代表的には、1μgのプラスミドまたはDNAフラグメントを、約20μlの緩衝溶液中、約2単位の酵素とともに使用する。プラスミド構築のためのDNAフラグメントを単離する目的のために、代表的には5〜50μgのDNAを、より大きな容量中の20〜250単位の酵素で消化する。特定の制限酵素のために適切な緩衝液および基質の量は、製造業者によって特定される。通常、37℃にて約1時間のインキュベーション時間を使用するが、供給業者の指示書に従って変化させ得る。消化後、反応物をポリアクリルアミドゲルで直接電気泳動し、所望のフラグメントを単離する。
【0300】
切断されたフラグメントのサイズ分離を、Goeddel,D.ら、Nucleic Acids Res.,8:4057(1980)によって記載される8パーセントのポリアクリルアミドゲルを使用して行う。
【0301】
「オリゴヌクレオチド」とは、一本鎖ポリデオキシヌクレオチドまたは2つの相補的ポリデオキシヌクレオチド鎖のいずれかをいい、これらは化学的に合成され得る。そのような合成オリゴヌクレオチドは、5’リン酸を有さず、そのためキナーゼの存在下でATPを有するリン酸を添加しなければ別のオリゴヌクレオチドに連結しない。合成オリゴヌクレオチドは、脱リン酸化されていないフラグメントに連結する。
【0302】
「連結」とは、2つの二本鎖核酸フラグメント間でホスホジエステル結合を形成するプロセスをいう(Maniatis,T.ら、同書、第146頁)。他に提供しない限り、連結は、0.5μgのほぼ等モル量の連結されるべきDNAフラグメントあたり10単位のT4 DNAリガーゼ(「リガーゼ」)とともに、公知の緩衝液および条件を使用して達成され得る。
【0303】
他に述べない限り、Graham,F.およびVan der Eb,A.,Virology,52:456〜457(1973)の方法において記載されるように、形質転換を行った。
【0304】
(実施例1:VEGIポリペプチドの細菌発現および精製)
推定全長VEGI−αポリペプチドのN末端配列から38アミノ酸欠失をコードするポリヌクレオチド挿入物を含む発現ベクターを構築した。N末端を欠失するVEGI−αポリヌクレオチドをコードするDNA配列を、VEGI−αコード配列のコード配列に特異的なPCRオリゴヌクレオチドプライマーを用いて増幅した。クローニングを容易にするための制限部位を生成するさらなるヌクレオチドを、それぞれ3’配列および5’配列に付加した。5’オリゴヌクレオチドプライマーは、NcoI制限部位、続いて18ヌクレオチドのコード配列を含有する、5’−GCG CCA TGG CTC TGC ACT GGG AAC AT−3’(配列番号3)を有した。3’プライマーは、HndIII制限部位、続いて、コード配列の最後の15ヌクレオチドおよび終止コドンに相補的な18ヌクレオチドを含有する、配列5’−CGC AAG CTT CTA TAG TAA GAA GGC TCC−3’(配列番号4)を有する。増幅したVEGI−α DNA構築物を、適切な制限酵素での消化および続く連結後にベクターpQE60(Qiagen)にクローニングした。この連結混合物で、コンピテントE.coli(M15/rep4株)を形質転換した。所望の構築物を含むクローンを、0.4〜0.6の600nmでの光学密度にまで増殖した。次いで、イソプロピル−B−D−チオガラクトピラノシド(IPTG)を、最終濃度1mMで添加して、タンパク質の発現を誘導した。3時間後、細胞を採取し、封入体を破壊した細胞から精製し、そしてタンパク質を封入体から8M尿素で可溶化した。可溶化したタンパク質を、2×リン酸緩衝化生理食塩水(PBS)中でPD−10カラムを通過させ、それにより尿素を除去し、緩衝液を交換し、そしてタンパク質を再折り畳みさせた。このタンパク質を、さらなるクロマトグラフィー工程により精製して、エンドトキシンを除去した。得られるVEGI−αポリペプチド調製物は、SDS−PAGE上で90%を超えて純粋であることが見い出され、そして<10EUエンドトキシン/mgを含んだ。
【0305】
さらに、全長VEGI−α ORFをコードするDNA配列であるATCC受託番号75927を、最初に、VEGI−αタンパク質の5’配列および3’配列に対応するPCRオリゴヌクレオチドプライマーを用いて増幅した。VEGI−αに対応するさらなるヌクレオチドをそれぞれ5’および3’配列に付加した。5’オリゴヌクレオチドプライマーは配列番号13として示され、そして配列5’−GCG CGG ATC CAC CAT GAG ACG CTT TTT AAG CAA AGT C−3’を有し、これは、BamHI制限酵素部位、続いてVEGI−αコード配列の開始メチオニンコドンから始まる最初の24ヌクレオチドを含む。3’配列5’−CGC GTC TAG ACT ATA GTA AGA AGG CTC CAA AGA AGG−3’(配列番号14)は、XbaI部位およびVEGI−αの22ヌクレオチドに相補的な配列を含む。制限酵素部位は、細菌発現ベクターpQE9(Qiagen)における制限酵素部位に対応する。次いで、pQE−9を、BamHIおよびXbaIで消化した。増幅した配列を、pQE−9に連結し、そしてヒスチジンタグおよびRBSをコードする配列にインフレームに挿入した。次いで、連結混合物を用いて、Qiagenから商標M15/rep4として入手可能なE.coli株を、Sambrook、J.ら、Molecular Cloning:A Laboratory Manual,Cold Spring Laboratory Press(1989)に記載される手順によって形質転換した。M15/rep4は、プラスミドpREP4の多重コピーを含み、これは、lacIリプレッサーを発現し、そしてまた、カナマイシン耐性(Kanr)を付与する。形質転換体を、それらが、LBプレート上で増殖する能力によって同定し、そしてアンピシリン/カナマイシン耐性コロニーを選択した。プラスミドDNAを単離し、そして制限分析によって確認した。所望の構築物を含むクローンを、一晩(O/N)、Amp(100μg/ml)およびKan(25μg/ml)の両方を補充したLB培地中の液体培養において増殖させた。O/N培養物を用いて、1:100〜1:250の比で大量培養物に接種した。この細胞を、0.4〜0.6の間の光学密度600(「O.D.600」)にまで増殖させた。次いで、IPTG(「イソプロピル−B−D−チオガラクトピラノシド」)を1mMの最終濃度で添加した。IPTGは、lacIリプレッサーを不活化し、P/Oを解除することによって誘発し、遺伝子発現の増加をもたらす。細胞をさらに3〜4時間増殖させた。次いで、細胞を遠心分離によって採取した。細胞ペレットをカオトロピック剤である6MグアニジンHCl(2.5M以上のグアニジンHCl濃度は、より高いレベルの純度の組換えタンパク質の回収をもたらすことが経験的に見い出されている)中で可溶化した。明澄化後、可溶化したVEGI−αポリペプチドを、この溶液からニッケルキレートカラム上で、6−Hisタグを含むタンパク質によって強固な結合が可能となる条件下でクロマトグラフィーによって精製した(Hochuli,E.ら、J.Chromatography 411:177−184(1984))。VEGI−αポリペプチドをさらに、ニッケルキレートカラム上の2回目の実行により精製した。VEGI−αポリペプチド(90%純粋)を、6M グアニジンHCl pH5.0中でそのカラムから溶出し、そして再生の目的のために、PBS緩衝液中で透析した。この発現産物をSDS−PAGEによって電気泳動した。
【0306】
当業者は、pQE−9以外の細菌発現ベクターもまた、VEGIポリペプチドの発現に使用され得ることを認識する。1つのそのような好ましい細菌発現ベクターは、pHE4−5である。pHE4−5は、pHE4−5/MPIFD23プラスミドDNA(この構築物は、無関係のORFをコードする無関係の挿入物を含む)として得られ得る。pHE4−5/MPIFD23プラスミドを、アメリカンタイプカルチャーコレクション、12301 Park Lawn Drive、Rockville、Maryland 20852に1997年9月30日に寄託した(受託番号209311)。無関係MPIF ORF挿入物に隣接するNdeIおよびAsp718制限部位を用いて、当業者は、現在の分子生物学的技術を容易に用いて、pHE4−5/MPIFD23プラスミドにおける無関係ORFを、本発明のVEGI ORFまたはその改変体と置換し得る。
【0307】
(実施例2:バキュロウイルス発現系を使用するVEGIポリペプチドのクローニングおよび発現)
全長VEGI−αポリペプチドをコードするDNA(ATCC番号75927)を、その遺伝子の5’および3’の配列に対応するPCRオリゴヌクレオチドプライマーを用いて増幅した:5’プライマーは、以下の配列
【0308】
【化14】
Figure 0004441112
(配列番号15)を有し、そしてBamHI制限酵素部位(太字)、続いて24ヌクレオチドのVEGI−αコード配列(「ATG」翻訳開始コドンに下線を付す)を含む。3’プライマーは、配列5’−CGC GTC TAG ACT ATA GTA AGA AGG CTC CAA AGA AGG−3’(配列番号16)を有し、そして制限エンドヌクレアーゼXbaIについての切断部位およびVEGI−αコード配列の3’非翻訳配列に相補的な22ヌクレオチドを含む。増幅した配列を、1%アガロースゲルから、市販のキット(「Geneclean」、BIO 101 Inc.、La Jolla、Ca.)を用いて単離した。次いで、このフラグメントをエンドヌクレアーゼBamHIおよびXbaIで消化し、次いで、1%アガロースゲル上で精製した。このフラグメントをF2と命名した。
【0309】
ベクターpA2(pVL941ベクターの改変体、以下に議論する)を、バキュロウイルス発現系(概説については、Summers,M.D.およびSmith,G.E.、1987、A manual of methods for baculovirus vectors and insect cell culture procedures、Texas Agricultural Experimental Station Bulletin NO.1555を参照のこと)を使用してVEGI-αポリペプチドの発現のために使用した。この発現ベクターは、Autographa californica核多面体病ウイルスの強力なポリヘドリンプロモーター(AcMNPV)に続いて制限エンドヌクレアーゼBamHIおよびXbaIについての認識部位を含む。シミアンウイルスSV40のポリアデニル化部位は、効率よいポリアデニル化のために使用される。簡単な組換えウイルスの選択のために、E.coli由来のβ−ガラクトシダーゼ遺伝子を、ポリヘドリンプロモーターと同じ方向に、続いてポリヘドリン遺伝子のポリアデニル化シグナルを挿入した。このポリヘドリン配列を、同時トランスフェクトした野生型ウイルスDNAの細胞媒介性相同組換えのためにウイルス配列の両側に隣接させた。多くの他のバキュロウイルスベクターがpA2の代わりに用いられている可能性がある(例えば、pRG1、pAc373、pVL941およびpAcIM1)(Luckow、V.A.およびSummers、M.D.、Virology、170:31−39)。
【0310】
このプラスミドを、制限酵素BamHIおよびXbaIで消化し、次いで当該分野で公知の手順によって、仔ウシ腸ホスファターゼを用いて脱リン酸化した。次いで、このDNAを、市販のキット(「Geneclean」BIO 101 Inc., La Jolla, Ca)を用いて1%アガロースゲルから単離した。このベクターDNAを、本明細書中で「V2」と称する。
【0311】
フラグメントF2および脱リン酸化プラスミドV2を、T4 DNAリガーゼで連結した。次いで、E.coli XL−1 Blue細胞を、連結混合物で形質転換した。このクローン化したフラグメントの配列をDNA配列決定によって確認した。
【0312】
5μgのプラスミドpBac VEGI−αを、リポフェクション法(Felgnerら Proc. Natl. Acad. Sci. USA 84:7413−7417 (1987))を用いて、1.0μgの市販の線状化バキュロウイルスDNA(「BaculoGold baculovirus DNA」, Pharmingen, San Diego, CA.)とともに同時トランスフェクトした。
【0313】
1μgのBaculoGoldウイルスDNAおよび5μgのプラスミドpBa VEGI−αを、50μlの無血清グレース培地(Life Technologies Inc., Gaithersburg, MD)を含むマイクロタイタープレートの滅菌ウェル中で混合した。その後、10μlのリポフェクチンおよび90μlのグレース培地を添加し、混合し、そして室温にて15分間インキュベートした。次いで、このトランスフェクション混合物を、無血清グレース培地1mlを有する35mm組織培養プレート内に播種されたSf9昆虫細胞(ATCC CRL 1711)に滴下した。このプレートを前後に揺らして新たに添加した溶液を混合した。次いでプレートを、27℃で5時間インキュベートした。5時間後に、このトランスフェクション溶液をプレートから除去し、そして10%ウシ胎児血清を補充した1mlのグレース昆虫培地を添加した。このプレートをインキュベータに戻して、培養を、27℃で4日間継続した。
【0314】
4日後、その上清を収集し、そしてSummersおよびSmith(前出)によって本質的に記載されるようにプラークアッセイを行った。改変法として「Blue Gal」(Life Technologies Inc., Gaithersburg)を有するアガロースゲルを用いた。これは、青色染色されたプラークの簡単な単離を可能にする。(「プラークアッセイ」の詳細な説明はまた、Life Technologies Inc.、Gaithersburg、によって配布されるThe user’s guide for insect cell culture and baculovirology(9〜10頁)においても見い出され得る)。
【0315】
連続希釈の4日後、そのウイルスをその細胞に添加し、青色に染色されたプラークをエッペンドルフピペットのチップで拾った。次いで、組換えウイルスを含む寒天を、200μlのグレース培地を含むエッペンドルフチューブ中に再懸濁した。この寒天を、短い遠心分離によって除去し、そして組換えバキュロウイルスを含む上清を使用して、35mmディッシュに播種したSf9細胞に感染させた。4日後、これらの培養ディッシュの上清を収集し、次いでそれらを4℃で保存した。
【0316】
Sf9細胞を、10%熱非働化FBSを補充したグレース培地中で増殖させた。細胞に、2の感染多重度(「MOI」)で組換えバキュロウイルスV−VEGI−αを感染させた。6時間後にその培地を除去し、そしてメチオニンおよびシステインを除いたSF900 II培地(Life Technologies Inc.,Gaithersburg)に置き換えた。42時間後に、5μCiの35S−メチオニンおよび5μCiの35S−システイン(Amersham)を添加した。細胞をさらに16時間インキュベートし、次いで細胞を遠心分離により収集した。標識したタンパク質をSDS−PAGE、続いてオートラジオグラフィーにより可視化した。
【0317】
(実施例3:哺乳動物細胞における組換えVEGI−αの発現)
チャイニーズハムスター卵巣(CHO)ジヒドロ葉酸レダクターゼ陰性(DHFR−)細胞株を、アメリカンタイプカルチャーコレクションから購入した。VEGI−α cDNAのpCIチャイニーズハムスター卵巣細胞発現ベクターへのクローニングは、本質的に以下のとおりに行った。全長VEGI−αポリペプチドをコードするヒトcDNA配列を、VEGI−αコード配列の5’末端および3’末端に特異的なプライマーを用いて増幅した(5’プライマー:GCG gga tcc GCC ACC ATG AAC TCC TTC TCC ACA AGC GCC TTC GGT CCA GTT GCC TTC TCC CTG GGG CTG CTC CTG GTG TTG CCT GCT GCC TTC CCT GCC CCA GTT GTG AGA C(配列番号5)、これは、BamHI制限部位、続いて「Kozak」配列(上記の小文字)、およびIL6コード配列の最初の84塩基およびVEGI−αコード配列の13塩基を含む;3’プライマーは:CGC gga tcc GAT ATT TGC TCT CCT CCT CA(配列番号6)、これは、BanHI制限部位、続いて非翻訳領域の17ヌクレオチドおよび終止コドンを含む。増幅したフラグメントを、ゲル精製し、そしてBanHIで消化した。CHO細胞発現ベクター(pCI)をBamHIで消化し、続いてアガロースゲル精製した。増幅したVEGI−αコード配列を、精製したpCIベクターにT4 DNAリガーゼを用いて連結した。続いて、HB101細胞を形質転換した。陽性クローン(pCI VEGI)をPCRスクリーニング/酵素消化によって同定し、そして挿入物のDNA配列を自動化DNA配列決定を用いて確認した。安定なCHO細胞クローンの選択および増幅を、R.Gentzら、Eur.LT.Biochemistry 210.545(1992)に以前に記載されるように実施した。CHO安定トランスフェクタントCHO−VEGI−αおよびCHO−ベクターを、10%FCS(透析した)を含むMEM−a培地中で維持した。
【0318】
プラスミドVEGI−α−HAの発現は、ベクターpcDNAI/Amp(Invitrogen)から誘導される。このベクターは以下を含む:1)SV40複製起点、2)アンピシリン耐性遺伝子、3)E.coli複製起点、4)CMVプロモーターに続いてポリリンカー領域、SV40イントロン、およびポリアデニル化部位。VEGI−α前駆体全体およびその3’末端にインフレームに融合した血液凝集素(HA)タグをコードするDNAフラグメントをそのベクターのポリリンカー領域にクローニングした。従って、組換えタンパク質発現は、CMVプロモーターの指揮下にある。HAタグは、以前に記載されるようなインフルエンザ血液凝集素タンパク質に由来するエピトープに対応する(I.Wilson、H.Niman、R.Heighten、A.Cherenson、MConnolly、およびR.Lerner、1984、Cell 37:767)。HAタグの本発明者らの標的タンパク質への融合によって、HAエピトープを認識する抗体を用いて組換えタンパク質の容易な検出が可能になる。
【0319】
このプラスミド構築戦略は以下に記載されるとおりである:VEGI−αをコードするDNA配列、ATCC番号75927を、元のESTクローンに対して2つの以下のプライマーを用いてPCRにより構築した:5’プライマー(配列番号15)は、BamHI部位、続いて開始コドンから始まるVEGI−αコード配列の24ヌクレオチドを含み;3’配列5’−CGC TCT AGA TCA AGC GTA GTC TGG GAC GTC GTA TGG ATA GTA AGA AGG CTC CAA AG−3’(配列番号17)は、XbaI部位、翻訳終止コドン、HAタグおよびVEGI−αコード配列の最後の18ヌクレオチド(終止コドンは含まない)に相補的な配列を含む。従って、このPCR産物は、BamHI部位、VEGI−αコード配列、続いてインフレーム融合されたHAタグ、HAタグの隣の翻訳終結終止コドン、およびXbaI部位を含んだ。PCR増幅したDNAフラグメントおよびベクターpcDNAI/Ampを、BamHIおよびXbaI制限酵素で消化し、そしてともに連結した。連結混合物で、E.coli株SURE(Stratagene Cloning Systems,11099 North Torrey Pines Road、La Jolla、CA 92037)を形質転換した。この形質転換した培養物をアンピシリン培地プレートにプレートし、そして耐性コロニーを選択した。プラスミドDNAを形質転換体から単離し、そして正確なフラグメントの存在について制限分析によって試験した。組換えVEGI−αポリペプチドの発現について、COS細胞に、DEAE−DEXTRAN方法によって発現ベクターをトランスフェクトした(J.Sambrook、E.Fritsch,T.Maniatis、Molecular Cloning:A Laboratory Manual、Cold Spring Laboratory Press,(1989))。VEGI−α−HAタンパク質の発現を、放射標識方法および免疫沈降方法によって検出した(E.Harlow、D.Lane、Antibodies:A Laboratory Manual、Cold Spring Harbor Laboratory Press(1988))。細胞を、トランスフェクションの2日後、[35S]−S−システインを用いて8時間標識した。次いで、培養培地を収集し、そして細胞を界面活性剤で溶解した(RIPA緩衝液(150mM NaCl、1% NP−40、0.1% SDS、0.5% DOC、50mM Tris、pH 7.5;Wilson、I.ら、前出37:767(1984))。細胞溶解物および培養培地の両方を、HA特異的モノクローナル抗体とともに沈降させた。次いで、沈降したタンパク質を、15%SDS−PAGEゲル上で分析した。
【0320】
(実施例4:種々の細胞および細胞型におけるVEGIの発現パターン)
RNAブロット分析を実施して、ヒト組織におけるVEGI発現レベルを検査した。総細胞RNAサンプルを、RNAzolTMBシステム(Biotecx Laboratories、Inc. 6023 South Loop East、Houston、TX 77033)で単離した。特定された各ヒト組織から単離した約2μgの総RNAを1%アガロース−ホルムアルデヒド上で分離し、そしてナイロンフィルター上へブロットした(Sambrook、Fritsch,およびManiatis、Molecular Cloning、Cold Spring Harbor Press,(1989))。標識反応を、50ngの VEGI−α cDNAを用いてStratagene Prime−Itキットに従って行って、[32P]標識VEGI−α cDNAを生成した。標識したDNAを、Select−G−50カラム(5 Prime −3 Prime、Inc.,5603 Arapahoe Road、Boulder CO 80303)で精製した。次いで、このフィルターを放射性標識全長VEGI−αプローブと、1,000,000cpm/mlで、0.5M NaPO4、pH7.4および7% SDS中で65℃で一晩ハイブリダイズした。次いで、0.5%×SSC,0.1%SDSを用いて室温で2回洗浄し、そして60℃で2回洗浄した後、X線フィルムを、そのブロットに増感スクリーンを用いて−70℃で一晩曝露させた。VEGI−αのメッセンジャーRNAは、腎臓において豊富である。
【0321】
VEGIは、種々の系統の培養細胞の22の異なる型からの総RNA調製物のノーザンブロット分析によって確認されるように、内皮細胞において特異的に発現される(図1A)。VEGIのメッセンジャーは、2つの型の内皮細胞の初代培養においてのみ検出された:早期の継代のHUVE細胞およびヒト静脈細胞。このmRNAは、後期の継代のヒト静脈内皮細胞においては検出されず、ヒト動脈細胞においても検出されなかった。顕著に対照的に、TNFファミリーメンバーは、免疫細胞において最も発現される(B.B.AggarwalおよびK.Natarajan、前出)。例えば、TNF−αは、マクロファージ、単球、好中球およびT細胞によって産生されるが、TNF−βは、マイトジェン刺激Tリンパ球および白血球によって優勢に発現される。同様に、Fas、CD27、CD30、CD40、OX40および4−1BBに対するリガンドはすべて、免疫系における細胞型において発現される。
【0322】
多重組織ノーザンブロットを用いると、VEGI転写物は、胎盤、肺、腎臓、骨格筋、膵臓、脾臓、前立腺、小腸および結腸において発現された。最小限量のVEGIシグナルは、心臓、脳、肝臓、胸腺、精巣、卵巣および末梢血リンパ球(図1B)において検出された。ほとんどの主要な器官におけるVEGIの発現によって、この遺伝子産物が、正常血管系の機能において役割を果たし得ることが示唆された。
【0323】
ノーザンブロット分析もまた行って、HUVEC細胞培養物の増殖状態に関して、VEGI RNAの相対発現レベルを決定した。これらの実験において、HUVEC細胞から単離した当量の総RNA(15μg)を、上記に記載のように電気泳動的に分離し、そしてブロットした。RNAを、播種後1日後、2日後、3日後、4日後、6日後、および7日後の培養物から単離した。VEGI RNAは、新たに播種した培養物において低レベルで見られたのみであった(1日目、2日目および3日目)。しかし、VEGI RNAの発現は、培養物中のHUVEC細胞がコンフルエンスに達し始める(4日目、6日目、および7日目)と明白になった。これらの実験によって、VEGI発現は、培養物または組織中の細胞が増殖しないかまたは増殖が減少した静止状態に達し始めると増加することを示唆する。
【0324】
(実施例5:ABAE細胞増殖のVEGI媒介性阻害)
細胞を、適切な密度(ABAE細胞、8,000細胞/ウェル:MDA−MB−231、2000細胞/ウェル;MDA−MB−435、2,000細胞/ウェルを、3連で24ウェルプレート中)で播種した。この培養培地は、IMEM(Gibco)および10%FCSを含んだ。FGF−2(1ng/ml)は、ABAE細胞のための培養培地に存在した。この培養物を37℃、5%CO2で6日間維持した。この細胞をトリプシン処理し、そして細胞数をCoulter計数機を用いて決定した。回収したABAE細胞の総数の5分の1を使用して、ガン細胞との比較を正規化した。
【0325】
残基38−174からなる推定細胞外ドメインに対応する短縮型のVEGI−αを、上記に記載のようにE.coliにおいて発現させ、精製し、そして種々の細胞アッセイにおいて試験した。短縮型ポリペプチドは、内皮細胞の増殖を特異的に阻害することが見い出された(図2)。生体ウシ動脈内皮(ABAE)細胞の殆ど完全な増殖阻害が10mg/mlで達成された。ここで、半数最大阻害濃度値(IC 50)は約1mg/ml(約70nM)であった。組換えポリペプチドの活性は、アンギオスタチン、エンドスタチンおよび血小板因子4のものに匹敵する。対照的に、このポリペプチドは、類似の実験条件下ではヒト乳ガン細胞(MDA−MB−231またはMDA−MB−435)の増殖を阻害しなかった。VEGI−α欠失変異体もまた、ヒトT細胞白血病細胞(jurkat)、ヒトバーキットリンパ腫細胞(Raji)、ヒト単球白血病細胞(THP−1)、またはヒト前骨髄細胞白血病細胞(HL60)の増殖に対しては殆ど効果がないことが見い出された。この変異体は、異なるレセプターに結合するようである。なぜなら、TNFR1、TNFR2、Fas、DR3、およびDR4を含む、試験したTNFレセプタースーパーファミリーのいかなるメンバーとも相互作用が認められなかったからである(G.J.Mazzeiら、(1995、J.Biol.Chem.270:7205)。いくつかのTNFファミリーメンバー(TNF−αおよびFasリガンドを含む)が、膜結合型前駆体から金属プロテアーゼによって活性化されることが示されている(M.Tanakaら(1996)、Nat.Med.2:317;R.A.Blackら(1997)Nature 385:729)。
【0326】
(実施例6:毛細管様管形成のVEGI媒介性阻害)
このアッセイを使用して、短縮型VEGI−αポリペプチドが、生体ウシ動脈内皮(ABAE)細胞の培養物においてFGF−2誘導性の毛管様管構造の形成を阻害する相対能力を決定した。三次元コラーゲンゲルプレート(24ウェル)を、ラット尾I型コラーゲン(Becton Dickinson Labwares、Bedford、MA)の0.7mg/mlの冷却溶液を0.5ml、1×DMEMを含む各ウェルに添加し、そしてNaHCO3で中性pHに調整することによって調製した。コラーゲンゲルの形成(約1〜2mmの厚さ)後、ABAE細胞を、5×104細胞/ウェルで播種した。この培養物を、加湿5%CO2インキュベーター中37℃で、L−グルタミン(2mM)を補充した10%仔ウシ血清(HyClone、Logan,UT)を含むDMEM中で、その培養物がコンフルエンスに達するまで維持した。次いで、その培地を、20ng/mlのFGF−2を含む新鮮な培地に置換した。ABAE培養物におけるFGF−2誘導性の毛管様管構造の形成のインヒビターとしてのVEGI−α12-147の効果を、0.1、0.3、1、3、または10μg/mlのVEGI−α12-147を培養培地に補充することによって分析した。次いで、すべての培養物を、37℃でさらに48時間維持し、次いで、冷メタノール(−20℃)で固定することによって中断した。
【0327】
ABAE細胞によって形成された毛管様構造の量を、Hamamatsu C2400ビデオカメラおよびZeiss Axioshop顕微鏡を備えたKotron IBAS Image Analyzerを用いて分析した。毛管様構造の量を、測定した総面積に対する白色の面積の割合として測定した。コントロールとして、新脈管形成因子FGF−2がインビトロで新脈管形成を刺激する能力についてのEC50値は約5ng/mlであった。さらなるコントロールとして、最大の刺激効果は、10ng/mgのFGF−2で観察された。
【0328】
(実施例7:腫瘍増殖のVEGI媒介阻害)
VEGIポリペプチドの新脈管形成に対する潜在的効果のインビボ分析を、異種移植片腫瘍モデルを用いて実施した。この実験アプローチにおいて、100万のヒト乳ガン細胞(MDA−MB−231またはMDA−MB−435)を、雌性ヌードマウスの乳腺脂肪パッドに、単独、またはVEGI−α発現哺乳動物発現ベクターでトランスフェクトしたチャイニーズハムスター卵巣(CHO)細胞、もしくはCHOベクターのみでトランスフェクトしたCHO細胞(5×106細胞/マウス)と混合して、注射した。これらの実験において発現されたVEGIポリペプチドは、N末端の22アミノ酸を除いた配列番号2に示されるポリペプチドからなる。このVEGIムテインのN末端の22アミノ酸を、ヒトインターロイキン−6の分泌シグナルペプチドで置換した(Hirano,T.ら、Nature 324:73−76(1986))。
【0329】
この実施例において観察されるVEGIポリペプチドの抗新脈管形成活性は、VEGIポリペプチドが腫瘍増殖の阻害を示し得ることを示唆する。VEGIの潜在的な抗ガン活性を、上記に記載した異種移植片腫瘍モデルを用いて、雌性無胸腺ヌードマウスの乳腺脂肪パッドへ移植した場合、高度に腫瘍原性である、乳ガン細胞をもちいて試験した。トランスフェクタントにおけるその構築物の転写を、ノーザンブロット分析によって確認した。VEGI−αの分泌形態を過剰発現するCHO細胞の馴化培地を濃縮し、そして部分精製し、そしてABAE細胞増殖を阻害し得ることが見い出されたが、ベクターをトランスフェクトしたCHO細胞のものでも、全長VEGIをトランスフェクトしたCHO細胞のものでも全く効果は有しなかった(データは示さず)。VEGI−αの潜在的な抗ガン活性を、ヒト乳ガン異種移植片モデルにおいて試験した。可溶性VEGI−αトランスフェクトしたCHO細胞およびヒト乳ガン細胞(MDA−MB−231またはMDA−MB−435)を、乳腺脂肪パッドへ同時注射し、そして異種移植片腫瘍の増殖を注射後にモニターした。
【0330】
可溶性VEGI−αムテインを過剰発現するCHO細胞は、MDA−MB−231細胞(図4A)によって形成されたヒト乳ガン異種移植片腫瘍の増殖に対する顕著な阻害効果を発揮したが、ベクターでトランスフェクトしたCHO細胞は腫瘍増殖に対して効果を示さなかった。同様に、ヌードマウスにおいてMDA−MB−435腫瘍増殖の有意な抑制が観察された(図4B)。いずれの場合においても、全長VEGI−αを過剰発現するCHO細胞は、類似の実験的条件下で異種移植片腫瘍の増殖に対して効果を有さなかった。異種移植片モデルにおいて観察された可溶性VEGIの抗腫瘍効果は、腫瘍血管系の内皮細胞に対する抗新脈管形成効果に帰し得る。
【0331】
次いで、ヒト乳ガン細胞およびVEGI−α発現CHO細胞もしくはベクターをトランスフェクトしたCHO細胞のいずれかの同時注入をしたマウスをランダム化し、そして腫瘍を1週間に2回測定した。腫瘍の大きさを、ノギスで垂直直径を測定することによって評価し、そして2次元における直径の測定値を乗ずることによって計算した。腫瘍を、0日目において開始し、そしてほぼ5日の間隔で、ほぼ28日目まで測定した。各々の場合、VEGI−α発現CHO細胞と同時注入した乳ガンから得た腫瘍細胞は、ベクターのみのCHO細胞を同時注入した乳ガン細胞から得たものよりは大きさが有意に小さいままであった。
【0332】
これらの知見に基づいて、本発明者らは、VEGIが内皮細胞特異的な、新脈管形成の負の調節因子であって、これは、成熟脈管系の維持または新脈管形成のプロセスの終結において機能し得ることを示唆する。生理的条件下の内皮は、静止組織であって、約1%の内皮細胞が、増殖を経験する(J.Denekamp[1990]Cancer Metas.Rev.9:267)。内皮の静止の維持を支える機構はまだ明らかではない。自己制限機構が存在し、ここで、内皮細胞がオートクリン経路を通して内皮細胞自体に作用する増殖インヒビターを産生することが認められている。VEGIは、この重要な機構において役割を果たし得る。
【0333】
(実施例8:組換えVEGI−αがWEHI 164、ABAEおよびL929細胞増殖を阻害する能力、およびHL−60細胞において細胞接着を誘導する能力)
接着性標的細胞を、PBS中でトリプシン処理したコンフルエント培養物から調製し、そして非接着性標的細胞を、安定期の培養物から採取し、そして培地で1回洗浄した。標的細胞を、3×105細胞/mlで、10%FCSを含有する培地中で懸濁した。0.1mlのアリコートを、0.1mlの連続希釈試験細胞サンプル(WEHI 164およびL929)を含む96ウェル平底マイクロタイタープレートに分与した。インキュベーションを、70時間継続した。TNF−α、TNF−βおよび細菌で産生させたVEGI−αを、0.5μg/mlの濃度で添加した。細胞傷害性および増殖活性を、20μlのMTSおよびフェナジンメトスルフェート(PMS)溶液の各ウェルへの添加によって実施されるMTSアッセイを用いて定量した。3時間のインキュベーション後、492nmでのODをELISAプレートリーダーにより測定した。OD492は、そのウェル中の生存細胞数に比例する。細胞傷害性の%を、以下のように計算した:%細胞傷害性=(100−OD実験/ODコントロール)×100。VEGI−αは、暗色の丸い細胞(死んだ細胞を示す)として現れる形態学的変化を誘発した。
【0334】
配列番号2に示される完全VEGI−αアミノ酸配列のアミノ酸12−147からなるVEGI−αポリペプチドの短縮形態(VEGI−α12-147と称する)もまた使用して、内皮細胞増殖に対するVEGI−αの効果を試験した。成体ウシ動脈内皮(ABAE)細胞をVEGI−α12-147で処置すると、ABAE培養物の細胞増殖において殆ど完全な阻害が生じたが、乳ガン細胞株MDA−MB−435またはMDA−MB−231においては細胞の増殖阻害は生じなかった。内皮細胞の増殖の殆ど完全な阻害は、10μg/mlのVEGI−α12-147で達成された。そして、半数最大阻害濃度値(IC50)は約1μg/ml(約70nM)であった。
【0335】
VEGI−αの接着能力を試験するために、HL−60細胞を使用し、そして細胞接着および細胞間接触を顕微鏡での観察によって測定し、そして2人の独立した研究者が主観的にスコア付けした。これらの実験において、VEGI−αは、細胞接着を誘発するようであった。VEGI−αで処置しなかった培養物は、培養ディッシュ中に広がった細胞を含んだ。しかし、VEGI−αで処置した培養物は、明らかに互いに凝集した細胞を含んだ。
【0336】
(実施例9:遺伝子治療を介した発現)
線維芽細胞を被験体から皮膚生検により得る。得られる組織を組織培養培地に配置し、そして小片に分離する。組織の小さな塊を組織培養フラスコの湿潤面に配置し、およそ10片を各フラスコに配置する。フラスコを上下反転させ、きつく閉め、そして室温で一晩放置する。室温で24時間後、フラスコを反転させ、そして組織の塊をフラスコの底部に固定させたままにし、そして新鮮な培地(例えば、10%FBS、ペニシリン、およびストレプトマイシンを補充したHam’s F12培地)を添加する。次いで、この培養物を37℃でおよそ一週間インキュベートする。この時点で、新鮮な培地を加え、続いて2〜3日毎に交換する。培養のさらに2週間後、単層の線維芽細胞が出現する。単層を、トリプシン処理して、そしてより大きなフラスコへと規模拡大する。
【0337】
Moloneyマウス肉腫ウイルスの長末端反復に隣接するpMV−7(Kirschmeier,P.T.ら、DNA、7:219−25(1988))を、EcoRIおよびHindIIIで消化し、続いて仔ウシ腸ホスファターゼで処理した。直線状ベクターをアガロースゲル上で分画し、そしてガラスビーズを用いて精製する。
【0338】
本発明のポリペプチドをコードするcDNAは、それぞれ5’末端配列および3’末端配列に対応するPCRプライマーを用いて増幅する。5’プライマーはEcoRI部位を含み、そして3’プライマーは、HindIII部位を含む。等量のMoloneyマウス肉腫ウイルス線状骨格ならびに増幅されたEcoRIおよびHindIIIフラグメントを、T4 DNAリガーゼの存在下で合わせる。得られた混合物を2つのフラグメントの連結に適切な条件で維持する。連結混合物を使用して、細菌HB101を形質転換し、次いで、これを、ベクターが目的の遺伝子を適切に挿入したことを確認する目的のためにカナマイシンを含む寒天上にプレートする。
【0339】
両指向性pA317またはGP+am12パッケージング細胞を、10%ウシ血清(CS)、ペニシリン、およびストレプトマイシンを有するダルベッコ改変イーグル培地(DMEM)中での組織培養でコンフルエント密度にまで増殖させる。次いで、遺伝子を含むMSVベクターを培地に添加し、そしてパッケージング細胞をベクターで形質導入する。パッケージング細胞は、ここで遺伝子を含む感染性ウイルス粒子を産生する(パッケージング細胞をここでプロデューサー細胞と称する)。
【0340】
新鮮な培地を形質導入されたプロデューサー細胞に添加し、続いて培地を10cmプレートのコンフルエントプロデューサー細胞から採集する。感染性ウイルス粒子を含む使用した培地を、ミリポアフィルターを通して濾過して剥離したプロデューサー細胞を除去した。次いで、この培地を線維芽細胞を感染させるために使用する。培地を、コンフルエント未満の線維芽細胞のプレートから除去し、そしてプロデューサー細胞からの培地と素早く置換する。この培地を除去し、そして新鮮な培地と置換する。ウイルス力価が高い場合、実質的にすべての線維芽細胞が感染されており、そして選択は必要とされない。力価が非常に低い場合、選択マーカー(例えば、neoまたはhis)を有するレトロウイルスベクターを使用することが必要であり得る。
【0341】
次いで、操作された線維芽細胞を、単独でまたはcytodex3マイクロキャリアビーズ上でコンフルエンスに増殖させた後のいずれかで宿主に注入する。線維芽細胞は、ここでタンパク質産物を産生する。
【0342】
(実施例10:ニワトリ胚性漿尿膜(CAM)新脈管形成アッセイ)
CAMアッセイを、本質的に、Nguyenら(Microvasc.Res.47:31−40(1994))ならびにIruela−ArispeおよびDvorak(Thromb.Haemost.78:672−677(1997))によって記載されるように実施した。この方法は、漿尿膜(CAM)に直接配置されたコラーゲンゲルペレットへの新たな毛細管の成長に基づく。新脈管形成因子FGF−2(100ng)またはVEGF(250ng)を、コラーゲンゲルペレットに包埋し、そしてCAMと接触させた。このゲルにおける新脈管形成の定量を、ゲルペレットの配置後24時間で、Nikon蛍光顕微鏡を用いることによって実施した。画像を、CCD Sonyのカメラを用いてPowerPC100AVに移した。蛍光強度を、NH Image 1.61ソフトウェアを用いて評価した。陽性コントロールについての蛍光強度(これは、新脈管形成因子単独を含む)を、最大の新脈管形成応答とみなし、そして任意に100に設定した。このアッセイの偏差に起因して、20%を超える阻害を有意とみなした。
【0343】
FGF−2誘発またはVEGF誘発の新脈管形成に対するVEGI−αの効果の実験的決定として、細菌で生成したVEGI−α(250ng)を、FGF−2(100ng)またはVEGF(250ng)のいずれかを混合し、そしてコラーゲンゲルペレット中に包埋した。次いで、このペレットを上記のようにCAMと接触させた。VEGI−αは、コラーゲンゲルへの新たな毛細管の成長を顕著に阻害した。
【0344】
本発明の多数の改変および変更は、上記の教示に照らせば可能であり、それゆえ、請求の範囲内で、本発明は、具体的に記載したもの以外の方法で実施され得る。
【0345】
【表3】
Figure 0004441112
【0346】
【表4】
Figure 0004441112

【図面の簡単な説明】
【図1】 図1は、VEGIの転写のノザンブロット分析を示す。パネルA、以下のヒト細胞におけるVEGIの発現:Jurkat、ヒトT細胞白血病細胞;L923、ヒト胚腎臓細胞;HL60、ヒト前骨髄球白血病;V.E、ヒト静脈内皮細胞(第10継代);A431、ヒト類表皮ガン;V.E.−2、ヒト静脈内皮細胞(第20継代);Raji、ヒトバーキットリンパ腫;A.E、ヒト動脈内皮細胞;THP−1、ヒト単球白血病;CCD−29Lu、ヒト肺気腫;CAMA1、乳ガン;AN3CA、子宮ガン;SK.UT.1、子宮ガン;MG63、骨芽細胞腫;HOS、骨芽細胞腫;MCF7、乳ガン;OVCAR−3、卵巣ガン;CAOV−3、卵巣ガン;HUVEC、ヒト臍静脈内皮細胞;AOSMIC、平滑筋。見積もられたメッセージサイズは、6.5kbである。パネルB、種々の型のヒト組織におけるVEGIの発現:3つの別々のブロットを行なった。3つの実験のいずれかからのポジティブな結果を示す。
【図2】 図2は、内皮細胞および乳ガン細胞の増殖に対するVEGIの効果を示す。細胞数を、示したようなVEGI濃度に対してプロットする。ABAE細胞(白丸)の増殖の阻害は示されるが、MDA−MB231細胞(三角)またはMDA−MB−435細胞(四角)細胞の増殖の阻害は示されない。
【図3】 図3は、コラーゲンゲル上でのABAE細胞による毛細血管様管の形成を阻害するVEGIの能力を示す。示すような種々のVEGIの濃度の存在下におけるABAE細胞による毛細血管様管形成の程度をVEGIが培養培地に存在しない場合の毛細血管様管形成の程度と比較することにより、カラムの上に示したp値(t検定)を得る。毛細血管様構造体の量を、測定された全面積に対する白い面積の百分率として測定する。
【図4A】 図4は、VEGIによる無胸腺症ヌードマウスにおけるヒト乳ガン異種移植片腫瘍の増殖の阻害を示す。パネルA:接種後の時間(日)の関数として、MDA−MB−231異種移植片腫瘍のサイズ(mm2)のプロット。パネルB:接種後の時間(日)の関数として、im−DA−MB−435異種移植片腫瘍のサイズ(mm2)のプロット。白丸、ベクターをトランスフェクトされたCHO細胞と同時接種した。黒丸、分泌されたVEGIをトランスフェクトしたCHO細胞と同時接種した。
【図4B】 図4は、VEGIによる無胸腺症ヌードマウスにおけるヒト乳ガン異種移植片腫瘍の増殖の阻害を示す。パネルA:接種後の時間(日)の関数として、MDA−MB−231異種移植片腫瘍のサイズ(mm2)のプロット。パネルB:接種後の時間(日)の関数として、im−DA−MB−435異種移植片腫瘍のサイズ(mm2)のプロット。白丸、ベクターをトランスフェクトされたCHO細胞と同時接種した。黒丸、分泌されたVEGIをトランスフェクトしたCHO細胞と同時接種した。
【図5A】 図5Aは、本発明のVEGIαのポリペプチドのcDNA(配列番号8)および対応する推定のアミノ酸配列(配列番号9)を示す。最初の27アミノ酸(下線を付す)は、推定のリーダー配列である。アミノ酸の標準の1文字の省略形を使用する。潜在的なアスパラギン結合グリコシル化部位を、図5Aで、VEGIαアミノ酸配列において太字のアスパラギン記号(N(太字))でマークし、そしてVEGIαヌクレオチド配列においてそのアスパラギン残基をコードする最初のヌクレオチドの上に太字のポンド記号(#(太字))でマークする。潜在的なN結合型グリコシル化配列は、VEGIαアミノ酸配列における以下の位置で見出される:N−29からN−32(N−29、Y−30、T−31、N−32)およびN−125からD−128(N−125、V−126、S−127、D−128)。潜在的なプロテインキナーゼC(PKC)リン酸化部位もまた、図5Aで、VEGIαアミノ酸配列においてその太字のトレオニン記号(T(太字))およびVEGIαヌクレオチド配列においてトレオニン残基をコードする最初のヌクレオチドの上に星印(*)でマークする。潜在的なPKCリン酸化配列は、VEGIαアミノ酸配列における以下の位置で見出される:T−32からK−34(T−32、N−33、K−34)およびT−50からR−52(T−50、F−51、R−52)。潜在的なカゼインキナーゼII(CK2)リン酸化部位もまた、図5Aで、VEGIαアミノ酸配列において太字のセリンまたはトレオニン記号(SまたはT(太字))およびVEGIαヌクレオチド配列において適切なセリンまたはトレオニン残基をコードする最初のヌクレオチドの上に星印(*)でマークする。潜在的なCK2リン酸化配列は、VEGIαアミノ酸配列において以下の位置で見出される:S−83からE−86(S−83、Y−84、P−85、E−86);S−96からE−99(S−96、V−97、C−98、E−99);S−115からE−118(S−115、L−116、Q−117、E−118);S−130からD−133(S−130、L−131、V−132、D−133);およびT−135からD−138(T−135、K−136、E−137、D−138)。潜在的なミリスチル化部位もまた、図5Aで、VEGIαアミノ酸配列において二重下線でマークする。潜在的なミリスチル化部位は、VEGIαアミノ酸配列において以下の位置で見出される:G−20からK−25(G−20、L−21、A−22、F−23、T−24、K−25)およびG−111からL−116(G−111、A−112、M−113、F−114、S−115、L−116)。
【図5B】 図5Bは、本発明のVEGIαのポリペプチドのcDNA(配列番号8)および対応する推定のアミノ酸配列(配列番号9)を示す。最初の27アミノ酸(下線を付す)は、推定のリーダー配列である。アミノ酸の標準の1文字の省略形を使用する。潜在的なアスパラギン結合グリコシル化部位を、図5Bで、VEGIαアミノ酸配列において太字のアスパラギン記号(N(太字))でマークし、そしてVEGIαヌクレオチド配列においてそのアスパラギン残基をコードする最初のヌクレオチドの上に太字のポンド記号(#(太字))でマークする。潜在的なN結合型グリコシル化配列は、VEGIαアミノ酸配列における以下の位置で見出される:N−29からN−32(N−29、Y−30、T−31、N−32)およびN−125からD−128(N−125、V−126、S−127、D−128)。潜在的なプロテインキナーゼC(PKC)リン酸化部位もまた、図5Bで、VEGIαアミノ酸配列においてその太字のトレオニン記号(T(太字))およびVEGIαヌクレオチド配列においてトレオニン残基をコードする最初のヌクレオチドの上に星印(*)でマークする。潜在的なPKCリン酸化配列は、VEGIαアミノ酸配列における以下の位置で見出される:T−32からK−34(T−32、N−33、K−34)およびT−50からR−52(T−50、F−51、R−52)。潜在的なカゼインキナーゼII(CK2)リン酸化部位もまた、図5Bで、VEGIαアミノ酸配列において太字のセリンまたはトレオニン記号(SまたはT(太字))およびVEGIαヌクレオチド配列において適切なセリンまたはトレオニン残基をコードする最初のヌクレオチドの上に星印(*)でマークする。潜在的なCK2リン酸化配列は、VEGIαアミノ酸配列において以下の位置で見出される:S−83からE−86(S−83、Y−84、P−85、E−86);S−96からE−99(S−96、V−97、C−98、E−99);S−115からE−118(S−115、L−116、Q−117、E−118);S−130からD−133(S−130、L−131、V−132、D−133);およびT−135からD−138(T−135、K−136、E−137、D−138)。潜在的なミリスチル化部位もまた、図5Bで、VEGIαアミノ酸配列において二重下線でマークする。潜在的なミリスチル化部位は、VEGIαアミノ酸配列において以下の位置で見出される:G−20からK−25(G−20、L−21、A−22、F−23、T−24、K−25)およびG−111からL−116(G−111、A−112、M−113、F−114、S−115、L−116)。
【図5C】 図5Cは、本発明のVEGIαのポリペプチドのcDNA(配列番号8)および対応する推定のアミノ酸配列(配列番号9)を示す。最初の27アミノ酸(下線を付す)は、推定のリーダー配列である。アミノ酸の標準の1文字の省略形を使用する。潜在的なアスパラギン結合グリコシル化部位を、図5Cで、VEGIαアミノ酸配列において太字のアスパラギン記号(N(太字))でマークし、そしてVEGIαヌクレオチド配列においてそのアスパラギン残基をコードする最初のヌクレオチドの上に太字のポンド記号(#(太字))でマークする。潜在的なN結合型グリコシル化配列は、VEGIαアミノ酸配列における以下の位置で見出される:N−29からN−32(N−29、Y−30、T−31、N−32)およびN−125からD−128(N−125、V−126、S−127、D−128)。潜在的なプロテインキナーゼC(PKC)リン酸化部位もまた、図5Cで、VEGIαアミノ酸配列においてその太字のトレオニン記号(T(太字))およびVEGIαヌクレオチド配列においてトレオニン残基をコードする最初のヌクレオチドの上に星印(*)でマークする。潜在的なPKCリン酸化配列は、VEGIαアミノ酸配列における以下の位置で見出される:T−32からK−34(T−32、N−33、K−34)およびT−50からR−52(T−50、F−51、R−52)。潜在的なカゼインキナーゼII(CK2)リン酸化部位もまた、図5Cで、VEGIαアミノ酸配列において太字のセリンまたはトレオニン記号(SまたはT(太字))およびVEGIαヌクレオチド配列において適切なセリンまたはトレオニン残基をコードする最初のヌクレオチドの上に星印(*)でマークする。潜在的なCK2リン酸化配列は、VEGIαアミノ酸配列において以下の位置で見出される:S−83からE−86(S−83、Y−84、P−85、E−86);S−96からE−99(S−96、V−97、C−98、E−99);S−115からE−118(S−115、L−116、Q−117、E−118);S−130からD−133(S−130、L−131、V−132、D−133);およびT−135からD−138(T−135、K−136、E−137、D−138)。潜在的なミリスチル化部位もまた、図5Cで、VEGIαアミノ酸配列において二重下線でマークする。潜在的なミリスチル化部位は、VEGIαアミノ酸配列において以下の位置で見出される:G−20からK−25(G−20、L−21、A−22、F−23、T−24、K−25)およびG−111からL−116(G−111、A−112、M−113、F−114、S−115、L−116)。
【図6A】 図6Aは、本発明のVEGIβのポリペプチドのcDNA(配列番号26)および対応する推定のアミノ酸配列(配列番号27)を示す。アミノ酸の標準の1文字の省略形を使用する。アミノ酸メチオニン−1からトリプトファン−35は、推定の細胞内ドメインである。アミノ酸残基アラニン−36からアラニン−61(下線を付す)は、推定の膜貫通配列である。アミノ酸残基グルタミン−62からロイシン−251(下線を付す)は、推定の膜貫通配列である。潜在的なアスパラギン結合グリコシル化部位を、図6Aで、VEGIβアミノ酸配列において太字のアスパラギン記号(N(太字))で、およびVEGIβヌクレオチド配列においてそのアスパラギン残基をコードする最初のヌクレオチドの上に太字のポンド記号(#(太字))でマークする。潜在的なN結合型グリコシル化配列は、VEGIβアミノ酸配列における以下の位置で見出される:N−133からN−136(N−133、Y−134、T−135、N−136)およびN−299からD−232(N−299、V−230、S−231、D−232)。潜在的なプロテインキナーゼC(PKC)リン酸化部位もまた、図6Aで、VEGIβアミノ酸配列において太字のセリンまたはトレオニン記号(SまたはT(太字))およびVEGIβヌクレオチド配列においてそのトレオニン残基をコードする最初のヌクレオチドの上に星印(*)でマークする。潜在的なPKCリン酸化配列は、VEGIβアミノ酸配列における以下の位置で見出される:S−23からR−25(S−23、C−24、R−25);S−32からR−34(S−32、A−33、R−34);T−135からK−137(T−135、N−136、K−137);およびT−154からR−156(T−154、F−155、R−156)。潜在的なカゼインキナーゼII(CK2)リン酸化部位もまた、図6Aで、VEGIβアミノ酸配列において太字のセリンまたはトレオニン記号(SまたはT(太字))およびVEGIβヌクレオチド配列において適切なセリンまたはトレオニン残基をコードする最初のヌクレオチドの上に星印(*)でマークする。潜在的なCK2リン酸化配列は、VEGIβアミノ酸配列において以下の位置で見出される:S−8からE−11(S−8、F−9、G−10、E−11);S−187からE−190(S−187、Y−188、P−189、E−190);S−200からE−203(S−200、V−201、C−202、E−203);S−219からE−222(S−219、L−220、Q−221、E−222);S−234からD−237(S−234、L−235、V−236、D−237);およびT−239からD−242(T−239、K−240、E−241、D−242)。潜在的なミリスチル化部位もまた、図6Aで、VEGIβアミノ酸配列において二重下線でマークする。潜在的なミリスチル化部位は、VEGIβアミノ酸配列において以下の位置で見出される:G−6からE−11(G−6、L−7、S−8、F−9、G−10、E−11);G−124からG−129(G−124、L−125、A−126、F−127、T−128、K−129);およびG−215からL−220(G−215、A−216、M−217、F−218、S−219、L−220)。
【図6B】 図6Bは、本発明のVEGIβのポリペプチドのcDNA(配列番号26)および対応する推定のアミノ酸配列(配列番号27)を示す。アミノ酸の標準の1文字の省略形を使用する。アミノ酸メチオニン−1からトリプトファン−35は、推定の細胞内ドメインである。アミノ酸残基アラニン−36からアラニン−61(下線を付す)は、推定の膜貫通配列である。アミノ酸残基グルタミン−62からロイシン−251(下線を付す)は、推定の膜貫通配列である。潜在的なアスパラギン結合グリコシル化部位を、図6Bで、VEGIβアミノ酸配列において太字のアスパラギン記号(N(太字))で、およびVEGIβヌクレオチド配列においてそのアスパラギン残基をコードする最初のヌクレオチドの上に太字のポンド記号(#(太字))でマークする。潜在的なN結合型グリコシル化配列は、VEGIβアミノ酸配列における以下の位置で見出される:N−133からN−136(N−133、Y−134、T−135、N−136)およびN−299からD−232(N−299、V−230、S−231、D−232)。潜在的なプロテインキナーゼC(PKC)リン酸化部位もまた、図6Bで、VEGIβアミノ酸配列において太字のセリンまたはトレオニン記号(SまたはT(太字))およびVEGIβヌクレオチド配列においてそのトレオニン残基をコードする最初のヌクレオチドの上に星印(*)でマークする。潜在的なPKCリン酸化配列は、VEGIβアミノ酸配列における以下の位置で見出される:S−23からR−25(S−23、C−24、R−25);S−32からR−34(S−32、A−33、R−34);T−135からK−137(T−135、N−136、K−137);およびT−154からR−156(T−154、F−155、R−156)。潜在的なカゼインキナーゼII(CK2)リン酸化部位もまた、図6Bで、VEGIβアミノ酸配列において太字のセリンまたはトレオニン記号(SまたはT(太字))およびVEGIβヌクレオチド配列において適切なセリンまたはトレオニン残基をコードする最初のヌクレオチドの上に星印(*)でマークする。潜在的なCK2リン酸化配列は、VEGIβアミノ酸配列において以下の位置で見出される:S−8からE−11(S−8、F−9、G−10、E−11);S−187からE−190(S−187、Y−188、P−189、E−190);S−200からE−203(S−200、V−201、C−202、E−203);S−219からE−222(S−219、L−220、Q−221、E−222);S−234からD−237(S−234、L−235、V−236、D−237);およびT−239からD−242(T−239、K−240、E−241、D−242)。潜在的なミリスチル化部位もまた、図6Bで、VEGIβアミノ酸配列において二重下線でマークする。潜在的なミリスチル化部位は、VEGIβアミノ酸配列において以下の位置で見出される:G−6からE−11(G−6、L−7、S−8、F−9、G−10、E−11);G−124からG−129(G−124、L−125、A−126、F−127、T−128、K−129);およびG−215からL−220(G−215、A−216、M−217、F−218、S−219、L−220)。
【図7】 図7は、VEGIαアミノ酸配列(配列番号9)の分析を示す。記載したコンピュータープログラムのデフォルトパラメーターを用いて予測された、α、β、ターンおよびコイル領域;親水性および疎水性;両親媒性の領域;可撓性の領域;抗原性の指数および表面の確率を示す。「Antigenic Index or Jameson−Wolf」グラフにおいて、ポジティブなピークは、VEGIポリペプチドの高度に抗原性の領域(例えば、本発明のエピトープ保有ペプチドが得られ得る領域)の位置を示す。

Claims (4)

  1. 単離されたポリペプチドを含む血管新生を阻害するための組成物であって、該単離されたポリペプチドは、以下:
    (a)配列番号2のアミノ酸39〜174;および
    (b)(a)のアミノ酸配列において、1または数個の置換、欠失もしくは付加を有し、かつ、新脈管形成阻害活性を有する(a)に定義されるポリペプチドの誘導ポリペプチドからなる群より選択されるアミノ酸配列からなる、組成物。
  2. 前記ポリペプチドが、分泌シグナルに融合されている、請求項に記載の単離された組成物。
  3. 制御されていない新脈管形成により媒介される疾患およびプロセスの処置または改善のための組成物であって、該組成物は、
    以下の単離されたポリペプチド:
    (a)配列番号2のアミノ酸39〜174;および
    (b)(a)のアミノ酸配列において、1または数個の置換、欠失もしくは付加を有し、かつ、新脈管形成阻害活性を有する(a)に定義されるポリペプチドの誘導ポリペプチドからなる群より選択されるアミノ酸配列からなる
    組成物。
  4. ガンを処置するための組成物であって、該組成物は、
    以下の単離されたポリペプチド:
    (a)配列番号2のアミノ酸39〜174;および
    (b)(a)のアミノ酸配列において、1または数個の置換、欠失もしくは付加を有し、かつ、新脈管形成阻害活性を有する(a)に定義されるポリペプチドの誘導ポリペプチドからなる群より選択されるアミノ酸配列からなる
    組成物。
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