JPH01502157A - ヒトil―3の分子クローン化および発現 - Google Patents
ヒトil―3の分子クローン化および発現Info
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- JPH01502157A JPH01502157A JP63500606A JP50060687A JPH01502157A JP H01502157 A JPH01502157 A JP H01502157A JP 63500606 A JP63500606 A JP 63500606A JP 50060687 A JP50060687 A JP 50060687A JP H01502157 A JPH01502157 A JP H01502157A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
ヒ)IL−3の分子クローン化および発現発明の分野
本発明はヒトインターロイキン3 (hlL−3)をエンコードするcDNA並
びに、中でも微生物、殊に酵母、細菌および真菌、組織培養細胞並びに形質転換
した動物および植物を含む種々の生物体中のクローン化および発現におけるその
使用に関する。
発明の背景
造血には、すべての型の成熟血液細胞および若干の特定組繊細胞中への多分化能
性前駆細胞の能動的な増殖および分化過程が包含される0機能血液細胞の生産は
特殊タンパク質、造血増殖因子tQ(HGFs)により調節される。HGFsの
若干は特定成熟系の成熟を制御するが、他は前駆物質の増殖および分化を多くの
経路を通して刺激する。造血分化過程の我々の知識の多くは精製増殖因子を用い
る試験管内および生体内のマウスの研究から得られた。マウス増殖因子インター
ロイキン3(mlL−3)は、またMulti CS F、マスト細胞増殖因子
、幹細胞活性化因子または他の若干の名称をつけられ、REKコロニー検定によ
り検出されるように発注的に初期の多分化能性細胞(CFU−3)の増殖を刺激
し、赤芽球、巨核球、顆粒球/マクロファージ、骨芽細胞および若干の他の系を
通して前駆細胞の生産を生ずる。さらに、m1L−3は多分化能性幹細胞の複製
に、おそらく他のHGFとの相互作用に関連づけられた。
近年、若干のグループがm1L−3cDNAのクローン化に成功した。m1L−
3DNAをプローブとして用いるヒトDNA中の相同配列を確認した結果は全く
報告されていない、おそらく、ヒト遺伝子はmIL−3遺伝子から広範に分岐し
たがまたは霊長動物の進化の間にその機能を失なった。しがし、ヒト白血球はマ
ウスCFU−5の増殖の支持においてmIL−3を置換できるHGF(i)を生
産することが認められた。従って、m1L−3と生物学的性質を共有し、従って
ヒト同族体であることができるヒトHGFの存在が仮定された。ヤン(Yang
、 Y C) ホカ、セル(Cell)、(1986)47:3〜10.10月
10日付、はテナガザルT細胞のIL−3PJ活性を有するタンパク質をエンコ
ードするCDNA、およびヒト同等物をエンコードするゲノムDNAのレトリー
バルを開示している。ヒトIL−3をエンコードするcDNAの配列はヤン(Y
ang )ほかにより発表されたヒト遺伝子配列から演鐸することができる。し
かし、前記論文はヒトIL−3をエンコードするCDNAを分離する方法を開示
または教示せず、またhlL−3の生産が達成されなかった0本発明はヒトIL
−3に対する全コーディング配列を含むcDNAの分離を初めて開示する。
ヒトIL−3タンパク質はいまだかつて精製形態で調製されず、また一定の試験
管内増殖検定におけるその活性および演鐸−次構造以外のその特性が開示されな
かった0本発明は精製ヒ)IL−3の回収、およびcDNAクローンからの組換
生産によるその特性の確認を可能にする。
発明の概要
前記のように、本発明はさし当りヒトIL−3に対する全コーディング配列を含
むcDNAの分離を記載する。マウスおよびヒ)IL−3をコードするDNA配
列間の低度の相同性はm1L−3コーディング配列とのハイブリッド形成による
h I L−3に対するcDNAのレトリーバルを可能にしない、意外にも、h
lL−3cDNAクローンを、cDNAの3′非コーディング部におけるむしろ
高度の相同性を利用することにより分離することができた。cDNAクローンの
利用性は広範囲の宿主生物体によるhlL−3の生産を可能にする。大規模生産
の後、タンパク質を精製し、治療に用いることができる。
本発明はヒトIL−3タンパク質をエンコードするcDNA配列の転写および翻
訳により広範囲の宿主細胞中の組換ヒ)IL−3タンパク質の生産を可能にする
。タンパク質の生産は以下にE。
コリ(E、 coli)、 COS細胞、C127細胞、B、サチリス(B。
5ubtilis )およびB、リシエニフオルミス(B、 1jchenif
orsis)。
S、セレビシェ(S、 cerevisiae )およびに、ラクチス(Lla
ctis )を含む若干の宿主中で例示される。適当な発現系を用いる他の宿主
中の生産もまたイントロンのないcDNAを準備することにより可能にされる。
より一般的には、組換タンパク質の満足な生産を示すコロニーの確認を可能にす
る抗ヒ)IL−3抗体の利用性が任意の組換系からのヒ) I L−3の生産を
援助する。
従って、−観点において本発明はヒ)IL−3タンパク質をエンコードする組換
体の、イントロンのないDNAを指向する。
他の観点において本発明は、hlL−3をエンコードする前記DNA配列の発現
を適当な宿主中で行なうことができる発現系を指向する。
他の観点において本発明は、グリコジル化または非グリコジル化形態の組換ヒ)
I L−3タンパク質、前記タンパク質に通常伴なわれる物質のないヒトIL
−3、およびこれらの組換体または精製タンパク質と特異的反応性の抗体を指向
する。
図面の簡単な説明
第1図はヒトmulti −CS FおよびマウスIL−3のDNAおよびタン
パク質配列の比較を示す、 hmulti CS Fタンパク質およびDNA配
列(クローンD11、上列)がmlL 8cDNA(11,35)およびタンパ
ク質配列(3o)とともに配列された0等しいヌクレオチドが垂直線により示さ
れ、等しいアミノ酸がボックス中に示される。黒点はポリアデニル化シグナル配
列を示し、水平バーはATTTA反復単位を示す。
第2図はヒトIL−3cDNAを含むプラスミドpLB4の構築を示す、E−E
coRL Sm=Smal B=BamHI、S−3stl、に−Kpnl。
第3図はヒト骨髄前駆物質に対するCO3/pLB4の生物活性を示す、赤芽球
(BFU−E) 、H粒球−マクロファージ(CFU−GM) 、顆粒球(CF
U−G) 、好酸球(CFLI −E、)、マクC1ファージ(CFU−M)お
よび混合(CFU−MIX)、m口二一の平均数(±SD)は変量のCO3/p
LB 4 CMで刺激した重複培養に対して示されている。
第4図はコロニー培養検定(パネルA)およびDNA合成(”[1−TdR取込
み)検定(パネルB)において評価したAML増殖第5図はE、コリ(E、 c
oli )発現ベクターpGB/IL−301、pGB/IL−302、pGB
/IL−303、pGB/I L−304、pGB/I L−305およびpG
B/IL−306の構築線図を示す、この図においてXはXhol、EはEc。
R1,BはBamHlおよびAはAva1部位を表わす。
第6図はpTZ18R(ファルマシア(Pharmacia )製)およびその
誘導体pTl中のマルチクローン化部位の配列を示す。
第7図はhs+ulti CS F発現クローンの略図を示す、真核生物発現プ
ラスミドpLB4およびpLHlに対して隼にhmulti−C3F cDNA
挿入断片のみが示される。リーダーペプチド(口20)および成熟haulti
CS Fタンパク質(−■■)コーディング領域がボックス中に示される*
bs+ulti −CS Fの細菌発現クローン(pLHlから誘導)はIac
Zおよびマルチリンカ−タンパク質コーディング領域(こココ)、hsult
i −CS Fの5′末端非コーデイング領域(口ココ)およびhmulti
CS Fコーディング領域を含む、矢印は個々のベクター中に使用されるATG
出発コドンを示す。
第8図は種々の細菌発現ベクターに対するlac Z / hmulti −C
3F DNAの融合領域の配列を示す、クローンの配列はpUC8またはpTZ
18R(下段文字)中のlac Zタンパク質の出発点からおよびhmulti
−CSF DNA配列の位置158におけるClal部位まで示される。 hm
ulti C5F DNA配列中の変異は下線が付され、Lrp′3−arg1
3(p GB/ I L −302) ;leu”−*pro”およびtrp”
→arg” (p GB/ I L −303) ;met”−ethr”お
よびサイレント変化(pGB/IL−304)を生ずる。肩付数字は成熟タンパ
ク質のアミノ酸残基番号を示す。
第9図はpGB/IL−301およびpGB/IL−302を含む細菌から生産
された細菌のhmulti CS Fのポリアクリルアミドゲル電気泳動を示す
。
第1θ図はAML芽球細胞のhmulti CS F融合タンパク質の力価測定
を示す。
第11図はpGB/IL−301で形質転換LりE、 :2 +) (E。
coli )の溶解物から分離された21kdタンパク質に対して生じたウサギ
抗血清のIL−3特異性反応を示すウェスタンプロットを示す。
第12図はIL−3活性に対する第11図の抗血清の効果を示す。
第13図はプラスミドpGB/IL−307の略図を示す。
ボックス(αココ)はヒトIL−3コーディング配列を示す。融合タンパク質の
N末端アミノ酸は図の下部に示される。
第14図はプラスミドpGB/IL−308の略図を示す。プロモーター領域の
ヌクレオチド配列が図の下部に示される。
第15図はプラスミドpGB/IL−309の構築を示す。
初めのボックス(ココ)はヒトIL−3配列の一部、すなわち成熟タンパク質の
シグナル配列プラス20アミノ酸を示す。他のボックス(巨ミョ)はIL−3c
DNA配列の3′非コーデイング領域の部分を示す。
第16図はプラスミドpGB/IL−310の略図である。
第17図はプラスミドpBHA1のヌクレオチド配列を示す。
第18図はプラスミドpGB/IL−311およびpGB/I L−312の構
築を示す。ボックス(czzzコ)は前駆物質ヒトIL−3コーディング領域を
示す。
第19図はプラスミドpGB/l L−313の構築を示す。
IL/3配列の5′側における配列が図の下部に示される。
第20図はプラスミドpGB/T L−317の略図を示す。
第21図はプラスミドpGB/IL−316の略図を示す。
第22図はラクターゼプロモーター中の特有5acIIaE位とターミネータ−
の後方の旧ndn[部位との間のプラスミドpGB/IL−316のヌクレオチ
ド配列(残基4457〜?204)を示す。
第23図はラクターゼプロモーター中の特有Sac■部位とターミネータ−後方
のHindm部位との間のプラスミドpGB/IL−318のヌクレオチド配列
(残基4457〜7190)を示す。
第24図はプラスミドpGB/TEFact上に存在するEF−1αプロモータ
ー、5all −BglII−Xholリンカ−およびアク手ン々−臂÷−カー
小マカ1ノ千二vQη曹え千す発明の詳細な説明
−C3FJおよびrhmulti−C3FJは同義に使用され、次の活性を示す
タンパク質調製物を示す:
1、 タンパク質が、形成されるコロニーが赤芽球、顆粒球、顆粒球マクロファ
ージおよび混合を含む、ヒト造血前駆細胞によるコロニー形成を刺激する。
2、 タンパク質が、例えば標識チミジン取込みにより立証されるように、ヒト
急性骨髄性白血病(AML)芽球によるDNA合成を刺激する。
hmulti −CS Fの定義を適合させると、前記検出における活性は、こ
れらの抗体もまた下記例示hmulti −CS Fによるこれらの活性を阻止
しなければ、GM−CSFに応答して生じたそれに対し免疫特異性の抗体により
実質的に阻止されてはならない。
hmulti CS Fの1例示形態は第1図に19個のアミノ酸シグナル配列
を有する133個のアミノ酸成熟タンパク質として示される。第1図のアミノ酸
配列は、ヤン(Yang )タンパク質のSetがこ\にProにより置換され
ている成熟タンパク質の位置8を除いてヤン(Yang、 Y−C,)ほか、セ
ル(Cell)(1986)47:3〜10(前掲)により開示されたものに一
致する。こ−に示されるように、このアミノ酸配列はその非グリコジル化形態に
おいて有効である。しかし、それは2つのグリコジル化部位を含み、グリコジル
化形態もまた本発明の範囲内に包含される。タンパク質は酸付加塩形態、塩基塩
形態で存在することができ、あるいはその周囲のpaにより中性であることがで
きることもまた認められる。リン酸化、アセチル化などによる、活性が破壊され
ない程度の誘導体化もまた本発明の範囲内に包含されるタンパク質を生ずる。
全配列が活性に対し必要でないかもしれないこともまた認められる。アミノ酸配
列の一部を、生物活性を保持して欠失または置換することができる。こ−に例示
するように、融合ペプチド配列の残基の配列により置換されれば、初めの14ア
ミノ酸残基程度の数であることができるので、位W1におけるアラニンが欠失ま
たは置換されることができる。さらにマウス形態のタンパク質は活性に対し車に
初めの79残基を必要とすると思われ;これはヒト同等物の初めの83残基にほ
り相当する。従って、タンパク質の初めの83アミノ酸残基のみを含むフラグメ
ント、およびそのN末端置換形態もまた本発明の範囲内に包含される。さらに、
成熟hlL−3のN末端が残基ala −pro −setなどにより形成され
ることもまた考慮すべきである(第1図参照)、タンパク質が酵母宿主により分
泌されたとき、若干の場合にジペプチジルアミノペプチダーゼとの相互作用のた
めに2つのアミノfll (ala−pro)だけ短縮されることができること
が知られる(72)、N末端アラニンおよびプロリンのないh T L−3はな
おその生物活性を保持する。X−プロリルジペプチジルアミノペプチダーゼ遺伝
子のヌル変異をもつ酵母株は完全hlL−3(アミノ酸1〜133)を生ずる。
従って、本発明のmulti −CS F sにはXプロリルジペプチジルアミ
ノペプチダーゼ変異体および野生型宿主によりそれぞれ生産されたN末端アラニ
ンおよびプロリンを含むものおよび含まないものが包含される。
原核宿主中に成熟タンパク質として生産されたとき、成熟タンパク質に対するコ
ーディング配列はATG出発コドンにより先行される。生ずるN末端メチオニン
は、次いで細菌宿主内のプロセシングにより次のアミノ酸配列の性質により除去
または部分的に除去されることができる。再び、両形態のhlL−3が生物活性
である。従って、本発明のhmulti −CS F sにはN末端メチオニン
を含むものおよび含まないものが含まれる。
前記から、生物学的機能に影響を与えないでアミノ酸変換をヒ)IL−3タンパ
ク質中へ導入できることが明らかである。エンコードされた残基の化学修飾、種
々の残基の置換、あるいは1個またはそれ以上の、しかし好ましくは1個の残基
の欠失または付加によるアミノ酸配列中の小変換が、活性を保持するタンパク質
を生ずることが認められる。従って、非破壊変異、殊に天然存在対立遺伝子変異
および活性に対して非致死である他の変異もまた本発明に包含される。
一方、ヒトIL−3タンパク質中のアミノ酸変換がタンパク質の治療使用に有益
であることができることを考慮すべきである。
こ−に認められるように、成熟タンパク質は残基15〜36.54〜61.74
〜91および107〜118における4保存ドメインを有する。非保存領域1〜
14(これらはとにかく宿主由来融合タンパク質の配列により置換できる)、3
7〜53.62〜73.92〜106および119〜133内に1つおよび多重
のアミノ酸変換を含むタンパク質が可能である。しかし、位置16および84に
おけるシスティン残基は、それらが種間に保存されるのでジスルフィド架橋形成
に必要であると思われる。上記保存ドメインの変換がタンパク質の生物学的性質
、例えば受容体結合およびシグナル導入に影響を与えることができる。改変性質
を有するhTL−3を治療に使用することがもくろまれる。公知タンパク質工学
手法により作ることができるh I L−3の誘導体は本発明の範囲内にあると
理解すべきである。
タンパク質調製物はhsulti −CS Fペプチドをモノマー形態または、
凝集体が前記活性を保持すれば凝集形態で含むことができる。
こ〜に用いた「発現系」という語は、発現を望むコーディング配列および適当な
制御配列の両方を、中に発現系が配置された宿主に制御配列が適合するときに発
現を可能にする作動可能な連鎖内に含むDNA配列を示す、一般に理解されるよ
うに、「制御配列」という語はコーディング配列と作動可能に連結され、その発
現に必要であるかまたはそれをt)iJ節するDNAセグメントを示す。
すべての宿主に対する制御配列はその環境の調節により制御できるかまたは制御
できないかもしれないプロモーターを含む、原核生物に適する典型的なプロモー
ターには、例えばtrpプロモーター(トリプトファン欠如により誘発される)
、lacプロモーター(ガラクトース類位体I PTGにより誘発される)、
β−ラクタマーゼプロモーター、およびファージ由来PLプロモーター(温度変
化により誘発される)が含まれる。さらに、殊にバシラス(Bacillus
)中の発現に対し、有用なプロモーターにはα−アミラーゼ、プロテアーゼ、S
po 2に対するものおよび合成プロモーター配列が包含される。酵母中の発現
に対するプロモーターには3−ホスホグリセリン酸キナーゼプロモーターおよび
他の解糖酵素に対するもの、並びにアルコールデヒドロゲナーゼおよび酵母ホス
ファターゼに対するプロモーター領域が包含される。転写延長因子(TEF)お
よびラクターゼプロモーターもまたを用である。哺乳動物の発現は一般にウィル
ス由来プロモーター例えばアデノウィルスプロモーターおよびSV40プロモー
ター系を用いるが、しかしそれらにはまた調節可能なプロモーター例えば重金属
またはグルココルチコイド濃度により制御されるメタロチオネインプロモーター
が包含される。現在利用できるウィルス基昆虫細胞発現系、並びに植物細胞プロ
モーター例えばツバリンシンテターゼプロモーターに基く発現系もまた存在する
。
RNAポリメラーゼによる遺伝子の転写に必要であるプロモーターDNA配列に
加えて、終結(例えば真核系中にポリアデニル化配列を生ずる)を調節するもの
を含む種々の制御配列もまた発現の制御に有用である。若干の系はまた、望まし
いがしかし発現を行なうのに必らずしも必要でないエンハンサ−要素を含む。
翻訳制御は原核系中でリポソーム結合部位(RBS)を含むが、真核系において
翻訳はAUGコドン付近のヌクレオチド配列により制御されることができる。
前記に含まれるように、組換タンパク質生産は細菌〔主にE。
コリ(E、 coli )、バシラス(Bacillus )およびストレプト
マイセス(Streptomyces ))を含む種々の宿主中、酵母および真
菌〔例えばサツカロミセス(SBccharomyces ) 、タルイベロミ
セス(Kluyveromyces )およびアスペルギルス並びに哺乳動物お
よび他の細胞培養例えばCOS細胞、C127細胞、チャイニーズハムスター卵
巣細胞、スポドプテラ・フルギベルダ( Spodoptera frugip
erda ) (S f 9)細胞など中で行なうことができる.該タンパク質
は細胞内成熟または融合タンパク質として生産されることができ、あるいは適当
な適合性シグナルをエンコードするDNAが遺伝子内に含まれるときに分泌され
ることができる。
本発明は初めに、組換ヒトIL−3の大規模生産を可能にし、このタンパク質を
次に、精製形態で、治療剤として使用できる。
こ−に記載の方法は、実質的に純粋なヒトIL−3に精製できるグリコジル化並
びに非グリコジル化形態のタンパク質を生産する方法を提供する。「精製」ヒ)
IL−3という語は通常それに伴なわれる他のタンパク質を含まない前記のヒト
IL−3を示す。
B、ヒトIL−3をエンコード るcDNAのレトリーバルヒトIL−3は次の
方策により分離された:1、 ヒト白血球による造血増殖因子類(HGFs)の
再生産性生産を可能にする操作を開発した。
2、mRNAをそのような生産性細胞から調製し、二本鎖cDNA中へ転写した
。
3、 該cDNAを、コーディングおよび非翻訳3′下流部の両方を含む完全m
1L−3cDNAでスクリーニングしてDllを得た。
4、ハイブリッド形成cDNAクローンDllを発現ベクターpLo中へ挿入し
てpLB4を得、それをCO8細胞中に発現させてヒトIL−3をエンコードす
る配列の存在を確認した。
これらの細胞のならし培地はhlL−3の予期生物活性を示した。
ヒトc DNAは、マウスコーディング配列との相同性を著しくかいたにもか−
わらず、意外な程度な程度の相同性が3′非翻訳領域中に存在したので、この操
作を用いてレトリーバルすることができた。出願人は代替種遺伝子に対するレト
リーバルに3′非翻訳配列を使用する先行の開示を知らない。
より詳しくは、12−〇−テトラデカノイルホルボルー13アセター) (TP
A)およびコンカナバリンA (Con A)の存在下に培養したリンパ球のな
らし培地は、懸濁培養中のマウスCFU−3の刺激を用いる培地の検定、m1L
−3依存DA−1細胞の増殖、試験管内のコロニー形成によるヒト造血前駆物質
検定、および急性白血病芽球の試験管内刺激により測定してヒ)HGFsに適す
る原料である。ヒトリンパ球のcDNAライブラリーは2gt−10フアージ(
20)中で構築し、m1L−3関連配列の発生に対してm1L−3cDNAの旧
ndl[[−Xbalフラグメントを用いてスクリーニングした。ハイブリッド
形成りローンが確認されなかった。
しかし、完全マウスIL−3cDNAをプローブとして用いたときに4クローン
が確認された。最大クローン(Dll)の制限酵素分析は内部EcoR1部位(
位置411、第1図)を含む910bp挿入断片を示した。
(このEcoR1部位が2つの独立cDNAフラグメントの連結により生じたか
または天然存在部位であるかを調べた。プローブとしてクローンDllの標識し
た5′および3 ’ EcoRIフラグメントを用いた制限酵素消化ヒ)DNA
のサザン分析はBindl[[(15kb)およびBa5HI (4,6kb)
による消化後に等しいDNAフラグメントを示した。さらに、EcoR1部位の
付近のDNA配列はファージDNA中へのcDNAの挿入に用いたリンカ−配列
(pCCGAATTCGS)に相当せず、これらのEcoRIフラグメントが単
−mRNA由来であることを示す、)ハイブリッド形成および配列決定試験から
、小クローン(■、■および■)がクローンDllの3′ヌクレオチド配列に等
しく、同−mRNA種由来であると結論された。
DllcDNAおよびm1L−3cDNAのコンピューター援用配列(第1図)
は5′末端IQObp中、ヌクレオチド236〜269間、および3′末端領域
中のヌクレオチド598〜803間の配列相同性を示した(それぞれ68%、7
1%および73%)。
殊にヌクレオチド706〜7630間の領域が高度に保存され(93%相同)、
反復AT富配列を含む、ヒトcDNAの5′末端600bp中の低相同性(52
%)はm1L−3のHindI[[−Xbalフラグメントとのハイブリッド形
成による検出を排除する。
エンコードされたタンパク質に対するヒトc DNAクローンの分析は位置49
5〜497における終止コドンTGAまでの開読み枠を示す(第1図)、初めの
ATG)リブレットはおそらくエンコードポリペプチドの実際の開始コドンであ
ろう、推定エンコードタンパク質は19個のアミノ酸の疎水性リーダータンパク
質からなり、それはおそらくグリシンおよびアラニン残基間で切断される(22
.23)。
ヒトおよびマウスIL−3の予期アミノ酸残基の配列(第1図)はリーダーペプ
チド(残基−26〜+1)に対し50%、成熟タンパク質(残基1〜133)に
対し28%の相同性を示す、リーダーペプチド内に2つの4アミノ酸の保存領域
(残基−13〜−10および−3〜+1)があり、その第2の領域がプロセシン
グ部位を含む、成熟タンパク質は133個のアミノ酸の長さであり、15kdの
分子量を有する。成熟タンパク質は4つの保存ドメイン(残基15〜36.54
〜61.74〜91および107〜118)を有し、2つの潜在グリコジル化部
位(残基15〜17および70〜72)を含む、ヒトタンパク質中に存在する両
システィン残基(位置16および84)が保存され、ジスルフィド架橋形成によ
るタンパク質ひだ形成に重要な役割を演することができる。
このヒ)cDNAがm1L−3に類似する機能性タンパク質をエンコードするこ
とを立証するため、DllcDNAを真核発現ベクター(pLo、SV40転写
単位を含む)中に挿入して発現ベクターpLB4を得、C03I細胞に移入させ
た。CO3/pLB4ならし培地(CM)をその(1)ヒト骨髄細胞によるコロ
ニー形成を刺激する能力、(2)ヒト急性骨髄性白血病(A?IL)芽球を刺激
する能力について試験した。
骨髄卓球(Via 2陽性)およびTリンパ球(T−3陽性)補助細胞を消耗し
たヒト造血前駆物質の試験管内コロニー増殖はCO5/pLB4CMにより有効
に刺激された。データはCOS/pLB4CMによる若干の造血分化系の前駆物
質の、およびBFL)−Hの亜集団の刺激を示す。
別の試験において骨髄を密度遠心分離、Tリンパ球を除<E−ロゼツト沈降およ
び単核食細胞を除く付着により前駆細胞を濃縮し、ウシ胎仔血清を含む濃厚培地
中で培養した。これらの条件のもとでCO3/pLB4CMで刺激して得たコロ
ニーの大部分が2つまたはそれ以上の造血分化系を含み:すべでマクロファージ
であり、約1/2の未成熟芽球および(または)未熟芽球および(または)未熟
赤芽球細胞並びに(または)好中球顆粒球、さらに、少数の好塩基球または好酸
球顆粒球を含む、これらの結果はヒトcDNAクローンDllによりエンコード
されたタンパク質の多基刺激性および発生的に早い多分化能性造血細胞に対する
その作用を示す。
AML刺激に関して、5fi者のAML芽球を、CO3/pLB4CMで刺激し
、応答について”H−TdR取込みおよびコロニーの形成の測定により検定した
。5白血病細胞試料中の3つは再検定でCO3/pLB4CMに応答し;異なる
愚者のAML芽球のコロニー形成およびDNA合成に対する特有用量応答関係が
得られた。GM−C5Fに対する応答はさらにCO3/pLB4Cガに応答する
白血病間に表現型の差異を示した。
これらのデータはD11cDNAクローンが形質転換CO8細胞中で、培地中へ
輸送される生物活性タンパク質に対する完全な遺伝情報を含むことを示す、ヒト
タンパク質とm1L−3との間のタンパク質配列に関する相同性の明らかな不足
(単に30%)にもか−わらず、それらのタンパク質はそれらの生物機能に関し
て匹敵する6両タンパク質は種々の系の発生初期造血前駆物質に対してそれらの
影響を及ぼす、アミノ酸水準におけ為低い相同性はまたコーディングヌクレオチ
ド配列中の低い相同性により表わされる。しかし、非常に意外にも、より高度の
、ヒトcDNAクローンのレトリーバルに十分な、相同性が3′非翻訳領域中に
生じた。
ヒトDNAのサザン分析は単一ハイブリッド形成遺伝子を示してこのcDNAが
密接に関連する遺伝子の群に属しないことを示す。
前記結果から我々はDll中のヒ)eDNA挿入断片がm1L−3のヒト同族体
をエンコードすると結論する。我々はc DNAクローンDllによりエンコー
ドされたタンパク質に対する使用用語h■ulti−C3Fを、その主生物学的
効果および検定にてらして使用することを決定した。
m1L−3cDNAの3′末端領域とのハイブリッド形成によるhsulti−
C3F cDNAクローンの確認は予想されなかった。
相同DNA配列はコーディング領域中に一般に主に認められるが、hmulti
−CS F配列は遺伝子のこの部分中に広く分散した(45%相同)、3′末
端非コーデイング領域中の高保存ドメインの分析はすべてm1L−3cDNA中
に保存される5つのATTTA反復単位の発生を示した。
hmulti −CS FおよびmIL−3は他のマウスおよびヒトの増殖因子
またはリンホカイン、例えばGM−C3F (25) 、インターロイキン2(
25)、インターロイキン1(26)およびインターフェロン(27〜29)、
より著しく少いタンパク質相同性を示す、成熟m1L−3の生物活性は、位置1
7におけるシスティン残基に対する絶対要件(30)を含めて初めの79個のア
ミノ酸中に含まれると思われる。このシスティン残基はhmulti−C3F中
に保存され(第1図、位置16)、タンパク質ひだ形成における実質的役割を演
することができる。このシスティン残基付近の潜在グリコジル化部位の発生がジ
スルフィド架橋形成を妨害することができる。
C,hsulti −CS Fの および記入出願人はヒトIL−3タンパク質
を種々の形態で、融合タンパク質として、成熟細胞内タンパク質として、および
分泌されたタンパク質として生産できる発現系の代表的種類を提供した。出願人
の知る限り、組換体形態のヒトIL−3または、実際にこの所望タンパク質に通
常伴なわれるタンパク質を含まない調製物中のヒトIL−3が技術的にどこにも
利用可能でない、従って、本発明は初めてヒ)IL−3タンパク質を治療および
診断使用に適応できる状態で提供する。
ヒトIL−3はヒトIL−3アミノ酸配列に非相同性の配列との融合タンパク質
として生産することができる。「非相同」という語によりヒトIL−3自体に認
められず、非関連配列である配列を意味する。この非相同配列は細菌タンパク質
、酵母タンパク質、哺乳動物タンパク質、または任意の種類の種々の偶然エンコ
ードされた配列例えばポリリンカーによりエンコードされた配列に由来すること
ができる。下記の結果から、少くとも融合タンパク質がさらにN末端を通り越し
て延長されるならば、ヒトIL−3配列のN末端の少くとも初めの14個のアミ
ノ酸を非相同配列により置換できることが明らかである。
該タンパク質はまた、ATG出発コドンを所望N末端のすぐ上流に配置する構築
により成熟細胞内タンパク質として得ることができる。これらの細胞内タンパク
質は、成熟または融合タンパク質であっても、細胞を溶解し、ヒ)IL−3を標
準タンパク質精製手法を用いて精製することにより回収することができる。
タンパク質精製は、ヒ)IL−3が培地中に分泌されれば単純化される。未変性
シグナル配列が適合する補乳動物中に生成されるとこの未変性シグナル配列が培
地中への分泌を行なうために使用されることができる。細菌または酵母系におい
て、これらの宿主に適合するシグナル配列例えばペニシリナーゼあるいは細菌中
のα−アミラーゼ配列または酵母中のα因子シグナル配列が使用されることがで
きる。
組換的に生産されるとヒトIL−3はそれに通常伴なわれるタンパク質を含まず
、組換宿主に固有のタンパク質および他の物質から、例えばクロマトグラフィー
法、ゲル濾過、硫酸アンモニウム沈降などを用いて精製することができる。
後記のように、該タンパク質は治療および診断目的に有用である。治療に使用す
るためにタンパク質を、タンパク質の投与に使用される薬学的組成物に対する標
準的な方法で配合することができる。適当な賦形剤には例えば生理食塩水、リン
ゲル溶液などが包含される。固体配合物(例えば凍結乾燥した)を含む代替配合
物もまた用いることができる。
D、五体坐握翌
組換IL−3タンパク質またはその一部の有用性は後に示すように、タンパク質
またはその一部を指向する抗体の生産を可能にする。そのような抗体は、中でも
hlL−3を生産するコロニーの試験管内検出、治療用途、および天然および組
換h I L−3の両方の精製に有用である。
有用性の陳述
ヒトIL−3のcDNAの全部または一部のヌクレオチド配列、あるいは密接に
関連するDNA配列はゲノム再配列、制限フラグメント長多形性、変異および改
変遺伝子発現を含む遺伝異常の検出を、制限酵素を用いる染色体DNAの分析、
DNAおよびRNAブロフティング、並びにハイブリッド形成手法〔マニアティ
ス(Maniatis )ほか、1982)および二次元ゲル電気泳動〔フィッ
シャーはか(Fisher and Ler+wan、 1983 )のような
手法の使用により有利に可能にする。
本発明により提供される組換hmulti −CS Fはヒト造血におけるその
役割、殊にhmulti −CS Fおよび種々の他のHGFsの潜在的相乗作
用の詳細な分析を容品にする。さらに、hIaul ti −CSFは、造血前
駆細胞が含まれ白血病を包含するヒト疾患の試験管内診断に対する適用性、並び
に生体内の造血の拡張を目的とする潜在的用途のためにかなり重要である。白血
病細胞の末端分化に関連する種々の造血悪性に対するhmulti −CS F
の効果もまた調べることが必要である。さらに、hmulti CS Fは、m
1L−3による刺激がマウス幹細胞の組換複製欠陥レトロウィルスによる成功感
染に必要であることが示されたので、遺伝子療法プロトコルにおいてヒト幹細胞
の増殖状態の確立に要求されることができる。
IL−3タンパク質はまた標準化試験管内培養における初期造血前駆細胞の検出
に有利に使用できる〔ウェイジメーカーはか(Wagemaker and V
isser ) 1980 ;メトカーフ(Metcalf )ほか、1982
;?−ショウはか(Merchaw and Wagmaker)、1984
;メトカーフ(Metcalf )、1986) 。
IL−3タンパク質および変異体はさらに試験管内造血幹細胞の増殖に、おそら
く他の増殖因子とともに骨髄移植および幹細胞の遺伝増殖に使用できる〔ロウエ
ンベルブはか(Lowenberg andDicke ) 、1977 ;ウ
ェイジメーカーはか(Wagemaker andPetem)、1978 ;
レミシュカ(Lemischka )ほか、1986)。
IL−3タンパク質は試験管内試験における悪性造血細胞の応答パターンの決定
に使用できる〔タウ−ほか(Touw and Lowenberg)。
1985;グリフイン(Griffin )ほか1986;グリフインはか(G
riffin and Lowenberg )+ 19861] mさらに、
IL−3タンパク質は試験管内方法による残留白血病細胞の検出に使用できる〔
タウ−ほか(Touw and Lowenberg) +1986、グリフイ
ン(Griffin )ほか、1986;グリフインはか(Griffin a
nd Lowenberg )+ 1986 ) @さらに、IL−3タンパク
質は、悪性および非悪性障害の治療および予防に、それ自体または組合せで生体
内に使用でき、得られる造血系による特異応答が臨床利益を生ずることができる
。
これらの通用には、
−例えばAIDS感染による白球減少および(または)免疫抑−制、
−化学療法および(または)放射線療法による血球減少、−骨障害例えば骨折お
よび骨粗鬆症、
−全身麻酔法による免疫不全、
−骨髄移植後の回復、
−感染の予防接種および付加療法に対する佐剤、が包含される。
クローン化ヒトIL−3DNA配列または密接関連DNAは正常夏L−3遺伝子
からの遺伝偏位における遺伝子療法に使用できる。
前記分析を容易にするために多量のヒ)IL−3が必要である。
十分な量のタンパク質を得る最も容易な方法は微生物、殊に酵母、細菌および真
菌、例えばサツカロミセス(Saccharomyces )、クロイベロミセ
ス(Kluyveromyces )、アスペルギルス(Asperg i 1
1us) 。
ストレプトマイセス(Streptmyces )、バシラス(Bacillu
s )およびE、コ!J (E、 coli )種による生産である。哺乳動物
および他の真核系、例えばC127細胞、スポドブテラ(5podoptera
)細胞並びに形質転換した動物および植物中の生産もまた本発明の教示によっ
て当業者に可能である。これらの可能性もまたすべて本発明の範囲内に包含され
る。
hIL−3cDNAの発現によりヒトIL−3タンパク質を生ずる生細胞を得る
方法の例示として、多くのプラスミドを構築し、E、コリ(E、coli )、
B、 サチリス(B、5ubtilis )、 B、リシエニフォルミス(B
、 licheniformis )、s、セレビシェ(S。
cerevisiae )、 K、ラクチス(K、 1actis )およびC
127細胞に移入させた。これらの宿主株を用いて組換ヒ)IL−3の生産が達
成された。生成物はCO3/pLB4ならし培地に対して前に記載したようにそ
れらのヒトAML芽球を刺激する能力について試験した。これらの試験から生成
タンパク質が生物活性であると思われた。
以下の実施例は本発明の例示であって、それを限定するものではない。
実施例1
ヒトa+ulti −CS F (hsulti −CS F )をエンコード
するcDNAのレトリーバル
TPA (5ng/a+jりおよびConA (10Lg/mjiりで刺激した
ヒト白血球はマウス幹細胞増殖検定および種々の他のコロニー検定により測定し
てかなりの量のHGFsを生じた。細胞は、mRNA生産がホルボールエステル
およびレクチンによる刺激後時間後すてにHGFsをCM中で容易に検出できた
。
二且Σ人坦里1
細胞を収集し、PBSで洗浄し、グアニジウムイソチオシアナート溶液(36)
中で均質化した。RNAを塩化セシウムクッションによりペレット化した。オリ
ゴ(dT)−セルロースクロマトグラフィーをmRNAの選択に用いた(36)
。
二旦笠へ企虞
ガブラーはか(Gubler and Hoffman ) (37)に実質的
に従い、オリゴ(dT)をプライマーとして、およびAMV逆転写酵素を用いて
cDNAを合成した。第二鎖はRNaseHおよびE6コリ(E、 colt)
D N AポリメラーゼIで合成した0間隙を74−DNAリガーゼで閉じ、
末端を74−DNAポリメラーゼによりフランシュした。内部EcoRI制御部
位を保護するためにcDNAをEcoRIメチラーゼでメチル化した0次にcD
NAをT4−DNAリガーゼでリン酸化EcoRIリンカ−に連結させた。Ec
oRIで消化した後、過剰のリンカ−をセファロース(5epharose )
CL4Bクロマトグラフィーにより除去した。カラムのボイド容積中に回収さ
れた物質は250bpより大きく、ライブラリーの構築に用いた。
フ −ジcDNA−イブ−1−の
cDNAをλgtloファージアーム(20)に連結させ市販パフケージング抽
出物〔ギカバフク(Gigapack )、ベクター・クローニング・システム
ズ(Vector Cloning Systewrs ))でパフケージした
0組換ファージをE、コリ(E、 coli ) C600h r 1中に繁殖
させた。
lエニiラヱ1壽巳駈づL(外九二五Z久1〜500プラークを含む各プレート
の2ニトロセルロースフイルターレプリカを標準操作に従って作った0次いでフ
ィルターを、mIL 3cDNAのHindI[[−Xba Iフラグメントの
放射性標識m1L−3プロプと、またはランダムプライマーで標識した完全m1
L−3cDNAクローンとハイブリッド形成させた。
m1L−3cDNAクローン(p L 101) WEHI −3BcDNAラ
イブラリーから分離した。WEHI−3Bl−3Bをグアニジウムイソチオシア
ナートCsC1法を用いて分離し、スクロース勾配上でサイズ分画し、アフリカ
ッメガエル(Xenopus Iaevis )卵母細胞中へ注入した。卵母細
胞を誘発してマウス幹細胞増殖を支持できる因子を生産するRNA画分を前記c
D N Aの合成に用い、cDNAにdC残基を末端につなぎ、pUc9のP
st1部位中に挿入した。m1L−3クローンは合成オリゴヌクレオチド(発表
されたm1L−3配列、11)を用いて確認した。pLlolの挿入断片はポリ
アクリルアミドゲル上で精製し、ヒトc DNAライブラリーのスクリーニング
に用いた。プローブDNAはランダムプライマー法(38)を用いて標識した。
fa在陽性プラークを再びスクリーニングし、プラークを精製した。この方法で
ファージDllを含む4クローンが確認された。
cDNAクローンの配■゛
組換ファージを大規模に増殖させ、精製し、cDNA挿入断片をEcoRIによ
る消化によりファージアームから除き、ポリアクリルアミドゲル上で精製した。
精製フラグメントをM13mp18およびpTZl 8RDNA (EcoRI
で消化)中へ連結し、E、コリ(E、coli)JM1G9の形質転換に用いた
。一本鎖DNAが調製され、確立された操作(39)により配列決定された。配
列データは種々のコンピュータプログラム(40〜43)を用いて分析した。
ファージDll中の挿入断片に対して得られた配列が第1図に示される。この9
10bp配列はhmulti −CS Fおよびそのシグナル配列に対する全コ
ーディング領域を含み、3′非翻訳領域中にマウスクローンpL101に対する
高い相同性を示す。コーディング配列の上流の相同性は比較的多く制限される。
前記のように、該タンパク質は推定19個のアミノ酸シグナル配列、次に2つの
グリコジル化部位(15〜17および70〜72)並びに16および84におけ
る2つのシスティン残基を含む133個のアミノ酸成熟タンパク質を有する。
演縄アミノ酸配列はヤン(Yang、 Y−C)はか(前掲)により開示された
ゲノムDNAによりエンコードされるものと、1個のアミノ酸〔推定成熟タンパ
ク質の位置8;ヤン(Yang )DNAはSetをエンコードし、このcDN
AはProをエンコードする〕を除いて同様である。
ファージDll中に得られたイントロンのない配列は下記のように原核発現、並
びに真核系中の発現に使用できる。
実施例2
ファージD11 (最長cDNA挿入断片を含む)を旧ndII[およびBgl
IIで消化し、プラスミドpT1 (pTZ18Hの誘導体、マルチリンカ−中
に若干の追加制限部位を含む、実施例3A参照)中でサブクローン化した。cD
NA挿入断片を含むファージフラグメントを含むクローンを制限分析により確認
した。cDNA挿入断片をEcoRIによる部分消化によりこのプラスミドから
除き、ポリアクリルアミドゲル電気泳動により精製した。適当なフラグメントを
SV40転写単位中の真核発現ベクター(pLo)中に挿入した。
pLoは、EcoRI(充填)−pBR322のPstl (1〜755) 、
pBR329のPstI−Aval (756〜1894)、Ava I −P
vuI[アダプター(1850〜1868) 、5V40(プロモーター)のP
vun −)1indI[[(充填) (1869〜2211) 、特有EC0
R1部位を含むPvuII−BamHIアダプター(2211〜2251) 、
SV40のMbolrスプライスフラグメント」(2252〜2861) 、S
V40のBcl I −BamHI (充填)「ポリA7ラグメントJ (28
62〜3098) 、5V40(7)PvulI−旧ndn[プロモーターフラ
グメント(3099〜3440)、旧ndl[[BamHI Eco gpt遺
伝子(3441〜4501) 、SV40のMbolrスプライシングフラグメ
ントJ (4502〜5111)およびSV40のBcll BamHl (充
填)「ポリA7ラグメン)J(5112〜5348)を含む。
Eco gpt転写単位はCO31細胞中のタンパク質の移行発現に重要でない
、生じたhmulti −CS Fに対する発現プラスミドはpLB4と名づけ
られ、cscz上で精製された。E、コリ(E。
colt )中のこのプラスミドはセントラール・ビューロー・オブ・シメルカ
ルチャーズCCB S) (Centraal Bureau of Schi
mmel−culture+ Baarn+ the Netherlands
)に1986年12月12日にブタペスト条約の規定に従ってCB5568.
86のもとで寄託された。構築物は第2図に示される。
B、CO31細胞中のhmulti −CS Fの および生物pLB4DNA
をリン酸カルシウム共沈法(45)を用いてCO31細胞に移入した。細胞を、
10%ウシ胎仔血清を含むα培地中で48〜72時間培養した。培地を回収し、
濾過し、生物活性を確認する検定に用いた。ヒト骨髄前駆物質コロニー検定並び
に急性骨髄芽球コロニーおよび増殖検定を次のように行なった。
骨髄は血液学的に正常な成人ボランティアから告知承諾後に腸骨稜穿刺により得
た。単核細胞をフィコール勾配〔ニーガード社(Nijegaard and
Co、+ 0slo+ Nor%4ay )製〕上の密度勾配遠心分離により分
離し、洗浄し、ハンクス(Banks )平衡塩類溶液(HBSS)中に再懸濁
した0次いで骨髄細胞およびTリンパ球を除去した。この目的のため、骨髄細胞
を、確立された操作(47)により単クローン性抗体0KT−3[CD3 ;オ
ルト(0rthO+Ravitan+ N、 Y、 )製〕およびVi*2 (
骨髄単球細胞、46)とともにウサギ補体の存在下に飽和濃度で(40%、30
分、25℃)インキユベートした後溶解した。細胞をHBSS中で2回洗浄し、
イズコフ(l5cove )39性ダルベンコ培地(IMDM)中に再懸濁し、
ファウザーほか(Fauser and Messner ) (16)に従っ
て自己血漿の存在下に、前に記載されたように(48)、1.5〜3×104/
■lの濃度で培養した。エリスロポイエチンIU/mj(ヒツジ、段階■、コノ
−)(Connaught、 Willowdale、 Canada )製)
!8よびCO3/pLB4CMを増殖刺激活性として加えた。
CO3/pLB4CMとの直接比較において、フィトヘマグルチニン刺激白血球
CM (PH−LCM)との標準培養の結果もまた与えられる。コロニーの60
%を摘み、顕微鏡分析により確認した。COS細胞のCMは挿入(pLo)のな
いベクターを移入し、単独でコロニー形成を刺激しなかった。
結果は第3図に示される0図に示されるように、赤芽球(BFU−E)、顆粒球
−マクロファージ(CFU−GM) 、顆粒球(CFIJ−〇)、好酸球(CF
U−E、”) 、マクロファージ(CFU−M)および混合(CFU−MIX)
コロニーの、変量のCO5/pLB4CMで刺激した重複培養の平均数(±SD
)が示される。
2配yユS1舛!1(λ(第4図参照)AML芽球はウシアルブミン(B S
A)密度勾配を用いて精製した。残余Tリンパ球をE、ロゼツト沈降(17,4
9,50)によりAML試料から除いた。AML (愚者1)コロニー形成は確
立されたPHA白血球フィーダー(PHA 1.f、)系中だけでなく、また白
血球をcos、”pL84CMにより置換させた変形型の手法で測定し、第4A
図に示されるように、そのコロニー刺激活性の評価を可能にした(17.18.
49.50)、AML芽球(愚者2)のDNA合成を、文献(51)に記載され
たチミジン取込みにより検定し、結果は第4B図に示した0両検定は加えたCO
3/pLB4CMに対する用量依存関係を示した。対照CO5培地の添加はどち
らの検定においてもAML増殖に影響を与えなかった。
C,ベタ − LB/BPVの
ヒトIL−3、C127細胞(ATCCCRL1616)を発現する安定細胞系
を確立するためにpLB4の誘導体を移入した。この誘導体は次の方策により全
BPV−1ゲノム(69)をpLBA中へ挿入することにより構築した。 BP
V −I BamHIフラグメントをベクターp d B PV−MMTneo
(342−12)(70)から切除した。BamHI粘着末端をフレノウ(K
lenow )ポリメラーゼで満たした0次いでベクターpLB4をEco g
pt遺伝遺伝子持有EcoRV部位で切断した0次いでプラントエンドBPV−
17ラグメントをEcoRV切断pLB4中へクローン化し、C127!it胞
中で複製できるベクターpLB4/BPVが生じた、pLB4/EPVを、リン
酸カルシウム沈降法(45)を用いてC127細胞に移入した。移入した細胞を
16日間培養し、その後フォーカスを培養皿から採集した。若干の独立細胞系が
確認された。pLB4/BPVベクターは、若干の細胞系のハート(H5rt
)抽出物(71)のサザンプロフティングにより判断して細胞内に安定に維持さ
れると思われる。ならし培地を、AML増殖検定を用いてI L−3活性につい
て試験した。該安定細胞系は活性ヒトrL−3を生産する。
実施例3
E、コリ(E、 coli ) ベクター(Dm’JA、cB/rL−301の
築(第5.6.7および8図参照)E、コリ(E、 coli )発現ベクタ
ーの構築のため、次の変形をts準操作(36)に従って行なった。
1、pLB4中のAvar部位(位置541〕とXho1部位(位置856)と
の間の3′末端非コーディング配列を、フレノウ酵素で粘着末端を満たした後の
DNAフラグメントの融合により欠失させた(第5図)。
2、細菌発現ベクター中へhmulti CS F挿入断片を導入するために次
の段階を行なった。pLH1ベクターをAνallで消化し、陥凹末端をタレノ
ウポリメラーゼで満たした。Bglnリンカ−(CAGATCTG)の連結後、
DNAをBglnおよびBamHIで消化した*Ba1II BamHIhmu
lti−C5Fフラグメントをポリアクリルアミドゲル上で精製し、pTIのB
a1I[部位中に、多重クローン化部位中を修飾されたpTZ18R(ファルマ
シ7(Phar+macia )製〕の誘導体をサブクローン化した(第6図参
照)、2クローンが得られ、それらはIac Zプロモーターに関して逆配向に
挿入断片を有した(第5図参照)、これらの2つのクローンの挿入断片をBgl
I[およびEcoRVで消化した後ポリアクリルアミドゲルで分離し、Bgln
およびHindIIで消化したpTI中にサブクローン化した。BglI[リン
カ−およびhmulti−C3T DNAの結合が配列分析により確認され、c
DNAクローンのntlに位置するAva11部位に対するリンカ−の融合を示
した(このAva11部位はcDNA分子に対するEcoRIリンカ−の連結に
より生じた)、この構築物(pGB/IL−300)がlac Zタンパク質を
有する相中でないので13g1 II −EcoRV挿入断片をBamHIおよ
び旧ndI[消化ptJc8(52)中ヘサブクローン化した。生じた構築物(
pGB/IL−301,第5.7および8図参照)をIac Z / hmul
ti −C5F融合タンパク質の生産について試験した。
B、pGB/IL−302、pGB/I L−303、pGB/IL−304お
よび CB/IL〜305の(第5.7および8図)
合成オリゴヌクレオチドをpGB/IL−300中へ導入することにより融合タ
ンパク質のN末端部に対するコーディング配列中へ若干の塩基変換を導入した。
pGB/IL−302、pGB/I L−303およびpGB/I L−304
と名付けた新発現ベクターを次のように構築した= pGB/I L−300の
HindIl−)1indlllフラグメントを7ガロースゲルで分離し、hm
ulti CS Fのヌクレオチド99〜137および5′末端5ail認識配
列を含むヌクレオチドに連結し、5ailおよび旧ndI[lで消化したpT2
18R中へ挿入した。若干のクローンの配列が確立された。事実若干の塩基変換
が認められ、b+multi −CS Fタンパク質の修飾が生じた。若干のク
ローンの挿入断片がlac Z融合タンパク質の発現のためpUC8に移入され
た(pGB/I L−302、pGB/I L−303) 、クローンpGB/
IL−304がフレノウで陥凹末端を満たした後の5ail部位の連結により1
acZG!する相中に作られた。構築物はPvul消化により立証された。若干
のクローンは合成ヌクレオチドを欠き、lac Zタンパク質に、フレーム中に
融合すると認められた。これらのクローンの1例はpGB/I L−305と名
づけだ。
C,GB/IL−306の (第5.7および8図参照)1acZN末端アミノ
酸を欠くタンパク質をコードする発現ベクターが、文献(53)に記載された欠
失ルーピングによりpGB/IL−300から作られた6合成オリゴヌクレオチ
ドには、ATG出発コドンを含むpTZ1acZ遺伝子の上流の22個のヌクレ
オチド、および成熟IL−3をコードする初めの24個のヌクレオチドが含まれ
た。このプラスミドはpGB/I L−306と名付けた(第5.7および8図
)。
プラスミドpGB/I L−300,pGB/I L−301およびpGB/I
L−302を含むE、コリ(E、 coli )株は1987年7月13日、C
B5377.87、CB5379.87およびCB5378.87のもとでCB
Sに寄託された。
第8図は構築された種々のプラスミドに対する融合領域の配列を示す、クローン
の配列はpUC8またはpTZ18R中の]acZタンパク質コーディング領域
(下段文字)およびhmulti −CS Fコーディング領域(上段文字)の
出発点から位置158におけるClal部位まで示される。 hmulti−C
5F DNA配列中の変異は下線を引かれ、trp” →aB” (p GB/
I L −302) ;leu”−Ipro”およびtrp” −+arg”
(p GB/ I L −303) ;met”=thr’およびサイレント
変化(pGB/IL−304)を生じた。
1987年7月13日に提出した優先権出願EP第87201322.2号にお
いてこれらのプラスミドには次のように他の名称が使用された:
pGB/I L−300−pT−h I L3 ;1)GB/IL−301−p
UC/hmulti;pGB/I L−302−pUC/hmultiΔIA;
pGB/IL−303−pUc/hmultiΔlB;pGB/IL−304=
pUC/hmultiΔlC;pGB/IL−305−pUC/hmultiΔ
2;pGB/I L−306−pTZ/hmulti;D、 E、コリ(E、c
oli )中のlac Z / hmulti −CS F融合タンパク およ
び Thhmu%ti −CS Fの種々の発現ベクターをもつE、コリ(E、
Co11 )株(JM]09)を、アンピシリン50μg/■lを含むLB培
地中で37℃で、550nm′T:0.5の光学濃度に達するまで増殖させた。
次いでIPTG(イソプロピルβ〜D−チオガラクトシド、ファルマシア(Ph
armacia )、製〕を培養に1mMの最終濃度に加え、インキュベーシヨ
ンを3〜4時間続けた。
プラスミドpcB/IL−306およびpGB/IL−302もまたE、コリ(
E、coli) DHI (野生型1ac Zオペロン)に形質転換させた。こ
れらの株を、アンピシリン50μg/mti、を含むLB培地または2XTY培
地中で37℃で16時間増殖させた。
細菌を遠心分離により捕集し、0.1 M )リス/HCI、 pH8,o ;
5mM−EDTAo、2%ノニデフト(Non1det ) P 40 (NP
−40)および1mMフェニルメチルスルホ二ルフルオリド(PMSF)を含む
緩衝液中で音波処理し、20.000xgで30分間遠心分離した。ペレットを
ポリアクリルアミドゲル電気泳動し、上澄み画分はt+s+ulti −CS
Fタンパク質の大部分が不溶性形態で細菌中に貯蔵されることを示した。
ペレフトを0.5%NP−40緩衝液で再抽出し、最後に8M尿素0. I M
Fリス/HC1、pH8,0および5mMジチオトレイトールで可溶化した。
従って融合タンパク質の広範な精製が達成された(第9図)。
図に示されるように、pGB/I L−301およびpGB/I L−302を
含む細菌CE、コリ(E、 coli ) )の混在体が前記のように分離され
た。レーン1は0.2%NP40上澄み(原綿菌培養0.1mAに相当する試料
)を示す、レーン2は0.5%NP40上澄み(0,2園j)を示し、レーン3
は8M尿素緩衝液(A:0゜05閤1 ; B : 0.2m1)を示す、タン
パク質を13.5%SDS−ポリアクリルアミドゲルで分離し、クーマシーブリ
リアントプルーで染色した。標識タンパク質(レーンM)の分子量(kd)が右
に示される。ヒ)multi −CS F融合タンパク質が矢印により示される
。pGB/IL−301によりエンコードされた融合タンパク質は約20kdの
、pGB/I L−302から生成されたものは約16kdの、予期MJを有す
る。
E、 hmulti CS Fj の ; の測細菌タンパク質調製物を1%ウ
シ血清アルブミンを含むα培地中に希釈し、濾過滅菌し、AML芽球増殖検定で
検定した。希釈試料を精製AML芽球に加え、4日間培養した。DNA合成を、
文献(51)に記載されたように″Hチミジンを用いて測定した。
1単位毎−4をAML芽球の半最大増殖に必要なhmulti −CS Fの量
と規定する。第10図はこの力価測定を示す、プラスミドpGB/I L−30
2を含む細菌の、種々の希釈度の尿素抽出タンパク質調製物を3Hチミジンを用
いるAML芽球増殖の刺激について検定した。このタンパク質調製物の融合タン
パク質濃度は33μg / s 1であった。与えられた力価測定曲線に暴きこ
の調製物の活性は16.000単位/IIJである。
調製物中の細菌融合タンパク質の量をポリアクリルアミドゲル電気泳動から評価
し、相対活性の計算に用いた。
結果は次表に示される。
表−よ
hmulti −CS FtJ リ の 活(1) 近位分子量は融合タンパク
質のDNA配列(第8図)から評価した。
(21I L −s s度は5DS−ポリアクリルアミドゲル上で評価し、出発
培養毎mAで計算した。
(3)尿素可溶化タンパク質の活性はAML増殖検定で測定し、出発培養毎−t
で示される。
(4) 測定せず
これらの結果からE、コリ(E、 coli )中の融合タンパク質として発現
されたヒ)multi −CS Fが生物活性形態で得られたと結論された。結
果は融合タンパク質のN末端中へ導入された変化がこれらのタンパク質の相対活
性に影響を与えることができることを示す。
実施例4
ヒトIL−3タンパク質と免疫特異反応できる抗体調製物の調A、 クローン
ウサギ ヒトTL−3血−調製用ゲルをプラスミドpGB/IC−301を含む
E、コリ(E、 coli )の溶解物から作った。IL−3融合タンパク質を
有する20kdバンドを薄く切り、乳鉢で食塩水中で細かくし、マイコバクテリ
ウムパンベルクローシス
tuberculosis ) H 3 7 R A 1 mg毎allを含む
完全フロイント( Freu116’s )アジュバント中に1=1比で乳化し
た.ニューシーラント・ホワイト・ラビット(spf)を、乳濁液1−! (±
100μglLー3融合タンパク質を有する)で5注射部位(2×i.m.大腿
中、3Xs.c.背上)に分けて免疫処置した.不完全フロインドアジュバント
中の同一抗原の追加免疫注射を第2、4および6週に与えた.血清を第8週に静
脈穿刺により耳から採取した。
血清1容積を音波処理pUC8含有E.コリ( E. colt ) 9容積で
吸収させ(4℃で一夜)、非特異性抗体を除去した.E.コリ( E. col
t) 、B. リシェニフオルミス( B. licheniformis )
、B.サチリス( B. subtilis ) 、S.セレビシェ(S. c
erevisiae)およびに、ラクチス( K, lactis )中に作っ
たすべてのIL−3構築物の免疫プロッティングは6500中1の希釈で吸収血
清との免疫特異反応を示した。
これらの結果の若干が第11図に示される.タンパク質を前記の組換宿主から分
離し、13.5%ポリアクリルアミドゲル上で分離し、ニトロセルロース膜上に
プロットした.レーン1:pTZ18R含有E.コリ( E. colt )
(対照):レーン2:pGB/ILー301;レーン3:pGB/IL−301
;レーン4:pGB/IL−302;レーン5:pUC19(対照);レーン
6:pGB/IL−301;レーン7:pGB−IL−302。
レーン6および7は細菌の音波処理後のベレット中に存在するタンパク質を示す
.レーン3、4および5は初めの洗浄段階後のベレット中に存在するタンパク質
を示し、レーン1および2は最終尿素可溶化タンパク質画分を示す。
矢はpGB/I L−3 0 1およびpGB/IL−302から発現された融
合タンパク質(予期大きさの)を示す。
第1°2A図は抗IL−3抗血清によるAML芽球細胞のIL−3依存増殖の阻
止を示す.第12B図は免疫前血清がAML芽球細胞増殖に対するIL−3の作
用に影響を与えないことを示す。
両パネル中、ム=IL−3、10U/蒙f.−=IL−3、IU乙i;・一対照
、非添加である。
第12A図はAML芽球増殖検定(51)におけるIL−3依存増殖が用量依存
的に血清により阻止されたことを示し、第12B図は免疫前血清がこの効果を有
しないことを示す.対照としてのGM−CSF依存増殖は、同一検定においてこ
れらの血清により影響されなかった(第12A図、◆ーGMーCSF,100U
Balb/cマウスを、ウサギに用いたと同し乳濁液3X0.1mj!(s.c
,)で免疫処置した.不完全フロインドアジュバント中の抗原の追加免疫(0.
1園j,i.p,)を第2週に与え、3日後に牌リンパ球を標準操作(65)に
従ってSP210骨髄細胞と融合せさた。ハイプリドーマ上澄みを、E、コリ(
E、 coli )pGB/IL−302(17kdll−3融合生成物を含む
)の。
溶解物を陽性対照として、およびE、コリ(E、 coli ) pUC8の溶
解物を陰性対照として用いて酵素結合抗体免疫吸着検定でスクリーニングした。
IL−3に特異性の抗体を分泌する合計29個のIL−ハイブリドーマ培養が選
択され、安定化された。
実施例5
バシース ベク −の槽
−iクローン化手法を用いた(36)。
A、GB/IL−307のt築(第13図)pGB/IL−’307の構築のた
めに、hmulti −CS F遺伝子をもつpLB4の5ealフラグメント
をpvuIl消化pUB110(54)中へ連結させた。DB105(プロテア
ーゼ欠失株DB104の5po−誘導体(55))の適格細胞(56)に形質転
換した後、2つのクローンが予想どおり得られ、フラグメントは両配向にクロー
ン化された。いわゆるrHpanプロモーターJ (57)に関して正しい配向
にフラグメントを収容するプラスミドをpGB/I L−307と名づけた。こ
の場合に融合タンパク質が作られる(第13図参照)。
B、GB IL−310の
hmulti −CS F発現プラスミドを次のように潤製した。
1、ブロモ−−クローンヒ(第14図)バララス中の発現のために、文献(58
)に記載された合成σ43プロモーターを用いた(該プロモーターは通常σss
と称される)。
プラスミドpPROM55s (58) 、プロモーター含有プラスミド、およ
びpGPA14 (59)をEcoRIおよびXbal特表千1−502157
(11)
で消化した。プロモーターフラグメントを、アガロースゲルで精製したベクター
フラグメント中へ連結させた。E、コリ(E。
coli ) (JMI O1)に形質転換した後、正しいプラスミドが得られ
、pcB/IL308と名づけだ(第14図)。
2、合成オリゴヌクレオチドのpGB/IL−308中への導入(第15゛)
hmulti −CS Fのヌクレオチド39〜158および484〜546.
5′末端5allt!21!配列並びに3′末端Xmal[[部位を含む合成ヌ
クレオチドをSal I −Xeaam消化pGB/IL−308中へ連結させ
た。連結混合物をJMI 01中へ導入した。
多くの形質転換体の分析後に正しいプラスミドpGB/IL−309が見出され
た。
3、−篤」」に]コλ尊フ、(第16図)B、サチリス(B、 5ubtili
s ) D B I O5に形質転換し、それから分離した後、プラスミドpG
B/IL−309をXwhamで消化した。陥凹末端をタレノウポリメラーゼで
満たし、プラスミドをC1alで切断した。プラスミドpGB/IL−307を
Avalで消化し、末端をフレノウで満たし、次いでC1aIで切断した0次に
hmulti CS F含有フラグメントをpGB/IL−309フラグメント
中へ連結し、JMlolに形質転換した。生じたプラスミドをpGB/IL−3
10と名づけた(第16図)、このプラスミドはh I L−3遺伝子をそれ自
体のシグナル配列とともに収容した。正しいプラスミドの分離後、それをまたB
、サチリス(B、 5ubtilis ) D B 105中へ導入した。
C,pGB/I L−311およびpGB/IL−312の構築(第17.18
゛)
pGB/I L−310を旧ndl[Iで一部、PvuIIで全部消化した。
Pvun−を含む2つのhmulti −CS FをHind mおよび5ea
lで消化した。
第17図はプラスミドpBHA1のヌクレオチド配列を示す。
該プラスミドは位置11〜105および121〜125;バクテリオファージF
Dターミネータ(重複)二位置221〜307;プラスミドpBRの部分(すな
わち位置2069〜2153):位置313〜768;バクテリオファージF1
、複製開始点(すなわち位置5482〜5943);位1772〜2571;プ
ラスミドpBR322の部分;すなわち複製開始点およびβ−ラクタマーゼ遺遺
伝子2置置2572〜2685)ランスポゾンTn903、完全ゲムム:位置2
719〜2772;トリプトファンターミネータ−(重複):位置2773〜3
729 ; )ランスポゾンT n 9 %クロラムフェニコールアセチルトラ
ンスフェラーゼ遺伝子からなる0位23005 (A) 、3038 (C)
、3302(A)および3409(A)におけるヌクレオチドは野生型ネココー
ディング配列とは異なる。これらの変異はNeo I 、 Bal I、Eco
RIおよびPvu11部位:位置3730〜3804 ;マルチクローン化部位
二位置3807〜?264iプラスミドpUB110すなわち複製機能およびカ
ナマイシン耐性遺伝子(EcoRI −PvuIrフラグメント)(66,67
):位置7267〜? 331、マルチクローン化部位を排除するように導入さ
れた。フラグメントは公知クローン化手法例えばフレノウによる粘着末端の充填
、アダプタークローン化などにより構成された。データはすべてゲンバンク(G
enbank”、 National Nucleic Ac1d 5eque
nce DetaBank、 N I H,USA)から得られた。
JMI 01に形質転換し、多くのアンピシリン耐性コロニーを分析した後、2
つの異なるプラスミド:pGB/IL−312(完全遺伝子を完全制御配列とと
もに収容)およびpGB/IL−311(完全遺伝子および一35領域を欠くプ
ロモーターを他の配向中に含む)が見出された(第18図参照)。
pGB/I L−311をB、サチリス(B、 5ubtilis ) D B
105およびB、リシェニルフォルミス(B、 licheniformis
)株T399(Δ”LSpO−、エキソプロテアーゼ陰性、rif’ 、文献6
8参照)に形質転換した。
D、GB IL−313の (第19図)rHpaI[プロモーター」の後にh
a+ulti CS F遺伝子を有する小プラスミドを得るために、pGB/I
L−312をBa5H,!で消化し、再び連結させた。連結混合物をDB105
適格細胞中へ形質転換させた。多くのネオマイシン耐性コロニーを分析し、正し
いプラスミドが得られた。該プラスミドをpGB/IL −313と名づけだ。
E、CB/TL−317(7)”(第20図)B、リシェニフォルミス(B、
1icheniforsis )α−アミラーゼ転写および翻訳開始領域並びに
シグナル配列の後にhmulti−C5F遺伝子をクローン化するために、先に
記載されたpOL5−デルタベクター(68)の1つ、すなわちpOL5−2デ
ルタを用いた。このプラスミドはα−アミラーゼシグナル配列(29アミノ酸長
)のほかに、α−アミラーゼ成熟配列の1アミノ酸(Ala )、次に多重クロ
ーン化部位:EcoRI−Xmam−Xmal−3ail −Hlndl[lを
収容する(68)。
hmulti −CS F遺伝子を含むプラスミドpGB/I L−310のS
at I −PvullフラグメントをSal I −PvuI[消化pOL5
−2デルタベクター中へ連結し、DB105に形質転換させた。生じたプラスミ
ドをpGB/I L−317と名づけた(第20図)。
hlL−3遺伝子はなおそれ自体のシグナル配列をこのプラスミド上に収容する
。該プラスミドはまたB、リシェニフォルミス(B、 licheniform
is )T 399中へ導入させた。
F、バシース(Bacillus ) の5 ブースミドの下記発現プラスミド
をもつB、サチリス(B、 5ubtilis )およびB、リシェニフォルミ
ス(B、 1ichenifor■is )株をネオマイシン20μg/mjま
たはエリスロマイシンlOμg / ta Jを含むTSB培地中で、37℃で
(16〜24時間)増殖させ、培養株300μg/■lを遠心分離した。ペレッ
トを試料緩衝液中に再び懸濁させ、ポリアクリルアミドゲル電気泳動、次にウェ
スタンブロッティングを用いて分析した。上澄みをTCA沈降し、ペレットを試
料緩衝液中に再び懸濁させた。上澄みおよびベレー/ )の両方をIL−3タン
パク質について分析した(表2参照)。
生じたタンパク質の生物活性を測定するために次の工程を行なった:細胞ペレッ
トを、0.1 M )リス/HCJ!、pH8,0および10mM−MgCj、
を含む緩衝液中に再び懸濁させた。リゾチームを1+g/mj!の最終濃度に、
およびPMSFを1mMの最終濃度に加えた。溶液を37℃で30分間インキュ
ベートした0次にDNase (最終濃度20μs/mA)を加え、溶液を20
℃で15分間インキュベートした。最後にこの調製物および培養細胞の上澄みの
生物活性を記載したように測定した。結果は表2に示される。
表−セ
バシース(Bacillus)ベタ −のB、サチリス(B、 5ubtili
s )中に、pGB/IL−307を用いてIL−3活性を有する融合タンパク
質が作られると結論できる。ヒトIL−3遺伝子が単にそれ自体のシグナル配列
のみを含むときにはヒトIL−3の有意な分泌が得られない、IL−3活性はす
べて細胞内に認められる。これらの場合に、前駆体IL=3のほかに成熟IL−
3(15kd)が細胞中に形成されたと思われる。従って、膜を横切って若干の
輸送が起ったかもしれないが、しかし、タンパク質は細胞壁を横切って輸送され
ない、しかし、α−アミラーゼ調節および分泌シグナル(pGB/IL−317
)を用いるとIL−3活性の大部分が培地中へ分泌されると思われた0分解生成
物のほかに、約15kdおよび約17kdの2つのタンパク質、おそらくそれぞ
れ成熟IL−3および前駆体IL−3、が上澄み中に検出される。これらのデー
タは両プロセシング部位、すなわちα−アミラーゼおよびh■ulti CS
Fプロセシング部位、が使用されることを示す、細胞中の最も豊富な生成物は、
ウェスタンブロンティングにより示されるように、α−アミラーゼシグナル配列
を含む前駆体IL−3(20kdタンパク質)である、ときどき分解生成物が検
出される。
実施例6
クルイベロミセス・ラクチス(Kluyveromyces 1actis )
発現ベタ −の
A、GB IL−316の
ベネツエンはか(Bennetzen and Hall ) (62)による
記載と同様に、S、セレビシェ(S、 cerevisiae )のアルコール
デヒドロゲナーゼI (ADHI)プロモーターの指示下にゲンタマイシン04
18耐性を与えるTn 5遺伝子(61)を含むDNAフラグメントをpUc1
9 (63)の5ea1部位中へ挿入した。得られたプラスミドを含むE、コリ
(E、 coli )株、pUc−G418は1987年12月4日にCB58
72.87のもとでCBSに寄託された。
Xbal Hind m切断pUC−G418中へに、ラクチス(K。
1actis )ラクターゼプロモーターおよび仔ウシプロキロシンDNAを含
むプラスミドpGB903 (64)のXba I −Hind mフラグメン
トを挿入するとプラスミドpGB/TL−314が生じた。
このプラスミドの5all Hindl[[フラグメントを、小多重クローン化
部位およびラクターゼターミネータ−を含む合成りNAフラグメントにより置換
させた(第21.22図参照)、生じたプラスミドはpGB/I L−315と
名づけた。
5acll −Xbo I切断pGB/I L−315ベクター中へ次のフラグ
メントを連結させた:
】、 ラクターゼプロモーターの3′部およびS、セレビシェ(S、 cere
visiae )のα因子シグナル配列の5′部をもつI))[5105(米国
特許出願第078,539号、64)の5acII −Xbalフラグメント、
2、Xba1部位で出発するα因子シグナル配列の3′部およびHpa1部位の
5′ハーフ(aa−残基14)までの成熟hlL−3cDNA配列の5′部を含
む合成オリゴヌクレオチド、3、hIL−3cDNA配列の大部分(残基15〜
133プラス3′非コーデイング領域)をもつHpa I −Xho Iフラグ
メント。
生じたプラスミド(pGB/TL−316と名づけた)は第21図に略本される
。ラクターゼプロモーター配列中の5acII部位から合成ターミネータ−の末
端におけるHindm部位までの完全ベクター配列が第22図に示される。
第22図はラクターゼプロモーター中の特有5acn部位とターミネータ−の後
のHind m部位との間のプラスミドpGB/IL−316(残基4457〜
7204)のヌクレオチド配列を示す。
残基4457〜6100はラクターゼプロモーター配列を含む。
残基6101〜6355はα因子シグナル配列を含む、残基6356〜7115
は成熟IL−3に対する配列プラス3′非コーデイングCDNA配列を含む、残
基7116〜7204は合成ターミネータ−配列を含む。
B、GB/IL−318の 築
S、セレビシェ(S、 cerevisiae )のα因子シグナル配列に対す
るコーディング情報をに、ラクチス(K、 1actis ) (64)のα因
子シグナル配列により1換させたpGB/IL−316に類僚する発現ベクター
を構築した。プラスミドの残余部分はpGB/I L−316に等しい、ラクタ
ーゼプロモーター中の5acII部位とターミネータ−の後のHindm部位と
の間のpGB/IL−318の配列(残基4457〜7190)が第23図に示
される。
残基4457〜6087はラクターゼプロモーターの配列および小リンカ−配列
を含む、残基6088〜6342はに、ラクチス(K、 Iactis )α因
子シグナル配列を含む、残基6343〜7102は成熟ヒ)IL−3に対する配
列プラス3′非コーデイングcDNA配列を含む、残基7103〜7190は合
成ターミネータ−配列を含む。
C,クルイベロミセス・ラクチス(K1uyveroa+yces 1acti
s )の形−および 2゛、したhlL−3の
プラスミドpGB/IL−316およびpGB/IL−318をラクターゼプロ
モーター領域中の特有Bac11部位で消化し、K、−ラクチス(K、 1ac
tis )株CB52360 (64参照)の形質転換に用いた。従ってプラス
ミドの組込みは染色体ラクターゼ遺伝子プロモーター領域に標的させる。生じた
G418耐性形質転換体を液体YEPD培地中で飽和に増殖させ、培養上澄みお
よび細胞熔解物を、AML細胞DNA合成検定を用いてIL−3活性について検
定した。
事実上すべてのIL−3が培地中へ分泌され、活性であると思われた。培養上澄
みのタンパク質を、エタノールを用いて沈澱させ、変性ポリアクリルアミドゲル
電気泳動、次にウェスタンブロッティングを用いて分析した。主生成物は約21
kd見掛けMWを有し、また約15kdに明らかなバンドが認められる。後者の
生成物はおそらく成熟非グリコジル化IL−3に相当し、21kd生成物は2潜
在グモ
物である。エンドグリコシダーゼHとともにインキュベートするとタンパク質の
15kd範囲への移動を生じ、IL−3がすべて分泌過程中に正しくプロセシン
グされることおよびタンパク質の大部分がグリコジル化されていることを示唆す
る。
実施例7
サツカロミセス−セレビシェ(Saccharomyces cerevisi
ae )発ベクターの 築
A、CB/TL−31,9の
初めにpGB/TEFactと称される発現ベクターを構築した。
このpT218R(ファルマシア(Pharmacia )製〕由来プラスミド
上にS、セレビシェ(S、 cerevisiae )翻訳延長因子(EF−1
α)プロモーター配列〔文献(73,74)に記載されたようにクローン化し、
配列決定した〕を、アプライド・バイオシステムズ(Applied Bios
ystems ) D N A合成装置を用いて合成したS、セレビシェ(S、
cerevisiae )アクチン転写ターミネータ−配列(75)に小5a
ll BglIl−Xholリンカ−により結合させる0発現カセントの配列は
第24図に示される。残基1〜949はEF−14プロモーターを含む、残基9
50〜967はSail−BglII−Xho1リンカ−の配列を含む、残基9
68〜1113はアクチンターミネータ−配列を含む。
pGB/TEFact中の特有5saI部位を用いて実施例6に記載した041
8耐性カセツトに導入した。生じたプラスミドをp GB/TEFact G
418と名づけた。
最後にSat I −Xho I切断pGB/TEFact G418プラスミ
ド中へ次のDNA配列を導入することによりhlL−3発現ベクターpGB/I
L−318を構築したニー S、セレビシェ(S、 cerevisiae )
α因子シグナル配列およびNru1部位までのhlL−3コーディング配列をも
つpGB/IL−316のSal I −Nru Iフラグメント、−hlL−
3をコードする残余ヌクレオチドおよびTGAR止コドン直後のXhol認識配
列を含む合成Nrul XholDNAフラグメント。
B、サツカロミセス8セレビシエ(Saccharomyces cervis
iae )のノ − および パ、hlL−3の
プラスミドpGB/IL−319をEF−1αプロモーター中の特有EcoR1
部位で切断した。従ってプラスミドの組込みは染色体EF−1α領域に標的させ
る。S、セレビシェ(S、cerevisiae)野生型株D273−103
(アルフyCalpha ) ; ATCC2565?)をに、ラクチス(K、
1actis )に対して記載されたように形質転換した(64)、0418
耐性コロニーを摘み、形質転換体を液体YEPD培地中で飽和させた。培養上澄
みは、AML検定を用いてh I L−3活性について検定した。S、セレビシ
ェ(S、 cerevisiae )により生成されたタンパク質は生物活性で
あると認められた。
上澄みのタンパク質を、エタノールを用いて沈澱させ、次にポリアクリルアミド
ゲル電気泳動、次いでウェスタンプロンティングにより分析した。2つの顕著な
生成物、21ktiグリコジル化生成物および約15kdの非グリコジル化生成
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FIGORE 2
F工GtlRE 3
ツ
Thr Pro Leu Lys Thr Ser Trp Vank+n C
ys Ser AsnACG CCCη℃品G ACA AGCT■の了AAC
π℃ππ品C3er Arg ValAsn Cys Ser Asn Met
工1e AspAGCCGOGTT AACTGCT(ゴAACATG AT
CGATSer Arg Val Asn Cys Sar Asn Met工
1e AspAGCCGG GTT AACTGCTCT AACATOATC
CATrxa’rypx a
1’XIMRX B (cont’d)pGB/IL−301pGB/IL−3
02P工GIIRE 9
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123456フ
ーーー ・ ←
一■−・ 嬌−−
FIGURE 11
CPM X1O−3
0−〜 ω ム C
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L−m−」
″イア°ダルがルノ 、、、Xbal、、5alI FIG[)RE l−GA
GCAACAGCGTCTTTTTCT AGTAG丁GCGG TCGGT丁
ACTTS866 5876 5886 5896TCAATGTGTT AT
CATTGTG^ ^GATG丁丁CTT CCCTAACTCG6の66 G
I2176 Gの86 6の96TGAGCGGATA ACACTCGAGG
GATCTTCATT ATGAAATTCTATGTTGCGGA ATT
CTf1丁TC八 CCGCへAAGTT CAGGGTGCTCTGGTGG
GTT丁 CGGTTGG丁P
55のG 551G 5520 5!136 554G 55:丁^GCCTG
TGA GCCGAA^GTT AGGGTΔGGCT TAGTGTTGG八
ACGTΔeATAT GTATCACGf
bにCIG 5G16 5026 5636 5G4G n6:ACACAIフ
GT丁T TTTG丁八丁TへT TCAGTATΔGT TGTGAAAAG
T GTAGCGGAA八 TATGTGGsI
571250 C7165720573G 574G 57:7 GGTTGA
CATT GGTATTTGG八 CTTTGTTGCT ACACCATTC
A CTACT丁GA/C; TCGAUsG丁(
581256Z81G 5826 583G 5846 b3:TGTTT丁C
ATT G(:TIFTT’r丁ACTTGAGAT丁TCGAT丁GAGAA
八 へAGGT八TTTへ ATAGCTCb。
590G5ミ)IG59211;5936594GZ9:; AAAGGTA丁
AT GACGCT丁GTG TTTC丁TAGGA GAATTATTAT
TCTTTTC:丁TA TGT丁Gb(:C’
f3のの6 n(111’; Gに326 13e3B Cl34G GC5:
^ATTT^にGA八 八(;^QG八(:八/%T TTGGCA八A^^
へAATAAAAΔΔ ^AAAT八八ACへへ CGTCfACT“
G1の6 61113 0126 13136 614G 61:r CTAC
TATATT AGCCGCATにT ACTGCTTTAA TTTCCGT
TGT TへTQGCTGCT CCAGTTsC’
62の0 6216 6226 6236 G246 62:^CAACGCC
CT TGAAGACAAG CTGGGTTAACTGCTCTAAC^63
に30 t;:)IG 632G (i33G G340 G:1?^TCGC
TG^^G CTGCTT丁に印) TGACAAGGA丁 Gfi、TTTG
AAC,八 八GCI:e13cTcc CへTfACCI;ノ
111の
%CGTCT AGA
特表平1−502157 (26)
F工GORE 24
手続補正書(方式) 園
4.12
平成元年 月 日
特許庁長官 吉 1)文 夫 殿
1、事件の表示 PCT/NL 871000373、補正をする者
事件との関係 出願人
4、代理人
5、補正命令の日付 平成1年4月4日国際調査報告
工、c4. C12N
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国際調査報告
国際調査報告
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Claims (21)
- 1.組換DNA物質から誘導された遺伝物質を含み、ヒトIL−3をコードする 形質転換生宿主細胞。
- 2.酵母、細菌、真菌および組織培養細胞からなる群から選ばれる、請求の範囲 1記載の形質転換生宿主細胞。
- 3.サッカロミセス(Saccharomyces)およびクルイべロミセス( Kluyveromyces)の群から選ばれる、請求の範囲2記載の形質転換 酵母宿主細胞。
- 4.E.コリ(E.coli)およびバシラス(BacilIus)の群から選 ばれる、請求の範囲2記載の形質転換細菌宿主細胞。
- 5.COS、C127および昆虫細胞の群から選ばれる、請求の範囲2記載の形 質転換組識培養宿主細胞。
- 6.発現系が宿主中の有効な制御配列に作動可能に連結されたヒトIL−3をエ ンコードするDNA配列から実質的になる組換宿主中で作動できる発現系。
- 7.ヒトIL−3をエンコードするDNAがイントロンを含まない、請求の範囲 6記載の発現系。
- 8.制御配列が1acプロモーター、HpaIIプロモーター、σ43プロモー ター、α−アミラーゼプロモーター、EF−1αプロモーターおよびSV40プ ロモーターからなる群から選ばれるプロモーターを含む、請求の範囲6または7 記載の発現系。
- 9.請求の範囲6〜8のいずれか一項に記載の発現系で形質転換された請求の範 囲1〜5のいずれか一項記載の組換宿主細胞。
- 10.pGB/IL−300〜pGB/IL−319からなる群から選ばれるベ クター。
- 11.pLB4およびpLB4/BPVの群から選ばれるベクター。
- 12.ヒトIL−3をエンコードする、イントロンを含まない組換DNA配列。
- 13.第1図の配列「H」中にアミノ酸1〜133をエンコードするとして示さ れるヌクレオチド配列を含む、請求の範囲12記載のDNA。
- 14.宿主細胞によりヒトIL−3を生産する方法であって、転写の方向に前記 宿主細胞中で機能する転写開始調節領域、ヒトIL−3をエンコードするDNA 配列、および前記宿主中で機能する転写終結調節領域、を含む発現カセットを含 むDNA構築物を前記宿主細胞中へ導入し、 前記DNA構築物を含む前記宿主細胞を栄養培地中で適当な培養条件下に増殖さ せ、それによりヒトIL−3を生産させ、ヒトIL−3生成物を回収する、 ことを含む方法。
- 15.宿主細胞が請求の範囲1〜5または9のいずれか一項に記載されたとおり である、請求の範囲14記載の方法。
- 16.ヒトIL−3活性を有するタンパク質であって、前記タンパク質に伴なわ れる他の物質を実質的に含まない精製タンパク質。
- 17.第1図の配列「H」中にアミノ酸1〜133をエンコードするとして示さ れるDNA配列またはその天然存在変異体の組換発現により生産される、請求の 範囲16記載のタンパク質。
- 18.グリコシル化または非グリコシル化形態における、請求の範囲16または 17記載のタンパク質。
- 19.請求の範囲1〜5または9のいずれか一項に記載の形質転換宿主細胞中で 生産された請求の範囲16〜18のいずれか一項に記載のタンパク質。
- 20.ヒトIL−3と免疫特異反応できる抗体調製物。
- 21.請求の範囲16〜19のいずれか一項に記載の精製ヒトIL−3を脊椎動 物に注入することを含む、ヒトIL−3と免疫特異反応できる抗体調製物を生産 する方法。
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