JPH02502877A - ヒト顆粒球―マクロファージコロニー刺激因子およびそのミューティン - Google Patents
ヒト顆粒球―マクロファージコロニー刺激因子およびそのミューティンInfo
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- JPH02502877A JPH02502877A JP63506432A JP50643288A JPH02502877A JP H02502877 A JPH02502877 A JP H02502877A JP 63506432 A JP63506432 A JP 63506432A JP 50643288 A JP50643288 A JP 50643288A JP H02502877 A JPH02502877 A JP H02502877A
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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】
ヒト顆粒球−マクロファージコロニー刺激因子およびそのミニ−ティン
免吸皇豆1
本発明はヒト造血系の増殖および分化のための蛋白性因子、即ち、ヒト顆粒球−
マクロファージコロニー刺激因子(GM−C3F)の哺乳類宿主細胞中における
産生のための発現ベクターおよびその産生に有用な新しいプロモーターに関する
。
1量且l
循環血液細胞は、恒常的に新しく分化した細胞に置換されている。W換する血液
細胞は造血と呼ばれる過程によって形成され、そこで以下の少なくとも8種の成
熟細胞系列が作られる:赤血球、マクロファージ(単球)、好酸性顆粒球、好酸
性顆粒球(肥満細胞)゛、T IJンパ球、そしてBリンパ球(Burges!
:およびNic。
la、r成長因子と幹細胞(Growth Fact。
rs and Stem Ce1ls)」 (アカデミツクプレス、ニュ
ーヨーク、1983)、血液細胞産生の制御の多くは、コロニー刺激因子(C3
F)と呼ばれる一連の活性糖蛋白質によって媒介される。これらの糖蛋白質はそ
の存在を検出するための生体内(invivO)および試験管内(in vi
tro)のアッセイ法から命名されている。半固体培地中での造血細胞のクロー
ン培養技術は、試験管内アッセイ法の発展に特に重要な役割を果たした。このよ
うな培養系では、それぞれの駁細胞(即ち、発生学的に一つの細胞系に分化が決
定されているが、まだ増殖能を有する細胞)は本質的に生態内における相同のプ
ロセスと同一と考えられている様式で増殖し、成熟細胞のコロニーを作ることが
できる。造血におけるC3Fの働きは、最近多くの総説で取り上げられている0
例えば、メトカルフ(Metcalf)「造血系コロニー刺激因子(The
Hemopoietic Co1ony Stimulating Fa
ctors)」 (エルシーバー、ニューヨーク、1984);メトカルフ、5
cience、229.16−22 (1985);ニコラ(Nicola)ら
、Immunology Today’、5.76−80(1984):つj
−7トン(Whetton)ら、TlB5,11.207 :211 (1
986);およびクラーク(C1ark)とカーメン(Kamen)Sc 1e
nce、236.1229−1237 (1987)。
これらの因子の検出、単離および精製は、以下の理由によりしばしば非常に困難
である。それらが典型的に存在する細胞上清の複雑さ、混合物中のさまざまの成
分の活性の多様性および重複、それらの因子の成分を確認するために使われるア
ッセイ法の感度(あるいは感度の欠如)、それらの因子の分子量の範囲やその他
の性質が屡類似していること、そして自然の上体では因子の濃度が非常に低いこ
とである。
主として遺伝子クローニングによって多くのC3Fが入手可能になるにつれ、そ
の臨床応用法の開発への興味が増していた。ホルモン(例えば可溶性因子、成長
メチイエ−ター、細胞リセブターを介した作用)との生理学的な類似性のため、
C3Fの使用の可能性は、現在のホルモンの使用法から類推されている;例えば
、デキスタ−(Dexter)、Nature、321,198(1986)、
これらの因子の使用は、腫瘍の化学療法または放射線療法後の回復治療、造血形
成不全の治療、好中球欠損症の治療、骨髄移植後の造血系再生の促進のための治
療、および慢性の感染症に対する宿主の抵抗性を増すための治療等のように、血
球際産生刺激が必要となるいくつかの臨床の場で、示唆されている0例えばデキ
スタ−(上述)、メトカルフ(3(ience上述)およびクラークとカーメン
(上述)。
顆粒球およびマクロファージの成長および分化を支える因子であるGM−C3F
の相補DNA (cDNA)は最近いくつかの研究室で数種類クローニングされ
、配列決定された;例えばゴー(Gough)ら、Nature、309.76
3 767 (1984)(マウス);リー(Lee) ら、Proc、Nat
l、Acad、Sci、USA、82.4360−4364 (1985)(ヒ
ト);ウォン(Wong)ら、5cience、228.810−815 (1
985)(ヒトおよびテナガザル);およびカントジル(Cantrell)ら
、Proc、 Na t 1.Acad、 Sc i、 USA、
82゜6250−6254 (1985)(ヒト)を参照、さらにまた、非−
組換えGM−CSFは、Mo細胞ライン(米国特許4,438.032に記載さ
れている)の培養上清から精製されており、そしてN末端からの最初の16アミ
ノ酸は配列決定されている(Gassoら、5cience、226巻、133
9−1342頁(1984))、ヒトGM−C3Fの中でもヌクレオチドおよび
アミノ酸配列の相違(ヘテロジエニシティー)が観察されている0例えば、アミ
ノ酸のレベルにおいて、成熟ポリペプチドのN末端のアラニンから100位には
、スレオニンおよびイソロイシンの両者が観察されており、ヒト集団の中にGM
−C3Fの数種の対立遺伝子型または多型性が存在することが示されている。こ
のことは驚くべきことではない;なぜならLewontinが、工he G
enetic Ba5is of Evolutionar
Chan e (Dtl)ンビア大学出版。
ニューヨーク、1974)の第3章で、ヒトおよびショウジヨウバエのアロザイ
ムのデータを再検討したとこぺそれらの酵素の構造遺伝子の全体の3/1以上は
、電気泳動で区別できる多量産物をコードしていた。 にM−C3Fの多型性の
存在は、ある種の多型性は、治療に使用されるGM−C3Fに相当するにM−C
3Fと異なる対立遺伝子をもつサブ集団の免疫反応を引き起こす可能性があるか
ら、それを治療剤として使用するときに重要である。
上記の観点から、天然に存在するにしても遺伝子工学的に操作されているにして
も、代替型のGM−C3Fが入手できることは、医療の世界において有利である
。
見旦Ω11
本発明はヒト顆粒球−マクロファージコロニー刺激因子(GM−C3F) 、お
よびその遺伝子工学的に操作したミューティンに関する0本発明は、下記式Iで
表されるアミノ酸配列から選択された配列がらなり、標準的アッセイで顆粒球お
よびマクロファージコロニー刺激因子活性を育するポリペプチドも包含する0本
発明はさらに式■で表されるポリペプチドをコードすることのできる核酸、本発
明の核酸を用いてそのようなポリペプチドを製造する方法、および本発明のポリ
ペプチドを単独または他のC3Fと共に用いて、骨髄発育不全を含む症状を治療
し、または骨髄移植またはある種の癌治療に続(造血系の再生を増強させる方法
にも関する。
本発明の好ましい態様は、次式で表されるアミノ酸配列から選ばれるアミノ酸配
列からなるグリコジル化もしくは非グリコジル化ポリペプチドのセットである。
■−X(Ala)−X(Pro)−X(Ala)−X(Arg)−X(Set)
−X(Pro)−χ(Ser)−X(Pro)−X(Set)−X(Thr)−
X(Gln)−X(Pro)−Trp−X(Glu)−X(His)−χ(Va
t)−χ(Asn)−χ(Ala)−X(lie)−χ(Gin)−X(Glu
)−X(Ala)−X(Arg)−X(Arg) −X(Leu)−X(Leu
)−X(Asn)−X(Leu)−X(Set)−X(Arg)−X(^5p)
−X(Thr)−X(Ala)−X(Ala)−X(Glu)−χ(Net)−
X(Asn)−X(Glu)−X(Thr)−χ(Val)−X(Glu)−X
(Val)−X(Ile)−X(Set)−X(Glu)−X(Met)−X(
Phe)−X(Δ5p)−X(Leu)−X(Gln)−X(Glu)−X(P
ro)−X(Thr)−Cys −X(Leu)−X(Tyr)−X(Lys
)−X(Gln)−X(Gly)−X(Leu)−X(Leu)−X(Lys)
−X(Gly)−X(Pro)−X(Leu)−X(Thr)−X(Met)−
X(Net)−X(Ala)−X(set)−X(His)−X(Tyr)−X
(Lys)−X(Gln)−X(His)−Cys −X(Pro)−X(P
ro)−X(Tbr)−X(Pro)−X(に1u)−χ(Thr)−χ(Se
t)−Cys −X(Ala)−X(Thr)−X(Gln)−X(Ile)
−X(Ile)−X(Tbr) −X(Phe)−χ(Glu)−χ(Set)
−X(Pbe)−χ(Lys)−X(Glu)−X(Asn)−X(Leu)−
X(Lys)−X(Asp)−X(Phe)−X(Leu)−X(Leu)−X
(Val)−X(Ile)−X(Pro)−X(Phe)−X(Asp)−Cy
s −丁rp −X(Glu)−X(Pro)−X(Val)−X(Gln
)−X(Glu)−OB
(式I)
(式中、X(Xaa)は、同義アミノ酸のグループを表す、もっとも好ましくは
、本発明は非グリコジル化型の式Iのポリペプチドを含む。
グループ内の同義アミノ酸は、グループ内でのメンバーの交換において分子の生
物学的機能を保持するのに十分に類僚の物理化学的特性を持つ;グランサム(G
r antham)、5cience、185巻、862−864 (197
4)およびデイホフ(Dayhoff)ら。
「蛋白質の配列および構造の地図(Atlas ofProtein 5e
quence and 5tructures)、1972第5巻の89−
99頁(ナショナル バイオメディカル リサーチ ファウンデーテッン、ワシ
ントン、D、C0)を参照、上記配列中でのアミノ酸の挿入および削除を生物学
的機能を変化させずに行うことは、特に削除されtたは挿入されるアミノ酸の数
が、例えば1.2または3個のように少なく、機能的構成(コンホメーシヨン)
に決定的なアミノ酸の除去または移動がない場合は、可能である;例えばジョー
トル(Shortle)およびリン(Lin)、Geneties、110巻、
539−555頁(1985)およびアンフィンゼン(Anfinsen)、r
蛋白質の鎖の折り畳みを支配する原理(Principlesthat Go
vern the Folding 。
f Protein Chains)、5cience。
181巻、223−230頁(1973)を参照、そのような削除および/また
は挿入により製造される蛋白質およびミューティンは本発明の範囲に含まれる0
式Iの蛋白質のアミノ酸残基を番号で示すが、この番号は蛋白質のN末端からの
番号である。
好ましくは、同義アミノ酸のグループは第1表に示されるものである。より好ま
しくは、同義アミノ酸のグループは第1表において/の前に与えられたもので、
最もも好ましくは各同義アミノ酸グループは単一アミノ酸。
即ちXaa自体で構成される。
第1表 石 ミ の 嘘 い゛ び” しいグループ
Xaa X(Xaa)Ser Ser、Ala、Thr
、/Gly、AsnArg Arg、/Lys
Leu Leu、/Val
Pro Pro、/Ala
Thr Thr、Ser、Ala/Ala Ala、 Ser、Th
r、Guy、/Pro、 Va IVal Val、 Ile、/A
la、 LeuGly Gly、Ala、/5er
11e lie、Val、/LeuPhe Phe、/Tyr
Tyr Tyr、/Phe
His His、/Cr1n、AsnGin Gln、/Glu、His
As n As n、 As p、 /S e r、 Ly 5Lys
Lys、/Arg、Asn
Asp Asp、Asn、Glu/
Glu Glu、Asp、/Gln
Met Met、/Leu、N1e
(Nleはノルロイシンを表す)
本発明は、単一位置または複数位置に、(式]で表される天然配列のポリペプチ
ドのアミノ酸と同義のアミノ酸での)アミノ酸の置換を有する、式Iのポリペプ
チドを含む、「8回置換」の用語は、天然配列のアミノ酸00〜N個が同義アミ
ノ酸で置換された式Iのポリペプチドの副集団を意味する。従って、例えば式!
の1回置換ポリペプチドのグループは、好ましいグループの同義アのポリペプチ
ドからなる。これらの数字は、天然GM−CSF配列の各種類のアミノ酸の数に
、対応する同義アミノ酸セット中の非天然アミノ酸の数に未置換配列のための1
を足したものを掛けて各々合計したものである。
好ましい態様に於いて、本発明は式Iの2回置換ポリペプチドのセントから選択
されたポリペプチドのアミノ酸配列と同じアミノ酸配列を有するアミノ酸配列か
らなるグリコジル化または非グリコジル化ポリペプチドからなり、ここで置換ア
ミノ酸は第1表の同義アミノ酸の各セットから選ばれる。
より好ましい態様において、本発明は式Iの1回置換ポリペプチドのセントから
選択されたポリペプチドのアミノ酸配列と同じアミノ酸配列を有するアミノ酸配
列からなるグリコジル化または非グリコジル化ポリペプチドからなり、ここで置
換アミノ酸は第1表の同義アミノ酸の各セントから選ばれる。
さらに好ましい態様において、本発明は式Iの1回置換ポリペプチドのセントか
ら選択されたポリペプチドのアミノ酸配列と同じアミノ酸配列を有するアミノ酸
配列からなるグリコジル化または非グリコジル化ポリペプチドからなり、ここで
置換アミノ酸は第1表の同義アミノ酸の各セットから選ばれ、そして残基1−7
5.89−85.104−112および117−127で集合的に定義される領
域のアミノ酸は置換をうけていない。
さらにより好ましい態様において、本発明は式Iの2回置換ポリペプチドのセッ
トから選択されたポリペプチドのアミノ酸配列と同じアミノ酸配列を有するアミ
ノ酸配列からなるグリコジル化または非グリコジル化ポリペプチドからなり、こ
こで置換アミノ酸は第1表の同義アミノ酸の各セットから選ばれる。
特に好ましい態様において、本発明は式■の1回置換ポリペプチドのセントから
選択されたポリペプチドのアミノ酸配列と同じアミノ酸配列を有するアミノ酸配
列からなるグリコジル化または非グリコジル化ポリペプチドからなり、ここで置
換アミノ酸は第1表のより好ましい同義アミノ酸の各セントから選ばれる。
さらに具体的に好ましい態様においては、本発明は式Iの1回置換ポリペプチド
のセットから選択されたポリペプチドのアミノ酸配列と同じアミノ酸配列を有す
るアミノ酸配列からなるグリコジル化または非グリコジル化ポリペプチドからな
り、ここで置換アミノ酸は第1表のより好ましい同義アミノ酸の各セントから選
ばれ、そして残基1−75.89−85.104−112および117−127
で集合的に定義される領域のアミノ酸は置換をうけていない。
最も好ましくは、本発明は次式の配列からなる非グリコジル化ポリペプチドから
なる:
■−Ala−Pro−Ala−Arg−Ser−Pro−Ser−Pro−5e
r−Thr−Gln−Pro−Trp−Glu−His−シal−Asn−Al
a−11e−Gln−Glu−Ala−Arg−Arg−Leu−Leu−As
n−Leu−Ser−Arg−Asp−Thr−Ala−Ala−Glu−Me
t−Asn−Glu−Thr−Val−Glu−Val−11e−S&r−Gl
u−Met−Phe−Asp−Leu−Gl n−Glu−Pro−Thr−C
ys−Leu−Gln−Thr−Arg−Leu−Glu−Leu−Tyr L
ys−Gln−Gly−Leu−Arg−Gly−Ser−Leu−Thr−L
ys−Leu−Lys−Gly−Pro−Leu−Thr−Met−Met−A
la−5er−His−Tyr−Lys−Gln−His−Cys−Pro−P
ro−Thr−Pro−Glu−Thr−5er−Cys−Ala−Thr−G
ln−I)e−11e−Thr−Phe−Glu−Ser−Pbe−Lys−G
lu−Asn−Leu−Lys−Asp−Phe−Leu−Leu−Val−I
1e−Pro−Phe−Asp−Cys−Trp−Glu−Pro−Val−
Gln−Glu−OH(式■)
式Iのポリペプチドについて18回挿入」の用語は、式Iで定義された配列中に
1〜N個のアミノ酸が挿入されたポリペプチドのセットを示すために用られる。
好ましくは、挿入アミノ酸は、該挿入をはさむアミノ酸と同義アミノ酸の好まし
いグループ(第1表)から選択さ瓢より好ましくは、挿入アミノ酸は、該挿入を
はさむアミノ酸と同義アミノ酸のより好ましいグループ(第1表)から選択され
る。したがって、例えば1回挿入ペプチド群の一つのサブグループは、一つのア
ミノ酸がN−末端X(Ala)と隣接X(Pro)の間に挿入されたものである
。このサブグループのメンバーを規定する挿入アミノ酸は、好ましくはAl a
、Pr o、Se t、Thr、GlyおよびValから、より好ましくはA、
Pro。
Ser、T−hrおよびcxyから、そして最も好ましくはAlaおよびPro
から選択される。挿入は式lの任意の隣接アミノ酸の間に行ってもよく、あるい
は式Iのアミノ酸配列のどちらの末端に行ってもよい、127アミノ酸が存在し
、したがって128箇所の可能な挿入部位が存在し、そして複数の挿入を同じ部
位に行ってもよいから、式Iの配列の2回挿入ポリペプチドは、128X12B
−16,384のペプチドのサブグループを生じ、そして各サブグループの数は
該挿入をはさむアミノ酸と同義のアミノ酸グループの数に依存する。
式lのポリペプチドに関してrN回削除」の用語は、式Iで定義される配列から
1ないしN個のアミノ酸が削除されたペプチドのセットを意味する。したがって
、式Iの1回削除ポリペプチドは、各々126アミノ酸長さの(126−mer
)のポリペプチドの127個のサブグループからなる。サブグループの各々は、
置換の数に依存して、好ましい、より好ましい、そして最も好ましい同義アミノ
酸のグループにより規定される全部の126−merから構成される。
ポリペプチドのセットが式lの配列の削除および挿入で定義されるときは、最初
挿入で定義されるポリペプチドのセットが形成され、次に該セットの各メンバー
について削除で定義されるポリペプチドのセットが形成される。後者の複数セッ
ト全部のメンバーの合計は、挿入および削除の両者で定義されるポリペプチドの
セットを形成する。
本発明はさらに、式1のポリペプチドをコードする能力を持つヌクレオチド配列
、および好ましい、より好ましいおよび最も好ましいグループの同義アミノ酸に
ついて式■のポリペプチドの部分をコードする能力を持つ核酸カセットも包含す
る0本明細書において、「核酸カセット」とは、(i)式■で定義されるポリペ
プチドの部分をコードする能力を持つヌクレオチド配列を存し、(0)その両端
は核酸およびその相補鎖を含むクローニングベクターまたは発現ベクターに関し
てユニークな制限エンドヌクレアーゼ部位で規定される、lOないし120塩基
の核酸である。より詳しくは後述するとおり、核酸カセットはGM−C:SFの
ミュータント型を造成するために用いられる。
本発明のポリペプチドは、本発明のポリペプチドのN−末端に結合した付加的ペ
プチドを有する長いポリペプチドの一部分であっても良い、付加的ペプチドは宿
主生物からの蛋白質の分泌に関与するシグナル配列であってもよく、例えば、酵
母のMFアルファシグナル配列(クルシャン(Kurjan)ら、Ce1l、3
0巻、933−943頁(1982))でもよい、あるいは、付加的ペプチドは
所望ポリペプチドの精製を助けるために用いてもよい;例えばサツセンフェルド
(Sassenfend)ら、「組換え蛋白質の精製のために設計されたポリペ
プチド融合物(A、 polypeptide Fusion Desi
gned for the PurificaLion of Re
combinant台、付加的ポリペプチドは所望ポリペプチドのN−末端に隣
接する選択的上位列部位を含んで、酵素的または化学的手段によって、(生物学
的活性に関して)余分なアミノ酸配列の部分を切り離すようにしても良い。
本発明のポリペプチドはまた、ノルロイシンのようなアミノ酸類縁体による置換
を含んでも良い。
特に、本発明はアメリカン・タイプ・カルチャー・コレクション(ATCC)、
ロンクビル、メリーランドに受託番号39923で寄託された、第1図に説明
されているクローンp cD−huma n−CM−C3FのcDNA挿入物を
有する核酸を包含する。
さらにまた、本発明は(後述するように)共有結合で結合した次の配列要素を持
つGM−C3Fの発現ベクタV40(7)DNA複製起点(SV40 o r
i) 、SV40初期領域プロモーター(SV40early):5Rcrプロ
モーター、スプライス・ジャンクシラン、およびGM−C3Fコード領域(任意
の向き)、およびポリアデニル化部位(polyA部位):
5V40ori
SV40earlyプロモーター
SRαプロモーター
スプライス・ジャンクション
GM−C3Fコード領域
polyA部位
[ベクターの輪は上記5V40oriに閉じる]好ましくは、発現ベクターおよ
びまたはクローニングベクターは、さらにSV40 o r iおよびpoly
A部位の間に挿入された細菌の複製開始起点(細菌ori)および選択可能マー
カーの遺伝子(後に説明する)を含む:
5V40ori
SV40earl)’プロモーター
SRαプロモーター
スプライス・ジャンクション
GM−C3Fコード領域
polyA部位
細菌ori
[ベクターの輪は上記5V40oriに閉じる〕さらに好ましくは、選択可能マ
ーカーの遺伝子は宿主に薬剤耐性を付与し、例えばネオマイシン、アンピシリン
、テトラサイクリン、ストレプトマイシン、カナマイシン、ヒグロマイシン、そ
の他に対する抵抗性を付与する。最も好ましくは、細菌oriはpBR322の
Oriである。
明細書を通して、アミノ酸、ヌクレオチド、制限エンドヌクレアーゼ等を示すた
めには、標準的略号が使用される:例えばコーン(Cohn)、α−アミノ酸の
命名および記号(Nomenclature and Symbolism
of a−Amino Ac1ds)。
Methods in Enzymology、106巻、3−17頁(1
984) ;ウッド(Wood)ら。
Biochemistry、問題へのアプローチ(Problems App
roach)、第2版(ベンジャミン、メンロパーク、1981);およびグル
ープ(Roberts)、r制限エンドヌクレアーゼ案内(Directory
of Re5triction Endonucleases)」、M
ethods inEnzymology、68巻、27−40頁(1979
)を参照。
本発明は医学的および/または獣医学的症状の治療のための免疫調節剤の使用に
伴う問題の解決にむけられている。特に、本発明は癌の治療、ある種の血液病の
治療および持続感染の治療に有用な、血液細胞の再生を!IJ激することのでき
る化合物を提供する。
゛ の− な:゛
第1図はヒトGM−C3F活性を示すポリペプチドをコードするcDNA挿入の
ヌクレオチド配列および対応したアミノ酸配列を示す。
第2図はヒ)CM−C3F活性を示すポリペプチドをコードするc DNA挿入
を持つプラスミド、pcD−human−GM−CSFを示す。
第2B図は第2A図のcDNA挿入の制限酵素地図である。
第3図はプラスミドpL1の制限酵素切断部位および主要なコード領域を模式的
°に示す。
第4図はプラスミドpcDV1の制限酵素切断部位および主要なコード領域を模
式的に示す。
の− r
本発明は、ヒトGM−C3F活性を示し、そして標準的蛋白質操作技術を用いて
、本明細書に開示されたGM−C3Fポリペプチドから誘導された、グリコジル
化または非グリコジル化ポリペプチドに関する0本発明はまた、本発明のポリペ
プチドをコードすることができる核酸配列も含む、最後に、本発明は本明細書に
開示されたヌクレオチド配列を用いてグリコジル化もしだは非グリコジル化ポリ
ペプチドを製造する方法、および本発明のポリペプチドを使用する方法も包含す
る。
本発明のポリペプチドを製造し、用い、および同定するための技術は下記におい
て一般的に説明される。その後いくつかの具体的実施例を示し、その中で具体的
細胞タイプ、ベクター試薬、その他を用いた一般技術の応用が示される。
1.0M=C3F cDNAのde novog ’c DNAのde
novolj製およびクローニング及びcDNAライブラリーの構築のための
種々な手法が現在使用可能である。対応した文献の総説は、詳細な手法上ともに
WO37102990として国際公開されているPCT/US 861024
Ei4.(7)29頁22行〜32頁下5行に述べられている0本発明における
ポリペプチドをコードするmRNAの好ましい由来は次節で議論さaている。P
CT/US 86102464中の開示は、ここでGM−CSFの産生、特に
その31頁と関連して読まれたい。
目的のポリペプチドをコードするmRNAの好ましい由来は、Tリンパ球など、
その上清が本発明におけるポリペプチドに伴う活性の一つを含む細胞である。そ
れに由来するGM−C3F cDNAのためのRNAは米国特許4.438.
032号に開示され、アメリカン・タイプ・カルチャー・コレクション、123
01 パークローンドライブ、ロックビル、MD 20852.米国に寄託
番号CRL8066で寄託されているMO細胞株より得られる。一般的には適当
なT細胞はヒト肺臓、扁桃腺および末梢血等、様々な由来から得られる。末梢血
T細胞より単離されたT細胞クローン等も使用可能であろう(「免疫学での研究
論文(Research M。
nographs in Immunology)」。
フォノ・デー? −(vonDoehmer)およびハーフ(Haaf)W集、
「ヒトT細胞クローン(Human T Ce1l C1ones) 」
、第8巻、243−333頁、エルシーバー・サイエンス・出版社、ニューヨー
ク(1985)を参照)。
■、 −たc DNA のハイ 1 ゛イゼーションロー゛ いたGM
−CSF cDNAのfI+同一の生物学的活性を持つ近縁の蛋白質がしばし
ば存在する。多く研究されている例は、以下のものである:(1)いわゆるアロ
ザイムで、電気泳動的に区別される、一種の酵素のアレル型である;例えばセン
ザバウ(Sensabaugh)、法医学での多様性酵素の利用(The U
tilization oE Polymorphic Enzymes
in ForensicScience)J、l5oz mes、上ユ
、137−154 (1983)およびレウオンテイン(L e w 。
ntin)、r進化掌上の変化の遺伝学的基9(TheGenetic Ba
5is of Evolutionary Change)j (:2
0ンビア大学出版。
ニューヨーク、(1974)の第3章を参照のこと;(2)いわゆるアロタイプ
で、免疫グロブリンの定常領域の多形性をいい、例えばフッド(Hood)ら、
’Immunology」、231−238頁(ベンジャミン/カミングス
、メンロパーク、1978)および(3) ヘモグロビン、例えばディッカー
ソン(Dickerson)およびガイス(Ce i s)、 [Hemo
g 1obin」 (ベンジャミン/カミングス、メンロバ−久1983)であ
る、このような多形性はリンホカインにも存在すると考えられている: (i
)PCTWO86100639中では二種のヒトCM−C3Fが報告されており
、(ii)ウォン(Wong)らは5cience。
235.1504−1508においてカヮサキ(Kawasaki)らによって
5cience、230.291−196 (1985)に報告されたものとは
異なる型のヒトC5F−1を報告している。
無作為に選択した座(ローカス)が多形性である確率はかなり高い、レウォンチ
ン(Lewontin)(上記)がヒトおよびショウジヨウバエのローカスにつ
いて示したデータによると、全構造遺伝子の約1/3は電気泳動で区別かのうな
多形性生産物をコードしている。各ローカスでの主要変異体の数は大きくは無い
ようである。
フォーゲル(Vogel)ら、Human Cenetics、373−37
8頁(スプリンガー−フエアラーク、ニューヨーク、1979)は、33種の主
要ヒト多形性を列挙しており、各ローカスでの対立遺伝子変異体は2〜6である
。ハースコピフッ(Herskowitz)、Pr1nciples of
Genetics。
第二版(マクミラン、ニューヨーク、1977)は、643頁に6.4.2.3
.2、および33対立遺伝子をもつショウジヨウバエの多形性ローカスの例を引
用している。
多形性変異体の配列は直ちには予測できないとはいえ、デイホフ(Dayhof
f)(上記)の研究等が強く示唆するのは多形性変異体と支配型との違いは、お
そらく「保存的」アミノ酸変異を越えるものではないということである。さらに
、多形性変異体のヌクレオチド配列は支配型のそれと高度にホモロガスである、
例えば99%以上ホモロガスである。
本明細書に開示するcDNAは、多形性変異体および/または異なる細胞種のホ
モロガス配列を同定するためのプローブとして、CAM−C3Fコードヌクレオ
チドのde novoliltおよびクローニングの代替法のために使用する
ことができる。標準的技術が採用され、例えばベルツ(Beltz)ら、「フィ
ルター ハイブリダイゼーション法による、多遺伝子ファミリーの単離およびホ
モロジーの決定(1sola、tion of Multigene F
amilies and Determination of Hom
ologies by filter Hybridization
Methods)3.Methods in Enzym。
log)’、100巻、266−285頁:およびキー1−ラハン(Calla
han)ら、「マウス乳癌ウィルスゲノムに関連するヒトDNA配列の検出およ
びクローニング(Detection and Cloning 。
f Human DNA 5equences Re1ated t
o the Mouse MammaryTumor Virus
Genome)」、Pr。
c、Natl、Acad、Sci、、79巻、5503−5507頁(1982
)を参照:前者の文献は参照により本明細書に含まれる0本発明のcDNAを含
むベクターの制限エンドヌクレアーゼフラグメントは、(GM−C3Fを生産す
ると予測される細胞種のゲノムライブラリーまたはcDNAライブラリー(これ
らのライブラリーは標準的技術で作成される)を低いハイブリダイゼーションの
ストリンジエンシーでスクリーニングするために、(二フクトランスレーション
のような照準的技術を用いて;上記マニアチス参照)プローブを造成するために
使用される。標準的スクリーニング方法が使用される;例えばグルンシェタイン
(Grunstein)ら。
Proc、Natl、Acad、Sci、、72巻、3961−3965頁(1
975)またはベントン(Benton)ら、5cience、196巻、18
0−183頁(1977)またはう−(Woo)、Meth。
ds in Enzymolog)’、68巻、389−396頁(197
9)を参照、別法として、ライブラリーのスクリーニングを、式Iの配列もしく
は相当するアンチ−センス配列から決定された標識オリゴヌクレオチドプローブ
で行うこともできる。そのようなプローブは市販のDNA合成装置、例えばアプ
ライド・バイオシステムズ・モデル381によって、例えばゲイト(Gait)
、オリゴヌクレオチド合成:実際的アプローチ(01igonucleotid
e 5ynthesis:A practical Approach)
(IRLプレス、ワシントン D、C,,1984)に記載されている標準的技
術を用いて合成できる。いずれの場合も、プローブは少なくとも1B−30塩基
の長さであることが好ましい、より好ましくは、プローブは少なくとも100−
200塩基の長さである0例示として、各々のもしくは対の制限エンドヌクレア
ーゼでの消化によって生じた第2B図に示す制限フラグメントを用いて、ホモロ
ガス核酸のスクリーニングに適するプローブを造成することができる。
■、 に ヒ GM−C3F棗ニー−インの天然蛋白質について、
一旦核酸配列および/またはアミノ酸配列の情報が入手できたら、該天然配列の
実質的に任意のミューチーシランを製造するための種々野技術が使用できる。ジ
ョートル(Shortle)、5cience)、229巻、1193−120
1頁(1985)は、核酸のミューティン作成技術を概説しており、本発明に通
用できる。好ましくは、天然GM−C3Fのミュータント、即ちCM−C3Fミ
ユーテインは部位特異的オリゴヌクレオチドへの変異形成法によって製造される
か(例えば、シラーおよびスミス(Zollerand Sm1th)、Me
thods in Enzymology、10巻、46B−500頁(1
983);マーク(Mark)ら、米国特許4518584号 (発明の名称「
ヒト組換えインターロイキン−2ミユーテイン(Human Recombi
nant Interleukin−2Muteins)J (参照により
ここに含まれる));または固相法による直接合成で製造されるか(例えば、ク
ラーク−ルイス(C1ark−Lewis)ら、5cience、231巻、1
34−139頁(1986);およびドニシ−?−(D。
escher)、Metho、Enzymol、、47巻、578−617へ(
1977));またはいわゆる「カセット・ミュータ゛ジェネシス法により製造
される(ウェルズ(Veils)ら、Gene、34巻、315−323頁(1
985) :エステル(Estell)ら、5cience、233巻、659
−663頁(1986)により記載され、およびミューリンバッハ(Mulle
nbach)ら、J、Bi o 1.Chem、。
261巻719−722 (1986)およびフエレツティ (Ferett
i) ら 、 Pioc、 Natl、 Acad、S
ci、、83巻、597−603頁(1986)に実質的に記載されている)。
天然ポリペプチドのミューティンは、種々の状況で望ましいであろう0例えばあ
る種のミューティンでは、特にもし副作用が所望活性の部位と異なるポリペプチ
ドの部位に付随するのである場合は、不所望副作用を低下させるであろう、ある
種の発現システムに置いて、天然ポリペプチドはプロテアーゼによる分解に影響
されるであろう、そのようなシステムに置いて、影響を受ける配列を変化させる
アミノ酸の選択的置換および/または削除は、収率を存意に増大するであろう;
例えば英国特許出@2173−804−Aにおいては、ヒト組織プラスミノーゲ
ン活性化因子の275位のArgがclyまたはGluに置換されている。ミュ
ーティンはまた精製過程において収率を増大するであろうし、および/または酸
化、アシル化、アルキル化または他の化学修飾に影響されるアミノ酸を削除する
ことにより、蛋白質の保存寿命を増大させるであろう0例えば、メチオニンは容
易に酸化されてスルホキシドに変化し、これは多くの蛋白質において生物学的活
性の消失をもたらす、例えばプロットおよびワイスバッハ(Brot and
Weissbach)、Arch、Biochem、Bi ophys。
、223巻、271頁(1983)を参照、しばしばメチオニンを生物学的活性
の消失はとんどもしくは全°く無しに不活性アミノ酸に置換することができる0
例えばオーストラリア特許出願A u −A −52451/ 86を参照、細
菌発現システムにおいては、ある場合コンホメーションに必須でないシスティン
残基を削除または置換して収率を増大させることができる、例えばマーク(Ma
rk)ら、米国特許4518584t−参照。
以下のセクションでは、エステル(Ester)ら(前記)によりミニ−ティン
を規定するために用いられた記号が遵守され、−i化されている0例えば、「ヒ
トGM−C3FミューティンAla’(または、文意から天然蛋白質と理解され
るときは単にAla’)は、N−末端から9位以外は天然の蛋白質とアミノ酸配
列が同じポリペプチドを意味する。該位置でSerの代わりにAlaが置換して
いる。ミューティンが1以上の置換を有する場合、例えば9位のSerの代わり
にA 1 a 、そして100位のlleO代わりにValが置換しているとき
は、該ミューティンはヒトIL−3ミューティン(Ala’、Vat””)と呼
ばれる。削除は”Δ′”で示される0例えば4位のA r gを欠失するミュー
ティンはヒトCM−C3FミューティンΔ4と表される。挿入は”IN (XA
A)’ ”で示される0例えば4位のArgの後にLeuが挿入されたミニ−テ
ィンは、ヒトGM−C3FミューティンIN’ (Leu)と表される。した
がッテ、ヒ)GM−C3Fミユーテイン(S e t ”。
Δ’、IN’ (G13F))は、天然hトGM−C3F配列が修飾されて、
10位のThrがSetに置換され、4位のGinが削除され、そして6位のP
roの直後にctyが挿入されたものを表す、同じ位置での複数アミノ酸の挿入
はIN’ (Xaa+−Xaaz−χa a 3−00.)で表され、その際
、Xaa、−Xaa、−Xaaloo、は1位の後に挿入された配列である。N
−末端への付加は、上つきの”0”で表され、例えばIN”(X a a )と
表され、および例えばアミノ酸6−10の欠失した配列は、Δ&−10または(
Δ6.Δ7.Δ3.Δ9、Δ11)と表される。
最も好ましくはヒトGM−C3Fミューティンの形成のためには、カセットミュ
ータジェネシス法が用いられる。後により詳しく説明するように、合成ヒトGM
−C3F遺伝子は、一連のユニークな制限エンドヌクレアーゼ部位がほぼ均一に
該遺伝子に沿って存在するように造成される。制限部位のユニーク性は、該遺伝
子を適当なベクターに挿入した際に、該遺伝子のセグメントを都合よく削除して
所望のミューチージョンをコードする合成オリゴヌクレオチド(即ちカセット)
に置換することができるために必要である。
ユニークな制限部位の数および分布の決定において版いくつかの要因を考慮する
必要があり、その要因には次のものが含まれる:(1)発現に採用されるベクタ
ーにあらかじめ存在する制限部位、(2)種物異的もしくは属特異的コドンの使
用が好ましいかどうか、(3)利用可能な異なる非−ベクターー切断性制限エン
ドヌクレアーゼの数(および該合成遺伝子中でのそれらの数)、および(4)該
ユニーク制限部位間のセグメントの合成および/または配列決定の容易さおよび
信較性。
一般に、式■は、成熟天然ヒ)GM−C3F配列に対して、保存的アミノ酸が置
換、挿入および/または削除されたポリペプチドのセットを規定する0本明細書
で「保存的」とは、(i)変更がコンホメーション面にできるだけ中立であり、
即ち天然ヒトGM−C3Fと比較してミュータントポリベプチドの三次元構造の
変化が最少であるように設計されていること、および(ii )変更が抗原性の
面でできるだけ中立であること、即ち天然ヒ)GM−C3Fと比較して、ミュー
タントポリベプチドの抗原決定箕に最少の変化しか生じないように設計されてい
ること、を意味する。コンホメーション面での中立性は、生物学的活性の保持の
ために好ましく、抗原性の面での中立性は、本発明の化合物で治療される患者も
しくは動物の免疫応答の誘発を避けるために望ましい、いかなる変更がコンホメ
ーション面および抗原面から中立であるかを絶対的確実性を持って選択すること
は困難ではあるが、コンホメーション面および抗原性面で中立である確率の高い
変更を行うために当業者の指針となる法則は存在し、例えば、アンフィンゼン(
前記)、およびベルシフスキー(Berzofsky)、5cience、22
9巻、932−940 (1985)を参照、比較的重要な法則のあるものを挙
げると、(1)疎水性残基の置換は、抗原性の変化を生じない可能性が大きい、
なぜなら疎水性残基は蛋白質の内部に位置する可能性が太きいからである、例え
ばベルシフスキー(上記)参照;(2)物理化学的にR位の残基、即ち同義残基
の置換はコンホメーション上の変化を引き起こす可能性は小さい、なぜならば置
換したアミノ酸が置換されたアミノ酸と同じ構造上の役割を果たすことができる
からである;(3)発生学的に保存されている配列の変更は、コンホメーション
に悪影響を引き起こしやすい、なぜなら発生学的に保存されていることは、その
配列が機能的に重要であることを示唆しているからである、そして(4陰性に荷
電した残基例えばA s p 、およびGluは中性または陽性電化残基よりも
抗原性である:ゲイセン(Creysen) ら、5cience、235巻、
1184−1190 (1987)を参照。
ミューティン配列の選択のための上記基本法則に加えて、操作された分子の生物
学的活性およびコンホメーションの確認のためのアッセイ法も、知られている0
本発明のポリペプチドの生物学的アッセイは、後に詳述する。
コンホメーションの変化は少なくとも二種のよく知られたアッセイによって試験
できる:蛋白質の三次元構造の発生学的研究に広く使用されている、微少補体結
合法(microcomplemenL fixationmethod)、
例えばワラセルマンら、J、1mmuno1..87巻、29〇二295 (1
961)、またはレビンら、Methods in Enzymology
、11巻、92B−936(19,67);およびコンホメーション−特異的モ
ノクローナル抗体のセントに対する親和性、例えばルイスら、Biochemi
stry、22巻、94B−954(1983)を参照。
IV、CM−C3F の −セイ
GM−C3F活性を決定するために、造血系細胞、例えば骨髄細胞あるいは胎児
の調帯血細胞が、遊離細胞浮遊液とされた。バラバラの細胞を栄養および多くの
場合ウシ胎児血清を含む半固体(寒天)または粘性の高い(メチルセルロース)
培地中に固定する。適切な刺激因子の存在下では個りの細胞は増殖して分化する
0個々の細胞は固定されているため、細胞が増殖および成熟するにつれ、コロニ
ーが形成される。これらのコロニーは、7−14日後に計数可能となる。GM−
C3Fアツセイを行うための詳細な解説は、バージニス(Burgess、A、
)、r成長因子および幹細胞(GrowthFactora snd st
em Ce1ls)、52−55頁(アカデミツクプレス、ニューヨーク、1
984)、およびメトカルフ(Metcalf)r造血系コロニー刺激因子(T
he HemopoieticColony Stimulating
FactorS)」 (エルシーバー、ニューヨーク、1984)の103−1
25頁に示されており、両文献の当該部分も本明細書に含まれるものとする。必
要に応じてコロニーを単離し、スライドグラスに載せて固定して、ライト/ギム
ザ染色することができる(トッド−サンフォード(Todd−3anford)
r実験室法による臨床診断(C1inical Diagnosis by
Laboratory Methods)」、15版、デビッドソンおよ
びヘンリー(Davidson andHenry)編、1974)、このよ
うにして、個りのコロニーについての細胞種の形態学的な解析が可能である。
血液疾患ではない愚者から集めた骨髄細胞をフィコール(Ficoll)(タイ
プ400.シグマ・ケミカル社、セントルイス、MO)上に重層し、遠心分M
(600xg、20’)、界面の細胞を除去した。これらの細胞を10%ウシ胎
児血清(Fe2)を含むイスコツの改変ダルベツコ培地で2度洗浄し、同じ培地
中に再度懸濁し、プラスチックのベトリ皿への接着によって、接着性細胞を除去
した(接着性細胞は、しばしばGM−C3F産生細胞である:メトカルラ。上記
)、非接着性細胞を20%FC3,50μHの2−メルカプトエタノール、0゜
9%メチルセルロースおよび種々の濃度のコロニー刺激因子を含むことが知られ
ている培養上清または試験サンプル上清を含む、イスコツの培地に105細胞/
dとなるように添加した。11IlO分画を35腫のベトリ皿に添加し、37°
C,飽和水蒸気、6%CO2下で培養した。
培養開始後、3日目に1ユニツトのエリスロポエチンを各皿に加えた。!i粒球
−マクロファージのコロニーおよび赤血球バーストを10−14日後に倒立顕微
鏡を用いて計数した。
ヘパリン中に集めた調帯血液細胞は、600Xgで6分間遠心分離した。血漿と
赤血球のピークの間の界面に存在する白血球を、(117N塩化アンモニウムお
よび6%FC3を含む試験管に移した。5分間氷上に放置した後、懸濁液を47
のFe2の下層になるように重層し、6分間600Xgで遠心分離した。骨髄細
胞について述べた方法と同様にして細胞塊をダルベツコの生理食塩水で洗浄し、
フィコール、プラスチック接着を行った。低密度の非接着性細胞を回収し、上述
の方法で半固体培地中に10’細胞/培養皿でまいた。
アッセイ終了後、個々のコロニーをスライドグラスに載せ、ライト・ギムザ染色
をして、細胞成分を決定した好酸球はルクソールファストブルー(Luxol
Fast Blue)染色によって決定した(ジョンソンおよびメトカルフ
(Johnson、C;、and Metca If、D、)、Exp、He
matol、、8,549−561 (1980)を参照)。
■、 ′Iおよび−
大腸菌(E、col i)、酵母または他の細胞中で発現される本発明のヒトC
M−C3Fは硫安沈澱、分画カラムクロマトグラフィー(例えば、イオン交換、
ゲル濾過、電気泳動、アフィニティークロマトグラフィー等)、そして最後に結
晶化(一般的には「酵素精製および関連技術(Enzyme Purific
ation and Re1ated Techniques)、Met
hods in Enzymolog)’、22,233−577 (
1977)、およびスコープス(S c o p es、Ro)、’蛋白質の精
製:原理と実Fi(Protein Purification:Pr1n
ciples and Practi、ce)」、スブリンガー〇フェアラ
ーク、ニューヨーク、1982を参照)を含む当業者に=般的な手法によって精
製できる。詳細な精製方法は主に使われた発現宿主によって決定される0例えば
、哺乳類発現宿主(細胞)は、しばしば培地中に血清が必要であるが、そのため
に血清蛋白質を除去する余分な段る酵母やバクテリアではたいていの場合、分泌
産物の分離はより単純である。いく9かの発現宿主は発現産物を分泌しないこと
もあり、このような場合、発現宿主の破砕物あるいは抽出物から産物を精製しな
ければならない。
これらの全ての場合において予想される精製上の問題1生化学的な精製法の標準
的な手法によって解決可能である。
部分精製あるいは完全精製されると、本発明のヒトGM−C3Fは、以下の研究
の目的で使用できる0例えば、細胞用培地(例えば、イーグルの最小培地、イス
コツの改変ダルベツコ培地または RPM11640. シグマ・ケミカル社(
セントルイス、’MO)およびGIBCODivision(ジャグリンフォー
ルス、オハイオ)から入手可能)の強化物質の研究、および免疫アッセイ、免疫
蛍光染色等に使う特異的な免疫グロブリンを誘導するための抗原物質の研究(一
般的には、「免疫学的手法(Immunological MethodS)
」、第1および■巻、レフコビッッおよびバーニス(Lefkovits、1.
and Pernis、B。
)編、アカデミツクプレス、ニューヨーク(1979および1981)、および
「実験免疫学のハンドブック(Handbook of Experime
ntalImmunology)J、ワイア(We i r、D。
)編、ブラックウェル・サイエンティフィック・バプリケーションズ、セントル
イス、MO(1978)を参照)。
本発明におけるヒトGM、−C3Fは、例えば慢性の感染症に対する自然の抵抗
性を増加させる、血液細胞の再生を促す、等の薬剤組成物中にも使用されるであ
ろう。
故に、移植の必要なリュウマチ性関節炎、癌の化学療法、高齢、免疫抑制剤等に
よる免疫不全症の愚者は、直接このようなポリペプチドを用いて治療できる。あ
るいは、ある人の造血細胞を体外で維持および/または増殖または分化させ、同
一固体あるいは別の固体に再導入して治療効果を高めることが出来るであろう、
これらの組成物は、免疫系の様々な成分を選択的に単独でまたはよく知られた他
の薬剤とともに刺激することができる。特にこの組成物は、リンホカイン等地の
免疫反応性物質(例えばIL−1%IL−2、IL−3、I L−4、G−C3
F%M−C3F等)を含むで−あろう。
本発明のヒ)GM−C3Fを含む薬剤組成物は、PCT/US86102464
の44頁27行〜45頁21行に記載されている方法で調製し、使用できる。特
に、調製物単位量あたりの活性物質の量は、用途および活性含有物の効力に応じ
て変化し、または1μgから100■の値で調整されよう。
■、i互五
一旦本発明のcDNAがクローニングされると、幅広い発現系(即ち、宿主−発
現ベクターの組み合わせ)力(その蛋白質の産生のために使用可能である。可能
な宿主種はバクテリア、酵母、昆虫、哺乳類類等を含むが、それに限られるもの
ではない0発現系の選択およびその蛋白質産生の最適化は、以下の多(の要因の
考慮とバランスが必要である。即ち、(1)発現される蛋白質の性質、例えば、
発現蛋白質はいくつかの宿主生物に対して毒性を持つことがあり、またそれは宿
主プロテアーゼの分解を受けることがあり、またはある宿主中では、不活性型や
不溶性型で発現されるかもしれない、(2)目的の単に対応するメツセンジャー
RNA (mRNA)の性質、例えばそのm RN Aが宿主エンドヌクレアー
ゼに特に切断されやすい配列を持つことがあり、そのためにmRNAの機能的な
寿命が極端に短くなる、あるいはm RN Aが二次構造を取り、リポソーム結
合部位もしくは開始コドンを覆ってしまうことがあり、そのために成る宿主中で
は翻訳の開始が阻害される、(3)コード領域に隣接する3′−および5′−領
域中の宿主許容性発現抑制領域の選択、入手可能性および配置−これはプロモー
ター、5′−および3′−プロモーター配列、リポゾーム結合部位、転写終結因
子、エンハンサ−、ポリアデニル酸結合部位、キャップ部位、インドロン−スプ
ライス部位等を含む、(4)その蛋白質が宿主によって切断され得る分泌シグナ
ル配列を持つか、または宿主性のシグナル配列をコードする発現制御配列が成熟
蛋白質をコードする領域中でスプライスされないか、〔5)宿主の感染または形
質転換の可能な形態および効率、そして発現は一過性が好ましいか、恒常的なも
のが好ましいか、(6)蛋白質の発現のために必要な宿主培養系の規模及び費用
、(7)転写後の修飾は必要か、また必要ならどのような種類か;例えば必要な
グリコジル化の程度と種類で宿主を選択しなければならない(例えば、ライおよ
びウォルド(Uy and Wold)、5cience、198,890
−896 (’1977 ) ) 、(8)発現した蛋白質を宿主および/また
は培地中の蛋白質および他の物質から分離する方法の用意さ、例えばある場合に
は後の精製段階のために特殊なシグナル配列を持つ融合蛋白質を発現することが
望ましい、(9)選択された宿主中での当該ベクターの安定性およびコピー数、
例えばホフシュナイダ−(h、ofschneider)ら編、「大腸菌以外の
微生物での遺伝子クローニング(Crene Cloning in O
rganisms 0ther than E、coli)」 (スブリ
ンガーフェアラーク、ベルリン、19B2)、およびQ[D一般に知られる類似
の要因。
上述の要因に着目した、ある発現系の選択および/または修飾に関する指針を提
供する多くの総説が入手可能である:例えば、クルーン(Kroon)編、「遺
伝子:構造および発現(Genes:5tructureand Expre
ssion)」の中の、ドウベールおよびシェパード(de Boer a
nd S’hepard)、r大腸菌での外来遺伝子の発現を最適化する手段
(Strategies for Optimizing Foreig
n Gene Expresston fn Esche、richi
a coli)」。
205−247; (ジョンヮイリー&サンズ、ニューヨーク、l983)は
、い(っかの大腸菌発現系を総説しており、クッヒャーラバティ、(Kuche
r 1 apati)ら、Cr1tical Reviews in
Biochemistry、16 (4)、349−379(1984)および
バネルジ(Banerji)ら、Genetic Engineering、
5.19−31、(1983)は、哺乳類細胞の怒染および形質転換法を総説し
:レツニコフ(Reznikoff)およびゴールド(Gold)m、r遺伝子
発現の最大化(Maximizing Gene Expression)
」(バターワース(Butterworths)、ポスト:/、1986)は、
大腸菌、酵母および哺乳類細胞における遺伝子発現のトビツクをいくつか総説し
ており:スイリー(Thilly)、r哺乳類細胞工学(Mammalian
Ce1l Technology)」 (バターワース(Butterwo
rths)、 ボストン。
1986)は、哺乳類発現系を総説している。
同様に、本発明における使用に通した発現ベクターを作製および/または修飾す
るためのcDNAおよび発現抑制領域を結合および/または操作する方法および
条件を記載した多くの総説が入手可能である:例えばマニアチスの「モレキュラ
ー・クローニングニア・ラボラトリ−・マニュアル(Molecular C
1onin−ルド・スプリング・ハーバ−・ラボラトリ−(Cold Spr
ing Harbor LaboraLory)、1982);グローバー
(Glover)、’DNAクローニング:実際的アプローチ(DNAC1゜n
ing:A Practical Approach)、第1および■巻(
I RLプレス、オックスフォード、1985):およびパーパル(Perba
l)r分子クローニングの実用ガイド(A PracticalGuide
to Mo1ecular Cloning)j (ジョンワイリー&サ
ンズ、ニューヨーク、1984)。
一般的には、本発明のc DNAの挿入のため発現ベクター中に多くの部位を選
択することが可能である。このような部位は、通常それを切る制限エンドヌクレ
アーゼによって命名されており、当業者によって非常によ(知られている0組換
えDNA分子を作製するため、このような部位へDNA配列を挿入する種々の方
法も非常によく知られている。これらは、例えば、dG−dCまたはdA−dT
によるテーリング、直接のライゲージジン、合成リンカ−、エキソヌクレアーゼ
およびライゲーションまたはDNAポリメラーゼおよびライゲーションに引き続
く適切な一本鎖鋳型によるDNA鎖伸長に続くポリメラーゼを用いた修復反応を
含む。
宿主培養液中の細胞のトランスフェクションおよび/または形質転換を行う前に
しばしば多量の本発明のcDNAを含むベクターを得ることが必要となる。この
ために、ベクターはしばしば最終的に発現に使用されるものとは別の生物(クロ
ーニング宿主)中で、有意な発現を行わずに増幅される。そして増幅の後、標準
的な方法、例えばマニアチスら(上述)により記載された方法を用いて、ベクタ
ーはクローニング宿主より分離される。
DNAの消化とは多くの場合、DNAのある領域にのみ働く酵素を用いたDNA
の触媒的切断を意味する。殆どの場合、このような酵素は制限エンドヌクレアー
ゼであり、それぞれが特異的に働< DNA上の部位は制限サイトと呼ばれてい
る。ここで用られる種々の制限酵素り市販品として入手可能なものであり、酵素
販売者によって確立されたそれらの反応条件、補助因子、および他の条件が使用
される。一般的には、約1マイクログラムのプラスミドまたはDNA断片が、約
1ユニツトの酵素とともに、約20マイクロリツトルの緩衝液中で使用される。
特定の制限酵素に対する適切な緩衝液および基質量は、製造者によって指定され
ている0通常37℃で1時者の説明に従って変化しうる。インキュベーシヨンの
後、蛋白質はフェノールおよびクロロホルム抽出によって除去され、消化された
核酸は水相からエタノール沈澱によって回収される。
制限(酵素)(または他の)消化物からのDNA断片の抽出または着装とは、消
化物のポリアクリルアミドゲル電気泳動による分離、既知分子量マーカーDNA
断片との移動度の比較による目的の断片の同定、目的の断片を含むゲル断片の切
除およびDNAからのゲルの分離を意味する。抽出方法は、よ(しられている0
例えばローン(Lawn)ら、Nucl、Ac1d Res、、9゜6103
−6114 (1981);ゲデル(C,oeddell)ら、Nucl、Ac
i、d Res、、8,4057 (1980)およびマニアチスら(上述)
を参照。
ライゲーションとは二つの二本1DNA間にホスホジエステル結合を形成するプ
ロセスをいう、ライゲーションは10ユニツトのT4DNAリガーゼをライゲー
ションするおおよそ等モル量のDNA断片0.5マイクログラムに加えるという
ような既知の条件および緩衝液で行われる。
プラスミドの増幅とは、適切な宿主を形質転換し、プラスミドの総数を増すため
に宿主を増殖させることである。
キナーゼ処理されたDNA断片とは、ポリヌクレオチドキナーゼによってリン酸
化された断片を示す、このような処理は5′−リン酸基を欠<DNA断片のライ
ゲーションの効率を上昇させる。
適切な発現ベクターは、大腸菌(E、coli)由来のプラスミド、例えば、C
ol El、pcRl、p13R322,pMB9およびそれらの誘導体、よ
り広範な宿主のプラスミド例えばRP4. ラムダファージなどのファージDN
Aおよびそのような誘導体9M13等を含む、原核細胞のポリペプチドを融合あ
るいは非融合形で、真核細胞の蛋白質を発現するための、さらなるE、c。
1iベクターは、マチアチスら(上述)の第12章に記載されている。また、リ
ッグス(Riggs)は米国特許4,431,739号で、さらにE、coli
発現系を開示しており、これはこの参照によって本明細書に含まれているものと
する。
一般的に使用されている原核生物のプロモーターは、β−ラクタマーゼ(ベニシ
リナーゼ)およびラクトースプロモーター系(チャン(Chang)ら、Nat
ure、275.615 (197°8);イタクラ(Itakura) ら
、5cience、198.1056 (1977)ニゲデル(Goedde
l)ら、Nature。
281.544 (1979));およびトリプトファン(T r p )プロ
モーター系(ゲデルら、 Nu c 1. Ac1d Res、、8.405
7 (1980);ヨー07バ特許出願公開0036776)を含む、こられ
が最も一般的に用いられているものである一方、他の微生物由来のプロモーター
も発見され使用されており、それらのヌクレオチド配列に関する詳細が発表され
て、当業者がそれを機能的にプラスミドベクターとライゲートすることが可能に
なっている;例えばジ−ベンリスト(Siebenlist)ら、Ce1l、2
0,269 (1980)。
大腸菌中での高頻度発現に特に有用な原核細胞性のプロモーターは、tacプロ
モーターであり、ドウポア(de Boer)によって米国特許4,551.
433号に開示されている。この参照によってこの開示も本明細書に含まれる。
大腸菌宿主のための分泌発現ベクターも入手可能である。特にンライエブ(Gh
rayeb)らによってEMBOJou、rnal、3.2437−2442
(1984)に開示された、plN−n[−ompAベクターは有用であり、こ
こでは転写されるCDNAはo m p A蛋白質のシグナルペプチドをコード
するE、coli ompA遺伝子の一部に融合されており、このため、成熟
した蛋白質はバクテリアの細胞周辺腔に分泌される。同様に米国特許4,336
,336号および4,338,397号は原核生物のための分泌発現ベクターを
開示している。この参照によって、上記文献は本明細書に含まれる。
E、coli株例えばW3110(ATCC27325)、JA221.C60
0,ED767、DHI。
LE392.HBlol、X1776(ATCC31244)、X22B2.R
PI (ATCC31343)、MRCI ;枯草菌(Bacillus
5ubti 1 us)の株:およびサルモネラ・チフィムリウム(Salmo
nella typhimurium)またはセラチア・マルセッセンス(S
erratia marcescens)等の他の腸内細菌、およびシュード
モナス(Pseudomonas)属の種々の種を含めて、各種バクテリア株は
原核生物の発現ベクターの適切な宿主である。真核細胞の蛋白質の発現に有用な
E。
coli K12X1776等のバクテリア株の誘導法は、カーチス(Cur
tis)により米国特許4,190.495号に開示されている。従ってこの特
許の内容は本明細書に含まれる。
酵母等の真核微生物も本発明における蛋白質の発現に使用可能である。サツカロ
ミセス・セレビシェ(Saccharomyces ce’reviciae
)、即ち一般的なパン酵母は真核微生物の中で最も一般的に使われているが、多
(の他の株も一般的に量可能である。サツカロミセス中での発現にはプラスミド
YRp7が使用される0例えばスティンコーム(Stinchomb)ら、Na
ture、282.39 (1979)、キンゲスマン(Kingsman)
ら、Gene、7,141(1979)、およびチェンバー(Ts c h e
mp er)ら、Gene、10,157 (1980)、これらのプラスミ
ドは、既にトリプトファン中で生育出来ない酵母の変異株の選択マーカーを提供
するtrpl遺伝子を含んでいる0例えば、ATCC44’076またはPEP
40−1(ジョーンズ(Jones)、Genetics、85,12 (19
77))、これによって酵母宿主細胞ゲノム中にtrpl障害がある場合、トリ
ブトファン不存在下で生育させることにより形質転換を検出するための有用な環
境が提供される。さらなる酵母のためのベクターは、ミャジマ(Mtyajim
a)ら、Nucl−Ac1d Res、、12.6397−6414 (19
84)によって開示されたpGALプラスミド、およびベグス(Beggs)、
Nature、275+104−109 (197B)によって開示された2μ
閣プラスミドを含む。
酵母ベクター中の適切なプロモーター配列は以下のものを含む:3−ホスホグリ
セリン酸キナーゼのプロモーター(ヒッツj−7ン(HiLzeman)ら、J
−Biol、Chem、、255.2073 (1980))またはエノラーゼ
、グリセルアルデヒド−3−リン酸デヒドロゲナーゼ、ヘキソキナーゼ、ピルビ
ン酸デカルボキシラーゼ、ホスホフルクトキナーゼ、グルコース−6−リン酸イ
ソメラーゼ、3−ホスホグリセルリン酸ムターゼ、ピルビン酸キナーゼ、トリオ
ースリン酸イソメラーゼ、ホスホグルコースイソメラーゼおよびグルコキナーゼ
等の解糖系の酵素のプロモーター(ヘス(Hess)ら、J、Adv−Enzy
me Reg、、7,149(196B);ホランド(Holland)ら、
Bi。
chemistry、17.4900 (197B))、。
適当な発現プラスミドを構築する際には、発現してポリアデニル化および転写終
結をするために、配列の3′−末端に隣接してこれらの遺伝子に関する終結配列
が、発現ベクター中にライゲーションされる。生育条件によって転写が制御され
る付加的な利点を持つ他のプロモーターは、アルコールデヒドロゲナーゼ2、イ
ソチトクロームC5酸性ホスフアターゼ、窒素代謝にかかわる消化酵素、および
前述のグリセルアルデヒド−3−リン酸デヒドロゲナーゼおよびマルトースおよ
びガラクトースの利用に関する酵素(ホラノド。前述)のプロモーター領域であ
る。また更に他の制御可能なプロモーターは、メタロチオネインプロモーター系
であり、フォーゲル(F。
gel)らによって米国特許4,511,652号°に開示されている。この米
国特許の内容も本明細書に含まれる。事実上、酵母に使用可能なプロモーター、
複製開始点および転写終結配列を含むプラスミドベクターは全て適当である。
サツカロミセス・セレビシェ宿主のための分泌発現ベクター、例えばミャジマ(
Mi ya j ima) らによってGene、37.155 161 (1
985)に開示されたpMFα8;ヒッツェマン(Hitzeman)らによっ
て5cience、219,620−625(1983)に開示されたYEpl
PT;ブレイク(Brake)らによりProc、Natl、Acad、Sci
、USA、81.4642 4646 (1984)およびブレイクによりヨー
ロッパ特許出[0116201号に開示されたpYcrEGF−21;およびシ
ン(Singh)によりヨーロッパ特許出1io123544号およびカンジャ
ン(Ku r j a n)らにより米国特許4゜546.082に開示された
プラスミド等は利用可能である。
原核および親核の微生物に加え、多細胞生物由来の細胞よりなる発現系が本発明
における蛋白質を産生ずるために使用される。特に興味が持たれるのは、その翻
訳後のプロセッシング機構が、より生物学的に活性のある哺乳類の蛋白質を作り
やすいと考えられる哺乳類発現系である。@乳類の宿主に対しては、ベクターと
してい(つかのDNA腫瘍ウィルスが用られる:例えばトゥーズ(To o z
e) 編、’DNA1!瘍ウィルス(DNA Tumor Vtruse
s)」、第2版(コールドスプリングハーバ−ラボラトリ−、N、Y、、198
1)をその生物学の総説として参照、特に重要なものは、バクテリアの複製制御
配列と結合したSV40複製、転写、および/または翻訳制御配列を含む種々の
ベクターである6例えば、オカヤマおよびバーブ(Okayamaand B
erg)によって開発され、Mo1.Ce11、Biol、2,161−170
(1982)およびMo1.Cel 1.Biol、3,280−289 (
1983)に開示されているpcDベクター(参照により本明細書に含まれる)
;ハマー(Hamer)によりGenetic Engineering、1
2.83−100 (1980)および米国特許4,599,308に開示され
ているSV40ベクター(参照により本明細書に含まれる):カウフマンおよび
、シャープ(Ka u fman and 5harp)によりMol、C
e1l。
Biol、2.1304 1219 (1982)におよびカウフマンらにより
ヨーロッパ特許出1fi8406107号に開示された、付加的にアデノウィル
スの制御領域を含むベクター(参照により本明細書に含まれる)、サルの細胞は
多くの場合上述のベクターに望ましい宿主である。このような5V40ori配
列と天然のA遺伝子を含むベクターはサルの細胞中で(非自律的に増幅するプラ
スミドよりも高いコピー数および/またはより安定なコピー数を与えて)自律的
に増幅することができる。
その上、5V40ori配列を含み、天然のA遺伝子持たずCO37サル由来細
胞中で高コピー数に自律的(然し安定ではない)に増幅できるべくがグルラマン
(Gluzman)によりCe1l、23.175−182(19B2)に記載
されており、ATCC(寄託番号CRL 1651)から入手可能である。上
述のSV40を基本とするベクターはまた、宿主細胞のDNAに組み込まれるこ
とにより、マウスL細胞糖の他の哺乳類細胞を形質転換できる。
SV40を基本とするベクターの他に、本発明における使用に適切な哺乳類発現
系は以下のものを含むが、これらに限られるものではない: (i)サーバー(
Sarver)らによりGenetic Engineering、5,17
3−190 (1983)に開示されたBPV−pBR322ハイブリッドおよ
びディマイオ(DiMaio)らによってProc、Nat 1.Acad。
Sci、USA、79.4030−4034 (1982)にウシおよびマウス
の細胞を形質転換するために開示されたもののようなウシパピローマウィルス(
BPV)配列を含むベクター; (■)エプスタイン−パールウィルス(EBV
)配列を含むベクター、例えばヒトおよびサルの細胞を含む種々の哺乳類細胞の
安定な形質転換のためEBv oriP配列(核抗原EBNA−1のコードはい
を含む)を持つプラスミドで、イエーツ(Yates)らによりNatur’e
、313.812−815(1985)に、ライスマン(Reisman)らに
よりMo1.Cel l、Biol、、1822−1832 (1985)に、
イエーツらによりProe、NaL ] 、 Acad−Sc t、 U
SA、 81. 3806−3810 (1984)に、およびサグデン(S
ugden)らによりMo1.Ce11.Biol、、5.410−413 (
1985)に開示されているもの; (正)マウスおよびハムスターの細胞を形
質転換するためのネズミ類ポリオーマウィルス配列を含むベクター、例えば、オ
ハラ(0’ Hara)、J、Mo1.Biol、、151.203 (198
1); (iv)ジヒドロ葉酸レダクターゼ(dhfr)遺伝子を持つベクタ
ー;例えば、アル)(Alt) ら 、 J、 Biol
、 Chem、 、 253゜1357−1370 (197B
)で、これはメトトレキセート処理によりネズミ類ゲノム(例えばdhfr活性
を欠損したチャイニーズハムスター卵巣(CHO)細胞株)に共に組み込まれた
隣接するコード領域とともに複製される。これは例えば、アーラム(U’rla
mb)らにより、Proc、Nat 1.Acad、Sc i、USA、77.
4216 (1980)に記載されている;および(V)アクセル(Axel)
らにより米国特許4゜399.216に開示されている共形質転換系、入手可能
なり N AmTHzウィルスおよびレトロウィルス由来の種々な要素、例えば
複製開始点、エンハンサ−配列(ラウス肉腫ウィルス由来のロングターミナルリ
ピート(lOng terminal repeat)配列(R5V−LT
R)等で、ゴーマン(Go rma n)らにより、Pr oc、 Na
t、1. Acad、 Sc i、 USA、 79゜6777−6
781 (1982)に開示されている)、イントロン−スプライス部位、ポリ
アデニル化部位等を用いることによりさらなる哺乳類発現ベクターを構築、ある
いは既存のものを改変することが出来る。
無を椎動物の発現系も本発明における使用のために構築できる0例えばカイコ、
Bombyx moriの幼虫にバキュロウィルスベクター、BmNPVを感
染させる。これはマエダ(Maeda)らにより NaLure、315.89
2−894 (1985)に、また細胞工学(Saibo Kohaku)、
4,767−779 (1985)に記載されている。
支流1
以下の実施例は本発明を説明するためのものである。
cDNAライブラリー、ベクター、および宿主の選択、また試薬の濃度、温度、
およびイ比Q変数の値は、単に本発明の適用を例示するためのものであり、これ
がその製薬であると考えられるものではない。
実施例は成熟GM−CSF (127アミノ酸残基)の産生および精製について
記述する。
実施例!、 富ンパ T ローンA゛のDNA−イ °″″1
−の cDNA ローンのCO37ル の
c DNAライブラリーは、T−7と命名されたヒトのクローン化T細胞株およ
びヒトの末梢血リンパ球(PBL)から単離したmRNAより構築した。ライブ
ラリーはpcDプラスミド中でオカヤマおよびパーク(上述)の方法に従って構
築した。T−7ライブラリーから単一のクローンを単離した後、PBLライブラ
リー中に同一のクローンの存在を確認した。
A、クローン化ヘルパーT細胞
T−7と命名したヒトのT細胞クローンは、「Tリンパ細胞クローンの単離、同
定および利用(Isolation、Characterization a
ndUtilization of T Lymphocyte C1
ones)」、ファスマンおよびツイツチ(Fathman and Fi
tch)!、アカデミツクプレス、ニューヨーク(19B2)の第36および3
7章に記載されている方法に従って単離した。細胞株は、10%の熱非働化ウシ
胎児血清、5X10→Mの2−ME、2mMのグルタミン、非必須アミノ酸およ
び必須ビタミン類を含むダルベツコの改変イーグル(DME)培地に、フィトヘ
マグルチニン(PHA)で刺激したヒト末梢血リンパ球の培養上清を30%添加
したもので0゜5X10’細胞/dの濃度で継代培養した。
B、GM−C3F産生の誘導
T−7細胞を5X10’/dで4%熱非働化ウシ胎児血清、5X10−’Mの2
ME、2mMのグルタミン、非必須アミノ酸および必須ビタミン類および4μs
/dのコンカナバリンA(ConA)を含むDME中で培養した。37℃、10
%COt下4〜6時間の培養後、細胞浮遊液を1500 rp−で10分間遠心
分離した。細胞塊を回収し、直ちに一70″Cに凍結した。培養上清は濾過しく
ナルゲン(Na Igene)−0,22ミクロン)、増殖因子源として一80
℃で保存した。上滑の一部は、ConA処理による細胞株の誘導を確認するため
CSF活性をアッセイした(後述)。
PBLは7μg/dのConAを用いた以外は同じ条件で誘導した。
C,mRNAの抽出
細胞の全RNAをチャーブウィン(Chirgwtn。
J−)ら(Biochemistry、18.5294−5299 (1979
))のグアニジンイソチオシアネート法により抽出した。ConAで誘導したT
−7細胞またはPBL (刺激後4時間)の凍結した細胞塊をグアニジンイソチ
オシアン酸溶解溶液に懸濁した。1.5X103個の細胞に対し、20dの溶解
溶液を用いた。細胞塊をビペフトで再悲濁し、注射器を用いて16ゲージの注射
針に4回通すことによりDNA切断した。溶解液を40dのポリアロマ−遠心管
中、20dの5.7MC3CI、IOJIM EDTA上に重層した。この溶
液をベックマン(Bickman)社5W2B!−ター(Beckman I
nstruments、Inc、、Pa1o Alto、CA)を用い、25
00Orpm、15℃で40時間遠心分離した。DNAを含むグアニジンイソチ
アン酸の層を上部から界面まで吸い出した。管壁および界面を2〜31dのグア
ニジンイソチオシアン酸溶M溶液で洗浄した。遠心管をはさみを用いて界面の下
で切断し、CsC1溶液を排出した。RNA塊を冷却した70エタノールで2回
洗浄し、500μmの10m?I)−リス塩酸、pH7,4,1mM EDT
A、0.05%SDSに再懸濁した。50d103M酢酸ナトリウムを添加し、
RNAを1Mlのエタノールで沈澱させた。遠心分離によって0.3mMgの全
RNAが得られ、RNA塊を冷エタノールで1回洗浄した。
洗浄し、乾燥した全RNAを900μlのオリゴ(dT)溶出緩衝液(lQtM
)リス塩酸、 pH7,4,1wMEDTA、0.5%5DS)に再!!濁した
。RNAは3分間68℃で加熱しその後氷上で冷却した。100μmの5M
NaC1を添加した。RNA試料を結合緩衝液(10mM)リス塩酸、pH7−
4,1mM EDTA。
0.5M NaC1,0,5%5DS)で平衡化した1゜0−のオリゴ(dT
)セルロースカラム(タイプ3.コラボラティブリサーチ、ウオルサム、MA)
に添加し九カラムの流出液は更に2回カラムに添加した0次にカラムを0−の結
合緩衝液で洗浄した。溶出緩衝液で洗浄し、ポリ(A)゛のmRNAを回収した
。RNAは通常溶出緩衝液の最初の2iで溶出した。RNAを0.11容の3M
酢酸ナトリウム(pH6)および2容のエタノールで沈澱した。RNA塊を遠心
分離によって回収し、冷エタノールで2回洗浄して乾燥させた。RNA塊を水に
再懸濁し、一部を希釈して260nmの吸光度を測定した。
D、pcD cDNAライブラリーの構築1)部および2)部1段階1)〜5
)はPCT/US85102464の56〜60頁に開示されているようにして
行った。ただしpcDVI DNA(57頁、3〜4行目)はN5iIエンド
ヌクレアーゼを用いて消化した。
(cDNAライブラリー調製の)第6段階:USA、69.2110−2114
(1972)に記載された手段を若干改変して行った。カサバダンおよびコー
エン(Casabadan、M、and Cohen。
S、 )によってJoMol、Biol、、138,179−207 (198
0)に記載されたE、coliK−12株、MC1061を37℃で20dのL
−ブロス中、600n−の吸光度が0.5になるまで培養した。細胞を遠心分離
して集め、50mM CaC1zを含む10−hトリス塩酸(pH7,3)1
0dに懸濁し、O″Cで5分間遠心分離した。細胞を再び上記の緩衝液2111
中に懸濁し、再び0℃で5分間インキュベートした;次に0.2dの細胞懸濁液
を第5段階のDNA溶液0.ladと混合し、これを0°Cで15分インキュベ
ートした0次に細胞を37℃に2分間置き、次に室温に10分1いた;次に0゜
5I11のL−ブロスを加え、37℃で300分間インキュベート、その後2.
51m1!!のし一プロス軟寒天と42℃で混合し、1dあたり50dgのアン
ピシリンを含むL−ブロス寒天上に広げた。37℃で12〜24時間インキュベ
ートした後、個々のコロニーを滅菌爪楊枝を用いて単離した。全体で約5XIO
’の独立したcDNAクローンが生産された。
E、DNA)ランスフエフシラン(感染)によるヒトT細胞cDNAライブラリ
ーのスクリーニング104の独立したクローンを任意にT細胞cDNAライブラ
リーから抽出し、マイクロタイター培養皿のウェルで50dg/dのアンピシリ
ンおよび7%のジメチルスルホキシドを含むL−ブロス200μl中で増殖させ
た。マイクロタイター培養皿より48のcDNAクローンが調製され、プールさ
れた。このプールから40のクローンを1100jJ/dアンピシリンを含むし
一ブロス中で1リツトルまで増殖させた。各培養物からプラスミドDNAを単離
し、CsC1グラジェントを2回通して精製した。各プール由来のDNA配列以
下の方法でC0S7サル細胞に感染(トランスフエフシラン)させた。
感染の前日、約10&のC0S7サル細胞を別々の60■プレートに、10%ウ
シ胎児血清および2Mグルタミンを含むDME中で播種した。感染のため、各プ
レートから培地を吸引し、50 wm )リス塩酸(pH7,4)。
400 ag /all DEAE−デキストランおよび15dgの被検プラ
スミドDNAを含むDMEl、5mで置換した。プレートを37℃で4時間イン
キュベートし、DNAを含む培地を除去、プレートを2Mlの無血清DMEで2
回洗浄した。プレートに150μHクロロキンを含むDMEを加え、さらに37
℃で3時間インキュベートした。プレートをDMEで1回洗浄し、4%のウシ胎
児血清、2−グルタミン、ペニシリン、ストレプトマイシンを含むDMEを添加
した。こののち、細胞を37℃で72時間インキュベートした。培養上清を集め
、上述の方法でC,M−C3Fの活性をアッセイした。
4つのプール(グループIA、3B、7Aおよび14A)がヒ)GM−C3F活
性を示した(下記第1表を参照)、各グループをさらに、それぞれ、もともとブ
ーlしされたクローンのうち8つを含むような6つのプールに分割した。各々の
プール由来のサブプールのうち1つが感染アッセイで陽性であった。但し7Aは
2つの陽性なサブプールを産生じた。4または5つのサブプールの中の各プラス
ミドを別々にCOS 7細胞に感染させた。3−8a、7−1a、7−4d、お
、よび14−1 eと名付けられた4つの独立したクローンがGM−C3F活性
を有した。制限エンドヌクレアーゼ解析によってこれらのクローンの全てが実質
的に同じ構造を有することが示された。
第■表は2点の鯛帯血アッセイにおける各怒染サンブルによって!1激された造
血コロニーの数を示す、クラスターは20から50細胞を意味し、小コロニーは
51から150細胞、そしてコロニーは150以上の細胞を示す。
第■表
偽感染CO377’−12クラスター
プールIA= 29+25クラスタープール3B=
38+20タラスクープ−ルアA: 22+19クラスタープ
ール14A: 26+32クラスター他の全てのプール 20
クラスター以下第2スクリーニング 8クローンのサブブール偽感染CO379
+15クラスター
サブプール1−5= 56+54クラスターサブプール3−8:
9B+52小コロニーサブプール?−1: 29+41小コロニーサブブ
ール7−4: 100+93小コロニーサブブール14−1: 40+
73小コロニー他の全てのサブプール 20クラスター以下第3スクリーニン
グ 個々のクローン
クローン3−8a : 12G+127小コロニークローン7−1a:
19B−’、164小コロニークローン7−4a = 176+160小
コロニークローン14−1e: ’62÷67 小コロニー他の全てのクロー
ン 20クラスター以下実質的に完全長cDNA挿入物を持つプラスミド(
p cD−huma n−GM−CSF)は第2図に示されており、このプラス
ミドを持つE、coliバクテリア(MC1061)はATCCに寄託された(
寄託番号39923)、第2図ではpcD発現ベクターに含まれる7 76bp
(Z)c DNA挿入物(7)SV40早期7’Oモー1−からの転写を矢印で
示した。スプライスの供与および受容部位が示されている。SV40由来のポリ
アデニル化シグナルは、cDNA挿入の3゛−末端に位置する。CDNA挿入物
中のGM−C3Fコード領域が濃い影の部分で非コード領域は薄い影の部分であ
る。β−ラクタマーゼ遺伝子(Amp’)および複製開始点を含むベクター配列
の残りの部分はpBR322由来である。
M13グイデオキシ チェーンターミネータ−法(サンガー(Sa ng e
r、’ F、)ら、Proc−Nat)。
Acad、Sci、USA、?4.546375467(1977))および改
変マクサム−ギルバート法(ルピンおよびシュミット(Rubin、C0and
5e4613−4619 (1981))の双方を用いて3−83の配列を
決定した。cDNA挿入物は唯一つの読み枠を持つ、最初のATGは5′−末端
から33−35ヌクレオチドに存在し、ヌクレオチド265−467の終結暗号
(TGA)までの間に144コドンを持つ。
第■表はクローン3−8a、7−1a、7−4d、および14−1eのそれぞれ
の影響下で培養された約60のヒト骨髄および調帯血液コロニーの細胞組成物の
崩壊の割合をパーセント表示したものである。好酸球および他の細胞種の混合コ
ロニーが存在するのは、コロニーが一緒に生育したためであろう。
第■表
ヒト骨髄コロニーの細胞組成
Neu Mφ Eos Neu/Mφ hφ/Eos Neu/Mφ
/Eos15χ 30χ 7χ 37χ 2z9χのGM−C3Fの
しへ40早期複製開始点のXhol切断部位にHTLV (I)レトロウィルス
のロングターミナルリピート(LTR)の断片を挿入して構築されるプロモータ
ー(SRαと名付ける)を用いて様々な哺乳類細胞中での(1;M−C3Fの発
現上昇がなされる。LTR断片が存在するとCOSサル細胞(例えば寄託番号C
RL 1650またはCRL 1651としてATCCより入手可能)およ
びCVIサル細胞(例えば寄託番号CCL 70としてATCCより入手可能
)およびマウスL細胞(例えば、L−M (TK−)はATCCより寄託番号C
CL1.3として入手可能)中でGM−C3Fの発現は20−50倍に上昇する
0合成りNA断片よりSRαプロモーターを構築する方法を以下に示す、SRα
はATCC寄託番号6731BのプラスミドpcD−hulL−3−22−1か
らも得られる。
レトロウィルスのLTRはいろいろな系で発現を上昇させることが示されている
:例えばチェノ(Chen)ら、Proc、Nat 1.Acad、Sci、U
SA。
82.7285−7288 (1985);ゴーマン(Go rma n) ら
、Proc、Natl+ Acad、Sci、USA、79.6777 678
1 (1982);チミン(Temin)、Cel 1,27.1−3 (19
81):およびルシウ(Luciw)ら、Ce1l、33.705−716 (
1983)がある、pLlのxhOI切断部位に挿入されたHTLV (I)L
TRTR断片全完全i域およびR/U5境界から最初の下流のTaqI切断部位
まで(全部で39塩基)のU S jI域の一部(第3図で05’と命名されて
いる)を含む267塩基部分を含む、)ITLV (I)LTRの配列は、ヨシ
ダ(Yoshida)らによりCurrent Topics in M
icrobiology and Inmunolog)’、115,15
7 175 (1985)に開示されている。
HTLV (I)LTRは、実施例■に記載した方法を用い、4段階でプラスミ
ドp L’ 1に挿入され、第3図に示す改変プラスミド、pL1’が作られた
。まずpLlをBgllおよびXhoIで消化し、大きい断片を単離する8次に
大きい断片を合成したLA/Bおよび2A/B(以下で定義する)と標準的なラ
イゲーション混合物中で混合する0合成物IA/Bおよび2A/Bは共に5′→
3′の順に以下の者を含む:5V40oriのBg11/Xhol断片、LRT
のRりのの267塩基の5′−断片およびSma I% Sa c 1、Nae
l、およびXholの順にそれぞれの切断部位を含むポリリンカー。
(Bgll)
TCGGCCTCTGAGCTATTCCAGAAGTAGTGAGGAGGC
TTTTTTGGA−CGGA GCCG GAGACTCG ATA AG
GTCTTCATCACTCCTCCG AA A A AACCT −Gll
;CCTAGGCTTTT
ccc
合成物I A/B
CTCGCCGGCC
GAGCGGCCGGAGCT
合成物2A/B
ライゲーションの後、第一段階より得られるプラスミドを増幅、抽出し、Sma
lおよび5aclで消化して大きい断片を抽出した。大きい断片を次に合成物3
A/Bおよび4A/B(以下に定義する)と、標準的なうイゲーション混合物中
で混合した。
GCCGCCCTACCTGAGGCCGCCATCCACGCCGGTTGA
GTCGCGTTC丁CGGCGGGATGGACTCCGにCGGTAGGT
GCGにCCAACTC合成物3 A/B
GCCGCCTCCCGCCTGTGGTGCCTCCTGAACTGCGTC
CGC−AccccAAGAccccccxccccccacAccAcccA
ccac丁TGACGCAGGCG−acI
CGTCTAGGTAAGTTTAGAGCTGCAGATCCATTCAAA
TC
ライゲーションの後、第二段階より得られるプラスミドを増幅、単離し、5ac
lおよびNaelで消化し、大きい断片を単離した。大きい断片を合成物5A/
B(以下に定義する)と標準的なライゲーション混合物中で混合した。
CAGGTCGAGACCGGGCCTττGTCCGGCGCTCCCT丁G
GAGCCTACCT−TCGA GTCCAGCTCTGGCCCGGAA
ACAGGCCG CGAGGGA A CCTCGGATGG A −Nae
l
AGACTCAGCC
TCTGAGTCGG
合成物5 A/B
ライゲーションの後、第三段階より得られるプラスミドを増幅、単離し、Nae
lおよびXhoIで消化し、大きい断片を抽出した。大きい断片を合成物6A/
Bおよび?A/B(以下に定義する)と標準的なライゲーション混合物中で混合
し、pL1’と名付けた改変pL1プラスミドを作製した。
Nael
GGCTCTCCACGCTTTGCCTGACCCTGCTTGCTCAAC
TCTACGCCGAGAGGTGCGAAACGGACTGGGACGAAC
GAG合成物6 A/B
XhoI
TCTTTGTTTCGTTTTCTGTTCTGCGCCGTTACAGAT
CTTGAGATGCAGAAACAAAGCAAAAGACAAGACGCG
GCAATGTCTAGAGCT合成物7 A/B
増幅の後、pL1’を精製し、Hindl[Iおよびxholで切断し、SV4
0 oriおよびR−U5’を含む小さい断片を単離した。また別にプラスミ
ドpcDV1(第4図に図示する)を精製し、1(indllおよびXholで
消化し、pBR322oriおよびA m p ’遺伝子を含む大きい断片を単
票した。pL1’の小さい断片とpcDVlの大きい断片をライゲーションし、
そこから得られるプラスミドpcD(SRα)を増幅したまた、別にプラスミド
p cD−huma n−GM−CSFをXholで消化し、GM−C3Fのコ
ード領域を含む小さい断片を単離し、Xholで消化したpcD(SRα)とラ
イゲーションした。これらより得られる組換え体は、例えば細胞株HBIOIま
たはMC1061等の大腸菌にトランスフェクションさせ、培養皿にまいたアン
ピシリン抵抗性のコードのバクテリアを無作為に選び、別々に増幅させた。プラ
スミドを抽出、精製し、そして上述の方法でCO37サル細胞を感染させるため
に用いた。その培養上清のアッセイで、GM−CSF活性が陽性なCO37培養
物は、目的のpcD(SRα)−hGM−C3Fプラスミドを持つ。
実施例■、パン ・のGM−C3Fの天然のヒト(1;M−C3Fのシグナ
ルペプチドのコード領域を除去し、プラスミドpMFα8の酵母α−因子接合フ
ェロモンのシグナルペプチドのコード領域と置換した。パン酵母(Saccha
romyces cereviciae)は、pMFαBによって形質転換さ
れ、接合因子/C,M−C3FFa合蛋白質を発現し、成熟GM−C3Fを培地
中に分泌する。この実施例の結合はミャジマ(Miyajima)らによりEM
BOJournal、5.1193 1197 (1986)にも記載されてい
る。
パン酵母(Saccharomyces cerevi c i a e)は
接合型に特異的なオリゴペプチドのフェロモンを分泌する。Matα細胞はα−
因子を分泌し、これはMatα細胞の生育を細胞周期の67期で停止する(ソー
ナー(Thorner、J、)、rパン酵母の分子生物学(The Mo1e
cular Biol。
gy of the Yeast Saccharomyces)、
コールドスプリングハーバ−ラボラトリ−。
ニューヨーク(1981);特に143−180頁を参照)、α−因子は20ア
ミノ酸のNHよ一末端シグナル配列、それに続くさらなる60アミノ酸のリーダ
ー配7i11゜および最後に成熟α−因子の配列の4回の同一な繰り返しからな
る大きい前駆体として最初は合成される。この繰り返しはお互いから6または8
個のアミノ酸のスペーサーにより隔てられている(Lys−Arg−Gl u−
Ala−Glu−AlaおよびL y s −A r g −G 1 u−Al
a−Glu(またはAs p)−Al a−Gl u −A 1 a ) *こ
のプレプロα因子はいくつかの特異的な部位で切断を受ける。最初のプロセッシ
ングは、KEX2産物によって触媒される。スペーサー配列中のLys−Arg
ペアのC00H−末端の結合であるニジユリウス(Julius) ら、Ce、
11,37.1075−1089 (1984)、カルボキシペプチダーゼB様
の酵素がLys−ArgベアのNH工°−末端側で切断する。最終の段階は5T
E13によってコードされるジアミノペプチダーゼによるGlu−Alaまたは
Asp−Alaペアの除去である。ブレイク(J、Brake);)は、Pro
c、Nat 1.Acad、Sci、USA、81゜4642−4646 (1
984)で成熟ヒト蛋白質をコードする配列と第一プロセッシング部位の融合に
よってこのような蛋白質が分泌されることを示した。
アルファ因子プロモーターおよび下流のリーダー配列を他の要素とともに含む、
pMFα8と名付けられた一般的な酵母の発現ベクターは、ATCCに寄託番号
40140で寄託されている。これは以下のようにして構築することができる:
MFα1遺伝子を持つ1.7kbのEc oRI断片(カージャン(Kur j
an、J、)およびヘルショウィンッ(Hershowitz、1.)、Ce1
1,30゜933−943 (1982))をM13mp8(ビエラおよびメフ
シング(Viera、J、and Messing、J、)、Gene、19
,259−268 (19B2))中にクローニングした。第一スペーサー領域
のりジンコドンのあとにHindI[I切断部位を導入するため、合成オリゴヌ
クレオチドTCTTTTATCCAAAGATACCCを単鎖Mi3−MFαI
DNAとハイブリダイズし、オリゴヌクレオチドブライマーをDNAポリメ
ラーゼI クレノー断片を用い伸長した。S1ヌクレアーゼ処理の後、DNAを
F、 c o RIで切断し、MFα1プロモーターおよびリーダー配列を含む
断片をpUc8 (ビエラおよびメッシング、上述)のEcoR■および埋めら
れたHindm制限酵素切断部位にクローニングした。望ましい構造のプラスミ
ドが一つ単離された(pMFα4Δ1と命名した)、pMFα4Δ1をHind
n[によって切断し、dATPおよびdGTP存在下でDNAポリメラーゼIク
レノー断片を用いて部分的に補足した。DNAをヤエナリのヌクレアーゼで処理
し、オリゴヌクレオチドリンカー(GCCTCGAC;GC)を結合した。得ら
れたプラスミド(pMFα5と命名した)は、アルギニンコドンの直後に5ju
l切断部位、またその後にXhol制限酵素切断部位を持つ、S。
cereviciae−E、coliのシャトルベクタ(p T RP 584
)は以下のようにして構築される。
2μ■プラスミドの複製開始点(ブローチ(B r o a ch、J、)、上
述)を含むPstl−Xbal断片をPTRP56(ミャジマ(Miyajim
a)ら、Mo1−Ce11.Biol、、4.407−414 (1984)
のC1aI制限酵素切断部位にクローニングし、TRPI−AR3IR3中の3
tu’I制限部位をPvuIIリンカ−挿入によってPvuII制限部位へ変換
した。基本となるpTRP56のKpnlijl@部位はXho Iリンカ−挿
入によりXhoIに転換した。そしてpTRP584のBamHI−Xh o
l制限部位にpMFa5のBg l II−Xho 1断片を挿入することによ
り、−a的な分泌ベクターpMFα8を得た。
pMFα8にクローニングする前に、シラー(Zol1er)およびスミス(S
mith)によりM e t h Ods in Enzymology、
100,468−500 (1983)に開示された方法を用い、M 13 m
Ps中のオリゴヌクレオチド特異的突然変異誘発により、GM−C3F cD
NA中にFspIfBl]限部位を導入した。導入したFsp1部位によってp
MFα8への挿入前に内因型のシグナルペプチドのコード領域および成熟蛋白質
をコードする領域の中間でcDNA挿入物を切断することができる。
簡単に述べると、完全なcDNA挿入物(第2A図を参照)を含むpcD−hu
man−GM−CSFのBamHI断片をMl 3mp 8の複製型にクローニ
ングし、それを用いてE、coLi JMIOIを形質転換した挿入物を含む
M13mp8はイソプロとルーベーターD−チオガラクトシド(IPTG)およ
び5−ブロモ−4−クロロ−3−インドイル−ベーターD−ガラクトシド(X−
gal)を含む寒天上で透明なプラークより選択した。それぞれ選ばれたプラー
クに対応する8つのE。
coli JMIOI培養物から標準的な技術(遠心分離、上滑よりポリエチ
レングリコールを用いたファージ粒子の除去、ファージのコート蛋白質からDN
Aを分離するためのフェノール抽出、およびエタノール沈B)を用いて、それぞ
れ単鎖のM13mp8DNAを調製したクロスハイブリダイゼーションおよびゲ
ル電気泳動を用いて決定したc D N A挿入物の方向に従って、8セツトの
DNAを2つのサブセントに分類した。各サブセットの単鎖DNAに対してそれ
ぞれオリゴヌクレオチド特異的突然変異誘発を行った。逆に2つのサブセント中
のDNAを配列決定し、正しい方向でcDNA挿入物を含む単鎖DNAを決定す
ることもできる。
以下の配列を持つ(ミスマツチ(不一致)を下線で示した)20残基のオリゴヌ
クレオチドプライマーを合成した(Applied Biosystems、
Inc。
、モデル380A、フォスターシティ−、CA):GTCGTAGA以旦CGT
GGGCGGG3−リン酸化の後、20残基のオリゴヌクレオチドプライマーを
約30倍過剰の単MDNA (約1μg)と混合し、5μl容の0.5MNaC
1中で65°Cで5分間加熱し、室温で1時間放置した。緩衝液および塩類の濃
度は以下のように調製した。100mM NaC1,2(1+M)リス塩酸で
pH7,5,10mMジチオスレイトール。
10mM MgC1z 、4種のデオキシヌクレオシド3リン酸を約400.
crMずつ、ATPを約500uM、DNAポリメラーゼI (クレノー断片)
およびT4DNAリガーゼを加え、反応液を12℃でインキエベートした。
二重鎖環状DNAをアルカリ巨糖密度勾配遠心法によって単離し、CaC1g処
理した大腸菌JMI O1を形質転換するのに用いた。ブライマーで使用したも
のと同じ配列を持2t p標識したオリゴヌクレオチドプローブでハイブリダイ
ゼーションを行い、変異C−DNAを含む大腸菌JMIOIのコロニーをスクリ
ーニングした。
増幅の後、変異を含むM13ファージをEsplおよびB a m HIを用い
て消化し、(BamHI切断部位の突出端を平にするために)DNAポリメラー
ゼIクレノー断片で処理し、ゲル電気泳動にかけた。最後に抽出されたCM−C
3Fを含む断片をpMFcr8のStu I切断部位に挿入した。
サツカロミセス・セレビシェ20B−12(MATαtrpl−289pep4
3)酢酸リチウム法(イトウ(Ito)ら、J、Bacteriol、、15
3.163−168 (1983))によりpMFα8で形質転換し、0.67
%のアミノ酸を含まない酵母窒素塩基、0.5%カザミノ酸および2%グルコー
スを含む培地で培養した。
鱈帯血を用いたコロニーアッセイにより、酵母培養液中に分泌されたGM−C3
Fを確認した。
実施例 ■、 CD ・のカセー ミュー ジェネシス゛ CO37ル
・の のた
の入 GM−C3F” の゛告
本実施例での合成遺伝子の造成および発現の技術は、分子生物学分で標準的なも
のである0例えばスブロートおよびゲイト(Sproat and Ga1
t)、Nucleic Ac1ds Re5earch、13巻2959−
2977 (1985);ミューリンバッハ(Mullenbach) ら、
J、Biot、Chem。
、261巻、719−722 (1986):フエレンチ(Ferretti)
ら、Proc、Natl、Acad、Sc i、、83巻、599−603
(1986):ウェルズ(Wells)ら、Gene、34巻、315−323
(1985);およびエステルら、5cience、233巻、659−66
3 (1986)を参照。
スブロートおよびディト(上記)およびフエレツチら(上記)は、遺伝子合成の
技術の応用の指針とて、参照により本明細書に含まれる。N単に述べると、合成
ヒトGM−C3F遺伝子のは、複数の化学合成された二重鎖DNAフラグメント
から集成される0合成意地の塩基配列は、集成された合成遺伝子が、該遺伝子を
運ぶベクターに関して一連のユニークな制限部位を含むように選択される。
一連のユニークな制限部位は一連のセグ、メントを規定し、これらのセグメント
は容易に切断して変更塩基配列を有するセグメントに置換することができる0合
成フラグメントは直接または他のフラグメントと連結してから、適当なベクター
例えばpcDプラスミド等に連結する。
これらのセグメントは、ウェルズ(Veils)ら(上記)のカセットに相当す
る0合成フラグメントの合成は標準的技術で行われる、例えばゲイト、オリゴヌ
クレオチド合成:実際的アプローチ(IRLブレス、オックスフォード、英国、
1984)を参照、好ましくは、アプysLems、Inc、)(フォスターシ
ティ−、CA)のモデル380Aのような、自動合成装置が使用される。pcD
プラスミドおよび他の適当なベクターは、例えばファルマシア(Pharmac
ia)から市販されている。pcDはそのクローニングを大腸菌(E、 co
li) MC1061またはHBIOIで、そして完本実施例において、合成
ヒ)GM−C3F遺伝子がPcDプラスミド中への挿入のために造成される。簡
単に述べると、pcDベクターの造成には先ず、T4 DNAリガーゼで四つ
のフラグメントを連結する: pBR322のoriおよびAmp、’wi域を
含むpcDVlからの大きいHindI[I/BamHIフラグメント、SV4
0の早期領域プロモーターおよび後期領域イントロンを含むpLlからのHin
dI[[/PstIフラグメント、および合成物11A/B(後述)0次に、一
連の増幅、精製、および挿入工程の間に、残りの合成フラグメント12A/Bか
ら19A/Bまでを、完全合成GM−C3F遺伝子がpcDベクター中に生じる
まで付加する。この合成遺伝子は、制限部位5acI、Narl、BstEI[
、Na e Is Xmal[[、Bcl I、Mlul、5auI%Apal
、NheI、B s p M n、5pel、および5acnおよう規定される
複数配列カセットからなる。
制限エンドヌクレアーゼ消化およびリガーゼ反応は、標準手順、例えばマニアチ
スら、M o le c u 1 a rC1oning=A Labora
tory Manual(コールドスプリングハーバ−ラボラトリ−、ニュー
ヨーク、1982)を用いて行われる。
アルカリ法(上記、マニアチス)は、小規模なプラスミド調製に用いられる。大
規模な調製のためには、アルカリ法の修正法が用いられ、それによると澄明化し
た溶解物(ライゼート)から核酸を沈澱させるために、同容量のイソプロパツー
ルが用いられる。塩化セシウム平衡密度遠心および臭化エチジウムでの検出の前
に、冷2゜5M酢酸アンモニウムを用いてRNAを除去する。
クローニングすべき合成りNAの相補鎖(各々約400ng)を混合し、50μ
l0反応容量中で、ポリヌクレオチドキナーゼを用いてホスホリル化する。この
DNAを適当な制限酵素で消化してベクターDNAIμgと、50μlの容量中
で室温で4ないし12時間連結させる。
ホスホリル化、制限酵素消化、ポリメラーゼ反応、連結、および細菌の形質転換
に関する条件は、前記マニアチスらに記載されている。
工程1においてpcDVlを増幅、単離しおよびHindl[lとBamHIで
消化する。pBR322のoriおよびAmp’SJi域を含むフラグメントを
、例えば前記マニアチスらの標準的方法を用いてゲル電気泳動で単離する。pL
lを増幅し、単離し、そしてHindlI[とPstlで消化する。SV40の
早期領域プロモーターを含むフラグメントをゲル電気泳動で単離するa p c
D VlおよびpLlから単離された二つのフラグメントを、次に合成物11
A/B(後述する)と、標準的T4DNAリガーゼ溶液中で混合する0合成物1
1A/Bは新たに生じるpcDベクターの挿入物となり、このpcDベクターを
大腸菌中で増幅し、次いで単離する。
工程2において工程1で単離されたpcDベクターを5ac1およびNaeIで
消化する。大きいフラグメントを分離しそして合成物12A/Bおよび13A/
Bと標準的T4DNAリガーゼ溶液中で混合し、工程2のpcDベクターを生じ
させ、これを大腸菌MC1061中で増幅させて単離する。
工程3において、工程2で単離されたpcDベクターをNaelおよびMlul
で消化する。大きいフラグメントを単離して、標準的T4DNAリガーゼ溶液中
で合成物14A/Bおよび15A/Bと混合し、工程3のPcDベクターを生じ
させ、これを大腸菌MC1061中で増幅させて単離する。
工程4において、工程3で単離したpcDベクターをM 1 u IおよびB
s p M IIで消化する。大きいフラグメントを分離して、合成物16A/
Bおよび17A/Bと標準的T4DNAリガーゼ溶液と混合して工程4のpcD
ベクターを生じさせ、これを大腸菌MC1061中で増幅して単離する。
工程5において、工程4で単離されたpcDベクターをB s p M Uおよ
び5acnで消化する。大きいフラグメントを分離しそして標準的T4DNAリ
ガーゼ溶液中で合成物18A/Bおよび19A/Bと混合してpcD中に完全合
成GM−CSF遺伝子を生じさせる。増幅の後、単離したベクターを、前記した
ようにCO37サル細胞を形質転換するために使用する。
合成物11A/Bないし19A/Bを以下に列挙する。
ユニークな制限部位の位置及び種類は配列の上に示されている。
(psTI) 5acl Nael 旧ul BspMII SacII
(BamHI)GGAGCTCGCCGGCACGCGTTCCGGACCGC
GGGACGTCCTCGAGCGGCCGTGCGCAAGGCCTGGCG
CCCCTAG合成物 11A/B
(SacI)
CATGTGGCTGCAGAにCCTGCTGCTGTTGGGCACTGT
GGCCTGCAGC−丁CGAGTACACCGACGTCTCGGACGA
CGACAACCCGTGACACCGGACGTCG−Narl
ATCTCGGCGCCCGCC
AGAGC
合成物 12A/B
BstEII
C(8GTCACCCAGCCCCAGCACGCA[;CCCTGGGAGC
ATG4G−CGC[;GGCG[;GCCAC;TにGfdCにGGGTCG
TI;CGTCGGGACCCTCにTACAC−(Nael)
AA7GCCA7CCAGIl;AGGCCCGCCTTACGGTAGGTC
CTCCGGGCGG合成物 13A/B
(Naal) χ−alll ’
Be1lGGCTCCTGAACCTGTCAAGAGACACGGCCGCA
CAGATGAATGAAACAGTAGAAGT−CCGAGGACTTGG
ACAGTTCTCTGTGCCGGCGTCTCTACTTACTTTG 丁
CATCTTGATCAGA
合成物 14A/B
(Mlul)
GAAATGTTTGACCTCCAGGAGCCGACCTGCCTACAG
ACACTAGTCACTTTACAAACTGGAGGTCCTCGGCTG
GACGGATGTCTGCGC合成物 15A/B
(旧ul) 5sul
CGCGTTTG GAACTGTACAA GCAGGGCCTGAGGGG
CAGCCTCA CCAA GCTCAA A ACCTTG ACATGT
TCGTCCCGG ACTCCCCG TCGG AGTGGTTCG AG
^pa!
AGGGCCCC
合成物 16A/B
NheI
CTTGACCATGATGGCTAGCCACTACAAGCAGCACTG
CCCT−TTCCCGGG GGAA CTGG TACTACCGATCG
GTG ATGTTCGTCGTG ACG GGA −(BspMII)
CCAACτ
GGTTGAGGCC
合成物 17A/B
(Bsp?l11)
CCGG AA ACTTCCTGTG CA A CCCA GATTATC
A CCTTTGAA AGTTTCA AA −TTTGAAGGACACG
TTGGGTCTAATAGTGGAAACTTTCAAAGTTT−GAGA
ACCTGAAGGAC
TCTTG
合成物 18A/B
peI
TTTCTACTAGTCATCCCCTTTGACTGCTにGGAGCCA
G4C−GACTTCCTGAAA GATG A TCAGTA GGGG
AAACTGACGACCCTCGGTCAG −(SacII)
CAGGAGTGACCGC
GTCCTCACTGG
合成物 19A/B
実施例 V 、 G M ’CS F Q s、 −47L e u
” (D造およびCO37サルーに二重」
アミノ酸79位のMetをLeuに変化させてヒトGM−C3FミューティンL
ミューティンを造成する。完全合成CM−C3F遺伝子を含む実施例■のpcD
プラスミドをApaIkよびNheIで消化する。大きいフラグメントを単離し
て次の合成片と標準的T4DNAリガーゼ溶液中で混合する:
CCTTGACCCTGATGG
CCGGGGAACTGG[;ACTACCGATC修飾コドンをアンダーライ
ンで示した。得られるpcDベクターを大腸菌MC1061中で増幅し、単離し
、そして実施例Iで記載したようにしてCO37サル細胞中に形質転換する。3
〜4日インキュベートした後、CO37の培養上澄を収穫しC;M−C3F活性
をアッセイする。GM−CSFのミューティンL e u ”を標準的方法を用
いて精製する。
実施例 ■、 広竺二二玉」」」とヨ2仁と71e二二二゛告 およびCO37
サル での
アミノ酸116位のVatをIleに変化させて、ヒ)CM−C3Fミユーテイ
ン11e114を造成する。完全合成GM−C3F遺伝子を含む実■のpcDプ
ラスミドをB s p M I!および5acllで消化する。大きいフラグメ
ントを単離して、標準的T4DNAリガーゼ溶液中で次の合成フラグメント1お
よび2と混合する。:CCGGAAACTTCCTGTGCAACCCAGAT
TATCACCTTTGAAAGTTTCAAAGAGAAC丁TTGAAGG
ACACGTTGGGTCTAATAGTGGAAACTTTCAAAGスiL
L之止ユ
CTGAAGtl;ACTTTCTGC丁丁ATCATCCCCTTTGACT
GCTGGG−TTTCTCTTGGACTTCCTGAAAGACGAATA
GTAGGGGAAACτGACGACCC−AGCCAG丁CCAGGAGT
GACC[;CTCGGTCAGGTCCTCACTにGフラグメント2
修飾されたコドンはアンダーラインで示されている。得られるpcDベクターは
、大腸菌MC1061で増幅され、単離され、実施例1で記載されたようにして
CO57サル細胞中に形質転換される。3〜4日のインキュベート野の血CO3
7培養上澄を収穫しCAM−C3F活性についてアッセイされる。にM−C3F
ミユーテイン11 e116は標準的方法で精製される。
実施例■、1′ ・のGM−C3Fの成熟ヒトGM−C3Fのコード領域を
o m p A蛋白質のシグナルペプチドコード領域を含むベクターpIN−グ
ライエブ(G h r a y e、 b )らによりEMBOJ。
urnal、3.2437−2442 (1984)に、および?スイ(Mas
ui)らによりBiotechnology、2.81−85 (1984)に
開示されている。これらの文献の内容は参照により本明細書に含まれる。
この挿入は3段階で行った。最初に成熟GM−C3Fコード領域を含むpcD−
human−GM−C3FのP s t I / B a m HI断片をM1
3mplOの複製型(RF)のPstl/BamHI消化物に挿入し、点特異的
突然変異誘発により、成熟GM−C3Fの基礎と成るコドンに隣接して、そよび
その5゛−末端に、Ec。
R1部位を導入した。第2に変異したM13mplOのEcoR1/BamHI
断片をp IN−m−OmpA2のE c o R1/ B a m HI消化
物に挿入した。最後にPIN−m−OmpA2中のOmpAシグナルペプチドコ
ード領域および成熟GM−C3Fコード領域間の余分な9塩基対の配列を点特異
的突然変異誘発により除去した全ての場合においてM2Sの変異型は合成ブライ
マーをプローブとして検出した。
全ての制限酵素消化、DNAポリメラーゼ、キナーゼおよびリガーゼの反応は、
本質的にマニアチスらにより記載された方法にしたがって行った。酵素はニュー
イングランドバイオラボ社およびベーリンガーマンハイム社より購入した。プラ
スミド抽出はアルカリ法(小規模:マニアチスら、上記)またはその変法(大規
模:ツラウスキ(Zurawski)ら、J、Immuno 1.。
137.3354−3360 (1986))で行った。
点特異的突然変異誘発は、M 13 m p 10ベクターにサブクローニング
されたDNA断片を用いて行った。10nHのキナー讐処理したブライマーDN
Aを50〜100nHの単鎖鋳型DNAとりガーゼ緩衝液40μm中で混合した
。この混合物に1100nの直鎮M13RFを添加した8反応混合物は95℃で
10分間加熱した。アニーリングは室温で30分、次に4℃で15分おいて行っ
た。
dNTP(50MM)、リガーゼ(4000)およびクレノー(5U)を加え(
総量50μl)、混合物を30分間4℃で、次に1時間12℃でインキュベート
した。
混合物をJMIOI細胞中に形質転換し、IPTGおよびX−galを含むL−
ブロス(LB)プレートにff1f!した。白色のプラークをマイクロタイター
培養皿の150μIL−プロス中に楊子で移した0M13惑染細胞をLBプレー
ト上のJM101m胞層上に接着法を用いて移した。37℃で16時間のインキ
ユベーションの後、予め湿らせたニトロセルロース紙をプラーク上に1分間接着
させた。フィルターを0.05M NaOHに3分間、中和緩衝液(3M
Nacl、0.5M )リス塩酸、p!17.5)に15分間浸した。再度1
5分間新しい中和緩衝液液に浸した後、フィルターを2XSSC中に移した。フ
ィルターを乾燥し、80℃で1.5時間加熱した。フィルターの前−へイブリダ
イゼーション処理c′L0.09M)リス塩酸、pH7,5,IXDenha
rdts、 0. 9M NaC1,O,IM ATP、 1
mMPi、1mM PP、0.5%NF40,6mM EDTAおよび0.
2■/dの大腸菌t RNA中、室温で3時間行った。32Pで標識したプロー
ブを加え、更に室温で16時間インキュベートした。フィルターは加熱しながら
、オートラジオグラフィーで背景のカウントが検出されなくなるまで6XSSC
,0,1%SDS中で洗浄した。
必要に応じて、SSCの濃度を下げた。VB性プラークより単鎖DNAを単離し
配列決定を行った。
DNAの配列形質転換委は標準的なグイデオキシ法(サンガー(Sa ng e
r)ら、Proc、Nat 1゜Acad、 Sci、 、 74. 5
463−5467 (1977))を使用した。DNAのオリゴヌクレオチド
は、アプライドバイオシステムズ社380A合成機を用いて、ホスホルアミダイ
ト化学法によって合成した。
pcD−human−GM−C3FのP s t I / B amH1断片を
PstlおよびBamHIで消化したM13mp 10RFにクローニングした
。標準的な技術(メフシング、上述)を用い、この組成物の単鎖DNAを調製し
、第1図に示されているGM−C3FのC−DNA配列の83と84塩基対の間
にEcoRI切断部位(GAATTC)を導入するために点と特異的突然変異誘
発を行った。下託の合成ブライマーを使用した:5”−CTGCAGCATCT
CTGAATTCGCACCCGCCCGCT−3’Ec oRI切断部位を下
線で示した。挿入変異体の配列を決定した後、CM−C3FC−DNAを含むM
2SのEcoRI/BamH1断片をE c o RI / B a m HI
で消化したp I N −m −Om p A 2に挿入して、大vii菌JM
101中で増幅、単離し、XbalおよびBamHJで消化した。GM−C3F
C−DNAを含むX b a I / B amHI断片をXbaI/Ba
mHIで消化したM13mp 10RFに挿入した。単鎖DNAを標準的な方法
を用いて単離し、下記の合成ブライマーを用いて点特異的突然変異誘発を行った
:
5’−GTAGCGCAGGCCGCACCCGCCCGC丁−3′GCTGA
ATTC
ブライマーの配列の間隙および下段の下線を付した配列は、9塩基対の欠失およ
びその欠失した配列を示す、欠失変異体の配列を確認した後、そのXbaI/B
amH1断片を単離し、Xbal/BamHIで消化したpiN −m −Om
p A 2とライゲーションして、大1g面JM101を形質転換するために
用いる最終的な構築物を得た。
大腸菌(E、coli)の可溶性抽出物から順に、陰イオン交換、色素−リガン
トアフィニティー、ゲル漉基および逆相クロマトグラフィーを行って、GM−C
3Fを精製した。望ましくは一連のクロマトグラフィーはQAE(第四アミノエ
チル)カラムクロマトグラフィー、マドレックス(Matrex)ゲルRed
Aカラムクロマトグラフィー、限外濾過による濃縮および/または硫酸アンモ
ニウム沈澱、セファデックス(S e p h a dex)G−100ゲル漉
過、お、よびFPLCまたはHPLC逆相クロマトグラフィーのいずれかを含む
、この操作による最終票品は、特異性の高い生物学的活性、95−100%の電
気泳動的純度、゛低量の発熱物質そして低量の大腸菌由来のきょう雑物またはG
M−C3Fの誘導物を示した。
特に示さない限り、全ての繰作は2−15℃で行っ旭各段階でコマジー青結合ア
ッセイにより蛋白質濃度を決定した。 pH測定は+0.2単位で、誘電率測定
は+3msの巾で変化し得る。どのクロマトグラフィー操作においても、期待さ
れる精製度が得られない場合、溶出過区分を集め、同じカラムで再クロマトグラ
フィー、または以前の操作、または以前の一連の操作を再び行った。硫酸アンモ
ニウム沈澱および/または限外濾過法は、蛋白質を濃縮および/または保存する
ために行った;例えばステップCの操作である。カラムの平衡化および溶出に使
用するものを含む全ての溶液は、使用前に0.2μ膜で漉遇した。ステップD以
降の全ての溶液の調製にはUS P XIX級の水を使用した。
A、細胞の殺滅および蛋白質の抽出
85%のリン酸を加えてpHを4.5に、次に50%トリクロロ酢酸を加えてp
nを2.0に調節し、細胞を殺した。0.2μ膜で濾過した後、水を加えて誘電
率を15−20mSに調節した。低い誘電率は、GM−C3FをQAEカラムに
結合させるために必要な希釈を最小限に抑えるために必要である。
B、第四アミノエチル(QAE)カラムクロマトグラフ必要に応じて中和した抽
出物を、水酸化ナトリウムまたは塩酸で適切なpH7,5に調節した。中和した
抽出物の誘電率は、脱イオン水を加えて5 10m5に調節した。QAEカラム
は少なくとも2〜3倍のカラム容の20−Mトリス塩酸、pH7−5で平衡化し
た。GM−C3Fを含む抽出物は、IMlの樹脂あたり20g+g以下でカラム
に添加した。カラムは平衡化に用いたものと同じ緩衝液に溶かした塩化ナトリウ
ムの濃度勾配でO−0,5Mの巾で、10−20倍のカラム容で溶出した。溶出
分画をドデシル硫酸ナトリウム−ポリアクリルアミドゲル電気泳動(SDS−P
AGE)に基ずいて集め、ステップCのクロマトグラフィーを行った。
C1色素アフィニティークロマトグラフィーQAEカラムからの溶出分画は、誘
電率5−5−1Oまで脱イオン水で希釈し、2〜3カラム容の20mM)リス塩
酸、pH7,5で平衡化したRedアフィニティーカラム(例えばアガロース支
持体に結合したプロジオンレッド(Procion Red)HE3Bに添加
した。
カラムに加える蛋白質の量は11d、のゲル当たり10gを越えてはならない、
カラムは3〜4カラム容の平衡化緩衝液で洗浄した。溶出は5〜15容の2CI
+M)リス塩酸pl+7.5に溶かした0−0,75Mの塩化ナトリウムの濃度
勾配で行った。ステップDで用いる分画は5DS−PAGEの結果に基づいて集
められた。
D、限外濾過および/または硫酸アンモニウム沈澱による濃縮
前の操作で回収された分画の蛋白質濃度が1.0+g/i以下である場合、排除
分子量3000−5000の分離膜を用い、限外濾過で:a縮した。最終の蛋白
質濃度は1、 Ow:/xr1以上とする0g酸アンモニウムを最終濃度60〜
70%になるように加えた。沈澱を遠心によって回収し、沈澱に用いた濃度の硫
酸アンモニウムを含む、20mM)リス塩酸(pH7,5)で−回洗浄した。沈
澱を遠心によって集め、20mM)リス塩酸、pH7,5に溶解した。
E、セファデックスG−100カラムクロマトグラフイ再度溶解した硫酸アンモ
ニウム沈澱は、必要に応じて遠心して不純物を除去した。溶液を0.2μフイル
ターで漉遇し、2(1+M)リス塩酸、PH1,5で平衡化したセファデックス
G−100カラムに添加した。カラムに添加される蛍白質の量は、ゲル1iあた
り3■を越えては成らない、カラムは同じ緩衝液を用いて溶出した。ステップF
で用いる分画を5DS−PAGEの結果に基づいて回収した。
F、逆相カラムクロマトグラフィー
回収したセファデックスG−100溶出液を0.2μフイルターで漉遇し、FP
LC(高速蛋白質液体クロマトグラフィー)およびHPLC(高速液体クロマト
グラフィー)カラム等の逆相カラムに添加した。カラムは0゜1%トリフルオロ
酢酸(TFA)で平衡化し、溶出は0゜1%TFA中に溶解した0−100%の
ア七ト二トリル濃度勾配で行った0分画は5DS−PAGEの結果に基づいて回
収した。溶液を凍結乾燥し、乾燥粉末を20oMリン酸ナトリウム、pH7,2
にFf4解した。
G、精製したGM−C3Fの透析
ステップFの溶液は20s+Mリン酸ナトリウム、pH7゜2に対して透析した
。最低4〜5時間の間隔をおいて緩衝液を2回交換した。必要に応じて、排除分
子量3,000〜5,000の限外濾過膜を用い、透析した溶液を蛋白質濃度が
最低1.0■/dになるまで濃縮した。精製したGM−CSF溶液は0.2μフ
イルターを通し、−20℃あるいはそれ以下で凍結保存した。
上述の本発明における態様は、例解および解説の目的で行った。これらはms的
なものではなく、また、本発明をここで開示された詳細な形式に限定するもので
もない、そして、以上の既述に照らして明らかに多くの改変や変形が可能である
0本明細書における態様は、当業者が種々のB様で、また、個々の使用状況に適
切な種々の改変を用いて本発明を最適に使用できるために、本発明の原理とその
実際の適用法を最もよく解説する目的で選択、記載された0本発明の範囲は請求
の範囲によって定められる。
特許出願人はp cD−human−GM−C3FをATCCに寄託番号399
23で寄託した。この寄託゛はブタペスト条約の要求を満足する。
浄書(内容に変更なし)
第2A図
第28図
浄書(内容に変更なし)
浄書(内容に変更なし)
第4図
補正書の翻訳文提出書
(特許法第184条の8)
平成 2年 1月141
特許庁長官 吉 1)文 毅 殿
1、特許出願の表示
PCT/US88102334
2、発明の名称
ヒト顆粒球−マクロファージコロニー刺激因子およびそのミューティン3、特許
8臥
住 所 アメリカ合衆国カリフォルニア用94304.パロ・アルド。
カリフォルニア・アベニュー 901
名 称 シェリング・バイオチック・コーポレーション4、代理人
住 所 東京都千代田区大手町二丁目2番1号5、補正書の提出日
明細書
哺乳類宿主細胞中におけるヒト顆粒球マクロファージコロニー刺激因子産生のた
めの発現ベクター灸−皇玉!
本発明はヒト造血系の増殖および分化のための蛋白性因子、即ち、ヒト顆粒球−
マクロファージコロニー刺激因子(GM−C3F)の哺乳類宿主細胞中における
産生のための発現ベクターおよびその産生に有用な新しいプロモーターに関する
。
1量且l
循環血液細胞は、恒常的に新しく分化した細胞に置換されている。置換する血液
細胞は造血と呼ばれる過程によって形成され、そこで以下の少なくとも8種の成
熟細胞系列が作られる:赤血球、マクロファージ(単球)、好酸性顆粒球、好酸
性顆粒球(ye満細胞)、Tリンパ球、そしてBリンパ球(Burgessおよ
びNic。
la、r成長因子と幹細胞(Growth Fact。
rs and Stem Ce1ls) 」 (アカデミツクプレス、ニ
ューヨーク、1983)、血液細胞産生の制御の多くは、コロニー!1激因子(
C3F)と呼ばれる一連の活性糖蛋白質によって媒介される。これらの糖蛋白質
はその存在を検出するための生体内(invivO)および試験管内(in
vitro)のアッセイ法から命名されている。半固体培地中での造血細胞のク
ローン培養技術は、試験管内アッセイ法の発展に特に重要な役割を果たした。こ
のような培養系では、それぞれの駁細胞(即ち、発生学的に一つの細胞系に分化
が決定されているが、まだ増殖能ををする細胞)は本質的に生態内における相同
のプロセスと同一と考えられている様式で増殖し、成熟細胞のコロニーを作るこ
とができる。造血におけるC3Fの働きは、最近多(の総説で取り上げられてい
る0例えば、メトカルフ(Metcalf)「造血系コロニー刺激因子(The
Hemopoietic Co1ony Stimulating
Factors)、1 (エルシーバー、ニューヨーク、1984);メトカ
ルフ、5cience、229.16−22 (1985);二:2う(Nic
ola)ら、Immunology Today、5.76−80 (198
4);つx7トン(Whetton)ら、TlB5,11.207 :211
(1986);およびクラーク(C1ark)とカーメン(Kamen)S
c i ence、236.1229−1237 (1987)。
これらの因子の検出、単離および精製は、以下の理由によりしばしば非常に困難
である。それらが典型的に存在する細胞上清の複雑さ、混合物中のさまざまの成
分の活性の多様性および重複、それらの因子の成分を確認するために使われるア
ッセイ法の感度(あるいは感度の欠如)、それらの因¥の分子量の範囲やその他
の性質が屡類似していること、そして自然の上体では因子の濃度が非常に低いこ
とである。
主として遺伝子クローニングによって多くのCSFが入手可能になるにつれ、そ
のR床応用法の開発への興味が増していた。ホルモン(例えば可溶性因子、成長
メチイエ−ター、細胞リセブターを介した作用)との生理学的な類似性のため、
C3Fの使用の可能性は、現在のホルモンの使用法から類推されている;例えば
、デキスタ−(Dexter)、Nature、321,198(1986)、
これらの因子の使用は、腫瘍の化学療法または放射線療法後の回復治療、造血形
成不全の治療、好中球欠損症の治療、骨髄移植後の造血系再生の促進のための治
療、および慢性の感染症に対する宿主の抵抗性を増すための治療等のように、血
球際産生刺激が必要となるい(つかの臨床の場で、示唆されている0例えばデキ
スター(上述)、メトカルフ(Science上述)およびクラークとカーメン
(上述)。
非組換えGM−C3Fは、Mo細胞株の培養上清から精製され(米国特許4,4
38,032号に記載)、N末端から16アミノ酸残基が配列決定された(ガッ
ソン(Gasson) ら、5cience’、226.1339−1342
(1984))、顆粒球およびマクロファージの成長および分化を支える因子で
あるGM−CS Fの相補DNA (cDNA)は最近いくつかの研究室で数種
類クローニングされ、配列決定された:例えばゴー(Gough)ら、Natu
re、309,763−767 (1984)(7ウス):リー(L e e)
ら、 Proc、Na L 1. Acad、 Sc i、 U
SA、 82. 4360−4364 (1985)(ヒト);ウォン(W
。
ng)ら、5cience、228,810−815(1985)(ヒトおよび
テナガザル);およびカントジル(Cantrell) ら、Proc+ Na
tl、Acad、Sci、USA、82.6250−6254(1985)(ヒ
ト)を参照。
ヒトGM−C3F等のリンホカインをコードするDNA配列を含むプラスミド中
で頻繁に使用されているプロモーターは、SV40プロモーターである。
λ豆Ω量1
本発明はここでSRαプロモーターと命名された使途顆粒球−マクロファージコ
ロニー刺激因子(aM−csF)の産生に有用な新たなプロモーターを含む、G
M−C3Fの発現および/またはクローニングベクターに関する。特に本発明は
以下の順に共有結合した要素を含む(以下に詳細に議論する”):SV40
DNA複製開始点(SV40 ori)、SV40初期領域プロモータ(SV
407−!J ) 、SRaブロー(−−ター、スプライスジャンクション、
GM−C3Fコード領域(任意の順で)、およびポリアデニル化部位(ポリAサ
イト)。
Hの− なr
故に本発明は哺乳類宿主細胞中でのヒト顆粒球−マク凸ファージコロニー刺激因
子産生のための発現ベクターを提供し、その発現ベクターは順に以下のものを含
む:SV40のDNA複製開始点;
SV40の初期領域プロモーター:
プロモーター:
ヒト顆粒球−マクロファージコロニー刺激因子をコード可能であるヌクレオチド
配列およびスプライスジャンクション;および
ポリアデニル化部位。
ここで、上記プロモーターはATCC6731Bとして寄託されたプラスミドの
SRαプロモーターであるという点で特徴づけられる。
本発現ベクターは好ましくは上記SV40ポリアデニル化部位の後に更に順に以
下のものを含む:上記発現ベクターをバクテリア宿主中でクローニング可能にす
る、バクテリアの複製開始点:および上記発現ベクターによって形質転換された
バクテリア宿主を識別するための選択可能なマーカー。
本発明における発現ベクターによって産生されるヒトGM−C3Fは、宿主の性
質及びそのグリコジル化に影響を与える能力によって、グリコジル化されたりさ
れなかったりする。
−の な−
第1図はヒトGM−C3F活性を示すポリペプチドをコードするcDNA挿入の
ヌクレオチド配列および対応したアミノ酸配列を示す。
第2図はヒトGM−CSF活性を示すポリペプチドをコードするc D N A
挿入を持つプラスミド、pcD−huma n−GM−C3Fを示す。
第2B図は第2A図のcDNA挿入の制限酵素地図である。
第3図はプラスミドpL1の制限酵素切断部位および主要なコード領域を模式的
に示す。
第4図はプラスミドpcDV1の制限酵素切断部位および主要なコード領域を模
式的に示す。
第1図に示されたクローンpcD−human−GM−C3Fは、アメリカン・
タイプ・カルチャー・コレクシシン、12301 バークローンドライブ、ロ
ックビル、Mo 20852.米国に寄託番号39923で寄託されている。
本発明における発現あるいはクローニングベクターL以下の要素を順に有する。
SV40 ori
SV40初期プロモーター
SRαプロモーター
スプライスジャンクシテン
GM−CSFコ7ド領域
ポリAサイト
〔ベクターの輪は、上記5V40oriとつながって閉じる〕。
好ましくは、この発現2および/またはクローニングベクターはさらにSV40
oriとポリAサイト間に挿入されたバクテリア複製開始部位(バクテリア
ori)および選択可能なマーカー遺伝子を含む(以下参照)SV4Q or
i
SV40初期プロモーター
SRαプロモーター
スプライスジャンクション
GM−C3Fコード領域
ポリAサイト
バクテリアori
選択可能なマーカー
〔ベクターの輪は上記5V40oriとつながって閉じる〕。
さらに好ましくは、選択可能なマーカー遺伝子は、宿主バクテリアにネオマイシ
ン、アンピシリン、テトラサイクリン、ストレプトマイシン、カナマイシン、ヒ
グロマイシンあるいはその類似物に対する抵抗性等の薬剤耐性を与える。最も好
ましくは、バクテリアoriはpBR322ortである。
全般にわたって、アミノ酸、ヌクレオチド、制限エンドヌクレアーゼ等を示すた
めに標準的略号が使用されている;例えばコーン(Cohn)、rα−アミノ酸
の命名および記号(Nomenclature and Symbolis
m of a−Amino Ac1ds)」 、Methods i
n Enzymology。
106.3−17 (1984);ウッド(Wood)ら。
「生化学二問題へのアプローチ(Biochemistry:A Probl
ems Approach)J。
第2M (ベンジャミン、メンロパーク、1981);およびロバーツ(Rob
erts)、制限エンドヌクレアーゼの目録(Directory of
Re5Lriction Endonucleases)」、Methods
in Enzymology、68.27−40 (1979)。
本発明における発現ベクターによって産生されるヒトGM−C3Fは血液細胞の
再生刺激が可能であり、癌治療、特定の血液疾患の治療および慢性の感染の治療
において宵月であろう。
本発明によって産生されたCM−C3FはヒトGM−〇SF活性を示す、グリコ
ジル化または非グリコジル化ポリペプチドを含む。
本発明はまたはここで開示されたSRαプロモーターを用いて、本発明のグリコ
ジル化または非グリコジル化ポリペプチドを作る方法を含む。
本発明に従って産生されたヒ)GM−C3Fの作製、使用、同定の技術は以下の
一般的な項目中で説明される。
その後、一般的な技術が特殊な細胞種、ベクター、試薬等に適用された、い(つ
かの具体例を示す。
1、C;M−C3F cDNAのde novo:c DNAのde n
ov□調製およびクローニング及びc DNAライブラリーの構築のための種々
な手法が現在使用可能である。対応した文献の総説は、詳細な手法とともにWO
37102990として国際公開されているPCT/US 86102464
の29頁22行〜32頁下5行に述べられている0本発明におけるポリペプチド
をコードするmRNAの好ましい由来は次節で議論されている。PCT/US
86102464中の開示は、ここでGM−CSFの産生、特にその31頁と
関連して読まれたい。
目的のポリペプチドをコードするmRNAの好ましい由来は、Tリンパ球など、
その上清が本発明におけるポリペプチドに伴う活性の一つを含む細胞である。そ
れに由来するCM−C3F cDNAのためのRNAは米国特許4.438,
032号に開示され、アメリカン・タイプ・カルチャー・コレクション、123
01 パークローンドライブ、ロックビル、MD 20852.米国に寄託
番号CRL8066で寄託されているMO細胞株より得られる。一般的には適当
なT細胞はヒト肺臓、扁桃腺および末梢血等、様々な由来から得られる。末梢血
Tm胞より単離されたT細胞クローン等も使用可能であろう(「免疫学での研究
論文(Research M。
nographs in Immunolog)’)J。
フォノ・デー? −(V On D o e h m e r )およびハーフ
(Haaf)m集、「ヒトT細胞クローン(1(uman T Ce1l
C1ones)」、第8巻、243−3ss頁、エルシーバー・サイエンス・
出版社、ニューヨーク(1985)を参照)。
同一の生物学的活性を持つ近縁の蛋白質がしばしば存在する、多く研究されてい
る例は、以下のものである:(1)いわゆるアロザイムで、電気泳動的に区別さ
れる、一種の酵素のアレル型である;例えばセンザバウ(Sensabaugh
)、法医学での多様性酵素の利用(The Utilization of
Polymorphic Enzymes in Forensic
Science)」、l5oz mes、上ユ、137−154 (1983
)およびレウォンティン(Lew。
ntin)、r進化掌上の変化の遺伝学的基礎(TheGenetic Ba
5is or Evolutionary Change)J (コロン
ビア大学出版。
二ニーヨーク、(1974)の第3章を参照のこと;(2) いわゆるアロタ
イプで、免疫グロブリンの定常領域の多形性をいい、例えばフンド(Hood)
ら、 ’Inmunology」、231−238頁(ベンジャミン/カミン
グス、メンロバーク、197B)および(3) ヘモグロビン、例えばデー7
カーソ7(Dickerson)およびガイス(Geis)、’Hemoglo
bin」 (ベンジャミン/カミングス、メンロバ−久1983)である、この
ような多形性はリンホカインにも存在すると考えられている: (i)PCT
WO86100639中では二種のヒトCM−CSFが報告されており、 (
ii)ウォン(Wong)らは5cience。
235.1504−1508においてカワサキ(Kawasaki)らによって
5cience、230,291−196 (1985)に報告されたものとは
異なる型のしトC3F−1を報告している。
rV、GM−C3F のアーセイ
GM−C3F活性を決定するために、造血系細胞、例えば骨髄細胞あるいは胎児
の請帯血細胞が、遊離細胞浮遊液とされた。バラバラの細胞を栄養および多(の
場合ウシ胎児血清を含む半固体(寒天)または粘性の高い(メチルセルロース)
培地中に固定する。適切な刺激因子の存在下では個々の細胞は増殖して分化する
0個々の細胞は固定されているため、細胞が増殖および成熟するにつれ、コロニ
ーが形成される。これらのコロニーは、7−14日後に計数可能となる。C;M
−C3Fアツセイを行うための詳細な解説は、バージニス(Burgess、A
、)、’成長因子および幹細胞(GrowthFactora snd s
tem Ce1ls)、52−55頁(アカデミツクプレス、ニューヨーク、
1984)、およびメトカルフ(Metcalf)r造血系コロニー刺激因子(
The HemopoieticColony Stimulating
FactorS)」 (ニルシーバー、ニューヨーク、1984)の103−
125頁に示されており、両文献の当該部分も本明細書に含まれるものとする。
必要に応じてコロニーを単離し、スライドグラスに載せて固定して、ライト/ギ
ムザ染色することができる(トッド−サンフォード(Todd−3anford
)r実験室法による臨床診断(C1inical Diagnosis b
y Laboratory Methods)」、15版、デビンドソンお
よびヘンリー(Davidson andHenry)W、1974)*この
ようにして、個々のコロニーについての細胞種の形態学的な解析が可能である。
血液疾患ではない患者から集めた骨髄細胞をフィコール(Ficoll)(タイ
プ400.シグマ・ケミカル社、セントルイス、MO)上に重層し、遠心分離(
600xg、20’ )、界面の細胞を除去した。これらの細胞をlO%ウシ胎
児血清(Fe2)を含むイスコツの改変ダルベツコ培地で2度洗浄し、同じ培地
中に再度懸濁し、プラスチックのベトリ皿への接着によって、接着性細胞を除去
した(接着性細胞は、しばしばGM−CS F産生細胞である:メトカルフ、上
記)、非接着性細胞を20%FC3,50μhの2−メルカプトエタノール。
0.9%メチルセルロースおよび種々の濃度のコロニー刺激因子を含むことが知
られている培養上清または試験サンプル上清を含む、イスコツの培地に10’細
胞/dとなるように添加した。IH10分画を35m!のペトリ皿に添加し、3
7°C5飽和水蒸気、6%CO□下で培養した。培養開始後、3日目に1ユニツ
トのエリスロポエチンを各国に加えた。顆粒球−マクロファージのコロニーおよ
び赤血球バーストを10−14日後に倒立顕微鏡を用いて計数した。
ヘパリン中に集めた調帯血液細胞は、600Xgで6分間遠心分離した。血漿と
赤血球のピークの間の界面に存在する白血球を、0.17N塩化アンモニウムお
よび6%FC3を含む試験管に移した。5分間氷上に放置した後、懸濁液を47
のFe2の下層になるように重層し、6分間600Xgで遠心分離した。骨髄細
胞について述べた方法と同様にして細胞塊をダルベフコの生理食塩水で洗浄し、
フィコール、プラスチック接着を行った。低密度の非接着性細胞を回収し、上述
の方法で半固体培地中に105細胞/培養皿でまいた。
アッセイ終了後、個々のコロニーをスライドグラスに載せ、ライト・ギムザ染色
をして、細胞成分を決定した好酸球はルクソールファストブルー(Luxol
Fast Blue)染色によって決定した(ジョンソンおよびメトカルフ
(Johnson、G、and Metcalf、D、)、Exp、Hema
tol、、8,549−561 (1980)を参照)。
■、 および′ 組
大腸Eif(E、coli)、酵母または他の細胞中で発現される本発明のヒ)
GM−C3Fは硫安沈澱、分画カラムクロマトグラフィー(例えば、イオン交換
、ゲル濾過、電気泳動、アフィニティークロマトグラフィー等)、そして最後に
結晶化(一般的には「酵素精製および関連技術(Enzyme Purifi
cation and Re1ated Techniques)、Me
thods in Enzymology、22,233−577 (19
77)、およびスコープス(Scopes、R,)、’蛋白質の精製:原理と実
際(Protein Purification:Prtnciples
and Practice)」、スブリンガー・フェアラーク、ニューヨーク
、19B2を参照)を含む当業者に一般的な手法によって精製できる。詳細な精
製方法は主に使われた発現宿主によって決定される0例え番戴補乳類発現宿主(
細胞)は、しばしば培地中に血清が必要であるが、そのために血清蛋白質を除去
する余分な段階が必要となってくる。一方、成分既知の培地で生育する酵母やバ
クテリアではたいていの場合、分泌産物の分離はより単純である。いくつかの発
現宿主は発現産物を分泌しないこともあり、このような場合、発現宿主の破砕物
あるいは抽出物から産物を精製しなければならない。
これらの全ての場合において予想される精製上の問題【叡生化学的な精製法の標
準的な手法によって解決可能である。
部分精製あるいは完全精製されると、本発明のヒトGM−C3Fは、以下の研究
の目的で使用できる0例えば、細胞用培地(例えば、イーグルの最小培地、イス
コツの改変ダルベンコ培地または RPM11640. シグマ・ケミカル社(
セントルイス、MO)およびGIBCODivis ion (ジャグリンフォ
ールス、オハイオ)から入手可能)の強化物質の研究、および免疫アッセイ、免
疫蛍光染色等に使う特異的な免疫グロブリンを誘導するための抗原物質の研究(
一般的には、「免疫学的手法(Immunotogical MethodS
)Jl第1および■巻、レフコビッツおよびバーニス(Lefkovits、1
.and Pernis、B。
)編、アカデミツクプレス、ニューヨーク(1979および1981)、および
「実験免疫学のハンドブック(Handbook of Experime
ntalImmuno 1 ogy)J、ワイア(Weir、D+)編、ブラッ
クウェル・サイエンティフィック・パブリケーションズ、セントルイス、MO(
1978)を参照)。
本発明におけるヒトGM−C3Fは、例えば慢性の感染症に対する自然の抵抗性
を増加させる、血液細胞の再生を促す、等の薬剤組成物中にも使用されるであろ
う。
故に、移植の必要なリュウマチ性関節炎、癌の化学療法、高齢、免疫抑制剤等に
よる免疫不全症の愚者は、直接このようなポリペプチドを用いて治療できる。あ
るいは、ある人の造血細胞を体外で維持および/または増殖または分化させ、同
一固体あるいは別の固体に再導入して治療効果を高めることが出来るであろう、
これらの組成物は、免疫系の様々な成分を選択的に単独でまたはよ(知られた他
の薬剤とともに刺激することができる。特にこの組成物は、リンホカイン等地の
免疫反応性物質(例えばIL−1、I L−2、IL−3、IL−4、C−C5
F、M−C3F等)を含むであろう。
本発明のヒトGM−C3Fを含む薬剤組成物は、PCT/US86102464
の44頁27行〜45頁21行に記載されている方法で調製し、使用できる。特
に、調製物単位量あたりの活性物質の量は、用途および活性含有物の効力に応じ
て変化し、または1μgから100■の値で調整されよう。
■、灸里五
一旦本発明のc DNAがクローニングされると、幅広い発現系(即ち、宿主−
発現ベクターの組み合わせ)力(その蛋白質の産生のために使用可能である。可
能な宿主種はバクテリア、酵母、昆虫、哺乳類類等を含むが、それに限られるも
のではない0発現系の選択およびその蛋白質産生の最適化は、以下の多くの要因
の考慮とバランスが必要である。即ち、(1)発現される蛍白質の性質、例えば
、発現蛋白質はいくつかの宿主生物に対して毒性を持つことがあり、またそれは
宿主プロテアーゼの分解を受けることがあり、またはある宿主中では、不活性型
や不溶性型で発現されるかもしれない、(2)目的の単に対応するメツセンジャ
ーRNA (mRNA)の性質、例えばそのmRNAが宿主エンドヌクレアーゼ
に特に切断されやすい配列を持つことがあり、そのためにmRNAの機能的な寿
命が極端に短(なる、あるいはmRNAが二次構造を取り、リポソーム結合部位
もしくは開始コドンを覆ってしまうことがあり、そのために成る宿主中では翻訳
の開始が阻害される、(3)コード領域に隣接する3′−および5′−領域中の
宿主許容性発現抑制領域の選択、入手可能性および配置−これはプロモーター、
5′−および3′−プロモーター配列、リポゾーム結合部位、転写終結因子、エ
ンハンサ−、ポリアデニル酸結合部位、キャップ部位、イントロン−スプライス
部位等を含む、(aその蛋白質が宿主によって切断され得る分泌シグナル配列を
持つか、または宿主性のシグナル配列をコードする発現制御配列が成熟蛋白質を
コードする領域中でスプライスされないか、(5)宿主の感染または形質転換の
可能な形態および効率、そして発現は一過性が好ましいか、恒常的なものが好ま
しいか、(6)蛋白質の発現のために必要な宿主培養系の規模及び費用、(7)
転写後の修飾は必要か、また必要ならどのような種類か:例えば必要なグリコジ
ル化の程度と種類で宿主を選択しなければならない(例えば、ライおよびウォル
ド(Uy and Wold)、5cience、198,890−896
(1977) ) 、(8)発現した蛋白質を宿主および/または培地中の蛋
白質および他の物質から分離する方法の用意さ、例えばある場合には後の精製段
階のために特殊なシグナル配列を持つ融合蛋白質を発現することが望ましい、(
9)選択された宿主中での当該ベクターの安定性およびコピー数、例えばホフシ
ュナイダ−(hofschneider)ら編、「大腸菌以外の微生物での遺伝
子クローニング(Gene Cloning in Organisms
0ther than E+ coli)」 (スプリンガーフェアラ
ーク、ベルリン、1982)、およ上述の要因に着目した、ある発現系の選択お
よび/または修飾に関する指針を提供する多くの総説が入手可能である:例えば
、クルーン(Kroon)編、「遺伝子:ts造および発現(Genes:5t
ructureand Expression)」の中の、ドウベールおよび
シェパード(de Boer and 5hepard)、r大腸菌での
外来遺伝子の発現を最適化する手段(Strategies for Op
Limizing Foreign Gene Expresston
in Escherichia coli)J。
205−247; (ジョンヮイリー&サンズ、ニューヨーク、1983)は
、いくつかの大腸菌発現系を総説しており、クッヒャーラパテ4 (Kuche
rlapati)ら、Cr1tical Reviews in Bi
ochemistry、16 (4)、349 379(1984)およびバネ
ルジ(Banerji)ら、Genetic Engineering、5
.19−3を総説し;レツニコフ(Reznikoff)およびゴールド(Go
ld)編、「遺伝子発現の最大化(Maximizing Gene Ex
pression)」(バターワーズ(Butterworths)、ボストン
、1986)は、大腸菌、酵母および哺乳類細胞における遺伝子発現のトビツク
をいくつか総説しており;スイリー(Thil13’)、’哺乳類細胞工学(M
ammalian Ce1l Technology)」 (バターワーズ
(Butterworths)、ポストン劇1986)は、哺乳類発現系を総説
している。
同様に、本発明における使用に適した発現ベクターを作製および/または修飾す
るためのcDNAおよび発現抑制領域を結合および/または繰作する方法および
条件を記載した多(の総説が入手可能である:例えばマニアチスの「モレキュラ
ー・クローニングニア・ラボラトリ−・マニュアル(Molecular C
loning:A Laboratory Manual)」 (コールド
・スプリング・ハーバ−・ラボラトリ−(Cold Spring Har
bor LaboraLory)、1982);グローバー(Glover)
、rpNAクローニング:実際的アプローチ(DNA C1゜ning:A
Practical Approach)、第1および■巻(IRLブレス
、オフクスフォード、1985);およびバーパル(Perbal)r分子クロ
ーニングの実用ガイド(A PracticalGuide to Mo
1ecular Cloning)」 (ジョンワイリー&サンズ、ニューヨ
ーク、1984)。
一般的には、本発明のcDNAの挿入のため発現ベクター中に多くの部位を選択
することが可能である。このような部位は、通常それを切る制限エンドヌクレア
ーゼによって命名されており、当業者によって非常によく知られている0組換え
DNA分子を作製するため、このような部位へDNA配列を挿入する種々の方法
も非常によく知られている。これらは、例えば、dG−dCまたはdA−dTに
よるテーリング、直接のライゲーション、合成リンカ−、エキソヌクレアーゼお
よびライゲーションまたはDNAポリメラーゼおよびライゲーションに引き続く
適切な一本鎖鋳型によるDNA鎖伸長に続くポリメラーゼを用いた修復反応を含
む。
宿主培養液中の細胞のトランスフェクションおよび/または形質転換を行う前に
しばしば多量の本発明のcDNAを含むベクターを得ることが必要となる。この
ために、ベクターはしばしば最終的に発現に使用されるものとは別の生物(クロ
ーニング宿主)中で、有意な発現を行わずに増幅される。そして増幅の後、標準
的な方法、例えばマニアチスら(上述)により記載された方法を用いて、ベクタ
ーはクローニング宿主より分離される。
DNAの消化とは多くの場合、DNAのある領域にのみ働く酵素を用いたDNA
の触媒的切断を意味する。殆どの場合、このような酵素は制限エンドヌクレアー
ゼであり、それぞれが特異的に働< DNA上の部位は制限サイトと呼ばれてい
る。ここで用られる種々の制限酵素上市販品として入手可能なものであり、酵素
販売者によって確立されたそれらの反応条件、補助因子、および他の条件が使用
される。一般的には、約1マイクログラムのプラスミドまたはDNA断片が、約
1ユニツトの酵素とともに、約20マイクロリツトルの緩衝液中で使用される。
特定の制限酵素に対する適切な緩衝液および基質量は、製造者によって指定され
ている0通常37℃で1時間のインキュベーション時間が用いられているが、販
売者の説明に従って変化しうる。インキュベーションの後、蛋白質はフェノール
およびクロロホルム抽出によって除去され、消化された核酸は水相からエタノー
ル沈澱によって回収される。
制限(酵素)(または他の)消化物からのDNA断片の抽出または精製とは、消
化物のポリアクリルアミドゲル電気泳動による分離、既知分子量マーカーDNA
断片との移動度の比較による目的の断片の同定、目的の断片を含むゲル断片の切
除およびDNAからのゲルの分離を意味する。抽出方法は、よ(しられている0
例えばローン(Lawn)ら、Nucl、Ac1d Res、、9゜6103
−6114 (1981);ゲデル(Goeddelf) ら、Nucl、A
c1d Res、、8,4057 (1980)およびマニアチスら(上述)
を参照。
ライゲーションとは二つの二本鎖D N A間にホスホジエステル結合を形成す
るプロセスをいう、ライゲーションは10ユニツトのT4DNAリガーゼをライ
ゲーションするおおよそ等モル量のDNA断片0.5マイクログラムに加えると
いうような既知の条件および緩衝液で行われる。
プラスミドの増幅とは、適切な宿主を形質転換し、プラスミドの総数を増すため
に宿主を増殖させることである。
キナーゼ処理されたDNA断片とは、ポリヌクレオチドキナーゼによってリン酸
化された断片を示す、このような処理は5′−リン酸基を欠<DNA断片のライ
ゲーションの効率を上昇させる。
適切な発現ベクターは、大腸菌(E、co)i)由来のプラスミド、例えば、C
ol El、pcRl、pBR322,pMB9およびそれらの誘導体、より
広範な宿主のプラスミド例えばRP4.ラムダファージなどのファージDNAお
よびそのような誘導体、M2S等を含む、原核wA記のポリペプチドを融合ある
いは非融合形で、真核細胞の蛋白質を発現するための、さらなるE−c。
1iベクターは、マチアチスら(上述)の第12章に記載されている。また、リ
ッグス(Ri g g s )は米国特許4,431,739号で、さらにE、
coli発現系を開示しており、これはこの参照によって本明細書に含まれてい
るものとする。
−a的に使用されている原核生物のプロモーターは、β−ラクタマーゼ(ペニシ
リナーゼ)およびラクトースプロモーター系(チャン(C,hang)ら、Na
ture、275,615 (197B);イタクラ(Itakura)ら、5
cience、198.1056 (1977);ゲデル(Go edd e
1)ら、Nature。
281.544 (1979));およびトリプトファン(T r p )プロ
モーター系(ゲデルら、Nuc l、Aeバ特許出願公開0036776)を含
む、こられが最も−a的に用いられているものである一方、他の微生物由来のプ
ロモーターも発見され使用されており、それらのヌクレオチド配列に関する詳細
が発表されて、当業者がそれを機能的にプラスミドベクターとライゲートするこ
とが可能になっている:例えばジ−ベンリスト(S i ebenlist)ら
、Ce1l、20,269 (1980)。
大腸菌中での高頻度発現に特に有用な原核細胞性のプロモーターは、Lacプロ
モーターであり、ドウポア(de Boer)によって米国特許4,551,
433号に開示されている。この参照によってこの開示も本明細書に含まれる。
大腸菌宿主のための分泌発現ベクターも入手可能である。特にブライニブ(Gh
rayeb)らによってEMBOJournal、3.2437−2442 (
1984)に開示された、plN−I[[−o m p Aベクターは有用であ
り、ここでは転写されるCD N A ハo m p A 蛋白質のシグナルペ
プチドをコードするE、coli ompA遺伝子の一部に融合されており、
このため、成熟した蛋白質はバクテリアの細胞周辺腔に分泌される。同様に米国
特許4,336,336号および4,338.397号は原核生物のための分泌
発現ベクターを開示している。この参照によって、上記文献は本明細書に含まれ
る。
E、coli株例えばW3110 (ATCC27325)、JA221.C6
00,ED767、DHI。
LE392.HBIOI、X1776(ATCC31244)、X2282.R
PI (ATCC31343)、MRCI ;枯草菌(Bacillus 5
ubti1us)の株:およびサルモネラ・チフイムリウム(Salmonel
la typhimurium)またはセラチア・マルセツセンス(Serr
atia marcescens)等の他の腸内細菌、およびシニードモナス
(Pseudomonas)属の種々の種を含めて、各種バクテリア株は原核生
物の発現ベクターの通切な宿主である。真核細胞の蛋白質の発現に有用なE。
coli K12X1776等のバクテリア株の誘導法は、カーチス(Cur
L i s)により米国特許4,190.495号に開示されている。従って
この特許の内容は本明細書に含まれる。
酵母等の真核微生物も本発明における蛋白質の発現に使用可能である。サツカロ
ミセス・セレビシェ(Saccharomyces cereviciae)
、即ち一般的なパン酵母は真核微生物の中で最も一般的に使われているが、多(
の他の株も一般的に量可能である。サツカロミセス中での発現にはプラスミドY
Rp7が使用される。例えばスティンコーム(Stinchomb)ら、Nat
ure、282.39 (1979)、キンゲスマン(Kingsman)ら、
Gene、7,141(1979)、およびチェンバー(Tschemper)
ら、Gene、10,157 (1980)、これらのプラスミドは、既にト
リプトファン中で生育出来ない酵母の変異株の選択マーカーを提供するLrpl
遺伝子を含んでいる0例えば、ATCC44076またはPEP40−1 (ジ
ョーンズ(Jones)、Genetics、85,12 (1977))、こ
れによって酵母宿主細胞ゲノム中にtrpl障害がある場合、トリブトファン不
存在下で生育させることにより形質転換を検出するための有用な環境が提供され
る。さらなる酵母のためのベクターは、ミャジマ(Miyajima)ら、Nu
cl、Ac1d Res、、12.6397−6414 (1984)によっ
て開示されたpCOALプラスミド、およびベグス(Beggs)、Natur
e、275゜104−109 (1978)によって開示された2μ腸プラスミ
ドを含む。
酵母ベクター中の適切なプロモーター配列は以下のものを含む=3−ホスホグリ
セリン酸キナーゼのプロモーター(ヒフツェマン(Hitzeman)ら、J、
Biol、Chem−,255,2073(1980))またはエノラーゼ、グ
リセルアルデヒド−3−リン酸デヒドロゲナーゼ、ヘキソキナーゼ、ピルビン酸
デカルボキシラーゼ、ホスホフルクトキナーゼ、グルコース−6−リン酸イソメ
ラーゼ、3−ホスホグリセルリン酸ムターゼ、ピルビン酸キナーゼ、トリオース
リン酸イソメラーゼ、ホスホグルコースイソメラーゼおよびグルコキナーゼ等の
解糖系の酵素のプロモーター(ヘス(Hess)ら、J、Adv、Enzyme
Reg、、7.149(1968)、ホランド(Holland)ら、Bi
。
chemi s Lry、17.4900 (197B))。
適当な発現プラスミドを構築する際には、発現してポリアデニル化および転写終
結をするために、配列の3′−末端に隣接してこれらの遺伝子に関する終結配列
が、発現ベクター中にライゲーションされる。生育条件によって転写が制御され
る付加的な利点を持つ他のプロモーターは、アルコールデヒドロゲナーゼ2、イ
ソチトクロームC1酸性ホスフアターゼ、窒素代謝にかかわる消化酵素、および
前述のグリセルアルデヒド−3−リン酸デヒドロゲナーゼおよびマルトースおよ
びガラクトースの利用に関する酵素(ホランド、前述)のプロモーター領域であ
る、また更に他の制御可能なプロモーターは、メタロチオネインプロモーター系
であり、フォーゲル(F。
gel)らによって米国特許4,511.652号に開示されている。この米国
特許の内容も本明細書に含まれる。事実上、酵母に使用可能なプロモーター、複
製開始点および転写終結配列を含むプラスミドベクターは全て適当である。
サツカロミセス・セレビシェ宿主のための分泌発現ベクター、例えばミャジマ(
Mi ya j ima) ら、’:よってGene、37,155−161
(1985)に開示されたpMFα8 ;ヒッツェマン(Hitzeman)ら
によって5cience、219,620−625(1983)に開示されたY
Ep I PT iブレイク(Brake)らによりProc、Natl、Ac
ad、Sci、USA、81.4642 4646 (1984)およびブレイ
クによりヨーロッパ特許出願0116201号に開示されたpyαEGF−21
;およびシン(Singh)によりヨーロッパ特許出願0123544号および
カフジャン(Kurjan)らにより米国特許4゜546.082に開示された
プラスミド等は利用可能である。
原核および親核の微生物に加え、多細胞生物由来の細胞よりなる発現系が本発明
における蛋白質を産生ずるために使用される。特に興味が持たれるのは、その翻
訳後のプロセンシング機構が、より生物学的に活性のある哺乳類の蛋白質を作り
やすいと考えられる哺乳類発現系である。哺乳類の宿主に対しては、ベクターと
していくつかのDNA腫瘍ウィルスが用られる:例えばトゥーズ(Tooze)
!、rDNA腫瘍ウィルス(DNA Tumor Viruses)」、第2
版(コールドスプリングハーバ−ラボラトリ−、N、Y、、1981)をその生
物学の総説として参照、特に重要なものは、バクテリアの複製制御配列と結合し
たSV40複製、転写、および/または翻訳制御配列を含む種々のベクターであ
る0例えば、オカヤマおよびバーブ(Okayamaand Berg)によ
って開発され、Mo1.Ce11、Biol、2.16r−170(1982)
およびMo1.Ce11.Biol、3,280−289 (1983)に開示
されているpcDベクター(参照により本明細書に含まれる);ハマー(Ha
m e r )によりGenetic Engineering、12.83
−100 (1980)および米国特許4,599,308に開示されているS
V40ベクター(参照により本明細書に含まれる);カウフマンおよびシャープ
(Kaufman and 5harp)によりMo 1.Ce 11゜8
io1.2.1304−1219 (1982)におよびカウフマンらによりヨ
ーロッパ特許8118406107号に開示された、付加的にアデノウィルスの
制m 領域を含むベクター(参照により本明細書に含まれる)、サルの細胞は多
くの場合上述のベクターに望ましい宿主である。このような5V40ori配列
と天然のA遺伝子を含むベクターはサルの細胞中で(非自律的に増幅するプラス
ミドよりも高いコピー数および/またはより安定なコピー数を与えて)自律的に
増幅することができる。
その上、5V40ori配列を含み、天然のA遺伝子持たずCO37サル由来細
胞中で高コピー数に自律的(然し安定ではない)に増幅できるべくがグルラマン
((1,1uzman)によりCel 1,23,175−182(1982)
に記載されており、ATCC(寄託番号CRL 1651)から入手可能であ
る。上述のSV40込まれることにより、マウスL細胞糖の他の哺乳類細胞を形
質転換できる。
SV40を基本とするベクターの他に、本発明における使用に適切な哺乳類発現
系は以下のものを含むが、これらに限られるものではない: (i)サーバー(
Sarver)らによりGenetic Engineering、5,17
3−190 (1983)に開示されたBPV−PBR322ハイブリッドおよ
びディマイオ(DiMaio)らによってFroc、Natl、Acad。
Sci、USA、79.4030−4034 (1982)にウシおよびマウス
の細胞を形質転換するために開示されたもののようなウシパピローマウィルス(
BPV)配列を含むベクター: (■)エプスタイン−パールウィルス(E B
V)配列を含むベクター、例えばヒトおよびサルの細胞を含む種々の哺乳類細
胞の安定な形質転換のためEBV ortP配列(@抗原EBNA−1のコー
ドはいを含む)を持つプラスミドで、イエーツ(Yates)らにより’pJa
Lure、313.812−815 (1985)に、ライスマン(Reism
an)らによりMo1.Ce1l、Biol、、1822−1832 (198
5)に、イエーツらによりProc、Nat 1.Acad、Sc i、USA
、81.3806−3810 (1984)に、およびサグデン(Sugden
)らによりMo、1.Ce11.Biol、、5,410−413 (1985
)に開示されているもの: (m)マウスおよびハムスターの細胞を形質転換す
るためのネズミ類ポリオーマウィルス配列を含むベクター、例えば、オハラ(0
’ Ha ra)、JlMo 1.8i o 1−.151.203 (198
1); (iv)ジヒドロ葉酸レダクターゼ(dhfr)遺伝子を持つベクタ
ー;例えば、アル) (Al t) ら 、 J−Biol 、
Chem、 、 253゜1357−1370 (1978)で、
これはメトトレキセート処理によりネズミ類ゲノム(例えばdhfr活性を欠損
したチャイニーズハムスター卯、ML(CHO)細胞株)に共に組み込まれた隣
接するコード領域とともに複製される。これは例えば、アーラム(Ur 1 a
mb)らにより、Proc、Na L 1.’ Acad、Se t、USA、
77.4216 (1980)に記載されている;および(V)アクセル(Ax
e 1 )らにより米国特許4゜399.216に開示されている共形質転換
系、入手可能なり N All瘍ウィルスおよびレトロウィルス由来の種々な要
素、例えば複製開始点、エンハンサ−配列(ラウス肉腫ウィルス由来のロングタ
ーミナルリピート(I。
ng terminal repeat)配列(R3V−LTR)等で、ゴ
ーマン(Go rma n)らにより、Proc、Na t 1.Acad、S
c i、USA、79゜6777−6781 (1982)に開示されている)
、イントロン−スプライス部位、ポリアデニル化部位等を用いることによりさら
なる哺乳類発現ベクターを構築、あるいは既存のものを改変することが出来る。
無を椎動物の発現系も本発明における使用のために構築できる0例えばカイコ、
Bombyx moriの幼虫にバキュロウィルスベクター、B m N P
Vを感染させる。これはマエダ(M’aeda)らにより NaLure、3
15.892−894 (1985)に、また細胞工学(Saibo Koh
aku)、4,767−779 (1985)に記載されている。
1隻1
以下の実施例は本発明を説明するためのものである。
cDNAライブラリー、ベクター、および宿主の選択、また試薬の濃度、温度、
および/ljの変数の値は、単に本発明の通用を例示するためのものであり、こ
れがその製薬であると考えられるものではない。
実施例は成塾CM−C3F (127アミノ酸残基)の産生および精製について
記述する。
実施例1. 1ンバ、 びT クローンか°のDNA”″イブー1−の
H″ c DNAクローンの −びCO37サル − での
c D N Aライブラリーは、T−7と命名されたヒトのクローン化T細胞株
およびヒトの末梢血リンパ球(PBL)から単離したmRNAより構築した。ラ
イブラリーはpcDプラスミド中でオカヤマおよびパーク(上述)の方法に従っ
て構築した。T−7ライブラリーから単一のクローンを単離した後、PBLライ
ブラリー中に同一のクローンの存在を確認した。
A、クローン化ヘルパーTRI胞
T−7と命名したヒトのT細胞クローンは、「Tリンパ細胞クローンの単離、同
定および利用(rsolation、Characterization a
ndUtilization of T Lymphocyte C1
ones)J、 ファスマンおよびツイツチ(FaLhman and F
itch)編、アカデミツクプレス、ニューヨーク(19B2)の第36および
37章に記載されている方法に従って単離した。細胞株は、10%の熱非働化ウ
シ胎児血清、5X10−’Mの2−ME、2mMのグルタミン、非必須アミノ酸
および必須ビタミン類を含むダルベツコの改変イーグル(DME)培地に、フィ
トヘマグルチニン(PHA)で刺激したヒト末梢血リンパ球の培養上清を30%
添加したもので055X10’il胞/dの濃度で継代培養した。
B、GM−C3F産生の誘導
T−711胞を5X10’/dで4%熱非働化ウつ胎児血清、5X10−’Mの
2ME、2mMのグルタミン、非必須アミノ酸および必須ビタミン類および4μ
g/xiのコンカナバリンA(ConA)を含むDME中で培養した。37°C
110%CO□下4〜6時間の培養後、細胞浮遊液を1500 rptaで10
分間遠心分離した。細胞塊を回収し、直ちに一70℃に凍結した。培養上清は濾
過しくナルゲン(Nalgene)−0,22ミクロン)、増殖因子源として一
80°Cで保存した。上清の一部は、ConA処理による細胞株の誘導を確認す
るためCSF活性をアッセイした(後述)。
PBLは7μg/dのConAを用いた以外は同じ条件で誘導した。
C,mRNAの抽出
細胞の全RNAをチャーブウィン(Chirgwin。
J、 )ら(Biochemistry、18.5294−5299 (197
9))のグアニ゛ジンイソチオシアネート法により抽出した。ConAで誘導し
たT−7細胞またはPBL (刺激後4時間)の凍結した細胞塊をグアニジンイ
ソチオシアン酸溶解溶液に!!濁した。1.5X101個の細胞に対し、20d
の溶解溶液を用いた。細胞塊をピペットで再懸濁し、注射器を用いて16ゲージ
の注射針に4回通すことによりDNA切断した。溶解液を40dのポリアロマ−
遠心管中、20II&の5.7MCsC1,10s+M EDTA上に重層し
た。この溶液をベックマン(B i c kma n)社S W2 Bローター
(Beckman Instruments、Inc、、Pa 1 o A
I L o、 CA)を用い、25000rpa+、15°Cで40時間遠心分
離した。DNAを含むグアニジンイソチアン酸の層を上部から界面まで吸い出し
た。管壁および界面を2〜3dのグアニジンイソチオシアン酸溶解溶液で洗浄し
た。遠心管をはさみを用いて界面の下で切断し、CsC1溶液を排出した。RN
A塊を冷却した70エタノールで2回洗浄し、500Ilの101 トリス塩酸
、pH7,4,1s+M EDTA、0.05%SDSに再懸濁した。50μ
lの3M酢酸ナトリウムを添加し、RNAをldのエタノールで沈澱させた。遠
心分離によって0.3+lIgの全RNAが得られ、RNA塊を冷エタノールで
1回洗浄した。
洗浄し、乾燥した全RNAを900t11のオリゴ(dT)溶出緩衝液(10m
M)リス塩酸、 pt17. 4. 1mMEDTA、0.5%5DS)に再!
A濁した。RNAは3分間68°Cで加熱しその後氷上で冷却した。100μl
の5M NaC1を添加した。RNA試料を結合緩衝液(10mM)リス塩酸
、pH7,4,1mM EDTA。
0.5M NaC1,0,5%5DS)で平衡化した1゜0dのオリゴ(dT
)セルロースカラム(タイプ3.コラボラティブリサーチ、ウオルサム、MA)
に添加したカラムの流出液は更に2回カラムに添加した0次にカラムを0−の結
合緩衝液で洗浄した。溶出緩衝液で洗浄し、ポリ(A)′″のm RN Aを回
収した。RNAは通常溶出緩衝液の最初の2af?−溶出した。RNAを0.1
1容の3M酢酸ナトリウム(pH6)および2容のエタノールで沈澱した。RN
A塊を遠心分離によって回収し、冷エタノールで2回洗浄して乾燥させた。RN
A塊を水に再懸濁し、一部を希釈して260nmの吸光度を測定した。
D、pcD cDNAライブラリーの構築l)部および2)部2段階1)〜5
)はPCT/USニシテ行った。ただしp c DV I DNA (57頁
、3〜4行目)はN5ilエンドヌクレアーゼを用いて消化した。
(cDNAライブラリー調製の)第6段階:E、coliの形質転換、形質転換
はコーエン(Co hen)らによりProc、Natl、Acad、Sci。
USA、69.2110−2114 (1972)に記載された手段を若干改変
して行った。カサバダンおよびコーエン(Casabadan、Mo、and
Cohen。
S、)によってJ、Mo1.Biol、、138,179−207 (1980
)に記載されたE、coliK−12株、MC1061を37℃で20dのL−
ブロス中、600 isの吸光度が0.5になるまで培養した。細胞を遠心分離
して集め、50mM CaC1zを含む10mMトリス塩酸(pH7,3)1
0dに!!濁し、0℃で5分間遠心分離した。細胞を再び上記の緩衝液2d中に
!!濁し、再び0°Cで5分間インキエベートした;次に0.2dの細胞懸濁液
を第5段階のDNA溶液0.1−と混合し、これを0°Cで15分インキュベー
トした0次に細胞を37℃に2分間置き、次に室温に10分1いた;次に0゜5
iのL−ブロスを加え、37℃で30分間インキニベートし、その後2.51d
のし一ブロス軟寒天と42℃で混合し、1mあたり50μgのアンピシリンを含
むL−プロス寒天上に広げた。37℃で12〜24時間インキニベートした後、
個々のコロニーを滅菌爪楊枝を用いて単離した。全体で約5X10’の独立した
cDNAクローンが生産された。
E、DNA)ランスフエクション(感染)によるヒトT細胞cDNAライブラリ
ーのス、クリーニング10’の独立したクローンを任意にT細胞c D N A
ライブラリーから抽出し、マイクロタイター培養皿のウェルで50t!g/li
のアンピシリンおよび7%のジメチルスルホキシドを含むし一ブロス200μl
中で増殖させた。マイクロタイター培養皿より48のcDNAクローンが調製さ
れ、プールされた。このプールから40のクローンを100μg/dアンピシリ
ンを含むし一ブロス中で1リツトルまで増殖させた。各培養物からプラスミドD
NAを単離し、CsClグラジェントを2回通して精製した。各プール由来のD
NA配列以下の方法でCO37サル細胞に感染(トランスフェクション)させた
。
感染の前日、約106のCO37サル細胞を別々の6081Il11プレートに
、10%ウシ胎児血清および2Mグルタミンを含むDME中で播種した。感染の
ため、各プレートから培地を吸引し、50 rm )リス塩酸(pH7,4)。
400μ、/、d DEAE−デキストランおよび15μgの被検プラスミド
DNAを含むDMEl、5dで置換した。プレートを37℃で4時間インキュベ
ートし、DNAを含む培地を除去、プレートを2dの無血清DMEで2回洗浄し
た。プレートに150μとクロロキンを含むDMEを加え、さらに37℃で3時
間インキュベートした。プレートをDMEで1回洗浄し、4%のウシ胎児血清、
2mグルタミン、ペニシリン、ストレプトマイシンを含むDMEを添加した。こ
ののち、細胞を37°Cで72時間インキュベートした。培養上清を集め、上述
の方法でGM−CSFの活性をアッセイした。
4つのプール(グループIA、3B、7Aおよび14A)がヒ)GM−C3F活
性を示した(下記第1表を参照)、各グループをさらに、それぞれ、もともとプ
ールされたクローンのうち8つを含むような6つのプールに分割した。各々のプ
ール由来のサブプールのうち1つが感染アッセイで陽性であった。°但し7Aは
2つの陽性なサブプールを産生した。4または5つのサブプールの中の各プラス
ミドを別々にCO37細胞に感染させた。3−8a、7−1a、7−4d、およ
び14−1eと名付けられた4つの独立したクローンがGM−CSF活性を有し
た。制限エンドヌクレアーゼ解析によってこれらのクローンの全てが実質的に同
じ構造を有することが示された。
第■表は2点の調帯血アンセイにおける各感染サンプルによって刺激された造血
コロニーの数を示す、クラスターは20から50細胞を意味し、小コロニーは5
1から150細胞、そしてコロニーは150以上の細胞を示す。
第■表
偽感染CO377÷12クラスター
ブールIA: 29+25クラスターブー/L/3B:
38’−,20クラスターブール7A: 22÷19クラ
スタープール14A: 26÷32クラスター他の全てのプール
20クラスター以下第2スクリーニング 8クローンのサブプール偽感染
CO379+15クラスター
サブプール1−5: 56÷54クラスターサブプール3−8:
9B+52小コロニーサブブール7−1: 、 29−!−41小コロニ
ーサブプール?−4: 100+93小コロニーサブプール14−1 :
40−’、 73小コロニー他の全てのサブブール 20クラスター以下
第3スクリーニング 個々のクローン
クローン3−8a: 12G+127小コロニークローン7−1a:
19B’−,164小コロニークローン7−4a: 176’−,160小
コロニークローン14−1e: ’62+67 小コロニー他の全てのクロ
ーン 20クラスター以下実譬的に完全長c D N A挿入物を持つプラ
スミド(p cD−huma n−GM−C’SF)は第2図に示されており、
このプラスミドを持つE、coliバクテリア(MC1061)はATCCに寄
託された(寄託番号39923)、第2図ではpcD発現ベクターに含まれる7
76bPのc DNA挿入物のSV40早期プロモーターからの転写を矢印で示
した。スプライスの供与および受容部位が示されている。SV40由来のポリア
デニル化シグナルは、cDNA挿入の3′−末端に位置する。CDNA挿入物中
のGM−C3Fコード領域が濃い影の部分で非コード領域は薄い影の部分である
。β−ラクタマーゼ遺伝子(Amp’)および複製開始点を含むベクター配列の
残りの部分はpBR322由来である。
M13ダイデオキシ チェーンターミネータ−法(サンガー(Sa ng e
r、F、)’ら、Proc、Natl。
Acad、Sci、USA、74.5463−5467(1977))および改
変マクサム−ギルバート法(ルピンおよびシュミット(Rubin、C9and
Schmidt、C0)Nuc 1.Ac id Res、、8゜461
3−4619 (1981))の双方を用いて3−83の配列を決定した。cD
NA挿入物は唯一つの読み枠を持つ、最初のATGは5′−末端から33−35
ヌクレオチドに存在し、ヌクレオチド265−467の終結暗号(TC;A)ま
での間に144コドンを持つ。
第m表はクローン3−8a、?−1a、?−4d、および14−1eのそれぞれ
の影響下で培養された約60のヒト骨髄および腰帯血液コロニーの細胞組成物の
崩壊の割合をパーセント表示したものである。好酸球および他の細胞種の混合コ
ロニーが存在するのは、コロニーが一緒に生育したためであろう。
第■表
ヒト骨髄コロニーの細胞組成
Neu ?I φ Eos Neu/Mφ jφ/Eo
s Neuノ9φ/Eos15χ 30χ 7χ 37χ 2χ
9工のGM−C3FO日
しへ40早期複製開始点のXho I切断部位にHTLV (1)レトロウィル
スのロングターミナルリピート(LTR)の断片を挿入して構築されるプロモー
ター(SRαと名付ける)を用いて様々な哺乳類細胞中での1:、M−C3Fの
発現上昇がなされる。LTR断片が存在するとCoSサル細胞(例えば寄託番号
CRL 1650またはCRL 1651とし、てATCCより入手可能)
およびCVIサル細胞(例えば寄託番号CCL 70としてATCCより入手
可能)およびマウスL細胞(例えば、L−M(TK−)はATCCより寄託番号
CCLI、3として入手可能)中でGM−C3Fの発現は20−50倍に上昇す
る0合成りNA断片よりSRαプロモーターを構築する方法を以下に示す、SR
αはATCC寄託番号6731BのプラスミドpcD−huIL−3−22−1
からも得られる。
レトロウィルスのLTRはいろいろな系で発現を上昇させることが示されている
:例えばチェノ(Ch e n)ら、Proc、Nat l、Acad、Sci
、USA。
82.7285−7288 (1985);ゴーマン(Go rma n)ら、
Proc、NaL 1.Acad、5ci−USA、79.6777 6781
(19B2);チミン(Temin)、Cel l、27.1−3 (198
1):およびルシウ(Luciw)ら、Ce1l、33.705−716 (1
983)がある、pLLのxhoI切断部位に挿入されたHTLv(I)LTR
断片(叡完全なR’l域およびR/U5境界から最初の下流のTaql切断部位
まで(全部で39塩基)のU S iI域の一部(第3図でUS’ と命名され
ている)を含む267塩基部分を含む、HTLV (I)LTRの配列は、ヨシ
ダ(Yoshida)らによりCurrent Toptcs in M
icrobiology and Inmunolog7,115,157
−175 (1985)に開示されている。
HTLV (1)LTRは、実施例■に記載した方法を用い、4段階でプラスミ
ドpL1に挿入され、第3図に示す改変プラスミド、pL1’が作られた。まず
pLlをBgllおよびXholで消化し、大きい断片を単離する0次に大きい
断片を合成したIA/Bおよび2A/B(以下で定義する)と標準的なライゲー
ジ3ン混合物中で混合する0合成物IA/Bおよび2A/Bは共に5′→3′の
順に以下の者を含む;5V40oriのBg11/Xhol断片、LRTのRり
のの267塩基の5′〜断片およびSma I、Sa c 1% Na e I
、およびXhoIの順にそれぞれの切断部位を含むポリリンカー。
(Bgll)
TCGGCCTCTGAGCTATTCCA GAAG TAGT GAGG
AGGCTTTTTTG GA −CGG AGCCGGAGA CTCG A
TA AGGTCTTCATCA CTCCTCCG AAA A AACCT
−にCCCTAGGCTTT?
ccc
GAGCGGCCGGAGCT
合成物2A/B
ライゲーションの後、第一段階より得られるプラスミドを増幅、抽出し、Sma
IおよびNaeIで消化して大きい断片を抽出した。大きい断片を次に合成物3
A/Bおよび4A/B(以下に定義する)と、標準的なライゲーション混合物中
で混合した。
GCCGCCCTACCTGAGGCCGCCATCCACGCCGにTTGA
CTCGCGTTCTCGGCGGGATGGACTCCGGCGGTAGGT
GCGGCCAACTC合成Th3A/B
GCCGCCTCCCGCCTGTGGTGCCTCCTGAACTGCGTC
CGC−A GCG CAAG ACG G CGGA GGG CGGA C
A CCACGG AGGA CTTG ACG CAGG CG |
acI
CGTCTAGGTAAGTTTAGAGCTGCAGATCCAT丁CAAA
TC
合成物4 A/B
ライゲーションの後、第二段階より得られるプラスミドを増幅、単離し、5ac
lおよびNaeIで消化し、大きい断片を単なした。大きい断片を合成物5A/
B(以下に定義する)と標準的なライゲーション混合物中で混合した。
CAfl:GTCGA[;ACCCGGCCTTTにTCCGGCGCTCCC
TTGGAGCC’rACCT−TCGAGTCCAGCTCTGGCCCGG
AAAC71GGCCGCGAGGGAACCTCにGATGGA−NaeI
ACACTCAGCC
TCTGAGTCGG
合成物5 A/B
ライゲーションの後、第三段階より得られるプラスミドを増幅、単離し、Nae
lおよびXholで消化し、大きい断片を抽出した。大きい断片を合成物6A/
Bおよび7A/B(以下に定義する)と標準的なライゲージN a e I
GGCTCTCCACGCττTGCCTGACCCTGCTTGCTCAAC
TCTACGCCGAGAGGTGCGAAACGII;ACTGGGACGA
ACGAG合成物6 A/B
XhoI
TCTTTGTTτCGTTτTCTGττCτGCGCCGT’TACAGA
τCTTGAGATGCAGAAACAAAにCAAAAGACAAGACGC
GGCAA丁GTCTAGAGCτ合成物7A/B
増幅の後、pL1’を精製し、HindII[およびxhOIで切断し、SV4
0 oriおよびR−US’を含む小さい断片を単離した。また別にプラスミ
ドpcDV1(第4図に図示する)を精製し、Hindll!およびXhoIで
消化し、pBR322oriおよびAmp’遺伝子を含む大きい断片を単離した
。pL1″の小さい断片とpcDVlの大きい断片をライゲーションし、そこか
ら得られるプラスミドpcD(SRα)を増幅しへまだ、別にプラスミドpcD
−human−GM−C3FをXhoIで消化し、CM−C3Fのコード領域を
含む小さい断片を単離し、Xholで消化したpcD(SRα)とライゲーショ
ンした。これらより得られる組換え体は、例えば細胞株HBIOLまたはMC1
061等の大腸面にトランスフェクションさせ、培養皿にまいたアンピシリン抵
抗性のコードのバクテリアを無作為に選び、別々に増幅させた。プラスミドを抽
出、精製し、そして上述の方法でCO37サル細胞を感染させるために用いた。
その培養上清のアンセイで、GM−C3F活性が陽性なCO37培養物は、目的
のpcD(SRα)−hGM−C3Fプラスミドを持つ。
実施例■、パン でのGM−C3Fの天然のヒトCM−CSFのシグナルペ
プチドのコード領域を除去し、プラスミドpMFα8の酵母α−因子接合フエ口
モンのシグナルペプチドのコード領域と置換した。パン酵母(Saccharo
myces cereviciae)は、pMFcr8によって形質転換され
、接合因子/C,M−CSF融合蛋白質を発現し、成熟GM−C3Fを培地中に
分泌する。この実施例の結合はミャジマ(Miyajima)らによりEMBO
Journal、5.1193−1197 (1986)にも記載されている。
パン酵母(Saccharomyces cerev1ciae)は接合型に
特異的なオリゴペプチドのフェロモンを分泌する。MatI:xi胞はα−因子
を分泌し、これはM a t a細胞の生育を細胞周期の01期で停止する(ソ
ーナー(Thorner、J、)、’パン酵母の分子生物学(The Mo1
ecular Biol。
gy of the YeasL Saccharomyces)、コ
ールドスプリングハーバ−ラボラトリ−。
ニューヨーク(1981);特に143−180頁を参照)、α−因子は20ア
ミノ酸のNHよ一末端シグナルしからなる大きい前駆体として最初は合成される
。この繰り返しはお互いから6または8個のアミノ酸のスペーサーにより隔てら
れている(Lys−Arg−Gl u−Al a−C1u−Al aおよびLy
s−Arg−GluA 1 a G l u CまたはAsp)−Ala−G
lu−A 1 a ) 、このプレプロα因子はいくつかの特異的な部位で切断
を受ける。最初のプロセッシングは、KEX2産物によフて触媒される。スペー
サー配列中のLys−ArgペアのC00H−末端の結合であるニジエリウス(
Julius) ら、Ce1l、37.1075−1089 (1984)、
カルボキシペプチダーゼB様の酵素がLys−ArgベアのNH,−末端側で切
断する。最終の段階はSTE 13によってコードされるジアミノペプチダーゼ
によるGlu−AlaまたはAsp−Alaベアの除去である。ブレイク(J、
Brake)らは、Pr oc、Na L 1.Acad、Sc i、USA、
81゜4642−4646 (1984)で成熟ヒト蛋白質をコードする配列と
第一プロセンシング部位の融合によってこのような蛋白質が分泌されることを示
した。
アルファ因子プロモーターおよび下流のリーダー配列を他の要素とともに含む、
pMFα8と名付けられた一般的な酵母の発現ベクターは、ATCCに寄託番号
40140で寄託されている。これは以下のようにして構築することができる:
MFαl遺伝子を持つ1.7kbのEc oRI断片(カージャン(Kurja
n、J、)およびヘルショウィンツ(HershowiLz、1.)、Ce1l
、30゜933−943 (19B2))をM13mp8 (ビエラおよびメフ
シング(Viera、J、and Messing、J、)、Gene、19
,259−268 (1982))中にクローニングした。第一スペーサー領域
のりジンコドンのあとにHindln切断部位を導入するため、合成オリゴヌク
レオチドTCTTTTATCCAAAGATACCCを単鎖M13−MFαI
DNAとハイブリダイズし、オリゴヌクレオチドブライマーをDNAポリメラ
ーゼI クレノー断片を用い伸長した。S1ヌクレアーゼ処理の後、DNAをE
c oRIで切断し、MFα1プロモーターおよびリーダー配列を含む断片をp
UC8(ビエラおよびメツラング。上述)のEcoRIおよび埋められたHin
dllI制限酵素切断部位にクローニングした。望ましい構造のプラスミドが一
つ単離されたCPMFα4Δ1と命名した)、pMFα4Δ1をHindllI
によって切断し、dATPおよびdGTP存在下でDNAポリメラーゼ!クレノ
ー断片を用いて部分的に補足した。DNAをヤエナリのヌクレアーゼで処理し、
オリゴヌクレオチドリンカー(GCCTCC;AGGC)を結合した。得られた
プラスミド(PMFα5と命名した)は、アルギニンコドンの直後に5tuI切
断部位、またその後にXhol制限酵素切断部位を持つ、S。
cereviciae−E、coliのシャトルベクター(pTRP584)は
以下のようにして構築される。
2μ■プラスミドの複製開始点(ブローチ(B r o a ch、J、)、上
述)を含むPsLI−Xbal断片をPTRP56(ミャジ?(Miyajim
a)ら、Mol。
Ce1l−Biol、、4,407−414 (1984)のC1aI制限酵素
切断部位にクローニングし、TRPI−AR3!R3中の5jul制限部位をp
vuIIリンカ−挿入によってPvulI制限部位へ変換した。基本となるpT
RP56のKpnI制限部位はXho Iリンカ−挿入によりXhoIに転換し
た。そしてpTRP584のBamHI−Xhol制限部位にpMFcr5のB
glII−Xhol断片を挿入することにより、−a的な分泌ベクターpMFα
8を得た。
pMFα8にクローニングする前に、シラー(Zoller)およびスミス(S
miLh)によりMeLh。
ds in Enzymology、100,468−500 (1983
)に開示された方法を用い、Ml 3mPs中のオリゴヌクレオチド特異的突然
変異誘発により、GM−C3F cDNA中にFspl制限部位を導入した。
導入したFspI部位によってpMFα8への挿入前に内因型のシグナルペプチ
ドのコード領域および成熟蛋白質をコードする領域の中間でc DNA挿入物を
切断することができる。
簡単に述べると、完全なcDNA挿入物(第2A図を参照)を含むp c D
−h u rn a n −G M −CS F (7) B amHI断片を
M13mp8の複製型にクローニングし、それを用いてE、coli、JMIO
Iを形質転換した挿入物を含むM13mp8はイソプロとルーベーター〇−チオ
ガラクトシド(I PTC,)および5−ブロモ−4−クロロ−3−インドイル
−ベーターD−ガラクトシド(X−gal)を含む寒天上で透明なプラークより
選択した。それぞれ選ばれたプラークに対応する8つのE。
colt JMIOI培養物から標準的な技術(遠心分離、上清よりポリエチ
レングリコールを用いたファージ粒子の除去、ファージのコート蛋白質からDN
Aを分離するためのフェノール抽出、およびエタノール沈澱)を用いて、それぞ
れ単鎖のM13mp8DNAをi=したクロスハイブリダイゼーションおよびゲ
ル電気泳動を用いて決定したc DNA挿入物の方向に従って、8セットのDN
Aを2つのサブセットに分類した。各サブセントの単鎖DNAに対してそれぞれ
オリゴヌクレオチド特異的突然変異誘発を行った。逆に2つのサブセット中のD
NAを配列決定し、正しい方向でcDNA挿入物を含む単gDNAを決定するこ
ともできる。
以下の配列を持つ(ミスマツチ(不一致)を下線で示した)20残基のオリゴヌ
クレオチドブライマーを合成した(Applied Biosystems、
Inc。
、モデル3BOA、フォスターシティ−、CA):GTCC;TAGACGCG
TGGGCGGG3−リン酸化の後、20残基のオリゴヌクレオチドブライマー
を約30倍過剰の単鎖DNA (約1ug)と混合し、5μl容の0.5M−N
aC1中で65℃で5分間加熱し、室温で1時間放置した。緩衝液および塩類の
濃度は以下のように調製した。100mM NaC1,20mM)リス塩酸で
PH7,5,10鳳hジチオスレイトール。
10mM Mget、、4種のデオキシヌクレオシド3リン酸を約400μi
ずつ、ATPを約500μ?l、DNAポリメラーゼ! (クレノー断片)およ
びT4DNAリガーゼを加え、反応液を12℃でインキュベートした。
二重鎖環状DNAをアルカリ蔗糖密度勾配遠心法によって単離し、(a C1z
処理した大腸菌JMIOIを形質転換するのに用いた。プライ→−で使用したも
のと同じ配列を持1P標諏したオリゴヌクレオチドプローブでハJMIOIのコ
ロニーをスクリーニングした。
増幅の後、変異を含むM13ファージをEsplおよびBamHIを用いて消化
し、(Baml(I切断部位の突出端を平にするために)DNAポリメラーゼI
クレノー断片で処理し、ゲル電気泳動にかけた。最後に抽出されたGM−C3F
を含む断片をp M F αBの5jul切断部位に挿入した。
サツカロミセス・セレビシェ20B−12(MATαtrpl−289pep4
−3)酢酸リチウム法(イトウ (ILo) ら、J、Bacteriol、、
!53.163−168 (1983))によりpMFα8で形質転換し、0.
67%のアミノ酸を含まない酵母窒素塩基、0.5%カザミノ酸および2%グル
コースを含む培地で培養した。
調帯血を用いたコロニーアッセイにより、酵母培養液中に分泌されたGM−C3
Fを確認した。
実施例■、 でのCM−C3Fの成熟ヒトGM−C3Fのコード領域をo
mpA蛋白質のシグナルペプチドコード領域を含むベクターpIN−m−Omp
A2に挿入した。p IN−m−OmpA2はブライニブ(Ghrayeb)ら
によりEMBOJ。
urnal、3,2437 2442 (1984)に、およびマスイ (Ma
sui)らによりBioLechno1og7,2.81 85 (198’4
)に開示されている。これらの文献の内容は参照により本明細書に含まれる。
この挿入は3段階で行った。最初に成熟CM−C3Fコード領域を含むp c
D −h uma n−GM−C3FのP s L I / B a m HI
断片をM 13 m p 10の複製型(RF)のPstl/BamHI消化物
に挿入し、点特異的突然変異誘発により、成熟C,M−C3Fの基礎と成るコド
ン辷隣接して、そよびその5°−末端に、Ec。
R1部位を導入した。第2に変異したM 13 m p 10のEcoRI/B
amHI断片をP I N−m−Omp A2のEcoRI/BamHI消化物
に挿入した。最後にP−ド領域および成熟CM−C3Fコード領域間の余分な9
塩基対の配列を点特異的突然変異誘発により除去し九全ての場合においてMl3
の変異型は合成ブライマーをプローブとして検出した。
全ての制限酵素消化、DNAポリメラーゼ、キナーゼおよびリガーゼの反応は、
本質的にマニアチスらにより記載された方法にしたがって行った。酵素はニュー
イングランドバイオラボ社およびベーリンガーマンハイム社より購入した。プラ
スミド抽出はアルカリ法(小規模:マニアチスら、上記)またはその変法(大規
模:ツラウスキ(Zurawski)ら、J、Immunol、。
137.3354−3360 ’(1986))で行った。
点特異的突然変異誘発は、Ml 3mp 10ベクターにサブクローニングされ
たDNA断片を用いて行った。10ngのキナーゼ処理したブライマーDNAを
5O−100nHの単鎖鋳型DNAとりガーゼ緩衝液40μ!中で混合した。こ
の混合物に1100nの直11M13RFを添加した0反応混合物は95℃で1
O分間加熱した。アニーリングは室温で30分、次に4℃で15分おいて行った
。
dNTP (50,zM)、リガーゼ(400U)およびりり、/−(5U)を
加え(総3150μl)、混合物を30分間4℃で、次に1時間12℃でインキ
ュベートした。
混合物をJMIOI細胞中に形質転換し、IPTGおよびX−galを含むL−
プロス(L B)プレートに接種した。白色のプラークをマイクロタイター培養
皿の150μIL−ブロス中に楊子で移した0M13惑染細胞をLBプレート上
のJM101m胞層上に接着法を用いて移した。37℃で16時間のインキュベ
ーションの後、予め湿らせたニトロセルロース紙をプラーク上に1分間接着させ
た。フィルターを0.05M NaOHに3分間、中和緩衝液(3M Na
cl、0.5M )リス塩酸、pH7,5)に15分間浸した。再度15分間
新しい中和緩衝液液に浸した後、フィルターを2XSSC中に移した。フィルタ
ーを乾燥し、80 ”Cで1.5時間加熱した。フィルターの前−ハイプリダイ
ゼーション処理!ム0.09M)リス塩酸、pH1,5,IXDenhardt
s、0.9M NaC1,O,IM ATP、1aaMPi、1mM P
P、0.5%NP40,6mM EDTAおよび0.2■/dの大腸菌t R
NA中、室温で3時間行った St pで標識したプローブを加え、更に室温で
16時間インキュベートした。フィルターは加熱しながら、オートラジオグラフ
ィーで背景のカウントが検出されなくなるまで6XSSC,0,1%SDS中で
洗浄した。
必要に応じて、SSCの濃度を下げた。陽性プラークより単@DNAを単離し配
列決定を行った。
DNAの配列形賞転換委は標準的なダイデオキシ法(サンガー(Sanger)
ら、Proc、Natl。
Acad、Sc i、、74.5463−5461 (1977))を使用した
。DNAのオリゴヌクレオチドは、アブライドバイオシステムズ社380A合成
機を用いて、ホスホルアミダイト化学法によって合成した。
pcD−human−GM−C3FのP s t I / B amHI断片を
PstlおよびBamHIで消化したM13mplORFにクローニングした。
標準的な技術(メッシング、上述)を用い、この組成物の単1DNAを調製し、
第1図に示されている(1.M−C3FのC−DNA配列の83と84塩基対の
間にEcoRI切断部位(GAATTC)を導入するために点と特異的突然変異
誘発を行った。下記の合成プライマーを使用した:5’ −CTGCAGCAT
CTCTGAATTCGCACCCGCCCGCT−3’EcoRI切断部位を
下線で示した。挿入変異体の配列を決定した後、GM−CSFC’−DNAを含
むM2SのEco R1/ B a m HI断片をEcoRI/BamHIで
消化したp IN−m−OmpA2に挿入して、大腸菌JM101中で増幅、単
離し、XbalおよびBamHIで消化した。 CM−C3F C−DNAを
含むXbaI/BamHI断片をXbal/BamHIで消化したM13mp
10RFに挿入した。単鎖DNAを標準的な方法を用いて単離し、下記の合成ブ
ライマーを用いて点特異的突然変異誘発を行った:
5’−GTAGCにCAGGCCGCACCCGCCCGCT−3’r、CTG
AATTC
ブライマーの配列の間隙および下段の下線を付した配列は、9塩基対の欠失およ
びその欠失した配列を示す、欠失変異体の配列を確認した後、そのXbaI/B
amH■断片を単離し、X b a I / B a m H1で消化したpl
N −m −Om p A 2とライゲーションして、大腸菌JM101を形質
転換するために用いる最終的な構築物を得た。
実施例V、 w テーシたGM−CSF(7) !大腸菌(E、co
li)の可溶性抽出物から順に、陰イオン交換、色素−リガントアフィニティー
、ゲル漉息および逆相クロマトグラフィーを行って、CM−C3Fを精製した。
望ましくは一連のクロマトグラフィーはQAE(第四アミノエチル)カラムクロ
マトグラフィー、マドレックス(Matrex)ゲルR’edAカラムクロマト
グラフィー、限外濃過による濃縮および/または硫酸アンモニウム沈澱、セファ
デツクス(S e p h a deX>G−100ゲル漉過、およびFPLC
またはHPLC逆相クロマトグラフィーのいずれかを含む、この操作による最終
票品は、特異性の高い生物学的活性、95−100%の電気泳動的純度、低量の
発熱物質そして低量の大腸菌由来の夾雑物またはGM−CSFの誘導物を示した
。
特に示さない限り、全ての操作は2−15℃で行った各段階でコマジー青結合ア
ンセイにより蛋白質濃度を決定した。pH測定は+0.2単位で、誘電率測定は
+3mいても、期待される精製度が得られない場合、溶出過区分を集め、同じカ
ラムで再クロマトグラフィー、または以前の操作、または以前の一連の操作を再
び行った。硫酸アンモニウム沈澱および/または限外濃過法は、蛋白質を濃縮お
よび/または保存するために行った:例えばステップCの操作である。カラムの
平衡化および溶出に使用するものを含む全ての溶液は、使用前に0.2μ膜で濾
過した。ステップD以降の全ての溶液の調製にはUSPXIXwL(7)水を使
用した。
A、細肥の殺滅および蛋白質の抽出
85%のリン酸を加えてpHを4.5に、次に50%トリクロロ酢酸を加えてp
Hを2.0に調節し、細胞を殺した。0.2μ膜で濃過した後、水を加えて誘電
率を15−20mSに調節した。低い誘電率は、CM−C3FをQAEカラムに
結合させるために必要な希釈を最小限に抑えるために必要である。
B、第四アミノエチル(QAE)カラムクロマトグラフ必要に応じて中和した抽
出物を、水酸化ナトリウムまたは塩酸で適切なpH7,5に調節した。中和した
抽出物の誘電率は、脱イオン水を加えて5 10m5に調節した。QAEカラム
は少なくとも2〜3倍のカラム容の20mM)リス塩酸、pH7,5で平衡化し
た。GM−C3Fを含む抽出物は、1mlの樹脂あたり20■以下でカラムに添
加した。カラムは平衡化に用いたものと同じ緩衝液に溶かした塩化ナトリウムの
濃度勾配でO−0,5Mの巾で、10−20倍のカラム容で溶出した。溶出分画
をドデシル硫酸ナトリウム−ポリアク、リルアミドゲル電気泳動(SDS−PA
GE)に基ずいて集め、ステップCのクロマトグラフィーを行った。
C0色素アフィニティークロマトグラフィーQAEカラムからの溶出分画は、誘
電率5 10m5まで脱イオン水で希釈し、2〜3カラム容の201トリス塩酸
、pH7,5で平衡化したRedアフィニティーカラム(例えばアガロース支持
体に結合したプロジオンレッド(Procion Red)HE3Bに添加し
た。
カラムに加える蛋白質の量は1dのゲル当たり10■を越えてはならない、カラ
ムは3〜4カラム容の平衡化緩衝液で洗浄した。溶出は5〜15容の20mM)
リス塩酸pE7.5に溶かした0〜0.75Mの塩化ナトリウムの濃度勾配で行
った。ステップDで用いる分画は5DS−PAGEの結果に基づいて集められた
。
D、限外濾過および/または硫酸アンモニウム沈澱による:a縮
前の掻作で回収された分画の蛋白質濃度が1.0■/−以下である場合、排除分
子量3000−5000の分離膜を用い、限外濾過で:a縮した。最終の蛋白質
濃度は1.0wg/d以上とする。硫酸アンモニウムを最終濃度60〜70%に
なるように加えた。沈澱を遠心によって回収し、沈澱に用いた濃度の硫酸アンモ
ニウムを含む、20m?!)リス塩酸(pH7,5)で−回洗浄した。沈澱を遠
心によって集め、20■Hトリス塩酸、PH7,5に溶解した。
E、セファデックスC;−100カラムクロマトグラフイ再度溶解した硫酸アン
モニウム沈澱は、必要に応じて遠心して不純物を除去した。溶液を0.2μフイ
ルターで漉遇し、201トリス塩酸、pH7,5で平衡化したセファデックスG
−100カラムに添加した。カラムに添加される蛋白質の量は、ゲルIJI+!
あたり3■を越えては成らない、カラムは同じ緩衝液を用いて溶出した。゛ステ
ップFで用いる分画を5DSLPAGEの結果に基づいて回収した。
F、逆相カラムクロマトグラフィー
回、収したセファデフクスC,−100溶出液を0.2μフイルターで濾過し、
FPLC(高速蛋白質液体クロマトグラフィー)およびHPLC(高速液体クロ
マトグラフィー)カラム等の逆相カラムに添加した。カラムは0゜1%トリフル
オロ酢酸(TFA)で平衡化し、溶出はO01%TFA中に溶解した0−100
%のア七ト二トリル濃度勾配で行った0分画は5DS−PAGEの結果に基づい
て回収した。溶液を凍結乾燥し、乾燥粉末を20mMリン酸ナトリウム、pu’
7.2に溶解した。
G、精製したGM−C3Fの透析
2に対して透析した。最低4〜5時間の間隔をおいて緩衝液を2回交換した。必
要に応じて、排除分子量3,000〜s、oooの限外濾過膜を用い、透析した
溶液を蛋白質濃度が最低1.0■/dになるまで濃縦した。精製したGM−C3
F溶液は0.2μフイルターを通し、−20°Cあるいはそれ以下で凍結保存し
た。
上述の本発明における態様は、例解および解説の目的で行った。これらはms的
なものではなく、また、本発明をここで開示された詳細な形式に限定するもので
もない、そして、以上の既述に照らして明らかに多くの改変や変形が可能である
0本明細書における態様は、当業者が種々のB様で、また、個々の使用状況に適
切な種々の改変を用いて本発明を最適に使用できるために、本発明の原理とその
実際の適用法を最もよく解説する目的で選択、記載された0本発明の範囲は請求
の範囲によって定められる。
特許出願人はp cD−human−GM−C3F@ATCCに寄託番号399
23で寄託した。この寄託はブタペスト条約の要求を特徴する
請求の範囲
1、哺乳類細胞宿主中でのヒト顆粒球−マクロファージコロニー刺激因子の産生
のための発現ベクターであって、5V40DNAの複製開始点;
SV40初期領域プロモーター;
プロモーター;
スプライスジャンクションおよびヒト顆粒球−マクロファージコロニー刺激因子
をコードする能力を持つヌクレオチド配列;および
ポリアデニル化部位;
をこの順に含み、且つ該プロモーターがATCC67318の寄託番号で寄託さ
れているプラスミドのSRαプロモーターであることを特徴とする上記発現ベク
ター。
2、SV40のポリアデニル化部位の後に、更に順に、バクテリア宿主中での発
現ベクターのクローニングを可能にするバクテリアの複製開始点:および発現ベ
クターによって形質転換されたバクテリア宿主の同定を可能にする選択可能なマ
ーカー:を含むことを特徴とする請求項1記載の発現ベクター。
3、バクテリアの複製開始点はpBR322の複製開始点であり、バクテリア宿
主は大腸菌(Escherichia coli)であり、そして選択可能な
マーカーは大腸直に抗生物質抵抗性を与えることを特徴とする特求項2記載の発
現ベクター。
4.@乳類細胞宿主がCOSサル細胞、CVIサル細胞、マウスLm!II胞お
よびチャイニーズハムスター卵巣細胞より選択されることを特徴とする請求項3
記載の発現ベクター。
5、請求項1ないし3のいずれか1項に記載の発現ベクターを入れた適当な哺乳
類細胞宿主を培養することを特徴とする、哺乳類細胞宿主中でヒト顆粒球−マク
ロファージコロニー刺激因子の生産方法。
6、哺乳類細胞宿主がCOSサル細胞、CVIサル細胞、マウスL細胞およびチ
ャイニーズハムスター卵巣細胞から選択されることを特徴とする請求項5記載の
方法。
手続補正書動力
平成 2年 6月7日
特許庁長官 吉 1)文 毅 殿1、事件の表示
PCT/US88102334
2、発明の名称
ヒト顆粒球−マクロファージコロニー刺激因子およびそのミューティン
3、補正をする者
名 称 シエリング・バイオチック・コーポレーション4、代理人
住 所 東京都千代田区大手町二丁目2番1号新大手町ビル 206区
5、補正命令の日付 平成 1年 5月 8日 ■送田6、補正の対象
国際調査報告
1ml#++I+vl AM”c#I’s” ?、PCτ/υS 881023
34 21”lt’Ml’l”Jl ^mmta111+ 411. pc:
/υ5 Eε/C:二34国際調査報告
Claims (23)
- 1.次式: 【配列があります】 で表されるセットから選択されたグリコシル化もしくは非グリコシル化2回置換 ポリペプチドからなる、ヒト顆粒球マクロファージコロニー刺激因子活性を示す 蛋白質; 但し、 X(Ser)は、Ser、Ala、Thr、GlyまたはAsnを表し、 X(Arg)はLysまたはArgを表し、X(Leu)はLeuまたはVal を表し、X(Pro)はAlaまたはProを表し、X(Thr)はThr、S erまたはAlaを表し、X(Ala)はPro、Ala、Ser、Thr、G ly、またはValを表し、 X(Val)はVal、lle、Ala、またはLeuを表し、 X(Gly)はGly、AlaまたはSerを表し、X(Ile)はIle、V alまたはLeuを表し、X(Phe)はPheまたはTyrを表し、X(Ty r)はTyrまたはPheを表し、X(His)はHis、GlnまたはAsn を表し、X(Gln)はGln、CluまたはHisを表し、X(Asn)はA sn、Asp、SerまたはLysを表し、 X(Lys)はLys、ArgまたはAsnを表し、X(Asp)はAsp、A snまたはCluを表し、X(Glu)はGlu、GlnまたはAspを表し、 そして X(Met)はNle、MetまたはLeuを表す。
- 2.ポリペプチドが、アミノ酸1−75(両端を含む)、89−95(両端を含 む)、104−112(両端を含む)および117−127(両端を含む)で規 定される領域において、1回より多くは置換されていない、請求項1記載の蛋白 質。
- 3.ポリペプチドが1回より多くは置換されていない、請求項2記載の蛋白質。
- 4.ポリペプチドが、アミノ酸1−75(両端を含む)、89−95(両端を含 む)、104−112(両端を含む)および117−127(両端を含む)で規 定される領域において、置換されていない、請求項3記載の蛋白質。
- 5.X(Ser)は、Ser、AlaまたはThrを表し、 X(Arg)はArgを表し、 X(Leu)はLeuを表し、 X(Pro)はProを表し、 X(Thr)はThr、SerまたはAlaを表し、X(Ala)はAla、S er、ThrまたはGlyを表し、 X(Val)はValまたはIleを表し、X(Gly)はGlyまたはAla を表し、X(Ile)はIleまたはValを表し、X(Phe)はPheを表 し、 X(Tyr)はTyrを表し、 X(His)はHisを表し、 X(Gln)はGlnを表し、 X(Asn)はAsnまたはAspを表し、X(Lys)はLysを表し、 X(Asp)はAsp、GluまたはAsnを表し、X(Glu)はGlu、ま たはAspを表し、そしてX(Met)はMetを表す、 請求項1記載の蛋白質。
- 6.ポリペプチドが、アミノ酸1−75(両端を含む)、89−95(両端を含 む)、104−112(両端を含む)および117−127(両端を含む)で規 定される領域において、1回より多くは置換されていない、請求項5記載の蛋白 質。
- 7.ポリペプチドが1回より多くは置換されていない、請求項2記載の蛋白質。
- 8.ポリペプチドが、アミノ酸1−75(両端を含む)、89−95(両端を含 む)、104−112(両端を含む)および117−127(両端を含む)で規 定される領域において、置換されていない、請求項7記載の蛋白質。
- 9.ポリペプチドがグリコシル化されておらず、そして、次式: 【配列があります】 で規定されるアミノ酸配列から成る、請求項8記載の蛋白質。
- 10.次式: 【配列があります】 (式中、X(Xaa)の型で示される記号の意味は、請求項1で与えられたもの と同じである。)で規定されるセットから選択された、グリコシル化された、ま たはされていない、1回置換、1回削除および/または1回挿入されたポリペプ チドからなる、ヒト顆粒球マクロファージコロニー刺激因子活性を有する蛋白質 。
- 11.ポリペプチドが、アミノ酸1−75(両端を含む)、88−96(両端を 含む)、104−112(両端を含む)および117−127(両端を含む)で 規定される領域において、置換、削除または挿入の何れもされていない、請求項 10記載の蛋白質。
- 12.ポリペプチドが置換も挿入もされていない、請求項11記載の蛋白質。
- 13.治療学上許容される担体および請求項1記載の蛋白質の有効量を含有して 成る、血液細胞の成長および発達をin vitroまたはin vivoで刺 激するための医薬組成物。
- 14.蛋白質が次式: 【配列があります】 で規定されるアミノ酸配列から成る、請求項13記載の医薬組成物。
- 15.蛋白質が哺乳類細胞発現宿主によってグリコシル化されたものである、請 求項14記載の医薬組成物。
- 16.蛋白質がグリコシル化されていない、請求項14記載の医薬組成物。
- 17.SV40のDNA複製起点; SV40の早期領域プロモーター; SRαプロモーター; スプライスジャンクションおよびヒト顆粒球マクロファージコロニー刺激因子を コードする能力を持つヌクレオチド配列;および ポリアデニル化部位; を順に有して成る、哺乳類細胞宿主中でヒト顆粒球マクロファージコロニー刺激 因子を生産するための発現ベクター。
- 18.SV40ポリアデニル化部位の後に、さらに発現ベクターが細菌宿主中で クローニングできるようにする細菌の複製起点;および 該発現ベクターにより形質転換された宿主の同定を可能にする選択マーカー; を順に有して成る、請求項17記載の発現ベクター。
- 19.細菌の複製起点がpBR322の複製起点であり、細菌宿主が大腸菌(E scherichia coli)であり、そして選択マーカーが大腸菌に抗生 物質耐性を付与するマーカーである、請求項18記載の発現ベクター。
- 20.哺乳類細胞宿主がCOSサル細胞、CVIサル細胞、マウスL細胞および チャイニーズハムスター卵巣細胞から選択される、請求項18記載の発現ベクタ ー。
- 21.第一末端、第二末端および核酸配列を有する二重鎖DNAフラグメントか ら選択されるカセットであって、該第一末端および第二末端は各々、Sacl、 Narl、BstEII、NaeI、XmaIII、BclI、MluI、Sa uI、ApaI、NheI、BspMII、SpeIおよびSacIIから選択 される任意の二つの制限エンドヌクレアーゼにより規定される末端であり、前記 核酸配列は下記式で規定される2回置換ポリペプチド中の3〜40アミノ酸のセ グメントをコードすることができる配列である、pcD発現ベクター中でヒト顆 粒球マクロファージコロニー刺激因子ミューテインを造成するための上記核酸カ セット: 【配列があります】 (式中、X(Xaa)の型で示される記号の意味は、請求項1で与えられたもの と同じである)。
- 22.核酸配列が、下記式: 【配列があります】 (式中、X(Xaa)の型で示される記号の意味は、請求項5で与えられたもの と同じである)で規定される1回置換ポリペプチド中の3〜30アミノ酸のセグ メントをコードすることがきる配列である、請求項21記載の核酸カセット。
- 23.ポリペプチドが、アミノ酸1−75(両端を含む)、89−95(両端を 含む)、104−112(両端を含む)および117−127(両端を含む)で 規定される領域においては置換されていない、請求項22記載の核酸カセット。
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AU5671290A (en) * | 1989-05-23 | 1990-12-18 | Chandra Choudhury | Hematopoietic growth factor derived form t lymphocytes and methods of use therefor |
JPH04148687A (ja) * | 1990-10-09 | 1992-05-21 | Asahi Chem Ind Co Ltd | M―csf活性ポリペプチドの安定的高発現組換えベクター |
EP0557420A1 (en) * | 1990-11-16 | 1993-09-01 | Schering Corporation | Method for inducing maturation of myeloid cells with interleukin-5 |
GB9120304D0 (en) * | 1991-09-24 | 1991-11-06 | Erba Carlo Spa | Stable pharmaceutical compositions containing a granulocyte macrophage colony stimulating factor |
US5255873A (en) * | 1992-10-19 | 1993-10-26 | Nelson Robert L | Flying wing space launch assist stage |
WO1997012977A1 (en) * | 1995-10-05 | 1997-04-10 | G.D. Searle & Co. | Novel g-csf receptor agonists |
US6100070A (en) * | 1995-10-05 | 2000-08-08 | G. D. Searle & Co. | G-CSF receptor agonists |
CA2278052A1 (en) * | 1997-01-16 | 1998-07-23 | Human Genome Sciences, Inc. | Hematopoietic signaling factor |
JP2007135248A (ja) * | 2001-10-26 | 2007-05-31 | Fujitsu Ltd | 圧電薄膜共振子およびフィルタ |
DE102010033515A1 (de) | 2010-08-05 | 2012-02-09 | Gm Global Technology Operations Llc (N.D.Ges.D. Staates Delaware) | Vorrichtung und Verfahren zum Vermeiden des Eindringens von Fremdpartikeln in einen Fahrzeuginnenraum |
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