JPH03505327A - プロカルシトニンペプチド - Google Patents
プロカルシトニンペプチドInfo
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- JPH03505327A JPH03505327A JP1506269A JP50626989A JPH03505327A JP H03505327 A JPH03505327 A JP H03505327A JP 1506269 A JP1506269 A JP 1506269A JP 50626989 A JP50626989 A JP 50626989A JP H03505327 A JPH03505327 A JP H03505327A
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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】
12、骨芽細胞及び前骨芽細胞における細胞分裂を刺激するペプチドの製造方法
であって、
請求項10又は12に記載の宿主綿、胞を培養し;そして該宿主細胞から該ペプ
チドを単離する;ことを含んで成る方法。
13、請求項1〜6のいずれかに記載のペプチドを生理的に許容されるキャリヤ
ー又は希釈剤と組合わせて含んで成る療法組成物。
14、骨芽細胞及び前骨芽細胞におけるDNA合成を更に増加せしめるのに十分
な量において成長因子をさらに含んで成り、該成長因子がインシュリン、インシ
ュリン様成長因子、血小板由来成長因子、形質転換成長因子α、形質転換成長因
子β及び表皮成長因子から成る群から選択されたものである、請求項13に記載
の療法組成物。
15、骨芽細胞及び前骨芽細胞におけるDNA合成をさらに増加せしめるのに十
分な量でインシュリン様成長因子■をさらに含んで成る、請求項13に記載の療
法組成物。
浄書(内容に変更ない
明 細 書
プロカルシトニンペプチド
退fυと賢
本発明は、骨芽細胞(osteobIast)及び前骨芽細胞(preos t
e−oblast)の増殖を刺激するペプチド、該ペプチドの製造方法、該ペプ
チドを含有する療法組成物、及び哺乳類における骨の増殖の促進方法に関する。
発旦p宜景
骨の成長、維持及び修復は骨形成速度と骨吸収速度との間のバランスに関する。
これら2つの過程(−緒にして「レモデリング(remodeling) Jと
称する)は幾つかのホルモン及び増殖因子により制御され、これらには上皮小体
ホルモン、カルシトニン、インシュリン、ソマトメジン、甲状腺ホルモン、グル
ココルチコイド、ビタミンD1アンドロゲン、エストロゲン、上皮成長因子、形
質転換成長因子β、繊維芽細胞成長因子及び血小板由来成長因子が含まれる。こ
れらの化学的メンセンジャーは骨芽細胞及び前骨芽細胞(骨形成細胞)並びに破
骨細胞(骨吸収細胞)に影響を与える。骨のレモデリング(remodelin
g)は鉱物質の蓄蔵場所とての骨格の役割に関連し、そして骨の生存性、流体交
換及び骨の強さの維持のために役立つ。骨代謝の不均衡な骨粗鬆症及びその他の
疾患をもたらすであろう。骨レモデリング過程はRa1sz及びKream (
Nei+En ]、J、Med、309 : 29−35.83−89.198
3)並びにRa1sz(拘止」延1工Lヱed、318:81B−827,19
88)により総説されている。
健康な個体においては骨成長は正常に進行しそして骨折は薬学的介在を必要とす
ることなく治癒するが、ある場合には骨は弱化しそして正常に治癒しない。例え
ば、治癒は老人又はコルチコステロイド治療を受けている患者、例えば移植患者
及び慢性肺疾患の治療を受けている患者においては、徐々に進行するであろう。
さらに、骨粗鬆症の罹患者は骨代謝の不均衡を有し、これは骨折及び奇形をしば
しば導く。
骨粗髭症は現在エストロゲン、カルシトニン、カルシウム、弗化カルシウム、ビ
スホスホネート、又はこれらの組合せにより治療される。これらの治療はおそら
く疾患の基礎となる原因を正さず、そして限定された有効性を有するのみである
。
エストロゲン治療は子宮内膜癌の危険の増加と関連付けられている。エストロゲ
ンは55才以下の女性のみが応答し、より高齢者では骨のエストロゲン応答は低
下するので、エストロゲンは限定された有用性を有する。弗化ナトリウムの使用
は研究中でありまだ認可されていない。さらに、弗化物による刺激のもとで形成
された骨は異常であろう。さらに、弗素の投与には有意な毒性が伴う。粗食によ
るカルシウム不足の場合を除き、カルシウム単独では有効でない。不足の症例に
おいてさえ、カルシウム治療の利点は補給ビタミンDの非存在下で制限される。
カルシトニンによる治療は骨吸収を低下せしめるようであるが、しかし骨董のな
んらかの増加はおそら(一時的である。カルシトニンの最終的非有効性は、骨形
成と骨吸収とのカップリングの結果として起こる骨芽細胞活性の低下によると信
じられる。カルシトニンが骨粗鬆症患者における骨折の率を低下せしめることは
示されていない。胃腸管の問題及び鼻血を含めての副作用がカルシトニンの使用
を制限するであろう。最後に、ソマトメジン(インシュリン様成長因子)は今や
オステオベニツク(os teopen i c)状態の治療のために評価され
つつあるが、これらの成長因子は軟組織の細胞に影響を与えるので、合併症及び
副作用があるようである。
骨形成を促進しそして/又は骨折を逆転させる物質の必要性が当業界において依
然として存在する。本発明はこの様な活性を有するペプチドを提供し、そしてさ
らに他の関連する利点を提供する。
主里勿笠丞
要約すれば、本発明は骨芽細胞及び前骨芽細胞の増殖を刺激する単離されたペプ
チド及び該ペプチドをコードするDNA配列に関する。このペプチドは一般に次
の特徴を有する。
(a)これらは少なくとも12個のアミノ酸の長さを有する;(b)これらはラ
ットN−プロカルシトニン(N−proCT)の少なくとも部分と実質的に相同
である;そして(C)これらは、骨芽細胞及び前骨芽細胞を最も強(刺激する濃
度において、繊維芽細胞に比べて2以上の係数をもって骨芽細胞及び前骨芽細胞
中でのDNAの合成を増加せしめる。本発明の1つの観点において、このペプチ
ドは、第一図に示すように、ラット、ヒト、ニワトリ及びサケのN−proCT
並びにラット、ヒト及び・ニワトリのN−プロカルシトニン遺伝子関連ペプチド
(N−proCGRP)配列から成る群から選択されたアミノ酸配列を有する。
本発明においては便宜上及び明瞭のためラットN−proCTとのホモロジーに
よりペプチドを一般に定義する。しかしながら、本発明は他の種由来のペプチド
並びにそれらのペプチドの誘導体を包含すると理解されよう。本発明の関連する
観点において、ペプチドは、(a ’) VPLRSTLESSPG; (b
) APFRSALESSPA;and(C) APVRPGLESITD;及
び(d ) APARTGLESMTDから成る群から選択されたアミノ末端配
列を含んで成る。本発明の他の観点において、ペプチドは32アミノ酸より短い
長さを有する。
本発明の関連する観点において、骨芽細胞及び前骨芽細胞の細胞分裂を刺激する
ペプチドを単離する方法が開示される。
この方法は一般に、(a)カルシトニン又はカルシトニン関連遺伝子を発現する
ことができる細胞の水性抽出物を調製し;(b)該水性抽出物を分画して約15
,000未満の分子量を有す″るペプチドを濃縮し;そして該濃縮された画分を
疎水性クロマトグラフィー及び/又はイオン交換クロマトグラフィーにより分画
して、該濃縮された画分からペプチドを分離する、ことを含んで成る。好ましい
態様において、水性抽出物を分画する段階は該水性抽出物の逆相)IPLc及び
ゲル濾過を含んで成る。所望の結果に実質的に影響を与えることなくこれらの段
階の順序を変更することができることが当業者にとって明らかであろう。
前記のペプチドをコードするDNA配列に作用可能に連結された転写プロモータ
ーを含んで成る発現ベクターによりトランスフェクション又はトランスフォーメ
ーションされた宿主細胞も開示される。これに関して適当な宿主細胞には酵母宿
主細胞が含まれる。
本発明の他の観点において、骨芽細胞及び前骨芽細胞の細胞分裂を刺激するペプ
チドの製造方法が開示される。この方法は一般に、(a)前記の特徴を有するペ
プチドをコードするDNA配列に作用可能に連結された転写プロモーターを含ん
で成る発現ベクターを宿主細胞に導入し;該宿主細胞を適当な条件下で培養し;
そして(c)該宿主細胞からペプチドを単離する、ことを含んで成る。
本発明の他の観点は、前記のペプチドを生理的に許容されるキャリヤー又は希釈
剤と組合わせて含んで成る療法組成物に向けられる。この様な方法において、組
成物は鼻内に又は注射により投与することができる。1つの態様において、この
組成物はさらに有効量の物質、例えばエストロゲン、弗化ナトリウム、カルシト
ニン又はビスホスホネートを含んで成る。他の態様において、この組成物は、骨
芽細胞及び前骨芽細胞中でのDNA合成を一層増加せしめるのに十分な量におい
て、成長因子、例えばインシュリン、インシュリン様成長因子、血小板由来成長
因子、形質転換成長因子α、形質転換成長因子β又は表皮成長因子を含有するこ
とができる。
本発明のこれらの及び他の観点は以下の詳細な説明及び添付図面に言及すること
により明らかとなるであろう。
辺!礼豆
第1図は、骨芽細胞及び前骨芽細胞の増殖を刺激する代表的なペプチドのアミノ
酸配列を示す。箱は同一アミノ酸のブロックを示す。星印は相同性を最大にする
ために導入されたギャップを示す。番号はラットの配列に関する。特にことわら
ない限り、N−proCGRP配列はそれぞれN−proCT配列に対応する。
サケカルシトニン遺伝子関連ペプチド(CGRP)については配列が報告されて
いない。アミノ酸は標準的−文字コードで示される。
第2図は、ラットN−proCT(NCAP)の最後の6残基に対して向けられ
た抗血清を用いての、逐次希釈された合成ペプチド及び甲状腺細胞の抽出物(E
xt)に対するイムノアッセイの結果を示す。
第3図は、ラットプロカルシトニン(NTP)の最初の12個のアミノ酸残基に
対して向けられた抗血清を用いての、逐次希釈されたペプチド及びラット11w
j細胞抽出物(sample)に対するイムノアッセイの結果を示す。逆三角印
はカルシトニン、C−proCT、 NCAP、 CGRP及びソマトスタチン
を示す。
第4図は、甲状腺腫瘍細胞抽出物からのペプチドの逆相HPLC分画プロフィー
ルを示す。300A10ctyl逆相HPLCカラムを使用し、1艷の画分を集
め、乾燥し、そして免疫反応性NCAP (閉じた円)及び免疫反応性NTP
(中空四角形)について測定した。点線はアセトニトリル勾配を示す。
第5図は、ラット甲状腺髄癌(MTC)からの部分精製されたN−proCTの
ゲル濾過の結果を示す。矢印は分子量マーカーを示す。N−proCTは同時に
NTP (中空四角形)免疫反応性及びる。
第6図は、ニワトリ骨芽細胞及び前骨芽細胞に対する代表的なプロカルシトニン
由来ペプチドのマイトジェン効果を示す。閉じた円は合成NTP−Tyr[pr
oCT(1−12)−Tyrlを示し、逆三角形は合成カルシトニンを示す。
第7図は、ニワトリ(A)及びラット(B)の骨芽細胞及び前骨芽細胞に対する
部分精製されたラッ)T−proCTのマイトジェン効果を示す。
第8図は、部分精製されたN−proCT及びカルシトニンを用いての、ラット
皮膚細胞及びニワトリ骨細胞についてのマイトジェン測定(+iitogene
sis assay)の結果を示す。
第9図は、ニワトリ骨芽細胞及び前骨芽細胞の培養物に対する精製された合成ヒ
トN−proCTのマイトジェン効果を示す。
第10図は、骨関節炎を有する患者から調製したヒト骨芽細胞(a)及びヒト骨
肉腫細胞(b)に対する合成ヒ) −proCTのマイトジェン効果を示す。
第11図は、酵母に好ましいコドンを含有するオリゴヌクレオチドから作製され
たラットN−proCTのコード配列を示す。
第12図は、ラットN−proCTコード配列の集成のダイアダラムである。
第13図は、N−proCTの酵母発現ベクターの作製を示す。
第14図は、プラスミドpcpor及びpDPOTを示す。
第15図は、プロカルシトニン由、来ペプチドを製造するために用いる幾つかの
酵母発現ベクターを示す。
第16図は、組換N−proCTを用いてのニワトリ骨細胞マイトジェン測定(
mitogenesis assay)の結果を示す。
第17図は、サツカロミセス・セレビシェ−(5ICerev i s 1ae
)TPIIプロモーターのサブクローニングを示す。
第18図は、プラスミドpMνR1の作製を示す。
第19図は、TPIIプロモーターへのMATα2オペレーター配列の挿入を示
す。
第20図は、プラスミFpSXR109,psXRllo、 psXRlll
、及びpsXR112の作製を示す。
第21図は、N−procTにより処理されたマウス及び未処理対照マウスにお
ける骨の成長を比較する実験の結果を示す。
■を するための最 の/能
本発明は、骨芽細胞及び前骨芽細胞の増殖を特異的に刺激しそしてそれ故に哺乳
類において骨の成長を促進するために有用な種々のペプチドを提供する。本発明
の好ましい観点において、これらのペプチドはプロカルシトニン又はproCG
RPのアミノ末端領域に由来することができる。これらははじめから合成するこ
とができ、それらを天然に生産する適当な細胞又は組織から単離することができ
、又は組換DNA技法を用いて製造することができる。
カルシトニンは甲状腺のC−細胞により、及びある種の甲状腺腫瘍により大量に
、生産される32−残基ペプチドホルモンである。このホルモンは骨芽細胞の活
性を阻害しそしてこの機作により血中のカルシウムレベルを低下せしめる。カル
シトニンは高カルシウム及び他の栄養シグナルに応答して分泌される。高脂肪飼
料を与えられたラットは増加したレベル] のカルシトニン生産を示し、脂肪
代謝における役割が示唆される。大量のカルシトニンの注射は食欲を阻害するこ
とがあり、そしてまた鎮痛効果を有するであろう。
他の小ペプチドホルモンの生合成の場合のように、カルシトニンはより大きなプ
ロモルモンから生ずる(Roosら、Biochem。
Bio h s、Res、commun、 60:1134−1140.197
4)。プロカルシトニンはまずラットにおいて特徴付けられ(Jacobsら、
5cience。
213 : 457−459,1981:Amaraら、J、Biol、Che
m、 、 257:2129−2132゜1.982) 、ラットの配列は今日
ヒト及びニワトリの前駆体の配列に構造的に類似することが知られている(Gk
onosら、J、Biol。
Chew、 、261 : 14386−14391.1986 ; Lasm
olesら、EMBOJ、10 ;2603−2607.1985)。ラットの
プロカルシトニンは111残基をを有しくBirnbaulら、J、Biol、
Che+++、 259:2870−2874) 、カルシトニンの配列(pr
ocTbo−’q+)は、フランキング多価開裂部位によりアミノ末端領域とカ
ルボキシ末端領域から分離されて、前駆体内に囲まれている。カルシトニンの生
合成及び分泌の研究のために開発されたカルシト°ニンーリッチ細胞系は、カル
シトニンとC−末端へキサデカペプチドC−proCTをもたらすプロカルシト
ニンプロセシングの主たる経路を示す(Birn−baumら、J、Biol、
Chem、、 261 : 699−703.1986;(Birnbaumら
、カルシトニン遺伝子発現の研究(A+maraら、Nature+霊:240
−244.1982)は、遺伝子が2種類の別個の分泌性ペプチドをコードして
いることを示した。「カルシトニン遺伝子関連ペプチド」又はr CGRP J
と称される第二のペプチドは異るRNAスプライシングから生ずる。成PCGR
Pは37アミノ酸から成る。
これのペプチドの前駆体形(プロカルシトニン及びproCGRP)は最初の5
1アミノ酸残基にわたって同一である。カルシトニンと同様、CGRPはそのア
ミノ末端フランキング配列及びカルボキシ末端フランキング配列から、多価開裂
部位によって分離されている。CGRPもまた、少なくとも高投与量においては
、血液カルシウムを低下せしめそして骨吸収を阻害することができる。カルシト
ニン及びCGRPは別々の細胞受容体を有するが、しかし各々は他方の受容体と
結合することができる(Roosら、勤り9士丘匡■9月、8.46−51.1
986)。CGRP及びCGRP類似体の使用が、血圧及び胃酸分泌を低下せし
めるために提案されている(Evansら、米国特許No、4,530,838
及び4,549.986)。
直接又は間接証拠が浮び上がっている少なくとも3種類の追加のカルシトニン関
連ヒト遺伝子又は偽遺伝子が存在する。
Fisherら(J、Cl1n、Endocrinol、Metab、 57:
l314−1316.1983)は、ヒトの甲状腺及び脳の中に免疫反応性サケ
カルシトニン様物質を同定した。Steenberghら(A、Pecile
H集、Ca1citonin。
1984、Elsevier、 1985.23頁)は、ヒトカルシトニン偽遺
伝子の存在を示唆している。Steenberghら(FEBS Letl、、
209 ;97.1986)は、カルシトニン様ペプチドを生産するために代
りの発現を経験しないと思われるし)CGRP−]Iの遺伝子を単離しそして特
徴付けた。さらに現在、第三のヒトカルシトニン関連遺伝子の示唆が存在する(
Thesis of J、W、M、Hoppener+University
of tltrecht、The Hun+an Ca1citonin/CG
RP Genes”。
1988年4月12日)。
本発明者らが見出したところによれば、プロカルシトニン及びproCGRPの
プロセシングが、これらの前駆体に依存して、約52〜57アミノ酸の長さの安
定なN−末端ペプチド(それぞれN−proCT及びN−proCGRPと称す
る)を生成せしめる。標準的マイトジエネシス測定により試験した場合、これら
のペプチドは骨芽細胞及び前骨芽細胞に対する特異的細胞増殖活性を有すること
が見出された。さらに、ある1つの種に由来するペプチドは他の種からの骨芽細
胞及び前骨芽細胞に対して特異的細胞増殖活性を有することが見出された。
前記のように、ヒト、ラット及びニワトリを含めての多くの種からのカルシトニ
ン及びCGRP、並びにサケカルシトニンが単離されそして特徴付けられている
。これらのポリペプチドをコードする遺伝及びcDNA配列が研究されている。
これらの研究が示すところによれば、カルシトニン及びCGRPは同一の遺伝子
によりコードされており、そして異るRNAスプライシングから生ずる。さらに
、腫瘍においてのみ発現することが知られているカルシトニン偽遺伝子、及びサ
ケカルシトニン様ペプチドがヒトにおいても同定されている。本発明のペプチド
は、これらのカルシトニン遺伝子産物の任意のものの前駆体に由来するアミノ末
端配列に対応するであろう。例示されるペプチドには、ヒト、ニワトリ、ラット
及びサケのN−proCT (54又は57アミノ酸)、並びにヒト、ニワト
リ及びラットのN−proCGRP(52又は55アミノ酸)が包まれ、これら
の配列を第1図に示す。本発明のペプチドにはまた、プロカルシトニン及びpr
oCGRPのアミノ末端部分の断片も包含される。
例えば、プロカルシトニンのアミノ末端がらの12−アミノ酸断片は骨芽細胞及
び前骨芽細胞に対する予想外の特異的マイトジェン活性を有することが見出され
た。本発明はまた、この12−アミノ酸断片、及び12残基のこのアミノ酸配列
をより大きなプロカルシトニン由来ペプチドを包含する。これに関して好ましい
ペプチドにはヒト、ニワトリ、ラット及びサケのN−proCT並びにヒト、ニ
ワトリ及びラットのN−proCGRPのアミノ末端からの31−アミノ酸ペプ
チドが含まれる。追加の生物活性ペプチドが、蛋白質分解酵素又は臭化シアン(
CNBr)によるN−proCT又はN−proCGRPの開裂により生ずるで
あろう。
例えば、ヒトN−proCTのCNBr開裂が36及び21アミノ酸のヒトN−
proCTを生成せしめる。当業者に理解されるように、これらのペプチドの有
用な性質を変えることなくアミノ酸配列の微小な変更を行うことができる。アミ
ノ酸の置換及び欠失を、含めてのこれらの変化は、遺伝子的形性又は種多様性か
ら生じ、あるいは遺伝工学によりペプチドに導入され得るであろう。この様な変
化を導入する場合、高レベルの種間相同性を示す配列(第1図に示す)を保持し
、そしてペプチドの化学的性質(例えば、荷電、疎水性など)の大きな変化を行
うことを回避することが一般に好ましい。前記のように、本発明のペプチドは一
般にラットN−proCTに関連させて定義される。
一般に、本発明のペプチドは、ラットN−proCTの部分に対して実質的に相
同であり、第1図に示される種間相同性のレベルを反映して一般に少なくとも約
40%相同である。好ましくは、ペプチドはヒ) N−proCTの部分に対し
て実質的に相同であり、これはラットN−proCTに対して約60%相同であ
る。これに関して、ペプチドがラットN−proCTの最アミノ末端の32アミ
ノ酸の少なくとも約10個の連続するアミノ酸の部分に実質的に相同であること
が好ましい。
本発明のペプチドは、それらを天然に生産する組織又は培養細胞から単離するこ
とができ、常用の化学的方法で合成することができ、あるいは組換DNA技法を
用いて製造することができる。
回収可能な量でカルシトニン、CGRP又は関連遺伝子産物を生産することが知
られている細胞及び組織をペプチド源として使用することができる。適当な細胞
タイプには正常の及び腫瘍性のC−細胞並びに脳細胞が含まれる。腫瘍C−細胞
の好ましい入手源は、Roosら(ハh?カ匪国■5月臣:26−32゜197
9)により開示されている1−2−4甲状腺髄癌である。
ペプチドは細胞又は組織から水性緩衝液を用いて抽出される。
好ましくは、組織を細断し、そして約1〜2Nの酸濃度を用いて有機酸の熱溶液
により抽出する。抽出温度は好ましくは70℃以上であり、最も好ましくは沸点
である。特に好ましい態様においては、細断された組織を約10〜2o容量の1
.5N酢酸に加え、そして20〜30分間沸騰せしめる0次゛に、得られるホモ
ジネートを冷却し、そして不溶性物質及び脂質を水性抽出物から好ましくは遠心
分離により分離する。次に、水性抽出物をサイズ分画し、好ましくはこれを二段
階法で、回分式逆相クロマトグラフィー法とゲル濾過法とを組合わせて行う。
好ましいクロマトグラフィー媒体はC−18シリカである。次に、この媒体から
ペプチドを適当な有機溶剤により溶出する。
典型的には、90%アセトニトリル10.1%トリフルオロ酢酸(TFA)中で
活性化されそして0.1%TFA中で平衡化されたVydac C−18、床孔
、30−ミクロンシリカの5−グラムのカラム上で分画を行う。サンプルを適用
した後、カラムを25M1の0.1%TFAで洗浄し、次に50Jdの20%ア
セトニトリル10.1%TFAで洗浄する。N−proCTを45%−95%ア
セトニトリル10.1%TFAにより溶出する。次に、部分的に精製されたペプ
チドを乾燥させ、そして6Mグアニジンに溶解しそしてさらにゲル濾過により精
製する。好ましいゲル濾過媒体はSephadexG−50(Pbarmaci
a、 Piscataway、 N、J、)である。本発明のペプチドを含有す
る画分をイムノアッセイ及び/又は培養骨細胞を用いての活性測定により同定す
る。ゲル濾過ピークを逆相HPLCのごとき疎水性クロマトグラフィーによりさ
らに分画する。これに関して、C8リシカ、10−ミクロン、逆相樹脂(Wat
+wan)が特に好ましいクロマトグラフィー媒体である。
N−proCTはC−8シリカから37%アセトニトリルにおいて溶出し、そし
て80分間にわたる35%−40%アセトニトリル10.1%TFAグラジェン
トにおける分画により他の蛋白質から分離され得る。ピーク分画は好ましくはイ
ムノアッセイにより同定される。所望により、陰イオン交換クロマトグラフィー
、HPLC及びイムノアフィニティー・クロマトグラフィーのごとき常法により
追加の精製を行うことができる。あるいは、イムノアフィニティークロマトグラ
フィー及びこれに続くHPLCによりペプチドを精製することができる。
約20〜32アミノ酸より短いペプチドを常用の化学的方法により合成すること
ができる。ペプチド合成の方法は、例えば、Merrifield (J、八a
n、chem、soc、+ 、ξし5 : 2149−2154.1963)及
びHoughten (Proc、Natl、Acad、Sci、USA、 8
2 : 5131−5135.1985)により記載されている。ペプチドはま
た、Pen1nsula Labora−tories (Belmont、カ
リホルニア) 、Bechev+ Bioscience、Inc。
(Philadelphia、 Pc、)、Biosearch、Inc、(S
an Rafael、カリホルニア)、及びApplied Biosyste
+5s(Foster C1ty、カリホルニア)を含む種々の商業的供給者か
ら得ることができる。
本発明のペプチドは、好ましくは遺伝子操作された細胞から調製される。細菌、
真菌細胞、及び培養された高等真核細胞において組換蛋白質及びペプチドを製造
する方法は当業界においてよく知られている。要約すれば、注目のペプチドをコ
ードするDNA配列を適当な転写プロモーターに連結しそして他の要素(転写タ
ーミネータ−、ポリアゾニレ−ジョンシグナル、エンハンサ−1選択マーカー等
)と共にベクターに挿入する。これらは選択された宿主細胞のタイプに従って選
択される。適当な要素の選択、発現ベクターの作製、及び宿主細胞のトランスフ
ォーメーション及びイランスフェクションは当業者のレベルの範囲内である。
本発明のペプチドをコードする・DNA配列は好ましくは合成される。合成され
たオリゴヌクレオチドの使用は、宿主細胞の好みに従うコドンの選択を可能にす
る。DNAの合成方法は、例えば、Caruthersら(米国特許No、4.
458.066)及びI takuraら(Science、 198 : 1
056−1063.1977)に開示されている。但し、自動化された合成が一
般に好ましい。一般に、約50〜60塩基までの長さのオリゴヌクレオチドを調
製するのが好ましい。アニールされた場合にオーバーラツプする相補的末端が生
成されるようにオリゴヌクレオチド対を設計することによりさらに畏い配列の集
成が促進される9次に、オーバーランプする断片を連結して一層長い配列を生成
せしめる。
適当なりNA配列はまた、カルシトニン又はCGRPの前駆体をコードするcD
NA又はゲノムクローンの酵素的消化によっても得ることができる。これらのク
ローンはAmara ら(Nature。
298 : 240−244.19B2ン 、 Amara ら
(J、BiolChem、、 257 : 212X
−2132.1982) 、及びBirnt)aHら(J、Biol、Chem
、+ 258 : 5463−5466、1983)により開示されている。
本発明を行うため使用される好ましい原核性宿主細胞は細菌である大腸菌(Es
cherichia coli)であり、但しハシルス(Baci 1lus)
及び他の属も有用である。これらの宿主を形質転換しそしてその中にクローン化
された外来DNA配列を発現せしめる技法は当業界においてよく知られている(
例えば、Maniatisら、Mo1ecularすonin :A Labo
rator Manual、ColdSpring Harbor Labo
ratory、1982)。細菌宿主中でクローン化されたDNA配列を発現せ
しめるために使用されるベクターは一般に選択マーカー、例えば抗生物質耐性の
ための遺伝子、及び該宿主において機能するプロモーターを含有する。適当なプ
ロモーターにはtrp(Nichols及びYanofsky、Meth、En
z mol、。
101、155−164.1.983)、lac (Casadaban ら
、J、Baxteriol、、 143:971−980.1980) 、及
びファージλ(Queen+ J、Mo1.A 1.Cenet、。
叉:1〜10.1983)プロモーター系が含まれる。細菌を形質転換するため
に有用なプラスミドには、pBR322(Bo l i verら、販匣。
1982) 、pCQV2 (Queen、前掲)、及びこれらの誘導体が含ま
れる。プラスミドはウィルス性要素及び細菌性要素の両方を含むことができる。
真核性微生物、例えば酵母サツカロミセス・セレビシェ−(Saccharom
ces cerevisiae)及びシゾサツカロミセス・ボンへ(匙坦μ王
目上旺姐と並と1回)、又は糸状真菌(例えば、アスペルギルス(ハ〃」匡は赳
)spp、、ニューロスポラ(Neuros−凹) s p p、 も本発明の
宿主として使用することができる。S。
セレビシェ−°が特に好ましい宿主である。酵母を形質転換する方法は文献中に
よく知られており、そして例えばBeggs(Nature、 275 : 1
04−108.1978)及びMackay (Meth、Enz a+o1.
。
101 : 325−343.1983)により記載されている。アスペルギル
スの種は既知の方法、例えばYeltonら(Proc、Natl、Acad、
Sci、USA。
81 : 1740−1747.1984)の方法に従って形質転換することが
できる。好ましい酵母発現ベクターにはYRp7 (S truh lら、Pr
oc。
Natl、Acad、Sci、USA、 76 : 1035−1039.19
79) 、YEp13(Broachら、Gene、 8 : 121−13
3.1979)、pJDB249及びpJDB219 (Baggs。
前掲)、並びにこれらの誘導体が含まれる。これらのベクターは一般に選択マー
カー、例えば旦皿変異を担持する宿主株において選択を可能にする栄養マーカー
」皿、又は好ましくはKawasaki及びBe1l(EP 17L142)に
より記載されたような「必須遺伝子J (essential gene)を含
有するであろう。好ましいこの様な必須遺伝子マーカーはシゾサツカロミセス・
ボンベ(SchLzosaccharom ces ombe)のトリオース
ホスフェートイソメラーゼ遺伝子(POTI遺伝子)であり、このものは富グル
コース培地中で培養されたトリオースホスフェートイソメラーゼ欠失宿主細胞で
のプラスミドの安定な維持を提供する。皿選択マーカーを含有する発現ベクター
にはpcPOT(ATCC39685)、pMPOT2(ATCC67788)
及びこれらの誘導体が含まれる。これらのベクターにおいては、転写の方向が皿
遺伝子のそれとは逆であるように、発現ユニットを挿入するのが好ましい。酵母
発現ベクター中で有用な好ましいプロモーターには、酵母解糖系遺伝子からのプ
ロモーター(Hitzemanら、J、Biol、Chei、、 255 :
12073−12080,1990 ; Alber及びKawasaki、J
、Mo1.A 1. Genet、、上: 419−434.1982 ; K
awasaki。
米国特許No、4.599.311)又はアルコールデヒドロゲナーゼ(ADH
)遺伝子のプロモーター(Youngら、Geneti吐担旺匣肛亘り妊Mic
roor anisms for Chemicals、 Ho1laende
rら (纒集)、New York、 PIenom、l982.335頁;
Ammerer、 Meth、Enz n+o1.。
101 : 192−201.1983 ; Ru5sell ら、Natu
re’、 304 : 652−654゜1983〕、並びにこれらのプロモー
ターの誘導体及び変異体が含まれる。誘導体及び変異体には天然に生ずる変異体
プロモーター(例えば、ADH2−4c”) 、操作されたバイブリドプロモー
ター(例えば、Bitter、WO86106077; Rosenberg
ら、EP 164.556)及び他の操作された誘導体が含まれる。一般に、こ
れらの誘導体は親プロモーターに比べて強化されたプロモーター強度又は変化し
た制御性を提供するであろう。特に好ましい構成的プロモーターはトリオースホ
スフェートイソメラーゼ(TPII)プロモーター及びADH2−4cプロモー
ターである。
特に好ましい制御されるプロモーターには野性型ADH2プロモーター及び温度
制御バイブリドプロモーターが含まれる。温度制御バイブリドプロモーターは、
米国特許出願シリアル番号Nα889.100及びNO,036,823明細書
に記載されているようにして、酵母交雑タイプ制御因子の1又は複数の、好まし
くは2以上をプロモーター、例えばTPIIプロモーターに挿入することにより
作製される。得られるバイブリドプロモーターは、温度感受性的に交雑タイプ要
素を発現することができる宿主細胞中で用いられる。これに関して適当な酵母宿
主細胞には温度依存性1工変異体及び1週変異体が含まれる。プロモーター強度
は、一般に23°Cと36°Cの間で形質転換された細胞の増殖温度を変えるこ
とによって制御される。さらに、発現ベクターにTPIIターミネータ−のごと
き転写停止シグナルを含めるのが好ましい。酵母形質転換体中で生産されるペプ
チドの精製を促進するため、好ましくは分泌される蛋白質をコードする酵母の遺
伝子からのシグナル配列を正しいリーディングフレームで注目のペプチドのため
のコード配列に連結することができる。適当なシグナル配列には把α1遺伝子の
プレープロ領域0[urjan及びHerskowitz、 Ce旦、 30
: 933−943,1982;Kurjanら、米国特許11h4,546.
082)又は凹遺伝子(Mackayら、米国特許Na4.613,572)が
好ましい、酵母宿主株は例えばAmerican Type Cu1ture
Co11ection、Rockville、Md 、又はYeast Gen
etic 5tock Center、 Berkeley、カリホルニア、か
ら広く入手可能である。注目のペプチドの蛋白質分解を減少させるために宿主株
がLu変異を担持するのが好ましい。
高等真核細胞もまた本発明の適当な宿主細胞として役立つことができ、培養され
た哺乳類細胞が好ましい、@乳類細胞中で使用するための発現ベクターは、哺乳
類細胞に導入されたクローン化DNA配列の転写を指令することができるプロモ
ーターを含んで成るであろう。特に好ましいプロモーターはマウスメタロチオネ
イン−1(MT−1)プロモーター(Pal鱗i terら、5cience、
222 : 809−814.1983)又はアデノウィルス2の支所後期プ
ロモーター(Berkner及び5harp、Nuc、Ac1ds Res、。
12 : 1925−1941.1984)である。この様な発現ベクターには
さらにDNA配列挿入部位の下流に位置するポリアゾニレ−ジョンシグナルが含
まれる。他の配列、例えばエンハンサ−及びRNAスプライシングシグナルも含
まれることができる。一般に、注目のペプチドのためのコード配列は好ましいリ
ーディングフレーム内で哺乳類分泌シグナル配列に連結され、ペプチドが細胞か
ら分泌されるようにされる。
クローン化されたDNA配列は培養された哺乳類細胞に、例えばリン酸カルシウ
ム介在トランスフェクション(Wiglerう、Genet、、 7 : 6
03.1980 ; Graham及びVan derEb、Virol。シレ
456、1973)又はエレクトロポレーション(Neumannら、EMBO
J、 。
1 : 841−845.1982)により導入される0選択マーカーが一般に
注目の配列と供に細胞に導入され、こうしてクローン化されたDNAをゲノムに
組込んだトランスフェクタントを同定できるようにする。好ましい選択マーカー
にはネオマイシンのごとき薬剤に対する耐性を付与する遺伝子が含まれる0選択
マーカーは注目の配列と同時に別の選択ベクターに乗せて細胞に導入することが
でき、あるいはこれらは同じ発現ベクター上で導入することができる。
組込まれたDNA配列のコピー数は、ある種の選択マーカー、例えばメトトレキ
セートに耐性を付与するDHPRを用いる場合に薬剤選択による増幅を逐して増
加させることができる。薬剤濃度を段階的に増加し、各段階で耐性細胞の選択を
行う。
増加したコピー数のクローン化された配列を選択することにより、発現レベルを
実質的に上げることができる。
他の高等真核生物に由°来する細胞中でのクローン化DNA配列の発現方法が、
例えば、Miyajis+aら(Gene、 58 : 273−282゜19
87) : Isa及びShima(J、Ce1l Sci、、 88 : 2
19−224.1987 B並びにKretsovaliら(Gene、 58
: 167−176.1987)により記載されている。
ペプチドを発現する宿主細胞は特定の宿主に適する培地中で増殖する。当業者に
自明のように、種々の培地が入手可能であり、そして適当な培地は宿主細胞の栄
養要求、プラスミドの選択等に基いて選択される。(培地の処方については例え
ばAmerican Type Cu1ture Co11ection、Ro
ckvile、Md、を参照のこと。)
組換ペプチドは、組織からの抽出についてすてに一般的に記載されているように
して、細胞培地から又は透明にされた細胞溶解物から精製される。典型的には、
注目のペプチドを含有するサンプルが高速液体クロマトグラフィー及びゲル濾過
の組合せにより分画される。ピーク画分がイムノアッセイ又は生物学的活性測定
により同定される。イムノアフィニティークロマトグラフィー及びイオン交換ク
ロマトグラフィーを含めての他の常用の分離技法を用いることもできる。
本発明のペプチドは温血動物における骨の成長の促進のための療法剤として有用
である。これらのペプチドは骨粗髭症、パーゼット病、歯周疾患の予防及び治療
、並びに特に正常の治癒が起らない患者における骨折の治癒の促進のために使用
することができる。一般に、ペプチドは生理的に許容されるキャリヤー又は希釈
剤、例えば無菌水又は無菌塩水と混合されるであろう。あるいは、ペプチドは凍
結乾燥の形で包装され、そして投与の前にキャリヤー又は希釈剤と混合されるで
あろう。約32アミノ酸より短い長さのペプチドは鼻内投与のために適当であろ
う、鼻内に組成物を投与する方法はよく知られている。要約すれば、注目のペプ
チドを生理的に許容される緩衝液に溶解し、そして鼻の膜に噴霧する。鼻内投与
に適さないより長いペプチド及びより短いペプチドは注射により、好ましくは皮
下注射により投与される。ペプチドはまた生薬中で投与することができる。適当
な投与量は一般に患者の体重1kg1日当り約0.2g/2mg、好ましくは約
2 m / 2■/kg7日、最も好ましくは約20〜200ar/kg/日の
範囲であり、治療されるべき状態の正確な性質に依存する。ペプチドを鼻内投与
する場合、1日の経過にわたり分割された量を用いるのが好ましい。実質的によ
り高い投与量は低下した増殖活性をもたらすかもしれない、ペプチドはまた他の
療法剤と組合わせて投与することができる。これに関して好ましい添加剤にはエ
ストロゲン、カルシトニン及びビスホスホネートが含まれ、これらは骨吸収を低
下せしめることが知られており、そしてそれ由に本発明のペプチドの作用を補完
することができる。さらに、ペプチドの作用は、それらを成長因子と組合わせる
ことによって増強され得ることが見出された。
明らかに、この増強は、−膜化された成長促進効果を有すると報告されている投
与量又はそれより低い投与量の成長因子投与量において観察される。これに関し
て有用な成長因子にはインシュリン、インシュリン様成長因子(ソマトメジン)
、血小板由来成長因子(PDGF) 、形質転換成長因子(TGFα及びTGF
β)及び上皮成長因子(EGP)が含まれ、IGF−1キヤリヤー蛋白質を伴う
又は伴わないインシュリン様成長因子1 (IGF−1,ソマトメジンCとして
も知られている)が特に好ましい。
これらの成長因子の製造方法は当業界において知られている。
例えば、Murrayら、米国特許Nl 4.766.073 ; Deryn
ckら、EP 200+341 e Derynckら、米国特許に4.742
.003;Gregoryら、米国特許に3.8B3.497;Eator、E
P 46.039;Jansenら、Nature。
306 : 609−611.1983 ;及びBe1lら、Nature、
310 : 755−777+1984を参照のこと。成長因子は、本発明のペ
プチドと、軟組織への最小の影響を伴ってペプチドの増殖効果を増強することが
実験的に証明されている量において組合わされる。成長因子は一般に、それらが
単独で有効であることが臨床的に証明されているレベル又はそれより低いレベル
で使用されるであろう。好ましい態様においては、本発明のペプチドは、患者の
体重当り1日当り0.02〜2■のIGF−1と組合わせて使用される。
下記の実施例は限定的ではなく例示的に提供される。
プロカルシトニンのアミノ末端領域及びカルボキシ末端領域(第1表)中の配列
に対応する合成ペプチド(PeninsulaLaboratoriesから得
た)に対して調製された抗血清を用いてイムノアッセイにより、N−proCT
が正常組織及び腫瘍組織中で検出された。1−エチル−3−(3−ジメチルアミ
ノプロピル)カルボジイミドを用いてキーホールリンベット・ヘモシアニンに接
合されたNCAPによりラビットを免疫感作することによりNCAP抗血清を生
じさせた(Birnbaumら、1982、前掲;Goodfriendら、5
cience、 144 二1344−1346.1964) 、キーホール
リンペットに接合させた合成NTP−Tyrを用いてラビットを免疫怒作するこ
とによりNTP抗血清を生じさせた(Goodfriendら、前掲)。
」」−表
[TYr’] −NCAP (Tyr)−Leu−Asp−
Ser−Pro−Arg−SerBolton−Hunter−NCAP
*(HPPM)−Leu−Asp−Ser−Pro−Arg−Ser* HP
P八: 3− (4−ヒドロキシルフェニルド標準及びトレーサーとして放射性
ヨウ素化合成[Tyr’l−NCAPを用いてNCAPラジオイムノアッセイを
展開した。すべてのヨウ素化はクロラミン−T法により行い、そしてロusoー
32シリカ吸着により精製した(Roos及びp6[(+3, Methods
ofHormone Radioassa、第二版、Jaffe及びBehr
lIlan編集、ニューヨーク、Academic Press.1978.
401−418頁)。測定をN−proCT配列の遊離カルボキシ末端部分に対
して特異的であるように展開した。修飾されたアミノ末端(チロシン又はBol
ton−Hunterアダクト)を含む放射性ラベルされたNCAP類似体によ
り抗血清をスクリーニングすることにより、NCAPのカルボキシ−末端部分に
向けられた抗血清を選択した。すべてのラジオイムノアッセイは、1mMEDT
Aニナトリウム、0、005%メルチオレートナトリウム、0.1ウシ血清アル
ブミン(Pentax画分■)、及び0.03%13rij−35洗剤を含有す
る0、02Mリン酸ナトリウム暖衝液(p)17.5)中で行われた。1:3、
500の最終希釈のNCAP抗血清(ラビットから、rodessa J )、
トレーサー、及び標準又はサンプルをチューブ当り500Iの最終容量に加え、
そして4°Cにて一夜インキエベートした。
IId/チューブの0. 1%(W/ V ) Iggsorb (The E
nzy++eCen ter)を添加することにより相分離を達成した。合成T
yr−NCAP及びNCAPについての検出の測定限界は約0.20pmol/
チューブあり、およそ1. 8 pmol/チューブにおいて、結合したトレー
サーの50%置換が起こる。NCAPのBolton−Hunter誘導体はT
yr−NCAP及び未修飾NCAPペプチドのそれに非常に類似した置換曲線を
有していた。これに対して、NCAP (及びN−procT)の最後の2個の
アミノ酸を欠< procTab−ssを用いてはトレーサーの置換は観察され
なかった。カルボキシ末端が延長されたNCAP−含有ペプチドprocTab
−sqはNCAPより1.000倍低い免疫反応性を有し、このNCAPアッセ
イにおいてNCAP−含有ペプチドが交叉反応するためには遊離カルボキシ末端
セリンが必要であることが示された。NCAPイムノアッセイはN−proCT
(procT+−st)を認識すべきであるが、プロカルシトニン又は他のカル
ボキシ末端延長を有するNCAP−含有形体を検出すべきでない。
やはりCGRPへの前駆体のアミノ末端に見出されるセグメントであるNTP−
Tyrに対する抗血清(Aw+araら、J.Biol.Chem. 。
257 : 2129−2132. 1982 ; Gkonosら、前掲)を
、N−proCTのアミノ末端領域の検出のために用いた。ラビットからの抗血
清r Vanessa Jを1:toooの最終希釈で用いた。抗血清、トレー
サー、標準又はサンプル、及び緩衝液をチューブ当り500Iの最終容量に加え
、そして4℃にて一夜インキユベートした。抗体Vanessaを用いてのNT
P−Tyr標準の検出限界は典型的には150Ig(0.08pn+ol) /
チューブであり、1.2ng(0.74pmol)/チューブで50%置換であ
った。このNTPアッセイにおいて、カルシトニン、C−proCT, CGR
P、ソマトスタチン及びNCAPは交叉反応しなかった。10〜20id/チユ
ーブ量の6Mグアニジン−HCiがVanessaラジオイムノアッセイを妨害
したので、グアニジンを含有するゲル濾過画分を分析するために他のNTP抗血
清(ラビットから、’Peggy」)を用いた。peggy抗血清は40d/チ
ユーブアリコートまでの6Mグアニジン−Hlと共に使用することができるので
この抗血清を選択した。前記の標準的500ulアツセイにおいてPeggy
NTP抗血清を1:20.OOOの最終濃度で用いた。NTP−Tyr標準の検
出限界は12pg( 7 fmol)/チューブであり、50%置換は185I
g(0.11p■01)/チューブにおいて起った。
ラフトカルシトニンのラジオイムノアッセイを、アミド化されたカルボキシ末端
について特異的なカルシトニン抗血清R−2、及びカルシトニンの中央領域を認
識する抗血清(Roosら、1979、前掲; Birnbaumら、1984
,前掲)を用いて行った6ラツトCGRPは、すでに記載されているように(G
konosら、前掲; )fuller−Brewら、Endocrinolo
、121 :1272−1277、1987)、ヒトCGRP抗血清RB
− 2035に基くイムノアッセイを用いて測定した。
B、細胞抽出物の調製
WAG/Rij ラットをAAALAC−認定動物施設で維持した。標準的任意
的飼料はゲラ歯動物飼料15001(TekLad Co、、HarlanSp
rague Dawley、Inc、)であった。この飼料は、通常のビタミン
及びミネラル補充物のすべてと共に4.5%の脂肪、23%の蛋白質及び6%の
繊維を含有した。正常な甲状腺組織を得るため、6〜9月令の雌性ラットを殺し
、そしてその甲状腺を摘出した。C−細胞過形成(hyperplasia)を
誘導する(MillerシントンD、C,,1985)ため、雌性−^G/Ri
jの群を生後4〜7週において選択し、そしてその後特別の高脂肪飼料(Tek
Lad通常高脂肪飼料1B2376)で維持した。この飼料は正常レベルのすべ
てのビタミン及びミネラル補充物と共に45%の脂肪、23%の蛋白質及び5%
の繊維を含有し、この高脂肪飼料と通常飼料(115001)との唯一の差異は
10倍高い濃度の脂肪であった。
7〜lO月令において、これらのラットの群を殺し、そしてその甲状腺を測定に
使用するために取った。組織抽出物を後記のようにして抽出した。
カルシトニン富化シリーズ1−2−4甲状腺髄癌を、すでに報告されている(R
oosら、1979、前掲)ようにして、離乳した子への連続的被膜下腎移植に
より生じさせた。10〜40gの腫瘍を外科的に摘出し、そして下記のようにし
て抽出した。
組織抽出物を調製するため、最終的に細断された組織に10容量(d/g)の2
N酢酸/1%TFAを添加し、そして次にこの懸濁液を20分間沸騰せしめた。
サンプルをBrinkmannPolytoronを用いて10の設定で十分に
ホモジナイズし、そして次に氷上で冷却した。生ずるホモジネートを15.00
0xgにて15分間遠心分離し、そして上滑をペレットから吸引した。分解を最
小にしそして再現性あるクロマトグラフィープロフィールを得るため、ペプチド
を上清から回分式逆相法により抽出した。この方法においては、上清を、アセト
ニトリルで活性化されたVydac 218 TPB30 C−18、大孔シリ
カビーズの2〜5gのカラムに通用した。カラムをまず0.1%TFAによりす
すぎ、そして次に20%アセトニトリル10.1%TFAによりすすいだ0次に
、サンプルを少量の90%アセトニトリル10.1%TFA中に溶出し、そして
5avant 5peedVac系において乾燥した。
樹立された甲状腺髄癌細胞系の単層培養物を、1.28 g / j!のNaH
CO,,5pg / diのトランスフェリン、30nM亜セレン酸及び5Rt
/Mlのインシュリンが補充されたDMEM/栄養混合物F−10(Ham’s
) (1:1)から成る無血清培地中で常法通りに増殖せしめた。この培養物を
、加湿した空気−8%COt雰囲気中で維持した。継代150〜155からのC
A −77細胞を、すでに記載されている方法(Muszynskiら、J、B
iol、Chem、、 258:1167B−11683、1983)を用いて
25ciiフラスコ当り5X10’細胞の密度でサブカルチュアーし、その後培
地を48時間ごとに交換した。
分泌実験のため、細胞をDMEMのみの中で培養し、そして培地中のカルシウム
濃度を100mM CaCf zに調整した。各フラスコが約5X10b細胞を
含有するように、プレートした後10日目に実験を始めた。試験及び対照インキ
ュベーションの終りにおいて、組織培養培地を16.OOOxgにて10分間の
遠心分離によりきれいにし、PMSFを0.3■/ll11とし、そして分析の
ために凍結して貯蔵した。細胞をフラスコから1%のTFA中にかき集め、そし
て音波処理によりホモジナイズした。細胞破片を遠心分離によりペレット化しそ
して廃棄し、上清をPMSFo、3[/dとし、そして分析のために凍結して貯
蔵した。培地及びきれいにされた細胞抽出物を組織抽出物と同様にしてVyda
c C+sカラムに通した。
C,C−細胞抽出液中のN−proCTの同定甲状腺及び腫瘍C−細胞からの逐
次希釈された抽出物を用いるトレーサー競争曲線をNCAP及び[Tyr’]−
NCAPにより得たものと平行した(第2図)。精製されたプロカルシトニン、
NTP−Tyr 、並びにC−細胞生産物を含めての他の種々のペプチド、例え
ばカルシトニン、C−proCT、CGCT及びソマトスタチンとの交叉反応性
は観察されなかった。
NTPイムノアッセイにおいて、C−細胞抽出物の逐次希釈物によるトレーサー
置換曲線は合成NTP−Tyr標準のそれと平行した(第3図)。
D、腫瘍細胞抽出物中のN−procTの同定腫瘍ペプチドを逆相HPLCによ
り分離した。1−2−4シリーズ甲状腺髄癌からの乾燥した熱−酸抽出物を1%
TFA (200〜600d)中に再懸濁し、そして−aters U6に注入
器及びモジュール5pectra−Physics HPLC系を用い−hat
man Protesi13000ctyl−25分析カラムに注入した(Bi
rnbau+*ら、1984、前掲)、ペプチド分離を0.1%水性TFA中ア
七トニトリルグラジエントにより行った。最初の10分間、アセトニトリル濃度
を30%から35%に上昇せしめ、その後アセトニトリル濃度を次の70分間に
わたり35%から40%に直線的に上昇せしめた。
免疫反応性NCAP及びNTPの主たる同時的ピークが48〜49分で溶出した
(第4図)。これらの両分はカルシトニン免疫反応性を欠いていた。免疫反応性
NCAP/免疫反応性NTP形はプロカルシトニン(60分)より前でありカル
シトニン(18分)より後に溶出した。主たる免疫反応性ピークにお、ける免疫
反応性NCAP対免疫反応性NTPのモル比はN−proCTについて予想され
るように1.0であった。
6MグアニジンHCl中でのゲル濾過を用いて免疫反応性ペプチドのサイズを予
想した。5ephadex G−50(スーパーファイン)の0.9 X60c
mカラムを6Mグアニジン−HCj!10.01%ウシ血清アルブミンにより平
衡化した(Birnbaumら、1984、前掲)、クロマトグラフィーの前に
凍結乾燥されたサンプルを5%の2−メルカプトエタノールを補充したカラム緩
衝液に溶解し、そして70℃にて1時間加熱した。クロマトグラフィーの直前に
ブルーデキストラン及びフェノールレッドマーカーをサンプルに加えた。 4
60dの画分を常法により集めた。
ブルーデキストラン(Vo)、チトクロームC(12,800)、ラフ) CG
RPダイマー(7,600) 、アドレ/コルチコトロビンサルモン(4、50
0)、ラットCGRP(3,800)、ラットカルシトニン(3,450)、γ
−エンドルフィン(1,860)及びフェノールレッド(Vs)によりサイズ換
算を行った。
主たる)IPLcビーク及びゲル濾過ピークの同一性をゲル濾過ピークのHPL
C及びHPLCピークのゲル濾過により確認した。
CGRPより30倍多くのカルシトニンを有する1−2−4腫瘍において、免疫
反応性NCAP及びNTPの両者を含有する主ピークは7.4 KDaの見かけ
サイズで溶出し、このサイズはN−proCTについて予想されたものであった
(第5図)、免疫反応性NCAPの他の有意なピークは観察されなかったが、免
疫反応性の微小なピークが13KDa及び4 KDaのサイズに対応する位置で
溶出した。7.5 KDaビークにおける免疫反応性NCAP対免疫反応性NT
Pの高い分子比はラジオイムノアッセイをグアニジンが妨害したためである。プ
ロカルシトニン(1,3KDa) ピークは中央領域カルシトニンラジオイムノ
アッセイにおいてカルシトニンと交叉反応したが、7.4 KDa及び4 KD
aの免疫反応性NTP ピークはいずれも交叉反応しなかった。4 KDaの免
疫反応性NTPはおそらくより大きな免疫反応性NTP形の断片であった。なぜ
なら、部分精製された7、 4 KDa免疫反応性NTPの貯蔵(1%TFA中
、−20°Cにて)が少量の4 KDa形を生成したからである。小形の免疫反
応性NTP形の生成は0.3■/dのPMSF及び6Mグアニジン−HCl中で
の貯蔵により低下させることができた。さらに、冷1%TFAではなく6Mグア
ニジン−HCl2による70°Cでの組織の抽出が4 WDa免疫反応性NTP
のレベルを低下せしめた。
CA−77甲状腺髄癌細胞は7.4 KDaのNCAP−含有ペプチドを分泌し
、そのHPLCプロフィールは1−2−4腫瘍及び甲状腺において観察された細
胞性N−proCTから区別されなかった。
このペプチドは基礎培地中にカルシトニンに近いモル比で存在した。既知のカル
シトニン分泌促進剤である細胞外カルシトニンを0.5mMから1.8又は4m
Mに上昇させることにより、カルシトニン分泌の刺激と同様に免疫反応性NCA
Pの分泌が刺激された。4X10−’Mデキサメタシンによる4日間のこれらの
培養物の処理が、NCAP及びカルシトニンの細胞レベル並びにNCAP及びカ
ルシトニン分泌の基礎速度の両者を増加せしめた。未処理のC−細胞培養物にお
けるように、ステロイド処理された培養物のカルシウム刺激がNCAP及びカル
シトニンの分泌を平行的に増加せしめた。
E、正常甲状腺及びC−細胞過形成を有する甲状腺における免疫反応性ペプチド
飼料で誘導したC−細胞過形成を有するラットを研究することによりN−pro
CT及びカルシトニンの生体内同等制?1lfl(coor−dtnate r
egulation)の証拠を得た。この慢性高脂肪飼料により誘導された甲状
腺カルシトニン含量の生理的増加が免疫反応性NCAP及びNTP含量の対応す
る増加により反映された(第2表)。これらの甲状腺における免疫反応性NCA
P及びNTP形は正常な甲状腺及び1−2−4腫瘍組織中に見出されるものと区
別できないゲル濾過移動度及びI(PLC移動度を有することが見出された。こ
のHPLCピーク内の免疫反応性NCAP対NTPのモル比は1.0であった。
イムノアッセイにより確認された免疫反応性NCAP、 NTP及びカルシトニ
ンのモル量は正常甲状腺においてほぼ同等であった(第2表)。正常なラットの
甲状腺からの免疫反応性NCAP及び免疫反応性NTPのHPLC溶出位置は1
−2−4腫瘍組織中に見出されるそれと同じであった。正常甲状腺からのHPL
Cビーク中の免疫反応性NCAP対免疫反応性NTPの見かけ上のモル比は1.
0であり、l−2−4腫瘍HPLCビークについて観察されたものと同じであっ
た。正常ラット甲状腺の抽出物のグアニジンゲル濾過は、1−2−4腫瘍におい
て見出される免疫反応性NCAP/NTPビークからサイズにより区別できない
主たる7.4 KDa免疫反応性NCAP/NTPビークを示した。
11表
プロカルシトニン由来免疫反応性の組織濃度01−2−4腫i 4.50
±0.27 4.75±0.21 3.25±0.45正常甲状腺 0.
98±0.29 0.96±0.32 0.88±0,29肝臓及筋肉
<0.01 <0.01 <0.01木値(±SEM)は組繊
■当りのpmo1当量で示され、そして4個の実験測定値の平均である。
NCAP抗血清の特異性が示すところによれば、7.4 KDaペプチドのカル
ボキシ末端は、プロカルシトニン中の第一の二価開裂部位にすぐ先行するセゾン
(セゾンー57)である、AC−77細胞からの放射性ラベルされたペプチドの
NTP−免疫反応性及び部分釣機配列決定(microsequencing)
はプロカルシトニンと同じアミノ末端を示す。従って、免疫反応性NTP−含有
ベプチド及び免疫反応性NCAP−含有ペプチドの生化学的性質はそれを57−
残基N−proCT種として同定する。
実施1 と肛匹し■単l
ラット甲状腺髄癌(medullary thyroid carcinoma
)組織を秤量し、細断しそして10容量(湿重量g当り)の1.5N酢酸に加え
た。この混合物を沸点に加熱し、そしてさらに20分間沸騰させる。次に、この
熱混合物をBr1nkn+annポリトロン(設定10)中でホモジナイズする
。次に、ホモジネートを氷水により迅速に冷却し、そしておよそ4℃にて20分
間保持し、次に20.000xgにて20分間遠心分離した。ペレット又は浮ん
でいる脂質層を撹乱しないように注意しながら水性上清を吸引する。
この上清を、0,1%TFA中で平衡化したVydac C−18、床孔、30
−ミクロンシリカの5gのカラムに適用する。次に、カラムを25−の0.1%
TFAにより洗浄し、次に50dの20%アセトニトリル10.I%TFAによ
り洗浄する。次にN−procTを45%アセトニトリル10.1%TFAで溶
出しそして加熱されていない5avant 5peedVac中で乾燥する。
乾燥したN−proCTを6Mグアニジンに溶解し、そして6Mグアニジ7−H
Cl2 (pH5゜5)中で平衡化した5ephadex G−500カラムに
通用する。7.4 KDa I)NTP及びNCAPを含有する材料(第5図)
をプールする。次に、このペプチドを、VydacC−18の1gのカラムへの
吸着及びそれからの溶出により、プールされたグアニジン画分から回収し、そし
て前記のようにして5peedVac中で乾燥する。
ゲル濾過からのN−proCTの乾燥したピークを300111の0.1%TF
Aに再懸濁し、そして−hat論an C−18シリカ、lO−ミクロン(30
0A 孔サイズ)、逆相樹脂の0.6X25Ωのカラムに注入する。N−pro
CTペプチドはカラムから37%アセトニトリルにおいて溶出し、そして80分
間にわたる35%−40%アセトニトリル10.1%TFAグラジェントでの分
画により他の蛋白質から分離することができる。一定の特異的免疫反応性のピー
クをアミノ酸分析及び配列決定のために選択する。
イオン交換クロマトグラフィー、異るイオン対試薬及びHPLCマトリクスを用
いるさらなるHPLC精製、及び/又は適当な高力価抗血清を用いる免疫吸着ク
ロマトグラフィー、を用いて追加の精製を行う。
m アミノ rプロカルシトニンペプチドの 8・■
A、ラットN−proCT
RIAの生成(実施例1)のために使用されたNTP−Tyrペプチド(57−
残基ラットN−proCTの最初のドデカペプチド断片を示す)を用いて、可能
性ある骨吸収及び/又は骨細胞増殖活性を評価した。
16日−胚性ニワトリ及び新生ラットから頭蓋冠を取り、そしてコラーゼナーゼ
で処理して骨細胞を調製した。細胞を無血清BGJb培地(Gibco、Gra
nd l5land、N、Y、からのFitton−JacksonModif
ication)に懸濁し、そして24時間にわたりプレートした。プレートを
すすいで繊維芽細胞及び他の非骨芽細胞を除去した。合成NTP−Tyrを0.
001〜100−の濃度で22時間加え、この時点で細胞をトリチウム化チミジ
ンにより4時間ラベルした。DNA合成をTCAで沈澱するトリチウム化チミジ
ンとして測定しそして細胞増殖の指標として使用した。DNA合成を未処理培養
物のそれと比較して表現した。合成N−proCT断片を用いて、1〇−濃度に
おいてマイトジェン応答が見られ、そして1岸において有意な効果が観察された
。カルシトニン及びCGRPのいずれもなんらのマイトジェン効果も示さなかっ
た(第6図)。これらの実験の解釈において重要なことは、この特定の培養によ
りプレートされる骨細胞がほとんど全部骨形成細胞(骨芽細胞)及びその前駆体
(前骨形成細胞)であることである。
N−proCTを、1−2−4°腫瘍組織から、沸騰酸抽出法と逆相C−18シ
リカ精製を用いて出発ホモジネートに対して約100倍濃縮することにより部分
精製した。このN−proCTをBGJb培地に再懸濁し、中和し、そして実質
上前記のようにしてラット又はニワトリの頭蓋冠骨芽細胞培養物に加えた。ニワ
トリ(第7図A)及びラット(第7図B)骨細胞培養物の両者においてチミジン
の取込みが増加した。いずれの場合にも、部分精製されたN−proCT調製物
が2〜3倍のマイトジェン応答を惹起し、最大応答が10−7〜10−”Mにお
いて観察された。無傷のN−proCTについてのこの感受性は合成ペプチド断
片(NTP−Tyr)についてのそれに比べて100〜1000倍高いようであ
る。ラットの骨芽細胞及び前骨芽細胞はニワトリ細胞に比べて、ラットのペプチ
ドに対して幾分感受性が高いようであり、10− ” Mという低い投与量がラ
ット骨芽細胞培養物において刺激効果を有していた。低カルシウム症アッセイ及
び骨吸収アッセイにおいて活性であるカルシトニン及びCGRPのいずれも平行
ニワトリ骨芽細胞マイトジェンアッセイにおいて10”’〜10−’Mの濃度で
効果を有さなかった。
骨細胞に対する対照培養物として、皮膚細胞培養物をラットの子から調製し、そ
して血清の非存在下で24時間にわたりプレートした。N−proCTがラット
皮膚細胞に添加された場合、骨芽細胞及び前骨芽細胞に対する同じ調製物の大き
な効果とは異り、最も高い濃度においてさえわずかなマイトジェン効果が存在し
た(第8図)。骨芽細胞及び前骨芽細胞に対するN−proCTのマイトジェン
効果は一貫して、骨芽細胞及び前骨芽細胞に対して最大に刺激的であることが見
出されている濃度において繊維芽細胞に対して観察される効果の2〜3倍であっ
た。従って、N−proCTのマイトジェン効果は細胞特異的(骨芽細胞及び前
骨芽細胞に対して有効であるが繊維芽細胞に対してはを効でない)であり、そし
てペプチド特異的(天然ペプチド及び合成NTPに対して有効であるがカルシト
ニン又はCGRPに対しては特異的でない)である。このマイトジェン効果の効
力はインシュリン及びソマトスタチンのそれに類似する。
B、 ヒ トN−proCT
ヒトN−proCTはApplied Biosyste+m5(Foster
C1ty+ カリホルニア)により合成され、そして不純な調製物として適
当された。
ヒトペプチドを、Vydac C−4逆相カラム上での高速液体クロマトグラフ
ィー、及びこれに続< Lichroprep RP−18(C−18逆相シリ
カ)カラム上での主HPLCピークのクロマトグラフィーにより精製した。Li
chroprepカラム(0,5g)は、061%のトリフルオロ酢酸(TFA
)を含有する10mの90%のC)IffCNにより活性化した。次に、カラム
を20dの0.1%TFAにより洗浄し、そしてN−proCTサンプル(0,
5d)をカラムに適用した。カラムを10dの0.1%TFAにより洗浄し、次
に0.1%TFAを含有する10mの20%CllCNにより洗浄した。N−p
roCTを40%CB、ICN/ 0.1%TFAにより溶出した。90%より
多くのN−proCTが40%のCH3CNにより溶出した。
合成ペプチドの配列を分析し、そして天然ヒ) N−proCTのそれと同一で
あることが見出された(第1図)。
ニワトリ骨芽細胞及び前骨芽細胞に対する合成ヒ) N−procTのマイトジ
ェン活性を前記のようにして測定した。測定結果を第9図に各実験群について平
均±SEM(n = 6 )として示し、そして対照群の平均に対して示す。「
対照」培養物にはBGJb培地のみ与え、そして「インシュリン」培養物は陽性
対象として10■/戚のインシュリン(約1.5M)を含有した。
合成ヒトN−proCTをまたヒト骨芽細胞及び前骨芽細胞に対する効果につい
て試験した。ヒト骨芽細胞富化培養物を1人の老男性及び2人の老女性の外科的
大腿骨断片から調製した。
骨断片をコラ−ゲナーゼ中で消化した。消化物から細胞を集め、PBS中ですす
ぎ、そして15%のウシ胎児血清を含有する無カルシウムMEM中、組織培養フ
ラスコにプレートした。得られる骨芽細胞富化培養物を皿からトリプシン処理に
より取。
り出し、PBS中ですすぎ、5%のウシ胎児血清を含有するBGJb培地に再懸
濁し、そして45−ウェル・マイクロタイタープレート(Costar、 In
c、)にウェル当り50.000細胞の密度でプレートした。16時間後、培地
を除去し、培養物をPBSで2回すすぎ、そして無血清BGJb培地を加えた。
培養物を6時間増殖せしめ、この後培地を除去し、そして200試験剤を含有す
るIのBGJb培地を各ウェルに加えた。16〜18時間後、1又は2μCiの
3H−チミジンを含有する50mのBGJb培地を各ウェルに加えた。4時間後
培地を除去し、そしてウェルをPBSで2回すすぎ、そして自然乾燥させた。次
に、各ウェルを、12.5%TCAで湿した綿球でこすった。この綿球を12.
5%TCA中で10分間づつ2回、及び95%エタノール中で10分間1回洗浄
し、乾燥し、4dのEcolorae(ICN+ Irvrne、カリホルニア
)に入れ、そしてシンチレーションカウンター中で計数した。結果が示すところ
によれば、10河MのヒトN−proCTがDNAへのチミジンの取込みの最大
の刺激(約倍)をもたらし、最大の半分の効諜が約1nMにおいて得られた(第
1O図a)。インシュリンの最も効果的な量(10trg / nil又は2−
)もこれらの培養物においてチミジンの取込みを倍化させた。類似の実験をヒト
U−2O8骨肉腫細胞(ATCCHTB 96)に対して行った。細胞をBGJ
b培地中に維持し、コンフルエントのフラスコからトリプシン処理において収得
し、PBS中で2回洗浄し、1%のウシ胎児血清を含有するBGJb培地中培地
−48ル・ミクロタイタープレートにプレートし、そして−夜培養した。細胞を
無血清BGJb培地に移し、そして6時間後3H−チミジンの取込みを上記のよ
うにして測定した。ヒトH−proCHは、DNAへのチミジンの取込みを、>
10河Mにて最大(約2倍)の効果をもって、そして50河にて最大の半分の効
果をもって刺激した(第10b図ン。
匹敵する最大効果が30河g/dのIGF−I (ヒト血清から精製)又は10
n/−のインシュリンにより観察された。
ヒトN−proCTはまたラット骨芽細胞に対して刺激効果を有していたが、し
かしラット皮膚細胞に対しては有しなかった。
ヒトN−procIをインシュリンとの組合せにおいてヒトU−2O3細胞に対
して試験した。細胞を前記のようにして48−ウェルマイクロタイタープレート
にプレートし、そして次にN−proCT 、インシュリン、又はN−proc
T+インシュリンの存在下で48時間インキュベートした。この時間の終りに、
トリプシン及びεDTAをそれぞれ25■/d及び1mMの最終濃度に添加し、
そしてこの培養物を37°Cにて、細胞の脱着が見えるまでインキュベートした
。次に、ウシ児胎血清を最終濃度15%に加えてトリプシンを不活性化した。ピ
ペット処理を繰返すことによって塊状の細胞を分散せしめ、そしてアリコートを
採取してヘマチトメーターでの直接計数を行った。第3表に示す結果は、N−p
roCTとインシュリンとの間の相乗効果を示している。
芽」1表
BGJb (対照) 4.838(±796) 1 (±0
.12)1 ttf4 N−procT 13,20H±1,462)
2.72(±0.30 )10躇/dインシユリン 12,900(
±796) 2.62(±0.16)5 躍/iインシュリン
8,235(±667) 1.70(±0.14)C,ヒ
トN−procTペプチド
合成ヒトN−proCTをリジルエンドペプチダーゼ(Wako Che−n+
1cals USA+Inc、、Dallas、Tex)により消化した。34
5■の凍結乾燥したN−proCTを1104の8M尿素に溶解した。10dの
500mM Tris(pH9)を加え、そしてこの混合物を37℃にて30分
間インキュベートした。150mの50++l’l Tris(pH9)を混合
物に加えた。リジルエンドペプチダーゼ(3■/dストツク溶液)を、酵素二基
質比が1:100となるように加えた。この混合物を37°Cにて一夜インキユ
ベートし、そして凍結貯蔵した。生ずるペプチドN−proCT (1−37)
及びN−proCT (38−57)を、0.1%TFA中0%−70%アセト
ニトリルのグラジェントを用いてVydac C=4カラム上でのクロマトグラ
フィーにより回収した。
ヒトN−proCT (1−37)及びN−proCT (38−57)を、ト
レーサーとしてヨード化ヒトN−proCTを用いる競争結合アッセイにおける
U−20S細胞への結合について試験した。結合アッセイは実施例7に実質的に
記載するようにして行った。5戸のN−procT (1−37)は、結合につ
いての競争において、同じ濃度の無傷のヒトN−proCTと少なくとも同程度
に効果的であることが見出された。断片(38−57)は結合について競争する
能力をほとんど示さなかった。
合成NCAP (第1表)を、前記のようにしてニワトリ及びラットの骨芽細胞
に対するマイトジェン活性について測定した。
このペプチドは0.1−〜0.1mMのレベルにおいてマイトジェン活性を示さ
なかった。さらに、NCAPは骨肉腫細胞に結合する無傷のヒトN−proCT
と競争しなかった。
実施五土 におけるラッ)N−工曵り包見里A、 N−proCTコード配
列の合成57−アミノ酸ラットN−proCTのコード配列を、第4表に示す6
種類の合成されたオリゴヌクレオチドから作製した。オリゴヌクレオチドを、発
現ベクターの作製の促進のためのそれぞれ5′及び3′末端におけるEcoRI
及びXba I制限部位:酵母のために最適化された翻訳開始部位; ATG開
始コドン;酵母のコドンの好みに基いて選択されたコドン、不要な制限部位の除
去及び更なる配列の操作を促進するための制限部位の導入;並びにTAAターミ
ネーションコドンを有するように設計する。オリゴヌクレオチドをApplie
d Biosystemsモデル380A DNA合成機上で合成し、そして変
性ゲル上での電気泳動により精製する。オリゴヌクレオチドをキナーゼ処理し、
等モル量で混合し、そしてアニールした。次に、アリールされた対を連結し、そ
して生ずる混合物をEcoRI及びXbaIで消化した。次に、190bpのコ
ード配列(第11図)を天然ポリアクリルアミドスラブゲル上での電気泳動によ
り単離し、そしてゲルから抽出した。コード配列の集成を第12図に示す。
ZC1789
B、ADH2−4cプロモーターを用いての発現酵母での発現のため、N−pr
oCT断片をへ〇H2−4cプロモーター及びTPIIターミネータ−に連結し
た。次に、生ずる発現ユニットを、POTI選択マーカーを含有するベクターに
挿入した。
ADH2−4c7’0−F−一ターは、野性型並録(アルコールデヒドロゲナー
ゼ■)の下流部分をRu5sel lら(Nature、 304 : 652
−654、1983)により記載されているADH2−4’プロモーターの上流
部分に連結することにより作製した。 ADH2−4c7t)%−ターの上流配
列はその増強された機能に責任を持つ、このプロモーターの作製を第12図に示
す、 pBR322−ADR2−BSa(Williassonら、独、旦:
605−614.1981)からの野性型凹構造遺伝子及び5′−フランキング
配列を含有する2、2kbのBa1l旧断片を、Ba5alにより線状化された
M13*p19に連結した。挿入部の方向を制限分析により決定した。オリゴヌ
クレオチドZC237(5’ −GCCAGT GAA TTCCAT TGT
GTA TTA−3’ )をAppliedBiosyste■Sモデル38
0^DNA合成機上で合成し、そしてポリアクリルアミドゲル電気泳動により精
製した。プロモーターを単離するため、部位特異的インビトロ変異誘発(Zol
lerら、財値、 3 :479−488.1984)をM13■plQ中の
凹挿入部に対して、変異原ブライマーとしてZC237を用い、そして第2プラ
イマーとしTZC87(5’ TCCCAG TCA CGA CGT 3 ’
)を用いて行った。陽性クローンにおいてはオリゴヌクレオチドZc2′37
が」股遺伝子の構造部分をプールアウトし、翻訳開始シグナルを含む5′−フラ
ンキング配列をM13o+p19ポリリンカーのEcoR1部位q融合せしめる
。変異誘発されたファージの複製形を作り、そしてBaa旧及びEcoRIで切
断して1.2kbプロモ一ター断片を単離した。この断片を、BamHI及びE
coRIで線状化されたpUc13に連結してプラスミドp237−Wtを生じ
させた。このp237−Wtプロモーターを「プロモーターアップ」変異体AD
I12−4’プロモーターに変えるため、プロモーター機能に影響を与えること
が見出されている変更を含有するYRp7−ADR3−4c(Rossellら
、前掲)がらの1.1 kb Bag旧−5ph I断片を、Bag旧及びSp
h Iにより切断されたp237−Wtのベクター断片にサブクローニングした
。生ずるプラスミドをp237−4c(第13図)と命名した。
次に、クローン化されたADH2−4Cプロモーターを、末端制限エンドヌクレ
アーゼ開裂部位の付加により修飾した0便宜上、プラスミドpAT−1中のヒト
α−1−アンチブラスチン(AAT)の成熟型の第一アミノ酸のコドンにプロモ
ーターを融合せしめることによりこれを行った。プラスミドpAT−1はp23
7−WtからのADH2プロモーターの発現ユニット及びα−1−アンチトリプ
シンのcDNA −TPI 1ターミネータ−配列を含んで成る。これらの配列
をベクターpcPOT (第14図)の部分に挿入した。〔プラスミドpcpo
rはATCCニE、 コ!J (E、 Co11)H8101株形質転換体とし
て寄託されており、そして寄託番号39685が与えられている。このものは完
全な2−ミクロンプラスミドDNA 、 1eu2−d遺伝子、pBR322配
列及びシゾサツカロミセス・ボンベ(匙坦μμ目山顛視匹競匹二ヒ)匹旦遺伝子
を含んで成る。〕プラスミドpcPOTをBag旧及び5ailにより切断して
およそ10kbの線状ベクター断片を単離した。1.2 kbADH2プロモー
ター断片をp237−WtからBa+*HI−EcoRI断片として単離し、そ
して1.5kbα−1−アンチトリプシンcDNA−TPIIプロモーター断片
(EcoRI−Xhol)及び線状化されたpcPOTと三部分連結によって連
結してpAT−1と称するプラスミドを得た。
プラスミドpAT−1はADH2翻訳開始コドンと成熟形AATの第一アミノ酸
コドンとの間に3個の余分のアミノ酸コドンを含有していた。これら3個のコド
ンを部位特異的インビトロ変異誘発により除去した。プラスミドpAT−1を5
phI及びBawl 1により切断して190bp ADH2プロモーター切断
を単離した。この断片を、Bag旧及びsph Iにより線状化されたM13s
p18に連結した。生ずる構成物を、変異原ブライマーとしてZC411(5’
TAATACACAATAGGAGGA TCCC−3’ )を用いそして第
ニブライマーとしてZC87を用いてインビトロ変異誘発にかけることによりA
DH2翻訳開始シグナルを成熟α−1−アンチトリプシンの第1コドンに融合せ
しめた。陽性クローンを、ATGから−170から融合点を通ってジデオキシ配
列決定法により確認した。操作を容易にするため、175bpの5phI−Ec
oRI変異誘発プロモーター断片を、Sph r及びEcoRIにより線状化さ
れたpUc19に連結した。」皿プロモーターの最も3′−側の170bp及び
ベクターpUc19中のAATの成熟形の第一アミノ酸コドンに融合したADH
2翻訳開始コドンを含んで成る得られたプラスミドをp411と命名した。
成熟AATの第一アミノ酸のコドンに融合した完全なMDI(2−4cプロモー
ターを生じさせるため、プロモーター機能に影響を与えることがRu5sell
ら(前掲)により見出された変更を含有するMDI2−4Cプロモーターの最
も5′−側の配列をプラスミドル411中に存在するプロモーター断片に加えた
。プラスミドp411をsph I及びEcoRIにより消化して175 pH
プロモーター断片を単離した。プラスミドp237−4cをEcoRl及びsp
h Iにより切断して、pt+cベクター配列及び「プロモーターアップ」表現
型を付与する最も5′側のプロモーター配列を含んで成る3、71kb断片を単
離した。p411からの175bpプロモ一ター断片をp237−4cベクタ一
断片に連結した。成熟AAT配列の第一アミノ酸コドンに融合した完全なMDI
2−4cプロモーターを含有する生じるプラスミドをp237−4’Mと命名し
た。
プラスミドpAT−1からのADH2プロモーターを、ρAT−1中に存在する
AD)12翻訳開始領域及びpUc18ポリリンカー配列を除去することにより
変形して「ユニバーサル」プロモーターを形成した。プラスミドpAT−1をS
ph r及びBa1I旧により切断して190bpの部分的ADH2プロモータ
ー断片を単離した。この断片を、BamHI及び5phlにより線状化したM1
3mp18に連結した。
生ずる構成物を、変異原プライマーとしてZC410(5’ −CGTAATA
CAGAATTCCCGGG−3’ )を用いそして第ニブライマーとしてZC
87を用いるインビトロ変異誘発にかけてADH2翻訳開始シグナル及びpLl
c18ポリリンカー配列を、So+a1部位においてM18mplBポリリンカ
ーに融合した1個のEcoR1部位により置換した。
陽性クローンをジデオキシ配列決定により融合点を通って確・認した。操作を容
易にするため、変異した部分的ADH2プロモーター断片を175bp 5ph
l−EcoRI断片として、Sph N及びEeoRiにより線状化されたpU
c19にサブクローニングした。p4XOEsと称する得られるプラスミドは耕
皿プロモーターの最も3′−側の175bpを含有していた。次に、p410E
sプロモーター断−ターを修飾して前記3′配列を含有せしめた。2つのプロモ
ーター断片を、BamH及びEcoR1で切断したpUc13に三部分連結によ
り連結した。制限酵素分析により確認された得られたプラスミドは、翻訳開始コ
ドンの代りにEcoR1部位を置くことにより3′−末端において変異した完全
なMDI2−4’プロモーターを含有していた。このプラスミドをp410−4
cと命名した(第13図)。
p410−4cからのBamHI−EcoRI MDI2−4’プロモ一ター断
片及びEcoRI−Xbal N−proCT断片を、Ba@HI及びXba
Iにより消化したM13a+p18に連結した。この挿入部を含有するM13ク
ローンを配列決定し、そして全挿入部を含有するクローンから複製型(RE)
DNAを調製した。ファージベクターをBa1IIHI及びXbaIにより消化
し、そしてプロモーター−N−proCT断片を単離した。次に、この断片をp
KPlo [EcoR1部位を欠< pBR322ベクターに挿入されたpsB
l (Murrayら、米国特許Nα4.766、073)からのTPIIプロ
モーターαファクター−VS−TRIIターミネータ−発現ユニットを含んで成
るプラスミド〕からのXba I−Bam)l 1皿ターミネータ−断片に連結
した。次に、正しい挿入部を含有するクローンをBamHにより消化し、そして
発現ユニントを単離した。
次に、最終発現ベクターを作製した。プラスミドpcPOTをsph I及びB
amHIにより開裂せしめて750bpの2ミクロン配列及びpBR322配列
を除去した。次に線状化したベクターをpBR322テトラサイクリン耐性遺伝
子由来の186bp 5phI−Ban+旧断片に連結した。次にpoporと
称する得られるプラスミド(第12図)をBamHIにより消化し、そしてBa
mHI発現ユニット断片に連結し、そして得られるクローンの挿入領域を決定し
た。弘遺伝子に隣接してMDI2−4cプロモーターを含有するプラスミドを選
択し、そしてpM271−9と命名した。
発現ベクターpM271−9を用いてS、セレビシェ−Zl’1llB株(MA
Ta / MATα二倍体、次のものについてホモ接合性1eu2−3+月ヱ肛
1丼月二四社と国旦匹H旦堕関二[cir’l)、ZM134株(MAT a
A 丼七遁囮1目(虱腓的1eu2 ura35ir3−8[cir”1、
及びχB13−5B株(MATcrura31eu2−3,112 barl
餅却旦二用県)を形質転換した。TPI”コロニーを選択し、そしてグルコース
含有冨培地中で30℃にて2日間培養せしめた。
粗細胞溶解物を調製しそして一80°Cにて貯蔵した。細胞溶解物を解凍し、そ
してきれいにし、そして実施例2に実質的に記載されているようにして、きれい
にされた細胞溶解物からN−proCTを調製した。細胞溶解物中のN−pro
CTレベルをNCAPラジオイムノアッセイにより測定した。結果を第5表に示
す。
酵2−ミクロンプラスミドからのREPl、 REP2. REP3及びori
配列、アンピシリン耐性マーカー、並びにシゾサツカロミセス・ボンベのトリオ
ースホスフェートイソメラーゼ(POTT)遺伝子を含有するベクターpMPO
T2にN−proCT発現ユニットを挿入することにより第二セットの発現ベク
ターを作製した。
pMPOT2はAmerican Type Cu1ture Co11ect
ionにE、 coli HBIOI形質転換体として寄託番号に6778Bと
して寄託されている。
プラスミドp271−9をBaa+旧で消化し、そしてN−procT発現ユニ
ットを単離した。この断片をBam[で消化したpMPOT2に連結してベクタ
ーpM274−4及びpM274−15を作製した(第20図)。
ブーy スミl’pM274−4及びpM274−15をS、 セLy ヒシI
−2M118株に形質転換した。形質転換体を30℃にて、28Irg/dの
ロイシンを含有する酵母培地I (2%酵母エキス、6%グルコース、0.5%
硫酸アンモニウム)2M又は200d中で増殖せしめた。細胞を培地から遠心分
離により分離し、PBSに再懸濁し、そしてガラスピーズの存在下で渦動するこ
とにより細胞溶解した。得られる粗細胞溶解物を凍結しそしてその後の測定のた
めに貯蔵した。
組換えN−proCT活性を、22時間ニワトリ頭蓋冠細胞増殖アンセイにおい
て、天然N−proCT(100nM 、ラット甲状IIJj髄癌からのもの)
及びインシュリン(10I!g/d)を陽性対照として測定した。解凍した酵母
細胞溶解物を16,800xgにて15分間遠心分離した。次に、透明になった
細胞溶解物をVydac広孔ビー床孔用いるC−18シリカ逆相バツチクロマト
グラフイーにより濃縮した。Vydacビーズから30%〜50%アセトニトリ
ル70.1%トリフルオロ酢酸により溶出した両分を5peedVac中で乾燥
し、そしてIIIIlのBGJb培地中に再懸濁した。各サンプル中のN−pr
oCT濃度をNCAP RIAにより決定した。ペプチド調製物を細胞培養物に
適用した。18時間後、3H−チミジンを各培養物に添加し、そしてさらに4時
間後、未処理(対照)培養物に対するTCA−沈澱料トリチウム量を各試験条件
について決定した。結果を第15図に示す。サンプル(クローン及びN−pro
CT濃度)は次の通りである: A、 p274−4クローン1.16nM ;
B、 p274−4クローン2.3nM ; C,pMPOT2対照;D。
p274−15クローン1.135nM ; E、 p274−15.クローン
2、>5nM。
C0温度制御バイブリドプロモーターを用いての発現部分的韮プロモーター断片
をプラスミドpTPtc10(Alber及びKawasaki、 J、Mo1
.A 1.Gen旦、上: 410−434.1982)から得た。プラスミ
ドpTPIc10をユニークKpn I部位で切断し、Ba131エキソヌクレ
アーゼによりせ旦コード領域を除去し、そしてEcoRI リンカ−(配列:
GGAATTCC)をプロモーターの3′末端に加えた。BglI[及びEco
RIによる消化がBgl It及びEcoRI付着末端を有するTPIIプロモ
ーター末端を生じさせた。次に、この断片を、Bgl I[及びEcoRI (
部分消化)により切断したプラスミドYRp7’ (Stinchcombら、
Nature、 282:39−43.1979)に連結した。生ずるプラスミ
ドTE32をEcoRI(部分消化)及びBamHIで開裂してテトラサイクリ
ン耐性遺伝子の部分を除去した。次に、線状化されたプラスミドをEcoRI−
Ban+HI リンカ−の付加によって再線状化し、てプラスミドTEA32を
生成せしめた。プラスミドTEA32をBgl If及びEcoRIにより消化
し、そして〜900bp部分子PIIプロモーター断片をゲル精製した。プラス
ミドpIc19H(Marshら、Gene 32 : 48L486、198
4)をBgl If及びEcoRIにより切断し、そしテヘクター断片をゲル精
製した。次に、TPIIプロモーター断片を線状化されたpIc19Hに連結し
、そしてこの混合物を用いて大腸菌RRIを形質転換した。プラスミドDNAを
調製し、そして〜900bp Bgl n−EcoRI断片の存在についてスク
リーニングした。正しいプラスミドを選択し、そしてplcTPIFと命名した
(第17図)。
次に、完全なTPIIプロモーターを集成した。プラスミドpIC7(Mars
hら、前掲)をEcoRIで切断し、断片の末端をDNAポリメラーゼI (H
enow断片)により平滑化し、そして線状DNAヲT、DNAリガーゼを用い
て再強化した。生ずるブラスミplc7RI″″と命名した。プラスミドpIC
7RI’″を旧ndl[I及びNavIで消化し、そして2500bp断片をゲ
ル精製した。部分せ旦プロモーター断片(約900bp)を、NavI及び5p
hlを用いてpICTPIFを取り出し、そしてゲル濾過した。TPIIプロモ
ーターの残りをプラスミドpFATPOT(Kawasaki及びBe1l、E
p 171,142)から得た。pFATPOTにより形質転換された。S、セ
レビシェ−(ZYM−3と命名する)はAmerican Type Cu1t
ure Co11ectionに寄託番号N11L20699のもとに寄託され
ている。pFATPOTをsph !及びHindl[[により消化し、そして
TPIlプロモーターの部分を含む1750bp断片をゲル精製した。次に、p
lc7Rビ断片、plcTPIFからの部分的TPIIプロモーター断片、及び
pFATPOTからの断片を三重連結により連結してpMVRlを作製した(第
18図)。
次に、MATα2オペレーター配列をTPIIプロモーターに挿入した。pUc
9の2.7 kb SalI−BamHI断片をプラスミドpMVR1由来のせ
旦プロモーターの0.9 kb Xhol−Bam[断片と連結することにより
プラスミドpsXR101を作製した。次に、プラスミドpsXR101中のT
PIIプロモーターの5phl部位をユニークXho1部位に変えた。psXR
lol DNAをsph Iで開裂せしめ、そして標準的方法に従って脱リン酸
化した(Maniatisら、前掲)。
5phl−Xholアダプター(GCTCGAGCCATG)を、20pmol
のアダプター、50mM Tris4Cj2 (pH7,6)、10mM Mg
Cj! !+ 5n+M DTT、 0.1mMスペルミジン、1+sMATP
及び5ユニツトのポリヌクレオチドキナーゼを含有する反応混合物中で20it
!の体積中で37℃にて30分間キナーゼ処理した。キナーゼ処理された5ph
l−XhoIアダプターを5phlで切断されたpsXRlol と連結し、そ
してこの連結混合物を用いて大腸菌RRIを形質転換した。挿入されたアダプタ
ーを有するプラスミドを制限分析により同定し、そしてpsXR102と命名し
た(第18図)。MATα2オペレーターを特定するオリゴヌクレオチド(5’
−TCGAG TCA TGT ACTTACCCA ATT AGG AA
A TTT ACA TGG−3’及び3’ −CAGT ACATGA AT
G GGT TAA TCCTTT AAA TGT ACCAGCT−5’
)を合成し、そして上記のようにしてキナーゼ処理した。プラスミドpsXR1
02をXhoIにより切断し、そして標準的方法に従って脱リン酸化した。プラ
スミドDNAとオリゴヌクレオチドとのモル比がそれぞれ1:1.1:3及びl
:6である3種類の独立の連結を行い、得られる連結混合物を用いて大腸菌RR
Iを形質転換した。挿入されたオリゴヌクレオチドを有するプラスミドをコロニ
ーハイブリダイゼーション及び制限分析により同定した。これに続< DNA配
列決定が示すところによれば、psXR103はμけα2オペレーターの1個の
コピーを含有し、psXR104は2個のコピーを含有し、そしてpsXR10
8は4個のコピーを含有していた(第19図)。
次の断片において、プラスミドpsXR102,psXR103,psXR10
4及びpsXR108をBan+HIにより切断し、脱リン酸化し、そして大腸
菌圏4遺伝子を含有するプラスミドplac7からの3.2kbBaa旧−Ba
mHI断片と連結した。連結混合物を用いて大腸菌RRIを形質転換した。適切
なせ旦−厘融合を含有するプラスミドを制限分析により同定し、そして次の様に
命名した:psXR109,MATα2 オヘレーター無し; psXRllo
、 1個ノMATα2オペレーター、 psXRlll、 2コピーのルσα2
オペレーター;及びpsXR112,4コピーのMATcr2オペレーター配列
(第20図)。
次に、温度制御迂旦プロモーター、N−proCT配列及びTPIIターミネー
タ−から成る発現ユニットを作製した。プラスミドpM271−9をEcoRI
及びBamHIで消化してADH2−4’を除去した。プラスミドpsXR11
1をBgl II及びEcoRIにより消化し、そして5XRIIIプロモ一タ
ー断片を単離しそして線状化されたpM271−9に連結した。生ずるプラスミ
ドを、挿入方向に従ってpM275−4及びpM275−5と命名した(第15
図)。
プラスミドpM275−4及びpM275−5をサツカロミセス・セレビシェ−
ZM134株に形質転換した。形質転換体をYEPE(1%酵母エキス、2%ペ
プトン、2%グルコース、40■/rアデニン)の2〇−培地中で30°Cにて
一夜、約8X10’細胞/dの細胞密度に増殖せしめた。温度を23°C〜25
°Cに低下せしめ、そして培養物をさらに2時間インキユヘートした。次に、細
胞をペレ・7ト化し、20dの新鮮なYEPDに再懸濁し、そして23゛C〜2
5°Cにて24時間増殖せしめた。次に前記のようにてて粗細胞溶解物を調製し
、そして−80°Cにて凍結した。
D、野性型ADH2プロモーターを用いての発現p410Esからの部分的AD
H2プロモーター断片を用いて野性型皿プロモーターを再生した。プラスミドp
410Esをsph I及びEcoRrにより消化して175bp部分凹プロモ
ーター断片を単離した。この断片を、pBR322−2DR2−BSaの由来の
1 kb BamHI−5phl断片と共に、三部分連結により、BamHI及
びEcoRTを用いる消化により線状化されたpUc13に連結した。pBR3
22−ADR2−BSa由来のlkb断片は野性型ADH2プロモーター配列と
相同な配列を含有していた。前記の三部分連結から得られたプラスミドを制限分
析により確認しそしてp410−Wt と命名した。
プラスミドpM27L9をBam)II及びEcoRIで消化し、そしてp41
0−WtからのBamHI−EcoRI AD)12プロモ一ター断片をADH
2−4Cプロモーターの代りに挿入した。生ずるプラスミドを挿入の方向に従っ
て2M277−15及びp門277−16と命名した(第14図)。
プラスミドル門277−15及び2M277−16を用いてS、セレビシェ−2
M118株を形質転換した。YEDD中20−の培養物を30°Cにて約48時
間増殖せしめた。粗溶解物を調製しそして一80゛Cにて凍結した。
細胞溶解物中のN−proCTレベルを、標準として合成NCAPを用いてNC
APラジオイムノアッセイにより測定した。二連測定の結果を第5表に示す。
第5表
細胞質蛋白質に対する%
プラスミド 菌 株 1 2 平均pM277−15 2
M118 0.48 0.41 0.44pM277−16
2M118 0 0.18 0.09E、ラットN−procDの
分泌発現
ラットN−proCTのコード配列を実質上前記のようにして集成したが、ZC
1791及びZC1792の代りにそれぞれオリゴヌクレオチドZC2041(
5’ −AGCTTG GACAAG AGA GTT CCCTTA AGA
TCT ACCTTG GAA TCT TCT CCA GGT ATG G
CT ACCTTG T−3’ )及びZC2042(5’ −CTT CAG
ACA AGG TAG CCA TACCTG GAGAAG ATT C
CA AGG TAG ATCTTA AGG GAA CTCTCT TGT
CCA−3”)に旧ndI[Ir付着末端」を含む。
発現ベクターの作製のため、この集成されたコード配列をpKPloからのTP
IIターミネータ−断片(Xbal−BamH)に連結した。生ずる旧nd m
−BamHI断片をADH2−4cプロモーター(pM271−9からのBam
HI−EcoRI)、α−ファクタープレープロ配列EcoRI−Hind m
) 、及びBamHIで切断されたpDPOTに結合した。生ずる発現ベクタ
ーをpM294−1 (N−proCT発現ユニットが基マーカーに対して逆方
向)及びpM294−4 (N−proCT発現ユニットがPOTIと同じ方向
)と命名した。
ベクターpM294−1及びpM294−4をS、セt、ビシI −XB13−
5B株に形質転換した。二連の20m1培養物を48時間増殖せしめ、そして培
地サンプルを1:1000で希釈し、そしてN−proCT免疫反応性物質につ
いて測定した。結果(全濃度培地に換算)を第6表に示す。
星旦表
プラスミド N −proCT (z / rtti )ヒ)
N−proCTの配列を、該ペプチドを酵母にとって最適なコドンにより設計さ
れたオリゴヌクレオチド(第7表)、5′−末端EcoR1部位及び3′−末端
Xba 1部位から作製した。コードされた配列は開始メチオニン残基を含存し
、このメチオニン残基は生体内でメチオニンアミノペプチダーゼにより切除され
て正しいペプチドが得られる。
!ビし表
CTG AAG ACG AAG CTA GAT TGT TG
T TGG CTG CACTAG TTCZC1955
細胞質発現のため、オリゴヌクレオチドA−Fを合成し、精製し、キナゼ処理し
、等比率で混合し、そしてアニールした。得られるオリゴヌクレオチド対(A十
F、B+E、C+D)を連結し、そしてこの混合物をEcoRI及びXba I
により消化した。コード配列を天然アクリルアミドスラブゲル上で電気泳動によ
り単離し、そしてゲルから抽出した。
次に、発現ベクターを実質上実施例4に記載したようにして作製した。ADH2
−4cプロモーターCBam旧−EcoRI断片)、野性型ADH2プロモータ
ー(Ban+HI−EcoRI断片)又は5XRIIIプロモーター(Bgl
U−EcoRI断片)を、pKPloからのTPIIターミネータ−と共にN−
proCT配列に連結した。次に、生ずる発現ユニットをpMPOP2又はpD
POTに挿入し、そして挿入の方向を決定した。
発現のため、ヒ) N−proCT発現ベクターを適切な酵母宿主株に形質転換
した。ADH2−4’プロモーター又は野性型ADH2プロモーターを菌株ZM
118. XB13−5B及び2M134 ニ形質転換した。
5XRIIIプロモーターを含有するベクターを2M134に形質転換した。グ
ルコース含有培地上での増殖により形質転換体を選択した。ペプチドの制御され
た発現又は構成的発現のために適切な条件下で増殖せしめた。次に、細胞を溶解
し、そして測定のために無細胞溶解物を調製した。
pDPOTを基礎にしPOTI遺伝子と同じ方向にN−proCT発現ユニット
と共にADH2−4Cプロモーターを含有するプラスミドであるプラスミドpM
286−7を2M134株に形質転換した。形質転換された細胞を実質的に前記
のようにして培養した。細胞を収得し、1M酢酸中で溶解し、そして遠心分離し
た。生ずる透明な溶解物を、抗−NCAP抗血清を用いるラジオイムノアッセイ
によりN−proCT生産について測定した。透明になった細胞溶解物のサンプ
ルを測定緩衝液(0,02M NaPO4(pH7,4)。
0.05%NaN、 0.05%NP−40,1mM EDTA)中に希釈した
。二連のサンプル(1001zl)を200Iの測定緩衝液を含有するチューブ
に加えた。測定緩衝液中に1=7に希釈された(合計希釈1:3500)抗体1
00IZlを各チューブに加えた。次に、20,000cpa+の12s1−ラ
ベル化ヒトPJ−proCTを含有する測定緩衝液100j11を各チューブに
加え、そしてチューブを室温にて4時間インキュベートした。スタフィロコッカ
ス・アウレウス(Sta h 1ococcus aureus)細胞(Pan
sorbin;Sig+++a Chea+1calCo、 ) を測定緩衝
液中に1:200に希釈し、lHNの得られた懸濁液を各チューブに加え、そし
てチューブを混合し、そして室温にて20分間インキュベートした。チューブを
300Orpmにて15分間遠心分離し、上滑を注ぎ出し、そしてペレット中の
放射能を計数した。N−proCTレベルを、500.250.125゜62.
5.31.25.15.6及び7.8 ng/lll1に希釈した合成ヒトN−
proCTを用いて得た標準曲線と比較することにより決定した。
全可溶性蛋白質の約0.025%がN−proCTであることが見出された。
酵母によるヒトN−proCTの分泌のため、オリゴヌクレオチドB、C,D、
E、G及びHを前記のようにしてアニールして対G+H,B+E及びC十りを生
じさせた。これらの対を連結し、混合物をHindI[[及びXbalにより消
化し、そして断片をゲル濾過した。
次に、分泌発現用ベクターを集成した。N−proCT断片(Hindl[I−
Xbal)及びpKPOI(からのα−ファクターブレープロチューブ断片(E
coRI−Bindll[)を連結しそして前記のようにTPIIプロモーター
及びターミネータ−を含有する発現ベクターに挿入してプラスミドpM285−
13 (発現ユニットが皿と同じ方向)及び2M285−15 (発現ユニット
が逆方向)を作製した。
p410−4cからのADF12−4’プロモーター及びpKPloからの■旦
ターミネーターを用いて第二セットの分泌発現ベクターを作製した。これらのベ
クターを9M284−3(発現ユニットが皿と同じ方向)及び9M284−4(
発現ユニットが逆の方法)と命名した。
プラスミドpM284−3をS、セレビシェ−XB13−5B株に形質転換した
。プラスミドpM285−13及び2M285−15をXB13−5B株及び2
M134株に形質転換した。細胞を前記のようにして培養した。
培地を0.45ミクロンフィルターを通して無菌濾過し、そして前記の抗−NC
AP抗血清を用いるラジオイムノアッセイによりN−proCTについて測定し
た。2セツトの実験の結果を第8表プラスミド 宿主株 輸出されたN−p
roCT (trg / d−)9M284−3 XB13−5B
6.71 5.97 6.34pM285−13 XB13−5B
5.19 3.63 4.41pM285−15 XB13−5
B 2.96 4.80 3.88pM285−15 2M134
3.51 3.33 3.42組換N−proCTを酵母培地から、該
培地に1%(容量)の酢酸及び30%(容量)のア七ト二トリルを添加すること
により精製した。混合物をVydac C−4逆相カラムに通し、そしてHzO
中30%〜50%アセトニトリルのグラジェントにより溶出した。溶出液を21
5nmでの吸光についてモニターし、そしてN−proCTを含有するピーク画
分を集めた。
IL例6. N−roCTの化体 ゛離乳したスイスウェブスターマウス(2
1日令;平均体重16g : n =8)に1日2回14日間、10珂の合成ヒ
トN−proCT(0,01M酢酸に溶解したもの)を皮下投与した。対照マウ
ス(n=7)にビヒクルを注射した。処置されたマウスと対照マウスとの間に体
重の有意差は生じなかった。すなわち、N−proCTはマウスに対して毒性で
なかった。マウスに実験の2日目及び133日目テトラサイクリンを注射して組
織形態について骨をラベルした。動物を144日目殺し、そして骨から軟組織を
除去しそして中性緩衝化ホルマリン中で固定した。脛骨腓骨連結部の脛骨切片(
50,m)を各動物から調製し、次にイメージ分析プログラムによりテトラサイ
クリンラベル化について定量した。平均骨肉膜テトラサイクリンラベル化面積は
対照に比べてN−proCTで処理された動物において有意に大(+46%、p
<0.02)であった(第21図)。対照に対してN−proCT処理マウス
において二次海綿質における破骨細胞の数/ll11[1面積の有意な減少(−
34,4%、p <0.001)が存在した。従って、これらのデーターは、N
−proCTが生体内に骨形成に影響を与える証拠を提供し、そしてこのC−細
胞産物が骨成長の重要な調節因子であることを示唆する。
ILL12 Jjb 上のN−roCT ” の!骨芽細胞用細胞
に対するN−proCTの作用の機作を解明するため、放射性ヨウ素化ヒトN−
proCTを、ヒト骨内膜由来の培合成ヒトN−proCT(逆相HPLCによ
り精製したもの)をクロラミンT法により放射性ヨウ素化し、そしてΩuso
G−32シリカ/Douex AGI−×8 (Bio−Rad Labora
tories、 Richmond、カリホルニア)からの溶出により精製した
。これらの研究において、このラベルされたヒトN−proCT (60,OO
Ocpm/ng)をトレーサーとして使用した。ヒ) [1−20S細胞を20
,000細胞/ウエルで48−ウェルマイクロタイタープレートにプレートした
。実験の開始の6時間前、及びすべての結合研究中、細胞を無血清BGJb組織
培養培地に維持した。約0.5%の添加されたトレーサーがこれらの細胞に特異
的に結合する。(高濃度〔5〜8オ〕の非ラベル化N−proCTの存在下での
インキュベーション後に残留する放射能の量より少ない、合成N−proCTの
非存在下での結合として定義される。)5戸ヒトカルシトニン及びインシュリン
は細胞への’ 251−N−proCTについて競争しなかった。未うベルヒ)
N−proCTとの競争的結合は10nMの見かけKd(最大結合の半分)を
有し、そして合成ヒトNTP−Tyrとの競争は200nMのKdを有する。こ
れらの推定される解離定数は、U−2O5細胞増殖の最大の半分の刺激を惹起す
るのに必要な各ペプチドの濃度とよ(一致する。平衡条件及び結合実験の終りで
の約20 、000細胞/ウエルを仮定して、細胞当り少なくとも3000個の
結合部位が存在する。これらの結果は、N−proCTが直接作用を介して骨芽
細胞上での結合の形成を促進するC−細胞ペプチドホルモンであるという更なる
証明を提供する。
前記の発明は理解を明瞭にするために説明及び実施例により幾分詳細に記載され
たが、添付される請求の範囲内である種の変化及び変更を行うことができること
は自明であろう。
−二
こ二
臣−
αつ
こク
ロ→
Δ
や
ト
ロ×
浄書(内容に変更なし)
FIG、7
0×
入
口×
浄書(内容に変更なし)
−二
ロー
FIG。■4
FIG。18
浄書(内容に変更なし)
浄書(内容に変更なし)
ビヒクル(7マウス) 平均 平均 N−procT (8マウス
)ビヒクル N−ρ「口CT
手続補正書(方式)
%式%
1、事件の表示
PCT/US89101856
平成1年特許願第506269号
2、発明の名称
プロカルシトニンペプチド
3、補正をする者
事件との関係 特許出願人
名称 ザイモジェネティクス。
インコーホレイティド (外1名)
4、代理人
住所 〒105東京都港区虎ノ門−丁目8番10号6、補正の対象
(1)特許法第184条の5第1項の規定による書面の「特許出願人の代表者」
の欄
(2)明細書及び請求の範囲の翻訳文
(3)委任状
(4)図面の翻訳文
7、補正の内容
(1)(3)別紙の通り
(2)明細書、請求の範囲の翻訳文の浄書(内容に変更なし)
(4)図面の翻訳文の浄書(内容に変更なし)8、添付書類の目録
(1)訂正した特許法第184条の5第1項の規定による書面
1 通(2)明細書及び請求の範囲の翻訳文 各 1 通(3)委任状及び
その翻訳文 各 2 通(4)図面の翻訳文 1
通国@調査報告
m−Nn@Ml^een+mIn−11・PCT、I:S:g97Q:356
Claims (15)
- 1.次の性質: 少なくとも12個のアミノ酸の長さである;ラットN−proCTと少なくとも 部分的に相同である;及び骨芽細胞及び前骨芽細胞に対して最大の刺激を与える 濃度において繊維芽細胞に比べて少なくとも2の係数をもって骨芽細胞及び前骨 芽細胞においてDNA合成を増加せしめる;を有する、単離されたペプチド。
- 2.前記ペプチドが約52〜57個のアミノ酸から成る、請求項1に記載の単離 されたペプチド。
- 3.前記アミノ酸配列が、(a)VPLRSTLESSPG;(b)APFRS ALESSPA;(c)APVRPGLESITD;及び(d)APARTGL ESMTDから成る群から選択されたアミノ末端配列を含んで成る、請求項1に 記載の単離されたペプチド。
- 4.前記ペプチドが、第1表に示す、ラット、ヒト、ニワトリ及びサケのN−p roCT並びにラット、ヒト及びニワトリのN−proCGRP配列から成る群 から選択されたアミノ酸配列を有する、請求項1に記載の単離されたペプチド。
- 5.前記ペプチドが32アミノ酸の長さより短い、請求項1に記載の単離された ペプチド。
- 6.(a)VPLRSTLESSPG;(b)APFRSALESSPA;(c )APVRPGLESITD;及び(d)APARTGLESMTDから成る群 から選択された配列から成る単離されたペプチド。
- 7.骨芽細胞及び前骨芽細胞における細胞分裂を刺激するペプチドの単離方法で あって、 カルシトニン又はカルシトニン−関連遺伝子を発現することができる細胞の水性 抽出物を調製し;前記水性抽出物を分画して約15,000未満の分子量を有す るペプチドについて濃縮し;そして 前記濃縮された画分を疎水性クロマトグラフィー及び/又は陰イオン交換クロマ トグラフィーにより分画して該濃縮された画分からペプチドを単離する; ことを含んで成る方法。
- 8.前記分画の段階が前記水性抽出物の逆相HPLC及びゲル濾過の段階を含ん で成る、請求項7に記載の方法。
- 9.次の性質; 36〜180塩基対である;及び 請求項1〜6のいずれかに記載のペプチドをコードしている; を有する、単離されたDNA配列。
- 10.請求項1〜2のいずれかに記載のペプチドをコードするDNA配列に使用 可能に連結された転写プロモーターを含んで成る発現ベクターによりトランスフ ェクトされ又はトランスフォームされた宿主細胞。
- 11.前記宿主細胞が酵母細胞である、請求項10に記載の宿主細胞。
- 12.骨芽細胞及び前骨芽細胞における細胞分裂を刺激するペプチドの製造方法 であって、 請求項10又は12に記載の宿主細胞を培養し;そして該宿主細胞から該ペプチ ドを単離する;ことを含んで成る方法。
- 13.請求項1〜6のいずれかに記載のペプチドを生理的に許容されるキャリヤ ー又は希釈剤と組合わせて含んで成る療法組成物。
- 14.骨芽細胞及び前骨芽細胞におけるDNA合成を更に増加せしめるのに十分 な量において成長因子をさらに含んで成り、該成長因子がインシュリン、インシ ュリン様成長因子、血小板由来成長因子、形質転換成長因子α、形質転換成長因 子β及び表皮成長因子から成る群から選択されたものである、請求項13に記載 の療法組成物。
- 15.骨芽細胞及び前骨芽細胞におけるDNA合成をさらに増加せしめるのに十 分な量でインシュリン様成長因子Iをさらに含んで成る、請求項13に記載の療 法組成物。
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