JPH0436189A - 肝細胞増殖因子の製造方法 - Google Patents

肝細胞増殖因子の製造方法

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JPH0436189A
JPH0436189A JP14213890A JP14213890A JPH0436189A JP H0436189 A JPH0436189 A JP H0436189A JP 14213890 A JP14213890 A JP 14213890A JP 14213890 A JP14213890 A JP 14213890A JP H0436189 A JPH0436189 A JP H0436189A
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hgf
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cells
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cell
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Tomoyoshi Nishino
西野 友善
Nobuko Kaise
貝瀬 信子
Yutaka Shindo
進藤 裕
Naoki Nishino
直樹 西野
Tsutomu Nishida
勉 西田
Yoshihiro Masui
桝井 美弘
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Otsuka Pharmaceutical Co Ltd
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Otsuka Pharmaceutical Co Ltd
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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】 産業上の利用分野 本発明は、肝細胞増殖因子(hepatocytegr
owth factor; )(に )’ ) (7)
製造方法、詳しくは各種動物の肝実質細胞の培養、肝機
能及び肝実質細胞に対する研究等に利用でき、また肝臓
病の治療と診断に利用できる上記肝細胞増殖因子の製造
方法に関する。
従来の技術 肝臓は、古くから臓器の中でも最も再生力の強いものと
して知られている。例えば若い成熟ラットの肝臓を70
%切除しても翌日には活発な再生か始まり、10日もす
るとほぼ元の肝臓重量に回復することが知られている。
この肝再性能を利用して、ヒトにおいても劇症肝炎患者
や肝癌患者等において肝組織の部分切除手術後、残存正
常肝組織の増殖を待つ治療法が行なわれている。
また上記肝臓の再生は、高等動物の中で最もドラマチッ
クな現象であり、その発見以来多くの研究者の注目を集
め、約30年はど前に上記肝再生が肝再生因子と名付け
られた液性因子によってコントロールされていることか
示唆された。その後、1984年に中村らにより肝部分
切除後の再生肝ラットから、上記因子の部分精製に成功
したことか報告され、該因子は肝細胞増殖因子 (hepatocyte growth Factor
、HGF)と名付ケラれた(Nakamura、 T、
、et、al、、 Biochem、 Biophys
Res、 Commun、、 122.1450−14
59 (1984) )。
上記肝細胞増殖因子(以下rHGFJと略称する)は、
また四塩化炭素やチオアセ上アミド等による肝障害ラッ
トの血清中にも存在することが報告され、金円らは劇症
肝炎患者の血液から、ヒトのHGFの分離精製を報告し
り(Gohda、 E、 et。
al、、 Exp、 Ce1l Res、、 166、
139−156 (1986))。
該報告によれば、ヒ)HGFの分子量は約82000で
、還元条件下ではそれぞれ分子量34000と6900
0の2種類のサブユニットからなるヘテロダイマーから
なるとされ、ラットHGFと共にそのcDNAもクロー
ニングされ、ラットHGFとヒトHGFとの間には、約
90%の相同性が認められティる(Nakamura、
 N、 et。
al、、 Nature、 342.440−443 
(1989))。
HGFは熱及び酸に不安定な物質であり、メルカプトエ
タノールやジチオスレイトール処理によって還元すると
失活し、精製されたHGFは1ng/ zlで初代培養
肝細胞の増殖に有効であり、10ng/zlT:最大活
性を示す(Gohda、 E、 et、al、。
J、 C11n、 Invest、、 81.414−
419 (198B))。
肝再生ラット血清を用いて研究された結果、HGFはラ
ットの血小板に多量存在することが判明した。しかしな
がら、ヒト血小板には微量しか存在せず、ヒトの産生臓
器は肝臓の非実質細胞であると考えられている。
またHGFは肝の実質細胞の増殖に関与する一方、劇症
肝炎で増加する事実から、肝疾患の治療及び診断に応用
できることが期待されている(Nakamura、 T
、 et、al、、 Proc、 Natl、 Aca
dSci、、 83.6489−6493 (1986
))。
HGFは種特異性がなく、ラットHGFはヒトを始めと
してブタ、イヌ等の肝細胞にも有効であルトイわれテイ
ル(Nakamura、 T、 et、al、、 Pr
oc。
Natl、Acad、Sci、、83.6489−64
93  (1986);Gohda、 E、 et、a
l、、 J、 Cl1n、 Invest、、 81.
414−419 (198B))。
しかしながら、HGFの単離精製には多量の原材料を必
要とし、ラット2000匹、より精製されるHGFの量
は僅かに30μgであり、ラットからHGFを大量に得
ることは困難である。また劇症肝炎患者の血液からの精
製の場合も、劇症肝炎患者の発症はまれで、急激な病態
の変化もあり、原料血液材料自体の入手が困難である。
発明が解決しようとする課題 本発明者らは、上記のように従来のHGFの製造にはそ
の収量の低さやヒトの材料において安定的な供給の難し
さがある点を解決して、効率よく安定したHGFの製造
及び供給を可能とするべく鋭意研究を重ねた結果、ある
特定のヒト樹立細胞株より上記目的に合致するHGFの
製造方法を確立し、ここに本発明を完成するに至った。
問題点を解決するための手段 即ち、本発明はヒト株化単球系細胞を培養して産生され
るHGFを採取することを特徴とするHGFの製造方法
に係わる。
本発明によれば、入手容易なヒト株化単球系細胞より高
収率で目的とするHGFを製造することができる。しか
して、従来HGFは哺乳動物の血小板から単離精製され
ており、またヒト劇症肝炎患者の血液からも単離精製さ
れてきたが、之等の方法によってHGFを得るには、原
料の供給か安定しない不利があったが、本発明によれば
かかる欠点かすべて解消される。
本発明により得られるHGFは急性肝炎、慢性肝炎、肝
硬変、劇症肝炎等の肝疾患の治療乃至は肝切除術後の治
療薬として、また上記各疾患の免疫学的診断を確立する
ための抗原等として有用であり、更に該HGFの利用に
よれば、ヒトをはじめとして各種動物由来の肝細胞を、
該HGFの存在下に生体外で極めて容易に増殖、維持で
き、かくして増殖、維持される肝細胞は、例えば肝機能
等の基礎的研究用、各種ホルモンもしくは薬剤等の肝細
胞に対する作用の研究用、肝疾患治療薬等のスクリーニ
ング試験用等に有用であり、更に発癌試験用及び肝炎ウ
ィルスの生体外培養における宿主細胞としても有用であ
る。
以下、本発明のHGFの製造法につき詳述する。
本発明方法においては、ヒト単球系樹立細胞株に、フォ
ルボールミリステートアセテート等の刺激因子(刺激剤
)を接触させることにより、単に上記細胞を培養するよ
りもより効率よく、しかも高収率で目的とするHGFを
製造できる。ここで原料として用いられる細胞は、HG
Fが肝臓のマクロファージ系細胞のクツパー細胞より産
生されることより、特にヒト株化単球系細胞、即ちヒト
単球系樹立細胞が好ましい。このヒト単球系樹立細胞の
具体例としては、例えば白血病細胞株であるHL−60
(前骨髄性白血病細胞)、U−937(組織球性白血病
細胞) 、THP−1(急性単球性白血病細胞)等を例
示できる。
上記各種単球系樹立細胞の培養は、この種細胞培養に通
常利用されている各種培地を用いて実施される。該培地
としては、例えばCEM培地、CMRL−1066培地
、DM−160培地、イーグルの最小必須培地(Eag
le’s MEM ) 、オ)クレープ可能MEM、フ
ィッシャーの培地(Fisher’s Medium 
) 、p −I Q培地、F−12培地、L−15培地
、NCTC−109培地、RPMI−1640培地等を
単独で用いるか又は之等に必要に応じて牛胎児血清(F
 CS)等の血清やアルブミン等の血清成分を添加して
用いるでとができる。
上記培地に接種する細胞の量は特に制限はないが、通常
約lX104〜lX107個/1/程度の濃度範囲とす
るのがよい。培養条件も特に制限はなく、通常の炭酸ガ
ス培養法におけるそれと同様のものとすることができ、
一般には約30〜40℃程度、好ましくは約37℃前後
の温度条件下で1〜10日間程度を要して実施できる。
上記細胞培養によるHGFの産生には、刺激剤の利用が
好ましく、該刺激剤としては、例えばリポポリサッカラ
イド(lipopolysaccharide、 LP
S)、0K−432、レンチナン、フォルボールミリス
テートアセテート(phorbolmyristate
 acetate。
PMA )等を例示でき、之等の内ではPMAが好まし
い。上記刺激剤の使用量は、その種類に応じて適宜決定
でき、例えばPMAでは約o、oi〜100 ng/ 
xiの範囲、好ましくは約0.5〜3ng/l/の範囲
から選ばれるのがよい。
上記培養により、所望のHGFが培養上清中に生産蓄積
される。
培養上清からの目的HGFの分離は、常法、例えば遠心
分離等の手段により実施でき、また目的HGFの精製は
、該HGFの物理的、化学的性質を利用した各種操作に
従い実施できる(「生化学データーブック■」、第1版
、第1刷、11751259頁(1980年6月23日
株式会社東京科学同人発行参照)。
該精製操作としては、具体的には例えば通常の蛋白沈澱
剤による処理、限外か過、分子ふるいクロマトグラフィ
ー(ゲルが過)、遠心分離、電気泳動、イオン交換クロ
マトグラフィー、アフィニティークロマトグラフィー、
逆相クロマトグラフィー、疎水性クロマトグラフィー、
透析法、これらの組み合せ等が挙げられる。特に好まし
い上記精製操作の一例としては、陽イオン交換クロマト
グラフィーとヘパリンアフィニティークロマトクラフィ
ーとを組合わせた方法を例示できる。
上記陽イオン交換クロマトグラフィーはより詳細には、
蛋白分離用の通常の各種陽イオン交換クロマトグラフィ
ー用担体、例えばCM−セルロース(ワットマン社製)
、CM−セファデックス(ファルマシア社製)、P−セ
ルロース(ワットマン社製)、CM−トヨパール(5P
−Toyopearl同人社製)、S−セファロース・
ファースト・フロー(ファルマシア社製)、モノ3 (
mono S、)アルマシア社製)等を用いて実施され
る。
またヘパリンアフィニティークロマトグラフィーは、例
えばセルロース、ポリアクリルアミド、ポリスチレン等
の各種の不溶性担体にヘパリンを共有結合により不溶化
させた担体を用いて実施される。
上記により本発明HGFが単離精製される。これは通常
の蛋白質の純度検定手段、例えば5DSPAGE、逆相
クロマトグラフィー等により均一な単品であることが確
認される。上記逆相クロマトグラフィーは、例えばC1
、C3、C4のアルキル基、シアノプロピル基、フェニ
ル基等の官能基がシリカゲル等の基体に結合された担体
を用いて実施できる。より具体的には例えばC4ハイボ
ア一逆相HPLCカラム(RP−304、バイオラド社
製)を用いて、移動相としてアセトニトリル、トリフル
オロ酢酸(TFA)、水等及び之等の混合溶媒を用いて
実施される。
本発明方法によれば、容易に高収率、高純度で所望のH
GFを製造できる。
実  施   例 以下に実施例を示し、本発明をより具体的に述べるが、
本発明はこれらに限定されるものではない。尚、実施例
においてHGFの活性測定及びHGFの産生量の測定は
、下記参考例に示す方法により行われたものである。
参考例 1 肝細胞増殖活性(HGF活性)の測定 セグLi ン(Seglen)+7)方法[Metho
ds in CellBiology、 vol、13
.p29. Academic Press、 New
York(1976))に従い、ウィスター系雄ラット
(体重150 g)より、0.05%コラ−ゲナーゼ(
タイプ■、シグマ社)を用いて肝実質細胞を単離した。
この肝実質細胞を直径2.4cmのウェルを有するマル
チウェル プラスチック デイツシュ(Nunc)iニ
ー 5 X 10 ’個/1y//cI[12)濃度テ
マキ込み、30%CO2+ 7’0%02混合ガス気相
下、37℃で単層培養した[Tomita、 Y、 e
t al、。
Exp、 Ce11. Res、、 135.363−
371 (1981)] 。培養培地としては5%牛血
清()i’ 333. Flow LabNarth 
Ryde、 Au5tralia)、2nMインスリン
、1μMデキサメサゾン、100U/z/ペニシリン及
び100μg / xllストレプトマイシンを添加し
たウィリアムスE培地(フローラボラトリーズ社、以下
「基本培地」と略す)を使用した。培養開始後、24時
間目にFBSを含まない基本培地に培地交換し、同時に
適量(50μl以下)の被検試料を添加した。
HGF活性は、被検試料添加による被検細胞のDNA合
成の増加によって検討した。これは上記被検試料添加後
、12時間目に  T−アオキシウリジン(アマジャム
社製)1μCi / 50μlを加え、更に24時間培
養を継続し、この継続培養後、被検細胞をPBSで2回
、5%TCA (和光紬薬工業社製)で1回洗浄し、次
いでINN a OH1xiで可溶化して、該細胞核中
のDNAに取り込まれた  ■−アオキシウリジン量を
、ガンマカウンター(アロカ社製)を用いて測定するこ
とにより実施した。
被検試料により肝実質細胞DNAに取り込まれた  r
−7オキシウリジン量を、被検試料無添加群とのカウン
トの差として求め、これをDNA合成活性(cpm /
ウェル)とし、被検試料のHGF活性の指標とした。
参考例 2 HGF産生量の測定 HGF産生量の測定は、ELTSA法により以下の通り
行ない、イムツリアクティビティ(immunorea
ctivity)で表示した。
即ち、まずヒトHGFモノクローナル抗体(H4〜2)
(特開昭64−27491号参照)を、その濃度が1μ
g / ylとなるように、0.1MNaHCO3で調
整し、これを100μl/ウエルの割合でプレートにコ
ートした。これを−晩4℃で放置した後、リン酸緩衝化
生理食塩水(P B S)緩衝液で洗浄し、プレートを
ブロッキングするため1%ウシ胎児血清アルブミン(B
SA)溶液250μl/ウエルを加え、−晩4℃で放置
した。
次に、1%BSA及び0.4M  NaCA’を含む0
.1Mリン酸緩衝液(pH6,5)80μlと、被検試
料20μlを加え、2時間インキュベートした後、0.
05%ツウイーン20 (Tween20、シグマ社製
)を含むPBS溶液で3回洗浄し、更に0.1%BSA
を含む0.1Mリン酸緩衝液に3000倍に希釈したモ
ノクローナル抗体(H4−2)を100μ//ウエルで
加え、2時間インキュベートした後、0.05%ツウイ
ーンを含むPBSで3回洗浄し、1%BSA及び0.1
5M  NaC1を含む0.1Mリン酸緩衝液に300
0倍希釈した抗体(抗−ラッ)IgGpox、カッペル
社製)を加えて、2時間インキュベートした。0.05
%ツウィーンを含むPBSで3回洗浄後、オルトフェニ
レンジアミン(OP D、和光紬薬工業社製)25■/
 100 xll溶液を100μ!添加して発色させた
。10分後、2N硫酸100μlを加えて反応を停止さ
せ、0D492の波長にて測定を行なった。
予め同様の測定により作成した標準曲線より、HGFの
産生量をイムノリアクティブHGF(Immunore
actxve HGF  ng / y/)として求メ
タ。
実施例 I HGFの製造 この例で用いたヒト単球系樹立細胞株は、HL−60(
前骨髄性白血病細胞)であり、これはガロ(Rober
t Ga1lo)らにより樹立されアメリカンタイプカ
ルチャーコレクション(ATCC)にrATccNo、
CCL−240J、として受託されており、ソノ性質は
文献(Gallo、 R,C,、etal、、 Blo
od、 54.713 (1979)) ニ記載されテ
いル。
上記HL−60を、5%FC3−RPtI−1640培
養液(日永製薬社製)にて、37℃、5%C02下で9
6時間培養して、以下の操作に用いた。
12ウエルマイクロプレート(フロラ社製)の各ウェル
に培養細胞株を1ウェル当りlX106個/ zlとな
るように5%FC3−RPMI−1640培養液にて調
整して加えた。
次に、フォルボールミリステートアセテート(phor
bolmyristate acetate、以下rP
MAJと略称する、シグマ社製)をRPMI−1640
培養液に、各ウェルに加えた時点での終濃度が0.08
.0.15.0.3.0.6.1.3.2.5.5.0
及び10.Ong/zlの濃度となるように希釈調整し
た。
上記培養細胞中に各濃度のPMA希釈液をそれぞれ50
μl加えて刺激した。次に、37℃、5%C02下に7
2時間培養した後、1000 rpm5分間の条件で遠
心分離(トーヨーソーダー社製、HLC−803使用)
して、培養上清を得た。
試験例 I HGF産生のための刺激剤の濃度 上記実施例1で得られた培養上清中のHGF産生量を測
定した結果を第1図に示す。
該図は各種PMA濃度(ng/Il、横軸)でのイムノ
リアクティブHGF量(ng/7A’、縦軸)をプロッ
トしたものであり、該図よりHG F産生のためのPM
A量は1. 31g/zl付近か適量であることが判る
試験例 2 HGF産生の経時的変化 実施例1においてPMAの刺激量を1.Ong/llと
し、PMA添加後の細胞培養時間(時間、横軸)とHG
F産生量(イムノリアクティブHGF。
ng/yl、縦軸)の関係を求めた。
得られた結果を第2図に曲線(1)として示す。
尚、第2図には対照として上記においてPMAの代わり
に同量のRPMI−1640培養液を用いて行なった対
照試験の結果を曲線(2)として併記する。
第2図より、PMA刺激後の培養時間の経過HGF産生
量は増加することが判る。
試験例 3 HGF産生のための最適細胞濃度 上記試験例1及び試験例2の結果より、実施例1におい
てPMA濃度をlng/z/とし且つ刺激後の細胞培養
時間を72時間とし、細胞濃度を2×105個/ xi
から6×106個/11の範囲で変化させて、同様にし
て細胞培養を行なって、HGF量を調べた。
その結果を第3図に示す。
図中、横軸は細胞濃度(/ly/)を、縦軸はイムノリ
アクティブHGF量(ng/y/)を示す。
該図より、HGF産生のための最適細胞濃度は約2X1
06個/ xi付近であることが判る。
実施例 2 HGFの精製 上記各側の結果に基づき、実施例1において細胞濃度を
2×106個/zl、HGF産生のためのPMA濃度を
1.  Ong/3F/及び細胞培養時間を72時間と
し、同様にして細胞培養を行なって、培養上清を得た。
上記で得られた培養上清1000zA’を、予め0.1
5M  NaCl、10mM  N−2−ヒドロキシエ
チルピペラジン−N’−2−エタンスルホン酸(HEP
ES)及び2mM CaCl2を含む50 m M )
リス−塩酸緩衝液(p H8,5)で平衡化したモノS
カラム(Mono S ;ファルマシア社製)にアプラ
イし、同緩衝液で洗浄後、0.1から1.0M  Na
C1の直線濃度勾配にて溶出させた(流速111/分、
211/チユーブ)。
その結果を第4図に示す。
図において縦軸は(1)が280nmにおける吸光度(
A280nm)を、(2)がHGF活性(DNA合成活
性、Cp”X104)を、(3)が免疫活性(イムノリ
アクティブHGF量、ng/zl)を、(4)がNaC
1濃度(M)をそれぞれ示し、横軸はフラクションNo
、を示す。
該図より、HGFはPMA刺激刺激7問養上清のモノS
カラム−FPLCのHGF活性と免疫活性との溶出位置
は共に0.8M付近であることが判る。
このことから、本発明により得られるHGFはラットH
 G F  (Nakamra, T.、 et.al
.、 Biochem。
Biophys. Res. Commun.、 12
2.1450−1459 (1984) )及びヒトH
 G F (Gohda, E. et.al.、 E
xp. Ce1lRes.、 166、 139−15
6 (1986) ) (7)それらと上記溶出位置に
おいて一致するものであることが確認された。
実施例 3 実施例2の溶出画分を、IN  HClにてpH7、9
に調整し、蒸留水にて3倍希釈した。これを0.3M 
 NaCA’を含む50mM)リス塩酸緩衝液(pH7
.9)で平衡化したヘパリン−セファロースCL−6B
 (ファルマシア社製、ベツドボリウム2.2y/)に
アプライし、同緩衝液にて洗浄後、0.3から2,OM
  NaC1の直線濃度勾配により溶出させた(流速0
.5yA’/分、11//チユーブ)。
上記溶出パターンを第5図に示す。
図において横軸はフラクションNo,を、縦軸は280
nmにおける吸光度(A 2 F3 0nm,曲線(1
)) 、HGFの免疫活性(曲線(2))及びNaC1
濃度(曲線(3))をそれぞれ示す。
該図より、本発明方法により得られるHGFは、NaC
1濃度約1.2M付近に溶出されるこ表が判る。
この溶出位置は、前記ラットHGF及びヒトHGFのそ
れらと一致した。
上記で得られたHGFを、更にハイーポアーRp304
カラム(Hi−pore Rp304 column 
(C4)、4.6X250mm、バイオ・ラド社製)の
逆相クロマトグラフィー(HPLC,LKB社製)で精
製した。
かくして精製されたHGFを用いて、ラムリらの方法(
Laemmeli et、al、、 Nature、 
227.680−685 (197())) 1.:従
ッテ、5DS−PAGEt−行なった。
その結果、本発明方法により得られたHGFの分子量は
、非還元条件下では約82kdであり、還元条件下では
約60kdの重鎖及び32kdと34kdの2種の軽鎖
が検出された。これもまた前記ラットHGF及びヒトH
GFのそれらと一致した。
【図面の簡単な説明】 第1図は試験例1に従うHGF産生のための刺激剤の使
用濃度とHGF産生量との関係を示すグラフである。 第2図は試験例2に従う細胞培養時間とHGF産生量と
の関係を示すグラフである。 第3図は試験例3に従う培養細胞濃度とHGF産生量と
の関係を示すグラフである。 第4図は実施例2に従いHGFをモノSカラムを用いて
精製した結果を示す溶出パターンである。 第5図は実施例3に従いHGFをヘパリン−セファロー
スCL−6Bカラムを用いて精製した結果を示す溶出パ
ターンである。 (以 上) 第 図 ぜL蚤 時 間 (h「) 薯 図 太田W己濃度 7m1)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)ヒト株化単球系細胞を培養して産生される肝細胞
    増殖因子を採取することを特徴とする肝細胞増殖因子の
    製造方法。
JP14213890A 1990-05-30 1990-05-30 肝細胞増殖因子の製造方法 Pending JPH0436189A (ja)

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