JPH04501421A - 血小板産生刺激薬剤のためのil―7の使用 - Google Patents

血小板産生刺激薬剤のためのil―7の使用

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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】 発明の名称 血小板産生刺激薬剤のためのTL−7の使用発明の背景 本発明は一般的には血液学および血液成長因子の分子生物学に関するものであり 、詳しくは、巨核球分化を誘導するための薬剤調製にインターロイキン−7を使 用することに関するものである。
巨核球は細胞の血小板の基となるものであり、全ての造血細胞系列を生じさせる 共通骨髄前駆細胞に由来するものである。
共通前駆細胞は、多能性造血細胞(pluripotential hemat opoietic stem cell、 PH3C)として知られており、i n vitroでIL−3および腫瘍誘導性ホルボールエステル(例えば、ホル ボールミリステートアセテート、PIIA)に反応するバースト形成ユニット巨 核球(BFU−MK)を生じ、巨核球(MW)の巨大な多フォーカス性コロニー の発達が誘導される。BFU−MKはMKコロニー形成細胞(CFU−MK)に 分化し、in vitroでIL−3、GM−CSF、 EPO,G−C3F、  IL−6、あるいはIL−4に反応してコロニーを形成するが、後ろ4つに関 しては議論の余地がある。CFU−MWは、マウス中でアセチルコリンエステラ ーゼで染色される形態学的に識別可能な小さなMKを生じる(SAChE+細・ 胞)。これらの細胞に増殖能が残っているかどうかは不明である。
5AChE十細胞は続いて一連の細胞質性および核性成熟過程(倍数体化)を行 い、最終的にMKを産生ずる血小板となる。In vivoの結果から、MKコ ロニー産生細胞のレベルの増殖過程と血小板産生に至る成熟過程とは、異なるサ イトカインによって独立に制御゛ されていると考えられている。
巨核球過少性血小板減少症の患者由来の尿、血清および血漿は、in vitr oで骨髄単核細胞によってCFU−MKの産生が促進されることが示されている 。カワキタ他、Br、 J、Haematol、、 52:429;ホフマン( Hoffman)他、N、 Engl、 J、 1led、、 305:533  (1981);メスナー(蓋essner)他、1. Ce11.Physi ol、 5upp、、 1:45 (1982);およびキムラ他、J、 Ce 1l、 Physiol、 118:87−96等を参照されたい。これらの予 想される因子のなかでかなりの程度までに精製されたものはない。
ホフマン他、J、 Cl1n、 Invest、 75:1174 (1985 )は巨核球過少性血小板減少症患者の血清からMeg−C3Fと呼ばれる巨核球 コロニー刺激因子の精製を報告した。硫酸アンモニウム沈澱、DEAE−セルロ ースクロマトグラフィー、レクチンアフィニティークロマトグラフィー、および !?P−HPLCにより、分子量が約46.000ダルトン(Da)で骨髄アッ セイでC3F−ME分化を刺激する糖タンパク質性物質が得られた。この物質の クローニングや塩基配列決定はまだ行われておらず、また、in vivoでは 穏やかな効果しか報告されていない。
ローゼンベルグ(Rosenberg)、ヨーロッパ特許出願第260.918 号は、ヒト胎児腎臓細胞によって産生され、巨核球系列細胞の特異的造血素と仮 定される“巨核球刺激因子”を開示している。この参考文献で開示されている精 製画分は、部分精製された巨核球画分とラット前巨核球芽細胞によってタンパク 質合成が決定されるアッセイにおいて、見かけの分子量が約15.000の“酸 性タンパク質”であつた。in vivoの研究は報告されておらず、この因子 のクローニングまたは塩基配列決定に関するそれ以降の成果に関する文献は発表 されていない。
インターロイキン−?(IL−7)はまた、リンホボエチン−1としても知られ 、最初に単離されたリンパ球生成成長因子であり、骨髄においてBおよびT細胞 前駆細胞の増殖刺激能を利用してクローニングされた。1988年10月19日 に提出されたPCT出願US8g103747および1988年10月24日に 提出されたヨーロッパ特許出願第88309977、2号(USSNO7/11 .3.556号も参照のこと)は、組み換えDNA技術によって哺乳類IL−7 タンパク質を産生ずるためのDNA、ベクター、およびそれに関連した過程を開 示している。これらの特許出願の関連した開示もここに参考として含める。マウ スIL−7のクローニングはナーメン(Namen)他、Nature 333 :571 (1988)によって、ヒトIL−7のクローニングはグツドウィン (Goodvin)他、Proc。
Natl、 Acad、 Sci、 USA(印刷中)によって、最初に報告さ れた。
トランスフオームした骨髄間質細胞系の上清からのマウスIL−7の精製から、 見かけの分子量が約25.000daであることが示唆された。ナーメン他、J 、 Exp、 1led、 167:988 (198g)を参照されたい。ナ ーメンとグツドウィンによって報告されたクローニングされたDNAは、グルコ シル化を除いて、マウスおよびヒトIL−7分子の最小分子量はそれぞれ14. 897および17.387ダルトンであることを示している。
これまでに、IL−7はin vivoで血小板産生(血小板形成)を顕著に刺 激する能力を有することが示されている。IL−7のこの性質により、例えば多 様な癌の化学療法や放射線療法の結果として起こった急性血小板減少症患者の治 療において有用な補助を与えるはずである。現在のところ、このような患者は血 小板生成が不可能な状態にまで循環血小板レベルが下がると、非常に危険な状態 となる。生命を脅かす急性血小板減少症の通常の治療法は、生成した血小板の反 復注入によるものである。
発明の概要 本発明は血小板が必要な哺乳動物において血小板産生を誘導するための薬剤を供 給する際のIL−7の使用に関するものである。
組成物の面では、本発明は血小板産生の誘導のための組成物を供給し、これは薬 剤学的に受容し得る希釈剤、担体、または賦形剤との混合物中の効果的な量のI L−7を含むものであり、また本発明は血小板産生を誘導するための薬剤組成物 を調製する際にIL−7を用いる方法も含むものである。
図面の簡単な説明 第1図は、正常なマウスにIL−7が投与された場合に見られる血小板数の増加 を示している。
第2図は、照射マウスにIL−7を投与した場合に見られる血小板レベルの回復 の促進を示している。第2図において水平な点線はコントロールの正常マウスに おける血小板レベルを示す(n=14)。
発明の望ましい態様の詳細な説明 本発明の方法にしたがって使用するために、例えばIL−7タンパク質に関する 上述の参照特許出願で述べられているような哺乳類細胞系での発現などの、通常 の方法によって産生ずることが可能である。ヒトおよびマウスIL−7のアミノ 酸配列を表1および表2に示す。
表1: ヒトI L−7 表2= マウスIL−7 前述のタンパク質の生物学的に活性のある多様な類似物質も本発明の方法および 組成物に使用可能である。したがって、ここで用いる場合に“IL−7”という 語は天然の哺乳類IL−7と実質的に同一のアミ、ノ酸配列および、例えば標準 的バイオアッセイやIL−717セプタ一結合アフィニティーアッセイにおいて 同等の生物活仕を有するタンパク質を意味する。組み換えタンパク質は昆虫細胞 、酵母、細菌、その他の細胞を用いても適当なプロモーターの制御下でも産生さ れるが、哺乳類IL−7を産生ずるには哺乳動物細胞内で発現させる方法が望ま しい。細菌、菌類、酵母、および吐乳動物細胞宿主で用いるのに適したクローニ ングおよび発現ベクターは、バウエルス(Pouvels)他、Cloning  Vectors:A Laboratory Manual、(エルセヴイア ・−、ニューヨーク、1985)に記載されており、その関連した開示をここに 参考として含める。多様な哺乳動物細胞培養系を組み換えタンパク質の発現に用 いることができる。@乳動物発現系の例としては、グルラマン(Gluzman )、Ce1l 23:175 (1981)に報告されているサル腎臓繊維芽細 胞のCO3−’?系、およびその他の互換性のあるベクターを発想できる細胞系 、例えばCl27.3T3. C110,IIeLaおよびBHK細胞系が含ま れる。哺乳類発現ベクタ・−は、複製開始部位、適当なプロモータ・−およびエ ノハンサー、およびその他の5゛または3゛隣接非転写配列、および必須のりボ ゾーム結合部位、ポリアデニル化部位、スプライシングのドナーおよびアクセプ タ一部位、および終結配列などの5゛または3′非翻訳配列を含むことができる 。SV40複製開始部位、初期プロモーター、エンハンサ−、スプライシング、 およびポリアデニル化部位などのsv4gウィルスゲノム由来のDNA配列を、 外来性のDNA配列の発現に必要な他の遺伝子要素を付与するために用いること ができる。組み換え哺乳類ILづを産生ずるための哺乳類高発現ベクターの使用 に関する詳細は以下に示す。典型的なベクターは、岡山とバーブ(Berg)、  Mo1. Ce1l。
Biol、 3:280 (1983)、コスマン(Cosman)他、Nat ure 312ニア68 (1984)、:lスマン他、Mo1. Im+mu no1.23:935 (1986)、あるいは、クラーク(C1ark)他、 米国特許第4.675.285号で記述されているように構築することができる 。
発現ベクターは、成熟タンパク質のN末端残基をコードするコドンに近接した部 位でcDN^クローンを切断することによって容易に構築される。例えば、マウ スcDNAはNdeIまたはC1aIで、ヒトcDNAはC1aIで切断して実 質的に全コード領域を含む断片を生成することができる。そして、合成オリゴヌ クレオチドを用いて、コード領域の欠失した部分を“再付加”し、発現ベクター 中の適当な読み枠でコード領域の連結のための連結配列を与え、さらに任意に開 始メチオニンを特定するコドンを付加することもできる。
ヒトIL−7の他の哺乳動物細胞発現系は、選択マーカーを含む安定な哺乳動物 発現ベクターにIL−7構造を挿入し、それをハムスター乳児腎臓細胞(BHK )に導入することによって作成される。
発現ベクターは以下のように構築される。SmaI−11incII cDNA 断片を、P(T出願US88103747号およびヨーロッパ特許出願第883 09977.2号(上述)に記載されているプラスミドpDC201/hIL− 2R/hIL−7から切り出し、マウスメタロチオネインプロモーター(MT− 1)に付加されたSV40複製開始部位とウィルスエンハンサ−配列を含む哺乳 動物発現ベクター1)NPVIの修復された(クレノーポリメラーゼによる)B amHI部位にクローニングする。このハイ−ブリッドプロモーターは多数の哺 乳動物細胞型において高レベルの安定な、構造的発現を示す。pNPVlはまた 、このプラスミドを含有する哺乳動物細胞のメトトレキセート選択を可能にする 正常なジヒドロ葉酸リダクテース(DI’1PR) DNA配列を含む。このよ うな細胞におけるDIIFR配列増幅現象は、メトトレキセート濃度の上昇によ って選択可能である。このようにして、近接したDNA配列も一般的に増幅し、 発現の増強を行うことができる。
選択と発現は、ウエヒタ−(Waechter)他、Proc、 Natl、  Acad。
Sei、 USA 79:1106 (1982)およびタラベラ(Talav era)他、J、Ce1lPhysio1.92:425 (1977)によっ て報告されている接着性BtIKtk−ts 13細胞(ATCCCRL 16 32)を用いて行われる。これらの細胞は、高マンノースおよび複合オリゴ糖タ ンパク質修飾の双方が可能である。5alIによる発現ベクターの直鎖状化の後 、DNAを300ボルト、960マイクロフアラツドでのエレクトロポレーショ ンによってBHK細胞に導入する。適当なエレクトロポレーション法は、アウス ベル(Ausubel)他編集、Current Protocols in  MolecularBiology (ウィリー−インターサイエンス、メディ ア、PA、 USA)の9.3.1.に記載されている。48時間後、1マイク ロモルのメトトレキセートを培地に加え、耐性のコロニーを2週間後に選択する 。
典型的なりローンに対して、培養液の上清両分へのhIL−7の分泌に関してバ イオアッセイを行う。最も高い発現を示したクローンに関して、10.20、お よび50マイクロモルのメトトレキセート要用いてさらに選択を行った。耐性の コロニーをさらに解析して高発現レベルのクローンを単離する。この方法を用い て選択したBHK細胞系は接着性細胞であり、ビーズを用いた懸濁液培養または ホローファイバー技術を用いたバイオリアクターでの培養を用いて大規模合成を 行わせることができる。BIIK細胞は懸濁細胞としての培養に容易に適合させ ることができる。
投与のためのIL−7は細胞培養液上清から以下のようにして精製することがで きる。上清は、市販のタンパク質濃縮フィルター、例えば、アミコン(Amic on ;登録商標)(f、R,ブレース社、ダンバース、MA、 USA)やベ リコン(Pellicon ;登録商標)(ミリボア社、ベッドフォード、 M A、 USA)限外濾過ユニットを用いて濃縮する。濃縮過程に続いて、例えば ジエチルアミノエチル(DEAE)基が付加しているマトリックスまたは基剤な どの、適当な陰イオン交換樹脂に濃縮液をとおす。マトリックスは、アクリルア ミド、アガロース、デキストラン、セルロース、あるいはその他のタンパク質精 製に通常用いられているものを使用することができる。望ましいマトリックスは DEAEセファセル(登録商標;ファルマシア社)である。DEAE基を含むマ トリックスを用いる場合には、IL−7を含む抽出液を弱い塩基性pH(pH8 など)とし、塩化ナトリウム濃度(あるいは他の適当な塩)を約100dとする 。多(の混在しているタンパク質はイオン交換樹脂に結合するが、IL−7は非 結合画分として回収される。陰イオン交換クロマトグラフィーに続いて、陽イオ ン交換過程を行う。この過程では、IL−7を含む両分を弱酸、低イオン濃度( 例えばpH5,100mM NaC1)で陽イオン交換樹脂にかける。IL−7 は交換樹脂に結合し、高塩濃度および弱塩基性p■において、より高度に精製さ れた形で溶出される。適当な陽イ゛ オン交換樹脂には、スルフォブロビル基ま たはカルボキシメチル基を含む多様な不溶性マトリックスが含まれる。スルフォ ブロピル基を用いるのが望ましい。IL−7精製に有用なものは、sp−トリス アクリル(登録商標;ファルマシアーLKB)である。陽イオン交換クロマトグ ラフィーに続いて、ブルーダイリガンドを有するマトリックスを用いるアフィニ ティー精製過程を行うのが有効であることが示されている。適当なグイリガンド は、ブルーBであり、これはアガロースとの複合体として入手できる(ブルーB アガロース)。その他の同等のグイリガンドも使用可能である。最後に、疎水性 RP−HPLC物質、例えばメチル基などの疎水性基を付加しているシリカゲル などを用いて、1回以上の逆相高性能液体クロマトグラフィー(RP−HPLC )過程を行い、さらにIL−7組成物を精製することができる。上記の精製過程 のいくつかまたは全てを、さまざまな組み合わせで行い、薬剤処方に適した均一 な組み換えタンパク質を与えることも可能である。
組成物と使用法の面において、本発明は、効果的な量の本発明の哺乳類IL−7 タンパク質のいずれかおよび適当な希釈剤あるいは担体を含む治療用組成物、お よび効果的な量の上述の組成物のいずれかを投与することを含む、ヒトを含む哺 乳動物の巨核球分化を刺激する方法または、血小板産生を修飾あるいは増大させ る方法を与えるものである。他のリンホカイン、例えば、IL−1a、 IL− 1,b、 IL−2,IL−3,IL−4,IL−5,IL−6,C5F−1, GM−C3F、 G−CSF、 EPO。
IFN−a、 IFN−b、またはIFN−gとの同時使用または混合物での使 用も予想される。
治療用に用いる場合には、指示に適した方法で哺乳動物の治療のために精製した IL−7を投与する。したがって、例えば、血小板産生または機能の刺激剤とし て投与される哺乳動物IL−7組成物は、ポーラス注射(bolυs 1nje ction)、連続的注入、移植片からの持続的放出、またはその他の適当な技 術によって与えることができる。典型的にはIL−7治療用組成物は、病理学的 に受容できる担体、賦形剤または希釈剤との混合物で精製タンパク質を含む組成 物の形で投与される。中性緩衝化生理食塩水または同種の血清アルブミンと混合 した生理食塩水は典型的に好適な希釈剤である。望ましくは、産生物は好適な賦 形剤溶液(例えばサッカロース)を希釈剤として用いた凍結乾燥物として調製さ れる。
適当な投与量は試行で決定されるニ一般に、10ngから100μg/kg/日 、望ましくは1100nから1μg/kg/日で1−20日間の投与が、生物学 的効果を誘導すると期待される。例えば、血小板産生の刺激剤として1μg/k gのポーラス注射を4日ごとにすることができる。
以下の実施例は本発明の方法と組成物の使用を例示するものEST−IUと呼ば れるヒト骨髄細胞系が急性リンパ性白血病と縦隔生殖細胞腫瘍患者から誘導され た。患者の骨髄が肺繊維芽細胞フィーダ一層上の培養液中に置かれ、最終的にフ ィーダー細胞から離脱された。細胞を各細胞継代時に液体窒素で凍結させ、この ような各継代の子孫を以下の実験に用いた。細胞は多倍散性を含む、ヒ[Kと一 致する表現形質を示す。PMAで細胞を処理することで、より高い倍数性となり 、血小板を産生ずるMK表現形質への成熟と一致する血小板関連抗原の発現が促 進される。
IL−7効果を評価するために、培地のみ、5X 10−”M PMA、あるい は3000U/ml (ブレB細胞増殖アッセイ)の精製マウスIL−7を含む 液体培地で3日間培養したEST−IU細胞を準備した。用いた培地は10%V /Vウシ胎児血清を添加したRPMI 1640である。細胞を1mlの培地に 2X 10’細胞の濃度で懸濁した。3日後、細胞を回収し、洗浄して飽和濃度 のマウス抗ヒト血小板糖タンパク質Ib (Gplb)と反応させ、つづいてヤ ギ抗マウスフルオレセインイソチオシアネート(FITC)結合抗IgG(Fa b断片)と反応させた。完全に洗浄した後、細胞をフローサイトメトリーで解析 した。GpIbは比較的成熟したMK細胞では発現しているが、MKとして認識 される最も初期の細胞では存在しない。結果から、期待された通り、PMA処理 後はGpIbの発現が培地コントロール細胞中の21%から67%陽性に誘導さ れたことがわかった。IL−7処理細胞はGpIb発現が61%陽性まで誘導さ れた。
実施例2:正常マウス中の循環血小板へのIL−7の効果正常なC57B1/6 7ウスに1日に2回、20ng若しくは1100nのIL−7を、または、コン トロールとしてマウス血清アルブミン(MSA)を5日間注射した。治療開始後 1から4日の心臓血の血小板数を顕微鏡で、ウノペット(Unopette ; 登録商標)システムで決定した。循環血小板数は、治療後1日のISA処理した コントロールよりもIL−7処理したマウス(1グループあたり4−5匹)の方 が顕著に(p=0.001)多く、4日目には正常レベルに戻った。結果は第1 図に模式的に示しである。
実施例3: 準致死的に照射したマウスへのIL−7の効果正常なC57B1/ 6vウスを0日目に+37C8源を用いて750radのレベルまで照射し、毎 日1mgのIL−7またはISAを注射した(2X 500ngを注射)。次に 、心臓血または後眼窩血の血小板数をMSAコントロール、IL−7処理、およ び非照射コントロール群に関して決定し、このとき処理群あたり4−10マウス およびヒト照射コントロール群に関しては14マウスを調べた。結果は第2図に 示してあり、IL−7は照射誘導性の急性血小板減少症の発病を遅らせ、111 日目最低レベルから血小板レベルの回復を促進することが示唆された。
IL−7およびISA処理群間の平均血小板数は、8日目と111日目除いた全 ての日に統計学的に顕著に異なっていた。
本発明は上記の特定の態様に制限されるものではなく、以下の請求の範囲内の全 ての組成物および方法が含まれる。
国際調査報告

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.血小板が必要な哺乳動物内で血小板産生を刺激するための薬剤を供給する際 の哺乳類IL−7の使用。
  2. 2. 哺乳類IL−7がヒトIL−7である、請求の範囲第1項記載の使用。
  3. 3. IL−1a,IL−1b,IL−3,IL−4,IL−6,EPO,GM −CSFおよびG−CSFからなる群から選択される1種以上のサイトカインと の組み合わせでIL−7が調製されるものである、請求の範囲第2項記載の使用 。
  4. 4.適当な賦形剤または担体と共に哺乳類IL−7を調製することを含む、哺乳 動物中で血小板産生を刺激するための薬剤を調製する方法。
  5. 5.IL−7がヒトIL−7である、請求の範囲第4項記載の方法。
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