JPH06500116A - 多領域造血刺激因子類 - Google Patents
多領域造血刺激因子類Info
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- JPH06500116A JPH06500116A JP3518431A JP51843191A JPH06500116A JP H06500116 A JPH06500116 A JP H06500116A JP 3518431 A JP3518431 A JP 3518431A JP 51843191 A JP51843191 A JP 51843191A JP H06500116 A JPH06500116 A JP H06500116A
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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】
多領域造血刺激因子類
この発明は、リンカ−配列をもつかまたはもたない第二のリンホカインに融合さ
れたインターロイキン3 [IL3]の存在を特徴とする融合分子に関する。融
合分子は、融合分子を形成する両ペプチドの通常の活性をもつことを特徴とし得
るかまたは、さらに、単にIL3またはXの存在という追加的機能をもつよりも
大きな生物学的または生理学的活性をもつことを特徴とし得る。融合分子はまた
、意外にも融合タンパク質のそれぞれの活性に大きな影響を与えるかまたはIL
3またはXの存在により期待されるものとは異なる活性を与え得る。
この発明により提供される新規IL3−XまたはX−IL3融合タンパク質は、
他のは乳類のタンパク質性の物質を実質的に随伴しない均質タンパク質である。
前記の式中のXは、そのDNAコーディング配列が直接またはリンカ−を通して
IL3のDNAコーディング領域とフレーム内に融合されたリンホカインを表わ
す。「フレーム内に融合される」とは、IL3とXタンパク質の読み取りフレー
ム間に翻訳ターミネータ−がないことを意味する。この明細書に使用されている
「直接に」という用語は、ペプチドリンカ−をもたないXおよびIL3をコード
するDNA配列の融合を定義する。Xなる要素は、IL3cDNA分子の5°ま
たは3′末端に融合され得る。
IL3分子のDNAおよびタンパク質配列は公表されており、様々な当技術の現
在の標準技術によって構築され得る。例えば、1988年、1月28日公開され
たPCT公開WO38100598参照。
Xの定義中に含まれるリンホカイン類は、0MC5F、GCSF、エリスロポエ
チン、ILL、IL2、IL3、IL4、IL6、IL7、IL9、II、11
゜またはB細胞刺激因子から成る群から選択される。現在包含に好ましいXリン
ホカイン類は、IL3、IL6、IL7、IL9、ILIIおよびGCSFから
成る群から選択される。さらに、この発明は、修飾されたX分子の使用またはこ
れらのX分子をコードする突然変異されたまたは修飾されたDNA配列を含む。
これらのリンホカインのポリペプチドおよびDNA配列(天然または修飾された
)は、組み換えまたは化学合成技術によるそれの発現を得るための方法も同様だ
が、当技術で開示されている。
Xの配列へのIL3配列の融合を下記の実施例で記載された中間ベクターの使用
によって行い得る。別法として、IL3配列を直接、Xタンパク質コーディング
領域を含むベクターに挿入することができまた逆も同様である。ファージまたは
プラスミド中のDNAをクローンする技術は、当技術の熟練者に既知である。
従って、例えば、融合タンパク質IL3−GC3Fの遺伝子は、お互いにフレー
ム内に融合され、直接またはペプチドリンカ−を通して適当な宿主細胞における
遺伝子の発現を調節することのできる調節領域に作動可能に連結された2つの領
域をコードするDNA配列を含むベクターとして構築される。融合は常法で行い
得る。[例えば、サムプルツクら、“モルキュラー・クローニング。ア・ラボラ
トリ−・マニュアル”、コールド・スプリング・ハーバ−・ラボラトリ−(19
89年)参照。〕
リンカ−およびアダプターはIL3およびX配列を結合したり、使用される制限
位置が関心がある領域に内在する場合、失われた配列を置き換えるのに使用され
得る。2つの分子を結合するリンカ−は、好ましくは、IL3およびXタンパク
質がお互い独立して折りたたまれたり活動するよう作られる。この発明の実施例
において使用される1つの例示的なリンカ−の配列は、HIV−1逆転写酵素中
に見られる配列に基づくもので、そのタンパク質のC−末端領域を端から2番目
の領域につなぐと考えられる。このペプチドは穏やかなタンパク質加水分解に感
受性があることが知られ、従って、タンパク質の外側表面にあると考えられてい
る。この配列は高度に荷電され、それが、この配列を含むタンパク質の溶解性を
増す。IL3およびX分子を融合する際に、選ばれたリンカ−配列の多重複製を
2つの分子の間に挿入することができる。しかし、この発明は使用されるリンカ
−配列の形、大きさ、または数によって制限されない。この発明の融合タンパク
質を製造するのに有用な別の模範的なリンカ−配列は、Gly Ser Gly
Ser Glu^sp Cys Glu Asp Ser Gly Ser
Glyである。実際、リンカ−配列に対する唯一の必要条件は、それが機能的に
、融合分子の個々の成分を折りたたむことに有害な妨害をしないことである。さ
らに、このようなリンカ−は、[Vに融合されたIL3−XまたはX−IL3分
子では完全に欠は得る。
融合分子の構築および新規IL3−XまたはX−IL3融合タンパク質の発現の
方法中での使用のためのベクターもまた、この発明の一部を形成する。この発明
の融合タンパク質をコードするIL3−XまたはX−IL3DNA配列を含むベ
クターまたはこの明細書に記載されている修飾配列を組み込むベクターもまた、
この発明の具体例であり、IL3−XまたはX−IL3タンパク質の製造に有用
である。
この方法で使用されるベクターはまた、この発明のDNAコード配列と作動可能
に関連している選択された調節配列を含み、選択宿主細胞中でのその複製および
発現を指示することができる。融合遺伝子の転写を調節するための調節領域の使
用により、宿主細胞を、融合遺伝子の発現がないかまたは低水準の状態で高密度
にまで育成させ、その後栄養、温度その他のような環境条件を変化させることに
より発現を誘導することができる。組み換えIL3−XまたはX−IL3を製造
するのに使用するこのようなベクターにより形質転換された宿主細胞もまた、こ
の発明によって提供される。
この発明はまた、他の霊長層のタンパク質をコードするDNA配列を随伴せず、
IL3−XまたはX−IL3融合タンパク質をコードする、新規融合DNA配列
を含む。DNA配列は、お互いに好ましい近距離内に配列を置くように直接また
コードするDNA配列の変形物もまたこの発明の融合分子およびその類似体また
は誘導体に含まれる。IL3およびXポリペプチド類をコードするが、遺伝子コ
ードの同義性のためまたは対立遺伝子の変形(アミノ酸変化を起し得るかまたは
起し得ない種の集団における天然発生の塩基の変化)のために、コドン配列にお
いて天然のIL3またはXと異なるDNA配列もまた、この発明に含まれる。点
突然変異によるかまたはその際コードされた融合タンパク質の活性、半減期また
は製造を増強するために誘導された修飾によって起るIL3またはXのDNA配
列における変形もまたこの発明に含まれる。
この発明の融合分子を形成するペプチドまたはDNA配列における修飾は、既知
の技術を使う当技術の熟練者によって作られ得る。IL3またはX配列における
この修飾は、それのコーディング配列における選択アミノ酸残基の置換、挿入ま
たは欠失、グリコジル化位置または他の既知のペプチド修飾の挿入または分解を
含み得る。このような修飾はそれの生物学的特性を増大するために融合分子の成
分中でなされ得る。このような置換、挿入または欠失のための突然変異誘発技術
は、当技術の熟練者に既知である。[例えば、米国特許4518584号参照。
コその分子の全体的または部分的な生物学的または生理学的活性を保持すること
が期待されるであろうIL3またはXの配列の他の類似体および誘導体もまた、
この明細書で開示されたこの発明の融合分子における使用のために当技術の熟練
者の1人によって容易に作られ得る。1つのこのような修飾は、既存の残基の置
換または1990年11月1日に公開されたPCT公開WO90/12874号
に記載された挿入によってIL3に、またはXにまたはリンカ−ペプチド領域に
おいて加えられたシスティン残基へのポリエチレングリコールの添加であり得る
。このような修飾はこの発明に含まれると思われる。
この発明はまた、IL3−XまたはX−IL3融合分子の製造方法を提供する。
この方法は、(1)融合タンパク質の発現をさせる条件下で、発現調節配列と作
動可能に連携したIL3−XまたはX−IL3融合分子の発現をコードするDN
A配列により形質転換された、適当な細胞または細胞系を培養培地中に培養し、
(2)培養培地からそのように製造された融合タンパク質を収穫することを含む
。
適当な好ましい細胞は細菌細胞である。例えば、大腸菌の様々な菌株(例えば、
HBIOI、MC1061および後記の実施例中で使用された菌株)はバイオテ
クノロン−の分野における宿主細胞として既知である。枯草菌、プソイドモナス
、他のかん菌その他もまた、この方法中で使用され得る。他の適当な細胞は、例
えばCO8およびCHOなどのは乳類の細胞である。
適当な細胞の選択および形質転換、培養、増幅、スクリーニングおよび製品製造
および精製の方法は当技術で既知である。例えば、ゲシングおよびサムプルツク
、ネーチャー、293巻、620−625頁、(1981年)、カウフマンら、
モルキュラー・セルラー・バイオロジー9.5巻(7) 、1750−1759
頁(1985年)またはハウリーら、米国特許4419446号参照。
当技術の熟練者らに既知のイースト菌細胞、真菌細胞、または昆虫細胞もまた、
この発明の融合分子の発現のための宿主として有用であり得る。例えば、ミラー
ら、ジェネティック・エンジニアリング、8巻、277−298頁、(ブレナム
・プレス 1986年)およびその中の資料参照。
細胞溶菌液または前記の宿生細胞のいずれかの培養培地の抽出液からのこの発明
の融合タンパク質の収穫を常法のタンパク質分離法により行なうことができる。
医薬的に許容され得る媒体との混合物としての、治療上有効な量の融合タンパク
質IL3−XまたはXIL−3を含む医薬組成物がこの発明に含まれる。これら
の医薬組成物は、多(の病理学的または疾病状態、特に、低水準の骨髄、赤芽球
、リンパ球または造血組織の巨核球またはそれの組合せを特徴とするものの処置
に適している。さらに、融合タンパク質は、成熟骨髄および/またはリンパ球細
胞活性化に遺した医薬組成物の製造に使用され得る。例えばIL3−ILII融
合分子を含む医薬組成物は、巨核球および血小板の生成および/または成長を刺
激するのに有用であり得る。この発明の医薬組成物による処置に感受性がある状
態の中には白血球減少症、末梢血中の循環白血球(白血球)の数の減少がある。
白血球減少症は、特定のウィルスまたは放射線にさらされることによって誘導さ
れ得る。それは化学療法剤にさらされることの副作用であることも多い。この発
明の医薬組成物は、現在入手可能な薬品によって起る望ましくない副作用を避は
得る。さらに、この発明のタンパク質の多領域特性は、個別にIL3またはXリ
ンパ液のみを含む医薬組成物の使用と比較して、より低い用量の医薬組成物の使
用を可能にし得る。
様々な免疫不全または免疫障害もまた、この発明の医薬組成物による処置に対し
て感受性がある。これらの医薬組成物は、単独でまたは他の療法との組合せで、
例えば、HIVSHTLVIまたはHTLVI Iなどのウィルス感染の結果、
放射線多量被曝、癌治療または他の医療の結果である免疫不全の処置または矯正
に有用であり得る。Xが何であるかによって異なるが、医薬組成物を、血小板減
少症(血小板不全)、または貧血(赤血球不全)を含む、他の血液細胞不全を処
置するのに使用し得る。他の用途は骨髄移植から回復した患者の処置における使
用である。
このような医薬組成物は、医薬的に許容され得る担体との混合物として治療上有
効な量のこの発明の融合タンパク質IL3−XまたはX−IL3を含む。この組
成物は、非経口で組織的に投与され得る。別法として、この組成物は静脈注射に
より投与され得る。所望により、この組成物は皮下投与し得る。組織的に投与さ
れる場合、この発明における使用のための治療組成物は、発熱物質を含まない、
非経口的に許容され得る水溶液の形態にある。pH,等強性、安定性その他に必
要な考慮を払った、このような医薬的に許容され得るタンパク質溶液は、当技術
の範囲内にある。
下記の実施例は、この発明の実例となる融合タンパク質の構築および製造を記載
している。
実施例1−多領域IL3分子の構築
IL3−X融合タン融合タンパ石質めに、2つのIL3 cDNA配列を、19
88年1月28日に公開されたPCT公開WO38100598号中に記載され
た方法に従って得た。2つのcDNA配列をDNAの短片と共に融合した。この
DNAは、2つのIL3タンパク質が互いに独立して折りたたまれ作用するよう
設計されたリンカ−ペプチドをコードしていた。
このリンカ−ペプチドの配列は、前記のHIV−1逆転写酵素中に見られた配列
に基づいたものである。この融合物中で使用されたリンカ−の配列は、下記のと
おりである。
cly Asp 入1a Asn Arg Glu Thr Lye L@u
Gly Lys GlyIL3 cDNAとリンカ−領域を融合するのに使用さ
れる方式は、マニアチスら、“モルキュラー・クローニング、ア・ラボラトリ−
・マニュアル1、コールド・スプリング・ハーバ−研究所、コールド・スプリン
グ・ハーバ−、ニューヨーク(1982年)中に記載された常法の組み換え工法
を使っている。融合物の構築を図1に示した。簡単に記すと、rIL3 cDN
A配列、マイナスその分泌リーダーをコードする配列」は、下記の表Aの上部に
見られる5°末端および3゜末端をもっていた。XbaIおよびマング・ビーン
ヌクレアーゼ、またはNde 1による消化後のこれらのIL3配列は、表Aの
下部に見られる5′末端および3°末表A
遺伝子の3゛末端: 遺伝子の5゛末端:ATCTTCTAG A CAT A
TG GCTTAG AAG ATCT GTA TACCGAlle Phe
停止 MetAIa
−−XbaI−−−NdeI−
遺伝子の3°末端: 遺伝子の5°末端:ATCTT T ATG GCT
TAG AA ACCGA
消化されたIL3配列を、大腸菌中の細胞内での異型タンパク質の発現のために
設計されたプラスミド、pALhlL3−781中に挿入した。このプラスミド
を説明のためにだけ記載する。記載された融合分子を製造するために記載された
方法は、同一のまたは異なる成分配列、制限部位などを含む他のプラスミドを用
い得る。他の例示的なプラスミドは、別の転写ターミネータ−配列を含むpAL
181 [ATCC寄託物 #401341の修飾された型である。図Iに記さ
れている、プラスミド pALhIL3−781は、イニシェークーメチオニン
および適当に隔てられたリポソーム結合位置をフレーム中に融合した成熟IL3
の完全なcDNA配列、IL3cDNAの転写を制御し、推進するファージλか
らのおもに左方向のプロモーター、転写を終結させるII、3配列の3°末端を
越える配列、プラスミド中の3つの独特の制限部位、を特徴とする。IL3遺伝
子およびイニシエーターメチオニンのコーディング配列を含むものに対する1つ
の部位は5゛はNdeIである。別の位置が、IL3遺伝子、XbaIの3′末
端における対して5゛である。
プラスミドの2つの試料を製造した。1つはNdeIおよびHindIIIおよ
びIL3cDNAを含む小断片により切断し、精製した(図1の右側参照)。第
二番目はXbaTで切断し、マングビーンエキソヌクレアーゼで処理し、−末鎖
DNA尾部を除去し、HindllIで消化した。より大きな断片を分離した(
図Iの左側を参照)。2つの分離された断片を、前記の配列の合成リンカ−オリ
ゴヌクレオチドと混合し、TA−ポリヌクレオチドリガーゼで処置した。リゲー
ション後の2つのIL3配列間の結合領域の配列は、下記のとおりである。
2つのIL3コーディング配列および1つ以上のリンカ−配列が共に融合された
プラスミドを、リンカ−配列および立証された融合結合の配列にハイブリダイズ
するコロニーによって選択した。IL3配列間に挿入された1つ以上のリンカ−
をもつプラスミドの存在は予期されなかった。これらの多重リンカ−プラスミド
は多分、近接のリンカー二重らせんの鈍い末端に結合されるようにリンカー二重
らせんのTA−末鎖尾部を除去する少量のヌクレアーゼまたはマングビーンヌク
レアーゼの残り物のDNAリガーゼ中への混入から生じた。
一度ブラスミドが構築されると、それらは、多領域IL3発現のための、W31
10(ラムダPaa+cI857)[M、 ローゼンバーグら、メンズ・オフ・
エンザイモロジー、101巻、123−137頁(1983年)および前記、サ
ムプルツクら、コなどの適当な大腸菌菌株へ形質転換された。この実験のために
選択された2つのプラスミドは、各々1つおよび3つのリンカ−配列によって分
離される2つのIL3 cDNA配列を含んでいる。リンカ−の1つの複製を含
むpALIL31−781が図1の下部に示されている。これらの融合分子は、
それぞれ31と34キロダルトンのタンパク質を生成した。
タンパク質は、細胞内に不溶性の細胞封入体として蓄積し、標準方法によって可
溶化され、折りたたまれた[例えば、米国特許第4512922号、参照]。下
記実施例9中のCML検定において試験されたとき、タンパク質は、天然または
組み換えIL3の活性と等しいかまたはそれより大きいIL3活性を示した。
実施例2−IL3/GMC5F融合タンパク質別の融合タンパク質を、顆粒細胞
マクロファージコロニー刺激因子、GMCSFをコードするDNA配列とIL3
cDNA配列をフレーム中に融合することによって形成した。GMCSF c
DNA配列は、1986年1月30日に発行された欧州特許第188479号に
記載されている。2つのcDNA配列を、同じ方法によフて実施例1中に記載さ
れたリンカ−DNAの短片と一緒に融合した。
IL3−GMC3F融合タンパク質をコードするDNA配列を構築するために使
用された仕組みを図2に図式的に示している。IL3 cDNAを、実施例1中
に記載されたように修飾された、発現プラスミド、pAL181中に挿入した。
rGMC3F cDNA、マイナスその分泌リーダー」をコードする配列を、p
AL181の非修飾型に挿入してプラスミドpALC−181にした。IL3プ
ラスミド、pALhIL3−781をXbaIで消化してからマングビーンエキ
ソヌクレアーゼで処理して一本鎖DNA尾部を除去した。次にプラスミドをAv
alで消化し、IL3コーディング配列をもつ生成した小断片を分離した。GM
CSF発現プラスミド、pAL、C−186をNdeIおよびAvaIで消化し
、C;MC3F遺伝子をもつ大きな断片を分離する。2つの断片を、実施例1に
記載されたリンカ−ペプチドをコードする合成オリゴヌクレオチド類と混合し、
TA−ポリヌクレオチド リガーゼで処理した。N−末端領域としてIL3を、
C末端領域としてGMCSFをもつタンパク質をコードする遺伝子を形成するよ
うに、IL3 cDNA、リンカ−オリゴヌクレオチド、GMCSF cDNA
配列が隣接して融合されたプラスミドを、選択した。
IL3−GMCSF融合タンパク質、pALIL3−GM181の遺伝子をもつ
プラスミドを、融合タンパク質発現のための実施例1中に記載されたような適当
な大腸菌宿主菌株に形質転換した。発現されると、融合タンパク質は、前記の標
準方法によって可溶化され折りたたまれる不溶性の細胞封入体として細胞内に蓄
積する。この融合タンパク質の活性を、実施例9中に記載された[CML]検定
において試験する。
実施例3−IL3/GC8F 融合タンパク質料の式IL3−Xの模範融合タン
パク質を顆粒球コロニー刺激因子、GC8FをコードするDNA配列とともにI
L3cDNA配列をフレーム中に融合することによって形成した。この融合のた
めのGC3F cDNAはンエネティクス・インスティチュート社から得られ、
1987年2月26日に公開されたPCT公開WO37101132号中の配列
をもつ。この融合分子をIL3−IL3について記載したのと同様の方法で構築
した。具体的には、この融合を実施例1中に記載されたリンカ−DNA配列によ
って仲介した。
IL3−GC3F融合タンパク質をコードするDNA配列を構築するのに使用さ
れる仕組みを図式的に図3に示した。IL3およびGC8F cDNA、マイナ
スこれらのリーダー配列を、実施例1中に記載されたように修飾された発現プラ
スミド、pAL181に挿入した。IL3発現プラスミドpALhlL3−78
1をXbalで切断し、−末鎖DNA尾部を除去するためにマング・ビーンエキ
ソヌクレアーゼで処理し、HinciIIIで消化した。やや大きな断片を分離
した。GCSF発現プラスミドpALG、−781をNdeIおよびHin d
IIIで切断し、GC3F遺伝子を含む小断片を精製した。2つの分離された
断片を実施例1で使用されたのと同じリンカ−ペプチドをコードする合成オリゴ
ヌクレオチドと混合し、TA−ポリヌクレオチドリガーゼで処理した。N−末端
領域としてIL3を、C末端領域としてGC5Fをもつタンパク質をコードする
遺伝子を形成するようにIL3 cDNA、リンカ−オリゴヌクレオチドおよび
GC8F cDNA配列が隣接して融合されたプラスミドを、選択した。
IL3−GC3F融合タンパク質、pALIL3G−781の遺伝子をもつプラ
スミドを、融合タンパク質の発現のための実施例1に記載された適当な大腸菌宿
主菌株へと形質転換した。
発現されると、融合タンパク質は不溶性の細胞封入体として細胞内に蓄積し、前
記の標準方法によフて可溶化され折りたたまれた。生成タンパク質は下記実施例
のM07E、32DおよびDA2増殖検定においてIL3活性およびGC8F活
性をもっていた。
実施例4−GC8F/IL3融合タンパク質式X−IL3の代表的融合タンパク
質を、IL3 cDNA配列を顆粒細胞コロニー刺激因子、GC8Fをコードす
るDNA配列とフレーム内かつ3′で融合することによって形成した。この融合
分子を、IL3/GC3Fについて記載されたのと同様の方法で構築した。具体
的には、融合は、実施例1中に記載されたリンカ−DNA配列によって仲介され
た。
GC8F−IL3融合融合タンパクコードするDNA配列を構築するのに使用さ
れる機構を図4に図式的に示している。IL3およびGC5F cDNAを実雄
側1中に記載された修飾発現プラスミドpAL181に挿入した。GCSF c
DNAは、3°末端に1つの5tyx位置を、遺伝子のコーディング配列の内部
に別の1つをもつ。内部部位は位置指定突然変異導入法によって変化し、タンパ
ク質配列は変わらないままであった。生成したプラスミド、pALGゎ−781
を5tylで切断し、−末鎖DNA尾部を除去するためにマング・ビーンエキソ
ヌクレアーゼで処理し、HindIIIで消化した。より大きな断片を分離した
。IL3発現プラスミド、pALhlL3−781をNdelおよびHindI
IIで切断し、IL3遺伝子を含む小断片を精製した。2つの分離した断片を、
実施例1で使用されたのと同じリンカ−ペプチドをコードする合成オリゴヌクレ
オチドと混合し、T4−ポリヌクレオチドリガーゼで処理した。N−末端領域と
してGCSFを、C末端領域としてIL3をもつタンパク質をコードする遺伝子
を形成するように、GCSF、リンカ−オリゴヌクレオチド、およびIL3 c
DNA配列が隣接して融合されたプラスミドを、を選択した。
GCSF−IL3融合タンパク質、pALGIL3−781の遺伝子をもつプラ
スミドを、融合タンパク質の発現のための実施例1中に記載された適当な大腸菌
宿主菌株へと形質転換した。
発現されると、融合タンパク質は細胞内で不溶性の細胞封入体として蓄積し、前
記の標準方法によって可溶化し、折りたたまれた。融合タンパク質は実施例9で
記載されたインビトロ細胞刺激検定MO7E、32D、およびDA2増殖検定に
おいてGCSFおよびIL3活性の両方をもっていた。
実施例5−IL3/ILII融合タンパク質式IL3−Xの別の模範融合タンパ
ク質を、IL3 cDNA配列をインターロイキン11 [ILlllの成熟型
をコードするDNA配列でフレーム中に融合することによって形成した。ILl
lの配列およびそれを得る方法が1991年5月30日に公開されたPCT公開
W091107495号中に詳しく記載されている。ILII cDNAを、ヒ
トILII中に見られるのと同じ第一アミノ酸配列をもつが、天然のcDNAよ
り細菌の発現に適合するコドンを使ったタンパク質をコードするために、合成オ
リゴヌクレオチドから構築した。この修飾IL11遺伝子の配列を下記の表Bに
示している。遺伝子融合物を実施例3中に記載されたのと同様の方法で構築した
。特異的に、融合は実施例1に記載されたリンカ−DNA配列によって仲介され
た。
表B
IL3−ILII融合タ融合タンパク−ドするDNA配列を構築するために使用
された機構を図5に図式で示した。IL3発現プラスミド、pALhlL3−7
81を実施例3に記載されたように処理した。IL11配列を、約150塩基対
の断片中へ70−90塩基対のオリゴヌクレオチドをライゲートし、それらを逐
次発現プラスミド、pAL181中に挿入することによって合成し、全遺伝子を
作り上げた。全ILllコーディング配列が構築されると、pALILll−7
81と呼ばれるプラスミドはILIIタンパク質の合成を指定することができる
。
発現プラスミドをNdeIおよびHindIIIで消化し、IL1’l遺伝子を
含む小断片を精製した。ILII cDNA断片および切断された実施例1中に
記載されたように製造されたIL3発現ベクターを実施例1中に記載されたリン
カ−ペプチドをコードする合成オリゴヌクレオチドと混合し、T4−ポリヌクレ
オチドリガーゼで処理した。N−末端領域としてIL3、C−末端領域としてI
LIIをもつタンパク質をコードする新しい遺伝子を形成するように、IL3
cDNA。
リンカ−オリゴヌクレオチド、およびrL11遺伝子配列が隣接して融合された
プラスミドを、選択した。
IL3/IL11融合タンパク質、pALIL311−781の遺伝子をもつプ
ラスミドを適当な大腸菌宿主菌株へと形質転換し、融合タンパク質を実施例1に
記載されているように発現し収穫した。収穫された融合タンパク質は、実施例9
中に記載されているT10検定およびMO7EO7−おいて活性をもっていた。
実施例6−■L3/IL9 融合タンパク質式IL3−Xの別の代表的融合タン
パク質を、インターロイキン9 [IL9]の成熟型をコードするDNA配列の
フレーム中にIL3 cDNA配列を融合することによって形成する。IL9の
配列およびそれを得る方法は1990年、11月29日に公開された、PCT公
開WO90/14432中に詳細に記載されている。
前記の公開公報中に記載されたIL9 cDNAは、ヌクレオチド94でBam
Hlによる切断部位をもち、ヌクレオチド490でHindIIIによる切断部
位をもつ。この396塩基対断片をもとのcDNAクローンから分離する。この
IL9 cDNA断片および実施例1中に記載したように製造した切断IL3発
現ベクターを、リンカ−配列をコードするオリゴヌクレオチドおよび成熟IL9
タンパク質の最初の7コドンと混合する。このリンカ−の配列は下記の通りであ
る。
この混合物をT4−ポリヌクレオチドリガーゼで処理する。N−末端領域として
IL3を、C−末端領域としてIL9をもつタンパク質をコードする新しい遺伝
子を形成するように、IL3 cDNA、リンカ−オリゴヌクレオチド、IL9
cDNA配列が隣接して融合されたプラスミドを、選択する。
IL3/IL9融合タンパク質の遺伝子をもつプラスミドを、融合タンパク質の
発現のための実施例1中に記載された適当な大腸菌宿主菌株へと形質転換する。
この融合タンパク質の活性を実施例9中に記載されたM07E検定中で試験する
。
実施例7−IL3/IL6 融合タンパク質式IL3−Xの別の代表的融合タン
パク質を、IL3 cDNA配列をインターロイキン6[TL6]の成熟型をコ
ードするDNA配列のフレーム中に融合することによって形成する。IL6の配
列およびそれを得るための方法は、1988年1月14日に公開されたPCT公
開 WO28100206号に詳細に記載されている。
前記の開示中に記載されたプラスミドpAL309cm781中に含まれたIL
6 cDNAを制限エンドヌクレアーゼNdelおよびHindIIIで切断す
る。断片をコードする小IL6を精製する。このIL6 cDNA断片および実
施例1中に記載した通りに製造した切断されたIL3発現ベクターを実施例1に
記載したリンカ−ペプチドをコードする合成オリゴヌクレオチドと混合し、T4
−ポリヌクレオチドリガーゼで処理する。N−末端領域としてIL3を、C−末
端領域としてIt6をもつタンパク質をコードする新しい遺伝子を形成するよう
にIL3 cDNA配列が隣接して融合されているプラスミドを、選択する。
IL3/lL6融合タンパク質の遺伝子をもつプラスミドを、融合タンパク質の
発現のための実施例1中に記載された適当な大腸菌宿主菌株へと形質転換する。
この融合タンパク質の活性を実施例9中に記載されたMO7EおよびTIO検定
中で試験する。
実施例8− 組み換えIL3−X融合タンパク質の発現実施例の融合タンパク質
を発現するために、融合タンパク質をコードする前記のプラスミド中のDNAを
、そのうちのは乳類、昆虫、イースト菌、菌類および細菌の発現の多くの型が当
技術で既知である適当な発現ベクターに、標準分子生物学技術によって形質転換
する。
a、 細菌発現系
当技術の熟練者は、コーディング配列に隣接するは乳類の調節配列を削除し、細
菌細胞によるこの発明の融合タンパク質の細胞内または細胞外の発現のための細
菌ベクターをつくる細mysm配列を挿入することによって、IL3−Xおよび
X−IL3タンパク賀をコードする配列を操作することができる。融合タンパク
質をコードするDNAを、当技術で既知である細菌の発現を最適化する様々なコ
ドンを含むように、さらに修飾することができる。融合タンパク質をコードする
配列を、当技術で既知の方法によって融合タンパク質の細菌発現、分泌およびプ
ロセシングをさせる分泌リーダーポリペプチドをコードするヌクレオチド配列に
作動的にフレーム内で結合させることができる。別法として、IL3−Xまたは
X−IL3融合物を、細胞内発現および当技術で既知の方法によって分離、混合
、折りたたまれたタンパク質のために構築することができる。次に、細菌宿主細
胞内のルートを通って発現された融合タンパク質を、全て既知の方法によって、
採取し、精製するおよび/または物理化学的、生化学的および/または臨床的パ
ラメーターについて確認することができる。
b、は乳類細胞発現
融合タンパク質の発現を得るために、は乳類の細胞、pXM、およびY、 Cヤ
ンら、セル、47巻、3−10頁(1986年)に記載されている一般的方法を
使用し得る。また、この発明の実施に有用なベクター構築技術およびベクター成
分の記述については、カウフマン、プロシーディング・オブ・ナショナル・アカ
デミ−・オブ・サイエンス・オブ・USA、82巻、689−693頁(19g
5年)、カウフマンら、ジャーナル・オブ・モルキュシー・バイオロジー、15
9巻、511−5211j (1982年)、およびカウフマン、プロシーディ
ング・オブ・ナショナル・アカデミ−・オブ・サイエンス、USA、82巻、6
89−693頁(1985年)参照。
当技術の熟練者はまた、例えば、各プラスミドの融合タンパク質のDNA配列に
適当な酵素を挿入したり、既知の組み換え遺伝子工学技術や他の既知のベクター
を用いることによって、pXMベクターに匹敵する他のは乳類の発現ベクターを
構築することもできる。
ベクターDNAの安定な一体化、および一体化されたベクターDNAのそれに続
く増幅のために、常法を使ってCHO細胞を用いることができる。IL3−Xま
たはX−IL3をもつこれらのベクターの適当な宿生細胞への形質転換は融合タ
ンパク質の発現をもたらし得る。生成細胞系は適当な薬剤選択によって増殖され
得、生成細胞系は再クローンされ、発現の水準をIL3−X融合タンパク質の成
分の適当な検定法を使って評価し得る。この方法は、Xが望ましくグリコジル化
された、例えばエリスロボエチンのとき、特に有用である。
C昆虫またはイースト菌細胞発現
同様の操作を、昆虫細胞中のこれらの融合タンパク質の発現のための昆虫ベクタ
ーの構築のために行い得る[例えば、1985年9月25日公開の欧州特許第1
55476号記載の方法を参照。]
同様に、イースト菌ベクターを、イースト細胞内で融合タンパク質を発現して細
胞内で発現されたまたは分泌された細胞外の活性融合タンパク質を生み出すイー
スト菌調節配列を使用して構築する。[例えば、1986年1月30日公開のP
CT公開WO36100639号、1984年10月31日公開の欧州特許EP
I23289号などを参照。]菌類のベクターもまた、これらの融合分子の発現
に使用し得る。
実施例9−IL3−Xの生物学的活性
記載された全ての増殖検定において、基本的な構成は下記の通りである。
検体および標準溶液を、U字底微量滴定皿中の検定培地中に、100μm/ウェ
ルの最終容量で希釈する。はとんどの場合5倍の連続希釈が適当である。標的細
胞を活発に成長している培養物から収穫し、遠心分離し、洗浄し、各検定用に最
適化された濃度で検定培地中に再懸濁する。即ち、100μmの細胞懸濁液を、
最終容量200μm/ウェルになるよう各ウェルに添加する。プレートを37℃
で完全に湿ったインキュベーター中にインキュベートし、下記の各検定中に記載
されている0、5uCi [3H]−チミジン/ウェルでパルスする。増殖を、
[”H] −チミジンの細胞への挿入によって測定する。生物活性を、IL3/
X融合1m融合1赤l単位の最終濃度が、検定中の[3H]−チミジンの50%
の組み込みになる半最大希釈単位で測定する。
a、CML検定
白血痰芽細胞の増殖を刺激するCML検定を、ブラッド、63巻(4)、904
−111頁(1984年)記載の方法に本質的に従って行なった。細胞のストッ
クを安定期のCML患者の末梢血の凍結バッグから得た。バッグを溶がし、50
0アリコートの1.7X10’細胞/バイアルとして再凍結した。検定を始める
1日前に、1バイアルの細胞を溶かし、細胞を10m1のRPMI+5%加熱不
活性ヒトAB血清(HiHAB)で洗浄する。細胞を10m1の同培地に再懸濁
し、−晩にわたって37℃で5%のCO2中でインキュベートする。次の日、細
胞を培養物から除去し、フィコル処理し、洗浄し、検定培地中に再懸濁する。
検定を、RPMI+10%加熱不活性胎児ウン血清(HiつCS) 、2mMグ
ルタミン(GLN)およびP/S (100U/mlペニンジン、100 ug
/mlストレプトマイシン)中で行なう。細胞の播種密度は、2X10’細胞/
ウエルである。プレートを48時間5%のCO□の中でインキュベートし、検定
の最後の6時間[3H]−チミジンでパルスする。CML細胞はhGMCSFと
hIL3の両方に反応する。従って、実施例2の融合タンパク質中の各サイトカ
インの活性を別々に定量するためには、hGMCSFまたはhrL3に対する抗
体を中和することを含むことが必要である。
b、M07E 検定
MO7EO7系を、急性血小板再生白血病の幼児の末梢血から誘導した。MO7
E細胞の成長は、ヒトGMC5F、ヒトIL3またはヒトIL4の存在による。
MO7E細胞を、1ミリリットル当り8単位の組み換えヒトIL−3を補われた
、DMEプラス10%加熱不活性FC5,グルタミンおよびP/S中に置く。
検定を、ヒトIL−3を添加しない同じ培地中で行なう。細胞の播種密度は、1
ウェル当り10’細胞である。プレートを3日間10%co□中でインキュベー
トし、最後の4時間を[3H]−チミジンでパルスする。
CML検定に記載されているように、MO7E細胞は、中和抗体の使用を必要と
するh GMCS FおよびhIL3の両方に対応する。
[3H]−チミジンの挿入に基づいて、全てのIL−3/X融合例のIL3−含
有融合タンパク質は、このCML検定中の白血病幼若細胞の増殖を刺激すること
において活性である。
c、TF−1検定
TF−1細胞系を赤白血痰の患者の骨髄から誘導した[T、キタムラ、東京大学
コ。細胞を、1mlにつき100単位の組換えヒ)GMCSFを補ったPRMI
プラス10%加熱−不活性FC3,グルタミンおよびP/S中で成育する。検定
を、hc;MCS Fを添加しない同じ培地中で行なう。細胞の播種密度は、1
ウエルにつき7.5X103細胞である。プレートを5%CO2中で3日間イン
キュベートし、最後の4時間を3H−チミジンでパルスする。CML検定中に記
載されているように、TF−1細胞は、中和抗体の使用を要するhGMCSFお
よびhIL3の両方に対応する。
チミジン捕集法に基づいて、IL3/X融合タンパク質は、これらの赤白血痰細
胞の増殖を刺激することにおいてこの検定中で活性である。
d、32D 増殖検定
32Dは、10%加熱不活性FC5、グルタミン、および20%WeHi3B条
件培地をネズミ■L3の源としてもつP/Sを含むRPMI中で生育したネズミ
IL3−依存細胞系である。これらの細胞はGCSFの存在下で増殖する。
検定を、5%加熱不活性FC5,グルタミンおよびP/Sを含むRPMI中で行
なう。播種密度は、1ウェル当り2X10’細胞である。プレートを5%CO2
中で24時間インキュベートし、最後の4時間を[”H]−チミジンでパルスす
る。
e、 DA2 増殖検定
DA2は、ネズミIL−3中で同じようによく生育するLIF依存ネズミ細胞系
である。細胞を、5%加熱−不活性FC3、グルタミン、P/Sおよび500単
位/al1組み換えヒトLIFを含むRPMI中で維持する。
DA−2検定を、32D検定と同じ培地中で行なう。細胞の播種密度は1ウエル
につき7.5X103細胞である。プレートを3日間インキュベートし、最後の
4時間[3H]−チミジンでパルスする。
f、TIO増殖検定
この検定は、1991年5月30日に公開されたPCT公開WO9110749
5中に詳細に記載されている。
TIO細胞は、IL−11中での生育のために選択されたIL−6依存ネズミ形
質細胞細胞系T1165の副集団である[R,P、ノーダンら、サイエンス、2
33巻、566頁(1986年)、およびナショナル・インスティチュート・オ
ブ・ヘルス、ノーダン博士から入手。]。TIO細胞系は、IL6またはILl
lによく反応するが、ILIIに対する反応は、もとのT1165細胞系のそれ
よりずっと大きい。細胞を10%加熱不活性FC3,グルタミン、P/S、5X
10−5Mベータメルカプトエタノール(シグマ・ケミカル・カンパニー、セン
トルイス、ミズーリ)を含むRPMI中で維持し、20U/mlのrhu I
L 11で補う。検定をILIIなしの同じ培地中で行なう。播種密度は1ウェ
ル当り7.5X10”細胞である。プレートを3日間インキュベートし、最後の
3時間[3H]−チミジンでパルスする。
実施例5に記載されたpALIL311−781の形質転換からの大腸菌細胞上
澄みを前記に従って活性を検定した。IL3−ILII融合タンパク質はこの検
定でIL11活性を顕した。
g、ヒト血漿凝塊meg−C5F検定
この発明の融合分子IL3−ILIIはまた、修飾に関するE、マズールら、ブ
ラッド、57巻、277−286頁(1981年)中に記載されている血漿凝塊
meg−C5F検定中でヒト血小板生成細胞コロニー形成活性を試験された。非
付着末梢血細胞をロイコパクスから分離し、分けて凍結した。試験検体を、血小
板欠乏ヒトAB血漿および24ウエルのプレート中の1.25X10’細胞と混
合し、カルシウムの添加によって凝結させた。12日間のインキュベーションの
後、血小板生成細胞を、血小板塘タンパク質IIb/IIIaに対して指示され
たモノクローナル抗体および西洋わさびペルオキシダーゼ/抗ペルオキシダーゼ
色素原検索システムを使って同定した。組み換えヒトIL−3[ジェネティクス
・インスティチュート社コを、陽性対照として使用し、これは約60%が純粋で
4oにが混合の血小板生成コロニーで1凝塊につき12−30血小板形成コロニ
ーを製造した。
形成不全イヌ血清もまた、陽性対照として使用し、それは1凝塊にっき5−10
の血小板生成細胞コロニーを生成し、そのうち約50%は10以下の細胞を含む
純粋な血小板生成細胞コロニーであり、50%は40以上の血小板生成細胞を含
む混合血小板生成細胞コロニーであった。陰性対照はアルファ培地であり、1凝
塊につきO−1の血小板生成細胞コロニーを生成した。
IL3−ILII融合タンパク質をIL3タンパク質およびILIIタンパク質
の最適濃度と比較した。2シリーズの実験を行なった。第一のシリーズにおいて
は、ILllの濃度をIOU/mlのそれの最適濃度で一定に保ち、IL3濃度
を0.2から2000/+ilまで変化させた。第二のシリーズにおいては、I
L3の濃度をIU/a+1のそれの最適濃度で一定に保ち、ILII濃度を0.
2から2000/+alまで変化させた。最適濃度を、0.2から200U/■
1の濃度でIL3のみおよびILllのみの検定を実行することによって測定し
た。つぎに、生成されるmegコロニー/凝塊の数が最も多くなる濃度を比較実
験の最適濃度として選択した。
結果は下記の通りである。
[IL3コU/ml [IL11]U/ml Meg=+o= −/凝塊1 1
.0 32
前記の結果を、IL3−ILII融合タンパク質の濃度を5単位の1111から
1単位のIL3の割合で変化させて得た下記の結果と比較した。この率を、T1
0およびMO7E細胞増殖検定で測定されたような、2つの融合パートナ−の相
対的特異的活性をまねて測定した。
[IL3−ILII融合タンパク質コU /ml Meg=+ oニー/凝塊2
5.0/125 15
125/625 2に
れかられかるように、IL3−ILII融合タンパク質は少な(とも、血小板生
成細胞コロニー形成を刺激することにおいて一緒に加えられたIL3およびIL
IIの最適濃度と同じぐらい活性である。
この発明の実施における多くの修正および変形が、当技術の熟練者に起ることは
予期される。
igl
Fig2
Fig3
ig4
ig5
平成 5年 5月13日
Claims (15)
- (1)式IL3−XまたはX−IL3〔式中、Xは、IL3に融合され、IL3 、IL6、IL7、IL9、IL11、エリスロポエチンおよびGCSFから成 る群から選択されたリンフォカインである〕で示される、他のタンパク質性の物 質を実質的に随伴しない融合タンパク質。
- (2)前記リンフォカインがIL11である請求項1記載のタンパク質。
- (3)前記リンフォカインがIL3である請求項1記載のタンパク質。
- (4)前記リンフォカインがエリスロポエチンである請求項1記載のタンパク質 。
- (5)前記リンフォカインがGCSFである請求項1記載のタンパク質。
- (6)前記リンフォカインがIL9である請求項1記載のタンパク質。
- (7)前記リンフォカインがIL6である請求項1記載のタンパク質。
- (8)Xがペプチドリンカー配列を通してIL3に融合されている請求項1−6 記載のタンパク質。
- (9)請求項1記載の融合タンパク質をコードするDNA配列。
- (10)宿主細胞中で請求項9のDNA配列の発現を指示することができる発現 調節配列と作動可能に結合した、請求項9記載のDNA配列を含むプラスミドベ クター。
- (11)請求項10記載のプラスミドベクターにより形質転換された適当な宿主 細胞。
- (12)(1)タンパク質の発現をさせる条件下で培養培地中の請求項11記載 の適当な宿主細胞を培養し、(2)培養培地から融合タンパク質を採取すること を含む、融合タンパク質IL3−XまたはX−IL3の製造方法。
- (13)請求項12の方法により製造されたタンパク質。
- (14)医薬的に許容され得る媒体中に治療上有効な量の請求項1−8記載の融 合タンパク質を含む医薬組成物。
- (15)白血病の処置のための医薬組成物の製造における請求項14記載の組成 物の使用。
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