JPH07163390A - 新規なポリペプチドの製造法 - Google Patents

新規なポリペプチドの製造法

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JPH07163390A
JPH07163390A JP6144115A JP14411594A JPH07163390A JP H07163390 A JPH07163390 A JP H07163390A JP 6144115 A JP6144115 A JP 6144115A JP 14411594 A JP14411594 A JP 14411594A JP H07163390 A JPH07163390 A JP H07163390A
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裕一 平田
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 組換えDNA技術により、細菌を用いてヒト
顆粒球コロニー刺激因子活性を有するポリペプチドを製
造する方法を提供する。 【構成】 ヒト顆粒球コロニー刺激因子活性を有するポ
リペプチドの製造方法であって、そのポリペプチドのア
ミノ酸配列中に36〜38位(1位 Thr)がVal
Ser Gluである178個のアミノ酸の配列を含
むポリペプチドをコードする塩基配列からなるDNAを
含む組換え発現ベクターで形質転換された細菌を培養
し、次いで産生されたヒト顆粒球コロニー刺激因子活性
を有するポリペプチドを分離することを特徴とする製造
方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は新規なポリペプチド、特
に主としてヒト顆粒球系細胞のコロニー形成をさせるた
めに必要な、特異的な刺激因子、すなわちコロニー刺激
因子(以下「CSF」と略記する)活性を有するポリペ
プチドの製造法に関する。
【0002】
【従来の技術】2層軟寒天培養法で、上層に標的細胞と
して骨髄細胞を、下層に腎細胞や胎児細胞を入れて培養
すると、上層の細胞の一部が増殖分化し、好中球系顆粒
球(以下「顆粒球(granulocyte)」と称
す)や単球マクロファージからなるコロニーが形成され
ることから、生体内にコロニー形成を促進する因子が存
在することが知られていた(PluznikとSac
h;J.Cell.Comp.Physiol,66
319頁(1965),BradleyとMetcal
f;Aust.J.Exp.Biol.Med.Sc
i.44巻287頁(1966))。
【0003】「CSF」と総称されるこの因子は、正常
に広く生体内分布する細胞、たとえば、T細胞、単球マ
クロファージ、繊維芽細胞、内皮細胞などより産生され
ることが知られている。CSFには顆粒球・単球マクロ
ファージの幹細胞に作用して、その増殖を刺激し分化を
誘導して、軟寒天中で顆粒球や単球マクロファージから
成るコロニーを形成させる作用をもつ顆粒球−単球マク
ロファージCSF(GM−CSFと略記する)、主とし
て単球マクロファージのコロニーを形成させる作用をも
つ単球マクロファージCSF(M−CSFと略記す
る)、より未分化な多能性幹細胞に作用する多能性CS
F(multi−CSFと略記する)、あるいは本発明
の如き、主として顆粒球系コロニーを形成させる作用を
もつ顆粒球CSF(G−CSFと略記する)などのサブ
クラスが存在し、それぞれのサブクラスによって標的細
胞の分化段階も異なることが考えられる様になってきた
[Asano;代謝−Metabolism and
Disease,22巻249頁(1985),Yun
is等;“Growth and Maturatio
n Factors”edited by Gurof
f,John Wiley&Sons,NY,巻,2
09頁(1983)]。
【0004】従って個々のサブクラスを精製し、その化
学的性状や生物学的性状をより詳細に調べることは造血
機構や種々の血液学的疾患の病態の解析にきわめて重要
なことである。なかでもG−CSFの生物学的作用とし
て、骨髄性白血病細胞の分化誘導と成熟顆粒球の機能亢
進が注目されており、特に白血病の治療と予防へのG−
CSFの臨床的有用性が大いに期待されていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】G−CSFの単離精製
のために従来行われてきた試みは、細胞培養法を用いて
その培養上清からG−CSFを単離する方法であるが、
G−CSFが低濃度しか産生されないこと、大量の培養
液から微量のG−CSFを得るには複雑な精製過程を必
要とするなどの難点をかかえ未だ大量の均一なG−CS
Fを得るには至っていなかった。従って、組換えDNA
技術を用いてG−CSFを大量に製造することが渇望さ
れていた。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は請求項1に記載
したアミノ酸配列を含むポリペプチドをコードする塩基
配列からなるDNAを用いて組換えDNA技術によって
ヒト顆粒球コロニー刺激因子活性を有するポリペプチド
を製造する方法を提供するものである。本発明にとり特
に重要な構成要件はヒトG−CSF活性を有するポリペ
プチドをコードする遺伝子であって、詳しくはショ糖密
度勾配遠心法により15〜17S画分として得られる、
ヒトG−CSF活性を有するポリペプチドをコードする
メッセンジャーRNA(mRNA)に相補的なDNA
(cDNA)であり、より詳しくは配列番号5又は6の
ポリペプチドをコードする遺伝子、或いはその一部を有
するものであり、更に詳細には配列番号4の塩基配列の
5′−末端から32〜34ヌクレオチド位のATGから
650〜652ヌクレオチド位のCCCまでの配列、1
22〜124位のACCから650〜652位のCCC
までの配列又は配列番号4に記載された配列或いはその
一部を有するものである。
【0007】本発明のの遺伝子は、例えばG−CSF活
性を有するポリペプチドを産生する能力を有する哺乳動
物細胞等からG−CSFをコードするmRNAを調製し
た後、既知の方法により2本鎖のcDNAに変換するこ
とによって得られる。
【0008】前記、mRNAの供給源となる哺乳動物細
胞は本発明においては、ヒト口腔底癌由来の細胞株CH
U−2(Collection Nationale
DeCultures De Microorgani
smes(C.N.C.M)寄託番号I−483)であ
るが、腫瘍細胞株にかぎらず、哺乳動物から分離できる
細胞、あるいは樹立した他の細胞株でもよい。
【0009】又、mRNAの調製はすでに他のいくつか
の生理活性タンパクの遺伝子をクローン化する際、用い
られた方法、例えば、バナジウム複合体等のリボヌクレ
アーゼインヒビター存在下に界面活性剤処理、フェノー
ル処理を行う(BergerとBirkenmeier
;Biochemistry18巻5143頁(19
79)を参照)か、グアニジンチオシアナート処理後、
CsCl密度勾配遠心を行う(Chirgwin等;B
iochemistry18巻5294頁(1979)
を参照)ことによって、全RNAを得た後、オリゴ(d
T)−セルロースやセファロース2Bを担体とするポリ
U−セファロース等を用いたアフィニティ−カラム法あ
るいはバッチ法によりポリ(A+ )RNA(mRNA)
を得ることができる。またショ糖密度勾配遠心法等によ
りポリ(A+ )RNAを更に分画することもできる。
【0010】上記の如くして得られたmRNAが、G−
CSF活性をもつポリペプチドをコードするものである
ことを確認するためには、mRNAをタンパク質に翻訳
させ、生理活性を調べるか、抗G−CSF抗体を用いて
そのタンパクを同定する等の方法を行えばよい。例え
ば、アフリカツメガエル(Xenopus laevi
s)の卵母細胞にmRNAを注入して翻訳させたり(G
urdon等;Nature,233巻177頁(19
72)を参照)、あるいはウサギ網状赤血球(Reti
culocyte)系や小麦胚芽(Wheat ger
m)系を利用した翻訳反応が行われている(Schle
ifとWensink;“Practical Met
hods in Molecular Biolog
y”,Springer−Verlag,NY,(19
81))。
【0011】G−CSF活性の検定は骨髄細胞を用いた
軟寒天培養法を適用して実施できる。それらの手法につ
いては総説がある(Metcalf;“Hemopoi
etic Colonies”,Springer−V
erlag,Berlin,Heideiberg,N
Y(1977))。
【0012】前述の如き方法で得たmRNAを鋳型にし
て1本鎖cDNAを合成した後、この1本鎖cDNAか
ら2本鎖cDNAを合成し、適当なベクターDNAとの
組換えプラスミドを作成する。これで大腸菌(Esch
erichia coli)などを形質転換して、形質
転換株のDNA群(cDNAライブラリー)を得る。
【0013】mRNAから2本鎖cDNAを得るには、
例えばmRNAの3′−末端にあるポリA−鎖に相補的
なオリゴ(dT)をプライマーとして逆転写酵素で処理
するか、またはG−CSFタンパクのアミノ酸配列の一
部に相応するオリゴヌクレオチドを合成し、これをプラ
イマーとして逆転写酵素で処理してmRNAに相補的な
cDNAを合成する。2本鎖cDNAは、アルカリ処理
でmRNAを分解・除去した後、得られた1本鎖cDN
Aを逆転写酵素又はDNAポリメラーゼI(例えばKl
enow断片等)処理後Slヌクレアーゼ等で処理して
得るか、あるいは、直接RNase HおよびDNAポ
リメラーゼ(例えば、大腸菌のDNAポリメラーゼI
等)等で処理することによっても得ることができる(例
えば、Maniatis等;Molecular cl
oning,Cold Spring HarborL
aboratory(1982)およびGublerと
Hoffman;Gene25巻263頁(1983)
を参照)。
【0014】このようにして得られた2本鎖cDNAを
適当なベクター、例えば、pSC101,pDF41,
ColE1,pMB9,pBR322,pBR327,
pACYC1などに代表されるEK型プラスミドベクタ
ーや、λgt.λc,λgt10,λgtWESなどに
代表されるファージベクターなどに組み込んだ後、大腸
菌(X1776;HB101;DH1,C600株な
ど)等を形質転換してcDNAライブラリーを得ること
ができる(例えば、前出“Molecularclon
ing”を参照)。
【0015】2本鎖cDNAをベクターと連結させるに
は、DNA末端に連結可能な末端をつけるべく、適当な
化学合成DNA断片を付加し、予め制限酵素を用いて開
裂させたベクターDNAとATP存在下にT4 ファージ
DNAリガーゼで処理することにより行うことができ
る。あるいは、予め制限酵素を用いて開裂させたベクタ
ーDNAと2本鎖cDNAのそれぞれにdG,dC−鎖
(あるいはdA,dT−鎖)を付加した後、例えば両D
NAを含む溶液を徐冷することによっても行うことがで
きる(前記Molecular cloningを参
照)。
【0016】こうして得られた組換えDNA体による宿
主細胞の形質転換は、例えば宿主細胞が大腸菌の場合H
anahanが詳細に記述している如き方法(J.Mo
l.Biol.;166巻557頁(1983))、す
なわち、CaCl2 やMgCl2 又はRbClを共存さ
せて調製したコンピテント細胞に該組換えDNA体を加
えることにより実施することができる。
【0017】目的とする遺伝子を保有する細胞を検索す
るには、インターフェロンcDNAのクローン化で用い
られたプラス−マイナス法(Taniguchi等;P
roc.Jpn.Acad.55巻Ser.B,464
頁(1979))や、ハイブリダイゼーション−トラン
スレーションアッセイ法(Nagata等;Natur
284巻316頁(1980))など、又は該タンパ
ク質のアミノ酸配列をもとにして化学合成したオリゴヌ
クレオチドプローブを用いたコロニーあるいはプラーク
ハイブリダイゼーション法(Wallace等;Nuc
leic Acids Res.巻879頁(198
1))などを用いればよい。
【0018】このようにしてクローン化されたヒトG−
CSF活性を有するポリペプチドをコードする遺伝子を
含む断片は適当なベクターDNAに再び組み込むことに
より、他の原核生物または真核生物の宿主細胞を形質転
換させることができる。更にこれらのベクターに適当な
プロモーター及び形質発現に係る配列を導入することに
より、それぞれの宿主細胞に於いて遺伝子を発現させる
ことが可能である。
【0019】原核生物宿主細胞としては、例えばEsc
herichia coli,Bacillus su
btilis,Bacillus thermophi
lus等が挙げられる。目的の遺伝子をこれ等の宿主細
胞内で形質発現させるには、宿主と適合し得る種由来の
レプリコン、すなわち複製起源および調節配列を含んで
いるプラスミドベクターで宿主細胞を形質転換させれば
よい。またベクターは形質転換細胞に表現形質(表現
型)の選択性を付与することができる配列をもつものが
望ましい。
【0020】例えば、E.coliは、それを宿主とす
るベクターであるpBR322を用いて形質転換するこ
とができる(Boliver等;Gene2巻95頁
(1975)を参照)。pBR322はアンピシリンお
よびテトラサイクリン耐性の遺伝子を含んでおり、どち
らかの耐性を利用することによって形質転換細胞を同定
することができる。原核生物宿主の遺伝子発現に必要な
プロモーターとしては、β−ラクタマーゼ遺伝子のプロ
モーター(Chang等;Nature275巻615
頁(1978)),やラクトースプロモーター(Goe
ddel等;Nature281巻544頁(197
9)を参照。)およびトリプトファンプロモーター(G
oeddel等;Nucleic Acid Re
s.)巻4057頁(1980)を参照)等があげら
れ、どのプロモーターも本発明のヒトG−CSF活性を
もつポリペプチドの産生に使用することができる。
【0021】以上の如き宿主−ベクター系を用いてヒト
G−CSF活性を有するポリペプチドを得るには、上記
ベクターの適当な部位に該遺伝子を組み込んだ組換えD
NA体により宿主細胞を形質転換させた後、得られた形
質転換体を培養すればよい。さらに細胞内または培養液
から該ポリペプチドを分離・精製するには、公知の手段
を用いて行うことができる。
【0022】一般に真核生物の遺伝子はヒトインターフ
ェロン遺伝子等で知られているように、多形現象(po
lymorphysm)を示すと考えられ(例えばNi
shi等;J.Biochem.97巻153頁(19
85)を参照)、この多形現象によって1個またはそれ
以上のアミノ酸が置換される場合もあれば、塩基配列の
変化はあってもアミノ酸は全く変わらない場合もある。
【0023】また、配列番号5又は6のアミノ酸配列の
中の1個またはそれ以上のアミノ酸を欠くか又は付加さ
れたポリペプチド、あるいは1個またはそれ以上のアミ
ノ酸が1個またはそれ以上のアミノ酸で置換されたポリ
ペプチドでもG−CSF活性を有することがある。例え
ば、ヒトインターロイキン2(IL−2)遺伝子のシス
テインに相当する塩基配列をセリンに相当する塩基配列
に変換して得られたポリペプチドがインターロイキン2
活性を保持することもすでに公知となっている(Wan
g等;Science,224巻1431頁(198
4))。それゆえ、それ等天然に存在するかあるいは人
工合成されたポリペプチドがヒトG−CSF活性を有す
る限りそれ等のポリペプチドをコードする遺伝子は全て
本発明に含まれる。
【0024】本発明のヒト−G−CSF活性をもつポリ
ペプチド、及びこれをコードする遺伝子を有する組換え
ベクター及びこれを有する形質転換体、さらにはその発
現ヒト−G−CSF組成物を得る方法について簡単に説
明すると以下の通りである。
【0025】(1) プローブの調製 腫瘍細胞株CHU−2の培養上清から精製して得られた
均一ヒトCSFタンパクについてN末端よりアミノ酸配
列を決定し、さらにブロムシアン分解、トリプシン処理
などにより断片化した後その断片についてもアミノ酸配
列を決定した[実施例3(i),(ii),(iii )]。
そのアミノ酸配列中から配列番号1及び2に示される配
列に対応する2種類のヌクレオチドプローブ(A),プ
ローブ(IWQ)を合成した(実施例4)。
【0026】プローブ(A)は連続した14個のヌクレ
オチドからなる混合型プローブである。プローブ(IW
Q)は、ヒトコレシストキニン遺伝子のクローン化で用
いられた如き(Takahashi等;Proc.Na
tl.Acad.Sci.,USA,82巻1931頁
(1985))デオキシイノシンを使用した30個の連
続したヌクレオチドである。
【0027】ヌクレオチドの化学合成は改良型ホスホト
リエステル法を固相法に適用して行うことができ、Na
rangの総説に記述されている(Tetrahedr
on39巻3−22頁(1983))。使用するプロー
ブは、本発明で用いたプローブ以外の位置のアミノ酸配
列に基づくものであってもよい。
【0028】(2) cDNAライブイリーの構築 CHU−2細胞にグアニジンチオシアナート溶液を加え
てホモジナイズし、CsCl密度勾配遠心法により全R
NAを得る。この全RNAからオリゴ(dT)セルロー
スカラムによりポリ(A+ )RNAを選別した後、逆転
写酵素により1本鎖cDNAを合成し、RNaseHお
よびE.coliDNAポリメラーゼIを用いて、2本
鎖cDNAを得た。得られた2本鎖のcDNAにdC鎖
を付加し、PstI切断部位にdG鎖を付加したpBR
322ベクターとつなぎ合せて、大腸菌X1776株を
形質転換させ、pBR322系cDNAライブラリーを
構築した(実施例5,6)。同様にEcoRIリンカー
を用いて、2本鎖cDNAをλgt10ベクターと連結
し、λファージ系cDNAライブラリーを構築した(実
施例7)。
【0029】(3) スクリーニング pBR322系cDNAライブラリー由来の組換え体を
ワットマン541濾紙に固定し、32Pで放射標識したプ
ローブ(IWQ)を用いて、コロニーハイブリダイゼー
ションを行った結果、1個のクローンが選別できた。こ
のクローンを、サザンブロッティング法(Southe
rn;J.Mol.Biol.98巻503頁(197
5))を用いて更に詳細に検討したところ、プローブ
(A)ともハイブリダイズした。このクローンの塩基配
列をジデオキシ法(Sanger;Science21
巻1205頁(1981))によって決定した。
【0030】得られたcDNAインサートの塩基配列を
配列番号3に示す。配列番号3に示される如く、このc
DNAインサートはプローブ(IWQ)およびプローブ
(A)を含む308塩基対からなり、実施例3(iii)に
示したアミノ酸配列を含む83個のアミノ酸をコードす
るオープンリーディングフレームを有していることがわ
かった。この308塩基対を含むpBR322由来のプ
ラスミドを以下pHCS−1と略記する(実施例8)。
【0031】pHCS−1から得られる308塩基対を
含むDNA断片をニックトランスレーション法(前出、
Molecular Cloningを参照)にて放射
標識し、これをプローブとしてλgt10由来のcDN
Aライブラリーをプラークハイブリダイゼーション(B
entonとDavis;Science196巻18
0頁(1977)によりスクリーニングして5個のクロ
ーンを得、cDNAを含むと思われるクローンについて
その塩基配列を前述と同様の方法で決定した(配列番号
4)。配列番号4に示される如く、このcDNAインサ
ートは一つの大きなオープンリーディングフレームを有
する。このcDNAによってコードされるアミノ酸配列
は配列番号4に示された如く演えきできる。
【0032】実施例3(i)に示されているG−CSF
タンパクのN末端アミノ酸配列との比較により、本cD
NAは5’−末端から32〜34ヌクレオチド位のAT
G配列から始まり、119〜121位のGCC配列で終
わる90塩基対によってコードされるシグナルペプチド
および122〜124位のACC配列から始まり650
〜652位のCCC配列で終わる531塩基対によって
コードされる成熟G−CSFポリペプチドに相当する塩
基配列を含んでいることがわかった。従って配列番号5
に示されたアミノ酸配列のポリペプチドは207個のア
ミノ酸からなり、その分子量は22292.67ダルト
ンと計算された。同様に配列番号6に示されたアミノ酸
配列のポリペプチドは18986.74ダルトンであっ
た(実施例9)。
【0033】但しタンパク質の開始部位に関しては、3
2〜34位あるいは68〜70位のATGも同様に考え
得る。EcoR1切断部位にこのcDNA(+VSE)
を挿入したpBR322を保持するエシエリヒア・コリ
(E.coli)X1776株は、工業技術院微生物工
業技術研究所に寄託されている(FERM BP−95
4)。図1には、得られた遺伝子の制限酵素切断部位を
示した。
【0034】(4) 組換えベクターの構築 かくして得られたpBRV2プラスミド(実施例9)か
らG−CSFポリペプチドのcDNA断片を制限酵素に
より切り出して来て、これと tacプロモーターを含有するpKK223−3(フ
ァルマシア社製)から調製した断片とアニーリングした
合成リンカーを連結(ライゲーション)し組換えベクタ
ーを構築するか(実施例10) PL プロモーターを含むpPL−lambda(ファ
ルマシア社製)から調製した3種の断片とアニーリング
した合成リンカーを連結し、再調整して組換えベクター
を構築するか(実施例11) あるいはtrpプロモーター含有pOYIプラスミド
から調製した断片とアニーリングした合成リンカーを連
結して組換えベクターを構築する(実施例12)。
【0035】(5) 形質転換体の調製と培養、発現。 次に上記3種の組換えベクターを用いて前出のMole
cular Cloningに記載されている塩化カル
シウム法又は塩化ルビジウム法で、夫々E.coli
DH1株,E.coli N4830株或いはE.co
liJM105株を形質転換した(実施例10,11,
12)。得られた形質転換株をアンピシリン含有ルリア
(Luria)培地でまず培養し次いで必要に応じて、
適宜誘導をかけ、培養を行い形質発現せしめた(実施例
13)。
【0036】(6) 大腸菌からのG−CSFポリペプ
チドの回収精製とアミノ酸分析 形質転換株の培養液を遠心にかけ集菌した後リゾチーム
処理をし、凍結−融解をくりかえし溶菌させる。次いで
塩酸グアニジン処理後遠心で上澄液を得る。これをUl
trogel ACA54カラム(LKB社製)でゲル
濾過し、活性画分を限外濾過器で濃縮した。
【0037】次に、nプロパノールを含むトリフルオロ
酢酸水溶液を添加し、氷中放置、遠心分離し、逆相C1
8カラムに吸着、溶出操作を施す。溶出後各画分の活性
を調べ、活性ピークを集め凍結乾燥した。この凍結乾燥
粉末を溶解し高速液体クロマトグラフィにかけ、再度上
記と同様の精製操作を行い取得したポリペプチドをSD
S−ポリアクリルアミドゲル電気泳動にかけ目的とする
G−CSFポリペプチドを示す単一のバンドを確認した
(実施例14)。この様にして得られたポリペプチドは
ヒトG−CSF活性を示した(実施例15)。更に、得
られたG−CSFポリペプチドのアミノ酸分析はアミノ
酸組成を日立835アミノ酸自動分析装置(日立製作所
製)を使用し、特殊アミノ酸分析法によって分析した。
又、N末端アミノ酸分析は気相式シークエンサーを用い
てエドマン分解し、高速液体クロマトグラフィー及び、
Ultrasphere−ODSカラムを用いて行った
(実施例16)。
【0038】
【実施例】以下実施例をあげて本発明を詳細に説明する
が、その前にCSF活性の測定法について参考例で説明
しておく。
【0039】<参考例>CSF活性の測定方法 本発明において用いられたCSF活性(以下CSAと略
す)の測定方法は次のとおりである。 「CSAの測定方法」 (a) ヒト骨髄細胞を用いる場合:Bradley
T.R.,Metcalf D.等の方法(Aust.
J.Exp.Biol.Med.Sci.44巻287
〜300頁,1966年)に準じて単層軟寒天培養法に
より行った。すなわちウシ胎児血清0.2ml,被検検体
0.1ml,ヒト骨髄非付着性細胞浮遊液0.1ml(1〜
2×105 有核細胞),改変McCoy’s5A培養液
0.2ml,寒天を0.75%含む改変McCoy’s5
A培養液0.4mlを混合して直径35mmの組織培養プラ
スティックディッシュに入れて固まらせたのち、37
℃,5%炭酸ガス/95%空気,100%湿度の条件で
培養を行い、10日後に形成されたコロニー数(50個
以上の細胞からなる集落を1コロニーとする)を数え、
1個のコロニーを形成する活性を1単位(Unit)と
してCSAを求めた。
【0040】(b) マウス骨髄細胞を用いる場合:ウ
マ血清0.4ml,被検検体0.1ml,C3H/He(メ
ス)マウスの骨髄細胞浮遊液0.1ml(0.5〜1×1
5 有核細胞),寒天を0.75%含む改変McCo
y’s5A培養液0.4mlを混合し直径35mmの組織培
養用プラスティックディッシュに入れて固まらせたの
ち、37℃,5%炭酸ガス/95%空気、100%湿度
の条件下にて5日間培養し、形成されたコロニー数(5
0個以上の細胞からなる集落を1コロニーとする)を数
え、1個のコロニーを形成する活性を1単位(Uni
t)としてCSAを求めた。
【0041】尚、上記(a),(b)の方法において用
いた「改変McCoy’s5A培養液及び(a)で用い
たヒト骨髄非付着性細胞浮遊液は次の如くして作成し
た。「改変McCoy’s5A培養液(2倍濃度)」M
cCoy’s5A培養液(GIBCO社製)12g,M
EMアミノ酸ビタミン培地(日水製薬社製)2.55
g、重炭酸ナトリウム2.18g,ペニシリンGカリウ
ム50000単位を2回蒸溜水500mlに溶解後、0.
22μmのミリポアフィルターにて濾過滅菌を行った。
【0042】「ヒト骨髄非付着性細胞浮遊液」健常人胸
骨せん刺により得た骨髄液をRPMI 1640培養液
にて5倍に希釈し、Ficol−Paque液(ファル
マシア社製)に重層し、400×g,30分,25℃に
て遠心を行い、界面の細胞層(比重<1.077)を回
収する。この細胞を洗浄後、20%ウシ胎児血清を含む
RPMI 1640培養液にて5×106 Cell/ml
の濃度に調整し、25cm2 の組織培養用プラスチックフ
ラスコに入れ、炭酸ガス培養器にて30分間インキュベ
ートしたのち、上清の非付着性細胞を回収し、再度25
cm2 プラスチックフラスコに入れ、2時間30分インキ
ュベートしたのち、上清の非付着性細胞を集めて用い
た。
【0043】実施例1 「CHU−2」の樹立 著明な好中球の増多が認められた口腔底癌患者の腫瘍を
nu/nuマウスに移植した。この腫瘍は移植約10日
後に著明な腫瘍の増大と好中球の増多が認められた。こ
の腫瘍を移植12日後に無菌的に摘出し、1〜2mm3
に細切し、これを以下の如く培養した。上記細切した腫
瘍塊10〜15片を50mlのプラスチック遠心管に入
れ、5mlのトリプシン溶液(トリプシン0.25%,E
DTA 0.02%含む)を加え、37℃の温浴中で1
0分間振とうしたのち上清を捨て、再度、同トリプシン
溶液5mlを加え、37℃で15分間撹拌しながらトリプ
シン消化を行った。上清の細胞浮遊液を回収し、ウシ胎
児血清を1ml加えてトリプシンの作用を止めたのち氷中
に保存した。
【0044】以上の操作を再度行い細胞浮遊液を回収
し、前回の分と合わせて1,500r.p.m.10分
間の遠心により細胞ペレットを得た。この細胞ペレット
をウシ胎児血清を10%含むF−10にて2回洗浄した
のち、25cm2 のプラスチック培養フラスコに細胞濃度
5×106 個/フラスコになるようにして植え込んだ。
ウシ胎児血清を10%含有するF−10培養液を用い、
炭酸ガスインキュベーター(炭酸ガス濃度5%,湿度1
00%)中にて一晩インキュベートしたのち、上清を非
付着細胞と共に除去し、新しい培養液を加えて培養を継
続した。
【0045】培養開始後6日目に細胞がいっぱいに増殖
したので、この時点で培養液を新しいものに替えた。翌
日、この培養液を捨て、RPMI 1640で5倍希釈
した抗マウス赤血球抗体(Cappel社製)2mlと同
じくRPMI 1640で2.5倍希釈したモルモット
補体(極東製薬社製)2mlを加え37℃,20分間イン
キュベートした。インキュベーション終了後ウシ胎児血
清を10%含むF−10にて2回洗浄しnu/nuマウ
ス由来のフィブロブラストを除去し引き続きウシ胎児血
清を10%含むF−10培養液を加えて、さらに2日間
培養を行った後細胞の一部を取り出し限界希釈法により
クローニングを行った。得られた11個のクローンにつ
いてCSF活性を調べたところ、他のものよりも約10
倍高い活性を示すクローン(CHU−2)が得られた。
【0046】実施例2 CSFの単離 上述の如くして樹立された細胞が完全に密に増殖した1
50cm2 の培養フラスコ2本より細胞を回収し、これを
ウシ胎児血清を10%含有するF−10培養液500ml
に浮遊させたのち、1580cm2 のガラス製ローラーボ
トル(Belco社製)に移し、0.5r.p.m.の
速度で回転培養を行った。細胞がローラーボトルの内壁
に完全に密に増殖した時点で培養液を血清を含まないR
PMI1640に交換し、4日間培養したのち培養上清
を回収し、ウシ胎児血清を10%含有するF−10を加
えて培養を続行する。
【0047】3日間培養した後再び血清を含まないRP
MI 1640に液替を行い、4日後に培養上清を回収
した。以下同様の操作を繰返すことにより、毎週1ボト
ルより500mlずつの血清を含まない培養上清が得ら
れ、しかもこの方法によりかなり長期間にわたって細胞
を維持し、培養上清を回収することが可能であった。得
られた培養上清5 lを1バッチとし、これに0.01%
ツィーン20を添加後Hollow FiberDC−
4およびAmicon PM−10(アミコン社製)を
用いた限外濾過法により約1000倍に濃縮したのち、
これを以下の順序で精製した。
【0048】(i) 直径4.6cm,長さ90cmのUl
trogel AcA 54カラム(LKB社製)を用
い、0.15M NaCl及び0.01%ツィーン20
(半井化学社製)を含む0.01Mトリス塩酸緩衝液
(pH7.4)を用いて前記濃縮した培養上清5mlを流
速約50ml/時間でゲル濾過した。尚カラムはあらかじ
めウシ血清アルブミン(分子量67,000),オボア
ルブミン(分子量45,000),チトクロームC(分
子量12,400)にてキャリブレーションを行った。
ゲル濾過終了後各フラクションより0.1mlずつを採取
し、10倍に希釈した後、前述した「CSAの測定方法
(b)」により活性を示す画分を調べた。この結果、先
ずVe=400〜700mlの画分がマクロファージ優位
のCSAを示し、Ve=800〜1200mlの画分が顆
粒球優位のCSAを示すことがわかったので、後者の画
分を集めPM−10(アミコン社製)を用いる限外濾過
器によって約5mlに濃縮した。
【0049】(ii) 上記濃縮画分にn−プロパノール
(東京化成社製,アミノ酸配列決定用)を30%含む
0.1%トリフルオロ酢酸水溶液を添加し、氷中に15
分程度放置したのち、15,000r.p.m.10分
の遠心により沈澱を除去した。次いで先のn−プロパノ
ールおよびトリフルオロ酢酸を含む水溶液で平衡化した
μBondapak C 18カラム(Waters社
製、セミ分取用,8mm×30cm)に吸着後、30〜60
%の直線濃度勾配のn−プロパノールを含む0.1%ト
リフルオロ酢酸水溶液で順次溶出した。高速液体クロマ
ト装置は日立685−50型を、検出は日立638−4
1型検出器(いずれも日立製作所製)を用い、220n
mと280nmの吸収を同時に測定した。
【0050】溶出後、各画分より10μl を分取100
倍希釈したのち、前述の「CSAの測定法(b)」によ
り活性を示す画分を調べた。この結果、n−プロパノー
ル40%にて溶出されるピークに活性が認められたの
で、このピークを集め再度同じ条件で再クロマトを行い
上記と同様にしてCSAを調べたところ、やはりn−プ
ロパノール40%の位置のピークに活性が認められたの
で、このピークを集め(4フラクション=4ml)凍結乾
燥した。
【0051】(iii ) 上記凍結乾燥粉末をn−プロパ
ノールを40%含む0.1%トリフルオロ酢酸水溶液2
00μl に溶解し、TSK−G3000SWカラム(東
洋曹達社製,7.5mm×60cm)を用いた高速液体クロ
マトグラフィ(HPLC)にかけた。溶出は同水溶液に
より0.4ml/分の流速で行い、フラクションコレクタ
ーFRAC−100(ファルマシア社製)により0.4
mlずつ分取した。分取した各画分についてCSAを前記
と同様にして調べた結果、保持時間が37〜38分の画
分(分子量約2万に相当)に活性が認められたので、こ
の画分を回収し、更に分析用μBondapak C1
8カラム(4.6mm×30cm)による精製を施したの
ち、メインピークを回収し凍結乾燥した。得られた標品
について前述の「CSAの測定方法(a)」によって検
定したところヒトG−CSF活性を有することを認め
た。
【0052】実施例3 アミノ酸配列の決定 (i) N末端アミノ酸配列の決定 試料を気相式シークエンサー(アプライドバイオシステ
ム社製)を用いてエドマン(Edman)分解し、得ら
れたPTHアミノ酸を高速液体クロマトグラフィー装置
(ベックマン・インストルメンツ社製)およびUltr
asphere−ODSカラム(ベックマン・インスト
ルメンツ社製)を用いて常法により分析した。カラム
(5μm,直径4.6mm,長さ250mm)を開始緩衝液
(15mM酢酸ナトリウム緩衝液pH4.5,40%ア
セトニトリルを含む水溶液)にて平衡化したのち、検体
(20μl の開始緩衝液にて溶解)を注入して開始緩衝
液によるイソクラティック溶出により分離を行った。流
速は1.4ml/分、カラム温度は40℃に保持した。
【0053】PTHアミノ酸の検出は269nmと32
0nmの紫外部吸収を利用した。あらかじめ標準PTH
アミノ酸(シグマ社製)各2nmolを同一の系で分離
して保持時間を決定し、被検検体の保持時間から同定を
行った。この結果、N末端から21残基目までのアミノ
酸配列は次の如く決定された。
【0054】H2 N−Thr−Pro−Leu−Gly
−Pro−Ala−Ser−Ser−Leu−Pro−
Gln−Ser−Phe−Leu−Leu−Lys−
(Cys)−Leu−Glu−X−Val−
【0055】(ii) ブロムシアン分解 試料を70%ギ酸に溶かし、昇華精製したブロムシアン
200当量を加えて、37℃で一夜反応させた。次に反
応物を凍結乾燥後、TSK G3000SWカラム(東
洋曹達社製)を用いたHPLCで分画し4つのピークを
得た。ピークを分子量の大きい順にCN−1,CN−
2,CN−3,CN−4と命名し、収率のよいCN−
1,CN−2についてアミノ酸配列を自動気相式シーク
エンサー(アプライドバイオシステム社製)を用いて
(i)と同様の条件で分析した。その結果、CN−1は
G−CSFタンパクのN末端からのペプチドであること
がわかった。さらにCN−2は以下のアミノ酸配列を有
していた。
【0056】Pro−Ala−Phe−Ala−Ser
−Ala−Phe−Gln−Arg−Arg−Ala−
Gly−Gly−Val−Leu−Val−Ala−S
er−His−Leu−Gln−
【0057】(iii ) トリプシン分解 試料を8M尿素を含む0.1Mトリス塩酸緩衝液(pH
7.4)に溶かし、0.1%2−メルカプトエタノール
を含む0.1Mトリス塩酸緩衝液(pH7.4)を加え
て最終的に2Mの尿素となるように調整した。次いで試
料と酵素が50:1となるようにTPCK処理トリプシ
ン(シグマ社製商品名)を加え、25℃で4時間反応さ
せた後、さらに同量のTPCK処理トリプシンを加え
て、再度25℃で16時間反応させた。反応後、反応物
をC8カラム(山村化学社製)を用いた高速逆相カラム
クロマトグラフィーに付した。溶出は0.1%TFAを
含むn−プロパノールを用い、n−プロパノール濃度を
5%〜60%に直線的に上げて行った。280nmの紫
外部吸収を測定して得られたピークのうち、メインピー
クについて(i)と同条件下に自動気相式シークエンサ
ー(アプライドバイオシステム社製)を用いてアミノ酸
配列を分析した。その結果、メインピークは(ii)の
CN−2断片の一部を含む以下の配列を有するペプチド
であることがわかった。
【0058】Gln−Leu−Asp−Val−Ala
−Asp−Phe−Ala−Thr−Thr−Ile−
Trp−Gln−Gln−Met−Glu−Glu−L
eu−Gly−Met−Ala−Pro−Ala−Le
u−Gln−Pro−Thr−Gln−Gly−Ala
−Met−Pro−Ala−Phe−Ala−Ser−
【0059】実施例4 DNAプローブの作成 (i) プローブ(IWQ)の合成 実施例3(iii )で得られたアミノ酸配列の中からIl
e−Trp−Gln−Gln−Met−Glu−Glu
−Leu−Gly−Metで示される10個のアミノ酸
の配列に基づいて、30個の連続するヌクレオチドを得
た(配列番号1)。配列番号1の配列に於いて、例えば
5’−末端から9位のヌクレオチドはdAおよびdGを
等量含む混合物であることを示す。原料のヌクレオチド
は主にダイマーを使用し、必要に応じて随時モノヌクレ
オチドも使用した。グラスフィルター付きカラムに出発
原料のヌクレオチド樹脂Ap−d(G)(ヤマサ醤油社
製)20mgを入れ塩化メチレンにて洗浄を繰り返した
後、3%トリクロロ酢酸を含む塩化メチレン溶液にて、
4,4’−ジメトキシトリチル基を脱離せしめ、次いで
1mlの塩化メチレンでカラムを数回洗浄した。
【0060】無水ピリジンで洗浄して溶媒を置換したの
ちヌクレオチドダイマー(DMTr)ApTp(NHR
3 )(日本ゼオン社製;NHR3 はトリエチルアンモニウ
ム,DMTrはジメトキシトリチルを示す)20mgと
0.2mlのピリジンを加えて真空ポンプにてカラム内を
真空乾燥した。次いで、2,4,6−トリメチルベンゼ
ンスルホニル−3−ニトロトリアゾリド(MSNT,和
光純薬社製)20mgと無水ピリジン0.2mlを加えた
後、カラム内を窒素ガスで置換して、室温下に45分間
時々振とうさせることによってヌクレオチド樹脂とダイ
マーを縮合させた。反応終了後、ピリジンにてカラムを
洗浄し、次いで未反応のOH基を過剰の無水酢酸と4−
ジメチルアミノピリジンを含むピリジン溶液にてアセチ
ル化した後、再びカラムをピリジンで洗浄した。
【0061】以下同様に、(DMTr)Ip(NH
3 ),(DMTr)GpGp(NHR3 ),(DMT
r)Ip(NHR3 ),(DMTr)CpTp(NHR
3 )と(DMTr)TpTp(NHR3 )の等量混合
物,(DMTr)ApAp(NHR3 )と(DMTr)
ApGp(NHR3 )の等量混合物,(DMTr)Ap
Gp(NHR3 )と(DMTr)GpGp(NHR3
の等量混合物,(DMTr)GpAp(NHR3 ),
(DMTr)TpGp(NHR3 ),(DMTr)Ap
Ap(NHR3 )と(DMTr)GpAp(NHR3
の等量混合物,(DMTr)CpAp(NHR3 ),
(DMTr)ApAp(NHR3 )と(DMTr)Ap
Gp(NHR3 )との等量混合物,(DMTr)GpC
p(NHR3 ),(DMtr)TpGp(NHR3 ),
(DMTr)Ip(NHR3 )(DMTr)ApTp
(NHR3 )[(DMTr)Ip(NHR3 )はヤマサ
醤油社製,その他は全て日本ゼオン社製]の順で、前述
の操作を繰り返すことによって縮合させた。
【0062】最終段階の反応終了後、アセチル化するこ
となしに、ピリジン,塩化メチレン,エーテルの順で樹
脂を洗浄した後、乾燥させた。乾燥させた樹脂を1Mテ
トラメチルグアニジンおよび1Mα−ピコリンアルドキ
シムを含むジオキサン1ml,ピリジン0.5ml,水0.
2mlの混合液1.7mlに懸濁した後、一夜室温にて放置
した後、100〜200μl まで減圧濃縮した。この濃
縮液に少量(2〜3滴)のピリジンを加えた後、濃アン
モニア水2〜3mlを加え55℃で6時間加温した。次い
で酢酸エチルを加えて抽出分離し、得られた水層を減圧
濃縮した後、50mMトリエチルアンモニウム酢酸溶液
(pH7.0)に溶解せしめてC−18カラム(1.0
×15cm,Waters社製)を用いたカラムクロマト
グラフィーに付した。溶出は、50mMトリエチルアン
モニウム酢酸溶液(pH7.0)中10%〜30%の直
線濃度勾配のアセトニトリルで行い、アセトニトリル濃
度が25%付近の位置で溶出されるピーク画分を減圧濃
縮した。
【0063】この濃縮液に80%酢酸を加えて室温下に
30分間放置した後、酢酸エチルを加えて抽出・分離し
得られた水層を減圧下に濃縮した。得られた濃縮液は、
C18カラム(センシュー科学社製,SSC−ODS−
272,6φ×200mm)を用いた高速液体クロマトグ
ラフィーに付して、さらに精製した。溶出は50mMト
リエチルアンモニウム酢酸溶液(pH7.0)中10%
〜20%の直線濃度勾配のアセトニトリルを用いて行
い、10A260 units以上の収量で合成DNAが得
られた。得られたオリゴヌクレオチドはMaxam−G
ilbert法(Meth.Enzym.65巻499
頁(1980)により塩基配列を調べた結果、配列番号
1に示された配列を有していることが確認された。
【0064】(ii) プローブ(A)の合成 実施例3(iii )で得られたアミノ酸配列の中からMe
t−Pro−Ala−Phe−Alaで示される5個の
アミノ酸の配列に基づいて14個の連続するヌクレオチ
ドを得た(配列番号2)。合成は、プローブ(IWQ)
と同様な方法で行いヌクレオチド樹脂AP−d(T)
(ヤマサ醤油社製)に(DMTr)CpAp(NH
3 );(DMTr)GpGp(NHR3 );(DMT
r)CpAp(NHR3 ),(DMTr)CpTp(N
HR3 ),(DMTr)CpGp(NHR3 )および
(DMTr)CpCp(NHR3 )の等量混合物;(D
MTr)ApGp(NHR3 ),(DMTr)TpGp
(NHR3 ),(DMTr)GpGp(NHR3 )およ
び(DMTr)CpGp(NHR3 )の等量混合物;
(DMTr)ApAp(NHR3 );(DMTr)Cp
Ap(NHR3 )と(DMTr)CpGp(NHR3
の等量混合物;(DMTr)Gp(NHR3 )(いずれ
も日本ゼオン社製)の順に縮合させて約10A260 un
itsの合成DNAを得た。得られたオリゴヌクレオチ
ドの塩基配列をMaxam−Gilbert法により調
べたところ配列番号2示された塩基配列を有しているこ
とが確認された。
【0065】実施例5 CHU−2細胞の培養とmRN
Aの精製 1) CHU−2細胞の培養と細胞の回収 樹立されたCHU−2細胞を150cm2 の培養フラスコ
2本に完全に密に増殖させた後、これをウシ胎児血清を
10%含有するRPMI 1640培養液500mlに浮
遊させたのち、1580cm2 のガラス製ローラーボトル
(Belco社製)に移し、0.5r.p.m.の速度
で4日間回転培養を行った。細胞がローラーボトルの内
壁に完全に密に増殖した時点で、ローラーボトルから培
養液を除き、あらかじめ37℃に加温したEDTAを
0.02%含む生理食塩水100mlを加え、37℃で2
分間加温後、ピペット操作にて細胞をはく離せしめた。
得られた細胞懸濁液を1500r.p.m.10分間の
遠心にて細胞ペレットを得る。細胞をEDTAを含まな
い生理食塩水5mlに再び懸濁し、1500r.p.m.
10分間遠心にて細胞ペレットを得た(湿重量約0.8
g)、このようにして得られた細胞はRNA抽出操作を
行うまで−80℃にて凍結保存する。
【0066】2) mRNAの精製 上記の如くして得られたCHU−2細胞からのmRNA
の単離は本質的に“Molecular clonin
g”[Maniatis等,Cold Spring
Harbor,196頁(1982)]に記載されてい
るようにして実施した。凍結保存されていたCHU−2
細胞(湿重量3.8g)に20mlの6Mグアニジン溶液
(6Mグアニジンチオシアナート,5mMクエン酸ナト
リウム(pH7.0),0.1M β−メルカプトエタ
ノール,0.5%ザルコシル硫酸ナトリウム)に懸濁
し、Vortexミキサーにて2〜3分よく混合した
後、18Gの注射針を装てんした20ml容の注射器を用
いて10回吸入排出を繰り返した。
【0067】ベックマン社製SW40Tiローターに合
うポリアロマー製の遠心チューブに6mlの5.7M C
sCl−0.1M EDTA,(pH7.5)を先に加
えておき、チューブが満たされるように上述の細胞が壊
れて粘稠になったグアニジン溶液約6mlを重層した。こ
のようにして調製された遠心チューブ4本を30,00
0r.p.m.、20℃で15時間遠心した後、得られ
たペレットを少量の70%エタノールを用いて3回洗浄
した。各々のチューブから得られたペレットを合して5
50μl の水に溶解せしめNaCl濃度が0.2Mとな
るように調整したのち、フェノールークロロホルム
(1:1)処理、クロロホルム処理後、2.5倍容量の
エタノールを加えてエタノール沈澱を行い全RNAを得
た(湿細胞3.8gより全RNA約10.1mgを得
た)。
【0068】全RNAからポリ(A+ )−RNAの精製
は以下の如く行った。この方法はmRNAが3′末端に
ポリA鎖を付加していることを利用したアフィニティー
クロマトグラフィーである。オリゴ(dT)−セルロー
ス(P−L Biochemicals社製Type
7)を用い、吸着は全RNAを吸着緩衝液(10mMト
リスー塩酸(pH7.5),0.5M NaCl,1m
M EDTA,0.1%SDS溶液を含む)に溶解し、
65℃で5分間加熱した後、同溶液にて充てんされたオ
リゴ(dT)−セルロースカラムに通過させて行い、溶
出はTE溶液(10mMトリス−塩酸(pH7.5)、
1mM EDTAを含む)で行った。未吸着通過液は再
び同カラムに通して同様に溶出操作を行い、1回目の溶
出液と混合した。このような操作を用いて、ポリ
(A+ )−RNA400μgを得た。
【0069】このようにして調製したmRNAをSch
leifとWensinkの実験技術書(Practi
cal Methods in Molecular
Biology,Springer−Verlag,N
ew York,Heiderberg,Berli
n,(1981))中に記載されている方法と同様の操
作で、ショ糖密度勾配遠心法によりサイズ分画した。す
なわち、SW40Tiローター(Beckman社製)
用チューブに5%〜25%のショ糖密度勾配を作る。シ
ョ糖溶液は0.1M NaCl,10mMトリス−塩酸
(pH7.5),1mM EDTA,0.5%SDSの
溶液にそれぞれ5%、25%の割合いでRNaseフリ
ーのショ糖(Schwarz/Mann社製)を含んで
いる。
【0070】上記で述べた如き方法で調製したmRNA
(ポリ(A+ )−RNA)800μgを200μl 〜5
00μl のTE溶液に溶解せしめ、65℃で5分間加熱
後急冷した後、ショ糖密度勾配液の上にのせる。300
00r.p.m.にて20時間遠心後0.5mlずつの分
画を集め260nmの吸光度を測り、同様に行った標準
RNA(28S,18S,5SのリボソームRNA)の
位置に基づいて、分画されたRNAのサイズを決めると
同時に各分画のG−CSF活性をアフリカツメガエル
(Xenopus laevis)の卵母細胞系を用い
て調べた。
【0071】すなわち各分画のmRNAを1μg/μl
の濃度の水溶液に調製し、ツメガエル(生後約1年)か
ら取り出した卵母細胞1個に50ngのmRNAの割合
いで注入した後、96穴のマイクロタイタープレートの
1穴に卵母細胞を10個ずつ入れ、それぞれ100μl
のバース培地(88mM NaCl,1mM KCl,
2.4mM NaHCO3 ,0.82mM MgS
4 ,0.33mM Ca(NO3 2 ,0.41mM
CaCl2 ,7.5mMトリス−塩酸(pH7.
6),ペニシリン10mg/l ,ストレプトマイシン硫酸
10mg/l )中で48時間室温で培養した後上清を回収
し、濃縮・精製してG−CSF活性を測定する。この結
果、15〜17S画分にG−CSF活性が認められた。
【0072】実施例6 cDNAの合成(pBR系cD
NAライブラリーの構築) 前述の方法で得られたポリ(A+ )−RNAからLan
d等の方法[Nucleic Acids Res.,
巻2251頁(1981)]に基づき、Gubler
とHoffmanの方法[Gene,25巻 263頁
(1983)]を加味してcDNAを合成した。
【0073】1) 1本鎖cDNAの合成 エッペンドルフ社製1.5ml容チューブに以下の如くの
順序で試薬を入れる。80μl の反応緩衝液(500m
M KCl ,50mM MgCl 2 ,250mMトリス
−塩酸,pH8.3),20μl の200 mMジチオ
スレイトール,32μl の12.5mM dNTP(d
ATP,dGTP,dCTP,dTTPを各々12.5
mM含む),10μl のα−32P−dCTP(アマシャ
ム製,PB 10205),32μl のオリゴ(dT)
12-18 (P−L Biochemicals社製,50
0μg/ml),20μl のポリ(A+ )−RNA(2.
1μg/μl ),蒸溜水206μl の計400μl の反
応液を65℃で5分間加熱後、42℃で5分間加温す
る。この反応液に逆転写酵素(宝酒造製)120単位を
加え、さらに42℃、2時間反応させた後、RNase
インヒビター(Bethesda Research
Laboratories社製)2μl 、20μl のT
E溶液、16μl の100mMピロリン酸ナトリウム、
48単位(4μl )の逆転写酵素を追加して、今度は4
6℃2時間反応せしめた。0.5M EDTA 8μl
,10%SDS 8μl を加えて反応を停止させた
後、フェノールークロロホルム処理、エタノール沈澱
(2回)を行い一本鎖cDNAを得た。
【0074】2) 1本鎖cDNAへのdC−鎖付加 上記で得られた一本鎖cDNAを60μl の蒸溜水に溶
解後、60μl のdC−鎖付加緩衝液(400mMカコ
ジル酸カリウム;50mMトリス−塩酸(pH6.
9);4mMジチオスレイトール;1mM CoC
2 ;1mM dCTP)に加え、37℃で5分間加温
した。この反応液にターミナルトランスフェラーゼ(2
7unit/μl ,P−L Biochemicals
社製)3μl を加えて37℃で2.5分間反応した後、
フェノールークロロホルム処理(1回)、およびエタノ
ール沈澱(2回)を行い、100mM NaClを含む
TE溶液40μl に溶解せしめた。
【0075】3) 2本鎖cDNAの合成 上記40μl のDNA溶液に4μl のオリゴ(dG)
12-18 (200μg/ml,P−L Biochemic
als社製)を加え65℃5分間、続いて42℃で30
分間加温した後、反応液を0℃に保った。この反応液に
緩衝液80μl (100mMトリス−塩酸、pH7.
5,20mMMgCl2 ,50mM(NH4 2
4 ,500mM KCl),4μl の4mM dNT
P(dATP,dCTP,dGTP,dTTPを各々4
mM含む)、60μl の1mM β−NAD及び210
μl の蒸溜水、20μl のE.coli DNAポリメ
ラーゼI(宝酒造社製)、15μl のE.coli D
NAリガーゼ(宝酒造社製)、15μl のE.coli
RNase H(宝酒造社製)を加え12℃にて1時
間反応させた後、さらに4μl の4mMdNTPを追加
し、25℃で1時間反応して、フェノールークロロホル
ム処理、エタノール沈澱(1回)を行って、約8μgの
2本鎖cDNAを得た。この2本鎖cDNAをTE溶液
に溶解せしめ、1.2%アガロースゲル電気泳動を行
い、約560塩基対(bp)〜2キロ塩基対(Kbp)
の大きさに相当する部分をワットマンDE81(ワット
マン社製)に吸着させ溶出回収したところ、約0.2μ
gが回収された。
【0076】4) 2本鎖cDNAへのdC−鎖付加 上記の如く得られた2本鎖cDNAを40μl のTE溶
液に溶解し、2)の項で述べたdC−鎖付加緩衝液8μ
l を加え37℃で2分間加温した後、1μl のターミナ
ルトランスフェラーゼ(27unit/μl )を加えて
37℃で3分間反応せしめた。反応液を直ちに0℃に冷
却し0.5M EDTA1μl を加えて反応を停止した
後、フェノールークロロホルム処理、エタノール沈澱を
行い、得られた沈澱をTE溶液10μl に懸濁した。
【0077】5) pBR系cDNAライブラリーの構
築 市販のオリゴ(dG)鎖付加pBR322ベクター(ベ
セスダリサーチラボラトリーズ社製、10ng/μl )
4μl と上記dC−鎖付加2本鎖cDNA2μl を75
μl の0.1M NaClを含むTE溶液の中でアニー
ルさせた。アニールは65℃、5分加温した後40℃に
て2時間加温、その後、室温になるまで放置して行っ
た。一方、Maniatisらの実験書[Molecu
lar cloning,Cold Spring H
arbor, 249頁(1982)]に記載されてい
る方法等を用いて大腸菌X1776株からコンピテント
細胞を調製し、上記アニールされたプラスミドにより形
質転換を行い、トランスフォーマント(形質転換体)が
得られた。
【0078】実施例7 cDNA合成(λファージ系ラ
イブラリーの構築) 1) 1本鎖cDNAの合成 実施例5で述べた方法に従って3.8gの凍結保存CH
U−2細胞から2回オリゴ(dT)セルロースカラムに
よる精製を経て400μgのポリ(A+ )−RNAを得
た。このポリ(A+ )−RNA12μg を溶解したTE
溶液10μl を10μgのアクチノマイシンD(シグマ
社製)を含む反応チューブに入れた後、以下の順序で試
薬類を加えた;20μl の逆転写緩衝液(250mMト
リス−塩酸(pH8.3),40mM MgCl2 ,2
50mM KCl),20μl の5mM dNTP(d
ATP,dGTP,dCTP,dTTPを各々5mM含
む)、20μlのオリゴ(dT)12-18 (0.2μg/m
l P−L Biochemicals社製),1μl
の1Mジチオスレイトール,2μl の30unit/μ
l のRNasin(プロメガバイオテク社),10μl
の逆転写酵素(10unit/μl 生化学工業社製),
1μl のα−[32p]dATP(10μCiアマシャム
社製),16μl の水で計100μl の液量の反応液に
なる。反応液を42℃で2時間保った後、5μl の0.
5M EDTA及び1μl の20%SDSを加えて反応
を停止した。フェノールークロロホルム(100μl )
処理、エタノール沈澱(2回)を行って約4μgの1本
鎖 cDNAを得た。
【0079】2) 2本鎖cDNAの合成 上記の如く得られたcDNAを29μl のTE溶液に溶
解し以下の順序で試薬類を加えて反応液とした;25μ
l のポリメラーゼ緩衝液(400mM Hepes(p
H7.6);16mM MgCl2 ;63mMのβ−メ
ルカプトエタノール;270mM KCl);10μl
の5mM dNTP;1.0μl の15mM β−NA
D;1.0μl のα−[32p]dATP(10μCi/
μl );0.2μl E.coliDNAリガーゼ(60
unit/μl 宝酒造社製);5.0μl のE.col
iDNAポリメラーゼI(New England B
iolabs社,10unit/μl );0.1μl の
RNase H(60unit/μl 宝酒造社製);2
8.7μl の蒸溜水。
【0080】反応液を14℃で1時間インキュベートし
た後、室温にもどして、さらに1時間インキューベート
した。次いで5μl の0.5M EDTAと1μl の2
0%SDSを加えて反応を停止させ、フェノールークロ
ロホルム処理、エタノール沈澱を行った。得られたDN
Aを0.5mM EDTA20μl に溶解せしめ、3μ
l のKlenow緩衝液(500mMトリス−塩酸(p
H8.0),50mMMgCl2 ),3μl の5mM
dNTP,及び水4μl を加えて反応液を調製した後、
1μl のDNAポリメラーゼ(Klenow断片)(宝
酒造社製)を加えて30℃15分インキュベートした。
この反応液に70μl のTE溶液を加えて希釈し、さら
に5μl の0.5MEDTA,1μl の20%SDSを
加えて反応を停止した。反応液をフェノールークロロホ
ルム処理し、エタノール沈澱を行って約8μgの2本鎖
cDNAを得た。
【0081】3) 2本鎖cDNAのメチル化 2)の項で合成した2本鎖cDNAの水溶液30μl 、
メチル化緩衝液(500mMトリス−塩酸(pH8.
0),50mM EDTA)40μl ,SAM溶液(8
00μM S−アデノシル−L−メチルメチオニン(S
AM),50mMβ−メルカプトエタノール)20μl
,水100μl を加えた混合液にEcoRIメチラー
ゼ(New England Biolabs社,20
unit/μl )15μl を加えて全反応液を200μ
l とし、37℃2時間インキュベートした。フェノール
処理、エーテル処理を行った後、エタノール沈澱を行っ
てDNAを回収した。
【0082】4) EcoRIリンカーの付加 上記メチル化された2本鎖DNA約1.2μgにリガー
ゼ緩衝液(250mMトリス−塩酸(pH7.5),1
00mM MgCl2 )1.5μl ,あらかじめリン酸
化されたEcoRIリンカー0.5μl (10mer,
宝酒造社製),1.5μl の10mMATP,100m
Mジチオスレイトール1.5μl ,2μl のH2 Oを加
え、反応液を15μl としてT4DNAリガーゼ(3.
4u/μl ,宝酒造社製)0.7μl を加えて4℃で一
晩反応させた後、65℃にて10分間加熱しリガーゼを
失活させた。
【0083】この反応液をさらに100mMトリス−塩
酸(pH7.5),5mM MgCl2 ,50mM N
aCl,100μg/mlのゼラチンの濃度で全液量が5
0μl になるように調製した後、EcoRI(10un
it/μl )3.5μl 加え、37℃、2時間反応させ
た。次いで0.5MのEDTA2.5μl 、20%SD
S0.5μl を加えた後フェノールークロロホルム処理
を行いエタノール沈澱によりDNAを回収した。この後
Ultrogel AcA34(LKB社製)のゲル濾
過法あるいはアガロースゲル電気泳動法にて未反応のE
coRIリンカーを除去し、リンカー付加2本鎖cDN
A約0.5〜0.7μgを回収した。
【0084】5) 2本鎖cDNAとλgt10ベクタ
ーの結合 上記のリンカー付加2本鎖cDNAを、2.4μgの予
じめEcoRI処理したλgt10ベクター(ベクター
クローニングシステム社),リガーゼ緩衝液(250
mMトリス塩酸,100mM MgCl2 )1.4μl
,蒸溜水6.5μl を加えて、42℃、15分間処理
した後、10mM ATP1μl ,0.1Mジチオスレ
イトール1μl ,T4 DNAリガーゼ0.5μl を加え
全量を15μl とした後、12℃で一晩反応させた。
【0085】6) インビトロパッケージング 上記5)で得られた組換え体DNAの約1/3をインビ
トロパッケージングキット(プロメガ バイオテク社)
を用いてパッケージングし、ファージプラークを得た。
【0086】実施例8 プローブ(IWQ)によるpB
R系ライブラリーのスクリーニング コロニーの成育した寒天培地上にワットマン541濾紙
をのせ37℃で2時間放置した。以下、TaubとTh
ompsonの方法[Anal. Biochem.12
巻222頁(1982)]に準じて濾紙を処理した。
すなわち、541濾紙にコロニーを移した後、クロラム
フェニコール(250μg/μl )を含んだ寒天培地に
移し、さらに37℃で一晩放置した。541濾紙を取り
出した後、室温下で0.5N NaOH溶液を浸した濾
紙上に3分間放置し、これを2回くり返した。以下同様
な操作を0.5Mトリス−塩酸(pH8)溶液を用いて
3分間、2回行ない、更に4℃下に0.05Mトリス−
塩酸(pH8)溶液で3分、1.5mg/mlのリゾチーム
液(0.05Mトリス−塩酸(pH8),25%ショ糖
を含む)で10分間、次いで37℃下に1×SSC
(0.15M NaCl及び0.015Mクエン酸ナト
リウム)溶液で2分間、200μg/mlプロテアーゼK
を含む1×SSC溶液で30分、再び室温下に1×SS
C溶液で2分間、95%エタノール溶液で2分間、2回
行った後、541濾紙を乾燥させた。
【0087】得られた乾燥541濾紙を室温下にフェノ
ール:クロロホルム:イソアミルアルコール(25:2
4:1,100mMトリス−塩酸(pH8.5),10
0mM NaCl,10mM EDTAで平衡化したも
の)溶液に30分間浸した。以下同様の操作を5×SS
C溶液で3分間、3回、次いで95%エタノール溶液で
3分間、2回行った後、濾紙を乾燥させた。
【0088】プローブ(IWQ)を常法(Molecu
lar cloningを参照)に従って32Pを用いて
放射標識した後、Wallace等の方法(Nucle
icAcids Res.巻879頁(1981))
に従ってコロニーハイブリダイゼーションを行った。6
×NET[0.9M NaCl,0.09Mトリス−塩
酸(pH7.5),6mM EDTA],5×Denh
ardt溶液,0.1%SDS,0.1mg/ml変性DN
A(仔牛胸腺DNA)を含むハイブリダイゼーション緩
衝液中で65℃、4時間、プレハイブリダイゼーション
を行った後、放射標識化したプローブ(IWQ)1×1
6 cpm/mlを含む前記ハイブリダイゼーション緩衝
液を用いて56℃で一夜ハイブリダイゼーションを行っ
た。反応終了後541濾紙を室温下に0.1%SDSを
含む6×SSC溶液で30分、2回及び56℃、1.5
分間洗滌した後、オートラジオグラフィーを行った。シ
グナルの出たクローンよりプラスミドを分離した後、プ
ローブ(IWQ)を用いてサザンプロッティングを行っ
た。ハイブリダイゼーションおよびオートラジオグラフ
ィーは前述と同一の条件で行なった。
【0089】同様にプローブ(A)を用いてサザンブロ
ッティングを行った。ハイブリダイゼーションは前述の
ハイブリダイゼーション緩衝液を用い、49℃で1時間
行い、39℃まで徐冷後さらに39℃で1時間行なっ
た。反応終了後、ニトロセルロースフィルターを0.1
%SDSを含む6×SSCで室温下に30分で2回洗滌
し、次いで39℃で3分間洗滌した後、オートラジオグ
ラフィーを行なった。この結果、1個のクローンがポジ
ティブなものとして得られ、ジデオキシ法により塩基配
列を決定したところ配列番号3に示した如く、プローブ
(IWQ)及びプローブ(A)部分を含む308塩基対
よりなるDNAであることが判明し、このインサートを
含むpBR322由来プラスミドをpHCS−1と命名
した。
【0090】実施例9 pHCS−1由来DNAプロー
ブによるλファージ系ライブラリーのスクリーニング BentonとDavisの方法[Science
96巻,180頁,(1977)]に準じてプラークハ
イブリダイゼーションを行った。実施例8で得られたp
HCS−1をSau3AおよびEcoRIで処理して約
600塩基対のDNA断片を得、このDNA断片を常法
に従いニックトランスレーションにより放射標識した。
ファージプラークの生じた寒天培地上にニトロセルロー
ス濾紙(S&S社)をのせてファージを移し、0.5M
NaOHにてDNAを変性させ、以下の順序で濾紙を
処理した。0.1M NaOH,1.5M NaClで
20秒続いて0.5Mトリス−塩酸(pH7.5),
1.5M NaClで20秒2回,最後に120mM
NaCl,15mM クエン酸ソーダ,13mM KH
2 PO4 ,1mM EDTA,pH7.2で20秒処理
した。
【0091】次いで濾紙を乾燥し、80℃で2時間加熱
して DNAを固定した。5×SSC,5×Denha
rdt溶液,50mMリン酸緩衝液,50%ホルムアミ
ド,0.25mg/mlの変性DNA(鮭精巣DNA),及
び0.1%SDSを含むハイブリダイゼーション緩衝液
中で42℃にて一晩プレハイブリダイゼーションを行
い、ニックトランスレーションにより放射標識化したp
HCS−1プローブ4×105 cpm/mlを含むハイブ
リダイゼーション緩衝液(5×SSC,5×Denhard
t溶液,20mMリン酸緩衝液(pH6.0),50%
ホルムアミド,0.1%SDS,10%デキストラン硫
酸,0.1mg/mlの変性DNA(鮭精巣DNA)の混合
液)で42℃にて20時間ハイブリダイゼーションを行
った。
【0092】ニトロセルロース濾紙を室温下に0.1%
SDSを含む2×SSCで20分間洗滌し、次いで44
℃で、0.1%SDSを含む0.1×SSCで30分
間、さらに室温下で0.1×SSCで10分間洗滌した
後、オートラジオグラィーで検出した。その結果、5個
のポジティブなクローン(G1〜5)が得られた。そこ
で、得られたクローンのうち完全長cDNAを含むと思
われるクローンのDNA塩基配列をジデオキシ法にて調
べたところ配列番号4に示される如き塩基配列が得られ
た。そこでこのcDNAをλgt10ベクターより切り
だし、pBR327[Soberon等;Gene
287頁(1980)]とEcoRI部位で結合させ、
プラスミドとして大量調製した。このプラスミドをpB
RG4と称する。
【0093】実施例10 [tacプロモーター含有ベ
クターを用いた例] 1)組換えベクターの構築 ベクターの調製 tacプロモーター含有ベクターpKK223−3(フ
ァルマシア社製)5μgを30μlの反応液(50mM
Tris−HCl、7mM MgCl2 、100mM
NaCl、7mM 2−メルカトプトエタノール)
中、EcoRI(宝酒造社製)8単位で37℃、2時間
処理した。次いで、アルカリホスファターゼ(宝酒造社
製)3μlを加え60℃、30分間処理し、常法に従い
フェノール処理3回、エーテル処理及びエタノール沈澱
を行ってDNA断片を回収した。このDNAを50mM
Tris−HCl、5mM MgCl2 、10mMD
TT、1mMのdATP、dCTP、dGTP、TTP
からなる50μlの混合液に溶解し、大腸菌DNAポリ
メラーゼI−Klenow断片(宝酒造社製)3μlを
加えて14℃、2時間反応せしめ、末端をブラントエン
ド(bluntend)にした。
【0094】合成リンカーの調製 合成リンカー、CGAATGACCCCCCTGGGC
C及びCAGGGGGGTCATTCGの配列を有する
オリゴヌクレチオド3μgを50mM Tris−HC
l、10mM MgCl2 、10mM 2−メルカプト
トエタノール、1mM ATPからなる反応液40μl
中でT4 ポリヌクレチオドキナーゼ4単位存在下、37
℃、60分間反応せしめ、リン酸化した。次いで該リン
酸化オリゴヌクレチオドを夫々0.2μgを100mM
NaClを含むTE(10mM Tris−HCl、
pH8.0、1mM EDTA)20μlに溶解し、6
5℃、10分間処理した後、室温まで徐冷することによ
りアニーリングを行った。
【0095】G−CSFのcDNA断片の調製 実施例9で得た配列番号4で示すcDNAを含有するp
BRG4 60μgを6mM Tris−HCl、6m
M MgCl2 、6mM 2−メルカトプトエタノール
からなる反応液200μl中、制限酵素ApaI(Ne
w England Biolabs社製)100単
位、DraI(宝酒造社製)50単位で37℃、3時間
処理し、1.2%アガロースゲル電気泳動にて約590
bpのApaI−DraI断片約2μgを回収した。
【0096】上記各断片の連結 ,,各断片を夫々約0.1μgとり、20μlの
連結反応液(66mMTris−HCl、6.6mM
MgCl2 、10mM DTT、1mMATP)に溶解
しT4 DNAリガーゼ175単位を加えて4℃で一晩反
応し組換えベクターを得た。
【0097】2)形質転換 上記で得られた組換えベクターを含む反応液20μl
を用いて塩化ルビジウム法(前出T.Maniatis
等「Molecular cloning」P252
(1982)参照)によりE.coli JM105株
を形質変換した。得られた形質転換株はアンピシリン耐
性のコロニー培養液よりプラスミドを分離し、制限酵素
BamHI、AccII、ApaIで処理したところ目的
の形質転換株であることが確認できた。
【0098】実施例11 [PL プロモーター含有ベク
ターを使用した例] 1)組換えベクター構築 ベクターの調製 PLプロモーターを含むベクターpPL−lambda
(ファルマシア社製)100μgを制限酵素BamH
I、50単位で反応液(10mM Tris−HCl、
pH7.6、7mM MgCl2 、100mM NaC
l、10mM DTT)100μl中、37℃、一晩処
理した。これから、1%アガロースゲル電気泳動にて、
約4Kbpの断片約49μgと約1.2Kbpの断片約
11μgを回収した。
【0099】上記の断片のうち、まず約4Kbpの方を
前記のTE緩衝液100μlに溶解し、アルカリホスフ
ァターゼ(宝酒造社製)5μlと60℃、60分間反応
せしめ脱リン酸化した。残りの約1.2Kbpの断片の
方は緩衝液(10mM Tris−HCl、10mM
MgCl2 、6mM KCl、1mM DTT)20μ
lに溶解し、制限酵素MboII(New Englan
d Biolabs社製)20単位で37℃、一晩処理
した。次いで、4%ポリアクリルアミドゲル電気泳動に
より約200bpのBamHI−MboII断片約0.9
μgと約310bpのMboII−BamHI断片約1.
9μgを回収した。
【0100】合成リンカーの調製 合成リンカーTAAGGAGAATTCATCGATお
よびTCGATGAATTCTCCTTAGを実施例1
0のと同様にしてリン酸化しアニーリングし、合成S
/Dリンカーを得た。
【0101】発現用ベクターの調製 上記で調製した約4Kbp断片0.1μg及びOL
L 領域を有するBamHI−MboII断片、tL1 領域
を有するMboII−BamHI断片夫々0.05μgと
アニールした合成S/Dリンカー0.1μgを40μl
の反応液(66mM Tris−HCl、6.6mM
MgCl2 、10mM DTT、1mMATP)中、T
4 DNAリガーゼ(宝酒造社製)175単位存在下12
℃、一晩反応せしめた。この反応液20μlを用い、
E.coli N99cI+ 株(ファルマシア社製)を
CaCl2 法(前出の“Molecular clon
ing”参照)にて形質転換した。
【0102】該形質転換株を培養し、そのアピシリン耐
性のコロニーの培養液よりプラスミドを分離して、制限
酵素EcoRI、BamHI、SmaIで処理したとこ
ろ目的のプラスミドであることが確認された。次に、こ
のプラスミドを2μgとり、20μlの緩衝液(10m
M Tris−HCl、6mM MgCl2 、50mM
NaCl)中、制限酵素ClaI(New Engl
and Biolabs社製)を37℃、2時間反応さ
せた後65℃10分間で失活させた。更にその反応液1
μlを20μlの前記連結反応液及びT4 DNAリガー
ゼ(宝酒造社製)175単位を用いて12℃、一晩反応
した後、上記と同様にしてE.coli N99cI+
株(ファルマシア社製)を再び形質転換した。アンピシ
リン耐性コロニー培養液からプラスミドを分離しE.C
oRI、BamHIで処理し、目的のプラスミドを確認
した。
【0103】G−CSF発現用組換えベクター及び形
質転換体の調製 で得られた発現用プラスミドを制限酵素ClaIで処
理し、末端をブラントエンドにした後実施例10と同様
にしてG−CSFのcDNA断片を組み込み組換えベク
ターを得た。これを用い、前出のMolecular
Cloningに記載されているCaCl2 法にてE.
coli N4830株(ファルマシア社製)を形質転
換した。なお、目的の形質転換体の確認も実施例10と
同様に行った。
【0104】実施例12 [trpプロモータ含有ベク
ターを用いた例] 1)組換えベクターの構築 ベクターの調製 pBR322のClaI部位にトリプトファンプロモー
ターを含む約330bpのHpaII−TaqI断片を挿
入し作製したpOY1プラスミド10μgを10mM
Tris−HCl、6mM MgCl2 、50mM N
aClの反応液30μl中、制限酵素ClaI7単位P
vuII 8単位で37℃3時間処理した。次いで、アル
カリホスファターゼ(宝酒造社製)2μlを加え60
℃、1時間反応せしめた。これから1%アガロースゲル
電気泳動により約2.6Kbpの断片を約2.5μg回
収した。
【0105】合成リンカーの調製 合成リンカーCGCGAATGACCCCCCTGGG
CC及びCAGGGGGGTCATTCGを実施例10
のと同様にしてリン酸化し、アニーリングした。
【0106】組換えベクターの調製 上記で調製ベクターの断片約1μg、及びの合成リ
ンカー約1μgと、実施例10ので調製したG−CS
FのcDNA断片約1μgを前記の連結反応液20μl
中、T4 DNAリガーゼ(宝酒造社製)175単位と1
2℃で一晩反応せしめ組換えベクターを得た。
【0107】2)形質転換 上記の反応液20μlを前出「Molecular
cloning」の塩化ルビジウム法でE.coliD
HI株に形質転換した。実施例10と同様にしてアンピ
シリン耐性のコロニーからプラスミドをとり、制限酵素
ApaI、DraI、NruI、PstIで目的とする
形質転換体が得られていることを確認した。
【0108】実施例13 形質転換株の培養 1)実施例10で得た形質転換株(Tac含有)の培養 アンピシリン25μg/ml又は50μg/mlを含むルリ
ア(Luria)培地100mlに、37℃、一晩培養し
た該形質転換株の培養液1mlを加え37℃で2〜3時間
培養する。次いで、イソプロピル−β−D−チオガラク
トシド2mMにして37℃、2〜4時間培養した。
【0109】 2) 実施例11で得た形質転換株(PL 含有)の培養 アンピシリン25μg/ml又は50μg/mlを含む
ルリア培地100mlに28℃一晩培養した該形質転換株
の培養液1mlを加え28℃で約4時間培養した。その後、
これを42℃にし2〜4時間培養を行った。
【0110】3)実施例12で得た形質転換株(trp
含有)の培養0.5%グルコース、0.5%カザミノ酸
(Difco社製)、アンピシリン25μg/ml又は5
0μg/mlを含むM9培地100mlに37℃一晩培養し
た該形質転換株の培養液1mlを加えて37℃で4〜6時
間培養する。次いで、3−β−インドールアクリル酸
(IAA)50μg/mlを加えて37℃で4〜8時間培
養した。
【0111】実施例14 大腸菌からのG−CSFポリ
ペプチドの回収・精製 1)回収 実施例13で培養した形質転換株、夫々について以下の
回収操作を行った。培養液100mlを遠心分離にかけて
菌体を集め、20mM Tris−HCl(pH7.
5)、30mM NaCl混合液5mlに懸濁させた。次
いで、各々1mM、10mM、0.2μg/mlになるよう
に0.2Mフェニルメチルスルホニルフルオライド、
0.2M EDTA、リゾチームを加え、0℃で30分
間放置した。次に凍結−融解を3回くりかえし溶菌させ
た。続いて8M塩酸グアニジンを用いて、最終的に6M
塩酸グアニジンにした後、30,000r.p.m.、5時間
の遠心分離を行い、その上澄液を取得した。
【0112】2)精製 (i) 1)で得た上澄液を直径4.6cm、長さ90cm
のUltrogelAcA54カラム(LKB社製)に
て、0.15M NaClおよび0.01%ツィーン2
0(半井化学社製)を含む0.01Mトリス塩酸緩衝液
(pH7.4)を用いて流速約50ml/時間でゲル濾過
した。次いで、前述した「CSAの測定方法(b)」に
より活性を示す画分をとりpM−10(アミコン社製)
を用いる限外濾過器によって約5mlに濃縮した。
【0113】(ii) 上記濃縮画分にn−プロパノール
(東京化成社製,アミノ酸配列決定用)を30%含む
0.1%トリフルオロ酢酸水溶液を添加し、氷中に15
分程度放置したのち、15,000r.p.m.10分
の遠心により沈澱を除去した。次いで先のn−プロパノ
ールおよびトリフルオロ酢酸を含む水溶液で平衡化した
μ Bondapak C18カラム(Waters社
製、セミ分取用,8mm×30cm)に吸着後、30〜60
%の直線濃度勾配のn−プロパノールを含む0.1%ト
リフルオロ酢酸水溶液で順次溶出した。高速液体クロマ
ト装置は日立685−50型を、検出は日立638−4
1型検出器(いずれも日立製作所製)を用い、220n
mと280nmの吸収を同時に測定した。溶出後、各画
分より10μlを分取100倍希釈したのち、前述の
「CSAの測定方法(b)」により活性を示す画分を調
べた。この結果、n−プロパノール40%にて溶出され
るピークに活性が認められたので、このピークを集め再
度同じ条件で再クロマトを行い上記と同様にしてCSA
を調べたところ、やはりn−プロパノール40%の位置
のピークに活性が認められたので、このピークを集め
(4フラクション=4ml)凍結乾燥した。
【0114】(iii ) 上記凍結乾燥粉末をn−プロパ
ノールを40%含む0.1%トリフルオロ酢酸水溶液2
00μlに溶解し、TSK−G3000SWカラム(東
洋曹達社製,7.5mm×60cm)を用いた高速液体クロ
マトグラフィ(HPLC)にかけた。溶出は同水溶液に
より0.4ml/分の流速で行い、フラクションコレクタ
ーFRAC−100(ファルマシア社製)により0.4
mlずつ分取した。分取した各画分についてCSAを前記
と同様にして調べ活性画分を回収し、更に分析用μ B
ondapak C18カラム(4.6mm×30cm)に
よる精製を施したのち、メインピークを回収し凍結乾燥
した。得られたタンパク質を2−メルカプトエタノール
で処理してSDS−ポリアクリルアミドゲル(15.0
%)電気泳動(15mV,6時間)にかけ、クマシーブ
ルーで染色したところ目的とするG−CSFポリペプチ
ドが単一のバンドとして確認できた。
【0115】 実施例15 発現物質のG−CSF活性の検定 実施例14で得たCSF試料を前述の<参考例>CSF
活性の測定方法(a)に従って検定した。この結果を表
1に示す。
【0116】
【表1】
【0117】実施例16 アミノ酸分析 1) アミノ酸組成の分析 実施例14で精製したCSF試料を常法により加水分解
し、そのタンパク部分のアミノ酸組成を日立835アミ
ノ酸自動分析装置(日立製作所社製)を用いて特殊アミ
ノ酸分析法により分析した。この結果を表2に示した。
尚、加水分解条件は次の如くである。 6N HCl,110℃,24時間,真空中 4N メタンスルホン酸+0.2% 3−(2−アミ
ノエチル)インドール,110℃,24時間,48時
間,72時間,真空中 試料は、40%n−プロパノールと0.1%トリフルオ
ロ酢酸を含む溶液(1.5ml)に溶かした後、各々0.
1mlをとり、乾燥窒素ガスにより乾燥させた後、又は
の試薬を加えて真空封管し、加水分解に供した。
【0118】表中、実測値はの24時間値との2
4,48,72時間値の合計4回の平均値である。但
し、Thr,Ser,1/2Cys,Met,Val,
IleおよびTrpは以下の方法で算出した。(生化学
実験講座、タンパク質化学II(東京化学同人出版)を参
照) ・Thr,Ser,1/2Cys,Metはの24,
48,72時間値の経時変化をとり、零時間に補外。 ・Val,Ileはの72時間値。 ・Trpはの24,48,72時間値の平均値。
【0119】
【表2】
【0120】2) N末端アミノ酸分析 試料を気相式シークエンサー(アプライドバイオシステ
ム社製)を用いてエドマン(Edman)分解し、得ら
れたPTHアミノ酸を高速液体クロマトグラフィ−装置
(ベックマン・インストルメンツ社製)およびUltr
asphere−ODSカラム(ベックマン・インスト
ルメンツ社製)を用いて常法により分析した。カラム
(5μm,直径4.6mm,長さ250mm)を開始緩衝液
(15mM酢酸ナトリウム緩衝液pH 4.5,40%
アセトニトリルを含む水溶液)にて平衡化したのち、検
体(20μlの開始緩衝液にて溶解)を注入して開始緩
衝液によるイソクラティック溶出により分離を行った。
流速は1.4ml/分、カラム温度は40℃に保持した。
PTHアミノ酸の検出は269nmと320nmの紫外
部吸収を利用した。あらかじめ標準PTHアミノ酸(シ
グマ社製)各2n molを同一の系で分離して保持時
間を決定し、被検検体の保持時間から同定を行った。そ
の結果、PTH−メチオニンおよびPTH−スレオニン
が検出された。
【0121】<実験例>ヒトG−CSFの感染防御効果 1.シュードモナス アエルギノーザ(Pseudom
onas aeruginosa)感染に対する防御効
果 8〜9週令(体重35.3±1.38g)の ICR系
マウス(雄)にエンドキサン(シオノギ社製、商品名)
200mg/kgを腹腔内投与した後3群に分け、その2
群にヒトG−CSF(25000u/マウス又は500
00u/マウス)を含む溶媒(1%プロパノール、5%
(W/V)マウス血清アルブミン)を、そして別の1群
には溶媒のみを、それぞれ24時間毎に0.1mlずつ4
回皮下投与した。4回目の投与後3時間して各々の群に
シュードモナス アエルギノーザ(Pseudomon
as aeruginosa)GNB−139(3.9
×104 CFU/マウス)を皮下投与して感染させた。
感染後21時間してさらにもう一度ヒトG−CSF(2
5000u/マウス又は50000u/マウス)を含む
溶媒又は溶媒のみをそれぞれ対応する群に皮下投与し
た。感染後10日目までの生存マウス数により感染防御
効果を調べた。(表3)
【0122】(菌液の調製)ハートインフュージョン寒
天平板(Difco社製、商品名)を用いて37℃で一
夜シュードモナス アエルギノーザGNB−139を振
とう培養する。培養液を生理食塩水に懸濁させて調製し
た。
【0123】
【表3】 表3に示される如く本発明のヒトG−CSFは顕著な感
染防御効果を有することが認められた。
【0124】
【発明の効果】以上、本発明によれば、従前入手が極め
て困難であったヒトG−CSFを組換えベクター技術を
用いて大量に、しかも高品質で提供することが可能とな
り、これまでCSFにかけられていた数々の期待、例え
ば造血機構や種々の血液学的疾患の病態の解析に多大の
貢献をする他、骨髄性白血病細胞の分化誘導と成熟顆粒
球の機能亢進というG−CSF本来の生化学的作用を利
用する治療、及び予防に使用しうるのである。したがっ
て放射線照射や抗癌剤投与により骨髄組織の機能が低下
したり白血球が減少して、抵抗力を失った悪性腫瘍患者
や、抗生物質で治療できない重症感染症患者等に対して
もこれを投与することが大いに期待されているのであ
る。
【0125】
【配列表】配列番号:1 配列の長さ:30 配列の形:核酸 鎖の数:1本鎖 トロポジー:直鎖状 配列の種類:合成DNA 配列 ATNTGGCARC ARATGGARGA RYTNGGNATG 30
【0126】配列番号:2 配列の長さ:14 配列の形:核酸 鎖の数:1本鎖 トロポジー:直鎖状 配列の種類:合成DNA 配列 GCRAANGCNG GCAT 14
【0127】配列番号:3 配列の長さ:308 配列の形:核酸 鎖の数:2本鎖 トロポジー:直鎖状 配列の種類:cDNA 配列 CC CTG GAA GGG ATC TCC CCC GAG TTG GGT CCC ACC TTG GAC ACA CTG 47 CAG CTG GAC GTC GCC GAC TTT GCC ACC ACC ATC TGG CAG CAG ATG GAA 95 GAA CTG GGA ATG GCC CCT GCC CTG CAG CCC ACC CAG GGT GCC ATG CCG 143 GCC TTC GCC TCT GCT TTC CAG CGC CGG GCA GGA GGG GTC CTG GTT GCC 191 TCC CAT CTG CAG AGC TTC CTG GAG GTG TCG TAC CGC GTT CTA CGC CAC 239 CTT GCC CAG CCC TGA GCC AAG CCC TCC CCA TCC CAT GTA TTT ATC TCT 287 ATT TAA TAT TTA TGT CTA TTT 308
【0128】配列番号:4 配列の長さ:1531 配列の形:核酸 鎖の数:2本鎖 トロポジー:直鎖状 配列の種類:cDNA 配列 CGGAGCCTGC AGCCCAGCCC CACCCAGACC C ATG GCT GGA CCT GCC ACC CAG 52 Met Ala Gly Pro Ala Thr Gln -30 -25 AGC CCC ATG AAG CTG ATG GCC CTG CAG CTG CTG CTG TGG CAC AGT GCA 100 Ser Pro Met Lys Leu Met Ala Leu Gln Leu Leu Leu Trp His Ser Ala -20 -15 -10 CTC TGG ACA GTG CAG GAA GCC ACC CCC CTG GGC CCT GCC AGC TCC CTG 148 Leu Trp Thr Val Gln Glu Ala Thr Pro Leu Gly Pro Ala Ser Ser Leu -5 -1 1 5 CCC CAG AGC TTC CTG CTC AAG TGC TTA GAG CAA GTG AGG AAG ATC CAG 196 Pro Gln Ser Phe Leu Leu Lys Cys Leu Glu Gln Val Arg Lys Ile Gln 10 15 20 25 GGC GAT GGC GCA GCG CTC CAG GAG AAG CTG GTG AGT GAG TGT GCC ACC 244 Gly Asp Gly Ala Ala Leu Gln Glu Lys Leu Val Ser Glu Cys Ala Thr 30 35 40 TAC AAG CTG TGC CAC CCC GAG GAG CTG GTG CTG CTC GGA CAC TCT CTG 292 Tyr Lys Leu Cys His Pro Glu Glu Leu Val Leu Leu Gly His Ser Leu 45 50 55 GGC ATC CCC TGG GCT CCC CTG AGC AGC TGC CCC AGC CAG GCC CTG CAG 340 Gly Ile Pro Trp Ala Pro Leu Ser Ser Cys Pro Ser Gln Ala Leu Gln 60 65 70 CTG GCA GGC TGC TTG AGC CAA CTC CAT AGC GGC CTT TTC CTC TAC CAG 388 Leu Ala Gly Cys Leu Ser Gln Leu His Ser Gly Leu Phe Leu Tyr Gln 75 80 85 GGG CTC CTG CAG GCC CTG GAA GGG ATC TCC CCC GAG TTG GGT CCC ACC 436 Gly Leu Leu Gln Ala Leu Glu Gly Ile Ser Pro Glu Leu Gly Pro Thr 90 95 100 105 TTG GAC ACA CTG CAG CTG GAC GTC GCC GAC TTT GCC ACC ACC ATC TGG 484 Leu Asp Thr Leu Gln Leu Asp Val Ala Asp Phe Ala Thr Thr Ile Trp 110 115 120 CAG CAG ATG GAA GAA CTG GGA ATG GCC CCT GCC CTG CAG CCC ACC CAG 532 Gln Gln Met Glu Glu Leu Gly Met Ala Pro Ala Leu Gln Pro Thr Gln 125 130 135 GGT GCC ATG CCG GCC TTC GCC TCT GCT TTC CAG CGC CGG GCA GGA GGG 580 Gly Ala Met Pro Ala Phe Ala Ser Ala Phe Gln Arg Arg Ala Gly Gly 140 145 150 GTC CTG GTT GCC TCC CAT CTG CAG AGC TTC CTG GAG GTG TCG TAC CGC 628 Val Leu Val Ala Ser His Leu Gln Ser Phe Leu Glu Val Ser Tyr Arg 155 160 165 GTT CTA CGC CAC CTT GCC CAG CCC TGA GCCAAGCCCT CCCCATCCCA 675 Val Leu Arg His Leu Ala Gln Pro End 170 175 TGTATTTATC TCTATTTAAT ATTTATGTCT ATTTAAGCCT CATATTTAAA GACAGGGAAG 735 AGCAGAACGG AGCCCCAGGC CTCTGTGTCC TTCCCTGCAT TTCTGAGTTT CATTCTCCTG 795 CCTGTAGCAG TGAGAAAAAG CTCCTGTCCT CCCATCCCCT GGACTGGGAG GTAGATAGGT 855 AAATACCAAG TATTTATTAC TATGACTGCT CCCCAGCCCT GGCTCTGCAA TGGGCACTGG 915 GATGAGCCGC TGTGAGCCCC TGGTCCTGAG GGTCCCCACC TGGGACCCTT GAGAGTATCA 975 GGTCTCCCAC GTGGGAGACA AGAAATCCCT GTTTAATATT TAAACAGCAG TGTTCCCCAT 1035 CTGGGTCCTT GCACCCCTCA CTCTGGCCTC AGCCGACTGC ACAGCGGCCC CTGCATCCCC 1095 TTGGCTGTGA GGCCCCTGGA CAAGCAGAGG TGGCCAGAGC TGGGAGGCAT GGCCCTGGGG 1155 TCCCACGAAT TTGCTGGGGA ATCTCGTTTT TCTTCTTAAG ACTTTTGGGA CATGGTTTGA 1215 CTCCCGAACA TCACCGACGC GTCTCCTGTT TTTCTGGGTG GCCTCGGGAC ACCTGCCCTG 1275 CCCCCACGAG GGTCAGGACT GTGACTCTTT TTAGGGCCAG GCAGGTGCCT GGACATTTGC 1335 CTTGCTGGAC GGGGACTGGG GATGTGGGAG GGAGCAGACA GGAGGAATCA TGTCAGGCCT 1395 GTGTGTGAAA GGAAGCTCCA CTGTCACCCT CCACCTCTTC ACCCCCCACT CACCAGTGTC 1455 CCCTCCACTG TCACATTGTA ACTGAACTTC AGGATAATAA AGTGTTTGCC TCCAAAAAAA 1515 AAAAAAAAAA AAAAAA 1531
【0129】配列番号:5 配列の長さ:207 配列の形:アミノ酸 鎖の数: トロポジー:直鎖状 配列の種類:ペプチド 配列 Met Ala Gly Pro Ala Thr Gln Ser Pro Met Lys Leu Met Ala Leu Gln 16 Leu Leu Leu Trp His Ser Ala Leu Trp Thr Val Gln Glu Ala Thr Pro 32 Leu Gly Pro Ala Ser Ser Leu Pro Gln Ser Phe Leu Leu Lys Cys Leu 48 Glu Gln Val Arg Lys Ile Gln Gly Asp Gly Ala Ala Leu Gln Glu Lys 64 Leu Val Ser Glu Cys Ala Thr Tyr Lys Leu Cys His Pro Glu Glu Leu 80 Val Leu Leu Gly His Ser Leu Gly Ile Pro Trp Ala Pro Leu Ser Ser 96 Cys Pro Ser Gln Ala Leu Gln Leu Ala Gly Cys Leu Ser Gln Leu His 112 Ser Gly Leu Phe Leu Tyr Gln Gly Leu Leu Gln Ala Leu Glu Gly Ile 128 Ser Pro Glu Leu Gly Pro Thr Leu Asp Thr Leu Gln Leu Asp Val Ala 144 Asp Phe Ala Thr Thr Ile Trp Gln Gln Met Glu Glu Leu Gly Met Ala 160 Pro Ala Leu Gln Pro Thr Gln Gly Ala Met Pro Ala Phe Ala Ser Ala 176 Phe Gln Arg Arg Ala Gly Gly Val Leu Val Ala Ser His Leu Gln Ser 192 Phe Leu Glu Val Ser Tyr Arg Val Leu Arg His Leu Ala Gln Pro 207
【0130】配列番号:6 配列の長さ:177 配列の形:アミノ酸 鎖の数: トロポジー:直鎖状 配列の種類:ペプチド 配列 Thr Pro Leu Gly Pro Ala Ser Ser Leu Pro Gln Ser Phe Leu Leu Lys 16 Cys Leu Glu Gln Val Arg Lys Ile Gln Gly Asp Gly Ala Ala Leu Gln 32 Glu Lys Leu Val Ser Glu Cys Ala Thr Tyr Lys Leu Cys His Pro Glu 48 Glu Leu Val Leu Leu Gly His Ser Leu Gly Ile Pro Trp Ala Pro Leu 64 Ser Ser Cys Pro Ser Gln Ala Leu Gln Leu Ala Gly Cys Leu Ser Gln 80 Leu His Ser Gly Leu Phe Leu Tyr Gln Gly Leu Leu Gln Ala Leu Glu 96 Gly Ile Ser Pro Glu Leu Gly Pro Thr Leu Asp Thr Leu Gln Leu Asp 112 Val Ala Asp Phe Ala Thr Thr Ile Trp Gln Gln Met Glu Glu Leu Gly 128 Met Ala Pro Ala Leu Gln Pro Thr Gln Gly Ala Met Pro Ala Phe Ala 144 Ser Ala Phe Gln Arg Arg Ala Gly Gly Val Leu Val Ala Ser His Leu 160 Gln Ser Phe Leu Glu Val Ser Tyr Arg Val Leu Arg His Leu Ala Gln 176 Pro 177
【図面の簡単な説明】
【図1】pBRG4由来ヒトG−CSFcDNAの制限
酵素切断部位を示す。
【図2】tacプロモーター含有ベクターの調製プロセ
スの一部を示す。
【図3】合成PL プロモーター含有ベクターの調製プロ
セスを示す。
【図4】trpプロモーター含有ベクターの調製プロセ
スを示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C12N 1/21 8828−4B 15/09 ZNA (C12P 21/02 C12R 1:19) (C12N 1/21 C12R 1:19) (72)発明者 関森 泰男 東京都豊島区高田3丁目41番8号 中外製 薬株式会社内 (72)発明者 長田 重一 東京都大田区多摩川2丁目24番62号 3号 棟305号室

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ヒト顆粒球コロニー刺激因子活性を有す
    るポリペプチドであって、そのアミノ酸配列中に下記の
    アミノ酸配列を含むポリペプチドをコードする塩基配列
    からなるDNAを含む組換え発現ベクターで形質転換さ
    れた細菌を培養し、次いで産生されたヒト顆粒球コロニ
    ー刺激因子活性を有するポリペプチドを分離することを
    特徴とするヒト顆粒球コロニー刺激因子活性を有するポ
    リペプチドの製造法。 (Met)n Thr Pro Leu Gly Pro Ala Ser Ser Leu Pro Gln Ser Phe Leu Leu Lys Cys Leu Glu Gln Val Arg Lys Ile Gln Gly Asp Gly Ala Ala Leu Gln Glu Lys Leu Val Ser Glu Cys Ala Thr Tyr Lys Leu Cys His Pro Glu Glu Leu Val Leu Leu Gly His Ser Leu Gly Ile Pro Trp Ala Pro Leu Ser Ser Cys Pro Ser Gln Ala Leu Gln Leu Ala Gly Cys Leu Ser Gln Leu His Ser Gly Leu Phe Leu Tyr Gln Gly Leu Leu Gln Ala Leu Glu Gly Ile Ser Pro Glu Leu Gly Pro Thr Leu Asp Thr Leu Gln Leu Asp Val Ala Asp Phe Ala Thr Thr Ile Trp Gln Gln Met Glu Glu Leu Gly Met Ala Pro Ala Leu Gln Pro Thr Gln Gly Ala Met Pro Ala Phe Ala Ser Ala Phe Gln Arg Arg Ala Gly Gly Val Leu Val Ala Ser His Leu Gln Ser Phe Leu Glu Val Ser Tyr Arg Val Leu Arg His Leu Ala Gln Pro (但しnは0又は1を示す)
  2. 【請求項2】 塩基配列が下記の塩基配列である請求項
    1記載のポリペプチドの製造法。 (ATG)n ACC CCC CTG GGC CCT GCC AGC TCC CTG CCC CAG AGC TTC CTG CTC AAG TGC TTA GAG CAA GTG AGG AAG ATC CAG GGC GAT GGC GCA GCG CTC CAG GAG AAG CTG GTG AGT GAG TGT GCC ACC TAC AAG CTG TGC CAC CCC GAG GAG CTG GTG CTG CTC GGA CAC TCT CTG GGC ATC CCC TGG GCT CCC CTG AGC AGC TGC CCC AGC CAG GCC CTG CAG CTG GCA GGC TGC TTG AGC CAA CTC CAT AGC GGC CTT TTC CTC TAC CAG GGG CTC CTG CAG GCC CTG GAA GGG ATC TCC CCC GAG TTG GGT CCC ACC TTG GAC ACA CTG CAG CTG GAC GTC GCC GAC TTT GCC ACC ACC ATC TGG CAG CAG ATG GAA GAA CTG GGA ATG GCC CCT GCC CTG CAG CCC ACC CAG GGT GCC ATG CCG GCC TTC GCC TCT GCT TTC CAG CGC CGG GCA GGA GGG GTC CTG GTT GCC TCC CAT CTG CAG AGC TTC CTG GAG GTG TCG TAC CGC GTT CTA CGC CAC CTT GCC CAG CCC (但しnは0又は1を示す)
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2012519681A (ja) * 2009-03-05 2012-08-30 マクロキュア,リミテッド 活性化白血球組成物

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