JPH07236475A - Il−6オートクライン増殖性ヒト骨髄腫細胞株 - Google Patents
Il−6オートクライン増殖性ヒト骨髄腫細胞株Info
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- JPH07236475A JPH07236475A JP6058082A JP5808294A JPH07236475A JP H07236475 A JPH07236475 A JP H07236475A JP 6058082 A JP6058082 A JP 6058082A JP 5808294 A JP5808294 A JP 5808294A JP H07236475 A JPH07236475 A JP H07236475A
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Abstract
なりえる骨髄腫細胞株を樹立することを目的とする。さ
らに、該細胞株を移植した実験動物、該細胞株または該
実験動物を用いる骨髄腫治療剤のスクリーニング法を提
供することも目的とする。 【構成】 オートクライン機構によりIL−6依存性で
増殖するヒト骨髄腫細胞株、該細胞株を移植した実験動
物、骨髄腫治療剤を該細胞株に添加して骨髄腫細胞増殖
抑制を試験することからなる骨髄腫治療剤のインビトロ
スクリーニング法、ならびに骨髄腫治療剤を該実験動物
に投与して骨髄腫細胞増殖抑制を試験することからなる
骨髄腫治療剤のインビボスクリーニング法。
Description
し、さらに詳しくはオートクライン機構によってIL−
6依存性で増殖するヒト骨髄腫細胞株、該細胞株を移植
した実験動物、ならびに該細胞株または該実験動物を用
いる骨髄腫治療剤のスクリーニング法に関する。
マウスハイブリドーマ/形質細胞腫増殖因子と同一因子
であるインターロイキン6(IL−6)は多発性骨髄腫
(multiple myeloma:以下MMと記載
する場合がある)細胞の主要な増殖因子であると考えら
れている(Kawano et al., Nature 332:83,1988; Klein
et al., Blood 73:517, 1989)。多発性骨髄腫は、形質
細胞が悪性化した腫瘍で、骨髄を増殖の場とし、複数の
部位に同時に発生する。IL−6はこのような細胞上で
2種の膜タンパク質を介してその活性を伝達する。その
1つは、IL−6が結合する分子量80kDのリガンド
結合性膜タンパク質(IL−6受容体)であり、他の1
つは非リガンド結合性のシグナル伝達にかかわる膜タン
パク質gp130である(Taga et al., J. Exp. Med.
196:967, 1987)。
腫細胞が構成的にIL−6を産生し、かつIL−6受容
体を発現していること、ならびに抗IL−6受容体
(R)抗体によりインビトロで増殖が抑制されることか
ら、骨髄腫細胞は成長因子を自ら産生し、自身で受容す
るというオートクライン機構により増殖する可能性があ
ることを報告し(Kawano et al., Nature 332:83, 198
8)、一方Kleinらは、自ら成長因子を産生しない
が、周囲からの成長因子を受容するというパラクライン
機構により増殖することを提唱した(Klein et al., Bl
ood 73:517, 1989)。また、血清中のIL−6濃度は骨
髄腫の病勢と相関していることが知られており(Batail
le et al., J. Clin. Invest. 84:2008, 1989)、IL
−6が骨髄腫の主要な増殖因子の1つであると考えられ
ている。
髄腫細胞以外の細胞の混入が避けられず、正確なアッセ
イが困難であることから、現在にいたるまで、骨髄腫細
胞がオートクライン機構またはパラクライン機構のいず
れによって増殖するのかは定かではない。
株中にトランスフェクションによってヒトIL−6 c
DNAを導入すると、自律的に増殖して腫瘍化すること
が観察され、これはパラクラインIL−6増殖機構を示
唆するものである(Okuno etal., Exp. Hematol. 20:39
5, 1992)。また、ヒト骨髄腫細胞株U266はIL−
6オートクライン機構によって増殖することが報告され
ている(Jernberg etal., Leukemia 5:255, 1991; Levy
et al., J. Clin. Invest. 88:696, 1991)。しかしな
がら、U266の増殖は外因性IL−6によっても(Je
rnberg et al., Leukemia 5:255, 1991)、また抗IL
−6モノクローナル抗体によっても(Levy et al., J.
Clin. Invest. 88:696, 1991)影響を受けなかった、と
いう報告もあり、U266の増殖機構に対するIL−6
の関与は不明である。
ら得た1例の新鮮骨髄腫細胞において、腫瘍細胞は明ら
かなIL−6依存性増殖を示し、かつ、自律的増殖とと
もに抗IL−6受容体抗体で強く抑制されることを報告
した(Goto et al., Biotherapy 7:655, 1993)。
をヒトIL−6遺伝子導入重症複合免疫不全マウス(I
L−6トランスジェニックSCIDマウス)に移植した
腫瘍細胞の性質について検討した(Goto et al., 第5
2回日本癌学会総会講演要旨集、498頁、1993年
10月)。その結果、皮下に移植した3匹にはその移植
部位に形質細胞腫を認め、腋窩リンパ節転移も認めた。
腹腔内移植では腫瘤形成は認めなかった。移植後の腫瘍
細胞は表面抗原やインビトロでのIL−6依存性増殖お
よび抗ヒトIL−6受容体抗体による増殖抑制効果など
に移植前と比べて変化を認めなかった。
の増殖機構には未だ不明な点が多く、これを解明するこ
とが求められている。
殖機構のモデルとなりえる骨髄腫細胞株を樹立すること
にある。該細胞株は抗IL−6抗体、抗IL−6受容体
抗体などのIL−6活性阻害剤をはじめとする骨髄腫治
療剤による骨髄腫の治療のインビトロモデルとして有用
である。
供することも目的とする。上記実験動物は抗IL−6抗
体、抗IL−6受容体抗体などのIL−6活性阻害剤を
はじめとする骨髄腫治療剤による骨髄腫の治療のインビ
ボモデルとして有用である。
を提供することも目的とする。上記インビトロモデルに
おいては、細胞増殖抑制あるいはMタンパク(ミエロー
マタンパク)分泌抑制を指標とする骨髄腫治療剤のスク
リーニング法を使用することができる。また、上記イン
ビボモデルにおいては、細胞増殖抑制、Mタンパク分泌
抑制あるいは骨病変の抑制を指標とする骨髄腫治療剤の
スクリーニング法を使用することができる。なお、Mタ
ンパクとは、骨髄腫が特異的に産生する免疫グロブリン
タンパク質であり、それを産生する骨髄腫によりIg
A、IgM、IgG、IgEおよびBence−Jon
esタンパクの5種類がある。
を達成すべく鋭意研究した結果、IL−6依存性増殖機
構を有する骨髄腫のモデルとなりうる細胞株を樹立する
ことに成功し、本発明を完成した。
よりIL−6依存性で増殖するヒト骨髄腫細胞株を提供
する。
物を提供する。
株に添加して骨髄腫細胞増殖抑制あるいはMタンパク分
泌抑制を試験することからなる骨髄腫治療剤のインビト
ロスクリーニング法を提供する。
動物に投与して骨髄腫細胞増殖抑制、Mタンパク分泌抑
制あるいは骨病変の抑制を試験することからなる骨髄腫
治療剤のインビボスクリーニング法を提供する。
者の腹水などから採取した骨髄腫細胞を用いて樹立する
ことができる。本発明では特に、IgG、λ型多発性骨
髄腫患者の腹水から骨髄腫細胞を採取した。培養開始後
1カ月で細胞は安定して増殖し始め、1年以上維持され
た。このようにして樹立された細胞株はKPMM2と命
名され、生命工学工業技術研究所特許微生物寄託センタ
ーに受託番号FIRM:P−14170で寄託されてい
る(1994年2月22日寄託)。細胞株KPMM2は
インビトロでの継代、ならびに実験動物、例えば重症複
合免疫不全(SCID)マウス、IL−6トランスジェ
ニックSCIDマウスおよびヌードマウスなどの免疫不
全状態にあるマウス中での安定した継代が可能である。
を産生し、またIL−6受容体(IL−6R)を発現し
ていることが確認された。また、KPMM2の各種サイ
トカインに対する反応性を3H−チミジンの取り込み実
験、MTT(3-[4,5-dimethylthiazol-2-yl]-2,5-diphe
nyltetrazolium bromide)法(J. Immun. Methods 65:5
5-63, 1983 参照)および生細胞の測定で試験した結
果、IL−6とともにインキュベートしたときのみ顕著
に刺激され、これはKPMM2がIL−6に特異的に反
応して増殖することを示している。さらに、KPMM2
の増殖は、抗IL−6 mAb(モノクローナル抗体)
および抗IL−6R mAbによって用量依存的に顕著
に抑制された。また、RT−PCR(逆転写ポリメレー
スチェインリアクション)により、KPMM2がIL−
6およびIL−6R mRNAを発現していることが確
認された。なお、KPMM2は各種の接着分子、すなわ
ちCD44、VLA−β、ICAM−1、NCAM、L
FA−3およびVLA−4を発現しており、またインビ
トロで自律的細胞凝集を示す。
PMM2がIL−6オートクライン機構により増殖する
骨髄腫細胞株であることが示された。本発明の細胞株は
その増殖機構がIL−6依存性のオートクライン機構で
あることが証明された最初の細胞株である。
mAbあるいは抗IL−6R mAbなどのIL−6
活性阻害剤をはじめとする骨髄腫治療剤のスクリーニン
グに有用である。例えば、抗IL−6抗体または抗IL
−6受容体抗体を本発明の細胞株に添加して骨髄腫細胞
増殖抑制効果を試験することからなる骨髄腫治療剤のイ
ンビトロスクリーニング法が可能である。また、本発明
の骨髄腫細胞株は、細胞数の増加に比例してMタンパク
の分泌量が増大することにより、Mタンパク分泌抑制を
指標として骨髄腫治療剤のインビトロスクリーニングを
行うことができる。さらに、本発明の細胞株は、細胞間
相互作用やIL−6シグナル伝達を介する骨髄腫細胞の
増殖において接着分子の果たす役割を研究するモデルと
しても有用である。
動物も提供する。本発明の細胞株を移植する実験動物と
しては、マウスの他、ラット、ウサギ、モルモット、ハ
ムスター、サルなどが挙げられ、さらには、T細胞ある
いはB細胞といった免疫担当細胞の機能に障害が生じ、
免疫不全状態にある実験動物に本発明の細胞株を移植す
るのがよい。既に述べたように、本発明の細胞株はSC
IDマウス、IL−6トランスジェニックSCIDマウ
スおよびヌードマウスなどの免疫不全状態にあるマウス
中で安定した継代が可能である。
ウスに移植するには、皮下移植、腹腔内移植の外に、静
脈内移植によっても行うことができる。皮下移植および
腹腔内移植した場合には、それぞれ移植部位皮下および
腹腔内に固形腫瘍が観察されるが、静脈内移植した場合
には、骨髄への腫瘍細胞の生着が見られ、これを実際の
骨髄腫の病態に近いモデルとして使用することができ
る。例えば、抗IL−6抗体または抗IL−6受容体抗
体といったIL−6活性阻害剤をはじめとする骨髄腫治
療剤を本発明の実験動物に投与して骨髄腫細胞増殖抑制
効果を試験することからなる骨髄腫治療剤のインビボス
クリーニング法が可能である。また、本発明の細胞株が
生着した実験動物では、腫瘍の増殖に伴って血清中のM
タンパク濃度の上昇が観察されるため、Mタンパク濃度
の抑制を指標とした骨髄腫治療剤のインビボスクリーニ
ング法も可能である。さらに、本発明の細胞株が実験動
物の骨髄へ生着すると骨髄腫細胞の増殖に伴い、血中イ
オン化カルシウム濃度の上昇、骨破壊、骨融解および骨
吸収といった骨病変が観察されることから、これら骨病
変の抑制を指標とした骨髄腫治療剤のインビボスクリー
ニング法が可能である。
説明するが、本発明の範囲はこれに限定されるものでは
ない。
ジIIA)の腹水から骨髄腫細胞を採取した。腹水は多数
の骨髄腫細胞を含んでおり、腹水中のIL−6レベルは
91.0pg/mlに達していた。採取した腹水をFi
coll−Hypaque(ファルマシア社製)を用い
た密度勾配遠心法にかけて単核球を分離、プラスチック
シャーレにて付着細胞を除去し、さらにヒツジ赤血球に
てT細胞を除去し、腫瘍細胞を95%以上に純化した。
細胞を20%ウシ胎児血清(FCS:Xavier I
nvestments製、オーストラリア)、組換えヒ
トIL−6(中外製薬製)4ng/mlおよびカナマイ
シン(明治製菓社製)100μg/mlを含むRPMI
1640(ギブコ社製)培養液中に1×106細胞/m
lの濃度で浮遊させた。次いで25mlフラスコ中で1
0mlの培養液中で培養し、湿潤5%CO2中、37℃
でインキュベートした。安定した細胞増殖が観察される
まで3日ごとに培地を部分的に新しいものに取り替え
た。
始め1年以上維持され、細胞株として樹立された。この
細胞株をKPMM2と命名した。IL−6の存在下また
は非存在下における倍加時間はそれぞれ48時間および
72時間であった。
通りである。KPMM2の形態およびIg分泌 KPMM2細胞は光学顕微鏡下で自律的な細胞凝集を示
して増殖することが観察され(図1)、ライト−ギムザ
染色では形質細胞様の形態を示した(図2)。KPMM
2は酸ホスファターゼが陽性であり、α−ナフチルブチ
レートエステラーゼがやや陽性であるが、ペルオキシダ
ーゼ、AS−Dクロロアセテートエステラーゼ、パス
(過ヨウ素酸シッフ試薬)およびアルカリホスファター
ゼは陰性であった。細胞質IgGおよびλL鎖が検出さ
れたが、IgA、IgM、およびκL鎖は直接免疫蛍光
法で陰性であった。また、細胞(106個/ml)を3
日間培養すると、培養上清にはIgGおよびλL鎖の分
泌が見られた。
発現を各種ヒト抗原に対するモノクローナル抗体のパネ
ルを用いて、直接および間接蛍光抗体法(Fried et a
l., Flow Cytometry, Boca Raton, CRC Press:59-78, 1
989)により検討した。
2を、106個/チューブとなるように、100μlの
蛍光活性化細胞選択装置(FACS)用緩衝液(2%
FCSおよび0.1% NaN3を含むリン酸緩衝化生
理食塩溶液(PBS)、以下FACS緩衝液という)に
浮遊させた。次いで、直接蛍光抗体法においては、飽和
量の下記表1に記載の各種ヒト抗原に対するフルオレシ
ンイソチオシアネート(FITC)あるいはフィコエリ
スリン(PE)標識抗体を添加し、4℃にて30分間イ
ンキュベートした。細胞を上記FACS緩衝液で2回洗
浄した後、フローサイトメーター(EPICS PRO
FILE,コールター社製)で分析した。
の下記表1に記載の各種ヒト抗原に対する抗体を添加
し、4℃にて30分間インキュベートして、細胞をFA
CS緩衝液で2回洗浄した後、5μg/mlのFITC
あるいはPE標識ヤギ抗マウスIgG抗体F(ab’)
2断片(TAGO社製)を加え、4℃にて30分間反応
させた。FACS緩衝液で2回洗浄した後、FACS緩
衝液に浮遊させ、フローサイトメーター(EPICS
PROFILE,コールター社製)で分析した。
めて示す。
(CD38、PCA−1およびBL3)、接着分子(C
D44、VLA−β、ICAM−1、NCAM、LFA
−3およびVLA−4)ならびにCD45、CD63、
CD71、IgGおよびλなどの抗原が陽性であった。
リン(Ig)遺伝子再構成をサザンブロット法により分
析した。
MM2細胞(107個)から、Manual of Clinical Immu
nology, 3rd edition, American Society for Microbio
logy, 1986の方法に準じてDNAを調製し、3種類の制
限酵素BamHI、EcoRIあるいはHindIII
(ベーリンガー・マンハイム社製)で別々に処理し、エ
タノール沈殿としてDNAを回収して、0.8%アガロ
ースゲル(SEAKEMGTG,FMC社製)により2
4時間電気泳動を行った。電気泳動したDNAをナイロ
ン膜(ハイボンドN+,アマシャム社製)に移し、これ
を乾燥させた。次に、タカラランダムプライマーDNA
ラベリングキット(宝酒造社製)を用いて、32P標識し
たヒトIg JH、CκおよびCλプローブ(オンコア
社製)を用い、添付の処方に従ってサザンブロット分析
を行った。なお、対照として健常人の末梢血単核球から
得た再構成を生じていない染色体DNAを用いた。その
結果、IgHおよびκ鎖遺伝子が再構成していたが、λ
鎖遺伝子は再構成していなかった(図3)。以上のこと
より、KPMM2がモノクローナルな抗体を産生するこ
と、および細胞の単一性が確認された。
造異常を分析した。
2を20%FCSおよび100μg/mlカナマイシン
を含むRPMI1640培養液にて5×105個/ml
となるように培養した。培養48時間後に、KPMM2
に0.05μgのコルセミド(ギブコ社製)を15分間
処理し、分裂中期で細胞周期が停止したKPMM2細胞
を回収した。回収したKPMM2細胞を0.075Mの
KClで20分間処理し、メタノール−酢酸で固定し
た。次いで、KPMM2細胞の染色体をトリプシン−ギ
ムザバンド染色法によって分析した。
もつ二倍体細胞であることが判明した(図4)。分析し
た15細胞すべてが46、XX、der(1;19)
(q10;q10)、t(3;14)(q21;q3
2)、−4、t(6;11)(p12;p15)、de
r(10)add(10)(p13)dic(9;1
0)(q10;q26)、+16を示した。
バールウイルス(EBV)およびマイコプラズマ汚染を
試験した。
2細胞の染色体からエプスタイン・バールウイルス(E
BV)を検出するために、Systemic Gene
tic Institute社から購入したEBV B
amW領域増幅プライマーを用いて、添付の処方に従い
PCR(ポリメレース チェイン リアクション)を行
った。マイコプラズマ感染の検出はマイコプラズマDN
A検出用M.T.C.キット(Gen−Probe I
nc.社製)により、添付の処方に従って実施した。
びマイコプラズマゲノムに対して陰性であった。
ンへの反応性を試験した。
M2を20%FCSおよび100μg/mlカナマイシ
ンを含むRPMI1640培養液に浮遊させ、容量が2
00μlで96穴プレート(ファルコン社製)へ1×1
04個/穴となるように分注した。
なるように各種サイトカインを別々に加えた。
因子(TNF)−α、同顆粒球マクロファージコロニー
刺激因子(GM−CSF)、同幹細胞成長因子(SC
F)(以上、Genzyme社製)、同IL−4、同I
L−7、同IL−10、同IL−11、同白血病阻害因
子(LIF)、同オンコスタチンM(OSM)(以上、
Pepro Tec Inc.社製)、同IL−9、同
トランスフォーミング成長因子(TGF)−β(以上、
R&D System Inc.社製)、同IL−1α
(Boehringer Manheim社製)、同I
L−5(Upstate Biotechnology
Inc.社製)、同IL−8(Amersham社
製)、同エリスロポエチン(EPO)および同顆粒球コ
ロニー刺激因子(G−CSF)(以上、中外製薬株式会
社より提供)は100ng/ml。
(塩野義製薬株式会社より提供)および天然型ヒトIF
N−α(住友製薬株式会社より提供)は1000U/m
l。
供)は1ng/ml。
20%FCSおよび100μg/mlカナマイシンを添
加したRPMI1640培養液で培養した。
2を、上記サイトカイン存在下あるいは非存在下で湿潤
5%CO2中、37℃で96時間培養した。その培養終
了4時間前に、各穴に3H−チミジン(Amersha
m社製)を1μCi/穴となるように添加した。KPM
M2が取り込んだ3H−チミジンの量の測定は、液体シ
ンチレーションカウンター(1205 ベータプレー
ト、ファルマシア社製)を用いた。
ンの効果を図5に示す。図5から明らかなように、KP
MM2細胞はIL−6とともにインキュベートしたとき
のみに3H−チミジンの取り込みが顕著に刺激された。
濃度1ng/mlにおけるIL−6により、3H−チミ
ジンの取り込みが2.2倍に上昇した。一方、IFN−
αおよびIFN−γはKPMM2細胞の増殖を顕著に阻
害した。
反応性を調べるために、MTT(3-[4,5-dimethylthiaz
ol-2-yl]-2,5-diphenyltetrazolium bromide)法(J. I
mmun. Methods 65:55, 1983 を参照)および生細胞を直
接測定する方法を用いたが、同様の結果が得られた。
L−6R mAbによる増殖阻害 実施例1で樹立した細胞株KPMM2に対するマウス抗
ヒトIL−6R mAb(モノクローナル抗体)(Ig
G1クラス:PM1)およびマウス抗IL−6mAb
(IgG1クラス:SK2)の効果を調べた。SK2は
文献(Y. Ohe etal., Br. J. Cancer 67:939, 1993)に
記載されており、またPM1は文献(Hirata et al.,
J. Immunol. 143:2900, 1989)に記載されている。
を20%FCSおよび100μg/mlカナマイシンを
含むRPMI1640培養液に浮遊させ、容量が200
μlで96穴プレート(ファルコン社製)へ1×104
個/穴となるように分注した。
L−6 mAb(モノクローナル抗体)(SK2)およ
び抗IL−6R(受容体)mAb(PM1)を別々に加
えた。なお、対照群は、抗体を加えない20%FCSお
よび100μg/mlカナマイシンを含むRPMI16
40培養液とした。
2を、抗IL−6 mAbおよび抗IL−6R mAb
存在下あるいは非存在下で湿潤5%CO2中、37℃で
96時間培養した。その培養終了4時間前に、各穴に3
H−チミジン(Amersham社製)を1μCi/穴
となるように添加した。KPMM2が取り込んだ3H−
チミジンの量の測定は、液体シンチレーションカウンタ
ー(1205 ベータプレート、ファルマシア社製)を
用いた。
Abおよび抗IL−6R mAbの効果を図6に示す。
SK2およびPM1の添加はいずれも用量依存的に細胞
増殖を有意に阻害した。特に、PM1は1μg/mlの
濃度でKPMM2の増殖を完全に阻害した。
bおよび抗IL−6R mAbに対する効果を調べるた
めに、MTT(3-[4,5-dimethylthiazol-2-yl]-2,5-dip
henyltetrazolium bromide)法(J. Immun. Methods 6
5:55, 1983 を参照)および生細胞を直接測定する方法
を用いたが、同様の結果が得られた。
の測定 上記実施例1で樹立した細胞株KPMM2によるIL−
6産生能を試験した。
を、20%FCSおよび100μg/mlカナマイシン
を含むRPMI1640培養液に106個/mlとなる
ように浮遊させ、ヒトIL−6非存在下で湿潤5%CO
2中、37℃で培養した。
PMM2が産生したIL−6の濃度を、ヒトIL−6用
ELISAキット(帝人バイオラボラトリー社製)を用
いて添付の処方に従い測定した。なお、陰性対照とし
て、20%FCSおよび100μg/mlカナマイシン
を添加したRPMI1640培養液を用いた。培養上清
には79.7±19.6(平均値±S.D.)pg/m
lのIL−6の産生が検出され、対照培養液において検
出限界(4.0pg/ml)以下であったのに比較する
と、培養上清中のIL−6濃度が顕著に増加しているこ
とが確認された。
L−6Rの発現の確認 KPMM2細胞上でのIL−6R発現を確認するため
に、IL−6Rに結合し、IL−6のIL−6Rへの結
合を阻害しないマウス抗ヒトIL−6R mAbである
MT18抗体(Hirata et al., J. Immunol. 143:2900,
1989)を用いて、間接蛍光抗体法を実施した。
2細胞を106個/チューブとなるように、100μl
の実施例2記載のFACS緩衝液に浮遊させ、10μg
/mlのMT18抗体を加え、4℃にて3時間反応させ
た後、FACS緩衝液で2回洗浄し、100μlのFA
CS緩衝液に浮遊させ、さらに、FITC標識ヤギ抗マ
ウスIgG抗体(TAGO社製)を5μg/ml添加
し、4℃にて30分間反応させた。FACS緩衝液で2
回洗浄した後、同FACS緩衝液に浮遊させ、フローサ
イトメーター(EPICS PROFILE、コールタ
ー社製)で蛍光を測定した。
細胞上にIL−6Rの発現が示された。
(Mタンパク)産生の測定 KPMM2のヒトIgG(Mタンパク)産生能を試験し
た。
2を106個/mlとなるように、20%FCSおよび
100μg/mlカナマイシンを含むRPMI1640
培養液に浮遊させ、容量2mlで12穴プレート(ファ
ルコン社製)の各穴に分注し、ヒトIL−6非存在下で
湿潤5%CO2中、37℃で72時間培養した。なお、
実験は3回行った。その後、培養上清中のヒトIgG濃
度を、TAGO社製ヤギ抗IgG抗体(NO.410
0)およびアルカリフォスファターゼ標識ヤギ抗IgG
ガンマ鎖特異的抗体(NO.2490)を用いるELI
SAにて測定した。なお、スタンダードとしてカッペル
社製ヒトIgG(NO.0001−860)を用いた。
その結果、培養上清中には10.1μg/mlのヒトI
gGが検出され、対照培養液では検出限界以下(5ng
/ml)であったのに比較して、培養上清中のヒトIg
G濃度が顕著に増加していることが確認された。
レースチェインリアクション)によるIL−6およびI
L−6R mRNAの検出 実施例1に記載の方法で得られたKPMM2におけるヒ
トIL−6およびヒトIL−6Rの発現を確認するため
に、RT−PCR(逆転写ポリメレースチェインリアク
ション)法によりヒトIL−6およびヒトIL−6Rの
メッセンジャーRNA(mRNA)を検出した。
cular Cloning, Cold Spring Harbor Laboratory Pres
s)によってKPMM2細胞(108個)から全RNAを
調製した。陰性対照としてヒトB細胞リンパ腫細胞株S
KW6.4からも同様に全RNAを調製した。1本鎖c
DNA合成はcDNA合成キット(Invitroge
n社製)を用いて、添付の処方に従い全RNA5μgか
ら直接実施した。
L−6R検出用PCRプライマーを用いた(Clont
ech Inc.社製)。PCR溶液各100μlは、
10mM Tris−HCl(pH8.3)、50mM
塩化カリウム、Amplitaq(Perkin E
lmer Cetus社製)2.5ユニット、1本鎖c
DNA合成反応物1μl、各プライマー100pmol
を含む。各PCR用チューブに鉱物オイル50μlを上
層してPCRに付した。最初に94℃で1分メルトし、
60℃で1分と72℃で10分のサイクルを30サイク
ル繰り返した。最終サイクルの後、最終的に72℃で1
0分伸長を行った。ヒトIL−6およびヒトIL−6R
検出用プライマーを用いた陽性対照群も同様に増幅し、
約50pgの陽性対照PCR産物を得た。
5%アガロースゲル上で電気泳動を行った。図8に示す
ように、IL−6(628bp)およびIL−6R(2
51bp)のPCR産物はいずれもKPMM2のRNA
から増幅された。これらの結果は、KPMM2がIL−
6のオートクライン機構によって増殖することを遺伝子
発現の面から支持する。一方、SKW6.4細胞はIL
−6に応答してIgMを分泌する。IL−6RのPCR
産物はSKW6.4 mRNAから増幅された。しか
し、IL−6のPCR産物はこの実験で検出されず、こ
のことはSKW6.4細胞がIL−6を産生していない
ことを示唆する。
マウスおよびヌードマウスへの移植 (1)KPMM2の可移植性およびインビボでの継代 上記実施例1で樹立した細胞株KPMM2の可移植性お
よびインビボでの継代を以下のように検討した。
g/mlカナマイシンを含むRPMI1640培養液に
108個/mlで懸濁し、0.2mgのウサギ抗アシア
ロGM1抗体(Code No.014−09801、
和光純薬工業社製)で処理したIL−6トランスジェニ
ック重症免疫不全マウス(以下IL−6−SCIDTm
という)(中外製薬製)の腹部皮下に注射針で0.1m
l移植した。その結果、1カ月後には3例全例で移植部
位に結節型の腫瘍を形成した。
塊を使い捨て注射器のピストンなどでつぶし、ナイロン
メッシュ(70μm、ファルコン社製)を通して細胞を
回収した。この細胞を上記と同様にRPMI1640培
養液に懸濁し、IL−6−SCID Tm、重症免疫不
全マウス(SCIDマウスという)(日本クレア社
製)、BALB/c−nu/nuマウス(以下ヌードマ
ウスという)(日本クレア社製)に皮下移植したとこ
ろ、同じように移植部位に結節型の腫瘍を形成し、イン
ビボでの継代が可能であった。また腫瘍塊を3mm角の
ブロックにし、移植針を用いてIL−6−SCID T
m、SCIDマウス、ヌードマウスの皮下に移植しても
継代可能であった。 (2)KPMM2の異なる移植経路での可移植性 KPMM2の移植経路を皮下(s.c.)、静脈内
(i.v.)、腹腔内(i.p.)とした場合の可移植
性を以下のように検討した。
たKPMM2腫瘍を無菌的に摘出し、摘出した腫瘍塊を
使い捨て注射器のピストンでつぶし、ナイロンメッシュ
を通して細胞を回収し、108個/mlの細胞懸濁液を
作成した。この懸濁液をSCIDマウス、あるいは0.
2mgのウサギ抗アシアロGM1抗体および500Rの
X線で処理したヌードマウスに0.1mlずつ皮下
(s.c.)、静脈内(i.v.)、腹腔内(i.
p.)の3経路で移植し、40日後に生着の判定を行っ
た(表2)。その結果、約40日後には全例で生着が確
認され、s.c.移植では移植部位に、i.p.移植で
は腹腔内に固形腫瘍を形成した。また、i.v.移植で
はKPMM2は骨髄での生着が認められた。
ク:ミエローマタンパク)の濃度 細胞株KPMM2をSCIDマウスへ皮下移植し、形成
された腫瘍の体積と血清中ヒトIgG濃度の相関を調べ
た。上記(2)に記載の方法で細胞株KPMM2をSC
IDマウスへ皮下移植し、KPMM2移植前、移植後2
1日目、42日目の3回、血清サンプルを採取してEL
ISA法にてヒトIgG濃度を測定した。
はKPMM2を移植した動物ではいずれも経時的に上昇
した。また図9に示すように、皮下移植した動物では皮
下に形成された腫瘍の体積と血清ヒトIgG濃度に相関
が見られ、腫瘍の大きな動物ほど血清ヒトIgG濃度は
高値を示した。このことから、血清ヒトIgG濃度を指
標としても抗腫瘍効果の判定ができると考えられた。 (4)KPMM2の可移植性および移植細胞数の検討 SCIDマウスとヌードマウスで移植細胞数を変えたと
きのKPMM2の可移植性を検討した。
スおよびヌードマウスに、上記(2)記載の方法で各々
KPMM2細胞を107、3×106、106個腹部皮下
(s.c.)に移植し、またSCIDマウスには上記
(2)の方法で得たKPMM2細胞を3×106、106
個静脈内(i.v.)でも移植した。
場合、3×106個以上移植すると、21日までに全例
で腫瘍結節を形成し、106個移植した場合でも21日
までに2/3、32日までに全例で腫瘍結節を形成し
た。ヌードマウスに皮下移植すると、107個移植した
場合では21日までに2/3、32日までには全例で、
また3×106個移植した場合では42日までには全例
で腫瘍結節が形成された。しかし、106個の移植では
42日までに腫瘍の生着は見られなかった。また、SC
IDマウスに静脈内移植した場合、42日までに3×1
06個移植で全例、106個移植で1/3にKPMM2が
生着した。これらの結果を以下の表3にまとめて示す。
38抗原の発現の解析 KPMM2を移植したSCIDマウスにおいて、その生
着を確認するために、KPMM2の細胞表面上で特徴的
に発現している表面抗原であるヒトCD38抗原の発現
を試験した。
SCIDマウスへ静脈内移植し、移植後37日目にマウ
スを屠殺した。屠殺したマウスの大腿骨より骨髄を回収
して懸濁し、ステンレスメッシュ(100μm)を通
し、蛍光活性化細胞選択装置(FACS)用緩衝液(2
%FCSおよび0.1%NaN3を含むPBS(−)溶
液)にて骨髄細胞の浮遊液を調製した。なお、陰性対照
としてKPMM2を移植していないSCIDマウスの骨
髄からも同様の方法にて骨髄細胞浮遊液を調製した。
MM2を皮下移植したSCIDマウスからは、移植後3
7日目に皮下腫瘍塊を外科的に摘出し、摘出した腫瘍塊
を2枚のスライドグラスの間にはさんですりつぶし、こ
れをステンレスメッシュ(100μm)を通し、FAC
S緩衝液にて骨髄細胞の浮遊液を調製した。
でインビトロにて培養したKPMM2を用いた。インビ
トロで4日間培養したKPMM2をFACS緩衝液で洗
浄した後、同緩衝液中に浮遊させた。
いて、FACS解析によるヒトCD38抗原の発現を調
べた。
にて、各群の浮遊細胞106個に対し、2.5μg/m
lのフィコエリスリン(PE)標識抗ヒトCD38抗体
(Leu−17、ベクトン・ディッキンソン社製)を添
加し、氷上で30分間反応させた。次いで、1mlのF
ACS緩衝液で2回洗浄後、500μlのFACS緩衝
液で懸濁し、FACScan(ベクトン・ディッキンソ
ン社製)によりFACS解析を行った。
2のFACS解析の結果から、蛍光強度40から200
0までの範囲にある細胞をヒトCD38抗原発現細胞と
した(図10(a)参照)。KPMM2を静脈内移植し
たSCIDマウスでは、その骨髄細胞のおよそ71%が
ヒトCD38陽性細胞で占められていた(図10(b)
参照)。このことは、SCIDマウスに静脈内移植した
KPMM2がSCIDマウスの骨髄に生着したことを示
している。また、KPMM2をSCIDマウスに皮下移
植して生じた腫瘍塊から得られた細胞は全てヒトCD3
8が陽性であり(図10(c)参照)、KPMM2を皮
下移植して生ずる腫瘍塊は、全てKPMM2から構成さ
れていることが示された。なお、KPMM2を移植して
いない陰性対照群のSCIDマウスの骨髄細胞にはヒト
CD38陽性細胞は全く検出されなかった(図10
(d)参照)。
よび抗ヒトIL−6R再構成ヒト型化抗体PM1の抗腫
瘍効果 KPMM2移植動物における抗ヒトIL−6抗体SK2
および抗ヒトIL−6R再構成ヒト型化抗体PM1のイ
ンビボ抗腫瘍効果を以下のようにして検討した。
IDマウスで継代して得たKPMM2骨髄腫腫瘍塊をウ
サギ抗アシアロGM1抗体/X線処理ヌードマウス(5
週齢、雄)に4mm角ブロックで皮下移植し、翌日に1
回だけSK2抗体を1mg/マウスの1用量、再構成ヒ
ト型化PM1抗体(国際公開出願WO92−19759
参照)を0.125、0.5および1mg/マウスの3
用量で静脈内投与した。各抗体は0.2ml/マウスと
なるようにPBS(−)(ニッスイ製)で調製し、陰性
対照群には、PBS(−)を0.2ml/マウス投与し
た。その後腫瘍の大きさを経時的に観察し、対照群の腫
瘍が十分大きくなった35日目に全採血を行ってから腫
瘍を摘出して重量を測定した。
均腫瘍重量が約1gであったのに対し、再構成ヒト型化
PM1抗体投与群においては、1mg/マウス投与した
場合で腫瘍増殖抑制率(Growth Inhibit
ory Ratio:GIR)は78%、0.5mg/
マウス投与した場合でのGIRは53%、0.125m
g/マウス投与した場合でのGIRは66%を示し、強
い腫瘍増殖抑制効果が見られた。またSK2において
も、1mg/マウス投与群でGIR61%と腫瘍増殖を
抑制した。
ルのヒトIgG濃度をELISA法にて測定した。その
結果を図12に示す。抗体非投与陰性対照群では血清ヒ
トIgG濃度が平均27.6mg/mlであったもの
が、再構成ヒト型化PM1抗体を1、0.5、0.12
5mg/マウス投与することでそれぞれ71%、55
%、75%抑制された、SK2 1mg/マウス投与で
も43%抑制された。腫瘍重量と血清ヒトIgG濃度は
各処理群間でも、個体レベルでもよく相関していた。
Dマウスにおけるイオン化カルシウム濃度の上昇および
骨吸収の亢進 KPMM2(107個)を上記実施例12(2)に記載
する方法でSCIDマウス(日本クレア社製)へ静脈内
移植し、移植後経時的に血中イオン化カルシウム濃度お
よび骨吸収の有無を試験した。
日目および37日目にKPMM2静脈内移植SCIDマ
ウスをエーテル麻酔し、マウス眼窩より60μl容量の
キャピラリーカラム(チバ・コーニング社製)で採血
し、直ちに血中イオン化カルシウム濃度を634自動C
a++/pHアナライザー(チバ・コーニング社製)にて
測定した。なお、対照としてKPMM2を移植していな
いSCIDマウスからも同様の方法で採血し、血中イオ
ン化カルシウム濃度を測定した。
マウスの血中イオン化カルシウム濃度は、移植後30日
目より上昇がみられ、37日目には対照群のマウスに比
べ、約20%の血中イオン化カルシウム濃度上昇が観察
された(図13)。なお、血中イオン化カルシウム濃度
上昇は、KPMM2をSCIDマウスへ静脈内移植した
ときの、マウス骨髄におけるKPMM2(ヒトCD38
抗原陽性細胞)が占める増加の割合の経時的増加とよく
相関していた(図14参照)。
CIDマウス下肢の骨をX線撮影して形態的に観察した
ところ、対照群のマウスと比較し、顕著な骨吸収像が確
認された(図15参照)。以上の結果は、KPMM2静
脈内移植SCIDマウスの骨病変が、実際の骨髄腫の病
変とよく一致していることを示している。
依存性で増殖する骨髄腫が存在することが明らかとなっ
た。本発明のオートクライン機構によりIL−6依存性
で増殖するヒト骨髄腫細胞株は、骨髄腫のIL−6依存
性増殖機構モデルとして有用である。また抗IL−6抗
体、抗IL−6受容体抗体などのIL−6活性阻害剤を
はじめとする骨髄腫治療剤の治療モデルとしても使用し
得るものである。本発明のオートクライン機構によりI
L−6依存性で増殖するヒト骨髄腫細胞株はインビトロ
およびインビボで細胞増殖抑制を指標とした骨髄腫治療
剤の評価系を作成するのに有用であるのはもちろん、M
タンパクを産生し、この産生量が骨髄腫の増殖に極めて
よく相関することから、Mタンパク産生量の抑制を指標
とした骨髄腫治療剤の評価系を作成するのに有用であ
る。
動物に静脈内移植して得られる骨髄腫の骨髄生着モデル
では、多発性骨髄腫の増殖に伴い骨髄腫に特徴的な骨病
変が観察され、したがってこの骨病変の抑制を指標とし
た骨髄腫治療剤の評価系を作成することができる。
の利用価値は極めて大きい。
す図(生物の形態を表す写真)である。
写真)である。ライト−ギムザ染色では形質細胞の特徴
を有する。
よびCλ遺伝子の再構成を示す図(電気泳動の写真)で
ある。KPMM2から得たDNAをBamHI、Eco
RIおよびHindIIIで消化し、JHおよびCλ遺伝子
プローブを用いてサザンブロット分析を行った。再構成
したバンドを(▲)で示す。
写真)である。検索した15細胞はすべて46、XX、
der(1;19)(q10;q10)、t(3;1
4)(q21;q32)、−4、t(6;11)(p1
2;p15)、der(10)add(10)(p1
3)dic(9;10)(q10;q26)、+16を
示した。
ンの効果を示す図である。使用したサイトカインの濃度
は以下の通りである:IL−6、1ng/ml;IFN
−αおよびIFN−γ、1000U/ml;その他のサ
イトカイン、100ng/ml。各数値は3回の試験の
平均+標準偏差(SD)を表す。
Abおよび抗IL−6R mAbの効果を示す図であ
る。SK2はマウス抗IL−6 mAb(▲);PM1
はマウス抗IL−6R mAb(●)。破線は対照を示
す。各数値は3回の試験の平均を表す。
す図である。細胞は抗IL−6R mAb(MT18)
で染色した。マウスIgG2b抗体を対照として用い
た。破線はmIgG2bを、実線はMT18を表す。
(逆転写PCR)分析により、KPMM2のIL−6お
よびIL−6R mRNAの発現を示す図(電気泳動の
写真)である。レーン1および4、SKW6.4;レー
ン2および5、KPMM2;レーン3および6、陽性対
照。
体積と血清ヒトIgG濃度の相関を示す図である。
けるヒトCD38抗原のFACS解析を示す図である。
KPMM2は40から2000までの範囲の蛍光強度を
有する。(b)はKPMM2を静脈内移植したSCID
マウスの骨髄細胞におけるヒトCD38抗原のFACS
解析を示す図である。71%の細胞が40から2000
の範囲の蛍光強度を有する。(c)はKPMM2を皮下
移植したSCIDマウスの腫瘍塊から得た細胞における
ヒトCD38抗原のFACS解析を示す図である。全て
の細胞が40から2000の範囲の蛍光強度を有する。
(d)はKPMM2を移植していないSCIDマウスの
骨髄細胞におけるヒトCD38抗原のFACS解析を示
す図である。40から2000の範囲の蛍光強度を有す
る細胞は全くみられない。
び抗IL−6R mAbのインビボにおける腫瘍増殖抑
制効果を示す図である。SK2は抗ヒトIL−6 mA
b;再構成ヒト型化PM1は抗ヒトIL−6R mA
b。
gG濃度に対する抗IL−6 mAbまたは抗IL−6
R mAbの効果を示す図である。
の血中イオン化カルシウム濃度(□)の経時的変化を示
す図である。(◇)は対照を示す。各数値はSCIDマ
ウス4匹(37日目のみ5匹)の平均±S.D.を示
す。
の骨髄中のヒトCD38抗原陽性細胞の割合(□)の経
時的変化を示す図である。(◇)は対照を示す。各数値
はSCIDマウス4匹(37日目のみ5匹)の平均±
S.D.を示す。
の骨のX線撮影像を示す図(生物の形態を示す写真)で
ある。(a)はKPMM2を移植していない対照群のS
CIDマウス (b)はKPMM2移植後37日目のSCIDマウス
Claims (16)
- 【請求項1】 オートクライン機構によりIL−6依存
性で増殖するヒト骨髄腫細胞株。 - 【請求項2】 ヒト骨髄腫がヒト多発性骨髄腫である請
求項1に記載の細胞株。 - 【請求項3】 KPMM2(生命工学工業技術研究所特
許微生物寄託センター、受託番号FIRM:P−141
70)である請求項1に記載の細胞株。 - 【請求項4】 請求項1に記載の細胞株を移植した実験
動物。 - 【請求項5】 実験動物が免疫不全状態である請求項4
に記載の実験動物。 - 【請求項6】 実験動物がマウスである請求項4に記載
の実験動物。 - 【請求項7】 実験動物にオートクライン機構によりI
L−6依存性で増殖するヒト骨髄腫細胞株を静脈内移植
して得られる請求項4に記載の実験動物。 - 【請求項8】 実験動物にオートクライン機構によりI
L−6依存性で増殖するヒト骨髄腫細胞株を皮下移植し
て得られる請求項4に記載の実験動物。 - 【請求項9】 実験動物にオートクライン機構によりI
L−6依存性で増殖するヒト骨髄腫細胞株を腹腔内移植
して得られる請求項4に記載の実験動物。 - 【請求項10】 骨髄腫治療剤を請求項1に記載の細胞
株に添加して骨髄腫細胞増殖抑制を試験することからな
る骨髄腫治療剤のインビトロスクリーニング法。 - 【請求項11】 骨髄腫細胞増殖抑制試験をMタンパク
分泌抑制を指標として行うことからなる請求項10に記
載のインビトロスクリーニング法。 - 【請求項12】 骨髄腫治療剤がIL−6活性阻害剤で
ある請求項10に記載のインビトロスクリーニング法。 - 【請求項13】 骨髄腫治療剤を請求項4に記載の実験
動物に移植して骨髄腫細胞増殖抑制を試験することから
なる骨髄腫治療剤のインビボスクリーニング法。 - 【請求項14】 骨髄腫細胞増殖抑制試験をMタンパク
分泌抑制を指標として行うことからなる請求項13に記
載のインビボスクリーニング法。 - 【請求項15】 骨髄腫細胞増殖抑制試験を骨病変の抑
制を指標として行うことからなる請求項13に記載のイ
ンビボスクリーニング法。 - 【請求項16】 骨髄腫治療剤がIL−6活性阻害剤で
ある請求項13に記載のインビボスクリーニング法。
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