JPH07501447A - Mgfおよびil−3を含む融合タンパク質 - Google Patents
Mgfおよびil−3を含む融合タンパク質Info
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- JPH07501447A JPH07501447A JP5509444A JP50944493A JPH07501447A JP H07501447 A JPH07501447 A JP H07501447A JP 5509444 A JP5509444 A JP 5509444A JP 50944493 A JP50944493 A JP 50944493A JP H07501447 A JPH07501447 A JP H07501447A
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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】
MGFおよびI L−3を含む融合タンパク質発明の背景
本発明は、造血系細胞の増殖を刺激する融合タンパク質、更に詳しくは、MGF
およびI L−3を含む融合タンパク質の構築に関する。
造血系成長因子(または造血素)は、種々の系統の血球の増殖および成熟を調節
する。全ての血球は、幹細胞と称される1種類の前駆細胞から発生すると考えら
れる。それぞれの造血素は特定の種類の血球を分化させ且つ増殖させる。幹細胞
か骨髄中で分裂する場合、それはそれ自体を幹細胞と同様に複製することができ
るしまたは特定の発生経路にゆだねられることになる。特定の発生経路にゆだね
られた結果として、幹細胞は、ある種のホルモンシグナルに対してそれが応答す
ることを可能にする受容体をその細胞表面上に表わす。このようなシグナルは、
最終分化をもたらす経路へと細胞を更に押し進める。
多数の造血素が識別されており、それらは造血系幹細胞および前駆細胞階層中の
種々の段階での細胞発生を調節する。識別された大部分の成長因子は、比較的遅
い段階での分化に影響を及ぼし且つ成熟分化した造血系要素の数および機能を調
節する。インターロイキン−3(rIL−3Jまたは「マルチ−C3FJ)は、
例えば、顆粒球、マクロファージ、好酸球、マスト細胞、巨核球および赤芽細胞
を含む広範囲の造血系細胞の形成を刺激する。IL−3は同定され、単離され、
そして分子クローン化されている(欧州特許公開筒275.598号明細書およ
び同第282,185号明細書)。最近、造血系階層の極めて初期の前駆細胞を
調節するマスト細胞成長因子(rMGFj)か同定され、単離され、そして分3
5.1991)。
前臨床研究は、このような造血素が、種々の血球減少症を治療し、感染性病原体
に対する免疫応答性を強化し、そしてウィルス感染または放射線若しくは化学療
法で誘導された造血系細胞抑制後の正常な血球集団の構築を助ける場合に有用で
ありうることを示している。MGFは、特に、造血系細胞に対するその初期の作
用のために、無形成貧血を治療するのに有用であると考えられる。それらの最適
の治療可能性を決定するために、造血系細胞に対するこのようなタンパク質の種
々の組合せの作用が重要な研究課題であった。
発明の概要
本発明は、MGFおよびIL−3を含む融合タンパク質に関する。融合タンパク
質は、好ましくは、
Rt R2・R2R1・RI L R2およびR2−L−R1(式中、R1はM
GFてあり:R2はIL−3てあり:そしてLはリンカ−ペプチド配列である)
から成る群より選択される式を有する。本発明の最も好ましい態様において、M
GFおよびIL−3は、MGFまたはIL−3ドメインがそのそれぞれの細胞表
面受容体分子に対して結合するそれぞれのドメインの能力を保持するような方法
で折りたたまれることを可能にするリンカ−配列によって互いに結合している。
本発明の融合タンパク質は、MGF若しくはIL−3単独または組合せの場合よ
りも増大したヒト骨髄細胞を刺激する能力を示す。
発明の詳細な説明
本発明は、MGFおよびll−3を含む融合タンパク質に関する。下記の用語を
以下の通り定義する。
本明細書中で用いられる「組換え体」とは、タンパク質が組換え体(例えば、微
生物または哺乳動物)発現系に由来することを意味する。「微生物体」とは、細
菌または真菌(例えば、酵母)発現系において製造された組換え体タンパク質を
意味する。生成物としての「組換え微生物体」は、天然の内因性物質を本質的に
含まない微生物発現系において生産されたタンパク質を定義している。大腸菌(
E、coli)などの大部分の最近培養物において発現されたタンパク質はグリ
カンを含まない。酵母において発現されたタンパク質は、哺乳動物細胞において
発現されたものとは異なるグリコジル化パターンを有することがある。
本明細書中を通して用いられる「生物学的に活性な」とは、特定の分子が、天然
の受容体に結合することができ、細胞に対する刺激を伝達することができ、また
は特定の分子に対して生じた抗体と交差反応することができるように天然の形と
同様の十分なアミノ酸配列を分担していることを意味する。
rDNA配列」とは、大型のDNA構築物の個別のフラグメントの形のまたは成
分としてのDNAポリマーを意味する。好ましくは、DNA配列は、標準的な生
化学的方法、例えば、クローニングベクターを用いることによって識別、操作お
よび回収を可能にする量すなわち濃度で存在する。このような配列は、好ましく
は、内部非翻訳配列によって中断された読み取り枠または、典型的に真核遺伝子
中に存在するイントロンの形で与えられる。適切な配列を含むゲノムDNAを用
いることもできる。非翻訳DNAの配列は読み取り枠から5′または3′に存在
することができ、そこにおいてそれらはコード領域の操作または発現の妨げにな
らない。
「ヌクレオチド配列」は、デオキシヌクレオチドのヘテロポリマーを意味する。
本発明の提供されたタンパク質をコードしているDNA配列は、cDNAフラグ
メントおよび短いオリゴヌクレオチドリンカーから、または一連のオリゴヌクレ
オチドから組み立てられて、組換え転写単位において発現されることができる合
成遺伝子を提供することができる。
「組換え体発現ベクター」は、本発明の融合タンパク質をコードし、しかも(1
)遺伝子発現において調節の役割を有する1種類または複数の遺伝的要素、例え
ば、プロモーターまたはエンハンサ−; (2)mRNAに転写され且つタンパ
ク質に翻訳される構造配列またはコーディング配列;並びに(3)適当な転写お
よび翻訳開始および終結配列;の集合を含む転写単位を含むDNAを増幅させる
かまたは発現させるのに用いられる複製可能なりNA構築物を意味する。酵母発
現系において用いるための構造要素は、好ましくは、宿主細胞による翻訳された
タンパク質の細胞外分泌を可能にするリーダー配列を含む。或いは、組換え体タ
ンパク質がリーダー配列または輸送配列を用いることなく発現されるところでは
、それはN末端メチオニン残基を含むことができる。この残基は、場合により、
発現された組換えタンパク質から引続き開裂して最終生成物を提供することがで
きる。「組換え体微生物発現系」は、組換え体転写単位を染色体DNA中に安定
して組込んだかまたは組換え体転写単位を内在するプラスミドの一成分として有
する適当な宿主微生物、例えば、大腸菌などの細菌またはビール酵母菌(S。
cerevisiae)などの酵母の実質的に均一の単一培養物を意味する。概
して、系を構成する細胞は単一祖先の形質転換体の子孫である。本明細書中で定
義の組換え発現系は、発現されるDNA配列または合成遺伝子に対して結合した
調節要素の誘導によって異種タンパク質を発現する。
マスト細胞成長因子
マスト細胞成長因子(rMGFJ )という用語は、MGFの受容体に対して結
合しつるかまたはMGF受容体に対して結合することによって開始された生物学
的シグナルを変換しうるし、或いはMGFに対して生じた抗MGF抗体と交差反
応しつるという点でMGFと同様の特性を実質的に有するタンパク質を意味する
。MGFとしては、IL−3依存マスト細胞系および造血系前駆細胞を刺激する
ことができるし、しかもc−kitプロトオンコジーンの遺伝子産物のリガンド
として役立つ一連の哺乳動物ペプチドがある。MGFポリペプチドおよびMGF
ポリペプチドをコードしているDNA配列は、例えば、アンダーソンら、Ce1
l 63:235.1991;7−チン(Martin)ら、Ce1165:2
03,1991;および欧州特許出願第EP−A−0423980号明細書に開
示されている。本明細書中で用いられるように、MGFという用語は、c−ki
tプロトオンコジーンによって発現されたタンパク質に対して結合し、しかもマ
スト細胞、例えば、IL−3依存ネズミマスト細胞系MC6またはヒト細胞系T
FIの増殖を誘導する実質的に同一かまたは実質的に類似のアミノ酸ポリペプチ
ド配列を有する天然の哺乳動物ポリペプチドの類似物またはサブユニットを含む
。天然の形のMGFは膜に結合しており且つ細胞外、貫膜および細胞質ドメイン
から成るが、本発明の融合タンパク質において用いられるMGFは、好ましくは
、その細胞外部分または細胞外ドメインの4個のCys残基全部を含むそのフラ
グメントのみから成り、貫膜部分および細胞質ドメインを欠いている。
MGFの細胞外部分またはそのフラグメントは、c−kitプロトオンコジーン
の遺伝子産物を結合することができる可溶性ポリペプチドである。ヒトおよびネ
ズミの天然のMGF配列は両方とも2種類の変異型で見出された。一つのヒト変
異型は欧州特許出願第EP−A−0423980号明細書の図42に示されてい
る。もう一方の変異型は(アミノ酸149〜177の)28アミノ酸欠失があり
、Δ28hMGFと称される。
ヒトMGFポリペプチドは185アミノ酸細胞外ドメインを有する。このポリ。
Δ28hMGFは4個のCys残基全部を有しているが、5番目のグリコジル化
部位が除去されている。いくつかのアミノ酸をhMGF細胞外ドメインのC末端
からCys138まで、生物学的活性を保持しながら除去することができる。
同様に、最初の3個のN末端アミノ酸を成熟ヒトMGFのCys3まで、生物学
的活性を保持しながら除去することができる。したがって、136アミノ酸残基
だけを有するが、4個のCys残基全部を有するヒトMGFポリペプチドは、完
全長さの185アミノ酸型のhMGFまたはΔ28hMGFと比較して有意の生
物学的活性を保持している。Δ28hMGFは有意の生物学的活性を有し且つM
GFおよびI L−3を含む融合タンパク質において用いるのに好ましいMGF
フラグメントである。
hMGF分子の種々の他の類似物はMGFの生物学的活性を有することが分かつ
た。例えば、Lys はMGFに対してヒト種特異性を与え、Glu91はネズ
ミ種特異性を与える。グリコジル化部位は、酵母または哺乳動物細胞系における
発現を促進するように変更されることができる。Cys89の周囲の部分は受容
体結合に関して重要である。しかしながら、Va190は、生物学的活性に影響
を及ぼすことなく任意の他のアミノ酸で置換されることができる。ヒトMGF類
似物の長さは、約135アミノ酸〜hMGFポリペプチドの細胞外ドメインを構
成する約185アミノ酸まで変更することができる。生物学的に活性なhMGF
類似物ポリペプチドは4個のCys残基を含むが、下記の配列X、X、XlI
Cys Arq 八3n Arq Val τh=入Snり5nVal Lys
入sp Val Thr Ly! L@u Val 入La 入sn Lau
Pro Lys Asp TyrH1工1e Thr Lau Lys Ty
r Val Pro Gly Met^=p Val Leu Pro 5ei
H1s Cys Trp 工le Set Glu Hat Val Val
Gin Leu Ser 入sp S@t LauThx 入sp t、tu
L@u 八sp Lys the Set 八sn XLe Sex GLu
Gly Leu Sag入sn Tyr Ser Ile、Ile Asp L
ys L@u Val Asn 工le Val Asp Asp Leuva
l RI Cys R20Glu Asn S@r Sar Lys ksp
L@u Lys Lys 5erPhe Lys Sar Pro Glu P
ro Arg L@u Ph@ 丁hr Pro Glu Glu Phe P
he入1:q 工le Phe 入sn Arg Ser Xla 八3p 入
1a Phe Lys 八sp Phe Val Val八lへ Sey: G
lu τhr5erAspcys X、X、Xr、 X、、X、X、X、X。
X、Xゎ
(式中、nは0または1であり;Xは何等かの天然に存在するアミノ酸であり;
RはGluを除く何等かの天然に存在するアミノ酸であり;R2はValを除く
何等かの天然に存在するアミノ酸であり;そしてQは、ヒト特異性を与えるしy
sまたはArgであるかまたはネズミ特異性を与えるGluである)により他の
位置で変更することができる。このようなMGFタンパク質を用(て本発明の融
合タンパク質のMGFドメインを提供することができる。
インターロイキン−3
[L−3Jという用語は、それらがIL−3の受容体に対して結合しうるかまた
はIL−3受容体に対して結合することによって開始された生物学的シグナルを
変換しうるし、或いはI L−3に対して生じた抗IL−3抗体と交差反応しう
るという点でIL−3と同様の特性を実質的に有するタンパク質を意味する。
このような配列は、例えば、欧州特許公開第275.598号明細書および同第
282.185号明細書に開示されている。具体的には、rlL−3Jという用
語は、天然のIL−3と同様の少なくとも若干の生物学的活性を示す実質的に同
一のまたは実質的に類似のアミノ酸ポリペプチド配列を有する天然の哺乳動物!
L−3ポリペプチドの類似物またはサブユニットを含む。典型的なIL−3の類
似物は、更に、欧州特許公開第282.185号明細書に開示されて(する。本
発erAsp Asp ]およびhulL−3[5er8]がある。本明細書中
に記載の融合タンパク質への取込みに適当なもう一つのI L−3タンパク質を
コードしているDNA配列は、受託番号ATCC67747としてATCCに寄
託されている。更に、他の形のIL−3を用いて本発明の融合タンパク質のIL
−3ドメインを提供することができる。
MGFおよびIL−3を含む融合タンパク質重明細書中で用いられる「融合タン
パク質」という用語は、MGFおよびIL−3のC末端対N末端の融合を意味す
る。本発明の融合タンパク質としては、MGFのC末端部分がIL−3のN末端
部分に対して融合している構築物、更には、IL−3のC末端部分がMGFのN
末端部分に対して融合している構築物がある。MGFはIL−3に対して、MG
FおよびI L−3の生物学的活性を保持する単一タンパク質を生じるような方
法で結合している。好ましい態様において、MGFはリンカ−配列によってIL
−3に結合している。
MGFおよびIL−3を含む融合タンパク質の例を添付の配列表に示す。配列番
号1は、PIXY521と称するヒトIL−3/MGF融合タンパク質のヌクレ
オチド配列および対応するアミノ酸配列を示す。該融合タンパク質は、ヒトMG
F(アミノ酸145〜301)に対してリンカ−配列(アミノ酸134〜1−4
4)によって結合したヒトIL−3(アミノ酸1〜133)を含む。配列番号3
は、ヒトMGF/IL−3融合タンパク質のヌクレオチド配列および対応するア
ミノ酸配列を示す。該融合タンパク質は、ヒトIL−3(アミノ酸171〜3゜
3)に対してリンカ−配列(アミノ酸158〜170)によって結合したヒトM
GF(アミノ酸1〜157)を含む。
同等の融合タンパク質は配列番号1および配列番号3の配列から1種類またはそ
れ以上の置換、欠失または付加によって変化していてよ<、MGFおよびIL−
3を含む融合タンパク質として誘導された場合に、その正味効果は該タンパク質
の生物学的活性を保持しているはすである。或いは、(a)DNA類似物配列が
天然のl L−3およびMGF遺伝子の生物学的活性フラグメント由来の配列を
含むか;または(b)DNA類似物配列が高度の若しくは中程度の緊縮条件下で
(a)のDNA配列に対してハイブリダイモーションが可能であり且つ生物学的
に活性なMGFおよびIL−3分子をコードしているが:或いは(c)DNA類
似物配列が遺伝コードの結果として、(a)若しくは(b)に定義の、生物学的
に活性なMGFおよびIL−3分子をコードしているDNA類似物配列に縮重【
2ている場合、該DNA類似物配列は本明細書中に開示された独特のDNA配列
と同等である。
本明細書中に定義のおよび当業者に知られている中程度の緊縮ハイブリダイゼー
ション条件は、例えば、サムプルツク(Sambrook)ら、グ・ハーバ−・
ラボラトリ−・プレス(Cold SpringHarbor Laborat
ory Press)1989)に開示された条件である。典型的な中程度緊縮
条件は、5 x S S C,鉤 5%SDS、]、mMEDTA (pH8,
0)での予備洗浄および2xSSC中において50℃で一晩中のハイブリダイゼ
ーシヨンである。典型的な苛酷または高緊縮条件は、6xSSC溶液中において
約68℃で一晩中のハイブリダイモーション、6xSSC溶液による室温での洗
浄、続いて0.6xSSC溶液中において約68℃での洗浄である。
MGFおよびI L−3を含む融合タンパク質をコードしているcDNA配列の
構築
融合タンパク質をコードしているDNA配列は、組換えDNA技術を用いて、M
GFおよびIL−3をコードしている別個のDNAフラグメントを適当な発現ヘ
クターに組み立てるように構築される。例えば、MGFをコードしているDNA
フラグメントの3′末端を、単一の生物学的に活性な融合タンパク質への配列の
mRNA翻訳を可能にする状態での配列の読み枠によって、IL−3をコードし
ているDNAフラグメントの5′末端に連結する。得られたタンパク質は、MG
FおよびI L−3を含む融合タンパク質である。或いは、IL−3をコードし
ているDNAフラグメントの3′末端を、単一の生物学的に活性な融合タンパク
質への配列のmRNA翻訳を可能にする状態での配列の読み枠によって、MGF
をコートしているDNAフラグメントの5′末端に連結してよい。mRNAへの
DNAの転写に関与する調節要素は、二つのDNA配列の内の最初の方で保持さ
れ、同時に、第二DNA配列まで通して読み取るのを妨げると考えられる結合シ
グナルまたは停止コドンは除去される。逆に、調節要素は第二DNA配列から除
去されるが、翻訳を終結するのに必要な停止コドンは保持される。
本発明の好ましい態様において、MGFおよびIL−3ドメインを、好ましくは
リンカ−配列によって結合するための手段を提供する。リンカ−配列はMGFお
よびIL〜3ドメインを、それぞれのドメインがその二次および三次構造に適当
に折りたたまれるのを確実にするように十分な間隔で隔てる。適当なリンカ−配
列は、(1)柔軟なまたは一層剛性の伸長されたコンホメーションに用いること
かできるし、(2)機能性MGFおよびIL−3ドメインと相互作用しつる指定
された二次構造を生しる性質を示さないし、そして(3)機能性タンパク質ドメ
インとの相互作用を促進しつる最小限度の疎水性または負荷特性を有する。柔軟
なタンパク質部分の典型的な表面アミノ酸としては、GlySAsnおよびSe
rかある。実際に、GlySAsnおよびSerを含むアミノ酸配列の順列は、
リンカ−配列の上記基準を満足すると予想された。他の近中性アミノ酸、例えば
、ThrおよびAlaもリンカ−配列において用いることができる。
リンカ−配列の長さは、融合タンパク質の生物学的活性に有意に影響を与えるこ
となく変更することかできる。例えば、MGFおよびIL−3タンパク質はリン
カ−配列を用いることなく直接的に融合することができる。融合したタンパク質
か、機能性ドメインを分離し且つ立体障害を防止するのに用いることができる非
本質的N末端またはC末端アミノ酸部分を有する場合、リンカ−配列は不必要で
ある。本発明の一つの好ましい実施態様において、MGFのC末端はI L−3
ON末端に直接的に融合することができる。完全長さのhMGFは、ジスルフィ
ド結合に関与し且つタンパク質の適当な折りたたみに不可欠である細胞外部分の
C末端システィン残基の後に47アミノ酸を有し、Δ28hMGFは19アミノ
酸を有する。l L−3は、そのN末端システィン残基の前に15アミノ酸を有
する。したがって、組み合わさせた末端部分は、不必要なリンカ−配列を用いな
いように十分に間隔を置くことができる。
概して、2種類のタンパク質ドメインは、MGFまたはI L−3の小型の単位
寸法(すなわち、他の類似の四らせんホルモンとの相似性によって決定したとこ
ろ約0.38nm)にほぼ等しい間隔て隔てられている。本発明の好ましい態様
において、約11アミノ酸のリンカ−配列長さを用いて機能性タンパク質ドメイ
ンに適当な間隔を置くことができるが、更に長いリンカ−配列を用いてもよい。
MGFおよびI L−3を隔てるリンカ−配列の長さは1〜500アミノ酸長さ
、更に好ましくは1〜100アミノ酸長さである。本発明の最もこのましい態様
において、リンカ−配列は約1〜20アミノ酸長さである。本明細書中に開示さ
れた具体的な実施態様において、リンカ−配列は約5〜約15アミノ酸であり、
約10〜約15アミノ酸であるのが好都合である。MGFおよびIL−3のリン
カ−として用いるのに好ましいアミノ酸配列としては、例えば、GIyAIaG
IyGlyAIaGIySer (Gly) 5Ser。
(Gly 5er) Gly 5erGIy5Ser、(Gly4Ser) 2
および(GlyThrPro) 3かある。
リンカ−配列は、下記に記載の周知の標準的突然変異誘発法によって融合タンパ
ク質構築物中に組込まれる。
タンパク質および類似物
好ましい態様において、本発明は、ヒトMGFおよびヒトIL−3を含む融合タ
ンパク質を提供する。本発明の融合タンパク質の誘導体としては、更に、生物学
的活性を保持する一層タンパク質の種々の構造体がある。イオン化しうるアミノ
基およびカルボキシル基の存在ゆえに、例えば、融合タンパク質は酸性または塩
基性塩の状態であってよいしまたは中性の状態であってよい。個々のアミノ酸残
基は酸化または還元によって修飾されていてよい。
−次アミノ酸構造は、他の化学残基、例えば、グリコジル基、脂質、リン酸塩、
アセチル基等と共有若しくは凝集結合体を形成することによってまたはアミノ酸
配列突然変異体を生成することによって修飾されていてよい。共有誘導体は、ア
ミノ酸側鎖に対してまたはN末端若しくはC末端に特定の官能基を結合すること
によって製造される。本発明の範囲内の融合タンパク質の他の誘導体としては、
N末端またはC末端融合のような組換え体培養物中ての合成によるなどの池のタ
ンパク質またはポリペプチドとの融合タンパク質の共有または凝集結合体がある
。例えば、結合したペプチドは、細胞膜若しくは壁の内部若しくは外部のその合
成部位からその機能部位までのタンパク質の転移を共翻訳によってまたは翻訳後
に支配するタンパク質のN末端部分のシグナル(またはリーダー)ペプチド配列
であってよい(例えば、酵母α因子リーダー)。
更に、ペプチドを加えて、MGF/IL−3融合タンパク質の精製または同定を
促進することができる(例えば、ポリ−H1s)。例えば、本発明の好ましい実
施態様において、融合タンパク質のアミノ酸配列をペプチドAsp−Tyr−L
ys−Asp−Asp−Asp−Asp−Lys (DYKDDDDK)に対し
て結合する(ホップ(Hopp)ら、Bio7’Technology 旦:1
204.1988)。後者の配列は極めて抗原性であり且つ特異的単クローン性
抗体によって可逆的に結合したエピトープを提供し、発現された組換え体タンパ
ク質の迅速な検定および容易な精製を可能にする。この配列は、更に、Asp−
Lys対形成直後の残基においてウシ粘膜エンテロキナーゼによって特異的に開
裂する。このペプチドのキャップ付きの融合タンパク質は、更に、大腸菌におけ
る細胞内分解に対して耐性でありうる。
更に、融合タンパク質誘導体は、免疫原、受容体基剤免疫検定における試薬とし
てまたは結合性リガンドのアフィニティー精製法のための結合剤として用いるこ
とができる。誘導体は、更に、架橋剤、例えば、M−マレイミドベンゾイルスク
シンイミドエステルおよびN−ヒドロキシスクシンイミドによってシスティン残
基およびリシン残基において得ることができる。融合タンパク質は、更に、反応
性側基によって種々の不溶性基質、例えば、臭化シアン活性化、ビスオキシラン
活性化、カルボニルジイミダゾール活性化若しくはトシル活性化アガロース構造
に対して、またはポリオレフィン表面に対する吸着によって(グルタルアルデヒ
ド架橋を用いるかまたは用いることな()共有結合することができる。
本発明は、更に、関連した天然型グリコジル化を伴うかまたは伴わないタンパク
質を含む。大腸菌などの細菌における融合タンパク質をコードしているDNAの
発現は、非グリコジル化分子を提供する。失活したN−グリコジル化部位を有す
る機能性突然変異体類似物は、オリゴヌクレオチド合成および連結反応によって
または部位特異的突然変異誘発技術によって製造することができる。これらの類
似タンパク質は、酵母発現系を用いて十分な収率の均一な還元炭水化物の形で製
造することができる。真核性タンパク質中のN−グリコジル化部位は、アミノの
アミノ酸であり、ZはSerまたはThrである。この配列において、アスパラ
ギンは炭水化物の共有結合のための側鎖アミン基を提供する。このような部位は
、別のアミノ酸をAsnまたは残基Zの代わりに置換することによって、Asま
たはAsnとA との間にAsn以外のアミノ酸を挿入することによって切除す
ることができる。ヒトMGFは、除去することができるアミノ酸209〜211
.216〜218.237〜239および264〜266(配列番号1)のとこ
ろに3種類の可能なグリコジル化部位を有する。グリコジル化部位が除去されお
よびhuIL−3[Asp15コ (配列番号1)がある。
誘導体および類似物は、更に、融合タンパク質の突然変異によって得ることがで
きる。本明細書中で称される誘導体および類似物は、MGFおよびIL−3ドメ
インが、配列番号1において開示された配列のMGFの細胞外部分および完全長
さのIL−3と実質的に相同であるが、欠失、挿入または置換に起因すると考え
られるアミノ酸配列の相違を有するポリペプチドである。
融合タンパク質の生物同等類似物は、例えば、残基または配列の種々の置換を行
なうことによって構築することができる。例えば、システィン残基を欠失するか
または他のアミノ酸と置き換えて、復元の際の誤った分子内ジスルフィド橋の形
成を防止することができる。突然変異誘発に対する他のアプローチは、KEX2
プロテアーゼ活性が存在する酵母系において発現を促進するように隣接する二塩
基性アミノ酸残基を修飾することを必要とする。概して、置換は保守的に行なわ
れるべきであり:すなわち、最も好ましい置換基アミノ酸は、物理化学的性質が
置き換えられる残基のそれと似ているものである。同様に、欠失または挿入計画
を用いる場合、生物学的活性に対するその欠失または挿入の可能な効果を考慮す
べきである。
類似物の発現用に構築されたヌクレオチド配列における突然変異は、当然ながら
、コード配列の読み棒状態を保存する必要があるし、そしてハイブリッド形成し
て二次mRNA構造、例えば、MGF/I L−3受容体mRNAの翻訳に悪影
響を及ぼすと考えられるループまたはヘアピンを生じることがある相補的部分を
生成しないことが好ましい。突然変異部位は予め決定しうるが、突然変異自体の
性質を予め決定する必要はない。例えば、ある与えられた部位の突然変異体の最
適特性を選択するために、無作為の突然変異誘発を標的コドンにおいて行なうこ
とができ、その発現された突然変異体を望ましい活性に関してスクリーンするこ
とができる。
MGFおよびIL−3を含む融合タンパク質をコードするヌクレオチド配列にお
ける突然変異が全て最終産物中で発現されるとは限らず、例えば、ヌクレオチド
置換を行なって発現を促進することができるし、主として転写されたmRNAに
おいて二次構造ループを避けることができるしく本明細書中に参考として包含さ
れる欧州特許出願第75.444A号明細書を参照されたい)、または選択され
た宿主によって一層容易に翻訳されるコドン、例えば、大腸菌発現用の周知の大
腸菌優先コドンを提供することかできる。
突然変異は、天然の配列のフラグメントに対して連結することができる制限部位
が隣接した突然変異体配列を有するオリゴヌクレオチドを合成することによって
特定の遺伝子座に導入することができる。連結反応後に、得られた再構築配列は
、望ましいアミノ酸挿入、置換または欠失を有する類似物をコードする。
或いは、オリゴヌクレオチドに支配された部位特異的突然変異誘発法を用いて、
必要な置換、欠失または挿入によって改変された特定コドンを有する改変遺伝子
を提供することができる。上記に示した改変を行なう典型的な方法は、ワルダ)
ニスミス(Smith)ら(Genetic Engineering;(Pl
enum Press)、1981年);米国特許第4.518.584号明細
書および同第4,737,462号明細書に開示され且つ参考として本明細書中
に包含されている。
MGFおよびI L−3を含む組換え体融合タンパク質の発現本発明は、哺乳動
物、微生物、ウィルスまたは昆虫遺伝子由来の適当な転写または翻訳調節要素に
対して機能的に結合したMGFおよびIL−3または生物同等類似物を含むヒト
融合タンパク質をコードしている合成またはcDNA誘導DNAフラグメントを
含む組換え体発現ベクターを提供する。このような調節要素としては、転写プロ
モーター、転写を調節する任意のオペレーター配列、適当なmRNAリポソーム
結合部位をコードしている配列並びに、以下に詳細に記載の転写および翻訳の終
結を調節する配列がある。宿主において複製する能力は、通常、複製起点によっ
て与えられ、そして形質転換体の認識を促進する選択遺伝子を更に組込むことが
できる。DNA部分は、それらが互いに機能的に隣接している場合に機能的に結
合する。例えば、シグナルペプチドのDNA (分泌リーダー)は、ポリペプチ
ドの分泌に関与する前駆体としてそれが発現される場合にポリペプチドのDNA
に対して機能的に結合し;プロモーターは、それが配列の転写を調節する場合に
コード配列に対して機能的に結合し;またはリポソーム結合部位は、それが翻訳
を可能にするように配置されている場合にコード配列に対して機能的に結合する
。概して、機能的に結合したとは相接する意味であり、分泌リーダーの場合、相
接し且つ読み枠中にある意味である。
コード縮重のために、同一のMGFまたはI L−3アミノ酸配列をコードして
いるヌクレオチド配列中にかなりの変動が存在することがあり、典型的なりNA
実施態様は、配列番号1または配列番号3で示されたヌクレオチド配列に対応す
るものである。本発明の範囲内の他の実施態様としては、MGFおよびIL−3
コ一ト化部分が中程度または高緊縮条件下で配列番号1または配列番号3のそれ
ぞれのMGFおよびIL−3ヌクレオチド部分に対してハイブリッド形成するこ
とかできる>iGFおよびrL−3を含む融合タンパク質をコードし且つ生物学
的に活性な融合タンパク質をコードするヌクレオチド配列がある。
形質転換された宿主細胞は、組換えDNA技術を用いて構築された融合タンパり
質ベクターによって形質転換またはトランスフェクトされた細胞である。形質転
換された宿主細胞は、通常、望ましい融合タンパク質を発現するが、DNAをク
ローニングまたは増幅する目的で形質転換された宿主細胞はタンパク質を発現す
る必要がない。発現された融合タンパク質は、概して、培養物上澄み中に分泌さ
れる。融合タンパク質の発現に適した宿主細胞としては、適当なプロモーターの
調節下での原核生物、酵母または高等真核細胞がある。原核生物としては、グラ
ム陰性またはグラム陽性微生物、例えば、大腸菌またはバチルスがある。高等真
核細胞としては、以下に記載の哺乳動物超厚の樹立細胞系がある。本発明のDN
A構築物由来のRNAを用いて融合タンパク質を製造するのに、細胞不含翻訳系
を用いることもできる。細菌、真菌、酵母および哺乳動物細胞宿主と一緒に用い
るのに適当なりローニングおよび発現ベクターは、パラウェルズ(Pouwe
I s)ら(C1onin Vectors:ALaboratory Man
ual)、s−ルセビア、−ニーヨーク、1985)によって記載されており、
その関連した開示は参考として本明細書中に包含される。
原核性発現宿主は、広範囲にわたるタンパク質分解処理およびジスルフィド処理
を必要としない融合タンパク質の発現用に用いることができる。原核性発現ベク
ターは、概して、1種類またはそれ以上の表現型選択可能マーカー、例えば、耐
抗生物質性を与えるかまたは独立栄養要求性を与えるタンパク質をコードしてい
る遺伝子および、宿主中ての増幅を確実にするように宿主によって認識された複
製起点を含む。形質転換に適した原核性宿主としては、大腸菌、枯草菌(Bac
illus 5ubtilis)、ネズミチフス菌(Salmonella t
yphimurium)、並びにンユードモナス属(Pseudomonas)
、ストレプトミセス属(Streptomyces)およびブドウ球菌属(S
taphyolococcus)の中の様々な種かあるが、他のものも選択肢と
して用いることができる。
細菌利用に有用な発現ベクターは、周知のクローニンク入りターpBR322(
ATCC37017)の遺伝要素を含む商業的に入手可能なプラスミド由来の選
択可能マーカーおよび複製起点を含むことができる。このような市販のへフタ−
としては、例えば、pKK223−3 (ファーマシア・ファイン・ケミカルズ
(Pharmacia Fine Chemicals)、ウプサラ、スウェー
デン)およびpGEMl (プロメガ・バイオチク(PromegaBiote
c)、マディソン、Wl、米国)がある。これらのpBR322r主鎖」部分は
、適当なプロモーターと発現される構造配列とが組み合わされている。大腸菌は
、典型的に、大腸菌種由来のプラスミドであるpBR322の誘導体を用いて形
質転換される(ポリバー(Bolivar)ら、Gene 2:95.1977
年)。pBR322はアンピシリン耐性およびテトラサイクリン耐性の遺伝子を
含み、したがって、形質転換細胞を同定するための簡単な手段が提供される。
組換え体微生物発現ベクターにおいて一般的に用いられるプロモーターとしては
、β−ラクタマーゼ(ペニシリナーゼ)およびラクトースプロモーター系(チャ
ン(Chang)ら、Nature 2ヱ5:615.1978年;およびゴR
es、8:4057,1980年;および欧州特許出願第36,776号明細書
)並びにtacプロモーター(マニアティス(Man i a t i s)、
Mo1ecular Cloning+A LaboratoryManual
)、コールド・スプリング・ハーバ−・ラボラトリ−1412頁、1982年)
がある。特に有用な細菌発現系は、ファージλP プロモーターおし
よびCl857ts熱誘導性リプレツサーを用いる。アメリカン・タイプ・カル
チャー・コレクション(American Type Cu1tureColl
ection)から入手可能な、λPLプロモーターの誘導体を取込むプラスミ
ドベクターとしては、大腸菌株JMB9 (ATCC37092)中に内在する
プラスミドpHUB2および大腸菌RRI (ATCC53082)中に内在す
るpPLc28がある。
組換え体融合タンパク質は、更に、酵母宿主において、好ましくは、サツカロミ
セス(Saccharomyces)種、例えば、ビール酵母菌(S。
cervisiae)から発現することができる。他の属の酵母、例えば、ピキ
ア属(Pichia)またはクルイヴエロミセス属(Kluyve romyc
es)も用いることができる。酵母ベクターは、概して、2μ酵母プラスミドま
たは自律複製配列(AR3)由来の複製起点と、プロモーター、融合タンパク質
をコードしているDNA、ポリアデニル化および転写終結のための配列並びに選
択遺伝子を含む。好ましくは、酵母ベクターは、酵母および大腸菌両方の形質転
換を可能にする複製起点および選択可能マーカー、例えば、大腸菌のアンピシリ
ン耐性遺伝子およびビール酵母菌t rpl遺伝子を含み、トリプトファン中で
増殖する能力を欠失した酵母の突然変異株に関する選択マーカーと、構造配列下
流の転写を誘導する高度に発現された酵母遺伝子由来のプロモーターとが提供さ
れる。次に、酵母宿主細胞ゲノムにおけるt rpl損傷の存在は、トリプトフ
ァン不存在下での増殖によって形質転換を検出するのに有効な環境を提供する。
酵母ベクター中の適当なプロモーター配列としては、メタロチオネイン、3−ホ
スホグリセレートキナーゼ(ヒララマン(Hitzeman)ら、J。
Biol、Chem、255:2073.1980年)または他の解糖酵素(へ
1978年)、例えば、エノラーゼ、グリセルアルデヒド−3−リン酸デヒドロ
ゲナーゼ、ヘキソキナーゼ、ピルビン酸デカルボキシラーゼ、ホスホフルクトキ
ナーゼ、グルコース−6−リン酸イソメラーゼ、3−ホスホグリセレートムター
ゼ、ピルビン酸キナーゼ、トリオースホスフェートイソメラーゼ、ホスホグルコ
ースイソメラーゼおよびグルコキナーゼのプロモーターがある。酵母発現におい
て用いるのに適したベクターおよびプロモーターは、更に、R,ヒラマンら、欧
州特許出願筒EP−A−0073657号明細書に記載されている。
好ましい酵母ベクターは、大腸菌における選択および複製に関するpBR322
からのDNA配列(Ampr遺伝子および複製起点)と、グルコース抑制ADH
2プロモーターおよびα因子分泌リーダーを含む酵母DNA配列とを用いて組み
立てることができる。該ADH2プロモーターはラッセル(Russell)(
Beier)ら(Nature 300ニア24.1982年)によって記載さ
れた。異種タンパク質の分泌を支配する酵母α因子リーダーは、発現されるプロ
モーターと構造遺伝子との間に挿入することができる。例えば、クリセン(Ku
rjan)ら、Ce1l 30:933,1982年;およびビター(B i
t t e r) ら、Proc、Nat 1.Acad、Sci、USA 8
工:5330.1984年を参照されたい。リーダー配列は、その3′末端付近
に1個またはそれ以上の有用な制限部位を含むように修飾されて、異種遺伝子に
対するリーダー配列の融合を容易にすることができる。典型的な酵母発現ベクタ
ーは、下記の実施例1および2に記載されたPIXY521およびPIXY52
3である。
適当な酵母形質転換プロトコルは当業者に周知であり;典型的な技術は、ヒンネ
ン(Hinnen)ら、Proc、Natl、Acad、Sci、USA ヱ5
:1929.1978年に記載されている、0.67%酵母窒素基材、0.5%
カザミノ酸、2%グルコース、アデニン10μg/mlおよびウラシル20μ+
g/m1から成る選択性培地中においてTrp 形質転換体を選択することであ
る。
ADH2プロモーターを含むベクターによって形質転換された宿主菌株は、1%
酵母エキスと、2%ペプトンと、アデニン80μg/mlおよびウラシル80μ
g/mIを補足した1%グルコースとから成る富栄養培地中において発現させる
ために増殖させることができる。ADH2プロモーターの抑制解除は、培地グル
コースの消耗によって引起こされる。粗酵母上澄みを濾過または遠心分離によっ
て集め、そして4℃で保持した後に更に精製する。本発明の最も好ましい実施態
様において、栄養培地が発酵中に連続量で加えられて高細胞密度増殖を可能にす
る高細胞密度発酵法で酵母宿主細胞を培養する。典型的な高細胞密度発酵法を下
記の実施例3に記載する。
種々の哺乳動物または昆虫細胞培養系を用いて組換え体タンノくり質を発現する
ことができる。昆虫細胞中における異種タンノ々り質の生産用のノくキュロウイ
ルス系は、ラッコウ(Luckow)およびサマーズ(Summers)、Bi
o/物宿主細胞系の例としては、グルラマン(Gluzman)(Ce I l
23 :175,1982年)によって記載されたサル腎細胞のCO3−7系
統並びに適当なベクターを発現することができる他の細胞系、例えば、L細胞、
c127.3T3、チャイニーズハムスター卵巣(CHO) 、HeLaおよび
BHK細胞系などがある。哺乳動物発現ベクターは、非転写要素、例えば、複製
起点、発現される遺伝子に結合した適当なプロモーターおよびエンハンサ−並び
に他の5′または3′フランキング非転写配列と、5′または3′非翻訳配列、
例えば、不可欠なリポソーム結合部位、ポリアデニル化部位、スプライスドナー
および受容体部位並びに転写終結配列を含むことができる。
を推動物細胞を形質転換する場合に用いられる発現ベクター中の転写および翻訳
調節配列は、ウィルス源によって提供されることができる。例えば、一般的に用
いられるプロモーターおよびエンハンサ−は、ポリオーマ、アデノウィルス2、
ンミアンウィルス40 (SV40)およびヒトサイトメガロウィルス由来であ
る。SV40ウィルスゲノム由来のDNA配列、例えば、SV40複製起点、初
期および後期プロモーター、エンハンサ−、スプライスおよびポリアデニル化部
位を用いて、異種DNA配列の発現に必要とされる他の遺伝要素を提供すること
ができる。初期および後期プロモーターは、両方とも、SV40ウィルス複製起
点を更に含むフラグメントとしてウィルスから容易に得られるので特に有用であ
る(フィアーズ(Fiers)ら、Nature 2ヱ旦:113.1978年
)。更に小型のまたは更に大型のSV40フラグメントは、ウィルス複製起点に
位置するBgI/1部位に対してH4ndl 11部位から伸長した約250b
pの配列が含まれるという条件付きて用いることができる。典型的なベクターは
、オカヤ7 (Okayama)およびベルブ(Be rg) (Mo I、C
e l I。
Biol、3・280.1983年)によって記載されたように構築することが
できる。
C127ネズミ咄乳動物上皮細胞における哺乳動物受容体cDNAの適当な高水
準発現に有用な系は、実質的には、コスマン(Cosman)ら(Mol。
Immunol、23:1986年)によって記載されたように構築することが
できる。
MGF/I L−3DNAの発現に特に好ましい真核性ベクターとしてはplX
Y521およびplXY523があり、それらは両方とも、pBc102.に2
2 (ATCC67,255)由来の酵母発現ベクターであり、しかも下記の実
施例1および2に記載のように、大腸菌(Apr遺伝子および複製起点)および
酵母における選択および複製に関するpBR322からのDNA配列を含む。
精製された哺乳動物タンパク質または類似物は、本発明のDNAの組換え体翻訳
産物を発現させるのに適した宿主/ベクター系を培養した後に、培地または細胞
抽出物から精製することによって製造される。
例えば、最初に、組換え体タンパク質を培地中に分泌する系からの上澄みを、商
業的に入手可能なタンパク質濃縮フィルター、例えば、アミコン(Am i c
o n)またはミリポア・ペリコン(MilliporePellicon)
限外濾過装置を用いて濃縮することができる。濃縮工程後、濃縮物を適当な精製
マトリックスに適用することができる。例えば、適当な親和性マトリックスは、
適当な支持体に結合したMGF若しくはI L−3受容体またはレクチン若しく
は抗体分子を含むことができる。或いは、陰イオン交換樹脂、例えば、ジエチル
アミノエチル(D E A E)側基を有するマトリックスまたは基質用いるこ
とができる。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
ルロースまたはタンパク質精製において一般的に用いられる他の種類でありうる
。或いは、陽イオン交換工程を用いることができる。適当な陽イオン交換体とし
ては、スルホプロピル基またはカルボキシメチル基を含む種々の不溶性マトリッ
クスがある。スルホプロピル基が好適である。
最後に、疎水性逆相高速液体クロマトグラフィー(RP−HPLC)媒質、例え
ば、メチルまたは他の脂肪族側基を有するシリカゲルを用いる1種類またはそれ
以上のRP−HPLC工程を用いて融合タンパク質組成物を更に精製することが
できる。前述の精製工程のいくつかまたは全部を様々な組合せで用いて、均一な
組換え体タンパク質を提供することができる。
細菌培養において生産された組換え体タンパク質は、通常、細胞ペレットから最
初に抽出した後、1回またはそれ以上の濃縮、塩析、水性イオン交換またはサイ
ズ排除クロマトグラフィ一工程によって単離される。最終的に、高速液体クロマ
トグラフィー(HP L C)を最終精製工程として用いることができる。組換
え体融合タンパク質の発現において用いられる微生物は、凍結融解サイクル、音
波処理、機械的破壊または細胞溶解剤の使用を含む何等かの従来の方法によって
破壊することができる。
融合タンパク質を分泌タンパク質として発現する酵母の発酵は、精製を極めて簡
単にする。大規模発酵から得られた分泌組換え体タンパク質は、アーダル(Ur
dal)ら(J、Chromato 、296:171,1984年)によって
開示されたのと同様の方法によって精製することができる。この参考文献には、
分離用)IPLCカラムでの組換え体ネズミGM−C8Fの精製のための2種類
の逐次的逆相HPLC工程が記載されている。
組換え体培養において合成された融合タンパク質は、融合タンパク質を培養物か
ら回収するのに採用された精製工程に応じた量および性質の、タンパク質を含む
非ヒト細胞成分の存在を特徴とする。これらの成分は、通常、酵母、原核生物ま
たは非ヒト高等真核生物超厚によるものであり、好ましくは、デンシトメトリー
またはクロマトグラフィーの走査による約5%未満程度の無害の混入物量で存在
している。更に、組換え体細胞培養は、それぞれのタンパク質種の超厚、例えば
、細胞、細胞滲出物または体液中に本来見出されるような、MGFまたはIL−
3と通常関与しうるタンパク質を含まない融合タンパク質の生産を可能にする融
合タンパク質組成物は、望ましい精製度の融合タンパク質と生理学的に許容しう
る担体とを混合することによって投与用に製造される。このような担体は、用い
られる用量および濃度において受容者に対して無毒性である。通常、このような
組成物の製造は、融合タンパク質を緩衝剤、アスコルビン酸などの酸化防止剤、
低分子量(約10残基未満)ポリペプチド、タンパク質、アミノ酸、グルコース
、スクロースまたはデキストランを含む炭水化物、EDTAなどのキレート剤、
グルタチオン並びに他の安定剤および賦形剤と混合することを行なう。
融合タンパク質組成物を用いて、骨髄細胞などの造血系前駆細胞の増殖、分化お
よび機能活性化を促進することができる。具体的に、融合タンパク質含有組成物
を用いて、骨髄抑制患者において末梢血液白血球数を増加させ且つ循環性顆粒球
計数を増加させることができる。この成果を達成するために、有効量の融合タン
パク質組成物を薬剤担体または希釈剤と組合せて哺乳動物、好ましくは、ヒトに
対して投与する。
以下の実施例を例示のために与えるが、制限するためのものではない。
大施撚
実施例I
MGF/I L−3融合タンパク質をコードしている発現ベクターの合成A、中
間体プラスミドPIXY321の構築末梢血液リンパ球を、フィコールーノゾパ
ク密度遠心分離により、全血(ポートランド・レッド・りoス(Portlan
d Red Cross)、ポートランド、オレゴン州、米国)から調製された
バフィーコートから単離した。T細胞を、臭化2−アミノーエチルチオウロニウ
ムで処理したヒツジ赤血球とロゼツト形成させることによって単離した。細胞を
、1750m2フラスコ中のRPMllooml、10%ウシ胎児血清、50μ
M β−メルカプトエタノール、1%フィトヘマグルチニン(PHA)およびホ
ルボール−12−ミリステート−13−アセテート(PMA)10ng/ml中
において細胞5x105個/mlで18時間培養した。RNAをグアニジニウム
CsC1法によって抽出し、そしてポリA RNAをオリゴ−dTセルロースク
ロマトグラフィーによって製造した(マニアナイスら、y旦±ユニ且よar−9
±立旦エユ(二Δ−Laboratory Manual)、:l−ルド・スプ
リング・ハーバ−11982年)。cDNAをポリA RNAから、本質的には
グブラー(Gubler)およびホフマン(Ho f fman) 、Gene
25 : 263〜269 (1983)に記載されたように製造した。cD
NAを、DNAポリメラーゼを用いて二本鎖にし、T4 DNAポリメラーゼを
用いてプラント末端付きにし、EcoR4メチラーゼによってメチル化してcD
NA中のEcoRI開裂部位を保護し、そしてEcoRIリンカ−に対して連結
させた。これらの構築物を、cDNAの各末端のリンカ−の一つのコピーを除く
全部を除去するようにEcoRIで消化し、EcoRIカットに対して連結し、
そして製造者の指示にCloning:A Practical Approa
ch)、グラバ−(Glover)監修、IRLプレス(Press) 、49
〜78頁)のアームを脱リン酸化し且つλフアージ抽出物(ストラタンーン(S
tratagene)、サン・ディエゴ、CA、米国)中にパッケージした。組
換え体500.00個を大腸菌菌株C600hfl−上に置き、そして下記のプ
ローブを用いる標準的なプラークハイプリダイセーション技術によってスクリー
ニングした。
2種類のオリゴヌクレオチドを、hulL−3遺伝子の選択された5′および3
′配列に対して相補的な配列を用いて合成した。hulL−3リーダーの一部分
をコードしている配列に相補的な5′プローブの配列は、5’ −GAGTTG
GAGCAGGAGCAGGAC−3’ であツタ。成熟タンパク質のアミノ酸
123〜130をコードしている部分に対応する3′プローブの配列は、5’
−GATCGCGAGGCTCAAAGTCGT−3’ であツタ2449 (
1978)に開示されたのと実質的に同様の標準的な自動トリエステル法であっ
た。合成後、オリゴヌクレオチドを脱保護し且つ分離用ゲル電気泳動法によって
精製した。スクリーニングプローブとして用いるために、マニアティスらによっ
て開示されたのと同様の技法を用いて、オリゴヌクレオチドを32P−ATPお
よびT4ポリヌクレオチドキナーゼによって末端に放射性標識した。
ライブラリースクリーニングに用いられた大腸菌菌株はC600hfl−てあっ
た(ホインら、1985年、上記)。
13個の正のプラークを精製し且つ2種類のハイブリダイモーションプローブに
よって別個に再プローブした。11のクローンか双方のオリゴヌクレオチドにハ
イブリダイズした。いくつかの正の組換え体ファージからのcDNAインサート
を、独特のEcoR1部位、BamH1部位および多数の他の独特の制限部位を
有するポリリンカーを含む標準的なりローニングベクターpBR322のEc○
R1カット誘導体(pGEMBL18)中にサブクローン化した。この種類のい
て、SF3およびT7ボリメラーゼのプロモーターは多数のクローニング部位に
隣接している。選択されたクローンのヌクレオチド配列は連鎖終結法によって決
定された。具体的には、λGT10・IL3クローン2.3.4および5の部分
的EcoRI消化により、pGEMBL18のEcoR1部位中に別個にサブク
ローン化される850bp〜1,000bpの寸法のフラグメントが生じた。
pGEMBL : rhu IL−3サブクローンのインサートは、pGEMB
L18の多数のクローニング部位に隣接して結合する普遍プライマーと、hul
L−3配列由来の合成オリゴヌクレオチドとを用いて配列決定された。
−ドするコドンに変更することによって変化させた。これにより、酵母細胞によ
って分泌されたタンパク質のN結合グリコジル化(しばしば高グリコジル化)が
妨げられ、一層均一の生成物が得られる。これらの変更は、以下に記載したよう
に、hu IL−3cDNAを酵母発現ベクターplXY120中にサブクロー
ニングする際に行なわれた。
酵母発現ベクターplXY120は、多数のクローニング部位を含む下記の合成
オリゴヌクレオチドが、α因子シグナルペプチドの3′末端付近のAsp718
部位(アミノ酸79)から2μ配列中に含まれた5pe1部位まで挿入されたこ
とを除き、欧州特許第243,153号明細書に記載されたpBc102−に2
2と実質的に同一である。
更に、複製起点および遺伝子間部分を含む一木組バクテリオファージf1由来の
514bpのDNAフラグメントを、pBR322DNA配列のNru1部位に
挿入した。f1複製起点の存在は、大腸菌の適当な(雄性)菌株に形質転換され
且つバクテリオファージr1によって重感染した場合に、ベクターの一本鎖コピ
ーの生成を可能にする。この能力は、ベクターのDNA配列決定を容易にし且つ
インビトロ突然変異誘発を可能にする。
酵母発現ベクターplXY120を、α因子リーダーペプチドの3′末端付近(
ヌクレオチド237)で開裂する制限酵素Asp718および、ポリリンカーに
おいて開裂するBamHlによって消化した。大型のベクターフラグメントを精
製し、そして以下のDNAフラグメント、すなわち、(1)Clal部位(成熟
hulL−3のヌクレオチド58)からBam81部位(ポリリンカー中のhu
IL−3cDNAに対する3′)までのプラスミドGEMBL18:hulL−
3由来のhulL−3cDNAフラグメントおよび(2)下記の合成オリガノに
対して連結した。オリゴヌクレオチドAは、α因子リーダーペプチドのC末端を
コードしていて且つそれを枠中においてオクタペプチドDYKDDDDKに融合
している配列を再生し、それか順次に、成熟rhulL−3のN末端に対して融
合する。rhulL−3タンパク質に対するこの融合は、オクタペプチドに特異
的な抗体による検出を可能にし、rhuIL−3の発現および精製を監視するの
に最初に用いられた。このオリゴヌクレオチドは、更に、このN結合グリコジル
化部位を変化させるように15位でのアミノ酸変化(Asn15をAsn15に
)をコードする。オリゴヌクレオチド八において下線を施したヌクレオチドは、
野生型cDNA配列からの変化を示す。ヌクレオチド43および45(成熟hu
IL−,3分子のN末端アラニンに対応するコドンがら数えて)においてそれぞ
れAをGにおよびCをTに変更することによってのみアミノ酸変化(Asn15
に)が生しる。他の塩基変化は、アミノ酸配列を変化させることなく好都合な制
限部位(AhallおよびPvu I I)を導入する。得られたプラスミドは
pIXY139と称されており、hu IL−3cDNAを一つの残りのN結合
グリコノル化共通配列(Asn70)と−緒に含んでいる。
プラスミドpIXY139を用いてオリゴヌクレオチドに支配された突然変異誘
発を行なって、Asn をAsn70に変更することにより第二のN結合グリコ
ノル化共通配列を除去した。インビトロ突然変異誘発は、ワルダー(Wa l
cl 6 r)およびワルダー、Gene 42:133 (1,986)に記
載されたのと同様の方法によって実施された。酵母ベクターplXY139は、
−木組バクテリオファージf1の複製起点を含み、そして大腸菌の適当な(雄性
)菌株中に存在し且つヘルパーファージに重感染した場合に一本鎖DNAを生成
することができる。
一本鎖DNAは、大腸菌菌株JM107を形質転換し且っヘルパーファージ■R
1によって重感染することによって生成した。−木組DNAを単離し、そして成
熟hulL−3の70位においてAspをAsnにコドンスイッチ置換させる以
下の突然変異原性オリゴヌクレオチドB、GTCAAG AGT TTACAG
旦ACGCA TCA GCA AAT Gにアニールした。アニーリングお
よび酵母形質転換条件は、ワルダーおよびワルダー、上記に記載されたように行
なわれた。酵母形質転換体をトリプトファン欠損培地上での増殖によって選択し
、プールし、そしてホルム(Ho1m)ら、Gene 42:169 (198
6)に記載されたようにDNA抽出した。野生型および突然変異体プラスミドD
NAの混合物を含むこのDNAを用いて、大腸菌RRIをアンピシリン耐性に形
質転換した。得られたコロニーを、標準技法を用いる放射性標識オリゴヌクレオ
チドBに対するハイブリダイモーションによってスクリーンした。hulL−3
Asp70をコートしているDNAを含むプラスミドは、緊縮条件下における放
射性標識オリゴヌクレオチドBに対するハイブリダイモーションによって識別さ
れ且つヌクレオチド配列決定によって実証された。
得られた酵母発現プラスミドはplXY138と称され、Asp15Asp70
アミノ酸変化およびN末端のオクタペプチドDYKDDDDKをコートしている
hulL−3遺伝子を含んでいた。最終の酵母発現プラスミドは、それがオクタ
ペプチドをコードするヌクレオチド配列を欠失していることによって生産物とし
て成熟rhu[−−3を生成することを除き、plXY138と同一である。
I L−3をコートしている最終酵母発現プラスミドは、下記に記載したように
構築された。酵母発現ベクターplXY1.20を、上記に記載の制限酵素As
p718およびBamHIによって開裂させた。大型のベクターフラグメントを
、(1)(成熟hulL−3のヌクレオチド19において開裂する)Aha2部
位からcDNAに対して3′のBamH1部位まで伸長したプラスミドplXY
138由来のhu IL−3cDNAフラグメントおよび(2)下記の合成オリ
ゴヌクレオチドC
と互いに連結させた。オリゴヌクレオチドCは、Asp718部位からのα因子
リーダーペプチドの3′末端(アミノ酸Pro−Leu−Asp−Lys−Ar
g)およびAha11部位までのhulL−3のN末端の7個のアミノ酸を再生
する。得られたプラスミドをplXY151と称した。このベクターは、酵母中
(GM−CSF/I L−3融合タンパク質をコードしている)プラスミドPI
XY321は以下のように構築され且つMGF/I L−3融合タンパク質を構
築する場合の中間体として用いられた。プラスミドp)IG23上に内在するヒ
トGM−C3Fをコードする野生型遺伝子を、アメリカン・タイプ・カルチャー
・コレクション(ATCC)、パークローン・ドライブ12301、ロックビル
、メリーランド州、米国に受託番号39900として寄託した。酵母発現ベクタ
ーpYafHuGM中に挿入された野生型遺伝子も、ATCCに受託番号531
57として寄託された。ヒトGM−C3Fの非グリコジル化類似物を提供するた
めに、オリゴヌクレオチドに支配された部位特異的突然変異誘発法を用いて、P
CT公開第WO39103881号明細書において記載されたように、可能なN
−グのプラスミドL207−3として受託番号67231として寄託した。
最初に、GM−C3FおよびIL−3をコードしているDNAを、読み枠または
介在配列に関係なく互いに連結させた。非グリコジル化ヒトGM−C3Fをコー
ドしているcDNAフラグメントを、977bpの制限フラグメント(Sph1
〜S s p L)としてプラスミドL207−3から切断した。IL−3cD
NAをAsp718による消化によってplXY151から切断した後、マニア
ティ4ポリメラーゼ反応を用いてプラント末端付きにし、そして更に、Xhol
で消化して803bpのフラグメントを得た。次に、これらの2種類のフラグメ
ントを5phlおよびxh○1によるpIXY151ベクターフラグメントカッ
トに対して直接的に連結した。このプラスミドをGM/IL−3直接融合と称し
た。
GM/IL−3直接融合プラスミドは、ワルダーおよびワルダー、上記によって
記載されたのと同様の方法を用いるオリゴヌクレオチドに支配された突然変異誘
発における鋳型として用いられた。次に、下記のオリゴヌクレオチドを合成した
。
GCCAG?CCAGGAGGGTGGCGGTGGATCCGGCGGTGG
TGGATCTGGTGGCGGCGGCTCAGCTCCbATGACCに
のオリゴヌクレオチドはGM−C3Fの3′末端に13bpが重複するが、停止
コドンを含まないし、Gly Serリンカ−を含み、そしてIL−3の5′末
端に13bpが重複する。リンカ−配列は、ヒユーストン(Huston)ら(
Proc、Natl、Acad、Sci、USA 85:5879〜5883.
1988年)によって記載されたリンカ−の修飾変型であったが、ベネツエン(
Bennetzen)ら0. Btol、 Chem、 257:3026.1
982年)による酵母でのコドン使用に最適化された。
−重鎖プラスミドDNAは、R408ヘルパーフアージ(ストラタジーン)およ
びラッセル(Russel)らの方法(Gene 45:333〜338.19
86年)を用いてGM/IL−3直接融合から製造された。次に、ワルダーおよ
びワルダー、上記に記載されたように上記オリゴヌクレオチドを一本鎖プラスミ
ドDNAにアニーリングし且つアニールされたDNAによって酵母菌株XV21
81を形質転換することにより、オリゴヌクレオチドに支配された突然変異誘発
を行なった。酵母ベクターは一重鎖バクテリオファージf1の複製起点を含み、
大腸菌の適当な(雄性)菌株中に存在し且つヘルパーファージに重感染した場合
に一本鎖DNAを生成させることができる。酵母形質転換体をトリプトファン欠
損培地上での増殖によって選択し、プールし、そしてホルムら(G e n e
±2:169,1986年)によって記載されたようにDNAを抽出した。突
然変異体および野生型プラスミドDNAの混合物を含むこのDNAを用いて大腸
菌RR1をアンピシリン耐性に形質転換した。得られたコロニーを、標準技法を
用いる放射性標識オリゴヌクレオチドに対するハイブリダイゼーションによって
スクリーンした。GM−C3F/リンカ−/IL−3をコードしているDNAを
含むプラスミドは、緊縮条件下においてリンカ−含有放射性標識オリゴヌクレオ
チドに対するそれらのハイブリダイゼーションによって識別され且つヌクレオチ
ド配列決定によって実証された。
ヌクレオチド配列決定中に、リンカ一部分内で突然変異が生じたことが発見され
た。ヌクレオチド配列TGGTGGATCTGGを欠失しく配列を参照されたい
)、その結果としてアミノ酸配列(,1yGlySerGlyを欠失したタンノ
(り質を発現しこ。この突然変異は、読み枠を変化させなかったしまたは生物学
的に活性なタンパク質の発現を妨げなかった。得られたプラスミドはpIXY3
2IL−3を含む融合タンパク質を構築する場合の中間体プラスミドとして用0
た?vIGFをコードしている酵母発現ベクターを、huMGF−2DcDNA
配列を前記に記載のplXY−120ベクター中に挿入することによって構築し
た。
pAspLys)をコードしている配列を相接して且つMGFに関する読み枠中
に含み、発現されたタンパク質の生成を容易にする。得られたベクターをpIX
Y490と称した。
C,MGFおよびIL−3を含む融合タンパク質をコードしているベクターの用
ペプチド、MGFおよびIL−3をコードしているDNA配列とを組合せること
によって構築した。第一のcDNAフラグメントはプラスミド主鎖およびADH
2プロモーターの一部分を含み、PIXY490からSpH1−BamHI7ラ
グメントとして切断された。
ACGATGACAAG)およびヒトMGFの細胞外部分の5′末端を含み、上
記に記載のpIXY490の5pHI−EcoRI制限フラグメントとして切断
された。
第三フラグメントは、ヒトMGFの細胞外部分の3′末端をコードしている配列
を含んでいた。MGFコーディング部分およびI L−3コーディング部分を結
合しているリンカ−配列は、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)により、MGFの
コーディング部分(配列番号3のヌクレオチド334〜357)に対応し且つE
coRI制限部位を含む下記の5’ PCRオリゴヌクレオチドプライマーおよ
び、一部分がMGFの3′末端(配列番号3のヌクレオチド460〜471)に
対して相捕的であり且つMGFの3′末端に相接する5fiIおよびBaml−
11制限部位を含むリンカ−配列(配列番号のヌクレオチド472〜492)の
一部分を導入する下記の3’ PCRオリゴヌクレオチドアンチセンスブライマ
ーを用いて生成された。合成後、オリゴヌクレオチドを脱保護し且つ分離用ゲル
電気泳動によって精製した。スクリーニングプローブとしての使用には、マニア
ナイスらによって開示されたのと同様の技法を用いてオリゴヌクレオチドをT4
ポリヌクレオチドキナーゼによってキナーゼ処理した。Δ28ヒトMGFの細胞
外部分(欧州特許出願第EP−A−0423980号明細書、図44に記載され
たアミノ酸1〜157)をコードするヒトMGF−2DをコードしているeDN
A配列を、pブルースクリプト(Bluescript)SK (−)クローニ
ングベクター(ストラタジーン、ラホヤ、CA)中にサブクローン化した。得ら
れたpブルースクリプト:huMGF2−Dプラスミドを鋳型として用いて、ヒ
トMGFの3′末端を増幅させ且つヒトMGFおよびI L−3を結合するリン
カ−配列を加えるのに上記プライマーを用いた。各プライマー50pMおよび鋳
型50ngを、水29.75μL 10x標準PCR緩衝液(500mM KC
I、100mMトリス−CI (pH8,3)、15mM MgCl2.0.1
%(w/V)ゼラチン)5μm、IOX低マグネシウム緩衝液(500mM K
CL 100mM)リス=CI (p H8−3) 、5 mM M g CI
2.0.1%ゼラチン)(対照用)5μlまたは10X低カリウム緩衝液(5
0mM KCI、100mMトリス−CI 115 m M M g CI 2
.0.1%ゼラチン)5μL 1.25mM dNTP8μlおよびTaqポリ
メラーゼ0.25m1を含む反応緩衝イエゴ、CA)において94℃で30秒間
、37℃で45秒問および72℃で30秒間を6サイクル行なった後、94℃で
30秒間、60℃で45秒問および72℃で30秒間を約25サイクル行ない、
そして72℃で更に5分間延長した。
PCR増幅生成物のアガロースゲル電気泳動は、ヒトMGFの3′末端に対応す
るバントを示した。
第四フラグメントはI L−3をコードしている配列およびリンカ−配列の一部
分を含んでおり、上記に記載のplXY321からBamHI制限フラグメント
として切断された。このフラグメントを子ウシ腸アルカリ性ホスファターゼ(ベ
ーリンガー−7ンハイム(Boehringer Mannheim)で処理し
て5′ リン酸を除去した。
チドは示されていない)を配列番号3に示す。
実施例2
IL−3/MGF融合タンパク質の構築I L−3の後にMGFを含む融合タン
パク質を、酵母発現に関する調節配列と、l、−3およびMGFに関するコーデ
ィング配列を含むフラグメントとを組合せることによって構築した。第−cDN
Aフラグメントは、Ps t 1−8naB1制限フラグメントをplXY49
0から切断することによって得られた。このフラグメントは、ヒトMGFの細胞
外部分の5′末端の大部分を含んでいた。
第二フラグメントは、SnaBl−BamH1制限フラグメントをプラスミドP
IXY344から切断することによって得られ、IL−3をコードしている配列
およびリンカ−配列の一部分を含んでいた。I L−3/GM−C3F融合タン
パク質をコードする中間体プラスミドPIXY344は以下のように構築された
。酵母発現ベクターplXY120(上記実施例1に記載された)を、α因子リ
ーダーペプチド(ヌクレオチド237)の3′末端付近を開裂する制限酵素As
p718と、ポリリンカーで開裂するNcolとによって消化した。大型ベクタ
ーフラグメントを精製し、そしてL207−3 (ATCC67231)の部分
消化による約500bpのAsp718−Ncolフラグメント(GM−C8F
(Leu23ASp27G1u39)をコードしている)に連結してplXY
273を生成した。次に、pIXY273の9kbのAsp718−8g12フ
ラグメント(GM−C5F (Leu23Asp”7Glu39)cDNAをな
お含んでいる)を、plXY151 (実施例IBに記載された)からのヒト■
L−3(Pro8Asp15Asp70)をコードしているAsp718−Nr
ulフラグメントおよび下記の二本鎖オリゴヌクレオチドに連結した。このオリ
ゴヌクレオチドは、IL−3の3′末端に8bpが重複するが、停止コドンを含
まないし、GIV Serリンカ−を含み、そしてGM−C3Fの5′末端に1
0bpが重複する。得られたベクターはplXY344と称されており、N末端
IL−3およびC末端GM−C3Fをコードしている配列を含む。
第三フラグメントはリンカ−配列を含んでおり、下記の2種類のオリゴヌクレオ
チド
を合成し、キナーゼ処理し、そしてアニーリングすることによって生成された。
上記に記載の第三cDNAフラグメントを3通りの連結反応で組合せて、11−
−3およびMGFを含む融合タンパク質をコードする酵母発現ベクターplXY
521を生成した。このIL−3/MGF融合タンパク質の配列を配列番号1に
示す。
実施例3
MGF/11−3融合タンパク質の発現および精製半数体のビール酵母菌菌株[
a、trpl−Δ、his3−Δ200.ura3−52,1ys2−801
、ade2−10]である宿主菌株YNN281は、イースト・ジエネティック
・ストック・センター(YeastGenetic 5tock Center
)、カルフォルニア大学、バークレー、CA、米国から入手された。宿主菌株を
、ジャーマン(S h e rma n)ら、Laboratory Cour
se Manual for Methods in Yeast Genet
ics、コールド・スプリング・ハーバ−・ラボラトリ−,1986年の方法に
より発現プラスミドを用いて形質転換した。
発現プラスミドP IXY523 (MGF/I L−3融合タンパク質をコー
ドしている)を含む酵母をYNB−trp寒天平板上において4℃で維持した。
いくつかの単離された組換え体酵母コロニーをYNB−trp増殖培地(ディフ
コ・ラボラトリーズ(Difco Laboratories)、ブト0イト、
Mlシン200mg/L)50ml中に接種することによって予備培養を開始し
、そして振とうフラスコ中において30℃で激しく振とうしながら21時間増殖
させた。朝までに培養物を定常期において0D55oが1,2の状態で飽和させ
た。
Products)、ノリッジ、NY)(60g/L)、酵母エキス(ディフコ
・ラボラトリーズ、デトロイト、Ml)(200g/L)、ペプトン(ディフコ
・ラボラトリーズ、デトロイト、Ml)(200g/L) 、酵母飼料塩(硫酸
アンモニウム250g/L、−塩基性リン酸カリウム無水物125g/L、硫酸
マグネシウム28. 5 g/L) 、エタノール(95%)、ビタミン(ビオ
チン領02 g/L、パントテン酸カルシウム2g/L、 ミオ−イノシトール
25g/L、ニアシン5g/L、ピリドキシンHCl0.4g/L、葉酸0.1
g/L、塩化コリン0.5g/L)、微量元素(ホウ酸5g/L、硫酸第二銅2
g/L、塩化第二鉄10g/L、硫酸マンガンLog/L、モリブデン酸ナトリ
ウム0. 5g/L、硫酸亜鉛Log/L、塩化コバルト0.5g/L) 、ア
デニン(10g/L)、チアミン(10g/L)、ウラシル(10g/L) 、
ヒスタジン(10g/L)、リシン(15g/L)。
1リットル発酵槽用の増殖培地を、リン酸カリウム5.0g、硫酸アンモニウム
20.0g、硫酸マグネシウム1.0g、塩化カルシウム0.1g、L61消泡
剤0.2mlおよび全容ff1650m1までの水を混合することによって調製
した。次に、この培地を発酵槽中において121℃で30分間のオートクレーブ
にl1チアミンHCIが3.5ml、ビタミン2.5ml、微量元素2.5mL
アデニン25m1ウラシル15m1.酵母エキス12.5mlおよびペプトン1
2.5mlを混合することによって栄養飼料を調製した。次に、酵母種を発酵ト
ン22.5ml、酵母飼料塩31.25m1、エタノール22.5ml、ビタミ
ン1.25m1.微量元素1.25m1、アデニン25m1.チアミン3.Om
l、ウラシル10m1.ヒスタジン]、Omlおよびリシン10m1を含む栄養
飼料(上記のように調製された)を0.11m1/分の量で20時間連続的に加
えた後、0.2ml/分の量で更に24時間加えた。最終生産培地組成は下記の
通りであった。
得られた酵母ブイヨンを9.OOOrpmで10分間遠心分離した。遠心分離し
た上澄みを0.45μフイルターによって濾過し、透明な酵母ブイヨンを集めい
て製造者(インターナショナル・バイオチクノロシーズ・インコーホレーテッド
(International Biotechnologies Inc。
し且つ1mM CaCl2、O,LM HEPES、pH7,5で平衡させた。
FLAG−MGF/I L−3融合タンパク質を、0.1Mクエン酸ナトリウム
、pH3,0によってアフィニティーカラムから溶離した。
実施例4
ヒト骨髄コロニー検定におけるMGF/IL−3融合タンパク質の活性MGFと
、IL−3と、MGFおよびIL−3を含む融合タンパク質とのコロニー形成を
誘導する能力を下記の検定において比較した。最初の検定において、ウィリアム
スら、Exp、Hematol、15:243 (1987)に記載されたのと
実質的に同様の方法により、顆粒球マクロファージコロニーおよびクラスター形
成細胞(CFU−GM)を検定した。簡単にいうと、必須および非必須アミノ酸
、グルタミン、セリン、アスパラギンおよびピルビン酸ナトリウム(ギブコ(G
ibco))を20%ウシ胎児血清と一緒に補足したマツコイ(McCoy’
5)5A培地を含む0. 3%寒天(ディフコ、デトロイト、MI)または0.
4%アガロース(FMC,ロックランド、ME)培地0.5ml中)およびクラ
スター(3〜49個細胞)を、倒立顕微鏡を用いて32Xで計数した。
第二の検定において、ウィリアムスら、上記に記載された方法により、赤血球系
バースト形成単位(BFU−E)および多能性コロニー形成細胞(CFU−GE
MM)を検定した。簡単にいうと、二重反復試験の35xlOmm培養物を、バ
ースト促進活性源として、組換え体ヒトエリトロポエチン(ハイクローン(Hy
clone))2単位/ml、0.1mMヘミン(コダック(Kodakした。
ネズミBFU−EおよびCFU−GEMMによる最大のコロニー形成は、前述の
培養条件を用いて14日目に観察された。BFU−EおよびCFU−GEMMは
、倒立型顕微鏡を用いて80Xにおいて、赤血球系要素のヘモグロビン化、特有
の赤色発生並びに前者および後者それぞれに関する骨髄性要素の不存在または存
在の基準で評点された。
前述の検定を用いて、本発明者は、MGF、IL−3、MGFおよびIL−3並
びにMGFおよびIL−3を含む融合タンパク質のコロニー形成活性を対照培地
に対して比較した。結果を下記の表に示す。
表A
MGF 3 Q+”
62±20.8±0.5+
IL−328”l 104±25.3±0.6MGF+IL−3 2+3 14
±1 98±4 6±0.5本
PIXY523 4 10”2 136”4 14”l”1236±2158±
5*31±2*
=培地対照に等しい値
8 培地対照と比較されたp<0. 05これらのデータは、MGF/IL−3
融合タンパク質が赤血球系および初期混合コロニー形成を刺激することを示して
いる。PIXY523は、対照にまさる且つMGFおよびI L−3単独並びに
MGFおよびrL−3組合せにまさる有意のBFU−EおよびCFU−GEMM
刺激活性を有していた。
実施例5
ヒト末梢血液膨張検定におけるMGF/IL−3融合タンパク質の活性実験は、
種々の成長因子若しくは成長因子組合せを含む前駆細胞膨張培地または成長因子
を加えられなかった培地によってex vivoて膨張したヒト造血系前駆細胞
の膨張比率を比較するように行なわれた。
ヒト末梢血液は、正常で健康な被験者から静脈穿刺によって得られ、そしてへ度
勾配遠心分離によって末梢血液から得られた。ヒト造血系前駆細胞の集団を含む
単核細胞をリン酸緩衝溶液(P B S)中で2回洗浄し、そして生存しつる細
胞をトリパンブルー色素排除によって計数した。
ex vivo培養は、20%ウシ胎児血清を補足したスーパー・マツコイ培地
10mI中において生存しつる細胞約107個から行なった。細胞を培養し、そ
して7%CO2,8%02.85%空気の雰囲気中において37℃でインキュベ
ートされたペトリ皿中において膨張させた。培地は、4日目に1種類または複数
の新しい成長因子と取り替えられた。
成長因子を培地に対して下記の濃度、すなわち、PIXY321 (100ng
/ml) 、MGF (Iμg/ml)、IL−3(100ng/ml) 、P
IXY523 (tμg/ml)で加えた。
培養中の前駆細胞は非付着性の傾向がある。それぞれのコロニー検定に関して、
各培養物中の非付着性細胞の50%が得られた。細胞を遠心分離によって培地か
ら分離し、2回洗浄し、そして生存しつる細胞をトリパンブルー色素排除によっ
て計数した。
CFU−GM検定(ルー(L u)ら、Exp、Hematol、13:989
.1985年)により、前駆細胞集団の骨髄性成分が測定された。生存しつる細
胞を、PIXY321 (GM−CFU)の存在下においてメチルセルロースク
ローニング培地(テリー・フォクス・ラブダ(Terry Fox Labs)
、バンク−バー、B、C9)中に入れた。骨髄性コロニーの数を計数し、そして
この数を各ウェル中に入れられた細胞数で割り、コロニー形成能力(CFC)発
生率を決定した。CFC発生率に全細胞数を掛けて、培養物当りのCFC数を決
定した。それぞれのCFC数を0日目のCFC数と比較して、試験された各前駆
体膨張培地に関する膨張比率を決定した。
骨髄性成分細胞膨張は、成長因子MGF、IL−3、PIXY321、PIXY
523およびこれらの成長因子の組合せと一緒にインキュベーションして4日後
および8日後に決定された。膨張指数1は、コロニー数の膨張がなかったことを
意味し、そして膨張指数2は、コロニー数が0日の数から2倍になったことを意
味する。
表B
CFU−GM膨張指数
PIXY321 2.2 4.8
PIXY523 3.2 9.2
IL−3+MGF 2. 6 4. 2コレラノテータは、PIXY523が顆
粒球マクロファージコロニー形成細胞の生産を、培地対照或いはMGFかまたは
IL−3単独または組合せの場合よりも有意に大きい程度まで刺激することを示
している。8日月においても、PIXY523の膨張指数はPIXY321およ
びMGFに相対して大であった。
配列表
(i)配列の特性
(A)配列の長さ・ 906塩基対
(B)配列の型: 核酸
(C)鎖の数 −末鎖
(D)トポロジー・ 直鎖状
(it)配列の種類: cDNA
(tti)ハイボセティカル: No
(tv)アンチセンス:NO
η (−i)直接の起源・
(B)クローン名: PIXY521
’ (tx)配列の特徴・
(A)NAME/KEY・ 成熟タンパク質(B)存在位置: 1.、.903
(ix)配列の特徴:
(A)NAME/KEY: CD5
(B)存在位置・ 1.、.906
(尤)配列: 配列番号:1
(2)配列番号:2
(i)配列の特性
(A)配列の長さ: 301アミノ酸残基(B)配列の型: アミノ酸
(D)トポロジー: 直鎖状
OO配列の種類: タンパク質
(xi)配列: 配列番号:2
th@ Tyt L*u Lys Thr L@u GLu Asn ^la
Gin ^la Gin Gin Thr Thr L・U115 120 ’
125
(2)配列番号:4
(i)配列の特性
(A)配列の長さ・ 303アミノ酸残基(B)配列の型: アミノ酸
(D)トポロジー・ 直鎖状
(u)配列の種類: タンノ(り質
(xi)配列: 配列番号=4
Val Val Gin Leu Ser Asp Ser Leu Thr
Asp Lau Leu Asp Lys Phe 5er人sn XL@ S
af GLu GLy L@u Saf 入sn Tyt Set 工1θ I
le 八sp Lys Leu VaLGlu Glu Phs Phe 八r
g Ile Pha Asn Arg Sat 工l@ Asp Ala Ph
s Lys AspPh@ Val Val Ala 5@r Glu Tht
Ser Asp Cys Van Val Ser 5ex−Thr Lau
Sir Pto GLu Lys GLy Lys 入La Lys 入sn
Py:o Pxo Gly 八sp Gly 八la Gl■
145 150 Ass 160
Gly 入1a Gly 5ar Gly Gly Gly Gly Gly
Set Ala pro Met Tht Gin Thr165 170 i
ts
τhr Pro L@u Lys Thr S@t Trp Val Asp
Cys Sar Asn Met Ile Asp GLulllo 185
190
11@XLe Thr Hls Leu Lys Gin Pro Pto L
au Pro Lau Leu^sp Phe^3n人sn Lau Asn
Gly Glu Asp Gin 入sp Ile Leu Met Glu
Agn Asn Leu Arg人rg Pl:o 入an 1−@u Glu
Ala f’h@ Asn xrg Ala val L、ys Ser L
eu、GLn@Asp
人1畠 Sar Ala Xle Glu 5@r Xla Lau Lys
Asn f、eu L4u Pro Cys Leu PrB
Lsu 入1& でht 八1a 八1a Pro Thr 入tg )lis
tro 工1e HLs Xis Lys 入sp Gl■
Asp Trp Asn Glu Pha Arg Azg Lys Leu
Thr Ph@τyt L4u Lysτhx Leuフロントページの続き
(51) Int、 C1,6識別記号 庁内整理番号C07K 14/475
8318−4H141548318−4H
191008318−4H
C12P 21102 K 9282−4BH9282−4B
//(Cl2N 15109 ZNA
C12R1:91)
(C12P 21102
C12R1:865)
I
A61K 37102 ABB
//(Cl2N 15100 ZNA AC12R1:91)
Claims (25)
- 1.IL−3に対して結合したMGFを含む融合タンパク質。
- 2.MGFがIL−3に対してリンカーペプチド配列によって結合している請求 項1に記載の融合タンパク質。
- 3.前記リンカーペプチド配列が、Gly、Asn、Ser、Thr、Alaお よびProから成る群より選択されるアミノ酸を含む請求項2に記載の融合タン パク質。
- 4.前記リンカー配列の長さが5〜15アミノ酸である請求項3に記載の融合タ ンパク質。
- 5.配列番号1に示されたアミノ酸残基1〜301および配列番号3に示された アミノ酸残基1〜303から成る群より選択されるアミノ酸配列を有する請求項 4に記載の融合タンパク質。
- 6.請求項1に記載のタンパク質をコードしているDNA配列。
- 7.請求項2に記載のタンパク質をコードしているDNA配列。
- 8.請求項3に記載のタンパク質をコードしているDNA配列。
- 9.請求項4に記載のタンパク質をコードしているDNA配列。
- 10.請求項5に記載のタンパク質をコードしているDNA配列。
- 11.融合タンパク質をコードしているDNA配列が、配列番号1または配列番 号3に定義されたDNA配列に対する遺伝コードの結果として縮重している請求 項6に記載のDNA配列。
- 12.請求項6に記載のDNA配列を含む組換え体発現ベクター。
- 13.請求項7に記載のDNA配列を含む組換え体発現ベクター。
- 14.請求項8に記載のDNA配列を含む組換え体発現ベクター。
- 15.請求項9に記載のDNA配列を含む組換え体発現ベクター。
- 16.請求項10に記載のDNA配列を含む組換え体発現ベクター。
- 17.請求項11に記載のDNA配列を含む組換え体発現ベクター。
- 18.MGFおよびIL−3を含む融合タンパク質を製造する方法であって、請 求項12に記載のベクターを含む適当な宿主細胞を、発現を促進する条件下で培 養する工程を含む上記方法。
- 19.MGFおよびIL−3を含む融合タンパク質を製造する方法であって、請 求項13に記載のベクターを含む適当な宿主細胞を、発現を促進する条件下で培 養する工程を含む上記方法。
- 20.MGFおよびIL−3を含む融合タンパク質を製造する方法であって、請 求項14に記載のベクターを含む適当な宿主細胞を、発現を促進する条件下で培 養する工程を含む上記方法。
- 21.MGFおよびIL−3を含む融合タンパク質を製造する方法であって、請 求項15に記載のベクターを含む適当な宿主細胞を、発現を促進する条件下で培 養する工程を含む上記方法。
- 22.MGFおよびIL−3を含む融合タンパク質を製造する方法であって、請 求項16に記載のベクターを含む適当な宿主細胞を、発現を促進する条件下で培 養する工程を含む上記方法。
- 23.MGFおよびIL−3を含む融合タンパク質を製造する方法であって、請 求項17に記載のベクターを含む適当な宿主細胞を、発現を促進する条件下で培 養する工程を含む上記方法。
- 24.哺乳動物において免疫応答または炎症性応答を調節するための組成物であ って、有効量の請求項1に記載の融合タンパク質および適当な希釈剤または担体 を含む上記組成物。
- 25.哺乳動物において免疫応答を調節する方法であって、有効量の請求項22 に記載の組成物を投与することを含む上記方法。
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