JPH07507448A - 向上した治療特性を有する組織プラスミノーゲン活性化因子グリコシル化変異体 - Google Patents

向上した治療特性を有する組織プラスミノーゲン活性化因子グリコシル化変異体

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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】 向上した治療特性を有する組織プラスミノーゲン活性化因子グリコジル化変異体 本発明は、十分にそのフィブリン結合親和性を保持しながら、野生型ヒト1−P Aと比較して増強した循環半減期を有する組織プラスミノーゲン活性化因子(t −PA)変異体に関する。ある種の変異体は、in vivoフィブリン溶解カ の向上をさらに示している。本発明はまた、これらの変異体を調製するための方 法と手段、およびこれらを含んだ医薬組成物に関するものである。
■、背景と関連技術の説明 組織プラスミノーゲン活性化因子(t−PA)は、ドメインを多く持つセリンプ ロテアーゼであり、その生理学的役割はプラスミノーゲンをプラスミンに変換し 、それによりフィブリン溶解過程を開始または促進することである。
初めてt−PAに臨床的関心が持ち上がった理由は、フィブリンの非存在下に比 べて、ライブ1ルの存在下でその活性が相対的に高かったからであった。野生型 のt−PAはフィブリン非存在下では酵素活性が弱いが、フィブリンが存在する とプラスミノーゲンを活性化する能力が著しく高められる。刺激がなければ、プ ラスミノーゲン活性化に対するメラノーマや組み換えヒトt−PA(Activ ase” t−PA)の触媒効率(触媒速度定数(K、、、)/ミカエリス定数 (K、))は、約1nM−Isec−’であり、一方、フィブリンやライブ1ル 分解物の存在下では、この効率(偽速度定数)は数百倍に増加する。t−PAの この並外れた生化学的特性は、全身的なプラスミノーゲン活性化を誘導する非フ ィブlル特異的血栓溶解促進物質(ストレプトキナーゼやウロキナーゼなど)と は異なっΔは、急性心筋梗塞および肺塞栓の処置の際に血栓溶解剤として治療的 に用いられ、どちらの状況も通常、フィブリン含有血栓による血管の閉塞から生 じている。
t−PAは、その著しいフィブリン特異性に加えて、さらに幾つかの際立った特 徴を示している。
(a) t−PAは、分子の一本鎖型がかなりの酵素活性を持っているという点 で、はとんどのセリンプロテアーゼと異なっている。数種の小さな基質に対して 、およびフィブリン非存在下におけるプラスミノーゲンに対して、二本鎖1−P Aは一本鎖よりも大きな活性を持っている。しかし、フィブリンの存在下では乱 立、5191−5201 (1991)]。はとんどの他のセリンプロテアーゼ はチモーゲンとして存在しており、完全な酵素活性を持つようにするための二本 鎖型へのタンパク分解を必要とする。
(b) in vivoおよびin vitroにおけるt−PAの働きは、セ ルピン、すなわちI’Al−1によって阻害される[ボーガム、D、E、ら。
J、CI tn、、Invest、 84.586−591 (1989);ラ イマン。
B ら、J、Biol、Chem、 259.3644−3647 (1984 )]。
(c) t−PAは、uMの範囲のに、値でin vitroでフィブリンと結 合する。
(d) t−PAは、肝臓において一種もしくは数種のレセプターを介した急h ron、Res、 53.287−303 (1989): モートン、P、A 。
ら、J、Biol、Chem、 264.7228−7235 (1989)] 。
実質的に純粋な形態のt−PAは、最初は天然の供給源から生産され、コレンv ivoにおける活性試験がなされた(リーケンら、J、l3io1.Chem。
・214 [1983] )は、t−PAのDNA配列を決定し、このDNA配 列からアミノ酸配列を推測した(1988年8月23日発行の米国特許番号4, 766.075参照)。
ヒトの野生型t−1’Aは、117.184.218、および448番目のアミ ノ酸位置がN結合型グリコジル化部位である可能性がある。C1(0細胞におけ る発現により産生された組み換えヒトL−PA (Ac L 1vase” t −PA)は、117番目の位置の高マンノース型のオリゴ糖、およびAsn−1 84とAsn−448の位置の慢合オリゴ糖からなる炭水化物を約7重態%含む ことが報告されている[ベーハー、 G、 A、 ら、″組み換えDNA技術に よって産生されたヒト組織プラスミノーゲン活性因子の特性研究°定量的生物学 に関するコールドスプリングハーバーノンボジウム 1986:Li :551 −562]。218番目の位置は、天然のt−PAでグリコジル化されていると いう発見はなされなかった。117番目と448番目の位置は常にグリコジル化 されているように思われるが、一方184番目の位置はその分子の約50%にお いてグリコジル化されていると考えられる。184番目の位置でグリコジル化さ れているt−pへ分子はI型t−PAと呼ばれ、184番目の位置でグリコジル 化されていない分子は■型t−PAと呼ばれている。Cll0細胞由来ヒトt− PAは炭水化物構造の最も包括的な分析がスペルマンら、J、Biol、Che m、 2旦4 (24)14100−14111 (1989) によって行わ れ、彼らは少な(とも17個の異なったA s n結合型炭水化物構造がそのタ ンパク質に検出できることを示した。
これらは、117番目の位置における高マンノース構造から、184番目と44 8番目の位置における2本、3本、4本の触角様N−アセチルラクトサミン型に まで及んだ。■型および■型のt−PAは、同じ細胞株から単離すると、Asn =117およびAsn−448の位置に同一の態様でN−グリコジル化されると t−PAの配列分析によって、その分子が5つのドメインを持っていることが同 定された。各ドメインは、トリプシン、キモトリプシン、プラスミノーゲン、プ ロトロンビン、フィブロネクチン、および上皮成長因子(EGF)のような他の タンパク質における相同な構造および機能領域に関連して定義されてきた。これ らのドメインはt−1’Aのアミノ酸配列のN末から始まって、1番目のアミノ 酸から約44番目のアミノ酸までがフィンガー(F) ドメイン、約45番目の アミノ酸から約91番目のアミノ酸までが成長因子(G) ドメイン(EGFと の相同性に基づいている)、約92番目のアミノ酸から約173番目のアミノ酸 までがクリングル−1(Kl) ドメイン、約180番目のアミノ酸から約26 1番目のアミノ酸までがクリングル−2(K2) ドメイン、そして約264番 目のアミノ酸から527番目のカルボキシル末端までがセリンプロテアーゼ(S ) ドメインと名付けられている。これらのドメインは、本来、互いに隣り合っ た位置にあり、短い“リンカ−”領域によって結合している。3つの付加的な残 基(G I y−Ala−Arg)が時々アミノ末端に発見されることがあるが 、これらのリンカ−領域のために、成熟ポリペプチドの全アミノ酸数は527に なっている。この追加的なトリペプチドは、一般的に、不完全な前駆体プロセシ ングの結果であると考えられており、それが機能性を付与することは知られてい ない。天然のt−PAは、275番目の位置と276番目の位置の間(セリンプ ロテアーゼドメイン中に位置する)で切断され、2本鎖型の分子を生じる。
各ドメインは、t−PA分子の全体にわたる生物学的に意義ある特性に対して異 なった方法で寄与している。ドメインを欠失させる研究によって、フィンガー、 成長因子もしくはクリングル−2ドメインが欠失すると、結果としてt−PA変 異体のフィブリンに対する結合親和性が低下することが示されている[ファンB OJ、旦、3525−30 (1986)]が、しかし、置換変異体から得られ たより最近の結果は、クリングル−2ドメインは初期に予測されていたほどフィ ブリンとの結合に関与していないということを示している[ベネット、W。
F、ら、J、Biol、Chem、 266 5191−5201 (1991 )]。
ドメインを欠失させる研究は、フィンガーおよび成長因子ドメインが肝臓で除去 されることを示した[コレンら、Blood ヱ1,216−219 (198 8):カリアンら、J、Biol、Chem、263.3971−3978 ( 1988);ツーら、Thromb、es、旦0.33−41 (1988);  レフイノら、Fibrinolysis 2,30 (1988); ツーセ ンら。
Blood 73 1842−1850 (1989); ブラウンら、J、B iol、chem、 26旦、1599−1602 (1988)]、]クリン グルー2ドメイはリジンへの結合に関与している。セリンプロテアーゼドメイン はt−PAの酵素活性に関与しており、その部位の変異がフィブリン結合性とフ ィブリン特異性(恐らく、フィブリンと直接的に相互作用する)の両方に影響を 与えることが示されている特定の領域、およびフィブリン特異性のみが変化を受 ける(恐ら(、フィブリンと間接的に相互作用する)池の領域を含んでいる(ベ ネットら、1991.前掲)。部位特異的変化から生じる変異体を用いた研究は 、クリアランスにおいてt−PAのグリコジル化が関与していることを示してい る〔ローら、Bio/Technololl’ 5.953−958 (198 7); ローら、Bio/Technology 6,734 (1988)] 。
野生型ヒトt−PAの血漿からのクリアランスが相対的に速いことは、一方では 血栓溶解後に緊急介入を必要としている患者にとっては利点であるが、血中t− PAの治療的レベルを維持するため連続的な静脈投与を必要とする。急性肺塞栓 の成人患者の血栓溶解治療のためのActivase” (アクチバーゼ)1− PAの推奨されている全投与量はioQmgであり、それは2時間をかけた連続 的な静脈注入として投与される。より長い血漿半減期(クリアランスがより遅い )をもったt−PA誘導体はポーラス注入として投与でき、野生型t−PAの連 続注入で得られるよりも高い血漿濃度を得ることができ、そしてそのために治療 的有効量を減少させる結果になるだろう。よりゆっくりと除去されるt−PA変 異体は、深在静脈血栓症のような状態の処置、梗塞患者の次に続(再潅流の処置 、肺塞栓の処置もしくは末梢動脈血栓症(末梢血管疾患)の処置において特に有 利となるだろう。
ポーラスの形で投与できるt−PA変異体の必要性の高まりは、早期の梗塞に関 係する冠状動脈の開通を促進し、心筋の救助を改善するという目的をもった野生 型ヒトt−PΔ(特に、1本鎖)のポーラス投与に対する最近の関心が背景と1 570−1574 (1991)]。最近の臨床的研究の結果は、野生型ヒトt −PAのポーラス静脈投与が血栓溶解治療の開始を速めるのみならず、比較的高 いt−PA濃度が素早く達成されるために血栓溶解が亢進することを示している クリアランスの減少したt−PA変異体は、分子から個々のアミノ酸、ドメイン の一部、もしくは完全なドメインを欠失させることによって調製されてきた。
次に挙げている出版物は、成長因子および/またはフィンガードメインの一部も しくは全部を欠失させることによって、また任意に池の変異を加えて、野生型t −PAのクリアランス速度を減少させようとした試みを描いているニブラウンら 。
1988、前tl; ヨハネセンら、Thromb、Haemos tas、6 3゜54−59 (1990); コレンら、1988.前掲; カリアンら、 1988゜−140(1990); 米国特許番号 4,935.237 (1 990年6月19日発行);EP−A 241.208 (1987年10月1 4日公開);EP−A 240,334 (1987年10月7日公開)。2個 のクリングル−2ドメインをもち、報告によれば血漿クリアランスの減少したt −PA変異体が、コレンら、Thromb、Ilaemos t、 65.17 4−180 (1991)によって開示された。
様々なアミノ酸置換t−PA変異体は、クリアランス速度を減少させる能力およ び/またはt−PAの半減期を増加させる能力によって評価されてきた。63番 目から72番目(特に、67番目と68番目の位置において)および42番目か ら49番目までのアミノ酸領域の置換によって、野生型ヒトt−PAの血漿半減 期が増加することが報告されている[1989年12月28日公開のWO189 /12681およびアヘーンら、J、l3io1.Chem、 265,554 0 (1990)]。天然の成熟したt−PAの275番目のアルギニンをグル タミン酸に置換すると、クリアランス速度が野生型ヒトt−PAの約2倍遅くな ることが記載されている[ホックキスら、Thromb、Haemos t、、 5旦・491 (1987)]。
クリアランス速度を減少させるためのまたは/およびt−PAの半減期を延ばす ための池の取り組みは、t−PA分子を第二の分子と複合体化することであった 。例えば、t−PA−ポリエチレングリコール−共役体は、EP−A 304゜ 311 (1989年2月22日公開)で報告されたように、t−PAのクリア ランス速度を減少させることが報告されている。t−PAに対するモノクローナ ル抗体は、t−PAの活性を減少させることなくin vivoでのt−PAの 機能的半減期を増加させることが報告されている(1989年12月2日公開の EP−A 339.505参照)。
t−PAのクリアランスにおける炭水化物の関与もまた研究されている。野生型 ヒトt−PAとは異なる炭水化物プロフィルをもったt−PA変異体が作成され 、試験されてきた。
この取り組みの例として、60.64.65.66.67.78.79.80. 81.82.103.105.107および250番目の位置の1つまたはそれ 以上が、これらの残基のいくつかの位置、もしくはその近(にグリコジル化部位 をもつ分子を作り出すために適当なアミノ酸で置換された(1989年11月3 0日公開のWo、89/11531参照)。例えば、これらのt−PA変異体の うち、7103N過剰−グリコシル化t−PA変異体は、クリアランスが天然の t−PAより約5倍遅かった。
他の研究は、野生型t−Pへのグリコジル化部位を非グリコジル化部位に変換す ることに焦点をあてた。クリングル−2およびプロテアーゼドメインからなるt −PAの非グリコジル化部位体は、野生型t−PAよりも血漿クリアランスがか ら選択的にオリゴ糖残基を除去し、これらの残基を除去することによって、t− PAのクリアランス速度が減少することを示した。これらの研究およびローら[ (1987)、前掲; (1988)、前掲]はまた117番目の位置のグリコ ジル化を防ぐため、t ’−P A変異体N117Q(その変異体では、野生型 ヒトt−PAの117番目のアスパラギンがグルタミンに置換している)を生み 出した。
この変異体は、この位置の高マンノースオリゴ糖を酵素的に除去して得られる変 異体と類似しており、野生型ヒトt−pΔよりも約2倍遅いクリアランス速度を 示した。1987年9月23日公開のEP−A 238.304および1987 年7月1日公開のEP−A 227,462も参照されたい。
さらなるヒトt−PAグリコジル化変異体のクリアランス速度が減少したことが 、次の出版物に記載され、報告された:アヘーンら、前掲(Q42N、H44E 、N117Q t−PA);:Iレフら、(1998)、前掲[del (C6 −186)N117Q t−PA、およびdel (C6−186)N117Q 、N184Q t−PA] ;ヘイジウッドら、Prot、Enqineer、  2+611 (1989)(N117Q、N184Q t−PA)。
我々は、103−105番目のアミノ酸の位置での余分のグリコジル化の付加に よって野生型ヒトt−PAの循環半減期が延長することはまたフィブリン結合親 和性および/または血漿証血溶解活性における喪失を伴うことを見いだした。
例えば、野生型ヒトt−PAの103番目のアミノ酸の位置でスレオニンをアス パラギンに置換するとクリアランス速度が約5倍減少したが、しかしt−PAの フィブリン結合親和性および活性が著しく減少したという点でt−PA機能にお ける喪失がもたらされた。その結果、このグリコノル化変異体の血漿濃度がその より低いクリアランス速度のためにAct 1vase” t−PAの等しい用 量に対して約4−5倍大きいにもかかわらず、その活性が減少しているせいで効 率もしくはin vivoのフィブリン溶解力は殆ど向上されない。
本発明は、池の状況のなかにあって、初期の機能が野生型t−PAの薬物動態特 性を向上すること(血漿クリアランスを減らし、循環半減期を延ばす)である変 更から生じるt−PAのブイプリン結合性の喪失が、より遅いクリアランス速度 の達成や循環半減期の延長を損なうことなしに、追加的な変更によりて回復する ことを示す、特定の研究の成功に基づいている。さらに、本発明は、そのような t−PA変異体のin vivo凝面溶解(フィブリン溶解)力が、t−PAの グリコ/ル化パターンの変化がt−PAのプロテアーゼドメインにおける追加的 な特定の変更を伴う場合は特に、野生型ヒトt−PAのそれより著しく向上する ことを示す実験的証拠に基づいている。その結果が野生型t−PAに関して改良 されたフィブリン溶解力をもった分子であり、その分子はまた、野生型t−pA よりも速く血漿凝血を溶解することができ、その上、向上したフィブリン特異性 をもつだろう。
発明の概要 我々は、驚くべきことに、野生型ヒトt−pΔの103から105番目のアミノ 酸の位置に余分のグリコジル化部位をもつ、ゆっくりとクリアランスを受けるt −PA変異体について観察されるフィブリン結合性の喪失は、117番目のアミ ノ酸の位置の機能的炭水化物を除去することによって回復できることを見いだし た。これらの変更が組み合わされた場合には、t−PA変異体のフィブリン結合 親和性を損なわずに循環半減期を延ばすことが可能になる。野生型t−PAのi n vivoフィブリン溶解力(単位用量あたりの凝血溶解)はまた、フィブリ ン特異性を向上する追加的な変更が分子に導入される場合は特に改良され得る。
それゆえ、本発明は、103−105番目のいかなる位置でもグリコジル化され 、野生型ヒトt−PAのアミノ酸配列の117番目の位置の機能的な炭水化物構 造を欠いており、モしてa)野生型ヒトt−PAのフィブリン結合親和性を実質 的に保持しながら延長した循環半減期を示すか、もしくはb)野生型ヒトt−P へと比べてin vivoフィブリン溶解力が向上しているt−pへ変異体に関 する。
好ましい具体例において、そのようなt−PA変異体は野生型ヒトt−PAと比 べて少なくとも同様のフィブリン結合性を示す。
他の好ましい具体例において、そのようなt−PA変異体は野生型ヒトt−PA と比べてin vivoフィブリン溶解力が増加している。
天然t−PA分子の117番目のアミノ酸残基の炭水化物を別にすれば、本発明 のt−PA変異体は、野生型ヒトt−pへでグリコジル化されている位置で機能 的な炭水化物構造を保持することが好ましい。
余分のグリコジル化部位は野生型ヒトt−PAの103もしくは105番目の位 置であることが好ましい。
ひとつの好ましい具体例において、余分のグリコジル化はN結合型であり、得ら れる変異体は、Asn−X−5erもしくはAs n−X−Th r トリペプ チド配列の部分として103−105番目のいかなるアミノ酸の位置にもアスパ ラギンを含んでおり、そのトリペプチド配列においてXはグリコジル化を防ぐプ ロリンを除けばどのアミノ酸でもよい。
他の好ましい具体例において、N結合型の余分のグリコジル化部位は野生型ヒト t−PAの103もしくは105番目のアミノ酸の位置である。
さらに好ましい具体例において、117番目のアミノ酸位置の機能的な炭水化物 構造の除去は、グリコジル化シグナルであるA−s n−X−5e t/Th  r (Xは上記のように定義される)の根底にあるDNAの部位特異的変異によ って行われる。得られるL−PA’&異体では、野生型t−PAアミノ酸の11 7番目の位置のアスパラギンを、池のアミノ酸、これはグルタミンであるのが好 ましいが、に置き換える。
さらになお好ましい具体例において、本発明の変異体は野生型ヒトt−PAに比 べてフィブリン特異性が向上している。
例えば、フィブリン特異性は、野生型ヒトL−PAアミノ酸配列の296−30 2番目および274−277番目のアミノ酸領域内に追加的な変更を導入するこ とによって向上させることができる。その変更は、296−299番目の位置の アミノ酸の各々の、アラニンへの置換であるか、もしくは野生型t−PAの27 4−277番目の位置に存在するアミノ酸(フェニルアラニン、アルギニン、イ ソロイシン、リジン)の、それぞれロイシン、ヒスチジン、セリンおよびスレオ ニンへの置換であることが好ましい。
他の具体例において、本発明は、上述した変異体をコードしているDNA配列、 形質転換した宿主細胞においてそのようなりNA配列を発現できる複製可能な発 現ベクター、形質転換宿主細胞およびt−PA変異体をコードしているDNAを 発現するための宿主細胞の培養からなる過程に関する。
さらに池の具体例において、本発明は、製薬的に許容し得る担体の混合物中のt −1’A変異体の治療的有効量を含有する、血管の状態や疾患を処置するための 組成物に関する。
さらに池の具体例において、本発明は、哺乳類へt−pへ変異体の有効量を投与 することを特徴とする、哺乳類における血管の疾をもしくは状態を処置するため の方法を提供する。
さらなる局面において、本発明は、117番目のアミノ酸の位置の機能的な炭水 化物構造を追加的に除去することにより、野生型ヒトt−PA配列の103−1 05番目のいかなる位置での余分のグリコジル化の付加によってもたらされるフ ィブリン結合親和性の喪失を実質的に回復するための方法に関する。
図面の簡単な説明 図1および2は、得られるL−PA変異体のフィブリン結合性に対する本発明の 変異の効果を表している。野生型ヒトr−PAの103番目の位置のアミノ酸で の余分のグリコノル化のためのフィブリン結合性の喪失は、野生型ヒトt−FA 分子の117番目の位置の炭水化物構造を除去することによって回復することが できた。
図3.4.5は、ウサギの動−静脈シヤント狸栓溶解モデルにおいて行った、i n vivoM血溶解アッセイの結果を表している。
“t−PA”、′ヒトL−PA”、および1ヒト組織プラスミノーゲン活性化因 子”という用語は、典型的には5つのドメイン(フィンガー、成長因子、クリン グル−1、クリングル−2、およびプロテアーゼドメイン)をもっているが、そ れにもかかわらず、もしそれがまだ血栓溶解剤として機能するならばさらに少な いドメインをもつているかもしれないし、またそのドメインのいくつかが反復し ているかもしれない構造を有しているフィブリン溶解活性をもつヒトの外因性( 組織型)プラスミノーゲン活性化因子を指している。最小単位として、t−pA は、プラスミノーゲンをプラスミンに変換できるプロテアーゼドメイン、および 少なくとも部分的にはフィブリン結合性を担っていると考えられているN末端領 域からなる。このように、これらの用語は、そのポリペプチドのアミノ酸配列の 一部としてのこれらの機能ドメインからなるポリペプチドをも含んでいる。生物 学的に活性なt−PAの形態は、その分子の2つの機能ドメイン、およびそうで なければt−PA供給源固有のt−PAのいかなる池の部分をも含んでいる形態 で、組み換え細胞培養系によって生産することができる。各個体のt−PAアミ ノ酸配列における1つもしくはそれ以上のアミノ酸の違いによって示されるよう に、天然のアレル変異が存在し、その変異は個体の間で生じうることが理解でき るであろう。
“野生型t−PA”天然のt−PA”野生型ヒトt−PA”および“天然のヒト t−PA”という用語は、天然の配列のヒトt−PA、すなわち、1988年8 月23日発行の米国特許番号4.766.075中に報告されているcDNA配 列によってコードされているものを指している。t−PA分子中のアミノ酸の部 位の数字または位置は、米国特許番号4.766.075に従って番号を付けて いる。t−PAはどのような天然の供給源からとられたものでもよい。さらに、 t−PAは、例えばチャイニーズハムスター卵巣(CHO細胞)またはヒト胎児 腎臓293細胞などの、いかなる組み換え発現系から得てもよい。
“フィブリン結合性”および“フィブリン結合親和性”という用語は、リーケン ら、J、Biol、Chem、 25ヱ、2920−2925 (1982)に 記載されている方法もしくは実施例2に開示しているその変法のような標準的な フィブリン結合アッセイにおいて、t−PA分子がフィブリン凝血に結合する能 力を指している。
“(t−PAの)生物学的活性”、“生物学的に活性のある”、“活性″および “活性のある”という用語は、血漿の凝血の存在下もしくはフィブリン存在下で のS−2251アツセイ、S−2288アツセイ、血漿凝血溶解アッセイ、また は他の適当なアッセイで測定されるような、t−PA分子がプラスミノーゲンを プラスミンに変換する能力を指している。そのアッセイは、フィブリン、フィブ リノーゲン、血漿および/または血漿の凝血などの、活性を調節する可能性のあ る因子の存在下もしくは非存在下で行ってもよい。
“フィブリン溶解活性”、“血栓溶解活性”および“凝血溶解活性”という表現 は相互交換して用いられ、カールソン、 R,H,ら、Anal、Bioche 見−168,428−435(1988)による精製凝血溶解アッセイおよびベ ネソト、W、F、ら、1991.前掲により表されたその変法のような当業者に 既知のいかなるin vitro凝血溶解アッセイを用いても、また凝血が精製 フィブリン由来であろうが血漿由来であろうが、t−PA分子がその凝血を溶解 できる能力を指している。
”特異的なフィブリン溶解活性”、″特異的な血栓溶解活性”および“特異的な 凝血溶解活性”という表現は単位定常状態血漿レベルによる凝血溶解を指してお り、その単位定常状態血漿レベルは上記の当業者に既知のいかなるin vit ro凝血溶解アッセイによっても決定できる。
“in vivoフィブリン溶解力”、“in vivo血栓溶解力”および“ in vivo凝血溶解力”という表現は相互交換して用いられ、t−PAの単 位投与量あたりの製血溶解を措している。in vivoフィブリン溶解カ”は 、ハムスター肺塞栓モデル(コレン、D、ら、1991.前掲)、および“ウサ ギ頚静脈血栓症モデル[コレン、D、ら、J、Cl1n、Invest、 71 .368 (1983)1などの、凝血溶解アッセイの許容できるいかなる動物 モデルにおいても測定される。後者のモデルの特に好ましい方法を、以下の実施 例にて説明している。
(野生型ヒトt−PAと比べて)“実質的にフィブリン結合性(親和性)を保持 している”という表現および本明細書中で用いているその文法的変型は、変異t −PA分子のフィブリン結合親和性(見かけのに、値)が、同様のアッセイで測 定される野生型ヒトt−PAに対するフィブリン結合親和性(Kd値)の約2倍 以内であることを意味している。“実質的に向上したフィブリン結合性”という 表現は、追加の変異や変異の組を含有することによってもたらされるt−PA変 異体におけるフィブリン結合親和性(見かけのに4値)の約4倍以上の増加を指 している。野生型t−PAと比較して“向上したin vivoフィブリン溶解 力”という用語は、野生型t−pへの場合の約3分の1もしくはそれよりも少な い投与量のt−pΔ変異体を投与することにより、匹敵するin vivo凝血 溶解が達成されることを指している。
“クリアランス速度”および“クリアランス”という用語は、t−PA分子が血 流から除去される速度を指している。クリアランス(速度)は天然のt−PAに 関して測定され、そしてそのクリアランス(速度)の減少によってそのt−pA 変異体が天然のt−PAより遅(除去されることが示され、クリアランス(速度 )の増加によってt−PA変異体が天然のt−PAより速く除去されることが示 される。
“フィブリン特異性”という表現は、野生型ヒトrt−PAに比べて、5−22 51アツセイでフィブリノーゲン依存性比活性に対するフィブリン依存性比活性 の比が高い変異体の活性を指しており、比は少なくとも1.5であることが好ま しい。
“血漿凝血特異性”という表現は、野生型ヒトrt−PAに比べてS−2251 アツセイで血漿依存性比活性に対する凝血依存性比活性の比が高い変異体の活性 を指しており、比は少なくとも1.5であることが好ましい。
“チモーゲン“、”チモーゲンの”および“チモーゲン活性”という用語は、1 990年4月22日公開のWO90102798中の定義に従って本明細書では 用いられている。この定義によれば、酵素活性全体の欠如は必要条件ではない。
“野生型ヒトt−PAの117番目のアミノ酸位置で機能的な炭水化物構造を欠 いた”という表現は、117番目のアミノ酸残基で炭水化物が完全に除去されて いることを意味しており、そこではグリコジル化シグナルが、以下に記載してい る部位特異的突然変異誘発によって破壊されているか、もしくは例えばAsn1 17に結合する無傷のN−アセチルグルコサミン残基を遊離させることのできる エンドグリコシダーゼの処理などによる実質的な除去によって破壊されている。
“アミノ酸”および“アミノ酸群”という用語は、天然に存在するすべてのし一 α−アミノ酸を指している。この定義は、ノルロイシン、オルニチン、およびヘ モンステインを含んでいることを意味する。アミノ酸は、−文字、三文字のいず れかによって確定される Asp D アスパラギン酸 11e I イソロイシンThr T スレオニ ン Leu L ロイシンSer S セリン Tyr Y チロシンGlu  E グルタミン酸 Phe F フェニルアラニンPro P プロリン Hj s+1 ヒスチジンcry G グリシン Lys K リジンAla A ア ラニン Arg RアルギニンCys Cシスティン TrpW トリプトファ ンVal V バリン Gin Q グルタミンMetM メチオニン Asn  N アスパラギンこれらのアミノ酸は、化学的組成とその側鎖の特性に従って 分類することができる。それらは、2つのグループ、すなわち電荷のあるものと 電荷のないものに大きく分類される。これらのグループはそれぞれ、さらに正確 にアミノ酸を分類するサブグループに分けられる: “変更”、“アミノ酸配列の変更”、“変異体”および“アミノ酸配列の変異体 ”という用語は、天然のt−PAと比べてアミノ酸配列にいくつかの違いがある t−PA分子を指している。通常、その変異体は、その構造内に保持している天 然t−PAのドメインと少なくとも80%の相同性を有しており、そのようなド メインと少な(とも約90%の相同性を有するものが好ましい。本発明の範囲内 に包含されるt−PAのグリコジル化変異体はまた、t−PAのグリコジル化パ ターンに特定の変化を生じさせるものに加え、置換、欠失、および/または挿入 も含むことができる。
置換t−PA変異体とは、天然のt−PA配列において少な(とも1つのアミノ 酸残基が除去され、同じ位置のその場所に異なったアミノ酸が挿入されているも のである。その置換が単一であれば、そこでは分子内のただ1つのアミノ酸だけ が置換されており、またその置換が多数であれば、2つもしくはそれ以上のアミ ノ酸が同一の分子内で置換されている。
t−PA分子の活性の実質的な変化は、電荷および/または構造が天然アミノ酸 と有意に異なった側鎖をもったアミノ酸に置換することによって得ることができ る。この型の置換は、その置換領域内でポリペプチド骨格の構造および/または 分子の電荷や疎水性に影響を与えることが期待できるだろう。
t−PA分子活性の中位の変化は、天然の分子と電荷および/または構造が類似 している側鎖をもつアミノ酸に置換することによって期待できるだろう。この型 の置換は保存的置換と呼ばれるが、その置換領域内でポリペプチド骨格の構造ま たは分子の電荷や疎水性を実質的に変化させることは期待できないだろう。
挿入t−PA−異体とは、天然t−PA−子の特定の位置のアミノ酸にすぐ隣接 して1つもしくはそれ以上のアミノ酸が挿入されているものである。アミノ酸に すぐ隣接するとは、そのアミノ酸のα−カルボキシルもしくはα−アミノ官能基 のどちらかに結合していることを意味している。その挿入は1つもしくはそれ以 上のアミノ酸でよい。通常、その挿入は1つもしくは2つの保存的アミノ酸から 構成される。挿入部位に隣接するアミノ酸と電荷および/または構造が類似する アミノ酸は、保存的であると定義される。また、本発明は、挿入部位に隣接する アミノ酸と実質的に異なる電荷もしくは構造をもったアミノ酸の挿入も包含する 。
欠失変異体とは、天然L−PA−子中の1つもしくはそれ以上のアミノ酸が除去 されているものである。通常、欠失変異体は、t−PA分子の特定の領域で1つ もしくは2つのアミノ酸が欠失している。
本明細書を通じてt−PAのアミノ酸配列変異体を表すために用いている表記法 を以下に説明する。t−PAのポリペプチド鎖中の特定のアミノ酸の位置は番号 によって同定される。その番号は、1988年8月23日発行の米国特許番号4 .766.075で示されているように、成熟した野生型のヒトt−PAポリペ プチドのアミノ酸配列中のアミノ酸の位置を指している。本明細書では、実際の 残基番号はその分子内の欠失や挿入のためにそのように番号付けされないが、t −pΔ変異体の同様に位置決定される残基は、これらの番号によって示されてい る。これは、例えば部位特異的欠失または挿入変異体に関して起こる。そのアミ ノ酸は一文字記号を用いて同定する。置換したアミノ酸は、そのアミノ酸のポリ ペプチド鎖中の位置を示す番号の左側に野生型アミノ酸を示し、そしてその番号 の右側に置換されたアミノ酸を示すことによって命名される。
例えば、野生型ヒトt−PA分子の103番目のアミノ酸の位置でアミノ酸のス レオニン(T)をアスパラギン(N)に置換すると、T103NL−PAという 名前のL−PA変異体が生じる。同様に、野生型ヒトt−PA分子の117番目 のアミノ酸の位置のアスパラギン(N)をグルタミン(Q)で追加的に置換する ことによって得られるt−PA変異体は、T103N、N117Qt−PAと命 名される。
欠失変異体は、包括的な欠失の両端のアミノ酸残基及び位置を示し、そして示さ れたアミノ酸の左側にギリシャ文字のデルタ“Δ“を付けることによって確定す る。例えば、296−299のアミノ酸の欠失を含んだt−PA変異体は、Δに 296−R297−R298−R299t−PAと示される(ここにに、Hおよ びRはそれぞれアミノ酸のリジン、ヒスチジンおよびアルギニンである)。
ただ1つのアミノ酸、例えばに296の欠失は、Δに296と示される。挿入t −PA−異体は、挿入するアミノ酸の回りに角型括弧“[]”を用いることによ り命名され、その挿入の位置は挿入の両側のアミノ酸の位置を示すことによつて 表す。例えば、94番目の位置のグルタミン酸と95番目の位置のアスパラギン 酸の間にアミノ酸のアラニン(A)を挿入すると、R94[A] D95と示さ れる。読みやすくするために、単一の分子内に存在する多数の変異を分けるのに コンマ“、”を用い、複数のt−pΔ変異体分子を同時に列挙する場合に、個々 のt−PA変異体分子を分けるためにセミコロン″:2を用いている。
“DNA配列のコード”、“DNAのコード“および′核酸のコード”という用 語は、デオキシリボ核酸の鎖に沿ったデオキシリボヌクレオチドの配列または順 序を指している。これらのデオキシリボヌクレオチドの順序は、ポリペプチド鎖 に沿うアミノ酸の順序を決定する。DNA配列は、このようにアミノ酸配列をコ ードしている。
“複製可能な発現ベクター”および“発現ベクター”という用語は、通常は二本 鎖で、その中に外来のDNA断片が挿入されていてもよいDNA断片を指してい る。外来DNAは異種DNAとして定義され、それは宿主細胞中に天然には見い だされないDNAである。このようなベクターは、適当な宿主細胞に外来または 異種のDNAを輸送するために用いられる。いったん宿主細胞中に導入されると 、ベクターは宿主の染色体DNAとは独立して複製でき、ベクターおよびその挿 入された(外来)DNAのいくつかのコピーが生成され得る。さらに、ベクター は外来DNAをポリペプチド鎖に翻訳することを可能にする必須要素を含んでい る。外来DNAにコードされる多くのポリペプチド分子は、このように素早く合 成することができる。
核酸は、他の核酸配列と機能的な関係のある位置で配置されれば、“作動可能に 結合されている′。例えば、プレ配列や分泌リーダーのためのDNAは、もしそ のポリペプチドの分泌に関与するプレタンパク質として発現されるならば、ポリ ペプチドをコードするDNAと作動可能に結合されている;プロモーターやエン ハンサ−は、もしその配列の転写に影響を与えるなら、コードしている配列と作 動可能に結合している】またはりポゾーム結合部位は、もし翻訳を促進するよう に位置しているなら、コードしている配列と作動可能に結合している。一般に、 ”作動可能に結合”とは、結合されるDNA配列が隣接していることを意味し、 分泌リーダーの場合は、隣接しており解読相内にあることを意味している。しか し、エンハンサ−は隣接している必要はない。結合は都合のよい制限部位での連 結(ライゲーション)によって行われる。もしそのような部位が存在しなければ 、合成オリゴヌクレオチドのアダプターかりンカーを通常のプラクティスに従っ て用いる。
本発明に関連して、“細胞”、“細胞株”および“細胞培養”という表現は、相 互交換して用いられており、そのような呼び名はすべて、後世代の細胞を含んで いる。
゛形質転換した(宿主)細胞”、“形質転換体”および゛形質転換した“という 用語は、DNAを細胞に導入することを指している。その細胞は“宿主細胞”と 呼ばれる。細胞に導入するDNAは通常、挿入されるDNA断片を含んだベクタ ーの形をしている。細胞に導入するDNA配列は、宿主細胞と同じ種由来であっ ても宿主細胞とは異なった種由来であってもよく、またはある外来DNAとある 同種のDNAを含むハイブリッドDNA配列であってももよい。形質転換体およ び形質転換した細胞という言葉は、転換の数にかかわらず、最初に形質転換を受 けた細胞およびそれから誘導される培養細胞を含んでいる。あらゆる後世代の細 胞は、必然的もしくは偶然の変異のためにDNAの内容において正確には同一で ない可能性があることもまた理解できる。最初に形質転換した細胞においてスク リーニングされるものと同じ機能や生物学的性質をもっている変異した後世代の 細胞も含まれる。
“プラスミド“は、英字の表示を後続する小文字のpによって名付けられる。
本発明において用いた出発プラスミドは市販されているか、制限のない基礎にも とづいて公的にも利用可能であり、あるいは開示されている手順を用いてそのよ うに利用可能なプラスミドから組み立てることができる。さらに、他の同等なプ ラスミドも当業界にて既知であり、通常の熟練者にとっては明らかであろう。
ポリペプチドのグリコジル化は、典型的にはN−結合型かもしくは〇−−合型で ある。N−結合型は、アスパラギン残基の側鎖への炭水化物端の結合を指してい る。Xがプロリン以外のアミノ酸であるアスパラギン−X−セリンおよびアスパ ラギン−X−スレオニンのトリペプチド配列は、炭水化物端がアスパラギン側鎖 に酵素的に結合するための認識配列である。〇−結結合型グリコモ化化、ヒドロ キシアミノ酸、最も一般的にはセリンまたはスレオニンにN−アセチルガラクト サミン、ガラクトースまたはキンロースといった糖の1つが結合することを指す が、5−ヒドロキシプロリンや5−ヒドロキシリジンも〇−結結合型グリコモ化 化関与する場合がある。
哺乳類によって産生されるタンパク質のグリコジル化パターンは、血漿タンパク 質・構造、機能および遺伝的調節(The Plasma Proteins:  5tructure、 Function and Genetic C。
−ヨーク、1984.特に271−315ページに詳細に記載されている。本章 では、配糖体として結合したオリゴ糖と同様に、複合、高マンノース、およびハ イブリッド構造と呼ばれている少な(とも3つのグループへの細分を含めて、ア スパラギン結合型オリゴ糖が議論されている。
酵母によって産生されるタンパク質のグリコジル化パターンは、タナ−およびレ ーレ、Biochim、[3iophys、Acta、906 (1)、915 −944 (1987)に詳細に記載されている。
哺乳類細胞および酵母から産生されるタンパク質の典型的なN−結合型グリコジ ル化パターンが、1989年11月30日公開のWo 89/11531の図1 で比較されている。
130wesメラノーマ細胞から精製した天然t−PA(メラノーマt−PA。
mt−PA)の炭水化物構造に関する予備的な研究は、Asn184およびAs n448の位置の複合型オリゴ糖とともに、Asn117の位置に高マンノース すべて炭水化物で置換されており、それに対して■型t−PAは184番目の位 置に結合した炭水化物をもっておらず、したがってこの位置は天然のt−PA分 子の約50%においてグリコジル化されているだけである。1つの詳細な報告[ パレクら、Biochemistry 28.7644−7662 (1989 )]は、これらの割り当てを確証しており、さらにオリゴ糖の30%が硫酸化さ れていることを見いだした。
トランスフェクションしたチャイニーズハムスター卵巣(CHO)細胞から精製 される組み換え野生型t−PA (r t−PAもしくはActivaselI t−をもつことが見いだされた:Asn117の位置に高マンノースオリゴ糖、 Asn184およびAsn448の位置に複合オリゴ糖が存在し、Asn184 の部位はその分子の50%においてグリコジル化されているだけであった。
本発明の変異体は、野生型ヒ)t−PAの103.104および105番目のい ずれかのアミノ酸の位置において、N−結合型もしくは〇−−合型を介してグリ コジル化される可能性のあるアミノ酸配列を少な(とも1つ含んでいなければな らない。
N−結合型のグリコジル化を企図するなら、変異体中のグリコジル化部位は、式 :アスパラギン−X−セリンまたはアスパラギン−X−スレオニン(ここに、ア クセプターとしてのアスパラギンおよびXは、グリコジル化を阻害することが知 られているプロリンを除(20種の遺伝的にコードされたアミノ酸のどれでもり 、1973.1−15ページを参照されたい。本発明におけるアミノ酸配列変異 体は、(表面のループをより太き(、そしてより露出するようにするために10 3番目の位置の後にアスパラギン−X−セリン/スレオニンを加えるなどして) グリコジル化をもたらす目的で適切な部位(複数の場合もある)に適当なアミノ 酸(複数の場合もある)を挿入することによって、またはグリコジル化をもたら す目的で適当なアミノ酸で適当な部位のアミノ酸(複数の場合もある)を置換す ることによって改変されている。
〇−−合型のグリコノル化を採用するなら、0−グリコシド結合は、動物細胞に おいて、N−アセチルガラクトサミン、ガラクトースまたはキシロースと数種の ヒドロキシアミノ酸のうちの1つとの間で生じ、最も一般的にはセリンかスレオ ニンであるが、分子内の適当な領域に位置している5−ヒドロキシプロリンもし くは5−ヒドロキシリジン残基の場合もある。
ひとつの好ましい具体例において、N−結合型のグリコジル化部位を野生型ヒト t−PAの103−105番目のアミノ酸の位置に加える。〇−結結合型グリコ ン化化は、これらの領域中の1つまたはそれ以上のアミノ酸を、セリン、スレオ ニンまたは5−ヒドロキシリジン残基に置換するか、またはそれを付加する。
そのようなt−PA変異体は、Wo 89/11531.前掲に開示されている 。
本発明のt−PA変異体は、さらに、117番目のアミノ酸残基で機能的な炭水 化物構造を欠いているという点で特徴的である。好ましい具体例では、天然のt −PA分子ではグリコジル化されている他のすべてのアミノ酸位置で機能的な炭 水化物構造が保持されている。そのような117番目の位置での機能的な炭水化 物構造の選択的除去は、野生型ヒトt−PAアミノ酸配列の117−119番目 の位置にあるAsn−8er−3erグリコリル化シグナル内の、少なくとも1 つの残基をアミノ酸置換することによって行うことが好ましい。特に好ましい変 異体は、117番目のアミノ酸の位置にあるアスパラギン(N)が、他のアミノ 酸と置換しており、好ましい置換分はグルタミン(Q)である(例として、EP  238.304.前掲およびWo 89104368を参照されたい)。
本発明の好ましい変異体は、天然のヒトt−PAの107番目の位置のアラニン をセリンに置換すると共に、103番目の位置のスレオニンもしくは105番目 の位置のセリンがアスパラギンに置換しており、117番目の位置のアスパラギ ン(N)が池のアミノ酸、好ましい置換分のグルタミン(Q)に置換している。
本発明中のプラスミノーゲン活性化因子は、天然t−PAのグリコジル化パター ンにおける前述の変更に加えて、その分子のある種の特性を向上するために、天 然のt−PA配列の他の領域中の残基を置換、欠失もしくは挿入することも随意 に含むことができる。そのような変更は当業界にて周知である。プラスミノーゲ ン活性化因子およびその第二世代の誘導体の一般的概観は、ハリス、Prote in Engineering、↓: 449−458 (1987)およびり −ネン、 H,R,およびコレン、D、、Thromb、Haemos t、6 6 (1)88−110 (1991)に見いだすことができる。t−PA変異 体の池の概観としては、バネコークら、Fibrinolysis、2:123 −132 (1988)、Annual Reports in Medici nal Cbcト、1990前掲がある。
例えば、クリアランス速度および/または半減期をさらに向上するための方法は 、本発明のt−PA変異体からフィンガーおよび/または成長因子ドメインの一 部もしくは全部を除去することである。およびもしくはさらに、本発明の1−P A変異体は、275番目および276番目のアミノ酸の位置でまたはその周辺で タンパク分解切断に抵抗性を示すものがあり、および/またはt−PAのクリン グル2ドメインの推定リジン結合部位内にアミノ酸変更を有している。
より遅い血漿クリアランスに加え、野生型t−PAよりもフィブリン特異性が良 好なt−PA変異体を提供することが特に望ましいと考えられた。そのようなt −PA変異体は、変更を行っていないt−PAよりもフィブリン凝血部位でより 優先的に働くだろうし、それゆえ循環プラスミノーゲンの活性化に付随する副作 用が減少され、例えば出血性の合併症の重症度を低減し、頻度を減少させること が期待できる。
本発明のt−PA変異体のフィブリン特異性は、当業者に既知の追加的な変更に よって向上することができる。
フィブリン特異性を向上させるために、本発明のt−PA変異体は、例えばセリ ンプロテアーゼドメインの296−302番目のアミノ酸位置で、好ましくは2 96−299番目のアミノ酸の位置でさらに変異を加えることができる。好まし い変異体においては、野生型t−PAの296−299番目の位置のリジン(K )、ヒスチジン(H)、アルギニン(R)、アルギニン(R)の各アミノ酸をア ラニンに置換する。さらに好ましい変異体においては、298および299番目 の位置のアルギニンを両方ともグルタミン酸に置換する。池の好ましい変異体に おいては、野生型t−PAの296.297および301番目のアミノ酸の位置 のリジン(K)、ヒスチジン(H)、およびプロリン(P)をさらにグルタミン (Q)、アスパラギン(N)およびセリン(S)にそれぞれ置換する。さらに好 ましい具体例においては、本発明のt−PA変異体のフィブリン特異性は、野生 型ヒトt−PAアミノ酸配列の274.275.276および277番目のアミ ノ酸の位置のフェニルアラニン(F)、アルギニン(R)、イソロイシン(+) およびリジン(K)を、ロイシン(L)、ヒスチジン(1−1)、セリン(S) およびスレオニン(T)のアミノ酸にそれぞれ置換することによって向上させる 。
後者の変更は、結果としてプラスミン切断部位を喪失させるので、その変異体は 実質上−木端型である。
さらに、本発明の分子は、チモーゲン特性を含む追加的な望ましい特性を与える ために、ある種の位置で置換を行ってもよいし、または欠失を含んでもよい。
ヒトt−PA中のこれらの位置は、例えば416−418番目の位置のリジン、 ヒスチジン、グルタミン酸をそれぞれアラニンに置換すること、および426. 427.429および430番目の位置のグルタミン酸、アルギニン、リジンお よびグルタミン酸をそれぞれアラニンに置換することを包含しており、これらは 、例えば1990年3月22日公開のWo 90102798に記載されている 。
適当な多重の変異体の例は次の通りである:T103N、N117Z t−PA ;5105N、A107S、N117Z t−PA;T103N、N117Z。
Kl−(RR(296−299)AAAA t−r’A;5105N、A107 S、N117Z、KIIRR(296−299)AAAA t−PA:T103 N、N117Z、R298E、R299E t−pA;5105N、A107S 、Ni17Z、R298E、R299E t−PA;T103N、N117Z、 に296Q、H297N、P301S t−PA;5105N、A107S、N 117Z。
K296Q、H297N、P301S t−PA;T103N、N117Z、F RIK (274−277) LIisT t−PA;5105.A107S、 Ni17Z、FRIK (274−277)LH3T L−PAo、ニー、−で 1!、Zはアスパラギン(N)を除く20種の天然に存在するアミノ酸のどれで もよいことを示している。特に好ましいものは、117番目の位置のアスパラギ ン(N)がグルタミン(Q)に置換しているt−PA変異体である。
天然のt−PA分子への余分のグリコジル化の付加および117番目のアミノ酸 残基での機能的な炭水化物構造の除去は、当業者に知られているいずれの方法に よっても成し遂げることができる。
タンパク質へのグリコシドの化学的および酵素的な結合は、例えばCRCCr1 t、Rev、Biochem、pp、259−306 (1981)中にてアル フィンおよびリストンによって記載されているように、さまざまな活性基を用い て行うことができる。化学的な結合技術の利点は、その技術が比較的単純であり 、天然の〇−およびN−結合型グリコシル化にめられる複雑な酵素的機構を必要 としないということである。用いる結合方法によって、糖は、(a)アルギニン およびヒスチジン、(b)グルタミン酸およびアスパラギン酸におけるような遊 離のカルボキシル基、(C)システィンにおけるような遊離のスルフヒドリル基 、(d)セリン、スレオニンまたはヒドロキシプロリンにおけるような遊離の水 酸基、(e)フェニルアラニン、チロシンまたはトリプトファンのような芳香族 残基、または(f)グルタミンのアミド基に結合できる。これらの方法は、WO 87105330(1987年9月11日公開)中に記載されている。
天然ヒトt−PAの117番目のアミノ酸の炭水化物構造は、例えばエンドグリ コンダーゼH(Endo−II)のようなエンドグリコシダーゼを用いることに よって実質的に除去することができる。Endo−Hは、高マンノースおよびハ イブリッドオリゴ糖の(部分的な)除去が可能なだけである。したがって、En do−Hは、適当な条件下、184および448番目のアミノ酸残基の位置の複 合構造に機能的な影響を与えずに、天然ヒトL−PAの117番目のアミノ酸残 基(Asn)の高マンノース炭水化物構造を(実質的に)除去することができる 。
!3.6191 (1984)の方法によって行われる。
本発明のt−PA変異体は、野生型t−PAをコードするDNA配列を突然変異 し、適当な宿主細胞において変異DNA配列を発現することによって構築するの が好ましい。
所望の配列変異を得るために天然の分子内の適当なアミノ酸(群)を変化または 挿入するという変更は、例えば部位特異的突然変異誘発や、以下に説明するよう な、関連タンパク質をコードするDNA中に適当な配列を結合するなど当業者に 既知の方法によって行われる。
例えば、サンプルーフら[Mo1ecular Cloning+A Labo ratory Manual、第2版、コールドスプリングハーバ−ラボラトリ −プレス、ニューヨーク(1989)]で記載されているような部位特異的突然 変異誘発を行うためには、当業者に知られているいかなる手法を用いてもよいが 、オリゴヌクレオチド特異的突然変異誘発が本発明のL−PA変異体を調製する ための好ましい方法である。当業界で周知のこの方法[アデルマンら、DNA。
7・183 (1983)、サンプルーフら、前掲〕は、置換変異体を作成する のに特に適しており、それはまた欠失および挿入変異体を簡便に調製するために 用いてもよい。
オリゴヌクレオチドは、フレアら(1’roc、Na11.Acad、Scl。
tJsA、75 : 5765 [1987] )に記載されているような当業 界にて周知の手法を用いて容易に合成される。
1つ以上のアミノ酸が置換している変異体は、数種の方法のうちの1つによって 作成することができる。アミノ酸同士がポリペプチド鎖中の近(に位置している ならば、目的のアミノ酸置換のすべてをコードする1つのオリゴヌクレオチドを 用いて同時に変異を起こすのがよい。しかし、アミノ酸同士が互いに少し離れて 位置している(例えば10アミノ酸以上離れている)ならば、目的の変異のすべ てをフードする1本のオリゴヌクレオチドを作成することはより困難である。
その代わり、2つの二汁択−的方法のうち1つを採用してもよい。第一の方法で は、置換されるべき各アミノ酸に対して別個のオリゴヌクレオチドを作成すると いうものである。それらのオリゴヌクレオチドを同時に1本鎖の鋳型DNAにア ニーリングすると、その鋳型から合成される第二のDNA鎖は、目的のアミノ酸 置換のすべてをコードするだろう。他の方法は、目的の変異体を作成するために 2つもしくはそれ以上の突然変異誘発を行う。
例えば本発明に従って新しいグリコジル化部位を導入するなどの、野生型t−P Aもしくは変異分子をコードするDNA配列に変異を作成するための当業者に既 知の池の方法は、出発t−PA分子をコードするDNA配列を制限酵素消化によ って適当な位置で切断し、適当に切断したDNAを回収し、グリコジル化のため の目的のアミノ酸配列および平滑末端をもワたポリリンカーのようなフランキン グ領域(もしくは、ポリリンカーの代わりに、L−PAをコードしているDNA を切断するのにも用いられる制限酵素で合成オリゴヌクレオチドを切断し、それ によって付着末端を作り出す)をコードしているオリゴヌクレオチドを合成し、 そして残りのt−PAをコードしている構造遺伝子中にその合成りNAを結合す ることからなっている。
例えば1987年7月28日発行の米国特許番号4,683,195およびCu rrent Protocols in Mo1ecular Biology 、オースベルら2編、Greene Publishing As5ociat es and Wiley−1nLerscience、第2巻、第15章。
1991中に記載されているPCR突然変異誘発もまた、本発明のt−pへ変異 体を作成するのに適している。
本発明のt−PA変異体をコードするcDNΔは、さらなるクローニングや発現 のために複製可能なベクターに挿入する。
適したベクターは、標準的な組み換えDNAの手順を用いて調製される。単離し たプラスミドおよびDNA断片は切断し、必要に合わせて調整し、目的のベクタ ーを作り出すために特定の順序で一緒に連結する。
連結の後、挿入された外来遺伝子をもつベクターを、適した宿主細胞中に形賀転 換する。形質転換した細胞は、一般的にはテトラサイクリン(Let)やアンピ シリン(amp)などの抗生物質上での生育によって選択するが、これはベクタ ー上にLetおよび/またはamp耐性遺伝子が存在することでこの抗生物質に 対する耐性が付与されることによっている。連結混合物を真核生物の宿主細胞に 形質転換したなら、形質転換細胞はDHFR/MTXシステムによって選択する ことかできる。形質転換細胞は培養中で生育し、次いでプラスミドDNA (プ ラスミドとは、関心のある外来遺伝子とつながれているベクターを指している) を単離する。次に、プラスミドDNAは制限マツピングおよび/またはDNA配 列決定によって分析する。DNAの配列決定は一般的にメンングら、Nucle ic Ac1d Res、、9:309(1981)の方法またはマキサムら。
Method of EnzymologV、65:499(1980)の方法 のどちらかによって行う。
原核生物は、本発明の最初のクローニング工程に用いる宿主細胞として好ましい 。それらは、大量のDNAを迅速に生産するために、また部位特異的突然変異誘 発に用いる1本鎖DNAの鋳型を生産するために、また多(の変異体を同時に選 択するために、そして生成した変異体のDNA配列決定をするために、特に有± 1 Bがある:しかし、llB101、JMlol、SV522、SV538、 SV539などの多くの他のE、coliの株および原核細胞の多(の他の種と 属もまた用いてもよい。当然ながら、これらは制限的なものではな(、例示を意 図するものである。
宿主細胞と適合する種由来のレプリコンおよび制御配列を含むプラスミドベクタ ーをその宿主とともに用いる。ベクターは通常、複製起点、形質転換細胞にて表 現型の選択を可能にするマーカー遺伝子、1つまたはそれ以上のプロモーター、 および外来DNAの挿入のための幾つかの制限酵素部位を含むポリリンカー領域 をもっている。E、coliの形質転換に用いられるプラスミドは一般的には、 pBR322、pUc18、pUc19、pUc118、pUc119およびブ ルースクリプト(Bluescript)M13などであり、それらはすべて、 サンプルーフら、前掲の1.12−1.20セクシヨンに記載されている。しか し、多くの他の適したベクターもまた利用可能である。これらのベクターは、ア ンピシリンおよび/またはテトラサイクリン耐性をコードする遺伝子を含んでお り、この耐性のために、これらのベクターで形質転換された細胞がこれらの抗生 物質存在下でも生育できるようになる。
原核細胞のベクターで最も一般的に用いられるプロモーターは、β−ラクタマ7 9])およびトリプトファン(trp)プロモーターシステム(ゴーデルら。
Nucl、Ac1ds Res、、8:4057 [1980] ;EPOAp pl、Publ、No、36.776)、およびアルカリホスファターゼシステ ムなどである。これらが最も一般に使用されているが、池の微生物プロモーター も利用されており、それらのヌクレオチド配列に関する詳細は公開されており、 当業者がそれらをプラスミドベクターに機能的に連結するのを可能にしている( シーベンリストら、Cel 1.20:269 [1980]参照)。
本発明のt−PA変異体の発現のために、真核細胞微生物(酵母)などの真核細 胞宿主および多細胞生物(哺乳類細胞培養)を使用する。
ら、前掲):に、waltii (ATCC56,500)、K、drosop h070;スリークリスナら、J、Ba5ic Microbiol、、28: 2の多くの池の属、種および株が本発明に一般に利用可能であり有用である。
酵母ベクターに適するプロモーター活性のある配列は、3−ホスホグリセリン酸 キナーゼ(ヒッツェマンら、J、Biol、Chem、、λ55 : 2073  [19801)もしくはエノラーゼ、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、ピルビン酸脱炭酸酵素、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−ホスホグリセリン酸ムターゼ、ピ ルビン酸キナーゼ、トリオースリン酸イソメラーゼ、ホスホグルコースイソメラ ーゼおプラスミドを構築するには、これらの遺伝子と関係する終結配列もまた、 mRNAのポリアデニル化と終結をもたらすように発現する目的の、発現ベクタ ー内の配列の3°側に連結する。生育条件によって転写が制御されるという追加 的な利点をもつ他のプロモーターは、アルコール脱水素酵素2、イソチトクロー ムC1酸ホスフアターゼ、窒素代謝に関連する分解酵素、および前述のグリセル アルデヒド−3−リン酸脱水素酵素、およびマルトースとガラクトースの利用に 関係する酵素に対するプロモーター領域である。酵母と適合するプロモーター、 複製起点および終結配列を含むあらゆるプラスミドベクターが適している。
多細胞生物由来の細胞培養は、本発明を実施するための宿主として利用すること ができる。無を推動物およびを推動物の細胞培養の両方が許容されるが、を推動 物の細胞培養、特に哺乳類の培養が好ましい。適した細胞株の例は、SV40に よって形質転換されたサル腎臓CVI系列(CO3−7,ATCCCRLCCL  10):チャイニーズハムスター卵巣(C)10)細胞(ローラブおよび70 )、アフリカミトリサル腎臓細胞(VERO−76、ATCCCRL−1587 );ヒト子宮頚癌細胞(HELA、 ATCCCCL 2);イヌ腎臓細胞(M DCK、ATCCCCL 34);バッファローラット肝臓細胞(BRL 3A 、ATCCCRL 1442);ヒト肺細胞(W138.ATCCCCL 75 ):ヒト肝臓細胞(Hep G2.I−IB 8065);7ウス乳癌細胞(M MT 060562.ATCCCCL 51);ラット肝癌細胞(Hターは通常 、複製起点、発現される遺伝子の前に位置するプロモーター、リボゾーム結合部 位、RNAスプライス部位、ポリアデニル化部位および転写終結部位を(もし必 要であるなら)含んでいる。
哺乳類の発現ベクターで用いられるプロモーターは、しばしばウィルス由来であ る。これらのウィルスプロモーターは一般的にはポリオーマウィルス、アデノウ ィルス2および最も頻繁にはシミアンウィルス(Simian Virua)4 0 (SV40)である。SV40ウィルスは、初期プロモーターおよび後期プ ロモーターと呼ばれる2つのプロモーターを含んでいる。これらのプロモーター は両方とも、ウィルスの複製起点も含んでいる1つのDNA断片としてウィルス から容易に得られるので、特に有用である(フィアースら、Nature、27 3:113 [1978])、より小さいかもしくはより大きい5v40のDN A断片もまた、ウィルスの復製起点中に位置するlltndl部位から且(±1 部位までをまたぐ約250−bp配列を含んでいるならば、使用することができ る。
または、外来遺伝子と自然に関連するプロモーター(同種のプロモーター)は、 もしそれが形質転換のために選択した宿主細胞系列と適合するなら、使用しても よい。
複製起点は、SV40や他のウィルス(例えば、ポリオーマ、アデノ、VSV。
BPV)のような外来の供給源から得て、クローニングベクター内に挿入しても よい。または、復製起点は、宿主細胞の染色体複製機構によって供給されてもよ い。もし外来遺伝子を含んでいるベクターが宿主細胞の染色体に組み込まれるな ら、後者の方法で十分となる場合が多い。
形質転換した細胞培養から満足のいく量のヒトt−PAが産生される。しかし、 二次的なりNAコード化配列を使用すると、生産レベルを上昇させることができ る。二次的なコード化配列は、一般にジヒドロ葉酸レダクターゼ(DHFR)酵 素を含んでいる。野生型のDHFRは普通、化学的なメトトレキセート(MTX )によって阻害される。細胞におけるDHFR発現レベルは、培養している宿主 細胞に添加するMTXの量によって変動する。二次的な配列として特に有用なも のにしているDHFRのさらなる特徴は、形質転換した細胞を同定するための選 択マーカーとしてDHFRが利用できることである。
DIIFHの2つの型、つまり野生型DHFRおよびMTX耐性D HF Rは 、二次的な配列として利用可能である。特定の宿主細胞で用いられるDHFRの 型は、宿主細胞がDHFR欠損であるかどうか(宿主細胞が、内因性に非常に低 いレベルのD HF Rを産生ずるか、もしくは機能的なり HF Rを全く産 生じないかということ)に依存している。ウーラブおよびチャシン(Proc、  Na t 1. 八Cad、Sc t、(USA)ヱ7 : 4216 [1 980] )によりて記載されているCHO細胞株のようなり HF R欠損細 胞株を、野生型DtlFRをコードする配列で形質転換する。形質転換の後では 、これらのDHFR欠損細胞系列は機能的なりHFRを発現し、栄養源であるヒ ポキサンチン、グリシンおよびチミジンを欠く培養培地中で生育することができ る。形質転換していない細胞は、この培地では生存できないだろう。
MTX耐性の型のDHFRは、MTX感受性の通常量の機能的DHFRを内生的 に産生ずるこれらの宿主細胞中で、形質転換した宿主細胞を選択するための手段 として使用することができる。Cll0−Kl細胞株(ATCC番号CL 61 )はこれらの特徴を備えており、したがってこの目的にとって有用な細胞株であ る。
細胞培養の培地にMTXを添加すると、MTX耐性DHFRをコードしているD NAによって形質転換された細胞だけが生育することができるだろう。形質転換 していない細胞は、この培地では生存できない。
本発明の変異体を作るために用いられる哺乳類の宿主細胞は、種々の培地で培養 することができる。Ilam’s FIO(S i gma) 、最少必須培地 ([MEM] 、Sigma) 、RPMI−1640(Sigma) 、ダル ベツコ改変イーグル培地([DMEM] 、S i gma)などの市販されて いる培地は、宿主細胞を培養するのに適している。さらに、ハムおよびウェルス (Me t h、En z、 。
58 : 44 [1979] )、バーンズおよびサトウ(Ana 1.Bi ochem、。
↓旦l・255 [1980] ) 、米国特許番号 4,767.704;4 .657.866;4,927,762;又は4,560.655;WO901 03430;Wo 87100195;米国特許 Re、30.985;に記載 されている培地はどれでも、宿主細胞の培養培地として使用することができる。
これらの培地のどれでも、必要に応じて、ホルモンおよび/または他の成長因子 (インスリン、トランスフェリンまたは上皮成長因子など)、塩類(塩化ナトリ ウム、カルシウム、マグネシウムおよびリン酸塩など)、緩衝液(HEPESな ど)、ヌクレオノド(アデノシンおよびチミジンなど)、抗生物質(ゲンタマイ シンなど)、微量元素(通常、最終濃度がマイクロモル濃度の範囲で存在する無 機化合物と定義される)、およびグルコースまたは等価のエネルギー源を添加し てもよい。池のいかなる必要な添加物も、当業者に既知であるような適当な濃度 で含有させればよい。
細胞から普通に分泌される多く真核生物タンパク質は、アミノ酸配列の一部とし て内因性のシグナル配列を含んでいる。この配列は、小胞体およびゴルジ体を経 由してタンパク質を細胞から輸送することを目的としている。シグナル配列は、 一般にタンパク質のアミノ末端に位置しており、長さは約13から約36アミノ 酸にわたっている。実際の配列はタンパク質によって異なっているけれども、既 知の真核生物のシグナル配列のすべては、シグナル配列の中心付近に少な(とも 1つの正の電荷をもつ残基と10−15アミノ酸の高い疎水性領域(通常はアミ ノ酸のロイノン、イソロイシン、アラニン、バリンおよびフェニルアラニンに富 んでいる)を含んでいる。シグナル配列は、小胞体中にタンパク質が転位するあ いだに小胞体に位置する/グナルペブチダーゼによって分解されるので、普通は タンパク質の分泌型には存在しない。シグナル配列がなお結合しているタンパク 質は、「プレタンパク質」またはタンパク質の未成熟型としばしば呼ばれる。
しかし、分泌タンパク質のすべてが、切断されるアミノ末端シグナル配列を有し ているという訳ではない。オボアルブミンなどのいくつかのタンパク質のシグナ ル配列はタンパク質の中央領域に位置している。この配列は、転位のあいだに切 断されないのが普通である。
細胞質中に通常見いだされるタンパク質は、シグナル配列をタンパク質へ結合す ることにより分泌が可能になる。これは、タンパク質をコードしているDNAの 5°末に/グナル配列をコードしているDNAを連結し、それから適当な宿主に おいてこの融合タンパク質を発現させることによって、容易に成し遂げられる。
シグナル配列をコードするDNAは、シグナル配列をもっているタンパク質をコ ードするいかなる遺伝子からも制限断片として得ることができる。このように、 原核生物、酵母および真核生物のシグナル配列は、本発明を実施するために利用 する宿主細胞の型に応じて、本発明にて用いることができる。遺伝子のシグナル 配列の部分をコードするDNAは、適当な制限エンドヌクレアーゼを用いて切断 し、次いで分泌されるべきタンパク質すなわちt−PAをコードするDNAに結 合する。
機能的なシグナル配列の選択に当たっては、シグナル配列の切断およびタンパク 質の分泌が起こるように、そのシグナル配列が宿主細胞のシグナルペプチダーゼ によって認識されることが必要である。例えば、ヒト成長ホルモン、プロインス リンおよびプロアルブミンなどのいくつかの真核生物遺伝子のシグナル配列部分 をコードするDNAおよびアミノ酸配列が知られており(ストライヤー、Blo chemistry、W、H,Freeman and Company、ニー x−ヨーク[1988] 、p、769参照)、それらは適当な真核生物の宿主 細胞にてシグナル配列として使用できる。酵母のシグナル配列は、例えば酸ホス ファターゼ(アリマら、Nuc、Ac1ds Res、、11:1657[19 83])。
アルファーファクター、アルカリホスファターゼおよびインベルターゼのように 、酵母宿主細胞からの直接的な分泌に用いることができる。他の遺伝子と同様に 、例えばLamBまたはOmpF(ワンら、Gene 旦8 :193 [19 88])、Ma IE、PhoA、またはβ−ラクタマーゼをコードする遺伝子 由来の原核生物シグナル配列は、原核細胞由来のタンパク質をから培養培地中に 分泌させるために使用できる。
関心のあるタンパク質にシグナル配列を与え、それが分泌できるようにするため の池の技術は、シグナル配列をコードするDNAを化学的に合成することである 。この方法においては、選択されたシグナル配列をコードするオリゴヌクレオチ ドの両方の鎖を化学的に合成し、それから2本鎖を形成するために互いにアニー リングする。次いで、2本鎖のオリゴヌクレオチドを、タンパク質をコードする DNAの5゛末端に連結する。
次にシグナル配列が結合されたタンパク質をコードするDNAを含む構築物を、 適当な発現ベクターに連結すればよい。この発現ベクターを適当な宿主細胞に形 質転換し、関心のあるタンパク質を発現させ、分泌させる。
哺乳類の宿主細胞および堅固な細胞膜の障壁をもっていない他の宿主細胞は、も ともとグラハムおよびファンデル編f■i ro logy、52 : 546  [1978])によって記載され、サンプルーフら、前掲の16.32−16 .37節に記載されているように改変されたリン酸カルシウム法を用いて通常は 形質転換oc、 Na t 1. Acad、Sc i、USA、ヱユ: 21 63 [19801)、エレクトロポL/−ンBン法(ノイマンら、EMBOJ 、、1:841 [1982])および核内への直接マイクロインジエクシ5ン 法(カペチ、Ce1l、22 : 479 [19801)などのDNAを細胞 内に導入する他の方法も使用してもよい。
酵母宿主細胞は、ヒネン(Proc、 Na t 1. Acad、Sc i、  U、 S。
A、、75 :1929 [1978] )によって記載されている、ポリエチ レングリコール法を用いて一般的には形質転換する。
原核生物の宿主細胞または堅固な細胞萱をもった池の宿主細胞は、サンプルーフ ら、前掲の1.82節に記載されている塩化カルシウム法を用いて形質転換する のが好ましい。または、これらの細胞の形π転換にはエレクトロボレーレジン法 を用いてもよい。
t−PA変異体は、分泌シグナルなしで直接発現したときに宿主細胞の溶解液か ら回収してもよいが、分泌タンパク質として培養培地から回収するのが好ましい 。その変異体をヒト起源の細胞以外の組み換え細胞で発現させた場合には、その 変異体はヒト起源のタンパク質を完全に含まない。しかし、タンパク質に関して 実質的に均質な調製物を得るには、組み換え細胞タンパク質から変異体を精製す る必要がある。最初の段階として、培養培地または細胞溶解液を遠心分離して粒 状の細胞破壊物の破片を除去する。
それから、変異体は、例えば免疫アフィニティもしくはイオン交換カラムでの分 取;エタノール沈殿、逆相TIPLC;シリカもしくはDEAEのような陽イオ ン交換体上でのクロマトグラフィー;硫酸アンモニウム沈殿;またはゲル電気泳 動によって、混入している可溶性タンパク質がら精製する。フェニルメチルスル ホニルフルオリド(PMSF)などのt−PA活性を妨害しないプロテアーゼイ ンヒビターもまた、精製のあいだにタンパク質の分解を阻害するために用いても よく、抗生物質もまた外来の混入物の生育を抑えるために添加してもよい。当業 者であれば、天然t−PAに適する精製方法は、組み換え細胞培養での発現の際 にt−PAもしくはその変異体の性質が変化することを考慮した変更が必要な場 合のあることは認識されよう。
好ましい具体例では、t−PA変異体を分泌させ、集めた細胞培養液を透析濾過 し、そしてリジンアフィニティークロマトグラフィーによってt−PA変異体を 精製する。または、細胞培養の上演は、PBSで前もって平衡化しである抗t− PAヤギポリクローナルへ6抗体を結合したガラスピーズカラムに通してもよく 、続いて緩衝液でそのカラムを平衡化し、モしてt−PA変異体を溶出する。
本発明の化合物は、製薬的に有用な組成物を調製するための既知の方法にしたが って製剤化することができ、それによってt−PA産物は製薬的に許容し得る6 版、1980.Mack Publishing Co、中に記載されている。
これらの組成物は、患者への効果的投与に遇する製薬的に許容し得る組成物を調 製するための適量の担体とともに、例えば約0.5mg/m+から約5mg/m 1のオーダーに及ぶt−PAの有効量を一般的に含む。t−PA変異体は、心血 管疾患や病気に侵されている患者に非経口的にまたは効果的な形態で確実に血中 に運んでくれるような他の方法によって投与することができる。
本発明を実施するために用いられるt−PA変異体の臨床的投与にとって特に適 した組成物は、無菌の水溶液や凍結乾燥したタンパク質のような無菌の水和性粉 末を含んでいる。通常、適当量の製薬的に許容し得る塩もまた、製剤を等張にす るために、その製剤に使用される。リン酸と組み合わされているアルギニン塩基 などの緩衝液もまた、普通5.5から7.5の間の適切なpHを維持するのに適 当な濃度で一般的に含ませる。さらにもしくはまたは、グリセリンのような化合 物を貯蔵寿命の維持を助けるために製剤中に含めてもよい。
本発明の医薬組成物の投与量および望ましい薬物濃度は、特定の変異体と目的と する特定の用途に応じて変化してもよい。適当な投与量の決定は、特に野生型組 み換えヒトt−PAの投与に関する広範な経験という観点で、医師の技術の範囲 内にゆだねられる。本発明のt−PA変異体では血漿半減期が延長しているため 、特にポーラス投与に適している。投与の好ましい様式によれば、本発明のt− PA変異体は、実質的にt−PAクリアランス機構を飽和する最初静脈内ポーラ ス投与量で没与し、続いて、任意にさらなるポーラスおよび/または連続静脈内 投与を行う。野生型t−PAに匹敵する生物学的活性をもつ変異体の投与量の合 計は、約100mgであることが好ましい。さらに活性の高い変異体であれば、 より低濃度でも同様の効果を示す。フィブリン特異性が向上した変異体は、出血 性合併症の危険を有意に増加させることがなく、高投与量で投与することができ る。
一般的な規則として、投与量と投与速度は、他の心血管血栓溶解剤の臨床研究で 現在使用されている場合と等しいがもしくはより高く、例えば、心筋梗塞、肺塞 栓などに苦しむヒトの患者では、1.5から12時間にわたる静脈内もしくは動 脈内投与量は約1−2mg/kg体重である。
例えば、深在静脈血栓症や末梢血管疾患の処置では、約1 o5から約0. 2 mg/kgのオーダーでの“ポーラス”投与を行い、次いで極カ一定の血中レベ ルを保つために投与する約01から約0.2mg/kgのオーダーの以後の投与 を行うことが一般的には好ましく、その血中レベルは約3μg/mlのオーダー であることが好ましい。
適当な投与剤型の一例として、50mgのt−PA、アルギニン、リン酸および ポリソルベート80を含むバイアルを50m1の注射用滅菌水で再構成し、適当 量の09%塩化ナトリウム注射液を混和する。
本発明のt−PA変異体はまた、フィブリン沈着や癒着の形成および再形成を予 防するのに有効である。この用途のひとつの具体例は1989年1月4日公開の EPO297,860に記載されている。一般にこの型の処置は、フィブリンも しくは癒着形成の可能性のある部位へある組成物を局所投与することがらなり、 その組成物は、約3日から2週間の期間をかけてその部位で持続的に放出するよ うな難溶性形態のt−PA変異体の治療的有効量を含んでいる。一般的に、t− PA変異体は、手術、感染、外傷もしくは炎症後のフィブリン沈着や癒着の形成 を予防するに十分な用量で投与する。通常、この用量は、ゲルの0.02mg/ gからゲルの25mg/gであり、好ましいのはゲルの0.20mg/gからゲ ルの約2.5mg/gであり、最も好ましいのは、ゲルの0.25mg/gから ゲルの約1.0mg/gである。癒着の形成および/またはフィブリン沈着を予 防するために用いる個々のt−PΔ変異体は、癒着形成の可能性のある部位に酵 素を位置決めするための半固形で粘液性の製薬的に活性のない担体中で一般的に 製剤化される。その担体は、修飾された飽和および不飽和脂肪酸グリセリドの混 合物からなる長鎖炭化水素もしくは植物油および木蝋を含んでいる。例示すれば 、ワセリンや半合成グリセリドのような半固形ビヒクル、グリセリンのような多 水酸性溶媒、長鎖炭化水素、生体侵食性のポリマーもしくはリポソームが挙げら れる。
次の実施例は、本発明を実施するために現在考えられる最良の方法を単に例示す るに過ぎず、本発明を制限するものであると解釈するべきではない。
本発明の新しいt−PA変異体は、t−PA発現ベクターであるpRK7−t− PA’t’構築した(例えば、1990年3月22日公開(7)WO90102 798および1992年2月20日公開のWo 92102612参照)。変異 型もしくは野生型t−PAを含んでいるこのベクターを、ヒト胎児腎臓細胞(2 93C)でのトランスフヱクンコンおよび発現に用いた。
t−PAcDNAの部位特異的突然変異誘発は、アマルシャムコーボレーシ町ン から購入したキット(カタログ番号 RPN1253)を用いてティラーら。
Nuc 1.Ac ids、Res、、13 :8756 (1985)の方法 で行った。
目的の変異体を作成するために、目的のアミノ酸配列置換をコードする配列のオ リゴヌクレオチドを合成し、それをプライマーとして用いた。これらのオリゴヌ クレオチドを標準的な方法[ヴイエラら、Meth、Enz、、143:3 ( 1987)]で調製しておいた一本鎖pRK7−t−PAとアニーリングした。
t−PA変異体のいくつかはクンケル(Kunkel)突然変異誘発[クンケル 、T、A、、Proc、Natl、Acad、Sci、USA 82,488− 492 (1985)およびクンケル、 T、 A、ら、Meth、Enz、、 143 : 3 (1987)]を用いて作成した。
デオキシリポアデノンン(dATP) 、デオキシリポグアノシン(dGTP) およびデオキシリボチミジン(dTTP)の3つのデオキシリボヌクレオチドの 混合物を、キットの製造元がキット中に提供しているdCTP (aS)と呼ば れる修飾チオーデオキシリポントンンと一緒にし、それを、オリゴヌクレオチド をアニーリングしている一本鎖pRK7−t−PAに加える。
DNAポリメラーゼをこの混合物に添加すると変異した塩基以外はpRK7−1 −PAと同一のDNA鎖が生じる。さらに、この新しいDNA鎖は、dCTPの 代わりに、制限エンドヌクレアーゼ消化からそのDNA鎖を守る働きのあるdC TP (as)を含有している。2本鎖のへテロ二重分子の鋳型鎖に適当な制限 酵素でニック(切れ目)を入れた後、その鋳型鎖を突然変異誘発性のオリゴマー を含んだ領域を越えてExamヌクレアーゼで消化した。それから、一部分だけ 1本鎖である分子を残してお(ためにその反応を止めた。それから、4種類すべ てのデオキシリボヌクレオチド3リン酸、ATPおよびDNAリガーゼの存在下 にDNAポリメラーゼを用いて完全な2木端DNAホモ二重分子を形成した。
pRK7−1−PA分子を作成するためにプライマーとして用いたオリゴヌクレ オチドを次の表1に示す: 表1 変異(単−座)°ゝ オリゴヌクレオチド配列(5°から3゛解読)T103N  TGTGCTCCAATTGCCCCTGT^GCT(配列番号1) S l05N、 A l07S GCCACTCTCGGATGTATTCCA CGTGCCCCT(配列番号2) N 117Q CGCGCTGCmGCCAGTTGGTGC^(配列番号3) a)単一座変異体とは、鋳型として野生型t−PAを用いた単一のオリゴヌクレ オチドで突然変異を起こすことにより作成したt−PA変異体を示す用語である 。
8105N、A107St−PA変異体およびKIIRR(296−299)へ AAAt−PA変異体は1つ以上のアミノ酸置換を含んでいるので多重変異体で あるが、それらはただ1つのオリゴヌクレオチドを用いてそれぞれ作成された。
これが可能なのは、置換アミノ酸がポリペプチド鎖中で互いに非常に近い場所に 位置しているからである。
さらなる多重変異体を調製するために、上記の手順のなかで細かい変更を行った 。下記の変異体のための鋳型DNAは、野生型t−PA (pRK7−t−PA )ではなかった。その代わりに、使用した鋳型は、少な(とも単一の変異を含む DNA、すなわち上記の表1中で変異体の構築で調製したDNAであった。鋳型 として使用したDNA、および作成したそれぞれの二重座変異体に追加的な変異 を生じさせるために使用したオリゴヌクレオチドを以下の表2に列挙する。各オ リゴヌクレオチドのDNA配列は上記の表1に記載している。星印は、本発明を 例示する変異体を示している。
変異体(三重座) b1級型 第1ノゴヌクレオチドT103N、 N117Q  T103N N117QS105N、^107s、 Nl 17Q 5105 N、^107S N117QT103N、 KBRR(296−299)^^^ ^ K11RR(296−299)AAAA Tl(13NS105N、 Al (17s、にHRR(29G−29’l)AAAA に1111R(296−2 99)AAAA 5105N、^107r N117Q、 K11RR(296−299)^^^八 K11RR(296− 299)^^^^ N117Qb)二重座変異体は、突然変異誘発のための鋳型 としてt−PAの単一座変異体をコードするDNAを用いて作成した。
次の多重(“三重座”)変異体は、鋳型として鋳型の段1こ示す多重変異体を用 いて、基本的に前出の手順に従って作成した。各第1ノゴヌクレオチドの配り1 :ヨ上記の表1に記載している。星印は、本発明を例示する変異体を示して(す る。
表3 変異体(三重座)−)線型 第1ノゴヌクレオチドT1.03N、 N117Q 、 K11RR(296−299)^^^^ N117Q、 K胴(296−2 99)へ^へ^ 7103NS105N、^1075. Nl 17Q、 KI IIIR(296−299)八^AA 3105N、^107S、 N117Q 、 KIhRRN117Q C)三重座変異体は、突然変異誘発のための鋳型としてt−PAの二重座変異体 をコードするDNAを用いて作成した。
■ 細菌の形質転換およびDNAの調製上述のプロトコールを用いて作成したt −PA変異体構築物を、コンピテント細胞の調製と形質転換のための標準的なC aC1,法(1,76−1,84節転換した。E、coli株MM294 to nA (T1ファージ耐性)は、11ユA遺伝子へのTnlO)ランスボゾンの 挿入と、その後の正確性を欠いた切除によって調製した。次に、トランスポゾン 挿入突然変異[クレツクナーら、去工恵o1.Bio1..116:125−1 59 (1977)]を用いて、E、c。
1i宿主MM294 (ATCC31,446)にこの遺伝子を挿入した。
DNAは、マニアナイスら、前掲の標準的なミニブレウプの手順を用いて細菌の 形質転換体の個々のコロニーから抽出した。さらに、プラスミドはセファクリル CL6Bスピンカラムを通して精製し、それから塩基配列決定によって、および 制限エンドヌクレアーゼ消化とアガロース電気泳動によって分析した。
または、塩基配列は1本鎖レベルで決定し、2本鎖のプラスミドは、製造元の説 明書に従ってキアーゲンブラスミドキット(Qiagen plasmidki t)により細菌の形質転換体から精製した。
■ ヒト胎児腎臓293細胞の形質転換ヒト胎児腎臓293細胞は、6穴−ウェ ルプレートで70%全面成長するまで増殖した。t−pΔ変異体をコードしてい るプラスミド2.5μgを150μlの1mM Tris−HCI、0.1mM  EDTA、0.227M CaC1、に溶解した。150μlの50mM H EPESilli液(pH7,35) 、280mM NaCl、1.5mM  NaPO4をこれに加え(ポルテックスをしなから滴加)、25°Cで10分か けて、沈殿を形成させた。それから、懸濁した沈殿を6穴−ウェルプレートの個 々のウェル内の細胞に加え、インキュベーター内に一晩入れておいた。それから 、培地を吸引除去し、20%のグリセリンを含有したPBS (リン酸緩衝食塩 水)1mlを加えた。次いで、3mlの無血清培地を加え、細胞を5日間インキ ュベートした。それから培地を収集し、アッセイを行った。
例えば、293細胞において本発明のt−PAR異体を大量に生産して精製する ためのトランスフエクノコンは、WO90/’02798.前掲に記載されてい るように行うことができる。
■、チャイニーズハムスター卵巣(CIIO)細胞における発現および精製チャ イニーズハムスター卵巣(CIIO)細胞において本発明のt−PA変異体をト ランスフェクションおよび発現するために、応用範囲の広い親ベクターであるp sV16B5 (形質転換されたE、coli株 ATCC番号68.151) を用いた。psV1685の構築は、1992年2月11日発行の米国特許番号 5.087,572に記載されている。
グラハムおよびファンデルニブ、前掲の一般的な手順を用いて、目的のt−pA 変異体をコードしているcDNA配列がポリリンカ一部位に挿入されているpS V1685に基づ(発現ベクターおよびdhfr選択ベクターPFD11[シモ ンセンおよびレビンソン、Proc、Na L 1.Acad、Sc i、US A旦旦乱立495−2499 (1983)]を、非選択培地で生育させておい た(ウーラブおよびチャシン、前掲に記載されているような)CIIO−dhf  rに同時トランスフェクションした。トランスフェクションの後、a)グリシ ン、ヒボキサンチンおよびチミジンを欠いているか、またはb)これらの成分を 欠いていると同時に10から300nMの範囲の濃度のメトトレキサートを添加 しであるかどちらかの選択培地に細胞をさらした。好ましくは(メトトレキサー トでの)選択が最も厳密なプレートから、各トランスフェクションについて約5 0個のコロニーが単離された。組み換えt−I’A変異体の発現を分析するため に、クローンを6穴プレートに広げて撒いた。全面成長ウェルを無血清生産培地 (インスリンとトランスフェリンを1:1で含んでいるDMEM/F12からを 変更したもの)に5−60間さらし、ポリクローナルに基づ<ELISAアッセ イを用いて、細胞培養液中のt−pΔを定量した。凸トランスフエクンジンに対 して最も生産性の高いクローンを生産比率増加のために拡大した。細胞を警濁状 態で生育するように遍心させ、t−PA変異体を無血清培地を用いて撹拌培養で 生産した。収穫した細胞培養液を透析濾過し、t−PA変異体をリジンアフィニ テークロマトグラフィーを用いて精製した。
実施例2 1、t−PAの定量 天然−配列t−PAに標準化したELISAによって、タンパク賀濃度をルー存 在下でのポリアクリルアミドゲル電気泳動(PAGE−3O8)によつてタンパ ク質の純度および均一性を分析した。一般に、10から20%のグラジェントゲ ルを使用し、モリセイ、Anal、Biochem、、11ユニ307 (19 81)のクーマシーブルーもしくは銀染色技術のどちらかで、タンパク質を視覚 化した。上記のようにして調製したL−PA変異体は、この方法で純粋であり均 一であることが分かった。
2、クリアランスおよび結合研究のためのt−PA変異体の標識ハンターおよび グリーンウッドに記載されている方法[Nature 194゜495−496  (1962)]の変法を用いて、チロシル−プロリル−アルギニルクロロメチ ルケトン(YPRck)のクロラミン−T#1!kW放射ヨード化により、活性 部位標識剤を調製した。一般的な反応では、50μIの1MTris−HC1p H7,5を、キャップ付き反応容器中の40μlのNa””I (4mCi ;  1.8nmo I)に加えた。この容器に8.3μlのYPRck (12m MHCI中にl、8nmol含有)を加えた。12.5μlのクロラミン−T( 0,IM NaP’、pH7,5中に1mg/ml含有)を加えテヨード化反応 を開始した。25μmのメタ重亜硫酸ナトリウム(0,LM NaP’、pH7 ,5中に1mg/ml含有)で24°Cで60秒処理した後、ヨード化反応を消 失させた。それから、反応物に2mlのPBSを加えて希釈し、希釈した標識試 薬20μIを一時的にトランスフェクションした293細胞の培養上清1mlに 加えた。この混合物を1時間インキュベートし、PD−10カラム(ファルマン ア)でのゲル濾過によってタンパク質結合型+26!から遊離の1181を分離 した。
タンパク質結合型1■Iを10%トリクロロ酢酸との沈殿により測定した。これ らの標識条件は、ヨウ素:YPRck : t−PAのモル比が1:1:1であ ることに対して最適化した。■I標識t−PA変異体の比放射活性は約1μC1 118+/ggt−PAであった。
3、クリアランス速度の評価 マウスにおける血漿クリアランス ヒト胎児腎臓293細抱由来タンパク質を放射標識し、それをマウスに注射し、 そしてマウスの血中の放射能を経時的に測定することにより、t−PA変異体の クリアランス速度を評価した。各実験は4匹のマウスを用いた。マウスは2つの グループに分け、グループ内の2匹のマウスは事前に定めた時点で採血した。2 つのグループから得たデータを合わせ、グラフ上に時間対血中cpmをプロット した。各マウスの血漿消失曲線下面積(A CU)を1から40分までの連続し た台形を用いて計算した。
以下の表4では、Nはクリアランス速度を決定するために行った実験の数を示し ている。
平均上標準偏差はm!/分/kg(体重)で表現されるクリアランス速度を表し ており、これは上記の血漿消失曲線下面積によって計算した。
%C1■ はパーセントで示した変動率の値である。
Norm、は、野生型(293細胞由来)t−PAのクリアランスと比較したt −pΔ変異体のクリアランスの比を表す正規化因子である。
星印は、本発明を例示する変異体を示している。
マウスにおける血漿クリアランス t−P^変異体 暉 平均±標準偏差 (気V、 Norm。
野生型t−p^ 12 34.3±4.9 14.3 1゜00TI03N 5  14.4±1.5 10.1 0.423105N、^107S 3 20. 0±2.6 12.9 0.58N117Q 4 20.2±3.7 18.6  0.59KHRR335,Ot5.2 15.1 1.02T103N、N1 17Q 3 10.5±2.3 21.8 0.31S105N、^l07S、 N117Q 3 12.1±2.2 18.3 0.357I03N、KIIR R414,4±1.6 10.8 0.42S105N、^l07S、KIIR R’ 2 19.2±0.8 4.2 0.56Nl17Q、KIIRR520 ,3±3.9 19.4 0.59TI03N、N117Q、KHRR29,7 土0.7 7.3 0.28SI05N、^107s、N117Q、にIIRR 110,On、a、 n、a、 0.30KIIRR−KHRR(296−29 9)^^^^(−P^ウサギにおける血漿クリアランス 本明細書の5節に記載している血栓溶解の動静脈シャント(AVS)モデルの実 験プロトコールを用いて、ウサギにおけるt−PAおよびt−PA変異体の薬動 学的分析を行った。流量スイッチのついた20Gテフロンカテーテル(Vigg o)を、各2.5から3.5kg体重の麻酔をかけた雄のニューシーラント白ウ サギの内側耳動脈に差し込んだ。注入キャップ付き22Gカテーテルを反対の耳 の辺縁静脈に差し込んだ。カテーテルはヘパリンを含んだ生理食塩水を流し、固 定した。
Activase” t−PAまたはt−PA変異体はポーラスとして与えるか 、もしくは静脈カテーテルを通して注入した。静脈内注入は15%のローディン グポーラスで開始し、次に残り85%の投与量を120分間かけて注入した。様 々な投与量のAct 1vase” t−PAもしくはt−PA変異体をAVS プロトコールで試験した:60μg/kg、180μg/kgおよび540μg /kg。
変異体T103N、KflRR(296−299)AAAAは、4種類の投与量 で試験した一20μg/kg、60μg/kg、180μg/kgおよび540 μg/k go血液サンプルは、注入プロトコールの間、30分、60分および 90分の時点で採集した。サンプルは、ポーラス注入による投与12,10.2 0.30.45.60.90および120分の時点で採集した。血液サンプルか ら抗凝血性血漿を調製し、血漿中のL−PAまたはt−PA変異体濃度をポリク ローナルELISAによって測定した。5匹の動物のクリアランス速度の値を多 数の投与量の各々で評価した。
本発明のt−FAI異体の血漿クリアランスをActivase” t−PAお よび既知のt−PA変異体と比較して次の表5に示す。星印は、本発明を例示す る変異体を示している。
表5 ウサギにお1する血漿クリアランス(−1/分/Kg)t−p^サンプル 注入 °1 ポーラスゝ)Activase”t−PA 207±3.9 23.9± 6.4にHRR(296−299)^^^^ 20. Of3. On、 d。
T103N n、d、 2.7土0.4TI03N、 K11RR(296−2 99)^^^^ n、 d、 3.3tO,2N117Q、 K11RR(29 6−299)^^^^ n、 d、 22.7±1.2T103N、N117Q 、KHRR(296−299)^^^^ n、d、 2.1±0.4a)クリア ランスの減少と関係する変異を欠いたt−PA変異体[すなわち野生型およびK HRR(296−299)AAAA]に対しては、タンパク質を一定速度で静脈 内注入した後に血漿クリアランスを評価した。注入の終了時にポリクローナルE LISAによってt−PA変異体の定常状態血漿濃度を測定した。
クリアランスは次の関係式によって計算した:クリアランスフ注入速度/定常状 態血漿濃度。Activase”およびKHRR[296−299] AAAA のそれぞれに対して反復した分析によって平均クリアランス速度(±標準偏差) を測定した。
b)静脈内注射によるタンパク質のポーラス投与後に、クリアランスが遅い性質 をもつt−PA変異体くおよびActivase” t−PA)をウサギにおい て評価した。注射後の様々な時間のt−PAの血漿濃度をポリクローナルELI SAを用いて測定した。クリアランス速度は、クリアランス速度=投与量/血漿 消失曲線下面積という関係式を用いて計算した。平均クリアランス速度(士標準 偏差)をActivase″ 、T103N、T103N、KHRR(296− 299)AAAA:N117Q、KHRR(296−299)AAAA、および T103N、N117Q、KHRR(296−299)AAAAのそれぞれに対 して反復分析(n=5.15,16.15およびn=10)を行って測定した。
4 フィブリン結合性 CHO細胞から精製したt−PA変異体を1””−YPRckで放射標識し、次 の手順を用いて可溶性プラスミンにより2本鎖型に変換した。0. 5%ウシ血 清アルブミンと0.O1%Tween80が入ったリン酸緩衝溶液中の3111 −YPRck標識t−PA(または変異体)のうち0.15μCiを含んでいる 一部の溶液(1,5m1)を、ヒトプラスミン(リン酸緩衝溶液5μl中、0, 09力ゼイン単位)と緩やかにl!盪しなから25’Cで2時間インキュベート した。
残りのプラスミンは、リン酸緩衝溶液15μm中に含まれる0、9TIユニツト を加えることにより、アプロチニンで阻害した。
フィブリン結合性は、リーケンら、J、Biol、Chem、、257:292 0−2925 (1,982)に記載されている方法の変法を用いて評価した。
0゜12ag/mlから8mg/mlにわたるリジン−セファロース処置ヒトフ ィブリノーゲンの希釈液をリン酸緩衝溶液で調製した。一部のフィブリノーゲン (501zl)およびI”’−YPRck欅識t−PAまたは変異体(100μ l)を12m1のポリエチレンチューブ中で合わせ、手短かに混和した。ヒトト ロンビン(1単位/mlの溶液から50μI)を添加するとフィブリン凝血が形 成され、60秒間以内で肉眼で見えた。室温で60分間放置した後、その凝血を 4℃で5分間、13000rpmで遠心分離した。上演の一部(50μl)を放 射活性を計数するための個々のチューブに移した。総放射活性を計数するために 、(凝血と残りの液を含んでいる)もとのポリエチレンチューブもまた計数した 。総放射活性(50μlの部分溶液および凝血を含んでいるチューブの合計)と 上清50μi中の量の4倍と計算される非結合型の放射活性の差が、結合型t− PAの量であった。
Cll0由来の精製した、プラスミン処置のほどこされた材料で行ったフィブリ ン結合アッセイの結果を図1および図2に示す。2木端t−PA (およびt− pA変異体)に対する数字で表記しであるフィブリン結合性のデータは次の表6 中に示す。星印は、本発明を例示する変異体を示している。
フィブリン結合アッセイ°) t−PAサンプル 【フィブリン150(pg/sl)” aH冴慮d9見ど) Act 1vase’ t−PA 72 0.21Kl!RR(296−299 )^^^^ 87 0.26τ103N 830 2.5 T103N、N117Q 63 0.19TI03N、 KHRR(296−2 99)^^^^ 620 1.8T103N、 N117Q、 K11RR(2 96−299)^^^^ 120 0.355105N、 A107S 210  0.63S105N、 A107S、 N117Q 97 0.293105 N、 A105S、 N117Q、 K11RR(296−299)AAAA  85 0.25a)t−PAのYPRck標識サンプルはプラスミンで処置した 。本結合アッセイは2本鎖型のt−PAのフィブリン親和性を測定している。
b) [フィブリン]50は、フィブリンに結合したサンプルタンパク質の50 %を観察するのに必要なフィブリンの濃度を表している。
c)appKnは、フィブリン凝血に結合しているt−PAの見かけの親和定数 を示しており、これはt−PAの50%に結合するのに必要なフィブリンのマイ クロモル濃度によって決定される。この計算で用いたフィブリン単量体の分子量 は340キロダルトンであった。
上記のデータおよび図1から明らかなように、野生型ヒトt−PA分子の103 番目の位置に(余分な)グリコジル化部位を付加するT103N変異は、フィブ リン結合性を有意に喪失させる。T103Nt−PAが、野生型ヒトt−PAと 比べて約3から5倍減少したクリアランスを示したにせよ、その治療的価値は、 フィブリン結合性の喪失のために有意に向上したとは言えない。
前述のデータで立証され、図2に示されているように、T103Nt−PAのフ ィブリン結合性は、野生型ヒトt−PA分子の117番目の位置のグリコジル化 を除去する第二の変異を加えることによって、実質上向上する。さらに、T10 3N、N117Qt−PA変異体は、野生型ヒトt−PA (またはActiv ase’ t−PA)と比べて低いクリアランスを保持している。
野生型ヒトt−PA分子の296−299番目の位置にさらに変異を加えると、 これはフィブリン特異性に著しい向上をもたらすことが知られているが[KHR R(296−299)AAAAI 、フィブリン結合性の有意な喪失を全く伴わ ない有意なりリアランス速廣の減少とフィブリン特異性の増加のために、野生型 ヒトt−PAと比べて優れた三重変異体が生じる。
5.1n vivo凝血溶解アッセイ(ウサギ動静脈シャント血栓溶解モデル) 新鮮な70%ウサギ全血(0,15M NaC+で希釈されている)もしくはE DTAで収集したウサギの血小板に富む血漿(0,8X10@血小板/m1)の どちらかの0.2mlを0.5mlシリンジの注射筒に入れることにより、ex −vivoで凝血(血餅)を形成させた。ヒトトロンビンおよびCaCImを血 小板に富む血漿に加えた(最終濃度はそれぞれ0. 2μg/mlおよび15m M)。シリンジに移す前に全血および血小板に富む血漿の一部に1+ts−ヒト フィブリノーゲンを加えた。凝血を形成するための軸として働(ための、ある長 さの綿糸をシリンジの注射筒に通した。凝血を376Cで1時間インキュベート した後、プランツヤ−を取り外し、シリンジ(1本は全血で、もう1本は血小板 に富む血漿)をシリコンゴムの管につないだ。2.5kgから3.0kgのニュ ーシーラント白ウサギの頚動脈および頚静脈に事前に埋め込んでおいたカテーテ ルにこの管をつないだ。血液は、凝血を越えて動脈循環がら流れてきて、静脈側 がら戻っていった。シャントを通過する流速は約20m1/分であった。ACt ivase” t−PAを注入に90分以上かけて静脈カテーテルから投与した (そのうち15%がローディング投与量)。T103N、N117Q、KHRR (296−299)AAAAを静脈内ポーラスとして投与した。ヘパリン(30 0U/kg)も10分前と45分後にこの経路でポーラス投与した。血栓溶解を 、実験の時間経過の120分過まで外部ガンマ線検出器で測定した。Activ ase”t−PAの標準曲線に関して、変異体の用量作用曲線の片対数プロット から相対強度を測定した。実験日の最後に、凝血回路を取り外し、カテーテルに 生理的食塩水を流し、ヘパリン(50Q単位/カテーテル)を入れて閉じた。5 日間もの間に一日あたり1回に10匹の動物を使用した。結果は、図3−6に示 す。
in vivoのデータは、全血の凝血および血小板に富む凝血の両方の凝血溶 解が三重変異体T103N、N117Q、KHRR(296−299)AAAA t−PAによって、Activase” t−PAに比べて有意に速く生じてい ることを示している(図3および4)。さらに、このデータはT103N、N1 17Q、KHRR(296−299)AAAAt−pAのin vivoの有効 性が全血凝血および血小板に富む凝血においてActivase’ t−PAよ りもそれぞれ6.0倍および9.5倍高いことを示している(図5および6)。
これらの数字で表記されたデータは、図5および6に記載する実験時点に対応す る平行な線状曲線に基づいて決定した。
ベクターpsVIB5で形質転換したE、coli294細胞は、1989年1 0月25日にアメリカンタイプカルチャーコレクション、12301 パークレ ーン、ドライブ、ロックビル、 MD、米国(ATCC)に寄託され、ATCC 受託番号68.151と指定された。特許手続きを目的とする微生物の寄託の国 際的承認に関するブタペスト条約の条項、およびその条約(ブタペスト条約)下 の規定に基づいて寄託を行った。これは、寄託日から30年間生存可能な培養の 維持を保証している。その微生物はブタペスト条約の条文の下で、およびジェネ ンテク、インコーポレイテッドとATCCの間の協定の条件下で、ATCCによ り入手可能となるだろうし、その協定は、直接関係のある米国特許の発行を受け た国民にとっても、またはいかなる米国もしくは外国の特許出願を行う国民にと っても開かれた状態にあり、どちらが先に来ようとも、その後世代の培養が永久 かつ無制限に入手可能であることを保証しており、米国特許委員および35 U SC9122に従い特許に対して資格を与えられている登録商標および特許に準 じた委員規則(8860G 638の具体的な参照と37 CFR91,14を 含んでいる)によって決定された国民にとつてその後世代の培養が入手可能であ ることを保証している。
本出願の指定代理人は、もしその寄託した培養が適切な条件下で培養していると きに死ぬかもしくは失われるかもしくは破壊された場合には、通知1こより速や かに同一の培養の生存可能な試料と交換するということに同意した。寄託した株 の入手可能性は、特許法に従っているいかなる政府当局にも与えられている権利 に違反して本発明を行うための許可として構成されるべきではない。
上記の明細書は、当業者が本発明を実施することが十分可能であるように考慮さ れている。本明細書中の材料の寄託の項は、本明細書中に含まれている記載が本 発明の最適な方法を含めて、本発明のいかなる局面の実行も可能にするためには 不十分であるということの許可を構成している訳ではなく、また本発明が表して いる特定の例示に対する請求の範囲を限定するように構成されている訳でもない 。
前出の記載は、特に好ましい具体例を示しているが、本発明はそれほど限定的で はないことが理解されるだろう。技術的に通常に熟練した人にとっては、本発明 の全体的な概念から逸脱することなしに、示された具体例に様々な変更を加える ということもあるだろう。そのような変更はすべて本発明の範囲内で意図された ものである。
配列表 (1) 一般的情報 (i) 特許出願人:ジェネンテク、インコーポレイテッド(if) 発明の名 称;向上した治療特性を有する組織プラスミノーゲン活性化因子グリコジル化変 異体 (iff) 配列の数=4 (iv) 連絡先: (A) 名宛人:ジェネンテク、インコーポレイテッド(B) 通り:ポイント ・サン・ブルーノ・ブールバード460番(C) 市:サウス・サン・フランシ スコ(D) 州、カリフォルニア (E) 国:アメリカ合衆国 (F) ZIP:94080 (V) コンピューター解読書式 (A) 媒体型:5.25インチ、360Kbフロツピーデイスク(B) コン ピューター+IBMPC適合(C) オペレーティング・システム: PC−D O3/MS−DO8(D) ソフトウェア: Patin (ンエネンテク)( vi) 本出願のデータ: (A) 出願番号・ (B) 出願日: (C) 分類: (vii) 優先権主張出願のデータ:(A) 出願番号: (B) 出願日 (viii) 弁理士/代理人情報 (A) 氏名ニドレジャー、ジンジャ−・アール(B) 登録番号+33.05 5 (C) 参照/整理番号・757 (ix) 電話連絡先情報: (A) 電話番号+415/266−3216(B) ファックス番号:415 /952−9881(C) テレックス: 910/371−7168(2)  配列番号1の情報: (i) 配列の特徴 (A) 長さ=24塩基 (B) 型:核酸 (C) 鎖の数=1本鎖 (D) トポロジー:直鎖状 (xi) 配列 配列番号1: TGTGCTCC^^TTGCCCCTGT AGCT 24(2) 配列番号 2の情報: (i) 配列の特徴 (A) 長さ・30塩基 (B) 型:核酸 (C) 鎖の数・1本鎖 (D) トポロジー:直鎖状 (xi) 配列:配列番号2: GCCACTCTCG GATGTATTCCACGTGCCCCT 30(2 ) 配列番号3の情報・ (i) 配列の特徴 (A) 長さ:24塩基 (B) 型:核酸 (C) 鎖の数=1本鎖 (D) トポロジー、直鎖状 (xi) 配列:配列番号3・ CGCGCTGCTT TGCCAGTTGG TGC^ 24(2) 配列番 号4の情報。
(i) 配列の特徴 (八) 長さ:36塩基 (B) 型6核酸 (C) !jlの数:1本鎖 (D) トボロノー、直鎖状 (xi) 配列:配列番号4: CCGCTCTCCG GGCGACGCCG CGGCCGCGGC^^^G AT 36フイブリン (μg/m1) 時間(分) 時間(分) 電−PAの121j!(μQ/kG111−PAの投与*(μ9/に9) フロントページの続き (51) Int、 C1,6識別記号 庁内整理番号//(C12N 9/6 4 Z C12R1:19) (72)発明者 パオニ、ニコラス・エフアメリカ合衆国カリフォルニア945 56、モラガ、シュエイ・ドライブ51番 I

Claims (37)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.野生型ヒトt−PAアミノ酸配列の103−105番目のいかなる位置にお いてもグリコシル化されており、117番目の位置で機能的な炭水化物構造を欠 いているヒト組織プラスミノーゲン活性化因子(t−PA)変異体であって、野 生型ヒトt−PAと比べて、a)延長した循環半減期および実質的に保持されて いるフィブリン結合性、またはb)向上したin vivoフィブリン溶解力を 示す該変異体。
  2. 2.野生型ヒトt−PAと比べて循環半減期が延長しかつフィブリン結合性が実 質的に保持されている請求項1に記載の変異体。
  3. 3.野生型ヒトt−PAの103から105番目のいかなる位置においてもグリ コシル化されているヒトt−PA変異体に比べてフィブリン結合性が向上してお り、かつ117番目の位置で機能的な炭水化物構造を有する請求項2に記載の変 異体。
  4. 4.野生型ヒトt−PAに比べてin vivoフィブリン溶解力が向上してい る請求項1に記載の変異体。
  5. 5.野生型ヒトt−PAアミノ酸配列の103番目の位置でグリコシル化されて いる請求項1に記載の変異体。
  6. 6.野生型ヒトt−PAアミノ酸配列の105番目の位置でグリコシル化されて いる請求項1に記載の変異体。
  7. 7.103から107番目の位置のグリコシル化がN−結合型である請求項1に 記載の変異体。
  8. 8.103から105番目の位置のグリコシル化がO−結合型である請求項1に 記載の変異体。
  9. 9.野生型ヒトt−PAアミノ酸配列の103番目の位置に、Asn−X−Se rまたはAsn−X−Thr(ここに、Xはプロリン以外のどのアミノ酸でもよ い)のトリペプチド配列の一部としてアスパラギンを有する請求項7に記載の変 異体。
  10. 10.野生型ヒトt−PAアミノ酸配列の103番目の位置にアスパラギン、1 04番目の位置にトリプトファンおよび105番目の位置にセリンを有する請求 項9に記載の変異体。
  11. 11.野生型ヒトt−PAアミノ酸配列の105番目の位置に、Asn−X−S erまたはAsn−X−Thr(ここに、Xはプロリン以外のどのアミノ酸でも よい)のトリペプチド配列の一部としてアスパラギンを有する請求項7に記載の 変異体。
  12. 12.野生型ヒトt−PAアミノ酸配列の105番目の位置にアスパラギン、1 06番目の位置にスレオニンおよび107番目の位置にセリンを有する請求項1 1に記載の変異体。
  13. 13.野生型ヒトt−PAアミノ酸配列の117番目の位置にアスパラギン以外 のアミノ酸を有する請求項1に記載の変異体。
  14. 14.野生型ヒトt−PAアミノ酸配列の117番目の位置がグルタミンに置換 している請求項13に記載の変異体。
  15. 15.野生型ヒトt−PAアミノ酸配列の103番目の位置が、Asn−X−S erまたはAsn−X−Thr(ここに、Xはプロリン以外のどのアミノ酸でも よい)のトリペプチド配列の一部としてアスパラギンにさらに置換している請求 項13に記載の変異体。
  16. 16.野生型ヒトt−PAアミノ酸配列の105番目の位置が、Asn−X−S erまたはAsn−X−Thr(ここに、Xはプロリン以外のどのアミノ酸でも よい)のトリペプチド配列の一部としてアスパラギンにさらに置換している請求 項13に記載の変異体。
  17. 17.野生型ヒトt−PAアミノ酸配列の107番目の位置がさらにセリンに置 換している請求項16に記載の変異体。
  18. 18.野生型ヒトt−PAに比べてフィブリン特異性が向上している請求項1に 記載の変異体。
  19. 19.野生型ヒトt−PAアミノ酸配列の296から302番目または274か ら277番目のアミノ酸領域内で、299番目の位置のアルギニンをアスパラギ ン酸に置換する以外の変更によってフィブリン特異性を向上させる請求項18に 記載変異体。
  20. 20.該変更が野生型ヒトt−PAアミノ酸配剤の296から300番目の領域 内である請求項19に記載の変異体。
  21. 21.該変更が野生型ヒトt−PAアミノ酸配列の296、297、298およ び299番目の位置の一カ所またはそれ以上の箇所である請求項20に記載の変 異体。
  22. 22.該変更が野生型ヒトt−PAアミノ酸配列の296、297、298およ び299番目の位置のリジン、ヒスチジン、アルギニン、アルギニンの各アミノ 酸からアラニンヘの置換である請求項21に記載の変異体。
  23. 23.野生型ヒトt−PAアミノ酸配列の103番目の位置にAsn−X−Se rまたはAsn−X−Thrのトリペプチド配列の一部としてアスパラギンを有 し、117番目の位置にアスパラギン以外のアミノ酸を有する請求項19に記載 の変異体。
  24. 24.野生型ヒトt−PAアミノ酸配列の103番目の位置にアスパラギン、1 04番目の位置にトリプトファン、105番目の位置にセリンおよび117番目 の位置にグルタミンを有する請求項23に記載の変異体。
  25. 25.野生型ヒトt−PAアミノ酸配列の105番目の位置にAsn−X−Se rおよびAsn−X−Thrのトリペプチド配列の一部としてアスパラギンを有 し、117番目の位置にアスパラギン以外のアミノ酸を有する請求項19に記載 の変異体。
  26. 26.野生型ヒトt−PAアミノ酸配列の105番目の位置にアスパラギン、1 06番目の位置にスレオニン、107番目の位置にセリンおよび117番目の位 置にグルタミンを有する請求項25に記載の変異体。
  27. 27.次の変異を含むヒトt−PA変異体からなる群より選択される請求項1に 記載の変異体:T103N,N117Z:S105N,A107S,N117Z ;T103N,N117Z,K296A,H297A,R298A,R299A ;S105N,A107S,N117Z,K296A,H297A,R298A ,R299A:T103N,N117Z,R298E,R299E;S105N ,A107S,N117Z,R298E,R299E;T103N,N117Z ,K296Q,H297N,P301S;S105N,A107S,N117Z ,K296Q,H297N,P301S;T103N,N117Z,F274L ,R275H,1276S,K277T;S105,A107S,N117Z, F274L,R275H,276S,K277T。(ここに、Zはアスパラギン (N)以外のどのアミノ酸でもよい)。
  28. 28.請求項1に記載の変異体をコードするDNA配列。
  29. 29.請求項28に記載のDNA配列を含み、適当な宿主細胞にてそれを発現で きる複製可能な発現ベクター。
  30. 30.請求項29に記載のベクターによって形質転換されている宿主細胞。
  31. 31.請求項30に記載の宿主細胞を培養することを特徴とする、t−PA変異 体をコードするDNAを発現するための方法。
  32. 32.宿主細胞の培養から変異体を回収する工程をさらに含む請求項31に記載 の方法。
  33. 33.製薬的に許容し得る担体と混合した治療的有効量の請求項1に記載の変異 体を含有する血管の病気や疾患のための組成物。
  34. 34.有効量の請求項33に記載の組成物を哺乳類に投与することからなる哺乳 類における血管の肩気や疾患を処置するための方法。
  35. 35.製薬的に許容し得る担体と混合した治療的有効量の請求項1に記載の変異 体を含有するフィブリン沈着または癒着形成や再形成を予防するための組成物。
  36. 36.有効量の請求項35に記載の組成物をフィブリンまたは癒着の形成の可能 性のある哺乳類上の部位に投与することからなり、フィブリン沈着または癒着の 形成や再形成を予防するために哺乳類を処置する方法。
  37. 37.117番目の位置のアミノ酸における機能的な炭水化物構造を除去するこ とを特徴とする、103−105番目のアミノ酸のグリコシル化の結果として減 少した野生型ヒトt−PAのフィブリン結合親和性を実質的に回復させる方法。
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