JPH0763378B2 - TGF−βをコードしているDNA - Google Patents

TGF−βをコードしているDNA

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JPH0763378B2
JPH0763378B2 JP5227016A JP22701693A JPH0763378B2 JP H0763378 B2 JPH0763378 B2 JP H0763378B2 JP 5227016 A JP5227016 A JP 5227016A JP 22701693 A JP22701693 A JP 22701693A JP H0763378 B2 JPH0763378 B2 JP H0763378B2
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tgf
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dna
cell
fragment
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リク・マイケル・アンドレ・デリンク
デビッド・バンノーマン・ゲッデル
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ジェネンテク・インコーポレイテッド
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K14/00Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • C07K14/435Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans
    • C07K14/475Growth factors; Growth regulators
    • C07K14/495Transforming growth factor [TGF]

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はTGF−βをコードして
いるDNA、それを含有するベクター並びに該ベクター
で形質転換された形質転換体に関する。
【従来の技術】
【0002】哺乳類細胞の培養中で可逆的な表現型形質
転換を誘導することのできるペプチドは形質転換成長因
子(TGF)(1,2)と呼ばれている。α型TGFは表皮
成長因子(EGF)と競合的に、同一の細胞表面受容体
(3)と結合する。アミノ酸数50のTGF−α種が精製
され、それはEGF(4)と相同(ホモロジイ)な配列を有
していることが示された。TGF−αは種々の形質転換
されたセルラインによって合成されているが、非胚起源
の正常な組織での合成は示されていない(3,5,6)。こ
の50アミノ酸TGF−αは、最初160アミノ酸前駆
体分子の一部として合成され、このものはN−末端およ
びC−末端のタンパク分解的プロセッシングを受けて成
熟ペプチドになる(7,8)。明らかにもっと分子量の大
きいTGF−α種が検出されるのは(1,2,9)、160
アミノ酸前駆体のプロセッシングが異なるからであろ
う。
【0003】β型(タイプβ)TGF活性は、多くの正常
組織(10,11)、例えば腎臓(12)、胎盤(13)およ
び血小板(14,15)から、並びに、腫瘍細胞から単離
されている。TGF−βは血小板中に存在しているが、
この血小板中には、血小板誘導性成長因子(PDGF)お
よびEGF様ペプチド(16)も含有されている。ウシT
GF−βはラットにおける傷の治癒を促進することが示
された(17)。しかしながら、TGF−βでNRK線維
芽細胞を処理すると、EGFに対する膜受容体の数が増
加したという報告もある(20)。この観察結果は、TG
F−βが、これらの細胞上でのEGFおよびTGF−α
の活性に対して大きい増強作用を有するというTGF−
βの既知の能力と一致している(10,11)。さらに、
TGF−βは単独で軟寒天中で、AKR−2B線維芽細
胞のコロニー形成を誘導する作用も有する(21)。ある
種の形質転換された細胞が高レベルでTGF−βを分泌
するということ(22)は、この成長調節因子が悪性の形
質転換において何らかの役割を演じていることを示唆し
ている。
【0004】TGF−βは、その細胞増殖刺激作用の外
に、種々のヒトがん細胞セルラインの固定依存性増殖を
阻害することが最近示された(13)。今日では、TGF
−βは、アフリカミドリザル(BSC−1)細胞から単離
された増殖阻害因子と同一、もしくは極めて近いと考え
られている(24)。特定の細胞型のセルラインの増殖に
対してTGF−αが刺激的に作用するか、阻害的に作用
するかは、細胞の生理学的条件、および他の成長因子の
存在等を含む多くの変動因子(variables)に依存すると
思われる。ウシTGF−βは、配列決定可能な程度にま
で精製された。成熟タンパク質の最初の15アミノ末端
残基は、以下の式であらわされるものであることがわか
った: Ala−Leu−Asp−Thr−Asn−Tyr−CMC−Phe−
Ser−Ser−Thr−Gly−Lys−Asn−CMC− (式中、CMCはシステイン残基または半−システイン
残基であるS−カルボキシメチルシステインを表わ
す)。ヒト胎盤またはヒト血小板由来のヒトTGF−β
も同程度にまで精製された。胎盤性TGF−βのアミノ
末端配列は、式: Ala−Leu−Asp−Thr−Asn−Tyr−CMC−Phe−
(Ser−Ser)−Thr−Glu−Lys−Asn−CMC−Val
−X−Gln−Leu−Tyr−Ile−Asp−Phe−X−(Ly
s)−Asp−Leu−Gly− (式中、Xは未定であることを表わし、CMCは上記と
同意義である)で示されることが報告されている。血小
板性TGF−βのアミノ末端配列は、式: Ala−Leu−Asp−Thr−Asn−Tyr−X−Phe−Ser
− (式中、CMCおよびXは上記の定義に従う)で示される
ことが報告されている。TGF−βは、ジスルフィド結
合を介して共有結合的に結合している、分子量が極めて
近い(Mr=12,500)2本のポリペプチド鎖からなっ
ているとの報告がある。このジスルフィド結合は、TG
F−β分子の構造を定める上で重要な役割を果している
様に思われる。
【0005】
【発明が解決すべき課題】ヒト由来の生物学的物質を出
発物質に用いないでTGF−βを製造する方法の開発が
期待されている。この様な方法は、感染性の汚染物質、
例えば、HTLV−IIIまたは肝炎ウイルスが、生産
物の製造過程で入り込み得ないことを確実にするのに大
きく寄与するであろう。上記の目的は、組換え合成法に
よって達成される。しかしながら、そうするためには、
その様なTGF−βの組換え合成に用いるためのベクタ
ーを調製する上で、TGF−βをコードしている核酸
(DNA、RNA等)が必要である。その様な核酸はま
た、組織試料中のTGF−βメッセンジャーmRNA
と、ゲノムDNAの診断的な分析においても必要とされ
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、(a)TGF−
βをコードしているDNAを含んでいるベクターを組立
て、(b) 該ベクターで異種の真核性細胞を形質転換し、
(c) 形質転換された細胞を培養し、(d) 培養物からTG
F−βを回収することからなる方法により、上記の目的
を達成したものである。本発明は、TGF−βをコード
するDNAを提供するものであり、該DNAは配列番号
1に記載のアミノ酸配列を有する成熟TGF−βをコー
ドするDNAを含む。本発明のDNAは、上記のベクタ
ーの組立てに有用であるのみならず、該DNAまたはそ
れとハイブリダイゼーションし得る核酸を標識し、TG
F−βまたはその近縁タンパク質をコードしているDN
AまたはmRNAの診断的分析に用いることもできる。
【0007】組換え法によるTGF−β誘導体の製造
は、本明細書で開示したTGF−β暗号配列に関する知
見を得たことにより可能となった。これら誘導体は、T
GF−βをコードしている核酸中にサイレント突然変異
および発現突然変異を含んでいる。サイレント突然変異
は、1つの同義性コドンが別のコドンで置き換えられる
ことであって、この場合、これら両コドンは同じアミノ
酸をコードしているが、この置換は組換え培養中のTG
F−βの収率に幾分かの影響を及ぼし得る(例えば、T
GF−β mRNAの二次構造を修飾することによる)。
その様な置換は、形質転換体からのTGF−βの収率を
スクリーニングすることにより同定され得る。
【0008】発現されたTGF−β突然変異体は3つの
クラスの内の1またはそれ以上に分類される。これら
は、欠失、置換または挿入である。欠失は、アミノ酸残
基が除去されるが、そこに代替アミノ酸が挿入されない
ことを特徴とする。欠失突然変異TGF−β DNA
は、例えば、免疫エピトープが欠失されたTGF−βフ
ラグメントが必要な場合、それを調製するのに有用であ
る。置換突然変異は、1つのアミノ酸残基が別のアミノ
酸残基で置換されることである。その様な突然変異を組
換え合成法以外の方法で行うことは非常に困難であり、
とりわけ、一次アミノ酸配列の内部での置換を目指す場
合には困難である。この様な置換はTGF−βの生物学
的活性を改良するのに有用である。挿入突然変異は、1
またはそれ以上の残基がTGF−β核酸の内部、または
いずれかの端に配置されることである。融合物は、通
常、挿入突然変異の1種であり、TGF−βのカルボキ
シ末端またはアミノ末端で挿入が起きた場合に相当す
る。TGF−βと細菌性または他の免疫原性タンパク質
との融合は、TGF−βまたは、その予め定められたフ
ラグメントに対する抗体を惹起するのに有用である。
【0009】以下に、添付の図面について説明する。図
1はTGF−β mRNAを模式的に示した図であり、
四角い箱の中は、暗号配列を表わす。112アミノ酸T
GF−β(斜線で示されている)は、暗号配列の3'末端
にコードされている。この図の上方に、配列決定のなさ
れた、λβC1,3.19,3.32,4.10,4.33,4.
37および5.7bのcDNA挿入体(後述)と3'非翻訳領
域のためのゲノムDNA配列とが並べられている。
【0010】図2、3、4は数個の重複するcDNA
と、3'領域のゲノムDNAとで配列決定されたプレー
TGF−β cDNAのフクレオチド配列並びに推定の
アミノ酸配列とを示す図である。折りたたまれて安定な
ヘアーピン・ループを形成し得る5'末端領域には下線
を付した。プレTGF−β cDNAは354または3
90個のアミノ酸のタンパク質をコードしており、その
C末端の112アミノ酸(四角い箱の中)は成熟TGF−
βをコードしている。なお、該成熟TGF−βのアミノ
酸配列は配列表の配列番号1に記載されている。上線を
施されたArg−ArgジペプチドはTGF−βを放出する
ためのタンパク分解的な開裂部位の上流に位置する。プ
レTGF−β内のN−グリコシル化され得る3箇所に
は、オーバーラインが施されている。終止コドンの下流
には、G−Cに富む下線を施された配列とその下流のT
A TA様配列とが続いている。AATAAAポリアデ
ニル化シグナルと、推定のポリアデニル化部位上流のT
TCAGGCC配列にも下線が施されている。
【0011】図5はTGF−βエクソンをコードしてい
るゲノムフラグメントとその推定のアミノ酸配列を示す
図である。mRNAプロセッシング部位(イントロン−エ
クソン結合部位)は矢印で示されている。残基の番号
は、図2、3、4のそれと対応している。
【0012】TGF−βを、その成長促進作用を保持し
たままの状態で、組換え細胞培養によって合成すること
は極めて困難であることがわかった。図1から分る様
に、成熟TGF−βアミノ酸配列は多数のシステイン残
基を含有しており(9)、少くともその内のいくつかは、
天然起源から回収されるホモ二量体TGF−βを形成す
るための鎖間交差結合に関与しているらしい。さらに、
TGF−βは、ある程度は細胞外媒質(媒地)に本来の姿
で見出されるが、大多数の分泌タンパク質にとって一般
的である、認識し得るNH2−末端シグナルペプチド配
列を含んでいない大きいアミノ末端領域を持った前駆体
分子として発現される。本明細書で開示する発明はいか
なる特定の理論にも限定されないが、このアミノ末端領
域は複数の膜透過領域を含んいるのかもしれない。本発
明者らは、組換え培養内で、一次転写産物を適切にプロ
セッシングすることが困難であると予測されたにも拘ら
ず、真核性細胞を形質転換してヘテロローガスTGF−
βを発現させることに成功した。
【0013】本発明は、TGF−βの組換え合成を目的
とするものである。本明細書では、TGF−βとは、生
物学的に活性な、図2−4の配列を有するプレTGF−
β、成熟TGF−β、そのポリペプチドフラグメント、
並びにそれらプレTGF−β、成熟TGF−βまたはポ
リペプチドフラグメントの挿入、置換および/または欠
失突然変異体を包含するものと定義する。生物学的に活
性なTGF−βとは、標的セルラインのEGF−増強固
定非依存性(EGF−potentiated anchorage independ
ent)増殖(81)を誘導する能力および/または新生物
セルラインの増殖阻害能力(23)を指すものと定義す
る。固定非依存性増殖とは、TGF−βおよびEGFで
処理された非−新生物性標的細胞が軟寒天中でコロニー
を形成し得る能力を指し、これは細胞の形質転換によっ
て付与された特性である(従って、形質転換成長因子と
命名されている)。今日では多くの正常細胞がTGF−
βを発現するということが知られているので、このこと
は、TGF−βが、がんを誘発するという意味ではな
い。逆に、TGF−βがA549の如きある種の新生物
細胞の増殖を阻害することも知られている。
【0014】本明細書において、生物学的に活性な、と
いう意味には、天然のTGF−βに対して惹起された抗
血清と交差反応を行い得る能力も総括的に包含されるも
のとする。天然のTGF−βとは、血小板その他の天然
起源から得られたTGF−βを指す。免疫学的な交差反
応性は1個の活性なエピトープを知る目安であって必ず
しも固定非依存性増殖の誘導または標的細胞に関連する
TGF−βの活性領域の目安ではない。しかしながら、
免疫学的に交差反応し得るタンパク質自体は、それらが
増殖に影響し得る能力を持っていなければ、本明細書で
定義した意味に於いて生物学的に活性であるとは言えな
い。勿論、固定非依存性増殖を誘導し得るTGF−β
は、適当な立体配置を維持するという自然の結果とし
て、天然分子に対して惹起された抗血清との免疫学的な
交差反応性を示すことが多い。
【0015】図2ー4のヌクレオチド配列は、数個の重
複しているcDNAと遺伝子フラグメントとを分析し、
それからTGF−β前駆体mRNAに相当する連続した
2537塩基対配列を決定することにより得られた。図
2−4によると、開始配列(イニシエーター)ATGは
5'末端から第841番目のヌクレオチド部分にあり、
それは1,696ヌクレオチドの暗号配列(これは、39
0アミノ酸長さのポリペプチドをコードしている)を確
立するものである。cDNA配列中の数箇所は、G−C
含有量が異常に多くなっている。イニシエーターATG
は、いずれも約200bpからなる、G−Cに富む2領域
と両側面を接している。その上、cDNAの数領域、殊
に5'−末端領域は、G−C含高率が80%以上であ
る。これらG−Cに富む領域の位置は、多くのcDNA
クローニングに係るアーチファクト(人工産物)が得られ
た場所、並びに、cDNAの部分が得られた箇所と一致
している。
【0016】幾つかの構造上の特徴が、図2−4に示さ
れる様に、842位ではなく、953位のATGをプレ
TGF−βの開始コドンに帰属することを支持してい
る。第1に、この位置の前後に含まれる配列は、指摘さ
れている開始コドンのコンセンサス配列、G/ACC
TGG(35)とかなり一致している。第2に、このAT
Gの上流には約850bpのオープンリーディングフレー
ムが存在しているが、同一の解読相内にはこれ以外のA
TGは唯一つしか見出されない。第3に、シェファード
(Shepherd)(36)が述べている様に、プリン−ピリミ
ジン分布に基づいて最も使用され易いリーディング・フ
レームを算出すると、このATGの上流の暗号配列も別
のリーディング・フレームとして選ばれる可能性もある
が、該イニシエーターATGから始まる暗号配列が、実
際、リーディングフレームとして最も可能性のある配列
であることが分る。第4に、このATGは、G−C含有
率の比較的低い(〜50%)40ヌクレオチド領域内に存
在しているので、このことがリボソームへの接近に好都
合である。特に、それがより大きなG−Cに富む領域内
にあるために、そう思われる。5'非翻訳領域内には、
開始コドンとなり得る別のコドンは唯1個しか存在して
いない(842位)。しかるに、このATGは非常にG−
Cに富む領域内に位置している。
【0017】TGF−β mRNAの5'非翻訳領域は
(ヌクレオチド953にATGが位置すると仮定したと
き)、少くとも952個のヌクレオチドの長さを有し、
殆んどプリンのみからなる61個のヌクレオチド長さの
配列(192〜252)を含んでいる。このG−C含有率
の高い、異常に長い5'非翻訳領域の生物学的な関連性
は不明であるが、c−myc mRNAの構造上の組立てと
似ている。しかしながら、これらの2個の配列間には著
しい配列上のホモロジィは存在していない。c−mycの長
い5'非翻訳領域は機能的な意義を持つと言われている
(37)。ヒトc−myc mRNAの5'非翻訳領域のG−C
に富む5'−近位部分には、安定なヘアピン・ループ構
造を形成し得る領域が幾つか含まれている。同様に、非
翻訳−プレTGF−β cDNAの最初の120bpも、
理論上は、安定性についての計算値が−91kcalであ
る、ヘアピン・ループ構造をとり得る。長い5'非翻訳
領域と、潜在的に安定なヘアピン・ループ構造とは、m
RNAの安定性、あるいは転写の制御において何らかの
役割を演じているかもしれない。従って、組換え細胞培
養からのTGF−βの収率が改善された構造を同定する
ために、この領域を欠失させ、例えばウイルス性タンパ
ク質由来の、他の5'非翻訳配列で置き換えることがで
きる。
【0018】残基2015の上流における終止コドンの
直ぐ下流には、75ヌクレオチドからなる著しくG−C
に富む配列がある(図2ー4)。この配列はCCGCCの
複数回に及ぶ繰返しを含み、GGGGGCで終ってい
る。この配列の特異な性質は、おそらく、mRNAの3'
非翻訳末端がcDNA配列としてクローンされないとい
う事実(これは多分、大腸菌(E.coli)のDNAポリメラ
ーゼIがこの配列を二次鎖cDNA合成の鋳型として利
用し得ないことに起因している)と、関係していると思
われる。同様の性質の繰返し配列は、ヒト−ジヒドロ葉
酸還元酵素、ヒト−トランスフェリン受容体、ヒト−ア
デノシンデアミナーゼ、およびヘルペスウイルス−チミ
ジンキナーゼ等の遺伝子のプロモーター領域にも見い出
されている(40)。後者の場合、マックナイト(McKni
ght)ら(40)は、これらの構造要素が、転写効率におい
て主たる重要な要素であることを示した。さらに、この
プロモーター特異的転写因子Sp1は、SV40早期プ
ロモーター領域、および近縁のサル−プロモーター内に
含まれるその様な結合と結合することが示された(41,
42)。これら全ての場合、G−Cに富む反復配列の下
流に密接してコールドバーグ−ホッグネス(Goldberg−
Hogness)のTATA配列が存在している。ところがプ
レTGF−βの場合、これらの配列は遺伝子の3'非翻
訳領域に位置しているが、これらの配列もまたTATA
様配列を従えている点は興味深い。これらの領域がプロ
モーターとして機能し得る、ということを示す事実は得
られていない。プレTGF−β遺伝子配列の、終止コド
ンから約500ヌクレオチド下流には、ヘキサヌクレオ
チドAATAAAが存在している。通常はポリアデニル
化部位の11〜30塩基上流に存在している(32)この
配列は、それが、ノーザン・ハイブリダイゼーションに
基づいて見積られたプレTGF−β mRNAの大きさ
と一致していること、並びに、3'非翻訳領域に介在配
列が存在することは稀有である、という理由から、おそ
らくプレTGF−β mRNAのポリアデニル化シグナ
ルとして機能すると思われる。ベノイスト(Benoist)ら
(43)は、AATAAAと接近し、その下流であって、
ポリA−テイル(tail)の直ぐ上流にコンセンサス配列T
TCACTGCが存在することを提示した。プレTGF
−βmRNAの3'非翻訳領域内にあるAATAAA配列
の下流に、これと同様の配列、TTCAGGCCが存在
していることは、2530位がポリアデニル化部位であ
るとする前述の帰属をさらに支持するものである(また
は図2ー4記載の390アミノ酸)。
【0019】プレTGF−βは354アミノ酸からなる
ポリペプチドである(図2ー4)。この配列と既に配列決
定されている成熟TGF−βのNH2−末端とを比較す
ると、TGF−βがプレTGF−βのC末端の112ア
ミノ酸から成っていることが分る。成熟TGF−βモノ
マーは、前駆体の、成熟TGF−β NH2−末端の直
ぐ上流にあるArg−Argジペプチドの位置で、前駆体か
ら切り離される。同様のタンパク分解的開裂部位は、プ
ロプレエンケファリン(44,45)、カルシトニン前駆
体(46)およびコルチコトロピン−β−リポトロピン前
駆体(47)等の幾つかの他のポリペプチド前駆体配列に
も見い出されている。カイト(Kyte)およびドウーリト
ル(Doolittle)の疎水性決定法(48)によると、このA
rg−Arg配列は親水性領域に存在しているので、トリプ
シン様ペプチダーゼに近付き易いと予測される。この前
駆体の翻訳後開裂により、成熟TGF−βモノマーが得
られる。プレ配列の処理は不明であるが、別の生物学的
に活性なペプチドを生成させるかもしれない。TGF−
β前駆体は、それらもまた翻訳後開裂を受けて別々のポ
リペプチド物質を生成させ得る、数個の塩基性残基対を
含有している(図2ー4)。しかしながら、成熟TGF−
βは、開裂されないと思われる2個のArg−Lysジペプ
チドを含有している。図2ー4に示されている様に、プ
レTGF−β前駆体は、3箇所のN−グリコシル化され
得る部位、Asn−X−SerまたはThrを含有している
(図2ー4)。これらの内のどれも、成熟TGF−β内に
位置していない。従って、糖タンパク質を固定化したレ
クチンに吸着させ、TGF−βを吸着されないフラクシ
ョンとして溶出させることにより、糖タンパク質を含ま
ない状態に、成熟TGF−βを精製する方法が得られ
る。
【0020】ヒトTGF−βの配列は、直接的なアミノ
酸配列決定と、TGF−β cDNAからの演繹によ
り、決定された。クロストリパン(clostripain)消化で
得られた異なるTGF−βペプチドの配列は、僅かな残
基を除いてcDNA配列と一致していた。これは、多
分、配列決定時におけるアミノ酸の帰属が間違っていた
ことによると思われる。112アミノ酸TGF−β配列
は9個のシステインを含有しているが、前駆体の残余部
分は、2個しか含有していない(図2ー4)。以前の研究
によると、25kdのTGF−β二量体を還元すると1
2.5kdの2本のポリペプチド鎖が生成することが示さ
れた(15)。TGF−βアミノ末端とクロストリパン消
化の後に得られたTGF−βペプチドとの配列決定の結
果は、TGF−β二量体が2本の同一のポリペプチドか
らなっていることを強く示唆している。このホモ二量体
性は、ヒトゲノムDNAをTGF−βエクソンプローブ
を用いたサザーン・ハイブリダイゼーションに付した
時、ハイブリダイズするcDNAフラグメントは一本で
あるということによっても支持される。二次構造のチョ
ウ−ファスマン(Chou−Fasman)分析(50)により、T
GF−βポリペプチドは、広範なβ−シート構造を有し
ており、α−ヘリックス構造は、あっても極く僅かであ
ることが分った。塩基性のジペプチド開裂部位の直ぐ上
流の領域は、α−ヘリックス立体配座をとっている様に
思われる。
【0021】TGF−β前駆体の著しい特徴は、普通、
大多数の分泌タンパク質が含有しているNH2−末端シ
グナルペプチド配列が認められないことである。TGF
−βが細胞外媒質に現れる機構は不明であるが、成熟T
GF−βはまた、通常、げつ歯類細胞またはヒト細胞に
伴なって見い出されているのでその機構は、比較的非効
率的なものと思われる。TGF−βが血小板の内部に貯
えられる機構も理解されていない。最近、インターロイ
キン−1をコードしているcDNA(51,52)および腫
瘍壊死因子をコードしているcDNA(53)が決定され
た。これらはいずれも細胞外媒質に現われるが、これら
はいずれも典型的なNH2−末端シグナルペプチドを含
有していない。TGF−βの細胞外媒質への放出におい
て可能な機構は、細胞質内にNH2−末端を、TGF−
β配列を外側に出して膜に固定され、そこから前駆体が
開裂されることである。唯1回だけ膜を横切るタンパク
質の多くは、電荷を持たない、大部分が疎水性の20〜
23残基から成る膜透過領域を有する。唯一の例外はT
−細胞受容体のT3サブユニットであり(54)、これ
は、膜透過領域内にAsp残基を有している。TGF−β
前駆体の推定のアミノ酸配列から、同じ様な疎水性領域
を予測することができないことから、このタンパク質が
唯1個しか膜透過領域を持っていないとは考えられな
い。
【0022】他方、TGF−β前駆体が数個の膜透過領
域を有するタンパク質であるということは納得できるこ
とである。その様なタンパク質として、例えば、ロドプ
シン(rhodopsin)(55)、電気ウナギのナトリウム・チ
ャンネル・タンパク質(56)およびレンズ・キャップ結
合部位の主要内因性タンパク質(57)がある。これら
は、そのNH2−末端を細胞質内に置くと共に、数個の
電荷を帯びた残基を含んだ、複数の膜透過領域を含有し
ている。これらの電荷の内、いくらかは、膜透過領域の
近辺に存在している反対の電荷を帯びた残基と物理的に
近接しているために、中和されている可能性がある。大
多数の場合、膜透過領域は電荷を帯びた残基で両側を囲
まれており、正の電荷が細胞質内に、負の電荷が細胞外
に存在していることが多い。これらの特徴をTGF−β
配列と比べると、該配列は、幾つかの可能な膜透過領域
を有する上、数個の電荷を持った残基群を含んでいるの
で、TGF−β前駆体はこのクラスの膜透過タンパク質
に属する可能性がある。正電荷を帯びた残基に富むNH
2末端の21アミノ酸は、第1番目の膜透過領域(おそら
く残基59〜80の間に存在するであろう)の、細胞質
内側に配される領域であろう。この領域の直ぐ下流に、
細胞外に配される2個のArg残基と、5個のまとまっ
た、負電荷を帯びたグルタミン酸残基(アミノ酸91〜
100)が続いている。第2の膜透過領域は、残基12
7〜151の間に存在し、細胞質内側に位置する塩基性
残基群(アミノ酸156〜165)の上流にある。第3の
膜透過に係る領域は、第245位のArg−Argジペプチ
ドの下流に位置する残基248〜270の間に存在して
いる。後者の領域は2個の正電荷を帯びた残基を含有し
ており、これらは、第1または第2の膜透過領域存在し
ている2個の負電荷を帯びた残基を中和するかもしれな
い。この様な立体配置をとっているので、TGF−βポ
リペプチドおよびその上流のArg−Arg残基は膜の外側
に位置することになる。このために、細胞膜の外側の位
置で二塩基性ペプチダーゼによって開裂される(58,5
9)ことが可能となり、細胞外環境にTGF−βが分泌
されることになる。このTGF−β前駆体の仮定的な構
造は、ヒトロドブシン(55)およびレンズ線維(ファイ
バー)膜の主要内因性タンパク質(57)と同様に、その
グリコシル化され得る部位の全てに炭水化物部分が存在
している訳ではないことを暗示している。前記のモデル
は仮説であることを認識し、本発明の範囲を制限するも
のと解釈すべきでない。
【0023】本明細書では、プレTGF−βとは、図1
−4に示したTGF−β前駆体と同様に、通常、TGF
−βに伴なっていないプレ配列を有する、別のTGF−
β前駆体をも包含するものとする。後者の形は、成熟T
GF−βをコードしているDNAの挿入形突然変異体と
考えられる。これらの突然変異体は、成熟TGF−βと
の融合物の形で、TGF−βにとってヘテロローガスな
プレ配列を含有している。ヘテロローガスなプレ配列
は、例えば、プレ成長ホルモン、プレプロインシュリ
ン、ウイルス性エンベロープタンパク質、インターフエ
ロン、および哺乳類宿主細胞によって認識され得る酵母
または細菌性プレ配列等の他の分泌タンパク質から得る
ことができる。これらの分泌リーダーの配列は知られて
おり、該DNAのインビトロでの合成を目的としない場
合には、それをコードしているDNAの好適な供給源で
ある。所望のシグナルを含むDNAとプレTGF−βD
NAとを制限酵素消化に付すことにより、上記の配列
を、成熟TGF−βをコードしているDNAに結合させ
る。単一の制限部位を導入する目的で合成オリゴヌクレ
オチド(リンカー類)を合成し、さらに、プレ配列および
成熟TGF−β暗号領域を完成させる上で必要ならば、
制限酵素消化の間にDNAフラグメントを除去する。次
いで合成リンカーおよび/またはフラグメントを代替の
シグナルとTGF−βの暗号領域とを含有する制限酵素
消化フラグメントにライゲート(結合)し、これをクロ
ーニングベクターに挿入し、得られたベクターを用いて
宿主細胞を形成転換する。その後、発現ベクターに突然
変異プレ配列をクローンし、これを用いて宿主細胞を形
質転換する。以後の実施例ではウイルス性エンベロープ
タンパク質プレ配列に関して例示的に述べる。ヘテロロ
ーガスプレ配列は、その完全なものをTGF−β DN
Aの最初のコドンに結合させることが好ましいが、成熟
TGF−βの暗号配列と、ヘテロローガスなプレ配列そ
のものに短い部分、例えばヘテロローガスな成熟タンパ
ク質をコードしているDNA起源の21〜45塩基対部
分とが結合したものも本発明の範囲内に含まれる。この
組立ての目的は、プレTGF−βの仮定の分泌系を高い
効率の分泌系で置き換えることにある。しかしながらそ
れは、必ずしもTGF−βを組換え培養内に生産させる
様に分泌させることを意味しない。その他の欠失−挿入
突然変異体には、TGF−β種と、細胞内的に大量に発
現されるウイルス性タンパク質(例えばレトロウイルス
・コアタンパク質、SV40からのラージT抗原等)、
あるいは免疫原性の細菌性タンパク質またはポリペプチ
ド(例えば化学走性ポリペプチド、とりわけ潜在的化学
走性トリペプチド、Met−Leu−Phe)が含まれる。
【0024】発現された突然変異プレTGF−β、成熟
TGF−βまたはそのフラグメントは、挿入、欠失およ
び置換の数および範囲の増加に伴なって、図2ー4の配
列から次第にかけ離れたアミノ酸配列をとる。この離脱
(ずれ)は、プレTGF−βと突然変異体との間のホモロ
ジイ(同質性)の減少で測ることができる。TGF−β
の、固定依存性増殖−促進作用に係る生物活性を示すタ
ンパク質またはポリペプチドはすべて、それらと図2ー
4のタンパク質との配列上のホモロジイの程度に関係な
く、本発明の範囲内に包含される。これは、プレTGF
−βのある領域(例えばプレ配列)は突然変異され易く、
あるいは成熟TGF−βの場合の如く完全に欠失さえさ
れてしまうが、上記の生物活性は保持される、というこ
とが理由である。他方、成熟TGF−β分子内の9個の
システイン残基(およびそれに付随したジスルフィド結
合)の欠失は、上記の生物活性に対して実質上、逆効果
を及ぼし、あらゆる生物活性を失なわせてしまうようで
ある。また、置換突然変異体は、機能が類似しているア
ミノ酸側鎖を含む残基により置換されている場合には、
完全なTGF−β成長促進作用を現わすが、左程ホモロ
ーガス性を持たない。機能が類似しているということ
は、側鎖の主な性質、例えば疎水性、塩基性、中性また
は酸性等の性質、あるいは立体障害の有無に関する性質
に関している。即ち、特定のポリペプチドが有するプレ
TGF−βとのホモロジイの程度は、それをTGF−β
と同定する上での基本的な目安ではない。しかしなが
ら、一般的な指針としては、天然起源のTGF−βの生
物学的活性を幾らかを共有しているタンパク質またはポ
リペプチドであって、図2−4の配列と実質上ホモロー
ガスである(例えばプレTGF−βまたは、そのフラグ
メントであって約20残基以上のフラグメントと約40
〜100%以上のホモローガス性を示すこと)ものはT
GF−βという名称で表わされる。新生細胞の増殖阻害
作用に関して、TGF−βは、これまでその様な増殖阻
害作用を表すことが知られているポリペプチド、例えば
インターフェロン、腫瘍壊死因子およびリンホトキシン
を除外したポリペプチドであるが、それ以外であれば、
必ずしも図2−4の配列とホモローガスな領域を持って
いることを要求されない。
【0025】あるポリペプチドがTGF−βであると同
定する上で、より細かく詳しいファクターは、(a)成熟
TGF−βの増殖阻害活性あるいは固定依存性増殖促進
活性を中和する抗血清によって、問題のポリペプチドの
活性も中和される、(b)候補ポリペプチドがTGF−β
細胞表面受容体を、TGF−βと競合し得る、という点
にある。しかしながら、免疫学的な同一性と増殖促進活
性に関する同一性とは、必ずしも同じ範囲内であること
を必要としない。図2−4の成熟TGF−βの中和抗体
は、それが成熟TGF−βの増殖促進活性にとって臨界
的な部位に特異的に結合することを目的として生じたも
のでないので、候補タンパク質と結合しないかもしれな
い。むしろ、この抗体は無害な領域に結合し、その中和
効果を立体障害によって表しているのかもしれない。従
って、その無害な領域で突然変異を生じた候補タンパク
質は中和抗体と結合しないが、それにもかかわらず、こ
のタンパク質は実質的なホモロジーおよび生物学的活性
の意味においてTGF−βの定義範囲内に含まれること
になる。
【0026】胎盤または血小板から得られた第2−4図
記載の天然または野生型成熟TGF−βの特性、例えば
分子量等は、天然種のTGF−βに関してのみ記載され
ているということを認識しておく必要がある。本明細書
に示した突然変異体の性質は天然のTGF−βとかなり
異なっていることが予測され、このことが、実際、本発
明の突然変異誘発の目的であることは、以下に詳しく述
べている通りである。本明細書の定義に従えばTGF−
βは天然のTGF−βをも包含するが、他の関連する、
生物学的に活性なポリペプチドも定義内に含まれる。挿
入突然変異体、欠失突然変異体、または融合タンパク質
等の上記のTGF−β種は天然のTGF−βについて求
められた分子量と異る分子量を有することになろう。例
えば、成熟TGF−βまたはプレTGF−βそのものと
の融合物の分子量は天然の成熟TGF−αの分子量より
大きく、成熟TGF−βの欠失突然変異体の分子量はよ
り小さくなる。同様に、TGF−βを処理してグリコシ
ル化部位を導入してグリコシル化されたTGF−βを得
るか、あるいは、生物学的に活性に臨界的でない部位の
システインをセリンで置換する。最後に、霊長類以外の
哺乳類から得たセルライン中のヒトプレTGF−βの翻
訳後プロセッシングによって成熟TGF−βのアミノ末
端領域中に微小の異質性を導入し、アミノ末端アミノ酸
をアラニンでない様にする。
【0027】生物学的な活性に関して固定依存性増殖を
誘導することが“可能(capable)"という語句は、プレT
GF−βまたはフラグメントであって、所望の生物学的
活性を表すポリペプチドフラグメント酵素的に変換され
得るポリペプチドを含むものであることを意味する。通
常、不活性な前駆体は、成熟TGF−βのカルボキシ末
端に不溶性またはゼラチン様タンパク質がペプチド結合
を介して結合している融合タンパク質である。このペプ
チド結合領域内の配列は、インビトロでの製造工程の一
部としてインビボで、またはそのままでタンパク分解的
加水分解に対して感受性を有する様、選択する。TGF
−βは、通常ヒトTGF−βを意味するが、上記の生物
学的活性に関する基準と合致する限り、ネズミ、ブタ、
ウマまたはウシの如き供給源から得られたTGF−βも
PRTGF−βの定義範囲内に含まれるものである。T
GF−βは種特異的でなく、例えば、ネズミTGF−β
とヒトTGF−βは、いずれも同じセルラインにおける
固定依存性増殖を有効に誘導する。従って、1つの種に
由来するTGF−βを他の種の治療に用いることができ
る。他の種のTGF−βをコードしているDNAは、そ
の様な種から得たcDNAまたはゲノムライブラリイを
標識したヒトプレTGF−βcDNAでプローブするこ
とにより、得られる。
【0028】TGF−βの誘導体も本発明の範囲内に含
まれる。誘導体には、グリコシル化されたTGF−β分
子、並びに他のTGF−β分子と共有結合または会合に
よる複合物(コンジュゲート)、二量体または非関連の化
学部分が含まれる。共有結合性誘導体は、TGF−βの
アミノ酸側鎖に見出される基、またはN−あるいはC−
末端と、機能的な成分とを当業者既知の方法で結合させ
ることによって調製される。これらの誘導体には、例え
ば以下のものが含まれる:カルボキシ末端、アルキルア
ミンまたはカルボキシ側鎖を含む残基の脂肪族エステル
またはアシルエステル(例えばアスパラギン酸残基にお
けるアルキルアミンのコンジュゲート):ヒドロキシ基−
含有残基のO−アシル誘導体およびアミノ末端アミノ酸
またはアミノ基含有残基のN−アシル誘導体[例えば、f
Met−Leu−Pheまたは免疫原性タンパク質とのコンジ
ュゲート。アシル基誘導体を、アルキル類(C3〜C1
0の直鎖アルキルを含む)の基から選択することによ
り、アルカノイル種が生成され、炭素環式または異項環
式化合物を選択することにより、アロイル(aroyl)種が
生成される]。反応性の基は、それ自体が反応性の側鎖
を介して不溶性のマトリックスを形成し、交差結合タン
パク質として用い得る様な二機能性の化合物であること
が好ましい。
【0029】共有結合または会合性の誘導体はイムノア
ッセイまたはアフイニテイ精製法における試薬として有
用である。例えば、TGF−βは、自体周知の方法で、
臭化シアン−活性化セファロースに共有結合させて不溶
化することにより、またはポレオレフィンの表面に(グ
ルタルアルデヒド交差結合の存在または非存在下で)吸
着させることにより、抗−TGF−β抗体または細胞表
面の受容体を分析または精製するのに用いることができ
る。また、TGF−βを検出可能な基でラベル(例え
ば、クロラミンT法による放射性ヨウ素化、希土類キレ
ートとの共有結合、または他の蛍光物質との共役)し、
診断的な分析法、特に競合型イムノアッセイによる生物
学的試料中のTGF−βレベルの診断に用いることがで
きる。TGF−β突然変異体は、一般に、予め定められ
た、即ち部位特異的な方法で調製される。突然変異誘発
の目的は上記の如きTGF−β、即ち、生物学的活性を
有するTGF−βをコードしているDNAを組立てるこ
とにある。突然変異部位は予め定めておくが、突然変異
そのものを予め定めておく必要はない。例えば特定の位
置の残基での突然変異を適切に行うためには、標的コド
ンに無作為な変異誘発を行い、発現されたTGF−β突
然変異体を、所望の活性についてスクリーニングする。
既知の配列を有するDNAの特定の部位で置換突然変異
を誘発する方法はよく知られている(例、M13プライ
マー突然変異誘発法)。
【0030】TGF−βの突然変異誘発には、通常、ア
ミノ酸残基約1〜5程度の挿入、または約1〜10残基
の欠失が含まれる。置換、欠失、挿入、またはそれらの
併用、等を組合わせて最終的な組立てを行う。前述の如
く、挿入には、アミノ末端またはカルボキシ末端の融合
(例えば、疎水性タンパク質や免疫原タンパク質との融
合)も含まれる。その様な突然変異をコードしているD
NA内における突然変異は、暗号配列を発現ベクター内
のリーデイングフレームの外に位置せしめ、生物学的活
性を持たないTGF−βを与えるようなものであっては
ならない。また、その突然変異は、転写−抑制性のmR
NAの二次構造を形成させる可能性のある相補領域を作
らないことが好ましい。TGF−βをコードしているD
NAは、化学合成、胎盤細胞または他の細胞から得たm
RNAの逆転写物のスクリーニング、あるいは真核細胞
から得たゲリムライブラリイのスクリーニングによって
得ることができる。このDNAは、それに用いられてい
るコドンを宿主細胞が認識し得る限り、第2−4図に示
したコドンを用いていなくとも良い。この様なDNA類
は、第2−4図のDNAとして、インビトロで容易に製
造される。本発明においては、核酸、RNAまたはDN
Aのいずれかであって、それらは本明細書で定義したT
GF−βをコードしていないが、その様なDNAまたは
RNAとハイブリダイズし得る核酸もまた有用である。
コードしてはいないが、ハイブリダイズし得る核酸は、
TGF−βの組換え合成に用いられることはないが、被
験細胞中のTGF−βmRNAまたはゲノムDNAの診
断分析に用いられる標識プローブの調製のための中間体
として有用である。
【0031】診断用核酸は、蛍光性の基、放射活性原
子、または化学発光性の基等の検出可能な物質により、
自体既知の方法で共有結合的に標識される。次いで、こ
のものを、通常のサザーンまたノーザンハイブリダイゼ
ーション分析(アッセイ)に用いる。その様な分析法は、
以下の実施例に述べる如く、TGF−βベクターや形質
転換体を同定するために、または、ミトゲン活性の測定
による組織試料中のTGF−βmRNAの検出の如く、
インビトロでの診断に利用される。本明細書では、TG
F−βは、TGF−βをコードしているDNAを含むベ
クターで形質転換された宿主細胞内で合成される。ベク
ターは複製可能な核酸組立て物である。TGF−βをコ
ードしているDNAの増幅および/または発現のため、
あるいはTGF−βをコードしているDNAまたはRN
AとハイブリダイズするDNAの増幅のために、ベクタ
ーを利用する。発現ベクターは、TGF−βをコードし
ているDNAと、そのTGF−βの適当な宿主内での発
現に影響を及ぼし得る適当なコントロール配列とが機能
的に(操作可能に)結合した複製可能なDNA組立て物で
ある。その様なコントロール配列には、転写プロモータ
ー、転写をコントロールするための任意のオペレーター
配列、適切なmRNAリボゾーム結合部位をコードして
いる配列、および転写および翻訳の終止をコントロール
するための配列が含まれる。真核細胞内でのTGF−β
の発現のためのベクターは、選択遺伝子をコードしてい
るDNAをも含有していなければならない。しかしなが
ら、この選択遺伝子は同時形質転換において、結合して
いないプラスミドから供給されるものであっても良い。
【0032】ベクターにはプラスミド、ウィルス(ファ
ージを含む)、および組込み可能なDNAフラグメント
(即ち、組換えによって宿主のゲノム内に組込まれ得る
もの)が含まれる。しかしながら本明細書中では、それ
が細菌細胞にクローンされるが、同時形質転換に際して
は宿主細胞ゲノムに組込まれるという意味において、ベ
クターをプラスミドとして用いる。しかしながら、同等
の機能を有し、当該技術分野で知られており、またはい
ずれ知られるであろう、その他の形のベクターも全て、
本発明方法に用いるのに好適である。好適なベクター
は、発現させようとする宿主と適合し得る種から導かれ
たレプリコンおよびコントロール配列を含んでいる。
【0033】DNA領域は、それらが、互いに機能的に
関連している場合は、機能的に(操作可能に)結合してい
る。例えば、プレ配列または分泌リーダーのためのDN
Aは、それがポリペプチドの分泌に与えるプレタンパク
質として発現されるならば、該ポリペプチドに関するD
NAと機能的に結合している;プロモーターは、それが
結合している暗号配列の転写をコントロールするもので
あるならば、該配列と機能的に結合している;リボゾー
ム結合部位は、それが結合している暗号配列の翻訳を可
能にする様な位置に存在しているならば、該暗号配列と
機能的に結合している。一般に、機能的に結合してい
る、ということは近接(コンテイギュアス)していること
を意味し、分泌リーダー配列の場合には、近接し、かつ
解読相内にあることを意味する。多核生物からの細胞培
養は、本発明における好ましい宿主細胞である。原則と
して、脊椎動物であるか無脊椎動物であるかに拘らず、
あらゆる高等な真核細胞培養を使用し得る。しかしなが
ら、最近では脊椎動物細胞に大きい関心が寄せられてお
り、培養(組織培養)で脊椎動物細胞を増殖させることは
日常的な操作となっている[テイッシュ・カルチャー(T
issue Culture)アカデミック・プレス、クルスおよび
パターソン(Krus and Patterson)編(1973)]。
有用な宿主セルラインの例には、VELOおよびHeLa
細胞、チャイニーズハムスターの卵巣(CHO)セルライ
ン、並びにW138、BHK、COS−7およびMDC
Kセルライン等が含まれる。
【0034】多くの真核細胞が内因性TGF−βを合成
することが知られている。即ち、多くの宿主細胞として
用いられる細胞は、宿主種のTGF−βを合成する。従
って、形質転換に用いたDNAの転写、翻訳の結果、生
産されたTGF−β中には上記の様なTGF−βも含ま
れることになる。例えば、TGF−βで形質転換された
ハムスターのCHO細胞の場合、この様な細胞から得ら
れたTGF−βを含有している抽出物中には、上記の如
き物質が存在している。TGF−βは、動物とヒトとの
間に交差活性を示すので、この様なことは必ずしも不都
合ではないが、動物性の物質の含有量が可能な限り少量
であるヒトTGF−βを生産することが望ましい。この
目的は、(a)動物性TGF−βの合成量ができるだけ少
い、宿主細胞細胞を選択し、(b)この動物宿主セルライ
ンを、TGF−β分泌効率の高いベクター(前述)で形質
転換し、培養培地からヒトTGF−βを回収する、ある
いは(c)ヒトセルラインを形質転換する(こうすれば、ど
の様な内容性のkTGF−βも、汚染物質でなく、有用
なものとなる)ことにより、達成される。その様な細胞
のための発現ベクターには、通常複製起点(染色体外で
の増幅のために)およびTGF−βの暗号配列の上流に
位置しているプロモーターが、リボゾーム結合部位、R
NAスプライス部位(イントロン含有TGF−β−暗号
化ゲノムDNAを用いる場合)、ポリアデニル化部位お
よび転写終止配列と共に含有されている。
【0035】脊椎動物細胞の形質転換に使用される発現
ベクターのための転写および翻訳コントロール配列は、
ウィルス起点から供給されることが好ましい。例えば、
普通用いられているプロモーターはポリオーマ、アデノ
ウィルス2、および最も好ましくはシミアンウィルス4
0(SV40)から導かれる。SV40の初期および後期
プロモーターは、いずれもSV40ウィルスの複製起点
含有フラグメントとして該ウィルスから容易に得られる
ので特に有用である[ファイヤーズ(Fiers)ら、197
8、“ネイチャー"273:113]。SV40のより小
さい、またはより大きいフラグメントも、それらがウィ
ルス性複製起点内に位置するHindIII部位からBgI
I部位に至る約250bpの配列を含有している限り用い
ることができる。更に、正常な状態でTGF−βに伴っ
ているヒトTGF−βゲノムプロモーター、コントロー
ルおよび/またはシグナル配列も、その様なコントロー
ル配列が宿主細胞系に適合し得ると共に、認識され得る
ことを条件として用いることができる。複製起点は、例
えばSV40その他のウィルス性起点(例えばポリオー
マ、アデノウィルス、VSV、BPV等)から導かれる
複製起点等の外来性起点を含む様にベクターを組立てる
ことにより、あるいは宿主細胞の染色体性複製機構によ
り、与えられる。もしもベクターが宿主細胞染色体に組
込まれるのなら、しばしば、後者の機構でも十分であ
る。
【0036】ウィルス性複製起点を有するベクターを用
いずに、選択マーカーとTGF−βDNAとで同時形質
転換する方法で哺乳類細胞を形質転換することもでき
る。適当な選択マーカーとしては、例えばジヒドロ葉酸
還元酵素やチミジンキナーゼがある。その様なマーカー
はタンパク質、一般に酵素であって、形質転換細胞、即
ち、外因性DNAを取り込むことのできた(コンピテン
トな)細胞の同定を可能にするものである。通常、同定
は、マーカータンパク質を取り込んでいなければ、毒性
であるか、あるいはそこから必須栄養物を得ることがで
きない様な培地中で、形質転換体が生き残るということ
に基づいて行われる。TGF−βとDHFRの両者をコ
ードしているDNA配列を含むベクターでトランスフェ
クトするのに好適な哺乳類宿主細胞を選択するに際して
は、用いるDHFRタンパク質のタイプに従って宿主を
選択するのが適当である。野性型DHFRタンパク質を
用いる場合には、DHFR欠損宿主細胞を選択するのが
好ましく、そうすることにより、ヒポキサンチン、グリ
シンおよびチミジンを欠く選択用培地内で、満足のいく
トランスフェクションを選択するためのマーカーとして
DHFR暗号配列を用いることができる。この場合、好
ましい宿主細胞はDHFR活性を欠くチャイニーズハム
スターの卵巣(CHO)セルラインであり、これは、ウー
ラウブおよびチャツシン(Urlaub and Chasin)(19
80、“プロシーデイングス・オブ・ザ・ナショナル・
アカデミー・オブ・サイエンスイズ"(USA)77:42
16)の述べた如くにして調製し、増殖させることがで
きる。
【0037】他方、メトトレキセート(MTX)に対する
結合親和性の低いDHFRタンパク質をコードしている
DNAをコントロール配列に用いる場合には、DHFR
耐性細胞を用いる必要はない。何故ならば突然変異DH
FRはMTX耐性であるので、宿主細胞自身がMTX感
受性であるならば、MTX含有培地を選択の手段として
用いることができるからである。MTXを吸収すること
のできる真核細胞の大多数は、メトトレキセート感受性
であると思われる。その様な、有用なセルラインの1つ
はCHO系、CHOK1(ATCC NO.CCL61)
である。その他、組換え脊椎動物の細胞培養内でのTG
F−βの合成に適用し得る適当な方法は、M−J,ゲツ
シング(M−J,Gething)ら“ネイチャー"293:62
0−625(1981)、N.マンテイ(N.Mantei)ら
“ネイチャー"281:40−46およびA.レビンソン
(A.Levinson)ら、EP117、060Aおよび11
7,058Aに記載されている。
【0038】TGF−βは、溶解した形質転換細胞か
ら、遠心して不溶性の細胞断片を分離することにより、
回収される。あるいは、TGF−βを分泌する形質転換
細胞の場合は、培養物を遠心するだけで細胞から分離す
ることができる。次いで、一般に、TGF−βを当業者
既知の方法(15、16、17)に従い、酸の存在下でゲ
ル濾過した後、HPLCにかけ、アセトニトリルグラデ
イエントで溶離する方法により、精製する。その様な精
製法を治療用物質の精製にも同様に用いる必要はない。
その後の、あるいは、それに代る精製法として、細胞リ
ゼイトまたは上清を、汚染性タンパク質を変性させ、沈
降させるのには充分であるが、TGF−βを変性、沈降
させない程度の温度で、ある時間加熱する。TGF−β
は非常に熱に安定であるが、これは、広範なジスルフィ
ド結合の形成によると思われる。従って、ジチオトレイ
トールの如きジスルフィド試薬を少量含有している培地
で加熱するべきである。TGF−βは1M酢酸に対して
安定であることが分かっているので、加熱と酸性化とを
併用することもできる。
【0039】天然の成熟TGF−βはグリコシル化され
ていない。従って、熱および酸に安定な糖タンパク質
は、レンチル・レクチン−結合セファロースの如きレク
チンカラムに糖タンパクを吸着させることにより、分離
することができる。この工程は、余り好ましくないが、
熱および酸で処理する前に行うこともできる。TGF−
βは吸着されなかったフラクション(画分)に伴なって溶
出する。純度の高い生産物を必要とする場合には、粗混
合物または部分的に精製された混合物を、次いでクロマ
トフォーカスする。TGF−βは、所望の純度のTGF
−βと、生理学的に許容し得る担体、即ち、使用される
用量および濃度においては、被投与者にとって無毒な担
体を混合することにより、投与のために製剤化される。
通常、この様な製剤化には、TGF−βと緩衝液、アス
コルビン酸等の抗酸化剤、低分子量(約10残基以下)ポ
リペプチド、タンパク質、アミノ酸、グルコースまたは
デキストリンを含む炭水化物、EDTAの如きキレート
剤、並びにその他の賦形剤とを混合する必要がある。治
療のために投与されるTGF−βは滅菌されねばならな
い。滅菌処理は、滅菌濾過膜(0.2ミクロン)を通すこ
とにより、容易に行うことができる。通常、TGF−β
は、熱変性および酸化による変性に極めて安定であるた
め、水溶液の形で保存する。
【0040】TGF−β組成物の投与法として、2つの
方法が考えられる。第1番目の方法は、好ましい方法で
あるが、創傷表面の治癒を促進するための、局所適用で
ある。治療し得る傷のタイプや外傷には何ら制限なく、
それらには以下の創傷が含まれる(ただし、これらに限
定されない)。1度、2度または3度の火傷(特に2度ま
たは3度の火傷);表皮または内部の手術による切開、美
容上の手術をも含む;外傷、裂傷、切開、貫通を含む;お
よび表面壊瘍、床ずれ、糖尿病性壊瘍、歯肉壊瘍、血友
病性壊瘍、および静脈瘤を含む。TGF−β組成物を火
傷に用いる場合、灌流液(irrigant)として生理食塩水と
一緒に用いるのが好ましく、あるいは、軟膏または懸濁
剤として、好ましくは精製コラーゲンと併用する。TG
F−β組成物はまた、パッチ類や硬膏、並びに包帯に浸
み込ませても良く、この場合は、液状または半流動体の
形であることが望ましい。その様な品、あるいは組成物
には、サルファダイアジンの如き、抗生物質を加える必
要がある。創傷清浄化剤には、タンパク分解酵素を加え
ても良い。ただし、これは、その様な酵素がTGF−β
を加水分解しないか、あるいは加水分解に抵抗性のTG
F−β突然変異体を用いている場合である。
【0041】第2番目の投与方法は、内部創傷、および
内部の傷を治療するために全身投与する方法である。そ
の様な投与方法は、がん患者における新生物細胞の増殖
刺激作用の如き望ましくない副作用が無いか、あるい
は、限られていることを条件として、利用することがで
きる。全身投与用のTGF−β組成物は、滅菌した等張
性の注射薬、または注入液として製剤化することが好ま
しい。TGF−βは、TGF−α、EGFまたはその他
の成長因子等の活性化剤と適宜併用される。活性化剤の
含有量は患者に投与される活性化された組成物中のTG
F−βの量に直接、左右される。活性化された組成物の
用量は、選択された成長因子、並びに患者の臨床面での
症状に応じて変化する。しかしながら、一般にTGF−
βは、調合された組成物中に少くとも約1.0ng/mlの
割合で存在していることが好ましく、約1.0mg/ml存
在していれば、一層好ましいと言われている。TGF−
β組成物は細胞の再生を誘発し、維持するので、この組
成物は継続使用するか、あるいは周期的に再投与を繰り
返すことが望ましい。
【0042】実施例の記載を簡単にするため、頻繁に用
いられる方法を短い熟語に略して示す。プラスミドは小
文字のpを先頭にし、そして/または大文字および/ま
たは数字を続けることによって表わされる。本発明の出
発物質であるプラスミドは市販されているか、または非
制限的な施設から一般に入手可能であり、あるいはこの
様にして入手し得るプラスミドから、公知の方法に従っ
て組立てることができる。更に、その他の同等なプラス
ミドも当業者には知られており、通常の技術者にとって
自明であろう。
【0043】DNAの“消化"とは、DNAを、該DN
Aのある位置に対してのみ作用する酵素で触媒的に開裂
することを指す。その様な酵素を制限酵素と称し、該酵
素にとって特異的な部位を制限部位(サイト)と称する。
本発明において用いる様々な制限酵素は市販されてお
り、その反応条件、コフアクター、およびその他必要な
ものは、酵素の供給業者の指示に従って使用した。制限
酵素類は、各制限酵素が最初に得られた微生物を表示す
る大文字、次いで他の文字、更に、通常、数字からなる
略号で表わされる。一般に、約1μgのプラスミドまた
はDNAフラグメントを、約20μlの緩衝液中の約2
単位の酵素と共に使用する。特定の酵素について適当な
緩衝液および基質の量は、製造業者によって明示されて
いる。通常、インキュベーション時間は37℃で1時間
とするが、供給者の指示に従ってかえてもよい。インキ
ュベーションした後、フェノールおよびクロロホルムで
タンパク質を抽出して除き、水性フラクションからエタ
ノール沈澱によって消化された核酸を回収する。時た
ま、制限酵素による消化の後、5'末端のホスフェート
を細菌性アルカリホスファターゼで加水分解することが
ある。これは、DNAフラグメントの2つの制限的開裂
末端が“閉環(サーキュライディング)"したり、閉じた
ループを形成することにより、該制限部位に他のDNA
フラグメントが挿入されにくくなるのを防止するためで
ある。明示しない限り、プラスミドの消化には、5'末
端の脱りん反応は伴わないものとする。脱りん酸の方法
および試薬は常法に従う[T.マニアテイス(T.Mania
tis)ら、1982、モレキュラー・クローニング(Mole
cular Cloning)pp.133−134]。
【0044】制限酵素による消化によって得られた特定
のDNAフラグメントの“回収"または“単離"とは、こ
の消化物をポリアクリルアミドゲル電気泳動にかけて分
離し、フラグメントの移動度を分子量既知のマーカーD
NAフラグメントのそれと比較して所望のフラグメント
を同定し、該フラグメントを含むゲルの部分を取り除
き、該ゲルからDNAを分離することを意味する。この
方法は一般的に知られている。例、R.ローン(R.La
wn)ら、1981、“ヌクレイック・アシッズ・リサー
チ":6103−6114およびD.ゲツデル(D.Go
eddel)ら、1980“ヌクレイック・アシッズ・リサー
チ":4057参照。“サザーン分析"とは、消化物ま
たはDNA含有組成物中のDNA配列の存在を、既知
の、標識したオリゴヌクレオチドまたはDNAフラグメ
ントとのハイブリダイゼーションによって確認する方法
である。本明細書中では、特に断らない限り、サザーン
分析という時は、E.サザーン(E.Southern)、19
75“ジャーナル・オブ・モレキュラー・バイオロジイ
(J.Mol.Biol.)"98:503−517、の方法に
従って、消化物を1%アガロース上で分離し、変性し、
そしてニトロセルロース上に移し、T.マニアテイスら
の方法[1978、“セル"15:687−701]に従っ
てハイブリダイゼーションを行なうことを意味する。
【0045】“形質転換"とは、DNAを生物内に導入
することを意味し、その結果DNAが染色体外成分とし
て、あるいは染色体内に組込まれて複製されることを意
味する。特に明示しない限り、本発明における大腸菌の
形質転換法にはマンデル(Mandel)らのCaCl2法(19
70、“ジャーナル・オブ・モレキュラー・バイオロジ
イ"53:154)を採用する。“ライゲーション(結合)"
とは、2個の二本鎖核酸フラグメントの間にホスホジエ
ステル結合を形成する工程を言う(T.マニアテイス
ら、前掲p146)。特に明示しない限り、ライゲーショ
ンは既知の緩衝液と条件を使用し、略等モル量のライゲ
ートすべきDNAフラグメント0.5μg当たりT4DN
Aリガーゼ(“リガーゼ")10単位を用いて行う。形質
転換体からDNAを“調製する"とは、プラスミドDN
Aを微生物培養物中から単離することを意味する。明示
しない限り、マニアテイスらのアルカリ性/SDS法
(同上p.90)を採用する。“オリゴヌクレオチド"と
は、短かい一本鎖または二本鎖ポリデオキシヌクレオチ
ドであって、既知の方法によって化学的に合成され、次
いでポリアクリルアミドゲル上で精製されたものであ
る。引用した文献は全て参照例として示した。
【0046】
【実施例】実施例1 ヒトTGF−βの純化および配列分析 アミノ酸配列を決定するための、十分に均質で純粋なヒ
トTGF−βを得る為に、アソイアン(Assoia
n)らの既知の精製法(15)をスケールアップし、改
良した。250単位のヒト血小板を、ワーリング(Wa
ring)の混合機中、酸−エタノール1lで抽出し
た。エーテル4lを加えると沈澱が生じたので、これを
ワットマン濾紙(NO.1)を用いて減圧濾過して集め
た。沈澱を1M酢酸50mlに一夜溶解し、1M酢酸で
平衡化したバイオゲルP−60カラム(10×100c
m)でゲル濾過して精製した。TGF−βを含有してい
るフラクションを分析用SDS−ポリアクリルアミドゲ
ル電気泳動およびバイオアッセイにより同定した。ピー
クフラクションを集め、凍結乾燥し、20mlの1M酢
酸、8M尿素に再溶解した。1M酢酸、8M尿素中、バ
イオゲルP−60カラム(5×90cm)でゲル濾過す
ることにより約50%純度のTGF−βが得られた。こ
れらのピークフラクションを1容量の水で希釈し、0.
1%トリフルオロ酢酸の半プレパラティブRPP C1
8(シンクロパック)HPLCに入れ、20〜50%の
アセトニトリルグラジエントで溶出した。この様にして
得たTGF−βをアミノ酸分析で定量したところ、標本
当たり約0.5mgであることがわかった。次いで文献
(60)記載の方法により変性SDS−ポリアクリルア
ミドゲル電気泳動を行なった。先の実験と一致して、S
DS−ポリアクリルアミドゲル中、非還元TGF−βは
25KDタンパクとして移動したが、β−メルカプトエ
タノールで還元すると、12.5KDのものに変わっ
た。このことは、TGF−βは分子間ジスルフィド結合
により連結されている2個の12.5kdポリペプチド
鎖で構成されていることを示唆している(15)。
【0047】タンパクの配列に関する情報を得るため
に、精製したTGF−βを還元し、アルキル化し、アミ
ノ末端配列分析にかけた。TGF−β1.2ナノモルを
8M尿素中へ透析し、0.1Mトリス−HCl(pH8.
5)、10mMジチオトレイトール、8M尿素中でイン
キュベートして還元した。次いで暗所、室温で、50m
M沃化アセテートの存在下でアルキル化を行なった。過
剰のβ−メルカプトエタノールを加えて透析することに
より、30分後に反応を停止した。このTGF−β0.
7ナノモルを使って直接NH2−末端配列分析を行なっ
た。還元してアルキル化したTGF−β1.2ナノモル
を、0.75M尿素、50mM NH4HCO3、5mM
ジチオトレイトール中、1%クロストリパインで24時
間消化した(15)。12時間後に、更に1%クロスト
リパインを追加した。反応生成物を、0.1%トリフル
オロ酢酸中の0〜70%アセトニトリルグラジエントを
使って、シンクロパックRPP C18逆相カラム
(4.6×250nm)で分離した。配列決定は、大改
良したベックマン890cスピニングカップシークエン
サー(61)またはヘビック(Hewick)らの記載
している気相シークエンサー(62)(アプライド・バ
イオシステムズ、モデル470A)のいずれかを用いて
行ない、アミノ酸誘導体の同定はライニン・マイクロソ
ルブC−8カラムの逆相HPLCにより行なった。数種
のペプチドのアミノ酸配列を決定した。これらのフラグ
メントの1つはNH2−末端セグメントであり、もう1
つの大きいペプチドから37アミノ酸配列が得られた。
これはNH2−末端配列と重複しており、隣接する配列
の60残基が確立された。非修飾TGF−βもCNBr
で処理した。メチオニン残基で開裂すると生物活性が完
全に消失したので、生物活性には、少なくとも1部のこ
のC−末端オクタペプチドが必要であることが証明され
た(データは示されていない)。
【0048】実施例2 TGF−βエクソンの分離 TGF−2について行なった方法(7)と類似の方法
で、TGF−βをコードしているヌクレオチド配列を同
定した。ヒトのゲノムDNAライブラリー中のTGF−
βエクソンを同定する為のハイブリダイゼーションプロ
ーブとして、部分的タンパク配列に基いてデザインした
長いオリゴヌクレオチドを使用した。次いでTGF−β
エクソンを、TGF−βcDNAの分離用プローブとし
て使用した。それぞれアミノ酸3〜17および30〜4
4をコードしている配列に相補的な2個の44−塩基の
デオキシオリゴヌクレオチド、βLP1およびβLP2
は、化学的に合成した。ヌクレオチド配列の選択は、ヒ
トmRNAに見られるコドン傾向(バイアス)に基いて
行なった(26)。脊椎動物のDNAには比較的まれで
あるCpGジヌクレオチドは(27)、できる限り避け
た。更に、アミノ酸13〜17の為の全ての可能なコド
ンに相補的な16個の14量体を合成した。これらのデ
オキシリボヌクレオチドおよび相当するアミノ酸配列を
以下に示す:
【0049】
【化1】 点を付したヌクレオチドは、コドンに縮重(多義性)の
ない残基である。
【0050】32P標識βLP−1をプローブとして使用
し、低ストリンジエントのハイブリダイゼーション条件
下でヒトゲノムDNAライブラリー(28)をスクリー
ニングした。ヒト胎児のゲノム肝臓ライブラリー(2
8)からの約7.5×105組換えファージを、ニトロセ
ルロースフイルターにレプリカ平板法(66)にかけた
後、低ストリンジエント条件下(65)で、32P−標識
44量体βLP−1とハイブリダイズした。ハイブリダ
イズファージの58からDNAを調製し、ドット・ブロ
ット分析法(67)およびBamHI消化混合物のサザ
ーン・ハイブリダイゼーション(68)を使って、32
−標識βLP−1およびβLP−2オリゴヌクレオチド
とハイブリダイズさせた。両方のオリゴヌクレオチドと
ハイブリダイズした2個のファージDNAを消化し、再
びサザーン・ハイブリダイセーションにより32P−標識
14量体のプールでプローブした。14量体のハイブリ
ダイセーションは、6×SSC、0.5%NP40、6
mM EDTA、1×デンハート溶液および50μg/
mlサケ精子DNA中、37℃で行なった。オートラジ
オグラフィーにかける前に、6×SSC中、室温で数回
洗浄した。ファージβλ58からのDNAをオリゴヌク
レオチドβLP−1、βLP−2および14量体プール
とハイブリダイズした。βLP−2および14量体とハ
イブリダイズする配列は、同じ4.2Kbp BamH
Iフラグメント内に存在し、一方、プローブβLP−1
は20Kbp BamHIフラグメントとハイブリダイ
ズした。ハイブリダイジングBamHIフラグメントを
pBR322にサブクローンした。小さいハイブリダイ
ジングフラグメントのヌクレオチド配列は、M13誘導
体にサブクローンした後(70)、ジデオキシヌクレオ
チド鎖末端法(69)で決定した。ゲノムDNAライブ
ラリーをスクリーニングすることにより、TGF−β暗
号配列の部分のみコードしているエクソンを分離した
(残渣10〜60、第5図)。全TGF−β暗号配列を
得るために、このエクソンをプローブとして使用し、ヒ
トの満期胎盤のmRNAから誘導したλgt10ベイス
のcDNAライブラリーをスクリーニングした。
【0051】実施例3 TGF−β cDNAの分離 種々の細胞起源から全RNAを抽出し(71)、ポリア
デニル化mRNAフラクションをオリゴ(dT)−セル
ロース・クロマトグラフィー(72)により分離した。
dT12-18またはデオキシリボヌクレオチドACACG
GGTTCAGGTAC(ヌクレオチド1270〜12
86に相補的)でプライムすることにより、cDNAを
調製した(73)。この2本鎖cDNAをヌクレアーゼ
S1(マイルズ・ラボラトリー)で処理し、次いで大腸
菌DNAポリメラーゼIクレノウフラグメントで処理
し、非対象EcoRIリンカー(75)を使用する以外
は文献記載の方法(74)でEcoRIで開裂したλg
t10にサブクローンし、EcoRIメチラーゼ処理の
必要性を回避した。この組換えファージを大腸菌C60
0Hfl(74)に植え、ニトロセルロース・フイルタ
ーにレプリカ移植した(66)。50%ホルムアミド、
5×SSC、50mMリン酸ナトリウム(pH6.
8)、0.1%ピロリン酸ナトリウム、5×デンハルト
溶液、50μg/mlサケ精子DNA中でこれらを32
−標識(76)特異的制限フラグメントと42℃でハイ
ブリダイズし、同じ温度で0.2×SSC、0.1%SD
S中で洗浄した。32P−標識デオキシリボヌクレオチド
の場合は、低いストリンジエントのハイブリダイジェー
ション条件(65)で行なった。TGF−βcDNA制
限フラグメントのヌクレオチド配列は、M13ファージ
誘導体にサブクローンした後(70)、ジデオキシオリ
ゴヌクレオチド鎖末端法(69)によって決定した。得
られたcDNAを図1に模式的に示した。λβC1はゲ
ノムエクソン(図5)をプローブとして用い、ヒトの胎
盤cDNAライブラリーから分離した。約750,00
0オリゴ−dTプライム化胎盤cDNAクローンをスク
リーニングし、1個の約1,050bpのTGF−βc
DNA(λβC1)を分離した。先に決定した部分的T
GF−β配列からリーディングフレームが確立され、完
全なTGF−βポリペプチドをコードしている配列が明
らかになった。この配列はNH2末端のアラニン残基か
ら始まり、その後停止コドンまで112コドンが続き、
3’末端からは僅かに20塩基対がある。こんどはλβ
C1 EcoRI cDNA挿入体を使ってA172膠
芽腫(グリオブラストマ)cDNAライブラリーをスク
リーニングし、λβC3.19を分離した。特異的にプ
ライムしたHT1080線維肉腫cDNAライブラリー
32P−標識、KpnI−KpnIでスクリーニング
し、λβC3.19cDNA挿入体の上流のEcoRI
−KpnIフラグメントからλβC4.10、4.33お
よび4.37を得た。別の同様のライブラリーをλβC
4.33挿入体およびヌクレオチド1−40に相当する
合成40量体でスクリーニングし、λβC5.7bを分
離した。
【0052】種々のオリゴ(dT)−プライム化cDN
Aライブラリーから分離した70以上のTGF−βcD
NAは、いずれも3’非翻訳領域の2、3のヌクレオチ
ド以上のものを含んでおらず、この3’非翻訳配列は、
クローンしたゲノムDNAを使って決定した。ハイブリ
ダイゼーション分析の結果、λβC1DNA挿入体の
3’末端は、ゲノムDNAファージβλ58中に存在し
ていることがわかった。DNA配列分析により、TGF
−βのカルボキシ末端部分をコードしているエクソンが
存在しており、これに停止コドンおよび3’非翻訳末端
が続いていることがわかった(図2−4)。AATAA
Aヘキサヌクレオチド配列(32)は終止コドンから5
00bp下流にあるので、推定のポリアデニル化部位を
決めることができた。これが事実ポリアデニル化シグナ
ルだとすると、TGF−βmRNAの計算した寸法は、
ノーザンハイブリダイゼーション実験(実施例4)で決
定した2.3〜2.5Kbという長さに一致する。ゲノム
DNAプローブを使って、3’非翻訳末端についてオリ
ゴ(dT)−プライム化胎盤およびHT1080 cD
NAライブラリーを更にスクリーニングしたところ、単
一のハイブリダイズするcDNAを同定しなかった。
【0053】実施例4 TGF−βcDNAプローブを
使った診断法 肝癌HEP−G2、Wilms腫瘍TuWi、膠芽腫A
172、膀胱癌T24、鱗性表皮癌A431、乳房癌M
CF−7、鼻咽腔KB、線維肉腫HT1080、Bur
kittリンパ腫−リンパ芽球DaudiおよびRaj
i、T−リンパ芽球モルト4から、ポリアデニル化RN
Aを回収した。末梢血液リンパ球を調製し、文献記載
(53)のスタフィロコッカル・エンテロトキシンBお
よびホルボールミリステートを用いてミトゲン誘導を行
なった。この場合、RNAは24時間後に回収した。ポ
リアデニル化mRNA4μgを、ホルムアルデヒド−
1.2%アガロースゲル(29)中で電気泳動し、ニト
ロセルロースフイルターにブロットした(30)。上に
記載した高いストリンジエント条件下で、λβC1の32
P−標識(76)EcoRIcDNA挿入体をプローブ
として使用した。ゲル上で28Sおよび18SのrRN
Aの位置を比較することにより、TGF−βmRNAの
長さは2.3〜2.5であることが示唆された。mRNA
の部分分解は除外することはできないが、ある場合に
は、小さいmRNA種が存在するかもしれない。
【0054】TGF−βmRNAは、神経外胚葉起源の
腫瘍細胞を含む全てのヒトの腫瘍セルライン、例えばT
uWi(Wilms腫瘍)およびA172(膠芽腫)、
および癌セルラインT24膀胱癌、A431(鱗性表皮
癌)、MCF−7(乳房癌)およびKB(鼻咽腔癌)中
で検出可能であった。HT1080、cDNAをクロー
ニングするためのmRNA源として発明者らが選択し
た、セルライン誘導の線維肉腫は、比較的高レベルのT
GF−βmRNAを含んでいた。TGF−βmRNA
は、中胚葉、内胚葉および外胚葉起源の固状腫瘍から誘
導されたセルラインに存在しなかったばかりでなく、造
血起源の腫瘍セルライン、例えばDaudi(Burk
ittリンパ腫B−リンパ芽球)、Raji(Burk
ittリンパ腫B−リンパ芽球)およびMolt−4
(T−細胞白血病)中で検出できた。TGF−βmRN
Aは、胎盤および末梢血液リンパ球(PBL)mRNA
にも検出されることは明らかであるので、TGF−βm
RNAが存在するのは腫瘍細胞に限られる訳ではない。
PBLをミトゲン刺激すると、TGF−βmRNAのレ
ベルは有意に上昇する。TGF−βmRNAはヒトの肝
臓では検出できないが、HEP−G2肝癌セルラインに
は存在していた。全ゆる場合に於いて、TGF−βmR
NAは2.3〜2.5K塩基の長さのものとして泳動す
る。ある場合には、より小さな約1.8〜1.9Kbのm
RNAが存在することがあるが、これはこのmRNAの
部分的分解によるものであろう。
【0055】実施例5 TGF−βの組換え合成 TGF−βの組換え合成に使用されたプラスミドはpM
BTE6であった。以下に述べるプラスミドの調製法
は、その組立に実際に使用されるもっと複雑な方法より
も好ましい先見の明ある変法である。p342E(7
9)をEcoRIで消化し、大腸菌DNAポリメラーゼ
I(クレナウフラグメント)と4個のdNTPを用いて
平滑化し、SalIで消化してフラグメントI(pBR
322のAmpr遺伝子を含んでいる)を回収した。p
342Eを同時にSalIおよびHindIIIで消化
し、HBsAgをコードしているフラグメントをフラグ
メント2として回収した。最後にSV40ゲノムをHi
ndIIIおよびHincIIで消化し、SV40起源
と初期プロモーターを含んでいる596bpフラグメン
トをフラグメント3として回収した。フラグメント1、
2および3を3方向ライゲーション法で連結し、このラ
イゲーション混合物を大腸菌株294(ATCC314
46)に導入した。形質転換した培養物をアンピシリン
媒質プレートに植え、耐性コロニーを選択した。形質転
換コロニーから、p342E−平滑を回収した。p34
2E−平滑を、HindIIIおよびEcoRIで同時
に消化し、大きいベクターフラグメントを回収した。こ
のフラグメントを、以下の配列を持つポリリンカーに連
結した。 ついで、このライゲーション混合物を用い、上記の方法
で大腸菌ATCC31446を形質転換した。pCVS
V−HBsをアンピシリン−耐性形質転換体から回収し
た。
【0056】pCVSV−HBsをHindIIIおよ
びEcoRIで同時に消化し、ベクターフラグメントを
分離した(18bpHindIII−EcoRIフラグ
メントは、そのサイズが小さいのでゲルには現れていな
いであろう)。pgD−DHFR−Trunc(ヨーロ
ッパ特許出願84.305909.8)、単純性疱疹gD
タンパクをコードしているDNAを含んでいるプラスミ
ドをStuIおよびHindIIIで同時に消化、単純
性疱疹シグナルペプチドをコードしているDNAおよび
成熟HSV−1gDタンパクのN−末端部分の暗号領域
を含んでいる約760bpフラグメントを回収した。ヨ
ーロッパ特許出願番号84.305909.8からのプラ
スミドpJ2.9も、同様の方法で使用できる。pβC
1(図1)をSmaIおよびBamHIで消化し、48
0bpフラグメントを回収した。このフラグメントは、
成熟TGF−βのN−末端から残基314に至るまでを
コードしている配列を含む、プレTGF−βをコードし
ている配列の大部分を含んでいる。
【0057】pβC1をBamHIおよびEcoRIで
消化し、270bpフラグメントを回収した。BamH
I−EcoRIpβC1フラグメントはSmaI部位を
持っているので、pβC1液の消化は別々に行なった。
270bpフラグメントはTGF−β分子の残りをコー
ドしている配列を含んでおり、停止コドンから20bp
延びている。pCVSV−HBsベクターフラグメント
を、先の760、270および480bpフラグメント
と、フォー・ウエイ・ライゲーションによって連結す
る。得られた組立て物(pCVSVgD)は、SV40
初期プロモーターの支配下にあるハイブリッド暗号領域
(単純性疱疹gD−1シグナルペプチドおよびプレTG
F−βプリカーサーフラグメントにフレーム中で連結し
たgD−1エンベロープタンパクの一部)を含んでい
る。このハイブリッド暗号領域には、3’−非翻訳配列
および肝炎表面抗原のポリアデニル化シグナルが続いて
いる。pCVSVgDをEcoRIで消化し、クレノウ
と4種のdNTPで平滑化し、次いでPstIで消化す
る。この様にして2つのフラグメントが得られ、ハイブ
リッド暗号配列とSV40プロモーターを含んでいるフ
ラグメント(フラグメントA)を回収する。
【0058】pCVSVgDをBamHIで消化し、ク
レノウおよび4種のdNTPで平滑化し、次いでPst
Iで消化する。これらの消化後、4種のフラグメントが
得られる。pBR322起源およびAmpr遺伝子を含
んでいるフラグメント(約1900bp)をフラグメン
トBと同様にして回収する。フラグメントAおよびBを
連結し、このライゲーション混合物を使って大腸菌AT
CC31,446を形質転換した。Amprコロニーから
プラスミドpMBTE6を回収する。プラスミドpMB
TE6を、プラスミドpFD11[シモンセン(Sim
onsen)およびレビンソン(Levinson)、
1983、P.N.A.S.80、2495−249
9]と共にDHFR欠失CHO細胞[ウルラウブ(Ur
laub)およびチャシン(Chasin)、198
0、P.N.A.S.77.4216−4220]にト
ランスフェクスした。プラスミドpFD11はDHFR
をコードしており、従ってトランスフェクトされた細胞
にメトトレキセート耐性を与えるので、TGF−βを発
現する形質転換体を選択することができる。あらゆるD
HFR-哺乳動物宿主細胞を使用することができる。別
法として、ネオマイシン耐性をコードしているプラスミ
ドを用いて宿主細胞を同時形質転換し、ネオマイシン含
有培地で増殖する能力によって形質転換体を同定すれ
ば、あらゆる哺乳動物宿主細胞を使用することができ
る。
【0059】形質転換したCHO細胞をHGT-培地で
培養することにより選択した。細胞を直径15cmの平
板中、全面生長するまで増殖させた。次いで血清不含の
培地中、48時間培養した後収穫した。培養培地を平板
からデカントして取り出し、記載された方法(78)を
用いて軟寒天分析によりTGF−βの存在を調べた。上
清の培地50mlを凍結乾燥し、700μlの4mMH
Cl−0.1%牛血清アルブミンに溶解した。この溶液
および連続的3倍希釈液200μlを分析した。軟寒天
中の直径が>89μmであるコロニーの数をカウントし
た。飽和レベルのTGF−βの存在下で得た最大応答値
(プラトー値)は平板当たり約1500であった。TG
F−βの非存在下では、50コロニー以下であった。半
最大応答値は、ネガティブコントロールプラスミドで形
質転換した細胞由来の試料の9倍希釈液において得られ
た。MBTE6上清の連続希釈によって得られた値から
計算したところ、半最大値は70倍希釈において得られ
ることがわかった。
【0060】連続希釈液の分析の結果、サブクローンお
よびMTX−含有培地中での選択の前ですら、pED1
1単独で、あるいはpFD11と対照プラスミド(疱疹
(ヘルペス)暗号配列が細菌のSTIIシグナルペプチ
ドをコードしている配列で置き換える外はpMBTE6
と類似しているもの)でトランスフェクトしたCHO細
胞より約8〜10倍以上のTGF−β/ml(培地)を
合成することがわかった。この追加量のTGF−βはヒ
トTGF−βである。生物学的に活性なTGF−βが培
養培地中に存在するので、ヒトの細胞がインビボに於い
て成熟TGF−βを分泌するのと同様に、CHO細胞が
プレTGF−βを開裂すると結論された。この結論は、
軟寒天中のTGF−β濃度希釈曲線の傾斜が、内因性の
天然TGF−βと組換えTGF−βの両者に於いて同じ
であることから強く支持されるのであり、このことは、
TGF−βリセプターに対する親和性が同一でないにし
ても、類似していることを表わしている。
【0061】以下に本明細書で引用した文献を記載す
る。 1.デ・ラルコ(De Larco,J.E.)および
トダロー(Todaro,G.J.)、プロシーディン
グ・オブ・ナショナル・アカデミー・オブ・サイエンス
(Proc.Natl.Acad.Sci.)、USA
75,4001−4005(1978)。 2.ロバーツ(Roberts,A.B.),フローリ
ック(Frolik,C.A.),アンザノ(Anza
no,M.A.)およびスポーン(Sporn,M.
B.)、フェデレイション・プロシーディングス(Fe
d.Proc.)42,2621−2625(198
3)。 3.トダロー(Todaro,G.J.)、フライリン
グ(Fryling,C.)およびデ・ラルコ(De
Larco,J.E.)、プロシーディング・オブ・ナ
ショナル・アカデミー・オブ・サイエンス(Proc.
Natl.Acad.Sci.)、USA 77,52
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ピラー(Hunkapiller,M.W.),フッド
(Hood,L.E.)およびトダロー(Todar
o,G.J.)、サイエンス(Science)22
3,1079−1082(1984)。 5.ロバーツ(Roberts,A.B.),ラム(L
amb,L.C.),ニュートン(Newton,D.
L.),スポーン(Sporn,M.B.),デ・ラル
コ(De Larco,J.E.)およびトダロー(T
odaro,G.J.)、プロシーディング・オブ・ナ
ショナル・アカデミー・オブ・サイエンス(Proc.
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リーブス(Hargreaves,W.R.),ツワル
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ノ(Anzano,M.A.),ラム(Lamb,L.
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ン(Sporn,M.B.)、プロシーディング・オブ
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ノ(Anzano,M.A.),ラム(Lamb,L.
C.),スミス(Smith,J.M.),フローリッ
ク(Frolik,C.A.),マルカート(Marq
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J.)およびスポーン(Sporn,M.B.)、ネイ
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ース(Meyers,C.A.),ワイドマン(Wid
eman,J.),ブラッシャー(Blacher,
R.),パン(Pan,Y.C.),シュタイン(St
ein,S.),レールマン(Lehrman,S.
R.),スミス(Smith,J.M.),ラム(La
mb,L.C.),およびスポーン(Sporn,M.
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ト(Dart,L.L.),メイヤース(Meyer
s,C.A.),スミス(Smith,D.M.)およ
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r,R.F.)およびモーゼス(Moses,H.
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M.)およびスポーン(Sporn,M.B.)、ジャ
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t,G.R.),ミラー(Miller,D.M.)お
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ミス(Smith,J.E.),ラザルス(Lazar
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シ(Takahashi,H.),ナカヤマ(Naka
yama,H.),カナオカ(Kanaoka,
Y.),ミナミノ(Minamino,N.),カンガ
ワ(Kangawa,K.),マツオ(Matsuo,
H.),ラフテリー(Raftery,M.A.),ヒ
ロセ(Hirose,T.),イナヤマ(Inayam
a,S.),ハヤシダ(Hayashida,H.),
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【0073】
【配列表】
配列番号:1 配列の長さ:112 配列の型:アミノ酸 鎖の数:一本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:タンパク質 起源 生物名:Homo sapiens (ヒト) 組織の種類:胎盤または血小板 配列 Ala Leu Asp Thr Asn Tyr Cys Phe Ser
Ser Thr Glu Lys Asn Cys Cys 1 5
10 15 Val Arg Gln Leu Tyr Ile Asp Phe Arg
Lys Asp Leu Gly Trp Lys Trp 20 25
30 Ile His Glu Pro Lys Gly Tyr His Ala
Asn Phe Cys Leu Gly Pro Cys 35 40
45 Pro Tyr Ile Trp Ser Leu Asp Thr Gln
Tyr Ser Lys Val Leu Ala Leu 50 55
60 Tyr Asn Gln His Asn Pro Gly Ala Ser
Ala Ala Pro Cys Cys Val Pro 65 70
75 80 Gln Ala Leu Glu Pro Leu Pro Ile Val
Tyr Tyr Val Gly Arg Lys Pro 85
90 95 Lys Val Glu Gln Leu Ser Asn Met Ile
Val Arg Ser Cys Lys Cys Ser 100 105
110 112
【図面の簡単な説明】
【図1】 TGF−βmRNAの模式図である。
【図2】 プレ−TGF−βcDNAのヌクレオチド配
列および推定のアミノ酸配列を示す模式図である。
【図3】 プレ−TGF−βcDNAのヌクレオチド配
列および推定のアミノ酸配列を示す模式図である。
【図4】 プレ−TGF−βcDNAのヌクレオチド配
列および推定のアミノ酸配列を示す模式図である。
【図5】 TGF−βエクソンをコードしているゲノム
フラグメントとその推定のアミノ酸配列を示す模式図で
ある。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 // A61K 38/22 C07K 14/495 8318−4H C12P 21/02 H 9282−4B (C12N 1/21 C12R 1:19) (C12P 21/02 C12R 1:91) A61K 37/24

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 配列番号1で示されるアミノ酸配列をコ
    ードしている、ヒト形質転換成長因子−β(TGF−
    β)をコードするDNA。
  2. 【請求項2】 検出可能な部分で標識されている請求項
    1のDNA。
  3. 【請求項3】 配列番号1で示されるアミノ酸配列をコ
    ードしている、ヒト形質転換成長因子−β(TGF−
    β)をコードするDNAを含んでいる複製可能なベクタ
    ー。
  4. 【請求項4】 配列番号1で示されるアミノ酸配列をコ
    ードしている、ヒト形質転換成長因子をコードするDN
    Aを含んでいるベクターを含有する哺乳類または細菌宿
    主細胞。
  5. 【請求項5】 哺乳類細胞である請求項4の細胞。
  6. 【請求項6】 細菌細胞である請求項4の細胞。
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