JPH08505373A - B細胞前駆体刺激因子 - Google Patents
B細胞前駆体刺激因子Info
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Abstract
(57)【要約】
前B細胞(pre-B cell)の形成を促進するB細胞前駆体刺激因子(PBSF)を記述している。図は前B細胞コロニー形成アッセイに於けるB細胞前駆体刺激因子の活性を示す。PBSFをコードするDNA配列ならびに本因子の生産方法及び精製方法を開示している。本因子は、造血系疾病の治療及び骨髄移植に使用される。
Description
【発明の詳細な説明】
B細胞前駆体刺激因子
本発明は造血系前駆細胞の増殖及び分化を促進する活性を有する新規な因子、
B細胞前駆体刺激因子に係わる。本発明はまた、このような因子をコードするD
NA配列、ポリペプチドフラグメント及びそのアナログ、この因子を使用して造
血系の病気を治療する方法と組成物に係わる。発明の背景
造血系の成長因子は構成的及び誘導的な造血を支える主要な制御分子である(
Brachら、Acta.Haematol.86,128(1991))。造血系成長因子(コロニー刺激因
子及びインターロイキン)、成長因子共働因子(growth-factor synergizing fa
ctors)、及び成長因子放出因子は、造血幹細胞と分化系統の決まった前駆細胞
の増殖、分化、機能的活性化を支配する。各々のコロニー刺激因子は異なった系
統の骨髄細胞に作用するが、コロニー刺激因子の間には系統別の活性にある程度
の重複や相乗作用が有る。エリスロポイエチンの作用で赤血球を産生し、顆粒球
コロニー刺激因子の作用で好中球を産生するように、幾つかの例で特定の造血細
胞の型の成熟に成長因子が係わることが良く知ら
れている。しかし、造血細胞の分化の段階には刺激因子の同定が不完全であるか
全く欠如している段階が多い。殊に、初期の造血前駆細胞の増殖と分化に至る事
象の場合がそうである。
造血系前駆細胞は次第に多能性から単能性になり、その過程の間に自己再生能
力を失う(Olofsson Aca.Oncol.30,889(1991))。この分化は特定の造血系の
成長因子との相互作用によっており、この成長因子は幹細胞の表面のレセプター
と結合することによって、幹細胞を刺激して分化の次の段階に進める。インター
ロイキン−3(IL-3)は第一に、未分化の前駆細胞の増殖の刺激物質である(Po
ntingら、Growth Factors 4,165(1991))。顆粒球マクロファージコロニー刺激
因子(GM-CSF)もまた、多能性幹細胞の生存、増殖及び特定の成熟プログラムで
幹細胞への分化に主要な役割を果たす。プログラムされた単能性の幹細胞は増殖
して最終段階産物(赤血球、好中球、単球、好酸球)へ成熟するのにそれぞれエ
リスロポイエチン、顆粒球コロニー刺激因子(G-CSF)、マクロファージコロニ
ー刺激因子(M-CSF)、IL-5による刺激を必要とする。IL-1β、IL-4、IL-6など
他のサイトカインはこれらの過程に於ける共役因子として重要な役割を果たす(
Araiら、Ann.Rev.Biochem.59,783
(1990))。
幹細胞因子(SCF)は、c-キットのリガンドとも呼ばれているが、前駆細胞の
増殖を刺激するサイトカインとして最近同定された(PCT出願W0 91/05795)。S
CFは多数の他の造血系の成長因子と共働する能力を有し、分化運命の決まった
前駆細胞の増殖と分化を引き起こす(Migliaccioら、J.Cell Physiol.148,50
3(1991))。正常なマウスの骨髄細胞のクローンの培養で、SCFとG-CSF、GM-CSF
、またはIL-3との組み合わせは、平均細胞容積に於いて25倍の増加を引き起こし
、前駆細胞の平均細胞容積に於いて6倍の増加を引き起こした(Metcalf Proc.
Natl.Acad.Sci.USA 88,11310(1991))。
リンパ球系列の前駆細胞は、最後にはB又はTリンパ球に成熟する。成熟B細
胞は、血流の中で循環し外来の抗原に結合する抗体を産生することにより液性抗
体反応を成立させる。抗体による抗原の結合は食作用あるいは補体の活性化によ
る抗原の破壊へ導く。抗体産生B細胞はヒト免疫反応の主要な部分を含む。
造血系の前駆細胞の成熟B細胞への増殖と分化に於ける成長因子の関与はB細
胞レベルを維持するために必須である。この
ような因子の同定はB細胞レベルを調整するための治療戦略、特に免疫不全の患
者に於いて重要であろう。研究の一つの領域は前B細胞(pre-B cell)のような
B細胞前駆体の産生を刺激するようにB細胞分化の初期段階で作用する因子の同
定である。前B細胞は細胞質に免疫グロブリンのμH鎖を発現するが、細胞質L
鎖あるいは表面の免疫グロブリンを発現しない初期の前駆細胞として特徴づけら
れる。
米国特許第4,965,195号はインターロイキン−7(IL-7)がマウス骨髄由来の
前B細胞の増殖を刺激することを開示している。McNieceら(J.Immunol.146,
3785(1991))はSCFがIL-7と相乗的に相互作用して、B系列細胞の増殖を刺激
することを示した。しかし、B細胞の形成にはさらなる因子が要求されることが
Billipsら(Blood 79,1185(1992))によって示唆されている。Billipsらの文献
はB220-,Ig-前駆細胞からの前B細胞の形成と免疫グロブリンのμH鎖の発現は
S17ストローマ細胞(stromal cell)の存在に独特に依っており、IL-7,SCFでも
、あるいはIL-7とSCFとが共働しても再現できないことを示している。加えて、
B前駆体細胞の前B細胞への分化を単独で促進するストローマ由来リンパ球造成
因子−1(stromal derived lymphopoietic
factor-1)(SDLF-1)が記述されている(PCT出願 W0 89/06541)。
それ故、本発明の目的は造血系の前駆細胞、特にリンパ球の前駆細胞から前B
細胞のようなB系列細胞への増殖、分化を促進させることに関与する因子を同定
することである。本発明の因子は液性抗体反応の調整物質として有用である。B
細胞前駆体を刺激するように作用する因子の治療上の利点のため、上記因子をコ
ードする遺伝子を同定し、発現させることが望ましい。発明の概要
本発明は造血系の前駆細胞、とりわけB細胞前駆体の増殖と分化を刺激する能
力を有する新規な因子を提供する。この因子をここでは、B細胞前駆体刺激因子
(progenitor B cell stimulating factor)またはPBSFと呼ぶ。PBSFは配列番号
1で後に与えられるアミノ酸配列を持ちうる。本発明はまた、B細胞前駆体の増
殖と分化を促進する能力を有するPBSFの対立遺伝子(アレル)の変異体、フラグ
メント、アナログを含む。PBSFは天然源、例えば哺乳動物の組織あるいは細胞株
から精製され得るし、あるいは外来DNA配列即ち組換え手法由来DNA配列の原核細
胞、又は真核細胞での発現の産物で有り得る。
本発明は生物的に活性あるPBSFをコードするDNA配列を含む。
このようなDNA配列は、配列番号1の配列、および生物活性を有する対立遺伝子
の変異体、フラグメント、アナログを包含する。また、本発明はこのようなDNA
配列を含むベクター、このようなベクターで形質転換あるいはトランスフェクシ
ョンされた宿主細胞を提供する。さらに、形質転換あるいはトランスフェクショ
ンされた宿主細胞を適切な栄養条件で本発明のポリペプチドが発現するように培
養すること及び本因子を単離することの工程による本因子の生産ももくろまれて
いる。
PBSFは幹細胞因子及びインターロイキン−7の存在下、B細胞前駆体のような
リンパ球系列に組み込まれた造血系前駆細胞の増殖と分化を刺激することが示さ
れている。
本発明はまた、PBSF,PBSFを含む融合ポリペプチド、PBSFのアミノ酸配列の一
部を含むペプチドフラグメントに特異的に結合する抗体に係わる。
本発明はまた、該因子を含む医薬組成物及び該因子を使う造血系の疾病の治療
法も提供する。図の簡単な説明
図1はGM-CSF,IL-1β,IL-2,IL-3,IL-6のシグナルペプチダーゼの切断部位
をコードしているヌクレオチド配列を示す。シ
グナルペプチダーゼの切断部位に基づいて設計し、サイトカインに関してライブ
ラリーをスクリーニングする際に使われた縮重オリゴヌクレオチドプローブの配
列をも示す。
図2はPBSFのヌクレオチド配列及びそれから導かれるアミノ酸配列を示す。
図3はE.coliに於けるコンセンサス インターフェロン−PBSF融合蛋白質の発
現を示す。列1、分子量マーカー;列2、間違った方向に挿入されたコンセンサ
ス インターフェロン−PBSF融合遺伝子;列3、コンセンサス インターフェロ
ン遺伝子;列4、5、6、正しい方向に挿入されたコンセンサス インターフェ
ロン−PBSF融合遺伝子;列7、分子量マーカー
図4はPA317細胞で発現し、固定化した抗PBSF抗体でアフィニティ精製したPBS
FのSDS-PAGEを示す。
図5A−Cは前B細胞コロニー形成アッセイに於けるPBSFの活性を示す。PBSF
は、トランスフェクトしたC0S細胞からのコンディショニングされた培養物由来
(A),トランスフェクトしたPA317細胞からのコンディショニングされた培養物
由来(B),トランスフェクトしたPA317細胞からのコンディショニングされた培
養物のアフィニティ精製由来(C)である。
図6は抹梢血液のリンパ球に於けるPBSF発現のノーザン分析である。コントロ
ール列はサイトカイン発現の誘導剤の無い条件の発現レベルを示す。中央列はア
メリカヤマゴボウ分裂促進因子(PWM)の存在下の発現を示す。右列はPWMとシク
ロヘキシミドの存在下の発現を示す。
図7はヒト白血病細胞株の単球分化の間のPBSF発現のノーザン分析を示す。列
1、ML-1,未処理;列2、PMAで処理したML-1;列3、腫瘍壊死因子(TNF)で処
理したML-1;列4、TNFとIL-6で処理したML-1;列5、HL-60,未処理;列6、PM
Aで処理したHL-60;列7、TNFで処理したHL-60;列8、TNFとIL-6で処理したHL-
6
図8は逆転写酵素とPCRで分析した種々の組織でのPBSFの発現のパターンを示
す。列1と10、分子量マーカー;列2、脳;列3、ヒーラ 細胞;列4、心臓;
列5、骨格筋;列6、脾臓;列7、膵臓;列8、胸腺;列9、骨髄;列11、腎臓
;列12、肝臓;列13、肺;列14、精巣;列15、胎盤;列16、末梢血液のリンパ球
;列17、陰性コントロール。発明の詳細な説明
本発明は、リンパ球系列に組み込まれている造血系の前駆体
細胞の増殖と分化を刺激する能力を有するポリペプチドである新規な因子を提供
する。この因子をB細胞前駆体刺激因子あるいはPBSFと命名する。“B細胞前駆
体(progenitor B cell)”という用語は成熟Bリンパ球になる能力を有する細
胞を意味するものとする。一つの具体例で、PBSFはIL-7とSCFと共同して、リン
パ球前駆体細胞の前B細胞への増殖・分化を刺激することが示されている。
PBSFの生物活性は実施例3と4で記述されている in vivoとin Vitroアッセ
イで決定した。実施例3はin vitroコロニー形成アッセイを開示する。実施例3
では、5-フルオロウラシルで処理したマウスの骨髄からの、PBSFと他の成長因子
へさらした後で起こってくるコロニーの数とタイプが記述されている。実施例4
はPBSF活性のin vivo アッセイを開示する。そのアッセイは、トランスジェニ
ック マウスに於けるPBSF遺伝子の導入と発現、ベビー マウスのPBSF遺伝子に
よるレトロウイルス感染、マウス骨髄移植によるPBSF遺伝子の導入と発現を含む
。
in vitro実験(実施例3)の結果は、SCFとIL-7の存在下でPBSFがマウス骨髄
培養物からのB細胞前駆体の形成を刺激することを示す。本明細書に開示されて
いるように、PBSFはSCFお
よびIL-7と共同(相乗的に作用)してリンパ球前駆体細胞の前B細胞への増殖・
分化を促進させるように思われる。図5が示すように、SCFとIL-7の組み合わせ
だけまたはPBSFだけをマウス骨髄細胞に添加しても前B細胞コロニー形成の刺激
は無い。しかし、SCFとIL-7とPBSFを全部、培養骨髄細胞に加えると前B細胞の
数に於いて50%の増加がある。
本発明の因子は、例えばサイトカインまたは成長因子の源として知られる哺乳
動物の組織または細胞株のような天然源から単離され得るポリペプチドである。
PBSFは、PWMで誘発された末梢血液のリンパ球で、及びPMAで誘発されたヒト細胞
株Hut78で発現することが示されている(実施例1)。あるいは該因子は外来DNA
配列の原核細胞または真核細胞での発現、即ち組換え手法由来の産物として単離
し得る。
一つの具体例で、PBSFは図2及び配列番号1で示されているアミノ酸配列を有
する。そのアミノ酸配列は、成熟したポリペプチドのものかまたはプロセシング
をされてないポリペプチドのものでありうる。該因子の成熟蛋白質へのプロセシ
ングはリーダー配列の切断を含む。その切断は配列番号1で示されるアミノ酸残
基14と15の間で起こることが予測される。その場合に
は、成熟PBSFはアミノ末端残基Thr15を持つことになる。あるいは、リーダー配
列の切断は配列番号1で示されるアミノ酸残基31と32の間で起こるかも知れない
。その場合には、成熟PBSFはアミノ末端残基Lys32を持つことになる。予測され
たポリペプチドの成熟アミノ末端あるいはカルボキシ末端からの一つ以上のアミ
ノ酸の切断のような他のプロセシングも起こり得る。
これらのプロセシングの中には、ポリペプチドを生物的に活性な形に転換するも
のがある。
生物的に活性のあるPBSF変異体もまた提供される。その変異体は自然に起きる
対立遺伝子の変異体、一つ以上のアミノ酸が異なったアミノ酸に置き替わった置
換アナログ、一つ以上のアミノ酸が欠損した欠損アナログ、一つ以上のアミノ酸
が加わった付加アナログを含む。一つ以上のアミノ酸の欠損及び付加はポリペプ
チドの内部あるいはアミノ又はカルボキシ末端で起こる。本発明のポリペプチド
はアミノ末端に始めのメチオニン残基も含み得る。
異種ポリペプチドへ融合した本発明のポリペプチドをも提供する。好ましい具
体例では、PBSFの成熟アミノ酸配列をカルボキシ末端でヒトα−インターフェロ
ンあるいはウシ成長ホルモ
ンと融合する。得られる融合蛋白質はE.coli宿主細胞中で高レベルに発現され
る。このような融合ポリペプチドは、実施例3で述べているように特異的にPBSF
に結合する抗体の生産に有用である。更に、化学合成したペプチドフラグメント
も特異的に該因子に結合する抗体の生産に使用できる。
本発明はまた、生物的に活性なPBSFをコードする新規なDNA配列を提供する。
好ましくは、その配列は、
(a)配列番号1で示されるDNA配列及びその相補鎖、
(b)(a)の配列にハイブリダイズするDNA配列、
(c)遺伝コードの縮重を除いて(a)または(b)の配列にハイブリダイズするD
NA配列
を含む。本発明のDNA配列はポリペプチドの前駆体をコードする配列およびポリ
ペプチドのプロセスを受けた成熟形をコードする配列を含む。ポリペプチドの前
駆体をコードするDNA配列は、例えば分泌に必要なリーダー配列を含む。
PBSFのコード領域の一部または全部をコードしているcDNA配列は実施例1で記
述されているように獲得した。末梢血液のリンパ球から調製したオリゴ(dT)先
導cDNAライブラリーを、配列番号7に示されている配列を持つ一連の混合オリゴ
ヌクレオチ
ド プローブへのハイブリダイゼーションによってスクリーニングした。スクリ
ーン方法を実施例IGで記述した。GM-CSF(配列番号2),IL-1β(配列番号3)
,IL-2(配列番号4),IL-3(配列番号5),IL-6(配列番号6)のmRNAがコー
ドするシグナルペプチダーゼの切断部位の周辺の観察されたヌクレオチド配列相
同性に基づいてプローブを設計した。このスクリーン方法の原理は、サイトカイ
ン様分子の分泌される部分に特異的なプローブを使用して、他のサイトカインを
同定することである。ハイブリダイズした一つのcDNAクローンを始めp64と命名
したが、完全なコード領域に欠けていた。次に、末梢血液のリンパ球からのラン
ダム プライマーのcDNAライブラリーの1.78kbのcDNAクローンからp64の完全な
コード領域を獲得した。そのクローンは前B細胞形成を刺激する活性をもつこと
が分かり、それから発現した蛋白質をPBSFと命名した。PBSFをコードしているこ
の1.78kb.のフラグメントをプラスミドVL9.12に挿入し、E.coli株DH5 alpha F
′を形質転換した。この菌は受託番号 でAmerican Type Cult
ure Collection(ATCC)に寄託した。プローブ混合物の大きい縮重(約65,000倍
)の故に、この分子の他の領域に、シグナルペプチダーゼ切断部位と
類似の配列を持つ陽性にハイブリダイズするクローンが得られたのである。PBSF
をコードする遺伝子の場合がまさにこの場合であった。
本発明のDNA配列は、ヒト及び他の哺乳動物源から分離されたcDNA配列及びゲ
ノムのDNA配列であり得る。また、PBSFをコードする合成DNA配列及びそのフラグ
メントも考えられる。それらは、当業界でよく知られている遺伝子合成技術で容
易に作られる。本出願で開示したPBSFをコードするDNA配列及びそのフラグメン
トはPBSFをコードするゲノムのDNAを分離するプローブとして役立ち得る。加え
て、PBSF遺伝子の一部又は全部を含むDNA配列は、生物サンプルに於けるその遺
伝子の存在を検出するのに、ヒトの染色体に於いて遺伝子の位置をマッピングす
るのに、及びアンチセンスまたは三重ヘリックスブロックのような核酸に基礎を
置く治療法(そこでは、合成されるPBSFの量を調整することが望ましい)に役立
つ。
DNA配列はまた、生物的に活性なPBSF変異体をコードする配列を含む。配列は
自然に起こる対立遺伝子の変異体、置換アナログ、欠損及び付加アナログをコー
ドする配列を含む。欠損及び付加は、アミノあるいはカルボキシル末端に導入さ
れるかも
しれないし、コード領域に導入されるかもしれない。当業界で良く知られている
技術がこのようなアナログを作るのに使われる。このような変異体は多数の望ま
しい性質を持っているかもしれない。例えば、生物活性を保持しながら、蛋白質
分解に対してより耐性とか、酸化に対してより耐性とか、微生物の宿主での発現
でより容易に折り畳まれるとかの性質である。
DNA配列は融合蛋白質をコードする配列を含む。そこではPBSFのDNA配列の一部
または全部が異なる蛋白質と融合している。好ましくは、ヒトのコンセンサス
インターフェロンあるいはウシ成長ホルモンの一部をコードするDNA配列が、PBS
FをコードするDNA配列の5'末端にフレームが合って融合している場合である。融
合蛋白質の造成が実施例3Aで記述されている。実施例3Bで示されるように、この
ような融合蛋白質は本因子に対する抗体の産生に役立つ。
PBSFは外来DNA配列の原核細胞の、あるいは真核細胞の宿主(例えば、培養で
きる細菌、酵母、植物、昆虫、哺乳動物の細胞)での発現の産物として特徴づけ
られる。そこでは、外来DNA配列はcDNA、ゲノムDNA 、あるいは合成DNAでありう
る。即ち、好ましい具体例では、本因子は組換え方法で作られる。
造血系の成長因子は、一般的に天然源からほんの少量生産されるので、組換え方
法で本因子を生産する能力は治療のために十分な量を獲得するのに必要である。
多数のベクターが、PBSFをコードしているDNA配列の宿主細胞での発現のため
に容易に利用できる。V19.12、pDSRα2、mpZenのようなベクターについては、実
施例2A-CでそれぞれCOS 、Chinese Hamster卵巣(CHO)、PA317哺乳動物細胞株
でのPBSFの発現のために述べた。加えて、PBSFは酵母と細菌株での使用のために
適切な多数のベクターで発現されうる。実施例2で述べているように、ベクター
pCFM756を使ってE.coliでヒトα−インターフェロンあるいはウシ成長ホルモン
配列との融合蛋白質として、PBSFは発現された。PBSF配列は特別の宿主システム
(それが細菌か、酵母か、哺乳動物の宿主細胞かによって)での発現のために最
適化されうる。このような最適化は発現のために好ましいコドンの使用を含む。
一つの好ましい具体例では、PBSF配列はE.coli宿主細胞での発現のために最適化
した一つ以上のコドンを含む。実施例4Aで述べているように、トランスジェニッ
クマウスでのPBSFの発現のためのベクターもまた提供される。
組換えPBSFの生産の工程も述べる。本工程は、適切な栄養条件で、生物活性の
あるPBSFをコードするDNA配列で形質転換あるいはトランスフェクションした原
核あるいは真核細胞の宿主細胞を培養すること、DNA配列で発現されたPBSFを単
離することを含む。好ましくは、配列は配列番号1記載のもの、及びそれとハイ
ブリダイズする配列である。
発現のために使用される宿主細胞によって、本発明のポリペプチドはグリコシ
ル化されていることもされていないこともありうる。哺乳動物の蛋白質は通常、
アミノ酸骨格に沿った特別の部位で炭水化物鎖の付加によって修飾されている。
特定のアスパラギン残基に於ける炭水化物鎖の付加はN-グリコシル化と言い、セ
リンまたはスレオニン残基に於ける炭水化物はO-グリコシル化と言う。N-または
O-連結の鎖、あるいは両者の存在はポリペプチドの生物活性かつ/または安定性
のために必要であるかもしれない。N-連結グリコシル化部位の存在はAsn-X-Ser/
Thr(Xは任意のアミノ酸)の配列で予測できる。これによると、PBSFはAsn29とA
sn396に二つのN-連結グリコシル化部位を持つことが予測される。
PBSFポリペプチドは、ポリエチレングリコールのような水溶
性高分子でも修飾されうる。蛋白質への水溶性高分子の共有結合での付加は当業
者に知られている技術を使用して行われ、米国特許第4,179,937号明細書(引用
により本明細書に含まれるものとする)に記述されている。この修飾ポリペプチ
ドは望ましい性質、例えば水溶液に対する溶解度の増大、安定性の増大、in viv
o半減期の増大、生物活性の増大を持つかも知れない。
PBSFはまた、放射性(例えばI125)あるいは非放射性(例えば蛍光色素)で
ありうる検出可能なラベルを共有結合で付加しうる。リポーター基の付加は固形
組織及び液体サンプルでのPBSFの検出に有用な試薬を提供する。同様にPBSFをコ
ードしているDNA配列は生物サンプル中のPBSF配列に対するプローブとして使用
するために検出可能なラベルを共有結合で付加しうる。例えば、ゲノム中のヒト
PBSF遺伝子の位置をマッピングする場合、そしてPBSF関連配列の存在を検出する
場合である。
本因子に特異的に結合する抗体も本発明に含まれる。抗体はモノクローナルま
たはポリクローナルでありうるし、完全な蛋白質と同様ポリペプチドフラグメン
ト及び融合ポリペプチドに特異的に結合しうる。ヒト コンセンサス インター
フェロン−PBSF融合蛋白質とウシ成長ホルモン−PBSF融合蛋白質に対す
る抗体の生産は、実施例3Bで記述されている。生物サンプル(例えば、血液、
尿)に於ける本因子の定量に、抗体は有用である。本因子の異常な濃度は一定の
造血系の疾病の有用な指標である。更に、PBSFに特異的に結合する抗体は、天然
源から、あるいは組換えプラスミドの発現からポリペプチドの精製方法に有用で
ある。上記方法は以下の段階を含む。
a)固体支持体に抗体を結合させること、
b)抗体にポリペプチドを選択的に結合させるように、ポリペプチドを含む溶液
と上記結合抗体を接触させること、
c)結合したポリペプチドを溶出すること。
ポリペプチドを含む溶液は、粗または部分精製の混合物でありうる。抗PBSF抗体
アフィニティ カラムを使用したPBSFの精製を実施例5で記述する。
本発明は、薬学的に許容できる希釈剤、アジュバント、担体、保存剤、乳化剤
および/または溶解剤と共に、PBSFの治療上有効な量を含む医薬組成物を提供す
る。ここで使われる“治療上有効な量”は一定の条件と投与量で治療上の効果を
あげる量をさす。当業者は、取り扱われるどのような条件下でもPBSFの治療上有
効な量を決定できるだろう。医薬組成物は種々の緩衝液
(例えば、トリス、酢酸、リン酸)の希釈剤、溶解剤(例えば、ツイーン、ポリ
ソルベート)、ヒト血清アルブミンのような担体、保存剤(チメロサール、ベン
ジルアルコール)、アスコルビン酸のような抗酸化剤を含む。本因子はまた、長
時間に渡って、患者への制御されたデリバリー(delivery)のための重合体化合
物の粒状調製物に組み込まれうる。医薬組成物の成分のより広い調査はRemigton
′s Pharmaceutical Sciences, 18thed,A.R.Gennaro,ed.,Mack,Easton,PA
(1990)に見出だされる。
造血系の疾病を治療するために使用するPBSFの投与は、治療する疾病の性質と
重大さ、投与経路、他の治療法との組み合わせに於けるPBSFの使用を含む多数の
ファクターによって様々であろう。また、PBSFポリペプチドあるいは修飾がポリ
エチレングリコールのような水溶性高分子でなされうるPBSFの修飾形のin vivo
半減期も考慮するべきである。ここで使用するPBSFの“治療上有効な量”は、当
業者によって、これらのファクターを考慮して決定できる。
PBSFは皮下、静脈内、筋肉内の注射によって、あるいは経口、経鼻投与によっ
て投与されうる。投与経路は治療する個々の状
態に依っていよう。
多数の造血系の疾病の治療で、PBSFは単独で、あるいは他の治療法との組み合
わせで使用しうる。好ましい具体例では、B細胞の疾病の治療で、PBSFはSCFおよ
びIL-7との組み合わせで使用される。B細胞の疾病治療のために、IL-1,IL-2,
IL-3,IL-4,IL-5,IL-6,低分子量B細胞成長因子(L-BCGF)、高分子量B細胞
成長因子(H-BCGF)のような造血の各段階に関与することが知られている他の因
子と共に、本因子はまた使用されうる。他の造血因子の投与は、PBSFの投与と同
時に、前に、あるいは後で行いうる。
骨髄の病気あるいは傷害から起こる多数の造血系の疾病を治療するために、PB
SFは単独で、あるいは他の因子と共同で使いうる。これらの疾病は以下のものを
含む。血球減少症、再生不良性貧血、脊髄形成異常症候群、白血病、幹細胞移植
。更に、放射線治療あるいは化学療法から起こる骨髄傷害は、本因子での治療で
克服されうる脊髄抑制(myelosuppression)に至る。好ましい具体例では、PBSF
を、B細胞疾病、特にB細胞の減少を含む疾病の治療のために、SCFおよびIL-7
と一緒に投与する。Bリンパ球の減少は、免疫反応の抑制及び病気に対するより
大
きな感受性に至る。PBSFを免疫不全(immunocompromised)患者に投与するのも
有効である。
PBSFは、同種遺伝子間の、異種遺伝子間の、あるいは自己の骨髄移植に先立っ
て、骨髄に於けるB細胞の前駆体細胞の数を増大させるのに役立つだろう。本因
子は患者に直接投与され骨髄でB前駆体細胞の産生を増大させうるし、移植に先
立って骨髄培養物に体外で投与されうる。このような治療は移植の後、患者によ
って経験される免疫抑制の期間を減少させることが期待される。
以下の実施例は、本発明をより充分に説明するために挙げるが、その範囲を限
定するものとして解釈されるべきではない。
実施例1
PBSFをコードするcDNAクローン(p64)の同定
A.リンパ球の分離
Hemacare(Sherman Oaks,CA)から得た新鮮なバッフ
ィコートから末梢血液のリンパ球を分離した。バッフィコートをリン酸緩衝化塩
溶液(PBS)で3倍に希釈した。30mlの希釈したバッフィコートを50m
lの培養チューブ(Fisher Scientific,Pitts
burgh,PA)にピペットで入れ、10mlのフィコール−パック(Pha
rmacia,Piscataway,NJ)の上に載せた。3200×gで遠
心の後、相間に存在する単核細胞を取り、30mlのPBSで3回洗った。ペレ
ットを50mlのRPMI 1640及び10%胎児ウシ血清(FBS)に懸濁
し、50倍に希釈し、細胞数を決定した。
B.サイトカイン発現の誘導
約5×106細胞数/mlをアメリカヤマゴボウ分裂促進因子(poke w
eed mitogen)(PWM;10μg/ml.Sigma,St.Lo
uis,MO)と共に19時間インキュベートし、続いて10μg/mlまでシ
クロヘキシミド(Sigma)を加え6時間処理した。比較のため、細胞の同量
をPWMの存在下または不在下で、同時間インキュベートした。インキュベーシ
ョンは37℃、5%CO2で実行した。
C.RNAの分離
誘導末梢血液のリンパ球からグアニジニウム チオシアネート技術(Chir
gwinら、Biochemistry,18,5294(1979))を使用
して全RNAを分離した。
簡単にいえば、遠心で細胞を集め、4%メルカプトエタノールを含む4Mグアニ
ジニウム チオシアネート溶液に溶解した。付着性の細胞を同溶液で溶解し貯え
た。18ゲージ ニードルを3回通した後、5.7Mのセシウム クロライドの
ステップ グラジエントに上層した。76,000×gの遠心をBeckman
L2超遠心機で、24時間、20℃で実行した。遠心後、ペレット状のRNA
を10mMトリス、1mMEDTA、pH7.5プラス0.1%SDSに懸濁し
、2.5倍量の100%エタノールと0.3Mの酢酸ナトリウム(pH5.0)
を添加して沈殿させた。
D.ポリA+RNAの選別
ポリA+RNAをManiatisらの述べた方法(Molecular C
loning,A LaboratoryManual,1st ed.Col
d Spring Harbor Laboratory,Cold Spri
ngHabor,NY(1982))を使用して、オリゴ(dT)−セルロース
のクロマトグラフィー(Collaborative Research,Be
dford,MA)で選別し、エタノール沈殿し、遠心した。最終のペレットを
蒸留水に溶解
し、分注して液体窒素にて保存した。
E.cDNAライブラリーの造成
10μl中の約5μgのポリA+RNAを室温で10分、10mMの水酸化メ
チル水銀で変性させ、β−メルカプトエタノール最終濃度10mM及びRNas
in(Promega,Madison,WI)最終濃度3u/μlを添加し、
室温で5分インキュベートした。それから、示している最終濃度まで以下の成分
を加えた:50μg/mlオリゴ(dT)、2mM dNTP(Pharmac
ia)、100μg/mlウシ血清アルブミン、第一鎖用緩衝液(first
strandbuffer)(50mM トリス−塩酸、pH8.6、75mM
KCl、10mM MgCl2、Bethesda Research La
boratories,Gaithersburg,MD)、及び20u/μl
スーパースクリプト(Superscript)逆転写酵素(BRL)。第一
鎖合成を37℃で1時間進行させた。混合液を第二鎖用緩衝液(20mM トリ
ス−塩酸、pH7.5、5mM MgCl2、100mM KCl、50μg/
ml ウシ血清アルブミン、10mM ジチオトレイトール、BRL)、0.1
25u/
μl E.coli DNAポリメラーゼI(BRL)、0.08u/μl R
nase H(BRL)、0.1u/μl E.coli DNAリガーゼ(N
ew England Biolabs,Beverly,MA)、及び0.1
5mM NADP(Sigma)で希釈した。記述したすべての濃度は反応混合
液のものである。反応混合液を15℃で1時間、続いて25℃で1時間インキュ
ベートした。平滑末端を作るために、それからT4DNAポリメラーゼ(Pha
rmacia)を最終濃度0.01u/μlになるまで加え、37℃で30分イ
ンキュベートした。組み込まれなかったdNTPsを2M酢酸アンモニウムの存
在下で二回のエタノール沈澱で取り除いた。
それから、以下の方法に従って、二重鎖cDNAをEcoRIメチラーゼとA
luIメチラーゼ(Boehringer Mannheim,Indianapolis,IN)でメチル化した
。水中の二重鎖cDNAへメチル化緩衝液、100μMS−アデノシル メチオ
ニン、1u/μlのAluIメチラーゼを加え、37℃で1時間インキュベート
した。それからNaClを最終濃度0.1Mまで、Eco RIメチラーゼを最
終濃度10u/μlまで加えた。反応液を37℃で30分処理した。
配列5′GCT TGA ATT CAA GC 3′(配列番号8参照)をもつオリゴ−アダプタ
ーをcDNAへ、一晩かけて、連結した。0.8%アガロースゲルでcDNAを
電気泳動し、500塩基対より長い分子をゲルから電気溶出した。溶出されたc
DNAをフェノール/クロロホルムの1:1混合液で抽出し、エタノールで沈澱
させ、水に懸濁し、続いて、分子の5′末端にEco RI付着末端を、3′末
端にHind III付着末端を作るために、Hind IIIとEco RIで消化
した。
バクテリオファージM13由来の複製起点を含む592塩基対のAat II/
Cla Iフラグメントを真核細胞の発現ベクターV19.8(PCT出願WO 9
1/05795に記述)へ挿入してベクターV19.10を作成し、V19.10をEco
RIとHind IIIで消化し、細菌のアルカリ性ホスファターゼで処理した
。連結反応をcDNAとベクターDNAの異なる比で実施し、トランスフェクシ
ョン後の最高のクローン数を与える比を大規模の連結反応のために選択した。ト
ランスフェクションのために受容能のあるDH5 α F′E.coli細胞(
Gibco−BRL)を使った。ライブラリーを15枚の150mmのプレート
上で平板培養し、SOB(Okayamaら,
Methods in Enzymol.154,3(1987))の存在下で掻き取って採取し、−80℃で
7%DMSO中に保存した。
末梢血液のリンパ球から分離したポリA選別RNAから、別のcDNAライブ
ラリーを造成した。この場合は、第一鎖cDNA合成を開始するのに、ランダム
ヘキサマ−プライマー(Pharmacia)を使った。オリゴdT先導のラ
イブラリーのために前述したように、二重鎖平滑末端cDNAを造成した。配列
番号9の配列を持つアダプター(In Vitrogen,San Diego,CA,カタログNo,N4
08-8)をcDNAに連結した。
5′ CTTTCCAGACACA 3′
GAAAGGTC
V19.10のHind IIIとNot I部位の間に、pCDM8(In Vitr
ogen)のHind III/Not Iフラグメントを挿入して、V19.12を造
成した。V19.12を制限酵素Bst XIで切断し、それからcDNAへ連結し
た。E.coli DH5 α F′宿主細胞の形質転換と細胞の保存を前述し
たように行なった。
F.プローブの設計
混合オリゴヌクレオチド プローブを、数種のサイトカインのシグナルペプチ
ダーゼの切断部位近傍の配列相同性をもとに設計した。シグナルペプチダーゼ切
断部位をコードするGM−CSF、IL−1、IL−2、IL−3、IL−6の
発表された配列(Wongら、Science 228,810(1985);Nishidaら、Biochem.Bio
phys.Res.Comm.143,345(1987);Taniguchiら、Nature 302,305(1983);Ya
ngら、Cell 47,370(1986);Mayら、Proc.Nall.Acad.Scl.83,8957(1986)
)を使用して、図1に示すようにプローブを設計した。プローブ混合物の縮重は
、65,536であった。高い縮重度のため、シグナルペプダーゼ切断部位以外の領域
で類似の配列を持つクローンを分離することが可能であった。
G.cDNAライブラリーのスクリーニング
オリゴdTプライマーの末梢血リンパ球のDH5αF′E.coliにおける
ライブラリーの高密度(high density)スクリーニングをGENE SCREEN PLUS膜(
New England Nuclear/Dupont,Boston,MA)上に、150mmプレート当たり約
10,000コロニーを平板培養することで行なった。二枚目の遺伝子スクリーン膜上
にレプリカを作り、レプリカプレートのコロ
ニーを100μg/mlのアンピシリンを含むLBプレートで一晩培養した。そ
れから、レプリカ膜を、プラスミドDNAの増幅のための100μg/mlのク
ロラムフェニコールを含むLBプレート上に置いた。一晩の増幅の後、コロニー
のDNAを、0.5N NaOHと1.5M NaClで5分間処理し変性させ
、続いて1M トリス−HCl、pH7.5中で再生させた。膜を空気乾燥し、
真空中で80℃、2時間焼いた。フィルターを2×SSC中で湿らせ、続いて6
×SSC、0.2%SDS中で30分間の前洗浄を2回行なった。前ハイブリダ
イゼーションを6×SSC、5×Denhardt、0.1%SDS中で、4〜5時間行
なった。20pmoleの混合オリゴヌクレオチドプローブを、T4ポリヌクレオチ
ドキナーゼを使ってγ32P−ATPでラベルし、入らなかったラベルをセファデ
ックスG−50カラムを用いて遠心で取り除いた。約2×106cpm/mlを
55℃、6×SSC、0.1%SDS、5×Denhardt溶液のハイブリダイゼーシ
ョンで使った。20時間後、フィルターを6×SSC、0.1%SDSで、55
℃で、30分間、2回洗浄した。更にもう一回の洗浄を同温度で、2×SSC、
0.1%SDSで行なった。一晩さらした後、陽性
シグナル区域に対応しているマスタープレートの区域をこすりとり、SOBに懸
濁した。コロニーの一連の希釈段階のものを、二次スクリーニング用のアンピシ
リンプレート上で培養した。個々のコロニーを同定し、プラスミドDNAの分離
のため一晩培養した。最終のスクリーニングを、異なるコロニーからのプラスミ
ドDNAへオリゴヌクレオチドプローブをハイブリダイズさせることにより行な
った。この方法で約80の陽性クローンを同定した。
陽性クローンからのプラスミドDNAの両鎖の配列を、19.10ベクターの挿入
cDNAの5′と3′の配列へハイブリダイズするプライマーを使って決定した
。cDNAクローンのDNA配列決定は、Sangerら(Proc.Natl,Acad.
Sci.74,5463(1977))によって述べられた方法で行なった。DNA配列を、種
々のバージョンのGenBank配列データベースに存在するDNA配列と比較した。G
enBankにないDNA配列だけを、完全な長さのクローンの配列を得ることによっ
て及びGeneticsComputer Group(University of Wisconsin)のソフトウェアパ
ッケージを使用してDNA配列を分析することによって更に特徴づけた。更に研
究したクローンの一つをp64と命名した。
末梢血液のリンパ球由来のオリゴdTプライマーのcDNAライブラリーから
分離したp64クローンは、イニシエーターであるメチオニン残基の無いことで
示されるように遺伝子の5′末端を欠いていた。p64の完全長のクローンを得
るために、Clontech Laboratories(Palo Alto, CA,カタログNo,HL1068b)か
らのPMAで活性化したHut 78 λ gt11cDNAライブラリーを、
p64cDNAクローンをプローブとして探索した。150mmプレート当たり
、約10,000〜20,000プラークをGene Screenフィルターにレプリカ培養し、ラン
ダム プライミング法(the random priming method)によって32Pでラベルし
たp64クローンをプローブとして探索した。二次スクリーニングの後、個々の
陽性コロニーを同定した。陽性ラムダcDNAクローンをEco RIで切断す
ることで挿入DNAを得て、Bluescript SK II プラスミド(St
ratagene,La Jolla,CA)にサブクローンし、配列を決めた。このクローンは上
流コード領域の配列を含んでいたが、イニシエーターのメチオニンのコドンをま
だ欠いていた。
完全長のp64クローンを得るためのもう一つの試みで、プローブとしてHu
t 78ライブラリーから分離されたp64
cDNAクローンを使って、V19.12の末梢血液のリンパ球のランダム プラ
イマーからのcDNAライブラリーをスクリーニングした。多数の陽性にハイブ
リダイズしたクローンを得て、挿入DNAをM13 mp21にサブクローンし
、DNA配列を決定した。いくつかのクローンはHut 78クローンと同一の
コード領域をもっていたが、更にイニシエーターのメチオニン残基をコードする
配列も含んでいた。一つの分離クローンはp64の完全なコード領域を有する約
1780塩基対の挿入を含んでいた。このクローンは、B細胞前駆体刺激因子又
はPBSFと命名したポリペプチドをコードする。
プラスミドV19.12に挿入され、E.coli DH5αF′株を形質転換し
たこの1.78kbのDNAフラグメントを受託番号 で、Amer
ican Type Culture Collection(ATCC)に寄託した。
H.DNA配列決定及び解析
PBSF配列と核酸レベルおよびアミノ酸レベルで同一の、あるいは高い相同
性を有する配列を見出すために、GenBank,EMBL及びSwiss Protデータベースを
検索した。GCG SoftwarePackageのFastA及びTfastAプログラムを使
って、
検索を行なった。Map及びTranslateプログラムを使って、核酸構造
の解析を行なった。Pepplot,Pepstructure,Motifs,Isoelectricプログラムを
使用して、PBSFのアミノ酸配列を解析した。シグナルペプチダーゼの切断部
位を予測するために、Sigseq1プログラムを使用した。PBSF配列とデ
ータベースに存在する配列を比較するために、GenBank EMBLデータベースの多方
面の検索を行なった。検索のどれも、PBSFとデータベースの配列に高い相同
性を示さなかった。
I.PBSF遺伝子及びコードされる蛋白質
hut 78ライブラリーから、オリゴdTプライマー及びランダムプライマ
ーのPBLライブラリーから得られたcDNAクローンから導かれるp64のD
NA配列は、図2と配列番号1に示されている。配列の長さは2376塩基対で
ある。DNA配列から導かれるp64蛋白質のサイズは約52kDaであり、リ
ーダー配列を含む491のアミノ酸を含む。シグナルペプチダーゼ切断部位は、
von Heinje(Nuc.Acid Res.14,4683(1986))によって記載されているように
、配列番号1においてポジション14のアミノ酸残基アラニンとポジション15
のスレオニンの間にあると予測される。ポジション31のセリ
ンとポジション32のリジンの間の切断の可能性もある。多数のTATT及びT
TTTモチーフを含む長い3′端の非翻訳領域がある。前述のモチーフは多数の
サイトカイン分子に存在する(Shawら、Cell49,659(1986))。予測される蛋白
質は疎水性のアミノ末端を有する。六つのシステイン残基がある。GCG software
packageのISOELECTRICプログラムで予測されたように等電点は7.25である
。Asn29とAsn396の二つに可能性のあるN−連結グリコシル化部位がある
。更に、四つの可能性のあるプロテインキナーゼCのリン酸化部位と五つのクレ
アチンキナーゼIIのリン酸化部位がある。
実施例2
組換えPBSF蛋白質の発現
A.Cos細胞での発現
エレクトロポレーションによる1.78kb PBSFcDNAの挿入を含む
V19.12 DNAで、Cos細胞をトランスフェクションした。2mm間隔
のキュベットを使って400μlの容積及び150ボルトの負荷電圧で、500
ボルト/容量及び抵抗、100μFの容量、48オームの抵抗で、electro cell
manipulator 600(BTX,San Diego,CA)を使用
して、PBS中の約3×106細胞をエレクトロポレーションした。パルスの長
さは8.3ないし10.5msecであった。キュベットを5分間氷上に保ち、続い
て10%ウシ胎児血清を含むDMEMで希釈し、10cmプレート上で平板培養
した。37℃、5%CO2で一晩インキュベーションの後、死細胞を除くために
培地を替えた。無血清のDMEMをプレートに加え、72時間後バイオアッセイ
のために、コンディショニングされた培地(conditioned medium)(CM)を収穫
した。CMをフィルター殺菌し、分注し、−20℃で凍らせた。後述するp64
融合蛋白質に対し産生された抗体を使って、ウェスタン ブロット分析によって
、培地に於けるp64蛋白質の存在を検出した。
B.チャイニーズ ハムスター 卵巣(CHO)細胞での発現
定常的にPBSFを産生するCHO細胞は以下のように作られた。PBSFの
コード領域を含むベクターpDSRα2(PCT出願WO91/05795)で
、CHO(DHFR-)細胞をトランスフェクションした。PBSFコード領域
を増幅するために、PCRで以下のプライマーを使った:
5′TGTCCTCCGGCCCGAGATGA(配列番号1に於いてヌクレオチド12
-31);
5′GGTTTGTGTTTTATGATACATTAC(配列番号1に於いてヌクレオチド1567-1590)
増幅DNAをHind IIIとSal Iで切断し、pDSRα2にクローンし
た。透析した血清を含む培地でトランスフェクションを受けた細胞の第一回の選
別の後、プラスミド増幅のために、最終濃度1μMまでのメトトレキセートの増
大する濃度存在下、細胞を更に選別した。PBSF遺伝子の発現の検討のため、
ドット ノーザン ハイブリダイゼーションによって、選別したコロニーをチェ
ックした。無血清DMEM中で72時間、CHO(DHFR-)細胞を培養する
ことによって、バイオアッセイ用のコンディショニングされた培地を生成させた
。
C.PA317細胞での発現
骨髄増殖性肉腫ウィルス(myeloproliferative sarcomavirus)(MPSV)のプ
ロモーターの下にPBSFの発現のため、mpZenベクター(Johnson Dev.Biol.
Stand,69,3(1988) )に、PBSFをコードする1.78kb Hind III
フラグメントを挿入した。プラスミドSV2−Neoと一緒に、PBSF遺伝子
を含むmpZenで、エレクトロポレーションによって
Psi2細胞(Millerら,Biotechnique 7,980-990(1989))をトランスフェクシ
ョンした。高レベルのPBSFを産生するコロニーを同定するため、G418上
でネオマイシン耐性コロニーを選別し、RNAをドットブロットし、ハイブリダ
イズさせた。amphitrophic packagingな細胞株PA317(Millerら,Mol.Cel
l.Biol.6,2895-2902(1986))を感染させるために、高レベルの生産細胞から
のコンディショニングされた培地をポリブレンの存在下で使用した。バイオアッ
セイのために及びベビーマウスの感染のために、トランスフェクションを受けた
PA317培地からコンディショニングされた培地を生成させた(下記参照)。
骨髄移植実験のためにも、これらの細胞を使用した。
実施例3
PBSF融合蛋白質の発現と抗体の生産
A.E.coli融合蛋白質
ヒト コンセンサス インターフェロンまたはウシ成長ホルモンとの融合蛋白
質を生産するために、PBSFのためのHut 78由来のcDNAクローンを
使用した。ヒト コンセンサス インターフェロンの最初の80アミノ酸または
ウシ成長
ホルモンの最初の108アミノ酸を含むDNAフラグメントをp64コード領域
のAsn2残基でフレームを合わせて融合させた。コンセンサス インターフェ
ロン−PBSFまたはウシ成長ホルモン−PBSF融合蛋白質を、pCFM73
6(pCFM736は米国特許第4,710,473号明細書に記述されている)の修飾
版であるプラスミドpCFM756のPLプロモーターから発現させた。融合蛋
白質をコードしている遺伝子でE.coli FM5をトランスフェクションし
、OD600が0.3ないし0.5になるまで、28℃で培養した。それから、
2〜3時間、温度を42℃に上げた。封入体(inclusion body)の出現が光学顕
微鏡で観察された。それからE.coli細胞をラエミリ緩衝液(Laemm1i buff
er)で溶菌し、10%ゲルのSDS−PAGEで分析した。蛋白質バンドがクー
マシーブルー染色で観察された。コンセンサス インターフェロン−PBSF融
合蛋白質の発現を図3に示す。
B.抗体生産
前述したように、コンセンサス インターフェロン−PBSFまたはウシ成長
ホルモン−PBSF融合蛋白質を生産するE.coliを培養し、500mlバ
ッチに入れた。遠心後、ペレ
ット状の細胞を冷却水に懸濁し、7500psiで3回フレンチプレスを通して細胞
を破砕した。遠心後、E.coli蛋白質の汚染を減少するために、ペレット状
の封入体を5M尿素で抽出した。融合蛋白質を、Hunkapiller M.ら(Methods in
Enzymol.91,227-236)によって記述されたように、ポリアクリルアミド ゲ
ルから分離した。ゲルから分離した融合蛋白質を凍結乾燥し、抗体を生産させる
ためにウサギに注射した。あるいは、配列番号10に示してあるようなPBSF
ペプチドフラグメント(Cys-Arg-Glu-Lys-Lys-Thr-Glu-Asn-Ser-Lys-Leu-Arg-Ly
s-Val-Lys-Tyr)を合成し、keyhole limpetのヘモシアニン(CalBiochem,La Jo
lla,CA,カタログNo.374811)へ結合させ、抗体を生産させるためウサギへ注射
した(Liuら,Biochem.18,690-697(1979))。
実施例4
PBSFの精製
A.ウサギ抗PBSF抗体の精製及び臭化シアン活性化セファロースでの固定化
Affi-gel Protein A MAPS kitで、製造業者によって発表された方法を使って
、Affi-gel Protein Aアガロース カラム
(Bio-Rad,Richmond,CA,カタログNo.153-6153)上でウシ成長ホルモン−PB
SF融合蛋白質に対する粗ウサギ抗体を精製した。IMMUN0PURE Antigen/Antibod
y Immobilization kit(Pierce,Rockford,IL,カタログNo.44890)の一部とし
て発表されている方法を使って、臭化シアン活性化をセファロースへ精製抗体を
結合させた。
B.PBSFの精製
mpZEN−PBSFでトランスフェクションしたPA317細胞からのコン
ディショニングされた培地がPBSFの採取源であった。抗体カラムへサンプル
を流入させ、カラムからPBSFを溶出させるために使用された方法は IMMUN0
PURE kitに述べられている。カラムからの溶出後、精製PBSFをPBSに対し
透析し、10%ゲルのSDS−PAGEと銀染色で解析した。結果を図4に示す
。
実施例5
PBSFのin vitroでの生物活性
コロニー形成アッセイ
以前に述べられた方法(Bradleyら,J.Cell Physiol.94,507(1978))で、
35mmのプレートの二重層寒天に、正常な
成長Balb/cマウスまたは5−フルオロウラシル(5−FU)で前もって処
理したマウスから得られた骨髄細胞を置いた。20%ウシ胎児血清で補給したE
agle’s MEMのα修飾(Flow Labs,McLean,VA)を、すべての培養に使
用した。全培養容積(1.5ml/プレート)の13.2%に当たる最大に達し
た時、下層に成長因子(SCF,IL-7及びPBSF)を注入した。培養物に5%O2:1
0%CO2:85%N2の混合ガスを供給し、10ないし14日間インキュベート
した。50以上の細胞を含むコロニーだけを記録した。
Martinらの Cell 63,203(1990)で述べられたようにE.coliで発現さ
せ、精製した164アミノ酸をもつ組換えラット幹細胞因子(rrSCF164
)と組換えヒトIL-7(Biosource International,Westlake,CA)との存在下に
、すべてのコロニー形成アッセイを行なった。培養液最終濃度200ng/ml
で、rrSCF164と組換えヒトIL−7を各々加えた。図5Aで、ベクター
19.12または1.78kb PBSFDNAフラグメントを含むベクター19.12でトラ
ンスフェクションされたCos細胞に由来のコンディショニングされた培地で剌
激された前B細胞形成を比較するために、アッセイを行な
った。図5Bで、レトロウィルスのベクターpZenにPBSF遺伝子をもつP
A317細胞から産生されたコンディショニングを受けた培地による前B細胞形
成を測定するためにアッセイを行なった。図5Cでは、実施例4で述べたように
調製した精製PBSFを指示体積で骨髄細胞に加えた。前B細胞の出現は、形成
したコロニーがB220抗原と細胞質μ鎖を発現するが、表面Igは発現しない
ということを実証することによって証明された。
実施例6
PBSFのIn Vivoでの生物活性
A.トランスジェニック マウス
PBSF遺伝子を持つ1.78kbのHind IIIフラグメントを、V19.12
に類似であるが、SV40の初期プロモーターの代わりにラット アルブミン
プロモーターを含むV19.13でクローンした。ラット アルブミン プロモータ
ーとエンハンサーの3′端へ、DNAフラグメントを挿入した。アルブミン プ
ロモーターを含むPBSF cDNAのコード配列をCsClのバンドで精製し
、1×注入用緩衝液(注入用緩衝液は10mMトリス、0.1mM EDTA、
pH7.5)
に対し透析した。1〜2ng/μlのDNA(線状DNAの約500コピーに匹
敵)を卵1個当たり注入した。注入卵を偽妊娠マウスへ移植し、20日後に子が
生まれた。子マウスに於けるPBSF DNAの存在を、尾から分離したDNA
のPCR増幅で決定した。尾から採った血液を、白血球、赤血球、血小板の数を
数えるためにSysmexで分析した。
それから、そのマウスを繁殖させ、F1動物を作った。PBSF遺伝子の存在
を検出するため、F1をスクリーニングした。PBSFの発現を検出するため、
逆転写酵素とPCRで、F1マウスの肝臓、骨髄、脾臓、筋肉から分離したRN
Aをスクリーニングした。
PBSF発現の組織効果を特徴づけるために、F1の、異なる器官を分離し、
組織化学的分析のために固定し、薄片にした。
B.ベビーマウスへのレトロウィルスの感染
mpZenベクター、G−CSFをコードする遺伝子を含むmpZenベクタ
ー、あるいはPBSF遺伝子を含むmpZenのいずれかでトランスフェクショ
ンを受けたPA317細胞のコンディショニングされた培地及びモロニー ウィ
ルス(Moloney virus)で感染させたNIH 3T3細胞のコンデ
ィショニングされた培地の混合物50μlを、3〜4日齢のベビーBalb/c
マウスに筋肉注射した。PA317のコンディショニングされた培地と3T3の
コンディショニングされた培地との比は10:1(v/v)であった。1,2,
3カ月後に、尾の静脈から血液を、EDTAで被覆した無菌チューブ(microfug
e tube)に入れた。ギムザ染色(Giemsa staining)及び構成分を数えるために
、血液塗沫標本を調製した。白血球、赤血球及び血小板の数を数えるため、血液
のSysmex分析を行なった。死に際して、あるいは安楽死の後、組織化学的
分析のために、選別した生きている器官を採取した。
C.骨髄遺伝子移植
骨髄細胞を破壊するため、B57/Jマウスに放射線をあてた。それから、m
pZenベクター、あるいはG−CSFかPBSF遺伝子を含むベクターを持つ
PA317細胞の5日間の共生培養によるin vitro感染の後のドナーの
動物からの骨髄細胞を上記マウスに移植した。生存で移植が成功したことを確認
後、血液からRNAを分離し、それぞれの外来遺伝子が発現しているか確かめる
ために、RNAを分析した。それから、Sysmexで血液の各成分を分析した
。
実施例7
PBSF発現の誘導と組織特異性
A.PBSF発現の誘導
サイトカイン合成を刺激すると一般に知られている条件下で、p64発現が誘
導されうるかどうかを決めるために、様々の誘導条件下でPBSF発現を研究し
た。実施例1Bと1Cで述べたように、未処理の、あるいはアメリカヤマゴボウ
分裂促進因子(PWM)で処理した、またはPWMとシクロヘキシミドで処理した
末梢血リンパ球からRNAを分離した。1.2%アガロースゲルでRNAを電気泳
動し、ランダムプライマー法によって32Pでラベルした、末梢血リンパ球のオリ
ゴdTプライマーのライブラリーからのPBSF cDNAクローンをプローブ
として、RNAを研究した。結果を図6に示す。
ノーザン ブロットによって、ヒト白血病細胞の分化誘導の間のPBSFの発
現もまた分析した。ヒト起源の骨髄腫単球細胞(myelomonocytic cell)の三つ
の株(HL−60,ATCC No.CCL-240;KG-1,ATCC No.CCL-246;ML-1,(Samalら,L
euk.Res.14,575-580(1990)))を、PMA、腫瘍壊死因子(TNF)、あるい
はTNFとIL−6での処理によってマクロファ
ージへ分化するよう誘導した。RNAを分離し、PWM及びシクロヘキシミド誘
導のために述べたように、そのRNAをノーザン分析に供した。図7にその結果
を示す。PMAで誘導したHL−60細胞にPBSFのmRNA合成の最高のレ
ベルを観察した。KG−1とML−1細胞ではいかなる条件でも、p64のmR
NAの非常に低いレベルしか検出しなかった。
B.PBSF発現の組織特異性
ノーザン分析及びRT/PCRの両方で、P−64の組織特異的発現を決めた
。プローブとして、セクションAで述べた32PラベルPBSFクローンを使って
、ノーザン ブロットで、ヒト脳、肺、胎盤(すべてClontech Laboratoriesか
ら購入)の全RNA約10μgとヒーラ及びPMA活性化Jurkat細胞から
のRNA 10μgを分析した。PBSFのmRNAが肺組織とヒーラ細胞に存
在していることを見出した。
RT/PCR分析を使って(Noonanら,Nucleic Acid Res.16,10366(1988))
、同様の結果を得た。ヒーラ細胞及びヒト脳、心臓、骨格筋、脾臓、胸腺、骨髄
、腎臓、肝臓、肺、精巣、胎盤からの全RNA約10μgから、実施例1Eで述
べたように、第一鎖cDNAを合成した。次の配列をもつ二つのプライ
マーを使って、自動サーモサイクラー(thermocycler)(PerkinElmer Cetus)
でPBSFのmRNAを増幅した。
5′AGGGATGGAACTACATTC 3′(センス プライマー)
5′TCATAGCTATCGCTGACC 3′(アンチセンス プライマー)
センスプライマー配列は、配列番号1のヌクレオチド323−340に対応し、アンチ
センス プライマーは配列番号1のヌクレオチド855−872に相補的である。アニ
ーリング温度を、プライマー−鋳型複合体の融解温度(Tm)の約2℃下にする
ようなストリンジェントな条件下で、計27回のサイクルで、プライマーをハイ
ブリダイズさせた。1.5%アガロースゲルで、結果として起こるプライマーか
らの産物を分析した。図8に、結果を示す。PBSFのmRNAは、ヒーラ細胞
、骨髄、肝臓、肺で発現し、40回以上のサイクルを除いて、実験した他の組織
でほとんど検出されなかった。増幅した産物がPBSFであるという同定は、サ
ザン ブロット分析で証明した。プローブとして、ランダム プライミングによ
って32PでラベルしたPBSFクローンの1190塩基対のHind III/X
ba I サブフラグメントを使った。
本発明は好ましい実施態様で記述してあるが、当業者が変形及び修飾を考える
ことが理解される。それ故、以下の請求の範囲は、本発明の範囲内に入る均等な
変形をすべて含むものである。
配列表
(1)配列番号1
(i)配列の特徴
(A)配列の長さ:2376
(B)配列の型:核酸
(C)鎖の数:二本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:
(2)配列番号2
(i)配列の特徴
(A)配列の長さ:45
(B)配列の型:核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:
(3)配列番号3
(i)配列の特徴
(A)配列の長さ:45
(B)配列の型:核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:
(4)配列番号4
(i)配列の特徴
(A)配列の長さ:45
(B)配列の型:核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:
(5)配列番号5
(i)配列の特徴
(A)配列の長さ:45
(B)配列の型:核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:
(6)配列番号6
(i)配列の特徴
(A)配列の長さ:45
(B)配列の型:核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:
(7)配列番号7
(i)配列の特徴
(A)配列の長さ:30
(B)配列の型:核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:
(8)配列番号8
(i)配列の特徴
(A)配列の長さ:14
(B)配列の型:核酸
(C)鎖の数:一本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:
(9)配列番号9
(i)配列の特徴
(A)配列の長さ:13
(B)配列の型:核酸
(C)鎖の数:二本鎖
(D)トポロジー:直鎖状
(xi)配列:
(10)配列番号10
(i)配列の特徴
(A)配列の長さ:16
(B)配列の型:アミノ酸
(xi)配列:
─────────────────────────────────────────────────────
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
C07K 1/22 8318−4H
16/24 8318−4H
19/00 8318−4H
C12N 1/21 8828−4B
5/10
15/09
C12P 21/02 ZNA C 9282−4B
21/08 9358−4B
// A61K 39/395 D 9284−4C
U 9284−4C
(C12N 1/21
C12R 1:19)
(C12N 5/10
C12R 1:91)
9455−4C A61K 37/02 ABY
(C12N 5/00 B
C12R 1:91)
(81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE,
DK,ES,FR,GB,GR,IE,IT,LU,M
C,NL,PT,SE),OA(BF,BJ,CF,CG
,CI,CM,GA,GN,ML,MR,NE,SN,
TD,TG),AT,AU,BB,BG,BR,CA,
CH,CZ,DE,DK,ES,FI,GB,HU,J
P,KP,KR,KZ,LK,LU,LV,MG,MN
,MW,NL,NO,NZ,PL,PT,RO,RU,
SD,SE,SK,UA,VN
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1.前B細胞の産生を刺激する活性を有する精製単離したポリペプチド。 2.幹細胞因子及びインターロイキン−7の存在下で、前B細胞の産生を刺激す る活性を有する請求項1のポリペプチド。 3.配列番号1のアミノ酸配列を有する請求項1のポリペプチドまたはその生物 活性フラグメントもしくはアナログ。 4.配列番号1の残基15ないし491のアミノ酸配列または残基32ないし491のアミ ノ酸配列を有する請求項3のポリペプチド。 5.外来DNA配列の原核細胞または真核細胞による発現の産物であることを特 徴とする請求項3のポリペプチド。 6.CHO細胞による発現の産物である請求項5のポリペプチド。 7.外来配列がcDNA配列である請求項5のポリペプチド。 8.外来配列がゲノムDNA配列である請求項5のポリペプチド。 9.外来配列が合成DNA配列である請求項5のポリペプチド。 10.外来配列が、自律的に複製するDNAプラスミドまたはウ イルスベクターに担われる請求項5のポリペプチド。 11.検出可能な標識と共有結合することで更に特徴づけられる請求項1または5 のポリペプチド。 12.水溶性ポリマーと共有結合することで更に特徴づけられる請求項5のポリペ プチド。 13.該ポリペプチドのアミノ末端部分から伸びているメチオニン残基を有する請 求項5のポリペプチド。 14.1)配列番号1のDNA配列及びその相補鎖、 2)1)の配列とハイブリダイズするDNA配列、 3)遺伝コードの縮重を除いて、1)及び2)の配列とハイブリダイズするで あろうDNA配列、 からなる群から選ばれたDNA配列であって、前B細胞の産生を刺激する活性を 有するポリペプチドをコードするDNA配列。 15.cDNAである請求項14のDNA配列。 16.ゲノムDNAである請求項14のDNA配列。 17.合成DNAである請求項14のDNA配列。 18.検出可能な標識と共有結合した請求項14のDNA配列。 19.E.coli宿主細胞での発現のために好ましい一つ以上のコドンを含む請求項14 のDNA配列。 20.本質的に配列番号1からなる請求項14のDNA配列。 21.請求項14または20記載のDNA配列を含む生物機能を有するプラスミドまた はウイルスDNAベクター。 22.請求項21記載のDNAベクターで安定に形質転換された、あるいはトランス フェクトされた原核細胞あるいは真核細胞の宿主細胞。 23.ポリペプチド、フラグメント、またはアナログを発現させるように請求項14 または20記載のDNA配列で形質転換された、あるいはトランスフェクトされた 原核細胞あるいは真核細胞の宿主細胞により発現されたポリペプチド産物。 24.請求項1または4記載のポリペプチドの精製法であって、 1)因子に特異的に結合する抗体を、固体支持体に結合させること、 2)ポリペプチドを抗体に選択的に結合させるように、ポリペプチドを含む溶液 と前記結合抗体を接触させること、 3)結合したポリペプチドを溶出すること、 からなる精製法。 25.請求項4記載のポリペプチドの生産方法であって、 該ポリペプチドを発現させるように、請求項13、14、または21 記載のDNA配列で形質転換された、あるいはトランスフェクトされた原核細胞 あるいは真核細胞の宿主細胞を、適切な栄養条件下で培養すること、および上記 DNA配列から発現された該ポリペプチドを分離することを含む方法。 26.治療上有効量の請求項1のポリペプチドおよび医薬として受け入れられる希 釈剤、アジュバント、または担体を含む医薬組成物。 27.IL-1、IL-2、IL-3、IL-4、IL-5、IL-6、IL-7、SCF、L-BCGF、またはH-BCGF の一つ以上の治療上有効量と共に、請求項1記載のPBSFの治療上有効量を投 与することを含む哺乳動物の造血系疾病を治療する方法。 28.IL-1、IL-2、IL-3、IL-4、IL-6、IL-7、SCF、L-BCGF、またはH-BCGFの一つ 以上の治療上有効量と共に、請求項1記載のポリペプチドの治療上有効量を投与 することを含む、骨髄移植を受けている患者を治療する方法。 29.造血系疾病が前B細胞の不足であり、IL-7およびSCFと共にPBSFを投与 する請求項27の方法。 30.配列番号1の位置2ないし491のアミノ酸配列を持つポリペプチドにフレー ムを合わせて融合した、ヒトコンセンサスイ ンターフェロンまたはウシ成長ホルモンのアミノ末端からのアミノ酸配列の一部 または全部を含む融合蛋白質。 31.E.coli宿主細胞に於ける発現の産物である請求項30記載の融合蛋白質。 32.請求項1のポリペプチドまたはそのペプチドフラグメントに特異的に結合す る抗体。 33.請求項31の融合蛋白質に特異的に結合する抗体。 34.モノクローナル抗体である請求項32または33の抗体。
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