JPH08511431A - 組換え角質層キモトリプシン酵素(scce) - Google Patents

組換え角質層キモトリプシン酵素(scce)

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JPH08511431A JP7502616A JP50261695A JPH08511431A JP H08511431 A JPH08511431 A JP H08511431A JP 7502616 A JP7502616 A JP 7502616A JP 50261695 A JP50261695 A JP 50261695A JP H08511431 A JPH08511431 A JP H08511431A
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Abstract

(57)【要約】 本発明は、配列番号:2のアミノ酸配列を有するポリペプチドまたは本出願において定義されるSCCE活性を有するその類縁体もしくは変異体、たとえば、配列番号:2のアミノ酸配列のサブ配列を有するポリペプチドに関する。さらに本発明はSCCE活性を有するポリペプチドをコードするヌクレオチド配列、ならびにそのヌクレオチド配列からなる発現系、発現ベクター、プラスミドおよび非ヒト生物体に関する。本発明の重要な態様は、SCCE活性を有するポリペプチドからなる医薬組成物、化粧料またはスキンケア組成物、ならびに様々の疾患たとえば座瘡、乾皮症もしくは他の角質増殖症たとえば胼胝および毛孔性角化症ならびに各種魚鱗癬、乾癬および他の炎症性皮膚疾患たとえば湿疹の処置または予防のためのSCCE活性を有するポリペプチドの使用に関する。さらに、本発明は、自己免疫性天疱瘡または棘融解性疾患たとえば家族性天疱瘡およびダリエー病の処置または予防のための医薬組成物を製造するためのネイティブSCCEの酵素活性に対して阻害作用を有する化合物の使用に関する。

Description

【発明の詳細な説明】 組換え角質層キモトリプシン酵素(SCCE) 本発明は、組換えポリペプチドおよびそのポリペプチドをコードするヌクレオ チド配列、そのポリペプチドを発現できる発現系、ならびにそのポリペプチドか らなる医薬および化粧料組成物、および多様な化粧用および治療用目的における そのポリペプチドの使用に関する。発明の簡単な説明 臓器としての皮膚は、生物学的、医学的および美容学観点から、興味をそそる ものである。皮膚疾患には、臓器特異的な疾患たとえば乾癬および湿疹、あるい は全身疾患の表出たとえば全身性アレルギー反応のような多くの疾患がある。皮 膚特異的な疾患が存在するという事実は、皮膚に独特な分子機構の存在の証明と 考えることができる。同様に、皮膚特異的な分子過程に関する研究は、皮膚疾患 の理解および処置に重要である。これらの過程のいくつかが何らかの様式で皮膚 の最も専門化された機能、すなわち体外と体内の間の物理化学的障壁の形成に関 係していると考えるのは合理的であると思われる。物理化学的な皮膚障壁は皮膚 の最外層すなわち角質層に局在する。 角質層は皮膚の最も専門化された構造である。それは表皮の分化過程の最終生 成物、すなわち皮膚の最外層部分を占める重層扁平上皮である。表皮の細胞の大 部分は分化の様々な段階にある角化細胞から構成される。最下層の角化細胞、基 底細胞は、真皮と接触する基底膜すなわち皮膚の結合組織上に存在し、分裂能を もつ唯一の角化細胞である。基底細胞のある分画は連続的に基底膜から離脱して ある分化過程を経過し、これによりこれらの細胞は最終的に角質層のビルディン グブロックとなる。この過程において、角化細胞は多数の適応変化を経過する。 表皮特異的なサイトケラチンから構成される細胞骨格の含量が増加する。隣接す る細胞の中間フィラメントはデスモソーム数の増加によって一つの機能単位に合 体する。最も劇的な変化は、最上の生存細胞層、顆粒層から非生存角質層への遷 移時に起こり、この過程は通常、角化と呼ばれる。共有結合で架橋された蛋白質 が形質膜の内側に接近して付着し、極めて強固な細胞被膜を形成する。さらに、 角化細胞特異的な細胞オルガネラに由来する脂質に富んだ物質が細胞外空間に分 泌され、角質層の細胞を取り囲む脂質の層状構造を形成することにより、親水性 物質の透過に対する障壁が構築される。最後には、濃厚に充満したサイトケラチ ンフィラメントを除いてすべての細胞内構造が消失する。 角質層の細胞、すなわち角質細胞は、したがって、生存していない。これは、 角質層における様々な過程の調整は角化細胞がまだ生存している段階での「プロ グラミング」の結果でなければならないことを意味する。表皮のターンオーバー は正常時には約4週で進行し、その間約2週間、細胞は角質層の一部であり、落 屑の過程での皮膚表面からの細胞剥離によって終結する。この過程は、角質層の 「プログラミング」の例である。角質層の物理化学的障壁としての機能の必要条 件は、その個々の細胞が、機械的に強固な構造、すなわちデスモソームによって 互いに保持されることである。落屑の必要条件であるデスモソームの崩壊は、そ の組織の障壁機能に障害を与えることなく、角質層の新規な産生とバランスをと って、皮膚表面からの細胞の剥離を起こすように調整されなければならない。角化の障害 様々な重篤度の皮膚の多数の病的状態の中に、角化過程の障害がある。乾癬で は、典型的な慢性炎症に加えて、この疾患の典型的な落屑を生じる未成熟角質層 の過剰産生がある。「鱗屑」の形成を招く肥厚化した角質層によって特徴づけら れる一群の遺伝性皮膚疾患、いわゆる魚鱗癬がある。数種の魚鱗癬では落屑速度 の低下が認められる。魚鱗癬ほど重篤ではないが、「ドライスキン」(乾皮症) もまた、角質細胞が正常の場合のように単一の細胞または細胞の小凝集塊として ではなく、大きな肉眼的にも見える落屑として剥離する角質層によって特徴づけ られる。この障害は、高齢者およびアトピー患者、すなわち、皮膚刺激に対する 抵抗性の低下および特徴的な形態の内因性湿疹を発症する素因を有する個体の間 では極めて一般的である。座瘡疾患においては、脂腺の管内に角化障害があり、 それが面皰およびプラグの形成を招く。面皰の形成が先行し、それが炎症性の座 瘡病変を誘発するものと考えられている。角化には蛋白分解酵素が関与する 角化過程および角質層のターンオーバー時には、蛋白分解酵素が重要な役割を 果たしていると思われるいくつかの段階がある。確かに、生存細胞と角化表皮層 の間の遷移時に起こるサイトケラチンフィラメントを除くすべての細胞内構造の 消失には蛋白分解が関与しているに違いない。角化時のサイトケラチンフィラメ ントの特殊な型での凝集に際して機能すると考えられる蛋白質であるフィラグリ ンへのプロフィラグリンの変換は、特異的なプロテイナーゼによって触媒される 可能性がある。角質層においては、フィラグリンはさらに低分子量の成分に分解 され、これは多分「天然の保水剤」とし て重要であると思われる。角化の過程にはさらにサイトケラチンポリペプチドの 蛋白分解的修飾がある。最後に、蛋白分解現象は、最終的に落屑を招来する過程 における角質層内の細胞間接着構造の崩壊に重要な役割を果たすものと思われる 。角質層細胞の接着と落屑。デスモソームの役割 角質層ならびに表皮の生存部分における細胞間接着は、その重要な部分がデス モソームによって仲介されている。デスモソームは、それぞれが2つの隣接する 細胞によって形成される2個の対称的な半成分から構成されている。デスモソー ムの各半成分はサイトケラチンフィラメントに連結する一つの細胞内部分と、細 胞内に繋留され膜貫通部および細胞外部分を有する糖蛋白質によって形成される 一つの部分とをもっている。これらの蛋白質の細胞外部分、デスモグラインは、 接着分子であり、細胞外空間におけるそれら互いの相互作用によって接着構造が 形成される。デスモソームの崩壊は、手掌および足裏の角質層では、非手掌足裏 角質層に比べて多少異なる経路をたどるように思われる。後者の組織では、細胞 の完全な角化後直ちにほぼ85%のデスモソームが消失する。極端に平坦化した細 胞の絨毛端に優先的に局在するデスモソームの残部は、落屑が起こるレベルまで は見掛け上無傷のままである。手掌足裏角質層においては、角質細胞の平坦化の 程度ははるかに低く、この組織の深層ではデスモソームの広範な崩壊はない。い ずれの組織においても落屑はデスモソームの崩壊に関連している。魚鱗癬の皮膚 においては、また「ドライスキン」においても同様に、角質層の表層部における デスモソーム数に増加が認められている。角質層細胞間脂質 手掌足裏角質層および非手足裏角質層の間のデスモソーム崩壊の差はこの2つ の型の組織における細胞外脂質量の差に関係するのかもしれない。脂質の含量は 非手掌足裏角質層の方が著しく高い。水および他の親水性物質の透過に対する障 壁としてのこの組織の効率は手掌および足裏の角質層よりも優れていると推論さ れる。デスモソームは有意な容量を占めることから、また無傷のデスモソームは 細胞外空間の拡大を防止することから、デスモソームの崩壊が、より広い細胞外 空間の脂質による利用を可能にする機構であると思われる。角質層の細胞外脂質 はまた、いくつかの他の様式で落屑にも関係する。それらは、細胞外空間の主要 な構成成分であるから、それらが、この位置で機能する酵素、たとえば、デスモ ソームの崩壊に関与する酵素の活性に対して重要な影響をもつことが予想される 。実際に、脂質代謝における様々な障害が数種の魚鱗癬の有力な原因であること が示されてきた。脂質自体が角質層細胞の接着にある程度は寄与している可能性 も考えられる。しかも、脂質の角質層細胞外空間への分泌は、同じく多数の酵素 の分泌とも関連するように思われる。脂質の前駆体は上層の生存角化細胞内の特 異的なオルガネラに貯蔵されている。これらのいわゆる層板体は多くの加水分解 酵素を含有することが明らかにされている。したがって、角質層においてデスモ ソームの崩壊に関与する酵素は多分、不活性なプロ−型として角化細胞により合 成され、層板体に保存され、角化時に角質層細胞外空間に分泌され、そこで活性 化され、その活性はさらに、他の因子の中でもとくに細胞外脂質の成分によって 調節されるものと推測される。生存表皮における細胞接着の障害 角化していない生存表皮層中の角化細胞間の接着に損傷のある多くの皮膚疾患 がある。これらの疾患は棘融解と呼ばれる状態、すなわち他の点では外見上正常 な角化細胞間のデスモソーム接触の破綻によって特徴づけられる。この過程は、 プロテイナーゼによって仲介されると思われるが、それらは現在のところ完全に は確認されるには至っていない。広範囲に庖疹形成を招来した場合の棘融解は、 自己免疫性疾患の尋常性天庖瘡および落葉性天庖瘡、遺伝性の良性家族性天庖瘡 (ヘイリーヘイリー病)および遺伝性毛包性角化異常(ダリエー病)がある。表皮は免疫および炎症反応において能動的役割を果たす 体内と体外の間の物理化学的障壁を形成する機能に加えて、表皮はまた能動的 な免疫学的障壁としても機能する。角化細胞は多数のサイトカインおよび他の炎 症性メディエーターの産生能ならびにそれらに対する応答能を有し、それを介し て角化細胞は免疫および炎症系の細胞と連携し相互作用する。これは微生物感染 に対する宿主の防御および創傷治癒において極めて重要である。最近の研究では 、角化細胞が多くの炎症性皮膚疾患たとえば乾癬および湿疹において能動的役割 を果しているらしいことも示されている。表皮のプロテイナーゼは炎症に重要な可能性がある 角化細胞で産生されるサイトカインの一つにインターロイキン1(IL−1)が ある。IL−1は2つの形態、IL−1αおよびIL−1βとして存在し、いずれも表皮 内にある。IL−1αは合成されたままで完全な活性を示すが、IL−1βは不活性な 31kDのプロ−型として合成される。プロ−IL−1βは、たとえば単球に存在する 特異的なプロテイナーゼによって活性な17kD型に変換されるが、この酵素は現 在までのところ正常な表皮には検出されていない。しかしながら、キモトリプシ ン様の基質特異性を有する多数のセリンプロテイナーゼ(膵臓キモトリプシンお よび好中顆粒球のカテプシンG)もまた、プロ−IL−1βのアクティベーターと して働く。 Norris(1990)によって示唆されているように角質層の細胞内空間に存在する 蛋白分解酵素は、ある種の条件下には、サイトカインの不活性型を活性型に変換 できるものと考えられる。この関係でとくに興味があるのは、生物学的に不活性 なプロインターロイキン−1βであり、これは角化細胞によって産生されること が明らかにされている(Mizutaniら、1991)。現在までのところ、プロインター ロイキン−1βの活性なインターロイキン−1βへの変換能を有する表皮酵素は 見出されていない。しかしながら、キモトリプシンおよびカテプシンG(キモト リプシン様酵素)は不活性な31kD組換えプロインターロイキン−1βの完全に活 性な17kD型への変換の触媒能を有することから、表皮のキモトリプシン様酵素も この変換を触媒できる可能性がある。発明の詳細な説明 本発明は、角質層においてデスモソームの崩壊に関与すると考えられる、角質 層キモトリプシン酵素(SCCE)と命名されている酵素に関する。皮膚の角化表層 の表面からの細胞の剥離には、デスモソーム蛋白質の崩壊が関係し、それに関与 する酵素が亜鉛イオンによって阻害可能なキモトリプシン様セリンプロテイナー ゼであると考えられる証拠を例1に示す。 例2には、角質層キモトリプシン酵素(SCCE)、すなわち角質層における細胞 内接着構造のインビトロまた多分インビボでの崩壊に 関与する条件を満たすプロテイナーゼを記述する。例3には、色素原性基質を用 いて、角質層キモトリプシン酵素(SCCE)活性の一部の特徴を記述する。 結果は、SCCEが他のキモトリプシンプロテイナーゼとは酵素学的に異なること を示している。阻害剤プロフィルおよびキモトリプシン様酵素の2つの異なる基 質の分解能は、SCCEの場合、ウシキモトリプシンおよびヒトカテプシンGと比較 して有意に相違する。SCCEはまた、ヒトマスト細胞キマーゼとも異なるように思 われる。後者の酵素は、Suc-Ala-Ala-Pro-Phe-pNAの分解を効率的に触媒し(Sch wartzら、1987およびSchechterら、1989参照)−SCCEは触媒しない−、アプロチ ニンまたはSBTIによって阻害されない(Schechterら、1983およびWintroubら、1 986)−SCCEは阻害される。 例4には、角質細胞のKCl抽出物から、不溶化大豆トリプシンインヒビター(S BTI)上アフィニティークロマトグラフィーによるSCCEの部分精製、およびSCCE のN−末端アミノ酸配列の決定について記載する。非還元サンプルについては、 収率は工程1〜6では良好であったが、工程7および9では0に低下し、以後の 工程の収率は著しく低下した。還元サンプルでも、工程7および9ではアミノ酸 誘導体は検出できなかったが、誘導体が検出できた以後の工程では収率の急峻な 低下はなかった。これらの結果は位置7および9にはシステインがあることを示 唆するものである。しかしながら、還元およびヨード酢酸(100mM)処置後の工 程7および9においてカルボキシメチル化システインを検出することはできなか った。得られた配列(図13、配列番号:3)は還元および非還元サンプルで同 一であった。 例5にはSCCE特異的モノクローナル抗体ならびにポリクローナルSCCE特異的ト リおよびウサギ抗体、さらにモノクローナル抗体による免疫組織学的研究を記述 する。 例6には、ヒトSCCEをコードするcDNAのクローニングおよび配列決定を記述す る。最初に、表皮起源のヒト成人角化細胞から誘導されたmRNAよりcDNAライブラ リーを調製し、抗−SCCEウサギポリクローナル抗体でスクリーニングした。抗体 の一つは高いバックグランドシグナルを与え、初期段階で広範なスクリーニング 試験から除外された。他のポリクローナル抗体(D−5)を用い、真の陽性プラ ークと予想される多数の免疫反応性プラークを濃縮した。しかしながら、いずれ のプラークについても、モノクローナル抗体moAb4およびmoAb9との反応性は認 められなかった。単離された11個のプラークについての広範な制限酵素による特 徴づけならびにPCRでの特性特徴により、各種プラーク間に類似性は検出できな いことがわかった。確かなSCCE cDNΛ配列の「指紋」決定のこの失敗に基づき戦 略を変更せざるを得なかった。 上基底角化細胞におけるSCCE免疫反応性物質の優先的な検出にもかかわらず、 培養ヒト角化細胞から調製したcDNAライブラリーをSCCE cDNΛのスクリーニング に用いた。このようなライブラリーには基底角化細胞のみからのcDNΛを含むこ とが期待できる。この試みは、基底角化細胞のSCCEモノクローナル抗体も使用し て、弱いが多分重要な免疫染色が観察されたことに基づくものであった。 例4に記載の実験的に決定されたネイティブSCCE酵素のアミノ末端配列の最も 信頼できる部分のアミノ酸配列Ile-Ile-Asp-Gly-Ala-Pro(配列番号:10,aa1 〜aa6)に基づいて設計された合成17− マーオリゴヌクレオチドプローブを使用して、プラークをスクリーニングした。 実験的に決定されたアミノ配列内の不確かさにより、このヘキサペプチドが最も 信頼できる部分の一つであると判断した。さらに、このヘキサペプチドをコード する可能性があるコドンにはDNAプローブの可能な縮重が最も少なかった。実験 的に決定されたさらに長い配列、Gln-Val-Ala-Leu-Leu-Ser-Gly-Asn-Gln-Leu( 配列番号:3、aa15〜aa24)は、このペプチド配列をコードする配列の高度な縮 重により除外された。14の陽性プラークが、一次スクリーニングで同定された。 これらの陽性プラークを上に記載したのと同じプローブ、同じ方法を用いて再ス クリーニングした。再スクリーニング操作後に2つの陽性プラークが同定された 。この2つの選ばれたプラークをさらに一度精製し、挿入体のサイズを、プライ マーとして2つのファージアームと相補性のSYM 1600およびSYM 1601を、鋳型と して単離されたファージを用いてPCRによって測定した。このクローン化された フラグメントを部分配列分析に付した。 得られたDNA配列の翻訳により実験的に決定された蛋白質配列と相同なアミノ 酸配列が得られた。しかしながら、この配列は翻訳開始コドンを欠いていた。完 全長cDNAを単離するために、得られたDNAフラグメントをアガロースゲル上で分 離して、緊縮条件下でのハイブリダイゼーションを可能にするプローブとして使 用した。完全長cDNAを得るためには、このプローブによりcDNAライブラリーを、 緊縮条件下65℃でハイブリダイゼーションを行ったほかは上述の場合と同じ方法 を用いて2回再スクリーニングした。これらの実験により45個のそれぞれ陽性の プラークが同定され単離された。これらを最初に、PCRプライマーとしてSYM 160 0またはSYM 1601を SY 3208と組み合わせて使用し、PCR分析によってスクリーニングして、全5′オ ープンリーディングフレームを含むプラークを同定した。 さらにスクリーニングおよび配列分析を行ったのち、これらのファージに由来 する得られたPCR増幅フラグメントを例6に詳述したようにクローン化したとこ ろ、結果は、ファージの一つ、205.2.1が完全長の挿入体を含有することを示す ものであった。cDNAフラグメントの完全ヌクレオチドが決定された。このヌクレ オチド(配列番号:1)は、シグナルペプチドおよびプレポリペプチドを含む25 3個のアミノ酸から構成されるSCCE前駆体蛋白質の全アミノ酸配列(配列番号: 2)をコードするのに十分なオープンリーディングフレームを含有した。 例7には、SCCE cDNA配列に基づいて調製されたcDNAプローブとハイブリダイ ズ可能であった2つのSCCE mRNA種のヒト表皮における検出を記述する。 例8には、組換えSCCEの大腸菌内での発現を記述する。結果は、細菌内におい て組換えSCCEの製造が可能であることを示している。 例9には、組換えヒトSCCEの哺乳動物細胞内での発現を記述する。すべての利 用可能なポリクローナルウサギおよびトリSCCE抗体、ならびに寄託されモノクロ ーナル抗体と反応性を示す3つの蛋白質が製造される。ネイティブなSCCEに対し て作成された抗体と反応性の組換え蛋白質は、精製されたネイティブなヒトSCCE よりも約1kDa大きな見掛けの分子量を示す。この組換え蛋白質は蛋白分解活性 を示さない。 組換えSCCEの精製、活性化および更なる特徴を例10に記述する。 組換えSCCEの不活性なプロ−型はトリプシンもしくはエンドペプチダーゼLys-C での蛋白分解切断によって活性化できる。塩基性アミノ酸の後でペプチドを切断 する他の多数のプロテアーゼ、たとえばエンドプロテイナーゼLys-C、パパイン およびプラスミンは、プロ−SCCEを活性なSCCEに活性化できるものと予想される 。シグナルペプチドは、22個のアミノ酸から構成されネイティブな活性SCCEのN −末端アミノ酸配列に基づき、プロペプチドは7個のアミノ酸から構成されるこ とが見出されている。さらに、製造された組換えSCCEは2つのN−グリコシル化 型および1個の非グリコシル化型で存在し、これは活性なネイティブSCCEで得ら れた結果と同様である。 「角質層キモトリプシン酵素(SCCE)」または「SCCE活性を有するポリペプチ ド」の語はその最も広い局面において、セリンプロテアーゼもしくはそのプロ型 たとえばプロ酵素(プロ−SCCE)または蛋白分解切断によって活性化可能な融合 蛋白質を意味し、活性型におけるその酵素は、中性のpHまたは中性付近のpH、生 理学的温度においてインキュベートされた皮膚の角化層のサンプルによってモデ ル系に誘導できる自然発生細胞解離の場合と同じインヒビターにより類似の様式 で阻害される。 さらに特定すれば、「SCCE活性を有するポリペプチド」の語は、したがってキ モトリプシンおよびカテプシンGとは異なり、その活性型が基質、MeO-Suc-Arg- Pro-Tyr-pNA(S-2586)を分解できるポリペプチドと定義され、このポリペプチ ドによる分解は基本的に例3および13に記載され図9および表5に例示されたよ うに、アプロチニン、キモスタチンおよび硫酸亜鉛によって阻害される。 なおさらに特定すれば、「SCCE活性を有するポリペプチド」の語 は、足裏角質層のインビトロでのインキュベーション時にデスモソーム蛋白質、 デスモグラインIの蛋白分解性崩壊を起こすことができるポリペプチドを含む。 このようなポリペプチドは、一般的に、解離した足裏角質層細胞の抽出物から 精製されたネイティブSCCEに対して作成された抗体とも反応する。このような抗 体の例には、例5.2の記載のようにして製造されたポリクローナル抗体、ならび に例5.1に記載のようにして製造されたモノクローナル抗体TE4bおよびTE9bがあ る。これらのモノクローナル抗体はブダペスト条約の規定によりEuropean Colle ction of Animal Cell Cultures,Porton Down,Salisbury,Wiltshire SP4 OJG 、United Kingdomに、それぞれ受託番号ECACC 93061817および受託番号ECACC 93 061816として寄託されたハイブリドーマTE4bおよびTE9bによって産生される。 ヒトSCCEをコードするcDNAのクローニングおよび配列決定は、例6に記述され る。シグナルペプチドおよびプレポリペプチドを包含する253アミノ酸から構成 されるSCCE前駆体蛋白質の全アミノ酸配列をコードするのに十分なオープンリー ディングフレームを含むクレオチド配列が見出された。このヌクレオチド配列は 配列番号:1に、「角質層キモトリプシン酵素(SCCE)」の推定アミノ酸配列は 配列番号:2に示す。 「プロ−SCCEまたはその類縁体もしくは変異体」の語は、本発明のヌクレオチ ド配列を適当な発現系で発現させた場合に産生し、蛋白分解により活性化すると 、中性のpHまたは中性付近のpH、生理学的温度、すなわち約37℃においてインキ ュベートされた皮膚の角化層のサンプルによってモデル系に誘導できる自然発生 細胞解離の場 合と同一のインヒビターにより阻害できるセリンプロテイナーゼを与える、アミ ノ酸配列、配列番号:2を有するポリペプチドまたはその配列の類縁体もしくは 変異体を意味する。一般的にこの蛋白質は精製されたネイティブまたは組換えの SCCEに対して作成された抗体と反応する。 「SCCEまたはその類縁体もしくは変異体」の語は、本発明のヌクレオチド配列 を適当な発現系で発現させた場合に産生して、中性のpHまたは中性付近のpH、生 理学的温度すなわち約37℃においてインキュベートされた皮膚の角化層のサンプ ルによってモデル系に誘導できる自然発生細胞解離の場合と同じインヒビターに よって阻害できるセリンプロテイナーゼである、アミノ酸配列、配列番号:2を 有するポリペプチド、またはその配列の類縁体もしくは変異体を意味する。一般 的にこの蛋白質は、精製されたネイティブまたは組換えのSCCEに対して作成され た抗体と反応する。 「その類縁体もしくは変異体」の語はしたがって、配列番号:2に示すアミノ 酸配列を正確にはもたないが、上に定義した「SCCE活性」をなお有するポリペプ チドを意味する。一般的に、このようなポリペプチドは、実施例に記載されたSC CE蛋白質と比べて、たとえばある程度、アミノ酸組成、または翻訳後修飾たとえ ばグリコシル化もしくはリン酸化において変化したポリペプチドということにな る。 したがってここでは「類縁体」または「変異体」の語は例6に記載のSCCE蛋白 質に由来する特徴的アミノ酸配列、配列番号:2と類似のアミノ酸組成または配 列を有し、SCCE蛋白質類縁体の発生のために、アミノ酸配列を変える微小な変化 たとえば欠失、部位特異的 突然変異誘発、余分のアミノ酸の挿入、またはその組合せが行われた蛋白質また はポリペプチドを表わすために用いられる。これらの修飾は類縁体に、興味ある 、有用な新規の性質を与えることができる。類縁体ポリペプチドまたは蛋白質は 、動物もしくはヒトから誘導することが可能であり、また部分的にもしくは完全 に合成起源のもであってもよい。類縁体はまた、組換えDNA技術を用いて誘導す ることもできる。 本発明の重要な実施態様はしたがって、配列番号:2に示すアミノ酸配列また は以下に定義するそのアミノ酸配列のサブ配列とは異なるが本質的には上に定義 されたようなSCCE活性を有するアミノ酸配列からなるポリペプチドを生じるよう に、少なくとも1個のアミノ酸残基が異なるアミノ酸残基により置換および/ま たは少なくとも1個のアミノ酸が欠失もしくは付加されたポリペプチドに関する 。 本発明の興味ある実施態様は、50〜250個のアミノ酸、たとえば少なくとも70 個のアミノ酸、少なくとも100個のアミノ酸、少なくとも150個のアミノ酸または 少なくとも200個のアミノ酸からなる本発明のポリペプチドの類縁体またはサブ 配列であるポリペプチドに関する。 本発明のとくに重要な実施態様は、配列番号:2におけるアミノ酸配列−7〜 224を有するポリペプチド(プロ−SCCE)および配列番号:2におけるアミノ酸 配列1〜224を有するポリペプチド(SCCE)である。 「酵素的に活性なサブ配列」の語は配列番号:2に示したポリペプチド配列の 一部のみからなり、酵素活性を有するポリペプチド配 列を意味する。ここで説明された修飾により類縁体化されたポリペプチドサブ配 列も包含される。酵素活性部位からなる特異的ポリペプチド(単数または複数) はとくに興味の対照となる。 推定されたアミノ酸配列、配列番号:2を、ヒトキモトリプシン(Toultaら、 1989)、ヒトカテプシンG(Salvesenら、1987)およびヒトマスト細胞キマーゼ (Caugheyら、1991)酵素のアミノ酸配列と比較した。推定されたアミノ酸配列 はセリンプロテアーゼの保存的活性領域を含有するが、ホモロジーの程度は極め て低く、約33〜38%である。この点では、SCCEは既知のセリンプロテイナーゼと は通常の類似性しかもたないように思われる。他方、SCCEは、活性部位のヒスチ ジン、アスパラギン酸およびセリン残基ならびにこれらの部位に近接する保存さ れた領域に関しては典型的なセリンプロテイナーゼである。これはまた大部分の システイン残基およびセリンプロテイナーゼの他の高度に保存された領域につい ても事実である。一次特異性ポケットの底部(キモトリプシンにおける残基189 )には、ヒトキモトリプシン、マスト細胞キマーゼ、および前立腺特異的抗原で はセリン残基が、ヒトカテプシンGではアラニン残基がある。これに対してSCCE では、この位置はアスパラギン残基によって占められている。これが、SCCEは疑 いなくキモトリプシン活性を有するが、各種色素原性ペプチド基質に対するその 相対活性はキモトリプシンおよびカテプシンGとは異なり、また、キモトリプシ ン様酵素の低分子質量インヒビターであるキモスタチンの阻害効率も異なる所見 を説明するものと考えられる。 ヒトキモトリプシン、ヒトカテプシンGおよびヒトマスト細胞キマーゼの配列 とSCCEの配列との間の比較を、配列の以下のアライン メントによって示す。 アラインメントは手作業で実施した。 HUMCTRP=ヒトキモトリプシン(Touitaら、BBRC 158:569-575、1989) HUMCHTG=ヒトカテプシンG(Salvesenら、Biochemistry 26:2283-2293,198 9) HUMCHYM=ヒトマスト細胞キマーゼ(Caugheyら、J.Biol.Chem.226:12956- 12963,1991)ホモロジー : HUMCTRP/SCCE:85/224=38% HUMCHTG/SCCE:74/224=33% HUMCHYM/SCCE:74/224=33% HUMCHTG/HUMCHYM:109/226=48% 位置番号はキモトリプシノーゲンによる。下線 : 活性部位付近(キモトリプシンでは、Ile 15,His 57,Asp 102,Ser 195)お よびキモトリプシンの一次特異性ポケット(キモトリプシンでは、Ser 189,Ser 213〜Try 215,Gly 226)の保存された領域。星印 :SCCEにおいて可能性のあるN−グリコシル化部位 本発明の重要な実施態様はしたがって、アミノ酸配列からの20個のアミノ酸の 連続鎖が配列番号:2に示すアミノ酸配列から選択される同じ長さのアミノ酸鎖 と少なくとも80%程度の相同性を示すアミノ酸配列のポリペプチドに関する。 配列番号:2に示すポリペプチドと少なくとも80%、たとえば少なくとも85% たとえば90%の相同性を有する本発明のポリペプチド 配列は重要な実施態様を構成する。配列番号:2に示す配列は全く独特と思われ えるので、本発明の範囲は配列番号:2に示すアミノ酸配列から選択された20個 のアミノ酸の類似の連続鎖に対する相同性の程度が55%以下、好ましくは70%以 下であってもよいポリペプチドを包含する。このような配列は他の種、たとえば マウス、ラット、ウサギ、モルモット、ブタまたはウシのような他の哺乳動物か らの類似の蛋白質から誘導することができる。配列の微小部分は他のセリンプロ テアーゼとかなりの類似性を示すことから、本発明の範囲はまた、配列番号:2 に示すアミノ酸配列から選択される20個のアミノ酸の類似の連続鎖と少なくとも 95%程度、とくに好ましくは少なくとも99%の相同性を有するペプチドを包含す る。 「配列相同性」の語は、ポリペプチドのアミノ酸の同一性および位置に関する 合致において、2またはそれ以上のアミノ酸のセグメントで、アミノ酸の配列が 同一であることを意味する。 すなわち、「相同な」の語はここでは、一定のポリペプチドと配列番号:2に 示すアミノ酸配列の間の同一性の程度を示すために用いられる。配列番号:2に 示すアミノ酸配列と比較されるアミノ酸配列は、たとえば以下に定義されるハイ ブリダイゼーションによって得られるDNAもしくはRNA配列のようなヌクレオチド 配列から推測することもできるし、また慣用のアミノ酸配列決定法によって得る こともできる。相同性の程度は、成熟ポリペプチドのアミノ酸配列に関して、す なわちリーダー配列を考慮に入れないで決定されるのが好ましい。一般的に、ヌ クレオチド配列の内部相同性を決定するためにそれらの配列を比較する場合には 、コード領域のみが用いられる。 本発明との関連において「寄託された抗体の少なくとも一つによって認識され るポリペプチド」の語は、寄託された抗体の少なくとも一つによって認識され、 配列番号:2に示すポリペプチドの任意のサブ配列の線状のまたは空間的なコン フォーメーションに関して実質的に連続した一連の配列を構成するアミノ酸から なるアミノ酸配列を包含するものである。本技術分野ではよく知られているよう に、二次または三次のコンフォーメーションも興味ある有用な性質を与え、エピ トープを構成するものと考えられる。寄託された抗体TE4bおよびTE9bはSCCEのエ ピトープのコンフォーメーションを認識するものと思われる。 例5.5.2.の記載のようにして調製されたポリクローナルウサギ抗体は、免疫蛍 光顕微鏡において、表皮顆粒層の顆粒状染色および下部角質層のむしろ拡散性の 染色を生じた。 精製されたネイティブまたは組換えSCCEに対して作成された抗体は一般的に角 化(角質化)されたヒト扁平上皮内の上基底細胞に結合するが、非角質化扁平上 皮内の上皮細胞には結合しない。これらの抗体はまた、ヒト皮膚の角質層の細胞 間空間にも結合する。 本発明のポリペプチドと反応性の抗体は、以下に掲げるように多くの目的に適 している。蛋白質の精製 :抗体は、アフィニティークロマトグラフィーまたは免疫沈降技術 を用いて、生物学的サンプルからポリペプチドまたはその類縁体を精製するため に使用できる。診断および治療 :ポリペプチドまたはその類縁体に対するモノクローナル抗体は 、動物およびヒトにおける疾患状態の診断および治療に用いることができる。診 断薬は、本発明のポリペプチドに対して 特異性を有する抗体とすることができる。抗体は他の蛋白質もしくは固体支持体 へのカップリングおよび/または凝集試験もしくは発色試験に使用することがで きる。このような抗体はまた、標準的な組織化学または免疫化学技術を用いて生 物学的サンプル中のSCCEポリペプチドまたはその類縁体の定量にも使用できる。 本発明は、その一態様において、上に定義した本発明のポリペプチドをコード するヌクレオチド配列に関する。とくに本発明は、実質的に配列番号:1に示し た配列からなるヌクレオチド配列に関する。他の重要な実施態様は、配列番号: 2のアミノ酸配列−7〜224からなるポリペプチドまたは配列番号:2のアミノ 酸配列1〜224からなるポリペプチドをコードするヌクレオチドのような配列番 号:2のアミノ酸配列のサブ配列を有するポリペプチドをコードするヌクレオチ ド配列に関する。 本発明はまた、配列番号:1に示すヌクレオチド配列と、例7および9に記載 したような高緊縮条件下にハイブリダイズするヌクレオチド配列に関する。 本発明は、他の態様においては、配列番号:1に示したヌクレオチド配列を有 するヌクレオチド配列またはその類縁体もしくはサブ配列であって、 1) 配列番号:1に示す配列と少なくとも90%の相同性を有し、および/また は 2) アミノ酸配列が配列番号:2に示すアミノ酸配列と少なくとも80%の相同 性を有するポリペプチドをコードし、および/または 3) 1993年6月18日にECACCに寄託され、仮受入番号ECACC 93061817 が与えられたハイブリドーマ細胞系TE4bによって産生されるモノクローナル抗体 または1993年6月18日にECACCに寄託され、仮受入番号ECACC 93061816が与えら れたハイブリドーマ細胞系TE9bによって産生されるモノクローナル抗体によって 結合されるポリペプチドをコードし、および/または 4) 解離した足裏角質層細胞の抽出物から精製されたネイティブSCCEに対して 作成されたポリクローナル抗血清により結合されるポリペプチドをコードする配 列に関する。 本発明の範囲内にはまた、上に定義されたヌクレオチド配列と、SCCE活性を有 するポリペプチドをコードするヌクレオチド配列が得られるように少なくとも1 個のヌクレオチドが欠失、置換もしくは修飾されるかまたは少なくともさらに1 個の付加的ヌクレオチドが挿入された点で異なる修飾されたヌクレオチド配列も 包含される。 本明細書および請求の範囲において「サブ配列」の語は、好ましくは少なくと も15ヌクレオチド、さらに好ましくは少なくとも18ヌクレオチド、とくに好まし くは少なくとも21ヌクレオチドのサイズを有する配列を意味する。本発明の多く の実施態様においては、本発明のヌクレオチド配列のサブ配列または類縁体は少 なくとも48ヌクレオチド、たとえば少なくとも75ヌクレオチドまたは少なくとも 99ヌクレオチドからなる。「サブ配列」は上述の基準1)〜4)の少なくとも一つ に合致するか、または配列番号:1に示すヌクレオチド配列とハイブリダイズし なければならない。 小フラグメントが、本明細書に記載されているようなPCR技術に有用なことは よく知られている。このようなフラグメントおよびサブ配列は、例7に記載の本 発明のヌクレオチド配列のmRNAフラグメ ントの同定におけるプローブとしての使用にとくに有用である。 本発明のDNAフラグメントに関して「類縁体」の語は、本発明のDNAフラグメン トによってコードされるポリペプチドと同一または実質的に同一のポリペプチド をコードするヌクレオチド配列を指示するものとする。同じアミノ酸が多様なコ ドンによってコードできることはよく知られている。コドンの利用はとくにその ヌクレオチド配列を発現させる問題の生物体の選択に関係する。したがって、本 発明のDNAフラグメントの1個または2個以上のヌクレオチドまたはコドンは、 それを発現させた場合、問題のDNAフラグメントによってコードされるポリペプ チドと同一または実質的に同一なポリペプチドを生じる他のヌクレオチドまたは コドンにより交換することができる。 また、「類縁体」の語はこの関係では、例3に記載のネイティブSCCE蛋白質の 活性に比較して類縁体の酵素活性に有意な悪影響を与えない微小な改変を有する ことを許容して、SCCEポリペプチドを構成するアミノ酸配列をコードする、配列 番号:1の特徴的なDNA配列と類似のヌクレオチド組成または配列のDNAフラグメ ントまたはDNA配列を指示するものとして用いられる。「有意な悪影響」の語は 、類縁体の酵素活性が、たとえば例3に記載のようにして測定した場合、ネイテ ィブSCCEの酵素活性の少なくとも50%、さらに好ましくは少なくとも60%、なお さらに好ましくは少なくとも70%たとえば少なくとも75%であることを意味する 。類縁のDNAフラグメントまたはDNA配列は動物もしくはヒトのような生物体から 誘導することもできるし、また部分的もしくは完全に合成起源のものであっても よい。類縁体は組換えDNA技術を用いて誘導することもできる。 さらに、「類縁体」および「サブ配列」の語は、配列中にたとえば1個または 2個以上のヌクレオチドの置換、挿入(イントロンを含む)、付加および再配列 のような変化で、そのDNAフラグメントまたはそのサブ配列によってコードされ るポリペプチドに実質的に悪影響を与えない変化を許容するものとする。 「置換」の語は全ヌクレオチド配列中の1個または2個以上のヌクレオチドの 1個または2個以上の異なるヌクレオチドでの置き換えを意味するものであり、 「付加」は全ヌクレオチド配列のいずれかの末端における1個または2個以上の ヌクレオチドの付加を意味するものと理解され、「挿入」は全ヌクレオチド配列 内部への1個または2個以上のヌクレオチドの導入を意味するものであり、「欠 失」は全配列のいずれかの末端からまたは内部の任意の適当な位置からの1個ま たは2個以上のヌクレオチドの除去を指示するものであり、「再配列」は2個ま たはそれ以上のヌクレオチド残基がそのDNAまたはポリペプチド配列の内部でそ れぞれ交換されたことを意味するものである。しかしながら、DNAフラグメント はまた、生物体に挿入する前または後に突然変異誘発によって修飾することもで きる。 本発明のフラグメント、配列、サブ配列および類縁体に関して本明細書または 請求の範囲において用いられる「フラグメント」、「配列」、「サブ配列」およ び「類縁体」の語はもちろん、それらの天然の環境におけるこれらの現象を包含 するのではなくて、たとえば、単離、精製、インビトロまたは組換え型における 現象として理解すべきである。 本発明の一実施態様においてはSCCEポリペプチドmRNAの検出およ び/または定量が、細胞または組織からのRNAの抽出およびそのcDNAへの変換つ いでポリメラーゼチェーン反応(PCR)における使用によって達成される。PCRプ ライマーは本発明のDNAフラグメントたとえば配列番号:1に示すDNAフラグメン トに基づいて合成できる。この検出および/または定量方法は、SCCE mRNAの発 現が正常より多いかまたは少ない疾患状態の診断のための診断方法として使用す ることができる。 また、本発明の範囲内には、本発明のヌクレオチド配列を検出できるヌクレオ チドプローブからなる診断薬、ならびに正常より多量のSCCEが存在するかまたは SCCEの突然変異型が存在する疾患を有する疑いのある患者からのサンプルを、上 述の診断薬と接触させてヌクレオチド配列を増幅させサンプル中における同一ま たは相同のヌクレオチド配列の存在を決定できるPCR分析に付すことからなる、S CCEの発現の調節が失われた疾患および/またはSCCE遺伝子が突然変異している 疾患の診断方法が包含される。 本発明のポリペプチドは、組換えDNA技術を用いて製造することができる。本 発明の重要な実施態様は本発明のヌクレオチド配列からなる発現系に関する。 本発明のポリペプチドの製造に用いられる生物体は高等生物体たとえば動物で もまた下等生物体たとえば大腸菌のような微生物であってもよい。使用される生 物体の種類には無関係に、本発明のDNAフラグメントは直接または適当なベクタ ーにより生物体内に導入される。別法として、ポリペプチドは本発明のDNAフラ グメントまたはその類縁体もしくはサブ配列を直接または発現ベクターにより導 入することにより哺乳動物細胞系内で産生させることもできる。 DNAフラグメントまたはその類縁体もしくはサブ配列はまた、適当な安定な発 現ベクターにクローニングし、ついで適当な細胞系内に入れることができる。所 望のポリペプチドを産生する細胞をついで、用いたベクターおよび細胞系に適当 な条件下における生産性のレベルに基づいて選択される。選択された細胞はさら に増殖させて、所望のポリペプチドの極めて重要かつ連続的な供給源を形成させ る。 本発明のDNA配列の特異的類縁体の例には、配列番号:1に示すDNA配列または その部分からなり、大腸菌内での発現にとくに適合させたDNA配列である。このD NA配列は、大腸菌内に適当な調節配列とともに挿入された場合、配列番号:2に 示すアミノ酸配列またはその部分を実質的に有するポリペプチドの発現を生じる 配列である。すなわち、このDNA配列は大腸菌によって認識される特異的なコド ンからなる。この実施態様の例は例8に記述する。 この関係では、「遺伝子」の語は、ポリペプチド鎖の産生に関与し、コード領 域の前後(5′上流および3′下流配列)の領域、ならびに個々のコードセグメン ト、エクソンの間にまたは5′上流もしくは3′下流領域に位置する介在配列、イ ントロンを包含するDNA配列を指示するものとして使用される。5′上流領域は、 遺伝子の発現を制御する調節配列、通常はプロモーターからなる。3′下流領域 は遺伝子の転写の終結に関与する配列、ならびに任意に、転写体のポリアデニル 化に関係する配列および3′非翻訳領域からなる。 上記に関連して、本発明は、本発明のポリペプチドをコードする上記ヌクレオ チド配列からなり、上記ヌクレオチド配列の発現を誘発できる5′隣接配列を包 含する発現系に関する。 とくに、本発明は、本発明のヌクレオチド配列を有しその発現を誘導できる複 製可能な発現ベクターに関する。本発明の特定の実施態様は、1993年5月11日に Deutsche Sammlung von Mikro-organismen und Zellkulturen GmbH(DSM)のコ レクションに、ブダペスト条約の規定により受託番号DSM 8282として寄託された 名称pS507の複製可能な発現ベクターおよび寄託された上記発現ベクターのヌク レオチド配列とは異なるが同じポリペプチドまたはSCCE活性を有するその類縁体 もしくは変異体をコードするヌクレオチド配列を発現する発現ベクターに関する 。 換言すれば、本発明の範囲にはまた上述の複製可能な発現ベクターにおいて、 発現されるヌクレオチド配列が、SCCE活性を有するポリペプチドをコードするヌ クレオチド配列が生じるように少なくとも1個のヌクレオチドの欠失、置換もし くは修飾または少なくとも1個の付加的ヌクレオチドの挿入が行われた点で寄託 されたベクターのヌクレオチド配列と異なる発現ベクターが包含される。 さらに本発明は、1993年5月11日にDeutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen GmbH(DSM)のコレクションに、ブダペスト条約の規定により 受託番号DSM 8281として寄託された名称pS500のプラスミド、および配列番号: 1に示すヌクレオチド配列とは異なるが、配列番号:2に示すポリペプチドまた はSCCE活性を有するその類縁体もしくは変異体をコードするヌクレオチド配列あ るいは配列番号:1に示すヌクレオチド配列もしくはその部分と緊縮ハイブリダ イゼーション条件下にハイブリダイズするヌクレオチド配列を有するプラスミド に関する。 本発明の範囲内にはまた、本発明の発現系をもつ非ヒト生物体が 包含される。本発明のこの態様において使用できる生物体には、バシルス、エシ ェリヒアもしくはサルモネラ属の細菌のような微生物、サッカロミセスもしくは ピヒアのような酵母、原生動物、またはカビのような多細胞生物から誘導される 細胞、昆虫細胞、植物細胞、哺乳動物細胞もしくは細胞系が包含される。生物体 が細菌である場合は、細菌はエシェリヒア属の細菌たとえば大腸菌であることが 好ましい。 本発明は、さらに、本発明のポリペプチドまたは本明細書において定義される 融合ポリペプチドをコードするDNA配列を含有するプラスミドベクターに関する 。一つの特定の重要な実施態様においては、本発明のDNAフラグメントまたはそ の類縁体もしくはサブ配列、または本明細書において定義される本発明の融合DN Aフラグメントは、宿主生物体または細胞系内で複製できる複製可能発現ベクタ ーに搭載される。 ベクターはとくに、プラスミド、ファージ、コスミド、ミニ染色体またはウイ ルスとすることができる。本発明の興味ある実施態様においては、ベクターは宿 主細胞中に導入した場合、宿主細胞のゲノムにインテグレートされるベクターと することができる。 高等生物体を使用する場合には、ポリペプチドの製造にトランスジェニック技 術を採用することができる。適当な動物の例としては、ヒツジ、ウシ、ブタ等が ある。本発明のポリペプチドをコードするDNAフラグメントは、所望の組織中で 組織特異的な調節要素による制御下に発現される。得られた蛋白質はついで、本 発明のポリペプチドが得られるように翻訳後修飾に付される。 本発明のトランスジェニック非ヒト哺乳動物は、選ばれた動物の 胚標的細胞内に「トランス遺伝子」を導入することによって発生させる。本発明 の一態様においては、トランス遺伝子は、トランスジェニック非ヒト哺乳動物の 細胞のゲノム内に含まれた場合に所望の表現型を産生できるDNA配列である。特 定の実施態様では、トランス遺伝子は本発明のポリペプチドをコードするDNA配 列からなり、このトランス遺伝子は発現してポリペプチドを生成できる遺伝子で ある。 哺乳動物の生殖細胞系への発現系の導入は、たとえば、Hoganら、1986またはW O 93/04172に記載されたような任意の適当な技術を用いて実施できる。 本発明の特定の一態様においては、本発明のヌクレオチド配列は、本発明のポ リペプチドと異なるかまたは同一のポリペプチドをコードする他のヌクレオチド 配列を、配列番号:1に示す配列またはSCCEポリペプチドをコードするその類縁 体のヌクレオチド配列に、本発明のさらに他の興味ある態様(たとえば例8参照 )を構成するポリペプチドである融合ポリペプチドを製造する目的で、インフレ ームに融合させてなる配列とすることもできる。組換えDNA技術を用いる場合に は融合DNA配列は適当なベクターまたはゲノムに挿入することができる。別法と して、一方のヌクレオチド配列を、既に他方のヌクレオチドを含有するベクター またはゲノム中に挿入する。融合ポリペプチドはまた、2つのヌクレオチド配列 を別個に挿入して発現を起こさせることによって作成することもできる。真核生 物または原核生物いずれかの起源の宿主生物体を、融合配列の発現が保証される 条件下に増殖させる。ついで融合ポリペプチドを精製し、適当な方法を用いて本 発明のポリペプチドをその融合パートナーか ら分離する。 本発明の一態様はしたがって、本発明のポリペプチドを製造するにあたり、以 下の工程: (a)本発明のヌクレオチド配列を発現ベクター中に挿入する工程、 (b)工程(a)で製造されたベクターで適当な宿主生物体を形質転換する工程、 (c)工程(b)において製造された宿主生物体をポリペプチドの発現に適当な条 件下に培養する工程、 (d)ポリペプチドを収穫する工程、および (e)所望により、そのポリペプチドを翻訳後修飾に付す工程 からなる方法に関する。 本発明の範囲内にはまた、上述の方法において、製造されたポリペプチドをた とえば、固定化ネイティブもしくは組換えSCCEポリペプチドまたはそのポリペプ チドと反応性の抗体を用いるアフィニティークロマトグラフィーおよび/または 他のクロマトグラフィーならびに電気泳動操作のような1または2以上の工程か らなる方法によって単離する方法が包含される。 上述のようにして製造されたポリペプチドは、熱処理、化学処理(ホルムアル デヒド、グルタルアルデヒド等)または酵素処理(ペプチダーゼ、プロテイナー ゼおよび蛋白修飾酵素)の結果としての翻訳後修飾に付すことができる。ポリペ プチドがその天然の産生環境に匹敵する生物体内で製造された場合には、他の方 法で処理することができる、一例として、ポリペプチドが高等生物体たとえば酵 母または好ましくは哺乳動物細胞によって発現された場合には、グリコシル化は 達成されている場合が多い。グリコシル化は正常には、 アミノ酸残基Asn、Ser、Thrまたはヒドロキシリジンに関して見出される。問題 の宿主生物体によって引き起こされる処理特性を排除または変更させることが有 利な場合も有利ではない場合もある。 生物体または細胞系内でのポリペプチドの本発明による発現に続いて、ポリペ プチドはそのまま使用できる場合もまた最初に生物体もしくは細胞系から精製す ることができる場合もある。ポリペプチドが分泌生成物として発現された場合に は、それは直接精製できる。ポリペプチドが会合生成物として発現された場合に は、精製前に宿主の部分的または完全な分解が必要になる。ポリペプチドの精製 に用いられる操作の例には、(i)抗体による免疫沈降もしくはアフィニティー クロマトグラフィー、(ii)適当なリガンドとのアフィニティークロマトグラフ ィー、(iii)他のクロマトグラフィー操作たとえばゲルろ過、イオン交換もし くは高速液体クロマトグラフィーまたは上述のいずれかの方法の誘導法、(iv) ポリアクリルアミドゲル電気泳動、変性ポリアクリルアミドゲル電気泳動、アガ ロースゲル電気泳動、および等電点電気泳動のような電気泳動操作、(v)他の 任意の特異的な可溶化および/または精製技術、がある。 本発明はまた、実質的に純粋なSCCEポリペプチドに関する。この関連において 「実質的に純粋な」の語は、問題のポリペプチドが他の成分、たとえばポリペプ チドの製造および/もしくは回収から生じるか、またはほかにそのポリペプチド と一緒に見出される他のポリペプチドまたは炭水化物を実質的に含まないことを 意味するものと理解される。蛋白質の純度は、例3の記載のようにして行われる SDSゲル電気泳動によって評価できる。 ポリペプチドは例4の記載のように、SBTIアフィニティークロマ トグラフィーまたは固定化された抗体たとえば抗体TE4b上アフィニティークロマ トグラフィーにより本技術分野の熟練者には既知の操作に従って精製することが できる。高純度の本発明のポリペプチドは、ポリペプチドが医薬または化粧料組 成物中に用いられる場合に有利である。また、その高純度により、大部分の用途 において、実質的に純粋なポリペプチドは慣用の低純度のポリペプチドの場合に 比較して少量を使用すればよい。 本発明の一態様においては、純粋なポリペプチドは、例9に記載のように本発 明のポリペプチドを発現する適当な細胞系から得ることができる。また、本発明 のポリペプチドは、そのポリペプチド配列の個々のアミノ酸の連続カップリング を用いるよく知られた液相または固相ペプチド合成法によって製造することもで きる。別法として、個々のアミノ酸のカップリングにより、ホリペプチド配列の フラグメントを形成させ、所望のポリペプチドが生じるようにこれを後にカップ リングさせることによって合成することもできる。したがってこれらの方法は本 発明の他の興味ある態様を構成する。 本発明の極めて重要な態様は、SCCE活性を有するポリペプチドと、医薬用とし ておよび/または化粧料用として許容される賦形剤からなる医薬組成物、化粧料 組成物またはスキンケア組成物に関する。組成物は、本発明の精製されたネイテ ィブ蛋白質もしくは組換えポリペプチド、または蛋白分解切断によって活性化で きる本発明のポリペプチドのプロ酵素もしくは融合蛋白質型から構成することも できる。本発明のポリペプチドのプロ酵素型は「プロドラッグ」すなわち適当な 蛋白分解切断によって活性型に変換される化合物と考えることができる。 とくに本発明は、それらに限定されるものではないが、局所適用たとえば皮膚 への適用に適した組成物に関する。 局所投与に適した本発明の医薬組成物は、クリーム、軟膏、ローション、リニ メント、ゲル、溶液、懸濁液、ペースト、スティック、スプレー、シャンプー、 石鹸、ヘアコンディショナーまたはパウダーとすることができる。 局所投与は、問題の病的変化が生じている生体部分上またはその付近、たとえ ば皮膚表面のような生体の外部への投与である。適用は、組成物の単純な塗布で よく、また組成物と病的損傷部位の間の接触の確実性を増大させるための適当な デバイス、たとえば、本発明の組成物とともに提供される密封包帯たとえば密封 プラスターを使用してもよい。組成物はパッド、プラスター、ストリップ、ガー ゼ、スポンジ材料、綿毛片等に浸漬しても、また塗布してもよい。所望により病 変部位またはその付近への組成物の注射の形態で使用することもできる。 本発明による局所用組成物は、その製剤の総重量に基づいて1〜80重量%の活 性化合物、たとえば活性化合物0.001〜25w/w%、たとえば0.1〜10%、0.5〜5% 、2〜5%から構成させることができる。2種以上の活性化合物を組成物中に導 入することもできる。すなわち、SCCE、プロ−SCCEまたはSCCEインヒビターを他 の医薬用および/または化粧料用化合物と配合してなる組成物も本発明の範囲に 包含される。組成物は病変の種類、重篤度および位置に応じて1日に1〜10回適 用するのが便利である。 局所適用のためには、製剤は慣用の製薬実務に従い、局所適用に慣用的に用い られる医薬用賦形剤とともに処方される。特定の組成 物の製造に用いられるビヒクルの性質は、その組成物の意図された投与方法に依 存する。組成物中に使用できる水以外のビヒクルには、皮膚軟化剤、溶媒、湿潤 剤、増粘剤および粉末のような固体または液体が包含される。単独でまたは1種 もしくは2種以上のビヒクルの混合物として使用できるこれらの種類のビヒクル のそれぞれの例は以下の通りである。 皮膚軟化剤としてはたとえばステアリルアルコール、グリセリルモノリシノー ル酸エステル、グリセリルモノステアレート、プロパン−1,2−ジオール、ブタ ン−1,3−ジオール、セチルアルコール、イソプロピルイソステアレート、ステ アリン酸、イソブチルパルミテート、イソセチルステアレート、オレイルアルコ ール、イソプロピルラウレート、ヘキシルラウレート、デシルオレエート、オク タデカン−2−オール、イソセチルアルコール、セチルパルミテート、ジメチル ポリシロキサン、セバチン酸ジ−n−ブチルエステル、イソプロピルミリステー ト、イソプロピルパルミテート、イソプロピルステアレート、ブチルステアレー ト、ポリエチレングリコール、トリエチレングリコール、ラノリン、ヒマシ油、 アセチル化ラノリンアルコール、石油、鉱油、ブチルミリステート、イソステア リン酸、パルミチン酸、イソプロピルリノレエート、ラウリルラクテート、ミリ スチルラクテート、デシルオレエート、ミリスチルミリステート; 溶媒はたとえば水、メチレンクロリド、イソプロパノール、ヒマシ油、エチレ ングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、 ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジメチルスルホキシド、テトラヒド ロフラン、植物油および動 物油、グリセロール、エタノール、プロパノール、プロピレングリコール、およ び他のグリコールおよびアルコール、不揮発性油; 湿潤剤または保水剤たとえば、グリセリン、ソルビトール、2−ピロリドン− 5−カルボン酸ナトリウム、可溶性コラーゲン、ジブチルフタレート、ゼラチン ; 粉末としてはたとえば、チョーク、タルク、カオリン、デンプンおよびその誘 導体、ゴム、コロイド状二酸化ケイ素、ポリアクリル酸ナトリウム、化学的に修 飾されたマグネシウムアルミニウムシリケート、水和アルミニウムシリケート、 カルボキシビニルポリマー、ナトリウムカルボキシメチルセルロース、エチレン グリコールモノステアレート; ゲル化剤または膨潤剤、たとえば、ペクチン、ゼラチンおよびその誘導体、セ ルロース誘導体たとえばメチルセルロース、カルボキシメチルセルロースまたは 酸化セルロース、セルロースゴム、グアールゴム、アラビアゴム、カラヤゴム、 トラガントゴム、ベントナイト、寒天、アルギネート、カルボマー、ゼラチン、 ブラダーラック、セラトニア、デキストランおよびその誘導体、ゴーティゴム、 ヘクトライト、イスパギューラ外皮、キサンタンゴム; ポリマーたとえば、ポリ乳酸もしくはポリグリコール酸ポリマーまたはそのコ ポリマー、パラフィン、ポリエチレン、ポリエチレンオキシド、ポリエチレング リコール、ポリプロピレングリコール、ポリビニルピロリドン; 界面活性剤、たとえば、非イオン界面活性剤たとえばグリコールおよびグリセ ロールエステル、マクロゴールエーテルおよびエステル、糖エーテルおよびエス テルたとえばソルビタンエステル、イオ ン性界面活性剤、たとえばアミン石鹸、金属石鹸、硫酸化脂肪アルコール、アル キルエーテルサルフェート、硫酸化油脂ならびに両性界面活性剤およびレシチン ; 緩衝剤、たとえばナトリウム、カリウム、アルミニウム、マグネシウムまたは カルシウム塩(たとえば塩化物、炭酸塩、重炭酸塩、クエン酸塩、グルコン酸塩 、乳酸塩、酢酸塩、グルセプチン酸塩または酒石酸塩)。 局所適用の場合、組成物のpHは原理的には極めて広い範囲内たとえば3〜9と することができる。本発明の好ましい実施態様においてはポリペプチドの適当な 蛋白分解活性が得られるpH、たとえば約4〜8のpHが好ましい。上述のような慣 用の緩衝剤が所望のpHを得るために使用できる。 本発明の製剤にはまた、他の添加物たとえば安定化剤、防腐剤、可溶化剤、着 色剤、キレート剤、ゲル形成剤、軟膏基剤、pH調整剤、抗酸化剤、香料および皮 膚保護剤等を含有させることができる。組成物がシャンプーまたは石鹸の形態の 場合には、組成物にはさらに、起泡剤、パール剤および/またはコンディショナ ーを包含させることができる。 代表的な防腐剤としてはパラベン、ホルムアルデヒド、Kathon CG,Bronidox ,Bronopol,p−クロロ−m−クレゾール、クロロヘキシジン、塩化ベンズアル コニウム等がある。 本発明の組成物がシャンプーまたは石鹸の形態の場合には、慣用成分が使用で きる。代表的な石鹸およびシャンプー基剤には、ベタイン、ラウリル硫酸ナトリ ウム、ノニルフェノール、イミダゾール、スルホスクシネート、再脂肪化剤、湿 潤剤およびコンディショナー が包含される。 さらに、活性化合物をポリマーマトリックス、もしくはナノ粒子、もしくはリ ポソームもしくはミセルに導入させるか、またはイオン交換樹脂に吸着させるか またはポリマーに負荷させて、放出性が改良された製剤として供給することも有 利である。 組成物は、慣用の製薬実務に従って、 半固体製剤:ゲル、ペースト、混合物; 液体製剤:溶液、懸濁液、水薬、乳化液 とすることができる。 上述のように、本発明の医薬組成物は本発明のポリペプチド自体もしくはその 機能性誘導体、またはそのような化合物の配合物からなる。適当な機能性誘導体 の例には、医薬的に許容される塩、とくに皮膚環境に使用して適当な塩が包含さ れる。例としては、アミノ官能基の医薬的に許容される塩、たとえば医薬的にと くに皮膚環境において許容される酸形成陰イオンによる塩がある。たとえば、リ ン酸塩、硫酸塩、硝酸塩、ヨウ化物、臭化物、塩化物、ホウ酸塩ならびにたとえ ば酢酸塩、安息香酸塩、ステアリン酸塩等のカルボン酸から誘導される陰イオン が包含される。 アミノ官能基の他の誘導体には、アミド、イミド、尿素、カルバメート等が包 含される。 他の適当な誘導体には、本発明のポリペプチドのカルボキシル基の誘導体、た とえば塩、エステルおよびアミドが包含される。例としては、医薬的に許容され る陽イオンとの塩、たとえばリチウム、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、 カルシウム、亜鉛、アルミニウム、第二鉄、第一鉄、アンモニウム、および低級 (C1〜6)−ア ルキルアンモニウム塩が包含される。エステルには低級アルキルエステルが包含 される。 例11の組成物の例は、本発明の医薬、化粧料およびスキンケア製剤を例示する ものであつて、いかなる意味においても本発明の組成物の範囲を限定するもので はない。 ネイティブまたは組換えSCCEからなる化粧料組成物またはスキンケア組成物は 、座瘡、乾皮症または他の角質増殖状態たとえば胼胝および毛孔性角化症に対し て活性であると考えられる。尋常性座瘡には異なる段階がある。脂腺の管内に角 化障害があり、それが面皰およびプラグの形成を招く段階では、SCCEの投与は有 用と考えられるが、一方、炎症性の座瘡病変が支配的な特徴である段階ではSCCE を阻害する物質の投与が有利と思われる。 本発明の一態様は、したがって、座瘡、乾皮症または他の角質増殖状態、たと えば胼胝および毛孔性角化症の処置または予防のためのポリペプチドの使用に関 する。 上述の科学的所見に基づき、ネイティブまたは組換えSCCEからなる医薬組成物 は各種の魚鱗癬、座瘡、乾癬または他の炎症性皮膚疾患たとえば角化症を伴う湿 疹、微生物感染および創傷の処置または予防に、とくに局所的に適用した場合に 有用である。 本発明の他の態様は、各種の魚鱗癬、座瘡、乾癬、または角化症を伴う他の炎 症性皮膚疾患たとえば湿疹の処置または予防のための医薬組成物の製造における SCCE活性を有するポリペプチドの使用に関する。 本発明のさらに他の態様は、各種の魚鱗癬、座瘡、乾癬または角化症を伴う他 の炎症性皮膚疾患たとえば湿疹の処置および/または 予防方法においてSCCE活性を有するポリペプチドの治療および/または予防有効 量をそれを必要とする患者に投与することからなる方法に関する。この処置は予 防的なものでも、緩解的なものでも、または治療的なものでありうる。 皮膚環境においてもプラスミノーゲン活性化系に類似の蛋白分解酵素の「カス ケード系」の存在することが考えられる。SCCEはこの系の最終生成物の一つと推 測される。SCCEの活性は「SCCEインヒビター」によって阻害できることが意図さ れている。 多くの皮膚疾患たとえば、自己免疫性天疱瘡または棘融解疾患たとえば家族性 天疱瘡およびダリエー病においては、角化していない生存表皮層中の角化細胞間 の接着に損傷がある(生存表皮における細胞接着の障害の項参照)。この過程は 蛋白分解酵素によって仲介され、したがってネイティブSCCEの酵素活性を阻害で きる化合物の投与によって処置できるものと考えられる。また炎症性の要素が支 配的な特徴である状態では乾癬および他の炎症性皮膚疾患の処置にSCCEインヒビ ターを投与することも有利であろうと思われる。 したがって、本発明は他の態様において、自己免疫性天疱瘡または棘融解疾患 たとえば家族性天疱瘡およびダリエー病の処置または予防用の医薬組成物の製造 におけるネイティブSCCEの酵素活性に対して阻害活性を有するSCCEインヒビター の使用に関する。 この関連において、「SCCEインヒビター」の語は、酵素的に活性な本発明のポ リペプチド配列またはそのサブ配列もしくは類縁体と、SCCE活性を低下させるよ うに相互作用できる現存のまたは新規な化合物を意味する。低下はたとえば、SC CEインヒビターの候補物質をインヒビターとして用いて、例3.2.に略述した実験 を実施すること によって測定することができる。上記化合物は、有機分子、小ペプチドもしくは 大ポリペプチドまたは上述の化合物いずれかの誘導体とすることができる。この ようなアプローチはSCCEインヒビターの同定のための薬剤スクリーニングプログ ラムにも使用することができる。 本発明のさらに他の実施態様は、したがって、本発明の組換えポリペプチドの 使用からなる、ネイティブSCCEの酵素活性に対して影響を有する化合物の同定方 法に関する。 とくに、本発明は、ネイティブSCCEの酵素活性に対して阻害活性を有する化合 物の同定方法に関する。 他の態様においては、本発明は、ネイティブまたは組換えSCCEの酵素活性を増 強できる化合物の同定方法に関する。 本発明の組換えポリペプチドの重要な用途は薬剤のスクリーニングアッセイに おける使用である。本発明のポリペプチドは薬剤のスクリーニング系に使用する ことができる。したがって本発明はまた、本発明のポリペプチドの使用からなる SCCEプロ酵素型を活性SCCEに変換できる化合物の同定方法に関する。 本発明の概念の範囲にはまた、SCCEポリペプチドに結合できる物質の設計に使 用するための、とくにこの酵素の活性部位に結合する薬物の設計に使用するため のSCCEポリペプチドの三次元構造の推定における上に定義したアミノ酸配列の使 用が包含される。 最後に、本発明の重要な態様は、SCCEポリペプチドによって発揮される活性の 様々な調節方法である。この活性は上述の様々な疾患状態に重要な関わりをもつ ものと考えられる。 本発明のポリペプチドまたはその類縁体に相当するmRNAの少なく とも部分に相補性のDNAまたはRNAフラグメントはヒト細胞内のSCCEmRNAの翻訳を 停止させるのに有効であり、したがってそのポリペプチドの合成を阻害できる可 能性がある。SCCEの正常より高い発現が見出される疾患状態たとえば自己免疫性 天疱瘡または棘融解疾患たとえば家族性天疱瘡およびダリエー病に関連して興味 がもたれるこのアプローチはアンチセンスオリゴ療法として一般的に知られてい るものであり、したがって本発明はこのアプローチを包含する。図面の説明 図1.インビトロで足裏角質層から剥離された単極細胞。インビボで外側を向 いている組織表面が図では上方になる。インキュベーション時この表面には進行 的な細胞解離が認められるが、他の表面では細胞の解離はないことに注意。 図2.アプロチニンの不存在下(丸)および存在下(三角)にインキュベート した足裏角質層からの細胞の剥離における時間経過とアプロチニンの影響。4つ の組織片についての累積平均と範囲を示す。 図3.接着足裏角質層および解離細胞における抗−デスモグライン(抗−DGI )反応成分。A.クーマッシーブルー染色SDS-PAGE。B.イムノブロット。1− 3:接着組織、非希釈(1)、希釈1/3(2)、希釈1/9(3)、4−5:解離細胞 、非希釈(4)、希釈1/3(5)。接着組織内には、Mr 160kDの見掛け上無傷のDG Iのみ、解離細胞内にはMr95および80kDのDGI分解生成物のみが認められること に注意。 図4.インビトロで細胞剥離時の足裏角質層でのデスモグラインI(DGI)の 分解の時間経過およびアプロチニンの影響。アプロチニン(15μM)の不存在下 (A)および存在下(B)にインキュベートされ た足裏角質層の抽出物のイムノブロットのデンシモメトリックスキャニング。16 0kDにおけるピークは無傷のDGIに相当する。95および80kDにおけるピークはこ の蛋白質の分解生成物に相当する(図3参照)。DGIの分解に対するアプロチニ ンによる効率的な阻害に注意。 図5.インビトロで細胞剥離時の足裏角質層におけるデスモグラインI(DGI )の分解に対する亜鉛イオン(A)、キモスタチンとロイペプチン(B)の影響 。亜鉛イオンおよびキモスタチンによる抗−DGI陽性成分の160kDから95および8 0kDへの変換の阻害がみられるが、ロイペプチンには阻害は認められない。 図6.足裏角質層細胞に伴うペプチド加水分解活性。2種の基質の加水分解を 405nmにおける吸収の変化の測定により追跡した。3回のインキュベーション実 験の平均。四角=S−2586、丸=S−2288。 図7.角質細胞関連S−2586加水分解活性のpH依存性。3回のインキュベーシ ョン実験の平均。四角=酢酸ナトリウム、丸=リン酸ナトリウム、三角=トリス 塩酸塩。 図8.解離した足裏角質層細胞の抽出物におけるカゼイン分解活性を示すザイ モグラフィー。実験の詳細は例2.2の記載参照。 A:還元剤(sc/s)およびKCl(sc/k)を含まない、0.125ngウシキモトリプ シン(c)および0.5ngウシトリプシン(t)含有Laemmliのサンプル緩衝液で抽出 した足裏角質細胞からの酵素の比較。電気泳動前に、KCl抽出液は5mMトリス塩 酸塩、pH6.8に対して透析し、SDSおよびグリセロールを加えて最終濃度をサンプ ル緩衝液中の場合と同じにし、全レーンに10μlを添加した。分子量マーカーは 左 側にある。 B:インキュベーション緩衝液のpHに対する依存性。酵素源=解離足裏角質細 胞のSDS抽出物。トリトンX−100による前処置およびインキュベーションのため の緩衝液:0.1M酢酸ナトリウム(pH4.0およびpH5.5)および0.1Mトリス塩酸塩 (pH7.0およびpH8.0)。他の条件はAと同じ。 C:インヒビターの影響。sc=足裏角質細胞のSDS抽出物;c=ウシキモトリ プシン;t=ウシトリプシン。インヒビターはトリトンX−100による前処置お よびその後のインキュベーション時に存在させた。最終濃度は、ロイペプチン16 0μM。アプロチニン15μM、キモスタチン40μM、亜鉛イオン(硫酸塩として)10 0μMとした。ロイペプチンおよびキモスタチンはジメチルスルホキシド(DMSO) 中溶液として添加した。前処理およびインキュベーションのための緩衝液=0.1 Mトリス塩酸塩、pH8、DMSO最終濃度1%(v/v)。他の条件はAと同じ。 図9.SCCE、ウシキモトリプシンおよびヒトカテプシンGのインヒビター(A :アプロチニン、B:キモスタチン、C:硫酸亜鉛)、ならびに基質特異性(D )に関する比較。A〜Cではインヒビター不存在下の酵素活性を100%として標 準化した。Dは、MeO-Suc-Arg-Pro-Tyr-pNAでの酵素活性を1任意単位として標 準化した。 図10.共有結合大豆トリプシンインヒビター(SBTI)上アフィニティークロマ トグラフィー。点線:280nmにおける吸収、溶出液の蛋白質濃度を反映する。白 四角の実線:S−2586を基質とした場合のペプチド加水分解活性、405nmにおけ る吸収の変化を示す。白丸の実線:S−2288を基質とした場合のペプチド加水分 解活性、405 nmにおける吸収の変化を10倍して示す。 図11.図10に示すクロマトグラムからの分画2、6および10のSDS-PAGEおよび クーマッシーブルー染色(A)ならびに共重合カゼインとのSDS-PAGE後のザイモ グラフィー。分子量マーカーは左側に示す。B中、1はロイペプチン(160μM) によって阻害できたカゼイン分解成分群、cはキモスタチン(40μM)によって 阻害できたカゼイン分解成分群。 図12.SBTI-Affigel 15(12.5%ゲル)上アフィニティークロマトグラフィー によって精製したSCCEのSDS-PAGE。1:非還元サンプル、2:還元サンプル。分 子量マーカーは左側に示す。 図13.SCCEのN−末端アミノ酸配列。星印は位置7および9における推定され たシスチンの不確実性を示す。疑問符はアミノ酸誘導体は検出できなかったが、 その後の工程の収率の低下はなかった位置を意味する。 図14.モノクローナル抗体TE4bおよびTE9bの免疫沈降およびイムノブロッティ ングによる特性表示。 a:クーマッシー染色12.5%SDS-PAGE、非還元条件。 レーン1:分子量マーカー レーン2:例3.1の記載により調製した解離足底角質細胞のKCl抽出物 レーン3:例4.1の記載のように、不溶化大豆トリプシンインヒビダー上アフ ィニティークロマトグラフィーによって精製したSCCE b:0.1%共重合熱変性カゼインを含む12.5%SDS-PAGE、クーマッシー染色ゲ ルにおける免疫沈降のザイモグラフィー。 レーン1:分子量マーカー レーン2:aのように透析したKCl抽出物 レーン3−6:左から右へ、moabTE4b(20μg)、moabTE9b(10μg)、moabPZ (10μg)、およびリン酸緩衝食塩溶液による可溶化免疫沈降。moabPZは妊娠性 蛋白質に対するIgG1−κ型のマウスモノクローナル抗体であり、無関係の陰性 対照として使用した c:12.5%SDS-PAGE(非還元条件)からのイムノブロット。 レーン1:アルカリホスファターゼ接合アビジン(BioRad)で検出されたビオ チン化分子量マーカー。レーン2、4および6における電気泳動サンプルはaの レーン2と同一であり、レーン3、5および7における電気泳動サンプルはaの レーン3と同一である。 レーン2および3:第一の抗体=moabTE4b、0.2μg/ml レーン4および5:第一の抗体=moabTE9b、0.1μg/ml レーン6および7:第一の抗体=moabPZ、0.1μg/ml a〜cにおける矢印は、それぞれ相対分子量(上から下へ)93、66、45、31、 22、および14 kDを示す。 図15.図15はプラスミドpS500を示す。このプラスミドは、pUC19中にクローニ ングされた全長ヒトSCCE cDNAを含有する。詳細は例6参照。 図16.ヒト表皮から調製されたmRNAによるノーザンブロット。総RNA約100gに 相当するポリT精製RNAを各レーンに適用した。1:SCCE-cDNAの1070bp Hinc2 /Hinc2フラグメントから調製したプローブで実施したハイブリダイゼーション 。2:SCCE-cDNAの655bp Hinc2/Bgl2フラグメントから調製したプローブで実 施したハイブリダイゼーション。 図17. a:クーマッシー染色SDS-PAGE 12.5%ゲル。 1および2:それぞれpS510およびpS511でトランスフォームしIPTGで誘導した TG2細胞を超音波処理したPBS−トリトンX-100不溶性ペレット。3:ヒト足裏角 質層から精製したSCCE。 b:トリプレ免疫血清(1−3)およびトリ抗−SCCE(4−6)によるイムノ ブロット。1および4:pS510でトランスフォームしIPTGで誘導したTG2細胞。 2および5:pS511でトランスフォームし、IPTGで誘導したTG2細胞。3および 6:ヒト足裏角質層から精製したSCCE。 サンプルはメルカプトエタノールを含むサンプル緩衝液中で煮沸して調製。 図18.図18は、例9の記載に従って構築された発現ベクターpS507の環状地図 を示す。ベクターpS507は哺乳動物細胞で組換えヒトSCCEの発現を誘導する。 図19.図19は哺乳動物細胞でのpS507の組換えヒトSCCE遺伝子の発現の分析を 示す。 レーン1:C127細胞からのRNA レーン2:pS507でトランスフェクトしたC127細胞の単離クローン1:24から のRNA レーン3:pS507でトランスフェクトしたC127クローンの集団混合物からのRN A。 レーン4および5:SCCE cDNA配列を欠く以外はpS507と同一の発現ベクターpS 147でトランスフェクトしたC127細胞からのRNA。サイズマーカーは左側に示す 。 図20.C127細胞中で発現したSCCEのSDS-PAGEついでイムノブロッティング。 レーン1および6:予め染色した分子量マーカー(BioRad、106、80、49.5、3 2.5、27.5および18.5kDa) レーン2:pS507/C127、ミックス、T−フラスコ レーン3:pS507/C127、ミックス、ローラーA レーン4:pS507/C127、ミックス、ローラーB レーン5:陰性対照pS522/C127 レーン7:角質層から調製されたネイティブSCCE レーン8:pS507/C127、クローン24、T−フラスコ レーン9:pS507/C127、クローン24、ローラーA レーン10:pS507/C127、クローン24、ローラーB 図21.プラスミドpS507を有するC127細胞の培養培地から精製した組換えSCCE のSDS-PAGE(A)およびイムノブロッティング(B)。 レーン1および5:予め染色した分子量マーカー(BioRad、106、80、49.5、3 2.5、27.5および18.5kDa) レーン2:精製前の細胞培地 レーン3:クロマトグラフィーから収集された非結合物質 レーン4:低pH緩衝液で溶出された結合物質 図22.カゼインポリアクリルアミドゲル上において活性を検定したネイティブ SCCEおよび活性化組換えSCCE。 レーン1および10:分子量マーカー(Pharmacia 14〜94kDa) レーン2:ネイティブSCCE レーン3:ネイティブSCCE レーン4〜6:それぞれ1時間、3時間および一夜切断した組換 えSCCE(460ng/ウエル) レーン7:レーン4〜6のサンプルと同量のトリプシン、ただしAPMSFの不存 在下 レーン8:レーン4〜6のサンプルと同量のトリプシン、それらのサンプル中 と同量のAPMSFの存在下 レーン9:レーン3と同じ 図23.N−グリコシダーゼF(登録商標)処理されたネイティブおよび組換え SCCEのイムノブロット。サンプルを8〜18%SDS-PAGE上で分離し、上述のように イムノブロットを行った。 レーン1:分子量マーカー。分子量は上から106、80、49.5、32.5、27.5およ び18.5kDa レーン2および3:組み換えSCCE、それぞれ0.3および3μg レーン4および5:ネイティブSCCE、それぞれ1.5および1.8μg レーン3および5のサンプルはN−グリコシダーゼF(登録商標)で処理。実施例 例 1 皮膚の角質化した表層の表面から剥離する細胞にデスモソーム蛋白質の分解が関 与すること、および関係する酵素は亜鉛イオンによって阻害できるキモトリプシ ン様セリンプロテイナーゼと思われることの証拠 1.1.角質層における落屑 この研究の目的は、皮膚の角化した層、角質層における細胞の接着および表面 細胞の解離(落屑)に関与する機構の本質を解明することである。角質層の薄片 0.3〜0.6mm厚を、正常皮膚をもつ被験者 の踵下から皮膚表面に平行に切断した。組織片を、0.1%ナトリウムアジド含有 リン酸緩衝食塩溶液中、室温で3時間濯ぎ、インビボにおいて外側に向いていた 表面から、緩く付着していた細胞を掻き落とした。組織表面に垂直に1mmの厚さ のスライスを切り取り、ついでこれを0.1Mトリス塩酸塩pH8.5mM EDTA、0.1%ナ トリウムアジド、ならびに0.45%アガロースを含有する培地中に入れると、アガ ロースの存在により培地は直ちにゲル化した。37℃で0、5および15時間インキ ュベートしたのち、組織を含むゲル片をドライアイス上で凍結した。20μmのク リオスタット切片を皮膚表面に垂直にクリオスタットで切断し、位相差顕微鏡に マウントして検査した。足裏角質層の切片からの連続した単極剥離細胞をインビ トロでインキュベートして観察した(図1)。細胞はインビボにおいて外側を向 いていた組織表面のみから剥離した。したがって、観察された過程は落屑を再現 したものである。 1.2.温度、pH、および酵素インヒビターの影響 次に、各種パラメーターたとえば温度、pH、および酵素インヒビターの影響に ついての検討を可能にする、細胞剥離の定量化方法を開発した。足裏角質層の直 径3mmのシリンダーを、1.1.に上述したように緩く付着した表面細胞から採取し 遊離させた組織の薄片よりバイオプシーパンチで調製した。このシリンダー(イ ンビボにおいて外側を向いていた表面が所定の表面積を有する)を、0.1Mトリ ス塩酸塩pH8、5mM EDTA、0.1%ナトリウムアジドを含む培地0.5ml中、アプロ チニン(Boehringer Mannheim,Germany)4×10-6mol/lの存在下または不存在 下に、1.5mlのエッペンドルフ管内において37℃で5、10および20時間インキュ ベートし、ついでVortexミキ サー上で10秒間攪拌して解離表面細胞を放出させた。残った組織を除去し、新鮮 な培地を加えてインキュベーションを続けた。遊離した細胞を含む管を5000gで 2分間遠心分離して細胞を集めた。細胞ペレットを0.5mlのリン酸緩衝食塩溶液 で1回洗浄し、ついで60℃で1M水酸化ナトリウム0.6mlにより1.5時間処理した 。アルカリ可溶性蛋白質をLowryら、1951に従って定量して、放出された細胞の 量の指標とした。結果は図2に示す。 同様にして、各種インヒビター候補、アプロチニン、大豆トリプシンインヒビ ター、ペプスタチン(Boehringer Mannheim、Germany)およびヨードアセトアミ ド(Sigma,St.Louis,MO)の影響について検討した。単一の2mm組織シリンダ ーを調製し、以下の表1に示す濃度の各種インヒビター候補を含むまたは含まな い培地中37℃で16時間インキュベートし、放出した細胞を上述のように定量化し た。至適細胞放出率が得られるようにEDTA(メタロプロテイナーゼの阻害剤であ る)をインキュベーション培地に含有させたことに注意。 セリンプロテイナーゼインヒビターのアプロチニンおよび大豆トリプシンイン ヒビターは細胞剥離を効率的に阻害した(図2および上記表1)。これら2種の 物質は阻害的であったが、メタロプロテイナーゼのインヒビター(EDTA)、チオ ールプロテイナーゼのインヒビター(ヨードアセトアミド)、アスパラギン酸プ ロテアーゼのインヒビター(ペプスタチン)は阻害しなかったことから、観察さ れた過程にはセリンプロテアーゼが関与していると結論された。また、角質層に おける細胞の接着は蛋白質構造に依存し、インビトロ Egelrud、1988)にも働いているに違いないと結論された。 足裏角質層からのインビトロ細胞剥離の更なる研究において、過程は2つの別 個の工程に分離できることがわかった。第一の工程は、インキュベーション培地 中にEDTAが存在してもしなくても無関係に起こる。第二の工程はEDTAの存在下の みで起こる。第一の工程はアプロチニンのほか、キモスタチンおよび亜鉛イオン で阻害できた。第二の工程はアプロチニンとキモスタチンで阻害できた 様基質特異性を有するプロテイナーゼの低分子量インヒビターである。さらにト リプシン様基質特異性を有するプロテイナーゼの低分子量インヒビターであるロ イペプチンはインビトロ細胞剥離に影響 角質層における細胞接着に関係があるととくに思われ、したがって、上述の落 屑様の細胞剥離に際して分解される可能性のある蛋白質構造は、デスモソームで ある。デスモソームは、隣接する細胞中に位置する2個の対称的な半成分から構 成される。この2つの半成 分は細胞外空間で、デスモグラインと呼ばれる膜貫通蛋白質によって連結されて いる。 1.3. インビトロでの細胞剥離時のデスモグラインI(DGI)の消滅 足裏角質層からのインビトロにおける細胞剥離時の、デスモグラインI(DGI )の消滅を検討した。足裏角質層を1.1.に上述したようにインキュベートして、 なお接着している組織を解離細胞から分離した。細胞および組織を、0.1Mトリ ス塩酸塩pH9、9M尿素、2%ドデシル硫酸ナトリウム、1%メルカプトエタノ ール、を含有する緩衝液の組織20mgあたり1ml中37℃で15時間抽出した。抽出物 をLaemmliに従い(Laemmli,1970)、ドデシル硫酸ナトリウムの存在下に7.5% ゲル中ポリアクリルアミドゲル電気泳動(SDS-PAGE)に付し、ついで電気泳動的 にニトロセルロース膜(Bio-Rad,Richmond,CA)に移し(Towbinら、1979)、 これを、ウシの鼻面から精製したDGIに対して作成したウサギポリクローナル抗 血清(Gorbskyら、1985)でプローブした。結合した抗体は、アルカリホスファ ターゼ接合ヤギ抗−ウサギ免疫グロブリン(Bio-Rad,Richmond,CA)で検出し た(Blakeら、1984)。 結果は図3に示す。イムノブロットに添加されるサンプルの量は、接着組織お よび解離細胞についてほぼ等しい蛋白質濃度(クーマッシーブルー染色SDS-PAGE ゲルの肉眼的検査によって評価する)を与えるように調整した。抽出物の数種の 希釈液を流して接着角質層および解離細胞における様々な抗DGI反応性成分の量 の半定量的比較ができるようにした。 まだ接着している組織および解離細胞を別個に抽出した場合、な お接着している組織は見掛け上無傷のDGIのみを含有していたのに対し、解離し た表面細胞はこの蛋白質の分解によると推定される生成物のみを含有した(図3 )。 図4および5には足裏角質層からのインビトロ細胞剥離時におけるDGIの分解 に対するアプロチニン、亜鉛イオン、キモスタチン(Boehringer Mannheim,Ger many)およびロイペプチン(Boehringer Mannheim,Germany)の影響を示してい る。 最初に、インビトロにおいて細胞剥離の過程にある足裏角質層でのデスモグラ インI(DGI)の分解における時間経過およびアプロチニンの影響を検討した。 足裏角質層の抽出物を例1.2.に記載のように(ただし、抽出前に解離細胞から接 着組織の分離は行わない)アプロチニン(15μM)の存在下または不存在下にイ ンキュベートし、0、6、12および24時間後に抽出した。上述のようにSDS-PAGE およびイムノブロッティングを実施した。イムノブロットのデンシトメトリース キャニングはジグザグ様式560nmの反射光によりShimadzu CS-9000移動スポット スキャナー(Shimadzu,Kyoto,Japan)で行った。結果は図4に示す。DGIの分 解に対するアプロチニンによる効率的な阻害に注意。 ついで、インビトロにおける細胞の剥離時の足裏角質層でのデスモグラインI (DGI)の分解に対する亜鉛イオン、キモスタチンおよびロイペプチンの影響を 検討した。実験法は上に略述した通りとした。インキュベーションは、硫酸亜鉛 の場合には濃度0、1もしくは5mMで、キモスタチンまたはロイペプチンの場合 には濃度330μMで24時間行った。結果は、亜鉛イオンおよびキモスタチンによる 抗−DGI陽性成分の160kDから95および80kDへの変換の阻害を示 したが、ロイペプチンでは阻害は認められなかった。 これらの結果から、アプロチニン、亜鉛イオンおよびキモスタチンは阻害性で あったが、ロイペプチンは阻害しなかったことが明らかである。すなわち、DGI の分解に対する阻害剤プロフィルは、イ Egelrud,1990b)と同様であった。 手掌足裏角質層からの細胞剥離に関与する機構と類似する機構が、手掌および 足裏以外の生体部位からの皮膚の角質層にも存在することの証明は重要と考えら れた。Takahashiら(Takahashiら、1987)は、界面活性剤N,N−ジメチルドデシ ルアミンオキシド(Sigma,St.Louis,MO)とドデシル硫酸ナトリウム(Bio-Rad ,Richmond,CA)のモル比8:2の混合物が、全表皮のトリプシン処理によって 調製された非手掌足裏角質層に細胞の解離を引き起こすことを報告している。外 因性のトリプシンの夾雑を避けるために、臀部からの正常なヒト皮膚の生検パン チを上述の界面活性剤混合物およびEDTAとと これらの条件下に、角化層は単一細胞に解離することが見出された。インキュベ ーション培地にアプロチニンを添加するとこの細胞の解離が防止された。非手掌 足裏角質層においても細胞の接着は蛋白構造に依存すること、この組織における 落屑は蛋白分解に依存すること、およびこの組織はこの蛋白分解を触媒できるプ ロテイナーゼを含有することが結論づけられた。細胞の解離には角質層のみが関 与し、さらに深い角化していない表皮層は関与していないことから、関係するプ ロテイナーゼは深層部では不活性化または阻害された状態で存在するものと結論 された。 例 2 角質層キモトリプシン酵素(SCCE)の発見:インビトロにおいてまた多分インビ ボにおいても、角質層での細胞内接着構造の崩壊に関与するための基準を満たす プロテイナーゼ 例1に示した実験から、足裏角質層での落屑のインビトロモデルにおける単極 表面細胞の解離に関与するプロテイナーゼは以下の性質をもたねばならないと結 論された。 1.角質層に存在しなければならない。 2.セリンプロテイナーゼでなければならない。 3.キモトリプシン様の基質特異性およびインビトロ細胞剥離およびデスモグ ラインIの関連した分解について観察されるのと類似の阻害剤プロフィルをもた ねばならない。 4.角質層において細胞外局在を示さなければならない。 5.生理的条件下に活性を発揮できるpH依存性をもたねばならない。角質層の pHは約4.5〜6である。 6.インビトロでの足裏角質層からの細胞の剥離は、インキュベーション培地 の容量がインキュベートされる組織片の容量に比較して極めて大きくても、また インキュベーション培地がインキュベーションの間繰り返し交換されても、長い インキュベーションの間に連続して進行するので、関係する酵素はインキュベー ション時にインキュベーション培地中に抽出されないような方式で組織に結合し ていると考えるのが合理的である。 Egelrud,1990)。 2.1. 解離した足裏角質細胞に会合した酵素活性 解離した足裏角化細胞(角質細胞)は例1の記載のように足裏角質層のインキ ュベーションによって調製した。細胞をメッシュサイズ100μmのナイロンネット でろ過し、ついで10容の0.1Mトリス塩酸塩pH8、5m MEDTA中で3回、0.1Mト リス塩酸塩pH8中で3回洗浄した。ついで細胞を2種類の色原性のプロテイナー ゼ基質S−2288またはS-2586(Kabi Diagnostica,Stockholm,Sweden)とイン キュベートした。Ile-Pro-Arg-p-ニトロアニリド(S-2288)はアルギニン特異性 を有する広範囲のセリンプロテイナーゼ(たとえばトリプシン)によって分裂さ れる。Arg-Pro-Tyr-p-ニトロアニリド(S-2586)はキモトリプシン様プロテイナ ーゼの基質である。 総容量120μl中、各反応混合物には、0.07Mトリス塩酸塩pH8、0.1%ナトリ ウムアジド、洗浄した足裏角質細胞の25%懸濁液1、2.5、5もしくは10μlなら びに1.04mM(S-2586)または1.25mM(S-2288)の基質を含有させた。マイクロタ イタープレート中で5時間37℃でインキュベートしたのち、120μlの10%酢酸を 添加して反応を停止させた。細胞を沈降させたのち、各上清液200μlを新たなウ エルに移した。細胞をBehring Elisaプロセッサー(Behringwerke,Marburg,Ge rmany)で除去したのち、2種の基質の加水分解を405nmにおける吸収の変化によ って追跡した。 図6に示すように、解離した足裏角質細胞に会合し、S-2586の加水分解を触媒 する酵素活性が認められた。これに比しS-2288に対する活性は低かった。 S-2586加水分解活性のpH依存性をついで検討した。実験法は上に略述したよう に、洗浄した足裏角質細胞の25%懸濁液10μlと様々なpHの緩衝液(酢酸ナトリ ウム、リン酸ナトリウムまたはトリス塩 酸塩)を使用した。最終緩衝剤濃度は0.07Mとした。結果は図7に示す。これか ら活性はpH7〜8で至適であるが、pH5.5でも有意であることが明らかである。 さらに別の実験では、懸濁した足裏角質層細胞に会合したプロテイナーゼによ るpH8におけるS-2586の加水分解に対するEDTA、金属イオンおよびプロテイナー ゼインヒビターの影響を検討した。実験法は上にまた表2に概述した通りとした 。 上記表2に示すように、フェニルメチルスルホニルフルオリド(PMSF:セリン プロテイナーゼの一般的インヒビター)、アプロチニン、大豆トリプシンインヒ ビター、キモスタチン(キモトリプシンインヒビター)、ならびに亜鉛イオンは S-2586の加水分解活性を阻害したが、ロイペプチン(トリプシンインヒビター) は阻害しなかった。したがって、阻害剤プロフィルは、インビトロ細胞剥離およ び関連するデスモグラインIの分解について認められたプロフィルに極めて類似 する。 2.2. 解離足裏角質層のザイモグラフィー 2.1.で発見されたS-2586の加水分解活性に関与する酵素は角質細胞を0.1Mト リス塩酸塩pH8中1M KClで抽出した場合、可溶化できることが見出された。し たがって、ザイモグラフィーの実験を実施した。この理由から、角質細胞のKCl 抽出液をLaemmli(Laemmliら、1970)に従って電気泳動のために調製した。ただ し、サンプル緩衝液中には還元剤を添加せず、サンプルの加熱は行わなかった。 サンプルはまた還元剤を含まないLaemmliのサンプル緩衝液による室温での解離 足裏角質細胞の抽出によっても調製した。ザイモグラフィーには、Horieらの操 作(Horieら、1984)の方法の改良法を採用した。ドデシル硫酸ナトリウムの存 在下におけるポリアクリルア ミドゲル電気泳動(SDS-PAGE)はLaemmliに従い、1%共重合熱変性カゼインを 含む12.5%ゲル中で実施した。電気泳動後、ゲルを2%トリトンX−100を含む 緩衝液中、室温で1時間濯いでSDSを除去し、ついで37℃で15時間インキュベー トした。次にゲルをクーマッシーブルーで染色した。分離されたカゼイン分解酵 素は青色のバックグランドに対する明瞭なバンドとして示された。実験の詳細に ついては図8の説明を参照されたい。 結果は図8に示す。足裏角質細胞の抽出物は見掛けの分子量約25kDの一つの主 要なカゼイン分解酵素を含有した。また、分子量約30kDの微量のカゼイン分解酵 素も含まれていた(これらの微量成分は図では明瞭には認められない。その後、 これらはロイペプチンで阻害されるが、キモスタチンでは阻害されないことが分 かった)。25kDの酵素はpH5.5〜8で有意な活性を示した。この活性は、アプロ チニン、亜鉛イオン、およびキモスタチンで阻害されたが、ロイペプチンによっ ては阻害されなかった。すなわち、上述のS-2586の加水分解活性物の場合と同じ 阻害剤プロフィルを示した。ゲル排除クロマトグラフィーによる実験(示してい ない)では、25kDのカゼイン分解酵素はS-2586の加水分解活性物と共溶出するこ とがわかった。 2.2.に上述したのと同じ技術を用いた別の実験(示していない)では、非手掌 足裏角質層には、足裏角質細胞に会合している25kDプロテイナーゼと見掛け上同 一の性質を有する酵素は含まれていないことが見出された。以後、この酵素を、 角質層キモトリプシン酵素 SCCEは、角質層の細胞外空間で活性を示すことが可能なような様 式で足裏角質細胞に会合している証拠も得られた。これはまず、解離した角質細 胞が西洋ワサビペルオキシダーゼ(Mr 44 kD)を透過させないことの証明によっ てなされた。ついで、ヒトフィブリノーゲン(Mr 340 kD)は角質細胞の懸濁液 によって分解できること、さらにこの分解がSCCEの場合と同じインヒビターによ って阻害できることが明らかにされた。フィブリノーゲンの分解が可溶化された 酵素によることは除外できている(Egelrud,1990)。 例 3 角質層キモトリプシン酵素(SCCE)の部分精製および色素原性基質によるプロテ イナーゼアッセイ 3.1. 足裏角質細胞のKCl抽出物の調製 例1に記載した解離足裏角質細胞の調製をスケールアップして、例2に記載の SCCEを含有する洗浄された足裏角質細胞のKCl抽出物を調製した。足裏角質細胞 のKCl抽出物の調製の概略を以下の表3に模式的に示す。肥厚したヒト足裏角質 層は、Society for Swedish Pedicyristsの協力によって収集した。クリップま たはカットによって得られた材料のみを用いた。落屑異常のある足からは材料の 収集は行わなかった。郵送前に、角質層は風乾し、プラスチックの袋に収めた。 実験室では使用時まで−20℃で保存した。 それぞれの続くアフィニティークロマトグラフィーのためには、各50gの足裏 角質層よりの2回のプレパレーションからの抽出物1および抽出物2をプールし た。 3.2. 色素原性基質によるプロテイナーゼのアッセイ 阻害剤、アプロチニン、キモスタチン、硫酸亜鉛の効果、ならびに基質特異性 に関して、SCCE、ウシキモトリプシン、およびヒトカテプシンGの比較を行った 。 蒸留水中にMeO-Suc-Arg-Pro-Tyr-pNA(S-2586)、1−メチル−2−ピロリド ン中にSuc-Ala-Ala-Pro-Phe-pNA(Boehringer,Mannheim,Germany)(インキュ ベーション混合物中の溶媒の最終濃度4%)、およびジメチルスルホキシド中に キモトリプシン(インキュベーション混合物中の溶媒の最終濃度1%)の保存溶 液を調製した。化膿性ヒト唾液からのカテプシンGはE.Lotti,Geneva,Switze rlandから入手した。SCCEの原料は、上述のようにして調製した解離足裏角質細 胞のKCl抽出物とした。インヒビター、アプロチニン、キモスタチンおよび硫酸 亜鉛の入手先は上述した通りであった。 インキュベーションはマイクロタイタープレート中37℃で実施した。総インキ ュベーション容量は135μlとした。各インキュベーション混合物には、トリス塩 酸塩pH8.0(最終濃度0.08M)、KCl(最終濃度0.2M)、基質溶液100μl、25μl の酵素源(0.1Mトリス塩酸塩pH8.0、1.0M KCl中に適宜希釈)および10μlのイ ンヒビター溶液を含有させた。 図9、A〜Cでは、MeO-Suc-Arg-Pro-Tyr-pNA(S-2586、初期濃度1.2M)を基 質として使用した。Dでは両基質の初期濃度は1.2Mとした。 インキュベーションの終了時(1.5時間)に、各ウエルに125μlの10%酢酸を 加え、ブランクとして酵素を添加しなかったインキュベーション混合物とともに 405nmで吸収を読み取った。添加した酵素の量はインキュベーションの終了時に おいて405nmの吸収に0.3〜0.7の変化を与えるように調整した。 結果は図9、A〜Dにまとめた。インヒビターの影響の検討には、基質として S-2586を用いた。SCCEおよびキモトリプシンのインヒビ ターとしてのアプロチニンの効率は高く、この2種の酵素でほぼ同じであった。 他方、カテプシンGの効果ははるかに低かった(図9A)。キモスタチンは3種 の酵素すべての阻害を生じたが、50%阻害を生じるインヒビターの濃度は、キモ トリプシンおよびカテプシンGの場合よりもSCCEでは3桁大きかった(図9B) 。硫酸亜鉛はSCCEの効率的インヒビターであったが、キモトリプシンおよびカテ プシンGでは効果的なインヒビターではなかった(図9C)。基質MeO-Suc-Arg- Pro-Tyr-pNA(S-2586)およびSuc-Ala-Ala-Pro-Phe-pNAに対する3種の酵素の活 性を図9Dに比較する。目的は調べた酵素の間の類似性および相違を見出すこと であったので、これらの実験は、各基質について1つの初期濃度でしか実施しな かった。Suc-Ala-Ala-Pro-Phe-pNAは、S-2586よりもキモトリプシンおよびカテ プシンGについては有意に良好な基質であることが明らかにされたが、SCCEでは 逆の結果が見出された。 例 4 角質層キモトリプシン酵素の精製およびN末端アミノ酸配列の決定 4.1. 角質層のKCl抽出物からのSCCEの不溶化大豆トリプシンインヒビター(SB TI)上アフィニティークロマトグラフィーによる精製 図10にはSBTI上アフィニティークロマトグラフィーの結果を示す。アフィニテ ィーゲルは、50mgのSBTI(Boehringer,Mannheim,Germany)を12mlの沈降Affig el 15(BioRad,Richmond,CA)に、製造業者の説明書に従って連結して調整し た。ゲル上の残った活性基はエタノールアミンでブロックした。100g(乾燥重 量)の足裏角質層(総容量770ml)のからのKCl抽出物を合わせて、ガラスカラム 中 に充填されたSBTI-Affigel 15の床0.8×2cmを通し、42ml/hの流速で流し、溶 出液の280nmにおける吸収を連続的に記録した。0.1Mトリス塩酸塩pH8、1M K Clでカラムを、溶出液の吸収が0.01以下になるまで洗浄し、ついで10mlの0.1M トリス塩酸塩pH8で洗浄した。1、10および100mMの塩酸で、結合した物質の段 階的溶出を実施した。溶出液の吸収が0.01以下に低下したとき溶出液を変えた。 3mlの分画を、溶出液のpHを7以上に調整するのに十分な量として計算された総 容量0.4mlのトリス塩酸塩pH8を含む試験管に集めた。各分画のpHを直ちにチェ ックし、必要ならば小容量の1Mトリス塩酸塩pH8で約7に調整した。S-2586( SCCEの基質)およびS-2288(トリプシン様酵素の基質)によるペプチド加水分解 活性の分析は例2.1.の記載と同様に実施した。アッセイ混合物中の両基質の初期 濃度は1.1mMとした。S-2586加水分解活性物の約90%がゲルに結合した。洗浄し たゲルを10〜100mMの塩酸で段階的に溶出すると、適用したKCl抽出物中の総S-25 86加水分解活性物の約60%が回収された。総S-2288加水分解活性物のうち約20% がアフィニティーゲルに結合し、約10%が溶出液中に回収された。 図11には、SDSの存在下におけるポリアクリルアミドゲル電気泳動(SDS-PAGE )およびザイモグラフィーによるSBTI−アフィニティークロマトグラフィーから の溶出液の分析を示す。非還元サンプルを 1991および例2の2.2.も参照されたい。電気泳動の準備の前にサンプルはAでは Ultrafree-MC-Filter(カットオフ10kD;Millipore,Bedford,MA)での遠心ろ 過により20倍に濃縮し、Bでは10倍に希釈した。 図12には、SBTIアフィニティークロマトグラフィーからの非還元および還元サ ンプルのSDS-PAGEによる比較を示す。図10および11に示すように、SBTIアフィニ ティークロマトグラフィーでは、見掛けの分子量約25kDの非還元型および約28kD の還元型の蛋白質が90%以上の純度で生成した(クーマッシーブルー染色SDS-PA GEゲルから判定)。さらに、主成分より見掛けの分子量が約1kD大きい微量のク ーマッシーブルー陽性成分が存在した。ザイモグラフィーゲル上では、非還元サ ンプルでのクーマッシーブルー染色ゲルにおける2つのバンドと同じ電気泳動移 動度をもつ1つの主要バンドと1つの微小バンドが検出された。これらのカゼイ ン分解性成分はいずれもキモスタチンによって阻害された。さらに、ザイモグラ フィーでは見掛けの分子量約30kDの微小成分が認められ、これはロイペプチンで 阻害された。精製された主要蛋白質がSCCEであると結論された。 4.2. SCCEのN末端アミノ酸配列のアッセイ SBTI-Affigel 15よるクロマトグラムからのA280nm 0.2の一分画200μlを還元 または非還元SDS-PAGE用に調製し、12.5%ポリアクリルアミドゲル(厚さ1mm、 スロット幅73mm)上に流した。電気泳動ののち、蛋白質を電気泳動的にImmobilo nろ紙(Millipore)に移し、Matsuidaira、1987に従いクーマッシーブルーで染 色した。主要な蛋白質バンドを切り取り、Applied Biosystems 477Aパルス液相 アミノ酸配列アナライザーおよびオンラインPTH 120Aアナライザー(Applied Bi osystems Inc.,Foster City,CA,USA)で処理した。配列決定は通常のサイク ルプログラムおよび製造業者からの試薬を用いて実施した。標準蛋白質から計算 した初期および反復収率は25%および97%であった。 アミノ酸誘導体の収率はただ1つのペプチドが配列決定されるように適合させ た。非還元サンプルでは、1〜6工程の収率は良好であったが、工程7および9 では収率は0に低下した。以後の工程の収率は著しく低かった。還元サンプルで も工程7および9ではアミノ酸誘導体は検出されなかったが、誘導体が検出でき た以後の工程では急峻な収率の低下はなかった。結果は位置7および9における システインの存在を示唆する。しかしながら、ヨード酢酸(100mM)での還元お よび処置後の工程7および9においてもカルボキシメチル化システインは検出で きなかった。得られた配列(図13、配列番号:3)は還元および非還元サンプル で同一であった。 例 5 5.1. SCCE特異的モノクローナル抗体の調製 BALB/cマウス(Bomholtgaard,Denmark)に、例4.1.に記載のようにして精製 されたネイティブSCCE約30μgをフロインド完全アジュバント(Difco Laborator ies,Detroit,MI)中に取り皮下注射として投与した。1月後、同量のSCCEのフ ロインド不完全アジュバント(Difco Laboratories,Detroit,MI)中注射を反 復した。最初の注射から4月後に、1匹のマウスに連続して3日間、1回あたり 30μgの抗原を静脈内ブースター注射によって投与した。ハイブリドーマは、Car lssonら、1985に記載された方法により、SP2/0ミエローマ細胞系の細胞(ATCC CRL 1581)で生成させた。精製SCCEプレパレーションと反応する抗体の同定はE LISA法によって行った。陽性クローンからの培養上清をSDS-PAGE後イムノブロッ ティングによりさらに分析した。この試験でSCCEと反応する抗体を産生するクロ ーンをマウス腹水中で増殖させ、抗体をプロテインAアフィニテ ィークロマトグラフィーにより精製し、Carlssonら、1985に記載された方法で分 類した。2つの有用な抗体、moabTE4bおよびmoabTE9bが得られ、いずれもIgG1- κに分類された。 免疫沈降およびイムノブロッティングによるmoabTE4bおよびTE9bの特性は図14 に示す。 図14a(レーン2)は例3.1.に記載のようにして調製した解離足裏角質細胞の 濃縮KCl抽出物でのクーマッシーブルー染色SDS-PAGEゲルを示す。サンプルは0.1 M酢酸ナトリウムpH4に対して4時間透析し、限外ろ過によって約10倍に濃縮し たのち電気泳動用に調製した。図14a(レーン3)は例4.1.に記載のようにして 精製したSCCEプレパレーションを示す。 図14bは、抗体を角質細胞のKCl抽出物とインキュベートし、ついで不溶化プ ロテインAで回収した場合のイムノブロッティングの結果を示す。再可溶化して 解離させた抗原−抗体複合体は例2の記載のようにしてザイモグラフィーで分析 した。 限外ろ過によって約5倍に濃縮した解離足裏角質細胞のKCl抽出物250μlをリ ン酸緩衝食塩溶液に対して透析し、これに最終濃度10mg/mlになるようにウシ血 清アルブミン(Sigma,St.Louis,MO)を添加し、10μlの抗体溶液またはリン 酸緩衝食塩溶液と混合して4℃で15時間インキュベートした。次に試験管に25μ lの沈降プロテインA Sepharose(Pharmacia,Uppsala,Sweden)を加え、穏や かに振盪しながら室温で2時間インキュベーションを続けた。ゲルを遠心分離に よって回収し、0.05Mトリス塩酸塩pH7.5、0.5M NaCl中、0.05%Tween 20(Sig ma,St.Louis,MO)1mlで5回洗浄した。最終洗浄後に、ゲルを、還元剤を含 まないLaemmliのサンプ ル緩衝液100μlにより室温で1時間抽出した。抽出液を遠心分離によって澄明と し、ゲルに適用した。 MoabTE4bおよびTE9bの両者は、精製SCCEおよびKCl抽出物中の相当する主要カ ゼイン分解酵素と同じMrをもつカゼイン分解酵素を沈殿させた。これらの抗体は 抽出物中のMr約30kDaの微小カゼイン分解酵素は沈殿させなかったが、これらは トリプシン様セリンプロテイナーゼのインヒビターであるロイペプチンによって 阻害されることが明らかにされている。25kDaのカゼイン分解酵素に加えて、こ れらの抗体はMr約80kDaの微小蛋白分解成分に結合するようであった。この成分 は、製造前に乾燥させた組織から精製された足裏角質細胞のKCl抽出物中に通常 存在し、新鮮な組織からのプレパレーションには認められない(T.Ege1rud,未 発表所見)。アフィニティークロマトグラフィーにより精製したSCCEプレパレー ション中には存在せず、凝集生成物であろうと思われる。抗体と反応性の相当す る成分はイムノブロットでは検出できなかった。 非還元条件下に行ったSDS-PAGEのイムノブロット上で(図14c)においてmoab TE4bおよびTE9bは、足裏角質細胞のKCl抽出物中(図14cレーン2および4)お よび精製SCCEプレパレーション中(図14cレーン3および5)に存在する成分と 反応し、それらはいずれもザイモグラム上の主要精製蛋白質および主要カゼイン 分解成分と同一のMrを示した。これらの抗体は、SDSの存在下に還元されたサン プルとは反応せず、これらはコンフォーメーション依存性エピトープに向けられ ていることが示唆された。 非還元型でMr約25kDの主要蛋白質に加えて、精製されたSCCEプレパレーション はMr約26kDのクーマッシー陽性成分を含有する(非還 元型、例3参照)。ザイモグラム上には相当するカゼイン分解成分が存在し、主 要な25kDのカゼイン分解成分と同様な方式でキモスタチンによって阻害できる( 例3参照)。moabTE4bおよびTE9bのさらに高い濃度でも(結果は示していない) この微小成分はイムノブロット上抗体と反応することが観察できた。同様な結果 が(示していない)、プレパラティブ電気泳動によって精製された主要クーマッ シー陽性成分に対して作成されたポリクローナルウサギ抗体でも得られた。SCCE 様活性をもつこの2つの蛋白質と見掛けの免疫学的交差反応の正確な関係はわか っていない。 5.2 ポリクローナルSCCE特異的抗体 5.2.1. ニワトリ抗−SCCE 例4.1.に記載のようにSBTI−アフィニティークロマトグラフィーにより精製さ れたSCCE 45μgを0.2mlの0.1Mトリス塩酸塩中において、60℃で60分間熱変性さ せたのち、等容量のフロインド完全アジュバント(Difco Laboratories)中にホ モジナイズした。得られたエマルジョンを約20週齢のDercoニワトリに皮下注射 し、免疫前血清の調製のために血液サンプルを採取した。ニワトリには、3、5 および7週後にフロインド不完全アジュバントと30μgの精製、熱変性SCCEを用 いるほかは同様に調製したエマルジョン(各エマルジョン250μl)をさらに皮下 注射によって投与した。最後の注射から2週後にニワトリから採血した。血液は 直ちに2容のAlsever溶液(100mlあたり、1.87gグルコース、0.8gクエン酸ナ トリウム、0.62g食塩、クエン酸でpH6.1とする)と混合し、遠心分離した。さ らに検討するために選択されたトリ抗−SCCEはイムノブロッティングの実験では 1/2000に希釈して使用した。抗血清の特異性の例示 は図17および例8を参照されたい。 5.2.2. ウサギ抗−SCCE SBTI−アフィニティークロマトグラフィーによって精製されたSCCEを厚さ15mm のゲル上、Laemmli、1970に従い例4.1.に記載のようにして非還元SDS-PAGEに付 した。SCCEであることが前に明らかにされた主要蛋白質をLeeら、1987の塩化銅 染色法によっ可視化し切り取った。Leeらに従い、EDTAで塩化銅を除去したのち 、ゲルスライスをリン酸緩衝食塩溶液中にホモジナイズした。ホモジナイズした ゲルスライスのサンプルを等容のフロインドのアジュバントに懸濁した。この方 法で完全アジュバント中に調製された純粋なSCCE、約30μgをウサギに皮下投与 した。3、5および7週後に、同量のSCCEの注射を、この場合には不完全アジュ バンドとともに、反復して実施した。最後の注射から2週後に、ウサギから採血 した。得られたウサギ抗−SCCE(D−5)を500〜1000倍に希釈して、アルカリ ホスファターゼ接合抗−ウサギ免疫グロブリンを第二の抗体として用いるイムノ ブロット実験に使用した。 すべてのイムノブロット実験で、結合した第二の抗体が、Blakeら、1984に従 い検出された(例5、8および9参照)。 ウサギ抗−SCCE Bo-1は、SDS-PAGEの前に還元したSCCEを抗原として用いたほ かは同様にして調製した。 5.3. モノクローナル抗体による免疫組織化学的検討 SCCE特異的モノクローナル抗体による免疫組織化学的検討で、SCCEはヒト角化 扁平上皮(表皮、毛嚢の内部毛根鞘、硬板層)の高い上基底細胞に検出できたが 、非角化扁平上皮(毛嚢の内部毛根鞘、口唇および頬粘膜)には検出できなかっ た。すなわち、SCCEは角化 扁平上皮に特異的に発現するものと考えられる。さらに、SCCEはインビトロで構 築されたヒト表皮の高い上基底細胞で発現され、空気−水の界面に増殖すること が見出された。角化細胞の増殖を刺激したが角質層の形成は阻害しなかった濃度 のレチノイン酸を培地に添加するとSCCEはもはや発現しなかった。これは、SCCE の発現が表皮分化プログラムの一部であることを示唆するものである。 SCCE特異的モノクローナル抗体の免疫電子顕微鏡による実験の結果は、デスモ ソームの分解におけるSCCEの役割、すなわち落屑における役割と合致するもので あった。抗体は最上層顆粒細胞と最下層の角質層細胞の間への分泌を受けている 積層板を特異的に標識するが、角質層では抗体は細胞空間でデスモソームと密接 に会合しているエピトープを認識した。 例 6 ヒトSCCEをコードするcDNAのクローニングおよび配列決定 制限酵素はPromega,Madison,MIから、TAQ−ポリメラーゼはPerkin-Elmer-Ce tus,Norwalk,CTから入手した。表皮起源のヒト成人角化細胞から誘導されたmR NAより調製したλgt11ヒト角化細胞cDNAライブラリーはClontech Laboratories ,Palo Alto,CA(カタログ#EL1045b)から得た。最初にライブラリーを抗−SC CEウサギポリクローナル血清D−5とBo-1(例5.2.2.参照)でスクリーニング した。Bo−1ポリクローナル抗−SCCE血清は高いバックグランドシグナルを与え たので、広範なスクリーニング研究から初期の段階で除外した。D−5抗血清を 用いて、真の陽性プラークと予想される多数の免疫反応性プラークを濃縮した。 いずれのプラークにもモノクローナル抗体moAb4およびmoAb9との反応性は認め られなかっ た。単離された11個のプラークについての広範な制限酵素による特徴づけおよび RCRでの特性表示により、各種のプラーク間に類似性は検出できないことがわか った。このような部分類似性の存在は、プラークが同じcDNA配列からの相同なDN A挿入体を含むことを指示するものである。確かなSCCE cDNA配列の「指紋」の特 定のこの失敗に基づいて、戦略を変更した。 プローブとして縮重合成オリゴヌクレオチドを用いて、プラークハイブリダイ ゼーションにより、プラークを大腸菌Y1090(Clontech)内でスクリーニングし た。オリゴヌクレオチドプローブは、例4.2.に記載のネイティブSCCE酵素の実験 的に決定されたアミノ末端配列に基づいて設計した。そのアミノ酸配列の最も信 頼できる部分、Ile-Ile-Asp-Gly-Ala-Pro(配列番号:3、aa1〜aa6)を合成1 7-マーオリゴヌクレオチドプローブ、5′-ATHATHGAYGGNGCNCC-3′(H=A、C またはT;Y=CまたはT;N=A、C、GまたはT)の構築に選択した(SYM3 067と命名した。配列番号:4)。オリゴヌクレオチドプローブはBeckman 200A DNAシンセサイザーを用い、販売業者の指示書に従いホスホラミダイト法で合成 した。 大腸菌Y1090細菌は、0.2%マルトースおよび10mM MgSO4を含有するLB培地(Sa mbrookら、1989)中で一夜増殖させた。ついで、0.4mlの培養液を希釈ライブラ リーファージ株と混合し、37℃で20分間吸着させた。感染培養液を6mlの軟アガ ール(LBおよび10mMMgSO4中0.75%アガロース)と混合した。軟アガール混合物 を10個の150mmLAプレート上に注いだ。プレートを37℃で5時間インキュベート し、4℃に一夜放置した。プレートは総計約4×105のプラークを含有した。 プラークの固定化には、各プレートを、NEN DuPont Colony/Plaque Screen膜 (DuPont,Wilmington,DE)で2分間覆った。膜を0.5M NaOH中で2分間ずつ2 回、トリス塩酸塩pH7.5中で2分間ずつ2回濯ぎ、風乾した。これらの膜はつい で以下に記載するハイブリダイゼーション実験に使用した。膜は100mg/mlのニ シン精子DNA(Sigma,St.Louis,MO)を含有する10%デキストラン硫酸、1M NaCl、1%SDS溶液中、65℃で5時間プレハイブリッドした。プローブ、SYM 306 7をT4ポリヌクレオチドキナーゼ(Promega,Madison、WI)を用いて[λ-32P ]dATP標識し、プレハイブリダイゼーション混合物に加えた。ハイブリダイゼー ションは42℃で12〜18時間行った。 ハイブリダイゼーション後に、膜を2×SSC中室温で5分間ずつ4回、2×SSC 、1%SDS中42℃で30分間ずつ2回、最後に0.1SSC中室温で30分間洗浄した。膜 はX線フィルム(Hyperfilm-MP,Amersham,UK)上オートラジオグラフィーに付 した。14個の陽性プラークが一次スクリーニングで同定された。これらの陽性プ ラークを、上述の場合と同じプローブおよび同じ方法を用いて再スクリーニング した。再スクリーニング操作後、2つの陽性プラークが同定された。この2つの 選ばれたプラークをさらに一度精製し、挿入体のサイズを、プライマーとしてSY M 1600およびSYM 1601を、鋳型として単離されたファージを用いてPCRによって 測定した。これらの2つのプライマーはそれぞれ、λgt11ファージの左および右 アームと相補性である。ファージA6.2.2から生成した約0.9kbの増幅DNAフラグ メントを次にEcoRIで消化し、EcoRIで消化したpUC19(Pharmacia,Uppsala,Swe den)、pS496中にクローニングした。こ のクローニングされたフラグメントはpUC19に相補性の配列プライマーを用い部 分配列分析に付した。ヌクレオチド配列はT7配列決定キット(Pharmacia,Upp sala,SwedenまたはUSB,Cleveland,Ohio)を用いて決定した。 得られたDMA配列の翻訳により実験的に決定された蛋白質配列と相同なアミノ 酸配列が得られた。しかしながら、この配列は翻訳開始コドンを欠いていた。完 全長cDMAを単離するために、得られたDMAフラグメントをアガロースゲル上で分 離して、緊縮条件下でのハイブリダイゼーションを可能にするプローブとして使 用した。このプローブはマルチプライムDMA標識系(Amersham,UK)を用い、以 下の操作によって32P標識した。ゲル1gあたり3mlの割合で水を加え、沸騰水 浴中に7分間置いてゲルを融解させDMAを変性させた。試験管を37℃の水浴に移 し、少なくとも10分間置いた。約25ngのDMAを含有する1容のDMA/アガロース溶 液を供給者の説明書に従い標識反応に添加した。 完全長cDMAを得るためには、このプローブによりcDMAライブラリーを緊縮条件 下65℃でハイブリダイゼーションを行ったほかは上述の場合と同じ方法を用いて 2回再スクリーニングした。これらの実験により45個のそれぞれ陽性のプラーク が同定され単離された。これらを最初、PCRプライマーとして、 または をSY 3208と組み合わせて使用し、PCR分析によってスクリーニングして、全5′ オープンリーディングフレームを含むプラークを同定し た。 SCCE cDMAの5′部分に少なくとも一部が相補性であるSYM 3208,5′-TGGGTGGG AGCCTCTTGCACA-3′,配列番号:7は、pS496から獲得されたDMA配列情報に基づ いて設計された。このスクリーニング後に、4つのファージが更なる分析のため に選択された。配列分析には、これらのファージに由来する得られたPCR増幅フ ラグメントを上述のようにしてpUC19にクローン化した。得られた結果は、ファ ージの一つ、205.2.1が完全長の挿入体を含有することを指示するものであった 。 ファージ単離体205.2.1からのDMAはSambrookら、1989に従って調製し、このDM AプレパレーションをEcoRIで消化した。消化したDMAをアガロース電気泳動によ って分離し、約1kbのフラグメントを単離し、EcoRIで消化したpUC19中にクロー ニングした。得られたプラスミドはpS500と命名した(図15)。cDMAフラグメン トの完全ヌクレオチド配列は上述のようにして決定した。配列決定反応のプライ マーとしては、pUC19もしくはSCCE配列に相補性の特異的オリゴヌクレオチドを 使用した。このヌクレオチド配列(配列番号:1)は、シグナルペプチドおよび プレポリペプチド(配列番号:2)を含む253個のアミノ酸から構成されるSCCE 前駆体蛋白質の全アミノ酸配列をコードするのに十分なオープンリーディングフ レームを含有した。 106.1.2と命名した他のファージは、5′-非翻訳領域と最初の3つのコドンを 欠くSCCE cDMA配列を含有することが分かった。この挿入体を954bpのEcoRIフラ グメントとして単離し、EcoRIで線状化したpUC19中にクローニングし、プラスミ ドpS498が得られた。このプラスミドは部分的に配列を決定した。 108.1.2と命名した第三のファージも、5′−非翻訳領域と翻訳領域の7つの ヌクレオチドを欠くSCCE cDMA配列を含有することが分かった。このcDMA挿入体 は3′−非翻訳領域の長い変異体であり、停止コドンの1057bp下流まで延長され ていた。この1884bpのEcoRIフラグメントを単離し、EcoRIで線状化したpUC19中 にクローニングした。得られたプラスミドは完全に配列を決定して、pS501と命 名した。 例 7 ヒト表皮におけるSCCE mRNAの検出 ヒト表皮から総RNAの調製 これは、Chomczynski & Sacchi,1987に従って実施した。形成外科から非疾患 ヒト腹部皮膚を入手した。除去直後に氷上で冷却した。15分以内にメスで薄層を 削り取って表皮を回収し、溶液D(Chomczynski & Sacchi,1987)に浸漬してガ ラスホモジナイザーによってホモジナイズした。以下、Chomczynski & Sacchiに 記載されたプロトコールに従った。ペレット化した総RNAは70%エタノール中−2 0℃に、さらに分析するまで保存した。 メッセンジャーRNAの調製 500μgの総表皮RNAをPoly A Tract-kit(Promega)により、供給者の説明書に 従って処理した。 RNAの電気泳動およびブロッティング アガロースゲル(1.4%)は1×MOPS緩衝液中0.66Mフォルムアルデヒドおよ び0.6g/mlエチジウムブロミド(Sigma,St.Louis,MO)で調製した。100μg 総RNAに相当するmRNAをRNAサンプル緩衝液(50%ホルムアミド、2.2Mホルムア ルデヒド、3%Ficoll,1× MOPS)中に溶解し、適用前に60℃に5分間加熱した。RNAマーカー(BRL,Gaithe rsburg,MD)は同様に処置された。電気泳動後、ゲルを蒸留水中で5分間、つい で50mM NaOH中で30分間、0.1Mトリス塩酸塩pH7.5中で30分間濯いだ。GeneScree n Plus膜(NEN DuPont,Wilmington,DE)へのブロッテイングはVacu-Gene装置 (Pharmacia,Uppsala,Sweden)により10×SCC中で1時間行った。膜をついで 3×SCC中で洗浄し、一夜乾燥し、80℃に2時間加熱した。RNAはUV光下に膜上に 可視化された。 cDMAプローブ 例6に記載したようにして調製されたプラスミドpS501を、HincIIおよびBglII で消化した。このcDMAは、bp No 1060に1個のHincII部位およびbp No 1715に1 個のBglII部位を含有する。1070bpフラグメント(pUC19中のHincII多重クローニ ング部位〜内因性HincII部位)は、5′末端の7bpを除くSCCEコード領域をこれ までに単離されたすべてのSCCE-cDMAに共通のbp 944〜951のポリアデニル化部位 を含めて含有する。ポリAテールを含まない655bp HincII〜BglIIフラグメント はSCCE-cDMA 108-1-2に独特である。フラグメントをアガロース電気泳動により 精製し、マルチプライムDMA標識キット(Amersham,Buckinghamshire,UK)での32 P dCTP標識プローブの製造に使用した。 ハイブリダイゼーション 膜は1×TE中1%SDSと30分間煮沸し、1%SDS、1M NaCl、10%デキスト ラン硫酸、ニシン精子DMA 0.1mg/ml中60℃で3時間プレハイブリダイズした。 ハイブリダイゼーションは同じ溶液中60℃で一夜行った。洗浄は2×SCC中1%S DS、60℃で2×30分および 0.1×SCC中室温で3時間行った。ついで膜をオートラジオグラフィーに付した。 結 果: ヒト表皮中におけるサイズ約1.2kbおよび2.0kbの2つのmRNA種の存在を明らか にすることができた(図16)。これは2種類のcDMAが見出されたクローニング実 験で得られた証拠とよく一致した。 例 8 組換えSCCEの大腸菌内での発現 pGEX-2T/SCCEプラスミドの構築 1.センスPCRプライマー SYM 3367;配列番号:8、下線を付した活性ネイティブSCCEのN末端アミノ酸 IIDGAPCをコードする3′−部分、BamHI部位とXa因子部位IEGRをコードする付加 配列をもつ5′-部分。 SYM 3368;配列番号:9、下線を付したアミノ酸配列LETAGEEをコードする完 全SCCE-cDMA配列中塩基対76〜96に相当する3′-部分、5′-部分は1aに同じ。 2.アンチセンスPCRプライマー SYM 3371;完全SCCE-cDMA配列、配列番号:1中塩基対285〜304に相補性、bp2 94にSacI−部位を有する。 pS498の配列(例6)をプライマー1a/2および1b/2によりPCR増幅した 。得られた生成物は、フェノール抽出およびエタノール沈殿によって精製し、Ba mHI/SacIで消化し、アガロース電気 泳動によって精製した。ついで、これらを、BamHI/EcoRIで消化したpGEX(Phar macia)中に、pS498のEcoRIおよびSacI消化によって得られたSCCE 106-1-2の3′ の673塩基対とともに、TG2細胞内でクローニングした。発現研究に使用した細菌 クローンから、プラスミド(Xa因子部位の次にネイティブN末端をコードするpS 510ならびにXa因子部位の次に提案されたプロペプチドをコードするpS511)が単 離され、PCR生成物から誘導される挿入体に相当するヌクレオチド配列が、T7 シーケンシングキット(Pharmacia,Uppsala,Sweden)を用いたジデオキシチェ ーンターミネーション法でチェックされた。 発現研究 カルベニシリン(Sigma,St.Louis,MO)50μg/mlを含有するLB培地中、TG2 細胞をpS510およびpS511とともに一夜培養した液を新鮮な培地で10倍に希釈し、 37℃で3時間増殖させた。IPTG(Sigma,St.Louis,MO)を最終濃度0.1mMにな るように添加し、培養体をさらに37℃で3時間増殖させた。細菌ペレットをPBS 中トリトンX−100(Sigma,St.Louis,MO)中で超音波処理した。10,000×g で15分間遠心分離したのちに、上清およびペレットをSDS-PAGEおよびポリクロー ナルSCCE特異的トリ抗血清によるイムノブロッティングで分析した。 SCCE様免疫反応性を有し、Mr約50kD(pS510)および約52kD(pS510)のIPTG誘 導可能蛋白質が大量に、PBS−トリトンX−100に不溶性のペレット中に見出され た(図17参照)。 PBS−トリトンX−100中での超音波処理後の上清は、不溶性ペレット中の場合 と同サイズのGST/SCCE融合蛋白質を含有していたが、その量は不溶性ペレット に比較して少量であった。 これらの結果は、SCCEがGSTとの融合蛋白質として発現できること、プレプロS CCEアミノ酸配列中の特異的プロテアーゼ切断部位に相当する配列は細菌内で組 換えSCCEを製造する意図でこの実験の反復を可能にすることを示している。製造 された蛋白質は尿素またはグアニジニウム塩酸塩中に溶解することが可能であり 、ついでSCCEの高い等電点により陽イオン交換クロマトグラフィーで精製できる 。精製された蛋白質は変性剤の濃度が低い緩衝液に対し透析することにより再生 し、ついでXa因子で切断してSCCEまたはプロSCCEからGSTポリペプチドを放出さ せることができる。GST/SCCE融合蛋白質は、SCCE特異的抗体の製造のための免 疫原として、また抗体精製におけるイムノソーベントとしても使用することがで きる。 例 9 哺乳動物細胞内における組換えヒトSCCEの発現 組換えSCCEの製造のための発現ベクターの生成には、ヒトcDMA配列をプラスミ ドpS500から897bp EcoRI/DraIフラグメントとして単離した。このフラグメント をEcoRIおよびSmaIで消化したpUC19中にサブクローニングして、プラスミドpS50 2を得た。プラスミドpS502をついでEcoRIおよびSalIで消化してSCCE cDMA配列を 0.9kbフラグメントとして単離し、これを再度HindIII部位を欠くpUC19変異体に サブクローニングして、プラスミドpS503を得た。このpUC19変異体は、pUC19のH indIII消化、クレノウ酵素を用いる充填および再ライゲーションによって生成さ せた。発現ベクター中へのクローニングを容易にするためには、HindIII部位をS CCEcDMAの5′末端に導入した。これはpS503のEcoRI消化およびその部位をHindII Iに変換するリンカー、SYM 3603、5′-AATTGTGGAAGCTTCCAC-3′配列番号:10の 挿入によって行った。SCCE cDMAの蛋白質コード部分を繋留し、HindIII部位を5 ′末端に、SalI部位を3′末端にそれぞれ有する得られたプラスミドはpS505と命 名された。 最終の発現ベクターは3種の異なるDMAフラグメントのライゲーションによっ て得られた。最初にpS505をHindIIIおよびSalIで消化して0.9kbフラグメントを 単離した。 第二に、マウスメタロチオネイン上流調節要素の遠位部分ウシパピローマウイ ルス配列、mRNA処理シグナルを提供するウサギβグロビンゲノムフラグメントお よびプラスミド配列pML2dを与えるために、大腸菌内での選択および複製を可能 にするために(Waldenstromら、1992)、ベクターpS147をSacIおよびSalIで消化 し、約12kbのフラグメントを単離した。 第三に、マウスメタロチオネインプロモーターの近位部分を単離するために、 リーダー配列内に位置するネイティブなBglIIがHindIII部位に変換されているプ ラスミドpS42をSacIおよびHindIIIで消化し、約220bpフラグメントを単離した。 これらの3つのフラグメントのライゲーションにより、SCCE発現ベクターpS50 7(図18参照)が生成した。 発現ベクターpS507をHarvey肉腫ウイルス5′長末端リピートにより駆動される ネオマイシン抵抗性遺伝子を含むベクターおよびSV40ポリアデニル化シグナル( Lusky & Botchan,1984)とともにマウスC127細胞(ATCC CRL 1616)にコトラ ンスフェクトした。トランスフェクション実験は、リン酸カルシウム沈降法(Gr aham & Van der Eb,1973)に従って実施した。細胞は、10%ウシ胎児血清(HyC lone,Logan,UT)を補充したハムF12/ダルベッコ改良イーグル培地 (DMEM;Gibco BRL,Gaithersburg,MD)(1:1)中で培養した。ネオマイシ ン抵抗性細胞クローンを1.5ng/mlのG418(Gibco BRL)で選択し、選択から10 〜15日後に、抵抗性細胞クローンを同定し、マスタープレートから単離し、以後 の分析のために継代培養した。 組換えSCCE遺伝子の発現を分析するため、単離された細胞系から総RNAを調製 した。総RNAはC127細胞から調製し、1%ホルムアルデヒドアガロースゲル上で 分離し、ニトロセルロース膜に移し、32P標識SCCEプローブにハイブリダイズし た。プローブは、pS500のHincII消化およびアガロース電気泳動によって単離さ れたSCCEcDMAの1070 bp HincIIフラグメントとした。実験操作はAusubelら、199 2に従った。ノーザンブロット実験、ならびに32P標識SCCEcDNAとのハイブリダ イゼーションで、組換えSCCE mRNAはSCCEベクター、pS507を繋留する数種の細胞 系において検出可能であることが示された。SCCE cDNAを含まないほかは同一の ベクターを含有するC127細胞に由来する対照サンプルではハイブリダイゼーシ ョンは認められなかった(図19)。1.4kBのサイズは期待されたサイズに相当す る。 条件細胞培養培地のサンプルを収穫し、イムノブロッティングによって分析し た。SDS-PAGEはLaemmli(1970)に従って実施し、イムノブロッティングについ ては、トリ抗−ネイティブSCCEを検出抗体として使用した。アルカリホスファタ ーゼ標識抗−トリIgG(Sigma,St.Louis,MO)を酵素標識に使用した。結果は 図20に示す。 組換えSCCEの発現を分析するため、総RNAを、発現ベクターpS507でトランスフ ェクトしたC127細胞から調製した。対照サンプルとして、総RNAは、非トランス フェクトC127細胞および発現ベクター pS147によりトランスフェクトしたC127細胞の両者から調製した。ベクターpS14 7は、ヒトSCCE cDNAに代えてヒト胆汁塩剌激リパーゼのcDNA(Nilssonら、1990 )を含有するほかは、pS507と類似する。RNAがAusubelらの方法により調整され た。ノーザンブロット実験、ならびに32P標識SCCE cDNAとのハイブリダイゼー ションによって、約1.4kbの組換えSCCE mRNAが、SCCEベクター、pS507を繋留す るC127細胞において検出可能であることが示された(図19)。pS147を含むC12 7細胞系または非トランスフェクトC127細胞に由来する対照サンプルではハイブ リダイゼーションは認められなかった。 条件細胞培養培地のサンプルを収穫し、SDS-PAGEおよびイムノブロッティング によって分析した。ブロットはBlakeら、1984の記載のようにして展開した。得 られた結果(図20参照)は、pS507を繋留するC127細胞が、例5に記載したよう にして調製されたすべての利用可能なポリクローナルウサギおよびトリSCCE抗体 ならびに抗−SCCEモノクローナル抗体と反応する3種の蛋白質を産生することを 示している。組換えSCCE反応性蛋白質は精製されたネイティブヒトSCCEよりも約 1kDa大きい見掛けの分子量を示す。この組換え蛋白質は蛋白分解活性を示さな い。推定されるSCCEアミノ酸配列を、実験的に決定されたネイティブヒトSCCEの NH2末端および他のキモトリプシン様プロテアーゼと比較した結果、C127細胞中 で産生された組換えSCCEはそのプロ酵素型であると結論することができた。配列 データは、このプロ酵素が配列...AQGDKIIDGAP....,におけるリジンのC末端側 で蛋白分解的に切断されることによって活性化できることを指示している。下線 を付した配列は活性なネイティブヒトSCCEのNH2配列(配列番号:2、aa5〜aa 6)である。 例 10 組換えSCCEの精製および特性 精 製 1.3mgのネイティブなSCCEに対するモノクローナル抗体TE4bを1.5mlのCNBr活性 化Sepharose(Pharmacia-LKB Biotech,Uppsala,Sweden)に製造業者によって 記述された方法を用いてカップリングした。SCCEを含有する培地40mlを0.45μm のフィルターを通してろ過し、ついでカラムに適用した。カラムを10mMリン酸ナ トリウム、150mM食塩、pH7.2で数回洗浄し、0.1Mグリシン塩酸塩、pH2.5で溶出 した。溶出した蛋白質には、直ちに0.1容の1Mトリス塩酸塩、pH8.0を加えて中 和した。 活性化 モノクローナル抗体をカップリングしたゲル(上記参照)を用いて精製した組 換えSCCE(200μl中4.6μg)を4.6μlの0.1mg/mlトリプシン(重量比10:1) により37℃で消化した。サンプル(50μl)を20分、1時間、3時間および20時 間に採取し、5μlの10μM(4−アミジノフェニル)メタンスルホニル(APMS F;Boehringer Mannheim,Germany)を添加して反応を停止させた。切断されたS CCEの活性は例2.2.に記載のようにカゼインゲル上非還元SDS-PAGEによりアッセ イした。得られた切断型SCCEの同一性は還元SDS-PAGE、ついでイムノブロッティ ングにより、トリ抗−ネイティブSCCEついでアルカリホスファターゼ標識抗−ト リIgGおよびアルカリホスファターゼの基質として5−ブロモ−4−クロロ−3 −インドリルリン酸を用いてアッセイした。 N末端アッセイ アフィニティー精製(上述のように)SCCE、約35μgを、Bio-Dot SFユニット (Bio-Rad,Richmond,CA)を用いImmobilon膜(Millipore,Bedford,MA)上で スロット−ブロットした。ついで、膜を数回蒸留水で洗浄してトリスおよびグリ シンをすべて除去した。蛋白質が結合した膜の部分を切断し、Applied Biosyste ms(Foster City,CA)477Aパルス液相シーケンサーおよびオンラインPTH 120A アナライザーを用いて配列決定を行った。配列決定は通常のサイクルプログラム および製造業者からの試薬によって実施した。最初の6個の位置について得られ た配列は、配列番号:2のアミノ酸−7〜−2に相当するglu-glu-ala-gln-gly- aspであった。この結果から結論できるように、シグナルペプチドは22個のアミ ノ酸から構成され、ネイティブな活性SCCEのN末端アミノ酸配列に基づき、プロ ペプチドは7個のアミノ酸から構成される。 脱グリコシル化 精製された組換えSCCE(5μg)、およびネイティブなSCCE(20μg)を、20μ lの0.5%SDSおよび0.1Mβ−メルカプトエタノール中3分間煮沸した。サンプル をリン酸ナトリウム、pH8.6およびNonidet P-40で最終濃度それぞれ0.2Mおよび 1.25%に希釈した。N−グリコシダーゼ(登録商標)(Boehringer Mannheim) を加え(組換え蛋白質については0.6単位、ネイティブ蛋白質については1.2単位 の酵素)、反応混合物を37℃で一夜インキュベートした。サンプルアッセイ中SD Sの最終濃度は0.17%であった。N−グリコシダーゼ(登録商標)処理SCCEを上 述のように8〜18%SDS-PAGE、ついでイムノブロッティングによって分析した。 得られた結果は、2つの上方のバンドの見掛けの分子量の低下したが、最も下の バンドの見掛けの分 子量は変化しなかった(図23)。これはC127細胞中で産生された組換えSCCEは 2つのN−グリコシル型と1つの非グリコシル型で存在することを示している。 この結果は活性なネイティブSCCEでみられる結果と同じである(図23)。 例 11 SCCEからなる組成物 組成物は、活性化合物と他の成分を完全に混合することを含む慣用の製薬技術 によって製造できる。パーセントはすべて重量%である。 2種以上の活性化合物からなる組成物も本発明の範囲内にある。したがって、 以下の実施例は2種以上の活性物質を包含するものと解釈することできる。同様 に、「SCCE」の語は「プロSCCE」の語で置換できる。すなわちSCCEならびに「プ ロSCCE」からなる組成物も本発明の範囲内にある。 SCCE=ネイティブまたは組換え角質層キモトリプシン酵素、他の活性化合物と 結合していてもよい q.s.=十分量クリームo/w % SCCE 0.01−20 ポリソルベート 0.5 乳化ワックス 5 鉱油 4 ジメチコン 1 グリセリルステアレート 6 抗酸化剤 q.s. EDTA 0.1 防腐剤 q.s. グリセリン85% 4 プロピレングリコール 7 pH調整剤 0.01−10 水 65−76 変動可能な因子の例:抗酸化剤、キレート剤、防腐剤、乳化系(油相および水 相の比率ならびに乳化剤および他の関連賦形剤の量)。クリームo/w % SCCE 0.01−20 セチルアルコール 0.5 ラノリン 5 白色ワセリン 10 鉱油 45 抗酸化剤 q.s. EDTA 1 pH調整剤 0.01−10 防腐剤 q.s. 水 5−25 変動可能な因子の例:抗酸化剤、キレート剤、防腐剤、乳化系(油相および水 相の比率ならびに乳化剤および他の関連賦形剤の量)。軟膏 % SCCE 0.01−20 ラノリン 15 ワセリン 8−68 鉱油 15 ジメチコン 2 抗酸化剤 q.s. 変動可能な因子の例:抗酸化剤リニメント % SCCE 0.01−20 乳化ワックス 4 グリセリルステアレート 3 鉱油 15 ポリソルベート 80 0.6 グリセリン 85% 3 プロピレングリコール 5 抗酸化剤 q.s. EDTA 0.1 防腐剤 q.s. 水 9-69 変動可能な因子の例:抗酸化剤、キレート剤、防腐剤、乳化系(油相および水 相の比率ならびに乳化剤および他の関連賦形剤の量)。ゲル % SCCE 0.01−20 トリエタノールアミン 1−5 エチルアルコール 10 セチルアルコール 10 セルロースガム 5 EDTA 0.1 防腐剤 q.s. 水 59−74 変動可能な因子の例:ゲル形成剤、抗酸化剤、キレート剤、防腐剤。溶液、水 % SCCE 0.01−20 pH調整剤 0.01−10 セチルアルコール 4 プロピレングリコール 5 防腐剤 q.s. 抗酸化剤 q.s. EDTA 0.1 水 37−89 変動可能な因子の例:抗酸化剤、キレート剤、防腐剤。再脂肪化剤、湿潤剤溶液、エチルアルコール % SCCE 0.01−20 pH調整剤 0.01−10 プロピレングリコール 5 セチルアルコール 3 抗酸化剤 q.s. EDTA 0.1 エチルアルコール 50−95 変動可能な因子の例:抗酸化剤、キレート剤、湿潤剤懸濁剤 % SCCE 0.01−20 カルボマー 0.5 セルロースゴム 0.5 ポリソルベート 80 0.1 プロピレングリコール 5 アスコルビン酸 0.05 セチルアルコール 4 ポリソルベート q.s. EDTA 0.1 pH調整剤 0.01−10 水 72−80 変動可能な因子の例:抗酸化剤、キレート剤、防腐剤、懸濁剤。ペースト % SCCE 0.01−20 ワセリン 45−55 酸化亜鉛 40 鉱油 5 抗酸化剤 q.s. 変動可能な因子の例:抗酸化剤、ペースト剤。スティック % SCCE 0.01−20 キュティナ LM 70−80 ミリスチルアルコール 5 ヒマシ油 2 蜜蝋、白色 10 白色ワセリン 3 抗酸化剤 q.s. 変動可能な因子の例:抗酸化剤、スティックベース。スプレー、手動式 % SCCE 0.01−20 pH調整剤 0.01−10 エチルアルコール 30 グリセリン 85% 5 プロピレングリコール 5 セチルアルコール 3 抗酸化剤 q.s. EDTA 0.1 防腐剤 q.s. 水 22−57 変動可能な因子の例:抗酸化剤、キレート剤、防腐剤。再脂肪化剤、湿潤剤スプレー、エアゾル溶液 % SCCE 0.01−20 pH調整剤 0.01−10 イソプロピルミリステート 3 プロピレングリコール 5 エチルアルコール 48−92 噴射剤 q.s. 変動可能な因子の例:再脂肪化剤、湿潤剤スプレー、泡状エアゾル % SCCE 0.01−20 ワックス 3 エチルアルコール 50−55 抗酸化剤 q.s. EDTA 0.1 水 20−35 噴射剤 q.s. 変動可能な因子の例:噴射剤、抗酸化剤、キレート剤スプレー、エアゾルエマルジョン手動式 % SCCE 0.01−20 セルロース誘導体 1−3 Tween(R)60 1.0 グリセリルステアレート 2.5 カリウムソルベート 0.2 抗酸化剤 q.s. EDTA 0.1 防腐剤 q.s. pH調整剤 0.01−10 水 50−95 噴射剤 q.s. 変動可能な因子の例:抗酸化剤、キレート剤、防腐剤。乳化系(油相および水 相の比率ならびに乳化剤および他の関連賦形剤の量)。シャンプー % SCCE 0.01−20 ラウリル硫酸ナトリウム 40 セチルアルコール 3 起泡剤またはコンディショナー 3 食塩 2 抗酸化剤 q.s. EDTA 0.1 防腐剤 q.s. 水 43−53 変動可能な因子の例:シャンプーベース、抗酸化剤、キレート剤、防腐剤。湿 潤剤、コンディショナーボディーシャンプー % SCCE 0.01−20 ラウリル硫酸ナトリウム 40 セチルアルコール 4 起泡剤またはコンディショナー 3 パール剤 10 防腐剤 q.s. 抗酸化剤 q.s. EDTA 0.1 水 40−50 変動可能な因子の例:シャンプーベース、抗酸化剤、キレート剤、防腐剤。添 加剤、コンディショナー薬用石鹸 % SCCE 0.01−20 1−ヒドロキシエタン−1,1−ジリン酸 0.2 グリセリン 0.8 ココナツ油および獣脂のナトリウム石鹸 88−98 添加剤 0.7 変動可能な因子の例:湿潤剤、石鹸ベースパウダー % SCCE 0.01−20 タルク 65−70 カオリン 6 二酸化チタン 2 炭酸カルシウム 8 ステアリン酸マグネシウム 3 トーモロコシまたはオート麦デンプン 5−10 変動可能な因子の例:パウダーベース、防腐剤、重量比ヘアコンディショナー % SCCE 0.01-20 セチルアルコール 2.2 アルキルトリメチルアンモニウムクロリド 1.25 オクチルドデカノール 1 クエン酸 1 EDTA 0.1 防腐剤 q.s. 抗酸化剤 q.s. 水 100とする 変動可能な因子の例:コンディショナー、防腐剤。キレート剤、抗酸化剤 同様にして、SCCEの活性を阻害または増強できる化合物からなる局所用組成物 が製造できる。 例 12 組換えSCCEのデスモソーム消化活性 無傷のデスモソームを含有する角質細胞をテープ剥がしによって皮膚から角質 層の深部まで採取し、扁平細胞をヘキサンで脱着しアリコートを乾燥した。角質 細胞のアリコート(3mg)を1M食塩により4℃で抽出して固有のプロテアーゼ を可溶化し、ついでインキュベーション緩衝液(0.1Mトリス塩酸塩、pH8.0)で 徹底的に洗浄してプレパレーションから内因性の蛋白分解活性を除去した。イン キュベーションは0.1Mトリス塩酸塩、pH8.0中10μgの組換えSCCEの存在下もし くは不存在下に、37℃で24時間行った。この酵素によるデスモソームの消化の証 拠は、デスモソームのマーカー蛋白質、デスモグラインI(DGI)のレベルの測 定によって明らかにされた。これは扁平細胞から、8M尿素/2%SDS/β−メ ルカプトエタノール緩衝液中での抽出、ついでコンカナバリンAアフィニティー クロマトグラフィーを用いるDGI糖蛋白質の精製によって単離された。コンカナ バリンA溶出液をSDS-PAGEで分画化し、電気泳動的にPDVF膜に移し、イムノブロ ッティングを行った。DGIは特異的抗血清を用いて同定し、増強化学ルミネセン スを用いて検出した。結果は表4に示す。 表4に掲げた結果は、組換えSCCEが、インビトロアッセイにおいて、角質層の 細胞間接着構造を分解できることを示している。 例 13 組換えSCCEの活性に対するインヒビターの影響 rSCCEのS-2586加水分解活性に対するインヒビター、アプロチニン、キモスタ チンおよび硫酸亜鉛の影響を検討した。実験デザインは例3.2.に略述した通りで ある。結果は表5に示す。 表5に示すように、アプロチニン、キモスタチン、および亜鉛イオンは、組換 えSCCEのS-2586加水分解活性を、そのネイティブ酵素と同様に阻害した。
【手続補正書】特許法第184条の8 【提出日】1995年5月15日 【補正内容】 請求の範囲 1.配列番号:2に示すアミノ酸配列を有するポリペプチドまたはSCCE活性を有 するその類縁体もしくは変異体をコードするヌクレオチド配列。 2.実質的に配列番号:1に示す配列からなる請求項1に記載のヌクレオチド配 列。 3.配列番号:2に示すアミノ酸配列のサブ配列を有するポリペプチドをコード する請求項1または2に記載のヌクレオチド配列。 4.配列番号:2のアミノ酸配列−7〜224または1〜224からなるポリペプチド をコードする請求項3に記載のヌクレオチド配列。 5.配列番号:1に示すヌクレオチド配列またはその部分と緊縮ハイブリダイゼ ーション条件下にハイブリダイズする請求項1に記載のヌクレオチド配列。 6.配列番号:1に示すヌクレオチド配列を有するヌクレオチド配列またはその 類縁体もしくはサブ配列であって、 1) 配列番号:1に示す配列と少なくとも90%の相同性を有する配列および /または 2) アミノ酸配列が配列番号:2に示すアミノ酸配列と少なくとも80%の相 同性を有するポリペプチドをコードする配列および/または 3) 1993年6月18日にECACCにブダペスト条約の規定により寄託され、仮受入 番号ECACC 93061817が与えられたハイブリドーマ細胞系TE4bによって産生される モノクローナル抗体または1993年6月18日にECACCに寄託され、仮受入番号ECACC 93061816が与えられたハイブリドーマ細胞系TE9bによって産生されるモノ クローナル抗体によって結合されるポリペプチドをコードする配列および/また は 4) 解離した足底角質層細胞の抽出物から精製されたネイティブSCCEに対し て作成されたポリクローナル抗血清により結合されるポリペプチドをコードする 配列。 7.請求項1〜6のいずれか1項に記載のヌクレオチド配列からなる発現系にお いて、請求項1〜6のいずれか1項に定義されたヌクレオチド配列を有し、その 配列の発現ベクターを誘発できる複製可能な発現系。 8.1993年5月11日付にてDeutsche Sammlung von Mikroorganismenund Zellkul turen GmbH(DSM)のコレクションに、ブダペスト条約の規定により受入番号DSM 8282として寄託された名称pS507の複製可能な発現ベクターおよび寄託された上 記発現ベクターのヌクレオチド配列とは異なるがそれと同じポリペプチドまたは SCCE活性を有するその類縁体もしくは変異体をコードするヌクレオチド配列を発 現する発現ベクター。 9.1993年5月11日付にてDeutsche Sammlung von Mikroorganismenund Zellkul turen GmbH(DSM)のコレクションに、ブダペスト条約の規定により受入番号DSM 8281として寄託された名称pS500のプラスミド、および配列番号:1に示すヌク レオチド配列とは異なるが、配列番号:2に示すポリペプチドまたはSCCE活性を 有するその類縁体もしくは変異体をコードするヌクレオチド配列あるいは配列番 号:1に示すヌクレオチド配列もしくはその部分と緊縮ハイブリダイゼーション 条件下にハイブリダイズするヌクレオチド配列を有するプラスミド。 10.請求項7に記載の発現系を有する大腸菌ような微生物、酵母、原生動物、も しくははカビのような多細胞生物体から誘導される細胞、昆虫細胞、植物細胞、 哺乳動物細胞または細胞系である非ヒト生物体。 11.配列番号:2のアミノ酸配列またはSCCE活性を有するその類縁体もしくは変 異体、たとえば配列番号:2のアミノ酸配列のサブ配列を有する組換えポリペプ チド。 12.配列番号:2におけるアミノ酸配列−7〜224または配列番号:2における アミノ酸配列1〜224を有する実質的に純粋なポリペプチド。 13.アミノ酸配列からの20個のアミノ酸の連続鎖が配列番号:2に示すアミノ酸 配列から選択される同じ長さのアミノ酸鎖と少なくとも80%程度の相同性を有す るアミノ酸配列を有する実質的に純粋なポリペプチド。 14.請求項11〜13のいずれか1項に記載のポリペプチドを製造する方法において 、以下の工程: (a)請求項1〜6のいずれか1項に記載のヌクレオチド配列を発現ベクター 中に挿入する工程、 (b)工程(a)で製造されたベクターで適当な宿主生物体をトランスフォーム する工程、 (c)工程(b)において製造した適当な宿主生物体をポリペプチドの発現に適 当な条件下に培養する工程、 (d)ポリペプチドを収穫する工程、および (e)所望により、そのポリペプチドを翻訳後修飾に付す工程 からなる方法。 15.請求項14に記載の方法において、製造されたポリペプチドを、固定化ネイテ ィブもしくは組換えSCCEポリペプチドまたはそのポリペプチドと反応性の抗体な らびに/または他のクロマトグラフィーおよび電気泳動操作の1または2以上の 工程からなる方法によって単離する方法。 16.請求項11〜13のいずれか1項に記載のポリペプチドからなる医薬組成物。 17.請求項11〜13のいずれか1項に記載のポリペプチドからなる化粧料またはス キンケア組成物。 18.局所投与に適した形態、たとえば、クリーム、軟膏、ローション、リニメン ト、ゲル、溶液、懸濁液、ペースト、スティック、スプレー、シャンプー、石鹸 、ヘアコンディショナーまたはパウダーである請求項16または17に記載の組成物 。 19.座瘡、乾皮症または他の角質増殖症たとえば胼胝および毛包角化症の処置ま たは予防のための請求項11〜13のいずれか1項に記載のポリペプチドの使用。 20.各種魚鱗癬、座瘡、乾癬または他の炎症性皮膚疾患たとえば湿疹の処置また は予防のための医薬組成物を製造するための請求項11〜13のいずれか1項に記載 のポリペプチドの使用。 21.各種魚鱗癬、座瘡、乾癬、または他の炎症性皮膚疾患たとえば湿疹の処置お よび/または予防方法において、請求項11〜13のいずれか1項に記載のポリペプ チドの有効量をそれを必要とする患者に治療的または予防的に投与することから なる方法。 22.自己免疫性天疱瘡または棘融解性疾患たとえば家族性天疱瘡およびダリエー 病の処置または予防のための医薬組成物を製造する ための請求項11に記載のポリペプチドの酵素活性に対して阻害作用を有する化合 物の使用。 23.自己免疫性天疱瘡または棘融解性疾患たとえば家族性天疱瘡およびダリエー 病の処置および/または予防方法において、ネイティブSCCEの酵素活性に対して 阻害作用を有する化合物の有効量をそれを必要とする患者に治療的または予防的 に投与することからなる方法。 24.請求項11〜13のいずれか1項に記載のポリペプチドの使用からなるネイティ ブSCCEの酵素活性に対して影響を与える化合物の同定方法。 25.ネイティブSCCEの酵素活性に対して阻害作用を有する化合物の同定のための 請求項24に記載の方法。 26.ネイティブまたは組換えSCCEの酵素活性を増強できる化合物の同定のための 請求項25に記載の方法。 27.請求項11〜13のいずれか1項に記載のポリペプチドの使用からなるSCCEのプ ロ酵素型を活性なSCCEに変換できる化合物の同定方法。
───────────────────────────────────────────────────── 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 C07H 21/04 8828−4B C12N 1/19 C07K 14/47 8828−4B 1/21 C12N 1/19 9152−4B 9/76 1/21 9452−4B C12P 21/02 C 5/10 9358−4B 21/08 9/76 9453−4B C12Q 1/68 A C12P 21/02 9281−4B C12N 5/00 B 21/08 9281−4B C C12Q 1/68 9455−4C A61K 37/54 ADA ABE (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),AM,AU,BB,BG,BR,BY, CA,CN,CZ,CZ,DE,DE,DK,DK,F I,FI,GE,HU,JP,KE,KG,KP,KR ,KZ,LK,LV,MD,MG,MN,MW,NO, NZ,PL,RO,RU,SD,SI,SK,SK,T J,TT,UA,US,UZ,VN

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.SCCE活性を有するポリペプチドをコードするヌクレオチド配列。 2.配列番号:2に示すアミノ酸配列を有するポリペプチドまたはその類縁体も しくは変異体、たとえば実質的に配列番号:1に示す配列からなるヌクレオチド 配列をコードする請求項1に記載のヌクレオチド配列。 3.配列番号:2に示すアミノ酸配列のサブ配列を有するポリペプチドをコード する請求項1または2に記載のヌクレオチド配列。 4.配列番号:2のアミノ酸配列−7〜224または1〜224からなるポリペプチド をコードする請求項3に記載のヌクレオチド配列。 5.配列番号:1に示すヌクレオチド配列またはその部分と緊縮ハイブリダイゼ ーション条件下にハイブリダイズする請求項1に記載のヌクレオチド配列。 6.配列番号:1に示したヌクレオチド配列を有するヌクレオチド配列またはそ の類縁体もしくはサブ配列であって、 1)配列番号:1に示す配列と少なくとも90%の相同性を有する配列および/ または 2)アミノ酸配列が配列番号:2に示すアミノ酸配列と少なくとも80%の相同 性を有するポリペプチドをコードする配列および/または 3)1993年6月18日にECACCにブダペスト条約の規定により寄託され、仮受入 番号ECACC 93061817が与えられたハイブリドーマ細胞系TE4bによって産生される モノクローナル抗体または1993年6月18日にECACCに寄託され、仮受入番号ECACC 93061816が 与えられたハイブリドーマ細胞系TE9bによって産生されるモノクローナル抗体に よって結合されるポリペプチドをコードする配列および/または 4)解離した足蹠角質層角質細胞の抽出物から精製されたネイティブSCCEに対 して作成されたポリクローナル抗血清により結合されるポリペプチドをコードす る配列。 7.請求項1〜6のいずれか1項に記載のヌクレオチド配列からなる発現系にお いて、請求項1〜6のいずれか1項に定義されたヌクレオチド配列を有し、その 配列の発現ベクターを誘発できる複製可能な発現系。 8.1993年5月11日付にてDeutsche Sammlung von Mikroorganismenund Zellkult uren GmbH(DSM)のコレクションに、ブダペスト条約の規定により受入番号DSM 8282として寄託された名称pS507の複製可能な発現ベクターおよび寄託された上 記発現ベクターのヌクレオチド配列とは異なるがそれと同じポリペプチドまたは SCCE活性を有するその類縁体もしくは変異体をコードするヌクレオチド配列を発 現する発現ベクター。 9.1993年5月11日付にてDeutsche Sammlung von Mikroorganismenund Zellkult uren GmbH(DSM)のコレクションに、ブダペスト条約の規定により受入番号DSM 8281として寄託された名称pS500のプラスミド、および配列番号:1に示すヌク レオチド配列とは異なるが、配列番号:2に示すポリペプチドまたはSCCE活性を 有するその類縁体もしくは変異体をコードするヌクレオチド配列あるいは配列番 号:1に示すヌクレオチド配列もしくはその部分と緊縮ハイブリダイゼーション 条件下にハイブリダイズするヌクレオ チド配列を有するプラスミド。 10.請求項7に記載の発現系を有する大腸菌ような微生物、酵母、原生動物、も しくははカビのような多細胞生物体から誘導される細胞、昆虫細胞、植物細胞、 哺乳動物細胞または細胞系である非ヒト生物体。 11.配列番号:2のアミノ酸配列またはSCCE活性を有するその類縁体もしくは変 異体、たとえば配列番号:2のアミノ酸配列のサブ配列を有する組換えポリペプ チド。 12.配列番号:2におけるアミノ酸配列−7〜224または配列番号:2における アミノ酸配列1〜224を有するポリペプチド。 13.アミノ酸配列からの20個のアミノ酸の連続鎖が配列番号:2に示すアミノ酸 配列から選択される同じ長さのアミノ酸鎖と少なくとも80%程度の相同性を有す るアミノ酸配列を有するポリペプチド。 14.実質的に純粋な形の請求項11〜13のいずれか1項に記載のポリペプチド。 15.請求項11〜13のいずれか1項に記載のポリペプチドを製造する方法において 、以下の工程: (a)請求項1〜6のいずれか1項に記載のヌクレオチド配列を発現ベクター 中に挿入する工程、 (b)工程(a)で製造されたベクターで適当な宿主生物体をトランスフォーム する工程、 (c)工程(b)において製造した適当な宿主生物体をポリペプチドの発現に適 当な条件下に培養する工程、 (d)ポリペプチドを収穫する工程、および (e)所望により、そのポリペプチドを翻訳後修飾に付す工程からなる方法。 16.製造されたポリペプチドを、固定化ネイティブもしくは組換えSCCEポリペプ チドまたはそのポリペプチドと反応性の抗体ならびに/または他のクロマトグラ フィーおよび電気泳動操作の1または2以上の工程からなる方法によって単離す る方法。 17.請求項11〜14のいずれか1項に記載のポリペプチドからなる医薬組成物。 18.請求項11〜14のいずれか1項に記載のポリペプチドからなる化粧料またはス キンケア組成物。 19.局所投与に適した形態、たとえば、クリーム、軟膏、ローション、リニメン ト、ゲル、溶液、懸濁液、ペースト、スティック、スプレー、シャンプー、石鹸 、ヘアコンディショナーまたはパウダーである請求項17または18に記載の組成物 。 20.座瘡、乾皮症または他の角質増殖症たとえば胼砥および毛包角化症の処置ま たは予防のための請求項11〜14のいずれか1項に記載のポリペプチドの使用。 21.各種魚鱗癬、座瘡、乾癬または他の炎症性皮膚疾患たとえば湿疹の処置また は予防のための医薬組成物を製造するための請求項11〜14のいずれか1項に記載 のポリペプチドの使用。 22.各種魚鱗癬、座瘡、乾癬、または他の炎症性皮膚疾患たとえば湿疹の処置お よび/または予防方法において、請求項11〜14のいずれか1項に記載のポリペプ チドの有効量をそれを必要とする患者に治療的または予防的に投与することから なる方法。 23.自己免疫性天庖瘡または棘融解性疾患たとえば家族性天庖瘡お よびダリエー病の処置または予防のための医薬組成物を製造するためのネイティ ブSCCEの酵素活性に対して阻害作用を有する化合物の使用。 24.自己免疫性天庖瘡または棘融解性疾患たとえば家族性天庖瘡およびダリエー 病の処置および/または予防方法において、ネイティブSCCEの酵素活性に対して 阻害作用を有する化合物の有効量をそれを必要とする患者に治療的または予防的 に投与することからなる方法。 25.請求項11〜14のいずれか1項に記載のポリペプチドの使用からなるネイティ ブSCCEの酵素活性に対して影響を与える化合物の同定方法。 26.ネイティブSCCEの酵素活性に対して阻害作用を有する化合物の同定のための 請求項25に記載の方法。 27.ネイティブまたは組換えSCCEの酵素活性を増強できる化合物の同定のための 請求項26に記載の方法。 28.請求項11〜14のいずれか1項に記載のポリペプチドの使用からなるSCCEのプ ロ酵素型を活性なSCCEに変換できる化合物の同定方法。
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