JPH0884596A - 生物学的に活性なポリペプチドの組換え製造方法 - Google Patents
生物学的に活性なポリペプチドの組換え製造方法Info
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Abstract
ことができるグリコシル化阻害因子(GIF)の製造方
法およびこのGIFを用いてヒトの免疫応答を抑制する
方法を提供することを目的とする。 【構成】 抗原特異的および抗原非特異的グリコシル化
阻害因子のためのポリペプチド、ポリヌクレオチド、そ
れらのフラグメント、およびそれらに対する単クローン
性抗体、ならびに、上記のポリペプチドをコードする構
造遺伝子からの、生物学的に活性なポリペプチドの組換
え製造方法。
Description
T/US92/04614号の一部継続出願である。また、PCT/US92
/04614号は1991年6月3日に出願された第709,375 号の
一部継続出願であり、この第709,375 号は1990年6月4
日に出願された出願番号第533,889 号の一部継続出願で
ある。
疫応答を抑制するために利用することのできるヒトグリ
コシル化阻害因子(GIF)、およびGIFをコードす
るポリヌクレオチド配列に関する。
られるが、場合によっては免疫応答の生じた動物にとっ
て抗原に対するその免疫応答が実は有害となることもあ
る。免疫応答が、それを受ける個体が深刻な病的続発症
にかかりやすいような状態を作り出す例としては、紅斑
性狼瘡のような自己免疫疾患がある。紅斑性狼瘡の場
合、罹患者の甲状腺、赤血球、DNA、および血小板の
決定基に反応する抗体がしばしば存在する。
としては、アレルギーの治療がある。アレルゲンに対す
るIgE抗体が枯草熱を引き起こし、外因性の喘息のよ
うな他のアレルギー疾患に関係していることが、明確に
なっている。アレルギー疾患におけるIgEのきわめて
重大な役割から、アレルゲンに対するIgE抗体形成の
制御および抑制がアレルギー疾患の根本治療の一つであ
る可能性が高まった。例えば、ブタクサアレルゲンに対
して感受性の枯草熱患者の血清中には、このアレルゲン
に対するIgE抗体が常時検出される。IgE抗体価は
花粉のシーズン後に上昇するが、その後それ以外の期間
にはごくわずかしか低下しない。血清中のIgEの半減
期はわずか2−3日であるから、IgE抗体価の持続
は、この抗体がアレルゲンに暴露されることがないにも
かかわらず患者のリンパ系細胞によって連続して合成さ
れ続けていることを示す。
E抗体応答を制御するために、いくつかの様々な試みが
行なわれた。このような試みの一つは、古典的な免疫療
法または脱感作療法を改良することであった。この療法
では、アレルギー患者はごく微量のアレルゲンの注射を
繰り返し受ける。脱感作療法によって一部の患者の臨床
的な症状が改善されることが示された。しかしながら、
枯草熱患者の血清中のIgE抗体価は、治療後も減少し
なかった。この療法の主な免疫学的効果は、IgG抗体
形成の増強と、花粉シーズン後のIgE抗体価上昇の抑
制である。
副作用のため患者が大量のアレルゲンに耐えられないこ
とである。この問題点を克服するために、例えば尿素−
変性抗原またはポリエチレングリコール(PEG)−結
合抗原といった化学的に修飾されたアレルゲンを治療に
用いる試みが行なわれた。修飾抗原は天然の抗原に対す
る抗体とは結合しないので、比較的大量の修飾抗原をア
レルギー症状を引き起こすことなしに注射することが可
能である。しかしながら、修飾抗原は抗原特異的T細胞
を刺激することができる。修飾抗原をマウスに静脈注射
することによって、天然抗原に対する一次IgE抗体応
答を抑制する抗原特異的サプレッサーT細胞の産生が引
き起こされることが証明された。しかしながら、抗体価
が最大に達した後に治療を始めた場合には、この療法は
継続中のIgE抗体産生に対して最低限の効果しか有し
ていなかった(Takatsu および Ishizaka, J. Immuno
l.,117, 1211,1976)。マウスでの観察と一致して、枯
草熱患者でのポリエチレングリコール結合抗原の臨床試
験は、この治療がIgE抗体価を下げることができない
ことを示した。修飾抗原を繰り返し注射することによっ
て継続中のIgE抗体産生を抑制することができないの
は、おそらくアレルギー患者に比較的大量の抗原特異的
ヘルパーT細胞が存在するためであろう。修飾抗原は抗
原特異的サプレッサーT細胞の産生を誘導するのみなら
ず、ヘルパーT細胞数も増加させるので、治療による後
者の影響によってサプレッサーT細胞の効果が打ち消さ
れたのであろう。この解釈は、免疫したマウスに抗原特
異的サプレッサーT細胞を移植した結果、継続中のIg
E抗体産生が抑制されたという事実によって支持される
(Takatsu および Ishizaka, J. Immunol., 117, 1211,
1976)。以上の結果より、ヘルパーT細胞の数を増加さ
せることなしに抗原特異的サプレッサーT細胞を産生す
ることが可能であれば、枯草熱患者において持続するI
gE抗体産生を抑制することが可能であることが示唆さ
れた。
ンのイソタイプに特異的な様式でIgE合成を選択的に
制御する様々な方法を研究してきた。この研究の結果と
して、IgEに対して親和性を有し、IgE合成を選択
的に制御する二種類のT細胞因子が発見された。IgE
結合因子(IgE−BF)の一方は、IgE応答を選択
的に増強し、他方のIgE−BFはその応答を選択的に
抑制する。このIgE増強因子とIgE抑制因子の主要
な相違点は分子内の糖質部分であるとおもわれる。Ig
E増強因子はレンチルレクチンおよびコンカナバリンA
に結合するが、IgE抑制因子はこれらのレクチンに結
合しない(Yodoi ら、J. Immunol., 128, 289, 1982
)。IgE増強因子またはIgE抑制因子のいずれか
一方を選択的に生産するための細胞メカニズムの分析、
ならびにこれらの因子の遺伝子クローニングによって、
IgE増強因子およびIgE抑制因子は構造遺伝子を共
有すること、およびこれらの因子の糖質部分の性質およ
び生物活性は翻訳後のグリコシル化過程で確立されるこ
とが示された(Martens ら、Proc. Natl. Acad. Sci.
U.S.A.,84, 809, 1987 )。生理的条件下で、このグリ
コシル化過程は、この過程を促進または阻害する二つの
T細胞因子によって制御される。これらの因子をグリコ
シル化阻害因子(GIF)およびグリコシル化促進因子
(GEF)と命名する。
性である。このリンホカインはリポモジュリン(ホスホ
リパーゼ阻害タンパク質)に対するモノクローナル抗体
と結合し、ホスホリパーゼ阻害タンパク質のリン酸化さ
れた誘導体であるとおもわれる(Uedaら、J. Immunol.,
130, 878, 1983 )。また、GIFの主な供給源が抗原
特異的サプレッサーT細胞(Ts)であることが、マウ
スで明らかになった(Jadieuら、J. Immunol., 133, 32
66, 1984)。オボアルブミン(OVA)特異的サプレッ
サーT細胞ハイブリドーマに関するその後の実験から、
抗原(OVA)で処理した同系マクロファージでハイブ
リドーマ細胞を刺激すると、OVAに親和性を有するG
IF(抗原結合性GIF)の産生が起こることが示され
た。しかしながら、同じハイブリドーマはOVAに親和
性を示さないGIF(非特異的GIF)を構成的に分泌
した。非特異的GIFとOVA結合性GIFとの関係に
関する研究によって、抗原結合性GIFは抗原結合性ポ
リペプチド鎖および非特異的GIFからなることが明ら
かになった(Jardieu およびIshizaka, Immune Regulat
ion By Characterized Polypeptides, Goldstein他、
編、Alan R. Liss, Inc., N. Y., 595ページ、1987)。
抗原結合性GIFは他の研究者によって報告された抗原
特異的サプレッサーT細胞因子(TsF)と共通の抗原
決定基を有し、抗原(担体)特異的な様式で抗体応答を
抑制することも明らかになった。さらに、抗原結合性G
IFのみならず、他の研究者によって報告された抗原特
異的TsFも、モノクローナル抗リポモジュリン(141-B
9)と結合した免疫吸着剤に結合し、この免疫吸着剤を酸
性pHで溶出することによって回収された。
な限界にも関わらず、この療法は現在でも用いられてい
る。結論として、抗原特異的ではあるが、現行の脱感作
療法でみられるような副作用を持たない技法がまさに必
要とされている。免疫応答の抑制は、受容者対移植片
(HVG)および移植片対受容者(GVH)拒絶反応を
抑えるためにきわめて重要である。不幸にして、HVG
やGVHの場合だけでなく自己免疫疾患の場合にも、免
疫応答の抑制には、限られた効果しかなく、特異的と言
うよりはむしろ全身的に作用する毒性の高い薬剤を使用
する。このような療法の現況は、毒性が低く特異性の高
い免疫抑制剤の必要性を暗示する。
する免疫応答を抑制するためのよりよい方法は、抗原に
特異的に結合できる、免疫抑制に有効な量のヒトGIF
を投与することであると考えられる。こうすることによ
って、Tサプレッサー因子の濃度が特に優位なものとな
り、その結果として抗原に対する免疫応答が減少する。
このような結果を達成するための方法を本発明は提供す
る。
されたヒト抗原特異的および抗原非特異的GIF、なら
びにGIFをコードするヌクレオチド配列を提供するも
のである。生物学的に活性なポリペプチドの一般的な組
換え製造方法も提供される。本発明は、望ましくない免
疫応答に関わる抗原に対して特異性を有する、実質的に
純粋なヒト抗原特異的GIFに関する。このヒト抗原特
異的GIFは、望ましくない免疫応答を抗原特異的な様
式で免疫抑制するために、きわめて有用である。
結合可能なヒト抗原特異的GIFが望ましい。本発明の
特に望ましい実施態様に於いて、ミツバチ毒の主要アレ
ルゲンであるホスホリパーゼA2 (PLA2 )のエピト
ープと結合するヒト抗原特異的GIFを開示する。この
特異性によって、上記の抗原特異的GIFおよび同様の
特異性を有する類似の抗原特異的GIFを、PLA2 に
対するヒト免疫応答を抑制するために用いることができ
る。別の特に望ましい実施態様に於いて、スギ(Japanes
e cedar)花粉のエピトープと結合するヒト抗原特異的G
IFを開示するが、このGIFをこの抗原に対するヒト
免疫応答を抑制するために利用することができる。
るGIFの生産に利用される知見を、当業者は容易に他
の抗原に拡大適用することができ、結果として余分な実
験を行なうことなしに他の抗原に対して抗原特異性を有
する他のGIF分子を調製し精製することができる。結
論として、広く新分野を拓くという本発明の特徴によっ
て、自己免疫疾患やアレルギーといった免疫応答が介在
する病気を抑えるために使用することができる、他のア
レルゲンに対するヒト抗原特異的GIFの調製が可能と
なる。ほとんどのアレルギーや様々の自己免疫疾患の場
合のように、望ましくない免疫応答の抗原が公知である
場合には、様々なヒト抗原特異的GIFの生産は特に容
易である。
TCC受託番号HB10473 を有する細胞系AC5から得ら
れた抗原特異的GIFから得られるか、またはこれと同
一の性質を有する。本発明のヒトスギ花粉特異的GIF
は、細胞系31E9から得られた抗原特異的GIFから
得られるか、またはこれと同一の性質を有する。
る方法 ハイブリドーマを作成するために用いられる一般的方法
はよく知られている(Kohlerら、European J. Imm., 6:
292, 1976)。簡単に述べると、ミツバチ毒に対してア
レルギーであるヒトに由来する末梢血液単核細胞(PBMC)
を化学修飾したPLA2 の存在下で培養した。非付着細
胞を回収し、次にIL−2およびリポコルチン−1とと
もに培養した後、リンパ芽球様細胞系BUCと融合させ
た。ハイブリドーマをPLA2 特異的ヒトGIFの産生
でスクリーニングした。
GIFを産生する連続的継代ハイブリドーマ細胞系を作
成するための方法に関するものであり、この方法は以下
の段階を含んでいる: (a)抗原に対して活性化され、IL−2およびホスホ
リパーゼA2 阻害物質の存在下で培養したヒト抗原感作
T細胞を得ること;さらに (b)活性化T細胞を融合によって融合相手の細胞系と
結合させ、ヒト抗原特異的GIFを産生する能力を有す
るハイブリドーマを作成すること。
画を含む種々の試料からとることが出来る。次いで、抗
原感作T細胞は、感作に用いられた抗原の存在下で培養
することによって活性化され、続いてその活性化T細胞
をインターロイキン−2(IL−2)およびホスホリパ
ーゼA2 阻害物質の存在下で増殖させる。このような目
的に特に有用なホスホリパーゼA2 阻害物質はリポコル
チンである。あるいはまた、2−(p−アミルシンナモ
イル)−アミノ−4−クロロ安息香酸(ONO-RS-082,ONO
Pharmaceutical Co. )といった、PLA2 阻害活性を
有する合成化合物を使用することができる。
のような特定の条件下では、抗原を化学修飾することが
望ましい。このような修飾に利用しうる物質は、塩酸グ
アニジンおよび臭化シアンを包含するが、当業者は余分
な実験をすることなしに容易に同様の物質を捜し出すこ
とができる。一般に、抗原の外部構造を破壊しない物質
を用いることが望ましいが、これはこのような外部構造
がサプレッサーT細胞の抗原のエピトープ認識に重要で
あると考えられているためである。しかしながら、この
ような問題は例えば多くのアレルゲンのような細胞毒性
のない大多数の抗原にとって重要ではない。結論として
は、典型的なアレルゲンでは、T細胞を刺激するために
天然の分子を使用することができる。
抗原特異的ヒトT細胞およびT細胞ハイブリドーマを作
成するための方法に関する。このようなT細胞およびハ
イブリドーマは、免疫抑制されるべき免疫応答に関わる
抗原に特異的な反応性を示す。本発明のヒト抗原特異的
GIFの抗原特異性を有するヒト抗原特異的GIFを産
生するT細胞ハイブリドーマを分離することは、目的と
するヒト抗原特異的GIFの作用のパターンを判定する
型どおりのスクリーニング技法を用いて行うことができ
る。したがって、PLA2 に特異的なヒトGIFの場
合、あるヒト抗原特異的GIF試料がPLA2 に対して
アレルギー反応を示す患者に由来する細胞の免疫応答を
抑制するならば、そのヒト抗原特異的GIF試料と本発
明のハイブリドーマによって産生されるPLA2 に特異
的なヒトGIFとは同等である。
抗原特異的GIFの特異性を有しているかどうかを判定
するためのさらに別の方法は、本発明のヒト抗原特異的
GIFをそれが通常反応する抗原(例えばハチ毒PLA
2 )とともにプレインキュベートし、ヒト抗原特異的G
IF試料がその抗原と結合する能力を阻害するかどうか
を判定することである。もしヒト抗原特異的GIF試料
が阻害されたならば、その試料は、十中八九、本発明の
ヒト抗原特異的GIFと同じエピトープ特異性を有す
る。
プ」という用語は、ヒト抗原特異的GIFまたは本発明
のモノクローナル抗体と特異的に反応する決定基を包含
するものとする。エピトープの決定基は通常、化学的に
活性な分子の原子団、例えばアミノ酸または糖側鎖、か
らなり、特異的な三次元構造上の特徴、並びに特異的な
電荷の特徴を有するのが通例である。
純粋なヒト抗原特異的GIFを調製する方法に関するも
のであり、それは以下の段階を含んでなる; (a)ヒト抗原特異的GIFを産生する能力を有するハ
イブリドーマ細胞系を培養して、該細胞系にヒト抗原特
異的GIFを産生させること;および、 (b)培養上清から実質的に純粋なヒト抗原特異的GI
Fを単離すること。
系は、上記のようにして作成される。さらに望ましく
は、培養時には、このハイブリドーマを予め抗原特異的
GIFが結合する抗原で処理した同系マクロファージと
共に培養するか、またはCD3やT細胞リセプターに対
する抗体で処理することによって、ヒト抗原特異的GI
Fを産生するようにする。
し、または実質的に精製するために様々な技法を使用す
ることができる。特に有用な技法は、抗原特異的GIF
の結合する抗原を用いたアフィニティー精製であり、例
えば固相に結合した抗原を用いる。この技法の応用とし
ては、2種類のアフィニティー免疫吸着剤を段階的に利
用して、ヒト抗原特異的GIFを実質的に精製すること
も出来る。このような方法に於て、実質的に純粋なヒト
抗原特異的GIFを単離する段階は以下の通りである; (i)ヒトGIFと特異的に反応するモノクローナル抗
体とハイブリドーマ細胞系培養液を反応させること; (ii)モノクローナル抗体からヒトGIFを溶出するこ
と; (iii )溶出したGIFを、ヒト抗原特異的GIFが結
合する抗原と反応させること; (iv)抗原からヒト抗原特異的GIFを溶出すること;
および (v)ヒト抗原特異的GIFを回収すること。
GIFに対するモノクローナル抗体と結合した免疫吸着
剤を、抗原を結合させた免疫吸着剤の代わりに用いても
よい。実質的に純粋なヒト抗原特異的GIFを単離する
段階は以下の通りである; (i)ハイブリドーマ細胞系培養液をヒト抗原特異的G
IFが結合するモノクローナル抗体と反応させること; (ii)ヒトGIFをモノクローナル抗体から溶出するこ
と; (iii )溶出したGIFをヒトGIFと特異的に反応す
るモノクローナル抗体と反応させること; (iv)ヒト抗原特異的GIFをモノクローナル抗体から
溶出すること;および (v)ヒト抗原特異的GIFを回収すること。
無血清培地に適応させることによってヒト抗原特異的G
IFの精製が容易になる。サブクローンを抗−CD3で
処理し、続いてそのハイブリドーマ細胞をProtein A で
コーティングした培養シャーレで培養した後、培養上清
中の抗原結合GIFを下記のようにイオン交換クロマト
グラフィーによって精製することができる。このような
条件のもとで、実質的に純粋なヒト抗原特異的GIFを
単離するための方法は以下の段階を包含する; (i)ハイブリドーマ細胞系培養上清を陰イオン交換マ
トリックスと接触させること; (ii)そのマトリックスからヒトGIFを溶出するこ
と; (iii )溶出したGIFを、ヒトGIFと特異的に反応
するモノクローナル抗体と反応させるか、もしくはヒト
抗原特異的GIFが結合する抗原と反応させるか、また
はその両者と反応させること; (iv)ヒト抗原特異的GIFを溶出すること;および (v)ヒト抗原特異的GIFを回収すること。
するために、例えば上記のように抗原特異的GIFが結
合する抗原を使用し、またはヒトGIFと特異的に反応
する抗体を使用し、またはその両者を使用することによ
って、或いはイオン交換クロマトグラフィー精製はアフ
ィニティー精製と組み合わせて用いて、ヒト抗原特異的
GIFを単離する。
チルアミノエチル)Sepharose は、抗原特異的ヒトGI
Fの精製に利用されるマトリックスである。利用可能な
他のイオン交換材料には、ほとんどすべての市販の陰イ
オン交換アガロースおよびセルロース、例えばポリ硫酸
化アガロース、を包含し、特にQAE(第4級アミン)
誘導体、ecteola (エピクロロヒドリントリエタノール
アミン)、TEAE(トリエチルアミノエチル)誘導
体、およびAE(アミノエチル)セルロースを包含する
が、それらに限定されない。当業者はこれらの様々なイ
オン交換材料の結合および溶出に関する特異的なパラメ
ーターを知ることができ、または特別の実験を行なうこ
となしに容易に確認することができる。
mM塩類、例えばNaClで平衡化した陰イオン交換マ
トリックスに添加すると、GIFのほとんどがカラムを
通過し、残りは約60mMまでの塩濃度によって溶出さ
れる。DEAEからの溶出に望ましいNaCl濃度は1
0mMTris中約20−約60mMである。ヒトGIFの
アフィニティー精製に特に有用であるモノクローナル抗
体は、細胞系388F1 によって産生されるモノクロー
ナル抗体、または細胞系388F 1 によって産生される
モノクローナル抗体と同じ特異性を有するモノクローナ
ル抗体、及び、細胞系110BH3によって産生される
モノクローナル抗体であるか、またはこれと同じ特異性
を有するモノクローナル抗体である。
の治療への利用 「抑制する」という用語は、治療を受けるヒトに於いて
望ましくない免疫応答の有害な影響を減らすことを意味
する。「免疫抑制に有効」という用語は、使用したヒト
抗原特異的または非特異的GIFの量が、望ましくない
免疫応答に起因する疾病または症状の原因を抑制するの
に量的に十分であることを意味する。
の範囲は、免疫応答の症状が一定の抑制を受けるよう
な、望ましい効果を生じるに十分な量である。用量は、
例えば不必要な交差反応、アナフィラキシー型反応など
のような有害な副作用を引き起こすほど多量であっては
ならない。一般に用量は、患者の年齢、健康状態、性別
および病気の程度によって変化すると考えられ、当業者
はこれを決定することができる。医師は、なんらかの治
療に逆行する徴候があればその用量を調整することがで
きる。一日または数日間、一日当り一回または二回以上
の投与で、用量は、約0.001mg/kg/投与から
約2mg/kg/投与まで変化し得るが、約0.001
mg/kg/投与から約0.2mg/kg/投与までが
望ましい。
よって、または長時間のゆっくりとした潅流によって、
非経口的に投与できる。本発明のヒトGIFは、静脈
内、腹腔内、筋肉内、皮下、腔内、または経皮的に投与
可能である。非経口投与の製剤は、滅菌された水性また
は非水性溶液、懸濁液および乳濁液を包含する。非水性
溶媒の例としては、プロピレングリコール、ポリエチレ
ングリコール、オリーブ油のような植物油、およびオレ
イン酸エチルのような注射可能な有機エステルがある。
水性担体は水、含水アルコール溶液、乳濁液、または懸
濁液を包含し、塩類液および緩衝剤を包含する。非経口
賦形剤は、食塩水、リンゲルブドウ糖液、ブドウ糖およ
び食塩、乳酸塩リンゲル液、または不揮発油(fixed oi
l) を包含する。静脈注射用賦形剤は、流動性栄養補充
物、電解質補充物(例えば、リンゲルブドウ糖液を基本
とするもの)などを包含する。例えば、抗菌剤、抗酸化
剤、キレート剤、および不活性ガスなどのような、防腐
剤および他の添加物が含まれていてもよい。
たは抗原非特異的GIFを含む薬剤または医薬組成物を
調製するための方法に関する。このような薬剤は、抗原
に対する望ましくない免疫応答の治療に用いられ、その
抗原は本発明のヒト抗原特異的GIFと結合する能力を
有する。本発明はまた、モノクローナル抗体およびこの
ような抗体を産生するB細胞ハイブリドーマに関する。
この抗体はヒトGIFに特異的に反応する。さらに、本
発明は、抗原特異的GIFと特異的に反応するが、非特
異的GIFと反応しないモノクローナル抗体(およびB
細胞ハイブリドーマ)を提供する。この型の代表的なモ
ノクローナル抗体は110BH3である。
ための技法は当業者によく知られている。簡単に説明す
ると、本発明のB細胞ハイブリドーマは、アフィニティ
ー精製したヒトGIFでBALB/cマウスを免疫し、
さらに後に追加免疫することによって調製された。最終
免疫から2週間後に、動物から脾臓細胞をとり、予め致
死量の放射線照射を行なった同系のBALB/cマウス
に移入した。移入を受けた同系マウスは、精製ヒトGI
Fで二回免疫され、最終免疫から二週間後にその脾臓細
胞をSP2/0−14AG骨髄腫細胞系と融合させた。
ハイブリドーマをヒトGIFに対するモノクローナル抗
体の産生でスクリーニングした。
ターンを判定する型どおりのスクリーニング技法を用い
て、本発明のモノクローナル抗体の反応性を有するモノ
クローナル抗体を産生するハイブリドーマを単離するこ
とができる。したがって、あるモノクローナル抗体試料
がヒトGIFとは反応するがマウスGIFとは反応しな
いならば、その抗体試料と本発明のハイブリドーマが産
生する抗体とは同等である。
ることによって、モノクローナル抗体388F1 または
他のすべての本発明のモノクローナル抗体の特異性を有
するモノクローナル抗体を産生する他のハイブリドーマ
の単離を行なうことができる(Herlynら、Science, 23
2, 100 1986)。抗−イディオタイプ抗体は、対象とな
るハイブリドーマによって産生されたモノクローナル抗
体上に存在する固有の決定基を認識する抗体である。こ
のような決定基は、抗体の超可変部に存在する。一定の
エピトープに結合するのはこの領域であり、したがって
抗体の特異性を担っている。対象とするモノクローナル
抗体で動物を免疫することによって、抗−イディオタイ
プ抗体を調製することができる。免疫された動物は、こ
のようなイディオタイプ決定基に対する抗体を産生する
ことによって、免疫した抗体のイディオタイプ決定基を
認識しこれに応答する。第2の動物によって産生された
抗−イディオタイプ抗体は、単一のハイブリドーマによ
って産生され、第2の動物を免疫するために用いられた
モノクローナル抗体に特異的であるので、この抗−イデ
ィオタイプ抗体を使用することによって、免疫するため
に用いたハイブリドーマの抗体と同一のイディオタイプ
を持つ他のクローンを同定することができる。またそれ
によって本発明のモノクローナル抗体の特異性を有する
モノクローナル抗体を産生する他のハイブリドーマを見
いだすために必要なスクリーニングの総量を少なくし、
非常に簡易にすることができる。
体の間でイディオタイプが同一であることは、それら二
つのモノクローナル抗体が同一のエピトープ決定基を認
識するという点に関して同一であることを示す。したが
って、モノクローナル抗体上のエピトープ決定基に対す
る抗体を使用することによって、同じエピトープ特異性
のモノクローナル抗体を発現する他のハイブリドーマを
同定することができる。
体が特定の抗原、例えば通常388F1 が反応するヒト
GIFと結合するのを、あるモノクローナル抗体試料が
妨げるかどうかを判定することによって、そのモノクロ
ーナル抗体が本発明のモノクローナル抗体と同じ特異性
を有するかどうかを判定して、余分な実験なしにそのモ
ノクローナル抗体を評価することができる。モノクロー
ナル抗体試料が、例えば388F1 による結合の減少を
示して、388F1 と競合するならば、これら二つのモ
ノクローナル抗体は同じエピトープと結合する可能性が
高い。同様の試験をモノクローナル抗体110BH3に
利用することができる。
本発明のモノクローナル抗体の特異性を有するかどうか
を判定するためのさらに別の方法は、388F1 が通常
反応する例えばヒトGIFのような抗原とともに388
F1 をプレインキュベートし、モノクローナル抗体試料
のその抗原を認識する能力が阻害されるかどうかを判定
することである。もしモノクローナル抗体試料が阻害さ
れるのであれば、たぶん、その試料は本発明のモノクロ
ーナル抗体と同じエピトープ特異性を有する。
の有効性の点から、あるイソタイプのモノクローナル抗
体が他のものより望ましいことがある。モノクローナル
抗体の特定のイソタイプは、直接、最初の融合から選択
することによって、あるいは二次的に異なるイソタイプ
のモノクローナル抗体を産生する親ハイブリドーマから
クラススイッチ変異体を単離する血縁選択法を利用する
ことによって、調製することができる(Steplewskiら、
Proceedings of National Academy of Science, USA, 8
2, 888653,1985; Spira ら、Journal of Immunological
Methods, 74,307, 1984 )。したがって、本発明のモ
ノクローナル抗体は、ATCC HB10472により産生されたモ
ノクローナル抗体388F1 の特異性を有するクラスス
イッチ変異体を包含する。この細胞系は、1990年6
月4日に先だって、Maryland州Rockville のAmerican T
ype Culture Collection (ATCC) に30年間の寄託に付
された。
は、完全な分子だけでなく、例えばFab およびF(ab')2
といった、エピトープ決定基と結合可能なそのフラグメ
ントも包含することとする。本発明のモノクローナル抗
体は、本明細書中で言及した様々なタイプのヒトGIF
を精製するための免疫アフィニティークロマトグラフィ
ーに使用することもできる。このような免疫アフィニテ
ィークロマトグラフィーが利用可能であるような一つの
方法は、例えば本発明のモノクローナル抗体のCNBr
−Sepharose-4B、Affigel(BioRad) またはTresyl活性
化Sepharose(Pharmacia)への結合を利用することによ
る。他のタンパク質混合物に由来するヒトGIFを特異
的に結合させて、その単離および精製を可能にするため
に、これらの固相に結合したモノクローナル抗体を用い
ることができる。例えば低pHのカオトロピック薬剤、
または尿素のような当業者に公知の技法を用いて、結合
したGIFをアフィニティークロマトグラフィー材料か
ら溶出することができる。
は、実質的に純粋な融合ポリペプチドR1-[X1-X2-X1-X2-
Lys-Arg]-R2 (式中、R1は担体ペプチドであり、R2は構
造遺伝子によりコードされたポリペプチドであり、X1は
Lys またはArg であり、X2はアミノ酸である。)を提供
する。上記の「担体ペプチド」またはシグナル配列は融
合ペプチド配列のアミノ末端に位置する。真核生物の場
合は、この担体ペプチドは小胞体を横切って融合ポリペ
プチドを輸送する働きをすると考えられている。その
後、分泌タンパク質がゴルジ体を通過して分泌小胞およ
び細胞外空間、または好ましくは外部環境へ輸送され
る。本発明に従って利用することができる担体ペプチド
はタンパク質分解酵素認識部位を包含するプレプロペプ
チドを含む。許容できる担体ペプチドは、カルシトニン
または他のホルモンのアミノ末端プロ領域を含み、これ
らはフランキング二塩基性部位(flanking dibasic site
s)で切断される。プロカルシトニンは、Lys-Arg 切断部
位を認識するプロホルモンのコンベルターゼ(convertas
e)によりプロセッシングされる。しかしながら、本発明
は、担体としてのこのペプチドの使用のみに限定される
ものではないことに留意しなければならない。本明細書
で記載したようなプロカルシトニンと同様の性質を有す
る他の担体ペプチドも当業界では公知であり、また過度
の実験を行うことなく容易に利用できる。
ナル配列である担体ペプチドは、特にこの担体ペプチド
のN末端の近くに位置する発現ベクター内に含まれる。
このシグナル配列は融合タンパク質を小胞体の方向に向
かわせる。典型的には、このシグナル配列は、2〜3個
の極性残基で始まり高含有量の疎水性アミノ酸が続く約
16〜約29個のアミノ酸のリーダーからなる。他の点
で、検出可能な知られた保存配列はない。本発明の実施
例で使用されたベクターはカルシトニンのプロ領域を使
用するけれども、融合タンパク質を小胞体および外部環
境へ輸送する手段を提供する他のシグナル配列は本発明
において等しく有効である。そのようなシグナル配列は
当業者に知られている。
位に追加のArg/Lys 残基を含む二塩基モチーフ(Lys-Ar
g) を有するタンパク質分解酵素認識部位を含有する。
切断認識部位の相違は、タンパク質分解の特異性に対し
て異なるプロセッシング酵素が存在することを意味す
る。好ましくは、この切断部位は配列X1-X2-X1-X2-lys-
Arg (式中、X1はLys またはArg であり、X2はアミノ酸
である)からなる約6個のアミノ酸である。この認識部
位を利用することによっては、構造遺伝子によりコード
された極めて高い活性を有するタンパク質を作りうる。
ング酵素の例としては、哺乳類酵素のフリン(furin)、
酵母ペプチドプロセッシング酵素Kex2の相同体、および
他のプロホルモンであるコンベルターゼ(PCs) を挙げる
ことができる。好ましくは、本発明の担体ペプチドは、
前駆体の切断部位で、Arg/Lys-X2-Arg/Lys-X2-Lys-Arg
配列を有するタンパク質分解酵素認識部位を含む。
は、融合ポリペプチドのカルボキシ末端で、構造遺伝子
によりコードされたポリペプチドを含む。構造遺伝子は
担体および切断部位と結合した形で発現される。構造遺
伝子は、発現ベクター中で担体および切断部位をコード
する遺伝子と結合させてあり、その結果、融合ポリペプ
チドは一単位として発現される。GIFは本発明の融合
ポリペプチドの形で発現させるために使用することがで
きる構造遺伝子の一例である。
提供する。本明細書中で使用される「実質的に純粋な」
なる用語は、天然において結合している他のタンパク
質、脂質、炭水化物、または他の物質を実質的に含まな
いポリペプチドをいうものとする。当業者は、このポリ
ペプチドのエピトープと結合するモノクローナル抗体を
用いるアフィニティークロマトグラフィーのような、タ
ンパク質を精製するための標準的な技法を用いて、この
ポリペプチドを精製することができる。実質的に純粋な
ポリペプチドは、ポリアクリルアミドゲル上で単一の主
要バンドを形成するであろう。また、このポリペプチド
の純度は、アミノ末端アミノ酸配列分析により決定する
ことができる。このポリペプチドは、ポリペプチドの活
性が残っている限り、ポリペプチドの機能性フラグメン
トを含む。ポリペプチドの生物学的活性を有するより小
さいペプチドは本発明に包含される。
ドするポリヌクレオチドを提供する。これらのポリヌク
レオチドは、DNA、cDNAおよびRNAを含む。融
合ポリペプチドのすべてあるいは一部をコードするすべ
てのポリヌクレオチドもまた、その切断生成物が生物学
的活性を有するポリペプチドをコードする限り、本発明
に包含されるものとする。そのようなポリヌクレオチド
には、天然の、合成の、および意図的に操作されたポリ
ヌクレオチドが含まれる。例えば、このポリヌクレオチ
ドは、部位特異的突然変異誘発されてもよい。また、こ
のポリヌクレオチド配列は、アンチセンス配列および遺
伝子コードの結果縮重する配列を含む。20個の天然ア
ミノ酸があるが、そのほとんどは、1個以上のコドンで
特定される。従って、ヌクレオチド配列によりコードさ
れる融合ポリペプチドのアミノ酸配列が機能的に変化し
ない限り、すべての縮重するヌクレオチド配列は本発明
に包含される。
補的なポリヌクレオチドも提供する。「相補的な」ヌク
レオチド配列は、その相補的配列がハイブリダイズする
条件下で、特定のヌクレオチド配列とハイブリダイズす
るであろう。これらの条件には、温度、pH、緩衝液お
よびヌクレオチド組成が含まれる。例えば、二重鎖DN
A分子の陽性および陰性鎖は相補的なヌクレオチド配列
である。本発明のポリヌクレオチドは、少なくとも15
塩基の長さ、典型的には18塩基以上の長さであり、目
的とするポリペプチドをコードするゲノミックDNAに
選択的にハイブリダイズするフラグメントを含む。選択
的ハイブリダイゼーションとは、その相補体である標的
DNAへのヌクレオチド配列の非特異的結合を回避する
条件(例えば、pH、温度、緩衝液)を意味する。
得ることができる。例えば、このDNAは当業界で周知
のハイブリダイゼーション法を用いて単離することがで
きる。これらは、1)共通のヌクレオチド配列を検出す
るための、ゲノミックまたはcDNAライブラリーへの
プローブのハイブリダイゼーション;2)共通の構造的
特徴を検出するための、発現ライブラリーの抗体スクリ
ーニング;および3)ポリメラーゼ連鎖反応法(PC
R)による合成を含むが、それに限定されるものではな
い。
混合合成オリゴヌクレオチドプローブを用いる組換えク
ローンのスクリーニングに有用である。そこでは、各プ
ローブは、変性した二重鎖DNAの異質な混合物を含む
ハイブリダイゼーション試料における特定のDNA配列
の完全な相補体である可能性がある。そのようなスクリ
ーニングにおいて、ハイブリダイゼーションは、好まし
くは一本鎖DNAまたは変性した二重鎖DNAのどちら
かで行われる。ハイブリダイゼーションは、目的とする
ポリペプチドに関係するmRNA配列が極めて少量しか
存在しない供給源に由来するcDNAクローンの検出に
おいて特に有用である。換言すると、非特異的な結合を
回避するための緊縮(stringent) ハイブリダイゼーショ
ン状態を用いることによって、例えば、その完全な相補
体である混合物中における単一のプローブへの標的DN
Aのハイブリダイゼーションによって、特定のcDNA
クローンをオートラジオグラフィーにより可視化するこ
とができる(Wallace, etal., Nucleic Acid Research,
9:879, 1981)。
GIFは、例えば、種々のcDNAを卵母細胞に注入
し、生じるcDNA遺伝子産物を十分な時間発現させ、
例えば、抗原非特異的GIFポリペプチドに特異的な抗
体を用いるか、またはGIF活性の機能的なアッセイを
用いて、所望のcDNA発現産物の存在を試験すること
によって、スクリーニングすることができる。あるい
は、抗原非特異的GIFポリペプチドに特異的な抗体を
用いて少なくとも一つのエピトープを持つ抗原非特異的
GIFポリペプチドについて、間接的にcDNAライブ
ラリーをスクリーニングすることもできる。そのような
抗体はポリクローナル、あるいはモノクローナルのいず
れでも、抗原非特異的GIFcDNAの存在を示す発現
産物を検出するために使用することができる。
クリーニング法は、適当なプローブが入手できる限り、
いかなる生物からいかなる遺伝子配列を単離することも
可能にする。問題になっているタンパク質をコードする
配列の一部に相当するオリゴヌクレオチドプローブは、
化学的合成することができる。このためには、短い、オ
リゴペプチド長のアミノ酸配列が知られていなければな
らない。このタンパク質をコードするDNA配列は遺伝
子コードから演繹することができるが、コードの縮重を
考慮に入れなければならない。配列が縮重している場合
には、混合添加反応を行うことが可能である。これに
は、変性した二重鎖DNAの異質な混合物が含まれる。
列の開発は以下のようにして得られる;1)ゲノミック
DNA由来の二重鎖DNA配列の単離;2)目的のポリ
ペプチドに必要なコドンを提供するためのDNA配列の
化学的製造;および3)真核供与体細胞から単離された
mRNAの逆転写による二重鎖DNA配列のインビトロ
合成。後者の場合には、mRNAの二重鎖DNA相補体
が最終的に形成され、これはcDNAと一般に言われ
る。組換え法に使用するための特定のDNA配列を開発
するためのこれらの3つの方法のうち、ゲノミックDN
A単離物の単離が最も一般的でない。哺乳類ポリペプチ
ドを微生物で発現しようとする場合は、イントロンが存
在するので、特にそうである。
産物のアミノ酸残基の全配列が公知である場合、しばし
ば望ましい方法となる。所望のポリペプチドのアミノ酸
残基の全配列が公知でない場合、DNA配列の直接的な
合成は可能ではなく、cDNA配列の合成が望ましい方
法である。興味のあるcDNA配列を単離するための標
準的な方法の中には、高いレベルの遺伝子発現を有する
供与体細胞に豊富なmRNAの逆転写に由来するプラス
ミド−またはファージ−含有cDNAライブラリーを形
成する方法がある。ポリメラーゼ連鎖反応法と組み合わ
せて用いられる場合、ほとんど発現しない産物でさえク
ローニングできる。ポリペプチドのアミノ酸配列の重要
な部分が公知の場合、標的cDNAに存在すると推定さ
れる配列とまったく同じの標識された一本鎖または二本
鎖DNAまたはRNAプロープ配列を作製して、一本鎖
形態に予め変性したcDNAクローン上で行うDNA/
DNAハイブリダイゼーション法を採用してもよい(Ja
y et al., Nucl.Acid Res.11:2325, 1983) 。
ブラリーは、少なくとも1個のエピトープを持つポリペ
プチドの発現について、このポリペプチドに特異的な抗
体を用いて、間接的にスクリーニングされうる。そのよ
うな抗体はポリクローナルまたはモノクローナルのいず
れかで、cDNAによりコードされたタンパク質の存在
を示す発現産物を検出するために使用することができ
る。
NA配列を適当な宿主細胞へのDNA移入によりインビ
トロに発現させることができる。「宿主細胞」は、ベク
ターが増幅でき、そのDNAが発現できる細胞である。
この用語には、当該宿主細胞のいかなる子孫も含まれ
る。突然変異が複製の間に生じることがあるので、子孫
のすべてが親細胞と同一ではないかもしれないことが理
解される。しかしながら、そのような子孫は「宿主細
胞」という用語が使用される時には、含まれるものとす
る。安定な移入の方法、換言すれば、外来DNAが宿主
中に継続して維持される方法は、当業界で公知である。
は組換え発現ベクター中に挿入されてもよい。「組換え
発現ベクター」なる用語は、抗原非特異的GIF、例え
ば、担体ペプチドの遺伝子配列の挿入または組み込みに
より、前もって操作された当業界で公知のプラスミド、
ウィルスまたは他のベヒクルをいうものとする。そのよ
うな発現ベクターは、宿主の挿入された遺伝子配列の効
率的な転写を促進するプロモーター配列を含む。発現ベ
クターは、典型的には、複製起点、プロモーター、なら
びに形質転換された細胞の表現型選択を可能にする特定
の遺伝子を含む。本発明の使用に適したベクターには、
細菌における発現のためのT7を基礎とする発現ベクタ
ー(Rosenberg et al., Gene 56:125, 1987)、哺乳類細
胞での発現のためのpMSXND発現ベクター(LeeおよびNath
ans, J. Biol. Chem. 263:3521,1988) 、および昆虫細
胞での発現のためのバキュロウィルス由来のベクターが
含まれるが、それに限定されるものではない。DNAセ
グメントは調節要素、例えば、プロモーター(例えば、
T7、メタロチオネインI、またはポリヘドリンプロモ
ーター)に機能するように結合しているベクターに存在
し得る。
クレオチド配列は、原核生物および真核生物において発
現させることができる。宿主には、微生物、酵母、昆
虫、および哺乳類生物が含まれうる。本発明の好ましい
宿主は真核生物である。真核生物のまたはウィルスの配
列を有するDNA配列を原核生物において発現させる方
法は当業界で周知である。宿主で発現および複製可能な
生物学的に機能するウィルスおよびプラスミドDNAベ
クターは当業界で公知である。そのようなベクターは、
本発明のDNA配列を組み込むために使用される。本発
明の宿主細胞は融合タンパク質の切断部位を認識する酵
素を元来コードすることが好ましい。しかし、融合ポリ
ペプチドの発現が望まれる宿主細胞が切断部位を認識す
る酵素をもともと有していないならば、そのような酵素
をコードする遺伝子配列を融合タンパク質のポリヌクレ
オチド配列と一緒に宿主細胞へ同時トランスフェクショ
ンすることができる。
当業者に周知の慣用の技術により行ってもよい。宿主が
大腸菌のような原核生物の場合には、指数増殖期後に回
収し、続いて当業界に周知の手法によるCaCl2 法を用い
て処理した細胞から、DNAの取り込みが可能なコンピ
テント細胞を作製することができる。あるいは、MgCl 2
またはRbClを使用してもよい。また、形質転換は宿主細
胞のプロトプラストを形成した後または電気穿孔法によ
り行うこともできる。
ム共沈法、マイクロインジェクション、電気穿孔法、リ
ポソームに内包されたプラスミドやウィルスベクターの
挿入のような慣用の機械的手法のようなDNAのトラン
スフェクションの方法を用いてもよい。また、真核細胞
を本発明の融合ポリペプチドをコードするDNA配列、
および単純ヘルペスチミジンキナーゼ遺伝子のような選
択可能な表現型をコードする第2の外来DNA分子によ
り同時トランスフェクションさせることもできる。もう
ひとつの方法は、シミアンウィルス40(SV40)ま
たはウシ乳頭腫ウィルスのような真核ウィルスベクター
を用いて一時的に感染させるか、または真核細胞を形質
転換してタンパク質を発現させることである(Eukaryot
ic ViralVectors, Cold Spring Harbor Laboratory, Gl
uzman ed., 1982) 。
発現させた本発明のポリペプチドを単離し精製する技法
は、例えば、分取クロマトグラフィー分離およびモノク
ローナルおよびポリクローナル抗体の使用を含むような
免疫学的分離といったいかなる慣用手段であってもよ
い。以上の開示は、本発明を概括的に記述する。以下の
特定の実施例を参照することによって、より完全な理解
を得ることができるが、これらの実施例は説明のみを目
的として本明細書中に提示され、本発明の範囲を限定す
ることを意図するものではない。
するハイブリドーマ細胞系の調製および精製技法 A.抗原 ハチ毒由来の凍結乾燥ホスホリパーゼA2 (PLA2 )
は、Sigma ChemicalCo., St. Louis, MO より購入し
た。変性PLA2 (D−PLA2 )および臭化シアン処
理PLA2 は、Kingら、(Arch. Biochem and Biophy
s., 172; 661, 1976)によって記載された方法によって
調製した。D−PLA2 を調製するために、5mgのP
LA2 を0.1M Tris HCl 緩衝液pH8.6に溶解
し、5mg/mlジチオスレイトール存在下6M塩酸グ
アニジン中で変性させた。室温で18時間後、スルフヒ
ドリル基をヨード酢酸を用いてカルボキシメチル化し
た。変性タンパク質を0.02M酢酸に対して透析し、
使用するまで−40℃に保った。PLA2 内のメチオニ
ン結合を切断するために、10mgのハチ毒PLA2 を
0.4ml蒸留水に溶解し、100mgCNBrを含有
する1.2mlギ酸を添加した。室温で2時間後、混合
物を水で二倍に希釈し、Speed Vac 中で凍結乾燥した。
天然PLA2 をTresyl活性化Sepharose (Pharmacia )
に、製造業者の勧める方法にしたがって結合させた。特
に言及しない限り、1mgタンパク質を1mlSepharos
e に結合させた。
DNP-E-26由来のモノクローナルマウスIgE(Liu ら、
J. Immunol., 124; 2728, 1980)およびモノクローナル
抗−CD3(OKT3)は既報の論文に記載されたのと
同様に調製した(Cariniら、J. Immunol. Methods, 12
7; 221, 1990 )。モノクローナル抗−T細胞レセプタ
ーαβ、WT31C(Spits ら、J. Immunol., 135; 19
22, 1985)を含有する腹水は、DNAX Institute of Mole
cular and Cellular Biology, Palo Alto, CA のJ. DeV
ries博士の厚意により提供を受けた。ウサギリポモジュ
リン141B9(Iwata ら、J. Immunol., 132; 1286,
1984)に対するマウスモノクローナル抗体は既報の記載
と同様に調製した(Askasakiら、J. Immunol., 131; 31
72, 1986)。マウスIgGに対する特異的に精製された
ヤギ抗体は、抗H(γ)鎖および抗L鎖の両方を含有す
るが、これはすでに報告されている(Suemura ら、J. I
mmunol., 125; 148, 1980 )。フルオレセイン標識した
ヤギ抗−マウスIgG抗体はCappelから購入した。ヒト
IgGおよび抗−リポモジュリン抗体(141B9)を
CL−Sepharose 4Bに結合させた;約5mgタンパク
質を1mlSepharose に結合させた。
2−メルカプトエタノールおよび抗生物質を添加したR
PMI1640培地で、RPMI8866リンパ芽球様
細胞を培養した(RPMI1640培養基)。マウスT
細胞ハイブリドーマ12H5細胞(Iwata ら、J. Immun
ol., 140; 2534, 1988)は、既報の論文(Huffら, Pro
c. Natl. Acad. Sci. U.S.A., 129; 509, 1982 )に記
載された高濃度グルコースダルベッコ改変イーグル培地
(DMEM)中に維持された。ヒトリンパ芽球様細胞系
CEM(BUC)のヒポキサンチングアニンホスホリボ
シルトランスフェラーゼ−欠損変異株は、すでに報告さ
れている(HuffおよびIshizaka, Proc. Natl. Acad. Sc
i. U.S.A. 、81; 1514, 1984)。
を採り、Ficoll-Paque(Pharmacia) での遠心分離によっ
て、この血液の単核細胞(PBMC)を得た。抗原感作
T細胞を活性化するために、RPMI1640培養基に
3x106 有核細胞/mlの濃度でPBMCを懸濁し、
10μg/mlD−PLA2 またはCNBr処理PLA
2 の存在下で3日間培養した。非付着細胞を回収し、新
培養基に再懸濁し(2x105 細胞/ml)、次に3μ
g/ml組換えヒトリポコルチン1(BiogenのJ. Brown
ing 博士およびB. Pepinsky 博士の厚意により提供され
た)の存在下、60ユニット/ml精製IL−2(クロ
マトグラフィーで精製されたヒトIL−2、Electro-nu
cleonics, Silverspring, MD)とともに4日間培養し
た。
予めIL−2によって増殖させた1.2x107 T細胞
を2倍の細胞数のBUC細胞と混合した。混合細胞をペ
レット状にし、ポリエチレングリコール(1300−1
600MW、Sigma )を用いて融合させた。細胞融合に
関する詳細な方法は、すでに報告された通りである(Hu
ffら, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 、81; 1514, 19
84)。ヒポキサンチン/アミノプテリン/チミジン(H
AT)含有DMEMに細胞を再懸濁し、5x104 細胞
を96ウェルプレートの各ウェルに分注した。完全DM
EM中で週2回継代培養してハイブリッドクローンを維
持した。T細胞ハイブリドーマを刺激するために、8μ
g/mlOKT3を用いて、0℃で40分間この細胞を
処理し、この抗体処理細胞(1x106 /ml)を、予
め10μg/ml抗−MGGでコーティングしたLimbro
組織培養ウェル(Flow Labs, Mclean, VA )に分注し
た。24時間培養後、培養上清を得た。
1640培地中で、8μg/mlOKT3または1:1
000希釈抗−TcRαβ(WT31)含有腹水ととも
に、ハイブリドーマ細胞(1x106 /試料)を、0℃
で40分間、インキュベートした。対照として、同じ細
胞のアリコートを同一濃度のマウスIgG2a (Becton
-Dickinson, イソタイプ対照)で処理した。5%FCS
含有PBSで細胞を二回洗浄し、次にフルオレセイン標
識した抗−マウスIgGとともに40分間インキュベー
トした。洗浄後、細胞に付随する蛍光をBecton-Dickins
onのFACScan を用いて分析した。
シ赤血球を用いたロゼット形成によって、CD3+ ハイ
ブリドーマ細胞を同定した。Wilhelm らの方法(J. Imm
unol. Methods, 90; 89, 1986 )によって、この抗体を
赤血球に結合させた。簡単に述べると、0.5mlのウ
シ赤血球沈渣を塩類液で4回洗浄し、0.75mlの
0.5μg/ml精製抗−MGGに懸濁した;この細胞
懸濁液に25μlCrCl3 (16.5mgCrCl3
を5ml塩類液に溶解する)をゆっくり混合しながら添
加し、得られた細胞懸濁液を30℃で1時間インキュベ
ートした。抗−MGG結合赤血球を塩類液で4回洗浄
し、5mlFCS(約1x109 赤血球/ml)に再懸
濁した。CD3+ 細胞を検出するために、5%FCSお
よび8μg/mlOKT3を含有する80μlDPBS
に106 ハイブリドーマ細胞のペレットを懸濁した。0
℃で45分後、細胞を2回洗浄し、80μlDPBS−
5%FCSに再懸濁し、抗−MGGでコーティングされ
た赤血球およびクリスタルバイオレットの懸濁液20μ
lをこの細胞懸濁液に添加した。この混合物を200g
で5分間遠心分離し、チューブを0℃で2時間インキュ
ベートした。ペレットを徐々に再懸濁し、顕微鏡下でロ
ゼット形成した細胞を検査した。
たハイブリドーマ細胞を、抗−MGGが結合した赤血球
(約4x108 赤血球)と混合して、上記の方法によっ
てロゼットを形成した。ペレットを再懸濁し、60%お
よび50%パーコール層からなるパーコール勾配の上端
にのせた。チューブを 1200RPM(700g)で20分間、
室温で遠心分離した。ペレット状の細胞を培養基で2回
洗浄し、0.83%NH4 Cl緩衝液で、0℃1分間、
処理することによって、赤血球を溶解させた。細胞をD
ME培養基で洗浄し、これに再懸濁し、細胞数を増加さ
せるために培養した。CD3+ 細胞のさらなる純化は細
胞選別によって行なわれた。ハイブリドーマ細胞をOK
T3で処理し、フルオレセイン標識した抗−MGGで染
色した。FACSTAR (Becton-Dickinson)を用いた細胞選
別によって、ポジティブに染色された細胞を選択した。
メンブラン(AmiconCorp., Lexington, MA )で濾過
し、濾液をYM5メンブランで限外濾過して10倍に濃
縮した。既報の方法にしたがって(IshizakaおよびSand
berg, J. Immunol., 126; 1692, 1981)IgE結合Seph
arose を用いてこの濾液中のIgE−BFを精製した。
培養濾液中またはIgE−Sepharose からの酸溶出画分
中のIgE−BFの存在は、既述の方法(Kisakiら、J.
Immunol., 138; 3345, 1987)にしたがって、FcεR
+ Bリンパ芽球様細胞系、RPMI8866細胞とヒト
IgEコーティングウシ赤血球(E−IgE)とのロゼ
ット形成の阻止によって評価された。300RPMI8
866細胞のうち、ロゼット形成細胞(RFC)の割合
を三回測定し、平均値+SDとして表示した。
IgE−BFを同じ方法によって検出したが、ただし指
示細胞としてはラットIgEコーティングウシ赤血球を
用い、FcεR+ B細胞の供給源としてはNipportronngy
lus brasiliensis に感染したLewis 系ラットの腸間膜
リンパ節細胞を用いた(Yodoi およびIshizaka, J.Immu
nol., 124; 1322, 1980 )。
unol., 140; 2534,1988)を用いて、GIFを検出し
た。ハイブリドーマ細胞の懸濁液を等量の検査試料と混
合し、その細胞懸濁液を10μg/mlマウスIgEと
ともに24時間培養した。培養上清をCF50Aメンブ
ランで濾過し、IgE−BF含有濾液をレンチルレクチ
ンSepharose (Yodoi ら、J. Immunol., 125; 1436, 19
80)で分画した。非結合タンパク質(流出画分)および
0.2Mαメチルマンノシドで溶出されたタンパク質
(溶出画分)の両者を、IgE−BFの存在について、
ロゼット形成阻止技法で評価した。12H5細胞をマウ
スIgEとのみ培養したときは、その細胞によって産生
されたほとんどすべてのIgE−BFは本質的にレンチ
ルレクチンSepharose に結合し、αメチルマンノシドで
溶出することによって回収された。したがって、流出/
溶出画分のロゼット形成阻止パーセントの比は、0.2
より小さい。十分量のGIFがマウスIgEとともに1
2H5細胞の培養に添加された場合には、その細胞によ
って産生されたIgE−BFの大部分は、レンチルレク
チンに対する親和性を欠いており、流出画分に回収され
た (Iwata およびIshizaka, J. Immunol., 141; 327
0, 1988)。したがって、流出/溶出画分のロゼット形
成阻止パーセントの比が3.0またはそれより高いなら
ば、GIFは(+)と判定した。
親和性を有するかどうかを判定するために、ハイブリド
ーマ細胞の培養上清を抗原−結合Sepharoseで分画し
た。ハイブリドーマ細胞をOKT3抗体(8μg/m
l)で処理し、この抗体処理細胞懸濁液または非処理細
胞懸濁液(1.5x106 細胞/ml)のうち8mlの
アリコートを、抗−MGGでコーティングした組織培養
フラスコで培養した。培養上清を4倍に濃縮し、2ml
試料を0.4mlIgE−Sepharose に吸着させた。流
出画分を0.5mlPLA2 −Sepharose と一晩混合
し、免疫吸着剤を小カラムに詰めた。流出画分を回収し
た後、カラムをDPBSで洗浄し、1.0mlグリシン
HCl緩衝液、pH3.0 で溶出した。既述の方法(Akasak
i ら、J. Immunol., 136; 3172, 1987)によって、抗−
リポモジュリン(141B9)Sepharose で、GIFを
部分精製した。
で既述のように処理した(Uedeら、J. Immunol., 139;
898, 1983 )。簡単に述べると、1mlの調製物をTris
- HCl緩衝液、pH8.2に対して透析し、1単位の
不溶性アルカリ性ホスファターゼ(子ウシ腸、Sigma )
と室温で2時間混合した。遠心分離後、上清を0.1M
Tris- HCl緩衝液、pH8.0に対して透析した。生
合成過程で3 H−オレイン酸により標識された大腸菌お
よびブタ膵臓PLA2 (Sigma)を用いて、アルカリ性
ホスファターゼ処理試料のホスホリパーゼA2 阻害活性
を測定した(Rothutら、Biochem. Biophys. Res. Commu
n., 117; 878, 1983)。詳細な方法は、Ohnoら(Intern
at. Immunol., 1; 425, 1989)に記載されている。簡単
に述べると、ブタ膵臓PLA2 (1x10-5ユニット)
をGIFと混合し、総容量150μlとした。25℃で
5分後、 3H標識大腸菌の懸濁液50μl(5000cpm) を
添加し、その混合物を25℃で5分間インキュベートし
た。50μlの2MHClを添加して反応を止め、50
μlの100mg/mlBSAをこの混合物に添加し
た。この懸濁液を5500gで1分間遠心分離し、25
0μl上清中の放射能をシンチレーション分光計で測定
した。
って25から100倍に濃縮した。10,000rpm
で20分間遠心分離した後、上清を蒸留水で8倍に希釈
し、TrisでpH8.0に調整し、ただちに10mM Tr
isHCl緩衝液、pH8.0で平衡化したDEAE−Se
pharose CL−6B(Pharmacia )カラム(3ml容)
にかけた。流出(通過)画分を回収した後、カラムを4
カラム容の20mMNaCl含有10mMTris- HCl
緩衝液で洗浄し、洗液を通過画分に合わせた。4カラム
容の50mM,75mM,100mM,150mM,お
よび200mMNaCl含有10mMTris- HCl緩衝
液、pH8.0でカラムに結合したタンパク質を良好に
溶出した。各溶出画分を濃縮し、ダルベッコのリン酸緩
衝塩類液(DPBS)に対して透析した。
x50cm、Pharmacia )にかけ、HPLC(Beckman,
System Gold)を用いて、流速1ml/分でDPBSに
よりこのカラムからタンパク質を溶出し、適当な画分を
集めた。ヒトIgE(PSタンパク質、MW:185,
000)、ウシ血清アルブミン(BSA、MW:67,
000)、オボアルブミン(MW:43,000)、大
豆トリプシンインヒビター(MW:20,100)、お
よびシトクロームC(MW:12,500)を用いて、
このカラムを分子量で標準化(calibrate) した。IgE
を除くすべての標準タンパク質は、Sigma から購入し
た。標準タンパク質の保持時間はそれぞれ41.97,
52.08,55.135,62.097,および7
1.67分であった。
過によって5倍に濃縮し、141B9−Sepharose また
は抗−GIFSepharose カラム(5ml容)を通して一
晩再循環処理することによって、上清中のGIFをこの
免疫吸着剤カラムに吸着させた(Iwata ら、J. Immuno
l., 141: 3270, 1988)。この免疫吸着剤を20カラム
容のDPBSで洗浄し、ビーズに結合したタンパク質を
0.1MグリシンHCl緩衝液、pH3.0で溶出する
ことによって回収した。141B9−Sepharose を用い
た同一の技法によって、231F1細胞由来のマウスG
IFを精製した。
培養上清中のGIFを単離するために、この上清を限外
濾過によって50から100倍に濃縮した。DEAE−
Sepharose カラムから得られたこの上清の適当な画分
を、5−6mlにまで濃縮し、4℃で一晩、モノクロー
ナル抗GIF抗体と結合したAffigel 10- 免疫吸着剤
1.0−1.5mlと混合した。この懸濁液を小カラム
に充填し、免疫吸着剤を40カラム容のDPBSで洗浄
した。一部の実験では、免疫吸着剤を40カラム容のD
PBSおよび20カラム容の0.5MNaCl含有PB
Sで洗浄した。0.15MNaCl含有0.05Mグリ
シンHCl緩衝液、pH3.0−3.2、で免疫吸着剤
に結合したタンパク質を溶出した。
SDSに対して透析し、Speed vac (Savant Instrumen
ts, Hicksville, NY)中で凍結乾燥した。次に、Laemml
i System(Laemmli, U. K., Nature, 227: 680, 1970)
を用いて、15%ポリアクリルアミドスラブゲル中での
SDSゲル電気泳動によって試料を分析した。ゲルを固
定し、タンパク質バンドを銀染色によって検出した(Oc
hsら、Electrophoresis, 2: 304, 1981 )。分子量標準
は、Pharmacia から購入した。
leらによって記載された方法(J. Immunol., 142: 221
3, 1989)を多少変更して用いた。簡単に述べると、
0.1M炭酸コーティング緩衝液、pH9.6で希釈し
た100μlアフィニティー精製GIFでImmulon I プ
レート(Dynatech)を一晩コーティングした。以下の各
操作段階の間に、0.05%Tween20 含有リン酸緩衝塩
類液(PBS)で、プレートを3回洗浄した。PBS中
の2%BSAで、6−9時間、プレートをブロックし
た。次いで、各試験試料の100μlをウェルに添加
し、そのプレートを一晩4℃に保持した。アルカリ性ホ
スファターゼ結合ヤギ抗−マウスIg(Zymed Lab, So.
San Francisco, CA)およびアルカリ性ホスファターゼ
基質(Sigma )を用いて、マウスIgのプレートへの結
合を検出した。基質添加の30分後に、マイクロプレー
トリーダーMR5000(Dynatech Lab)において41
0nmのフィルターでELISAシグナルを読み取っ
た。ELISAアッセイでマウスmAbのためのイソタ
イプ判定キット(Zymed Lab )を使用することによっ
て、モノクローナル抗体のイソタイプを決定した。
GIFを検出するために、ビオチン−アビジンシステム
および増幅法(Stanley ら、J. Immunol. Methods, 83:
89, 1985 )を用いて、感度を高めた。Maxi-Sorp マイ
クロタイタープレート(Nunc, Copenhagen, Denmark )
を50μlの各画分でコーティングした。37℃で2時
間インキュベートした後、プレートをTween/PBSで洗
浄し、4℃で一晩、2%BSAでブロックした。洗浄
後、50μlのビオチン結合mAb141−B9(20
0ng/ml)を各ウェルに添加し、そのプレートを3
7℃で2時間インキュベートした。プレートを洗浄し、
50μlの1:1500希釈ストレプトアビジン−アル
カリ性ホスファターゼ複合体(Zymed Lab )を各ウェル
に添加した。37℃で1時間インキュベートした後、ウ
ェルに結合したアルカリ性ホスファターゼの量を増幅シ
ステムによって測定した(Stanley ら、J. Immunol. Me
thods, 83: 89, 1985 )(GIBCO-BRL, Bethesda, MD
)。ELISAシグナルを490nmで測定した。
決定 上記のように、ハチ毒に感受性の患者のPBMCを、1
0μg/mlD−PLA2 の存在下で3日間培養し、活
性化されたT細胞を3μl/ml組換えリポコルチン存
在下で4日間、IL−2によって増殖させた。次に、T
細胞をBUC細胞と融合させてハイブリドーマを構築し
た。本実験に於て、4ハイブリドーマクローンが得られ
た。完全DMEMで各ハイブリドーマクローンを培養
し、培養上清をYM100メンブランで濾過した。濾液
を10倍に濃縮し、12H5細胞を用いてGIFの存在
について評価した。表1に示された結果は、4ハイブリ
ドーマクローンのうち二つが構成的にGIFを分泌する
ことを示す。 表1 GIF産生ハイブリドーマの選択 3H-オレイン酸放出c GIF 活性a 放出 阻害ハイブリドーマ 流出/溶出 (cpm) (%) Cl 1 0/26 (−) ND -- Cl 2 2/33 (−) 390±27 4 Cl 3 29/0 (+) 257±25 37 Cl 7 27/5 (+) 303±17 26 対 照 0/31b 408±15 -- a)各クローンの培養濾液を10倍に濃縮した。一容量
の濾液を、同量の12H5細胞懸濁液に添加し、10μ
g/mlマウスIgEの存在下でこの細胞を24時間培
養した。縦列の数字は、レンチルレクチンSepharose か
らの流出/溶出画分によるロゼット形成阻止パーセント
を表す。IgE−BF非存在下でのIgE−RFCの割
合は24.4+0.3(SD)%であった。 b)12H5細胞を10μg/mlマウスIgEのみと
ともに培養し、培養濾液中のIgE−BFをレンチルレ
クチンSepharose で分画した。 c)培養濾液を141B9−Sepharose で分画し、この
免疫吸着剤からの酸溶出物を、もとの培養上清の1/1
00容となるまで濃縮した。この試料をアルカリ性ホス
ファターゼで処理し、脱リン酸化物質の膵臓ホスホリパ
ーゼA2阻害能を評価した。ハイブリドーマクローンC
L3上のCD3決定基の存在を、フローサイトメトリー
およびロゼット形成技法によって評価した。8μg/m
lのモノクローナル抗体OKT3で細胞を処理し、次
に、フルオレセイン標識したヤギ抗−マウスIgで染色
した。全細胞の10%足らずが染色された。またOKT
3処理細胞のうちわずかに6−8%が抗−MGG結合赤
血球とロゼット形成することが明らかになった。結論と
して、実施例1に記載されたロゼット形成法を用いて、
CD3+細胞は純化された。パーコール層での密度勾配
遠心分離法によって、抗−MGG結合赤血球とロゼット
形成した細胞を、ロゼット形成しない細胞から分離し、
完全DMEM中で培養することによって増殖させた。同
様の手順を3回繰り返して、CD3+ 細胞集団を純化し
た。最終的な細胞調製物をOKT3で処理した後、抗−
MGG結合赤血球とともにインキュベートすることによ
って細胞集団の80−90%がロゼットを形成すること
が明らかになった。フローサイトメトリーにおいて、細
胞の75%がOKT3によって染色された。しかしなが
ら、4代継代して2週間細胞を培養した結果、約52%
までCD3+ 細胞が減少した(フローサイトメトリーに
よる測定)場合には、CD3+ 細胞集団を細胞選別によ
ってさらに純化し、培養によって細胞を増殖させた。細
胞選別を2回繰り返した後、安定的にCD3を発現する
CL3集団が得られた。OKT3およびWT31(抗−
TcRαβ)によるこの細胞集団の蛍光染色は、ほぼ1
00%の細胞がCD3を表現し、細胞の大部分がTcR
αβを表現することを示した。CD3+ 細胞集団および
CD3- 細胞集団を培養し、12H5細胞をもちいてG
IFの有無について培養濾液を評価した。CD3+ 細胞
の培養濾液にはGIF活性が検出されたが、CD3- 集
団の培養濾液には検出されなかった。この結果は、GI
Fの起源がCD3+ 細胞であることを示した。
ローナル抗−リポモジュリン(141B9)がこのリン
ホカインと結合していることであるので、CL3細胞に
由来するヒトGIFが141B9結合Sepharose に吸着
されるかどうかを判定することとした。CD3+ , CL
3クローンを培養して、1リットルの培養上清を得た。
YM100メンブランで濾過した後、濾液を5mlに濃
縮し、1mlの141−B9Sepharose で分画した。流
出画分を回収した後、免疫吸着剤を10カラム容のDP
BSで洗浄し、次に5カラム容のグリシン−HCl緩衝
液、pH3.0で溶出した。DPBSに対して透析した
後、12H5細胞を用いて、分画におけるGIF活性の
分布を測定した。表2に示す結果は、この培養濾液中の
GIF活性のほとんどすべてが、141−B9Sepharos
e に結合し、酸性pHでの溶出によって回収されたこと
を示す。 表2 抗−リポモジュリンSepharose a でのアフィニティー クロマトグラフィーによって精製された CL3クローン由来ヒトGIF 141B9-Sepharoseb GIF活性c からの画分 希釈 流出/溶出 流 出 1:10 0/31(−) 洗 浄 1:10 0/35(−) 溶 出 1:10 42/0(+) 1:40 45/0(+) 1:80 39/0(+) 培地対照 -- 0/34 a)CL3クローンの培養上清をYM100メンブラン
で濾過し、濾液を200倍に濃縮した。濃縮した濾液の
5mlを1mlの141B9−Sepharose で分画した。 b)流出画分を回収した後、5カラム容のDPBSで免
疫吸着剤を洗浄し、次に5カラム容のグリシンHCl緩
衝液、pH3.0で溶出した。 c)12H5細胞を用いて、表1に記載されたのと同様
の方法によって、GIF活性を評価した。縦列の数字
は、レンチルレクチンSepharose からの流出/溶出画分
によるロゼット形成阻止パーセントを表す。IgE−B
F不存在下でのIgE−RFCの割合は、このアッセイ
では22.9±0.6(SD)%であった。(+)はG
IFの存在を示す。以前の実験で、マウスGIFがホス
ホリパーゼ阻害タンパク質のリン酸化誘導体であるとい
う証拠が示された(Uedeら、J. Immunol., 139: 898, 1
983 )。したがって、CL3クローンの培養濾液中のG
IFは、141B9−Sepharose を用いて精製された。
他の三クローン、CL1,CL2,およびCL7、の培
養濾液を、同様に141B9−Sepharose で分画した。
この免疫吸着剤からの酸溶出物をアルカリ性ホスファタ
ーゼで処理し、膵臓ホスホリパーゼA2 によって生合成
過程で標識された大腸菌からの 3H−オレイン酸の放出
を阻害する能力を調べた(Rothutら、Biochem. Biophy
s. Res. Commun., 117: 878, 1983)。表1に示す結果
は、CL3およびCL7由来のアフィニティー精製GI
Fはホスホリパーゼ阻害活性を発揮するが、CL1およ
びCL2由来の同一画分はホスホリパーゼA2 を阻害し
なかったことを示す。
殖させた抗原活性化T細胞が、ハチ毒PLA2 に親和性
を示さないGIFを構成的に分泌することが示されてい
るが、同じ細胞にCD3が架橋結合することによって、
IgE−BFとともにこの抗原の結合したSepharose に
親和性を有するGIFの産生が生じた。このような発見
から、CL3クローンが抗原結合GIFおよびIgE−
BFを産生するかどうかを判定することとした。細胞を
0℃でOKT3で処理し、この抗体処理細胞(1.5x
106 細胞/ml)を抗MGGでコーティングしたウェ
ルで培養した。対照として、非処理のCL3細胞を抗M
GGでコーティングしたウェルで培養した。培養上清を
YM100メンブランで濾過し、限外濾過で7倍に濃縮
した。濃縮した培養濾液を1mlIgE−Sepharose に
一晩吸着させ、非結合タンパク質画分および2ml洗液
を合わせた。このIgE−Sepharose を完全に洗浄し、
グリシンHCl緩衝液で溶出した。RPMI8866細
胞をFcεR+細胞の供給源として用いて、IgE−Seph
arose からの溶出画分をIgE−BFの存在について評
価した。 表3 CL3クローン由来GIFは ハチ毒PLA2 に結合しない PLA2-Sepharosec でのGIF活性 処 理 a IgE-BF b 流出 洗浄 溶出 (%) OKT3 23 34/0 (+) 21/0 (+) 0/24(−) な し 0 28/0 (+) 22/13(±) 0/26(−) a)CD3処理または非処理細胞を抗−MGGでコーテ
ィングしたウェルで培養した。 b)30ml培養上清をYM100で濾過し、濾液を4
mlに濃縮した。この試料を1.0mlIgE−Sephar
ose に吸着させた。酸溶出画分を4.0mlに調整し、
ロゼット形成阻止によってIgE−BFについて評価し
た。IgE−BF不存在下でのIgE−BFの割合は、
37.7±1.0%であった。 c)IgE−Sepharose からの流出画分の1.0mlを
PLA2 −Sepharose で分画した。この流出、洗浄、お
よび酸溶出画分を1.3mlに調整し、12H5細胞を
用いてGIF活性について評価した。縦列の数字はレン
チルレクチンSepharose からの流出/溶出画分によるロ
ゼット形成阻止パーセントを表す。IgE−BF不存在
下でのIgE−RFCの割合は、21.7±0.6(S
D)%であった。 表3に示した結果は、抗−CD3処理細胞はIgE−B
Fを産生するが、非処理細胞は検出可能な量のIgE−
BFを産生しなかったことを示す。IgE−Sepharose
からの流出画分を2倍に濃縮し、1ml試料を0.25
mlPLA2 −Sepharose で分画した。この流出画分、
洗浄液、および溶出画分を1.5mlに調整し、それら
の試料をGIF活性について評価した。表3に示すよう
に、非刺激細胞および抗−CD3処理細胞のどちらに由
来するGIFも、PLA2 −Sepharose に結合しなかっ
た。
PLA2 と結合しないのは、T細胞の活性化にD−PL
A2 を用いたことと関係があると考えられた。この可能
性を調べるために、ハチ毒感受性の患者のPBMCから
もっと多くのT細胞ハイブリドーマを構築した。T細胞
ハイブリドーマを構築する手順は上記と全く同様である
が、但しD−PLA2 の代わりにCNBr−処理PLA
2 、10μg/mlでPBMCを刺激した。この実験の
結果として、22のハイブリドーマクローンが得られ
た。各クローンの培養濾液のGIFアッセイは、22ク
ローンのうち10個が構成的にGIFを産生することを
示した(結果は示さない)。7個のGIF分泌クローン
をOKT3で処理し、抗−MGGでコーティングしたシ
ャーレでこの抗体処理細胞を培養した。培養濾液を4倍
に濃縮し、IgE−Sepharose に吸着させた。 表4 抗−CD3−処理ハイブリドーマ細胞a による 抗原−結合GIFの産生 PLA2-Sepharosec におけるGIF活性 クローン IgE-BF b 流出 溶出 (%) AC5 20 0/21 (−) 31/0 (+) AF10 36 19/0 (+) 0/21 (−) BA6 8 29/0 (+) 0/24 (−) BE12 65 0/31 (−) 25/0 (+) BF5 65 0/27 (−) 20/0 (+) CB7 64 0/28 (−) 17/0 (+) CE5 58 0/28 (−) 35/0 (+) a)1.2x107 細胞をOKT3で処理した。細胞を
8mlの培養基に再懸濁し、抗−MGGでコーティング
したフラスコに分注した。培養上清を4倍に濃縮し、I
gE−Sepharose に吸着させた。IgE−Sepharose か
らの流出液をさらにPLA2 −Sepharose で分画し、そ
の流出および溶出画分のGIF活性を測定した。 b)IgE−Sepharose からの酸溶出画分をIgE−B
Fの有無について評価した。IgE−BF非存在下での
IgE−RFCの割合は26.3±0.6(SD)%で
あった。 c)12H5細胞を用いてGIF活性を測定した。数字
はレンチルレクチンSepharose からの流出/溶出画分に
よるロゼット形成阻止パーセントを表す。IgE−BF
非存在下でのIgE−RFCの割合は、26.0±0.
7(SD)%であった。(+)はGIFの存在を示す。 表4に示すように、7クローンのうち6クローンのIg
E−Sepharose からの酸溶出画分は検出可能な量のIg
E−BFを含有した。PLA2 −Sepharose でIgE−
Sepharose からの流出画分をさらに分画し、この免疫吸
着剤からの流出および溶出画分のGIF活性を測定し
た。表4に示す結果は、7クローンのうち5クローンに
由来するGIFの大部分がPLA2 −Sepharose に結合
し、酸性pHでの溶出により回収されることを示す。こ
れらのクローンが抗原結合GIFを産生するためにはC
D3の架橋結合が必要であることを確認するために、こ
れらの5クローンを、抗−CD3で処理せずに、抗−M
GGでコーティングしたウェルで培養した。予想通り、
培養上清はIgE−BFを含有せず、上清中のGIFは
PLA2 −Sepharose に結合しなかった。
ギー反応を起こす患者のPBMCに由来するGIF産生
T細胞集団の発達を可能にし、このT細胞からGIF産
生ハイブリドーマを確立する技術を提供する。典型的な
ハイブリドーマはCD3決定基およびTCRαβを表現
し、このことはこれらがT細胞ハイブリドーマであるこ
とを意味する。さらに、ハイブリドーマ上のTcR複合
体は機能していると思われる。親T細胞(Cariniら、J.
Immunol. Methods, 127: 221, 1990 )およびGIF産
生ハイブリドーマ(表3、4)の大部分はいずれも、C
D3の架橋結合によってIgE−BFを産生した。ま
た、モノクローナル抗体WT31および抗−MGGによ
ってCL3およびAC5クローンのTcRαβが架橋結
合した結果、IgE−BFが産生された(結果は示さな
い)。代表的なCD3+ ハイブリドーマをさらに調べた
結果、CL3,BE12,AC5およびCB7クローン
のすべてがCD4およびCD8をともに表現した。ハイ
ブリドーマ構築に用いられたBUC細胞はCD4+ CD
8- であるので(J. Stobo博士からの私信)、ハイブリ
ドーマの親T細胞がCD4およびCD8をともに表現す
るかどうかは明かでない。
の細胞上のCD3の架橋結合によって抗原(PLA2 )
結合GIFを産生することを示した。この発見は、代表
的なマウスGIF−産生ハイブリドーマが抗原パルスし
た同系マクロファージによる刺激によって、または細胞
上のCD3の架橋結合によって、抗原結合GIFを産生
するという事実と一致し(Iwata およびIshizaka, J. I
mmunol., 141: 3270,1988, Iwata ら、J. Immunol., 14
3: 3917, 1989)、二つの種に由来する抗原結合GIF
間の類似性を示唆した。マウスの系では、ハイブリドー
マから得られた抗原結合GIFはインビボ抗体応答を担
体(抗原)−特異的に抑制した。ハイブリドーマ由来の
抗原結合GIFが抗原結合ポリペプチド鎖と非特異的G
IFからなること(Jardieu およびIshizaka, Immune R
egulation by Characterized Polypeptides, G. Goldst
ein 他編、Alan R. Liss, New York, p.595, 1987 )お
よびその抗原結合鎖はエフェクター型サプレッサーT細
胞因子(TseF)と共通の抗原決定基14−12を共
有すること(Iwata ら、同上、1989)も明らかになっ
た。異なる実験から、モノクローナル抗リポモジュリン
抗体141−B9および抗−I−J抗体の両方が、GI
Fのみならず、TseFおよびTsiFの非抗原結合鎖
(I−J+ 鎖)にも結合することが示されている(Jard
ieu ら、J. Immunol., 138: 1494, 1986, Steeleら、J.
Immunol., 142: 2213, 1989)。以上の知見を総合する
と、抗原結合GIFがTseFと同一であることが示唆
される。代表的なマウスTsハイブリドーマ71B4の
親T細胞は、OVA刺激脾臓細胞を同一抗原で刺激し、
次にGIFの存在下で抗原活性化T細胞を増殖させるこ
とによって得られた(Iwata およびIshizaka, J. Immun
ol., 141: 3270, 1988)。同じ方策を用いて、本実験で
はヒトT細胞ハイブリドーマの親細胞を得た。実際、ヒ
トハイブリドーマ由来の非特異的GIFとPLA2 結合
GIFはいずれも、以前の研究でマウスTsFがやはり
結合することが明らかになっている141B9−Sephar
ose に結合した(Steeleら、J. Immunol., 142: 2213,
1989)。ヒトT細胞ハイブリドーマ由来のPLA2 結合
GIFがヒト抗原特異的TseFに相当する可能性があ
る。しかしながら、抗原結合GIFがマウスTsiFと
同等である可能性もまだある。発明者の研究室での最近
の実験は、ホスホリパーゼA2インヒビターの存在下で
細胞を前培養した後、抗原(コンアルブミン)で刺激さ
れた抗原提示細胞で刺激した場合、典型的なマウスヘル
パーT細胞クローンD10.G4.1は抗原結合GIF
を産生することができることを示している(Ohnoら、In
ternat. Immunol., 2: 257, 1990)。この抗原結合GI
Fはモノクローナル抗体14−30と結合した。このモ
ノクローナル抗体はむしろTsiFに特異的であること
が明らかにされている(Fergusonおよび Iverson, J. I
mmunol., 136: 2896, 1986)。Green ら(J. Mol. Cell
Immunol., 3: 95, 1987)は、UV照射抗原刺激マクロ
ファージを用いた抗原刺激によってD10.G4.1ク
ローンが抗原結合TsFを産生すること、およびこの因
子が補助分子とともに、エフェクター型抗原特異的Ts
の産生を誘導することも報告した。アレルギー患者由来
のPBMCはヘルパーT細胞を含有するので、ヒトハイ
ブリドーマ由来の抗原結合GIFがTseFではなくT
siFに相当する可能性がまだある。
88)は、KLHで刺激した個体、すなわち大量の同一抗
原の注射を繰り返し受けた個体、のPBMCからTse
クローンを確立した。また、Modulin ら(Nature, 322:
459, 1986)は、らい腫らい患者の病変からTsクロー
ンを確立した。しかしながら、本発明以前には、ヒトT
s細胞由来のサプレッサー活性を仲介するエフェクター
分子(TsF)は同定されていない。ヒトGIFとマウ
スGIFとの類似性は、ヒトT細胞ハイブリドーマ由来
のPLA2 結合GIFがヒトサプレッサーT細胞に由来
するTsFに相当することを示唆する。抗原結合GIF
を産生するT細胞ハイブリドーマは、この分子の生化学
的解析を容易にするであろう。TsならびにTsF(抗
原結合GIF)がIgG抗体応答よりもIgE抗体応答
をより有効に抑制することがマウスでは繰り返し示され
ている (Ishizakaら、J. Immunol., 114: 110, 1975
)。ヒトT細胞ハイブリドーマ由来のアレルゲン結合
GIFが実際にTsFに相当するならば、T細胞因子が
親T細胞のドナーのIgE抗体応答を抑制することは、
当然予想される。
の調製 日本において、スギ花粉は主要なアレルゲンであり、人
口のかなりの部分に季節性のアレルギー性鼻炎および結
膜炎を引き起こす。他の抗原に対する本発明の知見の一
般的な適用可能性を調べるために、抗原特異的GIF産
生T細胞およびT細胞ハイブリドーマを調製するための
方法(上記)をスギアレルゲンに対してアレルギー反応
を起こす患者の末梢血液単核細胞に適用した。
主要なアレルゲンは、cryj-1と命名された40kDaの
糖タンパク質である(Yasueda ら、J. Allergy and Cli
n. Immunol., 71: 77, 1983 )。本研究のために、多少
の改変を加えた上記方法によってスギ花粉抽出物からア
レルゲンを単離した。簡単に述べると、花粉をエーテル
で脱脂し、0.125M炭酸水素アンモニウムで3回抽
出した。臭化ヘキサデシルトリメチルアンモニウムによ
って抽出物中の炭水化物を除去した。抽出物中のタンパ
ク質を80%飽和硫酸アンモニウムで沈澱させ、その沈
澱を0.05MTris-HCl 緩衝液、pH7.8に溶解し
た。このTris-HCl緩衝液で十分透析した後、タンパク質
画分をDEAEセルロースカラム(DE−52,Whatma
n )にかけ、通過画分を得た。この画分を濃縮し、0.
01M酢酸緩衝液、pH5.0に対して透析し、この緩
衝液で平衡化したCMセルロースカラム(CM−52,
Whatman )にかけた。カラムをこの緩衝液で洗浄し、カ
ラムに残留したタンパク質を0.3M塩化ナトリウム含
有0.1Mリン酸緩衝液で溶出した。Sephacryl S-200
HRカラムでのゲル濾過によってこの溶出液中のタンパク
質をさらに分画し、cryj-1を含有する主要タンパク質画
分を得た。この画分の主なタンパク質は、SDS−ポリ
アクリルアミドゲル電気泳動によって42kDaと測定
され、このタンパク質のN末端アミノ酸配列はcryj-1と
同一であった。このタンパク質を、1.5mg/mlゲ
ルの割合で、Affigel 10に結合させた。
(p−アミルシンナモイル)−アミノ−4−クロロ安息
香酸(ONO−RS−082,ONO Pharmaceutical C
o.)を、組換えヒトリポコルチンIの代わりに用いた。
以前の実験から、ONO−RS−082がホスホリパー
ゼA2 の特異的阻害物質であり、マウス脾臓細胞培養に
おいてGIF産生細胞の発生を促進することが明らかに
なっていた(Ohnoら、International Immunology, 1: 4
25, 1989)。オボアルブミン感作マウスの脾臓細胞をオ
ボアルブミンで刺激し、2μMのONO−RS−082
または3μg/mlの組換えヒトリポコルチンIのいず
れかの存在下で、IL−2によって抗原活性化T細胞を
増殖させたとき、GIFを産生する抗原特異的T細胞が
生じた。抗原刺激T細胞およびT細胞ハイブリドーマの
構築は、上記とほぼ同様に行なわれたが、ただし抗原と
して精製cryj-1を用い、ホスホリパーゼA2 阻害物質と
してONO−RS−082を用いた。このようにして、
スギ花粉に対してアレルギー反応を起こす患者の末梢血
液から単核細胞を得て、10%ウシ胎児血清(FCS)
を含有するRPMI1640培地に懸濁した。10μg
/ml cryj-1 の存在下で、単核細胞の懸濁液(3x1
06 細胞/ml)を3日間培養した。非付着細胞を回収
し、10%FCSを含有するRPMI培地に再懸濁し
(3x105 細胞/ml)、60ユニット/mlヒトI
L−2および2μMのONO−RS−082の存在下で
4日間培養した。次に、このようにして増殖させた細胞
を回収し、BUC細胞と融合させてハイブリドーマを構
築した。
3抗体SPB−T3b(Spits ら、Hibridoma 2: 423,
1983)で処理し、細胞上のCD3の存在を免疫蛍光法に
よって調べた。CD3+のハイブリドーマだけを限界希
釈によってサブクローニングした。10%FCSを含有
する完全DME培地でCD3+ハイブリドーマクローン
を維持し、12H5細胞を使用することによって各クロ
ーンの培養上清をGIFの存在について評価した。一患
者に由来するハイブリドーマについて得られた結果を表
5に示す。3ハイブリドーマ;31E9,31B7,お
よび32B4の培養上清中にGIF活性を検出した。別
の2ハイブリドーマ31H6および31H3の上清は、
弱いGIF活性を有すると思われる。こうして得られた
GIF産生ハイブリドーマを抗−CD3抗体で処理した
後、抗−マウス免疫グロブリンで処理し、その細胞を2
4時間培養した。次に、培養上清をcryj-1結合免疫吸着
剤で分画した。この免疫吸着剤からの通過画分および酸
溶出画分に存在するGIF活性を12H5細胞を用いて
評価した。その結果は表5に含まれるが、31E9細胞
由来のGIFはcryj-1-Affigelに結合し、酸性pHでの
溶出で回収されるが、31B7細胞由来のGIFは抗原
結合免疫吸着剤に結合しなかったことを示す。以上の結
果は、抗−CD3で刺激することによって31E9細胞
がcryj-1に親和性を有するGIFを産生することを示
す。 表5 ヒトスギアレルゲン−特異的ハイブリドーマの作成a ハイブリドー %ロゼッド形成阻止 b cryj-1Sepharosec 中のGI活性 マクローン (流出/溶出) 非結合 結合 無 0/23 0/29 -- 31H6 20/13(±) 5/20 (−) 12/10(±) 31A11 0/25 (−) ND -- 31E9 28/5 (+) 0/22 (−) 20/0 (+) 31H3 23/12(±) 0/34 (−) 38/16(±) 31B7 32/5 (+) 20/5 (+) 4/24 (−) 31F7 0/26 (−) ND -- 32B4 22/0 (+) 22/14(±) 38/22(±) a)この表中のハイブリドーマは2回の異なる実験から
誘導された。 b)刺激を行なわなかったハイブリドーマの培養上清を
GIFの存在でスクリーニングした。12H5細胞のア
リコートを各ハイブリドーマの培養上清とともにマウス
IgE存在下でインキュベートした。12H5細胞の培
養上清をCF50Aで濾過してIgEを除去し、濾液を
レンチルレクチンSepharose で分画した。流出および溶
出画分におけるIgE−BFをロゼット形成阻止によっ
て評価した。縦列の数字はレンチルレクチンSepharose
からの流出/溶出画分によるロゼット形成阻止パーセン
トを表す。(+)(−)の表示は、それぞれGIFの存
在および非存在を示す。 c)代表的なハイブリドーマを抗−CD3抗体で処理
し、培養上清をcryj-1結合Affigel で分画した。通過
(非結合)画分および酸溶出(結合)画分中のGIF活
性の存在を12H5細胞を用いて測定した。12H5細
胞培養濾液をレンチルレクチンSepharose で分画した。
数字はレンチルレクチンSepharose からの流出/溶出画
分によるロゼット形成阻止パーセントを表す。31E9
細胞由来のGIFは、cryj-1-Affigelに結合し、酸性p
Hでの溶出によって回収されるが、31B7細胞由来の
GIFはcryj-1-Affigelカラムに保持されなかった。
イブリドーマ細胞系の調製および特性決定 A.ハイブリドーマの構築およびスクリーニング 抗−リポモジュリン(141−B9)-Sepharoseを用い
て、T細胞ハイブリドーマCL3の培養上清中のヒトG
IFを精製した。アフィニティー精製GIFを完全フロ
イントアジュバントに混合し、2週間間隔で3回この抗
原を腹腔内に注入して、BALB/cマウスを免疫し
た。最終免疫から2週間後、免疫したマウスの脾臓細胞
を採り、あらかじめ625Rγ線を照射した同系のBA
LB/cマウスに1x107 脾臓細胞を移入した。移入
を受けたマウスは細胞移入後ただちに、および2週間後
に、不完全フロイントアジュバントに包含される精製G
IFで免疫された。追加免疫から1週間後、その脾臓細
胞をHPRT−欠失B細胞系SP2/0−14AGと融
合させた。支持細胞層としてBALB/cマクロファー
ジとともにHAT培地中でこの細胞を培養した。この培
養で得られた102個のハイブリドーマクローンはマウ
ス免疫グロブリンの産生によって選択され、Ig−産生
ハイブリドーマはELISAアッセイおよび続いて12
H5細胞を用いたバイオアッセイにより抗−GIF抗体
産生によって選択された。
プレート(Dynatech)をアフィニティー精製GIFでコ
ーティングした。対照ウェルにはDPBSを容れた。ウ
ェルを2%BSAでブロックした後、培養上清を各ウェ
ルに分注し、マウスIgのウェルへの結合を、アルカリ
性ホスファターゼ結合抗−マウスIg抗体を用いて判定
した。表6に示すように、11ハイブリドーマクローン
の培養上清が有意なELISAシグナルを与えた。 表6 抗−GIF−産生ハイブリドーマa の選択 ハイブリドーマ ELISA GIF活性c Igクローン イソタイプ シグナル/ 対照b 流出/溶出 無 -- 0/0 29/1 (+) 334F IgM 0.195/0.003 33/1 (+) 355C IgM 0.388/0.012 28/0 (+) 338H IgM 0.316/0.050 0/29(−) 318H IgM 0.149/0.046 0/31(−) 388F1 IgG2a 0.892/0.100 0/28(−) 476B IgM 0.100/0.020 0/20(−) 489G IgM 0.174/0.00 7/15 (?) 481F IgM 0.460/0.092 18/0 (+) 335C IgM 0.203/0.073 0/27(−) 419A IgM 0.542/0.15 27/1 (+) 312F IgM 0.533/0.029 14/8 (±) 培地対照 -- 0/0 0/31 a)ELISAアッセイで陽性であった培養上清を、C
L3クローン由来のGIFと結合する能力について評価
した。 b)BSAコーティングウェルへのハイブリドーマ培養
上清中のマウスIgの非特異的結合と比較した、GIF
コーティングウェルへの同上清中のIgの結合。410
mμでの光学濃度。 c)ハイブリドーマの培養上清と精製GIFの混合物を
YM100メンブランで濾過し、濾液のGIF活性を調
べた。12H5細胞をマウスIgEとともに、濾液の存
在下で培養した。細胞によって産生されたIgE−BF
をレンチルレクチンSepharose で分画し、レクチン結合
Sepharose からの流出および溶出画分におけるIgE−
BFをロゼット形成阻止によって評価した。数字は流出
/溶出画分によるロゼット形成阻止パーセントを表す。
GIFは細胞によって産生されるIgE−BFの性質を
変換する(上欄対下欄)。(+)はGIFの存在を表
す。
リドーマクローンの培養上清中の抗GIFの存在を判定
した(Iwata ら、J. Immunol., 140: 2534, 1988)。5
0%飽和硫酸アンモニウム沈澱によって、各クローンの
培養上清のグロブリン画分を得た。リン酸緩衝塩類液に
対して透析した後、この画分をもとの培養上清の1/5
容量に調整した。141B9Sepharose を用いて、アフ
ィニティー精製GIFのアリコートをCL3クローンか
ら調製した。これらのアリコートを等量の各クローン由
来のグロブリン画分と混合し、その混合物を4℃で一晩
インキュベートした。次に、この混合物をYM100メ
ンブランで濾過し、濾液中のGIFの存在を調べた。次
に、12H5細胞懸濁液のアリコートを等量の濾液と混
合し、その細胞懸濁液を10μg/mlマウスIgE存
在下で24時間培養した。培養上清をCF50Aメンブ
ランで濾過してIgEを除去し、濾液中のIgE結合因
子をレンチルレクチンSepharose で分画した。実験の結
果は、表6に包含されるが、338H,318H,38
8F1 ,476Bおよび335Cクローンの培養上清に
よってGIFが除去されることを示しており、このこと
はこれらのハイブリドーマが抗−GIFを産生すること
を示す。
GIFの精製 GIFに対するモノクローナル抗体を産生する6ハイブ
リドーマクローンの中で、388F1 だけがIgG抗体
を産生した。このハイブリドーマをサブクローニング
し、5%FCSを添加した高濃度グルコースダルベッコ
培地で培養した。培養上清を限外濾過で濃縮し、プロテ
インA-Sepharose を用いて上清中のIgGを回収した。
次にこのモノクローナル抗体をTresyl活性化Sepharose
に結合させて免疫吸着剤を調製した。このモノクローナ
ル抗体が抗−リポモジュリン(141B9)Sepharose
に結合するのと同じ分子に結合することができるかどう
かを判定するために、培養上清中のGIFを141B9
Sepharose に吸着させ、酸性pHでの溶出によって回収
した。次に、このアフィニティー精製GIF調製物を抗
−GIF(388F1 )結合Sepharose で分画した。流
出画分を得た後、免疫吸着剤カラムを10カラム容のダ
ルベッコリン酸緩衝塩類液(DPBS)で洗浄し、つい
で、グリシンHCl緩衝液、pH3.0で溶出した。1
2H5細胞を用いて、流出および溶出画分の階段希釈の
GIF活性を測定した。表7に示す結果は、141B9
−Sepharose からの酸溶出画分のGIFが抗−GIF
(388F 1 )−Sepharose と結合し、酸性pHでの溶
出によって再び回収されることを示す。この結果は、抗
−リポモジュリンおよび抗−GIFの両方がヒトGIF
に結合することを示す。 a)CL3クローン培養上清中のGIFを抗−リポモジ
ュリンSepharose を用いて精製した。アフィニティー精
製したGIF(1.5ml)を0.75mlの388F
1 −結合Sepharose で分画した。流出画分を回収した
後、カラムを10カラム容のDPBSで洗浄し、次に、
3カラム容のグリシンHCl,pH3.0で溶出した。 b)表4に記載されたのと同様の方法で12H5細胞を
用いてGIF活性を評価した。縦列の数字はレンチルレ
クチンSepharose からの流出/溶出画分によるロゼット
形成阻止パーセントを表す。(+)はGIFの存在を示
す。抗−ヒトGIFがマウスGIFと結合可能かどうか
を判定するために、Tsハイブリドーマ、231F1 細
胞由来のマウスGIFを141B9-Sepharoseを用いて
精製し、精製されたマウスGIFのアリコートを141
B9-Sepharoseまたは388F1-Sepharose のいずれか
によって分画した。流出画分を得た後、免疫吸着剤を3
カラム容のDPBSで洗浄し、次に3カラム容のグリシ
ンHCl緩衝液、pH3.0で溶出した。予想された通
り、すべてのGIF活性が141B9Sepharose に吸着
され、酸性pHでの溶出で回収された。流出画分および
洗浄画分のいずれにも、GIF活性は存在しなかった。
同じGIF調製物を388F1−Sepharose で分画した
場合、弱いGIF活性が流出画分に検出された。活性の
大部分はDPBSによる洗浄で検出されたが、酸溶出画
分は検出可能なGIF活性を含有しなかった。マウスG
IFは非常に低い親和性で抗−ヒトGIFと結合し、中
性pHでの洗浄によって免疫吸着剤から解離すると思わ
れる。以上の結果は、モノクローナル抗体388F1 が
ヒトGIFに特異的であることを示す。
ヒトGIFの精製 AC5細胞を限界希釈によってサブクローニングし、C
D3+ クローンを得た。次に、この細胞を無血清ABC
培地に順化させた。フローサイトメトリーによって、こ
の培地で培養したサブクローン上のCD3の表現を確認
した。CD3+サブクローンの培養上清を10−30倍
に濃縮し、その調製物の階段希釈のGIF活性を測定し
た。このような結果に基づいて、サブクローン(AC5
−23)を選択したが、これはこのサブクローンの10
倍濃縮上清の1:3希釈物が、12H5細胞をグリコシ
ル化IgE−BF産生から非グリコシル化IgE−BF
産生へと変換することができたためである。
ーで精製することができるかどうかを判定するために研
究が行なわれた。ABC培地中のAC5サブクローンの
培養上清を25倍に濃縮した。濃縮された培養上清のう
ち10mlのアリコートを、TrisでpH8.0に調整
し、蒸留水で8倍に希釈し、次にDEAE-Sepharoseカ
ラムにかけた。濃度増加するNaClを含有する10m
M Tris 緩衝液でカラムに結合したタンパク質を溶出し
た。各画分を10mlに濃縮しGIF活性を測定した。 表8 DEAE-Sepharose画分におけるGIF活性の分布 Tris HCl+ タンパク質含量 画分 NaCl(mM)a (μg)b GIF活性 c 1 20 65.5 21/0 (+) 2 50 35.5 20/6 (+) 3 75 42.5 7/20(−) 4 100 38.5 3/19(−) 5 150 41.5 0/21(−) 6 200 42.0 0/20(−) 培地対照 0/22(−) a)AC5細胞の濃縮された培養上清を蒸留水で8倍に
希釈して、DEAE-Sepharoseカラムにかけた。画分1
は20mMNaCl含有10mM Tris-HCl,pH
8.0による洗浄液と合わせた、通過画分を表す。濃度
増加するNaClを含有する10mM Tris-HClで、
カラムを段階的に溶出した。 b)各画分を濃縮した後、全タンパク質を回収した。2
00mMNaCl含有Tris緩衝液で溶出した後、多くの
タンパク質がカラムに保持された。 c)12H5細胞を用いてGIF活性を検出した。数字
はレンチルレクチンSepharose からの流出/溶出画分に
よるロゼット形成阻止パーセントを表す。IgE−BF
不存在下でのRFCの割合は、22.6±0.7(S
D)%であった。(+)(−)の表示は、GIFの存在
および非存在を示す。 表8に示すように、通過画分および50mMNaCl溶
出画分にGIF活性が検出されたが、他の画分には検出
されなかった。最初の二つの画分の階段希釈の力価測定
によって、通過画分が50mM画分より高いGIF活性
を有することが明らかになった。
よって、AC5細胞の培養上清を100倍に濃縮し、蒸
留水で3倍に希釈した後、カラムに通した場合には、培
養上清中のGIFの大部分をDEAE-Sepharoseカラム
から回収することができることを確認した。通過画分お
よび50mMNaCl含有10mM Tris 緩衝液による
洗浄液をあわせ、DEAE-Sepharoseにのせた元の試料
の容量にまで濃縮した。濃縮された培養上清および通過
(50mMNaCl)画分の階段希釈のGIF活性を検
定した結果、両方の試料とも1:30希釈物が、12H
5細胞をグリコシル化IgE−BF産生から非グリコシ
ル化IgE−BF産生へと変換することができることが
示された。DEAE-Sepharoseに通すことによって、培
養上清中のタンパク質の75−80%を除去できること
も明らかになった。
E-Sepharoseからの濃縮された通過画分0.5mlをSu
perose-12 カラムにかけ、1ml/分の流速でタンパク
質を溶出した。この実験に於て、5mlの画分を集め、
各画分のGIF活性を12H5細胞を用いて測定した。
GIF活性は画分9で検出されたが、これは70から7
5分の間に回収された。画分6および8も弱い活性を有
するので、画分6、8、9の階段希釈のGIF活性を測
定した。画分9の1:10希釈でGIFが検出された
が、他の画分の1:2希釈では検出されなかった。これ
らの結果は、ヒトGIFの主要な分子種の分子量が、1
1から18KDaの範囲にあることを示唆した。GIF
分子の大きさをもっとよく見積もるために、1mlまた
は2.5mlの画分を集めた以外は同じ方法でSuperose
-12 でのゲル濾過を繰り返し行なった。3回の異なる実
験から、GIFの大部分が68から72分の間に回収さ
れることが示された。ゲル濾過による見積もりによれ
ば、GIFの分子量は12−18KDaであると思われ
る。
る研究も行なった。ABC培地でのハイブリドーマ培養
上清2リットルを100倍に濃縮し、DEAE-Sepharo
seカラムで分画した。上記の実験に基づいて、濃縮した
上清を脱イオン水で3倍に濃縮し、DEAE-Sepharose
に通した。通過画分を濃縮し、ヒトIgG結合Sepharos
e に予め吸着させ、その画分中のGIFを388F1−
結合Affigel でのアフィニティークロマトグラフィーに
よって精製した。一部の実験では、免疫吸着剤からの酸
溶出画分をpH8.0に調整し、388F1−結合Affi
gel でのアフィニティー精製を繰り返し行なった。還元
および非還元条件下のSDS−PAGEによってアフィ
ニティー精製GIF調製物の分析を行なった。アフィニ
ティー精製試料の主要バンドは、還元条件下で14KD
aの分子量を有し、非還元条件下では15KDaであっ
た。さらに、67KDaのバンドがたびたび観察され
た。アフィニティー精製調製物の一部をDPBSに対し
て透析し、その調製物中のGIF活性を検定した。透析
および凍結乾燥に於てGIFの回収率を100%と仮定
すると、SDS−PAGEにかけた試料は1:250の
GIF力価を有するべきである。
判断するために実験を行なった。AC5クローンの培養
上清2リットル中のGIFをDEAE-Sepharoseクロマ
トグラフィーと、それに続く388F1−Affigel での
アフィニティー精製によって、精製した。免疫吸着剤か
らの酸溶出液をpH8.0に調整し、限外濾過によって
1mlに濃縮し、Superose 12 カラムで分画した。2.
5mlずつの溶出画分を12H5細胞を用いて活性測定
した。この実験に於て、GIF活性の大部分が、67.
5から70分の間に溶出された画分に検出された。その
画分中のGIFの存在をビオチン結合mAb141−B
9を用いたELISAによって確認した。ELISAシ
グナルは弱かったが、GIF含有画分のみがELISA
シグナルを与えた。GIF含有画分の1mlを凍結乾燥
しSDS−PAGEで分析した。その結果は、GIF含
有画分中に14KDaペプチドが存在することを確認し
た。
いて、GIF産生マウスT細胞ハイブリドーマ231F
1 細胞(Iwata, et al., J. Immunol., 132:1286, 198
4) の培養上清から、マウスGIFを精製した。FAS
T−γカラムを用いて、ハイブリドーマ141B9を注
入したBALB/cマウスの腹水からモノクローナル抗
体141B9を精製した。調製物中の約10mgのIg
G1 は、1mlのAffigel 10ビーズと結合した。GIF
を得るために、10%Nu- 血清を添加した高濃度グルコー
スダルベッコ改変イーグル培地(Collaborative Researc
h)で231F1 細胞を培養した。培養物中の231F1
細胞の数が1〜2×106 個/mlに達した後、細胞を
回収し、無血清DMEMに1.5×106 個/mlの濃度
で再懸濁し、48時間培養した。この細胞の培養上清を
限外濾過で1000倍に濃縮し、濃縮された培養上清の
10mlを2mlの141B9結合Affigel と6〜12
時間4℃で混合した。上記の免疫吸着剤を50mMのN
aClを含有する10mMの燐酸緩衝液で、次いで50
0mMのNaClを含有する同じ緩衝液で、よく洗浄し
た。その後、免疫吸着剤に保持されたタンパク質を0.1
Mの酢酸ナトリウム緩衝液、pH3.0で溶出した。アフ
ィニティー精製したGIFを1/10容の100%(wt
/vol) トリクロロ酢酸と混合した。この混合物を−20
℃に15分間保ち、15,000×g で5分間遠心分離して沈
殿物を回収した。この沈殿物中のタンパク質を15%ポ
リアクリルアミド/SDSゲル中、還元条件下で電気泳
動にかけ、10mMCAPS緩衝液、pH11.0中のポ
リビニリデンジフルオリド(PVDF)膜に電気ブロッ
トした。クマシー ブリリアントブルー(CBB)で染
色することによってタンパク質のバンドを可視化した
後、14kDaのバンドのアミノ酸配列決定を行った。
サイチュでS−カルボキシメチル化し、その後、8%ア
セトニトリルを含有する90mMトリス緩衝液中で1p
molのアクロモバクタープロテアーゼI(和光純薬)
で20時間30℃で消化した。消化したペプチドを、0.
05%トリフルオロ酢酸で平衡化した5μC8−300
Aカラム(Waters) を用い、移動相としての水中で、逆
相HPLCにより分離した。ペプチドを2−プロパノー
ル/アセトニトリル(7:3)中の0.02%トリフルオ
ロ酢酸の直線勾配(2〜50%)で溶出した。214n
mに吸収を示す主要ペプチドピークを回収し、このペプ
チドのアミノ酸配列分析を微量配列決定法用改良プログ
ラム(Iwamatsu, et al., J. Biochem., 110:51-158, 19
91) を有するガス相配列決定機(Applied Biosystems M
odel 470A)を用いて行った。単離したペプチドのアミノ
酸配列を以下に示す。
の後PVDFに保持されたペプチドフラグメントを、8
%アセトニトリルを含有する100mM重炭酸アンモニ
ウム(pH7.8)中、2pmolのエンドプロテイナー
ゼAsp−N(Boehringer Mannheim)により、16時間
30℃で更に消化した。この消化の後、4つの主要ペプ
チドをHPLCで回収し、上記のようにして配列決定し
た。各ペプチドのアミノ酸配列は以下の通りである。
に膜に保持されたペプチドを、8%アセトニトリルを含
有する100mM の重炭酸アンモニウム(pH7.8)中で、
1pmolのトリプシン−TPCK(Worthington Bioch
emical) により20時間30℃でさらに消化した。ひと
つの主要ペプチド(T−1)を回収し、配列決定した。
シ−クエンサー(Shimazu PSQ-1)を注入することによ
り、N末端のアミノ酸配列を直接配列決定した。
チオニン残基の欠失を示した。
ド(AN−5)の配列に基づいて、オリゴヌクレオチド
を合成した。ポリメラーゼ連鎖反応法により部分cDN
Aを増幅し、得られたcDNAを用いてマウスcDNA
ライブラリーを釣り上げることを試みた。PCRに使用
した合成プライマーは以下の通りであった。
リドーマ231F1 から単離した。オリゴ(dT)-セル
ロースを用いてmRNAを精製した後、231F1 RN
Aを鋳型としてdT15で開始した逆転写によりmRNA
鋳型に対する一本鎖cDNAを合成した。PCRを標準
的な条件で行った。簡単に言うと、この鋳型DNAを9
4℃で1分間変性し、上記したプライマーとともに59
℃で1分間アニールし、次いで、72℃で45秒間伸長
させた。続いてのクローニングおよびDNA配列決定の
ために、PCRで増幅した0.2Kbのフラグメントをp
CR1000ベクター(Invitrogen, La Jolla, CA)に連
結した。このフラグメントのヌクレオチド配列を確認し
た後、挿入物をEcoRI 消化により切断し、マウスT細胞
ハイブリドーマ231F1 細胞のcDNAライブラリー
をスクリーニングしたが、これはUni-ZAPcDNA 合成キッ
ト(Stratagene, La Jolla, カリフォルニア)を用いて
構築したものである。EcoRI 認識部位を二本鎖cDNA
に結合させたが、これをその後XhoIにより消化させ、c
DNAをUni-ZAP XRベクターに連結した。このcDNA
ライブラリーを、上記0.2KbのDNAとのハイブリダ
イゼーションによりスクリーニングした。50万個の独
立のクローンをスクリーニングした後、7個のクローン
を単離した。この7個すべてのクローンの制限酵素切断
地図を作製したところ、単一のパターンが示めされた。
なジデオキシ法によるDNA配列決定のために選択し
た。このヌクレオチド配列および演繹されるマウスGI
Fのアミノ酸配列を図1に示す。下線は、精製したマウ
スGIFのエドマン分解において同定されたペプチドの
位置を示している。GIFタンパク質の大きさの見積も
りは13kDaであり、これはTハイブリドーマ231
F1 細胞由来の精製GIFの大きさと相関がある。最初
のメチオニンコドンの隣の(flanking)ヌクレオチド配列
は翻訳開始則(translation initiation rule) を支持す
る。この挿入物の長さは0.65Kbであった。マウスT
細胞および組織RNAのノーザンブロット分析により、
0.65〜0.70Kbに単一種のmRNAの存在が示さ
れ、このことは、得られたcDNAが全長であることを
示唆している。また、ヌクレオチド82の5’上流にメ
チオニン残基が見出されないので(図1)、このマウス
GIFタンパク質はシグナルペプチドを持たないことが
見出された。
色し、GIF産生CD3+サブクローンをmRNAの供
給源として採用した。オリゴ(dT)−セルロース上の
RNAの分画を繰り返してmRNAを単離したが、その
後これを鋳型として用いて、ZAP-cDNA合成キットを使用
してcDNAを合成した。EcoRI 認識部位を結合させた
後、二重鎖cDNAをXhoIで消化し、Sephacryl S-400
スピンカラムに通す濾過によりサイズ選択した。その
後、cDNAをUni-ZAP XRベクターと連結し、組換えフ
ァージライブラリーを構築した。このライブラリーにお
いて、挿入物を含むファージの比率は全ファージの88
〜96%であった。このcDNAライブラリーを、マウ
スGIFをコードするcDNAのフラグメントとのハイ
ブリダイゼーションによりスクリーニングした。大腸菌
XL1をマウスGIF−cDNAを含むファージミド(p
hagemid)とともに培養し、細菌中のDNAを抽出した。
プラスミドを遠心分離で精製し、BamHI およびXhoIによ
り消化した。アガロース上の電気泳動の後、500bp のバ
ンドを抽出し、Gene clean II キット(BIO 101) を用い
て精製した。このcDNAをStratageneのPrim-It gold
キットを用いてα-32P-ATPで標識した。
もに大腸菌PLK−Fを培養し、ファージを大腸菌でコ
ーティングしてあるナイロン膜(Duralose, Stratagene)
に移した。この膜をLBボトムプレートの上に置き、3
7℃に一晩保った。0.5MのNaOHで処理し、トリス
で中和して、2×SSCで洗浄した後、この膜を80℃
で乾燥し、DNAを膜上に固定した。
グのために、上記の膜を超音波処理したサケ精子DNA
で前処理し、その後、5分間100℃で加熱しておいた
32P標識マウスGIFcDNAとともに、一晩60℃で
インキュベートした。この膜を2回それぞれ、0.1%S
DSを含有する6×SSCおよび0.1×SSCプラス0.
1%SDSで洗浄し、ラジオオートグラフィーのフィル
ムに暴露した。陽性クローンからファージを抽出し、ス
クリーニングを2回以上繰り返して陽性クローンを単離
した。スクリーニングされた200,000 個のファージの中
で、27個の陽性クローンが単離された。これらの陽性
ファージクローンが実際にマウスGIFcDNAに相同
的なcDNAを含むことを確認するために、各陽性ファ
ージクローンからファージミドDNAを得て、1%アガ
ロースゲルで電気泳動し、Zeta-probe膜にブロットし、
その後32P 標識マウスGIFcDNAとハイブリダイズ
させた。
決定するために、各ファージクローン由来のファージミ
ドをEcoRI およひXhoIにより消化して、電気泳動を行っ
て挿入物を得た。27個のクローンのうち、0.5Kbの
挿入物を持つ7個のクローンについてジデオキシ法によ
り配列決定した。この挿入物をSacI、PstIおよびSmaIに
より消化し、フラグメントをpUC19またはpBluescr
ipt SK- ベクターにサブクローニングした。プラスミド
DNAをアルカリSDS法により精製し、配列Ver2
(USB)を用いてクローンを配列決定した。全長のc
DNA(PNY106)の全ヌクレオチド配列を図2に
示した。この配列は、GIFcDNAのヌクレオチド3
90〜392のコドンがAAT(アスパラギン)である
のに対し、MIFcDNAがAGT(セリン)のコドン
を持つ他は、主張されているヒトMIFcDNA(Weise
r, et al., Proc.Natl.Acad.Sci. U.S.A. 86:7522-752
6, 1989) の配列に相同的であった。もうひとつの差異
は、pYN106における5’末端非コード領域がMI
Fのそれよりも40塩基長いことであった。
イブリドーマ細胞中で行い、GIFcDNAにより検出
されたmRNAの構造に重複性があるか否かを測定し
た。その結果、GIFに相当するmRNAはたった一種
類であることが確認された。
リペプチドの発現に関するものである。EcoRI およびXh
oI部位でBlueScriptに挿入したヒトGIFcDNAを以
下のオリゴヌクレオチドプライマーとともにアニールし
た。
法(McBride, et al., TetrahedronLett, 24:245-248,
1983)により合成した。その5’末端のプライマーは、
好ましい細菌での発現のためのシャイン・ダルガルノ配
列(Scherer, et al., Nucl.Acids.Res., 8:3895-3950,
1980) を含み、各プライマーはそれぞれ、AflII および
BamHI を含んでいた。
応法(PCR)(Mullis, et al.,Method in Enzymol,
155:335-350, 1987) を用いて増幅した。特に言及しな
いか限り、各PCRサイクルにおける変性工程は94℃
で1分間に設定し、伸長は72℃で2分間で行った。ア
ニーリングの温度と時間は反応毎に可変としたが、これ
は、同時に行ういくつかの異なるPCRに予想される要
求に基づいて自由度があることを示すものである。
DNAフラグメントをAflII およびBamHI により消化
し、唯一のAflII およびBamHI 部位でTrp プロモーター
およびTrpAターミネーターを持つpST811ベクター(図
3、特開昭63-269983 号)に連結挿入した。pTMK-hGIF
と称するこの新規なプラスミド(図4)をコンピテント
RR1大腸菌宿主細胞にトランスフォームした。アンピ
シリン耐性(pST811ベクターに存在するマーカー遺伝
子)に基づいてプラスミド含有細胞を選択した。この合
成オリゴヌクレオチドおよび全ヒトGIF遺伝子のDN
A配列をプラスミドDNAのDNA配列決定により確認
した。
同じ手法により、BluScript に挿入したマウスGIFc
DNAから構築した。PCRを用いてマウスGIFcD
NAの両末端にAflII およびBamHI 部位を形成するため
のプライマーは以下のとおりであった。
DNAを含むプラスミドをpTMK−mGIFと命名し
た。または、AflII およびBamHI による切除により、ヒ
トまたはマウスGIFをコードする配列をpTMK−h
GIFまたをpTMK−mGIFから回収し、モレキュ
ラー クローニング(Molecular Cloning: A Laboratory
Manual, Maniatis,et al., 1982)に記載の手法を用い
て、PL、lac 、tac またはOmpFプロモーターを持つ所望
の細菌ベクターに挿入することもできるであろう。これ
らの典型的な細菌ベクターを、当業界に公知の他のベク
ターと同様に、細菌宿主細胞にトランスフォームし、G
IFを発現させることができるであろう。
Fを含むRR1大腸菌を50μl/mlのアンピシリン
を含有する20mlのルリア培地で培養し、一晩37℃
で増殖させた。種培養物を0.8%グルコース、0.4%カ
ザミノ酸、10mg/lチアミンおよび50mg/lア
ンピシリンから構成される1リットルのM9培地に無菌
的に移し、37℃で3時間培養した。この初期インキュ
ベーションの最後に、40mgのインドールアクリル酸
を添加し、培養物をさらに5時間37℃でインキュベー
トした。
lの体積にし、フレンチプレス(8000psi で4回繰り返
した)で破壊した。上清および破壊した細胞のペレット
を、15000×gで10分間4℃で遠心分離により分
離した。この細胞ペレットを二回水で洗浄した。SDS
−ポリアクリルアミドゲル電気泳動により、このペレッ
トのほとんどがヒトGIFタンパク質であることが明ら
かになった。また、上清は可溶性ヒトGIFタンパク質
を含有していた。可溶性GIFの不溶性GIFに対する
比は、約1:3であった。
と室温に温めた。不溶性物質を15000×gで15分
間の遠心分離により除去した。この工程で、細菌の不純
物のほとんどが除去できた。50mMの酢酸ナトリウム
緩衝液(pH5.0)を添加して上清をpH6.0に調整
し、4℃で、20mMの酢酸ナトリウム緩衝液(pH6.
0)で平衡化したCM-Sepharose Fast Flow (Pharmacia)
カラム(5×18cm)にかけた。このカラムを2ml
/分の流速で20mMの酢酸ナトリウム緩衝液(pH6.
0)で洗浄し、NaCl段階勾配によりタンパク質を溶
出した。20mMの酢酸ナトリウム緩衝液(pH6.0)
中で0.5MNaClによりGIFを溶出した。ヒトGI
Fの純度をSDS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動に
より見積もったところ、95%以上の純度であった。
有する0.2MのトリスHCl緩衝液(pH8.0)10m
l中に、不溶性ヒトGIFを含有するペレット画分を懸
濁し、穏やかに攪拌しながら室温で3時間インキュベー
トして、ヒトGIFを可溶化した。残っている不溶性物
質を15000gで15分間の遠心分離により除去し
た。
Cl、25mMのEDTAおよび0.2Mのトリス緩衝液
(pH8.0)で平衡化したSephacryl S-200 Super Fine
(Pharmacia)カラム(5×100cm)にかけ、2ml
/分の流速で室温で溶出した。ボイド容量が溶出した
後、10mlの画分を回収し、ウェスタンブロット染色
法によるSDS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動によ
りGIFを分析した。YM5ミリポア限外濾過膜を用い
て、約120mlのGIF陽性画分を5mlまで濃縮し
た。
穏やかに攪拌しながら、試料をゆっくりと20mMのト
リス緩衝液(pH8.0)2リットルに添加した。24時
間後、YM5膜を用いて混合物を10倍に濃縮した。残
っている大腸菌不純物を除去するために、20mMのト
リス緩衝液(pH8.0)で平衡化したTSK DEAE
−5PWD(東ソー)カラム(7.5×75mm)に試料
をかけた。試料をカラムにかけた後、このカラムを同じ
緩衝液で洗浄し、0.5ml/分の流速で室温にてカラム
緩衝液中の0〜0.1MのNaClの勾配によりGIFを
溶出した。ウェスタンブロットで決定したGIF含有画
分をYM5膜を用いて濃縮した。ヒトGIFの純度をS
DS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動により見積もっ
たところ、95%以上の純度であった。組換えマウスG
IFを上記と同じ手法で精製した。
DS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動にかけ、PVD
F膜にブロットした。この膜をポンソーSで染色し、G
IFバンドをこの膜から切り出した。Shimazu PSQ-1 タ
ンパク質シークエンサーを用いて、N末端アミノ酸配列
を決定した。約60%の組換えヒトGIFがN末端に以
下の10個のアミノ酸を有していた。
ら演繹された配列と同一であった。約40%のGIFが
N末端の1Met残基を欠失していた。
含有する2回蒸留した5.7MのHCl中で、DEAEカ
ラムから得られた精製組換えマウスGIFを加水分解し
た。この加水分解した試料を0.02MのHCl中に懸濁
し、そのアミノ酸組成を決定した(HITACHI 835S アミ
ノ酸分析機) 。これらの結果(表9)を分析すると、酸
加水分解の際に起こる分解のために、Cys 、Thr 、Met
およびTrp 残基の数は、cDNA配列から演繹される数
よりも少ないことが一般に認識された。このようにHis
残基の値が低いのは、NH3 からの分離が不十分であった
ことによる可能性がある。このアミノ酸組成分析におい
て、Leu のような内標準を既知の量で含有させておいた
ので、試料中のタンパク質を定量することができた。組
換えマウスGIFの280nmにおける吸光係数は1.8
9であった。 表9 大腸菌誘導mGIFのアミノ酸組成の量 1モルのタンパク質当たりの 分子当たりの アミノ酸組成のモル 予想される残基 アミノ酸分子 RUN1 RUN2 RUN3 ASP+ASN 10.19 10.12 10.31 14 GLU+GLN 6.98 6.97 7.93 8 CYS 0.96 0.59 1.08 3 SER 9.11 9.03 9.12 9 GLY 8.98 8.97 8.78 9 HIS 0.000 1.70 1.86 3 ARG 5.07 4.81 4.84 4 THR 3.85 3.78 3.82 6 ALA 10.37 10.43 10.30 10 PRO 8.42 8.17 8.19 7 TYR 4.63 4.60 4.55 5 VAL 7.47 7.49 7.57 8 MET 3.13 3.03 3.05 4 ILE 6.14 6.09 6.10 6 LEU 11.00 11.00 11.00 11 PHE 4.28 4.02 4.35 4 TRP 0.00 0.00 0.00 1 LYS 2.92 2.95 2.87 3
IF試料を、2〜3週間毎に3匹のウサギに皮下注射し
た。114日後に、このウサギの血清を回収し、プロテ
インAアフィニティーカラムクロマトグラフィー(Pros
ep-A. BioProcessing)でIgGを精製した。約150m
gのIgGが25mlの血清から得られた。この抗体は
マウスGIFおよびヒトGIFを認識し、ウェスタンブ
ロット法およびGIFの精製に使用することができた。
ドの発現に関するものである。EcoRI およびXhoI部位で
BlueScriptに挿入したヒトGIFcDNAを以下のオリ
ゴヌクレオチドプライマーとともにアニールした。
んでいた。PCRによりこのヒトGIFcDNAを増幅
し、アガロースゲルから単離し、BglII およびKpnIによ
り消化した。このフラグメントを、連結反応により、Bg
lII 部位およびこれに続くPstI部位を持つ改変SRαベ
クター(Takabe, et al., Mol.Cell.Biol., 8:466-472,
1988)に挿入した。SRα-hGIF (図5)と命名した、こ
のプラスミドをコンピテントDH5大腸菌細胞にトラン
スフォームした。SRαベクター上に存在するAmpr 遺
伝子に基づいてプラスミドを含む細胞を選択した。プラ
スミドDNAを培養細胞から単離し、全ヒトGIF遺伝
子のヌクレオチド配列をDNA配列決定により確認し
た。
系の構築 DNA構造の分析によると、GIFはシグナル配列を持
たないようなので、GIFポリペプチドが、トランスフ
ェクションされた細胞から構成分泌経路を通って分泌さ
れるように、GIFにシグナル配列を導入するためにも
う一つの発現系を構築した。ポリペプチドホルモン、成
長因子および血漿タンパク質を含む、多くの分泌タンパ
ク質が前駆体として合成され、翻訳後タンパク質分解プ
ロセッシングを受けるが、翻訳後タンパク質分解プロセ
ッシングはその分泌および生物学的活性の発現のために
しばしば要求されるものである。例えば、ヒトカルシト
ニンは大きな前駆体分子であるプロカルシトニンとして
甲状腺の内分泌C細胞により合成される(Craig, et a
l., Nature, 295:345-347, 1982) 。プロカルシトニン
は、N末端プロ領域、カルシトニン、およびC末端プロ
領域から成るが、端部の二つ並んだ塩基性アミノ酸部位
でタンパク質分解プロセッシングを受けて、カルシトニ
ンペプチドを生成する(Burns, et al., Mol.Endocrino
l., 3:140-147,1989)。従って、プロカルシトニンは神
経内分泌起源のタンパク質コンベルターゼにより切断さ
れることが推測される(Smeekens, et al., J.Biol.Che
m. 265:2997-3000, 1990; Proc.Natl.Acad. of Sci., 8
8:340-344, 1991)。さらに、ヒトプロカルシトニンのN
末端プロ領域は−4位に追加のArg 残基を有し、カルボ
キシ末端にArg-Ser-Lys-Arg の配列を有するが、この配
列はプロセッシング酵素であるフリンにより認識されう
る切断モチーフである(Fuller, et al., Science,246:4
82-486, 1989)。
をヒトカルシトニン前駆体のN末端プロ領域をコードす
る遺伝子の3’末端と読み枠内で融合させ、SRαベク
ターに挿入した。また、ヒトフリンcDNAをクローニ
ングし、SRαベクターに挿入した。両方のベクターを
COS−1細胞(ATCC CRL 1650)に同時
トランスフェクションしたところ、成熟ヒトGIFが分
泌される結果となった。
より、シグナルペプチドおよびヒトプロカルシトニン
(pro-CT) (Steerbergh, et al., FASEB Letter207:9
4, 1986)のN末端プロ領域をコードするcDNAフラグ
メントを増幅した。mRNAをヒト甲状腺カルチノーマ
TT細胞(ATCC CRL 1803)から単離し、
PCRの鋳型として使用したcDNAに逆転写した。
ヌクレオチドプライマーを合成し、ヒトカルシトニン前
駆体遺伝子を増幅した。
クターにクローニングした。BlueScriptに挿入したヒト
GIFcDNAを以下に示すオリゴヌクレオチドプライ
マーとともにアニールした。
位とKpnI部位を持っていた。増幅した遺伝子は、Arg-Se
r-Lys-Arg の配列に続いてhGIF配列をコードしてい
る。この遺伝子をその後連結反応によりBglII およびKp
nIで消化したSRαに挿入したが、このSRαは上記し
たようなヒトカルシトニン前駆体遺伝子を有するもので
ある。SRα-hcGIF(図6)と命名したこの新規なプラス
ミドをDH5大腸菌細胞にトランスフォームした。プラ
スミドDNAを培養細胞から単離し、全ヒトカルシトニ
ン前駆体およびヒトGIF遺伝子のDNA配列をDNA
配列決定により確認した。
よりクローニングした。Poly(A) +mRNAをヒト膀胱カル
チノーマ細胞系HT1376(ATCC CRL 1472) から単離し、cD
NAに逆転写し、PCR鋳型として使用した。ABI 394 D
NA合成機(Applied Biosystems, Inc. CA)を用いて、
6個のオリゴヌクレオチドプライマー(以下に示すF1
〜F6)を公表されているフリンcDNA配列(Fulle
r, et al., Science, 246:482, 1989) に基づいて作製
した。それぞれ、ヒトフリンDNAの1〜951、92
2〜1604、および1565〜2385のコード化配
列をカバーする、3個のcDNAフラグメントを対応す
るPCR生成物から精製した。2個のフラグメント間の
27bpの重なりを利用して、アミノ末端タンパク質配
列をコードするcDNAフラグメントを隣接するcDN
Aフラグメントとともにアニールした。第1のフラグメ
ントの5’末端と第2のフラグメントの3’末端に相当
するプライマーを用いて、得られたcDNA混合物を再
アニールした。得られた1.6KbのcDNAを、Bsp HI
部位を通して残りのカルボキシル末端のフリンをコード
する第3のcDNAフラグメントと連結した。全cDN
A構築物をTAクローニングベクターpCR1000(I
nvitrogen, La Jolla, CA)にサブクローニングした。ヒ
トフリンcDNA配列をSequenase キット(United Stat
e BiochemicalCorp., OH)を用いて決定した。制限部位
マッピングおよび部分配列分析から、上記のクローニン
グしたcDNAは以前に報告されているヒトフリンと同
一であることが明らかとなった。全長のヒトフリンを含
むEcoRI-NotIフラグメントを哺乳類発現ベクターpEFneo
にクローニングした。このpEFneoは、改変したpEF-BOS
にneo-発現ユニットを挿入することにより作成したもの
である(Mizushima, et al., Nucl.Acid Res., 18:5322,
1990)。
ニングに使用した6個の合成オリゴヌレオチドプライマ
ーは以下の通りである。
ード化配列を増幅するために使用し、F3およびF4
は、922〜1604を増幅するために使用した。両P
CR産物とも、27bpの重なりを利用してアニール
し、得られたcDNA混合物をF1およびF4のプライ
マーを用いて再アーニルした。1.6Kbの誘導されたc
DNAを、BspHI 部位を通して、ヒトフリン遺伝子のフ
ラグメント1565〜2385をコードするF5および
F6増幅cDNAフラグメントと連結した。全フリンc
DNAをEcoRI で消化したSRαベクターに挿入した。
SRα-hfurin と命名したこの新規なプラスミドを、DH
5大腸菌にトランスフォームした。プラスミドDNAを
培養細胞から単離し、合成オリゴヌクレオチドおよび全
ヒトフリン遺伝子のDNA配列をDNA配列決定により
確認した。
をCOS-1 細胞にトランスフェクションした。10%ハン
クスBSS、2%FCS、40μg/mlのDEAEデキス
トラン、100μMクロルキンを含有するDMEM/F
12(1:1)培地に、1μg/mlの濃度でプラスミドD
NAを添加した。この混合物を培養皿中のCOS-1 細胞の
上にのせ、インキュベートした(5時間、37℃、5%
CO2)。インキュベーションの後、細胞を洗浄し、一晩
培養した(10%FCSを添加したDMEM/F12
(1:1)培地中、37℃)。再度洗浄した後、細胞を
20μg/mlウシインシュリン(Sigma) 、20μg/mlヒト
トランスフェリン(Sigma) 、40mMモノエタノールアミ
ン、0.1μM亜セレン酸ナトリウム、および1mg/mlB
SAを含有する無血清DMEM/F12培地中で1週間
37℃で培養した。対照として、挿入物を含まないベク
ターをCOS-1 細胞にトランスフェクションした。
いて、培養上清中のGIFの量をウェスタンブロット法
により見積もった。SRα-hcGIFをトランスフェクション
したCOS-1 細胞由来の上清は成熟形態のGIFを含むこ
とが示された。カルシトニン−GIFとともに発現され
たフリンは、GIFの分泌を可能にするカルシトニン前
駆体配列を切断した。COS-1 細胞から分泌されたGIF
の量は、分泌されたカルシトニン前駆体−GIFの量に
匹敵した。
匹敵する他の哺乳類発現ベクターを構築することができ
る。ヒトGIFコード化配列をSRα-hGIF またはSRα-h
cGIFからBglII およびKpnIによる切除により回収し、pC
D(Okayama, et al., Mol.Cell.Biol., 2:161, 170, 198
2)、pCDM8(Seed, et al., Proc.Natl.Acad.Sci. USAUS
A, 84:3365-3369, 1987)およびpDSVE(U.S.Ser.Nos.025,
344および152.045)のような多くのベクターへの連結反
応により挿入することができるであろう。これらのベク
ターを適当な宿主細胞、例えば、CHO 、3T3 およびBHK
細胞にトランスフォームすることにより、GIFが発現
するであろう。GIFの分泌を増加させるために、好ま
しいベクター系、シグナル配列を含むあるいは含まない
GIFcDNA、および適当な宿主細胞を選択すること
は型通りの作業であろう。
ションせずに組換え切出しペプチドを分泌させるための
ユニークな融合発現ベクターの構築 フリンは多くの組織の中で発現しており、多くはゴルジ
領域に存在する(ブレスナーム(Bresnaham,P.A)等、J.C
ell.Biol.111:2851,1990;ミツイ(Mitui,Y)等、J.Biol.
Chem.266:16954,1991)が、このことはフリン若しくは
フリン様酵素は構成分泌経路を通じての成熟タンパクの
分泌に対するプロタンパク質の切断に関与することを示
すものである。COS細胞中のフリン様酵素の存在は、
スメーケンス(Smeekens)等(Proc.Natl.Acad.Sci.,U.S.
A,89:8822,1992)によって予測されていた。従って、C
OS細胞中のフリン様酵素は、前記酵素に対する適切な
切断モチーフが使用されれば、成熟ペプチドの分泌に対
する組換え融合タンパク質のプロセッシングに利用する
ことができる。
部位を設計する試験目的で利用した。ヒトIgGのFc
フラグメントはシグナルペプチドを持たず、またこのF
cフラグメントをコードするcDNAフラグメントは翻
訳開始コドンATGを有さず、該タンパク質は通常ほ乳
類細胞へのcDNAのトランスフェクションによって発現さ
れない。pro-CTをFcフラグメントの担体ペプチドとして
使用し、COS−1細胞中に推定されるフリン様酵素に
よって認識される適当な切断モチーフを形成するよう
に、pro-CTのカルボキシル末端のアミノ酸配列を改変し
た。プロセッシング酵素の切断モチーフについての予め
得られている情報に基づき、異なった4種のアミノ酸配
列をpro-CT中に導入した。pro-CTをコードするcDNAはヒ
トカルシトニンcDNAを鋳型として用い、表10に挙
げる様な一つの5’末端プライマー(CT1)及び異な
る四種の3’末端プライマー(CT2、CT3、CT
4、及びCT5)を使用するPCRによって増幅した。
異なった位置に数種の塩基残基を導入する事によって、
プライマーCT2、CT3、CT4、及びCT5を改変
し、COS−1細胞の推定されるエンドプロテアーゼに
よるプロセッシング効率に対するこのような変化の効果
を検討した。表10 ヒトpro-CTのPCR増幅のための オリゴヌクレオチドプライマーのリスト
プライマーを示すものである。CT1はpro−CTの
アミノ末端をコードし、その他の四種のプライマーはpr
o-CTのカルボキシル末端をコードするものである。平線
の矢印はエンドプロテアーゼによる切断部位を示すもの
である。CT2−CT5中のヌクレオチド配列、AGA
TCTAGAはBgl II及びXbalにより認識される。
制限部位をCT1中に導入し、BglIIプラスXba I制限部
位をその他の4種のプライマー中に導入した。対応する
4種のpro-CT cDNAフラグメントを作成した後、それら
をプラスミドpBluescript II KS (+) (Stratagene)の
EcoRI及びXba1部位にサブクローニングした。Not Iは
このプラスミドベクター上でXba Iの後ろの近接する制
限部位となるために、前記のpro-CT cDNAはEcoRI及びNo
t Iによって切除された。次に、突然変異させた3’末
端を有する4種の異なったpro-CT cDNAの各々を、キメ
ラレトロウイルスプロモーターであるSRα(タカベ(Tak
abe)等、Mol.Cell.Biol.,8:466,1988)を有する、ほ乳
類発現ベクターpME18S中に挿入した。この新規なプラス
ミドベクターをpMEpro-CT(図7)と命名した。このベ
クターはi)SV40プロモータープラスこのレトロウ
イルスの長い末端繰り返しのR領域と融合したキメラプ
ロモーターSRα、ii)pro-CT、及びiii)SV4
0初期ポリ(A)付加シグナルからなる。目的とする外
来遺伝子の挿入のために、pro-CTのカルボキシル末端タ
ンパク質分解切断部位に続いて、BgI II、Xba I、及びN
ot Iの多重クローニングサイトを含ませた。BgI II及び
Xba Iにより認識されるヌクレオチド配列(AGATC
TAGA)は読み枠中のArg−Ser−Arg残基を
コードする。従って、この枠に従って外来cDNAを導入
し、pro-CT cDNAと融合させることができる。
マーを用い、ヒト白血病細胞系ARH−77(ATC
C、CRL1621)に由来するpoly(A)+mRNAを鋳
型として使用するPCR増幅法によって、ヒトIgGのFc
cDNA を得た。5’末端プライマーG1(5’−CTC
TAGAGACAAAACTCACACATGC−
3’)及び3’末端プライマーG2(5’−GGCGG
CCGCCGCACTCATTTACCCGGAG−
3’)はそれぞれ下線を付したXba I部位及びNot 1部位
を含む。このようにして得られたFc cDNAをプラスミドp
Bluescript II KS(+)のXba I及びNot I部位にサブクロ
ーニングした。このcDNAフラグメントをABI270A
配列決定機(Applied Biosystems,Inc.,CA)を使用して
配列決定した。このFc cDNAはヒンジ領域での3個のC
ys残基の一番目のものの後に位置するAsp残基で始
まる配列をコードしていた(エリソン(Ellison)等、Nuc
l.Acids.Res.10,4071,1982 )。前記のcDNAをpro-CT領
域後の読み枠内でpMEpro-CT中に挿入した。
ラスミドでトランスフェクションされたCOS−1細胞
から分泌形態で産生されているか調べるために、2つ並
んだ塩基性アミノ酸Lys−Arg残基だけでpro-CTを
コードするcDNAを含むキメラプラスミドを使用した。抗
−ヒトIgGでトランスフェクションされた細胞の培養
上清の免疫ブロット分析は、融合タンパク質が主に非還
元条件下で分子量約66kDa及び還元条件下で37k
Daの分子量で検出されることを示した。pMEpro-CTの
プラスミドDNAでトランスフェクションされた細胞の
培養上清の同様な免疫ブロット分析によっても、抗-IgG
CTとの反応性を有するタンパク質が産生されていない
ことが確認された。
還元形態で見いだされるものの約2倍であるという知見
に基づき、融合タンパク質が2量体タンパク質として合
成されているに違いなと仮定した。pro-CT領域において
Cys残基が全く存在しないことから、前記の2量体は
Fcフラグメントのヒンジ領域におけるCys残基間で
形成されるジスルフィド結合に由来する可能性がある。
それにも関わらず、前記タンパク質の分子サイズ(2量
体として66kDa、及び単量体として37kDa)
は、該タンパク質が成熟Fcフラグメントではなく、pro-
CT及びFcフラグメントから成る融合タンパク質を現すも
のであることを示している。
ーフを有するキメラcDNAをCOS−1細胞にトランスフ
ェクションすることにより決定される。免疫ブロット分
析によれば、適切なタンパク質分解切断によって放出さ
れた前記のFcフラグメントは、キメラプラスミドが切断
部位において2つ並んだ塩基性アミノ酸Lys−Arg
モチーフをコードするpro-CT cDNAを含む場合には、検
出できないと言うことが示された。抗-IgG CT抗体と反
応した分泌タンパク質のすべてが還元条件下で37kD
aの融合タンパク質であった。融合タンパク質が、Ly
s−Argモチーフの他、P6位にArg残基を有する
場合にも、同様の結果が得られた。融合タンパク質が、
Lys−Argモチーフの他、P4位にArg残基を有
する場合には、Fcフラグメントがトランスフェクション
されたCOS−1上清中で検出された。しかしながら、
成熟Fcフラグメントは抗-IgGに反応する分泌タンパク質
のうちごくわずかな画分にすぎない。対照的に、pro-CT
のカルボキシル末端のP4及びP6位の両方にArg残
基を有する融合タンパク質は最も効率的にプロセッシン
グされて、成熟Fcフラグメントを分泌した。COS細胞
が切断モチーフのArg−Pro−Arg−Ser−L
ys−Argを有する融合タンパク質の形成のためのキ
メラプラスミドとともにトランスフェクションされた場
合には、極わずかの量の担体タンパク質と大量の担体タ
ンパク質、及び大量の成熟Fcフラグメントが上清中に検
出された。この結果は、COS細胞がArg−X−Ar
g−X−Lys−Arg配列を認識するプロセッシング
酵素を有していることを示すものである。
のpMEpro-CTプラスミドの応用 Fcフラグメントの分泌のための上述した実験は、COS
細胞での推定されるフリン様酵素の切断モチーフがAr
g−X−Arg−X−Lys−Argであることを示す
ことから、この配列を生物活性な組換GIFの形成のため
に使用した。Pro-Ct cDNAを、CT1及びCT4プライ
マー(表10参照)を使用してPCRによって増幅し、
その増幅したcDNAをPME-pro-CTプラスミド中に挿入し
た。ヒトGIFcDNAを、SRαhcGIFについて前述した方法に
よって、前記のプラスミド中に導入し、pro-CT cDNAと
融合させた。COS細胞中へのプラスミドのトランスフ
ェクションによって13kDaのGIFが分泌された。
GIF、388F1(トーマス(Thomas)等、J.Immunol.,14
8:729,1992)若しくは組変えマウスGIFに対するポリ
クローナルラビット抗体のどちらかを、製造業者によっ
て推奨された手法に従ってAffigel10(Biorad)若し
くはHiTrap NHS-活性化カラム(Pharmacia)に結合させ
た。モノクローナル抗体(2ー3mg)若しくはポリク
ローナル抗血清のγグロブリン画分(8ー12mg)を
1mlのゲルに結合させた。
こなった。COS−1細胞の培養上清を、限外濾過によ
って10ー20倍に濃縮し、該濃縮上清の10−15容
量を1容量の免疫吸着剤カラムに一晩通した。濃縮物質
の容量が限られる場合には、2−4容量の上清を1容量
の免疫吸着剤と一晩混合し、該懸濁液をカラムに充填し
た。前記のカラムを、7−10カラム容のPBSによっ
て洗浄し、カラム中に保持されたタンパク質を、3−4
カラム容の0.1MグリシンHCl緩衝液、pH3.0
を用いて溶出させた。トリス緩衝液でpHを7−8に調
節した後、前記の試料をSDS−PAGEによって分析
し、GIFを銀染色法若しくはポリクローナル抗ー組換えG
IFを用いるウェスタンブロットによって検出した。洗浄
画分及び酸溶出画分をバイオアッセイ用のRPMI16
40媒地に対して透析した。酸で溶出させた画分中の1
3kDaタンパク質の純度は90%以上であった。
ムクロマトグラフィーによって精製した。本実施例で
は、100mlのCOS−1上清を10倍に濃縮し、P
BSで平衡化したTSK G2000SW(東ソー)カ
ラム(21.5x600mm)にかけた。前記のカラム
を、3ml/分の流速で室温にて使用した。ポリクロー
ナル抗GIF抗体を用いるウェスタンブロット法により
測定したところ、GIFは低分子量と見積もられた画分
に溶出した。GIF含有画分を溜め、限外濾過により濃
縮し、20mMトリスHCl緩衝液、pH8.0で平衡化
したTSK DEAE-5PW(東ソー)カラムにかけた。流速0.5
ml/ 分で室温にてこのカラムに通した。添加した後、こ
のカラムを同じ緩衝液で洗浄し、GIFをこの洗浄段階
で回収した。大腸菌誘導GIFとCOS-1 由来GIFとの
DEAEに対する結合能力の差異は、O結合グリコシル
化または燐酸化の存在により説明できる。
tions Group)(4. 6×150mm)を用いて、GIFの
さらなる精製を行った。DEAEカラムからのGIF画
分(10ml)をC4カラムにかけ、100mM酢酸ア
ンモニウム緩衝液で平衡化し、流速0.4ml/分で室温
にてカラム緩衝液中の0〜90%エタノールの勾配によ
りGIF精製した。GIFは、50〜60%エタノール
を含有する画分に溶出し、これをSDS−ポリアクリル
アミドゲル電気泳動およびポリクローナル抗−GIF抗
体を用いるウェスタンブロット法により同定した。
化IgE結合因子(IgE−BF)産生から非グリコシ
ル化IgE−BF産生に変換する試験試料の能力によ
り、組換えヒトGIFのグリコシル化阻害活性を評価し
た(Iwata およびIshuzaka, J.Immunol., 141:3270, 19
88) 。このアッセイにおいて、12H5細胞を24時間
10μg/mlのマウスIgEとともに試験試料の存在
下あるいは非存在下で培養した。培養上清をCF50A
膜を通して濾過してIgEを除去した。濾液をレンチル
レシチンSepharose カラムにかけ、このカラムを2カラ
ム容のDPBSで洗浄した。このカラムに保持されたタ
ンパク質を0.2Mのαメチルマンノシドで溶出した。洗
浄液と合わせた通過画分および溶出画分を各々2日間D
PBSに対して透析し、これらの画分を濃縮した。前に
記載した手法(Yodoi,et al., J.Immunol., 124:425, 19
80)により、IgEでコーティングした固定化ウシ赤血
球によるFcεR+B細胞のロゼット形成を阻止する画
分の能力により、これらの画分におけるIgE−BFの
存在を評価した。線虫Nippostrongylusbrasiliensisに
感染したラットの腸間膜リンパ節細胞をFcεR+細胞
の供給源として採用した。12H5細胞をマウスIgE
のみとともに培養した場合、その細胞により産生された
ほとんどすべてのIgE−BFがレンチルレクチンSeph
arose と結合し、αメチルマンノシドによる溶出により
回収された。従って、流出/溶出画分間のロゼット形成
阻止パーセントの比は、0.2よりも小さかった。十分な
量のGIFを12H5細胞の培養物にマウスIgEとと
もに添加すると、この細胞により生成されるIgE−B
Fの大部分はレンチルレシチンSepharose に保持され
ず、溶出画分に回収された。従って、流出/溶出画分間
のロゼット形成阻止パーセントの比が2.0以上であるな
らば、試験試料中のGIFは(+)とされた。
より同時トランスフェクションしたCOS-1 細胞の培養上
清は、12H5細胞をグリコシル化IgE−BF産生か
ら非グリコシル化IgE−BF産生に変換する能力を有
している。階段希釈の20倍濃縮した培養上清のGIF活
性を上記の方法により評価したところ、その活性は1:
100の希釈で検出された。濃縮した上清の4mlアリ
コートを2mlの388F1(モノクローナル抗−GI
F)−結合 Sepharose上で分画し、ほとんどすべての活
性(>75%)を酸溶出画分中に回収した。その画分に
おいて、13kDaのペプチドだけが検出された。ウェ
スタンブロットにより、このタンパク質をGIFと同定
した。通過および酸溶出画分のGIF生物活性の力価測
定により、前画分の活性は溶出画分中に回収されたそれ
の1/10より小さいことが示された。GIF活性の検
出のための溶出画分の最大希釈におけるこの13kDa
のタンパク質の濃度は、10ng/mlであった。
らにポリクローナル抗−組換えmGIFのγグロブリン
画分と結合したAffigel 上で分画した。すべてのGIF
生物活性およびその画分における13kDaのペプチド
は免疫吸着剤に結合し、酸溶出画分中に回収された。階
段希釈の大腸菌由来γGIFを対照として比較すること
により、この画分におけるこの13kDaのぺプチドの
濃度を見積もった。GIF生物活性の検出に要求される
このタンパク質の最小濃度は5ng/mlであった。そ
の結果をまとめると、活性な組換えhGIFは、モノク
ローナル抗−ヒトGIFおよび組換えGIF(13kD
aタンパク質)に対するポリクローナル抗体の両者に結
合し、酸溶出により回収されたことが示された。
B9と結合したSepharose 上で同じ培養上清を分画し
た。またもや、免疫吸着剤からの酸溶出画分はGIF活
性を有していた。pME pro-CT-hGIF プラスミド(実施例
13、D2)によるCOS-1 細胞のトランスフェクション
により、ヒトGIFが得られたので、このトランスフェ
クションされたCOS 細胞の培養上清を388F1 affigel 上
で分画し、酸溶出により回収された13kDaのペプチ
ドのGIF生物学的活性を評価した。この方法により得
られた13kDaのペプチド10〜20ng/mlはG
IF活性の検出に十分であった。この結果は、実施例1
3Dに記載の手法が、生物活性の高いGIFを生成する
ための有効な方法であることを示していた。
マ由来GIFのそれに匹敵するかどうか測定するため
に、GIF産生ヒトT細胞ハイブリドーマ31E9をD
MEM中に培養し、ポリクローナル抗rGIF抗体と結
合した免疫吸着剤を用いて培養上清中のGIFを精製し
た。酸溶出画分中の13kDaのGIFの濃度をウェス
タンブロットにより見積もり、12H5細胞を用いてこ
の画分のGIF活性を力価測定した。その結果により、
5〜14ng/mlの13kDaペプチドは12H5細
胞を非グリコシル化IgE−BFの産生に変換するのに
十分であることが示された。従って、IgE−BFのグ
リコシル化を変換する能力に関して、組換えGIFはハ
イブリドーマ由来GIFに匹敵するようである。また、
この実験は、ハイブリドーマ由来GIFは組換えGIF
に対する抗体と反応したことを示している。
IFの生物活性はアルカリ性ホスファターゼでの処理
(Ohno, et al., Intemat.Immunol., 1:425, 1989)によ
り3〜10倍に増加したことを示していたので、組換え
hGIFの生物学的活性に対するこの影響を調べること
にした。388F1-Affigel からのアフィニテイ精製したr
GIFにウシ血清アルブミンを2mg/mlの濃度で添
加し、0.1MのNaClを含有する50mMのトリスH
Cl緩衝液(pH8.2)に対して透析した。調製物の半
分を十分な不溶性アルカリ性ホスファターゼ(Sigma) と
混合し、酵素濃度を5単位/mlとし、この懸濁液を穏
やかに2時間室温にて攪拌した。この時間の後、この酵
素を遠心分離により除去し、RPMI 1640培地に
対して透析し、アルカリ性ホスファターゼ処理および非
処理試料におけるGIF活性を評価した。これらの検討
により、1:30の希釈で非処理組換えGIFは12H
5細胞を非グリコシル化IgE−BFの産生に変換する
が、1:60の希釈では変換しないのに対し、アルカリ
性ホスファターゼ処理試料におけるGIF活性は1:2
00の希釈でも検出可能であることが示された。
はプラスミドSRα-hGIF によるCOS-1 細胞のトランスフ
ェクションにより得られた組換えGIF調製物の生物活
性を比較した。大腸菌の可溶性画分からの生成GIF
(実施例10Aを参照)を388F1-Affigel またはポ
リクローナル抗−GIF−結合affigel 上でさらに分画
し、酸性pHでの溶出により回収した。
Eにおいて13kDaの単一のバンドを与えた。この1
3kDaのGIFの濃度を銀染色法により見積もり、1
2H5細胞を用いて、アフィニテイ精製したGIFのG
IF生物活性を力価測定した。その結果は、100〜2
00ng/mlのGIFが、この細胞をグリコシル化I
gE−BFの産生から非グリコシル化IgE−BFの産
生へ変換するのに要求されることを示した。プラスミド
SRα-hGIF でトランスフェクションされたCOS-1 細胞の
培養上清からのGIFを388F1-Affigel を用いて精
製し、GIF活性を評価した。12H5細胞を変換する
ための13kDaのGIFの最小濃度は約150ng/
mlであった(表11)。 表11 アフィニテイ精製した組換えGIFの生物学的活性 組換えGIF 免疫吸着剤 濃度a GIF力価b 13kDaタンパク質の最小濃度 μg/ml ng/ml hcGIF 388F1 0.8 1:100 8 388F1 に 0.2 1: 40 5 続いて抗-GIF 141B9 0.1 1: 10 10 hGIF 388F1 1.5 1: 10 150 大腸菌- 388F1 2.0 1: 20 100 由来GIF 非分画 10.0 1: 10 1000 poly抗-GIF 2.0 1: 10 200 a)SDS−PAGEで見積もった、各調製物における
13kDaのGIFタンパク質の濃度 b)調製物のGIF活性は12H5細胞を用いて力価測
定した。 c)12H5細胞をグリコシル化IgE−BF産生から
非グリコシル化IgE−BF産生に変換するのに要求さ
れる13kDaのGIFの最小濃度
性(Weiser, et al.,上掲書, 1989) のため、GIFを
MIF活性について試験した。ヒトMIFは、ヒト単球
並びにモルモット及びマウスのマクロファージの遊走を
抑制するため、組換え体hGIFの活性を、マウスマク
ロファージを用いて測定した。無菌鉱物油3mlを正常
BALB/cマウスに腹腔内注射し、3日後に腹腔浸出
細胞を回収した。単核細胞を、遠心分離によりFCS層
を通して回収し、約5×107 の単核細胞を含む細胞ペレ
ットを、15%FCSを含むDMEM中の予め温めた
0.35%アガロース50μlに懸濁した。この懸濁液
の小滴1μlを、平底96ウェルのマイクロタイタープ
レートの各ウェルの中央に分布させ、これを氷上に5分
間保持した。このウェルに、15%FCSを加えたDM
EMを試料と共に加え、全容量100μlで試験される
ようにした。一つの試験試料を、三重又は四重に評価し
た。各小滴の直径を、倒立顕微鏡の下で測定した。20
ないし24時間のインキュベーションの後、遊走する細
胞の外側の領域の直径を測定し、遊走指数を計算した。
遊走の阻止率は、下記の式により計算した。 遊走阻止率=(1−試験試料の遊走指数/試料なしの遊走
指数)×100 rhGIFのMIF活性を、正の対照としてマウスγ−
インターフェロンを用いて評価した。SRα−hcGI
F及びSRα−hfurinによるCOS−1細胞の同
時トランスフェクションにより組換えhGIFの階段希
釈物を得、上記のように388F1−affigelを
用いてアフィニティ精製した。該調製物のGIF力価は
1:100であったが、最終希釈度1:8又は1:4
で、マクロファージ遊走の有為な阻止は検出されなかっ
た。同じ実験において、1単位/mlのIFNγは、マ
クロファージの遊走を20ないし48%阻止した。
(Remold, H.G. and Menddls A.D.,Methods in Enzymol
ogy 116: 379, 1985) を用い、ヒトMIFを正の対照と
して用いて確認した。組換えhGIFは、1:100の
希釈度で、12H5細胞を、非グリコシル化IgE−B
Fを形成するように切り替えることができ、約0.8μ
g/mlの13kDa GIFペプチドを含んでいたが、
最終希釈度1:5でヒトの単球の遊走を阻止することは
できなかった。これらの結果は、rhGIFが生物学的
活性において、MIFとは異なることを示している。
のインビトロ生成 前の実験は、ラット−マウスT細胞ハイブリドーマ23
A4細胞由来のGIFが、抗原感作脾臓細胞 (Iwata,
M. and Ishizaka, K.; J. Immunol. 141: 3270,1988)か
らの抗原特異的サプレッサーT細胞の生成を促進するこ
とを示した。BDF1 マウスが、アルム吸収オボアルブ
ミンにより、IgE抗体応答について免疫されると、そ
の脾臓細胞は、抗原刺激に際して、グリコシル化増強因
子(GEF)を構造的に分泌し、IgE強化因子(グリ
コシル化IgE−BF)及び抗原結合GEFの両方を産
生する。抗原感作脾臓細胞がオボアルブミンにより刺激
され、抗原で刺激されたT細胞がGIFの存在下でIL
−2により増殖すると、細胞はGIFを分泌する。抗原
刺激により、これらの細胞が非グリコシル化IgE−B
F及び抗原結合GIFを産生し、後者は、担体に特異的
な方法で、同系マウスのDNP−OVAに対する抗体応
答を抑制する。この現象をさらに完全に探究するため
に、組換えhcGIFが、インビトロでGIF産生T細
胞を生成する能力を有しうるか否かを調べることにし
た。
ルに吸着させたオボアルブミン1μgを用いて、IgE
抗体応答のために感作した。免疫感作から2週間後に、
脾臓細胞を得、懸濁液(5×106 細胞/ml)を10
μg/mlのOVAと共に3日間培養して、抗原感作T
細胞を活性化した。その後、抗原活性化細胞(2.5×
105 細胞/ml)のアリコートを、組換えマウスIL
−2(50単位/ml)を用い、rhcGIF(0.2
5μg/ml)の存在下又は非存在下で増殖させた。4
日間培養した後、細胞を回収し、3回洗浄し、新鮮な培
地に1.5×106 細胞/mlの濃度で再懸濁した。G
IF(+)又はGIF(−)培養物から回収された細胞
懸濁液4mlを、lab 及びlad の両方を有する8×
105 個のOVA添加LB27.4細胞(アメリカンタ
イプカルチャーコレクション,ロックビル,MD)とと
もに24時間インキュベートした。抗原刺激T細胞の培
養上清液を、IgE結合Sepharose に吸収させ、IgE
−BFを酸溶出により, 免疫吸着剤から回収した。その
後、IgE−Sepharose からの通過画分を、OVA結合
Sepharose 上で分画し、グリシン−HCl緩衝液pH
3.0で溶出することにより、OVA結合因子を回収し
た。IgE−Sepharose からの溶出物(即ち、IgE−
BF)を、レンチルレクチンSepharose 上で分画し、こ
れらの因子の性質を調べた。表12に示された結果は、I
L−2単独で増殖されたT細胞からのIgE−BFの大
部分が、レンチルレクチンSepharose に結合し、α−メ
チルマンノシドで溶出することにより回収されたことを
示す。これとは対照的に、hcGIFの存在下でIL−
2により増殖されたT細胞は、非グリコシル化IgE−
BFを生成し、これは、レンチルレクチンSepharose 上
に保持されなかった。
の関係も評価した。抗原刺激により、IL−2単独で増
殖されたT細胞はOVA結合GEFを生成するのに対
し、組換えGIFの存在下で増殖されたT細胞はOVA
結合GIFを生成した(表12)。そのようなT細胞由来
のOVA結合GIFが、抗原(担体)に特異的な様式(I
wata, M. and Ishizaka, K.; J. Immunol., 1988) で、
BDF1 マウスの抗体応答を抑制することが示された。
従って、組換えGIFは、抗原特異性サプレッサーT細
胞因子を産生するサプレッサーT細胞の生成を促進し
た。 表12 組換えhcGIF及びIL−2によるGIF産生細胞の生成 OVA特異的T細胞a IgE−BFの性質b OVA結合因子c の増殖 GEF GIF IL−2 4/28 + − IL−2+hcGIF 26/6 − + a 抗原刺激T細胞を、組換えhcGIFの存在下又は
非存在下で、IL−2により増殖させた。 b IL−2により増殖されたT細胞を、抗原刺激LB
27.4細胞で刺激した。上清中のIgE−BFを、レ
ンチルレクチンSepharose 上で分画した。数字は、各々
レンチルレクチンSepharose からの流出/溶出画分によ
るロゼット阻害率示す。 c 各々12H5細胞及び23A4細胞を用いて、OV
A- Sepharose からの酸溶出画分のGIF及びGEF活
性を評価した。
IFに富む画分を、免疫したマウスに、初回免疫の日か
ら始めて繰り返して注入することにより、IgE及びI
gG抗体応答のいずれもが抑制されることを示した(Aka
saki, M., et al., J. Immunol. 136: 3172, 1986)。組
換えGIFが同じインビボ効果を有するか否かを調べる
ために、大腸菌で発現させたrhGIF(実施例10
A)及びCOS−1細胞で発現させたrhGIF(実施
例13A)を、実施例10及び14に記載した方法によ
り均質になるまで精製し、IgE及びIgG1抗体応答
を抑制する能力について評価した。BDF1 マウスを、
2mgのアルムに吸着させた0.2μgDNP−OVA
を腹腔内に注射することにより免疫感作した。組換えG
IFを、0 、2 、4 、6 、8 、10及び12日目に腹腔内に
注射し、血清中の抗DNP抗体をELISAにより測定
した。
由来rGIFを、18μg/投与の用量で投与し、対照
マウスにはPBSのみを投与した。グリコシル化IgE
−BFの生成から、非グリコシル化IgE−BFの生成
へ12H5細胞を切り替えするためのrGIFの最小濃
度は約1μg/mlであった。対照マウス及びGIF処
理マウスの両方において、IgE抗体力価は、2週間で
最大になり、その後下降したが、IgG1抗DNP抗体
力価は、免疫感作の後、4ないし5週間増加し続けた。
従って、2週間目におけるIgE抗体力価及び4週間目
におけるIgG1抗体力価をGIF処理群と未処理群と
の比較のために使用した。 大腸菌由来rGIFの効果 試料 N 抗DNP IgEa IgG1b 対照 6 6.7±3.5 78.0 rGIF 3 1.5±1.3(p<0.05) 4.5 a 免疫感作後2週間(μg/ml) b 免疫感作後4週間(μg/ml) 第二の実験においては、SRα−hcGIFベクターを
用いて発現させたCOS−1由来rhGIFを、2.5
μg/注射の用量で腹腔内投与した。12H5細胞の非
グリコシル化IgE−BFの生成への変換のためのhG
IFの最小濃度は0.2μg/mlであった。対照マウ
スにはPBSのみを投与した。結果を下記に示す。 哺乳類細胞系由来rGIFの効果 試料 N 抗DNP IgEa (μg/ml) 対照 8 2.6±1.2 rGIF 5 0.7±0.55(p<0.05) a 免疫感作後2週間 GIFに対して副作用を示す動物はなかった。実施例は
GIFの免疫抑制効果を示す。
ル抗体の生産 A.材料及び方法 1.抗原及び抗体:凍結乾燥したハチ毒ホスホリパーゼ
A2 (PLA2 )は、Sigma Chemical Co., St Louis,
MOから得た。結晶オボアルブミン(OVA)はオハイオ
州クリーブランドのNutritional Biochemical Corp. か
ら得た。PLA2 分子中のアミノ酸残基13ないし28に相
当する合成ペプチド、及びアミノ酸残基25ないし40に相
当する合成ペプチドは、Howard Grey 博士( カリフォル
ニア州, La JollaのCytel Corp.)により提供された。P
LA2 分子中のアミノ酸19ないし35に相当するペプチド
は、日本の前橋市のキリン医薬研究所により合成され
た。これらの合成ペプチドの全ては、HPLCにより精
製され、そのアミノ酸配列が確認された。モノクローナ
ル抗ヒトGIF抗体,388F1 (ATCC HB 1
0472)は実施例5に記載した。
細胞ハイブリドーマAC5細胞は、CD3及びTCRα
βの両方を発現し、構成的にGIFを分泌する。これら
の細胞を、10%FCS,10%NCTC 135培地
(Gibco, Grand island, NY), 10mM HEPES緩
衝液,0.2u/mlウシインシュリン(Sigma),50
μg/mlピルビン酸ナトリウム、150μg/mlオ
キザロ酢酸及び抗生物質を加えた高グルコースDMEM
中で培養した。
ーマは、アフィニティー精製した抗原結合GIF(下記
参照)により免疫感作したBALB/cマウス(Jackson
Lab, Bar Harbor, ME) の脾臓細胞から構築した。最後
の追加免疫感作から1週間目に、脾臓細胞を、Iwata et
al., J. Immunol., 132: 1286, 1984 に記載された手
法により、ヒポキサンチンホスホリボトランスフェラー
ゼ欠損Sp2/0 AG14細胞(Schulman, et al.,
Nature, 271: 269, 1978) と融合した。このハイブリド
ーマのサブクローニングは限界希釈により行った。この
ハイブリドーマを、上記の完全DMEM培地中に維持し
た。
異性GIFを、DEAE Sepharoseカラムのクロマトグ
ラフィーにより純化した。培養上清を、20〜100倍
に濃縮し、蒸留水で3倍に希釈し、トリスでpH8.0
に調整し、その後、50mMのNaClを含有するトリ
スHCl緩衝液pH8.0で平衡化したDEAESephar
ose (Pharmacia)カラムに通した。通過画分及び緩衝液
によるカラムの洗浄液を合わせ、濃縮した。もとの培養
上清中の非特異的GIFは、388F1 結合Affigel を
用いてアフィニティ精製した。濃縮した培養上清を免疫
吸着剤を通して一晩再循環させた。30カラム容量のD
PBSで洗浄した後、免疫吸着剤に結合したタンパク質
を、0.1MグリシンHCl緩衝液,pH3.0で溶出
することにより回収した。
細胞をCD3の架橋により刺激した(Thomas, et al.,
J. Immunol. 148: 729, 1992) 。この細胞 (5×106
ml)を、5μg/mlのモノクローナル抗CD3(S
PC−T3 b)で、4℃で30分間処理し、抗体処理細
胞を10μg/mlの抗マウスIgと共に4℃で30分
間インキュベートした。洗浄した後、細胞をABC培地
に、2×106 細胞/mlで再懸濁し、24時間培養し
た。培養の上清を限外濾過により10ないし15倍に濃
縮し、PLA2 結合Sepharose カラムを通して一晩再循
環させた。カラムをDPBSで洗浄し、カラム中に残っ
ているタンパク質を0.1MグリシンHCl緩衝液,p
H3.0で溶出することにより回収した。
(Beckman System Gold, Fullteron, CA) に連結したSu
perose12カラム(1.6×50cm,Pharmacia)を通
してゲル濾過により分画した。このカラムから、PBS
を用いて0.85ml/分の流速でタンパク質を溶出さ
せた。カラムをBSA(分子量67,000),OVA
(分子量43,000),大豆トリプシンインヒビター
(分子量20,100)及びチトクロームC(分子量1
2,500)でキャリブレーションした。いくつかの実
験においては、アフィニティ精製したGIF調製物を還
元し、アルキル化した。0.15M NaClを含有す
る0.05MトリスHCl緩衝液中のGIF調製物を、
10mMのジチオスレイトールと共に室温で1時間イン
キュベートし、その後、30%モル過剰のヨードアセト
アミドでアルキル化した。還元し、アルキル化した試料
を同じSuperose12カラムにかけ、タンパク質をPBS
で溶出させた。
ト(Max Sorp, Nunc) の各ウェルを、50μlの階段希
釈度のGIF調製物で、4℃で一晩、2重又は3重にコ
ーティングした。プレートを、基質の添加の前の工程を
除く以下の工程間に、0.05%Tween 20(Si
gma)を含有するリン酸塩緩衝液で5回洗浄した。該プレ
ートを、Tween/PBS中の2%のBSAで、37
℃で1時間ブロックした。mAb 388F 1 のGIF
への結合が、増幅システムにより検出された。150n
g/mlのビオチニル化mAB 388F1 を含むPB
S50μlを各ウェルに添加した。37℃で2時間イン
キュベートし、洗浄した後、ストレプトアビジン結合ア
ルカリ性ホスファターゼ(Zymed) の適当な希釈液(1:600
0)50μlを各ウェルに加え、プレートを37℃で2時
間インキュベートした。プレートを、0.15MのNa
Clを含有する0.05M トリスHCl緩衝液,pH
7.5中の0.05%Tween20で洗浄し、50μ
lのアルカリ性ホスファターゼ基質、及び続いて増幅溶
液(GIBCO/Bethesda Research Lab)と共に30分間イン
キュベートすることによりELISAシグナルを発色さ
せた。490nmでの吸収を、ELISAリーダーMR
5000(Dynatech) 中で測定した。
するモノクローナル抗体についても行われた。Max−
Sorpプレートを、GIF標本でコーティングし、B
SAでブロックした後、PBS中のモノクローナル抗体
(200ng/ml)50μlを各ウェルに添加し、プ
レートを37℃で2時間インキュベートした。mABの
アイソタイプに応じて、ホースラディッシュペルオキシ
ダーゼ(HRP)結合ヤギ抗マウスIgM(Biorad) 若
しくは抗マウスIgG(Zymed)の1:3000希釈物、
又はHRP結合抗マウスIgG+A+M(Zymed)の1:
2000希釈物を各ウェルに添加した。ELISAシグ
ナルは、ペルオキシダーゼ基質(Zymed)により発色さ
れ、405nmの吸収により調べられた。
ング:アフィニティ精製したGIFを、0.01%SD
Sに対して透析し、凍結乾燥した。その後、試料を、1
5%ポリアクリルアミドスラブゲル中で、Laemel
iシステム(Laemeli, U.K., Nature, 227:680, 1980)
を用いて、SDSゲル電気泳動により分析した。タンパ
ク質のバンドは、銀染色法により検出した(Ochs, et a
l., Electrophoresis, 2:304, 1981)。免疫ブロッティ
ングについては、アフィニティ精製したGIFを、還元
条件下でSDS−PAGEにより分析した。標準とし
て、精製した大腸菌からの組換えGIFを並行に電気泳
動にかけた。SDS−PAGEゲル中のタンパク質は、
PVDF膜(Immobilon-P, MIllipore)にブロットされ、この
膜は、Blocker Blotto(Pierce)で、4℃で一晩インキュ
ベートすることによりブロックされた。PBS,pH
7.5中の0.05%のTween20で洗浄した後、
膜をウサギ抗rGIFの1μg/mlのIgG画分で3
7℃で1時間処理した。HRP結合ロバ抗ウサギIgG
及びECLウェスタンブロッティング検出試薬(Ame
rsham)により、続いてオートラジオグラフィーに
より、ウサギIgGのタンパク質バンドへの結合を検出
した。X線フィルム上のrGIFバンドの位置は、14
kDa標準として用いられた。
ノクローナル抗体の生産:AC5細胞を、抗CD3で、
続いて抗MGGで処理し、上清中の抗原結合GIFをP
LA2 結合Sepharose を用いてアフィニティー精製し
た。この調製物は、1:30ないし1:60の希釈度
で、12H5細胞を、グリコシル化IgE−BFの生成
から、非グリコシル化IgE−BFの生成に変換するこ
とができた。BALB/cマウスに、CFA中の調製物
0.1mlを腹腔内投与することにより免疫感作し、続
いて不完全フロインドアジュバント中の同じ抗原の追加
注射を5回行った。最後の追加注射の2週間後に、動物
を殺し、その脾臓細胞を、B細胞系SP2/0AG14
と融合した。
の存在について試験した。Igを産生するこれらのハイ
ブリドーマを、さらに抗GIFの存在についてELIS
A分析により試験した。Maxi−Sorpウェルに、
PLA2 結合GIFでコーティングし、培養上清中のマ
ウスIgのGIFコーティングウェルへの結合を、HR
P結合抗マウスIgG+A+Mを用いて測定した。8つ
のハイブリドーマの培養液上清がELISAによる実質
的な吸収を呈した。8つのハイブリドーマの上清中の抗
GIF抗体の存在は、アフィニティー精製したPLA2
結合GIFのアリコートを各培養液上清と共にインキュ
ベートし、続いてCentricon100(Amersha
m) を通してこの混合物を濾過することにより確認され
た。8つのハイブリドーマからの抗体全てが、GIFと
結合するということが、濾液のGIF活性の分析により
示された。これとは反対に、PLA2 結合GIF自体の
濾液では、活性が有った。
Fに対するモノクローナル抗体の存在について試験し
た。Maxi−Sorpプレートを、アフィニティー精
製した非特異的GIF又は抗原特異的GIFでコーティ
ングし、各B細胞ハイブリドーマの培養上清をウェルに
添加した。37℃で2時間インキュベートした後、ウェ
ルを洗浄しHRP結合抗マウスIgG+A+Mの1:2
000希釈物を各ウェルに添加した。ELISAシグナ
ルを、ペルオキシダーゼ基質で発色させ、405nmの
吸収を測定した。GIFでコーティングし、HRP結合
抗体及び基質とインキュベートした対照ウェルの吸収を
差し引いた。この実験の結果は、二つのハイブリドー
マ、即ち110及び205のみが、抗原非特異的GIF
によってよりも、PLA2 結合GIF(即ち、抗原特異
的GIF)によって、実質的により高いELISAシグ
ナルを与えることを示した。このハイブリドーマ110
及び205は、限界希釈によりサブクローニングされ、
各クローンの培養上清は、PLA2 結合GIFに対する
モノクローナル抗体の選択的結合について、ELISA
により試験された。繰り返してサブクローニングした
後、二つのハイブリドーマの各々のサブクローン、即ち
110BH3及び205AD2が得られた。これらの培
養液の上清は、抗原結合GIFによってのみELISA
シグナルを与えた。モノクローナル抗体110BH3は
μκアイソタイプであり、205AD2はλ 1 κアイソ
タイプであった。
異的GIFに結合するが、非特異的GIFには結合しな
いことの確認は、バイオアッセイにより行った。GIF
調製物のアリコートを、110BH3細胞及び205A
D2細胞のいずれかの培養上清を用いて、一晩インキュ
ベートし、得られた混合物を、Centricon10
0を通して濾過した。12H5細胞を用いての濾液中の
GIF活性の測定により、両方の抗体ともPLA2 結合
GIFには結合するが、非特異的GIFには結合しない
ことが示された。次に、モノクローナル抗体 110B
H3を、ハイブリドーマの培養上清から、硫酸アンモニ
ウムの1/3飽和溶液を用いて沈澱させることにより、
純化し、5mgのIgMを1.5mlのSepharose に結
合させた。その後、AC5細胞からのPLA2 結合GI
F及び非特異的GIFを抗体結合Sepharose を用いて分
画した。PLA2 結合GIFを、抗CD3処理AC5細
胞の培養上清から、PLA2 結合Sepharose によるアフ
ィニティ精製により製造し、一方、非特異的GIFを非
刺激AC5細胞の培養上清から388F1 結合Sepharos
e を用いて製造した。表13に示した結果は、PLA2 結
合GIFは110BH3を結合させた免疫吸着剤に結合
し、酸性pHで溶出により回収されるが、非特異的GI
Fは免疫吸着剤に保持されないことを示した。 表13 110 BH3 結合 Sepharosea 上でのGIF調整物の分画 免疫吸着剤b PLA2-結合GIF 非特異的GIF からの画分 希釈 GIF活性c 希釈 GIF活性c 未分画 1:10 25/0 (+) 1:30 28/0 (+) 通 過 1:2 0/30 (−) 1:30 29/4 (+) 洗 浄 1:2 0/23 (−) 1:2 3/32 (−) 溶 出 1:10 25/0 (+) 1:2 0/30 (−) 対照の培地 0/33 1/30 a PLA2- 結合GIF および非特異的GIF は、それぞれ1:
10および1:30の希釈で、12H5細胞を、グリコシル化IgE-
BFの生成から非グリコシル化IgE-BFの生成に変換でき
た。 b GIF 調製物1 mlを110 BH3-結合Sepharose0.25 mlと
混合した。通過画分とDPBSでの洗浄物1 mlを合わせた
(通過画分) 。カラムを DPBS 5 mlで洗い (洗浄)、そ
の後グリシンHCl緩衝液、pH 3.0で溶出した( 溶出)
。透析後、各画分をGIF 分析のために1.0 mlに濃縮し
た。 c GIF 活性を12H5細胞を使用して測定した。この列の
数字は、レンチルレクチンSepharose からの流出/ 溶出
画分によるロゼット形成阻止パーセントを表す (方法を
参照のこと) 。( +)(−) はGIF 活性の存在または非存
在を示す。 ELISA による抗原- 結合GIF と非特異的GIF の検出を試
みた。非特異的GIF は、DEAE- Sepharose カラムによる
イオン交換カラムクロマトグラフィーによる、非刺激AC
5 細胞の培養上清の分画により、純化した。NaCl 50 mM
を含むトリス緩衝液での通過画分を濃縮した。抗-CD3-
刺激細胞の培養上清中の抗原- 結合因子を、PLA2- 結合
Sepharose を使用して精製し、そして酸溶出液中の因子
を110BH3- 結合Sepharose 上で、さらに分画した。抗原
- 特異的および非特異的GIF 調製物の両方が、1:60の希
釈で12H5細胞を、グリコシル化IgE-BFの生成から非グリ
コシル化IgE-BFの生成に変換させた。次いで、Max-Sorb
ウェルを段階希釈のひとつの調製物でコーティングし、
そしてブロッキングした後、モノクローナル抗体の388F
1 または110 BH3 をウェルに添加した。モノクローナル
抗体 388F1は、非特異的GIF と抗原- 結合GIF 調製物の
両方でELISA シグナルを示したが、一方モノクローナル
抗体 110-BH3は抗原- 結合因子とは反応したが非特異的
GIF とはしなかった。アッセイにおいて、モノクローナ
ル抗体を無関係なIgG2a またはIgM で置換した場合はシ
グナルが検出されなかったので、ELISA シグナルはモノ
クローナル抗体の特異的結合によるものと思われる。
子をPLA2- Sepharose 、続いて110BH3- Sepharose を使
用して得、この調製物をSDS-PAGEで分析した。抗原- 結
合GIF をPLA2- 結合Sepharose 、続いて110BH3- 結合Se
pharose を使用して精製した。免疫吸着剤からの酸溶出
画分を0.01%SDSの存在下で蒸留水に対して透析し凍結乾
燥した。この調製物を還元および非還元条件下でのSDS-
PAGEと銀染色法により分析した。調製物は、非還元条件
下で85 kDa、66 kDa、58 kDaの3 つの主バンドと13 kDa
の弱いバンドを示した。還元条件下では、85 kDaバンド
が消え、そして数個の新しいバンドが検出された。還元
条件下で検出された主バンドの1 つは14kDaであり、そ
の移動度は非特異的GIF のものに相当するので、このバ
ンドがGIF であるかどうかを決定するために分析を行な
った。抗原- 結合GIF の別の調製物を、110BH3- Sephar
ose によるアフィニティークロマトグラフィーにより、
抗-CD3- 刺激AC5 細胞の培養上清から得た。12H5細胞を
使用した免疫吸着剤からの通過および酸溶出画分の階段
希釈における、GIF 活性の力価測定により、培養上清中
のGIF 活性の大部分は免疫吸着剤に結合し、そして酸溶
出により回収されることが示された。活性は溶出画分の
1:30希釈物中に検出されたが、通過画分は1:6 のGIF 力
価を示した。表16に示すように、溶出画分はモノクロー
ナル抗体 110BH3 と205AD2の両方でELISA シグナルを示
したが、流出画分はこの抗体で有意なELISA シグナルを
示さなかった。溶出画分は、非常に高濃度のGIF を含有
しているが、しかしながら、非特異的GIF に対する抗体
(388F1) を使用した場合は、通過画分は弱いがはっきり
としたELISA シグナルを示した。次いで、溶出画分を還
元条件下でSDS-PAGEにより、その後、rGIFに対するポリ
クローナル抗体を使用する免疫ブロッティングにより分
析した。大腸菌由来の組換えGIF を同一のゲルの隣のウ
ェルに添加した。還元条件下での電気泳動後、ゲル中の
タンパク質はPVDF膜に移動し、次いで抗-rGIF のγグロ
ブリン画分で処理された。両方の膜で、対照として使用
したrGIFはX 線フィルム上に、はっきりとしたバンドを
示した( データ省略) 。分子量マーカーは18 kDa以下の
いずれのタンパク質も含んでいなかったので、x-線フィ
ルム上のrGIFを13 kDaマーカーとして使用した。この結
果から、抗体は実際に13 kDaバンドに結合していること
が示された。13 kDaバンドと非特異的GIF の間の関係
を、非刺激AC5 細胞の培養上清から、388F1-結合Sephar
ose のアフィニティークロマトグラフィーにより精製し
た非特異的GIF の分析により確認した。SDS-PAGEおよび
抗- rGIF抗体を用いた免疫ブロッティングによる非特異
的GIF 調製物の分析により、この非特異的GIF もこれら
の抗体と反応する13 kDaタンパク質であることが示され
た。 表14 110 BH3- Sepharosea からの通過および溶出画分間の GIF活性とGIF抗原の分布 110 BH3- Sepharose GIFb 力価 ELISAシグナル からの画分 205DA2c 100BH3c 388F1 d 通 過 1:3 0.063 0.093 0.36 酸- 溶 出 1:15 0.750 1.068 0.86 a 抗-CD3- 処理細胞の培養上清を濃縮し、110BH3- Se
pharose 上で分画した。画分を濃縮した上清の元の体積
まで濃縮し、2 倍に希釈し、その後 GIF活性とELISA 分
析のために力価測定した。 b 12H5細胞をグリコシル化IgE-BFの生成から非グリコ
シル化IgE-BFの生成に変換できる画分の最大希釈 c 405 nmでの吸収 d 490 nmでの吸収 13 kDa GIFと抗原- 結合ポリペプチド鎖は、お互いに結
合して抗原−結合GIFを形成すると推測された。その場
合は、生理的条件下では抗原- 結合GIF の分子の大きさ
は非特異的GIF のものより大きいであろう。この可能性
を試験するために、AC5 細胞からのPLA2- 結合GIF を11
0-BH3-Sepharose を使用して部分的に精製し、そして調
製物をSuperose12カラムを通してゲル濾過により分画し
た。各画分を、モノクローナル抗体の 388F1と110 BH3
を使用してELISA により抗原- 結合GIF について評価し
た。その結果は、mAb 388F1 により検出されたGIF の大
部分は、55.5分と60.5分の間に、58.5分でのピークでカ
ラムから溶出されたことを示している。分子の大きさ
は、その溶出時間から見積って、74 kDaであった。予測
したように、この画分は、12H5細胞を使用したバイオア
ッセイで測定したGIF活性を有していた。GIF-含有画分
はモノクローナル抗体 110BH3 でELISA シグナルを示し
たことは注目すべきである。この結果から、モノクロー
ナル抗体 388F1により認識された抗原決定基とモノクロ
ーナル抗体 110BH3 により認識された抗原決定基は同一
の分子と結合していることが強く示唆される。
非特異的GIF から成るのであれば、抗原- 結合GIF は還
元およびアルキル化処理により、別々のポリペプチドに
解離するかもしれない。この可能性を調べるために、ア
フィニティ精製した抗原- 結合GIF を10 mM DTT 中で還
元した。ヨードアセトアミドを用いてアルキル化した
後、試料を同一のSuperose12カラムにかけ、そして388F
1-抗原と110BH3- 抗原の分布をELISA により測定した。
その結果から、還元およびアルキル化物質中のGIF の約
半分が、その溶出時間が15 kDa分子に相当する画分に回
収されたことが示唆された。元の抗原- 結合GIF を分画
した場合は、同じ画分がGIF を含まなかったので、15 k
DaのGIF は抗原- 結合 GIFに由来するようである。実験
により、110BH3により認識される分子の2 つのピークも
示された; 最初のピークは元の抗原- 結合GIF に相当
し、2 番目のピークの溶出時間は62-64 kDa に相当し
た。後者の画分はELISA での測定により、かなりの量の
GIF を含んでいなかったので、この画分中のタンパク質
は、抗原特異的結合に関与する抗原- 結合GIF の切断生
成物に相当するのであろう。
PLA2- 結合GIF が、ハチ毒PLA2に特異的であることを確
認するために実験を行った。抗原- 結合GIF を抗-CD3-
刺激 AC5細胞の培養上清から、PLA2- 結合Sepharose に
吸収させ、その後酸性pHで結合タンパク質を溶出して精
製した。調製物のアリコートをOVA-結合Sepharose と一
晩混合し、そして通過および酸溶出画分中のGIF 活性を
測定した。予想したように、本質的に全てのGIF 活性が
OVA-Sepharose に保持されず、そして通過画分に回収さ
れた。OVA-セファロースをDPBSで洗浄し、そして免疫吸
着剤をグリシン-HCl緩衝液、pH 3.0で溶出した。し
かしながら、GIF 活性は酸溶出画分には検出されなかっ
た。
結合GIF についての前の実験により、この因子が、ハチ
毒PLA2分子中のアミノ酸残基19-34 を表すペプチドに対
する親和性を有することが示されているので、AC5 細胞
由来のヒト抗原- 結合GIF が、PLA2分子由来のアミノ酸
19-35 を表す合成ペプチドと結合しているSepharoseに
結合できるかどうかを調べることにした。表15に示すよ
うに、本質的に調製物中の全てのGIF 活性がp19-35- Se
pharose で吸収され、そして酸性pHでの溶出により回収
された。エピトープ特異性を確認するために、PLA2- 結
合GIF のアリコートを、アミノ酸13-28 、19-35 または
25-40 を表す0.2 mg/ml の合成ペプチドと6 時間インキ
ュベートし、そして各混合物をPLA2- Sepharose で吸収
した。通過画分および酸溶出画分中のGIF 活性の測定に
より、GIF のPLA2- Sepharose への結合はp13-28または
p19-35により阻害されるが、p25-40によっては阻害され
ないことが示された(表15) 。この結果をELISA により
確認した。PLA2- 結合GIFをp25-40の存在下または非存
在下でPLA2- Sepharose で吸収した場合は、免疫吸着剤
からの酸溶出画分は、110BH3でELISA シグナルを示す
が、通過区分はシグナルを示さなかった。同じPLA2- 結
合GIF を、p19-35の存在下で同じ免疫吸着剤で吸収する
と、酸溶出画分は示さないが、通過画分はモノクローナ
ル抗体でELISAシグナルを示した。この結果を集約する
と、PLA2分子中のアミノ酸19-28 の配列は、抗原- 結合
GIF により認識されるエピトープを含有することが示さ
れた。 表15 PLA2-結合GIFのエピトープ特異性 実験 免疫吸着剤 添加したペプチド GIF活性c 通過 溶出 1a PLA2-Sepharose なし 2/28 (−) 23/6 (+) P19-35-Sepharose なし 3/30 (−) 28/4 (+) 対照の培地 なし 4/28 --- 2b PLA2-Sepharose なし 0/28 (−) 27/3 (+) P13-28 22/0 (+) 0/23 (−) P19-35 20/5 (+) 0/28 (−) P25-40 2/25 (−) 23/0 (+) 対照の培地 なし 3/24 --- a GIF 力価が1:10である、PLA2- Sepharose からの酸
溶出画分6 mlをp19-35と結合させたSepharose 1.5 ml上
で分画した。通過、洗浄および酸溶出の各画分を6.0 ml
に調整し、そしてそのGIF 活性を12H5細胞を使用して測
定した。 b GIF 力価が1:30である、PLA2- Sepharose からの酸
溶出画分のアリコート0.5 mlを、適切なペプチドの存在
下または非存在下でPLA2- Sepharose 0.5 mlと一晩混合
した。PLA2- Sepharose からの通過および酸溶出画分の
両方を1.0 mlに調整し、RPMI 1640 培地に対して透析
し、そしてGIF 活性を評価した。12H5細胞の懸濁液1 ml
を、等体積の試験する試料と混合し、IgE の存在下で培
養した。 c 数値は、レンチルレクチンSepharose からの流出/
溶出画分によるロゼット形成阻止パーセントを表す。
(+)(−) はGIF の存在と非存在を示す。
1301 Parklawn Drive,Rockville, MD, USA (ATC
C)に寄託した:細胞系 ATCC受託番号 寄託年月日 388F1 HB10472 1990年5月31日 AC5 HB10473 1990年5月31日 31E9 HB11052 1992年6月2日 110BH3 HB−11345 1993年5月14日 これらの寄託は、特許手続きの目的のために微生物の寄
託の国際承認に関するブダペスト条約、およびそれらに
基づく規則(ブダペスト条約)の規定にしたがって行な
われた。これは、寄託日から30年間の生育可能な培養
の維持を保証する。ATCCによって、その生物はブダ
ペスト条約の条件のもとで利用可能となるが、この条約
は、関連する米国特許の発行に際して、またはあらゆる
米国または外国の特許出願の公衆への開示の際に、培養
子孫の永続的かつ無制限の利用可能性を社会に対して保
証し、米国特許法第122条およびそれにしたがう長官
規則にしたがって資格を与えられた米国特許商標局長官
によって決定されたものに対して、その子孫の利用可能
性を保証する(特に886OG638に関する37CF
R§1.14を包含する)。
な条件下で培養されたときに死滅または消失または破壊
された場合には、通告に基づいて、ただちに同一培養物
の生育可能な検体と交換することに同意した。寄託され
た系統の利用可能性は、あらゆる政府の特許法に基づく
権限のもとで付与される権利に違反して本発明を実施す
る許可と解釈されるべきでない。
きるようにさせるために十分であると考えられる。寄託
された態様は本発明の一態様の単なる実例として意図さ
れ、機能的に同等であるあらゆる細胞系が本発明の範囲
に含まれるので、本発明は寄託された細胞系によって範
囲を限定されない。材料の寄託は、本文に含まれる記述
が最良の方法を含めて本発明のあらゆる態様の実施を可
能にするには不十分であることを認めるものではない
し、また寄託物の対応する特定の実例に請求の範囲を限
定すると解釈されるべきでない。実際、本明細書に示
し、記述したほかに、本発明の様々な変更が前述の記載
から当業者に明白となるであろうが、そうした変更は添
付の特許請求の範囲内にある。
クレオチド配列および演繹されるアミノ酸配列を示す。
レオチド配列および演繹されるアミノ酸配列を示す。
す。
Claims (49)
- 【請求項1】 実質的に純粋であり、構造遺伝子により
コードされた生物学的活性を有するポリペプチドの製造
方法であって、 a.下記式の融合ポリペプチドをコードするポリヌクレ
オチド配列により形質転換した真核細胞を培養し、 R1-〔X1-X2-X1-X2-Lys-Arg 〕- R2 (式中、R1 は担体ペプチドであり、R2 は構造遺伝子
によりコードされたポリペプチドであり、X1 はLys ま
たはArg であり、X2 はアミノ酸である。) b.上記の構造遺伝子によりコードされた実質的に純粋
なポリペプチドを単離する 段階を含む前記の製造方法。 - 【請求項2】 担体ペプチドがタンパク質前駆体のプロ
領域である、請求項1記載の方法。 - 【請求項3】 プロ領域がカルシトニン前駆体に由来す
る、請求項2記載の方法。 - 【請求項4】 構造遺伝子によりコードされたポリペプ
チドが抗原非特異的グリコシル化阻害因子(GIF)で
ある、請求項1記載の方法。 - 【請求項5】 GIFがマウスのものである、請求項4
記載の方法。 - 【請求項6】 GIFがヒトのものである、請求項4記
載の方法。 - 【請求項7】 実質的に純粋であり、生物学的活性を有
するGIFの製造方法であって、 a.GIFをコードするポリヌクレオチド配列を機能し
うる結合様式で含むベクターでトランスフェクションし
た宿主細胞を培養し、 b 実質的に純粋であり、生物学的活性を有するGIF
を単離する 段階を含む前記の製造方法。 - 【請求項8】 GIFをコードするポリヌクレオチド
が、下記式のポリペプチドをコードするポリヌクレオチ
ドと機能しうるように結合している、請求項7記載の方
法。 R1-〔X1-X2-X1-X2-Lys-Arg 〕- (式中、R1 は担体ペプチドであり、X1 はLys または
Arg であり、X2 はアミノ酸である。) - 【請求項9】 担体ペプチドがタンパク質前駆体のプロ
領域である、請求項8記載の方法。 - 【請求項10】 プロ領域がカルシトニン前駆体に由来す
る、請求項9記載の方法。 - 【請求項11】 GIFがマウスのものである、請求項7
記載の方法。 - 【請求項12】 GIFがヒトのものである、請求項7記
載の方法。 - 【請求項13】 免疫抑制に有効な量の抗原非特異的GI
Fをヒトに投与することを含む、抗原に対するヒトの免
疫応答を抑制する方法。 - 【請求項14】 投与が非経口的なものである、請求項13
記載の方法。 - 【請求項15】 非経口投与が皮下、筋肉内、腹腔内、腔
内、経皮的、または静脈内注射である、請求項14記載の
方法。 - 【請求項16】 投与を約0.001 mg/kg/投与〜約2mg/kg/
投与の用量で行う請求項13記載の方法。 - 【請求項17】 投与を約0.001 mg/kg/投与〜約0.2 mg/k
g/投与の用量で行う請求項13記載の方法。 - 【請求項18】 免疫抑制に必要な量の実質的に精製され
た抗原非特異的GIFおよび医薬的に不活性な担体を含
む医薬組成物。 - 【請求項19】 GIFがヒトのものである、請求項18記
載の医薬組成物。 - 【請求項20】 GIFがマウスのものである、請求項18
記載の医薬組成物。 - 【請求項21】 下記式の実質的に純粋な融合ポリペプチ
ド。 R1-〔X1-X2-X1-X2-Lys-Arg 〕- R2 (式中、R1 は担体ペプチドであり、R2 は構造遺伝子
によりコードされたポリペプチドであり、X1 はLys ま
たはArg であり、X2 はアミノ酸である。) - 【請求項22】 担体ペプチドがタンパク質前駆体のプロ
領域である、請求項21記載の融合ポリペプチド。 - 【請求項23】 プロ領域がカルシトニン前駆体に由来す
る、請求項22記載の融合ポリペプチド。 - 【請求項24】 構造遺伝子によりコードされたポリペプ
チドが抗原非特異的グリコシル化阻害因子(GIF)で
ある、請求項21記載の融合ポリペプチド。 - 【請求項25】 GIFがマウスのものである、請求項24
記載の融合ポリペプチド。 - 【請求項26】 GIFがヒトのものである、請求項24記
載の融合ポリペプチド。 - 【請求項27】 請求項21記載の融合ポリペプチドをコー
ドする単離されたポリヌクレオチド配列。 - 【請求項28】 請求項27記載のポリヌクレオチドを含む
組換え発現ベクター。 - 【請求項29】 ベクターがウィルスである、請求項28記
載のベクター。 - 【請求項30】 ベクターがプラスミドである、請求項28
記載のベクター。 - 【請求項31】 請求項28記載のベクターを含む宿主細
胞。 - 【請求項32】 宿主が真核生物である、請求項31記載の
宿主細胞。 - 【請求項33】 宿主が COSである、請求項32記載の宿主
細胞。 - 【請求項34】 抗原特異的GIF上のエピトープと結合
するモノクローナル抗体。 - 【請求項35】 モノクローナル抗体が、ATCC受託番号H
B−11345を有するハイブリドーマ細胞系110BH3に
より産生されたモノクローナル抗体の特異性を持つ、請
求項34記載のモノクローナル抗体。 - 【請求項36】 モノクローナル抗体が、ATCC受託番号H
B−11345を有するハイブリドーマ細胞系110BH3に
より産生されたモノクローナル抗体である、請求項34記
載のモノクローナル抗体。 - 【請求項37】 抗原非特異的GIFをコードする単離さ
れたポリヌクレオチド配列。 - 【請求項38】 GIF配列が、 a.TがUであってもよい図1の核酸配列、 b.TがUであってもよい図2の核酸配列、 c.図1および図2の核酸配列に相補的な核酸配列、お
よび d.GIFをコードするゲノミックDNAに選択的にハ
イブリダイズする、少なくとも15塩基の長さのa、b
またはcのフラグメント の核酸配列からなる群より選択される、請求項37記載の
ポリヌクレオチド。 - 【請求項39】 請求項37記載のポリヌクレオチド配列を
含む組換えベクター。 - 【請求項40】 ベクターがウィルスである、請求項39記
載のベクター。 - 【請求項41】 ベクターがプラスミドである、請求項39
記載のベクター。 - 【請求項42】 請求項39記載のベクターを含む宿主細
胞。 - 【請求項43】 宿主が原核生物である、請求項42記載の
宿主細胞。 - 【請求項44】 宿主が大腸菌である、請求項43記載の宿
主細胞。 - 【請求項45】 宿主が真核生物である、請求項42記載の
宿主細胞。 - 【請求項46】 宿主が COS細胞である、請求項45記載の
宿主細胞。 - 【請求項47】 生物学的に活性なGIFの製造方法であ
って、 a.請求項42記載の宿主細胞を培養し、 b.その培養物から実質的な純粋なGIFを単離する 段階を含む、前記の製造方法。 - 【請求項48】 宿主細胞が真核生物である、請求項47記
載の方法。 - 【請求項49】 宿主細胞が COS細胞である、請求項48記
載の方法。
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