JPH0889278A - 遺伝子導入用修飾蛋白質及びその製法 - Google Patents

遺伝子導入用修飾蛋白質及びその製法

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JPH0889278A
JPH0889278A JP6270102A JP27010294A JPH0889278A JP H0889278 A JPH0889278 A JP H0889278A JP 6270102 A JP6270102 A JP 6270102A JP 27010294 A JP27010294 A JP 27010294A JP H0889278 A JPH0889278 A JP H0889278A
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protein
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polylysine
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Yoshiyuki Takahara
義之 高原
Naoyuki Yamada
尚之 山田
Masao Motoki
正雄 本木
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Ajinomoto Co Inc
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 本発明は、少なくとも1つ以上のグルタミン
残基を有する生理活性ペプチド又は生理活性蛋白質とア
ミノ供与体を有し核酸を包含する能力を有する高分子物
質とを、トランスグルタミナーゼ(Glutaminy
l−peptide:amine γ−glutamy
ltransferase)の存在下に反応せしめて、
該グルタミン残基のγ−位酸アミドにおいて該アミノ供
与体のアミノ基と酸アミド結合を形成せしめることを特
徴とする核酸包含用の生理活性ペプチド又は生理活性蛋
白質の製造方法、そのペプチド又は蛋白質誘導体、及
び、核酸包含物質に関する。 【効果】 生理活性ペプチド又は生理活性蛋白質の特性
を損なうことなく、核酸を包含する能力を有する高分子
物質が結合したペプチド又は蛋白質誘導体を得ることが
できる。また、当該誘導体を用いることにより選択的に
遺伝子を細胞に導入することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、i)生体の細胞の特
定な受容体に結合する能力を持つ生理活性ペプチド又は
生理活性蛋白質と、ii)核酸、特にDNAと親和性を
持ちこれを包含する能力を有する高分子物質の2者の結
合体及びその製法に関する。この結合体は特定な受容体
を持つ細胞に結合し、この結合体が包含している核酸を
細胞内に導入することができる。生体特定細胞又は特定
臓器又は癌細胞への遺伝子を導入する遺伝子治療を目的
とした結合体及びその作成法に関する発明である。
【0002】生理活性ペプチド又は生理活性蛋白質が数
多く知られている。以下これらをまとめて生理活性ペプ
チドと称することがある。例えば、インターロイキン
(IL)−1、−2、−3、−4、−5、−6、−7、
−8、−9、−10、−11、−12、G−CSF、G
M−CSF、M−CSF、エリスロポエチン(Eryt
hropoietin)、幹細胞因子(Stem ce
ll factor)、mpl−リガンド(mpl−l
igand)、α−、β−、γ−インターフェロン、ソ
マトスタチン、バソプレッシン(vasopressi
n)、インシュリン(Insulin)、 成長ホルモ
ン(Growth hormone)、サブスタンスP
(Substance P)等、人体中で生理的に働い
ているペプチドとこれらを改変したペプチド、ボンベシ
ンの様に動物由来のもの、ジフテリア毒素の様な微生物
由来のもの、レクチンの様な植物由来のもの等、広く天
然界より生理活性ペプチドが得られている。抗体も生理
活性ペプチドに含まれる。抗体としてはヒトのモノクロ
ーナル抗体ばかりでなく、動物のモノクローナル抗体も
含まれる。生理活性ペプチドの多くは対応する受容体に
特異的に結合することによりその生理機能を発揮する。
抗体は対応する抗原と特異的に結合する。また、可溶性
受容体は生体に存在している物と遺伝子組み換え法によ
り人為的に作る物があるが、これら可溶性受容体も生体
膜上の受容体同様対応するリガンドに特異的に結合す
る。
【0003】これら特異的結合を利用して特定の生理活
性ペプチドを標的分子として利用する事が考えられてい
る。例えばIL−6分子にジフテリアトキシンを結合
し、IL−6受容体を持つ癌細胞へ特異的にトキシンを
送り込み、癌細胞を殺す試みがなされている。癌特異的
抗原を認識するモノクローナル抗体に制癌剤を結合さ
せ、制癌剤を癌細胞に特異的に送り込む事も同様に有効
な方法として開発されている。
【0004】さらに、ドラッグデリバリーシステム(D
DS)において、生理活性ペプチドを利用する試みは遺
伝子治療の領域でも重要である。George Y.W
uらは、化学的方法によりオロソムコイド(oroso
mucoid)などの生理活性ペプチドにポリリジン
(プラス荷電を持つ)を結合させ、この複合体でDNA
プラスミド(マイナス荷電)を包み、オロソムコイドに
対する受容体を持つ肝細胞にDNAを送り込む遺伝子療
法を開発した(J.Biol.Chem.,263,1
4621,1988)。この結合体は静注することによ
り遺伝子を肝臓へ導入でき、遺伝子輸送体として大きな
期待が持たれている。導入する遺伝子により治療する対
象は異なるが、例えば、チミジンカイネース遺伝子を肝
臓に導入し、チミジンカイネースで活性化される抗癌剤
ガンシクロビルを投与し、肝臓だけで制癌剤が活性化さ
れることにより、副作用の少ない癌治療を行なうことも
遺伝子治療の一つの方法である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】遺伝子治療を目的とし
て核酸を人体に投与した場合には、核酸が酵素的に速や
かに分解されてしまう、また、DNAが容易に細胞内に
進入できないなどの問題がある。さらに、遺伝子治療に
おいて遺伝子がゲノムに挿入される場合は挿入部位によ
り細胞の機能を損なう場合があり、また、導入遺伝子に
よる発現産物が細胞の機能を損なう場合もある。このた
めに、i)核酸を分解されない状態で細胞に到達させる
こと、ii)核酸を高率に細胞内へ導入する必要があ
り、かつ、できるかぎり治療上必要な特定の細胞に遺伝
子を導入することが望まれる。
【0006】前記の問題を解決するためには、核酸の分
解を抑えるために核酸を何等かのポリマーで包含するこ
とが一つの解決法であり、核酸を特定の細胞内へ導入す
る為に細胞上の特定のレセプターと結合するリガンドと
核酸包含体を結合し、リガンド−レセプター結合による
エンドサイトーシスを利用して核酸を特定細胞内へ導入
することが一つの解決法である。この場合に、核酸を包
含するポリマーとリガンドである生理活性ペプチドを結
合しておくことが必要である。
【0007】一般に生理活性ペプチドと修飾するポリマ
ーの結合を化学反応により行なうと両者の活性が損なわ
れ易い点と種々の副反応により副成物ができて、一定の
高純度の品質保証が要求される医薬品としての品質維持
が困難となる。核酸を包含する能力を有する高分子物質
と生理活性ペプチドとの結合を、穏和な条件下で特異的
に行うための実用的製法の開発が必要とされていた。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記の問
題点を解決するために研究を重ねた結果、核酸を包含す
る能力を有する高分子物質と生理活性ペプチドとを、ト
ランスグルタミナーゼを用いることにより、穏和な条件
で結合させることができることを見出した。トランスグ
ルタミナーゼ(EC2.3.2.13)(系続名:pr
otein−glutamine:γ−glutamy
ltransferase)はペプチドまたは蛋白質中
のグルタミン残基とアミノ基を有する物質のアミノ基を
特異的に結合させることのできる公知の酵素である。ト
ランスグルタミナーゼについては、既に種々の文献で報
告されているが、その一例として次のものを挙げること
ができる。 (イ)J.E.Folk et al,Adv.Pro
tein Chem.31,1−133,1977 (ロ)J.E.Folk et al,Adv Enz
ymol,38,109−191,1973 (ハ)H.Bohn et al,Mol.CellB
iochem.20,67−75,1978 (ニ)L.Lorand et al,Handboo
k of Biochemistry and Mol
ecular Biology,vol.2,Prot
eins,ed G.D.Fasman,pp.669
−685,Cleveland:CRC.3rd e
d. (ホ)Guinea pig and rabbit
liver transglutaminase:T.
Abe et al,Biochemistry,1
6,5495−5501(1977) (ヘ)human red blood cells
tranglutaminase:S.C.Brenn
er et al,Biochim.Biophys.
Acta 522,74−83,1978 (ト)Rat coagulating gland
transglutaminase:J.Wilson
et al Fed.Proc.,38,1809
(Abstr.),(1979)
【0009】また、トランスグルタミナーゼはその由来
により、種々のものが知られている。例えば、微生物由
来のトランスグルタミナーゼ(Bacterial T
ransglutaminase、以下単にBTGと記
す。H.Ando et al,Agric.Bio
l.Chem.,53(10),2613−2617
(1989),K.Washizu et al,Bi
osci.Biotech.Biochem.,58
(1),82−87(1994)などで報告れてい
る。)、肝トランスグルタミナーゼ(liver tr
ansglutamfase)、 血漿子XIII(a
plasma factor XIIIa)、血小板−
胎盤因子XIIIa(Platelet and pl
acental factor XIIIa)、ヘアー
ホリックトランスグルタミナーゼ(Hair−foll
icle transglutanase)、 上皮ト
ランスグルタミナーゼ(Epidemal trans
glutaminase)、プロステイトトランスグル
タミナーゼ(Prostate transgluta
minase)などの動物由来のトランスグルタミナー
ゼ(Mammalian Transglutamin
ase)などが知られている。本発明で用いられるトラ
ンスグルタミナーゼとしては、いずれの由来のものも使
用することができるが、BTGを用いるのが好ましい。
【0010】トランスグルタミナーゼによる結合の場合
は反応が特異的な位置に限られる為に副成物の種類も少
なく、制御もしやすい利点がある。また、酵素反応であ
るために、化学反応に対して以下の優位点がある。 i) 結合対象物の機能を失わせずに特定の位置での結
合物を作成できる可能性が高い。 ii) 結合反応条件が生理的条件であるために、結合
対象物を変性させない。 iii) 品質を一定に保てる為、高品質の医薬品が製
造できる。
【0011】一方、蛋白質と蛋白質を結合させる方法は
遺伝子同士を結合させる組換えDNAの技術を用いる方
法がある。組換えDNA法に対して、トランスグルタミ
ナーゼを用いる方法は以下の利点が有る。 i) 組換えDNA法に比して、DNAから直接合成で
きない物質、例えば、糖鎖、糖蛋白、糖脂質、PEG等
も結合させることができる。 ii) 組換えDNA法では一方の蛋白質のN末端或は
C末端にもう一方の蛋白質を結合させた融合蛋白質しか
作れない。 iii) 組換えDNA法ではN末端或はC末端にもう
一方の蛋白質が結合した融合蛋白質しか得られないの
で、活性中心が蛋白質の末端に存在してると、この融合
蛋白質は活性を失う可能性が高い。 一方、トランスグルタミナーゼを用いると、グルタミン
のアミノ基に限定してアミノ基を有する物質を結合させ
る訳で、組換えDNA法とは異なる結合体が得られる。
BTGでの結合の制御により、両者の活性を保持した結
合体が得られる。
【0012】本発明の核酸を包含する能力を有する高分
子物質と生理活性ペプチドとの結合は、使用するトラン
スグルタミナーゼの酵素反応条件下で反応させることが
できる。たとえば、BTGを使用する場合には温度4〜
55℃、好ましくは30〜50℃で、pHが5〜8、好
ましくはpH6〜7で反応させることができる。
【0013】トランスグルタミナーゼ活性測定法。 本発明でいうトランスグルタミナーゼの活性単位は次の
ように測定される。すなわち、温度37℃、pH6.0
のトリス緩衝液中動物由来酵素の場合は5mMのCa
2+存在下で、微生物由来酵素の場合は非存在下でベン
ジルオキシカルボニルーL−グルタミングリシン及びヒ
ドロキシルアミンを基質とする反応系で、トランスグル
タミナーゼを作用せしめ、生成したヒドロキサム酸をト
リフロロ酢酸存在下で鉄錯体をを形成させた後、525
nmにおける吸光度を測定し、ヒドロキサム酸量を検量
線により求め、1分間に1μモルのヒドロキサム酸を生
成せしめた酵素をトランスグルタミナーゼの活性単位、
1ユニット(1U)とする。
【0014】本発明のアミノ供与体を有し、核酸を包含
する能力を有する高分子物質としては、分子中にアミノ
基を有し、核酸、特にDNAを包含できる能力を有する
ものであれば特に制限はないが、次のような条件を満た
すものが好ましい。 i) DNAを分解より保護する能力が高いこと ii) 生体内の循環系のいずれかの箇所で非特異的に
補捉されてしまわないこと。 iii)生体に有害でないこと。 iv) 受容体に関与してDNAが細胞内に入り、さら
に細胞内で発現する際に阻害的に働かないこと。 このような条件を満たすものとしては、アミノ基を有す
るペプチド又は蛋白質が好ましく、一般にDNAプラス
ミドはマイナスに荷電されていることからプラスに荷電
されている高分子物質を挙げることができる。より好ま
しい高分子物質としては、ポリリジンを挙げることがで
きる。その分子量は5,000〜200,000、好ま
しくは10,000〜100,000のものが挙げらら
れる。
【0015】また、本発明の生理活性ペプチドとして
は、アミノ酸配列中にグルタミンを有するもので、組
織、臓器、細胞などに特異的に結合できるものであれ
ば、特に制限はないが、前記した生理活性ペプチド又は
蛋白質が好ましく、より好ましくはインターロイキン−
2、インターロイキン−6などを挙げることができる。
併せて、核酸、特にDNAを標的とする為の生理活性ペ
プチドと標的とする細胞、臓器の例を挙げる。本発明に
適した生理活性ペプチド又は蛋白質の例を以下に示す。
【0016】標的分子:IL−2又は、抗IL−2受容
体抗体(α鎖、β鎖、またはγ鎖に対する抗体)。 標的細胞、臓器と治療目的: 1)IL−2受容体はATLのような特定の白血病細胞
に発現されている場合がある。この細胞を消去する。 2)他家臓器或は骨髄細胞を移植した場合、拒絶反応が
起きる。拒絶反応の発症には活性化されたT細胞が関与
しており、このT細胞はIL−2受容体を発現してい
る。この細胞を消去する。 3)慢性関節リウマチではIL−2受容体を発現してい
るリンパ球が局所に存在し、自己抗体を産生に関与する
事により、病気の発症・進行に関連している。この細胞
を消去する。
【0017】標的分子:IL−6又は、抗IL−6受容
体抗体(gp80、またはgp130に対する抗体)。 標的細胞、臓器と治療目的 1)IL−6受容体を持つ白血病細胞がある。この白血
病細胞を消去する。 2)慢性関節リウマチではIL−6受容体を発現してい
るリンパ球が局所に存在し、自己抗体を産生する事が病
気の発生・進行に関連している。このリンパ球を消去す
る。
【0018】標的分子:抗巨核球抗体。 標的細胞、臓器と治療目的:巨核球特異抗原を持つ細
胞。血小板減少症に対して、巨核球にIL−6,IL−
11,mpl−ligand等の遺伝子を導入し、巨核
球の選択的増殖、成熟を誘導する。 標的分子:抗CD34抗体。 標的細胞、臓器と治療目的:CD34を持つ骨髄細胞。
遺伝的に欠損している遺伝子、例えば、ADAを骨髄細
胞へ導入し遺伝病を治療する。または薬剤耐性遺伝子を
骨髄に導入し薬剤耐性とした後に化学療法で癌治療す
る。
【0019】標的分子:抗CD4抗体。 標的細胞、臓器と治療目的:CD4を持つ細胞。HIV
感染した細胞にHIVの増殖を抑制する遺伝子を導入し
AIDSを治療する。
【0020】標的分子:重合HSA又は抗アルブミン受
容体抗体。 標的細胞、臓器と治療目的:重合HSAは肝臓のアルプ
ミン受容体に結合する。肝癌に対し対応する癌抑制遺伝
子を導入し癌治療する。
【0021】標的分子:抗ErbB2抗体。 標的細胞、臓器と治療目的:ErbB2を有する癌。癌
細胞に癌抑制遺伝子を導入して癌治療する。
【0022】標的分子:EGF。 標的細胞、臓器と治療目的:卵巣癌等EGF受容体を持
つ癌細胞に癌抑制遺伝子を導入して癌治療する。
【0023】標的分子:大腸癌特異的癌抗原に対する抗
体。 標的細胞、臓器と治療目的:大腸癌細胞に癌抑制遺伝子
を導入して癌治療する。
【0024】プラス電荷を持つ高分子物質は水溶液中で
マイナス電荷を持つDNA分子を包含し、これを保護す
る。この高分子物質にターゲッティング(標的)分子で
ある生理活性ペプチドとを結合させた結合体とDNA分
子を混合することにより、DNAをターゲッティング分
子で包んだ複合体を形成することができる。この複合体
はインビボ投与でターゲッティング分子に対応する組織
に遺伝子を特異的に導入し、蛋白質を発現することがで
きる。以下の例ではこのような高分子物質としてポリリ
ジンを挙げているが、DNAを包含する分子は必ずしも
ポリリジンに限定されたものではなく、DNAと何等か
の親和性を持つ物質で、生体に害の無い循環器系のどこ
かでトラップされにくい物質であれば特に制限はない。
本発明の生理活性ペプチド又は生理活性蛋白質と核酸を
包含する能力を有する物質との結合体、及び、その結合
体と核酸との複合体との例を次に示すが、本発明の前記
結合体及び複合体がこれらに限定されるものではない。
【0025】ポリリジン−IL−6/チミジンカイネー
ス遺伝子発現プラスミド: IL−6レセプター(re
cptor)発現滑膜細胞への自殺遺伝子導入による慢
性リウマチ治療。IL−6レセプター(recepto
r)を持つ癌、例えば骨髄腫への自殺遺伝子挿入による
癌治療。 ポリリジン−抗CD14抗体/ADA遺伝子発現プラス
ミド: SCID患者、血液幹細胞へのADA遺伝子導
入による治療。 ポリリジン−抗CD14抗体/βグロブリン遺伝子発現
プラスミド: 血液幹細胞への正常βグロプリン遺伝子
挿入によるサラセミア治療。 ポリリジン−抗CD4抗体/チミジンカイネース発現プ
ラスミド: HIV感染T細胞への自殺遺伝子導入によ
るAIDS治療。 ポリリジン−抗CD4抗体/リバーストランスクリプタ
ーゼ(reversetranscrptase)アン
チセンス遺伝子発現プラスミド: HIV感染T細胞で
のHIV増殖抑制遺伝子導入によるAIDS治療。 次に実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、
本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【0026】
【実施例】
実施例1 分子量の異なるポリリジンを用いたポリリジ
ン結合IL−6の作成 10mgのポリリジン臭酸塩(分子量7,900、4
5,700、または83,800、Sigma社製)を
4mlの50mM Tris−HCl(pH7.5)に
溶解する。これに50μlのBTG溶液(14U/ml
50mM Tris−HCl,pH7.5)を添加し
て、室温で30分放置する。これに2mlのrhIL−
6溶液(2mg/ml 10mM クエン酸ナトリウ
ム、pH7.0)を加え攪はん後、37℃で2.5時間
(分子量7,900場合)または20時間(分子量4
5,700または83,800)放置する。反応液を逆
層HPLCで精製する。
【0027】分子量7,900のポリリジンを用いた場
合の反応液のクロマトグラフィーのパターンを図1に示
す。図1中で、ピーク1(22.14分)はポリリジン
を示し、ピーク2(27.57分)はポリリシン結合r
hIL−6を示し、ピーク3(29.66分)はrhI
L−6を示す。図1中の4の部分はポリリジン結合rh
−IL6画分を示す。使用したカラムは、Vydac
Protein C4 214TP54(4.6×25
0mm)で、溶媒はA:0.1%トリフルオロ酢酸(T
FA)及びB:0.1%TFA−80%アセトニトリル
で、流速は1ml/min.であった。当該クロマトグ
ラフィーの溶出プログラムを表1に示す。
【0028】
【表1】
【0029】ポリリジン結合IL−6画分を集め、さら
に同じ逆層HPLCにかけて濃縮する。溶出条件はAバ
ッファー中のBバソファー濃度を0%から100%まで
5分で直線的に増加させて溶出した(A、B溶媒(バッ
ファー)は図1のものと同じである。)。ポリリジン結
合IL−6画分を更にゲル濾過クロマトグラフィーで精
製した。 カラム :Sephadex G−75(1x10c
m)、 バッファー:20mM Tris−HCl、0.5M
NaCl(pH8.5)、流速2ml/min。 得られた精製ポリリジン結合IL−6の純度をHPLC
で調べた。このクロマトグラフィーのパターンを図2に
示す。図2の1中のピーク(イ)は、rhIL−6(R
etention time14.12分)を、 図2
の2中のピーク(ロ)は分子量7,900のポリリジン
が結合したrhIL−6(Retention tim
e 12.38分)を、図2の3中のピーク(ハ)は分
子量45,700のポリリジンが結合したrhIL−6
(Retention time 12.16分)を、
図2の4中のピーク(ニ)は分子量83,800のポリ
リジンが結合したrhIL−6(Retention
time 11.46分)をそれぞれ示している。 当該HPLCの条件は、カラム:Vydac Prot
ein C4 214TP54(4.6×250m
m)。 溶媒 :Aは0.1%トリフルオロ酢酸(TFA)、B
は0.1%TFA−80%アセトニトリル。 流速 :1ml/分であった。 溶出プログラムを表2に示す。
【0030】
【表2】
【0031】いずれの精製ポリリジン結合IL−6もほ
ぼ単一のピークを示した。
【0032】(結果)BTGはいずれの分子量のポリリ
ジンをもIL−6に結合させる能力があることが示され
た。
【0033】実施例2 i)ポリリジン結合IL−6のin vitro活性 (方法)IL−6依存性マウスハイブリドーマMH60
BSF2(Matsuda.T.,et al,Eu
r.J.Immunol,18,951,1988)を
サブクローニングしたMH60.32株を用いた。96
穴プレートを用いて各ウエルに以下の溶液を加える。 a)培地にて段階的に稀釈した検体溶液100μl。 b)培地にて3回洗浄し100μlの培地に懸濁した5
×10個のMH60。37℃、5%CO下で60時
間培養後細胞数をMTTアッセイ法で測定した。MTT
アッセイは以下のように行なった。各ウエルにMTT溶
液(3−[4,5−ジメチルチアゾール−2−イル]−
2,5−ジフェニル テトラゾリウム ブロマイド 1
mg/mlPBS溶液)50μlを加え培養後上清15
0mlを除き、MTT溶解液(20%SDS0.04N
HCl溶液)100μlを加えて一晩培養する。マイク
ロプレートリーダーで吸光度(570nm−630n
m)を測定した。 本実験で使用した培地はPRMI1640(GIBCO
社)、10%FCS(非動化)である。
【0034】(結果)MH60の増殖活性において、ポ
リリジン結合IL−6(分子量7,900)のinvi
troにおける活性試験の結果を図3に示す。この結果
ポリリジン結合IL−6の活性はIL−6の活性と同等
であることがわかる。また、分子量45,700又は8
3,800のポリリジンと結合したポリリジン結合IL
−6も同様の活性を示した。
【0035】ii)ポリリジン結合IL−6のin v
ivo活性 (方法)6週令前後で体重25gの健康なICR系雌マ
ウスを用い、試料0.1ml皮下注射する。試料はPB
Sで稀釈し、対象はPBSとする。試験動物は1群5
匹。投与は1日2回(朝夕)、5日目の朝まで、合計9
回投与する。最後の投与から4〜8時間目に各試験動物
の心臓から採血し、抗凝固剤と混合して採血後3時間以
内にその血小板数を電気抵抗変化検出法により測定す
る。単位容積当りの平均血小板数を求めた。 (結果)表3に分子量7,900のポリリジンを結合さ
せたポリリジン結合IL−6の場合の結果を示す。表3
で示されるように、IL−6に対しポリリジン−IL−
6はin vivoにおいて血小板数を亢進させた。ま
た、分子量45,700又は83,800のポリリジン
を結合させたポリリジン結合IL−6も、各々表3に示
したと同様な活性を示した。
【0036】
【表3】
【0037】実施例3 ポリリジン結合IL−6とDN
Aとの複合体の形成 (方法)1μのDNA溶液(2μg/μl)に100μ
l ポリリジン結合IL−6(0.3mg/ml 0.
2Mリン酸ナトリウムpH6.0)を加えて15秒ボル
テックスで攪はん後、室温にて30分放置し両者の複合
体を形成させた。ポリリジン結合IL−6とDNAの複
合体とDNAのみを0.8%寒天ゲルで泳動し、EtB
r存在下での紫外線で複合体の形成能力を確認した。
【0038】(結果) i) 図4にこの電気泳動のパターンを示す。図4中の
1及び4はマーカー(λ−Hind III で消化
(Digest))、図4中の2はプラスミドベクター
(pSV−β−Galactosidase Vect
or)、図4中の3はDNAとポリリジン結合IL−6
の複合体をそれぞれ示している。図4に示すように、D
NAはポリリジン結合IL−6と複合体を形成すると
0.8%寒天ゲルで泳動しなくなり、原点に留まる。こ
れは、BTGを用いて調製したポリリジン結合IL−6
がDNAと複合体を形成した結果であり、ポリリジン結
合IL−6がDNAと複合体を形成する能力を保有して
いることを示している。また、図4では分子量7,90
0のポリリジンを結合したポリリジン結合IL−6の場
合を示しているが、分子量45,700又は83,80
0のポリリジンが結合したポリリジン結合IL−6の場
合も同様な結果を示した。
【0038】実施例4 ポリリジン結合IL−6による
IL−6受容体保有細胞への特異的遺伝子導入(1) (方法)実施例3と同様な方法で調製したDNA20μ
g、ポリリジン結合IL−610μg相当の複合体を培
養細胞に加えた。継代培養細胞を1×10個の6穴プ
レート中の2ml培地に移して数時間培養したものに、
前述のポリリジン結合IL−6/DNA複合体を添加し
た。37℃、5%CO下で48時間培養後、以下のよ
うにβ−ガラクトシダーゼ(galactosidas
e)の発現量を測定した。使用細胞はIL−6受容体保
有細胞としてU266を、IL−6受容体を保持しない
細胞としてCEMを用いた。使用したDNAはpSV−
β−ガラクトシダーゼ ベクター(Promega社、
USA製)。β−ガラクトシダーゼ活性はPromeg
a社のTechnical Bulletin(参考文
献、F.C.Lucibello et al、Me
t.Mol.Cell.Biol.,vol 1,9,
1989)によった。
【0039】(結果)結果を表4に示す。表4で示され
るように、IL−6受容体保有細胞U266はIL−6
受容体を保有しない細胞CEMに比して有意にβ−ガラ
クトシダーゼ活性が高かった。また、U266の場合、
ポリリジン結合IL−6またはDNAのみと培養した細
胞のβ−ガラクトシダーゼ活性に対し、ポリリジン結合
IL−6とDNAとの複合体と培養した細胞のβ−ガラ
クトシダーゼ活性は高かった。
【0040】
【表4】
【0041】実施例5 ポリリジン結合IL−6による
IL−6受容体保有細胞への特異的遺伝子導入(2) (方法)ポリリジン結合IL−6、およびDNAとポリ
リジン結合IL−6複合体の作成は実施例3と同様に作
成した。DNA、ポリリジン結合IL−6またはそれら
の複合体を添加した培地で培養した。添加量、培養法は
実施例3と同様。IL−6受容体を保有する細胞として
U266、U937、Hepg2又はHep3Bを使用
した。使用したポリリジン結合IL−6のポリリジンの
分子量は7,900であり、また使用したDNAはpS
V2CAT(Gorman,C.M.et al,Mo
l.Cell.Biol.,2,1044,1982)
である。クロラムフェニコール アセチルトランスフェ
ラーゼ(Chloramphenicol acety
ltransferase(CAT))活性はMurr
ayの方法(Murray,I.A.,et al,N
ucleic Acids Res.,19、664
8、1991)を用いて測定した。
【0042】(結果)表5に示すように、DNAのみま
たはポリリジン結合IL−6のみを添加して培養した細
胞のCAT活性に対し、DNAとポリリジン結合IL−
6の複合体を添加して培養した細胞のCAT活性は有意
に高く、当該複合体による遺伝子の導入が示された。
【0043】
【表5】
【0044】
【発明の効果】トランスグルタミナーゼを用いることに
より、グルタミンを有する生理活性ペプチド又は蛋白質
のグルタミン残基の部分で、特異的にかつ穏和な条件で
当該ペプチド又は蛋白質と、アミノ基を有し核酸(DN
Aなど)を包含する能力を有する高分子物質を結合する
ことができる。生理活性ぺプチド又は蛋白質の特性を消
失することなく、核酸を包含することができるので、当
該生理活性ペプチド又は蛋白質の組織、臓器、細胞など
に特異的に集積する特性を利用して、核酸を細胞内へ選
択的かつ高効率で導入することができる。これにより、
本発明は遺伝子治療等へ応用することがでる。
【図面の簡単な説明】
【図1】ポリリジンとIL−6の反応液のクロマトグラ
フィーのパターンを示す。
【図2】精製ポリリジン結合IL−6のクロマトグラフ
ィーのパターンを示す。
【図3】IL−6とポリリジン結合IL−6のin v
itroでの活性の結果を示す。
【図4】ポリリジン結合IL−6のDNA複合体の形成
を示す電気泳動パターンを示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C12N 9/10 15/09 // A61K 48/00

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも1つ以上のグルタミン残基を
    有する生理活性ペプチド又は生理活性蛋白質とアミノ供
    与体を有し、核酸を包含する能力を有する高分子物質と
    を、トランスグルタミナーゼの存在下に反応せしめて、
    該グルタミン残基のγ−位酸アミドにおいて該アミノ酸
    供与体のアミノ基と酸アミド結合を形成せしめてなる核
    酸含有用の蛋白質の製造方法。
  2. 【請求項2】 トランスグルタミナーセが微生物由来の
    トランスグルタミナーゼである請求項1に記載の製造方
    法。
  3. 【請求項3】 請求項1に記載の方法で製造しうる生理
    活性ぺプチド又は生理活性蛋白質と遺伝子を包含する能
    力を有する高分子物質の結合体。
  4. 【請求項4】 高分子物質がポリリジンである請求項3
    に記載のペプチド又は蛋白質の結合体。
  5. 【請求項5】 生理活性蛋白質がインターロイキン6で
    ある請求項3又は4に記載の蛋白質の結合体。
  6. 【請求項6】 生理活性蛋白質がインターロイキン2で
    ある請求項3又は4に記載の蛋白質の結合体。
  7. 【請求項7】 請求項3に記載の生理活性ペプチド又は
    生理活性蛋白質と遺伝子を包含する能力を有する高分子
    物質との結合体、及び、核酸からなる核酸複合体。
  8. 【請求項8】 核酸がDNAである請求項7に記載の核
    酸複合体。
  9. 【請求項9】 結合体が請求項4、5又は6のいずれか
    である請求項7又は8に記載の核酸複合体。
  10. 【請求項10】請求項3から6のいずれかに記載の結合
    体からなる遺伝子治療用の遺伝子導入用媒体。
  11. 【請求項11】請求項7から9のいずれかに記載の核酸
    複合体からなる遺伝子治療用の遺伝子導入剤。
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