JPH09163986A - サイトカインレセプタ−領域、その製法及びそれに使用する宿主 - Google Patents

サイトカインレセプタ−領域、その製法及びそれに使用する宿主

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JPH09163986A
JPH09163986A JP7330106A JP33010695A JPH09163986A JP H09163986 A JPH09163986 A JP H09163986A JP 7330106 A JP7330106 A JP 7330106A JP 33010695 A JP33010695 A JP 33010695A JP H09163986 A JPH09163986 A JP H09163986A
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cytokine receptor
region
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sil
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Kiyoshi Yasukawa
清 保川
Harutaka Iekame
晴宇 家亀
Masahide Kondo
雅英 近藤
Takao Matsuba
隆雄 松葉
Roozeejiyon Sutefuan
ローゼ−ジョン ステファン
Peetaazu Marute
ペーターズ マルテ
Fuorumaa Petora
フォルマー ペトラ
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Tosoh Corp
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  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
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  • Peptides Or Proteins (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】機能は同じであるが、分子量が細胞外領域全体
に比べ小さいという特徴を有する、組換えサイトカイン
レセプタ−領域を提供する。 【解決手段】IL−6R中のサイトカインレセプタ−領
域をコ−ドする遺伝子を含有する発現ベクタ−により形
質転換されたピキア酵母、それを培養し培養物からIL
−6Rのサイトカインレセプタ−領域を採取することを
特徴とするIL−6Rのサイトカインレセプタ−領域の
製造法、及びそのような方法により製造された組換えI
L−6Rのサイトカインレセプタ−領域。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、サイトカインレセ
プタ−領域、その製法及びそれに使用する宿主に関する
ものであり、詳しくは組換えサイトカインレセプタ−領
域、その製法及びそれに使用する宿主に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】4つのαヘリックスから構成されること
を特徴とする、サイトカインが結合するレセプタ−は、
ヘマトポイエチックレセプタ−ファミリ−(造血系レセ
プタ−群)と呼ばれるグル−プに属し、7つのβシ−ト
から構成されるバレル(樽)が短いリンカ−で2個つな
がった構造体をとることが特徴である。この構造体はサ
イトカインレセプタ−領域と呼ばれ、その中には、トリ
プトファン−セリン−X−トリプトファン−セリン(X
は不特定のアミノ酸残基)という配列が広く保存されて
いる(Bazan, Proc. Natl. Aca
d. Sci.,87巻、p6934,1990年参
照)。
【0003】ヘマトポイエチックレセプタ−ファミリ−
に属するサイトカインレセプタ−は、膜型及び可溶型の
どちらでも、サイトカインと結合することができる。ヘ
マトポイエチックレセプタ−ファミリ−の1種であるイ
ンターロイキン6レセプター(IL−6R)の可溶型
は、そのリガンドであるインターロイキン6(IL−
6)と結合すると、標的細胞膜上のgp130と結合す
ることにより、刺激を伝えることが知られている(Ro
se−Johnら、Biochem. J.,300
巻、p281,1994年参照)。一方、インターロイ
キン4レセプター(IL−4R)の可溶型は、そのリガ
ンドであるインターロイキン4(IL−4)と結合する
と、標的細胞膜上のIL−4Rと結合することを阻害
し、刺激が伝わらないことが知られている(Rose−
Johnら、Biochem. J.,300巻、p2
81,1994年参照)。
【0004】遺伝子工学を用いて組換えサイトカインレ
セプタ−を作ることはすでによく知られている方法であ
る。この場合、組換えサイトカインレセプタ−の活性、
すなわちそのリガンドであるサイトカインと結合し、刺
激を伝達あるいは阻害することができるものであれば、
組換えサイトカインレセプタ−の分子量は小さいほど精
製等の取扱いが容易である。また、診断薬あるいは治療
薬として用いる場合も、活性に不要な部分は除去するこ
とが望ましい。例えば、可溶性IL−6Rの産業上の用
途としては、IL−6の生理活性のひとつである血小板
増多効果(石橋ら、Blood, 74, p124
1,1989年参照)、あるいはSCF(Stem c
ell factor,幹細胞因子)存在下でのIL−
6の骨髄幹細胞の増殖効果(Suiら、Proc. N
atl, Acad. Sci.USA,1995年参
照)の増強が挙げられる。この場合も、可溶性IL−6
Rは、IL−6と結合し、その複合体が細胞膜上gp1
30と結合して刺激を伝えることができるものであるな
らば、副反応や副作用を減少させるために、分子量はよ
り小さいことが好ましい。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、機能は同じ
であるが、分子量が細胞外領域全体に比べ小さいという
特徴を有する、組換えサイトカインレセプタ−を提供す
ることを目的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明者らは、サイトカインレセプタ−の製造方法
について鋭意研究を行った結果、サイトカインレセプタ
−領域のみを宿主−ベクタ−系で発現させ、発現した該
蛋白質を同定し、遺伝子工学的に大量に該蛋白質を生産
し、さらにリガンドに結合できるという性質を保持した
状態で効率良く該蛋白質を分離回収する方法を確立し
た。
【0007】すなわち本発明は、サイトカインレセプタ
−領域をコ−ドする遺伝子を含有する発現ベクタ−によ
り形質転換された宿種、その宿種を培養し、そして当該
培養物からサイトカインレセプタ−領域を採取すること
を特徴とするサイトカインレセプタ−領域の製造方法、
及びそのようにして製造された組換えサイトカインレセ
プタ−領域にある。
【0008】また本発明は、サイトカインレセプタ−領
域をコ−ドする遺伝子を含有する発現ベクタ−により形
質転換されたピキア酵母、そのピキア酵母を培養し、そ
して当該培養物からサイトカインレセプタ−領域を採取
することを特徴とするサイトカインレセプタ−領域の製
造方法、及びそのようにして製造された組換えサイトカ
インレセプタ−領域にある。
【0009】以下、本発明をさらに詳細に説明する。
【0010】本発明で提供される組換えサイトカインレ
セプタ−領域とは、ヘマトポイエチックレセプタ−ファ
ミリ−(造血系レセプタ−群)と呼ばれるサイトカイン
レセプタ−中に存在する、7つのβシ−トから構成され
るバレル(樽)用の構造体が短いリンカ−で2個つなが
った構造体、すなわちサイトカインレセプタ−領域を、
適当な宿種を用いて発現させたものである。
【0011】宿主としては、大腸菌、動物細胞、ピキア
酵母などが使用できるが、特にピキア酵母が好ましい。
本明細書中には、一例としてIL−6Rのサイトカイン
レセプター領域の製造を記述しているが、サイトカイン
レセプター領域としては特に限定はなく、種々のサイト
カインレセプター領域を用いることができる。
【0012】サイトカインレセプタ−領域を生産するた
めに用いるサイトカインレセプタ−領域をコ−ドするD
NA配列とは、ヘマトポイエチックレセプタ−ファミリ
−に属するサイトカインレセプタ−をコ−ドするDNA
配列のうち、例えばサイトカインレセプタ−領域をコ−
ドするDNA配列に適当な修飾を加えたものが挙げられ
る。目的のレセプタ−の1次構造からサイトカインレセ
プタ−領域を同定することは、それ自体よく知られた方
法である(Bazan ら、Proc. Natl. Acad. Sci.87, p693
4, 1990年参照)。また上記適当な修飾法として、終止
コドンを細胞外領域あるいは膜貫通領域に挿入する方
法、細胞外領域中の免疫グロブリン様領域、膜貫通領
域、細胞内領域を除去する方法等があげられる。また、
該配列中の1個もしくは複数個のヌクレオチドが他のヌ
クレオチド配列により置換されており、及び/または1
個もしくは複数個のヌクレオチドが欠失しており、及び
/または1個もしくは複数個のヌクレオチドが付加され
たものも上記DNA配列に含められる。この場合の複数
個というのは、約2〜20個が好ましい。
【0013】サイトカインレセプタ−領域を暗号化する
cDNAは、例えば対象となるサイトカインレセプタ−
の一次構造を参照してDNAを合成し、例えば適当な培
養細胞で発現したmRNAからcDNAを合成し、これ
を鋳型としてPCR反応により調製することが可能であ
る。このような例として、ヒトIL−6レセプタ−の一
次構造(Yamasakiら, Science, 2
41, p825,1988年参照)を参照してDNA
を合成したり、ヒト肝臓細胞で発現したmRNAからc
DNAを合成し、これを鋳型としてPCR反応によりヒ
トIL−6レセプタ−のサイトカインレセプタ−領域を
調製したりすることが可能である。
【0014】本発明のベクタ−は、サイトカインレセプ
タ−領域を暗号化するcDNAの他に、自己増殖のため
の複製開始点、形質転換細胞の選択を簡単にするための
薬剤耐性遺伝子、宿主細胞のHis合成遺伝子の変換を
相補するHis4遺伝子、サイトカインレセプタ−領域
のmRNAへのポリアデニレ−ション配列、サイトカイ
ンレセプタ−領域のcDNAの転写を終了させるための
タ−ミネ−タ−などの塩基配列を有していることが好ま
しい。また、プロモ−タ−としては宿種が大腸菌の場合
は、tacやphoA,宿種が酵母の場合は、アルコ−
ルオキシダ−ゼプロモ−タ−、宿種が動物細胞の場合は
SV40やサイトメガロウイルスプロモ−タ−などを用
いることができる。
【0015】培養液などからサイトカインレセプタ−領
域を回収する操作は、通常の例えば液体クロマトグラフ
ィ−などの手法を用いて培養上清から回収、精製すれば
良い。
【0016】
【発明の実施の形態】以下本発明をさらに詳細に説明す
るために実施例を示すが、本発明はこれら実施例に限定
されるものではない。
【0017】実施例1 ピキア酵母でのサイトカインレ
セプタ−領域を含むIL−6R発現用プラスミドの調
製。
【0018】IL−6R領域を含む配列として、IL−
6Rの113番目のグリシンから336番目のトレオニ
ンまでの計224アミノ酸をコ−ドする発現プラスミド
pPIC9−sIL−6R−sh、及びIL−6R領域
を含む配列として、IL−6Rの113番目のグリシン
から355番目のプロリンまでとGSRRRGSCGL
との計253アミノ酸をコ−ドする発現プラスミドpP
IC9−sIL−6R−splをそれぞれ以下の方法で
構築した。
【0019】プライマ−5´−CCCGAGGAGCC
CCAGCTC−3´と5´−GGCGAATTCCT
AAGTAGTAATTGCCTC−3´により、IL
−6RのcDNAをPCRにより増幅した。増幅された
DNAをEcoRIで切断した後、SnaBIとEco
RIで切断したピキア用発現プラスミドpPIC9(イ
ンビトロジェン社)に挿入することにより、IL−6R
発現プラスミドpPIC9−sIL−6R−shを得
た。
【0020】プライマ−5´−CCCGAGGAGCC
CCAGCTC−3´と5´−GGCGAATTCTC
AGAGCCCGCATCCACGTCTTCTTGA
ACCTGGGAGGCTTGTCGCATTTGC−
3´により、IL−6RのcDNAをPCRにより増幅
した。増幅されたDNAをEcoRIで切断した後、S
naBIとEcoRIで切断したピキア用発現プラスミ
ドpPIC9(インビトロジェン社)に挿入することに
より、IL−6R発現プラスミドpPIC9−sIL−
6R−splを得た。
【0021】得られたIL−6R発現プラスミドpPI
C9−sIL−6R−sh及びpPIC9−sIL−6
R−splを図1に示す。
【0022】実施例2 形質転換体の作製。
【0023】Pichia pastoris GS1
15株(インビトロジェン社)からCregg J.
M.の方法(Mol. Cell. Biol.,
5,p3376,1985年参照)及び特開平2−10
4920号に記載の方法に従ってスフェロプラストを調
製し、BglIIによって線状化したpPIC9−sI
L−6R−shあるいはpPIC9−sIL−6R−s
plにより、以下の方法で形質転換を行った。
【0024】すなわち、GS115をYPD培地50m
lで30℃でOD600が1になるまで振とう培養した
後、菌を集め、リチウムクロライド法により発現プラス
ミドを導入した。形質転換菌は最小栄養培地で培養し、
ヒスチジン要求性を失った形質転換菌を選別した。30
から100クロ−ンを保存用プレ−トで培養した後、9
6穴に移し、BMGY培地0.15mlの中で30℃で
24時間培養した。その後、菌を集め、BMMY培地に
サスペンドし、メタノ−ルを加えてPaoxプロモ−タ
−を誘導し、30℃で24時間培養した。途中、4時間
後と16時間後に、メタノ−ルを0.5%加えた。最後
に上清を集め12.5%ゲルでSDS−PAGEを行
い、最も発現量の多いクロ−ンsIL−6R−shとs
IL−6R−splを選んだ。
【0025】実施例3 IL−6Rの発現。
【0026】実施例2で得られたクロ−ンsIL−6R
−shとクロ−ンsIL−6R−splとをそれぞれ1
リットルの1%グリセロ−ル含有培地でOD600=1
4となるまで30℃で振とう培養した後、菌体を0.8
%メタノ−ル含有倍地に移し、メタノ−ルの濃度を0.
2〜0.8%に保ちながら、2日間培養した。その後、
培養物を遠心操作により培養上清と菌体に分画した。
【0027】培養上清中のIL−6Rは、以下の方法で
解析した。
【0028】まず、形質転換株sIL−6R−sh及び
sIL−6R−splの培養上清中にIL−6Rが含ま
れていることをSDS−PAGEにより確認した。
【0029】具体的には、未形質転換株GS115,p
PIC9−sIL−6R−shで形質転換した株sIL
−6R−sh及びpPIC9−sIL−6R−splで
形質転換した株sIL−6R−splをそれぞれ培養
し、メタノ−ルによる誘導の48時間後に培養液を集め
た。遠心により細胞を除去し、上清を10倍に濃縮した
ものをSDS−PAGEにかけた。結果を図2に示す。
図中(1)は、銀染色したときのパタ−ン、(2)はマ
ウス由来でヒトIL−6Rのサイトカインレセプタ−領
域を認識するモノクロ−ナル抗体であるPM1(Hir
ataら、J.Immunol.,143,p290
0,1989年参照)でウエスタンブロットをしたとき
のパタ−ンである。
【0030】次に3種類のELISAで以下の解析を行
った。
【0031】まず、大腸菌由来ヒトIL−6(Yasu
kawaら、Biotech. Lett., 12,
p419,1990年参照)とウサギ由来抗ヒトIL
−6Rポリクロ−ナル抗体とのサンドイッチELISA
において、未形質転換株GS115の培養上清を20倍
に薄めたもの(白四角)、pPIC9−sIL−6R−
splで形質転換した株sIL−6R−splの培養上
清を20倍に薄めたもの(黒四角)、0.25μg/m
lの精製IL−6R(白丸)を、種々の濃度のIL−6
で固相をコートして測定したときのプレ−トの発色を図
3に示す。図中、縦軸は405nmにおける吸光度、横
軸は固相にコートしたIL−6濃度を示す。
【0032】図3より明らかなように、形質転換株sI
L−6R−splの培養上清中にはIL−6と結合する
IL−6Rが確認されたが、ネガティブコントロ−ルで
ある非形質転換菌の培養上清中にはIL−6と結合する
IL−6Rが確認されなかった。
【0033】次に、マウス由来でヒトIL−6Rの免疫
グロブリン様領域を認識するモノクロ−ナル抗体である
MT18(Hirataら、J. Immunol.,
143,p2900,1989年参照)とウサギ由来抗
ヒトIL−6Rポリクロ−ナル抗体とのサンドイッチE
LISAにおいて、未形質転換株GS115の培養上清
(1)、形質転換株sIL−6R−splの培養上清
(2)、15μg/mlの精製IL−6R(3)を、1
00倍(黒四角)、1000倍(まだらの四角)、ある
いは10000倍(白四角)薄めたものを測定したとき
のプレ−トの発色(3回の平均値)を図4に示す。図
中、縦軸は405nmにおける吸光度を示す。
【0034】図4から明らかなように、形質転換株sI
L−6R−splと非形質転換株の培養上清のいずれに
も発色は見られなかった。これは、形質転換株sIL−
6R−splが発現するIL−6Rが免疫グロブリン様
領域を欠失していることを示す。
【0035】最後に、抗ヒトIL−6R抗体PM1とウ
サギ由来抗ヒトIL−6Rポリクロ−ナル抗体とのサン
ドイッチELISAにおいて、未形質転換株GS115
の培養上清(1)、形質転換株sIL−6R−splの
培養上清(2)、15μg/mlの精製IL−6R
(3)を、100倍(黒四角)、1000倍(まだらの
四角)、あるいは10000倍(白四角)薄めたものを
測定したときのプレ−トの発色(3回の平均値)を図5
に示す。図中、縦軸は405nmにおける吸光度を示
す。
【0036】図5から明らかなように、形質転換株sI
L−6R−splの培養上清中にはIL−6Rが確認さ
れたが、非形質転換菌の培養上清中には、IL−6Rが
確認されなかった。これは、形質転換株sIL−6R−
splが発現するIL−6Rがサイトカインレセプタ−
領域を有することを示す。
【0037】実施例4 IL−6Rの精製。
【0038】実施例3で得られた形質転換株sIL−6
R−splの培養上清を、膜濃縮器HF−Lab1(東
ソ−製)で濃縮し、PM1結合トレシルトヨパ−ル(東
ソ−製)でアフィニティ−精製した。カラムからの溶出
には、3M KSCN,10mM Tris−HCl
(pH8.0)を用いた。素通り分画(1)及び溶出分
画(2)をSDS−PAGEにかけ、銀染色したときの
パタ−ンを図6に示す。
【0039】図6に示される通り、本操作により精製I
L−6Rを得ることができた。
【0040】実施例5 IL−6Rの生物活性。
【0041】ヒト肝臓細胞株HepG2−IL−6は、
IL−6を発現するが、細胞膜上にIL−6Rを発現し
ていないため、IL−6Rの活性測定に用いられる(M
ackiewiczら、J. Immunol. 14
9巻、p2021,1992年参照)。
【0042】非刺激のHepG2−IL−6細胞(対
照)、形質転換株sIL−6R−shの培養上清15μ
lで刺激したHepG2−IL−6細胞、あるいは形質
転換株sIL−6R−splの培養上清15μlで刺激
したHepG2−IL−6細胞由来のmRNAを、ハプ
トグロビンのcDNAをプロ−ブとし、ノ−ザンブロッ
ドを行った結果を図7左に示す。また、形質転換株sI
L−6R−splの培養上清を各種濃度のIL−6R分
だけ加えて刺激したHepG2−IL−6細胞由来のm
RNAをハプトグロビンのcDNAをプローブとし、ノ
ーザンブロッドをおこなった結果を図7右に示す。
【0043】図7に示すように、形質転換株sIL−6
R−sh及びsIL−6R−splの培養上清中に含ま
れるIL−6Rは、HepG2−IL−6にハプトグロ
ビンの発現を誘導した。これは、これらのIL−6R
は、IL−6と結合するとgp130と会合することを
示す。また形質転換株sIL−6R−splの培養上清
中のIL−6Rは、濃度依存的にHepG2−IL−6
にハプトグロビンの発現を誘導した。
【0044】
【発明の効果】本発明で提供されるサイトカインレセプ
タ−領域の遺伝子工学的生産法、及び該蛋白質の分離回
収法により、自然状態では極めて微量にしか生産されな
いサイトカインレセプタ−と同等のサイトカインレセプ
タ−領域を大量に生産することが可能である。このこと
は、個体発生及び免疫機構の研究、さらにはそれらの成
果に基づく治療薬診断薬等の開発等に大きな意義を持
つ。また抗サイトカインレセプタ−領域抗体を作製する
ための免疫原、さらにはサイトカインレセプタ−領域の
免疫化学的測定法の標準物質として用いることもでき
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1で作製したベクタ−pPIC9−sI
L−6R−sh及びpPIC9−sIL−6R−spl
の構造を示す図である。
【図2】実施例3で行ったSDS−PAGEの結果を示
す図である。
【図3】実施例3で固相化IL−6を用いて行ったEL
ISAの結果を示す図である。
【図4】実施例3でモノクローナル抗体MT18を用い
て行ったELISAの結果を示す図である。
【図5】実施例3でモノクローナル抗体PM1を用いて
行ったELISAの結果を示す図である。
【図6】実施例4において、SDS−PAGEの結果を
銀染色したときの結果を示す図である。
【図7】実施例5のノーザンブロッドの結果を示す図で
ある。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 //(C12N 1/19 C12R 1:84) (C12P 21/02 C12R 1:84) (72)発明者 ステファン ローゼ−ジョン ドイツ国マインツ,オーベレ ツアールバ ッヒャーシュトラッセ63,D−55101,ヨ ハネスグーテンベルグ−ウニバージテート マインツ エルステ メディチニッシェ クリニック内 (72)発明者 マルテ ペーターズ ドイツ国マインツ,オーベレ ツアールバ ッヒャーシュトラッセ63,D−55101,ヨ ハネスグーテンベルグ−ウニバージテート マインツ エルステ メディチニッシェ クリニック内 (72)発明者 ペトラ フォルマー ドイツ国マインツ,オーベレ ツアールバ ッヒャーシュトラッセ63,D−55101,ヨ ハネスグーテンベルグ−ウニバージテート マインツ エルステ メディチニッシェ クリニック内

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】サイトカインレセプタ−領域をコ−ドする
    遺伝子を含有する発現ベクタ−により形質転換された宿
    種。
  2. 【請求項2】請求項1に記載の宿種を培養し、そして当
    該培養物からサイトカインレセプタ−領域を採取するこ
    とを特徴とするサイトカインレセプタ−領域の製造方
    法。
  3. 【請求項3】請求項2に記載の方法により製造された組
    換えサイトカインレセプタ−領域。
  4. 【請求項4】サイトカインレセプタ−領域をコ−ドする
    遺伝子を含有する発現ベクタ−により形質転換されたピ
    キア酵母。
  5. 【請求項5】請求項4に記載のピキア酵母を培養し、そ
    して当該培養物からサイトカインレセプタ−領域を採取
    することを特徴とするサイトカインレセプタ−領域の製
    造方法。
  6. 【請求項6】請求項5に記載の方法により製造された組
    換えサイトカインレセプタ−領域。
  7. 【請求項7】サイトカインレセプタ−領域がIL−6レ
    セプタ−のサイトカインレセプタ−領域である請求項4
    に記載のピキア酵母。
  8. 【請求項8】サイトカインレセプタ−領域がIL−6レ
    セプタ−のサイトカインレセプタ−領域である請求項5
    に記載の製造方法。
  9. 【請求項9】サイトカインレセプタ−領域がIL−6レ
    セプタ−のサイトカインレセプタ−領域である請求項6
    に記載の組換えサイトカインレセプタ−領域。
JP7330106A 1995-12-19 1995-12-19 サイトカインレセプタ−領域、その製法及びそれに使用する宿主 Pending JPH09163986A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001083536A1 (fr) * 2000-04-27 2001-11-08 Biowindow Gene Development Inc. Shanghai Nouveau polypeptide, recepteur 15 du facteur cellulaire, et polynucleotide codant pour ce polypeptide

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WO2001083536A1 (fr) * 2000-04-27 2001-11-08 Biowindow Gene Development Inc. Shanghai Nouveau polypeptide, recepteur 15 du facteur cellulaire, et polynucleotide codant pour ce polypeptide

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