JPS62135493A - ガン壊死因子 - Google Patents

ガン壊死因子

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JPS62135493A
JPS62135493A JP60275392A JP27539285A JPS62135493A JP S62135493 A JPS62135493 A JP S62135493A JP 60275392 A JP60275392 A JP 60275392A JP 27539285 A JP27539285 A JP 27539285A JP S62135493 A JPS62135493 A JP S62135493A
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JP
Japan
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cells
cdna
dna
necrosis factor
cancer
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Pending
Application number
JP60275392A
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English (en)
Inventor
Joji Kato
加藤 錠治
Kozo Yamamoto
浩三 山本
Saburo Komatsubara
小松原 三郎
Tsutomu Takagi
勉 高木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tanabe Seiyaku Co Ltd
Original Assignee
Tanabe Seiyaku Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS62135493A publication Critical patent/JPS62135493A/ja
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K14/00Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • C07K14/435Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans
    • C07K14/52Cytokines; Lymphokines; Interferons
    • C07K14/525Tumour necrosis factor [TNF]

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  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Peptides Or Proteins (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
  • Saccharide Compounds (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明はガン壊死因子に関する。
〔従来技術〕
Carswellらは、あらかじめbacillus 
Ca1metteGu≦rin(BCG)に怒染させ、
ついでエンドトキシンで処理したマウスの血清中には、
移植したMethA肉腫によるガンを壊死させる物質が
含まれていることを見出し、この物質をガン壊死因子と
名付けた〔プロシーディンゲス イン ナショナル ア
カデミ−イン サイエンス U、  S。
A、72.3666(1975))。
ガン壊死因子はマクロファージから放出される生理活性
物質と考えられており、その特徴としては(i)担癌動
物に投与すると、ある種のガンを壊死させ治癒せしめる
こと、(ii ) in vitro  である種のガ
ン細胞(例えばマウスのガン細胞であるし細胞、ヒトガ
ン由来のA−549細胞)を傷害するが、正常細胞には
ほとんど有害な作用をおよぼさないこと、(iii )
その作用が種特異的でないことが知られている。
このような特徴のためガン壊死因子は、新しいタイプの
制癌剤としてその¥In床的床用応用待されている。
〔本発明の構成および効果〕
本発明者らは鋭意研究を重ねた結果、マウスマクロファ
ージセルラインJ774.1から遺伝子組み換え手法に
よりガン細胞傷害活性を有する新規なガン壊死因子を得
ることに成功し、本発明を完成したものである。
すなわち、本発明はアミノ酸配列 R−Ser  Ser  Asp  Lys  Pro
  Val  Ala  旧s  Val  ValA
la Asn l1is Gin Val Glu G
lu Gin Leu Glu TrpLeu Ser
 Gln Arg Ala Asn Ala Leu 
Leu Ala AsnGly Met Asp Le
u Lys A’sp Asn Gln Leu Va
l ValPro Ala Asp Gly Leu 
Tyr Leu Val Tyr Ser GlnVa
l Leu Phe Lys Gly Gin Gly
 Cys Pro Asp TyrVal  Leu 
 Leu  Thr  His  Thr  Val 
 Ser  Arg  Phe  Alalle Se
r Tyr Gin Glu Lys Val Asn
 Leu Leu 5erAla Val Lys S
er Pro Cys Pro Lys Asp Th
r Pr。
Glu Gly Ala Glu Leu Lys P
ro Trp Tyr Glu Pr。
11e Tyr Leu Gly Gly Val P
he Gin Leu Glu LysGly  As
p  Gin  Leu  Ser  Ala  Gl
u  Val  Asn  Leu  Pr。
Lys Tyr Leu Asp Phe Ala G
lu Ser Gly Gln VatTyr Phe
 Gly Val lie Ala Leu(但し、R
は16以下のアミノ酸からなるペプチドを表す。) で示されるガン壊死因子である。
上記アミノ酸配列においてRで示されるペプチドとして
は例えば5er−5er−3er−Gln−Asns 
Met−3er−3er−3er−Gin−Asnまた
はMet−Thr−Met−11e−Thr−Asn 
−5er−5er−5er−Va I−Pro−G I
y−Asp−Pro−Leu −G luなどのアミノ
酸配列で示されるペプチドがあげられる。
本発明のガン壊死因子はつぎのようにして製することが
できる。
(1)ガン壊 因子mRNAの調製 ガン細胞傷害活性物質mRNAを得るには、まずマウス
由来マクロファージ細胞株JT14.1〔ジャーナル 
イン イムノロジー、月4.898(1975”) )
を通常の細胞培養に際し用いられる方法により培地中で
培養して増殖させる。
培養は例えば培地中、細胞密度が0.5〜5×10 ’
 cells/mlとなるように接種し、約30〜40
℃でスピナーカルチャーを行うことにより実施できる。
培地としてはたとえばRPMI−1640培地〔ジャー
ナル イン アメリカン メディカル アソシエーショ
ン、■、519  (1967) )、タルベソコ改変
イーグル培地〔ピロロシイ、12.185  (196
0) ) 、ハム培地〔エクスペリメンタル セル リ
サーチ、益、515 (1963))などをもちいるこ
とができる。また培地には動物血清(例えば牛胎児血清
など)や抗生物質(例えばカナマイシン、ペニシリン、
ストレプトマイシンなど)を適宜添加することにより好
結果をえることが出来、その添加量は動物血清であれば
通常約2〜20%、抗生物質であれば通常約0.05〜
1 mg/m+が適当である。
ついで増殖したマウス由来マクロファージ細胞を集め新
鮮培地にけん濁した液中に、または該細胞培養液にエン
ドトキシンもしくは網内系賦活物質を加えて培養する。
エンドトキシンとしてはたとえば大腸菌、ネズミ腸チフ
ス菌、霊菌由来のりポボリサソカライドがあげられ、網
内系賦活物質としては酵母由来の水溶性ペプチドグルコ
マンナンSPCM−1(特公昭54−7878号)があ
げられ、これらの濃度は最終濃度として約0.1〜10
0μg/mlとなるように加えるのが好ましい。培養は
約30〜40°Cで約4〜12時間行うのが適当である
培養終了後、培養液を遠心し細胞を集め、該細胞中から
全RNAを抽出する。
RNAの抽出は常法、例えばChirgwinらの方法
〔バイオケミオリ−1■、5294 (1979) )
にしたがってグアニジンイソシアネート溶液中で細胞を
破砕し、この細胞破砕液を遠心チューブ中の5.7M塩
化セシウム溶液上に重層した後、遠心分離してRNAを
沈澱させることにより実施できる。
得られた全RNAからのガン壊死因子のm RNAの採
取は常法に従って全RNAを精製することにより行うこ
とが出来る。
例えば全RNAをオリゴ(dT)セルロースまたはポリ
 (U)セファロースなどを用いる吸着カラムクロマト
グラフィー処理またはバッチ処理によりポリ (A)R
NA画分を分離し、このポリ (A)RNA画分をショ
糖密度勾配遠心分離法または酸性尿素アガロースゲル電
気泳動で処理することによりガン壊死因子mRNAを濃
縮精製することができる。
オリゴ(dT)セルロースまたはポリ (U)セファロ
ースなどを用いる吸着カラムクロマトグラフィー処理、
バッチ処理あるいはショ糖密度勾配遠心分離法、酸性尿
素アガロースゲル電気泳動処理はいずれも常法により実
施することが出来る。
(2)ガン壊死因子cDNAのクローニング上記(1)
の工程で得たmRNAを鋳型とし、オカヤマとバーブの
方法〔モレキュラー アンドセルラー バイオロジー、
1.161 (1982)) 、またはグブラーとホフ
マンの方法〔ジーン、剣、263 (1983)3等に
よりcDNAライブラリーを作成することができる。例
えば、mRNAを鋳型とし、オリゴ(dT)をブライマ
ーとして、dATP、dGTPSdCTP、dTTPの
存在下で逆転写酵素(例えば、トリ骨髄性白血病ウィル
ス由来の逆転写酵素など)によりmRNAと相補的な第
1鎖cDNAを合成する。
ついで、この第1鎖cDNAを鋳型とし、大腸菌由来R
NaseHでmRNAを分解除去しつつ大腸菌DNAポ
リメラーゼ■と大腸菌DNAリガーゼを用いて第2鎖c
 D N Aを合成し、二本SAD NAを得る。この
二本鎖cDNAにdGTP存在下でターミナルトランス
フェラーゼを作用させ、ポリ (d G)ホモポリマー
テールを付加する。これとは別にプラスミドpBR32
2を制限酵素Ec。
RVで開裂させ、dCTP存在下でターミナルトランス
フェラーゼによりポリ (d C)ホモポリマーテール
を付加する。このように操作したc D NAとプラス
ミドpBR322のDNAを混合しアニールさせた後、
例えば、モリソンの方法〔メソッド イン エンザイモ
ロジー、並、326 (1979)〕に準じて宿主細胞
〔例えばE、 coliχ1776(ATCC3124
4)など〕に導入して形質転換させ、選択(E、 co
liχ1776株であれば、アンピシリン耐性の株を選
択)することによりcDNAライブラリーを作製できる
このcDNAライブラリーについてプラス・マイナス法
によるコロニーハイブリダイゼーション試験〔ジーン、
迎、63(1980))を行い、目的のクローンをスク
リーニングする。すなわち、m RNAを鋳型として3
2p標識cDNAを合成し、誘導プラスプローブとする
。このとき、誘導プラスプローブとして網内系賦活物質
と千オウリジンの存在下に培養したマウス由来マクロフ
ァージ細胞株の細胞からmRNAを抽出・濃縮して、吸
着クロマドグラフィーによりチオウリジン含有mRNA
を精製し、このmRNAを鋳型としてff2p標識CD
 N Aを合成したものをもちいてもよい。
これとは別に、網内系■1(活物質の非存在下に培養し
たマウス由来マクロファージ細胞株J774.1の細胞
から抽出・濃縮したmRNAを鋳型として32p標識c
DNAを合成し、誘導マイナスプローブとする。コロニ
ーハイブリダイゼーション法により前記のcDNAライ
ブラリーから、誘導プラスプローブと強く結合し誘導マ
イナスプローブとは殆ど結合しないクローンを選択する
かくして得たクローンからプラスミドDNAを分離し、
加熱またはアルカリ変性により一本uicDNAとし、
ニトロセルロースフィルターに固定する。これにガン壊
死因子mRNAを含むmRNA画分を加えハイブリダイ
ズさせる。ついで、結合したmRNAを溶出回収してア
フリカッメガエルの卵母細胞に注入しガン壊死因子を生
産するかどうかを試験する(ハイブリダイゼーション・
トランスレーション試験)。
以上の方法によりガン壊死因子のmRNAと相補性のあ
る塩基配列を含むDNA断片を組み込んだクローン化D
NAプラスミドを含む形質転換株を得ることができる。
更に、この形質転換株のクローン化DNA断片を適当な
制限酵素で切り出し、3Zpで標識したものをプローブ
として用い、前記のcDNAライブラリーを再スクリー
ニングすることにより、より大きなサイズのcDNAを
選択することも出来る。
か(して得られたクローン化CDNA断片について、メ
ッシングらの方法〔ヌクレイツクアシッド リサーチ、
主、309 (1981))またはマキサムらの方法〔
メソッド イン エンザイモロジー、並、499 (1
980))によって塩基配列を解析し、ガン壊死因子の
N末端部分のアミノ酸配列をコードする塩基配列を求め
、最終的にガン壊死因子の全翻訳領域に対応する塩基配
列を含むcDNAを選択することにより、ガン壊死因子
のアミノ酸配列をコードする塩基配列を有するクローン
化cDNAを得ることができる。
(3)ガン壊死因子cDNAの形質発現上記(2)で得
たガン壊死因子のクローン化CDNAを用いてガン壊死
因子を生産するには、先ず、クローン化cDNA実質的
な配列を適当な形質発現ベクターに組み込みガン壊死因
子生産用の組み換えDNA分子を作製する。ついでこの
組み換えDNA分子を適当な宿主細胞に4人して形質転
換し形質転換株を得る。この形質転換株を培地中で培養
することによりガン壊死因子を含有する培養組成物を得
ることができる。
本発明によればクローン化したガン壊死因子CDNAの
実質的な塩基配列を形質発現させるについては広範囲の
原核生物、真核生物もしくは多細胞生物由来の培養細胞
の宿主細胞と形質発現ベクターの組み合わせを採用する
ことができる。
宿主細胞として原核生物を用いる場合には、例えばE、
 coliK 12株に属するE、coliZ 177
6株(ATCC31244) 、E、 coli  M
M 294株(ATCC33625) 、E、 col
i J M 103株〔ヌクレイツク アシッド リサ
ーチ、9.309 (1981)) 、E、 coli
JM 105株〔蛋白質・核酸・酵素、社、294(1
981) )が好ましい。またこの他、E、 coli
W 3110株(ATCC27325) 、E、 co
liB株、サルモネラ チフィムリラム、セラチアマル
セフセンスなどの腸内細菌または枯草菌をも用いること
ができる。また真核生物を用いる場合には例えばサツカ
ロマイセス セレビジエアがあげられる。さらに多細胞
生物由来の培養細胞を用いる場合にはVERO細胞、H
e1a細胞、チャイニーズ・ハムスター卵巣細胞系、W
138、BHK、CO3−7およびMDCKなどの各細
胞系があげられる。
また形質発現用ベクターとしては、上記宿主細胞に適合
し得るレプリコンと調節機能を含むベクターおよび該宿
主細胞がそれ自身の蛋白質を発現するのに必要なプロモ
ーターを含有するかもしくは含有するように改良された
ものが好ましい。
これらの各組み合わせの具体例を示すと以下の通りであ
る。
プラスミドとしてpBR322(ジーン、主、95、(
1977)) 、プロモーターとしてβ−ラクタマーゼ
プロモーター、ラクトース(lac)プロモーター〔ネ
ーチャー、%迂、544(1979) ) 、l−リプ
トファン(trp)プロモーター〔ヌクレイツク アシ
ッド リサーチ、■、4057 (1980) )およ
びタンク(tac)プロモーター〔プロシーディング 
オプナショナル アカデミ−イン サイエンスU、S、
A、 、川、21 (1983) )などを有するもの
があげられる。かかる形質発現用ベクターとしては、例
えばpUc18などのpUCベクター〔メソッド イン
 エンザイモロジー、101.20(1983)〕ある
いはpKK223−3  (スウェーデン、ファルマシ
ア社〕などがあげられる。
宿主細胞がサツカロマイセスセレビシェの場合ニブラス
ミドとしてYRp7(ネーチャー、282.39(19
79))が、またプロモーターとして3−ホスホグリセ
レートキナーゼプロモーター〔ジャーナル イン バイ
オロジカル ケミストリー、25互、2073(198
0)) 、エノラーゼプロモーター〔ジャーナル イン
 バイオロジカルケミストリー、m、1385(198
1)) 、グリセルアルデヒド−3−ホスホフェートデ
ヒドロゲナーゼプロモーター〔ジャーナル イン バイ
オロジカルケミストリー、1区、9839 (1979
) 3などがあげられる。ががる形質発現用ベクターと
しては、例えばYEpIPT〔サイエンス、担、620
 (1983) )などがあげられる。
宿主細胞が 細胞生物由来培養細胞の場合ニブラスミド
としてSV40ウィルス、ウシパピローマウィルスの6
9%ゲノム〔プロシーディング イン ナショナル ア
カデミ−イン サイエンス U、S、A、 、互、27
27 (1981) )などを、またプロモーターとし
てSV40ウィルスの後期および前記プロモーター〔ネ
イチャー、273.113 (1978) )やクロー
ン化cDNAそれ自身の染色体遺伝子に結合しているプ
ロモーターなどを有する形質発現用ベクターがあげられ
る。
−上記の如き宿主細胞と形質発現ベクターを用いるガン
壊死因子生産用の組み換えDNA分子の作製は、分離し
たベクターDNAおよびクローン化cDNAを開裂し、
修復し、また必要に応じオリゴヌクレオチドを用い、ガ
ン壊死因子をコードする塩基配列を有効に形質発現ベク
ター内のプロモーター配列に連結することにより実施す
ることができる。DNAの開裂は、緩衝液中、37°C
で約1〜3時間、制限酵素でDNAを処理すればよく、
開裂DNAはフェノールおよびクロロホルム抽出により
除蛋白し、水性画分からエタノールで沈澱させることに
より得ることができる。ついで開裂DNAをdATP、
dGTP、dCTP、dTTPの存在下もしくは非存在
下に、D N Aポリメラーゼl (フレノウ断片)で
処理した後、フェノールおよびクロロホルム抽出により
除蛋白し、水層からエタノールで沈澱させることにより
修復DNAを得ることができる。DNAポリメラーゼI
処理は約15℃で15分間程度行うのが適当である。
また本発明においては翻訳をより容易にするためプロモ
ーターのあとにオリゴヌクレオチドを付加することもで
きる。
かくして得られたDNAの連結は、上記の各DNA、即
ちベクターDNAおよびクローン化cDNAの末端と連
結後の塩基配列が正しく符号するように処理し、また所
望によりオリゴヌクレオチドを用いるときはオリゴヌク
レオチドを、各等モル量混合しりガーゼで処理すること
により実施することができる。
かくして得られた組み換えDNA分子は常法により宿主
細胞中に導入することができる。
例えば、宿主細胞が多細胞生物の培養細胞である場合に
はグラハムらの方法〔ピロロシイ、奴、546(197
8) )によるリン酸カルシウム法の他、核注入法また
はプロトプラスト融合法などを用いることもできる。宿
主細胞が酵母などの真核細胞の場合は、ポリエチレング
リコール存在下にプロトプラストにDNAを取り込ませ
る方法〔プロシーディンゲス イン ナショナル アカ
デミ−オプ サイエンス U、S、A、互、1929 
(1978) )を用いることができ、宿主細胞が原核
細胞の場合には塩化カルシウム処理による方法〔プロシ
ーディンゲス イン ナショナル アカデミ−インサイ
エンス U、S、A、聾、2110 (1972) )
を用いることができる。
本発明においてはこれらいずれの方法を用いてもよいが
、通常は原核細胞を宿主細胞とする方法により実施する
のが好ましい。
かくして得られるガン壊死因子生産用の組み換えDNA
分子を含有する宿主細胞(以下、組み換え体と云う)の
培養は液体培地中、好気的に行うことができる。培地と
しては、例えばポリペプトン、酵母抽出物、食塩、グル
コースなどを含有する通常の栄養培地の他、デービスの
最少培地〔ジャーナル イン バクテリオロジー、60
.17(1950)〕などを用いることができる。培養
は約30〜40℃で実施するのが好ましい。
また培養に際し、用いたプロモーターに応じて適当な誘
導剤、例えばIacプロモーターの場合であればイソプ
ロピル−β−D−チオガラクトシドを培地中に添加する
ことにより組み換え体の培養をより効率的に行うことが
できるので好ましい。
かくして得られる組み換え体からの目的のガン壊死因子
の分離は培養組成物、細胞抽出物を硫安分画、イオン交
換クロマトグラフィー、ゲル濾過、逆相クロマトグラフ
ィー、ポリアクリルアミドゲル電気泳動、アフィニティ
ークロマトグラフィーなどの分離精製における常法を適
宜組み合わせることにより実施でき、極めて純度の高い
ものとすることができる。
尚、本発明においては以下の略号を使用する。
A:アデニン C:シトシン Gニゲアニン T:チミン Ala :アラニン Arg:アルギニン ASn:アスパラギン Asp:アスパラギン酸 Cysニジスティン Qln:グルタミン Glu:グルタミン酸 ctyニゲリシン His:ヒスチジン 11e:イソロイシン ’I−eu:ロイシン Lys:リジン Met:メチオニン Phe:フヱニルアラニン Proニブロリン Set:セリン Thr:スレオニン Trp:)リブトファン Tyr:チロシン Val:バリン DNA :デオキシリボ核酸 cDNA:相補DNA RNA:リボ核酸 mRNA :伝令RNA dATP:デオキシアデノシン三リン酸etc’rp:
デオキシシチジン三リン酸dGTP:デオキシグアノシ
ン三リン酸dTTP:デオキシチミジン三リン酸 オリゴ(dC):オリゴデオキシシチジル酸オリゴ(d
G):オリゴデオキシグアニル酸オリゴ(dT):オリ
ゴデオキシチミジル酸ポリ (A):ポリアデニル酸 ポリ (U) :ポリウリジル酸 ポリ (dA):ポリデオキシアデニル酸ポリ (dC
):ポリデオキシシチジル酸ポリ (dG):ポリデオ
キシグアニル酸ポリ (dT):ポリデオキシチミジル
酸NAD:ニコチンアデニンジヌクレオチドATP:ア
デノシン三リン酸 EDTA :エチレンジアミン四酢酸 kb:キロ塩基 kbp :キロ塩基対 以下、本発明を実施例、実験例により更に詳細に説明す
る。
実施例1 (1)マウス由来マクロファージ細胞株からのmRNA
の単離精製 ■ マウス由来マクロファージ細胞株J 774゜1を
、牛胎児血清10%、ペニシリン1004D位/mlお
よびストレプトマイシン100μg/mlを含有するハ
ムのF12に培地30m1中にけん濁(細胞数2.5X
10’個)する。該けん濁液を市販の組織培養用ポリス
チレンフラスコで、5%002  95%空気中37℃
で4日間培養する。
培養後フラスコ底面に付着した増殖細胞をかきとって浮
遊させる。同様の浮遊細胞を合計10本分のフラスコか
ら集め遠沈管に移し遠心分離(1000rpm5分間)
により細胞を集める。該細胞を血清を含まないハムのF
12に培地10100OにlXl0’個となるようにQ
%する。これに大腸菌由来のりポポリサソカライド(米
国、ディフコ社製0128:B2)を10 μg/ml
となるように添加しマイクロキャリアースピナーフラス
コ(米国、ベルコ社製)に移す。攪拌(60rpm)下
、37°Cで8時間培養する。
かくして得た培養液を遠心分離(1000rpm5分間
)して得られる細胞の1×109個を6Mグアニジンイ
ソシアーs−ト、5mMクエン酸ナトリウム緩衝液(p
H7,0) 、0.1M2−メルカプトエタノールおよ
び0.5%ザルコシン酸ナトリウムとからなる溶液10
m1に加え、22ゲージの注射針を装着した注射器で約
10回吸引排出をくりかえし、細胞を破壊する。かくし
て得られるホモジネートに2.5ml当たり1gの割合
で塩化セシウムを加えて溶解する。該溶液を遠心チュー
ブ(米国、ベックマン社製、5W40Tiローター用)
中の5.7M塩化セシウム−〇、IMEDTA (pH
7,5)溶液2.5ml上に重層し、33000rpm
で16時間遠心してRNAを沈、;2させる。上清を吸
引除去したのちチューブ下方2cmを残して上部を切り
取る。チューブ壁面を乾燥させた後RNAの沈澱を5m
MEDTAと1%SDSを含む50mM)リス塩酸緩衝
液(p)17゜4)1mlに溶解する。これに同緩衝液
で飽和したフェノール、クロロホルムおよびイソアミル
アルコール混液(25: 24 : 1)を加えよく振
とうした後110000rpで10分間遠心して水層を
・) 回収する。この操作を繰り返したのち水層にクロロホル
ム:イソアミルアルコール(24:1)混液を等量刑え
て攪拌し遠心分離(10000rpm、10分間)して
水層を採取する。ついで該水層に0.1容の3M酢酸ア
ンモニウム(pH5,2)と2.2容のエタノールを加
え、−20’Cで5時間静置してRNAを沈澱させた後
、遠心分離(10000rpm、10分間)してRNA
を得る。
かくして得たRNAを塩化ナトリウム0.5M、EDT
AlmMおよび5D30.1%を含む20mM1−リス
塩酸緩衝液(pH7,6)の5mlに溶解する。該溶液
を65℃で5分間処理し冷却した後、上記と同じ緩衝液
で平衡化させた4mlのオリゴ(dT)セルロース(ス
ウェーデン、ファルマシア社製、タイプ7)カラムに通
導した。流出液を65℃で5分間再度処理し冷却後、上
記カラムに通導しRNAを吸着させる。ついでカラムを
上記と同一組成の緩衝液で紫外線(波長:260nm 
)の吸収がなくなるまで洗浄する。EDTAImMと5
DS0.05%を含む20mM1−リス塩酸緩衝液をカ
ラムに通導し紫外線(波長=260nn+ )の吸収を
有する流出液を集めることによりRNAを含む溶出液を
得る。該溶出液に0.1容量の3M酢酸ナトリウム(p
H5,2)と2.2容量のエタノールを加え一20°C
で放置しRNAを沈澱させ、遠心分離(10000rp
m、10分間)してRNAを得る。このRNAをEDT
AlmMと5DS0.2%を含む10mMトリス塩酸緩
衝液に溶解し、等量のホルムアミドを加えて37°Cで
5分間加温する。この溶液を5〜20%ショ糖の密度勾
配溶液〔ショ糖をEDTAlmM、5DS0.2%およ
びホルムアミド50%を含む100mM)リス塩酸緩衝
液に溶解したもの〕上に重層し5W40Tiローター(
米国、ベックマン社製)を用いて遠心分離(32000
rpm 、20時間、20℃)する。S値測定用標準R
NAとして真核生物由来の2BS、18Sおよび4Sの
RN、Aを用い別の遠心チューブで同様に遠心分離する
。 ついでショ糖密度勾配にそって分離されたRNAの
うち16S〜18Sの画分を採取し0゜1容の3M酢酸
ナトリウムと2.2容のエタノールを加え一20°Cで
保存し沈澱するmRNAを遠心分離により集める。かく
して目的のガン壊死因子をコードするmRNA45μg
を得る。
(2)CDNAの合成 ■一本鎖CDNAの合成 上記(1)で得たmRNA30μg 、50mMトリス
塩酸緩衝液(pH8,3) 、100mM塩化カリウム
、10mM塩化マグネシウム、10mMジチオスレイト
ール、1.25mMdATP。
1.25mMdGTP、1.25mMdCTP。
1.25mMdTTP、200jti位RNas%哀(
商品名、プロメガ バイオチック社製、米国)、20μ
gオリゴ(dT)+z−+eおよび100単位トリ骨髄
性白血病ウィルス由来逆転写酵素を42℃で90分間反
応させた後、0.5MEDTA水溶液を最終濃度20m
Mになるように加え反応を停止させる。フェノール:ク
ロロホルム:イソアミルアルコール混液(25:24:
1)を加えて混合し、遠心分+1(15000rpm、
5分間)する。水層を回収し等容の4M酢酸アンモニウ
ムを加え混合する。これに2倍容のエタノールを加え一
70℃に15分間静置した後、遠心分離(15000r
pm、10分間)する。沈澱を50μlの4M酢酸アン
モニウムと200μlのエタノールを加え一70℃に1
5分間静置した後、遠心分離(15000rpm、10
分間)する。沈澱を70%エタノールで洗浄し、減圧乾
燥することによりcDNA−mRNA複合体5μgを得
る。
■二本鎖cDNAの合成 ■で得たcDNA−mRNA複合体5μg、20mM、
トリス塩酸緩衝液(pH7,5) 、4mM塩化マグネ
シウム、10mM硫酸アンモニウム、100mM塩化カ
リウム、5μg牛血清アルブミン、0.14mMβ−N
AD、40μMdATP140μMdGTP、40μM
dCTp、40μMdTTP、1単位RNase H,
1単位大腸菌由来DNAリガーゼ及び23単位DNAポ
リメラーゼ■を12℃で60分間、ついで25℃で60
分間反応させた後、0 、 5 M’E D T Aを
最終濃度20mMになるように加えて反応を停止させる
得られた反応液を、上記と同様にフェノール:クロロホ
ルム:イソアミルアルコールm液(25:24:1)で
抽出し、水層に4M酢酸アンモニウムとエタノールを加
えて二本鎖cDNAを沈澱させる。この沈澱を集め、水
120μlに溶解しエタノールを加えて二本鎖c D 
N Aを沈澱させる。
この沈澱を集め、70%エタノールで洗浄し二本鎖cD
NA3μgを得る ■二本鎖cDNAの分画 ■で得た二本鎖cDNAを水50μlに溶解し、全量を
1%低融点アガロース(アガロースEP、宝酒造製)平
板ゲルで電気泳動(70■、6時間)する。DNAをエ
チジウムプロミドで染め、約1〜2kbpに相当するc
 D N Aを含むゲルを切り取る。得られたゲルを5
mlの低塩濃度緩衝液(20mM)リス塩酸緩衝液pt
−r7.4.1mMEDTA、0.2M塩化ナトリウム
)中、65℃で約10分間加温しゲルを溶解する。37
°Cまで冷却し、予め37℃の低塩濃度緩衝液で平衡化
しておいたRDPミニカラム(米国、バイオ−ラッド社
製)に約0.5ml/分の流速で導通ずる。37℃の低
塩濃度緩衝成約3mlでカラムを洗浄した後、約0.5
mlの低塩濃度緩衝液(20mMトリス塩all街液p
H7,4,1mMEDTA、1M塩化ナトリウム)でc
DNAを)容出する。cDNAを含む溶出液に等容のフ
ェノール:クロロホルム:イソアミルアルコール混液を
加えて混合し、cDNAを抽出する。遠心分離して水層
を回収し4M酢酸アンモニウムとエタノールを加え一7
0℃に15分間静置した後、遠心分離する。沈澱を70
%エタノールで洗浄し、減圧乾燥することにより約1〜
2kbpの二本鎖c D N Aを得る。
■オリゴ(dG)テール付加cDNAの調製上記■で得
た二本鎖cDNAに反応緩衝液〔140mMカコジル酸
ナトリウム、30mMトリス塩酸緩衝液(pH5,8)
 、1mM塩化コバルト、Q、1mMジチオスレイトー
ル、40.lJMdGTP、3.2μCiα−”P−d
GTP (比活性800C4/mmo 1) 、22単
位ターミナルデオキシヌクレオチジルトランスフェラー
ゼ〕30μlを加えて溶解し、37℃で5分間反応させ
る。これに0.5MEDTAを20mMとなるように加
えて反応を停止させ、反応液をフェノール:クロロホル
ム:イソアミルアルコール混液で抽出し、水層にエタノ
ールを加えて沈澱させる。この操作を二度繰り返し、沈
澱を集め、70%エタノールで洗浄した後、減圧乾燥し
てオリゴ(d G)テール付加cDNAを得る。
プラスミドpBR322DNA200μg、6mMトリ
ス塩酸緩衝液(pH7,9) 、6mM塩化マグネシウ
ム、6mM2−メルカプトエタノール、150mM塩化
ナトリウムおよび100単位制限酵素EcoRVを37
℃で5時間反応させ、フヱノールニクロロホルム:イソ
アミルアルコール混液で抽出する。水層を5〜25%の
ショ糖密度勾配遠心分離((3800Orpm、13時
間)、ジャーナル イソ バイオロジカル ケミストリ
ー、顕L、7665 (1980) ) L、分画して
形質転換顧度の低い直鎖状pBR322DNA画分を採
取する。DNAをエタノール沈澱により集め、lOmM
)リス塩酸緩衝液(pH7,5)および1mM  ED
TAを含む水溶液に1mlあたりpBR322DNAが
2■となるように溶解する。
このpBR322DNAを含む゛9容ン夜4.2μlと
反応緩衝液(140mMカコジル酸すl・リラム、30
mM)リス塩酸緩衝液(pH6,8) 、1m M 塩
化コバルト、0.1mMジチオスレイトール、40μM
dCTP、3.2μCiα−:lp  aCTP (比
活性800Ci/mmo り 、22jtL位ターミナ
ルデオキシヌクレオチジルトランスフェラーゼ)15.
8μlを37℃で5分間反応させる。これに0.5M 
 EDTAを20mMとなるように加えて反応を停止さ
せ、反応液をフェノール−クロロホルムーイソアミルア
ルコールン昆液で抽出し、水層にエタノールを加えて沈
澱させる。
この操作を二度繰り返し、沈澱を集め、70%エタノー
ルで洗浄した後、減圧乾燥する。かくしてオリゴ(d 
C)テール付加プラスミドpBR322DNA2μgを
得る。
(4)mみ換えDNAのi、製 ■組み換えDNAを含む溶液の調製 上記(2)−■で得たオリゴ(d G)テール付加cD
NAを10mMトリス塩酸緩衝液(p H7,5) 、
1mMEDTAおよび150mM塩化ナトリウムを含む
水溶液に1mlあたり0.5μgとなるように溶解する
また上記(3)で得たオリゴ(dC)テール付加プラス
ミドpBR322DNAを10mMトリス塩酸緩衝液(
pH7,5)および1mM  EDTAを含む水溶液に
1mlあたり2μgとなるように溶解する。
、これらの溶液各100μlを混合し、58°Cで90
分間加温してアニーリングを行い、組み換えD N A
を含む溶液を調製する。
■cDNAのライブラリーの作成 E、 coli21776株(ATCC31244)を
χ1776培地〔2,5%バタトトリプトン、0.75
%バクト酵母抽出物、20mMt−リス塩酸緩衝液(p
H7,5) 、5mM塩化マグネシウム、100μg/
mlジアミノピメリン酸、40μg/mlチミジン、0
.5%グルコース)100ml中、37℃で吸光度(5
50nm)が0.2になるまで振とう培養する。菌体を
遠心分離(4000Xg、5分間、4℃)により集め、
形質転換用緩衝液(10mM塩化カルシウム、100m
M塩化ルビジウム、45mM塩化マンガン、5mM塩化
マグネシウム、0.5mM塩化リチウム、35m M 
rip tmカリウム緩衝液(pH6,2) 、15%
ショ糖)20mlに懸濁する。この閏懸濁液を再度遠心
分iT!(4000xg、5分間、4°c)L菌体を沈
澱させる。上清を捨て、菌体を水冷した4mlの形質転
換用緩衝液に懸濁した後、0.2mlづつに分けて0℃
で5分間冷却した。これに50%グリセロールを50μ
l加えた後、−70℃で凍結保存する。凍結保存した菌
体Q、 ?5 ?(lを0℃に30分間保ち融解した後
、上記■で調製した組み換えDNA溶液を10μIずつ
添加混合し0℃で30分間静置する。更に一70℃で1
分間冷却した後、42℃で1分間加温し、前記のχ17
761776培地加えて37°Cで1時間静置する。こ
の培養液の一部を採り、アンピシリン100μg/ml
を含むχ1776寒天平板培地(χ1776培地に1.
5%寒天を加える)に塗布し、37℃で約16時間培養
し、アンピシリン耐性菌のクローンを得て形質転換株か
らなるcDNAライブラリーを作成する。
■ガン壊死因子CDNAクローンの選択上記■のcDN
Aライブラリーについて、ガン壊死因子をコードするc
DNAを含む形質転換株を選択するため、3tp標識c
 D N Aプローブをもちいるコロニーハイブリダイ
ゼーションテストをHanahan らの方法〔ジーン
、川、63 (1980) )に従って行った。
すなわち、50mM)リス塩酸緩衝液(pH8,3) 
、100mM塩化カリウム、10mM塩化マグネシウム
、10mMジチオスレイトール、1mMdATP、1m
MdGTP、1mMdTTP、50 μMd CTP、
 33 μcioニー”P −d C’rP、0.16
μgオリゴ(dT) rz−+* 、1.6μgmRN
Aおよび2単位トリ骨髄性白血病ウィルス由来逆転写酵
素を42℃で60分間反応させた後、0.5MEDTA
水溶液を最終濃度20mMになるように加え反応を停止
させる。これに水酸化ナトリウムを0.3M?ffi度
となるように、またサケ由来DNAを750℃g/ml
となるように、それぞれ加え37℃で1時間保温して、
mRNAを分解除去した。反応液を酢酸で中和した後、
51111容のセファデックスG−100(スウェーデ
ン、ファルマシア社製)カラムに通導し10mMトリス
塩酸緩衝液(pH7,5)と1mMEDTAを含む溶液
でDNAを溶出することにより32p標識cDNAを含
む両分を採取する。
得られたff!p標識cDNAプローブを用い、上記■
で調製したcDNAライブラリーをコロニーハイブリダ
イゼーションテスト〔ジーン、廷、63(1980”)
 )でスクリーニングし、誘導プラスプローブと強く結
合し、誘導マイナスプローブとは結合しないか、弱くし
か結合しない塩基配列を含む組み換えDNA分子を有す
る形質転換株を選別することにより、約4万個のコロニ
ーから40個のコロニーを得た。
この40個のコロニーについてハイブリッドセレクトト
ランスレーションテストをパーンズらの方法〔モレキュ
ラー クローニング、P331 (コールド スプリン
グ ハーバ−ラボラトリ−発行)(1982))に従っ
て実施した。
即ち、それぞれの形質転換株からプラスミドDNAを抽
出、精製した後、該プラスミドDNAを500℃g/m
lとなるように水に溶解し、100℃で10分間加熱し
たのち急冷する。これに等容のIN水酸化ナトリウムを
加え室温で20分間静置する。ついで、1M水酸化ナト
リウム、0.3Mクエン酸ナトリウム、0.5Mトリス
塩Mtt街1ffl(pH8,0)およびIN塩酸から
なる溶液を加えテ中和し、1cm”ニトロセルロースフ
ィルター(米国、ミリポア社製、HAWPタイプ)に軽
く吸引しながらしみこませる。フィルターを室温で1時
間乾燥し6xSSC(0,9M塩化ナトリウム、0.0
9Mクエン酸ナトリウム緩衝液(pH7,0))50m
lで2回洗浄した後、室温で1時間、ついで80℃で2
時間乾燥することによりDNA結合フィルターを調製し
た。このフィルターを1.5mlの微量遠心チューブに
入れ1mlの水を加え、100℃で1分間加熱した後急
冷する。
さらに1mlの水で洗浄し、J774.1細胞から前記
(1)と同様にして調製したmRNAをふくむ反応液(
30μg mRNA、65%(V/V)ホルムアミド、
20 m M P I F E 311衝液(pH6,
4)、0.2%SDS、0.4M塩化ナトリウム、10
μg牛腎臓由来tRNA)100μlと混合後、37℃
で18時間反応させる。反応終了後、フィルターを予め
65℃に加温した緩衝液(10mM)リス塩酸緩衝液(
pH7,5) 、0.15M塩化ナトリウム、1mME
DTA、0゜5%5DS)で10回洗浄し、更にSDS
を含まない上記緩衝液で2回洗浄する。
ついでフィルターに牛腎臓由来tRNA水溶液(100
μg/ml)を300 u 1! / 0 、5 cr
Aとなるように加え、100℃で1分間加熱したのち、
液体窒素中で急冷する。得られるmRNA抽出液を常法
通りフェノール抽出し、水溶液に酢酸ナトリウムを0.
3Mとなるように加え、更に2.5容のエタノールと混
合し一20℃で20時間静置する。該溶液を遠心分it
I!(15000rpm、10分間)してmRNAを採
取し、70%エタノールで洗浄後、RNa5in水溶液
(2単位/ m l >に溶解する。
かくして得られたmRNAをアフリカッメガエル卵母細
胞にマイクロインジェクションし、その20個を0.2
mlの改変パースの培養液〔モレキュラー クローニン
グP351 (1982)  コールドスプリング ハ
ーバ−ラボラトリ−発行〕中、22℃で24時間培養し
、ホモジナイズした後、遠心分離(15000rpm、
10分間)してその上清液を検体としてL−929細胞
傷害活性を文献〔ジャーナル オプ イムノロジー、1
26.1279、(1981) )記載の通り測定し、
ガン壊死因子活性を確認した。
これにより、ガン壊死因子mRNAと強くハイブリダイ
ズするcDNAを含む組み換えDNA分子を有する形質
転換株を4株見出し、このうち最も長いcDNA(約1
.5Kbp)を含む組み換えDNA分子を分離精製〔モ
レキュラー クローニング、P2O(1980)  コ
ールド スプリングハーバ−ラボラトリ−発行〕するこ
とによりCDNA分子pMuTNF481を得た。
(5)クローンヒCDNAの塩 配列ン上記で得たcD
NA分子pMuTNF481のDNAを制限酵素Bam
HIで開裂させ、c DNA断片(約1.55Kbp)
を前記(2)−〇の二本鎖cDNAの分画におけると同
様にして低融点アガロースとRDPミニカラムを用いて
単Mif製した。このクローン化cDNA断片について
、ベクターMl 3mp 10およびMl 3mp 1
1と宿主E、 coli J M 103を用いるメッ
シングのクローニング系〔メソッド イン エンザイモ
ロジー、利し、20. (1983)  )とジデオキ
シ法による塩基配列決定法〔プロシーディンゲス オプ
 ナショナル アカデミ−イン サイエンス USA■
、5463  (1977))とによりその塩基配列を
決定゛−7た。塩基配列は第1表に示す通りである。同
表において4〜15番はcDNAをベクターに組み込む
ために付加したポリ(dG)テイルに由来し、第184
〜885番はガン壊死因子の前駆体を構成するに必要な
ポリペプチドをコードすると推定される塩基配列である
。第424〜438番は後記実験例に示した如く、ガン
壊死因子のN末端に相当するアミノ酸配列をコードして
おり、またC末端アミノ酸であるロイシンのコドンに続
いて終始コドン(TGA)が存在する。
第1表 GAT  CCCCCCCCCCCCCAG  CAG
  AAG  CTCCCT  CAGCGA GGA
 CAG CAA GGG ACT AGCCAG G
AG GGA GAACAG AAA CTCCAG 
AACATCCTG GAA ATA GCT CCC
AGA  AAA  GCA  AGCAGCCAA 
 CCA  GGCAGG  TTCTGTCCCTT
T  CACTCA  CTG  GCCCAA  G
GCGCCACA  TCTCCCTCCAGA AA
A GACACCATG AGCACA GAA AG
CATG  ATCCGCGACGTG  GAA  
CTG  GCA  GAA  GAG  GCACT
CCCCCAA AAG ATG GGG GGCTT
CCAG AACTCCAGG CGG TGCCTA
 TGT CTCAGCCTCTTCTCA TTCC
TG CTT GTG GCA GGG GCCACC
ACG CTCTTCTGTCTA  CTG  AA
CTTCGGG  GTG  ATCGGT  CCC
CAA  AGGGAT GAG TTCCCA AA
T GGCCTCCCT CTCATCAGTTCT 
 ATG  GCCCAG  ACCCTCACA  
CTCAGA  TCA  TCTGTCGTA  G
CA  AACCACCAA  GTG  GAG  
GAG  CAG  CTGGAA  TGG  GT
G  TTCATCCAT  TCT  CTA  C
CCAGCCCCCACTCT  GACCCCTTT
  ACT  CTG  ACCCCT  TTA  
TTGTCT  ACT  CCT CAG  AGC
CCCCAG  TCT GTG  TCCTTCTA
A  CTT  AGA  AAG  GGG  AT
T  ATG  GCT  CAG  AGT  GT
TGGG  AGCCGCGCCCACATT  CG
CCGT  TACAAG  ATGGCG  CTG
  ACA  GCT  GTG  TTCTAA  
GTG  GTA  AACAAATAA  TCT 
 GCG  CAT  GTG  CCA  AGG 
 GTA  TCT  TAT  GACTACTTG
  TGCTCT  GCCTTCCCCGTG  A
CG  TCA  ACTCGG  CCG  ATG
  GGCTGCAGCCAA  TCA  GGG 
 AGT  GACACG  TCCGAG  GCG
  AAG  GAG  AAT  GCT  CCT
  TAA  GAGGGA  CGG  GGT  
TTCGTT  TTCTCT  CGCTCT  T
GCTTCTTG  CTCTCT  TGCTTCT
TA  CACGCT  TGCTCCTGAAAA 
 TGT  AAG  AAA  TAA  AGCT
TT  GCCGCA  GAA  AAAAAA  
AAA  AAA  AA また、ガン壊死因子のポリペプチドをコードする領域の
塩基配列(上記第1表の第424〜885番、下線部分
)から翻訳されるアミノ酸残基数は154個であり、そ
の組成および計算分子量は第2表に示す通りである。
第2表 Ser Ser Ser Gln Asn Ser S
er Asp Lys Pro ValAla His
 Vat Vat Ala Asn His Gin 
Vat Glu GluGin  Leu  Glu 
 Trp  Leu  Ser  Gln  Arg 
 Ala  Asn  AlaLeu Leu Ala
 Asn Gly Met Asp Leu Lys 
Asp AsnGln Leu Vat Val Pr
o Ala Asp Gly Leu Tyr Leu
Val、Tyr Ser Gln Val Leu P
he Lys Gly Gin GlyCys Pro
 Asp Tyr Val Leu Leu Thr 
His Thr ValSer  Arg  Phe 
 Ala  Ile  Ser  Tyr  Gln 
 Glu  Lys  ValAsn  Leu  L
eu Ser ^Ia Val  Lys Ser P
ro Cys Pr。
Lys Asp Thr Pro Glu Gly A
la Glu Leu Lys Pr。
Trp Tyr Glu Pro  Ile Tyr 
Leu Gly Gly Val  PheGin  
Leu Glu  Lys  Gly Asp Gin
  Leu  Ser Ala GluVal  As
n  Leu  Pro  Lys  Tyr  Le
u  Asp  Phe  Ala  GluSer 
Gly Gln  Val  Tyr  Phe Gl
y  Val  lie Ala  Leu(6)ガン
壊死因子の発現 ■ 形質発現ベクターとしてpUc18(ジーン、別、
103 (1985))  1 pg 、10 mM 
トリス塩酸?2を街)夜(pH7,4) 、1mMジチ
オスレイトール、10mM硫酸マグネシウム、50mM
塩化ナトリウム、1単位の制限酵素AcclおよびHi
nd■の混合物を37℃で3時間反応させ、ついで65
℃で10分間処理した後、フェノール抽出で除蛋白した
反応液からDNAをエタノール沈澱させる。得られた沈
澱を70%エタノールで洗浄し、減圧乾燥する。
■ 別に前記(5)で単離精製したCDNA断片(約1
.55Kb)0.5.Ijg、10mM)リス塩酸緩衝
液(pH7,4) 、1mMジチオスレイトール、10
mM硫酸マグネシウム、50mM塩化ナトリウム、1単
位の制限酵素TaqlおよびHindlI[の混合物を
37℃で3時間反応させ、ついで65℃で10分間処理
した後、フェノール抽出で除蛋白した反応液からDNA
をエタノール沈澱させる。得られた沈澱を70%エタノ
ールで洗浄し、減圧乾燥する。
■ ■で得た開裂DNA0.5μg、■で得た開裂DN
A0.4μg 、50mMトリス塩酸緩衝液(pH7,
5) 、10mM塩化マグネシウム、20mMジチオス
レイトール、1 m M A T Pおよび1単位T4
DNAリガーゼの混合物を16℃で15時間反応させた
反応液を用いて以下のようにしてE、 coliJM 
105株を形質転換した。
すなわち、E、 coliJM 105株をLブロス培
地(1,0%バクトドリプトン、0.5%M母エ生エキ
ス、5%塩化ナトリウム)20ml中、37℃で吸光度
(660r+m)が062になるまで振カ培養し、遠心
分離して菌体を集める。該菌体を10m1の氷冷した5
0mM塩化カルシウム水溶液に!uとする。0°Cで2
0分間静置した後、遠心分離して菌体を集め、2mlの
水冷した50mM塩化カルシウム水溶液に:、!!、濁
する。この菌体QQQ液0゜2mlに上記の反応液10
μlを加え、0℃で60分間静置した後42°Cで2分
間処理した。これに上記しブロス培地2mlを加え、3
7℃で90分間振盪培養した後、培養液の一部をQ、1
mMイソプロピル−β−D−チオガラクトシド(以下、
■PTG)と0.004%の5−ブロモ−4−クロロ−
3−インドリル−β−ガラクトシド(以下、Xgal)
および100μg/mlアンピシリンを含むT平板培地
〔1%バタトトリプトン、0. 5%塩化ナトリウム、
1.5%寒天〕に塗布した。
これを37℃で16時間培養して白色のアンピシリン耐
性菌のコロニーを選別することにより目的の組み換えD
NA分子(pGTll)を含有する形質転換株(GT5
011)を得た。
この菌株をLブロス(1%バタトトリプトン、0.5%
酵母エキス、0.5%塩化ナトリウム、0.1%グルコ
ース〕中で培養し、バーンボイムらの方法〔ヌクレイツ
ク アシッド リサーチ、7 1513 (1979)
 )で組み換えプラスミドDNAを抽出し、上記方法に
従って制限酵素TaqIおよびHindn[でDNAを
切断した後、1.3%アガロースゲル電気泳動によりD
NAを解析したところ、制限酵素AcclとHindl
lで開裂されたpuC18DNA断片(2,7Kbp)
と制限酵素TaqlとHindI[[で開裂されたクロ
ーン化c DNA断片(0,85Kbp)から成ってい
ることを確認した。
かくして得た目的の組み換えDNA分子(pGTll)
はIacプロモーターの制御下で第3表に示すガン壊死
因子融合蛍白質を生産する。
第3表 Met Thr Met Ile Thr Asn S
er Ser Ser Val Pr。
GlyAsp Pro Leu Glu Ser Se
r Asp Lys Pro ValAla His 
Val Val Ala Asn His Gln V
al Glu GluGin Leu Glu Trp
 Leu Ser Gln Arg Ala Asn 
AlaLeu  Leu  Ala  Asn  Gl
y  Met  Asp  Leu  Lys  As
p  AsnGln  Leu  Val  Val 
 Pro Ala Asp Gly Leu Tyr 
LeuVal Tyr Ser Gin Val Le
u Phe Lys Gly Gln GlyCys 
Pro Asp Tyr Val Leu Leu T
hr His Thr ValSer Arg Phe
 Ala  Ile Ser Tyr Gin Glu
 Lys ValAsn Leu Leu Ser A
la Val  Lys Ser Pro Cys P
r。
Lys Asp Thr Pro Glu Gly A
la Glu Leu Lys Pr。
Trp Tyr Glu Pro lie Tyr L
eu Gly Gly Vat  PheGin  L
eu  Glu  Lys  Gly  Asp  G
ln  Leu  Ser  Ala  GluVal
  Asn Leu Pro Lys Tyr Leu
 Asp Phe Ala GluSer Gly G
in Val Tyr Phe Gly Val  I
le Ala Leu(7)ガン壊死因子の生産 形質転換株GT5011およびプラスミドpu−018
を含有するE、 coliJMl 05株(JMI05
  (pUc18)と略称する。〕をそれぞれT培地(
1%バタトトリブトン、0.5%塩化ナトリウム、10
0μg/mlアンピシリン)200ml中、37℃で振
盪培養し、吸光度(660nm)が0.3となればI 
PTGを最終濃度0.1mMになるように加え、更に1
7時間振盪培養する。
ついで培養液を遠心分離(6000rpm、15分間)
して菌体を集め、50m1のリン酸緩衝生理食塩水(以
下、PBSと略称する)に懸濁する。
再度遠心分離して菌体を集め、0.1mMフェニルメチ
ルスルホニルフルオライドを含むPBS3mlに懸濁す
る。この懸濁液を超音波処理(9000Hz、5分間、
0℃)した後、遠心分離(100000xg、1時間、
4°C)してその上清を採取し、菌体抽出液を得る。こ
の菌体抽出液を用いてガン壊死因子活性の指標となるi
n vitroガン細胞傷害活性をマウス由来繊維芽細
胞L−929株を用いて文献〔ジャーナル オプ イム
ノロジー、126.1279 (1981) )記載方
法に準じて検討した。
即ち、96穴プレートにL−929細胞(2゜5X10
’個)の培養液を移植し24時間培養した後、上記で得
たガン細胞傷害活性物質を含有する上清液0,1mlま
たはその希釈液0.1mlとアクチノマイシンD(1μ
g/ml)を添加し、37°Cで24時間培養する。こ
の培養液へ0.003%のニュートラルレッド溶液を添
加し、さらに培養を1時間続けた後、培養液を除き細胞
を新しい培地で洗浄する。ついで50%エタノール−0
゜1M第ユニリン酸水素ナトリウム加えると生細胞が取
り込んだニュートラルレッドが溶出されるので、これを
比色室ffi(540nm)する。
ガン細胞傷害活性は下記式により算出される傷害活性が
50%を示すのに必要なガン細胞傷害活性物質の量を1
単位とした。
傷害活性(%)−(1−活性物質添加の場合の吸光度/
無添加の場合の吸光度)X100■結果 結果は第4表に示す通りであり、形質転換株GT501
1がガン壊死因子を生産しているのに対し、JMI O
5(pUcl 8)は全くガン壊死因子を生産していな
いことが明らかである。
第4表 更に、上記の菌体抽出液の少量をレムリの方法〔ネイチ
ャー、277.680 (1970))に従って5DS
−ポリアクリルアミド平板ゲル電気泳動法で解析した。
その結果、組み換えDNA分子pGT11によって発現
された蛋白質の分子量は約18500であり、この値は
前記第3表のアミノ酸配列を有するポリペプチドの計算
値と一致した。
また、その生産量は菌体抽出液中の蛋白質の約4%に達
した。
実施例2 細菌内でのガン壊死因子の発現 形質発現ベクターpKK223−3 (スエーデン、フ
ァルマシア社)と化学合成オリゴヌクレオチドを用いて
ガン壊死因子を生産する。
■化学合成オリゴヌクレオチドの調製 5 ’ −AATTCATGTCTTCTTCTCAG
AACT−3’および3 ’ −GTACAGAAGA
AGAGTCTTGAGC−5’からなるオリゴヌクレ
オチド2種をそれぞれ合成する。すなわち、自動DNA
合成装置(米国、アプライドバイオシステムズ社、38
0A型)で合成したのち、ジメチルトリチル基以外の保
護基を除去し、逆相HPLC(条件: Shimpac
k  CL C−OD Sカラムを用い、移動相として
100mMトリエチルアミンアセテート緩衝液(p)I
7.5)中、アセトニトリルからなる密度勾配液を用い
る〕で精製する。ついで80%酢酸−20%アセトニト
リルの混液を用いてジメチルトリチル基を除去した後、
再度逆相HPLCでDNAを精製する。
かくして得られた合成オリゴヌクレオチド各25μg、
10mM)リス塩酸緩衝液(pH7,5) 、LmME
DTA、150mM塩化ナトリウムの混合物を100°
Cで5分間加熱した後急冷し、50℃で1時間加温する
ことによりアニーリングせしめて、塩基配列 5  ’  −AATTCATGTCTTCTTCTC
AGAACT−33’  −GTACAGAAGAAG
AGTCTTGAGC−5で示されるオリゴヌクレオチ
ドリンカーを得る。
■形質発現ベクターpKK223−3の処理50mMト
リス塩酸緩衝液(pH7,4) 、IQ m M 6f
L酸マグネシウム、1mMジチオスレイトール、100
mM塩化ナトリウム、10ggpKK223−3.10
単位制限酵素EcoRIおよび1(indII[の混合
物を37℃で5時間反応させた後、前記実施例1−(2
)−■の二本鎖c D N Aの分画におけると同様に
して低融点アガロースとRDPミニカラムを用いて単離
精製し、約4.5KbpのベクターDNAを調製する。
■ガン壊死因子cDNAの処理 前記実施例1−(5)で単離精製したcDNAI 08
g 、10mM)リス塩酸緩衝液(pH7゜4) 、1
0mM6iJマグネシウム、1mMジチオスレイトール
、50mM塩化ナトリウム、10単位制限酵素EcoR
IおよびHindnlの混合物を37°Cで5時間反応
させた後、前記実施例1−(2′  )−■の二本鎖c
 D N A (7)分画におけると同様にして低融点
アガロースとRDPミニカラムを用いて華離精製し、約
850bpのCD N A断片を調製する。
■組み換えDNAおよび形質転換体の調製50mM)リ
ス塩酸緩衝液(pH7,5) 、10mM塩化マグネシ
ウム、20mMジチオスレイトール、1mMATP、0
.1 pgオリゴヌクレオチドリンカーDNA、1μg
ベクターDNA。
1μgcDNA断片および2単位T4DNAリガーゼの
混合物を16℃で15時間反応させた後、JM103株
を用いて前記実施例1−(2)−〇と同様に実施するこ
とにより、組み換えDNA (pGT14)を含有する
形質転換体GT5014を得る。
かくして得られた形質転換体GT5014は下記第5表
で示される塩基配列でコードされるガン壊死因子を生産
する。
第5表 ATG  TCT  TCT  TCT  CAG  
AACTCG  AGT  GACAAG  CCTG
TA  GCCCACGTCGTA  GCA  AA
CCACCAA  GTG  GAGGAG CAG 
CTG GAG TGG CTG AGCCAG CG
CGCCAACGCCCTCCTG GCCAACGG
CATG GAT CTCAAA GAC^ACCAA
 CTA GTG GTG CCA GCCGAT G
GG TTG TACCTT GTCTACTCCCA
G GTT CTCTTCAAG GGA CAAGG
CTGCCCCGACTACGTG  CTCCTCA
CCCACACCGTCAGCCGA TTT GCT
 ATCTCA TACCAG GAG AAAGTC
AACCTCCTCTCT  GCCGTCAAG  
AGCCCCTGCCCCA、AG GACACCCC
T GAG Gf;G GCT GAG CTCAAA
CCCTGG TAT GAG CCCATA TAC
CTG GGA GGA GTCTTCCAG  CT
G  GAG  AAG  GGG  GACCAA 
 CTCAGCGCTGAG  GTCAAT  CT
G  CCCAAG  TACTTA  GACTTT
  GCGGAG TCCGGG CAG GTCTA
CTTT GGA GTCATT GCTTG ■形質転換体によるガン壊死因子の生産GT5014お
よびプラスミドpKK223−3を含むE、 coli
JMl 03 (JMI 03 (pKK223−3)
と略称〕をそれぞれ前記実施例1−(7)と同様にして
T培地で培養し、菌体抽出液を調製する。この菌体抽出
液のin vitroガン細胞傷害活性を前記実施例1
−(7)と同様にして測定する。
■結果 結果は第6表に示す通りであり、形質転換株GT501
4がガン壊死因子を生産しているのに対し、JM103
  (pKK223−3)は全くガン壊死因子を生産し
ていないことが明らかである更に、上記の菌体抽出液の
少量をレムリの方法に従って5DS−ポリアクリルアミ
ド平板ゲル電気泳動法で解析した。その結果、組み換え
DNA分子pGT11によって発現された蛋白質の分子
量は約17000であり、この値は前記第2表のアミノ
酸配列を有するポリペプチドの計算値と一致した。
また、その生産量は菌体抽出液中の蛋白質の約4%に達
した。
実施例3 ■ガン壊死因子融合蛋白質の精製と活性評価実施例1で
得た菌株GT5011をT培地(1%バタトトリプトン
、0.5%塩化ナトリウム、100μg/nlアンピシ
リン)中、37℃で振盪培養し、660nmでの吸光度
が0.3になればI PTOを最終濃度0,1mMにな
るように加える。ついで振盪培養を17時間続け、得ら
れた培養液から遠心分離により菌体を集める。該菌体を
抽出用緩衝液(20mM トリス塩酸緩衝液(pH7,
4) 、10mM酢酸マグネシウム、0.1mMフェニ
ルメチルスルホニルフルオライド、5%グリセリリンで
菌体を洗浄し、同緩衝液に懸濁する。この菌体懸S液を
超音波処理(9000Hz、10分間)した後、遠心分
離し主情を採取した。かくして得られた菌体抽出液は1
×IO9単位のガン細胞傷害活性物質を含んでおり、こ
の菌体抽出液に硫酸アンモニウムを40%濃度になるよ
うに加えて0℃で30分間攪拌し、遠心分離して上清を
得る。この上清に更に硫酸アンモニウムを60%濃度に
なるように加え0℃で30分間攪拌し、遠心分離する。
沈澱を5mlのTMA緩衝液〔20mM)リス塩酸緩衝
液(pH7,4) 、10mM酢酸マグネシウム、0.
1mMフェニルメチルスルホニルフルオライド〕に溶解
し、同緩衝液11に対し18時間透析した後、遠心分離
し、上清を得る。この上清をTMA緩衝液で平衡化した
DEAE−セファセル(スウェーデン、ファルマシア社
)のカラムに通導する。該カラムをTMA緩衝液で洗浄
後、同緩衝液に塩化ナトリウムの濃度を0.5Mまで直
線的に変化させた濃度勾配液で溶出させる。溶出液のう
ちガン細胞傷害活性を有する両分を集め限外濾過して濃
縮した後、リン酸緩衝生理食塩水で緩衝液置換を行う。
ついで、リン酸緩衝生理食塩水で平衡化したセファクリ
ルS−200(スウェーデン、ファルマシア社)のカラ
ムに通導し、該カラムを同緩衝液でゲル濾過を行う。活
性画分を集めることによりガン壊死因子融合蛋白質の部
分精製標品(5X10”単位)を得た。このものの比活
性は2X10’単位/mg蛋白質であった。
■Meth Aザルコーマ担癌マウスに対する活性評価 B A L B / cマウスの腹部皮内にI X 1
06個    ゛のMeth Aザルコーマ細胞を移植
し、7日後移植した腫瘍の大きさが直径7〜8mmとな
り、出血性壊死がな(良好な血行状態にある腫瘍を有す
るマウスを選ぶ。このマウスに上記で得られたガン壊死
因子融合蛋白質の部分精製標品を生理食塩水で希釈した
液0.2mlを、−匹あたりlXl06単位となるよう
尾静脈より注射し、24時間後に壊死反応の判定を行っ
た。
〔結果〕
結果は下記第7表に示す通りであった。
第7表 〔注〕 :判定基準は次の通りである(以下、同)。
(=):変化なし く+):かすかな出血性壊死 (4):中程度の出血性壊死 (移植表面の真中から50%以上にわたって壊死) (−+))−)  :顕著な出血性壊死(移植癌の中央
部が重度の壊死し、周囲の癌組織がわずかに残った状態
) 実施例4 成熟ガン壊死因子の精製および活性評価実施例2で得た
菌株GT5014を実施例3と同様に培養し、処理する
ことにより菌体抽出液を得る。この菌体抽出液は5X1
0”単位のガン細胞傷害活性物質を含んでおり、これを
精製することにより2X10’単位の成熟ガン壊死因子
の部分精製品を得る。このものの比活性は1×108車
位/■蛍白質であった。この成熟ガン壊死因子の部分精
製品のMeth Aザルコーマ担癌マウスに対する活性
評価を実施例2と同様にして行った。
〔結果〕
結果は下記第8表に示す通りである。
第8表 実験例1 マウスガン壊死因子の精製 マウス由来マクロファージ細胞株J774.1を10%
牛脂児血清を含むハムのF−12培地(米国、フロラ 
ラボラトリ−社製)を用い、37℃にてスピナーフラス
コで培養した。細胞濃度が1〜2X10’個/mlとな
れば遠心分離して細胞を集め、2度洗浄した。ついで細
胞を牛胎児血清を含まないハムのF−12培地に1’X
10b個/m1の濃度となるように懸濁し、リポポリサ
ッカライド(米国、ディフコ社)を10μg/mlとな
るように加えて16時間培養した。
かくして得られるガン壊死因子を含む上清101を限外
濾過(米国、アミコン社製、HIP−10、PM−10
)により濃縮し、20mMリン酸緩衝液(pH7,4)
で平衡化したDEAE−セファセル(スウェーデン、フ
ァルマシア社製)、のカラムを用いてクロマト処理を行
った。このとき溶出液として用いる塩化ナトリウム溶液
の濃度をリニアグラジェントに増加させ、0.4〜0.
5M濃度で溶出する百分を濃縮した。濃縮液はセファク
リルS−200(スウェーデン、ファルマシア社製)の
カラムを用いて20mMリン酸緩衝液(pH7,4)で
ゲル濾過し、分子量4〜6×104付近で溶出する百分
を濃縮した。更にモノQカラム(スウェーデン、ファル
マシア社製)を用いてFF)LCで精製した。すなわち
20mMリン酸緩衝液(pH7,4)中で塩化ナトリウ
ムの濃度を増加させ、0.2〜o、zsM>a度で溶出
する活性画分を採取した。活性画分は更にシンクロバッ
クRP−4(米国、ジンクローム社製)のカラムを用い
てHPL’Cで精製した。すなわち0゜1%トリフルオ
ロ酢酸中で1−プロパツールの濃度をあげて溶出し、1
−プロパツール濃度25%付近で溶出した両分を凍結乾
燥することにより高純度精製ガン壊死因子を得た。
この高純度精製ガン壊死因子を気相アミノ酸シーケンサ
−(米国、アプライドバイオシステムズ社製)を用いて
、そのアミノ酸配列を調べたところ、ガン壊死因子のN
末端側からのアミノ酸配列は5et−Ser−5er−
Gin−Asp−であった。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)アミノ酸配列 【アミノ酸配列があります】 (但し、Rは16以下のアミノ酸からなるペプチドを表
    す。) で示されるガン壊死因子
  2.  (2)RがSer−Ser−Ser−Gln−Asn
    で示されるペプチドであるか、Met−Ser−Ser
    −Ser−Gln−Asnで示されるペプチドであるか
    、またはMet−Thr−Met−Ile−Thr−A
    sn−Ser−Ser−Ser−Val−Pro−Gl
    y−Asp−Pro−Leu−Gluで示されるペプチ
    ドである特許請求の範囲第1項記載のガン壊死因子
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