JPS63500245A - ウンデュリンおよびその断片化生成物、それらの製造法ならびにそれらの用途 - Google Patents
ウンデュリンおよびその断片化生成物、それらの製造法ならびにそれらの用途Info
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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】
ウンデニリンおよびその断片化生成物、それらの製造法ならびにそれらの用途
本発明は、ウンデニリン(Undulin )およびその断片化生成物、それら
の製造法ならびに特定の抗体の生産および結合組織に関係しまた疾患および腫瘍
性疾患の診断、予後および治療へのそれらの応用に関するものである。
間質結合組織は主としてコラーゲンニー小線維からなっている。
超微細構造研究の結果、高分子がコラーゲン小線維の結合を支えていると推測さ
れる。フィブロネクチンおよびプロテオグリカン以外に、コラーゲンI小線維の
超分子組織を支えるもう一つの構造成分があると推測される。従来、この成分を
単離しようとする試みは不成功に終わっている。
驚くべきことに、哺乳動物の胎仔または新生仔の皮膚を抽出するとき新規な蛋白
質ウンデニリンが得られ、このものはコラーゲン■小線維の超分子組織において
重要な役割を演じており、医学および美容上利用できることが今回見出された。
本発明は、ウンデニリンおよびそのペプチド断片ならびにそれらの製造法および
それらの用途に関するものである。
間質結合組織の蛋白質の中で、ウンデニリンは、コラーゲンIおよび■と並んで
、主成分の一つをなしていると思われる。ウンデニリンは、強度に凝集した高分
子糖蛋白質であり、主として分子量が100万をはるかに越える交差架橋複合体
として存在し、非還元性条件下での5DS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動に
よって検出される。コラーゲン■の標準品を用いるとき、還元後に、270,0
00のところに特徴的なバンド(A鎖)および175,000/180,000
のところに二重線バンド(それぞれB1鎖、B2鎮)を染色することができる。
二重線バンドの移動度は、還元型フィブロネクチンのそれよりもはっきりと大き
い。
第1図は、5DS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動における還元前(1)およ
び還元後(2)のウンデニリンを示す。コラーゲン性α、βおよびγ成分の位置
は矢印で示しである(標準)。
ウンデニリンは、凍結乾燥後には、中性の非変性性緩衝系、たとえばTris−
HCe燐酸緩衝液、または希酢酸にはほとんど溶解しない。
これに対し、ウンデニリンは、プロテアーゼ阻害剤の存在下に、pH7〜9の6
M塩酸グアニジンによく熔ける。ウンデニリンは、コラーゲンIと組合せて、0
.5M酢酸/1%Triton X−100に熔解させることができる。
かかる調製物は27円錐蒸着後、電子顕微鏡により精査することができる。この
場合、分子は従来未知の構造の形態をとっており、それは、直径約18nmの球
状の頭部、長さ約70nmの尾部およびそのもう一方の末端の部分的な小球状の
領域(直径約6nl++)からなっている、2.4またはより多くのこの構造か
らなり、しばしばコラ−デフ1分子と連係した凝集形態が多く観察される0円錐
蒸着後の、単離された形(矢印)および凝集した形(二重の矢印)のウンデニリ
ンをコラーゲンIと共に見ることのできる電子顕微鏡写真を第2図に示す。
アミノ酸分析(6M塩酸、24時間、窒素雰囲気下、110℃)では、ウンデニ
リンは大型の糖蛋白質に特異的な、しかし非特徴的な、疎水性および酸性のアミ
ノ酸の含量が高いアミノ酸組成を与える。
しかし、そのアミノ酸組成が基底膜蛋白質であるラミニンのそれあるいはフィブ
ロネクチンのそれとは明瞭に相違することは、次表から明らかである。
第1表:ウンデニリンのアミノ酸分析
4 1−typ Met 22
Asx 98 11e 54
T h r 65 L e u 89
Ser 88 Tyr 33
Glx 93 Phe 39
Pro 55 His 26
Gly 86 Hyl
Ala 59 L)’s 52
Cys 27 Arg 49
Vat 65
アルジI・−ルアセテートのガスクロマトグラフィーにより4、および質量分析
によりめたウンデニリンの炭水化物含量は約2%(ウンデュリン100g当たり
の重量)で、ラミニンのそれ(約12%)およびフィブロネクチンのそれ(約5
%)よりも明らかに低い。炭水化物分析を次表に示す。
第2表:ウンデニリンの炭水化物分析
蛋白質100g当り炭水化物g数
N−アセチルグルコサミン 0.94
N−アセチルガラクトサミン 0.22ウンデユリンのもう一つの性質はウンデ
ュリン抗体により明らかとjJ、る(この抗体の製造法はのちに記載する):間
接免疫螢光法において、ウンデュリン抗体は、皮膚または肝の未固定4μm低温
保持切片上で、結合組織蛋白質について既知の全てのパターンと異なる新しいパ
ターンを示す。第3図から明らかなように、ウンデュリンのパターンは、直径が
一様で(約1μm)、波形の、平行に配列された小線維からなっている。この典
型的な波形小線維束は、間質を横断ているが、基底膜中には存在しない。ウンデ
ュリンは、成熟型コラーゲン(タイプI)の小線維をも予想できる密な組合組織
中に主として見出され、ときには皮膚の深層中に(第3図)、相対的に太い血管
の外股または肝の門脈領域(第4図)に見られる。ヒトにおいてのみならず、マ
ウス、ラット、ウシにおいても、同様の分布パターンが見られる。興味あること
には、ウンデュリンは、腫瘍領域では他の結合組織蛋白質よりも速やかに分解さ
れる。免疫電子顕微鏡写真では、抗つンデュリン抗体は(フェリチン結合第2抗
体と共に)、第5図に示すように、コラーゲン小線維の表面およびそれらの間の
球状物質を修飾している。(E=弾性線維;横線の長さ一500n■)。
ウンデュリンの製造法は、プロテアーゼ阻害剤の存在下に、A)哺乳動物胎仔ま
たは新生仔の皮膚を中性塩抽出に付し、B)抽出物を分画塩析に付し、
C)析出物を熔解し、DEAEクロマトグラフィーにより精製して、ウンデュリ
ンを粗製物として取得し、
D)該粗製物を、透析および凍結乾燥後、抽出によりさらに卑責製し、E)断片
化生成物を調製するために、ウンデュリンを中号生また番ま酸性プロテアーゼに
より、分子量<400,000の断片が得られるまで分解し、
F)工程りまたはEで得られた生成物をCM−およびDEAE−セルロースクロ
マトグラフィー、分子ふるし1および/また番まHPLCによりp )(2,5
〜9.0の緩衝液中で精製することを特徴とする。
工程A)の抽出は、まず中性緩衝液による予備抽出を1テって、血清蛋白質およ
び脂質類を除去するようにして実施するの力蒐好ましシ1゜このためには、10
〜1001中性緩衝剤、たとえLf50〜200mM Tris−Hα、pH7
〜Bの4〜5MNaci!、20〜200mM HEPES (2−(4−(2
−ヒドロキシエチル)−1−ピペラジニル〕エタンスルホン酸)緩衝液またはP
IFES(ピペラジン−N。
N゛−ビス(2−エタンスルホン酸))緩衝液を、0.1〜2%の非イオン性界
面活性剤、たとえばτriton X−100と共に用し)る。皮ii’c湿潤
重量)1kg当たり約2〜41の緩衝液を用し)る。続し)て、本来の抽出を行
うが、これは同様の緩衝系中で同様の量を用L1て1テうのが好ましいが、イオ
ン強度はより低(して行う。
抽出物はつぎに工程B)に従って、分画塩析に付す。第一ステップでは、硫酸ア
ンモニウムを飽和度が20〜50%となるまで添加して抽出物を沈澱させる。こ
うして得た沈澱を再び10〜200mM中性緩衝剤中に溶解し、ハロゲン化アル
カリ、たとえ4fNaαを用し)た分画塩析に付す、ウンデュリンの大部分が1
.5M〜4.5Mの間で析出する。
精製のため、沈澱を中性緩衝液/1〜4?l尿素10.25〜0.5MNaCj
!に熔解し、DEAE−セルロースで処理する。結合しな力)つた画分を同じ、
ただいacj!を0.01〜0.05+1Lか含有しなし)緩i動液に対して透
析する。かくして得た沈澱は、約70%まで力(ウンデュリンよりなる。上澄み
はさらにウンデュリンを含有し、これbま、溶離剤として塩勾配を用いたDEA
Eセルロースクロマトク゛ラフイーにより、純度90%以上で回収できる。
調製物を、たとえば酢酸に対する透析により脱塩し、凍斧吉乾燥する。70%調
製物は、所望により非イオン性界面活性剤の存在下に、中性緩衝液で抽出するこ
とにより、不純物を除くこと力(できる。力・くして回収した純度80%以上の
製品を10〜100mM Tris−H(j!、5〜6Mグアニジン、p’ H
8〜9に溶解し、分子ふる(、Nカラム(たとえばセファクリル2B、Cl4B
または5−1000 ’)で低分子不審屯物を分離、除去する。ここで得られる
純度はほとんど100%である。
収量は、皮膚1kg(湿潤重量)当たり約100■である。ウンデュリンは、そ
の断片について後述するように、さりこ精製することができる。
プロセス全体は、冷室温(4〜10℃)下に、プロテアーゼ阻害剤、たとえばフ
ェニルメチルスルホニルフルオリド(PMSF)−N−エチルマレイミド(NE
M) 、エチレンジアミン四酢酸(EDTA) 、大豆トリプシン阻害剤(SB
TI)、トラジローJし、塩酸ベンズアミジンの存在下に行うのが適当である。
ウンデュリンは、中性または酸性プロテアーゼGこ対して極めて敏感である。適
当な中性プロテアーゼは、たとえばトリプシン、トロンビン、プラスミン、エラ
スターゼ、カテプシン、■8−ぶどう球菌プロテアーゼ、キモトリプシン、パパ
インおよびサーモリンである。適当な酸性プロテアーゼの例は、ペプシン、酸性
カテプシン、キモシンなどである。
好ましいプロテアーゼは、トリプシン、エラスターゼ、プラスミン、トロンビン
、■8−ぶどう球朶プロテアーゼ、キモトリプシンならびにペプシンである。
分子量が40万以下、好ましくは10万以下であるウンデュリンのプロテアーゼ
断片は、中性緩jh液に部分的に可溶で、ウンデュリンの抗原特性の若干がその
際維持される。
たとえば、ウンデコ、リンをトリプシンにより30℃で分解すると、分子量30
万〜40万の中間段階を経て、分子量3万〜5万、6万〜7万および8万の主生
成物が生じる。4℃でのペプシン分解の最終産物ば、25,000〜so、oo
oの間の分子量をもつ。
これらの断片は、p H2,5〜9,00通常の緩衝液中で、CMまたはDEA
Eセルロースクロマトグラフィー、分子ふるlI)および/またはHP L C
により精製できる。適当な酸性緩衝液はたとえば酢酸またはくえん酸緩衝液であ
る。適当な中性緩衝液は既に述べである。
適当なアルカリ性緩衝液は重炭酸アンモニウム、酢酸ナトリウムである。
ウンデュリンおよびその断片は強い抗原として作用する。たとえば、高力価の抗
血清の調製には、ウソデュリンまたはその断片0.3■を3回適用すれば十分で
ある。とくにウサギおよびマウスで、既知の方法、たとえばアフィニティークロ
マトグラフィーにより、特異抗体を得ることができる。これらの試剤はうニスタ
ーンプロット、E L I S A (Enzyn+e−Linked Iaa
+uno 5orbent As5ay)または放射免疫検定において他の結合
組織蛋白質とは全(交差反応しない、モノクロナール技法によっても、ウンデュ
リンおよびその断片に対して高親和性の抗体を調製することができる。かかる免
疫試剤は、免疫組織学上、細胞培養実験のため、遺伝子工学で、またウンデュリ
ンおよびその断片の分析証明のため利用することができる。かくして、免疫組織
学的に抗つンデュリンモノクロナール抗体を用いて、ポリクロナール抗体による
のと同じ特徴的パターンが得られることを示し得た。
しかも、上記の抗体および抗原は、放射免疫ヰ★定、EL I SA、螢光免疫
検定(FIA、)、発光免疫検定などによって体液、細胞抽出液中のウンデュリ
ンおよび/またはその断片を定量するのに役立つ。すなわち、高特異性の鋭敏な
放射免疫検定によって、ウンデュリンの抗原活性が体液中を循環していて、間質
結合組織が関与する疾患像、たとえば炎症、線維症性疾患、Ilt瘍性疾患と高
水準の相関を示すことを示し得た。ウンデュリンおよびその断片は、ローション
、ゲル、クリームなどの化粧品にも、皮膚の外観および状態を改善する目的で利
用することができる。
以下、実施例により本発明を説明する。
実五拠上
ウンー゛ユ1ンの−1
サル、ウシまたはラットの胎仔または新生仔の皮膚を膨潤させ、ホモジェナイズ
し、2mMのPMSF、4mMのNEMおよび10mMのEDTAをプロテアー
ゼ阻害剤として含有するpH7,4の100o+MTris−4,5M Na(
j!中で冷凍する。全ての作業は4℃で、プロテアーゼ阻害剤類(PI)の存在
下で行い、緩衝液を用いるときには、そのpHを4.0以上とする。ホモジェネ
ートをまず、p H7,4の50+++MTris/PI/4Z5M NaCj
!+ 1%Triton X−100(3(1/kg湿潤重量)により抽出する
。つぎに残渣をp H7,4の50mM Tris /PI10.5MNaC1
! (3R/ kg湿濶重N)で抽出する。飽和度が30%(168g/Il)
となるまで硫酸アンモニウムを加えることにより、上澄み液から沈澱を得る。こ
れを再びTris /PI10.5M NaCe (3ji! / kg湿清重
量)に溶かす。溶液を、最終濃度が1.7.2.6および4.5MとなるまでN
aC1−を用いての分画塩析に付す。2.6MNaαでの分画をpH7,4の5
0mM Tris 、、PI、0.3MNaCj?、1〜4M尿素に熔かし、こ
の混合物に対して透析する。沈澱(コラーゲンIの凝集物)を遠心分離し、上澄
み液をDEAEセルロースと混合、攪拌する。結合しなかった両分をpH7,4
のTris /PI10.02M NaI:j!に対して透析すると、ウンデュ
リン、コラーゲン■および分子量35,000の蛋白質からなる沈澱が得られる
。可溶性の物質をDEAEセルロースクロマトグラフィーに付す、約0.25M
Naαの塩勾配を用いて溶出すると、純度90%以上のウンデュリンが得られる
。
ウンデュリン含有画分を0.1 ?I酢酸に対して透析し、凍結乾燥する。さら
に精製するには、凍結乾燥物をpH8,2の50mM Tris−HCjl!、
21尿素、プロテアーゼ阻害剤、1%Triton X−100により4℃で抽
出する。このとき、とりわけ夾雑蛋白質が除去される。熔けなかった約り0%純
度のウンデュリンをつぎにpH8,2の50mMTris−HCfl!、6iグ
アニジンに熔かし、セファロースCI 4Bによって同じ緩衝液中で低分子量不
純物を除去する。こうして調製されたウンデュリンは均質で純粋である。収量は
、仕込んだ皮ii’1kg(湿潤重量)当たり100■である。
災丘拠1
ウンー゛ユ1ンの 1プシン
凍結乾燥した蛋白質をpH7,0の0.2M NH4CO3/酢酸に0.5■/
y+JIJfに懸濁し、トリプシン=T P CK (Serva 、ハイデル
ベルク)により、酵素/基質比1:50で25℃にて振とう下に分解する。10
.30および60分後ならびに4および16時間後にアリコートを採取し、トリ
プシン阻害剤(大豆トリプシン阻害剤、5erva、ハイデルベルク)を混合し
、凍結乾燥する。16時間後の分解産物は、分子量8万以下のペプチド類を主と
して含有する。
尖施孤主
ウンー゛ユ1ンのペプシンゝ”
ペプシン分解のため、ウンデュリンを0.5M酢酸中に1w/m濃度に懸濁し、
4〜8℃で、1:50(酵素対基質)比で振とう下にペプシン(Sigma 、
タウフキルヘン)で分解する。6〜10時間後に、分子量が25.000〜so
、 oooの間の断片が主生成物として得られる。
ス】直江(
支頂r X ゛よびポIクロ ニR且盗皇]裂つンデュリンおよびその断片(サ
ル、ウシまたはラットからの)に対する高力価抗血清を次のようにして調製でき
る:中性緩衝液0.5 dに懸濁し、完全フロインドアシュパン) 0.5 m
R中に乳化した抗原0.2■を皮下投与する。ひき続き、3週間間隔で、不完全
アジュバントを用いてもう2回注射を行う。カラムに固定した結合組織抗原に抗
血清を作用させる。緩衝液で十分洗ったのち、最後に、固定ウンデュリンから高
親和性特異抗体を溶出することが8〜12週令のBa1b/cマウスに、100
μgのウンデュリンないしはウンデュリン断片を各2週間間隔で3〜4回皮下注
射する。
最初は、フロインドアジュバント(完全)と1:1比で混合し、以後はフロイン
ドアジュバント(不完全)と1:1比で混合する。
マウスで抗体価がプラスとなったのち、その肺臓を同系の骨髄腫細胞(NSI)
と融合させ、組織培養する。陽性抗体産生性細胞クローンのサブクローニングに
よって、単一の抗体を産生ずる細胞系を得る。抗体は、既知の方法によって、組
織培養上澄みないしは細胞培養のキャリアーとして用いたマウスの腹水から精製
することが実施例1のセファロースCl4Bクロマトグラフイー後の精製ウンデ
ュリンは、10Mg150μ!!50+nM Tris−HOi!、6Mグアニ
ジン、0.05%Triton Sp H8,2で、クロラミンT法により、1
mciの1251で放射活性標識化できる(標識化の時間0.5〜3分間)。
低分子量活性の除去を、50mM Tris−HCj!、8H尿素、0.05%
Triton X−100、p H8,2に対する室温での透析により行う 1
251−ウンデュリン(3,000〜10,000 cpm/ng蛋白質)は、
その抗血清に90〜199%の結合率を示し、たとえば血清または血漿中の循環
抗原の定量のための、敏感な液相放射免疫抑制アッセイの実施を可能ならしめる
。
Fig、3
国際v4′4を餠失
ANNEX To m INTERNATrONA乙 5EARCHREPOR
T ON
Claims (12)
- 1.プロテアーゼ阻害剤の存在下に、 A)哺乳動物胎仔または新生仔の皮膚を中性塩抽出に付し、B)抽出物を分画塩 析に付し、 C)析出物を溶解し、DEAEクロマトグラフィーにより精製して、ウンデュリ ンを粗製物として取得し、D)該粗製物を、透析および凍結乾燥後、抽出により さらに精製し、 E)断片化生成物を調製するために、ウンデュリンを中性または酸性プロテアー ゼにより、分子量<400,000の断片が得られるまで分解し、 F)工程DまたはEで得られた生成物をCM−およびDEAE−セルロースクロ マトグラフィー、分子ふるいおよび/またはHPLCによりPH2.5〜9.0 の緩衝液中で精製することによって得られる、ウンデュリンおよびその断片化生 成物。
- 2.プロテアーゼ阻害剤の存在下に、 A)哺乳動物胎仔または新生仔の皮膚を中性塩抽出に付し、B)抽出物を分画塩 析に付し、 C)析出物を溶解し、DEAEクロマトグラフィーにより精製して、ウンデュリ ンを粗製物として取得し、D)該粗製物を、透析および凍結乾燥後、抽出により さらに精製し、 E)断片化生成物を調製するために、ウンデュリンを中性または酸性プロテアー ゼにより、分子量<400,000の断片が得られるまで分解し、 F)工程DまたはEで得られた生成物をCM−およびDEAE−セルロースクロ マトグラフィー、分子ふるいおよび/またはHHPLCによりPH2.5〜9. 0の緩衝液中で精製することを特徴とする請求の範囲第1項記載の化合物を製造 する方法。
- 3.工程Aの中性塩抽出を2段階で行い、第1段階は、10〜200mMの中性 緩衝塩基を用いて行い、第2段階はイオン強度がより低い中性緩衝液を用いて行 うことを特徴とする請求の範囲第2項記載の方法。
- 4.前抽出を0.1〜2%の非イオン性界面活性剤の存在下に行うことを特徴と する請求の範囲第3項記載の方法。
- 5.工程Bの分画塩析を、工程Aで得た抽出液に硫酸アンモニウムを飽和度20 〜50%になるまで加え、かくして得た沈澱を10〜200mM中性緩衝剤溶液 中に溶解し、その溶液をハロゲン化アルカリによる分画塩析に付すことにより実 施することを特徴とする請求の範囲第2項ないし第4項のいずれかに記載の方法 。
- 6.工程Cの精製を、工程Bで得られた析出物を10〜200mM中性緩衝剤/ 1〜4M尿素/0.25〜0.5MNacl中に溶解し、DEAE−セルロース で処理し、結合しなかった画分を0.01〜0.05MのNacl含有する同じ 緩衝液に対して透析することにより行い、ウンデュリン含量70%の沈澱を得る ことを特徴とする請求の範囲第2項ないし第5項のいずれかに記載の方法。
- 7.透析後に得られた上澄み液を、溶出液として塩勾配を用いたDEAEセルロ ースクロマトグラフィーにより精製して、純度90以上のウンデュリンを得るこ とを特徴とする請求の範囲第6項記載の方法。
- 8.工程Dの精製を、酢酸に対して透析し、凍結乾燥し、凍結乾燥物を10〜2 00mM中性緩衝剤または稀酢酸により、所望によってさらに、抽出することを 特徴とする請求の範囲第2項ないし第7項のいずれかに記載の方法。
- 9.0.1〜2%の非イオン界面活性剤の存在下に抽出を行うことを特徴とする 請求の範囲第8項記載の方法。
- 10.ウンデュリン分解用プロテアーゼとして、トリプシン、エラスターゼ、プ ラスミン、トロンビン、V8ぶどう球菌プロテアーゼ、キモトリプシンおよび/ またはペプシンを用いることを特徴とする請求の範囲第2項記載の方法。
- 11.トリプシンまたはペプシンを用いることを特徴とする請求の範囲第10項 記載の方法。
- 12.抗体の製造、免疫学的検定法および線維症性、炎症性および腫瘍性疾患の 診断、予後および経過監視のための、請求の範囲第1項記載の生産物の利用。
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US8030014B2 (en) | 2005-12-14 | 2011-10-04 | Jcl Bioassay Corporation | Detecting agent and therapeutic agent for highly malignant breast cancer |
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