JPS63501401A - 哺乳動物インタ−ロイキン−4 - Google Patents

哺乳動物インタ−ロイキン−4

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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】 哺乳動物インターロイキン−4 本発明は哺乳動物の免疫系のタンパク質因子および突然変異タンパク質(ムティ ン、 o+utein)因子、ならびにそれらをコードする核酸に関する。より 詳細には、本発明はT細胞増殖因子活性およびB細胞増殖因子活性の両方を示す タンパク質因子および突然変異タンパク質因子(ならびにそれらをコードする核 酸)に関する。
組換えDNA技術は一般に供給源からの遺伝情報をベクター内に組み込み、その 後宿主への導入のようなプロセッシングを行って、新しい環境のもとてその転移 遺伝情報を複製および/または発現させる技術に関する0通常、遺伝情報は目的 のタンパク質産物をコードするメツセンジャーRNA (mRNA)から誘導さ れる相補ONA (cDNA)の形で存在する。キャリアは往々にしてプラスミ ドであり、プラスミドは宿主内での複製のためにcDNAを組み入れる能力を有 し、いくつかの場合には実際にcDNAの発現を制御し、それにより宿主内での コード化産物の合成を導く能力をもっている。
しばらくの間、哺乳動物の免疫応答は“免疫ネットワーク”と呼ばれる一連の複 雑な細胞相互作用に基づくことが知られていた。最近の研究は、このネットワー クの内部機構への新たな洞察を与えた。多くの免疫応答が実際にリンパ球、マク ロファージ、顆粒球および他の細胞のネットワーク様相互作用を中心に動いてい ることは確かであるが、今や免疫学者達は一般にこれらの細胞の相互作用を制御 する上で可溶性タンパク質(例えば、いわゆる“リンフ才力イン”や“モノカイ ン″)が重要な役割を演じていると考えている。従って、細胞調節因子の単離、 同定および作用機構には多大の関心が寄せられ、これらの理解は数多くの病気の 診断および治療に画期的な躍進をもたらすでリンフ才力インは明らかにいろいろ なやり方で細胞の活動を仲介する。それらは多分化能性造血幹細胞の増殖、成長 および分化を促進して、免疫応答に関与する種々の細胞系統を構成する膨大な数 の前駆細胞へと分化させることが知られている。これらの細胞系統は、リンフ才 力インを他の作用物質と共に使用する場合、しばしば異なる方法で応答する。
免疫応答にとって特に重要な細胞系統は2種類のリンパ球:すなわちB細胞とT 細胞であり、B細胞は免疫グロブリン(異物を認識し、それと結合してそれを除 去する能力をもつタンパク質)を生産・分泌することができ、−力積々のサブセ ットのT細胞はリンフ才力インを分泌し、B細胞と免疫ネットワークを構成する 他の細胞(他のT細胞を含む)を誘発または抑制することができる。
その他の重要な細胞系統は肥満細胞(すべての哺乳動物種においてポジティブに 同定されたわけではない)・・−・・一体中の毛細管に接近して、特に肺、皮膚 、胃腸管および泌尿生殖器官に高濃度で存在する顆粒含有結合組繊細胞である。
肥満細胞はアレルギー関連疾患(特にアナフィラキシ−)において中心的な役割 を演じ、すなわち所定の抗原が肥満細胞表面上の受容体に結合したあるクラスの 免疫グロブリンと交差結合するとき、肥満細胞は顆粒を放出してアレルギー反応 (例えばアナフィラキシ−)を引き起こす媒介物質(例えばヒスタミン、セロト ニン、ヘパリン、プロスタグランジンなど)を放出する。
種々の免疫疾患をより一層理解するための研究(これは免疫疾患を治療すること につながる)は、一般に免疫系の細胞を1nvitroで維持することが困難で あるために妨げられている。免疫学者達は、これらの細胞の培養が種々の増殖因 子(例えばリンフ才力イン類)を含むT細胞および他の細胞の上清を使用するこ とにより達成できることを見出した。
リンフ才力インや免疫反応の他の可溶性媒介物質のような因子の検出、単離およ び精製は非常に困難であり、そしてしばしばそれらを含む上清の性質そのもの、 混合物中の諸成分の活性の分散および乗り換え(cross−over)、因子 の性質を調べるために利用するアッセイの感度(またはその欠如)、因子の分子 量範囲および他の特性における類似性、ならびにそれらの自然環境における因子 濃度の低さにより複雑になっている。
リンフ才力インが主に分子クローニングによって次第に利用可能になるにつれて 、それらの臨床上の用途を見出すことに関心が高まった。ホルモンとの生理学的 類似性(例えば可溶性因子、増殖媒介物、細胞受容体を介しての作用)のために 、リンフ才力インの使用可能性はホルモンの最近の用途に類推して論じられた: 例えばデクスター(Dexter)、 Nature、 vot+321+P。
198(1986)を参照されたい。1つの期待は、患者におけるリンフ才力イ ン レベルが有益な免疫応答(例えば炎症、アレルギーまたは組織拒絶反応の抑 制、あるいは感染症または悪性増殖に対する刺激もしくは増強)を引き起こすた めに直接的または間接的に操作し得るということである。リンフ才力インの他の し一床上の用途には、あるヒトのある種の免疫系細胞を有益な作用のために同じ ヒトまたは別のヒトへ終局的に再導入すべく、これらの細胞のin vitro 集団を維持・増殖させることが含まれる。例えば、患者のリンフォカイン活性化 キラーT細胞の集団を患者の体外で増殖させて、その後高められた抗腫瘍応答を 引き起こすために再注入し得るかどうかを調べる研究が現在進行中である。リン フ才力イン、特に顆粒球−マクロファージコロニー刺激因子(GM−C3F)の ようなコロニー刺激因子およびそれらの活性を高める因子、の他の臨床上の用途 は、例えば腫瘍に対する化学療法または放射線療法の前後に、骨髄形成不全の治 療のために、あるいは好中球欠損症候群の治療のために、血液細胞の発生を刺激 することである:デクスター(Dexter)、 Nature。
Vol、321.P、198(1986)を参照されたい。この種の因子はまた 、再生不良性貧血やある種の白血病の治療に次第に使用されつつある骨髄移植療 法において有用であるだろう。
このような臨床用途にとって重要なリンフ才力インの2つの性質がある:すなわ ち個々のリンフ才力インはしばしば多面作用性(pleiotropic)であ り;また1つのリンフ才力インの生物学的作用は一般に少なくとも1つの他のリ ンフ才力インによって調節(抑制または増強)しうる。例えば、T−インターフ ェロンと相乗的な腫瘍壊死因子はインターロイキン−1(IL−1)の生産を刺 激し、且つ好中球の食作用を活性化することができる。
活性化マクロファージによって生産されるタンパク質IL−1は、インターロイ キン−2(IL−2)放出の誘導による胸腺細胞増殖の刺激、Bリンパ球の成熟 および増殖の刺激、線維芽細胞増殖因子活性、および肝細胞による栄、性期タン パク質(acu tephaseprotein)合成の誘導を含めた広範囲の 生物学的作用を仲介する。
また、IL−1はプロスタグランジンおよ滑液細胞からのコラゲナーゼ放出を刺 激し、且つ内因性発熱因子に一致することが報告された:クランプシュミット( Krampschn+1dt)+J、Leuk、Bio1.。
Vol 、36. p、341〜355 (1984)を参照されたい。
インターロイキン−2(以前はT細胞増殖因子と呼ばれていた)はレクチン活性 化または抗原活性化T細胞によって生産されるリンフ才力インである。 IL− 2の報告された生物学的活性には、活性化T細胞クローンの長期in vitr o増殖、胸腺細胞の有糸分裂増強、およびヌードマウス牌細胞培養物における細 胞障害性T細胞の反応性およびプラーク形成細胞の応答の誘導が含まれる。さら に、インターフェロン(IFN) と同様に、IL−2は天然キラー細胞の活性 を増大させることがわかり、新生物疾患の治療への使用可能性が示唆された:ヘ ネイ(Henney)ら。
Nature、Vol、291.p、335〜338(1981)を参照された い。このような治療法においていくつかの成功が報告された:例えばロツゼ(L otze)およびローゼンバーグ(Rosenberg)+ ”精製ヒトインタ ーロイキン−2による腫瘍患者の治療”、ソーブ(Sorg)ら編集。
Ce1lular and Mo1ecular Biolo of L m  hokines (アカデミツクブレス社、ニューヨーク、1985) ; お よびローゼンバーグおよびロッゼ、 “インターロイキン−2およびインターロ イキン−2活性化リンパ球を使用する癌の免疫療法”、ハムRev、 Immu nol、 、 Vol、4. p、681〜709(1986)を参照されたい 。しかしながら、IL−2の毒性はこれらの性質を利用するために癌患者に投与 しうるIL−2の投与量を制限した:ソーブら編集の上記文献中のロッゼおよび ローゼンバーグ、p、711〜719;およびウェルテ(Welte) ら、  p、755〜759を参照されたい。
メントカーフ(Metcalf、D、)、The Hemato oietic  ColonStimula」Factors (エルセピア−、アムステルダ ム、 1984)は哺乳類の免疫応答に関与するリンフ才力インおよび種々の増 殖因子に関する研究の概要を開示している。ヤング(Yung、Y、P、)ら、  J、Immunol、Vol、127.+1.794(1981)は肥満細胞 増殖因子(MCGF)活性を示す約35kdのタンパク質の部分精製およびT細 胞増殖因子(TCGF)とも呼ばれるインターロイキン−2(IL−2)からの その分離を開示している。ナベル(Nabel、G、)ら、 Nature、V ol、291゜p、332(1981)は約45kdの分子量および約6.5の piをもつMCGFを報告している。クラークルイス(C1ark−Lewis 、 I)およびシュレーダー(Schrader)、 J、Immunol、、 Vol、127.p、1941(1981)はリン酸緩衝溶液中で約29kdお よび6Mグアニジン塩酸塩中で約23kdの約6〜8のpi)をもつ肥満細胞様 増殖因子活性を示すタンパク質を開示している。ネズミIL−2およびインター ロイキン−3Vo1.129.p、2431〜2436 (1982)によって 生化学的に部分同定され、IL−2は約30〜35kdの見かけ分子量(恐らく は二量体として)をもち、そしてIL−3は約28kdの分子量をもつことが報 告された。
ヒトIL−2は明らかに約15kdの分子量をもち、ギリスら9回。
Rev、、Vol、63.p、167〜209(1982)に記載されている。
IL−3とT細胞上清のMCGF活性との比較はヤング(Yung、Y、)およ びムーア(Moore、M、)+ Contem 、To 、Mo1.Immu nol、、Vol、10+p、147〜179(1985)およびレニック(R ennick、D、)ら、 J、I+nmuno1.、Vol、134゜p、9 10〜919 (1985)に報告された。
可溶性因子によるB細胞の増殖および分化の調節に関して多数の文献が存在する :例えばハワード(Howard)およびポール(Paul)+Ann、Rev 、Immuno1.、Vol、1.p、307〜333(1983) ;ハワー ドら、 Immunol、Rev、、1984.No、78.p、185〜21 0; キシモト(Kishimoto) ら、 Immunol、Rev、、1 984.No、78+p、97〜118 ;およびキシモト、 Ann、Rev 、Tmmunol、、Vol、3.p、133〜157(1985)を参照され たい。種々の因子を分類するために用いた命名法には、供給源物質の相違、精製 の困難性、およびそれらの生物学的活性を定めるのに使用したアッセイの相違の ために幾分かの混乱が生じた。命名法に関するコンセンサスは明らかにいくつか の場合に達成された二ポール(Paul)、Immunolo Toda +V o1.4.p。
322(1983) ;およびポール(Paul)+Mo1ecular Tn +n+uno1.、Vol、21+p、343(1984)を参照されたい。B 細胞増殖因子(BCGF)活性は、抗tgrまたは類似の抗原にさらすことによ り刺激したB細胞においてDNA合成を引き起こす能力により特徴づけられる。
インターロイキン−1(IL−1)もまた、少なくともアッセイを低密度のB細 胞の存在下で行う場合には、BCGF活性を証明するために必要であると考えら れる。ヒトBCGFについての別のアッセイは例えばメイゼル(Maizel) ら、 Proc、Natl、Acad、Sci、、Vol、80+p。
5047〜5051(1983) (培養下でのヒ)B細胞の長期増殖の維持) に記載されている。前者のアッセイに関連した活性はまた、類似のおよび/また は関連した活性からそれを区別するために、B細胞刺激因子−1(BSF−1) 活性およびBCGF Iとして分類された。特にBCGF Itと呼ばれる活性 が明示された。これはマイトジェン刺激B111胞または形質転換B細胞株にお いてDNA合成を誘発する能力によって特徴づけられる。BCGF Itと関係 したマイトジェンにはデキストラン硫酸、リポ多糖およびぶどう球菌(Stap hylococcus)抽出物が含まれる。BCGF 1はこれらのアッセイに おいて何の応答も示さない、ヒトの場合に、BCGF nは約50キロダルトン (KD)の分子量をもつ分子であり、それは免疫応答においてB細胞増殖を促進 する際にBCGFI(すなわちBSF−1)と相乗的に作用すると考えられる: ヨシザカ(Yosh 1zaka) ら。
J、 Im+nuno1. +νo1.130.p、1241〜1246(19 83)を参照されたし)。ノ1ワードら、 ムエ狂aμL、Vo1.155.+ )、914〜923(19B2)は初めてインターロイキン−2と異なるネズミ BCGF (のちにBCGF−1,BSF−1,。
またはIgG、誘導因子といろいろな名称で呼ばれた)の存在を明らかにした。
同じような観察がヨシザキら、 J、Immunol、、Vol。
128、 P、 1296〜1301(1982)によりほとんど同時にヒトの 系につし)て報告され、その後オカダ(Okada) ら、 、L1ソシμlユ 、 V o l 、 15 ? 。
p、583〜590によっても報告された。
BCGFまたはBSF−1活性を示す分子の生化学的および生物学的性状決定は これらの初期発見以来たゆまず進行している。メイゼル(Maizel)ら、  Proc、Natl、Acad、Sci、、Vol、79+p、5998〜60 02(1982)は12〜13KDの分子量および約6.3〜6.6の等電点( pl)をもつトリプシン惑受性ヒトBCGFを報告した。ファージ−(Farr ar)ら、 J、Immunol、、Vol、131.p、1838〜1842 (1983)は5IIS−PAGEによりIIKDと15)CDの分子量および 6.4〜8.7のpIをもつ不均一のネズミBCGFの部分精製を報告した。オ ノ\う(Ohara)およびポール(Paul)、 Nature、Vol、3 15.p、333〜336(1985)はネズミBSF−1に特異的なモノクロ ーナル抗体を開示し、そして14KDおよび19〜20KDの分子量および6. 7のpIをもつlll5F−1を示した。ノくトラ−(Butler) ら、J 、Immunol、、Vol、133+11.251〜255(1984) 番 よ18〜20KDの分子量および6.7〜6.6のpiをもつヒト−BCGFを 報告している。ルピン(Rubin) ら、 Proc、Natl、Acad、 Sci、、Vol、82+1)、2935〜2939 (1985)は抗IgM 抗体にさらす前に休止B細胞とBSF−1とをブレインキュベーションすると細 胞容量が増大し、その後抗IgM抗体にさらした際に5期へ入るのが早まること を報告している。ビテッタ(Vitetta) ら、 ムハム厘虹、Vot、1 62.p、1726 ”’1731 (1985)はEL−4細胞の血清不含上 清の逆相HPLCによるネズミBSF−1の部分精製を開示している。5OS− PAGEは約20〜22KDのタンパク質を示した。オハラ(Ohara) ら 、 J、Immunol、、 Vol、135+p、2518〜2523 (1 985)はまた類似の方法によるネズミBSF−1の部分精製を報告し、その因 子が約18〜21.7KDのタンパク質であることを示した。サイダース(Si deras) ら、 Eur、J、lml1uno1.Vol。
15、 p、sss〜593および593〜598 (1985)はネズミIg G、誘導因子(すなわちBSF−1)の部分精製を報告し、その因子が7.2〜 7.4および6.2〜6.4のpiをもつ約20KDのタンパク質であることを を示した。スミス(Smith)およびレニツク(Rennick)、Proc 、Natl。
のT細胞増殖因子活性および肥満細胞増殖因子活性を示す因子の分離を報告して いる。その後、ツマ(Noma)ら、 Nature、Vol。
319、 p、640〜646 (1986)はサイダースらの因子をコードす る核酸をクローニングして、その塩基配列を決定し、またリー(Lee)ら、  Proc、Natl、Acad、Sci、、Vol、83.p、2061〜20 65(1986)はスミスとレニックの因子をコードする核酸をクローニングし てその塩基配列を決定した。比較的最近になって、グラブスタイン(Grabs tein) ら、 ムエ旺」μL、Vo1.163. p、1405〜1414 (1986)はネズミBSF−1の精製およびアミノ酸配列決定を報告している 。
ミネラス(Milanese)ら、 5cience、Vol、231.p、1 118〜1122(1986)は彼らが暫定的にIL−4Aと命名したBSF− 1とは無関係のリンフ才力インを報告した。彼らのIL−4AはT3−Ti受容 体の交差結合後にヘルパーT細胞から分離された10〜12[)のタンパク質で ある。それはTll受容体との相互作用およびインターロイキン−2(IL−2 )受容体のその後の誘導により休止リンパ球を刺激する。
サンダーソン(Sanderson) ら、 Proc、Natl、Acad、 Sci、+Vo1.83+p、437〜440(1986)は好酸球分化因子が B細胞増殖因子■と明らかに同じであるという証拠に基づいて、そのB細胞分化 因子にインターロイキン−4という名称を与えることを提案した。
前述のことから、新しいリンフ才力インの発見および開発が、免疫系および/ま たは造血細胞と直接的または間接的に関係する広い範囲の変性症状の治療法の開 発に寄与することは明らかである。特に、既知のリンフ才力インの有効性を増強 するリンフ才力インの発見および開発は非常に有利であるだろう0例えンフォカ インまたはコファクターの利用によって減少し、また骨髄移植物の効力はコロニ ー刺激因子の活性を増強する因子の使用により増加するであろう。
本発明は哺乳動物のインターロイキン−4(IL−4)に関する。
それはIL−4活性を示すポリペプチドをコードする核酸、およびポリペプチド 自体、ならびにそれらの生産方法を包含する0本発明の核酸は(1)本明細書に 記載のクローン化相補DNA (cDNA)配列に対するそれらの相同性、およ び(2)その核酸によってコードされるポリペプチドに適用されるIL−4活性 の機能検定により規定される0本明細書において使用する場合、タンパク質また はポリペプチドに関する“IL−4活性”なる用語は、そのタンパク質またはポ リペプチドがB細胞増殖因子(BCGF)活性およびT細胞増殖因子(TCGF )活性の両方を示すことを意味する。所定の哺乳類の場合、ルー4活性は種特異 的TCGFおよびBCGF検定により測定される。以下でより詳細に説明するよ うに、IL−4の特定態様は別のアッセイによってさらに同定される。例えば、 いくつかの形のネズミIL−4は肥満細胞増殖因子(?1CGF)活性を示し; いくつかの形のヒトおよびネズミIL−4はともにIL−2のTCGF活性を増 強し;いくつかの形のネズミおよびヒトIL−4はあるタイプの細胞におけるG M−CSF刺激増殖を増強し;いくつかの形ヒトおよびネズミIL−4はB細胞 上のFc−イプシロン受容体発現を誘導することができ;そしていくつかの形の ヒトおよびネズミIL−4はB細胞上の主要組織適合遺伝子複合体(MHC)抗 原:すなわちヒトB細胞上のクラスnDR抗原およびマウスB細胞上のIa抗原 、の発現を誘導することができる。
本発明はその一面がIL−4活性をもつタンパク質を発現し得るcDNAの発見 およびクローニングに基づいている。本発明のcDNAクローンにはプラスミド ベクター゛クローン46” (またここではpcD−2F1−13やpcD−4 6と呼ばれる)および“クローン125″(またここではpcD−125と呼ば れる)のヒトcDNA挿入物、ならびにプラスミドベクターpcD−2A−E3 のマウスcDNA挿入物が含まれる。3種のベクターはメリーランド州ロックビ ルのアメリカン・タイプ°・カルチャー・コレクション(ATCC)に寄託番号 53337 、67029および53330としてそれぞれ寄託された。
本発明は、本発明のcDNAクローンに事実上相同であり且つTL−4活性を示 すヌクレオチド配列をもつ核酸を含む。本発明の核酸およびタンパク質は、核酸 配列の標準突然変異誘発技術により上記cDNAから誘導される。それらはIL −4をコードするメツセンジャーRNA (+nRN^)配列を含むか又はそれ を含むように誘導し得る免疫系誘導細胞株(例えばT細胞ハイブリドーマ)から 新たに作ることができ、それらは本発明のcDNAクローンから誘導されるプロ ーブを用いてDNAまたはRNAの抽出物もしくはライブラリーを検索すること により得られる。
本明細書で用いる“ 事実上相同”なる用語は、ヌクレオチド配列が本発明のc DNAクローンから誘導されるハイブリダイゼーションプローブによって検出さ れ得ることを意味する。IL−4活性をコードする核酸を検出するために必要な 相同性の正確な数値測定は(1)標的核酸に関連した非IL−4コード配列に対 するプローブの相同性、(2)ハイブリダイゼーション条件の緊縮性、(3)1 本鎖プローブを使用するか又は2本鎖プローブを使用するか、(4)RN Aプ ローブを使用するか又はDNAプローブを使用するか、(5)その測定がプロー ブの非特異的結合を減らすように行われるか、(6)プローブを検出するために 用いる標識の性質、(7)プローブ中のグアニンおよびシトシン塩基の割合、( 8)プローブと標的との誤対合の分布、(9)プローブの大きさなどを含めたい くつかの要因により左右される。
好ましくは、本発明のcDNAから誘導される事実上相同なプローブは単離すべ き配列と少なくとも50%相同である。より好ましくは、事実上相同なプローブ は単離すべき配列と少なくとも75〜80%相同である。最も好ましくは、事実 上相同なプローブは単離すべき配列と少なくとも90%相同である。
本明細書で用いる“相同“なる用語は2つのヌクレオチド(またはアミノ酸)配 列間の類似性の尺度である。相同は2つの配列(恐らくは等しくない長さのもの )を整列させた後の対合塩基(またはアミノ酸)の割合すなわち百分率として表 される。“整列”なる用語はTime War s、5trin Edits、 and Macro−molecules: The Theor and P ractice of Se uence Com arison(アジソンー ウェスレー、リーディング、 ?IA、 1983)の第1章にサンコツ(Sa nkoff)およびクラスカル(Kruskal)によって定義された意味で使 用される。概略的に述べると、2つの配列は最大オーバーラツプをもたらすよう にいずれかの配列に最小限の゛ブランク(blank)”または“ナル(nul l)” 塩基を挿入することにより、2つの配列間の対合塩基(またはアミノ酸 )の数を最大にすべく整列される。2つの配列が与えられると、それらの相同を コンピュータで算定するためにアルゴリズムが利用可能である:例えばニードル ハム(Needleham)およびヴアンシュ(Wunsch)、J、Mo1. Biol、、Vol、48.p、443〜453(1970) 、およびサンコ ツおよびクラスカルの上記文献p、23〜29を参照されたい。
、また、このような比較を行うための商業サービス、例えばインテリジェネティ クス社(パロアルト、 CA)を利用をすることもできる。
本発明はまた免疫応答に必要不可欠な種りの細胞に対して広範囲の活性スペクト ルを示す天然哺乳類増殖因子(ポリペプチド)に関する。この種の因子の生産方 法および哺乳類のinv i tro治療におけるそれらの使用が提供される。
このようなポリペプチドにはB細胞、T細胞および肥満細胞刺激活性を示すこと ができる実質的に純粋な哺乳動物因子が含まれる。
最初に種々のT細胞の上清から単離されたこれらの因子には非還元条件で約20 kdまたは15kdの分子量を示す天然ポリペプチド、またはこのようなポリペ プチドの活性断片が含まれる。これらの因子は様々な診断および治療目的(特定 抗体の生産を含む)のために単独でまたは他の化合物と共に使用される。
本発明の好適な態様は下記の式Iで表されるグリコジル化または非グリコジル化 ヒ) IL−4タンパク質および突然変異タンパク質である: メ’I X(His) −X(Lys) −X(Cys) −X(Asp) −X(Il e) −X(Thr) −X(Leu) −X(Gin) −X(Glu) − X(Ile) −X(工1e) −X(I、ys) −X(’rhr) −X( Leu) −X(Asn) −X(Ser) −X(Leu) −X(The)  −X(Glu) −X(Gin) −X(Lys) −X(Thr) −X( Leu) −X(Cys) −X(Thr) −X(Glu) −X(Leu)  −X(Thr) −X(Val) −X(Thr) −X(AsP)−X(I le)−X(Phe)−X(Ala)−X(Ala)−X(Ser)−X(Iy S) −、X(ASn) −X(Thr) −X(Thr) −X(Glu)  −X(LyS) −X(Glu) −X(Thr) −X(Phe) −X(C ys) −X(Arg) −X(Ala) −X−(Ala) −X(Tht)  −X(Val) −X(Leu) −X(Arg) −X(Gin) −X( Phe) −X(Tyr) −X(Ser) −’ X(His) −X(Hi s) −X(Glu) −X(LYS) −X(Asp) −X(Thr) − X(Arg) −X(CYS) −X(Leu) −X(GIY) −X(Al −a) −X(Thr) −X(Ala) −X(Gin) −X(Gin)  −X(Phe) −x(E(is) −X(Arq) −X(His) −X( Lysl −X(Gin) −X(Leu) −X(Ile) −X(Arg)  −X(Phe) −X(Leu) −X(Lys) −X(Ar9) −X( Leu) −X(Asp) −X(Arg) 、−X(ASn) −X(Leu ) −X(Trp) −X(Gly) −X(Leu) −X(Ala) −X (Gly) −X(Leu) −X(Asn) −X(Ser) −X(Cys ) −X(Pro) −X(Val) −X(Lys) −X(Glu) −X (Ala) −X(Asn) −X(Gin) −X(Ser) −X(Thr ) −X(Leu) −X(Glu) −X(Asn) −X(Phe) −X (Leu) −X(Glu) −X(Arg) −X(Leu) −X(Lys ) −X(Thr) −X(工1e) −X(Meヒ) −X(Arg) −X (Glu) −X(Lys) −X(Tyr) −X(Set) −X(Lys ) −X(Cys)−X(Ser)−X(Set)式中、X (Xaa)はアミ ノ酸Xaaと同義のアミノ酸群を表す、1つの群に含まれる同義アミノ酸は、そ の群のアミノ酸同士を置換にその分子の生物学的a能を保存するのに十分なLt ど類(以した物理化学的性質を持っているニゲランサム(Grantham)  *アミノ酸の挿入および欠失が生物学的機能を変えることなく上しかも機能的な コンホメーションに重要なアミノ酸(例えばシスティン残基)を除去または置換 しない場合に、アミノ酸の挿入および欠失が可能である:アンフィンセン(An f tnsen) 、“タンパク質鎖の折りたたみを支配する原理”、 5ci nce、Vol、181゜p、223〜230 (1973)を参照されたい。
このような欠失および/または挿入によって生じるタンパク質および突然変異タ ンパク質は本発明の範囲に含まれる。式■のタンパク質のアミノ酸残基が数字で 表される場合、その数字はいつでもタンパク質のN末端からのものである。
好ましくは、同義アミノ酸群は表1で定義されるものである。
より好ましくは、同義アミノ酸群は表■のそれぞれの列の第2斜線の前に表示さ れるものであり、最も好ましくは同義アミノ酸群は表■のそれぞれの列の第1斜 線の前に表示されるものである。
表■8女′な6 アミノ酸群 アミノ酸 詞10=しりi匡 Set Set、/Thr、 Gly、 AsnArg Arg、/His、  Lys、/Glu、 GlnLeu Leu、 lie、 Met、/Phe、 /Val、TyrPro Pro、/Ala、/Thr、 GlyThr Th r+/Pro、 Ser、 Ala、 Gly、His、GinAla Ala 、/Pro、/Gly、 ThrVal Val、/Met、 11e、/Th e、 Phe、Leu、ValGly Gly、/Ala、 Thr+ Pro 、 5etlie Ile、 Met、 Leu、/Phe、 Val、/Il e、TyrPhe Phe、/Met、 Tyr、 Ile、 Leu、/Tr p、ValTyr Tyr+/Phe+/Trp+ Met、 11e、Val 、Leu+Cys Cys、 Ser、/Thr His His+/Gln、^rg+/Lys、 Glu、ThrGin Gl n、/Glu、旧s、/Lys、 Asn+Thr+ArgAsn Asn、/ Asp+/Ser+ GlnLys Lys、/Arg、/Glu、 Gln+  )IisAsp Asp+/Asn、/Glu Glu G1u+/Gln、 Asp+ Lys、 Asn、 His、Arg Met Met、 lie、 Leu、/Phe、 Val/本発明は1個所ま たは複数の個所にアミノ酸置換(天然ヒトIL−4のアミノ酸と同義アミノ酸と の置換)をもつ式Iのポリペプチドを包含する。“N重置換”なる用語は、天然 アミノ酸が少なくともN個所で同義アミノ酸によって置換された式■のポリペプ チドのサブセットを説明するために用いられる。従って、例えば式Iの1重置換 ポリペプチド群は同義アミノ酸の好適な群の場合に559種のポリペプチドから 成り、同義アミノ酸のより好適な群の場合に189種のポリペプチドから成り、 そして同義アミノ酸の最適な群の場合に56種ポリペプチドから成る。これらの 数字は天然鎖中のそれぞれの種類のアミノ酸の数にそのアミノ酸の同義アミノ酸 群の数を掛けたものを合計することによって得られた。好ましくは、ヒトIL− 4ポリペプチドの群は弐Iの10重置換ポリペプチドから成り、より好ましくは 式Iの3重置換ポリペプチドから成り、そして最も好ましくは式Iの1重置換ポ リペプチドから成り、とりわけ第1C図に示す配列をもつ天然ヒトIL−4ポリ ペプチドが含まれる。
同様に、式lのペプチドに関する°“N重挿入”なる用語は、1〜N個のアミノ 酸が式■の配列中に挿入されたポリペプチドを表すために用いられる。好ましく は、挿入アミノ酸は挿入の両側に位置するアミノ酸の好適な同義アミノ酸群(表 I)から選ばれ、より好ましくはそれらは挿入の両側に位置するアミノ酸のより 好適な同義アミノ酸群(表■)から選ばれ、そして最も好ましくはそれらは挿入 の両側に位置するアミノ酸の最適な同義アミノ酸群(表■)から選ばれる。従っ て、例えば1重挿入ペプチド群の1つのサブグループはN末端X(His)と隣 接X(Gly)との間に挿入された。1個のアミノ酸を含む。このサブグループ のアミノ酸を規定する挿入は好ましくはPro、Ala、Gly。
Thr、 Ser、 Gin、 Glu、 Arg、 His およびLysよ りなる群から選ばれ、より好ましくはそれらはGIY、His、Gln Aよび Argよりなる群から選ばれ、そして最も好ましくはそれらは旧$およびcly よりなる群から選ばれる。挿入は式■のどの隣接アミノ酸の間でも行うことがで きる。可能な挿入個所は128存在し、しかも同一位置での多重挿入が可能であ るので、式Iの2重挿入ペプチドは16384サブグループのペプチドをもたら し、それぞれのサブグループの大きさは挿入の両側に位置するアミノ酸の同義ア ミノ酸群の大きさに関係している。
式■のポリペプチドに関する″N重欠失”なる用語は、1〜N個のアミノ酸が式 Iの配列から欠失されたペプチド群を表すために用いられる。従って、式■の1 重欠失ポリペプチド群は129サブグループのポリペプチドから成り、それぞれ のポリペプチドは128個のアミノ酸から成る鎖長(12B−+wer)を有す る。
それぞれのサブグループは好適な、より好適な、および最適な同義アミノ酸群に よって定められるすべての128−marを包含する。
本発明の好適な態様はさらに好適な、より好適な、および最適な同義アミノ酸群 のための弐Iのポリペプチドをコードすることができるヌクレオチド配列または 事実上相同なヌクレオチド配列を含む、より好ましくは、上記ヌクレオチド配列 は好適な、より好適な、および最適な同義アミノ酸群のための式Iポリペプチド をコードすることができる。
特に、本発明は天然ヒトルー4(そのアミノ酸配列は第1C図に示す)、および それをコードするすべてのヌクレオチド配列を含む。
本明細書の全体を通して、アミノ酸、ヌクレオチド、制限工ンドヌクレアーゼな どを示すために標準的な略号が用いられる:例えばコーン(Cohn)、”α− アミノ酸の命名法および略号″′。
Methods in Enz molo 、Vol、106+p、3〜17( 1984);ウッド(Wood)ら、 Biochemistr : A Pr oblems Approach 、第2版。
(ベンジャミン、メンロパーク、 1981); およびロバーツ7、シo1. 68.p、27〜40(1979)を参照されたい。
本発明は医学および/または獣医学疾患を治療するための免疫調節剤の応用に関 連した諸問題に向けられる。とりわけ、本発明は単独で使用するとき有益な効力 をもつ化合物、または他のリンフ才力インおよび免疫系媒介物と協力して有益な 効力を生ずることができる化合物を提供する。
本発明の好適な態様は今や添付の図面(第1〜19図)を参照することにより説 明されるであろう。
第1A図はネズミIL−4を発現するベクターpcD−2A−E3の挿入物のヌ クレオチド配列および推定上のアミノ酸配列を示す。
第1B図はヒ1−IL〜4を発現するベクターpcD−125の挿入物のヌクレ オチド配列および推定上のアミノ酸配列を示す。
第1C図はpcD−125でトランスフェクションされたCO37サル細胞によ り発現・分泌された精製天然ヒトIL−4のアミノ酸配列を示す。
第2A図はベクターpcD−2A−E3の地図であり、その挿入物はネズミIL −4をコードする。
第2B図はベクターpcD−2A−E3の挿入物の制限エンドヌクレアーゼ切断 地図である。
第2C図はベクターpcD−46の地図であり、その挿入物はヒトIL−4をコ ードする。
第2D図はベクターpcD−46の挿入物の制限エンドヌクレアーゼ切断地図で ある。
第3A図はpcD−2A−E3でトランスフェクションされたCO57細胞から の1つの(曲線1)を含む種々の培養上清の(希釈範囲にわたる)相対的なTC GF活性を示す。
第3B図はpcD−2A−E3でトランスフェクションされたC0S7細胞から の1つの(曲線1)を含む種々の培養上清の(希釈範囲にわたる)相対的なMC GF活性を示す。
第3C図はpcD−2A−E3でトランスフェクションされたCOS?細胞(曲 線1 ) 、C1,Lyl” 2− /9細胞(曲線2)、および擬似トランス フェクションされたCO37細胞(曲線3)からの表示量の上清によって生じた Ia誘導の相対変を示す。
第3D図はpcD−2A−E3でトランスフェクションされたCO57細胞およ びT細胞を除いたマウス牌細胞の種々の対照からの上清によるIgEおよびIg G、誘導の度合を示す。
第4A図は因子依存性ヒトヘルパーT細胞株JL−EBVに対する比色定量増殖 検定により測定された、数種のpcD−125トランスフェクション上清および 対照のTCGF活性を示す。
第4B図はPHA刺激末梢血リンパ球に対する比色定量増殖検定により測定され た、pcD−125)ランスフエクション上清および対照のTCGF活性を示す 。
第4C図はPHA刺激末梢血リンパ球によるトリチウム化チミジン取り込みによ り測定されたpcD−125)ランスフェクション上清および対照のTCGF活 性を示す。
第5A図はFc−イプシロン受容体を蛍光標識した刺激ヒト扁桃腺B細胞の対照 集団についての細胞相対数対蛍光強度のヒストグラムである。
第5B図はpcD−125でトランスフェクションされたCO57細胞からの0 .1χ上清より成る培地にさらした刺激ヒト扁桃腺B細胞集団(そのFc−イプ シロン受容体を蛍光標識したもの)についての細胞相対数対蛍光強度のヒストグ ラムである。
第5C図はpcD−125でトランスフェクションされたCO57細胞からの1 %上滑より成る培地にさらした刺激ヒト扁桃腺B細胞集団(そのFc−イプシロ ン受容体を蛍光標識したもの)についての細胞相対数対蛍光強度のヒストグラム である。
第5D図はpcD−125でトランスフェクションされたC0S7細胞からの1 0%上清より成る培地にさらした刺激ヒト扁桃腺B細胞集団(そのFc−イプシ ロン受容体を蛍光標識したもの)についての細胞相対数対蛍光強度のヒストグラ ムである。
第6A図は天然または突、然変異IL−4を大腸菌内で発現させるのに有用な合 成ヒトIL−4遺伝子のヌクレオチド配列を示す。
第6B図はプラスミドpUc18に挿入された合成ヒトIL−4遺伝子の制限エ ンドヌクレアーゼ切断地図を示す。
第7A−7F図はそれぞれ合成ヒ目L−4遺伝子を構築するために使用される2 本鎖DNAフラグメントIA/B〜6A/Bを示す。
第8図は大腸菌発現ベクターTAC−RBS中のイニシェーターATGコドンに 隣接するヌクレオチド配列を示す。その配列はEcoRI制限部位から始まり、 llindlli部位で終わる。16SリボソームRNAの3′末端に相補性を 示すリポソーム結合配列(RBS)およびATGイニシェークーコドンには下線 が施されている。
第9図は裸リンパ球症候群の患者から誘導される細胞集団についての細胞相対数 対蛍光強度のヒストグラムである。これらの細胞は蛍光標識抗DRモノクローナ ル抗体で染色した。
第10図はC−4カラムでの逆相HPLCによるヒトIL−4の最終精製工程に おける215nm @収プロフィールである。
第11図はヒトIL−4cDNAを含むプラスミドpEBV−178の作製地図 である。
第12図はプラスミドTRPCIIの作製地図である。
第13A図はプラスミドpMF−アルファ8の作製地図である。
第13B図は天然ヒ) IL−4および種々のその突然変異タンパク質を発現す る酵母培養物からの数種のトランスフェクション上清のTCGF活性を示す。
第14図は因子依存性細胞株: MC/9肥満細胞(IA)、DX−2肥満細胞 (IB)、NFS−60細胞(IC)およびHT2 T細胞(ID)の増殖曲線 を示す。5X103個の細胞をいろいろな濃度の01.1上清(中実の円)IL −2” (中実の正方形) 、IL−3” (中空の円”) 、GM−C5F”  (中空の三角形) 、IFN−7R(中実の三角形)、またはP388D1上 清(中空のひし形)の存在下に培養した。MC/9細胞(IA)はまたいろいろ な濃度の精製IL−3(中実の円)、または200単位のIL−2”(中実の正 方形) 、GM−C3F” (中空の三角形)、IFN−r” (中実の三角形 )またはP388D1上清(中空のひし形)と混合したIL−3”の存在下で培 養した。増殖因子活性は比色定量検定により24時間後に測定した。570nm  (基準630no+ )での吸光度はダイナテク・マイクロ・エリザ・リーダ ーを使って測定した。
第15図はC1,1上滑のFPLcカチオン交換クロマトグラフィーを示す。濃 縮上滑7jll!(タンパク質35■)は50nMリン酸Na、IOIMEDT 八、pH7,0中で透析しく7.8mS/印)、同じ緩衝液(緩衝液A)で平衡 化したファーマシア・モノSカラム(0,5X5 cm)に加えた。緩衝液B  =A+ I M NaC+ 、溶出条件:流速0.5Id1分;0.5−/分画 ;40分で0〜40%B、10分で40〜100χB、各分画のアリコートはN FS−60(IL−3,中実の円) 、HT2(TCGF、中空の円)およびM C/9 (?ICGF)細胞に対する増殖活性について検定した。 MC/9応 答は示されていない一矢印はMC/9増殖レベルが01.1上滑のそれらに到達 した位置を示す。
第16A図はIL−3を除去したC1.1上清の逆相C8クロマトグラフィーを 示す。モノSカラムに3回通過させた0、1xTFA中の上滑(分画59〜61 .第15図)100μlはファーマシアC8逆相カラム(0,5X2Ω)に装填 した。緩衝液A=H,0中の0.1χTFA i緩衝液B=アセトニトリル中の 0.1χTF^。溶出条件=0.5 d/分;0.5 d/分画;40分でO〜 25%B、50分で25〜60%B、4分で60〜100χB0各分画のアリコ ートはNFS−60(IL−3,中実の円)、HT2(TCGF、中空の円)お よびMC/9細胞(MCGF、中実の三角形)に対する増殖活性について検定し た。矢印は各分画に飽和レベルのIL−3”を添加後に01.1上清と類似のM C/9増殖レベルを生じた、ピークTCGF活性を含む分画を示す。
第16B図はGK15−1ネズミT細胞上清の逆相C8クロマトグラフィーを示 す、0.11TFA中の濃縮GK15−1上清2■(0,5d)はファーマシア C8逆相カラムに加え、上記のように溶出した。各分画のアリコートはHT2細 胞(中空の円)に対するTCGF活性について検定した。矢印はネズミIL−2 ”が同一条件で溶出した位置を示す。挿入:同一プレートで直接比較されたC1 .1 (中実の円)およびIL−211(中実の正方形)およびGK15−1上 清(中空の円)のTCGF活性の滴定。
第17図は逆相カラムからの部分精製因子(RP因子)のMCGFおよびTCG F活性を示す。増殖は24時間の培養期間の経過後の〔3H〕−チミジン取り込 みにより測定した。MC/9肥満細胞およびHT2T細胞はいろいろな濃度の0 1.1上清(中実の円)、IL−3’(中空の円) 、TL−2” (中空の三 角形) 、RP因子(中空の正方形)および200単位のIL−3”の存在下で のRP因子の希釈物(中実の正方形)または飽和レベルのRP因子の存在下での IL−2の希釈物(中実の三角形)と共に培養した。
第18図はC1,1上滑のクロマトフオーカシングを示す。25nMビスートリ ス、pH7,1中の上清1.5 d(35■)はファーマシア・εノPカラム( 0,5X20CI11)に加え、ポリバッフy −74(1: 10) pH4 ,0を用いて流速0.5 td/分、1−/分画で溶出した。各分画のアリコー トはNFS−60(IL−3,中空の円) 、HT2 (TCGF、中実の円) およびMC/9 (MCGF、図示せず、但しピークMCGF活性は矢印で示す )に対する増殖活性について検定した。TCGFピーク(分画12. pI=6 .2 )は最小IL−3活性と一致し、MCGF増殖レベルは矢印で示したとこ ろで最も高い。
第19図はC1,1上清および分精製?ICGF/TCGFの5DS−PAGE を示す。
A) 非分画化上清の非還元5O5−PAGE、 50mM DTTでの先行還 元(60″Cで5分間)はTCGFピークをわずかに高分子量(21kdおよび 16kd)へ移し、これは活性の急激な消失を伴う。
B) カチオン交換クロマトグラフィーからのピーク?ICGF/TCGF分画 (分画59〜61.第15図)の非還元5OS−PAGE、50mM DTTで の先行還元(60°Cで5分間)はMCGFおよびTCGFピークをわずかに高 分子量(21kdおよび16kd)へ移し、これは活性の急激な消失を伴う。矢 印は飽和量のIL−3の添加によりMCGF活性が上清レベルにまで高まる分画 のみを示す: It−3(中空の円) 、TCGF(中実の円) 、MCGF  (中空の三角形)。
本発明はrL−4活性を示し且つ標準的なタンパク質工学技術を用いてここに記 載のIL−4ポリペプチドから誘導し得るグリコジル化または非グリコジル化咄 乳動物ポリペプチドを包含する本発明はまた本発明ポリペプチドをコードする核 酸配列を含み、その核酸配列は本発明のcDNAクローンと事実上相同である。
最後に、本発明はここに記載のヌクレオチド配列を使用する本発明のグリコジル 化または非グリコジル化ポリペプチドの製法、ならびに本発明ポリペプチドの使 用方法を包含する。
本発明のポリペプチドおよび核酸を製造、使用および同定する技術は以下で一般 的に説明される。その後、−J’G技術を特定の細胞型、ベクター、試薬などと 共に使用するいくつかの特定実施例が提供される。まず初めに、天然源からのそ れらの単離を簡潔に説明するであろう。
これらのポリペプチドは容易に入手しうる細胞源の上清から見かけ上物−になる まで精製することができ、こうして種々の治療用途または他の用途を可能にすべ く純粋な形で経済的に製造することができる。
これらのポリペプチドはB細胞−1T細胞−および肥満細胞−刺激活性を示すポ リペプチドを含むことにより特徴づけられる。ある種の天然型ポリペプチドは非 還元条件下で約20kdおよび15kd、そして還元条件で約21kdおよび1 6kdの5DS−PAGE上での分子量を示す、実質的に純粋な形の本発明ポリ ペプチドを含む組成物はクロマトフオーカシングで約6.2の等電点(pI)を 示す。
この増殖因子は極めて低濃度(例えばlng/rd以下)で顕著な活性を示し、 非常に効力のある物質である。このポリペプチドはカチオン交換クロマトグラフ ィーまたは逆相カラムからの特定溶出条件を使用することにより、自然界でT細 胞によって生産されるタンパク質(例えばIL−2,IL−3、GM−C3Fお よびIFN−γ)およびホルモン類から区別することができる。
ネズミの場合では本発明のいくつかのポリペプチドはIL−3依存性肥満細胞株 のようなある種の細胞を低レベルで増殖させるにすぎないが、第2因子(例えば IL−3)の存在下ではこの種の細胞(例えば肥満細胞)の増殖を相乗的に高め る。このポリペプチドは数種のT細胞株の増殖を刺激するが、一般に精製IL− 2よりは増殖の度合が劣る。またこの種のポリペプチドは休止B細胞上でのIa 全発現誘導し、またBSF−1と同様にB細胞によるIgG、およびIgE発現 を高めることができる。これらの活性は多数の性化学的分函化にもかかわらず分 画不能である。しかしながら大部分の活性は還元後、例えばSO5の存在下で破 壊される。
これらの因子はいろいろな方法で多数の天然源から得られる1つの適当な源はこ のようなポリペプチドを生産する多数のT細胞株のうちのいずれかである。1つ のこのようなT細胞株はC57GL6マウス〔ネーブル(Nable) ら、  Proc、Natl、Acad、Sci、USA。
78:1157〜116H1981)を参照〕から誘導され、この細胞株は修飾 補充DME (ネーブルら、Ce11,23:19〜28(1982)を参照〕 中に維持される。初めにC1,Lyl” 2− /9と呼ばれたこの細胞株はア メリカン・タイプ・カルチャー・コレクションに寄託番号CRL8179として 寄託された。これらのポリペプチドの他の適当な細胞源には、ヒト抹消血リンパ 球およびよく知られたT細胞源(例えば扁桃腺、肺臓など)のいずれかのような 、そのポリペプチドに対する種々の抗体を分泌するほとんど全ての細胞が含まれ る。
このような細胞源からの上清または、いくつかの場合には破壊細胞からの液体は 、本発明タンパク質を分離するために多種多様の公知精製法に付される。好まし くは、精製法は高い純度を確保するために組合せて使用される。一般的に、精製 はゲル濾過クロマトグラフィー、SPカチオン交換クロマトグラフィー、逆相ク ロマトグラフィー、官能基特異的クロマトグラフィー(例えばヘパリンセファ0 −スによるクロマトグラフィー)、または有効なタンパク質の分画化をもたらす 他の慣用分離法を使用するだろう。高圧液体クロマトグラフィー(HPLC)、 等電点フォーカシングおよび5DS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動も使用す ることができる。
例えば、適当な細胞株からの上清は初めに強力チオン交換クロマトグラフィーに より分画化される。一般に、本発明のポリペプチドはカラムに結合されたままで あり、一方負荷タンパク質の約98%は通り抜ける。残存する結合タンパク質は 塩勾配をを用いて溶離しうる。本発明の1つの態様では、塩化ナトリウム勾配が 約0.19Mで本発明ポリペプチドを遊離させた。この分画化を2回以上(主に 残留IL−3を除くために)繰り返すと、約95%以上の純度が得られた。その 後、この物質は順次ヘパリンセファロースおよび逆相(C4またはC8)クロマ トグラフィーで分画化される。後者の場合に、これらのポリペプチドは42%ア セトニトリルで溶離した。プールしたこれらの分画は本発明ポリペプチドを極め て高純度で、本質的に均一(銀染色5DS−PAGE上で約20kdの単一バン ド)に含有する。この精製物質はそれが天然形で存在するときよりも少な(とも 65000倍純粋である。
これらのポリペプチドは抗体生産用の抗原として使用され、続いてその抗体は抗 イデイオタイプ抗体生産用の抗原として使用される。ポリクロナール抗体または モノクロナール抗体が慣用方法に従って作られる。これらのポリペプチドまたは その断片(一般に断片は少なくとも約15個のアミノ酸をもつ)は単独で使用し うるが、好ましくは免疫系を活性化するアジュバントまたは抗原に結合もしくは 架橋される。血清アルブミン、キーホール・リンペット(Keyhole li mpet)、ヘモシアニン、グロブリンなどの種々の抗原が使用される。アジュ バントをポリペプチドに架橋させるためには、グルタルアルデヒド、マレイミド 、安息香酸、ジアゾ安息香酸のような種々の技法が利用される。
アジュバントにはフロインドアジュバント、水酸化アルミニウムなどが含まれる 。通常の量の抗原は適当な宿主に注射され、その後1回またはそれ以上の2次免 疫注射が2〜4週間おきに行われる。モノクロナール抗体を使用する場合、−m にマウスに1次および2次免疫注射を行い、肺臓を摘出し、その後その肺細胞を 慣用技法に従って適当な融合パートナ−と融合させる。
例えば、ガルフレ(Galfre)ら、 Nature、266:550(19 77);ケネッ’t−(Kennett) ら、Current To ics  in Microbiolo and Immun−蛙■y、旦ニア7(19 78) ;および米国特許第4381292号、同第4363799号を参照さ れたい。しかしながら、特殊な目的のために他の哺乳類(例えば霊長目動物)も 使用され、例えばヒ)Fc鎖をもつ抗体を生産するためにヒトが使用される。
ポリペプチドはそのポリペプチドの診断において単独で、または抗体と組合せて 使用される。診断アッセイで使用するために、いずれか一方または両方が標識さ れるか、あるいは標識されない。これらのポリペプチドまたは抗体を直接または 間接に種々の標識(例えば酵素、放射性核種、蛍光体、基質、補酵素、磁性粒子 のような粒子など)に結合させることを含めた多くの診断アッセイが文献中に記 載されている。これらのアッセイの例としては、例えば、米国特許第38178 37号、同第3850752号、同第4174384号、同第4177437号 および同第4374925号を参照されたい。
種々のアッセイは任意に均質イムノアッセイと不均質イムノアッセイに分けられ 、その区分はポリペプチドとその抗体との複合体を特異的結合対の非結合量子か ら分離しなければならないかどうかに基づいている。種々のアッセイはEl、  ELISA、R1八、均質ETA 、トントープロット、ウェスターンなどと呼 ばれている。
これらのポリペプチドに対する抗体は、これらのポリペプチドのエピトープ部位 と競合するエピトープ部位をもつ競合的抗原として役立ちうる抗イデイオタイプ を作るために、抗原として単独で使用される。従って、これらの抗イデイオタイ プは腫瘍抑制剤として、本発明ポリペプチドの代替物として、または本発明ポリ ペプチドの拮抗物質として使用することができる。
これらのポリペプチドは天然源から誘導される自然界に存在するポリペプチド、 ならびに結合特異性およびB細胞または肥満細胞刺激活性のような生理学的特性 を共有する自然界に存在しないポリペプチドの一群を形成する。種または源の間 の小さな差異は、当分野で習熟した者には明らかなように、精製プロトコルにお いて何らかの変更を必要とするかもしれない、またこれらのポリペプチドはその アミノ酸配列を決定し、その後公知技術に従ってポリペプチド断片を合成するこ とができる。例えば、バラニー (Barany)およびメリーフィールド(M errif 1eld)Solid−Phase Peptide 5ynth esis、“ペプチド、分析・合成・生物学”、特別なペプチド合成法、パート A、 Vol、2.グロス(Gross)およびメーレンホッフy (Mere nhofer)m集、アカデミツクプレス、ニューヨーク、 1980. p、 1〜284を参照されたい。
本発明ポリペプチドはいろいろな方法で有用性を見出せるであろう。例えば、こ れらのポリペプチドは培養下で又はinνivo でT細胞および肥満細胞の増 殖を誘発することができる。
先に述べたように、肥満細胞はヘパリン、ヒスタミン、プロスタグランジンおよ び他の生理学的に重要な物質の大切な供給源である。同様に、この増殖因子はB 細胞およびT細胞、特に免疫系において有用なタンパク質(例えばリンフ才力イ ンおよび免疫グロブリン)を分泌することが知られているもの、を刺激するため に使用される。一般に、この増殖因子は細胞培養物に添加される培地中に混入さ れるであろう。その因子の適当な濃度は細胞株の型により変化しうるが、一般に 約0.1 μg/d〜約1■/d、より好ましくは約lug/rnR〜約lOμ g/−で培地中に存在するであろう。本発明増殖因子の使用は、所望の細胞株を 維持するための支持細胞(feeder cell)の必要性を排除することが でき、その結果その細胞株からの生産物の純度を実質的に高めることができる。
また、本発明のポリペプチドは各種の免疫不全症を治療するために、あるいは自 然の免疫応答を増強させるために、1nviν0での用途を見出せるであろう。
例えば、この種のポリペプチドはB細胞、T細胞および肥満細胞の成熟および/ または増殖を刺激し、それにより感染症に対する動物の感受性を低下させること により、感染症の治療または防御に役立つであろう。
1、IL−4cDNAの たな8周1 cDNAの新たな調製およびクローニング、ならびにcDNAライブラリーの構 成のために現在では種々の方法がある。たとえば、最近の総説が下記に示されて いる。ドハーティ、”cDNAのクローニングおよび発現”、ゴッテスマン績、 圀ヱ坦盗這仮7.10章(ジョン・ワイリイ・アンド・サンズ、ニューヨーク、  1985);およびブランディスら、“’ cDNAライブラリーの調製およ び特異的遺伝子配列の検出”、セトロウら魂、遺伝土工望、8巻。
299−316頁(プレナム・プレス、ニューヨーク、 1986)。
たとえば、目的活性を示すポリペプチドを産生ずる細胞(たとえば形質転換され ていないヒ)T細胞源)から総量RNAを抽出する〔たとえばニス・バーガーら 、バイオケミストリー18:5143−5149 (1979〕) 、二重鎖D NAはこの総量i?NAから、プライマー開始により逆転写して(アイ・ベルメ ・ビオヘミ・ビオフィシ・アクタ・ (旦匹閃ム肛並hh紅田)、473巻、  1−38頁(1977) ) 、まず各mRNA配列の相補体を作成し、次いで 第2鎖合成を開始することにより(エッチ・ランドら、ヌクレイツク・アシッヅ ・リサ、、 (Nucleic Ac1ds Res、)、9:2251−22 66(1981) )構成される。次いでc D N Aを適切なプラスミドま たはバクテリオファージベクターに(エフ・ルージョンら、ヌクレイツク・アシ ッヅ・リサ+l (Nucleic Ac1ds Res、)+2,2365− 2378 (1975)またはジー・シェラ−ら、ディベ・バイオ口・([le v、Biol、) 86.438−447 (1981) ) 、相補的ホモポ リマーチイルを介して(ニー・エフストラチアジスら、 −bt310,571 −585(1977) )または適宜な制限部位を含むリンカ−セグメントによ り作られた粘着末端を介して(マニアチスら、モレキュラークローニング: 験 室の 、コールド・スプリング・ハーバ−・ラボラトリ−、ニューヨーク、 1 982)結合させ、次いで適切な宿主を形質転換することによってクローニング しうる。
(一般的にはニー・エフストラチアジスおよびエル・ビラーコルマロフ、“二重 鎖cDNAのクローニング、ジエイ・セトロウおよびニー・ホレンダー(編者) 、1旦王エヱ、1巻、プレナム・パブリッシング社、ニューヨーク、米国(19 B2)を参照されたい、) 目的とするポリペプチドをコードする好ましいmRNA源はそれらの上層液がB 細胞、T細胞および/またはマスト細胞に対する刺激活性、あるいは本発明のポ リペプチドに付随する他の活性を含む細胞である。このような系列の1つはマウ スT細胞系列C1,Lyl” 2− /9(A、T、C,C,受理番号CRL8 179)である(ジー・ナーベルら、ネイチャー291 :332−334 ( 1981)。一般に、適切なT細胞を各種の供給源、たとえば哺乳動物(たとえ ばヒト)、肺臓、扁桃腺および末梢血から得ることができる。T細胞クローン、 たとえば末梢血Tリンパ球から単離されたものも使用できる( 疫 における  六論 9編者、エッチ・フォノ・デーマーおよびブイ・ハーフ;0章: “′ヒ トT細胞クローン”、8巻、 243−333 ;エルスフィール・サイエンス ・パブリッシャーズ、ニューヨーク、(1985))。
これらの細胞によりIL−4をコードしうるmRNAが産生されることは、抽出 されたmRNAをゼノプス・レビスーΩ旦那2Jaev±5)(7)卵母細胞に マイクロインジェクションすることにより確認できされ、−]’G的には下記に 示されている。コールマンら、 “ゼノプス・レビスのの卵母細胞からの蛋白質 の排出“田、17巻。
517−526頁(1979) iおよびマニアチスら1分3jユ≧−と乙久: 実験室の手引き、 350−352頁(コールド・スプリング・ハーバ−・ラボ ラトリ−、ニューヨーク、 1982)。
目的とするIL−4をコードするmRNAが総量RNAのうちのきわめて小さな 画分をなす場合は、目的とするcDNへクローンを検出するためのスクリーニン グ法を実用的なものにするために両分濃度を高める工程が必要になるであろう、 この種の方法は当技術分野で標準的であり、後記の具体的ならびに幾つかの雑文 および参考文献に示されている。たとえばマニアチスら、225〜228頁、前 掲;サグズら、プロシ・ナショナル・アカデ・サイ、。
(Proc、Natl、Acad、Sci、)+78巻、 6613−6617 頁(1981) ;ハーネスら、プロシ・ナショナル・アカデ・サイ、+ (P roc、Natl、Acad。
S0ユ)、78巻、 2253−2257頁(1981) ;ディビスら、プロ シ・ナショナル・アカデ・サイ、+ (Proc、Natl、Acad、Sci 、)、81巻、2194−2198頁(1984)。
IL−4cDNAを新たに製造するための好ましい方法はオカヤマおよびバーブ (モレ・セル・バイオ口・(Mo1.Ce11.Biol、)、2巻、161− 170頁(1982) ;および3巻、280−289頁(1983)により開 発された、pcD発゛現系におけるcDNAの機能的発現に依存し、これはファ ルマシアにュージャージー州、ビスカタウエイ)から入手できる。pcD発現ベ クターはSν40初期プロモーター、後期スプライシングジャンクション、およ び複製原点を含む。このベクターは四〇プラスミドの複製に関するT抗原を提供 するCO57モンキー細胞においてcDNA挿入物の発現を可能にする。
cDNAライブラリーのスクリーニングにはプラスミドDNAのプールをDEA E−デキストランの使用によりC0S7細胞中へトランスフェクションすること がふくまれる。リンフ才力イン(特にIL−4,)は分泌蛋白質であるので、ト ランスフェクションした細胞から得た上層液を数日間インキュベートしたのち生 物活性につきアッセイすることができる。陽性のプールをさらに分割して、トラ ンスフェクション後に生物活性を与える単−cDNAりローンを固定する。
要約するとオカヤマおよびバーブの発現ベクターは下記の構成をもつ。SV40 初期プロモーター領域を含むKpnL I消化pBR322プラスミドの突出鎖 に結合したポリデオキシチミジル酸(オリゴdT)テイルにポリアデニル化mR NAがアニールしている。すなわちベクター全体がcDNA合成のプライマーと して作用する。
cDNA合成後に3′−ボリデオキシシチジレート(オリゴdC)テイルを結合 させ、次いで…ndnl消化し、これによりオリゴdCテイルのうち1個が結合 したSV40 DNAの断片が切り取られる(唯一のでH4nd111部位にお いて)。SV40初期プロモーターは無傷のまま残り、挿入物の偶発生で)Ii ndI[I部位が受ける影響は最小である(ハイブリッドcDNA/RNAはで 監ndI[I消化に対して抵抗生であるため)。別個に構成された、3′−ポリ グアニジル化(オリゴdG)テイルをもつHindI[[断片を、で…ndI[ [消化により残された粘着末端にアニールする。このベクターを環化し、大腸菌 RNアーゼH,DNAポリメラーゼIおよびDNA リガーゼで処理し、RNA 鎖をDNAで置換する。これらのベクターを大腸菌にクローニングして、cDN Aライブラリーを形成する。SV40由来の要素はベクターを真核細胞において も原核細胞、特に哺乳動物細胞、たとえばCOS?モンキー細胞またはチャイニ ーズ・ハムスター卵巣(CHO)細胞においても発現可能にする。
オカヤマ/バーグプラスミドベクターにおけるcDNAライブラリーが完成する と、cDNAクローンを採取し、ランダムプールを目的のcDNAの存在につい て、標準的方法、たとえばハイブリッド選択、発現生成物における抗原決定因子 の検出、および/または機能アッセイにより調べる。次いで陽性のプールを、誘 導されたT細胞系列から得たcDNAでプローブ検出する。次いで陽性のプロー ブ検出プールを個々のクローンに分け、さらに適切な宿主(たとえば哺乳動物培 養細胞)中へトランスフェクションし宿主上層液を活性につきアッセイすること により試験する。
■1本本発明DNAから誘導されたハイブリダイゼーションプローブによるIL −4cDNAの調製 ここに開示されたcDNAをプローブとして使用し、IL−4コード化ヌクレオ チドの新たな単離およびクローニングの代わりとして異なる細胞型における相同 配列を同定することができる。標準法が用いられる。たとえばベルブら、“フィ ルターハイブリダイゼーション法によるマルチジーン ファミリーの単離および 相同体の決定”、メソッズ・イン・エンサイモロジー。1oO巻、 266−2 85頁(1983) ;およびカラハンら、′マウス乳腺腫瘍ウィルスゲノムに 関連するヒトDNA配列の検出およびクローニングパプロシ・ナショナル・アカ デ・サイ、、(Proc、Natl、Acad、Sci、)、79巻、 550 3−5507頁(1982)、基本的には本発明のcDNAを用いて、IL−4 産生が推定される細胞型のゲノムまたはcDNAライブラリー(同様に標準法に より構成)を低いハイブリダイゼーションストリンジエンシーにおいてスクリー ニングするためのプローブを構成する(標準法による;たとえばマニアチスら。
前掲文献を参照されたい)。標準スクリーニング法を用いる。
たとえばグリュンシュタインら、プロシ・ナショナル・アヵデ・サイ、、(Pr oc、Natl、Acad、Sci、)、72巻、3961−3965頁(19 75) ;またはベントンら、サイエンス、196巻、 180−183頁(1 977) 。
のちにより詳細に記述するように、ヒトIL−4をネズミIL−4プローブによ り単離した。後述の分析によりヒトcDNAとマウスcDNAの選ばれた領域間 に約70χの相同性が示された。マウスとヒトの進化の差を仮定すると、大部分 (すべてではなくても)哺乳動物IL−4遺伝子を本発明のcDNA一種または 2種以上から構成されたプローブにより検出しうると考えられる。ウィルソンら 、′生化学的進化”、アナ・レビ・バイオケミ・(Ann、Rev。
Biochem、)、46巻、 573−639頁(1977) ;キムラ、′ 分子進化の中性理論”911章、ナイおよびケーン績 伝 および−白 の准匙 ユサイナウエル・アソシエーツ、マサチュセソッ州、サンダーランド、 198 3)。
II[、W亘叉エヱ茎スlズ懲I夛体IL−4,の調製天然蛋白質について核酸 配列および/またはアミノ酸配列がめられると、天然配列において実質上いかな る突然変異をも得るために各種方法を用いることができる。ジョートルはサイエ ンス、229巻、 1193−1201頁(1985)に、本発明に通用できる 核酸突然変異誘発法につき概説している。好ましくは天然IL−4゜の突然変異 体、すなわちIL−4ムテイン(mutein)が部位特異性オリゴヌクレオチ ド指向性突然変異誘発、たとえばシラーおよびスミス、メソッズ・イン・エンサ イモロジー。100巻、468−500頁(1983) ;マークら、米国特許 第4,518,584号明細書。
“ヒト組換インターロイキン−2ムティンパにより、あるいはいわゆる゛カセッ ト突然変異誘発、ウェルズら、ジーン、34巻、315−323頁(1985)  :およびエステルら、サイエンス、233巻。
659−663真(1986)により得られる。以下の節ではエステルら(上記 )ガムティンの識別に用いた表記法に従い、−最北する。
たとえば“ヒトIL−4ムティンLeu”” (または天然蛋白質が状況から理 解される場合は簡単に’LeuII! II )はそのアミノ酸配列がN末端に 関して82の位置以外は天然蛋白質のものと等しいポリペプチドを示す。この位 置において、PheがLeuにより置換されている。2以上の置換も同様に指示 できる。たとえば位置82のPheがLeuにより、位置111の八snがAs pにより置換されているムティンはヒトIL−4ムティン(1eu@2 、 A spIl+) と呼ばれる。欠失は“Δ′3”により示される。たとえば位置7 1のGinを欠如するムティンはヒトIL−4ムティンΔ月と呼ばれる。
挿入はl5(Xaa)″により示される。たとえば位置71のGlnの後ろにL euが挿入されたムティンはヒトIL〜4ムティンIs” (Leu)と呼ばれ る。従ってヒトIL−4ムティン(Set”+ Δ”、IS”(Gly))は位 置13のThrをSerによって交換し、位置71のGlnを欠失させ、かつ位 置94のAlaの直後にGlyを挿入することにより修飾された天然ヒ) IL −4配列を表す。多数のアミノ酸を同一部位に挿入したものはIs ’ (Xa a、−Xaa、−Xaa、−・・−)により示され、ここでχaa、−χaaz −Xaa3−・・・は位置iの後ろに挿入された配列である。N末端追加は上部 添字“O”によって示され(たとえばIs’ (Xaa) ) 、たとえばアミ ノ酸6−10の欠失はΔ6−10としてまたは(Δ6.Δ7.Δ8.Δ9.Δ1 0)として示される。
きわめて好ましくは、ヒトIL−4ムティンを与えるカセット突然変異が採用さ れる。のちにより詳細に記述するように、□遺伝子に沿ってほぼ均一な間隔を置 いた唯一の制限部位の配列を含む合成し)IL−4遺伝子が構成された。制限部 位の唯−性は遺伝子が適宜なベクターに挿入された隙に保持されなければならず 、これにより遺伝子の各部分を適宜切除して、目的とするムティンをコードする 合成オリゴヌクレオチド(すなわち“カセツ″)と置換することができる。
唯一の制限部位の数および分布を決定するためには、(1)発現ベクター中の既 存の制限部位、(2)種特異性コドンまたは属特異性コドンのいずれを使用した いか、ならびに(3)唯一の制限部位間の各部分の合成および/または配列決定 の簡便さおよび信転性を含む幾つかの因子を考慮する必要がある。
IV、 IL−4活性についての生 “・与件およびアッセイ本発明のヒ)IL −4を生物活性および/または示された具体例との相同性に関して定める。本発 明のヒトIL−4,は示された天然ポリペプチドと相同であり、かつBCGF活 性およびTCGF活性の双方を示す蛋白質およびムティン(示された天然ポリペ プチドの)を含む。あるいは本発明の哺乳動物IL−4,はそれらの生物活性( のちにより詳細に定める)によっても定められ、これにはBCGFおよびTCG F活性(ここではIL−4活性と呼ぶ)のほか、MHC抗原誘導活性、Fcイプ シロンレセプター誘導活性、Gl’1−C3F刺激顆粒白血球コロニー増殖増強 活性、インターロイキン−27CGF増強活性、ならびにIgG+−およびIg E−誘導活性よりなる群から選ばれる少な(とも1種またはそれ以上が含まれる 。
IL−4,の活性は種特異性であると考えられる。すなわち、たとえばヒトIL −4はヒトT細胞系列によりアッセイしてTCGF活性を示すが、ネズミT細胞 系列によりアッセイして活性は示さない。逆にネズミIL−4はネズミTm胞系 列によりアッセイしてTCGF活性を示すが、ヒトT細胞系列によりアッセイし て活性は示さない。
A、TCGF活性 TCGF活性については幾つかの標準アッセイ法が報告されてい5巻、85−1 07頁(1986) ;およびロバートーグロフら、グロフ編。
増殖および 塾因子、9章(ジョン・ワイリイ、ニューヨーク。
1984)。一般にTCGF活性はある因子が末梢Tリンパ球またはIL−2依 存性T細胞系列の増殖を促進する効力に基づく。たとえばギリスら、ジェイ・イ ムノロ(J、 Immunol、)、 120巻、 2027頁(1978)増 殖は標準法、たとえばトリチル化チミジンの取込みにより、または比色法により 測定できる。モスマン、ジエイ・イムノロジ・メソ(J、ImcAunol、M eth、)、65巻、55−63頁(196B)たとえばヒ) TCGF活性は 下記の各工程によりアッセイすることができる。(1)あらかじめフィトヘマグ ルチニン(PHA)で7日間刺激したのちTL−2と共に7日間培養され、洗浄 されたヒト末梢血リンパ球(50μ!中に約2 XIO’個)をマイクロタイタ ーウェルに添加し; (2)TCGF含有材料の希釈液(50μりを各ウェルに 添加し;(3)リンパ球を37°Cで72時間インキュベートし;(4)トリチ ル化チミジン(約20μ!、20μCj)を各ウェルに添加し;そして(5)  ta胞を濾紙片上に採取し、洗浄し、シンチレーションカウンターで計数する。
具体例中により詳細に記述するように、ある種のルー4はIL−2のTCGF活 性を増強しうる。ここでこの種の活性に関連して用いられる“増強(poten tiation)” は、IL−2により生じる、TCGFアッセイ系における 最高水準の増殖がIL−4の添加によって高められることを意味する。
B、BCGF活性 BCGF活性ハハワーVら、’iミノ仁二コ≧色2ニーLゲヨに工り呈すエ傾ム )、155巻、914−923頁(1982)に示されたアッセイ法により定め られる。BCGFアッセイ法はハヮードおよびポール、アナ・レビ・イムノロ( Ann、Rev、 Immunol、)+ 1巻、307−333頁(1983 )に一般的に概説されている。要約するとBCGF活性は精製された休止B細胞 が分裂促進濃度以下の抗1gMなどの抗原の存在下で増殖を刺激する程度によっ て測定される。たとえばヒ) BCGF活性のアッセイは下記の各工程により行 うことができる。
末梢血、肺臓、扁桃腺その他の標準的供給源から、ファイコル/ハイバーク(F icoll/HypaQue)密度勾配遠心分離法(たとえばファルマシア)、 および2−アミノエチルイソチオウロニウト形成サイクル2回によって、濃縮B 細胞集団を得る。これらのB細胞は表面1g’細胞95%以上を含有し、抗ヒト B細胞特異性モノクロナール抗体Bl(コールタ−より入手、フロリダ州、バイ アリース)により測定して95%以上の細胞がヒトB細胞特異性抗原に対し陽性 でなければならない。T細胞の混入は、抗Leu−1モノクロナール抗体(ベク トンーディッキンソン、カリフォルニア州、マウンテン・ビュー)またはOKT  11抗体(オルト・ディアグノスティックス、マサチュウセッッ州、ウェスト ウッド)を用いる染色法により測定して1%以下でなければならない、このBリ ンパ球の培養物3d(約5X10’個/d・イッセル培地、イッセルら、ジェイ ・イムノロ・メソ(J、 Immunol。
Meth、)、65巻、55−63頁(1984))を黄色ぶどう球菌コーワン ■旦田h Iococcus aureus Cowan I)菌株(SAC)  (たとえばSACの0.01χ溶液、パンソルビン(Pansorbin)の 商品名でカルヒオヘミから得られる;またはファルコフ、ジェイ・イムノロリ。
Immunol) + 12!L巻、97−102頁(1982)の記載に従っ て調製できる)またはビーズに結合させた抗rgh抗体(たとえばBRL 、ガ イタースバーズ、MD)、たとえばバイオ−ラド(リッチモンド、GA)で活性 化する。B細胞を24時間(SACの場合)または72時間(抗IgMビーズの 場合)培養し、次いでファイコル/ハイバーク密度勾配遠心法により再精製して SAC粒子、ビーズ、生存していない細胞を除去する。培地50μ!中約5X1 0’個のBリンパ球を0.2 mの平底マイクロタイターウェル中で平板培養す ることによりB細胞の増殖を測定する。BCGF活性をもつと推定される材料の 各種希釈液を添加して最終容積50μiとなす。48時間後(抗1gM培養)ま たは72時間後(SAC培養)にトリチル化チミジンの取込みを測定する。同様 なアッセイ法がムラグチら。
ジェイ・イムノロ(J、 Immunol、) 、 129巻、1104−11 08頁(1982) 。
よびヨシザキら、ジェイ・イムノロ(J、 Immunol) 、 128巻、 1296−1301頁(1981)にも示されている。
C,MHC抗原誘導 IL−4が種々の免疫系の細胞、特にB細胞においてMHC抗原(たとえばマウ スにおけるTa)の発現を誘導しうろことが証明されている。レームら、 (ジ ェイ・エクス・メディ・ (!、L!J!ユ厘d、) 、 160巻、 679 −694頁)はBCGF活性を示す因子が正常な休止B細胞においてMHC抗原 の発現をも誘導しうろことを証明した。
MHC抗原誘導に関するアッセイ法は、この文献に示されたネズミB細胞につい てのアッセイ法を一般化したものである。要約すると、免疫系細胞をIシー4に 暴露し、次いで細胞表面における特定のM)IC抗原の発現を、この抗原に特異 的な標識付き抗体によって測定する。誘導の程度は、誘導された細胞を対照と比 較することによって判定される。いずれの特定の種についても数種の抗体を用い ることができる。モノクロナール抗MHC抗原抗体を産生ずるハイプリドーマ数 種がATCCから入手され、数種が市販さている(たとえばΔTCC受理番号1 (B103.HB109.HBIIO,またはHB 151のハイブリドーマに より産生される抗HLA−DR; ATCC受理番号HB35のハイブリドーマ により産生される抗r−Ab−4。
ベクトン・ディッキンソン(カリフォルニア州、マウンテン・ビュー)から入手 される抗HLA−DI’l L243など)。このアッセイ法を個りの種に適応 させるためには、また最も怒度の高いMHC抗原水準の読みを得るのに最適な条 件にするためには、若干のルーティン実験が必要であろう。ヒトMHC抗原誘導 アッセイのためには、精製B細胞を上記により、または同様な方法により調製す ることができる。あるいは肺臓細胞の精製調製物につきM)IC誘導をアッセイ することができる。抗体標ff1(=Jき細胞は好ましくはフローサイトメトリ ーにより、たとえばベクトン・ディッキンソンFAC5型機器などにより検出さ れる。
D、MCGF活性 IL−4,は一般に11CGF活性を示すと考えられている。しかし適切なアッ セイ法がないため、MCGF活性はけっ歯頚IL−4について証明されていたに すぎない。ネズミIt、4 MCGFアッセイ法は因子依存性ネズミ肥満細胞ま たは好塩基細胞系列の増殖に基づく。
特にMCGF活性はネズミ肥満細胞系列MC/9を用いてアッセイすることがで きる。この細胞系はATCCに受理番号CRL 8306で寄託され、米国特許 第4,559,310号明細書、およびナーベルら、旦。
23巻、19頁(1981)に記載されている。ネズミMCGFアッセイ法はイ ーレら、ジェイ・イムノロ(J、Immunol、)、127巻、 794 ( 1981)によっても報告されている。
好ましくはMCGF活性はMC/9細胞を用いてモスマン(前掲)の比色アッセ イ法によって測定される。要約すると、MC/9細胞を平底ファルコンマイクロ タイタートレー(細胞104/ウエル)内で、4%ウシ胎仔血清、50μH・2 −メルカプトエタノール、2n+MIグルタミン、非必須アミノ酸、必須ビタミ ン、および種々の濃度の被験上層液を補充したダルベンコの改良培地(最終容量 0.1mR)中において培養する。リン酸塩緩衝化量塩液10μE中50μgの 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 ゾリウムプロミド(シグマ)を、20時間のインキュベーション後に各細胞培養 物に添加する。4時間後にイソプロパツール中の0.04M ・)ICIを0. 1 m添加して、有色のホルマゲン系反応生成物を可溶化する。570n111 (参考630r+m)における吸光をダイナチック・マイクロエリザ・オートリ ーダー(MR580)またはこれに類する機器により測定する。
E、Fc−イプシロンレセプター誘導 IL−4がB細胞およびT細胞、特に抗1gM抗体または同様に抗原により刺激 されたヒトB細胞においてFc−イプシロンの発現を誘導することが見出された 。またガンマインターフェロンがB細胞におけるIシー4誘導Fc−イプシロン の発現を特異的に抑制することも見出された。
好ましくはFc−イプシロンレセプター誘導のアッセイ法は最初はBCGFアッ セイの場合と同様に行われる。すなわち精製B細胞を得て、これを次いで抗Ig M抗体(または同様に抗原)で刺激し、IL−4に暴露する。最後にこれらの細 胞をFc−イプシロンレセプターにつきアッセイする。
細胞表面のFc−イプシロンレセプターの定量については数種のアッセイ法があ る。たとえばヨドイおよびイシザカ、ジエイ・イムノロ(J、 Immunol 、)、 122巻、 2577−2583頁(1979) 、ハダツクら、’; x4ユ(ムノOユ) 7 U、In+muno1.Meth、)、84巻、11 −24頁(1985) ;およびボンネフォイら、ジヱイ・−(J、ノロ・メη 二慈セ戸見り惠し、ル用ユ)、88巻、 25−32頁(1986) 、特にF c−イプシロンレセプターはぞのレセプターに特異的な標識付きモノクロナール 抗体を用いたベクトン・ディソキンソンFAC3−IVなとの機器によるフロー サイトメトリーにより測定することができる。Fc−イプシロンレセプター特異 性モノクロナール抗体は常法により構成することができる。
F、 IgG、−およびIgE誘導 IL−4はリポ多Hg類(LPS)活性化したB細胞においてIgEおよびIg G、同基準標本の分泌を誘導する。たとえばコツマンら、ジェイ・イムノロ・( J、Immunol、)、136巻、4583−4541頁(1986) ;サ イプラスら、ユーロ・ジェイ・イムノロ(Eur、J、Immunol、)+1 5巻、586−593頁(1985)・これらの活性は抗体同基準標本の標準イ ムノアッセイ法、たとえばコツマンら、2ヱイ・イムノロ(J、Immunol 、)、1361巻、949−954頁(1986)に記載された方法により測定 することができる。要約すると、B細胞をたとえばネズミチフス菌」迫りヨ夏佳 しす刃山副1見wLPs(シグマより入手)約4μg/mRまたは大腸菌055 から抽出したLPS (サイプラスらが報告した方法による、前掲)と共に培養 することによりLPS活性化する。4〜8日間培養したのち、上層液をアッセイ 用に採取する。標準的な同基準標本特異性ELISA型アッセイ法を用いて各種 同基準標本濃度を測定することができる。アッセイ用の抗−同基準標本抗体が市 販されており、あるいはATCCから入手できる。
G、コロニー刺激因子(C3F)活性 C3F活性を測定するために造血細胞、たとえば骨髄細胞または調帯(feta l card)血球を単−細胞縣濁液状にした。次いで栄養素および通常はウシ 胎仔血清を含有する半固体状の(寒天)または粘稠な(メチルセルロース)培地 中で個々の細胞を“固定化する”。適宜な刺激因子の存在下で個々の細胞が増殖 し、分化するであろう。最初の細胞は固定化されているので、細胞が増殖し、成 熟するのに伴ってコロニーが発達する。これらのコロニーを7〜14日後に採点 することができる。ニー・バーゲス、” 因−および幹細胞、 52−55頁、 アカデミツク・プレスニューヨーク、(1984)、(顆粒球およびマクロファ ージの増殖への特異的通用については、ティー・ブラッドリーおよびディー・メ トカーフ、オースト・ジェイ・エクスペ・バイオ口・ファイ・サイ・(Aust 、J、Ex 、Biol、Med、Sci、)+44巻、 287−300頁( 1966)を、また一般的にはディー・メトカー乙造血コロ三二、スブリンガー 、フェルラーク、ベルリン(1977)を参照されたい。)所望により個々のコ ロニーを抽出し、顕微鏡用スライドに乗せ、固定し、ライト/ギームザにより染 色することができる。(トッド−スタンフォード、 −室・ 法による臨床並逝 、第15版9編者、ディビッドソンおよびヘンリー(1974) ”)。
単一コロニーにつき存在する細胞型の形態学的分析を次いで行うことができる。
非血液学的疾患を伴う患者から採取した骨髄細胞をファイコル(400型、シグ マ・ケミカル社、セントルイス、MO)上に広げ、遠心分離しく2.00Orp m、 20分)、界面の細胞を取出す。ウシ胎仔血清(FCS) IOXを含有 するイスコブ(Iscove)の改良ダルベツコ培地中でこれらの細胞を2回洗 浄し、同培地に再縣濁し、プラスチック製シャーレに付着させることにより付着 性細胞を除去する。20χFC3、50μN ・2−メルカプトエタノール、0 .9%メチルセルロース、およびコロニー刺激活性を含むことが知られている上 層液または被験上層液(種々の濃度)を含有するイスコブの培地に、非付着性細 胞を10’個/dにおいて添加する1dのアリコートを35胴のシャーレに広げ 、37°Cで空気中6%CO□の飽和湿度雰囲気内において培養する。培養開始 の3日後にエリスロボイエチン1単位を各プレートに添加する。
顆粒球−マクロファージコロニーおよび赤血球バーストラ10〜14日月に倒立 顕微鏡により計数する。
ヘパリン中に採取した謄帯(coyd)血細胞を2. OOOrpmで6分間遠 心分離する。血漿と赤血球のピーク間の界面にある白血球を0.17N塩化アン モニウムおよび6%FC3を含有する試験官に移す。氷上で5分間保持したのち 、縣濁液の下部にFCS4dを積層し、2.000rpmで6分間遠心分離する 。細胞ペレットをダルベツコのりん酸塩緩衝化食塩液で洗浄し、先に骨髄細胞に 関して記載したファイコルおよびプラスチック付着工程を行う。低密度の非付着 性細胞を採取し、前記の半固体培地に105個/培地において広げる。
アッセイの終了時に個々のコロニーをガラススライドに施しライト/ギームザで 染色したのち細胞組成を調べる。好酸球はルキソール・ファスト・ブルー(Lu xol Fast Blue)で染色することにより測定される(ジー・ジョン ソンおよびディー・メトカーフ、エクスペ・ヘマト口(Exp、Hematol ) Vol、8巻、 549−561頁(1980) GM−CSF刺激顆粒球の増殖に関してここで用いられる°“増強(poten tiation)”は上記アッセイ法において顆粒球コロニーがコロニーの増殖 を刺激するためにGM−CSFをIL−4と共に用いた場合の法がGM−C5F を単独で用いた場合よりも大きいことを意味する。
v、B制および薬J 大腸菌、酵母その他の細胞中で発現された本発明のポリペプチドは当技術分野に おける標準法に従って精製される。これには硫酸アンモニウム沈澱法、分画カラ ムクロマトグラフィー(たとえばイオン交換、ゲル濾過、電気泳動、アフィニテ ィクロマトグラフィーなど)および最終的な結晶化(一般的に“酵素の精製およ び関連法”、メソッズ・イン・エンザイモロジ−22; 233−577 (1 977)およびアール・スコープス、l亘i少慧裂二厘旦すlx、 スブリンガ ー・フェルラーク、ニューヨーク(1982)を参照されたい)が含まれる。精 製されると(部分的に、または均質に)、本発明のポリペプチドを研究の目的で 、たとえば細胞増殖用培地への補充として(たとえば最小必須培地 イーグル、 イスコブの改良ダルベツコ培地、またはRP?l11640; シグマ・ケミカ ル社(ミズーリ州、セントルイス)およびジコプ・ディビジョン(チャグリン・ オハイオ州、フォールズ)から入手される)、またイムノアッセイ、免疫蛍光染 色などに有用な特異的免疫グロブリンを誘導するための抗原物質として使用でき る(一般的に九皮笠煎方迭、■および■巻9編者:アイ・レフコビッツおよびビ ー・ペルニス、アカデミツク・プレス、ニューヨーク州、ニューヨーク、197 9.1981) ; および・ 疫学ハンドブック、編者:ディー・ワイル、ブ ラックウェル・サイエンティフィック・パブリケーションズ、ミズーリ州、セン トルイス(1979)を参照されたい)。
本発明のポリペプチドは薬剤組成物中にも、たとえば各種感染に対する天然の防 御を強化するために使用できる。たとえば慢性関節リウマチを伴う患者、移植を 要する患者、または癌の化学療法、高齢化、免疫抑制剤などにより起こる免疫欠 損を伴う患者をこれらのポリペプチドで処置することができる。これらの組成物 は単独で、または当業者に周知の他の薬剤と組合わせて、免疫系の種々の部分を 選択的に刺激することができる。
特にこれらの組成物は本発明のポリペプチドがもつ増強活性の点からみて他の免 疫反応性薬剤、たとえばリンフ才力イン(たとえばIL−1、IL−2など)、 コロニー刺激因子、免疫グロブリンなどを含有することができる。これらのポリ ペプチドは細胞増殖または免疫グロブリン産生の強化を目的とする際の刺激(イ ンビボまたはインビトロ)にも使用される。
本発明の薬剤組成物はこれらのポリペプチドを好ましくは不活性の、薬剤学的に 受容できるキャリヤーと混合することにより調製できる。適切なキャリヤーおよ びそれらの調製法は当技術分野で周知である(たとえばレミントンの′i ヒ8 および′m方:米国処方集、マック・パブリッシング・カンパニーペンシルバニ ア州、イーストン(1984)を参照されたい)。好ましい投与経路は非経口で あり、機械的デリバリ−システムの使用も含まれる。
好ましくは薬剤組成物は単位用量刑形であり、各単位は適宜な量の有効成分を含 有する。単位用量製剤中の有効化合物の量は、個々の用途および有効成分の効力 に応じてlμgから100■まで変化または調整することができる。所望により 組成物は他の治療薬を含有してもよい 用量は患者の要求条件、処置すべき状態の程度、および用いられる個々の化合物 に基づいて変えることができる。ここで用いる“有効量′”という語は、用量を 考慮する際にこれらの因子を計算に入れることを意味する。個々の状況に適した 用量を決定することは当業者が容品になしうる範囲のものである。一般に処置は その化合物の最適用量よりも少ない小用量から開始する。その後、用量を少量ず つ増し、その状況下で最適な効果を達成する。便宜的に総−日量を分割して、そ の日に少量ずつ投与することもできる。
■、光咀糸 本発明の蛋白質およびムティンを産生させるために広範な発現系(すなわち宿主 −ベクターの組合わせ)を用いることができる。可能な種類の宿主細胞には細菌 、酵母、昆虫、哺乳動物などからの細胞が含まれるが、これらに限定されない。
特定の蛋白質またはムティンの発現を最適なものにするのは多くの因子に依存し 、これには以下のものが含まれる。(1)発現すべき蛋白質またはムティンの性 質、たとえば発現産物がある種の宿主系にとって有毒であるかも知れない、(2 )翻訳後修飾が望ましいか否か、またいかなる型の修飾が望ましいか、たとえば 希望するグリコジル化の程度および種類が宿主の選択に影響をあたえる可能性が ある、(3)目的とする蛋白質またはムティンのコード部位をフランキングする 5′および3′領域の性質、たとえば翻訳の制御に関与するプロモーターおよび /または配列の選択が効果的発現にとって重要である、(4)一過性の発現また は持続的な発現のいずれかをめるか、(5)発現産物を宿主細胞および/または 培地の蛋白質および他の物質から分離する際の難易、(6)一過性に目的の蛋白 質またはムティンを発現する宿主のトランスフェクションの難易および効率、( 7)目的とする蛋白質またはムティンを発現するために用いられる細胞培養の規 模、(8)目的とする蛋白質またはムティンが宿主にとって内生の蛋白質断片に 融合した形で発現されるか否か。
−1’Rに本発明のDNA配列のクローニングには原核生物が好ましい。原核生 物発現系を提供するための一般的ガイドはマニアチスらの分子クローニング:実 験室の手引き(コールド・スプリング・ハーバ−・ラボラトリ−、ニューヨーク 、 1982) ;パーパル、分子クローニングの実用ガイド(ジョン・ワイリ ー・アンド・サンズ、ニューヨーク、 1984);グローバー、 DNAクロ ーニング: 際の研六法、■および■巻(IRLプレス、オフスフオード、 1 985) iならびにデ・ベールら、“大腸菌における最適な外来遺伝子発現の ための方法、′伝 : 浩と 。
クルーン編(ジョン・ワイリー・アンド・サンズ、ニューヨーク、 1983) により得られる。たとえば大苗に12株294(ATCCNo。
31446)が特に有用である。使用できる他の微生物株には大腸菌の菌株、た とえば大腸菌Bおよび大腸菌X1776(ATCCNo、31537)が含まれ る。これらの例はもちろん例示のためのものであって限定ではない。
原核生物は発現のためにも使用できる。上記の菌株のほか、大腸菌−3110( Fs−、λ−5原栄養体、ATCCNo、27325)、杆菌、たとえば枯草菌 (Bacillus 5ubtilis)、および他の腸内細菌、たとえばネズ ミチフス菌もしくは霊菌(Serratia marcesans)+および種 々のシュードモナス属菌種も使用できる。
−JGに、宿主細胞と適合性の種に由来するレプリコンおよび制御配列を含むプ ラスミドベクターがこれらの宿主と組合わせて用いられる。ベクターは通常は複 製部位、および形質転換細胞において表現型を選定しうるマーキング配列を保有 する。たとえば大腸菌はしばしばpBR322、すなわち大腸菌の一菌種に由来 するプラスミドを用いて形質転換される(ポリパーラ、乏ニヱ、2巻、95頁( 1977)) 、 pBR322はアンピシリンおよびテトラサイクリン耐性に 関する遺伝子を含むので、形質転換細胞を識別するだめの容易な手段を提供する 。pBR322プラスミドまたは他の微生物プラスミドは微生物が自身の蛋白質 の発現のために利用しうるプロモーターをも含むか、またはこれを含むべく修飾 されなければならない。組換えDNAの構成に最も一般的に用いられるプロモー ターにはβ−ラククマーゼ(ベニシリナーゼ)およびラクトースプロモーター系 (チャンら、ネイチャー5275巻、615頁(197B) iイタクラら、サ イエンス、198巻、 1056頁(1977) ;ゲンテルら、ネイチャー、 281巻、544頁(1979))、4057頁(1980) ;欧州特許出願 公開第0036776号明細書)が含まれる。これらが最も一般的に用いられる が、他の微生物のプロモーターも見出されて利用されており、それらヌクレオチ ド配列に関する詳細は公表され、当業者はこれらをプラスミドベクターと機能的 にリゲートさせることができる(シーベンリストら、セル20巻、269頁(1 980))原核微生物、真核微生物のほかに酵母培養物も使用できる。
ビール酵母(Saccharom ces cerevisiae)、または一 般のパン酵母が真核微生物のうちでは最も慣用されるものである。サツカロミセ ス属において発現させるために慣用されるプラスミドはYRp7である(スティ ンヒコームら、ネイチャニ、282巻、39頁(1979) 、キンゲスマンら 、ジーン、7巻、141頁(1979) iチェンバーら、ジーン、10巻、1 57頁(1980)) 、このプラスミドは、トリプトファン中で増殖する能力 を欠如した酵母の突然変異株(たとえばATCCNo、44076またはPEP 4−1)に対する選択マーカーを備えた旦と1遺伝子をすでに含んでいる(ジョ ーンズら。
ジエネティックス、85巻、12頁(1977))、そこで、酵母細胞ゲノムの 特色として丘1傷害(lesion)が存在することは、トリプトファンの不在 下での増殖により形質転換を検出するために有効な状況を与える。
酵母ベクターにおける適切なプロモーター配列には3−ホスホグリセレートキナ ーゼ(ヒッツェマンら、ジエイ・バイオ口・ケミ(J、Biol、Chem、) 、255巻、 2073頁(1980)) 、あるいは他の解糖酵母(ヘスら、 ジェイ・アドバ・エンザイム・レギ(J、Adν。
旦U憇」町、)、7巻、149頁(1968) ;ホランドら、バイオケミスト ユニ、17巻、 4900頁(1978)) 、たとえばエノラーゼ、グリセル アルデヒド−3−リン酸 デヒドロゲナーゼ、ヘキソキナーゼ、ピルビン酸デカ ルボキシラーゼ、ホスホフルクトキナーゼ、グルコース−6−リン酸イソメラー ゼ、3−ホスホグリセリン酸ムダーゼ、ピルビン酸キナーゼ、トリオースリン酸 イソメラーゼ、ホスホグルコースイソメラーゼおよびグルコキナーゼが含まれる 。適切な発現プラスミドを構成する際には、これらの遺伝子に付随する終止配列 も、発現ベクターの発現すべき配列の3′位にリゲートさせ、mRNへのポリア デニル化および終止を行わせる。増殖条件によって転写が制御されるという付加 的な利点をもつ他のプロモーターは、アルコールデヒドロゲナーゼ2、イソチト クロームC1酸性ホスフアターゼ、窒素の代謝に付随する変性酵素、前記のグリ セリルアルデヒド−3−リン酸デヒドロゲナーゼ、ならびにマルトースおよびガ ラクトースの利用に関与する酵素に関するプロモーター領域である(ホランド。
前掲)。酵母適合性プロモーター、複製原点、および終止配列を含むプラスミド ベクターはいずれも適している。
微生物のほかに、多細胞生物に由来する細胞培養物も宿主として利用できる。原 則として、この種の細胞培養物はを椎動物または無を椎動物のいずれであっても 有効である。しかしを椎動物細胞における関心がきわめて大きく、培養における を椎動物の増殖(組織培養)が近年ルーティンな方法となっている〔組織It、 アカデミツク・プレス、クルーズおよびバターマンI (1973) )。この 種の有用な宿主細胞系の例はVEROおよび)1eLa細胞、チャイニーズハム スター卵巣(CHO)細胞系、ならびに讐138、BHK、CO57、マウス骨 髄腫(ATCCNo、TlB19またはTlB20)およびMDCK細胞系列で ある。この種の細胞に対する発現ベクターには通常は(必要ならば)、発現すべ き遺伝子の前方に位置する複製原点およびプロモーターが、必要なリポソーム結 合部位、RNAスプライシング部位、ポリアデニル化部位、および転写ターミネ ータ−配列と共に含まれる。
哺乳動物細胞に用いるためには、発現ベクターに対する制御機能がしばしばウィ ルス材料によって供給される。たとえば慣用されるプロモーターはポリオーマ、 アデノウィルス2、きわめて頻繁にシミアンウィルス40 (SV40)に由来 する。SV40ウィルスの初期および後期プロモーターは特に有用である。両者 とも、SV40ウィルス由来の複製原点をも含む断片としてウィルスから容易に 得られるからである(フイールズら、ネイチャー。
273巻、113頁(197B)、これよりも小さいかまたは大きいSV40断 片も、Hindn[部位からウィルス由来の複製原点に位置する」L1部位へ向 かって伸びる約2sobpの配列を含む限り使用できる。
さらに、普通は目的とする遺伝子配列に付随するプロモーターまたは制御配列を 用いることも、これらの制御配列が宿主細胞系に適合しうる限り可能であり、し ばしば望ましい。
複製原点は外来原点によってベクターに(たとえばSV40または他のウィルス (たとえばポリオーマ、アデノ、VSV、 BPVなど)源に由来するもの)与 えられるか、あるいは内的に宿主細胞染色体複製機構よって与えることができる 。ベクターを宿主細胞染色体中に挿入することでしばしば十分である。
t−PAおよびD)IPR蛋白質双方をコードするDNA配列を含む本発明のベ クターによるトランスフェクションのために好ましい宿主細胞を選ぶ際には、用 いるDHPR蛋白質の型に従って宿主を選ぶことが適切である。野性型DHFR 蛋白質を用いる場合は、DI(PRを欠如する宿主細胞を選ぶことが好ましい。
これによりヒボキサンチン、グリシンおよびチミジンを欠如する選択培地におい てトランスフェクション成立のマーカーとしてD)IP+?コード配列を使用す ることができる。このような適切な宿主細胞はDHFR活性を欠如するチャイニ ーズハムスター卵巣(CHO)細胞系列であり、これはウルラウプおよびチェイ シン、プロシ・ナショナル・アカデ・サイ0.(ニーニスニー) (Proc、 Natl、Acad、Sci、)(IIsA) 77巻、4216頁(1980 )に記載された方法に従って調製され、増殖する。
他方、I’lTXに対し低い結合親和性をもつDHPR蛋白質を制御配列として 用いる場合、DHFRi5′を性細胞を用いる必要はない、突然変異D)IFI ?はメトトレキセート耐性であるので、宿主細胞自体がメトトレキセート感受性 である限り、MTX含有培地を選択の手段として用いることができる。MTXを 吸収することができる。
真核細胞は大部分がメトトレキセート感受性であると思われる。
これらの有用な細胞系列の1つは、C)10系列、C)10−KI ATCCN 。
CCL 61である。
無を椎動物の発現系にはバキュロウィルス(baculovirus)ベクター 、BmNPVを感染させたカイコ−建旦鮭α工」且ツー)の幼虫が含まれる。こ れについてはマエダら、ネイチャー、315巻、892−894頁(1985)  、および細胞工学、4巻、 767−779頁(1985)に記載されている 実−一」L−一医 以下の実施例は本発明を説明するためのものである。ベクターおよび宿主、なら びに試薬濃度、温度および他の変数の値は本発明の応用を例示するためのものに すぎず、本発明の限定と考えるべきではない。
財旦旦よグ方迭 細胞系列C1,Lyl” 2 ” /9 (C1,1と呼ぶ)(ジー・ナーベル 。
ジェイ・ニス・グリーンバーガー、エム・サカキ−ニー、およびエッチ・カント −(1981)プロシ・ナショナル・アカデ・サイ。
ニーニスニー(Proc、Natl、八cad、sci、UsA) 、 78. 1157−1161) 、およびGK15−1 (エム・キードリン提供。モレ キュラー・アンド・セルラー・バイオロジー社 DNAX研究所i DNAX) を、 RPMI 1640゜50 tt ta 2ME、1χFCSおよび2  μg/dconA中に細胞5X10’個/Idで24時間再縣濁した。上層液を 採取し一70°Cに保存した。
クローン化マスト細胞系列、 MC/9 (ジー・チーベル。ニス・ジェイ・ガ リ、エッチ・エフ・トポラックおよびエッチ・カント−(1981)ネイチャー 291.332−334はジー・ナーベル(ダナ・フッルベル癌研究所1DFc I)から得られた。マスト細胞系側聞3 (アール・コツマンにより提供、DN AX)およびDI2(ディー・レニックにより誘導、DNAX)は骨髄単球付随 マーカーの不在によって、また1gεレセプターおよび250ng/10’ m 抱板上の水準のヒスタミンの存在によって明らかにされた。骨髄性NFS−60 細胞はジェイ・イーレ(フレデリック癌研究施設、 FCRF)により提供され た。 NFS−60細胞系列をサブクローニングしてIL−3依存性クロージを 得た。T細胞系列HT2はニス・ストロバー(スタッフォード大学、カリフォル ニア州、パロ・アルド、カら得られ; CTLL−2はダブりニー・ファラル( FCRF)により供給され; Ly23/4はジー・ナーベル(OFCI)によ り供給された。マスト細胞およびT細胞系列は組換えTL−3またはIL−2を 補充したRPM11640、10χFC5,50μ?’l 2ME 中で増殖さ せた。
数種のIL−3依存性細胞系列のヒスタミン水準をビー・ニー・ショア、ニー・ パークハルターおよびブイ・エッチ・コン(1959) ジエイ・ファルマ・エ クスペ・テラ・見、Pharw、Ex 。
Ther、)127.182−186の方法によりアッセイした。T細胞および マスト細胞発育因子の活性は〔3H〕−チミジンの取込みにより、または比色ア ッセイ法により測定された(ティー・モスマン。
(1983)に記載)。
WEHI 3月層液より精製したIL−3はジェイ・イーレ(FC1’lF)か ら与えられた。組換えIL−2,IL−3,G11−C3FおよびINF−γは 、対応するcDNAクローンをトランスフェクションさせたCO5−7モンキー V細胞からの上層液の形で用いられた。IL−2,IL−3またはGM−C5F の1単位は、因子依存性細胞系列の最大〔3H〕−チミジン取込みを50%刺激 した量の因子と定義された(ディー・レニックら(198&)ジェイ・イムノロ (J、Immuno+、134:910−919) 、1単位のIFN−rプロ モーターは50′1のマウスL細胞を水庖性口内炎ウィルスの細胞変性作用から 保護する。(アール・シュライバーら、 (1982)ジェイ・エクスペ・メデ イ・(J、Ex 、Med、)156:677−689 ) 。
B細胞はマウス肺臓細胞の単−細胞縣濁液から、T細胞およびマクロファージを 標準法により除去することによって調製された(エム・ハワードら、ジェイ・エ クスペ・メディ・(J、εX、Med、)155:914(1982))、ここ に記載された精製因子はそれがB細胞におけるTaの発現を誘発する効力につい てサイトフルオロメトリー分析により、またB細胞増殖を刺激する効力にづいて 抗Ig同時刺激(co−stimulation)アッセイ法により評価した( エヌ・レームら、ジェイ・エクスペ・メデイ・(J、Ex 、Med、N60: 679に記!!2)。
蛋白質測定はUV吸収(28Or+a+または220nm )に基づくか、ある いは色素結合アッセイ法により作成された標準曲線に基づいてなされた(エム・ ブラッドフォード、 (1976)アナリ・バイオケミ・(^nna1.Bio chem、) 72: 248−254)、上層液をまずペリコ・カセットユニ ット(ミリポア、マサチュセッツ州、ベッドフォード)によって、あるいは(逆 相クロマトグラフィーののち)スピードバク(セイバント、ニューヨーク州、フ ァーミングデール)中での溶剤蒸発によって20倍に濃縮した。SDS PAG Eはレムリのシステム(ニー・レムリ、 (1970)ネイチャー227 :6 80−685)により12%分離用ケルを用いて行われた。マーカー蛋白質はフ ァルマシア低分子量標品(ファルマシア、スウェーデン、ウプサラ)であった。
ゲルはシー・メリルら(1981)サイエンス211: 14374438の記 載に従って銀染色された。MCGFおよびTCGF活性を分子量の関数として直 接に評価するために、50IIIM・DTTであらかじめ還元したまたは還元し ない試料を電気泳動し、ゲルを1胴の切片にスライスし、破砕し、卵アルブミン (シグマ、ミズーリ州、セントルイス)5■/#Li!を補充したアッセイ培地 0.5 、d中へ4°Cで一夜、蛋白質を溶離させた。
クロマトグラフィーは18°Cで、クラスト・スペクトロフロー773 UV検 出器(クラトス、ニューシャーシー州、ラムゼー)を備えたファルマシアFPL Cシステムにより行われた。陽イオン交 ・換クロマトグラフィーには50+M リン酸ナトリウム、1mM ・EDT^(pH7,0)で平衡化したファルマシ ア・モノSカラム(0,5X5am)を用いた。同緩衝液中の上層液をこのカラ ムに施し、NaC]濃度勾酸(IMまで)で溶離した。逆相クロマトグラフィー にはファルマシア08カラム(Q、5X2(2))を用いた。0.1χTF^( pH2)で希釈した試料をカラムに乗せ、0.1χTFAを含有するアセトニト リル濃度勾配により溶離した。
MCGFおよびTCGF活性体の等電点はファルマシア・モノSカラム(0,5 x20cm)上でクロマトフオーカシング(chromatofocu−ssi ng)により推定された。0.025Mビストリス(pH7,1)中の試料を同 緩衝液で平衡化したパモノP”カラムに装填した。濃度勾配溶離はファルマシア ・ポリバッファー74 (pH4,0) (1:10希釈、0.2Mアミノジ酢 酸でpi(tel整)を用いて行われた。溶出液のpHはファルマシアpHモニ ターにより連続的に測定された。
注入前に試料はすべてミレックスGV0.2μユニット(ミリポア)により濾過 された。
SDS PAGEまたはクロマトグラフィー実験で得た両分はそれらが3種類の 細胞系列NFS−60(IL−3)、MC/9(MCGF)、およびHT2(T CGF)の増殖を支持する効力についてアッセイされた。
この因子を精製均質化するために、Con−1活性化したC1.1月層液8!を 20IIMヘペス緩衝液(pH7,0)中へ透析し、次いで同緩衝液で平衡化し たファルマシア・モノS 10/10陽イオン交換カラムニ導通した。ピーク活 性は直線的塩濃度勾配により0.2M・NaC1において溶出した。この材料を プールし、濃縮し、20mMヘベス緩衝液(pH7,0)中へ再透析し、同緩衝 液で平衡化したヘパリン−セファロースカラム上へ装填した。ピーク活性は2月 ・NaClまでの直線濃度勾配により0.45M−NaC1で溶出した。この材 料をプールし、0.10/TFA/)120 (pH2)で10倍希釈し、バイ ダック逆相カラム(C4)で分画した。アセトニトリルの直線濃度勾配(0,l χTFA)を施すことにより活性が42%アセトニトリルにおいて放出された。
実施例I、C1几ド2−/9細胞からのネズミIL−4cDNAの たな調製お よびCO57モンキー細胞における一時・ 1−IL−4をコードするcDNA クローンをネズミヘルパーT細胞系列C1,Lyl” 2− /9から単離した 。この細胞系列はATCCに受理番号CRL 8179で寄託され、ナーベルら により旦、23巻、 19−28頁(1981)、およびブロク・ナショナル・ アカデ・サイ−+ (Proc。
Natl、Acad、Sci、) 78巻、1157−1161頁(1981) に記載されている。
BCGF活性を生じることが知られている他のマウス細胞にはEL−4系列が含 まれ、これはATCCから受理番号TlB59で入手できる。
この例に用いた方法はリーら、ブロク・ナショナル・アカデ・サイ、l (Pr oc、Natl、Acad、Sci、) 83巻、 2061−2065頁(1 986)に示されている。要約すると、コンカナバリンA(ConA)誘発C1 ,Lyl’ 2− /9細胞からオカヤマおよびバーブ(前掲)の方法により、 pcD cDNAライブラリーを構成した。ランダムに選ばれたクローンの大型 サブライブラリーからff2p標f5 c D N Aプローブとのハイブリダ イゼーションによりIL−3およびG?l−C3Fを除去した。このサブライブ ラリーの残りからなるプールおよび/または各クローンを、CO57モンキー細 胞の感染およびMCGFおよびTCGF活性についての培養物上層液の試験によ って、IL−4につきスクリーニングした。
A、IL−4産生の誘導 C1,Lyl” 2− /9細胞を下記に従ってConAにより誘導し、IL− 4mRNAを産生させた。細胞を5 X10s#teにおいて、4%熱不活性化 ウつ胎仔血清、5 Xl0−5M ・2−メルカプトエタノール(2−ME)、 2mM、グルタミン、非必須アミノ酸、必須ビタミン、およびConA 2Mg /artを含むダルベツコの改良イーグル培地(DME)中で培養した。37° CT:lO%CO□中において12〜14時間インキュベートシたのち、細胞縣 濁液を150Orpmで10分間遠心分離した。
細胞ペレットを採取し、直ちに一70°Cで凍結した。
B1mRNAの単離 ジェイ・チルブラインら(バイオケミストリー+18: 5294−5299( 1979] )のグアニジンイソチオシアヌレート法により細胞から総細胞DN Aを分離した。ConA誘導C1,Lyl” 2− /9細胞からの凍結細胞ペ レット(刺激の12時間後)をグアニジンイソシアヌレート細胞熔解用溶液に両 温した。細胞溶解用溶液20dを1.5×10”個の細胞につき用いた。ペレッ トをピペッティングにより再両温し、次いで16ゲージの針を用いて注射器に4 回導通することによりDNAを剪断した。細胞溶解物を40d容ポリアロマ−( polyallomer)遠心管中で20−の5.7M ・CsC1,10mM  ・EDTAの上部に積層した。この溶液を25.0OOrpraでベックマン 舖280−ター(ベックマン・インスッルメンツ社、カリフォルニア州、バロ・ アルド)中において15°Cで40時間遠心分離した。DNAを含有するグアニ ジンイソシアヌレート相をピペットで上から下方の界面にまで下降させた。管壁 および界面をグアニジンイソシアヌレート細胞溶解用溶液2〜3mlで洗浄した 。試験管を界面の下方ではさみにより切断し、CsC1溶液をデカントした。R NAペレットを冷70%エタノールで2回洗浄した。次いでペレットを10mM  トリス・HCl (pH7,4)、1mM4DTA、0.05! SDS 5 00μj!に再両温した。3M酢酸ナトリウム50μlを添加し、RNAをエタ ノール1雄で沈澱させた。総RNA約0.3■を遠心分離により採取し、ペレッ トを冷エタノールで1回洗浄した。
洗浄および乾燥した総RNAベレットをオリゴ(dT)溶離緩衝液(10d)リ ス・HCI (pH7,4)、1mM−EDTA、0.5χ5DS)900 d に両温した。RNAを68°Cで3分間加熱し、次いで氷上で冷却した。
100 j2の5M ・NaC1を添加した。RNA試料を結合緩衝液(10m M )リス・HCI(pH7,4)、1mM ・EDTA、0.5M ・NaC 1,0,5χSDS、)で平衡化した1、0威のオリゴ(dT)セルロースカラ ム(タイプ3、コラポラティプ・リサーチ、マサチュウセッツ州、ウオルサム) に装填した。カラムからの流出液をさらに2回カラムに導通した。
次いでカラムを結合緩衝液20磁で洗浄した。溶離緩衝液で洗浄することにより ポリA′″mRNAを採取した。RNAは通常、最初の2dの溶離緩衝液中に溶 出した。 RNAを0.1容量の3M酢酸ナトリウム(pH6)および2倍容量 のエタノールで沈澱させた。
RNAペレットを遠心分離によって採取し、冷エタノールで2回洗浄し、乾燥さ せた。次いでペレットを水に再両温した。アリコートを希釈し、260nmにお ける吸光度を測定した。
C,pcD cDNAライブラリーの構成1) ベクタープライマーおよびオリ ゴ(dG)テイル付きリンカ−DNAの調製 オカヤマおよびバーブ(モレ・アンド・セル・バイオ口(M01& Ce11. Biol、) 2巻、161−170頁(1982) )の方法をわずかに変更 して用いた。pcDVlおよびpL1プラスミドはオカヤマおよびバーブ(モレ ・アンド・セル・バイオ口(Mol & Ce11.Biol、)3: 380 −389 (1983) )により記載されており、ファルマシアにュージャー ジー州ピスカタウェイ)から入手できる。詳細には、先のKP!L1部位の位置 にハ辷■部位を含む修飾されたpcDV1プラスミドを用いた。
pcDVI DNA (7)試料80ugを30°Cで20Uのbl」エンドヌ クレアーゼにより、6IIIMトリス・HCI (pH7,5)、6m11Mg C1z、6n+M −NaC1,6a+M ・2−ME、および0.1mg/− ウシ血清アルブミン(BSA)を含有する450μEの反応混合物中で消化した 。、16時間後に0.25M −EDTA (p)18.0)40μ42および 10%ドデシル硫酸ナトリウム(SDS) 20μ!で消化を停止し、水−飽和 1:1フェノール−CHCl:+ (以下フェノール−C)lchと呼ぶ)で抽 出したのちエタノールで沈澱させることによりDNAを採取した。平均60(た だし80を越えない)のデオキシチミジレート(dT)残基(末端当たり)のホ モポリマーチイルを下記によりウシ胸腺ターミナルトランスフェラーゼにより、 Nsi Iエンドヌクレアーゼ産生末端に付加した。反応混合物(38μf)は カコジル酸ナトリウム−30mMとりす・t(C1(p)16.8) (緩衝液 として)、ならびに1mM・CoC1z 、0.1mMジチオスレイトール、0 .25mM ・dTTP、 Nsi Iエンドヌクレアーゼ消化DNA 、およ び68Uの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(P−Lバイ オケミカルズ社分後ニ0.25M −EDTA(pt(8,0)20μlおよび 1o%SDS 10/71!、 k−より反応を停止し、フェノール−CHCh で数回抽出したのちエタノール沈澱によりDNAを採取した。次いでDNAを1 5UのEcoRIエンドヌクレアーゼにより、10酵トリス−HCI (pH7 ,4)、10n+1MgC1z 、1−Mジチオスレイトール、および0.1  mg/ dO)BSAを含有する50μ!中で37°Cにおいて5時間消化した 。SV40ポリアデニル化部位およびpBR322複製原点およびアンピシリン 耐性遺伝子を含む大型断片を、アガロース(1χ)ゲル電気泳動により精製し、 ガラス粉末法の変法によりゲルから採取した(ビー・フォーゲルシュタインおよ びディー・ジレスピー、ブロシ・ナショナル・アカデ・サイ、+ (Proc、 Natl、Acad、Sci、)76: 615−619 (1979) ’)  、 dT−テイル付きDNAをさらに下記に従ってオリゴ(dA)−セルロー スカラムの吸収および溶離によって精製した。 1mM ・EDTAおよびIM ・NaC1を含有する10mM )リス−HCI(pH7,3)緩衝液lIdに DNAを熔解し、0°cに冷却し、同緩衝液で平衡化したオリゴ(dA)−セル ロースカラム(0,6X2.5 cm)に施し、水により室温で溶離した。溶離 したDNAをエタノールで沈澱させ、1a+M ・EDTAを含む101M ) リス・I(CI (pH7,3)に溶解した。
オリゴ(dG)テイル付きリンカ−DNAは下記により製造された。
75μgのpLl ・DIIIAを200のPst Iエンドヌクレアーゼによ り、6IIIM・トリス・HCI(pH7,4)、6+n?1MgCIz、6I IIM ・2−ME、50mM ・N a Cl %および0.01 tw:/ dのBSAを含有する450μf中で消化した。30°Cで16時間後に反応混 合物をフエーノールーCHCl sにより抽出し、DNAをアルコールで沈澱さ せた0次いで10〜15デオキシグアヌレート(dG)残基のティルを各末端に 、前記と同じ反応混合物(38,czf)(ただしdTTPの代わりに0.1m M ・dGTPを含む)中で46Uのターミナルデオキシヌクレオチジルトラン スフェラーゼにより付加した。37°Cで20分後に混合物をフェーノールーC HCl:Iで抽出し、DNAをエタノールで沈澱させたのち、これを30UのH indI[Iエンドヌクレアーゼにより、20mM・トリス・HCl(pH7, 4)、7mM MgC1z、 60n+M NaC1、および0.1■のBSA を含有する50μ!中で37゛cにおいて4時間消化した。少量のオリゴ(dG )テイル付きリンカ−DNAをアガロースゲル(1,8χ)電気泳動により精製 し、上記に従って採取した。
2) cDNAライブラリーの調製: 工程1:cDNA合成。反応混合物は50mM トリス・HCI (pH8,3 )8 mM ・MgC1z 、 30mM−KCI 、 0.3 mFIジチオ スレイトール、各2mMのdATP、 dTTP、 dGTP、およびdCTP 、 20 μci ”P−dCTP(3000C4/ミリモル)、3μgのCo A誘導T紺胞由来ポリA゛ ・RNA 。
60単位のRNアシン(RNasin、リボヌクレアーゼ阻害剤の商品名。
プロメガバイオチック社より、ワイオミング州、マジソン)および2μgのベク ター−プライマーDNA (プライマー末端15ピコモル)、および45Uのリ バーストランスクタプターゼを含有していた。反応物を42°Cで60分間イン キュベートし、次いで0.25M −EDTA (pH8,0) 1 u 12 および10%SDS O,5p lの添加により停止し;フェノール−CHCl :+ 40μ!を添加し、溶液をボルテックスミキサー中で激しくブレンドした のち遠心分離した。
4M酢酸アンモニウム40μ!およびエタノール160μlを水相に添加し、溶 液をドライアイスで15分間冷却し、緩和に振とうしながら室温にまで加温して 、冷却に際して沈澱していた未反応のデオキシヌクレオシド三リン酸を溶解し、 エッペンドルフ微量遠心機で10分間遠心分離した。ペレットを10μ!010 mMトリスーHCl (pH7,3)および1 m卜EDTAに溶解し、4M酢 酸アンモニウム10μβと混合し、エタノール40μ!で再沈澱させた。この処 理により99%以上の未反応デオキシヌクレオチド三リン酸が除去された。ペレ ットをエタノールでリンスした。
工程:2 オリゴデオキシシチジレート〔オリゴ(dC))の付加。プラスミド −cDNA : mRNAを含有するペレットを1mM・COCl2゜0.1  mMジチオスレイトール、0.2 pgのポリ(A) 、70,1/M −dC TP、 5μCi ”P−dCTP(3000Ci/ ミリモル)、および60 Uのターミナルデオキシヌクレオチジルトランスフエラーゼを含有する140  n+FIカコジル酸ナトリウム−30mM )リス−HC1(pH6,8)緩衝 液20μ!に溶解した。反応を37°Cで5分間行い、各末端に10〜15残基 のdC肝を付加させ、0.25M −EDTA (pH8,0) 2μ2および 10%SDS 1 μPで終結させた。フェノール−CHCl320μ!で抽出 したのち水相を4M酢酸アンモニウム20μ!と混合し、DNAを沈澱させ、エ タノール80μlで再沈澱させ、最終ペレ・ントをエタノールでリンスした。
工程3 : Hind I[Iエンドヌクレアーゼ消化。20mMトリス・HC I(pH7,4)、7mM・MgCIz 、 60m?l NaC1、および0 .1 mg/dのBSAを含有する緩衝液30μ!にペレットを溶解し、IOU の…屁■エンドヌクレアーゼにより37°Cで2時間消化した。反応を0.25  M −EDTA (pH8,0) 3μ2および10%SDS 1.5μ!で 終結させ、フェノール−CHCl:+で抽出したのち4M酢酸アンモニウム30 μlを添加し、エタノール120μ!によりDNAを沈澱させた。ペレットをエ タノールでリンスし、次いで10μlの10mM)リス・HCI (pH7,3 )および1 mM ・EDTAに溶解し、エタノール3μ尼を添加して一20° Cでの貯蔵に際して凍結するのを防止した。
工程4:オリゴ(dC)テイル付きリンカ−DNAにより媒介された環化。H4 ndI[[エンドヌクレアーゼ消化したオリゴ(dC)テイル付きcDNA :  mRNAプラスミド(試料の約90%)の試料9μlを、10mM)リス・) IcI (pH7,5)、1+nM4:DTA、 0.11L NaC1、およ び1.8ピコモルのオリゴ(dC)テイル付きリンカ−DNAを含有する混合物 (90μりの中で65°Cにおいて5分間インキュベートし、42°Cに移行さ せ(60分間)、次いで0°Cに冷却した。混合物(90μりを900μ!の容 量に調整した。20L卜)リス・)1cI (pH7,5)、4mM−MgCI z 、 10mM・(NH4)ZSO4,0,IMl<CIBSA 50μg  /m1および0.1n+?lβ−NADを含有していた。大腸菌DNA リガー ゼ6μgを添加し、次いで溶液を12°Cで一夜インキユベートした。
工程5:DNAによるRNA鎖の置換。挿入物のRNA鎖を置換するために、リ ゲーシジン混合物を、4種の デオキシヌクレオシド三すン酸各40μM 、0 .15mM ・β−NAD、追加の大腸菌DNA リガーゼ4μg 、 16U の大腸菌DNAポリメラーゼI (む上J)および9Uの大腸菌111Nアーゼ Hを含有すべく調整した。この混合物(960μm2> を順次、12゛Cおよ び室温で各1時間インキュベートして、Pol Iによる修複合成およびニック トランスレーションを促進した。
Acad、Sci、U、S、A、)、69: 2110−2114 (1972 ) )の方法をわずかに変更したものにより行われた。大腸菌に一12株hcx 061 (エム・カサダバンおよびニス・コーエン、ジェイ・モレ・バイオ口・ (J、Mo1.Biol、) 138: 179−207 (1980)を37 °CでL−プロス300d中において、600nmで0.5吸光単位になるまで 増殖させた。細胞を遠心分離により採取し、30戚の10mFバイパス(p)1 7)60m+’l−CaC1z 、15%グリセリンに縣濁し、0°Cで5分間 遠心分離した。細胞を上記緩衝液24dに再両温し、再びO″Cで5分間インキ ュベートした。次いでアリコートの細胞縣濁液をDNA溶液(工程5)0.1m と混合し、0°Cで20分間インキュベートした。次いで細胞を42°Cに2分 間保持したのち室温に10分間保持した。次いでL−プロス12を添加し培養物 を37°Cで60分間インキュベートした。アンピシリンを5cIg/mflの 濃度にまで添加した。培養物を37°Cでさらに10時間振とうした。
この培養物の希釈液を、アンピシリン50μg/mlを含有するし一ブロス寒天 上に広げた。37°Cで12〜24時間インキュベートしたのち各コロニーを無 菌のつまようじで採取した。全体として約lXl0’の独立したcDNAクロー ンが得られた。
D、 pcD ライブラリーのスクリーニング。
T細胞cDNAライブラリーから104の単一クローンをランダムに採取し、ア ンピシリン50μg/dおよびジメチルスルホキシド7%を含むL−ブロス20 0μlを入れたマイクロタイクーデイソシュのウェル中で別個に増殖させた。新 規なMCGF活性のみに注目するために、53個のIL−3cDNAクローンお よび1個のGM−C5F cDNAクローンを、リーら、ブロシ・ナショナル・ アカデ・サイ、+ (Proc、Natl、Acad、Sci、)、82巻、  4360−4364頁(1985)およびヨコタら、ブロシ・ナショナル・アカ デ・サイx (Proc、Natl、Acad、sci、)+ 81巻、 10 70−1074頁(1984)により示されたクローンから構成された適宜な3 Zp標識c D N Aプローブとのハイブリダイゼーションにより同定し、除 いた。この処理は下記に従って行われた。培養物96種の各プレートのレプリカ をニトロセルロースフィルター上に作成し、ハイブリダイゼーションスクリーニ ングに用いた。ハイブリダイゼーションは6XSSPE (IXSSPE・18 0 mM ・NaC1; 10mMリン酸ナトリウム(pH7,4) ; 1  mM ・EDTA)0.1χSDS 、 100μg/d大腸菌tRNA、 5 0%ホルムアミド中で42°Cにおいて16時間行われた。ハイブリダイズする クローンは洗浄フィルターのオートラジオグラフィーにより同定された。これら のクローンを含むミクロタイターウェルをクローンプールの調製前にエタノール で滅菌することにより、これらのクローンを除いた。48個までのcDNAクロ ーンを含むプールをミクロタイター培養物から調製した。この種のプール200 個を、アンピシリン100μg/dを含有するし一プロスの培養物ll中で増殖 させた。プラスミドDNAを各培養物から単離し、2回のCsC1濃度勾配によ り精製した。各プールを表すDNAを下記によりCO37モンキー細胞にトラン スフェクションした(CO57細胞についてはグルラマンにより旦23巻、 1 75−180頁(1981)に記載されており、ATCCから受理番号CRL1 651で入手できる。)トランスフェクションの1日前に、10%ウシ胎仔血清 および2+aMグルタミンを含有するDMEに、100 nunのプレート上に おいて、約10’個のCO57モンキー細胞を接種した。トランスフェクション を行うために、培地を各プレートから吸引除去し、50mMトリス・HCI ( pH7,4)、400μg/d・DEAE−デキストランおよび被験プラスミド DNA 50μgを含有するDME4mで置換した。
プレートを37”Cで4時間インキュベートし9次いでDNA含有培地を除去し 、各プレートを血清王台の0M25dで2回洗浄した。
クロロキン150μhを含有するDMEをプレートに添加し、次いで37°Cで さらに3時間インキュベートした。プレートをDMEで1回洗浄し、次いで4% ウシ胎仔血清、2mMグルタミン、ペニシリンおよびストレプトマイシンを添加 した。次いで細胞を37°Cで72時間インキュベートした。増殖培地を採取し 、種々のバイオアッセイ法において評価した。
最初の1組のプラスミドプールを主として増殖アッセイ法により、TCGF活性 およびMCGF活性についてそれぞれHT−2細胞系列(下記に、より詳細に記 述する)およびMC/9細胞配列を用いてスクリーニングした。これら2細胞系 列についてアッセイした最初の110プールのうち8プールはHT−2TCGF アツセイにおいて有意の活性を生じた。これらのプールのうち数種は弱いが有意 のMCGF活性を示したけれども、MCGF活性は一般により弱くかつより変動 性であったため、本発明者らは陽性プールの同定のためこのアッセイ法を信顛し なかった。
ランダムプールトランスフヱクションによるCO37上層液の約半数はマウスB 細胞に対するIa誘導活性についてもアッセイされた。被験プールのうちTCG F活性について有効であることが示された各プールはIa誘導活性も備えている ことが認められた。
従ってTCGF活性と!a誘導活性の間には完全な相関関係があった。
すべてのアッセイにおいて再現性をもって最も有効であった1プール(2A)を 、より小さな48のサブプールに小分割した。これらのサブプールはMCGFお よびTCGF活性の双方について陽性であった0両サブプールに共通の単一クロ ーン、(2A−E3)を次いで別個に増殖させ、そのプラスミドDNAを前記の CO57細胞にトランスフェクションした。次いで生じたCO3上層液を各種活 性の存在についてアッセイした。これにはMCGF、 TCGF、 Ia誘導、 ならびにIgEおよびIgG増強活性が含まれていた。
クローン2A−E3から単離し、2tpで標識した366塩基対の長さをもつP st I断片(第1A図)をプローブとして用いて、生物活性について陽性であ ったプールおよび他の未試験プールをスクリーニングした。スクリーニングは前 記のようにマイクロタイター培養物のレプリカを作成したフィルターへのハイブ リダイゼーションによって行われた。ハイブリダイズした9クローンを単離し、 それらのDNAを制限マツピングにより分析した。
生物活性を示したプールはすべて、クローン2A−E3と共通の制限開裂地図を 共有する少なくとも1種のハイブリダイズクローンを含んでいた。採取したクロ ーン10’のうちハイブリダイズクローンは、総うイブラリー中約0.2%の頻 度を示す。被験ハイブリダイズクローンのうち約90%が機能性蛋白質を発現し た。
E、pcD 2A−E3でトランスフェクションしたCOS?モンキー細胞の培 養上層液の生物活性 pcD−2A−E3でトランスフェクションしたC0S7細胞からの上層液ヲ、 ネズミヘルパーT細胞系列HT−2においてTcGF活性ニつき試験した(ワト ソン、−2)、仁ニノ≧乞2ごtユノj−不ユーL飄エヮエMed、)、Vol 、150巻、 1510頁(1979)に記載)。モスマン(前掲)の比色アッ セイ法により測定した)IT−2細胞の増殖をTCGF活性の尺度として用いた (増殖の程度は570〜630nmの光学濃度(OD)と相関関係にあった)。
第3A図は種々の希釈度における(i) pcD−2A−E3でトランスフェク ションしたCO57細胞から得た上層液(曲線1) 、(ii) C1,Lyl ” 2− /9培養物から得た上層液(曲線2)、(ii ) IL−2cDN Aを保有するpcDプラスミドでトランスフェクションしたCOS?細胞から得 た上層液(曲線3)および(iv) cDNA挿入物を含まないpcDプラスミ ドでトランスフェクションしたCO37細胞(すなわち“モック(mock)”  トランスフェクション)から得た上層液(曲線4)の相対的TCGF活性を示 す。
同様に、pcD−2A−E3 )ランスフエクションしたCO571!I胞から 得た上層液をMC/9細胞におけるMCGF活性について試験した。この場合も モスマンの比色アッセイ法を採用してMC/9増殖を測定した。第3B図は(i  ) pcD−2A−E3でトランスフェクションしたC0S7細胞から得た上 層液(曲線1)、(ii ) IL−3cDNAを保有するpcDプラスミドで トランスフェクションしたC0S7細胞から得た上層液(曲線2)、(ii )  C1,Lyl’ 2− /9細胞から得た上層液(曲線3)、および(iv  )モックトランスフェクションしたCO57細胞から得た上層液(曲線4)の相 対的MCGF活性を示す。
第3C図は(i) pcD−2A−E3でトランスフェクションしたCO57細 胞の上層液(曲線1)、(ii ) C1,Lyl” 2− /9細胞の上層液 (曲線2)、および(ij)モックトランスフェクションしたCO57細胞の上 層液(曲線3)について行ったIa誘導アッセイの結果を示す。Ia誘導アッセ イはレームら(前掲)により記載された方法に従って行われた。数匹のDBA/ 2マウス(2〜3が方今)を層殺し、肺臓を外科処置により採取した。0.87 !塩化アンモニウムを用いる低張ショックにより赤血球を細胞溶解した。
次いで、T細胞特異性表面マーカー(Thy−t、 Lyt−1+およびt、y t−2)指向性の細胞毒性モノクロナール抗体を用いてT細胞を溶解し、次いで 家兎補体中でインキュベートした0次いで、ファイルコル−ハイバーク密度勾配 により死細胞を除去した。
付着性細胞は37°Cプラスチック製シャーレに付着させることによりあらかじ め除去されていた。この時点で細胞を洗浄し、計数し、生存率につき採点した。
10%のウシ胎仔血清、2−メルカプトエタノールおよび各種構成物質(ペニシ リン、ストレプトマイシンおよびゲンタマイシン)を補充した組織培養用培地( RPM11640、または最小必須培地−MEM/アーレの塩(ジブコ)0.5  d中で約100万個の細胞をインキュベートした。陽性の対照がT細胞首糸分 裂誘発因子コンカナバリンAで誘発したT細胞からの上層液よりなる実験におい ては、10■/d (最終濃度)のα−メチルマンノシドを添加して、有糸分裂 誘発因子を中和した。24時間のインキュベーションののち、細胞を採取し、抗 −I−A’または抗−I Aha モノクローナル抗体による染色のために調整 した。これらの抗体をハプテンN、1.Pまたはビオチンのいずれかに結合した 第1段階抗体として用いた。次いで細胞を蛍光処理した第2段階試薬(抗−NI P抗体またはアビジン)と共にインキュベートすることにより、染色を完了した 。
次いで蛍光活性化細胞ソーター(ベクトンーディッキンソン、カリフォルニア州 、マウンテンビュー)またはサイトフルオログラフ(オルト・ダイアグノスティ ックス、マサチュセソツ州ケンブリッジ)を用いて蛍光染色の強度を測定した。
第3C図の蛍光単位は、各試料中の陽性細胞の%に蛍光染色の強度を掛けること により算出された。
第3D図はIgEおよびrgc、の産生がT細胞枯渇したマウス肺臓細胞におい て(i ) CO37培地のみ(棒1)、(ii)モックトランスフエクション したCO57細胞からの上層液20%(棒2)、8(iii ) C1,Lyド 2−79からの上層液10χブラスモツクトランスフエクシジンしたCO37細 胞からの上層液20%(棒3)、および(iv) pcD−2A−E3 )ラン スフエクションしたC0S7細胞からの上層液20%(棒4)により誘発される 程度をグラフで示す。IgBおよびIgG、の水準は前記の同基準標本特異性E LISAにより測定された。
ネズミlシー4はMC/9細胞においてIL−3のMCGF活性を高めることが 認められた(スミスおよびレニツク、ブロシ・ナショナル・アカデ・サイ、、( Proc、Natl、Acad、Sci、)、83巻、 1857−1861頁 (1986))、ネズミIL−4はIL−3依存性細胞系列のGM−CSF刺激 による増殖を高めることも認められた(ホームズら、ブロク・ナショナル・アカ デ・サイ、、(Proc、Natl、Acad、Sci、)+82巻、6687 −6691 (1985)に記載)。挿入物はマキサマおよびギルバー法(Lソ ッズ・イン・エンサイモロジー。65巻、499−560頁(1980))、な らびにサンガー法(ブロク・ナショナル・アカデ・サイ、。
(Proc、Natl、Acad、Sci、)、74巻、 5463−5467 頁(1977))の双方により配列決定された。第1A図にその配列を、第1  ATG開始コドンと同相の最長オーブンリーディングフレームについての推定ア ミノ酸配列と共に示す。マウス2A−E3 cDNAクローンにおける単一長鎖 オープンリーディングフレームは140アミノ酸残基からなる。このリンフ才力 インは分泌蛋白質であるので、疏水性リーダー配列が分泌形の成熟蛋白質に関す る配列に先行すると予想される。ポリペプチドの疏水性を分析し、先行するシグ ナルペプチドに関して提示されたコンセンサス配列(パールマンら、ジェイ・モ レ・バイオ口・(J、Mo1.Biol、)、167巻、391−409頁(1 983) )と比較することにより、前駆ポリペプチドの開裂は第1A図のアミ ノ酸位置20におけるセリン残基に続いて起こることが示唆される。グラブシュ タインら(ジェイ・エクスペ・メディ・(J、Ex 、Med、)、163巻、  1405−1414頁(1986))は分泌されたネズミIL−4のN−末端 配列が第1A図の位置21Hisにおいて開始することを確認した。
実施例■、ヒトヘルパーTi胞cDNAに・するネズミcDNAプローブによる ヒトIL−4の産生ならびにCO57モンキー細およびマウスL細胞における一 過性 誘導ヒトヘルパーT細胞、2F1、および誘導ヒト末梢血リンパ球(PBL)か ら構成されたc D N Aライブラリーより、ネズミcDNAプローブによっ てIL−4をコードするcDNAクローンを単離した。
BCGF活性を生じることが知られている他のヒト細胞系列にはCEM系列の変 種が含まれ、ATCCから受理番号CCL 119. CRL8436、および TIB 195で入手でき、フォーシーら、キャンサー。
18巻、522−529頁(1965) 、およびクグラー、リンフォヵイン・ リサーチ、3巻、183−191頁(1984)に記載されている。
ヒトヘルパーT細胞クローン、2F1、およびヒトPBLを、ウシ胎仔血清3% を補充したイスコブの培地で増殖させた。2F1細胞をConA (10u g  / ml )で活性化し、PBLをPNA 1 pg /mRで12時間刺激 したのち5μg/rnRのConAを添加した。ConA添加の4時間後(2F 1)または10時間後(PBL )に細胞を採取した。
mRNAの抽出およびcDNAライブラリーの構成は実施例■の記載に従って行 われた。Pst I断片をマウスpcD−2A−E3 cDNAクローンから単 離し、ニックトランスレージジンにより標識し、(IXIO@cpm/μg )  1.10個のプール(それぞれ約1×103クローンの2F 1 cDNAラ イブラリーを表わす)からのプラスミドDNA li製物を含むじトロセルロー スフィルターのプローブ検出に用いた。低ストリンジエンシーハイブリダイゼー ション条件(42°Cで一夜)を採用しした。6xSSPE(1xSSPE=1 80 mM −NaC1/10a+Mリン酸ナトリウム(p’H7,4) /  1 a+M・EDTA) (ティー・マニアチスら、\ クローニング二 −室 の (コールド・スプリング・ハーバ−・ラボラトリ−、ニューヨーク、198 2))、 20%(v/v)ホルムアルデヒド、0.1% ドデシル硫酸ナトリ ウム、酵母キャリヤーtRNA 100μ!。フィルターを2 X5SPE、  0.1%ドデシル硫酸ナトリウムで37°Cにおいて洗浄した。
単一クローン(pcD−46)が10中1個のプールにおいて同定さた。他のク ローンが、 pcD−46のNheI−EcoRI断片(第2D図の制限地図に 示す)から構成されたプローブを用いてPBL cDNAライブラリーをスクリ ーニングすることにより得られた。制限酵素による分析からこれらのPBLクロ ーンの構造はpcD−46と等しいことが示された。
pcD−46のコード部位挿入物から5′ (すなわち上流)方向のグアニジン に冨む領域がIL−4ポリペプチドの発現を抑制することが見出された。従って pcD−46の挿入物を再クローニングしてグアニジンに冨む領域を除去した。
得られたクローンはpcD−125と表示される。マウスL細胞をpcD−46 でトランスフェクションすることによっても発現が改良されることが見出された 。
ベクターpcD−125は下記により形成さた。pcD−46を虱3Aで開裂し て、cDNA挿入物の5′側1′62ヌクレオチドを含む断片(GCセグメント を除く)を単離し、次いでこの断片をplolのIII部位に挿入した。プラス ミドp101はpcDマウスIL−3(ヨココタら、(1984)前掲文献参照 )から誘導され、cDNAの5′末端のPst T部位からマウスIL−3cD NA内の1H部位までの配列を欠失していた。」L■部位は欠失配列のジャンク ションに含まれる。Sau 3A断片をpcD−46断片の場合と同様にSV4 0プロモーターに融合させた(GCセグメントを除く)。次いでcDNAの3′ 末端、SV40ポリA部位、およびpcD−46のすべてのpB!2322配列 を保有するpcD−46からのHind m / Nhei断片を用いてヒ)  cDNAの残部を再構成した。
pcD−46−およびpcD−125−)ランスフェクションされたC0S7お よびL細胞の上層液をBCGFおよびTCGF活性についてアッセイした。TC GFはエプスタイン−パルウィルスで形質転換されたヒトヘルパーT細胞系列北 −EBV、およびフィトヘマグルチニン刺激されたヒト末梢血リンパ球を用いて アッセイされた。
ヒトヘルパーT細胞りローン几−EBVを、ヒ) EBV形質転換B細胞系列の 照射(4500R)細胞で刺激したのち、10%ヒ)AB血清、50μ)’l− 2メルカプトエタノール(2ME)および組換えヒトIL−2を含有するRPM 11640培地中に維持した。ヒトPBLをPHA (20μg/d)で刺激し 、10%ウシ胎仔血清、50μH・2肝および組換えヒ) IL−2を含有する RPM11640中に維持した。刺激の5〜10日後にJL−EBV細胞または PHAブラスト(blast)をモスマンの比色法(前記)による2日間のTC GFアッセイ法または(3H) −チミジン取込みによる3日間のTCGFアッ セイ法においてターゲットとして用いた。
第4A図は、JL−EBV細胞により測定した(比色アッセイ法)(i)ヒトI L−2を発現するpcDプラスミドでトランスフェクションしたC0S7細胞か らの上層液(曲線A) ; (ii ) pcD−125でトランスフェクショ ンしたし細胞からの上層液(曲線B);(ni ) pcD−125でトランス フェクションしたCO57細胞からの上層液(曲線C) ; (iv) pcD −46でトランスフェクションしたCO57細胞からの上層液(曲線D);およ び(V)モックトランスフェクションしたC0S7細胞からの上層液(曲線E) のTCGF活性を示す。第4B図はPHA刺激したPBLにより測定した(比色 アッセイ法)(i)ヒトIL−2を発現するpcDプラスミドでトランスフェク ションしたC0S7細胞からの上層液(曲線A)、(ii)pcD−125でト ランスフェクションしたCO37細胞からの上層液(曲線B)、および(ij) モックトランスフエクションしたCO37細胞からの上層液(曲線C)のTCG F活性を示す。第4C図はPHA刺激されたPBLにより測定された(トリチル 化チミジン取込みアッセイ法) (i ) pcD−125でトランスフェクシ ョンしたC0S7細胞からの上層液(曲線A)、(ii)ヒ) IL−2を発現 するpcDプラスミドでトランスフェクションしたC0S7細胞からの上層液( 曲線B)、および(ij)モックトランスフェクションしたCOS?細胞からの 上層液(曲線C)のTCGF活性を示す。
pcD−125)ランスフェクション上層液の各種希釈液のBCGF活性を、マ イゼルら、(ブロシ・ナショナル・アカデ・サイ、。
(Proc、Natl、Acad、Sci、)+ 79巻、 5998−600 2頁(1982))により報告されたBCGF (″市販BCGF”)(サイト カイン・テクノロジー・インターナショナルにューヨーク州バッファロー)から 市販されている)の活性と比較した。表■は抗1gM抗体により予備活性化した B細胞に対するC0S7 )ランスフェクション上層液の各種希釈液のBCGF 活性を示す。B111l胞は前記アッセイの章の記載に従って調製された。
表11 、 IL−4cDNA )ランスフェクション上層液が抗1gM予備活  ヒされたB細胞に与える≦響 表■はSAC予備活性化されたB細胞(前記により調製)における、CO57ト ランスフエクシヨン上層液の各種希釈液のBCGF活性を示す。
表I[1,SAC予備活性化されたB細胞におけるIL−4cDNA上5y入Z 五又之l)上l掻(2)蛮立−−−−−一本発明のヒトIL−4および市販のB CGFは共にBCGF活性を示すがメータら(ジェイ・イムノロ・(J、Imm unol、)、135巻、 3298−3302頁(1985)は市販のBCG FのBCGF活性から生化学的にTCGF活性を分離できることを証明した。こ れはその活性が別個の分子によって生じていることを示している。従ってヒトI L−4と市販のBCGFは異なる分子である。ヒトIL−4の場合、TCGF活 性を標準的な生化学約分画技術によってBCGF活性から分離することはできな いからである。
ヒトIL−4cDN八を保有するプラスミドでトランスフェクションされたCO 57細胞からの上層液は正常なヒ)T細胞およびヒトT細胞りローン几−EBV の増殖、ならびにマウスIL−4に類似の活性を誘発する。しかしヒトIL−4 に応答して誘発されたヒトT細胞の最大増殖度はヒ)IL−2により誘発された ものの約半分である。
IL−4の増殖誘発活性は試験に際しIL−2に対する、またはIL−2レセプ ターに対するモノクローナル抗体により阻害されなかった。
これらの結果は、IL−4はT細胞に直接に作用し、IL−2の誘導によるもの ではないこと、またその活性はルー2レセプターにより媒介されないことを示唆 する。COSヒトTL−4上層液はビーズに結合した最適濃度の抗1gM抗体で 予備活性化されたヒ)B細胞の増殖も刺激し、BCGFアッセイの飽和水準にお いて市販のBCGFに付加的な増殖容量をもつ。これは、ヒトルー4と市販のB CGFが異なる経路で、たとえば恐らく異なる組のレセプターによりB細胞に作 用することを示唆する。各上層液はSACで予備活性化されたB細胞の増殖を有 意に誘発しなかったが、PHAで刺激されたPBL培養物の上層液から精製した 市販のBCGFはSAC予備活性化されたヒ)B細胞の増殖を著しく誘発した。
これらの結果はさらに、ヒトIL−4cDNAが市販のBCGFに存在するもの と異なるBCGF活性をコードすることを示す。
pcD−125)ランスフェクションしたCO7細胞の上層液を、それが扁桃[ B細胞のFc−イプシロンレセプターを誘発する効力についても試験した。ヒト 扁桃腺細胞を標準法により分散させ、単一細胞I!濁液となした。前記のプロト コールによりB細胞集団を濃縮し、濃縮された細胞を37°Cの培地中で24時 間、抗1gM抗体により刺激した。Fc−イプシロンレセプター保有細胞をベク トン・ディッキンソンFAC5IV細胞ソーターにより、g亥しセプターに特異 的な蛍光標識モノクローナル抗体を用いてボンネフォイら、 (ジェイ・イムノ ロ・メソ((J、Immunol、Meth、)+88巻、25−32頁(19 86)により示された方法によりアッセイした。第5A−5D図は細胞頻度(縦 軸)対蛍光強度(横軸)を示すヒストグラムである。蛍光強度は細胞上に存在す るFc−イプシロンレセプターの数に比例する。すべての図において細胞は抗T gMで刺激された。第5A〜5D図はpcD−125)ランスフェクションした CO57細胞からの0%、0.1%、1%および10%上層液からなる培地への 暴露に相当する。
クローンNo、46のcDNA挿入物のDNA配列を決定し、第1B図に示す、  cDNA挿入物は615bpの長さである(ポリ(A)ティルを除()。単一 オープン解読フレームがあり、最初のATGコドンは5′末端から64ヌクレオ チドの位置にあり、これに153コドンが続き、ヌクレオチド位置523〜52 5の終止コドンTAGで終わる。予言されたポリペプチドのN末端セグメントは 分泌蛋白質について予期されたように疏水性である。
本発明のヒトおよびマウスcDNAのコード部位間の比較によって、アミノ酸位 置1−90および129−149に包含される、pcD−46のヒトcDNAコ ード配列の各領域は、対応するマウスcDNA (2A−E3)コード配列領域 とほぼ50%相同域を共有することが明らかになった。これらの領域、ならびに 5′および3・′非翻訳領域はこれら異種からの2種のcDNA配列間でほぼ7 0%の相同域を共有するが、ヒト蛋白質のアミノ酸91−128により包含され る領域はマウスの対応する領域と共有する相同域がごく限られている。全体的に ヒト蛋白質における7個のシ又ティン残基のうち6個は関連するマウス蛋白質に おいて保守されている。天然の形の本発明のヒトポリペプチドをマウスTL−3 のものとの間には若干のアミノ酸配列相同性がある。アミノ酸残基7−16およ び120−127は、それぞれマウスIL−3前駆ポリペプチドの残基16−2 7および41−49に50%および55%相同である(ヨコタら、ブロシ・ナシ ョナル・アカデ・サイ1.ニーニスニー(Proc、Natl、Acad、Sc i。
U、S、A、) 8t: 1070−1074 (1984) )。
のちに、より詳細に記述するように、pcD−125トランスフェクションした CO37上層液から精製したヒトTL−4は第1C図に示した配列をもつ129 アミノ酸ポリペプチドであることが見出された。
実施例m、&式」Jエニ乙ヨj葺二り111食(L工1霞と王ル追2ヱS児ター イルス(’EBV)由 のベクターのイ用によるC0S7モンキー細胞における ヒトIL−4の の増ラウス肉腫ウィルス長鎖末端反復(RSV−LTR)プロ モーターを含むEBV由来のベクター中へpcD−125のXho T断片を再 クローニングすることにより、ヒ) IL−4発現が10〜20倍増強された。
EBV由来のベクターおよびRSV−LTRプロモーターはボルマンら。
ブロシ・ナショナル・アカデ・サイ、、(Proc、Natl、Acad、Sc i、)79巻、 6777−6781頁(1982) ;およびエイテスら、ネ イチャー。
313巻、812−815頁(1985)に記載されている。
RSV−LTRプロモーターを含むH4ndIII/Xho I断片を、ボルマ ンら(前掲)により記載されたAccCI/Hi閃■断片を含むRSV−LTR および市販のpcDベクター(たとえばファルマシア)よりあらかじめ構成され たpcDプラスミドから単離した。Sν40複製原点(ori)を含むpL1プ ラスミド(ファルマシア)から得た上記の肚己I[[/Xh虹■断片および肛n dI[[/ハoI断片をプラスミドPCDν1 (ファルマシアから入手できる )中へ挿入した。5V40ori ii域の向きは決定的ではない。得られるp cDベクターはAat 11部位とNde 1部位の間に順次(Aat If部 位から) 5V40ori領域、RSシーLTRプロモーター、およびSV40 ポリA領域を含む。pcD−125のXho I断片を単離し、新たに構成され たpcDベクター中に挿入したのち、ベクター上の唯一のAat UおよびNd e 1部位を標準法によりSal I部位に変える。要約すると、pcDベクタ ーをAat ■およびNde Iで消化氏、IL−4を含む断片を単離し、単離 された断片を適宜な濃度のヌクレオシドトリホスフェートの存在下でT4 DI JAポリメラーゼの5′→3 ’ DNAポリメラーゼ活性が制限切断部の5′ 突出末端をフィルインし、T4 DNAポリメラーゼの3′→5′エキソヌクレ アーゼ活性が制限切断部の3′突出末端を消化して平滑末端断片を残し、これに キナーゼ処理Sal Iリンカ−(二ニー・イングランド・バイオラポズ)をT 4 DNAリガーゼによりリゲートする。
上記Sal I断片(第11図に示す)をエイテスら(前掲)により記載された EBV由来ベクターp201の唯一のC1a 1部位の位置(標準法によりSa l II部位に変えられている)に挿入する。要約すると、p201 (第11 図に示す)をC1a Iで消化し、DNAポリメラーゼI (クレノー断片)お よび適宜な濃度のヌクレオシド三リン酸類で処理する。この方法により、C1a  I切断部の突出末端がフィルインされ、平滑末端断片が残される。次いで平滑 末端をキナーゼ処理Sal 1リンカ−にリゲートする。得られたRSV−LT RTR上−ターおよびIL−4cDNA挿入因子を含むEBV由来のプロモータ ーをここではpEBV−178と呼ぶ。
pEBV−178を標準法によりCO57細胞中にトランスフェクションし、培 養上層液をIL−4発現の尺度としてのTCGF活性についてアッセイした。
実施例■、大腸菌における 然のヒトIL−4およびムティンIs’(Ala− Glu−Phe)の ヒl−IL−4cDNA挿入物を含む2種のベクターを大腸菌におけるヒトIL −4の発現用として構成した。すなわシ1己蛋白質のシグナルペプチド配列を含 むplN−m分泌ベクター(plN−III −ompA2″)、ならびにwL Pプロモーターおよび隣接するリポソーム結合部位(RBS) SM域を含むp Uc12プラスミド(TRPCII”)である。
A、plN−Hl −ompA2 plN−■−ompA2プラスミド(グラニブ(Ghrayeb) ら、 EI IBOジャーナル、3巻、 2437−2442頁(1984) 、およびマツ イら、バ盃オテクノロジー、2巻、 81−85頁(1984)に記載)を用い て2種のベクターを構成した。
pIN−III−ompA2(1)と表示される第1ベクターは順次EcoRI /回■−消化plN−111ompA2プラスミド、合成リンカ−1およびpc D−125のBam)I I /EcoRν断片をリゲートすることにより構成 された。この構成に用いた合成リンカ−は3個の追加N末端アミノ酸A ] a  −G ] u −P h e−をもつ生物活性IL−4ポリペプチドを分泌し た。
すなわちムティンIL’(Ala−Glu−Phe)が分泌された。合成リンカ −は下記のヌクレオチド配列からなっていた。
AA TTCCACAAG TGCGATG GTG TTCACG CTA EcoRI/Ban+旧−消化pIN−III−ompA2およびpcD−12 5のBamHI/EcoRV断片を、0.1μH合成リンカーを含有する標準リ ゲーション溶液(たとえばマニアチスら、前掲)中で混合した。大腸菌株Ab1 899をplN−m−ompA2(1)プラスミドで感染し、形質転換体を31 p−標識付きIL−4cDNAプローブによるコロニーハイブリダイゼーション により選択した。アッセイ用のヒトIL−4ちゅうしゅつ物は下記により得られ た。音波処理後に細菌培養物を遠心分離し、上層液をペレットから除去した。ペ レットを1%SDS 、 2mMジチオスレイトール、および6Mグアニジンで 処理した。材料を再遠心分離し、上層液を廃棄し、ペレットを45゛cで3%S DSおよび2Cジチオスレイトールで処理した。材料を再び遠心分離し、上N液 をS[lS −PAGEによりアッセイした。
plN−III−omp直2)は天然ヒトIL−4発現すべく構成された。
plN−ffJ−ompA(1)構成における3種のアミノ酸付加物をprN− m−ompA2のompAシグナルペプチド配列の部位特異性突然変異により除 去した。部位特異性突然変異はシラーおよびスミス(前掲)の記事に従って行わ れた。要約すると、匣シグナルペプチドをコードする配列を含むplN−I[1 −ompA2のハ旺/ BamHI断片(グラニブらの第1図を参照されたい、 前掲)を精製し、精製された劫旦/並飢I消化した複製形(RF)のM13mp 19と混合し、リゲートし、大腸菌に−12JMIOIにトランスフェクション し、平板培養した。IPIGおよびX−galの存在下で透明なプラークを選択 し、増殖させ、たとえばメッシング、メソッズ・イン・エンゲイモロジー。10 1巻(アカデミツク・プレス、ニューヨーク、1983)に示された方法により 一重鎖DNAを調製した。別個に、指示された塩基置換体(四角で囲んだもの) を含む下記のオリゴヌクレオチドプライマー(23−mer)を合成し、リン酸 化した。
5 ’ −GGAATTCAGAAGCT田C0GCTAC−3’この配列は突 然変異plN−111ompA2のシグナルペプチドコード部位に第2のHin d m部位を導入する。plN−III−ompA2の旦虹/Bag)II l !yr片を含むM13mp19 RFにこのオリゴヌクレオチドプライマーをア ニールし、適宜な濃度のヌクレオシド三リン酸類の存在下にDNAポリメラーゼ で処理した。得られたRFを用いてJF1101大腸菌をトランスフェクション し、突然変異を含むプラークを標識付きオリゴヌクレオチドプローブによりスク リーニングした。選ばれたRFの配列はユニバーサルl’l13プライマーを用 いるジデオキシ配列決定法により確認された。選ばれたRFを増殖させ、単離し 、Xba IおよびBamHIで消化し、精製Xbal/BamHI断片をXb al/BamHI消化したplN−I[1ompA2に挿入した。 pIN−m  ompA2(2)を形成するために、pIN−m−ompA2を増殖させ、精 製し、肚ndlIlおよびハ飢Iで消化し、pcD−125のハ■I/EcoR V断片と、0.1 μHの下記合成リンカ−を含有する標準リゲーション溶液中 で混合した。
A GCT CACAAG TGCGATGTG TTCACG CT八 へ腸菌株Ab1899にplN−m−ompA2(2)プラスミドを感染させ、 形質転換体を32P−標t6IL−4coNp、プローブによるコロニーハイブ リダイゼーションにより選択した。前記により調製されたIL−4抽出物はpc D−125CO57細胞上層液に匹敵するTCGF活性を示した。
B、TRPCII TRPCIIベクターは合成コンセンサスRBS断片をC1a Iリンカ−(A TGCAT)にリゲートし、得られた断片をC1a I制限pMT11hc(あ らかじめC1a 1部位を含むべく修飾されている)中へクローニングすること により構成された− 1)MTllhcはπシXブラスミカー領域を保有するp BR322の小型(2,3Kd)高コピー^MP”。
TETS誘導体である。これはpMTllhcをEcoRIおよびBamHIで (CATCGATG) とリゲートさせ、これによりEcoRIおよびllam H1部位を再形成し、Sma 1部位をC1a 1部位で置換することによって 、C1a 1部位を含有すべく修飾された。
TRPCII構成からの一形質転換はC1a 1部位によりフランクされた縦列 RBS配列を含んでいた。C1a 1部位の1つおよびRBS配列の第2コピー の一部は、このプラスミドを、 、 Pst Iで消化し、皿1ヌクレアーゼで 処理し、EcoRIで制限し、4種すべてのデオキシヌクレオチド三リン酸類の 存在でT4 DN八へリメラーゼで処理することにより除去された。得られた3 O−40bp断片をPAGEにより採取し、Sma I制限pUc12中へクロ ーニングしンザイモロジー、101巻、155頁(アカデミツク・プレス・ニュ ーヨーク、1983)に記載)から誘導された2488bp 大腸菌旦P保有E coRV断片をEcoRI部位にクローニングし、TRPCIIの構成を完了し た。これを第2図に示す。
TRPCIIをまずC1a IおよびBamHIで消化し、これを精製し、次い で0.1 μMの下記合成リンカ−を含有する標準リゲーション溶液中でpcI ll二125のEcoRV /Bam)II断片と混合することによって、TR PCIIをヒ) IL−4cDNAに関するベクターとして用いた。
TCG ATG CACAAG TGCGATACGTG TTCACG CT A 挿入物を含むベクターを前記に従って選択し、大腸菌に一12株JMIOI中で 増殖させた。■シー4は下記により抽出された。JMIOI細胞をそれらの培地 中で音波処理し、遠心分離した。ペレットを4Mグアニジンおよび2n+Mジチ オスレイトールに再両温し、再び遠心分離した。上層液を生物活性につき試験し 、pcD−125トランスフエクシヨンしたCOS?細胞の上層液のものに匹敵 するTCGF活性を示すことが認められた。
実施例V、ウシヘルパーT細胞cDNAライブラリーに・するマウスおよびヒト IL−4cDNAブローフ゛によるウシTL−4の言周IおよびC0S7モンキ ー細胞における一過性マウスおよびヒ) cDNAプローブの組合わせにより誘 発されたウシ末梢血リンパ球(PBL)から構成されたcDNAライブラリーよ り、IL−4をコードするcDNAクローンを単離する。ウシcDNAの代替供 給源にはATCCのNBL動物系列コレクションに維持される数種のウシ細胞系 列が含まれる。処理法は実施例2に記載されたものと実質的に等しい。ConA による誘発の約10時間後に細胞を採取する。mRNAの抽出の場合と同様に行 われる。
マウスおよびヒトcDNAプローブを共に混合物として、または順次用いて、ウ シIL−4cDNAを検出する。実施例■の場合と同様に、ハ[ト断片をマウス pcD−2A−E3 cDNAクローンから単離する。
同様にハ↓」断片をヒトpcD−125cDNAクローンから単離する。
他の数種の断片もこれからプローブを構成するためにもちいることができる。単 離されたハ(I断片を一緒に、または別個にニックトランスレーションにより標 識しく約I XIO” cpm/μg)、これを用いて10プールからのプラス ミドDNA tA製物を含むニトロセルロースフィルターをプローブ検出する。
各プローブは約1000クローンのg導PBL cDNAライブラリーを示す。
フィルターハイブリダイゼーションは実施例■の場合と同様に行われた。
陽性に採点されるクローンを同定し、増殖させた。
実施例■、ビール酵母菌における 然ヒトIL−4およびムティンΔ1−4およ びIS’(Gl −Asn−Phe−Val−His−Gl )の。
天然ヒトIL−4cDNAおよびそれらの2種の突然変異体をプラスミドpMF −28中にクローニングし、ビール酵母菌において発現させた。pMF−28の 構成および非酵母蛋白質発現への利用についてはミャジマら、ジーン、37巻、  155−161頁(1985) :おミャジマされている。p)’IP−28 はアメリカン・タイプ・カルチャー・コレクション(マリーランド州、ロックビ ル)に受理番号40140で寄託されており、プラスミドの地図は第13A0図 に示されている(図中の表示はミャジマら、ジーン、(前掲)に詳細に定義され ている)。
A、ヒトIL−4ムティンΔ1−4 プラスミドpcD−125を単離し、EcoRVおよびBamHIで消化した。
ヒトIL−4cDNAをふくむEcoRV /Ba■■を単離し、DNAポリメ ラーゼ■ (ルレノー断片)で処理してハ1■切断部をフィル−インし、キナー ゼ処理した(すなわちリン酸化)。pMF−28をStu Iで消化し、pcD −125のキナーゼ処理EcoRV /BamHI断片と標準リゲーション溶液 中で混和し、プラスミドphlL−4−2を形成した。phIL−4−2を用い てビール酵母菌20B−12(MTAアルファtrp 1−289 pep4− 3) (酵母遺伝子保存センター、カルフォルニア大学、バークレーから入手し た)を形質転換した。アミノ酸不含のイースト・ナイトロジェン・ベース0.6 7χ、グルコース2%およびカザミノ酸(ディフコ)0.5χを含有する合成培 地で酵母を増殖させた。酵母細胞を上記プラスミドでイト−ら、(ジェイ・バタ テリオロ・(J、Bacteriol、)、153巻、 163−168頁(1 983) )の酢酸リチウム法により形質転換し、形質転換体をトリプトファン 欠如合成培地において選択した。形質転換体培養物上層液をTCGF活性につい て試験した。第13B図(曲線D)はphIL−4−2形質転換した酵母細胞か ら得た上層液の希釈液数種のTCGF活性を他の因子と比較して示す(曲線A− ・−・−ヒ) IL−2;曲線B・−・・・−・pcD−125)ランスフェク ションしたCO57細胞からの上層液;および曲線C−・−−−−−p h I  L −4−2形質転換した酵母細胞がらの上層液)。曲線EはIL−4cDN A挿入物を欠如したpMF−28で形質転換した酵母(すなわち“千ツク(mo ck)”形質転換体からの上層液のTCGF活性を示す。
B、ヒトIL−4ムティンl50(Gly−Asn−Phe−Val−His− Gly)ムティンIs’ (Gly−Asn−Phe−Val−His−Gly )の発現のためのpMF−28挿入物をムティンΔト4の場合と同様に調製した 。ただしpcD−125由来のNae’l/ BamHI断片を用いた。得られ たプラスミドをphlL−4−1と表示した。phlL−4−1形質転換した酵 母細胞から得た上層液の希釈液数種類をTCGF活性につき試験した。結果は第 13B図の曲線Cによって示される。上層液を抗1gMおよびSAC活性化Bリ ンパ球の双方においてBCGF活性についても試験した。これらのアッセイは前 記に従って行われ、結果は表■にC0酵母における天然ヒ) IL−4の発現ま ずN末端旧Sコドンの上流に塩基を挿入することによりb工」制限部位を形成す ることによって、ヒト天然IL−4をコードするcDNAをpMF−C8にクロ ーニングした。カw−■で開裂し、DNAポリメラーゼIで処理したのち、平滑 末端IL−4cDNAをpMF−C8のStu 1部位に挿入した。紅と1部位 は標準的な部位特異性突然変異誘発を採用して形成された。要約すると、pcD −125をBamHIで消化し、ヒ) IL−4cDNA全体を含む断片を単離 し、M13ml)8のBam)II部位へ挿入した。この挿入物を含む一重鎖M 13mp8を単離し、プライマーとして作用する下記の合成オリゴヌクレオチド にハイブリダイゼーションした。
5’ −TCCACGGAロロCACAAGTG −3’挿入されたヌクレアー ゼを四角で囲んだ。突然変異IL−4cDNAを含むプラスミドをオリゴヌクレ オチドプローブにより同定し、増殖させ、単離し、Kpn lおよびBamHI で処理した。にpnI/BamHI断片を単離し、DNAポリメラーゼ■ (ク レノー断片)で処理して平滑末端となし、キナーゼ処理し、Stu I消化pM F−。
C8とリゲートさせた。得られたpjp−α8プラスミド(phlL−4−3と 表示)により前記に従って酵母を形質転換し、上層液をTCGF活性について試 験した。上層液はphlL−4−1形質転換した酵母について観察されたものに 匹敵するTCGF活性を示した。
実施例■、 陽画における合 ヒ) IL−44伝 の構 および咀 実質的に好細胞コドンからなり、一連の唯一の制限エンドヌクレアーゼ部位(こ こでは“唯一の制限部位”と呼ぶ)を含み各種のヒトIL−4ムティンを速やか にかつ筒便に発現させることができる合成ヒトIL−4遺伝子を構成する。この 合成遺伝子のヌクレオチド配列を第6A図に示す。この例の合成遺伝子を構成お よび発現するための方法は分子生物学の分野で標準的である。
たとえば特にスプロートおよびゲイト、ヌクレイツク・アシッヅ・リサーチ0, 13巻、 2959−2977頁(1985) ;およびフェレッテイら、ジェ イ・バイオ口・ケミ、 (J、Biol、Chem、)、261巻、719−7 22頁(1986) ; ウェルズら、ジーン、34巻、 315−323頁( 1985) ;およびエステルら、サイエンス、233巻、 659−663頁 (1986)も参照される。すなわち合成ヒ) IL−4遺伝子は化学的に合成 された複数の二重鎖DNA断片から組立てられる。組立てられた合成遺伝子が一 連の唯一の制限部位を含むように合成遺伝子の塩基配列が選ばれる。
この一連の唯一の制限部位が、容易に切除されかつ異なる塩基配列をもつセグメ ントと置換されうる一連のセグメントを規定する。かく合成断片は直接に、また は他の断片とのリゲーションに、適切なベクター、たとえばpUcプラスミドな どに挿入される。上記各セグメントはウェルズら(前掲)の“′カセット°゛に ほぼ対応する。合成断片は標準法により合成さる。たとえばゲイト、オリゴヌク レオチド合”: −用的な 法(IRLプレス。
英国オックスフォード、 1984)。好ましくは自動合成装置、たとえばアプ ライド・バイオシステムズ社(カリフォルニア州、フォスター・シティ−)モデ ル381Aが用いられる。pUcプラスミドなどのベクターは市販されている( たとえばファルマシア−PL、またはベーリンガーーマンハイム)。クローニン グおよび発現は標準的な細胞系、たとえば大腸菌に一12株、JMIOI 、  JM103などにおいて行うことができる。(ビエラおよびメツシング。
ジーン、19巻、 259−268頁(19B2)に記載)。
制限エンドヌクレアーゼ消化およびリガーゼ反応は標準法により行われる。たと えばマニアチスらち、′ クローニング二実験至0g1(コールド・スプリング ・ハーバ−・ラボラトリーズ、ニューヨーク、1982)。
小規模プラスミド調製にはアルカリ法(マニアチスら、前掲)が採用される。大 規模調製にはアルカリ法の変法が採用され、この場合は等容量のイソプロパツー ルを用いて、透明化された細胞溶解液から核酸を沈澱させる。2.5M酢酸アン モニウムを用いる沈澱法によりRNA除去したのち塩化セシウム平衡密度勾配遠 心分離、および臭化エチジウムによる検出を行う。
ハイブリダイゼーション後の濾過のためにはワットマン540フイルターサーク ルを用いてコロニーを取り上げ、ついでこれを0.5M−NaO)l、 1.5 M−NaC1;ll’l )リス)IcI (p)18.0)、1.5M −N aC1(各2分);および80°Cにおける加熱(30分)により、順次処理す ることによって細胞溶解し、固定する。ハイブリダイゼーションは6XSSPE  、20%ホルムアミド、0.1χドデシル硫酸ナトリウム(SDS) 、10 0 pg /d大腸陽画RNA、100 μg /成り−マシー・ブリリアント ・ブルーG250 (バイオラド)中で42°Cにおいて6時間、32p標識( キナーゼ処理)合成りNAを用いて行われる。(20X5SPEはNaC117 4g; NaHzPO4・HzO27,6g、およびEDTA7.4 gをHz o 800 mに溶解し、NaOHによりpHを7.4に調整し、容量を12に 調整し、オートクレーブ処理により滅菌することによって調製される)。
フィルターを1xSSPE0.1χSDSで2回(室温で15分間)洗浄する。
オートラジオグラフィー(フジRXフィルム)後に、再増殖したコロニーをフィ ルター上の青色に着色したコロニーに整列させることにより陽性コロニーの位置 を決定する。
DNA Ne列はマキサムおよびギルバート(メソッズ・イン・エンザイモロジ ー、65巻、499頁(1980)の化学的分解法、またはサンガーら(ブロク ・ナショナル・アカデーサイ)+ (Proc、Natl、Acad、5ci) 、、74巻、5463頁(1977)のジデオキシ法により決定される。ジデオ キシ反応の鋳型はM13mpベクター中に再クローニングされた関連領域の一重 鎖DNA (たとえばメッシングら、ヌクレイツク・アシソヅ・リサ、、 (N ucleic Ac1ds Res、)+νol。
9巻、309頁(1981)、またはミニアルカリ法により調製され、0.2M 、 NaOHで変性され(5分、室温) 、0.2M、 NaOH,1,43M 。
酢酸アンモニウムから2容量のエタノールの添加により沈澱した二重鎖DNAで ある。ジデオキシ反応は42°Cで行われる。
DNAはアプライド・バイオシステムダ380A合成装置を用いてホスファ−ア ミダイト化学により合成される。合成、脱保護基、開裂および精製(°7M尿素 PAGES溶離、DEAE セルロースクロマトグラフィ)は380A合成装置 取扱い説明書の記載に従って行われる。クローニングすべき相補的な合成りNA 鎖(各400ng)を混合し、50μ!の反応容積でポリヌクレオチドキナーゼ によってリン酸化する。このDNAを適宜な制限酵素で消化したベクターDNA  1ggとリゲートし、1)ゲーションする。リゲーションは50μ!の容量で 室温において行われる。リン酸化、制限酵素による消化、ポリメラーゼ反応、お よびリゲーシジンの条件は文献に記載されている(マニアチスら、前掲)。アン ピシリン、イソプロピル−1−チオーβ−D−ガラクトシド(IPIG) (0 ,4mM)および5−ブロム−4−クロル−3−インドリル−β−D−ガラクト ピラノシド(x−gal) (40μs/m)を補充したし寒天上で平板培養す ることにより、コロニーを1acZ”について採点する(所望により)。
TAC−RBSベクターは、tacP−保有プラスミドpDR540(ファルマ シア)の単−Bam)IT部位をDNAポリメラーゼによりフィル−インするこ とに始まる一連の工程により構成される0次いで生成物を非リン酸化合成オリゴ ヌクレオチドにリゲートさせるとコンセンサスリポソーム結合部位(RBS 、  GTAAGGAGGTTTAAC)をコードする二重鎖断片が形成される。リ ゲーション後に混合物をリン酸化し、ΣlユIリンカーATGAGCTCAT  と再すゲートさせる。得られた複合体を次いでSst IおよびEcoRIで開 裂し、173bpの断片をポリアクリルアミドゲル電気泳動(PAGE)により 単離し、kル■/鉢[■制限pUc 18 (ファルマシア)中にクローニング する(後述)。最終構成物(TAC−RBSと呼ぶ)のRBS−ATGポリリン カー領域の配列を第8図に示す。
合成ヒ) IL−4遺伝子は6エ程でpuc 18プラスミド中へ組込まれる。
各工程1で挿入されたATG開始コドンと共にフレーム内に維持することにより 、欠失を含まない挿入物および/または挿入物を検出することができる。欠失お よび/または挿入変化をtむクローンはx−galおよびIPIGを含有するし 一アンピシリン平板上で青色のコロニーを計数することによって排除することが できる。あるいは各工程で、小規模プラスミドDNA J製動についての万能配 列決定プライマー、たとえば(ベーリンガー・マンハイムから得られるもの)を 用いて挿入物の配列を容易に確認することができる。
工程1ではTAC−RBSベクターをSst Iで消化し、T4 DNAポリメ ラーゼ(その3′エキソヌクレアーゼ活性がSst I切断部の3′突出鎖を消 化して、平滑末端断片を形成する)で処理し、T4 DNAポリメラーゼを不活 化したのちEcoRIで処理すると、TAC−RBS 領域を含み、ATG開始 コドン部に平滑末端をもち、その反対側に匡憇T末端をもつ173塩基体(bp )の断片が形成される。最後に]、73bpのTAC−RBS断片を単離する。
工程2では、工程1の単離されたTAC−RBS断片を旦堕Iノ皿消化プラスミ ドpoc 18および合成断片IA/Bと混合する。後者は第7A図に示すよう にその上流末端に平滑末端をもち、その下流末端にはSst Iに対応する粘着 末端をもつ。この断片をリゲートして工程2のpuc 1Bを形成する。
工程3では、合成断片2A/B (第7B図および70図に示す)を工程2のS st I/Ban)II消化pUc 18 (増幅および精製ののち)と混合し 、リゲートして、工程3のpUC18を形成する。断片2A/Bの下流末端が付 加的な塩基を含み、これがBamHI粘着末端を形成する点を留意されたい。こ れらの付加的塩基は工程4で開裂する。同様に2A/Bおよび3A/Bは相補的 な9残基−重鎮末端を備えており、これらが混和された際にアニールし、2A/ Bの上流Sst I切断部および3A/Bの下流Bal1)II切断部を残し、 pUC1Bに工程4では、工程3のMlu I /Xba I消化puc 18  (増幅および精製ののち)を再精製し、合成断片4A/B8 (第7D図)と 混合し、リゲートしして、工程4のpuc 18を形成する工程5では、工程4 の、χba I/ Sat I消化pUc18 (増幅および精製ののち)を5  A/Hの合成断片(第7E図)と混合し、リゲートして、工程5のpUc18 を形成する。
工程6では、工程5のSsI L / H4nd m消化ptlc18 (増幅 および精製ののち)を合成断片6A/B (第7F図)と混合し、リゲートして 、最終構成を形成する。
第6B図は上記のpUc18構成に存在する唯一の制限部位の開裂マツプである 。開示された合成ヒ日L−4遺伝子をpLlc18の挿入物として用いた場合、 唯一の制限部位各月は、容易に切除され、他の合成断片と置換しうるセグメント を規定する。この唯一の制限部位の組にはEcoRT、」巳I、 5acl、  (Sstr)、EcoRV 、 PstI。
■虱、匡旦、u社、旦旦、錘旦、…虹、および■屁■が含まれる。
合成IL−4遺伝子を含むp’Uc18を大腸菌に一12株JMIOIに挿入す る。培養後にJMIOIから蛋白質を抽出し、抽出液の希釈液を生物活性につき 試験する。
位置52(天然ヒトTL−4のN末端に対し)のLeuをIleに変えて、ヒ)  IL−4ムテインIle”を形成する。第6A図の合成ヒトIL−4遺伝子を 含む実施例■のpUc18プラスミドを皿および旦旦で消化し、精製する。この 精製プラスミドを下記の合成二重鎖断片と混合し、リゲートさせる。変化させた 部分の塩基配列を四角で囲む。得られたpUc18を大腸菌に一12株JPII O1などにトランスフェクションし、発現させる。
CAG TTCTACTCT CACCACGAA AAAGTCAAG AT G AGA GTG GTG CTT TTTACA CTG TGCGC ヒトIL−4ムティンlie”をえるためのPstl /Mlu1mυ兄兇 培養後に標準法により蛋白質をJMIOI細胞から抽出し、抽出液の希釈液を生 物活性につき試験する。
実施例■、一覧」1V」フヨとイ受二工υ上szユ」」已”)(’)tjり又圭 j辷り主要 実施例〜1の修飾されたpHc18プラスミド(lie”コード配列を含む)を 5ailおよび■旦で消化し、大型断片を単離する。単離された断片を標準リゲ ーション溶液中で下記の合成二重鎖断片と混合する。セグメントの変化させた部 分を四角で囲む。得られたプラスミドを大腸菌に一12株JMIO1などにトラ ンスフェクションし、発現させる。
5alIXhoIl用 培養後に標準法により蛋白質をJMIOIから抽出し抽出液の希釈液を生物活性 につき試験する。
実施例10.トランスフェクションした上゛′から +lL、たヒトIL」■に 死 ヒトIL−4cDNAを含むベクターで一過性トランスフェクションした細胞の 培養上清からヒ) IL−4を精製した。精製した物質を用いて分泌された天然 型ヒトIL−4の配列を決定した。
A、精製のための生物学的アッセイ 分離工程を通じてヒトIL−4をアッセイするためにTCGF活性を用いた。こ のアッセイは実施例■で記載した方法と実質的に同じである。簡単に述べると、 健康な給与者(ドナー)から得た血液ヲヘパリン化チューブに入れて、フエコー ルーヒバーク(Ficoll−Hypaque)の上に層とした;例えば15m !の遠沈管中でフェコールーヒバーク3dあたり血液5戚とする。3000xg で20分間遠心分離した後、表面の細胞を吸引し、10%ウシ胎児血清、2−メ ルカプトエタノール50u1.フィトヘマグルチニン(P)IA)20μgod および組換えヒトIL−2を含むRP[1640からなる成長培地中に希釈した 。37°Cで5〜lO日間インキュベーションした後、PHA−刺激末梢血リン パ球(PBL)を洗浄し、モスマン(Mossmann)、 J、Immono l、Methods、 6 、55〜63(1983)に記載の2日間の比色分 析アッセイに用いた。IL−4i単品(pcD−125)またはpEBT−17 8でトランスフェクションされたCO37細胞からの上清)の連続2倍希釈物ま たは試験すべき分画を96ウエルのトレーうえに上記した成長培地を用いて調製 し、最終容量を50μ2/ウェルとした。各ウェルに約4〜8X10’細胞/d のPHA −刺激PBL 50μlを加え、トレーを37°Cで2日間インキュ ベートした。次いでモスマン(同上)の方法によって細胞成長を刺激した。
ヒトIL−47CGF活性の単位はpcD−125でトランスフェクションした COS?細胞(実施例■)またはpEBV−178でトランスフェクションした CO57細胞(実施例■)のいずれかに関して定められる。
精製のためには、以下のようにして産生されるpcD−125でトランスフェク ションした上滑の活性に基づいて単位をさだめる。
約1×106個のCO57細胞をダルベツコの改変イーグル培地(DME)、  10%0%ウシ胎清および4a+ML−グルタミンを含有する100皿の組織培 養プレート上に播種した。播種24時間後に培地をプレートから吸引し、そして 細胞を血清不合緩衝化(50n+Mトリス) DMEで2回洗浄した。各プレー トに血清不合緩衝化DME 4d (4+oML−グルタミンを含む) 、 D EAE−デキストラン80μ!およびpcD425 ONA 5μgをくわえた 。この混合物中で細胞を30°Cにて4時間インキュベーションし、その後混合 物を吸引除去し、そして細胞を血清不合緩衝化DMEで1回洗浄した。
洗浄後、4mML−グルタミンを含む叶E 5d、 100μiクロロキンおよ び2%ウシ胎児血清を各プレートに加え、細胞を3時間インキュベーションし、 その後血清不合緩衝化DMEで2回洗浄した。次いで、4mML−グルタミンお よび4%ウシ胎児血清を含むDME5dを加えて細胞を37°Cにて24時間イ ンキュベーションした。細胞をDMEまたはPBSで1〜3回洗浄した後、血清 不合DME 3 rd (4mML−グルタミン含有)を加え、そして細胞を3 7°Cで培養し、5日後に培養上清を回収した。
本明細書中で使用する1単位とは、2X10’個のPHA−刺激PBLの50% 最大増殖を刺激する1ウエル(0,1d)あたりの因子量である。
B、精製 精製は陽イオン交換クロマトグラフィー、ゲル濾過および逆相高速液体クロマト グラフィーを順次用いて行った。全ての操作を4°Cで実施した。
遠心分離によってCO37細胞を除去した後、上清を限外濾過によって約10倍 に濃縮し、そして次の工程に用いるまで一80°Cで保存した。IL−4の力価 は上記の標準的アッセイ法を用いることによってフィトヘマグルチニン−誘導ヒ ト末梢血リンパ球の増殖を刺激するタンパク質の活性、即ちTCGF活性をアッ セイすることによって決定した。
約104〜106単位/IdのTCGF活性と約15〜20■/Inl1のタン パク質含量を有する濃縮CO37の上清を50mM HEPESナトリウム、  pH7,0を2回取りかえて24時間透析する(1回の外液量は濃縮分物の約1 0〜15倍容量である)。透析液をあらかじめ50nM HEPESナトリウム 、 pH7,0で平衡化しておいたS−セファロースのカラム(I X2.5  cm、流速:0.2rrdl/分)にかけた。カラムをカラムの15倍容量の平 衡緩衝液で洗浄し、次いでカラムの20倍容量の直線的塩化ナトリウムグラジェ ント(50mM HEPESナトリウム、 pH7,0中の0〜0.5M塩化ナ トリウム)を用いて溶出した。
5倍容量の固定濃度液(50mM HEPESナトリウム、 0.5M NaC 1p!(7,0)で溶出することによってグラジェントを終了させた。
夫々のバンチから1.5 dおよび1.8−の分画を回収した。3001から5 00mM塩化ナトリウムで溶出した両方のクロマトグラフィーにIL−4力価が 見い出された。
IL−4力価を含む各S−セファロースカラムからの6つの分画を全容量が9. 0および10.8−となるように別途台せた。両方の容量をアミコンYM5膜( 分子量カットオフ:5,000)を用いる限外濾過によって1.9−に濃縮した 。この工程からのタンパク質の回収率は約80%であった。濃縮したIL−4溶 液をあらかじめ50mM HEPES、 0.4M NaCl 、 pH7,0 で平衡化しておいたセファデックスG−100カラム(1,I X58cm)に 装填し、カラムを同じ緩衝液で0.15+f!/分の速度で溶出した。全部で5 0分画(1,0d/分画)を回収し、そのIL−4力価を分析した。生物活性の ピークはみかけ分子量22,000ダルトンのあたりに認められた。ウシ血清ア ルブミン(65,000ダルトン)、炭酸脱水酵素(30,000ダルトン)お よびチトクロームC(11,700ダルトン)を用いてセファデックスG−10 0カラムのみかけ分子量の決定を行った。
IL−4活性を有するセファデックスG−100カラムからの分画を真空下に3 〜4倍に濃縮し、これをバイダックC−4ガードカラム(4,6X20mm)に 注入した。0.1χ(v/ν)トリフルオル酢酸(TFA)中の0〜72χ(v /v)アセトニトリルの直線的グラジェントで15分かけて力゛ラム温度35° C1流速1.0 d/分にて溶出した。
214nmで検出したところ、保持時間1.8.2および8.7分に3つのピー ク(それぞれ第10図のピーク1,2および3)が観察された。ピーク2(溶出 時間8.2分)の40μlアリコートを凍結乾燥し、そして10%0%ウシ胎清 を含む最小必須培地中に再熔解した。この溶液は陽性のTCGF反応を示した。
ピーク2の300μ2を蒸発乾固して0.1χ(w/v) ドデシル硫酸ナトリ ウム(SO5)20Ouf中に再溶解した。その2ulを1%(v/v) TF A200μm2中に希釈して再クロマトグラフに付した。この試料のHPLCは 215nmに単一ビークを示した。ピーク2の物質は約7X10”単位/■の活 性を有することを示した。
C,アミノ酸配列分裂 アミノ酸配列の決定はアプライド・バイオシステムズ社の微量配列分析機を用い て自動ガス相エンドマン分解法(R,M 、ヘラインク(Hewick)、 M 、W、フン力ビラ−(Hunkapillar)、 L、E、フッド(Hood )および−、J、ドレイヤ−(Dryer)、 J、Biol、Chem、25 67990 (1981)参照〕によって実施した。ピーク2の)IPLC分画 90μlを上記のように0.1χSDSに溶解して、ポリブレン(Polyb− rene)の存在下にグラスファイバーフィルターカートリッジに装填した。3 5番目の残基までのアミノ酸配列の情報が得られた。
N−末端の配列は以下の通りである。
His −Lys −Asd −11e −Thr −Leu −Gin −G lu −11e −lie −Lys −Thr −Leu −Asn −Se r −Leu −Thr −Glu −Gln −Lys −Thr −Leu  −−Thr −Glu −Leu −−Val −Thr −Asp −Ti e −Phe −Ala −Ala(式中、空欄は同定しうるアミノ酸が欠如し ていることを示す。)アミノ末端におけ第3位および23位の空欄はこの決定で では検出されないシスティンの存在と一致した。cDNAの予測配列ではトレオ ニンに対応する第28位の空欄はフェニルチオヒダントイン・トレオニン検出の 代わり易さによるものか或いは0−結合グリコジル化またはエステル化の存在に よるものであるかも知れない。
アミノ末端配列に用いた)IPLC分画100μlを蒸発乾燥して70%ギ酸に 再熔解した。50倍モル過剰の臭化シアンを加えてこの溶液を室温に2.5時間 おいた。開裂したタンパク質を上記のようにアプライド・バイオシステム社のガ ス相配列決定機にかけて配列の決定を行った。以下の2つの配列が同定された。
(]) Arg −Glu −Lys −Tyr −Ser −Lys(2)  H4s −Lys −−Asp −11e −Thr配列(])は、第120位 のメチオニン残基を臭化シアン分解することにより得られたcDNAの予測配列 と同じである。C末端の最後の2残が存在していたかも知れないが、試料が不十 分であったために検出されなかったのかも知れない。配列(2)は上記したよう に、天然型IL−4タンパク質として得られたアミノ末端配列と同じである。得 られたアミノ末端およびカルボキシル末端のフェニルチオヒダントイン−アミノ 酸の相対的量は試料中に両配列が等モル量存在することを示唆した。この結果は 、配列決定に用いたタンパク質試料がヒトIL−4のcDNA配列から予測され たアミノ末端およびカルボキシル末端を有する単一のポリペプチド鎖を主として 含んでいたという結論を支持する。
実施例■、ヒ目L−4突然変異タンパク譬(l1e52.Δ7+。
Is”(Ala) )の創製および発現実施例〜皿の修飾プラスミドpUc18  (lie”をコードする配列を含む)をMlu IおよびBcllで切断し、 大きいフラグメントを単離した。単離したフラグメントを標準連結よう溶液中で 以下に記載の合成二本鎖フラグメントと混合した。得られたプラスミドを大腸菌 に一12株JMI0・1株等にトランスフェクションして増殖した。
CG CGT TGT CTCGGCGCCACTA ACA GAG CCG  CGG TGAGCG CAG TTCCACCGT CACAAA GAG  CTCG(IGTc AAG GTG GCA GTG TTT GTCGA CTAG欠失 Mlul/ Bc11置換フラグメント修飾プラスミドを単離してXba Iお よびNaelで切断し、大きいフラグメントを単離した。単離したフラグメント を標準連結溶液中で以下に記載の合成二本鎖フラグメントと混合した。追加した コドンを箱で囲んだ。得られたプラスミドを大腸菌に一12JMIOI株等にト ランスフェクションして発現させた。
CTA GACCGT AACCTG TGG GGCTG GCA TTG  GACACCCCGXba I/ NaeI置換フラグメント培養後、タンパク 質を標準手法によってJMIOI細胞から抽出し、抽出物の希釈物の生物活性を アッセイした。
実施例xn、リンパ球症 (bare I m hoc te s ndrom e)患者からの細胞上にあるDN抗原の誘導裸リンパ球症候群は細胞表面のHL A抗原クラりIおよび/またはクラスHの発現を欠くことを特徴とし、またしば しば重篤な免疫不全を伴う〔例えばツーレイン(Touraine)lance t。
319〜32N1981.2.7);ツーレインおよびベテル(Bethel)  。
Human Immunolo 、2.147〜153(1981); および サリバン(Sull−ivanら、 J、Cl1n、Invest、、76.7 5〜79(1985)を参照のこと〕。
ヒ)IL−4は裸リンパ球症候群患者に由来する細胞表面上のクラスI[DR抗 原の発現を誘導しうろことが見い出された。
HLAクラス■抗原の非発現に悩む患者から末梢ちリンパ球(PBL)を採取し た。このPBLがら上記の方法でB細胞を精製。
そしてエプソンーバールウィルス(EBV)を用いて形質転換することによって B細胞系(UD31と命名)を樹立した。EBVで形質転換された細胞は、2ウ シ胎児血清および5%(V/V)濃度のpcD−125でトランスフェクション したC0S7細胞を含むイッセル培地(上述)中で48時間培養した。細胞を収 穫し、固定し、蛍光標識した抗−DRモノクローナル抗体(例えばベクトン・デ ィッキンソン社のL243)で染色し、そしてフローサイトメトリーでふんせき した。第9図はIL−4処理前に収穫したEBV−形質転換細胞の対照数(曲線 A)およびIL−4処理後のEBV−形質転換細胞数(曲線B)の各蛍光強度に 対する細胞頻度のヒ、ストグ精製IL−3およびTL−3cDNA クローンで トランスフェクトしたCO57細胞からの上清(組換えIL−3; IL−3”  )は肥満細胞系MC/9の増殖を同程度に刺激した(第14A図)。しかしな がら、このレベルはC1,IT細胞上清によって誘導されたレベルの173〜1 /2であった。T細胞上滑中のConAの存在(2μg/IdりはそのMCGF 活性に有意に寄与しない。上記効果の説明として、C1,1細胞によって産生さ れるMCGF活性の全てがIL−3によるものではないということが考えられる 。或いは、アッセイに使用した肥満細胞系が細胞の第2の要因に依存する集団で 汚染されていたということも(理論的には)がんかえられる。しかしながら、後 の説は排除される。何故なら、MC/9細胞の再クローン化はサブクローンを生 産し、各サブクローンはIL−3および元のMC/9クローンと同様の細胞上清 に対応する。
C1,1の上清はニジ−3以外のリンホカインもふくんでいるのでこれらのもの のMC/9細胞のせいいく増強能を試験した。しかしながら、MC/9細胞は各 種濃度の組換えIL−2jFN JおよびGM−C5Fに対して反応を示さず、 またIL−1を含む上清(P388D1細胞)に対しても反応を示さなかった( 第14A図)。更に、各種濃度の組換えIL−3とIL−2,GM−CSF、  IFN−γまたは!し−1を含む培養物を補充してもIL−3単独で得られるレ ベル以上にMC/9細胞の増殖を刺激しなかった。このことは、T細胞上清のM CGF活性の増加は、これらの既知の因子を含有することによるものではないこ とを示唆している。
他の因 に依存する細胞系との 軒研7他の2種の肥満細胞であるDX−2およ び聞3もまたIL−3よりもC1,1上清を用いた方より高い増殖反応を示した (DX−2についての代表的なデータを第14B図に示す)。これらの細胞は、 IL−2,IFN−γ、 GM−CSFまたはP38811−1細胞に対して反 応しなかった。従って、T細胞上清に対する?IC/9細胞の増殖増強反応は肥 満細胞一般にいえることなのかも知れない、これとは対照的に、顆粒球性細胞( NFS−60)はIL−3およびC1,1上清によってほぼ同等に刺激された( 第14C図)。NFS−60細胞はIL−2、IFN−rおよびP388D−1 上清に対して反応しなかったが、GM−C5Fによって少しではあるが再現性の ある刺激をしめした。IL−3およびT細胞上清が同程度のレベルの増殖を誘導 するという事実は。
NFS−60細胞系がT細胞上清中に存在する付加的な因子に対して比較的非感 受性であるかも知れないということを示唆する。従って、NFS−60細胞を、 タンパク質分画によってIL−3をその他のMCGF活性体から分離する試みに おいてIL−3のアッセイに用いた。
C1,1上清のTCGF活性をIL−2依存性T細胞系1(T2を用いて評価し た。C1,1上滑の飽和濃度は、組換えIL−2で達成される最高レベルよりも 十分低いレベルでの3H−チミジンの取り込みを一定に刺激した(第140図) 。同様の結果が他の2つの細胞系でも得られた。上記上清をIL−2を含有する HT2培養物に添加しても3H−チミジンの取り込みを全く減少させなかったの で該上清は阻害物質を含んでいない(第14D図)。これらの結果はC1,1上 清がIL−2とは異なるTCGF活性を含んでいることを示している。
この結論を支持する性化学的根拠を以下に示す。
C1,1上滑の予備的クロマトグラフィー\画IL−3を他の?ICGF活性体 から分離するという目的のために各種のクロマトグラフィー法をもちいてC1, 1上滑を分画した。MC/9増殖によって明らかにされた全MCGF活性のバッ クグランドに対するIL−3を特異的に追跡するためにNFS−60細胞の増を 用いた。
TCGF活性は)lT2 Elf胞増殖によってアッセイした。
C1,1上清を中性p)lにおいて陽イオン交換クロマトグラフィーで分画した ところ、充填したタンパク質の約98%、 IL−3単位の97%(NFS−6 0増殖によるアッセイにおいて)およびTCGF単位の1%がフロースルー中に 出現した(第15図)。結合したタンパク質を塩化ナトリウムのグラジェントで 溶出したところ、0.19M NaC1(フラクション60)でTCGF活性が 放出された。小さいながらも再現可能なTCGF活性のピークもI M NaC 1でみられた。
これ以上の高いNaC1濃度(3Mまで)にしても更に有意なTCGF活性は溶 出しなかった。TCGFのピークとほぼ同じ領域に少量のIL−3にも溶出した (NFS−60応答にて検出可能)。TCGF活性のピークに対応する分画(フ ラクション59〜61)およびフロースルー(フラクション1〜20)のみがひ 分画上清に比較して高レベルのMC/9増殖を刺激した(第15図、矢印)。滴 定曲線はフラクション59〜61の方がフロースルーよりも高レベルのMCGF 活性を含んでいることを示唆したので、 TCGFビークと同時溶出するTL− 3活性を更に減らして再度MC/9増殖レベルを評価する試みを行った。そこで フラクション59〜61を同じ条件で更に2回再クロマトグラフィーに付した。
3回カラムを通した後は、95%以上のTCGF活性が終止−貫して0.19M  NaC1で溶出した。フロースルー中、或いはどのカラムフラクションも測定 しうるIL−3(NFS−60応答)は見られなかった。しかしながら、TCG Fピークとなおかつ同時溶出するものは、C1,1上清またはIL−3で得られ たよりも有意に低いプラトーレベルのMC/9増殖を刺激した(以下参照)。こ れらフラクションは測定しうるIL−3活性を欠いていた(NFS−60応答の 欠如)きで、あらたなMCGF自体は粗T細胞上清と同程度にMC/9m胞を刺 激することができなかった。
TCGFからMCGFを更に分離するために、上記3回分画したもの(フラクシ ョン59〜61)を水中の0.1%TFAで10倍に希釈してpH2とし、これ を直接C8逆相カラムに装填した。第16A図は結合したタンパク質を0.1% TFA中のア七ト二トリルのグラジェントで溶出した溶出パターンを示す図であ る。フロースルー中にはMCGFおよびTCGF活性は何ら見られなかった。こ れらの活性はいずれも37%アセトニトリル(フラクション26〜29)で同時 溶出した。しかしながら、飽和MCGF応答は今や、IL−3で得られた約半分 しかなかった(第17A図)。全フラクションを飽和レベルのIL−3存在下で 再アッセイしたところ、フラクション26〜29のみが過剰ΦIL−3単独中で MC/9増殖応答を示した(第16A IIZ矢印)。事実、その応答強度は未 分画の上清自体の応答強度と似ていた(第17A図)。更に、未分画の上清と同 等な増強レベルはIL−3含有フロースルーまたはWEI(13から精製したI L−3の存在下でアッセイしたフラクション26〜29に観察された。従ってI L−3とユニークなMCGF/TCGFとの組合わせがもとのT細胞上清に特徴 的なMC/9増殖レベルを刺激する。
逆相クロマトグラフィーによってはMCGFをTCGFから分離することができ なかったけれども、 TCGFは2つの基準によってIL−2とは異なるもので あることがしめされた。第1に、C0S7細胞上清中の組換えIL−2(IL− 2” )およびIL−2産生性(ConA刺激)ネズミT細胞系(GF15−1 )からの上清をいずれも同じ条件で同じカラムにかけてクロマトグラフィーに付 したところ、TCGF活性は45%アセトニトリルでシャーフ゛なピークで?容 出するが、このピークはC1,I TCGFを示す37%アセトニトリルの位置 とオーバーラツプしない(第16B図)。第2に、IL−2”に対するHT2細 胞の飽和応答はC1,1上清の特徴とは全く異なっている(第16B図、挿入図 )。更に、部分精製したTCGFとIL−2との間に明らかな相乗効果は何ら見 られなかった(第17図)。
C1,1上清のクロマトフオーカシングを第18図に示す。IL−3活性(NF S−60応答性)は7.1よりも大きい等電点を有する活性を含む非常に不均質 のものであることを示したが、TCGF活性の方は主要TCGF (フラクショ ン12)が等電点約6.2を有するより均質なものであることを示した。このこ とは飽和レベルのTL−3を添加後にMCGF活性(MC/9応答)が最大とな ったことと一致する。
C1,1上・′および部ハ精製因子 SACPAGE第19図は未分画C1,1 上清(第19八図)の電気泳動パターンを陽イオン交換クロマトグラフィーにか けた物質であるフラクション59〜61の電気泳動パターン(第19B図)とを 比較したものである。ゲ切断物からタンパク質を直接溶出し、増殖力により活性 を測定した。陽イオン交換フラクションと01.1上清はいずれもTCGFピー ク(非還元条件下では29Kdおよび15Kdに、そして還元条件下では21K dおよび16Kd)を示す。陽イオン交換した物質はIL−3を減じているため 、ごく低レベルのMC/9増殖のみが誘導され、このMCGF活性はなおTCG Fビークと一敗していた。全フラクションに飽和量のIL−3Rを加えたところ 、MCGF/TCGFフラクションピークにおいてのみC1,1上清レベルに対 するMC/9増殖応答が上昇した(第19B図、矢印)。該上清のIL−3活性 は24Kdの位置で最大であったが、約20Kdの領域にも幅広のピークが見ら れた。IL−3よりも十分大きなMC79増殖レベルは電気泳動した上清の10 Kdの位置に見られることは重要である(第19A図、矢印)。最も高度に精製 したMCGF/TCGF物質(逆相カラムのフラクション28)の銀染色SDS ゲルも20Kdおよび15にdに顕著なタンパク質のバンドをしめした。
上記因子の20Kdの物質8g量を活性化C1,IT細胞からのConA上清を 上述した連続的分画: (1) 陽イオ・ン交換クロマトグラフィ(2) ヘパリン・セファロース・ク ロマトグラフィ、および(3)C4逆相クロマトグラフィ を行うことによって均質に精製した。最終精製物質は銀染色SO5−PAGEに おいて20Kd に単一バンドのみを示し、これはC4逆相カラムの溶出物の単 一のUV吸収と対応する。この精製因子の生物学的性質は低いレベルのT細胞お よび肥満細胞増殖刺激能ならびにIL−3依存性肥満細胞増殖増強能であること が確かめられた。
表Vに示すように、この因子はBSF−1について報告されてぃδこ咳因子は対 照群に比較して体止B細胞上におけるIaの発現増加を誘導する(表V)。第2 図にこの因子は抗−1g抗体と結合して有意〔3H〕−チミジンの取り込みを誘 導するが、このことは該因子がB細胞増殖の刺激において補助的な因子として機 能すくことを示している。
表V B細胞刺激アッセイ 抗−1g処処理箱細胞 物 質 〔3H〕−チミジン I−A誘導″″0゛入み1 未分画C1,Lyl” 2− /9上清 33.788cp+++±5.454  162.3精製因子 44,125cpm±2.775 157.1媒質 4 ,123cpm± 734 35.5(ネガティブコントロール) * 結果は飽和レベルの因子を補充した3個の培養物の平均cpm +SEM  (標準偏差)で示す。
**結果は飽和レベルの因子を補充した3個の培養物の平均相対蛍光量で示す。
これらのポリペプチドは機能および影響を及ぼす細胞の型の双方において異なる 数種の生物学的活性を示すことができる。
上述したように、これらの活性はB細胞および肥満細胞系の増殖誘導、休止B! il胞の初期活性化、T細胞の増殖刺激およびマイトジェン−活性化B細胞にお けるIgG、およびIgEg生増強における相乗作用を含んでいる。
以上詳しく説明したように、本発明の精製タンパク質が当業者に新規な治療の可 能性を提供することが理解されよう。これらの因子を有意な量産生することがで きたことは、選択された補乳動吻細胞系のin vitro培養における改良お よび哺乳動物免疫応答の全体的な理解の向上に寄与することであろう。
cDNAクローンpcD −2A−E3 、 pcD−46(pcD−2F1− 13 )。
pcD−125および酵母ベクターphp−アルファ8はアメリカンタイプカル チャーコレクション(米国メリーランド州、ロックビル)(ATCC)ニソレソ れ受託番号53330.53337.67029および40140として寄託さ れている。これらの寄託は特許手続きのための微生物の寄託に関する国際的理解 に基づ(ブタペスト条約(1977)上の寄託である。
MET GTy Ll!!J CGT ATA TTT TAT TTA AAA CAT GGG AAA  ACT CCA TGCTTG AAG AAG AACTbT AGT Arg [1e Phe Tyr Leu Lys Hfs Gly Lys  Thr Pro Cys Leu Lys Lys Asn@Ser 5er GTT CTCATG GAG CTG CAG AGA CTCTTT CG G GCT TTT CGA TGCCTG GAT TC` TCG Val Leu MET Glu Leu Gin Arg Leu Phe  Arg A4a Phe Arg Cys Leu Asp@Ser 5ar AATATTTGTA TAATGTAACA GAAAA、AAFIG IA His−Lys−Cys−Asp−工1e−Thr−Leu−Gln−Glu− 工1e−工1e−Lys−Thr−Leu−Asn−3er−Leu−Thr= G1u−Gln −Lys −Thr−Leu−Cys−Thr−Glu−Le u−Thr−Val−Thr −Asp−工1e−Phe−Ala−Ala−5 er−Lys−Asn−Thr−Thr −Glu−Lys−Glu−Thr− Phe−Cys −Arg−Ala−Ala−Thr −Val −Leu−A rg−Gln−Phe−Tyr−Ser−His−His−Glu −Lys− Asp−Thr−Arg−Cys−Leu−Gly−Ala−Thr−Ala− Gln−Gln−Phe−His−Arg−His−Lys−Gln−Leu− 工1e−Arg−Ph e−Leu−Lys−Arg−Leu−Asp−Arg −As n−Le u −Trp−Gly−Leu−Ala−Gly−Leu− Asn−3er−Cys−Pro −Val−Lys−Glu−Ala−Asn −Gin−3er−Thr−Leu−Glu−Asn−Phe−Leu−Glu −Arg−Leu−Lys−Thr−工1e−Met−−Arg−Glu−Ly s−Tyr−3er−Lys−Cys−3er−5er 。
Sac工 P57I Xmn工 FIG 2C FIG 2D 0°570−630 0D570−630 PL1上令我 IgE (ng/ml) IgG、 (Pg/ml) LO9「9q Log□4級展 鵞光弛臭 A1岱上■仁0IJ CACAAA TGT にACATCACT CTG CAA GAA 人TC 人TCAAA ACT CT(: AACTCC; TTA ACCにAA C AG AAA ACCCTC; TGCACCCAG CTCACT GTT  ACTにAT ATCTTCGCT GCT TCCAAA AACACT A CT C,AA思C品ACT TTCTCCAC人 CCT GCT ACCG TT CTG CGT CAG TTCTACTCT CACCACGAAAA A C,ACACG COT TGT CTCCGCCCCACT GCG C AG CAG TTCCACCC:TCAC人AA CAG CTG ATCA G人TTCCTG AAA CGT CTA GACCGT 人ACCTGTC ;G GC;CCTG にCCGにCCTG AACTCT TC;T CCG  GTT AAA GAA GCTん和CACTCG 人CT CTCGAA  人ACTTCCTCCAC; CGT CTG AAA ACCATCATCC GT 0人人 人人GT人CTCT 人人A TCCTCT TCTFIG 6 A < co (J ■ (ワ (ワ 口− LL LL o 口」 ロー ロー LL LL 「う μ− 一口 才目 々111)月1 FIG 11 Xho I Xho I H7nd IIITRPCII ベア7− 1al FIG 12 oD570−630 0、D、570−630 [NaCl] (M)−−−− 〜 h の co 5 応 = U、 IL−3(NFS−60)x 10−2ト→N hch 中 6 、lJ  = U、 TCGF (H72)x (10’) O−0A220− U、 IL−3(NFS−60) x 10°2HU、MCGF(MC/9)  &−4 oe:Masscl:g8i LO92佛扱友 ■ 国際調査報告 ”+t+#j+、”e”*#++I+、#+Nt ?C’:r”:S =6/: ::=4 +=−1^ニー1^コス τ〇 二五E zN″:!シ詰’:’:Q )lAm 5=^スC= λエデO:’tT CNIN−=ミRNA::ONA 、l−A??LZC?、:二CNNo、PCT/IJSa6/C2464(SA LS2+i:2)

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.哺乳動物インターロイキン−4,好ましくは霊長類インターロイキン−4, げっ歯類インターロイキン−4または有蹄類インターロイキン−4,特にヒトイ ンターロイキン−4であって、とりわけ少なくとも9×107単位/mgのTC GF活性を有するインターロイキン−4からなるタンパク質。
  2. 2.インターロイキン−4がヒトインターロイキン−4であって、MHC抗原誘 導活性,Fc−イプシロン受容体誘導活性,GM−CSF刺激顆粒球コロニー成 長増強活性,インターロイキン−2TCGF増強活性,およびIgG1−ならび にIgE−誘導活性から選択される少なくとも1つの活性,好ましくは少なくと も2つの活性を更に示し、そして特に以下の式:【配列があります】 〔式中、 X(Ser)は,Ser,Thr,Gly,およびAsnからなる群を表し,X (Arg)は、Arg,His,Gln,LysおよびGluからなる群を表し X(Leu)は、Leu,Ile,Phe,Tyr,MetおよびValからな る群を表しX(Pro)は、Pro,Gly,AlaaおよびThrからなる群 を表しX(Thr)は、Thr,Pro,Ser,Ala,Gly,Hisおよ びGlnからなる群を表し X(Ala)は、Ala,Gly.ThrおよびProからなる群を表しX(V al)は、Val,Met,Tyr,Phe,IleおびLeuからなる群を表 しX(Gly))は、Gly,Ala,Thr,ProおよびSerからなる群 を表しX(Ile)は、Ile,Met,Tyr,Phe,ValおよびLeu からなる群を表しX(Phe)は、Phe,Trp,Met,Tyr,Ile、 ValおよびLeuからなる群を表し X(Tyr)は、Tyr,Trp,Met,Phe,Ile,ValおよびLe uからなる群を表し X(His)は、His,Glu,Lys,Gln,ThrおよびArgからな る群を表しX(Gln)は、Gln,Glu,Lys,Asn,His,Thr およびArgからなる群を表し X(Asn)は、Asn,Glu,Asp,GlnおよびSerからなる群を表 しX(Lys)は、Lys,Glu,Gln,HisおよびArgからなる群を 表しX(Asp)は、Asp,GluおよびAsnからなる群を表しX(Glu )は、Glu,Asp,Lys,Asn,Gln,HisおよびArgからなる 群を表し、そして X(Met)は、Met,Phe,Phe,Ile,Val,LeuおよびTy rからなる群を表す〕 で定義されるアミノ酸配列を有するグリコシル化または非グリコシル化ポリペプ チドである請求の範囲第1項記載のタンパク質。
  3. 3.該グリコシル化または非グリコシル化ポリペプチドが10重置換まで置換さ れており、特にポリペプチドが3〜29位,35〜66位,78〜87位,98 〜99位および105〜125位のアミノ酸残基で定義される領域内でせいぜい 1重置換されている,請求の範囲第2項記載のタンパク質。
  4. 4.X(nrg)はArgであり、 X(Leu)はLeu,IleおよびMetからなる群を表し、X(Pro)は Proであり、 X(Ala)はAlaであり、 X(Val)はValであり、 X(ILe)はIle,MetおよびLeuからなる群を顕し、X(Phe)は Pheであり、 x(Tyr)はTyrであり、 X(His)はHisであり、 X(Gln)はGlnであり、 X(Asn)はAsnであり、 X(Lys)はLysであり、 X(Asp)はAspであり、 X(Glu)はGluであり、そして X(G1u)はMet,IleおよびLeuからなる箒群をあらわし特に、該ポ リペプチドが3〜29位,35〜66位,78〜87位,98〜99位および1 05〜125位のアミの酸残基で定義される領域内で10重置換され、とりわけ せいぜい1重置換されており好適には該ポリペプチドが以下の式:【配列があり ます】 で定義される,請求の範囲第2項記載のタンパク質。
  5. 5.以下の式: 【配列があります】 〔式中、 X(Ser)はSer,Thr,GlyおよびAsnからなる群を表しX(Ar g)はArg,His,Gln,LysおよびGluからなる群を表しX(Le u)はLeu,Ile,Phe,Tyr,MetおよびValからなる群を表し X(Pro)はPro,Gly,Ala,およびThrからなる群を表しX(T hr)はThr,Pro,Ser,AlaGly,HisおよびGlnからなる 群を表し X(Ala)はAla,Gly,ThrおよびProからなる群を表しX(Va l)はVal,Met,Tyr,Phe,IleおよびLeuからなる群をしX (Gly)はGly,Ala,Thr,ProおよびSerからなる群を表しX (Ile)はIle,Met,Tyr,Phe,ValおよびLeuからなる群 を表しX(Phe)はPhe,Trp,Met,Tyr,Ile,Val,およ びLeuからなる群を表し X(Tyr)はTyr,Trp、Met,Phe,Ile,ValおよびLeu からなる群を表し X(His)はHis,Glu,Lys、Gln,Thr,およびArgからな る群を表しX(Gln)はGln、,Glu,Lys,Asn,His,Thr およびArgからなる群を表し X(Asn)はAsn,Glu,Asp,GlnおよびSerからなる群を表し X(Lys)はLys,Glu,Gln,HisおよびArgからなる群を表し X(Asp)はAsp,Glu,およびAsnからなる群を表しX(Glu)は Glu,Asp,Lys,Asn,Gln,HisおよびArgからなる群を表 し,そして X(Met)はMet,Phe,Ile,Val,LeuおよびTyrからなる 群を表す; 特に X(Ser)はSerであり、 X(Arg)はArg,HisおよびLysからなる群を表し、X(Leu)は Leu,Ile,PheおよびMetからなる群を表し、X(Pro)はPro ,およびAIaからなる群を表しX(Thr)はThrであり、 X(Ala)はA1aおよびProからなる群を表し、X(Val)はVal, MetおよびIleからなる群を表しX(Gly)はGlyであり、 X(Ile)はIle,Met,Phe,ValおよびLeuからなる群を表し X(Phe)はPhe,Met,Tyr,IleおよびLeuからなる群を表し X(Tyr)はTyr,およびよびPheからなる群を表しH(His)はHi s,GlnおよびArgからなる群を表しX(Gln)はGln,Gluおよび Hisからなる群を表しX(Asn)はAsnおよびAsp,からなる群を表し X(Lys)はLys,およびArgからなる群を表しX(Asp)はAsp, およびAsn,からなる群を表しX(Glu)はGlu,およびGlnからなる 群を表し、そしてX(Met)はMet,Phe,Ile、ValおよびLeu からなる群を表す〕を有するグリコシル化または非グリコシル化10重挿入、1 0重欠失および10重置換ポリペプチドから選択され;とりわけ該ポリペプチド が3〜29位,35〜66位,78〜87位,98〜99位および105〜12 5位のアミノ酸残基によって定義される領域内でせいぜい2重挿入,せいぜい2 重欠失またはせいぜい2重置換されているものであり;特にヒトインターロイキ ン−4突然変異タンパク質Δ1−4,ヒトインターロイキン−4突然変異タンパ ク質1S■(Gly−Asn−Phe−Val−His−Gly)またはヒトイ ンターロイキン−4突然変異タンパク質1S■(Ala−Glu−Phe)であ る請求の範囲第1項記載のタンパク質。
  6. 6.該げっ歯類インターロイキン−4がネズミイソターロイキン−4であって、 とりわけMCGF活性,MHC抗原誘導活性,Fc−イプシロン受容体誘導活性 ,GM−CSF刺激顆粒球コロニー成長増強活性、インクーロイキン−2TCG F増強活性およびIgG1−ならびにIgE−誘導活性からなる群から選択され る少なくとも1つの活性,好ましくは少なくとも2つの活性を更に示し、そして 特に以下の式: 【配列があります】 で定義されるネズミインクーロイキン−4である、請求の範囲第2項記載のタン パク質。
  7. 7.治療上適合性のある担体および有効量のヒトインターロイキン−4が請求の 範囲第3項または第4項に記載のタンパク質である,免疫系を刺激するための医 薬組成物。
  8. 8.哺乳動物インターロイキン−4活性を示し、MHC抗原誘導活性、Fc−イ プシロン受容体誘導活性,GM−CSF刺激顆粒球コロニー成長増強活性,イン ターロイキン−2TCGF増強活性およひIgG1−ならびにIgE−誘導活性 からなる群から選択される少なくとも1つの追加的な活性を示すポリペプチドを コードすることのできるヌクレオチド塩基配列、好ましくはpcD−46,pc D−125およびpcD−2A−E3から選択されるベクターのcDNA挿入物 中のDNA配列と事実上相同であるヌクレオチド塩基配列,特に該事実上相同な 配列がpcD−46,pcD−125およびpcD−2A−E3からなる群から 選択されるベクターのcDNA挿入物中のDNA配列と少なくとも50%相同で あり、好ましくは少なくとも75%相同であるヌクレオチド塩基配列からなる核 酸。
  9. 9.請求の範囲第3項〜第5項記載のいずれか1項に記載のポリペプチドをコー ドすることのできるコドン配列,とりわけ第1B図の64位,好ましくは130 位から522位までの塩基配列で定義されるコドン配列,特に以下の式:【配列 があります】 で定義されるコドン配列を含む核酸からなる群から選択される化合物。
  10. 10.ヒトインターロイキン−4活性を示すポリペプチドをコードするヌクレオ チド配列を含むベクターを創製し、ここで該ヌクレオチド配列は該ベクターを含 む宿主に8,2発現可能であり、そして該ヌクレオチド配列はpcD−125の 挿入物に対して少なくとも50%相同であり; 該ベクターを宿主に組み込み;そして 該ベクター含有宿主をヌクレオチド配列をポリペプチドに発現させるのに適した 条件下に維持する、ことからなるヒトインターロイキン−4活性を示すポリペプ チドを産生する方法、とりわけ該ヌクレオチド配列が請求の範囲第9項で定義さ れるものから選択され、かつ該宿主が好ましくは哺乳動物である上記方法。
  11. 11.酵母細胞,細菌細胞および哺乳動物細胞,好ましくは大腸菌(Esche richiacoli)細胞,サッカロミセス・セレビシェ(Saccharm ycescerevisiae)細胞,COS7モンキー細胞、チャイニーズハ ムスター卵巣細胞,マウスL細胞およびマウスミエローマ細胞から選択される細 胞であって、請求の範囲第9項で定義される核酸配列を含むベクターで形質転換 または−過性トランスフェクションされる上記細胞。
  12. 12.請求の範囲第5項で定義される核酸配列を含むベクターであって、特にp IN−III−ompA2,TRPC11およびTAC−RBSから選択される 、細菌宿主を形質転換することのできるベクター,または 請求の範囲第5項で定義される核酸配列を含むベクター、例えばベクタ−pMF −アルファ8である、酵母宿主を形質転換することのできるベクター,または 請求の範囲第5項で定義される核酸配列を含むベクター、好ましくはpcDプラ スミド、例えばpcD−125またはpcD−46からなる哺乳動物宿主を形質 転換または−過性トランスフェクションすることのできるベクター。
  13. 13.有効量の請求の範囲第7項記載の医薬組成物を投与することによってB細 胞上のクラスIIHLA−DR抗原の発現を刺激することからなる裸リンパ球症 候群の治療方法。
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