JPS63502795A - 顆粒球‐マクロファージコロニー刺激因子‐様ポリペプチド、dna配列、組換えdna分子並びに微生物細胞中でヒト顆粒球−マクロファ−ジコロニ−刺激因子−様ポリペプチドを高収量で生産する方法 - Google Patents
顆粒球‐マクロファージコロニー刺激因子‐様ポリペプチド、dna配列、組換えdna分子並びに微生物細胞中でヒト顆粒球−マクロファ−ジコロニ−刺激因子−様ポリペプチドを高収量で生産する方法Info
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- JPS63502795A JPS63502795A JP50583986A JP50583986A JPS63502795A JP S63502795 A JPS63502795 A JP S63502795A JP 50583986 A JP50583986 A JP 50583986A JP 50583986 A JP50583986 A JP 50583986A JP S63502795 A JPS63502795 A JP S63502795A
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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】
顆粒球−マクロファージコロニー刺激因子一様ポリペプチド、DNA配列、組換
えDNA分子並びに微生物細胞中でヒト顆粒球−マクロファージコロニー刺激因
子一様ポリペプチドを高収量で生産する方法
日 の 技
本発明は、ヒト顆粒球−マクロファージコロニー刺激因子一様ポリペプチド(h
GM−CSF)、DNA配列、組換である。更に特に、本発明は、高い特別の活
性を有するDNA分子並びにhGM−CSF一様ポリペプチドを微生物細胞中に
て高収率で生産可能にする方法に関するものである。
B の 青 息
顆粒球−マクロファージコロニー刺激因子一様ポリペプチド(hGM−CSF)
はコロニー刺激因子(“CSF’ s”)として知られている造血性発育因子の
4つのクラスの1つである。GM−CSPは多ポテンシャル細胞の増殖と分化を
制御する生長因子である[E、R,スタンレイ及びP、T、ユビンスキイー、“
培養液中の造血細胞の発育と分化に影響する因子°クリニカル ヘマトロジー、
第13巻、第329〜48頁(1984)]。GM−CSFは試験管内で単一骨
髄細胞から好球性顆粒球と単核食細胞の生成を刺激することも示されている[A
、W、プルゲス等、“マウス肺−条件付けした培地からのコロニー刺激因子の精
製明のGM−CSFは放射線照射又は化学療法の後に白血球の回復に有用である
べきである。これらは更に白血球を活性化して細菌、真菌及び寄生体による病気
と戦いかつ白血病細胞の成熟を促進しこれにより白血病細胞の再生を停止させる
べきである。
マウスGMCSF(またマウスC5F−2として知られている)、サブユニット
を含有しない24−26.000分子量の糖蛋白で、これは内毒素注射したマウ
ス肺−条件付は培地から精製された[A、W、プルゲス、La:N、A。
ニコラ等、ジャーナル、ビオロジカル、ケミストリ、第254巻、第5290〜
99頁(1979)]。赤血球系の、好酸性の、及び巨核細胞のコロニー又は適
切な培養条件におけるT−及びB−リンパ球のコロニーの生成を刺激することは
出来ず、この生成は造血性細胞の増殖効果に高度の選択性を伴う[A、W、プル
ゲス及びり、メトカルフ、“顆粒球−マクロファージ コロニー刺激因子の特質
と作用“2j−1九cDNAのヌクレオチド配列は公知でかつ低収率で動物細胞
中に発現されている[N、M、ゴウフ等、“ネズミ造血性発育調節体、顆粒球−
マクロファージコロニー刺激因子をコード化するcDNAの分子クローンニング
、“ネイチャ、第309巻、第763〜67頁(1984);N、M、ゴウフ等
、“ネズミ顆粒球−マクロファージコロニー刺激因子に対するm RN Aの構
造と発現” 、BMBOジャーナル、2−■、第645〜53頁(1985))
。
ヒトGM−CSFもまた糖蛋白(24〜26.000ダルトン)である。これは
クローン化されかつそのcDNA配列は報告される[G、G、ウォング等、“ヒ
トGM−CSF:相補DNAの分子クローンニングと自然かっ組換型蛋白の精製
”サイエンス、LLLLL、第810〜15頁(1985))。動物細胞が合成
グリコジル晶化されたcDNA配列で1 u g / m 1程度に組換えられ
た
【ウイエスバルト等、“ヒト顆粒球−マクロファージコロニー−刺激因子ハ好
中球活性化因子である°ネイチャー、第314巻、第361〜63頁(1985
): ウオング、組】。従って、これら動物細胞は生物学的並びに臨床的使用に
対し充分な量でかつ必要な純度でヒトGM−CSFを生産することが出来なかっ
た。
日 の 約
本発明は、ヒトGM−CSF一様ポリペプチドをコードするDNA配列を付与す
ることによりかっこの配列を高収率で適切な微生物宿半に発現して顆粒球とマク
ロファージコロニー−刺激活性を発揮するポリペプチドを効率的かつ経済的に多
量に生産することにより上述に関する問題を解決するものである。本発明による
と、hGM−CSFをコードするDNA配列のアミノ(5°)末端を修飾するこ
とが出来、これにより微生物宿主中に高収率でhGM−CSF一様ポリペプチド
を生産することが出来る。本発明により、臨床的使用に対し充分多量にGM−C
SF活性を発揮するポリペプチドを得ることを初めて可能にするものである。
更に、本発明は、予期に反して少なくともI X 10”単位/ m gの特定
な活性を有する非グリコジル晶化hGM−CSF一様ポリペプチドを供給するも
のである。この特定の活性は、自然hGM−C9Fの特定活性又は培養でイース
ト又は動物細胞中に生産したh GM−CS Fの特定活性より実質的に高い。
本発明のポリペプチドは、細菌の、真菌性の又は寄生体病気に対し、また白血病
の治療に対する方法と組成物のみならず放射線照射又は化学療法の後の白血球の
再生において、生産したまま又は更に誘導体とし又は修飾体としてのいずれかで
使用してよい。これらの組成物は、エイズにかかった固体のような免疫弱化固体
における通性感染の可能性を削減するためにも使用してよい。この場合、GM−
CSF一様ポリペプチドは、エイズ患者の白血球数を増加させて、適性感染を防
止し、かくして生存期間を引き伸ばし、かつエイズ患者の治療費用を減らす。
−CSFに対する核酸と推定アミノ酸配列とを表す。シグナルペプチドに対する
開裂部位は矢印で示される。cDNAから誘導したMo−細胞と、核酸とアミノ
酸との違いは対応U937の上下に示される。ヌクレオチド356はc D N
Aから誘導したMo−細胞におけるT又はCのいずれがである。
第2図は、5637細胞系統から単離したようなhGM−CSFに対する核酸配
列を表す。シグナルペプチドに対する開裂部位は矢印により示される。
第3図は、マウスGM−CSF cDNAの制限エンドヌクレアーゼ地図を表し
、U937hGM−CSF収集をスクリーンするため使用したコード化領域とニ
ック−翻訳プローブの両方とも示される。
第4図は、本発明により微生物細胞中に高レベルのhGM−CSF生産用のイー
、コリ発現媒介体p P L m u G M −CSF (p 210*)の
構成を表している。
第5aと5b図は、2つのプラスミドシステムを介する細菌細胞中に並びに中間
プラスミドを介するこれらの構造中にhGM−CSFを生産するため使用した゛
イー、コリ発現媒hGM−CSFの5°コ一ド化配列を置換するため使用した合
成領域がハツチングした領域により示される。
第6図は、ヌクレオチド配列と、イー、コリ発現(Nc o l−HgλI)に
使用した合成結合の推定アミノ酸配列を表す。
第7図は、イー、コリ単一ブラスミド発現媒介体p241−48の構造を表す。
第8図は、hGM−CSFコード化領域へのイーストα交配因子融合を表す。
第9〜10図は、hGM−CSF生産用のイースト発現媒介体p 528 /
1の構造の略図を表す。
記載中、次の用語が使用される:
ヌクレオチド・・糖部分(ペントース)、リン酸塩、及び窒素複素環塩基から成
るDNA又はR’NAの単量体単位。
塩基は、グルコシド炭素(ペントースのl°炭素)を介して糖部分に結合され、
塩基と糖の組み合わせはヌクレオシドと呼ばれる。塩基は、ヌクレオチドを特徴
ずける。4つの塩基はアデニン(°A”)、グアニン(“G−)、シトシン(“
C”)、及びチミン(“T”)である。4つのRNA塩基はA、G、C,及びウ
ラシル(“U”)である。
DNA配列・・隣接ペントースの3°と5°炭素間のリン酸ジエステル結合によ
り互いに結合されたヌクレオチドの線状配列。
コードン・・アミノ酸のm RN Aを介して翻訳開始シグナル又は翻訳停止シ
グナルをコード化する3つのヌクレオチド(トリプレット)。例えば、ヌクレオ
チドトリプレットTTA、TTG、CTT、CTC,、CTA及びCTGはアミ
ノ酸ロイシン(’Leu” )をコード化し、TAG、TAA及びTGAは翻訳
停止シグナルであり、ATGは翻訳開始シグナルである。
リーディング フレーム・・アミノ酸配列中にm RN Aの翻訳する間のコー
ドンのグループ分け。翻訳中、適切なリーディング フレームは保持されねばな
らない。例えば、DNANA配列TGGTTGTAAGは3つのリーディングフ
レーム又はフェース中に発現され、その夫々は異なるアミノ酸配列を与える:
GCT GGT TGA AAG−−Al1−Gly−Cys−LysG CT
G GTT GTA AG−−Leu−Val−ValGCTGG TTG T
AA G−−Trp Leu−(停止)ポリペプチド・・隣接するアミノ酸のα
−アミノ酸とカルボキシ基の間のペプチド結合により互いに結合されるアミノ酸
の線状配列。
ゲノム・・細胞又はウィルスの全体のDNA、これは、とりわけオペレーター、
プロモーター及びリポソーム結合並びにシネ−ダルガロン配列のような配列を含
む相互作用配列のみならず物質のポリペプチドをコードする構造遺伝子を包含す
る。
遺伝子・・特定ポリペプチドのアミノ酸特性の配列である鋳型又は伝令RNA
(“m RN A”)を介してエンコードするDNA配列。
5=S−−遺伝子又はDNA配列からrn RN Aを生産する方法。
翻訳・・m RN Aからポリペプチドを生産する方法。
11・・ポリペプチドを生産するため遺伝子又はDNA配列により受ける方法。
プラスミド・・プラスミドが宿主細胞中に複製されるような完全“リプリコン”
から成る非染色体の二重鎖DNA配列。
プラスミドが単細胞微生物中に置かれる時に微生物の特性はプラスミドのDNA
の為に変化され又は転換される。例えば、テトラサイクリン耐性(TETR)の
遺伝子を持つプラスミドリンに6を性の細胞に転換する。プラスミドで転換され
た細胞は“トランスフォーマント1と呼ばれる。
ファージ はバクテリオファージ・・細菌性ウィルスで、この多くは蛋白エンベ
ロープ又はコート(“カプシド”)中に包膜されたDNA配列から成る。
クローニング伝 体・・宿主細胞中に複製出来るプラスミド、ファージDNA1
コスミド又は他のDNA配列であって、1つ又は少数のエンドヌクレアーゼ認識
部位を特徴とし、その部位にて、このようなりNA配列は、DNAの本質的生物
学的機能、例えば複製、コート蛋白の生成の損失、又はプロモーター又は結合部
位の損失の付随無しに測定可能な状態で切断され、かつ転換細胞の同定、例えば
テトラサイクリン耐性又はアンピシリン耐性の同定の使用に適した標識を包含す
る。クローニング伝播体はしばしば媒介体と呼ばれる。
クローニング・・無性生殖により微生物又は配列から誘導した微生物又はDNA
配列の集団を得る方法。
組換型DNA 子 はハイブリッドDNA・・生きた細胞の外で末端−末端結合
されかつ生きた細胞中で保持可能である異なるゲノムからのDNAセグメントか
ら成る分子。
IJIIIEFI −−遺伝子に作用的に結合した時に遺伝子を制御し調節する
ヌクレオチドの配列。これらは、lacシステム、β−ラクタマーゼイステム、
mシステム、tacシステムとtrcシステム、ファージλの主オペレータとプ
ロモータ領域、fdコート蛋白の制御領域、5v40の初期と後期のプロモータ
、ポリマーウィルスとアデノウィルスから誘導したプロモータ、金属チオニンブ
ロモータ、3−ホスホグリセリン酸キナーゼ又は他のグルコース分解酵素、酸ホ
スファターゼのプロモータ例えばPbo2、イーストα交配因子のプロモータ、
及び原核生物性又は真核生物性の細胞及びこれらのウィルス又はこれらの組み合
わせの遺伝子の発現を制御することが公知の他の配列を含む。
GM−CSF一様のポリペプチド・・GM−CSFの生物学的活性を発揮するポ
リペプチド。こ、のポリペプチドは成熟GM−CSFのポリペプチドに加えてア
ミノ酸を含んでよく、又は成熟GM−CSFのアミノ酸の総てを含まなくてもよ
い。最後に、これはN−末端メチオニンを含んでよい。
本発明は、少なくともI X 10”単位/ m gの特定活性を有するh G
M−CS F一様ポリペプチドに関し、かつこれらのポリペプチドを生産する方
法に関するものである。更に、本発明は、微生物細胞内に多量のhGM−、C3
F一様ポリペプチドを生産することに関する。本発明のポリペプチドは、前記し
たように臨床的に有用であり、これらは又、ヒトGM−C8Fに多クローン性及
び単クローン性抗血清の両方の生木 日 の シ ス テ ム
多種の宿主/発現伝播体組み合わせが、本発明のGM−CSF一様ポリペプチド
の高収率生産に使用される。更に、多種の宿主/発現伝播体組み合わせが本発明
の高い特定活性のhGM−DSF一様ポリペプチドの生産に使用される。生産さ
れたhGM−CSFをグリコジル塞化するこれらの宿主に対し、脱グリコジル基
化工程は、勿論、本発明の高い特定活性hGM−CSFを生産するのに必要であ
る。
適切な宿主の選択は当業者により理解される多くの因子により制御される。例え
ば、選択された媒介体との適合性、ハイブリッドプラスミドによりコード付けさ
れる蛋白の毒性、所望蛋白の回収の容易性、発現特性、生物学的安全性及びコス
トが含まれる。これらの因子のバランスは、樋での宿主媒介体組み合わせが、本
発明の特別な組換型DNA分子の発現に等しく有効であるとは限らないことが分
かることで与えられるに違いない。
有用な発現媒介体は、例えば、染色体、非染色体及び各種のSV40の公知誘導
体、公知細菌プラスミド、例えば、colEl、pcRl、pBR322、pM
B9及びこれらの誘導体を含むイー、コリからのプラスミド、広範囲の宿主範囲
のプラスミド、例えば、 RP4、ファージD N A s s例えば、ファー
ジλの多くの誘導体、例えば、NM 989、及び他のDNAファージ、例えば
M13及び虹単鎖DNAファージ、2μプラスミド又はこの誘導体のようなイー
ストプラスミド、及びファージDNA又は他の発現制御配列を使用して修飾した
プラスミドのようなプラスミドとファージD N A sとの組み合わせから誘
導した媒介体のような合成りNA配列から成る媒介体を包含する。
更に、多種の発現制御配列のいずれか−−それに作用的に結合した時にDNA配
列の発現を制御する配列−−は本発明のDNA配列を発現するためのこれら媒介
体に使用してよい。このような有用な発現制御配列は、例えば、初期及び後期の
SV40のプロモーター、lacシステム、mシステム、TAC又はTRCシス
テム、ファージλの主オペレーターとプロモーター領域、fdコート蛋白の制御
領域、3−ホスホグリセリン酸キナーゼ又は他のグルコース分解酵素、酸ホスフ
ァターゼのプロモーター、例えば、Pbo2、イーストα−交配因子のプロモー
ター、及び原核生物性又は真核生物性細胞又はこれらのウィルスの遺伝子の発現
を制御することの公知な他の配列、並びにこれらの各種紐み合わせを包含する。
好適な発現媒介体及び制御配列はPLプロモーター、イーストα−交配因子のプ
ロモーター、及びイーストアクチンプロモーターを含む。
多種の宿主細胞も本発明のh G M −CS F一様ポリペプチドの生産に有
用である。これらの宿主は、イー、コリ、シュードモナス、sii、ストレプト
マイシス、イーストのような真菌の菌株のような公知真核生物性及び原核生物性
宿主、及びCHO細胞のような動物細胞、C05ISCOS7、B5Cl、B5
C40、及びBMTIOのようなアフリカミドリザル細胞、及びヒト細胞並びに
組織培養の植物細胞を包2282、イー、コリMRCI、のようなイー、コリ菌
株、シュードモナス、sm、及びストレプトマイシス、イースト及び他の真菌、
培養液中の植物細胞又は他の宿主を包含して菌株5G927 [ATCC396
27]、5G928[ATCC39628]、5G935 (ATCC3962
3]及び5G936 [ATCC39624]並びにその誘導体、A89 [D
SM3869]、及びイースト菌株サッカロミケスセレビシよりJ1991を包
含する。
本発明のhGM−CSF一様のポリペプチドh GM−CS F一様ポリペプチ
ド(これら宿主中で本発明によって調製した)は、融合蛋白(例えば、原核生物
性、真核生物性又は組み合わせN−末端セグメントに結合して排出に導き、安全
性を向上し、純度を向上し、又はN−末端セグメントの可能な開裂を向上する)
形式で、GM−CSF一様ポリペプチド(例えば、GM−CSF一様のポリペプ
チドシグナル配列又は他の真核生物性又は原核生物性シグナル配列の総て又は一
部にて開始)の前駆体の形式で、成熟GM−CSF一様ポリペプチドの形式で、
又はmet−GM−〇SF−Sポ一様プチドの形式でポリペプチドを含有してよ
いことが理解されるべきでせある。
本発明に係るポリペプチド、又は少なくともその前駆体の特に有用な形式の一つ
は、容易に開裂するアミノ酸又はこのアミノ酸末端に結合する一連のアミノ酸を
有する成熟GM−asp一様ポリペプチドである。このような構造は、適切な宿
主中で蛋白の合成を可能とし、この宿主においては所望のGM−CSFに存在し
ない翻訳開始シグナルが必要とされ、かくして特別のアミノ酸を生体内又は生体
外において開裂して所望GM−CSF一様ポリペプチドを生産する。このような
方法は特殊技術である。
本発明のポリペプチドは、また本発明のDNA配列のコードンのいくらか又は総
てに対し異なるコードンにより特徴付けするDNA配列により配列を又配列にコ
ードするhGM−CSF一様ポリペプチドも含む。このような置換コードンは、
置換されたがしかしポリペプチドを高収率で生成するコードンを又コードンによ
りコードされたアミノ酸と同じアミノ酸をコードする。別法として、アミノ酸置
換へ又はより長い又より短いGM−CSF一様ポリペプチドに導くコードンの一
つ又は組み合わせの置換は、有用な方法における性質(例えば、安定性の増加、
溶解度の増加又は治療活性の増加)に変える。これらのポリペプチドも本発明の
部分であることを理解すべきである。
最後に、本発明の最も好適なh G M −CS P sは少なくともIXI
O単位/ m gの特別な活性により特徴付けられるものである。これらのポリ
ペプチドはこれらのポリペプチドをグリコジル塞化しない宿主、例えば、イ=、
コリのような細菌性宿主中に直接に生産される。これらはまた、例えばイースト
と動物細胞のようなこれらのポリペプチドをグリコジル塞化する宿主中で生産さ
れるポリペプチドを脱グリコジル基化することにより生産される。このような脱
グリコジル基化は当技術分野で公知の普通の方法と組成物を使用して、生体外又
は生体内のいずれかにて達成される。これはまた、普通の薬剤と方法を使用して
蛋白生産の間にグリコジル塞化を阻止することによっても達成される。
本発明のGM−CSF一様ポリペプチドは、各種の普通の工程と方策により精製
される。
本発明のhGM−CSF一様ポリペプチドを する組成物と 法
本発明のGM−CSF一様ポリペプチドは、それが生産される形態において治療
組成物と治療方法でほどこされるが、これらは公知方法を使用して処方して薬学
的に有用な組成物を調製してよいことも理解すべきである。このような組成物は
、好適にはまた薬学的に許容される担体も含むであろうし、かつ他の薬剤、担体
、アジュバント、結合剤、例えば、ヒト血清アルブミン又は血漿製剤を含んでよ
い。例えば、レミングトン晋の1笠圧笠(E、W、マルチン)を参照のこと。得
られた処方は、レシピエンドに効果的な量のhGM−CSF一様ポリペプチドを
含有して、顆粒球とマクロファージのコロニー生成を刺激する。これらのポリペ
プチド、又は薬学的に許容のこの誘導体の投与は、GM−CSFの普通の許容の
投与方法を介してなされる。これらは、非経口投与、皮下投与、又は静脈内投与
を含む。
本発明のGM−C8F一様ポリペプチドは、免疫−弱化患者の白血球を増加して
患者の感染の危険を削減するため組成物と方法において特に有用である。例えば
、本発明の組成物と方法は、エイズ患者の生存期間をしばしば短くする通性感染
の発生を防止しかつ治療費用がかさむのを防止するため、エイズ患者の治療に有
用である。
用量と投与割合は各種因子により、例えば、放射線療法の後の癌患者に治療がな
されるか、又は通性感染を防止するためエイズ患者に治療がなされるのいずれか
の場合である。
しかし、若し患者が長期に亙って堅実に治療がなされるならば、用量は1日当た
り1〜108g又は1週間当たり10〜100μgである。
本発明をより良く理解される為に、次ぎの実施例で説明する。これらの実施例は
、ただ説明の目的のもので、本発明の範囲を制限するものと解釈すべきでない。
実施例1
ヒ1−cDNA保存物の作成およびスクリーニングλgtlOにおけるヒト大食
細胞ラインU937から単離したポリ (A)″mRNAからのヒトcDNA保
存物の作成、およびイー・コリcsoohrt細胞における前記保存物の増殖に
つき以下説明する。
A、ヒトU937細胞からのRNAの抽出ヒト大食細胞U937細胞を培養によ
りデキサメタソン(10−’ M)およびフォルボールエステル(10−’M)
で誘起させ、かつ1.2 X 10” ([1Hの菌体を含有するペレットを4
8 n+1(7)溶菌緩衝液(0,2M )リス−HCl (pH8,0)、0
.1 M’ L i Cl 、25’mM EDTA、1%5DS)および5m
Mバナジル錯体〔ベセスダ・リサーチ・ラボラドリース社〕に回動によって再懸
濁させた*24m、lのフェノールを添加して菌体を溶菌させ、かつ5分間回動
させた。溶菌混合物へ24+wlのクロロホルムを添加し、次いでこれを1o分
間振とうした。臨床用遠心分離器で室温にて1o分間遠心分離することにより、
有機相と水相とを分離した。水相をフェノール;クロロホルム(1: 1)で2
回再抽出し、次いでクロロホルムだけで2回抽出した0次いで、核酸を0.3
M酢酸ナトリウム中で一20℃にて1晩エタノール沈澱させ、かつ核酸をツルバ
ールRCZB型遠心分離器(SS340−ク)により14Krpmで4℃にて2
0分間ペレット化させた。これらペレットを5a+1の0.3 M酢酸ナトリウ
ムbt 重液に再懸濁させ、かつ核酸を上記と同様に再びエタノール沈澱させた
。
i終的ペレントを300ttlのH2O中に再懸濁し、これを−20℃で貯蔵し
た0次いで、このRNAm製物をオリゴ(dT)−セルロースカラム(PLバイ
オケム社)に通過させてポリ (A>” RNAにつき濃縮した。
らc D N Aを合成した。ポリ (A)” mRNAG320中500μg
/n+1に希釈し、これを65℃で3分間加熱し、ドライアイス−プロパツール
浴中にて急速に冷却させ、次いで解凍させた。次いで、0.1 M )す、z、
−HCl (pH8,3,42”C) ト0.01M M g CI 2と0.
OIM D T Tと1mMdCTPと1mM dGTPと1mM dTTPと
0.5mMdATPと100,1jciα−P32−ATP (3000Ci/
ミリモル、アメルシャム社もしくはニューイングランドヌクレア社)と20Mg
オリゴ(6T”)tt ss (PLバイオケム社)と0.03Mβ−メルカプ
トエタノールと5mMバラジル・リボヌクレオシド錯体(ベセスダ・リサーチ・
ラボラドリース社)と169U AMV逆転写酵素(セイヵガク・アメリカ社)
とで構成された反応混合物へ、RNAを添加した。この反応混合物の最終容積は
200μ!であった。
この混合物を室温にて2分間および44℃にて6時間培養した6反応をl/10
容積の0.5 M Na2−EDTA (pH8,0)の添加によって1♀止さ
せた。
反応混合物を0.15M N a OHに調整し、かっこの混合物を37℃にて
12時間培養し、次いで1/10容禎のIM)リス−HCl (pH8,0)お
よびMCIによって中和した。これをフェノール:クロロホルム飽和TE緩衝液
(10mMトリス−HCl (pH7,0)および1mM Na2−EDTA)
で抽出した。水相を、0.01MにおけるセファデックスG150(pl(7,
4)と0.4M NaC1と0.01M Na2−EDTAと0.05%SDS
とを含有する7×29Ωの床で5ml無菌プラスチック製ピペットによりクロマ
トグラフにかけた。前部ピーク・マイナス・テールを集め、cDNAを2.5
v o lの95%エタノールにより一20℃で沈澱させた。この反応により、
1Mgの一本鎖cDNAを得た。
2、二重鎖の合成
一本鎖cDNAを200μj2 (最終容積)の0.1 MHe p e s
(p)16.9 )と0.01M M g C12と0.0025MDTTと0
.07M M CIと1mM dXTPと750クレノ一断片DNAポリメラー
ゼ1 (ベーリンガー・マンハイム社)に再懸濁させ、かっこの反応混合物を1
4℃にて21時間培養シタ、反応ヲNa2−EDTA (p)18.0 ) (
D添加(0,0125Mまで)によって停止させ、混合物を最初のcDNA工程
におけると同様にフェノール:クロロホルムで抽出し、がっ水相を0.OIM)
すx −HCl (pH7,4)と0.1M NaC1と0、OIM Na2−
EDTAと0.05% S D SとにおいてG15゜カラムでクロマトグラフ
にかけた。末端を含まない放射性ピークを再び集め、DNAをエタノール沈澱さ
せた。
次いで、得られたDNAを42Uの逆転写酵素と共に5゜μlのO,1M)リス
−HCl (pH18,3)と0.01’M MgCl2と0.01M D T
Tと0.1M MCIと1mM dXTPSと0.03Mβ−メルカプトメタ
ノールとにおいて37℃で1時間培養して二重鎖合成を完結させた0反応を停止
させ、かつ上記と同様に処理した。
二重鎖合成の間に形成されたヘアピンループを次のように開裂させた。ペレット
を50μlの0.03M酢酸ナトリウム(pH4,5)と0.3M NaC1と
0.003 M Z n C1、とに再熔解させ、これを100UのS、ヌクレ
アーゼ(シグマ社)により室温で30分間処理した。反応をEDTAの添加によ
り停止させ、かつ上記と同様に処理した。S、処理後の収量は900ngのds
DNAであった。
S、ヌクレアーゼ切断後の平滑末端を確保するため、このDNAを60μlの0
.OIM )リス−HC1(p)17.4 )と0.01M MgCl2と1m
M DTTと0.05M NaC1と80MM dXTPと12.5tJクレノ
ーとにおいてこのクレノーにより14℃で90分間処理し、50:50フェノー
ル:クロロホルムで抽出し、かつ0.01M )リス−HCl (pH7,4)
と0.1M NaC1と0.01M E D T Aと0.05%SDSとでD
NAをG50スピンカラム(1mlシリンジ)によりクロマトグラフにかけた。
次いで、その後のEcoRI切断の下での醗酵を避けるため、d s DNAを
メチル化した。DNAを最終30μlの0.1Mトリス−HC1(pl+8.0
) と0.01M Na2−EDTAと24MgBSA、l!:0.005M
DTTと30MMS−アデノシルメチオニンと5UECORIメチラーゼとに
おいてこのEcoRIメチラーゼにより37℃で20分間処理した0反応混合物
を70℃で10分間加熱し、冷却し、50:50のフェノール:クロロホルムで
抽出し、かつ上記と同様に050スピンカラムでクロマトグラフにかけた。
このメチル化したdscDNAをホスホリル化EC0RIリンカ(二ニー・イン
グランド・バイオラブ社)に対し次の条件下で結合させた:最終容積7.5μl
の0.05M )リス−〇CI(pH7,8)と0.OIM M g CI 、
と0.02M D T Tと1mMATPと50Mg/ml BSAと0.5μ
gリンカと300U T4DNAリガーゼとにおいて14℃で32時間、この反
応混合物を0.1 M )’JスーHC1(pH7,5) 、0.05MNaC
1,5mM MgCl2.100Mg/a+I BSAに調整して125UのE
coRI (二ニー・イングランド・バイオラブ社)を添加し、この混合物を3
7℃にて2時間培養し、50:50のフェノール:クロロホルムで抽出し、そし
て上記と同様にDNAを050スピンカラムにてクロマトグラフにかけた。
cDNAを100.uj!の0.OIM )リス−HC1(pH7,5)と0.
1M NaC1と1mM EDTAとに再溶解させ、これを予め同じ緩衝液で徹
底的に洗浄された(結合阻止剤を除去するため)IX50cmのバイオゲルA3
0(ビオラド社)カラムにてクロマトグラフにかけた。各フラクションの1部を
1%アガロースゲル上にTBE緩ffi液(0,089M トリス−MCI、0
.089 M硼酸および2.5 mM Na2−EDTA)とで流動させ、乾燥
しかつ一70℃に一晩露呈させた。 、5o。
塩基対より大きいフラクションを全て集め、これらのフラクシヨンにおけるDN
Aをエタノール沈澱さ廿、上エユRI−切断されたλgtlOクローン化ベクタ
ーにクローン化させた6寸法分画カラムにより、平均寸法的1500bpのcD
NA126ngを得た。
3、保存物の作成
5MgのEC0RI−切断されたλgtlOを20MgのcDNAおよびT4D
NAリガーゼ緩衝液と共に42℃で15分間培養してCO3部位を融合させ、次
いでエッペンドルフ遠沈管で5分間遠心分離し、そして1mMのATPと240
0UのT4DNAリガーゼ(二ニー・イングランド・バイオラブ社)を添加して
最終容積50μ!にした(ヒユー・ヤングおよびデービス、「λgtloおよび
λgtllにおけるcDNA保存物の作成およびスクリーニングJ、DNAクロ
ーニング:実際的方法(D、グローバーり、IRLプレス社(オックスフォード
、1984))、この結合混合物を14°Cにて一晩培養した。λgtlOcD
NA結合混合物をアメルシャム・パンケージング・ミックス〔アメルシャム・パ
ンケージング・プロトコール〕によりファージ粒子中へ包封し、かツ0.5ml
の5M1i衝ン皮(100mM NaC1,10mMMg So、 、50mM
)’JスーHCI (pH7,5)および0.01%ゼラチン〕で希釈した。
次いで、イー・コリC600hfl菌体にこれら粒子を感染させてlXl0’個
の独立した組換体のc D N A保存物を作成した(T、マニアチス等、モレ
キュラ・クローニング、第235X(コールド・スプリング・ハーバ−1198
2)参照〕。
この保存物を塗抹しかつ増殖させるため、1w+1の面体および250μlのパ
ンケージングミックスを室温にて15分間培養し、L B + M g S O
* ト7プアガI’−ス1’50m1まテ50℃にて希釈しかつLB Mg N
uncプレートに塗抹した。
これは2X10’プレートのプラーク密度を示した。これらのプレートを、プラ
ークがほぼ接触しうるようになるまで37℃にて約8時間培養した。
これらのプレートに50m1の冷SM緩衝液(0,01M )リス−HCl (
pH7,5)、0.OIM MgCl2.0.1mM Na2−EDTA)を満
たし、ジーイロ・回転振とぅ器にて4℃で一晩溶出させた。溶出物を250 m
l瓶に集め、ツルバールGSAロータにて6にで10分間遠心分離した°、上澄
液を同容量の冷20%PEG4000−2M NaC1で水中ニテ3時間処理し
、かつファージをRC−3B型ツルバ一ル遠心分gI器においてH4000ロー
タにより4にで30分間遠心分離す゛ることによりペレット化させた。これらの
ファージバンドを充分に排液し、60m1のSMに再E潰させ、がっS S 3
40−夕ニrlO,0OOr p mで遠心分離することにより残骸を除去した
。上澄液を、10m1の上澄液へ7gのCsC1を添加することにより3.5
M Cs C1に調整した。 70.1ペンクマンロータに、より50.00O
r p mにて15℃で18時間遠心分離することにより、ファージバンドを得
た。これらのファージバンドを集めて、保存物用に4℃で貯蔵した。得られたタ
イターは2.2 X 10’ ” PFU/a+1であった。
上記ヒトcDNA保存物をネズミGM−C5F cDNA配列の断片によってス
クリーニングした。この方法の基礎は、ネズミGM−C3Fが成る程度ヒト−C
M−C5Fに対しアミノ酸類似性を有することにある(N、M、ジーン(上記)
、第2頁、R,H,ワイスパート(上記)、第3頁〕、シたがって、ネズミGM
−C5F cDNAは、ヒトcDNA保存物からヒトGM−C3F関連cDNA
の選択を可能にするのに充分な程度でヒトGM−C3F cDNAに交差ハイブ
リッド化すると推定した。
5、ネズミGM−C3Fプローブの作成ヒ)cDNA保存物をスクリーニングす
るためのネズミGM−C5F cDNAプローブを次のようにして得た。フォル
ボール−12−ミリステート−13−アセテート(PMA)で誘発させたEL−
4ネズミ胸癌細胞(ATccTIB39)から分離したmRNAよりcDNA保
存物を・作成した6次いで、オカヤマーベルグのプロトコール(H。
オカヤマおよびP、ベルブ、「全長cDNAO高効率クローン化」、モレキュラ
・セル・バイオロジー、第2巻、第161〜170頁(1982))を用いて、
mRNAをcDNAに逆転写させた。cDNAをプラスミドベクターpH032
7、すなわち改変pKCRベクター(K、オハーレ等、[原核ジヒドロホレート
レダクターゼを発現する組換えプラスミドによるメトトレキセート耐性に対する
ネズミ繊維芽の形質転換」、プロシーディング・ナショナル・アカデミ−・サイ
エンス。
USA、第78巻、第15頁、第27〜31頁(1981))に挿入し、これは
cDNAクローン化用の独特な五ユ」j部位と2個の整合B a m 81部位
とを有して、挿入cDNA配列の便利な切除を可能にする。得られた保存物(W
、ボールおよびC,ワイスマンの寄贈)は約2X10’個の個々のcDNA分子
で構成された。このネズミcDNA保存物を、ネズミ肺細胞誘導GM−C3Fに
対する公知cDNA配列(N、M、ジーン等、[ネズミ造血生長制御顆粒球−大
食細胞コロニーの刺戟因子をコードするcDNAの分子クローン化」、ネイチャ
ー、第309巻、第763〜767頁(1984))に基づいて合成された2種
のオリゴマーDNAプローブでのハイブリッド化によってスクリーニングし、そ
の際固相ホスホトリエステル法を用いた〔H,イト−等、「ポリヌクレオチドの
固相合成:VI、固体支持体用ポリスチレン共重合体の研究」、ヌクレイツク・
アシッド・リサーチ、第10巻、第1755〜1769頁(1982))。
これらのプローブは次の配列を有した:G M CS F −2プローブ: C
CAACTCCGGAAACGACTG
0MC3F−1プローブ:CTTAAAACCTTTCTACTG
2X10’(l[のcDNA分子のうち0.02%は陽性であった。
最長の陽性挿入物の配列を常法によって決定した。たとえば、連鎖(♀走法(F
、サンガー等、プロシーディング・ナシ5463〜5467頁(197?);J
、メンシングおよびJ、ビエイラ、「二重切断制限断片のDNA鎖を選択するM
13ベクターの新規な対」、ジーン、第19巻、第269〜276頁(1982
))またはDNA鎖の化学的分解(A。
M、マキサムおよびW、ギルバート、メソ7ズ・イン・エンチモロジー、第65
巻、第499〜560頁(1,980))のいずれかを用いることができる。こ
のDNA配列はネズミ肺細胞からのGM−C5Fの配列に類似していることが判
明した。コード化領域にわたり、3個のみの塩基変化が存在した(位置186.
213および482)、Lかしながら、位置482における塩基変化のみがアミ
ノ酸置換を与えて、グリシンの代りにバリンをもたらす、これらの変化は、mG
M−C3Fの種々異なる分離物につき報告された2種の変種のうち一方を示す(
N、M、ジーン等、「ネズミ顆粒球−大食細胞コロニー刺戟因子に対するmRN
Aの構造および発現」、EMBOジャーナル、第4巻、第645〜653頁(1
985))。
6、ヒトcDNA保存物のスクリーニングヒトcDNA保存物をヒトCM−C5
F配列につきスクリーニングし、その際ネズミGM−C5F (第3図)の36
5塩基対Ncil−)(infl断片よりなる標識プローブを使用した。Nci
r−Hinfl断片を5%ポリアクリルアミドゲルで精製し、かつニック翻訳に
よって放射能標識した。
スクリーニングするため、ベントンおよびデービスのプラークハイブリッド化技
術(W、D、ベントンおよびR,W、デービス、「単一プラークに対するハイブ
リッド化によるその場でのλgt組換クローンのスクリーニング」、サイエンス
、第196巻、第180頁(1977))を用いた。
このDNAプローブによりスクリーニングするための保存物を作成するため、L
−プロスおよび0.2%マルトースにおけるC600hfl菌体の一晩培養物を
作成しかつペレット化させ、そして同容量のSM緩衝液に菌体を再懸濁させた。
次いで、0.9 nilの菌体に2X10’個のファージ粒子を室温にて15分
間にわたり再吸着させた。この懸濁物をLB+10m M M g S O+お
よび0.7%アガロースにて50+alまで55℃で希釈し、かつこれをLB
Mg Nuncプレートに塗抹した、これらの10枚のプレートをスクリーニン
グした。
プレートを、プラークがほぼ接触しうるようになるまで37℃にて約8時間培養
した0次いで、プレートを4℃で1時間冷却してアガロースを硬化させた。λg
tloファージ粒子をプラーク保存プレートからニトロセルロースへ移した。
フィルタを組換プラークを含有するプレート上に、使用した異なるフィルタの個
数に応じて30秒間乃至5分間の異なる時間にわたって載置し、次いでフィルタ
を釣り上げてLB+ 10 m M M g S O4プレートにファージ含有
側を接しながら37℃にて5時間培養した。
次いで、これらのフィルタを0.5N NaOHのプールに5分間lいて溶菌さ
せた後、1Mトリス−HC’l (pH7,0)で中和し、1Mトリス−HCl
(pH7,0)に浸漬させ、次いで80℃にて2時間加熱した。
これらフィルタを、6×SSCと0.2%ポリビニル−ピロリドン(M、 W、
40,000)と0.2%フィコール(M、W。
40.000)と0.2%牛血清アルブミンと0.05Mトリス−MCI(pH
7,5)と1M塩化ナトリウムと0.1%ピロ燐酸ナトリウムと0.1%SDS
と10%硫酸デキストリン(M、W。
500.000 )と変性鮭精子DNA (≧100 pg /ml)とにおい
て65゛Cで、放射能標識された365塩基対Ncil−Hi n f I断片
cDNAプローブにハイブリッド化させた。
次いで、これらを同じ緩衝液(2XSSC,0,1%5DS)にて65℃で洗浄
した。自動放射能写真技術により、ハイブリッド化cDNA配列を検出した。こ
の技術によりlXl0’個のファージをスクリーニングして、20個の陽性プラ
ークを釣り上げた。
これらの陽性cDNAをさらに精製しかつ特性化した。最長のクローン化cDN
Aは長さ768ヌクレオチドであった。
このcDNA挿入物を常法によって配列決定した。その配列を第1図に示す、こ
のcDNAに見られる最長の開放解読枠(ヌクレオチド7〜438)は、単一の
塩基(297)以外にはMo−細胞誘導hC,M−C3Fにつき報告されたもの
と全コード化領域にわたり同一である144個のアミノ酸よりなる蛋白をコード
する。最初の17個の残基は、残余の蛋白に対する信号配列と役割が推定上一致
する一連の疎水性アミノ酸からなっている。第1図に示したようにセリン(推定
信号配列の末端アミノ酸)とアラニン(コード化配列の第一アミノ酸)との間の
開裂部位も、報告された成熟蛋白の第一アミノ酸(アラニン)に一致する0位置
297におけるAからGへの置換は、報告されたメチオニンの代りに一イソロイ
シンに対するコドンをもたらす。
さらに、前記とほぼ同様にして、ヒト膀胱癌細胞ライン5637 (ATCCR
TB9)のポリ(A)” RNAからλgtloにて第2のcDNA保存物を作
成した。108組換ファージのこの保存物を上記プラークハイブリッド化技術に
従ってhGM−C3F配列につきスクリーニングし、その際第1図のhGM−C
5F cDNAのコード化領域からの240ヌクレオチド断片(Ps t I−
Apa I)をプローブとして使用した。陽性信号が500個のプラークにつき
1個の頻度(0,02%)で見られた。これらcDNAの最長のものは長さ91
1ヌクレオチドであった。このDNA挿入物を常法により配列決定した。その配
列を第2図に示す、5637−誘発cDNAのコード化配列は、Mo−誘発cD
NAにつき報告されたものと同一である。5637−誘発cDNAは、U937
にもM o −1(11胞誘発cDNAにも見られない付加的な非コード化配列
を5″末端と3′末端との両者に有する。
第4.58および5b図を参照して、ここにはhGM−CSFを高収量で産生ず
ることを特徴とする組換えDNA分子(p P L m u G M −CS
F )の製造方法における一実施例につき図示されている。これはヒトGM−C
3FをコードするU937−誘発DNA配列を有し、この配列はそのコード化@
域の5″末端がすでに改変されて潜在的に不利なRNA−次構造が最小化されて
おり、muから誘導されかつmuからのシャイン・ダルガルノ配列を有するDN
A配列に融合し、この融合DNA配列はバクテリオファージλから誘導されたP
Lプロモータに作用結合している。
発現ベクターpPLmuGM−C3Fを作成するため、最初に合成オリゴヌクレ
オチドDNA配列もしくはリンカを作成して第一アラニンコドンとhGM−C3
F cDNAのヌクレオチド120における独特なHga T部位との間のコー
ド化配列を置換した(81図)、このNC0I一旦工Δ■リンカ(第6図)を、
リポソーム結合部位を利用しえなくするようなmRNA二次構造の能力を低下さ
せるよう作成した。
このリンカにおいて、天然ヌクレオチドをアデノシン(A)で置換したが、遺伝
子コードの縮退は同一アミノ酸配列を保をコードする合成遺伝子のイー・コリに
おける発現の最適化」、ヌクレイツク・アシフド・リサーチ、第13巻、第19
23〜1938頁(1985))、これらの塩基置換はmRNA二次構造による
潜在自由エネルギーにおける15Kcalの変化をもたらしくΔG= 28.3
K c a lからΔG −−13,3Kca lまで)、予想よりも自由エネ
ルギーを増大させて安定なステム・アンド・ループ構造を形成した。さらに、上
記リンカを用いてATG開始コドンをコード化配列のN−末端アラニンの前に直
接付加させた。
次に第5!図を参照して、ここには各種の中間体を介するベクターp 210*
の作成が示されている。上記のDNA配列改変を行なうため、第1図のU937
−誘発hGM−C3FcDNAをpuc−s (J、ビエラおよびJ、R,メフ
シング、ジーン、第19巻、第259〜268頁(19B2))中へサブクロー
ン化させた。pUC8CM7C3Fと命名する得られたベクターを旦J」−Iお
よびHindIIIで切断した。
得られた小断片を合成Ncol一旦エユIリンカに結合させた0次いで、pPL
muベクター(E、レムート等、ジーン、第15巻、第81〜93頁(1981
);c、グレイ等、ジーン、第32巻、印刷中〕をNcolおよびHindI[
[で切断し、ここに上記断片を挿入した0次いで、BalI部位とΣma1部位
との間の3″非コ一ド化配列を除去した。この名した。同様に、第2図の563
7−誘発hGM−C3Fを含有する第2のベクターを作成した。このベクターを
p 210+−5637と命名した。
インビトロの転写−翻訳系においてhGM−C3Fの合成を指令するプラスミド
p 210”の能力を試験した。比較のため、Ba131切断によりアラニンコ
ドンまで欠失した原cDNA配列を有する同じ発現ベクターについても分析した
。
31よりも顕著に多いhGM−C3Fを生成したが、たt4しこの合成リンカお
よびそのm RN A二次構造の阻止はhGM−C5F様ポリペプチドの産生を
著しく向上させた。
1、イー・コリ宿主の選択および醗酵
同様にλPLプロモータの熱感受性リプレッサ(CI、、)をコードする第2の
プラスミドを有するイー・コリ菌株C600(E、レムート等、ジーン、第22
巻、第103〜113頁(1983))に発現プラスミドp210*を導入した
(第5b図)、さらに、リプレッサが染色体の1部である菌株(下記説明)をも
使用することができた。菌体をリプレッサ活性のための許容温度である28°C
1或いはリプレッサ活性に対する非許容温度である42℃で増殖させることによ
り、転写を制御した。このイー・コリC600宿主菌株を用いた場合、5DS−
PAGE分析で検出しろる程充分な量のhGM−CSFを産生することができな
かった。
次いで1.!1LLp!Rl oユ変異種であるイー・コリ菌株5G936 (
lac (am)、t rp (am)、ph。
(am)、5upC(ts)* rps 1.mal (am)。
(ATCC39624)を試験した。この変異種はIonプロテアーゼの生産が
欠如している。その結果、この菌株並びに1ヱユ変異菌株SG935 (ATC
C39623) 、5G927 (ATCC39627)および5G928 (
ATCC3962B)は、外来蛋白を菌体内へ蓄積する際或いは高温度にて分解
する能力が低下していることを示す(S、A、ゴッフ等、「大腸菌におけるio
n遺伝子の蛋白分解および発現の割合に影響する遺伝子LtpRのヒートショッ
ク制御」、プロシーディング・ナシヨナル・アカデミ−・サイエンス。
tJsA、第81巻、第6647〜6651頁(1984))。
イー・コリ菌株SG936を、標準誘発技術によってプラスミド2101で形質
転換させた。この菌株が調節醗酵条件下でhGM−C3Fを産生する能力を検査
した。形質転換したイー・コリSG936を28℃にて50■/I11のアンピ
シリンと200■/+slのカナマイシンとを含有するし一プロスで約30の光
学密度(650)まで増殖させた。42℃にてヒートショックしかつ余分の培地
を追加した後、菌体を3時間増殖させて収穫した。
醗酵混合物の全菌体部分を種々の時間間隔で:すなわち接種時点、接種してから
4時間後、高温度(42℃)にて誘発してから1時間後および誘発してから3時
間後のそれぞれに5DS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動によってhGM−C
3F産生につき分析した0強力な蛋白バンドが、誘発してから1時間後に出現し
た。誘発した蛋白(見掛は分子!14.500を有する)は、予想した組換えh
GM−C3F蛋白の予想分子量14,574に充分一致した。収穫した後に採取
した部分のh G M −CS F産生を示す染色したゲルの1部につき、密度
計走査を行なった。この走査は、全蛋白の8〜9%がhGM−C3Fであること
を示した。
さらに、他の宿主菌株を、そのhGM−C3Fを産生しかつ蓄積する能力につき
検査した。野性型イー・コリ菌株CおよびBを変異イー・コリ菌株SC936と
比較した。何故なら、変異菌株は増殖が貧弱であるからである。菌株Bのみがh
GM−C5Fにつき陽性であることが判明した。イー・コリBにおけるhGM−
C3Fのこの蓄積は、そのイー・コリ菌株におけるIonプロテアーゼの既知の
低レベルと一致した。したがって、前記高収量は、産生された後の組換え蛋白を
破壊しないtonプロテアーゼ変異株において向上した。
2、単一プラスミドベクター
より好適な実施例において、ヒ)GM−C3Fの産生につき単一のプラスミドベ
クターを作成した。この単一プラスミドは、上記の2−プラスミド系よりも、イ
ー・コリにおけるhGM−C3Fの合成につき幾つかの理由で一層有利である。
第一に、2種の別々のプラスミドは、2種の異なる抗生物質選択をその宿主菌体
の維持に必要とする。一方のプラスミド(210“)は、アンピシリナーゼをそ
の耐性標識として用いた。残念ながら、増殖培地に要求されるアンピシリンは、
ヒト医薬生成物に関し醗酵の際に望ましくない要素である。
さらに、2種のプラスミドの相関的な増殖は一定でなかった。
したがって、一方のプラスミド(p c I 857)によりコードされるリプ
レッサの量は、第2プラスミド(210“)に存在するプロモータコピーの個数
に適合する程一定でなかった。
これらおよびその他の理由で、予め2種のプラスミドにつき見出された全ての要
素を含有する単一プラスミド系を作成した。これらの要素は、ラムダJii(P
L)の左側転写プロモータを含み、次いでMu相のnet−1遺伝子に対するリ
ポソーム結合部位と、成熟ヒトCM−C3F蛋白をコードする改変配列(その前
に翻訳を開始させるメチオニンコドンが存在する)と、ファージT4遺伝子32
からの転写ターミネータと、プラスミドpBR322からのテトラサイクリン耐
性遺伝子と、複製のオリジンと、プラスミドpAT153からの欠失変異体、す
なわちPLの熱不安定性リプレッサをコードするファージλcl遺伝子変異体8
57とが存在した。第7図に示したように、上記プラスミドからのこれら要素を
組合せた。
この単一プラスミドベクターを作成するため、3断片結合を行なった。すなわち
、cI857熱不安定性リプレッサを含有する第1断片を、EcoRIおよびS
a’lIによる切断にかけた後にプラスミド153−PL−T4−hTNFcA
3cts (DSM3460)から分離した。第2断片はプラスミドT4 CA
5 Dra6 HindI[Iから分離した。
これを5alIおよび)iindI[[による切断にかけかつ小さp 210’
)”から分離した。単一のプラスミドベクターp241−8が得られた。
単一のプラスミド系を作成する際の他の重要な要素は、転写ターミネータの導入
であった。このデータが示したところでは、この断片は単一のプラスミドベクタ
ーを安定化させるのに有用である。
上記の高発現系における細菌宿主菌株(SG’936)をさらに変化させて、新
規な単一のプラスミドベクターを使用しうるようにした。5G936に既に存在
するテトラサイクリン耐性を除去した。テトラサイクリンの感受性に関するフザ
リン酸に対するHi苗の選択は、新たな菌株、すなわちA89を与えた。単一の
プラスミドベクター241−8を菌株A89に導入しかつhGM−C3Fの産生
を熱誘発によって開始させた際、hGM−C3Fは全菌体蛋白の8〜10%を構
成し産生させたhGM−C3Fを精製するため、組換体−蛋白−含有のイー・コ
リ菌体をフランスプレスによって溶菌させた。遠心分離し、次いで組換体−hG
M−C3Fを含有する濃密な物質を含んだペレットを0.75Mグアニジウム塩
酸塩と1%ツイーン40と50mM EDTAと0.1 M トリス−HCl
(pH7,5)との可溶化緩衝液で洗浄して、可溶性汚染物を除去した0組換体
−hGM−C3Fをペレットから5mMKH2PO,および6M尿素の緩衝溶液
によって抽出した。
さらに、このhGM−CSFをゲル濾過によってイー・コリから精製し、かつC
−100セフアデツクスカラムの溶出液を光学密度によって追跡した。これを行
なうため、洗浄したベレットをカラムに施した。試料をクロマトグラフにかけ、
かつ溶出液をO,D、280にて監視した。3個のピークが観察された0次いで
、5DS−PAGEによりイー・コリで産生された組換体hGM−C5F含有の
試料を分析し、クーマシー青により染色して結果を可視化させ、そしてf&後の
ピークが予想分子量の単一バンドを生ずることを見出した。
さらに、この最後のピークを逆相HPLC分析によって分■斤したカラム:ブラ
ウンリーRP30.2.1 X 200寵C8゜これは、さらに第3のG−10
0セフアデンクスカラムのピークがほぼ単一の蛋白ピークを示すことを確認した
。ゲル濾過クロマトグラフィーにより生じた他の2つのピークは、それぞれ汚染
物と2量体分子とを示した。
4、生物学的活性分析
上記hGM−C3F発現プラスミドを有する溶菌したイー・コリ菌体の試料を分
析し、かつ骨髄クローン分析およびCML分析を用いて生物学的活性の組換体蛋
白産生につき誘発させた。
最初に、ヒト骨VB81II胞に対する生物学的活性を分析した。
正常なヒト骨髄を密度によってフィコール中で分画し、かつプラスチックに吸収
させて大食細胞を欠失させた(B、バイツおよびW、A、ロビンソン、ジャーナ
ル、セル・フィジオロジー、第76巻、第77〜84頁(1970))、次いで
、骨髄細胞(50,000111i1の細胞)を血清フリーのメチルセルロース
培地またはアガロース培地にて10%牛血清の存在下で増殖させた(J、F、エ
リアソンおよびN、オダルチェンコ、「原始的増血細胞による血清フリー培地で
のコロニー形成」、プロシーディング・ナショナル・アカデミ−・サイエンス。
USA、第82巻、第775〜779頁(1985))、次いで、比較GM−C
5Fと、中外製薬社により供給された部分精製したhGM−C5Fと、組換hG
M−C3Fとの作用を比較し、その際骨VB細胞を種々異なる希釈率にて各C3
Fの存在下で増殖させた。それぞれにつき、2反復で面体懸濁物の11部分を直
径35寵のベトリ皿に塗抹し、かつ各C5Fと共に37℃にて5%CO2,5%
02および90%N2の湿潤雰囲気内で培養した。7日間後および14日間後に
、コロニーを計数した。これらを菌体の寸法およびコロニーの形態に基づいて顆
粒球、大食細胞または混合物として分類した。
成る場合には、さらにゲイムサで染色してコロニーの分類を確認した。この分析
は、原材料と組換材料との両者によるヒト骨髄細胞に対するコロニー形成の濃度
依存性刺戟を示した。
したがって、組換hC,M−C5Fはグリコジル化することなく活性である。
さらに、CML分析を行ってhGM−C3F活性を定量した。この分析は、予め
慢性骨髄白血病(CML)を有する患者の末梢血液から精製された顆粒球に対す
るH3−チミジンの吸収を測定する。細胞調製物は、hGM−C3Fに呼応して
増殖した7%血球を含有した(J、D、グリフイン等、ブランド、第63巻、第
904〜911頁(1984))、これらの菌体(105/ml)を種々の濃度
のGM−CSFと共に48時間培養し、かつH3−チミジン(10,u Ci/
+++1.200 Ci / nモル)を6時間組込んで測定した。1ml当り
1単位は、CM L 8m胞の最高のH3−チミジン組込みの50%を誘発する
。GM−C5Fの存在下におけるこの吸収は、培養時間および細胞の関数に正比
例する。
イー・コリ産生したhGM−C3Fの活性を分析した:(1)p 210’およ
びpc1857を有するSC236菌体の誘発培養物;(2)p210”および
pcI857を有する5c936菌体の非誘発培養物;および(31p P L
m uおよびpc1857を有するSC236菌体の誘発培養物、試料(2)
および(3)と共に培養したCML細胞は、バンクグランドレベルのみのH”−
チミジンを組込んだ、試料(1)と共に培養したCML細胞はH3−チミジン組
込みの希釈率依存性刺戟を示し、活性GM−C3Fの存在を確認した。
5、イー・コリ産生hGM−C3Fの好適精製方法宿主細胞を再編成するため、
イー・コリ菌体(100g)を5倍容量のig¥I液1(100mM燐酸ナトリ
ウムH5mMベンズアミジン−HC1、5mM EDTA ; 0.5 mM弗
化フェニルメチルスルホニル(エタノール中に溶解、IOW/V%);25%蔗
糖;0.17重量%の菌体リゾチーム) (pH=7.0)に懸濁させた。菌体
を氷水浴中で2分間音波処理した後、これらを22℃にて1時間培養した0次い
で、この混合物を4℃まで冷却し、かつフランス圧力セルに16000psiに
て2回通過させた0次いで、粗製ホモゲナイズ物を10.400x g (G
S Aロータ、40分間)で遠心分離し、かつ上澄液を捨てた。ペレットを13
t if液II (0,75Mグアニジウム−HCl、1%(W/V)ツイーン
40を含有しかつ蔗糖とりゾチームとを含有しない以外は緩衝液■と同じ〕にて
90秒間音波処理した0次いで、上記と同様に30分間遠心分離した、得られた
ベレットを85−1の緩衝液1(100mM燐酸ナトリウム; 3M g u
HCI H10rnM 2−メルカプト1り)−ル;1mM EDTA;pl(
−7,0)に熔解させた。この溶液を上記と同様に30分間遠心分離し、かつ上
澄液を超遠心分離に40.00Or p mにて1時間かけた(べ7クマンTi
−45型ロータ)、超遠心分離からの上澄液をセファクリルS−200(5,O
X87cm)のカラムに施こし、このカラムは予め緩衝液■で平衡化させた。ゲ
ル濾過クロマトグラフィーの流速を70a+1/hに維持し、かつ17m1のフ
ラクションを集めた。蛋白の分画をA280n mおよびSDSゲル電気泳動に
よって監視した(12.5%アクリルアミド、クーマシー青染色により可視化し
た蛋白)。
少なくとも80%純度のhGM−C3Fを含有するS−200カラムからのフラ
クションを集め、かつ0.25■/ml(708ml)の蛋白濃度まで緩衝液I
V(15mM燐酸ナトリウム;3M尿素、 pH= 7.53で希釈した。この
物質を、希釈緩衝液に対し、2−メルカプトエタノールの濃度が蛋白濃度の25
%未満になるまで透析した。さらに、最初の透析に際し、弗化フェニルメチルス
ルホニル(0,5mM)を含ませて蛋白分解を防止した。
DTNBを用いてM離スルフヒドリル基に関する分析を介して蛋白の酸化を監視
し、その間同じ緩衝液に対する透析を続けた。これらの条件下で減少する物質の
半減期は約4時間であると判明した。したがって、酸化は18時間後に約95%
完結した。次いで、この物質を5倍容量の30mM燐酸ナトリウムを含有するr
i街重液pH−7,5)に対して2回透析した。得られた溶液を遠心分離しく3
0 m i n、 10.400x g)、かつ上澄液を230mtまで濃縮し
た。
濃縮液を再び上記と同様に遠心分離し、かつ上澄液を予め30mM燐酸塩緩衝液
(pH= 7.5 )で平衡化させたファースト・フローQ (2,6X 15
cm)のカラムに施こした。このカラムを、流出液の吸光度(280nm)が
0になるまで同じ緩衝液で洗浄した。次いで、カラムを燐酸ナトリウムの濃度勾
配(30〜130mM、600X600n+1)で展開させた。
h G M CS Fを含有する15m1のフラクションを、5DS−ゲル電気
泳動によって最も純粋な生成物につき分析した。
これらのフラクションを集めかつ10+nlまで濃縮した。
濃縮した物質を、30mM燐酸ナトリウムと130mMNaC1とで平衡化させ
た(pH= 7.5 )ウルトロゲルACA−54(LKB、 2.6 x90
口)のカラムに施こした。純粋なhGM−C3Fを含有する5mlフラクション
を集めて一80℃で貯蔵した。この精製法を用いて30〜60胃の純蛋白を生成
させ、これは12.5〜25%の収率を示す。
B、酵母において
ヒ)GM−C3Fを高収率で産生させるための発現ベクターを酵母において作成
した。第9および10図は、適当な酵母菌体を形質転換させるために使用した際
hGM−C3Fを高収率で発現した発現ベクターp 528 / 1の作成方法
の一実施例を図示している。
リーダーもしくは酵母アルファ(α)接合因子の単一ペプチドを用いて、酵母で
hGM−C3Fを発現させた。MFα1およびM Fα2として示される2種の
遺伝子が、酵母のα接合因子をコードすると報告されている(J、クリアンおよ
び1.ヘルスコライフッ、「酵母フェロモン遺伝子(MFα)の構造:推定因子
先駆体は成熟α−因子の4種のタンデムコピーを含有する」、セル、第30巻、
第933〜943頁(1982);A、シン等、「サツカロミセス・セルビシー
はα−因子フェロモンをコードする2種の別個の遺伝子を含有する」、ヌクレイ
ンク・アシ7ド・リサーチ、第11巻、第4049〜4063頁(1983))
、MFα1は165個のアミノ酸の先駆体をコードし、α因子の4種のコピーを
含む。これらα因子反復の前に、83個のアミノ酸よりなる分泌リーダ配列が存
在する0分泌リーグと第1反復との間、および各反復間における接合部は次の構
造を有する:(リーグもしくは反復)−17s−arg−(glu/asp−a
la) 2−3− (反復)
融合先駆体の異質蛋白部分からの分泌リーグの最適な開裂は、異質蛋白の第1ア
ミノ酸を一1ys−arg処理部位(第8図参照)の後に挿入した場合に得るこ
とができる。したがって、このα接合因子の信号配列hGM−C3F融合体をベ
クター中に使用した。
1、発現ベクター
発現ベクターを作成するため、hGM−C3Fをコードする2種の異なる遺伝子
を用いた。プラスミドp 210”に存在した遺伝子1はhGM−C5Fをコー
ドするU937−誘導DNA配列を特徴とし、これはそのコード領域の5′末端
が合成オリゴヌクレオチドDNA配列もしくはリンカにより改変されている(第
6図)、プラスミドp208に存在した遺伝子2は、未改変のhGM−CSFコ
ード化配列配列当する。
組換え分子における第1hGM−C3Fコドンの前の位置にNco1部位を挿入
するために、p208をムエtIで切断し、次いでこれをBa131で処理した
0次いで、切断配列をBamHIで制服し、かつ小さい方の異質断片を分離した
(PstlはhGM−C3Fコ一ド配列の上流に位置し、■で切断し、かつdN
TPを充填した(Nco1部位は合成リンカの開始部を標識する)0次いで、こ
の配列をBamHIで制激し、かつ大きい断片を分離した。p2osから採取し
た異質の小さい断片(hGM−C3FをコードするDNA配列を含む)を、p2
10’から採取した大きい方の断片(発現ベクターの残部を含有する)に挿入す
ることにより、1群の組換えプラスミドを作成した(第9図参照)、1種の選択
プラス゛ミドにおいて、この結合はhGM−C3Fコ一ド配列の開始部にNco
I部位を再構成した。
これら2種のGM−C5Fプラスミド(p208 Ba131およびp210
)をNC0Iで切断し、かつS1ヌクレアーゼで処理した(第10図参照)0次
いで、プラスミドをHi n d mによって切断した。原hGM−C3Fコー
ド化配列を含有する小さい方の断片(2088a131の場合)もしくは合成リ
ンカ、並びにh(、M−C5F DNA配列の残部(p210”の場合)を分離
した。
次いで、各h G M −CS Fコード化配列とpMATA21151の大き
い方の5jul−)iindIIIWr片とを含有する断片を用いて、組換えプ
ラスミドp216を作成した。この断片は、M A Tα1遺伝子のプロモータ
と分泌リーグとを含有する。この断片を作成するため、最初にMFα1をコード
するDNA配列を酵母のゲノム保存物から分離し、その際MFα1の公知配列に
したがって合成したMFα1先駆体((5’ )GTA CAT TGG TT
G G/GCCG/A/TGC,(3’ ))のアミノ酸97−102に対応す
るオリゴヌクレオチドプローブを用いた(K、A、ナスミスおよびS、1.リー
ド、「酵母における相補化による遺伝子の分離:セル−サイクル遺伝子の分子ク
ローン化」、プロシーディング・ナショナル・アカデミ−・サイエンス、USA
。
第77巻、第2119〜2123頁(1980))。
ってpUc1B中へサブクローン化させた。得られたプラスミド(p 220/
3)をプライマ突然変異(B、A、ウーストラ等、「部位指向性突然変異により
プローブされたポリオーマ・ウィルス中間−T抗原の形質転換活性」、ネイチャ
ー、第304巻、第456〜459頁(1983))により突然変異させて、−
1ys−arg開裂に相当する位置に5jul部位を導入した。さらに、独特の
Nco1部位から出発する合成SMCJ伝子を持った500bpHindIff
断片CG。
ブエル等、「ソマトメジン−C(ICF−1)をコードする合成遺伝子のイー・
コリにおける発現の最適化」、ヌクレイツク・フレンド・リサーチ、第13巻、
第1923〜1938頁(1985))をp220/3の)(indOI部位に
挿入した。この作成の結果、hGM−C3Fコ一ド化配列の第1コドン(Ala
)に結合されたMFα1の分泌リーグを有するプラスミド(p 216)を得た
0次いで、EC0RI−Hi n d m断片におけるMFαl/hGM−C5
F遺伝子融合体を、イー・コリおよび酵母に対する複製のオリジン(o r i
:複製の2オリジン)並びに両微生物に対する選択性標識(イー・コリ:β−
ラクタマーゼ;酵母:URA3)を有する発現ベクターp 160 / 1に移
した。
MFα1→−hGM−C5F
(5’ ) 、、、AAA AGA GCA CCC,、、(3’ ) MFα
1/208担311ys arg ala pr。
(5″) 、、、AAA xcAtccACCA 、、、(3’ ) MFα1
/210“−恒■呈開裂
組換えプラスミドp216をEcoRIおよびHi ndIIIによって切断し
、かつMFo:l/hGM−C3F融合体を含有する小さい断片を分離した。こ
の断片を、イー・コリに対する複製のオリジンと酵母URA3遺伝子と2μサー
クルの複製のオリジンとAR3Iの複製のオリジン(酵母染色体とは独立して酵
母菌体で複製を可能にする自己複製配列)とPYKI (PUR)の上流領域と
を有する発現ベクターp160/I (D、T、スティンコム等、「酵母染色体
レプ第39〜43頁(1979))に移した。
p208 Ba131のDNA配列(すなわち、標準cDNA配列)を用いて得
られたプラスミドを、プラスミド52 B/1と命名した。p210”のDNA
配列(すなわち、5′改改変列)を用いて得られたプラスミドを、プラスミド5
25/2と命名した。さらに、第3の発現プラスミドータがpMATA2115
1のMFα1プロモータを置換しかつ高コピー数ベクター(JDB207)を基
礎ベクターとして使用した(J、D、ベッグス、「多重コピー酵母ベクター」、
モレキュラ・ジェネティソクス・イン・イースト、アルフレンド・ベンゾン・シ
ンポジウム16、D、パン・ウェットスタイン、J、フライス、M、キーランド
−プラントおヨヒステンデラップ編、ムンクスガルト、コペンハーゲン(198
1))、このベクターにおけるLEU2遺伝子の低発現は、選択培地にて増殖を
可能にするには形質転換体における高コピー数を必要とする(E、エアハルトお
よびE、P。
ホーレンベルク、ジャーナル・バタテリオロジー、第156巻、第625〜63
5頁(1983))。
2、発現の結果
hGM−C3F発現プラスミドをサツカロミセス・セルビ二3)(E、ジョーン
ス、カーネギ−メロン大学から入手〕に形質転換させた。この形質転換体をrS
DJ培地(F、ジャーマン等、「メソフズ・イン・イースト・ジェネティクソス
」、コールド・スプリング・ハーバ−・ラボラトリ−、コールド・スプリング・
ハーバ−1N、Y、(1981))で増殖させ、この培地はトリプトファンおよ
びロイシン(プラスミドp525/2およびp 528/1)またはトリプトフ
ァンおよびウラシル(p545/1)を含有し、増殖は2の光学密度(600+
n)まで行なった。これらの培養物を用いて、4%カザミノ酸とトリプトファン
とを含有するSD−培地よりなる「産生培地」に接種した(接種量は産生培地の
最終容積の10%とした)、増殖の間の適当な時間間隔にて0.5mlの培養物
を微小遠心分離器でペレット化させ、次いで菌体ペレットをSDS試料緩衝液中
で5分間煮沸することにより初期培養容積の1710に再溶解させた(U、に、
レムリ、「バクテリオファージT4のヘッドを結合させる際の構成蛋白の開裂」
、ネイチャー、第227巻、第680〜685頁(1970))、次いで、産生
した蛋白をニトロセルロースにブロア)し、かつhGM−C5Fに対する抗体で
プローブしくウェスタンプロット技術)またはコンカナバリンAでプローブした
(J、C,S、フレフグ、「コンカナバリンAおよびペルオキシダーゼを用いる
電気泳動分離した蛋白混合物のニトロセルロース移動におけるグリコ蛋白の検出
:アレナウイルスおよびフラボウィルス蛋白に対する使用」、アナリチカル・バ
イオケミストリー、第127巻、第389〜394頁(1982))。
実現された絶対的発現レベルは次の通りであった(oD60o、rLWLloに
おける測定) (mg/jり ニブラスミド 培地 菌体
p525/2 10 5
p545/1 20 8
p52B/1 < 0.1 < 0.15′改変hGM−C3F遺伝子を使用し
た2種の構造のみが高レベルのh C,M −CS Fを発現したが、天然cD
NA配列を用いた構造は発現しなかったという事実は、分泌先駆体をコードする
m RN Aの構造が遺伝子発現に顕著に影響を及ぼすことを示している。恐ら
く、p528/1におけるmRNAの望ましくない構造は、その翻訳を著しく阻
害する。
この作用は、細菌発現におけるATG開始コドンの近傍におけるmRNA二次構
造の観察された作用〔ブエル等、上記〕とは相違している。何故なら、プラスミ
ドp525/2およびp 545 / 1でコードされたmRNAにおける改変
DNA範囲が、240塩基対によりATG開始コドンから分離しているからであ
る。
上記結果から示されるように、産生された全hGM−C3Fの70〜80%が培
地中に分泌される。この分泌されたhGM−CSFは3種の主たる形態で生じた
:(al 非グリコジル化型(14,5k d ) 、この形態は全分泌hGM
−CSFの約10%を占める。この分子の寸法はグリコジル化されていない原h
GM−CSFに正確に一致し、これは分泌リーグが正確に処理されてAla P
roで開始するhGM−CSFを生成することを示している。
(bl 低分子量のグリコジル化型(18kd)、この形態は全分泌h(1,M
−C3Fの5%までを占める。原hGM−CSFはグリコジル化されている。h
GM−C5F蛋白配列は、N−結合のグリコジル化に関する2つの潜在的部位を
有する〔ウオング等、サイエンス、第228巻、第810〜815頁(1985
))。18kd型の寸法は両潜在的グリコジル化部位のそれぞれに結合した2個
のコアグリコジル側鎖の存在、或いは一方のみのグリコジル化部位に結合した延
長コアグリコジル連鎖の存在のいずれかに一致した。
(C1高分子量のグリコジル化型(約43kd)、この形態は全分泌hGM−C
SFの80〜90%を占める。
上記グリコジル化hGM−C3F型のエンドグリコシダーゼHによる処理はその
分子量を約14.5k dまで低下させ、このことは全グリコジル側鎖が蛋白骨
格にN−結合したことをびに高コピーベクター(発現プラスミドp545/1)
の使用は、hGM−CSF発現を約2倍向上させた。しかしながら、培地におけ
るグリコジル化型の量は増大したが、培地における非グリコジル化型の増加は観
察されなかった。寧ろ、2〜3倍多い非グリコジル化型hGM−C3Fは菌体結
合し°ζおり、このことは熔解性が培地におけるhGM−C3Fの量を制約しう
ろことを示している。
hGM C3Fを産生する酵母菌体の培養物の上澄液を、生物学的活性につき試
験した。上記骨髄クローン分析において、酵母分泌したhGM−C3Fは投与量
に依存してコロニー形成を刺戟した。同様に、上記CML分析は酵母産生される
hGM−C3Fに対し投与量依存性の反応を示した。
天然hGM−C3Fは分子量約22kdのグリコ蛋白であることが知られている
CG、G、ウオング等、サイエンス、第228巻、上記〕。ポリペプチド鎖には
位置27および37に2個のアスパラギン残基が存在し、これらはN−結合グリ
コシル化(Asn−X−Thr/5er)に対する潜在的部位である。したがっ
て、組換え技術で産生したh GM−CS Fは動物細胞で産生されかつグリコ
ジル化されて生物学的に活性となると思われた。hGM−C3Fを細菌菌体で産
生させる場合には、第2のグリコジル化工程が活性を付与するのに必要であると
思われた。この推定に反し、非グリコジル化hGM−C3Fはグリコジル化hG
M−C5Fよりも予想外に高い比活性を有することを突き止めた。すなわち、こ
の種の非グリコジル化hGM−C3Fは本発明の重要な部分である0本明細書に
示したように、これらのhGM−C3Fは少なくともlXl0”単位/■の比活
性を有する。
この種の脱グリコジル化したhcM−csmは、数種、の方法で産生ずることが
できる。たとえば、これらは産生ずる蛋白をグリコジル化しないような細菌菌体
において産生させることができる。たとえば、ポリペプチド鎖がイー・コリによ
って産生される場合、これは結合炭水化物を含有せず、かつ14.5k dの分
子量を有する。
さらに、これらの非グリコジル化ポリペプチドは、酵母もしくは動物細胞で産生
された蛋白を脱グリコジル化しても産生させることができる。たとえば、上記の
ように(onA−クロマトグラフィーおよびゲル濾過を用いて酵母菌体で産生さ
せたhGM−C5Fの高分子量フラクション(MW50〜70kd)を分離した
。さらに、トランスフェクトした支那ハムスター卵巣(CHO)細胞を10%胎
児牛血清含有培地で3日間増殖させることによりhGM−C3Fを動物細胞で産
生させた。U937菌体から分離したhGM−C3F遺伝子を有するベクターに
よりトランスフェクトして誘導したCHO−細胞クローンを用いた。転写は、S
V40の早期およびアデノウィルスの主後期プロモータで促進させた。遺伝子増
殖はメトトレキセート選択で行なった。免疫−およびレクチン−クロマトグラフ
ィーに続くゲル濾過によって、高分子量フラクション(MW26〜30kd)を
分離した。
次いで、分離したフラクションをエンド−およびエキソ−グリコ゛シダーゼの混
合物で脱グリコジル化した。高分子量フラクションの脱グリコジル化は、免疫プ
ロットによって確認された。切断フラクションは、イー・コリ産生したhGM−
C3Fにつき観察された分子量(すなわち14.5k d )に近い分子量の低
下を示した。
競合放射免疫分析(RIA)を用いてhGM−C3F遺伝子度を測定し、その際
トレーサとしてl IZ’5 標識したイー・コリ誘4hGM−C5Fと、スタ
フィロコッカス・アウレウス菌体に固定された抗hGM−C3Fとを用いた。続
いて行なったCMLおよびBMC*髄分析は上記した通りである。
脱グリコジル化分析の結果を下記第1表に要約する:A、@乳動物hGM−CS
F
切断前 230ng /+nl O,4XIO’ U /mg O,2Xl03
U /+ng切断後 600ng /ml 3.2 XIO’ U /mg 2
.3 XIO” U /mgB、酵母hGM−C5F
切断前 0.05mg/ ml 1.2 X 10’ U /nv 0.25X
10” U /nv切断後 0.20rg10+1 9.5 XIO’ U
/mg 3.8 xlO” U /1gC,イー・コリhGM−CSF
−2X10”U/■ 1.8 x 10’ U /■これらの結果は、炭水化物
を全く含まずに産生したイー・コリ誘導のhGM−C3Fまたは脱グリコジル化
した酵母もしくは動物細胞誘導のhGM−C3Fが、グリコジル化された天然h
GM−CSFよりも臨床用途に対し優れていることを示している。
本発明の方法で作成した微生物および組換えDNA分子は、西ドイツ・ゲッチン
ゲンD−3400・グリシエバッハシュトラッセ8在のドイツチェ・ザンムルン
ク・ホン・ミクロオルガニスムに1985年9月2日付けで寄託しかつB84゜
B85.B102およびYE464として同定された培養物、並びに1986年
10月4日付けで寄託しかつB111(p241−8)として同定された培養物
により例示される。
A、イー・コリ K12 (p210ネ)B、イー・コリ 5G936 (p2
10”)およびpc1C,イー・コリ K12 (P210”−5637)D、
酵母菌株 S、セルビシーBJ1991 (p525/2)E、イー・コリ A
89 (p241)DSM3474.DSM3475.DSM3465およびD
SM3869が付与されている。
以上、本発明の多数の実施例につき説明したが、この基本構成を改変して本発明
の方法および組成物を使用する他の実施例を提供することもできる。したがって
、本発明の範囲は上記に例示した特定実施例のみに限定されず、寧ろ請求の範囲
により規定すべきであることが了解されよう。
a、(L ola pro alo arg ser pro sar pro
ser fhr glnO,口、 9ro lrp 91u his vol
asn olo ileMFccl hGM−C5F
手続補正書彷力
昭和63年 2月2日
Claims (17)
- 1.ヒト顆粒球−マクロファージコロニーの刺激因子(hGM−CSF)一様ポ リペプチドをコード化するDNA配列から成る組換型DNA分子において、ポリ ペプチドをコード化する前記DNA配列は5′末端変更を特徴としかつ分子中の 発現制御配列に作用的に結合され、前記変更はhGM−CSFをコードする自然 DNA配列よりも高い収率で前記ポリペプチドを生産させる組換型DNA分子。
- 2.5′変更は、式:【配列があります】、及び【配列があります】からなる配 列から選択される請求の範囲第1項記載の組換型DNA分子。
- 3.前記発現制御配列は、lacシステム、β−ラクタマーゼシステム、trp システム、tacシステム、trcシステム、ファージλの主オペレータ並びに プロモータ部位、fdコート蛋白、3−ホスホグリセリン酸キナーゼ又は他のグ ルコース分解酵素、リン酸塩のプロモータ、イーストα−交配因子、及び原核生 物又は真核生物の微生物細胞並びにこれらのウイルス及びこれらの組合せからな る遺伝子の発現を制御する他の配列から成る群から選択される請求の範囲第1項 又は第2項記載の組換型DNA分子。
- 4.p210*、p210*−5637、p241−8、p525/2、及びp 545/1から成る群から選択される請求の範囲第1項記載の組換型DNA分子 。
- 5.請求の範囲第1項〜第4項のいずれか1項に記載の少なくとも1つの組換型 DNA分子で転換された微生物宿主。
- 6.イー.コリSG936、イー.コリSG935、イー.コリSG928、イ ー.コリSG927、イー.コリA89及びlon変異株でありかつ低レベルの lonプロテアーゼの生産で特徴ずけられる他のイー.コリ株から成る微生物宿 主の群から選択される請求の範囲第5項記載の微生物宿主。
- 7.微生物がサッカロミケスセレビシエ(BJ1991)である請求の範囲第5 項記載の微生物宿主。
- 8.請求の範囲第1項〜第4項のいずれか1項に記載の組換型DNA分子で転換 された微生物宿主を培養する工程から成るヒト顆粒球−マクロファージコロニー の刺激因子(hGM−CSF)一様ポリペプチドの製造方法。
- 9.前記hGM−CSF一様ポリペプチドは式:【配列があります】、 【配列があります】 を有するポリペプチドから選択され、かつDNA配列により遺伝情報を指定され たポリペプチドはhGM−CSFをコードするDNA配列の5′末端変更により 特徴ずけられ、前記変更はhGM−CSFをコードする自然DNA配列よりも前 記ポリペプチドを高い収率で生産させる請求の範囲第8項記載の方法。
- 10.微生物宿主はイー.コリSG936、イー.コリSG935、イー.コリ SG928、イー.コリSG927、イー.コリA89及びlon変異株であり かつ低レベルのlonプロテアーゼの生産で特徴ずけられる他のイー.コリ株か ら成る群から選択される請求の範囲第8項記載の方法。
- 11.微生物宿主がサッカロミケスセレビシエ(BJ1991)である請求の範 囲第8項記載の方法。
- 12.ポリペプチドが少なくとも1×108単位/mgの比活性を有するグリコ シル基化されないhGM−CSF一様のポリペプチド。
- 13.前記ポリペプチドをコードするDNA配列で転換された細菌宿主を培養す る工程から成る方法により生産された請求の範囲第12項記載のhGM−CSF 一様のポリペプチド。
- 14.前記ポリペプチドをコードするDNA配列で転換された真核生物宿主を培 養する工程から成る方法で生産された請求の範囲第12項記載のhGM−CSF 一様のポリペプチド。
- 15.請求の範囲第8項〜第11項のいずれか1項に記載の方法により生産され かつ顆粒球とマクロファージの生成を刺激するのに有効な量のポリペプチドと薬 学的に許容される担体とから成る薬剤組成物。
- 16.請求の範囲第12項〜第14項のいずれか1項に規定されかつ顆粒球とマ クロファージの生成を刺激するのに有効な量のhGM−CSF一様のポリペプチ ドと桑学的に許容される担体とから成る薬剤組成物。
- 17.免疫弱化したヒトを請求の範囲第15項又は第16項に規定の薬剤組成物 で治療する過程から成る通性感染の可能性を削減する方法。
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