JPWO2008018562A1 - 糖鎖修飾された抗体等有用タンパク質のトランスジェニックニワトリ卵黄への生産 - Google Patents
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Abstract
外来性タンパク質を生産するあらゆる方法がこれまで開示されてきたが、タンパク質によっては、修飾される糖鎖構造の違いから本来の効果が得られないことがあった。これを解消するために、ヒトの糖鎖構造と同等もしくは類似している糖鎖構造を有する外来性タンパク質を生産する方法が必要とされている。トランスジェニック鳥類特にニワトリの卵黄中に蓄積される外来性タンパク質は、ヒトの糖鎖構造と同等もしくは類似した糖鎖構造を有するため、これを用いると高い生理活性を持ったヒト医薬品タンパク質を大量に生産することが可能となる。
Description
本発明は、外来性融合タンパク質遺伝子が導入されたトランスジェニック鳥類またはその子孫由来の卵黄中に該外来性融合タンパク質を蓄積させ、それを分離することよりなる糖鎖付加融合タンパク質の生産方法に関する。さらに詳しくは、卵黄中に蓄積した該外来性融合タンパク質が、ヒトの糖鎖構造と同等もしくは類似している糖鎖構造を有することを特徴とする糖鎖付加融合タンパク質の生産方法に関する。
遺伝子組換え技術の発展により、数多くの生理活性タンパク質が工業生産され、医薬品などの用途に用いられるようになった。
一般に組換え技術を用いた有用タンパク質の多量生産には、大腸菌などの原核生物を利用する系、酵母などの真核生物を利用する系が知られており、ある種の単純な構造を持つタンパク質については成功を収めている。さらに、哺乳動物又は昆虫の培養細胞を利用する系が広く利用されている。しかしながら、これらには以下に述べるような問題点があることも知られている。
一般に組換え技術を用いた有用タンパク質の多量生産には、大腸菌などの原核生物を利用する系、酵母などの真核生物を利用する系が知られており、ある種の単純な構造を持つタンパク質については成功を収めている。さらに、哺乳動物又は昆虫の培養細胞を利用する系が広く利用されている。しかしながら、これらには以下に述べるような問題点があることも知られている。
まず、大腸菌等の原核生物を用いた系では、多量体形成及び/又は糖鎖付加といった翻訳後修飾が正確に行われないという問題点が知られている。また、酵母を利用した系についても翻訳後修飾が不完全であり、生じたタンパク質が必ずしも本来の機能を有しない場合があることが指摘されている。真核生物の培養細胞を用いた系としては昆虫細胞を用いる系、哺乳動物の培養細胞を用いる系があるが、昆虫細胞においては付加される糖鎖の構造が他の生物種と大きく異なるという問題点があり、哺乳動物の培養細胞は、その維持管理に労力と多大な費用を必要とするにも関わらず外来性タンパク質の産生量に限界がある。
これらの問題を克服するために、動物工場が注目されてきた。遺伝子導入(トランスジェニック)動物を用いて目的タンパク質を生産する技術である。ヤギやヒツジやウシ等を用いたトランスジェニック哺乳類を作製し、その乳汁中に目的タンパク質を生産させる方法が試みられてきた。目的タンパク質にもよるが、抗体が乳汁中に10mg/ml発現したという報告もある(非特許文献1参照)。しかし、この方法にも、牛海綿症脳症(BSE)の問題や利用可能な哺乳類の個体が大きく生産、飼育、管理が大変であること、性成熟の期間がヤギやヒツジで8ヶ月、ウシでは15ヶ月と長いこと等の問題がある。
そこで、トランスジェニック鳥類を用いて卵中に目的タンパク質を発現させる方法が検討されている。この方法は、卵の生産性の高さや、BSE問題が存在しないこと、性成熟の期間がニワトリで5ヶ月と短いこと、個体が小さいため大量の個体の飼育が可能であること、人工授精法が確立しており大規模のトランスジェニック群を急速に育成可能であること、一般に卵の中が自然に無菌であること等の利点が挙げられる。
哺乳類の抗体には、IgM、IgD、IgG、IgA、IgEの5種類のクラスが存在することが明らかとなっているが、ヒトの各種疾患の診断、予防及び治療には、血中半減期が長く、各種エフェクター機能を有する等の機能特性からヒトIgGクラスの抗体が主として利用されている。特に抗体のエフェクター機能である抗体依存性細胞障害活性(ADCC活性)や補体依存性細胞障害活性(CDC活性)がIgG1サブクラスの抗体でもっとも高いことから(非特許文献2参照)、リツキサンやハーセプチンをはじめとするその効果発現に高いエフェクター機能を必要とする抗腫瘍ヒト化抗体のほとんどはヒトIgG1サブクラスの抗体である。
一般に糖タンパク質を修飾する糖鎖は、生物種によってその糖鎖構造が異なるため、糖タンパク質の作用は種特異性があることが知られている。したがって、それぞれの種に最適な有用タンパク質を安価かつ大量に生産する方法の開発が望まれている。つまり、ヒトへの医薬品を産生するためにはその糖鎖構造がヒト型である必要がある。
一般に糖タンパク質を修飾する糖鎖は、生物種によってその糖鎖構造が異なるため、糖タンパク質の作用は種特異性があることが知られている。したがって、それぞれの種に最適な有用タンパク質を安価かつ大量に生産する方法の開発が望まれている。つまり、ヒトへの医薬品を産生するためにはその糖鎖構造がヒト型である必要がある。
シアル酸はN−アセチルノイラミン酸が最も多く、ついでN−グリコリルノイラミン酸が占めている。非特許文献3では、精製したヒトIgG及びニワトリIgGの修飾糖鎖末端のシアル酸が他動物のIgGとは違い、N−アセチルノイラミン酸のみで構成されていることが示されている。また、ニワトリIgGにフコースが付加されていないため高いADCC活性を持つことが示唆されている。
一方で、ニワトリ卵白中に産生された外来性モノクローナル抗体の糖鎖構造にはシアル酸が含まれず、血中安定性が低いことが示されている(非特許文献4参照)。
また、無細胞系を用いて糖鎖を人工的に付加させる方法が開示されているが、大量に生産可能なトランスジェニック動物法とは全く異なるものである(特許文献1参照)。
さらに細胞を遺伝子変換して、ヒト糖鎖と同等な糖鎖を付加させる方法もある(非特許文献5参照)が、大量に生産可能なトランスジェニック動物法とは全く異なるものである。
特開2002−238595号公報
Trends Biotechnol.1999 Sep;17(9):367−74
Chemical Immunology,65,88,1997
Glycobiology vol.10 no.5 pp477−486,2000
Nat.Biotechnol.2005 Sep;23(9):1159−69
Biochem.J.1999,338,529−538
また、無細胞系を用いて糖鎖を人工的に付加させる方法が開示されているが、大量に生産可能なトランスジェニック動物法とは全く異なるものである(特許文献1参照)。
さらに細胞を遺伝子変換して、ヒト糖鎖と同等な糖鎖を付加させる方法もある(非特許文献5参照)が、大量に生産可能なトランスジェニック動物法とは全く異なるものである。
外来性タンパク質を生産するあらゆる方法がこれまで開示されてきたが、タンパク質によっては、修飾される糖鎖構造の違いから本来の効果が得られないことがあった。
これを解消するために、ヒトの糖鎖構造と同等もしくは類似している糖鎖構造を有する外来性タンパク質を生産する方法が必要とされている。
これを解消するために、ヒトの糖鎖構造と同等もしくは類似している糖鎖構造を有する外来性タンパク質を生産する方法が必要とされている。
生産する外来性タンパク質が高い生理活性を持ったヒト用医薬品タンパク質となるためには、糖鎖構造がヒトの糖鎖構造と同等もしくは類似している糖鎖を持たなければならない。
本発明者らは鋭意検討を重ねた結果、トランスジェニック鳥類卵黄中に蓄積した外来性タンパク質が、ヒトの糖鎖構造と同等もしくは類似している糖鎖を有していることを見出した。
よって、本発明が提供するのは、以下のとおりである。
(1)外来性融合タンパク質遺伝子が導入されたトランスジェニック鳥類またはその子孫由来の卵黄中に該外来性融合タンパク質を蓄積させ、それを分離することを特徴とする糖鎖付加融合タンパク質の生産方法。
(2)外来性融合タンパク質が、ヒト免疫グロブリンの定常領域との融合タンパク質であることを特徴とする(1)記載の糖鎖付加融合タンパク質の生産方法。
(3)外来性融合タンパク質が、TNFレセプターとヒト免疫グロブリンの定常領域との融合タンパク質であることを特徴とする(1)記載の糖鎖付加融合タンパク質の生産方法。
(4)卵黄中に蓄積した外来性融合タンパク質を、プロテインカラムを用いて分離精製することを特徴とする(1)記載の糖鎖付加融合タンパク質の生産方法。
(5)(1)〜(4)のいずれか1項記載の方法によって得られる糖鎖付加融合タンパク質。
(6)糖鎖全体の5パーセント以上がモノシアル酸を有する糖鎖であることを特徴とする(5)記載の糖鎖付加融合タンパク質。
本発明者らは鋭意検討を重ねた結果、トランスジェニック鳥類卵黄中に蓄積した外来性タンパク質が、ヒトの糖鎖構造と同等もしくは類似している糖鎖を有していることを見出した。
よって、本発明が提供するのは、以下のとおりである。
(1)外来性融合タンパク質遺伝子が導入されたトランスジェニック鳥類またはその子孫由来の卵黄中に該外来性融合タンパク質を蓄積させ、それを分離することを特徴とする糖鎖付加融合タンパク質の生産方法。
(2)外来性融合タンパク質が、ヒト免疫グロブリンの定常領域との融合タンパク質であることを特徴とする(1)記載の糖鎖付加融合タンパク質の生産方法。
(3)外来性融合タンパク質が、TNFレセプターとヒト免疫グロブリンの定常領域との融合タンパク質であることを特徴とする(1)記載の糖鎖付加融合タンパク質の生産方法。
(4)卵黄中に蓄積した外来性融合タンパク質を、プロテインカラムを用いて分離精製することを特徴とする(1)記載の糖鎖付加融合タンパク質の生産方法。
(5)(1)〜(4)のいずれか1項記載の方法によって得られる糖鎖付加融合タンパク質。
(6)糖鎖全体の5パーセント以上がモノシアル酸を有する糖鎖であることを特徴とする(5)記載の糖鎖付加融合タンパク質。
以下に本発明を詳細に述べる。
本発明の糖鎖付加融合タンパク質の生産方法は、外来性融合タンパク質遺伝子が導入されたトランスジェニック鳥類またはその子孫由来の卵黄中に産生される該外来性融合タンパク質が、ヒトの糖鎖構造と同等もしくは類似している糖鎖を有することを特徴とする。
本発明で用いられるトランスジェニック鳥類の作製法は、本発明者らによってすでに確立されているが(国際公開第04/016081号パンフレット)、これに限定せず、ありとあらゆる公知の方法を用いることができる。
本発明の糖鎖付加融合タンパク質の生産方法は、外来性融合タンパク質遺伝子が導入されたトランスジェニック鳥類またはその子孫由来の卵黄中に産生される該外来性融合タンパク質が、ヒトの糖鎖構造と同等もしくは類似している糖鎖を有することを特徴とする。
本発明で用いられるトランスジェニック鳥類の作製法は、本発明者らによってすでに確立されているが(国際公開第04/016081号パンフレット)、これに限定せず、ありとあらゆる公知の方法を用いることができる。
生殖細胞に外来性融合タンパク質遺伝子を保有するG0トランスジェニックキメラ鳥類を、野生型鳥類、G0トランスジェニックキメラ鳥類又はその子孫と交配させ、孵化した雛を選別することによってG1トランスジェニック鳥類を得ることができる。G1トランスジェニック鳥類は血液、体細胞、精子もしくは卵由来のDNAやRNAをPCR法等によって調べることによって体細胞や生殖細胞への遺伝子導入の確認をすることができる。また、遺伝子導入した外来性融合タンパク質の発現からも判断できる。該タンパク質の発現はELISA法や電気泳動法、活性測定等によって調べることができる。
G2以降の世代のトランスジェニック鳥類は、G1トランスジェニック鳥類を交配させることによって作製される。交配型はG1トランスジェニックオスと野生型メス、G1トランスジェニックメスと野生型オス、G1トランスジェニックのオスとメス等が考えられ、さらに子孫とその親による戻し交配も可能である。なかでもG1オスと野生型メスの交配は、1羽のG1オスに対し、複数の野生型メスを交配させることができるため、効率の点から好ましい。
本発明で使用する鳥類としては、特に限定されないが、家畜として利用可能な家禽鳥類であることが好ましい。家禽鳥類としては、ニワトリ、七面鳥、カモ、ダチョウ、ウズラ、アヒル等を挙げることができる。なかでもニワトリは入手が容易で、産卵種としても多産であり、卵も大きく大量飼育法が確立しており、ワクチン等の生産でその安全性が証明されているため特に好ましい。
本発明の外来性融合タンパク質は、特に限定されず、例えばヒトモノクローナル抗体など遺伝子産業上有用な抗体、酵素、成長因子、サイトカイン等を融合させた融合タンパク質等が挙げられる。特に糖タンパク質でその活性に糖鎖が重要視されるタンパク質が好ましい。なかでも、ヒト免疫グロブリンの定常領域との融合タンパク質であるのが好ましく、TNFレセプターとヒト免疫グロブリンの定常領域との融合タンパク質であるTNFR−Fcであるのが特に好ましい。外来性融合タンパク質としてTNFR−Fcを用いた場合、卵白に生産される50倍以上の目的タンパク質を卵黄中に蓄積させることができる。
また、外来性融合タンパク質としては、近年の遺伝子工学の発展により生産が可能となった遺伝子組換え抗体でも特にヒト化抗体、キメラ抗体が好ましいが、これに限定しない。ここで言うヒト化抗体とは、抗体の抗原認識に機能するアミノ酸配列領域以外をヒトが通常産生する抗体配列とした抗体を指す。ここで言うキメラ抗体とは、ある動物内で生産される抗体の一部を、異種の動物が産生する抗体の相当領域に置き換えた抗体を指す。置き換える領域としては特に限定しないが、血中安定性の観点から、ヒトが通常産生する抗体の定常領域であることが好ましい。本発明では、卵中の蓄積がよいことから、ヒトIgGクラスの定常領域を持つ抗体の遺伝子で、特にヒトIgG1のサブクラスの定常領域を持つ抗体の遺伝子を用いたが、これに限定しない。ヒトIgG1のサブクラスの定常領域を持つ抗体としては、例えば抗CD2ヒトIgG抗体等が挙げられる。
医療用組換え抗体には、低分子抗体と称される一群がある。免疫グロブリンIgGには直接抗原と結合する可変領域(Fv:Fragment of variable region)と呼ばれるVH、VLのヘテロ二量体からなるドメインがあり、このFvドメインはIgGの約5分の1の分子量でありながら、単独で十分な抗原結合能を持つ。VH、VLドメイン間を人工的にペプチドリンカーで結合したものが1本鎖抗体(scFv:single chain Fv)と呼ばれる低分子抗体で、VH、VL単独よりも安定性が向上することが知られていた。
Powersら(Powers,D.Bら(2000)J Immunol Method.251,123)は、このscFvにヒトIgG1に由来するFc部を融合させることで、血中での安定性が増すことを見出した。このscFv−Fc抗体は医療用として有用と考えられるが、安価な大量生産システムである大腸菌では生産されない。
上記scFv−Fc抗体も、本発明の生産方法で得られる外来性融合タンパク質として好ましいものである。
上記scFv−Fc抗体も、本発明の生産方法で得られる外来性融合タンパク質として好ましいものである。
G0トランスジェニックキメラ鳥類作製時に、上記外来性融合タンパク質遺伝子を導入すれば、生理活性が糖鎖修飾の有無、糖鎖修飾の種類により決まるタンパク質の生理活性をより高められ、生産が困難だった抗体医薬品やタンパク質を安価に大量に生産できる。
本発明の卵黄中に蓄積する糖鎖付加融合タンパク質は、それが有する糖鎖構造に特徴を持つ。糖鎖で修飾された糖タンパク質をヒトへの医薬品とする場合、その糖鎖構造がヒトの糖鎖構造と同等もしくは類似していない場合、効果の減少及び/又は消失が起こり、さらにはアレルギー等の投薬副作用の原因にもなりかねない。
すなわち、当該タンパク質がヒトの糖鎖構造と同等もしくは類似している糖鎖構造を持つことにより、医薬品で問題となる血中安定性を高めることや、シグナル的作用を強調して標的細胞あるいは標的臓器への取り込みを促進させること、また、本来付与された生理活性を増大させること、さらには新たな生理活性の付与なども期待することができる。
本発明の卵黄中に蓄積する糖鎖付加融合タンパク質は、それが有する糖鎖構造に特徴を持つ。糖鎖で修飾された糖タンパク質をヒトへの医薬品とする場合、その糖鎖構造がヒトの糖鎖構造と同等もしくは類似していない場合、効果の減少及び/又は消失が起こり、さらにはアレルギー等の投薬副作用の原因にもなりかねない。
すなわち、当該タンパク質がヒトの糖鎖構造と同等もしくは類似している糖鎖構造を持つことにより、医薬品で問題となる血中安定性を高めることや、シグナル的作用を強調して標的細胞あるいは標的臓器への取り込みを促進させること、また、本来付与された生理活性を増大させること、さらには新たな生理活性の付与なども期待することができる。
糖タンパク質糖鎖の体内における挙動に最も関与しているのは、糖鎖非還元末端(糖タンパク質に結合していない末端)のシアル酸であり、このシアル酸が除去されたアシアロ糖タンパク質は肝臓に認識されて取り込まれ、血中から速やかに消失することがAshwell,Morellら(Adv.Enzymd.,41,99,1974)によってすでに報告されている。医薬品の体内における薬効は一般に有効血中濃度を維持することが重要であるため、従来のこの知見からの応用は、糖タンパク質のアシアロ化を防いで肝臓での取り込みを制御し、体内循環における半減期を延長させようとする試みであった。
本発明者らは、本発明のトランスジェニック鳥類またはその子孫由来の卵中に産生される外来性融合タンパク質で、特に卵黄中に産生される外来性融合タンパク質がシアル酸を含む糖鎖で修飾されていることを見出した。また、ニワトリIgGに付加される糖鎖のシアル酸は、ヒトの糖鎖と同様にN−アセチルノイラミン酸のみで構成されていることがすでに報告されている(Glycobiology vol.10 no.5 pp477−486,2000)ことと、卵黄中に蓄積する外来性融合タンパク質は、トランスジェニック鳥類の全組織で発現したタンパク質が、血流にのって卵黄へ移行したものであることから、全組織のいずれかにはヒトの糖鎖修飾と同等の修飾をする糖修飾酵素が存在し、そのため糖鎖構造がヒトと同等もしくは類似していると推測できる。
本発明者らは、さらにタンパク質の種類によっては、卵黄中に積極的に蓄積するものがあることを見出した。例えば、融合タンパク質TNFR−Fcの場合、卵白中の抗体含有量が1μg/ml以下もしくは0.1μg/ml以下なのに対し、卵黄中の抗体含有量は0.1μg/ml以上、若しくは1μg/ml以上である。本発明ではTNFR−Fcに関して測定を行ったが、他タンパク質でも積極的に卵黄中に蓄積するものがあることは容易に推測できる。
G0トランスジェニックキメラ鳥類は遺伝子導入後、21日で孵化する。該メス雛は約5ヶ月で性成熟をし、一日に約1個産卵する。また、G1以降のトランスジェニック鳥類に関しても同様で、孵化後約5ヶ月後に一日一個の卵を産卵するようになる。
これより、本発明で見出された卵黄中に蓄積する外来性融合タンパク質を精製、調製することで、血中安定性が高く、高い生理活性を持った医薬品タンパク質を安定に大量生産することが可能となる。
卵黄中に蓄積した外来性融合タンパク質は、プロテインカラムを用いて分離精製することが好ましい。本発明により卵黄中に蓄積された融合タンパク質は、例えばFcの特性を利用したプロテインAやプロテインGによるアフィニティー精製が可能である。他、Fcの特性を利用したあらゆる公知の手法により卵黄から精製回収することが可能である。また融合タンパク質をプロテアーゼ処理することにより、目的タンパク質およびFcに分離または分離回収することも可能である。
卵黄中に蓄積した外来性融合タンパク質は、プロテインカラムを用いて分離精製することが好ましい。本発明により卵黄中に蓄積された融合タンパク質は、例えばFcの特性を利用したプロテインAやプロテインGによるアフィニティー精製が可能である。他、Fcの特性を利用したあらゆる公知の手法により卵黄から精製回収することが可能である。また融合タンパク質をプロテアーゼ処理することにより、目的タンパク質およびFcに分離または分離回収することも可能である。
上記の糖鎖付加融合タンパク質の生産方法によって得られる糖鎖付加融合タンパク質もまた、本発明のひとつである。
本発明の糖鎖付加融合タンパク質は、糖鎖全体の5パーセント以上がモノシアル酸を有する糖鎖であることが好ましい。より好ましいモノシアル酸の割合は5〜20パーセント、更に好ましくは5〜10パーセントである。
本発明の糖鎖付加融合タンパク質は、糖鎖全体の5パーセント以上がモノシアル酸を有する糖鎖であることが好ましい。より好ましいモノシアル酸の割合は5〜20パーセント、更に好ましくは5〜10パーセントである。
本発明によれば、ヒトの糖鎖構造と同等もしくは類似している糖鎖構造を有する外来性融合タンパク質が提供される。その結果として、高い生理活性を有するヒト用医薬品タンパク質を大量に生産することが可能となる。本発明では卵黄中に蓄積した外来性融合タンパク質を利用できるため、本発明は利点が高い。
本発明の実施例を以下に示すが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。
(実施例1)scFv−Fc抗体発現G0トランスジェニックキメラニワトリの作製
本発明者らはすでにscFv−Fc抗体発現ベクターコンストラクトの作製法、ウイルスベクター調製法、G0トランスジェニックキメラニワトリ作製法を開示している(国際公開第2004/016081号パンフレット)。本発明はこれにしたがって一連の操作を行い、G0トランスジェニックキメラニワトリを作製した。
(実施例1)scFv−Fc抗体発現G0トランスジェニックキメラニワトリの作製
本発明者らはすでにscFv−Fc抗体発現ベクターコンストラクトの作製法、ウイルスベクター調製法、G0トランスジェニックキメラニワトリ作製法を開示している(国際公開第2004/016081号パンフレット)。本発明はこれにしたがって一連の操作を行い、G0トランスジェニックキメラニワトリを作製した。
(実施例2)pMSCV/G△ATNFR−Fcレトロウイルスベクターの構築
TNFR−Fcを発現するトランスジェニックニワトリ作製用のウイルスベクターコンストラクトを以下のように作製した。
TNFRの遺伝子領域は、市販ベタター、Invitrogen Clone Collection ID:5181070(Invitrogen社製)を購入し、下記のプライマーにてPCR増幅した。下線は制限酵素XhoIおよび制限酵素ScaIである。5’−AATCTCGAGACCATGGCGCCCGTCGC−3’(配列番号1)
5’−CGGAATTCAGTACTCCCTTCAGCTGGGGGG−3’(配列番号2)
ヒト免疫グロブリン遺伝子の定常領域hCγ1領域の取得方法はHottaらによる文献に詳細に記載されており(Journa1 of Bioscience and Bioengineering Vol.98(2004),No.4,p.298−303)、これを鋳型として下記プライマーにて増幅した。下線は制限酵素ScaIおよび制限酵素BamHIおよび制限酵素ClaIである。
5’−AAAAGTACTGGCGACGAGCCCAAATCTTGTGACAAAAC−3’(配列番号3)
5’−CGCGGATCCATCGATTCATTTACCCGGAGACAGGG−3’(配列番号4)
上記PCRで増幅したTNFR遺伝子断片を制限酵素XhoIおよびScaIで消化し、同様にPCRで増幅したhCγ1遺伝子を制限酵素ScaIおよびBamHIで消化し、pETBlue−2ベクター(Novagen)のBamHIとXhoIサイトに3断片のライゲーションにより組み込んだ。このベクターをpET/TNFR−Fcとした。
このpET/TNFR−Fcを制限酵素XhoIおよびClaIで消化し、Hottaらの文献(Journa1 of Bioscience and Bioengineering Vol.98(2004),No.4,p.298−303)に記載のpMSCV/G△Aの制限酵素SalTおよび制限酵素ClaIサイトにライゲーションすることによって、pMSCV/G△ATNFR−Fcベクターを構築した。
TNFR−Fcを発現するトランスジェニックニワトリ作製用のウイルスベクターコンストラクトを以下のように作製した。
TNFRの遺伝子領域は、市販ベタター、Invitrogen Clone Collection ID:5181070(Invitrogen社製)を購入し、下記のプライマーにてPCR増幅した。下線は制限酵素XhoIおよび制限酵素ScaIである。5’−AATCTCGAGACCATGGCGCCCGTCGC−3’(配列番号1)
5’−CGGAATTCAGTACTCCCTTCAGCTGGGGGG−3’(配列番号2)
ヒト免疫グロブリン遺伝子の定常領域hCγ1領域の取得方法はHottaらによる文献に詳細に記載されており(Journa1 of Bioscience and Bioengineering Vol.98(2004),No.4,p.298−303)、これを鋳型として下記プライマーにて増幅した。下線は制限酵素ScaIおよび制限酵素BamHIおよび制限酵素ClaIである。
5’−AAAAGTACTGGCGACGAGCCCAAATCTTGTGACAAAAC−3’(配列番号3)
5’−CGCGGATCCATCGATTCATTTACCCGGAGACAGGG−3’(配列番号4)
上記PCRで増幅したTNFR遺伝子断片を制限酵素XhoIおよびScaIで消化し、同様にPCRで増幅したhCγ1遺伝子を制限酵素ScaIおよびBamHIで消化し、pETBlue−2ベクター(Novagen)のBamHIとXhoIサイトに3断片のライゲーションにより組み込んだ。このベクターをpET/TNFR−Fcとした。
このpET/TNFR−Fcを制限酵素XhoIおよびClaIで消化し、Hottaらの文献(Journa1 of Bioscience and Bioengineering Vol.98(2004),No.4,p.298−303)に記載のpMSCV/G△Aの制限酵素SalTおよび制限酵素ClaIサイトにライゲーションすることによって、pMSCV/G△ATNFR−Fcベクターを構築した。
(実施例3)TNFR−Fcを発現するトランスジェニックニワトリの作製
TNFR−Fcを発現するトランスジェニックニワトリの作製は、実施例2に記載のウイルスベクターを基に、国際公開第2004/016081号パンフレット記載の方法によりパッケージング細胞株を樹立した。このパッケージング細胞を基に、国際公開第2004/016081号パンフレットに準じてTNFR−Fcを発現するトランスジェニックニワトリを作製した。
TNFR−Fcを発現するトランスジェニックニワトリの作製は、実施例2に記載のウイルスベクターを基に、国際公開第2004/016081号パンフレット記載の方法によりパッケージング細胞株を樹立した。このパッケージング細胞を基に、国際公開第2004/016081号パンフレットに準じてTNFR−Fcを発現するトランスジェニックニワトリを作製した。
(実施例4)卵中のTNFR−Fc濃度測定用サンプルの調製
実施例3により誕生したG0トランスジェニックキメラニワトリを性成熟させ、産卵した卵を回収した(個体識別番号:#0314、#0513、#0608、#0709、#0711、#0712)。#0314に関しては産卵した翌日より7日目まで採卵を行い、卵中のTNFR−Fc濃度を定量した。
また、#0513、#0608、#0709、#0711、#0712に関しては産卵初日に採卵し、卵中のTNFR−Fc濃度を定量した。卵黄は50%(W/V)、卵白は10%(V/V)となるようにPBSを用いて希釈し、凍結保存して測定用サンプルとした。
実施例3により誕生したG0トランスジェニックキメラニワトリを性成熟させ、産卵した卵を回収した(個体識別番号:#0314、#0513、#0608、#0709、#0711、#0712)。#0314に関しては産卵した翌日より7日目まで採卵を行い、卵中のTNFR−Fc濃度を定量した。
また、#0513、#0608、#0709、#0711、#0712に関しては産卵初日に採卵し、卵中のTNFR−Fc濃度を定量した。卵黄は50%(W/V)、卵白は10%(V/V)となるようにPBSを用いて希釈し、凍結保存して測定用サンプルとした。
(実施例5)ELISA法による卵中TNFR−Fcの定量
PBSで希釈した抗ヒトIgG抗体(コスモバイオ社製)をELISAプレートに100μg/well入れて4℃で一晩静置した。PBS−0.05%Tween20溶液を200μlで各wellを3回洗浄した後、PBS−0.05%Tween20溶液−2%スキムミルクを150μl/well入れた。
室温で2時間静置後、wellを200μlのPBS−0.05%Tween20溶液で3回洗浄し、実施例4で調製した卵黄、卵白サンプルを120μl入れ、4℃で一晩静置した。このELISAプレートを室温に戻した後、PBS−Tween20溶液で3回各wellを洗浄し、PBS−0.05%Tween20溶液で希釈したPeroxide(POD)標識抗ヒトIgG抗体(コスモバイオ社製)を100μl/well入れて室温で1時間静置した。
PBSで希釈した抗ヒトIgG抗体(コスモバイオ社製)をELISAプレートに100μg/well入れて4℃で一晩静置した。PBS−0.05%Tween20溶液を200μlで各wellを3回洗浄した後、PBS−0.05%Tween20溶液−2%スキムミルクを150μl/well入れた。
室温で2時間静置後、wellを200μlのPBS−0.05%Tween20溶液で3回洗浄し、実施例4で調製した卵黄、卵白サンプルを120μl入れ、4℃で一晩静置した。このELISAプレートを室温に戻した後、PBS−Tween20溶液で3回各wellを洗浄し、PBS−0.05%Tween20溶液で希釈したPeroxide(POD)標識抗ヒトIgG抗体(コスモバイオ社製)を100μl/well入れて室温で1時間静置した。
PBS−0.05%Tween20溶液でwellを4回洗浄し、発色液(10mgのo−フェニレンジアミン(片山化学工業製)を1mlのメタノールに溶解し、蒸留水で100mlとしたものに10μlの過酸化水素水(和光純薬工業製)を加えて調製した)100μlをwellに加えた。8M硫酸を50μl添加して反応を止め、490nmの蛍光強度をプレートリーダーで測定して、標準検量線から濃度を計算した。調製した1サンプルにつき3well行い、平均したものを結果とした。
標準検量線は精製したTNFR−Fcを用いて作製した。
実施例2で作製したTNFR−Fc融合タンパク質ベクターコンストラクトをリポフェクション法によりGP293細胞に導入し、その培養上清を4℃、10分間、3000rpmで遠心して、固形物を除去した。この上清を冷却しながら攪拌し、50%飽和となるよう細かく砕いた硫酸アンモニウムを徐々に加え(313g硫酸アンモニウム/1000ml水)、タンパク質を沈殿させた。これを4℃で一晩静置した後、4℃で10分間、15000rpmで遠心して沈殿を完全に沈降させ、少量のPBSで溶解した。2LのPBSで3回透析して硫酸アンモニウムを除去した。
標準検量線は精製したTNFR−Fcを用いて作製した。
実施例2で作製したTNFR−Fc融合タンパク質ベクターコンストラクトをリポフェクション法によりGP293細胞に導入し、その培養上清を4℃、10分間、3000rpmで遠心して、固形物を除去した。この上清を冷却しながら攪拌し、50%飽和となるよう細かく砕いた硫酸アンモニウムを徐々に加え(313g硫酸アンモニウム/1000ml水)、タンパク質を沈殿させた。これを4℃で一晩静置した後、4℃で10分間、15000rpmで遠心して沈殿を完全に沈降させ、少量のPBSで溶解した。2LのPBSで3回透析して硫酸アンモニウムを除去した。
精製用のプロテインGカラム(日本ガイシ社製)の初期洗浄をBinding Buffer(NaHPO4・2H2O 1.56g/l、NaHPO4・12H2O 7.16g/l)10mL、Wash Buffer(酢酸20%、蒸留水80%)10ml、Binding Buffer10mlの順で行った(流速2ml/分)。PBSに溶解したタンパク液を1ml/分で流し、TNFR−Fcをカラムに吸着させた。Binding Buffer20mlを1.7ml/分で流して不要なタンパクを除去し、Elution Buffer(グリシン7.507g/l、2N HClにてpH2.5〜3.0に調製)を1.5ml/分で流してTNFR−Fcを溶出した。
溶出分画をPBS(2L)で3回透析し、精製TNFR−Fcとし、波長280nmの吸光度よりタンパク濃度を定量した。
溶出分画をPBS(2L)で3回透析し、精製TNFR−Fcとし、波長280nmの吸光度よりタンパク濃度を定量した。
#0314の定量結果を図1に、#0513、#0608、#0709、#0711、#0712の定量結果を図2に示す。図1より採卵日により若干のぶれはあるものの、卵白中に比べ卵黄中に多く蓄積していることが分かる。また、図2より卵黄中への蓄積は遺伝子導入したニワトリ個体によるものではないことが分かる。
(実施例6)卵黄中に蓄積したscFv−Fcの糖鎖解析用のサンプルの調製
実施例1により誕生したG0トランスジェニックキメラニワトリを性成熟させ、産卵した卵を回収した。3羽の卵より卵黄を15ml回収した。これにPBSを60ml加え、4℃、10分間、15000rpmで遠心し、上清を回収した。この過程を4回繰り返した。これにrProteinA Sepharose Fast Flow(商品名、アマシャム社製)を1ml加え、4℃で2時間撹拌した。その後、4℃、5分間、15000rpmで遠心し、上清を除き、PBSで5回洗浄した。これをFISHERbrand screening column(商品名、フィッシャー・ヘルスケア社製)に添加し、PBS20mlで洗浄し、0.1Mグリシン−HCl(pH2.7)で溶出し、Tris−HCl(pH8.0)で中和し、10mM酢酸アンモニウムで透析し、糖鎖解析用のサンプルとした。
実施例1により誕生したG0トランスジェニックキメラニワトリを性成熟させ、産卵した卵を回収した。3羽の卵より卵黄を15ml回収した。これにPBSを60ml加え、4℃、10分間、15000rpmで遠心し、上清を回収した。この過程を4回繰り返した。これにrProteinA Sepharose Fast Flow(商品名、アマシャム社製)を1ml加え、4℃で2時間撹拌した。その後、4℃、5分間、15000rpmで遠心し、上清を除き、PBSで5回洗浄した。これをFISHERbrand screening column(商品名、フィッシャー・ヘルスケア社製)に添加し、PBS20mlで洗浄し、0.1Mグリシン−HCl(pH2.7)で溶出し、Tris−HCl(pH8.0)で中和し、10mM酢酸アンモニウムで透析し、糖鎖解析用のサンプルとした。
(実施例7)卵黄中に蓄積したscFv−Fcの糖鎖解析
実施例6で調製したサンプルを糖鎖解析した。
サンプル2.0mgを10mmol/l炭酸水素アンモニウム2Lに対して一晩透析した。これをヒドラジン分解用試験管6本に採取し、凍結乾燥した。その後ヒドラクラブS−204(生化学工業社製)内にセットし、減圧下50℃で12時間乾燥した。無水ヒドラジン2mlを減圧下で注入し、100℃で2時間ヒドラジン分解を行った。2時間後、減圧下でヒドラジンを留去した。室温に戻し、ヒドラジン分解用試験管を取り出した。
ヒドラジン分解後の各試験管に酢酸アンモニウム緩衝液200μlを加えて攪拌した。これにトリメチルピリジン10μlを加えて攪拌した。さらに無水酢酸10μlを加えて攪拌した。すべて室温で20分間反応させて、その後遠心エバポレーターで乾固した。
精製用のセルロースカートリッジ(タカラバイオ社製)の初期平衡を行った。
セルロースカートリッジを精製水10mlで3回洗浄した。これをセルロースカートリッジ用溶媒2(50vol%エタノール)10mlで洗浄した。さらに、セルロースカートリッジ用溶媒1(67vol%ブタノール/17vol%エタノール)10mlで平衡化した。
実施例6で調製したサンプルを糖鎖解析した。
サンプル2.0mgを10mmol/l炭酸水素アンモニウム2Lに対して一晩透析した。これをヒドラジン分解用試験管6本に採取し、凍結乾燥した。その後ヒドラクラブS−204(生化学工業社製)内にセットし、減圧下50℃で12時間乾燥した。無水ヒドラジン2mlを減圧下で注入し、100℃で2時間ヒドラジン分解を行った。2時間後、減圧下でヒドラジンを留去した。室温に戻し、ヒドラジン分解用試験管を取り出した。
ヒドラジン分解後の各試験管に酢酸アンモニウム緩衝液200μlを加えて攪拌した。これにトリメチルピリジン10μlを加えて攪拌した。さらに無水酢酸10μlを加えて攪拌した。すべて室温で20分間反応させて、その後遠心エバポレーターで乾固した。
精製用のセルロースカートリッジ(タカラバイオ社製)の初期平衡を行った。
セルロースカートリッジを精製水10mlで3回洗浄した。これをセルロースカートリッジ用溶媒2(50vol%エタノール)10mlで洗浄した。さらに、セルロースカートリッジ用溶媒1(67vol%ブタノール/17vol%エタノール)10mlで平衡化した。
これに上記の乾固したサンプル6本分をまとめて400μlの精製水で溶解し、10000rpm、2分で遠心後、上清にエタノール0.4mlと1−ブタノール1.6mlを加えて攪拌した。これを平衡化したカートリッジに注入した。その後カートリッジをセルロースカートリッジ用溶媒1(67vol%ブタノール/17vol%エタノール)10mlで洗浄し、セルロースカートリッジ用溶媒2(50vol%エタノール)2mlで溶出し、溶出液をリアクションチューブ5本に分注し、遠心エバポレーターで乾固した。
ひとまず、カップリング試料を調製した。
2−アミノピリジン(PALSTATION Pyridylamination Reagent Kit 糖鎖分析用、タカラバイオ社製)のバイヤル1本(300mg)に酢酸100μlを加え、オーブン中で加熱溶解した。
ひとまず、カップリング試料を調製した。
2−アミノピリジン(PALSTATION Pyridylamination Reagent Kit 糖鎖分析用、タカラバイオ社製)のバイヤル1本(300mg)に酢酸100μlを加え、オーブン中で加熱溶解した。
次に、還元試料を調製した。
Borane−dimethylamine complex(PALSTATION Pyridylamination Reagent Kit 糖鎖分析用、タカラバイオ社製)25.5mgを秤量し、酢酸128μlを加えて溶解した。
先ほど、遠心エバポレーターで乾固した各チューブに調製したカップリング試薬20μlを加えて攪拌した。これを90℃のオーブンに挿入し、60分間反応させた。これに還元試薬20μlを加えて攪拌した。これを80℃のオーブンに挿入し、60分間反応させた。
上記5本に試料をまとめてゲルろ過を実施し、ピリジンアミノ化糖鎖を精製した。以下に条件を示す。
カラム:TSKgel トヨパール HW−40F 1.5cm×50cm(東ソー社製)
溶出溶媒:10mmol/l炭酸水素アンモニウム
フラクション:約4ml/チューブ 計50本
各画分について吸光度(290nm)を測定した。
推定ピリジンアミノ化オリゴ糖画分より200μlずつ分取し、減圧乾固後、2μlの精製水に溶解した。これをTLCにプロットし、風乾後、2w/v%オルシノール/硫酸を噴霧、100℃で発光させ、ピリジンアミノ化糖鎖の溶出位置を確認した。その後、ピリジンアミノ化オリゴ糖画分を減圧乾固し、精製水500μlに溶解した。
その後、HPLC(イオン交換)で分析し、シアル酸の有無を確認した。分析条件を以下に示す。なお、糖鎖標準品についても同様に分析し、溶出位置を比較した。また、分析に先立ち、精製水10μlを注入してグラジエント分析し、ゴーストピークのないことを確認した。標準品はタカラバイオ社製のPA−Sugar Chain001、021、023、024、012、013、014、015およびPA−Glucose Oligomer(DP=3−22)を用いた。
装置:LC−10Avpシステム(島津製作所社製)
カラム:TSK−gel DEAE−5PW 7.5cm×7.5mm I.D.(東ソー社製)
カラム温度:室温
移動相:
(1)10mmol/l酢酸アンモニウム緩衝液 pH9.0
(2)500mmol/l酢酸アンモニウム緩衝液 pH8.0
グラジエント:(1)/(2)=100:0.v/v 0分→100:0 5分→70:30 30分
移動相流速:0.5ml/min
試料注入量:10μl
検出波長:Ex.310nm、Em.380nm
HPLC(イオン交換)分析を行った結果より、アシアロ糖鎖が主成分ではあったが、モノシアロ糖鎖(6.7%)も検出された。これより、卵黄中に産生されるscFv−Fcの糖鎖にはシアル酸が付加されていることが分かった。この結果を図3に示す。
Borane−dimethylamine complex(PALSTATION Pyridylamination Reagent Kit 糖鎖分析用、タカラバイオ社製)25.5mgを秤量し、酢酸128μlを加えて溶解した。
先ほど、遠心エバポレーターで乾固した各チューブに調製したカップリング試薬20μlを加えて攪拌した。これを90℃のオーブンに挿入し、60分間反応させた。これに還元試薬20μlを加えて攪拌した。これを80℃のオーブンに挿入し、60分間反応させた。
上記5本に試料をまとめてゲルろ過を実施し、ピリジンアミノ化糖鎖を精製した。以下に条件を示す。
カラム:TSKgel トヨパール HW−40F 1.5cm×50cm(東ソー社製)
溶出溶媒:10mmol/l炭酸水素アンモニウム
フラクション:約4ml/チューブ 計50本
各画分について吸光度(290nm)を測定した。
推定ピリジンアミノ化オリゴ糖画分より200μlずつ分取し、減圧乾固後、2μlの精製水に溶解した。これをTLCにプロットし、風乾後、2w/v%オルシノール/硫酸を噴霧、100℃で発光させ、ピリジンアミノ化糖鎖の溶出位置を確認した。その後、ピリジンアミノ化オリゴ糖画分を減圧乾固し、精製水500μlに溶解した。
その後、HPLC(イオン交換)で分析し、シアル酸の有無を確認した。分析条件を以下に示す。なお、糖鎖標準品についても同様に分析し、溶出位置を比較した。また、分析に先立ち、精製水10μlを注入してグラジエント分析し、ゴーストピークのないことを確認した。標準品はタカラバイオ社製のPA−Sugar Chain001、021、023、024、012、013、014、015およびPA−Glucose Oligomer(DP=3−22)を用いた。
装置:LC−10Avpシステム(島津製作所社製)
カラム:TSK−gel DEAE−5PW 7.5cm×7.5mm I.D.(東ソー社製)
カラム温度:室温
移動相:
(1)10mmol/l酢酸アンモニウム緩衝液 pH9.0
(2)500mmol/l酢酸アンモニウム緩衝液 pH8.0
グラジエント:(1)/(2)=100:0.v/v 0分→100:0 5分→70:30 30分
移動相流速:0.5ml/min
試料注入量:10μl
検出波長:Ex.310nm、Em.380nm
HPLC(イオン交換)分析を行った結果より、アシアロ糖鎖が主成分ではあったが、モノシアロ糖鎖(6.7%)も検出された。これより、卵黄中に産生されるscFv−Fcの糖鎖にはシアル酸が付加されていることが分かった。この結果を図3に示す。
(実施例8)卵黄中に蓄積した抗CD2ヒトIgG抗体の糖鎖解析
本発明者らはすでに抗CD2ヒトIgG抗体発現ベクターコンストラクトの作製法、ウイルスベクター調製法、G0トランスジェニックキメラニワトリの作製法を開示している(国際公開第2004/016081号パンフレット)。本発明はこれにしたがって一連の操作を行い、G0トランスジェニックキメラニワトリを作製した。
卵黄中に蓄積した抗CD2ヒトIgG抗体の糖鎖解析用のサンプルの調製は、実施例6に準じて行った。また卵黄中に蓄積した抗CD2ヒトIgG抗体の糖鎖解析は、実施例7に準じて行った。
HPLC(イオン交換)分析を行った結果より、アシアロ糖鎖が主成分ではあったが、モノシアロ糖鎖(6.0%)が検出された。これより、卵黄中に産生される抗CD2ヒトIgG抗体の糖鎖にはシアル酸が付加されていることが分かった。
本発明者らはすでに抗CD2ヒトIgG抗体発現ベクターコンストラクトの作製法、ウイルスベクター調製法、G0トランスジェニックキメラニワトリの作製法を開示している(国際公開第2004/016081号パンフレット)。本発明はこれにしたがって一連の操作を行い、G0トランスジェニックキメラニワトリを作製した。
卵黄中に蓄積した抗CD2ヒトIgG抗体の糖鎖解析用のサンプルの調製は、実施例6に準じて行った。また卵黄中に蓄積した抗CD2ヒトIgG抗体の糖鎖解析は、実施例7に準じて行った。
HPLC(イオン交換)分析を行った結果より、アシアロ糖鎖が主成分ではあったが、モノシアロ糖鎖(6.0%)が検出された。これより、卵黄中に産生される抗CD2ヒトIgG抗体の糖鎖にはシアル酸が付加されていることが分かった。
Claims (6)
- 外来性融合タンパク質遺伝子が導入されたトランスジェニック鳥類またはその子孫由来の卵黄中に該外来性融合タンパク質を蓄積させ、それを分離することを特徴とする糖鎖付加融合タンパク質の生産方法。
- 外来性融合タンパク質が、ヒト免疫グロブリンの定常領域との融合タンパク質であることを特徴とする請求項1記載の糖鎖付加融合タンパク質の生産方法。
- 外来性融合タンパク質が、TNFレセプターとヒト免疫グロブリンの定常領域との融合タンパク質であることを特徴とする請求項1記載の糖鎖付加融合タンパク質の生産方法。
- 卵黄中に蓄積した外来性融合タンパク質を、プロテインカラムを用いて分離精製することを特徴とする請求項1記載の糖鎖付加融合タンパク質の生産方法。
- 請求項1〜4のいずれか1項記載の方法によって得られる糖鎖付加融合タンパク質。
- 糖鎖全体の5パーセント以上がモノシアル酸を有する糖鎖であることを特徴とする請求項5記載の糖鎖付加融合タンパク質。
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---|---|---|---|---|
WO2004016081A1 (ja) * | 2002-08-13 | 2004-02-26 | Kaneka Corporation | レトロウイルスベクターによる遺伝子導入鳥類での遺伝子発現法およびそれによって得られる遺伝子導入鳥類 |
WO2006035687A1 (ja) * | 2004-09-28 | 2006-04-06 | Kaneka Corporation | 遺伝子導入鳥類作製法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
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JPN6012028487; JOURNAL OF VIROLOGY Vol. 79, No. 17, 2005, pp. 10864-10874 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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WO2008018562A1 (fr) | 2008-02-14 |
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