LU88573A1 - Thrombopoietin. - Google Patents
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Description
THROMBOPOIETINTHROMBOPOIETIN
Die vorliegende Erfindung betrifft die Isolierung, Reinigung und rekombinante oder chemische Synthese von Proteïnen, die das Überleben, die Proliferation, die Differenzierung oder Reifung von hämatopoetischen'Zeilen, insbesondere von Plätt-chenvorläuferzellen, beeinflussen. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere das Klonieren und die Expression von Nukleinsäuren, die einen Proteinliganden kodieren, der an mpl, ein Mitglied der Zytokinrezeptorsuperfamilie, binden und diesen aktivieren kann. Die Erfindung betrifft weiterhin die Verwendung dieser Proteine alleine oder in Kombination mit anderen Zytokinen zum Behandeln von immunologischen oder hämatopoetischen Beeinträchtigungen, einschließlich Thrombo-zytopenie. I. Das hämatopoetische SystemThe present invention relates to the isolation, purification and recombinant or chemical synthesis of proteins which influence the survival, proliferation, differentiation or maturation of hematopoietic cells, in particular of platelet precursor cells. The present invention particularly relates to the cloning and expression of nucleic acids encoding a protein ligand that can bind to and activate mpl, a member of the cytokine receptor superfamily. The invention further relates to the use of these proteins alone or in combination with other cytokines for the treatment of immunological or hematopoietic impairments, including thrombocytopenia. I. The hematopoietic system
Das hämatopoetische System erzeugt die reifen hochspeziali-sierten Blutzellen, von denen bekannt ist, daß sie für das Überleben von allen Säugern notwendig sind. Diese reifen Zeilen umfassen Erythrozyten, spezialisiert für den Transport., von Sauerstoff und Kohlendioxyd, T- und B-Lymphozytan, verantwortlich für Zeil- und Antikörper-vermittelte Im-munantworten, Plättchen oder Thrombozyten, spezialisiert zum Bilden von Blutpfropfen, und Granulozyten und Makrophagen, spezialisiert als Freßzellen und akzessorische Zeilen zur Bekämpfung von Infektionen. Granulozyten werden weiter un-terteilt in Neutrophile, Eosinophile, Basophile und Mastzel-len, wobei spezialisierte Zelltypen bestimmte Funktionen ausüben. Bemerkenswerterweise stammen alle diese speziali-sierten reifen Blutzellen aus einer einzigen gemeinsamen primitiven Zellart, bezeichnet als die pluripotente (oder totipotente) Stammzelle, die primär in Knochenmark gefunden wird (Dexer et al., Ann. Rev. Cell Biol., 3:423-441 [1987]).The hematopoietic system produces the mature, highly specialized blood cells that are known to be necessary for the survival of all mammals. These mature lines include erythrocytes, specialized in transport, of oxygen and carbon dioxide, T and B lymphocytan, responsible for cell and antibody mediated immune responses, platelets or platelets, specialized in forming blood clots, and granulocytes and macrophages , specializing in load cells and accessory lines to fight infections. Granulocytes are further subdivided into neutrophils, eosinophils, basophils and mast cells, whereby specialized cell types perform certain functions. Notably, all of these specialized mature blood cells come from a single common primitive cell type, referred to as the pluripotent (or totipotent) stem cell, found primarily in bone marrow (Dexer et al., Ann. Rev. Cell Biol., 3: 423- 441 [1987]).
Die reifen hochspezialisierten Blutzellen mtissen in großen Zahien kontinuierlich über das ganze Leben eines Säugers hergestellt werden. Die ganz große Mehrzahl dieser speziali-sierten Blutzellen sind dazu bestimmt, nur fiir einige wenige Stunden bis Wochen funktionell aktiv zu sein (Cronkite et al., Blood Cells, 2:263-284 [1976]). Somit ist eine kontinu-ierliche Erneuerung der reifen Blutzellen, der primitiven Stammzellen selbst wie auch jeder intermediären Oder zu einer Abstammungslinie gehorende Vorläuferzellinien, die zwischen den primitiven und den reifen Zeilen angesiedelt sind, notwendig, urn den normalen Steady-State-Bedarf des Säugers an Blutzellen aufrechtzuerhalten.The mature, highly specialized blood cells have to be produced in large numbers continuously throughout the life of a mammal. The vast majority of these specialized blood cells are designed to be functionally active for only a few hours to weeks (Cronkite et al., Blood Cells, 2: 263-284 [1976]). Thus, a continuous renewal of the mature blood cells, the primitive stem cells themselves, as well as any intermediate or progenitor cell lines located between the primitive and mature lines is necessary to meet the normal steady-state needs of the mammal Maintain blood cells.
Dem Kern des hämatopoetischen Systems liegt die pluripotente Stammzelle bzw. -zeilen zugrundê. Diese Zeilen kommen in re-lativ geringer Zahl vor, und sie durchlaufen eine Selbster-neuerung durch Proliferation, urn Tochterstammzellen zu er-zeugen, Oder sie werden transformiert, in einer Serie von Differenzierungsschritten, zu zunehmend reifen auf eine be-stimmte Abstammungslinie beschränkte Vorläuferzeilen, wobei sie ietztendlich die hochspezialisierten reifen Blutzellen bzw. -zelle bilden.The core of the hematopoietic system is based on the pluripotent stem cell or cell lines. These lines occur in relatively small numbers, and they undergo self-renewal through proliferation in order to produce daughter stem cells, or they are transformed, in a series of differentiation steps, into increasingly mature predecessor lines restricted to a certain lineage , ultimately forming the highly specialized mature blood cells.
Zum Beispiel durchlaufen bestimmte multipotente Vorläufer-zellen, als CFC-Mix bezeichnet, die von Stammzellen abstam-men, eine Proliferation (Selbsterneuerung) und Entwicklung, urn Koloniën zu bilden, die alle die verschiedenen Mye-loidzellen, Erythrozyten, Neutrophile, Megakaryozyten (Vorläufer der Plättchen), Makrophagen, Basophile, Eosinophile und Mastzellen, enthalten. Andere Vorläuferzellen der lymphoiden Abstammungslinie durchlaufen Proliferation und Entwicklung zu T-Zellen und B-Zellen.For example, certain multipotent progenitor cells, called CFC mix, derived from stem cells, undergo proliferation (self-renewal) and development to form colonies, all of which are the various myeloid cells, erythrocytes, neutrophils, megakaryocytes (progenitors platelets), macrophages, basophils, eosinophils and mast cells. Other progenitor cells of the lymphoid lineage undergo proliferation and development to T cells and B cells.
Weiterhin liegt zwischen den CFC-Mix-Vorläuferzellen und Myeloidzellen ein weiterer Rang an Vorläuferzellen von in-termediärer Festlegung. auf ihre Nachkommen. Diese auf eine Abstammungslinie festgelegten Vorläuferzellen werden klassi- fiziert auf der Grundlage der Nachfolger, die sie erzeugen. Somit sind. die unmittelbaren bekannten Vorläufer der myeloi-den Zeilen: Erythroide-Kolonie-bildende Einheiten (CFU-E) für Erythrozyten, Granulozyten/Makrophagen-Kolonie-bildende Zeilen (GM-CFC) für Neutrophile und Makrophagen, Megakaryo-zyten-Kolonie-bildende Zeilen (Meg-CFC) für Megakaryozyten, Eosinophile-Kolonie-bildende Zeilen (Eos-CFC) für Eosinophile, und Basophile-Kolonie-bildende Zeilen (Bas-CFC) für Mastzellen. Andere intermédiare Vorläuferzellen zwischen den pluripotenten Stammzellen und den reifen Blutzellen sind be-kannt (siehe unten) Oder werden wahrscheinlich aufgefunden werden, wobei sie variierende Grade der Festlegung auf eine * Abstammungslinie und der Fähigkeit zur Selbsterneuerung ha-ben.Furthermore, between the CFC mix progenitor cells and myeloid cells, there is another rank of progenitor cells of an intermediate nature. on their offspring. These progenitor cells set on a lineage are classified based on the successors they generate. So are. the immediate known precursors of the myeloi lines: erythroid colony-forming units (CFU-E) for erythrocytes, granulocyte / macrophage colony-forming lines (GM-CFC) for neutrophils and macrophages, megakaryo-cytic colony-forming lines (Meg-CFC) for megakaryocytes, eosinophil colony-forming lines (Eos-CFC) for eosinophils, and basophil colony-forming lines (Bas-CFC) for mast cells. Other intermediate progenitor cells between the pluripotent stem cells and the mature blood cells are known (see below) or are likely to be found, with varying degrees of lineage and self-renewal ability.
Daß dem normalen hämatopoetischen Zellsystem zugrundelie-gende Prinzip scheint zu sein eine verringerte Fähigkeit zur Selbsterneuerung sowie die Multipotenz verlorengeht und die Festlegung auf eine Abstammungslinie erfolgt und der Reife-grad erworben wird. Somit liegt an einem Ende des hämatopoe-tischen Zellspektrums die pluripotente Stammzelle, die die Fähigkeit zur Selbsterneuerung und Differenzierung zu all den verschiedenen Vorläuferzellen, die auf eine spezielle Abstammungslinie festgelegt sind, besitzt. Diese Fähigkeit bildet die Grundlage der Knochenmarkstransplantationsthera-pie, wo primitive Stammzellen das gesarate hämatopoetische Zellsystem wieder aufbauen. An dem anderen Ende des Spek-trums liegen die stark auf eine Abstammungslinie festgeleg-ten Vorläufer und deren Nachkommen, die die Fähigkeit zur Selbsterneuerung verloren haben aber eine reife funktionelle Aktivität erworben haben.That the principle underlying the normal hematopoietic cell system seems to be a reduced ability for self-renewal and the multipotency are lost and the establishment of a lineage is carried out and the degree of maturity is acquired. Thus, at one end of the hematopoietic cell spectrum is the pluripotent stem cell, which has the ability to self-renew and differentiate into all the different progenitor cells, which are fixed on a special lineage. This ability forms the basis of bone marrow transplantation therapy, where primitive stem cells rebuild the entire hematopoietic cell system. At the other end of the spectrum are the predecessors and their descendants, who are strongly committed to a lineage and have lost the ability to renew themselves but have acquired a mature functional activity.
Die Proliferation und Entwicklung von Stammzellen und auf eine Abstammungslinie festgelegten Vorläuferzellen wird sorgfältig kontrolliert durch eine Vielzahl von hämatopoeti-schen Wachstumsfaktoren oder Zytokinen. Die Rolle dieser Wachstumsfaktoren in vivio ist komplex und unvollständig verstanden. Einige Wachstumsfaktoren, wie Interleukin-3 (IL-3), können sowohl multipotente Stammzellen stimulieren wie auch festgelegte Vorläuferzellen für verschiedene Abstam-mungslinien, einschließlich z.B. Megakaryozyten. Von anderen Faktoren, wie dem Granulozyten/Makrophagen-Kolonie-stimulie-renden Faktor (GM-CSF) wurde ursprünglich angenommen, daß er hinsichtlich seiner Wirkung auf GM-CFC's beschränkt sei. Später wurde jedoch gefunden, daß GM-CSF auch die Proliferation und Entwicklung von unter anderem Megakaryozyten beein-flußt. Somit ist von IL-3 und GM-CSF gefunden worden, daß sie überlappende biologische Aktivitäten besitzen jedoch mit verschiedener Potenz. Erst in jüngerer Zeit wurde gefunden, daß Interleukin-6 (IL-6) und Interleukin-11 (IL-11), obwohl sie keinen offensichtlichen Einfluß auf die meg-Koloniebil-dung alleine besitzen, synergistisch mit IL-3 wirken, urn die Reifung von Megakaryozyten zu stimulieren (Yonemura et al., Exp. Hematol., 20:1011-1016 [1992]).The proliferation and development of stem cells and progenitor cells determined on a lineage is carefully controlled by a variety of hematopoietic growth factors or cytokines. The role of these growth factors in vivio is complex and incompletely understood. Some growth factors, such as interleukin-3 (IL-3), can both stimulate multipotent stem cells as well as established progenitor cells for different lineages, including e.g. Megakaryocytes. Other factors, such as the granulocyte / macrophage colony stimulating factor (GM-CSF), were originally thought to be limited in their effect on GM-CFC's. However, it was later found that GM-CSF also influences the proliferation and development of, among others, megakaryocytes. Thus, IL-3 and GM-CSF have been found to have overlapping biological activities with different potency. It has only recently been found that interleukin-6 (IL-6) and interleukin-11 (IL-11), although they have no obvious influence on meg colony formation alone, act synergistically with IL-3, which To stimulate maturation of megakaryocytes (Yonemura et al., Exp. Hematol., 20: 1011-1016 [1992]).
Somit können hämatopoetische Wachstumsfaktoren das Wachstum und die Differenzierung von einer oder mehrerer Abstammungs-linien beeinflussen, sie können anderen Wachstumsfaktoren bei der Beeinflussung einer einzigen Vorläuferzellinie über-lappen, oder sie können mit anderen Faktoren synergistisch wirken.Thus, hematopoietic growth factors can affect the growth and differentiation of one or more lineages, they can overlap other growth factors in influencing a single progenitor cell line, or they can act synergistically with other factors.
Es scheint auch, daß hämatopoetische Wachstumsfaktoren ihre Wirkung zu verschiedenen Stadiën der Zellentwicklung von der totipotenten Stammzelle bis zu verschiedenen auf Abstam-mungslinien festgelegte Vorläuferzellen bis zu der reifen Blutzelle ausüben können. Zum Beispiel scheint Erythropoien-tin (epo) die Proliferation nur von reifen erythroiden Vor-läuferzellen zu fördern. IL-3 scheint seine Wirkung früher auszuüben, indem es primitive Stammzellen und intermédiare auf Abstammungslinien festgelegte Vorläuferzellen beein-It also appears that hematopoietic growth factors can exert their effects at various stages of cell development, from the totipotent stem cell to various progenitor cells, based on lineages, to the mature blood cell. For example, erythropoietin (epo) appears to promote proliferation only of mature erythroid progenitor cells. IL-3 appears to exert its effects earlier by influencing primitive stem cells and intermediate progenitor cells based on lineages.
Es ist aus dem zuvor genannten ersichtlich, daß neue hâmato-poetische Wachstumsfaktoren, die das Überleben, die Proliferation, die Differenzierung oder Reifung von einer beliebi-gen Blutzelle oder deren Vorläufer beeinflussen, nützlich wären, insbesondere um bei dem erneuten Aufbau eines zer-störten hämatopoetischen Systems, hervorgerufen durch Krank-heit oder nach einer Bestrahlung- oder Chemotherapie, zu helfen. II. Hegakaryozytopoese - PlättchenherstellungIt can be seen from the foregoing that new hematological-poetic growth factors affecting the survival, proliferation, differentiation or maturation of any blood cell or its progenitor would be useful, particularly to destroy the rebuilding of one to help the hematopoietic system caused by disease or after radiation or chemotherapy. II. Hegakaryocytopoiesis - platelet production
Die Regulation der Megakaryozytopoese und der Plättchenher-stellung ist in einem Übersichtsartikel dargestellt: Mazur,The regulation of megakaryocytopoiesis and platelet production is presented in an overview article: Mazur,
Exp. Hematol., 15:248 [1987] und Hoffman, Blood, 74: 1196-1212 [1989]. Kurz ausgeführt, pluripotente Knochenmarks-stammzellen differenzieren zu megakaryozytartigen, erythro-zytartigen und myelozytartigen Zellinien. Es wird angenom-men, daß es eine Hiérarchie von festgelegten megakaryozytartigen Vorläuferzellen zwischen den Stammzellen und den Mega-karyozyten gibt. Es sind mindestens drei Klassen an megakaryozytartigen Vorläuferzellen identifiziert worden,, näm-lich Burst-Forming-Unit-Megakaryozyren (BFU-MK), Kolonie-Forming-Unit-Megakaryozyten (CFU-MK) und Light-Density-Mega-karyozyten-Vorläuferzellen (LD-CFU-MK). Die Megakaryozyten-^ Reifung selbst ist ein Kontinuum der Entwicklung, das in Stadiën aufgelöst worden ist, basierend auf morphologischen Standardkriterien. Das früheste erkennbare Mitglied der Me-gakaryozyten(MK oder meg)-Familie sind die Megakaryoblasten.Exp. Hematol., 15: 248 [1987] and Hoffman, Blood, 74: 1196-1212 [1989]. Briefly stated, pluripotent bone marrow stem cells differentiate into megakaryocyte-like, erythrocyte-like and myelocyte-like cell lines. It is believed that there is a hierarchy of established megakaryocyte-like progenitor cells between the stem cells and the megakaryocytes. At least three classes of megakaryocyte-like progenitor cells have been identified, namely burst-forming-unit-megakaryocyres (BFU-MK), colony-forming-unit-megakaryocytes (CFU-MK) and light-density-mega-karyocyte progenitor cells (LD-CFU-MK). Megakaryocyte maturation itself is a continuum of development that has been resolved in stages based on standard morphological criteria. The earliest recognizable member of the megakaryocyte (MK or meg) family is the megakaryoblast.
Diese Zeilen besitzen anfänglich einen Durchmesser von 20 bis 30 μια mit einem basophilen Zytoplasma und einem leicht unregelmäßigen Kern, lockerem, etwas retikulärem Chromatin und mehreren Nukleoli. Später können Megakaryoblasten bis zu 32 Kerne (polyploid) enthalten, aber das Zytoplasma bleibt spärlich und unreif. Sowie der Reifungsprozeß fortschreitet wird der Kern mehr lobular und pyknotisch, das Zytoplasma nimmt in der Menge zu und wirkt starker acidophil und granu- lär. Die reifesten Zeilen dieser Familien können das Er-scheinungsbild des Freisetzens von Plättchen in ihre Umge-bung annehmen. Normalerweise sind weniger als 10% der Mega-karyozyten in dein Blasten-Stadium und mehr als 50% sind reif. Die willkürliche morphologische Klassifikation, die üblicherweise angewendet wird auf die megakaryozytenartigen Reihen, gibt an den Megakaryoblasten als die früheste Form; Promegakaryozyt oder basophiler Megakaryozyt für die intermédiare Form; und reifer (acidophile, granuläre Oder plätt-chenerzeugende) Megakaryozyt für die späte Form. Der reife Megekaryozyt erstreckt Filamente des Zytoplasmas in sinusoïdale Räume, wo sie sich ablösen und zu einzelnen Plättchen fragmentieren (Williams et al., Hematology, 1972).These lines initially have a diameter of 20 to 30 μm with a basophilic cytoplasm and a slightly irregular nucleus, loose, somewhat reticular chromatin and several nucleoli. Later, megakaryoblasts can contain up to 32 nuclei (polyploid), but the cytoplasm remains scanty and immature. As the ripening process progresses, the nucleus becomes more lobular and pyknotic, the amount of cytoplasm increases and it has a more acidophilic and granular effect. The most mature lines of these families can take on the appearance of releasing platelets into their surroundings. Usually less than 10% of the mega-karyocytes are in your blast stage and more than 50% are mature. The arbitrary morphological classification that is usually applied to the megakaryocyte-like series gives the megakaryoblasts as the earliest form; Promegakaryocyte or basophilic megakaryocyte for the intermediate form; and mature (acidophilic, granular or platelet-producing) megakaryocyte for the late form. The mature megekaryocyte extends filaments of the cytoplasm into sinusoidal spaces, where they detach and fragment into individual platelets (Williams et al., Hematology, 1972).
Von der MegakaryozytopoeSe wird angenommen, daß sie mehrere regulierende Faktoren umfaßt (Williams et al., Br. J. Haematol., 52:173 [198'2] und Williams et al., J. Cell Physiol., 110:101 (1982]). Der frühe Spiegel der Megakaryo-zytopoese wird als mitotisch postuliert und betrifft die Zellproliferation und die Initiation der Koloniebildung durch CFU-MK, aber sie ist nicht beeinflußt von der Plätt-chenzahl (Burstein et al., J. Cell Physiol., 109:333 [1981] und Kimura et al., Exp. Hematol., 13:1048 [1985]). Das spate Stadium der Reifung ist nicht-mitotisch, umfaßt die Kern-polyploidisierung und zytoplasmatische Reifung und ist ver-mutlich reguliert durch einen Rückkopplungsmechanismus durch die periphere Plättchenzahl (Odell et al., Blood, 48:765 [1976] und Ebbe et al., Blood, 32:787 [1968]).Megakaryocytopoe Se is believed to include several regulatory factors (Williams et al., Br. J. Haematol., 52: 173 [198'2] and Williams et al., J. Cell Physiol., 110: 101 (1982 The early level of megakaryocytopoiesis is postulated as mitotic and affects cell proliferation and initiation of colony formation by CFU-MK, but is not affected by platelet counts (Burstein et al., J. Cell Physiol., 109: 333 [1981] and Kimura et al., Exp. Hematol., 13: 1048 [1985]). The late stage of maturation is non-mitotic, includes core polyploidization and cytoplasmic maturation, and is presumably regulated by a feedback mechanism by peripheral platelet count (Odell et al., Blood, 48: 765 [1976] and Ebbe et al., Blood, 32: 787 [1968]).
Die Existenz eines bestimmten und spezifischen Megakaryo-zyten-koloniestimulierenden Faktors (MK-CSF) ist kontrovers diskutiert worden (Mazur, Exp. Hematol., 15:340-350 [1987]). Doch nehmen die meisten Autoren an, daß ein solch vitaler Vorgang für das Überleben, wie die Plättchenproduktion, von einem bzw. mehreren Zytokinen reguliert wird, die aus-schließlich für diesen Vorgang verantwortlich sind. Die Hypothese, daß Megakaryozyt/Plättchen-spezifische Zytokine bzw. Zytokin existiert, war die Grundlage für mehr als 30 Jahre Forschung - aber bis heute ist ein solches Zytokin nicht gereinigt, sequenziert Oder durch einen Assay als ein einzigartiger MK-CSF (TPO) nachgewiesen worden.The existence of a specific and specific megakaryocyte colony stimulating factor (MK-CSF) has been controversially discussed (Mazur, Exp. Hematol., 15: 340-350 [1987]). However, most authors assume that such a vital survival process, like platelet production, is regulated by one or more cytokines that are solely responsible for this process. The hypothesis that megakaryocyte / platelet-specific cytokines or cytokines existed was the basis for more than 30 years of research - but to date such a cytokine has not been purified, sequenced, or proven by an assay to be a unique MK-CSF (TPO) been.
Obwohl berichtet worden ist, daß MK-CSF's teilweise gereinigt worden sind aus experimenten erzeugter Thrombozytope-nie (Hill et al., Exp. Hematol., 14:752 [1986] und humanem konditioniertem embryonalem Nierenmedium [CM] (Mc Donald et al., J. Lab. Clin. Med., 85:59 [1975] und aus Mensch von Patiënten mit plastischer Anämie und mit idiopathischer throm-bozytopenieartiger Purpura aus Harnextrakten (Kawakita et al., Blood, 6:556 [1983] und aus Plasma (Hoffman et al., J. Clin. Invest., 75:11174 [1985]), ist deren physiologische Funktion bisher in 'den meisten Fallen noch unbekannt.Although it has been reported that MK-CSF's have been partially purified from experimentally generated thrombocytopenia (Hill et al., Exp. Hematol., 14: 752 [1986] and human conditioned embryonic kidney medium [CM] (Mc Donald et al. , J. Lab. Clin. Med., 85:59 [1975] and from humans of patients with plastic anemia and with idiopathic thrombocytopenia-like purpura from urine extracts (Kawakita et al., Blood, 6: 556 [1983] and from plasma (Hoffman et al., J. Clin. Invest., 75: 11174 [1985]), their physiological function is so far in most cases still unknown.
Das konditionierte Medium von mit Kermesbeerenmitogen-akti-vierten Milzzellen (pokeweed mitogen; PWM-SpCM) und die Mäuse-Myelomonozytenzellinie WEHI-3 (WEHI-3CM) sind als Me-gakaryozytenverstärker verwendet worden. PWM-SpCM enthält Faktoren, die das CFU-MK-Wachstum verstärken (Metcalf et al., Pro. Natl. Acad. Sci., USA, 72:1744-1748 [1975]; Quesenberry et al., Blood, 65:214 [1985]; und Iscove, N.N., in Hematopoietic Cell Differentiation, ICN-UCLA Symposia on Molecular and Cellular Biology, 10, Golde et al., eds. [New York, Academy Press] Seiten 37-52 [1978], von dtnen eins Interleukin-3 (IL-3) ist, ein koloniestimulierender Faktor für mehrere Abstammungslinien (multi-CSF [Burstein, Blood Cells, 11:469 [1986]). Die anderen Faktoren in diesem Medium sind noch nicht identifiziert und isoliert worden. WEHI-3 ist eine mäusemyelomonozytäre Zellinie, die relativ große Mengen an IL-3 und kleinere Mengen an GM-CSF ausscheidet. Von IL-3 ist gefunden worden, daß es das Wachstum einer großen Viel-zahl von hämatopoetischen Zeilen verstärkt (Ihle et al., J. Immunol. 13:282 [1983]). Von IL-3 ist auch gefunden worden, daß es mit vielen der bekannten hämatopoetischen Hormone oder Wachstumsfaktoren synergistisch zusammenwirkt (Bartelmez et al., J. Cell Physiol., 122:362-369 [1985] und Warren et al., Cell, 36:667-674 [1988]) einschließlich mit Erythropoietin (EPO) und Interleukin-1 (IL-1) bei der Induk-tion von sehr frühen multipotenten Vorläufern und der Bil-dung von sehr großen gemischten hämatopoetischen Koloniën.The conditioned medium of pokeweed mitogen-activated spleen cells (pokeweed mitogen; PWM-SpCM) and the mouse myelomonocyte cell line WEHI-3 (WEHI-3CM) were used as megakaryocyte enhancers. PWM-SpCM contains factors that increase CFU-MK growth (Metcalf et al., Pro. Natl. Acad. Sci., USA, 72: 1744-1748 [1975]; Quesenberry et al., Blood, 65: 214 [1985]; and Iscove, NN, in Hematopoietic Cell Differentiation, ICN-UCLA Symposia on Molecular and Cellular Biology, 10, Golde et al., Eds. [New York, Academy Press] pages 37-52 [1978], by dtnen one is interleukin-3 (IL-3), a colony-stimulating factor for multiple lineages (multi-CSF [Burstein, Blood Cells, 11: 469 [1986]). The other factors in this medium have not yet been identified and isolated. WEHI -3 is a mouse myelomonocytic cell line that secretes relatively large amounts of IL-3 and smaller amounts of GM-CSF. IL-3 has been found to enhance the growth of a wide variety of hematopoietic cells (Ihle et al. , J. Immunol. 13: 282 [1983]). IL-3 has also been found to be syn. With many of the known hematopoietic hormones or growth factors ergistically interacts (Bartelmez et al., J. Cell Physiol., 122: 362-369 [1985] and Warren et al., Cell, 36: 667-674 [1988]) including with erythropoietin (EPO) and interleukin-1 ( IL-1) in the induction of very early multipotent precursors and the formation of very large mixed hematopoietic colonies.
Andere Quellen für Megakaryozytenverstarker sind aufgefunden worden in den konditionierten Medien von Lunge, Knochen, ma-krophagen Zellinien, in Zeilen des Bauchhöhlenexudats bei der Maus und in humanen embryonalen Nierenzellen. Trotz ei-niger widersprüchlicher Daten (Mazur, Exp. Hematol., 15:340-350 [1987]) gibt es einige Hinweise (Geissler et al., Br. J. Haematol., 60:233-238 [1985]), daß eher aktivierte T-Lympho-zyten als Monozyten eine verstärkende Rolle bei der Mega-karyozytopese spielen. Diese Befunde legen nahe, daß Aus-scheidungen aktivierter T-Lymphozyten, wie Interleukine, re-gulatorische Faktoren bei der MK-Entwicklung sein können (Geissler et al., Exp. Hematol., 15:845-853 [1987]). Eine An-zahl an Untersuchungen über die Megakaryozytopoese mit ge-reinigtem Erythropoietin EPO (Vainchenker et al., Blood, 54:940 [1979]; McLeod et al., Nature, 261:492-4 [1976]; und Williams et al., Exp. Hematol., 12:734 [1984]) weisen darauf hin, daß dieses Hormon eine verstärkende Wirkung auf die MK-Koloniebildung besitzt. Dieses ist auch gezeigt worden in serumfreien und serumhaltigen Kuituren und in der Abwesen-heit von akzessorischen Zeilen (Williams et al., Exp. Hematol., 12:734 [1984]). Von EPO ist behauptet worden, daß es mehr in die Aspekte des Einzell- und Zweizellstadiums der Megakaryozytopoese verwickelt ist, im Gegensatz zu der Wirkung von PWM-SpCM, das in dem Vierzellstadium der Megakaryo-zytenentwicklung beteiligt ist. Die Wechselwirkuhg all die-ser Faktoren in der frühen und späten Phase der Megakaryo-zytenentwicklung bleibt noch aufzuklären.Other sources of megakaryocyte enhancers have been found in the conditioned media of lungs, bones, macrophage cell lines, in mouse exudate cells and in human embryonic kidney cells. Despite some contradictory data (Mazur, Exp. Hematol., 15: 340-350 [1987]) there are some indications (Geissler et al., Br. J. Haematol., 60: 233-238 [1985]), that activated T-lymphocytes rather than monocytes play a reinforcing role in mega-karyocytopesis. These findings suggest that secretions of activated T lymphocytes, such as interleukins, can be regulatory factors in MK development (Geissler et al., Exp. Hematol., 15: 845-853 [1987]). A number of studies on megakaryocytopoiesis with purified erythropoietin EPO (Vainchenker et al., Blood, 54: 940 [1979]; McLeod et al., Nature, 261: 492-4 [1976]; and Williams et al ., Exp. Hematol., 12: 734 [1984]) indicate that this hormone has a reinforcing effect on MK colony formation. This has also been shown in serum-free and serum-containing kitsuren and in the absence of accessory lines (Williams et al., Exp. Hematol., 12: 734 [1984]). EPO has been claimed to be more involved in the single-cell and two-cell stages of megakaryocytopoiesis, as opposed to the effect of PWM-SpCM, which is involved in the four-cell stage of megakaryocytic development. The interaction of all these factors in the early and late phases of megakaryocytic development remains to be elucidated.
Von verschiedenen Labors erzeugte Daten legen nahe, daß die einzigen mehrere Abstammungslinien beeinflußende Faktoren die individuell MK-Kolonie-stimulierende Aktivität besitzen, GM-CSF und IL-3 sind und zu einem geringeren Maß der B-Zell-stimulierende Faktor IL-6 (Ikebuchi et al., Proc. Natl.Data generated by various laboratories suggest that the only factors influencing multiple lineages that have individual MK colony stimulating activity are GM-CSF and IL-3 and to a lesser extent B cell stimulating factor IL-6 (Ikebuchi et al., Proc. Natl.
Acad. Sci. USA, 84:9035 [1987]). Kürzlich haben mehrere Au-toren berichtet, daß IL-11 und Leukämie-inhibierender-Fak-tor(LIF) synergistisch mit IL-3 wirken, urn die Megakaryo-zytengröße und Ploidie zu steigern (Yonemura et al.,Acad. Sci. USA, 84: 9035 [1987]). Recently, several authors have reported that IL-11 and leukemia inhibiting factor (LIF) act synergistically with IL-3 to increase megakaryocyte size and ploidy (Yonemura et al.,
Britisch Journal of Hematology, 84:16-23 [1993]; Burstein et al., J. Cell. Physiol., 153:305-312 [1992]; Metcalf et al., Blood, 76:50-56 [1990]; Metcalf et al., Blood, 77:2150-2153 [1991]; Bruno et al., Exp. Hematol., 19:378-381 [1991]; und Yonemura et al., Exp. Hematol., 20:1011-1016 [1992]).British Journal of Hematology, 84: 16-23 [1993]; Burstein et al., J. Cell. Physiol., 153: 305-312 [1992]; Metcalf et al., Blood, 76: 50-56 [1990]; Metcalf et al., Blood, 77: 2150-2153 [1991]; Bruno et al., Exp. Hematol., 19: 378-381 [1991]; and Yonemura et al., Exp. Hematol., 20: 1011-1016 [1992]).
Weiter Dokumente von Bedeutung umfassen: US-Patent Nr. 4,962,091; Chong, US-Patent Nr. 4,879,111; Fernandes et al., US-Patent Nr. 4,604,377; Wissler et al., US-Patent Nr. 4,512,971; Gottlieb, US-Patent Nr. 4,468,379; Bennett et al., US-Patent Nr. 5,215,895; Kogan et al., US-Patent Nr. 5,250,732; Kimura et al., Eur. J. Immunol., 20(9):1927-1931 [1990]; Secor et al., J. of Immunol., 144(4):1484-1489 [1990]; Warren et al., J. of Immunol., 140(1):94-99 [1988]; Warren et al., Exp. Hematol., 17(11):1095-1099 [1989]; Bruno et al., Exp. Hematol., 17(10):1038-1043 [1989]; Tanikawa et al., Exp. Hematol., 17(8):883-888 [1989]; Koike et al., Blood, 75(12):2286-2291 [1990]; Lotem, Blood, 75(5):1545-1551 [1989]; Rennick et al., Blood, 73(7):1828-1335 [1989]; und Clutterbuck et al., Blood, 73(6):1504-1512 [1989]. III. ThrombozytopenieOther important documents include: U.S. Patent No. 4,962,091; Chong, U.S. Patent No. 4,879,111; Fernandes et al., U.S. Patent No. 4,604,377; Wissler et al., U.S. Patent No. 4,512,971; Gottlieb, U.S. Patent No. 4,468,379; Bennett et al., U.S. Patent No. 5,215,895; Kogan et al., U.S. Patent No. 5,250,732; Kimura et al., Eur. J. Immunol., 20 (9): 1927-1931 [1990]; Secor et al., J. of Immunol., 144 (4): 1484-1489 [1990]; Warren et al., J. of Immunol., 140 (1): 94-99 [1988]; Warren et al., Exp. Hematol., 17 (11): 1095-1099 [1989]; Bruno et al., Exp. Hematol., 17 (10): 1038-1043 [1989]; Tanikawa et al., Exp. Hematol., 17 (8): 883-888 [1989]; Koike et al., Blood, 75 (12): 2286-2291 [1990]; Lotem, Blood, 75 (5): 1545-1551 [1989]; Rennick et al., Blood, 73 (7): 1828-1335 [1989]; and Clutterbuck et al., Blood, 73 (6): 1504-1512 [1989]. III. Thrombocytopenia
Plättchen sind kritische Elemente in dem Blutgerinnungsme-chanismus. Das Verarmen des zirkulierenden Plâttchenspie-gels, Thrombozytopenie genannt, erfolgt unter verschiedenen klinischen Bedingungen und Stôrungen. Thrombozytopenie wird üblicherweise definiert als eine Plâttchenzahl unter 150 x 109 pro Liter. Hauptursachen für Thrombozytopenie konnen grob eingeteilt werden in drei Kategorien auf der Grundlage der Plâttenchenlebensdauer, nämlich: (1) beeinträchtigtePlatelets are critical elements in the blood coagulation mechanism. Depletion of the circulating platelet level, called thrombocytopenia, occurs under various clinical conditions and disorders. Thrombocytopenia is usually defined as a platelet count below 150 x 109 per liter. Major causes of thrombocytopenia can be broadly divided into three categories based on platelet life, namely: (1) impaired
Production von Plättchen durch das Knochenmark, (2) Plätt-chensequestration in der Milz (Splenomegalie) oder (3) ge-steigerte Zerstörung von Plättchen in der peripheren Zirku-lation (z.B. Autoimmunthrombozytopenie Oder Chemo- und Strahlentherapie). Weiterhin können Patiënten, die große Volumina an rasch verabreichten blutplättchenarmen Blutpro-dukten erhalten, Thrombozytopenie entwickeln, aufgrund der Verdünnung.Production of platelets by the bone marrow, (2) platelet sequestration in the spleen (splenomegaly) or (3) increased destruction of platelets in the peripheral circulation (e.g. autoimmune thrombocytopenia or chemotherapy and radiation therapy). Furthermore, patients who receive large volumes of rapidly administered low-platelet blood products may develop thrombocytopenia due to the dilution.
Die klinischen Blutungsmanifestationen bei Thrombozytopenie hängen von der Schwere der Thrombozytopenie, ihrer Ursache und möglicherweise von damit zusammenhängenden Gerinnungsde-fekten ab. Im allgemeinen haben Patiënten mit Plättchenzah-len zwischen 20 und 100 x 109 pro Liter das Risiko von ex-zessiven posttraumatischen Blutungen, während solche, mit Plättchenzahlen unterhalb von 20 x 10 pro Liter spontane Blutungen haben können. Letztere Patiënten sind Kandidaten für eine Plättchentransfusion mit damit zusammenhängendem immunologiechem und viralem Risiko. Für jeden gegebenen Grad an Thrombozytopenie scheint die Blutung schlimmer zu sein, wenn die Ursache eher eine verringerte Produktion ist als die gesteigerte Zerstörung von Plâttchen. Bei der letzten Situation führt der beschleunigte Plätten-Turnover zu der Zirkulation von jüngeren, größeren und hâmostatisch wirksa-meren Plâttchen. Thrombozytopenie kann von einer Vielzahl von Störungen, wie unten kurz beschrieben, herrühren. Eine ausführlichere Beschreibung kann gefunden werden in Schaf-ner, A. I., "Thrombocytopenia and Disorders of Platelet Function", Internal Medicine, 3rd Ed., John J. Hutton et al., Eds., Little Brown and Co., Boston/Toronto/London [1990]. (a) Thrombozytopenie aufgrund einer beeinträchtigten Plätt-chenproduktionThe clinical manifestations of bleeding in thrombocytopenia depend on the severity of thrombocytopenia, its cause and possibly related coagulation defects. In general, patients with platelet counts between 20 and 100 x 109 per liter run the risk of excessive post-traumatic bleeding, while those with platelet counts below 20 x 10 per liter may have spontaneous bleeding. The latter patients are candidates for platelet transfusion with an associated immunological and viral risk. For any given level of thrombocytopenia, bleeding appears to be worse if the cause is reduced production rather than increased platelet destruction. In the latter situation, the accelerated platelet turnover leads to the circulation of younger, larger and more heat-effective platelets. Thrombocytopenia can result from a variety of disorders, as briefly described below. A more detailed description can be found in Schaf-ner, AI, "Thrombocytopenia and Disorders of Platelet Function", Internal Medicine, 3rd Ed., John J. Hutton et al., Eds., Little Brown and Co., Boston / Toronto / London [1990]. (a) Thrombocytopenia due to impaired platelet production
Ursachen von kongenitaler Thrombozytopenie umfassen konsti-tutionelle aplastische Anämie (Fanconi-Syndrom) und kongeni- tale amegakaryozytäre Thrombozytopenie, die mit Skelettmiß-bildungen assoziiert sein kann. Erworbene Störungen der Plâttchenproduktion werden verursacht entweder durch Hypo plasie von Megakaryozyten oder ineffektive Thrombopoese. Me-gakaryozytâre Hypoplasie kann von einer Vielzahl von Bedin-gungen herrühren, emschließlicn Knochenmarkaplasie (einschließlich idiopathische Formen oder Myelosuppression chemotherapeutische Mittel oder Strahlentherapie) , Myelfibrose, Leukâmie und Invasion des Knochenmarks durch metastatische Tumore oder Granulomas. In einigen Situationen kônnen Toxine, infektiôse Mittel oder Medikamente relativ selektiv mit der Thrombopoese wechselwirken; Beispiele um-fassen transiente Thrombozytopenien, verursacht durch Alko-hol und bestimmte virale Infektionen, und milde Thrombozytopenie, assoziiert mit der Verabreichung von Thiaziddi-uretika. Schließlich kann eine ineffektive Thrombopoese als eine Sekundârfolge von megaloplastischen Vorgângen (Folat-oder Bi2-Man,3el) auch Thrombozytopenie verursachen, übli-cherweise mit koexistierender Anâmie und Leukopenie.Causes of congenital thrombocytopenia include constitutional aplastic anemia (Fanconi syndrome) and congenital amegakaryocytic thrombocytopenia, which may be associated with skeletal malformations. Acquired platelet production disorders are caused by either hypoplasia of megakaryocytes or ineffective thrombopoiesis. Megakaryocytic hypoplasia can result from a variety of conditions, including bone marrow aplasia (including idiopathic forms or myelosuppression or chemotherapy or radiation therapy), myelfibrosis, leukemia, and bone marrow invasion by metastatic tumors or granulomas. In some situations, toxins, infectious agents, or medications can interact relatively selectively with thrombopoiesis; Examples include transient thrombocytopenia caused by alcohol and certain viral infections, and mild thrombocytopenia associated with administration of thiazide diuretics. Finally, ineffective thrombopoiesis as a secondary consequence of megaloplastic processes (folate or Bi2-Man, 3el) can also cause thrombocytopenia, usually with coexisting anemia and leukopenia.
Die gegenwârtige Behandlung von Thrombozytopenie aufgrund einer erniedrigten Plâttchenproduktion hângt ab von der Identifizierung und Umkehrung der zugrundeliegenden Ursache des Knochenmarkversagens. Plâttchentransfusionen sind übli-cherweise reserviert für Patiënten mit ernsthaften Blutungs-komplikationen oder zur Absicherung wâhrend chirurgischen Eingriffen, da die Isoimmunisierung einer weiteren Plâtt-chentransfusion erhöhten Widerstand leisten kann. Mukosablu-tung, die das Ergebnis starker Thrombozytopenie ist, kann abgeschwacht werden durch die orale oder intravenôse Verabreichung von antifibrinolytischen Mitteln. Thrombotische Komplikationen können sich jedoch entwickeln, wenn antifi brinolytische Mittel in Patiënten mit ausgebreiteter intra-vaskulârer Gerinnung (DIC) verwendet werden. (b) Thrombozytopenie aufgrund der MilzsequestrationCurrent treatment for thrombocytopenia due to decreased platelet production depends on the identification and reversal of the underlying cause of bone marrow failure. Platelet transfusions are usually reserved for patients with serious bleeding complications or for protection during surgical interventions, since the isoimmunization of another platelet transfusion can offer increased resistance. Mucosal bleeding, which is the result of severe thrombocytopenia, can be attenuated by the oral or intravenous administration of antifibrinolytic agents. However, thrombotic complications can develop when antifibrinolytic agents are used in patients with widespread intravascular coagulation (DIC). (b) Thrombocytopenia due to splenic sequestration
Splenomegalie aufgrund einer beliebigen Ursache kann mit milder bis moderater Thrombozytopenie assoziiert sein. Dies ist ein im wesentlichen passiver Vorgang (Hypersplenie) der Milzplättchensequestration, im Gegensatz zu der aktiven Zer-störung der Plättchen durch die Milz in Fallen der unten diskutierten immunvermittelten Thrombozytopenie. Obwohl die häufigste Ursache von Hypersplenie Stauungssplenomegalie durch portalen Hochdruck aufgrund von alkoholischer Zirrhose ist, sind andere Formen der Stauungs-, infiltrativen oder lymphoproliferativen Splenomegalie ebenfalls mit Thrombozytopenie assoziiert. Die Plättchenzahlen fallen üblicher-weise nicht unter 50 x 109 pro Liter als ein Ergebnis von Hypersplenie alleine. (c) Thrombozytopenie aufgrund nichtimmunologisch vermittel-ter PlättchenzerstörungSplenomegaly for any cause can be associated with mild to moderate thrombocytopenia. This is an essentially passive process (hypersplenia) of splenic platelet sequestration, in contrast to the active destruction of the platelets by the spleen in cases of the immune-mediated thrombocytopenia discussed below. Although the most common cause of hypersplenia is congestive splenomegaly due to portal hypertension due to alcoholic cirrhosis, other forms of congestion, infiltrative or lymphoproliferative splenomegaly are also associated with thrombocytopenia. The platelet counts typically do not fall below 50 x 109 per liter as a result of hypersplenia alone. (c) Thrombocytopenia due to non-immunologically mediated platelet destruction
Thrombozytopenie kann Folge der beschleunigten Zerstörung von Plättchen bei verschiedenen nichtimmunologischen Vorgän-gen sein. Störungen dieses Typs.umfassen ausgebreitete in-travaskuläre Gerinnung, intravaskuläre Prothesegegenstände, extrakoporale Zirkulation des Bluts und thrombotische Mikro-angiophatien, wie thrombotische thrombozytäre Purpura. Bei all diesen Situationen werden zirkulierende Plättchen, die entweder den künstlichen Oberflächen Oder einer abnormalen vaskulären Intima ausgesetzt werden, an diesen Stellen ver-braucht oder geschädigt und dann vor der Reifung durch das retikuloendotheliale System entfernt. Krankheitsstadien oder Störungen, bei denen ausgebreitete intravaskuläre Gerinnung (DIC) auftreten können, sind ausführlich erläutert in Braun-wald et al. (Herausgeber), Harrison's Principles of Internal Medicine, 11. Ausgabe, Seite 1478, McGraw Hill [1987]. In-travaskuläre prothetische Gegenstände, einschließlich Herz-klappen und Intraaortaballons, können eine milde bis moderate destruktive Thrombozytopenie und transiente Thrombozytopenie in Patiënten hervorrufen, die sich einer kardio-pulmonaren Beipaßbehandlung oder Hämodialyse unterziehen, wobei sie aus dem Verbrauch oder der Schädigung von Plätt-chen in dem extrakorporalen Kreislauf resultiert. (d) Wirkstoffinduzierte ImmunthrombozytopenieThrombocytopenia can result from the accelerated destruction of platelets in various nonimmunological processes. Disorders of this type include extensive intravascular coagulation, intravascular prosthesis objects, extracoporal blood circulation, and thrombotic microangiophilia, such as thrombotic thrombocytic purpura. In all of these situations, circulating platelets that are either exposed to the artificial surfaces or to an abnormal vascular intima are consumed or damaged at these locations and then removed by the reticuloendothelial system before maturation. Disease stages or disorders in which extensive intravascular coagulation (DIC) can occur are explained in detail in Braun-wald et al. (Editor), Harrison's Principles of Internal Medicine, 11th Edition, page 1478, McGraw Hill [1987]. Intra-vascular prosthetic devices, including cardiac valves and intraortal balloons, can cause mild to moderate destructive thrombocytopenia and transient thrombocytopenia in patients undergoing cardio-pulmonary bypass treatment or hemodialysis, resulting from the consumption or damage of platelets results in the extracorporeal circulation. (d) Drug-induced immune thrombocytopenia
Mehr als 100 Wirkstoffe sind mit immunologisch vermittelter Thrombozytopenie in Zusammenhang gebracht worden. Jedoch sind nur chinidin, Chmin, Gold, Sulfonamide, Cephalothm und Heparin gut charakterisiert worden. Wirkstoffinduzierte Thrombozytopenie tritt regelmäßig sehr gravierend und tritt üblicherweise jäh innerhalb von Tagen auf, während die Patiënten die sensibilisierende Medikation einnehmen. (e) Immunologische (autoimmunologische) thrombozytopenäre Purpura (ITP) ITP in Erwachsenen ist eine chronische Erkrankung, die ge- kennzeichnet ist durch autoimmunologische Plättchenzerstö-rung. Der Autoantikörper ist typischerweise IgG, obwohl dies auch von anderen Immunglobulinen berichtet worden ist. Obwohl von dem Autoantikörper für ITP gefunden worden ist, daß er mit dem GPIIbIIIa der Plättchenmembran assoziiert ist, ist die Plättchenantigenspezifität in den meisten Fallen noch nicht identifiziert worden. Extravaskuläre Zerstörung von sensibilisierten Plättchen tritt in dem retikuloendothe-lialen System der Milz und der Leber auf. Obwohl mehr als die Hälfte aller Falie von ITP idiopathisch sind, haben viele Patiënten zugrundeliegende rheumatische oder autoimmune Erkrankungen (z.B. Systemischer Lupus Erythematosus) oder lymphoproliférative Störungen (z.B. chronische lympho zytäre Leukämie).More than 100 active substances have been associated with immunologically mediated thrombocytopenia. However, only quinidine, Chmin, gold, sulfonamides, cephalothm and heparin have been well characterized. Drug-induced thrombocytopenia is regularly very serious and usually occurs suddenly within days while the patient is taking the sensitizing medication. (e) Immunological (autoimmunological) thrombocytopenic purpura (ITP) ITP in adults is a chronic disease characterized by autoimmune platelet destruction. The autoantibody is typically IgG, although other immunoglobulins have also been reported. Although the autoantibody for ITP has been found to be associated with the GPIIbIIIa of the platelet membrane, in most cases the platelet antigen specificity has not been identified. Extravascular destruction of sensitized platelets occurs in the reticuloendotheial system of the spleen and liver. Although more than half of all cases of ITP are idiopathic, many patients have underlying rheumatic or autoimmune diseases (e.g. systemic lupus erythematosus) or lymphoproliferative disorders (e.g. chronic lymphocytic leukemia).
(f) HIV-induzierte ITP ITP ist eine zunehmend übliche Komplikation bei HIV-Infek- tion (Morris et al., Ann. Intern. Med., 96:714-717 [1982]) und kann in jedem Stadium des Fortschreitens der Krankheit auftreten, sowohl in Patiënten, bei denen das erworbene Im-munschwächesyndrom (AIDS) diagnosticiert worden ist, wie auch bei solchen mit dem AIDS-related Complex, und solchen mit einer HIV-Infektion aber ohne AIDS-Symptome. Die HIV-In-fektion ist eine übertragbare Krankheit, die im Endstadium gekennzeichnet ist durch einen starken Mangel der zellulären Immunfunktion wie auch dem Auftreten von opportunistischen Infektionen und Krebs. Die primäre immunologische Abnormali-tät, die das Ergebnis einer Infektion mit HIV ist, ist die progressive Verarmung und funkrionelle Beeinträchtigung von T-Lymphozyten, die das CD4-0berflächenglycoprotein exprimie-ren (Lane et al., Ann. Rev. Immunol., 3:477 [1985]). Der Verlust an CD4-Helfer-/T-Zellinduktorfunktion liegt vermut-lich den starken Defekten bei der zellulären und humoralen Immunität zugrunde, wobei dies zu den opportunistischen In-' fektionen und den malignen Erscheinungen führt, die charak-teristisch für AIDS sind (H. Lane, siehe oben).(f) HIV-induced ITP ITP is an increasingly common complication in HIV infection (Morris et al., Ann. Intern. Med., 96: 714-717 [1982]) and can occur at any stage of disease progression occur, both in patients for whom the acquired immunodeficiency syndrome (AIDS) has been diagnosed, as well as those with the AIDS-related complex, and those with an HIV infection but without AIDS symptoms. HIV infection is a communicable disease that is characterized in the final stages by a severe lack of cellular immune function as well as the appearance of opportunistic infections and cancer. The primary immunological abnormality that results from infection with HIV is the progressive depletion and functional impairment of T lymphocytes that express CD4 surface glycoprotein (Lane et al., Ann. Rev. Immunol., 3 : 477 [1985]). The loss of CD4 helper / T cell inductor function is believed to be due to the severe defects in cellular and humoral immunity, leading to the opportunistic infections and malignancies that are characteristic of AIDS (H Lane, see above).
Obwohl der Mechanismus der HIV-assoziierten ITP unbekannt ist, wird angenommen, daß er verschieden ist von dem Mechanismus von ITP, der nicht mit einer HIV-Infektion assoziiert ist (Walsh et al., N. Eng. J. Med., 311:635-639 [1984]; und Ratner, Am. J. Med., 86:194-198 [1989]). IV. Gegenwärtige Therapie der ThrombozytopenieAlthough the mechanism of HIV-associated ITP is unknown, it is believed to be different from the mechanism of ITP that is not associated with HIV infection (Walsh et al., N. Eng. J. Med., 311: 635-639 [1984]; and Ratner, Am. J. Med., 86: 194-198 [1989]). IV. Current therapy for thrombocytopenia
Der therapeutsche Ansatz für die Behandlung von Patiënten mit Thrombozytopenie wird diktiert durch die Schwere und die Dringlichkeit der klinischen Situation. Die Behandlung ist ähnlich für die HIV-assoziierte und die nicht-HIV-assozi-ierte Thrombozytopenie, und obwohl eine Anzahl an verschie-denen therapeutschen Ansätzen verwendet worden ist, bleibt die Therapie umstritten.The therapeutic approach to treating thrombocytopenia patients is dictated by the severity and urgency of the clinical situation. Treatment is similar for HIV-associated and non-HIV-associated thrombocytopenia, and although a number of different therapeutic approaches have been used, therapy remains controversial.
Die Plättchenzahl ist in Patiënten, bei denen Thrombozytopenie diagnostiziert wurde, erfolgreich gesteigert worden durch eine Glucokortikoid- (z.B. Prednisolon) Therapie, je- doch ist in den meisten Patiënten die Antwort unvollständig ^ Oder ein Rückfall erfolgt, wenn die Glucokortikoiddosis ver-ringert wird Oder die Verabreichung unterbrochen wird, Ba-sierend auf Studiën mit Patiënten mit HIV-assoziierter ITP haben einige Forscher vorgeschlagen, daß die Glucokortikoid-Therapie zu einer Prâdisposition für AIDS führen kann. Giucokortikoide werden üblicherweise verabreicht, falls die Plâttenzahl unter 20 x 109 pro Liter fällt Oder wenn spontan eine Blutung auftritt. Für Patiënten die auf Giucokortikoide nicht ansprechen ist die Verbindung: 4- (2-Chlorpheny1)-9-methyl-2-[3-(4-morpholiny1)-3-propanon-l-yl]6H-thieno[3,2,f][1,2,4]triazolo[4,3, a,][1,4]diazepm (WEB 2086) erfolgreich verwendet worden, um einen schweren Fall von nicht-HIV-assoziierter ITP zu behandeln. Ein Patient mit einer Plättchenzahl von 37000-58000/μ1 wurde behandelt mit WEB 2086, und nach 1-2 Wochen der Behandlung stieg die Plättchenzahl auf 140000-190000/μ1 (EP 361,077 und Lohman et al., Lancet, 1147 [1988]).The platelet count in patients diagnosed with thrombocytopenia has been successfully increased by glucocorticoid (e.g. prednisolone) therapy, however in most patients the response is incomplete ^ or relapse if the glucocorticoid dose is reduced or administration is discontinued, based on studies with patients with HIV-associated ITP, some researchers have suggested that glucocorticoid therapy can predispose to AIDS. Giucocorticoids are usually administered if the number of plates falls below 20 x 109 per liter or if there is spontaneous bleeding. For patients who do not respond to giucocorticoids, the compound is: 4- (2-chloropheny1) -9-methyl-2- [3- (4-morpholiny1) -3-propanone-l-yl] 6H-thieno [3,2, f] [1,2,4] triazolo [4,3, a,] [1,4] diazepm (WEB 2086) have been used successfully to treat a severe case of non-HIV-associated ITP. A patient with a platelet count of 37000-58000 / μ1 was treated with WEB 2086, and after 1-2 weeks of treatment the platelet count increased to 140000-190000 / μ1 (EP 361,077 and Lohman et al., Lancet, 1147 [1988]) .
Obwohl die optimale Behandlung für erworbene amegakaryo-zytäre Thrombozytopenie Purpura (AATP) unsicher ist, ist von Antithymozytenglobulin (ATG), einem Pferdeantiserum gegen humanes Thymusgewebe, gezeigt worden, daß es eine verlän-gerte vollständige Remission erzeugt (Trimble et al., Am. J. Hematol., 37:126-127 [1991]). Ein jüngster Bericht jedoch legt nahe, daß der hämatopoetische Effekt von ATG auf Thio-mersal zurückzuführen ist, wo vermutlich das Protein als ein QuecksilbertrMger wirkt (Panelle et al., Cancer Research, 50:4429-4435 [1990]).Although optimal treatment for acquired amegakaryocytic thrombocytopenia purpura (AATP) is uncertain, antithymocyte globulin (ATG), a horse antiserum to human thymus tissue, has been shown to produce prolonged complete remission (Trimble et al., Am. J. Hematol., 37: 126-127 [1991]). However, a recent report suggests that the hematopoietic effect of ATG is due to thio-mersal, where the protein is believed to act as a mercury carrier (Panelle et al., Cancer Research, 50: 4429-4435 [1990]).
Gute Ergebnisse sind berichtet worden bei Splenektomie. Splenektomie entfernt die hauptsächliche Stelle der Platt- chenzerstörung und eine Hauptquelle der Autoantikörperpro-duktion bei vielen Patiënten. Dieses Verfahren führt zu einer verlängerten behandlungsfreien Remission in einer Vielzahl von Patiënten. Da jedoch chirurgische Verfahren im allgemeinen in einem immunkompromitierten Patiënten zu vermeiden sind, wird Splenektomie nur empfohlen in schlimmen Fällen von Thrombozytopenie (z.B. schlimmer HIV-assoziierter ITP), und in Patiënten, denen es nicht gelingt, auf eine 2-bis 3-wöchige Glucokortikoidbehandlung anzusprechen oder denen es nicht gelingt, eine anhaltende Antwort nach Abbrechen der Glucokortikoidverabreichung zu erzielen. Basierend auf gegenwärtigem wissenschaftlichem Wissen ist es unklar, ob Splenektomie Patiënten für AIDS prädisponiert.Good results have been reported with splenectomy. Splenectomy removes the major site of platelet destruction and a major source of autoantibody production in many patients. This procedure leads to prolonged treatment-free remission in a large number of patients. However, since surgical procedures are generally to be avoided in an immunocompromised patient, splenectomy is only recommended in severe cases of thrombocytopenia (e.g. worse HIV-associated ITP), and in patients who fail to receive 2 to 3 weeks of glucocorticoid treatment or who fail to get a sustained response after stopping glucocorticoid administration. Based on current scientific knowledge, it is unclear whether splenectomy predisposes patients to AIDS.
Zusätzlich zur Prädnisolontherapie und Splenektomie verspre-chen bestimmte zytotoxische Mittel, z.B. Vincristin und Azidothymidin (AZT, Zidovudin) Vorteile bei der Behandlung von HIV-induzierter ITP; jedoch sind die Ergebnisse noch vorläufig.In addition to prednisolone therapy and splenectomy, certain cytotoxic agents, e.g. Vincristine and azidothymidine (AZT, zidovudine) benefits in the treatment of HIV-induced ITP; however, the results are still preliminary.
Es ist aus dem zuvor genannten ersichtlich, daß ein Weg zum Behandeln von Thrombozytopenie ist, ein Mittel zu erhalten, das die Differenzierung und Reifung von Megakaryozyten oder Vorläufern davon zu der Plättchen-produzierenden Form be-schleunigen kann. Beträchtliche Anstrengungen sind daraufhin gerichtet worden, solche Mittel zu identifizieren, im allgemeinen bezeichnet als "Thrombopoietin" (TPO). Andere Namen für TPO, die im allgemeinen in der Literatur gefunden werden, umfassen Thrombozytopoese-stimulierender Faktor (TSF), Megakaryozyten-koloniestimulierender Faktor (MK-CSF), Mega-karyozyten-stimulierender Faktor und Megakryozytenverstär-ker. TPO-Aktivität wurde bereits 1959 beobachtet (Rak et al., Med. Exp., 1:125), und die Versuche, dieses Mittel zu charakterisieren und zu reinigen, sind bis zum heutigen Tag fortgesetzt worden. Während Berichte über die partielle Rei-nigung von TPO-aktiven Polypeptiden existieren (siehe z.B. Tayrien et al., J. Biol. Chem., 262:3262 [1987] und Hoffmann et al., J. Clin, Invest. 75:1174 [1985]) haben andere postu-liert, daß TPO nicht eine bestimmte Einheit selbst ist son-dern vielmehr einfach die polyfunktionelle Manifestation eines bekannten Hormons (IL-3, Sparrow et al., Prog. Clin. Bic. Res., 215:123 [1986]). Unabhângig von seiner Form oder seinem Ursprung wâre ein Molekül mit thrombopoetischer Akti-vitât von beträchtlichem therapeutischem Wert. Obwohl noch kein Protein zweifelsfrei als TPO identifiziert worden ist, ist die kürzliche Entdeckung, daß mpl, ein vermeintlicher Zytokinrezeptor, ein thrombopoetisches Signal erzaugen bzw. weiterleiten (transduce) könnte, von großem Interesse. V. Mpl ist ein megakaryozytopoetischer ZytokinrezeptorIt can be seen from the foregoing that one way to treat thrombocytopenia is to obtain an agent that can accelerate the differentiation and maturation of megakaryocytes or precursors thereof to the platelet-producing form. Considerable efforts have been made to identify such agents, commonly referred to as "thrombopoietin" (TPO). Other names for TPO commonly found in the literature include thrombocytopoiesis stimulating factor (TSF), megakaryocyte colony stimulating factor (MK-CSF), megakaryocyte stimulating factor, and megacryte enhancer. TPO activity was observed as early as 1959 (Rak et al., Med. Exp., 1: 125), and attempts to characterize and purify this agent have continued to this day. While there have been reports of partial purification of TPO-active polypeptides (see, e.g., Tayrien et al., J. Biol. Chem., 262: 3262 [1987] and Hoffmann et al., J. Clin, Invest. 75: 1174 [1985]) have postulated that TPO is not a specific unit itself, but rather simply the polyfunctional manifestation of a known hormone (IL-3, Sparrow et al., Prog. Clin. Bic. Res., 215: 123 [1986]). Regardless of its shape or origin, a molecule with thrombopoietic activity would be of considerable therapeutic value. Although no protein has yet been unequivocally identified as TPO, the recent discovery that mpl, a putative cytokine receptor, could transduce a thrombopoietic signal is of great interest. V. Mpl is a megakaryocytopoietic cytokine receptor
Es wird angenommen, daß die Proliferation und Reifung von hâmatopoetischen Zeilen strikt reguliert wird durch Fakto-ren, die positiv oder negativ die Proliferation der pluripo-tenten Stammzelle und Differenzierung zu mehreren Abstam-mungslinien moduliert. Diese Effekte werden vermittelt durch die Bindung von extrazellulâren Proteinfaktoren mit hoher Affinitât an spezifische Zelloberflâchenrezeptoren. Diese Zelloberflâchenrezeptoren teilen eine beträchtliche Homologie und werden im allgemeinen klassifiziert als die Mitglie-der der Zytokinrezeptorsuperfamilie. Mitglieder dieser Su- perfamilie umfassen Rezeptoren für: IL-2 (ß- und γ-Ketten) (Hatakeyama et al., Science, 244:551-556 [1989]; Takeshita et al., Science, 257:379-382 [1991]), IL-3 (Itoh et al., Science, 247:324-328 [1990]; Gorman et al., Proc. Natl.It is believed that the proliferation and maturation of hematopoietic lines is strictly regulated by factors that positively or negatively modulate the proliferation of the pluripotent stem cell and differentiation into multiple lineages. These effects are mediated by the binding of extracellular protein factors with high affinity to specific cell surface receptors. These cell surface receptors share considerable homology and are generally classified as members of the cytokine receptor superfamily. Members of this super family include receptors for: IL-2 (β and γ chains) (Hatakeyama et al., Science, 244: 551-556 [1989]; Takeshita et al., Science, 257: 379-382 [ 1991]), IL-3 (Itoh et al., Science, 247: 324-328 [1990]; Gorman et al., Proc. Natl.
Acad. Sci. USA, 87:5459-5463 [1990]; Kitamura et al., Cell, 66:1165-1174 [1991a]; Kitamura et al., Proc. Natl. Acad.Acad. Sci. USA, 87: 5459-5463 [1990]; Kitamura et al., Cell, 66: 1165-1174 [1991a]; Kitamura et al., Proc. Natl. Acad.
Sci. USA, 88:5082-5086 [1991b]), IL-4 (Mosley et al., Cell, 59:335-348 [1989]), IL-5 (Takaki et al., EMBO J., 9:4367-4374 [1990]; Tavernier et al., Cell, 66:1175-1184 [1991]), IL-6 (Yamasaki et al., Science, 241:825-828 [1988]; Hibi ét al., Cell, 63:1149-1157 [1990]), IL-7 (Goodwin et al., Cell, 60:941-951 [1990]), IL-9 (Renault et al., Proc. Natl. Acad.Sci. USA, 88: 5082-5086 [1991b]), IL-4 (Mosley et al., Cell, 59: 335-348 [1989]), IL-5 (Takaki et al., EMBO J., 9: 4367- 4374 [1990]; Tavernier et al., Cell, 66: 1175-1184 [1991]), IL-6 (Yamasaki et al., Science, 241: 825-828 [1988]; Hibi et al., Cell, 63 : 1149-1157 [1990]), IL-7 (Goodwin et al., Cell, 60: 941-951 [1990]), IL-9 (Renault et al., Proc. Natl. Acad.
Sci. USA, 89:5690-5694 [1992], Granulocyten-Makrophagen-Ko-lonie-stimulierender Faktor (GM-CSF) (Gearing et al., EMBO J., 8:3667-3676 [1991]; Hayashida et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 244:9655-9659 [1990], Granulocyten-Kolonie-stimu-lierender Faktor (G-CSF) (Fukunaga et al., Cell, 61:341-350 [1990a]; Fukunaga et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 87:8702-8706 [1990b]; Larsen et al., J. Exp. Med., 172:1559-1570 [1990]), EPO (D'Andrea et al., Cell, 57:277-285 [1989]; Jones et al., Blood, 76:31-35 [1990], Leukämie-inhibierender Faktor (LIF) (Gearing et al., EMBO J., 10:2839-2848 [1991]), Oncostatin M (OSM) (Rose et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 88:8641-8645 [1991]) und auch Rezeptoren für Prolactin (Boutin et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 88:7744-7748 [1988]; Edery et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 86:2112-2116 [1989]), Wachstumshormon (GH) (Leung et al., Nature, 330:537-543 [1987]) und Zilliar-Neurotropher-Faktor (CNTF) (Davis et al., Science, 253:59-63 [1991]).Sci. USA, 89: 5690-5694 [1992], granulocyte macrophage colony stimulating factor (GM-CSF) (Gearing et al., EMBO J., 8: 3667-3676 [1991]; Hayashida et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 244: 9655-9659 [1990], Granulocyte colony stimulating factor (G-CSF) (Fukunaga et al., Cell, 61: 341-350 [1990a]; Fukunaga et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 87: 8702-8706 [1990b]; Larsen et al., J. Exp. Med., 172: 1559-1570 [1990]), EPO (D'Andrea et al., Cell, 57: 277-285 [1989]; Jones et al., Blood, 76: 31-35 [1990], Leukemia Inhibiting Factor (LIF) (Gearing et al., EMBO J., 10: 2839-2848 [1991]), Oncostatin M (OSM) (Rose et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 88: 8641-8645 [1991]) and also receptors for prolactin (Boutin et al., Proc Natl. Acad. Sci. USA, 88: 7744-7748 [1988]; Edery et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 86: 2112-2116 [1989]), growth hormone (GH) (Leung et al., Nature, 330: 537-543 [1987]) and Zilliar Neurotrophic Factor (CNTF) (Davis et al., Science, 253: 59-63 [1991]).
Mitglieder der Zytokinrezeptorsuperfamilie konnen in drei funktionelle Kategorien eingruppiert werden (zur Übersicht siehe Nicola et al., Cell, 67:1-4 [1991]). Die erste Klasse umfaßt Rezeptoren mit einer Kette, wie der Erythropoietin-rezeptor (EPO-R) oder der Rezeptor für den Granulozyten-Ko-lonie-stimulierenden Faktor (G-CSF-R), die einen Liganden mit hoher Affinitât über die extrazelluläre Domâne binden und auch ein intrazelluâres Signal erzeugen. Eine zweite Klasse an Rezeptoren, sogenannte a-Untereinheiten, umfassen Interleükin-6-Rezeptor (IL6-R), Rezeptor für den Granulo-zyten-Makrophagen-Kolonie-stimulierenden Faktor (GM-CSF-R), Interleukin-3-Rezeptor (IL3-Ra) und andere Mitglieder derMembers of the cytokine receptor superfamily can be grouped into three functional categories (for an overview, see Nicola et al., Cell, 67: 1-4 [1991]). The first class includes receptors with a chain, such as the erythropoietin receptor (EPO-R) or the granulocyte colony stimulating factor (G-CSF-R) receptor, which have a ligand with high affinity for the extracellular domain bind and also generate an intracellular signal. A second class of receptors, called a-subunits, include interleukin-6 receptor (IL6-R), receptor for the granulocyte-macrophage colony stimulating factor (GM-CSF-R), interleukin-3 receptor ( IL3-Ra) and other members of the
Zytokinrezeptorsuperfamilie. Diese a-Untereinheiten binden Liganden mit niedriger Affinitât, aber sie konnen kein in-trazellulâres Signal erzeugen. Ein Rezeptor mit hoher Affinitât, der zur Signalübertragung fâhig ist, wird erzeugt durch ein Heterodimer zwischen einer α-Untereinheit und einem Mitglied einer dritten Klasse an Zytokinrezeptoren, besser ß-Untereinheiten genannt, z.B. ßc, die gemeinsame ß-Untereinheit für die drei a-Untereinheiten IL3-Ra und GM-CSF-R.Super cytokine receptor family. These a subunits bind low affinity ligands, but they cannot generate an intracellular signal. A high affinity receptor capable of signaling is generated by a heterodimer between an α subunit and a third class member of cytokine receptors, better known as β subunits, e.g. ßc, the common ß subunit for the three a subunits IL3-Ra and GM-CSF-R.
Ein Hinweis darauf, daß mpl ein Mitglied der Zytokinrezep-torsuperfamilie ist, kommt aus der Sequenzhomologie (Gearing, EMBO J., 8:3-667-3676 [1988]; Bazan, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 87:6834-6938 [1990]; Davis et al., Science, 253:59-63 [1991] und Vigon et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 89:5640-5644 [1992]) und seine Fähigkeit, proliferative Signale zu erzeugen.An indication that mpl is a member of the cytokine receptor superfamily comes from sequence homology (Gearing, EMBO J., 8: 3-667-3676 [1988]; Bazan, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 87: 6834-6938 [1990]; Davis et al., Science, 253: 59-63 [1991] and Vigon et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 89: 5640-5644 [1992]) and his ability to generate proliferative signals.
Die aus der molekularen Klonierung des Mâuse-c-mpl geschlos-sene Proteirisequenz zeigt, daß dieses Protein homolog zu anderen Zytokinrezeptoren ist. Die extrazelluläre Domâne ent-hâlt 465 Aminosaurereste und setzt sich aus zwei Unterdomä-nen zusammen mit jeweils vier hochkonservierten Cysteinen und einem speziellen Motiv in der N-terminalen Unterdomâne und in der C-terminalen Unterdomâne. Die den Liganden bindenden extrazellulären Domänen haben vermutlich ähnliche Doppelte-ß-Faltblattstrukturgeometrien. Diese duplizierte extrazelluläre Domâne ist hochhomolog mit der Signalübertra-gungskette, die IL-3-, IL-5- und GM-CSF-Rezeptoren wie auch der Bindungsdomâne mit geringer Affinität von LIF gemein ist (Vigon et al., Oncogene, 8:2607-2615 [1993]). Somit kann mpl zu der Klasse an Zytokinrezeptoren mit niedriger Affinitât für die Ligandenbindung gehôren.The protein sequence closed from the molecular cloning of the Mâuse-c-mpl shows that this protein is homologous to other cytokine receptors. The extracellular domain contains 465 amino acid residues and consists of two subdomains, each with four highly conserved cysteines and a special motif in the N-terminal subdomain and in the C-terminal subdomain. The extracellular domains that bind the ligand presumably have similar double β-sheet structure geometries. This duplicated extracellular domain is highly homologous to the signaling chain that is common to IL-3, IL-5 and GM-CSF receptors as well as the low affinity binding domain of LIF (Vigon et al., Oncogene, 8: 2607 -2615 [1993]). Thus, mpl can belong to the class of low affinity cytokine receptors for ligand binding.
Ein Vergleich von Mâuse-mpl und reifem humanem mpl P zeigt, daß diese zwei Proteine 81% Sequenzidentitât zeigen. Xnsbe-sondere zeigen die N-terminalen und C-terminalen extrazellu- lären Subdomänen 75% bzw. 80% Sequenzidentitât. Die am mei-sten konservierte mpl-Region ist die zytoplasmatische Domâne, die 91% Aminosäureidentität zeigt, wobei eine Sequenz von 37 Resten nahe der Transmembrandomâne in beiden Spezies identisch ist. Demzufolge wird von mpl berichtet, daß es eine der am meisten konservierten Mitglieder der Zytokinre-zeptorsuperfamilie ist (Vigon, siehe oben).A comparison of mouse mpl and mature human mpl P shows that these two proteins show 81% sequence identity. In particular, the N-terminal and C-terminal extracellular subdomains show 75% and 80% sequence identity, respectively. The most conserved mpl region is the cytoplasmic domain, which shows 91% amino acid identity, with a sequence of 37 residues near the transmembrane domain being identical in both species. As a result, mpl is reported to be one of the most conserved members of the cytokine receptor superfamily (Vigon, see above).
Beweis dafür, daß mpl ein funktioneller Rezeptor ist, der ein prolifératives Signal weiterleiten kann, kommt von d'er Konstruktion von chimären Rezeptoren, die eine extrazallu-läre Domäne von einem Zytokinrezeptor mit hoher Affinität für ein bekanntes Zytokin enthalten und die mpl-zytoplasma-tische Domäne. Da noch kein bekannter Ligand für mpl berich-tet worden ist, war es notwendig, die chimäre extrazellulëre Domäne mit hoher Affinität für die Ligandenbindung aus der ersten Klasse eines Zytokinrezeptors, wie IL-4R Oder G-CSFR, zu konstruieren. Vigon et al., siehe oben, fusionierte die extrazelluläre Domâne von G-CSFR mit der Transmembran- und zytoplasmatischen Domâne von c-mpl. Eine IL-3 abhângige Zel-linie, BAF/B03 (Ba/F3) wurde transfektiert mit der G-CSFR/mpl-Chimëre zusammen mit einer vollstândigen (full length) G-CSFR-Kontrolle. Die mit der Chimëre transfektier-ten Zeilen wuchsen gleich gut in der Anwesenheit von Zytokin IL-3 oder G-CSF. Ähnlich wuchsen auch Zeilen, die mit G-CSRF transfektiert waren, gut in jeweils IL-3 oder G-CSF. Alle Zeilen starben in der Abwesenheit von Wachstumsfaktoren. Ein ëhnliches Experiment wurde durchgeführt von Skoda et al., EMBO J.-, 12 (7):2645-2653 [1993], bei dem die extrazellulëren und Transmembrandomënen von humanem IL-4-Rezeptor (IL-4-R) mit der Mëuse-mpl-zytoplasmatischen Domâne fusioniert wur-den, und dieses Konstrukt wurde in eine IL-3 abhängige Mäu-sezellinie BA/F3 transfektiert. Mit dem Wildtyp hIL-4-R transfektierte Ba/F3-Zeilen vermehrten sich normal in der Anwesenheit von jedem der Spezies-spezifischen IL-4 oder IL-3. Mit hIL-4R/mpl transfektierte Ba/F3-Zellen vermehrten sich normal in der Anwesenheit von hIL-4 (in der Anwesenheit oder Abwesenheit von IL-3), wobei dies zeigt, daß in Ba/F3-Zellen die mpl-zytoplasmatische Domëne alle die Elemente enthëlt, die notwendig sind ein prolifératives Signal zu erzeugen.Evidence that mpl is a functional receptor that can transmit a proliferative signal comes from the construction of chimeric receptors that contain an extracallular domain from a cytokine receptor with high affinity for a known cytokine and that contain mpl cytoplasmic table domain. Since no known ligand for mpl has yet been reported, it was necessary to construct the chimeric extracellular domain with high affinity for ligand binding from the first class of a cytokine receptor such as IL-4R or G-CSFR. Vigon et al., Supra, merged the extracellular domain of G-CSFR with the transmembrane and cytoplasmic domain of c-mpl. An IL-3 dependent cell line, BAF / B03 (Ba / F3) was transfected with the G-CSFR / mpl chimer together with a full (length) G-CSFR control. The lines transfected with the chimera grew equally well in the presence of cytokine IL-3 or G-CSF. Similarly, lines transfected with G-CSRF also grew well in IL-3 or G-CSF, respectively. All lines died in the absence of growth factors. A similar experiment was carried out by Skoda et al., EMBO J.-, 12 (7): 2645-2653 [1993], in which the extracellular and transmembrane domains of human IL-4 receptor (IL-4-R) with the Muse-mpl cytoplasmic domains were fused, and this construct was transfected into an IL-3-dependent BA / F3 mouse cell line. Ba / F3 lines transfected with the wild-type hIL-4-R increased normally in the presence of each of the species-specific IL-4 or IL-3. Ba / F3 cells transfected with hIL-4R / mpl proliferated normally in the presence of hIL-4 (in the presence or absence of IL-3), showing that in Ba / F3 cells the mpl cytoplasmic domains contains all the elements necessary to generate a proliferative signal.
Diese Chimären-Experimente zeigen die Fähigkeit zum Erzeugen von proliferationsfördernden Signalen durch die mpl-zyto-plasmatische Domäne, aber sie sagen nichts darüber aus. ob die mpl-extrazelluläre Domäne einen Liganden binden kann. Diese Ergebnisse sind in Übereinstimmung mit mindestens zwei Möglichkeiten, nämlich mpl ist ein Rezeptor mit einer einzi-gen Kette (Klasse eins), wie EPO-R Oder G-CSFR, Oder er ist eine signalweiterleitende ß-Untereinheit (Klasse drei), die eine a-Untereinheit benötigt, wie IL-3 (Skoda et al. siehe oben). VI. Der mpl-Ligand ist ein Thrombopoietin (TPO)These chimeric experiments show the ability to generate proliferation-promoting signals through the mpl-cytoplasmic domain, but they say nothing about it. whether the mpl extracellular domain can bind a ligand. These results are in agreement with at least two possibilities, namely mpl is a receptor with a single chain (class one), such as EPO-R or G-CSFR, or it is a signal-transmitting ß-subunit (class three), the one a subunit is required, such as IL-3 (Skoda et al. see above). VI. The mpl ligand is a thrombopoietin (TPO)
Wie oben beschrieben, ist vorgeschlagen worden, daß das Serum einen einzigartigen Faktor enthält, der manchmal als Thrombopoientin (TPO) bezeichnet wird, der synergistisch mit verschiedenen anderen Zytokinen wirkt, um das Wachsen und Reifen von Megakaryozyten zu fördern. Kein solcher natürli-cher Faktor ist jemals isoliert worden aus Serum oder einem anderen Ausgangsmaterial, obwohl von zahlreichen Gruppen be-trachtlicher Aufwand in dieser Richtung betrieben worden ist. Obwohl es nicht bekannt ist, ob mpl direkt einen Mega-karyozyten-stimulierenden Faktor binden kann, zeigen jüngste Expérimente, daß mpl in die Weiterleitung eines proliferati-ven Signals von einem Faktor oder von Faktoren verwickelt ist, die in dem Serum von Patiënten mit aplastischem Kno-chenmark gefunden werden (Methia et al., Blood, 82(5):1395-1401 [1993]).As described above, it has been suggested that the serum contains a unique factor, sometimes referred to as thrombopoientin (TPO), which works synergistically with various other cytokines to promote megakaryocyte growth and maturation. No such natural factor has ever been isolated from serum or any other starting material, although considerable effort has been made in this direction by numerous groups. Although it is not known whether mpl can directly bind a mega-karyocyte stimulating factor, recent experiments show that mpl is involved in the transmission of a proliferative signal from one or more factors in the serum of aplastic patients Bone marrow can be found (Methia et al., Blood, 82 (5): 1395-1401 [1993]).
Ein Hinweis darauf, daß ein einzigartiger koloniestimulie- render Faktor aus Serum, der sich von IL-la, IL-33, IL-4, IL-6, IL-11, SCF, EPO, G-CSF und GM-CSF unterscheidet, ein prolifératives Signal durch mpl erzeugt, kommt aus der Un-tersuchung der Verteilung der c-mpI-Expression in primitiven und festgelegten hämatopoetischen Zellinien und aus mpl-Antisense-Untersuchungen in einer dieser Zellinien.An indication that a unique colony stimulating factor from serum, which differs from IL-la, IL-33, IL-4, IL-6, IL-11, SCF, EPO, G-CSF and GM-CSF, a proliferative signal generated by mpl comes from examining the distribution of c-mpI expression in primitive and fixed hematopoietic cell lines and from mpl antisense studies in one of these cell lines.
Unter Verwendung von reverser Transkriptase (RT)-PCR in immunologisch gereinigten humanen hämatopoetischen Zeilen zeigten Methia et al., siehe oben, daß starke mpI-mRNA-Messages nur gefunden wurden in CD34+ gereinigten Zeilen, Megakaryozyten und Plättchen. CD34+-Zellen, gereinigt aus Knochenmark (BM), repräsentieren ungefähr 1% aller BM-Zellen und sind angereichert mit primitiven und festgelegten Vor-läuferzellen für alle Abstammungslinien (z.B. erythroidar-tig, granulomakrophagenartig und megakaryozytenartig).Using reverse transcriptase (RT) -PCR in immunologically purified human hematopoietic cells, Methia et al., See above, showed that strong mpI-mRNA messages were only found in CD34 + purified cells, megakaryocytes and platelets. CD34 + cells, purified from bone marrow (BM), represent approximately 1% of all BM cells and are enriched with primitive and fixed progenitor cells for all lineages (e.g. erythroid-like, granulomacrophage-like and megakaryocyte-like).
Von mpl-Antisense-Oligodesoxynukleotiden wurde gezeigt, daß sie die Megakaryozyten-Koloniebildung aus der pluripotenten CD34+-Zelle, kultiviert in Serum von Patiënten mit aplasti-schem Knochenmark (einer reichen Quelle für Megakaryozyten-Kolonie-stimulierende Aktivität [MK-CSA]) unterdrücken.Mpl antisense oligodeoxynucleotides have been shown to suppress megakaryocyte colony formation from pluripotent CD34 + cells cultured in serum from patients with aplastic bone marrow (a rich source of megakaryocyte colony stimulating activity [MK-CSA]) .
Diese gleiche Antisense-Oligodesoxynukleotide hatten keinen Effekt auf die Erythroid- Oder Granulomakrophagen-Kolonie-bildung.These same antisense oligodeoxynucleotides had no effect on erythroid or granuloma macrophage colony formation.
Ob mpl direkt einen Liganden band und ob der Serumfaktor, von dem gezeigt wurde, daß er Megakaryozytopoese hervorruft, über mpl wirkte, war noch unbekannt. Es ist jedoch vorge-schlagen worden, daß, falls mpl direkt einen Liganden band, seine Aminosäuresequenz wahrscheinlich hochkonserviert war und Kreuzreaktivität zwischen Spezies zeigt, aufgrund der beträchtlichen Sequenzidentität zwischen humanen und mpl-ex-trazellulären Domänen der Maus (Vigon et al., siehe oben [1993]). VII. AufgabenIt was still unknown whether mpl directly bound a ligand and whether the serum factor, which was shown to cause megakaryocytopoiesis, acted via mpl. However, it has been suggested that if mpl bound a ligand directly, its amino acid sequence was likely to be highly conserved and show cross-reactivity between species due to the substantial sequence identity between human and mpl-ex-tracellular domains of the mouse (Vigon et al., See above [1993]). VII. Tasks
Angesichts des Zuvorgenannten ist es offensichtlich, daß ein gegenwärtiger und fortwährender Bedarf besteht, Moleküle zu isolieren und identifizieren, die die Proliferation, Diffe-renzierung und Reifung von hämatopoetischen Zeilen stimulie-ren können, insbesondere von Megakaryozyten oder deren Vor- läufern, für die therapeutische Verwendung bei der Behand-lung von Thrombozytopenie. Es wird angenommen, daß ein sol-ches Molekül ein mpl-Ligand ist, und deshalb besteht ein weiterer Bedarf zum Isolieren· eines solchen Liganden bzw. sclcher Liganden, um deren Rolle(n) beim Zellwachstunm und der Differenzierung aufzuklären.In view of the foregoing, it is apparent that there is a current and ongoing need to isolate and identify molecules that can stimulate the proliferation, differentiation, and maturation of hematopoietic cells, particularly megakaryocytes or their precursors for therapeutic Use in the treatment of thrombocytopenia. Such a molecule is believed to be an mpl ligand, and therefore there is a further need to isolate such a ligand to elucidate its role (s) in cell growth and differentiation.
Demzufolge ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein pharmazeutisch reines Molekül zu erhalten, das die Proliferation, Differenzierung und/oder Reifung von Megakaryozyten zu der reifen Plättchen-produzierenden Form stimulieren kann.Accordingly, an object of the present invention is to obtain a pharmaceutically pure molecule which can stimulate the proliferation, differentiation and / or maturation of megakaryocytes into the mature platelet-producing form.
Eine weitere Aufgabe ist es, ein Molekül in einer Form be-reitzustellen, die für die therapeutische Verwendung bei der Behandlung von einer hämatopoetischen Störung, insbesondere von Thrombozytopenie, geeignet ist.Another object is to provide a molecule in a form suitable for therapeutic use in the treatment of a hematopoietic disorder, particularly thrombocytopenia.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Pro-teinliganden zu isolieren, zu reinigen und insbesondere zu identifizieren, die in vivo an einen Rezeptor der Zytokin-superfamilie, bekannt als mpl, binden können, um ein prolifératives Signal zu erzeugen.It is another object of the present invention to isolate, purify, and particularly identify protein ligands that can bind in vivo to a cytokine superfamily receptor known as mpl to produce a proliferative signal.
Es ist eine weitere Aufgabe, Nukleinsäuremoleküle bereitzu-stellen, die für einen solchen Proteinliganden kodieren, und diese Nukleinsäuremoleküle zu verwenden, um mpl-bindende Liganden in rekombinanter Zellkultur für diagnostische und therapeutische Zwecke herzustellen.It is a further object to provide nucleic acid molecules encoding such a protein ligand and to use these nucleic acid molecules to produce mpl-binding ligands in recombinant cell culture for diagnostic and therapeutic purposes.
Es ist eine weitere Aufgabe, Derivate und modifizierte For- men des Proteinliganden bereitzustellen, einschließlich Ami-nosäuresequenzvarianten, variante Glycoproteinformen und ko-valente Derivate davon.It is another object to provide derivatives and modified forms of the protein ligand, including amino acid sequence variants, variant glycoprotein forms, and equivalent derivatives thereof.
Eine weitere Aufgabe, Fusionpolypeptidformen bereitzustel-len, die einen mpl-Liganden und ein heterologes Protein kom-binieren, sowie kovalente Derivate davon.Another task is to provide fusion polypeptide forms that combine an mpl ligand and a heterologous protein, and covalent derivatives thereof.
Es ist eine weitere Aufgabe, variante Polypeptidformen be-reitzustellen, die einen mpl-Liganden kombinieren mit Ami-nosäureanfügungen und -substitutionen aus der EPO-Sequenz, um ein Protein zu erzeugen, das die Proliferation und das Wachstum sowohl von Plättchen als auch von roten Blutzell-vorläufern regulieren kann.Another object is to provide variant polypeptide forms that combine an mpl ligand with amino acid additions and substitutions from the EPO sequence to produce a protein that promotes both platelet and red proliferation and growth Can regulate blood cell precursors.
Es ist eine weitere Aufgabe, Immunogene herzustellen zum Erzeugen von Antikörpern gegen mpl-Liganden oder Fusionsformen davon, wie auch Antikörper zu erhalten, die solche Liganden binden können.It is another object to prepare immunogens for generating antibodies to mpl ligands or fusion forms thereof, as well as to obtain antibodies that can bind such ligands.
Diese und weitere Aufgaben der Erfindung werden deutlich an-hand der folgenden Beschreibung.These and other objects of the invention will become apparent from the following description.
Die der Erfindung zugrundeliegendeh Aufgabe werden gelost durch Bereitstellen eines isolierten Proteins aus Säugern, das die megakaryozytopoetische Proliferation und Reifung fördert, bezeichnet als der "mpl-Ligand" (ML) oder "Thrombopoietin" (TPO), das die Proliferation, Reifung und/oder Differenzierung von Megakaryozyten zu der reifen Plättchen-produzierenden Form stimulieren kann.The problem underlying the invention are achieved by providing an isolated protein from mammals that promotes megakaryocytopoietic proliferation and maturation, referred to as the "mpl ligand" (ML) or "thrombopoietin" (TPO), which is responsible for proliferation, maturation and / or Differentiation of megakaryocytes to the mature platelet-producing form can stimulate.
Das im wesentlichen homogene Protein kann gereinigt werden aus einem natürlichen Ausgangsmaterial nach einem Verfahren umfassend: (1) Inkontaktbringen eines Plasma-Ausgangsmateri- als enthaltend die zu reinigenden mpl-Ligandenmoleküle mit einem immobilisierten Rezeptorpolypeptid, insbesondere mpl oder einem mpl-Fusionspolypeptid, immobilisiert auf einem Trager, unter Bedingungen, bei denen die zu reinigenden mpl-Ligandenmoleküle selektiv an das immobilisierte Rezeptor- polypeptid adsorbiert werden, (2) Waschen des immobilisierten Rezeptorpolypeptids und dessen Trager, um nichtadsor- biertes Materail zu entfernen und (3) Eluieren der mpl-Li-gandenmoleküle von dem immobilisierten Rezeptorpolypeptid, an die sie adsorbiert sind, mit einem Elutionspuffer. Vor-zugsweise ist das natürliche Ausgangsmaterial ein Säuger-plasma oder Urin enthaltend den mpl-Liganden. Gegebenenfalls ist der säurer aplastisch und der immobilisierte Rezeptor ist eine mpl-IgG-Fusion.The substantially homogeneous protein can be purified from a natural starting material by a method comprising: (1) contacting a plasma starting material containing the mpl ligand molecules to be purified with an immobilized receptor polypeptide, in particular mpl or an mpl fusion polypeptide, immobilized on one Carriers, under conditions in which the mpl ligand molecules to be purified are selectively adsorbed onto the immobilized receptor polypeptide, (2) washing the immobilized receptor polypeptide and its carrier to remove non-adsorbed material and (3) eluting the mpl-Li gand molecules from the immobilized receptor polypeptide to which they are adsorbed with an elution buffer. The natural starting material is preferably a mammalian plasma or urine containing the mpl ligand. The acid is possibly aplastic and the immobilized receptor is an mpl-IgG fusion.
Gegebenenfalls ist das bevorzugte, die megakaryozytopoeti-sche Proliferation und Reifung fördernde Prorein ein iso-liertes, im wesentliches homogenes mpl-Ligandenpolypeptid, hergestellt durch synthetische oder rekombinante Mittel.Optionally, the preferred megakaryocytopoietic proliferation and maturation promoting prorein is an isolated, essentially homogeneous mpl ligand polypeptide made by synthetic or recombinant means.
Das "mpI-Liganden"-Polypeptid oder "TPO" dieser Erfindung besitzt vorzugsweise zumindestens 70% Gesamtsequenzidentität mit der Aminosäuresequenz des hochgereinigten, im wesentli-chen homogenen mpl~Ligandenpolypeptids aus Schwein und mm- destens 80% Sequenzidentitât mit der "EPO-Domäne" des mpl-Ligandenpolypeptids aus Schwein. Gegebenenfalls ist der er-findungsgemäße mpl-Ligand ein reifer humaner mpl-Ligand (hML), mit der reifen Aminosäuresequenz, gezeigt in Fig. 1 (SEQ ID NO: 1), oder eine Variante oder posttranskriptional modifizierte Form davon oder ein Protein mit ungefähr 80% Sequenzidentitât mit reifem humanem mpl-Ligand. Gegebenenfalls ist die mpl-Ligandenvariante ein Fragment, insbeson-dere ein Aminoterminus- oder "EPO-Domäne"-Fragment des reifen humanen mpl-Liganden (hML). Vorzugsweise enthâlt das aminoterminale Fragment im wesentlichen die gesamte humane ML-Sequenz zwischen dem ersten und vierten Cysteinrest, aber es kann betrachtliche Hinzufügungen, Deletionen oder Substi-tutionen außerhalb dieser Region enthalten. Gemäß dieser Ausführungsform kann das Polypeptidfragment dargestellt werden durch die Formel:The "mpI ligand" polypeptide or "TPO" of this invention preferably has at least 70% overall sequence identity with the amino acid sequence of the highly purified, substantially homogeneous porcine mpl ~ ligand polypeptide and at least 80% sequence identity with the "EPO domain" of the porcine mpl ligand polypeptide. Optionally, the mpl ligand of the invention is a mature human mpl ligand (hML) having the mature amino acid sequence shown in Fig. 1 (SEQ ID NO: 1), or a variant or post-transcriptionally modified form thereof, or a protein with approximately 80% sequence identity with mature human mpl ligand. If appropriate, the mpl ligand variant is a fragment, in particular an amino terminus or "EPO domain" fragment of the mature human mpl ligand (hML). Preferably, the amino terminal fragment contains substantially all of the human ML sequence between the first and fourth cysteine residues, but it may contain substantial additions, deletions, or substitutions outside of this region. According to this embodiment, the polypeptide fragment can be represented by the formula:
X-hML(7-151)"Y worin hML(7-l51) darstellt die humane TOP (hML)-Aminosäure-sequenz von Cys7 bis Cys151einschließlich; X stellt dar die Aminogruppe von Cys oder einen oder mehrere der aminotermi-nalen Aminosäurereste des reifen hML oder Aminosäurerestver-längerungen davon wie Met, Tyr oder Leadersequenzen, enthal-tend z.B. proteolytische Spaltstellen (z.B. Faktor Xa oder Thrombin); und Y stellt dar die carboxyterminale Gruppe Cys151 oder eine oder mehrere carboxyterminale Aminosäure-reste des reifen hML oder Extensionen daran.X-hML (7-151) "Y wherein hML (7-l51) represents the human TOP (hML) amino acid sequence from Cys7 to Cys151 including; X represents the amino group of Cys or one or more of the amino-terminal amino acid residues of the mature hML or amino acid residue extensions thereof such as Met, Tyr or leader sequences, containing e.g. proteolytic cleavage sites (e.g. factor Xa or thrombin); and Y represents the carboxy-terminal group Cys151 or one or more carboxy-terminal amino acid residues of the mature hML or extensions thereof .
Gegebenenfalls kann das mpl-Ligandenpolypeptid oder ein Fragment davon fusioniert werden an heterologes Polypeptid (Chimäre). Ein bevorzugtes heterologes Polypeptid ist ein Zytokin, Kolonie-stimulierender Faktor oder Interleukin oder ein Fragment davon, insbesondere kit-Ligand (KL), IL-1, IL-3, IL-6, IL-11, EPO, GM-CSF oder LIF. Ein gegebenenfalls bevorzugtes heterologes Polypeptid ist eine Imraunglobulin-kette, insbesondere humanes IgGl, IgG2, IgG3, IgG4, IgA,Optionally, the mpl ligand polypeptide or a fragment thereof can be fused to heterologous polypeptide (chimera). A preferred heterologous polypeptide is a cytokine, colony-stimulating factor or interleukin or a fragment thereof, in particular kit ligand (KL), IL-1, IL-3, IL-6, IL-11, EPO, GM-CSF or LIF . An optionally preferred heterologous polypeptide is an immunoglobulin chain, in particular human IgGl, IgG2, IgG3, IgG4, IgA,
IgE, IgD, IgM oder ein Fragment davon, insbesondere umfas-send die konstante Domäne einer IgG-schweren Kette.IgE, IgD, IgM or a fragment thereof, in particular comprising the constant domain of an IgG heavy chain.
Bei einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Zusammensetzung bereitgestellt, umfassend einen iso-lierten mpl-Agonisten, der biologisch aktiv ist und der vor-zugsweise in der Lage ist, den Einbau von markierten Nukleo-tiden (z.B. 3H-Thymidin) in die DNA von IL-3-abhängigen Ba/F3-Zellen, transfektiert mit humanem mpl,zu stimulieren. Gegebenenfalls ist der mpl-Agonist ein biologisch aktiver mpl-Ligand und ist vorzugsweise in der Lage, den Einbau von 35S in zirkulierende Plättchen in einem Maus-Plättchen-Rebound-Assay zu stimulieren. Ein geeiqneter mpl-Agonist um-faßt hMLi53, hML(R153A, R154A), hML2, hML3, hML4, mMl, mML2, mML3, pML und pML2 oder Fragmente davon.In a further aspect of the present invention there is provided a composition comprising an isolated mpl agonist which is biologically active and which is preferably capable of incorporating labeled nucleotides (eg 3H-thymidine) into it Stimulate DNA from IL-3 dependent Ba / F3 cells transfected with human mpl. Optionally, the mpl agonist is a biologically active mpl ligand and is preferably capable of stimulating the incorporation of 35S into circulating platelets in a mouse platelet rebound assay. A suitable mpl agonist includes hMLi53, hML (R153A, R154A), hML2, hML3, hML4, mMl, mML2, mML3, pML and pML2 or fragments thereof.
Bei einer anderen erfindungsgemäßen Ausführungsform wird ein isolierter Antikörper bereitgestellt, der an den mpl-Ligan-den binden kann. Der isolierte Antikörper, der an den mpl-In another embodiment of the invention, an isolated antibody is provided which can bind to the mpl ligand. The isolated antibody attached to the mpl
Liganden binden kann, kann gegebenenfalls fusioniert sein mit einem zweiten Polypeptid, und der Antikörper oder die Fusion davon kann verwendet werden zum Isolieren und Reinigen des mpl-Liganden aus einem Ausgangsmaterial, wie oben beschrieben für immobilsierten mpl. In einem weiteren Aspekt dieser Ausführungsform stellt die Erfindung ein Verfahren bereit zum Nachweis des mpl-Liganden in vitro oder in vivo umfassend Inkontaktbringen des Antikörpers mit einer Analy-senprobe, vorzugsweise einer Serumanalysenprobe, von. der an-genommen wird, daß sie den Liganden enthält, und dessen Nachweis, wenn die Bindung erfolgt ist.Ligand can optionally be fused to a second polypeptide and the antibody or fusion thereof can be used to isolate and purify the mpl ligand from a starting material as described above for immobilized mpl. In a further aspect of this embodiment, the invention provides a method for the detection of the mpl ligand in vitro or in vivo comprising contacting the antibody with an analysis sample, preferably a serum analysis sample. which is believed to contain the ligand and its detection when binding is complete.
Bei einer weiteren Ausführungsform stellt die Erfindung ein isoliertes Nukleinsäuremolekül bereit, das für den mpl-Liganden oder Fragmente davon kodiert, wobei das Nukleinsäure-molekül gegebenenfalls mit einem nachweisbaren Rest markiert sein kann, und es wird ein Nukleinsäuremolekül bereitge-stellt mit einer Sequenz, die komplementär ist zu oder unter moderaten oder stark stringenten Bedingungen mit einem Nukleinsauremolekül mit einer Sequenz, die für einen mpl-Li-ganden kodiert, hybridisiert. Bevorzugte Nukleinsäuremole-küle sind solche, die einen huroanen mpl-Liganden oder aus Schwein oder Maus kodiert, und sie umfassen RNA und DNA so-wie genomische und cDNA. Bei einem weiteren Aspekt dieser Ausführungsform ist das Nukleinsäuremolekül eine DNA, die den mpl-Liganden kodiert, und die weiterhin umfaßt einen re-plizierbaren Vektor, in den die DNA funktionsfähig unter die Kontrollsequenzen gebracht wird, die von einem Wirt erkannt werden, der mit dem Vektor transformiert wird. Gegebenenfalls ist die DNA eine cDNA mit der Sequenz, wie in Fig. 1 gezeigt, 5'-3' (SEQ ID NO: 2), 3 ' -5' oder ein Fragment davon. Dieser Aspekt umfaßt weiterhin Wirtszellen, vorzugsweise CHO-Zellen, die mit dem Vektor transformiert sind, und ein Verfahren unter Verwendung der DNA zum Bewirken der Her-stellung eines mpl-Liganden, vorzugsweise umfassend Expri-mieren der cDNA, die den mpl-Liganden kodiert, in einer Kul-tur der transformierten Wirtszellen und Gewinnen des mpl-Li- ganden aus den Wirtszellen oder der Wirtszellkultur. Der auf diese Weise hergestellte mpl-Ligand ist vorzugsweise ein humaner mpl-Ligand.In a further embodiment, the invention provides an isolated nucleic acid molecule which codes for the mpl ligand or fragments thereof, where the nucleic acid molecule can optionally be labeled with a detectable residue, and a nucleic acid molecule is provided with a sequence which is complementary to or under moderate or strongly stringent conditions with a nucleic acid molecule with a sequence which codes for an mpl ligand, hybridized. Preferred nucleic acid molecules are those encoding a huroan mpl ligand or from pig or mouse, and include RNA and DNA as well as genomic and cDNA. In a further aspect of this embodiment, the nucleic acid molecule is a DNA encoding the mpl ligand, and further comprising a replicable vector in which the DNA is operably placed under the control sequences recognized by a host that is associated with the Vector is transformed. Optionally, the DNA is a cDNA with the sequence as shown in Fig. 1, 5'-3 '(SEQ ID NO: 2), 3' -5 'or a fragment thereof. This aspect further includes host cells, preferably CHO cells, transformed with the vector, and a method using DNA to effect the production of an mpl ligand, preferably comprising expressing the cDNA encoding the mpl ligand , in a culture of the transformed host cells and recovery of the mpl ligand from the host cells or the host cell culture. The mpl ligand produced in this way is preferably a human mpl ligand.
Die Erfindung umfaßt weiterhin ein Verfahren zum Behandeln eines Säugers mit einer hämatopoetischen Störung, insbeson-dere mit Thrombozytopenie, umfassend das Verabreichen einer therapeutisch wirksamen Menge eines mpl-Liganden an den Säu-ger. Gegebenenfalls wird der mpl-Ligand verabreicht in Kom-bination mit einem Zytokin, insbesondere einem Kolonie-sti-mulierenden Faktor oder Interleukin. Bevorzugte Kolonie-sti-mulierende Faktoren oder Interleukine umfassen kit-Ligand (KL), LIF, G-CSF, GM-CSF, M-CSF, EPO, IL-1, IL-3, IL-6 und IL-11.The invention further includes a method of treating a mammal with a hematopoietic disorder, particularly thrombocytopenia, comprising administering to the mammal a therapeutically effective amount of an mpl ligand. If appropriate, the mpl ligand is administered in combination with a cytokine, in particular a colony-stimulating factor or interleukin. Preferred colony-stimulating factors or interleukins include kit ligand (KL), LIF, G-CSF, GM-CSF, M-CSF, EPO, IL-1, IL-3, IL-6 and IL-11.
Die Erfindung umfaßt weiterhin ein Verfahren zum Isolieren und Reinigen von TPO (ML) aus einem TPO-produzierenden Mi-kroorganismus, umfassend: (1) Aufbrechen oder Lysieren von Zeilen enthaltend TPO, (2) gegebenenfalls Abtrennen von löslichem Material von un-löslichem Material enthaltend TPO, (3) Solubilisieren von TPO in dem unlöslichen Material mit einem Solubilisierungspuffer, (4) Abtrennen von solubilisiertem TPO von anderem löslichem oder unlöslichem Material, (5) Zurückfalten von TPO in einem Redoxpuffer, und (6) Abtrennen von richtig gefaltetem TPO von falsch gefalte-tem TPO.The invention further comprises a method for isolating and purifying TPO (ML) from a TPO-producing microorganism, comprising: (1) breaking up or lysing lines containing TPO, (2) optionally separating soluble material from insoluble material containing TPO, (3) solubilizing TPO in the insoluble material with a solubilization buffer, (4) separating solubilized TPO from other soluble or insoluble material, (5) refolding TPO in a redox buffer, and (6) separating properly folded TPO of incorrectly folded TPO.
Das Verfahren stellt zum Solubilisieren des unlöslichen Materials, enthaltend TPO, ein chaotropes Mittel bereit, wobei das chaotrope Mittel ausgewählt wird aus einem Salz von Guanidin, Natr'iumthiocyanat oder Harnstoff. Das Verfahren stellt weiterhin bereit, daß solubilisiertes TPO von anderem löslichem oder unlöslichem Material getrennt wird durch einen oder mehrere .Schritte ausgewählt aus Zentrifugation,The method provides a chaotropic agent for solubilizing the insoluble material containing TPO, the chaotropic agent being selected from a salt of guanidine, sodium thiocyanate or urea. The method further provides that solubilized TPO is separated from other soluble or insoluble material by one or more steps selected from centrifugation,
Gelfiltration und Umkehrphasenchromatographie. Der Rückfal-tungsschritt des Verfahrens stellt einen Redoxpuffer bereit, enthaltend ein oxidierendes und reduzierendes Mittel. Übli-cherweise ist das oxidierende Mittel Sauerstoff oder eine Verbindung enthaltend zumindest eine Disulfidbindung, und das reduzierende Mittel ist eine Verbindung enthaltend zu- mindestens eine freie Sulfhydrylgruppe. Vorzugsweise wird das oxidierende Mittel ausgewählt aus oxidiertem Glutathion (GSSG) und Cystin, das reduzierende Mittel wird ausgewählt aus reduziertem Glutathion (GSH) und Cystein. Besonders be-vorzugt als oxidierendes Mittel ist oxidiertes Glutathion (GSSG) und das reduzierende Mittel ist reduziertes Glutathion (GSH). Es ist auch bevorzugt, daß das molare Ver-hältnis des oxidierenden Mittels gleich oder größer ist als das des reduzierenden Mittels. Der Redoxpuffer enthält zu-sätzlich ein Detergens, vorzugsweise ausgewählt aus CHAPS und CHAPSO, das in einer Menge von mindestens 1% vorliegt. Der Redoxpuffer enthält zusätzlich NaCl, vorzugsweise mit einer Konzentration in dem Bereich von ungefähr 0,1-0,5 M, und Glycerol, vorzugsweise bei einer Konzentration von grö-ßer als 15%. Der pH des Redoxpuffers liegt vorzugsweise in dem Bereich von ungefähr pH 7,5 - pH 9,0, und der Rückfal-tungsschritt wird durchgeführt in 4 Stufen für 12-48 Stun-den. Der Rückfaltungsschritt erzeugt biologisch aktives TPO, in dem eine Disulfidbindung ausgebildet wird zwischen dem Cystein, das dem Aminoterminus am nächsten ist, mit dem Cystein, das dem Carboxyterminus der EPO-Domäne am nächsten ist.Gel filtration and reverse phase chromatography. The refolding step of the method provides a redox buffer containing an oxidizing and reducing agent. Usually the oxidizing agent is oxygen or a compound containing at least one disulfide bond, and the reducing agent is a compound containing at least one free sulfhydryl group. Preferably the oxidizing agent is selected from oxidized glutathione (GSSG) and cystine, the reducing agent is selected from reduced glutathione (GSH) and cysteine. Oxidized glutathione (GSSG) and the reducing agent is reduced glutathione (GSH) are particularly preferred as the oxidizing agent. It is also preferred that the molar ratio of the oxidizing agent is equal to or greater than that of the reducing agent. The redox buffer additionally contains a detergent, preferably selected from CHAPS and CHAPSO, which is present in an amount of at least 1%. The redox buffer additionally contains NaCl, preferably at a concentration in the range of approximately 0.1-0.5 M, and glycerol, preferably at a concentration of greater than 15%. The pH of the redox buffer is preferably in the range of approximately pH 7.5 - pH 9.0, and the refolding step is carried out in 4 steps for 12-48 hours. The refolding step produces biologically active TPO, in which a disulfide bond is formed between the cysteine closest to the amino terminus with the cysteine closest to the carboxy terminus of the EPO domain.
Die Erfindung umfaßt weiterhin ein Verfahren zum Reinigen von biologisch aktivem TPO aus einem Mikroorganismus umfas-send: (1) Lysieren von zumindest der extrazellulären Membran des Mikroorganismus, (2) Behandeln des Lysats enthaltend TPO mit einem chaotropen Agenz (3) Rückfalten des TPO, und (4) Abtrennen von Verunreinigungen und falsch gefaltetem TPO von richtig gefaltetem TPO.The invention further comprises a method for purifying biologically active TPO from a microorganism comprising: (1) lysing at least the extracellular membrane of the microorganism, (2) treating the lysate containing TPO with a chaotropic agent (3) refolding the TPO, and (4) separating contaminants and misfolded TPO from properly folded TPO.
Fig.l zeigt die gefolgerte Aminosäuresequenz (SEQ ID NO: 1) aus der humanen mpl-Liganden-(hML)-cDNA und der kodierenden Nukleotidsequenz (SEQ ID.NO: 2). Die Nukleotide sind am Be-ginn einer jeden Zeile numeriert. Die nichttranslatierten 5'- und 3'-Bereiche sind durch Kleinbuchstaben angegeben.Fig.l shows the deduced amino acid sequence (SEQ ID NO: 1) from the human mpl ligand (hML) cDNA and the coding nucleotide sequence (SEQ ID.NO: 2). The nucleotides are numbered at the beginning of each line. The non-translated 5 'and 3' areas are indicated by lower case letters.
Die Aminosäurereste sind oberhalb der Sequenz numeriert, beginnend bei Ser 1 der Proteinsequenz des reifen mpI-Liganden (ML). Die Grenzen des vermuteten Exon 3 sind gekennzeichnet durch die Pfeile, und die potentiellen N-Glycosylierungs-stellen sind durch Rechtecke eingerahmt. Cysteinreste sind durch einen Punkt oberhalb der Sequenz gekennzeichnet. Die unterstrichene Sequenz entspricht der N-terminalen Sequenz, die für den mpl-Liganden ermittelt wurde, der aus Schweine-plasma isoliert wurde.The amino acid residues are numbered above the sequence, starting at Ser 1 of the protein sequence of the mature mpI ligand (ML). The boundaries of the suspected exon 3 are indicated by the arrows and the potential N-glycosylation sites are framed by rectangles. Cysteine residues are indicated by a point above the sequence. The underlined sequence corresponds to the N-terminal sequence found for the mpl ligand isolated from porcine plasma.
Fig. 2 zeigt das Verfahren, das verwendet wurde für denFig. 2 shows the method that was used for the
Assay zum Nachweis des 3H-Thymidineinbaus durch den mpl-Li- ganden. Zum Bestimmen der Anwesenheit des mpl-Liganden in verschiedenen Quellen wurde den mpl P-haltigen Ba/F3-ZeilenAssay for the detection of 3H-thymidine incorporation by the mpl ligand. To determine the presence of the mpl ligand in various sources, the mpl P-containing Ba / F3 lines were used
IL-3 für 24 Stunden in einem befeuchteten Inkubator bei 37°C in 5% co2 und Luft entzogen. Auf den IL-3-Entzug folgend wurden die Zeilen ausplattiert in 96-Lochplattei. mit Oder ohne verdünnten Analysenproben und für 24 Stunden in einemWithdraw IL-3 for 24 hours in a humidified incubator at 37 ° C in 5% CO2 and air. Following IL-3 withdrawal, the lines were plated in 96-well plates. with or without diluted analytical samples and for 24 hours in one
Zellkulturinkubator kultiviert. 20 pl serumfreie RPMI-Me-. . 3 dien, enthaltend 1 pCi H-Thymidm, wuren jedem Loch für mindestens 6-8 Stunden zugesetzt. Dann wurden die Zeilen auf 96-Lochfilterplatten geerntet und mit Wasser gewaschen. Die Filter wurden ausgezählt.Cultivated cell culture incubator. 20 pl serum-free RPMI-Me-. . 3 dien containing 1 pCi H-thymid were added to each well for at least 6-8 hours. Then the rows were harvested on 96-well filter plates and washed with water. The filters were counted.
Fig. 3 zeigt den Effekt von Pronase, DTT und Warme auf die Fähigkeit von APP, die Ba/F3-mp2-Zellproliferation zu stimu-lieren. Für den Pronaseabbau von APP wurde Pronase (Boehringer Mannheim) Oder Rinderserumalbumin gekoppelt anFigure 3 shows the effect of pronase, DTT and heat on the ability of APP to stimulate Ba / F3-mp2 cell proliferation. Pronase (Boehringer Mannheim) or bovine serum albumin was coupled to the pronase degradation of APP
Affi-Gel 10 (Biorad) und jeweils inkubiert mit APP für 18 h bei 37°C. Anschließend wurden die Harze entfernt durch Zen-trifugation, und die Überstände wurden getestet. APP wurde auch erwärmt auf 80°C für 4 min oder auf 100 μΜ DTT einge-stellt, gefolgt von der Dialyse gegen PBS.Affi-Gel 10 (Biorad) and each incubated with APP for 18 h at 37 ° C. The resins were then removed by centrifugation and the supernatants were tested. APP was also warmed to 80 ° C for 4 min or set to 100 μΜ DTT, followed by dialysis against PBS.
Fig. 4 zeigt die Elution der mpl-Ligandenaktivität von Phenyl-Toyopearl, Blue-Sepharose und Ultralink-mpl-Säulen. Fraktionen 4-8 von der mpl -Affinitätssäule waren die Frak- tionen mit der Spitzenaktivität, die von der Säule eluiert wurden.Figure 4 shows the elution of mpl ligand activity from Phenyl-Toyopearl, Blue-Sepharose and Ultralink-mpl columns. Fractions 4-8 from the mpl affinity column were the peak activity fractions eluted from the column.
Fig. 5 zeigt die SDS-PAGE von eluierten Ultralink-mpl-frak-tionen. Zu 200 μΐ einer jeden Fraktion 2-8 wurde 1 ml Aceton zugesetzt enthaltend 1 mM HCl bei -20°C. Nach 3 h bei -20°C wurden die Analysenproben zentrifugiert, und die erhaltenen Pellets wurden zweimal mit Aceton bei -20°C gewaschen. Die Acetonpellets wurden anschließend aufgelöst in 30 μΐ SDS-So-lubilisierungspuffer, auf 100 μΜ DTT eingestellt und erwärmt bei 90°C für 5 min. Die Analysenproben wurden dann aufge-trennt auf einem 4-20% SDS-Polyacrylamidgel, und die Proteine wurden sichtbar gemacht durch Silberfärbung.5 shows the SDS-PAGE of eluted ultralink mpl fractions. To 200 μΐ of each fraction 2-8 1 ml acetone was added containing 1 mM HCl at -20 ° C. After 3 hours at -20 ° C, the analysis samples were centrifuged and the pellets obtained were washed twice with acetone at -20 ° C. The acetone pellets were then dissolved in 30 μΐ SDS solubilization buffer, adjusted to 100 μΜ DTT and heated at 90 ° C. for 5 min. The analysis samples were then separated on a 4-20% SDS polyacrylamide gel and the proteins were visualized by silver staining.
Fig. 6 zeigt die Elution von mpl-Ligandenaktivität aus SDS-PAGE. Fraktion 6 von der mpl-Affinitässäule wurde aufge-trennt auf einem 4-20% SDS-Polyacrylamidgel unter nichtredu- zierenden Bedingungen. Auf die Elektrophorese folgend wurde das Gel in 12 gleiche Streifen geschnitten und elektroelu-iert, wie beschrieben in den Beispielen. Die elektroeluierte Analysenprobe wurde dialysiert in PBS und analysiert bei einer 1/20 Verdünnung. Die Mr-Standards, die zum Kalibrieren des Gels verwendet wurden, waren Novex Mark 12-Standards.Figure 6 shows the elution of mpl ligand activity from SDS-PAGE. Fraction 6 from the mpl affinity column was separated on a 4-20% SDS-polyacrylamide gel under non-reducing conditions. Following electrophoresis, the gel was cut into 12 equal strips and electroeluted as described in the examples. The electroeluted analysis sample was dialyzed in PBS and analyzed at a 1/20 dilution. The Mr standards used to calibrate the gel were Novex Mark 12 standards.
Fig. 7 zeigt die Wirkung von APP, verarmt an mpl-Ligand, auf humane Megakaryozytopoese. Das an mpl-Ligand verarmte APP wurde hergestellt durch Durchleiten von 1 ml über eine 1 mpl-Affinitätssäule (700 pg mpl-IgG/ml NHS-Superose, Phar- macia). Humane periphere Stammzellkulturen wurden auf 10% APP oder 10% mpl-ligandenverarmtes APP eingestellt und für 12 Tage kultiviert. Die Megakaryozytopoese wurde quantifi-ziert, wie beschrieben in den Beispielen.Figure 7 shows the effect of APP depleted in mpl ligand on human megakaryocytopoiesis. The mpl ligand-depleted APP was prepared by passing 1 ml through a 1 mpl affinity column (700 pg mpl-IgG / ml NHS-Superose, Pharmacia). Human peripheral stem cell cultures were adjusted to 10% APP or 10% mpl ligand-depleted APP and cultured for 12 days. Megakaryocytopoiesis was quantified as described in the examples.
Fig. 8 zeigt die Wirkung von mpl-IqG auf die Stimulierung der humanen Megakaryozytopoese durch APP. Humane periphere Stammzellkulturen wurden auf 10% APP eingestellt und für 12 Tage kultiviert. Am Tag 0, 2 und 4 wurde mpl-IqG (0,5 pg) oder ANP-R-IgG (0,5-pg) zugesetzt. Nach 12 Tagen wurde die Megakaryozytopoese quantifiziert, wie in den Beispielen beschrieben. Der Mittelwert von zweifachen Analysenproben ist graphisch dargestellt, mit den tatsächlichen zweifachen Daten in Klammern.Figure 8 shows the effect of mpl-IqG on the stimulation of human megakaryocytopoiesis by APP. Human peripheral stem cell cultures were adjusted to 10% APP and cultured for 12 days. On day 0, 2 and 4, mpl-IqG (0.5 pg) or ANP-R-IgG (0.5 pg) was added. After 12 days, megakaryocytopoiesis was quantified as described in the examples. The mean of duplicate analytical samples is shown graphically, with the actual duplicate data in parentheses.
Fig. 9 zeigt beide Stränge eines 390 bp-Fragments von humaner . genomischer DNA, die den mpl-Liganden kodiert. Die ge-folgerte Aminosäuresequenz für "Exon 3n (SEQ ID NO: 3), die kodierende Sequenz (SEQ ID NO: 4) und deren komplementäre Sequenz (SEQ ID NO: 5) sind gezeigt.Figure 9 shows both strands of a 390 bp fragment of human. genomic DNA encoding the mpl ligand. The inferred amino acid sequence for "Exon 3n (SEQ ID NO: 3), the coding sequence (SEQ ID NO: 4) and their complementary sequence (SEQ ID NO: 5) are shown.
Fig. 10 zeigt die gefolgerte Aminosäuresequenz des reifen humanen mpl-Ligandën (hML) (SEQ ID NO: 6) und von reifem hu-manem Erythropoietin (hEPO) (SEQ ID NO: 7). Die vorherge-sagte Aminosäuresequenz für den humanen mpl-Liganden ist ausgerichtet (aligned) mit der humanen Erythropoietin-sequenz. Identische Aminosäuren sind eingerahmt und Lücken, die zur optimalen Ausrichtung eingeführt sind, sind durch Striche gekennzeichnet. Potentielle N-Glycosylierungsstellen sind unterstrichen mit einer durchgezogenen Linie für das hML und mit einer unterbrochenen Linie für hEPO. Die zwei für die Erythropoietinaktivität wichtigen Cysteine sind durch einen großen Punkt gekennzeichnet.Figure 10 shows the inferred amino acid sequence of the mature human mpl ligand (hML) (SEQ ID NO: 6) and mature human erythropoietin (hEPO) (SEQ ID NO: 7). The predicted amino acid sequence for the human mpl ligand is aligned with the human erythropoietin sequence. Identical amino acids are framed and gaps that are introduced for optimal alignment are indicated by dashes. Potential N-glycosylation sites are underlined with a solid line for hML and a broken line for hEPO. The two cysteines that are important for erythropoietin activity are marked by a large dot.
Fig. 11 zeigt die gefolgerte Aminosäuresequenz von reifen humanen mpl-Ligandenisoformen hML (SEQ ID NO: 6), hML2 (SEQ ID NO: 8), hML3 (SEQ ID NO: 9) und hML4 (SEQ ID NO: 10).Figure 11 shows the inferred amino acid sequence of mature human mpl ligand isoforms hML (SEQ ID NO: 6), hML2 (SEQ ID NO: 8), hML3 (SEQ ID NO: 9) and hML4 (SEQ ID NO: 10).
Identische Aminosäuren sind eingerahmt und Lücken, die zur optimalen Ausrichtung eingeführt wurden, sind durch Striche gekennzeichnet.Identical amino acids are framed and gaps that have been introduced for optimal alignment are indicated by dashes.
Figuren 12A, 12B und 12C zeigen die Wirkung von humanen mpl-Liganden auf die Ba/F3-mpl-Zellproliferation (A), die humane Megakaryozytopoese in vitro, guantifiziert unter Verwendung eines radiomarkierten IgG monoklonalen Mäuseantikörpers, der spezifisch ist für das Megakaryozyten-Glycoprotein GPIIbIIIa (B), und die Thrombopoese in Maus, gemessen in einem Plätt-chen-Rebound-Assay (C) . 293-Zellen wurden transfektiert durch das CaPC>4-Verfahren (Gorman, C in DNA Cloning: A New Approach 2:143-190 [1985]) mit pRK5-Vektor alleine, pRK5-hML oder mit pRK5-ML153 iiber Nacht (pRK5-ML153 wurde erzeugt durch Einfiihren eines Stopp-codons nach dem Rest 153 von hML durch PCR). Die Medien wur den fiir 36 h konditioniert und getestet auf die Stimulation der Zellproliferation von Ba/F3-mpl, wie beschrieben in Bei-spiel 1 (A), Oder auf humane Megakaryozytopoese in vitro (B). Die Megakaryozytopoese wurde quantifiziert mit Hilfe eines radiomarkierten IgG-monoklonalen Mäuseantikörpers (HP1-1D) gegen das Megakaryozyten-spezifische Glycoprotein GPIIbHIa/ wie beschrieben (Grant et al., Blood 69:1334-1339 [1987]). Der Effekt von teilsweise gereinigtem rekombinanten ML (rML) auf die in vivo Plättchenproduktion (C) wurde er-mittelt mit Hilfe des Rebound-Thrombozytose-Assays, wie beschrieben von McDonald, T.P. Proc. Soc. Exp. Biol. Med. 144:1006-10012 [1973]. Teilweise gereinigtes rML wurde her-gestellt aus 200 ml konditioniertem Medium enthaltend das rekombinate ML. Das'Medium wurde iiber eine 2 ml Blue-Sepa-rose-Säule geleitet, die equilibriert war in PBS, und die Saule wurde gewaschen mit PBS und eluiert mit PBS enthaltend jewelIs 2M Harnstoff und NaCl. Die aktive Fraktion wurde dla3_ysiert in PBS und auf lmg/ml mit Endotoxin-freiem BSA eingestellt. Die Analysenprobe enthielt weniger als eine Einheit Endotoxin/ml. Mäuse wurden injiziert mit jeweils 64000, 32000 oder 16000 Einheiten rML Oder dem Hilfsstoff alleine. Jede Gruppe bestand aus sechs Mäusen. Der Mittel-wert und die Standardabweichung einer jeden Gruppe ist ge-zeigt. p-Werte wurden ermittelt mit Hilfe eines 2-Tailed-T-Tests unter Vergleich der in der Mitte liegenden Werte (medians).Figures 12A, 12B and 12C show the effect of human mpl ligands on Ba / F3 mpl cell proliferation (A), human megakaryocytopoiesis in vitro, guaranteed using a radiolabeled IgG monoclonal mouse antibody specific for the megakaryocyte glycoprotein GPIIbIIIa (B), and mouse thrombopoiesis measured in a platelet rebound assay (C). 293 cells were transfected by the CaPC> 4 method (Gorman, C in DNA Cloning: A New Approach 2: 143-190 [1985]) with pRK5 vector alone, pRK5-hML or with pRK5-ML153 overnight (pRK5 -ML153 was generated by inserting a stop codon after the rest 153 of hML by PCR). The media were conditioned for 36 h and tested for stimulation of cell proliferation of Ba / F3-mpl as described in Example 1 (A), or for human megakaryocytopoiesis in vitro (B). Megakaryocytopoiesis was quantified using a radiolabeled IgG monoclonal mouse antibody (HP1-1D) against the megakaryocyte-specific glycoprotein GPIIbHIa / as described (Grant et al., Blood 69: 1334-1339 [1987]). The effect of partially purified recombinant ML (rML) on in vivo platelet production (C) was determined using the rebound thrombocytosis assay as described by McDonald, T.P. Proc. Soc. Exp. Biol. Med. 144: 1006-10012 [1973]. Partially purified rML was made from 200 ml conditioned medium containing the recombinant ML. The medium was passed over a 2 ml Blue Sepa-rose column equilibrated in PBS and the column was washed with PBS and eluted with PBS containing 2M urea and NaCl each. The active fraction was dla3_ysiert in PBS and adjusted to 1mg / ml with endotoxin-free BSA. The analytical sample contained less than one unit of endotoxin / ml. Mice were injected with 64000, 32000 or 16000 units of rML or the excipient alone. Each group consisted of six mice. The mean and standard deviation of each group is shown. p-values were determined with the help of a 2-Tailed-T-Test comparing the values in the middle (medians).
Fig. 13 vergleicht die Wirkung von humanen mpl-Ligandeniso-formen und Varianten in dem Ba/F3-mpl-Zellproliferations-assay. hML, Mock, hML2, hML3, hML(R153A, R154A) und hML153 wurden getestet unter verschiedenen Verdünnungen, wie in Beispiel 1 beschrieben.Figure 13 compares the effect of human mpl ligand isoforms and variants in the Ba / F3 mpl cell proliferation assay. hML, Mock, hML2, hML3, hML (R153A, R154A) and hML153 were tested at different dilutions as described in Example 1.
Figuren 14A, 14B und 14C zeigen die gefolgerte Aminosäure-sequenz (SEQ ID NO: 1) von humanen mp2-Liganden (hML) Oder humanem TPO (hTPO) und der humanen genomischen DNA-kodieren-den Sequenz (SEQ ID NO: 11). Nukleotide und Aminosäurereste sind am Anfang einer jeden Zeile numeriert.FIGS. 14A, 14B and 14C show the inferred amino acid sequence (SEQ ID NO: 1) of human mp2 ligands (hML) or human TPO (hTPO) and the human genomic DNA coding sequence (SEQ ID NO: 11) . Nucleotides and amino acid residues are numbered at the beginning of each line.
Fig. 15 zeigt eine SDS-PAGE von gereinigtem 293-rhML332 und gereinigtem 293-rhMLi53.Figure 15 shows an SDS-PAGE of purified 293-rhML332 and purified 293-rhMLi53.
Fig. 16 zeigt die Nukleotidsequenz: cDNA-kodierende Sequenz (SEQ ID NO: 12) und gefolgerte Aminosäuresequenz (SEQ ID NO: 13) des offenen Leserasters einer ML-Isoform der Maus. Diese reife mpl-Ligandenisoform der Maus enthält 331 Aminosäure-reste, vier weniger als der mutmaßliche vollständige mML, und er wird deshalb als mML2 bezeichnet. Die Nukleotide sind am Beginn einer jeden Zeile numeriert. Aminosäurereste sind oberhalb der Sequenz numeriert, beginnend mit Ser 1. Die po-tentiellen N-Glycosylierungsstellen sind unterstrichen. Cysteinreste sind gekennzeichnet durch einen Punkt oberhalb -der Sequenz.Fig. 16 shows the nucleotide sequence: cDNA coding sequence (SEQ ID NO: 12) and deduced amino acid sequence (SEQ ID NO: 13) of the open reading frame of a ML isoform of the mouse. This mature mouse mpl ligand isoform contains 331 amino acid residues, four less than the putative full mML, and is therefore referred to as mML2. The nucleotides are numbered at the beginning of each line. Amino acid residues are numbered above the sequence, starting with Ser 1. The potential N-glycosylation sites are underlined. Cysteine residues are indicated by a point above the sequence.
Fig. 17 zeigt die cDNA-Sequenz (SEQ ID NO: 14) und die gefolgerte Proteinsequenz (SEQ ID NO: 15) dieser ML-Mäuseiso-form (mML). Die Nukleotide sind numeriert an dem Beginn einer jeden Zeile. Aminosäurereste sind oberhalb der Sequenz numeriert, beginnend mit Ser 1. Diese reife mpl-Ligandeniso-form der Maus enthält 335 Aminosäurereste, und ist vermut-lich der vollständige mpl-Ligand, bezeichnet mML. Die Signalsequenz ist gekennzeichnet durch eine unterbrochene Unterstreichung, und der wahrscheinliche Punkt der Spaltung ist mit einem Pfeil gekennzeichnet- Die nichttranslatierten 5'- und 3'-Regionen sind durch Kleinbuchstaben gekennzeichnet. Die Deletionen, die aufgefunden wurden als das Ergebnis von alternativem Spleißen (mML 2 und mML3), sind unterstri-chen. Die vier Cysteinreste sind durch einen Punkt gekennzeichnet. Die sieben potentiellen N-Glycosylierungsstellen sind eingerahmt.Figure 17 shows the cDNA sequence (SEQ ID NO: 14) and the inferred protein sequence (SEQ ID NO: 15) of this ML mouse iso form (mML). The nucleotides are numbered at the beginning of each line. Amino acid residues are numbered above the sequence, starting with Ser 1. This mature mpl ligand isoform of the mouse contains 335 amino acid residues and is presumably the complete mpl ligand, designated mML. The signal sequence is indicated by an interrupted underline, and the probable point of cleavage is indicated by an arrow. The 5 'and 3' untranslated regions are identified by lower case letters. The deletions found as the result of alternative splicing (mML 2 and mML3) are underlined. The four cysteine residues are marked with a dot. The seven potential N-glycosylation sites are boxed.
Fig. 18 vergleicht die gefolgerte Aminosäuresequenz der hu-manen ML-Isoform hML3 (SEQ ID NO: 9) und einer Mäuse-ML-Iso-form, als mML3 (SEQ ID NO: 16) bezeichnet. Die vorhergesagte Aminosäuresequenz für den humanen mpl-Liganden ist mit der jnpl-Ligandensequenz der Maus ausgerichetet. Identische Ami-nosäuren sind eingerahmt und Lücken, die eingeführt wurden für die optimale Ausrichtung, sind durch Striche gekennzeichnet. Aminosäuren sind am Beginn einer jeden Zeile numeriert.Figure 18 compares the inferred amino acid sequence of the human ML isoform hML3 (SEQ ID NO: 9) and a mouse ML isoform, designated mML3 (SEQ ID NO: 16). The predicted amino acid sequence for the human mpl ligand is aligned with the mouse jnpl ligand sequence. Identical amino acids are framed and gaps that have been introduced for optimal alignment are indicated by dashes. Amino acids are numbered at the beginning of each line.
Fig. 19 vergleicht die vorhergesagte Aminosäuresequenzen von reifen ML-Isoformen aus Mäuse-ML (SEQ ID NO: 17), Schweine-ML (SEQ ID NO: 18) und humanem ML (SEQ ID NO: 6). Die Ami-nosäuresequenzen sind mit Lücken ausgerichtet, die durch Striche gekennzeichnet sind, die eingeführt wurden zur optimal en Ausrichtung. Aminosâurereste sind an dem Beginn einer jeden Zeile numeriert, wobei identische Reste eingerahmt sind. Potentielle N-Glycosylierungsstellen sind durch eine schraffierte Box gekennzeichnet, und die Cysteinreste sind mit einem Punkt gekennzeichnet. Das konservierte dibasische Aminosäuremotiv, das eine potentielle Proteasespaltstelle darstellt, ist unterstrichen. Die vier Aminosäurenlange De- letion. die in allen drei Spezies (ML2) vorkommt, ist durch eine fett gedruckte Box gekennzeichnet.Figure 19 compares the predicted amino acid sequences of mature ML isoforms from mouse ML (SEQ ID NO: 17), porcine ML (SEQ ID NO: 18) and human ML (SEQ ID NO: 6). The amino acid sequences are aligned with gaps identified by dashes that have been introduced for optimal alignment. Amino acid residues are numbered at the beginning of each line, with identical residues framed. Potential N-glycosylation sites are indicated by a hatched box, and the cysteine residues are identified by a dot. The conserved dibasic amino acid motif, which represents a potential protease cleavage site, is underlined. The four amino acid long deletion. which occurs in all three species (ML2) is identified by a box in bold.
Fig. 20 zeigt die cDNA-Sequenz (SEQ ID NO: 19) und die vor-hergesagte reife Proteinsequenz (SEQ ID NO: 18) einer Schweine-ML-Isoform (pML). Diese mpl-Ligandenisoform aus Schwein enthält 332 Aminosäurereste und ist vermutlich der vollständige mpl-Ligand aus Schwein, bezeichnet als pML. Die Nukleotide sind am Anfang einer jeden Zeile numeriert. Die Aminosäurereste sind oberhalb der Sequenz numeriert, beginnend mit Ser 1.Figure 20 shows the cDNA sequence (SEQ ID NO: 19) and the predicted mature protein sequence (SEQ ID NO: 18) of a porcine ML isoform (pML). This porcine mpl ligand isoform contains 332 amino acid residues and is believed to be the complete porcine mpl ligand, designated pML. The nucleotides are numbered at the beginning of each line. The amino acid residues are numbered above the sequence, starting with Ser 1.
Fig. 21 zeigt die cDNA-Sequenz (SEQ ID NO: 20) und vorherge-sagte reife Proteinsequenz (SEQ ID NO: 21) einer Schweine-ML-Isoform (pML2). Diese mpl-Ligandenisoform aus Schwein enthält 328 Aminosäurereste und stellt eine Form mit einer Deletion von vier Resten des vollständigen mpl-Liganden aus Schwein dar, bezeichnet als pML2. Die Nukleotide sind an dem Beginn einer jeden Zeile numeriert. Die Aminosâurereste sind oberhalb der Sequenz numeriert, beginnend mit Ser 1.Figure 21 shows the cDNA sequence (SEQ ID NO: 20) and predicted mature protein sequence (SEQ ID NO: 21) of a porcine ML isoform (pML2). This porcine mpl ligand isoform contains 328 amino acid residues and is a form with a deletion of four residues of the complete porcine mpl ligand, designated pML2. The nucleotides are numbered at the beginning of each line. The amino acid residues are numbered above the sequence, starting with Ser 1.
Fig. 22 vergleicht die gefolgerte Aminosâuresequenz für die vollstândige ML-Isoform aus Schwein pML (SEQ ID NO: 18) und eine ML-Isoform aus Schwein, bezeichnet als pML2 (SEQ ID NO: 21). Die vorhergesagte Aminosâuresequenz für das pML ist ausgerichtet mit der pML2-Sequenz. Identische Aminosâuren sind eingerahmt und Lücken, die für die optimale Ausrichtung eingeführt wurden, sind durch Striche gekennzeichnet. Die Aminosâuren sind am Beginn einer jeden Zeile numeriert.Figure 22 compares the deduced amino acid sequence for the complete porcine ML isoform pML (SEQ ID NO: 18) and an porcine ML isoform designated pML2 (SEQ ID NO: 21). The predicted amino acid sequence for the pML is aligned with the pML2 sequence. Identical amino acids are framed and gaps that have been introduced for optimal alignment are indicated by dashes. The amino acids are numbered at the beginning of each line.
Fig. 23 zeigt die relevanten Merkmale von Plasmid pSVI5.ID.LL.MLORF ("vollstândig" ("full length") oder TPO332) , das verwendet wurde zum Transfektieren der CHO-DP12-Wirtszellen zum Herstellen von CH0-rhTP0332.Figure 23 shows the relevant features of plasmid pSVI5.ID.LL.MLORF ("full length" or TPO332) used to transfect the CHO-DP12 host cells to produce CH0-rhTP0332.
Fig. 24 zeigt die relevanten Merkmale von Plasmid pSVI5.ID.LL.MLEPO-D ("verkürzt" oder TP0153) , das verwendet wurde zum Transfektieren der CH0-DP12-Wirtszellen zum Her stellen von CH0-rhTP0153.Figure 24 shows the relevant features of plasmid pSVI5.ID.LL.MLEPO-D ("truncated" or TP0153) used to transfect the CH0-DP12 host cells to produce CH0-rhTP0153.
Figuren 25A, 25B und 25C zeigen den Effekt von E. Coli-rhTPO (Met_1, 153) auf Plâttchen (A), rote Blutzellen (B) und (C) weiße Blutzellen in normalen Mäusen. Zwei Gruppen von je-weils 6 weiblichen C57 B6-Mäusen wurden täglich injiziert mit entweder PBS-Puffer oder 0,3 jLtg E. Coli-rhTPO(Met1, 153) (100 μΐ sc.)· Am Tag 0 und am Tag 3-7 wurden 40 μΐ Blut aus dein Orbitalsinus entnommen. Das Blut wurde sofort verdünnt in 10 ml eines gewerblichen Verdünnungsmittels, und die Ge-samtblutauszählung wurde erhalten mittels eines Serrono Baker Hematology Analyzer 9018. Die Daten sind als Mittel- werte ± der Standardabweichung des Mittelwerts angegeben.Figures 25A, 25B and 25C show the effect of E. coli rhTPO (Met_1, 153) on platelets (A), red blood cells (B) and (C) white blood cells in normal mice. Two groups of 6 female C57 B6 mice each were injected daily with either PBS buffer or 0.3 ml E. Coli-rhTPO (Met1, 153) (100 μ (sc.) · On day 0 and on day 3- 7 40 μΐ blood were taken from the orbital sinus. The blood was immediately diluted in 10 ml of a commercial diluent and the total blood count was obtained using a Serrono Baker Hematology Analyzer 9018. The data are given as means ± the standard deviation of the mean.
Figuren 26A, 26B und 26C zeigen den Effekt von E. Coli- rhTPO (Met"1/ 153) auf Plâttchen (A), rote Blutzellen (B) und (C) weiße Blutzellen in s.ublethal bestrahlten Mausen. ZweiFIGS. 26A, 26B and 26C show the effect of E. Coli rhTPO (Met "1/153) on platelets (A), red blood cells (B) and (C) white blood cells in s.ublethal irradiated mice. Two
Gruppen von 10 weiblichen C57 B6-Mäusen wurden sublethal be- . 137 strahlt mit 750 cGy einer Gammastrahlung aus einer Cs-Quelle und täglich injiziert mit entweder PBS-Puffer oder 3,0 Mg E. Coli-rhTPO(ΜΕΤ_1, i53) (100 μΐ sc.). Am Tag 0 und an anschließenden Zeitpunkten wurden 40 μΐ Blut aus dem Orbitalsinus entnommen. Das Blut wurde sofort in 10 ml eines gewerblichen Verdünnungsmittels verdünnt, und die Gesamt-blutauszählung wurde erhalten auf einem Serrono Baker Hematology Analyzer 9018. Die Daten sind als Mittelwerte ± Standardabweichung des Mittelwerts angegeben.Groups of 10 female C57 B6 mice were sublethalized. 137 emits 750 cGy of gamma radiation from a Cs source and injected daily with either PBS buffer or 3.0 mg E. Coli-rhTPO (ΜΕΤ_1, i53) (100 μΐ sc.). On day 0 and at subsequent times, 40 μl of blood were taken from the orbital sinus. The blood was immediately diluted in 10 ml of a commercial diluent and the total blood count was obtained on a Serrono Baker Hematology Analyzer 9018. The data are given as mean ± standard deviation of the mean.
Figuren 27A, 27B und 27C zeigen'den Effekt von CH0-rhTP0332 auf (A) Plâttchen (Thrombozyten), (B) rote Blutzellen (Erythrozyten) und (C) weiße Blutzellen (Leukozyten) in normalen Mäusen. Zwei Gruppen von 6 weiblichen C57 B6-Mäusen wurden täglich injiziert mit entweder PBS-Puffer oder 0,3 Mg CH0-rhTP0332 (100 Ml SC.). Am Tag 0 und an Tagen 3-7 wurden 40 Ml Blut aus dem Orbitalsinus entnommen. Das Blut wurde sofort in 10 ml eines gewerblichen Verdünnungsmittels ver-diinnt, und die Gesamtblutauszählung wurde erhalten mit einem Serrono Baker Hematology Analyzer 9018. Die Daten sind alsFigures 27A, 27B and 27C show the effect of CH0-rhTP0332 on (A) platelets (platelets), (B) red blood cells (erythrocytes) and (C) white blood cells (leukocytes) in normal mice. Two groups of 6 female C57 B6 mice were injected daily with either PBS buffer or 0.3 mg CH0-rhTP0332 (100 ml SC.). On day 0 and days 3-7, 40 ml of blood were withdrawn from the orbital sinus. The blood was immediately diluted in 10 ml of a commercial diluent and the total blood count was obtained using a Serrono Baker Hematology Analyzer 9018. The data are as
Mittelwerte ± Standardabweichung des Mittelwerts angegeben. ' Fig. 28 zeigt die Dosis-Antwort-Kurve für verschiedene For-men von rhTPO, erhalten aus verschiedenen Zellinien. Die Do-sis-Antwort-Kurven wurden für rhTPO aus den folgenden Zellinien erstellt: hTP0332 aus CHO (vollständig, aus Ovarienzel-len des chinesischen Hamsters); hTPOMet_1, 153 (von E. Coli-stammende verkürztë Form mit einem N-terminalen Methionin); hTP0332 (vollständiges TPO aus humanen 293-Zellen); Met-freies 155 E-Coli (die verkürzte Form [rhTP0155] ohne das N-terminale Methionin von E. Coli). Gruppen von 6 weiblichen C57 B6-Mäusen wurden täglich für 7 Tage injiziert mit rhTPO, abhängig von der Gruppe. An jedem Tag wurden 40 μΐ Blut aus dem Orbitalsinus für die Gesamtblutauszählung entnommen. Die oben gezeigten Daten stellen die maximale Wirkung dar, die mit den verschiedenen Behandlungen beobachtet wurden, und mit der Ausnahme von (Met 153 E-Coli) folgte dies am Tag 7 der Behandlung. In der zuvorerwähnten "Met 153 E-Coli"-Gruppe wurde der maximale Effekt am Tag 5 beobachtet. Die Daten sind als Mittelwerte ± Standardabweichung des Mittels-werts angegeben.Mean values ± standard deviation of the mean value given. Figure 28 shows the dose response curve for different forms of rhTPO obtained from different cell lines. The dose response curves for rhTPO were generated from the following cell lines: hTP0332 from CHO (complete, from Chinese hamster ovary cells); hTPOMet_1, 153 (truncated form derived from E. Coli with an N-terminal methionine); hTP0332 (complete TPO from human 293 cells); Met-free 155 E-Coli (the shortened form [rhTP0155] without the N-terminal methionine from E. Coli). Groups of 6 female C57 B6 mice were injected with rhTPO daily for 7 days, depending on the group. Each day, 40 μΐ blood was drawn from the orbital sinus for the total blood count. The data shown above represent the maximum effect observed with the various treatments and with the exception of (Met 153 E-Coli) this followed on day 7 of treatment. In the aforementioned "Met 153 E-Coli" group, the maximum effect was observed on day 5. The data are given as mean values ± standard deviation of the mean value.
Fig. 29 zeigt die Dosis-Antwort-Kurven bei denen die Aktivi-tät von vollständigen und "gestutzten" ("cliped") Formen von rhTPO·, hergestellt in CHO-Zellen, mit der verkürzten Form aus E. Coli verglichen wird. Gruppen von 6 weiblichen C57 Ββ-Mäusen wurden täglich injiziert mit 0,3 jug rhTPO von verschiedenen Typen. An Tagen 2-7 wurden 40 μΐ Blut aus dem Orbitalsinus für die Gesamtblutauszählung entommen. Behand-lungsgruppen waren TP0153, der verkürzten Form von TPO aus E. Coli; TP0332 (gemischte Fraktion) vollständiges TPO enthal-tend ungefähr 80-90% vollständiges und 10-20% gestutzte Formen; TP0332 (3 0K-Fraktion) = gereinigte, gestutzte Fraktion ?>us der ursprünglichen "Mix"-Präparation; TPO332 (70K Frak-tion) = gereinigte Fraktion mit vollständigem TPO aus der ursprünglichen "Mix"-Präparation. Die Daten sind als Mittel- werte ± Standardabweichung des Mittelwerts angegeben.Figure 29 shows the dose response curves comparing the activity of complete and "cliped" forms of rhTPO · made in CHO cells with the truncated form from E. coli. Groups of 6 female C57 Ββ mice were injected daily with 0.3 jug of rhTPO of various types. On days 2-7, 40 μΐ blood was withdrawn from the orbital sinus for the total blood count. Treatment groups were TP0153, the truncated form of TPO from E. Coli; TP0332 (mixed fraction) full TPO containing approximately 80-90% complete and 10-20% trimmed forms; TP0332 (3 0K fraction) = cleaned, trimmed fraction?> Us of the original "Mix" preparation; TPO332 (70K fraction) = purified fraction with complete TPO from the original "mix" preparation. The data are given as means ± standard deviation of the mean.
Fig. 30 ist ein Kartoon, der den KIRA-ELISA-Assay zum Messen von TPO zeigt. Die Figur zeigt die MPL/Rse.gD-Chimäre und relevante Teile des Ausgangsrezeptors wie auch das endgül-tige Konstrukt (rechter Teil der Figur) und ein Fließdia-gramm (linker Teil der Figur), das die relevanten Schritte des Assays zeigt.Figure 30 is a carton showing the KIRA ELISA assay for measuring TPO. The figure shows the MPL / Rse.gD chimera and relevant parts of the output receptor as well as the final construct (right part of the figure) and a flow chart (left part of the figure) showing the relevant steps of the assay.
Fig. 31 ist ein Fließdiagramm für den KIRA-ELISA-Assay, das jeden Schritt des Verfahrens zeigt.Figure 31 is a flow diagram for the KIRA ELISA assay showing each step of the procedure.
Figuren 32A-32L geben die Nukleotidsequenz (SEQ ID NO: 22) . des pSVI17.ID.LL Expressionsvektors an, der zur Expression von Rse.gD in Beispiel 17 verwendet wurde.Figures 32A-32L give the nucleotide sequence (SEQ ID NO: 22). of the pSVI17.ID.LL expression vector used for the expression of Rse.gD in Example 17.
Fig. 33 zeigt eine schematische Darstellung der Herstellung von Plasmid pMPl.33 shows a schematic representation of the production of plasmid pMPl.
Fig. 34 zeigt eine schematische Darstellung der Herstellung von Plasmid pMP21.34 shows a schematic representation of the production of plasmid pMP21.
Fig. 35 zeigt eine schematische Darstellung der Herstellung von Plasmid pMP151.35 shows a schematic representation of the production of plasmid pMP151.
Fig. 36 zeigt eine schematische Darstellung der Herstellung von Plasmid pMP202.36 shows a schematic representation of the production of plasmid pMP202.
Fig. 37 zeigt eine schematische Darstellung der Herstellung von Plasmid pMP172. /37 shows a schematic representation of the production of plasmid pMP172. /
Fig. 38 zeigt eine schematische Darstellung der Herstellung von Plasmid pMP210.38 shows a schematic representation of the production of plasmid pMP210.
Fig. 39 zeigt eine Tabelle der fünf besten TPO-exprimieren-den Klone aus der pMP210-Plasmidbank (SEQ ID NOS: 23, 24, 25, 26, 27 und 28).Figure 39 shows a table of the five best TPO-expressing clones from the pMP210 plasmid bank (SEQ ID NOS: 23, 24, 25, 26, 27 and 28).
Fig. 40 zeigt eine schematische Darstellung der Herstellung von Plasmid pMP4l.40 shows a schematic representation of the production of plasmid pMP4l.
Fig. 41 zeigt eine schematische Darstellung der Herstellung von Plasmid pMP57.41 shows a schematic representation of the production of plasmid pMP57.
Fig. 42 zeigt eine schematische Darstellung der Herstellung von Plasmid pMP251. I. Definitionen42 shows a schematic representation of the production of plasmid pMP251. I. Definitions
Im allgemeinen besitzen die folgenden Worte und Ausdrücke die angegebene Bedeutung, wenn sie in der Beschreibung, den Beispielen und den Ansprüchen verwendet werden. "Chaotropes Mittel" bedeutet eine Verbindung, die in einer wäßrigen Lösung und in einer geeigneten Konzentration eine Änderung in der räumlichen Konfiguration oder Konformation eines Proteins hervorrufen kann durch zumindest teilweise Zerstörung der Kräfte, die verantwortlich sind zum Aufrecht-erhalten der normalen sekundären und tertiären Struktur des Proteins. Solche Verbindungen umfassen z.B. Harnstoff, Gua-nidin-HCl und Natriumthiocyanat. Hohe Konzentrationen, iibli-cherweise 4-9 M, dieser Verbindungen sind normalerweise er-forderlich, urn den Einfluß auf die Konformation des Proteins auszuüben. "Zytokin" ist ein allgemeiner Begriff für Proteine, die von einer Zellpopulation freigesetzt werden, die auf eine andere Zelle als interzelluläre Mediatoren wirken. Beispiele für . solche Zytokine sind Lymphokine, Monokine und traditionelle Polypeptidhormone. Eingeschlossen unter den Zytokinen werdenIn general, the following words and phrases have the meaning given when used in the description, examples, and claims. "Chaotropic agent" means a compound that, in an aqueous solution and at an appropriate concentration, can cause a change in the spatial configuration or conformation of a protein by at least partially destroying the forces responsible for maintaining normal secondary and tertiary structure of the protein. Such connections include e.g. Urea, guanidine HCl and sodium thiocyanate. High concentrations, usually 4-9 M, of these compounds are normally required to influence the conformation of the protein. "Cytokine" is a general term for proteins released by a cell population that act on another cell as intercellular mediators. Examples for . such cytokines are lymphokines, monokines and traditional polypeptide hormones. Be included among the cytokines
Wachstumshormon, Insulin-ähnlicher Wachstumsfaktor, humanes Wachstumshormon, humanes N-Methionyl-Wachstumshormon, Rin-derwachstumshormon, Parathyroidhormon, Thyroxin, Insulin, Proinsulin, Relaxin, Prorelaxin, Glycoproteinhormone wie Follikel-stimulierendes Hormon (FSH), Thyroid-stimulierendes Hormon (TSH) und luteinisierendes Hormon (LH), hämatopoeti-scher Wachstumsfaktor, hepatischer Wachstumsfaktor, Fibroblasten-Wachstumsfaktor, Prolaktin, Plazentalaktogen, Tumornekrosisfaktor-a (TNF-a und TNF-ß) Mullerian-inhibie-rende Substanz, Gonadotropin-assoziiertes Peptid der Maus, Inhibin, Aktivin, vaskulärer endothelialer Wachstumsfaktor, Integrin, Nervenwachstumsfaktoren wie NGF-ß, Plättchenwachs-tumsfaktor, transformierende Wachstumsfaktoren (TGFs) wie TGF-a und TGF-ß, Insulin-ähnlicher Wachstumsfaktor-I und-II, Erythropoietin (EPO), osteoinduktive Faktoren, Interferone wie Interferon-cc, ~ß, ~y, koloniestimulierende Faktoren (CSFs), wie Makrophagen-CSF (M-CSF), Granulozyten-Makropha-gen-CSF (GM-CSF) und Granulozyten-CSF (G-CSF), Interleukine (IL1s) Wie IL-1, IL-la, IL-2, IL-3, IL-4, IL-5, IL-6, IL-7, IL-8, IL-9, IL-11, IL-12 und andere Polypeptidfaktoren ein-schließlich LIF, SCF und kit-Ligand. Wie hierin verwendet bedeuten die zuvorgenannten Ausdrücke, daß sie Proteïne aus natürlichen Quellen oder aus rekombinanten Zellkulturen um-fassen. Ähnlich sollen die Begriffe auch biologisch aktive Äquivalente umfassen; z.B. die sich in der Ammosäuresequenz durch eine oder mehrere Aminosäuren oder in der Art oder dem Ausmaß der Glycosylierung unterscheiden. "mpl-Ligand", "mpl-Ligandenpolypeptid", "ML", "Thrombopoietin" oder "TPO".werden austauschbar hierin verwendet und umfassen ein beliebiges Polypeptid, das die Eigenschaft zur Bindung an mpl, ein Mitglied der Zytokinrezep-torsuperfamilie, besitzt, und das eine biologische Eigenschaft des ML, wie oben definiert, besitzt. Eine beispiel-hafte biologische Eigenschaft ist die Fähigkeit, den Einbau von markierten Nukleotiden (z.B.3H-Thymidin) in die DNA von IL-3-abhängigen Ba/F3-Zellen, transiektiert mit humanem mpl P, zu stimuiieren. Eine weitere beispielhafte biologische Eigenschaft ist die Fähigkeit, den Einbau von 35S in zirku-lierende Plättchen in einem Mäuse-Plättchen-Rebound-Assay zu stimuiieren. Diese Definition umfaßt das Polypeptid, iso-liert aus einer mpl-LigandenquelIe, wie aus einem hierin be-schriebenen aplastischen Schweineplasma, Oder aus einer anderen Quelle (Ausgangsmaterial), wie einer anderen Tierart, einschließlich Mensch, Oder hergestellt durch rekombinante Oder synthetische Verfahren, und es umfaßt variante Formen einschließlich funktionelle Derivate, Fragmente, Allele, Isoformen und Analoga davon.Growth hormone, insulin-like growth factor, human growth hormone, human N-methionyl growth hormone, rhin-growth hormone, parathyroid hormone, thyroxine, insulin, proinsulin, relaxin, prorelaxin, glycoprotein hormones such as follicle-stimulating hormone (FSH), thyroid stimulating hormone (TSH) and luteinizing hormone (LH), hematopoietic growth factor, hepatic growth factor, fibroblast growth factor, prolactin, placental tactogen, tumor necrosis factor-a (TNF-a and TNF-ß) mullerian inhibitory substance, gonadotropin-associated mouse peptide , Activin, vascular endothelial growth factor, integrin, nerve growth factors such as NGF-ß, platelet growth factor, transforming growth factors (TGFs) such as TGF-a and TGF-ß, insulin-like growth factors I and II, erythropoietin (EPO), osteoinductive factors , Interferons such as interferon-cc, ~ ß, ~ y, colony-stimulating factors (CSFs), such as macrophage-CSF (M-CSF), granulocyte macro pha-gene-CSF (GM-CSF) and granulocyte-CSF (G-CSF), interleukins (IL1s) such as IL-1, IL-la, IL-2, IL-3, IL-4, IL-5, IL -6, IL-7, IL-8, IL-9, IL-11, IL-12 and other polypeptide factors including LIF, SCF and kit ligand. As used herein, the aforementioned terms mean that they include proteins from natural sources or from recombinant cell cultures. Similarly, the terms are meant to include biologically active equivalents; e.g. which differ in the amino acid sequence by one or more amino acids or in the type or extent of glycosylation. "mpl ligand", "mpl ligand polypeptide", "ML", "thrombopoietin" or "TPO" are used interchangeably herein and include any polypeptide that has the ability to bind to mpl, a member of the cytokine receptor superfamily , and which has a biological property of the ML as defined above. An exemplary biological property is the ability to stimulate the incorporation of labeled nucleotides (e.g. 3H-thymidine) into the DNA of IL-3 dependent Ba / F3 cells, transiected with human mpl P. Another exemplary biological property is the ability to stimulate the incorporation of 35S into circulating platelets in a mouse platelet rebound assay. This definition encompasses the polypeptide isolated from an mpl ligand source, such as from an aplastic porcine plasma described herein, or from another source (starting material), such as another animal species, including humans, or produced by recombinant or synthetic methods. and includes variant forms including functional derivatives, fragments, alleles, isoforms and analogues thereof.
Ein "mpl-Ligandenfragment" oder "TPO-Fragment" ist ein Teil eines natiirlich vorkommenden reifen vollständigen mpl-Ligan-den Oder einer TPO-Sequenz, wobei eine Oder mehrere Ami-nosäurereste Oder Kohlenhydrateinheiten deletiert sind. Die deletierten Aminosäurereste bzw. -rest können an beliebiger Stelle in dem Peptid vorkommen, einschließlich entweder an dem N-terminalen Ende oder dem C-terminalen Ende Oder inner-halb der Sequenz. Das Fragment teilt zumindestens eine biologische Eigenschaft gemeinsam mit dem mpl-Liganden. Mpl-Ligandenfragmente haben eine fortlaufende Sequenz von minde-stens 10, 15, 20, 25, 30 oder 40 Aminosäureresten, die iden-tisch sind zu der Sequenz des mpI-Liganden, isoliert aus einem Säuger einschließlich dem Liganden isoliert von apla-stischem Schweineplasma oder dem humanen oder Mäuseliganden, insbesondere der EPO-Domäne davon. Repräsentative Beispiele des N-terminalen Fragments sind hML153 oder TPO (Met 1 1-153)'. "Mpl-Ligandenvarianten" oder "mpl-Ligandensequenzvarianten" wie hierin definiert, bedeuten einen biologisch aktiven mpl-Liganden, wie unten definiert, mit weniger als 100% Sequenz-identitât mit dem mpl-Liganden, isoliert aus rekombinanter Zellkultur oder aplastischem Schweineplasma oder dem humanenAn "mpl ligand fragment" or "TPO fragment" is part of a naturally occurring mature complete mpl ligand or TPO sequence with one or more amino acid residues or carbohydrate units deleted. The deleted amino acid residues can occur anywhere in the peptide, including either at the N-terminal end or the C-terminal end or within the sequence. The fragment shares at least one biological property with the mpl ligand. Mpl ligand fragments have a sequential sequence of at least 10, 15, 20, 25, 30 or 40 amino acid residues that are identical to the sequence of the mpI ligand isolated from a mammal including the ligand isolated from aplastic porcine plasma or the human or mouse ligand, especially the EPO domain thereof. Representative examples of the N-terminal fragment are hML153 or TPO (Met 1 1-153) '. "Mpl ligand variants" or "mpl ligand sequence variants" as defined herein mean a biologically active mpl ligand, as defined below, with less than 100% sequence identity with the mpl ligand isolated from recombinant cell culture or porcine aplastic or that humane
Liganden mit der gefolgerten Seguenz, wie beschrieben in Fig. 1 (SEQ' ID NO: 1). Üblicherweise besitzt eine biologisch aktive mpl-Ligandenvariante eine Aminosâuresequenz mit min-destens ungefähr 70% Aminosâuresequenzidentität mit dem mpl - Liganden isoliert aus aplastischem Schweineplasma oder dem reifen Mäuse- oder humanen Liganden oder Fragmenten davon (siehe Fig. 1 [SEQ ID NO: 1]), vorzugsweise mindestens unge-fähr 75%, ganz besonders bevorzugt mindestens ungefähr 80%, noch weiter bevorzugt mindestens ungefähr 85% und noch mehr bevorzugt sind mindestens ungefähr 90% und am bevorzugtesten sind mindestens ungefähr 95% Identität.Ligands with the inferred sequence as described in Fig. 1 (SEQ 'ID NO: 1). Typically, a biologically active mpl ligand variant has an amino acid sequence with at least about 70% amino acid sequence identity with the mpl ligand isolated from pig aplastic plasma or the mature mouse or human ligand or fragments thereof (see Fig. 1 [SEQ ID NO: 1] ), preferably at least about 75%, most preferably at least about 80%, even more preferably at least about 85% and even more preferred are at least about 90% and most preferred are at least about 95% identity.
Ein "chimärer mpI-Ligand" ist ein Polypeptid umfassend den vollständigen mpl-Liganden oder eines oder mehrere Fragmente davon, die fusioniert oder gebunden sind an ein zweites he-terologes Polypeptid oder ein oder mehrere Fragmente davon. Die Chimäre hat mindestens eine biologische Eigenschaft ge-meinsam mit dem io.pl-Liganden. Das zweite Polypeptid wird ty pischerweise ein Zytokin, Immunglobulin oder Fragmente davon sein. "Isolierter mpl-Ligand", "hochgereinigter mpl-Ligand" und "im wesentlicher homogener mpl-Ligand" sind austauschbar und bedeuten einen mpl-Liganden, der gereinigt worden ist aus einer mpl-LigandenquelIe oder der hergestellt worden ist durch rekombinante oder synthetische Verfahren, und der aus-reichend frei ist von anderen Peptiden oder Proteïnen, (1) urn zumindestens 15 und vorzugsweise 20 Aminosâurereste an dem N-terminalen oder einer internen Aminosäuresequenz unter· Verwendung eines Spinnung-Cup-Sequenzautomaten oder des besten gewerblich erhältlichen Aminosäuresequenzierautomaten auf dem Markt oder nach modifizierten, am Einreichungstag der vorliegenden Erfindung veröffentlichten Verfahren, zu erhalten, oder (2) der bis zur Homogenität durch SDS-PAGE unter nichtreduzierenden oder reduzierenden Bedingungen unter Verwendung von Coomassie Blue oder vorzugsweise von Sil-ärbung gereinigt ist. Homogenität hier bedeutet eineA "chimeric mpI ligand" is a polypeptide comprising the complete mpl ligand or one or more fragments thereof that are fused or bound to a second heterologous polypeptide or one or more fragments thereof. The chimera has at least one biological property in common with the io.pl ligand. The second polypeptide will typically be a cytokine, immunoglobulin, or fragments thereof. "Isolated mpl ligand", "highly purified mpl ligand" and "substantially homogeneous mpl ligand" are interchangeable and mean an mpl ligand that has been purified from an mpl ligand source or that has been prepared by recombinant or synthetic methods , and sufficiently free of other peptides or proteins, (1) by at least 15 and preferably 20 amino acid residues on the N-terminal or an internal amino acid sequence using a spin-cup sequencer or the best commercially available amino acid sequencer on the Market or by modified methods published on the filing date of the present invention, or (2) which is purified to homogeneity by SDS-PAGE under non-reducing or reducing conditions using Coomassie Blue or preferably Sil staining. Homogeneity here means one
Verunreinigung von veniger als 5% mit anderen Proteïnen des Ausgangsmaterials. "Biologische Eigenschaft", wenn verwendet in Verbindung mit entweder dem "mpl-Liganden" oder "isoliertem mpl-Liganden", bedeutet, daß er thrombopoetische Aktivität besitzt oder eine in vivo Effektor- oder Antigenfunktion oder Aktivität, die direkt oder indirekt verursacht oder ausgeübt wird durch einen mpl-Liganden (entweder in seiner nativen oder denatu-rierten Konformation) oder von einem Fragment davon. Effek-torfunktionen umfassen mpl-Bindung und jede Trägerbindungs-aktivität, Agonismus oder Antagonismus von mpl, insbesondere die Erzeugung (Transduktion) eines proliferativen Signals, einschließlich Replikation, DFA-regulierende Funktion, Modulation der biologischen Aktivität von anderen Zytokinen, Re-zeptor(insbesondere Zytokin)-Aktivierung, Deaktivierung, Hoch- und Runterregulierung, Zellwachstum oder Differenzie-rung und ähnliches. Eine antigene Funktion bedeutet besitzen eines Epitops oder einer antigenen Stelle, die in der Lage ist, mit Antikörpern kreuzzureagieren, die gegen den nativen mpl-Liganden gerichtet sind. Die grundlegende antigene Funktion eines mpl-Ligandenpolypeptids liegt darin, daß es mit einer Affinität von mindestens ungefähr 106l/Mol an einen Antikörper bindet, der gegen den mpl-Liganden, isoliert aus aplastischem Schweineplasma, hergestellt ist. Üblicherweise bindet das Polypeptid mit einer Affinität von mindestens un-gefähr 107 1/Mol. Besonders bevorzugt ist das antigenisch aktive mpl-Ligandenpolypeptid, das an einen Antikörper bindet, der gegen den mpl-Liganden mit einer der oben beschrie-benen Effektorfunktionen gerichtet ist. Die Antikörper, die verwendet wurden zum Definiëren von "biologischer Aktivi-tät", sind polyklonale Kaninchenantikörper, die erhalten wurden durch Formulieren des mpl-Liganden, isoliert aus re-kombinanter Zellkultur oder aplastischem Schweineplasma, in Freund's vollständigem Adjuvants, subkutanes Injizieren der Formulierung und Boosten der Immunantwort durch intraperito- neale Injektion der Formulierung bis der Titer des mpl-Ligandenantikörpers ein Plateau erreicht. "Eiologisch aktiv", wenn verwendet in Verbindungen mit ent-weder dem "mpl-Liganden" oder "isoliertem mpl-Ligand" bedeu-tet ein mpl-Ligand oder Polypeptid, der bzw. das thrombopoe-tische Aktivitât zeigt oder eine Effektorfunktion mit dem mpl-Liganden, isoliert aus aplastischem Schweineplasma oder exprimiert in rekombinanter Zellkultur, wie hierin beschrie-ben, teilt. Eine prinzipiell bekannte Effektorfunktion des mpl-Liganden oder des Folypeptids ist hierin die Bindung an mpl und die Stimulierung des Einbaus von markierten Nukleo-tiden (3H-Thymidin) in die DNA von IL-3-abhängigen Ba/F3-Zellen, transfektiert mit humanem mpl P. Eine weitere bekannte Effektorfunktion des mpl-Liganden oder des Polypep-tids hierin ist die Fähigkeit zum Stimulieren des Einbaus von 35S in zirkulierende Plättchen in einem Mäuse-Plättchen-Rebound-Assay. Eine weitere bekannte Effektorfunktion des mpl-Liganden ist die Fähigkeit, in vitro die humane Mega-karyozytopoese zu stimulieren, die quantifiziert werden kann unter Verwendung eines radiomarkierten monoklonalen Antikör-pers, der spezifisch ist für das Megakaryozytenglycoprotein GPIIbIIIa. "Prozent Aminosäuresequenzidentität" hinsichtlich der mpl-Ligandensequenz ist hierin definiert als der Prozentsatz an Aminosäureresten in der fraglichen Sequenz, die identisch sind mit den Resten in der mpl-Ligandensequenz, isoliert aus aplastischem Scheineplasma oder dem Mäuse- oder humanen Liganden mit der gefolgerten Aminosäuresequenz, wie beschrie-ben in Fig. 1 (SEQ ID NO: 1), nach Ausrichten der Sequenzen und Einführen von Lücken, falls erforderlich, urn die maximale prozentuale Sequenzidentität zu erzielen, und wobei konservative Austausche nicht als Teil der Sequenzidentität betrachtet werden. Keine der N-terminalen, C-terminalen oder internen Extensionen, Deletionen oder Insertionen in die mpl-Ligandensequenz werden .als die Sequenzidentität oder Ho- mologie beeinflussend angesehen. Somit umfassen beispiel-hafte biologisch aktive mpl-Ligandenpolypeptide, von denen eine identische Sequenz angenommen wird, Präpro-mpl-Ligand, Pro-mpl-Ligand und reifer mpl-Ligand. "Mpl-Ligandenmikrosequenzierung" kann durchgeführt werden durch ein jedes geeignetes Standardverfahren, vorausgesetzt das Verfahren ist sensitiv genug. Bei einem solchen Verfah-ren wird hochgereinigtes Polypeptid, erhalten von SDS-Gelen oder einem abschließenden HPLC-Schritt, direkt sequenziert durch einen automatisierten Edman (Phenylisothiocyanat)-Ab-bau unter Verwendung eines Modells 470A Applied Biosystems Gasphasensequenzierautomaten, ausgestattet mit einem 12OA Phenylthiohydantion (PTH)-Aminosäureanalysator. Weiterhin können mpl-Ligandenfragmente, hergestellt durch chemischen (z.B. CNBr, Hydroxylamin, 2-Nitro-5-thiocyanobenzoat) oder enzymatischen (z.B. Trypsin, Clostripain, Staphylokokkuspro-tease) Verdau, gefolgt von der Fragmentreinigung (z.B. HPLC), auf ähnliche Weise sequenziert werden. PTH-Aminosäu-ren werden analysiert mit Hilfe des ChromPerfect-Daten-systems (Justice Innovations, Palo Alto, CA). Die Sequenz-interpretation wird durchgeführt auf einer VAX 11/785 Digital Dquipment Co. Computer, wie beschrieben bei Henzel et al., J. Chromatography, 404:41-52 [1987]. Gegebenenfalls können Aliquots der HPLC-Fraktionen einer Elektrophorese unter zogen werden auf 5-20% SDS-PAGE, elektrotransferiert werden auf eine PVDF-Membran (ProBlott, AIB, Foster City, CA) und gefärbt werden mit Coomassie Brilliant Blue (Matsurdiara, J. Biol. Chem., 262:10035-10038 [1987]). Ein durch die Färbung identifiziertes spezielles Protein wird aus dem Blot ausgeschnitten und die N-terminale Sequenzie-rung wird durchgeführt mit dem oben beschriebenen Gasphasensequenzierautomaten. Für interne Proteinsequenzen werden HPLC-Fraktionen unter Vakuum (SpeedVAC) getrocknet, resus-pendiert in geeignetem Puffer und verdaut mit Cyanbromid, dem Lys-spezifischen Enzym Lys-C (Wako Chemicals, Richmond, VA) oder Asp-N (Boehringer Mannheim, Indianapolis, IN). NachContamination of less than 5% with other proteins of the starting material. "Biological property" when used in conjunction with either the "mpl ligand" or "isolated mpl ligand" means that it has thrombopoietic activity or an in vivo effector or antigen function or activity that directly or indirectly causes or exerts is by an mpl ligand (either in its native or denatured conformation) or by a fragment thereof. Effector functions include mpl binding and any carrier binding activity, agonism or antagonism of mpl, in particular the generation (transduction) of a proliferative signal, including replication, DFA regulating function, modulation of the biological activity of other cytokines, receptor (in particular Cytokine) activation, deactivation, up and down regulation, cell growth or differentiation and the like. Antigenic function means possessing an epitope or site capable of cross-reacting with antibodies directed against the native mpl ligand. The basic antigenic function of an mpl ligand polypeptide is that it binds with an affinity of at least about 106 l / mol to an antibody that is produced against the mpl ligand isolated from porcine aplastic plasma. The polypeptide usually binds with an affinity of at least approximately 107 l / mol. Particularly preferred is the antigenically active mpl ligand polypeptide which binds to an antibody which is directed against the mpl ligand with one of the effector functions described above. The antibodies used to define "biological activity" are rabbit polyclonal antibodies obtained by formulating the mpl ligand isolated from recombining cell culture or aplastic porcine plasma, in Freund's complete adjuvant, subcutaneously injecting the formulation and Boost the immune response by intraperitoneal injection of the formulation until the titer of the mpl ligand antibody reaches a plateau. "Egologically active", when used in conjunction with either the "mpl ligand" or "isolated mpl ligand" means an mpl ligand or polypeptide which shows the thrombopoietic activity or an effector function with the mpl ligands isolated from porcine aplastic plasma or expressed in recombinant cell culture as described herein. A principle known effector function of the mpl ligand or of the folypeptide is binding to mpl and stimulating the incorporation of labeled nucleotides (3H-thymidine) into the DNA of IL-3-dependent Ba / F3 cells, transfected with human mpl P. Another known effector function of the mpl ligand or polypeptide herein is the ability to stimulate the incorporation of 35S into circulating platelets in a mouse platelet rebound assay. Another known effector function of the mpl ligand is the ability to stimulate human megacaryocytopoiesis in vitro, which can be quantified using a radiolabeled monoclonal antibody specific for the megakaryocyte glycoprotein GPIIbIIIa. "Percent amino acid sequence identity" with respect to the mpl ligand sequence is defined herein as the percentage of amino acid residues in the sequence in question that are identical to the residues in the mpl ligand sequence isolated from aplastic sham plasma or the mouse or human ligand with the inferred amino acid sequence, as described in Figure 1 (SEQ ID NO: 1) after aligning the sequences and introducing gaps, if necessary, to achieve the maximum percentage sequence identity, and conservative exchanges are not considered part of the sequence identity. None of the N-terminal, C-terminal or internal extensions, deletions or insertions into the mpl ligand sequence are considered to influence the sequence identity or homology. Thus, exemplary biologically active mpl ligand polypeptides, of which an identical sequence is assumed, include prepro-mpl ligand, pro-mpl ligand and mature mpl ligand. "Mpl ligand microsequencing" can be performed by any suitable standard procedure, provided the procedure is sensitive enough. In such a process, highly purified polypeptide obtained from SDS gels or a final HPLC step is directly sequenced by automated Edman (phenylisothiocyanate) degradation using a Model 470A Applied Biosystems gas phase sequencer equipped with a 12OA phenylthiohydantion ( PTH) amino acid analyzer. Furthermore, mpl ligand fragments produced by chemical (for example CNBr, hydroxylamine, 2-nitro-5-thiocyanobenzoate) or enzymatic (for example trypsin, clostripain, staphylococcus protease) digestion, followed by fragment purification (for example HPLC), can be sequenced in a similar manner will. PTH amino acids are analyzed using the ChromPerfect data system (Justice Innovations, Palo Alto, CA). The sequence interpretation is carried out on a VAX 11/785 Digital Equipment Co. Computer, as described by Henzel et al., J. Chromatography, 404: 41-52 [1987]. If necessary, aliquots of the HPLC fractions can be subjected to electrophoresis on 5-20% SDS-PAGE, electrotransfer to a PVDF membrane (ProBlott, AIB, Foster City, CA) and stained with Coomassie Brilliant Blue (Matsurdiara, J. Biol. Chem., 262: 10035-10038 [1987]). A specific protein identified by the staining is cut out of the blot and the N-terminal sequencing is carried out using the gas phase sequencer described above. For internal protein sequences, HPLC fractions are dried under vacuum (SpeedVAC), resuspended in a suitable buffer and digested with cyanogen bromide, the Lys-specific enzyme Lys-C (Wako Chemicals, Richmond, VA) or Asp-N (Boehringer Mannheim, Indianapolis , IN). To
Verdauung werden die erhaltenen Peptide sequenziert als eine Mischung oder nach HPLC-Auftrennung auf einer C4-Säule, die mit einem Propanolgradienten in 0,1% TFA vor dem Gasphasen-sequenzieren entwickelt wird. "Thrombozytopenie" wird definiert als Plättchenzahl unter 150X109 pro Liter Blut. "Thrombopoetische Aktivität" wird definiert als biologische Aktivität, die besteht aus dem Beschleunigen der Proliferation, der Differenzierung und/oder Reifung von Megakaryo-zyten oder Megakaryozytenvorläufern zu den Plättchen-produ-zierenden Formen disser Zeilen. Diese Aktivität kann gemes sen werden in verschiedenen Assays, einschließlich einem in vivo-Mäuse-Plättchen-Rebound-Synthese-Assay, durch Induktion eines Plättchen-Oberflächenantigen-Assays, wie gemessen durch einen Anti-Plättchen-Immuno-Assay (anti-GPIIbIIIa) für eine humane megakaryoplastische Leukämiezellinie (CMK), und Induktion der Polyploidisierung in einer megakaryoplasti-schen Zellinie (DAMI). "Thr.ombopoientin" (TPO) wird definiert als eine Verbindung mit thrombopoetischer Affinität oder die die Serumplättchen- zahl in einem Säuger steigern kann. TPO ist vorzugsweise in der Lage die endogenen Plättchenzahlen um mindestens 10%, besonders bevorzugt um 50%, zu steigern, und ganz besonders bevorzugt kann es die Plättchenzahl in einem Menschen auf mehr als 150xl09 pro Liter Blut steigern. "Isolierte mpl-Ligandennukleinsäure" ist RNA oder DNA ent-haltend mehr als 16 und vorzugsweise 20 oder mehr Nukleotid-basen in Abfolge, die einen biologisch aktiven mpl-Liganden oder ein Fragment davon kodieren, sie ist komplementär zu der RNA oder DNA oder hybridisiert zu der RNA oder DNA und verbleibt stabil gebunden unter moderaten bis stringenten Bedingungen. Diese RNA oder DNA ist frei von mindestens einer kontaminierenden Nukleinsäure des Ausgangsmaterials, mit der sie normalerweise in dem natürlichen Ausgangsmate-rial assoziiert ist, und sie ist vorzugsweise im wesentli-chen frei von jeder anderen Säuger-RNA oder -DNA. Der Aus-druck "frei von mindestens einer kontaminierenden Nuklein-sâure des Ausgangsmaterials, mit der sie normalerweise assoziiert ist" umfaßt den Fall, wo die Nukleinsäure in dem Aus-gangsmaterial Oder der natürlichen Zelle vorhanden ist, sie sich aber an einer anderen chromosomalen Stelle befindet Oder von anderen Nukleinsäuresequenzen flankiert wird, die normalerweise nicht in der Ausgangsmaterialzelle gefunden werden. Ein Beispiel für isolierte mpl-Ligandennukleinsäure ist RNA oder DNA, die einen biologisch aktiven mpI-Liganden kodiert, der mindestens 75% Sequenzidentität, mehr bevorzugt mindestens 80%, noch mehr bevorzugt mindestens 85% und noch mehr bevorzugt 90% und am meisten bevorzugt 95% Sequenziden-tität mit den humanen, dem Mäuse- oder Schweine-jnpl-Liganden aufweist. "Kontrollsequenzen", wenn auf die Expression Bezug genommen wird, bedeutet DNA-Sequenzen, die notwendig sind zur Expression einer funktionsfähig daniit verknüpften kodierenden Se-quenz in einem speziellen Wirtsorganismus. Die Kontrollsequenzen, die für Prokaryoten geeignet sind, umfassen z.B. einen Promotor, gegebenenfalls eine Operatorsequenz, eine Ribosomenbindungsstelle und möglicherweise weitere bisher noch wenig verstandene Sequenzen. Von eukaryotischen Zeilen ist bekannt, daß sie Promotoren, Polyadenylierungssignale und Enhancer verwenden. "Funktionsfähig verknüpft", wenn auf Nukleinsäure Bezug genommen wird, bedeutet, daß die Nukleinsäuren in einer funk-tionellen Beziehung mit anderen Nukleinsäuresequenzen ste-hen. 'Zum Beispiel ist eine DNA für eine Präsequenz oder einen sekretorischen Leader funktionsfähig verknüpft mit DNA für ein Polypeptid, wenn dieses als Präprotein exprimiert wird, das an der Sekretion des Polypeptids teilnimmt; ein Promotor oder Enhancer ist mit einer kodierenden Sequenz funktionsfähig verknüpft, wenn er die Transkription der Se-quenz beeinflußt; Oder eine Ribosomenbindungsstelle ist funktionsfähig verknüpft mit einer kodierenden Sequenz, wenn sie so angeordnet ist, daß sie die Translation erleichtert. lm allgemeinen bedeutet "funktionsfähig verknüpft", daß die DNA-Sequenzen fortlaufend und in dem Fall eines sekretori-schen Leaders, fortlaufend und im Leseraster verknüpft sind. Jedoch müssen Enhancer nicht fortlaufend angeordnet sein.Digestion, the peptides obtained are sequenced as a mixture or after HPLC separation on a C4 column, which is developed with a propanol gradient in 0.1% TFA before gas phase sequencing. "Thrombocytopenia" is defined as the number of platelets below 150X109 per liter of blood. "Thrombopoietic activity" is defined as biological activity that consists of accelerating the proliferation, differentiation and / or maturation of megakaryocytes or precursor megakaryocytes into the platelet-producing forms of these lines. This activity can be measured in various assays, including an in vivo mouse platelet rebound synthesis assay, by induction of a platelet surface antigen assay as measured by an anti-platelet immunoassay (anti-GPIIbIIIa) for a human megakaryoplastic leukemia cell line (CMK), and induction of polyploidization in a megakaryoplastic cell line (DAMI). "Thr.ombopoientin" (TPO) is defined as a compound with thrombopoietic affinity or which can increase the number of serum platelets in a mammal. TPO is preferably able to increase the endogenous platelet count by at least 10%, particularly preferably by 50%, and most preferably it can increase the platelet count in a human being to more than 150 x 109 per liter of blood. "Isolated mpl ligand nucleic acid" is RNA or DNA containing more than 16 and preferably 20 or more nucleotide bases in sequence encoding a biologically active mpl ligand or a fragment thereof, it is complementary to the RNA or DNA or hybridized to the RNA or DNA and remains stably bound under moderate to stringent conditions. This RNA or DNA is free of at least one contaminating nucleic acid of the starting material with which it is normally associated in the natural starting material, and is preferably essentially free of any other mammalian RNA or DNA. The expression "free of at least one contaminating nucleic acid of the starting material with which it is normally associated" includes the case where the nucleic acid is present in the starting material or in the natural cell, but it is at another chromosomal site or is flanked by other nucleic acid sequences that are not normally found in the starting material cell. An example of isolated mpl ligand nucleic acid is RNA or DNA encoding a biologically active mpI ligand that has at least 75% sequence identity, more preferably at least 80%, even more preferably at least 85% and even more preferably 90% and most preferably 95 % Sequence identity with the human, mouse or porcine jnpl ligand. "Control sequences" when reference is made to expression means DNA sequences which are necessary for the expression of a functionally linked coding sequence in a specific host organism. The control sequences suitable for prokaryotes include e.g. a promoter, possibly an operator sequence, a ribosome binding site and possibly further sequences which have hitherto been poorly understood. Eukaryotic lines are known to use promoters, polyadenylation signals and enhancers. "Functionally linked" when reference is made to nucleic acid means that the nucleic acids have a functional relationship with other nucleic acid sequences. For example, DNA for a presequence or secretory leader is operably linked to DNA for a polypeptide when expressed as a preprotein that participates in the secretion of the polypeptide; a promoter or enhancer is operably linked to a coding sequence if it affects the transcription of the sequence; Or, a ribosome binding site is operably linked to a coding sequence if it is arranged to facilitate translation. Generally, "operably linked" means that the DNA sequences are continuous and, in the case of a secretory leader, continuous and linked in reading frame. However, enhancers do not have to be sequential.
Das Verknüpfen wird bewirkt durch Ligation an geeigneten Re-striktionsschmttstellen. Falls solche Stellen nicht exi stieren werden synthesische Oligonukleotidadaptoren oder Linker nach herkömmlichen Verfahren verwendet. "Exogen", wenn auf ein Element Bezug genommen wird, bedeutet eine Nukleinsäuresequenz, die für die Zelle fremd ist oder für die Zelle homolog ist, aber in einer Position in der Wirtszellnukleinsäure gelegen ist, in der das Element übli-cherweise nicht gefunden wird. "Zelle", "Zellinie" und "Zellkultur" werden austauschbar nierin verwendet, und solche Bezeichnungen umfassen alle Nachkommen einer Zelle oder Zellinie. Somit umfassen bei-spielsweise Begriffe wie "Transformanden" und "transformierte Zeilen" die primäre Zelle und davon abstam-mende Kuituren, ohne Rücksicht auf die Anzahl der Transfers. Auch wird davon ausgegangen, daß nicht alle Nachkommen genau identisch in dem DNA-Gehalt sein müssen, aufgrund von bewuß-ten oder unvermeidbaren Mutationen. Mutante Nachkommen, die die gleiche Funktion oder biologische Aktivität besitzen, nach der die ursprünglich transformierte Zelle abgesucht wurde, sind eingeschlossen. Wo verschiedene Bezeichnungen beabsichtigt sind, wird dies aus dem Zusammenhang klar. 4L· "Plasmide" sind autonom replizierende ringförmige DNA-Mole-küle, die unabhängige Replikationsursprünge besitzen, und sie werden hierin durch einen Kleinbuchstaben "p" bezeich-net, der Großbuchstaben und/oder Zahlen vorangestellt ist.The linking is effected by ligation at suitable restriction sites. If such sites do not exist, synthetic oligonucleotide adapters or linkers are used according to conventional methods. "Exogenous" when referring to an element means a nucleic acid sequence that is foreign to the cell or homologous to the cell, but is located in a position in the host cell nucleic acid where the element is not normally found. "Cell", "cell line" and "cell culture" are used interchangeably, and such terms include all descendants of a cell or cell line. Thus, for example, terms such as "transformants" and "transformed rows" encompass the primary cell and configurations derived from it, regardless of the number of transfers. It is also assumed that not all offspring have to be exactly identical in DNA content due to deliberate or unavoidable mutations. Mutant progeny that have the same function or biological activity after the originally transformed cell was screened are included. Where different names are intended, this becomes clear from the context. 4L · "Plasmids" are autonomously replicating circular DNA molecules that have independent origins of replication and are identified herein by a lowercase letter "p" preceded by capital letters and / or numbers.
Die Ausgangsplasmide sind entweder gewerblich erhältlich, öffentlich erhältlich in nichtbeschränkter Weise, oder sie können aus solchen erhältlichen Plasmiden geinäß veröffent-lichten Verfahren hergestellt werden. Weiterhin sind andere äquivalente Plasmide in dem Stand der Technik bekannt und sind dem Durchschnittsfachmann geläufig. "Restriktionsenzymverdau(-spaltung)", wenn auf DNA Bezug ge~ nommen wird, bedeutet die katalytische Spaltung von internen Phosphodiester-Bindungen von DNA mit einem Enzym, das nur an bestimmten Positionen und Stellen in der DNA-Sequenz wirkt. Solche Enzyme werden "Restriktionsendonukleasen" genannt. Jede Restriktionsendonuklease erkennt eine spezifische DNA-Sequenz, "Restriktionsschnittstelle(-spaltstelle)" genannt, die eine zweifache Symmetrie zeigt. Die verschiedenen hierin verwendeten Restriktionsenzyme sind gewerblich erhältlich und ihre Reaktionsbedingungen, Kofaktoren und andere Erfor-dernisse, wie durch den Enzymherstel1er angegeben, werden verwendet. Restriktionsenzyme werden üblicherweise bezeich-net durch Abkiirzungen, die sich zusammensetzen aus einem Großbuchstaben gefolgt von anderen Buchstaben, die den Mikroorganismus darstellen, aus dem das einzelne Restrikti-onsenzym ursprünglich erhalten worden ist, und dann folgt eine Nummer, die das spezielle Enzym angibt. Im allgemeinen wird 1 ßq Plamid oder DNA mit ungefähr 1-2 Einheiten Enzym in ungefähr 20 μΐ Pufferlösung verwendet. Geeignete Puffer und Substratmengen für spezielle Restriktionsenzyme werden durch den Hersteller spezifiziert. Typischerweise wird eine Inkubation für ungefähr 1 Stunde bei 37°C verwendet, aber sie kann variieren in Übereinstimmung mit den Herstelleran-gaben. Nach Inkubation wird Protein oder Polypeptid entfernt durch Extraktion mit Phenol und Chlorofom, und die gespal-tene Nukleinsäure wird aus der wäßrigen Fraktion gewonnen durch Präzipitation mit Ethanol. Der Spaltung mit einem Re-striktionsenzym kann die Hydrolyse der terminalen 5'-Phosphate mit bakterieller alkalischer Phosphatase folgen, urn zu vermeiden, daß die zwei Enden der restriktionsgespaltenen DNA eines DNA-Fragments "zirkularisieren" oder eine ge-schlossene Schleife bilden, was das Einfügen eines anderen DNA-Fragments in die Restriktionsschnittstelle erschweren würde. Sofern nicht anders angegeben, folgt der Spaltung der Plasmide keine 5'-terminale Dephosphorylierung. Die Verfah-ren und Reagenzien zur Dephosphorylierung sind die herkömm-lichen, wie beschrieben in Abschnitten 1.56-1.61 von Sam-brook et al., Molecular Cloning: A Laboratory Manual [New York: Cold Spring Harbor Laboratory Press 19891. "Gewinnen" Oder "Isolieren" eines gegebenen DNA-Fragments aus einem Restriktionsspaltansatz bedeutet Auftrennen des Spaltansatzes auf einem Polyacrylamid Oder Agarosegel durch Elektrophorese, Identifizieren des Fragments von Interesse durch Vergleich von dessen Mobilität mit der von Marker DNA-Fragmenten mit bekanntem Molekulargewicht, Entfernen des Gelabschnitts, enthaltend das gewünschte Fragment, und Ab-trennen des Gels von DNA. Dieses Verfahren ist allgemein be- kannt. Zum Beispiel siehe Lawn et al., Nucleic Acids Res., 9:6103-6114 [1981], und Goeddel et al., Nucleic Acids Res., 8:4057 [1980]. "Southern-Analyse" oder "Southern-Blotten" ist ein Verfah-• ren, bei dem die Anwesenheit von DNA-Sequenzen in einem Re-striktionsendonukleasespaltansatz von DNA oder DNA-enthal-tender Zusammensetzung bestätigt wird durch Hybridisieren an ein bekanntes markiertes Oligonukleotid oder DNA-Fragment. Southern-Analayse umfaßt typischerweise die elektrophoreti-sche Auftrennung eines DNA-Spaltansatzes auf Agarosegelen, Denaturieren der DNA nach der elektrophoretischen Auftrennung und Transfer der DNA auf Nitrocellulose, Nylon oder andere geeignete Membranträger zur Analyse mit einer radiomar-kierten, biotinylierten oder enzymmarkierten Probe, wie beschrieben in Abschnitten 9.37-9.52 von Sambrook et al., siehe oben. "Northern-Analyse" Oder "Northern-Blotten" ist ein Verfah-ren, das verwendet wird zum Identifizieren von RNA-Sequen-zen, die an eine bekannte Probe, wie ein Oligonukleotid, ein DNA-Fragment, cDNA oder ein Fragment davon, oder an ein RNA-The starting plasmids are either commercially available, publicly available in an unrestricted manner, or they can be prepared from such available plasmids according to published methods. Furthermore, other equivalent plasmids are known in the art and are familiar to those of ordinary skill in the art. "Restriction enzyme digestion (cleavage)" when reference is made to DNA means the catalytic cleavage of internal phosphodiester bonds of DNA with an enzyme which only acts at certain positions and locations in the DNA sequence. Such enzymes are called "restriction endonucleases". Each restriction endonuclease recognizes a specific DNA sequence, called "restriction site (cleavage site)", which shows double symmetry. The various restriction enzymes used herein are commercially available and their reaction conditions, cofactors and other requirements as indicated by the enzyme manufacturer are used. Restriction enzymes are usually referred to by abbreviations consisting of a capital letter followed by other letters which represent the microorganism from which the individual restriction enzyme was originally obtained, and then followed by a number which indicates the specific enzyme. In general, 1 ßq of plamide or DNA with approximately 1-2 units of enzyme in approximately 20 μΐ of buffer solution is used. Suitable buffers and substrate amounts for special restriction enzymes are specified by the manufacturer. Typically, an incubation for approximately 1 hour at 37 ° C is used, but it can vary in accordance with the manufacturer's instructions. After incubation, protein or polypeptide is removed by extraction with phenol and chloroform, and the split nucleic acid is recovered from the aqueous fraction by precipitation with ethanol. Cleavage with a restriction enzyme can be followed by hydrolysis of the terminal 5'-phosphates with bacterial alkaline phosphatase to avoid the two ends of the restriction-cleaved DNA of a DNA fragment "circularizing" or forming a closed loop, which is what Inserting another DNA fragment into the restriction site would make it more difficult. Unless otherwise stated, the cleavage of the plasmids is not followed by 5'-terminal dephosphorylation. The methods and reagents for dephosphorylation are conventional, as described in sections 1.56-1.61 of Sam-brook et al., Molecular Cloning: A Laboratory Manual [New York: Cold Spring Harbor Laboratory Press 19891. "Win" or "Isolating" a given DNA fragment from a restriction cleavage means separating the cleavage batch on a polyacrylamide or agarose gel by electrophoresis, identifying the fragment of interest by comparing its mobility with that of marker DNA fragments of known molecular weight, removing the gel section containing that desired fragment, and separating the gel from DNA. This method is generally known. For example, see Lawn et al., Nucleic Acids Res., 9: 6103-6114 [1981], and Goeddel et al., Nucleic Acids Res., 8: 4057 [1980]. "Southern analysis" or "Southern blotting" is a method in which the presence of DNA sequences in a restriction endonuclease cleavage batch of DNA or DNA-containing composition is confirmed by hybridization to a known labeled oligonucleotide or DNA fragment. Southern analysis typically involves electrophoretically separating a DNA cleavage batch on agarose gels, denaturing the DNA after electrophoretic separation, and transferring the DNA to nitrocellulose, nylon or other suitable membrane support for analysis with a radiolabeled, biotinylated or enzyme-labeled sample, such as described in Sections 9.37-9.52 of Sambrook et al., see above. "Northern analysis" or "Northern blotting" is a method used to identify RNA sequences that are linked to a known sample, such as an oligonucleotide, a DNA fragment, cDNA or a fragment thereof, or to an RNA
Fragment hybridisieren. Die Probe ist mit einem Radioisotop, 32 ... . . P, oder durch Biotmylierung oder mit einem Enzym mar- kiert. Die zu analysierende RNA wird üblicherweise elektro-phoretisch aufgetrennt auf einem Agarose- Oder Polyacryl-amidgel, auf Nitrocellulose, Nylon oder eine andere geeig-nete Membran transferiert und mit der Probe hybridisiert un-ter Verwendung von Standardtechniken, die im Stand der Tech-nik gut gekannt sind, wie diejenigen, beschrieben in Ab-schnitten 7.39-7.52 von Sambrook et al., siehe oben. "Ligation" ist das Verfahren zum Bilden von Phosphodiester-bindungen zwischen zwei Nukleinsäurefragmenten. Zur Ligation dieser zwei Fragmente müssen die Enden der Fragmente mitein-ander kompatibel sein. In einigen Fällen können die Enden direkt kompatibel sein nach der Endonukleasespaltung. Jedoch kann es zunächst erforderlich sein, die typischerweise nach Endonukleasespaltung erzeugten überhängenden Enden zu stump-fen Enden umzuwandeln, um sie für die Ligation kompatibel zu machen. Zum Erzeugen glatter (stumpfer) Enden wird die DNA in einem geeigneten Puffer für mindestens 15 Minuten bei 15 °C mit ungefähr 10 Einheiten des Klenow-Fragments von DNA-Polymerase I oder T4 DNA-Polymerase in der Anwesenheit der vier Desoxyribonukleotidtriphosphate behandelt. Die DNA wird dann gereinigt durch Phenol-Chloroform-Extraktion und Ethanolpräzipitation. Die miteinander zu ligierenden DNA-Fragmente werden in eine Lösung eingebracht in ungefähr äquimolaren Mengen. Die Lösung enthält auch ATP, Ligasepuf-fer und eine Ligase, wie T4 DNA-Ligase, mit ungefähr 10 Einheiten pro 0,5 μg pro DNA. Wenn die DNA in einen Vektor li-giert werden soil, wird der Vektor zunächst linearisiert durch Spaltung mit dem bzw. den geeigneten Restriktionsendo-nuklease(n). Das linearisierte Fragment wird dann mit bakte-rieller alkalischer Phosphatase oder intestinaler Kalbsphos- phatase behandelt, um die Selbstligation wâhrend des Ligati-onsschritts zu verhindern. "Herstellen (Präparation)" von DNA aus Zeilen bedeutet Iso-lieren der Plasmid-DNA aus einer Kultur der Wirtszellen. Ty-pischerweise verwendete Verfahren zum DNA-Herstellen sind die Plasmidherstellverfahren im großen und kleinen Maßstab, wie beschrieben in Abschnitten 1.25-1.33 von Sambrook et al., siehe oben. Nach dem Herstellen der DNA kann sie gerei-nigt werden mit im Stand der Technik bekannten Verfahren, vie deraj enigen beschrieben in Abschnitt 1.40 von Sambrook et al·., siehe oben. "Oligonukleotide" sind kurzkettige, einzel- Oder doppel-strängige Polydesoxynukleotide, die chemisch synthetisiert werden mit bekannten Verfahren, wie einer Phosphotriester-, Phosphit- Oder Phosphoramiditchemie unter Verwendung von Festphasentechniken, wie beschrieben in EP 266,032, veröf-fentlicht 4. Mai 1988, Oder liber Desoxynuklosid-H-Phos-phonat-Zwischenprodukte, wie beschrieben durch Froehler et al., Nucl. Acids Res., 14:5399-5407 [1986]. Weitere Verfahren umfassen die Polymerasekettenreaktion, wie unten be- schrieben, und andere selbstprimende (autoprimer) Verfahren und Oligonukleotidsynthesen auf festen Trägern. Alle diese Verfahren sind beschrieben in Engels et al., Angew. Chem. Int. Ed. Engl., 28:716-734 [1989]. Diese Verfahien werden verwendet, wenn die vollständige Nukleinsäuresequenz des Gens bekarint ist oder die zu dem kodierenden Strang komple-mentäre Nukleinsäuresequenz verfügbar ist. Alternativ, falls die Ziel-Aminosäuresequenz bekannt ist, kann man auf potentielle Nukleinsäuresequenzen schließen, unter Verwendung von bekannten und bevorzugten kodierenden Resten für jeden Ami-nosâurerest. Die Oligonukleotide werden dann auf Polyacryl-amidgelen gereinigt. "Polymerasekettenreaktion" oder "PCR" bezieht sich auf ein Verfahren oder eine Technik, bei der winzige Mengen eines spezifischen Stücks einer Nukleinsäure, RNA und/oder DNA, vervielfacht werden, wie beschrieben in US-Patent Nr. 4,683,195, erteilt am 28. Juli 1987. Ira allgemeinen muß Se-quenzinformation von den Enden der Region von Interesse oder der darüber hinausgehenden Region verfügbar sein, so daß Oligonukleotidprimer entworfen werden können. Diese Primer sind identisch oder ähnlich in ihrer Sequenz zu den Ge-gensträngen der zu vervielfachenden Matrize. Die 5'-termina-len Nukleotide der zwei Primer können übereinstimmen mit den Enden des zu vervielfachenden Materials. PCR kann verwendet werden zum Vervielfachen von spezifischen RNA-Sequenzen, spezifischen DNA-Sequenzen aus gesamter genomischer DNA und cDNA, transkribiert aus gesamter zellulärer RNA, Baktriopha-gen- oder Plasmidsequenzen usw.. Siehe allgemein Mullis et al., Cold Spring Harbor Symp. Quant. Biol., 51:263 [1987]; Erlich, ed., PCR Technology, (Stockton Press, NY, 1989). Wie hierin verwendet' wird PCR als ein aber nicht als einziges Beispiel für ein Nukleinsäurepolymerasekettenreaktionsver-fahren zum Vervielfachen einer Nukleinsäuretestanalysenprobe angesehen, das die Verwendung einer bekannten Nukleinsäure als Primer und einer Nukleinsäurepolymerase zum Vervielfäl-tigen oder Erzeugen eines spezifischen Stücks an Nuklein-säure umfaßt. "Stringente Bedingungen" sind solche, die (1) zum Waschen eine niedrige Ionenstärke und hohe Temperatur einsetzen, z.B. 0,015 M NaCl/0,0015 M Natriumcitrat/0,1% NaDodS04(SDS) bei 50°C, oder (2) die während dem Hybridisieren ein denatu-rierendes Mittel, wie Formamid, verwenden, z.B. 50% (Vol/Vol) Formamid mit 0,1% Rinderserumalbumin/O,1% Ficoll/0,1% Polyvinylpyrrolidon/50 mM Natriumphosphatpuffer bei pH 6,5 mit 750 mM NaCl, 75 mM Natriumcitrat bei 42°C.Hybridize fragment. The sample is with a radioisotope, 32 .... . P, or marked by biotmylation or with an enzyme. The RNA to be analyzed is usually electrophoresed on an agarose or polyacrylic amide gel, transferred to nitrocellulose, nylon or another suitable membrane and hybridized with the sample using standard techniques known in the art are well known, such as those described in Sections 7.39-7.52 of Sambrook et al., supra. "Ligation" is the process of forming phosphodiester bonds between two nucleic acid fragments. To ligate these two fragments, the ends of the fragments must be compatible with each other. In some cases, the ends can be directly compatible after endonuclease cleavage. However, it may first be necessary to convert the overhanging ends typically created after endonuclease cleavage to blunt ends in order to make them compatible for ligation. To create blunt ends, the DNA is treated in a suitable buffer for at least 15 minutes at 15 ° C with approximately 10 units of the Klenow fragment of DNA polymerase I or T4 DNA polymerase in the presence of the four deoxyribonucleotide triphosphates. The DNA is then purified by phenol-chloroform extraction and ethanol precipitation. The DNA fragments to be ligated with one another are introduced into a solution in approximately equimolar amounts. The solution also contains ATP, ligase buffer and a ligase such as T4 DNA ligase with approximately 10 units per 0.5 µg per DNA. If the DNA is to be ligated into a vector, the vector is first linearized by cleavage with the appropriate restriction endonuclease (s). The linearized fragment is then treated with bacterial alkaline phosphatase or intestinal calf phosphatase to prevent self-ligation during the ligation step. “Preparing” DNA from rows means isolating the plasmid DNA from a culture of the host cells. Typically used methods for DNA production are the large and small scale plasmid production processes as described in Sections 1.25-1.33 of Sambrook et al., Supra. After the DNA has been prepared, it can be purified using methods known in the art, as described in section 1.40 of Sambrook et al., See above. "Oligonucleotides" are short chain, single or double stranded polydeoxynucleotides that are chemically synthesized using known methods such as phosphotriester, phosphite or phosphoramidite chemistry using solid phase techniques as described in EP 266,032, published May 4, 1988, Or via deoxynucloside H-Phos-phonate intermediates as described by Froehler et al., Nucl. Acids Res., 14: 5399-5407 [1986]. Other methods include the polymerase chain reaction as described below and other self-priming (autoprimeric) methods and solid support oligonucleotide syntheses. All of these methods are described in Engels et al., Angew. Chem. Int. Ed. Engl., 28: 716-734 [1989]. These methods are used when the complete nucleic acid sequence of the gene is caressed or when the nucleic acid sequence complementary to the coding strand is available. Alternatively, if the target amino acid sequence is known, one can deduce potential nucleic acid sequences using known and preferred coding residues for each amino acid residue. The oligonucleotides are then purified on polyacrylic amide gels. "Polymerase chain reaction" or "PCR" refers to a method or technique in which minute amounts of a specific piece of nucleic acid, RNA and / or DNA are multiplied, as described in U.S. Patent No. 4,683,195, issued July 28 1987. Ira general, sequence information must be available from the ends of the region of interest or beyond, so that oligonucleotide primers can be designed. These primers are identical or similar in sequence to the counterstrands of the template to be multiplied. The 5'-terminal nucleotides of the two primers can match the ends of the material to be multiplied. PCR can be used to multiply specific RNA sequences, specific DNA sequences from whole genomic DNA and cDNA, transcribed from whole cellular RNA, bactriopha gene or plasmid sequences, etc. See generally Mullis et al., Cold Spring Harbor Symp. Quant. Biol., 51: 263 [1987]; Erlich, ed., PCR Technology, (Stockton Press, NY, 1989). As used herein, PCR is considered to be, but not the only, example of a nucleic acid polymerase chain reaction method for multiplying a nucleic acid test assay sample that includes using a known nucleic acid as a primer and a nucleic acid polymerase to replicate or generate a specific piece of nucleic acid. "Stringent conditions" are those that (1) use low ionic strength and high temperature for washing, e.g. 0.015 M NaCl / 0.0015 M sodium citrate / 0.1% NaDodS04 (SDS) at 50 ° C, or (2) using a denaturing agent such as formamide during hybridization, e.g. 50% (vol / vol) formamide with 0.1% bovine serum albumin / O, 1% Ficoll / 0.1% polyvinylpyrrolidone / 50 mM sodium phosphate buffer at pH 6.5 with 750 mM NaCl, 75 mM sodium citrate at 42 ° C.
Ein weiteres Beispiel ist die Verwendung von 50% Formamid, 5 X SSC (0,75 M NaCl, 0,075 M Natriumcitrat), 50 mM Natrium-phosphat (pH 6,8), 0,1% Natriumpyrophosphat, 5 x Denhardt's Lösung, beschallte Lachsspermien DNA (50 Mg/ml), 0,1% SDS und 10% Dextransulfat bei 42°C mit Waschvorgängen bei 42°C in 0,2xSSC und 0,1% SDS. "Moderat stringente Bedingungen" sind beschrieben in Sam-brook et al., siehe oben und umfassen die Verwendung einer Wasc'nlösung und Hybridisierungsbedingungen (z.B. Temperatur, Ionenstärke und %SDS), die weniger stringent sind als oben beschrieben. Ein Beispiel für moderat stringente Bedingungen sind Bedingungen, wie die über Nacht Xnkubation bei 37°C in einer Lösung umfassend: 20% Formamid, 5 x SSC (150 mM NaCl, 15 mM Trinatriumcitrat), 50 mM Natriumphosphat (pH 7,6), 5 x Denhardt's Lösung, 10% Dextransulfat und 20 μΐ/ml denatu-rierte gescherte Lachsspermien DNA, gefolgt von Waschen der Filter in 1 x SSC bei ungefähr 37-50°C. Der Durchschnitts-fachmann wird erkennen, wie die Temperatur, Ionenstärke usw. einzustellen ist, um sie auf Faktoren, wie die Probenlänge und ähnliches, einzustellen. "Antikörper" (Abs) und "Immunglobuline" (Igs) sind Glycoprotéine mit den gleichen strukturellen Eigenschaften. Während Antikörper Bindungsspezifität für ein spezifisches Antigen zeigen, umfassen Immunglobuline sowohl Antikörper wie auch andere antikörperähnliche Moleküle, die keine Antigenspezi-fität haben. Polypeptide des letzteren Typs werde z.B. in geringen Spiegeln durch das Lymphsystem hergestellt und mit gesteigerten Spiegeln durch Myelomas. "Native Antikörper und Immunglobuline" sind üblicherweise heterotetramere Glycoprotéine von ungefähr 150000 Daltons, die sich zusammensetzen aus zwei identischen leichten (L) Ketten und zwei identischen schweren (H) Ketten. Jede leichte Kette ist mit einer schweren Kette verknüpft über eine kovalente Disulfidbindung, während die Anzahl der Di-sulfidverknüpfungen variiert zwischen den schweren Ketten für verschiedene Immunglobulinisotypen. Jede schwere und leichte Kette besitzt auch gleichmäßig angeordnete Disulfid-brücken innerhalb der Kette. Jede schwere Kette besitzt an einem Ende eine variable Domäne (VH) gefolgt von einer An-• zahl von konstanten Doxnänen. Jede leichte Kette besitzt eine variable Domäne an einem Ende (V^) und eine konstante Domäne an ihrem anderen Ende; die konstante Domäne der leichten Kette ist ausgerichtet zu der ersten konstanten Domäne der schweren Kette, und die variable Domäne der leichten Kette ist ausgerichtet mit der variablen Dornane der schweren Kette. Spezielle Aminosäurereste bilden vermutlich die Grenzfläche zwischen den variablen Domänen der leichten und schweren Kette (Clothia et al., J. Mol. Biol., 1986:651-663 [1985]; Novotny and Haber, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 82:4592-4596 [1985]).Another example is the use of 50% formamide, 5 X SSC (0.75 M NaCl, 0.075 M sodium citrate), 50 mM sodium phosphate (pH 6.8), 0.1% sodium pyrophosphate, 5 x Denhardt's solution, sonicated Salmon sperm DNA (50 mg / ml), 0.1% SDS and 10% dextran sulfate at 42 ° C with washing at 42 ° C in 0.2xSSC and 0.1% SDS. "Moderately stringent conditions" are described in Sam-brook et al., Supra, and include the use of a washing solution and hybridization conditions (e.g. temperature, ionic strength and% SDS) that are less stringent than described above. An example of moderately stringent conditions are conditions such as overnight incubation at 37 ° C. in a solution comprising: 20% formamide, 5 x SSC (150 mM NaCl, 15 mM trisodium citrate), 50 mM sodium phosphate (pH 7.6), 5 x Denhardt's solution, 10% dextran sulfate and 20 μΐ / ml denatured sheared salmon sperm DNA, followed by washing the filter in 1 x SSC at approximately 37-50 ° C. One of ordinary skill in the art will recognize how to adjust temperature, ionic strength, etc. to adjust for factors such as sample length and the like. "Antibodies" (Abs) and "Immunoglobulins" (Igs) are glycoproteins with the same structural properties. While antibodies show binding specificity for a specific antigen, immunoglobulins include both antibodies and other antibody-like molecules that have no antigen specificity. Polypeptides of the latter type are e.g. produced in low levels by the lymphatic system and with increased levels by myelomas. "Native antibodies and immunoglobulins" are usually heterotetrameric glycoproteins of approximately 150,000 daltons, which are composed of two identical light (L) chains and two identical heavy (H) chains. Each light chain is linked to a heavy chain via a covalent disulfide bond, while the number of disulfide linkages varies between the heavy chains for different immunoglobulin isotypes. Every heavy and light chain also has evenly arranged disulfide bridges within the chain. Each heavy chain has a variable domain (VH) at one end followed by a number of constant doxnaenes. Each light chain has a variable domain at one end (V ^) and a constant domain at its other end; the light chain constant domain is aligned with the first heavy chain constant domain, and the light chain variable domain is aligned with the heavy chain variable mandrel. Special amino acid residues presumably form the interface between the variable domains of the light and heavy chain (Clothia et al., J. Mol. Biol., 1986: 651-663 [1985]; Novotny and Haber, Proc. Natl. Acad. Sci. USA , 82: 4592-4596 [1985]).
Der Begriff "variabel" bezieht sich auf den Umstand, daß be-stimmte Anteile der variablen Domäne sich ausgiebig in der Sequenz zwischen Antikörpern unterscheiden, und sie sind an der Bindung und der Spezifität eines jeden speziellen Anti-körpers für sein spezielles Antigen beteiligt. Jedoch ist die Variabilität nicht gleichmäßig verteilt über die variablen Domänen von Antikörpern. Sie ist konzentriert in dreiThe term "variable" refers to the fact that certain portions of the variable domain differ widely in the sequence between antibodies, and are involved in the binding and specificity of each particular antibody for its particular antigen. However, the variability is not evenly distributed across the variable domains of antibodies. It is concentrated in three
Segmenten, sogenannte die Komplementarität bestimmende Re- * gionen (CDRs) Oder hypervariable Regionen, die sowohl in den variablen Domänen der leichten Kette und der schweren Kette vorkommen. Die starker konservierten Anteile der variablen Domänen werden als sogenanntes "Framework" (FR) bezeichnet. Die variblen Domänen der nativen schweren und leichten Ket-ten umfassen jeweils vier FR-Regionen, die im wesentlichen eine ß-Faltblattkonfiguration annehmen, verbunden mit drei CDRs, die Schleifen bilden, die mit der ß-Faltblattstruktur verbunden und in manchen Fallen einen Teil davon bilden. Die CDRs in jeder Kette werden in enger Nachbarschaft zusammen-gehalten durch die FR-Regionen, und mit den CDRs der anderen Kette tragen sie zu der Bildung der Antigenbindungsstelle des Antikörpers bei (siehe Kabat et al., Sequences of Proteins of Immunological Interest, National Institute of Health, Bethesda, MD [1987]). Die konstanten Doraänen sind nicht direkt in die Bindung eines Antikörpers an ein Antigen einbezogen, aber sie zeigen verschiedene Effektorfunktionen, wie die Teilnahme des Antikörpers in der antikörperabhängi-gen zellulären Toxizität.Segments, so-called complementarity-determining regions (CDRs) or hypervariable regions, which occur both in the variable domains of the light chain and the heavy chain. The more conserved parts of the variable domains are called the so-called "framework" (FR). The variable domains of the native heavy and light chains each comprise four FR regions, which essentially assume a β-sheet configuration, connected to three CDRs, which form loops, which are connected to the β-sheet structure and in some cases part of it form. The CDRs in each chain are held in close proximity by the FR regions and, with the CDRs of the other chain, contribute to the formation of the antibody's antigen binding site (see Kabat et al., Sequences of Proteins of Immunological Interest, National Institute of Health, Bethesda, MD [1987]). The constant doraenes are not directly involved in the binding of an antibody to an antigen, but they show various effector functions, such as the participation of the antibody in the antibody-dependent cellular toxicity.
Papainspaltung von Antikörpern erzeugt zwei identische Anti-gen-bindende Fragmente, genannt "Fab"-Fragmente, wobei jedes eine einzelne Antigenbindungsstelle besitzt, und ein restli-ches "Fc"-Fragment, dessen Name seine Fähigkeit wiedergibt, leicht zu kristallisieren. Pepsinbehandlung erzeugt ein F (ab ' )2-Fragment, das zwei Antigenbindungsstellen enthält, und das noch Antigen vernetzen kann. "Fv" ist das minimale Antikörperfragment, das eine vollstän-dige Antigenerkennungs- und -bindungsstelle enthält. Diese Region besteht aus einem Dimer aus einer variablen Domäne ein .r schweren und einer leichten Kette in enger, nichkova-lenter Assoziation. In dieser Konfiguration erfolgt Wechsel-wirkung der CDRs einer jeden variblen Domäne miteinander, urn eine Antigenbindungsstelle auf der Oberfläche des VH-VL-Di-meren zu definiëren. In kollektiver Weise verleihen die sechs CDRs dem Antikörper die Antigenbindungsspezifität. Je-doch besitzt selbst eine einzige variable Domäne (Oder die Hälfte eines Fv, umfassend nur drei CDRs, die spezifisch für ein Antigen sind), die Fähigkeit, ein Antigen zu erkennen und zu binden, obwohl nur mit geringerer Affinität als die vollständige Bindungsstelle.Papain cleavage of antibodies produces two identical anti-gene binding fragments called "Fab" fragments, each having a unique antigen binding site, and a remaining "Fc" fragment, the name of which reflects its ability to crystallize easily. Pepsin treatment produces an F (ab ') 2 fragment that contains two antigen binding sites and that can still crosslink antigen. "Fv" is the minimal antibody fragment that contains a complete antigen recognition and binding site. This region consists of a dimer from a variable domain of a heavy and a light chain in a close, non-covalent association. In this configuration, the CDRs of each variable domain interact with each other to define an antigen binding site on the surface of the VH-VL dimer. The six CDRs collectively confer antigen binding specificity to the antibody. However, even a single variable domain (or half of an Fv comprising only three CDRs specific for an antigen) has the ability to recognize and bind to an antigen, although with less affinity than the full binding site.
Das Fab-Fragment enthält auch die konstante Domäne der leichten Kette und die erste konstante Domäne (CHI) der schweren Kette. Fab'-Fragmente unterscheiden sich von Fab-Fragmenten durch den Zusatz von einigen wenigen Resten an den Carboxyterminus der CHI-Domäne der schweren Kette, ein- schließlich ein oder mehrere Cysteine der Hinge-Region des Antikörpers. Fab'-SH ist hierin die Bezeichnung für Fab', bei dem der bzw. die Cysteinrest(e) der konstanten Domäne eine freie Thiolgruppe trägt. F(ab')2-Antikörperfragmente wurden ursprünglich hergestellt als Paare von Fab'-Fragmenten, die Hinge-Cysteine zwischen sich haben. Andere chemische Kupplungsvarianten von Antikörperfragmenten sind eben-falls bekannt.The Fab fragment also contains the light chain constant domain and the heavy chain first constant domain (CHI). Fab 'fragments differ from Fab fragments in that a few residues are added to the carboxy terminus of the CHI heavy chain domain, including one or more cysteines from the hinge region of the antibody. Fab'-SH is the name for Fab ', in which the cysteine residue (s) of the constant domain carries a free thiol group. F (ab ') 2 antibody fragments were originally made as pairs of Fab' fragments with hinge cysteines between them. Other chemical coupling variants of antibody fragments are also known.
Die "leichten Ketten" von Antikörpern (Immunglobulinen) von einer beliebigen Vertebratenart. können einer von zwei deut-lich unterschiedlichen Arten, genannt Kappa und Lambda (λ), zugewiesen werden, basierend auf den Aminosäuresequenzen der konstanten Domänen.The "light chains" of antibodies (immunoglobulins) of any vertebrate type. can be assigned to one of two distinctly different types, called kappa and lambda (λ), based on the amino acid sequences of the constant domains.
Abhängig von der Aminosäuresequenz der konstanten Domäne ih-rer schweren Ketten können Immunglobuline verschieder.en Klassen zugeteilt werden. Es gibt fünf Hauptklassen an Immunglobulinen: IgA, IgD, IgE, IgG und IgM, und einige davon können waiter unterteilt werden in Subklassen (Isotypen), z.B. IgG-1, IgG-2, IgG-3 und IgG-4; IgA-1 und IgA-2. Die konstanten Domänen der schweren Kette, die den verschiedenenDepending on the amino acid sequence of the constant domain of their heavy chains, immunoglobulins can be assigned to different classes. There are five main classes of immunoglobulins: IgA, IgD, IgE, IgG and IgM, and some of them can be further divided into subclasses (isotypes), e.g. IgG-1, IgG-2, IgG-3 and IgG-4; IgA-1 and IgA-2. The constant domains of the heavy chain that the different
Klassen der Immunglobuline entsprechen, werden a, Delta, Epsilon, γ und μ genannt. Die Untereinheitstukturen und die dreidimensionalen Konfigurationen der verschiedenen Klassen der Immunglobuline sind gut bekannt.Corresponding classes of immunoglobulins are called a, delta, epsilon, γ and μ. The subunit structures and the three-dimensional configurations of the different classes of immunoglobulins are well known.
Der Begriff "Antikörper" wird in dem breitesten Sinn verwen-det und betrifft insbesondere einzelne monoklonale Antikörper (einschließlich Agonist- und Antagonistantikörper), An-tikörperzusammensetzungen mit polyepitopischer Spezifität, wie auch Antikörperfragmente (z.B. Fab, F(ab')2 und Fv), Solange sie die gewünschte biologische Aktivität zeigen. "Monoklonaler Antikörper", wie hierin verwendet, bezieht sich auf einen Antikörper, erhalten aus einer Population von im wesentlichen homogenen Antikörpern, d.h. die einzelnen Antikörper, die die Population umfaßt, sind identisch außer für möglicherweise auftretende natürliche Mutationen, die in geringen Mengen vorhanden sein können. Monoklonale Antikör- per sind hochspezifisch und gegen eine einzige antigene Stelle gerichtet. Weiterhin, in Gegensatz zu herkömmlichen (polyklonalen) Antikörperpräparationen, die typischerweise verschiedene Antikörper enthalten, die gegen verschiedene Determinanten (Epitope) gerichtet sind, ist jeder monoklo-nale Antikörper gegen eine einzige Déterminante auf dem Antigen gerichtet. Zusätzlich zu ihrer Spezifität sind die monoklonalen Antikörper vorteilhaft insofern als sie durch die Hybridomkultur synthetisiert werden und nicht durch andere Immunglobuline kontaminiert sind. Der modifizierende Begriff "monoklonal" deutet den Charakter des Antikörpers an, daß dieser aus einer im wesentlichen homogenen Population von Antikörpern erhalten ist, und es bedeutet nicht, daß die Herstellung des Antikörpers ein spezielles Verfahren verlangt. Zum Beispiel können die gemäß der vorliegenden Er-findung zu verwendenden monoklonalen Antikörper hergestellt werden nach dem Hybridomaverfahren, das zuerst beschrieben wurde von Kohler & Milstein, Nature, 256:495 (1975), Oder sie können durch rekombinante DNA-Verfahren hergestellt werden (siehe z.B. US-Patent Nr. 4,816,567 [Cabilly et al.]).The term "antibody" is used in the broadest sense and relates in particular to individual monoclonal antibodies (including agonist and antagonist antibodies), antibody compositions with polyepitopic specificity, and also antibody fragments (eg Fab, F (ab ') 2 and Fv) , As long as they show the desired biological activity. "Monoclonal antibody" as used herein refers to an antibody obtained from a population of essentially homogeneous antibodies, i.e. the individual antibodies included in the population are identical except for any natural mutations that may occur, which may be present in small amounts. Monoclonal antibodies are highly specific and are directed against a single antigenic site. Furthermore, in contrast to conventional (polyclonal) antibody preparations, which typically contain different antibodies which are directed against different determinants (epitopes), each monoclonal antibody is directed against a single determinant on the antigen. In addition to their specificity, the monoclonal antibodies are advantageous in that they are synthesized by the hybridoma culture and are not contaminated by other immunoglobulins. The modifying term "monoclonal" indicates the character of the antibody that it is obtained from an essentially homogeneous population of antibodies, and it does not mean that the production of the antibody requires a special procedure. For example, the monoclonal antibodies to be used in accordance with the present invention can be made by the hybridoma method first described by Kohler & Milstein, Nature, 256: 495 (1975), or they can be made by recombinant DNA methods (see e.g., U.S. Patent No. 4,816,567 [Cabilly et al.]).
Die monoklonalen Antikörper hierin umfassen speziell "chimäre" Antikörper (Immunglobuline), in denen ein Teil der schweren und/oder leichten Kette identisch ist mit oder ho molog ist zu den entsprechenden Seguenzen in Antikörpern, die von einer speziellen Art oder zu einer speziellen Anti-körperklasse oder Subklasse gehören, während der Rest der Kette(n) identisch ist oder homolog ist zu entsprechenden Sequenzen in Antikörpern, die von anderen Arten erhalten oder zu einer anderen Antikörperklasse oder Subklasse gehören, wie auch Fragmente von solchen Antikörpern, solange sie die gewünschte biologische Aktivität zeigen (US-Patent Nr. 4,816,567 (Cabilly et a.); und Morrison et al., Proc. Natl. Acad. sci. USA, 81: 6851-6855 [1984]. "Humanisierte" Formen von nichthumanen (z.B. Mäuse) Antikörpern sind chimäre Immunglobuline, Immunglobulinketten oderThe monoclonal antibodies herein specifically include "chimeric" antibodies (immunoglobulins) in which a portion of the heavy and / or light chain is identical to or homologous to the corresponding sequences in antibodies that are of a particular type or to a particular anti body class or subclass, while the rest of the chain (s) are identical or homologous to corresponding sequences in antibodies obtained from other species or belong to a different antibody class or subclass, as well as fragments of such antibodies, as long as they have the desired biological Show activity (U.S. Patent No. 4,816,567 (Cabilly et al.); And Morrison et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 81: 6851-6855 [1984]. "Humanized" forms of non-human (e.g., mice ) Antibodies are chimeric immunoglobulins, immunoglobulin chains or
Fragmente davon (wie Fv, Fab, Fab', F(ab')2 oder andere An-tigen-bindende Subsequenzen der Antikôrper), die eine minimale Sequenz enthalten, die von einem nichthumanen Immunglo-bulin stammt. Meistens sind humanisierte Antikôrper humane Immùnglobuline (Empfängerantikörper), in denen Reste einer die Komplementaritât bestimmenden Region (CDR) des Empfangers ersetzt sind durch Reste einer CDR aus einer nichthuma- ' nen Spezies (Donorantikörper) wie einer Maus, Ratte oder Kanninchen, die die gewünschte Spezifität, Affinitât und Ka-pazitât besitzt. In einigen Fâllen werden Fv-Framework-Reste des humanen Immunglobulins ersetzt durch entsprechende nichthumane Reste. Weiterhin kann ein humanisierter Antikôrper Reste umfassen, die weder in dem Empfängerantikörper noch in dem eingebrachten CDR oder der Framework-Sequenzen vorkommen. Diese Modifikationen werden durchgeführt, um die Leistungsfâhigkeit des Antikôrpers weiter zu verfeinern und zu optimieren. Im allgemeinen wird der humanisierte Antikôrper im wesentlichen den gesamten Anteil mindestens einer und typischerweise von zwei variablen Domânen umfassen, in denen die gesamte oder im wesentlichen die gesamten CDR-Regionen denen eines nichthumanen Immunglobulins entsprechen, und· die vollstandige oder im wesentlichen vollstândige FR-Regionen sind die aus einer humanen Immunglobulinkonsensussequenz.Fragments thereof (such as Fv, Fab, Fab ', F (ab') 2 or other antigen-binding sub-sequences of the antibodies) which contain a minimal sequence derived from a non-human immunoglobulin. Most often, humanized antibodies are human immunoglobulins (recipient antibodies) in which residues of a complementarity-determining region (CDR) of the recipient are replaced by residues of a CDR from a non-human species (donor antibodies) such as a mouse, rat or rabbit, which the desired Has specificity, affinity and capacity. In some cases, Fv framework residues of human immunoglobulin are replaced by corresponding non-human residues. Furthermore, a humanized antibody can comprise residues which do not occur either in the recipient antibody or in the introduced CDR or the framework sequences. These modifications are made to further refine and optimize the performance of the antibody. In general, the humanized antibody will comprise substantially all of the portion of at least one, and typically two, variable domains in which all or substantially all of the CDR regions correspond to those of a non-human immunoglobulin, and · the complete or substantially complete FR regions are from a human immunoglobulin consensus sequence.
Der humanisierte Antikôrper wird optimalerweise mindestens auch einen Anteil einer konstanten Region eines Immunglobulins (Fc) umfassen, typischerweise den eines humanen Immunglobulins. Für weitere Einzelheiten siehe: Jones et al., Nature, 321:522-525 [1986]; Reichmann et al., Nature, 332:323-329 [1988] und Presta, Curr. Op. Struct. Biol., 2:593-596 [1992]). "Nicht-immunogen im Menschen" bedeutet, daß beim Inkontakt-bringen des Polypeptids in einem pharmazeutisch vertrâgli-chen Trager und in einer therapeutisch wirksamen Menge mit dem geeigneten Gewebe eines Menschen kein Zustand der Sensi-bilisierung oder Resistenz gegen das Polypeptid bei der zweiten Verabreichung des Polypeptids nach einer geeigneten Latenzperiode (z.B. 8 bis 14 Tage) nachweisbar ist. II. Bevorzugte Ausführungsformen der ErfindungThe humanized antibody will optimally include at least a portion of an immunoglobulin constant region (Fc), typically that of a human immunoglobulin. For further details see: Jones et al., Nature, 321: 522-525 [1986]; Reichmann et al., Nature, 332: 323-329 [1988] and Presta, Curr. Op. Struct. Biol., 2: 593-596 [1992]). "Non-immunogenic in humans" means that when the polypeptide is brought into contact in a pharmaceutically acceptable carrier and in a therapeutically effective amount with the appropriate human tissue, there is no state of sensitivity or resistance to the polypeptide on the second administration of the polypeptide is detectable after a suitable latency period (eg 8 to 14 days). II. Preferred embodiments of the invention
Bevorzugte erfindungsgemäße Polypeptide sind ira wesentlichen ein homogènes Polypeptid bzw. Polypeptide, bezeichnet als mpl-Ligand(en) oder Thrombopoietin (TPO) , die die Eigenschaft des Bindans an mpl, einem Mitglied der Rezeptorzyto-kinsuperfamilie, besitzen, und die die biologische Eigenschaft des Stimulierens des Einbaus von markierten Nukleoti-den (3H-Thym.idin) in die DNA von IL-3-abhängigen Ba/F3-Zel-len, transfektiert mit humanem mpl P, besitzen. Bevorzugtere mpl-Ligand(en) sind isolierte Sâugerprotein(e) mit hämato-poetischer, insbesondere megakaryozytopoetischer oder throm-bozytopoetischer Aktivität - nämlich sie können die Proliferation, Reifung und/oder Differenzierung von unreifen Mega-karyozyten oder deren Vorläufer in die reife Plättchen-pro-duzierende Form stimulieren. Am meisten bevorzugte erfin- dungsgeraäße Polypeptide sind humane mpl-Ligand(en) ein-schließlich Fragmente davon mit hämatopoetischer, megakaryozytopoetischer oder thrombopoetischer Aktivität. Gegebenen-falls können diese humane mpl-Ligand(en) keine Glycosylie-rung aufweisen. Andere bevorzugte humane mpl-Liganden sind die "EPO-Domäne" von hML, bezeichnet als hMLis3 oder I1TOP153, eine verkürzte Form von hML, bezeichnet als hML245 oder hTP0245, und das reife vollständige Polypeptid mit der Ami-nosäuresequenz, wie gezeigt in Fig. 1 (SEQ ID NO: 1), bezeichnet als hML, hML332 oder hTP0332/ und die biologisch ak-tive substituierte Variante- hML(R153A, R154A).Preferred polypeptides according to the invention are essentially a homogeneous polypeptide or polypeptides, designated as mpl ligand (s) or thrombopoietin (TPO), which have the property of binding to mpl, a member of the receptor cytokine superfamily, and which have the biological property of Stimulating the incorporation of labeled nucleotides (3H-thymidine) into the DNA of IL-3-dependent Ba / F3 cells, transfected with human mpl P. More preferred mpl ligand (s) are isolated mammalian protein (s) with hematopoietic, in particular megakaryocytopoietic or thrombocytopoietic activity - namely they can proliferate, mature and / or differentiate immature mega-karyocytes or their precursors into the mature platelets. stimulate production form. Most preferred polypeptides according to the invention are human mpl ligand (s) including fragments thereof with hematopoietic, megakaryocytopoietic or thrombopoietic activity. If appropriate, these human mpl ligand (s) may not have any glycosylation. Other preferred human mpl ligands are the "EPO domain" of hML, designated hMLis3 or I1TOP153, a truncated form of hML, designated hML245 or hTP0245, and the mature complete polypeptide with the amino acid sequence as shown in Fig. 1 (SEQ ID NO: 1), referred to as hML, hML332 or hTP0332 / and the biologically active substituted variant - hML (R153A, R154A).
Gegebenenfalls bevorzugte erfindungsgemäße Polypeptide sind biologisch oder immunologisch aktive mpl-Ligandenvarianten ausgewählt aus hML2, hML3, hML4, mML, mML2, mML3, pML und pML2 .Optionally preferred polypeptides according to the invention are biologically or immunologically active mpl ligand variants selected from hML2, hML3, hML4, mML, mML2, mML3, pML and pML2.
Gegebenenfalls bevorzugte erfindungsgemäße Polypeptide sind biologisch aktive mpl-Ligandenvariante(n), die eine Ami-nosauresequenz besitzen mit mindestens 70% Aminosäurese-quenzidentität mit dem humanen mpl-Liganden (siehe Fig. 1 [SEQ ID NO: 1]), dem Mäuse-mpl-Liganden (siehe Fig. 16 [SEQ ID NOS: 12 & 13]), dem rekombinanten Schweine-mpI-Liganden (siehe Fig. 19 [SEQ ID NO: 18]) oder dem Schweine-mpl-Ligan-den isoliert aus aplastischem Schweineplasma, vorzugsweise mindestens 75%, noch bevorzugter mindestens 80%, noch bevor-zugter mindestens 85%, ganz besonders bevorzugt mindestens 90% und am meisten bevorzugt mindestens 95% Identität.Optionally preferred preferred polypeptides according to the invention are biologically active mpl ligand variant (s) which have an amino acid sequence with at least 70% amino acid sequence identity with the human mpl ligand (see FIG. 1 [SEQ ID NO: 1]), the mouse mpl ligand (see Fig. 16 [SEQ ID NOS: 12 & 13]), the recombinant porcine mpI ligand (see Fig. 19 [SEQ ID NO: 18]) or the porcine mpl ligand Aplastic porcine plasma, preferably at least 75%, more preferably at least 80%, even more preferably at least 85%, most preferably at least 90% and most preferably at least 95% identity.
Der aus aplastischem Schweineplasma isolierte mpI-Ligand be-sitzt die folgenden Eigenschaften: (1) der teilweise gereinigte Ligand eluiert von einem Gel-filtrationssäulenlauf entweder in PBS, PBS enthaltend 0,1% SDS Oder PBS enthaltend 4M MgCl2 mit Mr von 60000-70000; (2) die Ligandenaktivität wird zerstört durch Pronase; (3) der Ligand ist stabil bis zu dem niedrigen pH (2,5), SDS bis zu 0,1% und 2M Harnstoff; (4) der Ligand ist ein Glycoprotein, basierend auf seiner Bindung an verschiedene Lectinsäulen; (5) der hochgereinigte Ligand eluierr aus nichtreduzierender SDS-PAGE mit einem Molekulargewicht von 25000-35000. Geringere Mengen an Aktivität eluieren auch mit Molekulargewicht von 18000-22000 und 60000; (6) der hochgereinigte Ligand wird auf reduzierender SDS-PAGE als ein Doublet aufgetrennt mit Mr von 28000 und 31000; (7) die aminoterminale Sequenz der 18000-22000, 28000 und 31000-Banden ist die gleiche - SPAPPACDPRLLNKLLRDDHVLHGR (SEQ ID NO: 29); und (8) der Ligand bindet an und eluiert von den folgenden Affi-nitätssäulenThe mpI ligand isolated from aplastic porcine plasma has the following properties: (1) the partially purified ligand elutes from a gel filtration column run either in PBS, PBS containing 0.1% SDS or PBS containing 4M MgCl2 with Mr of 60000-70000 ; (2) the ligand activity is destroyed by pronase; (3) the ligand is stable up to the low pH (2.5), SDS up to 0.1% and 2M urea; (4) the ligand is a glycoprotein based on its binding to various lectin columns; (5) the highly purified ligand eluted from non-reducing SDS-PAGE with a molecular weight of 25000-35000. Smaller amounts of activity also elute with molecular weights of 18,000-22,000 and 60,000; (6) the highly purified ligand is separated on reducing SDS-PAGE as a doublet with Mr of 28000 and 31000; (7) the amino terminal sequence of the 18000-22000, 28000 and 31000 bands is the same - SPAPPACDPRLLNKLLRDDHVLHGR (SEQ ID NO: 29); and (8) the ligand binds and elutes from the following affinity columns
Blue-Sepharose, CM Blue-Sepharose, MONO-Q, MONO-S,Blue-Sepharose, CM Blue-Sepharose, MONO-Q, MONO-S,
Lentil-Lectin-Sepharose, WGA-Sepharose,Lentil-lectin-Sepharose, WGA-Sepharose,
Con A-Sepharose,Con A-Sepharose,
Ether-650m-Toyopearl,Ether 650m Toyopearl,
Butyl-650m-Toyopearl,Butyl 650m Toyopearl,
Phenyl-650m-Toyopearl und Phenyl-Sepharose.Phenyl 650m Toyopearl and Phenyl Sepharose.
Bevorzugtere mpl -Ligandenpolypeptide sind solche, die ko- cjïert werden durch die humane genomische oder cDNA, mit einer Aminosäuresequenz, wie in Fig. 1 beschrieben (SEQ ID NO: 1).More preferred mpl ligand polypeptides are those which are encoded by the human genomic or cDNA, with an amino acid sequence as described in FIG. 1 (SEQ ID NO: 1).
Weitere bevorzugte natürlich vorkommende biologisch aktive inpl- Ligandenpolypeptide gemäß der Erf indung umf assen Präpro- mpl-Ligand, Pro-mpl-Ligand, reifer mpI-Ligand, mpl-Liganden-fragmente und Glycosylierungsvarianten davon.Other preferred naturally occurring biologically active inpl ligand polypeptides according to the invention include pre-pro mpl ligand, pro mpl ligand, mature mpI ligand, mpl ligand fragments and glycosylation variants thereof.
Noch weitere bevorzugte erfindungsgemäße Polypeptide umfassen mpl-Ligandensequenzvarianten und Chimären. Üblicherweise sind bevorzugte mpl-Ligandensequenzvarianten und Chimären biologisch aktive mpl-Ligandenvarianten, die eine Aminosäu-resequenz besitzen mit mindestens 70% Aminosäuresequenziden-tität mit dem humanen mpl-Liganden Oder dem mpl-Liganden isoliert aus aplastischem Schweineplasma, vorzugsweise mit mindestens 75%, bevorzugter mit mindestens 80%, noch bevor- zugter mit mindestens 85%, noch bevorzugter mit mindestens 90% und ganz besonders bevorzugt mit mindestens 95% Identi-tät. Eine beispielhaft bevorzugte mpl-Ligandenvariante ist eine N-terminale-Domane-hML-Variante (bezeichnet als die "EPO-Domäne" wegen ihrer Sequenzhomologie zu Erythropoietin) . Die bevorzugte hML EPO-Domäne umfaßt ungefähr die er-sten 153 Aminosäurereste von reifem hML und wird als hMLi53 bezeichnet. Eine gegebenenfalls bevorzugte hML-Sequenzvari-ante umfaßt eine, bei der einer oder mehrere der basischen Oder dibasischen Aminosäurerest(e) in der C-terminalen Do-mane substituiert ist mit einem nichtbasischen Aminosäure-rest(en) (z.B. hydrophobe, neutrale, saure, aromatische,Still further preferred polypeptides of the invention include mpl ligand sequence variants and chimeras. Preferred preferred mpl ligand sequence variants and chimeras are biologically active mpl ligand variants which have an amino acid sequence with at least 70% amino acid sequence identity with the human mpl ligand or the mpl ligand isolated from aplastic porcine plasma, preferably with at least 75% with at least 80%, more preferably with at least 85%, even more preferably with at least 90% and very particularly preferably with at least 95% identity. An exemplary preferred mpl ligand variant is an N-terminal domain hML variant (referred to as the "EPO domain" because of its sequence homology to erythropoietin). The preferred hML EPO domain comprises approximately the first 153 amino acid residues of mature hML and is referred to as hMLi53. An optionally preferred hML sequence variant comprises one in which one or more of the basic or dibasic amino acid residue (s) in the C-terminal domain is substituted with a non-basic amino acid residue (s) (eg hydrophobic, neutral, acidic) aromatic
Gly, Pro und ähnliche). Eine bevorzugte hML-C-terminale-Do-mäne-Sequenzvariante umfaßt eine, bei der Arg-Reste 153 und 154 ersetzt sind mit Ala-Resten. Diese Variante wird bezeichnet als hML332(R153A, R154A). Eine alternativ bevorzugte hML-Variante umfaßt entweder hML332 oder hML153, bei der die Aminosäurereste 111-114 (QLPP oder LPPQ) deletiert sind oder ersetzt sind mit einer unterschiedlichen Tetrapeptidsequenz (z.B. AGAG oder ähnliches). Die zuvorerwähnten Deletionsmu- tanten werden als Ä4hML332 Oder A4hML153 bezeichnet.Gly, Pro and similar). A preferred hML-C-terminal domain sequence variant comprises one in which Arg residues 153 and 154 are replaced with Ala residues. This variant is called hML332 (R153A, R154A). An alternatively preferred hML variant comprises either hML332 or hML153 in which amino acid residues 111-114 (QLPP or LPPQ) are deleted or replaced with a different tetrapeptide sequence (e.g. AGAG or the like). The deletion mutants mentioned above are called Ä4hML332 or A4hML153.
Eine bevorzugte Chimäre ist eine Fusion zwischen dem mpl-Li-ganden oder einem Fragment (unten definiert) davon mit einem heterologen Polypeptid oder einem Fragment davon. Zum Bei-spiel kann hMLis3 fusioniert werden an ein IgG-Fragment, um dessen Serum-Halbwertszeit zu verbessern oder an IL-3, G-CSF oder EPO, um ein Molekül zu erzeugen mit gesteigerter throm-bopoetischer Oder chimärer hämatopoetischer Aktivität.A preferred chimera is a fusion between the mpl ligand or a fragment (defined below) thereof with a heterologous polypeptide or a fragment thereof. For example, hMLis3 can be fused to an IgG fragment to improve its serum half-life or to IL-3, G-CSF or EPO to produce a molecule with increased thrombopoietic or chimeric hematopoietic activity.
Eine alternative bevorzugte humane mpl-Ligandenchimäre ist eine "ML-EPO-Domäne-Chimäre", die besteht aus den N-termina-len 153 bis 157 hML-Resten, substituiert mit einem oder meh-reren, aber nicht allen, Resten von humanem EPO, ungefähr ausgerichtet wie in Fig. 10 (SEQ ID NO: 7). Bei dieser Aus-filhrungsform ist die hML-Chimäre ungefähr 153-166 Reste lang, in der einzelne oder Blöcke von Resten aus der humanen EPO-Sequenz zugefügt oder Reste in der hML-Sequenz substitu-ieren an -Positionen entsprechend der Ausrichtung, wie in Fig. 10 (SEQ ID NO: 6) gezeigt. Beispielhafte, blockartige Sequenzeinschiibe in den N-terminalen Anteil von hML umfassen eine oder mehrere der N-Glycosylierungsstellen an Positionen (EPO) 24-27, 38-40 und 83-85; eine Oder mehrere der vier vorhergesagten amphipatischen a-helikalen Bündel an Positionen (EPO) 9-22, 59-76, 90-107 und 132-152; und andere stark konservierte Regionen einschließlich die N-terminalen und C-terminalen Regionen und Restepositionen (EPO) 44-52 (siehe z.B. Wen et al., Blood, 82:1507-1516 [1993] und Boissel et al., J. Biol. Chem., 268(21):15983-15993 [1993]). Es ist of-fensichtlich, daß diese "ML-EPO-Domäne-Chimäre" gemischte thrdmbopoetische, erythropoetische (TEPO) biologische Akti-vitât besitzt.An alternative preferred human mpl ligand chimera is an "ML-EPO domain chimera" consisting of the N-terminal 153 to 157 hML residues substituted with one or more, but not all, residues of human EPO, approximately aligned as in Fig. 10 (SEQ ID NO: 7). In this embodiment, the hML chimera is approximately 153-166 residues long, in which individual or blocks of residues from the human EPO sequence are added or residues in the hML sequence are substituted at positions corresponding to the orientation, as in Figure 10 (SEQ ID NO: 6). Exemplary block-like sequence insertions in the N-terminal portion of hML include one or more of the N-glycosylation sites at positions (EPO) 24-27, 38-40 and 83-85; one or more of the four predicted amphipatic a-helical bundles at positions (EPO) 9-22, 59-76, 90-107 and 132-152; and other highly conserved regions including the N-terminal and C-terminal regions and residue positions (EPO) 44-52 (see, e.g., Wen et al., Blood, 82: 1507-1516 [1993] and Boissel et al., J. Biol Chem., 268 (21): 15983-15993 [1993]). It is evident that this "ML-EPO domain chimera" has mixed thrdmbopoietic, erythropoietic (TEPO) biological activity.
Andere bevorzugte erfindungsgemäße Polypeptide umfassen mpl-Ligandenfragmente mit einer zusammenhangenden Sequenz von mindestens 10, 15, 20, 25, 30 oder 40 Aminosâureresten, die .identisch sind zu den Sequenzen des mpl-Liganden, isoliert aus aplastischem Schweineplasma, oder dem humanen mpl-Liganden, wie hierin beschrieben. (siehe Tabelle 14, Beispiel 24). Ein bevorzugtes mpl-Ligandenfragment ist humanes ML[1-X], worin X ist 153, 164, 191, 205, 207, 217, 229 oder 245 (siehe Fig. 1 (SEQ ID NO: 1) für die Sequenz der Reste 1-X). Andere bevorzugte mpl-Ligandenfragmente umfassen solche, die hergestellt werden als das Ergebnis einer chemischen oder enzymatischen Hydrolyse oder einer Spaltung des gereinigten Liganden.Other preferred polypeptides of the invention include mpl ligand fragments having a contiguous sequence of at least 10, 15, 20, 25, 30 or 40 amino acid residues that are identical to the sequences of the mpl ligand isolated from porcine aplastic plasma or the human mpl ligand as described herein. (see table 14, example 24). A preferred mpl ligand fragment is human ML [1-X], where X is 153, 164, 191, 205, 207, 217, 229 or 245 (see FIG. 1 (SEQ ID NO: 1) for the sequence of residues 1 -X). Other preferred mpl ligand fragments include those made as a result of chemical or enzymatic hydrolysis or cleavage of the purified ligand.
Andere bevorzugte Aspekte der vorliegenden Erfindung sind ein Verfahren zum Reinigen von mpl-Ligandenmolekülen, umfas-send das Inkontaktbringen eines mpl-Ligandenausgangsmateri-als enthaltend die mpl-Ligandenmoleküle mit einem immobili-sierten Rezeptorpolypeptid, insbesondere mit mpl oder einem mpl-Fusionspolypeptid, unter Bedingungen, unter denen die zu reinigenden mpl-Ligandenmolekiile selektiv an das immobili-sierte Rezeptorpolypeptid adsorbiert werden, Waschen des im-mobilisierten Trägers, urn nicht-adsorbiertes Material zu entfernen, und Eluieren des zu reinigenden Moleküls von dem immobiliserten Rezeptorpolypeptid mit einem Elutionspuffer. Das Ausgangsmaterial, enthaltend den mpl-Liganden, kann ein Plasma sein, wobei der immobilisierte Rezeptor vorzugsweise eine mpl-IgG-Fusion darstellt.Other preferred aspects of the present invention are a method for purifying mpl ligand molecules, comprising contacting an mpl ligand starting material containing the mpl ligand molecules with an immobilized receptor polypeptide, in particular with mpl or an mpl fusion polypeptide, under conditions , under which the mpl ligand molecules to be purified are selectively adsorbed onto the immobilized receptor polypeptide, washing the immobilized carrier to remove non-adsorbed material, and eluting the molecule to be purified from the immobilized receptor polypeptide with an elution buffer. The starting material containing the mpl ligand can be a plasma, the immobilized receptor preferably being an mpl-IgG fusion.
Als Alternative ist das Ausgangsmaterial, enthaltend den mpl-Liganden, eine rekombinante Zellkultur, wobei die Kon-zentration an mpl-Ligand sowohl in dem Kulturmedium wie auch in den Zellysaten im allgemeinen höher ist als im Plasma Oder anderen natürlichen Ausgangsmaterialien. In diesem Fall wird die oben beschriebene mpl-IgG-Immunaffinitätsmethode immer noch nützlich sein, aber sie ist normalerweise nicht erforderlich, und traditiopellere Proteinreinigungsverfah-ren, die aus dem Stand der Technik bekannt sind,. können an-gewendet werden. Kurz ausgeführt, das bevorzugte Reinigungs-verfahren zum Bereitstellen von im wesentlichen homogenen mpl-Liganden umfaßt: Entfernen von partikulären Trümmern, entweder Wirtszellen oder lysierten Fragmenten, durch z.B. Zentrifugation oder Ultrafiltration; gegebenenfalls kann das Protein konzentriert werden mit einem gewerblich erhältli-chen Proteinkonzentrierungsfilter; gefolgt von Abtrennen des Liganden von anderen Verunreinigungen durch einen oder meh-rere Schritte ausgewählt aus: Immunaffinität, Ionenaustausch (z.B. DEAE oder Materialien enthaltend Carboxymethyl- oder Sulfopropylgruppen), Blue-Sepharose, CM Blue-Sepharose, MONO-Q, MONO-S, Lentil-Lectin-Sepharose, WGA-Sepharose, Con A-Sepharose, Ether-Toypearl, Butyl-Toypearl, Phenyl-Toypearl, Protein-A-Sepharose, SDS-PAGE, Umkehrphaserr-HPLC (z.B. Silicagel mit anhängigen aliphatischen Gruppen) oder Sephadex-Molekularsieb- oder Größenausschlußchromatographie und Ethanol- oder Ammoniumsulfatfällung. Ein- Proteatinhibi-tor, wie Methylsulfonylfluorid (PMSF), kann in jedem der zu- vorgenannten Schritte enthalten sein, um die Proteolyse zu hemmen.Alternatively, the starting material containing the mpl ligand is a recombinant cell culture, the concentration of mpl ligand in the culture medium as well as in the cell lysates being generally higher than in plasma or other natural starting materials. In this case, the mpl-IgG immunoaffinity method described above will still be useful, but is usually not required, and more traditional protein purification methods known in the art. can be applied. Briefly stated, the preferred purification method for providing substantially homogeneous mpl ligands comprises: removing particulate debris, either host cells or lysed fragments, by e.g. Centrifugation or ultrafiltration; if necessary, the protein can be concentrated using a commercially available protein concentration filter; followed by separation of the ligand from other contaminants by one or more steps selected from: immunoaffinity, ion exchange (eg DEAE or materials containing carboxymethyl or sulfopropyl groups), Blue-Sepharose, CM Blue-Sepharose, MONO-Q, MONO-S, Lentil-lectin-Sepharose, WGA-Sepharose, Con A-Sepharose, Ether-Toypearl, Butyl-Toypearl, Phenyl-Toypearl, Protein-A-Sepharose, SDS-PAGE, reverse phase HPLC (e.g. silica gel with attached aliphatic groups) or Sephadex -Molecular sieve or size exclusion chromatography and ethanol or ammonium sulfate precipitation. A protease inhibitor such as methylsulfonyl fluoride (PMSF) can be included in any of the above steps to inhibit proteolysis.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform stellt die vorliegende Erfindung einen isolierten Antikörper bereit, der an den mpl-Liganden binden kann. Ein bevorzugter Anti-inpl-Ligandenantikörper ist monoklonal (Kohier and Milstein, Nature, 256:495-497 [1975]; Campbell, Laboratory Techniques in Biochemistry and Molecular Biology, Burdon et al., Eds, Band 13, Elsevier Science Publisrers, Amsterdam [1985]; und Huse et al., Science, 246:1275-1281 [1989]). Ein bevorzugter isolierter Anti-mpl-Liganden-Antikörper ist einer, der an den mpl-Liganden mit einer Affinität von mindestens unge-fähr 106 1/Mol bindet. Bevorzrgter bindet der Antikörper mit einer Affinität von mindestens ungefähr 10 1/Mol. Am bevor-zugtesten ist ein Antikörper gegen den ιαρί -Liganden, der eine der oben beschriebenen Effektorfunktionen besitzt. Der isolierte Antikörper, der an den rapl-Liganden binden kann, kann gegebenenfalls an ein zweites Polypeptid fusioniert werden, und der Antikörper oder das Fusionsprodukt kann ver-wendet werden zum Isolieren und Reinigen von mpl-Ligand aus einem Ausgangsmaterial, wie oben beschrieben, zum Immobili-sieren von mpl -Polypeptid. Bei einem weiteren Aspekt dieser Ausführungsform stellt die Erfindung ein Verfahren bereit zum Nachweisen des mpl-Liganden in vitro oder in vivo, um- fassend Inkontaktbringen des Antikörpers mit einer Analysen-probe, insbesondere einer Serumanalysenprobe, von der ange-nommen wird, daß sie den Liganden enthält, und dessen Nach-weis, falls eine Bindung erfolgt ist.In another preferred embodiment, the present invention provides an isolated antibody that can bind to the mpl ligand. A preferred anti-inpl ligand antibody is monoclonal (Kohier and Milstein, Nature, 256: 495-497 [1975]; Campbell, Laboratory Techniques in Biochemistry and Molecular Biology, Burdon et al., Eds, Volume 13, Elsevier Science Publisrers, Amsterdam [1985]; and Huse et al., Science, 246: 1275-1281 [1989]). A preferred isolated anti-mpl ligand antibody is one that binds to the mpl ligand with an affinity of at least about 106 1 / mol. The antibody binds more preferably with an affinity of at least about 10 l / mol. The most preferred is an antibody against the ιαρί ligand, which has one of the effector functions described above. The isolated antibody that can bind to the rapl ligand can optionally be fused to a second polypeptide, and the antibody or fusion product can be used to isolate and purify mpl ligand from a starting material as described above for Immobilize mpl polypeptide. In a further aspect of this embodiment, the invention provides a method for detecting the mpl ligand in vitro or in vivo, comprising contacting the antibody with an analysis sample, in particular a serum analysis sample, which is assumed to be the Contains ligands, and its detection if binding has occurred.
Bei einer noch weiteren bevorzugten Ausführungsform stellt die Erfindung ein isoliertes Nukleinsäuremolekül bereit, das den mpI-Liganden oder Fragmente davon kodiert, wobei das Nukleinsäuremolekül markiert sein kann oder nicht markiert ist mit einem nachweisbaren Rest, und es wird ein Nuklein-säuremolekül bereitgestellt mit einer Sequenz, die komple- mentär ist zu oder unter stringenten Bedingungen oder mode- rat stringenten Bedingungen mit einem Nukleinsäuremolekül hybridisiert, das die Sequenz besitzt, die für einen mpl-Li-ganden kodiert. Eine bevorzugte mpl-Ligandennukleinsäure ist RNA Oder DNA, die einen biologisch aktiven mpl-Liganden kodiert, der mindestens 75% Sequenzidentität, bevorzugter min-destens 80%, noch bevorzugter mindestens 85% und noch mehr bevorzugt 90% und ganz besonders bevorzugt 95% Sequenziden-tität mit dem humanen mpl-Liganden zeigt. Stärker bevorzugte isolierte Nukleinsäuremoleküle sind DNA-Sequenzen, die biologisch aktiven mpl-Liganden kodieren, ausgewählt aus: (a) DNA, basierend auf der kodierenden Region eines Säuger-mpl-Ligandengens (z.B. DNA umfassend die Nukleotidsequenz, wie gezeigt in Fig. 1 (SEQ ID NO: 2), oder ein Fragment davon); (b) DNA, die an eine DNA aus (a) hybridisieren kann unter zumindest moderat stringenten Bedingungen; und (c) DNA, die gegeniiber einer DNA wie definiert in (a) Oder (b) degene-riert ist, wobei dies aus der Degeneration des genetischen Codes herrührt. Es wird hier davon ausgegangen, daß die hierin beschriebenen neuen mpl-Liganden Mitglieder einer Fa-milien von Liganden oder Zytokinen sind, die eine geeignete Sequenzidentität aufweisen, so daß ihre DNA mit der DNA aus Fig. 1 (SEQ ID NO: 2) (oder der komplementären Sequenz oder Fragmenten davon) unter geringen bis moderat stringenten Bedingungen hybridisieren kann. Somit umfaßt ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung DNA, die unter geringen bis moderat stringenten Bedingungen mit DNA hybridisiert, die die mpl-Ligandenpolypeptide kodiert.In yet another preferred embodiment, the invention provides an isolated nucleic acid molecule encoding the mpI ligand or fragments thereof, which nucleic acid molecule may or may not be labeled with a detectable residue, and a nucleic acid molecule provided with a sequence , which is complementary to or under stringent conditions or moderately stringent conditions, hybridizes with a nucleic acid molecule which has the sequence which codes for an mpl ligand. A preferred mpl ligand nucleic acid is RNA or DNA which encodes a biologically active mpl ligand which has at least 75% sequence identity, more preferably at least 80%, more preferably at least 85% and even more preferably 90% and very particularly preferably 95% sequence ides shows the human mpl ligand. More preferred isolated nucleic acid molecules are DNA sequences encoding biologically active mpl ligands selected from: (a) DNA based on the coding region of a mammalian mpl ligand gene (e.g. DNA comprising the nucleotide sequence as shown in Fig. 1 ( SEQ ID NO: 2), or a fragment thereof); (b) DNA which can hybridize to a DNA from (a) under at least moderately stringent conditions; and (c) DNA degenerate from a DNA as defined in (a) or (b), resulting from the degeneration of the genetic code. It is believed here that the new mpl ligands described herein are members of a family of ligands or cytokines that have an appropriate sequence identity so that their DNA matches the DNA of FIG. 1 (SEQ ID NO: 2) ( or the complementary sequence or fragments thereof) can hybridize under low to moderately stringent conditions. Thus, another aspect of the present invention includes DNA that hybridizes to DNA encoding the mpl ligand polypeptides under low to moderately stringent conditions.
Bei einer weiteren bevorzugten erfindungsgemäßen Ausfüh-rungsform ist das Nukleinsäuremolekül eine cDNA, die den mpl-Liganden kodiert und die weiterhin einen replizierbaren Vektor umfaßt, in dem die cDNA funktionsfähig verknüpft ist mit Kontrollsequenzen, die von einem Wirt erkannt werden, der mit dem Vektor transformiert ist. Dieser Aspekt umfaßt weiterhin Wirtszellen, die mit dem Vektor transformiert sind, und ein Verfahren unter Verwendung der cDNA zum Bewir-ken der Herstellung eines mpl-Liganden, umfassend Exprimie- ren der cDNA, die den mpI-Liganden kodiert, in einer Kultur der transformierten Wirtszellen und Gewinnen des mpl-Ligan-den aus der Wirtszellkultur. Der auf diese Weise herge-stellte mpl-Ligand ist vorzugsweise im wesentlichen ein homogener humaner mpl-Ligand. Eine bevorzugte Wirtszelle zum Herstellen des mpl-Liganden sind Ovarienzellen des chinesi schen Hamsters (CHO).In a further preferred embodiment according to the invention, the nucleic acid molecule is a cDNA which encodes the mpl ligand and which further comprises a replicable vector in which the cDNA is operably linked to control sequences which are recognized by a host which transforms with the vector is. This aspect further includes host cells transformed with the vector and a method using the cDNA to effect the production of an mpl ligand comprising expressing the cDNA encoding the mpI ligand in a culture of the transformed Host cells and recovery of the mpl ligand from the host cell culture. The mpl ligand produced in this way is preferably essentially a homogeneous human mpl ligand. A preferred host cell for producing the mpl ligand is Chinese hamster ovary (CHO) cells.
Die Erfindung umfaßt weiterhin ein bevorzugtes Verfahren zum Behandeln eines Säugers mit einer immunologischen oder häma-topoetischen Störung, insbesondere von Thrombozytopenie, um-fassend Verabreichen einer therapeutisch wirksamen Menge eines mpl-Liganden an den Säuger. Gegebenenfalls wird der mpl-Ligand verabraicht in Kombination mit einem Zytokin, insbesondere einem Kolonie-stimulierenden Faktor Oder Interleukin. Bevorzugte Kolonie-stimulierende Faktoren oder Interleukine umfassen: kit-Ligand, LIF, G-CSF, GM-CSF, M-CSF, EPO, IL-1, IL-2, IL-3, IL-5, IL-6, IL-7, IL-8, IL-9 oder IL-11. III. HerstellungsverfahrenThe invention further comprises a preferred method for treating a mammal with an immunological or hematopoietic disorder, particularly thrombocytopenia, comprising administering to the mammal a therapeutically effective amount of an mpl ligand. The mpl ligand is optionally administered in combination with a cytokine, in particular a colony-stimulating factor or interleukin. Preferred colony stimulating factors or interleukins include: kit ligand, LIF, G-CSF, GM-CSF, M-CSF, EPO, IL-1, IL-2, IL-3, IL-5, IL-6, IL -7, IL-8, IL-9 or IL-11. III. production method
Von der Plättchenproduktion ist lange Zeit durch viele Auto-ren angenommen worden, daß sie durch mehrere Abstammungsli-nien-spezifische humorale Faktoren kontrolliert wird. Es ist postuliert worden, daß zwei bestimmte Zytokinaktivitäten, bezeichnet als Megakaryozyten-Kolonie-stimulierender Faktor (meg-CSF) und Thrombopoietin, die Megakaryozytopoese und Thrombopoese regulieren (Williams et al., J. Cell Physiol., 110:101-104 [1982]; Williams et al., Blood Cells, 15:123-133 [1989]; und Gordon et al., Blood, 80:302-307 [,1992]). Nach dieser Hypothese stimuliert meg-CSF die Proliferation von Vorläufermegakaryozyten, während Thrombopoietin primär die Reifung von differenzierteren Zeilen und schließlich die Plättchenfreisetzung beeinflußt. Seit den 60er Jahren ist die Induktion und das Auftreten von meg-CSF- und Thrombo- poietinaktivitäten in dem Plasma, Serum und Harn von Tieren und Menschen, folgend thrombocytopenieartigen Episoden, gut dokumentiert worden (Odell et al., Proc. Soc. Exp. Biol.Platelet production has long been believed by many authors to be controlled by several lineage-specific humoral factors. It has been postulated that two particular cytokine activities, termed megakaryocyte colony stimulating factor (meg-CSF) and thrombopoietin, regulate megakaryocytopoiesis and thrombopoiesis (Williams et al., J. Cell Physiol., 110: 101-104 [1982 ]; Williams et al., Blood Cells, 15: 123-133 [1989]; and Gordon et al., Blood, 80: 302-307 [, 1992]). According to this hypothesis, meg-CSF stimulates the proliferation of precursor megakaryocytes, while thrombopoietin primarily affects the maturation of differentiated lines and finally the release of platelets. Since the 1960s, the induction and occurrence of meg-CSF and thrombopoietin activities in the plasma, serum and urine of animals and humans, following thrombocytopenia-like episodes, have been well documented (Odell et al., Proc. Soc. Exp. Biol.
Med., 108:428-431 [1961]; Nakeff et al., Acta Haematol., 54:340-344 [1975]; Specter, Proc. Soc. Exp. Biol., 108:146-149 [1961]; Schreiner et al., J. Clin. Invest., 49:1709-1713 [1970]; Ebbe, Blood, 44:605-608 [1974]; Hoffman et al., N. Engl. J. Med., 305:533 [1981]; Straneva et al., Exp. Hematol., 17:1122-1127 [1988]; Mazur et al., Exp. Hematol., 13:1164 [1985]; Mazur et al., J. Clin. Invest., 68:733-741 [1981]; Sheiner et al., Blood, 56:183-188 [1980]; Hill et al., Exp. Hematol., 20:354-360 [1922]; und Hegyi et al.,Med., 108: 428-431 [1961]; Nakeff et al., Acta Haematol., 54: 340-344 [1975]; Specter, Proc. Soc. Exp. Biol., 108: 146-149 [1961]; Schreiner et al., J. Clin. Invest., 49: 1709-1713 [1970]; Ebbe, Blood, 44: 605-608 [1974]; Hoffman et al., N. Engl. J. Med., 305: 533 [1981]; Straneva et al., Exp. Hematol., 17: 1122-1127 [1988]; Mazur et al., Exp. Hematol., 13: 1164 [1985]; Mazur et al., J. Clin. Invest., 68: 733-741 [1981]; Sheiner et al., Blood, 56: 183-188 [1980]; Hill et al., Exp. Hematol., 20: 354-360 [1922]; and Hegyi et al.,
Int. J. Cell Cloning, 8:236-244 [1990]). Von diesen Aktivi-tâten ist berichtet worden, daß sie spezifisch sind für eine Abstammungslinie und sich von bekannten Zytokinen unter-scheiden (Hill R.J. et al., Blood 80:346 [1992]; Erickson-Miller C.L. et al., Brit. J. Haematol., 84:197-203 [1993]; Straneva J.E. et al., Exp. Hematol. 20:4750 [1992]; und Tsukada J. et al., Blood 81:866-867 [1993]). Versuche zum Reinigen von meg-CSF oder Thrombopoietin aus Thrombozyto-penieplasma oder -harn sind bisher nicht erfolgreich gewe-sen. 'Int. J. Cell Cloning, 8: 236-244 [1990]). These activities have been reported to be lineage-specific and to differ from known cytokines (Hill RJ et al., Blood 80: 346 [1992]; Erickson-Miller CL et al., Brit. J Haematol., 84: 197-203 [1993]; Straneva JE et al., Exp. Hematol. 20: 4750 [1992]; and Tsukada J. et al., Blood 81: 866-867 [1993]). Attempts to purify meg-CSF or thrombopoietin from thrombocytopenia plasma or urine have so far been unsuccessful. '
In Übereinstimmung mit den oben beschriebenen Beobachtungen betreffend Thrombozytopenieplasma haben wir gefunden, daß aplastisches Schweineplasma (APP), erhalten von bestrahlten Schweinen, die humane Megakaryozytopoese in vitro stimu-liert. Wir haben gefunden, daß diese stimulierende Aktivitât unterdrückt wird durch die lösliche extrazellulâre Domane von c-mpl, wobei dies APP als ein môgliches Ausgangsmaterial für den vermeintlichen mpl-Liganden (ML) bestâtigt. Wir haben jetzt erfolgreich den mpl-Liganden aus APP isoliert, und die Aminosâuresequenzinformation wurde verwendet zum Isolie-ren von Mâuse-, Schweine- und humaner ML-cDNA. Diese MLs be-sitzen eine Sequenzhomologie zu Erythropoietin und besitzen meg-CSF- und Thrombopoietin-ähnliche Aktivitäten. 1. Reinigung und Identifizierung des mpl-Liganden aus PlasmaIn accordance with the observations regarding thrombocytopenia plasma described above, we have found that aplastic porcine plasma (APP) obtained from irradiated pigs stimulates human megakaryocytopoiesis in vitro. We have found that this stimulating activity is suppressed by the soluble extracellular domain of c-mpl, which confirms APP as a possible starting material for the putative mpl ligand (ML). We have now successfully isolated the mpl ligand from APP and the amino acid sequence information has been used to isolate mouse, porcine and human ML cDNA. These MLs have sequence homology to erythropoietin and have meg-CSF and thrombopoietin-like activities. 1. Purification and identification of the mpl ligand from plasma
Wie'oben ausgeführt, ist von aplastischem Plasma aus einer Vielzahl von Arten berichtet worden, daß es Aktivitäten ent-hält, die die Hämatopoese in vivo stimuliert, jedoch ist zu-vor kein hämatopoetisch stimulierender Faktor, isoliert aus Plasma, berichtet worden. Ein Ausgangsmaterial für aplasti-sches Plasma ist das, erhalten aus bestrahlten Schweinen.As stated above, aplastic plasma from a variety of species has been reported to contain activities that stimulate hematopoiesis in vivo, but no hematopoietic stimulating factor isolated from plasma has previously been reported. A starting material for aplastic plasma is that obtained from irradiated pigs.
Das aplastische Schweineplasma (APP) stimuliert die Human-hämatopoese in vitro. Um zu ermitteln, ob APP den mp2~Ligan~ den enthält, wurde dessen Effekt untersucht durch Messen des 3H-Thymidin-Einbaus in Ba/F3-Zellen, transfektiert mit huma-nem mpl P (Ba/F3-mp2), gemäß dem in Fig. 2 gezeigten Verfah-ren. APP stimulierte den 3H-Thymidin~Einbau in Ba/F3-mpl-Zellen, aber nicht in Ba/F3-Kontrollzellen (d.h., nicht mit humanem mpl P transfektierte Zeilen). Weiterhin wurde eine solche Aktivität nicht beobachtet in normalem Schweineplasma. Diese Ergebnisse deuten an, daß APP einen Faktor oder Faktoren enthält, die ein prolifératives Signal über den mpl-Rezeptor erzeugen, und der bzw. die deshalb den na-türlichen Liganden für diesen Rezeptor darstellen könnten. Dies wurde weiter bestätigt durch den Befund, daß die Be-handlung von APP mit löslichem mpl-IgG die stimulierenden Effekte von APP auf Ba/F3-jnpl-Zellen blockierte.Aplastic pig plasma (APP) stimulates human hematopoiesis in vitro. In order to determine whether APP contains the mp2 ~ ligand, its effect was examined by measuring the 3H-thymidine incorporation in Ba / F3 cells, transfected with human mpl P (Ba / F3-mp2), according to the processes shown in FIG. APP stimulated 3H-thymidine incorporation in Ba / F3 mpl cells, but not in Ba / F3 control cells (i.e., lines not transfected with human mpl P). Furthermore, such activity was not observed in normal pig plasma. These results indicate that APP contains a factor or factors that produce a proliferation signal via the mpl receptor and which could therefore be the natural ligand for this receptor. This was further confirmed by the finding that treatment of APP with soluble mpl-IgG blocked the stimulating effects of APP on Ba / F3-jnpl cells.
Die Aktivität in APP schien ein Protein zu sein, da Pronase, DTT oder'Warme die Aktivität in APP zerstört (Fig. 3). Die Aktivität war auch nicht dialysierbar. Die Aktivität war jedoch stabil bei niedrigem pH (pH 2,5 für 2 Std.) und band an und eluierte von mehreren Lektin-Affinitätssäulen, wobei dies anzeigt, daß es ein Glycoprotein ist. Um weiterhin die Struktur und Identität dieser Aktivität aufzuklären wurde es affinitätsgereinigt aus APP unter Verwendung einer mpl-IgG-Chimären. APP wurde gemaß dein Protokoll, wie in Beispielen 1 und 2 ausgeführt, behandelt. Kurz ausgeführt, der mpl-Ligand wurde gereinigt unter Verwendung von hydrophober-Wechselwirkungs-ehromatographie (HIC), immobilisierter-Farbstoff-Chromato-graphie und mpl-Affinitätschromatographie. Das Gewinnen der Aktivität aus jedeiti Schritt ist in Fig. 4 gezeigt, und der Aufreinigungsfaktor ist in Tabelle 1 angegeben. Die gesamte Ausbeute an Aktivität über die mpl-hffinitätssäule betrug ungefähr 10%. Die Fraktion mit dem Aktivitätsgipfel (F6) von der mpl-Affinitätssäule besitzt eine abgeschätzte spezifi-sche Aktivität von 9,8 x 106 Einheiten/mg. Die Gesamtaufrai-nigung aus 5 Litern APP betrug ungefähr das 4 x 106-fache (0,8 Einheiten/mg auf 3,3 x 106 Einheiten/mg) mit einer 83 x 106-fachen Verringerung an Protein (250 g auf 3 pg). Wir be-rechneten die spezifische Aktivität des Liganden, eluiert von der mpl- Af f mitätssäule, als rund 3 x 10 Einheiten/mg. TABELLE 1The activity in APP appeared to be a protein since pronase, DTT or 'warmth destroyed the activity in APP (Fig. 3). The activity was also not dialysable. However, the activity was stable at low pH (pH 2.5 for 2 hours) and bound and eluted from several lectin affinity columns, indicating that it is a glycoprotein. In order to further elucidate the structure and identity of this activity, it was affinity-purified from APP using an mpl-IgG chimeras. APP was treated according to your protocol as set out in Examples 1 and 2. Briefly stated, the mpl ligand was purified using hydrophobic interaction chromatography (HIC), immobilized dye chromatography, and mpl affinity chromatography. The recovery of activity from each step is shown in Figure 4 and the purification factor is given in Table 1. The total yield of activity over the mpl affinity column was approximately 10%. The fraction with the activity peak (F6) from the mpl affinity column has an estimated specific activity of 9.8 x 106 units / mg. The total purification from 5 liters of APP was approximately 4 x 106 times (0.8 units / mg to 3.3 x 106 units / mg) with an 83 x 106 times reduction in protein (250 g to 3 pg) . We calculated the specific activity of the ligand, eluted from the mpl-Af f column, as around 3 x 10 units / mg. TABLE 1
Reinigung von mpl-LigandPurification of mpl ligand
Protein wurde ermittelt mit dem Bradford-Assay. Die Pro- teinkonzentration der eluierten mpl-Fraktionen 5-7 wurde berechnet basierend auf der Färbeintensität eines sil- bergefärbten SDS-Gels. Eine Einheit wird definiert als diejenige, die 50% der maximalen Stimulierung der Ba/F3 mpl-Zellproliferation hervorruft.Protein was determined using the Bradford assay. The protein concentration of the eluted mpl fractions 5-7 was calculated based on the color intensity of a silver-colored SDS gel. One unit is defined as that which causes 50% of the maximum stimulation of the Ba / F3 mpl cell proliferation.
Die Analyse der eluierten Fraktionen von der mpl-Af f mitats-säule durch SDS-PAGE (4-20%, Novex-Gel) durchgeführt unter reduzierenden Bedingungen, zeigte die Anwesenheit von mehre-ren Proteïnen (Fig. 5). Proteine, die nach Silberfärbung die stärkste Intensität ergaben, wurden aufgelost mit einem apparenten Molekulargewicht (Mr) von 66000, 55000, 30000, 28000 und 18000-22000. Zum Ermitreln, welches dieser Proteine die Proliferation von Ba/F3-mpl-Zellkulturen stimu-lierte, wurden die Proteine aus dem Gel eluiert, wie be-schrieben in Beispiel 2.Analysis of the eluted fractions from the mpl-Af f mitate column by SDS-PAGE (4-20%, Novex gel) performed under reducing conditions showed the presence of several proteins (Fig. 5). Proteins that gave the highest intensity after silver staining were resolved with an apparent molecular weight (Mr) of 66000, 55000, 30000, 28000 and 18000-22000. In order to determine which of these proteins stimulated the proliferation of Ba / F3-mpl cell cultures, the proteins were eluted from the gel, as described in Example 2.
Die Ergebnisse dieses Experiments zeigten, daß die meiste Aktivität aus einem Gelstreifen eluiert wurde, der Proteine mit Mr 28000-32000 enthielt, wobei geringere Aktivität von der 18000-22000-Region des Gels eluierte (Fig. 6). Die ein zigen sichtbaren Proteine in diesen Regionen besaßen Mr von 30000, 28000 und 18000 bis 22000. Zum Identifizieren und zum Erhalten der Proteinsequenz dieser Proteine, die in diesem Bereich des Gels aufgetrennt wurden (d'.h., Banden bei 30, 28 und 18-22 kDa), wurden diese drei Proteine nach einem Elek-troblot-Verfahren auf PVDF übertragen und sequenziert wie m Beispiel 3 beschrieben. Die erhaltenen aminoterminalen Se-quenzen sind in Tabelle 2 gezeigt. TABELLE 2The results of this experiment showed that most activity was eluted from a gel strip containing Mr 28000-32000 protein, with less activity eluting from the 18000-22000 region of the gel (Fig. 6). The only visible proteins in these regions had Mr from 30000, 28000 and 18000 to 22000. To identify and obtain the protein sequence of these proteins that were separated in this area of the gel (i.e., bands at 30, 28 and 18-22 kDa), these three proteins were transferred to PVDF by an electroblot method and sequenced as described in Example 3. The amino terminal sequences obtained are shown in Table 2. TABLE 2
Aminoterminale Sequenzen des mpl-LigandenAmino-terminal sequences of the mpl ligand
Computergestützte Analysen zeigten, daß diese Aminosäure-sequenzen neu waren. Da alle drei Sequenzen gleich waren, wurde angenommen, daß die 30 kDa-, 28 kDa- und 18-22 kDa-Proteine verwandt waren und möglicherweise verschiedene For-itien des gleichen Proteins dar steilten. Weiterhin war dieses Protein bzw. Proteine ein wahrscheinlicher Kandidat für den natürlichen mpl~Liganden, da die Aktivität in der gleichen Region (28000-32000) auf einem 4-20%-Gel der SDS-PAGE aufge-trennt wurde. Weiterhin wanderte der teilweise gereinigte Ligand mit einem Mr von 17000 bis 30000, wenn er einer Gel-filtrat ionschromatographie unter Verwendung einer Superose 12 (Pharmacia)-Säule unterzogen wurde. Es wird angenommen, daß die verschiedenen Mr-Formen des Liganden das Ergebnis einer Proteolyse oder von Glvcosylierungsunterschieden oder von anderen post- oder prätranslationalen Modifikationen sind.Computer aided analysis showed that these amino acid sequences were new. Since all three sequences were the same, it was assumed that the 30 kDa, 28 kDa and 18-22 kDa proteins were related and may represent different formats of the same protein. Furthermore, this protein or proteins was a probable candidate for the natural mpl ligand, since the activity in the same region (28000-32000) was separated on a 4-20% gel of the SDS-PAGE. Furthermore, the partially purified ligand migrated with a Mr of 17,000 to 30,000 when subjected to gel filtrate ion chromatography using a Superose 12 (Pharmacia) column. The various Mr forms of the ligand are believed to be the result of proteolysis or glvcosylation differences or other post- or pre-translational modifications.
Wie früher beschrieben unterdrückte humane Antisense-mpl-RNA die Megakaryozytopoese in humanen Knochenmarkskulturen, die angereichert waren mit CD 34+-Vorläuferzellen, ohne die Dif-ferenzierung von anderen hämatopoetischen Abstammungszelli- nien zu beeinflussen (Methia et al., siehe oben). Dieses Ergebnis legt nahe, daß der mpl-Rezeptor eine Rolle spielen könnte bei der Differenzierung und Proliferation von Mega-karyozyten in vitro. Um die Rolle des mpl-Liganden bei der Megakaryozytopoese weiter aufzuklären, wurden die Effekte von APP und an mpl-Ligand verarmtem APP auf die humane in- vitro-Megakaryozytopoese verglichen. Der Effekt von APP auf die humane Megakaryozytopoese wurde ermittelt mit Hilfe einer Modifikation des Fliissigsuspension-Megakaryozytopoese-Assays, beschrieben in Beispiel 4. Bei diesem Assay wurden humane periphere Stammzellen (PSC) mit APP vor und nach mpl-IgG-Affinitatschromatographie behandelt. Die GPIIbIIIa-stl-mulierung der Megakaryozytopoese wurde quantifiziert mit einem 125J-Anti-IIbIIIa-Antikörper (Fig. 7). Fig. 7 zeigt, daß 10% APP eine ungefähr dreifache Stimulierung hervorrief, während APP, das an mpl-Ligand verarmt war, keinen Effekt besaß. Signifikanterweise induzierte das an mpl-Ligand ver-armte APP nicht die Proliferation der Ba/F3-mpl-Zellen.As described earlier, human antisense mpl RNA suppressed megakaryocytopoiesis in human bone marrow cultures that were enriched with CD 34 + progenitor cells without affecting the differentiation from other hematopoietic lineages (Methia et al., See above). This result suggests that the mpl receptor could play a role in the differentiation and proliferation of mega-karyocytes in vitro. To further elucidate the role of the mpl ligand in megakaryocytopoiesis, the effects of APP and APP depleted on the mpl ligand on human in vitro megakaryocytopoiesis were compared. The effect of APP on human megakaryocytopoiesis was determined using a modification of the liquid suspension megakaryocytopoiesis assay described in Example 4. In this assay, human peripheral stem cells (PSC) were treated with APP before and after mpl-IgG affinity chromatography. The GPIIbIIIa-stl-emulation of the megakaryocytopoiesis was quantified with a 125J anti-IIbIIIa antibody (Fig. 7). Figure 7 shows that 10% APP elicited approximately three-fold stimulation while APP depleted of the mpl ligand had no effect. Significantly, the mpl ligand-depleted APP did not induce the proliferation of the Ba / F3 mpl cells.
Bei einem weiteren Experiment neutralisierte lösliches huma-nes mpl-IgG, zugesetzt an Tagen 0, 2 und 4, zu Kuituren ent-haltend 10% APP, die stimulierenden Effekte von APP auf die humane Megakaryozytopoese (Fig. 8). Diese Ergebnisse zeigen an, daß der mpl-Ligand eine Rolle bei der Regulierung von humaner Megakaryozytopoese spielt, und deshalb kann er nütz-lich sein bei der Behandlung von Thrombozytopenie. 2. Molekulares Klonieren des mpl-LigandenIn a further experiment, soluble human mpl IgG, added on days 0, 2 and 4, to kuituren containing 10% APP neutralized the stimulating effects of APP on human megakaryocytopoiesis (Fig. 8). These results indicate that the mpl ligand has a role in regulating human megakaryocytopoiesis and, therefore, may be useful in the treatment of thrombocytopenia. 2. Molecular cloning of the mpl ligand
Basierend auf den aminoterminalen Aminosäuresequenzen, er-halten von den 30 kDa-, 28 kDa- und 18-22 kDa-Proteinen (siehe Tabelle 2 oben), wurden zwei degenerierte Oligo-nukleotid-Primer-Pools entworfen und verwendet zum Vermehren der genomischen Schweine-DNA durch PCR. Es wurde davon aus-gegangen, daß, falls die aminoterminale Aminosäuresequenz durch ein einziges Exon kodiert wird, dann das richtige PCR-Produkt als 69 Basenpaar lang zu erwarten ist. Ein DNA-Frag-ment dieser Größe wurde gefunder, und subkloniert in pGEMT. Die Sequenzen der Oligonukleotid-PCR-Primer und der drei er-haltenen Klone sind in Beispiel 5 gegeben. Die Aminosâure-sequenz (PRLLNKLLR [SEQ ID NO: 33]) des zwischen den PCR-Primern kodierten Peptids war identisch zu der durch das aminoterminale-Protein-Sequenzieren des Schweineliganden er-haltenen Sequenz (siehe Reste 9-17 für die 28- und 30 kDa-Schweineproteinsequenzen oben).Based on the amino terminal amino acid sequences obtained from the 30 kDa, 28 kDa and 18-22 kDa proteins (see Table 2 above), two degenerate oligonucleotide primer pools were designed and used to replicate the genomic pigs -DNA by PCR. It was assumed that if the amino terminal amino acid sequence is encoded by a single exon, then the correct PCR product is expected to be 69 base pairs long. A DNA fragment of this size was found and subcloned into pGEMT. The sequences of the oligonucleotide PCR primers and the three clones obtained are given in Example 5. The amino acid sequence (PRLLNKLLR [SEQ ID NO: 33]) of the peptide encoded between the PCR primers was identical to the sequence obtained by amino terminal protein sequencing of the pig ligand (see residues 9-17 for 28- and 30 kDa pig protein sequences above).
Ein synthetisches Oligonukleotid, basierend auf der Sequenz des PCR-Fragments, wurde verwendet, urn eine humane genomi-sche DNA-Bank abzusuchen. Ein 45-mer-Oligonukleotid, be-zeichnet pR45, wurde entworfen und synthetisiert basierend auf der Sequenz des PCR-Fragments. Dieses Oligonukleotid be-saß die folgende Sequenz:A synthetic oligonucleotide based on the sequence of the PCR fragment was used to screen a human genomic DNA library. A 45-mer oligonucleotide, designated pR45, was designed and synthesized based on the sequence of the PCR fragment. This oligonucleotide had the following sequence:
TCG 3' (SEQ ID NO : 34)TCG 3 '(SEQ ID NO: 34)
Das Desoxyoligonukleotid wurde zum Absuchen einer humanen genomischen DNA-Bank in Xgeml2 unter niedrig stringenten Hybridisierungs- und Waschbedingungen verwendet, gemäß Bei-spiel 6. Positive Klone wurden abgenommen, Plaque-gereinigt und durch Restriktionskartierung und Southern-Blotten analy-siert. Ein 390 bp EcoRI-Xbal-Fragment, das an das 45-mer hy-bridisierte, wurde subkloniert in pBluescript SK-. DNA-Se-quenzierung dieses Klons bestätigte, daß DNA isoliert worden war, die das humane Homologe zu dem Schweine-mpl-Liganden kodierte. Die humane DNA-Sequenz und die gefolgerte Amino-säuresequenz sind in Fig. 9 gezeigt (SEQ ID NO: 3 & 4). Die vorhergesagten Positionen der Introns in der genomischen Sequenz sind ebenfalls durch Pfeile angegeben, und sie definiëren ein vermutetes Exon ("Exon 3").The deoxyoligonucleotide was used to screen a human genomic DNA library in Xgeml2 under low stringent hybridization and washing conditions, according to Example 6. Positive clones were removed, plaque-purified and analyzed by restriction mapping and Southern blotting. A 390 bp EcoRI-Xbal fragment that hybridized to the 45-mer was subcloned into pBluescript SK-. DNA sequencing of this clone confirmed that DNA encoding the human homologue to the porcine mpl ligand had been isolated. The human DNA sequence and the deduced amino acid sequence are shown in Fig. 9 (SEQ ID NO: 3 & 4). The predicted positions of the introns in the genomic sequence are also indicated by arrows and they define a suspected exon ("exon 3").
Basierend auf der humanen "Exon 3"-Sequenz (Beispiel 6) wurden Oligonukleotide synthetisiert, die den 3'- und 5'-Enden der Exon-Sequenz entsprechen. Diese zwei Primer wurden verwendet in PCR-Reaktionen unter Verwendung einer Matrizen-cDNA, hergestellt aus verschiedenen humanen Geweben. Die er- wartete Größe des richtigen PCR-Produkts betrug 140 bp. Nach Analyse der PCR-Produkte auf einem 12%-Polyacrylamidgel wurde ein DNA-Fragment der erwarteten Größe in cDNA-Banken nachgewiesen, die hergestellt worden waren aus humaner Niere von Erwachsenen, fötaien 293-Nierenzellen und cDNA, hergestellt aus humaner fötaler Leber.Based on the human "exon 3" sequence (example 6), oligonucleotides were synthesized which correspond to the 3 'and 5' ends of the exon sequence. These two primers were used in PCR reactions using a template cDNA made from different human tissues. The expected size of the correct PCR product was 140 bp. After analysis of the PCR products on a 12% polyacrylamide gel, a DNA fragment of the expected size was detected in cDNA libraries made from adult human kidney, Fötaien 293 kidney cells and cDNA made from human fetal liver.
Eine cDNA-Bank aus fötaler Leber (7 x 106 Klone) in Lambda-DR2 wurde als nächstes abgesucht mit dem gleichen 45-mer Oligonukleotid, das verwendet wurde zum Absuchen der humanen genomischen Bank, und die cDNA-Bank aus fötaler Leber wurde unter niedrig stringenten Hybridisierungsbedingungen abgesucht. Positive Klone wurden abgenommen, Plaque-gereinigt, und die Insertgröße wurde ermittelt durch PCR. Ein Klon mit einem 1,8 kb-Insert wurde ausgewählt für die weitere Analyse. Unter Verwendung des in Beispiel 7 beschriebenen Ver-fahrens wurde die Nukleotid- und die gefolgerte Aminosäure-sequenz des humanen mpl-Liganden (hML) erhalten. Diese Se-quenzen sind in Fig. 1 dargestellt (SEQ ID NO: 1 & 2). 3. struktur des humanen mpl-Liganden (hML)A fetal liver cDNA library (7 x 106 clones) in Lambda-DR2 was next screened with the same 45-mer oligonucleotide used to screen the human genomic library, and the fetal liver cDNA library was low stringent hybridization conditions searched. Positive clones were removed, plaque cleaned, and the insert size was determined by PCR. A clone with a 1.8 kb insert was selected for further analysis. Using the procedure described in Example 7, the nucleotide and inferred amino acid sequences of the human mpl ligand (hML) were obtained. These sequences are shown in Fig. 1 (SEQ ID NO: 1 & 2). 3. structure of the human mpl ligand (hML)
Die humane mpl-Liganden (hML)-cDNA-Sequenz (Fig. 1 [SEQ ID NO; 2]) umfaßt 1774 Nukleotide gefolgt von einem Poly(A)-Schwanz. Sie enthält 215 Nukleotide von 5'-nicht- transla-tierter Sequenz und eine 3'-nicht translatierte Region von 498 Nukleotiden. Das angenommene Startcodon bei Nukleotidpo-sition (216-218) liegt innerhalb einer Konsensussequenz, die für die Initiation der eukaryotischen Translation bevorzugt ist. Der offene Leseraster ist 1059 Nukleotide lang und ko-diert für ein 353 Aminosäurereste langes Polypeptid, beginnend an Nukleotidposition 220. Der N-terminus der vorherge-sagten Aminosäuresequenz ist stark hydrophob und entspricht vermutlich einem Signalpeptid. Die Computeranalyse der vor-hergesagten Aminosäuresequenz (von Heijne et al., Eur. J. Biochem., 133:17-21 [1983]) weist auf eine potentielle Spaltstelle für die Signalpeptidase zwischen Resten 21 und 22 hin. Die Spaltung an dieser Position würde ein reifes Polypeptid von 332 Aminosäureresten erzeugen, beginnend mit der aminoterminalen Sequenz, erhalten von dem mpl-Liganden, gereinigt aus Schweineplasma. Das vorhergesagte nicht glyco-sylierte Molekulargewicht des 332 Aminosäurereste langen Liganden beträgt ungefähr 38 kDa. Es gibt 6 potentielle N-Glycosylierungsstellen und 4 Cysteinreste.The human mpl ligand (hML) cDNA sequence (Fig. 1 [SEQ ID NO; 2]) comprises 1774 nucleotides followed by a poly (A) tail. It contains 215 nucleotides of 5'-untranslated sequence and a 3'-untranslated region of 498 nucleotides. The assumed start codon at nucleotide position (216-218) lies within a consensus sequence that is preferred for the initiation of eukaryotic translation. The open reading frame is 1059 nucleotides long and codes for a 353 amino acid residue-long polypeptide, starting at nucleotide position 220. The N-terminus of the predicted amino acid sequence is highly hydrophobic and presumably corresponds to a signal peptide. Computer analysis of the predicted amino acid sequence (by Heijne et al., Eur. J. Biochem., 133: 17-21 [1983]) indicates a potential cleavage site for signal peptidase between residues 21 and 22. Cleavage at this position would produce a mature polypeptide of 332 amino acid residues starting with the amino terminal sequence obtained from the mpl ligand purified from porcine plasma. The predicted non-glycosylated molecular weight of the 332 amino acid residue ligand is approximately 38 kDa. There are 6 potential N-glycosylation sites and 4 cysteine residues.
Ein Vergleich der mpl-Ligandensequenzen mit der Sequenz-datenbank Genbank ergab 23% Identität zwischen den aminoterminalen 153 Resten von reifem humanem mpl-Liganden und huma-nem Erythropoietin (Fig. 10 [SEQ ID NO: 6 & 7]). Wenn kon-servative Substitutionen mit berücksichtigt werden, zeigt diese Region von hML 50% Ähnlichkeit zu humanem Erythropoietin (hEPO). hEPO und das hML enthalten vier Cysteine. Drei der vier Cysteine sind konserviert in hML, einschließlich das erste und das letzte Cystein. Sequenzspezifische (site-directed) Mutageneseexperimente haben gezeigt, daß das erste und letzte Cystein von Erythropoietin eine Disulfidbindung ausbilden, die fiir die Funktion erforderlich ist (Wang, F.F. et al., Endocrinology 116:2286-2292 [1983]). In analoger Weise können das erste und letzte Cystein von hML ebenfalls eine kritische Disulfidbindung ausbilden. Keine der Glycosy-lierungsstellen sind in hML konserviert. Alle potentiellen N-abhängigen Glycosylierungsstellen in hML sind in der carboxyterminalen Hälfte des hML-Polypeptids gelegen. Ähnlich zu hEPO enthält die mRNA von hML nicht die Konsen-sus-Polyadenylierungssequenz AAUAAA, auch nicht das regulie-rende Element AUUUA, das in der 3'-nicht-translatierten Region von vielen Zytokinen vorhanden ist, und von dem man an-nimmt, daß es die mRNA-Stabilität beeinflußt (Shaw et al., Cell, 46:659-667 [1986]). Die Northern Blot-Analyse zeigt geringe Spiegel eines einzigen 1,8 kb hML RNA-Transkripts in fötaler und erwachsener Leber. Nach längerer Exposition konnte eine schwächere Bande der gleichen Größe in der er-wachsenen Niere nachgewiesen werden. Im Vergleich wird huma- nes Erythropoietin in fötaler Leber exprimiert und, als Ant wort auf Hypoxie, in der erwachsenen Niere und der Leber (Jacobs et al., Nature, 313:804-809 [1985] und Bondurant et al., Molec. Cell. Biol., 6:2731-2733 [1986]).A comparison of the mpl ligand sequences with the sequence database Genbank showed 23% identity between the amino terminal 153 residues of mature human mpl ligand and human erythropoietin (FIG. 10 [SEQ ID NO: 6 & 7]). If conservative substitutions are taken into account, this region of hML shows 50% similarity to human erythropoietin (hEPO). hEPO and the hML contain four cysteines. Three of the four cysteines are conserved in hML, including the first and last cysteine. Sequence-specific (site-directed) mutagenesis experiments have shown that the first and last cysteine of erythropoietin form a disulfide bond that is required for their function (Wang, F.F. et al., Endocrinology 116: 2286-2292 [1983]). Analogously, the first and last cysteine from hML can also form a critical disulfide bond. None of the glycosylation sites are conserved in hML. All potential N-dependent glycosylation sites in hML are located in the carboxy-terminal half of the hML polypeptide. Similar to hEPO, the hML mRNA does not contain the Konsen-sus polyadenylation sequence AAUAAA, nor does it contain the regulatory element AUUUA, which is present in the 3'-untranslated region of many cytokines and which is believed to be that it affects mRNA stability (Shaw et al., Cell, 46: 659-667 [1986]). Northern blot analysis shows low levels of a single 1.8 kb hML RNA transcript in fetal and adult liver. After prolonged exposure, a weaker band of the same size was found in the adult kidney. In comparison, human erythropoietin is expressed in fetal liver and, in response to hypoxia, in the adult kidney and liver (Jacobs et al., Nature, 313: 804-809 [1985] and Bondurant et al., Molec. Cell. Biol., 6: 2731-2733 [1986]).
Die Bedeutung der C-terminalen Region des hML ist noch auf-zuklâren. Basierend auf der Anwesenheit der sechs potentiel- len Stellen für die N-abhängige Glycosylierung und der Fä-higkeit des Liganden, an Lektin-Affinitätssäulen zu binden, ist diese Region des hML vermutlich glycosyliert. In einigen Gelelutionsexperimenten beobachteten wir eine Aktivitat, die aufgetrennt wurde mit einem Mr von ungefähr 60000, die das 'Ollständige glycosylierte Molekül darstellen kann. Die C-terminale Region kann deshalb zum Stabilisieren und Verlän gern der Halbwertszeit des zirkulierenden hML dienen. In dera Fall des Erythropoietin besitzt die nicht glycosylierte Form die voile in vitro-biologische Aktivität, aber sie besitzt in signifikanter Weise verringerte Plasmahalbwertszeit im Vergleich zu glycosyliertem Erythropoietin (Takeuchi et al., J. Biol. Chem., 265:12127-12130 [1990]; Narhi et al., J. Biol. Chem., 266:23022-23026 [1991] und Spivack et al., Blood, 7:90-99 [1986]). Die C-terminale Domâne von hML ent-hâlt zwei dibasische Aminosâuresequenzen (Arg-Arg-Motive an Positionen 153-154 und 245-246), die als potentielle Prozes-sierungsstellen dienen können. Die Spaltung an diesen Stellen kann verantwortlich sein für das Erzeugen der 30-, 28-und 18-22 kDa-Formen des ML, isoliert aus APP. Signifikan-terweise folgt die Argi53-Ârgi54-Sequenz unmittelbar auf die Erythropoietin-ähnliche Domâne des ML. Diese Beobachtungen deuten darauf hin, daß das vollständige ML ein Vorläuferpro-tein darstellen kann, das eine begrenzte Proteolyse durch-läuft, um den reifen Liganden zu bilden. 4. Isoformen und Varianten des humanen mpl-LigandenThe importance of the C-terminal region of the hML is still to be clarified. Based on the presence of the six potential sites for N-dependent glycosylation and the ability of the ligand to bind to lectin affinity columns, this region of the hML is presumably glycosylated. In some gel elution experiments we observed an activity which was separated to a Mr of about 60,000, which can be the 'complete glycosylated molecule. The C-terminal region can therefore serve to stabilize and extend the half-life of the circulating hML. In the case of erythropoietin, the non-glycosylated form has full in vitro biological activity, but it has significantly reduced plasma half-life compared to glycosylated erythropoietin (Takeuchi et al., J. Biol. Chem., 265: 12127-12130 [ 1990]; Narhi et al., J. Biol. Chem., 266: 23022-23026 [1991] and Spivack et al., Blood, 7: 90-99 [1986]). The C-terminal domain of hML contains two dibasic amino acid sequences (Arg-Arg motifs at positions 153-154 and 245-246) that can serve as potential processing sites. The cleavage at these sites can be responsible for the generation of the 30, 28 and 18-22 kDa forms of the ML isolated from APP. Significantly, the Argi53-Ârgi54 sequence immediately follows the erythropoietin-like domain of the ML. These observations indicate that the complete ML can be a precursor protein that undergoes limited proteolysis to form the mature ligand. 4. Isoforms and variants of the human mpl ligand
Isoformen und alternativ gespleißte Formen von humanem mpl-Liganden wurden nachgewiesen durch PCR in humaner Erwachse-nenleber. Kurz gesagt, Primer wurden synthetisiert, die je-dem Ende wie auch ausgewählten internen Regionen der kodie-renden Sequenz von hML entsprachen. Diese Primer wurden in RT-PCR verwendet, urn humane Erwachsenenleber-RNA zu vermeh-ren, wie beschrieben in Beispiel 10. Zusätzlich zu der voll-ständigen Form, bezeichnet hML, wurden drei andere Formen, bezeichnet hML2, hML3 und hML4, beobachtet oder gefolgert. Die reife gefolgerte Aminosäuresequenz aller vier Isoformen ist dargestellt in Fig. 11 (SEQ ID NO: 6, 8, 9 & 10). hML3 besitzt eine 116 Nukleotide umfassende Deletion an Position 700, die sowohl zu einer Aminosäuredeletion wie auch zu einer Rasterverschiebung fiihrt. Die cDNA kodiert nun ein reifes Polypeptid, das 265 Aminosäuren lang ist und bei dem der Aminosäurerest 139 von der hML-Sequenz divergiert. Schließlich besitzt hML4 eine 12 Nukleotide umfassende Deletion folgand auf Nukleotidposition 618 (auch gafunden in der Mäuse- und der Schweinesequenz (siehe unten)) und besitzt die 116 bp-Deletion, die in hML3 gefunden wird. Obwohl keine Klone mit lediglich der 12 bp-Deletion (folgend Nukleotid 619) isoliert worden sind in dem Menschen (bezeichnet hML2), besteht diese Form vermutlich, da solche Isoformen identifi-ziert worden sind in der Maus und im Schwein (siehe unten), und weil sie identifiziert worden ist in Verbindung mit der 116-Nukleotid-Deletion in hML4.Isoforms and alternatively spliced forms of human mpl ligand were detected by PCR in human adult liver. In short, primers were synthesized that corresponded to each end as well as selected internal regions of the coding sequence of hML. These primers were used in RT-PCR to amplify human adult liver RNA as described in Example 10. In addition to the full form, designated hML, three other forms, designated hML2, hML3 and hML4, were observed or inferred. The mature inferred amino acid sequence of all four isoforms is shown in Figure 11 (SEQ ID NO: 6, 8, 9 & 10). hML3 has a 116 nucleotide deletion at position 700, which leads to both an amino acid deletion and a raster shift. The cDNA now encodes a mature polypeptide that is 265 amino acids long and in which the amino acid residue 139 diverges from the hML sequence. Finally, hML4 has a 12 nucleotide deletion following nucleotide position 618 (also found in the mouse and pig sequences (see below)) and has the 116 bp deletion found in hML3. Although no clones with only the 12 bp deletion (hereinafter nucleotide 619) have been isolated in humans (designated hML2), this form probably exists because such isoforms have been identified in the mouse and in the pig (see below), and because it has been identified in connection with the 116 nucleotide deletion in hML4.
Eine Substitutionsvariante von hML, in der die dibasische Argi53_Ar<?l54~Se(3uenz ersetzt worden war durch zwei Alanin-reste, und eine MEPO-Domäne"-verkürzte Form von hML wurden konstruiert, um zu bestimmen, ob das vollständige ML erfor-derlich ist für die biologische Aktivität. Die substituierte dibasische Arg^-Arg^-Sequenzvariante, bezeichnet als hML(R153A, R154A), wurde konstruiert mit Hilfe von PCR, wie beschrieben in Beispiel 10. Die 'ΈΡΟ-Domäne''-verkürzte Form, hMLi53, wurde ebenfalls hergestellt mit Hilfe von PCR durch Einfiihren eines Stopcodons folgend auf Argl53. 5. Expression von rekombinantem humanem mpl-Liganden (rhML) in transient transfektierten humanen Embryo-Nieren (293)-ZellenA substitution variant of hML in which the dibasic Argi53_Ar <? L54 ~ Se (3uence had been replaced by two alanine residues, and a MEPO domain "truncated form of hML were constructed to determine whether the complete ML was required. The substituted dibasic Arg ^ -Arg ^ sequence variant, designated hML (R153A, R154A), was constructed using PCR, as described in Example 10. The 'ΈΡΟ-domain' '- shortened form , hMLi53, was also produced by means of PCR by introducing a stop codon following Argl53 5. Expression of recombinant human mpl ligand (rhML) in transiently transfected human embryonic kidney (293) cells
Um zu bestätigen, daß die klonierte humane cDNA einen Liganden für mpl kodiert, wurde der Ligand exprimiert in 293-Säu-gerzellen unter der. Kontrolle des Zytomegalovirus-Immediate-Early-Promotors unter Verwendung der Expressionsvektoren pRK5-hML Oder pRK5-hML153. Von Überständen der transient transfektierten humanen Embryonalnieren-239-Zellen wurde ge-funden, daß sie den 3H-Thymidineinbau in Ba/F3-mp2-Zellen stimulieren, aber nicht in die parentalen Ba/F3-Zellen (Fig. 12A). Medien von den 293-Zellen, die nur mit dem pRK-Vektor alleine transfektiert waren, zeigten diese Aktivität nicht. Zusatz von mpl-IgG zu den Medien zerstörte die Stimulierung (Daten nicht gezeigt). Diese Ergebnisse zeigen, daß die klonierte cDNA ein funkticnelles humanes ML (hML) kodiert.To confirm that the cloned human cDNA encodes a ligand for mpl, the ligand was expressed in 293 mammalian cells under the. Control of the cytomegalovirus immediate early promoter using the expression vectors pRK5-hML or pRK5-hML153. Supernatants from the transiently transfected human embryonic kidney 239 cells were found to stimulate 3H-thymidine incorporation in Ba / F3-mp2 cells but not in the parent Ba / F3 cells (Fig. 12A). Media from the 293 cells transfected only with the pRK vector alone did not show this activity. Addition of mpl-IgG to the media destroyed the stimulation (data not shown). These results show that the cloned cDNA encodes a functional human ML (hML).
Um zu bestimmen, ob die "EPO-Domäne" alleine an mpl binden und diesen aktivieren könnte, wurde die verkiirzte Form von hML, rhML153, in 293-Zellen exprimiert. Von Überständen aus transfektierten Zeilen wurde gefunden, daß sie eine ähnliche Aktivität zu derjenigen haben, die in Überständen von Zeilen gefunden wird, die das vollständige hML exprimieren (Fig. 12A), wobei dies anzeigt, daß die C-terminale Domäne von ML nicht erforderlich ist fiir die Bindung und Aktivierung von c-mpl. 6. Der mpl-Ligand stimuliert die Megakaryozytopoese und ThrombopoeseTo determine whether the "EPO domain" could bind to and activate mpl alone, the truncated form of hML, rhML153, was expressed in 293 cells. Supernatants from transfected lines were found to have similar activity to that found in supernatants from lines expressing the full hML (Figure 12A), indicating that the C-terminal domain of ML is not required is for the binding and activation of c-mpl. 6. The mpl ligand stimulates megakaryocytopoiesis and thrombopoiesis
Der vollständige rhML und die verkiirzte rhML153-Form von re-kombinantem hML stimulierte die humane Megakaryozytopoese in vitro (Fig. 12B). Dieser Effekt wurde beobachtet in der An-wesenheit von anderen exogen zugesetzten hämatopoetischenThe complete rhML and shortened rhML153 form of recombined hML stimulated human megakaryocytopoiesis in vitro (Fig. 12B). This effect has been observed in the presence of other exogenously added hematopoietic
Wachstumsfaktoren. Mit der Ausnahme von IL-3 war ML der ein-zige getestete hamatopoetische Wachstumsfaktor, der diese Aktivität zeigte. IL-11, IL-6, IL-1, Erythropoietin, G-CSF, IL-9, LIF, kit-Ligand (KL), M-CSF, OSM und GM-CSF hatten keinen Effekt auf die Megakaryozytopoese, wenn sie in unse-rem Assay getrennt getestet wurden (Daten nicht gezeigt). Dieses Ergebnis zeigt, daß ML Megakaryozyten-stimulierende Aktivität besitzt, und sie zeigen die Rolle von ML bei der Regulierung der Megakaryozytopoese.Growth factors. With the exception of IL-3, ML was the only hamatopoietic growth factor tested that showed this activity. IL-11, IL-6, IL-1, erythropoietin, G-CSF, IL-9, LIF, kit ligand (KL), M-CSF, OSM and GM-CSF had no effect on megakaryocytopoiesis when in our assay was tested separately (data not shown). This result shows that ML has megakaryocyte stimulating activity and shows the role of ML in regulating megakaryocytopoiesis.
Von thrombopoetischen Aktivitäten, die in dem Plasma von Thrombozytopenie-Tieren vorhanden sind, ist gezeigt worden, daß sie die Plättchenproduktion in einem Mäuse-Rebound-Thrombozytose-Assay stimulieren (McDonald, Proc. Soc. 'Exp. Biol. Med., 14:1006-1001 [1973] und McDonald et al., Scand. J. Haematol., 16:326-334 [1976). In diesem Modell wird bei Mäusen eine akute Thrombozytopenie hervorgerufen unter Ver-wendung eines spezifischen Anti-Plättchen-Serums, wobei dies zu einer vorhersehbaren Rebound-Thrombozytose führt. Solche immuno-thrombozythemischen Mäuse antworten besser auf exogene Thrombopoetin-ähnliche Aktivitäten als normale Mäuse (McDonald, Proc. Soc. Exp. Biol. Med., 14:1006-1001 [1973]), genau wie exhypoxische Mäuse sensitiver gegen Erythropoietin sind als normale Mäuse (McDonald et al., J. Lab. Clin. Med., 77:134-143 [1971]). Urn zu bestimmen, ob der rML die Plätt-chenproduktion in vivo stimuliert, wurden Mâuse mit Rebound-Thrombocytose injiziert mit teilweise gereinigtem rhML. Die Plättchenzahl und der Einbau von 35S in Plättchen wurde dann quantifiziert. Die Injektion von Mäusen mit 64000 und 32000 Einheiten von rML steigerte signifikant die Plättchenproduk-tion, wie belegt wird durch einen rund 20%-Anstieg der Plättchenzahl (p=0,0005 und 0,0001) und eine rund 40%-Zu-nahme im 35S-Einbau in Plättchen (p=0,003) in den behandel-ten Mäusen gegenüber den Kontrollmäusen, die mit dem Hilfs-stoff alleine injiziert wurden (Fig. 12C). Dieser Spiegel der Stimulation ist vergleichbar mit dem Ergebnis, das wir beobachtet haben mit IL-6 in diesem Modell (Daten nicht ge zeigt). Die Behandlung mit 16000 Einheiten von rML zeigte keine signifikante Stimuiierung der Plättchenproduktion.Thrombopoietic activities present in the plasma of thrombocytopenia animals have been shown to stimulate platelet production in a mouse rebound thrombocytosis assay (McDonald, Proc. Soc. 'Exp. Biol. Med., 14: 1006-1001 [1973] and McDonald et al., Scand. J. Haematol., 16: 326-334 [1976). In this model, acute thrombocytopenia is induced in mice using a specific anti-platelet serum, which leads to predictable rebound thrombocytosis. Such immunothrombocythemic mice respond better to exogenous thrombopoietin-like activities than normal mice (McDonald, Proc. Soc. Exp. Biol. Med., 14: 1006-1001 [1973]), just as exhypoxic mice are more sensitive to erythropoietin than normal Mice (McDonald et al., J. Lab. Clin. Med., 77: 134-143 [1971]). To determine whether rML stimulates platelet production in vivo, mice with rebound thrombocytosis were injected with partially purified rhML. The number of platelets and the incorporation of 35S into platelets was then quantified. Injection of mice with 64,000 and 32,000 units of rML significantly increased platelet production, as evidenced by an approximately 20% increase in the number of platelets (p = 0.0005 and 0.0001) and an approximately 40% increase in 35S incorporation in platelets (p = 0.003) in the treated mice compared to the control mice which were injected with the auxiliary alone (FIG. 12C). This level of stimulation is comparable to the result we observed with IL-6 in this model (data not shown). Treatment with 16,000 units of rML showed no significant stimulation of platelet production.
Diese Ergebnisse zeigen, daß ML die Plättchenproduktion in einer dosisabhängigen Weise stimuliert und deshalb Thrombo-poietin-ähnliche Aktivität besitzt. 293-Zellen wurden ebenfalls transfektiert mit den anderen hML-Isoformkonstrukten, oben beschrieben, und die Überstände wurden getestet unter Verwendung des Ba/F3-mp2-Proliferati-onsassays (siehe Fig. 13). hML2 und hML3 zeigten keine nach-weisbare Aktivität in diesem Assay, jedoch war die Aktivität von hML(R153A, R154A) ähnlich zu hML und hML153, wobei dies zeigt, daß der Besitz der Argi53-Argi54-dibasischen Stelle für die Aktivität weder erforderlich noch schädlich ist. 7. Megakaryozytopoese und der mpl-LigandThese results show that ML stimulates platelet production in a dose dependent manner and therefore has thrombo-poietin-like activity. 293 cells were also transfected with the other hML isoform constructs described above and the supernatants were tested using the Ba / F3-mp2 proliferation assay (see Figure 13). hML2 and hML3 showed no detectable activity in this assay, but the activity of hML (R153A, R154A) was similar to hML and hML153, showing that possession of the Argi53-Argi54 dibasic site is neither necessary nor necessary for the activity is harmful. 7. Megakaryocytopoiesis and the mpl ligand
Es ist vorgeschlagen worden, daß die Megakaryozytopoese re-guliert wird auf einer Vielzahl von zellulären Ebenen (Williams et al., J. Cell Physiol., 110:101-104 [1982] und Williams et al·., Blood Cells, 15:123-133 [1989]). Dies ba-slert im wesentlichsn auf der Beobachtung, daß bestimmte hämatopoetische Wachstumsfaktoren die Proliferation von Megakaryozytenvorläufern stimulieren, während andere primär die Reifung zu beeinflussen scheinen. Die hier dargestellten Ergebnisse legen nahe, daß ML sowohl als proliferativer wie auch als Reifungsfaktor wirkt. Der Befund, daß ML die Proliferation der Megakaryozytenvorläufer stimuliert, wird ge-stützt durch mehrere Hinweise. Erstens, APP stimuliert so wohl die Proliferation wie auch die Reifung von humanen Megakaryozyten in vitro, und diese Stimulation wird voll-ständig gehemmt durch mpl-IqG· (Fig. 7 und 8). Weiterhin zeigen auch die Hemmung der Megakaryozytenkoloniebildung durch c-mpl-Antisense-Oligonukleotide (Methia et al., Blood, 82:1395-1401 [1993]) und der Befund, daß c-mpl ein prolife- ratives Signal in Zeilen erzeugen kann, in die es transfek-tiert wird (Skoda et al., EMBO, 12:2645-2653 [1993] und Vigon et al., Oncogene, 8:2607-2615 [1993]), daß ML die Proliferation stimuliert. Die offensichtliche Expression von c-mpl während allen Phasen der Megakaryozytendifferenzierung (Methia et al., Blood, 82:1395-1401 [1993]) und die Fähigkeit von rekombinantem ML, die Plättchenproduktion in vivo rasch zu stimulieren, zeigen, daß ML auch die Reifung beeinflußt. Die Verfiigbarkeit von rekombinantem ML ermög-licht es, eine sorgfältige Ermittlung seiner Rolle bei der Regulierung der Megakaryozytopoese und Thrombopoese wie auch sein Potential zum'Beeinflussen anderer hämatopoetischer Abstammungslinien zu untersuchen. 8. Isolierung des Gens für den humanen mpl-Liganden (TPO)Megakaryocytopoiesis has been suggested to be regulated at a variety of cellular levels (Williams et al., J. Cell Physiol., 110: 101-104 [1982] and Williams et al., Blood Cells, 15: 123-133 [1989]). This is largely based on the observation that certain hematopoietic growth factors stimulate the proliferation of megakaryocyte precursors, while others appear to primarily affect maturation. The results presented here suggest that ML acts as both a proliferative and a maturation factor. The finding that ML stimulates the proliferation of megakaryocyte precursors is supported by several clues. First, APP stimulates the proliferation as well as the maturation of human megakaryocytes in vitro, and this stimulation is completely inhibited by mpl-IqG · (Figures 7 and 8). Furthermore, the inhibition of megakaryocyte colony formation by c-mpl antisense oligonucleotides (Methia et al., Blood, 82: 1395-1401 [1993]) and the finding that c-mpl can produce a proliferative signal in lines also show into which it is transfected (Skoda et al., EMBO, 12: 2645-2653 [1993] and Vigon et al., Oncogene, 8: 2607-2615 [1993]) that ML stimulates proliferation. The apparent expression of c-mpl during all phases of megakaryocyte differentiation (Methia et al., Blood, 82: 1395-1401 [1993]) and the ability of recombinant ML to rapidly stimulate platelet production in vivo show that ML also Ripening affects. The availability of recombinant ML makes it possible to investigate carefully its role in regulating megakaryocytopoiesis and thrombopoiesis as well as its potential to influence other hematopoietic lineages. 8. Isolation of the gene for the human mpl ligand (TPO)
Humane genomische DNA-Klone des TPO-Gens wurden isoliert durch Absuchen einer humanen gencmischen Bank in X-Geml2 mit pR45 unter niedrig stringenten Bedingungen Oder unter hoch stringenten Bedingungen mit einem Fragment, das der 3'-Hälfte der humanen cDNA entsprach, die für den humanen mpl-Liganden kodiert. Zwei überlappende Lambda-Klone, die 35 kb umfassen, wurden isoliert. Zwei überlappende Fragmente (BamHl und EcoRI), die das vollstândige TPO-Gen enthalten, wurden subkloniert und sequenziert (Fig. 14A, 14B und 14C).Human genomic DNA clones of the TPO gene were isolated by screening a human genetic library in X-Geml2 with pR45 under low stringency conditions or under highly stringent conditions with a fragment corresponding to the 3'-half of the human cDNA required for the encoded human mpl ligand. Two 35 kb overlapping lambda clones were isolated. Two overlapping fragments (BamHI and EcoRI) containing the complete TPO gene were subcloned and sequenced (Fig. 14A, 14B and 14C).
Die Struktur des humanen Gens setzt sich zusammen aus sechs Exons innerhalb von 7 kb der genomischen DNA. Die Grenzen aller Exon/Intron-Verbindungen stimmen überein mit dem Kon-sensusmotiv, das für Sâugergene etabliert worden ist (Shapiro, M.B. et al., Nucl. Acids Res. 15:7155 [1987]).The structure of the human gene consists of six exons within 7 kb of genomic DNA. The boundaries of all exon / intron connections agree with the consensual motif that has been established for infant genes (Shapiro, M.B. et al., Nucl. Acids Res. 15: 7155 [1987]).
Exon 1 und Exon 2 enthalten 5'-nicht- translatierte Sequenz und die anfânglichen vier·Aminosäuren des Signalpeptids. Der Rest des sekretorischen Signals und die ersten 26 Aminosâu-ren des reifen Proteins werden durch Exon 3 kodiert. Die vollstândige Carboxyldomâne und der 31-nicht-translatierteExon 1 and exon 2 contain 5 'untranslated sequence and the initial four amino acids of the signal peptide. The rest of the secretory signal and the first 26 amino acids of the mature protein are encoded by exon 3. The full carboxyl domain and the 31 non-translated
Bereich wie auch rund 50 Aminosäuren der Erythropoietin-ähn-lichen Domäne werden durch Exon 6 kodiert. Die vier Ami-nosäuren, die an der Deletion beteiligt sind, die in hML-2 beobachtet werden (hTPO-2), werden durch das 5'-Ende des Exons 6 kodiert.The region as well as around 50 amino acids of the erythropoietin-like domain are encoded by exon 6. The four amino acids involved in the deletion observed in hML-2 (hTPO-2) are encoded by the 5 'end of exon 6.
Die Analyse von huiaaner genomischer DNA durch einen Southern Blot zeigte, daß das Gen für TPO in einer einzigen Kopie vorliegt. Die chromosomale Lage des Gens wurde ermittelt durch fluoresz ierende in situ-Hybridisierung (FISH), die dem Chromosom 3q27-28 zugeordnet wurde. 9. Expression und Reinigung von TPO aus 293-ZellenAnalysis of Huiaan genomic DNA by a Southern blot showed that the gene for TPO is in a single copy. The chromosomal location of the gene was determined by fluorescent in situ hybridization (FISH), which was assigned to chromosome 3q27-28. 9. Expression and purification of TPO from 293 cells
Herstellen und Reinigen von ML oder TPO aus 293-Zellen ist ausführlich beschrieben in Beispiel 19. Kurz ausgefiihrt, cDNA, die dem vollständigen offenen Leseraster von TPO ent-spricht, wurde erhalten durch PCR mit Hilfe von pRK5-hmp!I. Das PCR-Produkt wurde gereinigt und zwischen die Restrik-tionsspaltstellen Clal und Xbal des Plasmids pRKStkneo (ein von pRK5 stammender Vektor, der modifiziert war zum Expri-mieren eines Neomycinresistenzgens unter der Kontrolle des Thymidinkinasepromotors), kloniert, urn den Vektor pRK5tkneo.ORF (ein Vektor, der für den vollständigen offenen Leseraster kodiert) zu erhalten.The preparation and purification of ML or TPO from 293 cells is described in detail in Example 19. Briefly stated, cDNA, which corresponds to the complete open reading frame of TPO, was obtained by PCR using pRK5-hmp! I. The PCR product was purified and cloned between the restriction sites Clal and Xbal of the plasmid pRKStkneo (a vector derived from pRK5, which was modified to express a neomycin resistance gene under the control of the thymidine kinase promoter), to the vector pRK5tkneo.ORF ( a vector that encodes the full open reading frame).
Ein zweiter Vektor, der die EPO-homologe Domäne kodiert, wurde auf die gleiche Weise erzeugt, aber unter-Verwendung verschiedener PCR-Primer, urn das endgültige Konstrukt, pRK5-tkneoEPO-D genannt, zu erhalten.A second vector encoding the EPO homologous domain was generated in the same way, but using different PCR primers to obtain the final construct, called pRK5-tkneoEPO-D.
Diese beiden Konstrukte wurden in humane Embryonennierenzel-len durch das Kalziumphosphatverfahren transfektiert, und Neomycin-resistente Klone wurden ausgewählt und bis zu kon-fluenter Dichte kultiviert. Die Expression von ML153 oder ML332 i-n den konditionierten Medien dieser Klone wurde geines-sen mit Hilfe des Ba/F3-mpi-Proliferationsassays.These two constructs were transfected in human embryonic kidney cells by the calcium phosphate method, and neomycin-resistant clones were selected and cultured to confluent density. Expression of ML153 or ML332 in the conditioned media of these clones was determined using the Ba / F3-mpi proliferation assay.
Die Reinigung von rhML332 wurde durchgeführt, wie beschrieben in Beispiel 19. Kurz ausgeführt, 293-rhML332-konditionierte Medien wurden auf eine Blue-Sepharose (Pharmacia)-Säule ge-geben, die anschließend gewaschen wurde mit einem Puffer enthaltend 2M Harnstoff. Die Säule wurde eluiert mit einem Puffer enthaltend 2M Harnstoff und 1M NaCl. Der Blue-Sepha-rose-Elutionspool wurde dann direkt auf eine WGA-Sepharose-Säule gegeben, gewaschen mit 10 Säulenvolumina Puffer enthaltend 2M Harnstoff und 1M NaCl, und eluiert mit dem glei-chen Puffer, enthaltend 0,5M N-Acetyl-D-glucosamin. Das WGA-Sepharose-Eluat wurde auf eine C4-HPLC-Säule (Synchrom,The purification of rhML332 was carried out as described in Example 19. Briefly stated, 293-rhML332 conditioned media were placed on a Blue Sepharose (Pharmacia) column, which was then washed with a buffer containing 2M urea. The column was eluted with a buffer containing 2M urea and 1M NaCl. The Blue Sepha rose elution pool was then placed directly on a WGA Sepharose column, washed with 10 column volumes of buffer containing 2M urea and 1M NaCl, and eluted with the same buffer containing 0.5M N-acetyl-D -glucosamine. The WGA-Sepharose eluate was applied to a C4-HPLC column (Synchrom,
Ine.) gegeben und eluiert mit einem diskontinuierlichen Pro-panolgradienten. In SDS-PAGE wandert das gereinigte 293-rhML332 als eine breite Bande in dem Bereich 68-80 kDa des Gels (siehe Fig. 15).Ine.) And eluted with a discontinuous propanol gradient. In SDS-PAGE, the purified 293-rhML332 migrates as a broad band in the 68-80 kDa range of the gel (see Fig. 15).
Die Reinigung von rhML153 wurde ebenfalls durchgeführt, wie beschrieben in Beispiel 19. Kurz ausgeführt, 293-rhML153-kon-ditionierte Medien wurden aufgetrennt auf Blue-Sepharose, wie beschrieben für rhML332· Das Blue-Sepharose-Eluat wurde direkt auf eine mpI-Affinitätssäule gegeben, wie oben beschrieben. Von der mpl-hffinitätssäule eluiertes rhML153 wurde bis zur Homogenität gereinigt mit Hilfe eines C4-HPLC-Säulenlaufs unter den gleichen Bedingungen wie für rhML332 verwendet. In SDS-PAGE trennt sich das gereinigte rhML153 in zwei Haupt- und zwei Nebenbanden mit Mr von rund 18000-22000 (siehe Fig. 15). 10. Der mpl-Ligand aus MausPurification of rhML153 was also performed as described in Example 19. Briefly, 293-rhML153-conditioned media were separated on Blue-Sepharose as described for rhML332. The Blue-Sepharose eluate was applied directly to an mpI affinity column given as described above. RhML153 eluted from the mpl-hffinity column was purified to homogeneity using a C4 HPLC column run under the same conditions as used for rhML332. In SDS-PAGE the purified rhML153 separates into two main and two minor bands with Mr of around 18000-22000 (see Fig. 15). 10. The mouse mpl ligand
Ein DNA-Fragment entsprechend der kodierenden Region des hu-manen mpI-Liganden wurde erhalten durch PCR, gelgereinigt und markiert in der Anwesenheit von P-dATP und P-dCTP. Diese Probe wurde verwendet zum Absuchen von 106 Klonen einer Mausleber-cDNA-Bank in λΰΤΙΟ. Ein Mäuseklon (Fig. 16 [SEQ ID NO: 12 & 13)), enthaitend ein 1443 Basenpaar-Insert, wurde isoliert und sequenziert. Das vermutete Startcodon an Nukleotidposition 138-141 lag innerhalb einer Konsensusse-quenz, die fiir die eukaryotische Translationsinitiation vor-teilhaft ist (Kozak, M., J. Cell Biol., 108:229-241 [1989]). Diese Sequenz definiert einen offenen Leseraster von 1056 Nukleotiden, der ein primäres Translationsprodukt von 352 Aminosäuren vorhersagt. Diesen offenen Leseraster flankieren 137 Nukleotide 5'- und 247 Nukleotide einer 31-nicht-trans-latierten Sequenz. Es gibt keinen Poly(A)-Schwanz, der auf die 3'-nicht-translatierte Region folgt, wobei dies anzeigt, daß der Klon vermutlich nicht vollständig ist. Der N-Termi-nus der vorhergesagten Aminosäuresequenz ist stark hydrophob und stellt vermutlich ein Signalpeptid dar. Die Computeranalyse (von Heijne, G., Eur. J. Biochem. 133:17-21 (1983)) zeigt eine potentielle Spaltstelle fiir die Signal-peptidase zwischen Resten 21 und 22. Die Spaltung an dieser Position würde ein reifes Polypeptid von 331 Aminosäuren (35 kDa) ergeben, das als mML33i identifiziert wird (Oder mML2, aus den Griinden, wie unten angegeben) . Die Sequenz enthält vier Cysteine, die in der humanen Sequenz alle konserviert sind, und sieben potentielle N-Glykosylierungsstellen, von denen fünf in der humanen Sequenz konserviert sind. Wie-derum, wie bei hML, sind die sieben potentiellen N-Glykosy-lierungsstellen in der C-terminalen Hälfte des Proteins lo-kalisiert.A DNA fragment corresponding to the coding region of the human mpI ligand was obtained by PCR, gel-purified and labeled in the presence of P-dATP and P-dCTP. This sample was used to screen 106 clones of a mouse liver cDNA library in λΰΤΙΟ. A mouse clone (Fig. 16 [SEQ ID NO: 12 & 13)) containing a 1443 base pair insert was isolated and sequenced. The suspected start codon at nucleotide position 138-141 was within a consensus sequence that is advantageous for eukaryotic translation initiation (Kozak, M., J. Cell Biol., 108: 229-241 [1989]). This sequence defines an open reading frame of 1056 nucleotides that predicts a primary translation product of 352 amino acids. This open reading frame is flanked by 137 nucleotides 5'- and 247 nucleotides of a 31 non-translatated sequence. There is no poly (A) tail following the 3 'untranslated region, indicating that the clone is probably not complete. The N-terminus of the predicted amino acid sequence is highly hydrophobic and presumably represents a signal peptide. Computer analysis (by Heijne, G., Eur. J. Biochem. 133: 17-21 (1983)) shows a potential cleavage point for the signals -peptidase between residues 21 and 22. Cleavage at this position would result in a mature 331 amino acid (35 kDa) polypeptide which is identified as mML33i (or mML2, for the reasons given below). The sequence contains four cysteines, all of which are conserved in the human sequence, and seven potential N-glycosylation sites, five of which are conserved in the human sequence. Again, as with hML, the seven potential N-glycosylation sites are localized in the C-terminal half of the protein.
Wenn verglichen mit dem humanen ML, wird beträchtliche Iden- tität fiir die Nukleotid- und die gefolgerten Aminosäurense-quenzen beobachtet in den "EPO-Domänen" dieser ML's. Jedoch wenn die gefolgerten Aminosäurensequenzen von humanem und Mäuse-ML's ausgerichtet werden, scheint die Maussequenz eine Tetrapeptiddeletion zwischen Resten 111-114 zu tragen, die der 12 Nukleotid-Deletion entspricht, die der Nukleotidposition 618 folgt, wie beobachtet in der humanen (siehe oben) und der Schweine- (siehe unten) cDNA. Demzufolge wurden weitere Klone untersucht, um mögliche Mäuse-ML-Isoformen zu identifizieren. Ein Klon kodierte für eine gefolgerte 335 Aminosäure lange Polypeptidsequenz enthaltend das "fehlende" Tetrapeptid LPLQ. Von dieser Form wird angenommen, daß sie den vollständigen ML der Maus darstellt, und sie wird be-zeichnet als mML Oder 111ML335, Die Nukleotid- und die gefolgerte Arainosäuresequenz für mML sind in Fig. 17 angegeben (SEQ ID NO: 14 & 15). Diese cDNA-Klone bestehen aus 1443 Basenpaaren gefolgt von einem Poly(A)-Schwanz. Sie besitzt einen offenen Leseraster von 1068 bp, flankiert von 134 Basen einer 5f- und 241 Basen einer 3'-nicht-translatierten Sequenz. Das vermutete Startcodon liegt an der Nukleotidpo-sition 138-140. Der offene Leseraster kodiert ein vorherge-sagtes Protein von 356 Aminosäuren, die ersten 21 davon sind stark hydrophob und fungieren wahrscheinlich als Sekretions-signal.When compared to the human ML, considerable identity for the nucleotide and inferred amino acid sequences is observed in the "EPO domains" of these MLs. However, when the inferred amino acid sequences of human and mouse ML's are aligned, the mouse sequence appears to carry a tetrapeptide deletion between residues 111-114 that corresponds to the 12 nucleotide deletion that follows nucleotide position 618 as observed in human (see above) and the porcine (see below) cDNA. As a result, further clones were examined to identify possible mouse ML isoforms. A clone encoded a deduced 335 amino acid polypeptide sequence containing the "missing" tetrapeptide LPLQ. This form is believed to represent the complete ML of the mouse and is referred to as mML or 111ML335. The nucleotide and inferred araino acid sequence for mML are given in Figure 17 (SEQ ID NO: 14 & 15) . These cDNA clones consist of 1443 base pairs followed by a poly (A) tail. It has an open reading frame of 1068 bp, flanked by 134 bases of a 5f and 241 bases of a 3 'untranslated sequence. The suspected start codon is at nucleotide position 138-140. The open reading frame encodes a predicted protein of 356 amino acids, the first 21 of which are highly hydrophobic and probably act as a secretion signal.
Schließlich wurde ein dritter Mäuseklon isoliert, sequen-ziert, und es wurde gefunden, daß er die 116 Nukleotid-Dele-tion, die hML3 entspricht, enthält. Diese Mäuse-Isoform wird deshalb mML3 bezeichnet. Ein Vergleich der gefolgerten Ami-nosäuresequenzen dieser zwei Isoformen ist in Fig. 18 ge-zeigt (SEQ ID NO: 9 & 16).Finally, a third mouse clone was isolated, sequenced and found to contain the 116 nucleotide deletion corresponding to hML3. This mouse isoform is therefore called mML3. A comparison of the inferred amino acid sequences of these two isoforms is shown in Fig. 18 (SEQ ID NO: 9 & 16).
Die gesamte Aminosäuresequenzidentität zwischen humanem und Mäuse-ML (Fig. 19 [SEQ ID NO: 6 & 17]) beträgt 72%, aber diese Homologie ist nicht gleichmäßig verteilt. Die als die "EPO-Domäne" bezeichnete Region (Aminosäuren 1-153 für die humane Sequenz und 1-149 für die Maus) ist starker konser-viert (86% Homologie) als die carboxyterminale Region des Proteins (62% Homologie). Dies mag weiterhin darauf hindeu-ten, daß nur die "EPO-Domäne" wichtig ist für die biologische Aktivität des Proteins. Interessanterweise ist von den zwei dibasischen Aminosâuremotiven, die in hML gefunden werden, nur das dibasische Motiv, das unmittelbar der "EPO-Do-mâne" (Resteposition 153-154) in der humanen Sequenz folgt in der Maussequenz vorhanden. Dies ist in Übereinstimmung mit der Möglichkeit, daß der vollständige ML ein Vorläufer-protein darstellen kann, das eine begrenzte Proteolyse durchläuft, um den reifen Liganden zu erzeugen. Alternativ kann die Proteolyse zwischen Argi53-Argi54 die Clearance von hML erleichtern.The total amino acid sequence identity between human and mouse ML (Fig. 19 [SEQ ID NO: 6 & 17]) is 72%, but this homology is not evenly distributed. The region referred to as the "EPO domain" (amino acids 1-153 for the human sequence and 1-149 for the mouse) is more strongly conserved (86% homology) than the carboxy-terminal region of the protein (62% homology). This may further suggest that only the "EPO domain" is important for the biological activity of the protein. Interestingly, of the two dibasic amino acid motifs found in hML, only the dibasic motif that immediately follows the "EPO-Do-mâne" (residue position 153-154) in the human sequence is present in the mouse sequence. This is consistent with the possibility that the complete ML can be a precursor protein that undergoes limited proteolysis to generate the mature ligand. Alternatively, proteolysis between Argi53-Argi54 can facilitate hML clearance.
Ein Expressionsvektor, enthaltend die vollständige kodie-rende Sequenz für mML, wurde transient transfektiert in 293-Zellen, wie beschrieben in Beispiel 1. Kcnditionierte Medien von diesen Zeilen stimulierten 3H-Thymidin-Einbau in Ba/F3-Zellen, die entweder den Mäuse- oder humanen mpl exprimier-ten, aber sie hatten keinen Effekt auf die Eltern (mpl-frei)-Zellinie. Dies zeigt, daß die klonierte ML-cDNA der Maus einen funktionellen Liganden kodiert, der in der Lage ist, sowohl den Mäuse- wie auch den humanen ML-Rezeptor (mpl) zu aktivieren. 11. Der mpl-Ligand ans SchweinAn expression vector containing the complete coding sequence for mML was transiently transfected into 293 cells as described in Example 1. Conditioned media from these lines stimulated 3H-thymidine incorporation into Ba / F3 cells that either the mouse or expressed human mpl, but they had no effect on the parent (mpl-free) cell line. This shows that the cloned mouse ML cDNA encodes a functional ligand capable of activating both the mouse and human ML receptors (mpl). 11. The mpl ligand to the pig
Schweine-ML (pML) cDNA wurde isoliert durch RACE-PCR, wie beschrieben in Beispiel 13. Ein PCR-cDNA-Produkt aus 1342 bp wurde in Niere aufgefunden und subkloniert. Mehrere Klone wurden sequenziert, und von diesen wurde gefunden, daß sie einen Schweine-mpI-Liganden von 332 Aminosäureresten, be-zeichnet als pML (oder pML332) , kodiert, der die Nukleotid-und gefolgerte Aminosäuresequenz, wie in Fig. 20 (SEQ ID NO: 18 & 19) gezeigt, besitzt.Porcine ML (pML) cDNA was isolated by RACE-PCR as described in Example 13. A 1342 bp PCR cDNA product was found in kidney and subcloned. Several clones were sequenced and were found to encode a porcine mpI ligand of 332 amino acid residues, designated pML (or pML332), which encoded the nucleotide and deduced amino acid sequence as shown in Figure 20 (SEQ ID NO: 18 & 19).
Wiederum wurde eine zweite Form, als pML2 bezeichnet, die ein Protein mit einer 4 Aminosäure-Deletion kodiert (228 Aminosäurereste), identifiziert (siehe Fig. 21 [SEQ ID NO. 21]). Ein Vergleich der pML- und pML2-Aminosäuresequenzen zeigt, daß die letztere Form identisch ist, mit der Aus-nahme, daß das Tetrapeptid QLPP, entsprechend den Resten 111-114 einschließlich, deletiert worden vier Amninosäuren lange Deletionen ist (siehe Fig. 22 [SEQ ID NO: 18 & 21]).Again, a second form, designated pML2, encoding a protein with a 4 amino acid deletion (228 amino acid residues) was identified (see Figure 21 [SEQ ID NO. 21]). A comparison of the pML and pML2 amino acid sequences shows that the latter form is identical, with the exception that the tetrapeptide QLPP, corresponding to residues 111-114 inclusive, has been deleted, four amino acid long deletions (see Fig. 22 [ SEQ ID NO: 18 & 21]).
Die vier Aminosäuren lange Deletionen, die in Mäuse- und Schweine-ML-cDNA beobachtet werden, treten exakt an der gleichen Position innerhalb des vorhergesagten Proteins auf.The four amino acid deletions observed in mouse and porcine ML cDNA occur in exactly the same position within the predicted protein.
Ein Vergleich der vorhergesagten Aminosäuresequenzen der reifen ML-Form aus Mensch, . Maus und Schwein (Fig. 19 [SEQ ID NO: 6, 17 & 18]) zeigt, daß die Gesamtsequenzidentitât 72% betrâgt zwischen Maus und Mensch, 68% zwischen Maus und Schwein und 73% zwischen Schwein und Mensch. Die Homologie ist beträchtlich größer in der aminoterminalen Hälfte des ML (der EPO-homologen Domäne). Diese Domäne ist zu 80-84% iden-tisch zwischen zwei Arten, wohingegen die carboxyterminale Hälfte (Kohlenhydratdomäne) zu nur 57 bis 67 % identisch ist. Ein dibasisches Aminosäuremotiv, das eine Protease-spaltstelle repräsentieren könnte, ist an dem Carboxyende der Erythropoietin-Homologiedomäne vorhanden. Dieses Motiv ist konserviert zwischen den drei Arten an dieser Position (Fig. 19 [SEQ ID NO: 6, 17 & 18]). Eine zweite dibasische Stelle, die an Position 245 und 246 in der humanen Sequenz vorhanden ist, ist nicht vorhanden in der Mäuse- Oder Schweinesequenz. Die Mause- und die Schweine-ML-Sequenz ent-hält 4 Cysteine, die alle konserviert sind in der humanen Sequenz. Es gibt sieben potentielle N-Glycosylierungsstellen innerhalb des Maus-Liganden und sechs innerhalb des Schweine-ML, von denen fiinf innerhalb der humanen Sequenz konserviert sind. Wiederum sind alle potentiellen N-Glycosy-lierungsstellen in der C-terminalen Hälfte des Proteins vorhanden. 12. Expression und Reinigung von TPO aus Zeilen des chinesi-schen Hamsters (CHO)A comparison of the predicted amino acid sequences of the mature human ML form. Mouse and pig (Fig. 19 [SEQ ID NO: 6, 17 & 18]) shows that the overall sequence identity is 72% between mouse and human, 68% between mouse and pig and 73% between pig and human. The homology is considerably larger in the amino terminal half of the ML (the EPO homologous domain). This domain is 80-84% identical between two types, whereas the carboxy-terminal half (carbohydrate domain) is only 57 to 67% identical. A dibasic amino acid motif, which could represent a protease cleavage site, is present at the carboxy end of the erythropoietin homology domain. This motif is preserved between the three species at this position (Fig. 19 [SEQ ID NO: 6, 17 & 18]). A second dibasic site present at positions 245 and 246 in the human sequence is absent in the mouse or pig sequence. The mouse and porcine ML sequences contain 4 cysteines, all of which are conserved in the human sequence. There are seven potential N-glycosylation sites within the mouse ligand and six within the porcine ML, five of which are conserved within the human sequence. Again, all potential N-glycosylation sites are present in the C-terminal half of the protein. 12. Expression and Purification of TPO from Lines of the Chinese Hamster (CHO)
Die zum Transfektieren der CHO-Zellen verwendeten Expressi-onsvektoren werden wie folgt bezeichnet: pSV15.ID.LL.MLORF (vollständig Oder TPO332) , und pSV15. ID.LL.MLEPO-D (verkiirzt Oder TPOX53) . Die wesentlichen Merkmale dieser Plasmide sind in Fig. 23 und 24 gezeigt.The expression vectors used to transfect the CHO cells are designated as follows: pSV15.ID.LL.MLORF (complete or TPO332), and pSV15. ID.LL.MLEPO-D (shortened or TPOX53). The essential features of these plasmids are shown in FIGS. 23 and 24.
Die Transfektionsverfahren sind in Beispiel 20 beschrieben. Kurz ausgefiihrt, cDNA, die dem vollständigen offenen Lese-raster von TPO entspricht, wurde durch PCR erhalten. Das PCR-Produkt wurde gereinigt und kloniert zwischen die Re-striktionsspaltstellen (Clal und Sali) des Plasmids pSV15.ID.LL, um den Vektor pSV15.ID.LL.ML0RF zu erhalten.The transfection procedures are described in Example 20. Briefly, cDNA corresponding to the full open reading frame of TPO was obtained by PCR. The PCR product was purified and cloned between the restriction sites (Clal and Sali) of the plasmid pSV15.ID.LL to obtain the vector pSV15.ID.LL.ML0RF.
Ein zweites Konstrukt, entsprechend der EPO-homologen Do-mäne, wurde auf die gleiche Weise erzeugt, aber unter Ver-wendung eines verschiedenen reversen Primers (EPOD.Sal). Das endgiiltige Konstrukt für den Vektor, der für die EPO-homo-loge Domäne von TPO kodiert, wird pSVl5. ID.LL.MLEPO-D ge-nannt.A second construct, corresponding to the EPO homologous domain, was generated in the same way, but using a different reverse primer (EPOD.Sal). The final construct for the vector encoding the EPO homologous domain of TPO becomes pSVl5. ID.LL.MLEPO-D.
Diese zwei Konstrukte wurden linearisiert mit Notl und transfektiert in Ovarienzellen des chinesischen Hamsters (CHO-DP12-Zeilen, EP 307,247, veröffentlicht am 15. März 1989) durch Elektroporation. 107 Zeilen wurden einer Elek-troporation unterzogen in einem BRL-Elektroporationsapparat (350 Volt, 330 mF, geringe Kapazitanz) in der Anwesenheit von 10, 25 Oder 50 mg DNA, wie beschrieben (Andreason, G.L., J. Tissue Cult. Meth. 15,56 [1993]). Am auf die Transfektion folgenden Tag wurden die Zeilen aufgeteilt auf DHFR-selek-tive Medien (Hoch-Glukose-DMEM-F12 50:50 ohne Glyzin, 2 mM Glutamin, 2-5% dialysiertes fötales Kälberserum). 10 bis 15 Tage später wurden einzelne Koloniën in 96-Loch-Platten überführt und bis zur Konfluenz kultiviert. Die Expression von ML153 Oder ML332 in den konditionierten Medien dieser Klone wurde gemessen mit Hilfe des Ba/F3-mpl-Proliféra- tionsassays (beschrieben in Beispiel 1).These two constructs were linearized with Notl and transfected into Chinese hamster ovary cells (CHO-DP12 lines, EP 307,247, published March 15, 1989) by electroporation. 107 lines were electroporation in a BRL electroporation apparatus (350 volts, 330 mF, low capacitance) in the presence of 10, 25 or 50 mg of DNA as described (Andreason, GL, J. Tissue Cult. Meth. 15 , 56 [1993]). On the day following the transfection, the lines were divided into DHFR-selective media (high-glucose-DMEM-F12 50:50 without glycine, 2 mM glutamine, 2-5% dialyzed fetal calf serum). 10 to 15 days later, individual colonies were transferred to 96-well plates and cultivated to confluence. The expression of ML153 or ML332 in the conditioned media of these clones was measured using the Ba / F3-mpl proliferation assay (described in Example 1).
Das Verfahren zum Reinigen und Isolieren von TPO aus geern-teter CHO-Zellkulturflüssigkeit ist in Beispiel 20 beschrieben. Kurz ausgefiihrt, geerntete Zellkulturflüssigkeit (HCCF) wird auf eine Blue-Sepharose-Säule (Pharmacia) mit einem Verhältnis von ungefähr 100 1 des HCCF pro Liter Harz gege-ben. Die Sâule wird dann mit dem 3- bis 5-fachen Säulenvo- lumen an Puffer gewaschen, gefolgt von 3 bis 5 Säulenvolu-mina eines Puffers enthaltend 2,0 M Harnstoff. TPO wird dann eluiert mit 3 bis 5 Säulenvolumen an Puffer enthaltend 2,0M Harnstoff und l,0M NaCl.The procedure for cleaning and isolating TPO from harvested CHO cell culture fluid is described in Example 20. Briefly, harvested cell culture fluid (HCCF) is placed on a Blue Sepharose column (Pharmacia) at a ratio of approximately 100 liters of HCCF per liter of resin. The column is then washed with 3 to 5 times the column volume of buffer, followed by 3 to 5 column volumes of a buffer containing 2.0 M urea. TPO is then eluted with 3 to 5 column volumes of buffer containing 2.0M urea and 1.0M NaCl.
Der eluierte Blue-Sepharose-Pool enthaltend TPO wird dann auf eine Weizenkeimlectin-Sepharosesäule (Pharmacia), equi-libriert in dem Blue-Sepharose-Elutionspuffer, in einem Ver-hältnis von 8 bis 16 ml an Blue-Sepharose-Eluat pro ml Harz gegeben. Die Saule wird dann mit 2 bis 3 Säulenvolumen an Equilibrierungspuffer gewaschen. TPO wird dann eluiert mit 2 bis 5 Säulenvolumen eines Puffers enthaltend 2,0M Harnstoff und 0,5M N-Acetyl-D-glucosamin.The eluted Blue Sepharose pool containing TPO is then applied to a wheat germ lectin Sepharose column (Pharmacia), equilibrated in the Blue Sepharose elution buffer, in a ratio of 8 to 16 ml of Blue Sepharose eluate per ml of resin given. The column is then washed with 2 to 3 column volumes of equilibration buffer. TPO is then eluted with 2 to 5 column volumes of a buffer containing 2.0M urea and 0.5M N-acetyl-D-glucosamine.
Das Weizenkeimlektineluat enthaltend TPO wird dann angesäu-ert, und C^Es wir<^ zugesetzt auf eine Endkonzentration von 0,04%. Der erhaltene Pool wird auf eine C4-Umkehrphasen-säule, equilibriert in 0,1% TFA, 0,04% C^Eg, mit einer Bela-dung von ungefähr 0,2 bis 0,5 mg Protein pro ml Harz gegeben.The wheat germ lectin eluate containing TPO is then acidified and C ^ It is added to a final concentration of 0.04%. The pool obtained is placed on a C4 reverse phase column, equilibrated in 0.1% TFA, 0.04% C ^ Eg, with a loading of approximately 0.2 to 0.5 mg protein per ml resin.
Das Protein wird eluiert mit einem zweiphasigen linearen Gradiënten aus Acetonitril enthaltend 0,1%· TFA und 0,04%The protein is eluted with a two-phase linear gradient from acetonitrile containing 0.1% TFA and 0.04%
Ci2Eg, und ein Pool wird hergestellt auf der Basis von SDS-PAGE.Ci2Eg, and a pool is created based on SDS-PAGE.
Der C4-Pool wird dann verdiinnt und einer Diaf iltration gegen ungefähr 6 Volumen an Puffer auf einer Araicon YM oder ähnli-chen Ultrafiltrationsmembran mit einem Cut-off des Moleku-largewichts bei 10000 bis 30000 unterzogen. Das erhaltene Diafiltrat kann dann direkt weiterverarbeitet werden oder weiter konzentriert werden durch Ultrafiltration. Das Dia-filtrat/Konzentrat wird iiblicherweise auf eine Endkonzentration von 0,01% Tween-80 eingestellt.The C4 pool is then diluted and diafiltered against approximately 6 volumes of buffer on an Araicon YM or similar ultrafiltration membrane with a molecular weight cut-off at 10,000 to 30,000. The diafiltrate obtained can then be directly processed further or further concentrated by ultrafiltration. The dia-filtrate / concentrate is usually adjusted to a final concentration of 0.01% Tween-80.
Das vollständige oder ein Teil des Diafiltrats/Konzentrats, das äquivalent ist zu 2 bis 5% des berechneten Säulenvolu- mens, wird dann auf eine Sephacryl S-300 HR-Säule (Pharmacia) gegeben, die equilibriert ist in einem Puffer enthaltend 0,01% Tween-80, und wurde dann chromatographiert. Die TPO enthaltenden Fraktionen, die frei sind von Aggregaten und proteolytischan Abbauprodukten, werden dann verei-nigt auf der Basis von SDS-PAGE. Der erhaltene Pool wird filtriert und bei 2-8°C gelagert.All or part of the diafiltrate / concentrate, which is equivalent to 2 to 5% of the calculated column volume, is then placed on a Sephacryl S-300 HR column (Pharmacia), which is equilibrated in a buffer containing 0.01 % Tween-80, and was then chromatographed. The TPO-containing fractions, which are free of aggregates and proteolytic degradation products, are then combined on the basis of SDS-PAGE. The pool obtained is filtered and stored at 2-8 ° C.
13. Verfahren zum Transformieren und Induzieren der TPO-Syn-these in einem Mikroorganismus und Isolieren, Reinigen und Zurückfalten des darin hergestellten TPO13. Process for transforming and inducing TPO synthesis in a microorganism and isolating, cleaning and refolding the TPO produced therein
Die Konstruktion der E. Coli-TPO-Expressionsvektoren ist ausfiihrlich beschrieben in Beispiel 21. Kurz ausgeführt, Plasmide pMP21, pMP151, pMP41, pMP57 und pMP202 wurden alle so entworfen, daß sie die'ersten 155 Aminosäuren von TPO stromabwärts eines kleinen Leaders exprimieren, der zwischen den verschiedenen Konstrukten variiert. Die Leader dienen primär einem hohen Spiegel der Translationsinitiation und der raschen Reinigung. Die Plasmide pMP210-l, -T8, -21, -22, -24, -25 sind entworfen zum Exprimieren der ersten 153 Ami-nosäuren des TPO stromabwärts von einem Initiations-Methio-nin, und sie unterscheiden sich nur in der Codon-Usage für die ersten sechs Aminosäuren des TPO, während das Plasmid pMP251 ein Dérivât von pMP210-l ist, in dem das carboxyterminale Ende von TPO urn zwei Aminosäuren verlängert ist. Alle obigen Plasmide erzeugen hohe Spiegel an intrazellulärer Expression von TPO in E. Coli durch die Induktion des Trypto-phanpromotors (Yansura, D.G. et al., Methods in Enzymology (Goeddel, D.V., Hrsg.) 185:54-60, Academic Press, San Diego [1990]). Die Plasmide pMPl und pMP172 sind Zwischenprodukte bei der Konstruktion der obigen Plasmide zur intrazellulären TPO-Expression.The construction of the E. coli TPO expression vectors is described in detail in Example 21. Briefly stated, plasmids pMP21, pMP151, pMP41, pMP57 and pMP202 were all designed to express the first 155 amino acids of TPO downstream of a small leader. that varies between different constructs. The leaders primarily serve a high level of translation initiation and quick cleaning. The plasmids pMP210-1, -T8, -21, -22, -24, -25 are designed to express the first 153 amino acids of the TPO downstream of an initiation methionine and differ only in the codon Usage for the first six amino acids of the TPO, while the plasmid pMP251 is a derivative of pMP210-l, in which the carboxy-terminal end of TPO is extended by two amino acids. All of the above plasmids produce high levels of intracellular expression of TPO in E. coli by induction of the tryptophan promoter (Yansura, DG et al., Methods in Enzymology (Goeddel, DV, ed.) 185: 54-60, Academic Press, San Diego [1990]). The plasmids pMPl and pMP172 are intermediate products in the construction of the above plasmids for intracellular TPO expression.
Die obigen TPO-Expressionsplasmide wurden verwendet zum Transformieren von E. Coli mit Hilfe des CaCl2-Uitzeschock- verfahrens (Mandei, M. et al., J. Mol. Biol., 53:159-162, [1970]) und anderer Verfahren, wie in Beispiel 21 beschrie-ben. Kurz ausgeführt, die transformierten Zeilen wurden zu-nächst bei 37°C kultiviert, bis die optische Dichte (600 nm) der Kultur ungefähr 2-3 erreichte. Die Kultur wurde dann i verdünnt, und nach Kultivieren unter Belüftung wurde Säure zugesetzt. Die Kultur wurde dann unter Belüftung für weitere 15 Std. kultiviert, und nach dieser Zeit wurden die Zeilen durch Zentrifugation geerntet.The above TPO expression plasmids were used to transform E. Coli using the CaCl2-Uitzeschock method (Mandei, M. et al., J. Mol. Biol., 53: 159-162, [1970]) and other methods as described in Example 21. Briefly stated, the transformed lines were first cultivated at 37 ° C until the optical density (600 nm) of the culture reached approximately 2-3. The culture was then diluted and acid was added after cultivation with aeration. The culture was then cultured with aeration for an additional 15 hours, after which time the rows were harvested by centrifugation.
Die unten angegebenen Isolier-, Reinigungs- und Zurückfal-tungsverfahren zur Herstellung von biologisch aktivem, zu-rückgefaltetem huraanem TPO oder Fragmenten davon werden in Beispielen 22 und 23 beschrieben und können für die Gewin-nung einer beliebigen TPO-Variante verwendet werden, ein-schließlich N- und C-terminal verlängerter Formen. Andere geeignete Verfahren zum Zurückfalten von rekombinantem oder synthetischem TPO können auch in den folgenden Patenten ge-funden werden: Builder et al., U.S.-Patent 4,511,502, Jones et al., U.S.-Patent 4,512,922, Olson U.S.-Patent 4,518,526 und Builder et al., U.S.-Patent 4,620,948; für eine allge-meine Beschreibung der Gewinnung und Zurückfaltungsverfahren für eine Vielzahl von rekombinanten Proteïnen, die in einer unlöslichen Form in E. Coli exprimiert wurden.The isolation, purification, and refolding procedures below for the production of biologically active, refolded huraane TPO or fragments thereof are described in Examples 22 and 23 and can be used to obtain any TPO variant, including finally N- and C-terminal elongated forms. Other suitable methods for refolding recombinant or synthetic TPO can also be found in the following patents: Builder et al., U.S. Patent 4,511,502, Jones et al., U.S. Patent 4,512,922, Olson U.S. Patent 4,518,526 and Builder et al ., U.S. Patent 4,620,948; for a general description of the recovery and refolding procedures for a variety of recombinant proteins expressed in an insoluble form in E. coli.
A. Gewinnen von unlöslichem TPOA. Obtaining Insoluble TPO
Ein Mikroorganismus, wie E. Coli, der durch ein beliebiges Plasmid kodiertes TPO exprimiert, wird unter Bedingungen fermentiert, unter denen TPO als unlösliche "brechende Kör-per (retractile bodies)" abgelagert werden. Gegebenenfalls werden die Zeilen zunächst gewaschen in einem die Zelle auf-brechenden Puffer. Typischerweise werden ungefähr 100 g Zeilen in ungefähr 10 Volumen eines die Zeilen aufbrechenden Puffers resuspendiert (z.B. 10 mM Tris, 5 mM EDTA, pH 8) mit z.B. einem Polytronhomogenisator, und die Zeilen werden zen-trifugiert bei 5000 x g für 30 min. Die Zeilen werden dann lysiert unter Verwendung einer herkömmlichen Technik, wie einem tonischen Schock, Beschallung, Druckaufschluß (pressure cycling), chemischen oder enzymatischen Verfahren. Zum Beispiel kann das obige gewaschene Zellpellet resuspen-diert werden in weiteren 10 Volumen eines die Zeilen aufbre-chenden Puffers mit einem Homogenisator, und die Zellsuspen-sion wird durch einen LH-Cell Disrupter (LH Inceltech, Ine.) oder durch einen Microfluidizer (Microfluidics Interntatio-nal) gemäß den Herstellerangaben durchgeleitet. Das partiku-läre Material enthaltend TPO wird dann von der Flüssigphase abgetrennt und gegebenenfalls mit einer geeigneten Flüssig-keit gewaschen. Zum Beispiel kann eine Suspension des Zell-lysats bei 5000 x g für 30 min zentrifugiert werden, resus-pendiert werden und gegebenenfalls ein zweites Mal zentrifugiert werden, um ein gewaschenes Pellet aus brechenden Körpern zu ergeben. Das gewaschene Pellet kann sofort ver-wendet werden oder gegebenenfalls eingefroren gelagert werden (z.B. bei -70°C).A microorganism, such as E. coli, which expresses TPO encoded by any plasmid, is fermented under conditions under which TPO is deposited as insoluble "retractile bodies". If necessary, the rows are first washed in a buffer which breaks the cell. Typically, about 100 g lines are resuspended in approximately 10 volumes of a line breaking buffer (e.g. 10mM Tris, 5mM EDTA, pH 8) with e.g. a Polytron homogenizer and the lines are centrifuged at 5000 x g for 30 min. The lines are then lysed using conventional techniques such as tonic shock, sonication, pressure cycling, chemical or enzymatic methods. For example, the above washed cell pellet can be resuspended in a further 10 volumes of the row-breaking buffer with a homogenizer, and the cell suspension is reduced by an LH-Cell Disrupter (LH Inceltech, Ine.) Or by a microfluidizer ( Microfluidics Interntatio-nal) according to the manufacturer's instructions. The particulate material containing TPO is then separated from the liquid phase and optionally washed with a suitable liquid. For example, a suspension of the cell lysate can be centrifuged at 5000 x g for 30 min, resuspended and optionally centrifuged a second time to give a washed pellet of refracting bodies. The washed pellet can be used immediately or, if necessary, stored frozen (e.g. at -70 ° C).
B. Solubilisierung und Reinigung von monomerem TPOB. Solubilization and purification of monomeric TPO
Unlösliches TPO in dem Pellet der brechenden Körper wird dann solubilisiert mit einem Solubilisierungspuffer. Der So-lubilisierungspuffer enthält ein chaotropes Mittel und wird üblicherweise bei einem basischen pH gepuffert und enthält ein Reduktionsmittel, um die Ausbeute an monomerem TPO zu verbessern. Repräsentative chaotrope Mittel umfassen Harn-stoff, Guanidin-HCl und Natriumthiocyanat. Ein bevorzugtes chaotropes Mittel ist Guanidin-HCl. Die Konzentration des chaotropen Mittels beträgt üblicherweise 4-9M, vorzugsweise 6-8M. Der pH des Solubilisierungspuffers wird bei einem geeigneten pH in einem pH-Bereich von ungefähr 7,5-9,5, vor zugsweise von 8,0-9,0 und ganz besonders bevorzugt bei 8,0, gehalten. Vorzugsweise enthält der Solubilisierungspuffer auch ein Reduktionsmittel, um der Bildung der monomeren Form von TPO zu helfen. Geeignete Reduktionsmittel umfassen organische Verbindungen enthaltend eine freie Thiolgruppe (RSH). Repräsentative Reduktionsmittel umfassen Dithiothreitol (DTT), Dithioerythritol (DTE), Mercaptoethanol, Glutathion (GSH), Cysteamin und Cystein. Ein bevorzugtes Reduktionsmit-tel ist Dithiothreitol (DTT). Gegebenenfalls kann der Solu-bilisierungspuffer ein mildes Oxidationsmittel enthalten (z.B. molekularen Sauerstoff) und ein Sulfitsalz, um monomères TPO über Sulfitolyse zu bilden. Bei dieser Ausführungs-form wird das erhaltene TPO-S-Sulfonat später zurückgefaltet in der Anwesenheit des Redoxpuffers (z.B. GSH/GSSG), um das geeignet gefaltete TPO zu ergeben.Insoluble TPO in the pellet of the breaking body is then solubilized with a solubilization buffer. The solubilization buffer contains a chaotropic agent and is usually buffered at a basic pH and contains a reducing agent to improve the yield of monomeric TPO. Representative chaotropic agents include urea, guanidine HCl and sodium thiocyanate. A preferred chaotropic agent is guanidine HCl. The concentration of the chaotropic agent is usually 4-9M, preferably 6-8M. The pH of the solubilization buffer is maintained at a suitable pH in a pH range of approximately 7.5-9.5, preferably 8.0-9.0 and most preferably 8.0. Preferably, the solubilization buffer also contains a reducing agent to help form the monomeric form of TPO. Suitable reducing agents include organic compounds containing a free thiol group (RSH). Representative reducing agents include dithiothreitol (DTT), dithioerythritol (DTE), mercaptoethanol, glutathione (GSH), cysteamine and cysteine. A preferred reducing agent is dithiothreitol (DTT). Optionally, the solubilization buffer may contain a mild oxidizing agent (e.g. molecular oxygen) and a sulfite salt to form monomeric TPO via sulfitolysis. In this embodiment, the TPO-S sulfonate obtained is later folded back in the presence of the redox buffer (e.g. GSH / GSSG) to give the suitably folded TPO.
Das TPO-Protein wird üblicherweise weiter gereinigt mit Hilfe von beispielsweise Zentrifugation, Gelfiltrationschro-matographie und Umkehrphasensäulenchromatographie.The TPO protein is usually further purified using, for example, centrifugation, gel filtration chromatography and reverse phase column chromatography.
Zur Erläuterung, das folgende Verfahren erzielte geeignete Ausbeuten an monomerem TPO. Das Pellet der brechenden Körper wird resuspendiert in ungefähr 5 Volumen bezogen auf das Gewicht in dem Solubilisierungspuffer (20 mM Tris, pH8, mit 6-8 M Guanidin und 25 mM DTT) und für 1-3 Std. Oder über Nacht gerührt bei 4°C, um die Solubilisierung des TPO-Proteins zu erzielen. Hohe Konzentrationen an Harnstoff (6-8M) sind ebenfalls nützlich, aber sie führen üblicherweise zu einer etwas erniedrigten Ausbeute im Vergleich zu Guanidin. Nach dem Solubilisieren wird die Lösung zentrifugiert bei 30000 x g für 30 min, um einen klaren Überstand zu erzeugen, enthal-tend denaturiertes, monomères TPO-Protein. Der Überstand wird dann chromatographiert auf einer Superdex 200-Gelfil-trationssäule (Pharmacia, 2,6 x 60 cm) bei einer Flußrate von 2 ml/min, und das Protein wird eluiert mit 20 mM Natri-umphosphat, pH 6,0, mit 10 mM DTT. Fraktion mit monomerem denaturiertem TPO-Protein, die zwischen 160 und 200 ml elu-ieren, werden vereinigt. Das TPO-Protein wird weiter gereinigt auf einer semipräparativen C4-Umkehrphasensäule (2 x 20 cm VYDAC). Die Analysenprobe wird mit 5 ml/min auf eine Saule gegeben, die equilibriert ist in 0,1% TFA (Trifluoressigsâure) mit 30% Acetonitril. Das Protein wird eluiert mit einem linearen Gradiënten aus Acetonitril (30- 60% in 60 min). Das gereinigte reduzierte Protein eluiert bei ungefëhr 50% Acetonitril. Dieses Material wird zum Zu-rückfalten verwendet, urn biologisch aktive TPO-Variante zu erhalten. C. Zurückfalten von TPO erzeugt die biologisch aktive FormTo illustrate, the following procedure achieved suitable yields of monomeric TPO. The breaking body pellet is resuspended in approximately 5 volumes by weight in the solubilization buffer (20mM Tris, pH8, with 6-8M guanidine and 25mM DTT) and stirred for 1-3 hours or overnight at 4 ° C to achieve solubilization of the TPO protein. High concentrations of urea (6-8M) are also useful, but they usually result in a somewhat lower yield compared to guanidine. After solubilization, the solution is centrifuged at 30,000 x g for 30 min to produce a clear supernatant containing denatured, monomeric TPO protein. The supernatant is then chromatographed on a Superdex 200 gel filtration column (Pharmacia, 2.6 x 60 cm) at a flow rate of 2 ml / min and the protein is eluted with 20 mM sodium phosphate, pH 6.0 10mM DTT. Fractions with monomeric denatured TPO protein, which elute between 160 and 200 ml, are combined. The TPO protein is further purified on a semi-preparative C4 reverse phase column (2 x 20 cm VYDAC). The analysis sample is placed at 5 ml / min on a column which is equilibrated in 0.1% TFA (trifluoroacetic acid) with 30% acetonitrile. The protein is eluted with a linear gradient from acetonitrile (30-60% in 60 min). The purified reduced protein elutes at approximately 50% acetonitrile. This material is used for folding back in order to obtain a biologically active TPO variant. C. Folding back TPO creates the biologically active form
Folgend auf die Solubilisierung und die weitere Reinigung von TPO wird die biologisch aktive Form erhalten durch Zu-rückfalten der denaturierten monomeren TPO-Form in einem Re-doxpuffer. Wegen der hohen Potenz von TPO (die halbmaximale Stimulierung in dem Ba/F3-Assay wird erzielt bei ungefähr 3 pg/ml) ist es möglich, biologisch aktives Material unter Verwendung vieler verschiedener Puffer, Detergentien und Re-doxbedingungen zu erhalten. Jedoch wird unter den meisten Bedingungen nur eine kleine Menge von richtig gefaltetem Material (< 10%) erhalten. Für kommerzielle Herstellungsver-fahren ist es wünschenswert, Ausbeuten der Rückfaltung von mindestens 10%, starker bevorzugt von 30-50% und ganz beson-ders bevorzugt > 50% zu erhalten. Viele verschiedene Deter-gentien, einschließlich Triton X-100, Dodecyl-beta-maltosid, CHAPS, CHAPSO, SDS, Sarkosyl, Tween 20 und Tween 80, Zwittergent 3-14 und andere sind geeignet zum Herstellen von zumindest etwas richtig gefaltetem Material. Von diesen jedoch waren die am meisten bevorzugten Detergentien diejenigen der CHAPS-Familie (CHAPS und CHAPSO), von denen gefunden wurde, daß sie am besten bei der Zurückfaltungsreaktion wir-ken, und daß sie die Proteinaggregation und ungeeignete Di-sulfidbildung begrenzen. Spiegel an CHAPS von mehr als unge-fähr 1% waren besonders bevorzugt. Natriumchlorid war für die besten Ausbeuten erforderlich, wobei die optimalen Spiegel zwischen 0,1 M und 0,5 M lagen. Die Anwesenheit von EDTA (1-5 mM) in dem Redoxpuffer war bevorzugt, urn die Menge an meta1lkatalysierter Oxidation (und Aggregation) zu begrenzen, die beobachtet wurde bei einigen Präparationen. Gly-cerolkonzentrationen von mehr als 15% erzeugten die optimalen Zurückfaltungsbedingungen. Für maximale Ausbeuten war es erforderlich, ein Redoxpaar in dein Redoxpuffer zu haben, be-stehend aus einem oxidierten und reduzierten organischen Thiol (RSH). Geeignete Redoxpaare umfassen Mercaptoethanol, Glutathion (GSH), Cysteamin, Cystein und ihre entsprechenden oxidierten Formen. Bevorzugte Redoxpaare waren Glutathion (GSH):oxidiertes Glutathion (GSSG) oder Cystein:Cystin. Das am meisten bevorzugte Redoxpaar war Glutathion (GSH):oxidiertes Glutathion (GSSG). Im allgemeinen wurden höhere Ausbeuten beobachtet, wenn das Molverhâltnis von oxi-diertem Bestandteil des Redoxpaars gleich oder größer war gegenüber dem reduzierten Bestandteil des Redoxpaars. pH-Werte zwischen 7,5 und ungefähr 9 waren optimal für die Zu-rückfaltung dieser TPO-Varianten. Organische Lösungsmittel (z.B. Ethanol, Acetonitril, Methanol) wurden toleriert bei Konzentrationen von 10-15% oder weniger. Hohe Spiegel an organischen Lösungsmitteln steigerten die Menge an unrichtig gefalteten Formen. Tris- und Phosphatpuffer waren im allgemeinen nützlich. Die Inkubation bei 4°c erzeugte höhere Spiegel an richtig gefaltetem TPO. Rückfaltungsausbeuten von 40-60% (basierend auf der Menge an reduziertem und denaturiertem TPO, das in der Rückfaltungs-reaktion eingesetzt wurde) sind typisch für Präparationen von TPO, die durch den ersten C4-Schritt gereinigt worden sind. Aktives Material kann erhalten werden, wenn weniger reine Präparationen verwendet werden (z.B. direkt nach der Superdex 200-Säule oder nach der anfänglichen Extraktion der brechenden Körper), obwohl die Ausbeuten geringer sind wegen der extensiven Präzipitation und der Wechselwirkung mit nicht-TPO-Proteinen während dem TPO-Rückfaltungsvorgang.Following the solubilization and further purification of TPO, the biologically active form is obtained by refolding the denatured monomeric TPO form in a redox buffer. Because of the high potency of TPO (the half maximum stimulation in the Ba / F3 assay is achieved at around 3 pg / ml), it is possible to obtain biologically active material using many different buffers, detergents and redox conditions. However, only a small amount of properly folded material (<10%) is obtained under most conditions. For commercial manufacturing processes, it is desirable to obtain refolding yields of at least 10%, more preferably 30-50%, and most preferably> 50%. Many different detergents, including Triton X-100, dodecyl beta maltoside, CHAPS, CHAPSO, SDS, Sarkosyl, Tween 20 and Tween 80, Zwittergent 3-14, and others are suitable for making at least some properly folded material. Of these, however, the most preferred detergents were those of the CHAPS family (CHAPS and CHAPSO) which were found to work best in the refolding reaction and to limit protein aggregation and inappropriate disulfide formation. CHAPS levels in excess of approximately 1% were particularly preferred. Sodium chloride was required for the best yields, with optimal levels between 0.1M and 0.5M. The presence of EDTA (1-5 mM) in the redox buffer was preferred to limit the amount of metal-catalyzed oxidation (and aggregation) that was observed with some preparations. Gly-cerol concentrations of more than 15% created the optimal refolding conditions. For maximum yields, it was necessary to have a redox pair in your redox buffer, consisting of an oxidized and reduced organic thiol (RSH). Suitable redox pairs include mercaptoethanol, glutathione (GSH), cysteamine, cysteine and their corresponding oxidized forms. Preferred redox pairs were glutathione (GSH): oxidized glutathione (GSSG) or cysteine: cystine. The most preferred redox couple was glutathione (GSH): oxidized glutathione (GSSG). In general, higher yields were observed when the molar ratio of the oxidized component of the redox couple was equal to or greater than that of the reduced component of the redox couple. pH values between 7.5 and approximately 9 were optimal for the refolding of these TPO variants. Organic solvents (e.g. ethanol, acetonitrile, methanol) were tolerated at concentrations of 10-15% or less. High levels of organic solvents increased the amount of incorrectly folded shapes. Tris and phosphate buffers were generally useful. Incubation at 4 ° C produced higher levels of properly folded TPO. Refolding yields of 40-60% (based on the amount of reduced and denatured TPO used in the refolding reaction) are typical of preparations of TPO that have been cleaned by the first C4 step. Active material can be obtained if less pure preparations are used (e.g. immediately after the Superdex 200 column or after the initial extraction of the refractive bodies), although the yields are lower due to the extensive precipitation and interaction with non-TPO proteins during the TPO refolding process.
Da TPO vier Cysteinreste enthält, ist es möglich, drei ver-schiedene Disulfidversionen dieses Proteins zu erzeugen:Since TPO contains four cysteine residues, it is possible to produce three different versions of this protein:
Version 1: Disulfide zwischen Cysteinresten 1-4 und 2-3Version 1: disulfides between cysteine residues 1-4 and 2-3
Version 2: Disulfide zwischen Cysteinresten 1-2 und 3-4Version 2: disulfides between cysteine residues 1-2 and 3-4
Version 3: Disulfide zwischen Cysteinresten 1-3 und 2-4. Während der anfänglichen Untersuchung bei der Bestimmung der Rückfaltungsbedingungen vaarden mehrere verschiedene Peaks, enthaltend das TPO-Protein, aafgetrennt durc'n C4-Umkehrpha-senchromatographie. Nur einer dieser Peaks besaß signifi-kante biologische Aktivität, wie ermittelt mit Hilfe des Ba/F3-Assays. Anschließend wurden die Rückfaltungsbedingun-gen optimiert, um vorzugsweise diese Version zu erhalten. Unter diesen Bedingungen betrugen die falsch gefalteten Versionen weniger als 10-20% des gesamten monomeren TPO, erhalten aus dem Solubilisierungsschritt.Version 3: disulfides between cysteine residues 1-3 and 2-4. During the initial investigation to determine the refolding conditions, several different peaks containing the TPO protein were separated by C4 reverse phase chromatography. Only one of these peaks had significant biological activity, as determined using the Ba / F3 assay. The refolding conditions were then optimized in order to preferably obtain this version. Under these conditions, the misfolded versions were less than 10-20% of the total monomeric TPO obtained from the solubilization step.
Das Disulfidmuster für das biologisch aktive TPO ist ermittelt worden als 1-4 und 2-3 mit Hilfe der Spektrometrie und Proteinsequenzierung, wobei die Cysteine von dem Aminotermi-nus her nacheinander numeriert sind. Dieses Cysteinvernet-zungsmuster steht in Einklang mit dem bekannten Disulfidbin- dungsmuster des verwandten Moleküls Erythropoietin.The disulfide pattern for the biologically active TPO has been determined as 1-4 and 2-3 using spectrometry and protein sequencing, the cysteines being numbered one after the other from the amino terminus. This cysteine cross-linking pattern is in line with the known disulfide binding pattern of the related molecule erythropoietin.
D. Biologische Aktivitât von rekombinantem, rückgefaltetem TPO Rückgefaltetes und gereinigtes TPO besitzt Aktivitât in den in vitro- und in vivo-Assays. Zum Beispiel wurde in dem Ba/F3-Assay die halbmaximale Stimulierung des Thymidinein-baus in die Ba/F3-Zellen durch TPO (Met-1 1-153) erzielt bei 3,3 pg/ml (0,3 pM). In dem mpl-Rezeptor-basierenden ELISA trat die halbmaximale Aktivitât bei 1,9 ng/ml (120 pM) auf. In normalen und myelosuprimierten Tieren, erzeugt durch na-hezu letale Röntgenbestrahlung, war rückgefaltetes TPO (Met 1 1-153) hochpotent (eine Aktivitât wurde bei so geringen Dosen wie 30 ng/Maus beobachtet) zum Stimulieren der Produk-tion von neuen Plättchen. Ähnliche biologische Aktivitât wurde für andere Formen von TPO beobachtet, das gemäß den oben beschriebenen Verfahren zurückgefaltet worden war (siehe Fig. 25, 26 und 28). 14. Verfahren zum Messen der thrombopoetischen AktivitätD. Biological Activity of Recombinant Refolded TPO Refolded and purified TPO has activity in the in vitro and in vivo assays. For example, in the Ba / F3 assay, half maximal stimulation of thymidine incorporation into the Ba / F3 cells by TPO (Met-1 1-153) was achieved at 3.3 pg / ml (0.3 pM). In the mpl receptor-based ELISA, the half-maximum activity occurred at 1.9 ng / ml (120 pM). In normal and myelosuprimized animals, produced by almost lethal X-rays, refolded TPO (Met 1 1-153) was highly potent (activity was observed at doses as low as 30 ng / mouse) to stimulate the production of new platelets. Similar biological activity was observed for other forms of TPO that had been refolded according to the procedures described above (see Figures 25, 26 and 28). 14. Method of measuring thrombopoietic activity
Die thrombopoetische Aktivität kann in verschiedenen Assays gemessen werden, einschließlich dem Ba/F3-mpI-Ligandenassay, beschrieben in Beispiel 1, einem in vivo-Mäuse-Plättchen-Re-bound-Syntheseassay, einem Assay der Induktion des Plätt-chen-Oberflächenantigens, gemessen durch einen anti-Plätt-chen-Immunoassay (anti-GPIIbIIIa) für eine humane mega-karyoblastische Leukämiezellinie (CMK) (siehe Sato et al., Brit. J. Haematol., 72:184-190 [1989] (siehe auch den Flüs-sigsuspensions-Megakaryozytopoese-Assay beschrieben in Beispiel 4) und durch Induktion der Polyploidisierung in einer magakaryoblastischen Zellinie (DAMI) (siehe Ogura et al., Blood, 72(1):49-60 [1988]). Die Reifung von Megakaryozyten aus unreifen, im wesentlichen nicht DNA synthetisierenden Zeilen zu morphologisch identifizierbaren Megakaryozyten um-faßt einen Prozeß, der einschließt das Auftreten von zyto-plasmatischen Organellen, den Erwerb von Membranantigenen (GPIIbIIIa) , Endoreplikation und Freisetzen von Plättchen, wie in der Einleitung beschrieben. Von einem abstammungsli-nienspezifischen Promotor (d.h., der mpl-Ligand) der Mega-karyozytenreifung wäre zu erwarten, daß er mindestens einige dieser Änderungen in unreifen Megakaryozyten induziert, wo-bei dies zu Plättchenfreisetzung und Minderung der Thrombo-zytopenie führt. Somit wurden Assays entworfen, urn das Auftreten dieser Parameter in unreifen Megakaryozytenzellinien, d.h., CMK- und DAMI-Zellen, zu messen. Der CMK-Assay (Beispiel 4) mißt das Auftreten eines spezifischen Plätt-chenmarkers, GPIIbIIIa/ und die Plättchenformbildung. Der DAMI-Assay (Beispiel 15) mißt die Endoreplikation, da die Zunahme in der Ploidie ein Kennzeichen für reife Megakaryozyten ist. Erkennbare Megakaryozyten besitzen Ploidiewerte von 2N, 4N, 8N, 16N, 32N, usw. Schließlich ist der in vivo-Mäuse-Plättchen-Rebound-Assay (Beispiel 16) nützlich zum De- monstrieren, daß die Verabreichung der Testverbindung (hier des mpl-Liganden) zu einer Erhöhung der Plättchenzahl ftihrt.Thrombopoietic activity can be measured in various assays, including the Ba / F3-mpI ligand assay described in Example 1, an in vivo mouse platelet re-bound synthesis assay, an induction of platelet surface antigen induction. measured by an anti-platelet immunoassay (anti-GPIIbIIIa) for a human mega-karyoblastic leukemia cell line (CMK) (see Sato et al., Brit. J. Haematol., 72: 184-190 [1989] (see also the liquid suspension megakaryocytopoiesis assay described in Example 4) and by induction of polyploidization in a magakaryoblastic cell line (DAMI) (see Ogura et al., Blood, 72 (1): 49-60 [1988]) Megakaryocytes from immature, essentially non-DNA synthesizing lines to morphologically identifiable megakaryocytes comprise a process that includes the appearance of cytoplasmic organelles, the acquisition of membrane antigens (GPIIbIIIa), endoreplication and release of Tiles as described in the introduction. A lineage-specific promoter (i.e., the mpl ligand) of megakaryocyte maturation would be expected to induce at least some of these changes in immature megakaryocytes, thereby leading to platelet release and a reduction in thrombocytopenia. Thus, assays were designed to measure the occurrence of these parameters in immature megakaryocyte cell lines, i.e., CMK and DAMI cells. The CMK assay (Example 4) measures the appearance of a specific platelet marker, GPIIbIIIa / and the platelet shape formation. The DAMI assay (Example 15) measures endoreplication because the increase in ploidy is a hallmark of mature megakaryocytes. Recognizable megakaryocytes have ploidy values of 2N, 4N, 8N, 16N, 32N, etc. Finally, the in vivo mouse platelet rebound assay (Example 16) is useful for demonstrating that administration of the test compound (here the mpl- Ligands) leads to an increase in the number of platelets.
Zwei weitere in vitro-Assays sind entwickelt worden, um die TPO-Aktivität zu messen. Der erste ist ein Kinaserezeptorak-tivierungs- (KIRA) -ELISA, bei dem CHO-Zellen mit einer mpl-Rse-Chimäre transfektiert werden, und die Tyrosinphosphory-lierung von Rse wird gemessen durch den ELISA, nachdeir. der mpI-Teil der Chimäre dem mpI-Liganden ausgesetzt worden ist (siehe Beispiel 17). Der zweite ist ein auf einem Rezeptor basierender Elisa, bei dem eine ELISA-Platte, beschichtet mit Kaninchen-anti-Mensch-IgG, den humanen chimären Rezeptor mpl-IgG einfängt, der wiederum den zu testenden mpl-Liganden bindet. Ein biotinylierter polyklonaler Kaninchenantikörper gegen den mpl-Liganden (TP0155) wird verwendet zum Nachweis von gebundenem mpl-Liganden, der gemessen wird unter Verwen- dung von Streptavidin-Peroxidase, wie beschrieben in Beispiel 18. 15. Biologische Antwort in vivo von normalen und subletal bestrahlten, mit TPO behandelten MäusenTwo other in vitro assays have been developed to measure TPO activity. The first is a kinase receptor activation (KIRA) ELISA in which CHO cells are transfected with an mpl-Rse chimera, and the tyrosine phosphorylation of Rse is measured by the ELISA, after. the mpI portion of the chimera has been exposed to the mpI ligand (see Example 17). The second is a receptor-based Elisa in which an ELISA plate coated with rabbit anti-human IgG captures the human chimeric receptor mpl-IgG, which in turn binds the mpl ligand to be tested. A biotinylated rabbit polyclonal antibody to the mpl ligand (TP0155) is used to detect bound mpl ligand, which is measured using streptavidin peroxidase as described in Example 18. 15. In vivo biological response from normal and sublethal irradiated mice treated with TPO
Normale und subletal bestrahlte MSuse wurden mit verkürztem und vollständigem TPO, isoliert aus Ovarienzellen des chine-sischen Hamsters (CHO), E. Coli und humanen embryonalen Nieren- (293)-Zeilen, behandelt. Beide Formen von TPO, erzeugt in diesen drei Wirten, stimulierten die Plättchenproduktion in Mäusen, jedoch schien das vollständige TPO, isoliert aus CHO, eine größere in vivo-Antwort hervorzurufen. Die Ergeb-nisse zeigen, daß die richtige Glycosylierung der car-boxyterminalen Domäne erforderlich sein kann für die optimale in vivo-Aktivität. (a) E. Coli-rhTPO(Met-1,153)Normal and sublethally irradiated MSuse were treated with shortened and complete TPO isolated from Chinese hamster ovary cells (CHO), E. coli and human embryonic kidney (293) cells. Both forms of TPO, generated in these three hosts, stimulated platelet production in mice, but the complete TPO, isolated from CHO, appeared to elicit a larger in vivo response. The results show that the correct glycosylation of the car-boxyterminal domain may be required for optimal in vivo activity. (a) E. Coli rhTPO (Met-1,153)
Die "Met"-Form der EPO-Domäne (Met in der -1 -Position plus die ersten 153 Reste von humanem TPO), hergestellt in E.The "Met" form of the EPO domain (Met in the -1 position plus the first 153 residues of human TPO), made in E.
Coli (siehe Beispiel 23), wurde täglich in normale weibliche C57 B6-Mäuse injiziert, wie beschrieben in den Legenden zu Figuren 25 A, B und C. Diese Figuren zeigten, daß die nicht glycosylierte, verkürzte Form von TPO, hergestellt in E. Coli, und zurückgefaltet, wie oben beschrieben, in der Lage ist, eine ungefähr zweifache Zunahme der Plättchenproduktion in normalen Mäusen zu stimulieren, ohne die rote oder weiße Blutkörperchenpopulation zu beeinflussen.Coli (see Example 23) was injected daily into normal female C57 B6 mice as described in the legends to Figures 25A, B and C. These figures showed that the non-glycosylated, truncated form of TPO, made in E. Coli, and refolded as described above, is able to stimulate approximately a two-fold increase in platelet production in normal mice without affecting the red or white blood cell population.
Das gleiche Molekiil, täglich injiziert in subletal be-strahlte ( Cs) weibliche C57 B6-MMuse, wie beschrieben m den Legenden zu Figuren 26A, B und C, stimulierte die Plätt-chenerzeugung und verringerte den Tiefstpunkt, aber hatte keinen Effekt auf Erythrozyten Oder Leukozyten. (b) CH0-rhTP0332The same molecule, injected daily into sublethally irradiated (Cs) female C57 B6-Muse, as described in the legends to Figures 26A, B and C, stimulated platelet production and reduced the low point, but had no effect on red blood cells or Leukocytes. (b) CH0-rhTP0332
Die vollständige Form von in CHO produziertera TPO, das täg-lich in normale weibliche C57 B6-Mäuse injiziert wurde, wie beschrieben in den Legenden zu Fig. 27A, B und C, erzeugte einen ungefähr fünffachen Anstieg in der Plättchenproduktion in normalen Mäusen, ohne die Erythrozyten- Oder Leukozyten-population zu beeinflussen. (c) CH0-rhTP0332; E. Coli-rhTPO(Met-1,153) ; 293-rhTP0332 und E. Coli-rhTPOi55The full form of CHO-produced TPO injected daily into normal female C57 B6 mice, as described in the legends to Figures 27A, B and C, produced about a five-fold increase in platelet production in normal mice without affect the erythrocyte or leukocyte population. (c) CH0-rhTP0332; E. Coli rhTPO (Met-1,153); 293-rhTP0332 and E. Coli-rhTPOi55
Dosis-Antwort-Kurven wurden erstellt fiir die Behandlung von normalen Mäusen mit rhTPO von verschiedenen Zellinien (CHO-rhTP0332; E. Coli-rhTPO (Met-1,153) ; 293-rhTP0332 und E. Coli-rhTP0155) , wie beschrieben in der Legende zu Fig. 28. Diese Figur zeigt, daß alle getesteten Formen des Moleküls die Plättchenproduktion stimulierten, jedoch besitzt die voll- ständige in CHO hergestellte Form die größte in vivo-Aktivi-tät. (d) CH0-rhTP0153/ CHO-rhTPO "gestutzt" und CH0-rhTP0332Dose-response curves were created for the treatment of normal mice with rhTPO from different cell lines (CHO-rhTP0332; E. Coli-rhTPO (Met-1,153); 293-rhTP0332 and E. Coli-rhTP0155) as described in the legend 28. This figure shows that all of the forms of the molecule tested stimulated platelet production, but the complete form produced in CHO has the greatest in vivo activity. (d) CH0-rhTP0153 / CHO-rhTPO "pruned" and CH0-rhTP0332
Dosis-Antwort-Kurven wurden aucn erstellt für die Behandlung von normalen Mäusen mit verschiedenen Formen von rhTPO, her-gestellt in CHO (CH0-rhTP0153, CHO-rhTPO "gestutzt" und CHO-rhTP0332) , wie beschrieben in der Legende zu Fig. 29. Diese Figur zeigt, daß alle getesteten CHO-Formen des Moleküls die Plättchenproduktion stimulierten, aber daß die vollständige 70 Kda-Form die größte in vivo-Aktivität besitzt. 16. Allgemeine rekombinante Herstellung von mpl-Ligand und VariantenDose-response curves were also established for the treatment of normal mice with various forms of rhTPO, made in CHO (CH0-rhTP0153, CHO-rhTPO "pricked" and CHO-rhTP0332), as described in the legend to FIG. 29. This figure shows that all CHO forms of the molecule tested stimulated platelet production, but that the full 70 Kda form has the greatest in vivo activity. 16. General recombinant production of mpl ligand and variants
Vorzugsweise wird mpl-Ligand hergestellt durch rekombinante Standardverfahren, die umfassen das Herstellen des mpl-Li-ganden-Polypeptids durch Kultivieren von transfektierten Zeilen, um mpl-Liganden-Nukleinsäure zu exprimieren (typischerweise durch Transformieren der Zelle mit einem Ex-pressionsvektor), und Gewinnen des Polypeptids aus den Zeilen. Jedoch kommt auch in Betracht, daß der mpl-Ligand durch homologe Rekombination hergestellt werden kann, oder mit re-kombinanten Produktionsverfahren unter Verwendung von Kon-trollelementen, die in Zeilen eingebracht werden, die be-reits DNA enthalten, die für den mpl-Liganden kodiert. Zum Beispiel kann ein wirkungsvolles Promotor/Enhancer-Element, ein Suppressor Oder ein exogenes, die Transkription modulie-rendes Element in das Genom der beabsichtigten Wirtszelle in Nachbarschaft und einer Orientierung eingebracht werden, die ausreichen, die Transkription der DNA zu beeinflussen, die das gewünschte mpl-Ligandenpolypeptid kodiert. Das Kontrol- lelement kodiert nicht den jnpl-Liganden, sondern vielmehr ist die DNA dem Wirtszellgenom eigen. Als nächstes sucht man nach Zeilen, die das erfindungsgemäße Rezeptorpolypeptid herstellen, oder man sucht nach gesteigerten oder verringer-ten Spiegeln der Expression, falls gewünscht.Preferably, mpl ligand is made by standard recombinant methods, which include making the mpl ligand polypeptide by culturing transfected lines to express mpl ligand nucleic acid (typically by transforming the cell with an expression vector) and Extract the polypeptide from the lines. However, it is also contemplated that the mpl ligand can be made by homologous recombination, or by recombining production methods using control elements that are introduced into lines that already contain DNA necessary for the mpl ligand encoded. For example, an effective promoter / enhancer element, a suppressor, or an exogenous transcription-modulating element can be introduced into the genome of the intended host cell in the vicinity and orientation sufficient to affect the transcription of the DNA that is desired mpl ligand polypeptide encoded. The control element does not encode the jnpl ligand, rather the DNA is peculiar to the host cell genome. Next, look for lines that produce the receptor polypeptide of the invention, or look for increased or decreased levels of expression, if desired.
Somit umfaßt die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines mpI-Liganden umfassend Einbringen eines die Transkrip-tion modulierenden Elements in das Genom einer Zelle, ent-haltend das mpI-Ligandennukleinsäuremolekül, in ausreichen-der Nähe und Orientierung zu dem Nukleinsäuremolekül, urn dessen Transkription zu beeinflussen, mit einem gegebenen-falls weiteren Schritt, der umfaßt Kultivieren der Zelle enthaltend das die Transkription modulierende Element und das Nukleinsäuremolekül. Die Erfindung umfaßt auch eine Wirtszelle enthaltend das eigene mpl-Liganden-Nukleinsäure-molekül funktionsfähig verknüpft mit exogenen Kontrollse-quenzen, die von der Wirtszelle erkannt werden. A. Isolieren von DNA, die das mpl-Ligandenpolypeptid kodiertThus, the invention comprises a method for producing an mpI ligand comprising introducing a transcription-modulating element into the genome of a cell, containing the mpI ligand nucleic acid molecule, in sufficient proximity and orientation to the nucleic acid molecule to transcribe it influence, with an optional further step, which comprises culturing the cell containing the transcription modulating element and the nucleic acid molecule. The invention also encompasses a host cell containing its own mpl ligand nucleic acid molecule, operably linked to exogenous control sequences which are recognized by the host cell. A. Isolate DNA encoding the mpl ligand polypeptide
Die DNA, die das mpI-Ligandenpolypeptid kodiert, kann erhal-ten werden aus einer beliebigen cDNA-Bank, hergestellt aus Gewebe, von dem angenommen wird, das es die mpl-Liganden-mRNA enthält und diese in einem nachweisbaren Spiegel expri-miert. Das mpl-Ligandengen kann auch erhalten werden aus einer genomischen DNA-Bank oder durch in vitro-Oligonukleo-tidsynthese der vollständigen Nukleotid- oder Aminosäure-sequenz.The DNA encoding the mpI ligand polypeptide can be obtained from any cDNA library made from tissue that is believed to contain the mpl ligand mRNA and express it at a detectable level. The mpl ligand gene can also be obtained from a genomic DNA library or by in vitro oligonucleotide synthesis of the complete nucleotide or amino acid sequence.
Die Banken werden abgesucht mit Proben, die entworfen wur-den, urn das Gen von Interesse oder das von diesem kodierte Protein zu identifizieren. Für cDNA-Expressionsbanken umfas-sen geeignete Proben monoklonale oder polyklonale Antikör-per, die den mpl-Liganden erkennen und spezifisch daran binden. Für cDNA-Banken geeignete Proben umfassen Oligonukleo-tide von ungefähr 20 bis 80 Basen in Lange, die bekannte oder angenommene Teile der mpl-Liganden-cDNA aus der glei-chen oder einer verschiedenen Art kodieren; und/oder komple- mentäre oder homologe c-DNAs oder Fragmente davon, die das gleiche oder ein ähnliches Gen kodieren. Geeignete Proben zum Absuchen genomischer DNA-Banken umfassen, ohne auf diese beschränkt zu sein, Oligonukleotide, cDNAs oder Fragmente davon, die das gleiche oder ein ähnliches Gen kodieren, und/oder homologe genomische DNAs oder Fragmente davon. Das Absuchen der cDNA- oder genomischen Bank mit der ausgewähl-ten Probe kann durchgeführt werden unter Verwendung von Standardverfahren, wie beschrieben in Kapitein 10-12 von Sambrook et al., siehe oben.The banks are screened with samples designed to identify the gene of interest or the protein encoded by it. For cDNA expression banks, suitable samples include monoclonal or polyclonal antibodies that recognize and specifically bind to the mpl ligand. Samples suitable for cDNA libraries include oligonucleotides of approximately 20 to 80 bases in length that encode known or accepted portions of the mpl ligand cDNA from the same or a different type; and / or complementary or homologous c-DNAs or fragments thereof which encode the same or a similar gene. Suitable samples for screening genomic DNA libraries include, but are not limited to, oligonucleotides, cDNAs or fragments thereof that encode the same or a similar gene, and / or homologous genomic DNAs or fragments thereof. Screening of the cDNA or genomic library with the selected sample can be performed using standard procedures as described in Sambrook et al., Chapters 10-12, see above.
Ein alternatives Mittel zum Isolieren des Gens, das für den mpl-Liganden kodiert, ist die Verwendung der PCR-Technik, wie beschrieben in Abschnitt 14 von Sambrook et al., siehe oben. Dieses Verfahren verlangt die Verwendung von Oligo-nukleotidproben, die an DNA hybridisieren, die den mpl-Liganden kodiert. Strategien zur Auswahl der Oligonukleotide sind unten beschrieben.An alternative means of isolating the gene encoding the mpl ligand is by using the PCR technique as described in section 14 of Sambrook et al., Supra. This method requires the use of oligonucleotide samples that hybridize to DNA encoding the mpl ligand. Strategies for selecting the oligonucleotides are described below.
Ein bevorzugtes Verfahren zum Ausüben der Erfindung besteht in der Verwendung von sorgfältig ausgewählten Oligonukleo-tidsequenzen zum Absuchen von cDNA-Banken von verschiedenen Geweben, vorzugsweise von humanen oder Schweineniere-(erwachsen oder fötal) oder Leberzellinien. Zum Beispiel werden cDNA-Banken einer humanen fötalen Leberzellinie abge-sucht mit den Oligonukleotidproben. Alternativ können humane genomische Banken abgesucht werden mit den Oligonukleotidproben. Die als Probe ausgewählten Oligonukleotidsequen-zen sollten ausreichend lang und ausreichend spezifisch sein, urn falsch positive Ergebnisse zu minimieren. Die tat-sächliche Nukleotidsequenz(en) wird üblicherweise entworfen auf der Basis von Regionen des mpl-Liganden, die die geringste Codonredundanz aufweisen. Die Oligonukleotide können an einer oder mehreren Positionen degeneriert sein. Die Verwendung von degenerierten oligonukleotiden ist von besonderer Bedeutung, wenn eine Bank abgesucht wird von einer Art, von der die bevorzugte Codon-Usage nicht bekannt ist.A preferred method of practicing the invention is to use carefully selected oligonucleotide sequences to screen cDNA libraries from various tissues, preferably human or porcine (adult or fetal) or liver cell lines. For example, cDNA banks of a human fetal liver cell line are searched with the oligonucleotide samples. Alternatively, human genomic banks can be searched with the oligonucleotide samples. The oligonucleotide sequences selected as a sample should be long enough and sufficiently specific to minimize false positive results. The actual nucleotide sequence (s) is usually designed based on regions of the mpl ligand that have the least codon redundancy. The oligonucleotides can be degenerate at one or more positions. The use of degenerate oligonucleotides is of particular importance when searching a bank of a type of which the preferred codon usage is not known.
Das Oligonukleotid muß markiert sein, so daß es durch die Hybridisierung an DNA in der abzusuchenden Bank nachgewiesen werden kann. Das bevorzugte Verfahren zum Markieren ist die 32The oligonucleotide must be labeled so that it can be detected by hybridization to DNA in the bank to be searched. The preferred method of marking is 32
Verwendung von ATP (z.B. γ P) und Polynukleotidkrnase, um das 5'-Ende des Oligonukleotids radioaktiv zu markieren. Je-doch können andere Verfahren zum Markieren der Oligonukleo-tide verwendet werden, einschließlich, ohne darauf· be-scnränkt zu sein, Biotinylierung und Enzymmarkierung.Use of ATP (e.g. γ P) and polynucleotide nose to radiolabel the 5 'end of the oligonucleotide. However, other methods of labeling the oligonucleotides can be used including, but not limited to, biotinylation and enzyme labeling.
Von besonderem Interesse ist die mpl-Liganden-Nukleinsäure, die das vollständige mpl-Ligandenpolypeptid kodiert. Bei ei-nigen bevorzugten Ausführungsformen umfaßt die Nukleinsäure-sequenz die Signalsequenz des nativen mpl-Liganden. Eine Nukleinsäure umfassend die vollständige proteinkodierende Sequenz wird erhalten durch Absuchen ausgewählter cDNA- oder genomischer Banken mit Hilfe der gefolgerten Aminosäure-sequenz. B. Aminosäuresequenzvarianten von nativem mpI-LigandOf particular interest is the mpl ligand nucleic acid that encodes the complete mpl ligand polypeptide. In some preferred embodiments, the nucleic acid sequence comprises the signal sequence of the native mpl ligand. A nucleic acid comprising the complete protein coding sequence is obtained by searching selected cDNA or genomic libraries with the aid of the deduced amino acid sequence. B. Amino acid sequence variants of native mpI ligand
Aminosäuresequenzvarianten von mpl-Ligand werden hergestellt durch Einführen geeigneter Nukleotidänderungen in die mpl-Liganden-DNA oder durch in vitro-Synthese des gewünschten mpl-Ligandenpolypeptids. Solche Varianten umfassen z.B. Deletionen oder Insertionen oder Substitutionen von Resten innerhalb der Aminosäuresequenz für den Schweine-mpI-Ligan-den. Zum Beispiel können carboxyterminale Anteile des reifen vollständigen mpl-Liganden entfernt werden durch proteolyti-sche Spaltung, entweder in vivo oder in vitro, oder durch Klonieren und Exprimieren eines Fragments oder der DNA, die den vollständigen mpl-Liganden kodiert, um eine biologisch aktive Variante zu erzeugen. Eine beliebige Kombination an Deletion, Insertion und Substitution wird ausgeführt, um zu dem endgültigen Konstrukt zu gelangen, vorausgesetzt, daß das endgültige Konstrukt die gewünschte biologische Aktivi- tät aufweist. Die Aminosäureänderungen können auch die post-translationalen Vorgänge an dem mpl-Liganden ändern, wie die Änderung der Anzahl Oder Position der Glykosylierungsstel-len. Für den Entwurf einer Aminosäuresequenzvariante des jnpl-Liganden hängt die Lage der Mutationsstelle und die Art der Mutation ab von der zu verändernden mpl-Liganden-Eigen-schaft(en). Die Stellen für die Mutation können einzeln oder in Serie modifiziert werden, z.B. durch (1) zunächst Substi-tuieren mit einer Wahl konservativer Aminosäuren und dann mit radikaleren Selektionen abhângig von deiti zu erzielenden Ergebnis, (2) Deletieren des Zielrests, oder (3) Einfügen von Resten der gleichen oder einer verschiedenen Klasse in Nachbarschaft zu der lokalisierten Stelle, oder Kombinatio-nen der Möglichkeiten 1-3.Amino acid sequence variants of mpl ligand are made by introducing appropriate nucleotide changes into the mpl ligand DNA or by in vitro synthesis of the desired mpl ligand polypeptide. Such variants include e.g. Deletions or insertions or substitutions of residues within the amino acid sequence for the porcine mpI ligand. For example, carboxy-terminal portions of the mature full mpl ligand can be removed by proteolytic cleavage, either in vivo or in vitro, or by cloning and expressing a fragment or the DNA encoding the full mpl ligand to be a biologically active variant to create. Any combination of deletion, insertion and substitution is carried out to arrive at the final construct, provided that the final construct has the desired biological activity. The amino acid changes can also change the post-translational events on the mpl ligand, such as changing the number or position of the glycosylation sites. For the design of an amino acid sequence variant of the jnpl ligand, the location of the mutation site and the type of mutation depend on the mpl ligand property (s) to be changed. The locations for the mutation can be modified individually or in series, e.g. by (1) first substituting with a choice of conservative amino acids and then with more radical selections depending on the result to be achieved, (2) deleting the target residue, or (3) inserting residues of the same or a different class in proximity to the localized one Position, or combinations of options 1-3.
Ein nützliches Verfahren zum Identifizieren von bestimmten Resten oder Regionen des mpl-Ligandenpolypeptids, die bevor-zugte Stellen für die Mutagenese sind, wird "Alanin-Scan-ning-Mutagenese" genannt, wie beschrieben von Cunningham und Wells, Science, 244:1081-1085 [1989]. Hierbei wird ein Rest oder eine Gruppe von Zielresten identifiziert (z.B. geladene Reste wie arg, asp, his, lys und glu) und ersetzt durch eine beliebige, aber vorzugsweise eine neutrale oder negativ geladene Aminosäure (am meisten bevorzugt sind Alanin oder Polyalanin), urn die Wechselwirkung der Aminosäuren mit der umgebenden wässerigen Umgebung innerhalb oder außerhalb der Zelle zu beeinflussen. Diese Domänen, die sich gegenüber den Substitutionen als funktional sensitiv erweisen, werden dann weiter aufgeklärt durch Einfügen von weiteren oder anderen Varianten an den oder für die zu sie substituierenden Stellen. Während somit die Stelle für das Einfügen einer Ami- nosäuresequenzvariation vorab bestimmt ist, muß die Natur der Mutation per se nicht vorab bestimmt sein. Zum Beispiel wird zum Optimieren der Leistungsstärke einer Mutation an einer gegebenen Stelle ala-Scanning oder zufällige Mutagenese an dem Zielcodon oder -region durchgeführt, und die ex- primierten mpl-Ligandenvarianten werden nach der optimalen Kombination von gewünschter Aktivität abgesucht.A useful method for identifying certain residues or regions of the mpl ligand polypeptide that are preferred sites for mutagenesis is called "alanine scanning mutagenesis" as described by Cunningham and Wells, Science, 244: 1081- 1085 [1989]. Here, a residue or a group of target residues is identified (e.g. charged residues such as arg, asp, his, lys and glu) and replaced by any, but preferably a neutral or negatively charged amino acid (most preferred are alanine or polyalanine) to influence the interaction of the amino acids with the surrounding aqueous environment inside or outside the cell. These domains, which prove to be functionally sensitive to the substitutions, are then further elucidated by inserting further or different variants at or for the sites to be substituted. Thus, while the location for the insertion of an amino acid sequence variation is predetermined, the nature of the mutation per se need not be predetermined. For example, to optimize the performance of a mutation at a given location, ala scanning or random mutagenesis is performed on the target codon or region, and the expressed mpl ligand variants are searched for the optimal combination of desired activity.
Es gibt zwei prinzipielle Variablen bei der Konstruktion von Aminosäuresequenzvarianten: die Lage der Mutationsstelle und die Natur der Mutation. Zum Beispiel umfassen mpI-Liganden-polypeptidvarianten solche Varianten der mpI-Ligandense-quenz, welche natürlich vorkommende Allele darstellen können (wobei dies nicht die Manipulation der mpl-Liganden-DNA verlangt) oder vorab bestimmte Mutantenformen werden erzeugt durch Mutieren der DNA, urn entweder bei einem Allel oder einer Variante anzugelangen, die nicht in der Natur vor-kommt. Im allgemeinen wird die Lage und die Natur der ge-wählten Mutation abhängen von der zu verändernden mpl-Ligan-deneigenschaft.There are two principal variables in the construction of amino acid sequence variants: the location of the mutation site and the nature of the mutation. For example, mpI ligand polypeptide variants include those variants of the mpI ligand sequence that can be naturally occurring alleles (which do not require manipulation of the mpl ligand DNA) or pre-determined mutant forms are created by mutating the DNA to either to arrive at an allele or a variant that does not occur in nature. In general, the location and nature of the mutation chosen will depend on the mpl ligand property to be modified.
Aminosauresequenzdeletionen liegen üblicherweise in dem Be-reich von ungefähr 1-30 Resten, vorzugsweise bei ungefähr Ι-ΙΟ Resten, und sind üblicherweise zusammenhängend. Alterna-tiv können die Aminosauresequenzdeletionen für den mpl-Li-ganden einen Teil von oder die vollständige carboxyterminale Glycoproteindomäne erfassen. Aminosäuresequenzdeletionen können auch eine oder mehrere der ersten sechs aminotermi-nalen Reste des reifen Proteins umfassen. Gegebenenfalls um-fassen Aminosäuresequenzdeletionen einen oder mehrere Reste in einer oder mehreren der Loop-Regionen, die zwischen den "helikalen Bündeln (helical bundels)" existieren. Zusammen-hängende Deletionen betreffen üblicherweise eine geradzah-lige Anzahl an Resten, aber einzelne oder ungeradzahlige Deletionen werden ebenfalls hiervon umfaßt. Deletionen können in Regionen mit niedriger Homologie unter den mpl-Liganden eingeführt werden, die die größte Sequenzidentität teilen, urn die Aktivität des mpl-Liganden zu modifizieren. Oder Deletionen können in Regionen mit niedriger Homologie zwischen humanen mpl-Liganden- und anderen Säuger-mpI-Liganden-polypeptiden eingeführt werden, die die größte Sequenziden-tität zu dem humanen mpl-Liganden aufweisen. Deletionen aus einem Säuger-mpl-Ligandenpolypeptid in Bereichen von be trächtlicher Homologie mit anderen Säuger-mpl-Liganden werden eher die biologische Aktivität des mpl-Liganden in si-gnifikanter Weise ändern. Die Anzahl der zusammenhängenden Deletionen wird so ausgewählt, daß die Tertiärstruktur der mpl-Liganden in der betroffenen Domäne beibehalten wird, z.B. ein Beta-Faltblatt oder eine Alphahelix.Amino sequence deletions are usually in the range of about 1-30 residues, preferably about Ι-ΙΟ residues, and are usually contiguous. Alternatively, the amino acid sequence deletions for the mpl ligand can capture part or all of the carboxy terminal glycoprotein domain. Amino acid sequence deletions can also include one or more of the first six amino terminal residues of the mature protein. Optionally, amino acid sequence deletions include one or more residues in one or more of the loop regions that exist between the "helical bundles". Contiguous deletions usually involve an even number of residues, but single or odd deletions are also included. Deletions can be introduced in regions of low homology among the mpl ligands that share the greatest sequence identity to modify the activity of the mpl ligand. Or, deletions can be introduced in regions with low homology between human mpl ligand and other mammalian mpI ligand polypeptides that have the greatest sequence identity to the human mpl ligand. Deletions from a mammalian mpl ligand polypeptide in areas of substantial homology with other mammalian mpl ligands are more likely to significantly alter the biological activity of the mpl ligand. The number of contiguous deletions is selected so that the tertiary structure of the mpl ligands is maintained in the domain concerned, e.g. a beta sheet or an alpha helix.
Aminosäuresequenzinsertionen umfassen amino- und/oder carboxyterminale Fusionen, die hinsichtlich der Länge in dem Bereich liegen von einem Rest bis zu Polypeptiden enthaltend 100 oder mehr Reste, wie auch Insertionen innerhalb der Sequenz aus einem oder mehreren Aminosäureresten. Insertio- nen innerhalb der Sequenz (Intrasequenzinsertionen) (d.h., Insertionen innerhalb der reifen mpl-Liganden-Sequenz) kön-nen üblicherweise ungefähr 1-10 Reste umfassen, vorzugsweise 1-5, ganz bevorzugt 1-3. Fine beispielhafte bevorzugte Fusion ist die des mpl-Liganden oder Fragments davon mit einem anderen Zytokin oder Fragment davon. Beispiele für terminale Insertionen umfassen den reifen mpl-Liganden mit einem N-terminalen Methionylrest, einem Art'efakt der direkten Expression des reifen mpl-Liganden in rekombinanter Zellkultur, und die Fusion einer heterologen N-terminalen Signalsequenz an den N-Terminus des reifen mpl-Ligandenmole-küls, urn die Sekretion des reifen mpl-Liganden aus rekombi-nanten Wirten zu erleichtern. Solche Signalsequenzen werden im allgemeinen erhalten aus, und sind somit homolog zu, der beabsichtigten Wirtszellart. Geeignete Sequenzen umfassen STII oder Ipp für E. Coli, Alphafaktor für Hefe, und virale Sequenzen, wie Herpes gD für Säugerzellen.Amino acid sequence insertions include amino and / or carboxy terminal fusions that range in length from one residue to polypeptides containing 100 or more residues, as well as insertions within the sequence of one or more amino acid residues. Inserts within the sequence (intrasequence insertions) (i.e., insertions within the mature mpl ligand sequence) can usually comprise approximately 1-10 residues, preferably 1-5, most preferably 1-3. An exemplary preferred fusion is that of the mpl ligand or fragment thereof with another cytokine or fragment thereof. Examples of terminal insertions include the mature mpl ligand with an N-terminal methionyl residue, an artifact of direct expression of the mature mpl ligand in recombinant cell culture, and the fusion of a heterologous N-terminal signal sequence to the N-terminus of the mature mpl -Ligand Molecules, to facilitate the secretion of the mature mpl ligand from recombinant hosts. Such signal sequences are generally obtained from, and are thus homologous to, the intended host cell type. Suitable sequences include STII or Ipp for E. coli, alpha factor for yeast, and viral sequences such as herpes gD for mammalian cells.
Andere Insertionsvarianten des mpl-Ligandenmoleküls umfassen die Fusion an den N- oder C-Terminus des mpl-Liganden von immunogenen Polypeptiden (d.h., sie sind nicht endogen für den Wirt, an den die Fusion verabreicht wird), z.B. bakteri-elle Polypeptide wie Beta-Lactamase oder ein Enzym, das von dem E. Coli-trp-Lokus kodiert wird, oder Hefeprotein, und C-terminale Fusionen mit Proteïnen mit einer langen Halb-wertszeit, wie den konstanten Regionen von Immunglobulinen (oder andere Immunglobulinregionen), Albumin Oder Ferritin, wie beschrieben in WO 89/02922, veröffentlicht am 6. April 1989.Other insertion variants of the mpl ligand molecule include fusion to the N or C terminus of the mpl ligand from immunogenic polypeptides (i.e., they are not endogenous to the host to which the fusion is administered), e.g. bacterial polypeptides such as beta-lactamase or an enzyme encoded by the E. coli trp locus, or yeast protein, and C-terminal fusions with proteins with a long half-life, such as the constant regions of immunoglobulins (or other immunoglobulin regions), albumin or ferritin as described in WO 89/02922, published April 6, 1989.
Eine dritte Gruppe an Varianten sind Aminosäuresubstituti-onsvarianten. Bei diesen Varianten ist mindestens ein Ami-nosäurerest in dem mpl-Ligandenmolekül entfernt worden, und ein verschiedener Rest ist an dessen Stelle eingefügt worden. Die Stellen, die von größtem Interesse für die substi-tutionelle Mutagenese sind, umfassen Stellen, die als die aktive Stelle(n) des mpI-Liganden identifiziert worden sind, und Stellen, wo die Aminosauren, die in anderen Analoga ge-funden werden, beträchtlich verschieden sind hinsichtlich des Umfangs der Seitenkette, der Ladung oder der Hydrophobi-zität, aber auch wo ein hoher Grad an Sequenzidentität an der ausgewähltsn Stelle zwischen verschiedenen mpl-Ligan-denarten und/oder zwischen den verschiedenen Tieranaloga eines mpl-Ligandenmitglieds besteht.A third group of variants are amino acid substitution variants. In these variants, at least one amino acid residue in the mpl ligand molecule has been removed and a different residue has been inserted in its place. The sites of greatest interest for substitutional mutagenesis include sites identified as the active site (s) of the mpI ligand and sites where the amino acids found in other analogues are considerably different in terms of the extent of the side chain, the charge or the hydrophobicity, but also where there is a high degree of sequence identity at the selected site between different mpl ligand types and / or between the different animal analogues of an mpl ligand member.
Andere Stellen von Interesse sind solche, an denen spezielle Reste des mpI-Liganden, erhalten aus verschiedenen Familien-mitgliedern und/oder Tierarten für ein Mitglied identisch sind. Diese Stellen, insbesondere solche, die innerhalb einer Sequenz von mindestens drei weiteren identischen kon-servierten Stellen liegen, werden auf relativ konservative Weise substituiert. Solche konservativen Substitutionen sind in Tabelle 3 unter der Überschrift der bevorzugten Substitutionen aufgeführt. Wenn solche Substitutionen zu einer Ver-änderung der biologischen Aktivität führen, dann werden deutlichere Änderungen, bezeichnet als beispielhafte Substitutionen in Tabelle 3 oder wie unten weiter beschrieben in Bezugnahme auf Aminosäureklassen, eingeführt und die Pro-dukte untersucht.Other places of interest are those at which special residues of the mpI ligand obtained from different family members and / or animal species are identical for one member. These sites, in particular those that lie within a sequence of at least three other identical conserved sites, are substituted in a relatively conservative manner. Such conservative substitutions are listed in Table 3 under the heading of the preferred substitutions. If such substitutions lead to a change in the biological activity, then more significant changes, referred to as exemplary substitutions in Table 3 or as described further below with reference to amino acid classes, are introduced and the products are examined.
Beträchtliche Modifikationen der Funktion oder der immunolo-gischen Identität des mpl-Liganden werden bewirkt durch Aus-wählen von Substitutionen, die sich deutlich unterscheiden hinsichtlich ihres Effekts auf das Beibehalten von (a) der Struktùr des Polypeptid-Backbones in dein Bereich der Substitution, z.B. als Faltblatt oder helikale Konformation, (b) der Ladung oder der Hydrophobizitât des Moleküls an der Zielstelle, oder (c) dein Umfang der Seitenkette. Natürlich vorkommende Reste werden in Gruppen eingeteilt, basierend auf den gemeinsamen Seitenketteneigenschaften: (1) Hydrophobe Norleucin, Met, Ala, Val, Leu, Ile; (2) Neutral, hydrophile Cys, Ser, Thr; (3) Sauere Asp, Glu; (4) Basische Asn, Gin, His, Lys, Arge (5) Reste, die die Kettenanordnung beeinflussene Gly, Pro; und (6) Aromatisch: Trp, Tyr, Phe. • Nicht konservative Substitutionen machen einen Austausch eines Mitglieds einer dieser Klassen durch ein Mitglied einer anderen Klasse erforderlich. Solche substituierten Reste können auch in die konservative Substitutionen tragen-den Stellen eingeführt werden, aber mehr bevorzugt in die restlichen (nicht konservierten) Stellen.Significant modifications to the function or immunological identity of the mpl ligand are accomplished by selecting substitutions that differ significantly in their effect on maintaining (a) the structure of the polypeptide backbone in the area of substitution, e.g. as a leaflet or helical conformation, (b) the charge or the hydrophobicity of the molecule at the target site, or (c) your circumference of the side chain. Naturally occurring residues are divided into groups based on the common side chain properties: (1) hydrophobic norleucine, Met, Ala, Val, Leu, Ile; (2) neutral, hydrophilic Cys, Ser, Thr; (3) Acid Asp, Glu; (4) basic Asn, Gin, His, Lys, Arge (5) residues, the chain arrangement-influencing Gly, Pro; and (6) Aromatic: Trp, Tyr, Phe. • Non-conservative substitutions require an exchange of a member of one of these classes by a member of another class. Such substituted residues can also be introduced into the conservative substitution sites, but more preferably into the remaining (non-conserved) sites.
Bei einer erfindungsgemäßen Ausführungsform ist es wün-schenswert, eine Oder mehrere Proteasespaltstellen, die in dem Molekül vorhanden sind, zu inaktivieren. Diese Stellen werden identifiziert durch Absuchen der kodierten Amino-säuresequenz, in dem Falie von Trypsin, z.B. nach einem Arginyl- oder Lysinylrest. Wenn Proteasespaltstellen identi-fiziert sind, werden diese inaktiv gemacht gegenüber proteo- t lytischer Spaltung durch Substituieren des Zielrests mit einem anderen Rest, vorzugsweise einem basischen Rest wie Glutamin oder einem hydrophoben Rest wie Serin; durch Dele-tieren des Rests; oder durch Einfügen eines Prolylrests un-mittelbar nach dem Resr.In one embodiment of the invention, it is desirable to inactivate one or more protease cleavage sites that are present in the molecule. These sites are identified by searching the encoded amino acid sequence in the case of trypsin, e.g. for an arginyl or lysinyl residue. If protease cleavage sites are identified, they are rendered inactive against proteolytic cleavage by substituting the target residue with another residue, preferably a basic residue such as glutamine or a hydrophobic residue such as serine; by deleting the rest; or by inserting a prolyl residue immediately after the resr.
Bei einer weiteren Ausführungsform wird jeder Methionylrest, der nicht der Startmethionylrest der Signalsequenz ist, oder jeder Rest, der innerhalb von ungefähr 3 Resten N- oder C-terminal zu einem solchen Methionylrest liegt, substituiert durch einen anderen Rest (vorzugsweise in Übereinstimmung mit Tabelle 3) oder deletiert. Alternatif werden ungefähr 1-3 Reste benachbart zu solchen Stellen eingefügt.In another embodiment, any methionyl residue that is not the starting methionyl residue of the signal sequence or any residue that is within about 3 residues N- or C-terminal to such a methionyl residue is substituted by another residue (preferably in accordance with Table 3 ) or deleted. Alternatively, about 1-3 residues are inserted adjacent to such sites.
Jeder Cysteinrest, der nicht an der Aufrechterhaltung der richtigen Konformation des mpl-Liganden beteiligt ist, kann auch ersetzt werden, im allgemeinen mit Serin, um die Oxida-tionsstabilitât des Moleküls und zufällige Vernetzung zu verhindern. Es ist gefunden worden, daß das erste und vierte Cystein in der EPO-Domäne, numeriert von dem Aminoterminus, notwendig sind zum Aufrechterhalten der richtigen Konformation, aber daß das zweite und dritte nicht erforderlich ist. Demzufolge kann das zweite und dritte Cystein der EPO-Domäne ersetzt werden.Any cysteine residue that is not involved in maintaining the correct conformation of the mpl ligand can also be replaced, generally with serine, to prevent the stability of the molecule from oxidation and accidental crosslinking. It has been found that the first and fourth cysteine in the EPO domain, numbered from the amino terminus, are necessary to maintain the correct conformation, but the second and third are not required. As a result, the second and third cysteine of the EPO domain can be replaced.
Nukleinsäuremoleküle, die Aminosäuresequenzvarianten des jnpl-Liganden kodieren, werden hergestellt durch eine Viel- zah'l aus dem Stand der Technik bekannter Verfahren. Diese Verfahren umfassen, ohne darauf beschränkt zu sem, die Xso- lierung aus einem natürlichen Ausgangsmaterial (in dem Fail von natürlich vorkommenden Aminosäuresequenzvarianten) oder die Herstellung durch Oligonukleotid-vermittelte (oder site-directed) Mutagenese, PCR-Mutagenese oder Kassetten-muta-genese einer früher hergestellten Variante oder einer Nicht-Varianten-Version des mpl-Ligandenpolypeptids.Nucleic acid molecules which encode amino acid sequence variants of the jnpl ligand are produced by a number of methods known from the prior art. These methods include, but are not limited to, X isolation from a natural starting material (in the fail of naturally occurring amino acid sequence variants) or preparation by oligonucleotide-mediated (or site-directed) mutagenesis, PCR mutagenesis or cassette mutation Genesis of a previously made variant or a non-variant version of the mpl ligand polypeptide.
Oligonukleotid-vermittelte Mutagenese ist ein bevorzugtes Verfahren zum Erzeugen von Substitutions-, Deletions- und Insertionsvarianten von mpl-Liganden-DNA. Diese Technik ist in dem Stand der Technik bekannt, wie beschrieben von Adelman et al., DNA, 2:183 [1983]. Kurz ausgeführt, mpl-Liganden-DNA wird verândert durch Hybridisieren eines Oligo-nukleotids, das die gewünschte Mutation kodiert, an eine DNA-Matrize, wobei die Matrize die Einzelstrangform eines Plasmids oder Bakteriophagen ist, enthaltend die nicht ver-anderte oder native DNA-Sequenz des mpl-Liganden. Nach Hybridisierung wird eine DNA-Polymerase verwendet zum Syn- thetisieren eines voliständigen zweiten komplementären Strangs der Matrize, der somit den Oligonukleotidprimer ein-gebaut enthält und der für die gewählte Veränderung in der mpl-Liganden-DNA kodiert. lm allgemeinen werden Oligonukleotide von mindestens 25 Nukleotiden Länge verwendet. Ein optimales Oligonukleotid besitzt zwölf bis 15 Nukleotide, die vollständig komplemen-tär zu der Matrize auf jeder Seite des bzw. der Nukleotide sind, das bzw. die für die Mutation kodieren. Dieses stellt sicher, daß das Oligonukleotid richtig an das einzelsträn-gige DNA-Matrizenmolekül hybridisiert. Die Oligonukleotide können leicht synthetisiert werden mit Hilfe von Techniken, die in dem Stand der Technik bekannt sind, wie beschrieben von Créa et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 75:5765 [1978].Oligonucleotide-mediated mutagenesis is a preferred method for generating substitution, deletion and insertion variants of mpl ligand DNA. This technique is known in the art as described by Adelman et al., DNA, 2: 183 [1983]. Briefly stated, mpl ligand DNA is changed by hybridizing an oligonucleotide encoding the desired mutation to a DNA template, the template being the single strand form of a plasmid or bacteriophage containing the unchanged or native DNA Sequence of the mpl ligand. After hybridization, a DNA polymerase is used to synthesize a complete second complementary strand of the template, which thus contains the oligonucleotide primer and which codes for the selected change in the mpl ligand DNA. Generally, oligonucleotides of at least 25 nucleotides in length are used. An optimal oligonucleotide has twelve to 15 nucleotides that are completely complementary to the template on each side of the nucleotide (s) encoding the mutation. This ensures that the oligonucleotide hybridizes properly to the single-stranded DNA template molecule. The oligonucleotides can be easily synthesized using techniques known in the art, as described by Créa et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 75: 5765 [1978].
Die DNA-Matrize kann von solchen Vektoren erzeugt werden, die entweder von Bakteriophagen M13-Vektoren (die gewerblich erhältlichen M13mpl8- und M13mpl9-Vektoren sind geeignet) oder von solchen Vektoren erhalten werden, die einen einzel-strängigen Phagenreplikationsursprung enthalten, wie beschrieben von Viera et al., Meth. Enzymol., 153:3 (1987). Somit kann die zu mutierende DNA in einen dieser Vektoren eingefügt werden, urn eine einzelsträngige Matrize zu erzeu-gen. Das Herstellen der einzelsträngigen Matrize ist beschrieben in Abschnitten 4.21-4.41 von Sambrook et al., Molecular Cloning: A Laboratory Manual (Cold Spring Harbor Laboratory Press, NY 1989).The DNA template can be generated from those vectors which are either obtained from bacteriophage M13 vectors (the commercially available M13mpl8 and M13mpl9 vectors are suitable) or from vectors which contain a single-stranded phage replication origin, as described by Viera et al., Meth. Enzymol., 153: 3 (1987). Thus, the DNA to be mutated can be inserted into one of these vectors to create a single-stranded template. The preparation of the single-stranded template is described in Sections 4.21-4.41 of Sambrook et al., Molecular Cloning: A Laboratory Manual (Cold Spring Harbor Laboratory Press, NY 1989).
Alternativ kann eine einzelsträngige DNA-Matrize erzeugt werden durch Denaturieren eines doppelsträngigen Plasmids (oder anderer) DNA mit Hilfe von Standardtechniken.Alternatively, a single-stranded DNA template can be generated by denaturing a double-stranded plasmid (or other) DNA using standard techniques.
Zum Verändern der nativen DNA-Sequenz (urn z.B. Aminosäure-sequenzvarianten zu erzeugen) wird das Oligonukleotid an die einzelsträngige Matrize unter geeigneten Hybridisierungs-bedingungen hybridisiert. Ein DNA-polymerisierendes Enzym, normalerweise das Klenow-Fragment von DNA-Polymerase I, wird dazugesetzt, 'urn den komplementären Strang der Matrize zu synthetisieren unter Verwendung des Oligonukleotids als einem Primer für die Synthese. Ein Hereroduplex wird somit derart gebildet, daß ein Strang der DNA die mutierte Form des mpl-Liganden kodiert, und der andere Strang (die ur-sprüngliche Matrize) kodiert die native, unveränderte Sequenz des mpl-Liganden. Dieses Heteroduplexmolekül wird dann in eine geeignete Wirtszelle transformiert, üblicher-weise einen Prokaryonten wie E. Coli JM101. Nachdem die Zeilen kultiviert wurden, werden sie auf Agaroseplatten aus-plattiert und abgesucht unter Verwendung des mit 32-Phosphor markierten Oligonukleotidprimers, um die Bakterienkolonien zu identifizieren, die die mutierte DNA enthalten. Die mu- tierte Region wird dann entfernt und in einen geeigneten Vektor zur Proteinproduktion eingebracht, üblicherweise in einen Expressionsvektor des Typs, der üblicherweise verwen-det wird zur Transformation eines geeigneten Wirts.To change the native DNA sequence (e.g. to generate amino acid sequence variants), the oligonucleotide is hybridized to the single-stranded template under suitable hybridization conditions. A DNA polymerizing enzyme, usually the Klenow fragment of DNA polymerase I, is added to synthesize the complementary strand of the template using the oligonucleotide as a primer for synthesis. A herero duplex is thus formed such that one strand of the DNA encodes the mutated form of the mpl ligand, and the other strand (the original template) encodes the native, unchanged sequence of the mpl ligand. This heteroduplex molecule is then transformed into a suitable host cell, usually a prokaryote such as E. Coli JM101. After the lines are cultured, they are plated on agarose plates and screened using the 32-phosphorus labeled oligonucleotide primer to identify the bacterial colonies containing the mutated DNA. The mutated region is then removed and placed in a suitable vector for protein production, usually in an expression vector of the type that is commonly used to transform a suitable host.
Das oben beschriebene Verfahren kann so modifiziert werden, daß ein Homoduplexmolekül erzeugt wird, worin beide Stränge des Plasmids die Mutation(en) enthält. DieModifikationen sind wie folgt: Das einzelsträngige Oligonukleotid wird an die doppelsträngige Matrize hybridisiert (annealed), wie oben beschrieben. Eine Mischung aus drei Desoxyribonukleoti-den, Desoxyriboadenosin (dATP), Desoxyriboguanosin (dGTP) und Desoxyribothymidin (dTTP) wird mit einem modifizierten Thio-desoxyribocytosin, dCTP-(aS) genannt (das erhalten werden kann von Amersham Corporation), kombiniert. Diese Mischung wird zu dem Matrizen-Oligonukleotid-Komplex zuge-setzt. Bei Zusatz von DNA-Polymerase zu dieser Mischung wird ein zu der Matrize identischer DNA-Strang, außer der mutier ten Base, erzeugt. Weiterhin enthält dieser neue DNA-Strang dCTP-(aS) anstelle von dCTP, was dazu dient, ihn vor der Restriktionsendonukleasespaltung zu schützen.The method described above can be modified to produce a homoduplex molecule in which both strands of the plasmid contain the mutation (s). The modifications are as follows: The single-stranded oligonucleotide is annealed to the double-stranded template as described above. A mixture of three deoxyribonucleotides, deoxyriboadenosine (dATP), deoxyriboguanosine (dGTP) and deoxyribothymidine (dTTP) is combined with a modified thio-deoxyribocytosine, dCTP- (aS) (which can be obtained from Amersham Corporation). This mixture is added to the template-oligonucleotide complex. When DNA polymerase is added to this mixture, a DNA strand identical to the template, except for the mutated base, is generated. This new DNA strand also contains dCTP- (aS) instead of dCTP, which serves to protect it from restriction endonuclease cleavage.
Nachdem der Matrizenstrang des doppelsträngigen Heteroduplexes mit einem geeigneten Restriktionsenzym gespalten (nicked) worden ist, kann der Matrizenstrang abgebaut werden mit ExoIII-Nuklease Oder einer anderen geeigneten Nuklease, entlang der Region, die die zu mutagenisierende Stelle(n) enthält. Die Reaktion wird dann gestoppt, um ein Molekiil zu-riickzulassen, das nur teilweise einzelsträngig ist. Ein vollständiger doppelsträngiger DNA-Homoduplex wird dann ge-bildet mit Hilfe von DNA-Polymerase in der Anwasenheit aller vier Desoxyribonukleotidtriphosphate, ATP und DNA-Ligase. Dieses Homoduplexmolekül kann in eine geeignete Wirtszelle, wie E. Coli JM101, transformiert werden, wie oben beschrie-ben. DNA, die mpl-Ligandenmutanten mit mehr als einer zu erset-zenden Aminosäure kodiert, kann auf mehreren Wegen herge-stellt werden. Wenn die Aminosäuren in der Polypeptidkette nahe beieinander lokalisiert sind, können sie gleichzeitig mutiert werden unter Verwendung eines Oligonukleotids, das für alle gewünschten Aminosäuresubstitutionen kodiert. Falls jedoch die Aminosäuren in einigem Abstand voneinander (durch mehr als zehn Aminosäurereste getrennt) vorliegen, ist es schwieriger, ein einziges Oligonukleotid zu erzeugen, das alle gewünschten Änderungen kodiert. Stattdessen kann eines von zwei alternativen Verfahren angewendet werden.After the template strand of the double-stranded heteroduplex has been nicked with a suitable restriction enzyme, the template strand can be degraded with ExoIII nuclease or another suitable nuclease, along the region which contains the site (s) to be mutagenized. The reaction is then stopped to leave a molecule that is only partially single-stranded. A complete double-stranded DNA homoduplex is then formed with the aid of DNA polymerase in the presence of all four deoxyribonucleotide triphosphates, ATP and DNA ligase. This homoduplex molecule can be transformed into a suitable host cell, such as E. Coli JM101, as described above. DNA encoding mpl ligand mutants with more than one amino acid to be replaced can be produced in several ways. If the amino acids in the polypeptide chain are located close to each other, they can be mutated simultaneously using an oligonucleotide that encodes all of the desired amino acid substitutions. However, if the amino acids are spaced some distance apart (separated by more than ten amino acid residues), it is more difficult to generate a single oligonucleotide that encodes all of the desired changes. Instead, one of two alternative methods can be used.
Bei dem ersten Verfahren wird ein separates Oligonukleotid für jede zu substituierende Aminosäure erzeugt. Die Oligo-nukleotide werden dann gleichzeitig an die einzelsträngige Matrizen-DNA hybridisiert, und der zweite DNA-Strang, der von der Matrize synthetisiert wird, kodiert für alle gewünschten Aminosäuresubstitutionen.The first method creates a separate oligonucleotide for each amino acid to be substituted. The oligonucleotides are then hybridized simultaneously to the single-stranded template DNA, and the second strand of DNA, which is synthesized from the template, codes for all desired amino acid substitutions.
Das alternative Verfahren umfaßt zwei oder mehrere Runden der Mutagenese zum Erzeugen der gewünschten Mutante. Die erste Runde entspricht der für die einzige Mutation be-schriebenen: Wildtyp-DNA wird als Matrize verwendet, einThe alternative method involves two or more rounds of mutagenesis to create the desired mutant. The first round corresponds to that described for the only mutation: wild-type DNA is used as a template, a
Oligonukleotid, das die erste gewünschte Aminosäuresubstitu-tion(en) kodiert, wird an die Matrize hybridisiert, und das Heteroduplexmolekül wird dann erzeugt. Die zweite Runde der Mutagenese verwendet das mutierte DNA-Produkt aus der ersten Runde der Mutagenese als die Matrize. Somit enthält diese Matrize bereits eine oder mehrere Mutationen. Das Oligo-nukleotid, das die zusätzlich gewünschte Aminosäuresubstitu-tion(en) kodiert, wird dann an die Matrize hybridisiert, und der erhaltene DNA-Strang kodiert jetzt für Mutationen aus der ersten und zweiten Runde der Mutagenese. Diese erhaltene DNA kann als eine Matrize in einer dritten Runde der Mutagenese verwendet werden, usw. PCR-Mutagenese ist ebenfalls geeignet zum Herstellen von Aminosäurevarianten des mpl-Ligandenpolypeptids. Während sich die folgende Diskussion auf DNA bezieht, ist es selbst-verständlich, daß die Technik auch auf RNA Anwendung findet. Die PCR-Technik bezieht sich iiu allgemeinen auf folgendes Verfahren (siehe Ehrlich, siehe oben, das Kapitel von R. Higuchi, S. 61-70) Wenn kleine Mengen an Matrizen-DNA als Ausgangsmaterial in einer PCR verwendet werden, können Primer, die sich leicht in der Seguenz von der entsprechen den Region in einer Matrizen-DNA unterscheiden, verwendet werden zum Erzeugen von relativ großen Mengen eines spezifi-schen DNA-Fragments, das sich von der Matrizensequenz nur an den Positionen unterscheidet, an denen sich der Primer von der Matrize unterscheidet. Zum Einführen einer Mutation in eine Plasmid-DNA wird einer der Primer so entworfen, daß er mit der Position der Mutation überlappt und die Mutation enthält; die Sequenz des anderen Primers muß identisch sein mit einem Sequenzabschnitt des Gegenstrangs des Plasmids, aber diese Sequenz kann an beliebiger Stelle entlang dre Plasmid-DNA lokalisiert sein. Es wird jedoch bevorzugt, daß die Sequenz des zweiten Primers innerhalb von 200 Nukleo-tiden von der des ersten Primers lokalisiert ist, so daß am Ende die vollständige vermehrte Region der durch die Primer begrenzten DNA leicht sequenziert werden kann. Die Vermeh- rung durch PCR mit Hilfe eines Primerpaars, wie dem gerade beschriebenen, führt zu einer Population von DNA-Fragmenten, die sich an der durch den Primer festgelegten Stelle der Mutation unterscheidet und möglicherweise an anderen Positioned da das Kopieren der Matrize etwas fehleranfällig ist.Oligonucleotide encoding the first desired amino acid substitution (s) is hybridized to the template and the heteroduplex molecule is then generated. The second round of mutagenesis uses the mutated DNA product from the first round of mutagenesis as the template. This matrix therefore already contains one or more mutations. The oligonucleotide encoding the additionally desired amino acid substitution (s) is then hybridized to the template, and the DNA strand obtained now codes for mutations from the first and second rounds of mutagenesis. This DNA obtained can be used as a template in a third round of mutagenesis, etc. PCR mutagenesis is also suitable for producing amino acid variants of the mpl ligand polypeptide. While the following discussion relates to DNA, it goes without saying that the technique also applies to RNA. The PCR technique generally relates to the following procedure (see Ehrlich, see above, the chapter by R. Higuchi, pp. 61-70). If small amounts of template DNA are used as starting material in a PCR, primers that differ slightly in sequence from the corresponding region in a template DNA, are used to generate relatively large amounts of a specific DNA fragment that differs from the template sequence only at the positions where the primer differs from the matrix differs. To introduce a mutation into a plasmid DNA, one of the primers is designed so that it overlaps with the position of the mutation and contains the mutation; the sequence of the other primer must be identical to a sequence portion of the counter strand of the plasmid, but this sequence can be located anywhere along three plasmid DNA. However, it is preferred that the sequence of the second primer be located within 200 nucleotides of that of the first primer so that in the end the complete, expanded region of the DNA delimited by the primers can be easily sequenced. The amplification by PCR using a pair of primers, such as the one just described, leads to a population of DNA fragments which differs at the mutation site defined by the primer and possibly at different positions since the copying of the template is somewhat error-prone .
Wenn das Verhältnis von Matrize zu Produktmaterial extrem niedrig ist, enthält die große Mehrzahl der Produkt-DNA-Fragmente die gewünschte Mutation(en). Das Produktmaterial wird verwendet zum Ersetzen der entsprechenden Region in dem Plasmid, die als PCR-Matrize diente, unter Verwendung von DNA-Standardtechniken. Mutationen an getrennten Positionen können gleichzeitig eingeführt werden entweder mit Hilfe eines mutierten zweiten Primers oder Durchfiihren einer zwei-ten PCR mit verschiedenen Mutantenprimern und gleichzeitiges Ligieren der zwei erhaltenen PCR-Fragmente an das Vektor-fragment in einer drei (Oder mehr) Teile umfassenden Ligation.If the ratio of template to product material is extremely low, the vast majority of product DNA fragments contain the desired mutation (s). The product material is used to replace the corresponding region in the plasmid that served as a PCR template using standard DNA techniques. Mutations at separate positions can be introduced simultaneously using either a mutated second primer or performing a second PCR with different mutant primers and simultaneously ligating the two PCR fragments obtained to the vector fragment in a three (or more) part ligation.
Bei einem speziellen Beispiel einer PCR-Mutagenese wird Matrizen-Plasmid-DNA (1 μς) linearisiert durch Spaltung mit einer Restriktionsendonuklease, die eine einzige Erkennungs-stelle in der Plasmid-DNA außerhalb der zu vermehrenden Region besitzt. Von diesem Material werden 100 ng zu einer PCR-Mischung zugesetzt enthaltend PCR-Puffer, der die vier Desoxynukleotidtriphosphate enthält, und der in den GeneAmpO-Kits (erhalten von Perkin-Elmer Cetus, Norwalk, CT und Emeryville, CA) enthalten ist, und der 25 pMol eines je-den Oligonukleotidprimers enthält, und auf ein Endvolumen von 50 μΐ eingestellt. Die Reaktionsmischung wird mit 35 μΐ Mineralöl iiberschichtet. Die Reaktionsmischung wird für 5 min bei 100°C denaturiert, kurz auf Eis gebracht, und dann wird 1 μΐ Thermus aquaticus (Taq)-DNA-Polymerase (5 Einhei-ten/μΐ, bezogen von Perkin-Elmer Cetus) unterhalb der Mine-ralölschicht zugesetzt. Die Reaktionsmischung wird dann in einen DNA Thermal Cycler (bezogen von Perkin-Elmer Cetus) eingeführt, der wie folgt programmiert ist: 2 min 55 °C, 30 s 72°C, dann 19 Zyklen wie folgt: 30 s 94°C, 30 s 55°C und 30 s 72°C.In a specific example of PCR mutagenesis, template plasmid DNA (1 μς) is linearized by cleavage with a restriction endonuclease which has a single recognition site in the plasmid DNA outside the region to be amplified. 100 ng of this material is added to a PCR mixture containing PCR buffer which contains the four deoxynucleotide triphosphates and which is contained in the GeneAmpO kits (obtained from Perkin-Elmer Cetus, Norwalk, CT and Emeryville, CA) and containing 25 pmol of each oligonucleotide primer, and adjusted to a final volume of 50 μΐ. The reaction mixture is covered with 35 μl mineral oil. The reaction mixture is denatured for 5 min at 100 ° C., briefly placed on ice, and then 1 μl Thermus aquaticus (Taq) DNA polymerase (5 units / μl, obtained from Perkin-Elmer Cetus) below the mine. added oil layer. The reaction mixture is then introduced into a DNA thermal cycler (obtained from Perkin-Elmer Cetus), which is programmed as follows: 2 min 55 ° C, 30 s 72 ° C, then 19 cycles as follows: 30 s 94 ° C, 30 s 55 ° C and 30 s 72 ° C.
Am Ende des Programms wird das Reaktionsgefäß aus dem Thermal Cycler entfernt, und die wasserige Phase wird in ein neues Gefäß überführt, mit Phenol/Chlcroform (50/50 Volumen) extrahiert, und mit Ethanol präzipitiert, und die DNA wird nach Standardverfahren gewonnen. Dieses Material wird an-schließend den geeigneten Behandlungen zum Einfügen in einen Vektor unterzogen.At the end of the program, the reaction tube is removed from the thermal cycler, the aqueous phase is transferred to a new tube, extracted with phenol / chloroform (50/50 volume) and precipitated with ethanol, and the DNA is recovered according to standard procedures. This material is then subjected to the appropriate treatments for insertion into a vector.
Ein anderes Verfahren zum Herstellen von Varianten, Kasset-tenmutagenese, basiert auf der Technik, wie beschrieben von Wells et al., Gene, 34:315 [1985]. Das Ausgangsmaterial ist das Plasmid (Oder ein anderer Vektor) enthaltend die zu mutierende mpl~Liganden-DNA. Das bzw. die zu mutierenden Codon(s) in der mpl-Liganden-DNA werden identifiziert. Es muß eine nur einmal vorkommende Restriktionsendonuklease-spaltstelle auf jeder Seite der identifizierten Mutations-stelle(n) vorhanden sein. Falls solche Restriktionsspalt- stellen nicht vorkommen, können sie erzeugt werden mit Hilfe der oben beschriebenen Oligonukleotid-vermittelten Mutagene- semethode, um sie an geeigneten Stellen in die mpl-Liganden-DNA einzuführen. Nachdem die Restriktionsspaltstellen in das Plasmid eingeführt worden sind, wird das Plasmid an diesen Stellen geschnitten, um es zu linearisieren. Ein doppel-strängiges Oligonukleotid, das die DNA-Seguenz zwischen den Restriktionsspaltstellen kodiert, aber die gewünschte Mutation (en) enthält, wird synthetisiert mit Hilfe von Standardverfahren. Die zwei Stränge werden separat synthetisiert und dann miteinander hybridisiert unter Verwendung von Standard- techniken. Dieses doppelsträngige Oligonukleotid wird als die Kassette bezeichnet. Diese Kassette ist so ausgestaltet, daß es 3'- und 5'-Enden besitzr, die mit den Enden des line-arisierten Plasmids kompatibel sind, so daß sie direkt mit dem Plasmid ligiert werden können. Dieses Plasmid enthält jetzt die mutierte mpl-Liganden-DNA-Sequenz. C. Einfügen einer Nukleinsäure in einen replizierbaren Vek-torAnother method of producing variants, cassette mutagenesis, is based on the technique as described by Wells et al., Gene, 34: 315 [1985]. The starting material is the plasmid (or another vector) containing the mpl ~ ligand DNA to be mutated. The codon (s) to be mutated in the mpl ligand DNA are identified. There must be a unique restriction endonuclease cleavage site on each side of the identified mutation site (s). If such restriction cleavage sites do not occur, they can be generated using the oligonucleotide-mediated mutagenesis method described above, in order to introduce them into the mpl ligand DNA at suitable sites. After the restriction sites have been introduced into the plasmid, the plasmid is cut at these sites to linearize it. A double-stranded oligonucleotide encoding the DNA sequence between the restriction sites, but containing the desired mutation (s), is synthesized using standard procedures. The two strands are synthesized separately and then hybridized together using standard techniques. This double-stranded oligonucleotide is called the cassette. This cassette is designed to have 3 'and 5' ends that are compatible with the ends of the line arized plasmid so that they can be ligated directly to the plasmid. This plasmid now contains the mutated mpl ligand DNA sequence. C. Inserting a nucleic acid into a replicable vector
Die Nukleinsäure (z.B. cDNA oder genomische DNA), die ein natives oder verändertes mpl-Ligandenpolypeptid kodiert, wird in einen replizierbaren Vektor zur weiteren Klonierung (Vermehrung (Amplifikation) dor DNA) Oder zur Expression eingeführt. Viele Vektoren sind verfügbar, und die Auswahl des geeigneten Vektors hängt ab von (1) ob er verwendet werden soil zur DNA-Vermehrung oder zur DNA-Expression, (2) der Größe der in den Vektor einzuführenden Nukleinsäure und (3) der mit dem Vektor zu transformierenden Wirtszelle. Jeder Vektor enthält verschiedene Bestandteile, abhängig von seiner Funktion (Vermehrung von DNA oder Expression von DNA) und der Wirtszelle, mit der er kompatibel ist. Die Vektor-bestandteile umfassen im allgemeinen, ohne darauf beschränkt zu sein, eines oder mehrere der folgenden Elemente: Eine Signalsequenz, einen Replikationsursprung, ein oder mehrere Markergene, ein Enhancer-Element, einen Promotor und eine Transkriptionsterminationssequenz. (i) SignalsequenzbestandteilThe nucleic acid (e.g. cDNA or genomic DNA) encoding a native or modified mpl ligand polypeptide is inserted into a replicable vector for further cloning (amplification) of DNA or for expression. Many vectors are available, and the selection of the appropriate vector depends on (1) whether it should be used for DNA amplification or expression, (2) the size of the nucleic acid to be inserted into the vector, and (3) that with the Vector host cell to be transformed. Each vector contains different components depending on its function (replication of DNA or expression of DNA) and the host cell with which it is compatible. The vector components generally include, but are not limited to, one or more of the following: a signal sequence, an origin of replication, one or more marker genes, an enhancer element, a promoter, and a transcription termination sequence. (i) Signal sequence component
Der erfindungsgemäße mpI-Ligand kann nicht nur direkt expri-miert werden, sondern auch als Fusion mit einem heterologen Polypeptid, vorzugsweise einer Signalsequenz oder einem anderen Polypeptid mit einer spezifischen Spaltstelle an dem N-Terminus des reifen Proteins oder Polypeptids. Im allgemeinen kann die Signalsequenz einen Bestandteil des Vektors bilden, oder sie kann einen Teil der mpl-Liganden-DNA dar stellen, die in den Vektor eingefiihrt wird. Die ausgewählte heterologe Signalsequenz sollte eine Sequenz sein, die von der Wirtszelle erkannt und prozessiert (d.h., durch die Signalpeptidase abgespalten) wird. Für prokaryontische Wirtszellen, die die native mpl~Liganden-Signalsequenz nicht erkennen und nicht prozessieren, wird die Signalsequenz er-setzt durch eine prokaryontische Signalsequenz, ausgewählt aus z.B. der Gruppe der Leader der alkalischen Phosphatase, Penicillinase, Ipp Oder des wärmebeständigen Enterotoxins II. Für die Hefesekretion kann die native Signalsequenz er-setzt werden durch z.B. die Leader der Hefeinvertase, des Alphafaktors oder der sauren Phosphatase, den C. albicans-Glucoamylaseleader (EP 362,179, veröffentlicht am 4. April 1990) Oder das Signal, wie beschrieben in WO 90/13646, veröf fentlicht am 15. November 1990. Bei der Expression in Säu-gerzellen ist die native Signalsequenz (d.h., die mpl-Ligan-den-Präsequenz, die normalerweise die Sekretion des mpl-Liganden aus· seinen natürlichen Säugerzellen in vivo steu-ert) zufriedenstellend, obwohl andere Säugersignalsequenzen geeignet sein können, wie Signalsequenzen von anderen mpl-Ligandenpolypeptiden oder von dein gleichen mpl-Liganden aus einer verschiedenen Tierart, Signalsequenzen von einem mpl- Liganden, und Signalsequenzen von sezernierten Polypeptiden der gleichen Oder verwandten Art, wie auch virale sekretori-sche Leader, z.B. das Herpes Simplex gD-Signal. (ii) ReplikationsursprungsbestandteilThe mpI ligand according to the invention can not only be expressed directly, but also as a fusion with a heterologous polypeptide, preferably a signal sequence or another polypeptide with a specific cleavage site at the N-terminus of the mature protein or polypeptide. In general, the signal sequence can form part of the vector, or it can represent part of the mpl ligand DNA that is introduced into the vector. The selected heterologous signal sequence should be a sequence that is recognized and processed by the host cell (i.e., cleaved by the signal peptidase). For prokaryotic host cells that do not recognize and do not process the native mpl ~ ligand signal sequence, the signal sequence is replaced by a prokaryotic signal sequence selected from e.g. the group of leaders of alkaline phosphatase, penicillinase, Ipp or heat-resistant enterotoxin II. For yeast secretion, the native signal sequence can be replaced by e.g. the leaders of yeast invertase, alpha factor or acid phosphatase, the C. albicans glucoamylase reader (EP 362,179, published April 4, 1990) or the signal as described in WO 90/13646, published on November 15, 1990. At expression in mammalian cells, the native signal sequence (ie, the mpl ligand presequence, which normally controls the secretion of the mpl ligand from its mammalian natural cells in vivo) is satisfactory, although other mammalian signal sequences may be suitable, such as signal sequences from other mpl ligand polypeptides or from the same mpl ligand from a different animal species, signal sequences from one mpl ligand, and signal sequences from secreted polypeptides of the same or related type, as well as viral secretory leaders, e.g. the herpes simplex gD signal. (ii) Replication origin component
Expressions- und Klonierungsvektoren enthalten eine Nuklein-säuresequenz, die es dem Vektor erlaubt, in einer oder meh reren ausgewählten Wirtszellen zu replizieren. Im allgemei-nen ist in Klonierungsvektoren diese Sequenz eine Sequenz, die es dem Vektor erlaubt, sich unabhängig von der chromoso-malen Wirts-DNA zu replizieren, und umfaßt Replikations-ursprünge oder autonom replizierende Sequenzen. Solche Sequenzen sind für eine Vielzahl von Bakterien, Hefe undExpression and cloning vectors contain a nucleic acid sequence that allows the vector to replicate in one or more selected host cells. In general, in cloning vectors, this sequence is a sequence that allows the vector to replicate independently of the chromosomal host DNA and includes origins of replication or autonomously replicating sequences. Such sequences are for a wide variety of bacteria, yeast and
Viren bekannt. Der Replikationsursprung des Plasmids pBR322 ist fiir die meisten Gram-negativen Bakterieri geeignet, der Replikationsursprung des 2 μ-Plasmids ist fiir Hefe geeignet, und verschiedene virale Replikationsursprünge (SV40,Viruses known. The origin of replication of the plasmid pBR322 is suitable for most Gram-negative bacteria, the origin of replication of the 2 μ plasmid is suitable for yeast, and various viral origins of replication (SV40,
Polyoma, Adenovirus, VSV Oder BPV) sind brauchbar fiir Klo-nierungsvektoren in Säugerzellen. Im allgemeinen wird der Replikationsursprungsbestandteil nicht benötigt fiir Säu-gerexpressionsvektoren (der SV40-Replikationsursprung wird iiblicherweise nur verwendet, weil er den Early-Promotor ent-hält).Polyoma, adenovirus, VSV or BPV) are useful for cloning vectors in mammalian cells. In general, the origin of replication component is not needed for acid expression vectors (the SV40 origin of replication is usually used only because it contains the early promoter).
Die meisten Expressionsvektoren sind "Shuttle" -Vektoren, d.h., sie sind mindestens in einer Klasse an Organismen fä-hig zur Replikation, aber sie können in einen anderen Orga-nismus fiir die Expression transfektiert werden. Zum Beispiel wird ein Vektor in E. Coli kloniert, und dann wird der glei-che Vektor in Hefe oder Säugerzellen zur Expression transfektiert, obwohl er nicht in der Lage ist, sich unabhängig von dem Wirtszellchromosom zu replizieren. DNA kann auch vermehrt werden durch Einfiigen in das Wirts- genom. Dies wird leicht erzielt unter Verwendung von Bacil- lus-Arten als Wirt, z.B. durch Einbringen einer DNA-Sequenz in den Vektor, die komplementär ist zu einer Sequenz, die in genomischer DNA von Bacillus vorkommt. Die Transfektion vonMost expression vectors are "shuttle" vectors, i.e. they are capable of replication in at least one class of organisms, but they can be transfected into another organism for expression. For example, a vector is cloned into E. Coli, and then the same vector is transfected into yeast or mammalian cells for expression, although it is unable to replicate independently of the host cell chromosome. DNA can also be increased by inserting it into the host genome. This is easily achieved using Bacillus species as the host, e.g. by inserting a DNA sequence into the vector that is complementary to a sequence found in Bacillus genomic DNA. The transfection of
Bacillus mit dem Vektor führt zu homologer Rekombination mit dem Genom und dem Einbau der mpl-Liganden-DNA. Jedoch ist das Gewinnen von genomischer DNA, die den mpl-Liganden ko- diert, komplexer als die Gewinnung eines exogen replizieren-* den Vektors, da Restriktionsenzymspaltung erforderlich ist, urn die mpl-Liganden-DNA auszuschneiden. (iii) SelektionsgenbestandteilBacillus with the vector leads to homologous recombination with the genome and the incorporation of the mpl ligand DNA. However, obtaining genomic DNA encoding the mpl ligand is more complex than obtaining an exogenously replicating vector because restriction enzyme cleavage is required to cut out the mpl ligand DNA. (iii) Selection gene component
Expressions- und Klonierungsvektoren sollten ein Selektions-gen, auch Selektionsmarker genannt, enthalten. Dieses Gen kodiert fiir ein Protein, das notwendig ist für das ÜberlebenExpression and cloning vectors should contain a selection gene, also called a selection marker. This gene codes for a protein that is necessary for survival
Oder Wachstum der transformierten Wirtszellen, die in einem selektiven Kulturmedium kultiviert werden. Wirtszellen, die mit dem Vektor, enthaltend das Selekticnsgen, nicht trans-formiert sind, werden in dem Kulturmedium nicht überleben. Typische Selektionsgene kodieren Proteine, die (a) eine Resistenz gegenüber Antibiotika oder anderen Toxinen verlei- hen, z.B. Ampicillin, Neomycin, Methotrexat Oder Tetra-cyclin, Oder (b) auxotrophe Mangel komplementieren, oder (c) kritische Nahrungsmittel bereitstellen, die in komplexen Medien nicht verfügbar sind, z.B. das Gen kodierend für D-Alanin-Racemase für Bacilli.Or growth of the transformed host cells, which are cultivated in a selective culture medium. Host cells that are not transformed with the vector containing the selective gene will not survive in the culture medium. Typical selection genes encode proteins that (a) confer resistance to antibiotics or other toxins, e.g. Ampicillin, neomycin, methotrexate or tetra-cyclin, or (b) complement auxotrophic deficiency, or (c) provide critical foods that are not available in complex media, e.g. the gene coding for D-alanine racemase for Bacilli.
Ein Beispiel für ein Selektionsschema verwendet einen Wirk-stoff, urn das Wachstum einer Wirtszelle zu stoppen. Solche Zeilen, die erfolgreich mit einem heterologen Gen transfor-miert sind, exprimieren ein Protein, das eine Wirkstoff-resistenz verleiht, und diese überleben somit das Selekti- onsverfahren. Beispiele für eine solche dominante Selektion verwenden die Wirkstoffe Neomycin (Southern et al., J.An example of a selection scheme uses an active ingredient to stop the growth of a host cell. Such lines, which have been successfully transformed with a heterologous gene, express a protein which confers resistance to an active substance and thus survive the selection process. Examples of such a dominant selection use the active substances neomycin (Southern et al., J.
Molec. Appl. Genet., 1:327 [1982]), Mycophenolsäure (Mulligan et al., Science, 209:1422 [1980]) oder Hygromycin (Sugden et al., Mol. Cell. Biol., 5:410-413 [1985]). Die drei oben gegebenen Beispiele verwenden bakterielle Gene un-ter eukaryontischer Kontrolle, um die Resistenz zu verleihen gegen den geeigneten Wirkstoff G418 oder Neomycin (Geneticin), xgpt (Mycophenolsâure) bzw. Hygromycin.Molec. Appl. Genet., 1: 327 [1982]), mycophenolic acid (Mulligan et al., Science, 209: 1422 [1980]) or hygromycin (Sugden et al., Mol. Cell. Biol., 5: 410-413 [1985] ). The three examples given above use bacterial genes under eukaryotic control to confer resistance to the appropriate active ingredient G418 or neomycin (geneticin), xgpt (mycophenolic acid) or hygromycin.
Beispiele für andere geeignete selektierbare Marker für Sâu-gerzellen sind solche, die die Identifizierung von Zeilen erlauben, die die mpl-Liganden-Nukleinsaure aufnehmen kôn-nen, wie Dihydrofolatreduktase (DHFR) oder Thymidinkinase. Die trans-formierten Sâugerzellen werden derart unter Selek- tionsdruck gebracht, daß nur die Transformanden in einzig-artiger Weise an das Überleben angepaßt sind, indem sie den Marker aufgenommen haben. Selektionsdruck wird auferlegt durch Kultivieren der Transformanden unter Bedingungen, bei denen die Konzentration des Selektionsmittels in dem Medium sukzessiv geändert wird, wobei dadurch die Amplifikation von sowohl dem Selektionsgen wie auch der DNA, die das mpl-Ligandenpolypeptid kodiert, erfolgt. Amplifikation ist der Vorgang, bei dem Gene, nach denen ein größerer Bedarf für die Produktion eines für das Wachstum kritischen Proteins besteht, in Tandem nacheinander wiederholt werden in den Chromosomen von nachfolgenden Generationen der rekombinanten Zeilen. Gesteigerte Mengen an mpl-Ligand werden von der amplifizierten DNA synthetisiert.Examples of other suitable selectable markers for mammalian cells are those which allow the identification of lines which the mpl ligand nucleic acid can take up, such as dihydrofolate reductase (DHFR) or thymidine kinase. The transformed mammalian cells are placed under selection pressure in such a way that only the transformants are uniquely adapted to survival by incorporating the marker. Selection pressure is imposed by culturing the transformants under conditions where the concentration of the selection agent in the medium is successively changed, thereby amplifying both the selection gene and the DNA encoding the mpl ligand polypeptide. Amplification is the process by which genes that have a greater need to produce a protein critical for growth are repeated in tandem in the chromosomes of subsequent generations of the recombinant cells. Increased amounts of mpl ligand are synthesized from the amplified DNA.
Zum Beispiel werden mit dem DHFR-Selektionsgen transfor-mierte Zeilen zunächst identifiziert durch Kultivieren aller Transformanden in einem Kulturmedium, das Methotrexat (Mtx) enthält, einen kompetitiven Antagonisten von DHFR. Eine ge-eignete Wirtszelle, falls Wildtyp-DHFR verwendet wird, ist die Ovarienzellinie des chinesischen Hamsters (CHO), die einen Mangel der DHFR-Aktivität aufweist; hergestellt und kultiviert, wie beschrieben von Urlaub und Chasin, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 77:4216 [1980]. Die transformierten Zeilen werden dann erhöhten Spiegeln an Mtx ausgesetzt. Dies führt zu der Synthese von multiplen Kopien an dem DHFR-Gen und gleichzeitig zu multiplen Kopien an anderer DNA, die die Expressionsvektoren umfassen, wie die DNA, die den mpl-Liganden kodiert. Diese Amplifikationstechnik kann in belie-bigen anderen geeigneten Wirten verwendet werden, zum Beispiel ATCC Nr. CCL61 CHO-K1, ungeachtet der Anwesenheit von endogenem DHFR, falls z.B. ein mutiertes DHFR-Gen verwendet wird, das gegenüber Mtx hochresistent ist (EP 117,060). Alternativ können Wirtszellen (insbesondere Wildtyp-Wirte, die endogenes DHFR enthalten) transformiert oder cotransfor-miert mit DNA-Sequenzen, die den mpl-Liganden, Wildtyp-DHFR-Protein und andere selektierbare Marker, wie Aminoglycosid-31-phosphotransferase (ΑΡΗ) kodieren, selektiert werden über das Zellwachstum in Medium enthaltend ein Selektionsmittel für den Selektionsmarker, wie ein Aminoglycosid-Antibioti-kum, z.B. Kanamycin, Neomycin oder G418. Siehe auch U.S.-PS 4,965,199.For example, lines transformed with the DHFR selection gene are first identified by cultivating all transformants in a culture medium containing methotrexate (Mtx), a competitive DHFR antagonist. A suitable host cell if wild-type DHFR is used is the Chinese hamster ovary cell line (CHO), which is deficient in DHFR activity; produced and cultivated as described by Urlaub and Chasin, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 77: 4216 [1980]. The transformed lines are then exposed to increased levels of Mtx. This leads to the synthesis of multiple copies on the DHFR gene and at the same time multiple copies on other DNA that comprise the expression vectors, such as the DNA encoding the mpl ligand. This amplification technique can be used in any other suitable hosts, for example ATCC No. CCL61 CHO-K1, regardless of the presence of endogenous DHFR, e.g. a mutated DHFR gene is used which is highly resistant to Mtx (EP 117,060). Alternatively, host cells (especially wild-type hosts containing endogenous DHFR) can be transformed or cotransformed with DNA sequences encoding the mpl ligand, wild-type DHFR protein and other selectable markers such as aminoglycoside-31-phosphotransferase (ΑΡΗ) are selected via the cell growth in medium containing a selection agent for the selection marker, such as an aminoglycoside antibiotic, for example Kanamycin, Neomycin or G418. See also U.S. Patent 4,965,199.
Ein geeignetes Selektionsgen zur Verwendung in Hefe ist das trpl-Gen, das in dem Hefeplasraid YRp7 vorkómmt (Stinchcomb et al., Nature, 282:39 [1979]; Kingsman et al., Gene, 7:141 [1979] oder Tschemper et al., Gene, 10:157 [1980]). Das trpl-Gen stellt einen Selektionsmarker für einen Mutanten-stamm von Hefe bereit, dem die Fähigkeit zum Wachsen in Tryptophan fehlt, z.B. ATCC Nr. 44076 oder PEP4-1 (Jones, Genetics, 85:12 [1977]). Die Anwesenheit der trpl-Läsion in dem Hefewirtszellgenom stellt dann eine wirksame Umgebung zum Nachweis der Transformation durch Wachstum in der Abwe-senheit von Tryptophan dar. Ähnlich werden Hefestämme mit einem Leu2-Mangel (ATCC Nr. 20,622 oder 38,626) komplemen-tiert durch bekannte Plasmide, die das Leu2-Gen enthalten. (iv) PromotorbestandteilA suitable selection gene for use in yeast is the trpl gene, which occurs in the yeast plasmid YRp7 (Stinchcomb et al., Nature, 282: 39 [1979]; Kingsman et al., Gene, 7: 141 [1979] or Tschemper et al., Gene, 10: 157 [1980]). The trpl gene provides a selection marker for a yeast mutant strain lacking the ability to grow in tryptophan, e.g. ATCC No. 44076 or PEP4-1 (Jones, Genetics, 85:12 [1977]). The presence of the trpl lesion in the yeast host cell genome then provides an effective environment for demonstrating transformation by growth in the absence of tryptophan. Similarly, yeast strains with a Leu2 deficiency (ATCC # 20,622 or 38,626) are complemented by known ones Plasmids containing the Leu2 gene. (iv) promoter component
Expressions- und Klonierungsvektoren enthalten iiblicherweise einen Promotor, der durch den Wirtsorganismus erkannt wird und der funktionsfähig verknüpft ist mit der mpl-Liganden-Nukleinsäure. Promotoren sind nicht-translatierte Sequenzen, die stromaufwärts (51) von dem Startcodon eines Strukturgens gelegen sind (im allgemeinen innerhalb von ungefähr 100 bis 1000 bp), die die Transkription und Translation von einer speziellen Nukleinsäuresequenz, wie der mpl-Liganden-Nukleinsäuresequenz, mit der sie funktionsfähig verknüpft sind, kontrollieren. Solche Promotoren fallen typischerweise in zwei Klassen, induzierbare und konstitutive. Induzierbare Promotoren sind Promotoren, die die gesteigerten Spiegel der Transkription von DNA unter ihrer Kontrolle in Antwort auf eine Änderung in den Kulturbedingungen initiieren, z.B. der Anwesenheit oder Abwesenheit eines Nährstoffs oder einer Än-derung der Temperatur. Zum jetzigen Zeitpunkt sind eine große Anzahl an Promotoren bekannt, die von einer Vielzahl von potentiellen Wirtszellen erkannt werden. Diese Promotoren werden funktionsfähig mit einer den mpl-Liganden kodie-renden DNA verknüpft durch Entfernen des Promotors aus derExpression and cloning vectors usually contain a promoter which is recognized by the host organism and which is operably linked to the mpl ligand nucleic acid. Promoters are untranslated sequences located upstream (51) from the start codon of a structural gene (generally within about 100 to 1000 bp) that involve the transcription and translation of a particular nucleic acid sequence, such as the mpl ligand nucleic acid sequence of which they are operatively linked. Such promoters typically fall into two classes, inducible and constitutive. Inducible promoters are promoters that initiate the increased levels of DNA transcription under their control in response to a change in culture conditions, e.g. the presence or absence of a nutrient or a change in temperature. A large number of promoters that are recognized by a large number of potential host cells are currently known. These promoters are operably linked to a DNA encoding the mpl ligand by removing the promoter from the
Ausgangsmaterial-DNA durch Restriktionsenzymspaltung und Einfügen der isollerten Promotorsequenz in den Vektor. So-wohl die native mpl-Liganden-Promotorsequenz wie auch viele heterologe Promotoren können verwendet werden zum Steuern der Amplifikation und/oder Expression der mpl-Liganden-DNA. Jedoch sind heterologe Promotoren bevorzugt, da sie im all-gemeinen eine stärkere Transkription und höhere Ausbeuten des exprimierten mpI-Liganden liefern, im Vergleich zu dem nativen mpl-Liganden-Promotor. Für die Verwendung in prokaryontischen Wirten geeignete Promotoren umfassen die ß-Lactamase- und Lactose-Promotor-systeme (Chang et al., Nature, 275:615 [1978]; und Goeddel et al., Nature, 281:544 [1979]), alkalische Phosphatase, ein Tryptophan (trp)-Promotorsystem (Goeddel, Nucleic Acids Res., 8:4057 [1980] und EP 36,776) und hybride Promotoren, wie der tac-Promotor (deBoer et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 80:21-25 [1983]). Jedoch sind andere bekannte bakteri-elle Promotoren geeignet. Ihre Nukleotidsequenzen sind ver-öffentlicht worden, wodurch der Durchschnittsfachmann in die Lage versetzt wird, sie funktionsfëhig mit der DNA zu ligie-ren, die den mpl-Liganden kodiert (Siebenlist et al., Cell, 20:269 [1980]), bei Verwendung von Linkern und Adaptoren, urn erforderliche Restriktionsspaltstellen bereitzustellen. Promotoren für die Verwendung in bakteriellen Systemen enthal-ten auch eine Shine-Dalgarno (S.D.)-Sequenz, die funktions-fâhig verknüpft ist mit der DNA, die das mpl-Ligandenpoly-peptid kodiert.Starting material DNA by restriction enzyme cleavage and insertion of the isollerten promoter sequence into the vector. Both the native mpl ligand promoter sequence and many heterologous promoters can be used to control the amplification and / or expression of the mpl ligand DNA. However, heterologous promoters are preferred because they generally provide stronger transcription and higher yields of the expressed mpI ligand compared to the native mpl ligand promoter. Promoters suitable for use in prokaryotic hosts include the β-lactamase and lactose promoter systems (Chang et al., Nature, 275: 615 [1978]; and Goeddel et al., Nature, 281: 544 [1979]) , alkaline phosphatase, a tryptophan (trp) promoter system (Goeddel, Nucleic Acids Res., 8: 4057 [1980] and EP 36,776) and hybrid promoters such as the tac promoter (deBoer et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 80: 21-25 [1983]). However, other known bacterial promoters are suitable. Their nucleotide sequences have been published, which enables the average person skilled in the art to ligate them operably with the DNA encoding the mpl ligand (Siebenlist et al., Cell, 20: 269 [1980]) Use of linkers and adapters to provide required restriction sites. Promoters for use in bacterial systems also contain a Shine-Dalgarno (S.D.) Sequence that is operably linked to the DNA encoding the mpl ligand poly-peptide.
Promotorsequenzen sind für Eukaryonten bekannt. Praktisch alle eukaryontischen Gene besitzen eine AT-reiche Region, die ungefähr 25 bis 30 Basen stromaufwërts von der Stelle, an der die Transkription eingeleitet wird, lokalisiert ist. Eine andere Sequenz, die 70-80 Basen stromaufwërts von dem Start der Transkriptionen bei vielen Genen gefunden wird, ist die CXCAAT-Region, wobei X ein beliebiges Nukleotid sein kann. An dent 3'-Ende der meisten eukaryontischen Gene befin-det sich eine AATAAA-Sequenz, die das Signal für das Anfügen des Poly-A-Schwanzes an das 3'-Ende der kodierenden Sequenz darstellen kann. Alle diese Sequenzen befinden sich in ge-eigneter Weise in eukaryontischen Expressionsvektoren.Promoter sequences are known for eukaryotes. Virtually all eukaryotic genes have an AT-rich region located approximately 25 to 30 bases upstream of the point at which transcription is initiated. Another sequence found 70-80 bases upstream from the start of transcription in many genes is the CXCAAT region, where X can be any nucleotide. At the 3 'end of most eukaryotic genes there is an AATAAA sequence which can represent the signal for the attachment of the poly A tail to the 3' end of the coding sequence. All of these sequences are suitably located in eukaryotic expression vectors.
Beispiele für geeignete Promotorsequenzen zur Verwendung in Hefewirten umfassen die Promotoren für 3-Phosphoglycerat-kinase (Hitzeman et al., J. Biol. Chem., 255:2073 [1980]) Oder andere glycolytische Enzyme (Hess et al., J. Adv. Enzyme Reg., 7:149 [1968] und Holland, Biochemistry, 17.4900 [1978]), wie von Enolase, Glyceraldehyd-3-Phosphatdehydroge-nase, Hexokinase, Pyruvatdecarboxylase, Phosphofructokinase, Glucose-6-phosphatisomerase, 3-Phosphoglyceratmutase, Pyru-vatkinase, Triosephosphatisomerase, Phosphoglucoseisomerase und Glucokinase.Examples of suitable promoter sequences for use in yeast hosts include the promoters for 3-phosphoglycerate kinase (Hitzeman et al., J. Biol. Chem., 255: 2073 [1980]) or other glycolytic enzymes (Hess et al., J. Adv Enzyme Reg., 7: 149 [1968] and Holland, Biochemistry, 17.4900 [1978]), such as from enolase, glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase, hexokinase, pyruvate decarboxylase, phosphofructokinase, glucose-6-phosphate isomerase, 3-phosphoglycerate mutase, Pyru-vatkinase, triose phosphate isomerase, phosphoglucose isomerase and glucokinase.
Andere Hefepromotoren, die induzierbare Promotoren sind mit dem weiteren Vorteil der durch die Kultivierbedingungen kon-trollierten Transkription, sind die Promotorregionen für Alkoholdehydrogenase 2, Isocytochrom c, saure Phosphatase, abbauende Enzyme, die mit dem Stickstoffstoffwechsel assozi iert sind, Metallothionin, Glyceraldehyd-3-phosphatdehydro-genase, und Enzyme für die Maltose- und Galactoseverwertung. Geeignete Vektoren und Promotoren zur Verwendung bei der Expression in Hefe sind weiterhinbeschrieben bei Hitzeman et al., EP 73,657A. Hefe-Enhancer werden ebenfalls in vorteil-hafter Weise verwendet mit Hefepromotoren.Other yeast promoters that are inducible promoters with the further advantage of transcription controlled by the cultivation conditions are the promoter regions for alcohol dehydrogenase 2, isocytochrome c, acid phosphatase, degrading enzymes associated with nitrogen metabolism, metallothionine, glyceraldehyde-3 phosphate dehydrogenase, and enzymes for the use of maltose and galactose. Suitable vectors and promoters for use in expression in yeast are further described in Hitzeman et al., EP 73,657A. Yeast enhancers are also used advantageously with yeast promoters.
Die mpl-Liganden-Transkription von Vektoren in Säugerwirts-zellen wird beispielsweise kontrolliert von Promotoren er-halten aus den Genomen von Viren, wie Polyomavirus, Hühner-pockenvirus (UK 2,211,504, veröffentlicht am 5. Juli 1989), Adenovirus (wie Adenovirus 2), Rinderpapillomvirus, Vögel-sarcomavirus, Cytomegalovirus, einem Retrovirus, Hepatitis-B-Vlrus und besonders bevorzugt Simian Virus 40 (SV40), von heterologen Säugerpromotoren, z.B. dem Actinpromotor oder einem Immunglobulinpromotor, von Heat-Shock-Promotoren und von dein Promotor, der normalerweise assoziiert ist mit der mpl-Ligandensequenz, vorausgesetzt, daß solche Promotoren mit dem Wirtszellsystem kompatibel sind.The mpl ligand transcription of vectors in mammalian host cells is, for example, controlled by promoters obtained from the genomes of viruses such as polyomavirus, chicken pox virus (UK 2,211,504, published July 5, 1989), adenovirus (such as adenovirus 2). , Bovine papilloma virus, avian sarcoma virus, cytomegalovirus, a retrovirus, hepatitis B virus and particularly preferably Simian Virus 40 (SV40), from heterologous mammalian promoters, e.g. the actin promoter or an immunoglobulin promoter, heat shock promoters and dein promoter that is normally associated with the mpl ligand sequence, provided that such promoters are compatible with the host cell system.
Die frühen und späten Promotoren (early und late) des SV40-Virus werden leicht erhalten als eirt SV40-Restriktiönsfrag-ment, das auch den SV40-viralen Replikationsursprung ent-hält. Fiers et al., Nature, 273:113 [1978], Mulligan und Berg, Science, 209:1422-1427 [1980]; Pavlakis et al., Proc. Natl., Acad. Sci. USA, 78:7398-7402 [1981]. Der Immediate-Ear ly-Promotor des humanen Zytomegalovirus wird geeigneter-weise erhalten als ein HindlII-E-Restriktionsfragment. Greenaway et al., Gene, 18:355-360 [1982]. Ein System zum Exprimieren von DNA in Säugerwirten unter Verwendung des Rinderpapilloravirus als Vektor ist offenbart in U.S.-PS 4,419,446. Eine Modifikation dieses Systems ist beschrieben in U.S.-PS 4,601,978. Siehe auch Gray et al., Nature, 295:503-508 [1982] zum Exprimieren von Immuninterferon-ko-dierender cDNA in Affenzellen; Reyes et al., Nature, 297:598-601 [1982] zum Exprimieren von humaner ß-Interferon-cDNA in Mäusezellen unter der Kontrolle eines Thymidin-kinasepromotors vom Herpes Simplex Virus; Canaani und Berg, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 79:5166-5170 [1982] zur Expression des humanen Interferon-ßl-Gens in kultivierten Mäuse-und Kaninchenzellen; und Gorman et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 79:6777-6781 [1982] zur Expression von bakterlellen CAT-Seguenzen in CV-l-Affennierenzellen, Hühnerembryo-fibroblasten, Ovarzellen des chinesischen Hamsters, HeLa-Zellen und Maus-NIH-3T3-Zellen unter Verwendung'des langen endständigen Repeats (LTR) von Rous-Sarcoma-Virus als 'einem Promotor. (v) EnhancerelementbestandteilThe early and late promoters (early and late) of the SV40 virus are easily obtained as an SV40 restriction fragment, which also contains the SV40 viral origin of replication. Fiers et al., Nature, 273: 113 [1978], Mulligan and Berg, Science, 209: 1422-1427 [1980]; Pavlakis et al., Proc. Natl., Acad. Sci. USA, 78: 7398-7402 [1981]. The immediate ear ly promoter of the human cytomegalovirus is suitably obtained as a HindII-E restriction fragment. Greenaway et al., Gene, 18: 355-360 [1982]. A system for expressing DNA in mammalian hosts using bovine papillora virus as a vector is disclosed in U.S. Patent 4,419,446. A modification of this system is described in U.S. Patent 4,601,978. See also Gray et al., Nature, 295: 503-508 [1982] for expressing immune interferon-encoding cDNA in monkey cells; Reyes et al., Nature, 297: 598-601 [1982] for expressing human β-interferon cDNA in mouse cells under the control of a herpes simplex virus thymidine kinase promoter; Canaani and Berg, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 79: 5166-5170 [1982] for the expression of the human interferon-β1 gene in cultured mouse and rabbit cells; and Gorman et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 79: 6777-6781 [1982] for the expression of bacterial CAT sequences in CV-1 monkey kidney cells, chicken embryo fibroblasts, Chinese hamster ovary cells, HeLa cells and mouse NIH-3T3 cells using the long terminal Repeats (LTR) of Rous Sarcoma virus as' a promoter. (v) enhancer element component
Die Transkription einer DNA, die den erfindungsgemäßen mpl-Liganden kodiert, wird in höheren Eukaryonten of trials ge-steigert durch Einfiigen einer Enhancersequenz in den Vektor. Enhancer sind cis-wirkende Elemente von DNA, üblicherweise ungefähr 10-300 bp lang, die einen Promotor beeinflussen, um dessen Transkription zu steigern. Enhancer sind relativ un-abhängig von der Orientierung und der Position, una sie sind 51(Laimins et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 78:993 [1981]) und 3' (Lusky et al., Mol. Cell Bio., 3:1108 [1983]) von der Transkriptionseinheit, innerhalb von Introns (Banerji et al., Cell, 33:729 [1983]) wie auch innerhalb der kodierenden Sequenz selbst (Osborne et al., Mol. Cell Bio., 4:1293 [1984]) gefunden worden. Viele Enhancersequenzen sind von Säugergenen her bekannt (Globin, Elastase, Albumin, a-Fötoprotein und Insulin). Typischerweise wird man jedoch einen Enhancer von einem eukaryontischen Zellvirus verwenden. Beispiel.e umfassen den SV40-Enhancer auf der späten Seite (late side) des Replikationsursprungs (bp 100-270), den Cytomegalovirus-Early-Promotor-Enhancer, den Polyoma-Enhancer auf der späten Seite (late side) des Replikationsursprungs und Adenovirus-Enhancer. Siehe auch Yaniv, Nature, 297:17-18 [1982] über Enhancerelemente zum Aktivieren von eukaryontischen Promotoren. Der Enhancer kann in einen Vektor eingefügt werden in einer Position 5' Oder 3' zu der mpl-Liganden-kodierenden Sequenz, aber er wird vorzugsweise an einer Stelle 5' von dem Promotor angebracht. (vi) TranskriptionsterminationsbestandteilThe transcription of a DNA encoding the mpl ligand according to the invention is increased in higher eukaryotes of trials by inserting an enhancer sequence into the vector. Enhancers are cis-acting elements of DNA, usually about 10-300 bp long, that affect a promoter to increase its transcription. Enhancers are relatively independent of orientation and position, and are 51 (Laimins et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 78: 993 [1981]) and 3 '(Lusky et al., Mol Cell Bio., 3: 1108 [1983]) from the transcription unit, within introns (Banerji et al., Cell, 33: 729 [1983]) as well as within the coding sequence itself (Osborne et al., Mol. Cell Bio., 4: 1293 [1984]). Many enhancer sequences are known from mammalian genes (globin, elastase, albumin, a-fetoprotein and insulin). Typically, however, one will use an enhancer from a eukaryotic cell virus. Examples include the SV40 enhancer on the late side of the origin of replication (bp 100-270), the cytomegalovirus early promoter enhancer, the latex polyoma enhancer on the origin of replication and adenovirus Enhancer. See also Yaniv, Nature, 297: 17-18 [1982] on enhancer elements for activating eukaryotic promoters. The enhancer can be inserted into a vector at a position 5 'or 3' to the mpl ligand coding sequence, but is preferably located at a 5 'position from the promoter. (vi) Transcription termination component
Expressionsvektoren zur Verwendung in eukaryontischen Wirts-zellen (Hefe, Pilze, Insekten, Pflanzen, Tiere, Mensch, oder kernhaltige Zeilen von anderen multizellulären Organismen) enthalten auch Sequenzen, die notwendig sind zur Termination der Transkription und der Stabilisierung der mRNA. Solche Sequenzen sind üblicherweise erhältlich von den 5'- und manchmal von den 3'- nicht-translatierten Regionen von eukaryontischen Oder viralen DNAs Oder cDNAs. Diese Regionen enthalten Nukleotidsegmente, die als polyadenylierte Fragmente in dem nicht-translatierten Anteil der mRNA, die den mpl-Liganden kodiert, transkribiert werden. (vii; Konstruktion und Analyse der VektorenExpression vectors for use in eukaryotic host cells (yeast, fungi, insects, plants, animals, humans, or nucleated lines from other multicellular organisms) also contain sequences that are necessary for the termination of transcription and the stabilization of the mRNA. Such sequences are commonly available from the 5 'and sometimes the 3' untranslated regions of eukaryotic or viral DNAs or cDNAs. These regions contain nucleotide segments that are transcribed as polyadenylated fragments in the untranslated portion of the mRNA encoding the mpl ligand. (vii; Construction and analysis of the vectors
Die Konstruktion von geeigneten Vektoren, enthaltend einen Oder mehrere der oben aufgelisteten Bestandteile, verwendet Standardligationstechniken. Isolierte Plasmid- Oder DNA-Fragmente werden gespalten, am Ende verlängert (tailored) und erneut in der gewiinschten Form ligiert, urn das erforder-liche Plasmid zu erzeugen.The construction of suitable vectors containing one or more of the components listed above uses standard ligation techniques. Isolated plasmid or DNA fragments are cleaved, tailored at the end and ligated again in the desired form in order to generate the required plasmid.
Als Analyse zum Bestätigen der richtigen Sequenzen in den konstruierten Plasmiden werden die Ligationsmischungen verwendet zum Transformieren von E. Coli K12 Stamm 294 (ATCC Nr. 31,446), und erfolgreiche Transformanden werden durch Ampicillin- Oder Tetracyclinresistenz, wo dies geeignet er-scheint, selektiert. Plasmide aus den Transformanden werden hergestellt, analysiert durch Restriktionsendonukleasespal-tung und/Oder Sequenzieren nach dem Verfahren von Messing et al., Nucleic Acids Res., 9:309 [1981] Oder nach dem Verfahren von Maxam et al., Methods in Enzymology, 65:499 [1980]. (viii) Transiente ExpressionsvektorenAs analysis to confirm the correct sequences in the constructed plasmids, the ligation mixtures are used to transform E. Coli K12 strain 294 (ATCC No. 31,446), and successful transformants are selected by ampicillin or tetracycline resistance where appropriate. Plasmids from the transformants are prepared, analyzed by restriction endonuclease cleavage and / or sequencing according to the method of Messing et al., Nucleic Acids Res., 9: 309 [1981] or according to the method of Maxam et al., Methods in Enzymology, 65: 499 [1980]. (viii) Transient expression vectors
Besonders nützlich bei der Ausübung der vorliegenden Erfindung sind Expressionsvektoren, die die transiente Expression in Säugerzellen von DNA bereitstellen, die das mpl-Liganden-polypeptid kodieren. Im allgemeinen umfaßt die transiente Expression die Verwendung eines Expressionsvektors, der in der Lage ist, in einer Wirtszelle wirksam zu replizieren, so daß die Wirtszelle viele Kopien des Expressionsvektors akku-muliert und deshalb hohe Spiegel an einem gewiinschten Poly-peptid, kodiert durch den Expressionsvektor, synthetisiert. Sambrook et al., siehe oben, S. 16.17-16.22. TransienteExpression vectors which provide transient expression in mammalian cells of DNA encoding the mpl ligand polypeptide are particularly useful in the practice of the present invention. In general, transient expression involves the use of an expression vector capable of replicating effectively in a host cell so that the host cell accumulates many copies of the expression vector and therefore high levels of a desired poly-peptide encoded by the expression vector , synthesized. Sambrook et al., Supra, pp. 16.17-16.22. Transient
Expressionssysteme, uiafassend einen geeigneten Expressions-vektor und eine Wirtszelle, erlauben sowohl die leichte positive Identifizierung von Polypeptiden, kodiert durch die klonierten DNAs, wie auch das rasche Absuchen solcher Polypeptide nach der gewünschten biologischen oder physiologi-schen Eigenschaft. Somit sind transiente Expressionssysteme besonders nützlich bei der vorliegenden Erfindung für die Zwecke des Identifizierens von Analoga und Varianten des mpl-Ligandenpolypeptids, die die biologische Aktivität des mpl-Ligandenpolypeptids besitzen. (ix) Geeignete beispielhafte Vektoren für VertebratzellenExpression systems, including a suitable expression vector and a host cell, allow both the easy positive identification of polypeptides encoded by the cloned DNAs and the rapid screening of such polypeptides for the desired biological or physiological property. Thus, transient expression systems are particularly useful in the present invention for the purposes of identifying analogs and variants of the mpl ligand polypeptide that have the biological activity of the mpl ligand polypeptide. (ix) Suitable exemplary vectors for vertebrate cells
Andere Verfahren, Vektoren und Wirtszellen, die geeignet sind zur Anpassung an die Synthese des mpl-Liganden in re-kombinanten Vertebratzellkulturen, sind beschrieben in Gething et al., Nature, 293:620-625 [1981]; Mantei et al., Nature, 281:40-46 [1979]; Levinson et al.; EP 117,060; und EP 117,058. Ein besonders nützliches Plasmid für die Expression von mpl-Ligand in Säugerzellkultur ist pRK5 (EP 307,247, U.S.-PS 5,258,287) oder pSV16B (PCT-Veröffentli-chung WO 91/08291) . D. Selektion und Transformation von WirtszellenOther methods, vectors and host cells suitable for adapting to the synthesis of the mpl ligand in recombined vertebrate cell cultures are described in Gething et al., Nature, 293: 620-625 [1981]; Mantei et al., Nature, 281: 40-46 [1979]; Levinson et al .; EP 117,060; and EP 117.058. A particularly useful plasmid for the expression of mpl ligand in mammalian cell culture is pRK5 (EP 307,247, U.S. Patent 5,258,287) or pSV16B (PCT publication WO 91/08291). D. Selection and transformation of host cells
Geeignete Wirtszellen zum Klonieren und Exprimieren der Vektoren hierin sind die prokaryontischen, Hefe- oder höheren eukaryontischen Zeilen, wie oben beschrieben. Geeignete Pro- karyonten umfassen Eubakterien, wie Gram-negative oder Gram-positive Organismen, z.B. E. Coli, Bacilli wie B. Subtilis, Pseudomonas-Arten wie P. aeruginosa, Salmonella typhimurium oer Sèrratia marcescans. Ein bevorzugter E. Coli-Klonie-rungswirt ist E. Coli 294 (ATCC Nr. 31,446), obwohl andere Stämme, wie E. Coli B, E. Coli X1776 (ATCC Nr. 31,537) und E. Coli W3110 (ATCC Nr. 27325) geeignet sind. Diese Bei-spiele sind vielmehr erläuternd als beschränkend. Vorzugs-weise sollte die Wirtszelle minimale Mengen an proteolyti- schen Enzymen sezernieren. Alternativ sind auch in· vitro-Verfahren zum Klcnieren, z.B. PCR oder andere Nukleinsäure-polymerasereaktionen, geeignet.Suitable host cells for cloning and expressing the vectors herein are the prokaryotic, yeast or higher eukaryotic lines as described above. Suitable prokaryotes include eubacteria such as gram-negative or gram-positive organisms, e.g. E. Coli, Bacilli such as B. Subtilis, Pseudomonas species such as P. aeruginosa, Salmonella typhimurium oer Sèrratia marcescans. A preferred E. Coli cloning host is E. Coli 294 (ATCC No. 31,446), although other strains such as E. Coli B, E. Coli X1776 (ATCC No. 31,537) and E. Coli W3110 (ATCC No. 27325) are suitable. These examples are illustrative rather than restrictive. The host cell should preferably secrete minimal amounts of proteolytic enzymes. Alternatively, in vitro methods for cloning, e.g. PCR or other nucleic acid polymerase reactions are suitable.
Zusätzlich zu Prokaryonten sind eukaryontische Mikroben, wie filamentöse Pilze oder Hefe, geeignete Wirte für die mpl-Liganden-kodierenden Vektoren. Saccharomyces cerevisiae oder die herkömmliche Bäckerhefe sind die am meisten verwendeten Organismen unter den niederen eukaryontischen Wirtsmikro-organismen. Jedoch sind eine Vielzahl an anderen Gattungen, Arten und Stämmen allgemein erhältiich und hierin brauchbar, wie Schizosaccharomyces pombe (Beach and Nurse, Nature, 290:140 [1981],* EP 139,383, veröffentlicht 2. Mai 1985), Kluyveromyces-Wirte (US-PS 4,943,529) wie z.B. K. lactis (Louvenourt et al., J. Bacteriol., 737 [1983]), K. fragilis, K. bulgaricus, K. thermotolerans und K. marxianus, yarrowia (EP 402,226), Pichia pastoris (EP 183,070; Sreekrishna et al., J. Basic Microbiol., 28:265-278 [1938]), Candida, Trichoderma reesia (EP 244,234), Neurospora crassa (Case et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 76: 5259-5263 [1979]), und filamentöse Pilze wie z.B. Neurospora, Pénicillium, Toly-pocladium (WO 91/00357, veröffentlicht am 10. Januar 1991), und Aspergillus-Wirte, wie A. nidulans (Ballance et al., Biochem. Biophys. Res. Commun., 112:284-289 [1983]; Tilburn et al., Gene, 26:205-221 [1983], Yelton et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, -81:1470-1474 (1984)) und A. niger (Kelly und Hynes, EMBO J. 4:475-479 [1985]).In addition to prokaryotes, eukaryotic microbes such as filamentous fungi or yeast are suitable hosts for the mpl ligand-encoding vectors. Saccharomyces cerevisiae or the conventional baker's yeast are the most used organisms among the lower eukaryotic host microorganisms. However, a variety of other genera, species and strains are generally available and useful herein, such as Schizosaccharomyces pombe (Beach and Nurse, Nature, 290: 140 [1981], * EP 139,383, published May 2, 1985), Kluyveromyces hosts (US -PS 4,943,529) such as K. lactis (Louvenourt et al., J. Bacteriol., 737 [1983]), K. fragilis, K. bulgaricus, K. thermotolerans and K. marxianus, yarrowia (EP 402,226), Pichia pastoris (EP 183,070; Sreekrishna et al., J. Basic Microbiol., 28: 265-278 [1938]), Candida, Trichoderma reesia (EP 244,234), Neurospora crassa (Case et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 76: 5259- 5263 [1979]), and filamentous mushrooms such as Neurospora, Pénicillium, Toly-pocladium (WO 91/00357, published January 10, 1991), and Aspergillus hosts such as A. nidulans (Ballance et al., Biochem. Biophys. Res. Commun., 112: 284-289 [1983]; Tilburn et al., Gene, 26: 205-221 [1983], Yelton et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, -81: 1470-1474 (1984)) and A. niger ( Kelly and Hynes, EMBO J. 4: 475-479 [1985]).
Geeignete Wirtszellen für die Expression von glycosyliertem mpI-Ligand werden von multizellulären Organismen erhalten. Solche Wirtszellen sind zum komplexen Prozessieren in der Lage und besitzen Glycosylierungsaktivitäten. Grundsätzlich ist jede beliebige höhere eukaryontische Zellkultur einsetz-bar, ob von einer Vertebraten- oder Invertebratenkultur. Beispiele für Invertebratenzellen umfassen Pflanzen- und Insektenzellen. Zahlreiche baculovirale Stämme und Varianten und korrespondierende permissive Insektenwirtszellen von Wirten wie Spodoptera frugiperda (Raupe), Aedes aegypti (Moskito), Aedes albopictus (Moskito), Drosophila melano-gaster (Fruchtfliege) und Bombyx mori sind identifiziert worden. Siehe z.B. Luckcw et al., Bio/Technology, 6:47-55 [1988]; Miller et al., Genetic Engineering, Setlow et al., Hrsg., Bd. 8 (Plenum Publishing, 1986), S. 277-279; und Maeda et al., Nature, 315:592-594 [1985]. Eine Vielzahl von viralen Stämmen zur Transfektion sind öffentlich erhältlich, z.B. die L-l-Variante von Autographa californica NPV und der Bm-5-Stamm von Bombyx mori NPV, und solche Viren können als das Virus gemäß der Erfindung verwendet werden, insbesondere zur Transfektion von Spodoptera frugiperda-Zellen.Suitable host cells for the expression of glycosylated mpI ligand are obtained from multicellular organisms. Such host cells are capable of complex processing and have glycosylation activities. Basically, any higher eukaryotic cell culture can be used, whether from a vertebrate or invertebrate culture. Examples of invertebrate cells include plant and insect cells. Numerous baculoviral strains and variants and corresponding permissive insect host cells from hosts such as Spodoptera frugiperda (caterpillar), Aedes aegypti (mosquito), Aedes albopictus (mosquito), Drosophila melano-gaster (fruit fly) and Bombyx mori have been identified. See e.g. Luckcw et al., Bio / Technology, 6: 47-55 [1988]; Miller et al., Genetic Engineering, Setlow et al., Ed., Vol. 8 (Plenum Publishing, 1986), pp. 277-279; and Maeda et al., Nature, 315: 592-594 [1985]. A variety of viral strains for transfection are publicly available, e.g. the L-1 variant of Autographa californica NPV and the Bm-5 strain of Bombyx mori NPV, and such viruses can be used as the virus according to the invention, in particular for the transfection of Spodoptera frugiperda cells.
Pflanzenzellkulturen aus Baumwolle, Getreide, Kartoffel, Sojabohne, Petunie, Tomate und Tabak können als Wirte verwendet werden. Typischerweise werden Pflanzenzellen trans-fektiert durch Inkubation mit bestimmten Stämmen des Bakte-riums Agrobacterium tumefaciens, das zuvor manipuliert worden ist, urn die mpl-Liganden-DNA zu enthalten. Während der Inkubation der Pflanzenzellkultur mit A. tumefaciens wird die· DNA, kodierend den mpl-Liganden, in die Pflanzenwirts-zelle übertragen, so daß diese transfektiert wird, und sie wird unter geeigneten Bedingungen die mpl-Liganden-DNA ex-primieren. Weiterhin sind regulatorische und Signalsequen-zen, die mit den Pflanzenzellen kompatibel sind, verfügbar, wie der Nopalinsynthasepromotor und Polyadenylierungssignal-sequenzen. Depicker et al., J. Mol. Appl. Gen., 1:561 [1982]. Weiterhin können DNA-Segmente, isoliert aus der stromaufwärts gelegenen Region des T-DNA-780-Gens, die Transkriptionsspiegel von in Pflanzen exprimierbaren Genen in rekombinantera DNA-haltigem Pflanzengewebe aktivieren oder steigern. EP 321,196, veröffentlicht am 21. Juni 1989.Plant cell cultures from cotton, cereals, potatoes, soybeans, petunias, tomatoes and tobacco can be used as hosts. Typically, plant cells are transfected by incubation with certain strains of the bacterium Agrobacterium tumefaciens, which has previously been manipulated, to contain the mpl ligand DNA. During the incubation of the plant cell culture with A. tumefaciens, the DNA encoding the mpl ligand is transferred to the plant host cell so that it is transfected, and it will express the mpl ligand DNA under suitable conditions. Regulatory and signal sequences that are compatible with the plant cells are also available, such as the nopaline synthase promoter and polyadenylation signal sequences. Depicker et al., J. Mol. Appl. Gen., 1: 561 [1982]. Furthermore, DNA segments isolated from the upstream region of the T-DNA-780 gene can activate or increase the transcription levels of genes which can be expressed in plants in recombinant DNA-containing plant tissue. EP 321,196, published June 21, 1989.
Jedoch war das Interesse an Vertebratenzellen am größten, und die Vermehrung von Vertebratzellen in Kultur (Gewebekultur) ist in den letzten Jahren ein Routineverfah- ren geworden (Tissue Culture, Academie Press, Kruse und Patterson, Hrsg. [1973]). Beispiele für nützliche Säuger-wirtszellinien sind die Affennierenlinie CV1, transformiert durch SV40 (COS-7, ATCC CRL 1651), die humane embryonale Nierenlinie (293- oder 293-Zellen subkloniert zum Wachstum in Suspensionskultur, Graham et al., J. Gen Virol., 36:59 [1977]); Babyhamsternierenzellen (BHK, ATCC CCL 10); Ova-rienzellen des chinesischen Hamsters/-DHFR (CHO, Urlaub und Chasin, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 77:4216 [1980]) ; Maus-Sertolizellen (TM4, Mather, Biol. Reprod., 23:243-251 [1980]); Affennierenzellen (CV1 ATCC CCL 70); Nierenzellen der afrikanischen grünen Meerkatze (VERO-76, ATCC CRL-1587); humane Cervixkarzinomzellen (HELA, ATCC CCL2); Hundenieren-zellen (MDCK, ATCC CCL 34); Leberzellen der Buffaloratte (BRL 3A, ATCC CRL 1442); humane Lungenzellen (W138, ATCC CCL 75); humane Leberzellen (Hep G2, HB 8065) ; Mäusebrusttumor (MMT 060562, ATCC CCL51); TRI-Zellen (Mather et al., Annals N.Y. Acad. Sci., 333:44-68 (1982)); MRC 5-Zellen; FS4-Zel-len; und humane Hepatomazellinie (Hep G2).However, interest in vertebrate cells was greatest, and the proliferation of vertebrate cells in culture (tissue culture) has become a routine procedure in recent years (Tissue Culture, Academie Press, Kruse and Patterson, ed. [1973]). Examples of useful mammalian host cell lines are the monkey kidney line CV1 transformed by SV40 (COS-7, ATCC CRL 1651), the human embryonic kidney line (293 or 293 cells subcloned for growth in suspension culture, Graham et al., J. Gen Virol ., 36:59 [1977]); Baby hamster kidney cells (BHK, ATCC CCL 10); Chinese hamster ovary cells / DHFR (CHO, Urlaub and Chasin, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 77: 4216 [1980]); Mouse Sertoli cells (TM4, Mather, Biol. Reprod., 23: 243-251 [1980]); Monkey kidney cells (CV1 ATCC CCL 70); African green monkey kidney cells (VERO-76, ATCC CRL-1587); human cervical cancer cells (HELA, ATCC CCL2); Canine kidney cells (MDCK, ATCC CCL 34); Buffalo rat liver cells (BRL 3A, ATCC CRL 1442); human lung cells (W138, ATCC CCL 75); human liver cells (Hep G2, HB 8065); Mouse breast tumor (MMT 060562, ATCC CCL51); TRI cells (Mather et al., Annals N.Y. Acad. Sci., 333: 44-68 (1982)); MRC 5 cells; FS4 cells; and human hepatoma cell line (Hep G2).
Die Wirtszelien werden transfektiert und vorzugsweise trans-formiert mit den oben beschriebenen Expressions- oder Klo-nierungsvektoren gemäß der Erfindung und kultiviert in her-kömmlichen Nährmedien, in geeigneter Weise modifiziert zum Induzieren der Promotoren, dem Selektieren der Transforman-den oder dem Amplifizieren der Gene, die für die gewünschten Sequenzen kodieren.The host cells are transfected and preferably transformed with the above-described expression or cloning vectors according to the invention and cultivated in conventional nutrient media, suitably modified to induce the promoters, select the transformants or amplify the genes which code for the desired sequences.
Transfektion bezieht sich auf die Aufnahme eines Expressi-onsvektors durch eine Wirtszélle, unabhängig davon, ob ko-dierende Sequenzen tatsächlich exprimiert werden. Zahlreiche Verfahren zur Transfektion sind dem Fachmann bekannt, z.B. CaPÜ4 und Elektropora'tion. Eine erfolgreiche Transfektion wird im allgemeinen angenommen, wenn innerhalb der Wirts-zelle ein Hinweis auf das Funktionieren des Vektors auf-tritt.Transfection refers to the uptake of an expression vector by a host cell, regardless of whether coding sequences are actually expressed. Numerous methods of transfection are known to those skilled in the art, e.g. CaPÜ4 and Elektropora'tion. Successful transfection is generally assumed if there is an indication of the functioning of the vector within the host cell.
Transformation bedeutet Eindringen einer DNA in einen Orga-nismus, so daß die DNA replizierbar ist, entweder als ex-trachromosomales Element Oder durch chromosomale Integration. Abhängig von der verwendeten Wirtszelle wird die Transformation durchgefiihrt unter Verwendung von Standard-techniken, die für diese Zeilen geeignet sind. Die Calcium-behandlung, bei der Calciumchlorid verwendet wird, wie be-schrieben in Abschnitt 1.82 von Sambrook et al., siehe oben, wird üblicherweise verwendet für Prokaryonten oder andere Zeilen, die wesentliche Zellwandbarrieren enthalten. Die In-fektion mit Agrobacterium tumefaciens wird verwendet zur Transformation von bestimmten Pflanzenzellen, wie beschrie-ben von Shaw et al., Gene, 23:315 [1983] und WO 89/05859, veröffentlicht am 29. Juni 1989. Weiterhin kônnen Pflanzen transfektiert werden mit Hilfe einer Ultraschallbehandlung, wie beschrieben in WO 91/00358, veröffentlicht am 10. Januar 1991. Für Säugerzellen ohne Zellwände ist die Calciumphos-phatprazipitationsmethode von Graham und van der Eb, Virology, 52:456-457 [1978] bevorzugt. Allgemeine Aspekte der Transformationen von Säugerwirtszellsystemen sind beschrieben von Axel in U.S.-PS 4,399,216, herausgegeben am 16. August 1983. Transformationen in Hefe werden, typischer-weise ausgeführt gemäß dem Verfahren von Van Solingen et al., J. Bact., 130:946 [1977] und Hsiao et al., Proc. Natl. Acad. Sci. (USA), 76:3829 [1979]. Jedoch konnen auch andere Verfahren zum Einbringen von DNA in Zeilen, wie die Injek-tion in Kerne, Elektroporation Oder Protoplastenfusion verwendet werden. E. Kultivieren der WirrszellenTransformation means penetration of a DNA into an organism so that the DNA can be replicated, either as an ex-trachromosomal element or by chromosomal integration. Depending on the host cell used, the transformation is performed using standard techniques suitable for these rows. Calcium treatment using calcium chloride, as described in section 1.82 of Sambrook et al., Supra, is commonly used for prokaryotes or other cells that contain essential cell wall barriers. Infection with Agrobacterium tumefaciens is used for the transformation of certain plant cells, as described by Shaw et al., Gene, 23: 315 [1983] and WO 89/05859, published on June 29, 1989. Furthermore, plants can be transfected are using an ultrasound treatment as described in WO 91/00358, published January 10, 1991. For mammalian cells without cell walls, the calcium phosphate precipitation method of Graham and van der Eb, Virology, 52: 456-457 [1978] is preferred. General aspects of transformations in mammalian host cell systems are described by Axel in U.S. Patent 4,399,216, issued August 16, 1983. Transformations in yeast are typically carried out according to the method of Van Solingen et al., J. Bact., 130: 946 [1977] and Hsiao et al., Proc. Natl. Acad. Sci. (USA), 76: 3829 [1979]. However, other methods of inserting DNA into cells, such as injection into nuclei, electroporation or protoplast fusion, can also be used. E. Culturing the Confusional Cell
Prokaryontische Zeilen, die verwendet werden zum Herstellen des erfindungsgemäßen mpl-Ligandenpolypeptids, werden in ge-eigneten Medien kultiviert, wie allgemein beschrieben in Sambrook et al., siehe oben.Prokaryotic lines used to prepare the mpl ligand polypeptide of the invention are cultured in suitable media as generally described in Sambrook et al., Supra.
Die Säugerwirtszellen, die verwendet werden zum Herstellen des erfindungsgemäßen mpI-Liganden, können in einer Vielzahl von Medien kultiviert werden. Gewerblich erhältliche Medien, wie Ham's F10 (Sigma), Minimal Essential Medium ((MEM), Sigma), RPMI-1640 (Sigma) und Dulbecco's Modified Eagle's Medium ((DMEM), Sigma) sind geeignet zum Kultivieren der Wirtszellen. Weiterhin kann ein beliebiges Medium, wie be-schrieben in Ham und Wallace, Meth. Enz., 58:44 [1979], Barnes und Sato, Anal. Biochem., 102 : 255 . [1980], U.S.-PS 4,767,704; 4,657,866; 4,927,762; Oder 4,560,655; WO 90/03430; WO 87/00195; U.S.-PS 30,985 (Reissue), oder das ebenfalls anhängige U.S.S.N. 07/592,107 oder 07/592,141, beide eingereicht am 3. Oktober 1990, als Kulturmedien für die Wirtszellen verwendet werden. Jedes dieser Medien kann wie gefordert ergänzt werden mit Hormonen und/oder anderen Wachsturnsfaktoren (wie Insulin, Transferrin oder epidermalem Wachstumsfaktor), Salzen (wie Natriumchlorid, Calcium, Magnesium und Phosphat), Puffern (wie HEPES), Nukleosiden (wie Adenosin und Thymidin), Antibiotika (wie Gentamycin™-Wirk-stoff), Spurenelemente (definiert als anorganische Verbin-dungen, die üblicherweise in einer Endkonzentration in dem mikromolaren Bereich vorhanden sind), und Glucose oder eine Mquivalente Energiequelle. Jede andere notwendige Ergänzung kann ebenfalls mit geeigneten Konzentrationen enthalten • sein, die dem Fachmann geläufig sind. Die Kultivrerbedingun-gen, wie Temperatur, pH und ähnliches, sind diejenigen, wie zuvor verwendet für die zur Expression ausgewählte Wirts-zelle, und sie sind dem Fachmann geläufig.The mammalian host cells used to prepare the mpI ligand of the invention can be cultured in a variety of media. Commercially available media such as Ham's F10 (Sigma), Minimal Essential Medium ((MEM), Sigma), RPMI-1640 (Sigma) and Dulbecco's Modified Eagle's Medium ((DMEM), Sigma) are suitable for culturing the host cells. Furthermore, any medium, as described in Ham and Wallace, Meth. Enz., 58:44 [1979], Barnes and Sato, Anal. Biochem., 102: 255. [1980], U.S. Patent 4,767,704; 4,657,866; 4,927,762; Or 4,560,655; WO 90/03430; WO 87/00195; U.S. Patent 30,985 (Reissue), or the pending U.S.S.N. 07 / 592,107 or 07 / 592,141, both filed October 3, 1990, can be used as culture media for the host cells. As required, each of these media can be supplemented with hormones and / or other growth factors (such as insulin, transferrin or epidermal growth factor), salts (such as sodium chloride, calcium, magnesium and phosphate), buffers (such as HEPES), nucleosides (such as adenosine and thymidine) , Antibiotics (such as Gentamycin ™ drug), trace elements (defined as inorganic compounds that are usually present in a final concentration in the micromolar range), and glucose or an equivalent energy source. Any other necessary supplement can also be included with suitable concentrations that are familiar to the person skilled in the art. The culture conditions, such as temperature, pH and the like, are those used previously for the host cell selected for expression and are familiar to those skilled in the art.
Die Wirtszellen, auf die in der vorliegenden Offenbarung Be-zug genommen wird, umfassen Zeilen in m vicro-Kultur wie auch Zeilen, die in einem Wirtstier vorliegen. F. Nachweis der Genamplifikation/ExpressionThe host cells referred to in the present disclosure include cells in microculture as well as cells present in a host animal. F. Evidence of gene amplification / expression
Genamplifikation und/oder Expression kann in einer Analysen-probe direkt gemessen werden, z.B. durch herkömmliches Southern-Blotten, Northern-Blotten, um die Transkription von mRNA zu quantifizieren (Thomas, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 77:5201-5205 [1980]), Dot-Blotting (DNA-Analyse) oder durch in situ-Hybridisierung mit Hilfe einer geeigneten markierten Probe, basierend auf den direkt bereitgestellten Sequenzen. Verschiedene Markierungen können verwendet werden, am üb-lichsten sind Radioisotope, insbesondere P. Jedoch können auch andere Techniken verwendet werden, wie die Verwendung von Biotin-modifizierten Nukleotiden zum Einbau in ein Polynukleotid. Das Biotin dient dann als Bindungsstelle für Avidin oder Antikörper, die mit einer großen Vielzahl an Markierungen markiert sein können, wie Radionukliden, Fluo-reszenzstoffen, Enzymen oder ähnliches. Alternativ können Antikörper verwendet werden, die spezifische Duplexstruktu-ren erkennen, einschließlich DNA-Duplexe, RNA-Duplexe oder DNA-RNA-Hybridduplexe oder DNA-Protein-Duplexe. Die Antikörper wiederum können markiert sein, und der Assay kann ausge-führt werden, wobei der Duplex an eine Oberflâche gebunden ist, so daß durch die Bildung eines Duplex auf der Oberflâche die Anwesenheit eines Antikörpers, gebunden an den Duplex, nachgewiesen werden kann.Gene amplification and / or expression can be measured directly in an analysis sample, e.g. by conventional Southern blotting, Northern blotting to quantify the transcription of mRNA (Thomas, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 77: 5201-5205 [1980]), dot blotting (DNA analysis) or by in situ hybridization using a suitable labeled sample, based on the sequences provided directly. Different labels can be used, the most common are radioisotopes, in particular P. However, other techniques can also be used, such as the use of biotin-modified nucleotides for incorporation into a polynucleotide. The biotin then serves as a binding site for avidin or antibodies, which can be labeled with a large variety of labels, such as radionuclides, fluorescent substances, enzymes or the like. Alternatively, antibodies can be used which recognize specific duplex structures, including DNA duplexes, RNA duplexes or DNA-RNA hybrid duplexes or DNA-protein duplexes. The antibodies in turn can be labeled and the assay can be performed with the duplex bound to a surface so that the formation of a duplex on the surface can detect the presence of an antibody bound to the duplex.
Die Genexpression kann alternativ gemessen werden mit immu-nologischen Verfahren, wie einem immunhistochemischen Färben von Gewebeschnitten, und einem Assay mit der Zellkultur oder Körperflüssigkeiten, um die Expression des Genprodukts direkt zu quantifizieren. Bei immunhistochemischen Färbetech-niken wird eine Zellanalysenprobe hergestellt, typischer-weise durch Dehydratisierung und Fixierung, gefolgt von der Reaktion mit markierten Antikörpern, die spezifisch für das Genprodukt sind, wobei die Markierungen üblicherweise durch Betrachtung nachweisbar sind, wie enzymatische Markierungen, Fluoreszenzmarkierungen, Lumineszenzmarkierungen und ähnli-che. Eine besonders sensitive Färbetechnik, die für die Zwecke der vorliegenden Erfindung geeignet ist, ist be- schrieben von Hsu et al., Am. J. Clin. Path., 75:734-738 [1980].Alternatively, gene expression can be measured using immunological methods, such as immunohistochemical staining of tissue sections, and an assay with cell culture or body fluids to directly quantify the expression of the gene product. In immunohistochemical staining techniques, a cell analysis sample is prepared, typically by dehydration and fixation, followed by reaction with labeled antibodies that are specific for the gene product, the labels typically being detectable by consideration, such as enzymatic labels, fluorescent labels, luminescent labels and similar. A particularly sensitive dyeing technique that is suitable for the purposes of the present invention is described by Hsu et al., Am. J. Clin. Path., 75: 734-738 [1980].
Antikörper, die für die immunhistochemische Färbung und/oder den Assay mit Analysenprobeflüssigkeiten brauchbar sind, können entweder monoklonal Oder polyklonal sein, und sie können in einem beliebigen Säuger hergestellt werden. Gaeig-neterweise können die Antikörper hergestellt werden gegen ein natives mpl-Ligandenpolypeptid oder gegen ein syntheti-sches Peptid, basierend auf den hierin bereitgestellten DNA-Sequenzen, wie unten weiter beschrieben. G. Reinigung von mpl-LigandenpolypeptidAntibodies useful for immunohistochemical staining and / or assay with analytical sample liquids can be either monoclonal or polyclonal and can be raised in any mammal. Typically, the antibodies can be raised against a native mpl ligand polypeptide or against a synthetic peptide based on the DNA sequences provided herein as further described below. G. Purification of mpl Ligand Polypeptide
Mpl-Ligand wird vorzugsweise aus dem Kulturmedium gewonnen als ein sezerniertes Polypeptid, obwohl es auch aus Wirts-zelllysaten gewonnen werden kann, wenn es direkt exprimiert wird ohne sekretorisches Signal.Mpl ligand is preferably recovered from the culture medium as a secreted polypeptide, although it can also be recovered from host cell lysates if it is directly expressed with no secretory signal.
Wenn mpl-Ligand exprimiert wird in einer anderen rekombinan-ten Zelle als der des humanen Ursprungs, ist der mpl-Ligand vollkommen frei von Proteïnen Oder Polypeptiden humanen Ursprungs. Jedoch ist es üblicherweise immer noch notwendig, den mpl-Liganden von anderen rekombinanten Zellproteinen oder Polypeptiden zu befreien, urn Präparationen zu erhalten, die im wesentlichen homogen sind hinsichtlich des mpl-Ligan-den per se. Als ein erster Schritt wird das Kulturmedium oder Lysat zentrifugiert, urn partikuläre Zelltrümmer zu ent-fernen. Die Membran- und löslichen Proteinfraktionen werden dann getrennt. Alternativ kann ein gewerblich erhältlicher Filter zur Proteinkonzentrierung (z.B. Amicon Oder Millipore Pellicon Ultrafiltrationseinheiten) verwendet werden. Der mpl-Ligand kann dann aus der löslichen Proteinfraktion und der Membranfraktion des Kulturlysats gereinigt werden, ab-hängig davon, ob der mpl-Ligand membrangebunden ist. Danach wird der mpl-Ligand von kontaminierenden löslichen Proteïnen und Polypeptiden gereinigt durch Aussalzen und AustauschIf mpl ligand is expressed in a recombinant cell other than that of human origin, the mpl ligand is completely free of proteins or polypeptides of human origin. However, it is usually still necessary to free the mpl ligand from other recombinant cell proteins or polypeptides in order to obtain preparations that are essentially homogeneous in terms of the mpl ligand per se. As a first step, the culture medium or lysate centrifuged to remove particulate debris. The membrane and soluble protein fractions are then separated. Alternatively, a commercially available filter for protein concentration (e.g. Amicon or Millipore Pellicon ultrafiltration units) can be used. The mpl ligand can then be purified from the soluble protein fraction and the membrane fraction of the culture lysate, depending on whether the mpl ligand is membrane bound. The mpl ligand is then freed from contaminating soluble proteins and polypeptides by salting out and exchange
Oder durch chroraatographische Verfahren unter Verwendung verschiedener Gelmatrixmaterialien. Diese Matrixmaterialien umfassen Acrylamid, Agarose, Dextran, Cellulose und andere übliche Materialien zur Proteinreinigung. Beispielhafte chroraatographische Verfahren, die zur Proteinreinigung ge-eignet sind, umfassen Imraunaffinität (z.B. anti-hmpl-Ligand Mab), Rezeptoraffinität (z.B. mpl-IqG Oder Protein-A-Sepha-rose), hydrophobe Wechselwirkungschromatographie (HIC) (z.B. Ether-, Butyl- Oder Phenyl-Toyopearl), Lectinchromatograpnie (z.B. Con A-Sepharose, Lentil-Lectin-Sepharose), Größenaus-schluß (z.B. Sephadex G-75), Kationen- und Anionenaus-tauschersäulen (z.B. DEAE oder Carboxyraethyl- und Sulfo-propylcellulose), und Hochdruckflüssigkeitschromatographie mit Umkehrphase (RP-HPLC) (siehe z.B. Urdal et al., J. Chroraatog., 295:171 [1984], wo zwei nacheinander folgende RP-HPLC-Schritte verwendet werden zum Reinigen von rekombi-nantem humanera IL-2) . Andere Re.inigungsschritte umf assen ge-gebenenfalls Ethanolpräzipitation, Ammoniumsulfatpräzipita-tion, Chromatofokussierung, präparative SDS-PAGE und ähnli-ches.Or by chroraatographic methods using different gel matrix materials. These matrix materials include acrylamide, agarose, dextran, cellulose and other common protein purification materials. Exemplary chroraatographic methods that are suitable for protein purification include affinity for affinity (eg anti-hmpl ligand Mab), receptor affinity (eg mpl-IqG or protein-A-Sepha-rose), hydrophobic interaction chromatography (HIC) (eg ether, Butyl- or Phenyl-Toyopearl), lectin chromatography (e.g. Con A-Sepharose, lentil-lectin-Sepharose), size exclusion (e.g. Sephadex G-75), cation and anion exchange columns (e.g. DEAE or carboxyraethyl and sulfo-propyl cellulose ), and reverse phase high pressure liquid chromatography (RP-HPLC) (see, for example, Urdal et al., J. Chroraatog., 295: 171 [1984], where two successive RP-HPLC steps are used to purify recombinant human IL -2). Other cleaning steps may include ethanol precipitation, ammonium sulfate precipitation, chromatofocusing, preparative SDS-PAGE and the like.
Mpl-Liganden-Varianten, bei denen Reste deletiert, eingefügt oder substituiert worden sind, werden auf die gleiche Weise wie nativer mpl-Ligand gewonnen, wobei ihre wesentliche Än-derung in den Eigenschaften, hervorgerufen durch die Variation, berücksichtigt wird. Zum Beispiel erleichtert Herstellen einer mpl-Liganden-Fusion mit anderem Protein Oder Poly-peptid, z.B. einem bakteriellen oder viralen Antigen, die Reinigung," eine Immunaffinitätssäule, enthaltend Antikörper gegen das Antigen, kann verwendet werden zum Adsorbieren des Fusionspolypeptids. Immunaffinitätssäulen, wie eine Säule enthaltend polyklonales Kaninchen-Anti-mpl-Ligandenserum, kann verwendet werden zum Adsorbieren der mpl-Liganden-Variante durch Binden an mindestens ein verbleibendes Immunepi-top. Alternativ kann der mpI-Ligand gereinigt werden durch Affinitätschromatographie unter Verwendung von gereinigtem mpl-IqG, gekoppelt an (vorzugsweise) immobilisiertes Harz, wie Affi-Gel 10 (Bio-Rad,. Richmond, CA) oder ähnliches, durch im Stand der Technik bekannte Mittel. Ein Protease-inhibitor, wie Phenylmethylsulfonylfluorid (PMSF) kann eben-falls nützlich sein zum Hemmen von proteolytischem Abbau während der Reinigung, und Antibiotika können eingesetzt werden, urn das Wachstum von zufälligen kontaminierenden Organismen zu verhindern. Der Fachmann wird erkennen, daß die Reinigungsverfahren, die geeignet sind fiir nativen mpl-Ligand,' einer Modifikation bedürfen können, um den Änderun-gen der Eigenschaft von mpl-Ligand Oder seiner Varianten durch die Expression in rekombinanter Zellkultur Rechnung zu tragen. H. Kovalente Modifikationen von mpl-LigandenpolypeptidMpl ligand variants in which residues have been deleted, inserted or substituted are obtained in the same way as native mpl ligand, taking into account their significant change in the properties caused by the variation. For example, facilitating mpl ligand fusion with another protein or poly peptide, e.g. a bacterial or viral antigen, the purification, "an immunoaffinity column containing antibodies to the antigen can be used to adsorb the fusion polypeptide. Immunoaffinity columns, such as a column containing rabbit polyclonal anti-mpl ligand serum, can be used to adsorb the mpl- Ligand variant by binding to at least one remaining immunepi-top. Alternatively, the mpI ligand can be purified by affinity chromatography using purified mpl-IqG coupled to (preferably) immobilized resin, such as Affi-Gel 10 (Bio-Rad ,. Richmond, CA) or the like, by means known in the art A protease inhibitor such as phenylmethylsulfonyl fluoride (PMSF) may also be useful in inhibiting proteolytic degradation during cleaning, and antibiotics may be used to promote the growth of to prevent accidental contaminating organisms. Those skilled in the art will recognize that Re Purification methods which are suitable for native mpl ligand may require modification in order to take into account the changes in the property of mpl ligand or its variants by expression in recombinant cell culture. H. Covalent Modifications of mpl Ligand Polypeptide
Kovalente Modifikationen des mpl-Ligandenpolypeptids werden von der vorliegenden Erfindung mit erfaßt. Sowohl nativer jnpl-Ligand wie auch Aminosäuresequenzvarianten des mpl-Liganden können kovalent modifiziert werden. Eine Art der kovalenten Modifikation, die von der vorliegenden Erfindung mit erfaßt wird, ist ein mpl-Liganden-Fragment. Variante mDl-Liganden-Fragmente mit bis zu ungefähr 40 Aminosäure-resten können einfach hergestellt werden durch chemische Synthese Oder durch enzymatische oder chemische Spaltung des vollständigen oder eines varianten mpl-Ligandenpolypeptids. Andere Arten der kovalenten Modifikationen des mpl-Liganden oder der Fragmente davon werden in das Molekiil eingefiihrt durch Umsetzen der fraglichen Aminosâurereste des mpl-Ligan-den oder der Fragmente davon mit einem organischen derivati-sierenden Mittel, das mit ausgewählten Seitenketten oder den N- oder C-terminalen Resten reagieren kann.Covalent modifications of the mpl ligand polypeptide are also covered by the present invention. Both native jnpl ligand and amino acid sequence variants of the mpl ligand can be modified covalently. One type of covalent modification that is encompassed by the present invention is an mpl ligand fragment. Variant mDl ligand fragments with up to approximately 40 amino acid residues can be produced simply by chemical synthesis or by enzymatic or chemical cleavage of the complete or a variant mpl ligand polypeptide. Other types of covalent modifications of the mpl ligand or the fragments thereof are introduced into the molecule by reacting the amino acid residues in question of the mpl ligand or the fragments thereof with an organic derivatizing agent which is with selected side chains or the N or C-terminal residues can react.
Cvsteinylreste werden üblicherweise umgesetzt mit α-Haloace-taten (und entsprechenden Aminen), wie Chloressigsäure oder Chloracetamid, um Carboxymethyl- oder Carboxyamidomethyl-derivate zu ergeben. Cysteinylreste werden auch derivati- sîejft durch die Reaktion mit Bromtrifluoraceton, cx-Biroin ß (5-imidazoyl)propionsäure, Chloracetylphosphat, N-Alkyl-maleimide, 3-Nitro-2-pyridyldisulfid, Methyl-2-pyridyldisul-fid, p-Chlormercuribenzoat, 2-Chlormercuri-4-nitrophenol Oder Chlor-7-nitrobenzo-2-oxa-l,3-diazol.Cvsteinyl residues are usually reacted with α-haloacetates (and corresponding amines), such as chloroacetic acid or chloroacetamide, to give carboxymethyl or carboxyamidomethyl derivatives. Cysteinyl residues are also derivatized by the reaction with bromotrifluoroacetone, cx-Biroin ß (5-imidazoyl) propionic acid, chloroacetyl phosphate, N-alkyl-maleimide, 3-nitro-2-pyridyl disulfide, methyl-2-pyridyl disulfide, p-chloro mercuribl , 2-chloro mercuri-4-nitrophenol or chloro-7-nitrobenzo-2-oxa-l, 3-diazole.
Histidy.lreste werden derivatisiert durch die Reaktion mit Diethylpyrocarbonat bei pH 5,5-7,0, weil dieses Mittel rela-tiv spezifisch ist für die Histidyl-Seitenkette. Pairabroni phenacylbromid ist ebenfalls brauchbar; die Reaktion wird vorzugsweise durchgeführt in 0,1 M Natriumcacodylat bei pH 6,0.Histidyl residues are derivatized by reaction with diethyl pyrocarbonate at pH 5.5-7.0 because this agent is relatively specific for the histidyl side chain. Pairabroni phenacyl bromide is also useful; the reaction is preferably carried out in 0.1 M sodium cacodylate at pH 6.0.
Lysinyl- und aminoterminale Reste werden umgesetzt mit Suc-cinsäure- oder anderen Carbonsäureanhydriden. Die Derivati-sierung mit diesen Mitteln hat die Wirkung det Umkeh^ der Ladung der Lysinylreste. Andere geeignete Reagenzien zum Derivatisieren von aminohaltigen Resten umfassen Imidoester, wie Methylpicolinimidat; Pyridoxalphosphat; Pyridoxal; Chlorborhydrid; Trinitrobenzolsulfonsäure; O-Methylisoharn-stoff; 2,4-Pentandion; und Transaminase-katalysierte Reaktion mit Glyoxylat.Lysinyl and amino terminal residues are reacted with succinic or other carboxylic acid anhydrides. The derivatization with these agents has the effect of reversing the charge of the lysinyl residues. Other suitable reagents for derivatizing amino-containing residues include imido esters, such as methylpicolinimidate; Pyridoxal phosphate; Pyridoxal; Chloroborohydride; Trinitrobenzenesulfonic acid; O-methylisourea; 2,4-pentanedione; and transaminase-catalyzed reaction with glyoxylate.
Arginylreste werden modifiziert durch die Reaktion mit einem oder mehreren herkömmlichen Mittel, darunter sind Phenyl-glyoxal, 2,3-Butandion, 1,2-cyclohexandion und Ninhydrin.Arginyl residues are modified by reaction with one or more conventional agents, including phenylglyoxal, 2,3-butanedione, 1,2-cyclohexanedione and ninhydrin.
Die Derivatisierung von Argininresten erfordert, daß die Reaktion unter alkalischen Bedingungen durchgeführt wird, wegen dem hohen pKa-Wert der funktionellen Guanidingruppe. Weiterhin können diese Reagenzien mit den Gruppen des Lysins wie auch der Epsilon-Aminogruppe des Arginins reagieren.The derivatization of arginine residues requires that the reaction be carried out under alkaline conditions because of the high pKa of the guanidine functional group. Furthermore, these reagents can react with the groups of the lysine as well as the epsilon amino group of the arginine.
Die spezifische Modifikation von Tyrosylresten kann durchgeführt werden, wobei das Einführen von spektralen Markierun-gen in die Tyrosylreste von besonderem Interesse ist, durch die Reaktion mit aromatischen Diazoniumverbindungen oderThe specific modification of tyrosyl residues can be carried out, the introduction of spectral markings into the tyrosyl residues being of particular interest, by reaction with aromatic diazonium compounds or
Tetranitromethan. Meistens wird N-Acetylimidazol und Tetra-nitroraethan verwendet zum Bilden von O-Acetyltyrosylvarian-ten bzw. 3-Nitroderivaten. Tyrosylreste werden iodiert mit Hilfe von 125J oder 131J, urn markierte Proteine herzustellen zur Verwendung in einem Radioimmunoassay, wobei die oben be-schriebene Chloramin-T-Methode geeignet ist.Tetranitromethane. Mostly N-acetylimidazole and tetra-nitroraethane are used to form O-acetyltyrosyl variants or 3-nitroderivatives. Tyrosyl residues are iodinated using 125J or 131J to produce labeled proteins for use in a radioimmunoassay using the chloramine T method described above.
Carboxylseitengruppen (Aspartyl oder Glutamyl) werden selek-tiv modifiziert durch die Reaktion mit Carbodiimiden (R-N=c=N-R'), worin R und R' verschiedene Alkylgruppen darstellen, wie i-cyclohexyl-3-(2-morpholinyl-4-ethyl)carbodiimid oder l-Ethyl-3-(4-azonia-4,4-dimethylpentyl)carbodiimid. Weiterhin werden Aspartyl- und Glutamylreste zu Asparaginyl-und Glutaminylresten umgewandelt durch die Reaktion mit Ammoniumionen.Side carboxyl groups (aspartyl or glutamyl) are selectively modified by reaction with carbodiimides (RN = c = N-R '), in which R and R' represent different alkyl groups, such as i-cyclohexyl-3- (2-morpholinyl-4- ethyl) carbodiimide or l-ethyl-3- (4-azonia-4,4-dimethylpentyl) carbodiimide. Furthermore, aspartyl and glutamyl residues are converted to asparaginyl and glutaminyl residues by the reaction with ammonium ions.
Derivatisierung mit bifunktionellen Mitteln ist nützlich für das Vernetzen des mpI-Liganden mit einer wasserunlöslichen Trägermatrix oder einer Oberf lâche zum Verwenden in dem Ver-fahren zur Reinigung von Anti-mpl-Ligand-Antikörpern und um-gekehrt. Üblicherweise verwendete Vernetzungsmittel umfassen z.B, l,1-Bis(diazoacetyl)-2-phenylethan, Glutaraldehyd, N-Hydroxysuccinimidester, z.B. Ester mit 4-Acidosalicylsäure, homobifunktionelle Imidoester, einschließlich Disuccinimi-dylester, wie 3,3'-Dithiobis(succinimidylpropionat) und bifunktionelle Maleimide, wie Bis-N-maleimido-1,8-oktan.Bifunctional derivatization is useful for crosslinking the mpI ligand with a water-insoluble support matrix or surface for use in the anti-mpl ligand antibody purification process and vice versa. Commonly used crosslinking agents include, e.g., 1,1-bis (diazoacetyl) -2-phenylethane, glutaraldehyde, N-hydroxysuccinimide ester, e.g. Esters with 4-acidosalicylic acid, homobifunctional imido esters including disuccinimidyl esters such as 3,3'-dithiobis (succinimidyl propionate) and bifunctional maleimides such as bis-N-maleimido-1,8-octane.
Derivatisierende Mittel wie Methyl-3-[(p-azido-phenyl)dithio]propioimidat ergeben photoaktivierbare Zwi-schenprodukte, die vernetzende Strukturen ausbilden können in der Anwesenheit von Licht. Alternativ können reaktive wasserunlösliche Matrixmaterialien, wie Cyanogenbromid-akti-vierte Kohlenhydrate, und die reaktiven Substrate, beschrie-ben in U.S.-PS 3,969,287; 3,691,016; 4,195,128; 4,247,642; 4,229,537 und 4,330,440 zur Proteinimmobilisierung verwendet werden.Derivatizing agents such as methyl-3 - [(p-azido-phenyl) dithio] propioimidate result in photoactivatable intermediates which can form crosslinking structures in the presence of light. Alternatively, reactive water-insoluble matrix materials such as cyanogen bromide activated carbohydrates and the reactive substrates can be described in U.S. Patent 3,969,287; 3,691,016; 4,195,128; 4,247,642; 4,229,537 and 4,330,440 can be used for protein immobilization.
Glutaminyl- und Asparaginylreste werden regelmäßig zu den entsprechenden Glutamyl- und Aspartylresten desamidiert.Glutaminyl and asparaginyl residues are regularly deamidated to the corresponding glutamyl and aspartyl residues.
Diese Reste werden unter neutralen Oder basischen Bedingun-gen desamidiert. Die desamidierte Form dieser Reste fällt in den Umfang der vorliegenden Erfindung.These residues are deamidated under neutral or basic conditions. The deamidated form of these residues falls within the scope of the present invention.
Andere Modification umfassen die Hydroxylierung von Prolin und Lysin, Phosphorylierung von Hydroxylgruppen von Seryl-oder Threonylresten, Methylierung der a-Aminogruppe von Lysin, Arginin und Histidinseitenketten (T.E. Creighton, Proteins: Structure and Molecular Properties, W.H. Freeman & Co., San Francisco, S. 79-86 [1983]), Acetylierung des N-terminalen Amins und Amidierung einer beliebigen C-termina-len Carboxylgruppe.Other modifications include the hydroxylation of proline and lysine, phosphorylation of hydroxyl groups from seryl or threonyl residues, methylation of the a-amino group from lysine, arginine and histidine side chains (TE Creighton, Proteins: Structure and Molecular Properties, WH Freeman & Co., San Francisco, Pp. 79-86 [1983]), acetylation of the N-terminal amine and amidation of any C-terminal carboxyl group.
Andere Arten der kovalenten Modifikation des mpl-Liganden-polypeptids, die von der vorliegenden Erfindung mit umfaßt sind, umfassen das Verändern des nativen Glycosylierungs-musters des Polypeptids. Mit Ändern ist gemeint, Deletieren von einem oder mehreren Kohlehydratresten, die in dem nativen mpl-Liganden vorgefunden werden, und/oder Zufiigen von einem oder mehreren Glycosylierungsstellen, die in dem nativen mpl-Liganden nicht vorhanden sind.Other types of covalent modification of the mpl ligand polypeptide that are encompassed by the present invention include changing the native glycosylation pattern of the polypeptide. By altering is meant deleting one or more carbohydrate residues found in the native mpl ligand and / or adding one or more glycosylation sites that are not present in the native mpl ligand.
Die Glycosylierung von Polypeptiden erfolgt typischerweise entweder über eine N-Anbindung oder O-Anbindung. N-angebun-den bezieht sich auf das Anfügen des Kohlenhydratrests an die Seitenkette eines Asparaginrests. Die Tripeptidsequenzen Asparagin-X-Serin und Asparagin-X-Threonin, worin X eine be-liebige Aminosäure darstellt außer Prolin, sind die Erken-nungssequenzen für die enzymatische Anfügung des Kohlenhydratrests an die Asparaginseitenkette. Somit erzeugt die An-wesenheit einer dieser Tripeptidsequenzen in einem Polypep-tid eine potentielle Glycosylierungsstelle. O-angebundene Glycosylierung bedeutet das Anfügen von einem der Zucker N-Acetylgalactosamin, Galacctose oder Xylose an eine Hydroxy- aminosäure, meistens Serin Oder Threonin, obwohl 5-Hydroxy-prolin Oder 5-Hydroxylysin auch verwendet werden können.The glycosylation of polypeptides is typically carried out either via an N bond or an O bond. N-linked refers to attaching the carbohydrate residue to the side chain of an asparagine residue. The tripeptide sequences asparagine-X-serine and asparagine-X-threonine, in which X represents any amino acid other than proline, are the recognition sequences for the enzymatic attachment of the carbohydrate residue to the asparagine side chain. Thus, the presence of one of these tripeptide sequences in a polypeptide creates a potential glycosylation site. O-linked glycosylation means adding one of the sugars N-acetylgalactosamine, galacctose or xylose to a hydroxyamino acid, mostly serine or threonine, although 5-hydroxy-proline or 5-hydroxylysine can also be used.
Das Zufügen von Glycosylierungsstellen zu dem mpl-Liganden-polypeptid wird leicht erreicht durch Ändern der Aminosäure-sequenz derart, daß es eine oder mehrere der oben beschrie-benen Tripeptidsequenzen (für N-angebundene Glycosylierungsstellen) enthält. Die Änderung kann ebenfalls erfolgen durch das Anfügen von oder den Ersatz von einem oder mehreren Serin- oder Threoninresten an die native mpl-Ligandensequenz (für O-angebundene Glycosylierungsstellen). Aus Gründen der Einfachheit wird die mpl-Liganden-Aminosäuresequenz vorzugs-weise geändert durch Änderungen auf der DNA-Ebene, insbeson-dere durch Mutieren der DNA, die das mpl-Ligandenpolypeptid kodiert, an vorher ausgewählten Basen, so daß Codons erzeugt werden, die in die gewünschten Aminosäuren translatiert werden. Die DNA-Mutation(en) können erzeugt werden mit Hilfe von Verfahren, wie oben beschrieben unter der Überschrift "Aminosäuresequenzvarianten des mpl-Liganden".Adding glycosylation sites to the mpl ligand polypeptide is easily accomplished by changing the amino acid sequence to include one or more of the tripeptide sequences (for N-linked glycosylation sites) described above. The change can also be made by adding or replacing one or more serine or threonine residues to the native mpl ligand sequence (for O-linked glycosylation sites). For the sake of simplicity, the mpl ligand amino acid sequence is preferably changed by changes at the DNA level, particularly by mutating the DNA encoding the mpl ligand polypeptide at preselected bases to generate codons that can be translated into the desired amino acids. The DNA mutation (s) can be generated using methods as described above under the heading "Amino acid sequence variants of the mpl ligand".
Eine andere Möglichkeit zum Steigern der Anzahl der Kohlen-hydratreste an dem mpl-Liganden ist die chemische oder enzymatische Kupplung von Glycosiden an das Polypeptid.Another way to increase the number of carbohydrate residues on the mpl ligand is by chemical or enzymatic coupling of glycosides to the polypeptide.
Diese Verfahren sind insofern vorteilhaft, als sie nicht das Herstellen des Polypeptids in einer Wirtszelle verlangen, die Glycosylierungsfähigkeiten für die N- oder O-angebundene Glycosylierung besitzt. Abhängig von dem verwendeten Kupp-lungsverfahren kann der bzw. die Zucker angefügt werden an (a) Arginin und Histidin, (b) freie Carboxylgruppen, (c) freie Sulfhydrylgruppen, wie die von Cystein, (d) freie Hydroxylgruppen, wie die von Serin, Threonin oder Hydroxy-prolin, (e) aromatische Reste, wie die von Phenylalanin, Tyrosin oder Tryptophan, oder (f) die Amidgruppe von Glutamin. Diese Verfahren sind beschrieben in WO 87/05330, veröffentlicht am 11. September 1987, und in Aplin und Wriston, CRC Crit. Rev. Biochem., S. 259-306 [1981].These methods are advantageous in that they do not require the polypeptide to be made in a host cell that has glycosylation capabilities for N- or O-linked glycosylation. Depending on the coupling method used, the sugar (s) can be added to (a) arginine and histidine, (b) free carboxyl groups, (c) free sulfhydryl groups, such as those of cysteine, (d) free hydroxyl groups, such as those of serine , Threonine or hydroxyproline, (e) aromatic residues such as those of phenylalanine, tyrosine or tryptophan, or (f) the amide group of glutamine. These methods are described in WO 87/05330, published September 11, 1987, and in Aplin and Wriston, CRC Crit. Rev. Biochem., Pp. 259-306 [1981].
Entfernen der Kohlenhydratreste, die auf dein mpl-Liganden polypeptid vorkommen, kann bewirkt werden chemisch oder enzymatisch. Die chemische Deglycosylierung verlangt das Aussetzen des Polypeptids der Verbindung Trifluormethan-sulfonsäure oder einer äquivalenten Verbindung. Diese Be-handlung führt zur Abspaltung der meisten oder aller Zucker, außer dem anbindenden Zucker (N-Acetylglucosamin oder N-Ace-tylgalactosamin), während das Polypeptid intakt gelassen v/ïrcj. Die chemische Deglycosylierung ist beschrieben bei Hadimuddin, et al. Arch. Biochem. Biophys., 259:52 [1987] und bei Edge et al., Anal. Bochem., 118:131 [1981]. Die enzymatische Abspaltung von Kohlenhydratresten von Polvpep-tiden kann erzielt werden durçh die Verwendung von einer Vielzahl von Endo- und Exoglycosidasen, wie beschrieben von Thotakura et al., Meth. Enzymol., 138:350 [1987].Removal of the carbohydrate residues that occur on the mpl ligand polypeptide can be effected chemically or enzymatically. Chemical deglycosylation requires exposure of the polypeptide to the trifluoromethane sulfonic acid compound or an equivalent compound. This treatment results in the elimination of most or all of the sugars, except the binding sugar (N-acetylglucosamine or N-acetylgalactosamine), while leaving the polypeptide intact v / ïrcj. Chemical deglycosylation is described in Hadimuddin, et al. Arch. Biochem. Biophys., 259: 52 [1987] and Edge et al., Anal. Bochem., 118: 131 [1981]. The enzymatic cleavage of carbohydrate residues from polypeptides can be achieved by using a variety of endo- and exoglycosidases as described by Thotakura et al., Meth. Enzymol., 138: 350 [1987].
Die Glycosylierung an pctentiellen Glycosylierungsstellen kann verhindert werden durch die Verwendung der Verbindung Tunicamycin, wie beschrieben von Duskin et al., J. Biol. Chem., 257:3105 [1982]. Tunicamycin blockiert die Bildung von protein-N-glycosidbindungen.Glycosylation at key glycosylation sites can be prevented by using the compound tunicamycin as described by Duskin et al., J. Biol. Chem., 257: 3105 [1982]. Tunicamycin blocks the formation of protein-N-glycoside bonds.
Eine weitere Art der kovalenten Modifikation des mpl-Ligan-den umfaßt das Anfügen des mpl-Ligandenpolypeptids an eine Vielzahl von nicht proteinartigen Polymeren, z.B. Poly-ethylenglycol, Polypropylenglycol oder Polyoxyalkylene, auf die Weise, wie ausgeführt in U.S.-PS 4,640,835; 4,496,689; 4301,144; 4,670,417; 4,791,192 oder 4,179,337.Another type of covalent modification of the mpl ligand involves attaching the mpl ligand polypeptide to a variety of non-proteinaceous polymers, e.g. Polyethylene glycol, polypropylene glycol or polyoxyalkylene, in the manner set forth in U.S. Patent 4,640,835; 4,496,689; 4301.144; 4,670,417; 4,791,192 or 4,179,337.
Es ist ersichtlich, daß ein Absuchen der gewonnenen mpl-Liganden-Varianten erforderlich ist dahingehend, die optimale Variante zura Binden an einen mpl auszusuchen und die die oben definierte immunologische und/oder biologische Ak-tivität aufweist. Man kann absuchen nach der Stabilität in rekombinanter Zellkultur oder in Plasma (z.B. gegen proteo-lytische Spaltung), hoher Affinität für ein mpl-Mitglied, oxidativer Stabilität, Fähigkeit zum Sezernieren in erhöhten Ausbeuten und ähnliches. Zum Beispiel wird eine Änderung in der immunologischen Eigenschaft des mpl-Ligandenpolypeptids, wie die Affinität für einen gegebenen Antikörper, gemessen durch einen Immunoassay vom kompetitiven Typ. Andere potentielle Modifikationen der Protein- oder Polypeptideigen-schaften, wie die Redox- Oder Wärmestabilität, Hydrophobizi-tät oder Empfindlichkeit gegenüber dem proteolytischen Ab-bau, können anhand von bekannten Verfahren getestet werden. 17. Allgemeine Verfahren zum Herstellen von Antikörpern ge-gen den mpl-LigandenIt can be seen that it is necessary to search the mpl ligand variants obtained in order to select the optimal variant for binding to an mpl and which has the immunological and / or biological activity defined above. One can search for the stability in recombinant cell culture or in plasma (e.g. against proteolytic cleavage), high affinity for an mpl member, oxidative stability, ability to secrete in increased yields and the like. For example, a change in the immunological property of the mpl ligand polypeptide, such as affinity for a given antibody, is measured by a competitive type immunoassay. Other potential modifications of the protein or polypeptide properties, such as redox or heat stability, hydrophobicity or sensitivity to proteolytic degradation, can be tested using known methods. 17. General procedures for the production of antibodies against the mpl ligand
Antikörperherstellung (i) Polyklonale AntikörperAntibody Production (i) Polyclonal Antibodies
Polyklonale Antikörper gegen mpl-Ligandenpolypeptide oder Fragmente werden üblicherweise erzeugt in Tieren durch meh-rere subkutane (sc) oder intraperitoneale (ip) Injektionen des mpl -Liganden und einem Adjuvans. Es kann auch niitzlich sein, den mpl-Liganden oder ein Fragment, enthaltend die Zielaminosäuresequenz, an ein Protein zu konjugieren, das in der zu immunisierenden Art immunogen ist, z.B. Keyhole Limpet Hemocyanin (KLH), Serumalbumin, Rinderthyroglobulin Oder Sojabonentrypsininhibitor, unter Verwendung von bifunk-tionellen Oder derivatisierenden Reagenzien, z.B. Maleimido-benzoylsulfosuccinimidester (Konjugation liber Cysteinreste) , N-Hydroxysuccinimid (liber Lysinreste) , Glutaraldehyd, Suc-cinsäureanhydrid, SOCI2 Oder R1N=C=NR, worin R und R1 ver-schiedene Alkylgruppen darstellen.Polyclonal antibodies to mpl ligand polypeptides or fragments are usually generated in animals by multiple subcutaneous (sc) or intraperitoneal (ip) injections of the mpl ligand and an adjuvant. It may also be useful to conjugate the mpl ligand or a fragment containing the target amino acid sequence to a protein that is immunogenic in the manner to be immunized, e.g. Keyhole Limpet Hemocyanin (KLH), serum albumin, beef hyroglobulin or soybean trypsin inhibitor, using bifunctional or derivatizing reagents, e.g. Maleimido-benzoylsulfosuccinimide ester (conjugation over cysteine residues), N-hydroxysuccinimide (over lysine residues), glutaraldehyde, sucinic anhydride, SOCI2 or R1N = C = NR, where R and R1 represent different alkyl groups.
Die Tiere werden immunisiert gegen das mpl-Ligandenpolypep-tid oder ein Fragment, immunogene Konjugate oder Derivate durch Kombinieren von 1 mg bzw. 1 pg des Peptids oder Konju-gats (für Kaninchen bzw. Mause) mit 3 Volumen Freunds voll- ständigem Adjuvans, und Injizieren der Lösung intradermal an mehreren Stellen. Einen Monat später werden die Tiere geboo-stet mit 1/5 bis 1/10 der ursprünglichen Menge an Peptid oder Konjugat in Freunds vollständigem Adjuvans durch subku-tane Injektion an mehreren Stellen. Sieben bis vierzehn Tage späte.r wird den Tieren Blut entnommen, und das Serum wird auf einen mpl-Liganden-Antikörpertiter hin getesteu. Die werden geboostet, bis der Titer ein Plateau erreicht. Vorzugsweise werden die Tiere geboostet mit dem Konjugat aus dem gleichen mpl-Liganden, aber konjugiert an ein verschie-denes Protein und/oder iiber ein verschiedenes Vernetzungs-mittel damit verbunden. Konjugate können ebenfalls in rekom-binanter Zellkultur als Proteinfusionen hergestellt werden. Auch werden aggregierende Mittel, 'wie Alum, verwendet zum Steigern der Immunantwort.The animals are immunized against the mpl ligand polypeptide or a fragment, immunogenic conjugates or derivatives by combining 1 mg or 1 pg of the peptide or conjugate (for rabbits or mice) with 3 volumes of Freund's complete adjuvant, and injecting the solution intradermally at several locations. A month later, the animals are boosted with 1/5 to 1/10 of the original amount of peptide or conjugate in Freund's complete adjuvant by subcutaneous injection at multiple sites. Seven to fourteen days later, blood is drawn from the animals and the serum is tested for an mpl ligand antibody titer. They are boosted until the titer reaches a plateau. The animals are preferably boosted with the conjugate from the same mpl ligand, but conjugated to a different protein and / or linked to it via a different crosslinking agent. Conjugates can also be produced in recombinant cell culture as protein fusions. Aggregating agents such as alum are also used to increase the immune response.
N (ii) Monoklonale AntikörperN (ii) monoclonal antibodies
Monoklonale Antikörper werden aus einer Population von im wesentlichen homogenen Antikörpern erhalten, d.h., die em-zelnen Antikörper, die die Population bilden, sind identisch außer möglichen, natürlicherweise auftretenden Mutationen, die in geringeren Mengen vorhanden sein können. Somit bedeu- tet der modifizierende Begriff "monoklonal", daß der Antikörper nicht eine Mischung aus einzelnen Antikörpern dar- stellt.Monoclonal antibodies are obtained from a population of essentially homogeneous antibodies, i.e. the individual antibodies that make up the population are identical except for possible naturally occurring mutations that may be present in minor amounts. Thus, the modifying term "monoclonal" means that the antibody is not a mixture of individual antibodies.
Zum Beispiel können die monoklonalen Antikörper gegen mpl-Ligand gemäß der Erfindung hergestellt werden unter Verwen-dung des Hybridoma-Verfahrens, das zuerst beschrieben wurde von Kohier & Milstein, Nature, 256:495 [1975], oder sie kon-nen durch rekombinante DNA-Verfahren hergestellt wurden (U.S.-PS 4,816,567 (Cabilly et al.)).For example, the monoclonal antibodies to mpl ligand according to the invention can be made using the hybridoma method first described by Kohier & Milstein, Nature, 256: 495 [1975], or they can by recombinant DNA Processes have been prepared (U.S. Patent No. 4,816,567 (Cabilly et al.)).
Bei dem Hybridoma-Verfahren wird eine Maus oder ein anderes geeignetes Wirtstier, wie ein Hamster, immunisiert wie zuvor beschrieben, urn Lymphozyten hervorzurufen, die Antikörper produzieren Oder produzieren können, die spezifisch gegen das zur Iminunisierung verwendete Protein gerichtet sind. Alternativ können Lymphozyten in vitro immunisiert werden. Die Lymphozyten werden dann mit Myelomazellen fusioniert un-ter Verwendung eines geeigneten Fusionsmittels, wie Poly-ethylenglykol, urn eine Hybridomzellinie zu bilden (Goding, Monoclonal Antibodies: Principles and Practice, S. 59-103 (Academic Press, 1986)).In the hybridoma method, a mouse or other suitable host, such as a hamster, is immunized as previously described to elicit lymphocytes that can produce or produce antibodies that are specifically directed against the protein used for immunization. Alternatively, lymphocytes can be immunized in vitro. The lymphocytes are then fused to myeloma cells using a suitable fusion agent, such as polyethylene glycol, to form a hybridoma cell line (Goding, Monoclonal Antibodies: Principles and Practice, pp. 59-103 (Academic Press, 1986)).
Die so hergestellten Hybridomazellen werden in ein geeigne-tes Kulturmedium ausgebracht und kultiviert, das vorzugs-weise enthält eine Oder mehrere Substanzen, die das Wachstum Oder das Überleben der nicht fusionierten Elternmyelomzellen hemmen. Zum Beispiel, falls der Elternmyelomzelle das Enzym Hypoxanthinguaninphosphoribosyltransferase (HGPRT Oder HPRT) fehlt, enthält das Kulturmedium fiir die Hybridomas typi-scherweise Hypoxanthin, Aminopterin und Thymidin (HAT-Me-dium), wobei diese Substanzen das Wachstum von Zeilen ver-hindern, denen HGPRT fehlt.The hybridoma cells produced in this way are placed in a suitable culture medium and cultured, which preferably contains one or more substances which inhibit the growth or survival of the unfused parent myeloma cells. For example, if the parent myeloma cell lacks the enzyme hypoxanthine guanine phosphoribosyltransferase (HGPRT or HPRT), the culture medium for the hybridomas typically contains hypoxanthine, aminopterin and thymidine (HAT medium), these substances preventing the growth of cells that HGPRT is missing.
Bevorzugte Myelomazellen sind solche, die effizient fusio-nieren, einen hohen Spiegel der Expression des Antikörpers durch die ausgewählte Antikörper-produzierende Zelle unter-stützten und die sensitiv sind gegenüber einem Medium, wie HAT-Medium. Unter diesen sind bevorzugte Myelomazellinien die Mäusemyelomalinien, wie solche, die erhalten werden von MOPC-21 und MPC-ll-Mäusetumoren, erhältlich vom Salk Institute Cell Distribution Center, San Diego, California, USA, und SP-2-Zellen, erhältlich von American Type Culture Collection, Rockville, Maryland, USA. Humane Myeloma- und Maus-Mensch-Heteromyelomazellinien sind ebenfalls beschrieben worden für die Herstellung von humanen monoklonalen Antikör-pern (Kozbor, J. Immunol., 133:3001 [1984]; Brodeur et al., Monoclonal Antibody Production Techniques and Applications, S. 51-63, Marcel Dekker, Inc., New York, 1987).Preferred myeloma cells are those that fuse efficiently, support a high level of expression of the antibody by the selected antibody-producing cell, and are sensitive to a medium such as HAT medium. Among these, preferred myeloma cell lines are the mouse myeloma lines, such as those obtained from MOPC-21 and MPC-II mouse tumors, available from the Salk Institute Cell Distribution Center, San Diego, California, USA, and SP-2 cells, available from American Type Culture Collection, Rockville, Maryland, USA. Human myeloma and mouse human heteromyeloma cell lines have also been described for the production of human monoclonal antibodies (Kozbor, J. Immunol., 133: 3001 [1984]; Brodeur et al., Monoclonal Antibody Production Techniques and Applications, S 51-63, Marcel Dekker, Inc., New York, 1987).
Das Kulturmedium, in dein Hybridomazellen kultiviert werden, wird auf die Produktion von monoklonalen Antikörpern, die .gegen den mpl-Liganden gerichtet sind, getestet. Vorzugs-weise wird die Bindungsspezifität der durch die Hybrido-raazelien erzeugten monoklonalen Antikörper ermittelt durch Immunpräzipitation oder durch einen in vitro-Bindungsassay, vie einen Radioimmunoassay (RXA) oder einen enzymgekoppelten Immunoabsorbentassay (ELISA).The culture medium in which hybridoma cells are cultivated is tested for the production of monoclonal antibodies which are directed against the mpl ligand. The binding specificity of the monoclonal antibodies produced by the hybrido-raacelia is preferably determined by immunoprecipitation or by an in vitro binding assay, such as a radioimmunoassay (RXA) or an enzyme-linked immunoabsorbent assay (ELISA).
Die Bindungsaffinität des monoklonalen Antikörpers kann z.B. ermittelt werden anhand der Scatchard-Analyse von Munson & Pollard, Anal. Biochem., 107:220 [1980].The binding affinity of the monoclonal antibody can e.g. are determined using the Scatchard analysis by Munson & Pollard, Anal. Biochem., 107: 220 [1980].
Nachdem Hybridomazellen identifiziert worden sind, die Antikörper mit der gewünschten Spezifität, Affinität und/oder Aktivität herstellen, können die Klone subkloniert werden durch begrenzte Verdünnungsverfahren (limiting dilution) und kultiviert werden unter Standardverfahren (Goding, siehe oben). Geeignete Kulturmedien für diesen Zweck umfassen z.B. Dulbecco's Modified Eagle's Medium oder RPMI-1640-Medium. Weiterhin können die Hybridomazellinien kultiviert werden in vivo, als Ascitestumore in einem Tier.After hybridoma cells have been identified which produce antibodies with the desired specificity, affinity and / or activity, the clones can be subcloned by limiting dilution methods and cultured using standard methods (Goding, see above). Suitable culture media for this purpose include e.g. Dulbecco's Modified Eagle's Medium or RPMI-1640-Medium. Furthermore, the hybridoma cell lines can be cultivated in vivo as ascitic tumors in an animal.
Die von den Subklonen ausgeschiedenen monoklonalen Antikörper werden geeigneterweise von dem Kulturmedium, der Asci-tesflüssigkeit oder dem Serum abgetrennt durch herkömmliche Reinigungsverfahren für Immunglobuline, wie z.B. Protein A-Sepharose, Hydroxylapatitchromatographie, Gelelektrophorese, Dialyse oder Affinitätschromatographie. DNA, die die erfindungsgemäßen monoklonalen Antikörper ko-'diert, kann leicht isoliert und sequenziert werden mit Hilfe herkömmlicher Verfahren (z.B. unter Verwendung von Oligo-nukleotidproben, die spezifisch an Gene binden können, die die leichte und schwere Kette von Mäuseantikörpern kodie-ren). Die erfindungsgemäßen Hybridomazellen dienen als be- vorzugtes Ausgangsmaterial für diese DNA. 1st die DNA einitial isoliert, kann sie in Expressionsvektoren eingefügt werden, die dann in Wirtszellen transfektiert werden, wie Affen-COS-Zellen, Ovarienzellen des chinesischen Hamsters (CHO) oder Myelomazellen, die nicht auf andere Weise Immunglobulinpro-tein erzeugen, um die Synthese von monoklonalen Antikörpern in den rekombinanten Wirtszellen zu erreichen. Die DNA kann auch modifiziert werden, z.B. durch Einsetzen dei kodieren-den Sequenz für die konstanten Domänen der humanen leichten und schweren Kette an die Stelle der homologen Mäusesequen-zen (Cabilly et al., siehe oben; Morrison et al., Proc. Nat. Acad. Sci., 81:6851 [1984]), oder durch kovalente Verknüp-fung der immunglobulinkodierenden Sequenz mit einem Teil oder der vollständigen kodierenden Sequenz für ein Nicht-Immunglobulin-Polypeptid.The monoclonal antibodies secreted by the subclones are suitably separated from the culture medium, ascetic fluid or serum by conventional immunoglobulin purification methods such as e.g. Protein A-Sepharose, hydroxyapatite chromatography, gel electrophoresis, dialysis or affinity chromatography. DNA that co-encodes the monoclonal antibodies of the invention can be easily isolated and sequenced using conventional methods (e.g., using oligonucleotide samples that can specifically bind to genes that encode the light and heavy chain of mouse antibodies) . The hybridoma cells according to the invention serve as the preferred starting material for this DNA. Once the DNA is isolated, it can be inserted into expression vectors which are then transfected into host cells such as monkey COS cells, Chinese hamster ovary (CHO) cells or myeloma cells that do not otherwise produce immunoglobulin protein to aid synthesis of monoclonal antibodies in the recombinant host cells. The DNA can also be modified, e.g. by inserting the coding sequence for the constant domains of the human light and heavy chain in the place of the homologous mouse sequences (Cabilly et al., see above; Morrison et al., Proc. Nat. Acad. Sci., 81: 6851 [1984]), or by covalently linking the immunoglobulin coding sequence with a part or the complete coding sequence for a non-immunoglobulin polypeptide.
Typischerweise ersetzen solche Nicht-Immunglobulin-Polypep-tide die konstanten Domänen der erfindungsgemäßen Antikör-per, oder sie ersetzen die variable Domäne einer Antigenbin-dungsstelle des erfindungsgemäßen Körpers, um einen chimären bivalenten Antikörper zu erzeugen, umfassend eine Antigen-Bindungsstelle mit der Spezifität für einen mpI-Liganden und eine andere Antigen-Bindungsstelle mit der Spezifität für ein anderes Antigen.Typically, such non-immunoglobulin polypeptides replace the constant domains of the antibodies of the invention or they replace the variable domain of an antigen binding site of the body of the invention to produce a chimeric bivalent antibody comprising an antigen binding site specific for an mpI ligand and another antigen binding site with specificity for another antigen.
Chimäre oder hybride Antikörper können auch in vitro herge-stellt werden unter Verwendung bekannter Verfahren auf dem Gebiet der synthetischen Proteinchemie, einschließlich sol-, cher, die Vernetzungsmittel verwenden. Zum Beispiel können Immuntoxine hergestellt werden unter Verwendung einer Disul-fidaustauschreaktion oder durch Bilden einer Thioetherbin-dung. Beispiele für geeignete Reagenzien für diesen Zweck umfassen Iminothiolat und Methyl-4-mercaptobutyrimidat. Für diagnostische Anwendungen werden die erfindungsgemäßen Antikörper typischerweise markiert mit einem nachweisbarenChimeric or hybrid antibodies can also be made in vitro using known methods in the field of synthetic protein chemistry, including those using crosslinking agents. For example, immunotoxins can be made using a disulfide exchange reaction or by forming a thioether linkage. Examples of suitable reagents for this purpose include iminothiolate and methyl 4-mercaptobutyrimidate. For diagnostic applications, the antibodies according to the invention are typically labeled with a detectable one
Rest. Der nachweisbare Rest kann ein beliebiger Rest sein, der in der Lage ist', entweder direkt Oder indirekt ein nach-weisbares Signal zu erzeugen. Zum Beispiel kann der nach-weisbare Rest sein ein Radioisotop, wie H, C, P, S oder 125J, oder eine fluoreszierende oder chemilumineszie-rende Verbindung, wie Fluoresceinisothiocyanat, Rhodamin oder Luciferin; radioaktive Isotopenmarkierungen, wie z.B. 125J, 32P, 14C oder 3H, oder ein Enzym, wie alkalische Phosphatase, Beta-Galactosidase oder Meerrettichperoxidase.Remainder. The detectable remainder can be any remainder that is able to generate a detectable signal either directly or indirectly. For example, the detectable residue may be a radioisotope such as H, C, P, S or 125J, or a fluorescent or chemiluminescent compound such as fluorescein isothiocyanate, rhodamine or luciferin; radioactive isotope labels, e.g. 125J, 32P, 14C or 3H, or an enzyme such as alkaline phosphatase, beta-galactosidase or horseradish peroxidase.
Ein beliebiges Verfahren aus dein Stand der Technik zum separaten Konjugieren des Antikörpers mit dem nachweisbaren Rest kann verwendet werden, einschließlich der Verfahren, wie be- schrieben von Hunter et al., Nature, 144:945 [1962]; David et al., Biochemistry, 13:1014 [1974]; Pain et al., J. Immunol. Meth., 40:219 [1981] und Nygren, J. Histochem. and Cytochem., 30:407 [1982].Any prior art method of separately conjugating the antibody to the detectable residue can be used, including the methods described by Hunter et al., Nature, 144: 945 [1962]; David et al., Biochemistry, 13: 1014 [1974]; Pain et al., J. Immunol. Meth., 40: 219 [1981] and Nygren, J. Histochem. and Cytochem., 30: 407 [1982].
Die erfindungsgemäßen Antikörper können in jedem bekannten Assayverfahren verwendet werden, wie einem kompetitiven Bin- dungsassay, einem direkten oder indirekten Sandwichassay und einem Immunpräzipitationsassay. Zola, Monoclonal Antibodies: A Manual of Techniques, S. 147-158 (CRC Press, Inc., 1987).The antibodies according to the invention can be used in any known assay method, such as a competitive binding assay, a direct or indirect sandwich assay and an immunoprecipitation assay. Zola, Monoclonal Antibodies: A Manual of Techniques, pp. 147-158 (CRC Press, Inc., 1987).
Kompetitive Bindungsassays beruhen auf der Fähigkeit eines markierten Standards (der ein mpl-Ligand oder ein immunologisch reaktiver Teil davon sein kann) mit dem Analyt (mpl-Ligand) der Testanalysenprobe um die Bindung mit einer be-grenzten Menge an Antikörpern zu konkurrieren. Die Menge an mpl-Ligand in der Testanalysenprobe ist umgekehrt proportional zu der Menge des Standards, der an die Antikörper gebun- den wird. Um die Bestimmung der Menge an gebundenem Standard zu erleichtern, werden die Antikörper im allgemeinen insolu-bilisiert, vor Oder nach der Kompetition, so daß der Standard und der Analyt, die an die Antikörper gebunden sind, leicht von dem Standard und Analyt, die nicht gebunden sind, abgetrennt werden können.Competitive binding assays are based on the ability of a labeled standard (which may be an mpl ligand or an immunologically reactive part thereof) with the analyte (mpl ligand) of the test analysis sample to compete for binding with a limited amount of antibodies. The amount of mpl ligand in the test analysis sample is inversely proportional to the amount of standard that is bound to the antibodies. To facilitate the determination of the amount of bound standard, the antibodies are generally insolubilized before or after competition so that the standard and analyte bound to the antibodies are slightly different from the standard and analyte that are not are bound, can be separated.
Sandwichassays umfassen die Verwendung von zwei Antikörpern, wobei jeder in der Lage ist, an einen verschiedenen immuno-genen Teil oder Epitop des nachzuweisenden Proteins (mpl-Ligand) zu binden. In einem Sandwichassay wird der Analyt der Testanalysenprobe durch einen ersten Antikörper gebun-den, der auf einem festen Trager immobilisiert ist, und da-nach bindet ein zweiter Antikörper an den Analyt, um somit einen unlöslichen dreiteiligen Komplex zu bilden. David & Greene, U.S.-PS 4,376,110. Der zweite Antikörper selbst kann mit einem nachweisbaren Rest markiert sein (direkter Sandwichassay) , oder er kann gemessen werden mit Hilfe eines anti-Immunglobulin-Antikörpers, der markiert ist mit einem nachweisbaren Rest (indirekter Sandwichassay). Zum Beispiel ist ein Typ des Sandwichassays ein ELISA-Assay, wobei in diesem Fall der nachweisbare Rest ein Enzym ist (z.B. Meer-rettichperoxidase). (iii) Humanisierte und humane AntikörperSandwich assays involve the use of two antibodies, each capable of binding to a different immunogenic part or epitope of the protein to be detected (mpl ligand). In a sandwich assay, the analyte of the test analysis sample is bound by a first antibody, which is immobilized on a solid support, and then a second antibody binds to the analyte, thus forming an insoluble three-part complex. David & Greene, U.S. Patent 4,376,110. The second antibody itself can be labeled with a detectable residue (direct sandwich assay), or it can be measured using an anti-immunoglobulin antibody which is labeled with a detectable residue (indirect sandwich assay). For example, one type of sandwich assay is an ELISA assay, in which case the detectable residue is an enzyme (e.g. horseradish peroxidase). (iii) Humanized and human antibodies
Verfahren zum Humanisieren von nicht humanen Antikörpern sind im Stand der Technik bekannt. Im allgemeinen besitzt ein humanisierter Antikörper einen oder mehrere Aminosäure-reste, die in ihn eingefiihrt wurden aus einer Quelle, die nicht humanen Ursprungs ist. Diese nicht humanen Aminosäure-reste werden oft als "Import"-Reste bezeichnet, die typi-scherweise aus einer variablen "Import"-Domäne stammen. Die Humanisierung kann im wesentlichen durchgeführt werden fol-gend dem Verfahren von Winter und Mitarbeitern (Jones et al., Nature, 321:522-525 [1986]; Riechmann et al., Nature, 332:323-327 [1988]; Verhoeyen et al., Science, 239:1534-1536 [1988]), durch Ersetzen der CDRs oder CDR-Sequenzen eines Nagers durch die entsprechenden Sequenzen eines humanen An-tikörpers. Demzufolge sind solche "humanisierten" Antikörper chimäre Antikörper (Cabilly et al., siehe oben), worin be-trächtlich weniger als eine vollstândige humane variable Do-mâne ersetzt worden ist durch die entsprechende Sequenz aus einer nicht humanen Art. In der Praxis sind humanisierte An-tikörper typischerweise humane Antikörper, in denen einige CDR-Reste und möglicherweise einige FR-Reste substituiert sind durch Reste aus analogen Stellen von Antikörpern aus Nagern.Methods for humanizing non-human antibodies are known in the art. In general, a humanized antibody has one or more amino acid residues introduced into it from a source that is not of human origin. These non-human amino acid residues are often referred to as "import" residues, which typically come from a variable "import" domain. Humanization can essentially be carried out according to the method of Winter and co-workers (Jones et al., Nature, 321: 522-525 [1986]; Riechmann et al., Nature, 332: 323-327 [1988]; Verhoeyen et al., Science, 239: 1534-1536 [1988]), by replacing a rodent's CDRs or CDR sequences with the corresponding sequences of a human antibody. Accordingly, such "humanized" antibodies are chimeric antibodies (Cabilly et al., See above), in which considerably less than a complete human variable domain has been replaced by the corresponding sequence from a non-human species. In practice, humanized Antibodies typically are human antibodies in which some CDR residues and possibly some FR residues are substituted by residues from analogous sites of rodent antibodies.
Die Wahl der humanen variablen Domänen, sowohl der leichten wie auch der schweren Ke«tte, die für das Herstellen der hu- manisierten Antikörper zu verwenden sind, ist sehr wichtig, urn die Antigenizität zu verringern. Nach der sogenannten "best-fit"-Methode wird die Sequenz der variablen Domäne eines Nagerantikörpers abgesucht gegen eine vollständige Bank bekannter humaner variabler Domänensequenzen. Die humane Sequenz, die der Nagersequenz am nächsten kommt, wird dann als das humane Framework (FR) für den humanisierten Antikörper verwendet (Sims et al., J. Immunol., 151:2296 [1993]; Chothia und Lesk, J. Mol. Biol., 196:901 [1987]).The choice of the human variable domains, both light and heavy, to be used for the production of the humanized antibodies is very important to reduce the antigenicity. According to the so-called "best-fit" method, the sequence of the variable domain of a rodent antibody is screened against a complete bank of known human variable domain sequences. The human sequence closest to the rodent sequence is then used as the human framework (FR) for the humanized antibody (Sims et al., J. Immunol., 151: 2296 [1993]; Chothia and Lesk, J. Mol Biol., 196: 901 [1987]).
Ein anderes Verfahren benutzt ein spezielles Framework, das sich von der Konsensussequenz aller humanen Antikörper einer speziellen Subgruppe von leichten oder schweren Ketten ab-leitet. Das gleiche Framework kann verwendet werden für meh-rere verschiedene humanisierte Antikörper (Carter et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 89:4285 [1992]; Presta et al., J. Imrnunol., 151:2623 [1993]).Another method uses a special framework which is derived from the consensus sequence of all human antibodies of a special subgroup of light or heavy chains. The same framework can be used for several different humanized antibodies (Carter et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 89: 4285 [1992]; Presta et al., J. Imrnunol., 151: 2623 [ 1993]).
Es ist weiterhin wichtig, daß die Antikörper humanisiert werden unter dem Beibehalten einer hohen Affinität für das Antigen oder anderen vorteilhaften biologischen Eigenschaften. Zum Erreichen dieses Ziels wird gemäß eines bevorzugten Verfahrens ein humanisierter Antikörper hergestellt durch ein Analyseverfahren der parentalen Sequenzen und verschie-dener konzeptioneller humanisierter Produkte unter Verwen-dung von dreidimensionalen Modellen der Parental- und huraa-nisierten Sequenzen. Dreidimensionale Immunglobulinmodelle sind allgemein verfügbar und dem Fachmann geläufig. compu-terprogramme sind erhältlich, die die möglichen dreidimen- sionalen Konformationsstrukturen von ausgewählten Immunglo- bulinsequenzkandidaten erläutern und grafisch zeigen. Das Untersuchen dieser Darstellungen erlaubt die Analyse der wahrscheinlichen Rolle der Reste in der Funktion der ge-wünschten Immunglobulinsequenz, d.h., die Analyse von Resten, die die Fähigkeit des gewünschten Immunglobulins be-einflussen, an sein Antigen zu binden. Auf diese Weise kön-nen FR-Reste aus der Konsensussequenz ausgewählt und mit der Importsequenz kombiniert werden, so daß die gewünschte Anti-körpereigenschaft, wie eine gesteigerte Affinität für das bzw. die Zielantigen(e), erzielt wird. Im allgemeinen sind die CDR-Reste direkt und am stärksten an dem Einfluß auf die Antigenbindung beteiligt. Für weitere Einzelheiten siehe U.S.-Anmeldung, Seriennummer 07/934,373, eingereicht am 21. August 1992, die eine continuation-in-part-Anmeldung der Seriennummer 07/715,271, eingereicht am 14. Juni 1991, ist.It is also important that the antibodies be humanized while maintaining high affinity for the antigen or other beneficial biological properties. To achieve this goal, according to a preferred method, a humanized antibody is produced by an analysis method of the parental sequences and various conceptual humanized products using three-dimensional models of the parental and huraanized sequences. Three-dimensional immunoglobulin models are generally available and familiar to the person skilled in the art. Computer programs are available that explain and graphically show the possible three-dimensional conformational structures of selected immunoglobulin sequence candidates. Examining these representations allows analysis of the likely role of the residues in the function of the desired immunoglobulin sequence, i.e. analysis of residues that affect the ability of the desired immunoglobulin to bind to its antigen. In this way, FR residues can be selected from the consensus sequence and combined with the import sequence, so that the desired anti-body property, such as an increased affinity for the target antigen (s), is achieved. In general, the CDR residues are directly and most heavily involved in the influence on antigen binding. For more details, see U.S. Application Serial Number 07 / 934,373, filed August 21, 1992, which is a continuation-in-part application of Serial Number 07 / 715,271, filed June 14, 1991.
Alternativ ist es jetzt möglich, transgene Tiere (z.B. Mäuse) herzustellen, die nach Immunisierung in der Lage sind, ein vollständiges Repertoire an humanen Antikörpern in der Abwesenheit von endogener Immunglobulinproduktion herzustellen. Zum Beispiel ist beschrieben worden, daß die homozygote Deletion des Gens für die Antikörper-schwere-Kette-joining-Region (JH), in chimâren und Keimbahn-mutierten Mâu-sen zu einer vollstândigen Hemmung der endogenen Antikörper-produktion führt. Die Übertragung der Immunglobulingenanord-nung aus humaner Keimbahn in solche keimbahnmutierten Mäuse führt zur Produktion von humanen Antikörpern bei der Kon-frontation mit Antigen. Siehe z.B. Jakobovits et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 90:2551-255 [1993]; Jakobovits et al., Nature, 362:255-258 [1993]; Bruggerman et al., Year in Immuno., 7:33 [1993]. Humane Antikörper können auch herge-stellt werden in Phagenbanken (Hoogenboom und Winter, J.Alternatively, it is now possible to produce transgenic animals (e.g. mice) that, after immunization, are able to produce a complete repertoire of human antibodies in the absence of endogenous immunoglobulin production. For example, it has been described that the homozygous deletion of the gene for the antibody heavy chain joining region (JH) leads to a complete inhibition of the endogenous antibody production in chimeric and germline mutated mice. The transfer of the immunoglobulin arrangement from human germline into such germline mutated mice leads to the production of human antibodies when exposed to antigen. See e.g. Jakobovits et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 90: 2551-255 [1993]; Jakobovits et al., Nature, 362: 255-258 [1993]; Bruggerman et al., Year in Immuno., 7:33 [1993]. Human antibodies can also be produced in phage banks (Hoogenboom and Winter, J.
Mol. Biol. 227, 381 [1991]; Marks et al., J. Mol. Biol. 222, 581 [1991]). (iv) Bispezifische AntikörperMol. Biol. 227, 381 [1991]; Marks et al., J. Mol. Biol. 222, 581 [1991]). (iv) Bispecific antibodies
Bispezifische Antikörper sind monoklonale, vorzugsweise humane oder humanisierte, Antikörper, die Bindungsspezifität für mindestens zwei verschiedene Antigene aufweisen. Verfah-ren zum Herstellen bispezifischer Antikörper sind in dem Stand der Technik bekannt.Bispecific antibodies are monoclonal, preferably human or humanized, antibodies that have binding specificity for at least two different antigens. Methods for producing bispecific antibodies are known in the prior art.
Traditionellerweise basiert die rekombinante Produktion von bispezifischen Antikörpern auf der Coexpression von zwei Paaren von Immunglobulin-schweren-Ketten und -leichten-Ket-ten, wobei die zwei schweren Ketten verschiedene Spezifitä-ten aufweisen (Millstein und Cuello, Nature, 305:537-539 [1983]). Wegen der zufälligen Paarung von leichten und schweren Immunglobulinketten erzeugen diese Hybridomas (Quadromas) eine potentielle Mischung aus 10 verschiedenen Antikörpermolekülen, von denen nur eines die richtige bispezif ische Struktur aufweist. Die Reinigung des richtigen Mo-leküls, die normalerweise durch Affinitätschromatographie-schritte erfolgt, ist recht mühsam, und die Produktausbeuten sind gering. Ähnliche Verfahren sind offenbart. in der PCT-Veröffentlichung WO 93/08829 (veröffentlicht 13. Max 1993) und in Traunecker et al., ΞΜΒΟ, 10:3655-3659 [1991].Traditionally, the recombinant production of bispecific antibodies is based on the coexpression of two pairs of immunoglobulin heavy chains and light chains, the two heavy chains having different specificities (Millstein and Cuello, Nature, 305: 537-539 [1983]). Because of the random pairing of light and heavy immunoglobulin chains, these hybridomas (quadromas) generate a potential mixture of 10 different antibody molecules, only one of which has the correct bispecific structure. The cleaning of the correct molecule, which is usually done by affinity chromatography steps, is quite cumbersome and the product yields are low. Similar methods are disclosed. in PCT publication WO 93/08829 (published 13. Max 1993) and in Traunecker et al., ΞΜΒΟ, 10: 3655-3659 [1991].
Gemäß einem anderen und bevorzugteren Ansatz werden variable Antikörperdomänen mit den gewünschten Bindungsspezifitäten (Antikörper-Antigen-Bindungsstellen) an Immunglobulinsequen-zen für die konstante Domâne fusioniert. Die Fusion erfolgt vorzugsweise innerhalb einer konstanten Domäne der Immunglo- bulin-schweren-Kette, umfassend mindestens einen Teil der Hinge-, CH2- und CH3-Regionen. Es ist bevorzugt, daß die er-ste konstante Region der schweren Kette (CHI), die die für die Bindung der leichten Kette notwendige Stelle enthält, in mindestens einer der Fusionen vorhanden ist. DNAs, die die Fusionen der Immunglobulin-schweren-Kette und, falls ge- wünscht, der Immunglobulin-leichten-Kette kodieren, werden in getrennte Expressionsvektoren eingefügt und kotransfek-tiert in einen geeigneten Wirtsorganismus. Dies gestattet eine große Flexibilität hinsichtlich des Einstellens der einzelnen Anteile der drei Polypeptidfragraente in Ausfüh-rungsformen, wenn das ungleiche Verhältnis der zur Konstruk-tion verwendeten drei Polypeptidketten die optimalen Ausbeu-ten ermöglicht. Es ist jedoch möglich, die kodierenden Se-quenzen für zwei oder alle drei Polypeptidketten in einen Expressionsvektor einzufügen, wenn die Expression von minde-stens zwei Polypeptidketten im gleichen Verhältnis zu hohen Ausbeuten führt, oder wenn die Verhältnisse von keiner besonderen Bedeutung sind. Bei einer bevorzugten Ausführungs-form dieses Ansatzes setzen sich die bispezifischen Antikör-per zusammen aus einer hybriden Immunglobulin-schweren-Kette mit einer ersten Bindungsspezifität in einem Arm, und-einem hybriden Immunglobulin-schwere-Kette-leichte-Kette-Paar (das eine zweite Bindungsspezifität bereitstellt) in dem anderen Arm. Es wurde gefunden, daß diese asymmetrische Struktur die Abtrennung der gewünschten bispezifischen Verbindung von den unerwünschten Immunglobulinkettenkombinaticnen erleichtert, da die Anwesenheit von nur einer Immunglobulin-leichten-Kette in nur einer Halfte des bispezifischen Moleküls einen erleichterten Weg für die Trennung bereitstellt. Dieser An-satz ist offenbart in der ebenfalls anhängigen Anmeldung mit der Seriennummer 07/931,811, eingereicht am 17. August 1992.According to another and more preferred approach, variable antibody domains with the desired binding specificities (antibody-antigen binding sites) are fused to immunoglobulin sequences for the constant domain. The fusion preferably takes place within a constant domain of the immunoglobulin heavy chain, comprising at least part of the hinge, CH2 and CH3 regions. It is preferred that the first heavy chain constant region (CHI), which contains the site necessary for light chain binding, be present in at least one of the fusions. DNAs encoding the fusions of the immunoglobulin heavy chain and, if desired, the immunoglobulin light chain are inserted into separate expression vectors and cotransfected into a suitable host organism. This allows great flexibility with regard to the setting of the individual portions of the three polypeptide fragments in embodiments, if the unequal ratio of the three polypeptide chains used for the construction enables the optimal exploitation. However, it is possible to insert the coding sequences for two or all three polypeptide chains into an expression vector if the expression of at least two polypeptide chains in the same ratio leads to high yields or if the ratios are of no particular importance. In a preferred embodiment of this approach, the bispecific antibodies are composed of a hybrid immunoglobulin heavy chain with a first binding specificity in one arm, and a hybrid immunoglobulin heavy chain light chain pair (the one second binding specificity) in the other arm. It has been found that this asymmetrical structure facilitates the separation of the desired bispecific compound from the undesired immunoglobulin chain combinations because the presence of only one immunoglobulin light chain in only one half of the bispecific molecule provides an easier route for the separation. This approach is disclosed in co-pending application serial number 07 / 931,811, filed August 17, 1992.
Weitere Einzelheiten zum Erzeugen bispezifischer Antikörper sind offenbar z.B. in Suresh et al., Methods in Enzymology, 121:210 [1986]. (v) Heterokonjugat-AntikörperFurther details on generating bispecific antibodies are apparently e.g. in Suresh et al., Methods in Enzymology, 121: 210 [1986]. (v) heteroconjugate antibody
Heterokonjugat-Antikörper werden ebenfalls von der vorlie-genden Erfindung mit erfaßt. Heterokonjugat-Antikörper setzen sich zusammen aus zwei kovalent verknüpften Antikörpern. Von solchen Antikörpern ist z.B. behauptet worden, daß sie die Immunsystemzellen auf nicht-erwünschte Zeilen richten (U.S.-PS 4,676,980) und für die Behandlung von HIV-Infektio-nen geeignet sind (PCT-Veröffentlichung WO 91/00360 und WO 92/00373, EP 03089). Heterokonjugat-Antikörper können herge- stellt werden unter Verwendung einer beliebigen geeigneten Vernetzungsmethode. Geeignete Vernetzungsraittel sind in dem Stand der Technik bekannt und offenbart in U.S.-PS 4,676,980, zusammen mit einer Vielzahl von Vernetzungstech-niken. IV. Therapeutische Verwendung des megakaryozytopoetischen Proteins mpI-LigandHeteroconjugate antibodies are also covered by the present invention. Heteroconjugate antibodies are composed of two covalently linked antibodies. Such antibodies are e.g. have been claimed to direct the immune system cells to undesired cells (U.S. Patent 4,676,980) and to be useful for the treatment of HIV infections (PCT publications WO 91/00360 and WO 92/00373, EP 03089). Heteroconjugate antibodies can be made using any suitable cross-linking method. Suitable crosslinking agents are known in the art and are disclosed in U.S. Patent 4,676,980, along with a variety of crosslinking techniques. IV. Therapeutic use of the megakaryocytopoetic protein mpI ligand
Der biologisch aktive mpl-Ligand mit hämatopoetischer Effek-torfunktion und der hierin als megakaryozytopoetisches oder thrombozytopoetisches Protein (TPO) bezeichnet wird, kann in einer sterilen pharmazeutischen Präparation oder Formulie-rung verwendet werden zum Stimulieren der megakaryozytopoetischen oder thrombopoetischen Aktivität in Patiënten, die an Throiubozytopenie leiden aufgrund einer beeinträchtigten Produktion, Sequestration oder gesteigerter Zerstörung von Plättchen. Thrombozytopenie-assoziierte Knochenmarkhyplasie (z.B. aplastische Anämie folgend auf Chemotherapie oder Kno-chenmarktransplantation) kann wirksam behandelt werden mit den erfindungsgemäßen Verbindungen, wie auch Störungen, wie die ausgebreitete intravaskuläre Gerinnung (DIC), Immunthrombozytopenie (einschließlich HIV-induzierter ITP oder nicht HIV-induzierter ITP), chronische idiopathische Thrombozytopenie, kongenitale Thrombozytopenie, Myelodyspla-sie und thrombotische Thrombozytopenie. Weiterhin können diese megakaryozytopoetischen Proteine nützlich sein zur Be-handlung von myeloproliferativen thrombozytotischen Erkran-kungen wie auch von Thrombozytose als Folge enzündlicher Be-dingungen und Eisenmangel.The biologically active mpl ligand with hematopoietic effector function and referred to herein as megakaryocytopoietic or thrombocytopoietic protein (TPO) can be used in a sterile pharmaceutical preparation or formulation to stimulate megakaryocytopoietic or thrombopoietic activity in patients suffering from thioopenia suffer from impaired production, sequestration or increased destruction of platelets. Thrombocytopenia-associated bone marrow hyperplasia (eg aplastic anemia following chemotherapy or bone marrow transplantation) can be effectively treated with the compounds according to the invention, as well as disorders such as extensive intravascular coagulation (DIC), immune thrombocytopenia (including HIV-induced ITP or non-HIV-induced ones) ITP), chronic idiopathic thrombocytopenia, congenital thrombocytopenia, myelodyspla-she and thrombotic thrombocytopenia. Furthermore, these megakaryocytopoietic proteins can be useful for the treatment of myeloproliferative thrombocytotic diseases as well as thrombocytosis as a result of inflammatory conditions and iron deficiency.
Bevorzugte Verwendungen des erfindungsgemäßen megakaryozytopoetischen Oder thrombozytopoetischen Proteins (TPO) sind in Verbindung mit myelotoxischer Chemotherapie, myeloablativer Chemotherapie und Thrombozytopenie aufgrund des Knochenmark-versagens.Preferred uses of the megakaryocytopoetic or thrombocytopoietic protein (TPO) according to the invention are in connection with myelotoxic chemotherapy, myeloablative chemotherapy and thrombocytopenia due to bone marrow failure.
Weitere Störungen, die in nützlicher Weise mit den erfin-dungsgemäßen megakaryozytopoetischen Proteïnen behandelt werden können, umfassen Defekte oder Schaden an Plättchen, die herrühren von Wirkstoffen, Vergiftung oder Aktivierung auf künstlichen Oberflächen. In diesen Fällen können die Verbindungen verwendet werden, urn den "Ausstoß (shedding)" von neuen "unbeschädigten" Plättchen zu stimulieren. Für eine vollständigere Liste nützlicher Anwendungen, siehe die "Einleitung" oben, insbesondere die Abschnitte (a)-(f) und die darin angegebenen Literaturstellen.Other disorders that can be treated in a useful manner with the megakaryocytopoietic proteins of the invention include defects or damage to platelets resulting from drugs, poisoning or activation on artificial surfaces. In these cases the compounds can be used to stimulate the "shedding" of new "undamaged" platelets. For a more complete list of useful applications, see the "Introduction" above, in particular sections (a) - (f) and the references cited therein.
Die erfindungsgemäßen megakaryozytopoetischen Proteine können einzeln verwendet werden oder in Kombination mit anderen Zytokinen, Hämatopoetinen, Interleukinen, Wachstumsfaktoren 'oder Antikörpern zu der Behandlung der oben identifizierten Störungen und Bedingungen. Somit können die vorliegenden Verbindungen verwendet werden in Kombination mit anderen Proteïnen oder Peptiden mit thrombopoetischer Aktivität ein-schließlich: G-CSF, GM-CSF, LIF, M-CSF, IL-1, IL-3, Erythropoietin (EPO), kit-Ligand, IL-6 und IL-11.The megakaryocytopoietic proteins according to the invention can be used individually or in combination with other cytokines, hematopoietins, interleukins, growth factors or antibodies for the treatment of the disorders and conditions identified above. Thus, the present compounds can be used in combination with other proteins or peptides with thrombopoietic activity including: G-CSF, GM-CSF, LIF, M-CSF, IL-1, IL-3, erythropoietin (EPO), kit Ligand, IL-6 and IL-11.
Die erfindungsgemäßen megakaryozytopoetischen Proteine werden in einer Mischung mit einem pharmazeutisch verträglichen Träger zubereitet. Diese therapeutische Zusammensetzung kann intravenös oder über die Nase oder Lunge verabreicht werden. Die Zusammensetzung kann auch parenteral oder subkutan, falls gewünscht, verabreicht werden. Wenn die therapeutische Zusammensetzung systemisch verabreicht wird, sollte sie pyrogenfrei sein und in einer parenteral verträglichen Lö-sung vorliegen, wobei der pH, die Isotonizitat und die Sta- bilität zu berücksichtigen ist. Diese Bedingungen sind dem Fachmann bekannt. Kurz ausgeführt, Dosisformulierungen aus den erfindungsgemäßen Verbindungen werden hergestellt zur Lagerung und Verabreichung durch Mischen der Verbindung mit dem gewünschten Reinheitsgrad mit physiologisch verträgli-chen Trägern, Hilfsstoffen und Stabilisatoren. Solche Mate-rialien sind für den Empfanger nicht toxisch in den verwen- deten Dosen und Konzentrationen, und sie umfassen Puffer wie Phosphat, Citrat, Acetat und andere organische Säuresalze; Antioxidantien wie Ascorbinsäure; Peptide mit niedrigem Molekulargewicht (weniger als 10 Reste), wie Polyarginin, Proteine, wie Serumalbumin, Gelatine oder Immunglobuline; hydrophile Polymere wie Pclyvinylpyrrolidon; Aminosäuren wie Glycin, Glutarainsäure, Asparaginsäure oder Arginin; Monosaccharide, Disaccharide oder andere Kohlenhydrate, einschließ-lich Zellulose oder dessen Derivate, Glucose, Mannose oder Dextrine; Chelatbildner wie EDTA; Zuckeralkohole wie Mannitol oder Sorbitol; Gegenionen wie Natrium- und/oder nichtio-nische oberflachenaktive Mittel wie Tween, Pluronics oder Polyethylenglykol.The megakaryocytopoietic proteins according to the invention are prepared in a mixture with a pharmaceutically acceptable carrier. This therapeutic composition can be administered intravenously or through the nose or lungs. The composition can also be administered parenterally or subcutaneously, if desired. If the therapeutic composition is administered systemically, it should be pyrogen-free and in a parenterally compatible solution, taking into account the pH, the isotonicity and the stability. These conditions are known to the person skilled in the art. Briefly stated, dose formulations of the compounds according to the invention are prepared for storage and administration by mixing the compound with the desired degree of purity with physiologically compatible carriers, auxiliaries and stabilizers. Such materials are not toxic to the recipient in the doses and concentrations used and include buffers such as phosphate, citrate, acetate and other organic acid salts; Antioxidants such as ascorbic acid; Low molecular weight peptides (less than 10 residues) such as polyarginine, proteins such as serum albumin, gelatin or immunoglobulins; hydrophilic polymers such as polyvinyl pyrrolidone; Amino acids such as glycine, glutaric acid, aspartic acid or arginine; Monosaccharides, disaccharides or other carbohydrates, including cellulose or its derivatives, glucose, mannose or dextrins; Chelating agents such as EDTA; Sugar alcohols such as mannitol or sorbitol; Counterions such as sodium and / or non-ionic surfactants such as Tween, Pluronics or polyethylene glycol.
Ungefähr 0,5 bis 500 mg einer Verbindung oder Mischung des megakaryozytopoetischen Proteins in Form der freien Säure oder Base oder als pharmazeutisch verträgliches Salz wird verarbeitet mit einem physiologisch verträglichem Vehikel, Träger, Hilfsstoff, Bindemittel, Konservierungsmittel, Stabilisator, Aromastoff, usw., je nachdem, wie es die pharma-zeutische Praxis verlangt. Die Menge an aktivem Bestandteil in diesen Zusammensetzungen wird so gewählt, daß eine geeig-nete Dosierung in dem angezeigten Bereich erhalten wird.Approximately 0.5 to 500 mg of a compound or mixture of the megakaryocytopoietic protein in the form of the free acid or base or as a pharmaceutically acceptable salt is processed with a physiologically acceptable vehicle, carrier, auxiliary, binder, preservative, stabilizer, flavoring agent, etc., each according to what pharmaceutical practice demands. The amount of active ingredient in these compositions is chosen so that a suitable dosage is obtained in the range indicated.
Sterile Zusammensetzungen für die Injektion können formu- werden gemäß der üblichen pharmazeutischen Praxis. Zum Beispiel kann das Auflösen oder Suspendieren der aktiven Verbindung in einem Vehikel wie Wasser, oder natürlich vor-kommenden Pflanzenölen, wie Sesam-, Erdnuß- oder Baurawoll samenöl, oder einem synthetischen Fettvehikel, wie Ethylo-leat oder ähnliches, gewünscht sein. Puffer, Konservierungsmittel, Antioxidantien und ähnliches kann gemäß der zulässi-gen pharmazeutischen Praxis eingebracht werden.Sterile compositions for injection can be formulated according to standard pharmaceutical practice. For example, dissolving or suspending the active compound in a vehicle such as water, or naturally occurring vegetable oils such as sesame, peanut, or construction seed oil, or a synthetic fat vehicle such as ethyl oleate or the like may be desired. Buffers, preservatives, antioxidants and the like can be introduced in accordance with permitted pharmaceutical practice.
Geeignete Beispiele für Präparationen mit verzögerter Frei- setzung umfassen semipermeable Matrixmaterialien aus festen hydrophoben Polymeren enthaltend das Polypeptid, wobei dieSuitable examples of preparations with delayed release include semipermeable matrix materials made of solid hydrophobic polymers containing the polypeptide, the
Matrixmaterialien in der Form von geformten Körpern vorlie-gen, z.B. Filmen oder Mikrokapseln. Beispiele fiir Matrixmaterialien mit verzögerter Freisetzung umfassen Polyester, Hydrogele (z.B. Poly(2-hydroxyethylmethacrylat), wie be-schrieben von Langer et al., J. Biomed. Mater. Res., 15:167-277 [1981] und Langer, Chem. Tech., 12:98-105 [1982] oder Poly(vinylalkchol)), Polylactide (U.S.-PS 3,773,919, EP 58,481), Copolymere von L-Glutaminsäure und Gammaethyl-L-glutamat (Sidman et al.., Biopolymers, 22:547-556 [1983]), nicht abbaubare Ethylen-Vinylacetate (Langer et al., siehe oben), abbaubare Milchsäure-Glycolsäure-Copolymere, wie das Lupron-Depot™ (injizierbare Mikrokügelchen, die sich zusam-mensetzen aus Milchsäure-Glycolsäure-Copolymer und Leupro-lidacetat), und Poly-D-(-)-3-hydroxybuttersäure (EP 133,988) . Während Polymere, wie Ethylen-Vinylacetat und Milchsäure-Glycolsäure die Freisetzung von Molekülen über einen Zeit-raum von mehr als 100 Tagen erlauben, setzen bestimmte Hydrogele Proteine in einer kürzeren Zeitspanne frei. Wenn die Proteine eingekapselt werden, verbleiben sie für eine längere Zeit in dem Körper, aber sie können denaturieren oder aggregieren als das Ergebnis des Aussetzens von Feuch-tigkeit bei 37°C, wobei dies zu einem Verlust der biologi-schen Aktivität und möglicherweise zu Änderungen in der Immunogenität führt. Rationale Strategien können entworfen werden für die Proteinstabilisierung, abhängig von dem be-teiligten Mechanismus. Zum Beispiel, wenn gefunden wird, daß der Aggregationsmechanismus auf der intermolekularen S-S-Bindungsbildung aufgrund von Disulfidaustausch beruht, kann die Stabilisierung erzielt werden durch Mpdifizieren der Sulfhydrylreste, Lyophilisieren aus sauren Lösungen, Kon-trollieren des Feuchtigkeitsgehalts, Verwendung geeigneter Additive und Entwickeln spezifischer Polymermatrixzusammen-setzungen.Matrix materials are in the form of shaped bodies, e.g. Films or microcapsules. Examples of sustained release matrix materials include polyesters, hydrogels (e.g., poly (2-hydroxyethyl methacrylate), as described by Langer et al., J. Biomed. Mater. Res., 15: 167-277 [1981] and Langer, Chem Tech., 12: 98-105 [1982] or poly (vinylalkchol)), polylactide (US Pat. No. 3,773,919, EP 58,481), copolymers of L-glutamic acid and gammaethyl-L-glutamate (Sidman et al., Biopolymers, 22: 547-556 [1983]), non-degradable ethylene vinyl acetates (Langer et al., See above), degradable lactic acid-glycolic acid copolymers, such as the Lupron-Depot ™ (injectable microspheres, which are composed of lactic acid Glycolic acid copolymer and leuprolide acetate), and poly-D - (-) - 3-hydroxybutyric acid (EP 133,988). While polymers such as ethylene vinyl acetate and lactic acid glycolic acid allow the release of molecules over a period of more than 100 days, certain hydrogels release proteins in a shorter period of time. When encapsulated, the proteins remain in the body for an extended period of time, but they can denature or aggregate as the result of exposure to moisture at 37 ° C, resulting in a loss of biological activity and possibly changes results in immunogenicity. Rational strategies can be designed for protein stabilization depending on the mechanism involved. For example, if it is found that the aggregation mechanism is based on intermolecular SS bond formation due to disulfide exchange, the stabilization can be achieved by modifying the sulfhydryl residues, lyophilizing from acidic solutions, controlling the moisture content, using suitable additives and developing specific polymer matrix combinations. settlements.
Zusammensetzungen mit verzögerter Freisetzung des megakaryo-zytopoetischen Proteins umfassen auch in Liposomen verpackte megakaryozytopoetisches Frotein. Liposomen enthaltend mega-karyozytopoetisches Protein werden in an sich bekannter Weise hergestellt: DE 3,218,121; Epstein et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 82:3688-3692 [1985]; Hwang et al., Proc.Delayed release compositions of the megakaryocytopoietic protein also include megakaryocytopoietic frotein packaged in liposomes. Liposomes containing mega-karyocytopoietic protein are produced in a manner known per se: DE 3,218,121; Epstein et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 82: 3688-3692 [1985]; Hwang et al., Proc.
Natl. Acad. Sci. USA, 77:4030-4034 [1980]; EP 52,322; EP 36,676; EP 88,046; EP 143,949; EP 142,641; JP-A-83-118008; U.S.-PS 4,435,045 und 4,544,545; und EP 102,324. Normaler-weise sind die Liposomen von dem kleinen (ungefähr 200-800 Angstrom) unilamellaren Typus, in dem der Lipidgehalt größer ist als ungefähr 30 Mol% Cholesterol, wobei der optimale An-teil so eingestellt wird, daß er für die megakaryozytopoeti-sche Proteintherapie optimal ist.Natl. Acad. Sci. USA, 77: 4030-4034 [1980]; EP 52,322; EP 36,676; EP 88,046; EP 143,949; EP 142,641; JP-A-83-118008; U.S. Patents 4,435,045 and 4,544,545; and EP 102,324. Typically, the liposomes are of the small (about 200-800 angstroms) unilamellar type in which the lipid content is greater than about 30 mole% cholesterol, with the optimal level adjusted to be used for megakaryocytopoietic protein therapy is optimal.
Die Dosierung wird von dem begleitenden Arzt ermittelt, der verschiedene Faktoren berücksichtigt, von denen bekannt ist, daß sie die Wirkung von Wirkstoffen beeinflussen, ein-schließlich die Schwere und Art der Erkrankung, das Körper-gewicht, das Geschlecht, die Diät, die Zeit und der Weg der Verabreichung, andere Medikationen und andere relevante klinische Faktoren. Typischerweise liegt das tägliche Therapie-schema in dem Bereich von 0,1 bis 100 Mg/kg Körpergewicht. Vorzugsweise liegt die Dosierung in dem Bereich von 0,1-50 j^jg/kg Körpergewicht. Besonders bevorzugt liegt die Dosierung in dem Bereich von 1-5 jng/kg/Tag. Gegebenenfalls kann der Bereich der Dosierung der gleiche sein wie für andere Zyto-kine, insbesondere G-CSF, GM-CSF und EPO. Therapeutisch wirksame Dosierungen können ermittelt werden entweder mit Hilfe von in vitro- Oder in vivo-Verfahren.The dosage is determined by the attending physician, who takes into account various factors known to affect the effects of active ingredients, including the severity and type of disease, body weight, gender, diet, time and the route of administration, other medications and other relevant clinical factors. Typically, the daily regimen is in the range of 0.1 to 100 mg / kg body weight. The dosage is preferably in the range of 0.1-50 μg / kg body weight. The dosage is particularly preferably in the range of 1-5 jng / kg / day. If necessary, the range of dosing can be the same as for other cytokines, in particular G-CSF, GM-CSF and EPO. Therapeutically effective doses can be determined using either in vitro or in vivo methods.
BEISPIELEEXAMPLES
Es wird angenommen, daß ohne eine weitere Beschreibung der Durchschnittsfachmann unter Verwendung der vorhergehenden Beschreibung und der erläuternden Beispiele die Erfmdung m vcllem Umfang ausüben und verwenden kann. Die folgenden Aus-führungsbeispiele erläutern deshalb spezifische erfindungs-gemäße Ausführungsformen, und sie sind nicht gedacht, die Offenbarung in irgendeiner Weise zu beschränken. BEISPIEL 1Without further description, it is believed that one of ordinary skill in the art can, using the preceding description and illustrative examples, practice and use the invention to any extent. The following exemplary embodiments therefore explain specific embodiments according to the invention and are not intended to restrict the disclosure in any way. EXAMPLE 1
Partielle Reinigung des Schweiner-mpl-LigandenPartial purification of the Schweiner mpl ligand
Plättchenarmes Plasma wurde gesammelt aus normalen und apla-stisch anämischen Schweinen. Die Schweine wurden aplastisch gemacht durch Bestrahlung mit 900 cGY für die gesamte Kör-perbestrahlung mit Hilfe eines 4mEV linearen Beschleunigers. Die bestrahlten Schweine wurden für 6 bis 8 Tage mit intra-muskulären Injektionen von Cefazolin unterstützt. Anschlie-ßend wurde das gesamte Blutvolumen entfernt unter allgemei-ner Betäubung, heparinisiert und zentrifugiert bei 1800 x g für 30 min, urn plättchenarmes Plasma herzustellen. Die Mega-karyozyten-stimulierende Aktivität gip.felte sechs Tage nach der Bestrahlung.Low platelet plasma was collected from normal and aplastically anemic pigs. The pigs were made aplastic by irradiation with 900 cGY for the entire body irradiation using a 4mEV linear accelerator. The irradiated pigs were assisted with intra-muscular injections of cefazolin for 6 to 8 days. The entire blood volume was then removed under general anesthesia, heparinized and centrifuged at 1800 x g for 30 min in order to produce platelet-poor plasma. Mega-karyocyte stimulating activity peaked six days after radiation.
Aplastisches Schweineplasma, erhalten aus den bestrahlten Schweinen, wird auf 4M mit NaCl eingestellt und für 30 min bei Raumtemperatur gerührt. Das erhaltene Präzipität wird durch Zentrifugation bei 3800 Upm in einer Sorvall RC3B entfernt, und der Überstand wird auf eine Phenyl-Toyopearl-Säule (220 ml), equilibriert in 10 mM NaP04 enthaltend 4M NaCl, geladen. Die Säule wird mit diesem Puffer gewaschen, bis eine A28O von <0,05 erreicht wird, und es wird eluiert mit dH2Û. Der eluierte Proteinpeak wird verdünnt mit d^O zu einer Leitfähigkeit von 15 mS und auf eine Blue-Sepharose-Säule, equilibriert (240 ml) in PBS, geladen. Anschließend wird die Säule mit 5 Säulenvolumen von jeweils PBS und 10 mM. NaP04 (pH 7,4), enthaltend 2M Harnstoff, gewaschen. Die Proteine werden von der Säule eluiert mit 10 mM Natriumphosphat (pH 7,4) enthaltend 2M Harnstoff und 1M NaCl. Der eluierteAplastic pig plasma, obtained from the irradiated pigs, is adjusted to 4M with NaCl and stirred for 30 min at room temperature. The precipitate obtained is removed by centrifugation at 3800 rpm in a Sorvall RC3B and the supernatant is loaded onto a phenyl-Toyopearl column (220 ml) equilibrated in 10 mM NaP04 containing 4M NaCl. The column is washed with this buffer until an A28O of <0.05 is reached and it is eluted with dH2Û. The eluted protein peak is diluted with d ^ O to a conductivity of 15 mS and loaded onto a Blue Sepharose column, equilibrated (240 ml) in PBS. Then the column with 5 column volumes of PBS and 10 mM. NaP04 (pH 7.4) containing 2M urea. The proteins are eluted from the column with 10 mM sodium phosphate (pH 7.4) containing 2M urea and 1M NaCl. The eluted
Proteinpeak wird auf 0,01% Octylglucosid(n-octyl-ß-D-gluco-pyranosid) und jeweils 1 mM EDTA und Pefabloc (Boehringer Mannheim) eingestellt und direkt auf tandemverbundene CD4-IgG-(Capon, D.J. et al., Nature 337:525-531 (1989)) und mpl-IgG-Ultralink (Pierce)-Säulen (siehe unten) geladen. Die CD4-IgG (2 ml)-Säule wird entfernt, nachdem die Analysen-probe aufgeladen ist, und die mpl-IgG (4 ml)-Säule wird ge-waschen mit 10 Säulenvolumen von jeweils PBS und PBS enthal-tend 2 M NaCl und eluiert mit 0,1M Glycin-HCl pH 2,25. Die Fraktionen werden gesammelt in 1/10-Volumen 1 M Tris-HCl (pH 8,0) .Protein peak is adjusted to 0.01% octyl glucoside (n-octyl-β-D-glucopyranoside) and 1 mM EDTA and Pefabloc (Boehringer Mannheim) each and directly to tandem-linked CD4-IgG- (Capon, DJ et al., Nature 337: 525-531 (1989)) and mpl-IgG Ultralink (Pierce) columns (see below). The CD4-IgG (2 ml) column is removed after the analysis sample is loaded and the mpl-IgG (4 ml) column is washed with 10 column volumes of PBS and PBS containing 2 M NaCl each and eluted with 0.1M glycine-HCl pH 2.25. The fractions are collected in 1/10 volume 1 M Tris-HCl (pH 8.0).
Die Analyse der eluierten Fraktionen von der mpl-Affinitäts-säule durch SDS-PAGE (4-20%, Novex-Gel), Lauf unter reduzie- .renden Bedingungen, zeigte die Anwesenheit von mehreren Proteïnen (Fig. 5). Proteine, die mit der Silberfärbung die stärkste Intensität zeigen, trennen sich auf mit einem appa-renten Mr von 66000, 55000, 30000, 28000 und 14000. Zum Be-stimmen, welches dieser Proteine die Proliferation von Ba/F3-mpi-Zellkulturen stimuliert, wurden diese Proteine aus dem Gel eluiert, wie in Beispiel 2 unten beschrieben.Analysis of the eluted fractions from the mpl affinity column by SDS-PAGE (4-20%, Novex gel), running under reducing conditions, showed the presence of several proteins (Fig. 5). Proteins that show the greatest intensity with the silver staining separate with an appealing Mr of 66000, 55000, 30000, 28000 and 14000. To determine which of these proteins stimulates the proliferation of Ba / F3-mpi cell cultures , these proteins were eluted from the gel as described in Example 2 below.
Ultralink-Affinitätssäulen 10-20 mg mpl-lqG Oder CD4-IgG in PBS werden gekoppelt an 0,5 g Ultralink-Harz (Pierce), wie in den Herstellerangaben beschrieben.Ultralink affinity columns 10-20 mg mpl-lqG or CD4-IgG in PBS are coupled to 0.5 g Ultralink resin (Pierce) as described in the manufacturer's instructions.
Konstruktion und Expression von mpl-lqGConstruction and expression of mpl-lqG
Ein chimäres Molekül umfassend die vollständige extrazellu-läre Domäne von humanem mpl (Aminosäuren 1-491) und die Fc-Region von einem humanen IgGl-Molekül wurde in 293-Zellen exprimiert. Ein cDNA-Fragment, das die Aminosäuren 1-491 des humanen mpl kodiert, wurde durch PCR aus einer humanen mega-karyozytischen CMK-Zell-cDNA-Bank erhalten und sequenziert.A chimeric molecule comprising the full extracellular domain of human mpl (amino acids 1-491) and the Fc region of a human IgGl molecule was expressed in 293 cells. A cDNA fragment encoding amino acids 1-491 of human mpl was obtained by PCR from a human mega-karyocytic CMK cell cDNA library and sequenced.
Eine Clal-Stelle wurde an dem S'-Ende, und eine BstEII-Stelle an dem 3'-Ende eingefügt. Dieses Fragment wurde stromaufwärts von der IgGl-Fc-kodierenden Region in einem Bluescript-Vektor zwischen der Clal- und der BstEII-Stelle eingebaut nach Partialspaltung des PCR-Produkts mit BstEII, weil zwei weitere BstEII-Stellen in der DNA, die die extra-zelluläre Domäne von mpl kodiert, vorhanden waren. Die BstEII-Stelle, die an dem 3'-Ende des mpl-PCR-Produkts ein-geführt worden war, war so entworfen, daß die Fc-Region im Raster mit der mpl-extrazellulären Domäne war. Das Konstrukt wurde subkloniert in den pRK5-tkneo-Vektor zwischen die Clal- und Xbal-Stellen und transfektiert in humane embryonale 293-Nierenzellen durch das Kalziumphosphatverfahren. Diese Zeilen wurden selektiert in 0,4 mg/ml G418, und individuelle Klone wurden isoliert. Die mpl-IgG-Expression von isolierten Klonen wurde bestimmt mit Hilfe eines für den hu-manen Fc spezifischen ELISA. Der beste Expressionsklon besaß einen Expressionsspiegel von 1-2 mg/ml an mpl-IgG.A Clal site was inserted at the S 'end and a BstEII site at the 3' end. This fragment was inserted upstream of the IgGl-Fc coding region in a bluescript vector between the Clal and BstEII sites after partial cleavage of the PCR product with BstEII because two additional BstEII sites in the DNA that cellular domain encoded by mpl were present. The BstEII site that was introduced at the 3 'end of the mpl PCR product was designed so that the Fc region was in the grid with the mpl extracellular domain. The construct was subcloned into the pRK5-tkneo vector between the Clal and Xbal sites and transfected into 293 human embryonic kidney cells by the calcium phosphate method. These lines were selected in 0.4 mg / ml G418 and individual clones were isolated. The mpl-IgG expression of isolated clones was determined using an ELISA specific for the human Fc. The best expression clone had an expression level of 1-2 mg / ml of mpl-IgG.
Mpl P exprimierende Ba/F3-ZellenBa / F3 cells expressing Mpl P
Eine cDNA, die der vollständigen kodierenden Region von hu-manem mpl P entsprach, wurde in pRK5-tkneo kloniert, der an-schließend linearisiert wurde mit Notl und transfektiert wurde in die IL-3-abhängige Zellinie Ba/F3 durch Elektro-poration (1 x 107 Zeilen, 9605 F, 250 Volt). Drei Tage spä-ter wurde die Selektion begonnen in der Anwesenheit von 2 mg/ml G418. Die Zeilen wurden als Pools selektiert oder ein-zelne Klone wurden erhalten durch begrenzte Verdünnung in 96-Loch-Platten. Ausgewählte Zeilen wurden in RPMI gehalten, enthaltend 15% FBS, 1 mg/ml G418, 20 mM Glutamin, 10 mM HEPES und 100 pg/ml Pen-Strep. Die Expression von mpl P in den selektierten Klonen wurde ermittelt durch FACS-Analyse mit Hilfe eines polyklonalen anti-mpl P-Kaninchenantikör-pers.A cDNA that corresponded to the complete coding region of hu-man mpl P was cloned into pRK5-tkneo, which was then linearized with Notl and transfected into the IL-3-dependent cell line Ba / F3 by electroporation ( 1 x 107 lines, 9605 F, 250 volts). The selection was started three days later in the presence of 2 mg / ml G418. The rows were selected as pools or individual clones were obtained by limited dilution in 96-well plates. Selected lines were kept in RPMI containing 15% FBS, 1 mg / ml G418, 20 mM glutamine, 10 mM HEPES and 100 pg / ml pen strep. The expression of mpl P in the selected clones was determined by FACS analysis using a polyclonal anti-mpl P rabbit antibody.
Ba/F3-mpl-LigandenassayBa / F3 mpl ligand assay
Der mpl-Ligandenassay wurde durchgeführt, wie in Fig. 2 ge-zeigt. Zum Ermitteln der Anwesenheit von mpl-Liganden in verschiedenen Ausgangsmaterialien wurden die mpl P Ba/F3-Zellen ausgehungert an IL-3 für 24 Std. bei einer Zelldichte von 5 X 105 Zellen/ml in einem feuchten Inkubator bei 37°C in 5% CO2 und Luft. Folgend auf das IL-3-Aushungern wurden die Zeilen in 96-Loch-Kulturplatten bei einer Dichte von 50000 Zeilen in 200 μΐ Medium mit oder ohne verdünnte Analy-senprobe ausplattiert und kultiviert für 24 Stunden in einem Zellkulturinkubator. 20 μΐ serumfreie RPMI-Medien, enthal-tend 1 /iCi 3H-Thymidin, wurde zu jedem Loch für mindestens 6 bis 8 Stunden zugesetzt. Die Zeilen wurden dann geerntet auf 96-Loch-GF/C-Filterplatten und fünfmal mit Wasser gewaschen. Die Filter wurden ausgezählt in der Anwesenheit von 40 μΐ einer Scintillationsflüssigkeit (Microscint 20) in einem Packard Top Count Zähler. BEISPIEL 2The mpl ligand assay was performed as shown in Figure 2. In order to determine the presence of mpl ligands in various starting materials, the mpl P Ba / F3 cells were starved on IL-3 for 24 hours at a cell density of 5 X 105 cells / ml in a moist incubator at 37 ° C. in 5% CO2 and air. Following the IL-3 starvation, the rows were plated in 96-well culture plates at a density of 50,000 rows in 200 μl medium with or without a diluted analysis sample and cultured for 24 hours in a cell culture incubator. 20 μΐ serum-free RPMI media containing 1 / iCi 3H-thymidine was added to each well for at least 6 to 8 hours. The lines were then harvested on 96-well GF / C filter plates and washed five times with water. The filters were counted in the presence of 40 μΐ of a scintillation fluid (Microscint 20) in a Packard Top Count counter. EXAMPLE 2
Hoch gereinigter mpl-Ligand aus SchweinHighly purified pig mpl ligand
GelelutionsprotokollGel elution protocol
Gleiche'Mengen des affinitätsgereinigten mpl-Liganden (von der mpl-IgG-Säule eluierte Fraktion 6) und 2X Laemmli-Pro-benpuffer wurden bei Raumtemperatur ohne reduzierendes Agens gemischt und so schnell wie möglich auf ein Novex 4-20% Polyacrylamidgel geladen. Die Probe wurde nicht erhitzt. Als Kontrolle wurde Probenpuffer ohne Ligand in einer benachbar ten Spur laufen gelassen. Das Gel wurde für ungefähr 2 1/4 Std. bei 4-6°C bei 135 Volt laufen gelassen. Der Laufpuffer hatte anfänglich Raumtemperatur. Das Gel wurde danach aus dem Gelkasten und die Platte auf einer Seite des Gels ent-fernt.Equal amounts of the affinity-purified mpl ligand (fraction 6 eluted from the mpl-IgG column) and 2X Laemmli sample buffer were mixed at room temperature without a reducing agent and loaded onto a Novex 4-20% polyacrylamide gel as soon as possible. The sample was not heated. As a control, sample buffer without ligand was run in an adjacent lane. The gel was run for approximately 2 1/4 hours at 4-6 ° C at 135 volts. The running buffer was initially at room temperature. The gel was then removed from the gel box and the plate on one side of the gel.
Ein Replika des Gels wurde wie folgt auf Nitrocellulose her-gestellt: Ein Stuck der Nitrocellulose wurde mit destillier- · tem Wasser angefeuchtet und sorgfältig auf die Oberfläche des exponierten Gels derart gelegt, daß Luftblasen ausge-schlossen wurden. Vergleichsmarkierungen wurden auf der Nitrocellulose und der Gelplatte angebracht, so daß das Replika-Filter nach dem Färben wieder genau in die gleiche Stellung gebracht werden konnte. Nach ungefähr 2 min wurde die Nitrocellulose sorgfältig entfernt, und das Gel wurde in eine Plastikhülle eingepackt und in den Kühlschrank ge-stellt. Die Nitrocellulose wurde mit Gold-Gesamtproteinfär-bemittel von Biorad dadurch gefärbt, daß es zuerst in 3 x 10 ml 0,1% Tween 20 + 0,5 M NaCl + 0,1 M Tris-HCl pH 7,5 für ungefähr 45 min und danach·in 3 x 10 ml gereinigtem Wasser für 5 min bewegt wurde. Das Goldfärbemittel wurde danach zu-gefügt und solange zum Entwickeln stehen gelassen, bis die Banden in den Standardmarkierungen sichtbar wurden. Das Replika-Filter wurde danach mit Wasser gespült, über der Plastikhülle auf das Gel gelegt und sorgfâltig an den Vergleichsmarkierungen ausgerichtet. Die Positionen der Novex-Standardmarker wurden auf der Gelplatte markiert und Linien gezogen, urn die Schneidepositionen anzudeuten. Die Nitrocellulose und die Plastikhülle wurden danach entfernt und das Gel entlang der angezeigten Linien mit einer scharfen Ra-sierklinge geschnitten. Die Schnitte wurden über die Proben-spuren hinaus verlängert, so daß sie verwendet werden konn-ten, um die Positionen der Stückchen zu bestimmen, nachdem das Gel gefârbt wurde. Nachdem die Stückchen entfernt worden waren, wurde das restliche Gel silbergefârbt und die Positionen der Standardmarker und die Schnittmarkierungen gemes-sen. Die den Schnittpositionen entsprechenden Molekular-gewichte wurden ausgehend von den Novex-Standardmarkern be-stimmt.A replica of the gel was prepared as follows on nitrocellulose: A piece of the nitrocellulose was moistened with distilled water and carefully placed on the surface of the exposed gel in such a way that air bubbles were excluded. Comparative markings were placed on the nitrocellulose and the gel plate so that the replica filter could be brought back into exactly the same position after staining. After approximately 2 minutes, the nitrocellulose was carefully removed and the gel was wrapped in a plastic wrap and placed in the refrigerator. The nitrocellulose was stained with Biorad total gold protein stain by first in 3 x 10 ml 0.1% Tween 20 + 0.5 M NaCl + 0.1 M Tris-HCl pH 7.5 for approximately 45 min and then · agitated in 3 x 10 ml of purified water for 5 min. The gold stain was then added and left to develop until the bands in the standard markings became visible. The replica filter was then rinsed with water, placed on the gel over the plastic cover, and carefully aligned with the reference marks. The positions of the Novex standard markers were marked on the gel plate and lines were drawn to indicate the cutting positions. The nitrocellulose and plastic wrap were then removed and the gel cut along the lines shown with a sharp razor blade. The sections were extended beyond the sample tracks so that they could be used to determine the positions of the pieces after the gel was stained. After the pieces were removed, the rest of the gel was stained silver and the positions of the standard markers and the cut marks were measured. The molecular weights corresponding to the cutting positions were determined on the basis of the Novex standard markers.
Die zwôlf Gelstückchen wurden in die Zeilen zweier Biorad Modell 422-Elektroelutionsgerâte eingebracht. 12-14 K Mole-kulargewichtsausschlußmembrandeckel wurden in den Zeilen verwendet. 50 mM Ammoniumbicarbonat + 0,05% SDS (ungefähr pH 7,8) war der Elutionspuffer. 1 1 des Puffers wurde ungefähr 1 Std. in einem 4-6°C-Kühlraum vor der Verwendung gekühlt. Die Gelstückchen wurden bei 10 mA/Zelle (anfangs 40 V) in einem 4-6°C-Kühlraum eluiert. Die Elution dauerte ungefähr 4 Stunden. Die Zeilen wurden danach sorgfältig entfernt, und die Flüssigkeit über der Fritte mit einer Pipette abgenom-men. Die Elutionskammer wurde entfernt, und jegliche Flüs-sïgXext über dem Membrandeckel mit einer Pipette abgenommen. Die Flüssigkeit in dem Membrandeckel wurde mit einer Pipet-tierhilfe (Pipetman) entfernt und aufbewahrt. 50 μΙ-Aliquots gereinigten Wassers wurden danach in den Deckel gegeben, be-wegt und solange entfernt, bis alle SDS-Kristalle gelost waren. Diese Waschschritte wurden mit der vorstehend erwähnten aufbewahrten Flüssigkeit vereinigt. Das Gesamtelutionspro-benvolumen betrug 300-500 jul pro Gelstückchen. Die Proben wurden in 10 mm Spectrapor 4 12-14 K Ausschluß-Dialyse-röhrchen, die mehrere Stunden in gereinigtem Wasser benetzt worden waren, gefüllt. Sie wurden über Nacht bei 4-6°C gegen 600 ml Phosphat-gepufferter Kochsalzlösung (PBS is.t ungefähr 4 mM hinsichtlich Kalium) pro 6 Proben dialysiert. Der Puffer wurde am nächsten Morgen erneuert, und die Dialyse für 2,5 Std. fortgesetzt. Die Proben wurden danach aus den Dia- lysetaschen entfernt und in Mikrozentrifugenröhrchen gefüllt. Die Röhrchen wurden für 1 Std. auf Eis gestellt, bei 14K Upm für 3 min mikrozentrifugiert, und die Überstände sorgfältig von dem präzipitierten SDS entfernt. Die Über-stände wurden danach für ungefähr eine weitere Stunde auf Eis gestellt und nochmals für 4 min mikrozentrifugiert. Die Überstände wurden in Phosphat-gepufferter Kochsalzlösung verdünnt und für den Aktivitätsassay bereitgestellt. Die restlichen Proben wurden bei -70°C eingefroren. BEISPIEL 3The twelve pieces of gel were placed in the rows of two Biorad Model 422 electroelution devices. 12-14 K molecular weight exclusion membrane covers were used in the rows. 50 mM ammonium bicarbonate + 0.05% SDS (approximately pH 7.8) was the elution buffer. 1 liter of the buffer was chilled in a 4-6 ° C refrigerator for approximately 1 hour before use. The gel pieces were eluted at 10 mA / cell (initially 40 V) in a 4-6 ° C cold room. The elution took approximately 4 hours. The lines were then carefully removed and the liquid over the frit removed with a pipette. The elution chamber was removed and any fluids above the membrane lid were removed with a pipette. The liquid in the membrane cover was removed with a pipetting aid (Pipetman) and stored. 50 μΙ aliquots of purified water were then placed in the lid, agitated and removed until all SDS crystals were dissolved. These washing steps were combined with the above-mentioned stored liquid. The total elution sample volume was 300-500 jul per gel slice. The samples were placed in 10 mm Spectrapor 4 12-14 K exclusion dialysis tubes which had been wetted for several hours in purified water. They were dialyzed overnight at 4-6 ° C against 600 ml of phosphate buffered saline (PBS is not about 4 mM in terms of potassium) per 6 samples. The buffer was replaced the next morning and dialysis continued for 2.5 hours. The samples were then removed from the dialysis bags and filled into microcentrifuge tubes. The tubes were placed on ice for 1 h, microcentrifuged at 14K rpm for 3 min, and the supernatants carefully removed from the precipitated SDS. The supernatants were then placed on ice for about another hour and microcentrifuged again for 4 minutes. The supernatants were diluted in phosphate-buffered saline and prepared for the activity assay. The remaining samples were frozen at -70 ° C. EXAMPLE 3
Mikrosequenzierung des mpl-Liganden aus SchweinMicrosequencing of the porcine mpl ligand
Die Fraktion 6 (2,5 ml) von der mpl-IgG-Affinitätssäule wurde in einem Microcon-10 (Amicon) konzentriert. Um zu ver-hindern, daß der mpl-Ligand an dem Mikrocon absorbiert, wurde die Membran mit 1% SDS gespiilt, und 5 μΐ 10% SDS wur-den zu der Fraktion 6 zugegeben. Probenpuffer (20 μΐ) von 2X wurde zu der Fraktion #6 nach der Microcon-Konzentrierung (20 μΐ) zugegeben, und das gesamte Volumen (40 μΐ) wurde auf eine einzige Spur eines 4-20%-Gradienten-Acrylamidgel (Novex) geladen. Das Gel wurde gemäß dem Novex-Protokoll laufen gelassen. Das Gel wurde danach vor dem Elektroblotten in 10 mM 3-(Cyclohexylamino)-l-propansulfonsäure (CAPS)-Puffer, pH 11,0, enthaltend 10% Methanol, für 5 min equili-briert. Das Elektroblotten auf Immobilon-PSQ-Membranen (Millipore) wurde für 45 min bei 250 mA konstanter Strom-stärke in einer BioRad Trans-Blot-Transferzelle (32) durch-geführt. Die PVDF-Merabran wurde mit 0,1% Coomassie Blau R-250 in 40% Methanol, 0,1% Essigsâure für 1 min gefärbt und für 2-3 min mit 10% Essigsâure in 50% Methanol entfärbt. Die einzigen Proteine, die in der 18000-35000-Molekulargewichts-region des Blots sichtbar wurden, hatten MG von 30000, 28000 und 22000.Fraction 6 (2.5 ml) from the mpl-IgG affinity column was concentrated in a Microcon-10 (Amicon). In order to prevent the mpl ligand from absorbing on the microcon, the membrane was rinsed with 1% SDS and 5 μΐ 10% SDS were added to fraction 6. Sample buffer (20 µΐ) of 2X was added to fraction # 6 after Microcon concentration (20 µΐ) and the entire volume (40 µΐ) was loaded onto a single trace of 4-20% gradient acrylamide gel (Novex) . The gel was run according to the Novex protocol. The gel was then equilibrated for 5 min before electroblotting in 10 mM 3- (cyclohexylamino) -l-propanesulfonic acid (CAPS) buffer, pH 11.0, containing 10% methanol. Electroblotting on Immobilon PSQ membranes (Millipore) was carried out for 45 min at a constant current strength of 250 mA in a BioRad trans-blot transfer cell (32). The PVDF-Merabran was stained with 0.1% Coomassie Blau R-250 in 40% methanol, 0.1% acetic acid for 1 min and decolorized for 2-3 min with 10% acetic acid in 50% methanol. The only proteins that were visible in the 18000-35000 molecular weight region of the blot had MWs of 30,000, 28,000 and 22,000.
Die Banden bei 30, 28 und 22 kDa wurden einer Proteinsequen-zierung ausgesetzt. Automatisierte Proteinsequenzierung wurde mit einem Modell 470A Applied Biosystem-Sequenzierge-rät, das mit einem on-line PTH-Analysator ausgescattet war, durchgeführt. Das Sequenziergerät wurde so modifiziert, daß 80-90% der Probe injiziert werden konnte (Rodriguez, J. Chromatogr., 350:217-225 [1985]). Aceton (ungefähr 12 μΐ/ΐ) wurde zum Lösungsmittel A zugegeben, um die uv-Absorption auszugleichen. Die elektrogeblotteten Proteine wurden in der Blott-Patrone sequenziert. D.ie Peaks wurden mit einer Justice Innovation-Software unter Verwendung von Nelson Analytical 970 Interfaces integriert. Die Sequenzinterpretation wurde an einer VAX 5900 (Henzel et al., J. Chromatogr., 404:41-52 [1987]) durchgeführt. N-terminale Sequenzen (unter Verwendung des Ein-Buchstaben-Codes mit unsicheren Resten inThe 30, 28 and 22 kDa bands were subjected to protein sequencing. Automated protein sequencing was performed using a Model 470A Applied Biosystem Sequencer, which was scanned with an on-line PTH analyzer. The sequencer was modified so that 80-90% of the sample could be injected (Rodriguez, J. Chromatogr., 350: 217-225 [1985]). Acetone (approximately 12 μΐ / ΐ) was added to solvent A to compensate for uv absorption. The electro-blotted proteins were sequenced in the blott cartridge. D. The peaks were integrated with Justice Innovation software using Nelson Analytical 970 interfaces. The sequence interpretation was carried out on a VAX 5900 (Henzel et al., J. Chromatogr., 404: 41-52 [1987]). N-terminal sequences (using the one-letter code with unsafe residues in
Klammern) und die Menge des erhaltenen Materials (in Klam-mern) ist in Tabelle 2' dargestellt. TABELLE 2'Brackets) and the amount of material obtained (in brackets) is shown in Table 2 '. TABLE 2 '
Sequenzen des Amino-Terminus vom mpl-LigandSequences of the amino terminus from the mpl ligand
BEISPIEL 4EXAMPLE 4
Flüssigsuspensions-Megakaryozytopoese-AssayLiquid suspension megakaryocytopoiesis assay
Humane periphere Stammzellen (PSC) (von Patiënten mit Zu-stimmung erhalten) wurden 5-fach mit IMDM-Medium (Gibco) verdünnt und für 15 min bei Raumtemperatur bei 800 x g zen-trifugiert. Die Zellpellets wurden in IMDM resuspendiert, auf 60% Percoll (Dichte 1,077 g/ml) (Pharmacia) geschichtet und für 30 min bei 800 x g zentrifugiert. Die mononukleären Zeilen niedriger Dichte wurden an der Zwischenphase abge-saugt, 2x mit IMDM gewaschen und zu 1-2 x 106 Zellen/ml in IMDM, enthaltend 30% FBS (1 ml Endvolumen) in Gewebekultur-schalen mit 24 Vertiefungen (Costar) ausgesät. APP oder vom mpl-Liganden befreites APP wurde zu 10% zugegeben, und die Kuituren wurden für 12^-14 Tage in einem befeuchteten Inkuba-tor bei 37°C in 5% C02 und Luft wachsen gelassen. Die Kuituren wurden ebenso in der Gegenwart von 10% APP mit 0,5 pq mpl-IqG, zugegeben an den Tagen 0, 2 und 4, wachsen gelas- sen. APP wurde vora mpl-Liganden dadurch befreit, daß APP durch eine mpl-IgG-Affinitätssäule geschickt wurde.Human peripheral stem cells (PSC) (obtained with approval from patients) were diluted 5-fold with IMDM medium (Gibco) and centrifuged for 15 min at room temperature at 800 x g. The cell pellets were resuspended in IMDM, layered on 60% Percoll (density 1.077 g / ml) (Pharmacia) and centrifuged at 800 x g for 30 min. The low-density mononuclear cells were aspirated at the intermediate phase, washed twice with IMDM and seeded at 1-2 x 106 cells / ml in IMDM containing 30% FBS (1 ml final volume) in tissue culture dishes with 24 wells (Costar) . APP or mpl ligand-free APP was added at 10% and the kuituren were grown for 12 ^ -14 days in a humidified incubator at 37 ° C in 5% CO 2 and air. The kuituren were also grown in the presence of 10% APP with 0.5 pq mpl-IqG, added on days 0, 2 and 4. APP was freed from pre mpl ligands by passing APP through an mpl IgG affinity column.
Uiu die Megakaryozytopoese in diesen Flüssigsuspensionskultu-ren zu quantifizieren, wurde eine Modifizierung von Solberg et al. verwendet, welche einen radioaktiv markierten Maus-IgG monoklonalen Antikörper (HP1-1D) gegen GPIIbllla (zur Verfügung gestellt von Dr. Nichols, Mayo Clinic) benutzt. 100 μg HP1-1D (siehe Grant, B. et al., Blood 69:1334-1339 [1987]) wurden mit 1 mCi Na125I unter Verwendung von-Enzymo-beads (Biorad, Richmond, Ca) radioaktiv markiert, wie durch die Anweisungeh des Herstellers beschrieben. Radioaktiv mar-kierter HP1-1D wurde bei -70°C in PBS, enthaltend 0,01% Octyl-Glucosid, gelagert. Typische spezifische Aktivitäten betrugen 1-2 x 105 cpm/Mg (>95% durch 12,5% Trichloressig-säure präzipitiert).In order to quantify the megakaryocytopoiesis in these liquid suspension cultures, a modification by Solberg et al. which uses a radiolabeled mouse IgG monoclonal antibody (HP1-1D) against GPIIbllla (provided by Dr. Nichols, Mayo Clinic). 100 µg HP1-1D (see Grant, B. et al., Blood 69: 1334-1339 [1987]) was radioactively labeled with 1 mCi Na125I using Enzymo-beads (Biorad, Richmond, Ca) as by the Instructions of the manufacturer described. Radioactively labeled HP1-1D was stored at -70 ° C in PBS containing 0.01% octyl glucoside. Typical specific activities were 1-2 x 105 cpm / Mg (> 95% precipitated by 12.5% trichloroacetic acid).
Die Flüssigsuspensionskulturen wurden dreifach fiir jeden ex-perimentellen Punkt erstellt. Nach 12-14 Tagen in Kultur wurden 1 ml-Kulturen in 1,5 ml-Eppendorfröhrchen überführt und bei 800 x g für 10 min bei Raumtemperatur zentrifugiert, und die resultierenden Zellpellets wurden in 100 μΐ PBS, enthaltend 0,02% EDTA und 20% Kâlberserum, resuspendiert. 10 ng 125J-HP1-1D in 50 μΐ Assaypuffer wurden zu den resuspen-dierten Kuituren zugefügt und für 60 min bei Raumtemperatur (RT) bei gelegentlichem Schütteln inkubiert. Daraufhin wurden die Zeilen durch Zentrifugation bei 800 x g für 10 min bei Raumtemperatur 'gesammelt und 2x mit Assaypuffer gewa-schen. Die Pellets wurden für 1 min in einem Gammazähler (Packard) gezählt. Nicht-spezifisches Binden wurde dadurch bestimmt, daß 1 μg unmarkierter HP1-1D für 60 min vor der Zugabe des markierten HP1-1D zugegeben wurde. Spezifisches Binden wurde bestimmt als der Wert, der sich dadurch ergibt, daß gesamter 125J-HP1-1D gebunden ist, minus dem Wert, der sich dadurch ergibt, daß 125J-HP1-1D in der Gegenwart eines Überschusses an unmarkiertem HP1-1D' bindet. BEISPIEL 5The liquid suspension cultures were prepared in triplicate for each experimental point. After 12-14 days in culture, 1 ml cultures were transferred to 1.5 ml Eppendor tubes and centrifuged at 800 xg for 10 min at room temperature, and the resulting cell pellets were placed in 100 μΐ PBS containing 0.02% EDTA and 20% Calf serum, resuspended. 10 ng 125J-HP1-1D in 50 μΐ assay buffer were added to the resuspended kuituren and incubated for 60 min at room temperature (RT) with occasional shaking. The lines were then collected by centrifugation at 800 x g for 10 min at room temperature and washed 2 × with assay buffer. The pellets were counted for 1 min in a gamma counter (Packard). Non-specific binding was determined by adding 1 µg of unlabeled HP1-1D for 60 min before adding the labeled HP1-1D. Specific binding was determined as the value resulting from total 125J-HP1-1D binding minus the value resulting from 125J-HP1-1D binding in the presence of excess unlabelled HP1-1D ' . EXAMPLE 5
Oligonukleotid-PCR-PrimerOligonucleotide PCR primer
Auf der Grundlage der von den 30 kDa-, 28 kDa- und 18-22 kDa-Proteinen erhaltenen amino-terminalen Aminosäuresequenz wurden degenerierte Oligonukleotide für die Verwendung als Polymerase-Kettenreaktion (PCR)-Primer (siehe Tabelle 4) entworfen. Zwei Primer-Pools wurden synthetisiert, ein Sinnstrang-20-mer-Pool kodierend für die Aminosäurereste 2-8 (mpl 1) und ein Antisinnstrang-21-mer-Pool, komplementär zu den Sequenzen, die für die Aminosäuren 18-24 (mpl 2) kodie-ren. . TABELLE 4Based on the amino-terminal amino acid sequence obtained from the 30 kDa, 28 kDa and 18-22 kDa proteins, degenerate oligonucleotides were designed for use as a polymerase chain reaction (PCR) primer (see Table 4). Two primer pools were synthesized, a sense strand 20-mer pool coding for amino acid residues 2-8 (mpl 1) and an anti-sense strand 21-mer pool, complementary to the sequences that are required for amino acids 18-24 (mpl 2) code. . TABLE 4
Degenerierte Oligonukleotid-Primer-PoolsDegenerate oligonucleotide primer pools
Genomische DNA aus Schwein, isoliert aus peripheren Blutlym-phozyten des Schweins, wurden als Matrize für die PCR ver-wendet. Die 50 μΙ-Reaktion enthielt: 0,8 μρ genomische DNA aus Schwein in 10 mM Tris-HCl (pH 8,3), 50 mM KC1, 3 itiM MgCl2, 100 Mg/ml'BSA, 400 μΜ dNTPs, 1 μΜ von jedem Primer-Pool und 2,5 Einheiten Taq-Polymerase. Die anfängliche Matrizendenaturierung wurde für 8 min bei 94°C ausgeführt, gefolgt von 35 Zyklen à 45 s bei 94°C, 1 min bei 55°C und 1 min bei 72°C. Den letzten Zyklus ließ man für 10 min bei 72°C extendieren. Die PCR-Produkte wurden durch Elektropho-rese in einem 12%-Polyacrylamidgel getrennt und durch Färben mit Ethidiumbromid sichtbar gemacht. Es wurde geschlossen, daß, wenn die aminoterminale Aminosâuresequenz von einem einzelnen Exon kodiert war, das korrekte PCR-Produkte ver-mutlich 69 bp lang ist. Ein DNA-Fragment dieser Größe wurde aus dem Gel eluiert und in pGEMT (Promega) subkloniert. Se-quenzen von drei Klonen sind nachstehend in der Tabelle 5 gezeigt. TABELLE 5 69 bp genomische DNA-Fragmente aus SchweinPig genomic DNA isolated from porcine peripheral blood lymphocytes were used as a template for the PCR. The 50 μΙ reaction contained: 0.8 μρ pig genomic DNA in 10 mM Tris-HCl (pH 8.3), 50 mM KC1, 3 itiM MgCl2, 100 Mg / ml'BSA, 400 μΜ dNTPs, 1 μΜ of each primer pool and 2.5 units of Taq polymerase. The initial template denaturation was carried out for 8 min at 94 ° C, followed by 35 cycles of 45 s each at 94 ° C, 1 min at 55 ° C and 1 min at 72 ° C. The last cycle was allowed to extend at 72 ° C for 10 min. The PCR products were separated by electrophoresis in a 12% polyacrylamide gel and visualized by staining with ethidium bromide. It was concluded that if the amino terminal amino acid sequence was encoded by a single exon, the correct PCR product is believed to be 69 bp in length. A DNA fragment of this size was eluted from the gel and subcloned into pGEMT (Promega). Sequences of three clones are shown in Table 5 below. TABLE 5 69 bp pig genomic DNA fragments
Die Position der PCR-Primer ist durch die unterstrichenen Basen angedeutet. Diese Ergebnisse verifizieren die N-termi-nale Sequenz, die für die Aminosauren 9-17 für die 30 kDa-, 28 kDa- und 18-22 kDa-Proteine erhalten wurde und zeigten, daß diese Sequenz durch ein einzelnes Exon der Schweine-DNA kodiert ist. BEISPIEL 6The position of the PCR primers is indicated by the underlined bases. These results verify the N-terminal sequence obtained for amino acids 9-17 for the 30 kDa, 28 kDa and 18-22 kDa proteins and showed that this sequence is through a single exon of porcine DNA is encoded. EXAMPLE 6
Humane mpl-Liganden-GeneHuman mpl ligand genes
Auf der Grundlage der Ergebnisse von Beispiel 5 wurde ein 45-mer-Desoxyoligonukleotid, genannt pR45, entworfen und synthetisiert, um eine genomische Bank zu durchmustern. Das 45-mer hatte die folgende Sequenz:Based on the results of Example 5, a 45-mer deoxyoligonucleotide called pR45 was designed and synthesized to screen a genomic library. The 45-mer had the following sequence:
(SEQ ID NO: 28) . 32 . 3*5(SEQ ID NO: 28). 32. 3 * 5
Dieses Oligonukleotid wurde mit (γ P)-ATP und T4~Kinase P-markiert und verwendet, um eine humane, genomische DNA-Bank in Xgeml2 unter Hybridisierungs- und Waschbedingungen nied-riger Stringenz (siehe Beispiel 7) zu durchmustern. Positive Klone wurden abgenommen, Plaque-gereinigt und durch Restrik-tionskartierung und Southern-Blotting analysiert. Klon #4 wurde für eine zusätzliche Analyse ausgewählt.This oligonucleotide was P-labeled with (γ P) -ATP and T4 ~ kinase and used to screen a human genomic DNA library in Xgeml2 under low stringency hybridization and washing conditions (see Example 7). Positive clones were removed, plaque-cleaned and analyzed by restriction mapping and Southern blotting. Clone # 4 was selected for additional analysis.
Ein 2,8 kb BamHI-Xbal-Fragment, das an das 45-mer hybridi-sierte, wurde in pBlueskript SK- subkloniert. Teilweise DNA-Sequenzierung dieses Klons wurde unter Verwendung von Oligo-nukleotiden, die spezifisch für die Schweine-mpl-Ligand-DNA-Sequenz sind, als Primer durchgeführt. Die erhaltene Sequenz bestätigte, daß DNA, die für den humanen homologen mpl-Liganden des mpl-Liganden aus Schwein kodiert, isoliert worden ist. Eine EcoRI-Restriktionsstelle wurde in der Sequenz entdeckt, die uns erlaubte, ein 390 bp EcoRI-Xbal-Fragment von dem 2,8 kb BamHI-Xbal zu isolieren und dieses 'in pBlueskript SK- subzuklonieren.A 2.8 kb BamHI-Xbal fragment that hybridized to the 45-mer was SK subcloned into pBluescript. Partial DNA sequencing of this clone was carried out using oligonucleotides specific for the porcine mpl ligand DNA sequence as primers. The sequence obtained confirmed that DNA encoding the human homologous mpl ligand of the porcine mpl ligand was isolated. An EcoRI restriction site was discovered in the sequence that allowed us to isolate a 390 bp EcoRI-Xbal fragment from the 2.8 kb BamHI-Xbal and subclone it into pBluescript SK-.
Beide Strange dieses Fragments wurden sequenziert. Die humane DNA-Sequenz und die abgeleitete Aminosäuresequenz sind in Fig. 9 gezeigt (SEQ ID NO: 3 & 4). Die vorausgesagten Po-sitionen von Introns in der genomischen Sequenz sind durchBoth strands of this fragment were sequenced. The human DNA sequence and the deduced amino acid sequence are shown in Fig. 9 (SEQ ID NO: 3 & 4). The predicted positions of introns in the genomic sequence are through
Pfeile angedeutet und definiëren ein mutmaßliches Exon ("Exon 3").Arrows indicated and define a putative exon ("Exon 3").
Das Studium der vorausgesagten Aminosäuresequenz bestätigt, daß ein Serinrest die erste Aminosäure des reifen mpl-Ligan-den ist, wie durch direkte Aminosäureanalyse bestimmt wurde. Unmittelbar stromaufwärts von diesem Codon läßt die voraus-gesagte Aminosauresequenz stark eine Signalsequenz vermaten, die bei der Sezernierung des reifen mpl-Liganden eine Rolls spielt. Diese für eine Signalsequenz kodierende Region ist wahrscheinlich an der Nukleotidposition 68 durch ein Intron unterbrochen.Study of the predicted amino acid sequence confirms that a serine residue is the first amino acid of the mature mpl ligand, as determined by direct amino acid analysis. Immediately upstream of this codon, the predicted amino acid sequence strongly suggests a signal sequence that plays a role in the secretion of the mature mpl ligand. This region coding for a signal sequence is probably interrupted at nucleotide position 68 by an intron.
In der 3'-Richtung scheint das Exon am Nukleotid 196 zu enden. Dieses Exon kodiert daher für eine Sequenz von 42 Ami-nosäuren, wovon 16 wahrscheinlich Teil einer Signalsequenz und 26 Teil des reifen humanen mpl-Liganden sind. BEISPIEL 7In the 3 'direction, the exon appears to end at nucleotide 196. This exon therefore codes for a sequence of 42 amino acids, 16 of which are probably part of a signal sequence and 26 part of the mature human mpl ligand. EXAMPLE 7
Humane mpl-Ligand-cDNA voller LängeHuman full length mpl ligand cDNA
Auf der Grundlage der humanen "Exon 3"-Sequenz (Beispiel 6) wurden zwei nicht-degenerierte Oligonukleotide, die den 3'-und 5'-Enden der "Exon 3"-Sequenz entsprechen, synthetisiert (Tabelle 6). TABELLE 6Based on the human "exon 3" sequence (Example 6), two non-degenerate oligonucleotides corresponding to the 3 'and 5' ends of the "exon 3" sequence were synthesized (Table 6). TABLE 6
Nicht-degenerierte PCR-Oligonukleotid-Primer für humane cDNANon-degenerate PCR oligonucleotide primers for human cDNA
Diese zwei Primer wurden in PCR-Reaktionen verwendet, worin als Matrize DNA von verschiedenen humanen cDNA-Banken Oder 1 ng Quick Clone cDNA (Clonetech) von verschiedenen Geweben unter Verwendung der in Beispiel 5 beschriebenen Bedingungen verwendet wurde. Die erwartete Größe des korrekten PCR-Pro-dukts war 140 bp. Nach der Analyse der PCR-Produkte in einem 12% Polyacrylamidgel wurde ein DNA-Fragment der erwarteten Größe in cDNA-Banken entdeckt, die ausgehend von adulter Niere und 293-fötaie Nierenzellen hergestellt worden war und cDNA, die ausgehend von humaner fötaler Leben (Clonetech Ka-talog-Nr. 7171-1) hergestellt worden war.These two primers were used in PCR reactions using DNA from different human cDNA libraries or 1 ng Quick Clone cDNA (Clonetech) from different tissues as template using the conditions described in Example 5. The expected size of the correct PCR product was 140 bp. After analysis of the PCR products in a 12% polyacrylamide gel, a DNA fragment of the expected size was discovered in cDNA libraries which had been produced from adult kidney and 293-fetal kidney cells and cDNA which had been prepared from human fetal life (Clonetech Catalog No. 7171-1).
Eine cDNA-Bank aus fötaler Leber in λ DR2 (Clonetech Kata-log-Nr. HL1151X) wurde mit demselben 45-mer Oligonukleotid durchmustert, welches verwendet worden war, urn die humane genomische Bank zu durchmustern. Das Oligonukleotid wurde mit (γ32Ρ)-ΑΤΡ unter Verwendung von T4-Polynukleotidkinase markiert. Die Bank wurde unter Hybridisierungsbedingungen niedriger Stringenz durchmustert. Die Filter wurden für 2 Std. vorhybridisiert, danach mit der Probe über Nacht bei 42°C in 20% Formamid, 5xSSC, lOxDenhardt's, 0,05M Natrium-phosphat (pH 6,5), 0,1% Natriumpyrophosphat, 50 Mg/ml be-schallte Lachsspermien-DNA für 16 Std. hybridisiert. Die Filter wurden danach in 2xSSC gespült und daraufhin einmal in 0,5xSSC, 0,1% SDS bei 42°C gewaschen. Die Filter wurden über Nacht einem Kodak Röntgenfilm exponiert. Positive Klone wurden abgenommen, Plaque-gereinigt, und die Insert-Größe wurde durch PCR unter Verwendung von Oligonukleotiden, die die BamHI-Xbal-Klonierungsstelle in λ DR2 (Clonetech Katalog Nr. 6475-1) flankieren, bestimmt. 5 μΐ Phagen-Stammlösung wurden als Matrizenquelle verwendet. Die anfängliche Denatu-rierung wurde für 7 min bei 94°C durchgeführt, gefolgt von 30 Amplifikationszyklen (1 min bei 94°C, 1 min bei 52°C und 1,5 min bei 72°C). Die letzte Extension wurde für 15 min bei 72°C durchgeführt. Klon Nr. FL2b besaß ein 1,8 kb-Insert und wurde für die weitere Analyse ausgewählt.A fetal liver cDNA library in λ DR2 (Clonetech Catalog No. HL1151X) was screened with the same 45-mer oligonucleotide that was used to screen the human genomic library. The oligonucleotide was labeled with (γ32Ρ) -ΑΤΡ using T4 polynucleotide kinase. The bank was screened under low stringency hybridization conditions. The filters were prehybridized for 2 hours, then with the sample overnight at 42 ° C. in 20% formamide, 5xSSC, 10xDenhardt's, 0.05M sodium phosphate (pH 6.5), 0.1% sodium pyrophosphate, 50 mg / ml sonicated salmon sperm DNA hybridized for 16 hours. The filters were then rinsed in 2xSSC and then washed once in 0.5xSSC, 0.1% SDS at 42 ° C. The filters were exposed to Kodak X-ray film overnight. Positive clones were removed, plaque cleaned, and insert size was determined by PCR using oligonucleotides flanking the BamHI-Xbal cloning site in λ DR2 (Clonetech Catalog No. 6475-1). 5 μΐ phage stock solution was used as the template source. The initial denaturation was carried out at 94 ° C for 7 min, followed by 30 cycles of amplification (1 min at 94 ° C, 1 min at 52 ° C and 1.5 min at 72 ° C). The last extension was carried out at 72 ° C for 15 min. Clone No. FL2b had a 1.8 kb insert and was selected for further analysis.
Das Plasmid pDR2 (Clonetech, XDR2 & pDR2 Cloning and Expression System Library Protocol Handbook, S. 42), enthalten in-nerhalb der kDR2-Phagenarme, wurde gewonnen (rescued) wie durch die Anweisungen des Herstellers beschrieben ist (Clonetech, XDR2 & pDR2 Cloning and Expression System Library Protocol Handbook, S. 29-30). Die Restriktionsana-lyse des Plasmids pDR2-FL2b mit BamHI und Xbal wies auf die Gegenwart einer internen BamHI-Restriktionsstelle ungefähr an der Position 650 in dem Insert hin. Der Verdau des Plasmids mit BamHI-Xbal schnitt das Insert in zwei Fragmente, eines von 0,65 kb und eines von 1,15 kb. Die DNA-Sequenz wurde mit drei verschiedenen Klassen an Matrizen bestimmt, die von dem Plasmid pDR2-FL2b stammten. Die DNA-Sequenzie-rung der doppelsträngigen Plasmid-DNA wurde ausgeführt mit dem ABI373 (Applied Biosystems, Foster City, California) au-tomatisierten Fluoreszenz-DNA-Sequenziergerät unter Verwen-dung des Standardprotokolls für Farbstoff-markierte Di-desoxynukleosidtriphosphat-Terminatoren (Farbstoff-Termina-toren) und üblichen synthetisierten walking-Primer (Sanger et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 74:5463-5467 [1977]; Smith et al., Nature, 321:674-679 [1986]). Direkte Sequen-zierung der ausgehend von dem Plasmid amplifizierten Fragmente der Polymerasekettenreaktion wurden mittels des ABI373-Sequenziergeräts unter Verwendung von üblichen Pri-mern und Farbstoff-Terminatorreaktionen durchgeführt. Die einzelsträngige Matrize wurde mit dem M13-Janus-Vektor (DNASTAR, Inc., Madison, Wisconsin) (Burland et al., Nucl. Acids Res., 21:3385-3390 [1993]). BamHI-Xbal (1,15 kb) und BamHI (0,65 kb)-Fragmente wurden ausgehend vom Plasmid pDR2-FL2b isoliert, die Enden mit T4-DNA-Polymerase in der Gegen-war't von Desoxynukleotiden aufgefüllt und danach in die Smal-Stelle des M13-Janus subkloniert. Die Sequenzierung wurde mittels Standardprotokolle für Farbstoff-markierte M13 Universal- und reverse Primer oder walking-Primer und Farbstof f-Terminatoren ausgeführt. Manuelle Sequenzierungsreak-tionen wurden an Einz.elstrang-M13-DNA unter Verwendung von walking-Primer und Standard-Didesoxy-Abbruchchemie (Sanger et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 74:5463-5467 (1977)), 33P-markiertem a-dATP und Sequenase (United States Biochemical Corp., Cleveland, Ohio) durchgeführt. Der DNA-Sequenz-zusammenbau wurde durchgeführt mittels Sequencher V2.Ibl2 (Gene Codes Corporation, Ann Arbor, Michigan). Die Nukleo-tid- und abgeleiteten Sequenzen des hML sind in Fig. 1 be-reitgestellt (SEQ ID NO: 1). BEISPIEL 8The plasmid pDR2 (Clonetech, XDR2 & pDR2 Cloning and Expression System Library Protocol Handbook, p. 42), contained within the kDR2 phage arms, was obtained (rescued) as described by the manufacturer's instructions (Clonetech, XDR2 & pDR2 Cloning and Expression System Library Protocol Handbook, pp. 29-30). Restriction analysis of plasmid pDR2-FL2b with BamHI and Xbal indicated the presence of an internal BamHI restriction site approximately at position 650 in the insert. Digestion of the plasmid with BamHI-Xbal cut the insert into two fragments, one of 0.65 kb and one of 1.15 kb. The DNA sequence was determined using three different classes of templates derived from the plasmid pDR2-FL2b. DNA sequencing of the double-stranded plasmid DNA was carried out using the ABI373 (Applied Biosystems, Foster City, California) automated fluorescence DNA sequencer using the standard protocol for dye-labeled di-deoxynucleoside triphosphate terminators (dye Terminators) and conventional synthesized walking primers (Sanger et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 74: 5463-5467 [1977]; Smith et al., Nature, 321: 674-679 [1986 ]). Direct sequencing of the fragments of the polymerase chain reaction amplified from the plasmid was carried out by means of the ABI373 sequencer using conventional primers and dye terminator reactions. The single-stranded template was constructed with the M13 Janus vector (DNASTAR, Inc., Madison, Wisconsin) (Burland et al., Nucl. Acids Res., 21: 3385-3390 [1993]). BamHI-Xbal (1.15 kb) and BamHI (0.65 kb) fragments were isolated starting from the plasmid pDR2-FL2b, the ends were filled in with T4-DNA polymerase in the presence of deoxynucleotides and then into the Smal site of the M13 janus subcloned. Sequencing was carried out using standard protocols for dye-labeled M13 universal and reverse primers or walking primers and dye terminators. Manual sequencing reactions were performed on single strand M13 DNA using walking primer and standard dideoxy termination chemistry (Sanger et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 74: 5463-5467 (1977)) , 33P-labeled a-dATP and Sequenase (United States Biochemical Corp., Cleveland, Ohio). DNA sequence assembly was performed using Sequencher V2.Ibl2 (Gene Codes Corporation, Ann Arbor, Michigan). The nucleotide and derived sequences of the hML are provided in Fig. 1 (SEQ ID NO: 1). EXAMPLE 8
Isolierung des humanen mpl-Ligand (TPO)-GensIsolation of the human mpl ligand (TPO) gene
Humane genomische DNA-Klone des TPO-Gens wurden durch Durch-mustern einer humanen genomischen Bank in X-Geml2 mit pR45, einèr vorstehend beschriebenen Oligonukleotid-Probe, unter Bedingungen niedriger Stringenz (siehe Beispiel 7) oder unter Bedingungen hoher Stringenz mit einem Fragment, welches der 3'-Hälfte der für den mpl-Liganden (von der BamHI-Stelle zum 3'-Ende) kodierenden humanen cDNA isoliert. Zwei über- lappende λ-Klone, die 35 kb überspannen, wurden isoliert. Zwei überlappende Fragmente (BamHÏ und EcoRI), die das ge-samte TPO-Gen enthalten, wurden subkloniert und sequenziert. Die Struktur des humanen Gens ist aufgebaut aus 6 Exons in-nerhalb von 7 kb genomischer DNA (Fig. 14A, B und C). Die Umgebungen aller Exon/Intron-Verknüpfungen sind vereinbar mit dem für Säuger-Gene aufgestellten Konsensusmotiv (Shapiro, M.B., et al., Nucl. Acids Res. 15:7155 (1987)).Human genomic DNA clones of the TPO gene were obtained by screening a human genomic library in X-Geml2 with pR45, an oligonucleotide sample described above, under conditions of low stringency (see Example 7) or under conditions of high stringency with a fragment, which isolates the 3 'half of the human cDNA coding for the mpl ligand (from the BamHI site to the 3' end). Two overlapping λ clones spanning 35 kb were isolated. Two overlapping fragments (BamHÏ and EcoRI) containing the entire TPO gene were subcloned and sequenced. The structure of the human gene is composed of 6 exons within 7 kb of genomic DNA (FIGS. 14A, B and C). The surroundings of all exon / intron linkages are compatible with the consensus motif established for mammalian genes (Shapiro, M.B., et al., Nucl. Acids Res. 15: 7155 (1987)).
Das Exon 1 und Exon 2 enthalten eine 5'-nicht-translatierte Sequenz und die ersten vier Aminosäuren des Signalpeptids. Der Rest des Sezernierungssignals und die ersten 26 Ami-nosäuren des reifen Proteins sind innerhalb des Exons 3 ko- diert. Die gesamte Carboxyl-Domäne und sowohl die 3'-nicht translatierte als auch ungefähr 50 Aminosäuren der Erythro-poietin-ähnlichen Domäne sind innerhalb des Exons 6 kodiert. Die vier Aminosäuren, die in die Deletion verwickelt sind, welche innerhalb des hML-2 (hTPO-2) beobachtet wurde, sind am 5'-Ende des Exons 6 kodiert. BEISPIEL 9Exon 1 and exon 2 contain a 5 'untranslated sequence and the first four amino acids of the signal peptide. The rest of the secretion signal and the first 26 amino acids of the mature protein are encoded within exon 3. The entire carboxyl domain and both the 3'-untranslated and approximately 50 amino acids of the erythro-poietin-like domain are encoded within exon 6. The four amino acids involved in the deletion observed within hML-2 (hTPO-2) are encoded at the 5 'end of exon 6. EXAMPLE 9
Transiente Expression des humanen mpl-Liganden (hML)Transient Expression of the Human mpl Ligand (hML)
Um das Insert der vollen Lange, das in pDR2-FL2b enthalten ist, subzuklonieren, wurde das Plasmid vollstandig mit Xbal, danach partiell mit BamHI verdaut. Ein DNA-Fragment, welches dem 1,8 kb-Insert entspricht, wurde Gel-gereinigt und in pRK5 (pRK5-hmpl I) (siehe U.S.-PS 5,258,287 hinsichtlich der Konstruktion von pRK5) unter der Kontrolle des immediate-ear ly-Promotors des Zytomegalovirus subkloniert. DNA des Konstrukts pRK5-hmpl I wurde mittels der PEG-Methode herge-stellt und in humane embryonale Nieren-293-Zellen, die in Dulbecco's modifiziertem Eagle1s-Medium (DMEM), ergânzt mit F-12 Nährstoffmischung, 20 mM Hepes (pH 7,4) und 10-i fötalem Rinderserum, gehalten wurden, -transf iziert. Die Zeilen wur-den durch die Calciumphosphat-Methode wie beschrieben trans-fiziert (Gorman, C. (1985) in DNA Cloning: A Practical Approach (Glover, D.M., Hrsg.) Bd. II, S. 143-190, IRL Press, Washington, D.C.). 36 Std. nach der Transfektion wurde der Überstand der transfizierten Zeilen auf die Akti-vität in dem Proliferationsassay (siehe Beispiel 1) gete-stet. Der Überstand der nur mit dem pRK-Vektor transfizierten 293-Zellen ergab keine Stimulierung der Ba/F3- oder Ba/F3-mpl-Zeilen (Fig. 12A). Der Überstand der mit dem pRK5-hmpl I transfizierten Zeilen hatte keine Wirkung auf die Ba/F3-Zellen, stimuliert jedoch dramatisch die Proliferation der Ba/F3-mpl-Zellen (Fig. 12A), was zeigt, daß diese cDNA für einen funktionell aktiven humanen mpl-Liganden kodiert. BEISPIEL 10To subclone the full length insert contained in pDR2-FL2b, the plasmid was digested entirely with Xbal, then partially with BamHI. A DNA fragment corresponding to the 1.8 kb insert was gel purified and in pRK5 (pRK5-hmpl I) (see US Pat. No. 5,258,287 for the construction of pRK5) under the control of the immediate-ear ly promoter of the cytomegalovirus. DNA of the construct pRK5-hmpl I was prepared using the PEG method and in human embryonic kidney 293 cells, which were supplemented with F-12 nutrient mixture, 20 mM Hepes (pH 7 in Dulbecco's modified Eagle1s medium (DMEM) , 4) and 10-i fetal bovine serum, -transf ected. The lines were transfected by the calcium phosphate method as described (Gorman, C. (1985) in DNA Cloning: A Practical Approach (Glover, DM, ed.) Vol. II, pp. 143-190, IRL Press , Washington, DC). 36 hours after the transfection, the supernatant of the transfected lines was checked for activity in the proliferation assay (see Example 1). The supernatant of the 293 cells transfected only with the pRK vector showed no stimulation of the Ba / F3 or Ba / F3 mpl lines (FIG. 12A). The supernatant from the lines transfected with the pRK5-hmpl I had no effect on the Ba / F3 cells, but dramatically stimulated the proliferation of the Ba / F3-mpl cells (Fig. 12A), showing that this cDNA is functional for one encoded active human mpl ligand. EXAMPLE 10
Humane mpl-Ligand-Isoformen hML2, hML3 und hHL4Human mpl ligand isoforms hML2, hML3 and hHL4
Um alternativ gespleißte Formen des hML zu identifizieren, wurden Primer synthetisiert, die jedem Ende der kodierenden Sequenz von hML entsprechen. Diese Primer wurden in der RT-PCR verwendet, um humane RNA aus adulter Leber zu amplifi-zieren. Zusätzlich wurden interne Primer, die ausgewählte Bereiche von Interesse (siehe nachstehend) flankieren, kon-struiert und ähnlich verwendet. Die direkte Sequenzierung der Enden des PCR-Produkts ließ eine einzige Sequenz erkennen, die exakt derjenigen Sequenz der cDNA, die aus der hu-manen Bank aus fötaler Leber isoliert worden war, entsprach (siehe Fig. 1 [SEQ ID NO: 1]). Jedoch wies eine Region in der Nähe des C-Terminus der EPO-Domäne (in der Mitte des PCR-Produkts) ein komplexes Sequenzmuster auf, was die Exi-stenz von möglichen Spleißvarianten in dieser Region andeu-tet. Um diese Spleißvarianten zu isolieren, wurden die Primer, die in Tabelle 7 bereitgestellt sind und den interes-sierenden Bereich flankieren, in einer PCR als Matrizen für humane cDNA aus adulter Leber verwendet. TABELLE 7 PCR-Primer für humane ML-IsoformTo alternatively identify spliced forms of hML, primers were synthesized that correspond to each end of the coding sequence of hML. These primers were used in RT-PCR to amplify human RNA from adult liver. In addition, internal primers that flank selected areas of interest (see below) were constructed and used similarly. The direct sequencing of the ends of the PCR product revealed a single sequence which corresponded exactly to the sequence of the cDNA which had been isolated from the human bank from fetal liver (see FIG. 1 [SEQ ID NO: 1]) . However, a region near the C-terminus of the EPO domain (in the middle of the PCR product) showed a complex sequence pattern, which indicates the existence of possible splice variants in this region. In order to isolate these splice variants, the primers, which are provided in Table 7 and flank the area of interest, were used in a PCR as templates for human cDNA from adult liver. TABLE 7 PCR primer for human ML isoform
Die PCR-Produkte wurden mit glatten Enden in M13 subklc-niert. Die Sequenzierung von einzelnen Subklonen eröffnete die Existenz von wenigstens drei ML-Isoformen. Eine von die-sen, hML (auch bezeichnet als Î1ML332) , ist die langste Form und entspricht exakt der Sequenz, die aus der Bank der fStalen Leber isoliert worden ist. Die Sequenzen der vier huma-nen mpl-Ligand-Isoformen, aufgelistet ausgehend von der längsten (hML) zur kürzesten (hML-4) Isoform, sind in Fig. 11 bereitgestellt (Fig. 11 [SEQ ID NO: 6, 8, 9 & 10]). BEISPIEL 11The PCR products were subcloned with blunt ends in M13. The sequencing of individual subclones opened the existence of at least three ML isoforms. One of these, hML (also referred to as Î1ML332), is the longest form and corresponds exactly to the sequence that has been isolated from the bank of the f-liver. The sequences of the four human mpl ligand isoforms, listed from the longest (hML) to the shortest (hML-4) isoform, are provided in Fig. 11 (Fig. 11 [SEQ ID NO: 6, 8, 9 & 10]). EXAMPLE 11
Konstruktion und transiente Expression der humanen mpl-Ligand-Isoformen und Substitutions-Varxanten hML2, hML3 und hML(R153A, R154A)Construction and transient expression of the human mpl ligand isoforms and substitution varxants hML2, hML3 and hML (R153A, R154A)
Die Isoformen hML2 und hML3 und die Substitutions-Variante hML(R153A, R154A) wurden ausgehend von hML unter Verwendung der von Russell Higuchi, in PCR Protocols, A guide to Methods and Applications, Acad. Press, M.A. Innis, D.H. Gelfand, J.J. Sninsky & T.J. White Hrsg. beschriebenen re-kombinanten PCR-Technik rekonstitioniert.The isoforms hML2 and hML3 and the substitution variant hML (R153A, R154A) were based on hML using the methods of Russell Higuchi, in PCR Protocols, A guide to Methods and Applications, Acad. Press, M.A. Innis, D.H. Gelfand, J.J. Sninsky & T.J. White ed. Described reconstituted PCR technique reconstituted.
In allen Konstrukten sind die vervendeten "outside"-Primer in Tabelle 8 und die "überlappenden" Primer in Tabelle 9 ge-zeigt. TABELLE 8 Outside-PrimerIn all constructs, the "outside" primers used are shown in Table 8 and the "overlapping" primers in Table 9. TABLE 8 Outside primers
TABELLE 9 Überlappende PrimerTABLE 9 Overlapping primers
Alle PCR-Amplifikationen wurden mit klonierter Pfu-DNA-Poly-merase (Stratagene) unter Verwendung der folgenden Bedingun- gen durchgeführt: Die anfängliche Matrizendenaturierung wurde für 7 min bei 94°C durchgeführt, gefolgt von 30 Zyklen von 1 min bei 94°C, 1 min bei 55°C und 1,5 min bei 72°C. Den letzten Zyklus ließ man für 10 min bei 72°C extendieren. Das letztendliche PCR-Produkt wurde mit Clal-Xbal verdaut, Gel-gereinigt und in pRK5tkneo kloniert. 293-Zellen wurden mit den verschiedenen Konstrukten wie vorstehend beschrieben transfiziert, und der Überstand wurde unter Anwendung des Ba/F3-mpI-Proliferationsassays untersucht. hML-2 und hML-3 zeigten keine nachweisbare Aktivität in diesem Assay, jedoch war die Aktivität von hML(R153A, R-154A) ähnlich .zu hML, was zeigt, daß die Prozessierung an dieser di-basischen Stelle nicht für die Aktivität benötigt wird (siehe Fig. 13). BEISPIEL 12All PCR amplifications were performed with cloned Pfu DNA polymerase (Stratagene) using the following conditions: Initial template denaturation was carried out at 94 ° C for 7 min, followed by 30 cycles of 1 min at 94 ° C , 1 min at 55 ° C and 1.5 min at 72 ° C. The last cycle was allowed to extend at 72 ° C for 10 min. The final PCR product was digested with Clal-Xbal, gel purified and cloned into pRK5tkneo. 293 cells were transfected with the various constructs as described above and the supernatant was examined using the Ba / F3-mpI proliferation assay. hML-2 and hML-3 showed no detectable activity in this assay, but the activity of hML (R153A, R-154A) was similar to hML, which shows that processing at this di-basic site does not require activity (see Fig. 13). EXAMPLE 12
Maus-mpl-Ligand-cDNA mML, mML-2 und mML-3Mouse mpl ligand cDNA mML, mML-2 and mML-3
Isolierung der mML-cDNA.Isolation of the mML cDNA.
Ein DNA-Fragment, das der gesamten kodierenden Region des humanen mpl-Liganden entspricht, wurde durch PCR erhalten, Gel-gerei-nigt und durch "random priming" in der Gegenwart von 32P-dATP und 32P-dCTP markiert. Diese Probe wurde verwen- det, um 106 Klone'einer cDNA-Bank aus Mäuseleber in XGTIO (Clontech Katalog-Nr. ML3001a) zu durchmustern. Filterdupli-kate wurden in 35% Formamid, 5xSSC, lOxDenhardt's, 0,1% SDS, 0,05M Natriumphosphat (pH 6,5), 0,1% Natriumpyrophosphat, 100 /xg/ml beschallte Lachsspermien-DNA über Nacht in der Gegenwart der Probe hybridisiert. Die Filter wurden in 2xSSC gespült und danach einmal in 0,5xSSC, 0,1% SDS bei 42°C ge-waschen. Der hybridisierende Phage wurde Plaque-gereinigt, und die cDNA-Inserts wurden in die EcoRl-Stelle des Bluescript SK- Plasmids subkloniert. Der Klon "LD" mit einem 1,5 kb Insert wurde für die weitere Analyse gewählt, und beide Stränge wurden wie vorstehend für die humane ML-cDNA beschrieben sequenziert. Die Nukleotid- und abgeleitete Ami-nosauresequenz von Klon LD sind in Fig. 14 (SEQ ID NO: 1 & 11) bereitgestellt. Die abgeleitete reife ML-Sequenz von diesem Klon war 331 Aminosäurereste lang und wurde als 111ML331 (oder aus den nachstehend beschriebenen Gründen mML-2) be-zeichnet. Beträchtliche Identität sowohl hinsichtlich der Nukleotid- als auch der abgeleiteten Aminosäuresequenzen wurden in den EPO-ähnlichen Domänen dieser ML's beobachtet. Nachdem jedoch die abgeleiteten Aminosäuresequenzen der hu-manen und Maus-ML's zueinander ausgerichtet worden waren, schien die Maussequenz eine Tetrapeptid-Deletion zwischen den hümanen Resten 111 bis 114 zu besitzen, die der 12 Nukleotide langen Deletion entspricht, die auf die Nukleo-tidposition 618 folgt und in sowohl den humanen (siehe oben) und Schwein (siehe unten)-cDNA's gesehen wurde. Dementspre-chend wurden zusätzliche Klone untersucht, urn mögliche Maus-ML-Isoformen zu entdecken. Ein Klon, "L7", besaß ein 1,4 kb^-Insert mit einer abgeleiteten Sequenz von.335 Aminosäuren, welche das "fehlende" Tetrapeptid LPLQ enthält. Diese Form ist vermutlich der Maus-ML voller Lange und wird als mML oder Ï11ML335 bezeichnet. Die Nukleotid- und abgeleitete Ami-nosäuresequenz für mML sind in Fig. 16 (SEQ ID NO: 12 & 13) bereitgestellt. Letztendlich wurde der Klon "L2" isoliert und sequenziert. Dieser Klon besaß die dem hML3 entspre-chende 116 Nukleotide lange Deletion und wird daher mML-3 genannt.. Ein Vergleich der abgeleiteten Aminosäuresequenzen dieser zwei Isoformen ist in Fig. 16 gezeigt.A DNA fragment corresponding to the entire coding region of the human mpl ligand was obtained by PCR, gel-purified and labeled by "random priming" in the presence of 32P-dATP and 32P-dCTP. This sample was used to screen 106 clones of a mouse liver cDNA library in XGTIO (Clontech Catalog No. ML3001a). Filter duplicates were in 35% formamide, 5xSSC, lOxDenhardt's, 0.1% SDS, 0.05M sodium phosphate (pH 6.5), 0.1% sodium pyrophosphate, 100 / xg / ml sonicated salmon sperm DNA overnight in the presence hybridizes the sample. The filters were rinsed in 2xSSC and then washed once in 0.5xSSC, 0.1% SDS at 42 ° C. The hybridizing phage was plaque purified and the cDNA inserts were subcloned into the EcoRI site of the Bluescript SK plasmid. The clone "LD" with a 1.5 kb insert was chosen for further analysis and both strands were sequenced as described above for the human ML cDNA. The nucleotide and deduced amino acid sequence of clone LD are provided in Figure 14 (SEQ ID NO: 1 & 11). The derived mature ML sequence from this clone was 331 amino acid residues long and was designated 111ML331 (or mML-2 for the reasons described below). Considerable identity in terms of both nucleotide and deduced amino acid sequences was observed in the EPO-like domains of these ML's. However, after the deduced amino acid sequences of the human and mouse ML's were aligned, the mouse sequence appeared to have a tetrapeptide deletion between the human residues 111-114 that corresponds to the 12 nucleotide long deletion that corresponds to nucleotide position 618 follows and has been seen in both human (see above) and porcine (see below) cDNA's. Accordingly, additional clones were examined to discover possible mouse ML isoforms. One clone, "L7", had a 1.4 kb ^ insert with a derived sequence of 335 amino acids containing the "missing" tetrapeptide LPLQ. This shape is probably the full-length mouse ML and is referred to as mML or Ï11ML335. The nucleotide and deduced amino acid sequence for mML are provided in Figure 16 (SEQ ID NO: 12 & 13). Ultimately, clone "L2" was isolated and sequenced. This clone had the 116 nucleotide long deletion corresponding to hML3 and is therefore called mML-3. A comparison of the deduced amino acid sequences of these two isoforms is shown in FIG.
Expression des rekombinanten mML.Expression of the recombinant mML.
Expressionsvektoren für Maus-ML wurden im wesentlichen wie in Beispiel 8 beschrieben hergestellt. Für mML und mML-2 ko-dierende Klone wurden in pRK5tkneo, einem Säuger-Expressi-onsvektor, der eine Expression unter der Kontrolle des CMV-Promotors und einem SV40-Polyadenylierungssignal ermöglicht, subkloniert. Die resultierenden Expressionsvektoren, mMLpRKtkneo und mML2pRKtkneo, wurden unter Anwendung der Calciumphosphat-Methode transient in 293-Zellen transfi-ziert. Nach der transienten Transfektion wurde das Medium für 5 Tage konditioniert. Die Zeilen wurden in DMEM-Medien mit hoher Glukosekonzentration, ergânzt mit 10% fötalem Käl-berserum, gehalten.Expression vectors for mouse ML were prepared essentially as described in Example 8. Clones encoding mML and mML-2 were subcloned into pRK5tkneo, a mammalian expression vector which enables expression under the control of the CMV promoter and an SV40 polyadenylation signal. The resulting expression vectors, mMLpRKtkneo and mML2pRKtkneo, were transiently transfected into 293 cells using the calcium phosphate method. After the transient transfection, the medium was conditioned for 5 days. The lines were kept in high glucose DMEM media supplemented with 10% fetal calf serum.
Expression von Maus-mpl (mmpl) in Ba/F3-Zeilen.Expression of mouse mpl (mmpl) in Ba / F3 lines.
Stabile c-mpl exprimierende Zellinien wurden durch Transfektion von vanpl pRKtkneo erhalten, im wesentlichen wie für hu-manen mpl in Beispiel 1 beschrieben. Ein die gesamte kodie-rende Sequenz des Maus-mpI (Skoda, R.C., et al., EMBO J. 12:2645-2653 (1993)) enthaltender Èxpressionsvektor (20 pg; linearisiert) wurde durch Elektroporation (5 x 10 Zeilen, 250 Volt, 960 pF) in Ba/F3-Zellen transfiziert, worauf eine Selektion auf Neomycinresistenz mit 2 mg/ml G418 folgte. Die Expression von mpl wurde durch Durchflußzytometrie-Analyse unter Verwendung von Kaninchen-anti-Maus-mpl-IgG-Antiseren bestimmt. Die Ba/F3-Zellen wurden in RPMI 1640-Medium von WEHI -3B-Zeilen als Quelle für IL-3 gehalten. Die Überstände von mit sowohl mML als auch mML-2 transient transfizierten 293-Zeilen wurden in mit sowohl mmpl als auch hmpl transfi zierten BaF3-Zellen untersucht, wie in Beispiel 1 beschrieben . BEISPIEL 13 mpl-Ligand-cDNA vom Schwein pML und pML-2Stable cell lines expressing c-mpl were obtained by transfection of vanpl pRKtkneo, essentially as described for human mpl in Example 1. An expression vector (20 pg; linearized) containing the entire coding sequence of the mouse mpI (Skoda, RC, et al., EMBO J. 12: 2645-2653 (1993)) was generated by electroporation (5 x 10 lines, 250 Volt, 960 pF) in Ba / F3 cells, followed by a selection for neomycin resistance with 2 mg / ml G418. Expression of mpl was determined by flow cytometry analysis using rabbit anti-mouse mpl IgG antisera. The Ba / F3 cells were kept in RPMI 1640 medium from WEHI-3B lines as the source for IL-3. The supernatants from 293 lines transfected with both mML and mML-2 were examined in BaF3 cells transfected with both mmpl and hmpl, as described in Example 1. EXAMPLE 13 Pig pML and pML-2 mpl ligand cDNA
Schweine-ML (pML)-cDNA wurde durch RACE PCR isoliert. Ein Oligo-dT-Primer und zwei spezifische Primer wurden auf der Grundlage der Sequenz des Exons des für den Amino-Terminus des vom aplastischen Schweineserum isolierten ML kodierenden Schweine-ML-Gens entworfen. Ausgehend von verschiedenen aplastischen Schweinegeweben hergestellte cDNA wurde erhal- ten und amplifiziert. Ein PCR-cDNA-Produkt von 1342 bp wurde in Niere gefunden und subkloniert. Mehrare Klone wurden se-quenziert, und es wurde gefunden, daß diese für den reifen Schweine-mpl-Liganden (nicht ein vollständiges Sezernie-rungssignal umfassend) kodieren. Es wurde gefunden, daß die cDNA für ein reifes Protein aus 332 Aminosäuren (PML332) mit der in Fig. 18 (SEQ ID NO: 9 & 16) gezeigten Sequenz ko-diert.Porcine ML (pML) cDNA was isolated by RACE PCR. An oligo-dT primer and two specific primers were designed based on the sequence of the exon of the porcine ML gene encoding the amino terminus of the porcine serum-isolated ML gene. CDNA produced from various aplastic pig tissues was obtained and amplified. A 1342 bp PCR cDNA product was found in kidney and subcloned. Multiple clones were sequenced and found to encode the mature porcine mpl ligand (not comprising a complete secretion signal). The cDNA for a mature protein of 332 amino acids (PML332) was found to encode with the sequence shown in Figure 18 (SEQ ID NO: 9 & 16).
Verfahren:Method:
Isolierung des pML-Gens und cDNA.Isolation of the pML gene and cDNA.
Genomische Klone des Schweine-ML-Gens wurden dadurch iso-liert, daß eine genomische Bank vom Schwein in EMBL3 (Clontech Inc.) mit pR 45 durchmustert wurde. Die Bank wurde im wesentlichen wie in Beispiel 7 beschrieben durchmustert. Mehrere Klone wurden isoliert, und das Exon, welches für die Aminosäuresequenz kodiert, die identisch zu derjenigen ist, die ausgehend von gereinigtem ML erhalten wurde, sequen-ziert. Schweine-ML-cDNA wurde unter Anwendung einer Modifi-zierung des RACE PCR-Protokolls erhalten. Zwei spezifische ML-Primer wurden auf der Grundlage der Sequenz des Schweine-ML-Gens entworfen. Polyadenylierte mRNA wurde aus der Niere aplastischer Schweine im wesentlichen wie vorstehend beschrieben isoliert. Die cDNA wurde durch reverse Transkrip-tion mit dem BamdT-Primer (BamdT: 5' GACTCGAGG ATCCATCGAI il I I I I I I I I I I I' ITT 3') (SEQ ID NO: 55) der gegen den Polyadenosin-Schwanz der mRNA gerichtet ist, hergestellt. Eine anfängliche Runde der PCR-Amplifikation (28 Zyklen von 95°C für 60 Sekunden, 58°C für 60 Sekunden und 72°C für 90 Sekunden) wurde untar Verwendung des ML-spe-zifischen h-Vorwärts-1-Printers (h-forward-1: 5' GCTAGCTCTAGAAATTGCTCCTCGTGGTCATGCTTCT 3 ) (SEQ ID NO: 43) und dem BAMAD-Primer (BAMAD: 5' GACTCGAGGATCCATCG 3') (SEQ ID NO: 56) in einer 100 ml-Reaktion (50 mM KC1, 1,5 mM MgCl, 10 mM Tris pH 8,0, 0,2 mM dNTPs mit 0,05 U/ml Araplitaq-Polymerase [Perkin Elmer Inc.]) durchgefiihrt. Das PCR-Produkt wurde da-nach mit Clal verdaut, mit Phenol-Chloroform (1:1) extra-hiert, Ethanol-präzipitiert und zu 0,1 mg Bluescript SK Vektor (Stratagene Inc.), der mit Clal und Kpnl geschnitten worden war, ligiert. Nach zweistündiger Inkubation bei Raum-temperatur wurde ein Viertel der Ligierungsmischung direkt zu einer zweiten PCR-Runde (22 Zyklen, wie vorstehend be- schrieben) unter Verwendung eines zweiten ML-spezifischen Vorwärts-1-Primers (forward-1: 5' GCTAGCTCTAGAAGCCCGGCTCCTCCTGCCTG 3') (SEQ ID NO: 57) und T3-21 (ein Oligonukleotid, das an eine Sequenz bindet, die benachbart zu der multiplen Klonierungsregion innerhalb des Bluescript SK-Vektors liegt) (5' CGAAATTAACCCTCACTAAAG 3') (SEQ ID NO: 58). zugefiigt. Das resultierende PCR-Produkt wurde mit Xbal und Clal verdaut und in Bluescript SK- subkloniert. Mehrere Kione aus unabhängigen PCR-Reaktionen wurden sequenziert.Genomic clones of the porcine ML gene were isolated by screening a porcine genomic bank in EMBL3 (Clontech Inc.) with pR 45. The bank was screened essentially as described in Example 7. Several clones were isolated and the exon coding for the amino acid sequence identical to that obtained from purified ML was sequenced. Porcine ML cDNA was obtained using a modification of the RACE PCR protocol. Two specific ML primers were designed based on the sequence of the porcine ML gene. Polyadenylated mRNA was isolated from the kidneys of aplastic pigs essentially as described above. The cDNA was prepared by reverse transcription with the BamdT primer (BamdT: 5 'GACTCGAGG ATCCATCGAI il I I I I I I I I I I' ITT 3 ') (SEQ ID NO: 55), which is directed against the polyadenosine tail of the mRNA. An initial round of PCR amplification (28 cycles of 95 ° C for 60 seconds, 58 ° C for 60 seconds and 72 ° C for 90 seconds) was performed using the ML-specific h-forward-1 printer (h -forward-1: 5 'GCTAGCTCTAGAAATTGCTCCTCGTGGTCATGCTTCT 3) (SEQ ID NO: 43) and the BAMAD primer (BAMAD: 5' GACTCGAGGATCCATCG 3 ') (SEQ ID NO: 56) in a 100 ml reaction (50 mM KC1, 1 , 5 mM MgCl, 10 mM Tris pH 8.0, 0.2 mM dNTPs with 0.05 U / ml araplitaq polymerase [Perkin Elmer Inc.]). The PCR product was then digested with Clal, extracted with phenol-chloroform (1: 1), ethanol-precipitated and to 0.1 mg Bluescript SK vector (Stratagene Inc.), which had been cut with Clal and Kpnl was ligated. After two hours of incubation at room temperature, a quarter of the ligation mixture was directly transferred to a second round of PCR (22 cycles as described above) using a second ML-specific forward-1 primer (forward-1: 5 'GCTAGCTCTAGAAGCCCGGCTCCTCCTGCCTG 3 ') (SEQ ID NO: 57) and T3-21 (an oligonucleotide that binds to a sequence which is adjacent to the multiple cloning region within the Bluescript SK vector) (5' CGAAATTAACCCTCACTAAAG 3 ') (SEQ ID NO: 58 ). added. The resulting PCR product was digested with Xbal and Clal and subcloned into Bluescript SK-. Several kions from independent PCR reactions were sequenced.
Wiederum wurde ein zweite Form, die pML-2 bezeichnet wurde, identifiziert, welche fiir ein Protein mit einer 4 Aminosäu-rereste langen Deletion (328 Aminosäurereste) kodiert (siehe Fig. 21 [SEQ ID NO: 21]). Ein Vergleich der pML- und pML-2-Aminosäuresequenzen zeigt, daß die letztere Form identisch ist, mit der Ausnahme, daß das Tetrapeptid QLPP, welches denAgain, a second form, designated pML-2, was identified which encodes a protein with a 4 amino acid residue long deletion (328 amino acid residues) (see Figure 21 [SEQ ID NO: 21]). A comparison of the pML and pML-2 amino acid sequences shows that the latter form is identical, with the exception that the tetrapeptide QLPP, which the
Resten 111-114 einschließlich entspricht, deletiert worden ist (siehe Fig. 22 [SEQ ID NO: 18 & 21]). Die vier Aminosäu-ren lange Deletion, die in Maus-, humaner und Schweine-ML-cDNA beobachtet wurde, kommt an genau derselben Position in-nerhalb der vorausgesagten Proteine vor.Residues 111-114 inclusive, has been deleted (see Fig. 22 [SEQ ID NO: 18 & 21]). The four amino acid long deletion observed in mouse, human and porcine ML cDNA occurs in exactly the same position within the predicted proteins.
Beispiel 14 CMK-Assay für Thrombopoietin (TPO)-Induktion von Blutplätt- chen-Antigen GPIIblIIa ExpressionExample 14 CMK Assay for Thrombopoietin (TPO) Induction of Platelet Antigen GPIIblIIa Expression
Die CMK-Zellen werden in RMPI 1640-Medium (Sigma), ergänzt mit 10% fötalem Rinderserum und 10 mM Glutamin, gehalten.The CMK cells are kept in RMPI 1640 medium (Sigma) supplemented with 10% fetal bovine serum and 10 mM glutamine.
Zur Vorbereitung des Assays werden die Zeilen geerntet, ge-waschen und zu 5xl05 Zellen/ml in Serum-freien GIF-Medium, ergânzt mit 5 mg/1 Rinderinsulin, 10 mg/1 Apo-Transferrin, 1 X Spurenelemente, resuspendiert. In eine Gewebekulturplatte mit flachem Boden und 96 Vertiefungen werden die TPO-Stan-dard- oder Experiment-Proben in geeigneten Verdünnungen in 100 μΙ-Volumina in jede Vertiefung zugefügt. 100 μΐ der CMK- Zellsuspension wird in jede Vertiefung zugefügt, und die Ge-webekulturplatten werden bei 37°C in einem 5% C02-Inkubator für 48 Stunden inkubiert. Nach der Inkubation werden die Platten bei 1000 Upm bei 4°C für 5 Minuten zentrifugiert.To prepare the assay, the lines are harvested, washed and resuspended to 5 × 10 5 cells / ml in serum-free GIF medium, supplemented with 5 mg / 1 bovine insulin, 10 mg / 1 apo-transferrin, 1 X trace elements. In a flat-bottomed tissue culture plate with 96 wells, the TPO standard or experiment samples are added to each well in suitable dilutions in 100 μΙ volumes. 100 μΐ of the CMK cell suspension is added to each well, and the tissue culture plates are incubated at 37 ° C. in a 5% CO 2 incubator for 48 hours. After incubation, the plates are centrifuged at 1000 rpm at 4 ° C for 5 minutes.
Die Überstände werden verworfen, und 100 μΐ des FITC-konju-gierten GPIIblIIa-monoklonalen 2D2-Antikörpers werden in jede Vertiefung zugefügt. Nach einstündiger Inkubation bei 4°C werden die Platten wiederum bei 1000 Upm für 5 Minuten zentrifugiert. Die nicht-gebundene Antikörper enthaltenden Überstände werden verworfen, und 200 μΐ 0,1% BSA-PBS-Waschlösung wird zu jeder Vertiefung zugefügt. Der Wasch-schritt mit 0,1% BSA-PBS wird dreimal wiederholt. Die Zeilen werden danach in einem FASCAN unter Anwendung einer Stan-dard-Ein-Parameter-Analyse analysiert, wobei die relative Fluoreszenzintensität gemessen wird.The supernatants are discarded and 100 μl of the FITC-conjugated GPIIblIIa monoclonal 2D2 antibody are added to each well. After incubation at 4 ° C for 1 hour, the plates are again centrifuged at 1000 rpm for 5 minutes. The supernatants containing unbound antibody are discarded and 200 µl 0.1% BSA-PBS wash solution is added to each well. The washing step with 0.1% BSA-PBS is repeated three times. The lines are then analyzed in a FASCAN using a standard one parameter analysis, measuring the relative fluorescence intensity.
Beispiel 15 DAMI-Assay für Thrombopoietin (TPO) durch Hessen der endo-mitotischen Aktivität von DAMI-Ze]len in 96-Loch-Mikrotiter-platten DAMI-Zellen werden in IMDM + 10% Pferdeserum (Gibco), er-gänzt mit 10 mM Glutamin, 100 ng/ml Penicillin G und 50 μg/ml Streptomycin, gehalten. Zur Vorbereitung des Assays werden die Zeilen geerntet, gewaschen und zu 1x10 Zellen/ml in IMDM + 1% Pferdeserum resuspendiert. In einer Platte mit 9 6 Vertiefungen mit Rundböden werden 100 μΐ der TPO-Stan-dard- oder Experiment-Proben zu der DAMI-Zellsuspension zu-gefügt. Die Zeilen werden danach für 48 Stunden bei 37°C in einem 5% C02-lnkubator inkubiert. Nach der Inkubation werden die Platten in einer Sorvall 6000B-Zentrifuge bei 1000 Upm für 5 Minuten bei 4°C zentrifugiert. Die Überstände werden verworfen, und der Waschschritt mit 200 μΐ PBS-0,1% BSA wird wiederholt. Die Zeilen werden durch die Zugabe von 200 μΐ eiskaltem 70% Ethanol-PBS fixiert und durch Saugen resuspendiert. Nach 15-minütiger Inkubation bei 4°C werden die Platten bei 2000 Upm für 5 Minuten zentrifugiert und 150 μΐ 1 mg/ml RNAse, enthalten 0,1 mg/ml Propidiumiodid und 0,05% Tween-20, werden in jede Vertiefung zugegeben. Nach einer einstündigen Inkubation bei 37°'C werden die Veränderungen hinsichtlich des DNA-Gehalts durch Durchflußzytometrie ge-messen. Polyploïdie wird wie folgt gemessen und quantifi-ziert:Example 15 DAMI Assay for Thrombopoietin (TPO) by Hesse's Endo-Mitotic Activity of DAMI Cells in 96-well Microtiter Plates DAMI Cells are Replenished with 10 in IMDM + 10% Horse Serum (Gibco) mM glutamine, 100 ng / ml penicillin G and 50 μg / ml streptomycin. To prepare the assay, the lines are harvested, washed and resuspended at 1x10 cells / ml in IMDM + 1% horse serum. In a plate with 9 6 wells with round bottoms, 100 μ D of the TPO standard or experiment samples are added to the DAMI cell suspension. The lines are then incubated for 48 hours at 37 ° C in a 5% CO 2 incubator. After incubation, the plates are centrifuged in a Sorvall 6000B centrifuge at 1000 rpm for 5 minutes at 4 ° C. The supernatants are discarded and the washing step with 200 μl PBS-0.1% BSA is repeated. The lines are fixed by the addition of 200 μΐ ice-cold 70% ethanol-PBS and resuspended by suction. After incubation at 4 ° C for 15 minutes, the plates are centrifuged at 2000 rpm for 5 minutes and 150 μl of 1 mg / ml RNAse, containing 0.1 mg / ml propidium iodide and 0.05% Tween-20, are added to each well . After an hour's incubation at 37 ° C, the changes in DNA content are measured by flow cytometry. Polyploïdie is measured and quantified as follows:
Normalisierte Polyploid-Rate (NPR) = (%Zellen in>G2->-M/%Zellen in <G2+M) mit TPO (%Zellen in >G2+M/%Zellen in <G2+M) in KontrolleNormalized polyploid rate (NPR) = (% cells in> G2 -> - M /% cells in <G2 + M) with TPO (% cells in> G2 + M /% cells in <G2 + M) in control
Beispiel 16Example 16
Thrombopoietin (TPO) in vivo-Assay (Maus-Blutplättchen-Rebound-Assay) jjj vivo-Assay für Bestimmung der Blutplättchenproduktion C57BL6-Mäuse (erhalten von Charles River) werden intraperitoneal (IP) mit 1 ml Ziege-Anti-Maus-Blutplättchen-Serum (6 amps) am Tag 1 injiziert, urn Thrombozytopenie zu erzeugen.Thrombopoietin (TPO) in vivo assay (mouse platelet rebound assay), jjj vivo assay for determining platelet production. C57BL6 mice (obtained from Charles River) are intraperitoneally (IP) with 1 ml goat anti-mouse platelet Serum (6 amps) injected on day 1 to produce thrombocytopenia.
An den Tagen 5 und 6 werden den Mäusen zwei IP-Injektionen des Faktors oder PBS als Kontrolle verabreicht. Am Tag 7 werden 30 ßCi Na235S04 in 0,1 ml Kochsalzlösung intravenös injiziert, und der Prozentsatz des 35S-Einbaus der injizier-ten Dosis in zirkulierende Blutplättchen wird in den von den behandelten und Kontrollmäusen erhaltenen Blutproben gemes-sen. Die Blutplättchenzählungen und Leukozytenzählungen werden zur selben Zeit in Blut durchgeführt, das von dem retro-orbitalen Sinus erhalten wurde.On days 5 and 6, the mice were given two IP injections of the factor or PBS as a control. On day 7, 30 βCi Na235S04 in 0.1 ml saline is injected intravenously and the percentage of 35S incorporation of the injected dose into circulating platelets is measured in the blood samples obtained from the treated and control mice. The platelet counts and white blood cell counts are performed at the same time in blood obtained from the retro-orbital sinus.
Beispiel 17 KIRA ELISA für Thrombopoietin (TPO) durch Messen der Phos-phorylierung des chimären iupl-Rse.gD-RezeptorsExample 17 KIRA ELISA for thrombopoietin (TPO) by measuring the phosphorylation of the chimeric iupl-Rse.gD receptor
Der humane mpl-Rezeptor ist von Vigon et al., PNAS, USA 89:5640-5644 (1992) beschrieben worden. Ein chimärer Rezep-tor, der die extrazelluläre Domäne (ECD) des mpl-Rezeptors und die Transmembran (TM)- und intrazelluläre Domäne (ICD) des Rse (Mark et al, J. of Biol. Chem. 269(14):10720-10728 [1994]) mit einem Carboxyl-terminalen Polypeptidanhang (flag polypeptide) (d.h. Rse.gD) umfaßt, wurde für eine Verwendung in dem hierin beschriebenen KIRA ELISA hergestellt. Siehe Fig. 30 und 31 hinsichtlich einer diagrammartigen Beschrei-bung des Assays. (a) Préparation des Abfang-AgensThe human mpl receptor has been described by Vigon et al., PNAS, USA 89: 5640-5644 (1992). A chimeric receptor that encompasses the extracellular domain (ECD) of the mpl receptor and the transmembrane (TM) and intracellular domain (ICD) of the Rse (Mark et al, J. of Biol. Chem. 269 (14): 10720 -10728 [1994]) with a carboxyl-terminal polypeptide tag (ie Rse.gD) was prepared for use in the KIRA ELISA described herein. See Figures 30 and 31 for a diagrammatic description of the assay. (a) Preparation of the trapping agent
Monoklonaler Anti-gD (Klon 5B6) wurde gegen ein Peptid des Glycoproteins D von Herpes simplex-virus (Paborsky et al., Protein Engineering 3 (6):547-553[1990]) hergestellt. Die ge-reinigte Stammprâparation wurde auf 3,0 mg/ml in Phosphat-gepufferter Kochsalzlösung (PBS), pH 7,4 eingestellt, und 1,0 ml-Aliquots wurden bei -20°C gelagert. (b) Präparation des Anti-Phosphotyrosin-Antikörpers Monoklonaler Anti-Phosphotyrosin-Antikörper, Klon 4G10, wurde von UBI (Lake Placid, NY) bezogen und unter Verwendung von langarmigem Biotin-N-Hydroxysuccinamid (Biotin-X-NHS, Research Organics, Cleveland, OH) biotinyliert. (c) LigandMonoclonal anti-gD (clone 5B6) was produced against a peptide of the glycoprotein D of herpes simplex-virus (Paborsky et al., Protein Engineering 3 (6): 547-553 [1990]). The purified stock preparation was adjusted to 3.0 mg / ml in phosphate buffered saline (PBS), pH 7.4, and 1.0 ml aliquots were stored at -20 ° C. (b) Preparation of Anti-Phosphotyrosine Antibody Monoclonal anti-phosphotyrosine antibody, clone 4G10, was obtained from UBI (Lake Placid, NY) and using long-arm biotin-N-hydroxysuccinamide (Biotin-X-NHS, Research Organics, Cleveland, OH) biotinylated. (c) Ligand
Der mpl-Ligand wurde durch die hierin beschriebenen rekombi-nanten Techniken hergestellt. Der gereinigte mpl-Ligand wurde bei 4°C als Stammlösung gelagert. (d) Präparation der Rse.gD-NukleinsäureThe mpl ligand was made by the recombinant techniques described herein. The purified mpl ligand was stored as a stock solution at 4 ° C. (d) Preparation of the Rse.gD nucleic acid
Synthetische doppelsträngige Oligonukleotide wurden verwennet, um die kodierende Sequenz für die C-terminalen 10 Ami-nosäuren (880-890) des humanen Rse zu rekonstitutionieren und zusätzliche 21 Arainosäuren, die ein Epitop für den Anti-körper 5B6 und ein Stopcodon enthalten, zuzufügen. Die Ta-belle 10 stellt die Endsequenz des synthetischen Teils des Fusiongens dar.Synthetic double-stranded oligonucleotides were used to reconstitute the coding sequence for the C-terminal 10 amino acids (880-890) of human Rse and to add an additional 21 araino acids containing an anti-body 5B6 epitope and a stop codon. Table 10 represents the final sequence of the synthetic part of the fusion gene.
Tabelle 10Table 10
Synthetischer doppelsträngiger Teil des humanen Rse-Fusion-Synthetic double-stranded part of human Rse fusion
GensGene
Die synthetische DNA wurde ligiert mit der für die Amincsäu-ren 1-880 des humanen Rse kodierenden cDNA an der Pstl-Stelle, beginnend am Nukleotid 2644 der publizierten cDNA-Sequenz des humanen Rse (Mark et al, Journal of Biological Chemistry 269(14):10720-10728 [1994]), und den HindlII-Stel-len in dem Polylinker des Expressionsvektors pSV17.ID.LL (siehe Fig. 32A-L; SEQ ID NO:22), um das Expressionsplasmid pSV.ID.Rse.gD zu erzeugen. Das Expressionsplasmid umfaßt ein dicistronisches primäres Transkript, welches die für den DHFR kodierende Sequenz enthält, die von 5'-Spleißdonor- und 31-Spleißakzeptor-Intronspleißstellen umgeben ist, gefolgt von der Sequenz, die für den Rse.gD kodiert. Die Boten-RNA der vollen Lange (nicht gespleißt), enthält DHFR als erstes offenes Leseraster und erzeugt daher ein DHFR-Protein, wo-durch stabile Transformanten selektiert werden können. (e) Präparation der mpl-Rse.gD-NukleinsäureThe synthetic DNA was ligated with the cDNA coding for the amino acids 1-880 of human Rse at the PstI site, starting at nucleotide 2644 of the published cDNA sequence of human Rse (Mark et al, Journal of Biological Chemistry 269 (14 ): 10720-10728 [1994]), and the HindIII positions in the polylinker of the expression vector pSV17.ID.LL (see FIG. 32A-L; SEQ ID NO: 22) to the expression plasmid pSV.ID.Rse to generate .gD. The expression plasmid comprises a dicistronic primary transcript containing the sequence coding for the DHFR, which is surrounded by 5 'splice donor and 31 splice acceptor intron splice sites, followed by the sequence coding for the Rse.gD. The full-length messenger RNA (not spliced) contains DHFR as the first open reading frame and therefore generates a DHFR protein, by means of which stable transformants can be selected. (e) Preparation of the mpl-Rse.gD nucleic acid
Das wie vorstehend beschrieben hergestellte Expressionsplasmid pSV.ID.Rse.gD wurde modifiziert, um das Plasmid pSV.ID.M.tmRd6 herzustellen, das die kodierende Sequenz der ECO des humanen mpl (Aminosäuren 1-491) fusioniert an dieThe expression plasmid pSV.ID.Rse.gD, prepared as described above, was modified to produce the plasmid pSV.ID.M.tmRd6, which fuses the coding sequence of the ECO of human mpl (amino acids 1-491) to the
Transmembrandomäne und die intrazelluläre Domäne des Rse.gD (Aininosäuren 429-911) , enthielt. Synthetische Oligonukleo tide wurden verwendet, urn die kodierende Sequenz eines Teils der extrazellulären Domäne des humanen mpl an einen Teil der für Rse kodierenden Sequenz in einer zweistufigen PCR-Klo-nierungsreaktion zu knüpfen, wie beschrieben von Mark et.al., J.Biol. Chem. 267:26166-26171 (1992). Die für die erste PCR-Reaktion verwendeten Primer waren Ml (5'-TCTCGCTACCGTTTACAG-3') (SEQ ID NO: 61) und M2 (5'-CAGGTACCCACCAGGCGGTCTCGGT-3') (SEQ ID NO: 62)Transmembrane domain and the intracellular domain of Rse.gD (amino acids 429-911). Synthetic oligonucleotides were used to link the coding sequence of a portion of the extracellular domain of human mpl to a portion of the Rse coding sequence in a two-step PCR cloning reaction as described by Mark et.al., J.Biol. Chem. 267: 26166-26171 (1992). The primers used for the first PCR reaction were MI (5'-TCTCGCTACCGTTTACAG-3 ') (SEQ ID NO: 61) and M2 (5'-CAGGTACCCACCAGGCGGTCTCGGT-3') (SEQ ID NO: 62)
mit einer mpl-cDNA-Matrize und RI (5'-GGGCCATGACACTGTCAA-3') (SEQ ID NO: 63) und R2 (5'-GACCGCCACCGAGACCGCCTGGTGGGTACCTGTGGTCCTT-3') (SEQ ID NO: 64) mit einer Rse-cDNA-Matrize. Der PvuII-Smal-Teil dieser Fusi-onsverbindung wurde für die Konstruktion des chimâren Rezep-tors voiler Lange verwendet. (f) Zelltransformation DP12.CHO-Zellen (EP 307247, verôffentlicht am 15. März 1989) wurden durch Elektroporation mit pSV.ID.M.tmRd6, welcher an einer einzigen Notl-Stelle in dem Plasmidteil linearisiert worden war, transformeert. Die DNA wurde nach einer Phenol/Chloroform-Extrakt ion Ethanol-präzipitiert und in 20 μΐ 1/10 Tris EDTA resuspendiert. Danach wurden 10 pg DNA mit 107 CHO DP12-Zellen in 1 ml PBS vor der Elektroporation bei 400 Volt und 330 μί für 10 Minuten auf Eis inkubiert. Die Zeilen wurden für 10 Minuten zurück zum Eis gebracht, bevor sie in nicht-selektives Medium ausgesät wurden. Nach 24 Stunden wurden die Zeilen in Nukleosid-freiem Medium inku- biert, urn auf stabile DHFR+ Klone zu selektieren.with an mpl cDNA template and RI (5'-GGGCCATGACACTGTCAA-3 ') (SEQ ID NO: 63) and R2 (5'-GACCGCCACCGAGACCGCCTGGTGGGTACCTGTGGTCCTT-3') (SEQ ID NO: 64) with a Rse-cDNA . The PvuII-Smal part of this fusion connection was used for the construction of the chimeric receptor voiler Lange. (f) Cell transformation DP12.CHO cells (EP 307247, published March 15, 1989) were transformed by electroporation with pSV.ID.M.tmRd6, which had been linearized at a single NotI site in the plasmid part. The DNA was ethanol-precipitated after a phenol / chloroform extract and resuspended in 20 μΐ 1/10 Tris EDTA. Then 10 pg DNA with 107 CHO DP12 cells in 1 ml PBS before electroporation at 400 volts and 330 μί for 10 minutes on ice. The lines were brought back to ice for 10 minutes before being seeded in non-selective medium. After 24 hours, the lines were incubated in nucleoside-free medium in order to select for stable DHFR + clones.
(g) Selektion der transformierten Zeilen für die Verwendung in dem KIRA ELISA(g) Selection of the transformed lines for use in the KIRA ELISA
Mpl/Rse.gD exprimierende Klone wurden durch Western-Blotting der Gesamtzellysate nach Fraktionierung durch SDS-PAGE unter Verwendung des Antikörpers 5B6, welcher das gD-Epitop-tag erkennt, identifiziert. (h) MedienClones expressing Mpl / Rse.gD were identified by Western blotting of the total cell lysates after fractionation by SDS-PAGE using the antibody 5B6, which recognizes the gD epitope tag. (h) media
Die Zeilen wurden in F12/DMEM 50:50 (Gibco/BRL, Life Technologies, Grand Island, NY) kultiviert. Die Medien wurden er-gänzt mit 10% diafiltiertem FBS (HyClone, Logan, Utah), 25 mM HEPES und 2 mM L-Glutamin.The lines were cultivated in F12 / DMEM 50:50 (Gibco / BRL, Life Technologies, Grand Island, NY). The media were supplemented with 10% diafiltered FBS (HyClone, Logan, Utah), 25 mM HEPES and 2 mM L-glutamine.
(i) KIRA ELISA(i) KIRA ELISA
Mit mpl-Rse.gD transformierte DP12CHO-Zellen wurden in den Vertiefungen einer Kulturplatte mit flachem Boden und 96 Vertiefungen in 100 μΐ Medium ausgesät (3xl04 pro Vertie-fung) und über Nacht bei 37°C in 5% C02 kultiviert. Am fol-genden Morgen wurden die Überstände in den Vertiefungen de-kantiert, und die Platten leicht auf einem Papierhandtuch abgeklopft. 50 μΐ Medium, enthaltend entweder die Experi-mentproben oder 200, 50, 12,5, 3,12r 0,78, 0,19, 0,048 oder 0 ng/ml mpl-Ligand, wurden danach zu jeder Vertiefung zuge-geben. Die Zeilen wurdèn bei 37°C für 30 Minuten stimuliert, die Überstände in den Vertiefungen wurden dekantiert und die Platten noch einmal leicht auf einem Papierhandtuch abgeklopft. Um die Zeilen zu lysieren und die chimären Rezepto-ren in Lösung zu bringen, wurden 100 μΐ Lysepuffer zu jeder Vertiefung zugefügt. Der Lysepuffer bestand aus 150 mM NaCl, enthaltend 50 mM HEPES (Gibco), 0,5% Triton-X 100 (Gibco), 0,01% Thimerosal, 30 KIU/ml Aprotinin (ICN Biochemicals, Aurora, OH), 1 mM 4-(2-Aminoethyl)-benzolsulfonylfluorid-hydrochlorid (AEBSF; ICN Biochemicals), 50 μΜ Leupeptin (ICNDP12CHO cells transformed with mpl-Rse.gD were sown in the wells of a culture plate with flat bottom and 96 wells in 100 μl medium (3 × 10 4 per well) and cultivated overnight at 37 ° C. in 5% CO 2. The following morning, the supernatants in the wells were decanted and the plates were gently tapped on a paper towel. 50 μl medium, containing either the experiment samples or 200, 50, 12.5, 3.12r 0.78, 0.19, 0.048 or 0 ng / ml mpl ligand, were then added to each well. The lines were stimulated at 37 ° C for 30 minutes, the supernatants in the wells were decanted and the plates were gently tapped again on a paper towel. In order to lyse the lines and to bring the chimeric receptors into solution, 100 μl lysis buffer was added to each well. The lysis buffer consisted of 150 mM NaCl containing 50 mM HEPES (Gibco), 0.5% Triton-X 100 (Gibco), 0.01% thimerosal, 30 KIU / ml aprotinin (ICN Biochemicals, Aurora, OH), 1 mM 4- (2-Aminoethyl) benzenesulfonyl fluoride hydrochloride (AEBSF; ICN Biochemicals), 50 μL leupeptin (ICN
Biochemicals) und 2 mM Natrium Orthovanadat (Na3V04; Sigma Chemical Co, St. Louis, MO), pH 7,5. Die Platte wurde danach auf einem Plattenschüttler (Bellco Instruments, Vineland, NJ) für 60 Minuten bei Raumtemperatur sanft bewegt. Während die Zeilen in Lösung gingen, wurde eine ELISA-Mikro-titerplatte (Nunc Maxisorp, Inter Med, Dänemark) , die iiber Nacht bei 4°C mit dem monoklonalen Anti-gD-Antikörper 5B6 (5,0 jLig/ml in 50 mM Carbonatpuffer, pH 9,6, .100 μΙ/Vertiefung) beschichtet worden war, dekantiert, auf einem Papierhandtuch abgeklopft und mit 150 μΙ/Vertiefung Blockie-rungspuffer [PBS, enthaltend 0,5% BSA (Intergen Company, Purchase, NY) und 0,01% Thimerosal] für 60 Minuten bei Raumtemperatur mit sanfter Bewegung abgesättigt (blockiert).Biochemicals) and 2 mM sodium orthovanadate (Na3V04; Sigma Chemical Co, St. Louis, MO), pH 7.5. The plate was then gently agitated on a plate shaker (Bellco Instruments, Vineland, NJ) for 60 minutes at room temperature. While the lines were dissolving, an ELISA micro-titer plate (Nunc Maxisorp, Inter Med, Denmark) was run overnight at 4 ° C with the anti-gD monoclonal antibody 5B6 (5.0 jLig / ml in 50 mM Carbonate buffer, pH 9.6, .100 μΙ / well) had been coated, decanted, tapped on a paper towel and blocked with 150 μΙ / well blocking buffer [PBS, containing 0.5% BSA (Intergen Company, Purchase, NY) and 0.01% thimerosal] saturated (blocked) for 60 minutes at room temperature with gentle movement.
Nach 60 Minuten wurde die mit Anti-gD 5B6 beschichtete Platte 6 mal mit Waschpuffer (PBS, enthaltend 0,05% Tween-20 und 0,01% Thimerosal) unter Verwendung eines automatisierten Plattenwaschgeräts (ScanWasher 300, Skatron Instruments,After 60 minutes, the plate coated with anti-gD 5B6 was washed 6 times with wash buffer (PBS containing 0.05% Tween-20 and 0.01% thimerosal) using an automated plate washer (ScanWasher 300, Skatron Instruments,
Inc., Sterling, VA) gewaschen.Inc., Sterling, VA).
Das Lysat, welches solubilisierten MPL/Rse.gD von den Zell-kultur-Mikrotitervertiefungen enthielt, wurde in mit Anti-gD 5B6 beschichtete und abgesättigte ELISA-Vertiefungen trans-feriert (85 μΙ/Vertiefung) und für 2 Stunden bei Raumtemperatur mit sanfter Bewegung xnkubxert. Ungebundener mpl Rse.gD wurde durch Waschen mit Waschpuffer entfernt, und 100 μΐ biotinylierter 4G10 (Anti-Phosphotyrosin), 1:18000 in Verdünnungspuffer (PBS, enthaltend 0,5% BSA, 0,05-s Tween-20, 5 mM EDTA und 0,01% Thimerosal) verdünnt, d.h. 56 ng/ml wur-den in jede Vertiefung zugefügt. Nach 2-stündiger Inkubation bei Raumtemperatur wurde die Platte gewaschen, und 100 μΐ Meerrettichperoxidase (HRPO)-konjugiertes Streptavidin (Zymed Laboratories, S.San Francisco, CA), 1:60000 in Verdünnungspuf fer verdünnt, wurden zu jeder Vertiefung zugefügt. Die Platte wurde für 30 Minuten bei Raumtemperatur mit sanfter Bewegung inkubiert. Das freie Avidin-Konjugat wurde weggewaschen, und 100 μΐ frisch hergestellte Substratlösung (Tetramethylbenzidin [TMB]; 2-Komponenten-Substratkit, Kirkegaard und Perry, Gaithersburg, MD) wurden zu jeder Ver-tiefung hinzugefügt. Man ließ die Reaktion 10 Minuten lang fortschreiten, wonach die Farbentwicklung durch die Zugabe von 100 μΙ/Vertiefung 1,0 M H3P04 gestoppt wurde. Die Absorption bei 450 nm wurde bei einer Bezugswellenlänge von 650 nm (ABS450/650) unter Verwendung eines vmax Platten-Lese-geräts (Molecular Devices, Palo Alto, CA), das durch einen Macintosh Centris 650 (Apple Computers, Cupertino, CA) und DeltaSoft Software (BioMetallics, Inc. Princeton, NJ) kon-trolliert wurde, gelesen.The lysate, which contained solubilized MPL / Rse.gD from the cell culture microtiter wells, was transferred to anti-gD 5B6 coated and saturated ELISA wells (85 μΙ / well) and for 2 hours at room temperature with gentle agitation xnkubxert. Unbound mpl Rse.gD was removed by washing with wash buffer, and 100 μl biotinylated 4G10 (anti-phosphotyrosine), 1: 18000 in dilution buffer (PBS, containing 0.5% BSA, 0.05-s Tween-20, 5 mM EDTA and 0.01% thimerosal), ie 56 ng / ml was added to each well. After 2 hours incubation at room temperature, the plate was washed, and 100 µΐ horseradish peroxidase (HRPO) conjugated streptavidin (Zymed Laboratories, S.San Francisco, CA), diluted 1: 60,000 in dilution buffer, were added to each well. The plate was incubated for 30 minutes at room temperature with gentle agitation. The free avidin conjugate was washed away and 100 μl of freshly prepared substrate solution (tetramethylbenzidine [TMB]; 2-component substrate kit, Kirkegaard and Perry, Gaithersburg, MD) were added to each well. The reaction was allowed to proceed for 10 minutes, after which color development was stopped by the addition of 100 μl / well of 1.0 M H3P04. Absorbance at 450 nm was measured at a reference wavelength of 650 nm (ABS450 / 650) using a vmax plate reader (Molecular Devices, Palo Alto, CA) by a Macintosh Centris 650 (Apple Computers, Cupertino, CA) and DeltaSoft Software (BioMetallics, Inc. Princeton, NJ).
Die Standardkurve wurde durch Stimulieren von dpl2.trkA,B-oder C.gD-Zellen mit 200, 50, 12,5, 3,12, 0,78, 0,19, 0,048 oder 0 ng/ml mpl-Ligand erzeugt urd als ng/ml TPO versusThe standard curve was generated by stimulating dpl2.trkA, B or C.gD cells with 200, 50, 12.5, 3.12, 0.78, 0.19, 0.048 or 0 ng / ml mpl ligand as ng / ml TPO versus
Mittelwert ABS450/650 - unter Anwendung des DeltaSoft-Pro-gramms präsentiert. Die Probenkonzentrationen wurden durch Interpolation ihrer Absorption an der Standardkurve erhalten und sind als ng/ml TPO-Aktivität ausgedrückt.Average ABS450 / 650 - presented using the DeltaSoft program. The sample concentrations were obtained by interpolating their absorption on the standard curve and are expressed as ng / ml TPO activity.
Es wurde gefunden, daß der mpl-Ligand den chimären mpl-Rse.gD-Rezeptor in einer konzentrationsabhängigen und Li-gand-spezifischen Weise aktivieren kann. Weiterhin wurde gefunden, daß der mpl-Rse.gD KIRA-ELISA bis zu 100% humanes Serum (gezeigt) oder 100% Plasma (nicht gezeigt) toleriert, was die Verwendung des Assays erlaubt, urn schnell Patienten-und pK-Proben zu durchmustern. 293-produziertes TPO332 Std KurveIt has been found that the mpl ligand can activate the mpl-Rse.gD chimeric receptor in a concentration-dependent and ligand-specific manner. Furthermore, it was found that the mpl-Rse.gD KIRA ELISA tolerates up to 100% human serum (shown) or 100% plasma (not shown), which allows the use of the assay to quickly screen patient and pK samples . 293-produced TPO332 hour curve
TPO Konz. (ng/ml)TPO conc. (Ng / ml)
Beispiel 18Example 18
Rezeptor-vermittelter ELISA für Thrombopoietin (TPO) ELISA-Platten wurden mit Kaninchen F(ab')2-Anti-human IgG (Fc) in Carbonatpuffer, pH 9,6., bei 4°C über Nacht beschich-tet. Die Platten wurden mit 0,5% Rinderserumalbumin in PBS für eine Stunde bei Raumtemperatur abgesättigt. Die Fermen-terernte, enthaltend den chimären Rezeptor, mpl-IgG, wurde zu den Platten zugefügt und für 2 Stunden inkubiert. Zwei-fach-Reihenverdünnungen (0,39-25 ng/ml) des Stai dards (TPO332, hergestellt in 293-Zellen mit der mittels quantita-tiver Aminosäureanalyse bestimmten Konzentration) und rei-henverdünnte Proben in 0,5% Rinderserumalbumin, 0,05% Twen-20 wurden zu den Platten zugefügt und für 2 Stunden inkubiert. Gebundenes TPO wurde mit gereinigtem Protein A, bio-tinylierten Kaninchen-Antikörpern gegen TP0155, welches in E.coli (1 Stunde Inkubation) hergestellt wurde, gefolgt von Streptavidin-Peroxidase (30 Minuten Inkubation) und 3,3',5,5'-Tetramethylbenzidin als Substrat detektiert. Die Absorption wurde bei 450 nm abgelesen. Die Platten, wurden zwischen den Schritten gewaschen. Zur Datenanalyse wird dieReceptor-mediated ELISA for thrombopoietin (TPO) ELISA plates were coated with rabbit F (ab ') 2-anti-human IgG (Fc) in carbonate buffer, pH 9.6., At 4 ° C. overnight. The plates were saturated with 0.5% bovine serum albumin in PBS for one hour at room temperature. The fermentation crop containing the chimeric receptor, mpl-IgG, was added to the plates and incubated for 2 hours. Two-fold serial dilutions (0.39-25 ng / ml) of the standard (TPO332, produced in 293 cells with the concentration determined by means of quantitative amino acid analysis) and serially diluted samples in 0.5% bovine serum albumin, 05% Twen-20 was added to the plates and incubated for 2 hours. Bound TPO was purified with Protein A, bio-tinylated rabbit antibodies to TP0155, which was prepared in E. coli (1 hour incubation), followed by streptavidin peroxidase (30 minutes incubation) and 3.3 ', 5.5' -Tetramethylbenzidin detected as a substrate. The absorbance was read at 450 nm. The plates were washed between steps. For data analysis, the
Standardkurve unter Anwendung eines Vier-Parameter-Kurvenan-passungsprogramms von Kaleidagraph angepaßt. Die Probenkon-zentrationen wurden ausgehend von der Standardkurve berech-net.Standard curve fitted using a Kaleidagraph four-parameter curve fitting program. The sample concentrations were calculated based on the standard curve.
Beispiel 19Example 19
Expression und Reinigung des TPO von 293-zellen 1. Preparation der Expressionsvektoren für 293-Zellen.Expression and purification of the TPO of 293 cells 1. Preparation of the expression vectors for 293 cells.
Eine dem gesamten offenen Leseraster für TPO entsprechende cDNA wurde unter Verwendung der folgenden Oligonukleotide als Primer durch PCR erhalten:A cDNA corresponding to the entire open reading frame for TPO was obtained by PCR using the following oligonucleotides as primers:
Tabelle 11 293 PCR-PrimerTable 11 293 PCR primers
PRK5-hmpl I (beschrieben in Beispiel 9) wurde als Matrize für die Reaktion in der Gegenwart der pfu-DNA-Polymerase (Stratagene) verwendet. Die anfängliche Denaturierung er-folgte für 7 Minuten bei 94°C, worauf 25 Amplifikationszy-klen (1 Minute bei 94°, 1 Minute bei 55°C und 1 Minute bei 72°C) folgten. Die letzte Extension erfolgte für 15 Minuten bei 12°C. Das PCR-Produkt wurde gereinigt und zwischen die Restriktionsstellen Clal und Xbal des Plasmids pRK5tkneo, einem vom pRK5 abstammenden Vektor, der derart modifiziert wurde, daß ein Neomycin-Resistenzgen unter der Kontrolle des Thymidinkinase-Promotors exprimiert wird, kloniert, urn den Vektor pRK5tkneo.ORF zu erhalten. Ein zweites Konstrukt, das der epo-homologen Domäne entspricht, wurde auf dieselbe Weise, jedoch unter Verwendung des Cla.FL.F als Vorwärts-Primer und des folgenden reversen Primers erzeugt:PRK5-hmpl I (described in Example 9) was used as a template for the reaction in the presence of the pfu DNA polymerase (Stratagene). The initial denaturation was for 7 minutes at 94 ° C, followed by 25 amplification cycles (1 minute at 94 °, 1 minute at 55 ° C and 1 minute at 72 ° C). The last extension was carried out for 15 minutes at 12 ° C. The PCR product was purified and cloned between the Clal and Xbal restriction sites of plasmid pRK5tkneo, a vector derived from pRK5 and modified to express a neomycin resistance gene under the control of the thymidine kinase promoter, to the vector pRK5tkneo. Get ORF. A second construct, corresponding to the epo-homologous domain, was generated in the same way, but using the Cla.FL.F as a forward primer and the following reverse primer:
Arg.STOP.Xba: 5' TCT AGA TCT AGA TCA CCT GAG GCA GAG GGT GGA CC 3' (SEQ ID NO: 66)Arg.STOP.Xba: 5 'TCT AGA TCT AGA TCA CCT GAG GCA GAG GGT GGA CC 3' (SEQ ID NO: 66)
Das letztendliche Konstrukt wird pRK5-tkneoEP0-D genannt.The final construct is called pRK5-tkneoEP0-D.
Die Sequenz beider Konstrukte wurde wie in Beispiel 7 be-schrieben verifiziert. 2. Transfektion humaner embryonaler Nieren-ZellenThe sequence of both constructs was verified as described in Example 7. 2. Transfection of human embryonic kidney cells
Diese zwei Konstrukte wurden in humane embryonale Nierenzel-len mittels der CaP04-Methode, wie in Beispiel 9 beschrie-ben, transfiziert. 24 Stunden nach der Transfektion wurde die Selektion Neomycin-resistenter Klone in der Gegenwart von 0,4 mg/ml G418 gestartet. 10 bis 15 Tage später wurden EinzelkoIonien in Platten mit 96 Vertiefungen überführt und bis zur Konfluenz wachsengelassen. Die Expression von ML153 oder ML332 in den konditionierten Medien von diesen Klonen wurde mittels des Ba/F3-mpI-Proliferationsassays (beschrieben in Beispiel 1) bestimmt. 3. Reinigung von rhML332These two constructs were transfected into human embryonic kidney cells using the CaP04 method as described in Example 9. 24 hours after the transfection, the selection of neomycin-resistant clones was started in the presence of 0.4 mg / ml G418. 10 to 15 days later, single colonies were transferred to 96-well plates and grown to confluence. Expression of ML153 or ML332 in the conditioned media from these clones was determined using the Ba / F3-mpI proliferation assay (described in Example 1). 3. Purification of rhML332
Durch 293-rb.ML.332 konditioniertes Medium wurde auf eine Blue-Sepharose(Pharmacia)-Säule, die in 10 mM Natriumphosphat pH 7,4 (Puffer A) equilibriert wurde, appliziert. Die Säule wurde nachfolgend mit 10 Säulenvolumina jeweils des Puffer A und Puffer A, enthaltend 2M Harnstoff, gewaschen. Die Säule wurde danach mit Puffer A, enthaltend 2M Harnstoff und 1 M NaCl, eluiert. Der Blue-Sepharose-Elutionspool wurde danach direkt auf eine im Puffer A equilibrierte WGA-Sepharose-Säule appliziert. Die WGA-Sepharose-Säule wurde danach mit 10 Säulenvolumina des Puffers A, enthaltend 2M Harnstoff und 1 M NaCl, gewaschen und mit demselben Puffer, enthaltend 0,5 M N-Acetyl-D-glucosamin eluiert. Das WGA-Sepharose-Eluat wurde auf eine in 0,1% TFA equilibrierte C4-HPLC-Säule (Synchrom, Inc.) appliziert. Die C4-HPLC-Säule wurde mit einem diskontinuierlichen Propanol-Gradienten (0-25%, 25-35%, 35-70%) eluiert. Es wurde gefunden, daß rhML332 in dem 28-30% Propanolbereich des Gradiënten eluiert..In der SDS-PAGE wandert der gereinigte rhML332 als eine breite Bande im 68-80 kDa-Bereich des Gels (siehe Fig. 15). 4. Reinigung des rhML153Medium conditioned by 293-rb.ML.332 was applied to a Blue-Sepharose (Pharmacia) column, which was equilibrated in 10 mM sodium phosphate pH 7.4 (buffer A). The column was then washed with 10 column volumes of buffer A and buffer A containing 2M urea, respectively. The column was then eluted with Buffer A containing 2M urea and 1 M NaCl. The Blue Sepharose elution pool was then applied directly to a WGA-Sepharose column equilibrated in buffer A. The WGA-Sepharose column was then washed with 10 column volumes of buffer A containing 2M urea and 1M NaCl and eluted with the same buffer containing 0.5 M N-acetyl-D-glucosamine. The WGA-Sepharose eluate was applied to a C4-HPLC column (Synchrom, Inc.) equilibrated in 0.1% TFA. The C4-HPLC column was eluted with a discontinuous propanol gradient (0-25%, 25-35%, 35-70%). It was found that rhML332 elutes in the 28-30% propanol range of the gradient. In the SDS-PAGE the purified rhML332 migrates as a broad band in the 68-80 kDa range of the gel (see FIG. 15). 4. Cleaning the rhML153
Durch 293-rhML153 konditioniertes Medium wurde an Blue-Sepha-rose, wie für rhML332 beschrieben, aufgetrennt. Das Blue-Sepharose-Eluat wurde direkt auf eine mpl-kffinitätssäule, wie vorstehend beschrieben, appliziert. Von der mpI-Affini-tätssäule eluierter rhML153 wurde zur Homogenität unter Ver-wendung einer C4-HPLC-Säule, die unter denselben Bedingungen wie für rhML332 beschrieben laufengelassen wurde, gereinigt. In der SDS-PAGE trennt sich der gereinigte rhML153 in zwei größere und zwei kleinere Banden mit MG von ungefähr 18000-21000 (siehe Fig. 15).Medium conditioned by 293-rhML153 was separated on Blue-Sepha-rose as described for rhML332. The Blue Sepharose eluate was applied directly to an mpl caffinity column as described above. RhML153 eluted from the mpI affinity column was purified for homogeneity using a C4 HPLC column run under the same conditions described for rhML332. In the SDS-PAGE, the purified rhML153 separates into two larger and two smaller bands with MG of approximately 18000-21000 (see FIG. 15).
Beispiel 20Example 20
Expression und Reinigung des TPO von CHO 1. Beschreibung der CHO-ExpressionsvektorenExpression and Purification of the TPO from CHO 1. Description of the CHO Expression Vectors
Die in den nachstehend beschriebenen Elektroporationsproto-kollen verwendeten Expressionsvektoren sind folgendermaßen bezeichnet worden-: pSVI5. ID.LL.MLORF (volle Lange oder ΜΡ0332) und pSVI5.ID.LL.MLEPO-D (verkürzt oder hTP0153) .The expression vectors used in the electroporation protocols described below have been designated as follows: pSVI5. ID.LL.MLORF (full length or ΜΡ0332) and pSVI5.ID.LL.MLEPO-D (shortened or hTP0153).
Die einschlägigen Merkmale dieser Plasmide sind in den Fig. 23 und 24 dargestellt. 2. Preparation der CHO-ExpressionsvektorenThe relevant features of these plasmids are shown in FIGS. 23 and 24. 2. Preparation of the CHO expression vectors
Eine cDNA, die dem gesamten offenen Leseraster vom hTPO ent-spricht, wurde unter Verwendung der Oligonukleotid-Primer der Tabelle 12 durch PCR erhalten.A cDNA corresponding to the entire open reading frame of hTPO was obtained by PCR using the oligonucleotide primers of Table 12.
PRK5-hmpl I (beschrieben in den Beispielen 7 und'9) wurde als Matrize für die Reaktion in der Gegenwart der pfu-DNA-Polymerase (Stratagene) verwendet. Die anfängliche Denatu-^-ierung erfolgte für 7 Minuten bei 94°C, worauf 25 Amplifi- kationszyklen (1 Minute bei 94°C, 1 Minute bei 55°C und 1 Minute bei 72°C) folgten. Die letzte Extension erfolgte für 15 Minuten bei 72°C.· Das PCR-Produkt wurde gereinigt und zwischen die Restriktionsstellen Clal und Sali des Plasmids pSVI5.ID.LL kloniert, um den Vektor pSVI5.ID.LL.MLORF zu er-halten. Ein zweites Konstrukt, das der EPO-homologen Domäne entspricht, wurde auf dieselbe Weise, jedoch unter Verwen-dung des Cla.FL.2 als Vorwärts-Primer und den folgenden re-versen Primer erzeugt: EPOD.SaJ 5' AGT CG A CGT CGA CTC ACC TGA CGC AG A GGG T GG ACC 3' (SEQ ID NO: 68)PRK5-hmpl I (described in Examples 7 and 9) was used as a template for the reaction in the presence of the pfu DNA polymerase (Stratagene). The initial denaturation was carried out for 7 minutes at 94 ° C, followed by 25 amplification cycles (1 minute at 94 ° C, 1 minute at 55 ° C and 1 minute at 72 ° C). The last extension was carried out for 15 minutes at 72 ° C. The PCR product was purified and cloned between the restriction sites Clal and Sali of the plasmid pSVI5.ID.LL in order to obtain the vector pSVI5.ID.LL.MLORF. A second construct corresponding to the EPO homologous domain was generated in the same way but using Cla.FL.2 as the forward primer and the following reverse primer: EPOD.SaJ 5 'AGT CG A CGT CGA CTC ACC TGA CGC AG A GGG T GG ACC 3 '(SEQ ID NO: 68)
Das letztendliche Konstrukt wird pSVI5.ID.LL.MLEPO-D ge-nannt. Die Sequenz beider Konstrukte wurde, wie in den Beispielen 7 und 9 beschrieben, verifiziert.The final construct is called pSVI5.ID.LL.MLEPO-D. The sequence of both constructs was verified as described in Examples 7 and 9.
Im wesentlichen wurden die kodierenden Sequenzen für den Li-ganden der vollen Länge und den verkürzten Liganden in die multiple Klonierungsstelle des CHO-Expressionsvektors pSVI5.ID.LL eingebracht. Dieser Vektor enthält die frühe Promotor/Enhancer-Region des SV40, eine die Maus-DHFR-cDNA enthaltende modifizierte Spleiß-Einheit, eine multiple Klonierungsstelle für das Einbringen des interessierenden Gens (in diesem Fall die beschriebenen TPO-Sequenzen), ein Poly-adenylierungssignal von SV40 und einen Replikationsursprung und das Beta-Lactamase-Gen für die Plasmidselektion und -amplifikation in Bakterien. 3. Methodik zum Etablieren stabiler CHO-Zellinien,'die re-kombinantes humanes TPO332 und TPO153 exprimieren a. Seschreibung der CHO-ElternzellinieEssentially, the coding sequences for the full-length ligand and the truncated ligand were introduced into the multiple cloning site of the CHO expression vector pSVI5.ID.LL. This vector contains the SV40 early promoter / enhancer region, a modified splice unit containing the mouse DHFR cDNA, a multiple cloning site for the introduction of the gene of interest (in this case the TPO sequences described), a poly-adenylation signal of SV40 and an origin of replication and the beta-lactamase gene for plasmid selection and amplification in bacteria. 3. Methodology for Establishing Stable CHO Cell Lines Expressing Recombined Human TPO332 and TPO153 a. Description of the CHO parent cell line
Die CHO (chinesische Hamsterovarien) Wirtszell-Linie, die fiir die Expression der hierin beschriebenen TPO-Moleküle verwendet wurde, ist bekannt als CHO-DP12 (siehe EP 307 247, veröffentlicht am 15. März 1989). Diese Säuger-Zellinie wurde ausgehend von einer Transfektion der Elterniinie (CHO-K1 DUX-B11(DHFR-)-, erhalten von Dr. Frank Lee von der Standford Universität mit der Erlaubnis von Dr.L.Chasin), mit einem Präproinsulin exprimierenden Vektor klonal selek-tiert, urn Klone mit reduzierten Insulinbediirfnissen zu erhalten. Diese Zeilen sind auch DHFR minus, und Klone können auf das Vorhandensein von DHFR cDNA-Vektorsequenzen durch Wachstum auf Medium, dem Nukleosidzusätze (Glycin, Hypo-xanthin und Thymidin) fehlen, selektiert werden. Dieses S'e-lektionssystem auf stabil exprimierende CHO-Zellinien wird allgemein verwendet. b. Transfektionsmethode (Elektroporation) TPO332 und TPO153 exprimierende Zellinien wurden durch Transfektion von DP12-Zellen mittels Elektroporation (siehe z.B. Andreason, G.L. J.Tiss. Cult. Meth., 15,56 [1993]) mit line-arisierten pSVI5.ID.LL.MLORF- bzw. pSVI5. ID.LL.MLEPO-D-Plas-miden erzeugt. Drei (3) Restriktionsenzym-Reaktionsmischun-gen wurden zum jeweiligen Schneiden der Plasmide herge-stellt; 10 μg, 25 μg und 50 μg des Vektors mit dem Enzym NotX durch Standardverfahren der Molekularbiologie. Diese Restriktionsstelle wird nur einmal in dem Vektor in der Li-nearisierungsregion 3' und außerhalb der TPO-Ligand-Trans-kriptionseinheicen (siehe Fig. 23) gefunden. Die 100 μΙ-Re-aktionen wurdén für eine Inkubation über Nacht bei 37°C be-reitet. Am nächsten Tag wurden die Mischungen mit Phenol-Chloroform-Isoamylalkohol (50:49:1) einmal extrahiert und für ungefähr eine Stunde auf Trockeneis Ethanol-präzipi-tiert. Das Präzipitat wurde danach durch eine 15 minütige Mikrozentrifugation gesammelt und getrocknet. Die 1ineari-sierte DNA wurde in 50 μΐ Ham's DMEM-F12 1:1 Medium, ergänzt mit Standard-Antibiotika und 2 mM Glutamin, resuspendiert.The CHO (Chinese hamster ovary) host cell line used for expression of the TPO molecules described herein is known as CHO-DP12 (see EP 307 247, published March 15, 1989). This mammalian cell line was derived from a transfection of the parent line (CHO-K1 DUX-B11 (DHFR -) - obtained from Dr. Frank Lee from Standford University with the permission of Dr. L. Chasin) with a preproinsulin expressing vector clonally selected in order to obtain clones with reduced insulin requirements. These lines are also DHFR minus, and clones can be selected for the presence of DHFR cDNA vector sequences by growth on medium lacking nucleoside additives (glycine, hypoxanthine and thymidine). This S'e lesson system for stably expressing CHO cell lines is widely used. b. Transfection method (electroporation) TPO332 and TPO153 expressing cell lines were obtained by transfection of DP12 cells by means of electroporation (see for example Andreason, GLJTiss. Cult. Meth., 15.56 [1993]) with line-arized pSVI5.ID.LL.MLORF- or pSVI5. ID.LL.MLEPO-D-Plas-miden generated. Three (3) restriction enzyme reaction mixtures were made to cut the plasmids, respectively; 10 μg, 25 μg and 50 μg of the vector with the enzyme NotX by standard methods of molecular biology. This restriction site is found only once in the vector in the linearization region 3 'and outside the TPO ligand transcription units (see FIG. 23). The 100 μΙ reactions were prepared for an overnight incubation at 37 ° C. The next day the mixtures were extracted once with phenol-chloroform-isoamyl alcohol (50: 49: 1) and ethanol-precipitated on dry ice for about one hour. The precipitate was then collected by microcentrifugation for 15 minutes and dried. The linearized DNA was resuspended in 50 μΐ Ham's DMEM-F12 1: 1 medium, supplemented with standard antibiotics and 2 mM glutamine.
In Suspensionskultur wachsende DP12-Zellen wurden gesaramelt, einmal in dem für das Resuspendieren der DNA beschriebene Medium gewaschen und letztendlich in demselben Medium zu einer Konzentration von 107 Zeilen pro 750 μΐ resuspendiert. Aliquots der Zeilen (750 μΐ) und jede Mischung der lineari-sierten DNA wurden für eine Stunde bei Raumtemperatur zusam-men inkubiert und danach in eine BRL-Elektroporationskammer transferiert. Jede Reaktionsmischung wurde dann in einem Standard-BRL-Elektroporationsapparat bei 350 Volt, festge-legt bei 330 ßF, und niedriger Kapazitanz elektroporiert. Nach der Elektroporation ließ man die Zeilen in dem Apparat für 5 Minuten und danach für eine zusätzliche 10-minütige Inkubationszeitdauer auf Eis sich absetzen. Die elektro-porierten Zeilen wurden in 60 mm-Zellkulturschalen, enthal- tend 5 ml komplettes Standard-Wachstumsmedi'um für CHO-Zellen (DMEM-F12 50:50 mit hoher Glucosekonzentration ohne Glycin, ergânzt mit IX GHT, 2 mM Glutamin und 5% fötalem Kälberse-rum) überführt und über Nacht in einem 5% C02-Zellkulturin-kubator wachsen gelassen. c. Selektions- und Durchmusterungs-Methode Am nächsten Tag wurden die Zeilen durch Standardverfahren von den Platten mit Trypsin abgelöst und in 150 mm Gewebe-kulturschalen, enthaltend selektives DHFR-Medium (vorstehend beschriebenes Ham's DMEM-F12, l:l-Medium, ergânzt mit entwe-der 2% oder 5% dialysiertem fötalen Kälberserum, jedoch frei von Glycin, Hypoxanthin und Thymidin; dies ist das DHFR-Standard-Selektionsmedium, das wir verwenden) überführt. Die Zelle von jeder 60 mm-Schale wurden nachfolgend nochmals ir 5/150 mm-Schalen ausgesät. Die Zeilen wurden danach für 10-15 Tage (mit einem Mediumwechsel) bei 37°C/5% C02 inkubiert, bis Klone anfingen zu erscheinen und Größen erreichten, die für einen Transfer in Schalen mit 96 Vertiefungen geeignet waren. Über eine Zeitdauer von 4-5 Tagen hinweg wurden die Zellinien unter Verwendung steriler gelber Spitzen auf einer auf 50 ml eingestellten Pxpettierhilfe in Schalen mit 96DP12 cells growing in suspension culture were seeded, washed once in the medium described for resuspending the DNA and finally resuspended in the same medium to a concentration of 107 lines per 750 μl. Aliquots of the lines (750 μΐ) and each mixture of the linearized DNA were incubated together for one hour at room temperature and then transferred to a BRL electroporation chamber. Each reaction mixture was then electroporated in a standard BRL electroporation apparatus at 350 volts, set at 330 ßF, and low capacitance. After electroporation, the lines were allowed to settle on the apparatus for 5 minutes and then for an additional 10 minute incubation period on ice. The electroporated lines were placed in 60 mm cell culture dishes containing 5 ml of complete standard growth medium for CHO cells (DMEM-F12 50:50 with high glucose concentration without glycine, supplemented with IX GHT, 2 mM glutamine and 5 % fetal calf serum) and grown overnight in a 5% C02 cell culture incubator. c. Selection and screening method The next day, the lines were detached from the plates with trypsin by standard methods and placed in 150 mm tissue culture dishes containing selective DHFR medium (Ham's DMEM-F12 described above, 1: 1 medium, supplemented with entwe - the 2% or 5% dialyzed fetal calf serum but free from glycine, hypoxanthine and thymidine; this is the DHFR standard selection medium we use). The cell from each 60 mm bowl was subsequently sown again in 5/150 mm bowls. The lines were then incubated for 10-15 days (with medium change) at 37 ° C / 5% CO 2 until clones started to appear and reached sizes suitable for transfer to 96-well dishes. Over a period of 4-5 days, the cell lines were used in sterile yellow tips on a pipetting aid set to 50 ml in 96-well dishes
Vertiefungen überführt. Die Zeilen ließ man bis zur Konflu-enz (gewöhnlich 3-5 Tage) wachsen, und danach wurden die Schalen trypsinisiert und zwei Kopien der ursprünglichen Schale reproduziert. Zwei dieser Kopien wurden im Gefrier-schrank mit Zeilen in jeder Vertiefung, verdünnt in 50 μΐ 10% FCS in DMSO kurzzeitig gelagert. 5Tage lang konditio-nierte, serumfreie Mediumproben wurden von konfluent bewach-senen Vertiefungen in der dritten Schale auf TPO-Expression mittels des auf Ba/F-Zellen basierenden Aktivitätsassays un-tersucht. Die auf der Grundlage dieses Assays am höchsten exprimierenden Klone wurden von der Aufbewahrung reaktiviert und zu zwei konfluénten 250 mm T-Flaschen hoc'ngezogen für den Transfer zu der Zellkulturgruppe für e.ine Suspensionsan-passung, Kontrolle und Konservierung. d. AmplifikaktionsprotokollConvictions transferred. The lines were allowed to grow to confluence (usually 3-5 days), after which the dishes were trypsinized and two copies of the original dish were reproduced. Two of these copies were temporarily stored in the freezer with rows in each well, diluted in 50 μΐ 10% FCS in DMSO. Conditioned, serum-free medium samples for 5 days were examined from confluently grown wells in the third dish for TPO expression using the activity assay based on Ba / F cells. The highest expressing clones based on this assay were reactivated from storage and pulled into two confluent 250 mm T-bottles for transfer to the cell culture group for suspension adjustment, control and preservation. d. Amplification action log
Mehrere Zeliinien mit den höchsten Titern aus der vorstehend beschriebenen Selektion wurden nachfolgend durch eine Stan-dard-Methotrexat-Amplifikationsbehandlung geführt, um Klone mit hohen Titern zu erzeugen. CHO-Zellklone werden expan-diert und in 10 cm-Schalen mit 4 Methotrexat-Konzentrâtionen (d.h. 50 nM, 100 nM, 200 nM und 400 nM) zu zwei oder drei Zellzahlen (105, 5x105 und 106 Zeilen pro Schale) ausgesät. Diese Kuituren werden danach bei 37°C/5% CO2 inkubiert, bis Klone etabliert und geeignet zum Transfer in Schalen mit 96 Vertiefungen für den weiteren Assay sind. Mehrere Klone mit hohen Titern von dieser Selektion wurden nochmals größeren Methotrexat-Konzentrâtionen (d.h. 600 nM, 800 nM, 1000 nM und 1200 nM) ausgesetzt, und wie vorstehend beschrieben ließ man die resistenten Klone sich etablieren, worauf diese in Schalen mit 96 Vertiefungen überführt und untersucht wurden. 4. Kultivieren stabiler CHO-Zellinien, die rekombinanten hu-manen TP0332 und TP0153 exprimieren.Several cell lines with the highest titers from the selection described above were subsequently passed through a standard methotrexate amplification treatment in order to generate clones with high titers. CHO cell clones are expanded and seeded in 10 cm dishes with 4 methotrexate concentrations (i.e. 50 nM, 100 nM, 200 nM and 400 nM) to two or three cell numbers (105, 5x105 and 106 lines per dish). These kuituren are then incubated at 37 ° C / 5% CO2 until clones are established and suitable for transfer in 96-well dishes for further assay. Several high-clone clones from this selection were exposed to even greater concentrations of methotrexate (ie, 600 nM, 800 nM, 1000 nM and 1200 nM) and the resistant clones were allowed to establish as described above, after which they were transferred to 96-well dishes and were examined. 4. Cultivate stable CHO cell lines that express recombinant human TP0332 and TP0153.
Aufbewahrte Zeilen werden aufgetaut, und die Zellpopulation wird durch Standard-Zellwachstumsverfahren in entweder serumfreiem oder Serum-enthaltendem Medium expandiert. Nach der Expansion zu einer ausreichenden Zelldichte werden die Zeilen gewaschen, um verbrauchtes Zellkulturmedium zu ent-fernen. Die Zeilen werden danach durch irgendein Standard-verfahren kultiviert, umfassend Chargen (batch)-, gefütterte Chargen (fed-batch)- oder kontinuierliche Kultur bei 25-40°C, neutralem pH, mit einem Gehalt an gelöstem O2 von min-destens 5% bis das konstitutiv sezernierte TPO angehäuft ist. Die Zellkulturflüssigkeit wird dann von den Zeilen durch mechanische Mittel, wie Zentrifugation, abgetrennt. 5. Reinigung des rekombinanten humanen TPO von CHO-Kultur-flüssigkeitenStored lines are thawed and the cell population is expanded by standard cell growth techniques in either serum-free or serum-containing media. After expansion to a sufficient cell density, the rows are washed to remove used cell culture medium. The rows are then cultured by any standard method, including batches, fed batches, or continuous culture at 25-40 ° C, neutral pH, with a minimum of 5 dissolved O2 % until the constitutively secreted TPO has accumulated. The cell culture fluid is then separated from the cells by mechanical means such as centrifugation. 5. Purification of the recombinant human TPO from CHO culture liquids
Geerntete Zellkulturflüssigkeit (HCCF) wird direkt auf eineHarvested cell culture fluid (HCCF) is applied directly to a
Blue-Sepharose 6 Schnelldurchflußsäule (Fast Flow column;Blue-Sepharose 6 Fast Flow column;
Pharmacia), die in 0,01 M Na-Phosphat pH 7,4, 0,15 M NaCl zu einer Rate von ungefähr 1001 HCCF pro Liter Harz und zu 2 einer linearen Fließrate von ungefähr 300 ml/h/cm appli-ziert. Die Säule wird danach mit 3 bis 5 Säulenvolumina des Eguilibrierungspuffers, gefolgt von 3 bis 5 Säulenvolumina von 0,01M Na-Phosphat pH 7,4, 2,OM Harnstoff, gewaschen. Das TPO wird danach mit 3 bis 5 Säulenvolumina von 0,01M Na-Phosphat pH 7,4, 2,OM Harnstoff, 1,0M NaCl eluiert.Pharmacia) which applied in 0.01 M Na phosphate pH 7.4, 0.15 M NaCl at a rate of approximately 1001 HCCF per liter of resin and 2 a linear flow rate of approximately 300 ml / h / cm. The column is then washed with 3 to 5 column volumes of the calibration buffer, followed by 3 to 5 column volumes of 0.01M Na phosphate pH 7.4, 2, OM urea. The TPO is then eluted with 3 to 5 column volumes of 0.01M Na phosphate pH 7.4, 2, OM urea, 1.0M NaCl.
Der TPO enthaltende Blue-Sepharose-Pool wird danach auf eineThe Blue Sepharose pool containing TPO is then changed to a
Weizenkeimlektin-Sepharose 6MB-Säule (Pharmacia) appliziert,Wheat germ lectin Sepharose 6MB column (Pharmacia) applied,
die in 0,01M Na-Phosphat pH 7,4, 2,OM Harnstoff und 1,0Mthose in 0.01M Na phosphate pH 7.4, 2, OM urea and 1.0M
NaCl zu einer Rate von 8 bis 16 ml des Blue-Sepharose-Pools 2 pro ml Harz bei einer Fließrate von ungefähr 50 ml/h/cm appliziert. Die Säule wird danach mit 2 bis 3 Säulenvolumina des Equilibrierungspuffers gewaschen. Das TPO wird danach bis 2 bis 5 Säulenvolumina von 0,01M Na-Phosphat pH 7,4, 2,OM Harnstoff, 0,5M N-Acetyl-D-glucosamin eluiert.NaCl applied at a rate of 8 to 16 ml of the Blue Sepharose Pool 2 per ml of resin at a flow rate of approximately 50 ml / h / cm. The column is then washed with 2 to 3 column volumes of the equilibration buffer. The TPO is then eluted to 2 to 5 column volumes of 0.01M Na phosphate pH 7.4, 2, OM urea, 0.5M N-acetyl-D-glucosamine.
Der Weizenkeimlektin-Pool wird danach zu einer Endkonzentra-tion von 0,04% C12E8 und 0,1% Trifluoressigsäure (TFA) einge-stellt. Der resultierende Pool wird auf eine C4-Umkehrpha-sensäule (Vydac 214TP1022) appliziert, die in 0,1% TFA, 0,04% C]_2E8 zu einer Beladung von ungefähr 0,2 bis 0,5 mg . . 2 Protein pro ml Harz bei einer Fließrate von 157 ml/h/cm equilibriert wurde.The wheat germ lectin pool is then adjusted to a final concentration of 0.04% C12E8 and 0.1% trifluoroacetic acid (TFA). The resulting pool is applied to a C4 reverse phase column (Vydac 214TP1022), which is loaded in 0.1% TFA, 0.04% C] _2E8 to a loading of approximately 0.2 to 0.5 mg. . 2 protein per ml of resin was equilibrated at a flow rate of 157 ml / h / cm.
Das Protein wird in einem zweiphasigen linearen Acetonitril-Gradienten, enthaltend 0,1% TFA, 0,04% C^Eg eluiert. Die er-ste Phase besteht aus einem linearen Gradiënten von 0 bis 30% Acetonitril in 15 Minuten. Die zweite Phase besteht aus einem linearen Gradiënten von 30 bis 60% Acetonitril in 60 Minuten. Das TPO eluiert bei ungefähr 50% Acetonitril. Ein Pool wird auf der Grundlage von SDS-PAGE hergestellt.The protein is eluted in a two-phase linear acetonitrile gradient containing 0.1% TFA, 0.04% C ^ Eg. The first phase consists of a linear gradient from 0 to 30% acetonitrile in 15 minutes. The second phase consists of a linear gradient of 30 to 60% acetonitrile in 60 minutes. The TPO elutes at approximately 50% acetonitrile. A pool is created based on SDS-PAGE.
Der C4-Pool wird danach mit 2 Volumina an 0,01M Na-Phosphat pH 7,4, 0,15M NaCl verdünnt und gegen ungefähr 6 Volumina von 0,01M NA-Phosphat pH 7,4, 0,15M NaCl an einem Amicon YM oder einer ähnlichen Ultrafiltrationsmembran mit einer Mole-kulargewichtsausschlußgröße von 10000 bis 30000 Dalton dia-filtriert. Das resultierende Diafiltrat kann danach direkt weiterverarbeitet oder durch Ultrafiltration weiter konzen-triert werden. Das Diafiltrat/Konzentrat wird auf eine End-konzentration von 0,01% Tween-80 eingestellt.The C4 pool is then diluted with 2 volumes of 0.01M Na phosphate pH 7.4, 0.15M NaCl and against approximately 6 volumes of 0.01M NA phosphate pH 7.4, 0.15M NaCl on an Amicon YM or a similar ultrafiltration membrane with a molecular weight cutoff size of 10,000 to 30,000 Daltons. The resulting diafiltrate can then be directly processed further or further concentrated by ultrafiltration. The diafiltrate / concentrate is adjusted to a final concentration of 0.01% Tween-80.
Das gesamte oder ein Teil des Diafiltrat/Konzentrats, das äquivalent zu 2 bis 5% des berechneten Säulenvolumens ist, wird danach auf eine Sephacryl S-300 HR-Säule (Pharmacia) appliziert, die in 0,01M Na-Phosphat pH 7,4, 0,15M NaCl, 0,1% Tween-80 equilibriert wurde, und bei einer Fließrate von ungefähr 17 ml/h/cm2 chromatographiert. Die TPO-enthal-tenden Fraktionen, die frei von Aggregaten und proteolyti-schen Abbauprodukten sind, werden auf der Grundlage der SDS-PAGE gesammelt. Der resultierende Pool wird durch ein 0,22 μ-Filter, Millex-GV oder ähnliches, filtriert und bei 2-8°c gelagert.All or part of the diafiltrate / concentrate, which is equivalent to 2 to 5% of the calculated column volume, is then applied to a Sephacryl S-300 HR column (Pharmacia), which is in 0.01M Na phosphate pH 7.4 , 0.15M NaCl, 0.1% Tween-80, and chromatographed at a flow rate of approximately 17 ml / h / cm2. The TPO-containing fractions that are free of aggregates and proteolytic degradation products are collected on the basis of SDS-PAGE. The resulting pool is filtered through a 0.22 μ filter, Millex-GV or the like, and stored at 2-8 ° C.
Beispiel 21Example 21
Transformation und Induktion der TPO-Proteinsynthese in E.coli 1. Konstruktion von E.coli TPO-ExpresssionsvektorenTransformation and induction of TPO protein synthesis in E.coli 1. Construction of E.coli TPO expression vectors
Die Plasmide pMP21, pMP151, pMP41, pMP57 und pMP202 sind aile für die Expression der ersten 155 Aminosâuren des TPO stromabwarts von einem kleinen Leader, der unter den ver-schiedenen Konstrukten variiert, entworfen. Die Leader er-möglichen primâr eine starke Translationsinitiation und schnelle Reinigung. Die Plasmide pMP210-l, -T8, -21, -22, -24, -25 sind für die Expression der ersten 153 Aminosâuren des TPO stromabwârts von einem Initiations-Methionin entworfen und unterscheiden sich nur in dem Codongebrauch für die ersten Aminosâuren des TPO, wâhrend das Plasmid pMP251 ein Abkömmling von pMP210-l ist, in welchem das Carboxy-termi-nale Ende des TPO durch zwei Aminosâuren verlângert ist.The plasmids pMP21, pMP151, pMP41, pMP57 and pMP202 are designed for the expression of the first 155 amino acids of the TPO downstream from a small leader which varies among the different constructs. The leaders enable a strong translation initiation and fast cleaning. The plasmids pMP210-l, -T8, -21, -22, -24, -25 are designed for the expression of the first 153 amino acids of the TPO downstream from an initiation methionine and differ only in the codon usage for the first amino acids of the TPO , while the plasmid pMP251 is a derivative of pMP210-l, in which the carboxy-terminal end of the TPO is extended by two amino acids.
Aile der vorstehenden Plasmide werden große Raten einer in-trazellulären TPO-Expression in E.coli nach Induktion des . Tryptophan-Promotors produzieren (Yansura, D.G. et al. Methods in Enzymology (Goeddel, D.V., Hog.) 185:54-60 Academic Press, San Diego [1990]). Die Plasmide pMPl und pMP172 sind Zwischenprodukte· bei der Konstruktion der vorstehenden Plasmide für intrazelluläre Expression des TPO. (a) Plasmid pMPlAll of the above plasmids will show high rates of intracellular TPO expression in E. coli after induction of the. Produce tryptophan promoters (Yansura, D.G. et al. Methods in Enzymology (Goeddel, D.V., Hog.) 185: 54-60 Academic Press, San Diego [1990]). The plasmids pMPl and pMP172 are intermediate products · in the construction of the above plasmids for intracellular expression of the TPO. (a) Plasmid pMPl
Das Plasmid pMPl ist ein Sezernierungsvektor für die ersten 155 Aminosâuren des TPO und wurde dadurch konstruiert, daß 5 DNA-Fragmente, wie in Fig. 33 gezeigt, zusammenligiert wur-den. Das erste davon war der Vektor pPho21, in welchem das kleine MluI-BamHI-Fragment entfernt worden war. pPho21 ist ein Abkömmling von phGHl (Chang, C.N. et. al., Gene 55:189-196 [1987]), in welchem das Gen für das humane Wachstumshor-mon durch das E.coli phoA-Gen ersetzt worden ist und eine Mlul-Restriktionsstelle in die kodierende Sequenz für die STII-Signalsequenz bei den Aminosâuren 20-21 eingebaut worden ist.The plasmid pMPl is a secretion vector for the first 155 amino acids of the TPO and was constructed by ligating together 5 DNA fragments as shown in FIG. 33. The first of these was the vector pPho21, in which the small MluI-BamHI fragment had been removed. pPho21 is a derivative of phGHl (Chang, CN et. al., Gene 55: 189-196 [1987]), in which the gene for human growth hormone has been replaced by the E. coli phoA gene and a Mlul Restriction site has been incorporated into the coding sequence for the STII signal sequence at amino acids 20-21.
Die zwei nächsten Fragmente, ein 258 Basenpaar Hinfl-Pstl-DNA-Stück von dem für die TPO-Aminosäuren 19-103 kodierenden pRK5-hmplI (Beispiel 9), und die folgende synthetische für die Aminosauren 1-18 kodierende DNA.The next two fragments, a 258 base pair Hinfl-Pstl DNA piece of the pRK5-hmplI coding for the TPO amino acids 19-103 (Example 9), and the following synthetic DNA coding for the amino acids 1-18.
S'-CQCGTATGCCAGCCCGGCTCCTCCTGCTTGTGACCTCCGAGTCCTCAGTAAACTGCTTCGS'-CQCGTATGCCAGCCCGGCTCCTCCTGCTTGTGACCTCCGAGTCCTCAGTAAACTGCTTCG
TGTG
ATACGGTCGGGCCGAGGAGGACGAACACTGGAGGCTCAGGAGTCATTTGACGAAGC ACTGA-5' (SEQ ID NO: 69) (SEQ ID NO: 70) wurden mittels T4-DNA-Ligase vorligiert und danach mit Pstl geschnitten. Das vierte war ein 152 Basenpaar Pstl-Haelll-Fragment vom für die Aminosäuren 104-155 des TPO kodierenden pRK5hmpII. Das letzte war ein 412 Basenpaar StuI-BamHI-Frag-ment vom pdhl08, welcher den lambda-Transkriptionsterminator enthält, wie früher beschrieben (Scholtissek, S. et.al., NAR 15:3185 [1987]). (b) Plasmid pMP21ATACGGTCGGGCCGAGGAGGACGAACACTGGAGGCTCAGGAGTCATTTGACGAAGC ACTGA-5 '(SEQ ID NO: 69) (SEQ ID NO: 70) were pre-ligated using T4 DNA ligase and then cut with Pstl. The fourth was a 152 base pair Pstl-Haelll fragment from pRK5hmpII encoding amino acids 104-155 of the TPO. The last was a 412 base pair StuI-BamHI fragment from pdhl08, which contains the lambda transcription terminator as previously described (Scholtissek, S. et.al., NAR 15: 3185 [1987]). (b) Plasmid pMP21
Das Plasmid pMP21 ist für die Expression der ersten 155 Ami-nosäuren des TPO mit der Hilfe eines 13 Aminosäuren langen Leaders, welcher einen Teil der Sll-Signalsequenz umfaßt, entworfen. Es wurde dadurch konstruiert, daß drei (3) DNA-Fragmente, wie in Fig. 34 gezeigt, zusammenligiert warden, wobei das erste von diesen der Vektor pVEG31 ist, in welchem das kleine Xbal-SphI-Fragment entfernt worden war. Der Vektor pVEG31 ist ein Abkömmling vom pHGH207-l (de Boer, H.A. et. al., in Promoter Structure and Function (Rodriguez, R.L. und Chamberlain, M.J., Hrg.) 462, Praeger, New York [1982]), in welchem das Gen für das humane Wachstumshormon durch das Gen für den vaskulären endothelialen Wachstumsfaktor (dieses identische Vektorfragment kann von diesem letzteren Plasmid erhalten werden) ersetzt worden ist.The plasmid pMP21 is designed for the expression of the first 155 amino acids of the TPO with the aid of a 13 amino acid leader which comprises part of the SII signal sequence. It was constructed by ligating together three (3) DNA fragments as shown in Figure 34, the first of which is the vector pVEG31 in which the small Xbal-SphI fragment was removed. The vector pVEG31 is a derivative of pHGH207-l (de Boer, HA et. Al., In Promoter Structure and Function (Rodriguez, RL and Chamberlain, MJ, ed.) 462, Praeger, New York [1982]), in which the gene for human growth hormone has been replaced by the gene for vascular endothelial growth factor (this identical vector fragment can be obtained from the latter plasmid).
Das zweite Teil in der Ligierung war ein synthetischer DNA- Doppelstrang mit der folgenden Sequenz:The second part in the ligation was a synthetic DNA double strand with the following sequence:
S'-CTAGAATTATGAAAAAGAATATCGCATTTCTTCTTAA TTAATACTTTTTCTTATAGCGTAAAGAAGAATTGCGC-5' (SEQ ID NO: 71) (SEQ ID NO: 72)S'-CTAGAATTATGAAAAAGAATATCGCATTTCTTCTTAA TTAATACTTTTTCTTATAGCGTAAAGAAGAATTGCGC-5 '(SEQ ID NO: 71) (SEQ ID NO: 72)
Das letzte Stück war ein 1072 Basenpaar( MluI-3phI-Fragment vom für 155 Aminosäuren des TPO kodierenden pMPl. (c) Plasmid pMP151The last piece was a 1072 base pair (MluI-3phI fragment of the pMPl coding for 155 amino acids of the TPO. (C) Plasmid pMP151
Das Plasmid pMP151 ist für die Expression der ersten 155 Aminosäuren des TPO stromabwärts von einem Leader, welcher 7 Aminosäuren der STII-Signalsequenz, 8 Histidine und eine Faktor Xa-Schnittstelle umfaßt, entworfen. Wie in Fig. 35 gezeigt, wurde pMP151 dadurch konstruiert, daß drei DNA-Fragmente zusammenligiert wurden, wobei das erste von diesen der vorstehend beschriebene Vektor pVEG31 ist, von welchem das kleine Xbal-SphI-Fragment entfernt worden ist. Das zweite war ein synthetischer DNA-Doppelstrang mit der fol-genden Sequenz:The plasmid pMP151 is designed for the expression of the first 155 amino acids of the TPO downstream of a leader which comprises 7 amino acids of the STII signal sequence, 8 histidines and a factor Xa cleavage site. As shown in Figure 35, pMP151 was constructed by ligating three DNA fragments together, the first of which is the vector pVEG31 described above, from which the small Xbal-SphI fragment has been removed. The second was a synthetic DNA double strand with the following sequence:
5'-CTAGAATTATGAAAAAGAATATCGCATTTCATCACCATCACCATCACCATCACATCGAAG5'-CTAGAATTATGAAAAAGAATATCGCATTTCATCACCATCACCATCACCATCACATCGAAG
GTCGTAGCCGTCGTAGCC
TTAATACTTTTTCTTATAGCGTAAAGTAGTGGTAGTGGTAGTGGTAGTGTAGCTTC CAGCAT-5' (SEQ ID NO: 73) (SEQ ID NO: 74)TTAATACTTTTTCTTATAGCGTAAAGTAGTGGTAGTGGTAGTGGTAGTGTAGCTTC CAGCAT-5 '(SEQ ID NO: 73) (SEQ ID NO: 74)
Das letzte war ein 1064 Basenpaar BglI-SphI-Fragment vom für 154 Aminosäuren des TPO kodierenden pMPll. Das Plasmid pMPll ist identisch zu pMPl mit der Ausnahrae einiger weniger Codon-Veränderungen in der STII-Signalsequenz (dieses Fragment kann vom pMPl erhalten werden). (d) Plasmid pMP202The last was a 1064 base pair BglI-SphI fragment of pMPll coding for 154 amino acids of the TPO. The plasmid pMPll is identical to pMPl with the exception of a few codon changes in the STII signal sequence (this fragment can be obtained from the pMPl). (d) Plasmid pMP202
Das Plasmid pMP202 ist dem Expressionsvektor pMP151 sehr ähnlich mit der Ausnahme, daß die Faktor Xa-Schnittstelle in dem Leader durch eine Thrombin-Schnittstelle ersetzt worden ist. Wie in Fig. 36 gezeigt, wurde der pMP202 dadurch kon-struiert, daß drei DNA-Fragmente zusammenligiert wurden. Das erste von diesen war der vorstehend beschriebene pVEG31, in welchem das kleine Xbal-SphI-Fragment entfernt worden war. Das zweite war ein synthetischer DNA-Doppelstrang mit der folgenden Sequenz:The plasmid pMP202 is very similar to the expression vector pMP151, except that the factor Xa site in the leader has been replaced by a thrombin site. As shown in Fig. 36, the pMP202 was constructed by ligating three DNA fragments together. The first of these was pVEG31, described above, in which the small Xbal-SphI fragment had been removed. The second was a synthetic DNA duplex with the following sequence:
5'-CTAG AATTAT G AAA AAG AAT AT CG C ATTT CATC ACC AT C ACC AT C ACC ATC ACATCG AA CCACGTAGCC ttaatactttttcttatagcgtaaagtagtggtagtggtagtggtagtgtagctt GGTGCAT-5' (SEQ ID NO: 75) (SEQ ID NO: 76)5'-CTAG AATTAT G AAA AAG AAT AT CG C ATTT CATC ACC AT C ACC AT C ACC ATC ACATCG AA CCACGTAGCC ttaatactttttcttatagcgtaaagtagtggtagtggtagtggtagtgtagctt GGTGCAT-5 '(SEQ ID NO: 75) (SEQ ID NO: 76)
Das letzte Stück war ein 1064 Basenpaar BglI-SphI-Fragment von dem vorstehend beschriebenen Plasmid pMPll. (e) Plasmid pMP172The last piece was a 1064 base pair BglI-SphI fragment from the plasmid pMPll described above. (e) Plasmid pMP172
Das Plasmid pMP172 ist ein Sezernierungsvektor für die er-sten 153 Aminosäuren des TPO und ein Zwischenprodukt für die Konstruktion des pMP210. Wie in Fig. 37 gezeigt, wurde der pMP172 dadurch hergestellt, daß drei DNA-Fragmente zusammenligiert wurden, wobei das erste von diesen der Vektor pLS321amB war, in welchem das kleine EcoRI-HindlII-Segment entfernt worden war. Das zweite war ein 946 Basenpaar EcoRI-Hgal-Fragment von dem vorstehend beschriebenen Plasmid pMPll. Das letzte Stück war ein synthetischer DNA-Doppel-strang mit der folgenden Frequenz: 5'-TCCACCCTCTGCGTCAGGT (SEQ ID NO: 77) GGAGACGCAGTCCATCGA-5' (SEQ ID NO: 78) (f) Plasmid pMP210The plasmid pMP172 is a secretion vector for the first 153 amino acids of the TPO and an intermediate for the construction of the pMP210. As shown in Figure 37, the pMP172 was prepared by ligating three DNA fragments together, the first of which was the vector pLS321amB in which the small EcoRI-HindIIII segment had been removed. The second was a 946 base pair EcoRI-Hgal fragment from the plasmid pMPll described above. The last piece was a synthetic DNA double strand with the following frequency: 5'-TCCACCCTCTGCGTCAGGT (SEQ ID NO: 77) GGAGACGCAGTCCATCGA-5 '(SEQ ID NO: 78) (f) plasmid pMP210
Das Plasmid pMP210 ist für eine Expression der ersten 153 Aminosäuren des TPO nach einem Translationsinitiations-Methionin entworfen. Dieses Plasmid wurde tatsächlich als eine Plasmidbank hergestellt, in welcher die ersten 6 Codons des TPO in der dritten Position eines jeden Codons zufalls-mäßig verandert wurden, und wurde, wie in der Fig. 38 ge-zeigt, durch die Ligierung von drei DNA-Fragmenten konstru-iert. Das erste von diesen war der vorstehend beschriebene Vektor pVEG31, in welchem das kleine Xbal-SphI-Fragment ent-fernt worden war. Das zweite war ein synthetischer DNA-Dop-pelstrang, nachstehend gezeigt, der zuerst mit DNA-Polyme-rasel (Klenow) behandelt wurde, gefolgt von einem Verdau mit Xbal und Hinfl, und der für das Initiations-Methionin und die zufallsmäßig veränderten ersten 6 Codons des TPO ko-diert.The plasmid pMP210 is designed for expression of the first 153 amino acids of the TPO after a translation initiation methionine. This plasmid was actually prepared as a plasmid bank in which the first 6 codons of the TPO were randomly changed in the third position of each codon and, as shown in FIG. 38, was obtained by ligation of three DNA Fragments constructed. The first of these was the vector pVEG31 described above, in which the small Xbal-SphI fragment had been removed. The second was a synthetic DNA double strand, shown below, which was first treated with DNA polymerase (Klenow), followed by digestion with Xbal and Hinfl, and that for initiation methionine and the randomly modified first 6 Codons of the TPO coded.
5'-GCAGCAGTTCTAGAATTATGTCNCCNGCNCCNCCNGCNTGTGACCTCCGA5'-GCAGCAGTTCTAGAATTATGTCNCCNGCNCCNCCNGCNTGTGACCTCCGA
ACACTGGAGGCT GTTCTCAGTAAA (SEQ ID NO: 79) CAAGAGTCATTTGACGAAGCACTGAGGGTACAGGAAG-5· (SEQ ID NO: 80)ACACTGGAGGCT GTTCTCAGTAAA (SEQ ID NO: 79) CAAGAGTCATTTGACGAAGCACTGAGGGTACAGGAAG-5 (SEQ ID NO: 80)
Das dritte war ein 890 Basenpaar HinfI-Sphl-Fragment vom für . die Aminosäure 19-153 des TPO kodierenden pMP172.The third was an 890 base pair HinfI-Sphl fragment from for. amino acid 19-153 of the pMP172 encoding TPO.
Die pMP210-Plasmidbank aus ungefähr 3700 Klonen wurde auf LB-Platten mit hoher Tetracyclin-Konzentration (50 Mg/ml) retransformiert, urn Klone mit einer hohen Translations- initiationsrate zu selektieren (Yansura, D.G. et. al.,The pMP210 plasmid library from approximately 3700 clones was re-transformed onto LB plates with high tetracycline concentration (50 mg / ml) in order to select clones with a high translation initiation rate (Yansura, D.G. et. Al.,
Methods: A Companion to Methods in Enzymology 4:151-158 [1992]). Von den 8 Koloniën, die auf den Platten mit hoher Tetracyclinkonzentration hervorkamen, wurden 5 der hinsicht-lich der TPO-Expression besten Klone einer DNA-Sequenzierung ausgesetzt, und die Ergebnisse sind in Fig. 39 gezeigt (SEQ ID NO: 23, 24, 25, 26, 27 und 28). (g) Plasmid pMP41Methods: A Companion to Methods in Enzymology 4: 151-158 [1992]). Of the 8 colonies that emerged on the high tetracycline concentration plates, 5 of the best clones in terms of TPO expression were subjected to DNA sequencing, and the results are shown in Fig. 39 (SEQ ID NO: 23, 24, 25, 26, 27 and 28). (g) Plasmid pMP41
Das Plasmid pMP41 ist für eine Expression der ersten 155 Aminosäuren des TPO, fusioniert an einen Leader, der aus 7 Aminosäuren der STII-Signalsequenz, gefolgt von einer' Faktor Xa-Schnittstelle, besteht, entworfen. Das Plasmid wurde, wie in Fig. 40 gezeigt, dadurch kontruiert, daß drei DNA-Stücke zusammenligiert wurden, wobei das erste von diesen der vor-stehend beschriebene Vektor pVEG31 war, in welchem das kleine XBal-SphI-Fragment entfernt wordep war. Das zweite war der folgende synthetische DNA-Doppelstrang: 5'-CT AG A ATT AT G AA A A AG A AT AT CG C ATTTATCGAAGGTCGTAGCC (SEQ iD NO: 81) TTA ATACI TT TT CTT ATAG CGT A A AT AG CTT C C AG C AT-5' (SEQ ID NO: 82)The plasmid pMP41 is designed for expression of the first 155 amino acids of the TPO fused to a leader consisting of 7 amino acids of the STII signal sequence followed by a factor Xa site. The plasmid was constructed, as shown in Figure 40, by ligating three pieces of DNA together, the first of which was the vector pVEG31 described above in which the small XBal-SphI fragment was removed. The second was the following synthetic DNA double strand: 5'-CT AG A ATT AT G AA AA AG A AT AT CG C ATTTATCGAAGGTCGTAGCC (SEQ iD NO: 81) TTA ATACI TT TT CTT ATAG CGT AA AT AG CTT CC AG C AT -5 '(SEQ ID NO: 82)
Das letzte Stück der Ligierung war das 1064 Basenpaar Bgll-Sphl-Fragment von dem vorstehend beschriebenen Plasmid . pMPll. (h) Plasmid pMP57The last piece of ligation was the 1064 base pair BglI-Sphl fragment from the plasmid described above. pMPll. (h) Plasmid pMP57
Das Plasmid pMP57 exprimiert die ersten 155 Amnosäuren des TPO stromabwärts von einem Leader, der aus 9 Aminosäuren der STII-Sinalsequenz und der dibasischen Stelle Lys-Arg besteht. Diese dibasische Stelle stellt die Möglichkeit zur Verfügung, den Leader mit der Potease ArgC zu entfernen. Dieses Plasmid wurde, wie in Fig. 41 gezeigt, dadurch kon-struiert, daß drei DNA-Stücke zusammenligiert wurden. Das erste von diesen war der vorstehend bechriebene Vektor pVEG31, in welchem das kleine Xbal-SphI-Fragment entfernt worden war. Das zweite war der folgende synthetische DNA-Doppelstrang: 5'-CTAG AATTAT G AAAAAG AATATCGC ATTT CTTCTTAAACGTAGCC (SEQ ID NO: 83) TTAATACTTTTTCTTATAGCGTAAAGAAGAATTTGCAT-5' (SEQ ID NO: 84)The plasmid pMP57 expresses the first 155 amino acids of the TPO downstream from a leader consisting of 9 amino acids of the STII sinal sequence and the dibasic site Lys-Arg. This dibasic site offers the possibility to remove the leader with the Potease ArgC. This plasmid was constructed as shown in Figure 41 by ligating three pieces of DNA together. The first of these was the vector pVEG31 described above in which the small Xbal-SphI fragment had been removed. The second was the following synthetic DNA duplex: 5'-CTAG AATTAT G AAAAAG AATATCGC ATTT CTTCTTAAACGTAGCC (SEQ ID NO: 83) TTAATACTTTTTCTTATAGCGTAAAGAAGAATTTGCAT-5 '(SEQ ID NO: 84)
Das letzte Teil der Ligierung war das 1064 Basenpaar BglI-Sphl-Fragment von dem vorstehend beschriebenen Plasmid pMPll. (i) Plasmid pMP251The last part of the ligation was the 1064 base pair BglI-Sphl fragment from the plasmid pMPll described above. (i) Plasmid pMP251
Das Plasmid 251 ist ein Abkömmling von pMP210-l, in welchem zwei zusätzliche Aminosäuren des TPO an dem Carboxy-termina-len Ende umfaßt sind. Wie in Fig. 42 gezeigt, wurde das Plasmid dadurch konstruiert, daß zwei DNA-Stücke zusammenli-giert wurden, wobei das erste von diesen der vorstehsnd be-schriebene pMP21 ist, in welchem das kleine Xbal-Apal-Frag-ment entfernt worden war. Das zweite Teil der Ligierung war ein 316 Basenpaar Xbal-Apal-Fragment vom pMP210-l. 2. Transformation und Induktion von E.coli mit TPO-Expressi- onsvektorenPlasmid 251 is a derivative of pMP210-1, which includes two additional amino acids of the TPO at the carboxy-terminal end. As shown in Figure 42, the plasmid was constructed by combining two pieces of DNA, the first of which is the above-described pMP21, in which the small Xbal-Apal fragment had been removed . The second part of the ligation was a 316 base pair Xbal-Apal fragment from pMP210-l. 2. Transformation and induction of E. coli with TPO expression vectors
Die vorstehenden TPO-Expressionsplasmide wurden verwendet, urn den E.coli-Stamm 44C6 (w3110 tonAA rpoHts IonA clpPA galE). unter Anwendung der CaCl2-Hitzeschockmethode zu transformie-ren (Mandei, M. et al., J.Mol.Biol., 53:159-162, [1970]).The above TPO expression plasmids were used to make E.coli strain 44C6 (w3110 tonAA rpoHts IonA clpPA galE). using the CaCl2 heat shock method (Mandei, M. et al., J. Mol.Biol., 53: 159-162, [1970]).
Die transformierten Zeilen wurden zuerst bei 37°C in LB-Me-dium, enthaltend 50 μg/ml Carbenicillin solange kultiviert, bis die optische Dichte (600nm) der Kultur ungefähr 2-3 er-reichte. Die LB-Kultur wurde danach 20x in M9-Medium, enthaltend 0,49% Casaminosäuren (Gew./Vol.) und 50 Mg/ml Carbenicillin, verdünnt. Nach Kultivierung bei 30°C für eine Stunde mit Belüftüng, wurde Indol-3-acrylsäure zu einer End-konzentration von 50 ßq/ml zugefügt. Danach ließ man die Kultur bei 30°C mit Belüftüng für weitere 15 Stunden weiter-wachsen, wonach die Zeilen durch Zentrifugation geerntet wurden.The transformed lines were first cultivated at 37 ° C. in LB medium containing 50 μg / ml carbenicillin until the optical density (600 nm) of the culture reached approximately 2-3. The LB culture was then diluted 20 times in M9 medium containing 0.49% casamino acids (w / v) and 50 mg / ml carbenicillin. After culturing at 30 ° C for one hour with aeration, indole-3-acrylic acid was added to a final concentration of 50 ßq / ml. The culture was then allowed to continue growing at 30 ° C with aeration for a further 15 hours, after which the rows were harvested by centrifugation.
Beispiel 22Example 22
Produktion von biologisch aktivem TPO (Met-1 1-153) in E.coliProduction of biologically active TPO (Met-1 1-153) in E.coli
Die nachstehend beschriebenen Verfahren für eine Produktion von biologisch aktivem, rückgefaltetem TPO (met-1 1-153) kann in analoger Weise für die Gewinnung weiterer TPO-Vari- anten, einschließlich N und C-terminal verlângerter Formen (siehe Beispiel 23) angewendet werden. A. Gewinnung von nicht-löslichem TPO (Met-1 1-153) E.c.oli-Zellen, die durch das Plasmid pMP210-l kodiertes TPO . (Met-1 1-153) exprimieren, wurden wie vorstehend beschrieben fermentiert. Typischerweise werden ungefähr 100 g Zeilen in 11 (10 Volumina) Zelldisruptionspuffer (10 mM Tris, 5 mM EDTA, pH8) mit einem Polytron-Homogenisiergerät resuspen-diert und die Zeilen bei 5000 x g für 30 Minuten zentrifu-giert. Das gewaschene Zellpellet wird nochmals in 1 1 Zelldisruptionspuf fer mit dem Polytron-Homogenisiergerät resus-pendiert und die Zellsuspension wird durch einen LH-Zell-Disrupter (LH Inceltech, Ine.) oder durch einen Microfluidi-zer (Microfluidics International) gemäß den Anweisungen, des Herstellers geschickt. Die Suspension wird bei 5000 g für 30 Minuten zentrifugiert, resuspendiert und ein zweites Mal zentrifugiert, urn ein gewaschenes Pellet aus brechenden Kör-pern herzustellen. Das gewaschene Pellet wird unmittelbar verwendet oder bei -70°C gefroren gelagert. B. Solubilisierung und Reinigung von monomerem TPO (Met-1 1-153)The process described below for the production of biologically active, refolded TPO (met-1 1-153) can be used in an analogous manner for the production of further TPO variants, including N and C-terminally extended forms (see Example 23) . A. Obtaining non-soluble TPO (Met-1 1-153) E.c.oli cells which are encoded by the plasmid pMP210-1 TPO. (Met-1 1-153) were fermented as described above. Typically, approximately 100 g lines in 11 (10 volumes) cell disruption buffer (10 mM Tris, 5 mM EDTA, pH8) are resuspended with a Polytron homogenizer and the lines centrifuged at 5000 x g for 30 minutes. The washed cell pellet is resuspended again in 1 1 cell disruption buffer using the Polytron homogenizer and the cell suspension is passed through an LH cell disrupter (LH Inceltech, Ine.) Or a microfluidizer (Microfluidics International) according to the instructions, sent by the manufacturer. The suspension is centrifuged at 5000 g for 30 minutes, resuspended and centrifuged a second time to produce a washed pellet of broken bodies. The washed pellet is used immediately or stored frozen at -70 ° C. B. Solubilization and Purification of Monomeric TPO (Met-1 1-153)
Das vorstehend erwähnte Pellet wird in 5 Gewichtsvolumina von 20 mM Tris, pH 8, mit 6-8 M Guanidin und 25 mM DTT (Dithiothreitol) resuspendiert und für 1-3 h oder über Nacht bei 4°C gerührt, urn die Solubilisierung des TPO-Proteins zu bewirken. Hohe Harnstoffkonzentrationen (6-8M) sind ebenso geeignet, ergeben jedoch gewöhnlich, verglichen mit Guanidin, geringere Ausbeuten. Nach der Solubilisierung wird die Lösung bei 30 000 x g für 30 Minuten zentrifugiert, urn einen klaren, das denaturierte, monomere TPO-Protein enthaltenden Überstand herzustellen. Der Überstand wird danach über eine Superdex 200 Gel-Filtrationssäule (Pharmacia, 2,6 x 60 cm) bei einer Fließrate von 2 ml/min chromatographiert und dasThe above-mentioned pellet is resuspended in 5 weight volumes of 20 mM Tris, pH 8, with 6-8 M guanidine and 25 mM DTT (dithiothreitol) and stirred for 1 to 3 hours or overnight at 4 ° C to solubilize the TPO -Proteins. High concentrations of urea (6-8M) are also suitable, but usually give lower yields compared to guanidine. After solubilization, the solution is centrifuged at 30,000 x g for 30 minutes to produce a clear supernatant containing the denatured monomeric TPO protein. The supernatant is then chromatographed on a Superdex 200 gel filtration column (Pharmacia, 2.6 x 60 cm) at a flow rate of 2 ml / min and that
Protein ir.it 2 0 mM Na-Phosphat, pH 6,0, mit 10 mM DTT elu-iert. Die monomères, denaturiertes TPO-Protein enthaltenden Fraktionen, die zwischen 160 und 200 ml eluieren, werden vereinigt. Das TPO-Protein wird iiber eine semi-präparative C4-Umkehrphasen-Säule (2 x 20 cm VYDAC) weiter gereinigt.Protein ir.it 2 0 mM Na phosphate, pH 6.0, eluted with 10 mM DTT. The monomeric fractions containing denatured TPO protein eluting between 160 and 200 ml are pooled. The TPO protein is further purified on a semi-preparative C4 reverse phase column (2 x 20 cm VYDAC).
Die Probe wird zu 5 ml/min auf eine- Säule appliziert, die in 0,1% HTFA (Trifluoressigsâure) mit 30% Acetonitril equili-briert wurde. Das Protein wird mit einem linearen Acetoni-tril-Gradienten (30-60% in 60 min) eluiert. Das gereinigte, reduzierte Protein eluiert bei ungefähr 50% Acetonitril. Dieses Material wird für das Rückfalten verwendet, urn eine biologisch aktive TPO-Variante zu erhalten. C. Erzeugung von biologisch aktivem TPO (Met-1 1-153)The sample is applied at 5 ml / min to a column which has been equilibrated in 0.1% HTFA (trifluoroacetic acid) with 30% acetonitrile. The protein is eluted with a linear acetonitrile gradient (30-60% in 60 min). The purified, reduced protein elutes at approximately 50% acetonitrile. This material is used for the refolding in order to obtain a biologically active TPO variant. C. Generation of Biologically Active TPO (Met-1 1-153)
Ungefähr 20 mg des monomeren, reduzierten und denaturierten TPO-Proteins in 40 ml 0,1% TFA/50% Acetonitril wird in 360 ml des Rückfaltungspuffers vërdünnt, welcher optimal die folgenden Reagenzien enthält:Approximately 20 mg of the monomeric, reduced and denatured TPO protein in 40 ml 0.1% TFA / 50% acetonitrile is diluted in 360 ml of the refolding buffer, which optimally contains the following reagents:
50 mM Tris 0,3-M NaCl 5 mM EDTA 2% CHAPS-Detergenz 25% Glycerin 5 mM oxidiertes Glutathion 1 mM reduziertes Glutathion pH eingestellt auf 8,350 mM Tris 0.3-M NaCl 5 mM EDTA 2% CHAPS detergent 25% glycerin 5 mM oxidized glutathione 1 mM reduced glutathione pH adjusted to 8.3
Nach dem Mischen wird der Rückfaltungspuffer sanft bei 4°C für 12-48 h gerührt, urn maximale Rückfaltungsausbeuten der TPO-Form mit korrekten Disulfidbindungen zu bewirken (siehe nachstehend). Die Lösung wird danach mit TFA zu einer End- konzentration von 0,2% angesäuert, durch ein 0,45 oder 0,22 μ-Filter filtriert und 1/10 Volumen Acetonitril zugeführt. Die Lösung wird danach direkt auf eine C4-Umkehrphasen-Säule gepumpt und das gereinigte, rückgefaltete TPO (Met- 1-153) mit demselben Gradienten-Programm, wie vorstehend beschrie-ben, eluiert. Rückgefaltetes, biologisch aktives TPO wird bei ungefâhr 45% Acetonitril unter diesen Bedingungen eluiert. TPQ-Versionen mit falschen Disulfidbindungen werden früher eluiert. Das endgereinigte TPO ((Met-1 1-153) ist mehr als 95% rein, wie durch SDS-Gele und analytische C4-Um-kehrphasen-Chromatographie bestimmt wurde. Für die Tierver-suche wurde das C4-gereinigte Material in physiologisch ver-trâglichen Puffern dialysiert. Isotonische Puffer (10 mM Na-Acetat, pH 5,5, 10 mM Na-Succinat, pH 5,5 oder 10 mM Na-Phosphat, pH 7,4), enthaltend 150 mM NaCl und 0,01% Tween-80 wurden verwendet.After mixing, the refolding buffer is gently stirred at 4 ° C for 12-48 h to effect maximum refolding yields of the TPO form with correct disulfide bonds (see below). The solution is then acidified with TFA to a final concentration of 0.2%, filtered through a 0.45 or 0.22 μ filter and 1/10 volume of acetonitrile added. The solution is then pumped directly onto a C4 reverse phase column and the purified, refolded TPO (Met-1-153) is eluted with the same gradient program as described above. Refolded, biologically active TPO is eluted at approximately 45% acetonitrile under these conditions. Versions of TPQ with incorrect disulfide bonds are eluted earlier. The final purified TPO ((Met-1 1-153) is more than 95% pure, as determined by SDS gels and analytical C4 reverse phase chromatography. For animal studies, the C4 purified material was tested in physiological ver - Portable buffers dialysed Isotonic buffers (10 mM Na acetate, pH 5.5, 10 mM Na succinate, pH 5.5 or 10 mM Na phosphate, pH 7.4), containing 150 mM NaCl and 0.01 % Tween-80 was used.
Aufgrund der hohen Wirksamkeit des TPO im Ba/F3-Assay (halbmaximale Stimulation wird bei ungefâhr 3 pg/ml er-reicht), ist es möglich, biologisch aktives Material unter Verwendung vieler verschiedener Puffer, Detergentien und Redox-Bedingungen zu erhalten. Jedoch wird unter den meisten Bedingungen nur eine geringe Menge an genau gefaltetem Material (<10%) erhalten. Für gewerbliche Herstellungsverfahren ist es wünschenswert, Rückfaltungsraten von mindestens 10%, vorzugsweise 30-50% und am meisten bevorzugt >50% zu errei-chen. Viele verschiedene Detergenzien (Triton X-100, Dode-cyl-beta-maltosid, CHAPS, CHAPSO, SDS, Salkosyl, Tween-20 und Tween-80, Zwittergent 3-14 und andere) wurden auf ihre Effizienz untersucht, hohe Rückfaltungsausbeuten zu gewâhr-leisten. Es wurde gefunden, daß unter diesen Detergenzien nur die CHAPS-Familie (CHAPS und CHAPSO) allgemein geeignet für die Rückfaltungsreaktion sind, um eine Proteinaggrega-tion und falsche Disulfid-Bildung zu begrenzen. Mengen an CHAPS größer als 1% waren am geeignetsten. Natriumchlorid wurde für die besten Ausbeuten benötigt, mit den optimalen Mengen zwischen 0,1 M und 0,5 M. Die Gegenwart von EDTA (1-5 mM) begrenzte die Höhe der Metall-katalysierten Oxidation (und Aggregation), die mit.einigen Präparationen beobachtet wurde. Größere Glyceiinkonzentrationen als 15% ergaben die optimalen Rückfaltungsbedingungen. Für maximale Ausbeuten war es wichtig, sowohl oxidiertes als auch reduziertes Glutathion oder oxidiertes und reduziertes Cystein als Redox-Reagenzpaar zu verwenden. Gewöhnlich werden höhere Ausbeuten beobachtet, wenn das Mol-Verhältnis des oxidierten Reagenz gleich zu oder im Überschuß über dem reduzierten Reagenzmitglied des Redoxpaars ist. pH-Werte zwischen 7,5 und ungefähr 9 waren optimal für das Rückfalten dieser TPO-Varianten. Organische Lösungsmdttel, (z.B. Ethanol, Acetoni-tril, Methanol) wurden in Konzentrationen von 10-15% oder niedriger toleriert. Hohe Mengen an organischen Lösungsmit-teln erhöhte die Menge an falsch gefalteten Formen. Tris und Phosphat-Puffer waren gev/öhnlich geeignet. Die Inkubation bei 4°C führte ebenso zu höheren Mengen an richtig gefalte-tem TPO. Rückfaltungsausbeuten von 40-60% (auf der Grundlage der Menge des in der Rückfaltungsreaktion verwendeten reduzierten und denaturierten TPO) sind typisch für TPO-Präparatio-nen, die durch die erste C4-Stufe gereinigt worden sind. Ak-tives Material kann erhalten werden, wenn weniger reine Prä-parationen (z.B. direkt nach der Superdex 200-Säule oder nach der anfänglichen Extraktion von brechenden Körpern) verwendet werden, obwohl die Ausbeuten aufgrund einer exten-siven Präzipitation und Interferenz der Nicht-TPO-Proteine während des TPO-Rückfaltungs-Prozesses geringer sind.Due to the high effectiveness of the TPO in the Ba / F3 assay (half maximum stimulation is achieved at approximately 3 pg / ml), it is possible to obtain biologically active material using many different buffers, detergents and redox conditions. However, only a small amount of precisely folded material (<10%) is obtained under most conditions. For commercial manufacturing processes, it is desirable to achieve refolding rates of at least 10%, preferably 30-50%, and most preferably> 50%. Many different detergents (Triton X-100, Dode-cyl-beta-maltoside, CHAPS, CHAPSO, SDS, Salkosyl, Tween-20 and Tween-80, Zwittergent 3-14 and others) have been tested for their efficiency in ensuring high refolding yields -Afford. Among these detergents, it has been found that only the CHAPS family (CHAPS and CHAPSO) are generally suitable for the refolding reaction to limit protein aggregation and false disulfide formation. Amounts of CHAPS greater than 1% were most suitable. Sodium chloride was needed for the best yields, with optimal amounts between 0.1 M and 0.5 M. The presence of EDTA (1-5 mM) limited the amount of metal-catalyzed oxidation (and aggregation) that some Preparations were observed. Glyceine concentrations greater than 15% gave the optimal refolding conditions. For maximum yields, it was important to use both oxidized and reduced glutathione or oxidized and reduced cysteine as the redox reagent pair. Higher yields are usually observed when the molar ratio of the oxidized reagent is equal to or in excess over the reduced reagent member of the redox couple. pH values between 7.5 and approximately 9 were optimal for the refolding of these TPO variants. Organic solvents (e.g. ethanol, acetonitrile, methanol) were tolerated in concentrations of 10-15% or lower. High levels of organic solvents increased the amount of misfolded shapes. Tris and phosphate buffers were usually suitable. Incubation at 4 ° C also resulted in higher amounts of properly folded TPO. Refolding yields of 40-60% (based on the amount of reduced and denatured TPO used in the refolding reaction) are typical of TPO preparations that have been purified by the first C4 stage. Active material can be obtained if less pure preparations (e.g. immediately after the Superdex 200 column or after the initial extraction of refractive bodies) are used, although the yields are due to extensive precipitation and interference from the non-TPO -Proteins are lower during the TPO refolding process.
Da TPO (Met-1 1-153) 4 Cysteinreste enthält, ist es möglich, drei verschiedene Disulfidversionen dieses Proteins zu er-zeugen:Since TPO (Met-1 1-153) contains 4 cysteine residues, it is possible to produce three different disulfide versions of this protein:
Version 1: Disulfidbindungen zwischen Cysteinresten 1-4 und 2-3Version 1: Disulfide bonds between cysteine residues 1-4 and 2-3
Version 2: Disulfidbindungen zwischen Cysteinresten 1-2 und 3-4Version 2: disulfide bonds between cysteine residues 1-2 and 3-4
Version 3: Disulfidbindungen zwischen Cysteinresten 1-3 und 2-4 Während der anfänglichen üntersuchung zur Bestimmung der Rückfaltungsbedingungen, wurden mehrere verschiedene, TPO-Protein enthaitende Peaks durch C4-Umkehrphasen-Chromatogra-phie getrennt. Nur einer dieser Peaks besaß eine signifi-kante biologische Aktivität, wie unter Verwendung des Ba/F3-Assays bestimmt wurde. Nachfolgend wurden die Rückfaltungsbedingungen optimiert, um vorzugsweise diese Version zu er-halten. Unter diesen Bedingungen machen die falsch gefalte-ten Versionen weniger als 10-20% des gesamten erhaltenen mo-nomeren TPO aus.Version 3: Disulfide bonds between cysteine residues 1-3 and 2-4 During the initial investigation to determine the refolding conditions, several different peaks containing TPO protein were separated by C4 reverse phase chromatography. Only one of these peaks had significant biological activity as determined using the Ba / F3 assay. The refolding conditions were then optimized in order to preferably obtain this version. Under these conditions, the incorrectly folded versions make up less than 10-20% of the total monomeric TPO obtained.
Es ist durch Mâssenspektrometrie und Proteinsequenzierung bestimmt worden, daß das Disulfidmuster für das biologisch aktive TPO 1-4 und 2-3 (d.h. Version 1) ist. Aliquots der verschiedenen C4-aufgelösten Peaks (5-10 nmol) wurden mit Trypsin verdaut -(1:25 Mol-Verhältnis von Trypsin zu Protein) . Die Verdaumischung wurde durch Matrix-unterstützte Laserdesorptions-Massenspektrometrie vor und nach der Reduk-tion mit DTT analysiert. Nach der Reduktion wurden Massen, die den meisten der größeren, tryptischen Peptide des TPO entsprechen, detektiert. In den nicht-reduzierten Proben fehlten einige dieser Massen und neue Massen wurden beobach-tet. Die Masse der neuen Peaks entsprach grundlegend der Summe der einzelnen tryptischen Peptiden, die bei der Disul-fidbindung eine Rolle spielen. Folglich war es möglich, das Disulfidmuster des rückgefalteten, rekombinanten, biologisch aktiven TPO unzweideutig als 1-4 und 2-3 zu bestimmen. Dies ist vereinbar mit dem bekannten Disulfidmuster des verwand-ten Moleküls Erythropoietin. D. Biologische Aktivität des rekombinanten, rückgefalteten TPO (Met 1-153) Rückgefaltetes und gereinigtes TPO (Met-1 1-153) besaß so-wohl in vitro- als auch in vivo-Assay-Aktivität. In dem Ba/F3-Assay wurde eine halbmaximale Stimulierung des Thymi-din-Einbaus in die Ba/F3-Zellen bei 3,3 pg/ml (0,3 pM) er- reicht. In dem mpl-Rezeptor-vermittelten ELISA wurde halb-maximale Aktivität bei 1,9 ng/ml (120 pM) gefunden. In normalen und myelo-supprimierten Tieren, die durch fast-letale Röntgenbestrahlung produziert wurden, war TPO (Met-1 1-153) hoch w.irksam (Aktivität wurde bei so niedrigen Dosen wie 3 0 ng/Maus beobachtet), die Production von neuen Blutplättchen zu stimulieren.The disulfide pattern for the biologically active TPO has been determined by mass spectrometry and protein sequencing to be 1-4 and 2-3 (i.e. version 1). Aliquots of the various C4-resolved peaks (5-10 nmol) were digested with trypsin - (1:25 mol ratio of trypsin to protein). The digestion mixture was analyzed by matrix-assisted laser desorption mass spectrometry before and after the reduction with DTT. After reduction, masses corresponding to most of the larger tryptic peptides of the TPO were detected. Some of these masses were missing in the non-reduced samples and new masses were observed. The mass of the new peaks basically corresponded to the sum of the individual tryptic peptides which play a role in the disulfide binding. Thus, it was possible to unambiguously determine the disulfide pattern of the refolded, recombinant, biologically active TPO as 1-4 and 2-3. This is compatible with the known disulfide pattern of the related molecule erythropoietin. D. Biological Activity of Recombinant Refolded TPO (Met 1-153) Refolded and purified TPO (Met-1 1-153) had both in vitro and in vivo assay activity. Half-maximum stimulation of thymidine incorporation in the Ba / F3 cells was achieved in the Ba / F3 assay at 3.3 pg / ml (0.3 pM). Half-maximal activity at 1.9 ng / ml (120 pM) was found in the mpl receptor-mediated ELISA. In normal and myelo-suppressed animals produced by almost lethal X-rays, TPO (Met-1 1-153) was highly effective (activity was observed at doses as low as 30 ng / mouse), the production of to stimulate new platelets.
Beispiel 23Example 23
Production von weiteren biologisch aktiven TPO-Varianten in E.coliProduction of further biologically active TPO variants in E.coli
Drei weitere TPO-Varianten, die in E.coli hergestellt, ge-reinigt und in biologisch aktive Formen rückgefaltet wurden, werden nachstehend bereitgestellt. (1) MLF - 13 Reste von der bakteriell abgeleiteten Signalse-quenz STII werden an die N-terminale Domâne des TPO (Reste 1-155) fusioniert. Die resultierende Sequenz ist MKKNIAFLLNAYASPAPPAC.....CVRRA (SEQ ID NO: 85) _ _ 7 worin die Leader-Sequenz unterstnchen ist und C......C cys bis Cys151 darstellt. Diese Variante wurde konstruiert, um ein Tyrosin für die Radio-Iodierung des TPO für Rezeptor- und biologische Untersuchungen bereitzustellen. (2) H8MLF - 7 Reste von der STII-Sequenz, 8 Histidrnreste und die Enzym-Schnittsequenz IEGR des Faktors Xa werden an die N-terminale Domâne (Reste 1-155) des TPO fusioniert. Die Sequenz ist MKKNIAFHHHHHHHHIEGRSPAPPAC CVRRA (SEQ ID NO: 86) 7 worin die Leader-Sequenz unterstrichen ist und C.....c cys bis Cys151 darstellt. Diese Variante kann, wenn sie gereinigt und rückgefaltet ist, mit dem Enzym Faktor Xa behandelt werden, das hinter dem Argininrest der Sequenz IEGR schnei-den wird, wodurch sich einé 155 Reste lange TPO-Variante mit einem natürlichen Serin als N-terminale Aminosäure ergibt. (3) T-H8MLF - wird wie vorstehend für die Variante (2) be-schrieben, hergestellt, außer daß eine Thrombin-sensitive Sequenz IEPR an die N-terminale Domäne des TPO fusioniert wird. Die resultierende Sequenz ist MKKN1AFHHHHHHHH1EPRSPAPPAC.....CVRRÀ (SEQ ID NO: 87) 7 worm die Leader-Sequenz unterstrichen ist und C.....C Cys 151 . , bis Cys darstellt. Diese Variante kann nach Reinigung und Rückfaltung mit dem Enzym Thrombin behandelt werden, urn eine 155 Reste lange Variante des TPO mit einem natürlichen N-Three other TPO variants that have been manufactured, cleaned and refolded into biologically active forms in E.coli are provided below. (1) MLF - 13 residues from the bacterially derived signal sequence STII are fused to the N-terminal domain of the TPO (residues 1-155). The resulting sequence is MKKNIAFLLNAYASPAPPAC ..... CVRRA (SEQ ID NO: 85) _ _ 7 in which the leader sequence is small and represents C ...... C cys to Cys151. This variant was designed to provide a tyrosine for the radio-iodination of the TPO for receptor and biological studies. (2) H8MLF - 7 residues from the STII sequence, 8 histide residues and the enzyme cut sequence IEGR of factor Xa are fused to the N-terminal domain (residues 1-155) of the TPO. The sequence is MKKNIAFHHHHHHHHIEGRSPAPPAC CVRRA (SEQ ID NO: 86) 7 in which the leader sequence is underlined and represents C ..... c cys to Cys151. When purified and refolded, this variant can be treated with the enzyme factor Xa, which will cut behind the arginine residue of the IEGR sequence, resulting in a 155 residue long TPO variant with a natural serine as the N-terminal amino acid . (3) T-H8MLF - is prepared as described for variant (2) above, except that a thrombin-sensitive sequence IEPR is fused to the N-terminal domain of the TPO. The resulting sequence is MKKN1AFHHHHHHHH1EPRSPAPPAC ..... CVRRÀ (SEQ ID NO: 87) 7 where the leader sequence is underlined and C ..... C Cys 151. until Cys represents. After cleaning and refolding, this variant can be treated with the enzyme thrombin to produce a 155-residue variant of the TPO with a natural N-
Terminus zu erzeugen. A. Gewinnung, Solubilisierung und Reinigung der monomeren, biologisch aktiven TPO-Varianten (1), (2) und (3).Generate term. A. Extraction, solubilization and purification of the monomeric, biologically active TPO variants (1), (2) and (3).
Alle Varianten wurden in E.coli.exprimiert. Die Mehrzahl der Varianten wurden in brechenden Körpern gefunden, wie in Bei-spiel 22 für TPO (Met-1 1-153) beobachtet wurde. Identische Verfahren für die Gewinnung, Solubilisierung und Reinigung der monomeren TPO-Varianten, wie in Beispiel 22 beschrieben, wurden angewendet. Rückfaltungsbedingungen, die zu denjenigen identisch sind, die für TPO (Met 1 1-153) verwendet worden sind, wurden mit Gesamtausbeuten von 30-50% verwendet. Nach dem Rückfalten wurden die TPO-Varianten durch C4-Um-kehrphasen-Chromatographie in 0,1% TFA gereinigt, wobei ein Acetonitril-Gradient, wie vorstehend beschrieben, verwendet wurde. Alle TPO-Varianten (in ihren nicht-proteolysierten Formen) besaßen biologische Aktivität, wie durch den Ba/F3-Assay bestimmt wurde, mit halbmaximalen Aktivitäten von 2-5 pM. B. Proteolytische Prozessierung der Varianten (2) und (3) zur Erzeugung von authentischem, N-terminalen TPO (1-155). Die vorstehend beschriebenen TPO-Varianten (2) und (3) wur- den mit einem enzymatisch schneidbaren Leader-Peptid vor dem normalen N-terminalen Aminosâurerest des TPO entworfen. Nach Rückfaltung und Reinigung der Varianten (2) und (3), wie vorstehend beschrieben, wurde jede einem Verdau mit dem ge-eigneten Enzym ausgesetzt. Für jede Variante wurde das Ace-tonitril aus dem C4-Umkehrphasenschritt dadurch entfernt, daß ein sanfter Stickstoffstrom auf die Lösung geblasen wurde. Danach wurden die zwei Varianten mit entweder Faktor Xa oder Thrombin, wie nachstehend beschrieben, behandelt. Für die TPO-Variante (2) wurde 1 M Tris-Puffer, pH 8, zu einer Endkonzentration von 50 mM zu der Acetonitril-freien Lösung zugegeben und der pH wurde, falls notwendig, auf 8 eingestellt. NaCl und CaCl2 wurden zu 0,1 M bzw. 2 mM zuge-fügt. Faktor Xa (New England Biolabs) wurde so zugegeben, daß ungefähr ein Molverhaltnis von Enzym zu Variante von 1:25 bis 1:100 erreicht wurde. Die Probe wurde bei Raumtem-peratur für l-2h inkubiert, um eine maximale Spaltung zu er-durch eine Veranderung hmsichtlich der Wande rung in SDS-Gelen bestimmt wurde, was den Verlust der Leader-Sequenz anzeigt. Danach wurde die Reaktionsmischung durch C4-Umkehrphasen-Chromatographie unter Verwendung des-selben Gradiënten und derselben Bedingungen, wie sie vorstehend für die Reinigung der richtig gefalteten Varianten beschrieben wurden, gereinigt. Nicht-geschnittene Variante B wurde von der geschnittenen Variante (2) durch diese Bedingungen abgetrennt.. Es wurde gezeigt, daß die N-terminalen Aminosäuren SPAPP sind, was anzeigt, daß die Entfernung der N-terminalen Leader-Sequenz erfolgreich war. Der Faktor Xa erzeugte auch variable Mengen einer internen Spaltung inner-halb der TPO-Domäne; die Spaltung wurde hinter dem Agenin-rest bei der Positionsnummer 118 beobachtet, wodurch eine zusätzliche N-terminale Sequenz von TTAHKDP (SEQ ID NO: 88) erzeugt wurde. In nicht-reduzierenden SDS-Gelen wurde eine einzelne Bande bei ungefähr 17000 Dalton für die Faktor Xa geschnittene Variante beobachtet; in reduzierenden Gelen wurden zwei Banden mit einem Molekulargewicht von ungefähr 12000 und 5000 Dalton gesehen, was vereinbar mit einer Spal-tung am Arginin 118 ist.Diese Beobachtung bestätigte auch, daß die zwei Molekülteile durch eine Disulfidbindung zwi-schen dem ersten und vierten Cysteinrest zusammengehalten werden, wie aus den vorstehend beschriebenen tryptischen Verdauexperimenten geschlossen wurde. In dem biologischen Ba/F3-Assay besaß die gereinigte TPO (1-155)-Variante nach Entfernung der N-terminalen Leader-Sequenz und mit der internen Spaltung eine halbmaximale Aktivität von 0,2 bis 0,3 Picomolar. Die intakte Variante mit der Leader-Sequenz besaß eine halbmaximale Aktivität von 2-4 Picomolar. Für die Variante (3) war der Spaltungspuffer zusammengesetzt aus 50 mM Tris, pH 8,2% CHAPS, 0,3 M NaCl, 5 mM EDTA und hu-manem oder Rinder-Thrombin (Calbiochem) zu 1:25 bis 1:50 von Enzym zu TPO-Variantenprotein auf der Grundlage des Ge-wichts. Die Spaltung wurde bei Raumtemperatur für 2-6 Stun-den durchgeführt. Das Fortschreiten der Spaltung wurde durch SDS-Gele bestimmt, wie vorstehend für die Faktor Xa-Spal-tungsreaktion beschrieben wurde. Gewöhnlich wurde mehr als 90% Spaltung der Leader-Sequenz erreicht. Das resultierende TPO wurde über C4-Umkehrphasen-Säulen gereinigt, wie vorstehend beschrieben wurde, und es wurde durch Aminosäure-Se-quenzierung gezeigt, daß dieses den gewünschten N-Terminus besitzt. Nur ein geringer (<5%) Anteil einer internen Spaltung an derselben Arginin-Threonin-Bindung, wie sie vorstehend mit Faktor Xa beobachtet worden ist, wurde erhalten.All variants were expressed in E. coli. The majority of the variants were found in refractive bodies, as was observed in Example 22 for TPO (Met-1 1-153). Identical procedures for the recovery, solubilization and purification of the monomeric TPO variants, as described in Example 22, were used. Refolding conditions identical to those used for TPO (Met 1 1-153) were used in overall yields of 30-50%. After refolding, the TPO variants were purified by C4 reverse phase chromatography in 0.1% TFA using an acetonitrile gradient as described above. All TPO variants (in their non-proteolyzed forms) had biological activity as determined by the Ba / F3 assay with half maximum activities of 2-5 pM. B. Proteolytic processing of variants (2) and (3) to produce authentic, N-terminal TPO (1-155). The TPO variants (2) and (3) described above were designed with an enzymatically cutable leader peptide in front of the normal N-terminal amino acid residue of the TPO. After refolding and purification of variants (2) and (3) as described above, each was subjected to digestion with the appropriate enzyme. For each variant, the acetonitrile was removed from the C4 reverse phase step by blowing a gentle stream of nitrogen onto the solution. The two variants were then treated with either factor Xa or thrombin as described below. For the TPO variant (2), 1 M Tris buffer, pH 8, was added to the acetonitrile-free solution to a final concentration of 50 mM and the pH was adjusted to 8 if necessary. NaCl and CaCl2 were added to 0.1 M and 2 mM, respectively. Factor Xa (New England Biolabs) was added so that approximately a molar ratio of enzyme to variant from 1:25 to 1: 100 was achieved. The sample was incubated at room temperature for 1-2 h to determine maximum cleavage by determining a change in migration in SDS gels, indicating loss of the leader sequence. The reaction mixture was then purified by C4 reverse phase chromatography using the same gradient and conditions as described above for the purification of the properly folded variants. Non-cut variant B was separated from cut variant (2) by these conditions. The N-terminal amino acids were shown to be SPAPP, indicating that removal of the N-terminal leader sequence was successful. The factor Xa also generated variable amounts of internal cleavage within the TPO domain; the cleavage was observed behind the agenin residue at position number 118, whereby an additional N-terminal sequence of TTAHKDP (SEQ ID NO: 88) was generated. In non-reducing SDS gels, a single band was observed at approximately 17,000 daltons for the factor Xa cut variant; two bands with a molecular weight of approximately 12000 and 5000 daltons were seen in reducing gels, which is compatible with cleavage at arginine 118. This observation also confirmed that the two parts of the molecule were held together by a disulfide bond between the first and fourth cysteine residues are concluded from the tryptic digest experiments described above. In the biological Ba / F3 assay, the purified TPO (1-155) variant had a half-maximum activity of 0.2 to 0.3 picomolar after removal of the N-terminal leader sequence and with internal cleavage. The intact variant with the leader sequence had a half-maximum activity of 2-4 picomolar. For variant (3) the cleavage buffer was composed of 50 mM Tris, pH 8.2% CHAPS, 0.3 M NaCl, 5 mM EDTA and human or bovine thrombin (Calbiochem) at 1:25 to 1:50 from enzyme to TPO variant protein based on weight. The cleavage was carried out at room temperature for 2-6 hours. The progress of the cleavage was determined by SDS gels as described above for the factor Xa cleavage reaction. Usually more than 90% cleavage of the leader sequence was achieved. The resulting TPO was purified on C4 reverse phase columns as described above and was shown to have the desired N-terminus by amino acid sequencing. Only a small (<5%) fraction of internal cleavage on the same arginine-threonine bond as observed with factor Xa above was obtained.
Das resultierende TPO-Protein besaß eine hohe biologische Aktivität mit halbmaximalen Antworten in dem Ba/F3-Assay bei 0,2-0,4 Picomolar Protein. In dem mpl-Rezeptor-vermittelten ELISA bewirkte dieses Protein eine halbmaximale Antwort bei 2-4 ng/ml gereinigtem Protein (120-240 Picomolar), während die die Leader-Sequenz enthaltende intakte Variante in beiden Assays 5-10fach weniger wirksam war. Für die Tierversu- che wurde das HPLC-gereinigte, geschnittene Protein in phy-siologisch annehmbaren Puffern, mit 150 mM NaCl, 0,01% Tween-80 und 10 mM Natriumsuccinat, pH 5,5 Oder 10 mM Natri-umacetat, pH 5,5 oder 10 mM Natriumphosphat, pH 7,4 dialy-siert. Durch HPLC und SDS-Gele wurde das gereinigte Protein für mehrere Wochen stabil, wenn es bei 4°C gelagert wurde.The resulting TPO protein had high biological activity with half maximal responses in the Ba / F3 assay at 0.2-0.4 picomolar protein. In the mpl receptor-mediated ELISA, this protein produced a half-maximal response at 2-4 ng / ml of purified protein (120-240 picomolar), while the intact variant containing the leader sequence was 5-10 times less effective in both assays. For the animal experiments, the HPLC-purified, cut protein was in physiologically acceptable buffers, with 150 mM NaCl, 0.01% Tween-80 and 10 mM sodium succinate, pH 5.5 or 10 mM sodium acetate, pH 5 , 5 or 10 mM sodium phosphate, pH 7.4 dialyzed. The purified protein became stable for several weeks by HPLC and SDS gels when stored at 4 ° C.
In normalen und myelo-supprimierten Mausen war dieses gereinigte TPO mit der authentischen N-terminalen Sequenz hoch wirksam, wobei die Produktion von Blutplättchen bei so nied- rigen Dosen wie 30 ng/Maus stimuliert wurde.In normal and myelo-suppressed mice, this purified TPO with the authentic N-terminal sequence was highly effective, stimulating the production of platelets at doses as low as 30 ng / mouse.
Beispiel 24Example 24
Synthetischer mpl-LigandSynthetic mpl ligand
Obwohl der humane mpl-Ligand (hML) gewöhnlich unter Verwen-dung von rekombinanten Verfahren hergestellt wird, kann er ebenso durch enzymatisches Ligieren synthetischer Peptid-fragmente unter Anwendung der nachstehend beschriebenen Verfahren synthetisiert werden. Eine synthetische Produktion von hML erlaubt den Einbau unnatürlicher Aminosäuren oder synthetischer funktioneller Gruppen, wie Polyethylenglykol. Friiher wurde eine Mutante der. Serinprotease BPN, Subtiligase (S221C/P225A) entworfen und hergestellt, um Peptidester in wässriger Lösung effizient zu ligieren (Abrahmsen et al., Bioch., 30:4151-4159 [1991]). Es ist jetzt gezeigt worden, daß synthetische Peptide in einer sequentiellen Weise enzymatisch ligiert werden können, um enzymatisch aktive, lange Peptide und Proteine, wie Ribonucléase A (Jackson et al., Science [1994]) herzustellen. Diese nachstehend genau beschriebene Technologie hat es uns ermöglicht, lange Proteine chemisch zu synthetisieren, die früher nur mit rekom- binanter DNA-Technologie hergestellt werden konnten.Although the human mpl ligand (hML) is usually made using recombinant methods, it can also be synthesized by enzymatically ligating synthetic peptide fragments using the methods described below. Synthetic production of hML allows the incorporation of unnatural amino acids or synthetic functional groups such as polyethylene glycol. A mutant of the. Serine protease BPN, subtiligase (S221C / P225A) designed and manufactured to efficiently ligate peptide esters in aqueous solution (Abrahmsen et al., Bioch., 30: 4151-4159 [1991]). It has now been shown that synthetic peptides can be ligated enzymatically in a sequential manner to produce enzymatically active, long peptides and proteins such as Ribonucléase A (Jackson et al., Science [1994]). This technology, which is described in detail below, has enabled us to chemically synthesize long proteins that previously could only be produced using recombinant DNA technology.
Die allgemeine Strategie für eine hMLi53-Synthese unter Ver-wendung von Subtiligase ist gezeigt (Schema 1). Beginnend mit einem Peptid, dessen Schutzgruppen vollständig entfernt sind und das dem C-terminalen Fragment des Proteins ent- spricht, wird ein N-terminal geschützter, C-terminal akti-vierter Peptidester, zusamitien mit Subtiligase zugegeben. Nachdem die Reaktion vollständig abgelaufen ist, wird das Produkt durch Umkehrphasen-HPLC isoliert und die Schutz-. gruppe vom N-Terminus entfernt. Das nächste Peptidfraginent wird ligiert, die Schutzgruppen werden abgespalten und der Prozeß wird unter Verwendung der aufeinanderfolgenden Peptide solange wiederholt, bis das Protein der vollen Lange erhalten wird. Das Verfahren ist ähnlich zur Festphasen-Methodik, in der ein N-terminal geschütztes, C-terminal ak-tiviertes Peptid an den N-Terminus eines vorhergehenden Pep-tids ligiert wird und das Protein in einer C->N-Richtung synthetisiert wird. Da jedoch jede Verknüpfung zusätzlich bis zu 50 Reste ergibt, und die Produkte nach jeder Ligie-rung isoliert werden, können viel langere, hochreine Proteine in angemessenen Ausbeuten synthetisiert werden.The general strategy for hMLi53 synthesis using subtiligase is shown (Scheme 1). Starting with a peptide whose protective groups have been completely removed and which corresponds to the C-terminal fragment of the protein, an N-terminally protected, C-terminally activated peptide ester is added together with subtiligase. After the reaction is complete, the product is isolated by reverse phase HPLC and the protective. group removed from the N-terminus. The next peptide fragment is ligated, the protecting groups are removed and the process is repeated using the successive peptides until the full length protein is obtained. The procedure is similar to the solid phase methodology in which an N-terminally protected, C-terminally activated peptide is ligated to the N-terminus of a previous peptide and the protein is synthesized in a C-> N direction. However, since each linkage also results in up to 50 residues and the products are isolated after each ligation, much longer, highly pure proteins can be synthesized in reasonable yields.
Schema 1. Strategie für die Synthese von hML unter Verwen-dung von SubtiligaseScheme 1. Strategy for the synthesis of hML using subtiligase
Nach unseren Kenntnissan sowohl der Sequenzspezifität der Subtiligase als auch der Aminosäure-Sequenz der biologisch aktiven "Epo-Domäne" des hML, teilten wir hMLi53 in sieben 18-25 Reste lange Fragmente. Testligierungs-Tetrapeptide wurden synthetisiert, um geeignete Ligierungs-Verknüpfungen für die 18-25-mere zu bestimmen. Die Tabelle 13 zeigt die Ergebnisse dieser Testligierungen.To our knowledge of both the sequence specificity of the subtiligase and the amino acid sequence of the biologically active "epo-domain" of the hML, we divided hMLi53 into seven fragments of 18-25 residues. Test ligation tetrapeptides were synthesized to determine appropriate ligation linkages for the 18-25 mers. Table 13 shows the results of these test ligations.
Tabelle 13 hML-Testligierungen. Donor- und nukleophile Peptide wurden gelost zu 10 mM in 100 mM Tricin (pH 7,8) bei 22°C. Die Ligase wurde zu einer Endkonzentration von 10 μΜ, ausgehend von einer 1,6 mg/ml Stammlösung (ungefähr 70μΜ) zugefügt, und die Ligierung ließ man übar Nacht fortschreiten. Die Ausbeuten sind ausgedrückt als % Ligierung vs. Hydrolyse der Donorpeptide.Table 13 hML test ligations. Donor and nucleophilic peptides were dissolved at 10 mM in 100 mM tricine (pH 7.8) at 22 ° C. The ligase was added to a final concentration of 10μΜ starting from a 1.6 mg / ml stock solution (approximately 70μΜ) and the ligation was allowed to proceed overnight. The yields are expressed as% ligation vs. Hydrolysis of the donor peptides.
Auf der Grundlage dieser Expérimente sollten die in Tabelle 14 gezeigten Ligierungspeptide durch die Subtilidase effizi-ent ligiert werden. Eine geeignete Schutzgruppe für den N-Terminus jedes Donor-Peptidesters wurde benötigt, um Selbst-ligierung zu verhindern. Wir wählten eine Isonicotinyl (iNOC)-Schutzgruppe (Veber et al., J. Org. Chem., 42:3286-3289 [1977]), weil diese wasserlöslich ist, in der letzten Stufe der Festphasen-Peptidsynthese eingebaut und gegenüber wasserfreier HF stabil ist, die verwendet wird, um die Schutzgruppen zu entfernen und die Peptide von dem Festpha-senharz abzuspalten. Zusätzlich kann sie von dem Peptid nach jeder Ligierung unter milden, reduzierenden Bedingungen (Zn/CH3CO2H) entfernt werden, um einen freien N-Terminus für die nachfolgenden Ligierungen bereitzustellen. Ein Glykolat-lysyl-amid (glc-K-NH2)-ester wurde für die C-terminale Akti-vierung basierend auf frühere Expérimente verwendet, die zeigten, daß dieser durch Subtiligase effizient acyliert wird. (Abrahmsen et al., Biochem., 30:4151-4159 [1991]). Die iNOC-geschützten glc-K-Amid-aktivierten Peptide können unter Anwendung von Standard-Festphasenverfahren, wie ausgeführt (Schema 2), synthetisiert werden. Die Peptide werden danach sequentiell ligiert, bis das vollständige Protein herge-stellt ist, und das Endprodukt wird in vitro rückgefaltet. Auf der Grundlage der Homologie mit EPO wird vermutet, daß die Disulfidpaare zwischen den Cysteinresten 7 und 151 und zwischen 28 und 85 gebildet werden. Die Oxidation der Disulfide kann dadurch erreicht werden, daß das reduzierte Material unter einer Sauerstoffatmosphäre für mehrere Stunden einfach gerührt wird. Das rückgefaltete Material kann danach durch HPLC gereinigt, und die das aktive Protein enthalten-den Fraktionen vereinigt und lyophilisiert werden. Als eine Alternative können die Disulfide differenziell geschützt werden, um eine sequenzielle Oxidation zwischen spezifischen Disulfidpaaren zu kontrollieren. Ein Schütz der Cystein 7 und 151 mit Acetamidomethyl (acm)-Gruppen würde die Oxidation von 28 und 85 gewährleisten. Die acm-Gruppen könnten danach entfernt und die Reste 7 und 151 oxidiert werden. Um- gekehrt könnten die Reste 28 und 85 aciu-geschützt und oxi-diert werden, wenn eine séquentielle Oxidation für das kor-rekte Falter, benötigt wird. Wahlweise können die Cystein 28 und 85 durch einen natürlichen oder unnatürlichen Rest, der von Cys verschieden ist, substituiert werden, urn eine kor-rekte Oxidation der Cysteine 7 und 151 zu gewährleisten.Based on these experiments, the ligation peptides shown in Table 14 should be ligated efficiently by the subtilidase. A suitable protecting group for the N-terminus of each donor peptide ester was needed to prevent self-ligation. We chose an isonicotinyl (iNOC) protecting group (Veber et al., J. Org. Chem., 42: 3286-3289 [1977]) because it is water-soluble, incorporated in the last stage of solid-phase peptide synthesis and against anhydrous HF stable, which is used to remove the protecting groups and cleave the peptides from the solid phase resin. In addition, it can be removed from the peptide after each ligation under mild reducing conditions (Zn / CH3CO2H) to provide a free N-terminus for subsequent ligations. A glycolate-lysyl-amide (glc-K-NH2) ester was used for the C-terminal activation based on previous experiments, which showed that it is efficiently acylated by subtiligase. (Abrahmsen et al., Biochem., 30: 4151-4159 [1991]). The iNOC-protected glc-K amide-activated peptides can be synthesized using standard solid-phase methods as outlined (Scheme 2). The peptides are then sequentially ligated until the complete protein is made and the final product is refolded in vitro. Based on homology with EPO, it is believed that the disulfide pairs are formed between cysteine residues 7 and 151 and between 28 and 85. The oxidation of the disulfides can be achieved by simply stirring the reduced material under an oxygen atmosphere for several hours. The refolded material can then be purified by HPLC, and the fractions containing the active protein can be combined and lyophilized. As an alternative, the disulfides can be protected differentially to control sequential oxidation between specific disulfide pairs. Protecting cysteine 7 and 151 with acetamidomethyl (acm) groups would ensure the oxidation of 28 and 85. The acm groups could then be removed and residues 7 and 151 oxidized. Conversely, residues 28 and 85 could be aciu-protected and oxidized if sequential oxidation was required for the correct moth. Optionally, cysteine 28 and 85 may be substituted with a natural or unnatural residue other than Cys to ensure correct oxidation of cysteine 7 and 151.
Tabelle 14Table 14
Peptidfragmente, die für die Gesamtsynthese des h-MI» unter Verwendung der Subtiligase verwendet werdenPeptide fragments used for the overall synthesis of h-MI »using the subtiligase
Fragmentfragment
Seauenz 1 (SEQ ID NO: 110) iNOC-HN-SPAPPACDLRVLSKLLRDSHVL-glc-K-NH2 (1-22) 2 (SEQ ID NO: 111) iNOC-HN-HSRLSQCPEVHPLPTPVLLPAVDF-glc-K-NH2 (23-46) 3 (SEQ ID NO: 112) iNOC-HN-SLGEWKTQMEETKAQDILGAVTL-g!c-K-NH2 (47-69) 4 (SEQ ID NO: 113) iNOC-HN-LLEGVMAARGQLGPTCLSSLL-glc-K-NH2 (70-90) 5 (SEQ ID NO: 114) iNOC-HN-GQLSGQVRLLLGALQS-glc-K-NH2 (90-106) 6 (SEQ ID NO: 115) iNOC-HN-LLGTQLPPQGRTTAHKDPNAIF-glc-K-NH2 (107-128) 7 (SEQ ID NO: 116) H2N-LSFQHLLRGKVRFLMtVGGSTLCVR-CQ2 (129-153)Sequence 1 (SEQ ID NO: 110) iNOC-HN-SPAPPACDLRVLSKLLRDSHVL-glc-K-NH2 (1-22) 2 (SEQ ID NO: 111) iNOC-HN-HSRLSQCPEVHPLPTPVLLPAVDF-glc-K-NH2 (23-46) 3 (SEQ ID NO: 112) iNOC-HN-SLGEWKTQMEETKAQDILGAVTL-g! CK-NH2 (47-69) 4 (SEQ ID NO: 113) iNOC-HN-LLEGVMAARGQLGPTCLSSLL-glc-K-NH2 (70-90) 5 (SEQ ID NO: 114) iNOC-HN-GQLSGQVRLLLGALQS-glc-K-NH2 (90-106) 6 (SEQ ID NO: 115) iNOC-HN-LLGTQLPPQGRTTAHKDPNAIF-glc-K-NH2 (107-128) 7 (SEQ ID NO : 116) H2N-LSFQHLLRGKVRFLMtVGGSTLCVR-CQ2 (129-153)
Die Peptidligierungen werden bei 25°C in 100 mM Tricin, pH 8 (frisch hergestellt und durch Vakuumfiltration durch ein 5 μπι-Filter entgast) durchgefiihrt. Typischerweise wird das C-terminale Fragment in Puffer (2-5 mM Peptid) gelost und eine lOx Stammlösung der Subtiligase (lmg/ml in 100 mM Tricin, pH 8) zugefügt, urn die Enzymendkonzentration auf ungefähr 5 μιη zu bringen. Ein 3-5 molarer Überschuß des glc-K-NH2~akti-vierten Donorpeptids wird danach als Feststoff zugegeben, gelost, und die Mischung bei 25°C stehengelassen. Die Ligie-rungen wurden durch analytische Umkehrphasen-C18 HPLC (CH3CN/H20-Gradient mit 0,1% TFA) überwacht. Die Ligierungs-produkta werden durch präparative HPLC gereinigt und lyophi-lisiert. Die Abspaltung der Isonicotinyl (iNOC)-Gruppen wurde dadurch durchgefiihrt, daß HCl-aktivierter Zinkstaub mit dem geschiitzten Peptid in Essigsäure gerührt wurde. Der Zinkstaub wird durch Filtration entfernt und die Essigsäure unter Vakuum abgezogen. Das resultierende Peptid kann direkt in der nächsten Ligierung verwendet werden, und das Verfah-ren wird wiederholt. Synthetischer hML153 kann durch Verfah-ren, die analog zu denjenigen sind, die vorstehend beschrie-ben wurden, an den synthetischen Oder rekombinanten hML154_ 332) ligiert werden, urn synthetischen oder halbsynthetischen hML voller Länge herzustellen.The peptide ligations are carried out at 25 ° C. in 100 mM tricine, pH 8 (freshly prepared and degassed by vacuum filtration through a 5 μm filter). Typically, the C-terminal fragment is dissolved in buffer (2-5 mM peptide) and a 10% stock solution of the subtiligase (1 mg / ml in 100 mM tricine, pH 8) is added to bring the final enzyme concentration to approximately 5 μm. A 3-5 molar excess of the glc-K-NH2 -activated fourth donor peptide is then added as a solid, dissolved, and the mixture is left to stand at 25.degree. The ligations were monitored by analytical reverse phase C18 HPLC (CH3CN / H20 gradient with 0.1% TFA). The ligation products are purified by preparative HPLC and lyophilized. The cleavage of the isonicotinyl (iNOC) groups was carried out by stirring HCl-activated zinc dust with the protected peptide in acetic acid. The zinc dust is removed by filtration and the acetic acid is removed under vacuum. The resulting peptide can be used directly in the next ligation and the procedure is repeated. Synthetic hML153 can be ligated to the synthetic or recombinant hML154_332) by methods analogous to those described above to produce full-length synthetic or semi-synthetic hML.
Synthetischer hML besitzt viele Vorteile gegeniiber rekombi-nantem. Unnatürliche Seitenketten können eingeführt werden, um die Wirksamkeit oder Spezifität zu verbessern. Funktio--nelle Polymergruppen, wie Polyethylenglycol, können einge-baut werden, um die Wirkungsdauer zu verbessern. Zum Bei-spiel kann Polyethylenglycol an Lysinreste der einzelnen Fragmente (Tabelle 14) angehängt werden, bevor oder nachdem ein Ligierungsschritt oder mehrere durchgefiihrt worden sind. Protease-sensitive Peptidbindungen können entfernt oder verandert werden, um die Stabilität in vivo zu verbessern. Zu-sätzlich können Schweratomderivate als Hilfe bei der Struk-turbestimmung synthetisiert werden.Synthetic hML has many advantages over recombinant. Unnatural side chains can be introduced to improve effectiveness or specificity. Functional polymer groups, such as polyethylene glycol, can be incorporated to improve the duration of action. For example, polyethylene glycol can be attached to lysine residues of the individual fragments (Table 14) before or after one or more ligation steps have been carried out. Protease sensitive peptide bonds can be removed or altered to improve stability in vivo. In addition, heavy atom derivatives can be synthesized to aid in structure determination.
Schema 2. Festphasensynthese der Peptidfragmente für die Segment-LigierungScheme 2. Solid phase synthesis of peptide fragments for segment ligation
a) Lysyl-paramethylbenzhydrylamin (MBHA)-Harz 1 (0,63 meq./g. Advanced ChemTech) wird für ein Stunde bei 25°C mit Bromessigsäure (5 eq.) und Diisopropylcarbodiimid (5 eq.) in Dimethylacetamid (DMA) geriiht, um das Bromacetyl-Derivat 2 herzustellen. b) Das Harz wird gründlich mit DMA gewaschen, und die einzelnen Boc-geschützten Aminosäuren (3 eq.,a) Lysyl-paramethylbenzhydrylamine (MBHA) resin 1 (0.63 meq./g. Advanced ChemTech) is for one hour at 25 ° C with bromoacetic acid (5 eq.) and diisopropylcarbodiimide (5 eq.) in dimethylacetamide (DMA) rowed to produce the bromoacetyl derivative 2. b) The resin is washed thoroughly with DMA, and the individual Boc-protected amino acids (3 eq.,
Bachem) werden durch Rühren mit Natriumbicarbonat (6 eq.) in Dimethylformamid (DMF) fiir 24 h bei 50°C esterifiziert, um das entsprechende Glykolat-phenylalanyl-amid-Harz 3 herzustellen. Das Amino-acetylierte Harz 3 wird mit DMF (3x) und Dichlormethan (CH2CI2) (3x) gewaschen und kann bei Raumtem-peratur mehrere Monate lang gelagert werden. Das Harz 3 kann danach in ein automatisiertes Peptid-Synthesegerät (Applied Biosystems 430A) eingebracht und die Peptide unter Verwen-dung von Standard-Festphasenverfahren (5) elongiert werden, c) Die Ν-α-Boc-Gruppe wird mit einer Lösung von 45% Tri-fluoressigsäure in CH2CI2 entfernt. d) Nachfolgende Boc-ge-schützte Aminosäuren (5 eq.) werden unter Verwendung von Benzotriazol-l-yl-oxy-tris-(dimethylamino) phosphonium-hexafluorphosphat (BOP, 4 eq.) und N-Methylmorpholin (NMM, 10 eq.) in DMA voraktiviert und für 1-2 h verknüpft. e) Die letzte Ν-α-Boc-Gruppe wird entfernt (TFA/CH2CI2) , um 4 herzustellen und die Isonicotinyl (iNOC)-Schutzgruppe wird wie vorstehend (4) beschrieben durch Rühren mit 4-Isonicotinyl2-4-dinitrophenylcarbonat (3 eq.) und NMM (6 eq.) in DMA bei 25°C für 24 h eingeführt. f) Die Spaltung und Entfernung dèr Schutzgruppen des Peptids durch Behandlung mit wasserfreier HF (5% Anisol/5% Ethylmethylsulfid) bei 0°C für eine Stunde ergibt das iNOC-geschützte, Glycolat-lys-amid-aktivierte Peptid 5, welches durch Umkehrphasen-18-HPLC (CH3CN/H20-Gra-dient, 0,1% TFA) gereinigt wird. Die Identitât aller Sub-trate wird durch Massenspektrometrie bestätigt.Bachem) are esterified by stirring with sodium bicarbonate (6 eq.) In dimethylformamide (DMF) for 24 h at 50 ° C. to produce the corresponding glycolate-phenylalanyl amide resin 3. The amino-acetylated resin 3 is washed with DMF (3x) and dichloromethane (CH2CI2) (3x) and can be stored at room temperature for several months. The resin 3 can then be introduced into an automated peptide synthesizer (Applied Biosystems 430A) and the peptides elongated using standard solid-phase methods (5), c) The Ν-α-Boc group is mixed with a solution of 45 % Tri-fluoroacetic acid removed in CH2CI2. d) The following Boc-protected amino acids (5 eq.) are obtained using benzotriazol-l-yl-oxy-tris (dimethylamino) phosphonium hexafluorophosphate (BOP, 4 eq.) and N-methylmorpholine (NMM, 10 eq .) pre-activated in DMA and linked for 1-2 h. e) The last Ν-α-Boc group is removed (TFA / CH2CI2) to produce 4 and the isonicotinyl (iNOC) protecting group is stirred as described above (4) with 4-isonicotinyl2-4-dinitrophenyl carbonate (3 eq .) and NMM (6 eq.) in DMA at 25 ° C for 24 h. f) The cleavage and removal of the protective groups of the peptide by treatment with anhydrous HF (5% anisole / 5% ethylmethylsulfide) at 0 ° C. for one hour results in the iNOC-protected, glycolate-lys-amide-activated peptide 5, which is reversed -18 HPLC (CH3CN / H20-Gra-serves, 0.1% TFA) is cleaned. The identity of all subtrates is confirmed by mass spectrometry.
Die Erfindung, wie sie beansprucht wird, ist in Übereinstim-mung mit der vorstehenden Beschreibung und den leicht er-hältlichen Referenzen und Ausgangsmaterialien durchführbar.The invention as claimed is practicable in accordance with the foregoing description and the readily available references and starting materials.
Trotzdem haben die Anmelder die nachstehend aufgelistete Zellinie bei der American Type Culture Collection, Rockville, Md., USA (ATCC) hinterlegt:Nevertheless, the applicants have deposited the cell line listed below with the American Type Culture Collection, Rockville, Md., USA (ATCC):
Escherichia coli, DHlOB-pBSK-hmpl I 1,8, ATCC-Hinterlegungs-Nr.CRL 69575, hinterlegt am 24. Februar 1994.Escherichia coli, DHlOB-pBSK-hmpl I 1.8, ATCC Accession No. CRL 69575, deposited on February 24, 1994.
Plasmid, pSVI5.ID.LL.MLORF, ATCC-Hinterlegungs-Nr. CRL 75958, hinterlegt am 2. Dezember 1994 und CHO DP-12-Zellen, ML 1/50 MCB (markiert # 1594), ATCC-Hin-terlegungs-Nr. CRL 11770, hinterlegt am 6. Dezember 1994.Plasmid, pSVI5.ID.LL.MLORF, ATCC accession no. CRL 75958, filed December 2, 1994 and CHO DP-12 cells, ML 1/50 MCB (marked # 1594), ATCC accession no. CRL 11770, filed December 6, 1994.
Diese Hinterlegung wurde nach dem Budapester Vertrag über die internationale Anerkennung, der Hinterlegung von Mikro-organismen für die Zwecke von Patentverfahren und den be-treffenden Vorschriften (Budapester Vertrag) vorgenommen. Dies gewährleistet die Zugänglichkeit einer lebenden Kultur für 30 Jahre nach dem Hinterlegungstag. Der Organismus wird durch die ATCC unter den Bestimmungen des Budapester Ver-trags zugänglich gemacht.This deposit was made in accordance with the Budapest Treaty on International Recognition, the deposit of micro-organisms for the purposes of patent proceedings and the relevant regulations (Budapest Treaty). This ensures the accessibility of a living culture for 30 years after the deposit date. The organism is made accessible by the ATCC in accordance with the provisions of the Budapest Treaty.
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