RU2157406C2 - NEW GROWTH/DIFFERENTIATION FACTOR OF TGF-β-FAMILY - Google Patents

NEW GROWTH/DIFFERENTIATION FACTOR OF TGF-β-FAMILY Download PDF

Info

Publication number
RU2157406C2
RU2157406C2 RU96104372A RU96104372A RU2157406C2 RU 2157406 C2 RU2157406 C2 RU 2157406C2 RU 96104372 A RU96104372 A RU 96104372A RU 96104372 A RU96104372 A RU 96104372A RU 2157406 C2 RU2157406 C2 RU 2157406C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
protein
sequence
tgf
family
dna
Prior art date
Application number
RU96104372A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU96104372A (en
Inventor
Хеттен Гертруд
Найдхардт Хельге
Паулиста Михель
Original Assignee
Биофарм Гезелльшафт Цур Биотехнологишен Энтвиклунг Фон Фармака Мбх
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE4420157A external-priority patent/DE4420157B4/en
Application filed by Биофарм Гезелльшафт Цур Биотехнологишен Энтвиклунг Фон Фармака Мбх filed Critical Биофарм Гезелльшафт Цур Биотехнологишен Энтвиклунг Фон Фармака Мбх
Publication of RU96104372A publication Critical patent/RU96104372A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2157406C2 publication Critical patent/RU2157406C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: molecular biology. SUBSTANCE: invention relates to the novel growth/differentiation factor of TGF-β-family and coding its DNA sequences. Invention involves mature protein site and if necessary other functional regions of nucleotide sequence indicated in SEQ ID NO,1, vector containing copy of DNA molecule by p. 1, cell-host transformed by DNA by p. 1, protein expressed by other cells, method of its preparing, pharmaceutical compositions including this protein and polyclonal antibodies raised to this protein. Invention ensures to obtain DNA sequences that encode the novel members of proteins of TGF-β-family showing osteogenic properties. EFFECT: new factor indicated above, improved method of preparing, valuable medicinal properties. 9 cl, 3 tbl, 2 dwg

Description

Настоящее изобретение относится к новому фактору роста/дифференциации TGF- β -семейства и кодирующим его ДНК-последовательностям. The present invention relates to a new growth / differentiation factor for the TGF-β family and its DNA sequences coding for it.

TGF- β -семейство факторов роста, к которому относятся родственные BMP, TGF и ингибину протеины /Poberts и Sporn, Handbook of Experimental Pharmacology, 95 (1990), 419-472/, особенно уместно для широкой области медицинских методов лечения и применений. Эти факторы пригодны в способах, которые относятся к заживлению ран и регенерации тканей. Далее, некоторые члены TGF- β -семейства индуцируют рост тканей, в особенности рост костей, и поэтому играют центральную роль при индуцировании развития хрящей и костей. TGF-β family of growth factors, which include related BMP, TGF and inhibin proteins / Poberts and Sporn, Handbook of Experimental Pharmacology, 95 (1990), 419-472 /, is particularly relevant for a wide range of medical treatment methods and applications. These factors are useful in methods that relate to wound healing and tissue regeneration. Further, some members of the TGF-β family induce tissue growth, especially bone growth, and therefore play a central role in inducing the development of cartilage and bone.

Wozney /Progress in Growth Fact or Research, 1, (1989), 267-280 и Vale и др. / Handbook of Experimental Pharmacology, 95 (1990), 211-248/ описывают различные факторы роста, как, например, таковые, которые являются родственными группе BMP (костно-морфогенетические протеины) и группе ингибина. Члены этих групп обладают значительным структурным сходством. Предшественник протеина состоит из аминоконцевой сигнальной последовательности, пропептид- и карбоксиконцевой последовательности примерно из 110 аминокислот, которая отщепляется от предшественника и представляет собой зрелый протеин. Далее, ее члены определяются путем гомологии аминокислотных последовательностей. Зрелый протеин содержит высококонсервативные последовательности, в особенности семь цистеиновых остатков, которые консервативны у членов семейства. TGF- β -образные протеины представляют собой многофункциональные, гормонально активные факторы роста. Они обладают также родственными биологическими активностями, как, например, хемотактическое притяжение клеток, способствование дифференциации клеток и индуцирующие ткани способности, как, например, индуцирующие хрящи и кости способности. В патенте США N 5013649 раскрыты ДНК-последовательности, которые кодируют остеоиндуктивные протеины, обозначаемые как BMP-2, а из патентных заявок США N 179101 и N 170197 известны BMP-протеины: BMP-1 и BMP-3. Далее, многие типы клеток в состоянии синтезировать TGF- β -образные протеины, и практически все клетки содержат TGF- β -рецепторы. Wozney / Progress in Growth Fact or Research, 1, (1989), 267-280 and Vale et al. / Handbook of Experimental Pharmacology 95 (1990), 211-248 / describe various growth factors, such as, for example, are related to the BMP group (bone-morphogenetic proteins) and the inhibin group. Members of these groups have significant structural similarities. A protein precursor consists of an amino-terminal signal sequence, a propeptide and carboxy-terminal sequence of approximately 110 amino acids, which is cleaved from the precursor and is a mature protein. Further, its members are determined by the homology of amino acid sequences. The mature protein contains highly conserved sequences, especially seven cysteine residues, which are conserved in family members. TGF-β-like proteins are multifunctional, hormone-active growth factors. They also have related biological activities, such as chemotactic attraction of cells, promoting cell differentiation and tissue-inducing abilities, such as cartilage and bone-inducing abilities. US Pat. No. 5,013,649 discloses DNA sequences that encode osteoinductive proteins designated as BMP-2, and BMP proteins BMP-1 and BMP-3 are known from US patent applications N 179101 and N 170197. Further, many types of cells are able to synthesize TGF-β-like proteins, and almost all cells contain TGF-β-receptors.

В целом, эти протеины различаются по своей структуре, что приводит к значительным вариациям в их точной биологической функции. Далее, они находятся в широкой области различных видов тканей и стадий развития. Следовательно, они могут иметь различия в отношении их точной функции, например, необходимой клеточной физиологической среды (окружения), продолжительности их жизни, их местоположения, их потребности во вспомогательных факторах и их устойчивости к деструкции. Итак, хотя и описываются многочисленные протеины, которые обладают индуктивным в отношении тканей, в особенности остеоиндуктивным, потенциалом, их естественные задачи в организме и - еще важнее - их медицинскую применимость еще нужно детально исследовать. С большой вероятностью предполагается наличие еще неизвестных членов TGF- β -семейства, которые важны для остеогенеза или для дифференциации/индукции других видов тканей. Большая трудность при выделении этих новых TGF- β -образных протеинов, однако, состоит в том, что их функции еще недостаточно точно могут быть описаны для разработки биологического анализа с целью их распознавания. С другой стороны, ожидаемая гомология нуклеотидных последовательностей для известных членов семейства слишком незначительна, чтобы сделать возможным скрининг с помощью классических методов гибридизации нуклеиновых кислот. Однако дальнейшее выделение и характеристика новых TGF- β -образных протеинов необходимы, чтобы получить другие протеины дифференцировки и индукции, которые удовлетворяют всем желательным медицинским требованиям. Эти факторы могут найти применение в медицине при лечении (заживлении) повреждений и при лечении дегенеративных заболеваний костей и/или других видов тканей, как, например, почки или печень. In general, these proteins differ in their structure, which leads to significant variations in their exact biological function. Further, they are in a wide area of various types of tissues and stages of development. Therefore, they may have differences with respect to their exact function, for example, the necessary cellular physiological environment (environment), their life expectancy, their location, their need for auxiliary factors and their resistance to destruction. So, although numerous proteins are described that have tissue inductive potential, especially osteoinductive potential, their natural tasks in the body and - more importantly - their medical applicability still need to be investigated in detail. It is very likely that there are still unknown members of the TGF-β family that are important for osteogenesis or for differentiation / induction of other tissue types. The great difficulty in isolating these new TGF-β-like proteins, however, lies in the fact that their functions cannot yet be accurately described for the development of biological analysis in order to recognize them. On the other hand, the expected homology of nucleotide sequences for known members of the family is too small to allow screening using classical nucleic acid hybridization methods. However, the further isolation and characterization of new TGF-β-like proteins is necessary in order to obtain other differentiation and induction proteins that satisfy all the desired medical requirements. These factors can find application in medicine in the treatment (healing) of injuries and in the treatment of degenerative diseases of bones and / or other types of tissues, such as the kidney or liver.

В патентной заявке PCT / EP 93 / 00350 указана нуклеотидная и аминокислотная последовательности для TGF- β -протеина MP-52, причем указана соответствующая зрелому пептиду последовательность и большая часть соответствующей пропептиду MP-52 последовательности. Полная последовательность пропептида MP-52 не раскрыта. PCT / EP 93/00350 discloses the nucleotide and amino acid sequences for the TGF-β-protein of MP-52, the sequence corresponding to the mature peptide and the majority of the sequence corresponding to the propeptide MP-52. The complete sequence of the MP-52 propeptide is not disclosed.

Положенная в основу настоящего изобретения задача состоит в том, чтобы получить ДНК-последовательности, которые кодируют новые члены семейства TGF- β -протеинов с митогенным и/или дифференцирующе-индуктивным, например остеоиндуктивным, потенциалом. В особенности задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы получить полную ДНК- и аминокислотную последовательность TGF-протеина MP-52. The object of the present invention is to obtain DNA sequences that encode new members of the TGF-β-protein family with mitogenic and / or differentiatively inductive, for example, osteoinductive, potential. In particular, the object of the present invention is to obtain the complete DNA and amino acid sequence of the MPG 52 TGF protein.

Эта задача решается благодаря молекуле ДНК, которая кодирует протеин TGF- β -семейства и включает:
(а) кодирующую зрелый протеин часть (участок) и в случае необходимости другие функциональные части указанной в SEQ ID NO 1 нуклеотидной последовательности;
(б) соответствующую последовательность из п. (а) в рамках дегенерации генетического кода нуклеотидную последовательность;
(в) аллельное производное соответствующей последовательностям из п.п. (а) и (б) нуклеотидной последовательности; или
(г) гибридизирующуюся с одной из последовательностей (а), (б) или (в) последовательность;
при предположении, что молекула ДНК согласно п. (г) содержит по меньшей мере одну часть, кодирующую зрелый протеин TGF- β -семейства.
This problem is solved thanks to a DNA molecule that encodes a protein of the TGF-β family and includes:
(a) a portion (region) encoding a mature protein and, if necessary, other functional parts of the nucleotide sequence indicated in SEQ ID NO 1;
(b) the corresponding sequence from paragraph (a) within the framework of the degeneration of the genetic code, the nucleotide sequence;
(c) an allelic derivative corresponding to the sequences of (a) and (b) a nucleotide sequence; or
(d) hybridizing with one of the sequences (a), (b) or (c) a sequence;
under the assumption that the DNA molecule according to paragraph (d) contains at least one part encoding a mature protein of the TGF-β family.

Другие варианты осуществления настоящего изобретения относятся к предмету п. п. 2-10 формулы изобретения. Дальнейшие признаки и преимущества изобретения следуют из описания предпочтительных вариантов осуществления и чертежей. Ниже кратко описываются протоколы (схемы) последовательностей и чертежи. Other embodiments of the present invention relate to the subject of claims 2-10. Further features and advantages of the invention follow from the description of preferred embodiments and drawings. The protocols (diagrams) of sequences and drawings are briefly described below.

В SEQ ID NO 1 представлена полная нуклеотидная последовательность ДНК, кодирующей TGF- β -протеин MP-52. ATG - Стартовый кодон начинается с нуклеотида 640. "Старт" зрелого протеина начинается после нуклеотида 1782. SEQ ID NO 1 shows the complete nucleotide sequence of a DNA encoding the TGF-β-protein MP-52. ATG - The start codon begins with nucleotide 640. The "start" of a mature protein begins after nucleotide 1782.

В SEQ ID NO 2 представлена полная аминокислотная последовательность TGF- β -протеина MP-52, которая производится от указанной в SEQ ID NO 1 нуклеотидной последовательности. Последовательности SEQ ID NO1 и SEQ ID NO2 приведены в графической части. SEQ ID NO 2 shows the complete amino acid sequence of the TGF-β-protein MP-52, which is derived from the nucleotide sequence specified in SEQ ID NO 1. The sequences of SEQ ID NO1 and SEQ ID NO2 are shown in the graphic part.

На фиг. 1 представлено сравнение аминокислотной последовательности MP-52 с некоторыми членами семейства BMP-протеинов с началом на первом из семи сохранившихся цистеиновых остатков. Знак * обозначает, что аминокислота одинакова во всех сравниваемых протеинах; знак + обозначает, что аминокислота совпадает по меньшей мере в одном из протеинов по сравнению с MP-52.In FIG. 1 shows a comparison of the amino acid sequence of MP-52 with some members of the BMP protein family with the start of the first of the seven remaining cysteine residues. The * sign indicates that the amino acid is the same in all compared proteins; the + sign indicates that the amino acid coincides in at least one of the proteins compared to MP-52.

На фиг. 2 представлены нуклеотидные последовательности олигонуклеотидных праймеров, которые применяются в настоящем изобретении, и сравнение этих последовательностей с известными членами TGF- β -семейства. M обозначает A или C; S обозначает C или G; R обозначает A или G; и K обозначает G или T, "2a" обозначает последовательность праймера OD; "2b" обозначает последовательность праймера OID. In FIG. 2 shows the nucleotide sequences of oligonucleotide primers that are used in the present invention, and a comparison of these sequences with known members of the TGF-β family. M is A or C; S is C or G; R is A or G; and K is G or T, "2a" is the OD primer sequence; "2b" denotes the sequence of the OID primer.

Настоящее изобретение охватывает по меньшей мере кодирующую зрелый протеин часть и в случае необходимости функциональную часть указанной в SEQ ID NO 1 нуклеотидной последовательности, а также последовательности, которые соответствуют этой последовательности в рамках вырожденности генетического кода, и аллельные производные таких последовательностей. Далее, настоящее изобретение охватывает также последовательности, гибридизирующиеся с такого рода последовательностями, при предположении, что такая молекула ДНК содержит часть, кодирующую зрелый протеин TGF- β -семейства. The present invention encompasses at least the coding for the mature protein part and, if necessary, the functional part of the nucleotide sequence indicated in SEQ ID NO 1, as well as the sequences that correspond to this sequence within the framework of the degeneracy of the genetic code, and allelic derivatives of such sequences. Further, the present invention also encompasses sequences that hybridize to such sequences, under the assumption that such a DNA molecule contains a portion encoding a mature protein of the TGF-β family.

Понятие "функциональная часть" в смысле настоящего изобретения обозначает часть протеина, которая в состоянии действовать, как, например, часть сигнального пептида, пропептида, соответственно, зрелого протеина, т.е. выполнять по меньшей мере одну из биологических функций естественных частей протеина MP-52. The term "functional part" in the sense of the present invention refers to a part of a protein which is able to act, such as, for example, a part of a signal peptide, propeptide or mature protein, i.e. perform at least one of the biological functions of the natural parts of the MP-52 protein.

Кодирующая зрелую часть протеина область простирается от нуклеотидов 1783-2142 указанной в SEQ ID NO 1 последовательности. В случае необходимости, молекула ДНК может еще содержать функциональные части указанной в SEQ ID NO 1 последовательности, а именно кодирующие сигнальную и/или пропептидную часть нуклеотидные последовательности. Особенно предпочтительно молекула ДНК содержит последовательность сигнальной и пропептидной части и часть зрелого протеина, т. е. нуклеотиды 640-2142 указанной в SEQ ID NO 1 последовательности. С другой стороны, молекула ДНК, наряду с кодирующей зрелый протеин частью, также может содержать еще функциональные сигнальные и/или пропептидные части других протеинов, в особенности других протеинов TGF- β -семейства, например вышеуказанных BMP-протеинов. Соответствующие нуклеотидные последовательности можно представить из вышеуказанных ссылок, на раскрытие которых здесь ссылаются. The region encoding the mature portion of the protein extends from nucleotides 1783-2142 of the sequence indicated in SEQ ID NO 1. If necessary, the DNA molecule may also contain functional parts of the sequence indicated in SEQ ID NO 1, namely, the nucleotide sequences encoding the signal and / or propeptide part. Particularly preferably, the DNA molecule contains a sequence of the signal and propeptide part and part of the mature protein, i.e., nucleotides 640-2142 of the sequence indicated in SEQ ID NO 1. On the other hand, the DNA molecule, along with the mature protein coding part, may also contain functional signal and / or propeptide parts of other proteins, in particular other proteins of the TGF-β family, for example, the aforementioned BMP proteins. The corresponding nucleotide sequences can be represented from the above references, the disclosure of which is referred to here.

Далее настоящее изобретение включает также молекулу ДНК, такую, как указанная выше, которая дополнительно между нуклеотидами 1270 и 1271 указанной в SEQ ID NO 1 последовательности содержит некодирующую интрононую последовательность. Эта интрононая последовательность содержится в депонированной в DSM плазмиде SKL 52 (H3) MP 12, которая имеет геномную последовательность нуклеиновых кислот MP-52. Further, the present invention also includes a DNA molecule, such as the one indicated above, which further comprises a non-coding intronon sequence between nucleotides 1270 and 1271 of the sequence indicated in SEQ ID NO 1. This intron sequence is contained in the plasmid SKL 52 (H3) MP 12 deposited in DSM, which has the genomic nucleic acid sequence MP-52.

Изобретение также охватывает кодированную фагом λ 15. 1 кДНК-последовательность MP-52-протеина. Эта последовательность начинается с нуклеотида 321 указанной в SEQ ID NO 1 последовательности. The invention also encompasses phage encoded λ15. 1 cDNA sequence of MP-52 protein. This sequence begins with nucleotide 321 specified in SEQ ID NO 1 sequence.

Хотя аллельные, вырожденные и гибридизирующие последовательности, которые входят в настоящее изобретение, имеют структурные различия на основании незначительных изменений в нуклеотидной и/или аминокислотной последовательности, кодированные такого рода последовательностями протеины обладают еще по существу такими же полезными свойствами, которые делают возможным их использование в принципе для таких же применений в медицине. Although the allelic, degenerate and hybridizing sequences that are included in the present invention have structural differences based on minor changes in the nucleotide and / or amino acid sequence, the proteins encoded by these sequences have essentially the same useful properties that make them possible to use in principle for the same medical applications.

Согласно настоящему изобретению, обозначение "гибридизация" представляет собой обычные условия гибридизации, предпочтительно условия с концентрацией соли 6 х SSC при 62-66oC, с последующей, осуществляемой в течение 1 часа, промывкой с помощью 0,6 х SSC, 0,1% SDS, при 62-66oC. Особенно предпочтительно обозначение "гибридизация" относится к строгим условиям гибридизации с концентрацией соли 4 х SSC при 62-66oC, с последующей, осуществляемой в течение 1 часа, промывкой с помощью 0,1 х SSC, 0,1% SDS, при 62-66oC.According to the present invention, the designation "hybridization" represents the usual hybridization conditions, preferably conditions with a salt concentration of 6 x SSC at 62-66 o C, followed by 1 hour washing with 0.6 x SSC, 0.1 % SDS, at 62-66 ° C. The term “hybridization” is particularly preferred for stringent hybridization conditions with a salt concentration of 4 x SSC at 62-66 ° C., followed by 1 hour washing with 0.1 x SSC, 0.1% SDS, at 62-66 ° C.

Предпочтительными вариантами осуществления настоящего изобретения являются ДНК-последовательности, как указанные выше, которые получают от позвоночных животных, предпочтительно млекопитающих, как, например, свинья, коровы и грызуны, как, например, крысы или мыши, и в особенности от приматов, как, например, люди. Preferred embodiments of the present invention are DNA sequences, as described above, which are obtained from vertebrates, preferably mammals, such as pigs, cows and rodents, such as rats or mice, and especially primates, such as people.

Особенно предпочтительной формой осуществления настоящего изобретения является указанная в SEQ ID NO 1 и обозначаемая как MP-52 последовательность. Транскрипты MP-52 получаются из эмбриональной ткани и кодируют протеин, который проявляет значительную гомологию аминокислот по отношению к зрелой части BMP-образных протеинов (см. фиг. 1). Протеиновые последовательности BMP 2 (=BMP 2A) и BMP 4 (=BMP 2B) описаны Wozney и др., Science, 242 (1988), 1528-1534. Соответствующие последовательности BMP 5, BMP 6 и BMP 7 описаны Celeste и др., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 87, (1990), 9843-9847. Некоторые типичные гомологии последовательностей, которые специфичны для известных BMP-последовательностей, находятся также в пропептидной части MP-52, в то время как другие части предшественника MP-52 имеют значительные различия с BMP-предшественниками. A particularly preferred embodiment of the present invention is that indicated in SEQ ID NO 1 and designated as MP-52 sequence. MP-52 transcripts are derived from embryonic tissue and encode a protein that exhibits significant amino acid homology with respect to the mature portion of BMP-like proteins (see FIG. 1). The protein sequences BMP 2 (= BMP 2A) and BMP 4 (= BMP 2B) are described by Wozney et al., Science, 242 (1988), 1528-1534. The corresponding sequences of BMP 5, BMP 6 and BMP 7 are described by Celeste et al., Proc. Natl. Acad Sci. USA, 87, (1990), 9843-9847. Some typical sequence homology that is specific for known BMP sequences are also found in the propeptide portion of MP-52, while other portions of the MP-52 precursor have significant differences with BMP precursors.

Следующим предметом настоящего изобретения является вектор, который содержит по меньшей мере одну копию предлагаемой согласно изобретению молекулы ДНК. В такого рода векторе предлагаемая согласно изобретению ДНК-последовательность предпочтительно оперативно связана с последовательностью, контролирующей экспрессию. Такие векторы пригодны для получения TGF- β -образных протеинов в стабильно- или временно-трансформированных клетках. Различные системы животных, растений, грибов и бактерий можно применять для трансформации и последующего культивирования. Предлагаемые согласно изобретению векторы предпочтительно содержат необходимые для репликации в клетке-хозяине последовательности и автономно реплицируемы. Далее, предпочтительно применение векторов, которые содержат селектируемые маркерные гены, благодаря чему может быть доказана трансформация клетки-хозяина. The next subject of the present invention is a vector that contains at least one copy of the proposed according to the invention DNA molecule. In such a vector, the DNA sequence of the invention is preferably operably linked to an expression control sequence. Such vectors are suitable for producing TGF-β-like proteins in stably or temporarily transformed cells. Various systems of animals, plants, fungi and bacteria can be used for transformation and subsequent cultivation. The vectors of the invention preferably contain the sequences necessary for replication in the host cell and are autonomously replicable. Further, it is preferable to use vectors that contain selectable marker genes, whereby transformation of the host cell can be proved.

Другим предметом изобретения является клетка-хозяин, которая трансформирована с помощью предлагаемой согласно изобретению ДНК или предлагаемого согласно изобретению вектора. Примеры пригодных клеток-хозяев включают различные эукариотные и прокариотные клетки, как, например, E. coli, клетки насекомых, клетки растений, клетки млекопитающих и грибы, как, например, дрожжи. Another subject of the invention is a host cell that has been transformed with the DNA of the invention or of the vector of the invention. Examples of suitable host cells include various eukaryotic and prokaryotic cells, such as, for example, E. coli, insect cells, plant cells, mammalian cells and fungi, such as yeast.

Следующим предметом изобретения является протеин TGF- β -семейства, который кодируется ДНК-последовательностью по п. 1 формулы изобретения. Предлагаемый согласно изобретению протеин предпочтительно содержит указанную в SEQ ID NO 2 аминокислотную последовательность или, в случае необходимости, ее функциональные части и обладает биологическими свойствами, как, например, индуктивные для ткани, в особенности остеоиндуктивные, и/или митогенные способности, которые могут быть пригодны для терапевтического применения. Вышеуказанные признаки протеина могут изменяться в зависимости от образования гомодимеров или гетеродимеров. Такие структуры могут оказаться также пригодными для клинических применений. A further subject of the invention is a protein of the TGF-β family, which is encoded by the DNA sequence of claim 1. The protein according to the invention preferably contains the amino acid sequence indicated in SEQ ID NO 2 or, if necessary, its functional parts and has biological properties, such as tissue inductive, especially osteoinductive, and / or mitogenic abilities, which may be suitable for therapeutic use. The above protein features may vary depending on the formation of homodimers or heterodimers. Such structures may also be suitable for clinical applications.

Биологические свойства предлагаемых согласно изобретению протеинов, в особенности митогенный и остеоиндуктивный потенциал, можно определять, например, путем испытания согласно Seyedin и др., PNAS, 82 (1985), 2267-2271; или Sampath и Reddi, PNAS, 78 (1981), 7599-7603. The biological properties of the proteins according to the invention, in particular the mitogenic and osteoinductive potential, can be determined, for example, by testing according to Seyedin et al., PNAS, 82 (1985), 2267-2271; or Sampath and Reddi, PNAS, 78 (1981), 7599-7603.

Другим предметом настоящего изобретения является способ получения протеина TGF- β -семейства, который отличается тем, что культивируют трансформированную с помощью предлагаемой согласно изобретению ДНК или предлагаемого согласно изобретению вектора клетку-хозяина и TGF- β -протеин получают из клетки и/или надосадочной жидкости после культивирования. Такой способ включает культивирование трансформированной клетки-хозяина в пригодной питательной среде и очистку полученного TGF- β -образного протеина. Таким образом способ позволяет получить достаточное количество желательного протеина для использования при лечении в медицине или при тех применениях, где употребляют методы с использованием культуры клеток, при которых необходимы факторы роста. Клеткой-хозяином может быть бактерия, как, например, Bacillus или E. coli; гриб, как правило, дрожжи; клетка растения, как, например, табак, картофель или Arabidopsis; или клетка животного, в особенности линия клеток позвоночного животного, как, например, MO-, COS- или CHO-линии клеток; или линия клеток насекомых. Another subject of the present invention is a method for producing a protein of the TGF-β family, which is characterized in that the host cell transformed with the DNA according to the invention or the vector according to the invention is cultured and the TGF-β protein is obtained from the cell and / or supernatant after cultivation. Such a method involves culturing the transformed host cell in a suitable nutrient medium and purifying the resulting TGF-β-like protein. Thus, the method allows to obtain a sufficient amount of the desired protein for use in medical treatment or in those applications where methods using cell culture are used in which growth factors are necessary. The host cell may be a bacterium, such as, for example, Bacillus or E. coli; mushroom, usually yeast; a plant cell, such as tobacco, potato or Arabidopsis; or an animal cell, in particular a vertebrate cell line, such as, for example, an MO, COS or CHO cell line; or insect cell line.

Еще одним следующим предметом настоящего изобретения является приготовление фармацевтических композиций, которые содержат фармацевтически эффективное количество предлагаемого согласно изобретению TGF- β -протеина в качестве биологически активного вещества. В случае необходимости такая композиция включает фармацевтически приемлемый носитель, вспомогательное вещество, разбавитель или наполнитель. Такая фармацевтическая композиция может применяться при заживлении ран и регенерации тканей, а также при лечении повреждений костей, хрящей, соединительных тканей, кожи, слизистой оболочки, эпителия или зубов и в случае зубных имплантатов, либо индивидуально, либо в комбинации с другими биологически активными веществами, например, с другими протеинами TGF- β -семейства или факторами роста, как, например, EGF (эпидермальный фактор роста) или PDGF (происходящий от тромбоцитов фактор роста). Далее, такую фармацевтическую композицию можно применять для предупреждения заболевания, как, например, для предупреждения остеопороза и артроза. Another further subject of the present invention is the preparation of pharmaceutical compositions which comprise a pharmaceutically effective amount of the TGF-β-protein of the invention as a biologically active substance. If necessary, such a composition includes a pharmaceutically acceptable carrier, excipient, diluent or excipient. Such a pharmaceutical composition can be used in wound healing and tissue regeneration, as well as in the treatment of damage to bones, cartilage, connective tissues, skin, mucous membrane, epithelium or teeth and in the case of dental implants, either individually or in combination with other biologically active substances, for example, with other proteins of the TGF-β family or growth factors, such as EGF (epidermal growth factor) or PDGF (platelet-derived growth factor). Further, such a pharmaceutical composition can be used to prevent disease, such as, for example, to prevent osteoporosis and arthrosis.

Другим возможным клиническим применением предлагаемого согласно изобретению TGF- β -образного протеина является использование в качестве супрессора иммунной реакции для избежания отторжения трансплантатов органов или использование в связи с антиогенезом. Предлагаемую согласно изобретению фармацевтическую композицию можно также применять для профилактики или в косметической хирургии. Далее, применение композиции не ограничивается людьми, а ее можно применять также в случае животных, в особенности домашних животных. Another possible clinical application of the TGF-β-protein according to the invention is the use of an immune response as a suppressor to avoid organ transplant rejection or use in connection with antigenesis. The pharmaceutical composition according to the invention can also be used for prophylaxis or in cosmetic surgery. Further, the use of the composition is not limited to humans, but it can also be used in the case of animals, especially domestic animals.

Наконец, дальнейшим предметом изобретения является антитело, которое может специфически связываться с предлагаемыми согласно изобретению протеинами, или такого рода фрагмент антитела (например, Fab или Fab1). Способы получения такого специфического антитела или фрагмента антитела относятся к общему специальному знанию среднего специалиста. Предпочтительно такое антитело представляет собой моноклональное антитело. Такие антитела или фрагменты антител могут быть пригодны также для диагностических методов.Finally, a further subject of the invention is an antibody that can specifically bind to the proteins of the invention, or an antibody fragment of this kind (for example, Fab or Fab 1 ). Methods for producing such a specific antibody or antibody fragment are within the general specialist knowledge of a person skilled in the art. Preferably, such an antibody is a monoclonal antibody. Such antibodies or antibody fragments may also be suitable for diagnostic methods.

Далее, изобретение должно быть более наглядным благодаря следующему примеру. Further, the invention should be more apparent due to the following example.

Пример 1
Выделение MP-52
1.1. Полную РНК выделяют из человеческой эмбриональной ткани (в возрасте 8-9 недель) по методу Chirgwin и др., Biochemistry, 18 (1979), 5294-5299. Поли (A+)-РНК отделяют от полной РНК путем олиго (dT) - хроматографии согласно инструкциям изготовителя (Stratagene Poly (A) Quick-колонки).
Example 1
Isolation of MP-52
1.1. Complete RNA was isolated from human embryonic tissue (aged 8–9 weeks) by the method of Chirgwin et al., Biochemistry, 18 (1979), 5294-5299. Poly (A +) - RNA is separated from total RNA by oligo (dT) chromatography according to the manufacturer's instructions (Stratagene Poly (A) Quick Column).

1.2. Для обратной реакции транскрипции 1-2,5 мкг поли (A+)-РНК в течение 5 минут нагревают при 65oC и быстро охлаждают льдом. Реакционная смесь содержит 27 ед. РНК - Guard (Pharmacia), 2,5 мкг олиго (dT) 12-18 (Pharmacia), 5 х буфер (250 ммоль/л ТРИС/HCl, pH 8,5; 50 ммоль/л MgCl2; 50 ммоль/л ДТТ (дитиотреитола); 5 ммоль/л любого дНТФ (дезоксинуклеозидтрифосфата); 600 ммоль/л KCl) и 20 ед. AMV обратной транскриптазы (Boehringer Mannheim) на 1 мкг поли (A+)-РНК. Реакционную смесь (25 мкл) инкубируют в течение 2 часов при 42oC.1.2. For the reverse transcription reaction, 1-2.5 μg of poly (A +) - RNA is heated at 65 ° C for 5 minutes and quickly cooled with ice. The reaction mixture contains 27 u RNA - Guard (Pharmacia), 2.5 μg oligo (dT) 12-18 (Pharmacia), 5 x buffer (250 mmol / L TRIS / HCl, pH 8.5; 50 mmol / L MgCl 2 ; 50 mmol / L DTT (dithiothreitol); 5 mmol / L of any dNTP (deoxynucleoside triphosphate); 600 mmol / L KCl) and 20 units. AMV reverse transcriptase (Boehringer Mannheim) per 1 μg poly (A +) - RNA. The reaction mixture (25 μl) was incubated for 2 hours at 42 o C.

1.3. Указанные на фиг. 2 дезоксинуклеотидные праймеры OD и OID получают на автоматическом ДНК-синтезаторе (Biosearch). Очистку осуществляют путем денатурирующего электрофореза на полиакриламидном геле и выделения основной полосы из геля путем изотахофореза. Путем сравнения последовательностей нуклеиновых кислот известных членов TGF- β -семейства и выбора областей с самым высоким сохранением проектируют олигонуклеотиды. Сравнение этих областей представлено на фиг. 2. Для облегчения клонирования оба нуклеотида содержат сайты рестрикции EcoRI и OD содержит дополнительно сайт рестрикции NcoI на своем 5'-конце. 1.3. Referring to FIG. 2 deoxynucleotide primers OD and OID are obtained on an automatic DNA synthesizer (Biosearch). The purification is carried out by denaturing polyacrylamide gel electrophoresis and isolating the main strip from the gel by isotachophoresis. By comparing the nucleic acid sequences of known members of the TGF-β family and selecting regions with the highest conservation, oligonucleotides are designed. A comparison of these areas is shown in FIG. 2. To facilitate cloning, both nucleotides contain EcoRI restriction sites and the OD additionally contains an NcoI restriction site at its 5'-end.

1.4. В случае полимеразной цепной реакции (PCR-реакции) применяют 20 нг соответствующей поли (A+)-РНК кДНК из исходного материала. Реакцию осуществляют в объеме 50 мкл, и он содержит 1 х PCR-буфер (16,6 ммоль/л (NH4)2SO4; 67 ммоль/л ТРИС/HCl, pH 8,8; 2 ммоль/л MgCl2; 6,7 мкмоль/л ЭДТК, 10 ммоль/л β -меркапто-этанола; 170 мкг/мл альбумина сыворотки крупного рогатого скота (Gibco); 200 мкмоль/л любого дНТФ (Pharmacia); 30 пкмоль каждого олигонуклеотида (OD и OID) и 1,5 ед. Taq-полимеразы (AmpliTaq, Perkin Elmer Cetus). Реакционную смесь покрывают парафином и осуществляют 40 циклов полимеразной цепной реакции. Продукты полимеразной цепной (PCR) реакции очищают путем экстракции с помощью фенола с хлороформом и концентрируют путем осаждения этанолом.1.4. In the case of the polymerase chain reaction (PCR reaction), 20 ng of the corresponding poly (A +) - RNA cDNA from the starting material is used. The reaction is carried out in a volume of 50 μl, and it contains 1 x PCR buffer (16.6 mmol / L (NH 4 ) 2 SO 4 ; 67 mmol / L TRIS / HCl, pH 8.8; 2 mmol / L MgCl 2 ; 6.7 μmol / L EDTA, 10 mmol / L β-mercapto-ethanol; 170 μg / ml bovine serum albumin (Gibco); 200 μmol / L any dNTP (Pharmacia); 30 pmol each oligonucleotide (OD and OID) and 1.5 units of Taq polymerase (AmpliTaq, Perkin Elmer Cetus). The reaction mixture is coated with paraffin and 40 cycles of polymerase chain reaction are carried out. Products of the polymerase chain (PCR) reaction are purified by extraction with phenol and chloroform and concentrated by ethanol REPRESENTATIONS.

1.5. Продукт полимеразной цепной реакции расщепляют с помощью рестрикционных ферментов SphI (Pharmacia) и ALWNI (Biolabs) соответственно инструкциям изготовителя. 1.5. The polymerase chain reaction product is digested with restriction enzymes SphI (Pharmacia) and ALWNI (Biolabs) according to the manufacturer's instructions.

1.6. Продукты рестрикционного расщепления фракционируют путем электрофореза на агарозном геле. После окрашивания с помощью этидиумбромида нерасщепленные продукты амплификации вырезают из геля и выделяют путем экстракции фенолом. Полученную ДНК затем очищают путем двукратной экстракции фенолом с хлороформом. 1.6. Restriction cleavage products are fractionated by agarose gel electrophoresis. After staining with ethidium bromide, undigested amplification products are excised from the gel and isolated by phenol extraction. The resulting DNA is then purified by double extraction with phenol and chloroform.

1.7. После осаждения этанолом одну четвертую или одну пятую часть выделенной ДНК реамплифицируют, причем используют такие же условия, как и для первичной амплификации, кроме того, что число циклов уменьшается до 13. Продукты реамплификации (повторной амплификации) очищают, разрезают с помощью таких же ферментов, как указанные выше, и неразрезанные продукты, как пояснено выше для продуктов амплификации, выделяют из агарозных гелей. Стадию реамплификации (повторной амплификации) повторяют дважды. 1.7. After ethanol precipitation, one fourth or one fifth of the extracted DNA is re-amplified, and the same conditions as for primary amplification are used, except that the number of cycles is reduced to 13. The products of re-amplification (re-amplification) are purified, cut using the same enzymes, as described above, and uncut products, as explained above for amplification products, are isolated from agarose gels. Stage reamplification (re-amplification) is repeated twice.

1.8. После последнего выделения из геля продукты амплификации расщепляют благодаря 4 ед. EcoRI (Pharmacia) при рекомендуемых изготовителем условиях. Одну четвертую часть смеси после рестрикции лигируют с расщепленным с помощью EcoRI вектором pBLuescriptII SK+ (Stratagene). После лигирования 24 клона анализируют далее путем секвенирования. Расщепленный с помощью ALWNI и SpHI образец дает новую последовательность, которая обозначается как MP-52. Другие клоны содержат преобладающие BMP 6-последовательности и один клон содержит BMP 7-последовательность. Клон на 3'-конце дополняют кДНК согласно подробно описанному Frohmann методу (Амплификации, опубликовано Perkin-Elmer Corp. , Issue 5 (1990), с. 11-15). Такую же эмбриональную мРНК, которая была применена для выделения первого фрагмента MP-52, подвергают обратной транскрипции как описано выше. Амплификацию осуществляют при применении адаптерного праймера (AGAATTCGCATGCCATGGTCGACG) и внутреннего праймера (CTTGAGTACGAGGCTTTCCACTG) MP-52-последовательности. Продукты амплификации реамплифицируют (повторно амплифицируют) при применении перекрывающего адаптерного праймера (ATTCGCATGCCATGGTCGACGAAG) и перекрывающего внутреннего праймера (GGAGCCCACGAATCATGCAGTCA) MP-52-последовательности. Продукты реамплификации, после рестрикционного расщепления с помощью NcoI, клонируют в расщепленном таким же образом векторе [pUC 19 (Pharmacia N 27-4951-01) с одним измененным составным (multiplen) участком клонирования, который содержит единственный сайт рестрикции NcoI], и секвенируют. Клоны характеризуют путем соединения внахлестку их последовательности с 3'-концом известной MP-52-последовательности. Один из них используют в качестве зонда для скрининга человеческого геномного банка генов (Stratagene N 946203) согласно описанному подробно Ausubel и др. методу (Current Protocolsin Molecular Biology, опубликовано Greene Publishing Associates und Wiley-Intersience /1989/). Из 8•105 λ -фагов выделяют фаг ( λ 2.7.4), который содержит вставку примерно из 20 кб и депонирован в DSM под номером 7387. Этот клон, наряду с выделенной из мРНК путем описанных методов амплификации последовательностью, содержит другие, несущие информацию последовательности /Sequenzinformationen/ на 5'-конце.1.8. After the last isolation from the gel, the amplification products are cleaved thanks to 4 units. EcoRI (Pharmacia) under manufacturer's recommended conditions. One fourth of the mixture after restriction is ligated with the EcoRI digested pBLuescriptII SK + vector (Stratagene). After ligation, 24 clones are further analyzed by sequencing. Cleaved using ALWNI and SpHI, the sample gives a new sequence, which is designated as MP-52. Other clones contain predominant BMP 6 sequences and one clone contains a BMP 7 sequence. The clone at the 3'-end is complemented with cDNA according to the method described in detail by Frohmann (Amplifications, published by Perkin-Elmer Corp., Issue 5 (1990), pp. 11-15). The same embryonic mRNA that was used to isolate the first fragment of MP-52 is subjected to reverse transcription as described above. Amplification is carried out using an adapter primer (AGAATTCGCATGCCATGGTCGACG) and an internal primer (CTTGAGTACGAGGCTTTCCACTG) of the MP-52 sequence. The amplification products are re-amplified (re-amplified) using an overlapping adapter primer (ATTCGCATGCCATGGTCGACGAAG) and an overlapping internal primer (GGAGCCCACGAATCATGCAGTCA) MP-52 sequence. The reamplification products, after restriction digestion with NcoI, are cloned into the same vector [pUC 19 (Pharmacia N 27-4951-01) with one modified multiplen cloning site that contains a single NcoI restriction site] and sequenced. Clones are characterized by overlapping their sequence with the 3'-end of the known MP-52 sequence. One of them is used as a probe for screening the human genomic gene bank (Stratagene No. 946203) according to the detailed method described by Ausubel et al. (Current Protocolsin Molecular Biology, published by Greene Publishing Associates und Wiley-Intersience / 1989 /). A phage (λ 2.7.4) is isolated from 8 • 10 5 λ phages, which contains an insert of about 20 kb and is deposited in DSM under the number 7387. This clone, along with the sequence isolated from mRNA by the described amplification methods, contains other sequence information / Sequenzinformationen / at the 5'-end.

Для анализа путем секвенирования HindIII-фрагмент длиной примерно 7,5 кб субклонируют в разрезанном таким же образом векторе (Bluescript SK, Stratоgene N 212206). Эта, обозначаемая как SKL 52 (H3) MP12, плазмида также хранится в DSM под номером 7353. Представленная в SEQ ID NO 1 несущая информацию последовательность происходит от фага λ 2.7.4. ATG в положении 640 представляет собой первый ATG в рамке считывания (в положении 403 появляется стоп-кодон). На основании указанной последовательности нужно предполагать, что при этом речь идет о стартовом кодоне для трансляции. For analysis by sequencing, a HindIII fragment of approximately 7.5 kb is subcloned into a vector cut in the same manner (Bluescript SK, Stratogenene N 212206). This plasmid, also designated as SKL 52 (H3) MP12, is also stored in DSM under the number 7353. The information-carrying sequence shown in SEQ ID NO 1 is derived from phage λ 2.7.4. The ATG at position 640 is the first ATG in the reading frame (a stop codon appears at position 403). Based on this sequence, we must assume that this is a starting codon for translation.

Геномная ДНК содержит интрон длиной примерно 2 кб между парами оснований 1270 и 1271 SEQ ID NO 1. Последовательность интрона не показана. Правильность места сплайсинга подтверждается путем секвенирования продукта амплификации, который происходит от кДНК, содержащей эту область. Эти несущие информацию последовательности получают с помощью слегка модифицированного метода, который подробно описан Frohman (Амплификации, опубликовано Perkin-Elmer-Corporation, Issue 5, (1990), с. 11-15). Такую же эмбриональную РНК, которую использовали для изолирования 3'-конца MP-52, подвергают обратной транскрипции при применении внутреннего, ориентированного в 5'-направлении, праймера MP-52-последовательности (ACAGCAGGTGGGTGGTGTGGACT). Поли-A-конец (хвост) присоединяют к 5'-концу первой кДНК-нити при применении концевой трансферазы. Осуществляют двухстадийную амплификацию, сначала путем применения состоящего из олиго-dT и адаптерной последовательности праймера (AGAATTCGCATGCCATGGTCGACGAAGC /T 16/) и, во-вторых, при применении адаптерного праймера (AGAATTCGCATGCCATGGTCGACG) и внутреннего праймера (CCAGCAGCCCATCCTTCTCC) МP-52-последовательности. Продукты амплификации реамплифицируют (повторно амплифицируют) при применении такого же адаптерного праймера и перекрывающего (соединяющегося внахлестку) внутреннего праймера (TCCAGGGCACTAATGTCAAACACG) MP-52-последовательности. Затем продукты реамплификации повторно амплифицируют при применении перекрывающего адаптерного праймера (ATTCGCATGCCATGGTCGACGAAG) и перекрывающего внутреннего праймера (ACTAATGTCAAACACGTACCTCTG) MP-52-последовательности. Продукты повторной амплификации с помощью гладких концов клонируют в векторе (Bluescript, SK, Stratagene N 212206), который расщеплен с помощью EcoRV. Клоны характеризуют путем перекрывания их последовательности с помощью ДНК фага λ 2.7.4. Genomic DNA contains an intron of approximately 2 kb in length between base pairs 1270 and 1271 of SEQ ID NO 1. The sequence of the intron is not shown. The correct splicing site is confirmed by sequencing the amplification product, which is derived from cDNA containing this region. These information-carrying sequences are obtained using a slightly modified method, which is described in detail by Frohman (Amplifications, published by Perkin-Elmer-Corporation, Issue 5, (1990), pp. 11-15). The same embryonic RNA that was used to isolate the 3 ′ end of MP-52 is reverse transcribed using the internal 5′-directional primer of the MP-52 sequence (ACAGCAGGTGGGTGGTGTGGACT). The poly-A end (tail) is attached to the 5'-end of the first cDNA strand using terminal transferase. Two-stage amplification is carried out, first by applying an oligo-dT primer and an adapter sequence of primer (AGAATTCGCATGCCATGGTCGACGAAGC / T 16 /) and, secondly, by using an adapter primer (AGAATTCGCATGCCATGGTCGACG) and an internal primer (CCAGTAG-52CCCCTCCCCCTCCCCCTCCCCCCTCTCCC. Amplification products are re-amplified (re-amplified) using the same adapter primer and overlapping (overlapping) internal primer (TCCAGGGCACTAATGTCAAACACG) of the MP-52 sequence. Then, the re-amplification products are re-amplified using an overlapping adapter primer (ATTCGCATGCCATGGTCGACGAAG) and an overlapping internal primer (ACTAATGTCAAACACGTACCTCTG) MP-52 sequence. Smooth-end re-amplification products are cloned into a vector (Bluescript, SK, Stratagene No. 212206), which is digested with EcoRV. Clones are characterized by overlapping their sequence using DNA phage λ 2.7.4.

Далее, кДНК-банк, полученный из РНК человеческих фибробластов и клонированный в фаге λ qt 10, подвергают скринингу. При этом исследуют 2 х 106 фагов, причем в качестве радиоактивного зонда служит величиной примерно 1 кб фрагмент геномной MP-52-ДНК (2-ой экзон вплоть до сайта рестрикции HindIII в неподвергнутой трансляции 3'-области). Выделяют 17 пятен (зон гемолиза) смеси, которые дополнительно исследуют с помощью PCR при применении праймеров из 5'-3'-области MP-52-последовательности. После этого выбирают и разъединяют 8 стерильных пятен. кДНК выделяют из фага путем частичного расщепления с помощью EcoRI и клонируют в также расщепленном с помощью EcoRI Bluescript-векторе. Next, a cDNA bank obtained from RNA of human fibroblasts and cloned in phage λ qt 10 is subjected to screening. At the same time, 2 x 106 phages are examined, and a fragment of the genomic MP-52 DNA is used as a radioactive probe (second exon up to the HindIII restriction site in the unexposed translation of the 3'-region). Allocate 17 spots (hemolysis zones) of the mixture, which are further investigated using PCR using primers from the 5'-3'-region of the MP-52 sequence. After that, 8 sterile spots are selected and separated. cDNA was isolated from the phage by partial digestion with EcoRI and cloned in an EcoRI digest Bluescript vector.

Секвенирование одной из результирующих плазмид SK 52 L 15. IMP25 показывает, что самый длинный фаг (15.1) начинается с нуклеотида N 321 SEQ ID K N 1. Далее, путем секвенирования подтверждается место сплайсинга (нуклеотид 1270). Sequencing of one of the resulting plasmids SK 52 L 15. IMP25 shows that the longest phage (15.1) begins with nucleotide N 321 SEQ ID K N 1. Next, the splicing site is confirmed by sequencing (nucleotide 1270).

Плазмида SKL 52 (H3) MP 12 хранится под номером 7353 в DSM (немецкая коллекция микроорганизмов и культур клеток, Mascheroder Weg 1b, 38124, Braunschweig) с 10 декабря 1992 г. Plasmid SKL 52 (H3) MP 12 has been stored under number 7353 at DSM (German collection of microorganisms and cell cultures, Mascheroder Weg 1b, 38124, Braunschweig) from December 10, 1992.

Фаг λ 2.7.4. хранится под номером 7387 в DSM с 13 января 1993 г. Phage λ 2.7.4. stored at 7387 at DSM from January 13, 1993

Плазмида SK 52 L15. IMP25 хранится под номером 8421 в DSM с 16 июля 1993 г. Plasmid SK 52 L15. IMP25 has been stored under number 8421 in the DSM since July 16, 1993.

Пример 2
Экспрессия MP-52
Для экспрессии MP-52 испытывают различные системы. Применение вирусов оcповакцины в качестве системы экспрессии подробно и как служащее руководством для специалиста описано в Curren Protocols в Molecular Biology (Ausubel и др., Greene Publishing Associates and Wilay-Interscience, Wiley and Sans), в дальнейшем сокращенно называемых CP, в главе 16, часть 16.15 - 16.18. Система основана на том, что чужеродные ДНК при применении определенных векторов путем гомологичной рекомбинации можно интегрировать в геном вируса осповакцины. Для этой цели используемый вектор содержит ТК (тимидинкиназа) ген из генома осповакцины. Для того чтобы сделать возможной селекцию в отношении рекомбинантных вирусов, вектор, далее, содержит E.coli-ксантин-гуанин-фосфорибозил-трансфераза-ген (gpt)/Falkner и др., J. Virol. 62 (1988), 1849-18544/. В этом векторе клонируют кДНК со всей кодирующей областью MP-52. кДНК происходит от плазмиды SK 52L15. IMP25 (DSM, номер 8421), которую для удаления большой части не подвергнутой трансляции 5'-области, однако, сначала подвергают делеции и промежуточно клонируют. Для этого плазмиду SK 52L15. IMP25 линеаризируют с помощью SalI и 5'-конец последовательно подвергают делеции с помощью набора ExoIII/Mung Bean (Stratagene # 200 330) согласно указаниям изготовителя. После рестрикции с помощью BamHI в разном степени подвергшиеся делеции MP-52-кДНК на агарозогеле отделяют от остаточного вектора, изолируют и согласно стандартным методам (Sambrook и др. , Molecular Cloning, 2-е издание, Colg Spring Harbor Laboratory Press, 1989) промежуточно клонируют в подвергнутом рестрикции с помощью EcoRV и BamHI pBLuescriptII SK-векторе (Stratagene #212206) /p.SK52S/. Все рестрикции осуществляют согласно указаниям изготовителя. Дополнительное секвенирование с помощью секвеназы (USB/Amersham #70770) дает, между прочим, клон, который начинается с нуклеотида 576 в SEQ ID NO 1 (на 64 пары оснований удален от стартового кодона). Из него за счет рестрикции с помощью SalI и SacI изолируют кДНК-вставку и клонируют в таким же образом расщепленном векторе для рекомбинации в осповакцине. Результирующую плазмиду (pBPIM52S) хранят в DSM (под номером 9217) с 24 мая 1994 г. и используют для получения рекомбинантных вирусов осповакцины. Для этого до 80% конфлюэнтных 14 3B клеток (HuTk-, ATCC CRL 8303) в чашках для культур диаметром 35 мм инфицируют с помощью вируса осповакцины дикого типа в 2 мл PBS (фосфатно-буферного рассола) в течение 30 минут при комнатной температуре и при встряхивании по случаю (1 вирус на 10 клеток). После отсасывания надосадочной жидкости и добавки 2 мл питательной среды (MEM, Gibco BRL #041-01095) инкубируют в течение 2 часов при 37oC. Среду затем удаляют, и трансформации этих клеток достигают с помощью 100 нг pВPIMP52S, 2 мкг носителя ДНК (телячья вилочковая железа, Boehringer Mannheim # 104175) и 10 мкл липофектина (Gibco BRL # 18292-011) в 1 мл MEM в течение 15 часов при 37oC. После добавки 1 мл MEM с 20% FCS (Gibco BRL # 011-06290) инкубируют в течение следующих 24 часов при 37oC и лизированные клетки затем замораживают. gpt-Селекцию на ксантин-гуанин-фосфорибозил-трансферазу и изоляцию и амплификацию отдельных рекомбинантных вирусов осуществляют по существу как описано в части 16.17 CP, с тем различием, что применяют РК-13 клетки (ATCC CCL 37).
Example 2
Expression MP-52
Various systems are tested for the expression of MP-52. The use of vaccine vaccine viruses as an expression system is described in detail and as a guide for a specialist in Curren Protocols in Molecular Biology (Ausubel et al., Greene Publishing Associates and Wilay-Interscience, Wiley and Sans), hereinafter abbreviated as CP, in chapter 16, part 16.15 - 16.18. The system is based on the fact that foreign DNA, when using certain vectors by homologous recombination, can be integrated into the genome of the vaccinia virus. For this purpose, the vector used contains the TK (thymidine kinase) gene from the smallpox vaccine genome. In order to enable selection for recombinant viruses, the vector further comprises E. coli-xanthine-guanine-phosphoribosyl-transferase-gene (gpt) / Falkner et al., J. Virol. 62 (1988), 1849-18544 /. In this vector, cDNA is cloned with the entire coding region of MP-52. cDNA is derived from plasmid SK 52L15. IMP25 (DSM, number 8421), which, to remove a large portion of the undeveloped 5'-region, however, is first deleted and intermediate cloned. For this, plasmid SK 52L15. IMP25 is linearized using SalI and the 5'-end is subsequently deleted by using the ExoIII / Mung Bean kit (Stratagene # 200 330) according to the manufacturer's instructions. After restriction by BamHI, the MP-52 cDNAs that were deletion on the agarozogel to different degrees were separated from the residual vector, isolated and, according to standard methods (Sambrook et al., Molecular Cloning, 2nd edition, Colg Spring Harbor Laboratory Press, 1989) intermediate restriction cloned using EcoRV and BamHI pBLuescriptII SK vector (Stratagene # 212206) /p.SK52S/. All restriction is carried out according to the manufacturer's instructions. Additional sequencing using sequenase (USB / Amersham # 70770) yields, among other things, a clone that starts with nucleotide 576 in SEQ ID NO 1 (64 base pairs away from the start codon). From it, by restriction with SalI and SacI, the cDNA insert is isolated and cloned in the same split vector for recombination in vaccinia. The resulting plasmid (pBPIM52S) was stored in DSM (numbered 9217) from May 24, 1994 and used to produce recombinant vaccinia viruses. For this, up to 80% of confluent 14 3B cells (HuTk-, ATCC CRL 8303) in culture dishes with a diameter of 35 mm are infected with the wild-type vaccinia virus in 2 ml of PBS (phosphate buffered saline) for 30 minutes at room temperature and at shaking on occasion (1 virus per 10 cells). After suction of the supernatant and the addition, 2 ml of culture medium (MEM, Gibco BRL # 041-01095) were incubated for 2 hours at 37 ° C. The medium was then removed and these cells were transformed with 100 ng pBPIMP52S, 2 μg DNA carrier ( calf thymus, Boehringer Mannheim # 104175) and 10 μl of lipofectin (Gibco BRL # 18292-011) in 1 ml of MEM for 15 hours at 37 o C. After adding 1 ml of MEM with 20% FCS (Gibco BRL # 011-06290 ) incubated for the next 24 hours at 37 o C and lysed cells are then frozen. gpt-Selection for xanthine-guanine-phosphoribosyl-transferase and isolation and amplification of individual recombinant viruses is carried out essentially as described in section 16.17 CP, with the difference that PK-13 cells are used (ATCC CCL 37).

Интеграцию MP-52-кДНК в вирусный геном подтверждают путем анализа при использовании блоттинг-метода по Саузерну и дот-блоттинга (CP, часть 16.18). Рекомбинантный вирус используют для экспрессионных анализов в линии клеток 143 B (HuTk-, ATCC CRL, 8303, человек). Конфлюэнтные клетки инфицируют с помощью соответствующего числу клеток числа вирусов в течение 45 минут при 37oC и затем добавляют соответствующую питательную среду (MEM, Gibco BRL # 041-01095) с 10% FCS и пенициллин/стрептомицин (1:500, Gibco BRL # 043-0514 OH). Спустя 6 часов при 37oC удаляют среду, клетки промывают дважды с помощью, например, HBSS (Gibco BRL # 042-0418 OM) и добавляют питательную среду (например, MEM) без FCS. После продуцирования в течение 20-22 часов собирают надосадочную жидкость культуры клеток. Анализ экспрессии осуществляют путем вестерн-блоттинга по стандартным методам (CP, часть 10.8). Для этого протеины осаждают из 100-500 мкл недосадочной жидкости культуры клеток путем добавки эквивалентного объема ацетона и инкубации по меньшей мере в течение 1 часа на льду и отделяют путем центрифугирования. После повторного суспендирования осадка в заданном буфере (7 М мочевины, 1% SDS, 7 ммоль дигидрофосфата натрия, 0,01% бромфенолового синего и, в случае необходимости, 1% β -меркаптоэтанола) осуществляют разделение на 15%-ном полиакриламидном геле. В качестве маркерных протеинов используют предварительно окрашенный стандарт по молекулярной массе протеина (Gibco BRL # 26041-020). Перенос на PVDF-мембрану (Immobilon # IPVH00010) и блокирование мембраны осуществляют стандартными методами.The integration of MP-52 cDNA into the viral genome is confirmed by analysis using Southern blotting and dot blotting (CP, part 16.18). Recombinant virus is used for expression assays in the 143 B cell line (HuTk-, ATCC CRL, 8303, human). Confluent cells are infected using the appropriate cell number of viruses for 45 minutes at 37 ° C and then appropriate culture medium (MEM, Gibco BRL # 041-01095) with 10% FCS and penicillin / streptomycin (1: 500, Gibco BRL #) are added. 043-0514 OH). After 6 hours at 37 ° C., the medium is removed, the cells are washed twice with, for example, HBSS (Gibco BRL # 042-0418 OM) and culture medium (eg, MEM) without FCS is added. After production for 20-22 hours, the cell culture supernatant is collected. Expression analysis is carried out by Western blotting according to standard methods (CP, part 10.8). For this, proteins are precipitated from 100-500 μl of cell culture non-supernatant by adding an equivalent volume of acetone and incubating for at least 1 hour on ice and separated by centrifugation. After resuspension of the precipitate in a predetermined buffer (7 M urea, 1% SDS, 7 mmol sodium dihydrogen phosphate, 0.01% bromophenol blue and, if necessary, 1% β-mercaptoethanol), separation is carried out on a 15% polyacrylamide gel. As marker proteins, a pre-stained standard for molecular weight protein is used (Gibco BRL # 26041-020). Transfer to the PVDF membrane (Immobilon # IPVH00010) and blocking of the membrane is carried out by standard methods.

Для обнаружения MP-52 на мембране получают поликлональные антитела против MP-52 как в случае кур, так и также в случае кроликов. Для этого зрелую часть MP-52 с 6 гистидинами на N-конце экспрессируют в E.coli и очищают, как, например, описано Hochuli и др. (B 10/Technology, 6, 1321-1325 /1988/). С помощью обоих антител можно обнаруживать специфически экспрессию MP-52, причем димерный MP-52 менее эффективно распознается, чем мономерный. Для вестерн-блоттинга, согласно фиг. 3, применяют куриные антитела, которые специфически очищены путем ПЭГ-преципитации /Thalley и др. B 10/Technology, 8, 934-938 (1990)/ и через связанный с мембраной антиген (зрелый MP-52 с 6 гистидинами) (18, 17; Sambrook и др., Molecular Cloning, 2-е издание, Cold Spring Harbor Laboratory Press, 1989). В качестве второго антитела используют анти-куриный IgG с присоединенной щелочной фосфатозой (Sigma A 9171). In order to detect MP-52 on the membrane, polyclonal antibodies against MP-52 are obtained both in the case of chickens and also in the case of rabbits. For this, the mature portion of MP-52 with 6 histidines at the N-terminus is expressed in E. coli and purified, as, for example, described by Hochuli et al. (B 10 / Technology, 6, 1321-1325 / 1988 /). Using both antibodies, specific expression of MP-52 can be detected, with dimeric MP-52 being less efficiently recognized than monomeric. For western blotting, as shown in FIG. 3, chicken antibodies are used that are specifically purified by PEG precipitation / Thalley et al. B 10 / Technology, 8, 934-938 (1990) / and through a membrane-associated antigen (mature MP-52 with 6 histidines) (18, 17; Sambrook et al., Molecular Cloning, 2nd Edition, Cold Spring Harbor Laboratory Press, 1989). As the second antibody, anti-chicken IgG with attached alkaline phosphatose (Sigma A 9171) is used.

Обнаружение осуществляют с помощью набора для определения протеина Tropix Western-Light (Serva #WL10 RC), согласно указаниям изготовителя. Detection is performed using the Tropix Western-Light Protein Detection Kit (Serva # WL10 RC), as directed by the manufacturer.

Вестерн-блоттинг на фиг. 3 показывает, что только в случае рекомбинантных вирусов, однако не в случае вирусов дикого типа (без интегрированной чужеродной ДНК), появляются специфические для MP-52 полосы. Экспрессия MP-52 приводит к секретированному протеину с проявляющейся в геле при невосстанавливающих условиях молекулярной массой приблизительно 25 кДа. При восстанавливающих условиях протеин с 14-15 кДа проникает в гель. Эти результаты показывают, что MP-52 экспримируется как димерный зрелый протеин. В случае появляющихся при вестерн-блоттинг-анализе слабых полос в области выше 60 кДа речь идет, вероятно, об остатках неразрезанных протеинов-предшественников. Поведение в отношении проникания к тому же подтверждает получаемые из SEQ ID NO 2 теоретические молекулярные массы, сообразно с чем зрелый мономерный MP-52 имеет величину 13.6 кДа. Western blotting in FIG. 3 shows that only in the case of recombinant viruses, but not in the case of wild-type viruses (without integrated foreign DNA), MP-52 specific bands appear. The expression of MP-52 results in a secreted protein with a molecular weight of approximately 25 kDa that appears in the gel under non-reducing conditions. Under reducing conditions, a protein with 14-15 kDa penetrates the gel. These results indicate that MP-52 is expressed as a dimeric mature protein. In the case of weak bands appearing during western blotting analysis in the region above 60 kDa, we are probably talking about the residues of uncut precursor proteins. The penetration behavior also confirms the theoretical molecular weights obtained from SEQ ID NO 2, according to which the mature monomeric MP-52 has a value of 13.6 kDa.

Экспрессию MP-52 и расщепление протеина-предшественника до зрелого MP-52 можно обнаружить в различных линиях клеток. Испытывали клетки C 127 (ATCC CRL, 1616, мышь), BHK 21 (ATCC CCL, 10, хомяк), MRC-5 (ATCC CCL, 171, человек) и 3TG Swiss albino (ATCC CCL, 96, мышь). The expression of MP-52 and the cleavage of the precursor protein to mature MP-52 can be detected in various cell lines. Cells C 127 (ATCC CRL, 1616, mouse), BHK 21 (ATCC CCL, 10, hamster), MRC-5 (ATCC CCL, 171, humans) and 3TG Swiss albino (ATCC CCL, 96, mouse) were tested.

Экспрессия и расщепление до зрелого MP-52 показана также в другой эукариотной системе экспрессии. Для этого кДНК MP-52 (начинающуюся с нуклеотида 576) клонируют в плазмиде экспрессии pSG5 (Stratagene # 216201). Плазмиду pSK52s подвергают рестрикции с помощью ClaI и XbaI и путем обработки T4-полимеразой делают тупыми выступающие концы MP-52-вставки. Клонирование в подвергнутом рестрикции и также с тупыми концами за счет обработки с помощью T4-полимеразы векторе p.SG5 осуществляют стандартными методами. Все ферментативные реакции осуществляют согласно указаниям изготовителя. Правильную ориентацию MP-52-вставки обеспечивают за счет рестрикционного анализа и дополнительного секвенирования с помощью 17-праймера (Stratagene # 300302). Результирующую плазмиду pSG52s (хранится с 17.05.1994 г. в DSM под номером 9204) можно контрасформировать с помощью вектора, который кодирует выбираемый маркер, как, например, ген устойчивости G418, чтобы получить стабильные линии клеток. Для этой цели pSG52s контрансформируют вместе с плазмидой p3616 (хранится в DSM под номером 9203 с 17.05.1994 г.) в L929-клетки (ATCC CCL, 1, мышь) с помощью липофектина (Cibco BRL # 18292-011), согласно указаниям изготовителя. Селекцию с помощью G418 осуществляют согласно известным специалисту методам (CP, часть 9.5) и приходят к линии клеток, которая в вестерн-блоттинге продуцирует обнаруживаемый зрелый MP-52. Expression and cleavage to mature MP-52 are also shown in another eukaryotic expression system. For this, MP-52 cDNA (starting at nucleotide 576) is cloned into the pSG5 expression plasmid (Stratagene # 216201). The plasmid pSK52s is subjected to restriction with ClaI and XbaI and the protruding ends of the MP-52 insert are blunted by treatment with T4 polymerase. Cloning, subjected to restriction and also with blunt ends, by processing with the T4 polymerase p.SG5 vector is carried out by standard methods. All enzymatic reactions are carried out according to the manufacturer's instructions. The correct orientation of the MP-52 insert is provided by restriction analysis and additional sequencing using a 17 primer (Stratagene # 300302). The resulting plasmid pSG52s (stored since May 17, 1994 in DSM under the number 9204) can be counter-formed using a vector that encodes a selectable marker, such as, for example, the G418 resistance gene to obtain stable cell lines. For this purpose, pSG52s are transformed with plasmid p3616 (stored in DSM under 9203 from 05.17.1994) into L929 cells (ATCC CCL, 1, mouse) using lipofectin (Cibco BRL # 18292-011), according to the manufacturer's instructions . G418 selection is carried out according to methods known to the person skilled in the art (CP, part 9.5) and reaches a cell line that produces detectable mature MP-52 in Western blotting.

Другой вектор экспрессии для MP-52 получают при применении плазмиды pABWN (Niwa и др., Gene, 108 (1991), 193-200; и фиг. 4), который представлен в распоряжение Dr. Miyazaki. Another expression vector for MP-52 is obtained using the plasmid pABWN (Niwa et al., Gene, 108 (1991), 193-200; and Fig. 4), which is made available to Dr. Miyazaki.

Для этого HindIII-фрагмент из плазмиды p.SK52s, который начинается с нуклеотида 576 в SEQ ID NО 1, изолируют и выступающие концы затупляют путем обработки с помощью фрагмента Кленова. Путем лигирования адаптера в оба конца фрагмента вводят сайт рестрикции NotI. Адаптер:
AGCGGCCGCT
TCGCCGGCGA
Вектор pABWN подвергают рестрикции с помощью XhoI, также обрабатывают фрагментом Кленова и дефосфорилируют с помощью кишечной щелочной фосфатазы теленка (Boehringer Mannheim). Этот фосфорилированный адаптер дополнительно лигируют так, что теперь возможна вставка MP-52-фрагмента после рестрикции с помощью NotI в генерированное NotI место разреза вектора. Результирующий вектор экспрессии ниже обозначается как HindIII-MP-52/pABWN. Все осуществляемые реакции клонирования проводят по стандартным методам (например, CP, часть 3.16). Структура HindIII-MP-52/pABWN-вектора экспрессии подтверждается путем секвенирования и получения карты рестрикции. HindIII-MP-52/pABWN содержит MP-52-последовательность, начинающуюся с нуклеотида 576 и заканчивающуюся нуклеотидом 2278 в SEQ ID NO 1.
For this, the HindIII fragment from the plasmid p.SK52s, which begins with nucleotide 576 in SEQ ID NO 1, is isolated and the protruding ends are blunted by treatment with a Klenov fragment. By ligation of the adapter, a NotI restriction site is introduced at both ends of the fragment. Adapter:
AGCGGCCGCT
TCGCCGGCGA
The pABWN vector is subjected to restriction with XhoI, is also treated with a Klenov fragment and dephosphorylated with calf intestinal alkaline phosphatase (Boehringer Mannheim). This phosphorylated adapter is additionally ligated so that it is now possible to insert the MP-52 fragment after restriction with NotI into the NotI generated site of the vector cut. The resulting expression vector is hereinafter referred to as HindIII-MP-52 / pABWN. All cloning reactions carried out are carried out according to standard methods (for example, CP, part 3.16). The structure of the HindIII-MP-52 / pABWN expression vector is confirmed by sequencing and obtaining a restriction map. HindIII-MP-52 / pABWN contains an MP-52 sequence starting at nucleotide 576 and ending at nucleotide 2278 in SEQ ID NO 1.

HindIII-MP-52/pABWN трансфицируют в L-клетки (мышиные фибробласты), и оттуда получают стабильные трансформанты. Для этого, смотря по обстоятельствам, 4 мкг плазмиды (HindIII-MP-52/pABWN или pABWN) трансфицирую в 5•105 L-клеток, находящихся в чашках для культур диаметром 6 см, при применении 20 мкл реактива Lipofect AMINE (Gibco BRL # 18324-012). Для этой цели раствор A (4 мкг соответствующей плазмиде ДНК в 200 мкл OPTI-MEM I /Gibco BRL # 31985/) осторожно смешивают с раствором B (20 мкл реактива Lipofect AMINE в 200 мкл OPTI-MEM I) и при комнатной температуре в течение 45 минут инкубируют для образования комплекса ДНК-липосомы. Во время этой процедуры клетки промывают один раз с помощью 2 мл OPTI-MEM I. Для каждой трансфекции в сосуд с ДНК-липосомным комплексом вводят 1,6 мл OPTI-MEM I. Раствор осторожно перемешивают и таким образом переслаивают промытые клетки. Клетки инкубируют с разбавленным комплексом в течение 5 часов при 37oC в CO2-содержащем инкубаторе. После инкубации добавляют 2 мл DMEM (Gibco BRL, модифицированная Dulbecco Eagle-среда) с 20% FCS. Спустя 24 часа после трансфекции среду заменяют свежей DMEM с 10% FCS. Спустя 48 часов после начала трансфекции клетки переносят в чашки для культур диаметром 10 см. Спустя 72 часа после начала трансфекции с концентрации 800 мкг/мл начинается селекция G 418. Стабильные клоны появляются спустя 1-2 недели.HindIII-MP-52 / pABWN is transfected into L cells (murine fibroblasts), and stable transformants are obtained from there. To do this, depending on the circumstances, 4 μg of the plasmid (HindIII-MP-52 / pABWN or pABWN) will be transfected into 5 • 10 5 L-cells located in 6 cm diameter culture dishes using 20 μl Lipofect AMINE reagent (Gibco BRL # 18324-012). For this purpose, solution A (4 μg of the corresponding DNA plasmid in 200 μl of OPTI-MEM I / Gibco BRL # 31985 /) is carefully mixed with solution B (20 μl of Lipofect AMINE reagent in 200 μl of OPTI-MEM I) and at room temperature for 45 minutes incubated to form a complex of DNA liposomes. During this procedure, the cells are washed once with 2 ml of OPTI-MEM I. For each transfection, 1.6 ml of OPTI-MEM I is injected into the vessel with the DNA liposome complex. The solution is gently mixed and the washed cells are thus interlaced. Cells are incubated with the diluted complex for 5 hours at 37 ° C. in a CO 2 -containing incubator. After incubation, add 2 ml of DMEM (Gibco BRL, modified Dulbecco Eagle-medium) with 20% FCS. 24 hours after transfection, the medium is replaced with fresh DMEM with 10% FCS. 48 hours after the start of transfection, the cells are transferred to 10 cm diameter culture plates. After 72 hours after the start of transfection, a concentration of G 418 begins at a concentration of 800 μg / ml. Stable clones appear after 1-2 weeks.

5 мл кондиционированной DMEM с или без FCS получают от конфлюэнтных трансформантов, которые выросли в течение 3 дней в чашке для культуры диаметром 10 см. Трансфицированные двумя различными надосадочными жидкостями культур клеток (HindIII-MP-52/pAВWN и pABWN) клетки, а также лизаты клеток исследуют путем вестерн-блоттинга. При этом в кондиционированной среде, а также в лизатах трансфицированных с помощью HindIII-MP-52/pABWN клеток найден зрелый MP-52. Клоны клонируют далее и продуцирующие MP-52 клетки, смотря по обстоятельствам, выбирают согласно вестерн-блоттинг-анализу. Оценки из вестерн-блоттинг-анализов показывают MP-52-продуцирование вплоть до 1 мг/л. 5 ml of conditioned DMEM with or without FCS is obtained from confluent transformants that grew for 3 days in a 10 cm diameter culture dish. Cells transfected with two different supernatant fluids (HindIII-MP-52 / pAWWN and pABWN) as well as lysates cells are examined by western blotting. Moreover, mature MP-52 was found in the conditioned medium, as well as in the lysates of cells transfected with HindIII-MP-52 / pABWN. The clones are further cloned and MP-52 producing cells, depending on the circumstances, are selected according to Western blot analysis. Estimates from Western blot analyzes show MP-52 production up to 1 mg / L.

Пример 3
Биологическая активность MP-52
Для того чтобы обнаружить биологическую активность MP-52 и доказать полезность настоящего изобретения для применений в медицине с целью избежания и/или лечения заболеваний костей, осуществляют различные эксперименты ин витро и ин виво.
Example 3
Biological Activity MP-52
In order to detect the biological activity of MP-52 and prove the usefulness of the present invention for medical applications in order to avoid and / or treat bone diseases, various in vitro and in vivo experiments are carried out.

1. Испытание ин витро
1.1.
1. In vitro test
1.1.

Так как усиление синтеза гликозаминогликана (GAG) в хондроцитах после TGF- β -стимуляции описано (Hiraki и др., Biochimica et Biophysica Acta, 969 (1988), 91-99), исследуют, оказывает ли также MP-52 это влияние. При применении надосадочных жидкостей культур клеток (DMEM с 10% FCS), продуцирующих MP-52 трансформантов L-клеток (трансфекция с помощью HindIII-MP-52/pABWN), изучают хондрогенную активность MP-52 в первичных культурах из зародышевых конечностей крыс. Since enhancing the synthesis of glycosaminoglycan (GAG) in chondrocytes after TGF-β stimulation has been described (Hiraki et al., Biochimica et Biophysica Acta, 969 (1988), 91-99), it is investigated whether MP-52 also has this effect. Using supernatants of cell cultures (DMEM with 10% FCS) producing MP-52 L-cell transformants (transfection with HindIII-MP-52 / pABWN), the chondrogenic activity of MP-52 was studied in primary cultures from rat germinal limbs.

Для этой цели используют 44 конечности крысиных плодов в возрасте 16 дней. После трипсинирования, полученные клетки в F-12-среде (питательная смесь Ham's F-12, Gibco BRL # 21700) с 10% FCS помещают на покрытые коллагеном типа 1 пластины с 24 углублениями в количестве 3•105 клеток и культивируют примерно 2 дня вплоть до конфлюэнции. К 500 мкл питательной среды (F-12-среда с 10% FCS), смотря по обстоятельствам, добавляют 56 мкл кондиционированной среды (KM) трансфектантов за счет HindIII-MP-52/pABWN L-клеток, трансфектантов за счет pABWN-L-клеток или только среду (DMEM с 10% FCS). Через промежуток времени 0, 3, 6 и 9 дней применяют F-12-среду с 10% FCS, а также соответствующие добавки. Все три дня осуществляют перемену среды с соответствующими добавками. Затем следующие 2 дня культуру культивируют в F-12-среде без FCS в присутствии соответствующих добавок (кондиционированные среды, соответственно, контрольная среда) и после этого добавляют 35S-сульфат за 6 часов. Инкорпорированную в полисахариды 35S определяют после проназа-E-переваривания и преципитации, как описано Hiraki и др. (Biochimica et Biophisica Acta, 969 (1988), 91-99).For this purpose, use 44 limbs of rat fetuses at the age of 16 days. After trypsinization, the obtained cells in F-12 medium (Ham's F-12 nutrient mixture, Gibco BRL # 21700) with 10% FCS are placed on collagen type 1 plates with 24 recesses in an amount of 3 • 10 5 cells and cultured for about 2 days up to confluence. To 500 μl of culture medium (F-12 medium with 10% FCS), as appropriate, add 56 μl of conditioned medium (KM) of transfectants due to HindIII-MP-52 / pABWN L-cells, transfectants due to pABWN-L- cells or medium alone (DMEM with 10% FCS). After a period of 0, 3, 6, and 9 days, an F-12 medium with 10% FCS is used, as well as appropriate additives. All three days carry out a change of environment with the corresponding additives. Then, for the next 2 days, the culture was cultured in F-12 medium without FCS in the presence of appropriate additives (conditioned medium, respectively, control medium), and then 35 S-sulfate was added over 6 hours. Incorporated into polysaccharides 35 S is determined after pronase-E digestion and precipitation as described by Hiraki et al. (Biochimica et Biophisica Acta, 969 (1988), 91-99).

Как видно из таблицы, 1 надосадочные жидкости культур клеток продуцирующих MP-52 трансфектантов значительно стимулируют синтез GAG по сравнению с чистой питательной средой (DMEM с 10% FCS) или надосадочной жидкостью культуры L-клеток, трансфицированных с помощью pABWN. Это показывает, что MP-52 может стимулировать дифференциацию хондроцитов. As can be seen from the table, 1 supernatant of cell cultures producing MP-52 transfectants significantly stimulate GAG synthesis compared to pure nutrient medium (DMEM with 10% FCS) or supernatant of L-cell culture transfected with pABWN. This shows that MP-52 can stimulate chondrocyte differentiation.

1.2. 1.2.

Описанный эффект некоторых членов BMP-семейства представляет собой усиление активности щелочной фосфатазы (ALP-активности) в остеобластях. Клональные линии клеток крыс ROВ - C-26 (C-26) причисляют к остеобластам относительно ранней стадии созревания (Yamaguchi и др., Calcif. Tissue Int. 49 (1991), 221-225). The described effect of some members of the BMP family is an increase in the activity of alkaline phosphatase (ALP activity) in osteoblasts. Clonal cell lines of rats ROB - C-26 (C-26) are classified as osteoblasts of a relatively early stage of maturation (Yamaguchi et al., Calcif. Tissue Int. 49 (1991), 221-225).

Для остеоиндуктивных протеинов, как, например, BMP-2, описана способность усиливать ALP-активность: Yamaguchi и др., J. Cell. Biol. 113 (1991), 681-687. For osteoinductive proteins, such as BMP-2, the ability to enhance ALP activity has been described: Yamaguchi et al., J. Cell. Biol. 113 (1991), 681-687.

Влияние MP-52 на C-26-клетки исследуют следующим образом. C-26-Клетки в количестве 3•104 клеток на углубление высевают на пластину с 24 углублениями и культивируют в среде α -MEM (Gibco BRL) с 10% FCS вплоть до конфлюэнции. На углубление добавляют 56 мкл надосадочной жидкости культуры продуцирующих MP-52 трансфектантов L-клеток (HindIII-MP-52/pABWN), соответственно, надосадочной жидкости трансфектантов L-клеток, полученных с помощью pABWN, или только надосадочной жидкости культуры (DMEM с 10% FCS) L-клеток к 500 мкл среды культуры клеток C-26. Замену среды с соответствующими добавками осуществляют все три дня. ALP-Активность в экстрактах клеток определяют спустя 0, 3, 6, 9 и 12 дней с помощью стандартных способов, базирующихся на п-нитрофенилфосфате в качестве субстрата, как, например, описано Takuwa и др. (Am. J. Physiol. 257 /1989/, E797-E803).The effect of MP-52 on C-26 cells is investigated as follows. C-26-cells in the amount of 3 × 10 4 cells per well are seeded on a 24-well plate and cultured in α-MEM (Gibco BRL) medium with 10% FCS until confluence. 56 μl of culture supernatant of producing MP-52 L-cell transfectants (HindIII-MP-52 / pABWN), respectively, of supernatant of L-cell transfectants obtained with pABWN, or only culture supernatant (DMEM with 10% FCS) L cells to 500 μl of C-26 cell culture medium. Replace the medium with the appropriate additives for all three days. ALP activity in cell extracts is determined after 0, 3, 6, 9, and 12 days using standard methods based on p-nitrophenyl phosphate as a substrate, as described, for example, by Takuwa et al. (Am. J. Physiol. 257 / 1989 /, E797-E803).

Как следует из таблицы 2, ALF-активность значительно усиливается за счет добавки MP-52 по сравнению с чистой средой DMEM с 10% FCS и средой инфицированных с помощью pABWN L-клеток. As follows from table 2, ALF activity is significantly enhanced by the addition of MP-52 compared with pure DMEM medium with 10% FCS and the medium infected with pABWN L-cells.

Этот результат показывает, что MP-52 может способствовать не только дифференциации хондроцитов, но и также дифференциации и созреванию остеобластов. This result shows that MP-52 can contribute not only to differentiation of chondrocytes, but also to differentiation and maturation of osteoblasts.

Другая линия клеток остеобластов (MC3T3-EI, мышь), которая, как описано Takuwa и др. (Biochem. Biophys. Res. Com., 174 (1991), 96-101), путем обработки BMP-2 показывает увеличение ALP-активности, после инкубации с кондиционированной средой продуцирующих MP-52 трансфектантов L-клеток (HindIII-MP-52/pABWN) или со средой после продуцирования MP-52 за счет инфекции рекомбинантными вирусами осповакцины не показывает никакого изменения ALP-активности. Это указывает на то, что MP-52 обладает отчасти специфичностью клетки, отклоняющейся от BMP-2. Различные функции, обусловленные разными целевыми участками отдельных членов TGF- β -семейства, могут иметь большую пригодность в медицине. Another osteoblast cell line (MC3T3-EI, mouse), which, as described by Takuwa et al. (Biochem. Biophys. Res. Com., 174 (1991), 96-101), by treatment with BMP-2 shows an increase in ALP activity after incubation with conditioned medium producing MP-52 L-cell transfectants (HindIII-MP-52 / pABWN) or with medium after producing MP-52 due to infection with recombinant vaccinia viruses, there is no change in ALP activity. This indicates that MP-52 has partly cell specificity that deviates from BMP-2. Different functions due to different target areas of individual members of the TGF-β family can be of great medical utility.

2. Эксперименты ин виво
2.1.
2. In vivo experiments
2.1.

Наиболее четко высказанная возможность исследования развития костей базируется на эктопическом костеобразовании ин виво. Его можно индуцировать, например, путем имплантации деминерализованной костной матрицы (Urist, Science, 150 (1965), 893-899). Путем комбинации неактивной матрицы с индуцирующими кости протеинами можно индуцировать такой же процесс, который описан, например, Sampath и др. (PNAS (Proc. Natl. Acad. Sci., США), 78 (1981), 7599-7603). Этот процесс костеобразования похож на таковой эмбрионального энхондрального костеобразования и лечения костей во взрослом состоянии. Таким образом, этот метод дает возможность исследовать протеины на их способность к индуктированию костей ин виво. The most clearly expressed opportunity to study bone development is based on ectopic bone formation in vivo. It can be induced, for example, by implantation of a demineralized bone matrix (Urist, Science, 150 (1965), 893-899). By combining an inactive matrix with bone-inducing proteins, the same process as described, for example, by Sampath et al. (PNAS (Proc. Natl. Acad. Sci., USA), 78 (1981), 7599-7603) can be induced. This process of bone formation is similar to that of embryonic enchondral bone formation and treatment of bones in adulthood. Thus, this method makes it possible to study proteins for their ability to induce bone in vivo.

Для такого эксперимента MP-52-протеин, который получают путем экспрессии в системе осповакцины (см. пример 2), частично очищают и имплантируют. For such an experiment, the MP-52 protein, which is obtained by expression in the smallpox vaccine system (see Example 2), is partially purified and implanted.

Для этой цели 143B-клетки (HuTk-, ATCC CRL 8303) выращивают в чашках для культивирования и микролитражных емкостях вплоть до конфлюэнции и, как описано в примере 2 для анализов путем экспрессии, инфицируют с помощью рекомбинантных вирусов, промывают и оставляют аккумулировать примерно в течение 20 часов MP-52 в MEM (Gibco BRL, примерно 1 мл на 106 клеток). В качестве контроля осуществляют такое же приготовление путем инфекции с помощью вирусов дикого типа. Надосадочную жидкость культуры клеток (кондиционированная среда) каждого приготовления (смеси) собирают и центрифугируют (40000•g в течение 30 минут при 4oC). Для удаления вирусов надосадочные жидкости фильтруют через неорганические фильтры (величина пор 0,1 мкм, Whatman, Anotop 25). В ходе охарактеризовывания MP-52 смогли обнаружить, что этот протеин связывается с гепарин-сефарозой. Это поведение используют для частичной очистки. Для этой цели отфильтрованную и отцентрифугированную, кондиционированную среду доводят до конечной концентрации 50 ммоль ТРИС, pH 7,0; 100 ммоль NaCl и 6 моль мочевины и загружают в колонку с гепарином (HiTropTM, Pharmacia # 17-0407-01), которая уравновешена буфером A (50 ммоль ТРИС, pH 7,0, 100 ммоль NaCl и 6 моль мочевины). Нагруженную колонку промывают буфером A и с помощью линейного градиента до 100% буфера B (50 ммоль ТРИС, pH 7,0, 600 ммоль NaCl и 6 моль мочевины) при скорости истечения 0,5 мл/мин элюируют в течение 50 мин (2,5 мл на фракцию). Применение мочевины необязательно. Путем вестерн-блоттинг-анализа (см. пример 2) можно дополнительно проверить, что MP-52 элюируется воспроизводимо в основном в 2 фракциях при концентрации NaCl примерно 250-400 ммоль. Аликвоты этих фракций также, согласно инструкциям изготовителя, проверяют с помощью окрашенных серебром 15%-ных полиакриламидных гелей (Silver Stain-II, Daiichi # SE 140000) и объединяют. Сопоставимые фракции, после очистки от кондиционированной среды после инфекции с помощью вирусов дикого типа, также объединяют после анализа в окрашенных серебром гелях.For this purpose, 143B cells (HuTk-, ATCC CRL 8303) are grown in culture dishes and microtiter containers until confluence and, as described in Example 2 for expression analysis, are infected with recombinant viruses, washed and allowed to accumulate for approximately 20 hours MP-52 in MEM (Gibco BRL, approximately 1 ml per 10 6 cells). As a control, the same preparation is carried out by infection with wild-type viruses. The cell culture supernatant (conditioned medium) of each preparation (mixture) was collected and centrifuged (40,000 x g for 30 minutes at 4 ° C). To remove viruses, the supernatant is filtered through inorganic filters (pore size 0.1 μm, Whatman, Anotop 25). During characterization, MP-52 was able to detect that this protein binds to heparin-sepharose. This behavior is used for partial cleaning. For this purpose, the filtered and centrifuged, conditioned medium is adjusted to a final concentration of 50 mmol TRIS, pH 7.0; 100 mmol NaCl and 6 mol urea and loaded onto a heparin column (HiTrop TM , Pharmacia # 17-0407-01), which is equilibrated with buffer A (50 mmol TRIS, pH 7.0, 100 mmol NaCl and 6 mol urea). The loaded column is washed with buffer A and, using a linear gradient, up to 100% buffer B (50 mmol TRIS, pH 7.0, 600 mmol NaCl and 6 mol urea) are eluted at a flow rate of 0.5 ml / min for 50 min (2, 5 ml per fraction). Urea is optional. By Western blot analysis (see Example 2), it can further be verified that MP-52 elutes reproducibly in mainly 2 fractions at a NaCl concentration of about 250-400 mmol. Aliquots of these fractions are also, according to the manufacturer's instructions, checked using silver stained 15% polyacrylamide gels (Silver Stain-II, Daiichi # SE 140000) and combined. Comparable fractions, after purification from the conditioned medium after infection with wild-type viruses, are also combined after analysis in silver stained gels.

Из дальнейших исследований в отношении MP-52 следует, что MP-52 также связывается с гидроксиапатитом. Поэтому в принципе можно достигать дополнительной очистки при использовании колонки с гидроксиапатитом, соответственно заменять колонку с гепарином (например, B10-RAD, Econo-pac HTP). Для дальнейших очисток возможны также другие, известные специалисту методы, как, например, колонки с гель-ситами (Gelsiebsoulen), колонки с ионообменниками, аффинные колонки, колонки с хелатами металлов или колонки, базирующиеся на гидрофобных взаимодействиях. From further studies regarding MP-52, it follows that MP-52 also binds to hydroxyapatite. Therefore, in principle, additional purification can be achieved by using a column with hydroxyapatite, respectively replacing the column with heparin (for example, B10-RAD, Econo-pac HTP). For further purifications, other methods known to the person skilled in the art are also possible, such as, for example, columns with gel sieves (Gelsiebsoulen), columns with ion exchangers, affinity columns, columns with metal chelates or columns based on hydrophobic interactions.

Предварительно очищенный путем хроматографии на гепаринсефарозе MP-52-протеин соответственно, еще соответственно загрязняющие протеины, которые находятся также в инфицированных диким типом надосадочных жидкостях культуры клеток, очищают далее с помощью обращенной фазы ВЭЖХ (высокоэффективной жидкостной хроматографии). Для этой цели C8-колонку (Aquapore RP 300, Applied Biosystems, размер частиц: 7 мкм; величина пор: 300

Figure 00000001
) уравновешивают с помощью 10% буфера B (буфер A : 0,1% трифторуксусной кислоты; буфер B : 90% ацетонитрила, 0,1% трифторуксусной кислоты). После загрузки колонки объединенными, содержащими MP-52 фракциями гепариновую колонку промывают в большом количестве 10% буфером B. Связанный протеин элюируют с помощью следующих градиентов: 10-50% буфера B в течение 20 минут и 50-100% буфера B в течение 50 минут. Фракции по 500 мкл собирают и анализируют как путем вестерн-блоттинг-анализа, так и также в окрашенных серебром гелях. MP-52-Протеин при выбранных условиях элюируется примерно в области 55-65% ацетонитрила. Фракции с MP-52 объединяют. То же самое осуществляют с соответствующими фракциями из контрольной очистки надосадочной жидкости инфицированных вирусами дикого типа клеток.The MP-52 protein preliminarily purified by chromatography on heparin sepharose, respectively, also contaminating proteins, which are also found in wild-type infected supernatant cell culture liquids, are further purified by reverse phase HPLC (high performance liquid chromatography). For this purpose, a C8 column (Aquapore RP 300, Applied Biosystems, particle size: 7 μm; pore size: 300
Figure 00000001
) is equilibrated with 10% buffer B (buffer A: 0.1% trifluoroacetic acid; buffer B: 90% acetonitrile, 0.1% trifluoroacetic acid). After loading the column with pooled MP-52 fractions, the heparin column was washed in large quantities with 10% buffer B. The bound protein was eluted with the following gradients: 10-50% buffer B for 20 minutes and 50-100% buffer B for 50 minutes . Fractions of 500 μl were collected and analyzed both by Western blot analysis and also in silver stained gels. MP-52-Protein under selected conditions elutes in the region of 55-65% acetonitrile. Fractions with MP-52 are combined. The same is done with the appropriate fractions from the control purification of the supernatant of wild-type infected cells infected with viruses.

Также частично очищенный MP-52-протеин в определенной путем вестерн-блоттинг-анализа концентрации 50 нг/мл показывает отчетливое повышение ALP-активности на ROB-C-26-клетках после трех стадий инкубации. Also partially purified MP-52 protein in a concentration determined by Western blot analysis of 50 ng / ml shows a distinct increase in ALP activity on ROB-C-26 cells after three stages of incubation.

Частично очищенный MP-52-протеин, соответственно контрольный протеин из соответственно частично очищенных надосадочных жидкостей культур клеток после инфекции вирусами дикого типа, реконструируют с матрицей и имплантируют крысам, чтобы доказать способность к хряще- и костеобразованию. Partially purified MP-52 protein, respectively a control protein from respectively partially purified supernatant of cell cultures after infection with wild-type viruses, is reconstructed with a matrix and implanted into rats to prove the ability to cartilage and bone formation.

В принципе должны быть применимы различные, известные специалисту матричные материалы, т. е. природные (также модифицированные), и синтетически полученные матрицы, предпочтительно, однако, биосовместимые, биологически разрушаемые ин виво пористые материалы. В этих экспериментах применяют костную матрицу крыс, которая по существу приготовлена подобно тому, как описано Sampath и др. (PNAS, 80 (1983), 6591-6595). Крысиные кости (бедро и большеберцовая кость) деминерализуют в течение 24 часов в 0,6 М HCl и затем удаляют еще имеющийся костный мозг. После промывки с помощью воды и обезжиривания в течение 3 часов в смеси хлороформа с метанолом (1:1) кости высушивают на воздухе, замороженными при низкой температуре пульверизуют (распыляют) в мельнице и отделяют путем просеивания частицы размером 400-1000 мкм. После этого матрицу в течение 7 дней при комнатной температуре экстрагируют в 4 М гуанидиний-HCl в присутствии ингибиторов протеазы. После экстенсивных (обильных) промывок водой матрицу лиофилизируют и хранят при 4oC. Таким образом обработанные матрицы не проявляют, ни одна из них, никакой индуктирующей кости активности.In principle, various matrix materials known to those skilled in the art, i.e., natural (also modified), and synthetically prepared matrices, preferably, however, biocompatible, biologically degradable, in vivo porous materials, should be applicable. In these experiments, a bone matrix of rats is used, which is essentially prepared in the same way as described by Sampath et al. (PNAS, 80 (1983), 6591-6595). Rat bones (thigh and tibia) are demineralized for 24 hours in 0.6 M HCl and then the existing bone marrow is removed. After washing with water and degreasing for 3 hours in a mixture of chloroform with methanol (1: 1), the bones are dried in air, frozen at a low temperature, they are pulverized (sprayed) in a mill and particles 400–1000 μm in size are separated by sieving. After that, the matrix was extracted at room temperature for 7 days in 4 M guanidinium-HCl in the presence of protease inhibitors. After extensive (abundant) washes with water, the matrix is lyophilized and stored at 4 ° C. Thus, the treated matrices do not show, none of them, any bone inducing activity.

Протеин при применении различных, известных специалисту методов можно комбинировать с проэкстрагированной костной матрицей. Protein can be combined with a well-extracted bone matrix using various methods known to the person skilled in the art.

MP-52-Протеин, соответственно контрольный протеин, который очищен как при использовании гепарин-сефарозы, так и также обращенной фазы ВЭЖХ, в растворе ацетонитрила с трифторуксусной кислотой, после элюирования, объединяют в количестве по 25 мг. матрицы на имплантат, хорошо смешивают, замораживают при низких температурах и лиофилизируют. MP-52-Protein, respectively, is a control protein, which was purified using both heparin-sepharose and also reverse phase HPLC in a solution of acetonitrile with trifluoroacetic acid, after elution, combined in an amount of 25 mg. matrices on the implant, mix well, freeze at low temperatures and lyophilize.

Для имплантации связанного с матрицей MP-52 используют крыс (Wistar) в возрасте примерно 3 месяца, которых приводят в состояние наркоза путем внутримышечной инъекции наркотизирующего средства (0,2 мл Rompun (Bayer), смешанные с 0,5 мл Ketanest 50 (Parke Davis)) в количестве 0,14 мл на 100 г веса тела. Для имплантатов приготовляют с двух сторон карманы в брюшных мышцах (ниже грудной клетки, начиная примерно на 0,5 см ниже самой нижней реберной дуги). Связанный с матрицей MP-52 (примерно 2-4 мкг согласно определению по вестерн-блоттинг-анализу), а также соответственно связанные с матрицей контрольные протеины увлажняют с помощью 0,9%-ного раствора хлорида натрия (Delta Pharma) и переносят в мышечные карманы. Мышечные карманы, а также необходимые разрезы кожи затем зашивают. Крыс иммуноподавляют с помощью циклоспорина A (Sandimmun). Approximately 3 months old rats (Wistar) are used to implant the MP-52 matrix. They are anesthetized by intramuscular injection of an anesthetic (0.2 ml Rompun (Bayer) mixed with 0.5 ml Ketanest 50 (Parke Davis) )) in the amount of 0.14 ml per 100 g of body weight. For implants, pockets in the abdominal muscles are prepared on both sides (below the chest, starting about 0.5 cm below the lowest costal arch). Associated with the MP-52 matrix (approximately 2-4 μg as determined by Western blot analysis), as well as the associated control proteins, are moistened with a 0.9% sodium chloride solution (Delta Pharma) and transferred to muscle pockets. The muscle pockets as well as the necessary skin incisions are then sutured. Rats are immunosuppressed with cyclosporin A (Sandimmun).

Спустя 18, соответственно 26 дней имплантаты извлекают из крыс и фиксируют для гистологических исследований. Так как имплантат с MP-52 после 26 дней уже позволяет предполагать макроскопически образование костей, то его помещают (заделывают) в метилметакрилат для приготовления тонких пленок; другие имплантаты заделывают в парафин. Минерализованные хрящевые и костные ткани чернят (делают черными) благодаря способу окраски Von Kossa (Romeis B. , Mikroskopische Technik, изд. Bock P.; Urban и Schwarzenberg; Munchen, Baltimore, Wien /1989/). При окрашивании с помощью трихром-красителей (Trichromfarbung) согласно Masson-Goldner (Romeis B.; Mikroskopisсhe Technik, изд. Bock P.; Urban и Schwarzenberg; Munchen, Baltimore, Wien /1989/) минерализованная костная ткань и коллаген окрашиваются слегка зеленым, остеоид является красным, а цитоплазма имеет красновато-коричневую окраску. К имплантатам из обеих крыс применяют оба способа окрашивания. С помощью обоих способов окрашивания в случае обоих подопытных животных можно доказать отчетливое хряще- и костеобразование в имплантатах, которые содержат MP-52. Соответствующие имплантаты с контрольным протеином не показывают никакого хряще- и костеобразования. Доля предстадий хряща с хондроцитами и хрящевыми областями с начинающимся образованием внеклеточной матрицы и ее минерализация в концентрических кругах в имплантате с MP-52 спустя 18 дней выше, чем в таковом спустя 26 дней. Однако также в имплантате спустя 18 дней уже обнаруживаются зрелые костные ткани с векториальным образованием остеоида, а также отдельные остеоциты в кости. Далее, распознаваемы замкнутые косточки (Ossikel) с начинающимся образованием костного мозга. В случае имплантата спустя 26 дней также еще обнаруживаются хрящевые области с начинающимся образованием матрицы и кальцинозом, доля окрашенной в зеленый цвет минерализованной костной ткани с остеоцитами и остеоидными краями, однако, отчетливо увеличена. Также в этом имплантате обнаруживается образование костного мозга с единичными (отдельными) случаями жировых клеток. Для наглядности на фиг. 5 показано получаемое путем окраски обнаружение (von Kossa) костного материала из всего имплантата спустя 26 дней. На фиг. 6 показан маленький вырез из того же самого имплантата после окрашивания по Masson-Goldner. Видны активные кости с ободком (краем) из кубиодальных остеобластов и в отдельных "вмурованных" остеобластях распознаваемы остеоиды. Далее, видны отдельные остеоциты в минерализованной костной ткани (в подлинном препарате окрашено зеленым). Также обнаруживается образование костного мозга. After 18, respectively, 26 days, the implants are removed from rats and fixed for histological examination. Since the implant with MP-52 after 26 days already suggests macroscopic bone formation, it is placed (embedded) in methyl methacrylate to prepare thin films; other implants are embedded in paraffin. Mineralized cartilage and bone tissue are blackened (made black) by the Von Kossa staining method (Romeis B., Mikroskopische Technik, ed. Bock P .; Urban and Schwarzenberg; Munchen, Baltimore, Wien / 1989 /). When stained with trichrome dyes (Trichromfarbung) according to Masson-Goldner (Romeis B .; Mikroskopishe Technik, publ. Bock P .; Urban and Schwarzenberg; Munchen, Baltimore, Wien / 1989 /), mineralized bone tissue and collagen are stained slightly green, the osteoid is red, and the cytoplasm has a reddish-brown color. Both staining methods are used for implants from both rats. Using both staining methods in the case of both experimental animals, it is possible to prove a clear cartilage and bone formation in implants that contain MP-52. Corresponding implants with a control protein show no cartilage and bone formation. The proportion of the appearance of cartilage with chondrocytes and cartilage regions with the beginning of the formation of the extracellular matrix and its mineralization in concentric circles in the implant with MP-52 after 18 days is higher than in that after 26 days. However, also in the implant after 18 days mature bone tissues with vectorial formation of osteoid, as well as individual osteocytes in the bone, are already detected. Further, closed bones (Ossikel) with starting bone marrow formation are recognizable. In the case of the implant, after 26 days, cartilaginous regions with the onset of matrix formation and calcification are also found, the proportion of green-colored mineralized bone tissue with osteocytes and osteoid edges, however, is clearly increased. Also in this implant is the formation of bone marrow with isolated (individual) cases of fat cells. For clarity, in FIG. Figure 5 shows the staining detection (von Kossa) of bone material from the entire implant after 26 days. In FIG. 6 shows a small cutout from the same implant after Masson-Goldner staining. Active bones with a rim (edge) from cubodial osteoblasts are visible and in separate "walled" osteoblasts osteoids are recognized. Further, individual osteocytes are visible in the mineralized bone tissue (in the original preparation it is colored green). Bone marrow formation is also detected.

Опыт показывает, что рекомбинантно полученный MP-52, один, в комбинации с матрицей, в состоянии индуцировать энхондральное костеобразование. Experience shows that recombinantly obtained MP-52, alone, in combination with a matrix, is able to induce endochondral bone formation.

2.2. 2.2.

Для подтверждения результатов осуществляют другой тест эктопического костеобразования при применении трансформантов за счет MP-52 L-клеток. Продуцирующие MP-52 (трансфицированные с помощью HindIII-MP-52/pABWN) и непродуцирующие MP-52 (трансфицированные с помощью pABWN) L-клетки (1•106 клеток) вводят путем инъекции с обеих сторон мышц бедра взятым по три самцам голых мышей. Спустя 3 недели всех животных умерщвляют, мышцы бедра отделяют и исследуют их как с помощью рентгеновского излучения с низкой энергией, так и гистопатологически.To confirm the results, another test of ectopic bone formation is carried out with the use of transformants due to MP-52 L-cells. Producing MP-52 (transfected with HindIII-MP-52 / pABWN) and non-producing MP-52 (transfected with pABWN) L cells (1 x 10 6 cells) are injected on both sides of the thigh muscles taken from three male naked mice. After 3 weeks, all animals are sacrificed, the thigh muscles are separated and examined using both low-energy X-rays and histopathologically.

Как представлено в таблице 3, анализ путем рентгеновского излучения показывает плотный материал в местах инъекции в мышечную ткань всех продуцирующих MP-52 L-клеток. С помощью гистологических исследований можно установить простое хрящеобразование и кальцинозное хрящеобразование в мышках. Также эти результаты подтверждают, что MP-52 может индуцировать энхондральное костеобразование. As shown in table 3, analysis by x-ray radiation shows a dense material at the injection sites in the muscle tissue of all producing MP-52 L-cells. Using histological studies, simple cartilage formation and calcification of cartilage in mice can be established. Also, these results confirm that MP-52 can induce endochondral bone formation.

Осуществленные эксперименты подтверждают, что MP-52-протеин стимулирует образование хрящей из недифференцированных мезенхимных клеток, а также дифференциацию и созревание остеобластов. Это приводит к энхондральному костеобразованию, которое равно индукционному каскаду при эмбриональном костеобразовании и излечиванию (срастанию) костей при переломах. The experiments carried out confirm that MP-52 protein stimulates the formation of cartilage from undifferentiated mesenchymal cells, as well as the differentiation and maturation of osteoblasts. This leads to enchondral bone formation, which is equal to the induction cascade during embryonic bone formation and healing (fusion) of bones in fractures.

Указанные в опытах условия нужно рассматривать в качестве иллюстрации MP-52-активности, а не как ограничение. Изобретение можно также рассматривать и охарактеризовывать в другой форме. The conditions indicated in the experiments should be considered as an illustration of MP-52 activity, and not as a limitation. The invention can also be considered and characterized in another form.

Для указанных в заявке линий клеток и плазмид в качестве приложения даются материалы, из которых очевидны подтверждающие данные. For the cell lines and plasmids indicated in the application, materials are given as an application, from which the supporting data are obvious.

Описание чертежей
На фиг. 1 представлено сравнение аминокислотной последовательности MP-52 с некоторыми членами семейства BMP-протеинов с началом на первом из семи сохранившихся цистеиновых остатков. Знак * обозначает, что аминокислота одинакова во всех сравниваемых протеинах; знак + обозначает, что аминокислота совпадает по меньшей мере в одном из протеинов по сравнению с MP-52.
Description of drawings
In FIG. 1 shows a comparison of the amino acid sequence of MP-52 with some members of the BMP protein family with the start of the first of the seven remaining cysteine residues. The * sign indicates that the amino acid is the same in all compared proteins; the + sign indicates that the amino acid coincides in at least one of the proteins compared to MP-52.

На фиг. 2 представлены нуклеотидные последовательности олигонуклеотидных праймеров, которые применяются в настоящем изобретении, и сравнение этих последовательностей с известными членами TGF- β -семейства. M обозначает A или C; S обозначает C или G; R обозначает A или G; K обозначает G или T, "2a" обозначает последовательность праймера OD, "2b" обозначает последовательность праймера OID. In FIG. 2 shows the nucleotide sequences of oligonucleotide primers that are used in the present invention, and a comparison of these sequences with known members of the TGF-β family. M is A or C; S is C or G; R is A or G; K is G or T, "2a" is the OD primer sequence, "2b" is the OID primer sequence.

На фиг. 3 представлен вестерн-блоттинг, показывающий, что только в случае рекомбинантных вирусов, однако, не в случае вирусов дикого типа (без интегрированной чужеродной ДНК), появляются специфические для MP-52 полосы. M обозначает предварительно окрашенный маркер по молекулярной массе протеина с указанными кажущимися молекулярными массами (Cibco BRL # 26041-020), 1 обозначает надосадочную жидкость культуры клеток (100 мкл) после инфекции с помощью рекомбинантных вирусов (со вставленной MP-52-кДНК) при восстанавливающих (1% β- меркаптоэтанола) условиях, 2 обозначает надосадочную жидкость культуры клеток (100 мкл) после инфекции вирусами дикого типа (без вставленной чужеродной ДНК) при восстанавливающих (1% β -меркаптоэтанола) условиях, 3 обозначает надосадочную жидкость культуры клеток (500 мкл) после инфекции с помощью рекомбинантных вирусов (со вставленной MP-52 кДНК) при невосстанавливающих условиях, 4 обозначает надосадочную жидкость культуры клеток (500 мкл) после инфекции вирусами дикого типа (без вставленной чужеродной ДНК) при невосстанавливающих условиях. In FIG. Figure 3 presents western blotting, showing that only in the case of recombinant viruses, however, not in the case of wild-type viruses (without integrated foreign DNA), MP-52 specific bands appear. M denotes a pre-stained protein molecular weight marker with the indicated apparent molecular weights (Cibco BRL # 26041-020), 1 denotes a cell culture supernatant (100 μl) after infection with recombinant viruses (with MP-52 cDNA inserted) during reconstituting (1% β-mercaptoethanol) conditions; 2 denotes a cell culture supernatant (100 μl) after infection with wild-type viruses (without inserted foreign DNA) under reducing (1% β-mercaptoethanol) conditions; 3 denotes a supernatant ultury cells (500 .mu.l) after infection by recombinant viruses (with inserted MP-52 cDNA) under non-reducing conditions, 4 is the supernatant liquid of the cell culture (500 .mu.l) after infection with wild-type viruses (without the inserted foreign DNA) under nonreducing conditions.

На фиг. 4 представлена плазмида pABWN. In FIG. 4 shows the plasmid pABWN.

На фиг. 5 представлен разрез всего имплантата (после имплантации в течение 26 дней), окрашенный согласно Von Kossa. Минерализованная ткань отчетливо выделяется - черная - по сравнению с окружающей мышечной тканью. In FIG. 5 shows a section of the entire implant (after implantation for 26 days), stained according to Von Kossa. Mineralized tissue stands out clearly - black - compared to the surrounding muscle tissue.

На фиг. 6 представлен вырез из имплантата (после имплантации в течение 26 дней), окрашенный согласно Mass on Goldner. 1 обозначает край из остеобластов (в оригинале розовый), 2 обозначает остеоид (в оригинале красный), 3 обозначает минерализованную костную ткань (в оригинале зеленая) с остеоцитами (в оригинале розовые), 4 обозначает костный мозг (в оригинале от светло-розового до оранжевого). In FIG. Figure 6 shows an implant cutout (after implantation for 26 days) stained according to Mass on Goldner. 1 denotes the osteoblast edge (pink in the original), 2 denotes an osteoid (red in the original), 3 denotes mineralized bone tissue (green in the original) with osteocytes (pink in the original), 4 denotes bone marrow (in the original light pink to orange).

Claims (9)

1. Молекула ДНК, кодирующая протеин TGF-β-семейства и содержащая: (а) часть, кодирующую зрелый протеин и, в случае необходимости, другие функциональные части, нуклеотидной последовательности SEQ 1DNO.1, приведенной в графической части,
(б) нуклеотидную последовательность, соответствующую последовательности из п. (а) в силу вырожденности генетического кода, соответствующая нуклеотидной последовательности, которая кодирует протеин согласно последовательности 1DNO.2 или функциональные части из нее, приведенной в графической части,
(в) нуклеотидную последовательность, гибридизирующуюся с одной из последовательностей из п.п. (а, (б) при условии, что молекула ДНК по п. (в) кодирует, по меньшей мере, полностью часть зрелого протеина TGF-β-семейства, приведенную в графической части.
1. A DNA molecule encoding a protein of the TGF-β family and containing: (a) a part encoding a mature protein and, if necessary, other functional parts, of the nucleotide sequence of SEQ 1DNO.1, shown in the graphic part,
(b) the nucleotide sequence corresponding to the sequence of paragraph (a) due to the degeneracy of the genetic code, the corresponding nucleotide sequence that encodes a protein according to the 1DNO.2 sequence or the functional parts thereof, shown in the graphic part,
(c) a nucleotide sequence hybridizing with one of the sequences from p. (a, (b) provided that the DNA molecule according to (c) encodes at least completely a portion of the mature protein of the TGF-β family, shown in the graphic part.
2. Вектор HindIII-MP52/pABWN, отличающийся тем, что он содержит по меньшей мере MP52-последовательность, начинающуюся с нуклеотида 576 и заканчивающуюся нуклеотидом 2278 в последовательности SEQ 1DN1 по п.1 (а). 2. Vector HindIII-MP52 / pABWN, characterized in that it contains at least an MP52 sequence starting with nucleotide 576 and ending with nucleotide 2278 in the sequence SEQ 1DN1 according to claim 1 (a). 3. L-клетки, представляющие собой мышиные фибробласты, трансформированные вектором по п.2. 3. L-cells, which are murine fibroblasts, transformed with the vector according to claim 2. 4. Протеин TGF-β-семейства, который кодируется ДНК-последовательностью по п.1, отличающийся тем, что он содержит указанную в SEQ 1DNO.2 аминокислотную последовательность или в случае необходимости ее функционально активные части. 4. The protein of the TGF-β family, which is encoded by the DNA sequence according to claim 1, characterized in that it contains the amino acid sequence indicated in SEQ 1DNO.2 or, if necessary, its functionally active parts. 5. Способ получения протеина TGF-β-семейства, который кодирует ДНК-молекулы по п. 1, отличающийся тем, что такую ДНК - вводят в вектор, с которым трансформируется клетка-хозяин с образованием клетки-хозяина содержащей вектор, культивируют в клетку-хозяин в условиях, которые позволяют экспрессию протеина и получают (выделяют) TGF-β протеина из клетки и/или надосадочной жидкости (супернатанта) культуры. 5. A method of obtaining a protein of the TGF-β-family, which encodes a DNA molecule according to claim 1, characterized in that such DNA is introduced into a vector with which the host cell is transformed to form a host cell containing the vector, cultured in a cell - the host in conditions that allow protein expression and receive (secrete) TGF-β protein from the cell and / or culture supernatant (supernatant). 6. Фармацевтическая композиция, отличающаяся тем, что она содержит по меньшей мере один протеин по п.4 в качестве активнодействующего вещества в эффективном количестве, в случае необходимости, вместе с фармацевтически приемлемыми носителями, вспомогательными веществами, разбавителями или наполнителями пригодная для формирования соединительной ткани костей и/или хрящей, включая укрепление зубных имплантантов. 6. A pharmaceutical composition, characterized in that it contains at least one protein according to claim 4 as an active substance in an effective amount, if necessary, together with pharmaceutically acceptable carriers, excipients, diluents or excipients, for forming bone connective tissue and / or cartilage, including the strengthening of dental implants. 7. Фармацевтическая композиция по п.6, отличающаяся тем, что активное вещество нанесено на природный или синтетический матричный материал и/или интегрировано в него. 7. The pharmaceutical composition according to claim 6, characterized in that the active substance is applied to and / or integrated into a natural or synthetic matrix material. 8. Фармацевтическая композиция по одному из пп.6 и 7, отличающаяся тем, что матричный материал представляет собой биосовместимый, биологически разрушаемый in vivo пористый материал. 8. The pharmaceutical composition according to one of claims 6 and 7, characterized in that the matrix material is a biocompatible, biodegradable in vivo porous material. 9. Моноклональные антитела или фрагменты антител, отличающиеся тем, что они связывают протеин MP-52 по п.4. 9. Monoclonal antibodies or antibody fragments, characterized in that they bind the MP-52 protein according to claim 4. Приоритет по пунктам:
10.08.93 по пп.1, 4, 6 - 8, 9;
09.06.94 по пп.2 - 4, 5.
Priority on points:
08/10/93 according to claims 1, 4, 6 - 8, 9;
06/09/94 according to claims 2 - 4, 5.
RU96104372A 1993-08-10 1994-08-09 NEW GROWTH/DIFFERENTIATION FACTOR OF TGF-β-FAMILY RU2157406C2 (en)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4326829 1993-08-10
DEP4326829.3 1993-08-10
DEP4418222.8 1994-05-25
DEP4420157.5 1994-06-09
DE4420157A DE4420157B4 (en) 1993-08-10 1994-06-09 New growth / differentiation factor of the TGF-β family

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2000113937/15A Division RU2246315C2 (en) 1993-08-10 1994-08-09 NEW GROWTH/DIFFERENTIATION FACTOR OF TGF-β-FAMILY AND PHARMACEUTICAL COMPOSITION

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU96104372A RU96104372A (en) 1998-10-27
RU2157406C2 true RU2157406C2 (en) 2000-10-10

Family

ID=25928480

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU96104372A RU2157406C2 (en) 1993-08-10 1994-08-09 NEW GROWTH/DIFFERENTIATION FACTOR OF TGF-β-FAMILY

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2157406C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2681502C2 (en) * 2013-03-11 2019-03-06 Джензим Корпорейшн Structured anti-tgf-beta antibodies and antigen-binding fragments

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
WALE et al., Handbook of experimental pharmacology, 1990, v.95, pp.211 - 248. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2681502C2 (en) * 2013-03-11 2019-03-06 Джензим Корпорейшн Structured anti-tgf-beta antibodies and antigen-binding fragments

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2169171C (en) New growth/differentiation factor of the tgf-beta family
US5411941A (en) Heterodimeric osteogenic factor
WO1989009605A1 (en) Bone-inducing protein
CZ287715B6 (en) DNA sequence, recombinant DNA molecule containing thereof, process for preparing protein from the group of TGF-beta substances, pharmaceutical preparation containing such protein, antibody or fragment thereof and its use
EP0394418A4 (en) Osteogenic factors
EP1948689B1 (en) High activity growth factor mutants
US7642237B2 (en) Growth/differentiation factor of the TGF-β family
US9012401B2 (en) Growth factor mutants with improved biological activity
RU2157406C2 (en) NEW GROWTH/DIFFERENTIATION FACTOR OF TGF-β-FAMILY
RU2246315C2 (en) NEW GROWTH/DIFFERENTIATION FACTOR OF TGF-β-FAMILY AND PHARMACEUTICAL COMPOSITION
US7025959B1 (en) MP121, a growth/differentiation factor of the TGF-β family
KR100261823B1 (en) New growth/differentiation factor of the tgf--g(b) family
MXPA94006061A (en) New growth/differentiation factor of the tgf- beta family
JP3504259B2 (en) Osteoinductive composition

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20130810