SK130894A3 - Improved production of reproductive hormones - Google Patents

Improved production of reproductive hormones Download PDF

Info

Publication number
SK130894A3
SK130894A3 SK1308-94A SK130894A SK130894A3 SK 130894 A3 SK130894 A3 SK 130894A3 SK 130894 A SK130894 A SK 130894A SK 130894 A3 SK130894 A3 SK 130894A3
Authority
SK
Slovakia
Prior art keywords
cells
subunit
fsh
subunits
expression
Prior art date
Application number
SK1308-94A
Other languages
English (en)
Inventor
Irving Boime
Original Assignee
Univ Washington
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
Application filed by Univ Washington filed Critical Univ Washington
Publication of SK130894A3 publication Critical patent/SK130894A3/sk

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K14/00Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • C07K14/435Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans
    • C07K14/575Hormones
    • C07K14/59Follicle-stimulating hormone [FSH]; Chorionic gonadotropins, e.g.hCG [human chorionic gonadotropin]; Luteinising hormone [LH]; Thyroid-stimulating hormone [TSH]

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Endocrinology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Gastroenterology & Hepatology (AREA)
  • Reproductive Health (AREA)
  • Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (AREA)
  • Peptides Or Proteins (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
  • Materials For Medical Uses (AREA)
  • Saccharide Compounds (AREA)

Description

Oblasť techniky
Vynález sa týka spôsobov rekombinantnéj produkcie rozmnožovacích hormónov s umiestneniami glykosylácie bližšími natívnym typom, než sú obecne získatelné v transformovaných bunkách. Hlavne sa týka produkcie rekombinantných hormónov v podmienkach, ktoré vedú k účinnej produkcii a sekrécii a ktoré riadia usporiadanie glykosylácie proteínu.
Doterajší stav techniky
Ľudská rozmnožovacia funkcia je čiastočne riadená skupinou heterodimérnych ludských glykoproteínových hormónov, ktoré majú bežnú a podjednotku, ale líšia sa vo svojich hormón-špecifických β podjednotkách. Skupina zahŕňa folikulostimulujúci hormón (FSH), luteinizujúci hormón (LH), thyrotropín alebo thyroidstimulujúci hormón (TSH), a ludský chorionický gonadotropín (CG). Vo všetkých prípadoch je podjednotkou 92 aminokyselinový glykoproteín s dvoma konvenčnými glykosylačnými miestami pri asparaginoch umiestnených v polohách 52 a 78. β podjednotky sú tiež glykoproteíny, naviac k N-naviazanej glykosylácii vykazovanej β reťazcami všetkých štyroch hormónov, obsahuje ludský CG štyri mucínu podobné O-naviazané oligosacharidy pripojené ku karboxy-terminálnemu predĺženiu unikátne u tohto hormónu. O-naviazaná glykosylácia nie je zrejme závažná vzhladom k sekrécii a zostave hormónu (Matzuk, M.M. et al. 68 Proc. Natl. Acad. Sci. USA (1978) 84:6354-6358) .
Boli pripravené genomové a cDNA klony, zodpovedajúce ludskému a reťazcu (Boothby, M. et al. J. Biol. Chem. (1981) 256:5121-5127 Fiddes, J.C. et al. J. Mol. App. Genet. (1981)
1:3-18). Tiež boli pripravené cDNA a/alebo genomové sekvencie β podjednotiek. Pre CG je β-kódujúca DNA opísaná Fiddesom J.C. et al. Náture (1980) 286:684-687 a Policastrom, P. et al. J. Biol. Chem. (1983) 258:11492-11499. Pre luteinizujúci hormón opisuje tieto Boorstein , W.R. et al. Náture (1982) 300:419-422, pre TSH Hayashizaki, Y. et al. FEBS Lett (1985) 188:394-400 a Whitfield, G.K. et al. vo Frontiers in Thyroidology, (1986) Medeiros-Nato, G. et al. (eds) str. 173-176, Plénum Press, NY. Tieto DNA segmenty boli rekombinantne exprimované a bol produkovaný biologicky aktívny materiál.
Genomová sekvencia, kódujúca FSH-β reťazec, bola použitá pre konštrukt rekombinantného expresného vektoru, obsahujúceho kompletný β reťazec kódujúci sekvenciu, ako je opísané v PCT prihláške WO 86/045 89 publikovanej 14. augusta 1986. Ďalej genomové klony pre ludský FSH-β boli pripravené aj inými autormi (Watkins, P.C. et al. DNA (1987) 6:205-212, Jameson, J.L. et al., Mol. Endocrinol. (1988) 2:806-815, Jameson, J.L. et al. J. Clin. Endocrinol. Metab. (1986) 64:319-327, Glaser, T. et al. Náture (1986) 321:882-887). PCT prihláška WO 9G/09800 opisuje expresiu ludského FSH v bunkách vaječníkov čínskych škrečkov. Bol tiež získaný hovädzí β-FSH gén, ako je uvedené v prácach, ktorých autormi sú Kim, K.E. et al. DNA (1988) 7:227-333.
Vyššie citovaná PCT prihláška WO 90/09800 opisuje mnoho expresných systémov pre ludské rozmnožovacie hormóny, obsahujúce ich a podjednotky a β podjednotky. Naviac táto prihláška opisuje určité muteíny a podjenotky a β podjednotky, ktoré sú vhodné včfaka svojej zmene sekrečných charakteristík alebo typu glykosylácie. Avšak expresné systémy špecificky opísané vo vyššie citovanej PCT prihláške sú obmedzené na myšie bunky a bunky vaječníku čínskeho škrečka. Predložená prihláška opisuje použitie expresných systémov typu opísaného vo vyššie uvedenej prihláške v bunkách obsahujúcich sekrečné granule, zvlášť v bunkách získaných z hypofýzy. Získajú sa tak maturo3 vané formy B podjednotiek alebo heterodimérov glykosylovaných spôsobom analogickým ich natívnym formám, ako aj zvýšená schopnosť buniek sekretovať hormón.
Podstata vynálezu
Vynález poskytuje kultúry, ktoré sú schopné sekretovat formy ludských gonadotropínov, vrátane ich individuálnych B podjednotiek, a zahrňujúce muteíny hormónov a podjednotiek ktoré majú glykosylačné usporiadanie podobné, ako u prirodzene produkovaných materiálov a ktoré sú schopné byť sekretované do média. Sekrécia do média značne ulahčuje proces čistenia hormónu, ktorý je produkovaný a napodobenie glykosylácie prirodzenej substancie umožňuje lepšiu predvídatelnosť chovania in vivo z hladiska zhromaždenia údajov s ohľadom na prirodzené materiály.
V jednom aspekte je vynález riadený na spôsob produkcie ludských rozmnožovacích hormónov (gonadotropínov) alebo ich B podjednotiek rekombinantné, a táto metóda zahŕňa kultiváciu buniek získaných zo živočíšneho tkaniva, kde tieto bunky obsahujú sekrečné granule, ktoré boli transformované expresným vektorom schopným expresie DNA kódujúcej uvedený ludský rozmnožovací hormón alebo jeho B podjednotku za podmienok, kečf sa uvedená expresia uskutoční a získania hormónu alebo podjednotky zo supernatantu kultúry. Z iného aspektu je vynález riadený na kultúry týchto transformovaných buniek vhodné v spôsobe podlá vynálezu.
Opis obrázkov na výkresoch
Obr. 1 - diagram konštrukcie ludskej a podjednotky minigénu a vektory pre jej expresiu.
Obr. 2 - diagram konštrukcie predĺženej formy FSH β podjednotky .
Obr. 3 - fotokópia gélovej dráhy rekombinantných supernatantov 35S-cysteín značenej LH-α podjednotky a 35SO4
O c značeného alebo S-cysteín značeného LH diméru.
Obr. 4 - panel A je fotokópia gélu 1 lysátov a média sulfátom značených LH-exprimujúcich buniek za prítomnosti alebo neprítomnosti látky ovplyvňujúcej sekréciu, pa nel B predstavuje výsledky dosiahnuté pri ošetrení s Endo F.
Príklady uskutočnenia vynálezu
Ľudská a podjednotka a íudské FSH, LH, TSH a CG-β podjednotky, ako aj heterodimérne formy, majú všeobecne svoje konvenčné definície a týkajú sa proteínov obsahujúcich aminokyselinové sekvencie známe v odbore ako také, alebo ich alelických variantov, ich zámerne konštruovaných muteínov, zachovávajúcich si aktivitu prirodzeného proteínu bez ohíadu na vykazované usporiadanie glykosylácie alebo ich mutantných foriem s aspoň 90% homológiou s natívnymi formami. Ľudské rozmnožovacie hormóny alebo gonadotropín a ich podjednotky sa týkajú všetkých týchto štyroch heterodimérov (alebo ich muteínov) a ich podjednotiek.
Prirodzené formy týchto hormónov alebo podjednotiek sú tie, ktoré majú aminokyselinové sekvencie izolované z ľudského tkaniva a majú tieto známe sekvencie per sa, alebo ich alelické varianty.
Muteínové formy týchto proteínov sú tie, ktoré majú zámerné zmeny v aminokyselinových sekvenciách, dosiahnuté napríklad miestne špecifickou mutagenézou alebo inými rekombi5 nantnými manipuláciami alebo ktoré sú pripravené synteticky. Tieto zmeny vedú k aminokyselinovým sekvenciám, kde je biologická aktivita podjednotky zachovaná a/alebo kde podjednotka má aspoň 90% homológiu s prirodzenou formou.
Napríklad preferovaný muteín a podjednotky pre použitie v antagonistoch rôznych heterodimérov má zmeny v aminokyselinách v polohách 88 - 92.
Zvlášť preferovaný muteín FSH-β alebo LH-β, je napríklad predĺžený FSH-β alebo LH-β, kde je aminokyselinová sekvencia, obsahujúca karboxy terminálny peptid (CTP) hCG, fúzovaná ku karboxy-koncu FSH-β alebo LH-β. Použitý výraz CTP sa týka extra sekvencie pri C-konci CG-β peptidu v porovnaní s inými príbuznými hormóny. Dĺžka účinného CTP v porovnaní s inými β podjednotkami sa môže mierne meniť, ale siaha zhruba od aminokyselín 112-118 CG k zvyšku 145 na C-konci. Presná dĺžka CTP v konštruktoch bude jasná z kontextu.
V opísaných fúziách môže byt použitý prirodzený CTP alebo jeho variant. Variantom je mienený konzervatívny analóg peptidových zvyškov od asi 112 - 118 do 145, t.j. tá sekvencia, kde asi 1-5 aminokyselín je v sekvenčii zmenených bez podstatnej zmeny vlastností. Často táto variácia vzniká jednoducho z mutácie pre získanie vhodných reštrikčných miest.
Aj keď je treba uznať, že glykosylačné usporiadanie má vplyv na aktivitu ako kvalitatívne, tak kvantitatívne, pre zjednodušenie výrazy FSH, LH, TSH a CG β podjednotky, sa týkajú charakteristiky aminokyselinovej sekvencie peptidov ako podjednotky. Ak je uvádzaný len reťazec, výraz bude napr. FSH-β, ak je uvádzaný heterodimér bude použitý jednoduchý výraz FSH. Z kontextu bude zrejmé, ako je usporiadanie glykosylácie ovplyvnené napr. rekombinantným expresným hostiteíom alebo zmenou glykosylačných miest. Formy glykoproteínu so špecifickými typmi glykosylácie budú tiež uvedené.
Ako je tu použité, a podjednotka minigén označuje génovú konštrukciu opísanú v PCT prihláške WO 90/09800 v opise konštrukce pM2/CGa alebo pM2/a. Tento minigén je charakterizovaný zachovaním len jednej intronovej sekvencie, ako je sekvencia medzi exonom III a exonom IV, všetky ďalší introny boli vypustené. V tu opísanej výhodnej konštrukcii N-terminálnych kódujúcich sekvencií, ktoré sú odvodené od exonu II a časti exonu III, sú dodané z cDNA a sú ligované priamo cez Xbal reštrikčné miesto do kódujúcej sekvencie exonu III tak, že introny medzi exonmi I a II a medzi exonmi II a III nie sú prítomné. Avšak je zachovaný intron medzi exonmi III a IV, ako aj signály 3' kódujúca sekvencia. Výsledný minigén môže byt bežne inzertovaný ako Bam HI/BglII segment. Iné spôsoby pre konštrukciu zrovnatelného minigénu sú samozrejmé a definícia nie je obmedzená na výhodnú konštrukciu, kde sú kódujúce sekvencie napojené cez Xbal miesto. Je to však vhodný spôsob pre konštrukciu génu a iné riešenia nie sú o nič výhodnejšie, ako napríklad syntetická alebo čiastočne syntetická príprava génu. Definícia zahŕňa tiež kódujúce sekvencie pre a podjednotku, ktorá zachováva jeden intron, ako je intron medzi exonmi III a IV, ale nie iné introny.
Transformovaná rekombinantné hostitelské bunka, tj. bunka transformovaná rekombinantnými expresnými systémami podlá vynálezu, označuje hostitelskú bunku, ktorá bola premenená, takže obsahuje expresný systém, akýmkoľvek vhodným spôsobom zavedenia tohoto systému, zahrňujúcim transfekciu, vírovú infekciu atď. Výraz transformovaný označuje bunky, obsahujúce tento expresný systém, pričom systém je integrovaný do chromozómu alebo je extrachromozomálny. Transformované bunky môžu byt buď stabilné vzhladom k inklúzii expresného systému, alebo nestabilné. Skrátka, rekombinantné hostitelské bunky transformované expresným systémom podlá vynálezu označujú bunky, ktoré obsahujú tento expresný systém ako výsledok ich spracovania pre zahrnutie takého systému, keď nie sú prirodzené, bez ohladu na spôsob prevedenia tejto inkorporácie.
Expresní systém označuje DNA sekvenciu obsahujúcu kódujúcu sekvenciu, ktorá má byť exprimovaná a pripojené kontrolné DNA sekvencie nevyhnutné pre uskutočnenie expresie kódujúcej sekvencie. Typicky tieto kontroly obsahujú promotor, terminačné regulačné sekvencie a v niektorých prípadoch operátor alebo iný mechanismus pre reguláciu expresie. Kontrolné sekvence sú tie, ktoré sú zostavené tak, aby byly funkčné v jednotlivých cielových rekombinantných hostiteľských bunkách a preto musí byť hostiteľská bunka zvolená tak, aby bola kompatibilná s kontrolnými sekvenciami v konštruovanom expresnom systéme.
Výrazy bunky bunečné kultúry a bunečné línie sú tu vzájomne zameniteľné bez ohladu na významové nuancie. Kde je rozdíl medzi nimi dôležitý, bude zrejmé z kontextu. Tam, kde môže byt použitý akýkoľvek výraz, sú zahrnuté všetky.
určitých bunkách je známe, že obsahujú sekrečné granule s hustými jadrami a že sekretujú proteíny regulovaným spôsobom, ktorý môže byt stimulovaný určitými substanciami, napríklad forskolinom. Tieto bunky alebo bunečné línie získané z vhodných živočíšnych tkanív sú hostiteľskými bunkami podľa vynálezu. Medzi také bunky patria bunky sekrečných komponentov hormonálneho systému, ako je hypofýza, β ostrovkové bunky a bunky adrenálneho kortexu. Zvlášť sú v spôsobe podľa vynálezu preferované bunky získané z hypofýzy.
V súlade s predchádzajúcim odstavcom bunky získané z hypofýzy označujú bunky alebo bunečné línie, ktoré sú kultivované z tkaniva hypofýzy získanej zo živočíšnych druhov, zvlášť savčích druhov a hlavne ľudských alebo myších hypofýz. Ilustratívna je tu GH3 myšia bunečná línia opísaná Tasjianem J., Methods Enzymol (1979) 58:527. Avšak sú tiež známe iné línie získané z hypofýzy a sú dostupné z verejných zbierok.
Ďalej môžu byt použité bunky získané priamo z hypofýz.
Bunky, obsahujúce sekrečné granule poskytujú prostredie omnoho podobnejšie hypofyzárnym bunkám na rozdiel od CHO buniek. Toto vedie k usporiadaniu glykosylácie, ktoré je viac podobné prirodzeným formám a zvyšuje účinnost sekrécie proteínov, ktoré majú byt sekretované. Produkcia gonadotropínov v takých bunkách, obsahujúcich sekrečné granule s hustým jadrom schopné sekrécie proteínov regulovaným spôsobom, tak vedie k produkcii sekretovaných foriem týchto materiálov s glykosylačným usporiadaním podobným tomu, ktoré bolo nájdené v prirodzených hormónoch alebo podjednotkách. Výhodne tieto formy hormónov alebo podjednotiek, ako je LH, ktoré zadržujú rádioaktívne značenú síru dodanú vo forme sulfátu, ak sú produkované v týchto bunkách, indikujú, že v týchto formách sú prítomné sulfátované glykosylačné jednotky. Značený SO4 2- nie je inkorporovaný do LH produkovaného v CHO bunkách alebo myších C127 bunkách.
Ak FSH je normálne sialylovaný, je podjednotka LH normálne sulfátovaná. Sialylácia N-pripojených oligosacharidov bola dlho pokladaná za chrániacu cirkulujúce gonadotropíny pred elearenciou hepatickými asialoglykoproteínovými receptormi. Naopak prítomnosť sulfátu na LH vedie k rýchlej clearencii hormónu, sulfátovaný hovädzí LH má 4 a 5 krát rýchlejšiu metabolickú clearens v porovnaní so zodpovedajúcim sialylovaným rekombinantným hovädzím LH. Sulfátovaný LH sa odstráni z obehu naviazaním k špecifickému receptoru na povrchu pečeňových epiteliálnych buniek, ktorý rozpoznáva špecificky sulfátovaný trisacharid v N-naviazanej glykosylácii. Desulfátovaný LH sa chová podobne ako sulfátovaný LH v receptorovej väzbe a signálnej transdukcii v MA-10 bunkách, ale pre stimuláciu ovulácie sú vyžadované vysoké in vivo dávky pravdepodobne preto, že cirkulačný polčas životnosti je sulfatáciou zmenený. Predpokladá sa, že klinické použitie LH pri rozmnožovaní ľudí a zvierat bude vyžadovať hormón v sulfátovanéj forme.
Expresné vektory
Pre konštrukciu vhodných expresných vektorov pre použitie v sekrečných bunkách podľa vynálezu sa vhodný konštrukt, ilustrovaný pre a podjednotkový minigén, reprodukuje z vyššie zmienenej PCT prihlášky ako obr. 1. Ako je na tomto obrázku znázornené a podrobnejšie vysvetlené vo vyššie citovanej prihláške, sekvencie kódujúce a podjednotku sa pripravia ako minigén, kde časti peptidu, kódované exonmi XI - III, sú fúzované ale oddelené od exonu IV. Tento konštrukt sa liguje do hostiteľského vektoru pM2 pod kontrolou dlhého terminálneho opakovania, ako je znázornené na obr.l, pre získanie pM2/CGa alebo pre získanie ρΜ2α , ktorý obsahuje ďalšie inzerčné miesto pre ďalšiu kódujúcu DNA. Ako je ďalej uvedené na obr. 1, Bam Hl miesto obsiahnuté v hostiteľskom vektore pM2 môže byť použité k prispôsobeniu β podjednotiek ľudských rozmnožovacích proteínov pre expresiu týchto podjednotiek per sa, ako aj poskytnutie separátneho expresného vektoru pre súčasnú produkciu a a β podjednotiek bunkami transformovanými oboma vektormi.
β podjednotky per se môžu byt produkované ligáciou kódujúcej DNA do pM2, ako je uvedené, alebo heterodimér môže byt produkovaný kotransformáciou pM2, obsahujúcim DNA kódujúcu β podjednotku s pM2/CGa. Preferovaná je produkcia heterodiméru. Heterodimér môže byt tiež produkovaný z jediného vektoru, kde inzert je ligovaný do BamHI miesta pM2/a vytvoreného ligáciou EcoRI - štiepeného pM2 s EcoRI-štiepeným modifikovaným pM2/CGa.
Predchádzajúce konštrukcie sú samozrejme skôr ilustráciou expresných vektorov alebo systémov, ktoré môžu byt konštruované pre produkciu a podjednotiek alebo zodpovedajúcich heterodimérnych hormónov. Alternatívne kontrolné sekvencie zahrňujúce napríklad rôzne promotory, môžu byť ligované ku kódujúcej sekvencií ludských β podjednotiek alebo a minigénu pre uskutočnenie expresie. V odbore je známych mnoho kontrolných sekvencií a metódy ligácie β podjednotiek alebo a minigén kódujúcej sekvencie (alebo iného - kódujúceho konštruktu) sú samozrejme tiež dostupné. Vhodné savčie promotory zahrňujú včasné a pozdejšie promotory SV40 alebo iné vírové promotory ako sú tie, ktoré sú získané z polyoma, adenovíru 2, hovädzieho papilloma víru alebo avian sarkoma vírov. Môžu byt tiež použité vhodné vírové a savčie zosilňovače.
Ako bolo uvedené v časti Doterajší stav techniky, je získanie génov z rôznych ludských rozmnožovacích hormónov, obsahujúcich ich β podjednotky, už opísané. Gény môžu byt získané z prírodných zdrojov, ako je v odbore opísané, alebo môžu byt úplne alebo čiastočne syntetizované za použitia štandardných techník syntézy oligonukleotidov v pevnej fáze, ako je opísané napríklad v práci, ktorej autorom je Nambiar
K.P. a kol., Science (1984) 223:1299 alebo Jaye E. a kol., J. Biol. Chem. (1984) 259:6311. Samozrejme je jasné, že môžu byt použité nielen špecifické prirodzené nukleotidové sekvencie, ale tiež nukleotidové sekvencie využívajúce kodony, ktoré sú nimi degenerované, ako aj allelické formy.
Ako je opísané vo vyššie citovanej PCT prihláške, môžu byt získané muteíny rôznych hormónov, ktoré majú aktivitu agonistu alebo antagonistu. Tieto muteín kódujúci gény môžu byt inzertované do relevantných hostitelských vektorov spôsobom podobným tomu, ktorý je opísaný pre prirodzené formy. Zvlášt zaujímavé sú muteíny, kde sú β podjednotky LH, TSH alebo FSH predĺžené karboxyterminálnym peptidom prirodzeným k chorionickému gonadotropínu. Jeden taký konštrukt je ilustrovaný na obr. 2 pre ludský FSH. Ďalej viac než jedna z CTP jednotiek môže byt použitá pre prodíženie β reťazcov.
Transformácia a bunečná kultúra
Všeobecne sa vybraný expresný vektor alebo vektory transfektujú alebo ináč transformujú do hostitelských buniek podlá vynálezu za použitia postupov podobných tým, ktoré boli použité všeobecne pre savčie bunky. Techniky pre transformáciu sú v podstate tie, ktoré boli aplikované na bunky vaječníkov čínského škrečka a systémy pre selekciu úspešných transformantov sú tiež v podstate identické. Podmienky bunečnej kultivácie pre transformované bunky môžu byť modifikované, ako je treba obecne chápať, pre uspokojenie konkrétnych potrieb vybranej hostitelskej bunečnej línie, ktorá bude obsahovat regulované sekrečné granule, podmienky kultivácie sú však v podstate podobné tým, ktoré sa používajú pre CHO bunky.
V ilustratívnom prevedení transfekcie a kultivácie je β podjednotku - kódujúci gén inzertovaný do pM2 a potom transfektovaný samotný alebo spolu s pM3/CGa do buniek vhodných pre metódu podlá vynálezu, ktoré obsahujú regulované sekrečné granule alebo do buniek vaječníkov čínskeho škrečka, ako opísal Matzuk M.M. a kol. Proc. Natl. Acad. Sci. USA (1978) 84:6354-6358, Maztuk, M.M., et al., J. Celí. Biol.(1988) 106:1049-1059. Úspešné transformanty sú selektované v 0,25 ug/ml G418 a expresia môže byť detekovaná imunoprecipitáciou metabolický značených buniek pre výber monomér- a dimér-sekretujúcich bunečných línií.
Ako stabilný transfektovaný hostitelia, obsahujúci regulované sekrečné granule, tak stabilné transfektované CHO bunečné línie sa udržujú v médiu - 1 (Ham's F 10 médium doplnené 15 % konského séra a 2,5 % fetálneho telacieho séra, penicilínom (100 j/ml) streptomycínom (100 μ9^1), glutamínom (2 mM) a 0,125 mg/ml G418) vo zvlhčovanom inkubátore s 5 %
Značenie
Ako bunky podlá vynálezu, tak CHO bunky sa umiestia v množstve 300 000 až 350 000 buniek na jamku do 12-jamkových misiek v 1 ml F-10 média, obsahujúcom 15 % konského séra a 2,5% fetálneho telacieho séra a premiestni sa znovu na misku za 3-4 dny. Pre kontinuálne značenie sa bunky dvakrát premyjú bezcysteínovým médiom - 2 (médium 1 doplnené 5 % dialyzovaného telacieho séra) a značí sa 6 hodín v 1 ml bezcysteínového média 2, obsahujúceho 20 ^Ci/ml značeného cysteínu. Pre pulzné pokusy sa bunky premyjú dvakrát a preinkubujú 1,5 hodiny v bezcysteínovom médiu - 2 s nasledujúcim 20 minútovým značením v bezcysteínovom médiu - 2, obsahujúcom 100 ^Ci/ml značeného cysteínu, potom sa premyjú dvakrát médiom 2, obsahujúcom 1 mM, neznačeného cysteínu a inkubujú sa v neznačenom médiu.
Experimenty so značením používajúce 35S - značený sulfát sa uskutočnili podobne.
Podrobnejšie o príprave média a bunečných lyzátov, ich imunoprecipitácii a spracovaní viď Corless, C.L. et al., J Celí Biol (1987) 104:1173-1181 a vo vyššie citovanom Matzukovom PNAS článku. Antiséra proti CG-B, LH-B,FSH-B a TSH-B a a podjednotke sa pripravia štandardnými metódami, antiséra vyvinuté proti CG-B krížovo reagujú plne s LH-B a môžu byť použité aj pre detekovanie LH-B . Pre charakterizáciu imunoprecipitátov na SDS géloch sa 15 % SDS polyakrylamidové gély ponoria na 10 minút do 1 M salicylátu sodného, sušia sa a autorádiografujú s preflash filmom a skanujú, ak je to žiadúce, pomocou LKB Ultrascan XL laserového densitometra.
Expresia v CHO bunkách
Ako kontrola sa výsledky produkcie ludského FSH v CHO bunkách hodnotia značením s cysteínom. Expresné systémy opísané vyššie pre ludský FSH-β inzertovaný do pM2 pre expresiu
O
FSH-β samotného alebo do pM a pre expresiu v tandeme s podjednotkou sa transfektujú do CHO buniek a stabilné klony vykazujúce expresiu β podjednotky alebo diméru sa kontinuálne značia - cysteínom 6 hodín. Výťažky poskytujú sekretovaný FSH v množstve asi 1 mg/106 buniek/24 h kultivácie vil média .
Proteíny sekretované do média a z bunečných lyzátov sa imunoprecipitujú vhodným antisérom a štiepia sa pomocou SDS -PAGE. Získané výsledky porovnávajú chovanie podobných transformantov exprimujúcich gén pre ludský CG-β.
Bunky zo 6 hodinového značenia ukazujú, že neprítomnosť a podjednotky FSH-β je zachovaná v lyzáte, zatialčo ak je prítomná a podjednotka, je dimér tvorený a účinne sekretovaný do média.
n c
Ak sú bunky pulzne značené S - cysteínom po 20 minút a súťažia s neznačeným cysteínom až do 12 hod., výsledky pre β podjednotku CG ukazujúce polčas životnosti v lyzátoch a výskyt CG-β v médiu sú zhodné po asi 2 hodiny a môžu byť získané temer všetky sekretované podjednotky. β nižšej molekulovej hmotnosti je prítomná v médiu zrejme v dôsledku rozdielov v presahu glykosylácie na 2 Asn-napojených glykosylaóných miestach na CG-β a je jedinečný pre túto β podjednotku. FSH-β samotný je sekretovaný omnoho menej účinne a, ako CG-β, mizne z bunečného lyzátu po asi 5 hodinách, menej než 20 % sa získa v médiu po 12 hodinách.
Podobne ako β podjednotky LH a TSH, je FSH-β samotný neúčinne sekretovaný a pomaly intracelulárne degradovaný. Avšak prítomnosť a podjednotky stabilizuje a zvyšuje sekréciu β podjednotky pre FSH. Polčas životnosti pre vymiznutie z lyzátov bol asi 90 minút a 90 % bolo získané v médiu po 12 hod.
Toto chovanie je podobné chovaniu uvedenému pre TSH, ale odlišné od CG i LH.
Z predchádzajúcich výsledkov je zrejmé, že ťažkosti so sekréciou sú zistené pre expresiu v CHO bunkách pre gény, kódujúce β podjednotky samotné, v niektorých prípadoch je schopnosť sekrécií zmiernená prítomnosťou vektoru kódujúceho a podjednotku. Avšak všeobecne sa javí, že CHO bunky nie sú účinnými sekretormi požadovaných β podjednotiek alebo zodpovedajúcich ludských rozmnožovacích hormónov.
Inou ťažkosťou, ktorá je zjavná z pokusov, používajúcich sulfátové značenie ako zdroj 35S je to, že u LH-β podjednotky alebo LH heterodiméru, ktorý je známy, ako obsahujúci sulfátovanú glykosyláciu vo svojom prirodzenom stave, inkorporácia značenia neprebieha v CHO bunkách. Tak aspoň pre LH a pre časť heterodiméru, ktorý tiež obsahuje sulfátovanú glykosyláciu, sú CHO bunky neschopné reprodukcie prirodzeného usporiadania glykosylácie. Bolo dokázané, že pri použití miesto cysteínu, značeného sulfátu ako zdroja rádioaktivity, značenie sa neobjavuje v dimére alebo β podjednotke LH produkovaného v CHO bunkách.
Expresia v hypofvzárnvch bunkách
Expresné vektory opísané vyššie, obsahujúce β podjednotky LH-fl, CG-β alebo FSH-β buď spolu s alebo bez a podjednotky, a s a podjednotkou kódovanou tým istým alebo rozdielnym vektorom sú transformované do krysej hypofyzárnej bunečnej línie GH3. Po značení buď sulfátom (pre LH) alebo S35 cysteínového pôvodu (pre všetky formy) sa zrelé formy LH, FSH a hCG, ktoré obsahujú opracované oligosacharidy, uchovávajú v bunkách a ich uvolnenie je stimulované forskolinom. Väčšina β podjednotiek týchto hormónov sa javí byt Endo H senzitívna a tak usadená v ER, ale Endo H rezistentná frakcia, ktorá je v ma15 túrovanej forme, bola cielená k regulovanej sekrečnej dráhe s účinnosťou, ktorá bola medzi dimérom a B podjednotkou.
Obr. 3 ukazuje výsledky získané z GH3 buniek, ktoré boli transformované pM /a, do ktorých bola kódujúca sekvencia pre LH-β podjednotku inzertovaná do alternatívneho Bam Hl miesta. Dráhy 1 a 2 sú kontroly z GH3 buniek, ktoré sú transformované len pM2/CGa, ako je z výsledkov zrejmé, je podjednotka nachádzaná väčšinou v bunkách samotných (C) skôr než v supernatante (S). Naopak, dráhy 3 a 4 predstavujú výsledky získané imunoprecipitáciou heterodiméru značeného ako je opísané vyššie použitím cysteínu alebo sulfátu a skúšaním bunečného média. Ako je z týchto výsledkov zrejmé, je velké množstvo heterodiméru sekretované do média a ako a, tak β podjednotka sú schopné prijať značenie z S35sulfátu.
V ďalšom pokuse boli bunky exprimujúce LH značené s [ S]04 po 16 hod. pre umožnenie akumulácie značených hormónov v ukladacích granúliach. Pre zníženie podstaty konštitutívnej sekrécie (tj. materiál nesekretovaný cez granule s hustým jadrom regulovanou cestou) s nasledujúcim značením, bunky boli spracované dvakrát v 2 hod. intervaloch pred stimuláciou (označené I a II na obr. 4). Na začiatku tretieho spracovania (III) bolo pridané 20 μΜ forskolinu, ako látky stimulujúcej sekréciu (adenylatcyklaza aktivátor), pre zdvojnásobenie jamiek, paralelný set bol inkubovaný bez látky stimulujúcej sekréciu. Média (M) a bunečné extrakty (L) po tretom spracovaní boli zrážané anti-β sérom a analyzované na SDS -PAGE.
Na obr. 4A dráha 1 predstavuje médium pri spracovaní I. Táto dráha ukazuje, že LH a a β podjednotky sú značené [ S]O4. Tento počiatočný pool je pravdepodobne rýchle sekretovaný, neuchovávaný pool. Po 4 hodinách (II) a 6 hodinách (III) spracovania je konštitutívny pool vyčerpaný, pretože žiadny ďalší materiál nie je v médiu prítomný (dráhy 2 a 3 na obr. 4A). Avšak je tu ešte pool LH v bunke, ako je znázornené na obr. 4A, dráha 5, ktorý predstavuje lyzát buniek neošetrených forskolinom. Tento pool je uvoľňovaný látkou stimulujúcou sekréciu do média, ako je uvedené na obr. 4A, dráha 4. Dráha 6 ukazuje, že intracelulárny pool je vyčerpaný po ošetrení forskolinom.
bácie. Tieto dráhy sekretovaného do 35,
Pre demonštráciu toho, že rádioaktívny sulfát bol inkorporovaný do N-pripojených oligosacharidov, imunoprecipitovaný [35S]O4 značený LH bol spracovaný s endoglykosidásou F, o ktorej je známe, že odstraňuje komplex N-pripojených oligosacharidov. Výsledky tohoto ošetrenia sú uvedené na obr. 4B, dráhy 1 a 2. Po štiepení pomocou Endo F rádioaktivita vymizne z a i β podjednotiek. Dráhy 3 a 4 sú kontroly pre znázornenie, že toto nie je spôsobené aktivitou proteázy počas inkuukazujú výsledky Endo F spracovania LH - t s média po značení JJS-cysternom.
S-cysteínom značené LH podjednotky sa zložia do jedného pásu zodpovedajúceho deglykosylovanému proteínu po Endo F štiepení .
Tieto údaje ukazujú, že: 1) LH je uchovaný v GH3 bunkách a jeho uvoľnenie je stimulované látkou stimulujúcou sekréciu (také uchovávanie a uvolňovanie nie je zistené v CHO bunkách značených S04 alebo cysteínom), 2) N-pripojené oligosacharidy LH sú sulfátované, ak sú produkované v GH3 bunkách.
Zostava β podjednotiek týchto hormónov a sekrécia dimérov je mnohonásobne zvýšená oproti sekrécii v CHO bunkách. Oligosacharid v LH dimére je tiež sulfátovaný, FSH je normálne sialylovaný in vivo a tak neprijíma značenie z S04.
Bolo demonštrované, že kompletná deglykosylácia ľudského chorionického gonadotropínu vedie k hormónu, ktorý si zachováva jeho schopnosť viazať sa k receptoru, ale už nie je schopný vyvolať bežnú biologickú odozvu bunky, na ktorej sa vytvorí receptor. Podobné účinky kompletnej deglykosylácie sa získajú s dalšími rozmnožovacími hormónmi LH a FSH. V súlade s tým zmena v glykosylačnom usporiadaní v β podjednotkách môže viesť k alternatívnym vlastnostiam. Glykosylácia hormónov a podjednotiek produkovaných metódou podlá vynálezu, ich približuje prirodzeným formám.
Využiteľnosť a podanie
Hormóny a iné farmaceutiká podľa predloženého vynálezu sú formulované pre podanie s použitím metód všeobecne v odbore známych. Typické formulácie a spôsoby podania sú opísané v Remington's Pharmaceutical Sciences, Mack Publishing Co., Easton, PA, posledné vydanie. Tieto prípravky sú typické pre systémové podanie, ako je injekčné, ale môžu byt využité aj orálne alebo topické prípravky.
Voľba formulácie, spôsob podania a hladina dávky sú závislé na jednotlivom proteíne a môžu byť optima1izované pre príslušnú indikáciu pri použití všeobecných rozpoznávacích techník.

Claims (8)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY
    1. Spôsob zlepšenej rekombinantnej produkcie ľudského glykoproteínu vybraného zo skupiny zahŕňajúcej hCG, FSH, LH a TSH, vyznačujúci sa tým, že zahŕňa kultiváciu buniek získaných zo živočíšneho tkaniva, ktoré obsahujú regulované sekrečné granule, kde tieto bunky boli transformované expresným systémom schopným expresie DNA, kódujúcej uvedený gonadotropín alebo jeho β podjednotku za podmienok, keď je uvedená kódujúca DNA exprimovaná a získania glykoproteínu alebo jeho β podjednotky z kultivačného média .
  2. 2. Spôsob podía nároku 1, vyznačujúci sa tým, že uvedené bunky sú získané z hypofyzárneho tkaniva.
  3. 3. Spôsob podľa nároku 2, vyznačujúci sa tým, že uvedené hypof yzárne bunky sú GH3 bunky.
  4. 4. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že gonadotropínom je LH alebo FSH.
  5. 5. Bunečná kultúra schopná sekrécie ľudského glykoproteínu vybraného zo skupiny zahŕňajúcej hCG, FSH, LH a TSH, kde bunečná kultúra obsahuje bunky, ktoré obsahujú regulované sekrečné granule a získané zo živočíšneho tkaniva, kde tieto bunky boli transformované expresným systémom schopným expresie DNA, kódujúcej uvedený glykoproteín alebo jeho β podjednotku.
  6. 6. Kultúra podľa nároku 5, kde uvedené bunky sú získané z hypofyzárneho tkaniva.
  7. 7. Kultúra podľa nároku 6, kde uvedenými hypofyzárnymi bunkami sú GH3 bunky.
    J V·-.,.
  8. 8. Kultúra podlá nároku 5, kde gonadotropínom je LH alebo FSH.
SK1308-94A 1992-04-30 1993-04-30 Improved production of reproductive hormones SK130894A3 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US07/876,794 US5985611A (en) 1992-04-30 1992-04-30 Recombinant production of gonadotropins in secretory cells
PCT/US1993/004051 WO1993021947A1 (en) 1992-04-30 1993-04-30 Improved production of reproductive hormones

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SK130894A3 true SK130894A3 (en) 1995-07-11

Family

ID=25368600

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SK1308-94A SK130894A3 (en) 1992-04-30 1993-04-30 Improved production of reproductive hormones

Country Status (12)

Country Link
US (1) US5985611A (sk)
EP (1) EP0644774A4 (sk)
JP (1) JPH07506968A (sk)
AU (1) AU681849B2 (sk)
CA (1) CA2118320A1 (sk)
CZ (1) CZ284885B6 (sk)
FI (1) FI945037A (sk)
HU (1) HUT69984A (sk)
NZ (1) NZ252484A (sk)
SK (1) SK130894A3 (sk)
WO (1) WO1993021947A1 (sk)
ZA (1) ZA933070B (sk)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2710845B1 (fr) * 1993-10-08 1996-03-29 Lafon Labor Composition destinée à l'immunothérapie d'un cancer sécrétant l'hCG ou des fragments d'hCG.
US7081446B2 (en) * 2002-01-31 2006-07-25 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Long-acting follicle stimulating hormone analogues and uses thereof
US7173113B2 (en) * 2002-01-31 2007-02-06 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Long-acting hormone and growth factor compositions and uses thereof
DE602004030546D1 (de) 2003-03-04 2011-01-27 Aspenbio Pharma Inc LH zur Verwendung der Erhaltung einer oder mehreren Schwangerschaften durch Induktion der Bildung des sekundären Gelbkörpers.
JP4412989B2 (ja) * 2003-12-15 2010-02-10 株式会社日立製作所 複数の記憶システムを有するデータ処理システム
WO2014159813A1 (en) 2013-03-13 2014-10-02 Moderna Therapeutics, Inc. Long-lived polynucleotide molecules
BR112021022860A2 (pt) 2019-05-16 2022-01-18 Ceva Sante Animale Composições e métodos para aumentar o desempenho da reprodução em mamíferos não humanos com uso de hormônio luteinizante recombinante

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4828987A (en) * 1984-05-14 1989-05-09 Merck & Co., Inc. Avian retrovirus-bovine growth hormone DNA
CA2053864C (en) * 1989-02-21 2001-11-20 Irving Boime Modified forms of reproductive hormones

Also Published As

Publication number Publication date
FI945037A (fi) 1994-12-21
HU9403094D0 (en) 1994-12-28
NZ252484A (en) 1996-06-25
ZA933070B (en) 1994-05-03
AU681849B2 (en) 1997-09-11
AU4224193A (en) 1993-11-29
CZ284885B6 (cs) 1999-03-17
US5985611A (en) 1999-11-16
FI945037A0 (fi) 1994-10-26
HUT69984A (en) 1995-09-28
EP0644774A4 (en) 1997-03-12
JPH07506968A (ja) 1995-08-03
WO1993021947A1 (en) 1993-11-11
EP0644774A1 (en) 1995-03-29
CA2118320A1 (en) 1993-11-11
CZ266294A3 (cs) 1998-11-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Furuhashi et al. Fusing the carboxy-terminal peptide of the chorionic gonadotropin (CG) beta-subunit to the common alpha-subunit: retention of O-linked glycosylation and enhanced in vivo bioactivity of chimeric human CG.
Sugahara et al. Biosynthesis of a biologically active single peptide chain containing the human common alpha and chorionic gonadotropin beta subunits in tandem.
Fares et al. Design of a long-acting follitropin agonist by fusing the C-terminal sequence of the chorionic gonadotropin beta subunit to the follitropin beta subunit.
AU687053B2 (en) Modified protein and peptide pharmaceuticals
Matzuk et al. The glycoprotein α-subunit is critical for secretion and stability of the human thyrotropin β-subunit
JPH04503606A (ja) 改変型生殖ホルモン
Joshi et al. Recombinant thyrotropin containing a beta-subunit chimera with the human chorionic gonadotropin-beta carboxy-terminus is biologically active, with a prolonged plasma half-life: role of carbohydrate in bioactivity and metabolic clearance
US20080207543A1 (en) Modified pituitary gland development in offspring from expectant mother animals treated with growth hormone releasing hormone therapy
JP2003517294A (ja) 超高活性ブタ成長ホルモン放出ホルモン類似体
US20230357345A1 (en) Glycoprotein Hormone Long-Acting Superagonists
SK130894A3 (en) Improved production of reproductive hormones
MXPA03005236A (es) Administracion de secuencia de acido nucleico a un animal hembra para mejorar el crecimiento en la progenie.
Buommino et al. Sodium butyrate/retinoic acid costimulation induces apoptosis-independent growth arrest and cell differentiation in normal and ras-transformed seminal vesicle epithelial cells unresponsive to retinoic acid
Van De Wiel et al. High-level expression of biologically active recombinant bovine follicle stimulating hormone in a baculovirus system
AU2014346859A1 (en) Glycoprotein hormone long-acting superagonists
US7270968B2 (en) PTH analogs for renal osteodystrophy and related uses
Faigle et al. Antigen presentation and lysosomal membrane traffic in the Chediak—Higashi syndrome
Farhadi-Jou Department of Neurology and Neurosurgery