WO1998017800A1 - Larc, nouvelle chimiokine cc humaine - Google Patents

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WO1998017800A1
WO1998017800A1 PCT/JP1997/002557 JP9702557W WO9817800A1 WO 1998017800 A1 WO1998017800 A1 WO 1998017800A1 JP 9702557 W JP9702557 W JP 9702557W WO 9817800 A1 WO9817800 A1 WO 9817800A1
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larc
protein
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human
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PCT/JP1997/002557
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Hisayuki Nomiyama
Toshio Imai
Osamu Yoshie
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Shionogi & Co., Ltd.
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    • 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
    • C07K14/52Cytokines; Lymphokines; Interferons
    • C07K14/521Chemokines
    • C07K14/523Beta-chemokines, e.g. RANTES, I-309/TCA-3, MIP-1alpha, MIP-1beta/ACT-2/LD78/SCIF, MCP-1/MCAF, MCP-2, MCP-3, LDCF-1, LDCF-2
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K38/00Medicinal preparations containing peptides

Definitions

  • the present invention relates to a novel CC-type chemokine protein, a structural gene thereof, a method for producing the protein, a vector containing a DNA encoding the protein used in the production method, and a transformant containing the vector, and
  • the present invention relates to a pharmaceutical composition containing the protein or its structural gene, a diagnostic agent for diseases associated with inflammation and / or immunity, a monoclonal antibody of the protein, and a hybridoma capable of producing the antibody.
  • inflammatory cells such as neutrophils, granulocytes, lymphocytes, or macrophages or immunocompetent cells are first adsorbed to vascular endothelial cells. Extravasation, and invasion or accumulation in injured or damaged tissues.
  • chemokines' As a substance that induces such a series of cell migration reactions, there is a group of chemotactic 'site forces, so-called chemokines'.
  • Chemokines are a group of site forces that induce a chemotactic reaction (chemotactic reaction) and are closely related structurally to each other due to the similarity of amino acid sequences. To date, at least 21 chemokines have been reported in humans. Chemokines are largely ⁇ - or CXC-type (two cysteines separated by one amino acid) from the arrangement of the first two of the four conserved cysteine residues. Or it is divided into CC type (two cysteines are adjacent to each other).
  • CXC chemokines in humans, -8, j8-TG, PF-4, MGSA / GRO, ENA-78, NAP-2, GCP-K GCP-2, IP-10, SDF-1 / PBSF, Mig, etc. are known.
  • CXC type Mokines mainly induce neutrophil activation and migration.
  • human CC chemokines MIP-1. MIP-1 ⁇ , ANTES, MCP-1, MCP-2, MCP-3, U309, and eotaxin are known in humans.
  • CC-type chemokines mainly induce activation and migration of monocytochrome macrophages.
  • CC-type chemokines are known to show activation and migration induction on T cells, basophils, eosinophils, etc.UJ Oppenheim et al., Annu. Rev. Immunol. 9: 617-648 M. Baggiol ini & CA Dahinderu Immunol. Todey 15: 127-133, 1994) 0
  • CC-type chemokines In order to find new CC-type chemokines, the present inventors used a partial sequence of cDNA based on the amino acid sequence of various human CC-type chemokines based on the nucleotide sequence database GenBank published by NCBI in the United States.
  • the composed Expressed Sequence Tag (EST) database was searched using TBLASTN search software. The search revealed the presence of a DNA sequence encoding a new CC-type chemokine protein, cloned the cDNA from human cells, determined the nucleotide sequence of the full-length cDNA, and expressed the protein.
  • EST Expressed Sequence Tag
  • This gene is mainly expressed constitutively in the liver, and its protein exhibits cell-migrating activity on lymphocytes.Therefore, this new CC-type chemokine was linked to LARC (Lier and Activation Regulated Chemokine). It was named.
  • LARC Linear and Activation Regulated Chemokine
  • the present inventors mass-produced LARC using genetic engineering technology, demonstrated the migration activity on lymphocytes using purified LARC, and identified specific receptors with high affinity for LARC present on lymphocytes As a result, the present invention has been completed.
  • LARC is a protein consisting of 96 amino acid residues in the open reading frame predicted from the nucleotide sequence of the gene, but the signal sequence is cleaved between alanine at positions 26 and 27 in the mature protein. Thus, it is a basic protein consisting of 70 amino acid residues and having a molecular weight of about 8 kDa. Mature LARC shows significant homology to known CC chemokines, especially the four cis-conserved chemokines conserved in CC chemokines. Tin was all preserved. However, the homology with existing chemokines is about 28% even for the highest MIP-18. Stimulation of the monocyte-like cell line U937 induces its production, and its characteristic that it is constitutively expressed in the liver and lungs is unknown for conventional CC-type chemokines.
  • the present invention relates to a novel CC-type chemokine LARC, which comprises a structural gene of the protein, a method for producing the protein, a vector and a transformant used in the method for producing the protein, and a polynucleotide or a polynucleotide molecule encoding the protein.
  • the present invention relates to a pharmaceutical composition containing the full length or a part thereof, a monoclonal antibody against the protein, a hybridoma producing the antibody, and a method for searching, measuring or evaluating an agonist antagonist.
  • One invention of the present invention relates to a human CC-type chemokine (LARC) having the amino acid sequence of amino acid residues 27 to 96 of SEQ ID NO: 1 or a fragment or mutant protein thereof, preferably one or several A function or activity comprising one or more mutations selected from among substitutions, deletions, insertions and additions of amino acid residues, and substantially the same as the function or activity of the human CC-type chemokine;
  • the present invention relates to a mutant protein of the human CC-type chemokine having a function or activity of suppressing the function or activity of the human CC-type chemokine.
  • the present invention relates to a human CC-type chemokine (LARC precursor) having the amino acid sequence of amino acid residues 1 to 96 of SEQ ID NO: 1, or a fragment or mutant protein thereof, preferably one or several A function or activity comprising one or more mutations selected from among substitutions, deletions, insertions and additions of amino acid residues, and having substantially the same function or activity as that of the human CC-type chemokine;
  • the present invention relates to a mutant of the human CC-type chemokine having a function or activity of suppressing the function or activity of the human CC-type chemokine.
  • fragment protein of CC-type chemokine refers to the human CC-type chemokine of the present invention.
  • a suitable fragment consisting of a part of the amino acid sequence of force-in is meant.
  • the term “cc-type chemokine mutant protein” means that the function or activity of the mutant is substantially the same as that of the CC-type chemokine or that the function or activity of the human CC-type chemokine is selective.
  • the term refers to a chemically or biochemically modified protein or a modified protein that can contain natural or unnatural amino acids.
  • the present invention relates to an isolated polynucleotide molecule encoding a CC-type chemokine of the present invention and a variant of said protein. For details, see SEQ ID No.
  • the polynucleotide molecules of the present invention can be in the form of RNA or DNA, including DNA, genomic DNA and synthetic DNA.
  • DNA and RNA may be double-stranded or single-stranded, and if single-stranded, may be either a sense strand or an antisense strand.
  • the polynucleotide molecule of the present invention can be used for inducing or suppressing the expression (such as antisense) of the protein of the present invention, for example, LARC, and can be injected ex vivo or inv i ⁇ with a vector or a gene gun.
  • the polynucleotide molecule of the present invention also includes a polynucleotide molecule comprising a partial sequence of the above-described polynucleotide molecule of the present invention.
  • mutant molecules of these polynucleotide molecules due to base substitution, base addition, or allelic mutation.
  • a variant by base substitution or base addition refers to the use of a genetic code different from the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 1 and, as a result, a protein consisting of amino acids 1 to 96 described in SEQ ID NO: 1. Or a variant that can encode the same protein as the amino acid sequence 27 to 96 shown in SEQ ID NO: 1. I do.
  • a variant J due to an allelic variation refers to a naturally occurring base variation based on individual or ethnic differences, and the encoded amino acid sequence may change.
  • the present invention further provides an oligonucleotide molecule having a sequence complementary to a part of the sequence consisting of the C-position at position 1 to position 799 of the base sequence described in SEQ ID NO: 1, or base substitution, base addition,
  • the present invention relates to a molecule that is a mutant due to base modification or allelic mutation, and that inhibits the activity or function of the protein of the present invention.
  • a sequence complementary to the 5 'non-coding portion is preferable, and more preferably a sequence complementary to the transcription initiation site, translation initiation site, 5' untranslated region, boundary region between exon and intron, or 5 'CAP region. It is desirable to have a strategic arrangement.
  • Preferred lengths are from about 10 base pairs (bp) to about 40 bp.
  • the present invention relates to a vector containing the polynucleotide molecule of the present invention.
  • the vectors of the present invention include vectors having various uses, such as expression vectors, cloning vectors, and therapeutic vectors.
  • the expression vector can be used for mass production of the protein of the present invention. Details of the expression vector will be described in the following embodiments of the present invention.
  • Therapeutic vector is used for the method of administering the polynucleotide molecule of the present invention and introducing it into cells.
  • the method using a viral vector and other methods (Nikkei Science, April 1994, pp. 20-45, Monthly Pharmaceutical Affairs, 36 ( 1) 23-48 (1 994), Experimental Medicine Special Edition, 12 (15), (1 994), and any of these cited references (etc.) can be applied.
  • Examples thereof include a method of incorporating the DMA of the present invention into an RNA virus such as a retrovirus, an adenovirus, an adeno-associated virus, a herpes virus, a vaccinia virus, a box virus, a polio virus, a simbis virus, etc., and introducing the same.
  • a method using retrovirus, adenovirus, adeno-associated virus, vaccinia virus, etc. is particularly preferred.
  • the method is a method of administering intramuscularly plasmid directly (DNA vaccine Methods) Ribosome method, lipofectin method, microinjection method, phosphoric acid method, electoral poration method, etc., are preferred, and DNA vaccine method and liposome method are particularly preferable.
  • the present invention relates to a transformant containing the above-described various vectors of the present invention. Also, the present invention provides a transformant obtained by introducing the expression vector of the present invention into a host cell; culturing the transformant, and recovering the produced protein; The present invention relates to a method for producing a mutant.
  • the present invention relates to a pharmaceutical composition
  • a pharmaceutical composition comprising the full length of the protein of the present invention or a variant thereof or a polynucleotide molecule encoding them or a part thereof or a variant molecule thereof.
  • the pharmaceutical composition of the present invention includes, for example, an anti-inflammatory agent, an immune response modulator, an anti-infective agent, an anti-cancer agent, a prophylactic agent or a diagnostic agent for diseases related to inflammation and / or immunity.
  • the dose and route of administration of the pharmaceutical composition of the present invention can be determined in a usual manner according to the purpose of use, the condition of the subject to be administered, and the like. Since the protein of the present invention is a biologically active substance, it is easily estimated that acute toxicity does not pose a problem in the amount in which the activity of the protein occurs, that is, in the amount of the pharmaceutical composition of the present invention used. Is done.
  • the present invention relates to an antibody against the protein of the present invention or a mutant thereof, particularly a monoclonal antibody, and a hybridoma cell producing the monoclonal antibody.
  • the present invention provides a method for screening an agonist, an inverse agonist or an antagonist of the protein of the present invention, which comprises a sample presumed to contain the agonist, inverse agonist or antagonist.
  • the present invention relates to a method comprising reacting the protein with a receptor GPR-CY4 specific to the protein, and measuring the binding property and the reactivity thereof.
  • the present invention includes an agonist, inverse agonist or antagonist found by the screening method of the present invention.
  • the receptor GPR-CY4 specific to the protein of the present invention has its amino acid sequence described as CKR-L3 in Biochem. Biophys. Res. Commun. 227 (3), 846-853 (1996).
  • FIG. 1 shows the nucleotide sequence of human LARC cDNA and its deduced amino acid sequence.
  • FIG. 2 shows a comparison of amino acid sequences between LARC protein and 12 known human CC-type chemokines.
  • Figure 3 is a photograph (A) showing the results of LARC mRNA expression in various human cell lines under unstimulated and stimulated conditions, and a photograph (L) showing the results of LARC mRNA expression in various human tissues. (B).
  • FIG. 4 is a genetic map of the recombinant vector pVL-LARC.
  • Fig. 5 shows a graph (A) showing the elution pattern from the final step of purification of human LARC produced from insect cells, and the results of electrophoresis of purified human LARC by SDS-PAGE and silver staining. This is a photograph (B) that replaces the drawing.
  • Figure 6 is a graph showing the induction of chemotaxis of LARC and the positive control MCP-3 on the human monocyte-like cell line THP-1 cells (A), and the LARC and the positive control MCP-3 on human peripheral blood monocytes.
  • Figure 7 shows a genetic map of the recombinant vector pDREF-SEAP (His) 6 (A), and a photograph (B) showing the results of electrophoresis of purified human LARC-SEAP fusion protein by SDS-PAGE (B). It is.
  • FIG. 8 (A) is a graph showing the specific binding of LARC-SEAP to human peripheral blood lymphocytes, (B) is a graph showing the results of Scatchard analysis, and (C) is a graph showing the concentration at a constant concentration (1 nM). Graph showing the change in the amount of LARC-SEAP bound to human lymphocytes when the concentration of unlabeled LARC was changed with respect to LARC-SEAP, and (D) 1 nM LARC-SEAP
  • FIG. 4 is a graph showing the results of inhibition of the binding of human non-labeled human chemokines, including LARC, to human peripheral blood lymphocytes by 200 nM.
  • FIG. 9 (A) is a graph showing specific binding to GPR-CY4-expressing Raji cells when the concentration of LARC-SEAP fusion protein was changed, and (B) is a result of Sc at cha rd analysis.
  • Fig. (C) is a graph showing changes in the amount of LARC-SEAP bound to human lymphocytes when the concentration of unlabeled LARC is changed with respect to LARC-SEAP at a fixed concentration (1 nM); D) is a graph showing the results of examining the inhibition of the binding of 1 nM LARC-SEAP to GPR-CY4 expressing Raji cells by 200 nM of various unlabeled human chemokines including LARC.
  • FIG. 10 is a graph showing the effect of LARC concentration on the migration activity of 293 / EBNA-1 cells expressing GPR-CY4 and 293 / EBNA-1 cells expressing only Vectot.
  • FIG. 11 is a graph showing that LARC has an activity of specifically increasing intracellular calcium concentration in 293 / EBNA-1 cells expressing GPR-CY4.
  • the present invention is mainly directed to the production of monocyte-like cell lines, melanoma cells, monocytes or macrophages derived from normal humans, and the stimulation of certain cancer cells to induce their production, mainly in the liver and lungs. It relates to a constitutively expressed human CC-type chemokine.
  • FIG. 1 illustrates a method for sequencing a DMA fragment containing a DNA encoding the LARC protein of the present invention.
  • the sequence of this DNA fragment can be obtained from a cDNA library derived from, for example, the human monocyte-like cell line U937 and the melanoma cell line Bowes stimulated with PMA, PHA, and LPS. Gene encoding LARC protein from rally Primers are required for cloning.
  • the Expressed Sequence Tag (EST) database which is a part of the nucleic acid sequence database GenBank released by NCBI and composed of partial cDMA sequences, is used to search for TBLASTN search software based on various human CC-type chemokine amino acid sequences.
  • EST Expressed Sequence Tag
  • a pair of primers for polymerase chain reaction (PCR) is synthesized based on the obtained cDNA partial sequence.
  • PMA cDNA ends rapid amplification of stimulated U937 cells mRNA etc. (rap id amplification of cDNA ends, RACE method) (Frohman et al, Pro at I. Acad Sci USA 85:... 8998-9002, 1988) to amplify the cDNA fragment to the 5 'and 3' sides and determine the nucleotide sequence of the cDNA encoding the full length.
  • the 5'-side RACE and 3'-side RACE were extracted using a Quickprep Micro mRNA purification kit (Pharmacia) to extract poIy (A) + RMA, and a marathon cDNA amplification kit was obtained from this poly (A) + RNA.
  • Recombinant plasmid is obtained by inserting the obtained LARC cDNA into, for example, pGEM-T vector (Promega) or pBluescript (Stratagene).
  • the inserted fragment is cut using a restriction enzyme site present inside the fragment, and each cDNA fragment is subjected to an appropriate sequence.
  • Vector eg pGEM-T vector
  • the obtained LARC protein gene is incorporated into an appropriate expression vector to prepare an expression vector for expressing the LARC protein.
  • Suitable expression vectors include, for example, pRSET, pGEEX, pKK233-2 for bacteria, pYES2 for yeast, pVL1393 for insect cells, and pEF-BOS, pSR ⁇ , pDR2 for animal cells. Is received.
  • the expression vector is introduced into a suitable host cell, for example, a bacterium, yeast, insect cell, or animal cell, to produce a transformant.
  • prokaryotic microorganisms such as Escherichia coli
  • a signal sequence derived from a prokaryotic microorganism secreted protein for example, signal peptide OMPa
  • a strong promoter for example, T7 promoter
  • yeast it can be expressed as a precursor protein in which a signal sequence derived from a natural precursor of yeast secretory protein (for example, a prepro sequence of pheromone ⁇ ) and a mature LARC protein are fused.
  • the gene for the LARC protein precursor which contains a pre-existing signal sequence, is inserted downstream of a strong promoter (eg, EF-1 ⁇ promoter), and along with an effective selectable marker (eg, dihydrofolate reductase).
  • a strong promoter eg, EF-1 ⁇ promoter
  • an effective selectable marker eg, dihydrofolate reductase
  • cells can be introduced into CHO dhfr "cells), and cells can be selected based on their resistance to the drug (in this case, methotrexate) to establish a high-expressing cell line.
  • LARC protein containing a signal sequence It can be expressed by incorporating the precursor gene into a virus or retrovirus and infecting the recombinant virus into animal cells, human cells, etc. LARC protein is produced by culturing these transformants Alternatively, the mature LARC protein may have two disulfide bonds, for example, using a solid phase method.
  • Purification of the obtained protein should be performed by ammonium sulfate precipitation, affinity chromatography, ion exchange chromatography, gel filtration chromatography, reverse phase chromatography, or hydrophobic chromatography, which is well known to those skilled in the art, alone or in combination. (Imai et al., J. Biol. Chem. 271: 21514-21521, 1996).
  • an antibody against the LARC protein of the present invention for example, a bacterium transformed with a synthetic peptide synthesized by a general peptide synthesizer based on a part of the deduced amino acid sequence of LARC or a LARC-expressing vector LARC proteins produced by yeast, insect cells, animal cells, etc., are purified by conventional protein chemistry methods, and these are used as immunogens to immunize animals such as mice, rats, hamsters, and egrets, and sera from them.
  • An antibody of origin polyclonal antibody may be prepared.
  • lymphocytes are removed from the spleen or lymph nodes of the immunized mouse rat and fused with myeloma cells, and the method of Kohler and Mi Istein [Nature, 256, 495-497 (1975)] or an improved method thereof After producing a hybridoma according to the method of Ueda et al. [Pro Nat., Acad. ScI. USA, 79: 4386-4390, 1982], a monoclonal antibody can be produced from the hybridoma.
  • a monoclonal antibody to LARC protein can be obtained by the following steps:
  • the presence of the LARC mRMA and the protein of the present invention can be detected by a conventional detection method for specific mRNA and protein.
  • mRNA can be detected by Northern plot analysis using antisense RNA or CDNA as a probe or in situ hybridization method.
  • the mRNA can be converted to cDNA with reverse transcriptase and then detected by PCR using an appropriate combination of primers.
  • the protein can be detected by immunoprecipitation using a LARC-specific antibody, Western blot, or the like.
  • LARC labeled with a radioisotope an enzyme such as peroxidase or alkaline phosphatase, or a fluorescent dye
  • a known concentration of unlabeled LARC and anti-LARC polyclonal or monoclonal antibody derived from serum are added.
  • the antigen-antibody competition reaction take place.
  • the labeled antigen bound to the antibody and the labeled antigen not bound to the antibody are separated by an appropriate method, and the radioactivity and enzyme activity of the labeled antigen bound to the antibody are separated.
  • measure the fluorescence intensity measure the fluorescence intensity.
  • the amount of unlabeled antigen increases, the amount of labeled antigen that binds to the antibody decreases. This relationship is graphed to obtain a standard curve.
  • one of the two monoclonal antibodies that recognize different epitopes on the LARC protein is immobilized, the other is labeled by one of the above methods, and the amount of LARC bound to the immobilized antibody is determined by the amount of the labeled antibody.
  • sandwich method in which detection and quantification are performed by using the method described above is also possible.
  • a sample containing an unknown amount of antigen in place of the unlabeled antigen of known concentration is added to the above reaction system, and the radioactivity, enzyme activity, or fluorescence intensity obtained after reacting this is plotted in a standard curve. If applied, the amount of antigen, ie, LARC protein, in the sample can be known. By quantifying LARC protein, inflammatory and immune responses can be monitored. A method of dithering may be provided.
  • the chemokine activity of the LARC protein of the present invention can be measured, for example, by placing LARC on one side of a culture vessel partitioned with a filter having a fixed pore size in a test tube and placing target cells on the other side in a test tube. After a certain period of time, the number of cells that have passed through the pores of the filter and have migrated to the side where LARC is present can be compared with the number of random migration. In vivo, it can also be demonstrated by administering purified LARC protein to animals and detecting cell invasion and aggregation by histological methods.
  • EST Expression Sequence Tag
  • LARC mRNA was detected by converting mRNA to cDNA with reverse transcriptase and then using a PCR method with a combination of LARC-specific primers.
  • GenBank EST data Based on the sequence of D31065, one pair of PCR primers, NCC-5F primer and NCC-5R primer were synthesized. The sequences of the NCC-5F and NCC-5R primers are as follows:
  • mRNA was extracted from human monocyte-like cell line U937 stimulated with 50 ng / ml PMA for 6 hours using QuickPrep Micro mRNA Purification Kit (Pharmacia).
  • mRNA was extracted from human monocyte-like cell line U937 stimulated with 50 ng / ml PMA for 6 hours using QuickPrep Micro mRNA Purification Kit (Pharmacia).
  • mRNA was synthesized using Preamplification System (GIBCO-BRL).
  • Reaction buffer a single-stranded cDMA obtained as ⁇ (10 m Tris-HCL pH 8.3 , 50 mM KCI, 1.5 mM MgCI 2, 0.13 ⁇ 4 gelatin, 200 ⁇ .
  • PCR Polymerase chain reaction
  • DNA Thermal Cycler Perkin-EImer
  • Ampl iTaq Kit purchased from Takara Shuzo. The reaction was pretreated at 94 ° C for 3 minutes, followed by 40 cycles of reaction at 94 ° C for 45 seconds, 60 ° C for 45 seconds, 72 ° C for 1 minute, and finally 3 times at 72 ° C. Minutes. Since the cDNA gave a signal of 100 bp, which is a cDNA fragment expected, it was found that U937 cells expressed LARC mRNA upon PMA stimulation.
  • LARC cDNA is isolated from mRNA extracted from human monocyte-like cell line U937 cultured for 6 hours by adding 50 ng / ml PMA to the medium using Marathon cDNA Amplification Kit (Clontech).
  • a solution 5I containing 1 ⁇ g of U937 mRNA and 10 pmole of Marathon cDNA synthesis primer was heated at 70 ° C for 2 minutes, cooled on ice, and then added to dATP, dCTP, dGTP, dTTP (1 mM each) and LV Reverse transcriptase (100 units) was added, and the single-stranded cDNA synthesis reaction was performed for 1 hour at 42 ° C in a 10 ⁇ l reaction mixture of 50 mM Tris-HCI (pH 8.3), 6 mM MgCI, or 75 mM KCI.
  • T4 DNA polymerase (10 units) was added to this reaction solution, and the mixture was reacted at 16 ° C for 45 minutes to blunt the cDNA. After the reaction, phenol extraction and ethanol precipitation were performed, and the DNA was dissolved in 10 ⁇ l of distilled water. To the 5 ⁇ I solution, add 20 pmole of Marathon cDNA adapter and 1 unit of T4 DNA ligase, and add 50 mM Tris-HCI (pH 7.8), 10 mM MgCI 2 , 1 mM DTT, 1 mM ATP, A reaction mixture of 53 ⁇ 4 (w / v) polyethylene glycol (MW 8,000) was reacted in 10 At I at 16 ° C.
  • NCC-5R primer SEQ ID NO: 3
  • PCR was performed for 30 cycles under the conditions of ° C, 30 seconds; 60 ° C, 30 seconds; 68 ° C, 4 minutes.
  • an NCC-5F primer SEQ ID NO: 2 was used in place of the MCC-5R primer under the above reaction conditions.
  • the PCR product was separated by low-melting-point agarose gel electrophoresis, and a 5 'RACE fragment of about 120 bp and a 3' RACE fragment of about 780 bp were recovered by phenol extraction, followed by ethanol precipitation.
  • the DNA was dissolved in 10 ⁇ l of distilled water. 5 ⁇ l of the mixture was mixed with 1.0 pMI of vector pGEM-T (promega), and reacted with T4 DNA ligase at 16 ° C. for about 20 hours to ligate the two to prepare a recombinant DNA. This was transformed into E. coli (E. coli) XLl-Blue MRF '(Stratagene). Then, a colony was obtained.
  • Plasmid DNA was extracted from several of the colonies obtained in the above step, and the base sequence at the 5 'and 3' ends of the cDNA was examined using the SP6 promoter.primer or T7 promoter. All had almost the same base sequence as EST D31065. Therefore, one clone DNA was selected at random from each of 5 ′ RACE and 3 ′ RACE (hereinafter referred to as 5′-RACE cDNA and 3′-RACE cDNA), and the entire nucleotide sequence of them was determined by the method of Sanger et al. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 74: 5463-5467, 977977].
  • Figure 1 shows the nucleotide sequence of the prepared cDNA clone and the amino acid sequence of the open reading frame (0RF) that does not have a translation termination codon inside.
  • This gene was found to have 0RF consisting of 96 amino acids, and to have a highly hydrophobic amino acid sequence characteristic of a signal peptide at the N-terminus.
  • the molecular weight of this 96 amino acid protein was calculated to be ⁇ 0,794.
  • the putative signal peptide cleavage site was calculated to be between Ala-26 and Ala-27.
  • the putative mature protein of 70 amino acids after signal peptide cleavage was deduced to be a secreted protein.
  • the molecular weight of this putative mature secreted protein of 70 amino acids was calculated to be 8,020.
  • the calculated isoelectric point of the 70 mature amino acid secretory protein was calculated to be 10.3.
  • Amino acid sequence similarity analysis was performed using the FASTA and ClustalV programs.
  • Figure 2 shows the results. Amino acids conserved in all CC chemokines including CC chemokines deduced from 0RF of the obtained cDNA are boxed, while amino acids conserved in most chemokines are indicated by black circles.
  • the degree of homology between the CC-type chemokine and other CC-type chemokines deduced from the 0RF of the obtained cDNA is shown on the right side of the mature protein after the signal peptide is cleaved! I have. That is, the amino acid sequence of the mature secretory protein belongs to CC-type chemokines, for example, LD78 ⁇ / ⁇ -1 ⁇ is 27! 3 ⁇ 4, MI ⁇ -1 jS is 283 ⁇ 4, RANTES is 25%, and MCP-1 is 253 ⁇ 4 However, it was found that MCP-3 had a homology of 24% and MCP-2 had a homology of 20% with 24 to 309. It was also found that the four cysteines stored in all CC-type chemokines were also stored in LARC. Therefore, the obtained amino acid sequence is considered to be that of a novel human CC chemokine.
  • poly (A) + RNA was extracted. 2 ⁇ g of the isolated poly (A) + RNA was subjected to electrophoresis in a U-agarose gel containing 0.66 ⁇ formaldehyde, and a nylon membrane (Hybond- ⁇ +,
  • the hybridization solution is 5x SSPE (1x SSPE is 0.18M NaCL 0.01M sodium phosphate, pH 7,5, Im EDTA), 503 ⁇ 4 formamide, Vk sodium dodecyl sulfate (SDS), 10x Denhardt's solution, Hybridization was performed at 42 ° C overnight using 100 ix g / ml salmon sperm DNA. After washing the membrane under the conditions of 0.1 Ix SS 0.13 ⁇ 4 SDS buffer and 50 ° C, the membrane was exposed to X-ray film (Kodak), developed and analyzed.
  • Figure 3A shows the results of Northern blot analysis of the expression of LARC mRNA in non-stimulated human cell lines and after stimulation with PMA. In Fig. 3 ( ⁇ ), (-) indicates no stimulation, and (+) indicates stimulation with ⁇ (50 ng / ml) for 6 hours.
  • Figure 3B shows the results of Northern blot analysis of LARC mRNA expression in various human tissues.
  • Figures 3A and 3B also show the results of Northern blotting of GAPDH (glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase) mRNA using the same filter as an internal control.
  • FIG. 3A shows that LARC mRNA is induced by PMA stimulation in U937 and Bowes.
  • Figure 3B shows that LARC mRMA is expressed constitutively mainly in the liver and slightly weaker constitutively in the lung.
  • FIG. 4 shows a genetic map of the recombinant vector pVL-LARC.
  • the recombinant vector pVL-LARC and the linear Autographa californica nuclear polyhedrosis virus (AcNPV) DNA (Clontech) having a lethal deletion were combined with Sf9 insect cells.
  • Fig. 5B shows the results of electrophoresis of purified LARC protein by SDS-PAGE and silver staining.
  • the N-terminal amino acid sequence of the purified LARC protein was determined using an amino acid sequencer (manufactured by Shimadzu) and was determined to be Ala-Ser-Asn-Phe-Asp.
  • This amino acid sequence consists of 70 amino acids after the signal peptide is cleaved between Ala at position 26 and Ala at position 27 in the amino acid sequence predicted from the nucleotide sequence shown in Figure 1. This was consistent with the predicted N-terminal amino acid sequence of the mature secreted protein.
  • a vector pDREF-LARC-SEAP (HIS) 6 encoding a protein fused to SEAP- (HIS) 6 via (Ser-Arg-Ser-Ser-Gly) is prepared.
  • the base sequence encoding LARC was designated as LARC 3'-RACE cDNA (above), and the 5'-SaU-LARC primer (SEQ ID NO: 6) and 3'-LARC-Xba I Amplified by PCR using primer (SEQ ID NO: 7):
  • SalI of pDREF-SEAP (HIS) 6 PDREF-LARC-SEAP (HIS) 6 was prepared by introducing the DNA between the and Xbal sites.
  • the pDREF-LARC-SEAP (HIS) 6 vector was introduced into 293 / EBNA-1 cells (manufactured by inviogen) using ribofectin (manufactured by Gibco-BRL). After 3-4 days of culture, the culture supernatant was collected, passed through a 0.45 ⁇ m pore size filter, added to 20 mM HEPES ( ⁇ 7.4) and 0.023 ⁇ 4 sodium azide, and stored at 4 ° C.
  • the obtained human LARC-SEAP fusion protein was affinity-purified using a nickel agarose column (Qiagen), and the resulting fusion protein was subjected to SDS-PAGE electrophoresis and Coomassie Bri Iiant Blue staining. The results are shown in FIG. 7B.
  • the produced fusion protein (LARC-SEAP) was quantified by a sandwich type enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA). That is, a 96-well microtest plate
  • the sample was diluted with a diluent (PBS containing 0.023 ⁇ 4 Tween-20), added to a microplate, reacted at room temperature for 1 hour, washed with the diluent, and diluted 500-fold with a human-titrated heron anti-PLAP antibody And reacted for 1 hour. After further washing, peroxidase-linked streptavidin (manufactured by Vector) was added and reacted for 30 minutes. After washing, the activity of bound peroxidase was detected with 3.3'-5,5'-tetramethylbenzidine. The reaction was stopped with 1 NH 2 SO 4 and the absorbance at 450 nm was measured.
  • a diluent PBS containing 0.023 ⁇ 4 Tween-20
  • alkaline phosphatase The activity of alkaline phosphatase (AP) was measured by a chemiluminescence method using a Great EscApe Detection Kit (manufactured by Ciontech) and determined as Relative Light Unit (RLU) / s.
  • RLU Relative Light Unit
  • the preparation of an AP standard curve was performed using purified PLAP (manufactured by Cosmo Bio).
  • the relative light amounts of the tested SEAP and LARC-SEAP were 1 ⁇ 7 ⁇ 10 7 RLU / s and 1.7 ⁇ 10 8 RLU / s, respectively.
  • Healthy human peripheral blood was separated into a mononuclear cell fraction and a sediment fraction by specific gravity centrifugation using Lymphoprep (Nyegaard).
  • the mononuclear cell fraction was reacted with anti-CD14 (monocyte marker) conjugated with magnetic microbeads (paramagnetic microbeads) for 30 minutes at 4 ° C, and then the cell suspension was subjected to a magnetic field (VavioMACS) (Mi Itern).
  • the lymphocytes were separated by removing CD14-positive cells by passing through a Biotec). Monocyte used was a mononuclear cell fraction as it was.
  • the sediment fraction containing granulocytes and erythrocytes is suspended in hydroxyethyl starch (Plasmas teri I) (Fresenius AG), the erythrocytes are removed by sedimentation for 30 minutes, and the remaining erythrocytes are lysed by treatment with distilled water. Thus, a granulocyte fraction was obtained.
  • the cell migration activity of LARC was measured using a Chemotaxis chamber (Neuro Probe) of 48 °;
  • the purified recombinant human LARC prepared in Example 3 was diluted with a buffer solution (Hank's balanced salt solution + 0.13 ⁇ 4 human serum albumin), added to the lower well, and the polycarbonate filter having a hole size of 5 / im was prepared. (PoIycarbonate filter, manufactured by NucIeopore), and the various cells obtained in (1) above were added to the upper well.
  • a buffer solution Hank's balanced salt solution + 0.13 ⁇ 4 human serum albumin
  • a filter containing no polyvinylpyrrolidone (PVP) coated with fibronectin (manufactured by Gibco-BRL) is used.
  • PVP polyvinylpyrrolidone
  • fibronectin manufactured by Gibco-BRL
  • a PVP-treated filter is used for monocytes.
  • granulocytes a PVP-treated filter is used for granulocytes.
  • An unfiltered filter was used. The reaction was performed at 37 ° C for 4 hours for lymphocytes, 2 hours for monocytes, and 45 minutes for granulocytes. In the case of the human monocyte-like cell line THP-1, this was performed for 1 hour.
  • MCP-3 was used for lymphocytes and monocytes
  • IL-8 was used for granulocytes.
  • FIG. 6A is a graph showing the results of examining the induction of chemotaxis to LHP and the positive control MCP-3 in human monocyte-like cell line THP-1 cells, and Fig. 6A shows the human peripheral blood monocytes of LARC and the positive control MCP-3.
  • Fig. 6B shows a graph showing the results of a study of the induction of chemotaxis in LHR and Fig.
  • FIG. 6B shows a graph showing the results of a study of the induction of chemotaxins on human peripheral blood lymphocytes by LARC and MCP-3.
  • FIG. 6D is a graph showing the results of examining the induction of chemotaxis of IL-8 on human peripheral blood granulocytes.
  • lymphocytes migrated to LARC in a concentration-dependent manner.
  • Granulocytes also migrated to high concentrations of LARC ( Figure 6D).
  • monocytes and THP-1 did not show significant migration activity against LARC (Fig. 6A, B).
  • Binding studies were performed in 200 ml RPMI-1640 containing 20 mM HEPES ( ⁇ 7.4), 13 ⁇ 4BSA and 0.02% sodium azide.
  • 5 ⁇ 10 5 cells were added with various concentrations of LARC-SEAP at 15 ° C. and reacted for 1 hour. Nonspecific binding was measured in the presence of ⁇ ⁇ ⁇ M unlabeled LARC.
  • the cells were lysed with 10 mM Tris-HCI (pH 8.0) containing 50 ⁇ l of 13 ⁇ 4 Triton X-100, and the phosphatase derived from the cells was inactivated by treatment at 65 ° C for 10 minutes.
  • FIG. 8A is a graph showing specific binding to human peripheral blood lymphocytes when the concentration of the LARC-SEAP fusion protein was changed. Based on this data, Scatteryard analysis (Scatchard plot) was performed using the LIGAND program, and Kd was calculated (Fig. 8B). The Kd was 0.4 nM at 2100 sites per cell. As binding experiments exclusion, the 2Xl0 5 unlabeled LARC of LARC- SEAP and various concentrations of 1 nM was added to the cells, allowed to react for 1 hour at room temperature, washed, above and in the cell lysate as well AP activity was determined. FIG.
  • FIG. 8C is a graph showing the change in the amount of LARC-SEAP bound to human lymphocytes when the concentration of unlabeled LARC was changed with respect to a constant concentration (1 nM) of LARC-SEAP. Non-specific binding was measured using 1 nM SEAP. Furthermore, LARC-SEAP binding inhibition experiment was performed by adding 200 nM of various unlabeled chemokines to 1 nM of LARC-SEAP. The results obtained are shown in FIG. 8D. LARC binding was inhibited only by LARC, but not by the other CC-type and CXC-type chemokines tested (all excluding TARC from PeproTech). Therefore, it was determined that the LARC receptor on lymphocytes is an independent receptor different from the receptors for other chemokines.
  • HSU45984-Sal IF primer SEQ ID NO: 8
  • HSU45984-NotlR primer SEQ ID NO: 9
  • HSU45984-Sal IF 5'-CGCGTCGACGCCACCATGAATTTCAGCGATGTTTTCGA-3 '(SEQ ID NO: 8)
  • HSU45984-NotiR 5'-CGCGCGGCCGCTCACATAGTGAAGGACGACGCAT-3 '(SEQ ID NO:
  • the region encoding GPR-CY4 was identified with the HSU45984-Sal IF primer (SEQ ID NO: 8). Amplified by PCR using the HSU45984-No 11R primer (SEQ ID NO: 9), the resulting PCR product was cleaved at the same time with the restriction enzymes Sal I and Not I, and then digested with Sa II of pBluescript SK + (Stratagene). Introduced during Not I site.
  • Raji cells (B cell line) were introduced using the electroporation method.
  • the electroporation was performed using BioRad Gene Pulser at a voltage of 250V and a capacitance of 500F.
  • Raji cells into which GPR-CY4 had been introduced were obtained by culturing for 1 week in the presence of hygromycin (200 ⁇ g / ml) and selecting cells showing drug resistance.
  • the cells were lysed with 50 ml of 10 mM Tris-HCI (pH 8.0) containing 13 ⁇ 4 Triton X-100, and the phosphatase derived from the cells was inactivated by treatment at 65 ° C for 10 minutes. The phosphatase ( ⁇ ) activity in 25 ⁇ l of the supernatant was measured. Based on this data, a Scatchard plot (Fig. 9B) was performed by the LIGAND program to obtain Kd. The Kd was 0.9 nM and the number of receptors per cell was 28,800. Therefore, LARC-SEAP was found to bind strongly to GPR-CY4.
  • LARC-SEAP concentration of LARC-SEAP was 1 nM, and The presence or 200 nM MCP- 1, RANTES, IP -1 OL, ⁇ -1 ⁇ ( manufactured by all base Protech Ltd.), Raj was expressed 2Kai10 5 amino GPR- CY4 in the presence of TARC or LARC i Cell binding was performed at 16 ° C for 1 hour. Non-specific binding was measured using 1 nM SEAP.
  • the specific binding amount was determined by subtracting the value of non-specifically bound SEAP from the value of LARC-SEAP bound in the presence of various unlabeled chemokines, and the specific binding in the absence of unlabeled LARC The amount was calculated as 100. The result is shown in FIG. 9D. LARC-SEAP binding was competitively inhibited only by unlabeled LARC, and no binding inhibition was observed with other chemokines. Therefore, GPR-CY4 was found to be a receptor that does not strongly bind to other chemokines, but only to LRAC.
  • GPR-CY4 expressing 293 / EBNA-1 cells were cultured in HBSS-BSA buffer [Hank's buffer containing 1 mg / ml BSA and 10 m HEPES, pH 7.4] at 3 x 10 6 cells / cell. After suspending the mixture to 2 ml, fura-PE3-AM (manufactured by Texas Fluorescent Labs) was added to 2 and the cells were cultured at room temperature in the dark for 1 hour. After washing twice with HBSS-BSA buffer, the cells were suspended in the same buffer at 2 ⁇ 10 6 cells / ml.
  • the change in fluorescence when 100 nM LARC was added to 2 ml of the obtained cells was measured using a fluorescence spectrophotometer (LS 50B, Perk in Elmer) at an excitation wavelength of 340 nm and 380 ⁇ . The measurement was performed at a fluorescence wavelength of 510 nm and a response of 0.2 seconds. The results are shown in Figure 11 as the fluorescence intensity ratio of the fluorescence at 510 nm when excited at 340 nm and 380 nm. Human LARC induced an increase in the ratio of fluorescence intensity in 293 / EBNA-1 cells expressing GPR-CY4.
  • the human LARC of the present invention had the activity of specifically increasing the intracellular calcium concentration in 293 / EBNA-1 cells expressing GPR-CY4.
  • the present invention relates to LARC, a CC-type chemokine that is constitutively expressed in the liver, lungs and the like, and whose production is induced from monocyte-like cells and the like by immunological stimulation such as PMA.
  • Chemokines which induce leukocyte migration and tissue infiltration, are essential substances for inflammatory and immune responses in vivo.
  • CXC type and CC type are known for chemokines, and there are multiple types of each, producing cells, types of stimuli that induce production, reaction time from induction of production to cessation of production, and migration. It is known that they exhibit mutually different properties with respect to the type of target cell that induces the same.
  • LARC belongs to the group of CC-type chemokines structurally.It mainly acts on lymphocytes, induces its production by stimulating peripheral blood mononuclear cells, and has features unknown to other chemokines. It shows that it is mainly expressed constitutively in the liver and weakly in the lungs. Especially in the liver Since it is expressed genuinely, it is presumed to be involved in homing and differentiation of lymphocytes in the liver. In addition, since its production is induced by PMA stimulation of the monocyte-like cell line U937, it plays an important role in inflammation and immune response in the liver, lungs, other organs and peripheral tissues Is assumed.
  • LARC of the present invention By elucidating the function of LARC of the present invention, it is possible to control lymphocyte homing and differentiation / maturation in the liver, control of inflammatory and immune responses in the liver, and inflammatory and immune reactions in other organs and peripherals. Is useful for elucidating,, etc., thereby providing new means for inducing or suppressing inflammatory or immune responses in the liver and other organs and peripherals .
  • the LARC gene and its antibody provided by the present invention are useful for analyzing LARC gene mutation and its mRNA and protein expression status, and for investigating the causes of blood system diseases and immune system diseases. And new means for diagnosis, thereby developing new methods of diagnosing and treating blood and immune system diseases.
  • the LARC gene provided by the present invention may be inserted into an appropriate vector and introduced into cultured cells ex vivo, then returned to the body, or administered directly to the body, resulting in LARC gene abnormality. It is useful for the development of gene therapy for genetic diseases, various cancers, various infectious diseases (especially AIDS), inflammatory diseases, immune diseases, and the like.
  • Organism name Human Array features
  • Sequence type other nucleic acid synthetic DNA
  • Sequence type other nucleic acid synthetic DNA

Description

明 細 書
新規ヒ ト C C型ケモカイン L A R C
技術分野
本発明は新規な CC型ケモカインタンパク質、 その構造遺伝子、 該タンパク質の 製造方法、 該製造方法に使用される該タンパク質をコードする D N Aを含有するべ クタ一および該ベクターを含有する形質転換体、 ならびに該タンパク質またはその 構造遺伝子を含有する医薬組成物、 炎症およびノまたは免疫に関連する病気の診断 薬、 さらには該タンパク質の単クローン抗体および該抗体を産生し得るハイプリ ド 一マに関する。
背景技術
物理的、 化学的あるいは生物学的な機序により起こる外来性あるいは内因性のさ まざまな組織障害、 侵襲、 抗原暴露、 などは強い炎症反応や免疫反応を誘導する。 これらの反応は重要な生体防御反応であるが、 ときには急性あるいは慢性の疾患の 原因ともなりうる。 炎症反応や免疫反応を誘発する原因が組織に加えられると、 ま ず好中球、 顆粒球、 リンパ球、 あるいはマクロファージなどのような炎症性細胞あ るいは免疫担当細胞の血管内皮細胞への吸着、 血管外への移動、 そして侵襲あるい は障害された組織や抗原の存在する組織での集積が起こる。 このような一連の細胞 遊走反応を誘導する物質として一群のケモタクティック ' サイ 卜力イン、 いわゆる ケモカイン、 が存在する。 ケモカインは遊走反応 (ケモタクティック反応) を誘導 する一群のサイ 卜力インであり、 アミノ酸配列の類似性から構造的にも相互に密接 に関係する。 これまでにヒ卜では少なくとも 21種のケモカインが報告されている。 ケモカインは、 共通に保存された 4個のシスティン残基のうちの最初の 2個の並び 方から、 大きく αあるいは CXC型 (2個のシスティンが 1個のアミノ酸で隔てられ ている) と) 3あるいは CC型 (2個のシスティンが隣り合つている) に分けられる。
CXC型ケモカインとして、 ヒトでは、 -8、 j8 - TG、 PF-4、 MGSA/GRO, ENA-78、 NAP-2、 GCP-K GCP- 2、 I P- 1 0、 SDF- 1 /PBSF, M i g、 などが知られている。 CXC型ケ モカインは主に好中球の活性化と遊走を誘導する。 CC型ケモカインとして、 ヒ 卜 では、 MIP- 1 . MIP-1 β、 ANTES, MCP-1, MCP-2、 MCP-3、 卜 309、 ェォタキシン などが知られている。 CC型ケモカインは、 主にモノサイ 卜ノマクロファージの活 性化と遊走を誘導する。 さらに CC型ケモカインには、 T細胞、 好塩基球、 好酸球、 などに対して活性化と遊走誘導を示すものが知られている U. J. Oppenheimら、 Annu. Rev. Immunol. 9: 617-648, 1991; M. Baggiol ini & C. A. Dahinderu Immunol. Todey 15: 127-133, 1994) 0
発明の開示
本発明者らは、 新たな CC型ケモカインを見出すべく、 種々のヒ ト CC型ケモカイ ンアミノ酸配列をもとに、 アメリカ NCBIが公開している核酸配列データベース GenBankの一部で、 cDNA部分配列から構成される Expressed Sequence Tag (EST) データベースを TBLASTN検索ソフトを用いて検索した。 その検索により、 新たな CC型ケモカインタンパク質をコードする D N A配列の存在を見出し、 その c D N Aを実際にヒト細胞からクローニングし、 全長 c D N Aの塩基配列を決定するとと もに、 そのタンパク質を発現させた。 この遺伝子はおもに肝臓で構成的に発現して おり、 そのタンパク質はリンパ球に対して細胞遊走活性を示すという結果から、 こ の新規 CC型ケモカインを LARC (Li er and Act i vat ion Regulated Chemokine)と 命名した。 本発明者らは、 遺伝子工学技術を用いて LARCを大量生産し、 精製した LARCを用いてリンパ球に対する遊走活性を示し、 またリンパ球に存在する LARC に 対する高親和性の特異的レセプターを同定することによって、 本発明を完成するに 至った。
LARCは遺伝子の塩基配列から予想されるオープンリ一ディングフレームでは 9 6個のアミノ酸残基からなるタンパク質であるが、 成熟タンパク質では 2 6番目と 2 7番目のァラニンの間でシグナル配列が切断されて、 7 0個のアミノ酸残基から なる分子量約 8 kDaの塩基性タンパク質である。 成熟型の LARCは既知の CC型ケモ 力インと有意の相同性を示し、 特に CC型ケモカインで保存されている 4個のシス ティンはすべて保存されていた。 しかし、 既存のケモカインとの相同性は最も高い M I P- 1 8に対しても 2 8 %程度である。 また単球様細胞株 U937を刺激するとその 産生が誘導されるほか、 肝臓や肺などで構成的に発現しているという特徴も従来の CC型ケモカインについては知られていない。
発明の概要
本発明は、 新規な CC型ケモカイン LA RCについて、 該タンパク質の構造遺伝子、 該タンパク質の製造方法、 該製造方法に使用するベクターおよび形質転換体、 該タ ンパク質またはそれをコードするポリヌクレオチド分子の全長もしくは一部を含有 する医薬組成物、 該タンパク質に対する単クローン抗体、 該抗体を産生するハイブ リ ドーマ、 およびァゴニスト アンタゴニストを検索、 測定または評価する方法に 関する。
本発明の 1 つの発明は、 配列番号 1 のアミノ酸残基 2 7 - 9 6のアミノ酸配列を 有するヒト CC型ケモカイン (LARC ) 、 またはその断片もしくは変異体タンパク質、 好ましくはこの配列に 1 または数個のアミノ酸残基の置換、 欠失、 挿入および付加 の中から選ばれる 1 またはそれ以上の変異を含み、 かつ該ヒ 卜 CC型ケモカインの 機能または活性と実質的に同じ程度である機能または活性、 または該ヒ卜 CC型ケ モカインの機能または活性を抑える機能または活性を有する該ヒ卜 CC型ケモカイ ンの変異体タンパク質に関する。
また、 本発明は、 配列番号 1 のアミノ酸残基 1 ~ 9 6のアミノ酸配列を有するヒ 卜 CC型ケモカイン (LARC前駆体) 、 またはその断片もしくは変異体タンパク質、 好ましくはこの配列に 1 または数個のアミノ酸残基の置換、 欠失、 挿入および付加 の中から選ばれる 1 またはそれ以上の変異を含み、 かつ該ヒ ト CC型ケモカインの 機能または活性と実質的に同じ程度である機能または活性、 または該ヒ 卜 CC型ケ モカインの機能または活性を抑える機能または活性を有する該ヒ ト CC型ケモカイ ンの変異体に関する。
本明細書中、 「CC型ケモカインの断片タンパク質」 とは本発明のヒ卜 CC型ケモ 力インのアミノ酸配列の一部からなる適当な断片を意味する。
本明細書中、 「cc型ケモカインの変異体タンパク質」 とは該変異体の機能また は活性が実質的に該 CC型ケモカインと同じ、 あるいは該ヒ卜 CC型ケモカインの機 能または活性を選択的に抑えるものであれば、 化学的または生化学的な改変または 天然もしくは非天然のアミノ酸を含むことのできる改変タンパク質を意味する。 別の態様として、 本発明は、 本発明の CC型ケモカインおよび該タンパク質の変 異体をコードする単離されたポリヌクレオチド分子に関する。 詳細には、 配列番号
1 に記載の配列の 1 3 7位の Gから 3 4 6位の Gからなる配列を有するポリヌクレ 才チド分子、 あるいは配列番号 1 に記載の配列の 5 9位の Aから 3 4 6位の Gから なる配列を有するポリヌクレオチド分子、 あるいは配列番号 1 に記載の D N A配列 の 1位の Cから 7 9 9位の Tからなる配列を有するポリヌクレ才チド分子に関する。 本発明のポリヌクレオチド分子は R N Aまたは D N Aの形態をとることができ、 D N Aには c D N A、 ゲノム D N Aおよび合成 D N Aが包含される。 また D N Aお よび R N Aは二本鎖または一本鎖であってよく、 一本鎖の場合はセンス鎖またはァ ンチセンス鎖のいずれでもよい。
本発明のポリヌクレオチド分子は本発明タンパク質、 例えば LARCの発現誘導あ るいは抑制 (アンチセンスなど) に利用でき、 ex v i voあるいは i n ν ί νοにおいて ベクターにより、 あるいは遺伝子銃により打ち込むことができる。 このような用途 に利用できる限り、 本発明のポリヌクレオチド分子には上記本発明ポリヌクレオチ ド分子の一部の配列からなるポリヌクレオチド分子も包含される。
さらに、 本発明はこれらのポリヌクレオチド分子の塩基置換、 塩基付加もしくは アレル変異による変異体分子 (以下、 変異体と称することもある) に関する。
「塩基置換、 塩基付加による変異体」 とは、 配列番号 1 に記載された塩基配列と は異なる遺伝子コードを用いて、 結果的には、 配列番号 1 に記載されたアミノ酸 1 から 9 6のタンパク質と同じタンパク質、 あるいは配列番号 1 に記載されたァミノ 酸配列 2 7から 9 6のタンパク質と同じタンパク質、 をコードしうる変異体を意味 する。
「アレル変異による変異体 J とは自然に存在する個人差や人種差に基づく塩基変 異を意味し、 コードするアミノ酸配列が変化する場合もある。
本発明はさらに、 配列番号 1 に記載の塩基配列の 1位の Cから 7 9 9位の丁から なる配列の一部と相補的な配列を有するオリゴヌクレオチド分子、 またはその塩基 置換、 塩基付加、 塩基修飾、 アレル変異による変異体であって、 本発明タンパク質 の活性または機能を阻害する分子に関する。
特に、 5 'ノンコーディング部分の相補的な配列が好ましいが、 より好ましくは 転写開始部位、 翻訳開始部位、 5 '非翻訳領域、 ェクソンとイン卜ロンとの境界領 域もしくは 5' CAP領域に相補的配列であることが望ましい。
好ましい長さは、 約 1 0塩基対 ( b p ) 〜約 4 0 b pである。
また、 別の態様として、 本発明は本発明のポリヌクレオチド分子を含有するべク ターに関する。 本発明ベクターには発現ベクター、 クローニングベクター、 治療用 ベクターなどの種々の用途を持つベクタ一が包含される。
発現べクタ一は本発明タンパク質の大量生産に利用できる。 発現ベクターについ ての詳細は以下の発明の実施形態の項に示す。
治療用ベクターは本発明ポリヌクレオチド分子を投与し細胞内に導入する手法 に用い、 ウィルスベクターによる方法およびその他の方法 (日経サイエンス、 1 994年 4月号、 20-45頁、 月刊薬事、 36 ( 1 ) 23-48 ( 1 994) , 実験医学増刊、 1 2 ( 1 5)、 ( 1 994)、 およびこれらの引用文献(等)のいずれの手法も適用することができる。 ウィルスベクターによる方法としては、 例えばレトロウイルス、 アデノウィル ス、 アデノ関連ウィルス、 ヘルぺスウィルス、 ワクシニアウィルス、 ボックスゥ ィルス、 ポリオウイルス、 シンビスウィルス等の RNAウィルス等に本発明の DMAを 組み込んで導入する方法が挙げられる。 この中で、 レトロウイルス、 アデノウィ ルス、 アデノ関連ウィルス、 ワクシニアウィルス等を用いた方法が特に好ましい。 その他の方法としては、 プラスミ ドを直接筋肉内に投与する方法 (DNAワクチン 法) リボソーム法、 リポフエクチン法、 マイクロインジェクション法、 リン酸力 ルシゥ厶法、 エレク ト口ポレーシヨン法等が挙げられ、 特に DNAワクチン法、 リポ ソー厶法が好ましい。
また、 別の態様として、 本発明は、 本発明の上記種々のベクターを含有する形質 転換体に関する。 また、 本発明は本発明の発現ベクターを宿主細胞に導入して得ら れる形質転換体 ;該形質転換体を培養し、 産生されたタンパク質を回収することを 特徴とする本発明のタンパク質またはその変異体を製造する方法に関する。
さらなる態様として、 本発明は本発明の夕ンパク質もしくはその変異体またはそ れらをコードするポリヌクレオチド分子の全長もしくはその一部またはその変異体 分子を含有する医薬組成物に関する。 本発明の医薬組成物には例えば、 抗炎症剤、 免疫応答調節剤、 抗感染症剤、 抗癌剤、 炎症および または免疫に関連する病気の 予防薬または診断薬が包含される。
本発明医薬組成物の投与量および投与経路は通常の方法によって、 使用目的、 投 与される対象の病状等から適時決定することができる。 なお、 本発明のタンパク質 は生体内活性物質であることから、 該タンパク質の活性が生じる量、 すなわち本発 明の医薬組成物の使用量においてはその急性毒性は問題とならないことが容易に推 定される。
さらに、 本発明は本発明のタンパク質またはその変異体に対する抗体、 特に単ク ローン抗体、 および該単クローン抗体を産生するハイプリ ドーマ細胞に関する。 別の態様として、 本発明は、 本発明のタンパク質のァゴニスト、 インバースァゴ ニス卜またはアンタゴニス卜をスクリ一二ングする方法であって、 該ァゴニス卜、 インバースァゴニストまたはアンタゴニストを含むと推定される試料と該タンパク 質に特異的なレセプター GPR- CY4とを反応させ、 その結合性およびノまたは反応性 を測定する工程を包含する方法に関する。 また、 別の態様として、 本発明は、 本発 明スクリ一二ング方法によって見出されるァゴニスト、 インバースァゴニストまた はアンタゴニス卜を包含する。 本発明のタンパク質に特異的なレセプター GPR- CY4は、 Biochem. Biophys. Res. Commun. 227 (3), 846-853 (1996)に CKR-L3としてそのアミノ酸配列が記載されて いる。
図面の簡単な説明
図 1 は、 ヒ ト LARCの cDNAの塩基配列とその推定アミノ酸配列を示す。
図 2は、 LARC夕ンパク質と既知の 12種のヒ 卜 CC型ケモカインとのアミノ酸配 列の比較を示す。
図 3は、 無刺激および刺激下における各種ヒ卜細胞株での LARC mRNAの発現結果 を示す図面に代わる写真 (A) 、 および各種ヒ ト組織における LARC mRNAの発現結 果を示す図面に代わる写真 (B) である。
図 4は、 組換えベクター pVL- LARCの遺伝子地図である。
図 5は、 昆虫細胞から生産したヒ卜 LARCの精製の最終ステップからの溶出バタ ーンを示すグラフ (A) 、 および精製ヒ 卜 LARCの SDS- PAGEによる電気泳動と銀染 色の結果を示す図面に代わる写真 (B) である。
図 6は、 LARCと陽性対照 MCP- 3のヒ ト単球様細胞株 THP-1細胞に対するケモタ キシス誘導を示すグラフ (A) 、 LARCと陽性対照 MCP- 3のヒト末梢血単球に対す るケモタキシス誘導を示すグラフ (B) 、 LARCと MCP- 3のヒ ト末梢血リンパ球に 対するケモタキシス誘導を示すグラフ (C) 、 そして LARCと陽性対照 IL-8のヒ ト 末梢血顆粒球に対するケモタキシス誘導を示すグラフ (D) である。
図 7は、 組換えベクター pDREF-SEAP(His)6の遺伝子地図 (A) 、 および精製ヒ 卜 LARC-SEAP融合夕ンパク質の SDS-PAGEによる電気泳動結果を示す図面に代わる写 真 (B) である。
図 8において、 (A) はヒ ト末梢血リンパ球に対する LARC-SEAP特異的結合を示 すグラフ、 ( B) はその Scatchard解析の結果を示すグラフ、 (C) は一定濃度 (1 nM) の LARC- SEAPに対し非標識 LARCの濃度を変化させたときの LARC- SEAPの ヒ卜リンパ球への結合量の変化を示すグラフ、 および (D) は 1 nMの LARC-SEAP のヒ卜末梢血リンパ球への結合に対する LARCを含む各種の非標識ヒ卜ケモカイン 200 nMによる阻害結果を示すグラフである。
図 9 において、 (A ) は LARC-SEAP 融合タンパクの濃度を変化させた場合の GPR-CY4発現 Raj i細胞に対する特異的結合を示すグラフ、 (B ) はその Sc a t cha rd 解析の結果を示す図、 (C ) は一定濃度 (1 nM) の LARC- SEAP に対し非標識 LARC の濃度を変化させたときの LARC- SEAPのヒ 卜リンパ球への結合量の変化を示すダラ フ、 および (D ) は 1 nMの LARC- SEAPの GPR-CY4発現 Raj i細胞への結合に対する LARCを含む各種の非標識ヒ トケモカイン 200 nM による阻害を検討した結果を示す グラフである。
図 1 0は、 GPR- CY4を発現させた 293/EBNA-1細胞および Ve c t o tのみを発現させ た 293/EBNA- 1細胞の遊走活性に対する LARC濃度の影響を示すグラフである。
図 1 1 は、 GPR- CY4 を発現させた 293/EBNA-1 細胞に対して、 LARC は特異的に細 胞内カルシウム濃度を上昇させる活性を有することを示すグラフである。
発明を実施するための最良の形態
本発明は主として、 単球様細胞株、 黒色腫細胞、 正常人由来の単球またはマクロ ファージ、 ある種の癌細胞を刺激することによリその産生が誘導され、 主として肝 臓と肺にて構成的に発現しているヒ 卜 CC型ケモカインに関する。
次に本発明タンパク質の調製工程を説明する。 本明細書において、 特に指示のな い限り、 当該分野で公知である遺伝子組換え技術、 動物細胞、 昆虫細胞、 酵母およ び大腸菌での組換えタンパク質の生産技術、 発現したタンパク質の分離精製法、 分 析法および免疫学的手法が採用され得る。
本発明タンパク質の調製
本発明の LARCタンパク質をコードする DNAを含む DMA断片の配列決定方法を例 示する。 この DNA断片の配列は、 例えば PMA、 PHA、 LPSで刺激したヒ卜単球様細胞 株 U937、 黒色腫細胞株 Bowes由来の cDNAライブラリ一から得ることができるが、 そのためには、 まず、 cDNAライブラリーから LARCタンパク質をコードする遺伝子 のクローニングを行うためのプライマーが必要である。
(1 ) ESTライブラリーからの LARC cDNA部分配列の検索
ァメリ力 NCBIが公開している核酸配列データベース GenBankの一部であり cDMA 部分配列から構成される Expressed Sequence Tag (EST)データベースを、 種々の ヒト CC型ケモカインアミノ酸配列をもとに TBLASTN挨索ソフ卜を用いて検索し、 CC型ケモカインと有意の相同性をもつが、 既知のケモカインとは異なるタンパク 質をコードすると考えられる cDNA部分配列を得る。 得られた cDNA部分配列をもと にポリメラーゼ連鎖反応 (PCR) 用プライマー 1対を合成する。
(2) LARC cDNAの単離
つぎに、 PMAなどで刺激した U937細胞の mRNAから cDNA末端迅速増幅法(rap i d amplification of cDNA ends、 RACE法) (Frohman et al. , Pro at I. Acad. Sci. USA 85:8998-9002, 1988) により 5'側と 3'側へ cDNA断片を増幅し、 全長を コードする cDNAの塩基配列を決定する。 5'側 RACEと 3'側 RACEは、 Quickprep Micro mRNA精製キット (Pharmac i a社製) を用いて po I y (A)+RMAを抽出し、 この poly(A)+RNAからマラソン cDNA増幅キッ 卜 (Marathon cDNA Ampl if ication Kit) (Clontech社製) を用いて行う。 得られた LARC cDNAを例えば pGEM-Tベクター (Promega社製) 、 pBluescript (St ratagene社製) に挿入することにより組換え プラスミ ドを得る。
(3) 塩基配列決定
得られた組換えプラスミ ドの挿入 cDNAの塩基配列の決定には、 例えば、 まず、 挿入断片を該断片の内部に存在する制限酵素部位を用いて切断し、 それぞれの cDNA断片をそれぞれ適当なシークェンスベクター、 例えば pGEM-Tベクター
(Promega社製) 、 pBluescript (St ratagene社製) にサブクローニングする。 次 に、 常法に従ってプラスミ ド DNAを抽出し、 クローニングした断片の塩基配列を、 例えば Sanger法 (Sanger et al.、 Pro at I. Acad. Sci. USA, 74: 5463-5467, 1977) によって決定する。 これにより、 全長 LARC cDNAの塩基配列が決定される。 (4 ) 組換え LARCの発現
得られた LARCタンパク質遺伝子を適当な発現ベクターに組み込み、 LARCタンパ ク質を発現するための発現ベクターとする。 適切な発現ベクターとしては例えば、 細菌については pRSET, pGE EX, pKK233- 2、 酵母については pYES2、 昆虫細胞につ いては pVL1393、 動物細胞については pEF-BOS, pSR α , pDR2、 などが各々挙げら れる。 この発現べクタ一を適当な宿主細胞、 例えば、 細菌、 酵母、 昆虫細胞、 また は動物細胞に導入して、 形質転換体を作製する。 大腸菌などの原核微生物では、 原 核微生物の分泌タンパク質に由来するシグナル配列 (例えばシグナルペプチド OMPa) と成熟型 LARCタンパク質とが融合した前駆タンパク質として、 強力なプロ モーター (例えば T7プロモーター) の支配下に発現し得る。 酵母では、 酵母の分 泌タンパク質の天然前駆物質に由来するシグナル配列 (例えばフェロモン αのプレ プロ配列) と成熟型 LARCタンパク質とが融合した前駆タンパク質として、 発現し 得る。 動物細胞では、 すでに存在するシグナル配列を含む LARCタンパク質前駆体 の遺伝子を強力なプロモーター (例えば EF-1 αプロモーター) の下流に挿入し、 効果的な選択マーカー (例えばジヒドロ葉酸レダクターゼ) と共に動物細胞 (例え ば CHO dhf r" 細胞) に導入し、 薬剤 (この場合はメ 卜卜レキセ一卜) に対する耐 性により細胞を選択し、 高発現の細胞株を樹立し得る。 またシグナル配列を含む LARCタンパク質前駆体の遺伝子をウィルスまたはレトロウィルスに組込み、 この 組換えウィルスを動物細胞、 ヒ ト細胞等に感染させることにより、 発現し得る。 こ れら形質転換体を培養することにより、 LARCタンパク質が産生分泌され得る。 あるいは、 成熟型 LARCタンパク質は、 例えば固相法を用いて 2個のジスルフィ ド結合の存在に必要な注意を払って、 公知の方法 (Clark- Lewis et al.,
Biochemistry 30:3128-3135, 1991 ) を用いて全合成され得る。
得られたタンパク質の精製は当業者に周知の硫安沈殿、 ァフィ二ティークロマ卜 グラフィー、 イオン交換クロマトグラフィー、 ゲル濾過クロマトグラフィー、 逆相 クロマ卜グラフィー、 疎水クロマトグラフィーを単独であるいは組合わせ行うこと ができる ( Imai et al., J. Biol. Chem. 271 :21514-21521, 1996) 。
本発明の LARCタンパク質の変異体は、 当業者に周知の遺伝子組換え技術 (Sambrook et aに, Molecular Cloning: A laboratory manual, 2nd edn. New
York, Cold Spring Harbor Laboratory) によって調製することができる。
本発明タンパク質に対する抗体の調製
本発明の LARCタンパク質に対する抗体を得るには、 例えば、 推定される LARCの アミノ酸配列の一部に基づいて通常のぺプチド合成機で合成した合成ペプチドや、 LARCを発現するベクターで形質転換した細菌、 酵母、 昆虫細胞、 動物細胞、 など により産生された LARCタンパク質を通常のタンパク化学的方法で精製し、 これら を免疫原として、 マウス、 ラッ 卜、 ハムスター、 ゥサギなどの動物を免疫し、 その 血清由来の抗体 (ポリクローナル抗体) を作製すればよい。
あるいは、 免疫したマウスゃラッ 卜の脾臓またはリンパ節からリンパ球を取りだ し、 ミエローマ細胞と融合させて Kohlerと Mi I steinの方法 [Nature, 256, 495- 497 (1975)] またはその改良法である Uedaらの方法 [Pro Natに Acad. Sc i. USA, 79:4386-4390, 1982)] に従ってハイプリ ドーマを作製した後、 該ハイブリ ドーマ から単クローン抗体を産生させ得る。 例えば以下の工程により LARCタンパク質の 単クローン抗体を得ることができる :
( a ) LARCタンパク質によるマウスの免疫、
( b) 免疫マウスの脾臓の除去および脾臓細胞の分離、
( c ) 分離された脾臓細胞とマウスミエローマ細胞との融合促進剤(例えばポ リエチレングリコール)の存在下での上記の Kohler らに記載の方法による融合、
(d ) 未融合ミエローマ細胞が成長しない選択培地での得られたハイプリ ドー マ細胞の培養、
( e ) 酵素結合免疫吸着検定 (EUSA)、 ウェスターンプロッ トなどの方法によ る所望の抗体を生産するハイプリ ドーマ細胞の選択および限定希釈法等によるクロ 一二ング、 ( f ) LARC単クローン抗体を生産するハイプリ ドーマ細胞を培養し、 単クロ ーン抗体を収穫する。
LA RCタンパク質の mRNAとタンパク質の検出
本発明の LARCの mRMAとタンパク質の存在は、 通常の特異的 mRNAおよびタンパ ク質に対する検出法を用いて検出できる。 例えば、 mRNAはアンチセンス RNAや C DNAをプローブに用いたノーザンプロッ 卜解析やインサイッ ·ハイブリダィゼー シヨン法により検出できる。 また、 mRNAを逆転写酵素で c DNAに変換したのち、 適 当なプライマーの組み合わせによる PC R法によっても検出することができる。 タン パク質については、 LARC特異的な抗体を用いた免疫沈降やウェスタンプロッ 卜な どにより検出することができる。
LA RCタンパク質の免疫学的定量法
例えば、 放射性アイソトープ、 ペル才キシダーゼやアルカリフォスファターゼの ような酵素あるいは蛍光色素などで標識した一定量の LARCに、 濃度既知の非標識 LARCおよび血清由来の抗 LARCポリクロ一ナル抗体またはモノクローナル抗体を加 え、 抗原抗体競合反応を行わせる。 非標識抗原の濃度を適当に変化させた後、 抗体 と結合した標識抗原と抗体に結合していない標識抗原とを適当な方法で分離し、 抗 体と結合した標識抗原の放射能量、 酵素活性または蛍光強度を測定する。 非標識抗 原量が増すにつれ、 抗体と結合する標識抗原の量は減少する。 この関係をグラフに して標準曲線を得る。 また LARCタンパク質上の異なるェピトープを認識する 2種 類の単クローン抗体の一方を固相化し、 他方を上記のいずれかの方法でラベルし、 固相化抗体に結合した LA RCの量をラベル抗体で検出定量する、 いわゆるサンドィ ツチ法も可能である。
次に、 上記の反応系に濃度既知の非標識抗原の代わりに未知量の抗原を含む試料 を加え、 これを反応させた後に得られる、 放射能量、 酵素活性、 または蛍光強度、 を標準曲線にあてはめれば、 試料中の抗原、 すなわち LARCタンパク質の量を知る ことができる。 LARCタンパク質を定量することにより、 炎症反応や免疫反応をモ 二ターする方法が提供され得る。
LARCタンパク質のケモカイン活性の確認
本発明の LARCタンパク質のケモカイン活性は例えば、 試験管内では、 一定の口 径のポアを有するフィルターを介在させて仕切った培養容器の一方の側に LARCを 入れ、 他方の側に標的細胞を入れて、 一定時間後にフィルターのポアを通過して LARCの存在する側へ移動した細胞数をランダムな移動数と比較して示し得る。 ま た、 生体内では、 精製した LARCタンパク質を動物に投与して細胞の浸潤と集合を 組織学的方法で検出することによつても示し得る。
実施例
本発明を以下の実施例によりさらに詳しく説明する。
実施例 1
LARCの cDNAの単離およびその構造決定
( 1 ) ESTライブラリーからの LARC cDNA部分配列の検索
ァメリ力 NCB Iが公開している核酸配列データベース GenBankの一部である、 cDNA部分配列から構成される Exp re s s ed Seq uence Tag (EST)データベースを、 種々のヒト CC型ケモカインアミノ酸配列をもとに TBLASTN検索ソフ卜を用いて検 索し、 CC型ケモカインと有意の相同性をもつが、 既知のケモカインとは異なる夕 ンパク質をコードすると考えられる 5個の ESTデータ (GenBankァクセッション · ナンバー : D17181、 D31065. D8Z589. T27336、 Τ27433) を見出した。 これらのデー 夕はそれぞれヒ ト肝細胞株 HepG2、 ヒ 卜胎児肺組織、 ヒ ト脬島細胞、 ヒ 卜脬島細胞、 ヒト薛島細胞の cDMAライブラリー由来の cDNAで、 長さはそれぞれ 226 bp、 360bp、 342 bp、 292 bp、 342 bpであり、 1 994年 1 2月 1 日、 1 995年 2月 8日、 1 996年 1 月 1 1 日、 1 994年 1 2月 6日、 1 994年 1 2月 6 日にそれぞれ GenBankに登録されている。
( 2 ) LARC tnRNA発現ヒト細胞の確認
LARC mRNAの検出は mRNAを逆転写酵素で cDNAに変換したのち、 LARCに特異的な プライマーの組み合わせによる PCR法を用いて行った。 まず、 GenBank EST データ D31065の配列をもとに PCR用プライマー 1 対、 NCC- 5Fプライマーおよび NCC- 5Rプ ライマーを合成した。 NCC- 5Fプライマーおよび NCC- 5Rプライマーの配列はそれぞ れ次の通りである :
NCC-5F 5' -GTACTCAACACTGAGCAGATCT-3' (配列番号 2 )
NCC-5R 5' -AGGTGGAGTAGCAGCACT-3' (配列番号 3 )
次に、 50ng/mlの PMAで 6時間刺激したヒト単球様細胞株 U937から、 QuickPrep Micro mRNA Purif ication Kit (Pharmac i a社製) を用いて mRNAを抽出した。 精製 した mRNAを錶型として、 一本鎖 cDNAを Preampl if ication System (GIBCO- BRL社 製) を用いて合成した。 得られた一本鎖 cDMAを錶型として反応緩衝液(10 m Tris-HCL pH 8.3、 50 mM KCI、 1.5 mM MgCI2、 0.1¾ ゼラチン、 200 μ. M dNTP(dATP、 dGTP、 dCTP、 dTTP)、 400 nM NCC- 5Fプライマー、 400 nM NCC-5Rプラ イマ一、 および 100 U/ml Ampl aq DNAポリメラーゼ I)中で、 ポリメレースチェ インリアクション (PCR) 反応を行った。 PCRには宝酒造から購入した Ampl iTaq Kit を用い、 DNA Thermal Cycler (Perk i n- E I mer社製) で行った。 反応は、 94°C で 3分間前処理した後、 94°Cで 45秒間、 60°Cで 45秒間、 72°Cで 1分間の反応サイ クルを 40回繰り返し、 最後に 72°Cで 3分間処理して行った。 cDNAが予想される cDNA断片 100bpのシグナルを与えることから、 U937細胞が PMA刺激により LARC mRNAを発現することを見出した。
(3) LARC cDNAの単離
50 ng/mlの PMAを培地に加え 6時間培養したヒ ト単球様細胞株 U937から抽出し た mRNAから Marathon cDNA Ampl if ication Kit (Clontech社製) を用いて LARC cDNAを単離する。 まず U937 mRNA 1 μ gと Marathon cDNA 合成プライマー 10 pmoleとを含む溶液 5 Iを 70°Cで 2分間加熱し、 氷冷後、 これに dATP、 dCTP、 dGTP、 dTTP (各 1 mM) および關 LV逆転写酵素 (100ユニッ ト) を加え、 50 mM Tris-HCI (pH8.3)、 6 mM MgCIい 75 mM KCI の反応液 10 μ I 中、 42°Cで 1時間一 本鎖 cDNA合成反応を行った。 反応後、 反応液を氷冷し、 これに dATP、 dCTP、 dGTP、 dTTP (各 0· 2 m ) 、 E. col i DNA ポリメラーゼ I (24ュニッ 卜) 、 E. col i DNA リ ガーゼ (4· 8ュニッ 卜) および E. col i RNase H (1ュニッ 卜) を加え、 100 mM KCし 10 mM硫酸アンモニゥ厶、 5 mM MgCI2、 0. 15 mM -NAD、 20 mM Tris-HCI (pH7.5) および 0.05 mg/ml ゥシ血清アルブミンの反応液 80 t I 中、 16°Cで 1時間半、 二本 鎖 cDNA合成反応を行った。
次いで、 この反応液中に T4 DNAポリメラーゼ (10ユニッ ト) を加え、 16°Cで 45 分間反応し、 cDNAを平滑末端化した。 反応後、 フエノール抽出 ·ェタノール沈殿 の操作を行った後、 DNAを 10 μ Iの蒸留水に溶解した。 その内の 5 β Iの溶液に Marathon cDNAアダプター 20 pmoleおよび T4 DNAリガーゼ (1ュニッ 卜) を加え、 50 mM Tris-HCI (pH7.8)、 10 mM MgCI2、 1 mM DTT、 1 mM ATP、 5¾ (w/v) ポリェチ レングリコール(MW 8, 000)の反応液 10 At I 中、 16°Cで約 20時間反応させ、 二本鎖 cDNAの両端にアダプターを結合させた。 反応後、 70°Cで 2分間加熱してリガーゼ を失活させ、 さらに ΙΟ ιιιΜ Tricine-KOH (pH9.2)、 0.1 mM EDTAで 250倍に希釈後、 94°Cで 2分間加熱し、 アダプターを結合させた二本鎖 cDNAを変性させた。 5' RACE 反応はこの変性させた cDNA 5 μ I に dATP、 dCTP、 dGTP、 dTTP (各 0.2 mM) 、 TAKARA LA Taq (2.5ュニッ ト) 、 TaqStart抗体 (0· 55 μ g) 、 アダプタ一部に結 合する API プライマー 10 pmole、 および NCC-5Rプライマー (配列番号 3 ) 10 pmoleを加え、 Ix TAKARA LA Taq緩衝液の反応液 50 μ I 中、 94°Cで 1分の前処理 後、 直ちに 94°C、 30秒; 60°C、 30秒 ; 68°C、 4分の条件で 30サイクルの PCRを行 つた。 3' RACE反応は上記の反応条件で MCC-5Rプライマーの代わりに NCC- 5Fプ ライマー (配列番号 2 ) を用いた。 反応後、 PCR産物を ^低融点ァガロースゲル電 気泳動で分離し、 約 120bpの 5' RACE断片および約 780bpの 3' RACE断片をフエノ ール抽出法で回収し、 エタノール沈殿の操作を行った後、 DNAを 10 μ I の蒸留水 に溶解した。 その内の 5 μ Iをベクター pGEM- T (Promega社製) 1.0 M I と混合し、 T4 DNAリガーゼを用いて 16°Cで約 20時間反応させて両者を連結させ、 組換え DNA を作製した。 これを大腸菌 (E. col i) XLl-Blue MRF' (St ratagene社製) に形質転 換し、 コロニーを得た。
(4) 陽性クローンの同定と塩基配列決定
上記工程で得られたコロニーの内の数個からプラスミ ド DNAを抽出し、 SP6 プロ モーター . プライマーあるいは T7 プロモーター ■ プライマーを用いて cDNAの 5' および 3'端側の塩基配列を調べたところ、 すべて EST D31065とほぼ同一の塩基配 列であった。 そこで 5' RACEおよび 3' RACEから 1 個づつのクローン DNAを無作為 に選択し (以下、 5'- RACE cDNAと 3'- RACE cDNAと称す) 、 それらについて全塩基 配列を Sangerらの方法 [Proc. Natl. Acad. Sci. USA 74: 5463-5467 , 〗 977] に 従って決定した。 その結果、 最初に現れる翻訳開始コ ドン ATGの規定するメチォ二 ンを含む 96個のアミノ酸残基からなるタンパク質をコードする cDNAの全塩基配列 を決定した。 このタンパク質のアミノ酸配列は既知のケモカインとは完全に一致は しないが、 有意の相同性を有し、 また CC型ケモカインの構造的特徴である保存さ れた 4個のシスティン残基を含むこと、 および N端側に分泌タンパク質に特徴的な シグナル配列様の配列が存在すること、 などから新規の CC型ケモカインと推定さ れた。
(5) LARCの推定アミノ酸配列解析
調製した cDNAクローンの塩基配列および内部に翻訳終了コ ドンを持たない open reading frame (0RF)のアミノ酸配列を図 1 に示す。 この遺伝子は 96個のアミノ酸 よりなる 0RFを有し、 N末端にシグナルペプチドに特徴的な、 疎水性の強いアミノ 酸配列を有する遺伝子であることが明らかとなった。 この 96個のアミノ酸からな るタンパク質の分子量は、 計算によると 〗 0, 794であった。 推定上のシグナルぺプ チドの切断部位は、 計算によると Ala- 26と Ala- 27の間であった。 シグナルべプチ ド切断後の 70個のアミノ酸からなる推定上の成熟型タンパク質は、 分泌タンパク 質であると推定された。 この 70個のアミノ酸からなる推定上の成熟型分泌タンパ ク質の分子量は、 計算によると 8, 020であった。 この 70個のアミノ酸からなる推 定上の成熟型分泌夕ンパク質の等電点は、 計算によると 10.3であった。 アミノ酸配列の類似性解析は FASTAおよび ClustalVプログラムを用いて行った。 その結果を図 2に示す。 得られた cDNAの 0RFから推定される CC型ケモカインを含 めてすべての CC型ケモカインで保存されているアミノ酸は四角で囲み、 一方殆ど のケモカインで保存されているアミノ酸は黒丸で示した。 また得られた cDNAの 0RFから推定される CC型ケモカインと他の CC型ケモカインとの相同性の程度をシ グナルペプチドが切断されたあとの成熟型のタンパク質について !¾表示で右側に示 している。 すなわち成熟型分泌タンパク質のアミノ酸配列は CC型ケモカインに属 する例えば LD78 α/ΜΙΡ-1 αとは 27!¾、 M I Ρ-1 jSとは 28¾、 RANTESとは 25%、 MCP-1 とは 25¾、 MCP-3とは 24¾、 MCP- 2とは 24 卜 309とは 20%の相同性があることが明 らかとなつた。 また、 全ての CC型ケモカインで保存されている 4つのシスティン は LARCでも保存されていることが明らかとなった。 従って、 得られたアミノ酸配 列は新規のヒ卜 CCケモカインのものであると考えられる。
実施例 2
ノ一ザンブロッ 卜解析による LARC tnRNAの発現解析
未刺激および 50 ng/mlの PMAで 6時間刺激したヒト T細胞株 Jurkat、 ヒ 卜血芽 球系白血病株 K562、 ヒ卜単球様細胞株 U937、 およびヒ 卜メラノーマ細胞株 Bowes から、 Quickprep Micro mRNA精製キッ ト (Pharmac i a社製) を用いて、
poly(A)+RNAを抽出した。 単離した poly(A)+RNA 2 μ gを、 0· 66Μ ホルムアルデヒ ドを含む U ァガロースゲル中で電気泳動にかけ、 ナイロン膜(Hybond- Ν+、
Amersham 社製)に転写した。 また各種のヒ 卜組織より単離した poly(A)+RNA 2 μ g を、 ァガロースゲル電気泳動にかけ、 ナイロン膜に転写したもの (マルチプルティ ッシュブロッ ト) は Clonetech社よリ購入した。 これらの膜を、 マルチプライ厶 DNA標識システム (Amersham 社製) により 32Pで標識した LARCの 3' -RACE cDNAを プローブとして、 ハイプリダイゼーシヨンを行った。 ハイプリダイゼーショ溶液は 5x SSPE (lx SSPEは、 0.18M NaCL 0.01M リン酸ナトリウム、 pH 7, 5、 Im EDTA)、 50¾ ホルムアミ ド、 Vk ドデシル硫酸ナトリウム (SDS)、 10x Denhardt' s溶液、 100 ix g/mlサケ精子 DNAを用い、 42°Cで一晩ハイブリダィゼーションを行った。 0. Ix SS 0. 1¾ SDSの緩衝液、 50°Cの条件で膜の洗浄を行った後、 その膜を X線 フイルム(Kodak社製)に感光させ、 それらを現像して解析した。 各種のヒ ト細胞株 の未刺激および PMAで刺激した後の LARC mRNAの発現をノーザンブロッ 卜により解 祈した結果を図 3 Aに示す。 図 3 Α·では、 (―) は無刺激、 (+ ) は ΡΜΑ (50 ng/ml) で 6時間刺激した場合を示す。
各種のヒ卜組織での LARC mRNAの発現をノーザンブロッ 卜にょリ解析した結果を 図 3 Bに示す。 図 3 A、 図 3 Bともに内部対照として同じフィルターでの GAPDH (グリセルアルデヒド -3-リン酸デヒドロゲナーゼ)の mRNAのノーザンブロッ 卜の結果も示している。 図 3 Aは、 U937および Bowesで PMA刺激により LARC mRNA が誘導されてくることを表わしている。 図 3 Bは、 LARCの mRMAは主に肝臓で構成 的に、 また肺でもやや弱く構成的に発現していることを表わしている。
実施例 3
組換え LARCタンパク質の発現および精製
組換え LARCタンパク質のカイコ細胞での発現と精製は以下のように行った。 LARCの翻訳開始コ ドンから翻訳終了コ ドンまでを含む DMA断片を Bgl I I と Not l で切り出し、 PVL1393バキュロウィルス転移ベクター(baculovi rus transfer vector, Invi trogen 社製) の BamH I と No 11部位に組み込み、 pVL- LARCを作製し た。 この組換えベクター pVL-LARCの遺伝子地図を図 4に示す。 次に、 組換えべク ター pVL-LARCと致死的な欠失を持つ直線状の Autographa cal i fornica nuclear polyhedrosis vi rus (AcNPV)の DNA (Clontech社製) とを Sf9昆虫細胞
( Invi trogen社製) に同時にリポフエクチン (GIBC0- BRL社製) を用いて導入し、 組換えバキュロウィルスを得た。 得られた組換えバキュロウィルスは限界希釈法に より純化し、 さらに、 Sf9昆虫細胞に M.0. I. = 0. 1で感染させて、 種ウィルスを 得た。 この種ウィルスを、 Tn5B-4昆虫細胞(Invi trogen社製)(150 cm2 のフラスコ あたり 1. 2x107個) に M.0. に = 10から 20で感染させ、 EX-CELL 400 無血清培地 (JRH Biosciences社製) (150 cm2 のフラスコあたり 30 ml) で、 27°Cで 2 日間培 養した。 その後、 培養上清を回収し、 0.22 μ ιηの フィルターメンブランでろ過し た。 このろ液に 1/10容の 500 m 2-モルホリノエタンスルホン酸 (MES) (pH 6.5) を加え、 A緩衝液 (50 mM MES (pH 6.5) /100 mM NaCI) で平衡化した 1 mlの陽 イオン交換 HiTrap-S column (Pharmac i a社製)に適用した。 この LARCタンパク質 の結合したカラムを A緩衝液で洗浄後、 45 mlの NaCIの塩濃度の勾配 (0.1-1.0 M) により溶出した。 LARCタンパク質を含む分画は SDS- PAGEと銀染色を用いて同 定した。
この LARCタンパク質を含む分画に最終濃度が 0· 05%となるように卜リフル才ロ 酢酸 (TFA)を加えた後、 A緩衝液 + 0.05¾! TFAで平衡化したコスモシル 5C4- AR-300 カラム(Cosmo Bio社製)にかけ、 100 ml のァセトニ卜リル濃度勾配(20-40¾)を用い て溶出した。 LARCタンパク質の溶出パターンを図 5 Aに示す。 LARCタンパク質を 含む分画を集め、 真空乾燥でァセトニ卜リルを揮発させ、 PBSに対して透析して最 終的な精製品を得た。 タンパク質の濃度は BCA kit (Pierce社製)を用い、 BSAを 対照として決定した。 培養上清 1.5 リッ トルから 500 μ gの精製 LARCタンパク質 が得られ、 発現量は良好であった。 混入しているエンド卜キシン量は Limulus amoebocyte !ysate assay (QCL- 1000、 Bio Wh i taker社製)を用いて定量すると、 4 pg/μ g以下であった。 精製 LARCタンパク質の SDS- PAGEによる電気泳動と銀染色 の結果を図 5 Bに示す。 精製 LARCタンパク質の N末端アミノ酸配列は、 アミノ酸 シーケンサー(島津社製)を用いて決定し、 Ala- Ser-Asn-Phe-Aspであった。 このァ ミノ酸配列は、 図 1 に示した塩基配列から予測されるアミノ酸配列において 26位 の Alaと 27位の Alaの間でシグナルべプチドが切断されたのち、 7 0個のアミノ 酸からなる成熟型分泌タンパク質の推定される N末端アミノ酸配列と一致した。 実施例 4
アル力リフォスファタ一ゼ標識 LARCの調製
(1 ) 融合タンパク質の調製 リンパ球上のレセプターとの結合を検討するため、 アルカリホスファターゼ- (ヒ スチジン)6 (SEAP(HIS)6) と LARCとの分泌型融合タンパク質を調製する。
Clontech社製のプラスミツ ド pSEAP- Enhancerを錶型として、 SEAPをコードする 領域をヒスチジンが 6個つながった配列である( H i s ) 6部分をカルボキシル端に付加 した形でコードする領域を 5' -Xba卜 APプライマー (配列番号 4 ) と 3'- ?0115)6- Notl プライマー (配列番号 5 ) を用いた PCRにより増幅した :
5' -Xbal-APプライマー
5' -CGCTCTAGAAGCTCCGGAATCATCCCAGTTGAGGAGGAGAAC-3' (配列番号 4 )
3'-AP(HIS)6-Notl プライマー
5' -CGCGCGGCCGCTCAGTGATGGTGATGGTGATGACCCGGGTGCGCGGCGTCGGT-3' (配列番号 5 ) 得られた PCR産物を制限酵素 Xbal と Notlで分解後、 pDREF-Hyg (itnai et aに, J. Biol. Chem. 271 : 21514-21521, 1996)の Xba I と No 11部位の間に導入し、 組換え タンパク質を SEAP(HIS)6との融合タンパク質として発現するためのベクター pDREF-SEAP(HIS)6をまず作製した。 このベクターの制限断片地図を図 7 Aに示す。 次に、 図 7 Aに示しているように、 pDREF- SEAP(His)6ベクターの Sai l と Xbal部 位の間に LARC cDNAの 0RFを挿入し、 LARCが 5個のアミノ酸からなるリンカ一
(Ser- Arg- Ser-Ser- Gly)を介して SEAP- (H I S) 6と融合しているタンパク質をコード するベクター pDREF- LARC- SEAP(HIS)6を作製する。 このベクターを作製するため、 まず LARCをコードする塩基配列を LARCの 3'- RACE cDNA (上記) を錶型として、 5'- SaU-LARCプライマー (配列番号 6) と 3' -LARC- Xba I プライマー (配列番号 7 ) を用いた PCRで増幅した :
5' - Sal卜 LARCプライマー
5' -CGCGTCGACAAAACCATGTGCTGTACCAAG-3' (配列番号 6 )
3' -LARC-Xbal プライマ一
5' -CGCTCTAGACATGTTCTTGACTTTTTTACT- 3' (配列番号 7 )
得られた PCR産物を制限酵素 Sal I と Xbalで分解後、 pDREF- SEAP (H I S) 6の Sal I と Xbal部位の間に導入し、 pDREF-LARC- SEAP(HIS)6を作製した。
pDREF- LARC- SEAP(HIS)6ベクターを 293/EBNA- 1細胞( i nv i ogen社製) にリボフ ェクチン (Gibco- BRL社製) を用いて導入した。 培養 3— 4日後、 培養上清を回収 し、 0.45 μ mのポアサイズのフィルターに通し、 20 mM HEPES (ρΗ 7.4) と 0.02¾ アジ化ナトリウム(sodium azide) を加えて 4 °Cに保存した。
得られたヒ卜 LARC- SEAP融合タンパク質をニッケルァガロースカラム (Qiagen 社) を用いてァフィ二ティー精製し、 生成融合タンパク質を SDS-PAGEによる電気 泳動と Coomassie Bri I I iant Blue染色を行った。 結果を図 7 Bに示す。
(2) LARC- SEAP (HIS) 6の比活性の決定
産生された融合タンパク質(LARC- SEAP)はサンドウイツチ型の酵素結合免疫吸着 検定(ELISA)によって定量した。 即ち、 96穴マイクロテス卜プレー卜
(Maxsorb) (Nunc社製)を単クローン型抗胎盤アル力リホスファターゼ(ant i- PLAP) (Medix Biotech社製)(2 μ g/ml, 50m Tris-HCI, pH 9.5)でコートし、 ゥシ 血清アルブミン (BSA) (1 mg/ml, リン酸緩衝化食塩水(PBS) )でブロックした。 検体 は希釈液(0.02¾ Tween- 20を含む PBS)で希釈し、 マイクロプレー卜に加えて室温で 1 時間反応後、 希釈液で洗浄後、 500倍に希釈したビ才チン化ゥサギ抗 PLAP抗体 を加えて 1 時間反応した。 さらに洗浄後、 パーォキシダーゼ結合ス卜レプ卜ァビジ ン (Vector社製)を加えて 3 0分間反応した。 洗浄後、 結合したパー才キシダーゼ の活性を 3.3'- 5, 5'-テ卜ラメチルベンジジンで検出した。 反応を 1 N H2S04で停止 し、 450 nmの吸光度を測定した。 アルカリホスファターゼ (AP) の活性を Great EscApe Detection Kit (CI ontech社製)を用いたケミルミネセンス法で測定し、 相 対光量(Relative Light Un i t) (RLU)/sとして求めた。 AP標準曲線の作製は精製 PLAP(Cosmo B i o社製)を用いて行った。 試験した SEAPと LARC- SEAPの相対光量は 1 pmo! 当たリそれぞれ 8· 7xl07 RLU/sと 1· 7xl08 RLU/sであった。
試験例 1
LARCの各種細胞に対する遊走活性 ( 1 ) リンパ球、 単球および顆粒球細胞の調製
Lymphoprep (Nyegaard社製) による比重遠心法で健常人末梢血を単核球分画と 沈殿分画に分離した。
単核球分画を磁気マイクロビーズ(paramagnetic microbeads)を結合した抗 CD14 (単球マーカー) と 30分間 4°Cで反応させ、 次いで細胞浮遊液を磁場においた力 ラム (VavioMACS) (Mi I tern Biotec社製) に通して CD14陽性細胞を除去するこ とにより、 リンパ球を分離した。 単球は単核球分画をそのまま用いた。
顆粒球と赤血球を含む沈殿分画をヒドロキシェチルデンプン(Plasmas teri I) (Fresenius AG社)に懸濁し、 赤血球を 30分間の沈降により除去し、 さらに残留し た赤血球は蒸留水処理により溶血して、 顆粒球分画を得た。
(2 ) LARCの細胞遊走活性
LARCの細胞遊走活性は 48ゥ; Lルの走化性チャンバ一(Chemotaxis chamber) (Neuro Probe 社製) を用いて測定した。
実施例 3にて調製した精製組換えヒ ト LARCを緩衝液 (ハンクス平衡塩溶液 + 0.1¾ ヒ 卜血清アルブミン) で希釈し、 下ゥエルに加え、 穴のサイズが 5 /i mのポ リカーボネー卜フイソレター (po I ycarbonate f i lter, Nuc I eopore 社製) で隔て、 上 ゥエルに上記 ( 1 ) にて入手した各種細胞を加えた。
各種細胞がリンパ球の場合はフイブロネクチン (Gibco- BRL 社製) をコートした ポリビニルピロリ ドン(PVP)不含フィルターを、 単球の場合は PVP処理したフィル ターを、 顆粒球の場合は PVPで処理されていないフィルターを用いた。 反応は 37°Cでリンパ球が 4時間、 単球が 2時間、 顆粒球が 45分で行った。 ヒ 卜単球様細 胞株 THP- 1の場合は 1時間行った。 陽性対照としてはリンパ球と単球に対しては MCP- 3、 顆粒球に対しては IL- 8を用いた。 反応後、 フィルターを固定し、 Diff- Quick (Harleco 社製) で染色し、 800倍の顕微鏡下で各穴について無作為に選ん だ 10視野の細胞数をカウン卜した。 遊走指数は得られた細胞数を陰性対照での細 胞数で割って算出した。 LARCと陽性対照 MCP- 3のヒ ト単球様細胞株 THP- 1細胞に対するケモタキシス誘 導を検討した結果を示すグラフを図 6 Aに、 LARCと陽性対照 MCP- 3のヒ 卜末梢血 単球に対するケモタキシス誘導を検討した結果を示すグラフを図 6 Bに、 LARCと MCP- 3のヒ卜末梢血リンパ球に対するケモタキシス誘導を検討した結果を示すグラ フを図 6じに、 そして LARCと陽性対照 IL- 8のヒ 卜末梢血顆粒球に対するケモタキ シス誘導を検討した結果を示すグラフを図 6 Dにそれぞれ示す。
図 6 Cに示されるように、 リンパ球は濃度依存的に LARCに対して遊走した。 ま た顆粒球も高濃度の LARCに対して遊走を示した (図 6 D) 。 一方、 単球や THP-1 は LARCに対し有意の遊走活性を示さなかった (図 6 A、 B) 。
試験例 2
アル力リフォスファターゼ標識 LARCのリンパ球への結合試験
結合試験は 20 mM HEPES (ρΗ 7.4)、 1 ¾ BSAおよび 0.02% アジ化ナトリウムを含 む RPMI- 1640、 200 ml 中で行った。 飽和型の結合実験の場合、 1 5°Cの条件で 5x105個の細胞に各種濃度の LARC-SEAPを加えて 1 時間反応させた。 非特異的結合 の測定は〗 μ Mの非標識 LARCを存在させて行った。 洗浄後、 細胞を 50 μ I の 1¾ Triton X-100を含む 10 mM Tris-HCI (pH 8.0)で溶解し、 細胞に由来するホスファ ターゼを 65°C10分間の処理で不活化し、 遠心後、 25 μ Iの上清中の ΑΡ活性を測定 した。 LARC- SEAP融合タンパクの濃度を変化させた場合のヒ ト末梢血リンパ球に対 する特異的結合を示すグラフを図 8 Aに示す。 このデータをもとに LIGANDプログ ラムによりスキャッチヤード解析(Scatchard plot)を行い、 Kdを求めた (図 8 B) 。 Kdは 0.4 nMで細胞 1 個当たり 2100部位であった。 また排除型の結合実験 として、 2xl05の細胞に 1 nMの LARC- SEAPと各種の濃度の非標識 LARCを加え、 室 温で 1 時間反応させ、 洗浄後、 上記と同様に細胞溶解液中の AP活性を求めた。 一 定濃度 (1 nM) の LARC-SEAPに対し非標識 LARCの濃度を変化させたときの LARC- SEAPのヒトリンパ球への結合量の変化を示すグラフを図 8 Cに示す。 非特異的結 合は 1 nMの SEAPを用いて測定した。 さらに、 1 nMの LARC- SEAPに対し、 200 nMの各種の非標識ケモカインを加え、 LARC-SEAPの結合阻害実験を行った。 得られた結果を図 8 Dに示す。 LARCの結合は LARCでのみ阻害され、 調べた他の CC型および CXC型ケモカイン (TARCを除き全て PeproTech社製) では阻害されなかった。 従って、 リンパ球上の LARCレセプター は他のケモカインに対するレセプターとは異なる独立のレセプターであることが判 明した。
試験例 3
LARCとその特異的レセプター GPR- CY4との結合試験
( 1 ) GP -CY4を発現する 293/EBNA- 1細胞および Raj i細胞の調製
GPR-CY4を発現させるために、 まず GPR- CY4をコードする DMAの増幅を行った。 Genbank accession number U4598 の塩基配列に基づいて、 GPR-CY4 をコードする 領域を増幅させるためのプライマーとして以下の HSU45984-Sal IF プライマー (配 列番号 8) と HSU45984- NotlRプライマー (配列番号 9 ) を作製した。
HSU45984-Sal IF: 5' -CGCGTCGACGCCACCATGAATTTCAGCGATGTTTTCGA-3' (配列番 号 8)
HSU45984-NotiR: 5' -CGCGCGGCCGCTCACATAGTGAAGGACGACGCAT-3' (配列番号
9)
ヒ ト活性化末梢血 cDNA ライブラ リ ー ( Imai ら、 Journal of Biological Chemistry 271: 21514-21521, 1996) を錶型として、 GPR-CY4 をコードする領域を HSU45984-Sal IFプライマー (配列番号 8) と HSU45984- No 11 R プライマー (配列番 号 9) を用いた PCRにより増幅し、 得られた PCR産物を制限酵素 Sal I と Not I で同 時に切断後、 pBluescript SK+ (Stratagene社製) の Sa I I と Not I サイ トの間に導 入した。 得られたプラスミ ドから、 GPR- CY4をコードする領域を Sal I と Notl で切 断後、 pDREF-Hyg ( Yoshida ら、 FEBS Letters 360: 155-159, 1995) の Sai l と Notl サイ 卜の間に導入し、 pDREF-GPR- CY4 を作製した。 このベクターを 293/EBNA- 1細胞(invitrogen社製、 ヒ ト胎児腎臓細胞株) に I i pof ec tam i n (G i bco- BRL社製) を用いて導入した。 GPR- CY4 が導入された 293/EBNA- 1 細胞は、 ハイグロマイシン (200 μ g/ml)存在下で 1 週間培養し、 薬剤耐性を示す細胞を選択することにより 得た。 Raji 細胞 ( B細胞株) にはエレク 卜口ポレーション法を用いて導入した。 エレク ト口ポレーシヨンは、 バイオラッ ド社の Gene Pulser で、 電圧 250V、 静電 容量 500 F で行った。 GPR-CY4 が導入された Raji 細胞は、 ハイグロマイシン (200 μ g/ml)存在下で 1 週間培養し、 薬剤耐性を示す細胞を選択することにより 得た。
( 2 ) LARC- SEAP融合蛋白質の GPR-CY4を発現させた Raj i細胞への特異的結合 結合実験に用いる標識 LARC として、 LARC と分泌型アルカ リホスファターゼ
(SEAP) との融合タンパク質を用いた(Lusterら、 J. Exp. Med. 182, 219-231, 1995)。 結合実験は 20 m HEPES (pH 7.4), 1% BSA, 0.02¾ sodium azide を含む RPM卜 1640, 200 ml 中で行った。 図 9 Aに示した飽和型の結合実験の場合、 16°Cの条件 で 2x105個の細胞に各種の濃度の LARC-SEAPを加えて 1 時間反応させた。 非特異的 結合の測定は ImMの非標識 LARCを存在させて行った。 洗浄後、 細胞を 50 ml の 1¾ Tri ton X- 100を含む 10 mM Tris-HCI (pH 8.0)で溶解し、 細胞に由来するホスファ ターゼを 65°C10分間の処理で不活化し、 遠心後、 25 μ I の上清中のホスファタ一 ゼ (ΑΡ) 活性を測定した。 このデータをもとに LIGAND program により Scatchard plot (図 9 B) を行い、 Kdを求めた。 Kdは 0.9 nMで細胞 1 個当たりのレセプター 数は 28, 800個であった。 従って、 LARC- SEAP は GPR- CY4 に強く結合することがわ かった。 また排除型の結合実験 (図 9 C) では 2xl05の細胞に 1 nM の LARC- SEAP と各種の濃度の非標識 LARC を加え、 16°Cで 1 時間反応させ、 洗浄後、 上記と同様 に細胞溶解液中のアルカリホスファターゼ活性を求めた。 結合の強さを表す 50%阻 害濃度は約 3.4nM であった。 従って、 LARC は GPR- CY4 に強く結合することがわか つた。
次に、 LARCの GPR-CY4を発現させた Raj i 細胞への結合が他のケモカインにより 競合されるか否かを調べた。 LARC- SEAP の濃度を 1 nM とし、 非標識ケモカイン非 存在下もしくは 200 nMの MCP- 1、 RANTES, IP-1 OL、 ΜΙΡ-1 β (全てべプロテック 社製) 、 TARCあるいは LARCの存在下での 2χ105個の GPR- CY4を発現させた Raj i細 胞への結合を 16°Cで 1 時間行った。 非特異的結合は 1 nM の SEAP を用いて測定し た。 特異的結合量は、 各種の非標識ケモカイン存在下で結合した LARC-SEAPの値か ら、 非特異的に結合した SEAPの値を差し引いて求め、 非標識 LARCの非存在下での 特異的結合量を 100¾として計算した。 その結果を、 図 9 Dに示す。 LARC-SEAPの結 合は非標識 LARC でのみ競合阻害され、 他のケモカインでは結合阻害は認められな かった。 従って、 GPR- CY4は他のケモカインとは強く結合せず、 LRACとのみ強く結 合するレセプターであることがわかった。
( 3 ) ヒ ト LARCの GPR- CY4を発現させた 293/EBNA- 1細胞に対する遊走活性 ヒ卜 LARCの GPR-CY4を発現させた 293/EBNA- 1 細胞に対する遊走活性を 48 ゥェ ルの走化性チャンバ一 (chemotaxis chamber, Neuro Probe 社製) を用いて測定し た。 試験例 1 の記載に従い、 昆虫細胞で発現させ精製した組換えヒ卜 LARC を緩衝 液 [RPM卜 1640、 20 mM Hepes (pH 7.4)、 1¾ BSA] で希釈し、 下ゥエルに加え、 lxlO5個の GPR-CY4を発現させた 293/EBNA- 1細胞を上ゥエルに加えた。 コラーゲン IV溶液 (20 μ g/ml 水溶液) で 37°C、 4 時間コートしたポリビニルピロリ ドン不 含ポリカーボネー卜膜 (口径 8 μ m、 Neuro Probe 社製) で上下ゥエルの分離を 行った。 37°Cで 4時間培養後、 膜を取り外し、 PBSで上側を洗浄し、 固定及び染色 を行った。 遊走した細胞は 400倍の顕微鏡下で、 1 ゥエルにつき無作為に選んだ 5 視野について数を測定した。 その結果を図 1 0に示す。 図 1 0のグラフに示される 様に、 GPR-CY4を発現させた 293/EBNA-1 細胞は LARC に対して濃度依存的に遊走し た。 すなわち、 LARC濃度約 1 から 1000 ng/ml においては LARC濃度の増加と共に GPR-CY4 を発現させた 293/EBNA-1 細胞の遊走が増加し、 1000 ng/ml で最大の遊走 を示し、 よリ高い濃度では逆に遊走が減少するといぅケモカインに特徴的なベル型 の濃度依存性が観察された。 一方、 発現ベクターのみで LARC cDNAが導入されてい ない (Vector) 293/EBNA-1細胞に対し、 LARCは有意の遊走活性を示さなかった。 ( 4 ) ヒ ト LARCの GPR- CY4を発現させた 293/EBNA- 1細胞に対する細胞内カルシ ゥ厶濃度上昇活性
GPR-CY4 を発現させた 293/EBNA- 1 細胞を HBSS- BSA 緩衝液 [Hank' s 緩衝液に 1 mg/m l BSA と 10 m HEPES, pH 7. 4 を含む]で 3 x 106個/ m l になるように懸濁し、 さらに f u ra-PE3-AM (Texas F l uo res s en ce Labs社製)を 2 になるように加え、 室温暗所で 1 時間培養した。 HBSS- BSA 緩衝液で 2 回洗浄した後、 細胞を同緩衝液 に 2 X 1 06個/ m l になるように懸濁した。 得られた細胞 2 m l に 1 00 nMの LARCを加 えたときの蛍光度の変化を蛍光分光光度計 (LS 50B, Pe rk i n E l me r) を用いて、 励 起波長 340 nmおよび 380 ηι 蛍光波長 51 0 nm、 レスポンス 0. 2秒で測定した。 そ の結果を、 340 nm および 380 nmで励起したときの 51 0 nm での蛍光の蛍光強度比 で図 1 1 に示す。 ヒ ト LARCは GPR-CY4を発現させた 293/EBNA- 1細胞に対して蛍光 強度の比の上昇を誘導した。 更に、 連続したヒ 卜 LARC の添加に対しては蛍光強度 の比の上昇が認められない、 いわいる脱感作も認められた。 従って、 本発明のヒ ト LARC は、 GPR- CY4 を発現させた 293/EBNA- 1 細胞に対して、 特異的に細胞内カルシ ゥ厶濃度を上昇させる活性を有することがわかった。
産業上の利用の可能性
本発明は、 肝臓や肺などで構成的に発現しており、 PMAのような免疫学的刺激に より単球様細胞等から産生が誘導される CC型ケモカインである LARCに関する。 白血球の遊走と組織への浸潤を誘導するケモカインは生体内での炎症反応や免疫 反応にとって必須の物質である。 ケモカインには現在、 主に CXC型と CC型が知ら れており、 それぞれに複数の種類が存在し、 産生細胞、 産生を誘導する刺激の種類、 産生誘導から産生停止に到る反応時間、 遊走を誘導する標的細胞の種類などに関し 相互に異なる性質を示すことが知られている。 LARCは構造的には CC型ケモカイン のグループに属し、 おもにリンパ球に選択的に作用し、 末梢血単核球を刺激すると 産生が誘導されてくるほか、 他のケモカインには知られていない特徴として、 おも に肝臓で、 そして弱く肺で構成的に発現しているという性質を示す。 特に肝臓で構 成的に発現していることから、 肝臓でのリンパ球のホーミングや分化に関与してい ることが推測される。 また単球様細胞株 U937を PMA刺激することによつて産生が 誘導されてくることから、 肝臓や肺、 またその他の臓器や末梢組織での炎症および 免疫反応で重要な働きをしていることが推測される。 本発明の LARCは、 その機能 の解明により、 特に肝臓でのリンパ球のホーミングと分化成熟、 および肝臓での炎 症反応や免疫反応の制御、 さらに他の臓器や末梢での炎症反応や免疫反応、 等を解 明するのに有用であり、 それにより、 肝臓やその他の臓器また末梢での炎症反応ま たは免疫反応を誘導したりあるいは抑制するための新たな手段を提供することがで きる。 また、 本発明によって提供される LARCの遺伝子およびその抗体は、 LARCの 遺伝子変異およびその mRNAおよび夕ンパク質の発現状態を解析するのに有用であ リ、 血液系疾患および免疫系疾患の原因究明や診断に新たな手段を提供し、 それに よって血液系疾患および免疫系疾患の診断および治療方法の新たな開発が図られる。 また本発明によって提供される LARCの遺伝子は適当なベクターに挿入され、 ex v i voで培養細胞に導入してから体内に戻したり、 あるいは直接に体内に投与され ることにより、 LARC遺伝子の異常による遺伝性疾患、 各種の癌、 および各種の感 染症 (特にエイズ) 、 炎症性疾患、 免疫性疾患等を対象にした遺伝子治療の開発に 有用である。
配列表
配列番号 : 1
配列の長さ : 799
配列の型 :核酸
鎖の数:二本鎖
トポロジー :直鎖状
配列の種類: cDNA t o mRNA
起源
生物名 : ヒ卜 配列の特徴
特徴を表わす記号 : CDS
存在位置 : 59..346
特徴を決定した方法 : S
配列
CACTCCCAAA GAACTGGGTA CTCAACACTG AGCAGATCTG TTCTTTGAGC TAAAAACC 58
ATG TGC TGT ACC AAG AGT TTG CTC CTG GCT GCT TTG ATG TCA GTG CTG 106
Met Cys Cys Thr Lys Ser Leu Leu Leu Ala Ala Leu Met Ser Val Leu
1 5 10 15
CTA CTC CAC CTC TGC GGC GAA TCA GAA GCA GCA AGC AAC TTT GAC TGC 154 し eu Leu His Leu Cys Gly G I u Ser G I u A I a A I a Ser Asn Phe Asp Cys
20 25 30
TGT CTT GGA TAC ACA GAC CGT ATT CTT CAT CCT AAA TTT ATT GTG GGC 202
Cys Leu Gly Tyr Thr Asp Arg l ie Leu His Pro Lys Phe I I e Val Gly
35 40 45
TTC ACA CGG CAG CTG GCC AAT GAA GGC TGT GAC ATC AAT GCT ATC ATC 250
Phe Thr Arg Gin Leu Ala Asn G I u Gly Cys Asp l ie Asn A I a l ie lie
50 55 60
TTT CAC ACA AAG AAA AAG TTG TCT GTG TGC GCA AAT CCA AAA CAG ACT 298
Phe His Thr Lys Lys Lys Leu Ser Val Cys Ala Asn Pro Lys Gin Thr
65 70 75 80
TGG GTG AAA TAT ATT GTG CGT CTC CTC AGT AAA AAA GTC AAG AAC ATG 346
Trp Val Lys Tyr l ie Val Arg Leu Leu Ser Lys Lys Val Lys Asn Met
85 90 95
TAA AAA CTG TGG CTT TTC TGG 367 AATGGAATTG GACATAGCCC AAGAACAGAA AGAACCTTGC TGGGGTTGGA GGTTTCACTT 427 GCACATCATG GAGGGTTTAG TGCTTATCTA ATTTGTGCCT CACTGGACTT GTCCAATTAA 487
TGAAGTTGAT TCATATTGCA TCATAGTTTG CTTTGTTTAA GCATCACATT AAAGTTAAAC 547
TGTATTTTAT GTTATTTATA GCTGTAGGTT TTCTGTGTTT AGCTATTTAA TACTAATTTT 607
CCATAAGCTA TTTTGGTTTA GTGCAAAGTA TAAAATTATA TTTGGGGGGG AATAAGATTA 667
TATGGACTTT CTTGCAAGCA ACAAGCTATT TTTTAAAAAA ACTATTTAAC ATTCTTTTGT 727
TTATATTGTT TTGTCTCCTA AATTGTTGTA ATTGCATTAT AAAATAAGAA AAACATTAAT 787
AAGACAAATA TT 799 配列番号 : 2
配列の長さ : 2 2
配列の型 :核酸
鎖の数 :一本鎖
トポロジー :直鎖状
配列の種類:他の核酸 合成 DNA
配列
GTACTCAACA CTGAGCAGAT CT 22 配列番号 3
配列の長さ : 1 8
配列の型 :核酸
鎖の数 :一本鎖
トポロジー :直鎖状
配列の種類 :他の核酸 合成 DMA
配列
AGGTGGAGTA GCAGCACT 18 配列番号 4
配列の長さ : 4 2
配列の型 :核酸
鎖の数 :一本鎖
トポロジー :直鎖状
配列の種類 :他の核酸 合成 DMA
配列
CGCTCTAGAA GCTCCGGAAT CATCCCAGTT GAGGAGGAGA AC 42
配列番号 5
配列の長さ : 5 3
配列の型 :核酸
鎖の数:一本鎖
卜ポロジー :直鎖状
配列の種類:他の核酸 合成 DNA
配列
CGCGCGGCCG CTCAGTGATG GTGATGGTGA TGACCCGGGT GCGCGGCGTC GGT 53
配列番号 6
配列の長さ : 3 0
配列の型 :核酸
鎖の数: 一本鎖
トポロジー :直鎖状
配列の種類 :他の核酸 合成 DMA
配列
CGCGTCGACA AAACCATGTG CTGTACCAAG 30 配列番号 7
配列の長さ : 3 0
配列の型 :核酸
鎖の数 :一本鎖
トポロジー :直鎖状
配列の種類:他の核酸 合成 DMA
配列
CGCTCTAGAC ATGTTCTTGA CTTTTTTACT 30 配列番号 : 8
配列の長さ : 38
配列の型 :核酸
鎖の数:一本鎖
トポロジー :直鎖状
配列の種類:他の核酸 合成 DMA
配列
CGCGTCGACG CCACCATGAA TTTCAGCGAT GTTTTCGA 38 配列番号 : 9
配列の長さ : 34
配列の型 :核酸
鎖の数:一本鎖
トポロジー : 直鎖状
配列の種類 :他の核酸 合成 DNA
配列
CGCGCGGCCG CTCACATAGT GAAGGACGAC GCAT 34

Claims

請 求 の 範 囲
1 · 配列番号 1 のアミノ酸残基 1 または 2 7からアミノ酸残基 9 6からなるァ ミノ酸配列を含有するヒ卜 CC型ケモカインまたはその断片もしくは変異体である タンパク質。
2 . 配列番号 1 のアミノ酸残基 1 または 2 7からアミノ酸残基 9 6からなるァ ミノ酸配列に 1 または数個のアミノ酸残基の置換、 欠失、 挿入および付加の中から 選ばれる 1 またはそれ以上の変異を含み、 かつ該ヒ ト CC型ケモカインの機能また は活性と実質的に同じ程度である機能または活性を有している、 請求項 1 に記載の ヒ卜 CC型ケモカインの変異体タンパク質。
3 . 配列番号 1 のアミノ酸残基 1 または 2 7からアミノ酸残基 9 6からなるァ ミノ酸配列に 1 または数個のアミノ酸残基の置換、 欠失、 挿入および付加の中から 選ばれる 1 またはそれ以上の変異を含み、 かつ該ヒ 卜 CC型ケモカインの機能また は活性を抑制する機能または活性を有している、 請求項 1 に記載のヒト CC型ケモ 力インの変異体夕ンパク質。
4 . 請求項 1 から 3のいずれかに記載のタンパク質を含有する医薬組成物。
5 . 請求項 1 から 3のいずれかに記載のタンパク質に対する抗体。
6 . 単クローン抗体である請求項 5に記載の抗体。
7 . 請求項 6に記載の単クローン抗体を産生するハイプリ ドーマ細胞。
8 . 請求項 1 から 3までのいずれかに記載のタンパク質をコードする塩基配列 を含有する単離されたポリヌクレオチド分子。
9 . 配列番号 1 に記載の塩基配列の 5 9位の Aまたは 1 3 7位の Gから 3 4 6 位の Gからなる配列を有する請求項 8に記載のポリヌクレオチド分子、 またはその 塩基置換、 塩基付加もしくはアレル変異による変異体分子。
1 0 . 配列番号 1 に記載の塩基配列の 1 位の Cから 7 9 9位の Tからなる配列 を有する請求項 8に記載のポリヌクレオチド分子、 またはその塩基置換、 塩基付加 もしくはァレル変異による変異体分子。
1 1 . 配列番号 1 に記載の塩基配列の 1位の Cから 7 9 9位の Tからなる配列 の一部と相補的な配列を有するオリゴヌクレオチド分子、 またはその塩基置換、 塩 基付加、 アレル変異による変異体分子であって、 請求項 1 記載のタンパク質の活性 または機能を阻害する分子。
1 2 . 請求項 8から 1 1 までのいずれかに記載のポリヌクレオチド分子または オリゴヌクレオチド分子を含有するベクター。
1 3 . 発現ベクターである請求項 1 2に記載のベクター。
1 4 . 請求項 1 2に記載のベクターを宿主細胞に導入して得られる形質転換体。
1 5 . 請求項 1 3に記載の発現ベクターを含有する請求項 1 4に記載の形質転 換体。
1 6 . 宿主細胞がカイコ細胞である請求項 1 5に記載の形質耘換体。
1 7 . 請求項 1 5に記載の形質転換体を培養し、 産生されたタンパク質を回収 することを特徴とする、 請求項 1 に記載のタンパク質を製造する方法。
1 8 . 請求項 8から 1 1 までのいずれかに記載のポリヌクレオチド分子、 オリ ゴヌクレオチド分子またはその塩基置換、 塩基付加もしくはアレル変異による変異 体分子を含有する医薬組成物。
1 9 . 請求項 1 に記載のタンパク質のァゴニス卜、 インバースァゴニス卜また はアンタゴニストをスクリーニングする方法であって、 該ァゴ二スト、 インバース ァゴニス卜またはアンタゴニス卜を含むと推定される試料と該タンパク質に特異的 なレセプタ一 GPR- CY4とを反応させ、 その結合性および または反応性を測定する 工程を包含する方法。
2 0 . 請求項 1 9の方法によって見出されるァゴニスト、 インバースァゴニス卜 またはアンタゴニス卜。
不利にならない開示又は新規性喪失の例外に関する陳述
Statement Concerning Non-Prejudicial Disclosures or Exceptions to Lack of Novelty
( 1 ) 開示の日 : 平成 8年 7月 2 5日
(Date of Disclosure: 25 July, 1996) 開示の種類: 刊行物発表
合同年会講演要寶集
(Embodiment of Disclosure: Disclosure on Publications
Abstract of Papers Presented at the Joint Annual Meeting)
( 2 ) 開示の日 : 平成 8年 8月 2 7日
(Date of Disclosure: 27 August, 1996) 開示の場所:北海道厚生年金会館
(Place of Disclosure: Hokkaiao Kouseinenkinkaikan) 開示の種類: 学会発表
第 6 9回日本生化学会大会
第 1 9回日本分子生物学会年会合同年会
(Embodiment of Disclosure: Presentation m Conterence
69th Annual Meeting of the Japanese Biochemical Society
19th Annual Meeting of the Molecular Biology Society of Japan)
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