Parapockenvirus-kodierter vaskulärer Endothelzell Wachstumsfaktor (PPV- VEGF)Parapox virus-encoded vascular endothelial cell growth factor (PPV-VEGF)
Beschreibungdescription
Die Erfindung betrifft neue aus Parapockenviren (PPV) erhältliche Polypeptide mit Homologien zu humanen VEGF-Proteinen, welche in der Lage sind, die Endothelzellproliferation zu stimulieren. Diese PPV-VEGF-Polypeptide sind für pharmazeutische Anwendungen, insbesondere zur Stimulation der Gefäßbildung, Gefäßreparatur, Gewebereparatur und zur Immuntherapie geeignet. Weiterhin werden für die erfindungsgemäßen Polypeptide kodierende Nukleinsäuren, diese Nukleinsäuren enthaltende Vektoren und gegen die Polypeptide gerichtete Antikörper offenbart.The invention relates to new polypeptides obtainable from parapox viruses (PPV) with homologies to human VEGF proteins, which are able to stimulate endothelial cell proliferation. These PPV-VEGF polypeptides are suitable for pharmaceutical applications, in particular for stimulating vascularization, vascular repair, tissue repair and for immunotherapy. Furthermore, nucleic acids coding for the polypeptides according to the invention, vectors containing these nucleic acids and antibodies directed against the polypeptides are disclosed.
Angiogenese umfaßt den Prozeß der Neubildung von Blutgefäßen aus bereits existierenden Blutgefäßen. Angiogenetische Prozesse sind für eine normale Entwicklung und Differenzierung des Gefäßsystems essentiell. Im postembryonalen Stadium findet sich Angiogenese nur noch bei wenigen physiologischen Prozessen wie dem zyklischen Wachstum vom Corpus Luteum und Endometrium, der Wundheilung, den Reparaturprozessen bei der Gewebe- und Organregeneration, sowie bei dem pathologischen Prozeß des Tumorwachstums (Beck und D'Amore, "Vascular Development: Cellular and Molecular Regulation", FASEB J. 1 1 :365-373, 1997; Risau, "Mecha- nisms of angiogenesis", Nature 386:671 -674, 1 997).Angiogenesis involves the process of new formation of blood vessels from existing blood vessels. Angiogenetic processes are essential for normal development and differentiation of the vascular system. In the postembryonic stage, angiogenesis is only found in a few physiological processes such as the cyclic growth of the corpus luteum and endometrium, wound healing, the repair processes in tissue and organ regeneration, and in the pathological process of tumor growth (Beck and D'Amore, "Vascular Development: Cellular and Molecular Regulation ", FASEB J. 1 1: 365-373, 1997; Risau," Mechanisms of angiogenesis ", Nature 386: 671-674, 1 997).
Blutkapiliaren bestehen aus Endothelzellen und Perizyten. Diese beiden Zelltypen besitzen die genetische Information zur Ausbildung neuer Blutkapillaren durch Kapillarsprossung. Dieser Prozeß wird durch spezifische Angiogenesefaktoren initiiert. Aufgrund der großen physiologischen Bedeutung der Angiogenese wurden in den vergangenen Jahren verschiedene Angiogenesefaktoren isoliert, gereinigt und charakterisiert, u.a.
aFGF, bFGF, EGF, TGF-σ, TGF-ß, PGE2, Monobutyrin, HGF, TNF-σ, PD- ECGF, Angiogenin, lnterleukin-8 und VEGF (Klagsbrun et al., "Regulators of Angiogenesis", Ann. Rev. Physiol., 53:217-239, 1 991 ).Blood capillaries consist of endothelial cells and pericytes. These two cell types have the genetic information for the formation of new blood capillaries by capillary sprouting. This process is initiated by specific angiogenesis factors. Due to the great physiological importance of angiogenesis, various angiogenesis factors have been isolated, purified and characterized, among others aFGF, bFGF, EGF, TGF-σ, TGF-ß, PGE2, monobutyrin, HGF, TNF-σ, PD-ECGF, angiogenin, interleukin-8 and VEGF (Klagsbrun et al., "Regulators of Angiogenesis", Ann. Rev Physiol., 53: 217-239, 1,991).
VEGF (Vascular Endothelial Growth Factor) bezeichnet eine Familie mikroheterogener Wachstumsfaktoren mit großer Spezifität und Selektivität hinsichtlich der Wirkung als Mitogen für vaskuläre Endothelzellen (ED50 2- 10 pM) (Ferrara et al., "The Vascular Endothelial Growth Factor Family of Polypeptides", J. Cellular Biochem., 47:21 1 -21 8, 1 991 ). VEGF stimuliert die Angiogenese in verschiedenen in vivo Modellen, wie dem "chick chorioallentoic membrane" (CAM)-Assay (Leung etal., "Vascular endothelial growth factor is a secreted angiogenic mitogen. Science 246:1306-1309, 1989) und dem "rabbit cornea" Assay (Philipps et al., "Vascular endothelial growth factor is expressed in rat corpus luteum", Endocrinology, 1 27:965- 968, 1995), sowie in in vitro Modellen durch Bildung von kapillarartigen Strukturen in dreidimensionalen Kollagengelen (Pepper et al., "Potent synergism between vascular endothelial growth factor and basic fibroblast growth factor in the induction of angiogenesis in vitro", Biochem. Biophys. Res. Commun. 1 89:824-831 , 1 992). VEGF stimuliert in vaskulären Endothelzellen weiterhin die Expression von Tissue-type Plasminogen Activator (tPA), PA lnhibitor-1 (PAI-1 ) (Pepper et al., "Vascular endothelial growth factor (VEGF) induces plasminogen activators and plasminogen activator inhibitor typ 1 in microvascular endothelial cell", Biochim. Biophys. Res. Commun. 1 81 :902-908, 1991 ) und Metallproteinasen (Unemori et al., "Vascular endothelial growth factor induces interstitial collagenase expression in human endothelial cells", J. Cell. Physiol. 1 53:557-562, 1 992). Eine weitere Funktion von VEGF liegt in der Erhöhung der vaskulären Permeabilität, weshalb das Protein auch als "Vascular Permeability Factor" (VPF) bezeichnet wird (Ferrara et al., "The Vascular Endothelial Growth Factor Family of Polypeptides", J. Cellular Biochem., 47:21 1 -21 8 (1 991 )). Darüber hinaus wird VEGF eine immunmodulatorische Wirkung zugeschrieben, da VEGF die funktionale Reifung von dendritischen Zellen aus CD34 +
Stammzellen inhibiert (Gabrilovich et al., "Production of vascular endothelial growth factor by human tumors inhibits the functional maturation of dendritic cells", Nature Med. 2: 1096-1 103, 1 996).VEGF (Vascular Endothelial Growth Factor) denotes a family of micro-heterogeneous growth factors with great specificity and selectivity with regard to the effect as mitogen for vascular endothelial cells (ED 50 2- 10 pM) (Ferrara et al., "The Vascular Endothelial Growth Factor Family of Polypeptides", J. Cellular Biochem., 47:21 1-21 8, 1,991). VEGF stimulates angiogenesis in various in vivo models, such as the "chick chorioallentoic membrane" (CAM) assay (Leung et al., "Vascular endothelial growth factor is a secreted angiogenic mitogenic. Science 246: 1306-1309, 1989) and the" rabbit cornea "assay (Philipps et al.," Vascular endothelial growth factor is expressed in rat corpus luteum ", Endocrinology, 1 27: 965-968, 1995), and in vitro models by forming capillary structures in three-dimensional collagen gels (Pepper et al., "Potent synergism between vascular endothelial growth factor and basic fibroblast growth factor in the induction of angiogenesis in vitro", Biochem. Biophys. Res. Commun. 1 89: 824-831, 1 992). VEGF stimulates in vascular endothelial cells also the expression of tissue-type plasminogen activator (tPA), PA inhibitor-1 (PAI-1) (Pepper et al., "Vascular endothelial growth factor (VEGF) induces plasminogen activators and plasminogen activator inhibitor type 1 in microvascular endo thelial cell ", Biochim. Biophys. Res. Commun. 1 81: 902-908, 1991) and metal proteinases (Unemori et al., "Vascular endothelial growth factor induces interstitial collagenase expression in human endothelial cells", J. Cell. Physiol. 1 53: 557-562, 1 992). Another function of VEGF is to increase vascular permeability, which is why the protein is also referred to as "Vascular Permeability Factor" (VPF) (Ferrara et al., "The Vascular Endothelial Growth Factor Family of Polypeptides", J. Cellular Biochem. , 47:21 1 -21 8 (1 991)). In addition, VEGF is said to have an immunomodulatory effect, since VEGF is the functional maturation of dendritic cells from CD34 + Stem cells inhibited (Gabrilovich et al., "Production of vascular endothelial growth factor by human tumors inhibits the functional maturation of dendritic cells", Nature Med. 2: 1096-1 103, 1 996).
Von den verschiedenen mikroheterogenen humanen VEGF-Formen liegt in normalen menschlichen Geweben vorwiegend VEGF165 vor. VEGF165 ist ein glycosyliertes, kationisches Dimer von 46-48 kDa, das aus zwei identischen 24 kDa Untereinheiten gebildet wird. VEGF165 wird durch Sulfhydryl- reduzierende Agentien inaktiviert, es ist jedoch resistent gegenüber saurem pH und Hitze. VEGF165 bindet auf Endothelzellen an die Transmembranrezeptoren KDR und Flt-1 , die beide in der intrazellulären Domäne eine Proteinty- rosinkinaseaktivität aufweisen. Während Flt-1 mit höherer Affinität als KDR gebunden wird, scheint das mitogene Signal für Endothelzellen durch KDR vermittelt zu werden (Klagsbrun und D'Amore, "Vascular endothelial growth factor and its receptors", Cytokine Growth Factor Rev. 7:259-270, 1 996).Of the various micro-heterogeneous human VEGF forms, VEGF 165 is predominantly present in normal human tissues. VEGF 165 is a glycosylated, cationic dimer of 46-48 kDa, which is formed from two identical 24 kDa subunits. VEGF 165 is inactivated by sulfhydryl reducing agents, but it is resistant to acidic pH and heat. VEGF 165 binds to the transmembrane receptors KDR and Flt-1 on endothelial cells, both of which have protein tyrosine kinase activity in the intracellular domain. While Flt-1 is bound with higher affinity than KDR, the mitogenic signal for endothelial cells appears to be mediated by KDR (Klagsbrun and D'Amore, "Vascular endothelial growth factor and its receptors", Cytokine Growth Factor Rev. 7: 259-270 , 1 996).
Durch differentielles Spleißen von Transkripten des humanen vegf Gens können neben VEGF165 auch die VEGF-Polypeptidvarianten VEGF121, VEGF189 und VEGF208 gebildet werden. Während alle humanen VEGF Polypeptide die Eigenschaft zur Stimulation der Endothelzellproliferation haben, unterscheiden sich die verschiedenen mikroheterogenen Formen hinsichtlich der Größe, dem Grad der niedrig-affinen Bindung an Heparin bzw. der hochaffinen Bindung an Flt-1 (Keyt et al., "The Carboxy-Terminal Domain (1 1 1 - 165) of Vascular endothelial Growth Factor is Critical for its Mitogenic Potency" J. Biol. Chem. 271 :7788-7795, 1 996). Beim Menschen wurden inzwischen weitere homologe Gene und deren Genprodukte beschrieben, u.a. VEGF-B, VEGF-C und VEGF-D, die gegenüber den zuvor beschriebenen VEGF-Polypeptiden abweichende biologische Aktivitäten und Expressionsmuster aufweisen. Homologe der bezeichneten humanen Faktoren wurden auch in verschiedenen Tierarten beschrieben.
Zu den Parapockenviren zählen unter anderem Orf-Viren, die bei Schaf und Ziege den Lippengrind und beim Menschen das Ecthyma contagiosum verursachen, und Melkerknotenviren, die beim Menschen den Melkerknoten verursachen (als Übersichtsartikel s. Mayr, A. und Büttner, M. "Milers's node, Bovine Papular Stomatitis, Ecthyma (Orf) Virus" In: Virus Infections of the Vertebrates, Vol. 3. Dinter, Z., Morein, B. (eds.) Seiten 23-42, Elsevier, Amsterdam, 1990). Diese Viren infizieren Keratinozyten der Haut und bewirken vasoproliferative Prozesse, die in Folge zu Schleimhautwucherungen führen. Durch DNA-Sequenzierung vergleichbarer Abschnitte des Genoms der Orf-Virus-Isolate NZ2 bzw. NZ7 wurden zwei Varianten eines hypothetischen Gens (DNA-Sequenzen der offenen Leseraster hier bezeichnet als NZ2vegf, s. Abb. 1 a, bzw. NZ7vegf, s. Abb. 1 b) mit einem offenen Leseraster beschrieben, das eine gewisse Homologie zu mammali- schem VEGF aufweist (Lyttle et al., "Homologs of Vascular Endothelial Growth Factor are encoded by the Poxvirus Orf Virus", J. Virol., 68:84-92, 1994). Die Genprodukte dieser Gene und deren biologische Aktivität sind jedoch nicht bekannt.By differential splicing of transcripts of the human vegf gene, in addition to VEGF 165 , the VEGF polypeptide variants VEGF 121 , VEGF 189 and VEGF 208 can also be formed. While all human VEGF polypeptides have the property of stimulating endothelial cell proliferation, the various micro-heterogeneous forms differ in terms of size, the degree of low-affinity binding to heparin or the high-affinity binding to Flt-1 (Keyt et al., "The Carboxy Terminal Domain (1 1 1 - 165) of Vascular endothelial Growth Factor is Critical for its Mitogenic Potency "J. Biol. Chem. 271: 7788-7795, 1 996). In the meantime, other homologous genes and their gene products have been described in humans, including VEGF-B, VEGF-C and VEGF-D, which have different biological activities and expression patterns than the previously described VEGF polypeptides. Homologs of the designated human factors have also been described in various animal species. The parapox viruses include, among others, Orf viruses, which cause lip lip in sheep and goats and the ecthyma contagiosum in humans, and milking node viruses, which cause milking nodes in humans (for review articles see Mayr, A. and Büttner, M. "Milers's node, Bovine Papular Stomatitis, Ecthyma (Orf) Virus "In: Virus Infections of the Vertebrates, Vol. 3. Dinter, Z., Morein, B. (eds.) Pages 23-42, Elsevier, Amsterdam, 1990). These viruses infect keratinocytes in the skin and cause vasoproliferative processes, which in turn lead to mucosal proliferation. By DNA sequencing of comparable sections of the genome of the Orf virus isolates NZ2 and NZ7, two variants of a hypothetical gene were identified (DNA sequences of the open reading frames referred to here as NZ2vegf, see Fig. 1 a, or NZ7vegf, see Fig 1 b) with an open reading frame which has a certain homology to mammalian VEGF (Lyttle et al., "Homologs of Vascular Endothelial Growth Factor are encoded by the Poxvirus Orf Virus", J. Virol., 68:84 -92, 1994). However, the gene products of these genes and their biological activity are not known.
Die Verfügbarkeit von Faktoren, die das Wachstum von Blutgefäßen stimulieren können, ist von großer Bedeutung für eine Behandlung pathologischer Zustände, die aus einer insuffizienten Durchblutung von Geweben und Organen herrühren (Ischämie). Rekombinanter hVEGF165 (US- Patent 5,332,671 ) wurde bereits erfolgreich im Kaninchen-Tiermodell zur Therapie einer experimentell bewirkten Ischämie einer Extremität (Takeshita et al, "Therapeutic angiogenesis: A Single intra-arterial bolus of vascular endothelial growth factor augments collateral vessel formation in a rabbit ischemic hindlimb model", J. Clin. Invest 93:662-670, 1994) sowie in einem Schweine-Tiermodell zur Therapie einer chronischen myocardialen Ischämie verwendet (Harada et al., "Vascular endothelial growth factor improves coronary flow and myocardial function in chronically ischemic porcine hearts. Am. J. Physiol. 270:1791 -1802). Für ähnliche therapeutische Anwendungen wurden weitere VEGF Varianten patentiert (US-
Patente No. 5,194,596, No. 5,607,918, No. 5,726,152). Die unterschiedlichen physikalischen Eigenschaften (z.B. Bindung an Heparin, Stabilität gegenüber proteolytischer Degradation) und biologischen Aktivitäten (Wirkung auf vaskuläre Endothelzellen als Mitogen bzw. als Permeabilitätsfaktor) der verschiednen VEGF Varianten lassen erwarten, daß diese Faktoren von unterschiedlichem therapeutischem Nutzen für die Behandlung dieser und anderer Krankheitsbilder sein werden. Da optimierte Therapeutika für den Einsatz beim Menschen bisher nicht entwickelt worden sind, besteht demnach weiterhin Bedarf für eine Bereitstellung von Wachstumsfaktoren mit einer möglichst hohen biologischen Wirksamkeit oder/und selektiven Wirkung auf das Endothel.The availability of factors that can stimulate the growth of blood vessels is of great importance for the treatment of pathological conditions resulting from insufficient blood supply to tissues and organs (ischemia). Recombinant hVEGF 165 (US Pat. No. 5,332,671) has already been successfully used in the rabbit animal model for the therapy of experimentally induced ischemia of an extremity (Takeshita et al, "Therapeutic angiogenesis: A Single intra-arterial bolus of vascular endothelial growth factor augments collateral vessel formation in a rabbit ischemic hindlimb model ", J. Clin. Invest 93: 662-670, 1994) and in a pig-animal model for the therapy of chronic myocardial ischemia (Harada et al.," Vascular endothelial growth factor improves coronary flow and myocardial function in chronically ischemic porcine hearts. Am. J. Physiol. 270: 1791-1802). Further VEGF variants were patented for similar therapeutic applications (US Patents No. 5,194,596, No. 5,607,918, No. 5,726,152). The different physical properties (e.g. binding to heparin, stability to proteolytic degradation) and biological activities (effect on vascular endothelial cells as a mitogen or as a permeability factor) of the different VEGF variants suggest that these factors have different therapeutic benefits for the treatment of these and others Clinical pictures are going to be. Since optimized therapeutic agents for use in humans have not yet been developed, there is therefore still a need to provide growth factors with the highest possible biological effectiveness and / or selective effect on the endothelium.
Gemäß vorliegender Erfindung wurde ein Gen-Fragment aus dem Genom des Orf-Virus Isolats D1701 isoliert (DNA-Sequenz des offenen Leseraster, hier bezeichnet als D1701 vegf, s. Abb. 1 (c)), welches homolog zu den zuvor isolierten hypohetischen Genen NZ2vegf (Abb.Ka)) und NZ7vegf (Abb. 1 (b)) aus anderen Orf-Virus Isolaten ist (Lyttle et al., "Homologs of Vascular Endothelial Growth Factor are encoded by the Poxvirus Orf Virus", J. Virol., 68:84-92, 1994). Abb. 2 zeigt ein Alignment der VEGF-homologen Proteinsequenzen dieser Gene mit den Proteinsequenzen mammalischer Formen von VEGF.According to the present invention, a gene fragment was isolated from the genome of the Orf virus isolate D1701 (DNA sequence of the open reading frame, here referred to as D1701 vegf, see FIG. 1 (c)), which is homologous to the previously isolated hypohetic genes NZ2vegf (Fig. Ka)) and NZ7vegf (Fig. 1 (b)) from other Orf virus isolates (Lyttle et al., "Homologs of Vascular Endothelial Growth Factor are encoded by the Poxvirus Orf Virus", J. Virol. , 68: 84-92, 1994). Fig. 2 shows an alignment of the VEGF-homologous protein sequences of these genes with the protein sequences of mammalian forms of VEGF.
Durch Expression von rekombinantem rPPV-VEGF in E.coli und dessen Reinigung sowie durch die native Expression von PPV-VEGF in eukaryonti- sehen Zellen konnte ein potenter Wachstumsfaktor für vaskuläre Endothelzellen dargestellt werden, der sich überraschenderweise hinsichtlich der Bindung an die hochaffinen Oberflächenrezeptoren KDR und Flt-1 des humanen VEGF165 deutlich unterscheidet: Während beide Rezeptoren mit etwa gleicher Affinität an den das mitogene Signal übermittelnden Rezeptor KDR binden, weist rPPV-VEGF keine signifikante Bindungsaktivität für den Rezeptor Flt-1 auf.
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein isoliertes Polypeptid mit der Eigenschaft der Stimulierung der Endothelproliferation, enthaltend eine Aminosäuresequenz ausgewählt ausThe expression of recombinant rPPV-VEGF in E.coli and its purification, as well as the native expression of PPV-VEGF in eukaryotic cells, enabled a potent growth factor for vascular endothelial cells to be demonstrated, which was surprisingly related to binding to the high-affinity surface receptors KDR and Flt-1 of human VEGF 165 clearly differentiates: While both receptors bind with approximately the same affinity to the receptor KDR that transmits the mitogenic signal, rPPV-VEGF has no significant binding activity for the receptor Flt-1. A first aspect of the invention relates to an isolated polypeptide with the property of stimulating endothelial proliferation, containing an amino acid sequence selected from
(a) einer Aminosäuresequenz, die von einer der in Abb. 1 (a), (b) und (c) dargestellten Nukleinsäuresequenzen kodiert ist,(a) an amino acid sequence encoded by one of the nucleic acid sequences shown in Fig. 1 (a), (b) and (c),
(b) einer Aminosäuresequenz, die mindestens 25 aufeinanderfolgende Aminosäurereste einer der Aminosäuresequenzen aus (a) enthält, oder(b) an amino acid sequence which contains at least 25 consecutive amino acid residues of one of the amino acid sequences from (a), or
(c) einer Aminosäuresequenz mit einer Identität von mindestens 50% zu einer der Aminosäuresequenzen aus (a).(c) an amino acid sequence with an identity of at least 50% to one of the amino acid sequences from (a).
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein isoliertes Polypeptid mit der Eigenschaft der Stimulierung der Endothelproliferation, erhältlich aus Parapockenviren, oder eine daraus abgeleitete Variante.Another aspect of the invention relates to an isolated polypeptide with the property of stimulating endothelial proliferation, obtainable from parapox viruses, or a variant derived therefrom.
Durch die Erfindung wird ein neuartiger "Vascular Endothelial Growth Factor" bereitgestellt, der durch ein Gen im Genom von Parapockenviren kodiert wird (PPV-VEGF) . Dieser PPV ist für diagnostische und insbesondere therapeutische Anwendungen geeignet, z.B. für die Stimulierung der Gefäßbildung und Gefäßreparatur, des weiteren der Gewebereparatur, der Produktion künstlicher Gefäße sowie für die Immuntherapie. Weiterhin werden die Bereitstellung von DNA-Vektoren zur Expression von PPV-VEGF bereitgestellt, insbesondere zur Gentherapie von Defekten der Gefäßbildung, Gefäßreparatur und Gewebereparatur.The invention provides a novel "vascular endothelial growth factor" which is encoded by a gene in the genome of parapox viruses (PPV-VEGF). This PPV is suitable for diagnostic and especially therapeutic applications, e.g. for the stimulation of vascular formation and repair, furthermore tissue repair, the production of artificial vessels and for immunotherapy. Furthermore, the provision of DNA vectors for the expression of PPV-VEGF is provided, in particular for the gene therapy of defects in vascularization, vascular repair and tissue repair.
Der in dieser Erfindung vorgestellte rekombinante PPV-VEGF (rPPV-VEGF) zeichnet sich durch eine hohe Aktivität hinsichtlich der Stimulation der Proliferation von humanen Endothelzellen aus. Außerdem zeichnet sich der erfindungsgemäße rPPV-VEGF gegenüber humanem VEGF165 durch selektive Rezeptorbindung aus. Während humanes VEGF165 die Rezeptoren KDR und Flt-1 mit hoher Affinität bindet, bindet rPPV-VEGF nur an den das mitogene Signal vermittelnden Rezeptor KDR. Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt
in dem vorgestellten Verfahren zur Expression von rPPV-VEGF in E.coli, mit dem eine für eine therapeutische Anwendung ausreichende Menge an rPPV- VEGF hergestellt werden kann. Der Nachweis einer funktioneilen Expression von PPV-VEGF durch eukaryontische Zellen nach Transfektion eines Expressionsplasmids bzw. nach Infektion mit ganzen PPV-Viren zeigt weiterhin auf, daß die für PPV-VEGF kodierende DNA-Sequenz für gentherapeutische Anwendungen Verwendung finden kann.The recombinant PPV-VEGF (rPPV-VEGF) presented in this invention is distinguished by a high activity with regard to the stimulation of the proliferation of human endothelial cells. In addition, the rPPV-VEGF according to the invention is distinguished from human VEGF 165 by selective receptor binding. While human VEGF 165 binds the receptors KDR and Flt-1 with high affinity, rPPV-VEGF only binds to the mitogenic signal-mediating receptor KDR. Another advantage of the invention lies in the method presented for the expression of rPPV-VEGF in E. coli, with which a sufficient amount of rPPV-VEGF can be produced for therapeutic use. The detection of a functional expression of PPV-VEGF by eukaryotic cells after transfection of an expression plasmid or after infection with whole PPV viruses also shows that the DNA sequence coding for PPV-VEGF can be used for gene therapy applications.
Die in den Abbildungen 1 (a), (b) und (c) dargestellten Nukleinsäuresequen- zen kodieren für erfindungsgemäße Polypeptide. Die entsprechenden Nukleotid- und Aminosäuresequenzen sind auch in SEQ ID NO. 1 und 2 (a), 3 und 4 (b) bzw. 5 und 6 (c) dargestellt. Daneben erfaßt die Erfindung auch Polypeptide, die eine Aminosäureteilsequenz mit mindestens 25, vorzugsweise mindestens mindestens 50 und besonders bevorzugt mindestens 75 aufeinanderfolgenden Aminosäureresten einer dieser Aminosäuresequenzen aufweisen oder eine Aminosäuresequenz mit einer Identität von mindestens 50%, vorzugsweise mindestens 60%, besonders bevorzugt mindestens 75% und am meisten bevorzugt mindestens 90% zu einer dieser Aminosäuresequenzen besitzen.The nucleic acid sequences shown in FIGS. 1 (a), (b) and (c) code for polypeptides according to the invention. The corresponding nucleotide and amino acid sequences are also in SEQ ID NO. 1 and 2 (a), 3 and 4 (b) and 5 and 6 (c) respectively. The invention also encompasses polypeptides which have a partial amino acid sequence with at least 25, preferably at least 50 and particularly preferably at least 75 consecutive amino acid residues of one of these amino acid sequences or an amino acid sequence with an identity of at least 50%, preferably at least 60%, particularly preferably at least 75% and most preferably have at least 90% of any of these amino acid sequences.
Besonders bevorzugt ist ein Polypeptid enthaltend eine Aminosäuresequenz ausgewählt ausA polypeptide containing an amino acid sequence is particularly preferably selected from
(a) einer Aminosäuresequenz, die von der in Abb. 1 (c) dargestellten(a) an amino acid sequence different from that shown in Fig. 1 (c)
Nukleinsäuresequenz kodiert ist, (b) einer Aminosäuresequenz, die mindestens 25 aufeinanderfolgendeNucleic acid sequence is encoded, (b) an amino acid sequence that is at least 25 consecutive
Aminosäurereste einer der Aminosäuresequenzen aus (a) enthält, oder (c) einer Aminosäuresequenz mit einer Identität von mindestens 50% zu einer der Aminosäuresequenzen aus (a).Contains amino acid residues of one of the amino acid sequences from (a), or (c) an amino acid sequence with an identity of at least 50% to one of the amino acid sequences from (a).
Vorzugsweise wird das erfindungsgemäße Polypeptid durch rekombinante Expression einer exogenen Nukleinsäuresequenz in einer geeigneten
Wirtszelle, z.B. einer prokaryontischen oder eukaryontischen Wirtszelle, hergestellt. Bei Expression in prokaryontischen Wirtszellen wie etwa E.coli wird das Polypeptid in unglykosilierter Form erhalten.The polypeptide according to the invention is preferably obtained by recombinant expression of an exogenous nucleic acid sequence in a suitable one Host cell, for example a prokaryotic or eukaryotic host cell. When expressed in prokaryotic host cells such as E. coli, the polypeptide is obtained in unglycosylated form.
Die für das Polypeptid kodierende Nukleinsäuresequenz wird vorzugsweise ausgewählt aus:The nucleic acid sequence coding for the polypeptide is preferably selected from:
(a) den in Abb. 1 (a), (b) und (c) dargestellten Nukleinsäuresequenzen,(a) the nucleic acid sequences shown in Fig. 1 (a), (b) and (c),
(b) Nukleinsäuresequenzen, die im Rahmen der Degeneration des genetischen Codes einer Nukleinsäure gemäß (a) entsprechen, und (c) Nukleinsäuren, die unter stringenten Bedingungen mit einer Nukleinsäure gemäß (a) oder/und (b) hybridisieren.(b) nucleic acid sequences which correspond to a nucleic acid according to (a) in the context of the degeneration of the genetic code, and (c) nucleic acids which hybridize with a nucleic acid according to (a) or / and (b) under stringent conditions.
Der Begriff "stringente Hybridisierung" gemäß vorliegender Erfindung wird wie bei Sambrook et al. (Molecular Cloning, A Laboratory Manual, Cold Spring Harbour Laboratory Press, 1 .101 -1 .104, 1 989) verwendet. Vorzugsweise spricht man von einer stringenten Hybridisierung, wenn nach Waschen für eine Stunde mit 1 X SSC und 0, 1 % SDS bei 55 °C, vorzugsweise bei 62°C und besonders bevorzugt bei 68°C, insbesondere für 1 h mit 0,2 X SSC und 0, 1 % SDS bei 55°C, vorzugsweise bei 62°C und besonders bevorzugt bei 68°C noch ein positives Hybridisierungssignal beobachtet wird. Weiterhin ist bevorzugt, wenn die Nukleinsäuresequenz zu einer der in den Abbildungen 1 (a), (b) und (c) dargestellten Nukleinsäuresequenzen eine Identität von mindestens 70%, besonders bevorzugt von mindestens 80% und am meisten bevorzugt von mindestens 90% aufweist.The term "stringent hybridization" according to the present invention is used as in Sambrook et al. (Molecular Cloning, A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory Press, 1 .101-1 .104, 1 989). One preferably speaks of a stringent hybridization if, after washing for 1 hour with 1 X SSC and 0.1% SDS at 55 ° C., preferably at 62 ° C. and particularly preferably at 68 ° C., in particular for 1 h at 0.2 X SSC and 0.1% SDS at 55 ° C., preferably at 62 ° C. and particularly preferably at 68 ° C., a positive hybridization signal is also observed. It is further preferred if the nucleic acid sequence has an identity of at least 70%, particularly preferably of at least 80% and most preferably of at least 90% to one of the nucleic acid sequences shown in FIGS. 1 (a), (b) and (c).
Erfindungsgemäße Polypeptide mit der Eigenschaft der Stimulierung der Endothelzellproliferation sind aus Parapockenviren, insbesondere Orf-Viren, erhältlich. Daneben werden von der vorliegenden Erfindung auch Varianten solcher Polypeptide umfaßt, die sich durch Substitutionen, Deletionen oder/und Additionen einzelner Aminosäuren oder/und Aminosäurenabschnitte sich von den aus Parapockenviren erhältlichen Polypeptiden unterscheiden. Vorzugsweise enthalten diese Varianten mindestens 25,
besonders bevorzugt mindestens 50 und am meisten bevorzugt mindestens 75 aufeinanderfolgende Aminosäurereste der natürlichen viralen Polypeptide. Darüber hinaus ist es bevorzugt, wenn die Aminosäuresequenz der Varianten eine Identität von mindestens 50%, vorzugsweise mindestens 60%, besonders bevorzugt mindestens 75% und am meisten bevorzugt mindestens 90% mit der Aminosäuresequenz der natürlichen viralen Polypeptide aufweist.Polypeptides according to the invention with the property of stimulating endothelial cell proliferation are obtainable from parapox viruses, in particular Orf viruses. In addition, the present invention also encompasses variants of such polypeptides which differ from the polypeptides obtainable from parapox viruses by substitutions, deletions and / or additions of individual amino acids or / and amino acid segments. These variants preferably contain at least 25, particularly preferably at least 50 and most preferably at least 75 consecutive amino acid residues of the natural viral polypeptides. Furthermore, it is preferred if the amino acid sequence of the variants has an identity of at least 50%, preferably at least 60%, particularly preferably at least 75% and most preferably at least 90% with the amino acid sequence of the natural viral polypeptides.
Noch ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine isolierte Nukleinsäure, die für ein Polypeptid wie zuvor angegeben, oder einenYet another aspect of the present invention is an isolated nucleic acid, which is for a polypeptide as previously indicated, or a
Abschnitt einer solchen Nukleinsäure von vorzugsweise mindestens 20, besonders bevorzugt mindestens 50 und am meisten bevorzugt mindestensSection of such a nucleic acid of preferably at least 20, particularly preferably at least 50 and most preferably at least
1 00 Nukleotiden kodiert. Die Nukleinsäure kann eine DNA, RNA oder auch ein Nukleinsäureanalogon sein. Erfindungsgemäße Nukleinsäuren umfassen aus Parapockenviren erhältliche Nukleinsäuren, daraus durch rekombinante1 00 nucleotides encoded. The nucleic acid can be a DNA, RNA or also a nucleic acid analog. Nucleic acids according to the invention comprise nucleic acids obtainable from parapoxviruses, from them by recombinant ones
DNA-Techniken erhältliche Nukleinsäuren und durch chemische Synthese hergestellte Nukleinsäuren. Vorzugsweise ist die Nukleinsäure eine rekombinante Nukleinsäure, d.h. sie liegt in Verknüpfung mit weiterenDNA techniques available nucleic acids and nucleic acids produced by chemical synthesis. Preferably the nucleic acid is a recombinant nucleic acid, i.e. it is linked to others
Nukleinsäuresequenzen vor, mit denen sie natürlicherweise nicht assoziiert ist. Vorzugsweise ist die erfindungsgemäße Nukleinsäure frei von weiteren polypeptidkodierenden Sequenzen aus Parapockenviren.Nucleic acid sequences with which it is not naturally associated. The nucleic acid according to the invention is preferably free of further polypeptide-coding sequences from parapox viruses.
Noch ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein rekombinanter Vektor, der mindestens eine Kopie einer Nukleinsäure wie zuvor angegeben enthält. Dieser Vektor kann ein beliebiger prokaryontischer oder eukaryonti- scher Vektor sein, auf dem sich die erfindungsgemäße Nukleinsäure vorzugsweise unter Kontrolle eines Expressionssignals (Promotor, Operator, Enhancer etc.) befindet. Bevorzugte Beispiele für erfindungsgemäße Vektoren sind Plasmide oder virale Vektoren. Geeignete prokaryontische Vektoren sind beispielsweise bei Sambrook et al., supra, Kapitel 1 -4 beschrieben. Beispiele für eukaryontische Vektoren finden sich bei Sambrook et al., supra, Kapitel 1 6.
Noch ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine rekombinante Wirtszelle, die mit einer erfindungsgemäßen Nukleinsäure oder mit einem erfindungsgemäßen Vektor transfiziert ist. Die Angabe "Transformation" im Sinne der vorliegenden Erfindung ist dabei in ihrer breiten Bedeutung zu verstehen und umfaßt auch Prozesse wie Transfektion oder Infektion.Yet another aspect of the present invention is a recombinant vector that contains at least one copy of a nucleic acid as previously indicated. This vector can be any prokaryotic or eukaryotic vector on which the nucleic acid according to the invention is preferably under the control of an expression signal (promoter, operator, enhancer, etc.). Preferred examples of vectors according to the invention are plasmids or viral vectors. Suitable prokaryotic vectors are described, for example, in Sambrook et al., Supra, chapters 1-4. Examples of eukaryotic vectors can be found in Sambrook et al., Supra, chapter 1 6. Yet another aspect of the present invention is a recombinant host cell that is transfected with a nucleic acid according to the invention or with a vector according to the invention. The term "transformation" in the sense of the present invention is to be understood in its broad meaning and also includes processes such as transfection or infection.
Die erfindungsgemäße Wirtszelle kann eine prokaryontische Zelle, insbesondere eine gram-negative prokaryontische Zelle, z.B. eine E.coli Zelle sein. Andererseits kann die Zelle jedoch auch eine eukaryontische Zelle sein, wie etwa eine Pilzzelle (z.B. Hefe), eine tierische, menschliche oder eine pflanzliche Zelle. Verfahren zur Transformation prokaryontischer oder eukaryontischer Zellen mit exogenen Nukleinsäuren sind dem Fachmann auf dem Gebiet der Molekularbiologie geläufig.The host cell according to the invention can be a prokaryotic cell, in particular a gram-negative prokaryotic cell, e.g. be an E.coli cell. On the other hand, however, the cell can also be a eukaryotic cell, such as a fungal cell (e.g. yeast), an animal, human or a plant cell. Methods for transforming prokaryotic or eukaryotic cells with exogenous nucleic acids are familiar to the person skilled in the field of molecular biology.
Darüber hinaus betrifft die Erfindung auch Antikörper, die gegen ein erfindungsgemäßes Polypeptid gerichtet sind. Vorzugsweise besitzen diese Antikörper keine Kreuzreaktivität mit humanen VEGF-Polypeptiden. Die erfindungsgemäßen Antikörper sind erhältlich durch Immunisierung von Versuchstieren, z.B. Mäusen, Ratten oder Kaninchen, mit erfindungs- gemäßen Polypeptiden oder Abschnitten davon. Vorzugsweise werden zur Immunisierung Peptidabschnitte verwendet, die keine signifikante Homologie zu humanen VEGF-Polypeptiden aufweisen. Aus den immunisierten Versuchstieren können dann auf bekannte Weise polyklonale Antiseren bzw. Hybridomzellen, die zur Produktion monoklonaler Antikörper in der Lage sind, gewonnen werden. Neben polyklonalen und monoklonalen Antikörpern werden von der vorliegenden Erfindung auch Fragmente und Derivate solcher Antikörper erfaßt.In addition, the invention also relates to antibodies which are directed against a polypeptide according to the invention. These antibodies preferably have no cross-reactivity with human VEGF polypeptides. The antibodies of the invention can be obtained by immunizing experimental animals, e.g. Mice, rats or rabbits, with polypeptides according to the invention or sections thereof. Peptide sections which have no significant homology to human VEGF polypeptides are preferably used for the immunization. Polyclonal antisera or hybridoma cells capable of producing monoclonal antibodies can then be obtained in a known manner from the immunized experimental animals. In addition to polyclonal and monoclonal antibodies, fragments and derivatives of such antibodies are also detected by the present invention.
Das erfindungsgemäße Polypeptid wird vorzugsweise durch ein Verfahren hergestellt, bei dem man eine Wirtszelle, die mit einer erfindungsgemäßenThe polypeptide according to the invention is preferably produced by a process in which a host cell which is associated with a
Nukleinsäure oder mit einem erfindungsgemäßen Vektor transformiert ist, bereitstellt, die Wirtszelle unter Bedingungen kultiviert, bei denen eine
Expression des Polypeptids stattfindet, und das Polypeptid aus der Wirtszelle oder/und dem Kulturmedium gewinnt. Verfahren zur Gewinnung erfindungsgemäßer Polypeptide aus prokaryontischen und eukaryontischen Zellen sind in den Beispielen der vorliegenden Anmeldung ausführlich dargestellt.Nucleic acid or transformed with a vector according to the invention provides, the host cell cultivated under conditions in which one Expression of the polypeptide takes place, and the polypeptide is recovered from the host cell and / or the culture medium. Methods for obtaining polypeptides according to the invention from prokaryotic and eukaryotic cells are described in detail in the examples of the present application.
Ein wichtiger Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine pharmazeutische Zusammensetzung, die als Wirkstoff ein erfindungsgemäßes Polypeptid oder einen Abschnitt davon, vorzugsweise einen mindestens 25 Aminosäuren, besonders bevorzugt mindestens 50 und am meisten bevorzugt mindestens 75 Aminosäure langen Abschnitt davon, eine erfindungsgemäße Nukleinsäure oder einen Abschnitt davon oder einen erfindungsgemäßen Vektor oder einen erfindungsgemäßen Antikörper gegebenenfalls zusammen mit pharmazeutisch üblichen Träger-, Hilfs- und Zusatzstoffen enthält. Die erfindungsgemäße Zusammensetzung kann für diagnostische Anwendungen und insbesondere für therapeutische Anwendungen eingesetzt werden.An important aspect of the present invention is a pharmaceutical composition which contains, as active ingredient, a polypeptide according to the invention or a section thereof, preferably an at least 25 amino acids, particularly preferably at least 50 and most preferably at least 75 amino acids, a nucleic acid according to the invention or a section thereof or a vector according to the invention or an antibody according to the invention optionally together with pharmaceutically customary carriers, auxiliaries and additives. The composition according to the invention can be used for diagnostic applications and in particular for therapeutic applications.
Diagnostische Anwendungen umfassen Verfahren zum Nachweis des erfindungsgemäßen Polypeptids, dafür kodierender Nukleinsäuren bzw. gegen das Polypeptid gerichteten Antikörpern in biologischen Proben. Solche Nachweisverfahren werden üblicherweise in Form von Immunoas- says oder Nukleinsäurehybridisierungsassays durchgeführt. Derartige Verfahren sind dem Fachmann geläufig.Diagnostic applications include methods for the detection of the polypeptide according to the invention, nucleic acids coding therefor or antibodies directed against the polypeptide in biological samples. Such detection methods are usually carried out in the form of immunoassays or nucleic acid hybridization assays. Such processes are familiar to the person skilled in the art.
Therapeutische Anwendungen für die erfindungsgemäße pharmazeutische Zusammensetzung umfassen die Stimulierung der Angiogenese, die Stimulierung der Gewebereparatur oder die Modulation der Immunantwort, z.B. die Stimulierung der Endothelzellproliferation oder die Inhibition der funktionellen Differenzierung dendritischer Zellen. Die Verabreichung der erfindungsgemäßen Zusammensetzung kann nach Protokollen erfolgen, wie sie beispielsweise für humane VEGF Polypeptide bekannt sind, z.B. durch parenterale Verabreichung des Polypeptids. Weiterhin von Bedeutung ist die
Anwendung der pharmazeutischen Zusammensetzung für die DNA- Vakzinierung oder für die Gentherapie. Hierzu kann auf bekannte Vektorsysteme zurückgegriffen werden, deren Einsatz für solche Zwecke bekannt ist. Darüber hinaus können auch als Vektorsysteme infektiöse Parapockenviren, insbesondere nichtpathogene Varianten davon eingesetzt werden.Therapeutic applications for the pharmaceutical composition according to the invention include the stimulation of angiogenesis, the stimulation of tissue repair or the modulation of the immune response, for example the stimulation of endothelial cell proliferation or the inhibition of the functional differentiation of dendritic cells. The composition according to the invention can be administered according to protocols as are known, for example, for human VEGF polypeptides, for example by parenteral administration of the polypeptide. The is also of importance Use of the pharmaceutical composition for DNA vaccination or for gene therapy. Known vector systems can be used for this purpose, the use of which is known for such purposes. In addition, infectious parapox viruses, in particular non-pathogenic variants thereof, can also be used as vector systems.
Neben den erfindungsgemäßen Polypeptiden, Nukleinsäuren oder Antikörpern kann die erfindungsgemäße pharmazeutische Zusammensetzung noch einen oder mehrere Wirkstoffe enthalten. Beispiele solcher Wirkstoffe sind bekannte Angiogenesefaktoren wie sie zuvor genannt wurden.In addition to the polypeptides, nucleic acids or antibodies according to the invention, the pharmaceutical composition according to the invention can also contain one or more active ingredients. Examples of such active ingredients are known angiogenesis factors as mentioned previously.
Die vorliegende Erfindung wird darüber hinaus durch die nachfolgenden Bespiele, Abbildungen und Sequenzprotokolle erläutert. Es zeigen:The present invention is further illustrated by the following examples, figures and sequence listings. Show it:
Abbildung 1 DNA-Sequenzen der Leseraster eines Gens mit Homologie zu tierischen VEGF-Wachstumsfaktoren, die im Genom der Orf- Virusisolate NZ2 (NZ2vegf; a), NZ7 (NZ7vegf; b) und D1 701 (D1701 vegf; c) kodiert werden.Figure 1 DNA sequences of the reading frame of a gene with homology to animal VEGF growth factors, which are encoded in the genome of the Orf virus isolates NZ2 (NZ2vegf; a), NZ7 (NZ7vegf; b) and D1 701 (D1701 vegf; c).
Abbildung 2 ein Alignment der Proteinsequenzen von VEGF-Homologen aus Orf-Virus D1 701 (D1 701 ), NZ2 (NZ2, Genbank Accession No. S67520), NZ7 (NZ7, Genbank Accession No. S67522) sowie von humanem VEGF1 21 (hVEGFI 21 , Genbank Accession No. M32977), Schaf VEGF (oVEGF, Genbank Accession No. X89506), humanem VEGF165 (hVEGF1 65, Genbank Accession No. M32977), Schweine VEGF (pVEGF, Genbank Accession No. X81 380), Ratten VEGF (rVEGF, Genbank Accession No. M 32167) und humanem VEGF-B (hVEGF-B, Genbank Accession No. U48801 ). Das Augment wurde mit dem Programm Multialign (Corpet, "Multiple sequence alignment with hierarchical clustering", Nucl. Acids Res. 16:10881 -10890, 1998) durchgeführt.
Abbildung 3 die Plasmidkarte von pCD371 , einem Plasmid von ca. 6550 bp Größe für die rekombinante Expression von PPV-VEGF in E.coli.Figure 2 shows an alignment of the protein sequences of VEGF homologues from Orf virus D1 701 (D1 701), NZ2 (NZ2, Genbank Accession No. S67520), NZ7 (NZ7, Genbank Accession No. S67522) and of human VEGF1 21 (hVEGFI 21 , Genbank Accession No. M32977), sheep VEGF (oVEGF, Genbank Accession No. X89506), human VEGF165 (hVEGF1 65, Genbank Accession No. M32977), pigs VEGF (pVEGF, Genbank Accession No. X81 380), rats VEGF (rVEGF , Genbank Accession No. M 32167) and human VEGF-B (hVEGF-B, Genbank Accession No. U48801). The augmentation was carried out with the program Multialign (Corpet, "Multiple sequence alignment with hierarchical clustering", Nucl. Acids Res. 16: 10881-10890, 1998). Figure 3 shows the plasmid map of pCD371, a plasmid of approximately 6550 bp in size for the recombinant expression of PPV-VEGF in E. coli.
Abbildung 4 die Aminosäuresequenz von rPPV-VEGF vor einer proteolyti- schen Prozessierung mit Thrombin. Die Aminosäuren des Vektor-kodierten N-terminalen Peptids sind unterstrichen, die proteoiytische Spaltstelle für Thrombin ist durch einen Stern markiert, die Aminosäuresequenz aus dem offenen Leseraster von PPV-VEGF ist im Fettdruck dargestellt.Figure 4 shows the amino acid sequence of rPPV-VEGF before proteolytic processing with thrombin. The amino acids of the vector-encoded N-terminal peptide are underlined, the proteolytic cleavage site for thrombin is marked by an asterisk, the amino acid sequence from the open reading frame of PPV-VEGF is shown in bold.
Abbildung 5 die konzentrationsabhängige Stimulation der Endothelzellproliferation (HUVECs) durch rPPV-VEGF.Figure 5 shows the concentration-dependent stimulation of endothelial cell proliferation (HUVECs) by rPPV-VEGF.
Abbildung 6 die Hitzeresistenz (erhitzt, 25 min 100°C) und Proteinase K- Sensitivität (Prot. K, Verdau von 50 ng rPPV-VEGF mit 25 ng/ml Proteinase K für 3 h bei 37°C, dann Inaktivierung der Proteinase K für 25 min bei 100°C) der Aktivität von rPPV- VEGF zur Stimulation der Endothelzellproliferation (HUVECs)Figure 6 shows the heat resistance (heated, 25 min 100 ° C) and proteinase K sensitivity (Prot. K, digestion of 50 ng rPPV-VEGF with 25 ng / ml proteinase K for 3 h at 37 ° C, then inactivation of the proteinase K for 25 min at 100 ° C) the activity of rPPV-VEGF to stimulate endothelial cell proliferation (HUVECs)
Abbildung 7 die Inhibition der Stimulation einer Endothelzellproliferation (HUVECs) durch rPPV-VEGF in Anwesenheit von löslichem Flt- 1 Rezeptor (sFLT-1 ; 2,7 μg/ml) .Figure 7 shows the inhibition of stimulation of endothelial cell proliferation (HUVECs) by rPPV-VEGF in the presence of soluble Flt-1 receptor (sFLT-1; 2.7 μg / ml).
Abbildung 8 die Plasmidkarte von pCD379, einem Plasmid für die Expression von PPV-VEGF in eukaryontischen Zellen.Figure 8 shows the plasmid map of pCD379, a plasmid for the expression of PPV-VEGF in eukaryotic cells.
Abbildung 9 die Stimulation der Endothelzellproliferation (HUVECs) durch konditionierte Zellkulturüberstände von COS-7 Zellen, die mit dem PPV-VEGF Expressionsplasmid pCD379 bzw. dem leeren9 shows the stimulation of endothelial cell proliferation (HUVECs) by conditioned cell culture supernatants from COS-7 cells, which were treated with the PPV-VEGF expression plasmid pCD379 or the empty one
Expressionvektor pCB6-Bam transfiziert wurden.
Abbildung 10 die Stimulation der Endothelzellproliferation (HUVECs) durch Zellkultur-Überstände von BKKL3A Zellen, die für 24 h mit einer MOI = 1 des OV-Virus D1701 infiziert worden waren.Expression vector pCB6-Bam were transfected. 10 shows the stimulation of endothelial cell proliferation (HUVECs) by cell culture supernatants from BKKL3A cells which had been infected with an MOI = 1 of the OV virus D1701 for 24 h.
Abbildung 1 1 die in vitro Angiogenese durch rPPV-VEGF.Figure 1 1 the in vitro angiogenesis by rPPV-VEGF.
Abbildung 1 2 die in vivo Angiogenese durch rPPV-VEGF im Vergleich zum humanen VEGF165 im "Rabbit Cornea Assay".Figure 1 2 the in vivo angiogenesis by rPPV-VEGF in comparison to human VEGF 165 in the "Rabbit Cornea Assay".
Abbildung 1 3 einen Verdrängungsassay mit l125-markiertem humanem VEGF165 zur Ermittlung der Spezifität von rPPV-VEGF und VEGF165 für die Endothelzellrezeptoren Flt-1 (links) und KDR (rechts).Figure 1 3 shows a displacement assay with 125 l-labeled human VEGF 165 for determining the specificity of rPPV-VEGF and VEGF-165 1 Flt (left) and KDR (right) for endothelial cell receptors.
SEQ ID NO. 1 /2: Die Nukleotidsequenz des vegf-Gens aus dem Orf-Virus Isolat NZ2 und die korrespondierende Aminosäuresequenz.SEQ ID NO. 1/2: The nucleotide sequence of the vegf gene from the Orf virus isolate NZ2 and the corresponding amino acid sequence.
SEQ ID NO. 3/4: Die Nukleotidsequenz des vegf-Gens aus dem Orf-VirusSEQ ID NO. 3/4: The nucleotide sequence of the vegf gene from the Orf virus
Isolat NZ7 und die korrespondierende Aminosäuresequenz.Isolate NZ7 and the corresponding amino acid sequence.
SEQ ID NO. 5/6: Die Nukleotidsequenz des vegf-Gens aus dem Orf-Virus Isolat D1701 und die korrespondierende Aminosäuresequenz.
BeispieleSEQ ID NO. 5/6: The nucleotide sequence of the vegf gene from the Orf virus isolate D1701 and the corresponding amino acid sequence. Examples
1 . Klonierung des Gens D1701vegf aus dem Genom des Orf Virus D17011 . Cloning of the D1701vegf gene from the genome of the Orf virus D1701
Das Gen D1 701 vegf wurde aus genomischer DNA des Orf Virus D1701 mit Hilfe der Polymerase-Kettenreaktion amplifiziert (Standardtechnik nach Sambrook et al., Molecular Cloning, A Laboratory Manual (2nd Edition) Cold Spring Harbour Laboratory Press, 1 989). Hierfür wurden die Oligonukleo- tidprimer 5'-GGG TGA GAA TTC ATG AAG TTT CTC GTC GGC-3' und 5'- AAA GTT GGA TCC CTA GCG GCG TCT TCT GGG-3', die unmittelbar vor das ATG-Startkodon eine EcoRI-Schnittstelle und unmittelbar nach dem TAG-Stopkodon eine BamHI-Schnittstelle einführen, verwendet. Durch Standardtechniken wurde das ca. 420 bp große Amplifikat über die eingeführten EcoRI- und BamHI-Schnittstellen in den Vektor pSPT18 (Boehringer Mannheim) kloniert, wodurch das Plamid pVEGF gebildet wurde. Das in pVEGF klonierte 1701 vegf Gen wurde über die EcoRI- und BamHI- Schnittstellen weiterhin in den Vektor pSK"(Stragene, Heidelberg) kloniert, wodurch das Plasmid pCD325 gebildet wurde. Die klonierte DNA wurde sequenziert. Die DNA-Sequenz des kodierten offenen Leserasters des Gens D1 701 egf ist in Abbildung 1 c dargestellt.The gene D1 701 vegf was amplified from genomic DNA of the Orf virus D1701 using the polymerase chain reaction (standard technique according to Sambrook et al., Molecular Cloning, A Laboratory Manual (2nd Edition) Cold Spring Harbor Laboratory Press, 1 989). For this purpose, the oligonucleotide primers 5'-GGG TGA GAA TTC ATG AAG TTT CTC GTC GGC-3 'and 5'- AAA GTT GGA TCC CTA GCG GCG TCT TCT GGG-3' which immediately before the ATG start codon an EcoRI- Interface and introduce a BamHI interface immediately after the TAG stop codon. The approximately 420 bp amplificate was cloned into the vector pSPT18 (Boehringer Mannheim) via the introduced EcoRI and BamHI cleavages by standard techniques, whereby the plasmid pVEGF was formed. The 1701 vegf gene cloned in pVEGF was further cloned into the vector pSK " (Stragene, Heidelberg) via the EcoRI and BamHI cleavage sites, whereby the plasmid pCD325 was formed. The cloned DNA was sequenced. The DNA sequence of the encoded open reading frame of the D1 701 egf gene is shown in Figure 1 c.
2. Klonierung des Gens D1701vegf in Vektoren zur rekombinanten Expression eines Fusionsproteins in E.coli2. Cloning of the D1701vegf gene in vectors for the recombinant expression of a fusion protein in E. coli
Die rekombinante Expression von rPPV-VEGF erfolgte in Derivaten des Vektors pET-1 5b (Novagen, Madison, Wisconsin). Dieserauf T7-Polymerase basierende, IPTG-induzierbare Expressionsvektor ermöglicht die Expression von Fusionsproteinen, die N-terminal ein proteolytisch abspaltbares Peptid mit einer Hexa-Histidin-Sequenz für die Affinitätsreinigung des rekombinanten Proteins an Nickel-Chelat-Säulen tragen. Der fusionierte Teil des D1701 vegf Gens wurde N-terminal um 20-Aminsäuren verkürzt, da dies
etwa der Prozessierung des nativen Proteins bei der Abspaltung des Signalpeptids während der co-translationalen Translokation in eukaryonti- schen Zellen entspricht (Abb. 4). Für die Klonierung des Expressions- plasmids pCD369 wurde der Vektor pET-1 5b mit Ndel geöffnet, die überhängenden Enden wurden durch Klenow-Polymerase aufgefüllt und dann die an einem Ende gelegene BamHI Schnittstelle mit BamHI geschnitten. Ein ca. 345 bp langes Genfragment von D1 701 vegf wurde durch Mvnl/BamHI Verdau des Plasmids pCD325 isoliert und direktionell in den im vorigen Schritt vorbereiteten Vektor pET-1 5b kloniert, wodurch das Plasmid pCD369 rekonstituiert wurde (Abb. 3a).The recombinant expression of rPPV-VEGF was carried out in derivatives of the vector pET-15b (Novagen, Madison, Wisconsin). This IPTG-inducible expression vector based on T7 polymerase enables the expression of fusion proteins which carry a proteolytically cleavable peptide with a hexa-histidine sequence for the affinity purification of the recombinant protein on nickel chelate columns at the N-terminal. The fused portion of the D1701 vegf gene was truncated 20-amino acids at the N-terminal because of this roughly corresponds to the processing of the native protein when the signal peptide is split off during the co-translational translocation in eukaryotic cells (Fig. 4). For the cloning of the expression plasmid pCD369, the vector pET-15b was opened with Ndel, the overhanging ends were filled in with Klenow polymerase and then the BamHI site located at one end was cut with BamHI. An approximately 345 bp gene fragment of D1 701 vegf was isolated by Mvnl / BamHI digestion of the plasmid pCD325 and directionally cloned into the vector pET-1 5b prepared in the previous step, whereby the plasmid pCD369 was reconstituted (Fig. 3a).
Die alleinige Einführung von pCD369 in den E.coli Expressionsstamm BL21 (DE-3) (Novagen, Madison, Wisconsin) ermöglichte jedoch noch keine Expression des rekombinanten Fusionsproteins. Hierfür mußte zusätzlich das Plasmid pSB1 61 (Schenk et al., "Improved high-level expression System for eukaryotic genes in Escherichia coli using T7 RNA polymerase and rare Ar9tRNAs) eingeführt werden, welches die Überexpression einer seltenen Ar9tRNA (argU) bewirkt. Hierdurch können in E.coli Gene überexprimiert werden die, wie viele eukaryontische Gene, eine kritische Anzahl der in E.coli seltener Argininkodons (AGG/AGA) enthalten (Brinkmann et al., "High-level expression of recombinant genes in Escherichia coli is dependent on the availabilitiy of the dnaY gene product", Gene 85: 109-1 14, 1 989). Um die Expression des rekombinanten pPPV-VEGF Protein zu verbessern und die Stabilität des Expressionsplasmids zu verbessern, wurde aus den Plasmiden pCD369 und pSB1 61 das chimäre Plasmid pCD371 konstruiert, welches die positiven Merkmale der beiden Plasmide vereint und deren Nachteile weitgehend ausschließt: (1 ) Ein Lacq reprimiertes, IPTG-induzier- bares T7-Polymerase abhängiges Expressionssytem für die Überexpression des Fusionsproteins nach Abb. 4, (2) Expression der seltenen Ar9tRNA (argU) als Voraussetzung für die Überexpression des letzteren Fusionsproteins und (3) einen Kanamycinresistenz als geeigneteren Resistenzmarker im Vergleich zur Ampicillinresistenz in pCD369.
Für die Konstruktion des Expressionplasmids pCD371 (Abb. 3b) wurde pSB1 61 mit Nhel linearisiert und die überhängenden Enden mit Klenow- Polymerase aufgefüllt. pCD369 wurde mit Nrul/Sspl verdaut und ein 2844 bp großes Fragment mit dem lacq Gen und dem D1701 vegf Gen in den im vorigen Schritt linearisierten Vektor pSB1 61 kloniert. pCD371 wurde dann in den Expressionsstamm BL21 (DE-3) transformiert. Dieser Expressionsstamm erwies sich als stabil und geeignet für die Expression großer Mengen des rPPV-VEGF Fusionsproteins in E.coli.However, the introduction of pCD369 into the E. coli expression strain BL21 (DE-3) (Novagen, Madison, Wisconsin) alone did not yet allow expression of the recombinant fusion protein. For this purpose, the plasmid pSB1 61 (Schenk et al., "Improved high-level expression system for eukaryotic genes in Escherichia coli using T7 RNA polymerase and rare Ar9 tRNAs) had to be introduced, which causes the overexpression of a rare Ar9 tRNA (argU). As a result, genes can be overexpressed in E. coli which, like many eukaryotic genes, contain a critical number of arginine codons (AGG / AGA), which are rare in E. coli (Brinkmann et al., "High-level expression of recombinant genes in Escherichia coli is dependent on the availabilitiy of the dnaY gene product ", Gene 85: 109-1 14, 1 989). In order to improve the expression of the recombinant pPPV-VEGF protein and to improve the stability of the expression plasmid, plasmids pCD369 and pSB1 61 constructed the chimeric plasmid pCD371, which combines the positive features of the two plasmids and largely excludes their disadvantages: (1) a Lac q repressed, IPTG-inducible T7 polymerase Common expression system for the overexpression of the fusion protein according to Fig. 4, (2) expression of the rare Ar9 tRNA (argU) as a prerequisite for overexpression of the latter fusion protein and (3) a kanamycin resistance as a more suitable resistance marker compared to the ampicillin resistance in pCD369. For the construction of the expression plasmid pCD371 (Fig. 3b) pSB1 61 was linearized with Nhel and the overhanging ends were filled in with Klenow polymerase. pCD369 was digested with Nrul / Sspl and a 2844 bp fragment with the lac q gene and the D1701 vegf gene was cloned into the vector pSB1 61 linearized in the previous step. pCD371 was then transformed into the expression strain BL21 (DE-3). This expression strain was found to be stable and suitable for the expression of large amounts of the rPPV-VEGF fusion protein in E. coli.
3. Rekombinante Expression des rPPV-VEGF Fusionsproteins in E.coli und dessen Reinigung3. Recombinant expression of the rPPV-VEGF fusion protein in E. coli and its purification
Für die Expression des rPPV-VEGF Fusionsproteins in E.coli wurde der Stamm BL21 (DE-3, pCD371 ) aus einem Glycerolstock in LB-Medium mit 30 μg/ml Kanamycin für 1 6 h in Schüttelkultur bei 37°C angezüchtet. Dann wurden 2 Liter desselben Mediums 1 : 100 mit der Kultur angeimpft und bis zu einer optischen Dichte (OD550nm) von 0,3 unter gleichen Bedingungen inkubiert. Nach Zugabe von IPTG (1 mM Endkonzentration) wurde für weitere 2 h inkubiert. Die Bakterien wurden dann durch Zentrifugation pelletiert und in Aufschluß-Puffer (5 mM Imidazol, 500 mM NaCI, 20 mM Tris-HCI, pH 7,9) resuspendiert und bei 4°C durch Ultraschall aufgeschlossen. Nach Zentrifugation für 30 min bei 1 7.000 rpm, 4°C wurde löslicher rPPV-VEGF aus dem Überstand anhand des Hexa-Histidin-Tags durch Affinitätschromatographie an einer Ni-Chelat Säule entsprechend den Angaben des Herstellers (Novagen, Madison, Wisconsin, Protokoll für native Reinigung) gebunden und durch Waschen mit mindestens 10 Säulenvolumina von kontaminierenden Substanzen abgetrennt.For the expression of the rPPV-VEGF fusion protein in E. coli, the strain BL21 (DE-3, pCD371) was grown from a glycerol stock in LB medium with 30 μg / ml kanamycin for 1 6 h in shaking culture at 37 ° C. Then 2 liters of the same medium were inoculated 1: 100 with the culture and incubated to an optical density (OD550nm) of 0.3 under the same conditions. After adding IPTG (1 mM final concentration), the mixture was incubated for a further 2 h. The bacteria were then pelleted by centrifugation and resuspended in digestion buffer (5 mM imidazole, 500 mM NaCl, 20 mM Tris-HCl, pH 7.9) and disrupted at 4 ° C. by ultrasound. After centrifugation for 30 min at 1,700 rpm, 4 ° C., soluble rPPV-VEGF from the supernatant was determined using the hexa-histidine tag by affinity chromatography on a Ni-chelate column according to the manufacturer's instructions (Novagen, Madison, Wisconsin, protocol for native cleaning) and separated from contaminating substances by washing with at least 10 column volumes.
Nach der Elution wurde die Proteinlösung durch Ultrafiltration mit Centricon- Säulen entsprechend den Angaben des Herstellers (Amicon, Beverly, MA) eingeengt. Ein weiterer Reinigungsschritt von rPPV-VEGF erfolgte durchAfter elution, the protein solution was concentrated by ultrafiltration using Centricon columns according to the manufacturer's instructions (Amicon, Beverly, MA). Another cleaning step of rPPV-VEGF was carried out by
Gelfiltration über Superose 1 2 h in PBS-Puffer, wodurch Dimere größtenteils
von verbliebenen Monomeren abgetrennt werden konnten. Dann wurde der Histidin-Tag durch Verdau mit 1 U biotinyliertem Thrombin/mg Fusionsprotein für 6,5 h bei Raumtemperatur entsprechend den Angaben des Herstellers (Novagen, Madison, Wisconsin) abgespalten und das biotinylierte Thrombin an Streptavidin-Sepharose adsorbiert. Der abgespaltene Histidin- Tag wurde an einer Ni-Chelat Säule entsprechend den Angaben des Herstellers (Novagen, Madison, Wisconsin) adsorbiert. Nach erneutem Einengen des Säulendurchflusses durch Ultrafiltration wurde ein letzter Gelfiltrationsschritt über eine Sephacryl S-200 Säule in PBS Puffer durch- geführt. Die Homogenität des eluierten rPPV-VEGF wurde durch SDS-PAGE und nachfolgende Silberfärbung nach Standardtechniken nachgewiesen. Proteinbestimmung mit dem Bradford-Reagenz (Biorad) wurden entsprechend den Angaben des Herstellers durchgeführt. Endotoxinbestimmun- gen wurden mit dem Limulus Amebocyte Lysate (LAD Coattest (Chromoge- nix, Mölndal, Schweden) entsprechend den Angaben des Herstellers durchgeführt.Gel filtration over Superose 1 2 h in PBS buffer, resulting in dimers for the most part could be separated from remaining monomers. Then the histidine day was split off by digestion with 1 U biotinylated thrombin / mg fusion protein for 6.5 h at room temperature in accordance with the manufacturer's instructions (Novagen, Madison, Wisconsin) and the biotinylated thrombin was adsorbed on streptavidin-Sepharose. The cleaved histidine tag was adsorbed on a Ni chelate column according to the manufacturer's instructions (Novagen, Madison, Wisconsin). After the column flow was again concentrated by ultrafiltration, a last gel filtration step was carried out over a Sephacryl S-200 column in PBS buffer. The homogeneity of the eluted rPPV-VEGF was demonstrated by SDS-PAGE and subsequent silver staining using standard techniques. Protein determination with the Bradford reagent (Biorad) was carried out according to the manufacturer's instructions. Endotoxin determinations were carried out using the Limulus Amebocyte Lysate (LAD Coattest (Chromogenix, Mölndal, Sweden) according to the manufacturer's instructions.
4. Test der Endothelzellproliferation durch rPPV-VEGF und PPV-VEGF4. Test of endothelial cell proliferation by rPPV-VEGF and PPV-VEGF
Die Stimulierung der Proliferation von primären Endothelzellen aus der Vene der menschlichen Nabelschnur ("Human umbilical vein endothelial cells" im folgenden als HUVECs bezeichnet) stellt das übliche Verfahren zum Nachweis der mitogenen Wirkung von VEGF Wachstumsfaktoren auf Endothelzellen dar. HUVECs wurden entsprechend Dehio et al., ("Interaction of Bartonella henselae with endothelial cells results in bacterial aggregation on the cell surface and the subsequent engulfment and internaiisation of the bacterial aggregate by a unique structure, the invasome", J. Cell Science 1 10:2141 -21 54, 1 997) präpariert und kultiviert und von Passage 4 bis 9 für Proliferationsassays eingesetzt. Hierfür wurden HUVECs mit einer Dichte von 50000 Zellen/ml in Gelatine-beschichteten Beschichtung mit (0,2%iger Lösung bei 37°C für 30 min) 24 Well-Platten im Medium 1 99 mit 10% dekomplementiertem FCS eingesät und für 1 6 h bei 37°C/5% CO2
inkubiert. Dann wurde das Medium gegen gleiches Medium mit der Testsubstanz ausgetauscht und nach weiteren 72 h Inkubation der Zellen bei 37°C/5% CO2 wurde die Zellzahl durch Auszählen eines definierten mikroskopischen Feldes bestimmt. Für die Bestimmung des Proliferations- faktors wurde als Referenzprobe Medium ohne weitere Zusätze verwendet, der Proliferationsfaktor einer Probe ergibt sich aus dem Quotienten der Zellzahlen bezogen auf diese Referenzprobe.The stimulation of the proliferation of primary endothelial cells from the vein of the human umbilical cord ("Human umbilical vein endothelial cells" hereinafter referred to as HUVECs) is the usual method for demonstrating the mitogenic effect of VEGF growth factors on endothelial cells. HUVECs were developed according to Dehio et al. , ("Interaction of Bartonella henselae with endothelial cells results in bacterial aggregation on the cell surface and the subsequent engulfment and internation of the bacterial aggregate by a unique structure, the invasome", J. Cell Science 1 10: 2141-21 54, 1 997) prepared and cultivated and used from passage 4 to 9 for proliferation assays. For this, HUVECs with a density of 50,000 cells / ml in gelatin-coated coating with (0.2% solution at 37 ° C for 30 min) 24 well plates were sown in medium 1 99 with 10% decomplemented FCS and for 1 6 h at 37 ° C / 5% CO 2 incubated. Then the medium was exchanged for the same medium with the test substance and after a further 72 h incubation of the cells at 37 ° C./5% CO 2 , the cell number was determined by counting a defined microscopic field. Medium without further additives was used as the reference sample to determine the proliferation factor; the proliferation factor of a sample results from the quotient of the cell numbers based on this reference sample.
Mit diesem Test wurde die Aktivität von rPPV-VEGF und humanem VEGF165 verglichen (Abb. 5) bzw. die Sensitivität von rPPV-VEGF gegenüber Erhitzung bzw. Proteinase K Verdau getestet (Abb. 6). Um die Spezifität des mitogenen Signals von rPPV-VEGF für Endothelzellen nachzuweisen, wurde ein vergleichbarer Proliferationstest auch für humane mikrovaskuläre Endothelzellen (HDMVEC), humane Fibroblasten (NHDF) und humane glatte Muskelzellen (SMC) durchgeführt (Abb. 7).With this test, the activity of rPPV-VEGF and human VEGF 165 was compared (Fig. 5) and the sensitivity of rPPV-VEGF to heating and proteinase K digestion was tested (Fig. 6). In order to demonstrate the specificity of the mitogenic signal of rPPV-VEGF for endothelial cells, a comparable proliferation test was also carried out for human microvascular endothelial cells (HDMVEC), human fibroblasts (NHDF) and human smooth muscle cells (SMC) (Fig. 7).
5. Klonierung des Gens D1701vegf in einen eukaryontischen Expressionsvektor5. Cloning of the D1701vegf gene into a eukaryotic expression vector
Für die Expression von PPV-VEGF in eukaryontischen Zellen wurde das Gen D1701 vegf in den Expressionsvektor pCB6-Bam (Abb. 8a) kloniert. pCB6- Bam ist ein Plasmid von 61 89 bp Länge, welches über folgende funktionell- enSequenzelemente verfügt: Den Replikationsursprung ColE1 und das Ampicillinresistenz-kodierende Gen bla, welches Klonierung und Plasmid- präparation in E.coli ermöglicht, eine Expressionskassette für das neo Gen, welches in transfizierten eukaryontischen Zellen Resistenz gegen Geniticin verleiht; einen Cytomegalovirus (CMV)-Promotor, gefolgt von einem Polylinker und einer hGII-Polyadenylierungsstelle für die Expression eines beliebigen Gens in eukaryontischen Zellen durch Insertion der kodierenden Sequenzen in den Polylinker. Das Leseraster des in pVEGF bzw. pCD325 klonierten D1701 vegf Gens wird direkt durch die zuvor rekombinant eingeführten EcoRI- bzw. BamHI-Schnittstellen eingerahmt. Für dieeffiziente
Expression von D1 701 vegf in eukaryontischen Zellen scheinen jedoch wenige Nukleotide der viralen Sequenz stromaufwärts vom Translationsstartpunkt von Bedeutung zu sein. Deshalb wurden durch geeignete Primer 22 Nukleotide der ursprünglichen viralen Sequenz vor dem ATG-Startkodon wieder eingeführt, gleichzeitig davor eine Hindlll Schnittstelle für die direktionale Klonierung des Amplifikats. Für die Polymerasekettenreaktion nach Standardtechniken wurde das Plasmid pCD325 als Template und die Oligonukleotide 5'-GGG GAA GCT TAG TTT TAA GGG TGA GGC GCC ATG AAG TTT CTC GTC GGC ATA CTG-3' und 5'-CGC GGA TCC CTA GCG GCG TCT TCT G-3' als Amplifikationsprimer eingesetzt. Das Amplifikat wurde durch Standardtechniken über die Schnittstellen Hindlll und BamHI in den Vektor pCB6-Bam kloniert, was in der Bildung des Plasmids pCD379 (Abb. 8b) resultierte.For the expression of PPV-VEGF in eukaryotic cells, the gene D1701 vegf was cloned into the expression vector pCB6-Bam (Fig. 8a). pCB6-Bam is a plasmid 61 89 bp in length, which has the following functional sequence elements: the origin of replication ColE1 and the ampicillin resistance-coding gene bla, which enables cloning and plasmid preparation in E. coli, an expression cassette for the neo gene, which confers resistance to geniticin in transfected eukaryotic cells; a cytomegalovirus (CMV) promoter, followed by a polylinker and an hGII polyadenylation site for expression of any gene in eukaryotic cells by inserting the coding sequences into the polylinker. The reading frame of the D1701 vegf gene cloned in pVEGF or pCD325 is framed directly by the previously recombinantly introduced EcoRI or BamHI cleavage sites. For the efficient Expression of D1 701 vegf in eukaryotic cells, however, appears to be of importance to a few nucleotides of the viral sequence upstream from the translation start point. For this reason, 22 nucleotides of the original viral sequence in front of the ATG start codon were reintroduced using suitable primers. For the polymerase chain reaction using standard techniques, the plasmid pCD325 was used as a template and the oligonucleotides 5'-GGG GAA GCT TAG TTT TAA GGG TGA GGC GCC ATG AAG TTT CTC GTC GGC ATA CTG-3 'and 5'-CGC GGA TCC CTA GCG GCG TCT TCT G-3 'used as an amplification primer. The amplificate was cloned into the vector pCB6-Bam via standard HindII and BamHI interfaces, which resulted in the formation of the plasmid pCD379 (FIG. 8b).
6. Expression von PPV-VEGF in eukaryontischen Zellen6. Expression of PPV-VEGF in eukaryotic cells
Plasmid-DNA des eukaryontischen Expressionsvektors pCD371 für Transfektionsexperimente wurde mit dem Qiagen Midi Kit (Qiagen, Hilden) entsprechend den Angaben des Herstellers präpariert. COS-7 Zellen wurden entsprechend der Ca-Phosphat-Kopräzipitationstechnik (Standardtechnik nach Sambrook et al., Molecular Cloning, A Laboratory Manual (2nd Edition) Cold Spring Harbour Laboratory Press, 1 989) mit dem PPV-VEGF Ex- pressionsplasmid pCD379 bzw. dem leeren Expressionsvektor pCB6-Bam transfiziert. Von 24 h bis 72 h nach der Transfektion wurde Medium (M 1 99/10% dekomplementiertes FCS) auf den transfizierten Zellen konditioniert. Nach dem Abernten der Kulturüberstände wurden diese für 1 5 min zentrifugiert und anschließend durch 0,22 μm Filter filtriert. Dann wurden Verdünnungen hiervon in einem HUVEC Proliferationsassay entsprechend Beispiel 4 (Abb. 9) getestet.
7. Expression von PPV-VEGF durch PPV infizierte ZellenPlasmid DNA of the eukaryotic expression vector pCD371 for transfection experiments was prepared with the Qiagen Midi Kit (Qiagen, Hilden) according to the manufacturer's instructions. COS-7 cells were obtained using the Ca-phosphate coprecipitation technique (standard technique according to Sambrook et al., Molecular Cloning, A Laboratory Manual (2nd Edition) Cold Spring Harbor Laboratory Press, 1 989) with the PPV-VEGF expression plasmid pCD379 or the empty expression vector pCB6-Bam. From 24 h to 72 h after the transfection, medium (M 1 99/10% decomplemented FCS) was conditioned on the transfected cells. After harvesting the culture supernatants, they were centrifuged for 1 5 min and then filtered through 0.22 μm filters. Then dilutions thereof were tested in a HUVEC proliferation assay according to Example 4 (Fig. 9). 7. Expression of PPV-VEGF by PPV-infected cells
BKKL3A Zellen, oder andere Zellkulturen aus der Kälberniere oder -lunge, bzw. aus der Haut von Schaf, Rind oder Mensch wurden durch Standard- techniken mit Orf-Viren und einer Multiplizität der Infektion von 0, 1 - 10 für 4-48 h infiziert. Zellkulturüberstände werden dann durch 0, 1 μm Filter abfiltriert, die selbst die Viruspartikel zurückhalten, und in einem HUVEC Proliferationsassay entsprechend Beispiel 4 (Abb. 10) getestet.BKKL3A cells, or other cell cultures from the calf kidney or lung, or from the skin of sheep, cattle or humans were infected by standard techniques with Orf viruses and a multiplicity of the infection from 0.1 to 10 for 4-48 h . Cell culture supernatants are then filtered through 0.1 μm filters, which themselves retain the virus particles, and tested in a HUVEC proliferation assay in accordance with Example 4 (FIG. 10).
8. In vitro Angiogenese durch rPPV-VEGF8. In vitro angiogenesis by rPPV-VEGF
Als in vitro Angiogenese-Assay wurde ein sogenannter "sprouting-Assay" mit Endothelzellspheroiden im Kollagengel durchgeführt, einer Modifizierung des "microcarrier-bead" Angiogenese-Assays (Nehls und Drenckhahn, 1 995). Dazu wurden Endothelzellspheroide wie bei Korff und Augustin (1 998, J. Cell. Biol. 143, 1 341 -1 352) beschrieben hergestellt. Abbildung 1 1 zeigt die Aktivität von rPPV-VEGF in diesem Assay im Vergleich zu humanem VEGF165.As an in vitro angiogenesis assay, a so-called "sprouting assay" with endothelial cell spheroids in the collagen gel was carried out, a modification of the "microcarrier-bead" angiogenesis assay (Nehls and Drenckhahn, 1,995). For this purpose, endothelial cell spheroids were produced as described by Korff and Augustin (1 998, J. Cell. Biol. 143, 1 341-1 352). Figure 1 1 shows the activity of rPPV-VEGF in this assay compared to human VEGF 165 .
9. In vivo Angiogenese durch rPPV-VEGF9. In vivo angiogenesis by rPPV-VEGF
Als in vivo Angiogenese-Assay wurde der "Rabbit-Cornea"-Assay in der Hornhaut von Albino-Kaninchen entsprechend Ziehe et al. (1 994, J. Clin. Invest., 94, 2036-2044 und 1 997, Lab. Invest. 76, 51 7-531 ) im Parallel- ansatz mit humanem VEGF165 durchgeführt (Abb. 1 2).As an in vivo angiogenesis assay, the "rabbit cornea" assay in the cornea of albino rabbits was carried out according to Ziehe et al. (1 994, J. Clin. Invest., 94, 2036-2044 and 1 997, Lab. Invest. 76, 51 7-531) carried out in parallel with human VEGF 165 (Fig. 1 2).
10. Bindung von rPPV-VEGF an VEGF-Rezeptoren (KDR bzw. Flt-1 )10. Binding of rPPV-VEGF to VEGF Receptors (KDR or Flt-1)
Für die Bindungsstudien wurde 125l-markiertes humanes VEGF165 mit unterschiedlichen Konzentrationen von kaltem humanem VEGF165 oder rPPV-For the binding studies, 125 l-labeled human VEGF 165 with different concentrations of cold human VEGF 165 or rPPV-
VEGF in RPMI mit 20 mM Hepes und 0, 1 % Gelatine gemischt. Zu 3T3-VEGF in RPMI mixed with 20 mM Hepes and 0.1% gelatin. To 3T3-
Fibroblasten, die stabil mit Flt-1 transfiziert worden waren, bzw. PAE-Zellen,
die KDR exprimieren, wurde diese Lösung gegeben und für 3 Stunden auf Eis inkubiert. Nach 4 Waschschritten mit RPMI-Medium mit 0, 1 % Gelatine zur Entfernung von nicht gebundenem 125I-VEGF165, wurden die Zellen mit 0, 1 % SDS lysiert und die cpm des freigesetzten 125I-VEGF165 im Gamma- Zähler (Packard) bestimmt (Abb. 13).
Fibroblasts that had been stably transfected with Flt-1 or PAE cells, expressing the KDR, this solution was given and incubated for 3 hours on ice. After 4 washing steps with RPMI medium with 0.1% gelatin to remove unbound 125 I-VEGF 165 , the cells were lysed with 0.1% SDS and the cpm of the released 125 I-VEGF 165 in the gamma counter (Packard ) determined (Fig. 13).