JP2001510682A - 免疫グロブリンヒンジ領域リンカーを有する融合タンパク質 - Google Patents
免疫グロブリンヒンジ領域リンカーを有する融合タンパク質Info
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Abstract
(57)【要約】
本発明は、免疫グロブリンヒンジ領域リンカーを有する融合タンパク質の製造および使用に関する。
Description
【0001】 発明の背景 生化学的技術または分子生物学技術を用いて、新規な性質または増強された性
質を有する治療用タンパク質を生産することに多くの興味がある。1つの望まし
い性質は、生物学的活性の増大、特にタンパク質の循環半減期の増加である。
質を有する治療用タンパク質を生産することに多くの興味がある。1つの望まし
い性質は、生物学的活性の増大、特にタンパク質の循環半減期の増加である。
【0002】 治療用タンパク質の生物学的活性を増大させるために、いくつもの方法が利用
されている。これらの方法は、しばしば治療剤の大きさを増大することに焦点が
置かれる。タンパク質の大きさを増大させる1つの方法は、他のタンパク質との
化学架橋を介するものである。例えば、タンパク質の抗原性を増大させるために
、化学架橋剤を用いて免疫原性タンパク質を免疫グロブリンまたは血清アルブミ
ンなどの担体分子に結合させる。
されている。これらの方法は、しばしば治療剤の大きさを増大することに焦点が
置かれる。タンパク質の大きさを増大させる1つの方法は、他のタンパク質との
化学架橋を介するものである。例えば、タンパク質の抗原性を増大させるために
、化学架橋剤を用いて免疫原性タンパク質を免疫グロブリンまたは血清アルブミ
ンなどの担体分子に結合させる。
【0003】 しかしながら、化合物または内因性分子のタンパク質への結合は、例えば、修
飾の結果として、生じる立体構造変化または立体障害の増加などにより、タンパ
ク質の全生物学的活性の顕著な減少をもたらす〔Knusli,C.,et a l .,Brit.J.Haematol.,82:654−663(1992)
〕。
飾の結果として、生じる立体構造変化または立体障害の増加などにより、タンパ
ク質の全生物学的活性の顕著な減少をもたらす〔Knusli,C.,et a l .,Brit.J.Haematol.,82:654−663(1992)
〕。
【0004】 ペプチドリンカーなどの別法も用いられている。例えば、米国特許第5,07
3,627号明細書は、顆粒マクロファージコロニー刺激因子(GM−CSF)
タンパク質分子とインターロイキン−3(IL−3)タンパク質分子とを結合し
て融合タンパク質を形成させるためのペプチドリンカーの使用を記載する。しか
しながら、慣用のペプチドリンカーは、柔軟性がなく、フレキシブルではないで
あろう。結果として、連結タンパク質は、野生型タンパク質により奏される所望
の生物学的に活性な立体構造に「曲げる」ことができないか、あるいは架橋また
は担体タンパク質が、生物学的活性を立体的に妨害する。したがって、イン・ビ
ボでの半減期を増加することなどの生物学的活性が増加するような様式でタンパ
ク質を連結するのに適するリンカーの必要性がある。
3,627号明細書は、顆粒マクロファージコロニー刺激因子(GM−CSF)
タンパク質分子とインターロイキン−3(IL−3)タンパク質分子とを結合し
て融合タンパク質を形成させるためのペプチドリンカーの使用を記載する。しか
しながら、慣用のペプチドリンカーは、柔軟性がなく、フレキシブルではないで
あろう。結果として、連結タンパク質は、野生型タンパク質により奏される所望
の生物学的に活性な立体構造に「曲げる」ことができないか、あるいは架橋また
は担体タンパク質が、生物学的活性を立体的に妨害する。したがって、イン・ビ
ボでの半減期を増加することなどの生物学的活性が増加するような様式でタンパ
ク質を連結するのに適するリンカーの必要性がある。
【0005】 発明の要旨 本発明は、生物学的活性を有する融合タンパク質、ならびに2つ以上のタンパ
ク質、ポリペプチド、または生物学的活性なそれらの断片、バリアント、変異体
、アナログもしくは誘導体の共有結合的な結合を介したこれらの融合タンパク質
の製造方法に関する。また、本発明の融合タンパク質は、本明細書に記載のよう
に、増大した生物学的活性を発揮しうる。前記共有結合は、免疫グロブリン(I
g)ヒンジ領域アミノ酸配列を用いて形成される。融合タンパク質のタンパク質
をコードする核酸は、タンデムに連結し、Igヒンジ領域配列をコードする核酸
を介して、連続的に核酸を連結することを意味する。タンデムという用語は、本
発明の融合タンパク質を説明する別の意味でもある。
ク質、ポリペプチド、または生物学的活性なそれらの断片、バリアント、変異体
、アナログもしくは誘導体の共有結合的な結合を介したこれらの融合タンパク質
の製造方法に関する。また、本発明の融合タンパク質は、本明細書に記載のよう
に、増大した生物学的活性を発揮しうる。前記共有結合は、免疫グロブリン(I
g)ヒンジ領域アミノ酸配列を用いて形成される。融合タンパク質のタンパク質
をコードする核酸は、タンデムに連結し、Igヒンジ領域配列をコードする核酸
を介して、連続的に核酸を連結することを意味する。タンデムという用語は、本
発明の融合タンパク質を説明する別の意味でもある。
【0006】 連結(linked)または接合(joined)対象のタンパク質は、同一
のタンパク質、実質的に類似したタンパク質または異なるタンパク質のいずれか
である。重要なことに、タンパク質は、該タンパク質のカルボキシル末端または
アミノ末端のいずれかを介してヒンジリンカーと付着されうる。このことは、か
かる付着により、タンパク質のカルボキシル末端が、例えば、リガンドまたはレ
セプターとの相互作用または結合から免れさせることに特に有利である。
のタンパク質、実質的に類似したタンパク質または異なるタンパク質のいずれか
である。重要なことに、タンパク質は、該タンパク質のカルボキシル末端または
アミノ末端のいずれかを介してヒンジリンカーと付着されうる。このことは、か
かる付着により、タンパク質のカルボキシル末端が、例えば、リガンドまたはレ
セプターとの相互作用または結合から免れさせることに特に有利である。
【0007】 同一のタンパク質のみまたは実質的に類似したタンパク質のみを含有した融合
タンパク質を説明する場合、「ホモ」の接頭語を用いる。例えば、ホモ融合タン
パク質は、2つ以上の同一の、実質的に類似した、Igヒンジ領域アミノ酸配列
リンカーを介して接合したタンパク質分子を含有した融合タンパク質を説明する
。1種を超えるタンパク質を含有した融合タンパク質を説明する場合、「ヘテロ
」の接頭語を用いる。例えば、ヘテロ融合タンパク質は、1以上の残部タンパク
質と異なる1以上のタンパク質をともに接合した2つ以上のタンパク質を含有す
る。
タンパク質を説明する場合、「ホモ」の接頭語を用いる。例えば、ホモ融合タン
パク質は、2つ以上の同一の、実質的に類似した、Igヒンジ領域アミノ酸配列
リンカーを介して接合したタンパク質分子を含有した融合タンパク質を説明する
。1種を超えるタンパク質を含有した融合タンパク質を説明する場合、「ヘテロ
」の接頭語を用いる。例えば、ヘテロ融合タンパク質は、1以上の残部タンパク
質と異なる1以上のタンパク質をともに接合した2つ以上のタンパク質を含有す
る。
【0008】 本発明の融合タンパク質は、生物学的活性を発揮する。本明細書に用いられる
「生物学的活性」という用語は、内因性または野生型の非融合タンパク質の活性
をいう。例えば、サイトカインヒンジ−サイトカイン融合タンパク質は、該融合
タンパク質が非融合サイトカイン(または異なるサイトカインを融合した場合、
サイトカイン類)の活性を発揮する場合、生物学的活性を有する。
「生物学的活性」という用語は、内因性または野生型の非融合タンパク質の活性
をいう。例えば、サイトカインヒンジ−サイトカイン融合タンパク質は、該融合
タンパク質が非融合サイトカイン(または異なるサイトカインを融合した場合、
サイトカイン類)の活性を発揮する場合、生物学的活性を有する。
【0009】 一方、本発明の融合タンパク質は、増加した生物学的活性を発揮しうる。増加
した生物学的活性は、同一のタンパク質または実質的に類似したタンパク質を含
有した融合タンパク質に関して用いられた場合、延長された血漿半減期(すなわ
ち、天然由来のモノマータンパク質に比べて、より長い循環半減期)、またはよ
り高いポテンシー(すなわち、天然由来のタンパク質に比べて、特定レベルの生
物学的活性に達するのにより少量を要求すること)として定義される。また、増
加した生物学的活性は、前記活性の組み合わせ、例えば、延長された循環半減期
をも発揮する、より高いポテンシーの融合タンパク質を包含する。本発明のタン
パク質は、増加した生物学的活性を有するため、該タンパク質を投与するべき頻
度を減少させるか、または有効投与量を達成する投与量を減少させる。天然由来
のタンパク質が用いられた場合に必要である量よりも、融合タンパク質の減少し
た量が治療のコースで必要とされるであろう。
した生物学的活性は、同一のタンパク質または実質的に類似したタンパク質を含
有した融合タンパク質に関して用いられた場合、延長された血漿半減期(すなわ
ち、天然由来のモノマータンパク質に比べて、より長い循環半減期)、またはよ
り高いポテンシー(すなわち、天然由来のタンパク質に比べて、特定レベルの生
物学的活性に達するのにより少量を要求すること)として定義される。また、増
加した生物学的活性は、前記活性の組み合わせ、例えば、延長された循環半減期
をも発揮する、より高いポテンシーの融合タンパク質を包含する。本発明のタン
パク質は、増加した生物学的活性を有するため、該タンパク質を投与するべき頻
度を減少させるか、または有効投与量を達成する投与量を減少させる。天然由来
のタンパク質が用いられた場合に必要である量よりも、融合タンパク質の減少し
た量が治療のコースで必要とされるであろう。
【0010】 異なるタンパク質を含有した融合タンパク質は、前記増加した生物学的活性お
よび/またはその構築に用いられる異なる構成成分タンパク質の新規な特徴を発
揮させる目的のために作成される。例えば、エリスロポエチン(EPO)とヒト
血小板由来成長因子(PDGF)とからなる融合タンパク質は、PDEF構成成
分が損傷結合組織の修復に有益であるが、融合タンパク質のEPO構成成分は、
哺乳類における血液ロスの治療を促進するであろう外傷性損傷の症例に有益であ
ろう。2種以上の異なるタンパク質を含むヘテロ融合タンパク質は、相乗作用的
な特性を発揮し、したがって、各タンパク質構成成分が単独で投与された場合、
融合タンパク質中に見出される類似した量の各タンパク質により発揮されるであ
ろう活性より多い生物学的活性を発揮しうる。
よび/またはその構築に用いられる異なる構成成分タンパク質の新規な特徴を発
揮させる目的のために作成される。例えば、エリスロポエチン(EPO)とヒト
血小板由来成長因子(PDGF)とからなる融合タンパク質は、PDEF構成成
分が損傷結合組織の修復に有益であるが、融合タンパク質のEPO構成成分は、
哺乳類における血液ロスの治療を促進するであろう外傷性損傷の症例に有益であ
ろう。2種以上の異なるタンパク質を含むヘテロ融合タンパク質は、相乗作用的
な特性を発揮し、したがって、各タンパク質構成成分が単独で投与された場合、
融合タンパク質中に見出される類似した量の各タンパク質により発揮されるであ
ろう活性より多い生物学的活性を発揮しうる。
【0011】 本発明には、免疫グロブリンヒンジ領域に連結されうる、治療的活性を有する
、いかなるタンパク質、ポリペプチド、または生物学的に活性なそれらの断片、
バリアント、変異体、アナログもしくは誘導体をも用いることができる。サイト
カイン類、成長因子類およびホルモン類が本発明により具体的に包含され、例え
ば、下記:インターフェロン−α、インターフェロン−β、インターフェロン−
γ、インターロイキン−1、インターロイキン−2、インターロイキン−3、イ
ンターロイキン−4、インターロイキン−5、インターロイキン−6、インター
ロイキン−7、インターロイキン−8、インターロイキン−9、インターロイキ
ン−10、インターロイキン−11、インターロイキン−12、インターロイキ
ン−13、インターロイキン−14、インターロイキン−15、インターロイキ
ン−16、エリスロポエチン、コロニー刺激因子−1、顆粒コロニー刺激因子、
顆粒マクロファージコロニー刺激因子、白血病阻害因子、腫瘍壊死因子、リンフ
ォトキシン、血小板由来成長因子、繊維芽細胞成長因子、血管内皮細胞成長因子
、表皮成長因子、トランスフォーミング成長因子−β、トランスフォーミング成
長因子−α、トロンボポエチン、幹細胞因子、オンコスタチンM、アンフィレギ
ュリン、ミュレリアン阻害基質、B細胞成長因子、マクロファージ移動阻害因子
、エンドスタチン、アンジオスタチンなどが挙げられる。
、いかなるタンパク質、ポリペプチド、または生物学的に活性なそれらの断片、
バリアント、変異体、アナログもしくは誘導体をも用いることができる。サイト
カイン類、成長因子類およびホルモン類が本発明により具体的に包含され、例え
ば、下記:インターフェロン−α、インターフェロン−β、インターフェロン−
γ、インターロイキン−1、インターロイキン−2、インターロイキン−3、イ
ンターロイキン−4、インターロイキン−5、インターロイキン−6、インター
ロイキン−7、インターロイキン−8、インターロイキン−9、インターロイキ
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顆粒マクロファージコロニー刺激因子、白血病阻害因子、腫瘍壊死因子、リンフ
ォトキシン、血小板由来成長因子、繊維芽細胞成長因子、血管内皮細胞成長因子
、表皮成長因子、トランスフォーミング成長因子−β、トランスフォーミング成
長因子−α、トロンボポエチン、幹細胞因子、オンコスタチンM、アンフィレギ
ュリン、ミュレリアン阻害基質、B細胞成長因子、マクロファージ移動阻害因子
、エンドスタチン、アンジオスタチンなどが挙げられる。
【0012】 より具体的には、本発明は、免疫グロブリンヒンジ領域を含有したアミノ酸配
列により、2つのエリスロポエチン(EPO)分子が連結され、かつ前記で規定
したように、ホモ融合タンパク質が増加した生物学的活性を有するものであるホ
モ融合タンパク質に関する。また、本発明は、ヒンジ領域配列を介してIL2が
FasLに連結し、かつIL2−FasL融合タンパク質が生物学的活性を有す
るものであるヘテロ融合タンパク質に関する。
列により、2つのエリスロポエチン(EPO)分子が連結され、かつ前記で規定
したように、ホモ融合タンパク質が増加した生物学的活性を有するものであるホ
モ融合タンパク質に関する。また、本発明は、ヒンジ領域配列を介してIL2が
FasLに連結し、かつIL2−FasL融合タンパク質が生物学的活性を有す
るものであるヘテロ融合タンパク質に関する。
【0013】 さらに、本発明は、前記で規定したように、同一、実質的に類似、または異な
る2つ以上のタンパク質分子を結合するのに用いられる免疫グロブリンヒンジ領
域を含有した融合タンパク質の製造方法に関する。
る2つ以上のタンパク質分子を結合するのに用いられる免疫グロブリンヒンジ領
域を含有した融合タンパク質の製造方法に関する。
【0014】 また、本発明は、本明細書に記載された融合タンパク質を用いる方法に関する
。本発明の融合タンパク質は、非融合野生型タンパク質と同様の様式で特に増加
した生物学的活性が望まれうる場合に用いられうる。例えば、非融合野生型EP
Oよりもより長いイン・ビボ半減期を有する本発明のEPO融合タンパク質は、
さらに下記に記載するように、様々な貧血状態を治療するために用いられうる。
。本発明の融合タンパク質は、非融合野生型タンパク質と同様の様式で特に増加
した生物学的活性が望まれうる場合に用いられうる。例えば、非融合野生型EP
Oよりもより長いイン・ビボ半減期を有する本発明のEPO融合タンパク質は、
さらに下記に記載するように、様々な貧血状態を治療するために用いられうる。
【0015】 本明細書に記載された研究の結果、増加した生物学的活性を有する、ホモ融合
タンパク質、ヘテロ融合タンパク質が目下利用可能である。これらの融合タンパ
ク質は、より少ない頻度、または同じ頻度であるが、野生型タンパク質に比べて
、より少ない投与量で、あるいはより少ない副作用で注射されうる。
タンパク質、ヘテロ融合タンパク質が目下利用可能である。これらの融合タンパ
ク質は、より少ない頻度、または同じ頻度であるが、野生型タンパク質に比べて
、より少ない投与量で、あるいはより少ない副作用で注射されうる。
【0016】 発明の詳細な説明 本発明は、免疫グロブリンヒンジ領域配列を含有したアミノ酸配列により連結
した1つ以上のタンパク質を含有した、生物学的に活性な融合タンパク質に関す
る。
した1つ以上のタンパク質を含有した、生物学的に活性な融合タンパク質に関す
る。
【0017】 基本的な免疫グロブリン、すなわちIg、構造単位は、テトラマーを含有する
ことが知られており、各テトラマーはポリペプチド鎖の2つの同一ペアを有する
。これらのポリペプチド鎖は、それらの分子量に関して、「軽」(L)および「
重」(H)として示される。各鎖のN末端部分は、抗原認識に最初に応答しうる
可変(V)領域と定義する。各鎖のC末端部分は、最初にエフェクター機能に応
答しうる定常(C)領域と定義する。
ことが知られており、各テトラマーはポリペプチド鎖の2つの同一ペアを有する
。これらのポリペプチド鎖は、それらの分子量に関して、「軽」(L)および「
重」(H)として示される。各鎖のN末端部分は、抗原認識に最初に応答しうる
可変(V)領域と定義する。各鎖のC末端部分は、最初にエフェクター機能に応
答しうる定常(C)領域と定義する。
【0018】 軽鎖および重鎖内で、約110アミノ酸から構成される単位は、別個のドメイ
ンを形成する。各ドメインは、1つの内部ジスルフィド結合により共に維持され
る。重鎖は、一般的には、4つのかかるドメインを含み、一方、軽鎖は、一般的
には2ドメインを含む。重鎖の最初のN末端ドメインのCOOH末端であるVH は、軽鎖のN末端ドメインであるVL と相互作用し、抗体の結合領域を生産する
。C末端に向かって、重鎖の次の3つのドメインをそれぞれCH 1、CH 2およ
びCH 3と示す。
ンを形成する。各ドメインは、1つの内部ジスルフィド結合により共に維持され
る。重鎖は、一般的には、4つのかかるドメインを含み、一方、軽鎖は、一般的
には2ドメインを含む。重鎖の最初のN末端ドメインのCOOH末端であるVH は、軽鎖のN末端ドメインであるVL と相互作用し、抗体の結合領域を生産する
。C末端に向かって、重鎖の次の3つのドメインをそれぞれCH 1、CH 2およ
びCH 3と示す。
【0019】 ほとんどの重鎖は、少数のアミノ酸からなるCH 1ドメインとCH 2ドメイン
との間にヒンジ領域を有する。前記ヒンジは、フレキシブルであり、結合領域が
残りの分子に比べて自由に動くことを可能にする。2つのダイマーを共に保持す
るジスルフィド架橋は、ヒンジ領域にあり、テトラマー構造単位をつくる。
との間にヒンジ領域を有する。前記ヒンジは、フレキシブルであり、結合領域が
残りの分子に比べて自由に動くことを可能にする。2つのダイマーを共に保持す
るジスルフィド架橋は、ヒンジ領域にあり、テトラマー構造単位をつくる。
【0020】 高等脊椎動物において、5つのクラスの免疫グロブリン(IgA、IgD、I
gE、IgGおよびIgM)があり、その全てがヒンジ領域を含む。さらに、こ
れらのクラスの免疫グロブリンのいくつかは、サブクラスを有し、例えば、Ig
Gは4つのサブクラス(IgG1 、IgG2 、IgG3 およびIgG4 )を有す
る。(Alberts,B.et al.,Molecular Biolog
y of the Cell,第3版,Garland Publishing
,Inc.,New York,NY中,第23章:The Immune S
ystem)。これらのクラスの免疫グロブリンおよびサブクラス由来のヒンジ
領域のアミノ酸配列、ならびに他の種由来のクラスおよびサブクラスは、本発明
に包含される。
gE、IgGおよびIgM)があり、その全てがヒンジ領域を含む。さらに、こ
れらのクラスの免疫グロブリンのいくつかは、サブクラスを有し、例えば、Ig
Gは4つのサブクラス(IgG1 、IgG2 、IgG3 およびIgG4 )を有す
る。(Alberts,B.et al.,Molecular Biolog
y of the Cell,第3版,Garland Publishing
,Inc.,New York,NY中,第23章:The Immune S
ystem)。これらのクラスの免疫グロブリンおよびサブクラス由来のヒンジ
領域のアミノ酸配列、ならびに他の種由来のクラスおよびサブクラスは、本発明
に包含される。
【0021】 前記ヒンジ領域は、しばしば、3つの領域:上流ヒンジ、中央ヒンジ、および
下流ヒンジに分けられる。上流ヒンジは、重鎖の最初のドメイン(CH 1)の末
端と内部重鎖ジスルフィド架橋を形成する最初のシステインとの間のアミノ酸の
数として定義される。中央ヒンジは、プロリンに富み、かつ内部重鎖システイン
ジスルフィド架橋を含む。下流ヒンジは、中央ヒンジをCH 2ドメインに結合す
る。Sandlie,I.およびMichaelsen,T.,Antibod
y Engineering:A Practical Guide中、第3章
:Engineering the Hinge Region to Opt
imize Complement−induced Cytolysis,W
.H.Freeman and Co.,New York,NYを参照のこと
。Hamers−Casterman,C.,Naturally Occur
ring Antibodies Devoid of Light Chai
ns,363 Nature 446 (1993)およびTerskikh,
A.V.,”Peptabody”:A New Type of High
Avidity Binding Protein,94 Proc.Natl
.Acad.Sci.USA 1663(1997)も参照のこと。
下流ヒンジに分けられる。上流ヒンジは、重鎖の最初のドメイン(CH 1)の末
端と内部重鎖ジスルフィド架橋を形成する最初のシステインとの間のアミノ酸の
数として定義される。中央ヒンジは、プロリンに富み、かつ内部重鎖システイン
ジスルフィド架橋を含む。下流ヒンジは、中央ヒンジをCH 2ドメインに結合す
る。Sandlie,I.およびMichaelsen,T.,Antibod
y Engineering:A Practical Guide中、第3章
:Engineering the Hinge Region to Opt
imize Complement−induced Cytolysis,W
.H.Freeman and Co.,New York,NYを参照のこと
。Hamers−Casterman,C.,Naturally Occur
ring Antibodies Devoid of Light Chai
ns,363 Nature 446 (1993)およびTerskikh,
A.V.,”Peptabody”:A New Type of High
Avidity Binding Protein,94 Proc.Natl
.Acad.Sci.USA 1663(1997)も参照のこと。
【0022】 以前の研究は、表に示されるいくつかのヒトサブクラスおよびマウスサブクラ
スにおけるこれら3つのヒンジ領域のアミノ酸配列を同定している。
スにおけるこれら3つのヒンジ領域のアミノ酸配列を同定している。
【0023】
【表1】
【0024】 本明細書に用いられるように、Ig「ヒンジ」領域という用語は、天然由来の
Igヒンジ領域配列の部分と同一または類似した配列を有するアミノ酸配列を含
有したポリペプチドをいい、ジスルフィド結合が免疫グロブリンの2つの重鎖を
連結するシステイン残基が挙げられる。本発明のヒンジ領域リンカーの天然由来
の免疫グロブリンヒンジ領域アミノ酸配列との配列類似性は、少なくとも50%
から約75〜80%の範囲であり、典型的には、約90%よりも大きい範囲であ
りうる。
Igヒンジ領域配列の部分と同一または類似した配列を有するアミノ酸配列を含
有したポリペプチドをいい、ジスルフィド結合が免疫グロブリンの2つの重鎖を
連結するシステイン残基が挙げられる。本発明のヒンジ領域リンカーの天然由来
の免疫グロブリンヒンジ領域アミノ酸配列との配列類似性は、少なくとも50%
から約75〜80%の範囲であり、典型的には、約90%よりも大きい範囲であ
りうる。
【0025】 ヒンジ領域の誘導体およびアナログは、変異により得られうる。本明細書でい
う、誘導体またはアナログは、欠失、挿入および/または置換に帰する1以上の
アミノ酸配列の差異を有することをのぞく、野生型(または天然由来のタンパク
質)の全長配列との配列同一性、または類似性を有するアミノ酸配列を含有した
ポリペプチドである。
う、誘導体またはアナログは、欠失、挿入および/または置換に帰する1以上の
アミノ酸配列の差異を有することをのぞく、野生型(または天然由来のタンパク
質)の全長配列との配列同一性、または類似性を有するアミノ酸配列を含有した
ポリペプチドである。
【0026】 また、本発明は、前記ヒンジ領域の断片を包含する。かかる断片は、ただヒン
ジ領域断片により付着されたタンパク質が生物学的に活性な立体構造を獲得させ
るに十分な長さであることのみが必要である。
ジ領域断片により付着されたタンパク質が生物学的に活性な立体構造を獲得させ
るに十分な長さであることのみが必要である。
【0027】 本発明の融合タンパク質は、一般的に、あるタンパク質のC末端とIgヒンジ
領域のN末端との融合および別のタンパク質のN末端とタンパク質−ヒンジ複合
体のC末端との融合により接合される。したがって、本発明の融合タンパク質は
、R1 がタンパク質であり、R2 がR1 と同一のタンパク質または実質的に類似
したタンパク質であり、L(リンカー)は、Igヒンジ領域配列である、式R1 −L−R2 を有する。一方、本発明の融合タンパク質は、R1 がタンパク質であ
り、R2 がR1 と異なるまたは実質的に異なるタンパク質であり、L(リンカー
)は、Igヒンジ領域である、式R1 −L−R2 を有する。タンパク質は、融合
タンパク質中のタンパク質のそれぞれの生物学的活性を残す単独のタンパク質を
生産するような様式で他者と連結される。
領域のN末端との融合および別のタンパク質のN末端とタンパク質−ヒンジ複合
体のC末端との融合により接合される。したがって、本発明の融合タンパク質は
、R1 がタンパク質であり、R2 がR1 と同一のタンパク質または実質的に類似
したタンパク質であり、L(リンカー)は、Igヒンジ領域配列である、式R1 −L−R2 を有する。一方、本発明の融合タンパク質は、R1 がタンパク質であ
り、R2 がR1 と異なるまたは実質的に異なるタンパク質であり、L(リンカー
)は、Igヒンジ領域である、式R1 −L−R2 を有する。タンパク質は、融合
タンパク質中のタンパク質のそれぞれの生物学的活性を残す単独のタンパク質を
生産するような様式で他者と連結される。
【0028】 しかしながら、天然由来のタンパク質、またはそれらの断片、アナログ、変異
体、バリアントもしくは誘導体の生物学的活性のレベルは、天然由来のタンパク
質(本明細書中においては、親タンパク質ともいう)の活性と同じである必要は
ない。例えば、サイトカインタンパク質の断片は、2つ以上のサイトカインが連
結して融合タンパク質を形成するため、該融合タンパク質が1分子の天然由来の
サイトカインと比べて増加した生物学的活性をいまだ呈するであろうにもかかわ
らず、天然由来のサイトカインの活性の50〜80%しか示さないであろう。各
タンパク質構成成分に特異的な生物学的活性を決定するための試験は、当業者に
熟知されており、例えば、造血、血小板生産またはレセプター結合の増加を測定
することなどが挙げられる。例えば、エリスロポエチンの変異体の生物学的活性
は、米国特許第5,614,184号明細書および第5,580,853号明細
書に記載のように測定されうる。
体、バリアントもしくは誘導体の生物学的活性のレベルは、天然由来のタンパク
質(本明細書中においては、親タンパク質ともいう)の活性と同じである必要は
ない。例えば、サイトカインタンパク質の断片は、2つ以上のサイトカインが連
結して融合タンパク質を形成するため、該融合タンパク質が1分子の天然由来の
サイトカインと比べて増加した生物学的活性をいまだ呈するであろうにもかかわ
らず、天然由来のサイトカインの活性の50〜80%しか示さないであろう。各
タンパク質構成成分に特異的な生物学的活性を決定するための試験は、当業者に
熟知されており、例えば、造血、血小板生産またはレセプター結合の増加を測定
することなどが挙げられる。例えば、エリスロポエチンの変異体の生物学的活性
は、米国特許第5,614,184号明細書および第5,580,853号明細
書に記載のように測定されうる。
【0029】 融合タンパク質構築物は、各分子を列挙することにより命名される。例えば、
EPO−L−EPOは、Igヒンジ領域により接合された2つのEPO分子を含
有したホモ融合タンパク質をいう。同様に、EPO−L−EPO−L−EPOは
、3つのEPO分子のそれぞれの間にIgヒンジ領域を有する3つのEPO分子
を含有したホモ融合タンパク質を称しうる。ヘテロ融合タンパク質などの他の組
み合わせは、例えば、EPO−L−EPO−L−IL3、EPO−L−IL3−
L−IL3などが可能である。1を超えるIgヒンジ領域が有る場合、1つのI
gヒンジ領域は、例えば、EPO−L−L−EPOなど、融合タンパク質中の他
のIgヒンジ領域に連結されうる。
EPO−L−EPOは、Igヒンジ領域により接合された2つのEPO分子を含
有したホモ融合タンパク質をいう。同様に、EPO−L−EPO−L−EPOは
、3つのEPO分子のそれぞれの間にIgヒンジ領域を有する3つのEPO分子
を含有したホモ融合タンパク質を称しうる。ヘテロ融合タンパク質などの他の組
み合わせは、例えば、EPO−L−EPO−L−IL3、EPO−L−IL3−
L−IL3などが可能である。1を超えるIgヒンジ領域が有る場合、1つのI
gヒンジ領域は、例えば、EPO−L−L−EPOなど、融合タンパク質中の他
のIgヒンジ領域に連結されうる。
【0030】 例えば、エリスロポエチンなどのタンパク質は、そのアミノ末端またはカルボ
キシル末端のいずれかを介してヒンジに付着(例えば、接合または連結)させう
ることに留意するのが重要である。例えば、本明細書に記載のように、融合タン
パク質を生産し、IL2−ヒンジ−FasLにおいては、タンパク質はアミノ末
端を介してヒンジに付着される。一方、タンパク質のカルボキシル末端を介して
ヒンジと付着される。
キシル末端のいずれかを介してヒンジに付着(例えば、接合または連結)させう
ることに留意するのが重要である。例えば、本明細書に記載のように、融合タン
パク質を生産し、IL2−ヒンジ−FasLにおいては、タンパク質はアミノ末
端を介してヒンジに付着される。一方、タンパク質のカルボキシル末端を介して
ヒンジと付着される。
【0031】 融合タンパク質の生産 本明細書に用いられる「組換え」という用語は、タンパク質が、組換え(例え
ば、微生物、ウイルス、昆虫または哺乳類)発現系由来であることを意味する。
「微生物」とは、細菌または真菌、例えば、酵母の発現系でつくられた組換えタ
ンパク質をいう。ほとんどの細菌培養物で発現されたタンパク質は、グリカンが
ないであろう。酵母で発現されたタンパク質は、哺乳類細胞で発現されたタンパ
ク質のものとは異なるグリコシル化パターンを有するであろう。
ば、微生物、ウイルス、昆虫または哺乳類)発現系由来であることを意味する。
「微生物」とは、細菌または真菌、例えば、酵母の発現系でつくられた組換えタ
ンパク質をいう。ほとんどの細菌培養物で発現されたタンパク質は、グリカンが
ないであろう。酵母で発現されたタンパク質は、哺乳類細胞で発現されたタンパ
ク質のものとは異なるグリコシル化パターンを有するであろう。
【0032】 本明細書に用いられる、「ヌクレオチド配列」または「核酸配列」の用語は、
デオキシリボヌクレオチド(DNA)またはリボヌクレオチド(RNA)のヘテ
ロポリマーをいう。本発明により提供されるタンパク質をコードする核酸配列は
、cDNAもしくはゲノムDNAのいずれかのDNAまたはRNAと短オリゴヌ
クレオチドリンカーとから集められ、組換え転写単位で発現されうる合成核酸配
列を提供することができる。
デオキシリボヌクレオチド(DNA)またはリボヌクレオチド(RNA)のヘテ
ロポリマーをいう。本発明により提供されるタンパク質をコードする核酸配列は
、cDNAもしくはゲノムDNAのいずれかのDNAまたはRNAと短オリゴヌ
クレオチドリンカーとから集められ、組換え転写単位で発現されうる合成核酸配
列を提供することができる。
【0033】 本明細書に用いられる「組換え発現ベクター」の用語は、本発明の融合タンパ
ク質をコードし、かつ(1)遺伝子エレメントまたは遺伝子発現に調節的な役割
を有するエレメント、例えば、プロモーターまたはエンハンサーなど;(2)m
RNAに転写され、タンパク質に翻訳される、構造配列またはコード配列;なら
びに(3)適切な転写開始および翻訳開始配列ならびに転写終結および翻訳終結
配列の集合体を含有した転写単位を含むDNAの増幅または発現のいずれかに用
いられる複製可能なDNA構築物をいう。酵母発現系における使用を意図する構
造エレメントは、好ましくは、宿主細胞により翻訳タンパク質の細胞外分泌を可
能にするリーダー配列を含む。一方、組換えタンパク質がリーダー配列または移
送配列なしで発現される場合、N末端メチオニン残基を含んでもよい。本残基は
、発現組換えタンパク質から任意に順次切断され、最終産物を提供する。
ク質をコードし、かつ(1)遺伝子エレメントまたは遺伝子発現に調節的な役割
を有するエレメント、例えば、プロモーターまたはエンハンサーなど;(2)m
RNAに転写され、タンパク質に翻訳される、構造配列またはコード配列;なら
びに(3)適切な転写開始および翻訳開始配列ならびに転写終結および翻訳終結
配列の集合体を含有した転写単位を含むDNAの増幅または発現のいずれかに用
いられる複製可能なDNA構築物をいう。酵母発現系における使用を意図する構
造エレメントは、好ましくは、宿主細胞により翻訳タンパク質の細胞外分泌を可
能にするリーダー配列を含む。一方、組換えタンパク質がリーダー配列または移
送配列なしで発現される場合、N末端メチオニン残基を含んでもよい。本残基は
、発現組換えタンパク質から任意に順次切断され、最終産物を提供する。
【0034】 融合タンパク質をコードするDNA配列は、タンパク質およびIgヒンジ領域
をコードする別々のDNA配列を組み立てる組換えDNA技術を用いて生産され
うる。ついで、タンパク質−リンカー−タンパク質配列をコードする本DNA構
築物を適切な発現ベクターに挿入する。例えば、タンパク質をコードするDNA
配列の3’末端をIgヒンジ領域をコードするDNA配列の5’末端に連結する
。ついで、本タンパク質−ヒンジDNA配列の3’末端を同じタンパク質または
異なるタンパク質をコードする第2のDNA配列の5’末端に、1つの生物学的
に活性な融合タンパク質への配列のmRNA翻訳を可能にする状態で配列の読み
枠にあわせて連結する。DNAのmRNAへの転写に応答しうる調節エレメント
は、タンパク質−ヒンジ複合体DNA配列を保持するが、一方、第2のタンパク
質DNA配列への通し読みを妨げる結合シグナルまたは終止コドンを除去する。
逆に、第2のタンパク質DNA配列から調節エレメントを除去するが、翻訳を終
わらせるのに必要な終止コドンを保持する。
をコードする別々のDNA配列を組み立てる組換えDNA技術を用いて生産され
うる。ついで、タンパク質−リンカー−タンパク質配列をコードする本DNA構
築物を適切な発現ベクターに挿入する。例えば、タンパク質をコードするDNA
配列の3’末端をIgヒンジ領域をコードするDNA配列の5’末端に連結する
。ついで、本タンパク質−ヒンジDNA配列の3’末端を同じタンパク質または
異なるタンパク質をコードする第2のDNA配列の5’末端に、1つの生物学的
に活性な融合タンパク質への配列のmRNA翻訳を可能にする状態で配列の読み
枠にあわせて連結する。DNAのmRNAへの転写に応答しうる調節エレメント
は、タンパク質−ヒンジ複合体DNA配列を保持するが、一方、第2のタンパク
質DNA配列への通し読みを妨げる結合シグナルまたは終止コドンを除去する。
逆に、第2のタンパク質DNA配列から調節エレメントを除去するが、翻訳を終
わらせるのに必要な終止コドンを保持する。
【0035】 また、本発明の融合タンパク質をコードする核酸は、プリン塩基およびピリミ
ジン塩基と当該分野において熟知された核酸合成技術とを用いて合成的に生産さ
れうる。
ジン塩基と当該分野において熟知された核酸合成技術とを用いて合成的に生産さ
れうる。
【0036】 本発明は、2つ以上の分子のタンパク質を含有した融合タンパク質を提供する
。また、本発明の融合タンパク質は、生物学的活性を保持する第1のタンパク質
の多様な構造形態を含む。例えば、酸化または還元により、個々のアミノ酸残基
を改変してもよい。例えば、米国特許第5,614,184号明細書を参照のこ
と。
。また、本発明の融合タンパク質は、生物学的活性を保持する第1のタンパク質
の多様な構造形態を含む。例えば、酸化または還元により、個々のアミノ酸残基
を改変してもよい。例えば、米国特許第5,614,184号明細書を参照のこ
と。
【0037】 本発明は、本明細書記載のタンパク質の生物学的に活性な断片、アナログ、変
異体、バリアントおよび誘導体を本質的に包含する。本明細書において「アナロ
グ」は、内因性タンパク質の生物学的活性を有する内因性タンパク質のアミノ酸
配列に類似した十分なアミノ酸配列を有するアミノ酸配列を意味することが定義
される。例えば、ポリペプチドのアナログは、1つ以上のアミノ酸残基がタンパ
ク質のアミノ酸配列と相違するが、タンパク質の品質を有するポリペプチドをも
たらす配列中の「サイレント」変化を有する核酸配列によりコードされうる。か
かる相違の例示としては、残基の付加、欠失または置換が挙げられる。
異体、バリアントおよび誘導体を本質的に包含する。本明細書において「アナロ
グ」は、内因性タンパク質の生物学的活性を有する内因性タンパク質のアミノ酸
配列に類似した十分なアミノ酸配列を有するアミノ酸配列を意味することが定義
される。例えば、ポリペプチドのアナログは、1つ以上のアミノ酸残基がタンパ
ク質のアミノ酸配列と相違するが、タンパク質の品質を有するポリペプチドをも
たらす配列中の「サイレント」変化を有する核酸配列によりコードされうる。か
かる相違の例示としては、残基の付加、欠失または置換が挙げられる。
【0038】 本発明は、タンパク質の生物学的に活性な断片をも包含する。かかる断片は、
タンパク質の全長アミノ酸配列の一部のみを含むが生物学的活性を有することが
できる。本明細書に用いられる「生物学的に活性な断片」は、全長タンパク質の
生物学的または生理学的作用を発揮しうるか、または全長タンパク質の生物学的
特性を有する断片を意味する。かかる断片は、アミノ末端およびカルボキシル末
端欠失ならびに内部欠失により生産されうる。酵素消化により得られたタンパク
質の活性断片をも含む。
タンパク質の全長アミノ酸配列の一部のみを含むが生物学的活性を有することが
できる。本明細書に用いられる「生物学的に活性な断片」は、全長タンパク質の
生物学的または生理学的作用を発揮しうるか、または全長タンパク質の生物学的
特性を有する断片を意味する。かかる断片は、アミノ末端およびカルボキシル末
端欠失ならびに内部欠失により生産されうる。酵素消化により得られたタンパク
質の活性断片をも含む。
【0039】 当業者に熟知された方法を用いて生物学的活性を試験しうる。例えば、本発明
の融合タンパク質は、哺乳類(獣医学的使用)、とりわけヒトにおける使用のた
めの生物学的活性または治療活性を有する。融合タンパク質がヘテロ融合タンパ
ク質である場合、ヘテロ融合タンパク質を含有した2つ以上のタンパク質のそれ
ぞれの活性が試験されうる。例えば、GM−CSF/IL−3融合タンパク質は
、イヌにおける白血病を治療するために用いられうる。GM−CSF活性は、米
国特許第5,073,627号明細書に記載のように、チミジン取り込みアッセ
イにおけるAML−193細胞の増殖を刺激する能力についてを試験しうる。当
業者に熟知された技術によりIL−3活性を試験しうる。
の融合タンパク質は、哺乳類(獣医学的使用)、とりわけヒトにおける使用のた
めの生物学的活性または治療活性を有する。融合タンパク質がヘテロ融合タンパ
ク質である場合、ヘテロ融合タンパク質を含有した2つ以上のタンパク質のそれ
ぞれの活性が試験されうる。例えば、GM−CSF/IL−3融合タンパク質は
、イヌにおける白血病を治療するために用いられうる。GM−CSF活性は、米
国特許第5,073,627号明細書に記載のように、チミジン取り込みアッセ
イにおけるAML−193細胞の増殖を刺激する能力についてを試験しうる。当
業者に熟知された技術によりIL−3活性を試験しうる。
【0040】 例えば、エリスロポエチン融合タンパク質は、Krystalの方法〔Kry
stal,G.,Exp.Hematol.,11:649−660(1983
)〕を用いて生物学的活性について、試験されうる。簡単には、Krystal
のバイオアッセイは、エリスロポエチンのインタクトマウス脾臓細胞への作用を
測定する。マウスは、脾臓における赤血球細胞前駆体細胞の生産を刺激するため
に、フェニルヒドラジンで処理する。処理後、脾臓を取り出し、インタクト脾臓
細胞を注意深く単離し、種々の量の野生型エリスロポエチンまたは本明細書に記
載のエリスロポエチン融合タンパク質とともにインキュベートする。一晩培養後
、 3Hチミジンを添加し、その細胞DNAへの取り込みを測定する。 3Hチミジ
ン取り込み量は、エリスロポエチンの細胞レセプターとの相互作用を介する赤血
球細胞のエリスロポエチン刺激生産の指標である。
stal,G.,Exp.Hematol.,11:649−660(1983
)〕を用いて生物学的活性について、試験されうる。簡単には、Krystal
のバイオアッセイは、エリスロポエチンのインタクトマウス脾臓細胞への作用を
測定する。マウスは、脾臓における赤血球細胞前駆体細胞の生産を刺激するため
に、フェニルヒドラジンで処理する。処理後、脾臓を取り出し、インタクト脾臓
細胞を注意深く単離し、種々の量の野生型エリスロポエチンまたは本明細書に記
載のエリスロポエチン融合タンパク質とともにインキュベートする。一晩培養後
、 3Hチミジンを添加し、その細胞DNAへの取り込みを測定する。 3Hチミジ
ン取り込み量は、エリスロポエチンの細胞レセプターとの相互作用を介する赤血
球細胞のエリスロポエチン刺激生産の指標である。
【0041】 タンパク質の「誘導体」および「バリアント」は、すでに改変されているタン
パク質である。これらは、それらのアミノ酸配列における変化により、すでに改
変されているタンパク質を含む。さらに、これらは、タンパク質の切形型および
ハイブリッド型を含む。「切形」型は、典型的には結合または分泌に影響するC
末端領域を除去するように改変した、タンパク質の短いバージョンである。「ハ
イブリッド」または「キメラ」型は、1つ以上の他のタンパク質と組み合わせた
1つ以上のタンパク質から構成されるタンパク質である。
パク質である。これらは、それらのアミノ酸配列における変化により、すでに改
変されているタンパク質を含む。さらに、これらは、タンパク質の切形型および
ハイブリッド型を含む。「切形」型は、典型的には結合または分泌に影響するC
末端領域を除去するように改変した、タンパク質の短いバージョンである。「ハ
イブリッド」または「キメラ」型は、1つ以上の他のタンパク質と組み合わせた
1つ以上のタンパク質から構成されるタンパク質である。
【0042】 また、本発明は、天然のタンパク質グリコシル化に関連するまたは関連しない
タンパク質を提供する。大腸菌などの細菌における、融合タンパク質をコードす
るDNAの発現は、非グリコシル化分子を提供する。オリゴヌクレオチド合成と
ライゲーションとにより、または部位特異的変異導入技術により、不活性化N−
グリコシル化部位を有する機能的な変異体アナログを生産しうる。これらのアナ
ログタンパク質は、酵母発現系を用いて良好な収率で、均質な還元炭水化物型で
生産されうる。真核タンパク質中におけるN−グリコシル化部位は、A1 がPr
oを除くいずれかのアミノ酸であり、ZがSerまたはThrであるアミノ酸ト
リプレットAsn−A1 −Zにより特徴付けられる。この配列中において、アス
パラギン(Asn)は、炭水化物の共有結合的な付着のための側鎖アミノ基を提
供する。かかる部位は、Asnもしくは残基Zを他のアミノ酸に置換すること、
AsnもしくはZを欠失すること、またはA1 とZとの間にZでないアミノ酸も
しくはAsnとA1 との間にAsnの他のアミノ酸を挿入することにより除去す
ることができる。
タンパク質を提供する。大腸菌などの細菌における、融合タンパク質をコードす
るDNAの発現は、非グリコシル化分子を提供する。オリゴヌクレオチド合成と
ライゲーションとにより、または部位特異的変異導入技術により、不活性化N−
グリコシル化部位を有する機能的な変異体アナログを生産しうる。これらのアナ
ログタンパク質は、酵母発現系を用いて良好な収率で、均質な還元炭水化物型で
生産されうる。真核タンパク質中におけるN−グリコシル化部位は、A1 がPr
oを除くいずれかのアミノ酸であり、ZがSerまたはThrであるアミノ酸ト
リプレットAsn−A1 −Zにより特徴付けられる。この配列中において、アス
パラギン(Asn)は、炭水化物の共有結合的な付着のための側鎖アミノ基を提
供する。かかる部位は、Asnもしくは残基Zを他のアミノ酸に置換すること、
AsnもしくはZを欠失すること、またはA1 とZとの間にZでないアミノ酸も
しくはAsnとA1 との間にAsnの他のアミノ酸を挿入することにより除去す
ることができる。
【0043】 また、融合タンパク質の変異により、誘導体およびアナログを得てもよい。融
合タンパク質のアナログは、例えば、残基または配列の様々な置換を作成するこ
とにより構築されてもよい。例えば、システイン残基は、再生時に、誤った分子
内ジスルフィド架橋の形成を防ぐために、欠失されるか、または他のアミノ酸と
置き換えられうる。変異導入のための他のアプローチは、KEX2プロテアーゼ
活性が存在する酵母系における発現を促進するために隣接の2塩基アミノ酸残基
の改変に関連する。一般的に、置換は、保守的になされるべきであろう。最も好
ましい置換アミノ酸は、置換対象の残基のものと似た理化学的性質を有するもの
である。同様に、欠失または挿入ストラテジーが適用される場合、欠失または挿
入の生物学的活性における潜在的作用が考慮されるべきであろう。
合タンパク質のアナログは、例えば、残基または配列の様々な置換を作成するこ
とにより構築されてもよい。例えば、システイン残基は、再生時に、誤った分子
内ジスルフィド架橋の形成を防ぐために、欠失されるか、または他のアミノ酸と
置き換えられうる。変異導入のための他のアプローチは、KEX2プロテアーゼ
活性が存在する酵母系における発現を促進するために隣接の2塩基アミノ酸残基
の改変に関連する。一般的に、置換は、保守的になされるべきであろう。最も好
ましい置換アミノ酸は、置換対象の残基のものと似た理化学的性質を有するもの
である。同様に、欠失または挿入ストラテジーが適用される場合、欠失または挿
入の生物学的活性における潜在的作用が考慮されるべきであろう。
【0044】 アナログの発現のために構築されたヌクレオチド配列における変異は、もちろ
ん、コード配列の読み枠部分を保存し、かつ好ましくは、ハイブリダイズして、
mRNAの翻訳に不利に影響するであろうループまたはヘアピンなどのmRNA
二次構造を生じうる相補的な領域を生成しないであろう。予め変異部位を決定し
てもよいが、予め変異などの性質を決定することは必須ではない。例えば、与え
られた部位での変異体の最適な特性を選択するために、ランダム変異導入が標的
コドンで行なわれてもよく、所望の活性をスクリーニングした発現した変異体で
行なわれてもよい。
ん、コード配列の読み枠部分を保存し、かつ好ましくは、ハイブリダイズして、
mRNAの翻訳に不利に影響するであろうループまたはヘアピンなどのmRNA
二次構造を生じうる相補的な領域を生成しないであろう。予め変異部位を決定し
てもよいが、予め変異などの性質を決定することは必須ではない。例えば、与え
られた部位での変異体の最適な特性を選択するために、ランダム変異導入が標的
コドンで行なわれてもよく、所望の活性をスクリーニングした発現した変異体で
行なわれてもよい。
【0045】 変異は、所望のアミノ酸残基をコードするオリゴヌクレオチドを合成すること
により、天然の配列の断片へのライゲーションが可能な制限部位に隣接した一定
の座に導入されうる。ライゲーション後、得られた再構築配列は、所望のアミノ
酸挿入、置換または欠失を有するアナログをコードする。
により、天然の配列の断片へのライゲーションが可能な制限部位に隣接した一定
の座に導入されうる。ライゲーション後、得られた再構築配列は、所望のアミノ
酸挿入、置換または欠失を有するアナログをコードする。
【0046】 一方、要求された置換、欠失または挿入により改変された特定のコドンを有す
る変異遺伝子を提供するためにオリゴヌクレオチド−部位特異的変異導入手法を
利用することができる。前述の変異を作成する方法例は、Walder et
al.(Gene 42:133,1986);Bauer et al.(G
ene 37:73,1985);Craik(Biotechniques,
January 1985,12−19);Smith et al.(Gen
etic Engineering:Principles and Meth
ods,Plenum Press,1981);および米国特許第4,518
,584および4,737,462号明細書により開示される。
る変異遺伝子を提供するためにオリゴヌクレオチド−部位特異的変異導入手法を
利用することができる。前述の変異を作成する方法例は、Walder et
al.(Gene 42:133,1986);Bauer et al.(G
ene 37:73,1985);Craik(Biotechniques,
January 1985,12−19);Smith et al.(Gen
etic Engineering:Principles and Meth
ods,Plenum Press,1981);および米国特許第4,518
,584および4,737,462号明細書により開示される。
【0047】 また、本発明は、哺乳類、微生物、ウイルスもしくは昆虫の遺伝子由来の適切
な転写調節エレメントまたは翻訳調節エレメントに作動可能に連結した融合タン
パク質を含有した融合タンパク質をコードする合成DNA配列またはcDNA由
来DNA配列を含む組換え発現ベクターを提供する。かかる調節エレメントとし
ては、下記に詳細に記載されるように、転写プロモーター、転写を制御するため
の任意のオペレーター配列、適切なmRNAリボソーム結合部位をコードする配
列ならびに転写および翻訳の終結を制御する配列が挙げられる。通常、複製開始
起点により付与される宿主中における複製能および形質転換体の認識を促進する
選択配列は、さらに取り込まれるであろう。一般的に、作動可能な連結は、連続
的であることを意味する。
な転写調節エレメントまたは翻訳調節エレメントに作動可能に連結した融合タン
パク質を含有した融合タンパク質をコードする合成DNA配列またはcDNA由
来DNA配列を含む組換え発現ベクターを提供する。かかる調節エレメントとし
ては、下記に詳細に記載されるように、転写プロモーター、転写を制御するため
の任意のオペレーター配列、適切なmRNAリボソーム結合部位をコードする配
列ならびに転写および翻訳の終結を制御する配列が挙げられる。通常、複製開始
起点により付与される宿主中における複製能および形質転換体の認識を促進する
選択配列は、さらに取り込まれるであろう。一般的に、作動可能な連結は、連続
的であることを意味する。
【0048】 宿主細胞は、組換えDNA技術を用いて構築した融合タンパク質ベクターでト
ランスフェクトした細胞である。通常、形質転換宿主細胞は、所望の融合タンパ
ク質を発現するが、DNAのクローニングまたは増幅の目的のため、形質転換さ
れた宿主細胞は、タンパク質を発現する必要がない。発現された融合タンパク質
は、一般的に培地上清中に分泌されるであろう。融合タンパク質の発現に適した
宿主細胞としては、遺伝子が適当なプロモーターの制御下にある原核生物、酵母
、または高等真核細胞が挙げられる。原核生物としては、例えば、大腸菌などの
グラム陰性生物またはグラム陽性生物が挙げられる。高等真核細胞としては、以
下に説明する哺乳類起源の樹立細胞株が挙げられる。また、無細胞翻訳系は、本
発明のDNA構築物由来のRNAを用いた融合タンパク質を製造することに用い
られうる。細菌、真菌、酵母および哺乳類細胞宿主との使用のための適当なクロ
ーニングベクターおよび発現ベクターについては、Pouwels et al
.(Cloning Vectors:A Laboratory Manua
l,Elsevier,NY,1985)に記載されている。
ランスフェクトした細胞である。通常、形質転換宿主細胞は、所望の融合タンパ
ク質を発現するが、DNAのクローニングまたは増幅の目的のため、形質転換さ
れた宿主細胞は、タンパク質を発現する必要がない。発現された融合タンパク質
は、一般的に培地上清中に分泌されるであろう。融合タンパク質の発現に適した
宿主細胞としては、遺伝子が適当なプロモーターの制御下にある原核生物、酵母
、または高等真核細胞が挙げられる。原核生物としては、例えば、大腸菌などの
グラム陰性生物またはグラム陽性生物が挙げられる。高等真核細胞としては、以
下に説明する哺乳類起源の樹立細胞株が挙げられる。また、無細胞翻訳系は、本
発明のDNA構築物由来のRNAを用いた融合タンパク質を製造することに用い
られうる。細菌、真菌、酵母および哺乳類細胞宿主との使用のための適当なクロ
ーニングベクターおよび発現ベクターについては、Pouwels et al
.(Cloning Vectors:A Laboratory Manua
l,Elsevier,NY,1985)に記載されている。
【0049】 原核細胞発現ベクターは、通常、1つ以上の表現型選択マーカー、例えば、抗
生物質耐性を付与するタンパク質または独立栄養要求性を提供するタンパク質を
コードする遺伝子などと、宿主内の増幅を保証する宿主によって認識される複製
開始起点とを含有する。形質転換に適した原核生物宿主としては、大腸菌、枯草
菌(Bacillus subtilis)、ネズミチフス菌(Salmone
lla typhimurium)、およびシュードモナス(Pseudomo
nas)、ストレプトマイセス(Streptomyces)およびスタフィロ
コッカス(Staphylococcus)に属する様々な種が挙げられるが、
これら以外のものも、選択対象として用いてもよい。
生物質耐性を付与するタンパク質または独立栄養要求性を提供するタンパク質を
コードする遺伝子などと、宿主内の増幅を保証する宿主によって認識される複製
開始起点とを含有する。形質転換に適した原核生物宿主としては、大腸菌、枯草
菌(Bacillus subtilis)、ネズミチフス菌(Salmone
lla typhimurium)、およびシュードモナス(Pseudomo
nas)、ストレプトマイセス(Streptomyces)およびスタフィロ
コッカス(Staphylococcus)に属する様々な種が挙げられるが、
これら以外のものも、選択対象として用いてもよい。
【0050】 細菌における使用に適する発現ベクターは、よく知られたクローニングベクタ
ーpBR322(ATCC37017)の遺伝子エレメントを含有した市販プラ
スミド由来の選択可能マーカーと細菌の複製開始起点とを含有しうる。かかる市
販ベクターとしては、例えば、pKK223−3(Pharmacia Fin
e Chemicals,Uppsala,Sweden)およびpGEM1(
Promega Biotech,Madison,WI)が挙げられる。これ
らのpBR322「骨格」部分を、適当なプロモーターと発現対象の構造配列と
に組み合わせる。大腸菌は、通常、大腸菌種由来のプラスミドであるpBR32
2の誘導体を用いて、形質転換される〔Bolivar et al.,Gen
e 2:95,1977〕。pBR322は、アンピシリンおよびテトラサイク
リン耐性遺伝子を含んでおり、したがって、簡便な形質転換細胞の同定手段が提
供される。
ーpBR322(ATCC37017)の遺伝子エレメントを含有した市販プラ
スミド由来の選択可能マーカーと細菌の複製開始起点とを含有しうる。かかる市
販ベクターとしては、例えば、pKK223−3(Pharmacia Fin
e Chemicals,Uppsala,Sweden)およびpGEM1(
Promega Biotech,Madison,WI)が挙げられる。これ
らのpBR322「骨格」部分を、適当なプロモーターと発現対象の構造配列と
に組み合わせる。大腸菌は、通常、大腸菌種由来のプラスミドであるpBR32
2の誘導体を用いて、形質転換される〔Bolivar et al.,Gen
e 2:95,1977〕。pBR322は、アンピシリンおよびテトラサイク
リン耐性遺伝子を含んでおり、したがって、簡便な形質転換細胞の同定手段が提
供される。
【0051】 組換え微生物発現ベクターにおいてよく用いられるプロモーターとしては、ブ
ラクタマーゼ(ペニシリナーゼ)およびラクトースプロモーター系〔Chang
et al.,Nature 275:615,1978;およびGoedd
el et al.,Nature 281:544,1979〕、トリプトフ
ァン(trp)プロモーター系〔Goeddel et al.,Nuclei
c Acids Res,8:4057,1980〕、およびtacプロモータ
ー〔Maniatis,Molecular Cloning:A Labor
atory Manual,Cold Spring Harbor Labo
ratory,1982〕が挙げられる。
ラクタマーゼ(ペニシリナーゼ)およびラクトースプロモーター系〔Chang
et al.,Nature 275:615,1978;およびGoedd
el et al.,Nature 281:544,1979〕、トリプトフ
ァン(trp)プロモーター系〔Goeddel et al.,Nuclei
c Acids Res,8:4057,1980〕、およびtacプロモータ
ー〔Maniatis,Molecular Cloning:A Labor
atory Manual,Cold Spring Harbor Labo
ratory,1982〕が挙げられる。
【0052】 また、組換え融合タンパク質は、酵母宿主、好ましくは、S.セレビジエ(c
erevisiae)などのサッカロミセス種に由来する酵母宿主中で発現させ
てもよい。ピキア(Pichia)、クライベロミセス(Kluyveromy
ces)など他の属の酵母も、利用してもよい。酵母ベクターは、一般に、酵母
プラスミド由来の複製開始起点、または自己複製配列( ARS) 、プロモーター
、融合タンパク質をコードするDNA、ポリアデニル化および転写終結のための
配列、および選択遺伝子を含む。好ましくは、酵母ベクターは、例えば、大腸菌
のアンピシリン耐性遺伝子やトリプトファン中で生育する能力を欠く酵母の突然
変異株に選択マーカーを提供するS.セレビジエtrp1遺伝子などの酵母と大
腸菌との両者の形質転換を可能にする複製開始起点および選択可能マーカー、な
らびに下流構造配列の転写を誘導する高度発現酵母遺伝子由来プロモーターを含
む。酵母宿主細胞ゲノム中におけるtrp1損傷の存在は、トリプトファン非存
在下での生育による形質転換を検出するための有効な環境を提供する。
erevisiae)などのサッカロミセス種に由来する酵母宿主中で発現させ
てもよい。ピキア(Pichia)、クライベロミセス(Kluyveromy
ces)など他の属の酵母も、利用してもよい。酵母ベクターは、一般に、酵母
プラスミド由来の複製開始起点、または自己複製配列( ARS) 、プロモーター
、融合タンパク質をコードするDNA、ポリアデニル化および転写終結のための
配列、および選択遺伝子を含む。好ましくは、酵母ベクターは、例えば、大腸菌
のアンピシリン耐性遺伝子やトリプトファン中で生育する能力を欠く酵母の突然
変異株に選択マーカーを提供するS.セレビジエtrp1遺伝子などの酵母と大
腸菌との両者の形質転換を可能にする複製開始起点および選択可能マーカー、な
らびに下流構造配列の転写を誘導する高度発現酵母遺伝子由来プロモーターを含
む。酵母宿主細胞ゲノム中におけるtrp1損傷の存在は、トリプトファン非存
在下での生育による形質転換を検出するための有効な環境を提供する。
【0053】 酵母ベクターに適したプロモーター配列としては、メタロチオネイン、3- ホスホグリセレートキナーゼ〔Hitzeman et al.,J.Biol
.Chem.255:2073,1980〕、またはエノラーゼ、グリセルアル
デヒド−3−ホスファートデヒドロゲナーゼ、ヘキソキナーゼ、ピルビン酸デカ
ルボキシラーゼ、ホスホフルクトキナーゼ、グルコース−6- ホスフェートイソ
メラーゼ、3−ホスホグリセレートムターゼ、ピルビン酸キナーゼ、トリオース
−ホスフェートイソメラーゼ、ホスホグルコースイソメラーゼ、およびグルコキ
ナーゼなどその他の糖分解酵素〔Hess et al.,J.Adv.Enz
yme Reg.7:149,1968;およびHolland et al.
,Biochem.17:4900,1978〕のプロモーターが挙げられる。
酵母発現における使用に適したベクターおよびプロモーターは、当該分野におい
て良く知られている。
.Chem.255:2073,1980〕、またはエノラーゼ、グリセルアル
デヒド−3−ホスファートデヒドロゲナーゼ、ヘキソキナーゼ、ピルビン酸デカ
ルボキシラーゼ、ホスホフルクトキナーゼ、グルコース−6- ホスフェートイソ
メラーゼ、3−ホスホグリセレートムターゼ、ピルビン酸キナーゼ、トリオース
−ホスフェートイソメラーゼ、ホスホグルコースイソメラーゼ、およびグルコキ
ナーゼなどその他の糖分解酵素〔Hess et al.,J.Adv.Enz
yme Reg.7:149,1968;およびHolland et al.
,Biochem.17:4900,1978〕のプロモーターが挙げられる。
酵母発現における使用に適したベクターおよびプロモーターは、当該分野におい
て良く知られている。
【0054】 好ましい酵母ベクターは、大腸菌における選択および複製のためのpBR32
2由来DNA配列(Amp遺伝子および複製開始起点)を用いて構築することが
でき、異種タンパク質の分泌を司るグルコース抑制ADH2プロモーターおよび
α- 因子リーダーを含む酵母DNA配列を、プロモーターと発現対象の構造遺伝
子との間に挿入することができる〔Kurjan et al.,Cell 3
0:933,1982;およびBitter et al.,Proc.Nat
l.Acad.Sci.USA 81:5330,1984〕。リーダー配列は
、そのリーダー配列の外来遺伝子への融合を促進するために、3’末端付近に1
つ以上の有用な制限部位を含むように改変してもよい。
2由来DNA配列(Amp遺伝子および複製開始起点)を用いて構築することが
でき、異種タンパク質の分泌を司るグルコース抑制ADH2プロモーターおよび
α- 因子リーダーを含む酵母DNA配列を、プロモーターと発現対象の構造遺伝
子との間に挿入することができる〔Kurjan et al.,Cell 3
0:933,1982;およびBitter et al.,Proc.Nat
l.Acad.Sci.USA 81:5330,1984〕。リーダー配列は
、そのリーダー配列の外来遺伝子への融合を促進するために、3’末端付近に1
つ以上の有用な制限部位を含むように改変してもよい。
【0055】 適切な酵母形質転換プロトコルは、当業者にとって公知であり、代表的な技術
は、0. 67% 酵母ナイトロジェンベース、0. 5% カザミノ酸、2% グ
ルコース、10μg/ ml アデニンおよび20μg/ ml ウラシルからなる
選択培地中でTrp+ 形質転換体を選択する方法が、Hinnen et al
.,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 75:1929,197
8に記載されている。
は、0. 67% 酵母ナイトロジェンベース、0. 5% カザミノ酸、2% グ
ルコース、10μg/ ml アデニンおよび20μg/ ml ウラシルからなる
選択培地中でTrp+ 形質転換体を選択する方法が、Hinnen et al
.,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 75:1929,197
8に記載されている。
【0056】 ADH2プロモーターを含有したベクターにより形質転換した宿主株は、80
μg/ ml アデニンおよび80μg/ mlのウラシルを加えた、1% イース
トエキストラクト、2% ペプトンおよび1% グルコースからなる栄養培地中
で、発現のために成育させてもよい。培地グルコースが消耗すると、ADH2プ
ロモーターの脱抑制が起きる。さらなる精製に先立ち、濾過により、粗酵母上清
を集め、4℃に保つ。様々な哺乳類または昆虫の培養細胞系を利用して、組換え
タンパク質を発現させることができる。昆虫細胞中での異種タンパク質を製造す
るためのバキュロウイルス系について、LuckowとSummers,Bio
/Technology 6:47(1988)により概説されている。適切な
哺乳類宿主細胞株の例示としては、Gluzman〔Cell 23:175,
1981〕に記載されたサル腎臓細胞のCOS−7株、および適切なベクターを
発現しうるその他の細胞株が挙げられ、例えば、L細胞、C127、3T3、チ
ャイニーズハムスター卵巣(CHO) 、HeLaおよびBHK細胞株などが挙げ
られる。哺乳類発現ベクターは、複製開始起点、発現対象の遺伝子に連結させた
適切なプロモーターおよびエンハンサー、ならびに他の5’または3’フランキ
ング非転写配列などの非転写エレメントと、必要なリボソーム結合部位、ポリ−
アデニル化部位、スプライスドナーおよびアクセプター部位、および転写終結配
列などの5’から3’への非翻訳配列とを含有してもよい。
μg/ ml アデニンおよび80μg/ mlのウラシルを加えた、1% イース
トエキストラクト、2% ペプトンおよび1% グルコースからなる栄養培地中
で、発現のために成育させてもよい。培地グルコースが消耗すると、ADH2プ
ロモーターの脱抑制が起きる。さらなる精製に先立ち、濾過により、粗酵母上清
を集め、4℃に保つ。様々な哺乳類または昆虫の培養細胞系を利用して、組換え
タンパク質を発現させることができる。昆虫細胞中での異種タンパク質を製造す
るためのバキュロウイルス系について、LuckowとSummers,Bio
/Technology 6:47(1988)により概説されている。適切な
哺乳類宿主細胞株の例示としては、Gluzman〔Cell 23:175,
1981〕に記載されたサル腎臓細胞のCOS−7株、および適切なベクターを
発現しうるその他の細胞株が挙げられ、例えば、L細胞、C127、3T3、チ
ャイニーズハムスター卵巣(CHO) 、HeLaおよびBHK細胞株などが挙げ
られる。哺乳類発現ベクターは、複製開始起点、発現対象の遺伝子に連結させた
適切なプロモーターおよびエンハンサー、ならびに他の5’または3’フランキ
ング非転写配列などの非転写エレメントと、必要なリボソーム結合部位、ポリ−
アデニル化部位、スプライスドナーおよびアクセプター部位、および転写終結配
列などの5’から3’への非翻訳配列とを含有してもよい。
【0057】 脊椎動物細胞を形質転換するのに使用する発現ベクターにおける転写制御配列
および翻訳制御配列は、ウイルス源により提供されてもよい。例えば、一般的に
使用されるプロモーターおよびエンハンサーは、ポリオーマ、アデノウイルス2
、シミアンウイルス40(SV40)およびヒトサイトメガロウイルスから得ら
れる。SV40ウイルスゲノム由来のDNA配列、例えば、SV40起点、初期
および後期プロモーター、エンハンサー、スプライス、およびポリアデニル化部
位を、異種DNA配列の発現に必要な他の遺伝子エレメントを提供するために用
いてもよい。初期および後期プロモーターは、SV40ウイルスオリジン オア
レプリケーション(origin or replication)も含む断
片として、どちらもウイルスから容易に得られるため、とくに有用である〔Fi
ers et al.,Nature 273:113,1978〕。Hind
III部位からウイルス複製開始起点に位置するBgII部位へ向けて伸びてい
る約250bpの配列が含まれていれば、より小型または大型のSV40断片も
用いることができる。代表的ベクターは、岡山(Okayama)とバーグ(B
erg)〔Mol.Cell.Biol. 3:280,1983〕の開示のよ
うに構築されうる。
および翻訳制御配列は、ウイルス源により提供されてもよい。例えば、一般的に
使用されるプロモーターおよびエンハンサーは、ポリオーマ、アデノウイルス2
、シミアンウイルス40(SV40)およびヒトサイトメガロウイルスから得ら
れる。SV40ウイルスゲノム由来のDNA配列、例えば、SV40起点、初期
および後期プロモーター、エンハンサー、スプライス、およびポリアデニル化部
位を、異種DNA配列の発現に必要な他の遺伝子エレメントを提供するために用
いてもよい。初期および後期プロモーターは、SV40ウイルスオリジン オア
レプリケーション(origin or replication)も含む断
片として、どちらもウイルスから容易に得られるため、とくに有用である〔Fi
ers et al.,Nature 273:113,1978〕。Hind
III部位からウイルス複製開始起点に位置するBgII部位へ向けて伸びてい
る約250bpの配列が含まれていれば、より小型または大型のSV40断片も
用いることができる。代表的ベクターは、岡山(Okayama)とバーグ(B
erg)〔Mol.Cell.Biol. 3:280,1983〕の開示のよ
うに構築されうる。
【0058】 EPO DNAの発現のための好ましい真核生物ベクターとしては、ともにp
BC102. K22(ATCC67,255)に由来する酵母発現ベクターであ
り、かつ大腸菌および酵母における選択および複製のためのpBR322由来D
NA配列(Apr遺伝子および複製開始起点)を含むpIXY321およびpI
XY344が挙げられる。
BC102. K22(ATCC67,255)に由来する酵母発現ベクターであ
り、かつ大腸菌および酵母における選択および複製のためのpBR322由来D
NA配列(Apr遺伝子および複製開始起点)を含むpIXY321およびpI
XY344が挙げられる。
【0059】 精製哺乳類融合タンパク質またはアナログは、本発明のDNAの組換え翻訳産
物を発現するに適する宿主/ベクター系を培養することにより調製され、ついで
、それらは、培地または細胞抽出物から精製される。例えば、培地に組換えタン
パク質を分泌する系から得た上清を、例えば、アミコン(Amicon)または
ミリポアペリコン(Millipore Pellicon)限外濾過装置など
の市販のタンパク質濃縮フィルターを用いてまず濃縮することができる。濃縮工
程後に、濃縮物を適切な精製マトリックスにかけることができる。
物を発現するに適する宿主/ベクター系を培養することにより調製され、ついで
、それらは、培地または細胞抽出物から精製される。例えば、培地に組換えタン
パク質を分泌する系から得た上清を、例えば、アミコン(Amicon)または
ミリポアペリコン(Millipore Pellicon)限外濾過装置など
の市販のタンパク質濃縮フィルターを用いてまず濃縮することができる。濃縮工
程後に、濃縮物を適切な精製マトリックスにかけることができる。
【0060】 最後に、例えば、付加的メチルまたはその他の脂肪族基を有するシリカゲルな
ど1つ以上の逆相高速液体クロマトグラフィー(RP- HPLC)担体を用いて
、融合タンパク質組成物をさらに精製することができる。上記精製工程の一部ま
たはすべてを様々に組み合わせたものも、均質な組換えタンパク質を提供する目
的に使用することができる。
ど1つ以上の逆相高速液体クロマトグラフィー(RP- HPLC)担体を用いて
、融合タンパク質組成物をさらに精製することができる。上記精製工程の一部ま
たはすべてを様々に組み合わせたものも、均質な組換えタンパク質を提供する目
的に使用することができる。
【0061】 細菌培養物中で産生した組換えタンパク質は、通常、細胞ペレットからの初回
抽出によって単離された後、濃縮、塩析、水性イオン交換またはサイズ排除クロ
マトグラフィー工程の1以上の工程に付される。最後に、高速液体クロマトグラ
フィー(HPLC)を用いて、最終精製工程を行う。組換え融合タンパク質の発
現に使用する微生物細胞は、凍結解凍サイクル、音波処理、機械的破砕法、また
は細胞溶解剤の使用などを含むいかなる簡便な方法によっても、破砕することが
できる。
抽出によって単離された後、濃縮、塩析、水性イオン交換またはサイズ排除クロ
マトグラフィー工程の1以上の工程に付される。最後に、高速液体クロマトグラ
フィー(HPLC)を用いて、最終精製工程を行う。組換え融合タンパク質の発
現に使用する微生物細胞は、凍結解凍サイクル、音波処理、機械的破砕法、また
は細胞溶解剤の使用などを含むいかなる簡便な方法によっても、破砕することが
できる。
【0062】 分泌タンパク質として融合タンパク質を発現する酵母の発酵は、精製を大幅に
簡略化する。大規模発酵から得られた分泌組換えタンパク質は、Urdal e
t al.〔J.Chromatog.296:171,1984〕に開示され
ている方法と同様にして精製することができる。
簡略化する。大規模発酵から得られた分泌組換えタンパク質は、Urdal e
t al.〔J.Chromatog.296:171,1984〕に開示され
ている方法と同様にして精製することができる。
【0063】 組換え培養物中で合成された融合タンパク質は、培養物から融合タンパク質を
回収するために実施する精製工程に応じた量と性質で、タンパク質を含む、非ヒ
ト細胞の成分の存在を特徴とする。これらの成分は、通常、酵母、原核生物また
はヒト以外の高等真核生物起源のものであり、スキャニングデンシトメトリーま
たはクロマトグラフィーにより約5パーセント未満のオーダーであって、無害な
汚染量で存在することが好ましい。さらに、組換え細胞培養は、自然界で例えば
、細胞、細胞滲出物、または体液中などそれぞれの起源物に含まれているがゆえ
に通常、天然由来のタンパク質と関連していてもよいタンパク質を含まない融合
タンパク質の製造が可能になる。
回収するために実施する精製工程に応じた量と性質で、タンパク質を含む、非ヒ
ト細胞の成分の存在を特徴とする。これらの成分は、通常、酵母、原核生物また
はヒト以外の高等真核生物起源のものであり、スキャニングデンシトメトリーま
たはクロマトグラフィーにより約5パーセント未満のオーダーであって、無害な
汚染量で存在することが好ましい。さらに、組換え細胞培養は、自然界で例えば
、細胞、細胞滲出物、または体液中などそれぞれの起源物に含まれているがゆえ
に通常、天然由来のタンパク質と関連していてもよいタンパク質を含まない融合
タンパク質の製造が可能になる。
【0064】 融合タンパク質の使用 本発明の融合タンパク質は、医者および/または獣医による、哺乳類種におけ
る多くの病態もしくは欠陥症の予防または治療のために用いられうる。種々の病
気の治療に使用される生物学的に活性な融合タンパク質の量は、もちろん、治療
される病気の重度、選択された投与経路、および融合タンパク質の比活性または
純度に依存し、かつかかりつけの医者または獣医により決定されるであろう。投
与に適する医薬組成物は、有効量の融合タンパク質と生理学的に許容されうる担
体とを含有する。本明細書で用いられる、有効量は、哺乳類が治療対象である病
気をある程度軽減するか除去する量と定義する。
る多くの病態もしくは欠陥症の予防または治療のために用いられうる。種々の病
気の治療に使用される生物学的に活性な融合タンパク質の量は、もちろん、治療
される病気の重度、選択された投与経路、および融合タンパク質の比活性または
純度に依存し、かつかかりつけの医者または獣医により決定されるであろう。投
与に適する医薬組成物は、有効量の融合タンパク質と生理学的に許容されうる担
体とを含有する。本明細書で用いられる、有効量は、哺乳類が治療対象である病
気をある程度軽減するか除去する量と定義する。
【0065】 本発明のエリスロポエチン融合タンパク質は、例えば、哺乳類における腎不全
、慢性疾患、血液損失または癌に関連する貧血の治療に使用されうる。
、慢性疾患、血液損失または癌に関連する貧血の治療に使用されうる。
【0066】 本発明の組成物は、限定されないが、経口(例えば、限定されないが、静脈内
、動脈内、筋肉内、皮下などの注射;限定されないが、気管支内、鼻腔内または
口腔内吸入、鼻腔滴下などの吸入;局所)および非経口(例えば、限定されない
が、食事などの口;直腸)などの種々の経路により投与されうる。
、動脈内、筋肉内、皮下などの注射;限定されないが、気管支内、鼻腔内または
口腔内吸入、鼻腔滴下などの吸入;局所)および非経口(例えば、限定されない
が、食事などの口;直腸)などの種々の経路により投与されうる。
【0067】 担体は、使用する投与および濃度においてレシピエントに対して無毒のもので
ある。使用する処方は、選ばれる投与経路(例えば、溶液、エマルジョン、カプ
セル)に応じて異なる。溶液またはエマルジョンのための適当な担体としては、
例えば、食塩水や緩衝媒体などの水性またはアルコール性/水性の溶液、エマル
ジョン、またはサスペンジョンが挙げられる。非経口賦形剤は、塩化ナトリウム
溶液、リンゲル液デキストロース、デキストロース及び塩化ナトリウム、乳酸リ
ンゲル液、または不揮発性油を含みうる。静脈内投与賦形剤としては、様々な添
加剤、保存料、または液体、栄養補給剤もしくは電解質補給剤が挙げられる。一
般に、Remington’s Pharmaceutical Scienc e ,第16版,Mack編 (1980)を参照のこと。吸入の場合は、化合物
を可溶化させ、適当な投与用ディスペンサー(例えば、アトマイザー、ネビュラ
イザー、または加圧エアロゾルディスペンサー)に充填することができる。融合
タンパク質は、単独で、一緒に、または他の薬物もしくは薬剤(例えば、その他
の化学療法剤、免疫系賦活剤)と組み合わせて、投与することができる。
ある。使用する処方は、選ばれる投与経路(例えば、溶液、エマルジョン、カプ
セル)に応じて異なる。溶液またはエマルジョンのための適当な担体としては、
例えば、食塩水や緩衝媒体などの水性またはアルコール性/水性の溶液、エマル
ジョン、またはサスペンジョンが挙げられる。非経口賦形剤は、塩化ナトリウム
溶液、リンゲル液デキストロース、デキストロース及び塩化ナトリウム、乳酸リ
ンゲル液、または不揮発性油を含みうる。静脈内投与賦形剤としては、様々な添
加剤、保存料、または液体、栄養補給剤もしくは電解質補給剤が挙げられる。一
般に、Remington’s Pharmaceutical Scienc e ,第16版,Mack編 (1980)を参照のこと。吸入の場合は、化合物
を可溶化させ、適当な投与用ディスペンサー(例えば、アトマイザー、ネビュラ
イザー、または加圧エアロゾルディスペンサー)に充填することができる。融合
タンパク質は、単独で、一緒に、または他の薬物もしくは薬剤(例えば、その他
の化学療法剤、免疫系賦活剤)と組み合わせて、投与することができる。
【0068】 融合タンパク質組成物を用いて、骨髄細胞などの造血前駆細胞の増殖、分化、
および機能活性化を促進することができる。特に、融合タンパク質を含む組成物
は、骨髄抑制患者の末梢血白血球数を増加させるためおよび循環顆粒球数を増加
させるために用いてもよい。この結果を得るためには、治療有効量の融合タンパ
ク質組成物を、医薬用担体または希釈剤とともに、哺乳類、好ましくはヒトに投
与する。
および機能活性化を促進することができる。特に、融合タンパク質を含む組成物
は、骨髄抑制患者の末梢血白血球数を増加させるためおよび循環顆粒球数を増加
させるために用いてもよい。この結果を得るためには、治療有効量の融合タンパ
ク質組成物を、医薬用担体または希釈剤とともに、哺乳類、好ましくはヒトに投
与する。
【0069】 下記実施例により、本発明をさらに説明し、それらは、いかなるようにも限定
されることを意図しない。
されることを意図しない。
【0070】 実施例1 エリスロポエチン−ホモ融合タンパク質の生産 免疫グロブリン分子のヒンジ領域への付着を通して役立つといういくつかの問
題を持つが、顕著な治療上の有用性を有する1つの分子は、エリスロポエチン(
EPO)である。エリスロポエチンは、静脈注射又は皮下注射によって、週3回
、およそ25〜100U/kgの投与量、数千ドルの年間コストで一般的に投与
される。さらに、注射可能な調剤を使用した時、循環における化合物の治療レベ
ルを持続するためになされる注射の頻度が問題である。
題を持つが、顕著な治療上の有用性を有する1つの分子は、エリスロポエチン(
EPO)である。エリスロポエチンは、静脈注射又は皮下注射によって、週3回
、およそ25〜100U/kgの投与量、数千ドルの年間コストで一般的に投与
される。さらに、注射可能な調剤を使用した時、循環における化合物の治療レベ
ルを持続するためになされる注射の頻度が問題である。
【0071】 EPO−EPOダイマーの構築 野性型エリスロポエチンのヌクレオチド配列を、Jacobs.Kら、Nat
ure 323:806(1985)から得ることができる。
ure 323:806(1985)から得ることができる。
【0072】 EPO−EPO融合タンパク質を、EPO cDNAの2つの鎖を免疫グロブ
リンヒンジポリペプチドをコードするDNA鎖:GAGCCCAAATCTTG
TGACAAAACTCACACATGCCCACCGTGCCCA(配列番号
:22)と連結することによって構築する。本明細書においては初めに優先する
EPO DNA鎖は、EPO Aという、EPO特異的合成オリゴヌクレオチド
を使用したポリメラーゼ連鎖反応(PCR)によって生じさせる。連結したDN
A鎖は、テンプレートとしてpsv2−EPOとヒトIgGlのヒンジ領域をコ
ードする適切に伸ばした3’末端を持つ3’プライマーとを使用することによっ
て、目的の長さに連続的に長くした。5’オリゴヌクレオチドは、特有のNot
I制限部位10ヌクレオチド5’を翻訳開始コドンに挿入し、一方、3’オリ
ゴヌクレオチドは、終止コドンを除き、ヒンジの初めの6アミノ酸をコードする
18核酸配列を伸ばす。合成3’オリゴヌクレオチドでの2回の連続的なPCR
を使用することによって、ヒンジ領域の最後の9アミノ酸をコードする27核酸
配列を3’からEPO A配列に伸ばし、特有のBamHI制限部位を3’をヒ
ンジに挿入する。リンカー後のEPO DNA鎖(EPO B DNA)の増幅
に使用する合成オリゴヌクレオチドは、最初のコドンをAlaからAspに変え
、成熟タンパク質をコードするEPO DNAの5’末端にかかる特有のBam
HI部位をつくり、かつ特有のXbaI部位3’を終止コードに導入する。
リンヒンジポリペプチドをコードするDNA鎖:GAGCCCAAATCTTG
TGACAAAACTCACACATGCCCACCGTGCCCA(配列番号
:22)と連結することによって構築する。本明細書においては初めに優先する
EPO DNA鎖は、EPO Aという、EPO特異的合成オリゴヌクレオチド
を使用したポリメラーゼ連鎖反応(PCR)によって生じさせる。連結したDN
A鎖は、テンプレートとしてpsv2−EPOとヒトIgGlのヒンジ領域をコ
ードする適切に伸ばした3’末端を持つ3’プライマーとを使用することによっ
て、目的の長さに連続的に長くした。5’オリゴヌクレオチドは、特有のNot
I制限部位10ヌクレオチド5’を翻訳開始コドンに挿入し、一方、3’オリ
ゴヌクレオチドは、終止コドンを除き、ヒンジの初めの6アミノ酸をコードする
18核酸配列を伸ばす。合成3’オリゴヌクレオチドでの2回の連続的なPCR
を使用することによって、ヒンジ領域の最後の9アミノ酸をコードする27核酸
配列を3’からEPO A配列に伸ばし、特有のBamHI制限部位を3’をヒ
ンジに挿入する。リンカー後のEPO DNA鎖(EPO B DNA)の増幅
に使用する合成オリゴヌクレオチドは、最初のコドンをAlaからAspに変え
、成熟タンパク質をコードするEPO DNAの5’末端にかかる特有のBam
HI部位をつくり、かつ特有のXbaI部位3’を終止コードに導入する。
【0073】 EPO A DNAとEPO B DNAとをポリメラーゼ連鎖反応(PCR
)を用いて生産し、ヒトEPO cDNAプラスミド、psv2−EPO(Ch
ern Y.J.ら、Eur J Biochem 202:225(1991
))をテンプレートとした。EPO Aを生産するのに使用したプライマーは、
以下のとおりである:5’−AGGCGCGGAGATGGGGGTGCAC(
配列番号:23)、3’−CAGTGTTCTAAACCCGAGAGACAG
GGGACAGGACGTCCGCC(配列番号:24)、3’−ACCCGT
ACACACTCAAAACAGTGTTCTAAACCCGAGAGAGA(
配列番号:25)および3’−ATCCTAGGCCCGTGCCACCCGT
ACACACTCAAAA(配列番号:26)。EPO Bを生産するのに使用
したプライマーは、以下のとおりである:5’−GCGGCAGTACTGCC
CCACCACGCCTCATCTGTGACAGC(配列番号:27)および
3’−CAGGTGGACACACCTGGTCATC(配列番号:28)。
)を用いて生産し、ヒトEPO cDNAプラスミド、psv2−EPO(Ch
ern Y.J.ら、Eur J Biochem 202:225(1991
))をテンプレートとした。EPO Aを生産するのに使用したプライマーは、
以下のとおりである:5’−AGGCGCGGAGATGGGGGTGCAC(
配列番号:23)、3’−CAGTGTTCTAAACCCGAGAGACAG
GGGACAGGACGTCCGCC(配列番号:24)、3’−ACCCGT
ACACACTCAAAACAGTGTTCTAAACCCGAGAGAGA(
配列番号:25)および3’−ATCCTAGGCCCGTGCCACCCGT
ACACACTCAAAA(配列番号:26)。EPO Bを生産するのに使用
したプライマーは、以下のとおりである:5’−GCGGCAGTACTGCC
CCACCACGCCTCATCTGTGACAGC(配列番号:27)および
3’−CAGGTGGACACACCTGGTCATC(配列番号:28)。
【0074】 PCR反応(50μl)は以下の成分を含む:0.5μMの5’プライマーま
たは3’プライマー;10ngのpsv2−EPO;200μMのdATP、d
CTP、dGTPまたはdTTP;20mMのTris−HCl(pH8.0)
;2mMのMgCl2 ;10mMのKCl;6mMの(NH4 )2 SO4 ;0.
1%のTriton X−100;10μg/mlのヌクレアーゼフリーBSA
;および2.5UのPfu DNAポリメラーゼ(Stratagene)。反
応物を鉱物油(50μl、分子生物学グレード、Sigma)でおおい、パーキ
ンエルマーDNAサーマルサイクラー480で94℃1分間(変性)、52℃1
分間(アニーリング)および72℃1分間(伸長)の25サイクルにかけた。
たは3’プライマー;10ngのpsv2−EPO;200μMのdATP、d
CTP、dGTPまたはdTTP;20mMのTris−HCl(pH8.0)
;2mMのMgCl2 ;10mMのKCl;6mMの(NH4 )2 SO4 ;0.
1%のTriton X−100;10μg/mlのヌクレアーゼフリーBSA
;および2.5UのPfu DNAポリメラーゼ(Stratagene)。反
応物を鉱物油(50μl、分子生物学グレード、Sigma)でおおい、パーキ
ンエルマーDNAサーマルサイクラー480で94℃1分間(変性)、52℃1
分間(アニーリング)および72℃1分間(伸長)の25サイクルにかけた。
【0075】 次に、PCR産物のDNA配列を決定する。初めに、PCR産物をQIAQU
ICKTMゲル抽出キットを使用して1%アガロースゲルから精製する。それらは
、pCR−bluntに連結させ、反応物は10:1のベクターに対するモル比
で挿入断片を含む。ライゲーション反応(10μl)は、ゲル−精製PCR産物
、25ngのPCR−blunt、1Xのライゲーションバッファーおよび4U
のT4 DNAリガーゼ(ZERO BLUNT PCR クローニングキット
、インビトロゲン)を含む。インキュベーションを16℃で1時間行なう。
ICKTMゲル抽出キットを使用して1%アガロースゲルから精製する。それらは
、pCR−bluntに連結させ、反応物は10:1のベクターに対するモル比
で挿入断片を含む。ライゲーション反応(10μl)は、ゲル−精製PCR産物
、25ngのPCR−blunt、1Xのライゲーションバッファーおよび4U
のT4 DNAリガーゼ(ZERO BLUNT PCR クローニングキット
、インビトロゲン)を含む。インキュベーションを16℃で1時間行なう。
【0076】 トップ10TMコンピテントセル(インビトロゲン)をインビトロゲンでつくら
れた手順に従って形質転換する:2μlのβ−メルカプトエタノールを氷上で細
胞に添加し、ピペットチップで穏やかに攪拌して混合し、前の段落で述べた2μ
lの連結物で行なう。この混合物を30分間氷上でインキュベートし、次いで正
確に42℃で45秒間インキュベートする。それからガラス瓶を30分間氷上に
放置する。2%トリプトン、0.5%酵母エキス、10mMのNaCl、2.5
mMのKCl、10mMのMgCl2 、10mMのMgSO4 および20mMの
グルコースを含む、前もって温めておいた(37℃)、250μlのSOS培地
を添加し、細胞を37℃で1時間振とうする。50μlの1:5に希釈した形質
転換細胞を50μg/mlカナマイシンおよびX−galを含むLB(ミラーの
改変物、Sigma)寒天プレート上に播種する。該プレートを37℃で1晩イ
ンキュベートする。コロニーを取り、これらのコロニーで50μg/mlカナマ
イシンを含む2.5mlのLBに接種する。プラスミドDNAをプロメガのWI
ZARD PLUS MINIPREPSTM DNA精製システムを使用して、
1晩の培養物から調製する。クローンを制限消化断片分析によって分析する。
れた手順に従って形質転換する:2μlのβ−メルカプトエタノールを氷上で細
胞に添加し、ピペットチップで穏やかに攪拌して混合し、前の段落で述べた2μ
lの連結物で行なう。この混合物を30分間氷上でインキュベートし、次いで正
確に42℃で45秒間インキュベートする。それからガラス瓶を30分間氷上に
放置する。2%トリプトン、0.5%酵母エキス、10mMのNaCl、2.5
mMのKCl、10mMのMgCl2 、10mMのMgSO4 および20mMの
グルコースを含む、前もって温めておいた(37℃)、250μlのSOS培地
を添加し、細胞を37℃で1時間振とうする。50μlの1:5に希釈した形質
転換細胞を50μg/mlカナマイシンおよびX−galを含むLB(ミラーの
改変物、Sigma)寒天プレート上に播種する。該プレートを37℃で1晩イ
ンキュベートする。コロニーを取り、これらのコロニーで50μg/mlカナマ
イシンを含む2.5mlのLBに接種する。プラスミドDNAをプロメガのWI
ZARD PLUS MINIPREPSTM DNA精製システムを使用して、
1晩の培養物から調製する。クローンを制限消化断片分析によって分析する。
【0077】 pCRBlunt−EPO AおよびpCRBlunt−EPO B DNA
クローンを、正確に挿入されたDNAおよび逆方向に方向づけられた挿入断片の
ため、特有の大きさの断片を与えるであろうBglIで消化する。逆方向に挿入
断片を持つクローンを選び、(100mlのLB/50μg/mlカナマイシン
から)より多量のDNAプラスミドをプロメガのWIZARD PLUS MA
XIPREPSTM DNA精製システムを使用して調製する。「フォワード」方
向に挿入断片を持つクローンは目的とするEPO−EPO DNAを生産する。
クローンを、正確に挿入されたDNAおよび逆方向に方向づけられた挿入断片の
ため、特有の大きさの断片を与えるであろうBglIで消化する。逆方向に挿入
断片を持つクローンを選び、(100mlのLB/50μg/mlカナマイシン
から)より多量のDNAプラスミドをプロメガのWIZARD PLUS MA
XIPREPSTM DNA精製システムを使用して調製する。「フォワード」方
向に挿入断片を持つクローンは目的とするEPO−EPO DNAを生産する。
【0078】 以下に示す手順を用いて、EPO A DNA鎖をEPO B DNA鎖に連
結する。pCRBlunt−EPO A(−)をBamHIとNot Iとで消
化し、667bp断片ゲルを精製する。pCRBlunt−EPO B(−)を
BamHIとXbaIとで消化し、557bp断片ゲルを精製する。EPO A
667bp断片とEPO B 557bp断片とをモル比1:1で、EPO
A 667bp断片をEPO B 557bp断片に連結する。連結を、16℃
で1晩行なう。連結したEPO A−EPO B DNA断片をQIAQUIC
KTMゲル抽出キットを用いて精製し、前もってNot IとXbaIとで消化し
、ゲル精製しておいたpcDNA2.1(−)に連結する。このライゲーション
反応は、DNA挿入断片とpcDNA2.1(−)とを5:1のモル比で含む。
インキュベーションを、16℃で1晩行なう。クローンを制限消化分析により耐
アンピシリンコロニーからとり、マイクログラムの量で生産し、COS I細胞
をトランスフェクトするために使用する。
結する。pCRBlunt−EPO A(−)をBamHIとNot Iとで消
化し、667bp断片ゲルを精製する。pCRBlunt−EPO B(−)を
BamHIとXbaIとで消化し、557bp断片ゲルを精製する。EPO A
667bp断片とEPO B 557bp断片とをモル比1:1で、EPO
A 667bp断片をEPO B 557bp断片に連結する。連結を、16℃
で1晩行なう。連結したEPO A−EPO B DNA断片をQIAQUIC
KTMゲル抽出キットを用いて精製し、前もってNot IとXbaIとで消化し
、ゲル精製しておいたpcDNA2.1(−)に連結する。このライゲーション
反応は、DNA挿入断片とpcDNA2.1(−)とを5:1のモル比で含む。
インキュベーションを、16℃で1晩行なう。クローンを制限消化分析により耐
アンピシリンコロニーからとり、マイクログラムの量で生産し、COS I細胞
をトランスフェクトするために使用する。
【0079】 COS I細胞中でのEPOダイマーの一過性発現 COS I細胞は、ダルベッコ改変イーグル培地、高グルコース(4.5g/
L、Gibco)、100Uのペニシリン存在下での10%の胎児子牛血清(ハ
イクローン)、100μgのストレプトマイシン、組織培養培地1mlにつき2
50ngのFungizone(Gibcoの抗生物質−抗真菌カクテル)で3
7℃、10%CO2 で70%のコンフルエンシーまで成育させる。細胞を0.0
5%トリプシン、0.53mMのEDTA(Gibco)を使用してトリプシナ
イジングによって回収し、リン酸緩衝化生理食塩水(PBS)/6mMグルコー
ス溶液で2回洗浄する。細胞を前記PBS/グルコース緩衝液で2×106 細胞
/mlの濃度に懸濁する。0.5mlの細胞をエレクトロポレーションキュベッ
ト(0.4cm間隙、Bio−Rad)に入れ、10μgのpcDNA/EPO
−EPOを添加する。細胞を以下の条件でエレクトロポレートする。電圧=0.
3kV、電界強度=0.75kV/cm、コンデンサ=250μFおよび抵抗器
=なし(Ωでパルスコントローラをセット)。細胞を30mlの前もって温めた
DMEM、高グルコースおよび10%FBS中に播種し、37℃で72時間10
%CO2 でインキュベートする。対照は、10μgのpcDNA−EPOおよび
10μgのpcDNA 2.1(−)である。
L、Gibco)、100Uのペニシリン存在下での10%の胎児子牛血清(ハ
イクローン)、100μgのストレプトマイシン、組織培養培地1mlにつき2
50ngのFungizone(Gibcoの抗生物質−抗真菌カクテル)で3
7℃、10%CO2 で70%のコンフルエンシーまで成育させる。細胞を0.0
5%トリプシン、0.53mMのEDTA(Gibco)を使用してトリプシナ
イジングによって回収し、リン酸緩衝化生理食塩水(PBS)/6mMグルコー
ス溶液で2回洗浄する。細胞を前記PBS/グルコース緩衝液で2×106 細胞
/mlの濃度に懸濁する。0.5mlの細胞をエレクトロポレーションキュベッ
ト(0.4cm間隙、Bio−Rad)に入れ、10μgのpcDNA/EPO
−EPOを添加する。細胞を以下の条件でエレクトロポレートする。電圧=0.
3kV、電界強度=0.75kV/cm、コンデンサ=250μFおよび抵抗器
=なし(Ωでパルスコントローラをセット)。細胞を30mlの前もって温めた
DMEM、高グルコースおよび10%FBS中に播種し、37℃で72時間10
%CO2 でインキュベートする。対照は、10μgのpcDNA−EPOおよび
10μgのpcDNA 2.1(−)である。
【0080】 馴化培地を集め、4℃で10分間13,800×gで遠心分離する。1mlア
リコートのそれぞれの馴化培地を最小必須培地αに対して培地の3×交換で1晩
透析する。これらのサンプルをKrystal法でEPO活性について分析する
。
リコートのそれぞれの馴化培地を最小必須培地αに対して培地の3×交換で1晩
透析する。これらのサンプルをKrystal法でEPO活性について分析する
。
【0081】 CHO細胞中でのEPOダイマーの安定した発現 チャイニーズハムスター卵巣細胞(CHO)およびNS.1ミエローマ細胞を
EPO−EPOタンパク質の安定発現に使用できる。
EPO−EPOタンパク質の安定発現に使用できる。
【0082】 CHO細胞は、ダルベッコ改変イーグル培地、高グルコース(4.5g/L、
Gibco)、100Uのペニシリン存在下での11%の胎児子牛血清(Hyc
lone)、100μgのストレプトマイシン、組織培養培地1mlにつき25
0ngのFungizone(Gibcoの抗生物質−抗真菌カクテル)で37
℃、10%CO2 で70%のコンフルエンシーまで成育させる。細胞を0.05
%トリプシン、0.53mMのEDTA(Gibco)を使用してトリプシナイ
ジングによって回収し、リン酸緩衝化生理食塩水(PBS)/6mMグルコース
溶液で2回洗浄する。細胞を前記PBS/グルコース緩衝液で2×106 細胞/
mlの濃度に懸濁する。0.5mlの細胞をエレクトロポレーションキュベット
(0.4cm間隙、Bio−Rad)に入れ、20μgの直線のpcDNA/E
PO−EPOプラスミドDNAを添加する。細胞を以下の条件でエレクトロポレ
ートする。電圧=1.5kV、電界強度=0.75kV/cm、コンデンサ=3
μFおよび抵抗器=なし(Ωでパルスコントローラをセット)。細胞を30ml
の前もって温めたDMEM、高グルコースおよび1.5mg/mlのG418(
ジェネティシン,Gibco BRL)を含有する10%FBS中に入れ、37
℃で10%CO2 でインキュベートする。サブクローニングの後、高生産クロー
ンをELISA(PharMingen,San Diego,CA)によりE
POの上澄みをスクリーニングすることによって選択する。対照は、10μgの
pcDNA−EPOおよび10μgのpcDNA 2.1(−)である。
Gibco)、100Uのペニシリン存在下での11%の胎児子牛血清(Hyc
lone)、100μgのストレプトマイシン、組織培養培地1mlにつき25
0ngのFungizone(Gibcoの抗生物質−抗真菌カクテル)で37
℃、10%CO2 で70%のコンフルエンシーまで成育させる。細胞を0.05
%トリプシン、0.53mMのEDTA(Gibco)を使用してトリプシナイ
ジングによって回収し、リン酸緩衝化生理食塩水(PBS)/6mMグルコース
溶液で2回洗浄する。細胞を前記PBS/グルコース緩衝液で2×106 細胞/
mlの濃度に懸濁する。0.5mlの細胞をエレクトロポレーションキュベット
(0.4cm間隙、Bio−Rad)に入れ、20μgの直線のpcDNA/E
PO−EPOプラスミドDNAを添加する。細胞を以下の条件でエレクトロポレ
ートする。電圧=1.5kV、電界強度=0.75kV/cm、コンデンサ=3
μFおよび抵抗器=なし(Ωでパルスコントローラをセット)。細胞を30ml
の前もって温めたDMEM、高グルコースおよび1.5mg/mlのG418(
ジェネティシン,Gibco BRL)を含有する10%FBS中に入れ、37
℃で10%CO2 でインキュベートする。サブクローニングの後、高生産クロー
ンをELISA(PharMingen,San Diego,CA)によりE
POの上澄みをスクリーニングすることによって選択する。対照は、10μgの
pcDNA−EPOおよび10μgのpcDNA 2.1(−)である。
【0083】 実施例2 エンプリフィケーション(EMPLIFICATION):IL−2
−FasL融合タンパク質の生産 ある白血病またはリンパ腫細胞、または最近の活性化T細胞のみが3分子の高
親和性のIL−2Rを生じる(IL−2Rは、高親和性結合部位、中親和性結合
部位または低親和性結合部位として発現する)。高親和性のIL−2Rは、T細
胞活性化の特異的なマーカーであり、IL−2RのIL−2に対する親和性の促
進に応答しうる誘発できるエレメントである(Smith,1989、Stro
mら、1993、Stromら、1992)。選択的な免疫抑制および/または
抵抗性を達する方法で高親和性のIL−2Rに対する治療を使用する原理は十分
に設立されている(Stromら、1992、Waldmann,1993)。
抗原性、最適状態に及ばない親和性、短い循環半減期およびターゲット細胞に対
する宿主細胞溶解性免疫エフェクター機構に対する無力といういくつかの問題を
持ち、IL−2RおよびIL−2/毒素融合タンパク質のp55鎖に対するモノ
クローナル抗体を含む今の高いIL−2Rターゲッティング方法は、臨床の効用
における制限を課する。これらの問題は、IL−2ペプチドをFasLペプチド
に免疫グロブリンヒンジ領域ペプチドを介して連結することによって処理できる
。
−FasL融合タンパク質の生産 ある白血病またはリンパ腫細胞、または最近の活性化T細胞のみが3分子の高
親和性のIL−2Rを生じる(IL−2Rは、高親和性結合部位、中親和性結合
部位または低親和性結合部位として発現する)。高親和性のIL−2Rは、T細
胞活性化の特異的なマーカーであり、IL−2RのIL−2に対する親和性の促
進に応答しうる誘発できるエレメントである(Smith,1989、Stro
mら、1993、Stromら、1992)。選択的な免疫抑制および/または
抵抗性を達する方法で高親和性のIL−2Rに対する治療を使用する原理は十分
に設立されている(Stromら、1992、Waldmann,1993)。
抗原性、最適状態に及ばない親和性、短い循環半減期およびターゲット細胞に対
する宿主細胞溶解性免疫エフェクター機構に対する無力といういくつかの問題を
持ち、IL−2RおよびIL−2/毒素融合タンパク質のp55鎖に対するモノ
クローナル抗体を含む今の高いIL−2Rターゲッティング方法は、臨床の効用
における制限を課する。これらの問題は、IL−2ペプチドをFasLペプチド
に免疫グロブリンヒンジ領域ペプチドを介して連結することによって処理できる
。
【0084】 TNFaに対するFasLの構造類似性は、FasLもまたトリマーとして存
在することを暗示する。さらに、抗Fas抗体は、Ig M(Yonehara
ら、1989)、凝集しない傾向があるペンタマーであり、一方、抗APO−1
抗体は、IgG3(Trauthら、1989)、それは凝集する傾向がある。
抗APO−1抗体のF(ab)2断片およびそのアイソタイプは、ほとんどその
細胞傷害活性を持たない(Takeshitaら、1992)。しかしながら、
これらの2価の抗APO−1抗体は、2次抗体でクロスリンクされるとき、アポ
トーシスを誘導する。これらの結果は、Fasのダイマー化がアポトーシスシグ
ナルを伝達するのに不十分であることを示し、それはFasリガンドに対するト
リマー構造に矛盾しない。それゆえに、IL−2−FasL融合タンパク質は、
アポトーシスを誘導するために、高親和性IL−2RおよびFasの両方を発現
するターゲット細胞を要求する。これらの融合タンパク質は、高親和性IL−2
RおよびFasの両方を生産するある白血病またはリンパ腫細胞、または最近の
活性化T細胞をターゲットにする。このように、ターゲット特異性をこの融合タ
ンパク質のダイマー型によって確保する。FasLタンパク質は、細胞表面の一
部がタンパク質のC末端の終わりである膜貫通タンパク質である。このことを以
下に述べる融合タンパク質を作ることにより検討する。
在することを暗示する。さらに、抗Fas抗体は、Ig M(Yonehara
ら、1989)、凝集しない傾向があるペンタマーであり、一方、抗APO−1
抗体は、IgG3(Trauthら、1989)、それは凝集する傾向がある。
抗APO−1抗体のF(ab)2断片およびそのアイソタイプは、ほとんどその
細胞傷害活性を持たない(Takeshitaら、1992)。しかしながら、
これらの2価の抗APO−1抗体は、2次抗体でクロスリンクされるとき、アポ
トーシスを誘導する。これらの結果は、Fasのダイマー化がアポトーシスシグ
ナルを伝達するのに不十分であることを示し、それはFasリガンドに対するト
リマー構造に矛盾しない。それゆえに、IL−2−FasL融合タンパク質は、
アポトーシスを誘導するために、高親和性IL−2RおよびFasの両方を発現
するターゲット細胞を要求する。これらの融合タンパク質は、高親和性IL−2
RおよびFasの両方を生産するある白血病またはリンパ腫細胞、または最近の
活性化T細胞をターゲットにする。このように、ターゲット特異性をこの融合タ
ンパク質のダイマー型によって確保する。FasLタンパク質は、細胞表面の一
部がタンパク質のC末端の終わりである膜貫通タンパク質である。このことを以
下に述べる融合タンパク質を作ることにより検討する。
【0085】 ネズミIL−2−FasL融合タンパク質の構築: 野生型のネズミIL−2およびFasLのヌクレオチド配列をKashima
.Nら、Nature 313:402(1985)およびTakahashi
.Tら、Cell 76:969(1994)からそれぞれ得ることができる。
IL−2−FasL融合タンパク質を、ネズミのIgG2aのヒンジ領域ポリペ
プチドをコードするDNA鎖:GAGCCCAGAGGGCCCACACTCA
AGCCCTGTCCTCCATGCAAATGCCCA(配列番号:29)で
IL−2 cDNAとFasL cDNAとを連結することによって構築する。
.Nら、Nature 313:402(1985)およびTakahashi
.Tら、Cell 76:969(1994)からそれぞれ得ることができる。
IL−2−FasL融合タンパク質を、ネズミのIgG2aのヒンジ領域ポリペ
プチドをコードするDNA鎖:GAGCCCAGAGGGCCCACACTCA
AGCCCTGTCCTCCATGCAAATGCCCA(配列番号:29)で
IL−2 cDNAとFasL cDNAとを連結することによって構築する。
【0086】 ネズミIL−2およびFasLのcDNAを、Con A刺激したネズミ脾細
胞(C57BL/6J:The Jackson Laboratory、Ba
r Harbor,ME)から抽出shitaAから、合成オリゴ−dT(12
−18)オリゴヌクレオチド(Gibco BRL)を用い、逆転写酵素MML
V−RT(Gibco BRL,Grand Island,NY)を使用する
標準の技術で生じさせる。ついで、IL−2 cDNAを、IL−2特異的合成
オリゴヌクレオチドを使用するPCRによって増幅する。5’オリゴヌクレオチ
ドは、特有のNot I制限部位51ヌクレオチド5’を翻訳開始コドンに挿入
し、一方、3’オリゴヌクレオチドは、終止コドンを除き、ヒンジの初めの6ア
ミノ酸をコードする18核酸配列を伸長する。合成の3’オリゴヌクレオチドで
の2回の連続的なPCRを使用することによって、ヒンジの最後の12アミノ酸
をコードする36核酸配列を3’からIL−2配列に伸長させ、特有のBglI
I制限部位3’をヒンジに挿入する。FasLの表面の細胞領域のcDNAの増
幅で使用する合成オリゴヌクレオチドは、初めの2つのコドンをGlnおよびL
euからAspおよびProに変化させた後、FasLの表面の細胞領域の5’
末端にかかる特有のBamHI部位を造り、特有のXba I部位3’を終止コ
ドンに導入する。ネズミIL−2およびヒンジを生産するのに使用したプライマ
ーは以下のとおりである:5’−ATAGGCCGCTAATCACTCCTC
AGTGA(配列番号:30)、3’−ACACCCGGGAGACCCGAG
GACTCCCGAACAACTCTACTA(配列番号:31)、3’−AC
CCTCCTGTCCCGAACTAACACCCGGGAGACCCGAGG
AC(配列番号:32)および3’−ATCCTAGACCCGTAAACGT
ACCTCCTGTCCCGAACTAACAC(配列番号:33)。ネズミF
asLを生産するのに使用したプライマーは以下のとおりである:5’−ATG
GATCCCTTCCACCTGCAGAAGG(配列番号:34)および3’
−GCAGATCTGAATTTCGAATATGTTCG(配列番号:35)
。
胞(C57BL/6J:The Jackson Laboratory、Ba
r Harbor,ME)から抽出shitaAから、合成オリゴ−dT(12
−18)オリゴヌクレオチド(Gibco BRL)を用い、逆転写酵素MML
V−RT(Gibco BRL,Grand Island,NY)を使用する
標準の技術で生じさせる。ついで、IL−2 cDNAを、IL−2特異的合成
オリゴヌクレオチドを使用するPCRによって増幅する。5’オリゴヌクレオチ
ドは、特有のNot I制限部位51ヌクレオチド5’を翻訳開始コドンに挿入
し、一方、3’オリゴヌクレオチドは、終止コドンを除き、ヒンジの初めの6ア
ミノ酸をコードする18核酸配列を伸長する。合成の3’オリゴヌクレオチドで
の2回の連続的なPCRを使用することによって、ヒンジの最後の12アミノ酸
をコードする36核酸配列を3’からIL−2配列に伸長させ、特有のBglI
I制限部位3’をヒンジに挿入する。FasLの表面の細胞領域のcDNAの増
幅で使用する合成オリゴヌクレオチドは、初めの2つのコドンをGlnおよびL
euからAspおよびProに変化させた後、FasLの表面の細胞領域の5’
末端にかかる特有のBamHI部位を造り、特有のXba I部位3’を終止コ
ドンに導入する。ネズミIL−2およびヒンジを生産するのに使用したプライマ
ーは以下のとおりである:5’−ATAGGCCGCTAATCACTCCTC
AGTGA(配列番号:30)、3’−ACACCCGGGAGACCCGAG
GACTCCCGAACAACTCTACTA(配列番号:31)、3’−AC
CCTCCTGTCCCGAACTAACACCCGGGAGACCCGAGG
AC(配列番号:32)および3’−ATCCTAGACCCGTAAACGT
ACCTCCTGTCCCGAACTAACAC(配列番号:33)。ネズミF
asLを生産するのに使用したプライマーは以下のとおりである:5’−ATG
GATCCCTTCCACCTGCAGAAGG(配列番号:34)および3’
−GCAGATCTGAATTTCGAATATGTTCG(配列番号:35)
。
【0087】 均等物 当業者は、単なる日常的な実験を用いるだけで、本明細書に記載された発明の
特定の態様に対して数多くの均等物を認識し、確かめることができるであろう。
かかる均等物は、以下の請求の範囲に含まれることを意図する。
特定の態様に対して数多くの均等物を認識し、確かめることができるであろう。
かかる均等物は、以下の請求の範囲に含まれることを意図する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C07K 14/505 C07K 14/705 14/55 19/00 14/705 C12N 1/15 19/00 1/19 C12N 1/15 1/21 1/19 C12P 21/02 C 1/21 C12N 15/00 ZNA 5/10 A61K 37/02 C12P 21/02 C12N 5/00 A (72)発明者 チェン,シン,シアオ アメリカ合衆国 マサチューセッツ 02146 ブルックリン,アルトン プレー ス 59,ユニット 6
Claims (24)
- 【請求項1】 タンパク質が、カルボイル(carboyl)末端またはア
ミノ末端のいずれかを介してヒンジ領域配列に連結される、少なくとも1つの免
疫グロブリンヒンジ領域アミノ酸配列を含有したペプチドにより共有結合的に連
結した2つ以上のタンパク質を含有してなる融合タンパク質。 - 【請求項2】 該タンパク質が、同一のタンパク質または実質的に類似した
タンパク質である、請求項1記載の融合タンパク質。 - 【請求項3】 該タンパク質が、異なるタンパク質である、請求項1記載の
融合タンパク質。 - 【請求項4】 該タンパク質が、エリスロポエチンである、請求項2記載の
融合タンパク質。 - 【請求項5】 該タンパク質が、IL2およびFasLである、請求項3記
載の融合タンパク質。 - 【請求項6】 該免疫グロブリンヒンジ領域アミノ酸配列が、 a)配列番号:1〜配列番号:21、およびERK; b)a)の配列の生物学的に活性な断片;ならびに c)a)の配列の生物学的に活性なアナログ、変異体、バリアントおよび誘導体
からなる群より選択された、請求項1記載の融合タンパク質。 - 【請求項7】 少なくとも1つの免疫グロブリンヒンジ領域アミノ酸配列を
含有したペプチドにより共有結合的に連結した2つ以上のタンパク質を含有した
融合タンパク質をコードするヌクレオチド配列を含有してなる単離核酸。 - 【請求項8】 請求項7記載の核酸を含有してなるベクター。
- 【請求項9】 請求項8記載のベクターでトランスフェクトした宿主細胞。
- 【請求項10】 治療上有効量の請求項1記載の融合タンパク質と製薬学上
許容されうる担体とを含有してなる医薬組成物。 - 【請求項11】 a)少なくとも1つの免疫グロブリンヒンジ領域アミノ酸
配列を含有したペプチドにより共有結合的に連結した2つ以上のタンパク質を含
有した融合タンパク質をコードするヌクレオチド配列を含有した核酸を含有した
ベクターで宿主細胞をトランスフェクトするステップ;および b)融合タンパク質を生産するに適する培地で宿主細胞を培養するステップ を含む、 少なくとも1つの免疫グロブリンヒンジ領域アミノ酸配列を含有したペプチドに
より共有結合的に連結した2つ以上のタンパク質を含有した融合タンパク質を生
産する方法。 - 【請求項12】 治療上有効量の請求項1記載の融合タンパク質を哺乳類に
投与するステップを含む、個体の病態を予防または治療する方法。 - 【請求項13】 少なくとも1つの免疫グロブリンヒンジ領域アミノ酸配列
を含有したペプチドにより共有結合的に連結した2つ以上のエリスロポエチン分
子を含有してなる融合タンパク質。 - 【請求項14】 請求項13記載の融合タンパク質をコードするヌクレオチ
ド配列を含有してなる単離核酸。 - 【請求項15】 請求項14記載の核酸を含有してなるベクター。
- 【請求項16】 請求項15記載のベクターでトランスフェクトした宿主細
胞。 - 【請求項17】 治療上有効量の請求項13記載の融合タンパク質と製薬学
上許容されうる担体とを含有してなる医薬組成物。 - 【請求項18】 a)少なくとも1つの免疫グロブリンヒンジ領域アミノ酸
配列を含有したペプチドにより共有結合的に連結した2つ以上のエリスロポエチ
ン分子を含有した融合タンパク質をコードするヌクレオチド配列を含有した核酸
を含有したベクターで宿主細胞をトランスフェクトするステップ;および b)融合タンパク質を生産するに適する培地で宿主細胞を培養するステップ を含む、 少なくとも1つの免疫グロブリンヒンジ領域アミノ酸配列を含有したペプチドに
より共有結合的に連結した2つ以上のエリスロポエチン分子を含有した融合タン
パク質を生産する方法。 - 【請求項19】 治療上有効量の請求項13記載の融合タンパク質を哺乳類
に投与するステップを含む、個体の貧血を予防または治療する方法。 - 【請求項20】 少なくとも1つの免疫グロブリンヒンジ領域アミノ酸配列
を含有したペプチドにより共有結合的に連結したIL−2とFasLとを含有し
てなる融合タンパク質。 - 【請求項21】 請求項20記載の核酸を含有してなるベクター。
- 【請求項22】 請求項21記載のベクターでトランスフェクトした宿主細
胞。 - 【請求項23】 治療上有効量の請求項20記載の融合タンパク質と製薬学
上許容されうる担体とを含有してなる医薬組成物。 - 【請求項24】 治療上有効量の請求項20記載の融合タンパク質を哺乳類
に投与するステップを含む、個体の白血病またはリンパ腫を予防または治療する
方法。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US08/891,271 | 1997-07-10 | ||
US08/891,271 US6165476A (en) | 1997-07-10 | 1997-07-10 | Fusion proteins with an immunoglobulin hinge region linker |
PCT/US1998/014318 WO1999002711A2 (en) | 1997-07-10 | 1998-07-09 | Fusion proteins with an immunoglobulin hinge region linker |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001510682A true JP2001510682A (ja) | 2001-08-07 |
Family
ID=25397884
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000502205A Pending JP2001510682A (ja) | 1997-07-10 | 1998-07-09 | 免疫グロブリンヒンジ領域リンカーを有する融合タンパク質 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6165476A (ja) |
EP (1) | EP0998573A2 (ja) |
JP (1) | JP2001510682A (ja) |
AU (1) | AU731583B2 (ja) |
CA (1) | CA2295149A1 (ja) |
WO (1) | WO1999002711A2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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