JPH06502986A - ハイブリッドプロテインc - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
ハイブリッドプロティンC
発明の分野
本発明は一般的には血液タンパク質に関し、より詳しくはヒト血漿による不活性
化に対する耐性が増加され、従って生体内における薬物動態が改善されたヒト様
プロティンC分子の組成物、およびそのような組成物の製造方法に関する。
発明の背景
プロティンCは活性形態で血液凝固の調節において重要な役割を果たす。活性プ
ロティンCはセリンプロテアーゼであって、限定タンパク質分解により凝固因子
Vaと■aを不活性化する。組織の負傷によって開始される凝固カスケードは、
例えば、プロティンCにより無制御の連鎖反応において負傷領域を越えて進行し
ないように防止される。
プロティンCは一本鎖前駆体ポリペプチドとして肝臓で合成され、その後約15
5アミノ酸の軽鎖(Mr= 21.000)と約262アミノ酸の重鎮(Mr−
40,000)にプロセシングされる。
重鎮と軽鎖はジスルフィド結合により合体された二本鎖の不活性タンパク質、す
なわちチモーゲンとして血液中を循環する。トロンビンにより媒介される反応に
おいて該チモーゲンの重鎮部分のアミノ末端から12アミノ酸が切断されると、
タンパク質が活性化状態になる。「プロティンS」と呼ばれるもう1つの血液タ
ンパク質は、どういうわけか第Va因子のプロティンC触媒タンパク質分解を促
進すると考えられる。
プロティンCはまた、組織型プラスミノーゲン活性化因子の作用にも関係してい
る(KisielおよびFujikawa、 BehringInst、 Mi
tt、 73:29−42.1983) 、イヌへのウシ活性プロティンC(A
PC)の注入はプラスミノーゲン活性化因子の活性の増加を引き起こす(Cam
pおよびEsmon、J、 Cl1n、 Invest。
68: 1221−1228.1981) 、他の研究(5akataら、Pr
oc、 Natl。
Acad、 Sci、 USA 82:1121−1125.1985)は、培
養した内皮細胞へのAPCの添加が、ウロキナーゼ関連型と組織型の両方のプラ
スミノーゲン活性化因子の活性増加を反映する、順化培地中のフィブリン溶解活
性の迅速な用量依存性増加を引き起こすことを示した。APC処理は抗活性化因
子活性の用量依存性減少ももたらす。更に、内因性APCに対するモノクローナ
ル抗体を使った研究(Snowら、FASEB Abstracts、 198
8)は、APCがフィブリン溶解中の動脈の開通性を維持し且つ組織梗塞の程度
を制限するのに関係があるとしている。
実験証拠は活性プロティンCが血栓症の治療に臨床的に利用できることを示唆す
る。ヒヒ血栓症モデルを使った幾つかの研究はAPCがフィブリン沈着、血小板
沈着および循環の低下の防止に低用量で効果的であることを示した( Grub
erら、クト7.1988 ; Griffinら、Thromb、Haema
tostasis 62:アブストラクト1512.1989)。APCの利用
はプロティンCの生体内活性化の必要を回避し、従ってより迅速に作用する治療
薬を提供する。
加えて、外因性活性プロティンCがグラム陰性敗血症の凝固障害および致死作用
を防止することか示されている(Taylorら、J、 C11n、 Inve
st、19:918−925.1987) 。ヒヒを使った研究から得られたデ
ータは、活性プロティンCか敗血症に対して保護する本来の役割を果たすことを
示唆している。
64ニア61−769.1979)から精製しそして試験管内で活性化すること
ができるが、得られる生成物は肝炎ウィルス、シトメガロウイルスまたはヒト免
疫不全ウィルス(HIV)のような感染性物質が混入していることがある。
より最近になって、組換えDNA技術による活性プロティンCの生産方法が記載
されている。Fosterら(ヨーロッパ特許出願公開EP 215,548
)は、活性化ペプチドのコード配列が削除されているプロティンCDNA配列に
よりトランスフェクトされた培養哨乳動物細胞を使うことによる、活性プロティ
ンCの生産を開示している。Fosterら(BP 266、190)は、変更
された開裂部位を有するAPC前駆体をコードするDNA配列を使った組換え活
性プロティンCの生産を開示している。
更に、生来のヒト活性プロティンC(血漿由来または組換え体のいずれか)は生
体内に投与すると比較的短い半減期を有しく約20分)、多量のまたは頻繁の投
与という不便さを免れない。
遺伝子操作技術の利用により活性プロティンC生産の発展が可能になったにもか
かわらず、収率は低いままであり、タンパク質は生産工程中に分解および/また
は不活性化を受ける。よって、より高レベルでの活性プロティンCの生産、特に
実質的に増加された生体内半減期を有する分子の生産を可能にする方法に対する
要望が残存している。全<驚<べきことに、本発明はそれらの要望および他の関
連する要望を満たす。
発明の要約
軽鎖およびヒト様重鎮を有するプロティンCを含んで成る新規組成物が提供され
る。プロティンCはそのチモーゲン形態または活性形態のいずれかであってもよ
い。ヒト様重鎮を有する活性プロティンCは、一般に、未変更の天然のプロティ
ンCに比べて、ヒト血漿因子、例えばヒトα−1−抗トリプシンによる不活性化
に対する抵抗性が大きいだろう。該組成物は、医薬組成物に製剤すると患者の処
置方法において特に有用である。医薬組成物は、様々な病気状態を有する個体に
予防的にまたは治療的に投与することができる。適応症としては特に、遺伝的障
害または後天的状態であり得るプロティンC欠損症がある。本明細書に記載の新
規プロティンC分子で処置することができる他の後天性病気状態としては、例え
ば、深静脈血栓症、肺塞栓症、発作および心筋梗塞が挙げられる。後者では、プ
ロティンCは、生体内フィブリン溶解を増強するために組織プラスミノーゲン活
性化因子と共に投与することができ、そして閉塞性の冠動脈血栓か溶解した後に
再閉塞を防止するために投与することができる。
典型的には、新規プロティンC分子の軽鎖は実質的にヒトであり、そしてヒト様
重鎮はヒトプロティンC重鎖配列からの少なくとも約200アミノ酸を含んで成
るだろう。ここで前記重鎮配列は、チモーゲン形態では通常約262残基であり
活性形態では約250残基である。ある好ましい態様では、ヒト様重鎮の非ヒト
残基はウシの配列に由来する。ウシ重鎮配列によるヒト重鎮配列領域の置換は、
Gln−Glu−Ala−Gly−Trpによりヒトアミノ酸配列Lys−Me
t−Thr−Arg−Argを置換すること:ウシ配列Arg−Asp−Glu
−Thrによりヒト配列His−Ser−3er−Arg−Glu−Lys−G
lu−Alaを置換すること:ウシ配列Tyr−Asn−Ala−Cys−Va
l−His−Ala−Met−Glu−Asn−Lysでヒトアミノ酸配列Hi
s−Asn−Glu−Cys−5er−Glu−Val−Met−3er−As
n−Metを置換すること;およびウシ領域Lys−Ala−Gln−Glu−
Ala−Pro−Leu−Glu−3er−Gln−Pro−Valでヒト重鎮
領域Arg−Asp−Lys−Glu−Ala−Pro−Gln−Lys−3e
r−Trp−Ala−Proを置換することを包含する。もちろん、プロティン
C分子が生物活性を保持する限りにおいて、ヒト重鎮フレームワークまたは非ヒ
ト領域中に少しの置換、挿入または削除を行うことができることは理解されるだ
ろう。望ましくは、そのようなプロティンC類似体は、例えば、ヒト血漿による
不活性化に対する抵抗性の増加、従ってより長い血漿半減期、または生物活性の
増加を有するであろう。
別の態様によれば、本発明は軽鎖および重鎮ポリペプチドを有する組換えキメラ
プロティンC分子に関し、ここで軽鎖は実質的にヒトであり、そして重鎮は実質
的にヒト以外の哺乳動物、好ましくはウシのものである。この形態のプロティン
CはヒトプロティンCの活性を実質的に有するであろうが、生来のヒトプロティ
ンCよりもヒト血漿因子による不活性化に対する抵抗性が大きいだろう。この態
様の重鎮の配列は図8のウシ重鎮配列と実質的に相同であることができる:好ま
しい組成は、ヒト活性重鎮のアミノ末端アミノ酸(Leu)を有するが重鎮の残
りは実質的にウシである。
別の態様によれば、本発明はビタミンに依存性血漿タンパク質のプレープロペプ
チドとgla領域、gla領域を欠くヒトプロティンC軽鎖、1または複数の開
裂部位を含むペプチドおよびヒト様プロティンC重鎖をそれぞれコードする4つ
の作用可能に連結された配列を含んで成るポリヌクレオチド分子に関する。この
ポリヌクレオチドにより発現されるプロティンC分子は生物学的に活性であり、
即ち、活性形態ではヒト血漿因子Vaまたは■aを不活性化することができ、更
にそれ自体α−1−抗トリプシンのようなヒト因子による不活性化に対する抵抗
性が増加されている。プロティンC分子を発現させるために、前記ヌクレオチド
配列を使って哺乳動物細胞系、例えば81(K 、 BHK 570および29
3 m胞をトランスフェクトせしめ、そして開裂部位に反応性であるエンドペプ
チダーゼをコードする配列、例えばサツカロミセス・セレビシトランスフェクト
せしめることかできる。
図面の簡単な説明
図1は、ヒトプロティンCcDNAのヌクレオチド配列および該タンパク質の推
定アミノ酸配列を示す。負の番号はプレープロペプチドに与えられる。正の番号
は成熟チモーゲンの配列に与えられる。ダイヤ印は共通のN結合グリコジル化部
位を指す。矢印は活性化ペプチドと活性プロティンC重鎖の接合点を指す。
図2はプロティンC発現ベクターp594を描写する。使用した記号は、O−1
:アデノウイルス50−1地図単位配列;E:SV40エンハンサ−;MLP:
アデノウイルス2主要後期プロモーター; Ll−3:アデノウイルス2三分節
系リーダー;5’:5’スプライス部位;3’:3’スプライス部位; p(A
) : SV40後期ポリアデニル化シグナルである。
図3はプロティンC発現ベクターPC962/ZMB−4の作製を示す。
図4はベクターZMB−3の作製を示す。
図5は、ヒト、ウシおよびハイブリッドプロティンC分子における色素生成活性
の結果を示す。各タンパク質のデータはα−1−抗トリプシンの非存在下での1
00%活性に対して標準化されている。
図6は、ヒト血漿によるヒトおよびハイブリッドプロティンC分子の不活性化を
示す。結果は各タンノくり質について標準化されている。
図7は、ヒト血漿によるヒトおよびハイブリッドプロティンC分子の不活性化の
時間推移を示す。結果は各タンパク質について標準化されている。
図8は、ヒトプロティンCとウシプロティンCの重鎮のアミノ酸配列の比較を示
す。各配列はそれぞれの重鎮の最初のアミノ酸から番号付けされている。矢印は
活性化ペプチドと活性プロティンC重鎖との接合点を指す。ウシ配列では、(、
)はヒト配列と同じアミノ酸残基の存在を示し、そして(−)は配列の整列を最
大にするために導入されたギャップを示す。
図9は、α−1−抗トリプシンによるヒト(wt 962)、ハイブリッド(L
MH) 、変異体PC2451,PC2452およびPC3044プロティンC
分子の不活性化を示す。結果は各タンパク質について標準化されている。
lNl0は、ヒト血漿による活性ヒト(wt 962)、ハイブリッド(LMH
) 、変異体PC2451,PC2452およびPC3044プロティンC分子
の不活性化についての300分間に渡る時間推移を示す。
結果は各タンパク質について標準化されている。
図11は、ヒト血漿による活性ヒト(wt 962)、ハイブリッド(LMH)
および変異体PC2451プロティンC分子の不活性化についての60分間に渡
る時間推移を示す。結果は各タンパク質について標準化されている。
特定の実施態様の記載
ヒトへの投与に適当である新規プロティンC組成物が提供される。プロティンC
は活性形態で凝固カスケードにおいて抗凝固物質として作用する重要な役割を果
たすため、多様な重要な療法用途を有する。本明細書に記載の新規組成物は、ヒ
ト血漿から精製されたまたは組換え方法により生産された従来のプロティンC組
成物では達成することができない、生体内での延長された半減期と安定性を達成
する可能性を提供する。
本発明の1つの観点では、該組成物は、軽鎖のアミノ酸配列が実質的にヒトであ
り、そして重鎮の配列が実質的にヒト以外の哺乳動物、例えばウシのものである
、ハイブリッド(またはキメラ)プロティンC分子を含んで成る。活性重鎮のア
ミノ末端アミノ酸がヒト配列由来、典型的にはロイシン(Leu)であることが
望ましいかまたは好都合であることもある。重鎮の残りは完全にウシ重鎮配列の
ものであることができる。本明細書中の「プロティンC」なる言及は、他に特記
しない限りチモーゲン形態および活性形態を含むことを意味する。プロティンC
チモーゲンは重鎮のアミノ末端に活性化ペプチドを含む。活性化ペプチドは生来
のヒト活性化ペプチド、生来のウシ活性化ペプチド、または本明細書に開示され
るような変更活性化ペプチドであることができる。
別の態様では、性質がヒト様であり、従って一般にキメラ分子よりも小さい免疫
原性を有するプロティンCが製造される。ヒト重鎮(例えば図8に示されるよう
な)の短い配列(単一アミノ酸を包含するがそれに限定されない)を、ヒト以外
の哺乳動物のプロティンCからの対応する重鎮配列、便利にはウシ配列により置
き換えることができる。この目的は、実質的にヒトであって、そして活性化した
時にヒト血液中で実質的に長い半減期を有し、従って頻繁でない投与および/ま
たは少量の用量を必要とする、プロティンC分子を獲得することである。本明細
書で使用する時、「ヒト様重鎮」なる用語は、本来のヒト重鎮に実質的に相同で
あり、即ち特に種間で比較的保存されている領域中で、少なくとも約75%、好
ましくは約85〜95%が同一であり、そして少な(とも1つのアミノ酸置換を
含むプロティンC重鎖を指すことを意味する。
一般に、191〜193位の塩基性アミノ酸残基を保持することによりプロティ
ンCとプラスミノーゲン活性化因子との相互作用を保持することが好ましい。
ハイブリッドまたはヒト様プロティンCは、ハイブリッドまたはヒト様分子をコ
ードする遺伝子によりトランスフェクトされた培養哺乳動物細胞により生産され
る。該細胞を、プロティンC分子をコードするDNAに作用可能に連結されたプ
ロモーターを含んで成る発現ベクターによりトランスフェクトする。該タンパク
質の発現を許容する培地中でトランスフェクト細胞を培養し、次いで該培地から
プロティンCを単離する。プロティンCは活性形態またはチモーゲン形態で生産
され得る。それが活性形態で生産される場合、本発明者ら自身の同時係属出願第
07/392.861号(これは参考として本明細書に組み込まれる)において
記載されたように、培地は最少量の血清を含むかまたは無血清であるように調製
されるだろう。
ヒトプロティンCをコードするクローン化DNA配列は記載されている(Fos
terおよびDavie、Proc、 Natl、 Acad、 Sci。
4、775.624号:この各々は参考として本明細書に組み込まれる)。ウシ
プロティンCをコードするcDNAはLongら、Proc。
Natl、 Acad、 Sci、 USA 81: 5563−5656.1
984により記載されている(これは参考として本明細書に組み込まれる)。一
般に、cDNA配列は、変型したRNAプロセシングや発現レベルの減少を引き
起こし得る介在配列を欠くため、本発明における使用に好ましい。プロティンC
をコードする相補的DNAは、標準的実験手順に従って様々な哺乳動物種の肝細
胞から調製したライブラリーから得ることができる。ウシまたはヒトcDNAか
らのプローブを使って、別の哺乳動物種のプロティンCをコードするDNAを同
定し、クローニングすることができる。しかしながら、適当なりNA配列をゲノ
ムクローンから得ることもでき、または常法に従って新たに合成することもてき
ることは理解されるだろう。もし部分的クローンが得られたら、エンドヌクレア
ーゼ開裂、連結およびループアウト突然変異誘発といった技術を使って、それら
を正しい読み枠において連結して全長クローンを生成することが必要である。
例えば、プロティンC重鎖をコードするウシcDNAをクローニングするために
は、ヒトプロティンCcDNA断片を使ってウシ肝臓cDNAライブラリーを探
査することができる。ヒトプロティンCcDNA断片は、例えば常法を使って、
ヒト肝臓mRNAから調製することができる。あるいは、発表されたウシプロテ
ィンCcDNA配列(Longら、Proc、 Natl、 Acad、 Sc
i。
することができる。ハイブリッドプロティンCコード配列は、適当な制限エンド
ヌクレアーゼでの消化、連結、合成オリゴヌクレオチドおよびループアウト突然
変異誘発を使って、ヒト軽鎖cDNAを正しい読み枠において非ヒト断片(例え
ばウシ)に連結せしめて全長タンパク質を生成することにより作製することがで
きる。
別の態様では、完全なヒトプロティンCコード領域をクローニングし、そしてそ
れをヒト血漿中の因子による阻害または不活性化に対して抵抗性にすることによ
ってヒト血漿中の該分子の半減期および安定性を増加させるように特定の変更を
重鎮配列に行うことができる。前記変更は、アミノ酸配列が種間で実質的に異な
る重鎮の領域に向けられるだろう。ヒト重鎮に対するヒトα−1−抗トリプシン
の種特異性を使って、重鎮中のα−1−抗トリプシンにより典型的に認識される
部位を認識されにくくシ、それによってプロティンCの活性が分解される速度を
抑制する。ウシ重鎮配列では、例えば、対応するヒト重鎮領域を置換することが
できる部位として次したのと同様である):
(1)ウシ重鎮アミノ酸配列Gln−Glu−Ala−Gly−Trp (重鎮
アミノ酸19〜23)によりヒトアミノ酸配列Lys−Met−Thr−Arg
−Arg(重鎮アミノ酸17〜21)が置換される:(2)ウシ重鎮アミノ酸配
列Arg−Asp−Glu−Thr (アミノ酸148〜151)によりヒトア
ミノ酸配列His−3er−3er−Arg−Glu−Lys−Glu−Ala
(アミノ酸146〜153 )が置換される;(3)ウシ重鎮アミノ酸配列T
yr−Asn−Ala−Cys−Val−His−Ala−Met−Glu−A
sn−Lys (アミノ酸171〜181)によりヒトアミノ酸配列His−A
sn−Glu−Cys−3er−Glu−Vat−Met−3er−Asn−M
et (アミノ酸169〜179)が置換される;そして(4)ウシ重鎮アミノ
酸配列Lys−Ala−Gln−Glu−Ala−Pro−Leu−Glu−3
er−Gln−Pro−Val (アミノ酸249〜260)によりヒト重鎖残
基Arg−As p−Lys −G 1u−A 1a−P ro−G l n−
Ly s −5er−Tr p−A 1a−P r。
(アミノ酸251〜262)が置換される。
ヒト血漿因子による不活性化に対する増加された抵抗性を提供するのにできる限
り少ない配列変更を行うことが好ましいことは理解されよう。望ましくは、置換
領域ができる限り小さく、最も好ましいのは成る種の単一重鎖アミノ酸によりヒ
ト配列の対応アミノ酸を置換するものであろう。配列置換の組合せを使ってもよ
い。分解に対する分子の抵抗性の増加、例えばα−1−抗トリプシンまたはヒト
血漿に対する抵抗性の増加は、後述のような周知の方法を使って容易にアッセイ
することができる。そのような置換はいずれもプロティンCの生物活性を実質的
に低下させないことが重要である。「生物活性」とは、生物学的環境中(即ち生
物体内またはそれの試験管内モデル)で活性プロティンCにより行われる機能ま
たは一連の機能を意味する。タンパク質の生物活性は触媒活性とエフェクター活
性とに分類することができる。ビタミンに依存性血漿タンパク質、例えばプロテ
ィンCの触媒活性は、基質の活性化または不活性化を引き起こす別の血漿タンパ
ク質の特異的タンパク質分解的開裂を含む。エフェクター活性は、カルシウム、
リン脂質もしくは他の小分子への、タンパク質のような巨大分子への、または細
胞への生物活性分子の特異的結合を包含する。エフェクター活性は、生理的条件
下ではしばしば触媒活性を増強するかまたは触媒活性に不可欠である。プロティ
ンCについては、生物活性は活性タンパク質の抗凝固性質により特徴づけられる
。活性プロティンCは、酸性リン脂質とカルシウムの存在下で第Va因子と第■
a因子を不活性化する。プロティンSはこの機能の調節に関与すると思われる(
Walker、前掲)。プロティンCの触媒活性は主として重鎮にあると思われ
る。それらの活性は周知の方法を使って容易にアッセイすることができる。
組換え活性プロティンCを直接生産するために、クローン化DNA配列を変更し
て活性化ペプチドをコードする部分を除去または置換する。得られたDNA配列
はプレープロペプチド、プロティンCの軽鎖、開裂部位および活性プロティンC
の重鎮をコードするだろう。該DNA配列は更に軽鎖と重鎮との間にスペーサー
ペプチドをコードしてもよい。
−態様では、得られた配列は配列Lys−Argにより連結されたプロティンC
の軽鎖と重鎮をコードするだろう。本明細書中で使用する時、プロティンCの軽
鎖は、図1に開示される配列のアミノ酸1〜149もしくはそれと実質的に相同
である配列、またはC末端の延長を有するそのような配列、通常は1〜約6アミ
ノ酸の延長を有する配列を含むと解釈される。
活性プロティンCの重鎮は、活性化ペプチドを含まないものと解釈される(即ち
ヒト活性プロティンCの場合には図1に記載のようなアミノ酸番号170のロイ
シンで始まる)。
好ましい態様では、DNA配列は軽鎖と重鎮の間に1または複数の新規開裂部位
を含むように更に変更される。開裂部位はアミノ酸配列(Rt)、−R2−R,
−R,の形であることができ、ここでR3−R4はリジン(Lys)またはアル
ギニン(Arg)であり、モしてnは0〜3の整数である。特に好ましい配列と
しては、Arg−Arg−Lys−Arg、 Lys−Arg−Lys−Arg
およびLys−Lys−Argが挙げられる。あるいは、開裂部位配列はR,−
R2−R3−R,−X−R。
−R−−Rt−Rsの形であることができ、ここでR1−R8の各々はLysま
たはArgであり、そしてXはペプチド結合または1〜12アミノ酸のスペーサ
ーペプチドである。この点で有用なスペーサーペプチドとしては、アミノ酸配列
Asp−Thr−Glu−AS+)−Gin−Glu−Asp−Gin−Val
−Asp−Pro、 Asp−Thr−Glu−Asp−Gln−Glu−As
p−Gln、 Asp−Thr−Asp−Gin、 Asp−Gln、 Asp
−[1e−Leu−Asn、およびアミノ酸配列Asp−Thr−Glu−As
p−Gln−Glu−Asp−Gln−Val−挙げられる。開裂部位変更の第
三グループは、一般式Y−Z−R。
−R2(ここでYはLys、 ArgまたはLeuであり;R1とR2はLys
またはArgであり:そしてZはLysまたはArg以外のアミノ酸、好ましく
はLeuである)の開裂部位配列を与える、Lys。
ArgおよびLeuから成る群から選択されたアミノ酸残基による生来のヒトプ
ロティンCのアミノ酸残基154 (His)の置換を含む。本発明において有
用である代表的な開裂部位変異体を下の表工に示す。開裂部位829.1058
.1645.1880.1953゜1954、1962.2043.2155お
よび2274が活性プロティンCを直接生産するのに有用である。
1.49 155 170
594(野生 ヒトプロティンC
E−に−K−R−5−H−L−K−R−D−T−E−D−Q−E−D−Q−V−
D−P−R−L−工−D−’ル巴
E−に−K−R−5−H−L−K−R−L−カス
E−に−K−R−5−H−L−R−R−に−R−D−T−E−D−Q−E−D−
Q−V−D−P−R−L−■■
E−に−K−R−5−H−L−R−R−に−R−L−■u
E−に−K−R−5−H−L−R−R−に−R−D−T−E−D−Q−E−D−
Q−R−R−に−R−L−2銭
E−に−K−R−5−H−L−R−R−に−R−D−T−D−Q−R−R−に−
R−L−坦n
E−に−K−R−5−H−L−R−R−に−R−R−R−に−R−L−坦a
E−に−K−R−5−H−L−R−R−に−R−D−Q−R−R−に−R−L−
2録
E−に−K−R−L−
銭U
E−に−R−に−RL−
ム■
E−に−K−R−5−H−L−R−R−に−R−N−工−L−N−D−Q−R−
R−に−R−L−E−に−K−R−A−N−5−R−R−に−R−L−DNA配
列の変更は部位特異的突然変異誘発によって得ることができる。部位特異的突然
変異誘発の技術は当業界で公知であり、例えばZollerおよびSm1th(
DNA 3: 479−488.1984)により記載されている。あるいは、
野生型プロティンC配列を酵素的に開裂せしめて、生来の活性化ペプチド配列を
除去し、そして重鎮と軽鎖をコードする配列を上記の開裂部位のうちの1つをコ
ードする合成りNA配列と結合せしめてもよい。
当業者により理解されるように、本発明の組成物および方法の範囲内でプロティ
ンCの変異体および類似体も製造することができる。プロティンCの変異体およ
び類似体には、重要でないアミノ酸変化を含むもの、例えば遺伝的多形性による
もの、並びに該タンパク質の生物活性を実質的に低下させることな(アミノ酸が
挿入、削除および/または置換されているものが含まれる。プロティンC類似体
としては更に、プロティンCのアミノ末端部分(gla領域)が、ビタミンに依
存性血漿タンパク質である第■因子、第X因子、第X因子、プロトロンビンまた
はプロティンSのうちの1つのgla領域により置換されているタンパク質が挙
げられる。gla領域はそれらのタンパク質のアミノ末端の約35〜45アミノ
酸残基に及び、C末端境界は通常各遺伝子中のエキソンーイントロン境界に対応
する。
本発明の範囲内で使用されるDNA配列は、適切な翻訳後プロセシング(例えば
グルタミン酸残基のγ−カルボキシル化)および宿主細胞からの分泌を獲得する
ために、ハイブリッドプロティンC分子のアミノ末端にプレープロペプチドをコ
ートするたろう。プレープロペプチドはプロティンCのものであるか、または別
のビタミンに依存性血漿タンパク質、例えば第■因子、第X因子、第X因子、プ
ロトロンビンもしくはプロティンSのものであることができる。プレープロペプ
チドとIla領域が同じタンパク質から得られるのが通常好ましい。
ハイブリッドプロティンCをコードするDNA配列は適当な発現ベクター中に挿
入され、次いで培養哺乳動物細胞をトランスフェクトせしめるのに使われる。本
発明を実施するのに使われる発現ベクターは、クローン化遺伝子またはcDNA
の転写を指令することができるプロモーターを含むだろう。好ましいプロモータ
ーはウィルス性プロモーターと細胞性プロモーターを包含する。ウィルス性プロ
モーターとしては、5V40530、1985)が挙げられる。特に好ましいウ
ィルス性プロモーターは、アデノウィルス2由来の主要後期プロモーター(Ka
ufmanおよび5harp、 Mat、 Ce1l Biol、 2:130
4−1319.1982)である。細胞性プロモーターとしては、マウスに遺伝
子プロモーター(Bergmanら、Proc、 Natl、 Acad、 S
ci、 USA 81ニア041−7045.1983)およびマウスvHプロ
モーター(Lohら、Ce1133:85〜93.1983)が挙げられる。特
に好ましい細胞性プロモーターはメタロチオネインIプロモーター(Palmi
terら、5cience 222:809−814.1983)である。発
現ベクターは、プロモーターの下流であって且つプロティンC配列自体の挿入部
位より上流に、−組のRNAスプライス部位を含むこともできる。好ましいRN
Aスプライス部位は、アデノウィルスおよび/または免疫グロブリン遺伝子から
得ることができる。
発現ベクター中に更に含まれるのは、挿入部位の下流に置かれるポリアデニル化
シグナルである。特に好ましいポリアデニル化シグナルとしては、SV40由来
の初期または後期ポリアデニル化シグナル(Kaufmanおよび5harp、
前掲)、アデノウィルス561b領域由来のポリアデニル化シグナル、ヒト成長
ホルモン遺伝子ターミネータ−(DeNoteら、Nuc、 Ac1ds Re
s。
9:3719−3730.1981)およびヒトプロティンC遺伝子もしくはウ
シプロティンC遺伝子由来のポリアデニル化シグナルか挙げられる。発現ベクタ
ーは、プロモーターとRNAスプライス部位との間に置かれる非コードウィルス
リーダー配列、例えばアデノウィルス2三分節系リーダー:並びにエンハンサ−
配列、例えばSV40エンハンサ−およびアデノウィルスVARNAをコードす
る配列を含んでもよい。
クローン化DNA配列は、例えばリン酸カルシウム媒介トラ467、1973)
またはエレクトロポレーション(Neumannら、鴎BOJ、 l:841−
845.1982)により、培養哺乳類細胞に導入される。外来DNAを発現す
る細胞を同定および選択するために、通常、選択可能な表現型を付与する遺伝子
(選択マーカー)が着目の遺伝子またはcDNAと一緒に細胞に導入される。好
ましい選択マーカーとしては、ネオマイシン、ヒグロマイシンおよびメトトレキ
セートといった薬剤に対する耐性を付与する遺伝子が挙げられる。選択マーカー
は増幅可能な選択マーカーであってもよい。好ましい増幅可能な選択マーカーは
ジヒドロ集酸レダクターゼ(DHPR)配列である。選択マーカーはTh1ll
yにより概説されている(Mammalian Ce1l Technolog
y。
Butterworth Publishers、 Stoneham、 MA
:これは参考として本明細書に組み込まれる)。選択マーカーの選択は当業者
の普通の技術水準の十分範囲内である。
選択マーカーは、別々のプラスミド上において着目の遺伝子と同時に導入するこ
とができ、またはそれらを同一プラスミド上において導入することもできる。同
一プラスミド上の場合、選択マーカーと着目の遺伝子は異なるプロモーターの支
配下にあっても同一プロモーターの支配下にあってもよい。
後者の配置は2シストロンメツセージを生じる。このタイプの構成物は当業界で
既知である(例えば、LevinsonおよびSimonsen、米国特許第4
.713.339号並びに)。細胞に導入される混合物に「キャリヤーDNA
Jとして知られる追加のDNAを加えることも有利である。
細胞がDNAを取り込んだ後、それらを適当な増殖培地中で典型的には1〜2日
間増殖して着目の遺伝子の発現を開始させる。本明細書中で使用する時、「適当
な増殖培地Jなる用語は、細胞の増殖およびプロティンC遺伝子の発現に必要な
栄養素および他の成分を含有する培地を意味する。該培地は一般に炭素源、窒素
源、必須アミノ酸、必須糖類、ビタミン、塩類、リン脂質、タンパク質および増
殖因子を含有する。γ−カルボキシル化されたプロティンCの生産のためには、
培地は約0.1μg/rIL1〜約5μg/mIの濃度でビタミンKを含むだろ
う。次いで薬剤選択を適用して、安定な様式で選択マーカーを発現している細胞
の増殖について選択を行う。増幅可能な選択マーカーによりトランスフェクトさ
れている細胞に対しては、薬剤濃度を増加させてクローン化配列のコピー数の増
加について選択し、それによって発現レベルを増加させる4ユとができる。次い
で安定にトランスフェクトされた細胞のクローンをプロティンCの発現について
スクリーニングする。
本発明において使用される好ましい培養哺乳動物細胞としては、CO3−1(A
TCCCRL 1650) 、ベビーハムスター腎臓(BHK)および293
(ATCCCRL 1573 : Grahamら、J、 Gen、 Viro
l。
36:59−72.1977)細胞系が挙げられる。好ましいBHK細胞細胞量
k−ts13 BHK細胞細胞量aechterおよびBaserga、Pro
c。
Natl、 Acad、 Sci、 USA 79:1106−1110.19
82;これは参考として本明細書に組み込まれる)であり、以後BHK 570
細胞と呼称される。BHK 570細胞系は本特許明細書の出願前にアメリカン
・タイプ・カルチャー・コレクション(12301Parklaw口叶、、 R
oekville、 MD 20852)にATCC受託番号C1i’L 10
314のもどに寄託されている。tk−ts13 BHK細胞細胞量託番号CR
L1632のもとにATCCから入手することもできる。更に、多数の他の細胞
系を本発明において利用することができ、そのようなものとしてRat Hep
I (ATCCCRL 1600) 、Rat Hep II(ATCCCR
L 1548) 、TCMK (ATCCCCL 139) 、ヒト肺(ATC
CHB 8065)、NCTC1469(ATCCCCL 9.1)、CHO(
ATCCCCL 61)軽鎖と重鎖の間のLyS−Argジペプチドの後ろでの
開裂による活性プロティンC前駆体のプロセシングは、ヨーロッパ特許出願公開
BP 319.944に記載されたような宿主細胞へのす子は、二塩基性アミノ
酸配列の後ろで切断するエンドペプチダーゼをコードする(Fullerら、M
icrobiology 1986. Leivem、 273−278 )。
従って、この遺伝子で安定にトランスフェクトされた培養哺乳動物細胞系は、活
性プロティンCを発現せしめるのに有用である。
本発明に従って生産されるプロティンCは抗プロティンC抗体カラム上でのアフ
ィニティークロマトグラフィーにより精製することができる。Wakabaya
shi ら(J、 Biol、 Chem。
261:11097−11108.1986 )により記載されたようなカルシ
ウム依存性モノクローナル抗体の利用が特に好ましい。常用の化学的精製手段、
例えば液体クロマトグラフィーにより、追加の精製を行うことができる。クエン
酸バリウム沈澱を含む他の精製方法が当業界で公知であり、本明細書に記載の新
規プロティンCの精製に適用することができる(概して、5copes、 R,
、Protein Purification、 Springer−Verl
ag、 N、Y、。
1982を参照のこと)。医薬用途には、少なくとも約90〜95%均質の実質
的に純粋なプロティンCが好ましく、98〜99%またはそれ以上均質か最も好
ましい。所望であれば部分的にまたは均質まで精製されれば、プロティンCを療
法的に利用することができる。
本発明のプロティンC分子およびそれの医薬組成物は、血管内の凝固に関係する
様々な状態を処置するためのヒトへの投与に特に有用である。例えば、深静脈血
栓症や肺動脈塞栓症は従来の抗凝固物質で治療することかできるが、本明細書に
記載のプロティンCは危険性の高い患者、例えば手術を受ける患者またはうっ血
性心不全を有する患者における血栓塞栓合併症の発生を防ぐのに用いることがで
きる。活性プロティンCは、トロンビンが生成されそしてフィブリン血栓が形成
される時および場所で体内で全身的に活性であるヘパリンよりも選択的であるの
で、プロティンCは深静脈血栓症の防止のため予防的に使用するとヘパリンより
も効果的であり、しかも出血性合併症を引き起こす可能性が小さいだろう。深静
脈血栓症の予防のためのプロティンCの用量は、約100μg = 100■/
日、好ましくは1〜10■/日の範囲内であり、そして投与は手術を受ける少な
(とも約6時間前に投与を開始し、少なくとも患者が歩行可能になるまで続ける
。慢性の深静脈血栓症および/または肺動脈塞栓症では、プロティンCの用量は
負荷量として約lOOμg〜100■の範囲であり、次いで維持量として約3〜
300■/日の範囲である。プロティンC注入から出血性合併症が発生する可能
性が低いため、プロティンCは血栓摘出術または塞栓摘出術と共同して手術中ま
たは手術後のヘパリンに取って代わるかまたはヘパリンの用量を減らすことがで
きる。
本発明のプロティンC組成物は、心臓性塞栓の予防および血栓性発作の治療にお
いても相当な有用性を有するだろう。
出血性合併症を引き起こす可能性が低いことおよび選択性のため、プロティンC
は発作患者に投与することができ、閉塞性の動脈血栓の広がりを防止することが
できる。プロティンCの投与量は発作の性質と重さに依存して患者ごとに異なる
であろうが、用量は通常上記に与えたものの範囲内であろう。
本明細書に提供される活性プロティンCの医薬組成物は、生体内でのフィブリン
溶解を増強する活性プロティンCの能力のため、急性心筋梗塞の治療においても
有用であろう。活性プロティンCは、心筋梗塞の急性期の間に組織プラスミノー
ゲン活性化因子またはストレプトキナーゼと共に投与することができる。閉塞性
の冠状動脈血栓が溶解した後、冠状動脈の再閉塞を防ぐために、その後の数日間
または数週間活性プロティンCを投与することができる。急性心筋梗塞の場合に
は、活性プロティンC少なくとも約1〜500■の負荷量に次いで1〜100■
/日の維持量が患者に与えられる。
本発明のプロティンCは、チモーゲン形態または活性形態のいずれかで散在性血
管向凝固(DIC)の治療に有用である。DICを有する患者は特徴として広範
な微小循環系血栓を有し、そしてしばしば必須凝固因子の涸渇に起因する深刻な
出血問題を抱えている。プロティンCはその選択性のため、従来の抗凝固物質が
そうであるようなりICに関係する出血問題を悪化させることはなく、しかも他
の微小循環のフィブリン沈着の形成を遅らせるかまたは阻止するだろう。
本明細書に提供される新規プロティンC分子は本来のヒトプロティンCよりも長
い半減期を有するので、それらの組成物の重要な用途は遺伝的プロティンC欠損
症を有する人の処置である。そのような患者(欠損症に対して同型接合であって
も異型接合であってもよい)は重度の血栓症を患っていることがある。彼らは現
在プロティンCを含む第■因子濃縮物で維持されている。同型接合欠損症個体の
治療には、約3.000−の平均血漿容量と仮定しそして血管外間隙中への幾ら
かの拡散を考慮すると、本発明のプロティンCは一日1〜300■のレベルで1
日1回または複数回投与することができる。異型接合プロティンC欠損症は通常
、同型接合よりも低い維持量を必要とするだろう。
医薬組成物は予防および/または治療的処置のための非経口、局所、経口または
局部投与用のものである。好ましくは医薬組成物は非経口的に、即ち静脈内、皮
下または筋肉内的に投与される。従って、本発明は、許容される担体、好ましく
は水性担体中に溶解されたプロティンC分子の溶液を含んで成る非経口投与用組
成物を提供する。様々な水性担体、例えば水、緩衝化された水、0.4%食塩溶
液、0.3%グリシン等を使うことができる。それらの組成物は常用の公知の滅
菌技術により滅菌してもよい。得られた水溶液は使用のため包装するか、または
無菌条件下で濾過して凍結乾燥することができる。凍結乾燥製剤は使用前に無菌
の水溶液と混合すればよい。該組成物は、適当な生理的条件に必要な場合、医薬
上許容される補助物質、例えばpH調節剤、緩衝剤、張度(浸透圧)調節剤等、
例えば酢酸ナトリウム、乳酸ナトリウム、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化
カルシウム等を更に含むことができる。それらの組成物中のプロティンCの濃度
は広範囲で異なることができ、即ち約0.5重量%はどの低濃度から、15また
は20重量%はどの高濃度までに及び、これは選ばれた特定の投与形式に従って
、主に液量、粘度等により選択されるだろう。
静注用の典型的医薬組成物は、250艷の無菌リンガ−溶液とlO■のプロティ
ンCを含有するように作製することができる。非経口投与可能な化合物を調製す
るための実際の方法は、当業者にとって既知であるかもしくは明白であり、そし
て例えばRemington’s Pharmaceutical 5cien
ces 、第16版、 MackPublishing Company、 1
Easton、 PA (1982) (これは参考として本明細書に組み込ま
れる)中に詳細に記載されている。
プロティンC分子またはその混合物を含有する医薬組成物は予防的および/また
は治療的処置のために投与することができる。治療的適用では、組成物は、上述
したような病気に既にかかっている患者に、該病気とその合併症を治癒するかま
たは少なくとも部分的に緩和するのに十分な量で投与される。これを達成するの
に適切な量は「治療的有効量」として定義される。この用途に有効な量は、病気
または負傷の重さおよび患者の一般状態に依存するであろうが、通常は1日あた
りプロティンC約1■〜約300■の範囲であろう。1日あたりプロティンC約
5■〜約25■の用量がより普通に使われるてあろう。本発明の物質は一般に重
い病気または負傷状態、即ち生命にかかわる状態または潜在的に生命にかかわる
状態において使うことかできることを念頭に置かなければならない。そのような
場合、ヒト血漿中の異物の最小化とプロティンCの半減期の延長を考慮すると、
実質的過剰量のプロティンC組成物を投与することが可能であり、治療する医師
によって望ましいと感じられるだろう。
予防的適用では、ハイブリッドブクテインCを含む組成物は、患者自身の抗凝血
能力またはフィブリン溶解能力を増強するために、負傷もしくは病気状態にかか
りやすいかまたはその危険がある患者に投与される。そのような量は「予防的有
効量」と定義される。この用途では、正確な量は患者の健康状態および内在性プ
ロティンCの通常レベルに依存するが、通常は体重70kgあたり約0.5■〜
約250■、特に体重70kgあたり約1■〜約25■の範囲であろう。
該組成物は一回または複数回投与することができ、用量レベルとパターンは治療
する医師により選択されるだろう。毎日維持レベルを必要とする外来患者につい
ては、プロティンCは例えば携帯式ポンプシステムを使った連続注入により投与
することができる。いずれにしても、医薬組成物は、患者を効果的に治療するの
に十分な量の本発明のプロティンCを提供すべきである。
次の実施例は例示の目的で与えられ、限定目的ではない。
実施例I
ヒト−ウシハイブリッドプロティンCの作製この実施例は、ヒトブレープロ配列
、ヒト軽鎖、ヒト活性化ペプチドおよびヒト活性プロティンC重鎖の最初のアミ
ノ酸とウシプロティンC重鎖配列の残部をコードするハイブリッドプロティンC
コード配列の作製を記載する。宿主細胞からの分泌と活性化後、該タンパク質は
、ヒト重鎮の最初のアミノ酸(Leu)に次いで2番目のアミノ酸(Val)か
らのウシ重鎮配列を含む重鎮にジスルフィド結合したヒトプロティンC軽鎖配列
を含んで成る。実施例においてこのハイブリッド分子を示し、次いでα−1−抗
トリプシンおよび他のヒト血漿因子による活性化に対する増加された抵抗性を有
することをウシ肝臓cDNAλgtllライブラリー(C1ontech、 P
a1o Alto。
CA 94301から入手した)から、ランダムプライムヒトプロティンCcD
NA断片を使って該ライブラリーを探査することにより、プロティンCウシ重鎮
をコードするウシcDNAをクローFOSterおよびDavie (前掲)に
より記載されたようにしてヒトプロティンCの一部分をコードするcDNAを調
製した。簡単に言えば、常法によりヒト肝臓mRNAからλgtll cDNA
ライブラリーを調製した。ヒトプロティンCに対する![■−標識アフィニティ
ー精製抗体を使ってクローンをスクリーニングし、プレープロ−ト法(Mani
atisら、Mo1ecular Cloning:A Laboratory
Manual、 Co1d Spring Harbor 1982 : こ
れは参考として本明細書に組み込まれる)により陽性クローンからファージを調
製し、そして塩化セシウム勾配によってバンド沈降せしめた。Eco R1を使
ってcDNA挿入断片を取り出し、プラスミドpUC9(VieiraおよびM
essing、Gene 19: 259−268゜1982)中にサブクロー
ニングした。制限断片をファージベクターM13mplOとM13inpH(M
essing、Meth、in Enzymology 101:20−77、
1983)中にサブクーニングし、ジデオキシ法(Sangerら、Proc、
Natl、 Acad、Sci、 USA 74:5464−5467゜19
77)により配列決定した。ヒトプロティンCの既知部分配列(Kisielら
、前掲、 1979)と一致するDNAを含み、モして軽鎖のアミノ酸64て始
まり重鎮を経て3′非コード領域に及ぶプロティンCをコードするクローンを選
択した。このクローンをλHCl375と命名した。アミノ酸24からプロティ
ンCをコードする第二のcDNAクローンも同定した。大きい方のクローンから
の挿入断片をpLlcQ中にサブクローニングし、得られたプラスミドをpHC
λ6Lと命名した。このクローンは、重鎮コード領域、終結コドンおよび3′非
コード領域を含むブ0ティンCの主要部分をコードする。
λHC1375からのcDNA挿入断片をα−”P dNTPsを使ってニック
トランスレーションせしめ、該断片を用いて、Woo (Meth。
196:181−182.1977)を使ってファージλCharon 4A
(Maniatisら、Ce1l 15:687−702.1978)中のヒト
ゲノムライブラリーを探査した。陽性クローンを単離し、プラーク精製した(F
osterら、Proc、 Natl、Acad、Sci、 USA 82:4
673−4677゜1985 ;これは参考として本明細書に組み込まれる)。
陽性り中)をEco R1またはBgl IIで消化し、ゲノム挿入断片を精製
し、pUc9中にサブクローニングした。(このゲノム挿入断片の制限断片をM
13ベクター中にサブクローニングし、そして配列決定してそれらの同一性を確
かめ、遺伝子全体のDNA配列を確立した。)
pHCλ6LのcDNA挿入断片をニックトランスレーションせしめ、該断片を
用いてファージλCharon 4Aライブラリーを探査した。該cDNAの5
′末端と3′末端から作ったプローブにハイブリダイズする1つのゲノムクロー
ンが同定された。このファージクローンをEco RIで消化し、プロティンC
遺伝子の5′末端に相当する4、4kb断片をpUC9中にサブクローニングし
た。得られた組換えプラスミドをpHCR4,4と命名した。
完全DNA配列分析は、pHCR4,4中の挿入断片が1263塩基対(bp)
のイントロンにより隔てられた70 bpと167 bpの2つのエクソンを含
むことを明らかにした。第一のエクソンはアミノ酸−42〜−19をコードし;
第二のエクソンはアミノ酸−19〜−37をコードする。配列分析によって完全
なプロティンC遺伝子のDNA配列が確証された。
プロティンCのプレープロペプチドのアミノ酸−42〜−19に相当するエクソ
ンを含むゲノム断片を単離し、ニックトランスレーションし、そしてHep G
2細胞からのmRNAを使ってGublerおよびHoffmanの技術(Ge
ne 25: 263−269.1983)により作製したcDNAライブラリ
ーをスクリーニングするためのプローブとして使った。この細胞系はヒト肝細胞
に由来し、プロティンCを合成することが以前に示されている(Fairおよび
Bahnak、 Blood 64: 194−204.1984) 、ファー
ジλgtllの[Eco R1部位に挿入されたcDNAを含んで成る10個の
陽性クローンが同定された。これらをプロティンC遺伝子の5′非コード領域に
相当するオリゴヌクレオチドプローブを使ってスクリーニングした。1つのクロ
ーンかこのプローブでも陽性であったので、その全ヌクレオチド配列を決定した
。該cDNAは70 bpの5′非翻訳配列、ヒトプレープロープロティンCの
全コード配列、および2番目のポリアデニル化部位に相当する全3′非コード領
域を含んだ。該cDNA配列とコードされるアミノ酸配列を図1に示す。
ヨーロッパ特許出願公開BP 266、190号(参考として本明細書に組み込
まれる)において開示されたようにしてプロティンCcDNAをEco R[断
片として単離しベクターpDX (Hagenら、米国特許第4.784.95
0号;これは参考として本明細書に組み込まれる)中にクローニングした。制限
分析により組換えプラスミドをスクリーニングし、プロモーター要素に関して正
しい方向でプロティンC挿入断片を有するものを同定し、正しいクローンからプ
ラスミドDNA (pDX/PCと命名)を調製した。pDX/PC中のcDN
A挿入断片は5′非コード領域中にATGコドンを含むので、該cDNAにおい
てオリゴヌクレオチド指令欠失変異誘発を行って3塩基対を除去した。得られた
p594と命名したベクターは、アデノウィルス2主要後期プロモーターに作用
可能に連結されたプロティンCCDNAを含んだ(図2)。このベクターは更に
アデノウィルス5複製開始点(0−1地図単位配列’) 、SV40エンハンサ
−、アデノウィルス2三分節系リーダー、−組のRNAスプライス部位、SV4
0ポリアデニル化シグナルおよび選択マーカーとしてのジヒドロ葉酸レダクター
ゼ遺伝子を含んだ。
2、ウシcDNAクローンの単離
ヒトプロティンCcDNAを含むp594からのランダムプライム1.7kb
Eco Rr断片を使って、ウシ肝臓cDNAλgtllライブラリーをプロテ
ィンCcDNAについて探査した。ウシクローンをEco RI断片として同定
および回収し、pLICe中にクローニングした。得られたプラスミドをTaq
IとEco R[で切断し、プロティンC重鎖をコードする断片を回収した。
B、ヒトプロティンC軽鎖cDNAの調製最終的にウシTaq I −Eco
R1断片に結合させるヒト軽鎖cDNAを得るために、ヒトプロティンCをコー
ドするDNA配列(PC962と命名)から適当な制限断片を調製した。PC9
62DNAは上述のp594から作製され、プロティンCの軽鎖と活性化ペプチ
ドとの間の接合部に2つの追加のアルギニン残基をコードするDNA配列を含ん
だ(表I)。p594中のクローン化ヒトcDNAを、変異原性オリゴヌクレオ
チドZC962(5’ AGTCACCTG AGA AGA AAA CGA
GACA 3”)とオリゴヌクレオチドZC550(5’ TCCCAG T
CA CGA CGT 3”)を使って部位特異的突然変異誘発(本質的にはZ
ollerおよびSm1th、DNA 3:479−488.1984により記
載されている)により変更した。プラスミドp594を5stIて消化し、約8
40 bpの断片をM13mpH中にクローニングし、一本鎖鋳I DNAを単
離した。突然変異誘発後、正しいクローンを配列決定により同定した。複製可能
型DNAを単離し、5stIで消化し、そして変異断片を回収した。この断片を
2部分連結において5stIで切断されたp594と連結せしめた。所望の方向
で挿入された5stI断片を有するクコーンを制限酵素マツピングにより同定し
た。得られた発現ベクターをpDX/PC962と命名した。
PC962cDNAをプラスミドZem229に挿入することにより、PC22
9/962と称する第二の発現ベクターを作製した。Zem229は、マウスメ
タロチオネイン−■プロモーターとSV40転写ターミネータ−との間に外来D
NAの挿入のためのユニークBam旧部位を含むpUc18由来の発現ベクター
である。Zem229は、SV40初期プロモーター、マウスジヒドロ葉酸レダ
クターゼ遺伝子およびSV40ターミネータ−の発現単位も含む。
pDX/PC962由来のPC962cDNAを含むEco R1断片を、Ec
o R1−Bam H1合成オリゴヌクレオチドアダプターを使って、BamH
[で切断されホスファターゼ処理されているZem229に連結せしZem22
9、pDX (Hagenら、米国特許第4.784.950号、これは参考と
して本明細書に組み込まれる)およびPC962DNA配列から発現ベクターP
C962/ZMB−4を作製した。
Zem229を変更してBam旧クローニング部位をEco R1部位に変換し
た。まず該プラスミドを、Eco RIでの部分消化、DNAポリメーラーゼエ
とdNTPsでの平滑末端化および再連結により変更して2つのEco RI部
位を削除した。生じたプラスミドをBamH[で消化し、合成りam Hl−E
co R1アダプターと連結せしめた。得られたプラスミドをZem229Rと
命名した。
Zem229RをHindl[とEco RIで消化し、SV40プロモーター
とMT−1プロモーターを含む520 bp断片を除去した。次いでZem22
9Rの大断片をpDXの〜1100 bp HindI[−Eco R1断片(
SV40プロモーター/エンハンサ−、アデノウィルス主要後期プロモーター、
および−組のスプライスシグナルを含む)と連結せしめ、ZMB−4を作製した
。PC229/962からPC962配列を単離し、次いでこれをZMB−4中
に挿入してPC962/ZMB−4を作製した(図3)。
C,ハイブリッドプロティンCコード配列の作製合成リンカ−を使ってヒト軽鎖
cDNAのEco R1−5stII断片(PC962/ZMB−4から)をウ
シ重鎖cDNAのTaq I −Eco R[断片と連結せしめることにより、
ヒト−ウシプロティンCコード配列を作製した。該リンカ−は、オリゴヌクレオ
チドZC2228(5’ GGCTCGT 3’)とZC2229(5’ CG
CCGAGCAGC3’)をアニーリングすることにより作製した。得られた配
列によりコードされるハイブリッドプロティンCは、ヒトプロティンCの軽鎖ア
ミノ酸配列から重鎮の最初のアミノ酸を経てウシ重鎮の残部まで・ (Hプレー
プロ)−(HL鎖)−開裂部位(RRKR)−(H活性化ペプチド) −Leu
−(B H鎖)を有する。ここでヒト−ウシ接合部の配列は下記の通りである
:cDNA断片とリンカ−を4部分連結においてEco R[消化ベクターZM
S−3と連結せしめることにより、ハイブリッドcDNAを構築した。発現ベク
ターZMB−3は、Zem228 (EP 319.944)とpDX (Ha
genら、米国特許第4.784.950号:参考として本明細書に組み込まれ
る)から作製した。プラスミドZem228は、マウスメタロチオネイン−■プ
ロモーターとSV40転写ターミネータ−との間に外来DNAの挿入のためのユ
ニークBam 81部位を含むpUc18由来の発現ベクターである。Zem2
28は、SV40初期プロモーター、ネオマイシン耐性遺伝子およびSV40タ
ーミネータ−を含んで成る発現単位も含む。従って、Zem228では挿入され
た遺伝子はマウスメタロチオネイン−■プロモーターとSV40ターミネータ−
の支配下にあり、該ベクターを抗生物質ネオマイシンにより選択することができ
る。Eco RIての部分消化、DNAポリメラーゼI 〔フレノウ断片〕とd
NTPsを使った平滑末端化、再連結、BamHでの消化、およびBam Hl
−Eco R[アダプターとの連結によりZem228を変更して2つのEco
R[部位を削除し、プラスミドZem228F!を作製した。プラスミドZe
m228RをHindIIIと1Eco R1て消化し、SV40とん(T−1
プロモーターを含む520 bp断片を除去した。Zem228Rの大断片をp
DXの〜1100 bp HindI[−Eco R[断片CSV40プロモー
ター/エンハンサ−、アデノウィルス主要後期プロモーター、および−組のスプ
ライスシグナルを含む)と連結せしめた。得られたベクターをZMB−3と命名
した(図4)。
ハイブリッドヒト−ウシプロティンCコード配列を含むZMB−3ベクターを用
いてtk−ts13 BHK細胞(ATCCCRL 1632)をトランスフェ
クトせしめた。10%ウシウシ血清と500μg/iのG−418を含むダルベ
ツコ改良イーグル培地(DMEM)中でトランスフェクトントを選択した。順化
培地を収得し、PCL−2−3epharoseカラム上での免疫アフィニティ
ークロマトグラフィーにより組換えプロティンCを精製した。このカラムは、プ
ロティンCのCa−結合軽鎖に特異的なモノクローナル抗体(PCL−2と命名
)をCNBr活性化5epharose (Pharmacia。
Piscataway、 NJ)に結合することにより調製した。10mMCa
CLの存在下で試料を該カラムに適用した。50mM Tris−HCl、 1
.0M NaC1,10mM CaCl2. pH7,5を使ってカラムを洗浄
した。50mM Tris−HCI、 pH7,5中の15mM EDTAを使
ってプロティンCをカラムから溶出せしめた。
実施例■
活性ウシプロティンC(Enzyme Re5earch Labs、 5ou
thBend、 INから入手)および免疫アフィニティー精製した活性組換え
ヒトプロティンC(pDX/PC962によりトランスフェクトせしめたベビー
ハムスター腎臓細胞から)を阻害するプロティンC阻害剤α−1−抗トリプシン
の能力を、活性ヒト−ウシプロティンCハイブリッドの阻害と比較した。プロテ
ィンC分子を活性化するために、各々をアゲキストロトン・コ(ACC−C;
ニューメキシコ大学のW、 K15ielから入手; K15ielら、J、
Biol、 Chem、 262:12607−12613 (1987)を参
照のこと)と混合した。
不活性化に対する抵抗性をアッセイするために、各タンノ々り質の溶液(TBS
[50mM Tris pH7,5,150mM NaC1]+15mMED
TA中50 μg/rrLl) 200μfを60ngのACC−Cおよび5t
tlのBSA (50■/−)と混合した。この混合物を37°Cで90分間イ
ンキュベートした。各活性プロティンCの20μ!試料を5μ!のBSA (5
0■/ml’)およびTBS中1■/rILlのα−1−抗トリプシン(Sig
ma Chemical Company、 St、 Louis、 MO)
0.20゜40または80μlと混合して105μ!最終反応容量にした。この
混合物を37°Cで18.5時間インキュベートし、次いで各試料20ttl!
を80μlの1mM色素生成基質(#336 Spectrozyme PCa
:American Diagnosticaから入手)と混合し、室温で約
10分間インキュベートした。発色を405 nmて測定した。
図5に示した結果は、活性ヒトプロティンCはα−1−抗トリプシンにより容易
に不活性化されたが、ウシおよびウシ−ヒトハイブリッドは不活性化に抵抗性で
あったことを示す。
ヒト血漿によるウシ−ヒトプロティンCおよびヒトプロティンC(PC962)
の不活性化を調べた。実験は実施例■に概説したものと実質的に同じようにして
行ったが、次の変更を伴った。
各7.5μgまたはBSA対照を100μlのTBS/BSA中で375ngの
ACC−Cと共に37°Cで90分間インキュベートすることにより、ウシ−ヒ
トハイブリッドプロティンCおよびPC962ヒトプロティンCを活性化した。
活性化したプロティンCの20μl試料を96ウエルのミクロタイタープレート
のウェルに添加し、次いで0.5.10または20μlのクエン酸塩加ヒト血漿
を各ウェルに加えた。試料の量をTBS/BSAで100μβに調整し、プレー
トを37°Cで一晩(16時間)インキュベートした。各試料から20μ!(二
重反復において)を取り、それらに80μβの色素生成基質(0,75mM)を
添加した。室温で約10分間インキュベートした後、405 nmでの吸光度を
測定した。
図6に示した結果は、タンパク質をヒト血漿に暴露すると、ヒトプロティンCの
活性がハイブリッドプロティンCのものよりもずっと速く減少したことを示す。
血漿の非存在下では活性ハイブリッドプロティンCは活性ヒトプロティンCより
も約3倍大きい色素生成活性を有するらしい。更にハイブリッドプロティンCは
ヒトプロティンCよりも約4倍長い半減期を有するらしい。
次いてヒト血漿によるハイブリッドおよびヒトプロティンC分子の不活性化の速
度を比較した。実質的には上述の通りに、ただし100μlのTBS/BSA中
で37.50gのACC−Cにより37°Cで一晩(18時間)活性化した7、
5μgのPC962またはノへイブリッドプロティンCを使って行った。各々か
らlOμl試料を取り、 190μβのTBS/BSAに添加した。混合物を氷
上に置き、次いて250μ!のクエン塩酸加ヒト血漿を各々に加え、37°Cで
インキュベートした。0.105.185および240分目に試料(20μりを
取り、80μ!の色素生成基質に添加し、そして上記と同様にして405 nm
での吸光度を測定した。
図7に示した結果は、ヒト血漿中での)\イブリ・ノドプロティンCの半減期が
ヒト活性プロティンCのものの約3倍であったことを示唆する。ハイブリッドプ
ロティンCおよびヒト活性プロティンCのヒト血漿中での抗凝固活性はほぼ同等
であった。このことは、ウシーヒトノ1イプリ・ノドプロティンCが、患者に投
与するのにより少量またはより少ない頻度のプロティンCが必要であり、それに
よって患者に対する治療の費用および不便さが減るであろうという点で、ヒトの
処置において特に有用であろう。
実施例■
実施例Iの活性ハイブリッドプロティンC分子の抗凝固活性をAPTTアッセイ
において生来のヒトAPCのものと比較した。
2μgの単離したハイブリッドプロティンCまたは組換えPC962を100μ
fのTBS中で50ngのACC−Cと混合した。この混合物を37℃で1時間
インキュベートし、次いて100μlの正常ヒト血漿および100μi’のAc
tin FS (Dade、 Miami、 PL)と混合した。生じた混合物
を37°Cで100秒間インキュベートし、次いでTBS中の活性プロティンC
I00μlを添加した。
更に37℃で100秒間インキュベートした後、各試料に100μlのIM C
aC1□を加え、凝固時間を測定した。表■に示した結果は、ハイブリッドプロ
ティンCが生来のヒトプロティンCのものに匹敵するヒト血漿中の抗凝固活性を
有することを示す。
表■
凝固時間(秒)
20 64、6 62.8
40 73、6 69.2
60 83、6 76、7
80 84、9 82.3
100 88、4 90.3
!嬶奥y
実質的にはヒト重鎮を有しそして本来のヒト活性プロティンCと比較するとヒト
血漿中ての安定性の増加および半減期の増加を有するプロティンC分子を作製す
るために、ウシプロティンCの配列により対応するヒト重鎮の配列を置き換えた
。
ヒト重鎮の1つの変更は、ウシ重鎮アミノ酸Gin−Glu−Ala−Gly−
Trp (アミノ酸19〜23:ナンバリングはFosterら、して本明細書
に組み込まれる)に従っており、図8に示した通りである〕によるヒト重鎮中の
アミノ酸Lys−Met−Thr−Arg−Arg (アミノ酸17〜21.ナ
ンバリングはFosterら、前掲に従い、図8に示した通りである)の置換で
ある。置換アミノ酸をコードするために、合成オリゴヌクレオチドZC2451
(5’CTCATT GAT GGG CAG GAG GCT GGA TG
G GGA GACAGCCC3’ )を使って部位特異的突然変異誘発を行っ
た。pDC/PC962(実施例I)のプロティンC55tI断片をベクターM
13mplO(Messing、Meth、 Enzymol、 101:20
−77 (1983) ;これは参考として本明細書に組み込まれる〕中にクロ
ーニングした。上述したようにして一本鎖鋳型DNAを調製し、本質的にはZo
llerおよびSm1th、DNA 3: 479−488 (1984) (
参考として本明細書に組み込まれる)に記載された通りに、オリゴヌクレオチド
ZC2451とオリゴヌクレオチドZC550を使った2プライマー法を用いて
、部位特異的突然変異誘発せしめた。陽性のクローンを選択し、配列決定して突
然変異誘発を確かめた。
複製可能型DNAからPst I −Sst I断片として変異配列を回収した
。この断片を4部分連結において、プラスミドPC962/2MB−4からの〜
592 bp Eco R1−Pst I断片(5′プロテインCコ一ド配列を
含む)、プラスミドPC962/ZMB−4からの〜700 bp Sst I
−Eco R1断片(3′プロテインCコ一ド配列を含む)、およびEco
RIで消化されホスファターゼ処理されたZMB−4と連結せしめた。制限酵素
消化により正しい挿入断片の方向についてプラスミドをスクリーニングした。正
しいプラスミドを選択し、該プラスミドを用いて実施例■に記載の通りにリン酸
カルシウム共沈法によりtk−ts13 BHK細胞(ATCCCRL 163
2)をトランスフェクトせしめた。プロティンCを産生ずるトランスフェクシン
トを、トランフフエクシコン後2〜3日目に500nMメトトレキセートで選択
し、そして細胞順化培地を調製した。上述した通りに細胞上清から変異プロティ
ンCを精製した。α−1=抗トリプシンおよびヒ1へ血漿因子による不活性化に
対する変異プロティンCの感受性を後述の通すアッセイした。
本明細書に記載のその他の置換と別々にまたは合同して行われるヒト重鎮のもう
1つの変更は、合成オリゴヌクレオチドZC2452(5’ GCT GGG
GCT ACA GAG ACG AGA CCA AGA GAAACCGC
3’ )を使ったウシアミノ酸Arg−Asp−Glu−Thr (重鎖残基1
48〜151 )によるヒト重鎮アミノ酸His−Set−Ser−Arg−G
lu−Lys−Glu−Ala(ヒト重鎖残基146〜153)の置換である。
pDX/PC962(実施例I ) (7) Sst I −Eeo RI断片
をベクターM13mp104月=クローニングした。上述したように一本鎖鋳型
DNAを調製し、2プライマー法を用いて2C2452を使って部位特異的突然
変異誘発せしめた。陽性のクローンを選択し、配列決定して置換を確かめた。フ
ァージの複製可能型DNAから変異誘発されたSst I −Eeo RI断片
を再単離し、該断片を4部分連結において、プラスミドPC962/ZMB−4
からの〜330 bpEco R[−Sal I断片(5′プロティンC配列を
含む)、プラスミドPC962/ZMB−4からの〜730 bp Sal I
−Sst I断片(プロティンC配列の中央部分を含む)、およびEco R
1で消化されホスファターゼ処理されたZMB−4と連結せしめた。制限酵素消
化により正しい挿入断片の方向についてプラスミドをスクリーニングし、正しい
構成物を選択した。上記と同様にトランスフェクションを行い、そして成功した
トランスフェクシントの順化培地から変更部位を含むプロティンCを数便した。
次いて後述の通り不活性化に対する重鎮変更プロティンCの感受性を未変更のプ
ロティンCのものと比較する。
ウシ配列Tyr−Asn−A 1a−Cys−Va l−Hi s −A la
−Me t −G 1u−Asn−Ly s(重鎮アミノ酸169〜179)に
よるヒト重鎖配列His−Asn−Glu−Cys−3er−Glu−Val−
Met−3er−Asn−Met(ヒト重鎖残基171〜181)の置換は、不
活性化に対するプロティンC分子の抵抗性の増加を提供するために使った。pP
D/PC962のSst I −Ec。
RI断片をベクターM13mplO中にクローニングし、−重鎖鋳型DNAを調
製し、上述の2プライマー法を用いて合成オリゴヌクレオチドZC3044(5
’ CCCGTG GTCCCG TACAAT GCA TGTGTCCAT
GCCATG GAA AACAAG GTG TCT GAG AACAT
G CTG 3”)を使って部位特異的突然変異誘発せしめた。上述した通りに
陽性クローンを選択し、配列決定して変異誘発を確かめた。
1つの陽性クローンからの複製可能型(RF) DNAを5stIとEco R
[で消化し、そして700 bpのバンドを回収した。
3044変異体用の発現ベクターを作製するために、前記700bp断片を、E
co R1で消化され子ウシ腸アルカリホスファターゼ処理されたZem229
R、PC229/962からの335 bp Eeo RI −3aIIプロテ
ィンC断片、およびPC229/962からの730 bpSal I −5s
tIプロティンC断片と連結せしめた。Bgl II 。
Eco R[、Pst IおよびAva I[での消化により正しい構成物を同
定し、PC3044/Zem229Rと命名した。
PC3044/Zem229Rを用いてBHK 570細胞をトランスフェクト
せしめた。2日後、細胞をlμMメトトレキセート中に分配した。2週間の増殖
後、ヒトプロティンCの重鎮に対するモノクローナル抗体とペルオキシダーゼ接
合ウサギ抗マウス第二抗体を使ったイムノフィルターアッセイにより細胞をスク
リーニングした。ECL基質(Amersham)を使って陽性クローンを検出
した。個々の陽性クローンを採取し、増殖させ、順化培地を集めた。カルシウム
依存性モノクローナル抗体PCL−2を使って該培地から変異タンパク質を精製
し、後述のようにアッセイした。
部位特異的突然変異誘発を使って、ヒト重鎖残基251〜262(Arg−As
p−Lys −G 1u−A 1a−Pro−G In−Lys−3er−T
r p−A 1a−Pro)をウシプロティンC重鎖のアミノ酸残基249〜2
60 (Lys−Ala−Gin−Glu−Ala−Pro−Leu−Glu−
3er−Gin−Pro−Val)により置換する。
まず、pDX/PC962のSst I −Eco R[プロティンC断片をベ
クターMlamplO中にクローニングし、合成オリゴヌクレオチドZC245
4(5’ GGG CACATCAAA GCT CAG GAG GCCCC
T CTT GAGAGCCAG GTG CCT TAG CGA CCC3
’ )を使って上述の2プライマー法を用いて部位特異的突然変異誘発にかけた
。陽性クローンを選択し、配列決定して変異誘発を確かめ、そしてRFDNAか
ら変異Sst I −Eco RE断片を単離した。該変異断片を使ってプロテ
ィンCのチモーゲン形態のための発現ベクターを作製した。該ベクターは、変異
RF断片、PC962/ZMB−4からの〜592 bp Eco RI −P
st I断片、PC962/ZMB−4からの〜460bp Pst I −S
st I断片、およびEco R[で消化されホスファターゼ処理されたZMB
−4を連結せしめることにより作製した。
次いで得られたベクターを用いて上述した通りにtk−ts13BHK細胞をト
ランスフェクトせしめた。成功したトランスフェクトントを同定し、培養し、細
胞順化培地からタンパク質を精製し、そしてα−1−抗トリプシンに対する抵抗
性についてアッセイした。結果は、2454変異体構成物がヒト活性プロティン
Cに比べてα−1−抗トリプシンに対する抵抗性の増加を示さなかったことを指
摘する。
B、タンパク質の特徴づけ
上記に概説した通りに、ヒトプロティンC(PC962) 、ヒト−ウシハイブ
リッド(LMH) 2451.2452および3044を、α−1−抗トリプシ
ンおよびヒト血漿に対する抵抗性について試験した。タンパク質をACC−C中
で37°Cにて3時間インキュベートシ(プロティンC:ACC−C100:1
の比を使って)、それらを活性化した。はぼ等しい色素生成活性(PC962に
対して標準化される)を与えるようにタンパク質濃度を調整した。
140μ!の反応液量を使って140μg/−のBSAおよび800ngの活性
プロティンCおよびO〜80μgのα−1−抗トリプシン(ATT)を含むTB
S (pH7,4)中で、ATTに対する抵抗性を測定した。混合物を37°C
で16時間インキュベートし、次いで20μ!試料を各試験管から取り出し、ミ
クロタイタープレート中の80ulの1 mM Spectrozyme PC
a (American Diagnost−ica)に添加した。約20分後
、反応混合物の/14osを読んだ。α−1−抗トリプシン濃度に対する相対的
色素生成活性のプロットを図9に示す。962(野生型ヒトプロティンC)、変
異体2452および変異体3044に比べると、変異体2451を50%阻害す
るのに約3倍のα−1−抗トリプシンが必要であった。ハイブリッドLMHは本
質的に全く阻害されなかった。
ヒト血漿中でのプロティンCの不活性化についての時間推移を測定し、野生型と
比較した。50μlの活性プロティンC(27μg/mJ)を200μlの貯留
クエン酸塩前ヒト血漿に添加した。混合物を37°Cでインキュベートした。0
.30.75.120および300分後に50μ!試料を取って氷上に置いた。
各時点の試料からの20μlをミクロタイタープレート中の80μ!の1 mM
Spectrozyme Peaに添加した。数分後Aaosを読んだ。結果
を図1Oに示す。PC2451はハイブリッドLM)tと同様であり、2452
や野生型よりも抵抗性であった変異体3044よりも不活性化に対する抵抗性が
実質的に大きかった。
ヒト血漿中での不活性化の時間推移実験をヒト/’%イブ+J・ソドしMH、野
生型PC962および変異体PC2451において繰り返した。該アッセイは上
記と本質的に同じであるが、0.15.30および60分の時点で試料を取り、
即座に5mM EDTAを含む氷ン令TBS 60uβ中に希釈した。20μ!
の4mM Spectrozyme PCaを添加し、数分後A4゜、を読んだ
。図11に示される結果は、変異体PC2451とハイブリッドLMHの両者が
ヒト野生型プロティンCよりも不活性化に対して実質的に大きい抵抗性を有する
ことを確証した。
C9活性プロティンCにおける置換
野生型プロティンC配列の突然変異誘発により、開裂部位配列Arg−Arg−
Lys−Argを有する活性プロティンC前駆体をコードするDNA配列を作製
した。生じた配列(1058と命名)(まPC962をコードする配列に類似し
ているが、活性化ペプチド゛をコードする部分を欠いた。1058タンノくり質
の軽鎖と重鎖との間の接合部のアミノ酸配列は表工に示されている。
プラスミドル594中に存在するプロティンC配列を単一突然変異誘発において
変更せしめ、活性化ペプチドコドンを肖II除しそしてプロセシング部位にAr
g−Argコドンを挿入した。変異誘発は、M13ファージベクター中にクロー
ニングされたp594からの870 bp Sst I断片上で、オリゴヌクレ
オチドZC1058(5’ CGCAGT CACCTG AGA AGA A
AA CGA CTCATT GATGGG3’)とZC550(5’ TCC
CAG TCA CGA CGT 3’)を使って標準法に従って行った。
軽鎖(アミノ酸1〜149)と重鎮との間にリンカ−配列Lys−Lys−Ar
g−Ala−Asn−3er−Arg−Arg−Lys−Argを有する活性プ
ロティンC前駆体をコードするDNA配列を作製した。この構成物をPC227
4と命名した(表1)。
PC2274配列を作製するために、PC1058Sst I断片をM13mp
lOに挿入し、そしてオリゴヌクレオチドZC2274(5°GAG AAGA
AG CGCGCCAACTCCAGA AGA AAA CGA CT 3”
)を使って標準法に従って突然変異誘発せしめた。変異誘発されたRF DNA
をPst Iと5stIで消化し、〜430 bp断片を回収した。
PC2274RFからの〜430 bp Pst I −Sst I断片、ZC
2454て変異誘発されたSst I −Bco R[断片(実施例V、A)、
PC962/ZMB−4からの〜592 bp Eco R[−Pst I断片
、およびEcoRIで消化されホスファターゼ処理されたZMB−4を連結せし
めることにより、活性プロティンC発現ベクターを作製した。所望の挿入断片方
向を有するベクターを制限酵素消化により同定し、これを使って上述の通りにt
k−ts13 BHK細胞をトランスフェクトせしめた。
上記の結果から、ヒトプロティンCの活性を実質的に有する一方でα−1−抗ト
リプシンおよびヒト血漿による不活性化に対する抵抗性を有する組成物が提供さ
れることは明白である。それらの結果は、変更されたプロティンC分子が、血漿
から精製されるかまたは組換え手段により製造されるヒトプロティンC調製物に
比べた時、ヒト血漿中での増加された安定性を有し、従って増加された半減期を
有する治療または予防用組成物として使用できるという点て、特に励みになる。
本発明の組成物により付与される利点の中でも特に、低用量で且つ低頻度の投与
の効能、簡便性および経済性かある。
今まで理解の明確化の目的で本発明を説明および例により幾分詳細に記載してき
たが、添付の請求の範囲内で幾つかの変更および改良を実施できることは明らか
であろう。
GGCTGTCATG GCGGCAGGACGGCGAACTrG CAGT
ATCTCCACGACCCGCCCCTGTGCCAG sGCCTCCAG
TTCCATCCCT C丁TrTGGGCT CTTCTGGAGG GAA
GTAACAT TTACTGAGCA CCTGTTGT`T GTCAC^
TGCC
■^TGAATAG AATCTT^^CT CCTAGAGC^^CTCTG
TGGGG TGGGμGG^G CAG^TC賜G TTsTGCGGGG
TCTMAGCTG TGTGTGTTGA GGGGG^TA[T CTGT
TTATGA AAAAGAATAA AAAACACAAbCACGAAAA
AA
)0フ’G、−1tztyzノ
FIG、2゜
FIG、3゜
EcoRI
FIG、4゜
[AAT]
R6−9
時間(分)
FIG、/θ
時間(分)
FIG /I。
補正書の翻訳文提出書
(特許法第184条の8)
平成4年6月25日
Claims (45)
- 1.軽鎖およびヒト様重鎖を有するプロテインCを含んで成る組成物。
- 2.前記軽鎖がヒトである、請求項1に記載の組成物。
- 3.前記ヒト様重鎖がヒトプロテインC重鎖配列からの少なくとも約200アミ ノ酸を含んで成る、請求項1に記載の組成物。
- 4.非ヒトアミノ酸配列がウシプロテインC重鎖配列からのものである、請求項 3に記載の組成物。
- 5.ウシ重鎖アミノ酸配列【配列があります】によりヒト重鎖配列【配列があり ます】が置換されており、前記配列はそれぞれ図8のアミノ酸19〜23および 17〜21に相当する、請求項4に記載の組成物。
- 6.ウシ重鎖アミノ酸配列【配列があります】によりヒト重鎖配列【配列があり ます】が置換されており、前記配列はそれぞれ図8のアミノ酸148〜151お よび146〜153に相当する、請求項4に記載の組成物。
- 7.ウシ重鎖アミノ酸配列【配列があります】によりヒト重鎖配列【配列があり ます】が置換されており、前記配列はそ れぞれ図8のアミノ酸169〜179および171〜181に相当する、請求項 4に記載の組成物。
- 8.ウシ重鎖アミノ酸配列【配列があります】によりヒト重鎖配列【配列があり ます】が置換されており、前記 配列はそれぞれ図8のアミノ酸249〜260おおよび251〜262に相当す る、請求項4に記載の組成物。
- 9.前記プロテインCがチモーゲンである、請求項1に記載の組成物。
- 10.前記プロテインCが活性形態である、請求項1に記載の組成物。
- 11.前記プロテインCが実質的に純粋である、請求項1に記載の組成物。
- 12.軽鎖およびヒト様重鎖を含んで成る組換えチモーゲンプロテインC分子で あって、前記重鎖が図8のヒトプロテインC重鎖配列中に1または複数のアミノ 酸置換を含み、前記プロテインC分子は活性化されるとヒト血漿因子Vaおよび VIIIaを不活性化することができ、そして天然の活性ヒトプロテインCに比 べてヒト血漿またはα−1−抗トリプシンに対する増加された抵抗性を有するこ とを特徴とする分子。
- 13.前記軽鎖が実質的にヒトプロテインC軽鎖である、請求項12に記載の分 子。
- 14.前記ヒト重鎖配列中の1または複数のアミノ酸置換がウシ重鎖配列に相当 する、請求項12に記載の分子。
- 15.前記ウシ重鎖配列のうちの少なくとも1つがアミノ酸19〜23の【配列 があります】;アミノ酸148〜151の【配列があります】;アミノ酸169 〜179の【配列があります】;またはアミノ酸249〜260の 【配列があります】であり、 そしてそれぞれヒト重鎖アミノ酸17〜21の【配列があります】;アミノ酸1 46〜153の【配列があります】;アミノ酸171〜181の【配列がありま す】;またはアミノ酸251〜262の【配列があります】が置換されてお り、ここでアミノ酸番号は図8のものに相当する、請求項14に記載の分子。
- 16.前記ヒト血漿による不活性化に対する増加された抵抗性がヒトプロテイン Cのものより少なくとも2倍大きい、請求項12に記載の分子。
- 17.軽鎖およびヒト様重鎖を含んで成る組換え活性プロテインC分子であって 、前記重鎖が図8のヒトプロテインC重鎖配列中に1または複数のアミノ酸置換 を含み、前記活性プロテインC分子はヒト血漿因子VaとVIIIaを不活性化 することができ、そして天然の活性ヒトプロテインCに比べた時、ヒト血漿また はα−1−抗トリプシンによる不活性化に対する増加された抵抗性を有すること を特徴とする分子。
- 18.前記軽鎖が実質的にヒトプロテインC軽鎖である、請求項17に記載の活 性プロテインC分子。
- 19.前記ヒト重鎖配列中の1または複数のアミノ酸置換がウシ重鎖配列に相当 する、請求項17に記載の活性プロテインC分子。
- 20.前記ウシ重鎖配列のうちの少なくとも1つがアミノ酸19〜23の【配列 があります】;アミノ酸148〜151の【配列があります】;アミノ酸169 〜179の【配列があります】;またはアミノ酸249〜260の 【配列があります】であり、 そしてそれぞれヒト重鎖アミノ酸17〜21の【配列があります】;アミノ酸1 46〜153の【配列があります】;アミノ酸171〜181の【配列がありま す】;またはアミノ酸251〜262の【配列があります】が置換されており、 ここでアミノ酸番号は図8のものに相当する、請求項17に記載の活性プロテイ ンC分子。
- 21.前記ヒト血漿による不活性化に対する増加された抵抗性がヒトプロテイン Cのものより少なくとも2倍大きい、請求項17に記載の分子。
- 22.軽鎖および重鎖ポリペプチドを含んで成る生物学的に活性なキメラプロテ インC分子であって、前記軽鎖がヒトプロテインC軽鎖に実質的に相同であり、 そして重鎖がヒト以外の哺乳動物からのプロテインC分子の重鎖に実質的に相同 である、キメラプロテインC分子。
- 23.前記重鎖の配列が図8に記載のウシ重鎖配列に実質的に相同である、請求 項22に記載のキメラプロテインC分子。
- 24.前記重鎖のアミノ末端アミノ酸がLeuである、請求項22に記載のキメ ラプロテインC分子。
- 25.前記分子が活性化ペプチドを含んで成るチモーゲンである、請求項22に 記載のキメラプロテインC分子。
- 26.前記活性化ペプチドが実質的にヒトである、請求項25に記載の分子。
- 27.前記活性化ペプチドが【配列があります】である、請求項26に記載の分 子。
- 28.前記分子が活性形態である、請求項22に記載のキメラプロテインC分子 。
- 29.実質的に純粋である、請求項22に記載のキメラプロテインC分子。
- 30.患者においてプロテインC欠損症を処置する方法であって、前記患者に予 防的または治療的有効量の請求項1,12または22のいずれか−項に記載のプ ロテインC組成物を投与することを含んで成る方法。
- 31.患者においてフイブリン溶解を促進する方法であって、前記患者に治療的 有効量の請求項1,12または22のいずれか−項に記載のプロテインC組成物 を投与することを含んで成る方法。
- 32.患者において血栓症を治療または予防する方法であって、前記患者に予防 的または治療的有効量の請求項1,12または22のいずれか一項に記載のプロ テインC組成物を投与することを含んで成る方法。
- 33.有効量の請求項1,12または22のいずれか−項に記載のプロテインC 組成物と生理学的に許容される担体とを含んで成る医薬組成物。
- 34.ビタミンK依存性血漿タンパク質のプレープロペプチドとgla領域、g la領域を欠くヒトプロテインC軽鎖、1または複数の開裂部位を含むペプチド 、およびヒト様プロテインC重鎖をそれぞれコードする作用可能に連結された4 つの配列コード領域を含んで成るポリヌクレオチド分子であって、発現されると 生物学的に活性なプロテインC分子をコードするポリヌクレオチド分子。
- 35.前記ヒト様重鎖がヒトプロテインC重鎖配列からの少なくとも約200ア ミノ酸を含んで成る、請求項34に記載のポリヌクレオチド分子。
- 36.非ヒトアミノ酸配列がウシプロテインC重鎖配列からのものである、請求 項35に記載のポリヌクレオチド分子。
- 37.前記ウシ重鎖配列のうちの少なくとも1つがアミノ酸19〜23の【配列 があります】;アミノ酸148〜151の【配列があります】;アミノ酸169 〜179の【配列があります】;またはアミノ酸249〜260の 【配列があります】であり、 そしてそれぞれヒト重鎖アミノ酸17〜21の【配列があります】;アミノ酸1 46〜153の【配列があります】アミノ酸171〜181の【配列があります 】;またはアミノ酸251〜262の 【配列があります】が置換されており、ここでアミノ酸番号は図8のものに相当 する、請求項36に記載のポリヌクレオチド分子。
- 38.前記1または複数の開裂部位を含むペプチドがR1−R2−R3−R4− X−R5−R6−R7−R8を含んで成り、ここでR1〜R3の各々はLysま たはArgであり、そしてXはペプチド結合または1〜12アミノ酸のスペーサ ーペプチドである、請求項34に記載のポリヌクレオチド分子。
- 39.前記1または複数の開裂部位を含むペプチドが(R1)n−R2−R3− R4を含んで成り、ここでR1,R2,R3およびR4の各々はLySまたはA rgであり、そしてnは0,1,2または3である、請求項34に記載のポリヌ クレオチド分子。
- 40.前記(R1)n−R2−R3−R4が【配列があります】である、請求項 39に記載のポリヌクレオチド分子。
- 41.請求項34のポリヌクレオチド分子によりトランスフェクトされた哺乳動 物細胞系。
- 42.前記細胞系がベビーハムスター腎臓細胞系または293細胞系である、請 求項41に記載のトランスフェクトされた細胞系。
- 43.前記細胞系がATCCNo.CRL10314のBHK570である、請 求項41に記載のトランスフェクトされた細胞系。
- 44.前記細胞系がエンドペプチダーゼをコードするサッカロミセス・セレビシ ェー(Saccharomyces cerevisiae)KEX2遺伝子に より同時トランスフェクトされる、請求項41に記載の哺乳動物細胞系。
- 45.ビタミンK依存性血漿タンパク質のgla領域;gla領域を欠くヒトプ ロテインC軽鎖;1または複数の開裂部位を含むペプチド;およびヒト様プロテ インC重鎖 をそれぞれアミノ末端からカルボキシ末端まで含んで成るタンパク質であって、 活性形態では、天然の活性ヒトプロテインCと比べた時、ヒト血漿またはα−1 −抗トリプシンによる不活性化に対して増加された抵抗性を有することを特徴と するタンパク質。
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