JPS60500358A - マウスの細胞内で組み換えdnaによって生産されたヒト成長ホルモン - Google Patents
マウスの細胞内で組み換えdnaによって生産されたヒト成長ホルモンInfo
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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】
マウスの細胞内で組み換えDNAによって産生されたヒト成長ホルモン
11蕊I
ゴーデル他(Goeddel et at、)の米国特許第4,342゜832
号では、バクテリアにおいてヒト成長ホルモンをつくり出すために合成遺伝子を
使用する。
サーバー他(Sarver et al、)が表した、1981年6月発行「分
子細胞生物学1」(“MO1ect+Iar and Ce1lular Bi
ol。
ay”)第6@、第486−496ページ掲載の「ウシ乳頭腫ウィルスDNA
:新しい成熟核クローニングベクター」 (”Bovine Papillom
d virus DNA:A novel Eukaryotic Cloni
ng Vector”)には、BPVクローニングベクターについて記載されて
おり、ベクターはプレプロインシュリンに付着されている。 プリンスター他(
BrinSter et al、)が表した1982年3月発行「ネイチ? −
J (”Nature” )第296号、第39−42ページ掲載の「マウス卵
に注入された金属チオネイン−サイミゾイン・キナーゼ融合プラズマの調整(”
Regulation of Hetallothionein Thymid
ine Kinase Fusion Plasma Injected 1n
to House E(IQs”)では、ヘルペス・ウィルス・サイミゾイン・
キナーゼに融合された金属チオネイン−1遺伝子プロモータ達が、キナーゼ遺伝
子の発現を行なうためニ使用される。マウス卵は同プラスミツトに顕微注入され
ている。
ヘイマー他(lamer et al、)が表した、1982年ニューヨーク州
のコールド・スプリング・ハーバ−研究所(ColdSpring Harbo
r Laboratory )発行「成熟te、ウイ)し;Lへ’)9−」(“
tuharyottc Viral vectors″第7−12ページ(アブ
ストラクト)に掲載の「動物ウイルネベクターにおけるマウス金属チオネイン−
■遺伝子の導入” (” Induction of14ouse Hetal
lothionein−I Gene in Animal Virus Ve
ctorS ″)。
t<75’Fストバーv −(Pavlakis an、d lamer)が表
した、QC,Natl、ACad 、 SCi、” ) (7)論評に掲載サレ
l= rウシ乳11mウィルスにおける金属チオネイン−成長ホルモン雑種遺伝
子ノgm整」 (“Regulation of a Hetallothio
nein−Growth Horsone Hybrid Gene in B
ovine Papilloma Virus” ) 。
メイヨ他(Hayo et al、)による、1982年5月発行[セコ982
年発行「細胞生化学ジャーナル」 (“Journal ofCellular
Biocheslstry”)補遺第6号346ページ記載のrilcLAシ
ンボジア抄録J (UCLA Symposia Abstracts”)11
立11
e ) * nt ’f >、 成長ホルモン(以下hGHとも言短小発育症が
生ずる。この短小発育症が重い症状のときは、ヒトの死体から分離されたヒト成
長ホルモンで治療される。
この場合、採取される分量はわずかで、分離精製が複雑かつ高価である。hGH
のアミノ酸鎖がよく知られているが、合成化学法が実用的でない。
組み換え合成遺伝子を使用してバクテリアにhGHを産生する方法が、ゴーデル
他(Goeddel et al、)の米国特許第4342.832号に記載さ
れている。この方法の欠点は、分離と精製が困難であることと、得られたIII
物に、正常成長ホルモンには見られない、人体に対して免疫原となり得るアミノ
・ターミナル・フオルミルーメチニオン残留物が含まれていることである。
金属メチオニン。 金属メチオニンはシスチンに富む小重金属結合たん白質であ
る。また、金属メチオニンは今まで検査されたすべての成熟核種ならびに各種の
器官および細胞類型に存在する。この金属メチオニンは細胞を重金属に被毒され
ないように保護するとともに、亜鉛および銅による動的平衡作用も行なう。
最近、りOン化された金属チオネイン−1遺伝子は、顕微注入、共変換あるいは
組み換えサル・ビールス40 (SV40)との転移によって細胞内に導入され
た場合、カドミウムに誓うてその誘導性が保たれることが分った。この発明では
、まず、金属チオネイン(MT)−ヒト成長ホルモン(hGH)の雑種遺伝子を
形成し、次に、この雑種遺伝子をウシ乳頭腫は、デキサメタソンではなく、カド
゛ミウムによって調整される。また一方で、同細胞内における染色体遺伝子は両
者によって誘導される。hGHポリペプチド合成物は変換された細胞内でカドミ
ウムにより誘導可能であり、高水準のたん白質が集められる。
シ 頭 イルスベクター ウシ乳頭腫ウィルスDNAをベクターとして利用する
ことによって、各種の遺伝子を組織培養しだ哺乳類の細胞に導入している(サー
バー他、1981年)。
この発明においては、ウシ乳頭腫ウィルス(以下BPVとモ言つ)をベクターと
して利用して、マウスの金属チオネイン(以下MTとも言う)遺伝子を培養した
マウス細胞内に移し換えている。この組み換えBPV−MTは細胞にカドミウム
(以下cdとも言う)に対する抵抗性を与える大量の金属チオネイン合成物を支
配するのでマーカーとしての役割を果た1゜サラに、cd抵抗剤は、他の非選択
性遺伝子を哺乳類の細胞に共変換するに際して優性選択として利用される。ヒト
成長ホルモンのミニ遺伝子がBPV−MTベクター内に挿入されて選択されたの
ち、Cd抵抗剤クローンは媒体中に大量のヒト成長ホルモンを産生分泌する。こ
の単純な優性選択によりBPV7A択性遺伝子を各種の細胞類型に導入すること
ガV膨″r−あろ−
この発明では、ウシ乳頭腫ウィルスの変換域のうち69%を含むこのベクターと
、プラスミドpML2..(サーバー他)Sarver et al、) 、
1’982年輪評;ラスキーおよびボウチャン(Rusky 、and ’Bo
tchan) 、 1981年)においてクローン化されたウシ乳aIllウィ
ルス分子の全量を含むベクターを利用して、ヒト成長ホルモンを培養したマウス
の細胞内に導入する。この発明は大量のhGHを産生分泌する細胞ラインを単離
する。このため、(1)使用するマウス金属チオネイン−■プロモータの強度と
M導性が増すとともに、山マウス細胞内に導入された組み換えDNA分子の安定
度と増殖数が増すことになる。
ヒト成長ホルモンを細胞内に導入するための方法として初期の段階では(主とし
てサーバー他、1981年に記載がある)、ヒト成長ホルモン遺伝子を発現でき
る細胞が、変更された表現型を基準として選択された。この細胞が増殖されてh
GHを発現分泌する能力が組織培養媒体をラジオイムノアッセイによってテスト
された。
この発明にする方法と得られた生成物の新規な面は、(1)変換された細胞内の
組織培養媒体において大量のhGHが集められることである。すなわち、たん白
質の量は従来行なわれた実験(サーバー他、1981年)と比べて少なくとも1
00倍に遅する。理由としては2つあげられる。(a)この発明で用いられるマ
ウスMT−1プロモータは、BPVベクター中にあっては、特にカドミウム等の
重金属によって誘導されると、強力なプロモータとなることが分った。(b)使
用されたMT−hGHI掻遺伝子は、ベクターを安定させる鎖を含むことが分っ
た。従来用いられたベクターはこの鎖を含んんでおらず不安定であった。この方
法による雑種遺伝子の圧出量は、このプロモータに関する従来の研究(プリンス
ター他、1982年;メイヨ他、1982年)から予測されえた以上に大きいも
のである。(2) IIJ胞り0−ンの種類によっては培養液で増殖させたので
、大量の細胞を増殖させることが容易に匂った。培養液に導入されることによっ
て、hGHを産止するクローンの能力は最初低下した。したがって、液体培地お
よび単層培地の両方で成長し、hGHを直レベルで産生ずることのできるドータ
細胞ラインが選択された。これが、組み換えBPVで変換された細胞を培養液で
成長させて、良好な圧出を維持することができた最初の例である。(3)この発
明による方法で産生されたhGHは、補乳類のホスト細胞によって処理されて分
泌されている。したがって、アミノ端に異質のアミノ酸が含まれるようなことは
ない。これは、アミン・ターミナル・フォルミルメチオニンを含むバクテリアの
ホスト細胞(米国特許第4.342.832N>によって産生されたhGHと比
べて対照的である。
使用された第2の方法では、マウス金属チオネイン遺伝子全体がBPVベクター
に対して結さつされた。BPV上の金属メチオニン遺伝子は、細胞に有害濃度の
カドミウムに対すしたがって、組み換えDNA分子を維持し圧出する細胞の単離
は簡単になっている。すなわち、組み換え遺伝子を細胞内に導入したのち、有害
濃度のcdcI2が組織培Im体中に入れられた。組み換えDN−A分子を含ま
ない細胞はCdによって殺されて、一方でBPV上に新しく導入された金属メチ
オニンを圧出する細胞は正常に成長する。
このBPV−MTベクターは、他の非選択性遺伝子をマウスの細胞内に導入する
のに利用される。例えば、介在鎖を含まないヒト成長ホルモンの“ミニ遺伝子”
が前述のベクターに挿入された。得られた組み換え分子はマウス細胞内に導入さ
れて、 Cdに対して抵抗性を有する細胞ラインが単離されて増殖された。これ
らの細胞ラインで検査されたもののうち数ラインは、挿入された遺伝子によって
コード化された高レベルのhGHを産生分泌することが分った。この方法の新規
なところは、MT遺伝子が組み換えBPVに対するマーカーとして使われた最初
である点である。このベクターは、他の非選択性遺伝子を培養細胞内に導入する
ために使用できる。この種の非選択性遺伝子の例としては、インシュリン、カル
シトニン等のホルモン用遺伝子およびハバチチスB・表面アンチゲン等の、ワク
チンとして使用できるウィルス遺伝子生成物用の遺伝子があげられる。
11亘旦」
第1−A図
マウスの金属チオネイン遺伝子、ヒト成長ホルモンのミニ遺伝子およ°びIvl
T−hGH91に種遺伝子の構造を示す。なお、各遺伝子の下方には、予想され
るメツセンジャーRNA分子が示されている。
第1−8図
組み換えウィルスBPVMG6およびBPVMG7の構造を示す。これらのウィ
ノ1スはこの明細書に示すような方法で形成され、マウスの0127細胞に導入
される。
第1−0図
異なる方向に非損傷マウス(lillT−1遺伝子を含む組み換えプラスミドB
PVを示す。これらの分子は、MT−1ブOモータのコントロールの下で他の構
造鎖を形成したり、変換細胞にカドミウム耐性を付与するために使用することが
できる。
図中斜線部はBPV鎖を示し、実線部および枠部はMT−1鎖を示し、破線部は
pB R322鎖を示す。なお、記号E、B。
H,BQ、に、SおよびAは、それぞれ制限酵素EC0RI。
BamHI、Hi ndllr、Ba I If、KpnI、5acIおよびA
Va■を示している。
第2図
MT−hGH雑種遺伝子の構造およびそのBPVベクターへの導入について示す
。すべてのマウスMT−1遺伝子を含む4KbEcoRIブラグメントおよびh
GHミニ道伝子を含む2.IK b E c o RIブラグメントがpBR3
22sV40ベクター内に導入される。hGHミニ遺伝子は除去されたhG)−
1n伝子の4つの介在列のうち3つを有し、サルの腎細胞伝子のキャップサイト
からpB R!)22の13amHIサイトに向って延びる。この2)(b3a
mHIブラグメントはpSvG H3G 2 (L)から単離され、MT−1遺
伝子の第1エキソン内のBQIIIサイトへ導入される。M−T−13iI伝子
として同一の転写方位(transcriptional orientati
on)のhGHプた。このプラスミドをHindlで切断すると、2kbのMT
−I 5’ フランキング列(flankingsequences)およびh
GHミニ遺伝子のキャップサイトに融合されたMT遺伝子の第1エキソンの一部
を含むプラグメントを生じる。このプラグメントは)lindl[でリニアライ
ズしたプラスミドpBPV69TD内に導入される。このベクターはl) B
R322にクローニングされたウシ乳頭腫ウィルス−1の変換9amHI−H,
1ndI[[ブラグメントを69%含む。なお、次の操作を容易に行なうために
、少量のpB R322のHi ndll−BamHlブラグメントはこのベク
ター内で培地される。大III内でクローニングした後、方向の異なる4つ組み
換えプラスミドが単離された。そのうち、pBPVMG6とpBPVMG7にお
いては、BamHlによって完全に切断することによって、D B R322列
が創出された。これによって、2つの分子BPVMG6とBPVMG7を生じる
。そして、この場合雑種遺伝子は二つの可能な方向でBPVベクターに組み込ま
れている。
第3図
SV40−MT−Iプラスミドを示す。マウスMT−I遺伝子を含む4000b
p E c o RIブラグメントは完全なSV40ゲノムを含む″海性隙性
”pB R322ベクター内に導入される0図中点描枠部はMT−1構成列を示
し、斜線枠部はMT−1介在(Intervenino)鎖を示し、無地枠部は
MT−1フランキング列を示し、太線はSV40列を示し、細線はpBR322
鎖を示す。なお、記号Qr i、E、L、PおよびBは、それぞれ5V40DN
A複製のオリジ> (orioin) 、SV40の初期転写(early t
ranscription)の方向、SV40の末期転写、(1ate tra
nscription)、PstIおよびBamHlを示す。
第4図
組み換えウシ乳頭腫金属チオネイン−ヒト成長ホルモンを示す。この組み換え分
子はhGHのミニ遺伝子をマウス細胞内に導入するために使用される。これらの
組み換え分子は、ベクタ”lBPVMT5から誘導される完全なMT3m伝子と
共にBPV(斜線部)の変換DNAプラグメントを69%含む、介在列をもたな
いhGHのミニ遺伝子は、DNA複製の起II(Ori)を含む5V40DNA
ブラグメントと共にこのベクター内に組み込まれた。このような組み換え分子は
、マウス細胞内およびサルのcos−1細胞内のいずれにおいても培養できる。
なお、図中B、E、H,にはそれぞれ[3amHI、EcoRI、Hi ndl
およびKpnIを示す。
第5図
ウシ乳頭−ウィルスと金属チオネインとの輯み換え分子を示す。この組み換え分
子は他の非選択性遺伝子をマウス細胞内へ導入するためのベクターとして使用さ
れる。これらはBamHIサイトで切断された全BPV分子(斜線部)、マウス
の金属チオネインエ遺伝子、およびpB R322複製オリジンおよびベニシリ
ナーゼ遺伝子(波線)を含むpML2DNAフラクションを含む。これらの分子
は、大腸菌(アンピシリン耐性のあるもの)内でも増殖可能であるし、動物の細
胞(カドミウム等の重金属に対する耐性のあるもの)内で増殖可能である。ベク
ターpBMTH1およびpBMTHllは、いずれもBPVDNAのHindl
llサイトに導入されたMT遺伝子の1つもしくは2つのコピーを含む。したが
って、それらは不連続BPVDNA分子を含むことになる。ベクター1)BMT
K61は制限酵素BamHL Sa I IおよびSacIに対して適した制限
サイトをもつので、他の遺伝子を導入できる。
第6図
BPVMG変換細胞ラインによるhGHの生成状態を示す。
細胞の培養には24穴組織培養プレートを使用した。また、この細胞は塩化カド
ミウム(CdC12)またはデキサメタソンによって16時m+*導され、培地
内のhGHはラジオイムノアッセイによって定量された。図中(−)、(C)お
よび(D)はそれぞれ非誘導細胞、1uMのCdCl2によって誘導された細胞
、および50nMのデキサメタソンによって誘導された細胞を示す。分析の結果
、コントロールライン(C127、ID13、NS8 )の値は1 no/ m
lより大きがった。
第7図
BPV組み換え分子および生成したbGHを含む12のクローンからの緻細胞D
NAのゲルトランスファー雑種形成を示す。緻細11DNAはA (BamHI
) 、B (SacI)もしくはC(KpnI)で切断され、1%の寒天ゲル内
で電気泳動され、ニトロセルローズフィルタに吸収された。そして、雑種形成操
作によって切断変換BPVプローブが形成された。
レーンBは同一の酵素で切断されたpBPVMG6DNAである。
第8図
変換細胞からの低分子量Hirt上ff1DNAのゲルトランスファー雑種形成
を示す。ライン1はワイルド型(wi Id−type)B P Vを含むl[
)13細胞のコントロールラインである。ライン2はBPVMG−6および生成
したhGHを含む細胞のクローン(08MG6−9)である。DNAは未切断(
−)または5acIもしくはKphIで切断されている。スーパーコイル分子(
l)、切断された円形分子(II)および単位長線形分子(I)の近似位置が示
されている。ここで、注意すべきはBPVDNAはBPvMG6DNAより小さ
いことである。ゲル上のXで示される高いバンドはフリーマルチマー(free
multimer)もしくは鎖状分子である。
第9図
マウスの0127細胞に対するCdCl2の毒性を示す、11胞は24穴組織培
養プレートで培養され、各種濃度のCdCl2で処理された。Cd11度が15
uM以上では生存する細胞はなかった。
第10図
マウス細胞C127にBPV−MT−bGH組み換え分子の導入がそれらにCd
耐性を与えることを示す。マウスのC127細胞はBPV−MT−hGHをl入
LP:後、20uM(7)CdCI2で処理された。A、BおよびCはそれぞれ
未処理のC12711胞、CdCl2 (2o u M )で処理したC121
細胞およびBPV−MT−hGHを導入した後CdCl□(20u M )で処
理したC127細胞を示す。
第11図
個々のクローンのCd耐性を示す。20uMのCdCl2内で生存している個々
の部分(foci)を採取して培養した。そして、24穴組織培養プレートに等
数の細胞を採取し、20゜40.80およヒ1100uノCdCl2テ処理した
。80uMのCdCl2内でも生存細胞が見られた。クローン02〜G5はBP
V−MT−GH1111分子を含み、りo−ンM3、M2SはBPV−MT組み
換え分子を含む。そして、クローンG4、G5は多量のhGHを生成する。
第12図
MTタンパクおよびhGHの誘導について示す。誘導もしくは非誘導細胞は、7
時間の銹m時l[I軽過後、353− CV Sで1時lilWAgIされた。
細胞質および媒介タンパクは20%アクリルアミドグルにおける電気泳動および
オートラジオグラフィーで分析した。第12−A図はコントロールラインID1
3(BPv−■ウィルス使用) 、!:クロー’ン7−4 (BPVM07使用
)とから得られた媒介タンパクの比較を示す。真正な脳下垂体hGHと共に移動
するバンドはクローン7−4にのみ見られる。第12−B図は、それぞれILj
MのcdcI2(C) 、50uMのデキサメタソン(D)で、または誘導剤な
しで7時間処理した細胞からの総媒介タンパクを示す。第12−C図は、Bで分
析されたものと同一の細胞からの緻細胞質タン゛バクを示す。デキサメタソンで
処理すると総タンパクの合成が抑制されるが、金属チオネインの生成が誘起され
る。
tm亘亙且I
MT−金属チオネイン
E−制限酵素EC0RI
B−制限酵素3amHI
H−制限酵素Hindll[
5o−sQ l [
K−制限酵素KpnI
S−8ac”(
−AVam
hGH−ヒト成長ホルモン
BPV−ウシ乳頭腫ウィルス
BPV69−BamHtサイトおよびHindl[[サイトで切り裂かれたりブ
ゲ°ツムBPV
ミニ遺伝子−hGH遺伝子よりサイズが小さく制限サイトが数個所ない遺伝子
非選択遺伝子−例として、インシュリン、カルシトニン等のホルモンを含む遺伝
子もしくはバパチチスB°・表面アンチグン等のウィルス遺伝子生成物を含む遺
伝子
11監立五旦1
大腸菌菌種HB101(ボイヤおよびロイランドーデュソワ(Boyer an
d Royland−Dussoix)、「分子生化学ジャーナル」(J、Ho
1.Biol、 ) 、41 、459.1969) 、プラスミドE)BPV
MG711人、ATCC受理番受理番号第39鍔42
TCC受理番号第39239号
大111111HB101 、75スミドpBPVMTK6導入、ATCC受理
番号第39240@
大腸菌菌種HB101、プラスミドpBPVMTH111人、ATCC受理番号
第39241号
細胞ラインCBMG6−9、ATCC受理番号第CRL8189号
細胞ラインCBMG7−4L2、ATCC受理番号第CR18187@
細胞ラインCBM5G5、ATCC受理番号第CRL8188号
よびI)BPVMG7の構成は三段階からなっている(第3図参照)。まず、h
GH“ミニ遺伝子”が構成される。このためエクソン2 (exon2 )のP
vuI[サイトとエクソン5(exon5)のBQII[サイトの間のゲノム鎖
がhGH cDNAクローンの対応するプラグメントに置き換えられる(197
9年マーシャル他(Martial et al.)。このようにして得られつ
かの制限サイトが失われているのでさらに操作が可能となっている。このような
“ミニ遺伝子”は不変遺伝子に関して説明したように、S■40ベクトル中でサ
ルの細胞で発現テストされた(1981年バブラキス(Pavlakis et
’a1. ) )が、多量のhGHの合成をもたらすことが見い出された。
゛ミニ遺伝子”は組み換えプラスミドpS V G H 3 C 2 (L)(
第2図参照)を備えた大l1l)(8101で増殖された。このようなミニ遺伝
子は純化の後、BamHIによりプラスミドから切除され、Bamt−+tは遺
伝子の下側のプラス−ミドDNA内にエクソン1 (exonl )の末端5′
で割り込む。次段階として、このようなブラグメントはpJYMMT(E)中の
マウスMT− I遺伝子の非翻訳域5′のBCIIIIサイトにサブクローン化
される(1982年へイマ−( Haier)およびウオ1,−υ11」7目+
h^い l゛館9M会詔)−7のよろか段階によって、1.9k b pのMT
− I 5’ フランキング( flanking)鎖、6 8 bpのMT−
1 5’の非翻゛訳鎖70bpのhGH遺伝子第1エクソン(exon) 、
2 5 0 bpのhGHイントロン( 1rltrOn)、残りの750bp
のhGHl造金具および450bpのhGH3’ フランキング鎖からなる雑種
遺伝子が生成される。
第三の段階として、このような雑種遺伝子は@ i ndllの取り込みにより
回収され、)−1indll[を部分的に取り込んだpBPV69TDに挿入さ
れた。プラスミドpBPV69TDはpB R 322でクローン化されたBP
V−Iブラグメントを変形した69%のBamH I−H i ndlから成り
ている(1980年ロウイ他(Lowy et al.)) 、第2図に示した
2つの興なる配向はpBPVMG6がpBPVMG7と命名され、大腸菌H 8
101で増殖された。
BPVMG6およびBPVMG7のA
BPVMG6およびBPVMG7は[3omHIを用いてpB R 322を割
り込ませかつDNAリガーゼにより再環化することにより、それぞれpBVMG
6およびpBVMG7から構成された(第2図参照)。
pBPVMTlおよび BPVMT5のA組み換え体pBPVMT1およびpB
PVMT5を合成するため、プラスミドpJYMMT(E)(第3図参照)がH
indlおよびマウスMT−1遺伝子を含む3.3kbプラグメントにより取り
込まれ、5′のフランキング鎖がH i ndllに部分的に取り込まれた1)
BPV69TDにクローン化された。
第C図に示した組み換え体は大腸1i H8101で増殖され、これから単離さ
れた。
■ の1
BPVMTlおよびBPVMT5はHin、dll[を、用いてPB R322
鎖を割り込ませることによりプラスミドpspvMT1およびpBPVMT5゜
(第10図参照)から合成されたの4 4 1、)
これらの組み換えウィルスを合成するには二つの方法が利JlすtLf、 (1
) H,i n d m直線化BPVMT5分子が(a)介在鎖を有しないhG
Hミニ遺伝子と(b)SV40複製原(ヌクレオチド5171〜346)を含む
5v40DN八部分とからなる)l i ndll[プラグメントに結紮された
。(2)第2の方法は組み換えプラスミドDBPVM5G1およびpBPVM5
G2の合成を含んでいる。プラスミドpBPVMSはHindllの組み込みに
よって直線化され、上記と同様なhQH−8V40プラグメントに結紮された。
大腸菌は結紮混合物によけ変形δれ、組み換えプラスミドpBPVM5G1およ
びpBPVM5G2は分離されてHi ndmの割り込みを受けた。結果として
得られた分子BPVM5G1およびpBVM5G2はDNAリガーゼにより環化
された。
pBMTK6および BMTK61のA5全マウスMT−1遺伝子1kbのKp
nI−BamHIBPVDNA部分とを含むKpnIブラグメントがKpnI直
線1)ML2−BPV 14;Ll)BR322vA1体pML 2 チク0−
>化されたBPV1ゲノムを全体として含んでいる(1981年ラスキー(Lu
sky )およびボウチャン(botchan)) @’ (+ (7)ように
して得られたプラスミドpBMTK6は1kbの直線状反tlBPVDNAを側
部に有するマウスMT−13m仏子合金んでいる。またこれは5alIサイトか
ら)lindlサイトに至るPML2DNA部分を含んでいる。プラスミドpB
MTK61はPBMTK6の銹導体であり、PBMTK6は直線状反IBPVD
NAが失われている。
MTHよび BMTHllの合成(5参照)MT−IDNAを全体として含むH
i ndl[[ブラグメントはHi ndll[一直線化pML2−BPV1に
M紮さh7:。このようにして得られた、1つもしくは2つのMT遺伝子をそれ
ぞれ含むプラスミドpBMTH1およびpBMTI−111は大m菌HB 10
1から単離された状態で増殖された。
BPVMG6およびBPVMG7を むマ ス − ンの倉羞
上記のようにして合成された再環化BPVMG6もしくはUユは燐酸カルシウム
共沈テクニック(1973年グラハム(Graham )およUlp>−デル・
ニブ(Van der Eb)を用いてマウスC127細胞(1978年ロウイ
他(towy etal、))に導入された。二連間の後、個々の病巣は採取さ
れて24枚の組織培養プレートに入れられ、10%の子牛胎児血清を含むダルベ
コ(Dulbeco )の最小必須媒体内で成長された。このような媒体は特定
hGHラジオイムノアッセイ(RIA)によりそのhGHの存在をテストされた
。テストされた25のクローンは全てさまざまな量のhGHの生成および分泌を
示し、これらはRIAにより簡単に検出された。クローン化細胞ラインはBPV
MG6組み換え体を有するものにライてはCMBG6−n (n−1,2,3,
−)と、BPVMG7組み換え体を有するものについてはCMBG7−n(n−
1,2,3,・・・)と命名された。転換ラインにおける組み換え分子の状態を
確認するため、それらの全DNAが抽出され、BPVプローブに対するゲル転換
雑種形成により分析された。第7図は12のクローンについての結果を示し、こ
れらのクローンは3amHIもしくは5aCIを用いたものについては1回、K
pnIを用いたものについては2回切り離されている。12のクローンのうち1
0のクローンはBamHIおよびSaC工を用いたものでは非常に単純な単位長
さのバンドを、KpnIを用いたものでは過当な長さの2本のバンドを与えた。
これは、先の結果に合致して、組み換え分子が主として、すなわち、専らエピゾ
ームとして保たれていることを示している。プラスミドDNA標準と比較すると
、変換体は10〜100コピー/セルの組み換え分子を含んでいるものと見積ら
れる。いくつかの切離体に見られるぼやけたバンドの存在はDNAの僅かな転位
もしくは1個以上のi+uiiタイプ(cell type)の存在を表してい
る。二つのクローン(6−2および6−3)は著しい転位を示す異なる制限パタ
ーンを与えた。これらのラインのうちの一つ(6−3)は不適当なものであり、
5ケ月の培養の・後hGHの増殖が停止した。これとは対照的に予期したDNA
I造を有する10のクローンは全て一年の経過後もひき続きhGHの増殖を行な
った。10ケ月成長したいくつかのクローンを低分子il!ハート(旧rt)上
澄みDNA分析(1969年ハート(Hirt))シたところ、DNAI造に何
ら変化のないことが示され、スーパーコイルド・エピゾーマル分子(Sul)e
rcOiled el)isOmat molecules)の存在が1i1認
された。hGH鎖の存在によってベクターが安定化され、従って組み換え分子が
マウスの細胞内で安定的に増殖され、多量のhGHが生産されることとhGH生
産セルラインの成長のために、これから多量のhGH生産を可能とするスピナー
培養を適用するにあたり、Gxio6aのセルがトリプシン処理され、1リツト
ルのスピナー培養媒体[10%の子牛胎児血清で懸濁培養するための調整された
アールズ塩(Earle’s 5alts)(GIBCO)を含む最少必須媒体
(イーグル(Eaale)]に接種された。二連間の培養の後に検出された成長
はほんの僅がであった。これらの細胞は次いで104セル/1の密度で新規なス
ピナー培養媒体内で別培養された。このような第2段階の後、これらの細胞は約
40時間の倍の時間スピナー培養による成長に供される。
懸濁培養を受けると、いくつかのCBMG細胞クローンのhGH生産能力は消失
する。セルはスピナー培養から採取されてプラスチック叡の組織培養ディツシュ
(ファルコン(Falcon))に戻され、媒体のRIAに°よりhG)−1の
発現を観察された。CBMG7−412で示したクローンはそのセル組織の変化
にもかかわらず多量のhGl−(を生産することが見い出された。
BPVM5 M G1 M5 V −
BPVMTH(7)A
上記のようにして合成された組み換え分子はamカルシウム共沈法(19’73
年グラハムおよびファン・デル、ニブ)によりマウスC127細胞内に導入され
た。50〜70%の融合性C127細胞は60Mの組織培養ディツシュについて
11の共沈液中で、0.1〜0.5ugの組み換えDNAを含む20sgの鮭の
***のDNAにより処理することにより得られた。24時間後、これらのセルは
トリプシン処理され、3枚の60sm組繊細胞ディツシュに分配された。5〜1
0時間の後、媒体このような選択媒体は2〜3日毎に交換された。この条件下で
マウス012711胞はカドミウムにより殺されるが(第9図および第10図参
照)、挿入マウスMT−1遺伝子を表す変型細胞は抗性を持つこととなる(第1
0図参照)。
Cd−抗性細胞の病巣は個々に、24穴の組織培養プレートに移され、増殖され
た。MSolおよびM5G2で変換されたクローンに関しては、増殖病巣の媒体
はRIAによりhGHの存在の分析がなされた。カドミラ・ム抗性を有しがっ挿
入マウスMT−1遺伝子を表すいくつかのクローンは隔絶され、08M5Gn
(n−1,2,3,・)と命名された。このようなりローンは高濃度のカド′L
、ラム(80uHに至る。第11図参照)に対する抗性を有しており、ラジオイ
ム/アッセイによる測定では極めて多量のhGHを有している。
江旦旦ユ1
hGHは、分泌中に除去される疎水性のアミノ末端鎖を含むプレホルモンとして
脳下重体で合成される。5V40−hGH組み換え体を混入させた舅の腎臓の培
養セルはhGHの加工および分泌の双方が可能である。(バブラキス他(PaV
lakis et al、) 、 1981年プロセス・ナショナル・アカデミ
ツク・サイエンス・ニーニスニー誌(Proc、Natl、^cad、sci、
USA))。このことがB、PVMGの変換についても真実であるがを検討する
ため、細胞には35s−システィンが加えられ、媒体中の分泌蛋白はゲル電気泳
動により分析された。真正なhGH共移住する蛋白はBPVBG変換セルからの
媒体中には観察されたが、コントロールID13セルからの媒体中には観察され
なかった(M12図参照)。ざらに、セルをカドミウムもしくはデキサメタソン
で8時間Msすると、このような蛋白の量はカドミウムにより2倍に増加したが
、デキサメタソンでは何ら影響がなかった。変換amはさまざまな量の高分子重
量バンドがまた観察された。同様な細胞がらS+*された細胞内蛋白を平行分析
したところ、金属チオネイン合成がカドミウムおよびデキサメタソンの双方によ
りI!導されることが示された。従って、変換細胞の内生的な金属チオネイン遺
伝子は重金属およびグルココルチコイドの双方に対して0反応性を保持した。こ
のようなゲルを走査すれば、変MkIBI121がMTの20〜60倍のhGH
を生、産することが示される(MTはシスティンの残留物を20含むに対し、h
GHはほんの4含むにすぎない)。
変換マウス細胞により分泌されたhGHの量はラジオイムノアッセイによって計
測された。基底レベルは0.2〜2.5υΩ/1の範囲にわたっており、これら
のレベルはデキサメタソンによってではなく、カドミウムによる処理によって1
.3〜2.5倍増加した。このようなhGH生産レベルは、セルが10ケ月を経
過しても一定に保たれ、もしくは実際的に増加した。細胞数と10ケ月間培養さ
れたIl&!の媒体hGHを測定すると、hGH生産の基底レベルが4つの異な
るクローンについて、2〜6×108分子/細胞/日の範囲にわたることが示さ
れる。
金 −カドミ ムによる誘導
以上ノセクションではカドミウムによりセルを8時間誘導すると、組織の蛋白の
量が2倍に増加する結果が示された。
実験テはカドミウムを用いたがその他の重金属例えば亜鉛、銅および水銀等を用
いてもよく、金属チオネイン遺伝子はこらのすべての金属で誘導可能であること
が示されている。
浄書イ内容に変更なし)
AI!l+セライン
FIG、6
FIG、7@;S:2ユ=:誌::1蚕8acl にpnl −
手続補正書(方式)
昭和95年(2月21日廖
特許庁長官古賀 学殿
1、事件の表示
3、 補正をする者
5、補正命令の日付n’¥pSへ町h98(養舌凪S名ヤ抗等+1 ’?+’2
−”I El)明 細 書
マウスの細胞内で組み換えDNAによって生産されたヒト成長ホルモン
友丘且薯
ゴーデル他(Goeddel et al、)の米国特許第4.342゜832
号では、バクテリアにおいてヒト成長ホルモンをつくり出すために合成遺伝子を
使用する。
サーバー他(sarver et at、)が表した、1981年6月発行「分
子細胞生物学1」(“Mo1ecular and Ce1lular Bio
l。
gy”)第6号、第486−496ページ掲載の「ウシ乳頭腫ウィルスDNA
:新しい成熟核クローニングベクター」 (“Bovine Papillom
d virus DNA;A novel Eukaryotic Cloni
ng Vector”)には、BPVクローニングベクターについて記載されて
おり、ベクターはプレプロインシュリンに付着されている。 プリンスター他(
Brinster et al、)が表した1982年3月発行[ネイチt−J
(“Nature” ) 第296号、第39−42ページ掲載の「マウス卵に
注入された金属チオネイン−サイミゾイン・キナーゼ融合プラズマの調整(Re
gulation of Hetallothionein Thymidin
e Kinase Fusion Plasma Injected 1nto
House Eggs”)では、ヘルペス・ウィルス・サイミゾイン・キナー
ゼに融合された金属チオネイン−■遺伝子プロモータ連が、キナーゼ遺伝子の発
現を行なうために使用される。マウス卵は同プラスミツドに顕微注入されている
。
国際調査報告
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 (1)金属チオネイン−ヒト成長ホルモン(14T−hG旧の雑種遺伝子を形成 する段階と、前記雑種遺伝子をウシ乳頭腫ウィルス(BPV)ベクター内に組み 込んで、組み換えプラスミドを形成する段階と、バクテリアのDNA鎖を取、り 除いて、 HT−hGH−BPV組み換え分子を形成する段階と、前記組み換え 分子を培養したマウスの細胞内に導入する段階と、前記組み換え分子を含む変換 細胞を単離増殖させる段階と、前記変換細胞に対し有害とならない濃度のカドミ ウム−を添加する段階と、前記変1IkI[胞から分泌されたヒト成長ホルモン を分ag製する段階とから成ることを特徴とするヒト成長ホルモンの収率増大方 法。 (2)金属チオネイン−非選択性遺伝子の雑種遺伝子を形成する段階と、前記雑 種遺伝子をウシ乳頭腫ウィルス(BPV)ベクター内に組み込んで、組み換えプ ラスミドを形成する段階と、バクテリアのDNA鎖を取り除いて、HT−非選択 性遺伝子−epv組み換え分子を形成する段階と、前記組み換え分子を培養した マウスの細胞内に導入する段階と、前記組み換え分子を含む変換細胞を単離増殖 きせる段階と、前記変換細胞に対し有害とならない濃度のカドミウムを添加する 段階と、生成した非選択性遺伝子を分離精製する段階とから成ることを特徴とす る非選択性遺伝子の収率増大方法。 、(3)前記組み換えプラスミドがBPVHG6であることを特徴と(4)前記 組み換えプラスミドが、BPVHG7であることを特徴とする請求の範囲第1項 記載のヒト成長ホルモンの収率増大方法。 (5)前記カドミウムに代えて、銅および水銀より成る群から選択される少なく とも1つの金属が使用されることを特徴とする請求の範囲第2項記載の非選択性 遺伝子の収率増大方法。 (6)マウスの金属チオネイン−1(HT−1)31伝子を単離し、その遺伝子 を適切な第1プラスミドPSVHT(1)に導入する段階と、ヒト成長ホルモン の構成鎖より成る第2遺伝子を単離して、その第2遺伝子を組み換えプラスミド 、5VG83C2([)に導入し、そのプラスミドを大m l HB101内で 増殖させる段階と、制限酵素BamHIを使用して前記第2遺伝子をプラスミド PSVG83C2(L)から切除し、その第2遺伝子を第1プラスミド内のマウ スのHT−1遺伝子のB(1111サイトにサブクローニングして、プラスミド 、5VHTG118内で雑種遺伝子HT−h’GHを生成させる段階と、前記雑 種遺伝子を採取するために・Hindlllを使用してプラスミド、5VHTG H8を切除する段階と、前記雑種遺伝子を適切なプラスミド−ウシ乳頭腫ウィル ス(epv)ベクター、BPシロ9TO内に導入する段階と、前記プラスミド− BPVベクターを大臨菌118101内で増殖させる段階と、プラスミド鎖をB aw+HIを使用して切断し、BPV−HT−hGHの組み換え分子をDNAリ ガーゼによって再環化する段階と、組瘍快慟 由 じ 訣け ス ヒ ト − 区 本 112手 ゝノ 山 肚 向 し−毫高 1.を−憤普マ 向ス細胞内 に前記BPV−HT−hGHの組み換え分子を導入する段階とから成ることを特 徴とするヒト成長ホルモン等の非選択性遺伝子の生成方法。 (7)請求の範囲第1項の方法によって得られた変換マウス細胞ラインであって 、CBHG 6−9およびCBHG7−4L2より成る群から選択される変換マ ウス細胞ライン。 (8) HT遺伝子を適切なプラスミド−〇PVベクター内に導入する段階と、 そのベクター内にhGH遺伝子を導入して組み換え分子を形成する段階と、この 組み換え分子をマウス細胞内に導入する段階と、この細胞を有害11度のカドミ ウムで処理する段階と、1存細胞をl$1離する段階と、これらの細胞中hGH を効率よく生成する細胞を増殖させる段階とから成ることを特徴とする効率のよ いhGl(の産生方法。 (9) HT遺伝子を適切なプラスミド−BPシベクター内に導入する段階と、 そのベクター内に非選択性遺伝子を導入しτ細胞内に導入する段階と、この細胞 を有害81度のカドミウムで処理する段階と、生存細胞を単離する段階と、これ らの細胞中非選択性遺伝子を効率よく生成する細胞を増殖させる段階とから成る ことを特徴とする効率のよい非選択性遺伝子の産生方法。 (10)ウシ乳頭腫ウィルス−金属チオネインI (BPV−HT)組み換えプ ラスミドベクターを形成する段階と、前記BPV−HTベクターに非選択性遺伝 子列を導入する段階と、RPV−HT−非選択性遺伝子ベクターをマウス細胞内 に導入する段階と、その細胞に有害濃度のカドミウムを添加する段階と、生存細 胞を単離し、その細胞中非選択性遺伝子を効率よく生成する細胞を増殖させる段 階とから成ることを特徴とする効率のよい非選択性遺伝子の産生方法。 (1月非選択性遺伝子がヒト成長ホルモン(hGH)であることを特徴とする請 求の範囲第10項記載の効率のよい非選択性遺伝子の産生方法。 (12)前記カドミウムに代えて、銅および水銀より成る群から選択される少な くとも1つの金属が使用されることを特徴とする請求の範囲第10項記載の効率 のよい非選択性遺伝子の産生方法。 (13)請求の範囲第10項記載の効率のよい非選択性遺伝子の産生方法におい て使用されるプラスミドであって1.BPVHTl、PBPVHT5. PBH TK6 、BHTK61. 、BHTHl 、および、BN2 THll、より成る群から選択されるプラスミド。 (14)CBHG6−9で表わされるほぼ純粋なマウス細胞ライン。 (15)CBHG7−4L2で表わされるほぼ純粋なマウス細胞ライン。 (16)CBH5G5で表わされるほぼ純粋なマウス細胞ライン。 (17)組み換えプラスミド、BPVHG6゜(18)組み換え7−) スミト 、BPVHG7゜(19)組み換えy 5 スミF 、BPVHT5゜(20) 組み換えプラスミド、BPVHTに6゜(21)組み換エフ 7 スミトpBP VHTH11。 (22)変換細胞を撹拌培養器内に連続的に投入することによって、その変換細 胞を撹拌培養器内で成長させた後、hGllを高レベルで生成する細胞を単離増 殖させることを特徴とする請求の範囲第1項記載のヒト成長ホルモンの収率増大 方法。 (23)変換l1lviを撹拌培養器内に連続的に投入することによって、その 変換細胞を撹拌培養器内で成長させた後、非選択性遺伝子を高レベルで生成する 細胞を単離増殖させることを特徴とする請求の範囲第2項記載の非選択性遺伝子 の収率増大方法。
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