JPH01502985A - 白血病抑制性因子 - 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
白血病抑制性因子
発明の分野
本発明は、白血病抑制性因子(L I F) 、実質的に純粋な形態のLIFの
製法、並びに組換LIFのクローニングおよび発現に関する。
発明の背景
成熟血球は、幼弱前駆細胞のクローン増殖および付随する分化によって生成する
[メトカルフ(Metcalf、 D、)、(1984)、ザ・ヘモポイエテイ
ック・70ニー・ステイミニレーテイング・ファクターズ(The Hemop
oietic Co1ony Stimulating Factors) 、
エルセヴイール(Elsevier) 、アムステルダム(Amsterdam
) ] 。正常な造血細胞には、増殖および分化の2過程が密接に関連しており
、それによって短命の成熟細胞が連続的に補充される。少なくとも4種の生化学
的に明らかな成長因子、すなわちコロニー刺激因子(C8F)(G−C3FSM
−C3FSGM−C3FおよびMulti−CSF (I L−3) )が、イ
ン・ビトロで顆粒球およびマクロファージの前駆細胞の増殖および分化を促進す
ることがわかっている[メトカルフ、(1987)、プロシーディンゲス・サブ
・ザ・ロイヤル・ソサイアティ・サブ・ロンドン、シリーズB (Proc、
R,Soc、 B、)、正常細胞と比べて、白血病性骨髄細胞は、増殖および分
化が関連しておらず、幼弱前駆細胞が蓄積し、その増殖能を保持し、分化しない
という特徴を有する。イン・ビトロで骨髄性白血病細胞の分化を誘導し得る生物
学的因子の性質、および特定の因子が増殖を伴わずに分化を誘導し得るかどうか
に関する議論がさかんであった。増殖および分化には、異なる因子の介在が必須
であることが提案されている[サッチス(Sachs、 L、 )、(1982
)、ジャーナル・サブ・セルラー・フィジオロジ−(J、 Ce11. Phy
siol、)補遺、ユ、151〜164]。一方では、2つのグループが、マウ
ス骨髄性白血病細胞系M1の分化を誘導し得、正常前駆細胞の増殖を促進しない
活性物質(MG 1−2またはD−因子)について記載し、これを精製した[リ
ブトン(Lipton、J、H,)およびサッチス、(1981)、ビオヒミ力
・ニド・ビオフィジカ・アクタ(Biochem、 Bi。
phys、Acta、) 、 6−1乙−≦3−1552〜569 ; ) ミ
ダ (ToIIlida、M、)、ヤマモトーヤマグチ(Yamamoto−
Ya+aaguchi+ Y、)およびホズミ(H。
zuai、 M、 )、(1984Lジヤーナル・サブ・バイオロジカル・ケミ
ストリー(J、 Biol、 Chem、) 、259.10978−1098
2]。他方では、本発明者らが、C3Fの1種であるG−C3Fが、マウス骨髄
性白血病細胞系WEHI−38D’の強力な分化誘導促進物質であり、かつ正常
細胞の増殖および分化の促進物質でもあることを既に示している[ニコラ(Ni
cola、 N、 A、) 、メトカルフ、マツモト(Matsumoto、
i)およびジョンソン(Johnson、 G、 R,)、トーヤマグチ、ホズ
ミ、オカベ(Okabe、 T、 )およびタカ力(Takaka、F、)、(
1986)、フェツス・レターズ(FEBS Lett、) 、2フア一ジ分化
を誘導し得ることを示している。これらの因子間の関連は、論争の的であった。
腫瘍壊死因子α(TNFα)はヒト骨髄芽球細胞系ML−1の分化を促進し得る
という知見[タケダ(Takeda、 L) 、イワモト(Iwamoto+
S、) 、スギモト(Sugimoto、 H,)、タフ7 (Takuma、
T、) 、カワタニ(Kawatani、 N、) 、ノダ(Noda。
M、)%マサキ(Masaki、 A、) 、モリセ(Morise、 H,)
、アリムラ(Ari+nura、 H,)およびフンノ(Konno、 K、
)、(1986)、ネイチャー (Nature) 、323.338〜340
]によって、状況は更に複雑なものとなった。
これらのグループのデータの不一致を解明するための試みにおいて、本発明者ら
は、従来の種々の研究に用いられたクレブス■腹水癌細胞を培養したならし培地
を生化学的に分別し、正常前駆細胞に対してもWEHI−38D’細胞に対して
も活性な真正G−C8FおよびGM−C3Fだけでなく、生化学的には異なるが
機能的には同様の、M1細胞の分化を誘導し得る2種の因子をも含むことを示し
た。後者の因子は、イン・ビトロでM1白血病細胞の増殖を抑制する能力を有す
るので、白血病抑制性因子(LIF)−AおよびLI F−Bと呼ばれ、これら
はWEHI−38D”細胞の分化を誘導せず、正常顆粒球/マクロファージ前駆
細胞の増殖を促進しないことがわかった。
本発明の要約
本発明において、LIFは、以下の2つの性質を有する分子として定義される:
(1)白血病細胞の分化に関連して、骨髄性白血病細胞、例えばM1細胞の増
殖を抑制する能力を有し、(2)本発明において記載するマウスLIFまたはヒ
トLIFの特定の配列を有する分子と、Ml細胞またはマウスもしくはヒトマク
ロファージの特異的な細胞レセプターへの結合を競合する。LIFは、種々の形
態の骨髄性白血病を抑制する非増殖性治療剤として、並びにマクロファージの機
能および感染に対する他の応答を改良する試薬、およびこれらに関する臨床試験
および研究用の試薬として使用する可能性を有する。
本発明において、rLIF活性を有するポリペプチド」とは、前記のようなLI
Fの性質を有するポリペプチドまたはグリコポリペプチドを意味し、本発明にお
いて開示するマウスまたはヒトのLIFのアミノ酸配列と完全にまたは部分的に
相同のアミノ酸配列を有するポリペプチドを包含するが、これに限定されるもの
ではない。
前記LIFの性質を有するものであれば、マウスまたはヒトのLIFのアミノ酸
配列の一部のみと完全にまたは部分的に相同のポリペプチドをも包含する。更に
、宿主細胞において発現によって生成し、発現時には不活性であるが、宿主細胞
によって処理されて活性分子となるポリペプチドまたはグリコポリペプチド、並
びに発現時には不活性であるが、イン・ビトロまたはイン・ピボで選択的に分解
されて活性分子となるポリペプチドまたはグリコポリペプチドをも包含する。
マウスLIFは、以下のような生物学的性質を有する分子である(a)マウス骨
髄性白血病細胞系M1の細胞において、増殖能の喪失およびそのクローン原白血
病細胞の死滅を伴ってマクロファージ分化を誘導し、作用はG−CSFによって
増強される。
(b)Ml細胞、並びに腹腔、牌臓および骨髄からの正常マウス単球およびマク
ロファージの高親和性レセプター(マクロファージ成熟または機能的活性化につ
れてレセプターの数は増加する。)に選択的に結合するが、それらの組織からの
顆粒球、赤血球またはリンパ球には結合しない。
(c) ”’I −L I Fの、高親和性レセプターへの特異的結合は、G−
CS F、 GM−CS F、 Multi−CS F (インターロイキン−
3) 、M−C3F、インターロイキン1.2.4もしくは6、内毒素または種
々の他の成長因子と競合しないが、ラベルされていないLIFとは競合する。
(d)正常または麻酔マウスの血清中の菌体内毒素により上昇するが、内毒素耐
性C3H/HeJマウスにおいては上昇しない。
(e)肺、唾液腺、腹膜細胞および骨幹を含む種々の組織によって生成する。
(f)C3Fの不存在下に成長する場合の、イン・ビトロでの、正常顆粒球−マ
クロファージ前駆細胞の生存時間を短縮する。
(g)WEHl−3B D”マウス骨髄性白血病細胞、GM−CF SまたはM
ulti −D S Fを発現するレトロウィルスの感染によって形質転換して
白血病誘発性となったマウス骨髄細胞、マウス白血病細胞系WEHI265およ
びWE 19の増殖を抑制するか、または分化を誘導する能力は無い。
(h)顆粒球、マクロファージ、好酸球、巨核球、赤血球および肥満細胞系の正
常前駆細胞の増殖を促進する能力が無く、正常顆粒球、マクロファージ、巨核球
、好酸球または天然細胞毒性細胞の前駆細胞のクローン増殖を抑制するか、また
はイン・ビトロにおけるC8Fによる促進に対する定量的応答、もしくは連続細
胞系32CD1゜13およびFDCP−1の細胞の増殖を変える能力が無い。
(i)特異的細胞レセプターへの結合を、顆粒球コロニー刺激因子(G−C3F
)のヨウ化誘導体と競合する能力が無い。ただし、G−C3Fは、MlおよびW
EHI−38D”マウス骨髄性白血病細胞において分化を誘導し、LIFのMl
細胞に対する作用を増強する能力を有する。
(j)腫瘍壊死因子(TNF)に対して特異的に上昇する抗血清によってLIF
活性が阻害されることが無い。
(k)マウスLIFの転写が、LB3およびE9.D4T細胞の細胞質の構成成
分として存在し、これら細胞中の細胞内のレクチン・コンカナバリンAによって
誘導されず、他の多くの種類の細胞中に存在する。
マウスLIFは、以下のような性質をも有する:(1)還元剤(2−メルカプト
エタノールまたはジチオトレイトール)存在下または不存在下にドデシル硫酸ナ
トリウムを含有する8〜25%勾配ポリアクリルアミドゲル電気泳動によって測
定した分子量58.000±s、ooo、エンドグリコシダーゼ(N−グリカナ
ーゼ)による処理後の分子量2’3,000±5,000のサブユニットが1個
の糖タンパク質である。
(m)等電点8.6〜9.3である。
(n)1次アミノ酸配列は、第10図、第11図および第15図に示す通りであ
る。
(0)第10図、第11図および第15図に示すヌクレオチド配列によってフー
ド化されている。
(p)特異活性1〜2X10″ユニツト/jI9(50ユニツトとは、1酎中で
M1骨髄性白血病細胞によるクローン形成の50%の減少を導<LIFの量であ
ると定義する)である。
(q)第19図に示す制限エンドヌクレアーゼ分解部位によって制限処理された
マウス染色体11上の特有の遺伝子によってコード化されている(マウス/チャ
イニーズ・ハムスター卵巣体細胞ハイブリッドのパネルの分析により決定)。
(r)第27図に示す制限エンドヌクレアーゼ分解部位によって制限処理された
染色体DNA中のヒト遺伝子配列と相同である。
ヒトLIFは、天然および/または酵母誘導組換体の以下のような生物学的性質
を有する分子である:
(a)マウス骨髄性白血病細胞系M1の細胞において、増殖能の喪失およびクロ
ーン原白血病細胞の死滅を伴ってマクロファージ分化を誘導する。
(b)顆粒球、マクロファージ、好酸球および赤血球系の正常ヒト前駆細胞の増
殖を促進する能力は無い。
(c)G−C3Fと組み合わせると、ヒト白血病細胞系U937の細胞の増殖を
部分的に抑制し、GM−C5Fと組み合わせると、ヒト白血病細胞系U937お
よびLH5Qの増殖を抑制する能力を有する。
(d)Ml細胞およびマウスマクロファージのマウスLIFレセプターに特異的
に結合し、そのような細胞に対するマウス1−61 LIFの結合と完全に競合
する。
(e゛)ヒト肝癌細胞系Hep−2Gの特異的細胞レセプターに結合する。
ヒトLIFは、以下のような性質をも有する:(f)成熟タンパク質中のアミノ
酸残基の約80%がマウスLIFと同じである。
(g)1次アミノ酸配列は、第25図、第26図および第29図に示す通りであ
る。
(h)第27図に示すように制限エンドヌクレアーゼ分解部位によって制限され
た染色体DNA中特有の遺伝子によってフード化されている。
(i)遺伝子配列の一部として、第25図に示すヌクレオチド配列を有する。
本発明の第1の態様においては、白血病抑制性因子(LIF)を実質的に純粋な
形態で提供する。本発明は、実質的に純粋なLIFの製法、とりわけ、クレブス
■腹水癌細胞から精製することによる実質的に純粋なマウスLIFの製法、およ
びヒト膀胱癌細胞系5637(ATCCNo、HTB9)から精製することによ
る実質的に純粋なヒトLIFの製法をも提供する。実質的に純粋なLIFは、L
IFのアミノ酸配列またはその一部をコード化する組換DNA分子を含む酵母細
胞、哺乳動物細胞および大腸菌のような宿主細胞から製造することもできる。
本発明において、「実質的に純粋な形態」とは、適当なドデシル硫酸ナトリウム
・ポリアクリルアミドゲルで電気泳動すると、少な(とも90%が、LIF活性
に対応した単一のバンドとして現れるポリペプチドまたはグリコポリペプチドの
形態を意味する。
他の態様においては、完全にまたは部分的にLIFタンパク質をコード化するヌ
クレオチド配列を有する組換DNAクローンの単離方法を提供する。本発明は、
LIF固有のアミノ酸配列をコード化し、更に、LIFの完全なアミノ酸配列を
推定させるヌクレオチド配列にも関する。
更に他の態様においては、本発明は、LIF(または実質的に同様のその類縁体
)をコード化する前記ヌクレオチド配列を完全にまたは部分的に有し、そのヌク
レオチド配列がLIFを完全にまたは部分的に合成および製造できる形態である
組換DNA分子にも関する。本発明のこの態様は、クローニングベクター(例え
ばプラスミド)および前記組換DNA分子が挿入された宿主細胞にも関する。
更に、本発明は、前記組換DNA分子の発現またはペプチド合成によって、完全
もしくは部分的に合成されたLIF、または実質的に同様のその類縁体にも関す
る。
発明の詳細な記載
LIFに関する本発明の研究において、とりわけマウスおよびヒト由来のこの糖
タンパク質の他の原料を、臨床的用途および他の用途に使用可能にするという観
点から、クレブス■腹水癌細胞から有効な精製方法によってマウスLIFを精製
し、これを、この因子の化学的または生合成的製造のための最初の過程として、
部分的なアミノ酸配列分析に付した。
レセプター競合アッセイにおいて、I′″5で放射性ラベルしたしIFを使用し
て、LIFを合成および製造するマウスおよびヒト由来の細胞および組織を同定
した。この試験の結果、これらの原料の1種のmRNAによるD N Aコピー
の組換DNAライブラリーをスクリーニングし、予め決定したマウスLIFアミ
ノ酸配列の部分をコード化する放射性ラベルされたオリゴヌクレオチドと共にハ
イブリッド形成することによって、マウスLIF−コード化クローンを同定し、
そのマウスLIFcDNAクローンをヌクレオチド配列分折に付した。更に、ク
ローン化マウスLIFコード化配列を、ハイブリッド形成プローブとして使用し
て、マウスLIF類縁体をコード化するヒト遺伝子を同定し、前記種交差性ハイ
ブリッド形成を有効に行うことのできるハイブリッド形成条件を確立した。その
結果、ヒトのマウスLIF類縁体をコード化するDNA配列を有する組換DNA
クローンが同定された。
このようなLIF−フード化配列の確立の結果、クローン化されたマウスまたは
ヒトのLIF−コード化D N A配列を用いて、培養哺乳動物細胞、酵母また
はバクテリアにおいてクローン的に純粋なLIFを完全にまたは部分的に合成す
るための組換DNA分子が構成された。本発明は、このようにして製造される実
質的に純粋なしIFにも関する。
本発明の一態様においては、本発明は、酵母細胞、繊維芽細胞および大腸菌にお
けるクローン化されたヒトおよびマウスのLIF遺伝子の発現、そのように発現
するためのクローン化遺伝子の修飾、並びに組換ヒトおよびマウスLIFの生物
学的および生化学的性質の確立に関する。
この態様においても、本発明は、完全にまたは部分的にヒトまたはマウスLIF
(または実質的に同様のその類縁体)をコード化するヌクレオチド配列を有し、
そのヌクレオチド配列により酵母細胞、繊維芽細胞または大腸菌において完全に
または部分的にヒトまたはマウスLIFが合成および製造される形態の組換DN
A分子に関する。本発明は、クローニングベクター(例えばプラスミド)および
前記のような組換D N A分子を挿入された宿主細胞をも提供する。更に、本
発明は、酵母細胞におけもそのような組換DNA分子の発現によって、完全にま
たは部分的に合成されたヒトまたはマウスLIF、または実質的に同様のその類
縁体にも関する。LIFに関する本発明の研究の一態様において、ヒトおよびマ
ウスLIF遺伝子配列を修飾し、酵母発現ベクターY E pseclに組み入
れた。酵母細胞は、その組換体で形質転換され、そのように形質転換された酵母
細胞のならし培地は、天然ヒトおよびマウスLIFと同様の生物学的性質を有す
る因子を含有することがわかった。
骨髄性白血病患者および感染症患者の処置におけるLIFの使用の可能性の観点
から、本発明は、完全または部分的に、例えばクローン化LIF−コード化DN
A配列を用いてまたは化学的合成によって製造されたLIF、とりわけヒ)LI
Fを含有する薬剤組成物、並びに例えば化学合成によって、または前記クローン
化しIF−コード化DNA配列の突然変異によって製造されたL 1−F類縁体
の薬剤組成物にも関する。本発明の薬剤組成物は、少なくとも1種の他の生物学
的血球レギュレーター、例えばG−C3FまたはGM−C8Fをも含有し得る。
更に、本発明は、血球形成疾患、例えば白血病および感染の疑いのある先天性疾
患におけるヒトLIF遺伝子の関連した遺伝子移動、変化または障害の検出に使
用するための診断用試薬にも関する。
実施例1
第1〜5図は、以下に記載する精製法の種々の工程に関し、各分別工程における
LIFの貯留部およびその純度を示す。
工程2に関する。バーは、工程3のためにプールされるフラクシヲLIFの精製
の工程3に関する。バーは、工程4のためにプールされるフラクションを示す。
第3図:CM−セファロースCL−6BによるLIFの精製の工程4に関する。
バーは、工程5のためにプールされるフラクションを示す。
第4図:脂肪酸分析HPLCカラムによるLIFの精製の工程5に関する。アセ
トニトリル39.6〜41.3%のフラクションをブー25妬ポリアクリルアミ
ドSDSゲル上の、タンパク質標準(分子量93.000;67.000;43
,000;30,000;20゜000および14.000)および精製LIF
(2調製)の泳動を示す。タンパク質および生物学的活性はいずれも分子量58
.000のタンパク質に関連している。
工程1
クレブス■癌細胞(IX6@)を、C57B16/6fj/WEHIマウスに腹
腔内注射し、7日後にマウスを殺し、腹水を採った。細胞を遠心し、大腸菌リポ
ポリサッカライド(200ng/ yt(1’)を含有するダルベック改良イー
グル培地に細胞5X10@個/M(lを再懸濁させ、空気中にco、を10%含
有する湿式インキュベーターで37℃で24時間インキュベートする。細胞を再
び遠心し、ならし培地を採り、アジ化ナトリウムを0.02%(v/v)とし、
4°Cで貯蔵する。アミコン(Amicon)D C2A濃縮器でHI P 1
0−8中空繊維カートリツジを用いてならし培地3612を1003112に濃
縮し、laMフェニルメチルスルホニルフロリド(PMSF)、アジ化ナトリウ
ム(0,02%v/v)およびトウィーン(Tveen)20 (0,02%v
/v)を含有するpH8,0の10+aM)リス−)(CI2緩衝液に入れ、ア
ミコン撹拌容器でYM−10メンプラン上で再び20RQに濃縮する。
濃縮物を、同じ緩衝液で平衡化したDEAE−セファロースCL−6B[ファル
マシア(Pharmacia)]のカラム(2,5X 30CI)lこ通し、平
衡緩衝液20011Qおよび次いで同じ緩衝液中の0.3MまでのNaCQ直線
勾配4001ffで溶出する。流速は25112/時であり5゜81(lのフラ
クションを集めて、アツセイに付す。(第1図参照)工里1
勾配前段階でゲルに結合せず、マウスM1細胞に対する活性を有するタンパク質
のワラクシ1ンをプールし、YM−10メンプランで濃縮し、1rnM MgC
Qt、1+nM PMSF、0.2%アジ化ナトリウムおよび0.02%トウイ
ーン20を含有する100mM酢酸ナトリウム緩衝液(pH6,0)に入れ、同
じ緩衝液で平衡化したレンチル・レクチン−セファロース4(ファルマシア)の
カラム(IX4 cm)に通す。カラムを、平衡緩衝液25MQおよび次いで同
じ緩衝液中の0.5Mまでのα−メチル−D−マンノピラノシド直線勾配置00
jIQで、流速101C/時で溶出する。3峠のフラクションを集め、アッセイ
に付す。(第2図参照)
毛橡土
ゲルに結合し、糖で溶出され、M1細胞に対する活性を有するタンパク質のフラ
クションをプールし、濃縮し、1mM PMSF、0゜02%アジ化ナトリウム
および0.02%トゥイーン20を含有する1100e酢酸ナトリウム緩衝液(
pH5,0)に入れ、同じ緩衝液で平衡化したCM−セファロースCL−6B(
ファルマシア)のカラム(1,OX4.Ocm)に通す。カラムを、平衡緩衝液
25峠および次いで同じ緩衝液中の1.0MまでのN a CQ直線傾斜100
峠および次いでNaOHでpH10に調節した1、OM NaCl225112
で溶出する。流速は2 、 O111時であり、3.0IQのフラクションを集
める。
(第3図参照)
工程5
ゲルに結合し、NaCl2勾配で溶出され、M1細胞に対する活性を有するタン
パク質のフラクションをプールし、YM−10メンプランで2RQに濃縮し、0
.02%トウイーン20を含有する20111M酢酸アンモニウム緩衝液(pH
5,0)に入れ、0.45μミリ’t’7 (Mill 1pore)・フィル
ターで濾過する。ウォーターズ(Waters)脂肪酸分析カラムおよび勾配プ
ログラマ−付き二重ポンプを取り付けた高速液体クロマトグラフィー装置[ベッ
クマン(Beekman)]のイインジャフタにプールを入れる。カラムを、ト
リフルオロ酢酸(TFA)0゜1%(%/v)を含有する水で平衡化し、試料を
注入し、次いで水およヒ0.1%TFA中の34.8%(V/V)までのアセト
ニトリル5分直線勾配でカラムを溶出し、次いで水および0.1%TFA中の4
9゜8%(v/v)までのアセトニトリル50分直線勾配で溶出する。流速はl
191分であり、100mM炭酸水素アンモニウム50μQおよび0.4%ト
ウイーン20を含有するポリプロピレンチューブ内に11Qのフラクションを集
める。(第4図参照)工程5で得られた、M1細胞に対して活性を有するフラク
ションは、2つの重複する紫外吸収ピークを有していた。それぞれのピークは、
M1細胞に対する活性に関連しており、それぞれ銀染色法によるドデシル硫酸ナ
トリウム・ポリアクリルアミドゲル上のM r 58.000の単一のタンパク
質バンドに対応していた。各場合において、(LIFも存在する)ゲルの平行の
トラックを1mmのストリップに切断し、ゲルストリップからタンパク質を抽出
し、抽出したタンパク質の、半固形寒天培地面内のM1細胞に対する増殖抑制お
よび分化誘導能力をアッセイして評価することにより、Mr58゜000のタン
パク質バンドがM1細胞に対して生物学的活性を有していることがわかった。(
第5図参照)実施例2
以下の実施例は、N−末端アミノ酸配列、およびトリプシンまたはブドウ球菌V
8プロテアーゼによるタンパク質分解によって生じる種々のペプチドのアミノ酸
配列を調べる工程を説明する。
実施例1の操作によって精製したLIF(1’5μg)を、ブラウンリー(Br
osnlee) RP 3 Q Qビーズ(C8)を充填したミクロボア(2m
m)カラムに通し、HPLC系において0.1%トリフルオロ酢酸中の0〜60
%アセトニトリル直線勾配で溶出した。タンパク質は、100μgの体積で単一
のピークとして溶出された。これを、ガラスファイバーディスクに適用し、乾燥
させ、次いで、アプライド・バイオシステム(Applied Biosyst
e+n) (モデル470A)気相タンパク質シークエンサーのシーフェンス室
に入れた。エドマン法によりタンパク質の配列分析を行い、個々のアミノ酸のフ
ェニルチオヒダントイン誘導体を、アプライド・バイオシステム12QA PT
HアナライザーでHPLCによって同定した。
前記操作により精製したLIFの別の試料(20μg)を、6Mグアニジン塩酸
塩、0.2M)リスーHCI2緩衝液(pH8,5)、2mMジチオトレイトー
ルで希釈して211Qとし、37℃で2時間インキュベートした。次いで、30
倍モル過剰のヨード酢酸を加え、溶液を37℃で更に15分間インキュベートし
た。溶液を同じミクロボアHPLCカラムに通し、前記のように溶出した。還元
され、カルボキシメチル化されたLIF誘導体(ROM−LI F)は、未処理
LIFの3分後にカラムから溶出され、ROM−LIF (200uQ”)を、
0.02%トウイーン20.1mMcacfftおよびTPCK−処理トリプシ
ン2μgを含有する0、1M)リスーHCQ緩衝液(pH8,0)で希釈して1
jlQとした。これを37℃で18時間インキユベートシ、混合物を再びミクロ
ボアカラムに入れ、前記と同様に溶出した。個々のペプチドはυV吸収ピークと
してあられれ、個々に集めた。これらのペプチドのいくつかは、前記と同様に直
接配列分析に付したが、他のものは同じカラムで0.9%NaCff(pH6,
0)中の0〜60%アセトニトリル勾配を用いて再精製した後に配列分析に付し
た。
ROM−L I Fの別の試料(200μQ=10μg)を、01002M E
DTAおよび0.02%トゥイーン20を含有する0、05Mリン酸ナトリウム
緩衝液(pH7,8)で希釈して1112とし、黄色ブドウ球菌v8プロテアー
ゼ2μgにより37℃で18時間分解した。反応混合物を同じミクロボアカラム
に通し、前記のように溶出した。
LIFを同定する、アミノ末端からの26個のアミノ酸の配列は以下の通りであ
る:
N−Pro−Leu−Pro−+ 1e−Th r−Pro−Va 1−X−A
1 a−Thr−X−A la−11e−A rg −HPs−Pr
o−Cys−His−Gly−Asn−Leu−net−Asn−Gln−+1
e−Lys数種のトリプシンペプチドのアミノ酸配列は以下の通りである=1、
His−Pro−Cys−His−Gly−Asn−Leu−Met−Asn
−Gin−+1e−Lys2、 Net−Val−Ala−Tyr =3、 G
ly−Leu−Leu−Ser−^5n−Val−Leu−Cys −4、Le
u−Gly−Cys−Gin−Leu−Leu−Gly−Thr−Tyr−Ly
s5、 Val−Leu−Asn−Pro−Thr−Ala−Val−Ser−
Leu−Gin−Val−Lys6、 Asn−Gln−Leu−Ala−Gi
n−Leu’−X−Gly−Ser−Ala−Asn−Ala−Leu−Phe
−Leu−Val−Glu−Leu−Tyr
7、 Leu−Val−11e−Ser−Tyr−8、Val−Gly−His
−Val−Asp−Val−Pro−Val−Pro−Asp−His−Ser
−Asp−Lys−Glu−Ala−Phe−Gln
9、 Leu−X−Ala−Thr−11e−Asp−Val−Met−Arg
l 0、 Gin−Val−11e−Ser−Val−Val−X−Gin−A
la−Phev8プロテアーゼによるLIFの分解によって生じるペプチドのア
ミノ酸配列は以下の通りであった:
A 1a−Phe−G 1 n−Arg−Lys−Lys−Leu−G 1y−
Cys −G l n−Leu−Leu −G ly −T■@r−Ty r−
Lys−GIn−Val−11e−Ser−Val−Val−VaIGIn−A
la−Phe実施例3
以下の実施例は、放射性ラベルしたLIFを得るため、およびレセプター競合ア
ッセイによってLIF原を同定するための工程を説明する。
第6図は、実施例3に関する20°Cにおける、放射性ヨウ素化純L I F
(2X 10’cpm/ng)の、M1骨髄性白血病細胞への結合。
競合因子の存在下または不存在下に、Ml細胞(5X10”)を1151−L
I F (4X 10’cpm)と2時間インキュベートし、その後、ウシ胎児
血清の遠心によって、結合した放射能を未結合放射能から分離した。A、非標識
純LIFおよび競合因子としての純Multi−C3F、GM−C3F、G−C
3FまたはM−C3Fの、所定の希釈における滴定(各希釈10μQを加えて最
終体積80μQとした)。
最高濃度は、それぞれ10’ユニット/mQ: 3.5X 10’ユニット/j
II2;3×104ユニット/11g;5x104ユニツト/l(!:4X10
4ユニット/MQであった。B、純LIFまたはりボポリサッカライド(L P
S)または種々の細胞の濃縮(4〜8倍)ならし培地または内毒素注射マウス
の血清の、前記1″’I −L I FのM1細胞への結合を競合する能力。
クレブス■腹水細胞ならし培地から実施例1に記載のように精製したLIFを、
文献に記載の方法でチロシン残基においてl!Jで放射性ラベルし[ニコラ(N
ieola、 N、A、)およびメトカルフ、ジャーナル・サブ・セルラー・フ
ィジオロジ−(J、 Ce11. Physiol、)、128:180〜18
8.1986]、比放射能的2 X 10 ’cpm/ng(7)”J −L
I Fを調製した。”’1−L I Fは、M1骨髄性白血病細胞並びにマウス
成熟骨髄、肺臓、胸腺および腹腔滲出細胞に特異的に結合した。細胞オートラジ
オグラフィー分析により、l!J−LIFは、マクロファージおよびその前駆細
胞(細胞の成熟につれてレセプター数が増加する)のみに特異的に結合し、他の
造血細胞には結合しなかったことがわかった。このことは、LIFが、種々の疾
病におけるマクロファージ機能の調節のための臨床的適用に有用であり得ること
を示唆している。”’I −L I FのM1骨髄性白血病細胞および腹腔マク
ロファージへの特異的結合は、非標識LIFによって阻害されたが、他の造血成
長因子、例えばG−CS F。
GM−C3F、M−CSF (C5F−1) 、Multi CSF (インタ
ーロイキン3)、インターロイキン1.2.4.6、内毒素または他の血成長因
子によっては阻害されなかった(第6図参照)。細胞ならし培地または細胞抽出
物は、そのような細胞へのI−J l。
IFの結合を阻害する能力を有するので、種々の細胞および組織によって製造ま
たは貯蔵されるLIFの存在を特異的アッセイすることができる。例えば、レク
チン活性化LB3 T細胞のならし培地は、”’I−LIFのM1細胞に対する
特異的結合を強力に阻害したので、LB3細胞はLIFを製造することがわかる
。
実施例4
以下の実施例は、マウスLIFをフード化するmRNAのクローン化相補的DN
Aコピーを得るための工程を説明する。
第7〜10図は、以下に記載する方法の種々の工程に関する。
第7図:LIFcDNAクローンのクローニングの工程1に関する。
レクチン・コンカナバリンA刺激による、LB3細胞の細胞質における造血成長
レギユレーターのmRNAの蓄積。WEHI−3BD−細胞の細胞質ポリアデニ
ル化RNA (5μg)(トラック1)、5μg/l(lコンカナバリンAを用
いて10”細胞/R(lとして5時間培養したT細胞クローンLB3細胞(トラ
ック2)、および非刺激LB3細胞(トラック3)を、ホルムアミドアガロース
ゲル上で電気泳動し、ニトロセルロースに移し、S″P−GM−C5Fプローブ
(パネル1)または”P −Multi−CS Fプローブ(パネルb)とハイ
ブリッド形成した[ケルン(Kelso、 A、) 、メトカルフおよびゴー(
Gough、 N、M、) 、ジャーナル・サブ・イムノロジー(J、 l+n
mu:LIFクローンの同定に使用した合成オリゴヌクレオチ°ド。N−末端近
傍のマウスLIFアミノ酸の部分(残基15〜26、実施例2参照)を最初の行
に示し、このペプチドをフード化するmRNA配列の可能な組み合わせを次の行
に示し、このmRNA配列に相補的なオリゴヌクレオチドプローブを下行に示す
。Cys17およびHis18を除く全てのアミノ酸残基について、このオリゴ
ヌクレオチドは、哺乳動物コード化領域に最も頻繁に使用されるコドンのみに相
補的である[グランサム(Grantham、 R,)ら、ヌクレイツク・アシ
ッズ・リサーチ(Nucleic Ac1ds Res、) 、943〜73.
1981]。Cys17については、この配列はいずれのコドンにも相補的であ
る。His18については、このオリゴヌクレオチドは、頻度の低いCAUフド
ンに相補的である。隣接するGlyコドン(頻度の低いCpGジヌクオレオチド
)と共に、CACフドンが用いられることはないと考えられた[シ二ヴアルツ(
Swartz、 M、 N、 )ら、ジャーナル・サブ・バイオロジカル・ケミ
ストリー(J、 Biol、 Che:第8図に示すオリゴヌクレオチドとのハ
イブリッド形成によるLI F c DNAクローンの同定。
第10 図: L I F c D N Aクローンのクローニングの工程5に
関する。: c D N−AクローンpLIF7.2bのヌクレオチド配列およ
びLIFアミノ酸配列配列RNARNA類似列を、前記LIFの予想したアミノ
酸配列と共に5°から3゛に記載する;行の端の数は、その行の最後の残基(ア
ミノ酸またはヌクレオチド)の位置を示す。
アミノ酸配列は、このクローンにおいてコード化された最初の残基から連続して
番号を付けた。タンパク質分析により決定したアミノ酸配列の領域には上線を付
した;これら2つの間には不一致がない。
Pro9は、直接アミノ酸分析(実施例2)により決定されたN−末端残基であ
った。N−結合グリコシル化の可能性のある7個の部位は星印で示し[ノイバー
ガー(Neuberger、 A、 )ら、グリコプロテインズ(Glycop
roteins) 、ゴットシャルク(Gottsehalk、 A、)編、エ
ルセヴイール、アムステルダム、450〜490頁、1972コ、o−結合グリ
コシル化の可能性のある4個の部位は井桁部で示す[タカハシ(Takahas
hi、 I!、)ら、プロシーディンゲス・サブ・ナショナル・アカデミ−・サ
ブ・サイエンシーズ(Proc、 Natl、 Acad、 Sci、) 、米
国、81 : 2021〜2025.1984コ。
Ifffi↓: LI FmRNA含有RNAの調製クローン化マウスT細胞系
LB3の細胞[ケルンおよびメトカルフ、エクスペリメンタル・ヘマトロジ−(
Exptl、 )lematol、) 、13ニア〜15.1985]を、レク
チン・フンカナバリンAで6時間刺激して、造血細胞の成長および分化を調整す
る種々の因子をコード化するm RN Aの細胞質における蓄積を向上した[ケ
ルン、メトカルフおよびゴー、ジャーナル・サブ・イムノロジー、136:17
18〜1725.1986]。(例えば、第7図は、そのような刺激により、細
胞中における造血成長因子GM−C8FおよびMulti−C3Fをコード化す
るmRNAの製造が上昇することを示す。
)細胞質RNAは、文献に記載の方法[ゴー、ジャーナル・サブ・モレキュラ−
・バイオロジー(J、 Mo1. Biol、) 、165 : 683〜39
9.1983]で、5X10@コンカナバリンA−刺激LB3細胞から調製した
。ポリアデニル化mRNA分子は、標準的な方法[マニアティス(Maniat
is、 T、)ら、モレキュラー・クローニング(Molecular C1,
oning) 、コールド・スプリング・/1−/< −(COId Spri
ng Harbor) 、二ニーヨーク、1982コにより、2サイクルのオリ
ゴ−dTセルロースクロマトグラフィーによりリポソームRNAから分取した。
後に、ノザン分析により、GM−C3FおよびMulti−C3FのmRNAと
は異なり、L I FmRNAは、LB3細胞中に構成成分として存在し、その
量はコンカナバリンA刺激により向上しないことがわかった[ギアリング(Ge
aring、 D、P、)ら、ヨーロピアン・モレキュラー・バイオロジー・オ
ーガニゼーション・ジャーナル(Eグ
前記のように調製したLB3mRNAの2本鎖DNAコピーを標準的な方法[マ
ニアテイスら、モレキュラー・クローニング、コールド・スプリング・ハーバ−
、ニューヨーク、1982およヒコーら、ネイチャー (Nature) 、3
09 : 763〜767.1984コで合成した。トリ骨髄芽球症ウィルス逆
転写酵素で触媒され、オリゴ−dTを用いる反応において、細胞質ポリアデニル
化LB3mRNA10μgを、1本鎖相補的DNA (cDNA)合成の鋳型と
して使用した。この反応の完了後、0.3M NaOH,1mM EDTA中で
65℃で1時間インキュベートすることによってmRNAを分解した。塩基を中
和し、エタノール沈澱によってcDNAを回収した後、大腸11DANポリメラ
ーゼIのクレ/ウフラグメントで触媒された反応において、1重鎖cDNAを2
本鎖の形態に変換した。次いで、1本鎖特異的ヌクレアーゼS1で処理すること
により、cDNAの「ヘアピン・ループ」構造を切断し、酵素末端デオキシヌク
レオチジルトランスフェラーゼ[マイケルソン(Michelson、 A、輩
、)およびオーキン(Orkin、 S−) 、ジャーナル・サブ・バイオロジ
カル・ケミストリー(J、 Biol、 Chew、) 、257 :1477
3〜14782.1982)を用いて、デオキシシチジン残基末端(残基約20
〜30)を2重鎖cDNAの各端に付加した。dC−末端cDNAを、1.5%
アガロースゲル電気泳動により分画し、長さ500bpを越える分子を回収し、
アニーリングしてプラスミドDAN分子(pJL3、ゴーら、ヨーロピアン・モ
レキュラー・バイオキシグアノシン残基末端を付加した(マイケルソンおよびオ
ーキン、ジャーナル・サブ・バイオロジカル・ケミストリー、λ互l:1477
3〜14782.1982)。末端付加cDNAおよびプラスミド分子を文献に
記載の方法でアニーリングし[ゴーら、バイオケミストリー(Biochea+
1stry) s 19 : 2702〜2710. 1980]、アニーリン
グしたcDNA/プラスミド混合物で大腸菌MC1050[カサダバン(Cas
adaban、 M、 )およびコーヘン(Coh独立して形質転換されたバク
テリアコロニーを、10μg/*Qアンピシリン含有寒天プレート上で増殖させ
て選択した。50μg/*Qアンピシリン含有液体増殖培地で洗浄することによ
り、形質転換したバクテリアコロニーを寒天プレートから回収し、10%グリセ
ロール中の10個のプールとして一70℃で貯蔵した。
工程3:オリゴヌクレオチド・プローブのデザインLIFのアミノ末端の26個
のアミノ酸配列と、トリプシンおよびv8プロテアーゼによるLIF分解により
生じる11の異なるペプチドの残基とを決定した(実施例2参照)。これらのア
ミノ酸配列は、L I FmRNAに対応するcDNAクローンを同定するため
のハイブリッド形成プローブとして使用する、LIFをコード化するmRNAの
特定の領域に相補的なオリドヌクレオチドのデザインの基礎を供給した。
各天然アミノ酸は、その対応するmRNAにおいて、3個のりボヌクレオシドト
リホスフェートの特定の組み合わせ(コドン)によりフード化される[例えば、
ワトソンQatson、 J、) 、モレキュラー・バイオロジー・サブ・ザ・
ジーン□1olecular Biology or theGene) 、第
3版、ベンジャミン/カミングス(Ben3amin/Cumm1us)、メン
o−パーク(Menlo Park) 、カリフォルニア、1976):1゜あ
るアミノ酸は、唯一のコドンによってのみ特定されるが、6種ものコドンによっ
て特定されるアミノ酸もある(例えば、前掲のワトソン、モレキュラー・バイオ
ロジー・サブ・ザ・ジーン)。従って、ヌクレオチド配列の多数の異なる組み合
わせが実際に特定のアミノ酸配列をコード化するので、そのペプチドをコード化
し得るすべての可能な配列を提供するためには多数の異なる退化オリゴヌクレオ
チドが構成される必要がある。しかし、高度に退化したオリドヌクレオチドをハ
イブリッド形成プローブとして使用することは技術的に困難である。しかし、特
定のアミノ酸のためにすべてのコドンが等しい頻度で用いられているのではなく
[グランサムら、ヌクレイツク・アシノズ・リサーチ、943〜73.1981
]、哺乳動物のゲノムにおいてCpGジヌクレオチドは表現不十分であり、塩基
組み合わせから予想される頻度の20〜25%しか起こらない[シュヴアルッら
、ジャーナル・サブ・バイオロジカル・ケミストリー、スl多:1961〜19
67.1962コので、特定のペプチドをコード化するあり得るヌクレオチド配
列を予測し、特定のオリドヌクレオチドプローブの複雑さを軽減することがしば
しば可能である。前記のように考慮して、異なるLIFペプチドに対応する多数
のオリゴヌクレオチドを標準的な方法によってデザインおよび合成した。
工程4:LIF−コード化クローンのLB3cDNAライブラリーのスクリーニ
ング
オリゴヌクレオチドプローブとのハイブリッド形成によってバクテリアのコロニ
ーをスクリーニングするために、前記LB3cDNΔライブラリーの各プールか
らの10,000〜15.000個のバクテリアコロニーを寒天プレート(50
μg/wQ了ンピシリン含有)上で増殖させ、ニトロセルロースフィルターディ
スクに移し、フィルターを200μg/肩ρクロラムフェニコール含有寒天フレ
ート上でインキュベートすることによって増幅した[ハナハン(Hanahan
+D、)およびメセルソン(Meselson、 M、) 、ジーン(Gene
) 、1追:63〜67.1980]。コロニーを元のプレート上で再増殖させ
た後、第2のニトロセルロースフィルターを前記のように調]した。
このマスタープレートを短時間増殖させ、次いで4℃で貯蔵した。
プラスミドDNAをバクテリアコロニーから遊離し、前記のようにニトロセルロ
ースフィルターに固定シた(マニアテイスラ、モレキュラー−クローニング、コ
ールド・スプリング・ハーバ−1二ニーヨーク、1982)。ハイブリッド形成
の前に、0.9M NaCQ、0.09Mクエン酸ナトリウム、0.2%フイコ
ル、0.2%ポリビニル−ピロリドン、0.2%ウシ血清アルブミン、50μg
lxQ熱変成サケ精子DNA、50μg/xQ大腸菌tRNASO,IM AT
Pおよび2mMピロリン酸ナトリウム中でフィルターを37℃で数時間インキュ
ベートした。0.1%NP40を更に添加した同じ溶液中で、37℃で18時間
ノ\イブリッド形成を行った。ポリヌクレオチドキナーゼによって触媒され、[
γ−”P] AP7500μC1(比活性2.OOO〜3,0OOCi/mmo
(りを含有する反応において、第8図に示す合成オリゴヌクレオチド500ng
を放射性ラベルした。次いで、NACS−PREPACカラム[ベテスダ・リサ
ーチ・ラボラトリーズ(Bethesda Re5earch Laborat
ories) ]をその製造者の指示に従って使用したイオン交換クロマトグラ
フィーによって、取り込まれなかった[γ−”P] APTを、放射性ラベルさ
れたオリゴヌクレオチドから分離した。放射性ラベルしたオリゴヌクレオチドを
、約20ng/xcの濃度でノーイブリッド形成反応に用いた。ハイブリッド形
成後、0.9M NaCQ 、0.09Mクエン酸ナトリウム、0.1%ドデシ
ル硫酸ナトリウム中で種々の温度(以下に記載する)でフィルターを広範囲に洗
浄し、各洗浄後、オートラジオグラフィーに付した。
洗浄を連続的に行うことの背後にある根本原理は、低温において、オリゴヌクレ
オチドと少しでも相同性(約15のヌクレオチド)を有する全てのクローンが2
重フィルター上にオートラジオグラフィーのスポットとして現れることである。
温度が上昇すると、オリゴヌクレオチドプローブが相同性レベルの低いクローン
から融解し、それ故対応するオートラジオグラフィーシグナルが無くなる。相同
性レベルの最も高いクローン(すなわちLIFcDNA配列を有する可能性の最
も高いクローン)は、最も高い温度でノーイブリッド形成を保持する。この方法
によって、最も可能性の高いクローンを直接得ることが可能となる。第9図は、
洗浄温度を46℃から66℃℃に上昇した際の、15.000のLB3cDNA
クローンを含有する1対のフィルター上における1組のクローンの挙動を示す。
いくつかのクローンは、低温においてのみオリゴヌクレオチドへのハイブリッド
形成を保持したが、66°Cにおいてもハイブリッド形成を保持したものもあっ
た(例えばクローン1および2)。更に分析するために後者のクローンを選択し
、対応するバクテリアコロニーをマスタープレートから取り、生成し、標準的な
方法で各バクテリアクローンからプラスミドDNAを調製した(マニアティスら
、モレキュラー・クローニング、コールド・スプリング・バーバー、1982)
。これらのクローンの予備構造分析(挿入cDNAのサイズの評価、種々の制限
エンドヌクレアーゼの切断部位のマツピング、および異なるLIFペプチドに対
応する種々のオリゴヌクレオチドとのハイブリッド形成の試験による)によると
、これらのクローンの各々は実際には同じであった;すなわち、これらは、同じ
クロ−ニング例からの異なった単離物であった。従って、唯一のクローンpLI
F7.2bについて更に詳細な分析を行った。
I橡5:pLIF7.2bのヌクレオチド配列の決定ジデオキシ法[サンガー(
Sanger、 F、 )ら、プロシーディンゲス・反応において、アルカリ性
または熱変性2本鎖プラスミドDNAを鋳型として使用し、そのcDNAに沿う
ベクター(p J L3)の領域にも、cDNAインサート中の配列にも相補的
な種々のオリゴヌクレオチドをプライマーとして使用し、大腸菌DNAポリメラ
ーゼIのフレノウフラグメントおよびトリ骨髄芽球症ウィルス逆転写酵素をポリ
メラーゼとして使用して、クローンpLIF7.2bのCDNA部分のヌクレオ
チド配列分析を行った。このように決定したクローンpLIF7.2bのCDN
A部分の配列を、第10図に示す。このような分析により、終止コドンによって
中断されていない全cDNAに及ぶ唯一の闘訳リーディングフレーム中で、LI
F分子の種々のペプチドに対して予め決定された全てのアミノ酸配列がわかり得
るので、このクローンが、LIF分子をフード化する能力を有するmRNAのD
NAコピーを含有することが確認された。しかし、このクローンは、(a)5°
末端においてメチオニンコドンによって開始される推定される疎水性リーダー配
列をコード化する領域を伸長せず、(b)3°末端においてイン−フレーム翻訳
終止コドンを含まないので、LIFコード化領域の完全なコピーを含有する。し
かし、成熟タンパク質をフード化する領域の開始を5°末端において伸長するこ
とが、予め決定したアミノ末端アミノ酸配列との比較によりわかった(第10図
のPro9残基)。
実施例5
以下に、マウスLIFコード化領域の全コピーを構成し、このコード化領域を酵
母発現ベクターに挿入し、マウスLIFを製造する工程を説明する。
第11図:酵母細胞におけるマウスLIFの発現の工程1に関する:LIFのC
−末端アミノ酸配列。pLIF7.2bリーデイングフレームのC−末端におけ
るアミノ酸配列を示し、その下にはブドウ球菌■8プロテアーゼおよびクレブス
腹水癌細胞から精製されたLIFから誘導されるトリプシンペプチドの配列を示
す。後2者のペプチドは、pLIF7.2bLIF配列に更に9個のアミノ酸を
加えたものであり、末端が同じ残基である。クローンpLIFNK1の対応する
領域のヌクレオチドおよびアミノ酸配列は、最下行に示し、直接アミノ酸シーク
エンシングによって決定されたC−末端を確認する。番号付けは第10図の通り
である。
第12図:酵母細胞におけるマウスLIFの発現の工程2に関する:酵母発現ベ
クターY E pseclに挿入するpLIF7.2bcDNAの再構成。pL
IF7.2bcDNAの部分ヌクレオチド配列およびそれによってフード化され
たアミノ酸配列を上の行に示す。番号付けは第10図および第11図に従う。第
2行および第3行は、それぞれpLIF+nutlおよびpLIFmut2の配
列を示す。星印は、終止コドンを示す。YEpsecl[バルダリ (Bald
ari、 C,)ら、ヨーロピアン・モレキユラー・バイオロジー・オーガニゼ
ーション・ジャーナル、6 : 229〜234.1987]およびpG’EX
−2T[スミス(Smith、 D、B、)およびジョンソン(Johnson
、 K、G、) 、ジーン、1988]中にクローニングするための制限部位(
BamHI、H4ndI[[およびEcoRI)を示す。最下行には、Y E
psecl中のクルイヴエロミセス・ラクティスのキラー毒素シグナル配列の部
分配列を示す。BamHI制限部位のGly−3erコ一ド化配列は、シグナル
ペプチドによって有効に認識される(バルダリら、ヨーロピアン・モレキユラー
・バイオロジー・オーガニゼーシジン・ジャーナル、旦:229〜234.19
87)。
第13図:酵母細胞におけるマウスLIF発現の工程4に関する二M1白血病細
胞の培養における酵母誘導組換LIFの生物学的活性。
酵母誘導組換LIF (−・−)および精製天然LIF−A(−〇−)のM1培
養への滴定は、Mlコロニーの分化(パネルA)およびコロニー生成の抑制(パ
ネルB)の同様の濃度依存性誘導を示す。各ポイントは、2培養の平均値を表す
。
第14図:酵母細胞におけるマウスLIF発現の工程5に関する二種々の希釈度
における、真正天然マウスL I F−A (−0−) 、ガラクトースで誘導
されたL I F mut l / Y E psec1組換体を含有する酵母
細胞のならし培地(−・−)およびガラクトースで誘導されていない同じ酵母細
胞の培地(−+−)の、天然”’I −L I F−Aとマウス腹腔細胞上の細
胞レセプターを競合する能力を示す。
工程l:マウスLIFのC−末端におけるアミノ酸配列の決定実施例4のcDN
AクローンpLIF7.2bは、マウスLIFmRNAの不完全なコピーを含有
する。5′末端において、cDNAは、N−末端アミノ酸配列分析によって決定
した最初の残基(第10図におけるPro9)に結合するN−末端の8個の残基
をコード化する。しかし、3°末端においては、pLIF7.2bは、インーフ
レーム翻訳終止フドンを含まないので不完全である。直接アミノ酸シークエンシ
ング(実施例2)によって決定された2種のLIFペプチドのアミノ酸配列の調
査により、pLIF7.2bは3°末端においてコード化領域のわずかに27の
ヌクレオチドを欠くことが示唆された。第11図に示すように、v8−誘導ペプ
チドは、CDNA配列の残基AIa162に始まり、9個の残基によってcDN
Aクローンから推測されるアミノ酸配列に至っていた。v8ペプチド中に含まれ
るトリプシンペプチドの末端が同じ残基であり、このことは、Phe187がタ
ンパク質のC−末端残基であることを示唆している。この推定を確認するために
、pt、Ip7,2bと重複し、3゛方向に伸長するLIFcDNAクローンを
単離し、ヌクレオチド配列分析に付した。
そのようなりローンを単離するための適当なcDNAライブラリーを構成し、ス
クリーニングするために、ノザン法により一連の異なるmRNA試料をスクリー
ニングして、L I FmRNA分子濃度が最高であるRNA試料を同定した。
実質的に文献に記載の方法(ゴー、ジャーナル・サブ・モレキユラー・バイオロ
ジー、165:683〜699.1983)で調製した細胞質ポリアデニル化R
NAを、20mMモルホリノプロパンスルホン酸(MOPS) 、5mM酢酸ナ
トリウム、1mM EDTA (pH7,0)および6%v/vホルムアルデヒ
ドを含有する1%アガロースゲル上で分画し、RNA含有フィルターを、0゜2
%フイコル、0.2%ポリビニル−ピロリドン、0.2%ウシ血清アルブミン、
2mMピロリン酸ナトリウム、l mM AT P、 80 u g/x(l変
性サケ精子DNAおよび50μg/zQ大腸菌t RNAを含有する2XSSC
に、67℃で数時間浸漬した。0.1%SDSを加えた同じ緩衝液中で67℃で
ハイブリッド形成を行った。LIF転写を検出するために使用したプローブは、
pSP65中でサブクローン化されたpLIF7.2bのCDNAインサートを
含有する約750bpのEcoRI−Hind■フラグメントから成っていた。
このフラグメントは、CDNA配列を有するだけでなく、G−C末端およびpJ
L3ベクター配列の約150bpをも有していた。約2xlO’cpm/μgの
りボブローブは、BRESA [アプライド(Adelaide) ]の試薬を
用いる5DP6サブクローンの転写により誘導した。このプローブは、約2x
10’cpm/zQでハイブリッド形成に用いた。フィルターを、オートラジオ
グラフィーに付す前に、2XSSC,2mM EDTA、0.1%SDS中で6
7℃で、および最後に0.2XSSC中で67℃で広範に洗浄した。
このような分析により、LIF転写物は種々の造血細胞系中に底レベルで存在し
、クレブスRNAのバッチによってL I FmRNAのレベルには大きな差が
あることがわかった。クレブス腹水癌細胞RNAの2つのバッチを選択して、2
つのcDNAライブラリーを合成した。cDNAライブラリーは、アメルシャム
(Amersham)の試薬(製造番号RPN、1256およびRPN、125
7)を、その製造者の指示に従って用いて構成した;クローニングベクターはλ
GTIQであった。約4X10’の組換クローンが得られ、pLIF7.2bの
3”末端における36残基の配列に対応するオリゴヌクレオチドとのハイブリッ
ド形成によってスクリーニングした:第10図のヌクレオチド500〜535(
両端を含む)。
クレブスcDNAライブラリーに相当するファージプラークを、lQc*のベト
リ皿当たり約50.000のプラークの密度で増殖させ、ニトロセルロースに移
し、標準的な方法で処理した(マニアティスら、モレキユラー・クローニング、
コールド・スプリング・ハーバ−11982)。ハイブリット形成の前に、6x
SSC(SSC=0.15M NaCQ、0.015Mクエン酸ナトリウム)、
0.2%フィコル、0.2%ポリビニル−ピロリドン、0.2%ウシ血清アルフ
ミン、2mMk’:l’)7酸ナトリウム、1mM ATP、50y/RQ変性
サケ精子DNAおよび50μg/mQ大腸菌tRNA中で、フィルターを37℃
で数時間インキ一ベートした。0,1%NP40を含有する同じ溶液中で、37
℃で16〜18時間ノ\イブリ・ノド形成を行った。[γ−”P] ATPおよ
びポリヌクレオチドキナーゼで比活性約10’cpm/μgに放射性ラベルし、
取り込まれなかったラベルからNACSカラム(ベテスダ・リサーチ・ラボラト
リーズ)を用いるイオン交換クロマトグラフィーにより分離した前記オリゴヌク
レオチドプローブを、約20ng/xQの濃度でハイブリツド形成に用いた。ハ
イブリッド形成後、5xSSC,0,1%ドデシル硫酸ナトリウム中で60℃で
フィルターを洗浄した。前記のように、フィルター上で陽性のクローンλLIF
NKIに相当する1個のプラークを取り、低密度で再スクリーニングした。
前記オリゴヌクレオチドとハイブリッド形成したλL I FNK l中の約9
50bpのCDNAインサートを、プラスミドベクター[pEMBL8+、デン
テ(Dente、 L、)ら、ヌクレイツク・アシッズ・リサーチ、1ユニ16
45〜1655.1983コ中にサブクローン化してクローンpLIFNKlを
生成した。pLIFNKlのCDNAインサートのヌクレオチド配列分析は、ジ
デオキシ法(サンガーら、ブロシーデインダス・サブ・ナショナル・アカデミ−
・オプ・サイエンシーズ、米国、ヱ4:5463〜5467.1977)によっ
て、アルカリ性変性2本鎖プラスミドDNAを鋳型として用い[チェノ(Che
n、 E、 Y、 )およびシーバーブ(Seeburg、 P、tl、)、D
NA、4 :165〜170.1985] 、cDNAi:沿うベクターにもc
DNA内の配列にも相補的な種々のオリゴヌクレオチドをプライマーとして用い
、大腸菌DNAポリメラーゼのフレノウフラグメントおよびAMV逆転写酵素を
ポリメラーゼとして用いて行った。pLIFNKl中のCDNAインサートの部
分のヌクレオチド配列を第11図に示す。pt、I FNK 1によって特定さ
れるアミノ酸配列は、C−末端において、直接アミノ酸シークエンシングによっ
てLIFのC−末端を構成すると予測される9個のアミノ酸と同じであり、pL
IFNK1cDNA配列において、このPhe 187のコドンが直接にイン−
フレーム翻訳終止コドンにつながっているので、Phe187がLIFのC−末
端残基であることが確認された。
工橡又:酵母発現ベクター中のLIFコドン領域の構成LIFcDNAクローン
によってコード化されたタンパク質の最初の製造が真核系(酵母)において達成
され、発現された生成物はグリフシル化され、分泌され、正確に折り畳まれた。
用いた発現ベクターYEpseclは、クルイヴエロミセス・ラクティスのキラ
ー毒素遺伝子から誘導され、イオンターロイキン1の有効に分泌することが示さ
れており(バルダリら、ヨーロピアン・モレキユラー・バイオロジー・オーガニ
ゼーション・ジャーナル、6 : 229〜234.1987)、ガラクトース
誘導性ハイブリッドGAL−cYcプロモーターから転写されたN−末端リーダ
ー配列を提供する。
このベクター中のpLIF7.2bによってフード化されたタンパク質を発現す
るために、cDNAを幾つかの手段で修飾する必要があった(第12図参照)。
5゛末端において、部分的な哺乳動物のリーダー配列を特定する数個のヌクレオ
チドを除去するだけでなく、適当な制限エンドヌクレアーゼ切断部位(BamH
I)を設けて、クルイヴエロミセス・ラクティスリーダーを挿入させ、適当なシ
グナルペプチダーゼ切断部位(Gly−3et)を保持することが必要であった
。3゛末端においては、LIFのフード化領域の2種の構成がなされた。1種(
L I Fmutl)は、pLIF7.2bの最後のコドン(GIn178)に
終止コドンがつながるように構成された。他方(L I F+eut2)は、p
LIF7.2b(前記参照)に欠損していることが知られている9個のアミノ酸
残基をフード化する配列を付加し、これに翻訳終止コドンがつながるように構成
された。適当な制限エンドヌクレアーゼ切断部位(HindI[l)は、いずれ
の構造においても構成された。これらの修飾はすべてオリゴヌクレオチド介在突
然変異誘発により達成された:pLIF7.2bの535bpのcDNAインサ
ートを持ち、G−C末端およびpJL3ベクターの部分によって制限された約7
50bpのEcoRI−Hindnlフラグメントは、プラスミドpEMBLS
+中にサブクローン化しくデンテら、ヌクレイツク・アシッズ・リサーチ、11
:1645〜1655.1983)、1本鎖DNAは、文献に記載の方法で調
製した[セサリーニ(Cesarini+ G、 )およびマーレイ(llur
ray、 J、A、H,) 、セトロウ(Setlov、 J、に、)およびホ
レンダー(Hollaender、 A、)編、ジェニティック・エンジニアリ
ング:プリンシブルズ・アンド・メソッズ(Genetic Engineer
ing: Pr1nciples and Methods) 、ブレナム・プ
レス(P]enu+a Press) 、二ニーヨーク、第8巻、1987]。
イン・ビトロの突然変異誘発は、文献に記載のようにして[ニスペット(Nis
bet、1.T、)およびペイルハルツ(Beilharz、 M、W、) 、
ジーン・アナリシス・テクニークス(Gene Lnal、 Techn、)
、2 : 23〜29.1985]、35.51および61塩基のオリゴヌクレ
オチドを用いて行い、概略を示したCDNAの5゛末端および3°末端を修飾し
た。修飾されたLIFcDNA配列を含むBamHI−Hindnlフラグメン
トを、プラスミドYEpseclに入れ、得られる組換体中のインサートのヌク
レオチド配列を決定した。
1橡3 : Y E psecl/ L I F組換体の、酵母細胞への導入ビ
ール酵母菌株GY 41 [1eu2 ura3 adel his4 +ne
t2 trp5 gallcir+; x 4003−5b、イースト・ジエネ
ティック・ストック・センター(Yeast Genetic 5tock C
entre) 、バークレイ(Berkeley)コを、ポリエチレングリフー
ル法によって形質転換した[クレベ(Klebe。
R,J、 )ら、ジーン、λ旦:333〜341.1983]。形質転換体は、
ウラシル不存在下に合成最少培地[必要なアミノ酸50μg/酎を追加した、2
%炭素原、0.67%酵母窒素成分(ディフッ; Difco) ]上で選択お
よび保持した。プラスミドYEpsecl中のインサート配列の発現は、非選択
的完全培地(1%酵母抽出物、2%ペプトン)または合成最少培地(いずれも2
%ガラクトースを含有する)中で、形質転換体を増殖することによって達成され
た。
工亘土:酵母誘導LIFの生物学的性質の決定酵母ならし培地の分化誘導活性お
よび白血病抑制活性のアッセイを、ウシ胎児血清20%および寒天0.3%の最
終濃度のダルベッフ改良イーグル培地中にM1細胞300個を含有する培養液(
ホズミ博士、サイタマ・カンサー・リサーチ・センター(Saitama Ca
neer Re5earch Centre) 、日本により提供)1112中
で行った。アッセイに付す材料は、連続的希釈物0.IRQとして、寒天培地中
の細胞懸濁液を添加する前に培養器に加えた。培養は、lO%co、の水蒸気飽
和雰囲気中で7日間インキュベートした。培養は、顕微鏡を用いて倍率35で記
録し、分散した細胞を有するコロニーまたは分散した細胞のみから成るコロニー
は、分化されたと記録した。形態学的観察は、全培養を2.5%グルタルアルデ
ヒド1峠で固定し、次いで顕微鏡のスライド上で乾燥した培養を、アセチルコリ
ンエステラーゼ/ルクソール・ファスト・ブルー(Luxol Fast Bl
ue) /ヘマトキシリンで染色することによって行った。
コロニー刺激活性のアッセイは、75.0011の057BL骨髄細胞を用いて
文献に記載の方法で行った(メトカルフ、ザ・ヘモポイエティソク・コロニー・
スティミニレーティング・ファクターズ、エルセヴイール、アムステルダム、1
984)。WEHI−3B D’細胞に対する分化誘導活性のアッセイは、文献
に記載のように行ったにフラら、ザ・ヘモポイエティック・コロニー・スティミ
ニレーティング・ファクターズ、?−塁一旦一:9017〜9o23.1983
)。
非形質転換酵母、ベクターY E pseclのみを有する酵母または不完全な
コード化領域(LIFmutl)を有する酵母の培養のものではな(、全コード
化領域(LIFmut2)を有する酵母の培養の培地は、Mlコロニーの培養に
°おいて典型的なマクロファージ分化を誘導することができた(第13A図)。
精製した天然LIFを用いた場合と同様に、酵母誘導物質も、濃度を増すと、分
化するM1コロニーの数およびサイズを徐々に低下させた(第13B図)。精製
した天然LIFとの比較により、酵母ならし培地は、16.000ユニット/M
Q (約130 n g/me)までのり、IFを含有することが示唆された。
酵母誘導LIFは、精製した天然LIF−Aと同様に、正常顆粒球−マクロファ
ージ前駆細胞によるコロニーの形成を刺激すること、またはWEHI−3B D
’白血病コロニーの分化の誘導もしくは増殖の抑制を行うことはない。
セファクリル(Sephaeryl) S −200カラムによるサイズ分画に
より、タレブス細胞から誘導されるLIFには58.000ダルトンであるのに
対して、酵母誘導LIFは見掛けの分子量が67゜000〜150,000ダル
トンのタンパク質と共に溶出されることがわかった。
不完全なコード化領域(LIFmutl)を有する酵母のならし培地にLIF活
性が無いことは、この構造に欠損している9個の疎水性C−末端残基がLIF機
能に必要であることを示唆している。これらの残基はレセプターと相互作用し得
るが、タンパク質中で田水性のコアの部分の形成もし、それ故その欠如は、適当
な折り畳みの妨害となり得る。または、そのような残基は、LIFの有効な分泌
に何等かの形式で必要なのであろう。
工程5:酵母誘導マウスLIFおよびクレブス■腹水細胞ならし培地から精製し
た天然LIF−Aのレセプター結合特異性精製したマウスLIF−A(実施例1
)を前記のようにヨウ素化した(実施例3)。腹腔内でチオグリフ−レートによ
り高レベルのマクロファージを誘導したマウスから、洗浄によって腹腔細胞を採
った。これらの細胞を洗浄し、10%ウシ胎児血清含有Hepes−緩衝RPM
I培地に、2.5X10・150μQで再懸濁させた。細胞懸濁液50uQを2
00.000cpmの1″’T −L I F−A (10μ(1゜同じ培地中
)および10μQ中の対照培地または非ラベル純マウスLIF−Aもしくは酵母
誘導マウスLIFの連続2倍希釈物と共にインキュベートした。適当な濃度にお
いて、LIFmut2構造(第12図)含有ガラクトース誘導酵母の上澄は、腹
腔細胞レセプターへの結合を1!61−L I F−Aと競合したが、非誘導酵
母上澄は競合しなかった(第14図)。競合の度合いは、真正天然LIF−Aの
それと同じくらいであり、このことは、酵母誘導LIF−Aが、LIF−A細胞
レセプターへの結合に必要なすべての情報を有することを示唆している。
実施例6
本実施例は、哺乳動物細胞における組換マウスLIFの発現のための工程を説明
する。
第15図は、以下に記載する方法の工程1に関する:クローンpL I FNK
3のcDNA部分のヌクレオチド配列。mRNA同義鎖のヌクレオチド配列を、
上部に示すLIFの推定アミノ酸配列と共に5°から3°方向に示す。予め決定
したN−末端アミノ酸残基を+1として示す。cDNAの5°末端のEcoRI
部位および終止コドンにかかるXba 1部位(工程2においてLIFフード化
領化合域MP−Zenに挿入するのに使用した。)を示す。
工程1:マウスLIFのN−末端リーダー配列のアミノ酸配列の決定
cDNAクローンpLIF7,2bおよびpLIFNKl (前記)は、L T
FmRNAの不完全なコピーを含有する。これらは、L!Fタンパク質の成熟
部分の完全なフード化領域をも有するが、哺乳動物細胞からのLIFの分泌に要
する完全な疎水性リーダー配列を持たない。
疎水性リーダーをコード化する領域を含有するcDNAクローンを単離するため
に、クレブスm RN Aの同じバッチを鋳型として用いて前記(実施例5)の
ように構成した更に106のcDNAクローンを、pLIF7.2b配列の5°
末端の35残基および3°末端の36残基の配列に対応する2つのオリゴヌクレ
オチド(第1o図における、ヌクレオチド67〜102および500〜535)
をプローブとして用いて(前記のように)スクリーニングした。
複製フィルター上で陽性のクローンλLI FNK2およびλLIFNK3を表
す2つのプラークを採り、前記のように低密度でスクリーニングした。2、LI
FNK3は、用いた2種のオリゴヌクレオチドの各々と共にハイブリッド形成す
ることが示されたので、これを更に分析した。
λL I FNKa中の約1400bpのcDNAインサートを、プラスミドベ
クターp EMB L 8°(デンテら、ヌクレイツク・アシッズ・リサーチ、
上1:1645〜1655.1983)中にサブクローニングして、クローンp
LIFNK3を生成した。pLIFNK3のcDNAインサートのヌクレオチド
配列分析は、(前記)pLIF7.2bおよびpL I FNK 1の場合と同
様に行った。
pLI FNK3のcDNAインサートのヌクレオチド配列を第15図に示し、
pLIFNK3は完全なLIFコード化領域を含むことを示す:pLIFNK3
配列中の23〜25の位置に開始コドン(AUG)があり、次いで、24個のア
ミノ酸残基の疎水性リーグ配列をコード化する配列がある。コード化領域は、p
LI FNK 1によって予め決定されたものと同じ翻訳終止コドン(前記)に
至る。
IN2:LIFコード化領域の、哺乳動物発現ベクターへの導入最初に選択した
哺乳導入発現ベクターは、レトロウィルス発現ベクターpMP−Zenであった
。このベクターは、モノニーマウス白血病ウィルス系ベク9−pZ I PNe
oSV (X)から、Xh。
I発現部位を残して、近傍のSV40およびプラスミド配列と共にneo”遺伝
子を削除することにより誘導した。ベクターの3′領域も修飾して、骨髄増殖性
肉腫ウィルス(MPSV)のLTR由来のエンハンサ−を組み込んだ[ボウチル
(Bovtel、 D、 D、 L、 )ら、モレキュラー・バイオロジー・ア
ンド・メディシン(Mo1. Biol、 Med、)、土:229〜250.
1987コ。第1に、L I F/PMP−Zen組換体は、φ2細胞を通って
ヘルパー−フリー感染性レトロウィルス粒子中に入れられるので、このベクター
を選択した[マン(MRnn+ R1)ら、セル(Cell) 、33 : 1
53〜159.1983コ。
このようなウィルス粒子は、次いで、L I F/pMP−Z e n組換体を
種々のマウス細胞に(感染により)有効に導入するために使用される[マンら、
セル、33L:153〜159.1983コ。第2に、外来のコード化領域の発
現のためのMPSV LTRを有するこのベクターは、GM−C8Fを含む特定
の他の造血増殖および分化因子の有効な発現を起こすことがわがっている。
pMP−Zenへの挿入のために選択したpLIFNK3のセグメントは、位置
1(EcoR1部位)から位置63o(終止コドンにかかるXba 1部位)に
至る一第15図参照。このセグメントは、プレーLIFのコード化領域以外はあ
まり含有せず、mRNAの不安定性をもたらす配列を有し得る3°非翻訳領域の
すべてを有していないので選択した[例えば、シャク(Shav、 G、 )お
よびカメン(Kallenl R1)、セル、46:659〜667.1986
;ヴエルマ(Verma、 1. M、 )およびサッソンーコルシ(Sass
one−Corsi、 P、) 、セル、51:513〜514.1987コ。
このフラグメントをpMP−Zenに挿入するために、標準的な方法(マニアテ
ィスら、1982、前掲書)によって、plc20H[7−シx (Marsh
、 J、 L。
)ら、ジーン、32:481〜485.1984]のEcoRIおよびXba1
部位の間にまず挿入した。次いで、このCDNAインサートを、plc20Hプ
ラスミドのポリリンカーから、5ailおよびXho 1分解により回収するこ
とによって、pMP−ZenのxhOIクローニング部位に挿入するのに適当な
結合端を有するLIFcDNAを生成した。このLIFcDNAフラグメントの
pM P −Z e nへの挿入は、標準的な方法(マニアティスら、1982
、前掲書)によって行った。
Ii3 : pMP−Z e n/L I F組換体の、マウス繊維芽球への導
入
pMP−Zen/LIF DNAを、φ2繊維芽球にエレクトロポレーシ璽ンに
よって導入した[ボッター(Potter)ら(PNAS)、81ニア161〜
7165.1984] 、pMP−Zen/LIFDNA30/lZgおよびp
SV2Neo DNA [サザン(Southern。
P、 J、 )およびバーブ(Berg+ P、) 、ジャーナル・サブ・モレ
キユラー・アンド・アプライド・ジェネティクス(J、 Mo1. App、
Genet、)、1:327〜341.198213μgを、DME/10%F
C3(10%ウシ胎児血清を含有するダルベッフ改良イーグル培地)1112中
のlXl0@個のφ2繊維芽球と混合し、キャパシタンス25μFで500Vの
電流をかけた[バイオラド・ジーン・パルサー(BioRad Gene−Pu
lser)モデルNo、1652078を使用コ。形質転換体は、まず、pSV
2Neo DNAの抗生物質0418に対する耐性に基づいて選択した。G41
8耐性φ2細胞は、標準的な方法(マンら、セル、33:153〜159.19
83)によって、400μg/xQで選択した。試験した19個の0418耐性
クローンのうちの2個は、pMP−Z e n/L I F構造をも有しており
、これは、φ2ならし培地中において検出し得るLIF活性シこよって評価され
た。
工程4:φ2誘導LIFの生物学的性質の決定pMP−Zen/LIF含有φ2
細胞のならし培地の分化誘導活性および白血病抑制活性のアツセイを、前記のよ
うに行った。DME/10%FC83id中の10@個のφ2細胞の培養からの
培地の分化誘導活性をア・ツセイした。2つの陽性の培養の結果を次の表1こ示
す:
M1分化誘導活性
クローン番号 (ユ=−/ )/ 10”細胞/ zQ C,M、 )φ2一対
照 検出せず
φ2−11a >16.000
φ2−11d >16.000
このように、この発現系において、生物学的に活性な組換マウスLIFの有意の
レベルが達成できた。
ウィルスの伝播
!染性PMP−Zen/LI Fレトロウィルスは、共培養により、親φ2細胞
系から系FDC−PIの造血細胞[デクスター(Dexter。
T、 M、 )ら、ジャーナル・サブ・エクスペリメンタル・メデイシン(J、
EXp、 Med、) 、上52: 1036〜1047.1980コに移るこ
とができた。FDC−Pil細胞増殖のための最適濃度のWEHl−3BD−な
らし培地を含有するDME/IQ%FC310xC中で、10@個のψ2細胞を
、10@個のFDC−PIl細胞混合した。
2日間インキュベートした後、非付着FDC−PI細胞を除去し、すべての付着
φ2細胞を洗い落とし、同じ培地3MQ中で16時間増殖させた。ならし培地を
採り、前記のように分化誘導および白血病抑制活性のアッセイに付した。結果を
次の表に示す。
FD培養を誘導した M1分化誘導活性クローンの番号 (ユニット/10”F
DC−P l細胞)φ2一対照 検出せず
φ2−118 約3.000
φ2−11d 約1.500
このように、φ2クローンであるφ2−11aおよびφ2−11dは、生物学的
活性pMP−Z e n/L I Fレトロウィルスを造血細胞に透過させるこ
とができる。従って、これらのクローンは、2en/GM−C5Fウイルス感染
のために使用したものと同様に、正常マウス造血に対する天然LIF高レベル発
現の効果の研究のために、照射マウスの造血系を再構成するのに使用し得る正常
マウス造血前駆細胞の感染に適用可能である。
実施例7
以下に、大腸菌細胞における組換マウスLIFの発現のための工程を説明する。
第16図は、以下に記載する方法の工程1に関する:グルタチオンS−)ランス
フェラーゼ/トロンビン切断部位/L I F接合部におけるヌクレオチド配列
、その接合部におけるコード化された融合タンパク質の配列。3者融合タンパク
質の、グルタチオンS−)ランスフェラーゼのC−末端、トロンビン切断部位お
よびマウスLIF部分のN=末端を、このアミノ酸配列をコード化するヌクレオ
チド配列と共に示す。トロンビンによって切断されると考えられる部位を矢印で
示す。
I[1:LIFコード化領域の大腸菌発現ベクターへの導入大腸菌におけるLI
F発現に用いた発現ベクターは、5j26(寄生嬬虫日本住血吸虫によってコー
ド化された25kDグルタチオンS−トランスフェラーゼ(E、 C,2,5,
1,18) )のC−末端との融合として外来ペプチドを合成するための、pG
EX−27であった(スミスおよびジョンソン、ジーン、1988)。多くの場
合、融合タンパク質は、水溶液に可溶であり、非変性条件下に固定化グルタチオ
ンアフィニティクロマトグラフィーによって粗溶菌液から生成し得ることがわか
っている。このベクターpGEX−2Tは、部位特異性プロテアーゼであるトロ
ンビンによる分解によってグルタチオンS−)ランスフェラーゼキャリヤーが融
合タンパク質から切断され得るように設計されている。
プラスミドpLIFmut2から誘導されるマウスLIFの完全なコード化領域
(前記実施例5および第12図参照)は、BamHI−EcoRIフラグメント
としてpGEX−27の多重クローニング部位に導入し、グルタチオンS−トラ
ンスフェラーゼおよびトロンビン切断部位と同じ翻訳リーディングフレームのL
IFコード化領域3゛を配置した。このように、グルタチオンS−トランスフェ
ラーゼ/トロンビン切断部位/LIFの3考量合タンパク質において、LIFタ
ンパク質のC−末端をこれらの要素に配置した(第16図参照)。トロンビン切
断部位の位置は、トロンビン切断の後に2個のアミノ酸(Gly−3er)がL
IFタンパク質のN−末端に付属するような位置である。前記プラスミドの構成
pGEX−2T/L I Fは、標準的な方法によって行い、標準的な方法によ
ってプラスミドを大腸菌NM522に導入した(ゴーおよびマーレイ、Ii2:
グルタチオンS−)ランスフェラーゼ/L I F融合タンパク質の発現および
精製
グルタチオンS−トランスフェラーゼ/LIF融合タンパク質の発現を誘導する
ために1、pGEX−2T/LI F含有大腸菌NM522細胞の培養1011
2をルリアブイヨン中で対数増殖させ、イソプロピルβ−D−チオガラクトピラ
ノシドを0.1 mMの濃度に加えた。更に4時間増殖(その間にグルタチオン
S−)ランスフェラーゼ/L I F遺伝子が発現する)後、遠心によって細胞
を採り、マウスリン酸緩衝生理食塩液(MTPBS : 150mM NaCQ
、16 m M N a t HP O4,4mM NaHtPOa、pH7,
3) 1mQに再懸濁させた。氷上で穏やかに超音波処理することによって細胞
を溶解し、トリトン(Triton) X −100を1%に添加した後、遠心
(10,000g、5分間、4℃)により細胞層を除去した。透明となった上澄
を、室温で回転プラットフォーム上の50xQポリプロピレンチューブ内で、5
0%グルタチオナガロースビーズ[イオウ結合、シグマ(Sigma) ]20
0μQと混合した。(使用前に、ビーズをMT P B Sに予備浸漬し、同じ
緩衝液で2回洗浄し、50%溶液v / vとしてMTPBS中で4℃で貯蔵し
た。)吸収(5分間)後、ビーズを遠心(500g、1分間)によッテ集め、M
T P B S/トリトンX−100で3回洗浄した。次いで、グルタチオンS
−トランスフェラーゼ/LIF融合タンパク質を、遊離グルタチオンとの競合に
よって溶出した:ビーズは、100μgの50mM)リスHCg、5mM還元グ
ルタチオン(pH7,5)と共に、室温で2分間インキュベートし、遠心によっ
てビーズを除去した。溶出工程は2回行い、100.czρずつの2つの溶出物
をプールした。
グルタチオンS−トランスフェラーゼ/L I F融合タンパク質100μQを
トロンビンで処理した(スミスおよびジョンソン、前掲書)。
非切断およびトロンビン切断グルタチオンS−)ランスフェラーゼL I F
融合タンパク質1μQを、ファルマシア・ファスト・ゲル(Pharmacia
Phast Ge1) (8〜25%ポリアクリルアミド勾配ゲル)上で電気
泳動した。クーマシー・ブルーで染色後、非切断試料においては、相対分子量〜
46kDaの単一の主要なタンパク質種があられれ、トロンビン切断試料におい
ては、〜26kDaおよび〜20kDaの2つの主要なバンドが現れた[それぞ
れ、融合タンパク質(46kDa)、グルタチオンS−トランスフェラーゼ(2
5kDa)およびLIFタンパク質(20kDa)の推定されるサイズに相当す
る]。このゲル上のクーマシー染色バンドの分子量の計算によって、元の10j
IQの大腸菌培養からのグルタチオンS−トランスフェラーゼ/LIFタンパク
質の収量は、〜1.5μgであったことがわかった。
グルタチオンS−)ランスフェラーゼ/L I F融合タンパク質およびトロン
ビン切断LIF試料の分化誘導活性および白血病抑制活性のアッセイは、マウス
間1細胞を用いて(前記のように)行った。
いずれのLIF試料も、生物学的に活性であり、非活性は7X108ユニツト/
jI9を越えることがわかった。
実施例8
マウスゲノムが、クローンpLIF7.2b中に存在する配列をコード化する遺
伝子(実施例4)に関連した他の遺伝子を含有するかどうかを決定するための工
程、およびLIF遺伝子の制限エンドヌクレアーゼ切断部位の位置のマツプの確
定を以下に説明する。
図面は、以下に記載する方法の種々の工程に関する:第17図二工程1に関する
:高および低ストリンジエンシー条件下におけるマウスDNAのpLIF7.2
b誘導プローブとのハイブリッド形成。所定の制限酵素で分解したBALB/c
肝DNAについて、実施例8の工程1に記載するようにLIF遺伝子配列を調べ
た。左図において、2XSSC中で65°Cでハイブリッド形成を行い、最終洗
浄は0.2XSSC中で65°Cで行った。右図においては、ハイブリッド形成
および洗浄はいずれも6×ssc中で65℃で行った。左図において、線状pL
IF7.2bプラスミドDNA(5,6kb)は、単相マウスゲノムの分子量を
3X10@bpとして単相マウスゲノム当たり10および1コピーに相当するN
(それぞれ400pgおよび40pg)で用いた[レアード(Laired、
C。
D、)、クロモソーマ(Chromosoma) 、旦2:378〜406.1
971コ。ハイブリッド形成ゲノムフラグメントのサイズを示す。
第18図・工程2に関する二種々の制限エンドヌクレアーゼで分解した、1本鎖
および2本鎖のマウスDNAと、マウスLIFプローブとのハイブリッド形成。
分解したDNAは、0.8%アガロースゲル上で電気泳動し、実施例8の工程1
に記載のように、高ストリンジエンシー条件下にpLIF7.2bcDNAフラ
グメントとハイブリ、ド形成させた。
第19図工工程2に関する:マウスLIF遺伝子の制限エンドヌクレアーゼ切断
マツプ。cDNAクローンpLIF7.2bに対応する配列を含有する染色体D
NAの領域をボックスで示す。中心線の上部(E c o R5)および下部(
Xba L BamHI、Ps t Tおよび5tul)に示された制限部位は
、中心線上に配置できなかった。線の下部の複合群の部位の相対配置は図に示す
通りである。
−ン1においては、B A L B / cマウス胚D N Aを電気泳動し、
レーン2においては、チャイニーズ・ハムスター卵巣細胞DNAを電気泳動し、
レーン3〜8においては、ハイブリッドクローンl−18A HAT、I−18
A−2a−8AG ; EBS58 ; EBS 11;EBS4;およびl−
13A−1a−8ACのDNAf!−電気泳動した[コリー(Cory、 S、
)ら、ヨーロピアン・モレキュラー・バイオロジー・オーガニゼーション・ジ
ャーナル、2:213〜216.1983]。これらのハイブリッドのマウス染
色体内容は、フリーラ、ヨーロピアン・モレキュラー・バイオロジー・オーガニ
ゼーション・ジャーナル、2:213〜216.1983に記載されている。す
べてのDNAは、BamHIで分解される。マウスL■F遺伝子を有する3kb
BamHIフラグメントの位置を示す。
工j■ユニマウスゲノム中のLIF関連遺伝子の数の決定タレブス■細胞のなら
し培地が、M1細胞の分化を誘導し得る、2つの生化学的に異なるが、機能的に
は同様の因子(LIF−AおよびLIF−B)を含有するというデータ(実施例
1)に基づいて、我々は、精製およびクローン化した種に関連するマウスゲノム
中に何個の遺伝子があるかを決定しようとした。種々の制限エンドヌクレアーゼ
によって切断したマウスゲノムDNAのサザンプロットを、高および低ストリン
ジエンシーの条件下に、pLIF7.2bから誘導したプローブと共にハイブリ
ッド形成した。
BALB/cマウス肝臓からの高分子量ゲノムDNA20μgを種々の制限エン
ドヌクレアーゼで完全に分解し、0.8%アガロースゲル電気泳動により分画し
、ニトロセルロースに移した。ハイブリッド形成の前に、5xSSC(低ストリ
ンジエンシー)または2xSSC(高ストリンジエンシー)(SSC=0.15
M NaCQ。
0.015Mクエン酸ナトリウム)、0.2%フイコル、0.2%ポリビニルピ
ロリドン、0.2%ウシ血清アルブミン、2mMピロリン酸ナトリウム、1mM
ATP、50Mg、/lQ変性サケ精子DNAおよび50Mg/zQ大腸菌t
RNA中で、フィルターを65℃で数時間インキュベートした。ハイブリッド形
成は、0.1%SDSを含有する同じ溶液中で、65℃で16〜18時間行った
。次いで、第17図に詳細に示すように、5xSSC,0,1%SDS中で65
℃において(低ストリンジエンシー)、または2XSSC,0゜1%SDS中で
65℃において、次いで0.2xSSC+;:より65℃で(高ストリンジエン
シー)フィルターを洗浄した。使用したノーイブリッド形成プローブは、前記の
ように、ニックトランスレーションにより比活性約4×10@Cpm/μgに放
射性ラベルしたpLIF7.2bのcDNAインサートの約750bpのEco
RI−Hind[[フラグメントであり、約2X10’cpm/x12の濃度で
ハイブリッド形成に使用した。
マウス肝臓DNA (第17図)においても、クレブス■細胞、LB3T細胞お
よびWEHI265単核細胞由来のDNA (図示せず)においても、LIFプ
ローブは、それぞれ約11.3および13kbpの独特のECoRI% Bam
HIおよびHi ndIIIフラグメントを検出した。ハイブリッド形成の同じ
パターンは、高ストリンジエンシー(0,2x s S C,65°C)および
低ストリンジエンシー(6xSSC,65℃)のいずれにおいても明らかであっ
た(第17図);低ストリンジエンシーハイブリッド形成および洗浄条件下には
、他の明らかなバンドは無かった。同様に独特のノ\イブリッド形成フラグメン
トは、Pst 1%5tuI、5acl、EcoR5およびBglII=切断ゲ
ノムDNAにおいても検出された(第17図)。更に、第16図に示す実験にお
いては、pt、rp7.2bプラスミドDNAは、単相マウスゲノム当たり10
および1コピー当量の濃度で含まれていた(トラック1および2);ゲノムLI
F配列のハイブリッド形成強度は、独特の遺伝子標準強度と有意に異なってはい
なかった(トラック2)。
以上のデータより、マウスゲノム中でLIF遺伝子は独特であり、類縁物は存在
しないことがわかる。すなわち、LIFの2つの種は、異なる遺伝子の産物であ
るが、同じ遺伝子産物の転写後または1訳後の変種と考えられる。
工程2:マウスLIF遺伝子の制限エンドヌクレアーゼ切断マツプの確定
マウスLIF遺伝子の制限エンドヌクレアーゼ切断部位の位置を決定し、この遺
伝子の分子フィンガープリントを提供するために、マウス肝またはクレブス腹水
癌細胞のDNAを種々の制限エンドヌクレアーゼで分解し、工程1に記載のよう
にサザン分析に付した(高ストリンジエンシーハイブリッド形成および洗浄条件
下)。このような実験の例を第18図に示す。この分解産物のサイズの分析によ
り、LIF遺伝子の各切断部位の位置のマツプを作成することができる(第19
図)。
工梶鼻:マウスLIF遺伝子の染色体配置マウスLIF遺伝子が位置している染
色体を決定するために、種々のマウス染色体を有する6つのマウス−チャイニー
ズ・ハムスター卵巣体細胞ハイブリッド細胞系のDNAを試験した[コリー(C
。
ry、 S、)ら、ヨーロピアン・モレキュラー・バイオロジー・オーガニゼー
ション・ジャーナル、λ:213〜216.1983;フラング(Franck
e、 U、)ら、サイトジェネティクス・アンド・セル・ジェネティクス(Cy
togenet、 Ce11. Genet、) 、上9:57〜84.197
7]。(高ストリンジエンシーハイブリッド形成および洗浄条件下に)工程1に
記載のように行ったサザン分析により、マウスLIF遺伝子を含む3kbp B
amHIフラグメントは、すべてのハイブリッド存在しないことがわかった(第
20図)。染色体11は、これらの系(コリーら、ヨーロピアン・モレキユラー
・バイオロジー・オーガニゼーシ目ン・ジャーナル、2:213〜216.19
83)のいずれにも保持されていない唯一のマウス染色体であるので[マウス−
チャイニーズ・ハムスターハイブリッドの特性(フラツグら、サイトジェネティ
クス・アンド・セル・ジェネティクス、19:57〜84.1977)]、LI
F遺伝子がこの染色体上に存在すると考えられる。同様に、マウスGM−C3F
遺伝子[バー0’7 (Barlow、 D、P、) ラ、ヨーロピアン・モレ
キユラー・バイオロジー・オーガニゼーション・ジャーナル、6:617〜62
3.1987]およびMulti−CSF遺伝子[イーレ(1hle、 J、
N、 )およびコザック(Kozak、 C,A、) 、ナショナル・カンサー
・インステイテコート、フレデリック・カンサー・リサーチ・ファシリティ、ア
ニニアル・レポート(National Cancer In5titute、
Frederick Cancer Re5earch Facility、
Annual Report)、1984] も染色体11に存在することが
、遺伝子結合の研究により確認されている(バーロウラ、ヨーロピアン・モレ牛
ニラ−・バイオロジー・オーガニゼーション・ジャーナル、旦:617〜623
.1987)。
大奥測度
本実施例は、クローンマウスLIFcDNAを、ヒト遺伝子もしくはmRNAま
たはヒトLIFコード化配列含有DANクローンの確立する工程を説明する。
第21図は、以下に記載する方法の工程2に関する:マウスおよびヒト由来のゲ
ノムDNAに対する種々の条件下におけるクローンpLIF7.2bのcDNA
の3′P−ラベルフラグメントのハイブリッド形成。各場合において、トラック
1はマウス(LB3)DNA15μgを含有し、トラック2および3はヒトDN
A [それぞれ細胞系ラジ(Raji)またはラモス(Ramos)由来] 1
5μgを含有する。各フィルターに適用されたハイブリッド形成および洗浄条件
は、工程2に記載する。マウスLIF遺伝子を含有する約10kbpのEcoR
IフラグメントおよびヒトLIF遺伝子を含有する約9kbpのEcoRIフラ
グメントを矢印で示す。分子量標準を左に示す。2つの異なるオートファジオグ
ラフィー照射を示す(16時間および62時間)。
工山■工:pLIF7.2bのc D N Aのフラグメントの調製および放射
性ラベル
pLTF7.2bプラスミドDNAを大腸菌MC1061中で増殖させ(カサダ
バンおよびコーヘン、ジャーナル・オプ・モレキュラー・バイオロジー、13旦
:179〜207.1980)、標tI的な方法で大腸菌から抽出しくマニアテ
ィスら、モレキユラー・クローニング、コールド・スプリング・ハーバ−、ニュ
ーヨーク、1982) 、C5CQ勾配遠心によって精製した。このように精製
したpLIF7.2bプラスミドDNAを、制限エンドヌクレアーゼEcoRI
およびHindnlで切断して、〜77obpのc DNA含有フラグメントを
ベクター(p J L3)から遊離させ、これを1゜5%アガロースゲル電気泳
動によってベクター配列から分画した。
このように精製したpLIF7.2bcDNAフラグメント200ngを、10
0μCi [α”P] −dATP含有反応において二ノクトランスレーション
により放射性ラベルして、比活性約3×10@Cpm/μgとした[リグビー(
R4gby、 P、W、J、) 、ディックマン(Dieckilann、 M
、) 、ローデス(Rhodes、 C,)およびバーブ(Berg。
P、)、ジャーナル・サブ・モレキユラー・バイオロジー、113:237〜2
51.1977]。1M過塩素酸ナトリウムおよび33%インプロパツールの存
在下に沈澱することにより、放射性ラベルしたcDNAフラグメントを、取り込
まれなかったラベルから精製した。
工程2:マウスおよびヒトゲノムDNAのサザンプロットとpLIF7.2bc
DNAプローブとのハイブリッド形成制限エンドヌクレアーゼEcoRIで切断
した、マウスT細胞系LB3 (レーンl)および2種のヒトB細胞系(ラジお
よびラモス;レーン2および3)由来の高分子量ゲノムDNA(15μg)を、
標準的な方法で0.8%アガロースゲル電気泳動し、ニトロセルロースに移した
(サザン、ジャーナル・サブ・モレキユラー・バイオロジー、旦8 : 503
〜517.1975)。これらの3種のDNAのそれぞれを含有する5個の同じ
サザンプロットを調製した。ハイブリッド形成前に、0.9M NaCff、0
.09Mクエン酸ナトリウム、0.2%フィコル、0.2%ポリビニルピロリド
ン、012%ウシ血清アルブミン、50μgltiQ熱変性サケ精子DNA、5
0μg/xQ大腸菌tRNA、0.1mM ATPおよび2mMピロリン酸ナト
リウム(フィルターa%b%cSd)、または0.3MNaCg、0.03Mク
チン酸ナトリウムおよび同じ他の成分(フィルターe)中で、55℃で数時間フ
ィルターをインキュベートした。工程1において調製したIP−ラベルpLIF
7.2bcDNAのハイブリッド形成は、0.1%ドデシル硫酸ナトリウムを更
に含有する前ハイブリッド形成と同じ溶液中で、55℃(フィルターaSb。
C)または65℃(フィルターd%e)で16時間行った。stp、−ラベルc
D N Aは、ハイブリッド形成前に沸騰によって変性し、〜10’cpm/
yQでハイブリッド形成に使用した。
ハイブリッド形成後、0.9M NaCQ−0,09Mクエン酸ナトリウム、0
.1%ドデシル硫酸ナトリウム中で55℃(フィルターa)、60℃(フィルタ
ーb)もしくは65℃(フィルターcSd)で、または0.3M NaCQ、0
.03Mクエン酸ナトリウム、0゜1%ドデシル硫酸ナトリウム中で65℃で(
フィルターe)、フィルターを洗浄した。完全に洗浄後、コダックXAE−5フ
ィルムおよび2つの増幅スクリーンを用いて一70℃でフィルターをオートラジ
オグラフィーに付した。第21図は、このような実験の結果を示し、2つのハイ
ブリッド形成/洗浄条件(フィルターdおよびe)において、マウスLIF遺伝
子(約10kbpのEcoRIフラグメント上に存在)およびヒトLIF遺伝子
の両方(約9kbpのEcoRIフラグメント上に存在)が、残留バックグラウ
ンド非特異的ハイブリッド形成の上に検出された。試験した他のすべての条件に
おいては、バックグラウンドハイブリッド形成のレベルが高く、許容不可能であ
った(フィルターa、b、c)。
実施例10
本実施例は、マウスLIF類似クローン化ヒト遺伝子を得るための工程を説明す
る。
図面は、以下に記載する方法の種々の工程に関する。
第22図:ヒトLIF遺伝子のクローニングの工程1に関する:マウスLIFc
DNAプローブを使用するサザンプロットハイブリッド形成によるLIF遺伝子
の検出。ヒト細胞系RAMO8のゲノムDNAを、所定の制限エンドヌクレアー
ゼで切断し、実施例19の工程1に記載の条件下に、pLIF7.2bから誘導
したマウスCDNAフラグメントとハイブリッド形成させた。
第23図:ヒトLIF遺伝子のクローニングの工程1に関する:種々のハイブリ
ッド形成条件下における、マウスLIFcDNAプローブを用いるサザンプロッ
トハイブリッド形成によるLIF遺伝子の検出。制限エンドヌクレアーゼBam
HIで切断したヒト細胞系RAMO3(H)またはマウス肝DNA (M) 1
7)ゲノムDNAを、種々のハイブリッド形成および洗浄条件下に、マウスLI
FcDNAプローブ(pLIF7.2b)とハイブリッド形成させた。ハイブリ
ッド形成のための温度およびSSC濃度を上行に、洗浄条件を次行に示す(実施
例10の工程1参照)。
第24図:ヒトLIF遺伝子のクローニングの工程2に関する:LIF遺伝子ク
ローンの3試料の制限エンドヌクレアーゼ切断。クローンλHGL I F 1
、λHGL I F 2およびλHGLIF3のλファージのDNA1717g
を、Sa I TSBamHIまたはPstlで分解し、0.8%アガロースゲ
ルで電気泳動しく左図)、ニトロセルロースに移し、(前記のように)pLIF
7.2cDNAとハイブリッド形成させた。ハイブリッド形成フラグメントのお
よそのサイトLIF遺伝子(H)にかかるλHGLI F 1の1.3kbpの
セグメントのmRNA類似鎖のヌクレオチド配列を5”から3°方向に示す。c
DNAクローンpLIF7.2b%pLIFNK1およびpLIFNK3から誘
導されるマウスL I F m RN A (M)の相当するヌクレオチド配列
をヒト遺伝子の下に小文字で示す。マウスおよびヒトの配列が同じ箇所は、星印
で示す。マウスLIFと同様に推定された成熟ヒ)LIFのN−末端残基を+1
とする。
第26図:ヒトLIF遺伝子のクローニングの工程3に関する:ヒトLIFのア
ミノ酸配列およびマウスLIFとの比較。直接アミノ酸シークエンシング、およ
びcDNAクローンpLIF7.2b。
pLIFNKlおよびpLIFNK3の分析によって決定した成熟マウスLIF
(M)のアミノ酸配列を上行に示し、λHGL I F 1の配列から推測され
るヒ)LIF(H)の相当する配列を下に示す。
同一箇所は星印で示す。
第27図:ヒトLIF遺伝子のクローニングの工程4に関する:ヒ)LIF遺伝
子の制限エンドヌクレアーゼ切断地図。pLIF7゜2b類似ヒト遺伝子(第2
5図)のエクソンをボックスとして示す。
遺伝子翻訳方向は、ライン下の矢印によって示す。
マウスLIFcDNAクローンpLIF7.2bの放射性ラベルしたフラグメン
トをハイブリッド形成プローブとして用いて、ヒトL■F遺伝子を検出する方法
は既に開示されている。第22図は、種々の制限エンドヌクレアーゼで切断した
ヒトゲノムDNAにおいてヒ)LIF遺伝子を検出する方法を示す。このような
分析および図示されていない他のゲルにより、ヒトLIF遺伝子が存在する、種
々の制限エンドヌクレアーゼによって生成したDNAフラグメントのサイズがわ
かった。このデータは、ヒト遺伝子の検出のためのハイブリッド形成プローブと
してマウスプローブを使用し得る条件を確立するためだけでなく、ヒトゲノムL
IFクローンの同定に有用な診断用制限マツピングデータを提供するためにも、
本実施例の後の工程において重要である。
マウスおよびヒトのLIF配列の間の相同性が高いことは、BamHIで切断し
たマウスおよびヒトゲノムDNAを、マウスLIFcDNAプローブと共に、種
々のハイブリッド形成および洗浄条件下にハイブリッド形成することによってわ
かった(第23図)。ハイブリッド形成および洗浄のストリンジエンシーを高め
ると、バックグラウンドが低下し、マウスプローブと共にハイブリッド形成して
いる〜3kbpの特有のフラグメントがあられれた。ヒト遺伝子が、0.2XS
SC中で65℃においても実質的なハイブリッド形成を保持したことは重要であ
る。
IH2:ヒトゲノムライブラリーのスクリーニングおよびLIF遺伝子含有クロ
ーンの単離
5au3Aで部分的に切断し、λファージクローニングベクターEMB L 3
Aに結合したヒトゲノムDNAのライブラリーについて、マウスcDNAをプ
ローブとしてハイブリッド形成することにより、LIF遺伝子含有クローンをス
クリーニングした。LIFcDNAのフラグメントは、放射性ラベルし、ハイブ
リッド形成条件は、前記の通りであった(実施例4)。ゲノムライブラリーを示
すファージプラークを、10cmのベトリ皿当たり〜50.000プラークの密
度で培養し、文献に記載のようにニトロセルロースに移した(マニアティスら、
モレキユラー・クローニング、コールド・スプリング・ハーバ−11982)。
ハイブリッド形成前に、6xSSC(SSC=’0.15M NaCQ、0.0
15Mクエン酸ナトリウム)、0゜2%フィコル、0.2%ポリビニルピロリド
ン、0.2%ウシ血清アルブミン、2mMピロリン酸ナトリウム、1mM AT
P、50μg/xQ変性サケ精子DNAおよび50μg/xQ大腸菌t RNA
中で65℃で数時間フィルターをインキュベートした。ハイブリッド形成は、0
.1%SDSを含有する同じ溶液中で、65°Cで16〜18時間行った。[α
”P] dATPを用いてニックトランスレーションにより比活性〜2 x 1
0@c pm/μgに放射性ラベルしたLlブリッド形成に使用した。ハイブリ
ッド形成後、6xSSC,0゜1%ドデシル硫酸ナトリウム中で65°Cで広範
に洗浄し、次いでオートラジオグラフィーに付した。複製フィルター上の陽性の
プラークを取り、前記のように低密度で再スクリーニングした。
3種のクローンλHGLIFI、2および3をこのようにして同定および精製し
た。これらのクローンの関係を調べ、ヒトLIF遺伝子を含むかどうかを調べる
ために、各クローンからDNAを調製し、以下の制限エンドヌクレアーゼで切断
した:クローン化ゲノムDNAの全セグメントを切断する5a11、並びにLI
F遺伝子内およびその周辺において切断するBamHIおよびPstl: (前
記のように)それぞれ、〜3kbpおよび1.8kbpおよび0.6kbpの固
有のフラグメントを生成する。組換ファージDNAを切断し、アガロースゲル上
の電気泳動により分画(第24図、左図)した後、DNAをニトロセルロースに
移し、(前記条件下に)マウスLIFcDNAプローブとハイブリッド形成させ
て、LIF遺伝子を有するフラグメントを明らかにした(第24図、右図)。こ
の分析により、次のことがわかった
(a)3種のクローンはいずれも同じであると考えられる、(b)いずれも、マ
ウスLIFプローブと相同の領域を有するゲノムDNAの〜9kbpセグメント
を有する;(C)マウスc D N Aと相同の領域は、ヒトLIF遺伝子に特
有の3kbpBamHIフラグメント上並びに1.8および0.6 k b p
Pstlフラグメント上に存在する(前記)。このように、3種のクローンはい
ずれもヒトLIF遺伝子を含む染色体D N Aのセグメントを有することがわ
かった。
工橡且:ヒ)LIF遺伝子のヌクレオチド配列の決定マウスLIFcDNAプロ
ーブとハイブリッド形成する前記λHGLIFIの〜3kbpのBamHIフラ
グメントをプラスミドベクターpEMBL8”に再クローン化してクローンpH
GLIFBamlを生成し、ヌクレオチド配列分析に付した。ヌクレオチドシー
フェンシングは、アルカリ変性2本鎖プラスミドDNAを鋳型として使用し、遺
伝子中の配列に相補的な種々のオリゴヌクレオチドをプライマーとして使用し、
大腸菌DNAポリメラーゼ■のフレノウフラグメントおよびトリ骨髄芽球症ウィ
ルス逆転写酵素をポリメラーゼとして使用して、ジデオキシ法によって行った(
サンガーら、プロシーディンゲス・サブ・ナショナル・アカデミ−・サブ・サイ
エンシーズ、米国、74:5463〜5467.1977)。
LIF遺伝子にかかるBamHIフラグメントの全ヌクレオチド配列(2840
bp)を決定し、そのうちの1297bpを第25図に示す。この配列をマウス
L I FmRNA配列と並べると、成熟ヒトLIFタンパク質をコード化する
配列が、693bpのイントロンによって分離された2つのエクソン上に存在す
ることがわかった(第25図)。成熟タンパク質をコード化する領域では、ヌク
レオチドおよびアミノ酸配列レベルのいずれにおいても、2種間の相同性が高い
。エクソン1においては88%の核酸配列(114/129残基)および91%
のアミノ酸配列(39/43)が、成熟タンパク質フード化領域(位置58〜1
86)と同じである。エクソン2はやや相同性が低く、コード化領域において、
ヌクレオチドレベルで77%(318/411)およびアミノ酸レベルで74%
(101/136)である。成熟タンパク質全体としては、ここで決定したマウ
スおよびヒ)LIF配列は、挿入または欠失無く140〜179位置(78%)
において同じである(第26図)。そのうえ、相違の多くは、少々の置換にすぎ
ない(Lys:Arg、Glu:AspおよびLeu :Va l :Ala)
。
成熟LIFのN−末端プロリン残基のコドンの5゛で、(第25図の位置58)
ヒト遺伝子は、はとんどの疎水性リーダーをコード化する領域を通してマウスL
I FmRNA配列と同じである。しかし、このmRNAおよび遺伝子配列は
、特有のRNA切断部位(TCCCAG)で異なるので、リーダー全体がこのエ
クソンにおいてコード化されているのではない[マウント(Mount、 S、
M、 )ら、ヌクレイツク・アシッズ・リサーチ、10:459〜472.1
982]。5°未翻訳領域およびリーダーの最初の残基を特定するエクソンは、
この切断部位の1097bp5’中に存在しない。マウスLIF遺伝子において
、疎水性リーダーの最初の6個のアミノ酸配列を特定するエクソンは、同様の切
断部位の〜1.5kbp5′に位置する。
IH4:ヒトLIF遺伝子の制限エンドヌクレアーゼ切断地図の決定
ヒトLIF遺伝子中およびその周辺の制限エンドヌクレアーゼ切断部位の位置を
決定し、この遺伝子の分子フィンガープリント提供するために、ヒトゲノムDN
A (RAMO3細胞系由来)を種々の制限エンドヌクレアーゼで1本および2
本鎖の状態で切断し、使用したプローブが前記工程3に記載のpHGLIFBa
mlから誘導し、ニックトランスレーションによって放射性ラベルした3kbp
のBamH1フラグメントであったことを除いては実施例8に記載のようにサザ
ンプロット分析に付した。)、HGLIFlおよびpHGLIFBamlの分析
から誘導した第22図に示すデータと同様に、そのように誘導したデータ(図示
せず)を分析することにより、得られた制限エンドヌクレアーゼ切断地図を第2
7図に示す。
実施例11
本実施例は、酵母細胞中で発現させるためのクローン化ヒ)LIF遺伝子の修飾
、並びにそのように誘導された組換ヒ)LIFの生物学的および生理学的性質の
決定に関する。
第28図:工程1に関する: Y E pseclに組み込むヒ)LIF遺伝子
の修飾に使用するオリゴヌクレオチド。オリゴヌクレオチド(a)は、コード化
領域の5”末端(第25図の残基31〜69)に相当する。オリゴヌクレオチド
(b)は、コード化領域の中央(第25図の残基163〜186および880〜
903)に相当する。エクソンlに相補的なこのオリゴヌクレオチドの部分には
、ダラシ二で下線を付し、エクソン2に相補的な部分には、点線を付す。オリゴ
ヌクレオチド(C)は、コード化領域の3′末端(第25図の位置1279から
)に相当する。オリゴヌクレオチド(a)および(b)は、示された制限エンド
ヌクレアーゼ切断部位を導入する。
第29図:工程1に関する:クローン化ヒトLIF遺伝子の突然変移誘発により
誘導された合成ヒトLIFcDNAのヌクレオチド配列およびそれによってコー
ド化されたアミノ酸。オリゴヌクレオチド(a)および(C)(第28図)によ
って導入されるBamHIおよびHind[l切断部位を示す。(マウスと同様
に)成熟LIFの推定N−末端アミノ酸を+1とする。
第30図:工程3に関する:精製天然マウスLIF希釈物(〇−−−O)および
ガラクトースで誘導したY E psecl/ HL I F組換体含有酵母細
胞ならし培地(・□・)による、M1白血病細胞コロニーにおける分化の誘導。
Y E psecl/ HL I F組換体含有非誘導酵母培養の培地(○□○
)は不活性であった。複製7日培養の平均データを示す。
第31図:工程4に関する:酵母誘導HLIFと天然マウス+151−LIFと
の、マウスM1細胞特異的レセプターへの結合の競合。
天然”’I −L I F−Aの結合を競合する能力を前記のように試験した。
工程に酵母における発現のためのヒ)LIF遺伝子の修飾ヒトLIF遺伝子およ
び前記ヌクレオチド配列を有する組換DNAクローンの単離を前記のように行っ
た(実施例10)。成熟ヒトLIF’ンバク質をコード化する2エクソンにがか
る1297bpのDNAのヌクレオチド配列を第25図に示す。
酵母細胞において、酵母発現ベクターYEpseelを用いてマウス組換LIF
を予め調製した(実施例5)。このベクターは、ガラクトース誘導性ハイブリッ
ドGAL−CYCプロモーターから転写された、クルイヴエロミセス・ラクティ
スのキラー毒素遺伝子から誘導されたN−末端リーダー配列を提供する。
このベクター中でヒ)LIF遺伝子によってコード化されたタンパク質を発現す
るためには、いくつかの手段で遺伝子を修飾する必要があった。成熟タンパク質
をコード化する領域の5°末端において、制限エンドヌクレアーゼBamHI切
断部位を導入して、クルイヴエロミセス・ラクティスリーダーをフレームに挿入
させ、適当なシグナルペプチダーゼ切断部位(Gly−3et)を保持した。
ここでも、マウスcDNA (pLI F7.2b)に適用したのと同様の修飾
を行った。中央において、693bpO間に入った配列を除去し、2つのエクソ
ンを同じ翻訳リーディングフレームに融合した。3°末端において、天然終止コ
ドンの3°に第2の翻訳終止コドンを直接導入し、YEpseclに挿入するH
indI[[部位を導入した。
修飾はすべてオリゴヌクレオチド介在突然変異誘発によって行った:LIF遺伝
子にかかる〜3kbp BamHIのフラグメントをプラスミドp EMB L
8°中にサブクローン化しくデンテら、ヌクレイツク・アシッズ・リサーチ、
11 :1645〜1655.1983)、1本鎖DNAはF1重感染によって
調製した。イン・ビトロ突然変異誘発は、それぞれ39.48および39塩基の
オリゴヌクレオチドを用いて、文献[ニスペット(Nisbet、 1. T、
)およびバイルハルツ(Beilharz、 M、L) 、ジーン・アナリシ
ス・タクニクス(Gene Anal、 Teehn、) 、2 : 23 2
9.1985]に記載のように行い、前記のように遺伝子の5°末端、中央およ
び3゛末端を修飾した(第28図参照)。修飾ヒトLIFコード化領域のヌクレ
オチド配列を第29図に示す。
工程2 : Y Epsecl/HL I F組換体の酵母細胞への導入ニス・
セレビシェ(S、 cerevisiae)株GY1°(1eu2 Ura3
ade2 trpl airy;G、cesareni、 EMBLハイデルベ
ルク)を、ポリエチレングリフール法によって形質転換した(クレベら、ジーン
、25 : 333〜341.1983)。形質転換体を選択し、ウラシル不存
在下に、合成最少培地(必要なアミノ酸50μg/zQを補給した、2%炭素源
、0.67%酵母窒素ベース(ディフコ))上に保持した。2方法のいずれかに
より、組換体HLIFを調製した。
(1)Ura°形質転換体を2%ガラクトース含有非選択的培地中で定常期で増
殖させ、培地のLIF活性をアッセイした。(2)Ura”形質転換体を2%グ
ルコース含有選択的最少培地中で定常期で増殖させた。次いで、細胞を洗浄し、
同じ体積の2%エタノール含有選択的最少培地に再懸濁させ、グルコ−スリプレ
、2シランを補うために8時間増殖させた。次いで、細胞を2%ガラクトース含
有合成最少培地で希釈(1:10)することによってHLIFインサートの転写
を誘導した。誘導から種々の時間後に培養上澄試料を採り、ミリポアフィルタ−
(0,2μm)で濾過し、LIF活性を直接アッセイした。
工梶鼻:酵母誘導HLIFの生物学的性質の決定マウスおよびヒトのLIFの配
列が高度に類似しているという観点から、酵母誘導ヒ)LIFのマウスMl細胞
に対する活性を評価した。酵母ならし培地の分化誘導活性および白血病抑制活性
のアッセイは、20%ウシ胎児血清および0.3%寒天の最終濃度のダルベツコ
改良イーグル培地中にマウスM1細胞(ホズミ博士、サイタマ・カンサー・リサ
ーチ・センター、日本による提供)300個を含有する1ilQの培養中で行っ
た。アッセイする試料は、寒天培地中の細胞懸濁液の添加前に、連続希釈した0
、IJII2の体積で培養器に加えた。培養は、空気中10%co、の水蒸気飽
和雰囲気中で7日間インキュベートした。培養は、解剖顕微鏡を用いて35倍の
倍率で、分散した細胞のコロナを有するか、または分散した細胞のみから成る分
化したコロニーを記録した。コロニーの形態学的検査は、全培養を2.5%グル
タルアルデヒド1酎で固定し、次いで顕微鏡スライド上で乾燥した培養をアセチ
ルコリンエステラーゼ/ルクソール・ファスト・ブルー/ヘマトキシリンで染色
することによって行った。
同じ酵母細胞の非誘導培養の培地、非形質転換酵母またはベクターY E ps
ec lのみを含有する酵母の培養の培地ではなく、Y E psecl中にヒ
トコード化領域を含有する酵母のガラクトース誘導培養の培地は、Mlコロニー
の培養において特有のマクロファージ分化を誘導することができた(第30図)
。マウスLIFの場合のように、濃度を高めると、酵母誘導ヒト試料も、M1コ
ロニー分化の数およびサイズを徐々に低下した。精製天然マウスLIFと比較す
ると、酵母ならし培地はヒトLTFを50.000ユニyト/xQまで含有する
ことがわかった。
精製マウスLIF−A(実施例1)を前記のようにヨウ素化した。
M1細胞を洗浄し、lO%ウシ胎児血清含有Hepes−緩衝RPMI培地中に
2.5xlO“150μgで再懸濁させた。50μρ中の細胞を200.000
cpmの”’I−LIF−A (同じ培地中10μg)および10μQの対照培
地または非ラベル純マウスLIF−Aの連続2倍希釈物またはY E psec
l/ HL T F構造を有する酵母形質転換体のガラクトース誘導もしくは非
誘導培養のならし培地と共にインキュベートした。
Y E psecl/ HL I F組換体含有ガラクトース誘導酵母細胞のな
らし培地は、マウス腹膜細胞上の特異的細胞レセプターへの天然マウス”’I−
LIA−Aの結合を、天然および組換マウスLIF−Aと同程度に、37℃(第
31図)およびO′C(図示せず)において競合することができた。非誘導酵母
細胞の培地およびベクターYEpseclのみを含有する酵母細胞の培地は競合
しなかった。従って、1次アミノ酸配列の高度の相同性に匹敵して、マウスおよ
びヒトLIFにおいてレセプター結合領域は高度に保持されることがわかる。
工程5:酵母誘導ヒトLIFの精製、シーフェンシングおよびヨウ素化
DEAE−セファロースCL−6Bカラムに結合し、塩傾斜によって溶出したL
IF活性を工程2においてプールしたことを除いては、Y E psecl/
HL I F組換体含有ガラクトース誘導酵母細胞のならし培地中のヒトLIF
を、実施例1の工程2および4によって精製した。精製した酵母誘導ヒトLIF
を、0.2Mリン酸ナトリウム緩衝液(pH7,2)50tt(l中のヒトLI
F1μgを、2MNaCl2中のNa”’I (2,7μff)1mCiおよび
0.2mM ICQ5μgと共に60秒間インキュベートすることによって放射
性ラベルした。0.02%トウイーン20および0.02%アジ化ナトリウムを
含有するリン酸緩衝(20mM、pH7,4)生理食塩液(0,15M)中で平
衡化したセファデックスG−25M (ファルマシア)のカラム反応混合物を通
すことによって、+″’I−LIFを、取り込まれなかった1151から分離し
た。ヒト”J−LIFを8〜25%ドデシル硫酸ナトリウムポリアミドゲル上で
電気泳動すると、見掛けの分子量170.000の単一の広いバンドがあられれ
た。ヒ)”’I−LTFがマウス間1細胞および骨髄細胞に特異的に結合したこ
とから、ヒトLIFが、マウスLIFレセプターへの結合能力を有することを確
認した。精製酵母誘導ヒ)LIF (約10μg)を、実施例2に記載のように
アミノ末端アミノ酸シークエンシングに付し、単一の配列:
11e−Thr−Pro−Val−X−Ala 、、、。
がわかった。これは、マウス配列(実施例2参照):Pro−Leu−Pro−
+1e−Thr−Pro−Val−Asn−Ala 0.、。
の4番目のアミノ酸から始まることを除いては、ヒ)LTFの推定アミノ酸配列
(第26図)と同じである。このことは、精製した酵母誘導ヒトLIFが、マウ
ス配列の対応する最初の3個のアミノ酸を欠いているが、生物学的に活性であり
、マウスLIFレセプターに結合し得ることを示している。最初の3個のアミノ
酸は、LIFの生物学的活性に重要でないことがわかる。
実施例12
本実施例は、推定天然ヒ)LIF分技を同定し、部分的に精製するための工程を
説明する。
図面は、以下に記載する方法の種々の工程に関する:第32図:推定ヒ)LIF
の同定の工程2に関する:ヒト膀胱癌細胞系5637 (ATCCNo、HTB
9)(−口−)粗もしくは(−+−)DEAE非結合フラクションのならし培地
または天然マウスLIF−A(−〇−)の種々の希釈物の、マウス116ILI
F−Aのマウス腹膜細胞上の細胞レセプターへの結合を競合する能力。ヒトG−
C3F(−ロー)は結合を競合する能力がないことも示されている(未希釈=5
μg/xQ)。
第33図:推定ヒ)LTFの同定の工程3に関する:ヒト膀胱癌細胞系5637
のならし培地の、DEAE−セファロースCL−6Bカラムによる分画、前記マ
ウスL I F−Aの分画(実施例1)と同様の溶出、この分画による個々のフ
ラクションの、マウス間1細胞の分化コロニー生成を誘導する能力。A図は塩傾
斜、B図は5637ならし培地の分画、C図は比較のためのクレブス■細胞なら
し培地の分画を示す。
第34図:推定ヒトLIFの同定の工程3に関する:レンチルーレクチン・セフ
ァロース4Bカラムによる、ヒト膀胱癌細胞系5637のならし培地の分画(前
記マウスL[F−Aの分画と同様に溶出(実施例1))およびこの分画による個
々のフラクションの、マウス腹膜細胞の分化コロニー生成を誘導する能力。A図
はα−メチル−D−マンノピラノシド傾斜、B図は5637ならし培地の分画、
C図は比較のためのクレブス■細胞ならし培地の分画を示す。
I:数種のヒト細胞系のならし培地の、半固型寒天培養中のM1マウス骨髄性白
血病細胞の分化誘導および増殖抑制の能力をアッセイした(本発明の実施例5の
工程4と同様)。数種の細胞系はそのような活性を示し、そのうち膀胱癌細胞系
5637の活性は最も高レベルであった。しかし、5637細胞系は、M1細胞
の分化を誘導し得るヒトG−C3F [ニコラら、ネイチャー、314:625
〜628.1985;ウェルテ(Welte、 K、 )ら、プロシーディンゲ
ス・ナショナル・アカデミ−・サブ・サイエンンーズ、米国、82:1526〜
1530,1985]を生成スルコとがわがッティル[) ! f (Tomi
da、 M、)ら、FEBs・レターズ(FEBS t、ett、)、2゜ヱ:
271〜275.1986;ネヵーズ(Neckers、 L、 M、)およヒ
プルズニーク(Pluznik、 D、H,) 、エクスベリメンタル・ヘマト
ロジー(Exp、 Hematol、) 、15 : 700〜703.198
7]。
5637細胞が真正ヒ)LIFを(G−C3Fに加えて)生成することを確認す
るために、5637ならし培地を更に以下の工程2および3に付した。
I橡2:5637細胞のならし培地を20倍濃縮し、マウス腹膜細胞の特異的細
胞レセプターへの天然マウス…I −L I F A17)t。
合を競合するその能力を試験した。この競合結合アッセイは、本発明の実施例5
の工程5に記載した通りである。5637細胞ならし培地は、細胞レセプターへ
のマウス”’I−LIF−Aの結合を競合する活性を有しており、この活性を5
637CM (L I F−A)DEAE非結合フラクソン中で濃縮した(第3
2図)。ヒトおよびマウスG−C5Fは、非常に高い濃度でも”’I−L I
F−A結合部位を競合しないので、5637ならし培地中に、マウスLIFレセ
プターを特異性に認識し得る同様のヒ)LIF活性が存在することがわかる。こ
のことは、1次アミノ酸配列の高い相同性に匹敵して、レセプター結合領域にお
けるマウスおよびヒトLIFの保存が強いことを示す。
工撲l:ヒト膀胱癌5637細胞のならし培地(10%v / vウシ胎児血清
中212)を4or、σに濃縮し、タレブス■腹水細胞ならし培地からのマウス
LIFに対する前記の場合と同ように、DEAE−セファロースCL−5Bおよ
びレンチル−レクチン−セファロース4Bで連続的にクロマトグラフィーに付し
た。5637細胞のM1分化誘導活性(推定ヒ)LIF)を、マウスLIFの場
合と同様にDEAE−セファロースによるクロマトグラフィーに付すと、いくつ
かの活性はカラムに結合しなかったが(L I F−A) 、残りは結合し、塩
傾斜により溶出された(LrF−B)(第33図)。同様に、レンチル−レクチ
ン−セファロースクロマトグラフィーにおいて、推定ヒトLIFに挙動はマウス
LIFと同様であり、活性の1部はカラムに結合し、このことは糖タンパク賃上
にマンノース含有炭水化物が存在することを示す(第34図)。このように、マ
ウスM1細胞分化誘導におけるその交差反応性、マウスLIF細胞レセプターを
特異的に認識するその能力、およびその生化学的分画性によって、5637細胞
ならし培地中のヒト活性は、マウスLIFの天然ヒト類縁体の基準を満たす。
5637細胞ならし培地からの天然ヒトLIFを、実施例1の工程2および4に
よって精製した;工程2から非結合LIF活性のプールおよび工程4からLTF
活性の結合。このプールされたり、IF活性を、ブラウンリーRP30QC8カ
ラムを、最初は0.1%TFA中のO〜60%CH、CN傾斜を用い、次いで0
.1%TFA中の45〜55%CH,CN傾斜を用いて2回使用したことを除い
ては実施例1の工程5と同様に逆相HPLCによって分画した。第2の傾斜にお
いて、ヒトLIFは50%CH3CNで溶出され、8〜25%傾斜ドデシル硫酸
ナトリウムポリアクリルアミドゲル電気泳動を行うと、見掛けの分子量73.0
00の主要な銀染色バンドが現れた。天然精製ヒ)LIFを実施例10の工程5
に記載のように放射性ヨウ素化し、酵母誘導ヒト”’I −L I Fに関して
記載たように(実施例11の工程5)、マウス骨髄細胞およびマウス骨髄細胞に
特異的に結合させた。
Ftc、2゜
FtG、、J。
EtG、 4.
00・20・40・60・81・O
f
hG 、 5゜
a、GM−C5F b、マルチ−C5FFtG、7゜
Ftc、8−
l1** ……
FIG、ρ
A F OI’! K K L G L OL L G T ’+’ KA F
Q RK K L G CQ L L G T Y K’Q V I S V
V X Q A F I−’)7oSン <791”FIG、 /i
AsnAsnVa IG lu Ly s LeuCys Al aPr oA
snMe tThrAs pPhePr oSer PhAACAACGTGG
AAAAGCTATGTGCGC(:TAACATGACAGACTTCCCA
TCTTT 300QIA、l CT y rLeuSerA IaSer L
eu”、 hrAs n r I eThrAroAsc+G Ir+LysV
モ■
TCGCATA(:CTGAGCGCCTCCCTGACCAATATCACC
CGGGACCAGAAGGTC!、00hσ15A。
GIuAlcPheGlnAr;LysLysLeuGlycysGl nLe
uLeuGlyThrTyrLyGAAGCCTTCCAAAGGAAAAAG
τTGGGττGCC4こCTTCTGGGGACATACAA 600F/G
75B。
ゲルタテχン
fal S’−CTGCACTGGACCTTAGGGGCGGGATCCCC
(:CTCCCCATC−3’fil 5’−CCCAATGCCCTCTTT
ATTCTCTATTACACAGC(:CAG(E(ECGAGCCGTTニ
ーE’(CI S’CAGGCCTTCTAGTAAGATATCAAGCTT
TGTGCTGTGAAC−3’Ftr:;、28゜
hG、/7
0 − 0) ffr−〜
、−−−+OL+’
hG、/8゜
hG、/9゜
hG、 20゜
ab (d e
ボッ
6xSSC65C
EtG、 22゜
Bam−digested DNA
hG、24゜
M 0(lclQtt9tc]((Ct tQ(t7.(tQCrggt↑゛M
((C]tttC((QQ(QQ((]tC1900QC9(?Qt(]t9
C9゜M rc(tn−、C9CIC’)7CC4qこqgqc:([(−、C
C9(0口:rgcoctg9aaccacggggccgggagccct<
HccctcccgaatcaaCtggCccagc tcaotgg
【ag
cgccoiC(tQo(Q?(IQ(Q10(t t(CCQ?Ctttcc
atggccac:’、C(COtl:?(CCC(9(191:!(C:+9
CQC19T(Ct(IcIc:CC(OFg?;C’:’: r9cc9?c
?(1?にC:C:CCC)7CCCC1?C7tC31:C:、IIeThr
ProVolAsnAlaThrCysAIaIIeAATCACCCCTCi
TCAACGCCACCTGTGCCATAC97Qt(QC(CCtgtQc
Qt(1(CCC(tg f(]((QtOCGGAGGGGAAATGGGC
GTGAGGCACCAGGGAG 4971(19QQCQ(IQ(lQQc
lQccQQ9t↑ggtggagctg +(tOcc9t9c、Occ t
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国際調査報告
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557
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1.実質的に純粋な形態の白血病抑制性因子(LIF)を含有する組成物。 2.LIFがマウスLIFである請求の範囲第1項記載の組成物。 3.LIFがヒトLIFである請求の範囲第1項記載の組成物。 4.グルコシル化または非グルコシル化しIFを精製する方法であって、(a) 粗しIFを陰イオン交換カラムクロマトグラフィーに付し、増加塩勾配によりL IFを溶出し、(b)工程(a)の生成物を、マンノースに対する親和性を有す るレクチンによるアフィニティカラムクロマトグラフィーに付し、マンノース誘 導体でLIFを溶出し、(c)工程(b)の生成物を陽イオン交換カラムクロマ トグラフィーに付し、増加塩勾配でLIFを溶出し、(d)工程(c)の生成物 を、HPLC条件下に逆相カラムクロマトグラフィーに付し、増加アセトニトリ ル勾配でLIFを溶出することを含んで成る方法。 5.粗LIFは、クレブスII腹水癌細胞ならし培地から成り、該培地からマウ スLIFを精製する請求の範囲第4項記載の方法。 6.粗LIFは、ヒト膀胱癌細胞系5637ならし培地から成り、該培地からヒ トLIFを精製する請求の範囲第4項記載の方法。 7.適当な宿主細胞でのLIF活性を有するポリペプチドの発現をコード化する ヌクレオチド配列を有する組換DNA分子。 8.第15図、第26図および第29図に示すアミノ酸配列から成る群から選択 するアミノ酸配列を有するポリペプチドをコード化するヌクレオチド配列を有す る組換DNA分子。 9.前記ヌクレオチド配列は、クローンpLIF7.2b、pLIFNK2、p LIFNK3およびpHGLIFBam1のLIFコード化インサートから成る 群から選択するLIFコード化インサートに相当する核酸プローブとハイブリッ ド形成する請求の範囲第7項記載の分子。 10.ヌクレオチド配列が、真核生物宿主での第15図、第26図および第29 図に示すアミノ酸配列から成る群から選択する成熟ポリペプチドアミノ酸配列と 少なくとも部分的に相同である成熟ポリペプチドを含むポリペプチドの発現をコ ード化する請求の範囲第6項記載の分子。 11.成熟ポリペプチドは、第29図に示すアミノ酸配列と完全に相同である請 求の範囲第10項記載の分子。 12.前記ヌクレオチドは、LIFを結合する細胞レセプターに結合するポリペ プチドの発現をコード化し、LIFの細胞レセプターへの結合は、マウスまたは ヒトの天然LIFによって競合的に阻害されるものである請求の範囲第7項記載 の分子。 13.複製開始点を更に含み、それによりクローニングベクターとして使用する のが適当な請求の範囲第7項記載の分子。 14.前記ヌクレオチド配列に操作可能に結合するプロモーター配列を更に含み 、それにより発現ベクターとして使用するのが適当な請求の範囲第13項記載の 分子。 15.請求の範囲第14項記載の組換DNA分子で形質転換された宿主細胞であ って、前記プロモーターのコントロール下にLIF活性を有するポリペプチドを 発現する細胞。 16.LlF活性を有するポリペプチドの製法であって、(a)請求の範囲第1 3項記載の宿主細胞を準備し、(b)前記細胞を、LIF活性を有するポリペプ チドの発現を誘導する条件下に培養し、(c)前記ポリペプチドを回収すること を含んで成る方法。 17.ポリペプチドが、第15図、第26図および第29図に示すアミノ酸配列 から成る群から選択するアミノ酸配列と少なくとも部分的に相同である成熟ポリ ペプチドを含む請求の範囲第16項記載の方法。 18.成熟ポリペプチドが、第29図に示すアミノ酸配列と完全に相同である請 求の範囲第16項記載の方法。 19.ポリペプチドが、宿主細胞によってグリコシル化されている請求の範囲第 16項記載の方法。 20、宿主細胞が酵母細胞である請求の範囲第16項記載の方法。 21.プロモーターが、ガラクトース誘導ハイブリッドGAL−CYCプロモー ターである請求の範囲第16項記載の方法。 22.前記分子が、前記ヌクレオチド配列に操作可能に結合するシグナル配列を 更に含み、該シグナル配列は、ポリペプチドの分泌を司るリーダー配列の発現を コード化している請求の範囲第16項記載の方法。 23.シグナル配列は、クルイヴェルミセス・ラクティスのキラー毒素遺伝子の シグナル配列から誘導される請求の範囲第22項記載の方法。 24.宿主細胞が、ビール酵母菌種の細胞である請求の範囲第20項記載の方法 。 25.宿主細胞が哺乳動物の細胞である請求の範囲第16項記載の方法。 26.宿主細胞が、レトロウイルス発現ベクターで形質転換されたものである請 求の範囲第25項記載の方法。 27.ベクターが、モロニーマウス白血病ウイルスから誘導されたものである請 求の範囲第25項記載の方法。 28.ベクターが、骨髄増殖性肉腫ウイルスのLTRエンハンサーを更に含む請 求の範囲第27項記載の方法。 29.前記ベクターが、天然LIFmRNAの3′未翻訳部位を欠く請求の範囲 第28項記載の方法。 30.宿主細胞が造血細胞である請求の範囲第25項記載の方法。 31.宿主細胞が大腸菌細胞である請求の範囲第16項記載の方法。 32.ベクターが、グルタチオンS−トランスフェラーゼ/LIF融合タンパク 質の発現を司るベクターである請求の範囲第31項記載の方法。 33.ベクターが、グルタチオンS−トランスフエラーゼ/トロンビン分解部位 /LIF融合タンパク質の発現を司るベクターである請求の範囲第32項記載の 方法。 34.請求の範囲第16項記載の方法により調製されるLIF活性を有するポリ ペプチド。 35.アミノ酸配列がいずれの天然型LIFのそれとも同じでないLIF活性を 有するポリペプチド。 36.天然マウスLIFのアミノ酸残基179〜187を含むアミノ酸配列を有 する請求の範囲第35項記載のポリペプチド。 37.天然マウスLIFの少なくとも最初の3個のアミノ酸残基を欠くN−末端 を有する請求の範囲第36項記載のポリペプチド。 38.骨髄性白血病細胞の増殖を抑制する方法であって、LIF活性を有するポ リペプチドの薬学的有効量を薬学的に許容し得る形態で投与することを含んで成 る方法。 39.G−CSFまたはGM−CSF活性を有するポリペプチドを投与すること をも含んで成る請求の範囲第38項記載の方法。 40.LIF活性を有するポリペプチドを、薬学的に許容し得る担体および/ま たは希釈剤1種またはそれ以上と共に含有する薬剤組成物。 41.前記ポリペプチドが、第15図、第26図および第29図に示すアミノ酸 配列から成る群から選択するアミノ酸配列と少なくとも部分的に相同である成熟 ポリペプチドを含む請求の範囲第40項記載の組成物。 42.成熟ペプチドが、第29図に示すアミノ酸配列と完全に相同である請求の 範囲第41項記載の組成物。 43.血球の生物学的調節物質を更に少なくとも1種を含有する請求の範囲第4 0項記載の組成物。 44.前記他の調節物質が、G−CSFまたはGM−CSF活性を有するポリペ プチドである請求の範囲第43項記載の組成物。 45.クローンpLIF7,2b、pLIFNK1、pLIFNK3およびpH GLIFBam1のLIFコード化インサートから成る群から選択するLIFコ ード化インサートの配列またはサプ配列、または相当するmRNAの配列または サプ配列に対応する核酸配列少なくとも1個を含む診断用試薬またはプローブ。
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