JPH0340833B2 - - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明者らは先にヒトの黒色腫細胞の培養物に
対しマウスIgG3単クローン抗体(AbR24)が血清
に特異的に高感度を有することを開示した(参照
(1))。試験された全ての黒色腫細胞系及び2種の
星状細胞腫はこの抗体によつて検出された熱安定
性細胞表面抗原に対して陽性であつた。しかしな
がら、脈絡膜の黒色細胞及び脳は抗原のレベルは
低かつた、広い種類の他の細胞及び組織は不反応
性であつた。同様な限られた特性を有する3種の
他の単クローン抗体(AbsC5、I24及びK9)は同
一の融合から導かれた。これらの抗体は同様な黒
色腫と強い反応性を示すそして上皮細胞との反応
性に乏しい、しかし僅かながら広い特異性の範囲
を有していたそれらは又MOLT−4(T−細胞
系)、白血球及び或種の胎児組織と弱く反応する。 AbR24により検出された抗原は先に特性が明ら
かになつたジシアロ ガングリオシド
(disialoganglioside)GD3−としてその中に同定
される。他の細胞と組織との比較は、黒色細胞は
GD3の高レベルを有している。かくして、これら
の抗体は組織試料が黒色腫かそうでないかの検出
に使用される。このことは特性が明らかな病巣に
対し特に有用である。これらの抗体はまた血清、
血漿、尿又は他の体液中のGD3の検出液に用いる
こともできる。これは黒色腫及びグリコリポイド
レベルが上昇している他の病気の可能性の早期診
断に役立つことができる。 マウス単クローン抗体AbR24(Dippoldら、
Proc Natl Acad Sci 77;6114−6118、1980)
はPA−MHA血清学的検定を用いて生活し得る
培養細胞で試験した場合、ヒト黒色腫細胞に対し
高度の特異性を有している。 この抗体により検出された抗原は黒色腫細胞か
ら単離されたそして組成的及び部分構造分析によ
り及び薄層クロマトグラフ(TLC)により標準
GD3と比較することによつてGD3ガングリオシド
であることを示した。AbR24は標準GD3と反応す
る。しかし試験された他のどのガングリオシドと
も反応しなかつた。TLC及びAbR24との反応性
を用い、広範囲の細胞及び組織についてGD3の存
在を試験した。グリコリポイド媒介免疫結合
(GNIA)とよぶ新らしい血清学的検出はガング
リオシドとAbR24の反応性を検出することにより
行われる。黒色腫(培養細胞又は腫瘍組織)は主
ガングリオシドとしてGD3及びGM3を有すること
を示した。試験した他の細胞及び組織もまたGD3
を含むが、一般に僅かであつた。黒色腫(及び
MOLT−4、T−細胞系)は主成分としてGD3及
びGM3を持つ単純化したガングリオシド輪郭によ
り特徴づけられた。黒色腫細胞に対するGD3の偏
在とAbR24の血清学的特異性の明瞭な差異は異な
る細胞中のGD3の局部化と濃度の関係で説明する
ことができる。組織培養 黒色腫及び他の細胞の誘導及び培養については
参照文献1〜4を参照する。一般の悪性組織は外
科的又は死後の標本から得られた。単クローン抗体 マウス単クローン抗体AbR24、AbC5、AbI12及
びAbN9は先に参照(1)に記載されている。 AbR24及びAbC5はIgG3抗体でありそしてAbI12
及びAbN9はそれぞれIgG2b及びIgG1抗体である。グリコリポイド GD3はDr.Y−T.Li.トウラン大学、ニユーオー
リンズ(参照5)から得られた。GM3及びGM2は
Drs.S.Kundu及びD.M.Marcus.ベイラー大学、ヒ
ユウストン、TXから得られた。GM1、GD1a、
GT1はスペルコ(Supelco)lnc.,ベルホンテ.
PAから購入した。ラクトシルーセラミドはクリ
コリポイド バイオケミカルCO.バーミンガム、
Alから購入した。黒色腫表面細胞抗原の血清学的検出 黒色腫細胞の細胞表面抗原とAbR24及びAbC5
の反応性はレツド セル ロゼツテイング法
(red cell rosetting method)(参照3)を用い
標識セルはヒトOレツド セル(RBC)を、ス
タヒロコツカス アウレウス(Staphylococcus
aureus)プロテインAは(PA−MHA)と結合
されているものを用いてミクロテスト
(Microtest)プレートのウエルで生育した培養
細胞で測定した。AbI12及びAbN9はウサギ抗−
マウスIg−結合標識セルを用いたこの方法の変形
法を用いて検出した。 酵素処理 上記の如く黒色腫細胞がミクロテスト プレー
トのモノレーヤーとして生育したら、ハンク
(Hank)の平衡塩溶液〔HBSS、ミクロバイオロ
ジカル アソシエート(Microbiological
Associates)〕で洗い、そして後ビブロ コレア
エ(Vibro cholerae)ニウラミニダーゼ〔カル
ビオフエミー(Calbiochem)〕又はβ−ガラクト
シダーゼ〔シグマ(Sigma)タイプV11〕を10μ
のHBSS中1U/ウエルを用いて処理した。 後37°で1時間培養し、この細胞をPBS−2%
ガンマ−グロブリン(GG)−フリーFBSで4回
洗いそしてPA−又はIgG−MHAを用いて抗体と
の反応性を測つた。グリコリポイドの単離 グリコリポイドはSaito及びHakomoriの方法
(参照6)の変形法により始めの単離を行い、そ
してDEAE−セフアデツクス クロマトグラフイ
ーにより中性及び酸性フラクシヨンを分離した。
酸性グリコリポイド(ガングリオシド)は続いて
DEAE−セフアデツクス クロマトグラフイー及
びアルカリ加水分解によりクロロホルム−メタノ
ール(C−M)抽出物から直接単離した(参照
7)。簡単に細胞はC−M(2:1)中に均質化さ
れそして後C−M(1:1)で再抽出された。C
−M(1:2)の抽出物を蒸発及び再溶解した後、
濾過し、蒸発し、そして冷却しつつ24時間蒸溜氷
水に透析した。透析後、試料は蒸発され、C−M
−H2O(30:60:8)にとかし、そしてDEAE−
セフアデツクス カラム(C−M−0.8M酢酸ナ
トリウムで平衡にされた)に適用した。このカラ
ムをC−M−H2O(30:60:8)で洗つた後、酸
性リポイドがC−M−0.8M酢酸ナトリウム
(30:60:8)で溶離され、そして蒸発しそして
前述のように透析した。この酸性フラクシヨンは
後メタノール中0.1N NaOHで37℃で3時間加水
分解し、冷水に48時間透析し、蒸発しそしてC−
M(4:1)中にとかした。この溶液を予めC−
M(4:1)で洗つたビオシル(Biosil)Aカラ
ムに適用した。C−M(4:1)で不純物を溶離
した後、ガングリオシドがC−M(1:2)で溶
離された。薄層クロマトグラフイ(TLC) シリカゲル プレート〔レツドプレート、フイ
ツシヤー サイエンテイフイツク Co(Fisher
Scientific Co.)〕を120℃で1時間加熱し活性化
した。展開クロマトグラムに用いる溶媒はn−プ
ロパノール−NH4OH−H2O60:9.5:11.5(溶媒
1)(参照8と同じ)、及びクロロホルム:メタノ
ール:2.5N NH4OH、60:40:9(溶媒2)であ
つた。 溶媒を始めの所から12cm移したらすぐプレート
を除いてそして110〜120℃で12〜15分空気乾燥
し、室温に冷却し、そしてレゾルシノール−HCl
(参照9)を噴霧する。 予備分析のために、プレートを空気流フード中
で室温にて2〜3時間乾燥した。バンドがヨード
蒸気で現視され、輪郭が明瞭になり、そしてシリ
カゲルをプレートからかき取つた。このゲルを後
C−M−H2O(50:50:15)40ml及び少量のダウ
エツクス50(Na+)で2回抽出した。懸濁液を15
分間1000rpmで遠心分離しそして上記のビオシル
Aカラムに適用する。不純物をC−M(4:1)
で溶離しそして吸着されたガングリオシドを後C
−M(1:2)で溶離した。炭化水素分析 セルペレツト中のリポイド−結合シヤル酸はワ
ーレン(Warren)により記載(参照10)されて
いるように1時間80℃で0.1N HCl中で加水分解
後、C:M(2:1および1:2)抽出物で決定
した。砂糖は彼等のO−トリフルオロ酢酸(参照
11)の如くメタノーリシス(メタノール性0.1N
HClで100°16時間)後測定された;N−アセチル
ノイラミン酸は1.0N HClで80°、1.0時間メタ
ノールシス後同一操作により同定した。グリコリポイドの血清学的検定 () 受身赤血球凝集検定(Passive
hemmaglutination assay)(参照12) グリコリポイド(6μgシヤル酸)を溶解し、
管(10×75mm)中に等分に分けて入れる。そし
て真空中でP2O5のデシケーター中で乾燥する。
各管にPBSの200μを加え、管の横をこする。
そして溶液を50℃で15分音波を当てた。大きな
管に移した後PBSの0.8mlを加えた。グリコリ
ポイド溶液にPBS中ヒトO−RBCの2%懸濁
液を徐々に滴下した。37℃で30分後1度混合し
1時間後、このセルをPBS(各12ml)で2回洗
つた。反応性は処理したRBCの懸濁液とミク
ロタイター(microtiter)プレート中の適当に
希釈したAbR24(50μ各)を混合することによ
り試験した。4℃で1−2時間後、凝固反応は
視的に測定された。 () 抗体阻害検定 C−M(1:2)に溶解したグリコリポイド
(6μgシヤル酸)を管(6×50mm)に等分に入
れそして前分析として乾燥した。 AbR24(1:2×104)を30μ加えそして管
を旋回させた。室温で30分そして後4℃で30分
間培養した。管を2000rpmで20分間遠心しそし
て表面浮遊物を除きそして連続的に希釈した。
これらの試料は直ちにホルムアルデヒド固定
SK−MEL−28ターゲツトセルに移した〔ホル
ムアルデヒド固定はPBS中0.33%HCHO ミ
クロテスト プレート〔フアルコン(Falcon
3034)〕のウエルに中に生育する細胞をPBS中
0.33%HCHOで処理することにより行なつた。
この処理はAbR24の反応性を変えることはな
い。そしてターゲツトセルのすぐに役立つ原料
の貯蔵に提供される〕。抗体反応性はPA−
MHA検定法で検出された。非吸着抗体はポジ
テイブコントロールとして使用される。 () グリコリポイド−媒介免疫結合検出
(GMIA)95%エタノール中グリコリポイドの
溶液をマイクロテスト プレート〔フアルコン
(Falcon3034;ウエル当り10μ)〕のウエルに
加えそしてこのプレートを45分P2O5で真空中
デシケーターで乾燥した。リポイド−結合シヤ
ル酸の約100ngは有効な吸収及び抗体と最高
に反応性に対する適当量であつた。ウエルは
PBS−2%GG−フリーFBS(10ml/洗滌)で
3回洗い、そしてプレートをガーゼでしみをつ
けた。希釈した抗体(5%GG−フリーFBS含
有PBS中)をウエルに加えた。そして室温で
45分培養した。プレートをしみをつけ、PBS
−2%GG−フリーFBSで4回洗つた。そして
再びしみをつけた。プロテインA−結合O−
RBCの0.2%懸濁液の10μをウエルに加えた。
プレートを室温で30分間培養した。しみをつけ
た後、プレートをPBS−2%GG−フリーFBS
で2回洗い、再びしみをつけそして光顕微鏡の
下で読んだ。反応はレツド セルにより被覆し
たウエルの割合により測定された。試験はウエ
ルの結合セルが見えなかつた時又はセルの周囲
が薄い環であつた場合は負として読んだ。 () 薄層クロマトグラフイーにより分離した後
血清学的−反応性グリコリポイドの検出 薄層クロマトグラフイーにより分離されたグ
リコリポイドの血清学的反応性は 1251−プロ
テインAを結合抗体の検出に用いるMagnani
ら(参照13)の方法の変形によつて試験され
た。溶媒1又は2中でクロマトグラフイーした
後、薄層は1%ポリビニルピロリドンを含む
PBS緩衝液中で洗われそして4℃で6時間
AbR24(1:1500)で処理した。プレートは
125I−プロテインA(10μci/μg;7×
105cpm/ml)で処理され、Hunter及び
Greenwood(参照14)の手順に従つて調整され
た。4℃で12時間放置後、プレートはPBSで
洗い、空気で乾燥しそして2−6時間クロネツ
クス(cronex)増感スクリーンを有するX−
オマツト(Omat)Rフイルムにさらした。結 果 SK−MEL−28のニウラミニダーゼ
(neuraminidase)処理後AbR24血清学的反応性
の変化と抗原治癒の動力学 ノイラミニダーゼ〔ビブロ コレラエ(Vibro
cholerae)〕で処理後、SK−MEL−28黒色腫細
胞はもはやPA−MHA検定においてAbR24と反
応しなかつた(後記の表1)。AbC5〔AbR24と同
様な血清学的特性を持つた抗体(参照1)〕との
反応性もまた失なわれた。SK−MEL−28のグリ
コプロテインに血清学上無関係の決定子と確認さ
れるAbN9とAbI12との反応性はノイラミニダー
ゼにより影響されなかつた。酵素−処理細胞はプ
ロテインA又は抗−マウスIg−標識細胞と何れに
も無特性反応性を示さなかつた。β−ガラクトシ
ダーゼはSK−MEL−28細胞とAbR24又はAbC5
との反応性において検出し得る効力は持つていな
かつた(表1)。これらの結果はシヤル酸は抗体
AbR24及びAbC5により確認された抗原決定子の
重要部を構成していることを示した。 SK−MEL−28とAbR24の血清学的反応性はニ
ウラミニダーゼを除去しそしてMEM−FBSで置
き代えた後30分間は不検出であつた。この媒体で
37℃に培養を続け、2時間後AbR24反応性の一部
復元が生じそして22時間後血清学的反応性が完成
に復元した(第1図)。 SK−MEL−28黒色細胞からAbR24−反応性抗
原の単離とそのGD3ガングリオシドとしての同定 グリコリポイドはクロロホルム−メタノール
(C−M)抽出及びSato及びHakomoriの開示
(参照5)によりそれらのアセテートのフロリシ
ル(Florisil)クロマトグラフイーにより、培養
した黒色腫細胞(SK−MEL−28)から単離され
た、そしてグリコリポイドの調整はDEAE−セフ
アデツクス クロマトグラフイーにより中性及び
酸性成分に分画された。AbR24抗体(PA−
MHAで検出される)に対する阻害活性は酸性グ
リコリポイド フラクシヨン中に主としてあるこ
とが判つた。 その後の実験において、SK−MEL−28細胞か
らの酸性グリコリポイドはDEAE−セフアデツク
スのC−M抽出の分画(参照6)及びアルカリ加
水分解によつて不純物のホスホリポイドを除くこ
とによつて直接単離された。この混合物中の個々
のガングリオシドは溶媒1中でプレパラテイブ薄
層クロマトグラフイーにより(参照8)単離され
た。プレートからシリカゲルバンドを切り取りそ
してグリコリポイドを抽出することにより、抗原
活性はCM1及びCD1a上に移転した主酸性グリコリ
ポイド バンドの中にあつた(第2図)。第2図
中に表われたデータにおいて、フラクシヨンの抗
原活性はGMIA検出により測定された。同様の結
果はAbR24とSK−MEL−28標本細胞とのPA−
MHA検出を用いて抗体阻害試験により得られ
た。 単離されたAbR24−反応性グリコリポイドは下
記規準に従つてCD3〔NANA(2→8)NANA(2
→3)Galβ(1→4)Glc−ceramide〕として同
定した。()含有グリコース、ガラクトース及
びN−アセチルノイラミン酸が1.0:1.09:2.11、
ヘキソサミンの痕跡(<0.1)の割合を示す純粋
グリコリポイドのカルボハイドレート分析、()
ビブリオコレラエ(Vibrio cholerae)ニウラミ
ニダーゼ(37℃で3時間)でガングリオシドの部
分加水分解はCM3とラクトシルセラミドで薄層ク
ロマトグラム上に2つの成分を形成させる(第3
図)。そして()AbR24は標準GD3と反応する
が、他の標準ガングリオシド試験の何れにも反応
しなかつた(下記参照)。 黒色細胞と非黒色細胞、及び正常及び悪性組織
中のGD3の分配 () 種々の原料からのガングリオシドの薄層ク
ロマトグラフ−パターン全ガングリオシドフラ
クシヨンは極めて多種類の腫瘍細胞系、新鮮腫
瘍及び正常組織から調整した。これらの抽出物
がTLCにより分画されそしてガングリオシド
をレゾルシノール試薬を用い検出した時、黒色
腫はガングリオシドの特有パターンを持つこと
が明らかになつた。全ての黒色腫細胞系の実験
において、CD3とCM3と共移動するグリコリポイ
ドは主として酸性グリコリポイドであつた。こ
れらの細胞系の多くの主要成分はGD3と反応し
た(第3図及び第4図)。GD3はまたマウスの
目及びウシの脈絡膜の抽出物中の主にガングリ
オシドであつた。MOLT−4(T−細胞系)を
除いては、他の細胞又は組織は主要成分として
GD3を持つていなかつた。 新鮮黒色腫瘍の抽出物はGD3及びGM3が優位
性をもちSK−MEL−28と似たガングリオシド
パターンを有していた(第3図)。殆どの黒色
腫細胞系はこの単純化したパターンを持つた。
しかしながら幾つかは高ガングリレポイドがか
なりの量検出でき一層複雑なプロフイルを示し
た(第3図及び第4図)。GD3は実験した黒色
腫細胞系の全ガングリオシド画分の18−63%を
構成していた(第4図)。殆どの黒色腫細胞系
及び組織標本は30−50%範囲の値であつた。こ
の値は成人脳において7%、腎臓癌細胞系
(SK−RC−7)において9%、RAJI細胞(バ
ーキツト(Burkitt)リンパ様組織腫)におい
て11%、MOLT−4細胞において33%と対比
された(第4図)。AbR24の血清学的反応性の
見地から、それらのグリコリポイド画分中の
GD3の割合が高いこと、また全ガングリオシド
のレベルが高いことは重要なことである。この
ことは、細胞系の数においてリポイド−結合シ
ヤル酸のレベルの測定から明らかである。黒色
腫において、その値は0.039−0.063μmol/0.1
ml細胞の範囲であつた(9系で測定した)。
RAJI、MOLT−4及び腎臓癌(3系)はそれ
ぞれ0.011±0.003、0.013±0.006及び0.025−
0.029μmol/0.1ml細胞のリポイド−結合シヤル
酸値を持つた。 () AbR24抗体を用いて細胞系及び組織のGD3
の検出、多種の細胞及び組織のGD3レベルは
R24抗体を用いて測定された。4種の検出法が
使用された:(a)受身赤血球凝集、(b)抗体阻害、
(c)新方法、MHA法の平易化とグリコイポイド
のプラスチツクスに吸収する能力との併合によ
り考案したGMIA、(d) 125I−プロテインAを用
いTLCクロマトグラム上でGD3と反応した
AbR24を検出する方法。検出値の感度は受身赤
血球凝集検定は最も感度が低くそして 125I−
PA法は最も感度が高い(表)。 最も感度が低い検定法(受身赤血球凝集)の使
用において、GD3は黒色腫細胞系及び黒色腫組織
の抽出物は検出できたが、他の原料からは検出で
きなかつた(表)。比較的感度の高い検出(PA
−MHAの阻害及びGMIA法)はGD3は広い範囲
の細胞(ウシの脈絡膜、マウスの目、胎児及び成
人肺、RAJIB−細胞系、MOLT−4T−細胞系、
RT−4膀胱癌細胞系及びAJ星状細胞腫細胞系)
が検出できたことを示した。代表的な阻害実験は
第5図に示され、そしてデータは表に集約され
ている。GMIA法の使用において、黒色腫からの
R24−反応性グリコリポイド又は標準GD3で被覆
したウエルは強い反応性を持つことが判つた:こ
の反応の幾つかの定量的データを第7図に示し
た。他の純粋なグリコリポイド(GM1、GD1a、
GM3及びGM2)はこの検出では不反応であつた
(表及び第6D図)。AbR24のみ加えてもまた不
反応であつた(第6C図)。 この方法を他の細胞から抽出した酸性グリコリ
ポイドに適用すると阻害検出として大体同様な結
果が得られた(表)。これらの方法により測定
されたGD3の限定された分配の比較において、
125I−プロテインA法は実験した全ての細胞及び
組織のGD3を検出した(表)。これらの組織及
び細胞の検出されたAbR24−反応性成分は正真の
GD3であることは標準GD3と共に混合(2溶媒シ
ステムにおいて)することにより、また関係のな
いグリコプロテイン特性を検出した他のプロテイ
ンA−結合単クローナル抗体(AbI12)が不反応
性であつたことを検知することによつて示され
た。 【表】 【表】 【表】 【表】 【表】 検 討 黒色腫細胞の細胞表面抗原に対し血清学的に特
異の高感度を示すマウス単クローナル抗体R24は
ジシアロ−ガングリオシド−GD3と認められた。
従来の研究はガングリオシドに対する抗体を得る
のは困難であつた(参照15)。このことは大部分
のガングリオシドは免疫を与えた種の成分であ
り、そしてまた、本来シラリダーゼ活性であるた
め、免疫学的にガングリオシドが分解する(参照
16)事実に基いて行わなければならない。この観
点により、非常に高いGD3含量を持つ黒色腫細胞
(SK−MEL−28)で6ケ月間以上免疫して生成
したマウスR24は重要なことである。ガングリオ
シドと認められる二つの他の単クローナル抗体は
最近開示された(参照17、18)。一つはニワトリ
のノイロン細胞と特異に反応しそしてGQ画分中
に存在する高ガングリオシドの一つに影響される
(参照17)。第2のものはヒト結腫癌に対して影響
されそして未だ性質未知のモノシアロガングリオ
シドとして認められた(参照18)。 本発明者らはCD3は黒色腫細胞培養物及び黒色
腫組織中に顕著に存在するガングリオシドである
ことを知つた。他の細胞と比べた場合、黒色腫細
胞はまた全ガングリオシドレベルが高い。他にも
示されるように、GD3は大部分の哺乳類組織中に
少量存在する。しかし、それはガングリオシドの
30−40%より成る網膜中の主要ガングリオシドで
ある。成人脳中、GD3は全ガングリオシド含量の
約8−10%を示す(参照19)。GD3のレベルは胎
児脳中が高い、胎児ラツト脳(懐妊15−17日)の
GD3は全ガングリオシド含量の約50%示す、20日
により約10%に急激に低下する(参照20)。
Portoukalian及び共同研究者(参照21)はTLC
及びカルボハイドレート分析により固定したGD3
は黒色腫の主構成であることも発表した(参照
21)。彼らは実験した4種の異なつた黒色腫標本
のGD3の割合はガングリオシドの31.0%から57.2
%に変化した。これらの結果から、発明者ら自身
の分析と同様、GD3ガングリオシドは悪性黒色腫
の主な成分であると結論することができる。正常
な黒色細胞がGD3のレベルが高いかどうかは現在
不明である。正常の脈略膜黒色細胞は直接血清学
試験におけるAbR24との反応性は弱い(力価1:
100)、それに比べ黒色腫細胞のAbR24との反応性
は高い(1:5×104−105の力価)(参照1)培
養皮膚黒色細胞の方法の最近の発展(参照22)を
もつて、今は黒色細胞及び黒色腫のGD3含量の直
接的比較をすることは可能であろう。GD3の正確
な生物学的要因は明確には判らないが、GD3はセ
ロトニン結合の役割を有していると示唆された
(参照23、24)。 実験において、ガングリオシドのTLCパター
ンは異なる黒色腫細胞系から単離した。本発明者
らは種々のガングリオシドの割合の変化を注目し
た。大部分の細胞系GD3及びGM3は主としてガン
グリオシドであつた(第3図及び第4図)。幾つ
かの黒色腫細胞系はGM2と一層複合したパターン
を示した。そして幾つかの高ガングリオシドは一
層よく表われる。これらのガングリオシド輪郭の
相違は癌の生物的特性(例えば、区別状態)に関
係するかどうかは明らかにする必要がある。一般
的に黒色腫は特有のガングリオシド輪郭を表わ
す。実験した他の細胞及び組織のT−セル系
MOLT−4のみ同様な輪郭を示した。そしてこ
れはおそらくT−細胞及び神経−外胚葉性細胞原
例えばThy−1による抗原の他の標本であろう
(参照25)。ウシ脈絡膜及びマウス目から導いたガ
ングリオシドは3又は4の顕著な成分のただ一つ
のGD3と一層複雑なパターンを持つ。 GD3ガングリオシドの存在が黒色腫細胞を決し
て制限するものではない、−それは遍在である。
細胞表面抗原に対する直接血清学検出を用い、黒
色腫のみ、脈絡膜黒色細胞、及び星状細胞腫は
AbR24と反応性があつた(参照1)。敏感な吸収
試験を用いてさえ、試験した他の細胞及び組織の
正常脳のみAbR24を吸収した。ここに表われた血
清学的知見と生化学的データの間の明らかな矛盾
に対して多くの説明が示される。第1はGD3は大
部分の非−黒色腫細胞の細胞表面成分ではないこ
との可能性である。GD3が他のガングリオシドの
生合成的前駆物であるそしてそれ故主として細胞
中に存在する、ゴオルギ(Golgi)装置中で、グ
リコリポイド合成に関与するグリコシル トラン
スフエアーズが見い出される(参照(26)、(27))
ことが証明されるであろう。本発明者らの生化学
的研究は全体の細胞又は組織に対し行われ、その
結果はこの説明と確かに適合する。他の可能性は
GD3がR24−ネガテイブ細胞の細胞表面に存在す
る。しかし抗体との反応はしないということであ
る。この現象は他の細胞膜グリコリポイドで見い
出した。例えばグロボシドは赤血球膜の主要グリ
コペプチドであるが、赤血球反応は抗−グロボシ
ド抗体と微弱に反応する(参照(28))。勿論、
GD3は血清学試験に用いて検出される量で大部分
の非−黒色腫細胞の表面に表れない可能性もあ
る。直接及び吸収試験の両方でAbR24と反応する
細胞型は高リポイド−結合シヤル酸含量及び顕著
ガングリオシドとしてGD3の両者を持つことは重
要なこととして注目することである。 黒色腫細胞のGD3及びGM3の集積の機構どうで
あるか?一つの可能性の説明は黒色腫細胞はN−
アセチルガラクトサミル トランスフエラーゼの
低レベルを有している。その結果酵素に対する一
般の基質例えばGM3及びGD3の集積が生ずる(第
9図)。ウシの甲状腺において、一つのN−アセ
チルガラクトサミン−トランスフエラーゼはGD3
及びGM3に作用しGD2及びGM2になる(参照
(27))。そして黒色腫におけるこの酵素のレベル
は低いことは本発明者が得られたガングリオシド
パターンを明らかにするであろう。他の可能性
の説明は黒色腫はβ−N−アセチルガラクトサミ
ニダーゼの高レベルを有している。その結果GM2
及びGD2の生成を減少させるか又は黒色腫が或種
のシアリルトランスフエラーゼのレベルを上げ、
その結果GD3及びGM3の合成を増加させることで
ある。黒色腫患者は血清シアリルトランスフエラ
ーゼレベルを上げることはこの見地からして重要
なことである(参照29)。癌組織の酵素レベルは
未だ研究されていない。しかしながら、ヒト黒色
腫細胞系のグリコプロテインは他の細胞型のグリ
コプロテインに比べシアリル化を増進する(参照
30)事実は黒色腫中のこの酵素の活性の増加を示
唆する。本出願中に使用した略語 TLC:薄層クロマトグラフイー;MHA:混合
血球凝集検出;C−M:クロロホルム−メタノー
ル;FBS:胎児ウシ血清;NANA:N−アセチ
ルノイラミン酸;Gal:D=−ガラクトース;
Glc:D−グルコース;GalNAc:N−アセチル
−D=−ガラクトサミン;Cer;セラマイド;
GM1:βGal1−3GalNAc1→4βGal〔3←2NANA〕
1→4Glc−Cer;CM3;NANA2→3βGal1→4Glc
→Cer;GD3;NANA2→8NANA2→3βGal1→
4Glc−Cer;GDla;NANA2→3βGal1→
3GalNAcβ1→4Gal〔3←2NANA〕Glc−Cer;
GM2:βGalNAc1→4βal〔3→2NANA〕Glc−
Cer.GTla;NANA2→8NANA2→3βGal1→
3GalNAcβ1→4Gal〔3←2NANA〕Glc−Cer. 〔Svennerholmの命名法(参照(31)〕 参照文献 1 Dippold、W.G.、Lloyd、K.O.、Li、L.T.
C.、Ikeda、H.、Oettgen、H.F.及びOld、L.J.
(1980)ヒト悪性黒色腫の細胞表面抗原:単ク
ローン抗体で6個の抗原システムの解明、
Proc−Natl Acad:Sci.USA 77:6114。 2 Carey、T.E.、Takahashi、T.、Resnick、
L.A.、Oettgen、H.F.及びOld、L.J.(1976)ヒ
ト悪性黒色腫の細胞表面抗原:培養した自然発
生黒色腫細胞の体液免疫に対する混合血液吸着
分析。Proc.Natl.Acad.Sci.USA 77:3278。 3 Pfreundschuh、M.、Shiku、H.、
Takahashi、T.、Ueda、R.Ransohoff、J.、
Oettgen、H.F.及びOld、L.J.(1978)悪性脳腫
瘍の細胞表面抗原の血清分析。Proc.Natl.
Acad.USA 75:5122。 4 Ueda、R.、Shiku、H.、Pfreundschuh、
M.、Takahashi、T.、Li.L.T.C.、Whitmore、
W.F.、Oettgen、H.F.及びOld、L.J. 5 1toh、T.、Li、Y−T.、Li.S−C及びYu、
R.K.(1981)テー、ザツクス脳から新規なモノ
シアロシルペンタヘキソシル セラミドの単離
とその性質。J.Biol.Chem 250:105。 6 Saito、T.及びHakomori.S.(1971)動物細胞
から全グリコリポイドの定量的単離。J.Lipid
Ros.12:257。 7 Yu、R.K.及びLedeen、R.W.(1972)ヒト、
ウシ及びウサギの血漿のガングリオシドJ.
Lipid Res.13:680。 8 Watanabe、K.、Powell、M.E及び
Hakomori、S.(1979)新シアロシル結合及び
核構造を持つガングリオシドの単離とその性
質。J.Biol.Chem.254:8223。 9 Svennerholm、L.(1957)サイアリン酸の定
量的価格、.比色計によるレゾルシノール−
塩酸法。Biochim.Biophys Acta 24:604。 10 Warrn、L.(1963)シヤル酸のチオバルビツ
ール酸検定法Methods in Enzymol.6:463。 11 Zanetta、J.P.、Breckenridge、W.C及び
Vincendon、G(1972)トリフルオロアセテー
ト誘導体としてO−メチルグリコシドのモノサ
ツカライドの分析。J.Chromatogr.69:291。 12 Yokoyama、M.、Trams、E.G及びBrady、
R.O.(1963)ガングリオシドによる免疫化学的
研究。J.Immunol.90:372。 13 Magnani、J.L.、Smith、D.F.及び
Ginsburg、V.(1980)結合コレラ毒素: 125I−
ラベル毒素を直接薄層クトマトグラムに結合に
よるガングリオシドの検出。Anal.Biochem.
109:399。 14 Hunter、W.M.及びGreenwood、F.C.(1962)
高特異活性のヨウ素−131ラベルされたヒト生
長ホルモンの調製。Nature194:495。 15 Rapport、M.M及びGrof、L.(1969)リポイ
ドの免疫化学反応。Prog.Allergy 13:273−
331(1969) 16 Kundu.S.K.、Marcus、D.M及びVeh、R.W.
(1980)GD3及びGM1ガングリオシドに対する抗
体の調製及び性質。J .Neurochem.34:
184。 17 Eisenbarth、G.S.、Walsh、F.S.及び
Nirenberg.M.(1979)ニウロンの血漿膜抗原に
対する単クローン抗体。Proc.Natl.Acod.Sci.
USA 76:4913。 18 Magnani、J.L.、Brockhaus、M.、Smith、
D.F.、Ginsburg、V.、Blaszeyguk.m.、
Mitchell、K.F.、Steplewski、2、及び
Koprowski、H.(1981)モノシアロガングリオ
シドは結腸癌の抗原を明らかにした単クローン
抗体である。Science 212:55。 19 Urban、P.F.、Harth、S.、Freysz、L.及び
Dreyfus、H.TLC及びHPTLCによる異なる種
からの脳及び網膜のガングリオシド。ガングリ
オシドの構造及び機能。Adv.Exp.Med.Biol.、
ed.L.Svennerholm(Plenum、New York)、
Vol.125、P.149−157、1980。 20 Irwin、L.N.、Michael、D.B.及びIrwin、C.
C.(1980)胎児ラツト及びマウス脳のガングリ
オシドパターン、J.Neurochem 34:1527。 21 Portoukalian、J.、Zwingelstein、G.及び
Dore.J、(1979)ヒト悪性黒色腫瘍の悪性生長
価の高い時のリポイド組成。Eur.J.Biochem.
94:19。 22 Eisinger、M.及びMarko、O.ホルボール及
びコレラの存在下生体外正常ヒト黒色細胞の選
択増殖。Proc.Natl Acad.Sci.USA(速報) 23 Wooley、D.W.及びGommi、B.W.(1965)。
セロトニン受容体V11.受容体として種々の純
粋ガングリオシドの活性。Proc.Natl.Acad.
Sci.USA53:959。 24 Tamir、H.、Brunner、W.、Casper、D.及
びRapport、M.M.(1980)セロトニンの結合の
ガングリオシドによりプロテイン結合セロトニ
ンの増強。J.Neurochem.34:1719。 25 Reif、A.E.及びAllen、J.M.V.(1964)AKR
胸腺抗原及びその白血病及び神経組織中の分
布。J.Exp.Med.120:413。 26 Keenan、T.W.、Morre、D.J.及びBasu、S.
(1975)ガングリオシド生合成。Golgi装置に
おけるラツト肝臓からグリコフインゴリポイド
グリコシル トランスフエラーゼの濃縮。J.
Biol.Chem249:310。 27 Pucuszka.T.、Duffard、R.O.、Nishimura、
R.N.、Brady、R.P.及びFishman、P.H.
(1979)ウシ甲状腺ガングリオシドの生合成。
J.Biol。Chem.253:5839。 28 Hakomori、S.(1973)腫瘍細胞膜のグリコ
リポイド。Adv.Cancer Res.18:265。 29 Silver、H.K.B.、Karim、K.A.、
Archibald、E.L.及びSalinas、F.A.(1979)血
清シアリン酸及び悪性黒色腫患者の腫瘍負荷の
監視としてのシアリルトランスフエラーゼ。
Cancer Res.39:5036。 30 Lloyd、K.O.、Travassos、L.R.、
Takahashi、T.及びOld、L.J.(1979)ヒト腫瘍
細胞系の細胞表面グリコプロテイン;悪性黒色
腫の異状特性。J.Natl.Cancer Inst.63:623。 31 Svennerholm、L.(1963)ヒト脳ガングリオ
シドのクロマトグラフイー分離。J.
Neurochem.10:613。 32 Yu、R.K.及びAndo、S.(1980)ガングリオ
シドの構造及び機能の新鮮脳の新ガングリオシ
ドの構造。(ed.L.Svennerholm)Advances in
Experimental Medicine and Biology 125:
33(Plenum Press)New York。
対しマウスIgG3単クローン抗体(AbR24)が血清
に特異的に高感度を有することを開示した(参照
(1))。試験された全ての黒色腫細胞系及び2種の
星状細胞腫はこの抗体によつて検出された熱安定
性細胞表面抗原に対して陽性であつた。しかしな
がら、脈絡膜の黒色細胞及び脳は抗原のレベルは
低かつた、広い種類の他の細胞及び組織は不反応
性であつた。同様な限られた特性を有する3種の
他の単クローン抗体(AbsC5、I24及びK9)は同
一の融合から導かれた。これらの抗体は同様な黒
色腫と強い反応性を示すそして上皮細胞との反応
性に乏しい、しかし僅かながら広い特異性の範囲
を有していたそれらは又MOLT−4(T−細胞
系)、白血球及び或種の胎児組織と弱く反応する。 AbR24により検出された抗原は先に特性が明ら
かになつたジシアロ ガングリオシド
(disialoganglioside)GD3−としてその中に同定
される。他の細胞と組織との比較は、黒色細胞は
GD3の高レベルを有している。かくして、これら
の抗体は組織試料が黒色腫かそうでないかの検出
に使用される。このことは特性が明らかな病巣に
対し特に有用である。これらの抗体はまた血清、
血漿、尿又は他の体液中のGD3の検出液に用いる
こともできる。これは黒色腫及びグリコリポイド
レベルが上昇している他の病気の可能性の早期診
断に役立つことができる。 マウス単クローン抗体AbR24(Dippoldら、
Proc Natl Acad Sci 77;6114−6118、1980)
はPA−MHA血清学的検定を用いて生活し得る
培養細胞で試験した場合、ヒト黒色腫細胞に対し
高度の特異性を有している。 この抗体により検出された抗原は黒色腫細胞か
ら単離されたそして組成的及び部分構造分析によ
り及び薄層クロマトグラフ(TLC)により標準
GD3と比較することによつてGD3ガングリオシド
であることを示した。AbR24は標準GD3と反応す
る。しかし試験された他のどのガングリオシドと
も反応しなかつた。TLC及びAbR24との反応性
を用い、広範囲の細胞及び組織についてGD3の存
在を試験した。グリコリポイド媒介免疫結合
(GNIA)とよぶ新らしい血清学的検出はガング
リオシドとAbR24の反応性を検出することにより
行われる。黒色腫(培養細胞又は腫瘍組織)は主
ガングリオシドとしてGD3及びGM3を有すること
を示した。試験した他の細胞及び組織もまたGD3
を含むが、一般に僅かであつた。黒色腫(及び
MOLT−4、T−細胞系)は主成分としてGD3及
びGM3を持つ単純化したガングリオシド輪郭によ
り特徴づけられた。黒色腫細胞に対するGD3の偏
在とAbR24の血清学的特異性の明瞭な差異は異な
る細胞中のGD3の局部化と濃度の関係で説明する
ことができる。組織培養 黒色腫及び他の細胞の誘導及び培養については
参照文献1〜4を参照する。一般の悪性組織は外
科的又は死後の標本から得られた。単クローン抗体 マウス単クローン抗体AbR24、AbC5、AbI12及
びAbN9は先に参照(1)に記載されている。 AbR24及びAbC5はIgG3抗体でありそしてAbI12
及びAbN9はそれぞれIgG2b及びIgG1抗体である。グリコリポイド GD3はDr.Y−T.Li.トウラン大学、ニユーオー
リンズ(参照5)から得られた。GM3及びGM2は
Drs.S.Kundu及びD.M.Marcus.ベイラー大学、ヒ
ユウストン、TXから得られた。GM1、GD1a、
GT1はスペルコ(Supelco)lnc.,ベルホンテ.
PAから購入した。ラクトシルーセラミドはクリ
コリポイド バイオケミカルCO.バーミンガム、
Alから購入した。黒色腫表面細胞抗原の血清学的検出 黒色腫細胞の細胞表面抗原とAbR24及びAbC5
の反応性はレツド セル ロゼツテイング法
(red cell rosetting method)(参照3)を用い
標識セルはヒトOレツド セル(RBC)を、ス
タヒロコツカス アウレウス(Staphylococcus
aureus)プロテインAは(PA−MHA)と結合
されているものを用いてミクロテスト
(Microtest)プレートのウエルで生育した培養
細胞で測定した。AbI12及びAbN9はウサギ抗−
マウスIg−結合標識セルを用いたこの方法の変形
法を用いて検出した。 酵素処理 上記の如く黒色腫細胞がミクロテスト プレー
トのモノレーヤーとして生育したら、ハンク
(Hank)の平衡塩溶液〔HBSS、ミクロバイオロ
ジカル アソシエート(Microbiological
Associates)〕で洗い、そして後ビブロ コレア
エ(Vibro cholerae)ニウラミニダーゼ〔カル
ビオフエミー(Calbiochem)〕又はβ−ガラクト
シダーゼ〔シグマ(Sigma)タイプV11〕を10μ
のHBSS中1U/ウエルを用いて処理した。 後37°で1時間培養し、この細胞をPBS−2%
ガンマ−グロブリン(GG)−フリーFBSで4回
洗いそしてPA−又はIgG−MHAを用いて抗体と
の反応性を測つた。グリコリポイドの単離 グリコリポイドはSaito及びHakomoriの方法
(参照6)の変形法により始めの単離を行い、そ
してDEAE−セフアデツクス クロマトグラフイ
ーにより中性及び酸性フラクシヨンを分離した。
酸性グリコリポイド(ガングリオシド)は続いて
DEAE−セフアデツクス クロマトグラフイー及
びアルカリ加水分解によりクロロホルム−メタノ
ール(C−M)抽出物から直接単離した(参照
7)。簡単に細胞はC−M(2:1)中に均質化さ
れそして後C−M(1:1)で再抽出された。C
−M(1:2)の抽出物を蒸発及び再溶解した後、
濾過し、蒸発し、そして冷却しつつ24時間蒸溜氷
水に透析した。透析後、試料は蒸発され、C−M
−H2O(30:60:8)にとかし、そしてDEAE−
セフアデツクス カラム(C−M−0.8M酢酸ナ
トリウムで平衡にされた)に適用した。このカラ
ムをC−M−H2O(30:60:8)で洗つた後、酸
性リポイドがC−M−0.8M酢酸ナトリウム
(30:60:8)で溶離され、そして蒸発しそして
前述のように透析した。この酸性フラクシヨンは
後メタノール中0.1N NaOHで37℃で3時間加水
分解し、冷水に48時間透析し、蒸発しそしてC−
M(4:1)中にとかした。この溶液を予めC−
M(4:1)で洗つたビオシル(Biosil)Aカラ
ムに適用した。C−M(4:1)で不純物を溶離
した後、ガングリオシドがC−M(1:2)で溶
離された。薄層クロマトグラフイ(TLC) シリカゲル プレート〔レツドプレート、フイ
ツシヤー サイエンテイフイツク Co(Fisher
Scientific Co.)〕を120℃で1時間加熱し活性化
した。展開クロマトグラムに用いる溶媒はn−プ
ロパノール−NH4OH−H2O60:9.5:11.5(溶媒
1)(参照8と同じ)、及びクロロホルム:メタノ
ール:2.5N NH4OH、60:40:9(溶媒2)であ
つた。 溶媒を始めの所から12cm移したらすぐプレート
を除いてそして110〜120℃で12〜15分空気乾燥
し、室温に冷却し、そしてレゾルシノール−HCl
(参照9)を噴霧する。 予備分析のために、プレートを空気流フード中
で室温にて2〜3時間乾燥した。バンドがヨード
蒸気で現視され、輪郭が明瞭になり、そしてシリ
カゲルをプレートからかき取つた。このゲルを後
C−M−H2O(50:50:15)40ml及び少量のダウ
エツクス50(Na+)で2回抽出した。懸濁液を15
分間1000rpmで遠心分離しそして上記のビオシル
Aカラムに適用する。不純物をC−M(4:1)
で溶離しそして吸着されたガングリオシドを後C
−M(1:2)で溶離した。炭化水素分析 セルペレツト中のリポイド−結合シヤル酸はワ
ーレン(Warren)により記載(参照10)されて
いるように1時間80℃で0.1N HCl中で加水分解
後、C:M(2:1および1:2)抽出物で決定
した。砂糖は彼等のO−トリフルオロ酢酸(参照
11)の如くメタノーリシス(メタノール性0.1N
HClで100°16時間)後測定された;N−アセチル
ノイラミン酸は1.0N HClで80°、1.0時間メタ
ノールシス後同一操作により同定した。グリコリポイドの血清学的検定 () 受身赤血球凝集検定(Passive
hemmaglutination assay)(参照12) グリコリポイド(6μgシヤル酸)を溶解し、
管(10×75mm)中に等分に分けて入れる。そし
て真空中でP2O5のデシケーター中で乾燥する。
各管にPBSの200μを加え、管の横をこする。
そして溶液を50℃で15分音波を当てた。大きな
管に移した後PBSの0.8mlを加えた。グリコリ
ポイド溶液にPBS中ヒトO−RBCの2%懸濁
液を徐々に滴下した。37℃で30分後1度混合し
1時間後、このセルをPBS(各12ml)で2回洗
つた。反応性は処理したRBCの懸濁液とミク
ロタイター(microtiter)プレート中の適当に
希釈したAbR24(50μ各)を混合することによ
り試験した。4℃で1−2時間後、凝固反応は
視的に測定された。 () 抗体阻害検定 C−M(1:2)に溶解したグリコリポイド
(6μgシヤル酸)を管(6×50mm)に等分に入
れそして前分析として乾燥した。 AbR24(1:2×104)を30μ加えそして管
を旋回させた。室温で30分そして後4℃で30分
間培養した。管を2000rpmで20分間遠心しそし
て表面浮遊物を除きそして連続的に希釈した。
これらの試料は直ちにホルムアルデヒド固定
SK−MEL−28ターゲツトセルに移した〔ホル
ムアルデヒド固定はPBS中0.33%HCHO ミ
クロテスト プレート〔フアルコン(Falcon
3034)〕のウエルに中に生育する細胞をPBS中
0.33%HCHOで処理することにより行なつた。
この処理はAbR24の反応性を変えることはな
い。そしてターゲツトセルのすぐに役立つ原料
の貯蔵に提供される〕。抗体反応性はPA−
MHA検定法で検出された。非吸着抗体はポジ
テイブコントロールとして使用される。 () グリコリポイド−媒介免疫結合検出
(GMIA)95%エタノール中グリコリポイドの
溶液をマイクロテスト プレート〔フアルコン
(Falcon3034;ウエル当り10μ)〕のウエルに
加えそしてこのプレートを45分P2O5で真空中
デシケーターで乾燥した。リポイド−結合シヤ
ル酸の約100ngは有効な吸収及び抗体と最高
に反応性に対する適当量であつた。ウエルは
PBS−2%GG−フリーFBS(10ml/洗滌)で
3回洗い、そしてプレートをガーゼでしみをつ
けた。希釈した抗体(5%GG−フリーFBS含
有PBS中)をウエルに加えた。そして室温で
45分培養した。プレートをしみをつけ、PBS
−2%GG−フリーFBSで4回洗つた。そして
再びしみをつけた。プロテインA−結合O−
RBCの0.2%懸濁液の10μをウエルに加えた。
プレートを室温で30分間培養した。しみをつけ
た後、プレートをPBS−2%GG−フリーFBS
で2回洗い、再びしみをつけそして光顕微鏡の
下で読んだ。反応はレツド セルにより被覆し
たウエルの割合により測定された。試験はウエ
ルの結合セルが見えなかつた時又はセルの周囲
が薄い環であつた場合は負として読んだ。 () 薄層クロマトグラフイーにより分離した後
血清学的−反応性グリコリポイドの検出 薄層クロマトグラフイーにより分離されたグ
リコリポイドの血清学的反応性は 1251−プロ
テインAを結合抗体の検出に用いるMagnani
ら(参照13)の方法の変形によつて試験され
た。溶媒1又は2中でクロマトグラフイーした
後、薄層は1%ポリビニルピロリドンを含む
PBS緩衝液中で洗われそして4℃で6時間
AbR24(1:1500)で処理した。プレートは
125I−プロテインA(10μci/μg;7×
105cpm/ml)で処理され、Hunter及び
Greenwood(参照14)の手順に従つて調整され
た。4℃で12時間放置後、プレートはPBSで
洗い、空気で乾燥しそして2−6時間クロネツ
クス(cronex)増感スクリーンを有するX−
オマツト(Omat)Rフイルムにさらした。結 果 SK−MEL−28のニウラミニダーゼ
(neuraminidase)処理後AbR24血清学的反応性
の変化と抗原治癒の動力学 ノイラミニダーゼ〔ビブロ コレラエ(Vibro
cholerae)〕で処理後、SK−MEL−28黒色腫細
胞はもはやPA−MHA検定においてAbR24と反
応しなかつた(後記の表1)。AbC5〔AbR24と同
様な血清学的特性を持つた抗体(参照1)〕との
反応性もまた失なわれた。SK−MEL−28のグリ
コプロテインに血清学上無関係の決定子と確認さ
れるAbN9とAbI12との反応性はノイラミニダー
ゼにより影響されなかつた。酵素−処理細胞はプ
ロテインA又は抗−マウスIg−標識細胞と何れに
も無特性反応性を示さなかつた。β−ガラクトシ
ダーゼはSK−MEL−28細胞とAbR24又はAbC5
との反応性において検出し得る効力は持つていな
かつた(表1)。これらの結果はシヤル酸は抗体
AbR24及びAbC5により確認された抗原決定子の
重要部を構成していることを示した。 SK−MEL−28とAbR24の血清学的反応性はニ
ウラミニダーゼを除去しそしてMEM−FBSで置
き代えた後30分間は不検出であつた。この媒体で
37℃に培養を続け、2時間後AbR24反応性の一部
復元が生じそして22時間後血清学的反応性が完成
に復元した(第1図)。 SK−MEL−28黒色細胞からAbR24−反応性抗
原の単離とそのGD3ガングリオシドとしての同定 グリコリポイドはクロロホルム−メタノール
(C−M)抽出及びSato及びHakomoriの開示
(参照5)によりそれらのアセテートのフロリシ
ル(Florisil)クロマトグラフイーにより、培養
した黒色腫細胞(SK−MEL−28)から単離され
た、そしてグリコリポイドの調整はDEAE−セフ
アデツクス クロマトグラフイーにより中性及び
酸性成分に分画された。AbR24抗体(PA−
MHAで検出される)に対する阻害活性は酸性グ
リコリポイド フラクシヨン中に主としてあるこ
とが判つた。 その後の実験において、SK−MEL−28細胞か
らの酸性グリコリポイドはDEAE−セフアデツク
スのC−M抽出の分画(参照6)及びアルカリ加
水分解によつて不純物のホスホリポイドを除くこ
とによつて直接単離された。この混合物中の個々
のガングリオシドは溶媒1中でプレパラテイブ薄
層クロマトグラフイーにより(参照8)単離され
た。プレートからシリカゲルバンドを切り取りそ
してグリコリポイドを抽出することにより、抗原
活性はCM1及びCD1a上に移転した主酸性グリコリ
ポイド バンドの中にあつた(第2図)。第2図
中に表われたデータにおいて、フラクシヨンの抗
原活性はGMIA検出により測定された。同様の結
果はAbR24とSK−MEL−28標本細胞とのPA−
MHA検出を用いて抗体阻害試験により得られ
た。 単離されたAbR24−反応性グリコリポイドは下
記規準に従つてCD3〔NANA(2→8)NANA(2
→3)Galβ(1→4)Glc−ceramide〕として同
定した。()含有グリコース、ガラクトース及
びN−アセチルノイラミン酸が1.0:1.09:2.11、
ヘキソサミンの痕跡(<0.1)の割合を示す純粋
グリコリポイドのカルボハイドレート分析、()
ビブリオコレラエ(Vibrio cholerae)ニウラミ
ニダーゼ(37℃で3時間)でガングリオシドの部
分加水分解はCM3とラクトシルセラミドで薄層ク
ロマトグラム上に2つの成分を形成させる(第3
図)。そして()AbR24は標準GD3と反応する
が、他の標準ガングリオシド試験の何れにも反応
しなかつた(下記参照)。 黒色細胞と非黒色細胞、及び正常及び悪性組織
中のGD3の分配 () 種々の原料からのガングリオシドの薄層ク
ロマトグラフ−パターン全ガングリオシドフラ
クシヨンは極めて多種類の腫瘍細胞系、新鮮腫
瘍及び正常組織から調整した。これらの抽出物
がTLCにより分画されそしてガングリオシド
をレゾルシノール試薬を用い検出した時、黒色
腫はガングリオシドの特有パターンを持つこと
が明らかになつた。全ての黒色腫細胞系の実験
において、CD3とCM3と共移動するグリコリポイ
ドは主として酸性グリコリポイドであつた。こ
れらの細胞系の多くの主要成分はGD3と反応し
た(第3図及び第4図)。GD3はまたマウスの
目及びウシの脈絡膜の抽出物中の主にガングリ
オシドであつた。MOLT−4(T−細胞系)を
除いては、他の細胞又は組織は主要成分として
GD3を持つていなかつた。 新鮮黒色腫瘍の抽出物はGD3及びGM3が優位
性をもちSK−MEL−28と似たガングリオシド
パターンを有していた(第3図)。殆どの黒色
腫細胞系はこの単純化したパターンを持つた。
しかしながら幾つかは高ガングリレポイドがか
なりの量検出でき一層複雑なプロフイルを示し
た(第3図及び第4図)。GD3は実験した黒色
腫細胞系の全ガングリオシド画分の18−63%を
構成していた(第4図)。殆どの黒色腫細胞系
及び組織標本は30−50%範囲の値であつた。こ
の値は成人脳において7%、腎臓癌細胞系
(SK−RC−7)において9%、RAJI細胞(バ
ーキツト(Burkitt)リンパ様組織腫)におい
て11%、MOLT−4細胞において33%と対比
された(第4図)。AbR24の血清学的反応性の
見地から、それらのグリコリポイド画分中の
GD3の割合が高いこと、また全ガングリオシド
のレベルが高いことは重要なことである。この
ことは、細胞系の数においてリポイド−結合シ
ヤル酸のレベルの測定から明らかである。黒色
腫において、その値は0.039−0.063μmol/0.1
ml細胞の範囲であつた(9系で測定した)。
RAJI、MOLT−4及び腎臓癌(3系)はそれ
ぞれ0.011±0.003、0.013±0.006及び0.025−
0.029μmol/0.1ml細胞のリポイド−結合シヤル
酸値を持つた。 () AbR24抗体を用いて細胞系及び組織のGD3
の検出、多種の細胞及び組織のGD3レベルは
R24抗体を用いて測定された。4種の検出法が
使用された:(a)受身赤血球凝集、(b)抗体阻害、
(c)新方法、MHA法の平易化とグリコイポイド
のプラスチツクスに吸収する能力との併合によ
り考案したGMIA、(d) 125I−プロテインAを用
いTLCクロマトグラム上でGD3と反応した
AbR24を検出する方法。検出値の感度は受身赤
血球凝集検定は最も感度が低くそして 125I−
PA法は最も感度が高い(表)。 最も感度が低い検定法(受身赤血球凝集)の使
用において、GD3は黒色腫細胞系及び黒色腫組織
の抽出物は検出できたが、他の原料からは検出で
きなかつた(表)。比較的感度の高い検出(PA
−MHAの阻害及びGMIA法)はGD3は広い範囲
の細胞(ウシの脈絡膜、マウスの目、胎児及び成
人肺、RAJIB−細胞系、MOLT−4T−細胞系、
RT−4膀胱癌細胞系及びAJ星状細胞腫細胞系)
が検出できたことを示した。代表的な阻害実験は
第5図に示され、そしてデータは表に集約され
ている。GMIA法の使用において、黒色腫からの
R24−反応性グリコリポイド又は標準GD3で被覆
したウエルは強い反応性を持つことが判つた:こ
の反応の幾つかの定量的データを第7図に示し
た。他の純粋なグリコリポイド(GM1、GD1a、
GM3及びGM2)はこの検出では不反応であつた
(表及び第6D図)。AbR24のみ加えてもまた不
反応であつた(第6C図)。 この方法を他の細胞から抽出した酸性グリコリ
ポイドに適用すると阻害検出として大体同様な結
果が得られた(表)。これらの方法により測定
されたGD3の限定された分配の比較において、
125I−プロテインA法は実験した全ての細胞及び
組織のGD3を検出した(表)。これらの組織及
び細胞の検出されたAbR24−反応性成分は正真の
GD3であることは標準GD3と共に混合(2溶媒シ
ステムにおいて)することにより、また関係のな
いグリコプロテイン特性を検出した他のプロテイ
ンA−結合単クローナル抗体(AbI12)が不反応
性であつたことを検知することによつて示され
た。 【表】 【表】 【表】 【表】 【表】 検 討 黒色腫細胞の細胞表面抗原に対し血清学的に特
異の高感度を示すマウス単クローナル抗体R24は
ジシアロ−ガングリオシド−GD3と認められた。
従来の研究はガングリオシドに対する抗体を得る
のは困難であつた(参照15)。このことは大部分
のガングリオシドは免疫を与えた種の成分であ
り、そしてまた、本来シラリダーゼ活性であるた
め、免疫学的にガングリオシドが分解する(参照
16)事実に基いて行わなければならない。この観
点により、非常に高いGD3含量を持つ黒色腫細胞
(SK−MEL−28)で6ケ月間以上免疫して生成
したマウスR24は重要なことである。ガングリオ
シドと認められる二つの他の単クローナル抗体は
最近開示された(参照17、18)。一つはニワトリ
のノイロン細胞と特異に反応しそしてGQ画分中
に存在する高ガングリオシドの一つに影響される
(参照17)。第2のものはヒト結腫癌に対して影響
されそして未だ性質未知のモノシアロガングリオ
シドとして認められた(参照18)。 本発明者らはCD3は黒色腫細胞培養物及び黒色
腫組織中に顕著に存在するガングリオシドである
ことを知つた。他の細胞と比べた場合、黒色腫細
胞はまた全ガングリオシドレベルが高い。他にも
示されるように、GD3は大部分の哺乳類組織中に
少量存在する。しかし、それはガングリオシドの
30−40%より成る網膜中の主要ガングリオシドで
ある。成人脳中、GD3は全ガングリオシド含量の
約8−10%を示す(参照19)。GD3のレベルは胎
児脳中が高い、胎児ラツト脳(懐妊15−17日)の
GD3は全ガングリオシド含量の約50%示す、20日
により約10%に急激に低下する(参照20)。
Portoukalian及び共同研究者(参照21)はTLC
及びカルボハイドレート分析により固定したGD3
は黒色腫の主構成であることも発表した(参照
21)。彼らは実験した4種の異なつた黒色腫標本
のGD3の割合はガングリオシドの31.0%から57.2
%に変化した。これらの結果から、発明者ら自身
の分析と同様、GD3ガングリオシドは悪性黒色腫
の主な成分であると結論することができる。正常
な黒色細胞がGD3のレベルが高いかどうかは現在
不明である。正常の脈略膜黒色細胞は直接血清学
試験におけるAbR24との反応性は弱い(力価1:
100)、それに比べ黒色腫細胞のAbR24との反応性
は高い(1:5×104−105の力価)(参照1)培
養皮膚黒色細胞の方法の最近の発展(参照22)を
もつて、今は黒色細胞及び黒色腫のGD3含量の直
接的比較をすることは可能であろう。GD3の正確
な生物学的要因は明確には判らないが、GD3はセ
ロトニン結合の役割を有していると示唆された
(参照23、24)。 実験において、ガングリオシドのTLCパター
ンは異なる黒色腫細胞系から単離した。本発明者
らは種々のガングリオシドの割合の変化を注目し
た。大部分の細胞系GD3及びGM3は主としてガン
グリオシドであつた(第3図及び第4図)。幾つ
かの黒色腫細胞系はGM2と一層複合したパターン
を示した。そして幾つかの高ガングリオシドは一
層よく表われる。これらのガングリオシド輪郭の
相違は癌の生物的特性(例えば、区別状態)に関
係するかどうかは明らかにする必要がある。一般
的に黒色腫は特有のガングリオシド輪郭を表わ
す。実験した他の細胞及び組織のT−セル系
MOLT−4のみ同様な輪郭を示した。そしてこ
れはおそらくT−細胞及び神経−外胚葉性細胞原
例えばThy−1による抗原の他の標本であろう
(参照25)。ウシ脈絡膜及びマウス目から導いたガ
ングリオシドは3又は4の顕著な成分のただ一つ
のGD3と一層複雑なパターンを持つ。 GD3ガングリオシドの存在が黒色腫細胞を決し
て制限するものではない、−それは遍在である。
細胞表面抗原に対する直接血清学検出を用い、黒
色腫のみ、脈絡膜黒色細胞、及び星状細胞腫は
AbR24と反応性があつた(参照1)。敏感な吸収
試験を用いてさえ、試験した他の細胞及び組織の
正常脳のみAbR24を吸収した。ここに表われた血
清学的知見と生化学的データの間の明らかな矛盾
に対して多くの説明が示される。第1はGD3は大
部分の非−黒色腫細胞の細胞表面成分ではないこ
との可能性である。GD3が他のガングリオシドの
生合成的前駆物であるそしてそれ故主として細胞
中に存在する、ゴオルギ(Golgi)装置中で、グ
リコリポイド合成に関与するグリコシル トラン
スフエアーズが見い出される(参照(26)、(27))
ことが証明されるであろう。本発明者らの生化学
的研究は全体の細胞又は組織に対し行われ、その
結果はこの説明と確かに適合する。他の可能性は
GD3がR24−ネガテイブ細胞の細胞表面に存在す
る。しかし抗体との反応はしないということであ
る。この現象は他の細胞膜グリコリポイドで見い
出した。例えばグロボシドは赤血球膜の主要グリ
コペプチドであるが、赤血球反応は抗−グロボシ
ド抗体と微弱に反応する(参照(28))。勿論、
GD3は血清学試験に用いて検出される量で大部分
の非−黒色腫細胞の表面に表れない可能性もあ
る。直接及び吸収試験の両方でAbR24と反応する
細胞型は高リポイド−結合シヤル酸含量及び顕著
ガングリオシドとしてGD3の両者を持つことは重
要なこととして注目することである。 黒色腫細胞のGD3及びGM3の集積の機構どうで
あるか?一つの可能性の説明は黒色腫細胞はN−
アセチルガラクトサミル トランスフエラーゼの
低レベルを有している。その結果酵素に対する一
般の基質例えばGM3及びGD3の集積が生ずる(第
9図)。ウシの甲状腺において、一つのN−アセ
チルガラクトサミン−トランスフエラーゼはGD3
及びGM3に作用しGD2及びGM2になる(参照
(27))。そして黒色腫におけるこの酵素のレベル
は低いことは本発明者が得られたガングリオシド
パターンを明らかにするであろう。他の可能性
の説明は黒色腫はβ−N−アセチルガラクトサミ
ニダーゼの高レベルを有している。その結果GM2
及びGD2の生成を減少させるか又は黒色腫が或種
のシアリルトランスフエラーゼのレベルを上げ、
その結果GD3及びGM3の合成を増加させることで
ある。黒色腫患者は血清シアリルトランスフエラ
ーゼレベルを上げることはこの見地からして重要
なことである(参照29)。癌組織の酵素レベルは
未だ研究されていない。しかしながら、ヒト黒色
腫細胞系のグリコプロテインは他の細胞型のグリ
コプロテインに比べシアリル化を増進する(参照
30)事実は黒色腫中のこの酵素の活性の増加を示
唆する。本出願中に使用した略語 TLC:薄層クロマトグラフイー;MHA:混合
血球凝集検出;C−M:クロロホルム−メタノー
ル;FBS:胎児ウシ血清;NANA:N−アセチ
ルノイラミン酸;Gal:D=−ガラクトース;
Glc:D−グルコース;GalNAc:N−アセチル
−D=−ガラクトサミン;Cer;セラマイド;
GM1:βGal1−3GalNAc1→4βGal〔3←2NANA〕
1→4Glc−Cer;CM3;NANA2→3βGal1→4Glc
→Cer;GD3;NANA2→8NANA2→3βGal1→
4Glc−Cer;GDla;NANA2→3βGal1→
3GalNAcβ1→4Gal〔3←2NANA〕Glc−Cer;
GM2:βGalNAc1→4βal〔3→2NANA〕Glc−
Cer.GTla;NANA2→8NANA2→3βGal1→
3GalNAcβ1→4Gal〔3←2NANA〕Glc−Cer. 〔Svennerholmの命名法(参照(31)〕 参照文献 1 Dippold、W.G.、Lloyd、K.O.、Li、L.T.
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第1図はニウラミニダーゼ処理後SK−MEL−
28細胞のAbR24−反応性抗原の時間の進行に伴う
再表示である。第2図はグリコリポイド−媒介免
疫結合(GMIA)検定を用いて薄層クロマトグラ
フイー上のAbR24−反応性グリコリポイドの分配
を示す。SK−MEL−28細胞からの酸性グリコリ
ポイドは溶媒1のTLCにより分離した。シリカ
ゲルバンド(1cm巾)はプレートからかきとり、
C:M(1.2)で抽出しそして明細書記載のように
GMIAにより抗原を検定した。第3図は多くの細
胞系及び組織から酸性グリコリポイド画分の薄層
クロマトグラフイーを示す。レーン1:GM3;
2:GD3;3:GM1;4:SK−MEL−28黒色腫細
胞系;5:SK−MEL−28から単離されたAbR24
−反応性抗原;6:SK−MEL−37黒色腫細胞
系;7:SK−MEL−64黒色腫細胞系;8:
MeWo;9:SK−MEL−13黒色腫細胞系;1
0:黒色腫(外科的標本);11:MOLT−4
T−細胞系;12:マウス目;13:SK−RC−
7腎臓細胞系;14:成人脳。ガングリオシドは
溶媒1で分離しそしてレゾルシノール−HClで現
視した。第4図は黒色腫及び他の細胞からガング
リオシドの薄層クロマトグラムの濃度計によるト
レースである。A:SK−MEL−28黒色腫細胞
系;B:SK−MEL−37黒色腫細胞系;C:SK
−MEL−13黒色腫細胞系;D:黒色腫(外科的
標本);E:成人脳;F:RajiB−細胞系;G:
MOLT−4細胞系;H:SK−RC−7腎臓細胞
系。全ガングリオシド画分の%としてGD3の量は
ピークの面積から計算した。そして各パネルで示
す。第5図は多種の細胞系及び組織からの酸性グ
リコリポイドによりSK−MEL−28黒色腫細胞の
AbR24の反応性の阻害を示す。検定:PA−
MHA;〓:AbR24対照;〓:成人脾臓;●:成
人肝臓;O:硬骨魚類目;■:SK−RC−7腎臓
癌細胞系;▲:成人脳;◇MeWo黒色腫細胞
系;◆:SK−MEL−29黒色腫細胞系;▽:SK
−MEL−37黒色腫細胞系;▼:マウスの目;
□:MOLT−4 T−細胞系;△:黒色腫(外
科的標本);O:SK−MEL−28黒色腫細胞系。
第6図はAbR24を用いたグリコリポイド−媒介免
疫結合(GMIA)検定を示す。ウエルA:SK−
MEL−28黒色腫細胞系から単離したAbR24−反
応性グリコリポイド。ウエルB:GD3ガングリオ
シド;ウエルC:非ガングリオシド;ウエルD:
GM2及びCM3ガングリオシド混合物。抗体:
AbR24(1:1000)。第7図はGMIA検定において
AbR24によりGD3ガングリオシドの検出を示す。
AbR24の希釈は本図で示した。第8図はAbR24及
び 125I−プロテインAの反応性によりTLCプレ
ート上のGD3ガングリオシドの検出。右側:ガン
グリオシドがレゾルシノール−HCl試薬で現視さ
れた。左側:AbR24及び 125I−プロテインAと反
応したガングリオシド。ライン1:AbR24−反応
性ガングリオシド;ライン2:成人脳から抽出し
たガングリオシド。溶媒2。第9図はガングリオ
シドの生合成の提案された経路図〔Yu及びAndo
(参照32)後変更〕である。
28細胞のAbR24−反応性抗原の時間の進行に伴う
再表示である。第2図はグリコリポイド−媒介免
疫結合(GMIA)検定を用いて薄層クロマトグラ
フイー上のAbR24−反応性グリコリポイドの分配
を示す。SK−MEL−28細胞からの酸性グリコリ
ポイドは溶媒1のTLCにより分離した。シリカ
ゲルバンド(1cm巾)はプレートからかきとり、
C:M(1.2)で抽出しそして明細書記載のように
GMIAにより抗原を検定した。第3図は多くの細
胞系及び組織から酸性グリコリポイド画分の薄層
クロマトグラフイーを示す。レーン1:GM3;
2:GD3;3:GM1;4:SK−MEL−28黒色腫細
胞系;5:SK−MEL−28から単離されたAbR24
−反応性抗原;6:SK−MEL−37黒色腫細胞
系;7:SK−MEL−64黒色腫細胞系;8:
MeWo;9:SK−MEL−13黒色腫細胞系;1
0:黒色腫(外科的標本);11:MOLT−4
T−細胞系;12:マウス目;13:SK−RC−
7腎臓細胞系;14:成人脳。ガングリオシドは
溶媒1で分離しそしてレゾルシノール−HClで現
視した。第4図は黒色腫及び他の細胞からガング
リオシドの薄層クロマトグラムの濃度計によるト
レースである。A:SK−MEL−28黒色腫細胞
系;B:SK−MEL−37黒色腫細胞系;C:SK
−MEL−13黒色腫細胞系;D:黒色腫(外科的
標本);E:成人脳;F:RajiB−細胞系;G:
MOLT−4細胞系;H:SK−RC−7腎臓細胞
系。全ガングリオシド画分の%としてGD3の量は
ピークの面積から計算した。そして各パネルで示
す。第5図は多種の細胞系及び組織からの酸性グ
リコリポイドによりSK−MEL−28黒色腫細胞の
AbR24の反応性の阻害を示す。検定:PA−
MHA;〓:AbR24対照;〓:成人脾臓;●:成
人肝臓;O:硬骨魚類目;■:SK−RC−7腎臓
癌細胞系;▲:成人脳;◇MeWo黒色腫細胞
系;◆:SK−MEL−29黒色腫細胞系;▽:SK
−MEL−37黒色腫細胞系;▼:マウスの目;
□:MOLT−4 T−細胞系;△:黒色腫(外
科的標本);O:SK−MEL−28黒色腫細胞系。
第6図はAbR24を用いたグリコリポイド−媒介免
疫結合(GMIA)検定を示す。ウエルA:SK−
MEL−28黒色腫細胞系から単離したAbR24−反
応性グリコリポイド。ウエルB:GD3ガングリオ
シド;ウエルC:非ガングリオシド;ウエルD:
GM2及びCM3ガングリオシド混合物。抗体:
AbR24(1:1000)。第7図はGMIA検定において
AbR24によりGD3ガングリオシドの検出を示す。
AbR24の希釈は本図で示した。第8図はAbR24及
び 125I−プロテインAの反応性によりTLCプレ
ート上のGD3ガングリオシドの検出。右側:ガン
グリオシドがレゾルシノール−HCl試薬で現視さ
れた。左側:AbR24及び 125I−プロテインAと反
応したガングリオシド。ライン1:AbR24−反応
性ガングリオシド;ライン2:成人脳から抽出し
たガングリオシド。溶媒2。第9図はガングリオ
シドの生合成の提案された経路図〔Yu及びAndo
(参照32)後変更〕である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 抗体R24(AbR24)と試験試料とを反応させ、
そしてこの反応の程度を測定することからなる試
験試料中のGD3ジシアロ ガングリオシドの存在
を測定する方法。 2 反応段階が試験試料の懸濁液とAbR24の混合
を含み、この反応の程度を凝集体を視力的に勘定
することにより測定する受身赤血球凝集検定法を
使用する特許請求の範囲第1項記載の方法。 3 抗体阻害検定法を使用する特許請求の範囲第
1項記載の方法。 4 グリコリポイド媒介免疫結合検定法を使用す
る特許請求の範囲第1項記載の方法。 5 薄層クロマトグラフイーにより分離後血清学
的反応性グリコリポイドの検出よりなる方法を用
いる特許請求の範囲第1項記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US365065 | 1982-04-02 | ||
| US06/365,065 US4507391A (en) | 1982-04-02 | 1982-04-02 | Method for detecting the presence of GD3 ganglioside |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58223066A JPS58223066A (ja) | 1983-12-24 |
| JPH0340833B2 true JPH0340833B2 (ja) | 1991-06-20 |
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|---|---|---|---|
| JP58055318A Granted JPS58223066A (ja) | 1982-04-02 | 1983-04-01 | Gd↓3ガングリオシドの存在を検出する方法 |
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| EP (1) | EP0091005B1 (ja) |
| JP (1) | JPS58223066A (ja) |
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| DE (1) | DE3365236D1 (ja) |
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| CA1254846A (en) * | 1982-11-30 | 1989-05-30 | Sloan-Kettering Institute For Cancer Research | Monoclonal antibodies against melanocytes and melanomas |
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| RU2208790C1 (ru) * | 2002-10-28 | 2003-07-20 | Лихванцева Вера Геннадьевна | СПОСОБ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ КЛИНИЧЕСКОГО ТЕЧЕНИЯ УВЕАЛЬНОЙ МЕЛАНОМЫ НА ОСНОВЕ МАРКЕРА АПОПТОЗА Bax |
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- 1983-03-23 EP EP83102865A patent/EP0091005B1/en not_active Expired
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- 1983-04-01 JP JP58055318A patent/JPS58223066A/ja active Granted
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