【発明の詳細な説明】
18、CHO細胞であることを特徴とする請求項17記載の動物細胞。
19、CO3細胞であることを特徴とする請求項17記載の動物細胞。
20 酵母細胞であるこを特徴とする請求項15記載の巨核球。
21、請求項14記載の発現ベクターにより形質転換されることを特徴とする、
原核微生物。
22、エシェリキア・コリ種に属することを特徴とする原核微生物。
23、請求項16〜19のいずれか1項記載の動物細胞の培養、ついで組換タン
パク質の分離および精製の工程を含むことを特徴とする請求項1〜7記載のLX
ずれか1項記載のタンパク質を製造する方法。
24、請求項20記載の酵母細胞を培養、ついで組換タンノくり質の分離および
精製の工程を含むことを特徴とする請求項]、〜7のいずれか1項記載のタンノ
くり質の製造方法。
25、請求項1〜7のいずれか1項記載のタンパク質を含むことを特徴とする医
薬。
明 細 書
サイトカイン型の活性を有するタンパク質、およびこのタンパク質をコード化す
る組換えDNA、形質転換細胞および微生物この発明はサイトカイン型の活性を
有する新規タンパク質、その生産のための遺伝子工学的手段、即ち、組換えDN
A、この組換えDNAを保有している発現ベクター、この組換えDNAを含んで
いる原核微生物および真核細胞、およびこのタンパク質が有効主薬として存在す
る特に免疫調節剤として有用な薬物に関する。
免疫系は、細胞性因子およびこの因子によって分泌されるサイトカインと呼ばれ
る可溶性物質からなっていることはよく知られている。サイトカイン類は、生物
体の免疫系、または別の生物学的系の何れかに属するエミッター細胞と標的細胞
間の伝達をつかさどるタンパク質である。一般にサイトカイン類はいわゆる多面
的生物活性を有し、即ち標的細胞に対して、増殖、分化、細胞溶解、活性化、走
化性など多面的な活性を有している。これらの分子のうちの幾つかは、すでに治
療上の応用が見いだされている。例えばインターロイキン−2またはインターフ
ェロンαは免疫療法により、ある種の腫瘍の処置に使用され、GC3F (顆粒
球コロニー刺激因子)またはGMC3F (顆粒球・単球コロニー刺激因子)の
ような造血因子は、血球の増殖および分化を刺激することによって、化学療法の
結果、血球が減弱した血液を強化することができる。
サイトカインに関する以下の情報は具体的に知られている:1) それらは、分
泌されたタンパク質に対応する。従って、タンパク質、特にサイトカインの分泌
は、培地への成熟タンパク質の排出に際して、前ペプチド配列またはシグナルペ
プチドと称する翻訳されたタンパク質の疎水性アミノ末端領域の切断を含む機構
により頻繁に起こる(ポン、ハイシネ、G、、1986年、二ニークレイツク・
アシッズ・リサーチ、14巻、4683〜469o頁)。周知のサイトカインの
ペプチドの配列の大部分は、事実シグナルペプチドを含む。
2) 一般に、サイトカインは、他のサイトカイン(K、マツシマ等、1988
年、ジャーナル・オブ・エクスベリメンタル・メディスン、167巻、1883
〜1893頁 −シミズ Hl等、1990年、モレキュラー・アンド・セルラ
ー・バイオケミストリー、10巻、561〜568頁 )、またはリポ多糖類、
カルシウムイオノファ、例えば、カリマイシン、ジブチリルサイクリックAMP
、ジメチルスホキシド、レチレイン酸、コカナバリンA1植物凝集素(PHA−
P) 、およびフォルボールエステル、例えば、フォルボール−2−ミリステー
ト−3−アセテート(PMA)のような細胞増殖および分化を活性化する化学試
薬(メゲ K、およびトランS、 K、等、1990年、サイトカイン2.1〜
8頁 −C,B、l−ムソン等、1989年、プロシーディンゲス・ナショナル
・アカデミ−・オブ・サイエンシイズ、86巻、1333〜1337頁)、また
は表面抗原CD2、CD3、CD28、およびCD40のような表面分子に対す
る抗体(トムソンC,E、等、上記の引例およびロウセット、F3等、1991
年1、ジャーナル・オブ・エクスベリメンタル・メディスン、177巻、703
〜710頁)のうちのいずれかで誘発され得るタンパク質に該当する。
3) サイトカインの誘発は一過性であるので、サイトカインメッセンジャーR
NAは不安定である。大部分のサイトカインにおいて、AおよびUl特に、配列
AUUA、カッブト等、1986年、プロシーディンゲス・ナショナル・アカデ
ミ−・オブ・サイエンシイズ・ニーニスニー、83L 1670〜1674頁;
G、ショー等、1986年、セル、46巻、659〜667頁およびに、ペブル
L1991年、ジャーナル・オブ・エクスベリメンタル・メディスン、173巻
、349〜355頁により証明されたコンセンサス不安定配列に富む領域を有す
るである。
4) 周知のサイトカインの大部分は免疫系の細胞、特に、末梢血の単球および
補助Tリンパ球により合成される(ウルマンに、S、等、1989年、^nn、
Rev、 l0In、 、8巻、421〜452頁、およびカルゲル−バレー
スイスにより1989年に刊行されたC、ソルダ、研究「細胞制御因子由来のマ
クロファージ」)。それらの合成は、2)に記載された誘発剤で誘発される。
更に、主にリンパ球および単球を含む末梢血単核細胞からの出発し、培養し、植
物凝集素、ファルボールー2−ミリステート−3−アセチレートおよび抗−CD
2モノクローナル抗体のような種々の誘発剤を使用して刺激し、動物細胞におい
て混存相補性DNA配列から取り出し、従ってサイトカインをコード化する相補
性DNAに富む相補性DNAライブラリーを構築することが可能であることは周
知である(H,C,チェン等、1989年、ヨーロピアン・ジャーナル・オブ・
イムノロジー、19巻、1045〜1051頁、P、F、シフエル等、1989
年、モレキュラー・アンド・セルラー・バイオロジー、9巻、1041〜104
8頁)。
更に、Tリンパ球によるサイトカイン(リンホカインと称する)の製造は優れて
いる、従って、フォルボール−2−ミスデリート−3−アセテート単一よりフォ
ルボール−2−ミリステート−3−アセテートおよび植物凝集素またはフォルボ
ール−2−ミリステート−3−アセテートおよび抗−CD28抗体の二元性配合
を用いる刺激で、およびフォルボール−2−ミリステート−3−アセテート、植
物凝集素およびサイトカインメッセンジャーRNAの転写に対して明らかに阻害
効果を有する(トンプソン等、上記の引例、およびマッティラ等、1990年、
EMBO・ジャーナル、9巻、4425〜4433頁)シクロスポリンAの三元
性配合より、フォルボール−2−ミリステート−3−アセテートおよび植物凝集
素の二元性配合を用いての刺激で多量のメツセンジャーRNAに対応することは
周知である(C,B、トンプソン等、1989年、プロシーディンゲス・ナショ
ナル・アカデミ−・オブ・サイエンシイズ、86巻、1333〜1337頁およ
びリントスタンT9等、1989年、サイエンス、244巻、339頁)。
種々の刺激条件下サイトカインメッセンジャーRNAのこの分化発現は、後者の
配列を選択する目的でサイトカインのコード化配列を含む相補性DNAライブラ
リーのスクリーニング(分化スクリーニングと称する)に使用され得る(ドール
キシ等、1980年、デベロップメンタル・バイオロジー、76巻、449〜4
64頁、コクランB、M、等、1983年、セル、33巻、939〜947頁、
およびシフエルP、 F、等、1989年、モレキュラー・アンド・セルラー・
ノくイオロジカル、9巻、1041〜1048頁)。要するに、ここで刺激状態
1および刺激状態2と称する2種の細胞刺激状態に対応する2種のメツセンジャ
ーRNAから出発し、刺激状態2は刺激状態1よりサイトカインのコード化メツ
センジャーRNAについてより富むと仮定すると、2種のメツセンジャーRNA
の逆転写酵素を使用して得られた転写物であるプローブ1およびプローブ2と称
する2種の放射性プローブを構築することが可能である。それらの2種のプロー
ブは、そのライブラリーの相補性DNA配列を含む細菌群で7%イブリダイズさ
れる。ハイブリゾ−ジョンがプローブ1よりプローブ2の選択された群(誘発可
能なタンパク質に対応する)の場合により大きいとすると、メツセンジャーRN
Aが2種の活性状態の間で多く変化する相補性DNAを含む細菌群は、2種のプ
ローブで異なるシグナルを与えるであろう。
更に、SV40ウィルスのT抗原を発現するサル腎臓細胞(グルラマン、Y1、
セル、23巻、1981年、175〜182頁)であるCO8細胞は、SV40
ウイスルDNAの複製の起源、動物細胞の遺伝子の発現の研究における選択の構
成宿主および発現されたタンパク質の分泌物を含むベクターの複製を可能である
ことは周知である。これら細胞のタンパク質の分泌物は、それを天然に産生ずる
細胞により分泌されることを示す(H,C,チェノ等、1989年、ヨーロピア
ン・ジャーナル・オブ・イムノロジー、19巻、1045〜1051頁およびW
。
Y、ウェイセル等、1989年、プロシーディング・ナショナル・アカデミ−・
オブ・サイエンシイズ・ニーニスニー、86巻、7422〜7526頁)。
本発明の主題は、以下のアミノ酸配列(al):Gly Pro Val Pr
o Pro Sar Thr Ala L@u Arg Glu TAul 5
10
工la Glu Glu TAu Val Asn工la ’!’hr Gin
Asn Gin LysAla Pro Leu Cys Asn Gly
Sar Mat Val Trp Ser工1eAsn Lau ’rhr A
la Xaa Met Tyr Cys 入1a Ala Lau GluSa
r Leu工1a Asn Val Ssr Gly Cys Ser Ala
工1e GluLys Thr Gln Arg Met Leu Ser G
ly Phe Cys Pro H1sLys Val Ser Ala Gl
y Gln Phi Sar Ser Leu Hls Va1Arg Asp
Thr Lys工la Glu Val Ala Gln Pha Val
LysAsp Lau Lau L@u Hls ku Lys Lys La
u Phaん=g Gluloo 105
Gly Arg Pha Asn
(配列中、XaaはAspまたはGuyである)を含むサイトカイン型活性を有
するタンパク質、またはタンパク質の前駆体である、または、配列(al)と高
い相同性を有する配列を表す。
高い相同性とは、アミノ酸が、ニードルマンおよびランシュ、1970年、ジャ
ーナル・オブ・モレキュラー・バイオロジー、48巻、443〜453頁の最適
配列法に従って最大相同性に基づいて配列されるとき、アミノ酸配列の少なくと
も80%、および好ましくは少な(とも90%(アミノ酸の合計数に対する同一
アミノ酸の数)同じである相同性を意味する。
全ての可能な配列を考慮、および同一アミノ酸の最大可能な数を対合し、配列の
穴数は最小であるというアルゴリズム的方法は、特に、ライスコンシン大学のU
WGCGソフトウェア(デベリックス等、1984年、ニュークレイツク・アッ
シズ・リサーチ、12巻、8711〜8722頁 −GAPオプション)に使用
されている。
112種のアミノ酸の配列(al)のペプチド配列と非常に関係が深い既知のペ
プチド配列は、K、 D、ブラウン等、1989年、ジャーナル・オブ・イムノ
ロジー、142巻、679〜687頁に記載されたマウスタンパク質P600の
相補性DNAから誘発される132種のアミノ酸配列のペプチド配列である。ニ
ードルマンおよびランシュ、1970年、ジャーナル・オブ・モレキュラー・バ
イオロジー、48巻、443〜453頁の方法を使用してそれらのペプチド配列
の比較は、112種のうち63種のアミノ酸が同一であり、同一性の約56%相
同性に等しいことを示している。
本発明のタンパク質は、分泌されたタンパク質であり、特に、Tリンパ球により
Tリンパ球とフォルボール−2−ミリステート−3−アセテートで誘発され得、
この誘発は、サイトカインで予想されるように(上記参照)シクロスポリンAの
追加存在下植物凝集素で刺激する場合にこの増加に対して阻害作用を有する植物
凝集素または抗−CD28モノクローナル抗体により増幅される。NC50と称
する本発明のタンパク質は、サイトカイン型免疫調節活性(細胞増殖、細胞活性
、走化性、および他のサイトカインの合成調節)を有する新規ヒトリンホカイン
である。それは、免疫系の少なくとも2種の主要細胞に作用する:単球およびB
リンパ球。それは、新規インターロイキンである。その性質の幾つかは、インタ
ーロイキン−4と共通する: LPS−活性末梢血単球によるインターロイキン
−1βおよびインターロイキン−6の合成の阻害、および扁桃腺Bリンパ球に対
するCD23抗原の発現の調節。それらの2種の性質は、インターロイキン、−
4の性質でもある(W、ボール、1991年、ブラッド、77巻、1959年、
およびウオール、メルフイツト等、1991年、ジャーナル・オブ・エクスペリ
メンタル・メディスン、174巻、119〜1220頁)。
本発明のタンパク質は、リンホカイン型の新規インターロイキンである。腫瘍、
よび免疫変調による感染症および炎症の処置に有効である医薬品の成分として重
要である。
本発明のタンパク質は、配列(al)のすぐ上流に、1またはそれ以上のアミノ
酸、特に配列:5er−Proを含み得る。
このタンパク質は、好ましくはSDSの存在下ポリアクリルアミドゲル電気泳動
法により決定される見掛は分子量9.0±2または16.0±2kDaを有する
形態である。特にそれが見掛は分子量16.0±2kDaを有するとき、有利に
はN−グリコシド化されたものである。
このタンパク質は、SDSの存在下ポリアクリルアミドゲル電気泳動法により決
定され、銀で視覚化される70%以上、および好ましくは90%以上の純度のを
有するのが好ましい。
本発明の主題は、組換DNAが、細胞溶解産物から得られ得る上記のタンパク質
、または有利には上記のタンパク質の前駆体をコード化することを特徴とする組
換DNAである。この前駆体は、好ましくはシグナル配列を含む。
宿主細胞により選ばれたこのシグナル配列は、組換タンパクを細胞質から放出す
ることを可能にする機能を有し、従って、組換タンパク質が天然タンパク質の配
列に近い構造をとることを可能にし、その精製をかなり容易にする。このシグナ
ル配列は、成熟タンパク質によって遊離されたシグナルペプチダーゼによる数工
程、またはこのシグナル配列がシグナルペプチド、またはプレシーフェンスと称
するシグナルペプチダーゼにより除去される配列に加えて、1またはそれ以上の
タンパク質分解作用の後半で、除去されるプロシーフェンスを称する配列を含む
ときの数工程のいずれかにおいて、切断され得る。
成熟タンパク質のコード化配列は、例えば、以下の配列(Nal):ま〜たは(
Na 1’) :
CTGCAATGGCAGCATGGTAT GGAGCATCAA CCTG
ACAGCTGACATGTACT GTGCAGCCCT GGAATCCC
TG ATCAACGTGT(Nal’):
の1種である。
例えばエシェリキア・コリのような原核微生物で発現するには、原核微生物によ
って分泌されるタンパク質の天然前駆物質をコード化する配列に由来する配列(
例えばシグナルペプチドOmPA [グレイニブら、1984年、EMBO・ジ
ャーナル、3巻、2437〜2442頁])、またはアルカリ性ホスファターゼ
のシグナルペプチド[ミカエリスら、ジャーナル・オブ・バクテリオロジー、1
983年、154巻、366〜374頁]、または真核性前駆物質をコード化す
る配列に由来する非内分泌性配列(例えばヒト成長ホルモンの天然前駆物質の1
つのシグナルペプチド)、または合成シグナルペプチド(例えばフランス特許出
願第2636643号に報告された
Met^la pro Ser Gly LYE Sar Thr Lau L
au xJ@u L@uPha 論u Lau Lau Cys Lau Pr
o Sar ’rrpAsn Ala GlyAla )
で示される配列)の何れかであり得る。
子嚢菌類のような真核細胞、例えば酵母サツカロミセス・セレビシアエ、または
糸状菌クリフォネクトリア・パラシチカで発現するには、このシグナル配列は、
好ましくはこれらの細胞によって分泌されたタンパク質の天然前駆物質、例えば
酵母であればインベルターゼの天然前駆物質(ヨーロッパ特許出願第01232
89号)、またはフェロモンαのプレプロ配列の前駆物質(オランダ特許出願第
2484/84号)、またはクリフォネクトリア・パラシチカであればエンドチ
アペプシンのプレプロ配列の前駆物質をコード化する配列に由来する配列:L7
!i Lys Thr Tyr Leu Lys Tyr Gly Val P
ro工la Pr。
65 ・ 70
Ala Trp Leu Glu Asp Ala Val Gin Asn
Sar ’rhr SerGly Lau Ala Glu Arg動物細胞で
発現するためには、分泌することが知られてし)る動物細胞タンノτり質のシグ
ナル配列、例えばインターロイキン−2の分泌を起こすことがすで;;知られて
いるヒト成長ホルモンの天然前駆物質の1つのシグナルペプチドをコード化する
配列(フランス特許出願第2619711号参照)力\、号車の1列(Nb1)
−(Nb2)、(Nb3)および(Nb4):(bl)
M@t Hls Pro Leu Lau A8n Pro Lau Lau
Lau Ala Ijiluの1種をシグナルペプチドとして使用する。
この発明はさらに、その発現に必要な手段とともに上記の組換えDNAを保有し
ている発現ベクターに関する。
原核微生物、特にエシェリキア・コリで発現するには、組換えDNAを、特に効
果的なプロモーターを含んでいる発現ベクターへ挿入し、さらに発現される遺伝
子のリポソーム結合部位上流、および発現される遺伝子の効果的な転写終結配列
下流を挿入しなければならない。このプラスミドはまた複製開始点および選択マ
ーカーを含んでいなければならない。これらの配列は、すべて宿主細胞にしたが
って選択されなければならない。
真核細胞で発現するためには、この発明の発現ベクターは、その発現、真核細胞
でその複製、および形質転換した細胞の選別に必要な手段とともに上記の組み換
えDNAを保有する。好ましくはこのベクターは、例えば受容体真核細胞の変異
を相補するように選ばれ、それによってそれらのゲノムか、または多重コピーベ
クターの何れかへ、組換えDNAを多数のコピーとして組込むことができる細胞
を選び得る選択マーカーを保有する。
酵母のような真核細胞、例えばサツカロミセス・セレビシアエで発現するために
は、一方は効果的なプロモーター、他方は転写ターミネータ−と認められる配列
の間に組換えDNAを挿入することが適当である。発現カセットと呼ばれるプロ
モーター/コード配列/ターミネータ−組立て物は、酵母のための単一コピーま
たは多重コピープラスミドベクターでクローン化するか、あるいは多重コピーと
して酵母のゲノムへ組込まれる。
子嚢菌類に属する糸状菌、例えばアスペルギルス属、ニューロスポラ属、ポドス
ポラ属、トリコデルマ属、またはクリフォネクトリア属のような真菌類の真核細
胞で発現するには、この発明の発現ベクターは、その発現に必要な手段、および
好適であれば選択マーカーおよび/またはテロメア配列とともに、上記の組換え
DNAを保有する。つまり対象となるDNAとして同一のベクター上、または別
のベクター上の何れかに位置した選択マーカーの助けを借りて、対象となるDN
Aを組込んだ形質転換体を選び出すことができ、ここでこれら2つのベクターは
同時形質転換によって導入される。この発明の組換えDNAは、糸状菌のゲノム
へ挿入するか、あるいはこのDNAを複製し、これを分配できる配列によって染
色体外の形で保存することができる。
゛ 動物細胞、特にチャイニーズハムスター卵巣(CHO)細胞で発現するには
、組換えDNAを、好ましくはこの発明の組換えDNAを挿入した単一の発現単
位、および好適であれば効果的なプロモーターの前に選択マーカーを含んでいる
プラスミド(例えばpBR322から誘導した)へ挿入するか、または2つの発
現単位へ挿入する。第1の発現単位は効果的なプロモーター(例えばSV40早
期プロモーター)によって先行される上記の組換えDNAを含む。開始ATGを
取り巻く配列は、好ましくはコザックが報告した共通配列[M、コザック(19
78年)、セル、15巻、1109〜1123頁]にしたがって選ぶ。イントロ
ン配列、例えばマウスα−グロビンのイントロン配列を組換えDNAの上流へ挿
入でき、ポリアデニル化部位を含む配列、例えばSV40ポリアデニル化配列を
組換え遺伝子の下流へ挿入することができる。第2の発現単位は、選択マーカー
、例えばジヒドロ葉酸レダクターゼ(以下、DHFRと略称される酵素)を暗号
化しているDNA配列を含んでいる。このプラスミドを動物細胞、例えばCHO
dhfr−細胞(DHFRを発現できない)へ移入する。メトトレキセート耐性
について細胞系を選別する。選び出された系は組換えDNAの多数のコピーがゲ
ノムへ組込まれており、このDNAを十分量発現する。
本発明は、上記で定義されたの発現ベクター、特にエシェリキア・コリのそれら
により形質転換された原核微生物、およびその発現に必要な方法を用いて上記の
組換DNAを含む原核細胞に関する。このDNAは、上記の発現ベクターと、ま
たは本発明の組換DNAと形質転換することにより導入され得、時にはそれを発
現させ得る位置でゲノム中に直接組込まれ得る。
有利な原核細胞は、動物細胞である。
組換DNAは、例えば、上記の発現ベクターと形質転換することにより、それを
担持するウィルスまたはレトロウィルスでの感染により、または微量注射により
、それらの細胞に導入され得る。好ましい動物細胞は、本発明のタンノくり質の
高い生産力を有する系を得るかのが可能であるCHO細胞、特にCHOdhfr
−細胞である。
他の有利な原核細胞は酵母細胞、特にサツカロマイセス・セレビシアエである。
本発明は、上記での定義された動物細胞またはこの酵母細胞を培養、ついで組換
タンパク質の分離および精製の工程を含む上記のタンパク質の製造法にもまた関
する。
本発明は、それらの動物細胞またはこの酵母の細胞を培養、ついで組換タンノく
り質の単離および精製の工程を含む方法により得られ得る組換タンパク質にもま
た関する。
従って、本発明の主題は、活性成分として上記のタンパク質を含む、薬学的に許
容される添加物中、免疫調節により、特に腫瘍学においておよび感染状態および
炎症状態の処置において有効である医薬品にも関する。そのような医薬品は、単
一または他の活性剤、例えば、1またはそれ以上の他のサイトカインと混合して
使用され得る。
本発明のより良い理解のために、実験結果および後半での論議を含むセクション
に分けられた以下の記述を提供する。それらのセクションの幾つかは、本発明を
実施する目的で行われた実験、および純粋に詳細に説明するためだけの本発明の
具体的な実施様態に関する。
このセクションに記載した集約的の技術のほとんどは、当技術の熟練者に周知で
あり、サンプルツク、フライシエおよびメニアチスによる研究(コールド・スプ
リング・ハーバ−・プレス・エディジョン、ニューヨークから1982年に出版
された「モレキュラー・クローちイング:ア・ラボラトリ−・マニュアル」 (
第2版))に詳細に記載されている。
以下の記載のより良い理解のために、Fig、la、lb、IC,2,3,4,
5,6および7を提供する。
第1a図は、エシェリキア・コリでクローン化し、動物細胞で発現するためのプ
ラスミドであるプラスミドpsE1の組立て地図である。図中、ライゲーション
によって消失した部位をカツフ内に示す。この図で使用した記号はこのプラスミ
ドに関する説明のところ(セクション2)で説明する。
第1b図はプラスミドpsE1の組立てに使用した合成rHi n dIIIへ
結合する部位」〜HindIII断片の配列を示す。
第1c図はHindIII〜IE3amHIへ結合する部位」合成断片の配列を
示す。
第2図はNC50cDNAのヌクレオチド配列であり、下段は誘発されたアミノ
酸配列を示す。翻訳を開始できる2個のMetを実線で、シグナルペプチドの切
断部位と思われる部分を矢印で、N−グリコジル化の強い部分を破線で示す。
第3図および第4図は、それぞれニードルマンおよびマンシュの方法[1970
年、ジャーナル・オブ・モレキュラー・バイオロジー、48巻、443〜453
頁]によるNC50cDNAから誘発されるアミノ酸配列(上段)、およびマウ
スタンパク質P600のcDNAから誘発したアミノ酸配列(下段)、およびこ
の方法によるNC50eDNA (上段)、およびP600タンパク質のCDN
A (下段)の配列の最大相同配列を示す。
第5図は、アスタリスクで示すNC50cDNAに関するサイレント突然変異部
位である断片Bの配列を示す。
第6図および第7図は、CO8細胞の上清(Fig、6)および酵母(Fig、
7)から産生じた精製タンパク質NC50の濃度を関数としてB9系の光学密度
および/または細胞密度の変化を示す。
セクション1 末梢血単核細胞の培養およびPMAおよびPHA−Pによる刺激
相補的なりNAライブラリー作成に使用したメツセンジャーRNAの調製1)
末梢血単核細胞の培養および刺激
末梢血バッグ(輸血センターの3人の健常ボランティア−から採取)から、まず
サイドアフェレシスおよびフィコール密度勾配遠心分離[ゴーシャットら(19
89年)、ヨーロピアン・ジャーナル・オブ・イミュノロジー、19巻、107
9頁]を行って末梢血単核細胞(PBMNC)を豊富に含んだ概略下記の構成[
リンパ球70%、単球25%、顆粒球5%(コウルター型SプラスIvセルカウ
ンターを使用して計数した細胞数)]からなる細胞画分を得る。
細胞を25011のフラスコに採取し、ついで37℃、300gで10分間遠心
分離する。上清を除き、細胞残留物をグルコース、無機塩、アミノ酸、ビタミン
からなるRPMI培地と呼ばれる培地(RPM11640培地、ギブコBRL社
)50mlですすぎ、ついで前記と同一条件下で再度遠心分離する。
ついで細胞ペレットを10%ウシ胎児血清(ギブコBRL社、製品番号:013
−06290H)を補給したRPMI培地500m1へ取り、これに培地1mM
当たりペニシリン10単位およびストレプトマイシン10ag(ペニシリン/ス
トレプトマイシン溶液、ギブコ社、製品番号: 043−05140D)を添加
し、さらにL−グルタミン(ギブコBRL社、製品番号: 043−05030
D)を最終濃度2mMとなるまで添加した。
粘着細胞および非粘着細胞を分離するため、細胞浮遊液の1部を大きな四角い4
枚の培養皿(245X245X20m+a、ヌンク社、製品番号:166508
)に1皿当たり約100m1の割合で分け、これを37℃で1時間インキュベー
トする。実際、単球の大部分は培養皿へ粘着するが、リンパ球の大部分は浮遊液
に残ることが知られている。
非粘着細胞をピペットで吸い取り、表面積175CIIl”のファルコン型培養
フラスコで、上記のように補給したRPMI培地の存在下、さらにフォルボール
−2−ミリステート−3−アセテート(PMA) (シグマ社、製品番号:P8
139)およびフィトヘマグルチニン(PHA−p)(シグマ社、製品番号:L
8754)を添加し、5%CO2の存在下37℃で24時間これを培養する。
上記と同様に補足し、さらにPMA 10ng/ll1lおよびPHA−P 5
ag/mlを添加したRPMI培地100m1を粘着細胞へ加える。細胞を5%
(v/v)C02の存在で37℃で5時間インキュベートする。
細胞浮遊液の残り(以下、全細胞と呼ぶ)を、大きな四角い4枚の培養皿に分け
、上記のように補給し、さらにPMA 10ng/mlおよびPHA−P 5a
g/mlを添加したRPMI培地の存在下、5%(v/v)CO2の存在で37
℃で、最初の2枚の皿の場合は5時間、他の2枚の皿の場合は24時間インキュ
ベートする。
インキュベーション終了の約2時間前に、シクロへキシミド(シグマ社、製品番
号:C625’5)10μg/ml (サイトカイン類のRNAの安定性を増大
させる翻訳阻害剤)[リントスチンら(1989年)、サイエンス、244巻、
339〜344頁参照]をこれらのさまざまな細胞の培養培地へ添加し、さらに
2時間、37℃でインキュベーションを続ける。
(2)メツセンジャーRNAの調製
a)メツセンジャーRNAの抽出
下記の態様で細胞を回収する。
粘着細胞をPBS (リン酸緩衝化食塩水、ギブコBRL社、製品番号:041
04040)で2回洗浄し、ついでゴム製かき取り器でかき取り、遠心分離する
。
これによってペレットAと呼ばれる細胞ペレットを得る。
非粘着細胞については、細胞浮遊液を含有するフラスコを振とうしたのち、細胞
浮遊液を除いて遠心分離する。これによって細胞ペレットNAと呼ばれる細胞ペ
レットを得る。
全細胞については、粘着画分を上記のようにPBSで2回洗浄し、上記と同様に
かき取り、ついでこれを遠心分離する。非粘着画分を遠心分離する。得られた2
種類の細胞ベレットをついでプールする。このプールで、全細胞を5s間インキ
ュベートした場合は、細胞ベレットT(5h)と呼び、全細胞を24時間インキ
ュベートした場合は、T(24h)と呼ぶ。
細胞ペレットA、NA、T (5h)およびT(24h)を凍結し、−80℃で
保存する。
凍結した各細胞ベレットを、下記の組成[5Mグアニジンチオシアナート、50
IIIMトリス(ヒドロキシメチル)アミノメタン(pH7,5)およびlQ+
MEDTA]からなる細胞溶解緩衝液にそれぞれ浮遊させる。浮遊液をウルトラ
・フラックスNo。231256音波処理機(ジャンケ・アンド・クンケル社)
を使用して最大出力で20秒ずつ4サイクル音波処理する。β−メルカプトエタ
ノールを0.2M添加して、さらに30秒音波処理サイクルを実施する。塩化リ
チウムを3M添加する。浮遊液上滑を4℃に冷却し、この温度で48時間静置す
る。
ついで60分間遠心分離によってRNAを単離する。RNAペレットを3M塩化
リチウム溶液で1回洗浄し、再度遠心分離し、ついで下記の組成[1%SDS。
5mM EDTA、101MhリスーMCI (pH7,5)コにタンパク分解
酵素K(ベーリンガー・マンハイム社)1+g/mlを添加した緩衝液に取る。
40℃で1時間インキュベーションの後、RNA溶液をフェノール/クロロホル
ム混合物で抽出する。水層に含まれているRNAを、最終濃度0.3Mの酢酸ア
ンモニウム溶液およびエタノール2.5容量の溶液で一20℃で沈殿させる。浮
遊液を15000gで30分間遠心分離し、ペレットを保存する。
b)RNAのポリ(A)+画分の精製
ペレットを下記の組成[1101IIトリス−HCl (pH7,5)および1
mMEDTA]の緩衝液(TE緩衝液)1mMに取り、撹拌装置によって浮遊さ
せる。3型オリゴ(d T)−セルロース(コラボレイティブ・リサーチ社、バ
イオロジーロ・プロダクト・ディビジョン)を製造会社の指示にしたがい調製す
る。オリゴdT−セルロース上にRNAを付着させてゆるやかに振とうし、ボー
ド上に浮遊させ、ついで65℃で1分間加温する。
浮遊液をNaC1で0.5Mに調節し、ついでゆるやかに10分間振とうする。
ついで浮遊液を1000gで1分間遠心分離し、上清を除き、ペレットを0.5
MNaC1を含有するTE緩衝液1+1で2回洗浄する。上清を除(。ビーズを
TE緩衝液lll1lに浮遊させることによって、RNAのポリアデニル化画分
(メツセンジャーRNAを含む)を溶出し、ついでこの浮遊液を60℃で1分間
加温し、さらに傾斜板上で10分間振とうする。ついで浮遊液を1000gで1
分間遠心分離し、溶液中に遊離メツセンジャーRNAを含有する上清の回収がで
きるようにする。上記の一連の操作(溶出から)を2回反復する。このようにし
て得られた上清をプールし、残留ビーズを遠心分離によって除去し、上清をエタ
ノール3容量および最終濃度0.3MのNaC1溶液で沈殿させる。
細胞ベレットA、NA、T (5h)およびT(24h)から4種類のRNAポ
リ(へドの試料を得る。以下これらの試料を、それぞれRNAポリ(A)”−A
、RNAポリ(A)”−NA、RNAポリ(A)”−T (5h) 、RNAボ
1バA)”−T (24h)という。
セクション2 末梢血単核細胞に特異的な配列を豊富に含んでu−6相補的DN
Aライブラリーの製造
(1)クローニングベクターpsE1の構築採用方針として、一般に誰にでも入
手できる既存のブラスミドカ)ら得られる断片および現在一般に利用できる技術
によって合成される断片を使用する。採用したクローニング技術は、T、マニア
テイス、E、 F、フリ・ソチ、およびJ、サンプルツクが、「モレキュラー・
クローニング、ア・ラボラトリ−・マニュアル」(コールド・スプリング・)\
−バー・ラボラトリ−11989年)で報告した方法である。オリゴヌクレオチ
ドはバイオサーチ・8700 DNA・シンセサイザーを使用して合成する。
以下の説明は、第1a図を参照することによって一層明ら力)(こ理解し得る。
プラスミドは、下記の要素を逐次ライゲーションすることによって構築した。
a)PvuII−PvuII断片
第1a図で++++++の記号で表したこの2525bpの断片は、プラスミド
pTZ18R(ファーマシア社)を制限酵素PvuIIで完全消化することによ
り得た。この断片はファージf1の複製開始点(第1a図、ORI Flで示す
)、アンピシリン耐性を保有する遺伝子(第1図、Amp’)およびこのプラス
ミドの複製をエシェリキア・コリで可能にする複製開始点(第1a図、ORI
pBR322で示す)を含んでいる。第1のPvuII平滑部位は、g)で説明
する断片のEcoRV平滑部位とのライゲーションによりて消失する(このEc
oRV平滑部位も消失する)。
b)PvuII−HpaI断片
第1a図で■■■■■の記号で表した11299位(PvuII制限酵素部位)
と10239位(HpaI制限酵素部位)[デツカ−および)くン・オーモント
、ジーン、27巻、1984年、115〜120頁]との間にあるこの1060
bpの5型アデノウイルスDNAの断片は、RNA VA−IおよびVA−II
に関する情報を含んでいる。HpaI平滑部位は、(C)で説明する断片のPv
uII平滑部位とのライゲーションによって消失する(このPvu工I平滑部位
も消失する)。11218位にあるApaI部位は酵素ApaIで切断し、ファ
ージT4のDNAポリメラーゼでエクソヌクレアーゼ的に処理し、再ライゲーシ
ョンにより除かれた。
c)PvuII−HindIII断片
第1a図で///l///の記号で表したこの344bpの断片は、制限酵素P
vυIIおよびHindIIIによる完全消化によって得られたSV40 DN
Aから誘導された。この断片はSV40 DNAの複製開始点および早期プロモ
ーターを含んでいる[B、J、バイオら、プロシーディングズ・オブ・ザ・ナシ
ョナル・アカデミ−・オブ・サイエンシズ・オブ・ザ・tJSA (1983年
)、80巻、721〜725頁参照]。
HindIII部位は、d)で説明する断片のHindIII結合部位とのライ
ゲーションによって消失する。
d)419bp rHindIII結合部位」−第1a図で 示されたHind
III合成断片、(第1b図にその配列を示す)は、HTLVIウィルスの翻訳
されない5°配列[R,ワイスら、「モレキュラー・バイオロジー・オブ・ツモ
ール・ウイルシズ」、第2部(第2版)、1985年、コールド・スプリング・
ハーバ−・ラボラトリ−11057105フロビン遺伝子の遠位イントロン[Y
.ニシオカら(1979年)、セル、18巻、875〜882頁]を含んでいる
。
e)HindIII 〜「BamHlへ結合する部位」合成断片第1a図でxx
xxxxの記号で表したこの断片は、ファージT7のRNAポリメラーゼのプロ
モーター、および特にApaIおよびBamHIクローニング部位を含むポリリ
ンカーを含み、その配列を第1C図に示す。
f)BamHl−Bc 1 1断片
第1a図でムムムムムムの記号で表したこの240bp断片は、SV40ウィル
スDNAの酵素BcllおよびBamHIによる完全消化によって得られた小断
片であうで、SV40後期ポリアデニル化部位[M.フイツジエラルドら(19
81年)、セル、24巻、251−260頁〕を含んでいる。BamHIおよび
Bc11部位は、それぞれ(e)に記載した断片のrBamHIへ結合する部位
」および(g)に記載した断片のBamHI部位とのライゲーションによって消
失する(このBamHI部位も消失する)。
g)BamHI−EcoRV断片
第1a図で0OOOOOの記号で表した:の190bp断片は、酵素EcoRV
およびBamHIによるその完全消化後プラスミドpBR322由来の小断片で
ある。
したがってプラスミドpsE1はエシェリキア・コリでクローニングベクターと
して使用されるのに必要な要素(エシェリキア・コリにおける複製開始点および
プラスミドpTZ18Rに由来するアンピシリン耐性遺伝子)、および動物細胞
における発現ベクター(SV40ウィルスのプロモーター、ポリアデニル化部位
、複製開始点)、および配列決定するだめの1本鎖コピー(ファージf1の複製
開始点)を含んでいる。
2)末梢血単核細胞に特異的な配列を豊富に含んでいる相補的DNAライブラリ
ーの構成
使用したクローン化技術はカプトらが報告した方法である[プライマー・アダプ
ター手法、カプトら、プロシー、ディングズ・オブ・ザ・ナショナル・アカデミ
−・オブ・サイエンシズ・オブ・ザ・USA (1986年)、83巻、167
0〜1674頁]。
この方法は、一方でベクターpsE1をApaIで消化し、ポリdc尾部を、突
出した3′末端へ付加し、ついで得られたプラスミドをエンドヌクレアーゼBa
mHIで消化することからなる。ベクターに対応する断片をセファロースCL4
Bカラム(ファーマシア社)で精製する。したがってこの断片は一方の末端でポ
リda尾部を含み、他の末端はBamHl型の粘着末端である。
他方、セクション1の最後に得られたRNA−ポリ(A)3に、下記の配列5’
<GATCCGGGCC CTT’rTT’l’TTT TT?<3’を有する
プライマーを使用して逆転写を行う。即ち、cDNAはその5′末端でBamH
I粘看末端に相補的な配列GATCCを有する。
逆転写の作用によって得られたRNA−DNAハイブリッドをアルカリ加水分解
することにより、RNAを除去することができる。ついで1本鎖cDNAを末端
トランスフェラーゼで処理し、3゛末端で、ボIJ(dG)を付加できるように
し、セファロースCL4Bカラムで2回精製を繰り返す。
これらのcDNAをセクション1、2に記載と同様に製造したCO33細胞系(
SV40ウィルスT抗原を発現するサル腎臓細胞系[Y. グルラマン(198
1年)、セル、23巻、175〜182頁参照])に由来するRNA−ポリ(A
)“とハイブリッド形成する。
ハイブリッド形成しないcDNAを単離する(末梢血単核細胞に特異的なメツセ
ンジャーRNAと相補的なりNA中に豊富に含んでいる画分)。
これらのcDNAを1本鎖の形でベクターpsE1へ挿入する。プライマーに相
補的な第2のオリゴヌクレオチド(アダプター)はcDNAの5゛末端でBam
H1部位を生じるのに必要である。ベクター、cDNAおよびアダプターのハイ
ブリッド形成ののち、組換え体分子をファージT4のリガーゼの作用によってア
ニーリングする。ついで1本鎖領域をファージT4のDNAポリメラーゼによっ
て修復する。得られたプラスミドのプールをエシェリキア・コリMC1061株
[カサバダンおよびS、コーエン、ジャーナル・オブ・バクテリオロジ−(19
80年L143巻、971〜980頁]のエレクトロポレーションによる形質転
換に使用する。
相補的DNAライブラリー作成のためのプロトコールa)相補的DNAの調製
セクション1の末尾で得られた末梢血単核細胞のRNA−ポリ(A)−[下記の
構成 RNA−ポリ(A)”−A 0.5μg、RNA−ポリ(A)”−NA2
μg、RNA−ポリ(A)”−T (5b) 2μgXRNA−ポリ(A)”
−T (24h) 0.5μgからなる]5μgから出発して、組成 50mM
hリスーHCl (pH8,3) 、5mM MgCh、10mM DTT、デ
オキシヌクレオチドトリポスフエート誘導体の各々領5mM、[α 32pコー
dcTP100μciおよびRNasin(プロメガ社製)100単位を含む緩
衝液中下記の配列(BamHI部位を含む)5’<GATCCGGGCCc’r
’r’r’r’r’r’r’r’r’r’r’r<3’からなる合成プライマー
で、”P−dCTPで標識した1本鎖の相補的DNAを調製する(得られた相補
的DNAは3000dpm/ngの比活性を有する)。逆転写酵素(ジェノフィ
ツト社、E1022)100単位と46°Cで30分間インキュベートしたのち
、05M EDTA 4mMを添加する。第1の抽出をフェノール(TE緩衝液
で飽和)で実施し、ついて第2の抽出をクロロホルムで実施する。
ウシ肝臓転移RNA10μg、酢酸アンモニウムIOM溶液ユ/10容量、およ
びエタノール25容量を加えて相補的DNAを沈殿させる。混合物を遠心分離し
、ぺ1.・ットをTE緩#I液30μlに溶解し、ポリアクリルアミドPIOカ
ラム(バイオジェルP10−200へ一400メツシュ、製品番号:15010
50、バイオラド社)を使用する排除クロマトグラフィーにより、塩類、フェノ
ール、クロロホルムのような小分子を除去する。
b)RNAm型のアルカリ加水分解
NaOHの2N溶液4.6J1を加え、68℃でインキュベーションを30分間
実施する。ついで2N酢酸4.6μmを加え、得られた溶液をポリアクリルアミ
ドPIOカラムに通す。
c)dGのホモポリマー付加
末端トランスフェラーゼ酵素(ファーマシア、27073001)66単位を使
用して、3″末端をdGr尾部」で伸長する。37℃で30分間インキュベージ
Bンを、組成:30mMトリス−HCl (pH7,6) 、1mM塩化コバル
ト、140mMカコジル酸、0.1mM DTT、1mM dGTPの緩衝液6
0μm中で行う。ついで0.5M EDTA 4μlを添加する。
d)セファロースCL4Bカラムによる精製合成フライマーヲ除去スルタメ、!
補的DNAを30mM NaOH/2mM EDTA溶液で平衡化した2つの連
続したセファロースCL4B (ファーマシア社)1mMのカラムで精製する。
最初の3つの放射性画分(それぞれ約80111)をプールし、10M酢酸アン
モニウム溶液1/10容量およびエタノール2.5容量で沈殿させる。相補的D
NAの量は1μgである。
e)ハイブリッド形成
相補的DNAのベレットをTE緩衝液25μmに浮遊し、cos細胞系から抽出
し7’:RNA−ポ!J(A)” 15ggを加え、さら1:3M NaC1溶
液1/10容jiおよびエタノール2.5容量をこれに添加して、混合物を放置
して一20℃で沈殿させる。
これを遠心分離し、ベレットを70%エタノールで洗浄し、乾燥し、これを下記
の組成[0,1Mトリフ、−HCl (1)H7,5) 、0.3M NaCl
、お、及び1mM EDTA]からなる緩衝液5μmに溶解し、得られた溶液を
毛細管に加えて、溶封し、ついて65℃で40時間インキュベートする。
毛細管の内容物をTE緩衝液100μmで希釈し、これに50m1lリン酸ナト
リウム緩衝液(p)(6,8)30oI+1を加える。得られた溶液をこのリン
酸緩衝液で平衡化したヒドロキシアパタイトカラム(バイオラド社、製品番号:
1300520)へ60°Cで通導する。リン酸緩衝液の濃度勾配(0゜1M
→02M)を通導したヒドロキシアパタイトカラムにより、1本鎖物質(ハイブ
リッド形成しない相補的DNA)および2本鎖物質(相補的DNAとハイブリッ
ド形成したCOSメツセンジャーRNA)を分離する。1本鎖の相補的DNAに
対応する画分をプールしく溶出したcDNAの25重量%であって、末梢血単核
細胞に特異的な配列を約4倍富化した画分に対応)、これに転移RNA20μg
を添加し、全容量を10M酢酸アンモニウム溶液1/10容量およびエタノール
2.5容量で沈殿させる。この混合物を遠心分離し、ベレットをTE 200μ
lに溶解し、残りのリン酸塩をポリアクリルアミドPIOで除去し、溶液を再度
10M酢酸アンモニウム溶液1/10容量およびエタノール2.5容量で沈殿さ
せる。
ベレットを30mM NaOH,2mM EDTAの溶液30μmに溶解する。
残っている合成プライマーを除去するため、相補的DNAを、30mMNaOH
12mMEDTAの溶液で平衡化した容量1mlのセファロースCL4Bカラム
(ファーマシア社)へ負荷する。放射性を有する最初の3画分(それぞれ約30
μm)をプールする。これらの画分に含まれているcDNAを10M酢酸アンモ
ニウム溶液1/10容量およびエタノール2.5容量で沈殿させる。この方法で
回収した相補的DNAの量は20ngである。
f)クローニングベクターpsE1および相補的DNAのアダプター存在下対合
混合物を遠心分離し、ベレットをTE緩衝液33μmに溶解し、クローニングベ
クターpsE1 5pl (125ng) 、下記の配列(ApaI部位を含む
)51 んυ講AλりいA AAAGGGCCCG 3’からなるアダプターl
l1l (120μg) 、および200mMNaC1溶液10μlを添加し、
反応混合物65℃でインキュベーションを5分間実施し、ついでを室温に放冷す
る。
g)ライゲーション
クローニングベクターおよび1本鎖cDNAを、ファージT4のDNAリガーゼ
酵素(ファーマシア社、製品番号: 27087002)32.5単位(容量1
00μl)中、15℃で組成+50mM)リス−HCl (pH7,5) 、1
0mMMgCl□、1mM ATPの緩衝液中1夜ライゲーシヨンする。
h)cDNAの第2鎖の合成
フェノール抽出、ついでクロロホルム抽出によってタンパク質を除去し、ついで
10M酢酸アンモニウム溶液1/10容量およびエタノール2.5容量を添加す
る。混合物を遠心分離し、ベレットを下記の組成[33mMトリス−酢酸(pH
7,9) 、62.5mM酢酸カリウム、1mM酢酸マグネシウム、1mMジチ
オトレイトール(DTT)]からなる緩衝液に溶解する。ファージT4のDNA
ポリメラーゼ酵素(ファーマシア社、製品番号+ 27−0718)30単位、
および4種のデオキシヌクレオチド三リン酸、dATP、dCTP、dGTP、
およびdTTPの混合物、およびファージT4の32遺伝子タンパク質()7−
マシア社、製品番号:270213)2単位からなる混合物(容量30al)を
37℃で1時間インキュベートして相補的DNAの第2鎖を合成する。フェノー
ルで抽出を実施し、ポリアクリルアミドP10カラム(バイオシェルP10−2
00−400メツシュ、製品番号:15011050−バイオラド社)を使用し
て微量のフェノールを除去する。
i)エレクトロポレーションによる形質転換バイオラド・ジーン・パルサー装置
(バイオラド社)を使用し、製造会社の指示する条件下で2.5kVで操作する
エレクトロポレーションにより、前記により得られた組換えDNAでエシェリキ
ア・コリMC1061細胞(クローンチック社)を形質転換し、ついで菌を、下
記の組成[バクトドリット210g/リットル、酵母抽出物6g/リットル、N
aC110g/リットル]からなる所y!LB培地(サンプルツク、上掲)中1
時間増殖し、ついでアンピシリン100μ1g/mlを添加したLB培地で6時
間30分増殖する。
寒天1.5%(w/v)およびアンピシリン100μg/mlを添加したLB培
地(以下、LBゲローズ培地と呼ぶ)の皿上接種1時間後、形質転換の1/10
00希釈を取り出すことにより、独立したクローン数を測定する。独立したクロ
ーン数は500000である。
セクション3 差し引いた相補的DNAライブラリーのスクリーニングおよびク
ローンNC50の選別1)ナイロンフィルター上におけるcDNAライブラリー
の細菌コロニーレプリカの作成
cDNAライブラリーの組換え体細菌約40000個を、LB寒天培地を含むベ
トリ皿(245X245mm)上に分配する(皿1枚当たり約2000コロニー
)これらの皿からそれぞれから、皿の表面にナイロン膜(ハイボンドN1アマ−
ジャム社)を被せ、膜を針で突き抜(ことによって照合点を作ることにより、コ
ロニーをナイロン膜上へ移す。ついで膜を除き、これをLB寒天培地を含む新し
いペトリ皿の表面へ被せる。コロニーを再増殖させるため、この膜を37℃で数
時間放置する。この最初の膜から、新しい膜(LB寒天培地に被せることによっ
て予め加湿する)を逐次最初の膜と接触させることにより、4枚のレプリカを新
しい膜上に作成する。膜上に得られたレプリカを最後にLB寒天培地の皿に被せ
、30℃で1夜インキユベートする。
膜上のレプリカを、下記の組成[0,5M NaOHおよび1.5MNaCl]
の溶液で飽和したワットマン3MMシート上にコロニー表面を上に向けて5分間
被せることにより、細菌を溶解し、DNAを固定することが可能となる。ついで
膜上のレプリカを、今度は下記の組成[1,5MNaC1および5Mトリス−H
Cl (pH8,0)]の中和溶液で飽和した第2のワットマン3MMシート上
に5分間置く。膜上のレプリカを2XSSC溶液(SSC溶液の組成:0.15
MNaC1および0.015Mクエン酸ナトリウム)ですすぎ、洗浄用脱脂綿で
ゆるやかにこすることにより、細菌破片を部分的に除去する。
膜上のレプリカを、ついで下記の組成[10+Mトリス−HCl (pH8)
、10mM EDTA、50mM NaC1、領1%SDS]溶液中、タンパク
分解酵素K(ベーリンガー・マンハイム社)(100μg/ml濃度)で膜1枚
当たり20m1の割合で処理する。混合物を振とうしながら37℃で30分間イ
ンキュベートする。細菌破片のすべての痕跡を完全に除去するため、膜上のレプ
リカを再度2×SSCですすぐ。最後にレプリカを濾紙上で数分間、ついで真空
下+80℃で30分間乾燥する。以上の処理によって、各皿毎に4枚ずつの膜上
レプリカが得られる(以下、これらをレプリカ1、レプリカ2、レプリカ3およ
びレプリカ4という)。
2)cDNAプローブを作成するために使用するRNAの調製:a) PMA、
(PMAおよび抗−CD28)、(PMASPHA−PおよびシクロスポリンA
)または(PMAおよびPHA−P)を使用して、末梢血単核細胞の培養および
刺激:
非接着細胞を上記のように製造する。それらを、10%ウシ胎児血漿(ギブコB
RL −商品番号013−0629H)および培地ml当たりペニシリン20単
位およびストレイブトマイシン10μg1および最終濃度2mMのし一グルタミ
ン(ギブコBRL −商品番号043−05030Dペニシリン/ストレプトマ
イシン溶液)を補ったRMPI培地の存在下表面積175Cm!のファルコン型
フラスコ中5時間培養する。細胞を下記の刺激条件下1)2)3)および4)の
うち1つで5時間刺激する:
1) フォルボール−2−ミリステート−3−アセテ−)Long/ml (P
MA)(シグマ社製、商品番号P8139)の存在下2) PMA10ng/m
1および抗−COD28モノクローナル抗体1μg/m1 (レアクティフ・工
・システム社製 商品番号ACMO28ONCO50)の存在下
3) PMA10ng/ml、植物凝集素(PHA−P)(シグマ社製、商品番
号L8754)およびシクロスポリンA1μg/ml(サンド社製)の存在下4
) PMA10ng/mlおよびPHA−P5 μg/m1の存在下要するに、
抗−CD28抗体の添加は、Tリンパ球でのmRNAの安定性を増加することに
より数種のサイトカイン、特にIL−2、IFNγ、TNFαおよびGMCSF
のmRNAの量を増加するということ(リントスチン等、(1989年)、サイ
エンス、244巻、339頁)、および免疫抑制剤シクロスポリンAがTリンパ
球でのPMAおよびPHA−Pでの活性化により誘発されるサイトカインのmR
NAでの増加を抑制するということ(トンプソンC,B 問う、1989年、プ
ロソーディゲス・ナショナル・アカデミ−・オブ・サイエンシイズ・ニーニスニ
ー、86巻、1333〜1337頁)は周知である。
細胞は上記の刺激条件下補集され、各々細胞ペレット1、細胞ペレット2、細胞
ペレット3および細胞ペレット4と称する細胞ペレットを保存する。
b)RNA−ポ1バA)“の調製
上記の細胞ペレットから、RNAを抽出し、ポリ(A)“両分を1〜2)a)お
よびb)に記載と同様に精製する。これによってポリ(A)”1画分、ポリ(A
)”2画分、ポリ(A)”3およびポリ(A)“4と呼ばれる4つのRNA−ポ
リ(A)+画分それぞれを得る。
3)放射能標識したcDNAプローブの調製ポリ(A)′″画分ポリ(A)+画
分、ポリ(A)+およびポ1バA)″と呼ばれる4つのRNA−ポリ(A)′″
画分ら、下記に説明する態様でそれぞれプローブ1、プローブ2、プローブ3お
よびプローブ4と呼ばれる放射能標識したcDNAプローブを合成する。
下記の組成[50InMトリスーHCl (pH7,5)および1mM EDT
A]からなる緩衝液2〜3μm中で、RNA−ポリA′″1μgをオリゴdT+
z−+a (ファーマシア社)200ngと65℃で2分間インキュベートし、
室温に冷却することにより、ハイブリッドを形成する。下記の組成[50mMト
リス−HCl (pH8,3)、5mMMgCh、10mMジチオトレイトール
]の緩衝液(10al)に、各50uMデオキシヌクレオチドトリホスファート
、dATP、dGTPおよびdTTP(ファルマシア社製)、10μM dCT
Pおよび150μC1dCTP α32− (3000Ci/ミリモル、アマー
ジャム社)、およびRNas in (RNA分解酵素阻害剤、アマージャム社
)40単位を含有する反応容量中で、放射能標識したCDNAを合成する。反応
は、逆転写酵素(ジェノフィツト社)10m20単位の存在で46℃で30分間
実施する。この合成に引き続き、最終容量20μmまでの0.3M NaOH溶
液中でRNAを65℃で30分間アルカリ加水分解する。3M酢酸の添加により
混合物を中和する。容量をTE培地で50μmに調節する。これと同量のフェノ
ールで抽出を実施し、さらにこれと同量のクロロホルム/イソアミルアルコール
混合物(それぞれの割合は24/1)で第2の抽出を行う。CDNA鎖の合成中
に挿入されなかったdCTPα32FはポリアクリルアミドP10カラム(バイ
オジェル−200−400メツシユ、バイオラド社)による排除クロマトグラフ
ィーにより除去する。
cDNAの量は60〜1100nで、I X 10 ’dpm/ l1gの比活
性を有する。
4)細菌コロニーのレプリカとcDNAプローブとのハイブリツド形成膜上のレ
プリカを、下記の組成[50%ホルムアミド、5 x S S C% 5 Xチ
ンハート溶液、0.1%SDS、および音波処理し、10分間、1000Cで変
性したのち添加したザケ精子DNA 1.0 OL1g/mlFからなる緩衝液
中で42℃で2時間プレハイブリッド化する。膜上のレプリカは、レプリカ1の
場合はプローブ1と、レプリカ2の場合はプローブ2と、レプリカ3の場合はプ
ローブ3と、レプリカ4の場合はプローブ4と、それぞれ2日間ハイブリッド形
成する。これらのプローブを上記の緩衝液中で4βg/mlの濃度で使用する。
5×デンノλ−ト溶液[サムプルツク(前掲)参照]は下記の組成[フィコール
(タイプ400、ファーマシア社)1g/リットル、ポリビニルピロリド2エブ
ミン(BSA)Ig/リツトルコを有する。
プレハイブリッド化およびハイブリッド形成は、膜1枚当たり、それぞれ緩衝液
25m1および10m1を使用して、ハイブリッド化オーブン(ハイベイト)中
で試験管内で実施する。
ついで膜上のレプリカを、順次、下記の組成[2 X S S Cおよび0.1
%SDS]の緩衝液で、20°Cで15分間ずつ数回、ついで下記の組成[0.
lX5SCおよび0 1%5DSIの溶液で55℃で2回洗浄し、ワットマン3
MM濾紙上で乾燥し、コダックXAR 5フイルムでオートラジオグラムに掛け
る。
5)既知サイド力インの大多数に対応するオリゴヌクレオチドの混合物との/’
tイブリダイゼーンヨン
既知サイド力インのメツセンジャーRNAに相補的なりNAを含むクローンを同
定するため、上記と同様に製造した、膜の別の一連のレプリカを、次のサイトカ
イン:
インターロイキン−1α(フルタニY等、1985、「ヌクレイツク・アシッズ
・リサーチ」、13、5869−5882)、インターロイキン−1β(アラロ
ンP等、1984、「プロシーディンゲス・オン・ザ・ナショナル・アカデミ−
・オン・サイエンシーズ・オン・ザ・ユナイテッド・ステー7・オン・アメリカ
」、81、7907−7911)、インターロイキン−2(デグレープW等、1
983、rEMBoジャーナル」、2、3249−3253)、インターロイキ
ン−3(ヤングY.C.等、セル、1986、47、3−10)、インターロイ
キン−4(ヨコトT等、1986、「プロシーディンゲス・オン・ザ・ナショナ
ル・アカデミ−・オン・サイエンシーズ」、83、5894−5898)、イン
ターロイキン−5(ヒラノT等、1986、「ネイチャー」、324、73−7
5)、インターロイキン−6(メイト等、1986、rプロシーディンゲス・オ
ン・ザ・ナショナル・アカデミ−・オン・サイエンシーズ・オン・ザ・ユナイテ
ッド・ステー7・オン・アメリカ」、83、8957−8961)、インターロ
イキン−7(ナーメンA等、1988、「ネイチャー」、333、571−57
3)、インターロイキン−8(マツシマに等、1988、「ジャーナル・オン・
エクスペリメンタル・メディシン」、167、1883−1893)、インター
ロイキン−9(ヤングY。
C1等、1989、「ブラッド」、74、1880−1884)、TNFα(ベ
ニカD等、1984、「ネイチャー」、312、724−729)、TNFβ(
グレイP等、1984、「ネイチャー」、312、721−724)、G−C3
F(ナガタS等、ネイチャー、1986、319、415−418)、M−C3
F(カヮサキE等、1985、「サイエンス」、230、291−296)、G
M−csF(ウォングG等、1985、「サイエンス」、228、810−81
5)、LIF(グラフN等、1988、「プロシーディンゲス・オン・ザ・ナシ
ョナル・アカデミ−・オン・サイエンシーズ・オン・ザ・ユナイテッド・ステー
7・オン・アメリカ」、85、2623−2627)、インターフェロンα(ゲ
ーデルD等、1981、「ネイチャー」、290、2O−26)、インターフェ
ロンβ1(タニグチT等、1980、「ジーン」、10、1l−15)、インタ
ーフェロンγ(ダレイ P等、1982、「ネイチャー」、295、503−5
08)、TGFα(プリンクR等、1984、「セル」、38、287−297
)、TGFβ1(プリンクR等、1985、「ネイチャー」、316、701−
705)、bFGF(ブラッツH等、1989、「プロシーディンゲス・オン・
ザ・ナショナル・アカデミ−・オン・サイエンシーズ・オン・ザ・ユナイテッド
・ステー7・オン・アメリカ」、86、1836−1840)、エリスロポイエ
チン(シャコブスに等、1985、「ネイチャー」、313、806−810)
、BCGF(シャルマS等、1987、「サイエンス」、235、1489−1
492)、MIF(ワイザーW等、1989、「プロシーディンゲス・オン・ザ
・ナショナル・アカデミ−・オン・サイエンシーズ・オン・ザ・ユナイテッド・
ステー7・オン・アメリカ」、86、7522−7526)、MCP−1(ヨン
ムラT等、rF E B Sレターズ」、244、487−493)、オンコス
タチン−M(vリフN等、1989、Mo1. Ce11. Bi。
11、9、2847−2853)およびEDF(ムラタM等、1988、「プロ
シーディンゲス・オン・ザ・ナショナル・アカデミ−・オン・サイエンシーズ・
オン・ザ・ユナイテッド・ステー7・オン・アメリカ」、85、2434−24
38)に相補的なりNAに対応する、各々20ヌクレオチドを含む28オリゴヌ
クレオチドから成る混合物−混合物Cと称すーとハイブリダイゼーションする。
バイオサーチ8700DNAシンセサイサーを用いて製造されたこれらのオリゴ
ヌクレオチドを、下記プロトコールに従い西洋わさびペルオキシダーゼEC11
1、 1 7(ベーリンガー・マンハイムー参照番号814−407)と結合
させる。
ワラチャー等、1986、「ヌクレイツク・アシッズ・リサーチ」、14、79
85−7994の方法に従い、オリゴヌクレオチドを、合成カラムにおいてカル
ボニルジイミダゾール(アルドリック−11、553−3)および1.6−ンア
ミノヘキサン(アルドリック−81.169−6)と反応させる。
塩基の脱保護およびアンモニア処理による支持体の開裂後、リチウムイオンに変
換されるアンモニウム対イオンでイオン交換樹脂(キアゲンーダイアゲン500
051)上でオリゴヌクレオチドを精製する。
M.ウルデア等、「ヌクレイツク・アシッズ・リサーチ」、1988、16、4
937−4956の方法に従い、5′−アミノオリゴヌクレオチドを西洋わさび
ペルオキシダーゼ(ベーリンガー・マンハイム−814407)と結合させる。
オリゴヌクレオチドの混合物は、ライブラリーにおけるクローンの約10%とハ
イブリダイズする。
プローブ1よりもプローブ2による場合プローブ1よりもプローブ4による場合
およびプローブ3よりプローブ4による場合に強いオートラジオグラフィー・シ
グナルを与える。これらの2つのクローンを以後クローンNC3QおよびNC5
0の2と称し、選ばれた。それらのクローンは、psEl−NC30と称するプ
ラスミドおよびpsEl−NC30の2と称するプラスミド各々を含む。
セクション4:末梢血単核細胞中クローンNC−30のmRNAの発現非付着細
胞(主にリンパ球から成る)をセクション1−1)に記載と同様に製造し、更に
非刺激対照細胞(刺激条件O)でセクション3−2)−a)に記載と同様に刺激
する。5段階の刺激条件下それらの細胞のmRNAを実施例1−2)−aに記載
と同様に製造し、ホルムアルデヒドの存在下1%アガロース・ゲル電気泳動(サ
ムプルツク、前出)、次いでナイロン膜(ハイボンドN+ーアマ−ジャム)への
移動および下記プロトコールによるハイブリダイゼーションにより分析された。
この膜を、[α−32F] −dCTP(アマ−ジャム)により標識したプロー
ブとハイブリダイズする。このプローブは、サムプルツク等(前出)による記載
に従い、DNAアーゼIによるNC30cDNAの部分開裂、次いで酵素DNA
ポリメラーゼI酵素によるポリマー化にツク翻訳として知られている技術)によ
りNC50 cDNAから製造されたものである。ハイブリダイゼーションは、
50%のホルムアルデヒド、1モルのNaC1、5xデンハルツ溶液および0.
1%のSDSを含む水性培地中16時間42℃で行なわれる。これらの膜を、室
温で数回01%のSDSを含む2XSSC溶液により洗浄し、次いで50℃で1
5分間O01%のSDSを含む0.lX5SC溶液により2回洗浄する。5×デ
ンノ1ルツ溶液は、フィニル(400タイブーフアーマシア)1g/l、ポリビ
ニルピロリドン1g/lおよびBSA1g/lという組成を有する。lX5SC
溶液は、0.15モルのNaC1および0.015モルのくえん酸ナトリウムを
含有する。
非刺激細胞および条件1)2)3)および4)の条件下刺激した細胞において、
約1.4kbのRNAに対応するオートラジオグラフのバンドが観察される。こ
のRNAの発現は、PMAの存在下増大しく刺激条件1の強さは、刺激条件Oの
強さの少なくとも5倍の強度のバンド)、この増強は、PHA−Pまたは抗−〇
D28の付加的存在下−増大し、刺激条件2)および4)は、(刺激条件1)の
約5倍の強度のバンド)し、PHA−Pおよびシクロスポリンの付加的存在下変
化しない。
精製したTリンパ球群(純度95%以上)で行われた別の実験において、PMA
および抗−C28の共刺激後、NC30mRNAの発現もまた観察される。
セクション5
クローンNC50のcDNA配列の配列決定および分析1)クローンNC50の
cDNAの配列決定a)1本!JIDNAの製造
クローンNC50は、ApaIおよびBamH1部位間にcDNA(以後、NC
30cDNAと呼ぶ)をもつベクターpsE1を含む。
ベクターpsE1はファージf1の複製開始点を含み、下記方法でバクテリオフ
ァージM13に07(ファーマシアー参照番号27−1524)の存在下クロー
ンNC50の培養による1本鎖DNAの製造が可能となる。
15m1管において、クローンNC50を、0.001%のチアミンおよび10
0μg/mlのアンピシリンを補い、バクトドリブトン16g/l、酵母抽出物
10g/lおよびNaC15g/lという組成を有する2XYT培地(サムプル
・ツク等(前出)に記載)2ml中37℃で振り混ぜながら、660%mで約0
.60の光学密度になるまで培養する。
−この培養物100μmを、15m1管中10程度の感染倍率でバクテリオファ
ージM13に07(ファーマシアー参照番号27−1524)により感染させる
。培養物を37°Cで振り混ぜる。
=1時間後、培地2m1を加える。次いで、培養物を約16時間37℃で振り混
ぜながらインキュベーションする。
一培養物1.5wlを、マイクロチューブ中2分間15000gの遠心分離にか
ける。
−上清1mlをマイクロチューブに移し、2.5モルのNaC1を含むポリエチ
レングリコール(分子量6000)の20%溶液250μmで処理する。混合物
を5分間4℃でインキュベーションすることにより、ファージの沈澱を容易にし
、次いで15000gで5分間遠心分離する。上清を除去し、ファージのペレッ
トを、トリス−HCl、10ミリモル、pH8およびEDTA、1ミリモルとう
組成を有する緩衝液500μmに再懸濁する。
−懸濁液を、トリス−HC1100ミリモルpH8で飽和させたフェノールによ
り1回、次いでクロロホルムにより2回抽出する。
−次いで、1/10容量の3モル酢酸ナトリウム(pH4,8)溶液および2.
5容量のエタノールを加えることにより、生成物を沈澱させる。最少限20分間
−20℃で沈澱させる。DNAを15000gで10分間遠心分離し、ベレット
をエタノールの70%溶液により洗浄し、次いでトリス−HCll0ミリモルp
H8およびEDTAIミリモルという組成を有する緩衝液30μmに再懸濁する
。
b)配列決定
ユナイテッド・ステー7・バイオケミカル・シーフェンシング・キット(参照番
号70770)を用いて配列決定反応が行なわれる。この場合、サンガー等、「
プロシーディンゲス・オン・ザ・ナショナル・アカデミ−・オン・サイエンシー
ズ・オン・ザ・ユナイテッド・ステー7・オン・アメリカJ、1977.14.
5463−5467の方法が用いられる。使用されるプライマーは18ヌクレオ
チドのオリゴヌクレオチドであり、これらはNC50cDNAの5′末端近接領
域におけるベクターpsE1、すなわちNC50cDNAの配列に相補的である
。
2)NC30cDNAの配列の分析
下記内容は、図2.3および4を参照することによりさらに明確に理解されるは
ずである。
NC50cDNAの配列の分析
(1)NC30cDNAは、1282ヌクレオチドを含み、ポリA配列により終
結する。
(2)このヌクレオチド数は、対応するメツセンジャーRNAのサイズ(約1゜
4 kb)と一致する(セクション4参照)。
(3)1264〜1269位において、M、バーンステイール等、1985、「
セル」、41.349に記載された共通配列AATAAAと類似した配列CAT
AAAは、恐らくはポリアデニル化シグナルであると思われる。855〜861
.872〜87訳1133〜1139および1152〜1158位において、7
種のヌクレオチドの配列は、G、シャク等、1986、「セル」、46.659
−667に記載された共通不安定性単位AUUUAに対応する配列ATTTAを
含む:TATTTAT、TATTAA、AATTTATおよびTATTTAAで
あることが判明する。既知サイトカインの大多数の相補的DNAは、この共通不
安定性単位に対応する配列を有する。
4)DNA配列は、15〜17位のATGから翻訳停止コドンに相当する453
〜455位のTGAまでの蛋白質の翻訳に関する読み取り可能枠を含む。この読
み取り可能枠には、15〜17および57〜59位に翻訳を開始し得る2個のA
TGコドン−146個および132個のアミノ酸の各々の翻訳されたタンノくり
質に対応する−が存在する。これらの中でも、57〜59位のATGのヌクレオ
チド環境は、真核生物における翻訳の開始に関して、コザックM、1978、「
セル」、15.1109−1123に記載された共通配列に最も類似した環境で
ある。
(5)シグナルペプチド検索ソフトウェア(以後、PSソフトウェアと呼ぶ)は
、フォノ・ヘイー不、1986、「ヌクレオチド・アシッズ・リサーチ」、14
.483−490により記載された方法および情報に従い本出願人により開発さ
れた。
このソフトウェアは、この読み取り可能枠において、シグナルペプチドに類似し
た疎水性領域および74〜75(ThrとThr間)、86〜87(AlaとL
eU間) 、110〜111 (AlaおよびSer間)および116〜117
(Proと617間)の4つの可能な蛋白質開裂部位を予想する。予想されたシ
グナルペプチドは、翻訳を開始し得る2つのMetのうちの一つとこの4つの開
裂部位のうちの一つの間にある。従って、成熟蛋白質(そのシグナルペプチドか
ら開裂された翻訳蛋白質)は、126.122.114および112個のアミノ
酸を含む。
同じ予測は、ライスコンシン大学UWGCGソフトウェアを使用して得られた:
ドブルクス等、1984年、ニュークレイツク・アシッズ・リサーチ、12巻、
8711〜8721選択頁:G、ボン、ハイシュの方法(上記参照)によりシグ
ナルペプチドの試験。
他の周知の配列との比較
成熟タンパク質の112個のアミノ酸配列のペプチド配列に最もに密接に関連す
る既知のペプチド配列は、K、 D、ブラウン等、1989年、ジャーナル・オ
ン・イムノロジー、142巻、679〜687頁に記載されたマウスタンパク質
P600のcDNAから誘発された132種のアミノ酸のタンパク質のペプチド
配列である。このタンパク質をマウスニリン8球(コカナバリンAを使用して活
性化されたTh2細胞)のサブクラスに発現する。
ウイスコンンン大学のUWGCGソフトウェアを使用したニードルマンおよびワ
ン/ユ、1970年、48巻、443〜453頁の方法を使用してそれらのへブ
チド配列の比較(ドブル等、1984年、ニュークレイツク・アッシズ・リーサ
チ、12巻、8711〜8721頁、GAPオプション)は、112種中63種
のにアミノ酸が、同一であり、すなわち約56%が相同であるということを示す
。Fig、3に示されるように、このアルゴリズム的法は、すべての可能な配列
を男慮し、同一アミノ酸の最大可能な数を対合し、直線配列の穴あきが最小であ
る配列を見付けだす。
この方法によるヌクレオチドの配列の比較は、NC50cDNAコード化配列と
マウスタンパク質P600のcDNA間で約70%の相同性を示す(Fig。
4参照)。
3) クローンNC50ビスのcDNAの配列決定上記の項目1)で行われた配
列、75番目の翻訳されたアミノ酸を除いて、クローンNC50の2についての
GACでコード化されるASPおよびGGCでコード化されるGlyである、ク
ローンNC50と同じタンパク賃配列をクローンNC50の2のcDNAにつき
見出すことを可能にする。
CO8細胞は、SV40ウィルスのT−抗原を発現するサル腎臓細胞である(グ
ルラマンY1、「セル」、23.1981.175−182)。SV40ウィル
スDNAの複製開始点を含むベクター(ベクターpsE1の場合と同様)の複製
を可能にするこれらの細胞は、動物細胞における遺伝子発現研究用の好ましい宿
主を構成する。
1)CO8細胞のトランスフェクションおよびNC50cDNAによりコードさ
れる蛋白質の一時的発現
直径5cmのベトリ皿(コーニング)中、0.6g/lのグルタミンおよび3.
7g/lのNaHCO3を含み、5%の割合で牛胎児血清(ギブコ)を補ったダ
ルベツコ修正イーグル培地(ギブコ、参照番号041−01965X以後、DM
EMと称す)5mlに5X10SCO3細胞を接種する。5にの割合で二酸化炭
素を含む雰囲気中37℃で約16時間培養後、培養培地を吸引ろ過し、細胞を3
mlのPBS(ギブコからの燐酸緩衝食塩水)で洗浄する。次いで、1000μ
mの(DMEM+10%牛脂児血清(ギブコ))、2IOg/l111の濃度で
平均分子量500000のジエチルアミノエチルデキストラン(ファーマシア)
110μL100ミリモルのクロロキン(シグマ)1.1μm、およびアルカリ
性溶解技術、次いで塩化セシウム勾配でのプラスミドDNAの精製により製造さ
れたクローンNC50のプラスミドDNA(サムブロック等、前出)6μgから
成る混合物を加える。5%の割合で二酸化炭素を含む雰囲気中37℃で5時間イ
ンキュベーション後、混合物を細胞から回収する。10%のジメチルスルホキシ
ドを含むPBS(分光分析用、メルク)2!+1を加える。室温で1分間インキ
ュベーション後、混合物を回収し、細胞をPBSで2回洗浄し、2%の割合で胎
児牛血清を含むDMEM中でインキュベーションを行う。5%の割合で二酸化炭
素を含む雰囲気下、37℃で40時間インキュベーションを続行する。
また、プラスミドpsE1のDNAを用いて上記操作を行うことにより、対照C
O8細胞を製造した。
2)蛋白質の標識
クローンNC50のプラスミドDNAによりトランスフェクションされたCO8
細胞および対照CO8細胞を用いて、下記操作を全て遂行する。
培養培地を吸引により除き、細胞を3+1のPBSで2回洗浄する。3g/mi
のグルコースおよび4ミリモルのグルタミンを補ったメチオニン不含有MEM(
イーグル最少必須培地)(ギブコー参照番号041−01900H)5a+1を
加える。
37℃で2時間インキュベーションを行う。培養培地を除去し、200μCiの
メチオニン5sS(参照番号5J1015、アマ−ジャム)が加えられた、さら
に2m1の同培地を細胞に加える。インキュベージジンを37℃で6時間行う。
培養培地を除去し、5分間遠心分離にかけることにより、細胞層および懸濁した
細胞を排除し、上清を保持する。
3)ポリアクリルアミドゲル電気泳動によるトランスフェクションCO8細胞の
放射性標識蛋白質の分析
トランスフェクションされたCO8O8細胞上清1朽lびアセトン9mlを一2
0℃で沈澱させる。懸濁液を遠心分離し、蛋白質ペレットを回収する。それらを
緩衝液(組成ニドリス0.125モル、pH6,8、SDS4%およびグリセリ
ン20%)中にとり、混合物を100℃10分間加熱する。200000cpm
の放射能に相当する、生成した懸濁液のアリコートを、U、 K、レムリ、「ア
ナリテイカル・バイオケミストリー」、1977.78.459に記載された技
術に従いSDSの存在下15%ポリアクリルアミドゲル電気泳動により分析する
。ゲルを真空乾燥する。放射性標識蛋白質をオートラジオグラフィーにより発色
させる。
オートラジオグラフで、クローンNC50のプラスミドDNAによりトランスフ
ェクションされた細胞について、対照細胞と比較すると、4つの余分のバンド:
見かけ上の分子量9.0±2kDaに対応する高密度の鋭いバンドおよび見かけ
上の分子量16.0±2kDaに対応する低い強度の分散したバンドの存在が観
察される。従って、クローンNC50は、分泌されたタンパク質をコード化する
(以後タンパク質NC50と称する)。9±2kDaバンドに対応する本発明の
タンパク質の形態の見掛は分子量は12366Daの112個のアミノ酸の成熟
タンパク質で計算された分子量より小さい。この差は、おそらく本発明のタンパ
ク質のこの形態の意外な電気泳動移動性によりもたらされる。
見掛は分子量16.0±2kDaのバンドは、本発明のタンパク質のN−グリコ
ジル化形態に対応し得る。事実、後者は、N−グリコジル化され得るアスパラギ
ン残基(図2では破線による下線が付されたもので、ドナー等、「ジャーナル・
オフ・セル・バイオロジー」、1987.105.2665に記載された共通配
列に対応する)並びにO−グリコジル化され得る幾つかのセリンおよびトレオニ
ン残基を有する。
4)16土2および17±2kDaの見かけ上の分子量を有する可能なN−グリ
コジル化の立証
上記2)と同様で行うが、ただし蛋白質N−グリコジル化阻害物質である10μ
g/mlのツニカナインン(ングマー参照番号T7765)の存在下で、蛋白質
を標識する。
ポリアクリルアミドゲルにおける蛋白質の分析を3)と同様に行う。
オートラジオグラフ上、クローンNC50のプラスミドDNAによりトランスフ
ェクションされた細胞について、対照細胞と比較すると、1つの余分のバンド:
見かけ上の分子量9±2kDaに対応する1つのバンドの存在を示す。これらの
結果は、16±2kDaの分子量に対応する、3)で観察された組換え蛋白質の
形態がN−グリコジル化されていることを示す。
セクション7:CO3細胞中NC50タンパク質の製造4.3xlO’CO8細
胞を、通常ローラーと称する表面積850cm2の円筒の培養フラスコ内グルタ
ミン0.6 g/ 1およびNaHCO3,7g/lを含み、5%の割合でウシ
胎仔血清を補足し、ついで二酸化炭素で緩衝化したダルベコ修復イーグル培地(
以下、DMEMという(ギブコ、参照番号04O41−01965))150中
に接種した。
約0.2rpmの回転速度で37℃約16時間培養後、培養培地を吸引し、細胞
をPBS (ギブコ社製リン酸緩衝食塩水)で洗浄する。次いで下記の混合物を
加える+DMEM+10%胎仔ウシ血清(ギブニア)35ml、2mg/mlの
濃度にて平均分子量500.000のジエチルアミノエチルデキストラン4ml
(ファルマシア)、100mMクロロキノン40μmおよびアルカリ融解法に
よった後、塩化セシウム勾配におけるプラスミドDNAの精製により製造された
(サムプルツク等、上掲)クローンNC50のプラスミドDNA128μgo5
%CO2を含む雰囲気下37℃5時間インキュベート後、混合物を細胞から回収
する。次いで7%ジメチルスルホキシドを含むPBS緩衝液35m1 (分光計
純度、メルク)を4℃で加える。室温で1分30秒間回転後、混合物を回収し、
細胞をPBSで2回洗浄する。1%ウシ胎児血清(F CS)を含むDMEM培
地(シグマ)150mlを回転びんに加え、細胞を5%Cot存在下37℃イン
キュベートする(回転数0.2rpm)。トランスフェクション後1日、培地を
吸引して回収し、細胞をPBSで2回すすぐ。血清を含まないDMEM培地(シ
グマ社製)150mlを回転びん毎に加え、回転びんを5日間5%Cotの存在
下37℃で置((回転数0.2rpm)。
トランスフ゛エクシJン後6日目に採取する。培養培地を700Qrpmで10
分間遠心分離する:上清を0.2μmネルジンフィルターを通して濾過する。
セクシヨンs : cos細胞中製造されたNC50タンパク質の精製、および
アミノ酸末端配列の決定
1) NC50タンバグ質の精製
見掛は分子量9±2kDaの組換タンパク質の主要成分を、以下の工程を使用し
て、セクション7で得られた上清500m1から精製したニー 溶出液として流
速2m1/分で50mM酢酸ナトリウム緩衝液(pH4,0)中LM NaC1
溶液を用いて、5QmM酢酸ナトリウム溶液で前以て平衡化したSファーストフ
ロー高速カラム(ファルマシア社製)(15x100mm)でのイオン交換クロ
マトグラフィー
−溶出物を約1mlの容量にセンタブレツブ膜(アミコン社製)上で濃縮し、つ
いで0.1%TFAを含む溶液中直線勾配30〜70%アセトニトリルで、30
%アセトニトリルおよび0. 1%TFAを含む溶液で前もって平衡化したC4
カラム(ボーンリー社製)(100X2.1mm)で(逆相)HPLCクロマト
グラフにかける。組換タンパク質を含む両分(SDS存在下ポリアクリルアミド
ゲルで電気泳動分析により決定された)を溜める。
2) 見掛は分子量9±2kDaのNC50タンパク質のアミノ末端配列の決定
1)の終わりで得られたタンパク質をSDS存在下16%ポリアクリルアミドケ
ルで電気泳動した。タンパク質を、イムモビロン膜(ミリポア社!v)で25m
Mトリス−ホウ酸(pH9,0) 、10%メタノールの組成の緩衝液中0.8
mA/cm”の強度で1時間移動させ、ついでクマシーブルーで視覚化する。
見掛は分子量9±2kDaのバンドを切り取り、アプライド・バイオシステムダ
12OA型フェニルチオヒダントイン誘導体分析器を連結したアプライド・バイ
オシステムダ4フ0A型シークエンサーに入れる。
得られたアミノ末端配列は、以下の配列である(tr、):Gly Pro V
al Pro Pro Ser Thr Ala Leu 入rg Glu上記
の配列は、PSSラフトェアにより予測された4番目の切断部位に対応する(セ
クション5のサブセクション2、参照)。
セクション9:酵母中NC50cDNAの発現ベクターの構築ニブラスミドpE
MR673およびこのプラスミドを使用して酵母種の形質転換1)プラスミドp
EMR673の構築
プラスミドpEMR583(ヨーロッパ特許出願435776に記載)を酵素H
indIIIおよびBamIIIで完全に消化する。2ミクロン複製起点および
STB遺伝子座、LEU2d遺伝子、アンピシリン耐性遺伝子、pBR322起
点、PGK遺伝子ターミネータ−1URA3遺伝子、合成プロモーターおよびフ
ェロモンアルファのプレプロ領域の出発点を含む、大型フラグメント(以下、フ
ラグメントAと称する。)を精製した。
フェロモンアルファのプロプレ領域の終点および成熟タンパク質をコードしてい
るcDNAを含み、3′末端でBamIII制限部位により隣接されたHind
III−BamIIIフラグメント(以下、フラグメントBと称する)を、プラ
スミドpSE1−NC30から出発してPCR法による増幅により得た。このフ
ラグメントの配列はFig、5に詳細に記載する。フラグメントAおよびBを結
合し、プラスミドpEMR673を得る。
a)ポリメラーゼ鎖反応(PCR)法の記述ポリメラーゼ鎖反応(PCR)法は
、当技術の熟練者に周知の方法であり、プライマーとして2種のオリゴヌクレオ
チドを使用してあらかじめ変性したDNAの2ストランドを同時に複写すること
を可能にする(特に、H,A、エリツクによる研究: rPCR法:DNA増幅
の原理および適用J、1989年、マツクミリアン・パブリッシャーにより刊行
およびM、 A、イニス等: rPCRプロトコールJ、1990年、アカデミ
ツク プレス Inc、、サンテイエゴ、カルフォルニア、92101、アメリ
カ合衆国により刊行)。この技術の原理を以下に要約する。
PCR法は、10〜30サイクル後、通常Taqポリメラーゼと称されるテルム
ス アクアチフスのDNAポリメラーゼを使用して、10〜30サイクル後、も
との鋳型の100.000コピーを得ることを可能とする3工程の繰返しに基づ
く。3工程は以下である:
鋳型の変性:
二重鎖DNAを約2分間高温(92℃〜96℃)でのインキュベーションにより
一重鎖DNAに変性する。
プライマーのハイブリダイゼーション
これらのプライマーは、増幅される領域の末端とハイブリッドする一対の合成オ
リゴヌクレオチドである。2種のプライマーは反射鏡とハイブリッド形成する。
プライマー−鋳型複合物の形成を最適にするためにプライマーを過剰に加える。
プライマーの延長
Taqポリメラーゼが5′末端から3′末端へプライマー−鋳型複合物を延長す
る工程を72℃で行う。
PCR法において、目的の生成物が3回目のサイクルで発現し、次いで顕著に増
幅される。サイクルがおこなわれる間に、増幅生成物は、迅速にプライマーがハ
イブリッド形成する鋳型になる。
b)使用されたプライマーの説明
2種の合成オリゴヌクレオチドを製造する。
以下の配列:
CAGTGAATTCA AGC?TG GAT AAA AGA TCCCC
A GGCCCT GTG CCT CC8@r Leu Asp Lys A
rg Ser Pro Gly pro Val Pr。
領域1 領域2
を有する、プライマー1と称する第1のオリゴヌクレオチドは、2つの異なる領
域二領域1のコード化部分のすぐ前にHindIII切断部分を導入することを
可能にするサイレント突然変異によりクルシャン等、1982年、第30巻、9
33〜943頁に記載の天然配列に関して修飾されたαフェロモンのプレプロ領
域の末端を含む領域1(領域1の11番目のヌクレオチド)、および114個の
アミノ酸の成熟タンパク質の起点に対応する(参照セクション5) 、NC50
cDNAの非コード化ストランドのコード化領域をハイブリダイズすることを意
図する領域である第2領域を有する。
第2のオリゴヌクレオチドは、プライマー2と称し、以下の配列を有する:CG
ACGGATCCCMATMTGA TGCTTTCGM G領域1 領域2
第2のオリゴヌクレオチドは、また2種の異なる領域:領域1は、第4番目のヌ
クレオチドにBamHIを担持し、領域2はNC50cDNAの非翻訳3′領域
に相当するヌクレオチド配列を担持する。この領域はNC50cDNAのコード
化ストランドとハイブリッド形成を意図するものである。
C)フェロモンおよび成熟タンパク質NC50のコード化cDNAのプレプロ領
域の末端を示すHindIII −BaIIIHI増幅フラグメントの製造プラ
スミドpsE1−NC30はタンパク質NC50のコード化cDNAを担持して
おり、これを鋳型として使用した。
プラスミドpsE1−NC30の1100n、プライマー1の1100n、プラ
イマー2の1100nおよび1〇−倍濃縮反応混合物(最終量:67mMトリス
−HCl pH8,8,16,6rnM (NH4)2S04.1mMβ−メル
カプトエタノール、6.7mM EDTA、0.15%トリト:/Xl00,2
mM MgCl2.0.2mM dNTP、ゼラチン200ng)を管に入れ、
混合物の体積をついで水を加えて50μlにする。
Taqポリメラーゼの05μmすなわち25ユニツト(ベーリンガーマン/’1
イム商品番号1146−173)を加える。ついで、混合物を、水溶液の蒸発を
防ぐためにパラフィンで覆う。
増幅は15反応サイクル以上でおこり、以下に1サイクルの工程を示す。
94℃1分間−変性
55℃1分間→ハイブリダイゼーション72℃1分間→重合化
15サイクル後、酵素反応を20mMEDTAの添加により止める。
この方法で増幅されるDNAフラグメントは、約380bpの所望の大きさを有
し、ついで単離され、1%アガロースゲル上で精製され、PIOポリアクリルア
ミドゲル(ファルマシア)のカラム上でクロマトグラフにかけて透析され、つい
でH1ndIIIおよびB amHI粘着性末端を形成するために当技術の熟練
者に周知の常法(サムプルツク等、上掲)により酵素H1ndIIIおよびB
amHIで完全に同時に加水分解される。加水分解後、フラグメントをPIOカ
ラム上で精製する。
得られたフラグメントBの配列はFig、5に示す。タンパク質NC50のコー
ド化部位において、Fig、5のアスタリスクにより示されるNC50cDNA
に関するサイレント突然変異を含む。
フラグメントAおよびBを結合させて、プラスミドpEMR673を得る。
2)プラスミドpEMR617による酵母菌株EMY761の形質転換および形
質転換された菌株によるタンパク質NC50の発現ヨーロッパ特許040846
1記載のEMY761株(Mat alpha、 1eu2、ura3、his
3)は、l−1021の番号のもと1989年12月27BCNCMに寄託され
た株をプラスミド回復して得られ、プラスミドpEMR673中存在するLEU
2d欠損選択マーカーおよびURA3選択マーカーにより相補され得る突然変異
(1eu2およびura3)を含む。その株を、浸透安定剤、即ちIM濃度のソ
ルビトール存在中酵母を原形質処理することを含む、ペックス等(ペックス等、
1987年、ネイチャー、第275巻、104〜109頁)により記載された形
質転換技術の変法を使用して、ロイシン原栄養性選択を有するプラスミドpEM
R673と形質転換する。
正確な形質転換プロトコールを以下に示す:a)液体YPG培地200m1 (
下記、第1表参照)を、静止相にある約5×106細胞培養物で接種し、この方
法で接種された培養物を30℃で一夜撹拌する。
b)培養物が約107細胞/mlに達するとき、細胞を400Orpmで5分間
遠心分離し、残渣を1Mソルビトール溶液で洗浄する。
C)細胞を25mMEDTAおよび50mMジチオスレイトールを含む1Mソル
ビトール溶液5ml中に懸濁し、30℃で10分間インキュベートする。
d)細胞をIMソルビトール溶液10m1で1回洗浄し、ソルビトール溶液20
m1に懸濁する。チモラーゼ−100T(アフィニティーカラム上アルソバクタ
ー・ルテウス培養上清の部分精製により得られ、β−1,3−グルカナーゼラミ
ナリベンタヒドラーゼを含む、セイカガク コウギョウ社製市販品)を最終濃度
20μg/mlになるまで加え、懸濁液を室温で15分間インキュベートする。
e)細胞をYGPソルビトール培地(第1表、参照)と称するソルビトール含有
の培地20m1に再懸濁し、静かに撹拌しつつ30℃で20分間インキュベート
する。
f)懸濁液を2500rpmで3分間遠心分離する。
g)細胞を以下の組成の形質転換緩衝液9ml中に再懸濁する:ソルビトールI
M1 トリス−HClpH7,510mMおよびCaCl210mM0h)細胞
0.1mlおよびDNA溶液5μm(約5μg)を加え、得られた懸濁液を室温
で10〜15分間放置する。
1)以下の溶液1mlを加える:ポリエチレングリコールPEG4000 20
%、トリス−HCl pH7,510mMおよびCaC1z 10mM」)l)
で得られた懸濁液0.1mlを、前もって溶解し、約45℃液状に保ったロイシ
ン無含有の固体再生培地(第1表、参照)を含む管に注ぐ。懸濁液をロイシン無
含有の固体再生培地15m1の固体化された層を含むベトリ皿に注ぐ。
形質転換物が3日後現れ始める。1種の形質転換体はEMY 761 p EM
R617株と称し、この方法で選択した。
第1表
酵母菌株EMY761の形質転換のためのプロトコール中に使用された主要培地
の組成および製造
YPG液体培地
酵母抽出物10g(ディフコ社製抽出のバクトー酵母)ペプトン20g(ディフ
コ社製バタトーペプトン)グルコース20g
蒸留水中に成分を混合する。蒸留水で最終容量17!にする。15分間120℃
で高圧滅菌する。
YPGソルビトール培地
液体YPG培地の組成を使用して、高圧滅菌後、IM濃度にソルビトールを加え
る。
ロイシン無含有固体再生培地
アミノ酸を含まない酵母窒素ベース(ギフコ社製)6.7 gアブ3220mg
ウラシル20mg
L−トリプトファン20mg
L−ヒスチジン20mg
L−アルギニン20mg
L−メチオニン20mg
L−チロシン30mg
L−イソロイシン30mg
L−リジン30mg
L−フェニルアラニン50mg
L−グルタミン酸100mg
L−バリン150mg
グルコース20g
寒天30g
ソルビトール182g
成分を蒸留水中に混合する。蒸留水で最終容量11にする。120℃で15分間
高圧滅菌する。高圧滅菌後、L−トレオニン200mgおよびL−アスノくラギ
ン酸100mgを加える。
セクション10
二−レンマイヤーフラスコ中、形質転換株によるタンパク質NC50の発現およ
びSDSの存在中ポリアクリルアミドゲル上で培養培地中タンパク質の検出1)
EMY761 pEMR673の培養EMY761 pEMR673株(セクシ
ョン9で得られた)のコロニーをウラシル−無含有液体培地50m1中培養した
。この培地は11当たり以下のものを含む。
一アミノ酸を含まない酵母窒素ベース6.7g(ディフコ社製)−カゼイン加水
分解物50g(ディフコ社製カザミノ酸)グルコース10g
30℃で1夜撹拌後、培養株を10分間遠心分離し、ベレットを無菌水10m1
に取り、再び10分間遠心分離した。タンパク質NC50の発現を以下の組成の
培地50m1中に細胞を取って誘発した。
アミノ酸無含有の酵母窒素ベース素地6.7g/l(ディフコ社製)カゼイン加
水分解物5.0g/] (ディフコ社製カザミノ酸)グリセリン30.0 g/
]
ガラクトース30.0g/l
エタノール10m1/1
培養物を撹拌しつつ30℃24時間再インキュベートした。
2)発現タンパク質の解析
a)SDS存在存在リポリアクリルアミドゲルサンプル製
組成を第2表に示すグルコースを含むウラシル−無含有液体培地と称する培地中
−夜培養された細胞の一部を遠心分離し、非誘発サンプルを得た。エタノール、
グリセリンおよびガラクトースを有するウラシル−無含有液体培地(下記第2表
)と称する培地中−夜培養した細胞を遠心分離し、誘発されたサンプルを得た。
上清を集めた。デオキコラート2mg/mlを含む50%トリクロロ酢酸5Qm
lを上清10m1に加えた。
混合物を30分間温度4℃で放1し、ついで30分間遠心分離した。残渣を冷ア
セトン(+4℃)約1mlに取り、再び30分間遠心分離した。乾燥後、ベレッ
トを、当技術の熟練者に周知の1970年にラエミリにより開示されたプロトコ
ールにより、トリス−HCl pH6,80,125M、SDS 4%、ブロモ
フェノールブルー0. OO2%、グリセリン20%およびβ−メルカプトエタ
ノール10%を含むいわゆる充填緩衝液20μlに取る。ベレットを15分煮沸
して可溶化し、ついでブロモフェノールブルーが青に変わるまで中和する。
サンプルをSDS存在下ポリアクリルアミドゲル上に置き、電気泳動にかける。
結果
ゲルの解析(クーマシーブルーで発色させる)は、見掛は分子量9±2(主形態
)および11±2kDaに相当する2種の主要なバンド、非誘発サンプルと比較
して誘発サンプルの数個の付属バンドの存在を示す。観察された他の付属バンド
は、糖鎖形成の様々な程度に相当してかなり多数であり、広がっている。
酵母によるタンパク質のN−糖鎖形成は、小胞体中単一糖鎖形成(コア糖鎖形成
)およびゴルジ装置中N−高度糖鎖形成(外鎖糖鎖形成)を含む(R,A、ヒラ
マン等、1990年、メソード・イン・エンザイモロジー、第185巻、アカデ
ミツク・プレス、421〜440頁)。一般に、単−N−糖鎮形成は均一なの見
掛は分子量(1個のバンド)の糖タンパク質を産生じ、外糖鎖形成は不均一な見
掛は分子量の糖タンパク質(数個の異なるバンド)を産生ずる。
b)潜在的なエンドグリコシダーゼH処理でのイムノブロッティング(ウェスタ
ンプロット)
サンプルの調製
グルコースを有するウラシル−無含有液体培地中で一夜培養された細胞(第2表
)を遠心分離し、非誘発サンプルを得た。エタノール、グリセリンおよびガラク
トースを有するウラシル不在液体培地中−夜培養された細胞(第2表)を遠心分
離し、誘発サンプルを得た。上清を集めた。デオキシコラート2mg/mlを含
む50%トリクロロ酢酸5mlを上清10m1に加えた。
混合物を30分間温度4℃で放置し、ついで30分間遠心分離した。ペレツトを
冷アセトン(+4℃)約1mlに取り、再び30分間遠心分離した。ペレツトを
可溶化緩衝液(組成ニドリス−HCl pH6,810mM β−メルカプトエ
タノール2%、SDS1%)20μl中に取る。ベレットを100℃5分間加熱
する。
サンプルをついで2部分に分ける・
−5QmMクエン酸ナトリウム緩衝液10μm pH5,5およびエンドグリコ
シダーゼH(5mItJ−ベーリンガー商品番号1088726)10μlを第
1画分10μmに加える。サンプルを約−夜37°Cで放置する。充填緩衝液2
0μmをついで加える。
一充填緩衝液10μlを、第2の10μm部に加える。試料を10分間煮沸する
。
試料をSDS存在存在リポリアクリルアミドゲル用し、ラエミリのプロトコール
に従って電気泳動法を行う(上記の引用、参照)。
ゲル中得られたタンパク質をついでニトロセルロース膜に移す(H,トウービイ
エンス、アメリカ合衆国、第76巻、4350〜4354頁に記載の技術による
)。バイオ−ラッド(商品番号170〜6450)社製免疫−プロット検定キ・
ソトに記載のプロトコールにより行われる免疫検出は、下記の工程を含むニーゼ
ラチン3g/100m1を含むTBS (トリス緩衝化食塩水)とともに30分
間のニトロセルロース膜の飽和ニ
ーT、TBS (0,05%トウィーン20を含むTBS)と称する緩衝液で5
分間2回膜をすすぐ;
一部をセクション13で製造された免疫血清を1時間室温で接触させる;−キッ
トの結合抗体と膜を接触する
一T、TBS緩衝液で5分間2回、TBS緩衝液で5分間1回膜をすすぐ一抗原
一抗体複合物を、5−ブロモ−4−クロロ−3−インドリル−ホスファ−ト(B
CIP)およびニトロブルー・テトラゾリウム(NBT)を含む発色緩衝液と接
触させて視覚化するニ
一部を水をすすぐ。
結果
イムノブロッティングの解析は、非誘発サンプルと比較するとエンドグルコシダ
ーゼHで未処理の誘発サンプルについて、別の数個の付属ノくンドの存在を示し
、そのうち、2つの主要な付属バンドは見掛は分子量9±2および11±2kD
aに相当する。より高い分子量である他の多数の広いノくンドもまた明らかにな
る。
すべてのこれらのバンドは、セクション13で製造した免疫血清により認識され
る。
誘発された試料において、見掛は分子量16±2kDaに対応するノくンドは、
エンドグリコシダーゼH処理後消失すると思われ、一方、9±2kDaz<ンド
は、同じ条件下強度を増強する。これらの結果は、見掛は分子量16±2kDa
のタンパク質がN−グリコジル化されるということを示す。
高分子量の広いバンドもまた消失し、見掛は分子量約28±2および20±2k
Daに対応する2種のバンドの出現が、注目される。エンドグリコシダーゼH処
理に耐性であるNC50タンパク質の形態は、フェロモンのプロ配列を残す前駆
物質、またはNC50タンパク質の○−グリコジル化形態に対応し得る。
第2表
サンプル製造に使用される培地の組成および製造−グルコースを有するウラシル
−無含有液体培地−アミノ酸−無含有酵母窒素ベース6.7g(ディフコ)−カ
ゼイン加水分解物5.0g(ディフコ社製カザミノ酸)−グルコース10.0
g
全成分を蒸留水中混合し、蒸留水で最終体積11にする。120℃10分間高圧
滅菌する。
一エタノール、グリセリンおよびガラクトースを有するウラシル−無含有液体培
地:
上記のウラシル−無含有液体培地の処方を使用するがグルコースは含まない。
高圧滅菌後、100%エタノール10 m l ’−グリセリン30gおよびガ
ラクトース30gを加える。
セクション11 :EMY761pEMR673株を使用する発酵槽中NC50
タンパク質の製造
EMY761pEMR673の培養は以下の方法で発酵槽中行われる:a) じ
ゃま板付円錐状フラスコ中での前培養相高圧滅菌相半合成成長培地(A P S
GM)を含む500m1のじゃま板付円錐状フラスコに、MES −2(N−
モルホリ)エタンスルホン酸(シグマ社製 M8250) −緩衝液1. 28
g、および濾過相半合成成長培地(FPSGM)のlQmlを補足し、20%の
グリセリンを含み、λ600nmで0D=3(フントロン分光計による)に対応
する細胞数を有する上記の株の培養懸濁液1mlで接種する。化学的組成および
ASPSGMおよびFPSGM培地の製法を以下に詳細に記載する。30℃で撹
拌しつつインキュベーン3224時間後、λ600nmで培養の光学密度(OD
)は、約7である。
b) 発酵槽における成長相
上記の培養は、先に、
APSGM培地800m1゜
FPSGM培地100m1充填した2、51発酵槽を接種するために用いる。
培養pt−tを、発酵槽により固定値5.5に調節する。同様に、酸素圧は、撹
拌を調節して約4000Pa (30mmHg)を維持する。初めに、約IVV
Mに等しい空気流速を11/分に固定し、ついで必要に応じて徐々に増大する。
30℃で6〜7時間培養後、総量グルコース36gと等しい500g/lを含む
グルコース溶液72m1を9時間かけて直線的に加える。
C) 発酵槽における発現相
高圧滅菌相の半合成発現培地(APSEM)100mlおよび濾過相半合成発現
培地(FPSEM)100mlを上記の混合物に加える。その化学組成および製
造法は以下に詳細に記載する。ついで、他の物質を加えないで約5時間培養を続
ける。3種の炭素源(グリセリン、ガラクトース、エタノール)をHPLCで監
視し、以下の値に近づけるために無菌注射により補う:グリセリン15g/l、
エタノール15g/]、ガラクトース7.5g/1023〜24時間後および誘
発後および誘発中、λ=600nmでのODは、約90となり、培養を中止する
。
培養懸濁物は、ついで11500gで30分間遠心分離する。酵母細胞ベレット
を除去し、上清を一80℃で凍結保管する。
成長および発現培地の化学組成
−高圧滅菌相半合成成長培地rA P S GMJ最終800m1につき
(超精製水を使用)
NTA にトリロトリ酢酸)1g
MgSO4・7H201,Og
CaC12・7Hz0 700mg
グルタミン酸 3.7g
HY−CASE SF(シェルフイールドプロダクト)25gロイシン 1・8
g
濃H,S04または濃KOHでpH5,5に調整する。
20分間120℃で高圧滅菌する。
−I−3型微量成分一覧表
最終11につき
(超精製水を使用)
硫酸ti4 Cu S O4・5 H20780m gホウ酸 H3BO3”g
i酸亜鉛Z u S 04 ’ 7 Hz○ 3gヨウ化カリウム KI Ig
硫Mマ’:I*シウム Mn S04 ・2HzO3,5gモリブデン酸ナトリ
ウム Na、MoO2・2820 2g溶液に濃塩酸100m1を加える。
1000m11.:する。
−濾過相半合成成長培地rFPsGMJ最終100m1につき
(超精製水を使用)
KHzPO44g
トリプトファン 350mg
l−5型ビタミン(以下参照) 1mlグルコース 15g
加熱溶解し、微温まで冷却し、I−3型ビタミンを加えて、0,2μm膜を通し
て濾過により無菌化する。
−I−S型ビタミン一覧表
最終100m1につき
(超精製水を使用)
ビオチン 5mg
葉酸 4 m g
ナイアシン 6mg
にコチン酸 −塩酸ピリドキシン) 250mg塩酸チアミン 1g
パントテン酸カルシウム 5g
m−イノシトール 10g
溶解後100m1にする。
0.2μm膜を通して冷却状態で無菌条件下濾過する。
+4℃の温度で保管する。
−高圧滅菌相半合成発現培地rAPSEMJ最終400m1につき
(超精製水を使用)
HY−CASE SF(ノエフィールドプロダクト) 20gロイシン 1・
8g
ヒスチジン 500mg
メチオニン 1g
トリプトファン 350mg
MgSO4’2Hz0 600mg
l−3型微量成分(上記参照) 5ml濃H2S O4またはKOHでpH5,
5i:Fl整t6゜温度120℃で120分間高圧滅菌する。
−濾過相半合成発現培地rFPsEMJ最終100m1における
(超精製水を使用する)
1−S型ビタミン(上記参照) 1ml加熱溶解し、微温まで冷却し、ビタミン
類を加えて、0.2μm膜を通して濾過により滅菌する。
d) 製造されたタンパク質の分析
試料をセクション10に記載と同様の方法で製造し、SDSの存在下ポリアクリ
ルアミドゲル電気泳動を行った。バンドの分布は、誘発された試料のセクション
10で観察したゲルと同じゲル上で観察する。
セクション12・酵母中産生されるプロティンNC50の精製およびそのアミノ
末端配列およびペプチドマツプの決定1)プロティンNC50の2種の主要成分
の精製組換酵母タンパク質の主要成分(それらのバンドは、SDS存在下ポリア
クリルアミドゲル電気泳動後、見掛は分子量9±2kDaおよび16±2kDa
に対応する)を分離し、以下の方法によりセクション11で得られた上清500
m1から精製する
各二種を連続して行った。
一50mMpH4,0酢酸ナトリウム液で前もって平衡化されたQファーストフ
ローカラム(5X5cm)(ファルマシア)上でのイオン交換クロマトグラフィ
ー。流速:1ml/分。上清のpHは、前以て4.0に調整する。これらの反応
条件下、タンパク質はゲルに結合しない。
50mM酢酸ナトリウム溶液(pH4,0)で前以て平衡化したSファーストフ
ローカラム(ファルマシア社製)(5X4cm)で溶出液として50mM酢酸ナ
トリウム緩衝液(pH4,0)中1MNaC1溶液で、イオン交換クロマトグラ
フィーにかける。流速:1ml/分。
−溶出物をYM5膜(アミコン社製)で濃縮し、容量2mlにし、ついで0゜1
4MNaC1を含むO,1Mリン酸緩衝液中平衡化したACA54 (IBF)
ゲル濾過カラム(100X1.5cm)に適用する:流速・0.2ml/分。組
換タンパク質を含む両分(SDS存在下ポリアクリルアミドゲル上電気泳動によ
り決定された)を集める。
得られた溶液をSDS存在下ポリアクリルアミドゲル上電気泳動にかけ、硝酸銀
で視覚化した。見掛は分子量9±2kDaおよび16±2に、Dal:i応する
純度70%以上のNC50タンパク質の2種の主要成分が見られた。この溶液を
、下記の生物活性の試験に用いる。
もう1つの実験において、溶出液として直線勾配30%〜70%アセトニトリル
10. 1%TFA(トリフルオロ酢酸)を用いてC4カラム(ブラウンリー社
製)上道相HPLC工程を精製プロトコールへ導入した。純度が90%以上であ
る化合物(SDS存在存在リポリアクリルアミドゲル上電気泳動び硝酸銀で視覚
化における評価)を得ることが可能である。
2) NC50タンパク質の2種の主要成分のアミノ末端配列の決定精製された
タンパク質をSDS存在下16%ポリアクリルアミドゲル上電気泳動にかけた。
ゲル中タンパク質を25mM)リス−ホウ酸塩(pH9,0) 、10%エタノ
ールの組成の緩衝液中1時間0.8mA/cm”でイモピロン膜(ミリポア社製
)へ移す。
見掛は分子量9±2kDaおよび16±2kDaに対応する2種のバンドを切り
取り、アプライドバイオシステム120A型フエニルチオヒダントイン誘導体分
析器を備えるアプライドバイオシステム470A型に入れた。
それらのバンドは、同一アミノ末端配列(tr+)を有する:Ser Pro
Gly Pro Val Pro Pro Ser Thr Ala Leul
5 10
上記の配列は、所望されるアミノ−末端配列である。セクション5に記載の11
4個のアミノ酸(Fig、2、参照)の成熟タンパク質のそれである。そのコー
ド配列をセクション9のベクターpEMR673中に導入する。
3) 見掛は分子量9±2kDaのNC50タンパク質の形態のペプチドマツプ
の決定
見掛は分子量9±2kDaのタンパク質をブタトリプシンでゲル中消化し、下記
の条件下逆相HPLCにより分離した。
セクション11で得た酵母上清をトリクロロ酢酸で沈澱させ、SDSを含む緩衝
液中100℃で可溶化後、沈澱物をポリアクリルアミドゲル電気泳動にかけた。
ゲル中タンパク質をクマシンプルーを用いて視覚化した。見掛は分子量9±2k
Daのバンドをゲルから切り取り、J、ローゼンフェルド等による論文「ゲル中
−次元および二次元ゲル電気泳動後向部配列解析のためのタンパク質の消化」に
記載された開示の方法に従ってゲル中ブタトリプシンで消化した。
ついで、トリプシン消化ペプチドを60分間かけて0.1%TFA溶液中1〜7
0%アセトニトリル勾配でベックマンアルテックスC18カラム(0,21X2
5cm)上逆相)(PLCクロマトグラフィーにより分離した。ピークを218
nmで光学密度の測定により検知する。
ピークに対応する各画分(以後第1画分および箪2両分と称する)を上記のアプ
ライドバイオシステム470型シークエンサーを使用して分析する。
得られたアミノ末端配列は以下のようであるニー 第1画分において:
Val Ser Ala Gly Gln Phe Ser Ser Leu
His Val上記の配列は、翻訳されたNC50タンパク質のアミノ酸108
〜118個に対応する( F ig、参照)
−第2画分において:
Ser Pro Gly Pro Val Pro Pro Ser Thr
Ala LeuおよびLys Leu Phe
上記の配列は、各々翻訳されたNC50タンパク質のアミノ酸33〜43種およ
び138〜140種に対応する(Fig、2参照)。
セクション13:エシェリキア・コリにおけるNC50タンパク質の細胞質の発
現および免疫血清の製造
1) エシェリキア・コリ中NC50タンパク質の細胞質の発現エシェリキア・
コリにおける112個アミノ酸のメチオニル化成熟NC50タンパク質の発現ベ
クター(psE714.12と称する)をNdeIおよびBamHI部位で開裂
したベクターpET3aへNC30cDNAの部分を担持するDNA断片を挿入
して構築した。この発現ベクターは、以下の5゛〜3° を含む−ローゼンベル
グ等、ジーン、56巻、125〜135頁に記載されたプラスミドpET3a中
に含まねる、ファージT7のRNAポリメラーゼプロモーター−ATG翻訳イニ
シエーターにより続<、112個のアミノ酸の成熟タンパク質をコード化するN
C30cDNAの部分(セクション5、参照)−ファージエフ遺伝子10のター
ミネータ−(ストラブイニル等、ジャーナル・オン・モレキュラー・バイオロジ
ー・1986年、189巻、113〜130頁)この発現カセットは、ファージ
T7に特異的なRNAポリメラーゼの存在下だけで機能する。従って、宿主エシ
ェリキア・コリ株で合成されるこのRANポリメラーゼを合成することは適切で
ある。λPRプロモーターの制御下このRNAポリメラーゼの発現カセットを、
この酵素(スチュディエル等、1986年、ジャーナル・オン・モレキユラー・
バイオロジー、189巻、113〜130頁によりファージλCE6DNAへク
ローン化された)のためのコード化配列を挿入することにより構築した。この発
現カセットは、このPRプロモーターのリプレッサーの温度感受性形態をコード
化する] (CI875)の対立遺伝子を含む(P、レエプレトロイス等、19
83年、バイオケミ、65巻、317〜324頁)。
従って、低温でDNAポリメラーゼの発現のカセットを抑制し、高温で発現を抑
制しない。この発現カセットを、N、ケルフナ−(1984年、ジーン、32環
、369〜379頁)のプラスミド由来の組込みベクターpEJL407へクロ
ーン化した。得られたベクターは、プラスミドpEMR648である。このベク
ターを細胞のエビソーム状態で維持し、転移がIPTG(イソプロピル−β−チ
オガラクトシド)で誘発されるとき、ポリメラーゼ(CIリプレッサーを含む)
の発現カセットの1またはそれ以上の複写の組込みをもたらす。この組込みを招
(トランスボザーゼは、1acI遺伝子の制御下にあるが、それ自身を1移しな
い。
従って、プラスミドが消失後、安定な組込みを得ることが可能である。pEMR
648でエシェリキア・コリ株に121(BIOI (ギフコBRL −商品番
号8260SA)を形質転換、およびついで形質転換体に対して組込みをもたら
すことにより、温度感受性PL−CI機構の制御下ファージ7ポリメラーゼの発
現の2種のカセットを含み、染色体に組み込まれるHBIOI誘導体(VG11
2と称する)を得た。のエシェリキア・コリ株VG112からプラスミドpEM
R648をクリアし、低温(30℃)でプラスミドpEMR714で形質転換す
る。
選択され、1991年12月20日に寄託番号l−1162下CNCMに寄託さ
れた軽質転換体(株VG112pSE714.12と称する)を、30℃60Q
nmでOD 1まで濃度100μg/mlでアンピシリンを含むLB培地で培養
した。ポリメラーゼ遺伝子の発現を41℃で2時間IPIGを用いて誘発した。
クリアされ、形質転換されないVG112(対照株)と比較して余分のバンドに
対応する変性ポリアクリルアミドゲル上絵細胞抽出物の分析は、9kDaタンパ
ク質を証明し得た。音波処理、ついで遠心分離による細胞溶解は細胞抽出物を以
下の2種の両分に分離し得る:可溶性画分(上清)および不溶性画分(ペレット
)。NC50タンパク質は不溶性画分のタンパク質で発見され、この画分のタン
パク質の約50%(質量)を示す。
2) NCタンパク質を認識する免疫血清の製造この不溶性画分をウサギ(体重
的2kgのニューシーラント雄)の免疫化に利用した。免疫化は、パイツカイテ
イス、1981年、メリーズ・イン・エンザイモロジー、73巻、46頁に記載
のプロトコールに従って15日毎に行った。最初の注射において、抗原溶液の1
容量をフロイント完全アジュバント(シグマ社製 −商品番号4258)の1容
量で乳化する。6種のブースターをフロイント非完全アジュバント(シグマ社製
−商品番号5506)中投与した。
得られた免疫血清は、SDS存在中ポリアクリルアミドゲル電気泳動後免疫検3
) ペプチド地図作製によるNC50タンパク質の特徴1)で得られた不溶性画
分をSDS存在存在リポリアクリルアミドゲル電気泳動ける。ゲル中タンパク質
をクマンンブルーで染色して視覚化する。見掛は分子量9±2kDaに対応する
バンドをゲルから切り取り、ゲル中ブタトリプシンで消化し、トリプシンペプチ
ドをセクション12−3)の記載と同様に分離した。
ピークに対応する画分をアブライドバイオシステムダ4フ0A型シークエンサー
を用いて分析した。
得られたアミノ末端配列は以下のとおりである:Val Ser Ala Gl
y Gin Phe Ser Ser Leu N Val Arg配列中、N
は、未決定のアミノ酸を示す。
この配列は、翻訳されたNC3タンパク質(Fig、2、参照)のアミノ酸10
8〜109個およびセクション12で分析された第1画分のペプチドに対応する
。
セクション14:LPS−刺激末梢血単球によりIL−1βおよびIL−6mR
NAの製造に関する阻害活性のNC50タンパク質の証明1) 使用された方法
a) 細胞製造
末梢血(輸血センターの健常な志願者から採取した)から、赤血球の大部分を0
.6%デキストラン、0.09%NaC1を含む培地中37℃30分間沈降して
除去する。細胞をついでフィコルーバク(ファルマシア社製)の層の最上部に置
き、30分間400gで遠心分離する。フィニルと上清の界面に存在する末梢血
単核細胞(PBMNC)を取り出す。PBMCを1〜5X107細胞/皿を基準
として直径15cm培養皿で10%ウシ胎児血清(Fe2)を含むRPMI培地
(RPM11640培地 −ギブコBRL)中に置(。30分間後、培地を吸引
し、皿に付着した細胞(主に単核細胞からなる)を以下のようにインキュベート
する。
b) LPSおよびNC50タンパク質ど細胞のインキュベーション付着性のP
BMNCを5%CO2を含む雰囲気下4時間37℃でRPMI/10%FC3の
20m1中、リポ多糖類LPS (シグマ社製 −商品番号L4391)の5μ
g/mlと精製酵母(0,1〜10ng/ml)由来の濃度を順次高くしたNC
50タンパク質、またはプラスミドpsEI NC50でトランスフェクトし、
セクション7に記載と同様に培養されたか、または同様の条件下プラスミドps
E1でトランスフェクトした(対照)かのいずれかのO8細胞の上清とともイン
キュベートする。
c) RNA製造および分析
細胞をPBSで洗浄し、ついで緩衝液D(組成、4Mグアニジウムチオシアネー
ト、25mMクエン酸ナトリウム、0.5%サルコシル、0.1Mβ−メルカプ
トエタノール:クロモクジンスキー P、およびサツキ、N、(1987年)、
アナリティカル・オン・バイオケミストリー)1ml中かき集めて直接入れる。
RNAをそれらの著者により記載された酸性pHでのフェノール抽出法により製
造する。RNA1〜5μgをホルムアルデヒドの存在下1%アガロースゲルに適
用する(サンプルツク等、止揚)。移動後、RNAを強化セルロース膜(シュラ
イバーおよびシュエル)上に移し、セクション4の放射標識化cDNAプローブ
でハイブリダイズする。種々のプローブと各々RNAのハイブリダイゼーション
の強度を、ホスホリメゲル装!でりん光分析(モレキュラー・ダイナミックス、
800 E、 アークニス・アベニュー、サニーバレー、カリフォルニア、94
086− ニーニスニー)により定量する。
2)−結果
4回の実験における精製NC50タンパク質で得られた結果の平均および標準偏
差を第3表に示す。リン光分析により測定されるメンセンジャーRNAのIをL
PSのみで処理された細胞から産生ずる試料で測定されたメツセンジャーRNA
の量に対するパーセントとして表す。
第3表
NC50タンパク質の種々の濃度におけるIL−1βおよびIL−6メツセンジ
ヤ上記の表を読み取れば、LPS処理単球中IL−1βおよびIL−6メツセン
ジヤーRNAの蓄積は、NC50タンパク質のより阻害されるということが判明
する。最大阻害は、NC50タンパク質の10ng/ml濃度で観察され、50
%阻害を得た濃度(IC,。)は、約1ng/mlである。
更に、生成物IL−1βおよびIL−6メツセンジヤーRNAの阻害は、プラス
ミドpsE1−NC30でトランスフェクトされたCO8細胞の上清の存在下同
様に見られ、対照CO8細胞の上清の存在下では、阻害は見られない。
NC50タンパク質の存在下LPSで処理した単球の培養培地中IL−1βおよ
びIL−6タンパク質の製造の阻害は、また他の実験でも見られた。IL−6を
り、 A、アーチン、1987年、ヨーロピアン・ジャーナル・オン・イムノロ
ジー、17巻、1411〜1416頁により記載された方法に従って、B9ハイ
ブリドーマ系の増殖に対する影響により分析した。(試料中NC50タンパク質
の存在する量は単球により製造されるIL−6量のB6系による分析に影響しな
い。)IL−1βの分析をEW、パラシジンスキー、1987年、バイオケミカ
ル・アンド・バイオフィジカル・リサーチ・コミュニケーション、147巻、2
04〜211頁により記載される方法に従ってEL4細胞で行い、これは放射標
識化IL−1βとの結合の競合を測定することにある。
セクション15:NC50タンパク質について扁桃腺B細胞によるCD23表面
抗原の量の調節の証明
1) 使用された方法
a) 細胞製造
外科手術後6才女子からヒト扁桃腺を除去した。扁桃腺を4℃に冷却したRPM
I培地中メスで切裂した。この操作後培地に放出された細胞をガーゼを通して濾
過し、均一な細胞懸濁液を得た。2回の洗浄後、細胞を数え、10%DMSO(
メルク社製)を含むウシ胎児血清中に取る。1ml容積中7.5xlO’セルを
各凍結管に分配する。細胞を一80℃24時間真空フラスコ中に置き、ついで液
体窒素中に保管する。
b) NC50タンパク質と細胞のインキュベーション実験当日、細胞のアリコ
ートを37℃で溶解し、ついで10%ウシ胎児血清を含むPRMI培地5Qml
中ゆっくり希釈する。細胞を遠心分離し、DMSOを除く。細胞を計数後、4X
10’セル/mIに再調整された細胞懸濁液10μlを96ウエルのマイクロタ
イトレージョンプレート(NUNC)中に分配する。
精製NC50タンパク質を10%ウシ胎児血清を含むRPMI培地中培地中種皮
で加える。種々の濃度の100μlを微小培養ウェル中の細胞に加える。インキ
ュベーションを5%CO2を含む雰囲気下37℃48時間続ける。
C) 免疫蛍光法のための細胞標識化
インキュベーション後、細胞をミクロニック管(ラボシステム社製)に移す。
シグナル免疫蛍光法において、FITC(フルオレセインイソチオシアネート)
(イムノチック社製)に結合した抗−CO23抗体10μmを細胞懸濁液に加え
る。二重免疫蛍光法において、フイコエリトリンを結合した抗−CD23抗体1
0μlおよびFITC(ビクトンデキンソン社製)に結合した抗−CD20抗体
10μlを細胞懸濁液に同時に加える。
インキュベーションを30分間40℃で続け、ついで細胞を遠心分離し、ペレッ
トを冷PB8250μmに取る。20μg/mlを含むヨウ化プロピジウム(シ
グマ社製)溶液50μmを分析での死滅細胞を区別するために加える。
d) フロー血球計算分析
試料を、480nmの蛍光励起のレーザー波長でファクスターブラス細胞選別機
(ビクトンデキンソン社製)上で蛍光分析により分析する。単一免疫蛍光分析で
、FITCおよびヨウ化プロピジウム発光を530nmおよび630nm干渉フ
ィルター各々を使用して集める。二重免疫蛍光分析において、フイコエリトリン
による追加の蛍光を575nm干渉フィルターを通して集める。後者の分析にお
いて、電子補償作用系を、フィコエリトリンチャネル中FITC蛍光、ヨウ化ブ
ロジウムチャネル中フィコエリトリンおよびフィコエリトリンチャネル中ヨウ化
ブロジウム蛍光の混入を避けるために使用する。結果を集計し、ライシスIIソ
フトウェア(ビクトンデキンソン社製)を使用して処理する。
得られた結果の平均および標準偏差を、48時間扁桃腺細胞のインキュベーショ
ンおよび10−3〜1102n/mlのNC50タンパク質の濃度について以下
の第4表に示す。
第4表
NC50タンパク質の種々の濃度の存在下CD23抗原を発現する扁桃腺細胞の
パーセントの変化
トは、NC50タンパク質濃度10−’ng/m1以上で、NC50タンパク質
の不在下得られたパーセントより高い。このタンパク質最大の効果は、濃度10
ng/mlで見られる。
b) NC50タンパク質がCD23抗原の発現を調節する細胞の特徴づけCD
23抗原を発現する細胞の特徴づけを、フェリコニリドリンに結合する抗CD2
3抗体およびFITCに結合する抗CD20抗体を使用して二重免疫蛍光法によ
り行った。後者の抗原は、B細胞上だけに存在する受容体い対するものである。
フロー血球計算法はB細胞の画分だけは、NC50タンパク質の作用下CD22
3抗原を発現することを示している。
セクション16:ハイブリドーマ系B9の増殖に対するNC50タンノくり質の
作用の証明
ハイブリドーマ系B9の増殖の刺激活性を、プラスミドpsE1−NC30でト
ランスフェクトされたCO8細胞の培養上清(セクション7参照)および酵母か
ら得られた精製NC50タンパク質(セクション12参照)で証明した。この系
を慣例的に使用し、I L−6の生物学的分析を行う(L、 A、アールチン、
1987年、ヨーロピアン・ジャーナル・オン・イムノロジー、17巻、141
1〜1416頁)。
1)使用された方法
1) 分析の原理
分析の原理は、T、モスマン、1983年、ジャーナル・オン・イムノロジカル
・メリーズ、65巻、55〜63頁に記載され、および以下の要約される:ミト
コンドリアは、テトラゾリウム環をホルマザンに還元し得る多数のデヒドロゲナ
ーゼを含む。この方法で還元されたこのタイプの塩、MTT (3−(4゜5−
ジメチルチアゾリル)−2,5−ジフェニルテトラゾリウムプロミド)は、56
5nmでの強い吸収で青色を与える。ここに記載された蛍光分析は、ミトコンド
リアの数、とりわけ細胞の数を定量し得る。
b) 細胞培養
使用された細胞は、L、 A、アーチン、1987年、ヨーロピアン・ジャーナ
ル・オン・イムノロジー、17巻、1411〜1416頁により記載された系B
9系、マウス/マウスハイブリドーマ系に属する。それらは、マウスIL−6ま
たはヒトIL−5の存在下増殖する非付着細胞である。
培養培地
グルタミン酸を含まないRPM11640培地500m1商品番号041−01
870M (ギブコ社製)+ ウシ胎児血清50m1
(脱補足する、即ち55℃30分間加熱し、血清補足画分を不活性にする)(シ
グマ社製 F4135)
+ 100mMピルビン酸ナトリウム12.5ml商品番号043−01360
H(ギブコ社製)+ IMHEPES pH7,32,5ml商品番号043−
05630D (ギブコ社製)+ 200mMグルタミン10m1
商品番号043−05030D (ギブコ社製)使用する直前に、以下のものを
加えるニー β−メルカプトエタノール(シグマ社製 商品番号M−6250)
、最終濃度5X10−’Mニ
ー 500pg/ml最終濃度でIL−6C) 試料の調製
一方を、CO8細胞上清から得、プラスミドpsE1−NC30でトランスフェ
クトし、セクション7に記載、と同様に培養するか、またはプラスミドpsE1
でトランスフェクトし、同じ条件下培養した(対照)試料、他方は、セクション
12で酵母から得、精製されたNC50タンパク質溶液から得た試料の2タイプ
の試料を濃度50ng/mlで使用した。
d) 検定プロトコール
検定を、96平底ウエル培養板中で行い、各試料を様々な濃度で12ウエルの列
上で検定する。
B9系細胞を培養、IL−6を含まない培養培地で2回洗浄し、培養培地(IL
−6を含まない)中毒懸濁し、2時間で37℃インキュベートする。インキュベ
ーションは、検定でバックグランドとして招き、IL−6を完全に除去する。
最後に、細胞を再度遠心分離にかけ、濃度2X10’セル/mlで上記の培養培
地(IL−6を含まない)中毒懸濁する。
以下を96ウエルプレート中に連続して分配する; 〜−各ウェル中培養培地(
IL−6を含まない)50μl (各列の第1の試料を除く)
−各列の第1のウェル中試験試料100μl (ウェルからウェルへ2倍希釈フ
ァクターで)
−各ウェル中細胞懸濁50μ+ (10000セル/ウエル)ついで、プレート
を5%C○2を含む雰囲気下37℃でインキュベーター中1こ入れる。
インキュベーション3日後、PBS中5mg/ml濃度でMTT (シグマ社製
−商品番号2128)溶液10μlを無菌条件下各々ウェルに加える。プレート
をインキュベーター中に再び入れる。顕微鏡下、細胞の生存により青みがかった
結晶の形態で産生じたホルマザンの発現を観察することが可能である。4時間後
、細胞は死滅し、各々ウェルの上清を、注意して除去し、結晶を10%SDSお
よび領 04NHC1を含む66%n−プロパツール溶液の100m1で溶解す
る。色を均一にするためにプレート振盪機にしばらく入れる。565nmの波長
でプレートリーダーを使用して読み取りを行う。
上記のMTTを使用する分析の代りに、顕微鏡下細胞を計数することもまた可a
) NC50タンパク質を含むCoS細胞上清6系列の測定を行った:各系列の
CO8上清の様々な希釈ファクターで、3回は、N30タンパク質を含む種々の
CoS細胞で、3回は種々の対照CO8細胞で行った。
得られた結果をFig、5に示し、CO8上清溶液の希釈ファクターで換算して
光学な密度での種々の変形を詳細に記す(各点は、3回系列実験における同じ希
釈ファクターで測定された光学密度の平均である)。
NC50タンパク質を含むCO8上清溶液は、対照CO8上清溶液に比べて、8
9株の増殖において4〜6倍の活性であるということがこの図の検討により判明
する。
対照CO8上清溶液で見られるB9系の増殖の刺激活性は、RIA検定(放射線
免疫検定)、特にアメルシャムキット − 商品番号:PRA537を使用して
RIA検定により定量し得る。CO8細胞によるIL−6の内在性製造のためで
ある。このRIA検定は、B9形株の増殖(NC30タンパク質を含むCO8上
清による)の刺激の過剰な活性が、CO8細胞によるIL−6の過産生に連結し
なかったことを確認し得る。
b) 酵母から得られた精製NC50タンパク質:2鬼頭の測定を、1つは、M
TTで染色後光学密度、顕微鏡下細胞の計数による細胞密度を、各系列のNC5
0タンパク質の様々な濃度で行う。
得られた結果を、ng/m1で表されたNC50タンパク質の濃度に換算して光
学密度および細胞密度について変化を詳細に記す、Ffg、7で示す。
精製NC50タンパク質は、B9系の増殖を刺激することが判明する。ED5゜
(得られた最大活性の0.5に等しい活性を示す濃度)は、約1100n/ml
である。
B9細胞は、マウス細胞であり、ヒト細胞に対する作用に使用される濃度と比較
べて高い濃度のNC50タンパク質が必要であるを示すことに注目すべきである
(セクション14.15および17)。
セクション17:0MC3Fの存在下ヒト巨核球株M○7eの増殖へのNC50
タンパク質の作用の証明
ヒト巨核球株MO7eに対する0MC3Fの増殖活性の増加を酵母中製造したN
C50タンパク質で証明する(セクション12)。M、F、ブリッジ等、199
0年、ブリティッシュ・ジャーナル・オン・ヘマトロジー、76巻、203〜2
09頁に記載のこの細胞株の成長は、サイトカインIL−3またはGMCSFに
全く依存する。
1) 使用された方法
a) 目的
目的は、最大増殖の0.5を必要とする量のGMC3F存在下、またはNCタン
パク質を様々な濃度で加えたGMSCFの同量の存在下のいずれかで培養された
MO7e細胞株の増殖を比較することである。
b) 検定の原理
細胞増殖は、培養中細胞によりトリチウム標識チミジンの取込みの放射活性を測
定することにより証明される。
細胞の増殖は、それらのDNA合成のチミジンを利用する。培地に導入したトリ
チウム標識チミジンは、培地中「コールド」チミジンと競合し、細胞中に取り込
まれる。
所定時間後、細胞をフィルター上に集め、洗浄し、細胞中に取り込まれない過剰
のトリチウム標識チミジンを除去する。ついで、各フィルターをガンマカウンタ
ーを使用して測定した。増殖活性を、取り込まれたトリチウム標識チミジンのd
pmの数として表す。
C) 細胞培養
使用された細胞は、M、Z、 ブリッジ等、(上記、参照)により確立されたヒ
ト巨核球株である株M○7eに属する。それらは、ヒトIL−3、またはヒト0
MC3F存在中増殖する非付着細胞である。得られた最大活性の半分(ED、。
)は、以下のとおりである:
0MC3F 35T)g/ml (ゲン+#ム社製 RM−C3F−C)IL−
30,7pg/ml (ゲンザイム社製 HIL3C)。
培養培地
−イコブ修飾ダルベツコ培地500m1 (IMDM培地 −ギブコ社製 〜商
品番号04101980)
− ウシ胎児血清50m1 (脱補足、即ち55℃30分間加熱し、血清補足性
画分を不活化する)(シグマ 商品番号F4135)+ ゲンタマイシン10m
g/ml (ギブコ溶液 −商品番号043.05710D)
使用直前、組み換え型ヒトIL−3(ゲンザイム社製 −HIL3.C)を最終
濃度4ng/mlで加える。
d) 試料の製造
試験試料を、セクション12で酵母から得、精製したNC50タンパク質の溶液
の培養培地(IL−3を含まない)中希釈して濃度500 n g/m lで製
造する。
e) 検定プロトコール
検定を96平底ウェル培養プレート中行い、各試料を様々な濃度で12ウエルの
列において分析する。培養されたMO7e株細胞は指数増殖期になければならな
い。
検定のために、細胞をIL−3を含まない培養培地で2回洗浄し、3時間37℃
でインキュベートする。このインキュベーションは、検定のバックグランドの原
因である、IL−3を完全に除去する。最後に、細胞を再び遠心分離にかけ、2
X10’セル/ml濃度上記の培地(IL−3を含まない)中に再懸濁する。
以下のものを、96ウエルプレート中に続けて分配する:・ 各ウェル中培養培
地(IL−3含まない)50μm、または・ 濃度200pg/mlで培養培地
(IL−3を含まない)とGMC3F溶液]0μm、または
・ 種々の濃度で試験試料50μmと濃度200 p g/m 1で0MC3F
の溶液10μm:
ついで各ウェル中細胞懸濁液50μm(10000セル/ウエル)。
ついで、プレートを5%CO□を含む雰囲気下37℃でインキュベーターに入れ
る。
インキュベーション3日後、IL−3を含まない培養培地中トリチウム標識チミ
ジン(10μCi/m1)(アメルシャム社製 商品番号TRA6=1mCi/
m1.10μCi/ml)の溶液50μmを無菌条件下凸ウェルに加える。プレ
ートをインキュベーター中に再び入れる。4時間後、各ウェルの内容物をウェル
から吸引および蒸留水で洗浄し、フィルター上に集め、フィルターの放射活性を
測定する。
2) 結果
得られた主な結果を、以下の第5表に示す。0MC3FおよびNC50タンパク
質を含まない培地のdpm中で発現した放射活性値およびGMC3F18pg/
mlを含む培地の放射活性値は、NC50タンパク質の濃度に換算して表す。
ここで示される放射活性値は、GMCFSを含まない培地、またGMCSFだけ
を含む培地の11試験、およびGMSCFとNC50タンパク質を含む培地の7
試験の平均である。それらの平均の値を99.95%以上の有意の程度でスチュ
ーチンドを検定を使用して比較した。
第5表
NC50タンパク質の濃度に換算された放射活性NC50タンパク質は、0MC
3Fの存在下法M07eの増殖を顕著に増大するということが上記の表の検討に
より判明する。
セクション18:NC50タンパク質の走化性活性の証明1) 使用された方法
a) 好中球の単離
大部分の赤血球を0. 6%デキストラン(ファルマシア − 商品番号、17
−032()−01)および0.09%NaClを含む溶液中37℃30分間沈
降して末梢血から除去する。ついで、細胞をフィコリーパク(ファルマシア社製
)の層の最上部に置き、400g30分間遠心分離する。末梢血単核細胞(PB
MNC)は、フィニルと上清の界面に存在するが、残余赤血球および多核細胞(
主に、好中球)は、細胞ペレットに存在する。このペレットを0.8%NH4C
L10mMヘペス溶液中再懸濁し、37℃7分間インキュベートし、赤血球を破
裂させる。残余細胞(主に好中球)を遠心分離にかけ、HBSS緩衡液で洗浄す
る:ヘンクス平衡食塩溶液(Hanks Ba1anced 5aline 5
olution、ギブコ BRL−商品番号041−04025H) 、以後H
BSS溶液と称する。
b) 単球の単離
単球の単離の原理は、A、ボユ、1983年1.17巻、426〜436頁に記
載されている。以下に要約する。方法は、ニコチンズ(N、 N’ −ビス(2
゜3−ジヒドロキプロピル)−5−[N−(2,3−ジヒドロキシプロピル)ア
セタミド] −2,4,6−ドリヨードイソフタルアミド)と称するヨウ化勾配
培地を使用して血液から単球を分離することを含む。単球とリンパ球の密度差を
増大するために、溶液の容量モル濃度を増大させ、リンパ球が水を排除し、より
密度が大になるようにする。単球分離の最適濃度で二ロチンッ、塩化ナトリウム
およびトリシン/NaOHを含む「ニコブレップ1.068J培地の使用が可能
であるにコムドファルマAS、ノルウェー −商品番号223510)。
使用されたプロトコールは、以下のとおりである。
赤血球の大部分を、0.6%デキストランおよび0.09%NaClを含む溶液
中37℃30分間沈降して末梢血から除去する。単球、リンパ球および好中球を
含む血漿の上層を取る。他の細胞から単球を分離するために、管を以下の方法で
製造する:血漿6mlを直径13〜14mmの管中ニコブレップ1.068 <
ニコムドファルマAS、ノルウェー、商品番号223510)の3m1層上に置
(。
15分間600gで遠心分離後、清澄になった血漿を界面から3〜4mmを取り
、残余血漿およびニコブレップ溶液を細胞ペレット上層1cmまで補集する。こ
の方法は、リンパ球の引き出しを避は得る。補集された単球懸濁液を5組成0.
9%NaCL 0.13%EDTAの溶液で6〜7mlの溶液し、ついで7分
間600g遠心分離する。
単球は血小板と混合している。後者を除去するために、懸濁液を遠心分離し、上
清をついで除去し、ペレットを同じ溶液で再懸濁し、それらの操作を3回繰り返
す。
細胞を0.5%ウシ血清アルブミン(BSA)を含むRPM11640培地(ギ
ブコ社製)中懸濁する。
C) 走化性証明のためのプロトコール使用された試験は、W、フォーク等、1
980年、ジャーナル・オン・イムノロジカル・メリーズ、33巻、239〜2
47頁により記載されたものである。
ニューロプローブ社から市販される変形ボイチン箱を走化性の測定に使用する。
好中球試験のためにHBSS溶液および単球試験のための0.5%BSAを念む
RPMI培地で希釈した試験試料を下方プレートのウェル中に入れる。ポリカル
ボネート膜(ポアサイズ:5mm −ヌクレオポア社製造 商品番号15584
5)を光沢のある面を下に向けて下方プレートの上に置く。上方プレートを腹の
上に置く。細胞(50000150mμm緩衝液)を上方プレートのウェル中に
入れる。箱を、好中球に対する試験では1時間および単球に対する試験では3時
間湿ったインキュベーターまたは湿った脱脂綿を含む筒中37℃でインキュベー
トする。膜を取り去り、光沢のない面にある細胞を、膜を拭きとり、ゴム製のス
クラバーでそれを掻きとることにより除去し、後者の2種の操作を1回繰り返す
。移した細胞を染色し、「ディラフ−クイック」キット(ディト社製 −商品番
号130832)で固定する。顕微鏡の観察により、膜の光沢のある面の細胞(
移入した細胞)の数を数える。ついで、問題の細胞(単球または好中球)に関す
る試料の走化性値を計算する。走化性値は、対照実験において培地または希釈緩
衝液に移動した細胞数に対する試料に移動した細胞数の比で定義する。
3) 試料の製造
a) 組換NC50タンパク質の試料:濃度0.1.1.10および1100n
/mlにてセクション12に記載と同様に酵母から得、精製したNC50タンパ
ク質。
b) 対照=
濃度1μM(走化性の陽性対照として使用される慣例的な濃度)で、一般にfM
LP (シグマ社製 −商品番号F3506)と称するペプチド、ホルミル−M
et−Leu−Phe
4) 結果。
得られた主な結果を下記第6表に示す。単球に関する走化性値および種々の濃度
でNC50タンパク質の好中球に関する走化性値およびfMLP対照を記載する
。この値は4種の独立した実験の平均を取ることにより計算される。
第6表
試験された濃度で、NC50タンパク質は、好中球に体する有意な効果を有しな
いが、1.10および1100n/m1濃度で、fMLPのそれより著しく高い
単球に関する走化性値を有する。
従って、NC50タンパクは、単球の強力および特異的化学誘引剤である。
セクション19:マウスにおけるインビボでの免疫調節酵母から得られた精製N
C50タンパク質をマウスにおける全身性感染の2モデルでその免疫活性を試験
した。
1) 材料および方法
a) 動物
C,リバー(フランス)により供給された平均体重25g雌1マウスをこの研究
で使用した。使用した群は、8または10匹マウスを含む。
b) 細菌株
寄託番号CIP5734のパスツール研究所コレクションから得たリステリア・
モノサイトジーン株および一70℃で保管されていた臨床的分離物であるエシェ
リキア・コリ株が感染株であった。
C) 試料
セクション12で酵母から得、精製したNC3Qタンパク質をマウス血漿容量対
1%を含む0.15MNaC1溶液中希釈したものを使用した。この希釈液を対
照として扱う。
d) マウスの処置
数群にランダムにマウスを分配後、NC50タンパク質を容量2および20μg
/kgで感染前24時間または4時間の間隔で復腔内投与する。対照群は希釈液
で処理する。
e) 感染モデル
エシェリキア・コリおよびり、モノサイトジーン株を使用して敗血症感染の2種
のモデルを使用した。それらのモデルは、コン−チク・フン、1987年、イン
フェクションおよびイムニティ、1987年、55.3.668〜673頁およ
びM、ハクフレジデウスコ等、インフエクション・アンド・イムニティ、198
9年、57.10.3014〜3021頁に記載されている。
エシェリキア・コリおよびり、モノサイトジーン株を18時間37℃で普通ブイ
ヨン(オキソイド普通ブイヨン)で培養した。5X10’CFUに対応する培養
ブイヨンの適当な希釈液0.5mlをマウスに復腔内投与した。各群の死亡率を
毎日、10日まで記録した。
f) 統計学的処理
処理した群で観察した生存マウスの数をカイ二乗検定により対照群のそれと比較
した。確率が95%より大きいとき、有意差があるとみなした。
2) 結果
a) L、モノサイトジーン感染
NC50タンパク質2または20μg/kgで感染前24時間または4時間の間
隔で復腔内で処理された群マウスは、対照群と同様に行動した。生存率について
の改善は見られなかった。
b)エシェリキア・コリ感染
下記の第7表に示す。結果を試験群におけるマウスの生存率を示す。
第7表
NC50タンパク質の投与量および処理と感染の間の時間Tによる、生存マウス
数/エシェリキア・フリ感染マウス数
*確率95%より以上の対照と比較した有意差。
知見は以下の通りである:
感染前24時間NC50タンパク質の20μg/kgで腹腔自処理したマウスは
、対照群のマウスより有意に微生物感染に耐える。
感染前4時間腹腔内投与した予防処置は、行った3回の実験のうち2回に有効で
あり、対照動物の生存率と比較して処理動物の生存率において有意な増大を得る
ことを可能にした。第1の実験において、試験された2μg/kgの用量のみが
活性であった。第2の実験において、20μg/kgの用量のみが、エシェリキ
ア・コリ感染に対してマウスを防御した。
20匹のマウスの群に対して行った他の一連の実験において、以下のことが判明
した:セクション12記載と同様に酵母から得、精製されたNC50タンパク質
の32μg/kg用量は、対照動物の生存率(20匹のうち2匹)と比較してマ
ウスのより高い生存率を得ることを可能にする。観察された差は、スチューチン
トを検定を用いて確率99%有意である。
従って、NC3Qタンパク質は、インビボで免疫調節活性もまた有する。
従って、NC50タンパク質は、インビトロ(細胞増殖、細胞活性、走化性およ
び他のサイトカイン合成の調整)およびインビボでサイトカイン型免疫調節活性
を有する新規リンホカインである。免疫系の少なくとも2種のキー細胞:単球お
よびリンパ球に対して作用する。したがって、新規のインターロイキンである。
その性質の幾つかを、インターロイキン−4と共通する: LPS−活性ヒト末
梢血単球によるインターロイキン−1−βおよびインターロイキン−6の合成の
阻害、および扁桃腺8922球に対するCD23抗原の発現の調節(W、 ボー
ル、1991年、ブラッド、77巻、1956頁、ウオール メルフイツト等、
1991年、ジャーナル・オン・エクスペリメンタル・メディスンズ、174巻
、1199〜1220頁)である。
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光学密度(570nm)
11 光学密a−(570nm)
×105セル/m1
国際調査報告
フロントページの続き
(51) Int、 C1,5識別記号 庁内整理番号Cl2N 15/19
C12P 21102 K 8214−4B//(C12N 1/19
C12R1:865)
(C1,2N 1/21
C12R1:19)
(C12P 21102
C12R1:91)
(C12P 21102
C12R1:865)
(C12P 21102
C12R1:19)
I
フロントページの続き
(72)発明者 ギュモ、ジャンークロードフランス31400 トウールーズ
、レジダーンス・し・パルコン・ドウ・ペシュダビ、シュマン・ドウ・う・サラ
ド・ボンサン
15番
(72)発明者 カガ、ムラ
フランス31520ラモンビル・サンタニュ、リュ・ロラン・ロラン 50番
(72)発明者 ラピール・ブチイエ、クリステイースフランス31100トウ
ールーズ、ツユ。ドウ・ラマンディエ 23番
(72)発明者 ルプラトワ、パスカルフランス81470キユーク・トウール
ザ、カンボン・し・ラヴオール、アン・サン−ビニール (番地の表示なし)
(72)発明者 マガジン、マリリン
フランス31320カスタネートローザン、シュマン・ドウ・う・クラボット
2番
(72)発明者 ミンティ、アドリアンフランス31320メルビラ、シュマン
・ドウ・ペシュミロール (番地の表示なし)