JPH07138295A - 新規なヒトタンパク質およびそれをコードする遺伝子 - Google Patents
新規なヒトタンパク質およびそれをコードする遺伝子Info
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Abstract
6個または334個のアミノ酸から成るコンドロモデュ
リンタンパク質(ChM)及びそのcDNAを分離取得
し、該遺伝子を発現ベクターに組込み、動物細胞により
ChMを生産させた。 【効果】 ChMは軟骨細胞増殖作用かつ血管内皮細胞
増殖抑制作用を有するため、骨折及び各種軟骨疾患の治
療薬として、また癌等の腫瘍に対する治療薬として有用
である。
Description
する新規なヒトタンパク質(以下、「hChM−I」ま
たは「ヒトコンドロモジュリン−Iタンパク質」と略記
することがある)およびそれをコードする遺伝子(以
下、「hChM−I遺伝子」と略記することがある)に
関する。詳しくは、軟骨細胞の増殖及び分化機能を促進
する新規なhChM−IおよびhChM−I遺伝子、少
なくともhChM−Iを遺伝子組換え技術により発現さ
せるために必要なプロモーター配列、hChM−Iをコ
ードするDNA配列およびターミネーター配列を有する
発現ベクターにより形質転換された形質転換体、さらに
その形質転換体を培養することにより当該タンパク質を
産生させる方法、ならびに該形質転換体を培養して得ら
れる培養液、分離された形質転換体、形質転換体処理
物、組換えhChM−I、またはこれらの固定化物を有
効成分として各種軟骨疾患に対する治療効果を有する薬
剤、hChM−Iの血管浸潤抑制活性を用いて癌等の腫
瘍に対する治療効果を有する薬剤としてのhChM−I
の用途に関する。
類の大部分の骨(頭蓋骨等の平板な骨は除く)は、胎児
期にまず軟骨原基が出現した後、軟骨細胞の増殖と分
化、プロテオグリカンや2型、9型、10型コラーゲン
等の軟骨原基の産生を経て、毛細血管の侵入と共に軟骨
原基が分解して、基質小胞を中心とする石灰化が始ま
り、最後は骨に置換する、いわゆる「内軟骨性骨化」と
いう仕組みによって作られる。従って軟骨代謝は骨の形
成、特に長軸方向への伸長において非常に重要な役割を
演じている。
成長因子が関与している。この中にはインスリン様増殖
因子(IGF1,IGF2)、繊維芽細胞増殖因子(F
GF)、癌細胞増殖因子(TGF)、成長ホルモンなど
が含まれる。これらの他に軟骨細胞の増殖、分化機能の
促進作用を有する因子(コンドロモジュリン)が軟骨中
に存在する事が知られていた。しかし、これまでこの因
子の単一バンドまでの精製はなされておらず、その生理
活性を明確に示すことはなされていなかった。
においては軟骨細胞の増殖、分化機能の発現が重要であ
る。骨折治癒過程においては、骨折部位における炎症反
応、骨膜由来細胞の増殖に続き、軟骨細胞が出現、増殖
し、軟骨細胞外基質を合成した後に、石灰化し、骨組織
に置換されて骨折治癒が完成する。すなわち軟骨破壊、
損傷を伴う軟骨疾患からの回復過程においては軟骨細胞
の増殖が重要である事は明白である。
エネルギー獲得のために組織内への血管侵入が必須であ
る。この増殖、転移の抑制には血管浸潤を抑制する事が
重要である。しかしながらこれらの疾患に対する軟骨細
胞増殖、血管浸潤抑制を有する有効な薬剤は現在まで存
在しない。Peter J.Neameら(The J
ournal of Biological Chem
istry,265,9628−9633(199
0))は、牛軟骨より軟骨中に存在する構成タンパク質
を同定する目的でコンドロモジュリンと極めて類似した
アミノ酸配列を持つ糖タンパク質を分離した。しかし彼
らはこのタンパク質の生物学的機能の解明には至ってい
ない。
ブラリーより牛コンドロモジュリン−I遺伝子をクロー
ニングし、動物細胞で発現させた。発現された組換え牛
コンドロモジュリン−Iタンパク質は、精製された牛コ
ンドロモジュリン−Iタンパク質と同等の活性がある事
が報告されている(Biochemical andB
iophysical Research Commu
nications,175,971−977(199
1),欧州公開特許第473080号公報)。
タンパク質を人体に対して安全に適用させる為には、ま
ずヒト型のコンドロモジュリン−I遺伝子(hChM−
I遺伝子)の構造解析を行い、抗原性の有無を予想する
ために牛コンドロモジュリン−Iタンパク質との差異を
明らかにしなければならない。またそこで差異が明らか
になった場合は、遺伝子工学の技術を用い牛型からヒト
型へコンドロモジュリン−I遺伝子の改良を行い、組換
えコンドロモジュリンタンパク質をより抗原性の低いも
のに作り換え、適用したほうが望ましい。一方ヒト型の
コンドロモジュリン−Iタンパク質をヒト軟骨細胞から
抽出し精製する事は、コスト的にも材料的にも不可能で
あるのが現状であった。
ChM−Iを組換えDNA技術により大量に生産させる
べく鋭意検討を重ねた結果、かかる目的に有用な新規な
hChM−Iをコードするヒト遺伝子を初めて分離取得
し、さらにこの遺伝子を発現ベクターに組み込み形質転
換体を得て、その形質転換体により組換えhChM−I
を大量かつ安価に生産させることに成功し、本発明を完
成するに至った。
性質を有することを特徴とする新規なタンパク質および
それをコードする遺伝子ならびに該遺伝子を含有する形
質転換体によるヒトコンドロモジュリンタンパク質−I
の製造方法に存する。 1つのポリペプチドから構成される水溶性タンパク
質であって、SDS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動
による分子量が約26Kダルトンである。
殖因子共存下において増殖させる活性を有する。 軟骨細胞に対し分化機能を促進させる活性を有す
る。 血管内皮細胞の増殖を抑制する活性を有する。 以下本発明をさらに詳細に説明するに、本発明のhCh
M−Iは、例えばヒト軟骨等の組織を破砕し、それを遠
心分離した上清を限外ろ過膜により分画、濃縮したもの
を、Sephacryl S200カラム等による分子
ふるいクロマトグラフィーによりさらに分画した後、Y
MC pack C4カラムクロマトグラフィー等によ
り溶出条件を変えて繰り返し精製することによって得る
ことができる。しかしヒト組織を多量に安定して得るこ
とは困難であることから、後述の実施例に記述するよう
に、hChM−I遺伝子を導入した形質転換体の培養液
をブルーセファロースカラム等にかけアルブミンと共に
他のタンパク質より分離した後、YMC pack C
4カラムクロマトグラフィー等により溶出条件を変えて
繰り返し精製する事によって得ることもできる。精製さ
れた本発明のタンパク質は、SDS−ポリアクリルアミ
ド電気泳動による分子量が約26,000ダルトンであ
り、軟骨細胞を単独でまたは繊維芽細胞増殖因子共存下
で増殖させる活性および軟骨細胞の分化機能を促進する
活性さらに内皮細胞の増殖を抑制する活性を有する。
配列番号2〜4に示すようなアミノ酸配列を有するタン
パク質であり、軟骨細胞を増殖させる活性および軟骨細
胞の分化機能を促進する活性さらに内皮細胞の増殖を抑
制する活性を損なわない範囲で一部のアミノ酸を除去、
置換、修飾または追加するなどの改変を行ったものも、
本発明のhChM−Iに含まれる。
しては、例えば配列表の配列番号2〜7に示すような塩
基配列を有するものが挙げられる。この中で配列表の配
列番号2〜4に記載されている配列は、以下で述べるP
CR用プライマーが牛コンドロモジュリン遺伝子に由来
する配列であったため、その一部に牛遺伝子の塩基配列
を有するが、遺伝子組換え技術により種々の形質転換体
を作成し該遺伝子を発現させる場合において得られる組
換えタンパク質のアミノ酸配列にhChM−Iと何ら変
化が認められない為、hChM−I遺伝子と同等の効果
を持つものと考えられる。
のDNA断片は、例えば次のような方法によって得るこ
とができる。本発明のタンパク質をコードする遺伝子を
含有するDNAライブラリーとしては、正常ヒト軟骨ま
たはヒトコンドロザルコーマなどの組織から調製してき
たRNAを用いて公知の常法により作成したプラスミド
cDNAライブラリー、ファージcDNAライブラリ
ー、ファージゲノミックライブラリー等が利用できる。
合、まず正常ヒト軟骨またはヒトコンドロザルコーマな
どの組織を液体窒素中で粉砕し、グアニジウムイソチオ
シアネート水溶液等中でホモジナイズし、Chirgw
inらの方法(Biochemistry,18,52
94−5299(1979))に従って塩化セシウム平
衡密度勾配遠心法によって全RNAを沈澱として分離す
る。分離後、フェノール抽出、エタノール沈澱により全
RNAを精製し、これをオリゴ(dT)セルロースカラ
ムクロマトグラフィーにかけて精製して、目的のhCh
M−IのmRNAを含むポリ(A)含有mRNA(po
lyA+ mRNA)を単離し、mRNA群を得ることが
できる。
ばNature,329,836−838(1987)
に記載されているような、具体的には配列表の配列番号
11および12で表されるDNAにより構成されるプラ
イマーDNA、あるいはデオキシチミジンが12個から
18個つながったいわゆるOligo(dT)とをハイ
ブリダイズさせ、逆転写酵素により1本鎖cDNAを合
成する。次に大腸菌のDNAポリメラーゼI、大腸菌の
DNAリガーゼ、RNaseH等を用い、常法に従い2
本鎖cDNAを合成する。次いで、T4DNAポリメラ
ーゼによりcDNAの末端を平滑化した後、いわゆるE
coRIアダプター等の、制限酵素により切断された形
をなすDNAの小断片をT4DNAリガーゼによりcD
NA鎖の両末端に付加する。
メチレースでcDNA中のEcoRI切断点をメチル化
し、制限酵素EcoRIの切断からcDNAを保護して
おき、末端にいわゆるEcoRIリンカー等をT4DN
Aリガーゼにより付加した後、制限酵素EcoRIでリ
ンカーDNA部分のみを切断しても同様な結果が得られ
る。ベクターのクローニングサイトとして、例えばBa
mHIなどの他の制限酵素の切断点を選択する場合は、
前述の一連の末端処理の操作を例えばBamHIアダプ
ター、もしくはBamHIメチレース,BamHIリン
カー,BamHI等の組み合わせにする事により同様な
結果を得ることができる。上記の様に末端処理されたc
DNA鎖を、市販のλファージベクター、例えばλZA
P(プロメガ・バイオテック社)等のλファージベクタ
ーまたはpGEM2(プロメガ・バイオテック社)等の
プラスミドベクターのEcoRI切断部位に常法に従い
挿入して、組換えλファージDNA群または組換えプラ
スミドDNA群を得る。
DNA群を材料とし、市販の例えばギガパック・ゴール
ド(プロメガ・バイオテック社)などのイン・ビトロ・
パッケージング・キットを説明書に従い使用しいわゆる
イン・ビトロ・パッケージングを行い、組換えλファー
ジDNAを有するλファージ粒子を得ることが出来る。
得られたλファージ粒子を常法、例えばT.Mania
tisらの方法(「モレキュラー クローニング」,コ
ールド スプリング ハーバー ラボラトリー,85
(1982))に従い、宿主、例えば大腸菌に形質導入
し、増殖させる。また、組換えプラスミドDNA群では
常法に従い、宿主、例えば大腸菌を形質転換し、増殖さ
せる。次にこれらファージを、例えばジーンスクリーニ
ングプラスなどのナイロン膜あるいはニトロセルロース
膜上に移し取り、アルカリ存在下で蛋白を除き、cDN
Aを含むλファージDNAあるいはプラスミドDNAに
したものに対して、すでにクローニングされている牛コ
ンドロモジュリン遺伝子の断片から常法に従い、あるい
は市販のキット等により作製した32P標識プローブとこ
れらcDNAクローンのDNA群とをハイブリダイズさ
せ、プラークハイブリダイゼーション法(「モレキュラ
ー クローニング」,コールド スプリングハーバー
ラボラトリー,320〜328(1982))によって
選択し、目的とするhChM−IをコードするcDNA
クローンの全部または一部を得ることができる。
プライマーを設計し、いわゆるPCR法にてhChM−
Iをコードする遺伝子の一部を取得することもできる。
その場合PCR法に用いる鋳型には、ヒトコンドロザル
コーマもしくはヒト正常軟骨細胞より抽出したRNAを
基に常法に従い合成したcDNAを用いると良い。また
PCR法を繰り返し行うことにより、またはPCR法の
鋳型として用いるcDNAを合成する際に用いるプライ
マーに対するPCR用プライマーを設計し、これを用い
てPCR法を行ったり、または3’末端側に適当なアン
カー配列を付加しそれに対応するPCR用プライマーを
用いてPCR法を行うことにより、hChM−Iの全長
をコードする遺伝子を取得することもできる。
ングで陽性のプラークからT.Maniatisらの方
法(「モレキュラー クローニング」,コールド スプ
リング ハーバー ラボラトリー,85(1982))
によりDNAを調製し、適当な制限酵素、例えばEco
RI等で切断後,pUC18等のプラスミドにクローニ
ングし、Sangerらのジデオキシ法(プロシーディ
ングス オブ ナショナル アカデミー サイエンス
ユー エス エー[Proc.Natl.Acad.S
ci.USA],74,5463(1977))によっ
て目的とするDNA断片の塩基配列が決定できる。
全長892または1006ヌクレオチド長からなる断片
であり、その塩基配列(例えば、配列表の配列番号2〜
7)は、成熟型タンパク質のアミノ酸配列を含む296
個または334個のアミノ酸からなるタンパク質をコー
ドしている。また配列番号2〜4に示す塩基配列はその
一部に牛コンドロモジュリン遺伝子の配列を有するが、
それがコードするアミノ酸配列はhChM−Iと一致す
る。また本発明によるDNA断片は、配列表の配列番号
2〜4に示すアミノ酸配列をコードするものに限らず、
軟骨細胞を増殖させる活性および軟骨細胞の分化機能を
促進する活性さらに内皮細胞の増殖を抑制する活性を持
つ限りは、そのアミノ酸配列を改変したものも含まれ
る。
その5’末端を修飾して公知の発現ベクターにそれ自体
公知の方法でプロモーターの下流に挿入され、次いで上
記のDNAが挿入された発現ベクターは、大腸菌、酵
母、昆虫細胞、動物細胞宿主等、公知の細胞中にそれ自
体公知の方法により導入される。本発明のhChM−I
の産生方法につき詳細に説明すると、発現ベクターとし
ては上記のようにして得られたhChM−Iをコードす
るDNAを転写できる位置にプロモーターを含有してい
るものが使用される。hChM−Iの工業生産のために
は、安定した宿主−ベクター系を構築すること、さらに
生物学的に活性を有するhChM−Iを発現しうる系を
用いる必要がある。特に天然のhChM−Iが糖蛋白質
であること、hChM−I分子が多くのシステインを含
み、そのリフォールディングが生理活性の獲得に重要で
あること、また細胞(生体)内で成熟型hChM−Iに
プロセスされること等を考慮すると、宿主としては動物
細胞を用いることが望ましい。
えば後述の実施例で使用される動物細胞が挙げられる
が、とくに動物細胞に限定されるものではなく、他の微
生物、昆虫細胞などの宿主生物を用いることができる。
動物細胞としては、例えばCHO細胞、COS細胞、マ
ウスL細胞、マウスC127細胞、マウスFM3A細胞
等が挙げられる。またこれらの細胞を宿主とするとする
場合は、前駆体タンパク質の形でhChM−I遺伝子を
導入することにより、成熟型になったhChM−Iが分
泌生産されるという利点が期待される。これらの細胞を
宿主とした発現用プラスミドは、プロモーターとしては
SV40プロモーターまたはメタロチオネイン遺伝子の
プロモーターを有していることが好ましい。このプロモ
ーターの下流に、シグナル配列を含むhChM−I遺伝
子を5’側から挿入する。またhChM−Iの生産量を
上げるため、hChM−I遺伝子を5’側から2−3個
つなげたものを挿入してもよいし、各hChM−I遺伝
子の5’側にSV40などのプロモーターを挿入したも
のを2−3個つなげてもよい。このhChM−I遺伝子
の下流にはポリアデニル化部位が含まれる。ポリアデニ
ル化部位としては、例えばSV40DNA、β−グロビ
ン遺伝子またはメタルチオネイン遺伝子由来のもの等が
挙げられる。
CHO細胞に形質転換した際の選択マーカーを有してい
る場合とそうでない場合の両者があげられる。選択マー
カーとしては、メトトレキセート耐性を与えるDHFR
遺伝子、3’―デオキシストレプタミン抗生物質G−4
18遺伝子などが挙げられ、各耐性遺伝子の5’側には
例えばSV40由来のプロモーターが挿入されており、
各耐性遺伝子の3’側には、ポリアデニル化部位が含ま
れる。hChM−Iの発現ベクターにこれらの耐性遺伝
子を挿入する場合、hChM−I遺伝子のポリアデニル
化部位の下流に挿入すればよい。またかかる発現ベクタ
ーは、形質転換体の選択マーカーを有していなくてもよ
い。この場合、hChM−Iの発現ベクターと共に形質
転換体の選択のマーカーを有するベクター、例えばpS
V2neo,pSV2gpt,pMTVdhfrなどを
二重形質転換してやればよい。
発現ベクターで形質転換した動物細胞を選択するために
は、選択マーカーの発現による上記した表現形質によ
り、hChM−I形質転換細胞を選択することが可能で
ある。さらにhChM−Iの発現量の上昇を目的とし
て、二重形質転換法にてhChM−Iの発現が確認され
た細胞に対し選択マーカーを変更し、二重形質転換を繰
り返してもよい。発現ベクターに使用されるプラスミド
ベクターの具体例としては、SV40初期プロモータ
ー、ウサギのβ−グロビン遺伝子に由来するスプライス
配列DNA、ウサギのβ−グロビン遺伝子からのポリア
デニル化部位、SV40初期領域からのポリアデニル化
部位、並びにpBR322由来の複製開始点およびアン
ピシリン耐性遺伝子を含有するpKCR(プロシーディ
ングス オブ ナショナルアカデミー オブ サイエン
ス ユー エス エー[Proc.Natl.Aca
d.Sci.USA],78,1528(1981))
などが挙げられる。
酸カルシウムによるトランスフェクション法が一般的で
ある。形質転換された動物細胞の培養は、常法により浮
遊培養または付着培養で行うことができる。培地として
は、MEM、RPMI1640などを用い、5−10%
血清存在下もしくは適当量のインシュリン、デキサメサ
ゾン、トランスフェリンの存在下、もしくは無血清下に
て培養する。hChM−Iを発現している動物細胞はそ
の培養上清中にhChM−Iを分泌するものと考えら
れ、かかる組換え体の培養上清を用いhChM−Iの分
離精製を行うことが可能である。生産されたhChM−
Iを含む培養上清は、各種クロマトグラフィー、例えば
ヘパリンセファロースもしくはブルーセファロース等を
用いたクロマトグラフィー等により精製可能である。
るときには、発現ベクターはプロモーター、リボゾーム
結合(SD)配列、hChM−I遺伝子、転写終結配
列、およびプロモーターを制御する遺伝子より成ること
が好ましい。プロモーターとしては、大腸菌、ファージ
等由来のもの、例えばトリプトファン合成酵素(tr
p)、ラクトースオペロン(lac)、ラムダファージ
PL 、PR 、T5 ファージの初期遺伝子のプロモーター
であるP25、P26プロモーター等が挙げられる。また、
これらは例えばpacプロモーター(アグリカルチュラ
ル アンド バイオロジカル ケミストリー[Agri
c.Biol.Chem.]52、983−988(1
988))のように独自に改変、設計された配列でも良
い。
ァージ等由来のものでも良いが、DNA合成により作成
した16SリボゾームRNAの3’末端領域に相補的な
配列を4塩基以上連続してもつコンセンサス配列を持っ
たものでも良い。転写終結配列は必ずしも必要ではない
が、ρ非依存性のもの、例えばリポプロテインターミネ
ーター、trpオペロンターミネーター等を有している
方が好ましい。更にこれらの発現に必要な因子の発現プ
ラスミド上での配列順序は、5’上流から、プロモータ
ー、SD配列、hChM−I遺伝子、転写終結因子の順
に並ぶ事が望ましい。また発現ベクター上のSD配列と
hChM−I遺伝子とのユニットを複数個同方向に挿入
することにより、ベクター上の転写単位のコピー数を増
加させる方法(特開平1−95798号公報)を用いる
こともできる。
は、pUAI2(特開平1−95798号公報)や市販
のpKK233−2(ファルマシア社製)等がある。ま
た、融合蛋白として発現させる発現ベクターpGEXシ
リーズ(ファルマシア社製)等も同様にして使用でき
る。宿主の形質転換法としては、常法に従い行うことが
できる。形質転換体の培養は、モレキュラー クローニ
ング(コールド スプリングハーバー ラボラトリー,
(1982))に記載の方法を参考にして行うことがで
きる。培養温度としては、28〜42℃が適当である。
ン社のバキュロウイルス発現マニュアルであるマックス
バック(MAXBACTM,BACULOVIRUS E
XPRESSION SYSTEM MANUAL V
ERSION 1.4)に従い、このキットを使用す
る。この時、発現量を上げるためにポリヘドリンのプロ
モーターから開始コドンまでの距離を変えることが好ま
しい。上記形質転換体を培養して得られるhChM−I
は、公知の方法で宿主から単離・精製される。大腸菌等
の微生物、昆虫細胞、および動物細胞で発現させて得ら
れる該組換えポリペプチドは、例えばhChM−Iの一
部配列を含む合成ペプチドに対するウサギ抗血清との免
疫学的反応性により、hChM−Iであることが確認さ
れる。かかる方法としては、常法であるウェスタンブロ
ッティング法が利用できる。
殖、軟骨細胞の分化機能の促進、さらに内皮細胞の増殖
の抑制等の作用により、骨折、各種軟骨疾患の予防また
は治療薬として、さらには癌の治療薬として有効であ
る。hChM−Iの生理活性は、例えば次のようにして
測定される。軟骨細胞増殖活性の評価のための細胞取
得、培養および評価方法は、鈴木らの方法(Metho
ds in Enzymology,146,313−
320(1987))に従って行う。すなわちウサギよ
り成長肋軟骨を分離し、初代軟骨細胞を96穴プレート
を用いて培養する。細胞がコンフルエントに達した後、
約0.6から約200ng/mlのhChM−Iおよび
0.4ng/ml程度の繊維芽細胞増殖因子を加え、
〔 3H〕チミジンの取り込みを測定する。その結果、
0.4ng/mlの繊維芽細胞増殖因子のみ添加時に比
べhChM−Iを同時に加えた時の方が多量の放射性チ
ミジンの取り込みがみられ、hChM−Iが強力な軟骨
細胞の増殖促進効果を有することを示された。
増殖抑制は、大動脈内皮細胞の〔 3H〕チミジンの取り
込みの抑制として測定される。牛大動脈内皮細胞の培地
中にhChM−Iを添加して、細胞内に取り込まれる
〔 3H〕チミジンの量を測定したところ、hChM−I
が内皮細胞への放射能の取り込みを抑制し、血管内皮細
胞の増殖を押さえる活性を有することを示した。かかる
hChM−Iを臨床に応用するに際し、hChM−Iを
単独で用いることも可能であるが、薬学的に許容され得
る担体と配合して医薬組成物として用いることもでき
る。このときの有効成分hChM−Iの担体成分に対す
る割合は、1重量%から90重量%の間で変動され得
る。例えば本発明のhChM−Iは、コラーゲン、アテ
ロコラーゲン、ゼラチン、ヒアルロン酸、ポリエチレン
グリコール、ポリ乳酸、骨セメント、ハイドロキシアパ
タイト、セラミックス、炭素繊維、フィブリン糊等の生
体適合性担体に混合、含浸、塗布することによって、骨
折部位、軟骨疾患部位等に外用剤として投与することが
できる。また、顆粒剤、細粒剤、散剤、錠剤、硬カプセ
ル剤、軟カプセル剤、シロップ剤、乳剤、懸濁剤、液剤
等の剤形にして経口投与してもよいし、注射剤として静
脈内投与、筋肉内投与、局所内投与、皮下投与してもよ
いし、坐剤として用いることもできる。経口、経腸、非
経口の組成物を調製する場合は、有機または無機の、固
体または液体の担体もしくは希釈剤が用いられる。固形
製剤を製造する際に用いられる賦形剤としては、例えば
乳糖、ショ糖、デンプン、タルク、セルロース、デキス
トリン、カオリン、炭酸カルシウム等が用いられる。経
口投与のための液体製剤、すなわち乳剤、シロップ剤、
懸濁剤、液剤等は、一般的に用いられる不活性な希釈
剤、例えば水、植物油等を含む。この製剤は、不活性な
希釈剤以外に補助剤、例えば湿潤剤、懸濁補助剤、甘味
剤、芳香剤、着色剤、保存剤等を含むことができる。液
体製剤にしてゼラチンのような吸収され得る物質のカプ
セル中に含ませてもよい。非経口投与の製剤、すなわち
注射剤、坐剤等の製造に用いられる溶剤または懸濁化剤
としては、例えば水、プロピレングリコール、ポリエチ
レングリコール、ベンジルアルコール、オレイン酸エチ
ル、レシチン等が挙げられる。坐剤に用いられる基剤と
しては、例えばカカオ脂、乳化カカオ脂、ラウリン脂、
ウィテップゾール等が挙げられる。これらの調製方法
は、適宜常法に従って行うことができる。
の投与形態、患者の年齢、体重、症状等によって適宜設
定されるが、一般に経口剤または外用剤として使用する
場合、成人に対し1日量1ng〜50mg(注射剤の場
合は、その10分の1以下)であることが望ましい。こ
れは、1日に1回、または適当な間隔をおいて1日に2
〜数回に分けて投与してもよいし、間欠投与してもよ
い。注射剤として用いる場合は、前記量を連続投与また
は間欠投与することが望ましい。なお、医薬用途を目的
として使用されるhChM−Iは、精製されたhChM
−I、組換えhChM−I、さらには形質転換体の培養
液、分離形質転換体、形質転換体処理物、固定化形質転
換体、粗酵素液、酵素処理物等のいずれであっても構わ
ない。
明するが、本発明はその要旨を越えない限り以下の実施
例によって限定されるものではない。 実施例1 牛コンドロモジュリン遺伝子からのプローブ
DNA断片の調製 既に開らによりクローニングされている(Bioche
mical andBiophysical Rese
arch Communications,175,9
71−977(1991);欧州公開特許第47308
0号公報)牛コンドロモジュリン遺伝子の全タンパク質
をコードする約1.4kbの遺伝子配列を、pUC19
ベクターのEcoRIサイトに持つ組換え体の大腸菌か
らManiatisらの方法(「モレキュラー クロー
ニング」,コールド スプリング ハーバー ラボラト
リー,86〜96頁(1982))に従いプラスミドD
NAを回収、精製し、牛コンドロモジュリン遺伝子を持
つプラスミドDNAを大量に得た。
限酵素EcoRIおよびPstI各々約200Uを用い
て37℃で2時間切断し、常法に従いアガロース電気泳
動を行うことにより、ベクターDNAと牛コンドロモジ
ュリン遺伝子とを分離した。ゲルを常法に従いエチジュ
ウムブロマイドで染色し、牛コンドロモジュリン遺伝子
に対応するDNA断片の部分をUV下で切り出した。次
にこの牛コンドロモジュリン遺伝子を含むアガロースゲ
ルを、Maniatisらの方法(「モレキュラー ク
ローニング」,コールド スプリング ハーバー ラボ
ラトリー,164〜170頁(1982))に従いゲル
からDNA断片を回収、精製した。この操作により、約
2μgのプローブ用DNA断片を得た。このようにして
得られたDNA断片100ngを、Pharmacia
社製RTG DNA Labelling Kitを用
いて、添付の説明書に従い32P標識した。
るゲノミックDNAクローンのスクリーニング ヒト由来のゲノミックライブラリー(クローンテック
社)のスクリーニングを説明書に従って行った。24.
5cm×24.5cmのシャーレ内の1.5%NZY寒
天培地に重層されたNZY軟寒天培地([NZY培地;
1%NZ−アミン、0.5%イーストイクストラクト、
0.5%塩化ナトリウム溶液をpH7.5に調整し、
0.25%硫酸マグネシウムを加えたもの]、[1.5
%NZY寒天培地;NZY培地に1.5%になるように
寒天沫を加えオートクレイブしたもの]、[NZY軟寒
天培地;NZY培地に0.7%になるように寒天沫を加
えオートクレイブしたもの])中で、約100万クロー
ンのファージをシャーレ一枚あたり20万クローンの割
合で大腸菌P2−392株に感染させ、37℃で一晩培
養した。次に市販のニトロセルロース膜であるBA85
(S&S社)を軟寒天培地上にかぶせて静かにはがすこ
とにより培地中のλファージクローンをニトロセルロー
ス膜上に移し取り、以下に説明するプラークハイブリダ
イゼーションを行った。
ース膜2枚の割合で前述の軟寒天培地上にかぶせてファ
ージ粒子を移し取り、培地との間に印をつけておく。こ
の印は2枚のニトロセルロース膜で等しくつけておく。
その様にしてできたニトロセルロース膜を0.2M水酸
化ナトリウム−1.5M塩化ナトリウムが染み込んだろ
紙上に2分間静置し、別に用意した乾いたろ紙上で水分
を除いた後、次に同様に2×SSCP(2倍の濃度のS
SCP溶液のこと、以下同様の表記方法をとる。10×
SSCPは1.2M塩化ナトリウム、150mMクエン
酸ナトリウム、130mM燐酸二水素カリウム、1mM
EDTA pH7.2)−0.2Mトリス−塩酸(pH
7.4)を染み込ませたろ紙上でこのニトロセルロース
膜を静置し、乾いたろ紙上で風乾した後、同じ操作を再
び繰り返した。
膜を、80℃で2時間加熱することにより膜上に核酸を
固定した。次に膜を3×SSC(20×SSCは20倍
の濃度のSSC溶液;3M塩化ナトリウム、0.3Mク
エン酸ナトリウム)−0.1%SDSで60℃15分間
2回洗浄し、次にニトロセルロース膜1枚当り5mlの
ハイブリダイゼーシヨン液(3×SSC、0.1%SD
S、10×Denhardt[50×Denhardt
は50倍の濃度のDenhardt溶液;1%牛血清ア
ルブミン、1%ポリビニルピロリドンおよび1%フィコ
ール400]、20μg/ml鮭精子DNA、10%硫
酸デキストラン)に65℃で3時間保温した。
片を、鋳型DNA換算で5ng/mlの濃度になるよう
ハイブリダイゼーション液に加えた後、55℃で18時
間保温した。その後、ニトロセルロース膜を取り出し、
3×SSC−0.1%SDS溶液中、室温で30分間洗
い、これを2回繰り返した。次に、0.2×SSC−
0.1%SDS溶液で55℃で15分間洗い、これを2
回繰り返した後に膜を乾かし、オートラジオグラフィー
をとった。このようにして2枚1組のニトロセルロース
膜のオートラジオグラフィー上のシグナルが一致したも
のは1個あった。得られたシグナルに相当するクローン
を単離するために、これらシグナルと一致する軟寒天培
地上のプラークをガラス管で打ち抜き、50μlのクロ
ロフォルム存在下1mlのTMG緩衝液[50mMトリ
ス−塩酸 pH7.5、100mM塩化ナトリウム、1
0mM塩化マグネシウムおよび0・01%ゼラチン]中
でファージ粒子を一晩抽出し、常法に従い大腸菌P2−
392株に感染させて9cmシャーレ中で適当量培養
し、前述の方法の様にプラークハイブリダイゼーション
を行った。この一連の操作を繰り返すことにより、シグ
ナルに相当するクローンを純化することができた。その
結果独立した1個のクローンλ411を得た。
を含むDNA断片のサブクローニングおよび塩基配列の
決定 前述の実施例2で得られたファージクローンλ411か
ら以下のようにDNAを抽出し、プラスミドベクターp
UC18、pUC19にサブクローニングを行った。即
ち、500ml三角フラスコ中の200mlのNZY培
地中において、200μlのTMG溶液に懸濁してある
λファージクローン2×107 p.f.u.(p.f.
u.;プラーク形成単位)と40μlの大腸菌P2−3
92株2×108 を37℃15分置くことにより感染さ
せた。15分後さらに1mlの1M塩化カルシウムを加
え、一晩、概ね14時間ほど培養した。次に、2mlの
クロロフォルムを加え10分ほど置き、15.8gの塩
化ナトリウムを加え溶かし、それらを4℃において日立
冷却遠心機SCR20BB(ローターRPR9−2)を
用いて6000回転20分間遠心した上清に20gのポ
リエチレングリコール6000を加えて十分に溶解した
後に、氷中で1時間静置した。
ーターRPR9−2)で6000回転20分間遠心し、
沈澱を6mlのA緩衝液[0.5%NP40、36mM
塩化カルシウム、30mMトリス−塩酸 pH7.5、
50mM塩化マグネシウム、125mM塩化カリウム、
0.5mMEDTA、0.25%DOC、0.6mMメ
ルカプトエタノール]に懸濁し、ここに100μlの1
0mg/mlのデオキシリボヌクレアーゼIと10μl
の10mg/mlのリボヌクレアーゼAを加え、30℃
で30分間保温することにより大腸菌由来の核酸を分解
した。その後上記反応液に等量のクロロフォルムを加
え、良く攪はんした後にトミー遠心機LC−06(ロー
ターTS−7)で3000回転10分間遠心し、上清を
分取した。
0T用遠心管に40%グリセロール溶液[0.5%NP
40、30mMトリス−塩酸 pH7.5、125mM
塩化カリウム、0.5mMEDTA、0.6mMメルカ
プトエタノール、40%グリセロール]を1ml入れて
おき、その上に3mlの10%グリセロール溶液[0.
5%NP40、30mMトリス−塩酸 pH7.5、1
25mM塩化カリウム、0.5mMEDTA、0.6m
Mメルカプトエタノール、10%グリセロール]を重層
して準備しておいた上に先ほどのヌクレアーゼ処理をし
たファージ懸濁液を重層し、日立超遠心機70P72
(ローターRPS40T)で35000回転1時間遠心
した。遠心後沈澱として落ちてきたファージ粒子を0.
4mlの40mMトリス−塩酸 pH7.5、10mM
EDTA、2%SDSに懸濁し、4μlの10mg/m
lのプロテナーゼKを加えて55℃1時間保温を行っ
た。その後溶液をエッペンドルフチューブに移し、等量
のフェノール/クロロフォルムにてファージDNAを抽
出し、エタノール沈澱を行うことにより目的とするファ
ージDNAを200μg得ることが出来た。
を、宝酒造社製の制限酵素BamHIおよびSalIを
各々20ユニットを用い、指定された制限酵素緩衝液中
で37℃で3時間反応させた後、常法に従いアガロース
電気泳動法を行った。次に前記実施例1のプローブを用
いてモレキュラー クローニング(コールド スプリン
グ ハーバー ラボラトリー,382〜389頁(19
82))に記載の方法に従いサザンハイブリダイゼーシ
ョンを行った結果、約5.6Kbの位置にプローブと強
くハイブリダイズするDNA断片が存在することが明ら
かになった。そこでファージDNA100μgを制限酵
素BamHIとSalIによって切断し、アガロースゲ
ルから該DNA断片を常法に従い回収することにより、
目的とするDNA断片を分離精製することが出来た。こ
のDNA断片約100ngを、予め常法に従い制限酵素
BamHIおよびSalIによって切断しておいたpU
C18、pUC19プラスミドベクター200ngと1
0μlの反応液[66mMトリス−塩酸 pH7.6、
6.6mM塩化マグネシウム、10mMジチオスレイト
ール、66μMATP、基質DNA]中で350ユニッ
トのT4DNAリガーゼにより結合し、その反応液1μ
lを用いて、東洋紡績社製の大腸菌DH5αのコンピテ
ントセル(COMPETENT HIGH)のトランス
フォーメーションを行い、直径15cmのシャーレ中の
アンピシリン含有(50μg/ml)LB寒天培地(1
%酵母抽出物、0.5%バクトトリプトン、0.5%塩
化ナトリウム)に菌液を塗布した。シャーレに出現した
耐性菌のコロニーを各々5mlずつ培養し、Mania
tisらの方法(「モレキュラー クローニング」,コ
ールド スプリング ハーバー ラボラトリー,365
〜370頁(1982))に従いプラスミドDNAを回
収し、制限酵素BamHIとSalIで切断し、アガロ
ースゲル電気泳動で解析することにより目的の5.6k
bのDNA断片を含むプラスミドDNAを持つ組換え体
p411BSを得た。
からプラスミドDNAを常法(「モレキュラー クロー
ニング」,コールド スプリング ハーバー ラボラト
リー,86〜96頁(1982))に従い調製し、必要
なDNA領域を適宜制限酵素で小断片化した後に、プラ
スミドベクターpUC19にサブクローニングを行っ
た。得られたサブクローンからプラスミドDNAを常法
により調製し、デュポン社製蛍光シークエンサーGEN
ESIS 2,000システムを用いて、配列を決定し
た。シークエンスプライマーとして次の2種の合成プラ
イマー5’−d(GTAAAACGACGGCCAG
T)3’(配列表の配列番号9)、5’−d(CAGG
AAACAGCTATGAC)3’(配列表の配列番号
10)を使用し、該DNA断片の+鎖、一鎖の塩基配列
を決定した(配列表の配列番号1)。この結果、独立し
た1個のクローンλ411由来のp411BSは、5’
上流配列、hChM−Iのアミノ酸配列でN末端側の1
番目のアミノ酸目から72番目のアミノ酸までに相当す
るコーディング領域(エクソン)の一部とイントロン配
列を有していた。
およびその5’末にXhoI切断部位等を含んだ合成D
NAで、一方の鎖のNotI切断部位の3’側に40個
のTの配列を含むDNA、即ち、5’−d(CTCGA
GGCCATGGCGGCCGCTTTTTTTTTT
TTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTT
TTTTT)3’と、Tのクラスターを除き、これに相
補的な配列表の配列番号12に示すような配列、5’−
d(GCGGCCGCCATGGCCTCGAG)3’
をそれぞれ1.2μg/μl、および0.4μg/μl
になるように混和し,95℃で5分加温してから37℃
で1時間保温した。このようにしてアニールさせたもの
をcDNAを合成する際のプライマーとした。
ヒトコンドロザルコーマの組織10gを液体窒素中で粉
砕し,グアニジウムチオシアネート水溶液等中でホモジ
ナイズし、Chirgwinらの方法(Biochem
istry,18,5294−5299(1979))
に従って塩化セシウム平衡密度勾配遠心法により、約1
mgのTotalRNAを得た。このTotalRNA
を常法(「モレキュラー クローニング」,コールド
スプリング ハーバー ラボラトリー,197〜198
頁(1982))に従い、ファルマシア社oligo
(dT)セルロースtype7を用いてpolyA+ R
NAに精製した。このようにして得られたpolyA+
RNA約1μgに対し、前述のようにアニールさせたプ
ライマー80pmoleを用いて、50μlの反応液
[50mMトリス−塩酸(pH8.3)、50mM塩化
カリウム、8mM塩化マグネシウム、1mMdNTP
(dATP,dGTP,dCTP,dTTP)、10m
Mジチオスレイトールおよび40μCiα−32P−dC
TP]中で100ユニットのAMV逆転写酵素を加え
て、37℃で反応させた。その結果、第一鎖cDNAが
鋳型RNAとハイブリッドを形成した状態で合成され
た。
されたDNA断片の解析 PCRはパーキン・エルマー・シータス・DNA・サー
マル・サイクラー(Perkin・Elmer・Cet
us・DNA・Thermal Cycler)を使用
して、使用説明書に基づき、ジーンアンプキット(Ge
ne AmpDNA Amplification R
eagent Kit;宝酒造製)を使って行った。す
なわち鋳型DNAとしては実施例4で記載のcDNA合
成の反応液より1μlを鋳型として用い、これに10倍
濃度の反応緩衝液[500mMKCl、100mM T
ris−HCl(pH8.3)、15mM MgCl2
、0.1%(w/v)ゼラチン]10μl、1.25
mM 4dNTP 16μl、20μMのプライマー#
1および20μMのプライマー#2を各5μl、Taq
DNAポリメラーゼ0.5μlを加えて100μlの系
とした。反応は94℃、10分間の前処理後、94℃1
分間(変性ステップ)、55℃1.5分間(アニーリン
グステップ)、72℃2分間(伸長ステップ)のインキ
ュベーションを35サイクル行った。最後に72℃で7
分間のインキュベーションを行い反応を終了した。
13の配列のDNAプライマーで、実施例3で得られた
ヒト遺伝子から設計した遺伝子の上流部配列である、す
なわち5’−d(AGTCTCCAAGTGCCTCA
CT)3’(19ヌクレオチド)、またプライマー#2
としては配列表の配列番号14に記載のDNAプライマ
ーで、cDNA合成の際のプライマーとして用いた配列
表の配列番号12の配列の一部に相補的な5’−d(C
GAGGCCATGGCGGCC)3’(16ヌクレオ
チド)を用いた。
めた。すなわち基質DNAは前述のPCRの反応系より
2μlを抜き取り、鋳型として用いた。プライマー#3
としては実施例3で得られたヒト遺伝子から設計したh
ChM−Iをコードしている領域の開始の部分に対応す
る配列、すなわち配列表の配列番号15のDNAプライ
マーで5’−d(CATGACAGAGAACTCCG
A)3’(18ヌクレオチド)、またプライマー#4と
してはウシChM−I由来の配列で、ChM−Iタンパ
ク質の終止の部分に対応する配列で、配列表の配列番号
16のDNAプライマー5’−d(ACACCATGC
CCAGGATGC)3’(18ヌクレオチド)を用い
た。その他の緩衝液、dNTP、酵素の各処理は1st
PCRと同様に行い、蒸留水で反応系を100μlにし
た。反応は94℃、10分間の前処理後、94℃1分間
(変性ステップ)、55℃1.5分間(アニーリングス
テップ)、72℃2分間(伸長ステップ)のインキュベ
ーションを35サイクル行った。最後に72℃で7分間
のインキュベーションを行い、反応を終了した。
アガロースゲル電気泳動で解析し、約1kbのバンドを
常法に従って切り出しDNAフラグメントを回収し、フ
ェノール:クロロホルム=1:1で抽出し、エタノール
沈澱を行った。DNA沈澱を20μlの滅菌脱イオン水
に溶解し、このDNA断片の溶液5μlと市販のpCR
2ベクター(インビトロジェン社)0.25μgを10
μlの反応液[66mMトリス−塩酸 pH7.6、
6.6mM塩化マグネシウム、10mMジチオスレイト
ール、66μMATP、基質DNA]中で350ユニッ
トのT4DNAリガーゼにより16℃で12時間反応さ
せることにより、pCR2ベクターのクローニングサイ
トに挿入し結合した。
の大腸菌JM109のコンピテントセル(COMPET
ENT HIGH)のトランスフォーメーションを行
い、直径15cmのシャーレ中のアンピシリン含有(5
0μg/ml)X−Gal−IPTG−LB寒天培地
(1%酵母抽出物、0.5%バクトトリプトン、0.5
%塩化ナトリウム、0.004%X−Gal、1mMI
PTG)に菌液を塗布した。シャーレに出現した耐性菌
でかつX−Galにより発色していないコロニーを12
個選び、各々5mlずつ培養し、Maniatisらの
方法(「モレキュラー クローニング」,コールド ス
プリング ハーバー ラボラトリー,365〜370頁
(1982))に従いプラスミドDNAを回収し、制限
酵素EcoRIで切断しアガロースゲル電気泳動で解析
した。その結果、制限酵素EcoRIで切断された際認
められる断片の大きさが異なる、3種類のDNA断片を
含むプラスミドDNAを持つ組換え体phCHM−I3
−6、phCHM−I6−3、phCHM−I6−5、
を得た。
I3−6、phCHM−I6−3、phCHM−I6−
5のそれぞれからプラスミドDNAを常法(「モレキュ
ラークローニング」,コールド スプリング ハーバー
ラボラトリー,86〜96頁(1982))に従い調
製し、デュポン社製蛍光シークエンサーGENESIS
2,000システムを用いて、配列を決定した。シー
クエンスプライマーとして次の2種の合成プライマー
5’−d(GTAAAACGACGGCCAGT)3’
(配列表の配列番号9)、5’−d(CAGGAAAC
AGCTATGAC)3’(配列表の配列番号10)を
使用し、該DNA断片の+鎖、一鎖の塩基配列を決定し
た。この結果から得られた配列を基に、さらに数カ所の
配列に相補的な合成DNAを作成して同様に配列を決定
し、配列表の配列番号2から4に示すような塩基配列が
得られた。なお、かかる塩基配列から推定されるアミノ
酸配列も、配列表の配列番号2から4に併せて表記し
た。
の3’下流配列のクローニング 実施例5で得られたクローンphCHM−I3−6、p
hCHM−I6−3、phCHM−I6−5の配列は2
ndPCRに用いた3’下流コーディング領域の配列す
なわち、配列表の配列番号16のDNAプライマー5’
−d(ACACCATGCCCAGGATGC)3’
(18ヌクレオチド)に相当する配列は合成DNAの配
列であり、牛コンドロモジュリン遺伝子に由来する配列
であった。そこでこの配列表の配列番号16のDNAプ
ライマーに相当する領域およびこれより下流の領域のヒ
ト塩基配列を取得するため、新たにPCR法を用いてク
ローニングを行った。
ヒト正常肋軟骨組織約20gを液体窒素中で粉砕し、グ
アニジウムチオシアネート水溶液等中でホモジナイズ
し、Chirgwinらの方法(Biochemist
ry,18,5294−5299(1979))に従っ
て、塩化セシウム平衡密度勾配遠心法により約2mgの
TotalRNAを得た。このTotalRNA20μ
gに対し、実施例4のcDNA合成に用いたプライマー
のようにアニールさせたプライマー80pmoleを用
いて50μlの反応液[50mMトリス−塩酸(pH
8.3)、50mM塩化カリウム、8mM塩化マグネシ
ウム、1mMdNTP(dATP,dGTP,dCT
P,dTTP),10mMジチオスレイトールおよび4
0μCiα−32P−dCTP]中で100ユニットのA
MV逆転写酵素を加えて、37℃で反応させた。その結
果、第一鎖cDNAが鋳型RNAとハイブリッドを形成
した状態で合成され、以後のPCR反応の鋳型として反
応液の一部を用いた。
DNA・サーマル・サイクラー(Perkin・Elm
er・Cetus・DNA・Thermal Cycl
er)を使用して、使用説明書に基づき、ジーンアンプ
キット(Gene AmpDNA Amplifica
tion Reagent Kit;宝酒造製)を使っ
て行った。すなわち鋳型DNAとしては前述のTota
lRNAから合成したcDNA合成反応液より1μlを
用い、これに10培濃度の反応緩衝液[500mM K
Cl、100mM Tris−HCl(pH8.3)、
15mM MgCl2 、0.1%(w/v)ゼラチン]
10μl、1.25mM 4dNTP16μl、20μ
Mのプライマー#5および20μMのプライマー#2を
各5μl、TaqDNAポリメラーゼ0.5μlを加え
て100μlの系とした。反応は94℃、10分間の前
処理後、94℃1分間(変性ステップ)、55℃1.5
分間(アニーリングステップ)、72℃2分間(伸長ス
テップ)のインキュベーションを35サイクル行った。
最後に72℃で7分間のインキュベーションを行い、反
応を終了した。
号17に示すDNAプライマーで、実施例5で得られた
ヒト遺伝子から設計した遺伝子のコーディング領域の配
列である、すなわち5’−d(CCCTAGACTGG
ATCAC)3’(16ヌクレオチド)、またプライマ
ー#2としては、cDNA合成の際のプライマーとして
用いた配列表の配列番号12の配列の一部に相補的な配
列表の配列番号14に記載の5’−d(CGAGGCC
ATGGCGGCC)3’(16ヌクレオチド)を用い
た。
を1%アガロースゲル電気泳動で解析し、約0.6kb
のバンドを常法に従って切り出してDNAフラグメント
を回収し、フェノール:クロロホルム=1:1で抽出
し、エタノール沈澱を行った。DNA沈澱を20μlの
滅菌脱イオン水に溶解し、このDNA断片の溶液5μl
と市販のpCR2ベクター(インビトロジェン社)0.
25μgを10μlの反応液[66mMトリス−塩酸
pH7.6、6.6mM塩化マグネシウム、10mMジ
チオスレイトール、66μMATP、基質DNA]中で
350ユニットのT4DNAリガーゼにより16℃で1
2時間反応させることにより、pCR2ベクターのクロ
ーニングサイトに挿入し結合した。
の大腸菌JM109のコンピテントセル(COMPET
ENT HIGH)のトランスフォーメーションを行
い、直径15cmのシャーレ中のアンピシリン含有(5
0μg/ml)X−Gal−IPTG−LB寒天培地
(1%酵母抽出物、0.5%バクトトリプトン、0.5
%塩化ナトリウム、0.004%X−Gal、1mMI
PTG)に菌液を塗布した。シャーレに出現した耐性菌
で、かつX−Galにより発色していないコロニーを1
2個選び、各々5mlずつ培養し、Maniatisら
の方法(「モレキュラー クローニング」,コールド
スプリング ハーバー ラボラトリー,365〜370
頁(1982))に従いプラスミドDNAを回収し、制
限酵素EcoRIで切断してアガロースゲル電気泳動で
解析した。その結果、制限酵素EcoRIで切断された
際のベクターDNA断片とは別に、約0.6kbの大き
さのDNA断片が認められるプラスミドDNAを持つ組
換え体、phCHM−ILAST8、phCHM−IL
AST12を得た。
8、phCHM−ILAST12のそれぞれからプラス
ミドDNAを常法(「モレキュラー クローニング」,
コールド スプリング ハーバー ラボラトリー,86
〜96頁(1982))に従い調製し、デュポン社製蛍
光シークエンサーGENESIS 2,000システム
を用いて、配列を決定した。シークエンスプライマーと
して次の2種の合成プライマー5’−d(GTAAAA
CGACGGCCAGT)3’(配列表の配列番号
9)、5’−d(CAGGAAACAGCTATGA
C)3’(配列表の配列番号10)を使用し、該DNA
断片の+鎖、一鎖の塩基配列を決定した。この結果から
得られた配列を基に、さらに数カ所の配列に相補的な合
成DNAを作成し、同様に配列を決定した。phCHM
−ILAST8、phCHM−ILAST12は共に配
列が一致した。その結果、配列表の配列番号8に示すよ
うな塩基配列を含む3’下流配列が得られた。
調製 実施例6で得られたクローンphCHM−ILAST
8、phCHM−ILAST12のhChM−Iの塩基
配列と、実施例5で得られたcDNAクローン、phC
HM−I3−6、phCHM−I6−3、phCHM−
I6−5とを比較した。phCHM−ILAST8、p
hCHM−ILAST12のどちらのクローンにおいて
も、実施例5の2ndPCRに用いた3’下流コーディ
ング領域の配列、すなわち配列表の配列番号16のDN
Aプライマー 5’−d(ACACCATGCCCAG
GATGC)3’(18ヌクレオチド)に相当する配列
が、実施例5で得られたコンドロモジュリンの塩基配列
と比較して2塩基の変異が確認された。しかしアミノ酸
配列では変異が無いことが判明した。このことはまた、
実施例5で得られたphCHM−I3−6、phCHM
−I6−3、phCHM−I6−5の各クローンを形質
転換体で発現させた場合、それらクローンの塩基配列の
一部がウシコンドロモジュリン遺伝子の塩基配列であっ
たとしても、アミノ酸配列上は完全なhChM−Iを発
現し得ることを示している。
ン、phCHM−I3−6、phCHM−I6−3、p
hCHM−I6−5よりManiatisらの方法
(「モレキュラー クローニング」(Molecula
r cloning),コールドスプリング ハーバー
ラボラトリー(Cold Spring Harbo
r Laboratory),86〜96頁(198
2))に従いプラスミドDNAを取得した。得られたプ
ラスミドDNAphCHM−I3−6、phCHM−I
6−3、phCHM−I6−5それぞれから制限酵素N
otIとNsiIで切断し、一部ベクター部分の配列を
含む約1kbのDNA断片を各々のクローンから得た。
これらのDNA断片は、hChM−Iをコードする全て
の領域、すなわち蛋白翻訳開始点ATGから終止コドン
TAAまでの領域を含む領域をカバーしていた。一方、
市販の発現ベクターpcDNA1neo(インビトロジ
ェン社)を、予め常法に従い制限酵素NotIとNsi
Iで切断しておいた。これと先ほどのChM−I3−
6、ChM−I6−3、ChM−I6−5の各cDNA
断片を、常法に従いT4DNAリガーゼにより10μl
の反応系で結合反応を行った。
子との結合反応の反応液を、それぞれ東洋紡績社製の大
腸菌DH5αのコンピテントセル(COMPETENT
HIGH)を用いてトランスフォーメーションを行
い、直径15cmのシャーレ中のアンピシリン含有(5
0μg/ml)LB寒天培地(1%酵母抽出物、0.5
%バクトトリプトン、0.5%塩化ナトリウム)に菌液
を塗布した。シャーレに出現した耐性菌のコロニーを各
々5mlずつ培養し、Maniatisらの方法(「モ
レキュラー クローニング」,コールド スプリング
ハーバー ラボラトリー,365〜370頁(198
2))に従いプラスミドDNAを回収し、制限酵素No
tIとNsiIで切断してアガロースゲル電気泳動で解
析した。その結果、目的の各hChM−IcDNA断片
を発現ベクターpcDNA1neoの制限酵素NotI
とNsiI切断部位に持つプラスミドDNA、pcDN
AhChM−I3−6、pcDNAhChM−I6−3
とpcDNAhChM−I6−5により形質転換された
組換え体を得た。
atisらの方法(「モレキュラークローニング」,コ
ールド スプリング ハーバー ラボラトリー,86〜
96頁(1982))に従いプラスミドDNAを回収、
精製し、hChM−I発現プラスミドDNAを大量に得
た。 実施例8 hChM−Iの動物細胞での発現 実施例6により得られたpcDNAhChM−I3−
6、pcDNAhChM−I6−3とpcDNAhCh
M−I6−5を、市販のリポフェクチン試薬(LIPO
FECTINTM Reagent ギブコ(GIBC
O)社製)を用いて説明書に従いCOS細胞にトランス
フェクションして、COS細胞を形質転換した。
DMEM培地でCOS細胞を培養した。次にシャーレか
ら培地を除き、PBS(−)[0.8%塩化ナトリウ
ム、0.02%塩化カリウム、0.144%燐酸水素二
ナトリウム、0.024%燐酸二水素カリウム、pH
7.4]で二回洗った。PBS(−)を除き、Seru
m−freeDMEM培地を8ml加えた。一方、細胞
にトランスフェクションするDNA溶液は、次のように
予め調製をしておいた。まず、20μgのpcDNAh
ChM−I3−6、pcDNAhChM−I6−3また
はpcDNAhChM−I6−5の各DNAを、アマシ
ャム社製No.55,426,013チューブ中で10
0μlのSerum−freeDMEM培地に溶解して
おく。次に、ギブコ社製リポフェクチン試薬50μlと
Serum−freeDMEM培地50μlを混和した
溶液をDNA溶液に加え、15分間室温で静置してお
く。このようにして調製したリポフェクチン−DNA懸
濁液200μlを前述のPBS(−)で洗浄した細胞に
加え、37℃で5%CO2 存在下で一晩培養した。その
後、リポフェクチンを含んだ培地を除き、10%FCS
の入ったERDF培地(極東製薬社製)を10mlシャ
ーレに入れて、37℃、5%CO2 存在下で約56時間
培養を続けた。その後細胞の培地を集め、hChM−I
の生理活性を鈴木らの方法(Methods in E
nzymology,146,313−320(198
7))により測定し活性の存在を確認すると共に、常法
に従いウエスタンブロット法を行いhChM−Iの発現
を確認した。
らの方法(Methods in Enzymolog
y,146,313−320(1987))に従って行
った。すなわち400〜600gの若いニュージーラン
ドウサギより成長肋軟骨を分離し、分離した細胞をHa
m’s F−12培地とダルベッコ修飾培地の1:1混
合培養液(以下[FAD培養液」と称す)に、10%牛
胎児血清を加えた物に対し、105 細胞/mlとなるよ
う懸濁した。この細胞懸濁物0.1mlを、タイプIコ
ラーゲン溶液(50μg/ml)で一夜コートし、FA
D培養液で一度洗浄した96穴培養プレートに蒔き、5
%CO2 を含む空気存在下で37℃で培養した。培地は
1日おきに交換した。
た。すなわち上記細胞が96穴培養プレート中でコンフ
ルエントに達した後、細胞を0.3%牛胎児血清を含む
FAD培養液で24時間培養した。次に培養液に約0.
06〜約20ngのhChM−Iを含む形質転換体の培
養液、0.04ngFGF(線維芽細胞増殖因子)、
0.3%牛胎児血清を含むFAD培養液0.1mlを加
え、22時間培養した。さらに10μlの〔 3H〕チミ
ジン(130μCi/ml)を加え、4時間培養した
後、細胞を氷冷した燐酸緩衝食塩水(20mM燐酸緩衝
液 pH7.0、0.15M塩化ナトリウム)で3回洗
った。これを5%トリクロロ酢酸で抽出し、さらにエタ
ノール:エーテル=3:1(体積比)で抽出した。抽出
後の沈澱を0.3M水酸化ナトリウムに溶解し、これを
1/20容の6M塩酸で中和した物をシンチレーション
カウンターで放射活性を測定した。その結果、FGFの
み添加した場合に比べ、hChM−Iを同時に加えた時
の方が多量の放射性チミジンの取り込みが見られ、hC
hM−Iが強力な軟骨細胞の増殖促進効果を有すること
が示された。
はウシ大動脈内皮細胞を用いて以下のように行った。ウ
シ大動脈内皮細胞2×103 /ウェルになるように96
穴培養プレートに0.1mlの20%ウシ新生児血清を
含むαMEM培地と共に播種した。CO2 インキュベー
ター中で37℃で48時間培養した後、培地を新しい物
に換えると同時に終濃度が0から3μg/mlになるよ
うにhChM−Iを含む形質転換体の培養液を加えた。
さらに37℃で12時間培養した後、〔 3H〕チミジン
を1μCi/ウェルになるように加え、37℃で4時
間、放射能の取り込みを行わせた。その後セルハーベス
ターで細胞を回収し、LKBβプレートを用いて放射能
を測定した。その結果、hChM−Iを加えた場合放射
性チミジンの取り込みが抑制され、hChM−Iが血管
内皮細胞の増殖を抑制する活性を有することが示され
た。
規なタンパク質であり、それをコードする遺伝子を用い
ることにより、組み換えhChM−Iを安定に供給する
ことができる。またhChM−Iは、軟骨細胞を増殖さ
せる活性、軟骨細胞の分化機能を促進する活性さらに内
皮細胞の増殖を抑制する活性等を有することから、医薬
品としての利用が期待される。かかるhChM−Iは、
既知の牛由来のものとはそのアミノ酸配列、遺伝子配列
等において区別されるものであり、実際の臨床の場でヒ
トに適用する際は、より抗原性が低く、より効果的であ
ると考えられる。
Claims (14)
- 【請求項1】 下記の理化学的性質を有することを特徴
とする新規なヒトコンドロモジュリン−Iタンパク質。 1つのポリペプチドから構成される水溶性タンパク
質であって、SDS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動
による分子量が約26Kダルトンである。 軟骨細胞を単独でまたは繊維芽細胞増殖因子共存下
において増殖させる活性を有する。 軟骨細胞に対し分化機能を促進させる活性を有す
る。 血管内皮細胞の増殖を抑制する活性を有する。 - 【請求項2】 配列表の配列番号2、3または4に記載
のアミノ酸配列で表されることを特徴とする請求項1記
載のタンパク質。 - 【請求項3】 請求項1または2に記載のタンパク質を
コードする遺伝子。 - 【請求項4】 配列表の配列番号2、3、4、5、6ま
たは7に記載の塩基配列で表されることを特徴とする請
求項3に記載の遺伝子。 - 【請求項5】 配列表の配列番号5、6または7に記載
の塩基配列で表されることを特徴とするヒトコンドロモ
ジュリン−Iタンパク質をコードする遺伝子。 - 【請求項6】 配列表の配列番号15および16に記載
の合成DNAで増幅されることを特徴とするDNA断
片。 - 【請求項7】 配列表の配列番号15および18に記載
の合成DNAもしくはその断片で増幅されることを特徴
とするDNA断片。 - 【請求項8】 請求項3、4、5、6および7に記載の
遺伝子またはDNA断片から選ばれる遺伝子またはDN
A断片によりコードされるポリペプチドを発現可能な組
換え発現ベクター。 - 【請求項9】 請求項8に記載の組換え発現ベクター
で、宿主細胞を形質転換させて得られた形質転換体。 - 【請求項10】 請求項9に記載の形質転換体を培養し
てヒトコンドロモジュリン−Iタンパク質を産生させる
方法。 - 【請求項11】 組換えヒトコンドロモジュリン−Iタ
ンパク質。 - 【請求項12】 請求項1に記載のタンパク質および薬
学的に許容され得る担体よりなる医薬組成物。 - 【請求項13】 請求項1に記載のタンパク質を有効成
分とする軟骨細胞増殖剤。 - 【請求項14】 請求項1に記載のタンパク質を有効成
分とする抗腫瘍剤。
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