JPH07503844A - 顆粒球コロニー刺激活性を有する新規なポリペプチド,それらの調製およびそれらを含有する医薬組成 - Google Patents
顆粒球コロニー刺激活性を有する新規なポリペプチド,それらの調製およびそれらを含有する医薬組成Info
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、ヒト顆粒球コロニー刺激活性を有する新規なポリペプチド、それらの
調製およびそれらを含有する医薬組成物に関する。
本発明は、特に、G−C3FもしくはG−C3F変異体の全てもしくは部分から
なる生物学的活性部分から構成されるキメラポリペプチド、および新規な生物学
的性質をそれに付与している本質的にタンパク質の安定化構造に関する。
ヒトG−C3Fは、分子量はぼ18kDを有するアミノ酸174個の分泌ポリペ
プチドである。それは、がん細胞系より初めて単離され(欧州特許第169.5
66号)、そしてその遺伝子は、クローン化され、塩基配列決定され、遺伝子工
学技術によって異種の細胞宿主において発現されてきた(欧州特許第215.1
26号、欧州特許第220.520号)。さらに、アミノ酸177個を有するG
−C3Fの形を潜在的にコードしているmRNAが、検出されている[Naga
ta S、 et al、、 EMBOJ、 5 (1986) 575−58
13゜G−C3Fは、顆粒球への骨髄幹細胞の分化および増殖を刺激する機能を
保持している。したがって、それは、多形核好中球の成長と成熟に至る分化を促
進することによって、感染に対する生体の防御機能を刺激する能力を持っている
。か(して、それは、生体の予防機能を活性化することができ、モして好中球の
数が異常に低下するが、あるいは免疫系が強化されることを必要とする種々の病
理学的状況において使用されてもよい。そのような状況は、例えば、がんの化学
療法処置に続いて、移植、特に骨髄移植において、または白血球減少状態におい
て生じる。
現在入手できるG−CSFの欠点の一つは、それが、一旦投与された生体によっ
て、急速に分解されるという事実にある。このことは、G−C3Fが一般に低投
与量で使用されるという事実のために一層注目されるべきことである。その上さ
らに、より高い投与量を使用しても、この分子の治療能を改善することはできず
、反対に副作用を誘発することもある。それ故、これらの生体内での消失および
分解現象は、現在では、G−C3Fの生物学的活性の医薬成分としての利用に対
して障害となっている。
本発明は、これらの障害を取り除くことを可能とする。事実、本発明は、G−C
S Fの生物学的性質を、治療上の観点から最適に利用されることを可能にする
新規な分子を提供する。実際に、本発明者は、G−C3Fが低投与量で長時間存
在する場合に、最適のG−C8F活性が発揮されることを示した。今や、本発明
者は、十分に長時間体内でG−C3F活性を維持できる分子を作出した。さらに
、本発明者は、それが、G−C3Fの新規な薬動学的性質およびその望ましい生
物学的性質を有する遺伝学的融合で作出されるキメラを、細胞宿主中に高レベル
で発現することができることを示した。特に、本発明のハイブリッドポリペプチ
ドは、G−C3F受容体に対するそれらの親和性を保持しており、増殖と細胞分
化に導くために十分に機能する。さらに、本発明の分子は、その体内において特
に好都合である分布と薬動学的性質を有する。
それ故、本発明の主題は、G−C3F、またはG−C3F変異体の全てもしくは
部分からなる活性部分、および本質的にタンパク質の安定化構造を含有する組み
換えポリペプチドに関する。
本発明の目的のために、用語G−C3F変異体は、図1に示された配列の残基T
hr586およびPro759の間に位置する配列の改変によって得られたいか
なる分子をも表していて、それはG−C3F活性、すなわち、標的細胞の分化お
よび顆粒球コロニーの形成を刺激する能力を持っている。この配列は、Naga
taらによって記載された成熟G−C3Fのそれに対応する[EMBOJ、旦(
1986) 575−581]。改変は、いかなる変異、置換、欠落、付加、ま
たは遺伝学的および/または化学的性質の作用から生じる改変をも意味すると理
解される。そのような変異体は、種々の目的、例えば、特に、G−CSF受容体
に対するその分子の親和性を増大させる目的、その生産レベルを改良する目的、
そのプロテアーゼ抵抗性を増大させる目的、その治療効果を増加させるかその副
作用を低減させる目的、あるいは新しい薬動学的および/または生物学的性質を
それに付与する目的で作出されてもよい。
本発明の特に有用なポリペプチドは、その生物学的活性部分が= (a)図1に
示された配列のThr586およびPro759残基の間に位置するペプチド配
列、または(b) 構造(a)の部分、または(C)構造的改変(1個もしくは
それ以上の残基の突然変異、付加置換および/または欠落)によ、て構造(a)
もしくは(b)から得られた構造を持ち、そして同一もしくは改変された生物学
活性を有しているものである。この後者のポリペプチドのタイプは、例えば、い
くつかのグリコジル化部位が、改変もしくは除去されている分子、ならびに1個
、数個もしくは全てのンステイン残基が置換されている分子を含有する。それは
また、(a)もしくは(b)から、活性にほとんどまたは全く関与しない領域、
あるいは好ましくない活性に関与する領域を欠落させることによって得られた分
子、および(a)もしくは(b)に関して、例えば、N−末メチオニンもしくは
分泌ソゲナルのような付加残基を含む分子を含有する。
さらに好ましくは、本発明のキメラポリペプチドは、タイプ(a)の活性部分を
含有する。
本発明の分子の活性部分は、タンパク質の安定化構造に、直接もしくはペプチド
リンカ−を通して結合されてもよい。その上、それは、その分子のN−末端もし
くはC−末端を構成することもできる。好ましくは、本発明の分子において、活
性部分は、キメラのC−末部分を構成する。
上述のように、本発明のポリペプチドの安定化構造は、本質的にタンパク質であ
る。
好ましくは、この構造は、長い血漿中半減期を持つポリペプチドである。例えば
、それは、アルブミン、アポリポタンパク質、免疫グロブリンまたは選択的にト
ランスフェリンでありてもよい。好適なペプチドは、また、そのようなタンパク
質から構造的改変によって得られたもの、または長い血漿中半減期を持つ人工的
もしくは半人工的に合成されたペプチドでもよい。さらに、使用される安定化構
造は、より好ましくは、本発明のポリペプチドが使用される生物体に対して弱い
免疫性があるか全く免疫性のないポリペプチドである。
本発明の特に有用な実施態様においては、安定化構造は、アルブミンもしくはア
ルブミンの変異体であり、例えばヒト血清アルブミン(ISA)である。アルブ
ミンの変異体は、特定の同形のヒト血清アルブミンをコードしている遺伝子の遺
伝子工学技術による改変(突然変異、欠落および/または付加)によって得られ
た長い血漿中半減期を有する全てのタンパク質、ならびに、そのような遺伝子に
よってコードされたタンパク質の試験管内改変によって得られた長い血漿中半減
期を有する全ての高分子を意味すると理解される。アルブミンは、非常に多形性
であるので、多くの天然の変異体が、既に同定されていて、30種以上の異なる
遺伝タイプが列挙されている[feitkamp L、 R,et al、、
Ann、 Hum。
例としては、N−末→C−末方向において、(i)成熟G−C3F配列に直接結
合された成熟H3A配列(図1、参照)、または(i i)成熟I S A配列
にペプチドリンカ−を通して結合された成熟G−CSF配列を含有する本発明の
ポリペプチドを挙げることができる。
本発明のその他の主題は、上記のキメラ分子を調製する方法に関する。
より特別には、この方法は、望まれるポリペプチドをコードするヌクレオチド配
列を、真核もしくは原核生物細胞に発現させること、そして次に産生されたポリ
ペプチドを収得することにある。
本発明の明細書において使用される真核生物宿主には、動物細胞、酵母もしくは
真菌類が挙げられる。特に、酵母に関しては、サツ力ロミセ属の酵母が挙げられ
る。動物細胞に関しては、COS、CHO,C127、およびそれに類する細胞
が挙げられる。本発明において使用するこ挙げられる。原核生物宿主としては、
エンエリヒア・コリ(Escherichia coli)、またはコリネバク
テリウム(Corynebacterium)、バチルス(Bac i I I
us)もしくはストレプトミセス(Streptomyces)属に属するよう
な細菌を使用することが好ましい。
本発明の明細書中に使用されるヌクレオチド配列は、種々の方法で調製すること
ができる。一般には、それらは、ポリペプチドの各機能的部分をコードしている
配列を、リーディングフレーム中に組み立てることにより得られる。これらは、
当業者の技術、例えば細胞内メツセンジャーRNA (mRNA)から直接、ま
たはその生産物を作る細胞から単離された相補的DNA (cDNA)のライブ
ラリーからの再クローニングによって単離することができるし、さもなくば、問
題のヌクレオチドは完全な合成ヌクレオチドであってもよい。さらに、そのヌク
レオチド配列はまた、該配列の誘導体もしくは変異体を得るために、例えば遺伝
子工学技術によって続いて改変されてもよいと理解される。
より好ましくは、本発明の方法において、そのヌクレオチド配列は、宿主細胞中
で、その制御下に置かれ、そして本発明のポリペプチドをコードしているヌクレ
オチド配列の発現を可能にする転写開始領域(プロモーター領域)を含んでなる
発現カセットの要素を形成する。この領域は、使用される宿生細胞で強く発現さ
れ、その発現は構成的もしくは調節的である遺伝子のプロモーター領域から作出
することができる。酵母ゲナーゼ(ADH)およびそれに類するものの遺伝子の
プロモーターであってもよい。細菌に関しては、そのプロモーターは、ノくクテ
リオファージλのライト(r i gh t)もしくはレフト(left)遺伝
子(PL、PR)のプロモーター、さもなくばトリプトファン(P、、、)もし
くはラクトース(P、、りオペロンのプロモーターでもよい。加えて、この制御
領域は、例えば試験管内の変異誘発、付加的な制御因子もしくは合成塩基配列の
導入、または元の制御因子の欠落もしくは置換によって改変することができる。
発現カセットはまた、本発明のポリペプチドをコードしているヌクレオチド配列
の下流に隣接して置かれた、問題の宿主で機能する転写終止領域を含むこともで
きる。
好適な実施態様においては、本発明のポリペプチドは、真核もしくは原核生物宿
主におけるヌクレオチド配列の発現および培養液中への該配列をもつ発現産物の
分泌により生じる。事実、組み換え体性を用いて培養液中に直接、分子を得るこ
とができることは、特に有用である。この場合、本発明のポリペプチドをコード
するヌクレオチド配列は、使用された宿主の分泌経路中に新生ポリペプチドを差
し向けるリーダー配列(またはシグナル配列)が前に置かれる。このリーダー配
列は、G−CSFの、または本来分泌されるタンパク質である場合のその安定化
構造の本来の、シグナル配列であってもよいが、しかしそれは、またその他の機
能性リーダー配列、もしくは人工的リーダー配列でもよい。これらのいずれを選
択するかは、特に、使用される宿主によフて指示される。
機能性シグナル配列の例は、性フェロモンもしくは酵母のキラー毒素の遺伝子の
それを含む。
発現カセットに加えて、組み換え宿主の選択を可能にする1種以上のマーカー、
例えば酵母S、セレビンエ(S、cerevisiae)のURA3遺伝子、ま
たはゲネチシン(0418)のような抗生物質もしくはある種の金属イオンのよ
うなその他いずれかの毒性化合物に対して耐性を付与する遺伝子が加えられても
よい。
発現カセットおよび選択マーカーからなる構築物は、問題の宿主細胞中に直接か
、または機能性の自己複製ベクター中に予め挿入されてから導入され得る。最初
の場合には、宿主細胞のゲノムに存在する領域と相同な塩基配列が、この構築物
に加えられることが好ましい:次に、該配列が、相同組み換えによるその塩基配
列の標的組み込みによって、宿主ゲノムへの構築物の組み込みの頻度を増大させ
るために、発現カセ、ットと選択遺伝子の各々の側に置かれる。その発現カセッ
トが、複製系に挿入される場合には、クリヴエロミセス属の酵母の適切な複製系
が、K。
ドロソフィラルム(K、drosophilarum)から最初に単離されたプ
ラスミドpKD1から得られる。サツカロミセス属酵母の好適な複製系は、S
セレビシェの2μプラスミドから得られる。さらに、この発現プラスミドは、該
複製系の全てもしくは部分を含有することもできるし、またプラスミドpKD1
ならびに2μプラスミドに由来する因子を組み合わせることもできる。 加えて
、その発現プラスミドは、エノエリヒア・コリのような細菌宿主と選ばれた宿主
細胞との間のシャトルベクターでもよい。この場合には、細菌宿主で機能する複
製の起点および選択マーカーが必要である。発現ベクター上の細菌の非反復配列
を囲む制限部位を置くことも、また可能である・このことは、宿主細胞の形質転
換前に、切断そして端を切り取ったベクターの試験管内での再連結によって、そ
の配列を除去することを可能とし、それが該宿主における発現プラスミドのコピ
ー数を増大し、安定性を高める結果となる。
例えば、そのような制限部位は、5’ −GGCCNNNNNGGCC−3′(
S1±I)もしくは5′−〇CGGCCGC−3’ (N旦工I)のような配列
に対応することができるが、その理由は、これらの部位は極端にまれであり、一
般には発現ベクターには存在しないからである。
そのような発現ベクターもしくはカセットの構築後、これらは、文献記載の標準
の技術に従って選択された宿主細胞中に導入される。これに関連して、外来DN
Aを細胞に導入させるいかなる方法も使用できる。
これには、特に、形質転換、エレクトロポレーション、接合またはその他の当業
者に既知のいかなる方法も含まれる。酵母タイプの宿主の例として、使用される
種々のクリヴエロミセス菌株が、Itoらの技術に従って酢酸リチウムとポリエ
チレングリコールの存在において、全ての細胞を処理することによって形質転換
された[J、 Bacteriol、 153 (1983) 163]。エチ
レングリコールおよびジメチルスルホキシドを用いるDurrensラニヨル記
載の形質転換技術[Curr、 Genet、 18 (1990) 1’Jが
また使用された。Karubeら記載の方法に従うエレクトロポレーションによ
って酵母ヲ形質転換スルコとも可能である[FEBS Letters 182
(1985) 901゜その他のプロトコールが、また次に挙げる実施例にお
いて詳細に記載される。
形質転換された細胞の選択の後、該ポリペプチドを発現する細胞が、接種され、
そして該ポリペプチドの回収は、“連続”法での細胞増殖の間に、または“バッ
チ”培養の増殖末期に実施されてもよい。次いで、本発明の主題をなすポリペプ
チドは、それらの分子の、薬動学的、ならびに生物学的同定のために培養土清液
から精製される。
本発明のポリペプチドのための好適な発現系は、宿主細胞としてクリヴエロミセ
ス属の酵母を使用することにあり、その酵母は、K、マルキリコンpKDlから
得られたあるベクターを用いて形質転換される。これらの酵母、特にに、ラクチ
ス(K、]Bctis)およびに、フラジリス(K、f ragi ] is)
は、一般に該ベクターを安定に複製することができ、その上、GRAS (一般
に安全性が確認されている)生物のリストに含まれるという利点をも持っている
。好適な酵母は、好ましくは、プラスミドpKD1由来の該プラスミドを安定的
に複製することができ、そして選択マーカー、ならびに本発明のポリペプチドを
高レベルに分泌できる発現カセットを挿入されたクリヴエロミセス属の工業的菌
株である。
本発明は、また、前記キメラポリペプチドをコードしているヌクレオチド配列、
ならびにそのような配列を含んでなる組み換え真核もしくは原核生物細胞に関す
る。
本発明は、また、本発明によるポリペプチドの医薬製品としての応用に関する。
より特別には、本発明の主題は、いずれか前記ポリペプチドの1種またはそれ以
上を含んでなる医薬品組成である。より特別には、これらの組成は、顆粒球の数
および/または活性が刺激されることを必要とする全ての病理学的状況において
使用することができる。特に、それらは、白血球減少状態またはある種の白血病
の予防もしくは治療のために、あるいは移植またはがん治療の場合において免疫
系を強化もしくは回1夏させるために使用することができる。
本発明は、次に示す実施例によってより完全に説明されるであろうが、それは、
例示として限定なしに考慮されるべきである。
図のリスト
以下の図に示されるプラスミドの表示は、一定の比率で描かれているものではな
く、実施されるクローニングの理解のために重要な制限部位のみが示されている
。
図1= プラスミドpKG1259のHindlll制限断片のヌクレオチド配
列(キメラ プレプロ−ISA−G、C3F)。実線の矢印SFペプチド配列は
、イタリックで示す(Thr586−Pro759;アミノ酸の数字は、成熟キ
メラタンパク質に対応する)。
図2: HSA−G、C3Fタイプ(A)およびG、C3F−HSA(B)もし
くはG、C3F−HSA−G、C3F (C)タイプのキメラの図形表示。使用
された略語:M/LP、翻訳開始メチオニン、その後に分泌シグナル配列が続く
ことが好ましい;HSA、成熟ヒト血清アルブミンまたはその変異体のあるもの
;c、CSF、G−C3F由来で、同一もしくは改変された活性を有するペプチ
ド。実線の矢印は、成熟タンパク質のN−末端を示す。
図3= プラスミドpKG105の制限酵素地図、および本発明のキメラタンパ
ク質の発現のためのプラスミドの構築手法。使用された略語:P、転写プロモー
ター:T、転写ターミネータ−、IR,プラスミドpKD1の逆方向反復塩基配
列、LP、、、A、HSA“プレプロ”領域;Ap′およびKm’は、それぞれ
、アンピシリン(E、 コリ)およびG418(酵母)に対する耐性遺伝子を示
す。
図4. プラスミドpKG1266 (HSA−G、C5Fタイプのキメラの発
現のためのプラスミド)およびpKan707 (対照プラスミド)によって形
質転換された菌株CB5293.91の4日間培養(エルレンマイヤー)後に分
泌された物質の同定。この実験において、図形A、BおよびCの結果は、同じゲ
ル(SDS−PAGE8.5%)上で移動させ、次いで別々に処理された。
A、クーマシーブルー染色;分子量スタンダード(列2)、YPL培地−c’プ
ラスミドpKan707 (列1)、またはYPD C列3)もしくはYPL(
列4)培地でpYG1266により形質転換された培養の100 u I当量の
上清液。
B、ヒトG−C3Fに対する1次抗体の使用後、分泌された物質の免疫学的同定
説明は八と同じ。
C,ヒトアルブミンに対する1次抗体の使用後、分泌された物質の免疫学的同定
、説明は八と同じ。
図5・ プラスミドpYG1301のHindll+制限断片のヌクレオチド配
列(キメラG、C3F GI y4 HSA)。実線の矢印は、)I S A“
ブレ”および“プロ”領域の端を示す。Δpal、Ss±I (Sacl)およ
びMs t I I、制限部位は下線を施しである。G、C3F(174残基)
およびHSA(585残基)ドメインは、合成リンカ−GGGGによって分けら
れる。アミノ酸の数字は、成熟キメラG、C3F GIY4 H3Aタンパク’
!(763残基)に対応する。翻訳終止コドンおよびHindlIIの間に位置
するヌクレオチド配列は、欧州特許出願系361.991号に記載されているよ
うにHS A相補的DNA (cDNA)に由来する。
図6: 5DS−PAGE8.5%ゲル上で移動させた後、プラスミドpYG1
267 (キメラHSA−G、C3F) 、pYG1303 (キメラG、 C
S F G ] y4 HSA)およびpYG1352 (キメラH3A−Gl
y4−G、C5F)によって形質転換された菌株CB5293.91の4日間培
養(エルレンマイヤー、YPD培地で)後に分泌された物質の同定。
A、クーマシーブルー染色、プラスミドpYG1303 (列1)、pYG12
67 (列2)もしくはpYG1352 (列3)により形質転換された培養の
100μm当量の上清液:分子量スタンダード(列4)。
B、ヒトG−CSFに対する1次抗体の使用後、分泌された物質の免疫学的同定
:説明はAと同じ。
図7: マウス系統NFS60の試験管内細胞増殖に関する活性。培養6時間後
に細胞核に取り込まれた放射能([3H]チミジン)は、縦軸(cpm)のよう
に示される;横軸に示された生産物量は、モル濃度で表される(任意の単位)。
図8= ラットにおける生体内の顆粒球形成に関する活性。好中球の数(動物
7匹の平均値)は、時間の関数として縦軸に示される。試験された生産物は、キ
メラH3A−G、C3F(pYG1266.4〜40mg/ラット/日)、対照
欅準G−CSF(10mg/ラット/日)、クリヴエロミセス・ラクチス上演液
から精製された組み換えISA (rHSA、30mg/ラット/日、欧州特許
第361.991号参照)もしくは生理食塩水である。
実施例
一般的なりローニング技術
分子生物学において通常使用される方法、例えばプラスミドDNAの調製的抽出
、プラスミドDNAの塩化セシウム濃度勾配遠心、アガロースもしくはアクリル
アミドのゲル電気泳動、エレクトロエル−ジョン(electroelutio
n)によるDNA断片の精製、フェノールもしくはフェノール/クロロホルムに
よるタンパク質抽出、食塩水におけるDNAのエタノールもしくはイソプロパツ
ール沈殿、エソエリヒア・コリにおける形質転換、およびそれに類する方法は、
当業者には周知であり、広く文献に記載されている[Maniatis T、
et al、、“分子クローニング、実験室マニュアル”Co1d Sprin
g 1larbor、 N、Y、、1982; Au5ubel F、M、 e
t al、 (eds)、 ”分子生物学における最新プロトコール”、 J。
hn 1liley & 5ons、 New York、 1987]。
制限酵素は、New England Biolabs (Biolabs)、
Bethesda Re5earchLaboratoies (BRL)も
しくはAmershaa+によって供給され、供給先の指示に従って使用される
。
1)BR322およびpUCタイプのプラスミド、およびM13100ファージ
は、市販のものである(Bethesda Re5earch Laborat
oies)。
連結反応のためには、DNA断片が、アガロースもしくはアクリルアミド電気泳
動によってそれらのサイズに従って分離され、フェノールもしくはフェノール/
クロロホルム混合液を用いて抽出され、エタノールを用いて沈殿され、次いで供
給先の指示に従ってファージT4DNAリガーゼ(Biolabs)の存在でイ
ンキュベートされる。
5゛の突き出ている端の挿入は、供給先の指示に従ってE、コリDNAポリメラ
ーゼI (Biolabs)のフレノウ断片を用いて行われる。3°の突き出て
いる端の破壊は、供給先の指示に従って使用されるファージT4DNAポリメラ
ーゼ(Biolabs)の存在で行われる。5゛の突き出ている端の破壊は、S
1ヌクレアーゼを用いるコントロール処理によって実施される。
合成オリゴヌクレオチドで導かれる試験管内変異誘発は、Taylorらにより
開発された方法[Nucleic Ac1ds Res、 13 (1985)
8749−87641に従って、Aa+ersham市販のキットを用いて実
施される。
の酵素的増幅は、製造元の指示に従って、“DNAサーマルサイクラ−(DNA
thermal cycler)” (PerkinElmerCetus)
を用いて行われる。
ヌクレオチド配列の確認は、Sangerらにより開発された方法[ProcN
atl、 Acad、 Sci、 USA、 74 (1977) 5463−
54671によって、Amersham市販のキットを用いて実施される。
本発明のタンパク質の発現のためのプラスミドのDNAを用いるK。
ラクチスの形質転換は、当業者に既知のいかなる技術によっても実施され、その
実施例は本明細書中に示される。
別に述べられる場合以外は、使用される細菌菌株は、E、コリMCI使用される
酵母菌株は、出芽酵母、そしてより特別には、クリヴ工ロミセス属酵母に属する
。菌株に、ラクチスMW98−8C(且、且工旦93.91が、特に使用された
。菌株MW98−8Cのサンプルは、Baarn(Netherl、ands)
にあるCentraalbureau voor Schimmelkultu
ren (CBS)に、1988年9月16日に寄託され、それは寄託番号CB
557988として登録された。
本発明のタンパク質をコードしている発現プラスミドを用いて形質転換された酵
母菌株は、エルレンマイヤーもしくは21容、<イロ・ソトフアーメンター(S
ETRIC,France)中で、28℃で定常的な撹拌をしつつ高栄II培地
(YPD:酵母エキス1%、バクトペブトン2%、グルコース2%、またはYP
L 酵母エキス1%、バクトベブトン2%、ラクトース2%)において培養され
る。
ヒトG−C3Fの成熟形を含むMs t I l−Hlnd I I I制限断
片が、例えば、次の手法に従って作出される Kpn I −Hi nd I
I I制限断片が、最初に、鋳型として働くプラスミドBBG13のプライマー
としてオリゴデオキシヌクレオチド5Q2291 (5’−CへへGGATCC
AAGCる。プラスミドBBG13は、成熟ヒトG−CSFのB形(アミノ酸1
74個)をコードしている遺伝子を有するものであって、Br1tish Bi
o−technology Lim1ted、 0xford、 Englan
dより得られる。次いで、ヌクレオチドはぼ550個の酵素的増幅産物は、制限
酵素Kp旦Iおよび旦±ndll+で分解され、そして同じ酵素で切断されたベ
クターpUc19中にクローン化され、その結果、組み換えプラスミドpYG1
255を得る。このプラスミドは、MstIT−Hindrll制限断片の給源
であり、その塩基配列は、図1の配列に含まれる。同じポリペプチドる対応する
cDNAからPCR増幅技術によって作出されてもよい。これらのcDNAは、
当業者の技術、例えばAmersham販売のキットを用いて、G−C3Fを発
現するヒト細胞系、例えばヒト腫瘍細胞系CHU−例えば導入する部分の機能が
良好に現れるために、H3A部分とG−C3Fの間にペプチドリンカ−を挿入す
ることも、また適切であり得る。
この特別なリンカ−のグリシン残基をコードするコドンは下線部)およびS q
2741 (5’−CAccGGGGTACCGCCACC八CCT^^GC
C−3’) lこよへ、図1配列に一致する。
(実施例2:ISAおよびヒトG−C3F間の翻訳イン・フレーム(in−fr
ame)融合)
E、2.1. ISA−G、C3Fタイプの翻訳融合プラスミドpYG404は
、欧州特許出願第361.991号に記載されている。このプラスミドは、S
セレビシェのPGK遺伝子の翻訳開始ATGの上流に、本来隣接して存在する2
1個のヌクレオチドによって先行されるブレプローHSA遺伝子をコードしてい
るHindlll制限断片を含有する。より特別には、この断片は、3個の最も
多いC−末アミノ酸(ロインンーグリシンーロイシン残基)を除いて、ブレブロ
ーHA分子のC−末端における遺伝的な翻訳イン・フレーム結合によって位オチ
ド配列は、対応するキメラ(ISA−G、C3Fい図2、図形A参照)のポリペ
プチドとともに図1に示される。
Ms±II−Δpa+断片を除いて同一であるHindlll制限断片も、また
容易に作出することができ、それは、成熟G−C3FのB形が、I(S A分子
のC−末端および特定のペプチドリンカ−のC−末端において遺伝的な翻訳イン
・フレーム結合によって位置されるキメラタンパク質をコードする。例えば、こ
のリンカ−は、プラスミドpYG13E、2.2. G、C5F−H5Aタイプ
の翻訳融合特殊な実施態様においては、導かれる変異誘発とPCR増幅を組合わ
せた技術が、シグナルペプチド(例えばH3Aプレプロ領域) 、G−CSF活
性を有する遺伝子を含む配列、およびISAもしくはその分子変異体のひとつの
成熟形、の間の翻訳結合の結果生じるキメラタンパク質(図2、図形B)をコー
ドするハイブリッド遺伝子の構築を可能にする。
こららのハイプリント遺伝子は、好ましくは、Hindlll制限部位によって
、翻訳開始ATGの5°末端および翻訳終止コドンの3゛末端において隣接され
る。例えば、オリゴデオキシヌクレオチド5q2369 (5’−GTTCTA
CGCCACCTTGCGC−AGCCCGGTGGAGGCGGTGATGC
ACAC^^GAGTGAGGTTGCTCATCGG−3’、下線の残基(任
意に)は、この特別なキメラにおいて、4個のグリシン残基よりなるペプチドリ
ンカ−に対応する)は、プラスミドBBG13のヒトG−C3F成熟形が、IS
Aの成熟形の上流に隣接して導かれる変異誘発によって配置されることを可能と
し、その結果、中間体プラスミドAを作出する。同様にして、オリゴデオキシヌ
クレオチドS Q 2338 [5’ −CAGGGAGCTGGCAGGGC
CCAGGGGGGTTCGACGA^^CACACCCCTGGAATAAG
CCGAGCT−3’ (非コーディング鎖)、ヒトG−C3F(7)成熟形の
最初のN−末残基をコードするヌクレオチドに相補的なヌクレオチドは、下線部
である]は、H3Aプレプロ領域が、ヒトG−C3Fの成熟形の上流に隣接した
翻訳リーディングフレームにおいて、導かれる変異誘発によって結合されること
を可能とし、その結果、中間体プラスミドBを作出する。次に、図5のHind
lll断片は、プラスミドBの旦上ndlTI−3s±I断片(H3Aプレプロ
領域+成熟G−C3Fの[成熟G−C3F−(グリシン)、4−成熟H3A連結
]とを組み合わせることによって作出される。プラスミドpYG1301は、H
S Aプレプロ領域の下流に隣接して融合されたキメラG、C3F−G l y
4 ISAをコードするこの特殊なHindll+制限断片を含有する。
E、2.3. G、C3F−ISA−G、CSFタイプの翻訳融合これらの試験
課内での導かれる変異誘発およびDNA増幅の技術は、G−C3F活性をコード
する塩基配列が、ISAもしくはその分子変異体のひとつのN−およびC−末端
に結合されているハイブリッド遺伝子の構築を可能とする(図2、図形C)。こ
れらのハイブリッド遺伝子は、好ましくは、Hindll+制限部位によって、
翻訳開始ATGの5゛末端および翻訳終止コドンの3°末端において隣接される
。
(実施例3 発現プラスミドの構築)
前記実施例のキメラタンパク質は、調節的もしくは構成的な機能性プロモーター
、例えばプラスミドpYG105 (クリヴLロミセス・ラフ第36]、 99
1号に記載のプラスミドによって担持されるような/hイブリッドプロモーター
から、酵母において発現させることができる。
化され、それによって発現プラスミドpYG1266 (図3)が作出される。
プラスミドpYG105は、欧州特許出願第361.991号に記載のTI制限
部位が導かれる変異誘発によって破壊されており(オリゴデオキシヌクレオチド
5q1053:5’−GA^八TへCAT^^GCTCTTG−CCATTCT
CACCG−3’)、モしてURA3遺伝子をコードしているそのSa±l−3
acI断片は、旦Δ旦4プロモーター(旦見±l−H1ndlll断片の形で)
およびS、セレビシェのPGK遺伝子のターミネータ−(Hi n dIII一
旦且且I断片の形で)を含有する旦見±1一旦見旦■制限断片によって置換され
ている。プラスミドpYG105は、ゲネチシン(G418)の存在しない場合
における分裂にも非常に安定であり、そして特に炭素源がラクトースである場合
に、K、ラクチスの旦Δ且4プロモーターからキメラタンパク質を発現させるこ
とができる。その他の例示においては、プラスミドpYG106のHindl
l 1部位中に、生産性の方向でのプラスミドpYG1259のHindllI
制限断片のクローニングが、発現プラスミドpYG1267を作出する。プラス
ミドpYG1266およびpYG1267は、K、ラクチスのpΔ且4プロモー
ター(プラスミドpYG1266)もしくはS、セレビシェの匹ベプoモーター
(pYG1267)をコードするSa ] l−H1nd III制限断片を除
いて、もう一方のものと同質遺伝子的である。
その他の例示においては、プラスミドpYG105およびpYGloE、2.
1、参照)のクローニングが、それぞれ発現プラスミドpYG1351およびp
YG1352を作出する。
dl11制限断片(キメラG、C3F−Giy4 H5ASE、2.2゜参照)
のクローニングが、ぞれぞれ発現プラスミドpYG1302およびpYG130
3を作出する。
(実施例4.酵母の形質転換)
クリヴエロミセス属の酵母、特にK ラクチス菌株MW98−8CおよびC13
S 293 、 91の形質転換が、例えば、次のように応用された酢酸リチウ
ムを用いる全細胞の処理の技術[Ito et at、、 J、 Bacter
iol。
153 (1983) 163−168]によって実施される。細胞増殖は、2
8°CでYI)D培地5Qmlにおいて、撹拌しつつ、600gmにおける光学
密度(ODeoo) o、6〜08まで行われ;その細胞を低速度の遠心によっ
て回収し、生理TE溶液(10mMトリス−HCI pH7,4: 1mMET
)TA)で洗浄し、酢酸リチウム(TE中0.1M)3〜4mlにシ濁して、細
胞密度約2x108細胞/mlとし、次いてゆっくり撹拌しつつ30°Cで1時
間インキュベート・する。得られた受容能のある細胞墾濁液のQ、imlを、D
NAの存在下、そして道路濃度35%のポリエチレングリコール(P EG40
00. Sigma)において30801時間インキュベートする。42°Cで
5分の熱ショック後、その細胞を2回洗浄し、滅菌水0.2mlにv濁し、YP
D培地培地2マl6時間28°Cで培養して、Pilプロモーターの制御下ての
0RFI−APH融合の表現型発現を発現させる:次に、その細胞vf!濁液2
00μmを選択培地YPDのンヤーレ(G4]、8.200gg/ml)にプレ
ートする。そのンヤーレを28°Cて培養し、そして2〜3日の細胞増殖のi&
、形質転換株が出現する。
(実施例5 キメラの分泌)
G418添加の高栄養培地での選択後、組み換えクローンが、HS AとG−C
3Fのキメラであるタンパク質の成熟形を分泌する能力について試験される。プ
ラスミドpYG1266もしくはpY01267(ISA−G、C3F) 、p
YG1302もしくはpYG1303 (G、C8F GI y4 ISA)
、あるいはまたpYG135FもしくはpYG1352 (T−1sA−Gly
4 c、C3F)によって形質転換されたに、 ラクチス菌株CB5293.9
1に対応する数クローンが、28℃で選択用完全液体培地で培養される。次に、
その細胞上清液が、85%アクリルアミドゲルでの電気泳動後、クーマン−ブル
ー(図4、図形A)によるアクリルアミドゲルの染色によって直接に、あるいは
ヒトG−C8FもしくはI S Aに対する特異的なウサギポリクローナル抗体
を1次位体として用いるイムノブロッティングによって試験される。免疫的検出
実験においては、ニトロセルロースフィルターが、最初に特異抗体の存在でイン
キュベートされ、数回洗浄され、ビオチン化ヒツジ抗ウサギ抗体の存在でインキ
ュベートされ、次いでVectastain (Biosis S^、、 Co
mpiegne、 France)販売の”A B Cキット”を用いてアビン
ンーペルオキシダーゼ複合体の存在でインキュベートされる。次に、免疫反応は
、販売先の指示に従い、過酸化水素の存在下3.3−ジアミノベンジジンテトラ
ヒドロクロリド(Prolabo)を添加することによって視覚化される。図4
の結果は、l5A−G、C3Fハイブリツドタンパク質が、ヒトアルブミン(図
形C)およびヒトG−C3F (図形B)に対して導かれた抗体によって、とも
に認識されることを示している。図6の結果は、多分、H8A8AとG−C3F
部分の間のペプチドリンカ−の存在が、分泌経路中へのキメラの輸送におけるこ
れらの部分の独自の折り畳み(folding)に一層都合がよいために、キメ
ラI(S A −Gl y 4 G、CS F (列3)が、クリヴエロミセス
酵母によって特に良好に分泌されることを示している。その上さらに、N−未融
合(G、C3F−G I y4−ISA)もまた、クリヴエロミセス酵母によっ
て分泌される(図6、列1)。
(実施例6 分泌産物の精製および分子同定)実施例3による発現プラスミドを
用いて形質転換された菌株CB5293.91の培養の遠心分離後、その培養上
清液を、0.22mmフィルター(MilFpore)を通過させ、次いて分別
点(discrimination threshold)を30 k D a
に置(膜を用いる限外濾過(Amicon)によって濃縮される。次に、得られ
た濃縮液は、トリス−HCI (pH(3)の1M保存液を用いて50mMt−
リスーHC111m調整され、その後、同じバッファーで平衡にされたイオン交
換カラム(5ml) (Q Fast Flow、Pharmacia)に20
−m1画分て適用される。次いで、キメラタンパク質は、NaC14度勾配(0
〜」5M)を用いてそのカラムから溶出される。キメラタンパク質を含む両分が
集められ、5QmMl・リス−1(CI溶液(p I−(6)に対して透析され
、そして同じバッファーで平衡にされたQ Fast Flowカラム(111
11)に再び適用される。そのカラムからの溶出後、タンパク質を含む両分が集
められ、水に列して透析され、同定前に凍結乾燥される 同定においては、例え
ば、酵母CB5293.91によって分泌されるi(5A−G、C3Fタンパク
質の配列決定(Δplied Biosystcm)は、HSΔの期待されたN
−未配列(A s p−A l a −Hi s・・・)を示し、それは、ll
5Aの”ブ1フ”領域(図1)の二重のArg−Arg残基の隣接C−末側にお
けるキメラの正確な成熟を示している。
(実施例7 : ISAおよび(、−C3F間のキメラの生物学的活性)E、7
. 1. 試験管内の生物学的活性実施例6により精製されたキメラが、IL3
−依存マウス系NFS60の試験管内増殖を可能とするその能力について、本質
的にTsuchiyaら[Proc、 Natl八caへ、 Scj、 (19
86) 837633]の記載の方法によるトリチウムチミジンの取り込みを測
定することによって試験される。各キメラについて、測定は、活性産物の量と標
識チミジン(Amarsham)の取り込みとの間の関係が直線である領域内の
3点試験(その産物の3段階希釈)において3〜6回実施される。各ミクロタイ
トレーノヨンプレートにおいて、咄乳動物細胞で発現された組み換えヒトG−C
8Fからなる参照標準産物の活性も、組織的に組み込まれる。図7の結果は、ク
リヴエロミセス酵母によって分泌されたキメラH3/l−G、C3F (pYG
1266)が、NFS60系の細胞増殖シグナルを試験管内で導入することがで
きることを表している。この特別な場合においては、そのキメラの比活性(cp
m/質量モル濃度)は、参照標準G−C3F (結合されてない)のほぼ1/7
である。
E 72. 生体内活性
生体内顆粒球形成に関するISA/(’、−C3Fキメラの刺激活性が、ラント
(Sprague−Dawley/CD、250−300g、8−9週)におけ
る皮下注射後に試験され、咄乳動物細胞から発現された参昭欅準G−CS Fの
それと比較される。7動物を基本とし、試験される各生産物が、連続7日にわた
り(D I −D 7) 100m l ヲ!礎1m、肩甲骨背城中に皮下注射
される。血液500m1が、B I) −6、D2(第2回注射前)、D5(第
5回注射前)およびD8に採取され、血球計算が実施される。この試験において
、キメラHSA−G、C5F (pYG1266)の比活性(好中球形成ユニッ
ト/注射モル)は、参照標準G−C3Fのそれと同一である(図8)。この特別
なキメラは、試験管内では参照標準G−C3Fのそれの1/7の比活性を有する
ので(図7)、したがって、H3Aj、:G−CSFを遺伝的に結合させること
が、その薬動学的性質を好適に改変することを示している。
配列番号=1
G二AAAAAHA〒GT(TrCX:TCJ、丁c^GTC^GcTc^^入
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(任意に)
Figure 2
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配列番号
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Figure 5(bl
国際調査報告 PCT/FR93100086PCT/FR93100086
フロントページの続き
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C12R1:19)
(C12P 21102
C12R1:645)
I
A61K 37102 ABB
Claims (22)
- 1.本質的にタンパク質の安定化構造に結合された、G−CSFまたはG−CS F変異体の全てもしくは部分からなる活性部分を含有する組み換えポリペプチド 。
- 2.活性部分が:(a)図1に示された配列のThr586−Pro759残基 の間に位置するペプチド配列、(b)G−CSFの生物学的活性を保持したペプ チド構造(a)の部分、および(c)構造的改変(1個もしくはそれ以上の残基 の突然変異、置換、付加および/または欠落)によって構造(a)もしくは(b )から得られる構造、から選ばれる構造を有することを特徴とし、そしてG−C SFの生物学的活性、もしくは改変された活性を保持した請求の範囲1記載のポ リペプチド。
- 3.活性部分が安定化構造のN−末端に結合されることを特徴とする請求の範囲 1もしくは2記載のポリペプチド。
- 4.活性部分が安定化構造のC−末端に結合されることを特徴とする請求の範囲 1、2もしくは3記載のポリペプチド。
- 5.安定化構造が、長い血漿中半減期を持つポリペプチドであることを特徴とす る請求の範囲1ないし4の一つに記載のポリペプチド。
- 6.長い血漿中半減期をもつポリペプチドが、アルブミン、アポリボタンパク質 、免疫グロブリンさもなくばトランスフェリンのようなタンパク質であることを 特徴とする請求の範囲5記載のポリペプチド。
- 7.長い血漿中半減期をもつポリペプチドが、請求の範囲6記載のタンパク質の 構造的改変(1個もしくはそれ以上の残基の突然変異、置換、付加および/また は欠落、化学的改変)によって得られることを特徴とする請求の範囲5記載のポ リペプチド。
- 8.安定化構造が、それが使用される生物体に対して弱い免疫性があるか全く免 疫性のないポリペプチドであることを特徴とする請求の範囲5ないし7の一つに 記載のポリペプチド。
- 9.安定化構造が、アルブミンもしくはアルブミンの変異体であることを特徴と する請求の範囲5記載のポリペプチド。
- 10.請求の範囲1ないし9のいずれか一つに記載のポリペプチドをコードして いるヌクレオチド。
- 11.発現されるポリペプチドの分泌を可能とするリーダー配列を含有すること を特徴とする請求の範囲10記載のヌクレオチド。
- 12.転写開始領域および任意に転写終止領域の制御下における請求の範囲10 および11のいずれかに記載のヌクレオチド配列を含んでなる発現カセット。
- 13.請求の範囲12記載の発現力セットを含んでなる自己複製プラスミド。
- 14.請求の範囲10および11のいずれかに記載のヌクレオチド配列、または 請求の範囲12記載の発現力セット、または請求の範囲13記載のプラスミドを 挿入された組み換え真核もしくは原核生物細胞。
- 15.酵母、動物細胞、真菌類もしくは細菌であることを特徴とする請求の範囲 14記載の組み換え細胞。
- 16.酵母であることを特徴とする請求の範囲15記載の組み換え細胞。
- 17.サッカロミセス(Saccharomyces)もしくはクリヴェロミセ ス(Kluyveromyces)属の酵母であることを特徴とする請求の範囲 16記載の組み換え細胞。
- 18.請求の範囲1ないし9の一つで定義されたポリペプチドを調製する方法で あって、請求の範囲14ないし17の一つに記載の組み換え細胞が、発現の条件 下で培養され、そして生産されたポリペプチドが回収されることを特徴とする方 法。
- 19.請求の範囲1ないし9のいずれか一つに記載のポリペプチドを1個もしく はそれ以上含んでなる医薬組成物。
- 20.顆粒球の数および/または活性が刺激されることを必要とする全ての病理 学的状況における使用のために意図された請求の範囲19記載の医薬組成物。
- 21.白血球減少状態またはある種の白血病の予防もしくは治療のために意図さ れた請求の範囲20記載の医薬組成物。
- 22.移植またはがん治療の場合において、免疫系を回復させるために使用され る請求の範囲20記載の医薬組成物。
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