JPH07504886A - 細胞調節因子のインヒビターおよびはん痕形成を予防または緩和する方法 - Google Patents

細胞調節因子のインヒビターおよびはん痕形成を予防または緩和する方法

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JPH07504886A JP5509458A JP50945893A JPH07504886A JP H07504886 A JPH07504886 A JP H07504886A JP 5509458 A JP5509458 A JP 5509458A JP 50945893 A JP50945893 A JP 50945893A JP H07504886 A JPH07504886 A JP H07504886A
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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】 −「 のインヒビ − およびはん ヅ を または る 本発明は、国立癌研究所からの政府の認可CA 30199、CA 42507 およびCA 28g96の下で成し遂げられた。従って、合衆国政府は、本発明 における権利を有し得る。
l胛旦背1 本発明は、細胞生物学、さらに詳細には、細胞増殖の制御に関する。プロテオグ リカンは、1つまたはそれ以上のグリコサミノグリカン鎖を有するタンパク質で ある。公知のプロテオグリカンは、種々の広範囲な機能をはたし、種々の細胞部 位で見いだされる。多くのプロテオグリカンは、細胞外マトリックスの成分であ り、細胞外マトリックスにおいて、このプロテオグリカンは細胞を集合させ、細 胞をマトリックスに付着させる。
細胞外マトリックスの主要な機能の1つは、増殖因子を貯蔵し、細胞に与えるこ とである。プロテオグリカンは、増殖因子結合の重要な媒介物であり、そのコア タン7<り質およびグリコサミノグリカン部分を介して相互作用することによっ て種々の増殖因子の生物学的活性を変化させることが示されている( Ruos lahti、1989年; RuoslahtiおよびYamaguchi、  1991年)。
グリコサミノグリカンに結合する増殖因子には、酸性および塩基性FGF (B urgessおよびMaciag、 1989年を参照)、GM−CSF、イン ターロイキン−3(Robertsら、1988年)、プレイオドロフィン(L iら、1990年)、アンフィレグリン(5hoyabら、1988年)、HB −EGF (Higashiyamaら、1991年)および血小板因子4 ( Huangら、1982年)が含まれ、これらはそれぞれヘパリンおよびヘパラ ン硫酸塩に活発に結合する。FGFのヘパリンまたはヘパラン硫酸塩プロテオグ リカンへの結合により、増殖因子はタンパク質分解から保護され、マトリックス に結合した増殖因子貯蔵部を形成すると思われる(Sakselaら、1988 年; Gospodaroviczら、1990年)、この貯蔵部から増殖因子 が、プロテオグリカンのコアタンパク質の部分的分解またはプロテオグリカンの ヘパラン硫酸塩部分の分解を介して、活性型で放出され得る(Sakselaお よびRifkin、1990年; Ishai−Michaeliら、1990 年)。塩基性FGFは、グリコサミノグリカンと結合し、シグナルトランスダク ションレセブターと相互作用し得る( Yayonら、1991年; Rapr aegerら、1991年)。
TGF−βのプロテオグリカンへの結合は、種々のタイプの増殖因子−プロテオ グリカン相互作用を示す。TGF−βは、少なくとも2つのプロテオグリカンの コアタンパク質に結合することが示されている。これらのプロテオグリカンの1 つは、デコリン、すなわち、そのコアタンパク質を介してTGF−βと相互作用 し得る小さな間質細胞外マトリックスプロテオグリカンである( Yamagu chiら、1990年)。PC−11またはPG−40とじても知られるデコリ ンは、繊維芽細胞によって生成される小さなプロテオグリカンである。そのコア タンパク質の分子量は、約4Q、 Gooダルトンである。そのコアは、配列決 定され(にrusiusおよびRuoslahti、 Proc、 Natl、  Acad、 Set、 USA 83ニア683(1986); Dayら、 Biochet J、 248+801 (19B?)、これらの文献は、本明 細書に参考として援用される)、コンドロイチン硫酸/デルマタン硫酸タイプの 単一なグリコサミノグリカン鎖を有することが知られている(本明細書に参考と して援用したPearsonら、J、 Biol、 Chew、 258:15 101 (1983)を参照)。
デコリンの機能で、以前から公知の唯一の機能は、夏型およびII型コラーゲン への結合、およびこれらのコラーゲンによるフィブリル形成に対する効力である ( Vogelら、Biochem、J、223:587 (1984); 5 ctuaidtら、 J、Ce1l Biol、104:1683、(1911 7))。デコリン(KrusiusおよびRuoslahti、 1986年) は、主として、20から24個のアミノ酸からなるロイシンリッチ繰り返し単位 (leucine−rich repeats)からなる、約40kDaのコア タンパク質によって特徴づけられる一群のプロテオグリカンの始原型である(P atthy、 1987年)。これまで、この群のプロテオグリカンの4つのメ ンバーがクローニングされ、デコリンに加えて、これらは、パイグリカン(bi glycan) (Fisherら、1989年)、フィブロモジュリン(Ol dbergら、19119年)およびルミカン(Blochbergerら、1 992年)である。デコリンおよびパイグリカンは遍在性であるが、デコリンお よびパイグリカンは、組織内で全く分かれて存在する、すなわち、デコリンは組 織の細胞外マトリックス内により多く存在して、i型コラーゲンに結合しくVo gelら、1984年; 5cott。
1986年; BrownおよびVogel、1989年)、そしてパイグリカ ンは細胞の周囲により近接して存在する( Biancoら、1990年)。
フィブロモジュリンは、軟骨、酢、強膜に高濃度で幾分か限定されて分散するが 、皮膚および無機質化骨においては低濃度で分散する(Heinegardら、 1986年)。ルミカンは、主に、角膜に見いだされる( Bloehberg erら、1992年)。これらのタンパク質は共に、タンパク質のスーパファミ リーを形成する(Ruoslahti、 Ann、 Rev、 Ce1l Bi ol、 4:229. (1988); McFarI andら、5cien ce 245:494 (1989))。
第2のタイプのTGF−β結合プロテオグリカンは、txt型TGF−βレセプ ターであるベータグリカンである( Segariniおよび5eyedinら 、1988年; Andresら、1989年)。ベータグリカンは、明らかに 、TGF−βシグナルトランスダクシ璽ン経路には関与しないが、TGF−βを そのシグナルトランスダラシ1ンレセブタに与える細胞表面TGF−β貯蔵部と して機能し得る細胞膜プロテオグリカンである( L6pez−Casil l asら、1991年;fangら、1991年)。
形質転換増殖因子β(TGF−β)は、多くのタイプの細胞によって種々の形態 で生成される多機能細胞調節因子のファミリーである(Spornら、J、 C e1l Biol、 105:1039. (19B?)を参照)。5つの異な るTGF−βが公知であるが、2つのTGF−β、TGF−β1およびTGF− β2の機能のみが詳細に特徴づけられている。TGF−βは、米国特許第4.! 163.899号;第4.816.561号;および第4.742.003号の 主題であり、これらの特許は、本明細書中で、参考として援用されている。TG F−β1およびTGF−β2は、商業上、多くのルートから入手可能である(例 えば、R&DSystems、 Inc、、 Minneapolis、 MN ) o 細胞によっては、TGF−βは、細胞増殖を促進するが、細胞増殖を抑 制する場合もある。TGF−βの顕著な効力は、細胞外マトリックスタンパク質 およびそれらのレセプターの生成を細胞によって促進することである( Kes ki−Ojaら、J、 Ce1l Biochea+ 33:95 (19B? ) ; Massague、Ce1l 49:437 (1987); rPe ptides Growth Factorsand Their Recep torsJのRober tsおよび5porn [Springer−Ver lag、 )Ieidelbergl (1989)を参照)。
TGF−βが、多くの重要な細胞制御機能を有しているのに対して、不適当なT GF−β活性は、生物に有害であり得る。間葉の成長および開票細胞の増殖は、 TGF−βによって刺激されるため、い(つかの腫瘍細胞は、自己分泌増殖因子 としてTGF−βを使用し得る。従って、TGF−βの増殖因子活性が妨害され るなら、腫瘍増殖は制御され得る。場合によっては、TGF−βによる細胞増殖 の阻害は、傷ついた組織の治癒を妨げ得るという点において有害であり得る。T GF−βによる細胞外マトリックス生成の刺激は、創傷治癒などの場合に重要で ある。しかし、場合によっては、人体は、この応答を非常に遠方でとらえ、細胞 外マトリックスの過剰な蓄積が引き起こされる。細胞外マトリックスの過剰な蓄 積の例としては、TGF−βの有害な関与を伴う疾病である糸球体腎炎が挙げら れる。
従って、TGF−βなどの細胞調節因子の効力を変化させ得る化合物を開発する 必要がある。本発明は、この要求を満足し、それに関連した利点を提供する。
及豆囚斐1 本発明は、細胞調節因子の活性を阻害する方法であって、細胞調節因子を精製ポ リペプチドに接触させる工程を包含し、ポリペプチドが、タンパク質の細胞調節 因子結合ドメインを含み、タンパク質が、約24個のアミノ酸からなるロイシン を多量に含む繰り返し単位によって特徴づけられる、方法を提供する。特定の実 施態様では、本発明は、デコリン、すなわち、通常1つのグリコサミノグリカン 鎖を有する40.Gooダルトンのタンパク質の、TGF−βを結合する能力に 関する。本発明はまた、形態回復因子(MRF)として称される新規な細胞調節 因子を提供する。さらに、細胞調節因子および細胞調節因子に結合し、その活性 に影響を与えるタンパク質を同定し、検出し、精製する方法が提供される。
本発明は、さらに、創傷にデコリンまたはデコリンの機能的等傷物を投与するこ とによって、はん痕形成を予防または緩和する方法に関する。この方法は、熱傷 、外傷または手術から生じる皮膚創傷に特に有用である。さらに、本発明は、デ コリンまたはデコリンの機能的等価物と、このような方法に有用な薬学的に許容 可能な担体とを含有する薬剤組成物を含む。最後に、デコリンを投与することに よる病理症状を予防または抑制する方法もまた提供される。
図面の簡単な説明 図1は、セリン受容体部位のアラニンへの変異を含むデフリンcDNAの発現を 示す。CO5−1培養物を、野生型デフリン(レーンl)、セリン−4残基がア ラニンで置換されたデフリン(レーン2)、またはセリン−4残基がスレオニン で置換されたデフリン(レーン3)をコードするcDNAでトランスフェクトし た。抗デコリン抗体および35S−硫酸塩(A)またはJ−ロイシン(B)で標 識した培地を用いて免疫沈降を行った。
レーン4は、模擬トランスフェクトcos−を培養物からの免疫沈降物を示す。
矢印は、ゲルの頂部を示す。数字は、分子量標準のvrxto−’を示す。
図2は、[12’II−TGF−β1とデフリンセファロースとの結合ヲ示す。
図2Aは、デコジンーセファロースアフイニテイークロマトグラフィーによる[ 12511−TGF−β1の分画を示す。[125+]−TGF−β1 (5X  10105cpを、0.2mlの充填デフリンセフ10−ス(・)またはIM のNaC1および0.05%のTween 20を含む2111のPBS pH 7,4中のゼラチン−セファロース(O)と、BSAでコートされたポリプロピ レン管中でインキュベートした。−昼夜インキュベートした後、アフィニティー マトリックスを、BSAでコートされた使い捨てカラム(Bio Rad)に移 し、結合緩衝液で洗浄した。まず、この結合緩衝液中3MのNaC1で溶出を行 い、次いで、同一の緩衝液中8Mの尿素で溶出した。図2Bは、非還元条件下で 、5DS−ボッアクリルアミドゲルによるデフリン−セファロースアフィニティ ークロマトグラフィーの溶出物の分析を示す。レーン1:オリジナルの[125 目標識TGF−βl試料;レーン2−7:素通り画分および洗浄画分;レーン8 −10:3MのNaC1画分; レーン11−14:8Mの尿素画分。
矢印は、12%の分離ゲルの頂部および底部を示す。
図3は、プロテオグリカンおよびそのコアタンパク質による、[”51F−TG F−βlとデフリンとの結合の阻害を示す。図3Aは、組換デフリン(・)、ウ シの皮膚から単離されたデフリン(PCII) (■)、ウシの関節軟骨(PC I)がら単離されたパイグリカン(ム)、ニワトリの軟骨プロテオグリカン(0 )、およびBSAC口)による、[’ 2513−TGF−β1と、デフリンで コートされたマイクロタイターウェルとの結合の競合を示す。
各点は、2組の決定群の平均を示す。図3Bは、[’ 251 ]−TGF−β lと、コンドロイチナーゼABC処理プロテオグリカンおよびBSAとの結合の 競合を示す。競合物質の濃度を、無傷のプロテオグリカンとして表した。ンンボ ルは、図3Aのシンボルと同一である。
図4は、デフリンによるTGF−β1の増殖調節活性の中和を示す。図4Aは、 デフリンによるCll0細胞のTGF−βlで誘発された増殖の阻害を示す。[ 3旧チミジン取り込みアッセイは、5ng/mlのTGF−β1と示されたII の精製デフリン(・)またはBSA (○)との存在下で、図1で説明したよう に行った。使用した濃度では、TGF−β1は、CHO細胞における[1月チミ ジン取り込みの50%増加を誘発した。データは、この増殖刺激の中和パーセン トを示す。すなわち、TGF−βlまたはデフリンのどちらかが欠如している場 合の[3旧チミジン取り込みが0%であり、TGF−βは存在するが、デフリン が存在しない場合の取り込みが100%である。各点は、3組の試料の平均上標 準偏差を示す。図4Bは、デフリンによる、MvLu細胞におけるTGF−β1 で誘発された増殖阻害の中和を示す。アッセイは、TGF−β1を0.5ng/ mlで加えたこと以外は、Aと同様に行った。このTGF−β1の濃度は、Mv Lu細胞における[3月チミジン取り込みの50%減少を誘発した。データは、 TGF−βで誘発された増殖阻害の中和を示す。すなわち、TGF−βかっデフ リンが欠如している場合の[1月チミジンの取り込みが100%であり、TGF −βは存在下するが、デフリンが存在しない場合の取り込みが0%である。
図5Aは、ゲルろ過による、デコジン発現CIO細胞からの増殖阻害活性の分離 を示す。デフリン過剰発現細胞の無血清の馴化培地を、中性トリスIIcI緩衝 液中でDEAE−セファロースクロマトグラフィーにより分画し、増殖阻害活性 を含む画分をプールし、グアニジン−HClで4Mにし、同一のグアニジン−H C1溶液で平衡化したセファロースCL−6Bカラム上で分画した。
画分のタンパク質含有量、デフリン含有量および増殖調節活性を分析した。マー カータンパク質の溶出位置を矢印で示す。
BSA:ラン血清子ルブミン(Mr=66.000) ; CA:炭酸脱水酵素 (Mr=29,000) ; CY:チトクロームc (Mr=12.400)  ; Ap:アプロチニン(Mr□6,500) ; TGF:[+25I]− TGF−β1 (Mr=25,000) 0図5Bは、ゲルろ過により得られる 増殖刺激物質のTGF−βlとしての同定を示す。セファロース6Bからの後期 画分の増殖刺激活性(パネルAの棒線)を、抗TGF−β抗血清に由来するプロ ティンA精製1gGを用いてその活性を阻害することによって同定した。データ は、[3旧チミジン取り込みアッセイにおける増殖刺激活性の阻害パーセントを 示す。各点は、3組の決定群の平均±標準偏差を示す。抗−TGF−β1(・) 、正常ウサギIgG (○)。
図6は、TGF−β1に対する抗体によって抑制されないデフリン結合細胞調節 活性を示す顕微鏡写真を示す。
図7は、デフリンが、HepG2細胞上での[’ 25II−TGF−βとII I型TGF−βレセプター(βグリカン)との結合を阻害することを示す。図7 8は、4−12%の5DS−PAGE上で分解されたHepG2細胞の非還元溶 解物を示す。図7bは、4−12%の5DS−PAGE上で分解された還元溶解 物を示す。デフリン(10,000Xモル過剰)存在下での、βグリカンバンド (約300kDa)および非架橋バンド(TGF−βを含まない、25kDa) の強度の減少を示す。
図8は、デフリンが、MG−63細胞上での[’ 2511−TGF−βと11 r型TGF−βレセプターとの結合を阻害することを示す。図88は、非還元条 件下での、4−12%の5OS−PAGE上の溶解物の分解を示し、図8bは、 還元条件下での結果を示す。
図9は、デフリン(DC−9,DC−12)およびバイオグリカンが、[”l] −TGF−βと固定デフリンとの結合を阻害すること示す。
図1Oは、[1251]−TGF−βとHepG2細胞との結合をデコリンが阻 害する場合の濃度依存性を示す。
図11は、cDNAから推定されたヒトフィブロモジニリンのアミノ酸配列を示 す。ヒトフィブロモジニリン配列を、ウシのフィブロモジニリン(Oldber gら、19119年)、ヒトデコリン(KrusiusおよびRuoslaht +、 1986年)およびヒトバイグリカン(Fisherら、1989年)の アミノ酸配列と並べて示す。星印は、推定されたシグナル配列を欠失するプロテ オグリカンコアタンパク質のN)+2−末端が、連結部位に付加されたさらに2 つのアミノ酸(グリシンおよびセリン)を有するE、coli−マルトース結合 タンパク質(MBP)に融合した配列位置を示す。
同一のアミノ酸は箱印で囲んでいる。
図12は、プロテオグリカン融合タンパク質の原核発現ベクターの構築を示す。
親ベクターpQE−8は、Bglll/Ba+m旧−MBPフラグメントを挿入 することによって改変した。このフラグメントはまた、因子Xaプロテアーゼ開 裂部位を含み、プロテオグリカンコアタンパク質挿入フラグメントを導入するた めの唯一のBa+*HIクローニング部位を提供した。[lBS =リポソーム 結合部位+ 6Xli5=連続した6個のヒスチジンのコード配列: MBP= E、coli−マルトース結合タンパク質のコード配列;(0=λフアージの転 写ターミネータ−「toJ (Schwartzら、1987年) ; caL =クロラムフェニコールアセチルトランスフェラーゼのプロモーター非含有遺伝 子; T1=E、coli rrnBオペロンの転写ターミネータ−TI (B rosiusら、1981年)。
図13は、精製された組換プロテオグリカンコア融合タンパク質のゲル電気泳動 による分析を示す。各精製タンパク質(1μg/ウェル)を、4−20%(7) NaDodSOa −ホリ7 り’J 7 ミF ケルに充填した。非還元条件 下で電気泳動を行った後、ゲルをクーマシープル−R−250で染色した。A= マルトース結合タンハク質; B=MBP−ハイク’7 h ン; C=MBP −7’:l !J 7; D=MBP−フィブロモジニリン。分子量マーカータ ンパク質のサイズ(kDa)を示す。
図14は、放射標識プロテオグリカン融合タンパク質およびMBPと、TGF− β1でコートされたマイクロタイターウェルとの結合を示す。TGF−βlを、 示された濃度(75μl/ウエル)中で使用して、マイクロタイターウェルをコ ートした。ウェルを1251で標識されたMOP−パイグリカン(■)、MBP −デコリン(・)、MBP−フィブロモジニリン(ム)またはMBP (◆)と インキュベートした。一定量(約50.000cp+e/ウエル、比活性230 0−2800CI/*mol)の標識タンパク質を、TGF−βlでコートした ウェル(全容量100μl)に加えた。37℃で6時間インキュベートした後、 ウェルを4回洗浄した。ガンマ線計数管で全ウェルを計数することによって、T GF−β1−結合を測定し、ウェルに加えられた標識タンパク質の全量のパーセ ントとして表す(±S、 D、 )。
図15は、TGF−βlに結合するプロテオグリカンコアタンパク質の特異性を 示す。マイクロタイターウェルを、示されたタンパク質(75μl/ウエル、3 μg/+il)でコートした。1251−MBP−バイオグリカン(斜線のはい った棒線)、”’I−MOP−デコリン(黒塗りの棒線)または”’I−MBP −フィブロモジコリン(クロス斜線のはいった棒線)をウェル(全容量100μ l)ニ加えた。37℃で6時間インキュベートした後、ウェルを3回洗浄し、ガ ンマ線計数管で計数した。結合(±S、 O,>は、ウェルに加えられた標識タ ンパク質の全量のパーセントとして表される。
図16は、MBP−パイグリカンとTGF−βlとの結合の時間経過を示す。+ 2J−MBp−パイグリカンを、4℃(・)または37°C(■)でそれぞれ、 TGF−βlでコートされたウェル(75μ111ug/ml)に加えた。示さ れたタイム期間後、ウェルを3回洗浄し、ガンマ線計数管で計数した。結合(± S、 D、 )は、加えた12’I−MBP−パイグリカンの全量のパーセント として表す。
図17は、プロテオグリカン融合タンパク質および無傷のプロテオグリカンによ る、バイグリカン融合タンノヤク質とTOF−β1との結合の阻害を示す。+2 51−MBP−パイグリカンとTGF−βlとの結合を、示された濃度の(A) 非標識のMBP−BG (!I)、MBP−DEC(・)、MBP−FM (ム )またはMBP (◆)または(B)精製されたパイグリカン(閣)、デコリン (・)またはフィブロモジニリン(ム)の存在下で測定した。37°Cで6時間 インキュベートした後、ウェルを3回洗浄し、ガンマ線計数管で計数した。結合 (±S、D、)を競合物質の非存在下で結合した放射1m(7)パーセントとし て表す。
図18は、放射標識されたTGF−β1、−β2および一β3と、パイグリカン 融合タンパク質でコートされたマイクロタイターウェルとの結合の競合を示す。
1′■で標識されたTGP−β1(黒塗りの棒線)、TGF−β2(斜線のはい った棒線)またはTGF−β3(白ぬきの棒線) (5G、OOOcpm/ウェ ル、比活性s、ooo〜7.0OOCI/wnol)と、表面結合されたMBP −パイグリカン(コーティング濃1i10μg/ml、75μl/ウエル)との 結合を、非標識のMBP−BG、 MB−DEC%MBP−FM、 MBP、パ イグリカン、デコリンまたはフィブロモジニリン(18M)の非存在(対照)ま たは存在下で調べた。結合を、ウェルに加えられた標識されたTGF−β1.2 または3の全量のパーセント(±S、 D、 )として表されるように、非特異 的結合に対して補正した。
図19は、プロテオグリカン融合タンパク質による、標識TGF−β1とMvL u細胞との結合の競合を示す。 (A)48ウエルプレート中で培養しMvLu  ミンク肺細胞の半集密性(5ubconf Iuent)培養物を、全量10 0μ+中で非標識のTGF−β1 (20nM)または示された濃度のプロテオ グリカン融合タンパク質の存在下(n、 s、 )または非存在下(Bo)で、 +251−7(Hp−β1 (100pM)とインキュベートした。4℃で4時 間インキュベートした後、細胞を4回洗浄した。次いで、細胞を1%のTrit on−Xi00中で40分間溶解し、ガンマ線計数管で放射活性をアッセイした 。結合(±S、D、、 n=3)は、加えられた+251−TGF−β1の全量 のパーセントとして表す。(B) ミンク肺細胞を、24ウエルプレート中の非 標識のTGF−β(20nM)またはMBP−融合タンパク質(3μM)の非存 在または存在下で、”’I−TGF−β1(1009M)とインキュベートした 。4℃で4時間インキュベートした後、細胞を、スペリン酸ジスクシンイミジル の架橋剤で処理し、NaDodSOa−PAGEおよびオートラジオグラフィー で分析した。競合物質(a)の非存在下での、TGF−β1 (b) 、MBP −BG(c)、MBP−DEC(d)、MBP−FM (e)またはMBP(f )の結合。予め染色したマーカータンパク質の位置を示す。丁GF−βI型およ び1!型レセプター、およびベータグリカン(β−G)の位置を示す。矢印は、 レセプターおよびベータグリカン(β−G)を指し示す。
灸朋9JIUL敬咀 TGF−βの生産の増加は、細胞外マトリックス成分の蓄積によって特徴づけら れる多数の線維症の疾病において、重要な要素であることが見いだされている( BorderおよびRuoslahtt、 1992)。フィブロネクチン、コ ラーゲンおよびテネイシン(IgnotzおよびMa’ssagues 198 6HVergaら、1987; Pearsonら、198g)のほかに、TG F−βもまた、プロテオグリカンの発現を促進する(BassolsおよびMa ssagure、 1988) o メサンギウム細胞では、TGF−βによる 誘発後、デフリンとバイグリカンの両方が50倍にも増加し得る( Borde rら、1990a)のに対して、線維芽細胞ではパイグリカンのみが増えるよう である( Romarisら、1992; Kahariら、1991)。フィ ブロモジニリンはこの点については研究されていない。TGF−βは実験的に誘 発された糸球体腎炎の病原において、極めて重要な役割を果たし、その最も臨界 的な発現は糸球体での細胞外マド1ルツクスの蓄積である(Borderら、1 990)。近年の研究は、組換デフリンを糸球体腎炎のラットに注入すると、マ トリックス蓄積を抑制し得ることを示している( Borderら、1992) 。本発明は、フィブロモジニリンがそのような状態においてさらに効果的である ことを示している。デフリン型プロテオグリカンの活性を中和する丁GF−βは 、これらの分子に基づいて、新規な型の治療法を開発し得ることを示している。
本発明は、細胞調節因子の活性を阻害する方法を提供する。
この方法は、細胞調節因子を精製ポリペプチドと接触させることを包含し、ここ でこのポリペプチドは、タンパク質の細胞調節因子結合ドメインを含み、そして このタンパク質は約24のアミノ酸のロイシンリッチ繰り返し単位によって特徴 づけられる。癌のような疾病は、制御されない細胞の増殖によるものなので、本 発明はそのような疾病の処置に用いられる。
「細胞調節因子」は、細胞の活性を調節し得る分子を意味する。細胞調節因子と は、一般には細胞表面レセプターを結合させるタンパク質で、増殖因子を含む。
細胞調節因子の例は、5つのTGF−β、血小板由来増殖因子、上皮成長因子、 インシュリン様成長因子lおよび11、線維芽細胞増殖因子、インターロイキン −2、神経成長因子、造血細胞増殖因子(IL−3、GM−CSF%M−CSF 、 G−CSF、エリトロポイエチン)および以下でrMRFJと称する新しく 発見された形態回復因子を含む。種々の調節因子は、調節因子の活性を影響し得 る種々のタンパク質によって結合し得る。例えば、TGF−β1はデフリン、バ イグリカンおよびフィブロモジニリンにより、MRFはデフリンにより結合する 。
「細胞調節因子結合ドメインjは、細胞調節因子に結合するタンパク質のフラグ メントを意味する。本明細書に記載される特定の実施例はタンパク質を利用する が、結合活性を保持するタンパク質フラグメントが本発明の範囲内に含まれてい ることが理解される。そのような活性を保持するフラグメントは、例えばデフリ ンをTGF−βに、あるいはロイシンリッチ繰り返し単位を含む他のポリペプチ ドをその同族体増殖因子に結合することを競合的に阻害する能力により認識され 得る。1例として、フラグメントは未変性のポリペプチドの加水分解、あるいは 周知のアミノ酸配列に基づくフラグメントの合成によって得られ得る。そして、 そのようなフラグメントは、競合アッセイに用いられ、結合活性を保持するかど うかが決定され得る。例えば、デフリンは、実施例11の方法によるように、親 和性マトリックスに付着し得る。次いで、標識TGF−βおよび当該のフラグメ ントは親和性マトリックスと接触し得、それに結合するTGF−βの量が測定さ れ得る。
本明細書で用いられるように、「デフリン」は、KrusiusおよびRuos lahti (前出)においてデフリンに属する構造的特徴を実質的に有するプ ロテオグリカンを称している。ヒト線維芽細胞デフリンは、Krusiusおよ びRuoslahti (前出)に示されるアミノ酸配列を実質的に有している 。「デフリン」は、未変性の組成物と、機能的特徴を実質的に保持する改変物と の両方を称している。デフリンコアタンパク質は、実質的にグリコサミノグリカ ンとは置換を行わないデフリンを称し、デフリンの定義内に含まれる。デフリン は、変異あるいは他の手段(例えば、グリコサミノグリカン鎖をコアタンパク質 に付着させることのできない細胞において、組換デフリンを生成すること)によ って、グリコサミノグリカンを取り除く。
デフリンの機能的等傷物は、デフリンの機能的特徴を保持するデフリンの改変物 、および、例えばデフリンと類似の機能的活性を有するパイグリカンおよびフィ ブロモジニリンのような、デフリンと相同性の分子を含む。改変物は、例えば、 デフリンコアタンパク質の機能的活性に干渉しない1つまたはそれ以上の側鎖の 付加を含む。
各々の調節因子結合タンパク質は、タンパク質の約80%を構成し得る約24の アミノ酸のロイシンリッチ繰り返し単位を含有するので、結合活性を保持するフ ラグメントは、ロイシンリッチ繰り返し単位において生しると思われる。しかし 、結合活性が、カルボキシ末端アミノ酸、あるいは繰り返し単位とカルボキシ末 端アミノ酸との連結部分に存在することは考えられる。
本発明は、当業者が細胞調節因子に結合し得るタンi4り質、あるいは特定のフ ァミリーのタンパク質に結合する細胞調節因子を同定し得る一般的な方法を教示 する。本発明はまた、これらの新規なタンパク質、あるいは周知の在来のタン/ くり質を、細胞調節因子の活性に影響を及ぼすかどうかを測定するためにアッセ イし得る一般的な方法を教示する。特1こ、本発明は、デフリンおよびバイグリ カンがTGF−βおよびMRFと結合し、そのような結合によりTGF−βの細 胞調節機能が抑制される、という発見を教示している。さらに、デフリンおよび パイグリカンは、約80%相同であり、ロインン残基の配列が保存されている約 24のアミノ酸のロイシンリッチ繰り返し単位を含有する。定義されているよう に、各繰り返し単位は、一般的に少なくとも2つのロイシン残基を含有し、5つ またはそれ以上のロインン残基を含有し得る。故に、これらのプロテオグリカン は、同じタンパク質ファミリーのメンバーであると考えられる。Ruoslah ti (前出)、Fisherら、J、 Rial、 Chet、 264:4 571−4576 (1989)およびPatthy%J、 Mo1. Bi。
1、、198:567−577 (1987)を参照。すべては参考として援用 される。このロイシンリッチ繰り返し単位、すなわちフィブロモジュリンを有す る、他の周知のあるいは最近発見されたタンパク質は、類似の細胞調節活性を有 すると思われる。このようなタンパク質の細胞調節因子と結合する能力は、例え ば、アフィニティークロマトグラフィー、あるいは実施例1■に記載されるよう にTGF−βなどの周知の細胞調節因子を用いるマイクロタイターアッセイによ り、容易に試験され得る。あるいは、最近発見された細胞調節因子は、例えば、 1つまたはそれ以上の調節因子結合タンパク質を用いたアフィニティークロマト グラフィーによって、いずれも試験され得る。一旦そのような結合が生じること が決定されると、実施例I11に記載される増殖アッセイなどの方法により、す べての調節因子の活性への結合の影響を測定する。さらに、当業者は、実施例に おいて、新規な細胞調節因子をTGF−βと、あるいは、新規なロイシンリッチ 繰り返し単位タンパク質をデフリンあるいはパイグリカンと、単に置換すること で、それらの活性を測定し得る。故に、本発明は、新規な細胞調節因子とこれら の因子の活性に影響を及ぼすタンパク質とを同定し試験するための、一般的な方 法を提供する。
本発明はまた、精製ポリペプチドに付着する細胞調節因子を含む新規な精製化合 物であり、ポリペプチドが、タンパク質の細胞調節因子結合ドメインを含み、タ ンパク質が、約24のアミノ酸のロイシンリッチ繰り返し単位によって特徴づけ られる、化合物を提供する。
さらに本発明は、約20kdの分子量を有するMRFと称される新規な精製タン パク質を提供する。このタンパク質は、CIO細胞から単離され得、非解離条件 下でデフリンと共精製し、解離条件下でデフリンから分離し、形質転換3T3細 胞の形態を変化させ、抗TGF−β1抗体により阻害されない活性を有する。さ らに、HPLCにおいて、MRFはTGF−β1から分離する。
さらに本発明は、細胞調節因子を精製する方法を提供する。
この方法は、この調節因子を、細胞調節因子と結合し、そして約24のアミノ酸 のロイシンリッチ繰り返し単位を有するタンパク質と接触させて、タンパク質と 結合するようになる調節因子を精製することを包含する。この方法は、例えば、 デれ得る。
さらに本発明は、TGF−β−調節活性により生じた病状を処置する方法を提供 する。この方法は、TGF−βを精製ポリペプチドと接触させることを包含し、 ここで、このポリペプチドはタンパク質のTGF−β結合ドメインを含み、そし て、このタンパク質は約24のアミノ酸のロイシンリッチ繰り返し単位により特 徴づけられており、それによって病状がもたらされる活性を妨害するか、あるい は低下させる。本方法は一般的に用いられ得るが、処置され得る病状の特定の例 は、癌、線維症の疾病、および糸球体腎炎を含む。例えば、線維症の癌では、デ フリンはTGF−βに結合するために使用され得、癌細胞におけるTGF−βの 増殖刺激活性を破壊する。他の増殖性の病状は、慢性関節リウマチ、動脈硬化症 、成人呼吸促進症候群、肝硬変、肺線維症、術後心筋梗塞、心臓線維症、血管形 成術後回狭窄、腎間質性線維症、およびケロイドおよびはん痕形成などの特定の 皮膚線維症の症状を含む。
本発明はまた、細胞調節因子の阻害を妨害する方法を提供する。本方法は、細胞 調節因子の活性を阻害するタンノくり質を、このタンパク質の活性を阻害する分 子に接触させることを包含する。例えば、デフリンは、TGF−βとデフリンと が結合することを妨害する分子(例えば抗体)と結合し、故にデフリンがTGF −βの活性を阻害するのを妨害し得る。従って、TGF−βの創傷治癒活性は、 TGF−β1のインヒビターに結合することにより促進され得る。
さらに、デフリンはTGF−βがそのレセプターに結合することを阻害すること が見いだされている。図7.8および1oは、デフリンが存在する条件および存 在しない条件下で、TGF−βレセプター(ベータグリカン)を有する細胞をT GF−βと、インキュベートした研究の結果を示している。
さらに本発明は、デフリンあるいはデフリンの機能的等偽物を創傷に投与するこ とによって、はん痕形成を予防あるいは緩和する方法に関する。皮膚のはん痕形 成は、種々の皮膚の損傷に次いで、コラーゲン、フィブロネクチンおよびプロテ オグリカンを、含む線維組織の過剰な蓄積で生じる経過である。線維のマトリッ クス蓄積の誘発は、血小板および炎症細胞による創傷部位における増殖因子の放 出によって生じる。
線維はん癌組織の沈着を誘発すると考えられている主要な増殖因子は、形質転換 増殖因子−β(TGF−β)である。デフリンは、結合し、細胞外マトリックス の誘発を含むTGF−βの種々の生物学的機能を中和する。この線維細胞外マト リックスに弾性特性がないため、深い皮膚の損傷から生ずるはん癌組織はしばし ば重要な組織機能を損ない、醜悪なはん痕になり得る。
本発明の方法において、デフリン、または、バイグリカンまたはフィブロモジュ リンのようなデフリンの機能的等価物を使用する利点は、それが正常なヒトのタ ンパク質であり、天然のTGF−β調節経路に関係があると考えられていること である。故に、デフリンは、熱傷、他の侵襲性の皮膚損傷、および美容手術また は復元手術がら生じる皮膚のはん痕形成を予防し、あるいは緩和し得る。
デフリン処理創傷は、デフリンで処理されていない対照創傷と比較すると、検出 可能なはん痕が本質的にないことが見いだされている。TGF−β−誘発はん痕 形成経過は、成人および第3トリメスターのヒト胎児にのみ見られるが、第1お よび第2トリメスターの間の胎児には本質的に存在しない。胎児の創傷にはん痕 がないことは、創傷床にTGF−βがないことと相互関係がある。対して、成人 組織の創傷床には丁GF−βががなり沈着しており、十分に処理された創傷に代 わって、かなり線維性である膠原性マトリックスを含有する、赤くなった溝状の はん痕になる。デフリン処理創傷は、組織学的に正常であり、第1および第2ト リメスターの胎児の創傷に類似していた。
さらに本発明は、デフリンあるいはその機能的等飾物(例えば、バイグリカンあ るいはフィブロモジュリン)と、上記の方法において有用な薬学的に許容可能な 担体とを含有する薬剤組成物に関する。薬学的に許容可能な担体は、例えば、ヒ アルロン酸、および、重炭酸イオン緩衝液、リン酸緩衝液、リンガ−溶液、所望 であれば5%のブドウ糖あるいはヒト血清アルブミンを補足した生理的塩類溶液 などの水溶液を含む。
薬剤組成物は当業者に周知である創傷治癒を促進する他の物質も含み得る。その ような物質は、例えば、生物学的に活性な化学物質およびポリペプチド(199 0年6月28日に公開されたPCT 1090106767に記載されている生 分解性ポリマーに付着するRGD含有ポリペプチドを含む)を含み得、それらは 本明細書に参考として援用されている。そのようなポリペプチドは、当該分野で 周知のいずれかの手段(例えば共有結合またはイオン結合を含む)によってポリ マーに付着し得る。
TGF−β、MRF、デフリン、バイグリカンおよびフィブロモジュリンを含む 本発明の種々の分子の活性に影響を実質的に与えない改変物もまた、これらの分 子の定義内に含まれることは理解される。デフリン、バイグリカン、フィブロモ ジュリンのコアタンパク質もまた、これらの分子の定義内に含まれることも理解 される。
以下の実施例は本発明を説明するためのものであって、本発明を制限するもので はない。
実施例1 デフリンおよびデフリンコアタンパク の鉦lユ91裂 発Jし孜 KrusiusおよびRuoslahti、 Proc、 Natl、 Aca d、 Set、 USA83ニア683 (1986) (この開示内容は、本 明細書に参考として援用されている)に記載された全長1. [lKbのデフリ ンcDNAを、デフリン発現ベクターの構築に用いた。デフリンコアクン、fり 質の発現に対して、cDNAは変異を生じ、その結果、セリンをコードする4番 目のコドン、TCTが、トレニオンをコードするACTまたはアラニンをコード するGCTに変化した。
これは、Kunkel、 Proc、 Natl、 Acad、 Set US A 82:488 (1985)(この開示内容は、本明細書に参考として援用 されている)の方法に従って、部位特異的変異誘発によって作製する。適切な変 異の存在は、DNA配列決定によって確認される。
哺乳類発現ベクターpsV2−デコリンおよびpSV2−デフリン/ CP − t h r 4コアタンパク質は、デフリンcDNAまたは変異デフリンcDN Aを、psV2の3.4kbHin旧II一旦U旧のフラグメントに連結するこ とによって構築した(Mull iganおよびBerg、 5cience  209:1423 (198G)、この開示内容は、本明細書に参考として援用 されている)。
ジヒドロ葉酸レダクターゼ(dhfr)−ネガティブCHO細胞((:HO−C O44)を、リン酸カルシウム共沈法によって、pSv2−デフリンまたはpS V2−デフリン/CPおよびpSV2(Ihfで共にトランスフェクトした。p SV2−デフリンによってトランスフェクトされたC)10−CO44細胞は、 寄託番号A T CCNo、 CRL10332に基づいて、American  TypeCulture Co11ectionに寄託されている。トランス フェクト細胞を、9%の透析ラン胎児血清、2mMのグルタミン、100 単位 / ta lのベニンジンおよび100μg/mlのストレプトマイシンを補足 した、ヌクレオシド非含有α改変最小必須培地(α−MEM) (GIBCO, Long l5land)中で培養した。トランスフェクト細胞から生じるコロ ニーをクローニングシリンダーを用いて選び取り、膨張させ、ffs 30 、 で標識した培養の上澄みから免疫沈降させることによって、デフリンの発現を調 べる。次いで、実質的な量のデフリンを発現するクローンを、0.64μMまで 段階的に増加する濃度のメトトレキセート(MTX)によって、遺伝子増幅した ( kaufianおよび5harp、 J。
Mo1. Biol、 159+601 (1982)、その開示内容は、本明 細書に参考として援用されている)。希釈液を限定するか、または単−MTX抵 抗性コロニーを選択するかによって、全ての増幅細胞系をクローニングした。こ れらの樹立細胞系の保存培養を、MTX含有培地で維持した。タンパク質生成に 使用する前に、細胞を、保存培養からMTX非含有培地に副次培養し、そして、 この培地を少なくとも一度通し、存在し得るMTX効果を取り除いた。
一方、AdamsおよびRose、 Ce1l 41:1O07、(1985)  (この開示内容は、本明細書に参考として援用されている)に記載されている ように、コアタンパク質をCO3−1細胞で発現させた。簡潔に言えば、6つの ウェルのマルチウェルプレートに、9.6cm2の増殖面積当り、3〜5 x  105の細胞を接種し、24時間の間に付着させて増殖させた。培養物は、50 〜70%集密となったときに、これをプラスミドDNAによってトランスフェク トした。細胞とプレートの剥離を防ぐために、細胞層を、50mMのトリス、1 50mMのNaC1(pH7,2)を含み、1mMのCaCl2および0.5m MのMgC+2を補足したトリス緩衝生理食塩水(TBS)によつて37℃で短 時間で洗浄した。2μgの閉環形プラスミドDNAおよび平均分子量がsoo、  oooである0、5mg/mlのDEAE−デキストラン(Sigma)を含 む上記の水溶液を1ml用い、37℃で30分間、このウェルをインキュベート した。対照として、培養物を、あらゆるデコリン挿入フラグメントが欠如してい るpSV2発現プラスミドによってトランスフェクトすること、またはDNAを 用いずに、模擬的にトランスフェクトすることを行った。DNA/TBS/DE AE−デキストラン溶液を取り除き、TBSでウェルを洗浄した後、10%のウ シ胎児血清および100u Mのりooキン(Sigma)を含むDulbec co改変Eagle培地(Irvtne 5cier+tific)を用いて、 培養物を37℃で3時間インキュベートした。次いで、細胞層を、2回洗浄し、 クロロキンを含まない上記の培地で、約36時間の間培養した。W138ヒト胎 児肺繊維芽細胞を、同じ培地で手順通りに培養した。
CO3−1培養物を、プラスミドDNAによるトランスフェクシ貸ンの後、36 〜48時間の間、放射標識した。全ての放射線標識された代謝前駆体は、New  England Nuclear (Bost。
n、 MA)から購入した。使用した同位体は、353−硫酸塩(46G mc i/+*l)、L −[3,4,5−’H(N)]−ロイシン(140Ci/m l)およびL −[”C(U)]−アミノ酸混合物(製品番号445E)であっ た。
10%の透析ウシ胎児血清、2mMのグルタミンおよび1mMのピルビン酸を補 足した、200μCi/+mlの35S−硫酸塩または3H−ロイシン、または lOμCi/mlの14(−アミノ酸混合物を含む、FlawのF−12培地( GIBCOLabs)中で、培養物を24時間の間標識した。培地を採集し、こ れに5+eMのEDTA、 0.5mMのフェニルメチ!レスルフォニルフルオ ライド、0.04園g/lのアプロチニンおよび1μg/mlのペプスタチンを 補足してプロテアーゼの活性を阻害し、20分間、2,000 X Gの遠心分 離によって細胞デブリを除去し、−20”Cで貯蔵した。TBSで細胞層を洗浄 し、次いで、ゴム冠ポリスマンによって、1ml/ウェルの水冷細胞溶解緩衝液 、すなわち、0.05Mトリス−HCl、 0.5 M NaC1,0,1%B SA、1% IIP−40,0,5% トリト:/ X−100,0,1χSD S、 PH8,3、中にこすり落とすことによって、細胞抽出物を調製した。そ の細胞抽出物を、1.5時間、13,000XG、4°Cの条件下の遠心分離に よって清澄化した。
ウサギの抗血清を、ヒトのデコリンのコアタンパク質の成熟形態の最初の15残 基(Asp−Glu−Ala−Ser−Gly−11e−GIF−Pro−Gl u−Vat−Pro−Asp−Asp−^rg−Asp)に基づく合成ペプチド に対して調製した。合成ペプチドおよびそれに対する抗血清は、他に記載されて いる(KrusiusおよびRuoslahti、1986 (前出))。簡潔 に言えば、ペプチドを、製造業者によって考案された化学物質を用いて、固相ペ プチド合成機(Applied Biosystems、 Foster C1 ty、 CA)によって合成した。製造業者の指示に従い、N−スクシンイシジ ル3−(2−ピリジルジチオ)プロピオネート(Pharmacia Fine  Chemicals、 Piseatavay、 NJ)を用いて、ペプチド を、キーホールリンベットヘモ二バント中で乳化し、ウサギに注入した。さらに 、1.2、および3力月後に、Freund不完全アジニバント中で結合体を、 ウサギに注入した。各注入の投与量は、0.6mgのペプチドに等しい。3回目 および4回目の注入の10日後、血液を採血した。当該技術分野で周知のように 、抗血清を、ゲルタールアルデヒドで架橋したペプチドおよび単離されたデコリ ンに対して、ELISA (Engvall、 Meth、 Enzy+eo1 .70:419−439(1980))、免疫沈降、およびイムノブロッティン グにおいて、そして蛍光抗体法で細胞を染色することによって、試験した。
馴化培地、または、2組のウェルから採集した細胞抽出物に、20μlの抗血清 を添加し、次いで、4℃で一晩かけて混合することによって、免疫沈降を行った 。20μmの充填されたプロティンA−アガロース(Sigma)と、4℃で2 時間インキュベーシヨンすることによって、免疫複合体を単離した。ビーズを、 3つの異なる管を用いて細胞溶解緩衝液で洗浄し、次いで、10%のメルカプト エタノールを含むゲルの電気泳動試料緩衝液の中で煮沸する前に、リン酸緩衝生 理食塩水で2回洗浄した。当該技術分野で周知のように、免疫沈降したタンパク 質を、7.5−20%のグラジェントゲルまたは7.5%の非グラジェントゲル の5OS−PAGEによって分離した。フルオログラフィーを、増感スクリーン を用い、Enlightning (New England Nuclear )によって行った。典型的な露光時間は、−70°Cで7〜lO日間である。オ ートラジオグラフを、LKB Ultroscan XL Enhanced  La5er Densitometerによって走査し1 プロテオグリカンバ ンドの相対強度および移動度を比較した。
デコジンーpSV2構築物によってトランスフェクトされ、35S、−硫酸塩に よって代謝的に放射標識されたcos−を細胞から、細胞抽出物および培地を5 DS−PAGE分析にかけることによって、模擬トランスフェクト細胞中に硫酸 化バンドが存在しないことがわかった。デコジンファタンパク質由来の合成ペプ チドに対して生じた抗血清による免疫沈降によって、新たなバンドがデコリンで あることがわかった。
通常は、グリコサミノグリカン(セゾンー4)に11換されているセリン残基が 、5DS−PAGEによってトレオニン残基に置換されたような変異を生じた構 築物の発現は、野生型の構築物によって得られるプロテオグリカンのレベルの、 約10%しか表さない。免疫反応性物質の残りは、遊離コアタンパク質の位置に 移動する。
アラニン変異eDNA構築物が、同様の方法で発現されて分析される場合、コア タンパク質のみを得、デコリンのプロテオグリカン型は得られない。図1は、デ コリン(レーン1)およびそのトレオニン−4変異コアタンパク質(レーン3) およびアラニン−4変異コアタンパク質(レーン2)の発現は、CO3細胞のト ランスフェクトント中で発現したことを示す。35S04で標識された(A)お よび3H−ロイシンで標識された(B)培養の上澄みを、ヒトデコリンのNl2 −末端に対して調製されたウサギアンチペプチド抗血清を用いて免疫沈降した。
に した′の 5ent ″ か゛のデコ蓼ンおよびデフリンコア ンパク の psV2−デフリンベクターでトランスフェクトされ、そして、上記、ならびに 、YamaguchiおよびRuoslahtiがNature 36(198 8)の244−246ページで記述しているようにして(これらの開示内容は本 明細書に参考として援用されている)、増殖した細胞を、9%の透析ウシ胎児血 清、2mMのグルタミン、100ユ=、、ト/■lのペニンジンおよび1100 t1/mlのストレプトマイシンで補足されたヌクレオシド非含有α−MEMの 、8個の175c鳳2の培地フラスコ中で90%集密まで増殖させた。90%集 密した時点で、培地を、以下のカラムを通過した、6%の透析ウシ胎児血清で補 足された、ヌクレオシドを有しないα−MEMが入ったフラスコ毎に25111 に変更した二上記カラムは、pH7,4,0,05Mのリン酸緩衝液中の0.2 5MのNaC1によって平衡化したDEAEセファロースFast Plotカ ラム(Pharn+ac ia)である。細胞を3日間培養し、培養に使用した 後の培地を集め、即座に0.5+iMのフェニルメチルスルフォニルフルオライ ド、lμg/+l+のペプスタチン、0.04mg/mlのアプロチニンおよび 5mMのEDTAで処理した。
4001の上記培養に使用した後の培地を、最初にゼラチン−セファロースに通 し、フィブロネクチン、およびセファロースに付着する物質を取り除いた。次い で、その素通り画分を、p[、4,50mMのTris/HCIおよび0.2M のNaC1で前もって平衡化したDEAE−セファロースと混合し、そして4℃ で緩やかに攪拌しながらバッチ吸着させた。このスラリーを1.6X24(:閣 のカラムに注ぎ、0.2MのNaC1を含有するpH7,4、Sh+MのTri s/l’lclで十分に洗浄し、pF17.4.50eMのTris/HCI中 の、NaC1の0.2M−0,8Mの直線グラジェントで溶出した。デフリン濃 度を、Ya+*aguchtti;よびRuoslahti (前出)が記述し ているような競合ELISAによって測定した。デフリンを含有する画分を、プ ールし、さらにTris−HCI緩衝液中の8Mの尿素によって平衡化した5e Dhadexゲル濾過カラム上で分画した。デフリンを含有する両分を集めた。
りSV 2−デコジン/CPベクター、または、アラニン変性cDNAを含有ス るベクターでトランスフェクトされ、そして上記のように増殖されたクローン細 胞系から、コアタンパク質を精製した。これらの細胞を、上記のように集密まで 増殖する。
集密した時点で、この細胞単層を無血清培地で4度洗浄し、そして2mMのグル タミンで補足されたaMEM中で2時間インキュベートする。この培養に使用し た後の培地を捨てる。
細胞を次いで2mMのグルタミンで補足されたαMEMで24時間インキュベー トし、そしてこの培養に使用した後の培地を集め、即座に0.5mMのフェニル メチルスルフォニルフルオライド、lμg/mlのペプスタチン、0.04+i g/mlのアプロチニンおよび5aMのEDTAで処理し、無血清の培養に使用 した後の培地とする。この培養に使用した後の培地を、最初にゼラチン−セフ1 0−スに通し、次いでその素通り画分を、O,IMのNaC1を含有するpH7 ,4,501MのTris/HCI中で前もって平衡化した、Cトセフy ロー  スFast Flow (Phare+acia Fine Chemica ls、 Piscataway、 NJ)にバッチ吸着させる。4℃で終夜イン キュベートした後、そのスラリーをカラムに注ぎ、前もって平衡化した緩衝液で 十分に洗浄し、pH7,4,501aMのTris/HC1中で、0.1M−L Mの直線グラジェントのNaC!で溶出する。このデフリンを含有する画分をプ ールし、50mMのNHaHCO3で透析し、そして凍結乾燥する。この凍結乾 燥された材料を、8Mの尿素を含有するpH7,4,50mMのTrisに溶解 し、5ephacryl S−200カラム(1,5xllOc+a)にかける 。5DS−ポリアクリルアミドの電気泳動によって表わされるようなデフリンコ アタンパク質を含有する画分を集め、精製デフリンコアタンパク質を定義する。
実施例II TGF−のデフリンへの 4 デフリンおよびゼラチンを、製造業者の指示に従いセファロースマトリックス1 ml当り1mgのタンパク質を使用して、臭化シアン活性化セファロース(Si gn+a)に結合させた。市販のTGF−β1 (Calbioehem、 L a Jolla、 CA)を、クロラミンT法(Frolikら、 J、 Bi ol、 Chem、 259:10995−11000 (1984)、この開 示内容は本明細書中に参考として援用されている)によって、125■で標識し た。そして、この標識されたTGF−βを、5ephadex G−25上のゲ ルによって、未反応のヨウ素から分離した(図2)。上記5ephadex G −25は、0.1%ウシ血清アルブミン(BSA)を含有するリン酸塩緩衝生理 食塩水(PBS)によって平衡化した。 [1251] −TGF−β1 (5 X105CI)Ill)を、BSAでコートされたポリプロピレン管内で、IM のNaC1および0.05%のTween 20を含有するpH7,4のPB3 2ml中の、0.2mlの充填デフリン−セファロース(・)またはゼラチン− セファロース(0)でインキュベートした。終夜インキュベートした後、アフィ ニティーマトリックスをBSAでコートされた使い捨てカラム(Bio Rad )に移し、結合緩衝液(binding buffer)で洗浄した。溶出を、 最初に結合緩衝液中の3MのNaC1で、次いで同じ緩衝液中の8Mの尿素で処 理することによって行った。画分を集め、ガンマ線計数管で放射活性を計測し、 非還元状態で12%ゲルを使用した5DS−PAGEによって分析した。
上記2つのカラムの放射活性プロフィールを図2Aに示し、上記画分の5DS− PAGE分析を図2Bに示す。開始材料であるTGF−β1は、2Skdにメジ ャーバンドを含有する。この/インドは天然のTGF−β1ダイマー由来のもの である。さらに、上記調製物中には多くのマイナーバンドが存在する。放射活性 の約20−30%が、上記デフリンカラムに結合し、8M尿素で溶出する。これ に対して、ゼラチン−セファロースで行ったコントロール分画における尿素で溶 出した画分には、放射活性が約2%しか存在しない(図2A)。上記デフリン− セファロースの非結合画分は、すべての上記少量成分および25kdのTGF− βlの一部を含有する。これに対して、結合しtこ尿素で溶出した画分はTGF −βlのみを含有する(図2B)。これらの結果は、TGF−β1が特異的にデ フリンに結合することを示す。これは、最初のTGF−β1調製物中に存在する 種々の成分のうちで、TGF−β1のみがデコジンーセファロースアフィニティ ーマトリノクスに結合し、対照のゼラチン−セファロースアフィニティーマトリ ックスにはほとんど結合しなかったためである。デフリン−セファロースカラム に結合しなかった上記TGF−βlは、ヨウ素化によって変性され得る。この可 能性の証拠を、以下に記載のような標識されていないTGF−βlのアフィニテ ィークロマトグラフィーによって得た。
2番目の試験では、180nHの標識されていないTGF−β1を、上記のよう な1251− T G F−βに対するデフリン−セファロース上で分画した。
TGF−βl (1801g)を、1%BSAを含有するPBS (pH7,4 )中のデフリン−セファロースまたはBSA−アガロース(0,2m l充填容 量)でインキユベートした。4℃で終夜インキユベートした後、この樹脂を15 +ilの緩衝液で洗浄し、最初にPBS中の3 M NaC15mlで、次いで 8M尿素を含有するPB35mlで溶出した。各プールのアリコートを、血清を 有しない培地で透析し、そしてMvLu細胞中における[3H] −チミジン取 込みの阻害について試験した〈実施例111)。
各プール中のTGF−βlの量を、周知の濃度のTGF−β゛lを用いた同様の 試験から得られる[3H]−チミジン取込みの標準曲線から計算した。この結果 は、上記TGF−βlが本質的に量的に上記デフリンカラムに結合し、これに対 してコントロールカラムにはほとんど結合しないことを示す(表I)。上記TG F−βl活性の部分的な回復は、透析中のTGF−βlの損失が原因であり得る 。
表」− MvLu細胞における増殖阻害試験によりモニターされた標識されていないTG F−βのデフリン−セフ10−スアフイニテイークロマトグラフイー TGF−β1 (ng) 溶出 テ゛ゴジンーセフマトス BSA−セフ70−ス素通りおよび洗浄 2. 7(2,3%) 82.0(93,9%)3M NaC12,2(1,8%)  1.3(1,5%)8M尿素 116.0(95,9%’) 4.0(4,6% )b、マイクロ イ −ア・セイにおCるTGF−1のデフ1ンへの ム:コア  ンパク およびバイブ1カフ区圭玉旦! TGF−β1のデフリンへの結合もまたマイクロタイター結合アッセイによって 調べた。このアッセイを行うために、96−ウェルのマイクロタイタープレート のウェルを、0.1M炭酸ナトリウム緩衝液(pH9,5)中の2μg/蒙lの 組換デフリンで終夜コートした。上記ウェルを、O,O5%Tweenを含有す るPBS(P B S / Tween)で洗浄し、5xlO’cpmの[12 s 1コ −TGF−βlを含有する試料およびP B S / Tveen中 の様々な濃度の競合物質を各ウェルに加えた。次いで、このプレートを37°C で4時間インキコベートしく4°Cで終夜コンドロイチナーゼABC−消化プロ テオグリカンと共に試験した)、P B S / Tveenで洗浄した。その 結合放射活性を0.2M NaOH中の1%SDSで可溶化した。競合物質を有 しないトータルの結合は、使用された条件下で約4%であった。標識されたTG F−β1に対して100倍モル過剰な、標識されていないTGF−β1を培養混 合物に加えることによって測定された非特異的な結合は、トータルの結合の約1 3%であった。このアッセイもまた、他のデフリン調製物の能力および相互作用 と競合する関連タンパク質を調べるために使用した。
デフリン結合の完成を、以下のタンパク質によって試験した(図3:記号につい ては「図面の簡単な説明」の項で示す)=(1)ウシの皮膚から単離したデフリ ン(PGII)、(2)ウシの関節の軟骨から単離したパイグリカン(PCI) (PG■およびPGIIともにMonteNore Medical Cent er、 N、Y、のDr、 Lawrence Rosenbergから得た; そしてRosenbergらのJ。
Biol、 CheIm、 250:6304−6313. (1985)に記 載されており、その開示内容は本明細書に参考として援用されている)、(3) ニワトリの軟骨のプロテオグリカン(La Jolla Cancer Re5 earchFoundation、La Jolla、 CAのDr、 Pau l Goetinekにより提供された、そしてGoetinck、 P、F、 による eGcc’uaのVol、 IIl、 Horvitz、 M、1.編 pp、 197−217.^cademie Press、 、NYに記載され ている)。
コアタンパク質を調製するために、プロテオグリカンをフンドロイチナーゼAB C(Seikagaku、 Tokyo、 Japan)で以下のようにして消 化した二500μgのプロテオグリカンを、0.1MのTris/CI (pH 8,0) 25Oμl中のフンドロイチナーゼABC0,8ユニット、3hMの 酢酸ナトリウム、2mMのP M S F、10mMのN−エチルマレイミド、 1h+MのEDTA、および046mMのペプスタチンと共に1.37°Cで1 時間インキュベートすることによって消化した。組換デフリンおよびウシの皮膚 から単離したデフリン(PG I I)は予想通り[12511−T G F− βlの結合を阻害したく図3A)。ウシの関節の軟骨から単離したパイグリカン は、インヒビターとしてデフリンと同様に有効であった。多くの硫酸コンドロイ チン鎖を含有するニワトリの軟骨のプロテオグリカンは、阻害効果を全く示さな かったので、デフリンおよびパイグリカンの効果は、グリコサミノグリカンが原 因ではないと考えられる。ウシ血清アルブミンは阻害効果を全く示さなかった。
この考えは、上記変性デフリンコアタンパク質(図示されていない)およびフン ドロイチナーゼABC−消化デコリンおよびパイグリカンを用いた競合試験によ って、さらに裏付けられた(図38)。これらの各タンパク質は阻害性であるが 、軟骨のプロテオグリカンコアタンパク質は阻害性ではなかった。上記デフリン およびノイイグリカンコアタンパク質は、元のプロテオグリカンよりもいくらか 活性であった。コンドロイチナーゼABCで処理されたウシ血清アルブミンは、 阻害性を全く示さなかった。別の結合試験は% [125I]−TGF−βlが 、パイグリカンまたはそのコンドロイチナーゼ処理コアタンパク質でコートされ たマイクロタイターウェルに結合することを示した。これらの結果は、TGF− βlが、デコリンおよびパイグリカンのコアタンパク質に結合すること、ならび に、これらのタンパク質の潜在的な結合部位として機能するロイシンリッチ繰り 返し単位を含むことを示す。
実施例III TGF−1によって1 または された におけるデコーンの の TGF−βl活性を調節するデコリンの能力を、 [3H] −チミジン取り込 みアッセイによって調べた。1つのアッセイでは、pSV2dMrのみでトラン スフェクトされた非増殖CHO細胞系(参考文献1中のコントロール細胞系A、 本明細書中ではCHO細胞と呼ぶ)を使用した。上記細胞を、9%の透析ウシ胎 児血清(d F CS)で補足されたα改変最小必須培地(a −M E MS GIBCO,Long l5land、 NY)中で維持し、[3H] −チチ ミンの取り込みを記載のようにアッセイした(CheifetZら、Ce1l  48:409−415 (1987))。 TGF−βlを、 CHO細胞培養 物に5H/mlで加えた。それは、この濃度で°は、ごれらの細胞における[3 H]−チミジンの取り込みの50%増加を誘発した。デコリンまたはBSAを、 種々の濃度で上記培地に加えた。その結果を図4Aに示す。そのデータは、TG F−βlによって誘発された増殖刺激の中和のパーセントを表す。すなわち、T GF−βlまたはデコリンのどちらがが欠如している場合の[3H]−チミジン の取り込みが0%であり、デコリンでなくTGF−β1が存在している場合の[ 3Hコ −チミジンの取り込みが100%であることを表す。各点は、3組の試 料の平均上標準偏差を示す。図中の・はデコリン、OはBSAを示す。
デコリンは、約5μg/+slでTGF−βlの増殖刺激活性を最大活性の半分 に中和した。さらに、追加のデコリンは、 [1H〕−チミジンの取り込みを、 TGF−βlを全く加えずに、観察されたレベルより下に抑制した。デコリンは また、cHO細胞自体によって作られたTGF−βを阻害することを示した。上 記デコリン発現物質および対照CHO細胞は共に、濃度約0.25ng/mlの 明らかな活性TGF−βを、ミンク肺上皮細胞の増殖の阻害によって測定された ように、馴化培地中に生産した。(このアッセイは、培地中のデコリンがらの妨 害なしに実行され得る。なぜなら、以下に示すように、ミンク細胞上のTGF− βの効果が、デコジン生産培地中に存在するデコリン濃度では、実質的に阻害さ れないからである。)MvLuミンク肺上皮線上皮細胞erican Type  Cu1ture Ca1lection CCL 64)による試験もまた、 TGF−β1の活性に基づくデコリンによる効果を明らかにした。図4Bは、チ ミジンの取り込みによって測定される上記細胞の増殖が、TGF−β1によって 抑制されたことを示す。アッセイは、TGF−βlを0.5ng/+elで加え たこと以外は図4Aと同様に行った。
TGF−βの濃度は、上記MvLu細胞中の[3H]−チミジンの取り込みの5 0%減少を誘発した。このデータは、TGF−βによって誘発された増殖阻害の 中和を表す。すなわち、TGF−βかっデコリンが欠如している場合の[3H]  −チミジンの取り込みが100%であり、デコリンでなくTGF−βが存在し ている場合の[3H]−チミジンの取り込みが0%であることを表す。
実施例IV の が 5readin および哀 口・ をコントロール るしいデコリン  4 過剰発現培地中に含有されるデコリンの分析は、上記デコリンの活性を開示する だけでなく、他のデコリンと関連した増殖調節活性もまた明らかにした。過剰発 現培地は、TGF−βに類似の増殖阻害活性を有することが明らかになった。
これは、解離条件下のDEAE単離デ単離ノコリン濾過によって示された。デコ リンcDNAによってトランスフェクトされた、デコジン過剰発現物質CHO− DG44細胞の無血清状態の馴化培地を、中性Tris−HCI!衝液中のDE AE−セファロースクロマトグラフィーで分画し、増殖阻害活性を含有する画分 を、5hM)JlnlCO3で透析し、凍結乾燥し、そして酢酸ナトリウム緩衝 液(pH5,9)中にグアニジン−HClと共に4Mで溶解した。溶解した材料 を、同じグアニジン−HCl溶液で平衡化した1、 5x70C11のセファロ ースCL−6Bカラムで分画した。この画分を5DS−PAGE、デコリンEL ISAおよび細胞増殖アッセイによって分析した(すべての試験方法は上に記載 されている)。3つのタンパク質のピークを得た。1つはフィブロネクチン(+ s、 v、 500、000)のような高分子量のタンパク質を含有し、増殖調 節活性は検出されなかった。2番目は、実施例IIIにおいて記述された活性を 有するデコリンであった。3番目は、低分子量(10,000−30,000ダ ルトン)の画分てあり、それはミンク細胞アッセイにおける増殖阻害活性を有し 、そしてCHO細胞の増殖を刺激した。図5は、これらの結果を要約している。
図示されるものは、CHO細胞による[3H]−チミジンの取り込みに影響する ゲル濾過画分の能力、および、酵素イムノアッセイによって測定されるデコリン の濃度である。同時に図示されるもの(矢印)は、分子サイズマーカーの溶出位 置である:BSA、ウシ血清アルブミ7 (Mr=66.000) ; CA。
炭酸脱水酵素(Mr=29,000) ; CY、 チトクロームc (Mr= 12.400) ; AP、アプロチニン(Mr=6,500) ; T G  F、[+2’ !]−TGF−β1 (Mr=25.000)。
低分子量画分で検出される増殖調節活性の性質を、抗TGF−βl抗血清を用い て調べた。この抗血清を、ヒト成熟TGF−βlの残基7g−109位由来の合 成ペプチドに対して調製した。同じペプチドの環式型に対して他のものによって 生じた抗血清、すなわち、ジスルフィド結合している末端ンステイン残基が、T GF−β1がそのレセプターへの結合を阻害することが以前水されていた( F  1andersら、 Biochemistry 27:7S9−746 ( 1988)、この開示内容は本明細書に参考として援用されている)。このペプ チドをApplied Biosystemsの固相ペプチド合成機で合成し、 IIPLcで精製した。ウサギを、O,Smgのメチル化B S A (Sig ma、 St、 Louis、 MO)と混合し、7゜インド完全アジニバント 中で乳化した上記ペプチドを2+sgずつ皮下注射して免疫した。注射は一般的 に4週間あけて行い、そのウサギは2回目の注射の約1週間後に採血し、後続の すべての注射の約1週間後にも採血した。本実験で使用された抗血清は、ラジオ イムノアッセイにおいて1:6,000のタイター(50%結合)を有し、イム ノプロット法においてTGF−βlに結合した。
この抗血清は、CHO細胞に基づく精製TGF−β1の活性を阻害し得た。さら にこの抗血清は、図5に示すように、CHO細胞に基づ< [3H] −チミジ ンの取り込みアッセイによって測定された低分子量画分の増殖刺激活性もまた阻 害した。抗TGF−βl抗血清から調製されたIgG画分の濃度の増加は、低分 子量画分の濃度依存的な刺激効果を抑制した(・)。通常のウサギ血清由来のI gGは、上記アッセイにおいて全く効果を有さなかった(○)。
上の結果によって、低分子量画分の刺激因子はTGF−β1として同定された。
しかし、TGF−βlは上記画分中唯一の活性化合物ではない。図5に示した抗 TGF−βl抗体によるチミジンの取り込みの回復にかがゎらず、低分子量画分 で処理された細胞は、対照1gGで処理された細胞または抗体単独で処理された 細胞と、形態的に異なっていた。この効果は、抗体処理された低分子量画分がH −ras形質転換NIH3T3細胞(Derら、Proc、Natl、 Aca d、Sci、USA ?9:3637−3640(19g2))の培養物に加え られる場合に、特に明らがであった。図6に示すように、上記低分子量画分およ び抗体で処理された細胞(パネルB中の顕微鏡写真)は、対照細胞(パネルA中 の顕微鏡写真)より広がり、より接触阻害されていることが明らかになった。こ の結果は、CHO細胞由来の組換デフリンが、細胞調節因子(MRF、十分に特 徴付けられたTGF−βの因子とは異なる)と会合することを示す。
新しい因子がTGF−βlと異なることについての別の証拠は、HPLC試験か ら得た。さらにセファロースCL−6Bカラムからの低分子量の分離を、0.1 %トリフルオロ酢酸中のVydacC4逆相カラム(1x25cs、5μmの粒 子サイズ、the 5eparati。
ns Group、 He5peria、 CA)で行った。結合されたタンパ ク質を、アセトニトリル(22−40%)のグラジェントによって溶出した。そ して画分を、ミンク肺上皮細胞中の増殖阻害活性、および、H−ras 3T3 細胞中のMRF活性に対してアッセイした。
この結果は、TGF−βl活性がグラジェントの最初で溶出し、これに対して、 MRF活性は濃度勾配の最後付近で溶出することを示した。
実施例V TGF−への A 12J −TGF−のHeG2への約2.5xlO’個の)IepG2細胞 (ヒト肝細胞癌、ATCCNo、 HB 8065)を、組換デフリン、TGF −β、またはα−TGF−β抗体の存在下で1100pの[1251F−TGF −βを用いて、室温で2時間インキュベートした。細胞を4回洗浄し、次いで0 、25m+Mのスペリン酸ジサクシンイミジル(DSS)を含有する結合緩衝液 (128mM NaC1,5mM KCI、 5mM Mg25Oa、1.2m MCacI2.5(1+IIM HE P E S、 2+ag/ml B S  A、 pH7,5)で15分間懸濁した。次いで細胞を、l50mMのスクロ ースを含有する洗浄緩衝液(結合緩衝液からBSAを除いたもの)中で洗浄し、 懸濁前にSDSを含有するLae+*m l i試料緩衝液(当業者に公知であ る)中に溶解させた。溶解物を、還元および非還元状態で、4−12%の5DS −PAGE上で分析した。架橋されたTGF−βをオートラジオグラフィーで可 視化した。
図7にこの研究結果を示す。デフリンは、TGF−βのβグリカン(HepG2 細胞上にあるTGF−βレセプター)への結合を阻害する。
B、 ”’I −TGF−のMG−63への1約105個のMG−63細胞(雄 性骨肉腫、 ATCCNo、 CRL 1427)を、組換デフリン調製物(D C−13と呼称される)またはTGF−βの存在下で150pMの[1251] −TGF−βを用いて、室温で2時間インキュベートした。細胞を実施例V ( A)の水冷結合緩衝液で4回洗浄し、次いで0.25+aMのDSSを含有する 結合緩衝液で15分間懸濁した。細胞を、250mMのスクロース緩衝液中で洗 浄し、その後プロテアーゼインヒビターを含有スる1%Triton X−10 0緩衝液中に溶解させた。溶解した細胞を、12.000 x gで遠心分離し 、核を取り除いた。同容量のLaemmli SDS試料緩衝液を、各上澄み液 に加え、次いで4−12%tris−グリシンゲルにジンて電気泳動させた。架 橋されたTGF−225をオートラジオグラフィーで可視化した。
図8にこの研究結果を示す。HepG 2細胞を用いた上記の研究と同様に、デ フリンは、TGF−βのMG−63細胞上のレセプターへの結合を阻害する。
C,”’I−TGF−の デフリンへの パノ殉96−ウェルのLinbroマ イクロタイタープレートを、0.5μg/mlの組換デフリンで、50μl/ウ エルでコートした。このプレートを37°Cのインキュベーター中に終夜静置し 、その後ウェル毎に200μlのp BS (0,15M NaC1)で3回洗 浄し、結合していないデフリンを取り除いた。+5Iで標識されたTGF−β( 400pM、 New England Nuclear、 Bolton−H unter Labeled)を、200μIP B S 10.05%Tve en−20中で、競合物質と共にまたは競合物質なしで、室温で1時間45分間 インキュベートした。競合物質は、組換ヒトデフリン調製物(DC−9およびD C−12)およびパイグリカンを、不カディア゛コントロールとしてのMBPと 共に含んでいた。DC−9およびDC−12は、組換ヒトデコリンからなる異な った調製物である。 PT−71またはMBP(マルトース結合タンパク質)は ネガティブコントロールであり;バイグリカンは組換ヒトバイグリカンである。
50μl/ウエルのあらかじめインキ一ベートしたTGF−β混合物または対照 を加え、0℃で終夜インキュベートした。
インキ一ベートの後、50μlの遊離TGF−β上澄み液を標識された管に移し た。このプレートをPBS(200μl/ウエル)中の0.05%Tween− 20で3回洗浄した。還元試料緩衝液(2XLaemm1i試料緩衝液)を10 0μl/ウエルで加え、37℃で30分間インキュベートした。この溶液を緩や かに振動させながら(puIsing)、106μ+の結合した1251−TG F−βを各ウェルから取り除き、管に移し、ガンマ線計数管で計測した。上記5 0μlの遊離TGF−β試料を、100μmの結合したTGF−β試料と平行し て計測し、結合:遊離の比率を得た。固定化デコリンを用いた結合の研究の結果 を、図9に要約する。
D ”J−TGF−のeG2 への ム約2.5xlO’個のHepG2細胞を 、組換ヒトデコリン(DC−12)またはPT−71(M B P ”)の存在 下で2509Mの[I2J]−TGF−βを用いて、室温で2時間インキュベー トした。細胞を実施例V (A)の洗浄緩衝液で4回洗浄し、結合したCPMを 測定した。
この結果を、図1Oに要約する。HepG2細胞に結合したTGF−βのデコリ ン(DC−12)阻害に対する数的データを表IIに示す。表中の「%変化」は 、培地(ネガティブコントロール)のep+1と比較した試験試料の平均cps の違いを表している。このα−TGF−β抗体は、標識されたTGF−βがTG F−βレセプターを有する細胞へ結合することを阻害し、ポジティブコントロー ルとして機能する。 (以下余白)表目 1251−TGF−βlのHEPG2細胞への結合2.5X10E−7M 11 ,259 実施例Vt 集ん1肛双旦鷹 成体マウスの刺毛した背中の皮膚に、一対の縦の傷をつけた。処置は、層を貫い て背中の皮膚の骨格筋系まで切開した。
切開部分を、105g/mlのヒアルロン酸(対照)、または、TBS中のデコ リン(0,5B/醜1)/ヒアルロン酸(10mg/ml)混合物のいずれかの 一回投与量250μmで処理した。上記混合物を形成するために、0゜5mg/ mlの組換デコリンを10mg/■lのヒアルロン酸と混合した。各マウスは、 処理しない対照傷および処理された傷を有する。この傷を縫合してふさいだ。1 4日後、傷を大まかにモニターし、組織を採取した。対照および処理された傷の 部位(4ミクロン)の凍結切片を、Massonの三色染色法で可視化した標準 の組織学的方法を用いて分析した。
上記ヒアルロン酸対照は、通常の成体の動物に見られるような典型的な皮膚はん 痕を阻害した。これに対して、デコリン処理した傷は、検出可能なはん痕の阻害 は見られず本質的に組織学的に通常であった。デコリン処理した傷は、第1およ び第2のトリメスターの胎児の傷に類似した。
実施例Vll ヒトバイグリカンおよびフィブロモジ:LIン c DNAのクローニング 全細胞RNAを、12時間TGF−β1(3ng/謁υにさらしたWl−38ヒ ト肺繊維芽細胞(ATCC受託番号No、 CCL 75; Roekvill e、 MD)の半集密性培養物から、グアニジニウムイソチオンアネートを用い て抽出した(Sa■brookら、1989)。全細胞RNA (1μg)を、 cDNAブライミングのためのランダムへキサヌクレオチドを用いて、MoMu LV逆転写酵素で逆転写した( Kawasaki、1989)。ヒトバイグリ カンまたはヒトフィブロモジニリンのコード配列の全長をコードする二本鎖cD NAを、逆転写されたWl−3+1RNAを増幅することにより生成した。この とき、ヒトバイグリカン(Fisherら、1989)またはウシフィブロモジ コリン(Oldbergら、1989)の公表された配列に基づくアンブリマー (amplimer)を使用した。デフリンに対して、前記のデフリンcDNA を鋳型として用いた(KrusiusおよびRuoslahLi、 1986) 。このPCR生成物をpBIueseript (Stratagene、 L a Jolla、 CA) lこサブクローニングした。得られたF’CR生成 物の同定を、DNA配列決定法(Sangerら、19’+7)によって実証し た。このPCR生成バイグリカンクローンは、5塩基中の公表されたパイグリカ ンの配列と異なる。2つの配列の違いは、Fisherら(1989)のクロー ンp16 (Dr、 L Fisherによって快く提供された)の再配列決定 法によって調整され得る。残りの違いは、1つのアミノ酸交換(Lys+7gか らAs旧76)をもたらした。
ヒトフィブロモジニリンが、そのウシ等個物に非常によく一致することが明らか になった。1.2kbP CR生成物のDNA配列決定分析によって、376の アミノ酸タン/(り質をコードする1128bpのオーブンリーディングフレー ムが明らかになった。
推定タンパク質配列は、以前に公表されたウシフィブロモジコリンの配列と92 %の配列が同一であった。図11に、ウシフィブロモジコリンの配列と一緒に並 べられたヒトフィブロモジニリンアミノ酸の配列、および、本研究に使用された 他の2つのプロテオグリカンの配列を示す。
実施例Vlll ベタ −の および ム ンパク の 1COOH末端因子Xa開裂部位で改変 されたMBPB列を、6個のヒスチジンカセットからなるアフィニティータグも またコードするベクター、pQE−8(Quiagen; Chatsvort h、 CA)に導入した。このpQE−1t/M B P発現ベクターを、MB Pおよび因子Xaプロテアーゼ開裂部位をpQE−8のBaI2旧部位にコード するBglll/BamHID N Aフラグメントをサブクローニングするこ とによって生成した(図12)。ヒトバイグリカン、デフリン、またはフイブロ モジュリンのコアタンパク質をコードするBaI旧フラグメントを、pQE−8 / M B P中の得られる単一のBawl(1部位に、続けてクローニングし た(図12)。
このヒスチジンアフィニティータグは、Ni金Xキレートアフィニティーカラム を使用する単一の精製工程において、純度が95%を超える融合タンパク質の精 製を可能にした(Hochuliら、1987.)。
パイグリカン、デフリン、およびフィブロモジニリンをQiagen (Cha tsworLh、 CA)の指示に従い調製した。手短に言えば、組換バクテリ アをアンピシリン(100μg/ml)およびカナマイ7ン(25tt g/m l)を含有するLB培培地中子7°C、ODu+aの密度が約0.6から0.8 になるまで増殖させた。次いで、IPTOを加え最終濃度を2mMとし、タンパ ク質の発現を3時間続けた。
次いで、このバクテリアを遠心分離(5000xg、 15分)によって集め、 45分から60分で緩衝液A (0,LM Na1(POa、G、GLIA T ris。
6Mグアニジニウム−HCl5pH11,Q)中に溶解した。この溶解物を20 . OOOxgで20分間遠心分離した。イミダゾールを上澄み液に加え、最終 濃度を10dとし、この混合物をN1−NTAカラムに入れた。このカラムを、 数種のカラム容量の緩衝液B (0,1MNaHPOj、 0.OIM Tri s、 8M尿素、pH8,0)で洗浄し、緩衝液C(緩衝液BをpH5,9に調 整したもの)で溶出した。タン)<り質含有画分を、8M尿素中のI M Tr is−HCIを加えることによりてpHを8にTA整した。上記タンパク質のジ チオトレイトールによる還元、および、ヨードアセトアミドによるカルボキシメ チル化(Charbonneau、 1989)の後、このタン、fり質を、試 薬、および、PD−10カラム(Pharmacia LKB Biotech nology)を使用したゲル濾過によってそれぞれの結合緩衝液と交換された 緩衝液から分離した。
この精製されたMBP融合タンAり質は、予想されるアミノ酸配列と適合する5 DS−PAGE中で電気泳動移動度を示した(図13)。これらのタンパク質は 、生理的緩衝液に比較的可溶であるが、4°Cでの長時間の貯蔵の間には%s( ら力)の沈澱を生じた。
(以下余白) 実施例IX ンバク のヨウ /?クチリアで発現した融合タンパク質を、製造者(PierceChe+1i cal Co、)の指示に従いIODO−GEMを用いてヨウ素化した。
手短に言えば、50μmのl0DQ−GEN溶液(L+ag/Z5+il C1 (C13)をホウケイ酸ガラス管の底で乾燥した。ヨウ素化緩衝液中(G、IM NaP :、I n+M EGTA、 150mM NaC1,pH7,4)に 溶解したタンパク質(10−20Mg)、および、キャリアーを有しないNa1 2Jを上記管に加えた。室温で12分間インキュベートした後、200μlのヨ ウ素化緩衝、液およびこの混合物を、標識されたタンパク質の放射化学精製を行 うためにPD−10カラムに入れた。標識された融合タンパク質の比活性および 放射化学的純度を、精製工程の前後で、標識混合物中のピクリン酸の沈澱可能な 放射活性タンパク質画分を測定することにより計算した。放射化学的純度が95 %より上である比活性は、2300から2800Ci/+a+s。
lの範囲であった。TGF−β1.2、および3 (1−5μg)を、ヨウ素化 緩衝液として0.25M NaPr、2M尿素、pH7,4を使用して、上記の ように標識した。
実施例X 孔i止蒔金試屈 増加する量のTGF−β1でコートされたマイクロタイターウェル中の、放射性 標識されたMBP−プロテオグリカン融合タンパク質をインキユベートして、固 相結合アッセイを行った。
Immulon−2マイクロタイターウエル(Dynateeh; Chant illy、 VA)を、T G F −β1 (75μl、 1℃g/11)ま たは0.1MI[炭酸塩、緩衝液(pH9,5)に溶解した他のタンパク質で、 4℃で終夜コートした。次いでコートされたウェルを、振って乾燥しくN1ck ed dry)、そして200g lの結合緩衝液(50+eM Tris−F ICI。
p)17゜4.150mM NaC+、2%B S A、 0.05%Twee n−20s O,01%NaN5)を用いて37℃で3時間インキュベートし、 非特異的な結合部位をブロックした。プレートを、即座に使用するか、または、 将来使用するために一2o″Cで2週間になるまで保存した。結合アッセイのた めに、プロ・ツクされたウェルを1回洗浄し、次いで標識されたおよび標識され ていないタンパク質をトータル容量が100μmの結合緩衝液に加え、他に指示 がない限す37°Cで6時間インキュベートした。その後、上記ウェル内容物を 吸引により取り除き、これらのウェルを水冷結合緩衝液で3回洗浄した。表面固 定化タンパク質への結合は、ガンマ線計数管で完全なウェルを計測することによ り測定した。
上記ウェルへの非特異的な結合は、加えたトータルの放射活性の5%より少なか った。TGF−βlのコート効率は58.7±0.5%(n=3)で、1つのウ ェルに対して約44ngのTGF−β1であった。このコート効率は、終夜イン キュベートした期間およびそれに続く洗浄工程の後、コート溶液に少量の125 Iで標識されたTGF−βlを加えることにより、表面会合した放射活性を測定 することによって計算した。すべての試験は2組または3組で行った。
放射標識されたMBP−パイグリカン(MBP−BG)、MBP−デ:71J: / (MBP−DEC)およびMBP−74ブロモシユリン(MBP−FM)は 、TGF−βlでコートされたウェルに、濃度依存的に結合し、最大結合濃度は 、それぞれ50%、20%、および55%であった(図14)。放射標識された MBP単独では、TGF−βlでコートされたウェルに結合しなかった。
放射標識された融合タンパク質の結合は、TGF−βに対して特異的であった。
なぜなら、固定化されたNGPS EGFl インシュリンまたは血小板第4因 子への結合は、はとんど観察されなかったからである。MBP−FMは、固定化 されたTGF−βl前駆体タンパク質に少し結合したが、MBP−BGおよびM BP−DECは結合しなかった(図15)。
パイグリカン融合タンパク質であるMBP−パイグリカンは、TGF−βlに対 して高い結合活性を示すので、さらに、プロテオグリカン−TGF−β1相互作 用を特徴付けるために使用した。MBP−BGのTGF−β1への結合は、時間 および温度依存であった(図16)。結合は、37℃では急速に速くなるが4℃ では非常に遅くなり、4°Cでの最高結合速度は37℃のわずか約20%であっ た。
標識されていないMBP−BGは +251で標識されたMBP−BGのTGF −β1への結合に対して濃度に依存して競合した(図17A)。MBP−DEC およびMBP−FMは、InされたMBP−BGのTGF−βlへの結合と競合 した。
それらはMBP−BGと同等に有効な競合物質であり、約30から・40nMに 最大値の半分の阻害濃度を得た。、MBPは不活性テアった。精製ウシプロテオ グリカンを競合物質として使用した場合、パイグリカンおよびデコリンはフィブ ロモジュリンよりも効力が少ないことが明らかになった:最大値の半分の阻害濃 度は、それぞれ150.200および10nMであった。
図17Aに示すアッセイのデータを、LIGANDコンピュータープログラム( MunsonおよびRodbard、 1980)を用いて分析し、プロテオグ リカン融合タンパク質とTGF−β1との相互作用に対する解離定数(Kd)お よび最大結合部位濃度(Bヨ、8)を計算した。Kd値が高アフィニティー結合 部位に対して1から17nMの範囲で、低アフィニティー結合部位に対してそれ ぞれ47から200nMの範囲である、2結合部位モデルにおいて最良の結果が 得られた。B ll5X値は、高アフィニティー結合部位に対しては1つのウェ ルについて10−13モルの範囲で、低アフィニティー結合部位に対しては1つ のウェルについて1.6xlO−’2モルの範囲であった。111g/mlのT GF−β1コーティング濃度、75μmのコーティング体積および約60%のコ ート効率を与えると、これらは、プロテオグリカン融合タンパク質とTGF−β lとのモル比が以下の値を示す:それぞれ、高アフィニティー結合部位に対して に10で、低アフィニティー結合部位に対して1:1゜ プロテオグリカンを、TGF−βの他の公知の哺乳類の同型物質であるTGF− β2およびTGF−β3を結合させる能力についても試験した。TGF−β1.  2、および3の固定化MBP−パイグリカンへの結合は、すべての3つの融合 タンパク質およびすべての3つの無傷のプロテオグリカンによって阻害された( 図18)。MBP−BGに結合するTGF−β3は、フィブロモジュリンよりも デコリンおよびパイグリカンによってより効果的に阻害された。
固相放射リガンド結合研究は、ヒトバイグリカン、デコリンおよびフィブロモジ ュリンのコアタンパク質配列を含有する組換融合タンパク質が、類似のアフィニ ティーによる標識されたMBP−パイグリカンのTGF−βlへの結合と競合す ることを示し、コアタンパク質の官能的で高度に保護された領域がTGF−βへ の結合に含まれることを示した。バクテリアによって生成された組換プロテオグ リカンコアタンパク質が、哺乳類細胞によって生成される組換デコリン(Yaw +aguchiら、199G)および組織由来のプロテオグリカンと類似の活性 を有したという事実は、これらのプロテオグリカンのコアタンパク質中のTGF −β結合活性の存在を完全に確立した。
実施例X1 1区猪金星員 TGF−βlの細胞への結合と競合するプロテオグリカン融合タンパク質を、細 胞結合試験によって調べた。細胞結合試験は、Massague (19g?) の方法に従い行った。手短に言えば・10%FCSを含有するDMEM中で維持 された48または24ウエルの細胞培地器(Costar; Cambridg e、 MA)中の、MvLuまたは■epG2細胞(それぞれ、ATCC受託番 号Nos、 (:CL 64およびIIB8065; Rockville、  MD)の半集密性単一層を、細胞結合試験に使用した。細胞を、標識されていな いTGF−β1またはプロテオグリカン融合タンパク質が存在または欠如してい る状態で、標識されたTGF−βlとインキュベートした。この細胞を水冷結合 緩衝液(128mM NaC1,5mM KCI、 5 +*M Mg5Oa、 1、.2mMCaCl2.50mM HEPES、 pH7,5,2’+g/m l B S A)で2回洗浄し、次いで4°Cで30分間細胞結合緩衝液でイン キュベー)・シて、内因性レセプター会合TGF−βを取り除いた。標識された および標識されていないタンパク質を含有する試料を上記ウェルに加え、トータ ル容量を48ウ工ル皿に対しては100μm、24ウ工ル皿に対しては200μ mとし、ロータリープラントホーム上で緩やかに攪拌しながら4℃でインキュベ ートした。4時間インキュベートした後、上記細胞を結合緩衝液で3回洗浄した 。100マイクロタイター(24ウ工ル皿に対して200μl)の溶解緩衝液( 25mM HEPES、 pH7,5,10%グリセロール、1%Triton  X−100,1mg/ml B S A)を各ウェルに加え、4°Cで30分 間インキュベートした。3組の試料由来の細胞会合放射活性を、ガンマ線計数管 で溶解した細胞の割合を調べて測定した。
これに対して、標識されていないTGF−β1は、標識されたTGF−β1の、 3つのタイプすべてのTGF−βレセプターへの結合と効果的に競合した。TG F−βlの3つのタイプすべての細胞への結合と競合するには、非常に高濃度の プロテオグリカン融合タンパク質が必要であった(図19A)。最大値の半分の 競合は、平均して約3μMの融合タンパク質濃度で達成された。
実施例Xrl TGF−のレセプ −への加 レセプターと架橋させるため、細胞を24ウエルの培地面で増殖させ、上記のよ うに操作した。標識されたおよび標識されていないリガンドとインキュベートし た後、この細胞を結合緩衝液で1回洗浄し、そしてBSAを有しない結合緩衝液 で3回洗浄した。次いで、スペリン酸ジスクシンイミジル(最終濃度0.2mM )を含有する100μlの結合緩衝液(BSAなし)を加え、この細胞を4°C で15分間インキュベートした。架橋反応の後、細胞をtooμtの溶解緩衝液 (12SmM NaC1,10mM Tris%pH7、l mM EDTA、 1%Triton X−1GG、 1Oag/mloイペブチン、1Oag/m lアンチベイン、so1g/偽lアプロチニン、100μg/mlベンザミジン −HCl、 1Oag/mlペプスタチン)に溶解した。
溶解物を同じ緩衝液と混合し、還元状態でプレキャストした4−12%のNov eXゲルを使用した5DS−PAGEによって分析した。
電気泳動の後、上記ゲルを乾燥し、−70℃で数日間、XAR−100X線フイ ルムにさらした。
架橋試験によって、TGF−β1のI型およびr■■型レセプターへの結合が、 本質的に変化していないII型レセプターへの結合よりも、3つのすべてのプロ テオグリカン融合タンパク質によってより影響されることが明らかになった(図 19B)。それぞれのオートラジオグラムのレーザーデンシトメトリー分析は、 TGF−βlのr型およびIII型レセプターへの結合が、使用されたプロテオ グリカン濃度でそれぞれ約25%または50%に減少することを示した。
競合は、TGF−βの■型およびIII型レセプターへの結合に対して最も効果 的であった。これはおそらく、これらのレセプターが、■T型レセプターよりも TGF−βに対して低いアフィニティーを有するためである。プロテオグリカン のTGF−βに対するアフィニティーが、いずれのレセプターのアフィニティー よりもずっと低い一方で、すべてのプロテオグリカンは、アフィニティーが不足 し得る濃度で潜在的に構成する組織中に豊富に存在する。さらに、細胞結合試験 で使用された試験条件は、TGF−βのプロテオグリカンへの結合を促進しない 。
本発明は、現在の好ましい実施態様について記述しているが、本発明の意図から 離れることなしに種々の改変がなされ得ることが理解されるべきである。したが って本発明は、以下の請求の範囲によってのみ限定される。
FIG、lA FIG、旧 2g−29− 塵ムat (而) 臼G、 2B 1 2 3 4 5 @ 7 8 111011121314’ lL+Rya實(pg/m1) FIG、 3A fi4i物慣 (μ9/而) FIG、3B FIG、5A FIG、6A F[G、6B 3〇− 21−−1−5,FIG、7b FIG、8a き 9腎 四−〇 −・−7コl)ン FIG、IO ヌヌな; 呂g粗ミ 89ス、fi 8gB詔シーーーーー 〜++− FIG、l3 kDa 20〇− FIG、19B kDa 21B−@ −@−・ ・13−G abcd @ 曹 ≠ I 得jす 9日−d9四−”;21”’f2L4ヅ・ ′ 得V’19− d9聞−1q21ψ’jute♀覧%“I−」9上−1921 M8P−BGMBP−DECMAP−FM MAPFIG、 19A 田竪槓審輔牛 、 、 PCTAI3 92109871(51)Int、 C1,’ 識別記 号 庁内整理番号A61K 38100 ABS (81)指定回 EP(AT、BE、CH,DE。
DK、ES、FR,GB、GR,IE、IT、LU、MC,NL、SE)、0A (BF、BJ、CF、CG、CI、CM、GA、GN、ML、MR,SN、TD 、TG)、 AU、 BB、 BG、 BR,CA、 C3,FI、 HU。
J P、 KP、 KR,LK、 MG、 MN、 MW、 No、 PL、R O,RU、SD、US (71)出願人 ザ ユニバーシティ オブ ユタアメリカ合衆国 ユタ 84 112 ソルトレイク シティ 特表千7−504886 (24) FI A61K 37102 ABC (72)発明者 ルオスラーティ、エルキ アイ。
アメリカ合衆国 カリフォルニア 92107ランチヨ サンタ フェ、ビー、 オー。
ボックス 1054 (72)発明者 ロンゲイカー、マイケル ティー。
アメリカ合衆国 カリフォルニア 94117サンフランシスコ、バーナサス  アベニュー 337 (72)発明者 ウィトビー、ディピッド ジェイ。
イギリス国 リーズ エルニス168エイエイチ、アデル、ミル レイス コテ ージ(72)発明者 ハーバ−、ジョン アール。
アメリカ合衆国 カリフォルニア 92008カールズパッド、ユニコーニオ  ストリート 2433 アメリカ合衆国 カリフォルニア 92107サン ディエゴ、アミフォード  ドライアメリカ合衆国 ユタ 84124 ソルトレイク シティ、アピナデイ  ロード4464

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.デコリンあるいはデコリンの機能的等価物を創傷に投与することを包含する 、はん痕形成を予防あるいは緩和する方法。
  2. 2.前記機能的等価物が、バイグリカンである、請求項1に記載の方法。
  3. 3.前記機能的等価物が、フィブロモジュリンである、請求項1に記載の方法。
  4. 4.前記はん痕形成が、皮膚はん痕形成である、請求項1に記載の方法。
  5. 5.デコリンあるいはその機能的等価物と、薬学的に許容可能な担体とを含有す る、薬剤組成物。
  6. 6.前記機能的等価物が、バイグリカンである、請求項5に記載の薬剤組成物。
  7. 7.前記機能的等価物が、フィブロモジュリンである、請求項5に記載の薬剤組 成物。
  8. 8.前記薬学的に許容可能な担体が、ヒアルロン酸である、請求項5に記載の薬 剤組成物。
  9. 9.前記組成物が、さらに生分解性ポリマーに付着するRGD含有ポリペプチド を含む、請求項5に記載の薬剤組成物。
  10. 10.TGF−βと精製ポリペプチドとを接触させることを包含する、TGF− β調節活性により生じた病状を処置する方法であって、該ポリペプチドが、タン パク質のTGF−β結合ドメインを含み、該タンパク質が、約24のアミノ酸の ロイシンリッチ操り返し単位によって特徴づけられ、それによって該病状がもた らされる活性を妨害するかまたは低下させる、方法。
  11. 11.前記タンパク質が、デコリンである、請求項10に記載の方法。
  12. 12.前記タンパク質が、バイグリカンである、請求項10に記載の方法。
  13. 13.前記タンパク質が、フィブロモジュリンである、請求項10に記載の方法 。
  14. 14.前記病状が、慢性関節リウマチ、糸球体腎炎、動脈硬化症、成人呼吸促進 症候群、肝硬変、肺線維症、術後心筋梗塞、心臓線維症、血管形成術後再狭窄、 腎間質性線維症、あるいは皮膚線維症の症状である、請求項10に記載の方法。
  15. 15.前記病状が、糸球体腎炎である、請求項14に記載の方法。
JP5509458A 1991-11-14 1992-11-13 細胞調節因子のインヒビターおよびはん痕形成を予防または緩和する方法 Pending JPH07504886A (ja)

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