JPH09502174A - 細胞表面受容体hekに結合するサイトカイン - Google Patents

細胞表面受容体hekに結合するサイトカイン

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JPH09502174A JP7507650A JP50765095A JPH09502174A JP H09502174 A JPH09502174 A JP H09502174A JP 7507650 A JP7507650 A JP 7507650A JP 50765095 A JP50765095 A JP 50765095A JP H09502174 A JPH09502174 A JP H09502174A
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Abstract

(57)【要約】 hekリガンド(hek−L)ポリペプチド並びにhek−Lポリペプチドを提供するのに有用なDNA配列、ベクター及び形質転換宿主細胞。このhek−Lポリペプチドは、レセプターチロシンキナーゼファミリーのメンバーである細胞表面レセプター(hek)に結合する。hekは、一定の腫瘍細胞系を含む細胞上で発現される。hek−Lポリペプチドは、elkとして知られる別のレセプターチロシンキナーゼにも結合する。

Description

【発明の詳細な説明】 細胞表面受容体HEKに結合するサイトカイン 発明の背景 受容体チロシンキナーゼとして知られる蛋白質は、リガンドとの結合によって 活性化される固有のキナーゼ活性を有している。このクラスの蛋白質は、触媒領 域内の保存された構造上のモチーフにより特徴付けられ(Hanks 等、Science,24 2:42,1988 )、触媒領域から5'側の領域の構造上の特徴に基づき、様々なファミ リーに分類することが可能である。 Boyd等(J.Biol.Chem.,267:3262,1992)は、チロシンキナーゼ活性を示す細胞 表面グリコプロテインを精製した。N-末端アミノ酸配列から、この蛋白質はeph/ elk ファミリーのメンバーと同定され,この蛋白質はそれゆえ hek(ヒトeph/el k-様キナーゼ)と命名された。hek と免疫反応するモノクローナル抗体が、多く のヒト細胞型に於ける hek発現の研究に用いられた(Boyd等、上記)。hek 抗原 は、ヒトpre-B 細胞の白血病細胞系 LK63(抗体作製の為の免疫原として用いら れた細胞系)及びヒトT-細胞の白血病細胞系 JM に於いて検出された。Raji Bリ ンパ細胞系は、弱い hek抗原発現を示し、試験された残りの細胞系(正常細胞及 び腫瘍細胞の両者で、pre-B 及びT-細胞系を含む造血細胞系)では一貫して陰性 であった。正常組織及び腫瘍組織の生体組織検査用標本をhek 抗原発現に関して も試験したが、正常組織のどれもが陽性でなく、造血腫瘍組織の非常に低い比率 の部分のみが陽性であった。 上記 LK63 と JM 細胞系、さらにヒトT-細胞の白血病細胞系 HSB-2に於ける h ek転写産物の発現は、ノザンブロット分析によって証明されている (Wicks 等、 Proc.Natl.Acad.Sci.USA,89:1611,1992)。単離された hek cDNA クローンに対 するヌクレオチド及びアミノの配列は、上記 Wicks等により発表されている。 hek 蛋白質は、次のものを含む多数の他の受容体チロシンキナーゼと非常に近 い関係にある: elk(Letwin等、Oncogene 3:621,1988 及びLhotak等、Mol.Cell.B iol.11:2496,1991); hek ホモログ mek4 及び cek4(Sajjadi 等、New Biol.3: 769,1991); eek(Chan 等、Oncogene 6:1057,1991); erk(Chan 等、上記) ; eck (Lindberg等、Mol.Cell.Biol.10:6316,1990); cek5(Pasquale,E.B .Cell Regul ation 2:523,1991); 及び eph(Hirai等、Science 238:1717,1987)。このサブフ ァミリーの蛋白質は、それらの細胞質領域のみでなく細胞外領域に於いても近縁 にあり、41から68% 同一である。興味深いことに、これら各種の受容体の組織分 布は、多様である。例えば、elk mRNAの発現は、精巣及び脳に限られていること が報告されており(Lhotak等、上記)、それに対し、eck は、それら同じ二つの 組織のみならず肺、腸、腎臓、脾蔵、卵巣及び皮膚においても見出だされている 。 受容体チロシンキナーゼに対するリガンドは、受容体を発現している細胞の増 殖、分化及び生存に影響する蛋白質の多様なグループである。今日まで、hek に 対するリガンドは、発見されていない。hek を結合する単数または複数の推定上 のリガンドの同定は、hek 蛋白質により制御される細胞プロセスの性質を研究上 で有用性を証明するであろう。 発明の概要 本発明は、hek として知られる細胞表面受容体に結合するhekリガンド (hek-L )と命名される新規のサイトカインを提供する。更に本発明は、hek-L 蛋白質を コードする単離されたDNA、単離されたDNA を含む発現ベクター、及び hek-L蛋 白質の発現に適した条件下で発現ベクターを含む宿主細胞を培養することによる hek-L生産方法を提供する。hek-L 蛋白質又は、それの免疫原断片に対する抗体 も開示されている。 発明の詳細な説明 hek として知られる細胞表面蛋白質に結合する新規な蛋白質リガンドをコード するcDNAが本発明に於いて単離された。又、hek リガンド(hek-L)cDNA を含む 発現ベクター及び hek-Lの発現に適した条件下で発現ベクターを含む宿主細胞を 培養することによる組換え hek-Lポリペプチドの製造方法並びに発現した hek-L の回収法も提供される。精製された hek-L蛋白質は、該蛋白質の可溶型も含め本 発明に包含される。 本発明は、又、hek-L 免疫原に特異的な抗体を生み出す免疫原として作用する ことが可能な hek-L又はそれの抗原断片を提供する。従って hek-L又はそれの抗 原断片に特異的なモノクロナル抗体は調製可能である。 本発明により開示される新規なサイトカインは、受容体チロシンキナーゼファ ミリーのメンバーである細胞表面受容体 hekに対するリガンドである。本発明の hekリガンドの一つの用途としては、hek 受容体を有する細胞の増殖または分化 に於いて、hek と結合することにより果たされるであろう hek-Lの役割を調査す るための研究道具があげられる。細胞上での hek-Lの hekへの結合により開始さ れ得る生物学的シグナルを研究することができる。腫瘍発生に於いて hek何等か の役割を担っている可能性が示唆されている(Boyd等、上記)。本明細書中で提 供される hekリガンドは、hek-L の同種の受容体への結合が腫瘍発生に於いて持 ち得る効果を研究する上で有用である。 本発明の hek-Lポリペプチドは、又、hek もしくは hek-L又はそれらの相互作 用を検出するin vitro での分析にも用いることができる。hek 抗原は、ある種 の白血病細胞系で検出されているので、hek-L は、その様な細胞への診断用又は 細胞毒性作用物を投与する為の担体としても使用可能である。hek リガンドの上 記の用途及びその他の用途は、以下に詳述される。 本発明の hek-L蛋白質は、又、elk として知られる受容体チロシンキナーゼに も結合することがわかった。elk はLetwin等,Oncogene 3:621,1988及びLhotak等 Mol.Cell.Biol.11:2496,1991により記載されている。スカッチャード分析により 、実施例5に記載されているように二個の hek-Lに結合した elkの二相パターン が明らかにされた。それ故、本明細書に開示された hek-L蛋白質は、又、例えば 種々の分析操作に於いて、elk を結合させるために使用できる。しかしながら、 elk-L の elkに対するより高い親和性の観点から、その様な用途には一般的には 実施例5に記載された elkリガンド (elk-L)蛋白質が、好まれる。 実施例5に記載された結合研究は、又、elk リガンド(elk-L) が hekと結合す ることを明らかにした(二相結合パターン)。B61 として知られる近縁蛋白質 (Holzman等、Mol.Cell.Biol.10:5830,1990)は、hek(線形パターン) と elk( 二相パターン)の両者と結合することが見出された。相対的な親和性は、実施例 5の表I及びIIに示す。 hek-L DNA をクローン化する試みに於いて核酸源として用いるのに適した細胞 を決定するために、種々のタイプの細胞が、hek を(ヒトhek とFcポリペプチド 抗体からなる融合蛋白質の形で)結合する能力により選別された。ヒトT-細胞の 白血病細胞系は、hek/Fc結合に陽性であり、cDNA発現ライブラリーはこれから作 製された。実施例3に記載されたように、 hek/Fc 結合蛋白質の発現に対するク ローンを選別することにより、ヒト hek-Lをコードする二個の異なるcDNAクロー ンを単離するのに成功した。第1のヒト hek-L cDNA クローンのDNA 配列とそれ によりコードされるアミノ酸配列は、配列番号1及び配列番号2に示されている 。第2のヒト hek-LクローンのDNA 及びそれによりコードされるアミノ酸配列は 、配列番号3及び配列番号4に示されている。ヒト hek-L cDNA クローンのヌク レオチド及びそれによりコードされるアミノ酸配列の両者と、Genbank 及びSwis sprot データベースとの比較は、hek リガンドの配列が固有であることを示した 。二つのクローンによってコードされた hek- 結合蛋白質のアミノ酸配列は38% 同一である。 ヒト hek-L cDNA を、第1の陽性なクローンから単離し、ストラタジーンクロ ーニングシステム社、カリフォルニア州、ラホーヤ (Stratagene Cloning Syste m,La Jolla,CA)より入手可能なクローニングベクターpBLUESCRIPT(登録商標)S K(-) の(マルチクローニングサイト領域の)Bam HI部位に挿入した。得られた 組換えベクターは、A2/pBSと命名され、E.coli DH5α細胞に入れられて1993年 8 月11日にアメリカンタイプカルチャーコレクション(American Type Culture Co llection)に寄託され寄託番号ATCC 69384が与えられた。ヒト hek-L cDNA を、 第2の陽性なクローンから単離し pBLUESCRIPT(登録商標)SK(-)のBam HI部位 に挿入した。得られた組換えベクターは、C6/pBSと命名され、E.Coli DH5α細胞 に入れられて1993年 8月25日にアメリカンタイプカルチャーコレクショに寄託さ れ、寄託番号ATCC 69395が与えられた。両寄託は、ブタペスト条約(Budapest Tr eaty) の条項にもとずき行われた。 配列番号2の(クローンA2のcDNAによりコードされた)hek-L は、N-末端シグ ナルペプチド(アミノ酸 -19から-1まで)、細胞外領域(アミノ酸 1から 202ま で)及びアミノ酸 203から始まるC-末端疎水性領域からなる。配列番号4の(ク ローンC6のcDNAによりコードされた)hek-Lは、N-末端シグナルペプチド(アミ ノ酸 -22から-1まで)、細胞外領域(アミノ酸 1から 160まで)、及びアミノ酸 161から始まるC-末端疎水性領域からなる。 クローン A2 及び C6 によって発現された hek-L蛋白質は、グリコシル−フォ スファチジルイノシトール(GPI) リンケージによって細胞表面に固定されている ことが知られている。GPI 膜アンカーは、化学構造とその加工を含め、Ferguson ,M.及び A.Williams によって記載されている(Ann.Rev.Biochem.,57:285,1988 、本明細書中に参考文献として取込まれる)。発現された当初は、ある蛋白質は GPI アンカーのシグナルを含むC-末端疎水性領域からなっている。切断部位は、 疎水性領域のN-末端の上流(約 10-12アミノ酸上流であることが多い)に位置す る。翻訳後加工は、この切断部位での切断を含む。GPI アンカーは、加工された 成熟蛋白質の新たにむき出しになったC-末端アミノ酸に接着する。それ故、hek- L 蛋白質が疎水性領域にあるGPI アンカーシグナルを認識する細胞で発現すると き、配列番号2及び4のアミノ酸配列の全ては、該蛋白質の前駆体となる。 GPI アンカー蛋白質から得られた共通配列から、本発明の hek-L蛋白質の有望 な切断部位は、配列番号2のアミノ酸 194と 195の間、及び配列番号4のアミノ 酸 148と 149の間である。蛋白質の切断後、GPI の分子は、今や加工された蛋白 質のC-末端となったセリン残基に接着する(配列番号2のアミノ酸 194及び配列 番号4のアミノ酸 148)。切断は、hek-L 蛋白質の疎水性領域の上流のどこでで も起こり得る。 本明細書で使用する用語 "hek-L"は、hek と結合することができ、配列番号2 又は配列番号4の hek-L蛋白質と相同性(好ましくは最低 80%相同)を示す一群 のポリペプチドである。ヒト hek-Lは、マウス、ラット、ウシ、ブタ又はその他 の霊長類の種を含む(但しそれ等に限定しないが)他の哺乳動物種由来の hek-L 蛋白質と同様、本発明の範囲内である。本明細書で使用されているように、用語 "hek-L"は、蛋白質の膜結合型及び可溶型(分泌型)の両者を含む。hek-結合の 性質を保持するトランケイトされた蛋白質は、本発明に包含される。その様なト ランケートされた蛋白質は、例えば疎水性領域を欠き細胞外(受容体結合)領域 のみからなる可溶性 hek-Lを含む。 ヒト hek-L cDNA を、放射性標識し、種間ハイブリダイゼーションによるほか の哺乳動物の hek-L cDNA の単離の為のプローブとして使用できる。例えば、他 の哺乳動物種のT-細胞白血病細胞系から得られたcDNAライブラリーを、放射性標 識されたヒト hek-L cDNA を用いスクリーニングして、陽性なクローンを単離す ることもできる。或いは、種々の細胞系から単離されたmRNAを、ノザンハイブリ ダイゼーションによりスクリーニングして、hek-L 遺伝子のクローン化に用いる のに適した哺乳動物の hek-L mRNA のソースを決定することができる。 hek/Fc融合蛋白質は、下記実施例2及び3に記載したスクリーニング操作に用 いられるが、hek は、hek-L 蛋白質の発現に関してのクローン及び細胞系候補の スクリーニングに用いることができる。しかし、hek/Fc融合蛋白質は、容易に精 製できると言う利点を提供する。更に、ジスルフィド結合が2個の独立した融合 蛋白鎖のFc領域間に形成され、二量体を作る。 他の抗体Fc領域は、実施例1に記載したようにヒトIgG1 Fc 領域ムテインと置 換することができる。他の適切なFc領域としては、プロテインA又はプロテイン Gに高い親和性で結合可能なものがあり、マウスIgG1のFc領域またはヒトIgG1 F c 領域の断片、例えば、鎖間ジスルフィド結合が形成されるよう少なくともヒン ジ領域を持つ断片が含まれる。 本発明の一つの態様は、可溶性 hek-Lポリペプチドを提供する。可溶性 hek-L ポリペプチドは、ネイティブな hek-Lの細胞外領域の全部又は一部からなるが、 細胞膜にポリペプチドを繋げておくためのシグナルを含めた疎水性領域を欠く。 可溶性 hek-Lポリペプチドは、好都合なことに、最初合成されたとき分泌を促進 するネイティブな(又はヘテロな)シグナルペプチドを含んでいるが、シグナル ペプチドは、細胞から hek-Lが分泌されるとき切断される。使用できる可溶性 h ek-Lポリペプチドは、hek 受容体を結合する能力を保持する。可溶性 hek-Lは、 又、可溶性 hek-L蛋白質が分泌され得ることを条件に疎水性領域の一部を含むこ ともできる。 可溶性 hek-Lは、所望の蛋白質を発現した細胞を無傷のまま細胞培養培地から 、例えば遠心分離により分離し、培地(上清液)を求める蛋白質の存在に関して 分析することにより、同定できる(そして非可溶性の膜結合型のものから区別す ることができる)。培地中の hek-Lの存在は、蛋白質が細胞から分泌されたこと 、従ってそれが求める蛋白質の可溶型であることを示す。可溶性 hek-Lは、この 蛋白質の、例えばオルタナティブスプライシングから生じた、天然に存在する型 でもよい。更に、GPI リンクされた hek-Lは、細胞表面から培養培地に、例えば プロテアーゼ又は他の酵素の働きによって、放出又は流出され得る。 hek-L の可溶型の使用は、ある種の応用に好都合である。可溶性蛋白質が細胞 から分泌されるため組換え宿主細胞からの蛋白質の精製は容易になる。更に、可 溶性蛋白質は、一般的に静脈からの投与により適している。 可溶性 hek-Lポリペプチドの実施例は、ネイティブな hek-L蛋白質の全ての細 胞外領域からなるものを含む。そのような可溶性蛋白質の一つは、配列番号2の アミノ酸 1から202 までを含み、他の一つは、配列番号4のアミノ酸 1から 160 までを含む。最初に宿主細胞内で発現させる際に、可溶性蛋白質は、使用する宿 主細胞内で機能する下記のヘテロなシグナルペプチドの一つを付加的に含んでい てもよい。或いは、蛋白質は、hek-L が配列番号2のアミノ酸 -19から 202まで 又は配列番号4のアミノ酸 -22から 160までを含んでいたように、最初からネイ ティブなシグナルペプチドを含んでいてもよい。可溶性 hek-L蛋白質は、GPI 接 着部位として働くアミノ酸を含むところまでC-末端を欠失するようにトランケー トされていてもよい。実施例は、上で論議されたように、配列番号2のアミノ酸 1-193又は配列番号4のアミノ酸 1-147を含む蛋白質を含む。GPI 接着部位は欠 失されていてもよいが、疎水性領域の欠失が、細胞膜への蛋白質のGPI アンカー を妨げるには十分であると考えられている。更なる態様では、蛋白質はC-末端を トランケートして、C-末端アミノ酸が配列番号2のアミノ酸 193と 202間、又は 配列番号4のアミノ酸 147と 160間のどのアミノ酸となっても良い。可溶性 hek -L蛋白質をコードするDNA 配列は、本発明に包含される。 可溶性ポリペプチドを含めトランケートされた hek-Lは、多数の従来の技術の いずれによっても調製できる。希望するDNA 配列は、既知の技術を用いて化学的 に合成できる。DNA 断片もまたクローン化されたDNA 配列の全長を制限エンドヌ クレアーゼ消化で作り出すことができ、アガロースゲルでの電気泳動により分離 できる。DNA 断片の5'又は3'末端を希望する位置に再構築するオリゴヌクレオチ ドは、合成できる。オリゴヌクレオチドは、制限エンドヌクレアーゼ切断部位を 希望するコード配列の上流に含み、開始コドン(ATG) をコード配列の5'末端に位 置させることができる。良く知られた複製連鎖反応法も、希望する蛋白質断片を コードするDNA 配列を単離するため使用できる。更なる代替として、既知の変異 導入の技術を用いて、希望する位置に、例えば細胞外領域の最後のアミノ酸のコ ドンの直ぐ下流に、終止コドンを挿入できる。 本発明の或る態様は、配列番号1のヌクレオチド83-796 (全コード領域)、8 3-745(シグナルペプチド及び細胞外領域をコードする)、140-796 (シグナル ペプチドを除く蛋白質をコードする)、及び140-745(細胞外領域をコードする )からなるグループから選択されたヌクレオチド配列を含む単離されたDNA を提 供する。又、配列番号3のヌクレオチド 28-630 (全コード領域)、28-573(シ グナルペプチド及び細胞外領域をコードする)、94-630(シグナルペプチドを除 く蛋白質をコードする)、及び 94-573 (細胞外領域をコードする)からなるグ ループから選択されたヌクレオチド配列を含む単離されたDNA も提供する。配列 番号2及び配列番号4の蛋白質の生物学的活性のある断片をコードするDNA も、 C-末端でトランケートされた上述の hek-L蛋白質をコードするDNA を含めて(但 しそれ等に限定はされないが)提供される。 本発明の hek-L DNAは、cDNA、化学的に合成されたDNA、PCR により単離され たDNA、ゲノムDNA、及びそれらの組合わせを含む。ゲノム hek-L DNAは、標準的 な技術を用い、クローンA2又はC6のcDNAへのハイブリダイゼーションにより単離 できる。 本発明は、組換え及び非組換えの両方の精製された hek-Lポリペプチドを提供 する。希望する生物学的活性(例えば、hek と結合する能力)を保持する、ネイ ティブな hek-L蛋白質の変異体及び誘導体も、又本発明の範囲に含まれる。本発 明の一つの態様に於いて、成熟 hek-L蛋白質は、N-末端アミノ酸配列 Leu-Leu-A la-Gln-Gly-Pro-Gly-Gly-Ala-Leu-Gly-Asnにより特徴付けられる。他の一つの態 様に於いて、成熟 hek-L蛋白質は、N-末端アミノ酸配列 Gly-Ser-Ser-Leu-Arg-H is-Val-Val-Tyr-Trp-Asn-Serにより特徴付けられる。 hek-L 変異体は、例えば、天然の hek-Lポリペプチドのヌクレオチド配列コー ドの変異によって得ることができる。本明細書で言及される hek-L変異体は、天 然のhek-L に本質的に相同なポリペプチドであるが、一つもしくはそれ以上の欠 失、挿入、又は置換のため、天然の hek-L(ヒト、マウスまたは他の哺乳動物の 種)のアミノ酸配列とは異なった配列を持つ。hek を結合するその様な変異体は 、配列番号2及び配列番号4で提供されたアミノ酸配列を持つネイティブな hek -結合蛋白質の同等物である。 本発明の変異体DNA 及びアミノ酸配列は、配列番号1−4の天然の配列のよう な天然の hek-L配列に対し、好ましくは最低 80%同一であり、さらに好ましくは 最低 90%同一である。断片に対してのパーセント同一性は、断片中に存在するネ イティブな配列の部分に関して計算される。本発明の或る態様は、配列番号2の アミノ酸 1-194、1-202 及び 1-219、並びに配列番号4のアミノ酸 1-148、1-16 0 及び 1-179からなるグループから選択された配列に、最低 80%同一であるアミ ノ酸配列からなる hek-Lポリペプチドを提供する。 ネイティブなアミノ酸配列の変更は、多数の既知の技術のいずれによっても達 成できる。変異は、ネイティブな配列の断片への連結を可能にする制限部位が横 に付いている変異配列を含むオリゴヌクレオチドを合成することにより、特定の 遺伝子座位に導入できる。連結後、得られた再構築された配列は、希望するアミ ノ酸の挿入、置換又は欠失を持つ類似体をコードする。 或いは、オリゴヌクレオチドによる部位特異的変異導入法は、必要とされる置 換、欠失又は挿入に従って変更された特定のコドンを持つ変更された遺伝子を提 供するために使用できる。上述の変更を行う典型的な方法は、Walder等(Gene 4 2:133,1986);Bauer等(Gene 37:73,1985);Craik(Bio Techniques,January 1985,12-19);Smith等(Genetic Engineering:Principles and Methods,Plenum Press,1981) ;Kunkel(Proc.Natl.Acad.Sci.USA 82:488,1985) ;Kunkel等(Me thods in Enzymol.154:367,1987);及び米国特許第4,518,584 号及び4,737,462 号により開示され、それらは本明細書中に参考文献として取込まれる。 変異体は、保存的に置換された配列を含んでも良い。これの意味するところは 、或るアミノ酸残基が、同様な生理化学的性状を持った残基により置換えられる ということである。保存的置換の例は、Ile,Val,Leu 又はAla が互いに置換する ような一つの脂肪族残基の他の一つとの置換、又はLys とArg 間;Glu とAsp 間 ;又はGln とAsn 間のような一つの極性残基の他の一つとの置換を含む。その他 のその様な保存的置換、例えば同様な疎水性の性格を持った全領域の置換は良く 知られている。 hek-L は、又グリコシル基、脂質、フォスフェート、アセチル基及びその様な 他の化学成分と共有結合又は凝集結合を形成することにより hek-L誘導体を作り 出すために修飾されていても良い。hek-L の共有誘導体は、化学成分を hek-Lア ミノ酸側鎖の官能基、又は hek-LポリペプチドのN-末端もしくはC-末端、又はそ れらの細胞外領域に結合させることにより調製することができる。本発明に含ま れるhek-L のその他の誘導体は、N-末端又はC-末端融合体のような組換え培養で の合成によるような、hek-L 又はその断片の、他の蛋白質又はポリペプチドとの 共有又は凝集結合体を含む。 hek-L リガンドを最初に組換え系で発現させたとき、(ネイティブ又はヘテロ な)シグナル又はリーダー配列を、hek-L ポリペプチドのN-末端に含んでいても 良い。シグナル又はリーダーペプチドは、翻訳時に又は翻訳後に蛋白質の合成の 部位から細胞膜又は細胞壁の外側の部位への蛋白質の輸送を指令し、分泌過程で 成熟蛋白質から切断される。使用される発現系に従って一般的に選択される、適 切なヘテロなシグナルペプチドの実施例を、以下に記述する。 hek-L ポリペプチド融合体は、hek-L の精製及び同定を容易にするため付加さ れたペプチドを含むことができる。その様なペプチドは、例えば、ポリ-His又は 米国特許第5,011,912 号及びHoppら、Bio/Technology 6:1204,1988により記載さ れている抗原同定ペプチドを含む。その様なペプチドの一つは、高度に抗原的で あり発現した組換え蛋白質の迅速な分析及び容易な分離を可能にする特異的モノ クローナル抗体に可逆的に結合するエピトープを提供する、FLAG(登録商標)ペ プチド、Asp-Tyr-Lys-Asp-Asp-Asp-Asp-Lys(DYKDDDDK) である。このペプチドで キャップされた融合蛋白質は、又E.coli に於ける細胞内分解に抵抗できる。4E 11と命名されたマウスのハイブリドーマは、(本明細書中に参考文献として取込 まれる米国特許第5,011,912 号に記載されるように)ある種の二価金属カチオン の存在下でペプチドDYKDDDDKを結合するモノクローナルな抗体を生産し、アメリ カンタイプカルチャーコレクションに寄託番号HB 9259 として寄託された。 本発明は、更に関連するネイティブパターンのグリコシル化を伴う、又は伴わ ない hek-Lポリペプチドを含む。酵母又は哺乳動物の発現系(例えばCOS-7 細胞 )で発現した hek-Lは、発現系の選択によって分子量とグリコシル化パターンが 、ネイティブな hek-Lポリペプチドと同様か又は有意に異なり得る。E.coli の 様なバクテリア発現系での hek-Lポリペプチドの発現は、非グリコシル化分子を 提供する。 アミノ酸残基又は配列の種々の添加もしくは置換、又は生物学的活性もしくは 結合に不必要な末端または内部残基又は配列の欠失をコードするDNA 構築物が調 製可能である。例えば、hek-L 細胞外領域のN-グリコシル化部位を、哺乳動物及 び酵母発現系に於いてより均質且つ炭水化物の少ない類似体を発現させるため、 グリコシル化を妨げるように修飾することができる。真核生物のポリペプチドに 於けるN-グリコシル化部位は、アミノ酸トリプレット Asn-X-Yにより性格付けら れる(ここで、X は Proを除くいかなるアミノ酸でもよく、Y は Ser又は Thrで ある)。このトリプレットをコードするヌクレオチド配列の適切な修飾は、Asn 側鎖での炭水化物残基の接着を妨げる置換、添加又は欠失をもたらす。例えば、 Asn が異なった蛋白質に置き換えられるよう選ばれた1個のヌクレオチドの変更 は、N-グルコシル化部位を不活化するのに十分である。蛋白質のN-グリコシル化 部位を不活化する既知の方法としては、本明細書中に参考文献として取込まれる 米国特許第5,071,972 号及び欧州特許第276,846 号に記載されている方法を含む 。 3個のN-グリコシル化部位が、クローンA2によりコードされた hek-Lの配列番 号2のアミノ酸 19-21、48-50 及び 81-83で見出されている。1個のN-グリコシ ル化部位が、クローンC6によりコードされた hek-Lの配列番号4のアミノ酸 11- 13で見出されている。 他の例では、生物学的活性に必須でない Cys残基をコードする配列は、再生に 於ける誤った分子間ジスルフィド結合を形成しないよう、Cys 残基を欠失するか 又は他のアミノ酸に置換えるように変更することができる。他の変異体は、KEX2 プロテアーゼ活性が存在する酵母系での発現を促進するため、隣接する二塩基性 アミノ酸残基の修飾によって調製される。欧州特許第212,914 号は、蛋白質のKE X2プロテアーゼ加工部位を不活化するための部位特異的変異導入の使用を開示し ている。KEX2プロテアーゼ加工部位は、隣接する塩基性残基の存在を排除するよ う Arg-Arg,Arg-Lys及び Lys-Argの対を変更するように、残基を欠失、添加又は 置換することにより不活化される。Lys-Lys 対は、KEX2切断にあまり敏感でなく 、Arg-Lys 又は Lys-Argの Lys-Lysへの転換は、KEX2部位の不活化への保存的で 好ましい解決法である。KEX2プロテアーゼ加工部位は、配列番号2の hek-Lのア ミノ酸26-27、87-88 及び 199-200に見出されている。配列番号4の hek-Lは、 アミノ酸 73-74と134-135 にKEX2プロテアーゼ加工部位を含む。 天然に存在する hek-L変異体は、また本発明に包含される。そのような変異体 の例は、mRNAオルタナティブスプライシング又は hek-L蛋白質のタンパク質分解 切断から生じる hek結合性を保持した蛋白質である。mRNAのオルタナティブスプ ライシングは、例えば、蛋白質の天然に存在する可溶型のような、トランケート されてはいるが生物学的に活性のあるhek-L蛋白質を作ることもできる。タンパ ク質分解に起因する変異体は、例えば、hek-L蛋白質から(一般的に 1-5末端ア ミノ酸から)の一つ又はそれ以上の末端アミノ酸の加水分解による除去による、 異なったタイプの宿種細胞内での発現した際のN-又はC-末端の相違を含む。シグ ナルペプチドは、与えられた蛋白質の異なった位置で切断され、その結果、成熟 蛋白質のN-末端アミノ酸の変異が生じ得る。。 一つの発現系に於いて、クローンC6によってコードされた hek-L蛋白質のN-末 端アミノ酸は、配列番号4のアミノ酸 4(Leu) であった。クローンA2から誘導さ れた可溶性 hek-L融合蛋白質の調製品の一つは、N-末端アミノ酸として配列番号 2のアミノ酸 2(Asn) を持つ融合蛋白質 (約60%)と、配列番号2のアミノ酸 1(L eu) がN-末端アミノ酸である融合蛋白質の混合物から成っていた。本発明のある 態様は、それゆえN-末端アミノ酸が、配列番号4のアミノ酸 1-4のいずれか又は 配列番号2のアミノ酸 1-12 のいずれかである蛋白質(可溶性又は膜結合)に向 けられた。 1個以上のコドンにより同じアミノ酸がコードできる遺伝暗号の既知の縮重の ため、DNA 配列は、配列番号1又は3に示されたものから変異され、それでも尚 配列番号2又は4のアミノ酸配列を持つ hek-L蛋白質がコードされ得る。そのよ うな変異体DNA 配列は、サイレント変異(例えば、PCR 増幅に於いて起こる)か ら生じ得るもので、またネイティブな配列を慎重に変異導入した産物でもあり得 る。 それゆえ本発明は生物学的に活性な hek-Lをコードする次の物から選択され単 離されたDNA 配列を提供する:(a) ネイティブな哺乳動物の hek-L遺伝子のコー ド領域から誘導されたDNA (例えば、配列番号1又は配列番号3に示されたヌク レオチド配列のコード領域からなるcDNA);及び (b) (a)により規定されたDNA の 遺伝暗号の結果としての縮重物で生物学的に活性な hek-LをコードするDNA。そ の様なDNA 配列によりコードされた hek-L蛋白質は、本発明に包含される。 本発明の hek-L DNAは、cDNA、化学的に合成されたDNA、PCR により単離され たDNA、ゲノムDNA、及びそれらの組合わせを含む。ゲノム hek-L DNAは、標準的 な技術を用いた、クローンA2又はC6のcDNAのハイブリダイゼーションにより単離 できる。生物学的活性の分析 hek を結合する能力を持つ変異体は、適切な分析のいずれによっても同定でき る。一般的な分析技術も、ネイティブな hek-L蛋白質の hek- 結合活性の分析に 有用である。hek-L の生物学的活性は、例えば、hek のリガンド結合領域への結 合の競合(即ち競合的結合分析)により決定できる。 hek-L ポリペプチドの競合的結合分析の一つの型は、放射性標識された可溶性 ヒトhek-L 及び細胞表面 hekを発現しているインタクトな細胞を使用する。イン タクトな細胞の替わりに、(hek/Fc融合蛋白質のような)融合蛋白質のFc領域と プロテインA又はプロテインGとの相互作用により固体相に結合させた、可溶性 hekと置換えできる。別の型の競合結合分析は、放射性標識されたhek/Fc融合蛋 白質のような可溶性 hek及び hek-Lを発現するインタクトな細胞を用いる。又、 可溶性 hek-Lは、固体相に結合されていても良い。 競合結合分析は、標準的な方法論を用いて行うことができる。例えば、表面結 合 hekに対する結合活性を分析するため、放射性標識された hek-Lを用いて、推 定上の hek-Lホモログと競合させることができる。定性的結果は、競合オートラ ジオグラフィックプレート結合分析により得ることができ、又定量的結果を得る ためスカッチャードプロットを使用しても良い。 又、可溶性 hekは、125Iで標識された hek-Lのような検出可能な成分の存在 を分析するのに適したカラムクロマトグラフマトリクスもしくは同様の基質等の 固体相に、結合させることができる。固体相への結合は、例えば、hek/Fc融合蛋 白質をプロテインA又はプロテインGを含むマトリクスと結合させることにより 達成できる。 hek-L(変異体を含む)の結合上の特徴は、上述と同様の競合分析に標識され た可溶性hek(例えば、125I-hek/Fc )を用いて決定できる。しかしこの場合、 hek-L を発現するインタクトな細胞又は固体の基質に結合した可溶性 hek-Lを用 いて、推定上の hek変異体を含む試料が標識された可溶性hek の hek-Lへの結合 に対して競合する程度が測定される。 膜結合 hek-Lの hek結合活性を検出するための好ましい分析法は、次のような ものである。実施例1で調製された hek/Fc 融合蛋白質と、hek/Fc を直接放射 性標識することを避けるため実施例3に記載された125Iで標識されたマウスの 抗ヒト IgG Fc 抗体を用いた、改変した間接結合分析が考案された。内在的 hek -Lを発現する細胞(例えば、実施例2に記述したCCRF-HSB-2細胞系)を、次のよ うに異なる濃度の hek/Fc に晒し、次いで一定の飽和濃度の125I抗体に晒す。 CCRF-HSB-2細胞を、96穴培養プレートを用いた懸濁液培養により培養する。細 胞(2 ×106 細胞/ウエル)を、結合培地(RPMI 1640 培地、1%ウシ血清アルブ ミン、0.2%アジ化ナトリウム及び20mM Hepes、pH 7.2)中で種々の濃度の hek/F c の存在下又は非存在下で、37℃で1時間インキュベートする。細胞を、それか らPBS で一度洗浄し、125I-マウス抗ヒトIgG Fc(40ng/ml) を含む結合培地と、 緩やかに攪拌しながら37℃で1時間インキュベートする。細胞と未結合の125I- 抗体は、本質的にはDower 等,J.Immunol.132:751(1984) によって記載された ような、フタレート油分離法により分離される。 組換え膜結合 hek-Lを発現する細胞への hek/Fc 結合に関する分析は、実施例 5に記載したように行うことができる。間接結合分析が使用された。 可溶性 hek-Lの hek結合活性を分析する好ましい分析法は、次のようなもので ある。分析法は、実施例2に記載したように内在性 hek-Lを発現するCCRF-HSB-2 細胞系への hek/Fc 融合蛋白質の結合を阻止する可溶性 hek-Lの活性を検出する 。 可溶性 hek-Lを発現する発現ベクターで形質転換されたCV-1/EBNA 細胞からの 条件付き上清液(培養液)を、96穴プレートで滴定する。hek/Fcの一定量(1 μ g /ウエル)が、各ウエルの結合培地内に加えられ、次いでCCRF-HSB-2細胞がウ エル当たり 1-2×106 個加えられる。プレートを37℃で1時間インキュベートす る。細胞を、PBS で二回洗浄し、それから遠心分離によりペレット化する。125 I- マウス抗ヒトIgG Fcを一定濃度で各ウエルに加え、プレートを37℃で更に1 時間インキュベートする。125I- マウス抗ヒトIgG Fcは、CCRF-HSB-2細胞に結 合している hek/Fc に結合する。最後のインキュベーション後、細胞は、結合し た125I- マウス抗ヒトIgG Fcと遊離した物とを分離するフタレート油の入った 試験管の上部に回収される。放射性活性を、ガンマ線計測器を用いて定量化する 。hek−Lの用途 本発明のhek-L は、hek を発現する細胞を検出する結合分析に使用できる。例 えば、hek-L もしくはその細胞外領域又はそれの断片は、125Iのような検出可 能な成分と結合させることができる。125Iによる放射性標識は、高い比活性で 標識された機能的な125I-hek-L分子を得るための幾つかの標準的方法により行 われる。又、ビオチン(biotin)やアビジン(avidin)のような発色分析や蛍光分析 反応に触媒として働くことのできる酵素のような他の検出可能な成分を用いても 良い。hek 発現を試験される細胞は、標識されたhek-Lと接触させることができ る。インキュベーション後、未結合の標識された hek-Lは除去され、結合は検出 可能な成分を用いて測定される。 本明細書で開示される hekリガンド蛋白質は、又、hek-L に対する結合親和性 と言う意味での、hek蛋白質の生物学的活性を測定することにも使用できる。例 示として、hek-L は、異なる温度で貯蔵された、もしくは、異なる細胞型から生 産された hek蛋白質の、生物学的活性を測定する結合親和性の研究に使用できる 。例えば、ある hek蛋白質の生物学的活性は、調査研究に使用する前にこのよう に確認することができる。 hek-L 蛋白質は、例えば種々の条件下での hek蛋白質の在庫可能期間及び安定 性をモニターする”品質管理”の研究を行う人々により使用され得る試薬として の用途が見出だされる。hekリガンドは、hek 蛋白質の修飾(例えば、化学的修 飾、トランケート、変異等)後に、生物学的活性が保持されているかを決定する ために使用できる。hek の生物学的活性への修飾の好ましくない効果を検出する 為に、修飾された hek蛋白質の hek-Lに対する結合親和性を非修飾 hek蛋白質の それと比較される。 hek リガンドの異なる用途は、蛋白質精製工程に於ける試薬である。hek-L 又 は hek-L/Fc 融合蛋白質は、従来の技術により固体保持物質に付着させられ、ア フィニティークロマトグラフにより hekを精製するのに使用しても良い。 hek-L ポリペプチドはまた、それに結合された薬剤を hek細胞表面抗原を持つ 細胞に投与する担体としての用途も見出だす。hek 抗原の発現は、JM及びHSB-2 と命名されたヒトT-細胞白血病細胞系及びLK63と命名されたヒトpre-B 細胞白血 病細胞系(Boyd 等、J.Biol.Chem.267:3262,1992、及びWicks 等、Proc.Nat.Aca d.Sci.USA,89:1611,1992)を含むある種の白血病細胞系に対し報告されている。 hek-L 蛋白質は、このように診断用又は治療用薬剤をその様な細胞(又は細胞表 面に hekを発現することが分っている他の細胞型)にin vitro な又はin vivo な方法によって投与するのに使用できる。 その様な用途の一例は、薬剤が白血病細胞に対して細胞毒性を示すか否かを評 価するため hek+ 白血病細胞系を治療用薬剤/hek-L複合体に晒すことである。he k-L に結合された多数の種々の治療用薬剤は、その薬剤の白血病細胞に対する細 胞毒性効果を検出し比較するための分析に含められる。hek-L/診断用薬剤複合体 は、 hek+ 細胞の存在を検出するためin vitro 又はin vivo で使用できる。 hek-L ポリペプチドに結合しうる診断用及び治療用薬剤は、それ等に限定はさ れないが、次のものを含む:薬品、毒素、放射性核種、クロモフォア、蛍光性化 合物、発色分析又は蛍光分析反応を触媒する酵素、等、(適用の意図に従って特 定の薬剤が選択される)。薬品の例は、種々の型の癌の治療に使用されるものを 含む。例えば、L-フェニルアラニン ナイトロジェンマスタード(L-phenylalani ne nitrogen mustard)又はシクロホスホアミド(cyclophosphamide)のようなナイ トロジェンマスタード(nitrogen mustard)、cis-ジアミノジクロロプラチナ(cis -diaminodichloroplatinum) のようなインターカレート剤(intercalating agent )、5-フルオロウラシル(5-fluorouracil)のような代謝桔抗物質(antimetaboli te)、ビンクリスチン (vincristine)のようなビンカアルカロイド(vinca alkalo ides)、及びブレオマイシン(bleomycin) 、アドレアマイシン(doxorubicin) 、 ダウノルビシン(daunorubicin)のような抗生物質(antibiotics)、並びにそれら の誘導体。毒素の中ではリシン (ricin)、アブリン(abrin) 、ジフテリア毒素(d iphtheria toxin)、Pseudomonas aeruginosa エクソトキシン A(exotoxin A)、 リボソーム不活化蛋白質(ribosomal inactivating proteins) 、トリコテセンス (trichothecenes)のようなマイコトキシン(mycotoxin) 及びそれらの誘導体及び 断片(例えば、単鎖)である。診断用に適した放射性核種は、それ等に限定はさ れないが、123I、131I、99mTc、111In、及び76Brを含む。治療用に適した放射 性核種は、それ等に限定はされないが、131I、211At、77Br、186Re、188Re、21 2 Pb、212Bi、109Pd、64Cu、及び67Cuを含む。 その様な薬剤は、適当な従来の方法のいずれかで hek-Lに結合できる。蛋白質 である hek-Lは、希望する薬剤の官能基と反応し、例えば共有結合を形作ること ができるようなアミノ酸側鎖官能基を含む。あるいは、蛋白質又は薬剤は、希望 する反応性官能基を作り出すか、又は結合させるように誘導できる。誘導は、種 々の分子を蛋白質に結合させるために入手可能な二官能性結合試薬(Pierce Che mical Company,Rockford,Illinois)の一つを結合させることを含む。蛋白質の 放射性標識するための技術が多数知られている。放射性核種金属は、例えば適当 な二官能性キレート化剤を用いて hek-Lに結合できる。 hek-L と適切な診断用又は治療用薬剤からなる(好ましくは共有結合した)複 合体は、このようにして調製される。複合体は、特定の応用に適した量だけを投 与もしくは他の形で使用される。 実施例5に記述したように、本明細書で提供される hek-L蛋白質は、また elk として知られる受容体を結合する能力をも有する。それ故、hek-L は、hek-結合 特性から発する上述の用途と類似の elk- 結合特性から発する追加の用途を持つ 。hek-L は種々の分析でelk の検出に使用できる。hek を結合する抗体は、もし 適当なら、elk の hek-Lへの結合は許容するが、hek の hek-Lへの結合は阻止す る分析に使用できる。hek リガンドは、elk 蛋白質の生物学的活性を、elk 蛋白 質またはそれの変異体の hek-Lに対する結合親和性の意味での評価に使用できる 。hek-L 蛋白質は、また elk蛋白質のアフィニティークロマトグラフによる精製 に用途を見出だす。hek−Lオリゴマー 本発明は、二量体又は三量体のようなオリゴマーの形の hek-Lポリペプチドを 包含する。オリゴマーは、異なる hek-Lポリペプチドのシステン残基間のジスル フィド結合によって形成される。本発明の一つの態様に於いて、hek-L 二量体は 、hek-L の hekリガンド結合領域への結合を妨げること無く抗体(IgG1)のFc領域 へhek-Lを融合させることにより生成される。”Fcポリペプチド”と言う用語は 、天然型及び変異型(mutein)、及び二量体化を促進するヒンジ領域を含むトラ ンケートされたFcポリペプチドを含む。Fcポリペプチドは好ましくは可溶性 hek -L(細胞外領域のみからなる)のC-末端に融合される。抗体由来のポリペプチド の種々の部分へ融合したヘテロなポリペプチドからなる融合蛋白質の調製は、例 えば本明細書中に参考文献として取込まれているAshkenazi 等( PNAS USA 88:10 535,1991) 及びByrn等( Nature 344:677,1990)により記載されている。 hek-L のFcまたはFc変異型ポリペプチドへの融合は、実施例1に記載した hek /Fc 変異型融合体の調製と類似の方法により調製できる。hek-L/Fc融合蛋白質を コードする遺伝子融合体は、適切な発現ベクターに挿入され宿主細胞に形質転換 される。発現した hek-L/Fc 融合蛋白質は、抗体分子のようなものを組立てるこ とが可能で、その際Fcポリペプチド間で鎖間ジスルフィド結合を形成し二価の h ek-Lを得る。あるいは、変異型が誘導されるネイティブなFcポリペプチドが、使 用できる。 融合蛋白質が抗体の重鎖と軽鎖の両方から作られた場合、最高4個の hek-L細 胞外領域を持つ hek-Lオリゴマーを形成することが可能である。あるいは、米国 特許第5,073,627 号に記述されているようなペプチドリンカーを用いて2つの可 溶性 hek-L領域を結合できる。 本発明の特定の態様に於いて、配列番号1のアミノ酸 -19から202 まで又は配 列番号3のアミノ酸 -22から157 までをコードする hek-L DNAを、実施例1に記 述されたFc変異型をコードするDNA の5'末端に融合し、発現ベクターpDC410(実 施例3に記載)に挿入した。得られた組換え発現ベクターで形質転換されたCV1- EBNA-1細胞は、可溶性 hek-L/Fc 融合蛋白質を発現するため培養された。 本発明は、ジスルフィドの相互作用により結合した、又はスペーサーとしての アミノ酸結合基と共に、又は無しで、融合ポリマーとして発現した hek-L細胞外 領域又はその断片のオリゴマーを提供する。例えば、hek-L 細胞外領域の二量体 は、IgG Fc領域結合基により結合できる。発現系 本発明は、hek−Lの発現用の組換え発現ベクター、及びその発現ベクター で形質転換された宿主細胞を提供する。あらゆる適する発現系を用いることがで きる。これらベクターは、適当な転写又は翻訳調節ヌクレオチド配列に機能でき るように連結された、哺乳動物、微生物、ウィルス、又は昆虫遺伝子から誘導さ れるものの如き、hek−L DNA配列を含む。調節配列の例には、転写プロ モーター、オペレーター、又はエンハンサー、mRNAリボソーム結合部位、及 び転写及び翻訳の開始及び終結を制御する適切な配列が含まれる。ヌクレオチド 配列は、調節配列がhek−L DNA配列に機能的に結びついている場合、機 能できるように連結していることになる。かくして、プロモーターヌクレオチド 配列がhek−L DNA配列の転写を制御するなら、そのプロモーターヌクレ オチド配列はhek−L DNA配列に機能できるように連結している。通常、 複製起点により付与される所期の宿主細胞内で複製する能力、及び形質転換体を 同定する選択遺伝子を、この発現ベクター内に追加的に組み入れることができる 。 加えて、このhek−L遺伝子にとって生来のものではない適切なシグナルペ プチドをコードする配列を発現ベクター内に組み入れることができる。例えば、 シグナルペプチド(分泌リーダー)のDNA配列を枠内(in frame)でhek− L配列に融合させて、そのhek−Lがまずシグナルペプチドを含む融合タンパ ク質として翻訳されるようにしてもよい。意図する宿主細胞内で機能性であるシ グナルペプチドは、hek−Lポリペプチドの細胞外分泌を促進する。このシグ ナルペプチドは、細胞からhek−Lが分泌されるとすぐにそのhek−Lポリ ペプチドから切り離される。 hek−Lポリペプチドの発現に適する宿主細胞には、原核細胞、酵母又は高 等真核細胞が含まれる。細菌、真菌、酵母、及び哺乳動物細胞宿主で用いるのに 適切なクローニングベクター及び発現ベクターは、例えば、Pouwels ら,Clonin g Vectors: A Laboratory Manual,Elsevier,NewYork,(1985)に記載されてい る。無細胞翻訳系も、ここに開示したDNA構築体から誘導されるRNAを用い てhek−Lポリペプチドを産生するのに用いられるであろう。 原核生物には、グラム陰性又はグラム陽性菌、例えば、大腸菌又は桿菌が含ま れる。形質転換に適する原核宿主細胞には、例えば、大腸菌、枯草菌、ネズミチ フス菌、及びシュウドモナス属、ストレプトミセス属及びスタフィロコッカス属 に属する他の様々な種が含まれる。大腸菌の如き原核宿主細胞内では、hek− Lポリペプチドは、該原核宿主細胞内での該組換えポリペプチドの発現を容易に するために、N−末端メチオニン残基を含むことができる。このN−末端 Metは 、発現された組換えhek−Lポリペプチドから切り離され得る。 原核宿主細胞で用いる発現ベクターは、一般に、1又は2以上の表現型選択可 能なマーカー遺伝子を含む。表現型選択可能なマーカー遺伝子というのは、例え ば、抗生物質耐性を付与するタンパク質又は独立栄養要求量を供給するタンパク 質をコードする遺伝子のことである。原核宿主細胞にとって有用な発現ベクター の例には、クローニングベクターpBR322(ATCC37017)の如き市 販のプラスミドから誘導されるものが含まれる。pBR322は、アンピシリン 及びテトラサイクリン耐性のための遺伝子を含有するので、形質転換細胞を同定 する簡単な手段を提供する。適切なプロモーター及びhek−L DNA配列を このpBR322ベクター内に挿入する。他の市販のベクターには、例えば、p KK223−3(Pharmacia Fine Chemicals,Uppsala,Sweden)及びpGEM 1(Promega Biotec,Madison,WI,USA)が含まれる。 組換え原核宿主細胞発現ベクターに広く用いられるプロモーター配列には、β −ラクタマーゼ(ペニシリナーゼ)、ラクトースプロモーター系(Chang ら,Na ture 275:615,1978;及び Goeddelら,Nature 281:544,1979)、トリプトファ ン(trp)プロモーター系(Goeddel ら,Nucl.Acids Res.8:4057,1980; 及びEP−A−36776)及びtacプロモーター(Maniatis,Molecular Cl oning: A Laboratory Manual,Cold Spring Harbor Laboratory,p.412,1982) が含まれる。特に有用な原核宿主細胞発現系は、ファージλPL プロモーター及 びcI857ts不耐熱性レプレッサー配列を用いる。λPL プロモーターの誘 導体を取り込んでいるアメリカン・タイプ・カルチャー・コレクションから入手 できるプラスミドベクターには、プラスミドpHUB2(大腸菌株JMB9(A TCC37092)内に存する)及びpPLc28(大腸菌RR1(ATCC5 3082)内に存する)が含まれる。 また、hek−Lを酵母宿主細胞内で、好ましくはサッカロミセス属(例えば 、S.セレビシエ)から発現させてもよい。ピキア(Pichia)又はクルイベロミ セス(Kluyveromyces)の如き酵母の他の属も用いることができる。酵母ベクタ ーは、2μ酵母プラスミドからの複製起点配列、自律複製配列(ARS)、プロ モーター領域、ポリアデニル化のための配列、転写終結のための配列、及び選択 可能なマーカー遺伝子を含有することが多いであろう。酵母ベクターに適するプ ロモーター配列には、とりわけ、メタロチオネイン、3−ホスホグリセレートキ ナーゼ(Hitzemanら,J.Biol.Chem.255:2073,1980)又は他の解糖酵素(Hes sら,J.Adv.Enzyme Reg.7:149,1968;及び Hollandら,Biochem.17:4900, 1978)、例えば、エノラーゼ、グリセルアルデヒド−3−ホスフェートデヒドロ ゲナーゼ、ヘキソキナーゼ、ピルベートデカルボキシラーゼ、ホスホフルクトキ ナーゼ、グルコース−6−ホスフェートイソメラーゼ、3−ホスホグリセレート ムターゼ、ピルベートキナーゼ、トリオースホスフェートイソメラーゼ、ホスホ グルコースイソメラーゼ、及びグルコキナーゼのためのプロモーターが含まれる 。酵母発現に用いるのに適する他のベクター及びプロモーターは、Hitzeman,E PA−73,657に更に記載されている。他の代用物は、Russell ら(J.Biol .Chem.258:2674,1982)及びBeierら(Nature 300:724,1982)により記載さ れたグルコース抑制性ADH2プロモーターである。大腸菌内での選択及び複製 のためのpBR322からのDNA配列(Ampr 遺伝子及び複製起点)を上記 の酵母ベクター内に挿入することにより、酵母及び大腸菌の両方で複製可能なシ ャトルベクターを構築することができる。 酵母α因子リーダー配列を用いて、hek−Lポリペプチドの分泌を行わせる ことができる。このα因子リーダー配列は、プロモーター配列と構造遺伝子配列 の間に挿入されることが多い。例えば、Kurjanら, Cell 30:933,1982;Bitter ら,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 81:5330,1984;米国特許第4,546,082 号;及びEP324,274を参照のこと。酵母宿主からの組換えポリペプチド の分泌を促進するのに適する他のリーダー配列は、当業者にとって公知である。 リーダー配列は、1又は2以上の制限部位を含有するようにその3'末端の近く で修飾されていてもよい。これは、そのリーダー配列の構造遺伝子への融合を促 進するであろう。 酵母形質転換手順は、当業者にとって公知である。かかる手順の1つは、Hinn enら,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 75:1929,1978 に記載されている。この Hi nnen らの手順は、選択培地中でTrp+ 形質転換体を選択するものであって、 その選択培地は、0.67%酵母窒素原基、0.5%カザミノ酸、2%グルコース 、10μg/mlアデニン及び20μg/mlウラシルからなる。 発現を誘発するために、ADH2プロモーター配列を含有するベクターにより 形質転換された酵母宿主細胞を“富”培地中で生育させてもよい。富培地の例は 、80μg/mlアデニン及び80μg/mlウラシルを補充した1%酵母エキ ス、2%ペプトン、及び1%グルコースからなる培地である。ADH2プロモー ターの抑制解除は、グルコースが培地から消費され尽くした時に起こる。 哺乳動物又は昆虫宿主細胞培養系を用いて、組換えhek−Lポリペプチドを 発現することもできるであろう。昆虫細胞内での異種起源タンパク質の産生のた めのバキュロウイルス系の委細が、Luckow と Summers,Bio/Technology 6:47(1 988) により示されている。哺乳動物起源の株化細胞系も用いることができる。 適する哺乳動物宿主細胞系の例には、サル腎臓細胞のCOS−7系(ATCCC RL1651)(Gluzmanら,Cell 23:175,1981)、L細胞、C127細胞、3T 3細胞 (ATCC CCL163)、チャイニーズハムスター卵巣(CHO)細胞 、ヒーラー細胞、及びBHK(ATCC CRL10)細胞系、及びアフリカミ ドリザル腎臓細胞系CV−1(ATCC CCL70)から McMahanら(EMBOJ. 10:2821,1991)により記載された通りに誘導されたCV−1/EBNA−1細 胞系が含まれる。 哺乳動物宿主細胞発現ベクターのための転写及び翻訳制御配列は、ウィルスゲ ノムから切り出すことができる。広く用いられるプロモーター配列及びエンハン サー配列は、ポリオーマウィルス、アデノウィルス2、シミアンウィルス40( SV40)、及びヒトサイトメガロウィルスから誘導される。SV40ウィルス ゲノムから誘導されるDNA配列、例えば、SV40の起点、初期及び後期プロ モーター、エンハンサー、スプライス、及びポリアデニル化部位を用いて、哺乳 動物宿主細胞内での構造遺伝子配列の発現のための他の遺伝子要素を提供しても よい。ウィルスの初期及び後期プロモーターが特に有用である。というのは、い ずれもウィルスの複製起点を含有することもできる断片としてウィルスゲノムか ら容易に得られるからである(Fiers ら,Nature 273:113,1978)。SV40ウ ィルスの複製起点部位内に位置するHindIII 部位からBglII部位に及ぶ約 250bp配列が含まれることを条件として、より小さな又はより大きなSV4 0断片も用いることができる。 哺乳動物宿主細胞内で用いる適例となる発現ベクターは、Okayama 及び Berg( Mol.Cell.Biol.3:280,1983) により開示された通りに構築することができる 。C127マウス乳房上皮細胞内の哺乳動物cDNAの安定な高レベル発現に有 用な系は、実質的に Cosman ら(Mol.Immunol.23:935,1986)により記載され た通りに構築することができる。有用な高発現ベクター、つまり Cosman ら,Nat ure 312:768,1984 に記載されたPMLSV N1/N4は、ATCC3989 0として寄託されている。追加の有用な哺乳動物発現ベクターは、EP−A−0 367566、及び1991年5月16日に出願された米国特許出願第07/7 01,415号に記載されている。なお、これらは参照によってここに組み入れ られるものとする。これらベクターをレトロウィルスから誘導することができる 。 天然シグナル配列をコードするDNAの代わりに、このベクターは異種起源の シグナル配列をコードするDNAを含有することができる。例には、米国特許第 4,965,195号に記載されたインターロイキン−7(IL−7)についての シグナル配列;Cosmanら,Nature 312:768(1984)に記載されたインターロイキ ン−2レセプターについてのシグナル配列;EP367,566に記載されたイ ンターロイキン−4シグナルペプチド;米国特許第4,968,607号に記載さ れたI型インターロイキン−1レセプターシグナルペプチド;及びEP460, 846に記載されたII型インターロイキン−1レセプターシグナルペプチドが含 まれる。タンパク質精製 本発明は、実質的に均質なhek−Lタンパク質であって、上記の組換え発現 系により産生させることも天然に存在する細胞から精製することもできるタンパ ク質を提供する。このhek−Lは、SDSポリアクリルアミドゲル電気泳動( SDS−PAGE)による分析で1本のタンパク質バンドにより示されるように 、実質的に均質なまでに精製される。 このhek−Lタンパク質を産生させる1つの方法は、hek−Lをコードす るDNA配列を含む発現ベクターで形質転換した宿主細胞をhek−Lが発現さ れるような条件下で培養することを含む。次いで、hek−Lタンパク質を、用 いた発現系に依存して培養基又は細胞抽出液から回収する。熟練した技術者は分 かるであろうが、組換えhek−Lを精製する操作は、用いた宿主細胞の型及び hek−Lが培養基中に分泌されるかどうかといった要因に従って変動するであ ろう。 例えば、組換えタンパク質を分泌する発現系を用いたときは、培養基をまず市 販のタンパク質濃縮フィルター、例えば、Amicon 又は Millipore Pellicon 超 濾過装置を用いて濃縮することができる。濃縮工程後は、濃縮液をゲル濾過媒体 の如き精製基材に適用することができる。また、アニオン交換樹脂、例えば、基 材又は支持体がペンダントのジエチルアミノエチル(DEAE)基を有するアニ オン交換樹脂を用いてもよい。基材は、アクリルアミド、アガロース、デキスト ラン、セルロース又はタンパク質精製に広く用いられる他の型であってもよい。 また、カチオン交換工程を用いてもよい。適するカチオン交換体には、スルホプ ロピル基又はカルボキシメチル基を含む種々の不溶性基材が含まれる。スルホプ ロピル基が好ましい。最後に、疎水性RP−HPLC媒体(例えば、ペンダント のメチル又は他の脂肪族基を有するシリカゲル)を用いる1又は2以上の逆相高 速液体クロマトグラフィー(RP−HPLC)工程を用いて、hek−Lを更に 精製することができる。上述の幾つか又は全ての精製工程をいろいろに組み合わ せて用いて、実質的に均質な組換えタンパク質を得ることができる。 hekのリガンド結合ドメインを含むアフィニティカラムを用いて、発現され たhek−Lポリペプチドを親和精製することも可能である。hek−Lポリペ プチドを高塩類溶離緩衝液でアフィニティカラムから溶出させてから使用のため に低塩類緩衝液中に透析してもよい。また、このアフィニティカラムはhek− Lに結合する抗体を含むこともできる。更に別法では、アフィニティカラムは、 プロテインAカラムに結合したhek/Fc融合タンパク質を含む。 細菌培養で産生した組換えタンパク質は、通常、宿主細胞をまず崩壊させ、遠 心分離し、不溶性ポリペプチドなら細胞沈殿物から、可溶性ポリペプチドなら上 澄み液から抽出した後、1又は2以上の濃縮、塩析、イオン交換、親和精製又は サイズ排除クロマトグラフィー工程により単離される。最後に、最終精製工程の ためにRP−HPLCを用いてもよい。微生物細胞は、凍結−解凍の繰り返し、 音波処理、機械的崩壊、又は細胞溶解剤の使用を含むあらゆる簡便な方法により 崩壊させることができる。 形質転換酵母宿主細胞を用いてhek−Lを分泌ポリペプチドとして発現させ ることができる。酵母宿主細胞発酵から分泌された組換えポリペプチドは、Urda l ら(J.Chromatog.296:171,1984)により開示された方法と類似の方法によ り精製することができる。 Urdalらは、組換えヒトIL−2の精製のための分取 HPLCカラムでの2連続逆相HPLC工程を記載している。 本発明は、hek−Lポリペプチド及び薬学的に許容できるキャリヤー、希釈 剤、又は賦形剤を含む医薬組成物を提供する。かかる組成物は、緩衝剤;アスコ ルビン酸の如き酸化防止剤;低分子量(約10残基未満)ポリペプチド;タンパ ク質;アミノ酸;グルコース、スクロース、又はデキストリンを含む炭水化物; EDTAの如きキレート剤;グルタチオン;及び他の安定剤及び賦形剤を含むこ とができる。中性緩衝生理食塩水又は同種血清アルブミンと混合した生理食塩水 が、適例となる適切は希釈剤である。核酸断片 本発明は、更に、ここに示したhek−Lヌクレオチド配列の断片を提供する 。かかる断片は、望ましくは、配列番号:1又は3に示した配列の少なくとも約 14のヌクレオチドを含む。前記断片のDNA及びRNA相補体が、hek−L DNAの一本鎖型及び二本鎖型の両方と一緒にここに提供される。 かかるhek−L核酸断片の用途のうちの1つは、プローブとしての用途であ る。かかるプローブを種間(cross-species)ハイブリダイゼーション操作に用 いて更なる哺乳動物種からhek−LDNAを単離することができる。一例と して、hek−Lの細胞外ドメインに対応するプローブを用いることができる。 これらプローブにも in vitro アッセイで及びノーザン及びサザーンブロットの 如き操作でhek−L核酸の存在を検出する用途がある。hek−Lを発現する 細胞型を同定することができる。かかる操作は周知であるので、熟練した技術者 は、特定の意図した用途に依存して、適する長さのプローブを選ぶことができる 。 hek−L核酸の他の有用な断片は、一本鎖核酸配列(RNA又はDNAのい ずれか)を含むアンチセンス又はセンスオリゴヌクレオチドであって、標的he k−LmRNA(センス)又はhek−LDNA(アンチセンス)配列に結合で きるオリゴヌクレオチドである。本発明によれば、アンチセンス又はセンスオリ ゴヌクレオチドは、配列番号:1又は配列番号:3に示したhek−L cDN Aのコーディング領域の断片、又はそのDNA若しくはRNA相補体を含むこと ができる。そのような断片は、一般に、少なくとも約14のヌクレオチド、好ま しくは約14〜約30のヌクレオチドを含む。所与のタンパク質についてのcD NA配列に基づいてアンチセンス又はセンスオリゴヌクレオチドを作る能力は、 例えば、Stein と Cohen,Cancer Res.48:2659,1988 及び van der Krolら,B ioTechniques 6:958,1988 に記載されている。 標的核酸配列へのアンチセンス又はセンスオリゴヌクレオチドの結合は、二重 鎖の形成をもたらし、それは、それら二重鎖の分解の増進、転写又は翻訳の早期 終結を含む幾つかの手段の1つにより又は他の手段により、翻訳(RNA)又は 転写(DNA)を遮断する。かくして、アンチセンスオリゴヌクレオチドを用い て、hek−Lタンパク質の発現を遮断することができる。アンチセンス又はセ ンスオリゴヌクレオチドは、更に、修飾された糖リン酸ジエステル主鎖(又はW O91/06629に記載された如き他の糖結合)を有するオリゴヌクレオチド を含む。そして、かかる糖結合は内因性ヌクレアーゼに抵抗性である。抵抗性糖 結合を有するかかるオリゴヌクレオチドは、in vivo で安定である(即ち、酵素 分解に抵抗できる)が、標的ヌクレオチド配列に結合できる配列特異性は保持し ている。センス又はアンチセンスオリゴヌクレオチドの他の例には、WO90/ 10448に記載されたものの如き有機部分に共有結合しているオリゴヌクレオ チド、及び標的核酸配列に対するそのオリゴヌクレオチドの親和性を高めるポリ (L−リシン)の如き他の部分に共有結合しているオリゴヌクレオチドが含まれ る。更になお、エリプチシン(ellipticine)の如き介在物質及びアルキル化剤 又は金属錯体をセンス又はアンチセンスオリゴヌクレオチドに付けて、そのアン チセンス又はセンスオリゴヌクレオチドの標的ヌクレオチド配列への結合特異性 を修飾することができる。 アンチセンス又はセンスオリゴヌクレオチドを、例えば、CaPO4 媒介DN A形質移入、エレクトロポレーションを含む何らかの遺伝子移送方法により又は エプスタイン−バーウィルスの如き遺伝子移送ベクターを用いることにより、標 的核酸配列を含有する細胞内に導入することができる。好ましくは、アンチセン ス又はセンスオリゴヌクレオチドを適するレトロウィルスベクター中に挿入して から、細胞とその挿入された配列を含有するレトロウィルスベクターとを in vi vo 又は ex vivo のいずれかで接触させることにより、アンチセンス又はセンス オリゴヌクレオチドを標的核酸配列を含有する細胞内に導入する。適するレトロ ウィルスベクターには、マウスレトロウィルスM−MuLV,N2(M−MuL Vから誘導されるレトロウィルス)、又はDCT5A、DCT5B及びDCT5 Cと呼ばれる二重コピーベクター(PCT出願US90/02656を参照のこ と)が含まれるが、これらに限定されない。 センス又はアンチセンスオリゴヌクレオチドを、WO91/04753に記載 されているように、リガンド結合性分子を有する複合体の形成によって、標的ヌ クレオチド配列を含有する細胞内に導入することもできる。適するリガンド結合 性分子には、細胞表面レセプター、増殖因子、他のサイトカイン、又は細胞表面 レセプターに結合する他のリガンドが含まれるが、これらに限定されない。好ま しくは、リガンド結合性分子の複合化は、リガンド結合性分子のその対応する分 子又はレセプターに結合する能力を実質的に妨げることがないか、又はセンス若 しくはアンチセンスオリゴヌクレオチド又はその複合型が細胞内に入るのを実質 的に遮断することがないものである。 また、センス又はアンチセンスオリゴヌクレオチトを、WO90/10448 に記載されているようにオリゴヌクレオチド−脂質コンプレックスの形成により 、 標的核酸配列を含有する細胞内に導入することができる。このセンス又はアンチ センスオリゴヌクレオチド−脂質コンプレックスは、好ましくは、内因性リパー ゼにより細胞内で解離される。 以下の実施例は、特定の態様を説明するために示したものであって、本発明の 範囲を限定するものではない。 実施例1:可溶性hek/Fc融合タンパク質の調製 この実施例は、hekリガンド(hek−L)をコードするcDNAクローン を単離するのに用いる可溶性hek/Fc融合タンパク質をコードする発現ベク ターの構築を説明するものである。ヒトhek cDNAについてのDNA配列 反びコードされるアミノ酸配列は、Wicks ら(Proc.Natl.Acad.Sci.USA,89 :1611,1992)に示されており、これは参照によりここに組み入れられるものと する。このhekタンパク質は、(N−末端からC−末端までに)細胞外ドメイ ン、膜貫通ドメイン、及び細胞質ドメインを含む。 一方はhekの細胞外ドメインのN−末端断片をコードし、他方はそのhek 細胞外ドメインのC−末端断片をコードする2つのDNA断片を、Wicks らの前 記文献により公表されたhekヌクレオチド配列に基づくオリゴヌクレオチドプ ライマーを用いて標準的な条件下で行った複製連鎖反応(PCR)により単離し た。このPCR用の鋳型は、CCRF−HSB−2(ATCCCCL−120. 1)と名付けられたヒトT細胞白血病細胞系から単離されたmRNAから調製し たcDNAであった。hek DNAの5'末端を含有するPCR産物をSpeI とHindIII で消化して、成熟ヒトhek配列(即ち、シグナル配列をコード するDNAを欠いている配列)の5'末端からこのhek遺伝子中に見出される HindIII 部位までに及ぶDNA断片を単離した。hek細胞外ドメインDN Aの3'末端を含有するPCR産物はHindIII とClaIで消化して、he k細胞外ドメインをコードする配列の内側にあるHindIII 部位から3'末端 のすぐ下流のClaI部位までに及ぶ断片を単離した。このClaI部位は、こ の細胞外ドメインのすぐ下流に導入された多クローニング部位(MCS)内にあ る。 ヒトIgG1抗体のFc部分の突然変異タンパク質をコードするDNAを単離 した。このFc突然変異タンパク質DNA及びそれによりコードされるポリペプ チドは、1993年7月23日出願の“Novel Cytokine Which is a Ligand for OX40”と題された米国特許出願第08/097,827号に記載れている。なお 、この出願は参照によりここに組み入れられるものとする。この突然変異タンパ ク質DNAを、本質的にDeng と Nickoloff,Anal.Biochem.200:81(1992)に 記載された通りに行った部位特異的突然変異誘発法により、天然Fcポリペプチ ドコーディングDNAから誘導した。このFc突然変異ポリペプチドのアミノ酸 配列は、アミノ酸19がLeuからAlaに変換され、アミノ酸20がLeuか らGluに変換され、そしてアミノ酸22がGlyからAlaに変換されている 以外は、PCT出願WO93/10115に記載された天然Fcポリペプチドの 配列と同一である。この突然変異タンパク質Fcは、イムノグロブリンレセプタ ーに対して低い親和性しか示さない。 Fc突然変異タンパク質DNAを含有する組換えベクターをClaI及びNo tIで開裂した。これらは、それぞれ該Fc突然変異タンパク質DNA挿入物の すぐ上流と下流のポリリンカー領域内でこのベクターを開裂する。所期のFc突 然変異タンパク質コーディング断片を単離した。 この突然変異タンパク質Fcポリペプチドは、N−末端ヒンジ部から天然C− 末端に及ぶ、即ち、本質的に完全長の抗体Fc領域である。Fc領域の断片、例 えば、C−末端の先端を切り取られた断片を用いることもできる。これら断片は 、好ましくは、2つの別々のhek/Fc融合タンパク質のFcポリペプチド部 分の間に鎖間ジスルフィド結合を形成してダイマーを生成できる多数のシステイ ン残基(少なくともヒンジ部内におけるシステイン残基)を含有する。 SMAG4と名付けられた哺乳動物発現ベクターをSpeIとNotIで開裂 した。このSMAG4ベクターは、大腸菌内でも複製できる哺乳動物高発現ベク ターpDC201(Simsら,Science 241:585,1988 及びPCT出願WO89/ 03884に記載されている)内に挿入されたマウスインターロイキン−7シグ ナルペプチドコーディング配列(米国特許第4,965,195号に記載されてい る)を含む。SpeIは、IL−7シグナルペプチドコーディング配列のすぐ下 流で開裂する。NotIは、このベクターの多クローニング部位内のSpeI部 位の約155bp下流でこのベクターを開裂する。このベクター配列を含有する 大きなSpeI/NotI断片及びIL−7シグナルペプチドコーディングDN Aを単離した。 4元連結を行って2つのhekコーディングDNA断片及び上記のFc突然変 異タンパク質コーディングDNA断片をこのSpeI/NotI開裂SMAG4 発現ベクター内に挿入した。大腸菌細胞をこの連結混合液で形質転換して、所期 の組換えベクターをそれから単離した。この単離ベクターは、(N−末端からC −末端までに)マウスIL−7シグナルペプチド、hek細胞該ドメイン、導入 したmcsによりコードされる4アミノ酸、及びFc突然変異タンパク質を含む 融合タンパク質をコードする。 次いで、この発現ベクターをプラスミドpSV3.NEOと共にCV1/EB NA細胞内に同時形質移入した。このCV1/EBNA細胞系(ATCC CR L10478)は、McMahanら(EMBO J.10:2821,1991)に記載された通りにサ ル腎臓細胞系から誘導されたものである。ベクターpSV3.NEOは、この宿 主細胞によっては産生されないSV40 T抗原を発現する。このpSV3.NE Oベクターは、pSV3(Mulligan と Berg,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 78: 2072,1981)に類似しているが、更にネオマイシン耐性遺伝子を含有する。これ ら形質転換細胞を培養してその融合タンパク質を一過性発現させたところ、IL −7シグナルペプチドにより培養基中に分泌された。この融合タンパク質をプロ テインAセファロースカラムで精製し、溶出させ、そして実施例2及び3に記載 する通り、hek/Fcタンパク質に結合する能力について細胞をスクリーニン グするのに用いた。 実施例2:hek/Fc結合についての細胞のスクリーニング hekリガンドをクローン化しようと、種々の細胞型をhek/Fcに結合す る能力についてスクリーニングして、核酸源として有用な候補となる細胞型を同 定した。細胞を実施例1で調製したhek/Fcタンパク質とインキュベートし てから、ビオチニル化マウス抗ヒトFc抗体に続いて、ストレプトアビジン−フ ィ コエリトリン(Becton Dickinson)とインキュベートした。細胞を各工程間で洗 浄して未結合試薬を除いた。このビオチニル化抗体は、Jackson Immunoresearch Laboratories,West Grove,PA から購入したものである。この抗体は、Fcγ レセプターに結合したFcタンパク質に僅かな結合性しか示さなかった。ストレ プトアビジンは、hek/Fc融合タンパク質のFc部分に結合している抗ヒト Fc抗体に結合したビオチン分子に結合する。フィコエリトリンは、検出可能標 識として役立つ蛍光性フィコビリタンパク質である。この標識の蛍光信号を各細 CCRF−HSB−2(ATCCCCL−120.1)と名付けられたヒトT 細胞白血病細胞系がhek/Fc結合について陽性であった。CCRF−HSB −2細胞をFACS(蛍光活性化細胞選別)により4回選別して、より高いレベ ルのhek/Fc結合性タンパク質を発現する細胞を引き出した。 実施例3:hekリガンドcDNAの単離 4回選別CCRF−HSB−2細胞からmRNAを単離し、二本鎖cDNAを このmRNA鋳型上で標準的方法により合成した。このcDNAを Haymerle ら (Nucleic Acids Res.14:8615,1986)に記載された方法と類似のアダプター法 によりpDC410のBgl II部位内に連結することにより、cDNAライブ ラリーを調製した。pDC410は、pDC406(McMahanら,EMBO J.10:28 21,1991)に類似する発現ベクターてある。pDC410では、pDC406の EBV複製起点がSV40大型T抗原(SV40プロモーターから誘導される) をコードするDNAにより置換されている。pDC410多クローニング部位( mcs)は、pDC406のものとは、それが追加の制限部位及び3つの停止コ ドン(各リーディングフレーム内に1ずつ)を含有する点で相違している。mc sの下流のT7ポリメラーゼプロモーターは、mcs内に挿入されたDNAの配 列決定を容易にする。 pDC410内のcDNAライブラリーで形質移入した大腸菌株DH5α細胞 をプレートして、プレート当たり約2000のコロニーとした。コロニーを各プ レートから掻き取って、プールし、そして各プールからプラスミドDNAを調製 した。次いで、約2000コロニーに相当するプールDNAを用いて、不完全集 密層のCV−1/EBNA−1細胞(実施例1に記載)を形質移入した。形質移 入の前に、CV−1/EBNA−1細胞は、完全培地(10%(v/v) ウシ胎児血 清 (FCS)、50U/mlペニシリン、50U/mlストレプトマイシン、2 mM L−グルタミンを含有するダルベッコ修飾イーグル培地 (DMEM))内に 維持しておき、そして複数の単一ウェル有孔スライド(single-well chambered slide)(Lab-Tek)上に2×505 細胞/ウェルの密度でプレートしておいた。 形質移入には、DEAE−デキストラン処理をしてから、Luthman ら(Nucleic Acids Res.11:1295,1983)及び McCutchanら(J.Natl.Cancer Inst.41:351 ,1986)に記載された操作と類似のクロロキン処理をすることを含めた。簡単に 説明すると、スライドを1mlヒトフィブロネクチン(PBS中10μg/ml )で30分間前処理した後にPBSで1回洗浄した。粘着細胞層から培地を除去 して、66.6μM硫酸クロロキンを含有する1.5ml完全培地と置き換えた。 次いで、0.2mlのDNA溶液(クロロキンを含有する完全培地中2μgDN A,0.5mg/ml DEAE−デキストラン)をそれら細胞に加えて5時間イ ンキュベートした。インキュベーション後、この培地を除去して、10%DMS Oを含有する完全培地の添加によって細胞に2.5〜20分間衝撃を与えた後、 その溶液を新しい完全培地と置き換えた。これら細胞を2〜3日間培養して挿入 した配列を一過性発現させた。 CV−1/EBNA−1細胞の形質移入単層をhek−Lの発現について Gae ringら(EMBO J.8:3667,1989)のスライドオートラジオグラフィー操作により 下記の通りアッセイした。このアッセイに用いるために、マウス抗ヒトFc抗体 (Jackson Immunoresearch Laboratories,West Grove,PA)をクロラミン−T 法により放射性ヨウ素化した。簡単に説明すると、P6カラムをメーカーの使用 説明書に従って調製した。微小分離管内で、10μgの抗体を10μlのPBS 中に溶解させた。2000μCiの無担体Na125Iを添加してその溶液をよく混 合した。次いで、15μlの調製したばかりのクロラミン−Tの溶液(0.05 Mリン酸ナトリウム緩衝液(pH7.2)中32μg/ml)を添加してその混 合液を室温で30分間インキュベートした。この混合液をすぐにP6カラムに適 用した。次いで、100〜150μl画分の溶出液を採集することによってこの カラムから放射標識抗体を溶出させた。結合培地(25mg/mlウシ血清アル ブミン、2mg/mlアジ化ナトリウム、20mM Hepes(pH7.2)を 含有するRPMI1640)をピーク画分に添加して各画分の全容量を2mlに した。放射性ヨウ素化により、5〜10×1015cpm/mmolタンパク質の範囲 の比活性が得られた。 スライドオートラジオグラフィーは、次の通りに行った。形質移入CV−1/ EBNA−1細胞(有孔スライドに粘着している)を脱脂粉乳を含む結合培地( BM−NFDM)(25mg/mlウシ血清アルブミン(BSA)、2mg/m lアジ化ナトリウム、20mM Hepes(pH7.2)及び50mg/ml脱 脂粉乳を含有するRPMI1640)で1回洗浄した。次いで、細胞をBM−N FDM(1μg/ml)中でhek/Fc(実施例1で調製したもの)と室温で 1時間インキュベートした。インキュベーション後、これら有孔スライド内の細 胞単層をBM−NFDMで3回洗浄して未結合hek/Fc融合タンパク質を除 去してから、40ng/ml 125I−マウス抗ヒトFc抗体(1:50希釈液) と室温で1時間インキュベートした。これら細胞をBM−NFDMで3回洗浄し た後、食塩加リン酸緩衝液(PBS)で2回洗浄して未結合 125I−マウス抗ヒ トFc抗体を除去した。細胞をPBS(pH7.3)中の2.5%グルタルアルデ ヒド中で室温で30分間インキュベートすることにより固定し、PBS中で2回 洗浄し、そして風乾した。これら細胞を含有する有孔スライドを Phosphorimage r(Molecular Dynamics)上で一晩露光してから、コダックGTNB−2写真乳 剤(6倍水希釈液)に浸して暗室内で3〜5日間4℃で遮光ボックス内で露光し た。次いで、これらスライドをコダックD19現像剤(40g/500ml水) 中で約4分間現像し、水中で濯ぎ、そして Agfa G433C定着液中で定着させ た。これらスライドを25〜40の倍率の顕微鏡で個別に検査して、明るい背景 と対照的なオートラジオグラフィーの銀粒子の存在により、hek−Lを発現す る陽性細胞を同定した。 約2,000cDNAの複数プール中の約300,000cDNAをスクリーニ ングして、hek/Fc結合について陽性の多数の細胞を示す形質移入体プール を同定した。次いで、陽性プールを500のプールに分配し、そしてスライドオ ートラジオグラフィーにより再度スクリーニングした。陽性プールを同定し、1 00のプールに分配し、そして同じ操作によりスクリーニングした。陽性プール からの個々のコロニーを、検出可能なhek/Fc結合活性を有する表面タンパ ク質の合成を行う単一クローン(クローン#A2)が同定されるまでスクリーニ ングした。C6と名付けた第2クローンを異なる陽性プールから単離した。両方 のクローンのcDNA挿入物を配列決定した。 クローンA2のヒトhekリガンドcDNAのコーディング領域のヌクレオチ ド配列及びコードされるアミノ酸配列を配列番号:1及び配列番号:2に示す。 このタンパク質は、N−末端シグナルペプチド(アミノ酸−19〜−1)、細胞 外ドメイン(アミノ酸1〜202)、及び疎水性領域を含有するC−末端ドメイ ン(アミノ酸203〜219)を含む。 ヒトhek−L cDNAをBgl IIでの消化によってクローンA2から切 ng Systems,La Jolla,CA)の(多クローニング部位内の)BamHI部位内に クローン化した。大腸菌DH5α細胞内のこの得られたベクター(A2/pBS と名付けた)を、米国メリーランド州ロックビルのアメリカン・タイプ・カルチ ャー・コレクション(ATCC)に1993年8月11日に寄託し、受託番号A TCC69384が付与された。この寄託はブダペスト条約の規定の下に行った 。 クローンC6のヒトhekリガンドcDNAのコーディング領域のヌクレオチ ド配列及びコードされるアミノ酸配列を配列番号:3及び配列番号:4に示す。 このタンパク質は、N−末端シグナルペプチド(アミノ酸−22〜−1)、細胞 外ドメイン(アミノ酸1〜160)、及び疎水性領域を含有するC−末端ドメイ ン(アミノ酸161〜179)を含む。 ヒトhek−L cDNAをBgl II での消化によってクローンC6から切 α細胞内のこの得られたベクター(C6/pBSと名付けた)を、米国メリーラ ンド州ロックビルのアメリカン・タイプ・カルチャー・コレクション(ATCC )に1993年8月25日に寄託し、受託番号ATCC69395が付与された 。この寄託はブダペスト条約の規定の下に行った。 熟練した技術者には分かるであろうが、hek−Lタンパク質のドメインの上 記の境界は凡そのものである。例えば、クローンA2によりコードされるhek −Lに関して、そのシグナルペプチドはアミノ酸−19〜−1を殆ど間違いなく 含んでいるだろうが、アミノ酸−19から3までがそのシグナルペプチドを構成 していることもあり得る。かくして、シグナルペプチドの開裂は、アミノ酸−1 と1の間か又はアミノ酸3と4の間か又は両方の位置で起こり得る。クローンA 2がコードするhek−Lに関連してここで用いた“シグナルペプチド”及び“ 成熟タンパク質”という用語は、クローンA2又はC6によりコードされるhe k−Lポリペプチドについてここに記載した両方のいずれかのものを包含するだ けでなく他のいずれかのものも包含することが了解される。 クローンA2及びC6によりコードされるhek−Lタンパク質は、グリコシ ル−ホスファチジルイノシトール(GPI)基を介して細胞膜に結合しているこ とが分かった。かくして、その疎水性ドメインは、GPI係留のためのシグナル を含有すると考えられる。C−末端配列の開裂を含む、GPI係留をもたらすた めのタンパク質のプロセシングは上で説明されている。 実施例4:hek−Lに対するモノクローナル抗体 この実施例は、hek−Lに対するモノクローナル抗体の調製を説明するもの である。hek−LをCOS−7又はCV−1/EBNA−1細胞の如き哺乳動 物宿主細胞内で発現させ、そしてhek/Fcアフィニティクロマトグラフィー を用いて精製する。精製したhek−L(又は細胞外ドメインの如きその断片又 はその免疫原性ペプチド断片)を、慣用的技術、例えば、米国特許第4,411, 993号に記載された技術を用いてhek−Lに対するモノクローナル抗体を生 成させるのに用いることができる。簡単に説明すると、完全フロイントアジュバ ント中に乳化させた免疫原としてのhek−Lでマウスを免疫感作し、そして1 0〜100μgの範囲の量で皮下又は腹腔内注射する。10〜12日後、これら 免疫感作動物を完全フロイントアジュバント中に乳化させた追加のhek−Lで ブースター投与する。その後、1〜2週間毎の免疫感作スケジュールで、マウス に周期的にブースター投与する。ドットブロットアッセイ又はELISA(酵素 結合免疫吸着アッセイ)によってhek−L抗体について試験するために、眼窩 後方放血又は尾先端切除により血清サンプルを周期的に採取する。 適切な抗体力価の検出後、生理食塩水中のhek−Lの静脈内注射を陽性動物 に最後に1回行う。3〜4日してから、それら動物を殺し、脾臓細胞を採取し、 そして脾臓細胞をマウスメラノーマ細胞系、例えば、NS1又は好ましくはP3 ×63Ag8.653(ATCC CRL1580)と融合させる。融合によりハ イブリドーマ細胞が生成し、それらをHAT(ヒポキサンチン、アミノプテリン 及びチミジン)選択培地中で多数のマイクロタイタープレートにプレートして、 未融合細胞、メラノーマハイブリッド、及び脾臓細胞ハイブリッドの増殖を阻害 する。 これらハイブリドーマ細胞を精製hek−Lに対する反応性についてELIS Aにより、Engvall ら,Immunochem.8:871,1971 及び米国特許第4,703,0 04号に開示された技術を適合させることによってスクリーニングする。好まし いスクリーニング技術は、Beckmannら(J.Immunol.144:4212,1990)に記載さ れた抗体捕捉技術である。陽性ハイブリドーマ細胞を同系BALB/cマウスに 腹腔内注射して、高濃度の抗hek−Lモノクローナル抗体を含有する腹水を生 成させることができる。また、ハイブリドーマ細胞を in vitro でフラスコ又は 回転ビン中で種々の技術によって増殖させることができる。マウス腹水中に産生 したモノクローナル抗体を硫酸アンモニウム沈殿させた後、ゲル排除クロマトグ ラフィーによって精製することができる。また、プロテインA又はプロテインG への抗体の結合性に基づくアフィニティクロマトグラフィーも用いることができ 、hek−Lへの結合に基づくアフィニティクロマトグラフィーも同じく用いる ことができる。 実施例5:結合性検討 hekに対する本発明のhekリガンドの親和性を測定した。hekリガンド は、elkとして知られるhekとは明確に異なるレセプターチロシンキナーゼ にも結合することが分かった。hek又はelkに結合する他の一定のタンパク 質の能力も調べた。これら検討は次の通りに行った。 a)hek結合 12ウェルプレート中のCV−1−EBNA−1細胞(実施例1に記載したも の)(2.5×105細胞/ウェル)をクローンA2又はC6(実施例3に記載し た発現ベクターpDC410内のクローンA2cDNA又はクローンC6cDN A)で形質移入した。これら形質移入細胞を2日間培養して細胞膜上に保持され たhek−Lタンパク質を発現させた。次いで、これら細胞をBM−NFDM( 実施例3を参照のこと)で洗浄し、実施例1で調製した種々の濃度のヒトhek /Fc融合タンパク質と室温で1時間インキュベートした。続いて、細胞を洗浄 し、実施例3で調製した 125I−標識マウス抗ヒトIgG抗体(40ng/ml )と結合培地中で穏やかに攪拌しながら37℃で1時間インキュベートした。次 いで、細胞をトリプシン処理によって採取した。全てのアッセイにおいて、 125 I抗体の非特異的結合をhek/Fcの不存在下で並びにhek/Fc及び2 00倍モル過剰の非標識マウス抗ヒトIgG抗体の存在下でアッセイした。フリ ーの及び細胞結合 125I抗体を Packard Autogamma カウンターで定量した。親 和性計算値(Scatchard,Ann.N.Y.Acad.Sci.51:660,1949)を Microvax コ ンピューターでRS/1(BBN Software,Boston,MA)を作動させて出した。“ 空”のpDC410ベクターで形質移入したCV−1−EBNA−1細胞をコン トロールとして同結合性検討に含めた。 2種の異なる組換えタンパク質、つまりヒトelk−L及びヒトB61を発現 するCV−1 EBNA−1細胞へのhek/Fc結合性も、上記の実験で分析 した。これら細胞をpDC410ベクター内のelkリガンド(elk−L)c DNA又はB61cDNAで形質移入した。発現されたタンパク質は細胞膜に結 合していた。 elk−Lは、hekのようにレセプターチロシンキナーゼのeph/elk ファミリーのメンバーであるelkとして知られるレセプターに結合する(上の “発明の背景”の節を参照のこと)。elk−Lは、それが同じファミリーの異 なるレセプター(即ち、hek)に結合するか否かを調べるためにこの検討に含 めた。B61として知られるタンパク質は、TNFにより誘発される新規な即時 応答遺伝子(immediate-early response gene)の産物としてヒト臍静脈内皮細 胞内で同定されている(Holtzmanら,Mol.Cell.Biol.10:5830,1990)。B6 1は、elk−Lに対するその相同性の度合い(アミノ酸レベルで33%同一) の故にこの検討に含めた。 単離したB61cDNAのヌクレオチド配列及びそれによりコードされるアミ ノ酸配列は、参照によりそっくりそのままここに組み入れられる Holtzman らの 前記文献に示されている。B61を産生及び回収する方法も、該タンパク質の一 定の構造的特徴及び特性と一緒に記載されている。elk−L cDNAについ てのヌクレオチド配列及びコードされるアミノ酸配列は、1992年11月13 日に出願された係属中の米国特許出願第07/977,693号に記載されてい る。なお、この出願は参照によりそっくりそのままここに組み入れられるものと する。elk−Lの産生及び精製も記載されており、該タンパク質の一定の機能 ratagene Cloning Systems,La Jolla,CA)のSmaI部位(mcs内)に挿入 したヒトelk−L cDNAで形質転換した大腸菌DH5α細胞を1992年 10月9日にATCC69085として寄託した。 この検討の結果は次の通りであった。 空のベクターは検出可能なhek/Fc結合を示さなかった。B61は、比較 的温和な親和性で単一親和性の部類の結合性を示しつつhek/Fcに結合した 。elk−Lへのhek/Fcの結合は、2種の低親和性結合成分(親和定数2 .3×107-1及び2.9×106-1)を示す二相性パターンをもたらした。 hek/Fcに対するこれら2種のhek−Lタンパク質の親和性は、同等であ り比較的高い。 b)elk結合 hek/Fc融合タンパク質を可溶性ラットelk/Fc融合タンパク質に換 えて上記の結合性アッセイを繰り返した。ラットelkについてのヌクレオチド 配列及びコードされるアミノ酸配列は、Lhotakら(Mol.Cell.Biol.11:2496,1 991)に示されている。このelk/Fc融合タンパク質は、ヒトIgG1抗体 から誘導される天然Fc領域ポリペプチドに融合したelkの細胞外ドメインを 含んだ。この(未標識elk/Fcと放射標識マウス抗ヒトIgG抗体を用いる )間接アッセイを用いたのは、elk/Fcの直接放射標識がその結合特異性を 不活性化するからであった。 この検討の結果は次の通りであった。 elk/Fc結合の二相性パターンがB61について2.3×108-1及び 7.0×107-1のKa で認められた。elk−Lを発現する形質移入細胞へ のelk/Fc結合について示された親和定数(Ka)は、種々のラット神経細 胞系上で発現される天然リガンドへのelk/Fcの結合について認められるも のとよく整合している。elk/Fc結合の二相性パターンが、両方のhekリ ガンドについて見られる。 実施例6:相同性 完全長ヒトelk−L、B61、hekリガンドA2、及びhekリガンドC 6タンパク質(実施例5で記載したもの)のアミノ酸レベルでの相互の相同性を 表 III に示す。 DNA配列の同一性(%)を表IVに示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI C12N 15/09 9358−4B C12P 21/08 C12P 21/02 9284−4C A61K 39/395 E 21/08 9284−4C T // A61K 39/395 9162−4B C12N 15/00 A 9051−4C A61K 37/02 ADU (31)優先権主張番号 161,132 (32)優先日 1993年12月3日 (33)優先権主張国 米国(US) (31)優先権主張番号 240,124 (32)優先日 1994年5月9日 (33)優先権主張国 米国(US) (81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE, DK,ES,FR,GB,GR,IE,IT,LU,M C,NL,PT,SE),AU,CA,FI,JP,K R,NO,NZ

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.hekに結合することができるhek−Lタンパク質をコードする単離され たDNAであって、配列番号:1のヌクレオチド83〜796、83〜745、 140〜796、及び140〜745からなる群から選ばれる配列と少なくとも 80%同一であるヌクレオチド配列を含むDNA。 2.配列番号:1のヌクレオチド83〜796、83〜745、140〜796 、及び140〜745からなる群から選ばれるヌクレオチド配列を含む、請求項 1の単離されたDNA。 3.hekに結合することができるhek−Lタンパク質をコードする単離され たDNAであって、配列番号:3のヌクレオチド28〜630、28〜573、 94〜630、及び94〜573からなる群から選ばれる配列と少なくとも80 %同一であるヌクレオチド配列を含むDNA。 4.配列番号:3のヌクレオチド28〜630、28〜573、94〜630及 び94〜573からなる群から選ばれるヌクレオチド配列を含む、請求項3の単 離されたDNA。 5.hekに結合することができるヒトhek−Lタンパク質をコードする単離 されたDNAであって、前記hek−Lが配列番号:2のアミノ酸1〜202及 び1〜219及び配列番号:4のアミノ酸1〜160及び1〜179からなる群 から選ばれる配列と少なくとも80%同一であるアミノ酸配列を含むDNA。 6.前記hek−Lが配列番号:2のアミノ酸1〜202及び1〜219及び配 列番号:4のアミノ酸1〜160及び1〜179からなる群から選ばれるアミノ 酸配列を含む、請求項5の単離されたDNA。 7.hek−L及びFcポリペプチドを含む融合タンパク質をコードする単離さ れたDNAであって、前記hek−Lが配列番号:2のアミノ酸1〜202及び 配列番号:4のアミノ酸1〜160からなる群から選ばれる配列と少なくとも8 0%同一であるアミノ酸配列を含むDNA。 8.請求項1のDNAを含む発現ベクター。 9.請求項3のDNAを含む発現ベクター。 10.請求項5のDNAを含む発現ベクター。 11.請求項7のDNAを含む発現ベクター。 12.hek−Lポリペプチドを製造する方法であって、請求項8のベクターで形 質転換された宿主細胞をhek−Lの発現を促進する条件下で培養し、そしてそ の培養物からhek−Lポリペプチドを回収することを含む方法。 13.hek−Lポリペプチドを製造する方法であって、請求項9のベクターで形 質転換された宿主細胞をhek−Lの発現を促進する条件下で培養し、そしてそ の培養物からhek−Lポリペプチドを回収することを含む方法。 14.hek−Lポリペプチドを製造する方法であって、請求項10のベクターで形 質転換された宿主細胞をhek−Lの発現を促進する条件下で培養し、そしてそ の培養物からhek−Lポリペプチドを回収することを含む方法。 15.hek−Lポリペプチドを製造する方法であって、請求項11のベクターで形 質転換された宿主細胞をhek−Lの発現を促進する条件下で培養し、そしてそ の培養物からhek−Lポリペプチドを回収することを含む方法。 16.hekに結合することができる精製された成熟ヒトhek−Lタンパク質で あって、N−末端アミノ酸配列 Leu-Leu-Ala-Gln-Gly-Pro-Gly-Gly-Ala-Leu-Gly -Asn により特徴付けられるタンパク質。 17.配列番号:2のアミノ酸1〜202及び1〜219からなる群から選ばれる アミノ酸配列を含む、請求項16の精製されたhek−L。 18.hekに結合することができる精製された成熟ヒトhek−Lタンパク質で あって、N−末端アミノ酸配列 Gly-Ser-Ser-Leu-Arg-His-Val-Val-Tyr-Trp-Asn -Ser により特徴付けられるタンパク質。 19.配列番号:4のアミノ酸1〜160及び1〜179からなる群から選ばれる アミノ酸配列を含む、請求項18の精製されたhek−L。 20.請求項5のDNAによりコードされる精製されたhek−Lタンパク質。 21.下記からなる群から選ばれるアミノ酸配列を含む精製されたhek−Lポリ ペプチド。 a)配列番号:2のアミノ酸1〜x(xは配列番号:2の位置193〜21 9におけるアミノ酸である);及び b)配列番号:4のアミノ酸1〜y(yは配列番号:4の位置147〜17 9におけるアミノ酸である)。 22.ATCC69384として寄託された形質転換細胞及びATCC69395 として寄託された形質転換細胞からなる群から選ばれる形質転換細胞内に含有さ れる組換えベクターのhek−L cDNA挿入物によりコードされるhek− Lタンパク質。 23.請求項7のDNAによりコードされる融合タンパク質。 24.請求項20のhek−Lタンパク質又は前記hek−Lの免疫原性断片と免疫 反応性である抗体。 25.モノクローナル抗体である、請求項24の抗体。 26.請求項2のDNA配列の少なくとも約14ヌクレオチドの配列を含む単離さ れた核酸分子又はそのDNA若しくはRNA相補体。 27.請求項4のDNA配列の少なくとも約14ヌクレオチドの配列を含む単離さ れた核酸分子又はそのDNA若しくはRNA相補体。
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