JPH11503733A - Ｉｇｆ−ｉの精製方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 精製された、単量体の、完全な、正しく折りたたまれたインスリン様成長因子−Ｉ（ソマトメジンＣとしても知られている）を得る方法が開示される。当該方法は、最終的な収率を向上させるために、ＩＧＦ−Ｉの変性／再生段階を付加しかつゲル瀘過クロマトグラフィー段階の代わりに逆相クロマトグラフィー段階を使用するものである。また、当該方法は、下記順番の段階からなる：第一のカチオン交換、変性／再生、疎水性相互作用クロマトグラフィー、第二のカチオン交換、および逆相クロマトグラフィー。

Description

【発明の詳細な説明】 ＩＧＦ−Ｉの精製方法 発明の分野 本発明は、タンパク質の精製に関するものである。 発明の背景 インスリン様成長因子−Ｉ（「ＩＧＦ−Ｉ」と称する；「ソマトメジンＣ」と しても知られている）は正常な成長及び発達に必須な哺乳動物の成長因子である 。ＩＧＦ−Ｉは、筋肉及び脂肪組織に対してインスリン様の作用を有し、また、 様々な細胞のタイプに分裂促進効果を有する。ＩＧＦ−Ｉは臨床上様々に用途を 有する。例えば、非有糸分裂性のコリン作動性ニューロン等のニューロンの生存 を促進するのに使用される（ルイス(Lewis)ら、米国特許番号５，０９３，３１ ７号）。 ヒトのＩＧＦ−Ｉタンパタ質の完全なアミノ酸配列は既知であり、ヒトのＩＧ Ｆ−Ｉをコード化するＤＮＡはクローニングされ、また大腸菌(E．coli)及び酵 母において発現された（例えば、ブリアーレイ(Brierley)ら、米国特許番号５， ３２４，６３９号を参照）。ヒトのＩＧＦ−Ｉタンパク質は６個のシステイン残 基を含む単一の(single)７０アミノ酸ポリペプチドから構成され、これらのシス テイン残基はすべて３個の鎖内(intrachain)ジスルフィド結合の形成に関与して いる（アクセルソン(Axelsson)ら、ユーロ ジェー バイオケム(Eur．J．Bioch em.)、２０６：９８７（１９９２年））。これらの３個のジスルフィド結合は、 ６個のシステイン残基すべてが適切に対になっているが、ＩＧＦ−Ｉが正しい（ 即ち、天然の）３次構造を有するのに必要である。これらのジ スルフィド結合が還元及び再酸化されると、ＩＧＦ−Ｉは様々な様式で再生され て(refold)、１５個という数多い単量体構造(monomeric configuration)が形成 できる（メング(Meng)ら、ジェー クロム(J．Chrom.)、４３３：１８３（１９ ８８年））。加えて、ＩＧＦ−Ｉのポリペプチドは互いに相互作用して多量体を 形成できる。正しく折りたたまれた精製ＩＧＦ−Ｉを得る方法は既に公表された （例えば、ホルツ(Holtz)ら、米国特許番号５，２３１，１７８号（以下、「ホ ルツ(Holtz)」と称する）；チャング(Chang)ら、米国特許番号５，２８８，９３ １号；およびハート(Hart)ら、バイオテック アプル バイオケム(Biotech．Ap pl．Biochem.)、２０：２１７（１９９４年）を参照のこと）。 発明の要約 我々は、精製された、単量体の、完全な、正しく折りたたまれた（即ち、「真 正(atuhentic)」）ＩＧＦ−Ｉを得る改良された方法を発見した。より詳しくは 、我々は、ホルツ(Holtz)（上記）に記載されるＩＧＦ−Ｉの精製方法で得られ た真正(atuhentic)ＩＧＦ−Ｉの最終的な収率を、少なくとも３倍、向上させる 方法を発見した。このような収率の向上は、主として、下記により得られる：（ １）第一のカチオンクロマトグラフィー(cation chromatography)段階後に、Ｉ ＧＦ−Ｉタンパク質の変性／再生(unfolding/refolding)段階を行われることを 含み；および（２）ホルツ(Holtz)に記載されるゲル瀘過段階の代わりに逆相ク ロマトグラフィー段階を使用する。 したがって、本発明は、以下の段階からなる、ＩＧＦ−Ｉポリペプチドを含む 培地からの単量体の、完全な、正しく折りたたまれたＩＧＦ−Ｉポリペプチドの 精製方法を提供するものである： （ａ）培地から全ＩＧＦ−Ｉの少なくとも約９５％を吸着できる条件下で十分な 量の第一のカチオン交換マトリックスと培地を接触させる； （ｂ）ＩＧＦ−Ｉがのせられた第一のカチオン交換マトリックスを第一のカチオ ン交換洗浄バッファーで洗浄して、実質的な量の真正または非真正ＩＧＦ−Ｉを 除かずに実質的な量の吸着したＩＧＦ−Ｉ以外の物質を除去する； （ｃ）段階（ａ）のカチオン交換マトリックスを十分な量の第一のカチオン交換 溶出バッファーと接触させることにより該カチオン交換マトリックスからすべて の形態の吸着したＩＧＦ−Ｉを溶出させ、この際、該第一のカチオン交換溶出バ ッファーはカチオン交換マトリックスから実質的にすべての真正及び非真正ＩＧ Ｆ−Ｉを脱離させるのに十分高いｐＨまたはイオン強度を有する； （ｄ）段階（ｃ）のＩＧＦ−Ｉ含有溶出物を変性／再生(unfolding/refolding) バッファー中に移し、これにより：（ｉ）ＩＧＦ−Ｉタンパク質の鎖内のジスル フィド結合が抑制され、永久変性を伴わずに変性(unfolding)が促進され；さら に（ｉｉ）ＩＧＦ−Ｉの再生(refolding)及び再酸化により適当な対を形成する 鎖内のジスルフィド結合が形成できる； （ｅ）段階（ｄ）の再生されたＩＧＦ−Ｉを、適当な溶媒システムに移した後、 溶出物から少なくとも約９５％のＩＧＦ−Ｉを吸着できる条件下で十分な量の疎 水性相互作用クロマトグラフィーマトリックスと接触させる； （ｆ）ほとんどの非真正ＩＧＦ−Ｉを除去するのには十分低いが、疎水性相互作 用クロマトグラフィーマトリックスからかなりの割合の真正ＩＧＦ−Ｉを除去す るほどには低くないイオン強度を有する疎水性相互作用洗浄バッファーでＩＧＦ −Ｉがのせられた疎水性相互作用クロマトグラフィーマトリックスを洗浄する； （ｇ）疎水性相互作用クロマトグラフィーマトリックスを疎水性相互作 用溶出バッファーと接触させることにより該マトリックスから吸着したＩＧＦ− Ｉを溶出し、この際、該疎水性相互作用溶出バッファーは該マトリックスから実 質的にすべての吸着した真正ＩＧＦ−Ｉを脱離させるのに十分高いｐＨ、または 十分低いイオン強度を有する； （ｈ）溶出物から少なくとも約９５％のＩＧＦ−Ｉを吸着できる条件下で段階（ ｇ）の溶出物を十分な量の第二のカチオン交換マトリックスと接触させる； （ｉ）ほとんどの割合の非真正ＩＧＦ−Ｉを除去するのには十分高いが、かなり の割合の真正ＩＧＦ−Ｉを除去するほどには高くないイオン強度またはｐＨを有 するカチオン交換洗浄バッファーでＩＧＦ−Ｉがのせられた第二のカチオン交換 マトリックスを洗浄する； （ｊ）第二のカチオン交換マトリックスを第二のカチオン交換溶出バッファーと 接触させることにより該マトリックスから吸着したＩＧＦ−Ｉを溶出し、この際 、該第二のカチオン交換溶出バッファーは該マトリックスから実質的にすべての 吸着した真正ＩＧＦ−Ｉを脱離させるのに十分高いイオン強度、または十分高い ｐＨを有する； （ｋ）溶出物から少なくとも約９５％のＩＧＦ−Ｉを吸着できる条件下で、水性 バッファーにおいて、段階（ｊ）の溶出物を適当に十分な量の逆相クロマトグラ フィーマトリックスと接触させる； （ｌ）ほとんどの割合の非真正ＩＧＦ−Ｉを除去するのには十分高いが、かなり の割合の真正ＩＧＦ−Ｉを除去するほどには高くない有機溶媒濃度を有する水性 ／有機溶媒逆相洗浄バッファーでＩＧＦ−Ｉがのせられた逆相クロマトグラフィ ーマトリックスを洗浄する； （ｍ）かなりの割合の多量体形態のＩＧＦ−Ｉは除去せずに実質的にすべての真 正ＩＧＦ−Ｉを除去するのに十分高い有機溶媒濃度を有する水性／有機溶媒バッ ファーで逆相クロマトグラフィーマトリックスから吸 着したＩＧＦ−Ｉを溶出する。 必要であれば、段階（ｆ）から回収された非真正ＩＧＦ−Ｉに、段階（ｈ）の 開始前でのみ、段階（ｄ）から（ｇ）を少なくとも１回再度行ってもよい。 本明細書中で使用される、「真正(authentic)」ＩＧＦ−Ｉということばは、 適当に対を形成する、即ち、天然で生じるＩＧＦ−Ｉにおけるのと同様にして対 を形成する、システイン残基を含む３個の鎖内ジスルフィド結合を有する単量体 の、完全な、正しく折りたたまれたＩＧＦ−Ｉを意味する。 本明細書中で使用される、「カラム容積(column volume)」ということばは、 間隙液体などの、クロマトグラフィーマトリックスによって占められる容積を意 味する。 本明細書中で使用される、「分解された(degraded)」ＩＧＦ−Ｉということば は、真正ＩＧＦ−Ｉのポリペプチド主鎖またはアミノ酸側鎖中に存在する一以上 の共有結合が切断されたＩＧＦ−Ｉを意味する。 本明細書中で使用される、「ｄｅｓ−２」ＩＧＦ−Ｉということばは、真正Ｉ ＧＦ−Ｉの始めの２個のアミノ酸残基が欠失するＩＧＦ−Ｉを意味する。 本明細書中で使用される、「グリコシル化」ＩＧＦ−Ｉということばは、一以 上の共有結合する炭水化物部分を有するＩＧＦ−Ｉを意味する。 本明細書中で使用される、「完全な(intact)」ＩＧＦ−Ｉということばは、分 解していないＩＧＦ−Ｉを意味する。 本明細書中で使用される、「誤って折りたたまれた(misfolded)」ＩＧＦ−Ｉ ということばは、真正ＩＧＦ−Ｉ以外の２次構造を有するＩＧＦ−Ｉを意味する 。 本明細書中で使用される、「多量体(multimeric)」ＩＧＦ−Ｉという ことばは、共有または非共有化学結合により連結された２以上のＩＧＦ−Ｉポリ ペプチド鎖を意味する。 本明細書中で使用される、「酸化された」ＩＧＦ−Ｉということばは、少なく とも一の酸化されたアミノ酸残基を含むＩＧＦ−Ｉを意味する。本明細書中で使 用される、「再酸化された(reoxidized)」ＩＧＦ−Ｉということばは、一以上の 鎖内ジスルフィド結合が切断後に再形成されたＩＧＦ−Ｉを意味する。 本明細書中で使用される、「約」ということばは、ある数値の平均＋／−その 値の１０％を意味し、例えば、「約５０％」とは４５％〜５５％を意味する。 図面の簡単な説明 図１は、ホルツ法の段階を本発明の一実施態様の段階と比較するフローチャー トである。 図２は、ホルツ法の第一のカチオン交換段階から回収される材料の典型的な分 析スケールのシアノ逆相クロマトグラムである。 図３は、本発明の第一のカチオン交換段階から回収される材料の典型的な分析 スケールのシアノ逆相クロマトグラムである。 図４Ａは、本発明による変性／再生段階前に回収される材料の典型的な分析ス ケールのシアノ逆相クロマトグラムである。 図４Ｂは、本発明の方法による変性／再生段階後に回収される材料の典型的な 分析スケールのシアノ逆相クロマトグラムである。 図５Ａは、ホルツ法によるＨＩＣ段階から回収される材料の典型的な分析スケ ールのシアノ逆相クロマトグラムである。 図５Ｂは、本発明の方法によるＨＩＣ段階から回収される材料の典型的な分析 スケールのシアノ逆相クロマトグラムである。 図６Ａは、ホルツ法による第二のカチオン交換クロマトグラフィー段 階から回収される材料の典型的な分析スケールのシアノ逆相クロマトグラムであ る。 図６Ｂは、本発明による第二のカチオン交換クロマトグラフィー段階から回収 される材料の典型的な分析スケールのシアノ逆相クロマトグラムである。 図７Ａは、ホルツ法によるゲル瀘過クロマトグラフィー段階から回収される材 料の典型的な分析スケールのシアノ逆相クロマトグラムである。 図７Ｂは、本発明による逆相クロマトグラフィー段階から回収される材料の典 型的な分析スケールのシアノ逆相クロマトグラムである。 図８Ａは、ホルツ法によって製造される材料の分析スケールのシアノ逆相クロ マトグラムである。 図８Ｂは、本発明の方法によって精製される材料の分析スケールのシアノ逆相 クロマトグラムである。 図９Ａは、ホルツ法によって精製される材料の分析スケールのＣ８逆相ＨＰＬ Ｃクロマトグラムである。 図９Ｂは、本発明の方法によって精製される材料の分析スケールのＣ８逆相Ｈ ＰＬＣクロマトグラムである。 図１０Ａは、ホルツ法によって精製される還元材料から得られるペプチドマッ ピング産物の分析スケールの逆相クロマトグラムである。 図１０Ｂは、本発明の方法によって精製される還元材料から得られるペプチド マッピング産物の分析スケールの逆相クロマトグラムである。 図１１Ａは、ホルツ法によって精製される非還元材料から得られるペプチドマ ッピング産物の分析スケールの逆相クロマトグラムである。 図１１Ｂは、本発明の方法によって精製される非還元材料から得られるペプチ ドマッピング産物の分析スケールの逆相クロマトグラムである。 図１２Ａは、正しく折りたたまれる非還元ＩＧＦ−Ｉから得られるペ プチドマッピング産物の分析スケールの逆相クロマトグラムである。 図１２Ｂは、誤って折りたたまれる非還元ＩＧＦ−Ｉから得られるペプチドマ ッピング産物の分析スケールの逆相クロマトグラムである。 発明の詳細な説明 本発明は、単量体の、完全な、正しく折りたたまれたＩＧＦ−Ｉの改良された 精製方法を提供するものである。ＩＧＦ−Ｉの出発材料および細胞除去 本発明を実施する際のＩＧＦ−Ｉの出発材料は、様々な塩、酸、塩基、有機小 分子、非タンパク性高分子、ＩＧＦ−Ｉ以外のタンパク質(non-IGF-I protein) 、ＩＧＦ−Ｉフラグメント、多量体ＩＧＦ−Ｉ、不正確に折りたたまれたＩＧＦ −Ｉ、またはこれらの組み合わせが混入した培地中にあってもよい。ＩＧＦ−Ｉ は、天然源由来であってもまたは遺伝子操作により形質転換された真核細胞によ って産生される組換ＩＧＦ−Ｉであってもよい。好ましい実施態様によると、Ｉ ＧＦ−Ｉは遺伝子操作により形質転換された酵母によって産生される組換ＩＧＦ −Ｉである。特に好ましい実施態様によると、組換ＩＧＦ−Ｉは、発現ベクター ｐＩＧＦ２０１、ｐＩＧＦ２０２、ｐＩＧＦ０２４またはｐＩＧＦ２０６で安定 して形質転換されたピチア パストリス(Pichia pastoris)株ＧＳ１１５（ＮＲ ＲＬ Ｙ−１５８５１）中で産生される。発現ベクターｐＩＧＦ２０１、ｐＩＧ Ｆ２０２、ｐＩＧＦ０２４及びｐＩＧＦ２０６を用いた、ピチア パストリス(P ．pastoris)株ＧＳ１１５におけるＩＧＦ−Ｉの産生は、ブリアーレイ(Brierley )ら、米国特許番号５，３２４，６３９号に記載され、この公報は参考のために 引用される。 好ましくは、本発明は形質転換された酵母細胞から分泌される組換ＩＧＦ−Ｉ を用いて実施される。酵母細胞がＮ−末端シグナルペプチドを有するＩＧＦ−Ｉ 前駆体タンパク質をコード化するＩＧＦ−Ｉ発現ベク ターで形質転換されると、酵母細胞による分泌がなされる。このシグナルペプチ ドは、ＩＧＦ−Ｉ前駆体タンパク質を酵母細胞の細胞質膜を介して増殖培地中に 分泌させる。分泌工程中に、このシグナルペプチドは切断されて成熟ＩＧＦ−Ｉ ポリペプチドが得られる。 本発明を組換酵母細胞を用いて実施する際には、ＩＧＦ−Ｉは発酵工程中に培 地中に分泌される。特に好ましい発酵段階／工程は米国特許番号５，４２３，６ ３９号に記載される。米国特許番号５，４２３，６３９号に記載される特に好ま しい発酵を用いることにより、発酵中に添加される「ＰＴＭ１」の極微量塩(tra ce salt)の量は、１リットル出発培地当たり２ｍｌの１回の添加に対して、約１ ０倍減少でき、好ましい。好ましくは、「ＰＴＭ１」における硫酸、銅、亜鉛及 び鉄のレベルは、米国特許番号５，４２３，６３９号に記載される方法と比較す ると、３倍少ない。 本発明を組換分泌ＩＧＦ−Ｉを用いて実施する際には、宿主細胞はＩＧＦ−Ｉ 含有培地から除去されなければならない。細胞の除去は、例えば、遠心または精 密瀘過または双方など、いずれかの適当な手段によってなされる。第一のカチオン交換段階 宿主細胞を除去した後、本発明の方法における第一の段階は、溶液から全ＩＧ Ｆ−Ｉの少なくとも約９５％を吸着できる条件下でＩＧＦ−Ｉ含有サンプル溶液 を適当量の第一のカチオン交換マトリックスと接触させることである。 ＩＧＦ−Ｉ含有溶液は、様々な方法で第一のカチオン交換マトリックスと接触 される。例えば、第一のカチオン交換マトリックスをＩＧＦ−Ｉ含有培地が導入 される容器内に仕込んだ後、第一のカチオン交換マトリックスからＩＧＦ−Ｉが 消耗された(IGF-I-depleted)培地を傾瀉して もよい。または、第一のカチオン交換マトリックスをＩＧＦ−Ｉ含有培地の入っ た容器に添加した後、第一のカチオン交換マトリックスからＩＧＦ−Ｉが消耗さ れた(IGF-I-depleted)溶液を除去してもよい。第一のカチオン交換マトリックス は、ＩＧＦ−Ｉ含有培地が流れるカラムに入れられることが好ましい。 第一のカチオン交換段階に使用されるマトリックスは当該分野において既知で ある。カチオン交換マトリックスは、高い流速が可能である、即ち、高圧に耐え られ、マクロ孔質構造を有し、さらに、広範なｐＨ範囲にわたってＩＧＦ−Ｉを 結合できるものが好ましい。セルロース、ポリスチレン、デキストラン、アガロ ース、架橋アガロースなどの、マトリックス支持体がカチオン交換マトリックス に使用される。本段階に好ましく使用されるカチオン交換マトリックスはスルフ ィルプロピル化(sulfylpropylated)（「ＳＰ」）マトリックスである。特に好ま しい第一のカチオン交換マトリックスはトヨパール(Toyopearl)ＳＰ５５０Ｃ（ 商標）（トーソーハース(TosoHaas)、フィラデルフィア、ペンシルバニア州(Phi ladelphia，PA)）である。 当業者であれば、ＩＧＦ−Ｉ含有サンプル溶液を第一のカチオン交換マトリッ クスと接触させる前に、マトリックスを再生するおよび／または活性化する必要 があることは認識できると解される。再生および／または活性化はマトリックス の販売者の推奨や既知の方法に従って行われなければならない。 第一のカチオン交換マトリックス材料の使用量は、通常、１．０リットルのマ トリックス／ｇ真正ＩＧＦ−Ｉに対して、少なくとも約０．０３１である。具体 的には、ＩＧＦ−Ｉ含有溶液を、約２〜３０℃の温度で、約０．０１〜１時間ま たはそれ以上の時間、第一のカチオン交換マトリックスと接触させる。約２０〜 ２５℃の温度が好ましい。 ＩＧＦ−Ｉ含有溶液を第一のカチオン交換マトリックスと接触させてＩＧＦ− Ｉを吸着させた後は、ＩＧＦ−Ｉが消耗された(IGF-I-depleted)溶液を除去する 。これは、例えば、瀘過、傾瀉、遠心など、様々な方法でなされる。好ましい実 施態様によると、ＩＧＦ−Ｉ含有溶液の接触およびＩＧＦ−Ｉが消耗された(IGF -I-depleted)培地の除去は、ＩＧＦ−Ｉ含有培地を第一のカチオン交換マトリッ クスからなるクロマトグラフィーカラムに通すことによって一段階でなされる。 ＩＧＦ−Ｉを第一のカチオン交換マトリックス上に吸着させた後であって、Ｉ ＧＦ−Ｉを溶出させる前に、ＩＧＦ−Ｉをのせたマトリックスを約１〜１０カラ ム容積の弱酸希釈液で洗浄することが好ましい。弱酸希釈液の例としては、約０ ．０２Ｍの濃度の、酢酸またはリン酸溶液が挙げられる。 従来方法によっては、ＩＧＦ−Ｉをのせた第一のカチオン交換カラムを、塩、 例えば、０．１Ｍ 塩化ナトリウムを含む弱酸希釈液（または緩衝液）でさらに 洗浄して、ＩＧＦ−Ｉよりも弱い力で第一のカチオン交換マトリックスに結合す る、多量体および／または誤って折りたたまれた単量体の形態を有するＩＧＦ− Ｉなどの、不純物を除去する。本発明においては、このような高イオン強度によ る洗浄段階は、次の変性／再生段階で真正ＩＧＦ−Ｉに変換して真正ＩＧＦ−Ｉ の全体としての収率を向上できる、多量体または誤って折りたたまれた単量体の 形態を有するＩＧＦ−Ｉを回収することが望ましいため、第一のカチオン交換段 階では排除される。 第一のカチオン交換段階での特に好ましい洗浄工程は以下の手順である：約３ ．０カラム容積の０．０２Ｍ 酢酸；さらに、約３．０カラム容積の０．０５Ｍ 酢酸ナトリウム（ｐＨ５．５）。 ＩＧＦ−Ｉをのせた第一のカチオン交換マトリックスを（上記したよ うにして）洗浄した後、マトリックスから実質的にすべてのＩＧＦ−Ｉを脱離さ せるのに十分高いｐＨまたはイオン強度を有する十分量の溶媒システム（「溶出 バッファー」と称する）とマトリックスを接触させることにより、ＩＧＦ−Ｉを 溶出させる。 この溶出バッファーは、ｐＨを５．０〜７．０の範囲に、及び塩濃度を約０． ２〜１．０Ｍの維持するのに適した緩衝剤からならなければならない。好ましい 溶出バッファーは０．０５Ｍ 酢酸ナトリウム（ｐＨ５．５）及び０．４Ｍ 塩 化ナトリウムから構成される。 溶出バッファーの使用量は様々であるが、好ましくは、３〜１０カラム容積の 範囲である。溶出バッファーが０．０５Ｍ 酢酸ナトリウム（ｐＨ５．５）及び ０．４Ｍ 塩化ナトリウムから構成される際には、好ましい溶出バッファー量は ４カラム容積である。 カチオン交換マトリックスからのＩＧＦ−Ｉの溶出は、様々な条件下で行うこ とができる。好ましくは、約２〜３０℃の温度が使用される。好ましくは、溶出 時間は、比較的短く、例えば、より長いまたは短い時間を使用してもよいが、約 ０．０１〜１．０時間である。ＩＧＦ−Ｉの変性／再生段階 第一のカチオン交換段階後にＩＧＦ−Ｉの変性／再生段階を行うことは本発明 の必須の態様である。変性／再生段階では、カチオン交換溶出物をジスルフィド 結合交換を促進する緩衝液（「変性／再生バッファー」と称する）に移す。この ような移動は、希釈、ゲル瀘過、透析、またはダイアフィルトレーションなど、 様々な手段によりなされる。 変性／再生バッファーは、通常、アルカリ性、弱還元性、弱変性および可溶化 の特性を有する。また、このバッファーは下記が可能でなければならない：（１ ）ＩＧＦ−Ｉの鎖内ジスルフィド結合を抑制し、かつ永久変性を伴わずにＩＧＦ −Ｉタンパク質の変性を促進する；および （２）再酸化によるＩＧＦ−Ｉの再生により適当な対を形成するＩＧＦ−Ｉの鎖 内のジスルフィド結合が形成される。 好ましくは、変性／再生バッファーは、ｐＨを８．０〜１０．５に維持するの に適する緩衝剤、例えば、ホウ酸塩、酢酸塩、トリスヒドロキシメチルアミノメ タン（「トリス」と称する）；カオトロピック剤、例えば、尿素またはグラニジ ン；塩、例えば、塩化ナトリウム、硫酸アンモニウム、硫酸ナトリウム；アルコ ール、例えば、メタノール、エタノール、２−プロパノール；および還元剤、例 えば、ジチオトレイトール（「ＤＴＴ」と称する）、システイン、β−メルカプ トエタノール（「ＢＭＥ」と称する）を含む。好ましくは、変性／再生バッファ ーは、８．５〜１０．０のｐＨを有し、１．５〜３．０Ｍの濃度の尿素、１．０ 〜３．０Ｍの濃度の塩化ナトリウム、５〜２０％（ｖ／ｖ）の濃度のエタノール 、１ｍＭ〜１５ｍＭの濃度のホウ酸ナトリウム、および０．００５ｍＭ〜１０ｍ Ｍの濃度のジチオトレイトールからなる。最も好ましくは、変性／再生バッファ ーのｐＨは約９．０〜９．５であり、バッファーは２Ｍ 尿素、１．５ｍＭ 塩 化ナトリウム、１５％ エタノール、５ｍＭ ホウ酸ナトリウム及び０．２ｍＭ ＤＴＴから構成される。 好ましくは、全ＩＧＦ−Ｉ濃度は約０．１〜５ｍｇ／ｍｌであり；より好まし くは、上記濃度は０．２〜２ｍｇ／ｍｌである。 好ましくは、変性／再生バッファーの組成及び各成分の濃度は、再生及び再酸 化が変性及び還元から１時間以内に開始し、４〜４０時間以内に実質的に終了す るようなものである。より好ましくは、再生及び再酸化は実質的に１５〜２０時 間以内に終了する。 最も好ましい変性／再生バッファー（上記）を使用する際には、ジスルフィド の還元は数秒で生じる。空気の存在下で室温で緩やかに撹拌すると、再酸化が約 １時間以下に開始する。再生及び再酸化は実質的に約 １５〜２０時間以内に終了する。疎水性相互作用クロマトグラフィー（ＨＩＣ）段階 変性／再生段階後、部分的に精製され再生されたＩＧＦ−Ｉを十分量のＨＩＣ マトリックスと接触させて、少なくとも約９５％のＩＧＦ−Ｉを吸着させる。好 ましくは、ＨＩＣマトリックスはＩＧＦ−Ｉ含有バッファーが通過するカラムに 入れられる。 再生ＩＧＦ−Ｉ溶液をＨＩＣマトリックスと接触させる前に、ＩＧＦ−Ｉ含有 サンプルのｐＨ及び塩濃度を調節する。好ましくは、ｐＨは４．０〜５．０に調 節され、塩濃度は０．４Ｍ〜２．０Ｍに調節される。より好ましくは、ｐＨは４ ．０〜４．５に調節され、塩濃度は１．０〜１．５Ｍに調節される。 ＩＧＦ−Ｉ含有培地の塩濃度を上げることにより、ＩＧＦ−ＩのＨＩＣマトリ ックスへの結合が促進される。このような用途に適した塩としては、硫酸ナトリ ウム、硫酸カリウム、硫酸アンモニウム、リン酸カリウム、酢酸ナトリウム、酢 酸アンモニウム、塩化ナトリウム、クエン酸ナトリウムなどが挙げられる。 本発明に好ましく使用されるＨＩＣマトリックスは、アルキル−またはアリー ル−置換ＨＩＣマトリックスである。ＨＩＣマトリックスの例としては、ブチル −、オクチル−、またはフェニル−置換マトリックスが挙げられる。本発明を実 施するにあたって有用なＨＩＣマトリックス支持体としては、合成ポリマー、例 えば、ポリスチレン、ポリ（メタクリレート）など；セルロース、デキストラン 、アガロース、架橋アガロースなどが挙げられる。特に好ましいＨＩＣマトリッ クスはブチル−置換、ポリメタクリレート疎水性相互作用クロマトグラフィーマ トリックス（例えば、トヨパールブチル(Toyopearl Butyl)６５０Ｍ（商標）ま たはトヨパールブチル(Toyopearl Butyl)６５０Ｃ、トーソーハース(T osoHaas)、フィラデルフィア、ペンシルバニア州(Philadelphia，PA)）である。 必要な再生(regeneration)後、カラムを５〜１０カラム容積の塩含有酢酸塩／ リン酸緩衝液（約２．５〜４．５、好ましくは約３．０のｐＨ）で平衡化する。 本発明を実施するにあたって使用されるＨＩＣマトリックスの量は様々である 。具体的には、約０．０５〜１リットルのマトリックス／ｇ真正ＩＧＦ−Ｉが使 用される。 例えば、ＩＧＦ−ＩをＨＩＣマトリックスと約１５〜３０℃の温度で、少なく とも約０．１〜３０分間、接触させる。２０〜２５℃の温度が好ましい。 実質的にすべてのＩＧＦ−Ｉを第一のＨＩＣマトリックスに吸着させた後、マ トリックスをバッファーと接触（即ち、「洗浄」）して、かなりの量の完全な、 単量体の、正しく折りたたまれた形態の吸着したＩＧＦ−Ｉは除去せずに、かな りの量の混入物質（即ち、単量体の、完全な、正しく折りたたまれたＩＧＦ−Ｉ 以外の物質）をマトリックスから除去する。特に好ましいカラム洗浄工程では、 ＨＩＣカラムを、約３カラム容積の、０．５Ｍ塩化ナトリウムを含む、０．２Ｍ 酢酸で洗浄する。次に、ＨＩＣカラムを、約１０カラム容積の、０．１５〜０． ２５Ｍ塩化ナトリウムを含む、０．２Ｍ酢酸で洗浄する。 カラムによる洗浄工程が終了したら、ＨＩＣマトリックスをＨＩＣ溶出バッフ ァー、即ち、実質的にすべての残りの吸着した真正ＩＧＦ−Ｉをマトリックスか ら除去するのに適したバッファーと接触させる。 吸着したＩＧＦ−Ｉは様々な条件下でＨＩＣマトリックスから溶出される。好 ましくは、溶出バッファー温度は１５〜３０℃である。より好ましくは、上記温 度は２０〜２５℃である。溶出時間は、カラム寸法や マトリックス材料などの機能として変化する。カラムを通る溶出液の流速は約１ ０〜３００ｃｍ／時間であることが好ましい。 特に好ましいＨＩＣ溶出工程は、約４カラム容積の、０〜０．０２Ｍ塩化ナト リウムを含む、０．２Ｍ酢酸を流すことから構成される。 上記したような特に好ましい材料及び工程からなるＨＩＣ段階は、従来技術工 程に比べて以下のような様々な利点がある：（１）潜在的なＩＧＦ−Ｉが硫酸ア ンモニウムにおいて不純物と結合して沈殿するのを防止する；（２）塩勾配を排 除することにより、より簡便である；および（３）ｐＨの変化が防止される。 必要であれば、一部の、またはすべてのＨＩＣマトリックスからの溶出物をＨ ＩＣ精製に再度かけてもよい。必要であれば、一部の、またはすべてのＨＩＣマ トリックスからの洗浄液を変性／再生をした後にＨＩＣ精製に再度かけてもよい 。第二のカチオン交換段階 ＨＩＣ段階から得られた部分精製されたＩＧＦ−Ｉを第二のカチオン交換精製 段階にかける。第二のカチオン交換段階における材料や工程の選択に関わる原理 は、本質的には、第一のカチオン交換段階のものと同様である。したがって、同 様の型のカチオン交換マトリックスが具体的には第一及び第二のカチオン交換段 階で使用される。本発明の最も好ましい実施態様によると、第二のカチオン交換 段階は下記工程からなる。 カチオン交換カラム、好ましくはＳＰカラム(Sp column)、最も好ましくはト ヨパール(Toyopearl)ＳＰ５５０Ｃ^TM、ＳＰ６５０Ｓ^TM、またはＣＭ−６５０Ｍ^{T M} （トーソーハース(TosoHaas)）カラム（予め再生済み）を、本質的に０．０５ Ｍ酢酸ナトリウムバッファー（ｐＨ５．５）から構成されるバッファーで平衡化 する。ＨＩＣ段階から得られた部分精製されたＩＧＦ−Ｉをこのカチオン交換カ ラムにのせた後、カラムを ７〜１０カラム容積の０．１Ｍ ＮａＣｌを含む０．０５Ｍ酢酸ナトリウムバッ ファー（ｐＨ５．５）で洗浄することが好ましい。次に、ＩＧＦ−Ｉは、約７カ ラム容積の０．４Ｍ塩化ナトリウムを含む０．０５Ｍ酢酸ナトリウムバッファー （ｐＨ５．５）で溶出されることが好ましい。 第二のカチオン交換マトリックスの使用量、即ち、第二のカチオン交換カラム の大きさは、マトリックスに吸着されるＩＧＦ−Ｉの全量に依存する。様々な市 販のカチオン交換マトリックスの能力が売り主により提供されており、ＩＧＦ− Ｉに対するマトリックスの適当な割合の算出法は当該分野における通常の知識を 有するものには既知である。逆相クロマトグラフィー段階 第二のカチオン交換段階から得られた部分的に精製され、再生されたＩＧＦ− Ｉは逆相クロマトグラフィー段階に供される。従来のＩＧＦ−Ｉの精製方法の相 当する箇所では、ゲル瀘過クロマトグラフィーが使用されていた。ゲル瀘過は高 分子量の混入物を除去する。本発明による逆相クロマトグラフィーもまた高分子 量の混入物を除去する。しかしながら、逆相クロマトグラフィー段階は、酸化、 グリコシル化、及び一部が分解した形態などの、様々な非真正の形態のＩＧＦ− Ｉをもさらに除去する。 市販される、様々な逆相クロマトグラフィー媒体が使用される。ポリマー樹脂 媒体が好ましい。ポリマー樹脂媒体の利点としては、水酸化ナトリウムによりデ ピロゲネーション(depyrogenation)及び衛生を可能にする化学的な安定性がある 。特に好ましい逆相クロマトグラフィー媒体は、アンバークロム(Amberchrom)Ｃ Ｇ１０００ｓｄ^TM（トーソーハース(TosoHaas)、フィラデルフィア、ペンシルバ ニア州(Philadelphia，PA)）である。逆相クロマトグラフィー段階に使用される 有機溶媒例としては、メタノール、エタノール、２−プロパノール、及びアセト ニトリ ルが挙げられる。エタノールが特に好ましい。 第二のカチオン交換段階から得られた部分的に精製ＩＧＦ−Ｉサンプルを、逆 相カラムを０．２Ｍ酢酸で平衡化した後のカラムにのせる。 次に、ＩＧＦ−Ｉが吸着した逆相カラムを、０％〜２０％エタノールを含む一 以上の水性／有機溶媒バッファーで洗浄して、混入物、即ち、真正ＩＧＦ−Ｉ以 外の物質を除去する。本発明の特に好ましい実施態様によると、ＩＧＦ−Ｉが供 せられた逆相クロマトグラフィーカラムに、約１カラム容積の０．２Ｍ酢酸によ る１回目の無勾配洗浄を行う。次に、このカラムに、０．２Ｍ酢酸における１９ ％エタノールによる２回目の無勾配洗浄を行い、真正ＩＧＦ−Ｉより疎水性の低 い混入物（例えば、酸化、グリコシル化及びｄｅｓ−２ ＩＧＦ−Ｉ等の、一部 分解した形態のＩＧＦ−Ｉ）を除去する。 真正ＩＧＦ−Ｉは、水性／有機溶媒バッファーによる無勾配溶離により回収さ れた後、勾配溶離にかけられる。無勾配溶離は、数カラム容積の、有機溶媒濃度 が約２０％〜４０％である水性／有機溶媒バッファーを用いて行われる。さらに 、有機溶媒の勾配により、ＩＧＦ−Ｉが溶出される。好ましくは、無勾配溶離は 、４カラム容積の１９％エタノールを含む０．２Ｍ酢酸を用い、勾配（段階また は直線的）は、０．２Ｍ酢酸において、１９％〜２５％（ｖ／ｖ）エタノールを 用いる。真正ＩＧＦ−Ｉより疎水性の高い混入物質はカラムに吸着されたままで あるため、真正ＩＧＦ−Ｉから分離される。エタノール勾配は段階勾配であって もまたは直線勾配であってもよい。 真正ＩＧＦ−Ｉを溶出した後の、残った吸着化合物、即ち、真正ＩＧＦ−Ｉよ り疎水性の高いものは、逆相カラムから「ストリップされる(stripped)」（除去 される）。好ましくは、カラムは、例えば、約７０％〜１００％濃度の、高濃度 のエタノールでストリップされる(stripped)。濃縮／ダイアフィルトレーション 逆相クロマトグラフィー段階後は、精製した真正ＩＧＦ−Ｉを、限外瀘過など の濃縮工程にかける。この段階の意図は、精製したＩＧＦ−Ｉを約１２〜１６ｍ ｇ／ｍｌの最終濃度にまで濃縮し、逆相クロマトグラフィー溶出バッファーを最 終産物を配合する次の段階に適したバッファーに置換することである。 様々な材料からなり、様々な孔径（分子量のカットオフを決定する）を有する 、限外瀘過膜は、市販されている。本発明の好ましい実施態様によると、１，０ ００の分子量のカットオフを有するポリスルホン製平膜（フィルトロン(Filtron )、ノースボラウ、マサチューセッツ州(Northborough，MA)）が使用される。よ り好ましい実施態様によると、３，０００または５，０００の分子量のカットオ フを有するポリスルホン製中空糸膜（エージー テクノロジー(AG Technology) 、ニードハム、マサチューセッツ州(Needham，MA)）が使用される。中空糸膜は 、分子量のカットオフの規格が異なるものの、平膜に比べて、フラックス比が高 くかつＩＧＦ−Ｉの保持能が良好である。 濃縮／ダイアフィルトレーションは本方法の前記段階のいずれかまたはすべて の終了時に行ってもよい。例えば、材料の精製が異なる位置で終了しようとする 場合には、濃縮／ダイアフィルトレーションをＨＩＣ段階の後に行ってもよい。 技術者は、濃縮／ダイアフィルトレーションを行う際に必要であると指令できる 。分析方法 ＩＧＦ−Ｉの精製工程の各段階で、ＩＧＦ−Ｉ含有サンプル、ＩＧＦ−Ｉが消 耗された(IGF-I-depleted)溶液、カラム洗浄液、収集画分などのアリコートは、 一以上の分析法によりアッセイされることが好ましい。このようなアッセイによ り、精製工程の目的とする概念をモニターする ことができる。目的とするサンプルに関する適当なアッセイ法はサンプルの型や 検索しようとする情報に依存する。例えば、ＩＧＦ−Ｉ、または、混入物、また はその双方をアッセイすることが望ましい。 様々なＩＧＦ−Ｉの分析方法が既知であり、例えば、ＳＤＳ−ＰＡＧＥ、等電 点電気泳動、ウェスタンブロッティング、ペプチドマッピング、Ｎ−末端アミノ 酸配列決定、及びＨＰＬＣなどが挙げられる。本発明に関して好ましく使用され るＩＧＦ−Ｉの分析方法は、ＨＰＬＣ法、例えば、Ｃ４ ＲＰ ＨＰＬＣ、Ｃ８ ＲＰ ＨＰＬＣ、カチオン交換ＨＰＬＣまたはＳＥＣ ＨＰＬＣである。具体 的には、一以上のこれらのＨＰＬＣ法を用いて、ＩＧＦ−Ｉ法を通してのクロマ トグラフィーカラム画分をアッセイする。 他の好ましいＩＧＦ−Ｉの分析方法は、「シアノ逆相クロマトグラフィー(cya no reverse phase chromatography)」（ワイエムシー(ＹＭＣ)、ウィルミントン 、ノースカロライナ州(Ｗilmington，ＮＣ)）である。シアノ逆相逆相クロマト グラフイー(cyano reverse phase chromatography)を本発明に係る分析方法とし て使用する際には、０．１％トリフルオロ酢酸（「ＴＦＡ」と称する）によるア セトニトリルのシャロウグラジエント(shallow gradient)を用いて、真正ＩＧＦ −Ｉ及び主要な混入する、非真正の形態のＩＧＦ−Ｉを分離及び定量する。 実施例の情報 従来方法、特にホルツ（上記）で記載された方法、および本発明の好ましい方 法を、１０リットルの発酵発育スケール(fermentation development scale)で行 われた実験試験で比較した。ＩＧＦ−Ｉ含有出発材料は、ピチア パストリス(P . pastoris)株ＧＳ１１５の１０リットル発酵ブロスから構成された。上記株は 、Ｎ−末端にシグナルペプチドを有する組換ヒトＩＧＦ−Ｉをコード化するプラ スミドｐＩＧＦ２０６で安定して形質転換される。シグナルペプチドの存在によ り、組換ヒトＩＧＦ−Ｉは、ピチア パストリス(P．pastoris)の増殖培地中に 分泌される。増殖培地及び発酵条件は ホルツ（上記）に記載されるのと同様である。ＰＴＭ１の極微量塩の添加量(tra ce salt addition)は１０倍減少した；さらに、ＰＴＭ１における硫酸、銅、亜 鉛及び鉄レベルは約３倍減少した。 発酵中、様々な形態のＩＧＦ−Ｉが増殖培地中に分泌された。図２は、第一の カチオン交換段階から回収されたＩＧＦ−Ｉの典型的なシアノ逆相クロマトグラ ムを示すものである。これらのＩＧＦ−Ｉの形態としては、７．３分に溶出する 真正ＩＧＦ−Ｉ（全ＩＧＦ−Ｉの約１８％）；５．０８分に溶出する誤って折り たたまれた単量体ＩＧＦ−Ｉ（約１５％）；６．０分に溶出する分解されたまた はアミノ−末端がクリップされた(clipped)（ｄｅｓ−２）単量体形態（全体の 約１％）；６．７分に溶出する酸化されたまたはグリコシル化された単量体形態 （全体の約７％）；８〜１１分に溶出する様々な分解されたまたはニック(nicke d)単量体形態（全体の約７％）；および１１〜２２分に溶出する多くの多量体形 態（全体の約５０％）が挙げられる。 表１は、ホルツ法における基礎的な段階を本発明の方法における好ましい段階 と比較するものである。ホルツ法における段階に対する最適な変更を表２に要約 する。工程の各段階での真正ＩＧＦ−Ｉの収率（シアノ逆相クロマトグラフィー 分析法によって測定）を表３に示す。本発明の好ましい方法に関する表３のデー タは、６回の１０リットルの製造操作に関する平均値である。従来の方法に関す る表３のデータは、１回の１０リットルの製造操作から得たものである。 細胞を除去した後、細胞を含まない発酵ブロスを、２０〜２５℃で、１３０ｍ ｌ／分の流速で、２７０ｍｌのトヨパール(Toyopearl)ＳＰ５５０Ｃ（商標）（ トーソーハース(TosoHaas)、フィラデルフィア、ペンシルバニア州(Philadelphi a，PA)）カラム（５ｃｍ×１４ｃｍ）にのせた。ローディングされたカラムを、 ２０〜２５℃で、１３０ｍｌ／分の流速で、約３カラム容積の０．０２Ｍ 酢酸 でまず洗浄した後、約３カラム容積の０．０５Ｍ 酢酸ナトリウムでさらに洗浄 した。ＩＧＦ−Ｉを４カラム容積の０．０５Ｍ 酢酸ナトリウム（ｐＨ５．５） 、０．４Ｍ 塩化ナトリウムでカラムから溶出させた。第一のカチオン交換段階 から回収された材料を表４に要約する。 本発明の方法における第一のカチオン交換段階は、ホルツ法における第一のカ チオン交換段階とは、第二の洗浄バッファーで塩化ナトリウムを使用しなかった 点で異なる。これにより、（次の変性／再生段階において単量体の形態に変換さ れる）多量体の形態のＩＧＦ−Ｉが回収でき好ましい。多量体ＩＧＦ−Ｉの回収 量の増加は、ホルツ法による第一のカチオン交換（「ＳＰ１」と称する）産物お よび本発明の方法を用いて得られたＳＰ１産物の分析クロマトグラムを比較する ことによって観察される。多量体ＩＧＦ−Ｉレベルを除くと、上記２つのクロマ トグラフィーによるプロフィール（図２及び３）には有意な差はない。 ＳＰ１回収プールを、以下の最終濃度を得られるように、変性／再生バッファ ーの濃縮（２×濃度）ストックと合わせた：２Ｍ 尿素、１．５Ｍ 塩化ナトリ ウム、１５％ エタノール；５ｍＭ ホウ酸ナトリウム；及び０．２ｍＭ ＤＴ Ｔ（ｐＨ９〜９．５）。変性／再生を、室温で、１５〜２０時間、緩やかに混合 しながら、行った。変性／再生段階前後になされた分析からの具体的なシアノ逆 相クロマトグラムを図４Ａ及び４Ｂに示す。変性／再生段階前後の様々な形態の ＩＧＦ−Ｉの相対量（全ＩＧＦ−Ｉの割合（％）として）を表５に示す。多量体 ＩＧＦ− Ｉピークの減少および真正ＩＧＦ−Ｉピークの増加が図４Ａ及び４Ｂでは明らか に認められる。多量体ＩＧＦ−Ｉピークが減少する結果、真正ＩＧＦ−Ｉが存在 する全ＩＧＦ−Ｉの１４％から４４％にまで増加した。高い割合の多量体ＩＧＦ −Ｉが単量体に変換される（６４％多量体から２１％多量体に減少）ため、非真 正単量体形態によっては量が増加するものもある。例えば、酸化された及びグリ コシル化された形態（７．２５分）は全体の５％から１２％に増加した；ｄｅｓ −２と称される分解された形態（６．８６分）は１．５％から３．４％に増加し た（表５）。 しかしながら、真正ＩＧＦ−Ｉに対する非真正単量体形態の割合は、真正ＩＧ Ｆ−Ｉの量もまた増加したので、増加していないことに留意すべきである。新た な混入物は変性／再生段階の結果としては同定されなかった。変性／再生工程は 、１００リットル及び１５００リットルの発酵スケールに相当するような実験に おいて行われたところ、匹敵するデータが得られた（データは示さず）。 ＨＩＣカラムへのローディングを目的とした調製において、再生プールのｐＨ は酢酸で４．２に調節され、さらに等容の１Ｍ塩化ナトリウムで希釈された。１ ．２５Ｍ塩化ナトリウムを含む、ｐＨが調節された再生プールを、２０〜２５℃ で、４０ｍｌ／分の流速で、トヨパールブチ ル(Toyopearl Butyl)６５０Ｍ（商標）（トーソーハース(TosoHaas)、フィラデ ルフィア、ペンシルバニア州(Philadelphia，PA)）ＨＩＣカラム（３．２ｃｍ× ４７ｃｍ）にのせた。 ＩＧＦ−Ｉが吸着した、ＨＩＣカラムを、約３カラム容積の０．５Ｍ塩化ナト リウムを含む０．２Ｍ酢酸で洗浄した。次に、ＨＩＣカラムを約１０カラム容積 の０．２５Ｍ塩化ナトリウムを含む０．２Ｍ酢酸で洗浄した。さらに、吸着した ＩＧＦ−Ｉを、４カラム容積の０．０２Ｍ塩化ナトリウムを含む０．２Ｍ酢酸で ＨＩＣカラムから溶出させた。 ＨＩＣ段階後に回収された産物の分析による具体的なシアノ逆相クロマトグラ ムを図５Ａ及び５Ｂに示す。クロマトグラフィーによるプロフィールにおいて本 質的な相違は認められない。ホルツ法における及び本発明の方法におけるＨＩＣ 段階後の様々な形態のＩＧＦ−Ｉの相対量（全ＩＧＦ−Ｉの割合（％）として） を表６に示す。 第二のカチオン交換段階を、１０ｍｌ／分の流速で、トヨパール(Toyopearl) ＳＰ５５０Ｃ（商標）（トーソーハース(TosoHaas)、フィラデルフィア、ペンシ ルバニア州(Philadelphia，PA)）カラム（１．６ｃｍ×３５ｃｍ）で行った。 ローディング後、第二のカチオン交換カラムを約１カラム容積の０． ０５Ｍ酢酸ナトリウムバッファー（ｐＨ５．５）で洗浄した。次に、このカラム を約７カラム容積の０．０５Ｍ酢酸ナトリウム、０．１Ｍ塩化ナトリウム（ｐＨ ５．５）で洗浄した。ＩＧＦ−Ｉを約７カラム容積の０．０５Ｍ酢酸ナトリウム 、０．４Ｍ塩化ナトリウム（ｐＨ５．５）で溶出させた。ホルツ法及び本発明の 方法における第二のカチオン交換段階後の様々な形態のＩＧＦ−Ｉの相対量（全 ＩＧＦ−Ｉの割合（％）として）を表７に示す。 第二のカチオン交換段階から回収された材料を、約３カラム容積の０．２Ｍ酢 酸バッファーで平衡化された、アンバークロム(Amberchrom)ＣＧ１０００ｓｄ^TM （トーソーハース(TosoHaas)、フィラデルフィア、ペンシルバニア州(Philadelp hia，PA)）逆相クロマトグラフィーカラム（２．６ｃｍ×２１ｃｍ）にのせた（ 流速：２０ｍｌ／分）。ローディング後、この逆相カラムを１カラム容積の０． ２Ｍ酢酸で洗浄した。次に、このカラムを４カラム溶液の１９％エタノールを含 む０．２Ｍ酢酸で洗浄した（流速を１５ｍｌ／分に減少させた）。ＩＧＦ−Ｉを １９％〜２５％エタノール勾配を用いて逆相カラムから溶出させた。ＩＧＦ−Ｉ 回収後、カラムを高濃度のエタノール（即ち、７０〜１００％）でストリップし た。図７は、ホルツ法によるゲル瀘過産物および本発明の方法による逆 相産物の分析からの典型的なシアノ逆相クロマトグラムを示すものである。ホル ツ法におけるゲル瀘過段階および本発明の方法における逆相クロマトグラフィー 段階後の様々な形態のＩＧＦ−Ｉの相対量（全ＩＧＦ−Ｉの割合（％）として） を表８に示す。 最終産物の分析および特徴付け 本発明を実施することによって得られた最終産物の純度、同一性及び効力を調 べるために、様々な試験を使用した。ＳＤＳ−ＰＡＧＥ 産物の純度及び同一性をＳＤＳ−ＰＡＧＥによって決定した。本発明の方法に よる産物を、ホルツ法による参考標準物質とコミグレートした(co-migrate)とこ ろ、検出可能な量のより高い分子量のタンパク質を含んでいない（データ示さず ）。ウェスタンブロット／ＥＬＩＳＡ 非ＩＧＦ−Ｉタンパク質をウェスタンブロット及びＥＬＩＳＡアッセイによっ て測定した。上記試験では、１次抗体がネガティブコントロールであるピチア パストリス(Pichia pastoris)発酵液の第一カチオン交換段階から回収されたタ ンパク質に対して生じた。この抗体は、混入した宿主細胞タンパク質の存在をプ ローブするのに使用された。混入し た宿主細胞タンパク質の量は、本発明の方法による産物では、ホルツ法による産 物と比較して、約１０倍少ない。スロットブロットＥＬＩＳＡ(slot blot ELISA )アッセイを用いて定量した。表９はＥＬＩＳＡによる測定結果を要約するもの である。 シアノ逆相ＨＰＬＣ 最終産物の純度をまた、シアノ逆相カラム（シアノ ゾルバックス(Cyano Zor bax)、マックモッド アナリティカル(MacMod Analytical)、チャッズ フォー ド、ペンシルバニア州(Chadds Ford，PA)）を用いて評価した。ｐＨ６．８にお ける２５ｍＭリン酸バッファーとのアセトニトリルのシャローグラジエント(sha llow gradient)を用いて、主要なＩＧＦ−Ｉ類似体を分離し、真正ＩＧＦ−Ｉの 濃度及び純度を測定した。このシアノ逆相アッセイは、真正ＩＧＦ−Ｉから様々 なＩＧＦ−Ｉ類似体（酸化及びグリコシル化）を良好に分解する。表１０は、本 発明の方法によって製造される３ロットの物質の純度をホルツ法によって製造さ れる数個のロットと比較した際の結果を要約するものである。図８の逆相ＨＰＬ Ｃクロマトグラムは、ホルツ法と本発明の方法を比較するものである。 サイズ排除ＨＰＬＣ サイズ排除ＨＰＬＣを用いて、産物中の高分子量の凝集物の存在を検出した。 表１１は、各ロットの試験結果を要約するものである。本発明の方法は、効率よ く、産物から高分子量物質を除去する。 等電点電気泳動 等電点電気泳動ゲルにより、ホルツ法によって製造された産物と比較した際の 、本発明の方法による産物の同一性をまた確認する（データ示さず）。タンパク質の配列決定 産物のＮ−末端の配列決定により、ホルツ法によって製造された産物及び組換 ヒトＩＧＦ−Ｉの公知の配列に関して、タンパク質の配列が正しいことが確認さ れた。ペプチドマッピング 本発明による産物のペプチドマッピングによる結果は、ホルツ法による物質で 得られた結果と同一である。還元及び非還元マップが双方とも一致する。図１０ は、マッピング研究の結果を示すものである。本発明 の方法によって製造される産物は再生されるため、ＲＰ−ＨＰＬＣによる未消化 のＩＧＦ−Ｉの及び非還元ペプチドマップのピークの保持時間により、本発明の 方法によって製造されるＩＧＦ−Ｉの折りたたみが正しいことを確認する。さら に、図１１は、精製工程から得られる誤って折りたたまれたＩＧＦ−Ｉのペプチ ドマップを示すものである。予想される通り、非還元マップは、正しく折りたた まれた真正ＩＧＦ−Ｉのマップとは異なる。質量分光法(mass spectroscopy) さらに同一性を質量分析によって調べた。７６４９±５ＡＭＵの分子量を有す る、主要な成分が本発明の方法による物質の各ロットで観察された。ホルツ法の 産物と同等の強さを有する微量成分もまた存在する。生物学的な活性 本発明の方法によって製造される物質に関するラジオレセプターアッセイ(rad io receptor assay)結果は、ＨＰＬＣアッセイ及び紫外線分光法による全タンパ ク質に基づいて、産物の予想される効力と一致する。 本発明の方法による様々なロットの物質の生物学的な効力もまた分裂促進バイ オアッセイ(mitogenic bioassay)において試験した。ＩＧＦ−Ｉは強力な分裂促 進因子である。その効果は、ジメチルチアゾル−２−イルジフェニルテトラゾリ ウム(dimethylthiazol-2-yl diphenyltetrazolium)（ＭＴ）をヒトの骨肉腫細胞 系ＭＧ−６３のＤＮＡ中に導入することにより測定される。双方の方法によって 製造される様々なロットのＩＧＦ−Ｉの効力は同等である（データは示さず）。 本発明の方法によって製造される産物は真正ｒｈＩＧＦ−Ｉの予想される特性 を有する。この産物の純度はホルツ法による産物に比べて約１〜４％上昇してい た。 本発明の他の実施態様は、下記請求の範囲に含まれる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ // Ｃ１２Ｎ 15/09 Ｃ１２Ｎ 15/00 Ａ (Ｃ１２Ｐ 21/00 Ｃ１２Ｒ 1:84） (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，Ｓ Ｚ，ＵＧ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，Ｉ Ｓ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ， ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，Ｓ Ｄ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ (72)発明者 ハンソン，ジョン，エム. アメリカ合衆国，ペンシルバニア州 19355，マルバーン，マイナー ストリー ト 258 (72)発明者 マスランカ，フランシス，シー. アメリカ合衆国，ペンシルバニア州 19341，エクストン，スティープルチェイ ス ドライブ 285

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．以下の段階からなる、ＩＧＦ−Ｉペプチドを含む培地からの正しく折りた たまれた単量体インスリン様成長因子−Ｉ（ＩＧＦ−Ｉ）の精製方法： （ａ）培地から全ＩＧＦ−Ｉの少なくとも約９５％を吸着できる条件下で十分な 量の第一のカチオン交換マトリックスと培地を接触させる； （ｂ）ＩＧＦ−Ｉがのせられた第一のカチオン交換マトリックスを第一のカチオ ン交換洗浄バッファーで洗浄して、実質的な量の真正または非真正ＩＧＦ−Ｉを 除かずに実質的な量の吸着したＩＧＦ−Ｉ以外の物質を除去する； （ｃ）段階（ａ）のカチオン交換マトリックスを十分な量の第一のカチオン交換 溶出バッファーと接触させることにより該カチオン交換マトリックスからすべて の形態の吸着したＩＧＦ−Ｉを溶出させ、この際、該第一のカチオン交換溶出バ ッファーはカチオン交換マトリックスから実質的にすべての真正及び非真正ＩＧ Ｆ−Ｉを脱離させるのに十分高いｐＨまたはイオン強度を有する； （ｄ）段階（ｃ）のＩＧＦ−Ｉ含有溶出物を変性／再生バッファー中に移し、こ れにより：（ｉ）ＩＧＦ−Ｉタンパク質の鎖内のジスルフィド結合が抑制され、 永久変性を伴わずに変性が促進され；さらに（ｉｉ）ＩＧＦ−Ｉの再生及び再酸 化により適当な対を形成する鎖内のジスルフィド結合が形成できる； （ｅ）段階（ｄ）の再生されたＩＧＦ−Ｉを、適当な溶媒システムに移した後、 溶出物から少なくとも約９５％のＩＧＦ−Ｉを吸着できる条件下で十分な量の疎 水性相互作用クロマトグラフィーマトリックスと接触させる； （ｆ）ほとんどの非真正ＩＧＦ−Ｉを除去するのには十分低いが、疎水性相互作 用クロマトグラフィーマトリックスからかなりの割合の真正ＩＧＦ−Ｉを除去す るほどには低くないイオン強度を有する疎水性相互作用洗浄バッファーでＩＧＦ −Ｉがのせられた疎水性相互作用クロマトグラフィーマトリックスを洗浄する； （ｇ）疎水性相互作用クロマトグラフィーマトリックスを疎水性相互作用溶出バ ッファーと接触させることにより該マトリックスから吸着したＩＧＦ−Ｉを溶出 し、この際、該疎水性相互作用溶出バッファーは該マトリックスから実質的にす べての吸着した真正ＩＧＦ−Ｉを脱離させるのに十分高いｐＨ、または十分低い イオン強度を有する； （ｈ）溶出物から少なくとも約９５％のＩＧＦ−Ｉを吸着できる条件下で段階（ ｇ）の溶出物を十分な量の第二のカチオン交換マトリックスと接触させる； （ｉ）ほとんどの割合の非真正ＩＧＦ−Ｉを除去するのには十分高いが、かなり の割合の真正ＩＧＦ−Ｉを除去するほどには高くないイオン強度またはｐＨを有 するカチオン交換洗浄バッファーでＩＧＦ−Ｉがのせられた第二のカチオン交換 マトリックスを洗浄する； （ｊ）第二のカチオン交換マトリックスを第二のカチオン交換溶出バッファーと 接触させることにより該マトリックスから吸着したＩＧＦ−Ｉを溶出し、この際 、該第二のカチオン交換溶出バッファーは該マトリックスから実質的にすべての 吸着した真正ＩＧＦ−Ｉを脱離させるのに十分高いイオン強度、または十分高い ｐＨを有する； （ｋ）溶出物から少なくとも約９５％のＩＧＦ−Ｉを吸着できる条件下で、水性 バッファーにおいて、段階（ｊ）の溶出物を適当に十分な量の逆相クロマトグラ フィーマトリックスと接触させる； （ｌ）ほとんどの割合の非真正ＩＧＦ−Ｉを除去するのには十分高いが、 かなりの割合の真正ＩＧＦ−Ｉを除去するほどには高くない有機溶媒濃度を有す る水性／有機溶媒逆相洗浄バッファーでＩＧＦ−Ｉがのせられた逆相クロマトグ ラフィーマトリックスを洗浄する； （ｍ）かなりの割合の多量体形態のＩＧＦ−Ｉは除去せずに実質的にすべての真 正ＩＧＦ−Ｉを除去するのに十分高い有機溶媒濃度を有する水性／有機溶媒バッ ファーで逆相クロマトグラフィーマトリックスから吸着したＩＧＦ−Ｉを溶出す る。 ２．段階（ｆ）の洗浄により除去される非真正ＩＧＦ−Ｉが、段階（ｈ）の開 始前にのみ、段階（ｄ）から（ｇ）を少なくとも１回再度行う、請求の範囲第１ 項に記載の方法。 ３．該ＩＧＦ−Ｉがヒトの組換ＩＧＦ−Ｉである、請求の範囲第１項に記載の 方法。 ４．該ヒトの組換ＩＧＦ−Ｉが形質転換された酵母細胞中で産生される、請求 の範囲第３項に記載の方法。 ５．該形質転換された酵母細胞がピチア パストリス(Pichia pastoris)種に 属する、請求の範囲第４項に記載の方法。 ６．該ピチア パストリス(Pichia pastoris)種が株ＧＳ１１５に属する、請 求の範囲第５項に記載の方法。 ７．該ＩＧＦ−Ｉが酵母の増殖培地中に分泌される、請求の範囲第４項に記載 の方法。 ８．段階（ａ）において、該第一のカチオン交換マトリックスがスルフィルプ ロピル化され、クロマトグラフィーカラム内にある、請求の範囲第１項に記載の 方法。 ９．段階（ｂ）において、該洗浄が、該第一のカチオン交換マトリックスに約 ３．０カラム容積の０．０２Ｍ 酢酸、さらには、約３．０カラム容積の０．０ ５Ｍ 酢酸ナトリウム（ｐＨ５．５）をのせることか ら本質的に構成される、請求の範囲第１項に記載の方法。 １０．段階（ｃ）において、該溶出が、該第一のカチオン交換マトリックスに３ 〜１０カラム容積の０．０５Ｍ 酢酸ナトリウム（ｐＨ５．５）及び０．４Ｍ 塩化ナトリウムをのせることから本質的に構成される、請求の範囲第１項に記載 の方法。 １１．段階（ｄ）において、該変性／再生バッファーが、本質的に、約１．５〜 ３．０Ｍの尿素；約１．０〜３．０Ｍの塩化ナトリウム；約５％〜２０％（ｖ／ ｖ）のエタノール；約１ｍＭ〜１５ｍＭのホウ酸ナトリウム；および約０．００ ５ｍＭ〜１０ｍＭのジチオトレイトールから構成され、かつ約８．５〜１０．０ のｐＨを有する、請求の範囲第１項に記載の方法。 １２．段階（ｄ）において、該変性／再生バッファーが、本質的に、２Ｍ 尿素 、１．５ｍＭ 塩化ナトリウム、１５％ エタノール、５ｍＭ ホウ酸ナトリウ ム及び０．２ｍＭ ＤＴＴから構成され、かつ約９．０〜９．５のｐＨを有する 、請求の範囲第１項に記載の方法。 １３．段階（ｅ）において、該疎水性相互作用クロマトグラフィーマトリックス がブチル−置換、ポリメタクリレートマトリックスである、請求の範囲第１項に 記載の方法。 １４．段階（ｆ）において、該洗浄が、該疎水性相互作用クロマトグラフィーマ トリックスに約３カラム容積の０．５Ｍ塩化ナトリウムを含む０．２Ｍ酢酸；さ らには約１０カラム容積の０．１５〜０．２５Ｍ塩化ナトリウムを含む０．２Ｍ 酢酸をのせることから本質的に構成される、請求の範囲第１項に記載の方法。 １５．段階（ｇ）において、該溶出が、該疎水性相互作用クロマトグラフィーマ トリックスに約４カラム容積の０〜０．０２Ｍ塩化ナトリウムを含み約３．０の ｐＨを有する０．２Ｍ酢酸をのせることから本質的に 構成される、請求の範囲第１項に記載の方法。 １６．段階（ｈ）において、該第二のカチオン交換マトリックスがスルフィルプ ロピル化され、クロマトグラフィーカラム内にある、請求の範囲第１項に記載の 方法。 １７．段階（ｉ）において、該洗浄が、該第二のカチオン交換マトリックスに約 ７〜１０カラム容積の０．１Ｍ塩化ナトリウムを含み約５．５のｐＨを有する０ ．０５Ｍ酢酸ナトリウムをのせることから本質的に構成される、請求の範囲第１ 項に記載の方法。 １８．段階（ｊ）において、該第二のカチオン交換溶出バッファーが、約７カラ ム容積の、約５．５のｐＨを有する、０．０５Ｍ酢酸ナトリウム、０．４Ｍ塩化 ナトリウムから本質的に構成される、請求の範囲第１項に記載の方法。 １９．段階（ｋ）において、該逆相クロマトグラフィーマトリックスがポリマー 樹脂媒体である、請求の範囲第１項に記載の方法。 ２０．段階（ｌ）において、該洗浄が約１カラム容積の０％エタノールを含む０ ．２Ｍ酢酸；さらには約４カラム容積の１９％エタノールを含む０．２Ｍ酢酸を のせることから本質的に構成される、請求の範囲第１項に記載の方法。 ２１．段階（ｍ）において、該溶出が、該逆相クロマトグラフィーマトリックス に約４カラム容積の１９％エタノールを含む０．２Ｍ酢酸をのせ、さらには０． ２Ｍ酢酸における１９％〜２５％（ｖ／ｖ）エタノールの勾配から本質的に構成 され、該勾配が直線的勾配及び段階勾配からなる群より選ばれる、請求の範囲第 １項に記載の方法。