JPS60246317A - 鳥レトロウイルス‐牛生長ホルモンdnaで形質転換されたカプセルに包含されたマウス細胞およびインビボにおけるbghの投与法 - Google Patents

鳥レトロウイルス‐牛生長ホルモンdnaで形質転換されたカプセルに包含されたマウス細胞およびインビボにおけるbghの投与法

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JPS60246317A
JPS60246317A JP60100655A JP10065585A JPS60246317A JP S60246317 A JPS60246317 A JP S60246317A JP 60100655 A JP60100655 A JP 60100655A JP 10065585 A JP10065585 A JP 10065585A JP S60246317 A JPS60246317 A JP S60246317A
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bgh
dna
cells
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bovine growth
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ジヨン ジエー.コプチツク
フレデリツク シー.ロイング
トーマス ジエー.リヴエリ
リチヤード エツチ.マラヴアルカ
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Merck and Co Inc
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、牛生長ホルモン(BOII)遺伝子に烏ロン
グターミナルリピート(long terminalr
cpcaL (LT R))を結髪させた新規組み換え
I)NA 分子−の使用に関し、該組み換えDNA分J
“−は、マウス細胞ゲ′ツムへ統合された組み換え遺伝
i’ +4 Elを含イ1する安定マウス繊維芽fil
l を旧、系に−【ト形a転換されたものである。
これらのマウス細胞は、空洞(hnllow )ファイ
バー中にカプセル化され、動物に、例ぐ−は、皮l・的
、皮肉的、脳または心室内的に移植さJl、循環牛生長
ホルモン(ROll )を生成する。
組み換えI)NA核技術用いて、牛生長ホルモン構造遺
伝子部分がラウスサルコーマウィルスゲノムの真核生物
的調節領域と結合され、ここてpBGH−3およびpB
GH−4と呼ばれる材料が生成される。こtlらのプラ
スミドは、マウス細胞株へ二重形質転換される。このマ
ウス細胞株を空洞ファイバー中にカプセル化し、動物に
挿入する。
牛生長ホルモンー鳥レトロウィルスDNAハイブリッド
の構造 我々は、pBR322プラスミド(pBGI(−1)に
おける牛生長ホルモン遺伝子DNAを所イjしている。
組み換えDNA技術を用いて、牛生長ホルモンプロモー
ター要素が、この構造遺伝子から取り除かれた。このプ
ロモーターを欠くサブクローン化プラスミドは、pBG
H−2と呼ばれる。我々は、鳥レトロウィルスプローモ
ーター要素すなわち、ウィルスロングターミナルリピー
トfLTR)を、牛生長ホルモン構造遺伝子へ結紮した
。結紮は、2箇所の明確な裂開部位で行なわれ、その部
位は、m−RNA05′−非翻訳部分をコードする各D
NAの領域の範囲内に見い出される。こねらのm−RN
Aの5′−非翻訳部分(リーダー配列)は、m−RNA
キャップ部位と翻訳開始コドンの間に位置するヌクレオ
チドである。牛生長ホルモンおよび鳥レトロウィルス5
′−非翻訳ヌクレオチド配列は、そhぞれ、59塩基対
および379塩基対で構成されている。
これらの新規プラスミドクローンは、pBGH3および
pBGI(−4と呼ばれる。
組み換えプラスミド、pBGH−3の構造プラスミドD
NA3 (牛生長ホルモンおよびルイスサルコーマウィ
ルス)は、大腸菌RRI細胞へトランスフェクションさ
れた。クローンが午離され、プラスミドDNAは増大(
ampliテy)さitた。得られたDNAの特性を、
オリジナルクローンについて利用出来る制限酵素地図に
基ずく、特徴的エンドデオキシリボヌクレアーゼ認識部
位を利用して決定した。我々はこれらのプラスミドをI
)BGM−1(プラスミド牛生長ホルモン−1)および
pL397 (ルイスサルコーマウィルス)と吋′んで
いる。
pBGH1(10tr? )をRamHIおよび5ai
lで完全に消化し、2つの直線DNA断片Iム5.Ok
bおよびμ3.Okb を得た。この断片をアガロース
ゲル電気泳動(1%ジ−プラーク(Seaplaque
)アカロース)により分離1.た。牛生長ホルモン遺伝
子を含む大きい方の断片がゲルから溶離された。純粋性
を保証するためにこのDNAに対し再たび、アガロース
ゲル電気泳動(1チシープラーク)を行ない、溶離した
。約500ng が回収された。
ラウスサルコーマウィルスクローンpL397け、Ba
mHTで酵素的に裂開され、結果5つの直線DNA断片
が、アガロースゲル電気泳動(1%ジ−プラーク)によ
り分離された。
μ6.Okbの直線断片がゲルから溶離され5alIで
酵素的に消化され、同様の7ガロースゲル電気泳動にか
けられた。鳥レトロウィルスLTR(プロモーター)を
コードする約2.0kbの直線DNA断片が精製された
。約500ng のDNAが回収された。
このDNA配列の牛生長ホルモン遺伝子への結紮は、B
amH■部位で行なわれた。ウィルス配列はエンベロー
プ(env)遺伝子の3′部分、ウィルスLTR、約5
30ヌクレオチドのウィルスリーダー配列、およびウイ
ルスギャグ(gagl遺伝子の5′部分を含む。組み換
えプラスミドの牛生長ホルモン切片に含まれるものは、
遺伝子の3′末端で見られるμ500塩基対だけでなく
5つの牛生長ホルモンエキソン(ボックスにおいて示さ
れる)である。
ト記単離DNA断片の等モル量を含む1100nのDN
Aを22℃で1時間、結紮した。次いで大腸菌RRI細
胞にトランスフェクションし、100コのコロニーが単
離された。非結紮コントロールDNA調製物は、コロニ
ーを一つも生じなかった。
このクローン化DNAの制限酵素消化分析により手記D
NAの2つの切片が、結合され、それにより新生物学的
分子が作り出されだこJ−が立証された。この分子をp
BGH−3と呼ぶ、。
組み換えプラスミドpBGH−4の構造ラウスサルコー
マ誘導DNAの非必須領域を取り除くようにpBGH−
3を改造するために、以下の方法がなされた。
BSTEIIおよびBam)(I裂開によりpBGH−
3から誘導された、7.0kb の大直線DNA断片を
、アガロースゲル電気泳動により精製した。次いでゲル
から取り出し、このDNAは、フラッシュ末端を有する
分子を生成する大腸菌DNAポリメラーゼ(クレノー大
フラグメント)で処理された。これら分子のプラント末
端結紮および大腸菌RRI細胞へのトランスフェクショ
ンにより、pBGH−3の細菌クローンと同様なプラス
ミドDNAを含む細菌クローンを得た。しかしながらウ
ィルスB5TE11部位およびBamHI部位の間の約
430塩基対は削除されている。このクローン化DNA
の制限酵素消化分析により、このpBGH−3の非必須
領域が取り除かれていることが確証された。このプラス
ミドをpBGH−4と呼ぶ。
pBGH−4の配列化 pBGH−4のDNAヌクレオチド配列化は、以下の方
法により行なわれた。pBGH−4−DNA(20n?
 )は、EcoRIで裂開され3つの直線DNA断片4
.3kb、 2.15kb、および1.5kbが生じた
。2.15 k b DNA分子を、アガロースゲル電
気泳動(1%ジ−プラークアガロースにより中離し、た
。次いでアガロースゲルからDNAを溶離し5′突き出
し末端は、大腸菌DNAポリメラーゼ■クレノーフラグ
メントを使用してα−5’ (32P) dATP の
付加によりラベルされた。32p ラベル化DNA分子
を次いでSmaIで裂開し、2.0kbおよび0.5k
bの大きさの2秤のDNA分子を生じさせた。2.0k
bを含むDNA分子を、アガロースゲル電気泳動(1%
ジ−プラークアガロース)により精製し、マキシマム(
Maxam )およびギルバート(Gi 1bert)
(ブロク ナトル アカド サイ(Proc。
Natl、Acad、sci、UsA、75 ; 56
0−564(1977) )の方法に従がって配列化し
た、1R3V−1,TRと牛生長ホルモン遺伝子の間の
結合が、予期された配列であることが確証された。
LTRBGTI 5’ CATTTGGTGACGATCCCAGGA 
3’3’GTAAACCACTG CTAGGGTCC
T 5’プラスミド構造物をスクリーニングするたBG
l−1合成を導びく、種々のプラスミド構造物の能力を
迅速にスクリーニングするために、牛生長ホルモンをコ
ードするプラスミドDNAでトランスフェクションした
培養ラットG)13細胞における牛生長ホルモンの検出
のためのラピドおよび感受性トランジェントアッセイ系
も開発した。pBGH−4が一■−記細胞によるl]生
長ホルモンの合成および分泌を導びくことを示し、確証
しだ。
ラットGH3細胞による牛生長ホルモンのトランシエン
トな発現のための最適条件を決定した。
DEAE−デキストランにより媒介でれた培養細胞のD
NA トランスフェクションが少なくとも2つのパラメ
ーターにより影響を受けることが文献に報告されている
それらのパラメーターとは、(1)実験に使用されるD
NAの濃度および(2)細胞がDEAE−デキストラン
−DNA複合体にさらされる時間である。この2つのパ
ラメーターに対応して、ラットGH3における我々のト
ランジェントアッセイ系を最も効果的に活用した。
簡潔に言えば約5.OX 1.05 ラットCd(3細
胞が、35簡組織培養プレート上で1晩培養され細胞は
、2−のカルチャー フルード マイナス セイラム(
culture fluid m1nus serum
)ですすがれた。DEAE−デキストラン(200μ2
/ゴ)とともに種々の濃度のpBGH−4DNAを含む
I MLのカルチャーフルード マイナス セイラムが
細胞に加えられた。次いで、37℃で種々の時間間隔で
培養し、DEAE −デキストラン−DNA溶液が取り
除かれ、細胞はコンプレート(complete )メ
ジュームで2回すすがれた。細胞は、毎日培養液を換え
ながら5日間培養された。牛生長ホルモンは、感受性ラ
ジオイムノアッセイを用いて培養液中でアッセイされた
このアッセイにより、pBGH−4が、トランスフェク
ション後48時間および72時間で牛生長ホルモンを検
出可能なレベルへ導びくことが示された。トランスフェ
クションごとに、使用されるDEAE、−DNA 複合
体におけるDNA量を増加させることにより、BGH5
+に、は増加した。72時間で、500 ngのDNA
にさらされた細胞は、250ng のDNAにさらされ
た時(BGH30ng/d )と比較して約10培以上
のBGH(283,8ng/++d ) を生じた。
細胞のDEAE−デキストラン−DNA混合物にさらさ
れる時間を変えて、他は同様な方法により実験が行なわ
れた。この実験において各トランスフェクションに使用
されたDNA量は、25Qng であった。牛生長ホル
モン発現は、トランスフェクション時間の継続に反比例
して減少した。
これら、および関連した実験から、および1組の実験ご
との結果が異なるとはいえ、pBGH−4DNAが、D
EAE−デキストラン介在トランスフェクションに従っ
た培養ラットGH3細胞による検出可能レベルの牛生長
ホルモン合成を導びくことが結論ずけられた。
これらのトランスフェクション実験に使用されたDNA
の適量は、細胞5×105当たり250ngから500
ngの範囲であった。
GH3細胞のDEAE−デキストラン−DNAへさらさ
れる時間間隔は、30分から45分の間が、その後の牛
生長ホルモン発現に最適である。
牛生長ホルモンを分泌するマウス細胞系の生成 多量の精製BGHたんばく質を作るために、培養マウス
繊維芽細胞を生成させた。これは前記トランジェントア
ッセイにより決定されたBGM発現を誘導するプラスミ
ドベクターおよびヘルペスウィルスTK DNAで、マ
ウスTK(−)L細胞を二重形質転換させることにより
行なわれた。TK(−1−)表現型を選択した後存在す
るBGHをコードするプラスミドは、牛生長ホルモン発
現誘導活性を持つものであろう。
5X10’ マウスL細胞(LTK 、APR’r” 
)へ、リン酸カルシウム沈降DNAの複合体が加えられ
た。この複合体に含1れるものは、L細胞(LTK−、
APRT−) DNA 10μ2、pBGH−4DNA
 10μ?およびpTK 5 DNA 1.00ng 
であった。10コのTKポジティブコロニーが選択され
、継代培養された。培養液中に分泌された牛生長ホルモ
ンの量が決定された。培養L−BGキ4−3は、5X1
0’細胞で24時間当たり約3.0μ2 のBGHを分
aする。
より多くのBGMを分泌するマウス細胞系を生成させる
ために他の方法が行なわれた。この実験は、プラスミド
pBGM−4DNA と共に、APRT遺伝子、先端を
切り取った(truncated)TK遺伝子、PdL
AT−3、(ロバート(Robert)およびアクセル
(Axel ) 、1982 )をコードするプラスミ
ドDNAによるマウスL細胞(TK−。
APRT−) の二重形質転換を必要とする。これらの
タイプの二重形質転換実験の結果、二重形質転換におい
て必要とされるプラスミドDNAが、トランスフェクシ
ョンに次いでマウス細胞内において増大されることが示
された。
プラスミドDNAの増大は対応する遺伝子生成物の増大
を意味する。
簡単に言えば、5×105の細胞が、上記capo、法
を用いて、PdLAT3 (20ng )およびBGI
(−4(2μ? ) DNAにより二重形質転換される
。細胞は、APRT+ 表現型を選択するために最初1
0%C8,4μ9/−アザセリン、15 tt? /−
アデニンを含むDMEにおいて選択される。これらのA
PRT+ 細胞は、次いで、TK+ 表現型の選択のた
めに10%C8,15μ9/−ヒ方ζキサンチン、1μ
9/−7ミノプテリン、5.15μ?/−チミジンを含
むDMEにおいて選択された。APRT+、TK+細胞
は次いでBGH分泌能力についてスクリーニングされる
。20の安定なポジティブコロニーが生じ、継代培養さ
れた。培養液中に分泌されたBGH量が決定された。培
養L−BGH−4〜13は、5X10’細胞で、24時
間当たり752のBGHを分泌する。これらの細胞によ
り生成されたBGHは、従来知られているように精製ネ
れ、例えば動物の生長刺激剤として使用される。(EP
O0085036、モンサントおよびEPo 0068
646、アップジョン参照)pBGH−4DNA で安
定に形質転換され、プラスミドpBGH−3およびpB
GM−4のみならず多量のBGHを発現する2種のマウ
スL細胞がATCCに寄託されており、それらを開示す
る譲受人(メルクエンドカンパニーインコーホレーテッ
ド)へ特許が付与された時、一般が利用出来る。これら
の寄託は、また対応出願がなされた国における外国特許
法により要求に従がって利用できる。寄託番号は、マウ
ス細胞培養系BGH−4−13およびBGH−4−3に
ついて、それぞれATCCCRL 8536 およびA
TCCCRL 8537 (1984年4月6日寄託)
であり、pBGH−3およびpBGH−4については、
そねぞれATCC39674およびATCC39675
,1984年5月1日寄託)である。
牛生長ホルモンを分泌するマウス細胞系L−BGM−4
−3およびL−BGM〜4−13の非常に重要な利用法
としては、多くの商業的に重要な動物種、例えばチキン
、七面鳥、畜生、豚および羊へ植え込むことができる空
洞ファイバー送達システムがある。
空洞ファイバーユニットにカプセル化されたマウス細胞
による、牛生長ホルモンのイ上記マウス細胞L−BGM
−4−3は、空洞ファイバー(ポリビニル−クロライド
−アクリル(acrylic J共重合体、XM−50
(アミコンにより製造販売されている。))へ結め込−
止れた。このファイバーは、内径1100μm を有し
、長さは約10++mである。ファイバの走査型電子顕
微鏡による観察(ハイマー(市mer)等、神経内分泌
学、32,339−349 +1981 )「インビボ
およびインビトロにおける脳ド垂体空洞ファイバーユニ
ット」を参照)は、1つの外面に関して、穴の増大をと
もなうポリマーの多小孔層を示した。夫々のファイバー
ユニットは、7−8μtのマウス細胞懸濁液(L−pB
GH−4−3) (1td当たり約250,000の細
胞を含む)が詰め込1れた。次いでカプセル化され空洞
ファイバーの末部はシールきれ1. DMEDメジュー
ムが入った35+m培養血中で培養された。メジューム
は各時間間隔で集められ、BGHRIA KよりBGH
について分析された。BGMは、カプセルが培養皿中に
置かれて、48時間後に、培養液中において検出された
。ファイバー中の細胞は、カプセル化後75日間BGM
を分泌した。RIAによりαj定されたBGH量は、培
養されたカプセル数と直接相関関係を持つ。
これは新規インビトロシステムであり、BGMを生成す
る真核細胞は、このシステムにおいて、−F記空洞ファ
イバーを用いることにより分析されることができる。
ファイバー−マウス細胞系L−BGH−4−3システム
は、適切なメジューム中へ、ファイバーフィルターユニ
ットを通してGHを分泌させることにより単にBGHを
生成し、精製するために使用することができる。
ファイバーはまた、動物中に有効的に植え込洩れること
ができる。BGHは、乳牛のミルク生成を刺激すること
が示されている。(以下を参照、マチリン(Machl
in ) 、ジエーデリー サイ(J、 Dairy 
Sci、 )、 第56巻、Na5.575ページ;シ
ー ジエー ビール(C,J、 Peel )等、ジエ
ー ナトル(J。
Nutr、 ) (1981) 、111(9) 16
621671 ;1983年8月3日に公開されたEP
O出願85036 )これらのファイバーが、食用飼鳥
類、例えばチキンおよび小咄乳動物、例えばラットに植
え込1れた場合、BGMは循環系において検出きれる。
ファイバーは捷だ、大動物、例乏−は乳牛へ、皮下、皮
肉、または、層重たは心臓室内などへ植え込まれ、特に
ミルク産生体としての価値を有する。ミルク産生を刺激
するBGHの有効量は、1日につき動物当たり0005
から200.000μ? であり、この量は、BGH生
成マウス細胞系を含む選択されたファイバーユニットに
より生成される。投与の量およびレジマイン(regi
mine )について、ここに参考として引用するEP
O0085036も捷た参照のこと。
植え込みによりBGMを生成するために、カプセル化さ
れ、牛生長ホルモン遺伝子で二重形質転換された一種の
マウス細胞系を用いるこの出願における特別な例に加え
て、生物学的に活性なりNAでトランスフェクションさ
れ、対応するたんばく質を分泌する真核細胞が、上記ポ
リビニルクロライド−アクリル共重合体ファイバー中へ
入れられ得ることは、当業者にとって明らかであろう。
特に、GB 2073245イエダ(Yeda )、E
PO0085036モンサント、EPO0067026
ミシガンステート(3tate )、またはEPO00
68646アツプジヨンにおいて、特許請求の範囲とさ
れたBGH発現系はここに述べられたマウス細胞系また
は他の適切な細胞系に挿入されファイバーにおいてカプ
セル化され、動物に植え込まれることが出来る。
また、他のホルモンまたはたんばく質を生成する他の細
胞系は、これらのファイバーにカプセル化され、ここに
述べられるように使用され得る。より一般的に、真核細
胞は、生物学的に活性なりNAでトランスフェクション
され、その特別な細胞は、対応するたんばく質生成物の
生成、発現および分泌のために選択されクローン化され
、およびこれらの細胞は、ここに述べられるようにカプ
セル化される。本発明の方法論が適用きれる細胞系によ
り発現される他のたんばく質の例として、ヒト血清アル
ブミン、ヒトインターフェロン、ヒト抗体、ヒトインシ
ュリン、凝血因子、ヒト生長因子、脳ペプチド、酵素、
ホルモン、プロラクチン、ウィルス抗原および植物たん
ばく質が挙げられる。
出 願 人 : メルク エンド カムパニーインコー
ボレーテッド 第1頁の続き ■Int、C1,’ 識別記号 庁内整理番号0発 明
 者 トーマス ジェー、リ アメリカ合衆国。
ヴエリ スト、サミット @発 明 者 リチャード エッチ、アメリカ合衆国。
マラヴアル力 レンジ、フレスト 07071 ニュージャーシイ、リンドハーアヴエニュ
ー 159 07070 ニュージャーシイ、サウス オサ−クル 
10

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、 カプセル化細胞系L−BGH−4−3(ATCC
    CRL 8537)またはL−BGH−4−13(AT
    CCCRL−8536)の有効量を乳牛へインビボにお
    いて植え込むことにより前記乳牛のミルク産生を増加さ
    せることを特徴とする方法。 2 カプセル化細胞系が皮下的に植え込まれることを特
    徴とする特許請求の範囲第1項記載の方法。 3 カプセル化細胞系L−BGH−4−3(ATCCC
    RL 8537)またはL−BGH−4−13(ATC
    CCRL−8536)の有効量を動物へインビボにおい
    て植え込むことにより前記動物の生長を増進させること
    を特徴とする方法。 4、 カプセル化細胞系が皮下的に植え込寸れることを
    特徴とする特許請求の範囲第3項記載の方法。 5、 内径約1100μmを有し、長さ約10四である
    ポリビニルクロライド−アクリル共重合体であり、動物
    に植え込まれた時、動物生長またはミルク産生を刺激す
    るのに十分な量の牛生長ホルモンを生成出来る組み換え
    マウス細胞懸濁液を含むことを特徴とする空洞ファイバ
    ー。 6、 内径約1100μmを有し、長さ約10晒である
    ポリビニルクロライド−アクリル共重合体であり、生物
    学的に活性なりNAで前もってトランスフェクションさ
    れている細胞懸濁液を含む空洞ファイバーにおいて、前
    記細胞が、対応するたんばく質生成物の生成および分泌
    について選択され 空洞ファイバーに含まれる細胞懸濁
    液が、動物に植え込まれた時生物学的に活性な量のたん
    ばく質を生成できることを特徴とする特許アイバー。
JP60100655A 1984-05-14 1985-05-14 鳥レトロウイルス‐牛生長ホルモンdnaで形質転換されたカプセルに包含されたマウス細胞およびインビボにおけるbghの投与法 Pending JPS60246317A (ja)

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