JPS6183200A - ヒト・インタ−フエロンβの精製法 - Google Patents

ヒト・インタ−フエロンβの精製法

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JPS6183200A
JPS6183200A JP20410784A JP20410784A JPS6183200A JP S6183200 A JPS6183200 A JP S6183200A JP 20410784 A JP20410784 A JP 20410784A JP 20410784 A JP20410784 A JP 20410784A JP S6183200 A JPS6183200 A JP S6183200A
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JP
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ifn
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carrier
blue
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JP20410784A
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Jun Uchiumi
潤 内海
Shojiro Yamazaki
山崎 昌次郎
Hirohiko Shimizu
洋彦 清水
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  • Peptides Or Proteins (AREA)

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】 [産業上の利用分野1 本発明はヒト・インターフェロンβ(以下、IFN−β
と略す)の精製法に関する。
[従来の技術] IFN−−βはヒト細胞がウィルスや合成核酸などに刺
激されることによって、細胞が産生ずる抗ウィルス活性
や抗lI!I瘍活性をbつ糖タンパク質である。IFN
−βの産生にはヒト38mm胞をポリ■:ボリCなどの
インターフェロンインデューサーで刺激して産生ずる方
法と、IFN−β遺伝子を大M菌や酵母などの微生物や
動物細胞に組み込んで産生させる遺伝子組換えによる方
法があり、現在どちらも開発が進んでいる。この[FN
−βを医薬品として利用するためには、細胞や微生物に
よって産生された粗rFN−βを安全性が認められた純
度にまで精!!J純化しなければならない。
したがって、rFN−βをいかに効率良く高純度に精製
分離するかがIFN−βを医薬品として開発する際の極
めて重要な技術となる。特に遺伝子組換え法により(q
られたIFN−βを精製する場合には、微生物由来タン
パク質、異種動物由来タンパク賀が精製対象液に条間に
含まれているために、これらを完全に取り除く必要があ
り、高度な精製法が要求される。
IFN−βを精製するためには各種のクロマトグラフィ
ーが開発され、特にIFN−βに親和性のある物質を結
合した担体を用いる、いわゆるアフィニティークロマト
グラフィーが良い成績を納めている。これらのアフィニ
ティークロマトグラフィーはIFN−βの糖鎖や構成ア
ミノ酸残基への親和性を利用しており、二段あるいは三
段のクロマトグラフィーの組み合せによってIFN−β
の精製が行われているが、収率や純度の点でまだ改良ず
べき余地が残っている。
アフィニティークロマトグラフィーの中で最も特異性が
高いものは抗IFN−β抗体をリガンドとして用いる抗
体クロマトグラフィーであり、その試みもい<°、つか
報告されている( Okamuraら、Biochem
istry 、 19.3831 (1980)、Ho
chkeppel   rら 、  Nature  
 、   29 1  、  500   (1981
) 、 Novickら、J 、 gen、V 1ro
1. 、64 。
905 (1983))。しかし、特異性が極めて高い
にもかかbらず、抗体クロマトグラフィー一段ではまだ
完全純化は難しく、実用的には次に何らかの精製手段を
つなげる必要がある。
[発明が解決しようとする問題点] IFN−βの精製において、抗体クロマトグラフィーは
特異性が極めで高いにもかかわらず、いくつかの問題点
を残している。
まず、高特異性ではあるがこの方法だけではIFN−β
の完全純化は難しいことである。原理的には抗IFN−
β抗体はIFN−βだけを吸着するが、実際には抗IF
N−β抗体を不溶化した担体にはIFN−β以外の夾雑
タンパク質も微mであるが吸着され、溶出液にそれが混
入することがある。また、リガンドである抗IFN−β
抗体がわずかながらも溶出液中に離脱してくる恐れがあ
る。IFN−βの完全純化のためには、これらの夾雑物
を除去しなければならず、抗体りOマドグラフィーの次
に何らかの精製手段をつなげる必要がある。
次に、抗体りOマドグラフィーで用いられる1FN−β
の溶出条件は、多くはpH2,0〜3.0の酸性緩衝液
であり、ときには811度のカオトロピック塩や界面活
性剤を含む中性やアルカリ性緩衝液である。これらの溶
液系は、通常のイオン結合、水素結合を利用したりOマ
ドグラフィーでは【FN−βの吸着を妨害してしまう場
合があり、他種のクロマト系につなげる場合には、II
H調整、希釈、透析、脱塩などの操作を必要とする場合
が多い。このような操作はfFN−βのような生理活性
タンパク質には活性の損失やクンバク質の沈澱などの悪
影響を及ぼすことがあり、かつ大量処理の場合には技術
的困難さも伴うためできる限り避けることが好ましい。
本発明は上記の抗体りOマドグラフィーの問題点を解決
し、[FN−βの精製法において抗体クロマトグラフィ
ーの高特異性を損うことなく、IFN−βをa純度かつ
高収率で精製することを目的とする。
[問題点を解決するための手段] 本発明は、rFN−β溶液を抗IFN−β抗体を不溶化
した担体に接触させる工程、該担体への吸着物を溶出剤
にて溶出させる工程、溶出物をブルー色素を結合させた
担体に接触させる工程、および該ブルー色素担体に吸着
した[FN−βを溶出剤にて溶出させる工程からなるI
FN−βの精製法である。
ここで言うIFN−βとは、ヒト培養細胞をウィルスや
合成核酸などで刺激させることにより産生されるIFN
−β、および遺伝子組換え技術を用いてrFN−β構造
遺伝子を組み込んだ大腸菌、酵母などの微生物や、ハム
スター、サルなどの動物細胞により産生されるrFN−
βを指す。
精製初段のリガンドに用いられる抗IFN−β抗体は、
IFN−βを結合し得る抗体であれば特に限定されない
が、常法により動物に免疫して得られる抗体あるいは細
胞融合技術によるモノクローナル抗体を指す。これらの
抗体の不溶化には、セルロース、アガロース、架橋デキ
ストラン、ポリアクリルアミド、多孔性ガラスなどの担
体が用いられ、不溶化反応はいずれもペプチド中のアミ
ノ基あるいはカルボキシル基と導入された活性化置換基
との結合により行われる。主な活性化@換基として、シ
アン化ブロム活性基(たとえば、“’CNBr活性化セ
ファロース4B”:ファルマシア社)、N−ヒドロキシ
スクシンイミドエステル基(たとえば゛′活性化CH−
セファロース4B″;ファルマシア社、“アフィゲル−
10”:バイオシラド社)、ヒドラジド誘導体(たとえ
ばパオイパーギットC″;ローム・ファーマ社)、アン
ヒドリド基(たとえば゛オイバーギットA°′;ローム
・)1−マ社)などが挙げられる。
抗IFN−β抗体を不溶化した担体(以下、抗IFN−
β抗体不溶化担体と略す)を用いた抗体クロマトグラフ
ィーの実際の操作は次のように行う。すなわら、まずヒ
ト細胞培養上清、遺伝子組換え大腸菌破砕遠心上滑ある
いは遺伝子組換え動物細胞培差上清などの粗rFN−β
溶液を抗IFN−β抗体不溶化担体と接触吸着させる。
吸着法はバッチ法、カラム法どららCも可能であるが、
カラム法の方が吸着効率が高い。吸着条件はpH5へ7
9、のぞましくはrlH6〜8であり、1M程度の無機
塩は存在していても吸着に影響はない。
吸着後、適当な中性緩衝液で十分に担体を洗って夾雑タ
ンパク質を除去した後、pl」2〜3の酸性M tIj
液あるいはカオトロピック塩や界面活性剤を含む中性か
アルカリ性緩衝液で吸着したI F N −βを溶出さ
せる。多くの場合、酸性緩衝液が用いられ、その組成は
、たとえば0.1Mクエン酸、0.1〜0.2Mグリシ
ン塩酸などであり、適宜無機塩(たとえば0.5〜1M
塩化ナトリウム)や水溶性有機溶媒(たとえばグリセロ
ールやエチレングリコール)、界面活性剤(たとえば゛
トリトンX−100”)などを加えることもある。どの
ような組成の酸性緩衝液を選択するかは、目的とするI
FN−βの溶出効果、その緩衝液中にお番プるIFN−
βの安定性、リガンドである抗体への影響、そして次に
つづくクロマト系への適応性などを考慮する必要がある
。これらの点を考慮すると、IFN−βの溶出にはイオ
ン強度が0.05以下でI)l−11,5〜3.0の酸
性緩衝液が好ましく用いられる。このような酸性緩衝液
としては、たとえば塩酸、硫酸、ギ酸、酢酸、クエン酸
などが挙げられる。これらの酸性緩衝液は、高疎水性の
■FN−βの溶出には効果的で収率は定量的であり、安
定性にも優れ、少なくとも4℃、1力月間同液中で活性
の損失は起こらなかった。また、水溶性有1幾溶媒や界
面活性剤を含まないためリガンドである抗体、の変性作
用も少なく、かつイオン強度が低く緩衝作用が弱いため
、次につづくクロマト系への適応のために中和、透析、
脱塩などの操作が多くの場合不要となる。
精製ステップ二段目に導入されるべきクロマト系は、タ
ンパク質の分離能が高く、かつ高収率であることが必要
とされる。この点、タンパク質の精製に多くの場合用い
られるイオン交換り071−グラフィー(たとえばスル
ホブ[lピル基によるイオン交換クロマトグラフィー)
はIFN−βと夾雑タンパク質の分離が悪く、また収率
も低く不適であった。またIFN−βの精製法として報
告されているアフィニティークロマトグラフィーでも、
フンカナバリンAをリガンドしたクロマトグラフィーは
糖鎖をもたない遺伝子組換え望IFN−βには不適であ
る。
本発明者らは、抗体クロマトグラフィーおよびその溶出
液の利点を活かしながら、かつわずかに残っている夾雑
タンパク質を効果的に取り除くことが可能な二段目の精
製ステップに導入すべくクロマトグラフィーを鋭意研究
の結果、ブルー色素を結合させた担体(以下、ブルー色
素結合担体と略す)を用いたブルークロマトグラフィー
がこれらの要求に適うことを見出した。
ブルークロマ1〜グラフイーのリガンドとして使われて
いるブルー色素は一般名をCIリアクティブブルー2と
いい、CIBA−GE IGY社から“シバクロンブル
ーF3GΔ″またはパシバクロンブル−3G A ”と
いう商品名で市販されている青色色素である。構造式は
下図のとおりであり、Jankowskyら ([3i
ochemistry、15 .5182(1976)
)によってヒトおよび動物のIFN−βの精製に有効で
あることが報告された。。
実際のクロマトに用いるブルー色素結合担体としては、
“ブルー・セファ0−スCL −6B ”(フン7ルマ
シアン[)、“マトレ・ンクスゲル・ブル−A”(アミ
コン社)および゛アフrゲル・ブルー″(バイオラッド
社パなどの商品名で市販されているブルーアがロースゲ
ルが適当であり、容易に入手することができる。
抗体クロマトグラフィーで得られた部分精製IFN−β
は、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニア水
等のアルカリ溶液、または高S度の中性uI!7液を加
えてI)l−15,0〜9,0とした後、あるいは溶出
された酸性緩衝液(pH2,0〜3.0)ままでブルー
色素結合担体と接触させると、速やかにブルー色素結合
担体に吸着される。中和操作によるIFN−β活性の損
失を防ぐためには、溶出後の酸性緩衝液のまま吸着させ
ることが好ましい。
使用するブルー色素結合担体容量は11ゲル当り1〜1
0mgタンパク質を付加するとして算定するのが適当で
、カラム法の場合、単位体積当りの流速(S / V 
)は1〜10/hrで行われる。IFN−β吸着後はブ
ルー色素結合担体をリン酸緩衝液(1)86〜9〉、さ
らには1M塩化ナトリウムと30%以下のエチレングリ
コールまたはプロピレングリコールを含む緩衝液(1)
86〜9〉で洗うことにより、IFN−β以外の夾雑タ
ンパク質のほとんどすべてを除去することができる。吸
着したIFN−βの溶出には、体積比で30〜60%の
1チレングリコールまたはプロピレングリコールを含み
、かつ0.5〜2Mの塩化ナトリウムを含むI)85以
上の緩衝液が用いられ、好ましくは(lH6〜9で用い
られる。am液の塩組成、塩濃度および液量は特に限定
されるものではなく、そのl)Hを保持するのに必要な
組成、濃度および吸着されたIFN−βが実質的に回収
されるのに必要な損が用いられる。
このようにして水沫で精製されたIFN−βは高濃度で
あり、抗体である免疫グロブリンの混入は酵素免疫測定
法(EIA)では認められなかった。すなわら、抗体ク
ロマトグラフィーでrFN−βを低イオン強度の酸性緩
衝液で定m的に高収率で溶出し、つづいてIFN−βを
ブルー色素結合担体に吸着さけ得る方法を見出したこと
により、IFN−βに特異性の高い二種類のアフィニテ
ィークロマト法を組み合わせることにより、簡便にして
高品位の精製IFN−βを得る本発明を完成し Iこ 
[発明の効果] IFN−βは現在、抗腫瘍剤および抗ウィルス剤として
の期待からその臨床評価のために大量に供給されること
が社会的にも要請されている。1FN−βの今までの量
的制約の原因は、細胞による産生量自体が少ないこと、
高収率、高精製度で行える精製法の開発が難しかったこ
とである。しかしながら、遺伝子操作技術により、生産
量的には大量に供給されることが可能となってきた現在
、高性能な精製法を開発することが大きな課題であった
本発明方法でfi製されたIFN−βは極めて高純度で
あり、夾雑タンパク質や免疫グ1コブリンの混入は放射
性免疫測定法(RIA)や酵素免疫測定法(EIA)で
は認められなかった。すなわち、抗体クロマトグラフィ
ーで高度に精製し、さらにブルークロマトグラフィーに
よりわずかに残存している夾雑タンパク質を除去できる
ことを見出した。しかもこのとき、抗[FN−β抗体不
溶化担体からI Flu−βを低イオン強度の酸性緩衝
液で溶出させることにより、rFN−βを安定な条件で
直接ブルークロマトグラフィーに適用できることを見出
した。本発明は、特異性と分離能の高い二種類のアフィ
ニティークロマトグラフィーを何ら特殊操作を加えるこ
となく直結し、簡便にして高品位の精製IFN−βをj
qる方法である。
これまで述べてきたように、本発明はIFN−βの精製
法において新技術を提供づるものである。
数あるアフィニティークロマトグラフィーのうち、抗体
クロマトグラフィーはその高い特異性のゆえに注目され
てはきたが、実用に際しては、精!!i!度の不足、抗
体のリークのおそれ、低pHで高イオン強度溶出液の後
処理、などの問題が残っていた。
本発明は抗体クロマトグラフィーとブルークロマトグラ
フィーを組み合せ、これらの問題を一挙に解決するもの
である。
したがって、本発明による精製法rは抗体クロマトグラ
フィーの高特異性が十分に活かされ、高精製度、高収率
でIFN−βの精製が可能であり、本発明方法により得
られる精製IFN−β標品は高品位で安全性の高いもの
である。しかもりOマド操作も簡便で、再現性も高く大
量処理にも適う精製法である。
以下、実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する
。実施例中の[FN−β活性は、ヒト羊賎由来のFL細
胞と水胞性口炎ウィルス(VSV)を用いた細胞変性効
果(CPE)阻止法により測定し、標準IFN−βによ
り国際単位(IU)に換算したちのである。
実施例1 ヒト正常二倍体線維芽1a胞を5%胎児牛血清を含むイ
ーグル最小必須培地で十分培養増殖させた後、ポリ■:
ボリC、シクロヘキシイミド、アクチノマイシンDを用
いた超誘発法でIFN−βを産生させた。精製原液とな
る誘発後の培養上清には、2.Ox 104ILJ/w
+lのIFN−β活性と100μg−mlのタンパク質
が含まれていた。
この培養上清4Qを、IFN−βで感作したマウス牌臓
細胞とマウスミエローマ細胞との融合細胞により産出さ
れた抗IFN−βのマウスモノクローナル抗体(特願昭
58−19337号)を不溶化させたアガロースカラム
1m1(10φ×13am)に4℃、流速10i1/h
rで流した。素通り液には加えたタンパク質量の99%
が含まれていたが、rFN−β活性は認められなかった
。つづいて抗体カラムを50%エチレングリコールを含
む15mM酢WIIWJ’fM液(D l−44,O)
 201テ洗浄した後、15111M塩H(イオン強度
0,015、I)H2,0) 10n+lでIFN−β
を溶出した。rFN−β活性の回収率は97%、比活性
は1,000倍上昇した。
IFN−β活性を含む抗体カラムからの溶出液をさらに
“マドレックスゲル・ブル−A ”カラム1 ml (
10φ:13 ms)に4℃、5ml/hrで流して■
FN−βを吸着させた。吸着後1M塩化ナトリウムと3
0%エチレングリコールを含む20mMす>H緩衝液(
t)H7,4)20mlで洗浄した後、1M塩化ナトリ
ウムと60%エチレングリコールを含む20mMリン酸
緩衝液(pH7,4)10m1でI FN 、−βを回
収した。IFN−β活性の回収率は90%で、比活性は
さらに3倍上界した。
この結束、精製原液に対するIFN−β活性の回収率は
87%で、比活性は3.000倍上界した。
この精製IFN−β標品は、ドデシル硫酸ナトリウム含
ず1ポリアクリルアミドゲル電気泳動で均一なタンパク
71バンドどして現れ、リガンドであるマウス免疫グ[
1プリンは酵素免疫測定法(EIA)による分析で検出
されなかった。
実施例2 [FN−β構造遺伝子を組み込んだハムスター細胞を1
0%の胎児牛血清を含む’alpha  (−) ”(
01800社> IQ m m F i8 m L/、
I FN−113活性を含む培養上清を精!lJ原で(
夕とした。この培養上清には2.2 x104 ILI
/mlのIFN−β活性と3.6mq/mlのタンパク
質が含まれていた。
この培養上清1αを、実施!IA1で使用したマウスモ
ノクローナル抗体を不溶化させたアガロースカラム1m
1(10φx13mm)に、4℃、流速10m1/hr
で流した。素通り液には加えたタンパク質量の99%が
含まれていたが、IFN−β活性は認められなかった。
つづいて抗体カラムを50%エチレングリコールを含む
15111Ml’lt酸緩衝液(OH4,0)20ml
で洗浄した後、15mM塩M(イオン強度0.015、
pH2,0)10mlでIFN−βを溶出した。IFN
−β活性の回収率は98%、比活性は8,300倍上昇
した。
fFN−β活性を含む抗体カラムからの溶出液をざらに
゛マドレックスゲル・ブルーA ”カラム1m1(10
φx i 3.+nm)に4℃、5 ml/ hrテ流
してIFN−βを吸着させた。@着後1  mM塩化ナ
トリウムと30%エチレングリコールを含む20111
Mリンl[衝液(+1.l−17゜4)20mlr−洗
浄した後、1M塩化ナトリウムと60%エチレングリコ
ールを含む20mMリンM1m衝液(pl−17,4>
101でIFN−βを回収した。IFN−βの回収率は
87%で、比活性はさらに7倍上昇した。
この結果、精製原液に対するIFN−βの回収率は85
%で、比活性は約58.000倍上昇した。
この精製rFN−β標品は、ドデシル硫酸ナトリウム含
有ポリアクリルアミドゲル電気泳動で均一のタンパク質
バンドとして現れ、リガンドであるマウス免疫グロブリ
ンは酵素免疫測定法(ElΔ)による分析で検出されな
かった。
実施例3 IFN−β構造遺伝子を組み込んだ大腸菌を十分培養増
殖させた後、高圧により菌体を破砕した。
さらに、ポリエチレンイミンを加えて核酸を除去した後
、60%飽和硫安を加えてタンパク質を塩析し、0.5
MJg化ナトリウムを含む10+IIMリン酸緩衝液(
pl−17,4>で再懸濁したものを精製原液とした。
この菌体抽出液には5.0X106IU/mlのタンパ
ク質が含まれていた。
この菌体抽出液10m1を、実施例1で使用したマウス
モノクロ−犬ル抗体を不溶化させたアガロースカラム1
 ml (10φx13mm)に4℃、流速1 ml/
hrで流した。素通り液には加えたタンパク質量の99
%が含まれていたが、IFN−β活性は認められなかっ
た。つづいて抗体カラムを50%エチレングリコールを
含む15m M酢酸緩衝液(p f−l 4.0) 2
On+lで洗浄した後、15m M塩酸(イオン強度0
,015、pl−12,0) 1QmlでIFN−βを
溶出した。IFN−β活性の回収率は95%、比活性は
15C1上昇した。
I FN−−β活性を含む抗体カラムからの溶出液をさ
らに“マドレックスゲル・ブル−″カラム11(10φ
x13 mm)に4℃、5 ml/ hrで流してIF
N−βを吸着させた。吸着後1M塩化ナトリウムと30
%エチレングリコールを含む20mMリン酸緩衝液(p
H7,4> 2!0+++Iで洗浄した後、1M塩化ナ
トリウムと60%エチレングリコールを含む2On+M
リン酸緩衝液(pH7,4> 10mlでIFN−βを
回収した。IFN−β活性の回収率は90%で、比活性
はさらに4倍上昇した。この結果、精!F!Jili4
液に対するfFN−β活性の回収率は、86%で、比活
性は600倍上昇した。
この精製IFN−β標品は、ドデシル硫酸ナトリウム含
有ポリアクリルアミドゲル電気泳動で均一なタンパク質
バンドとして現れ、大腸菌由来夾雑タンパク質は放射性
免疫測定法(RIA>による分析で検出限界(含有率0
.001%)以下であった。またりがンドぐあるマウス
免疫グロブリンも酵素免疫測定法(E IA)による分
析で検出されなかった。
比較例1 抗体カラムから溶出した実施例1の溶出液を、さらに“
スルボブロビルセファデックスC25”(ファルマシア
社)2ml(10φx25+yun)に4℃で吸着させ
た。つづいて5mMリン酸緩衝液(DI−1’7.4)
 20mlで洗浄した後、0.5M塩化ナトリウムを含
む50mMリン酸緩衝液(p)−1g、o)40mlを
流し、IFN−β活性のある両分を集めた。rFN−β
回収率は20%で、tFN純度はドデシル硫酸ナトリウ
ム含有ポリアクリルアミドゲル電気泳動による分析で9
2%であった。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)ヒト・インターフェロンβ溶液を抗ヒト・インタ
    ーフェロンβ抗体を不溶化した担体に接触させる工程、
    該担体への吸着物を溶出剤にて溶出させる工程、溶出物
    をブルー色素を結合させた担体に接触させる工程、およ
    びブルー色素担体に吸着したヒト・インターフェロンβ
    を溶出剤にて溶出させる工程からなるヒト・インターフ
    ェロンβの精製法。
JP20410784A 1984-10-01 1984-10-01 ヒト・インタ−フエロンβの精製法 Pending JPS6183200A (ja)

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