JPS62501701A - 均質なエリトロポエチン - Google Patents

均質なエリトロポエチン

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JPS62501701A JP60505413A JP50541385A JPS62501701A JP S62501701 A JPS62501701 A JP S62501701A JP 60505413 A JP60505413 A JP 60505413A JP 50541385 A JP50541385 A JP 50541385A JP S62501701 A JPS62501701 A JP S62501701A
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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】 均質なエリトロポエチン 赤血球(Erythrocyte )は、哺乳類動物組織に酸素を供給するとい う重要ガ役割を果たしている。赤血球は骨髄中の赤芽細胞(grythrobl ast )の成熟および分化によって産生される。エリトロポエチン(gryt )5ropoi−etin:EPOとも呼ばれる)は、天然には捕乳動物中の赤 血球形成を刺激する糖タンパク質である。
例えば種々の貧血症のような、ある臨床状態においては、赤血球の水準は好しく ない程に低い。外因的に投与されたEPOは、上記状態の臨床的処置のだめの治 療用薬剤としての可能性を有する。治療用に使用するためには、EPOが均質で あることが高度に要求される。残念なことに、外因性EPOは、有効利用性が低 くしかも不均質であるため、実用化されていない。
エリトロポエチン関連物質のこれまでの調製法は、一般的に、高いEPO水準を 示す患者の尿の濃縮および精製によるものであった。例えば、米国特許3,86 5,801;4.303,650および4,397,840を参照のこと。特に 、EPOはミャケ(Miya&g)他著、J、 Eiol 、 Chem、 。
252:5558(1977)に記述された方法によって再生不良性貧血症患者 の尿から精製された。この文献の記述は本明細書の一部として含まれる。上記方 法によって精製されたEPOは、電気泳動で単一のバンドとして移動するので、 均質であると考えられてきた。
発明者は、今、ミャケらの方法によって産生された上述の均質だと考えられるE POの構造が30,000〜70.000ダルトンの範囲の数種のポリペプチド 成分から成ることを発見した。
本発明は、初めて均質なEPO組成物を与えるものである。発明者は、ミャケ型 の方法によって完全に精製されていないエリトロポエチン溶液を逆相高速液体ク ロマトグラフィー(raveτsg phaasg high perform anceliquid chrornatography )にかけ、B’PO タンパク質を溶出させることにより、上記の組成物を調製した。発発者は上述の ように産生された均質なEPOを、(α)実質的に表1で示されるアミノ酸配列 、(b1逆相HPLCで単一のピークとなる泳動、(c、l5Ds−PAGF: で約34,000ダルトンを示す分子量、(d1280 ntnにおける吸光度 単位あたり少なくとも120,00011.rの比活性、によって特徴づけた。
第1図は、本発明に従って逆相高速液体クロマトグラフィーによって処理された EPO組成物の溶出挙動を、時間に対して280 nmでのフラクションの吸光 度で示したものである。
表1は、その分泌リーダー配列を含むヒトEPOタンパク質のアミノ酸配列であ る。
均質なEPOを入手できることにより、対応するヒト遺伝子を1探り出す(fi sh ost )”プローブの造成を可能にする為の手法として知られている技 術によってアミノ酸構造の配列決定を可能にし、それによって組み換えDNA技 術によるgpo産生を促進するであろう。
実際に、本発明のEPOの使用により得られた塩基配列情報に基ず(EPO産生 の為の実用可能な組換えDNA方法は、本出願とともに係属中であり、同一人に 譲渡されている1985年1月3日出願の米国特許出願第688.622号およ び1985年1月22日出願の米国特許出願第693,258号に記述されてい る。
ミャケらの方法は、フェノールp−アミノサリチル酸でEPO粗調製液を処理す ることによりあらゆるタンパク分解酵素を不活性化することを含む。上記タンパ ク分解酵素は、加熱などの他の手段によっても不活性化することができる。ミャ クらの述べた精製工程には、エタノール沈殿、DEAE−アガロース分画化、ス ルホプロピル−セファデックスクロマトグラフィー、ゲル濾過およびヒドロキシ ルアパタイトクロマトグラフィーが含まれる。上記操作によって1与られた”精 製された″EPO組成物は、280 nmにおける吸光度単位あたり少なくとも 約50,0001U、望ましくは少なくとも約so、oo。
IUのEPO比活性を有すると報告されている。(上記のように、以前の手法に よれば”純粋な”EPOは約80.0001 Uの比活性を有すると考えられた )。
発明者は“精製された”ミャケEPO構造が不均質であることを見いだした。上 記構成物を逆相高速液体クロマトグラフィーCR−p npr、c)によってさ らに処理することにより、ドデシル硫酸ナトリウムポリアクリルアミドゲル電気 泳動(SDS−PAGE)による分析で約34.000ダルトンの分子量を示す 均質なEPOが得られた。
本発明での使用に望ましい逆相HPLCカラムはs C4突素頌(ブチル)基が 結合したものである。市販されている例としては、マザチューセツツ州すウスボ ロのネスト・グループ社から入手可能な、C−4ヴアイダツク(Vydac ) カシムがある。C3炭素鎖基あるいはC1a炭素釦基のような他の炭素鎖基を持 つような別の逆相カラムも使用可能である。推奨される溶離液は、0.01%か ら1.0%、望ましくは0.1%のトリフルオロ酢酸中0%から95%のアセト ニトリル勾配を約100分間以上にわたってかけたものである。勿論、他の凝離 液も使用可能である。
本発明に従って精製を行なった場合、280%mでの吸光度単位あたり少なくと も120,0001びの比活性を持つEPOg成物が得られる。望ましい実施例 においては少なくとも160,0007Uの比活性を持つものが得られる。ここ で用いた6吸元度単位”は、およそ1m7!あたり1〜タンパク質である。
ヒト由来の、分泌性リーダー配列を含むEPOタンパク質のアミノ酸配列は、表 1に示されている。成熟EPOタンパク質はアラビア数字″l”で示される6ア ラニン(Ala)″残基から開始する。分泌性リーダー配列は、成熟EPOタン パク質に先立ち、数字″−27″で示される“メチオニン(MET)”残基から 始まるポリペプチド配列である。上記DNA塩基配列はEPOタンパク質をプロ セッシングし、リーダー配列を除去し、成熟タンパク質を培地中に分泌すること が可能な細胞内で発現できる。
例えば種々の貧血症の治療などの臨床上の使用においては、EPOの量は、治療 が行われる症状の程度、選択された投与経路、gpoの比活性にもちろん依存し 、最終的には医師の診察によって決定されるであろう。
EPOは治療される症状に適したいかなる経路によっても投与できる。EPOは 血流中に注射することが望ましい。
本発明の調剤には、上述の活性EPOタンパク質とともに、L種以上の製薬上許 容される担体、および、必要に応じて他の治療成分を含む。担体は、調剤の際の 他の成分と相容性てあり、被投与者に対して有毒ではないという意味において6 許容性”でなければならない。
非経口的投与に適した処方としては、非経口的に受容可能な無菌的担体、例えば 治療的有効量のEPOを含有する水から構成されることが便利である。そして、 溶液は等張であることが望ましい。
以下に述べる実施例は本発明の産物の調製法を説明したものである。
実施例 再生不良性貧血患者由来の工IJ )ロボエチン粗調製液は透析によって濃縮し た。タンパク分解酵素は80℃で5分間熱処理することにより不活性化した。粗 調製濃縮液は次に上記ミャケ(Mayα&g)らの方法によって精製した。
A、エタノール沈殿 280 nmでの吸光度単位当り約50から100IUの濃度であり、約100 ,0OOIUのEPO活性を含有するバッチを、4℃においてリン酸緩衝溶液( PBS)で50−に希釈した。12.5艷の10 M LiC1を加えた。
無水エタノール(62,5rd)を4℃において撹拌しながらゆっくり加え、添 加が完了してから30分間撹拌を続けた。羽毛状の沈殿物を10分間沈降させた 後−15゜で10分間21,000XL?の遠心によって分離した。ペレット状 沈澱物は10−の50%エタノール、IMLiCLで3回洗浄し、上清は保存し た。洗浄した沈殿物は20dのPBSに溶解し、不透明な溶液(50%沈殿物) を得た。
保存し、いっしょにした上清に67−の無水エタノールをゆっくり加えた。30 分間撹拌を続け、15分間沈降させた。沈殿物は上記のように集め、101艷の 65%エタノール、0.7 M LiCLで2度洗浄し、上清は保存した。洗浄 した沈殿物は20m1のPBSに溶解した(65%沈殿物)。
保存しておいた上清に、96−のエタノールをゆっくり加え、撹拌を30分間続 け、その後沈殿物を4°で14時間沈降させた。沈殿物を10m1の75%エタ ノール、0.5 M LiC1で2度洗浄し、上清は保存した。沈殿物は20  nilのPBSに溶解した(75%沈殿物)。
上清を合わせたものは、540−の無水アルコールを加えることにより、90% エタノールとし、30分間撹拌し、−20°で48時間放置後に沈殿物を集め、 50n!の冷水に溶解して直後に凍結させた。
E、DEAE−アガロース分画化 90%エタノール沈殿物の水溶液はアミコンUM−10限外濾過膜(Amico nUM−1(J ultrafilter)で約5mlに濃縮し、次いで、0. 01A/)リス、pH7,(Iで25−とし、その50μtを分取した。100 から200メツシユのDEAE−アガロースを減圧下で脱気し、0.01M ト リス、pH7,0に懸濁し、9.2×直径2.5cmのカラムに充てんした(充 てん比体積45 ml、 )。ゲルは15リツトルの0.OIA/トリス、pH 6,9で洗浄した;充てん比体積(+++/)tc対する添加吸光度単位の割合 は6.65であった。試料は110分間にわたってカラムに添加し、150滴毎 のフラクションを集めた。カラムは211 mlの0.0IAf ト!Jス、p H7で洗浄し、次に以下の緩衝液で溶出させた=366−の0.01Af)リス 、pH7,0,5mu CaC1t : 270 mlの0.01Af)リス、 pH7,0。
17 tnAf CaC1,2: 194 mlの0.01M)リス、pH7, 0,3mA/ CaCl2 ;および65rnl!の0. I M CaCl2 ゜カルシウムを含有しない緩衝液を使用した場合、一貫性のない結果が得られ、 活性にかなりの損失が見られるため、上記工程以後、ヒドロキシルアパタイトカ ラムで使用するものを除き、分画化においては全ての緩衝液にカルシウムを添加 した。精製の次の工程のため、顕著な量のEPO活性を有するDEAEアガロー スカラムからの溶出液が選択された。
C,スルホプロピル−セファデックスクロマトグラフィー DEAE−アガロースカラムからの溶出液(17mMCa CA2)を脱塩し、 UM−10限外p過膜で濃縮し、次に2リツトルの5 mMCaCL2、pH7 ,5に対して一晩透析した。以下に述べる試料分離の際には、3θ−の透析され た溶液を0.1MHClの滴下によってpH4,50とした。生じた少量の沈殿 物は遠心によって分離し、5meの5mMCαCt2、pH4,5で洗浄した。
洗浄液は保存しておいた上清とともに、5 mu CaC1t、pH4,50で 緩衝化したスルホプロピル−セファデックスカラム(15,OX2.5CrIL 直径、充てん比体積78.3m)に通した。充てん比体積に対する吸光度単位の 比率は2,47であった。
上記比率が低い値であることは、スルホプロピル−セファデックスでの最適分画 化のために望ましい。例えば、充てん床体禎に対する吸光度単位比が10以上の 場合には、はとんど全ての活性が流出分画に見いだされる。以下の緩衝液をカラ ムの展開に使用した。注入液は、5暫A(酢酸カルシウム、pH4,50、固有 伝導率=1.O75μmho cIn−’ を使用した。溶出緩衝液は: 7. 5 m M酢酸カルシウム、pH4,70、固有伝導率=2.100μフルh。
Crn−’ : 15 mM酢酸カルシウム、pH5,25、固有伝導率=2. 100μrnho cm−’ : ] 5 m Af酢酸カルシウム、0、OI Af)リス、pH7,24、固有伝導率=11.500μmho Cm−’を用 いた。カラムは4°で0.4 v17 min、で流し、200滴ずつの分画を 集めた。280 txルでの吸光度を測定し、適当なプールを得た後、プールさ れた溶液を中和しく溶出後1時間以内)、分析に使用するため一部を採取し、− 20°で保存した。
D、ゲル濾過 スルホプロピル−セファデックスカラム分画から得られた12.5mMおよび1 5WLM酢酸カルシウム溶出液は2つの独立したバッチとして同じゲルカラムに かけた。
プールした溶液は、カラムに流すのに先立ち、アミコンUK−2限外濾過膜で約 5m1VC濃縮し、10 mu CaCl2.10frLMトリス、pH6,8 7で緩衝化した。セファデックスG−100ゲルは減圧下で脱気し、カラムに試 料を流す前に、同じ緩衝液で緩衝化した。エリトロポエチン画分のための使用に 先立ち、分子量既昶のマーカーで、カラム(100X2.5cm直径)を調べた 。孔隙容積は135−であり、ウシ血清アルブミンモノマーは224−、オプア ルプミンは258mZ、およびチトクロームは368rnI!で溶出した。42 CrrLの静水頭(hydrostatic五5ad)を持つマリオツテびん( Mariotte bottle) によって21から221n1.の緩衝液を カラムに通過させた際に、サンプルをカラムの底部に加えた。各フラクションは 4.1m/(120滴)ずつ集め、プールを作製した。プールした液は限外濾過 によって!! 1.、その一部をアッセイした。
E、ヒドロキシルアパタイトクロマトグラフィーヒドロキシルアパタイトは単位 重力下でカラム(6,lX1.5cIn直径)に充填し、500− の水で、次 いで4001dの0.5毒Mリン酸緩衝液、pH7,1、伝導率=69μmho crl→(緩衝液I)で、流速を0.3 rnl / mi f&、に・維持す る線動ポンプ(pgristaltic purnp)の使用により洗浄した。
緩衝液洗浄後、カラム長は3.4crn、充填床体積は6.0−であった。注入 する試料は、濃縮液に水を加えることによりアミコンDM−5限外濾過膜で濃縮 脱塩し、濾過膜の洗浄液を4℃で20分間6000×rで遠心した。少量の不溶 性ペレットは0.5mM’)ンfil、pH7,1で1回洗浄し、洗浄液は上清 に加えた。試料の一部をアッセイのために分取し、残りの試料(22fnIりを カラムに加えた。充てん比体積(rnIりに対する吸光度単位比は1.82であ った。供給緩衝液は、流出gAが0.005以下になるまでポンプでカラムに通 しく 149m)、以下の溶出手順を実施した:緩衝液■、1 m Af ’) ン酸(pH7,1,固有伝導率= 131 μmho crrL−”、150m g(フラクション■));緩衝液■、2mMリン酸(pH6,9、固有伝導率= 270μmhocf’、 220m1(フラクションIfJAおよびmB))、 緩衝液■、3mMリン酸(pH6,9、固有伝導率=402μmho (1m− ’、84−(フラクショ71V ) ) ;緩衝液v、o、xM+Jl!(pH 6,8、固有伝導率= 9.61Lmho CIrL−’ %134 rsl  (フラクションV))。
EPO含有画分はアミコンDM−5限外濾過膜を用いて濃縮し、一部はアッセイ し、烏縮液は凍結保存した。
アッセイにより、280 nm吸光度単位あたりEPO比活性が83,000I Uであることが示された。
F、逆相HPLC レムリ(Lagmml i ) 、英国、Nature 、 15 : 22巻 、259号680〜685頁(1970)による、ドデシル硫酸ナトリウムポリ アクリルアミドゲル電気泳動(SDS−PAGE>で分析した結果、ヒドロキシ ルアパタイトカラムから得られた物質は、約34,000 MWを主要成分とす るおよそ70,000 MWから30.OOOMW ・の乾囲の数種のポリペプ チド成分から成ることが示された。10 m AIリン酸緩衝液pH7,0中に 10m/以下の容HPLCにかけた。
EPO調製液は不完全凍結乾燥により10倍に濃縮した。約200マイクロリツ トルの上記濃縮物質を、C4炭素基結合型R−P IIPLCカラム(市販例と してはC−4ヴアイデツク(C−4Vydgc ) ) (25x O,45C rrL。
セパレーション・グループ)に注入し、表2に示し7’c勾配条件でR−P H PLCによって分画化した。
ポンプA O,1% トリフルオロ酢酸(TFA)水溶液勾配時間(分) %B  継続時間 流速1−/?ルin。
EPOは3H−チミジンアッセイ(クリスタル(Kris−tal)著、Ezp 、 Hetnatol 、 11 : 649 6θ(1983))あるいはC FU−Eアッセイ(ペルシュ(Bersch)他者、In vitro Asp ects of Erythropoiesis、M、J、 ?−フィ(Mur p!す)編、ニューヨークニスプリ/ガーークエルロツツ(Springgr− Verloz (1978) )のいずれかで定量した。
タンパク質ピークは280 smにおけるUV吸収によって検出された。上記分 画化方法の典型的な溶出挙動は第1図に示す。EPOの均質性は、R−P HP LC後の種々のピークの5DS−PAGEおよびN末端アミノ酸配列分析により 確認された。第1図に下線で示しだピークハ、勾配マーカー(ベックマン・イン ストルメンツ社、モデ化421)について53%の読みと同時に溶出した。
上記物質は5DS−PAGEで約34,000 MWの単一のバンドとして流動 し、ヒトEPOの配列として既に報告されている、単一の末端アミノ酸配列:  AlrL、 Pro、 Pro・Arg、 Ire、 Cys を得た。上記の 約34.OOOMWのR−P HPLCフラクションのみがin vitroで のあらゆる顕著な生物学的活性を示した。R−P IIPLCによって溶出され たEPOタンパク質は、ヒドロキシルアパタイトカラムから溶離された物質(ス テップE)の約2倍の純度であった。
未I ALA TRP LEU TRP LED LEU LED SERLEU L EDl 10 A14 Pro Pro、Arg Leu rle C7!1 、Asp Se r ArgH Glu Ala Glu Asn 、11e Thr Thr G17 Cys  AlaKI Vat Pro Asp Thr Lys Val Asn Phe Tyr  、AlaSERLED PROLEU GLY LED PROVAL LEU  GLYVat Leu Glu Arg Tyr Leu Leu Glu  Ala LysGlu His Cys Ser Letr Asn Glu  Asn lie ThrTrp Lys Arg Met Glu Val G ly Gin Gin Ala永 I Vnl Glu Val Trp Gin Gly Leu Aln LeuL eu Val Asn Ser Ser Gin Pro Trp GluGl y Leu Arg Ser Leu Thr Thr Leu LeuPro  Pro Asp、Aln Ala Ser Ala Aln Pr。
Leu Phe Arg Val Tyr Ser Asn I’he Leu C説さ) Leu Ser Glu Ala Val Leu Arg Gly Gln  Ala Le+Pro Leu Gin Leu Hls Val Asp L ys Ala Vnl 5eno 1:! Arg Aln Leu Gly Ala Gin Lys Glu Ala  IIs 5eLeu Arg Thr Ile Thr Ala Asp Th r Phe Arg L:

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)a)実質的に表1の1から166に示された7ミノ酸配列; b)逆相−HPLOにおける単一のピークとしての移動; c)8D8−PAGEにおける約34,000ダルトンの分子量; 4)280nmでの吸光度単位あたり少なくとも120,000IUの比活性; によって特徴づけられる、均質なエリトロポエチン。 2)比活性が少なくとも160,000IUである、請求の範囲第1項記載の均 質なエリトロポエチン。 3)非経口的に許容される担体中に請求の範囲第1項記載のエリトロポエチンを 治療上許容される量含有する、貧血治療のための医薬用組成物。 4)非経口的に許容される担体中に請求の範囲第2項記載のエリトロポエチンを 治療上許容される量含有する、貧血治療のための医薬用組成物。 5)a)逆相−HPLCで単一のピークとしての移動;b)SOS−PAGEに おける約34,000グルトンの分子量;および c‘)280nmでの吸光度あたり少なくとも120,000IUの比活性; によって特徴づけられる、均質なエリトロポエチン。 6)比活性が少なくとも160,000IUである、請求の範囲第5項記載の均 質なエリトロポエチン。 7)非経口的に許容される担体中に請求の範囲第5項記載のエリトロポエチンを 治療上許容される量含有する、貧血治療のための医薬用組成物。 8)非経口的に許容される担体中に請求の範囲第6項記載のエリトロポエチンを 治療上許容される量含有する、貧血治療のための医薬用組成物。
JP60505413A 1985-01-11 1985-11-27 均質なエリトロポエチン Granted JPS62501701A (ja)

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EP (1) EP0209539B1 (ja)
JP (1) JPS62501701A (ja)
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