JPH06504912A - サイトカイン誘導蛋白質tsg−6、該tsg−6蛋白質をコードするdnaおよび該tsg−6蛋白質の利用 - Google Patents
サイトカイン誘導蛋白質tsg−6、該tsg−6蛋白質をコードするdnaおよび該tsg−6蛋白質の利用Info
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- JPH06504912A JPH06504912A JP4504569A JP50456992A JPH06504912A JP H06504912 A JPH06504912 A JP H06504912A JP 4504569 A JP4504569 A JP 4504569A JP 50456992 A JP50456992 A JP 50456992A JP H06504912 A JPH06504912 A JP H06504912A
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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】
サイトカイン誘導蛋白質TSG−6、該TSG−6蛋白質をコードするDNAお
よび該TSG−6蛋白質の利用
発明の背景
1且Ω公団
本発明は、結合組繊細胞中で腫瘍壊死因子もしくはインターロイキン−1によっ
て誘導される蛋白質であるTSG−6,該TSG−6蛋白質をコードするDNA
およびmRNA、前記蛋白質の機能性誘導体、前記蛋白質に固有の抗体、前記蛋
白質とDNAとの製造方法、ならびに前記蛋白質、DNA、mRNA、Illl
性能導体および抗体の利用に関する。
1東技五Ω返男
腫瘍壊死因子(tumor necrosis factor)(以下、rTN
FJと略することがある)は強力な多面発現性のサイトカインであり、腫瘍や病
原菌に対抗して宿主を防御するのに重要なものである。TNFは、数種の腫瘍性
疾患、感染症および自己免疫疾患の病理学にも関係がある。TNFの最も生物学
的な機能は標的細胞中の複雑な遺伝子プログラムのトリガリングし得ることであ
る。TNFによって活性化される遺伝子のうち数種は特定されているが、未特定
のものも数多く残っている。
1に旦0二股煎葺且
TNF (TNF−αおよび悪液質とも呼ばれる)はマクロファージによって産
出された活性モノサイトによって製造される蛋白質であり、もともとは細菌性ワ
クチン(カルメットーゲランかん菌、BCG)とエンドトキシンとを連続的に注
射された動物の血清中に発見されたものである(Carswel 1.E、A、
et al、、Proc、Natl、Acad、Sci、見旦Δ ヱ2 : 3
666(1975))。TNFは活性T−リンパ球によって製造されたサイトカ
インに構造的および機能的に関係がある。活性T−リンパ球とは、当初はリンフ
ォトキシン(LT)と呼ばれていたものであり、TNF−βとしてもよく知られ
ているものである(Aggarwal、B、B、et al、、J、Biol。
H,et al、、J、Ex 、Med、12B: 1267 (1968);
’ 5pies、T、et at、、Proc、Natl、Acad、Sci。
al、、Nature 312ニア24(1984))、TNFとLTとをコー
ド化する遺伝子は結合しており、ヒトの染色体の6番の短いアーム上の)lLA
−DR遺伝子座の近くにある(Spies、T、et al、、前出)、TNF
とLTとは同じ細胞の表面にあるレセプターと結びついている<Aggarwa
l、B、B、et al、、Nature 3上旦:665 (19851)。
通常のヒトのTNFは157個のアミノ酸からなる非グリコジル化蛋白質であり
、変性した状態では約17kDaの分子量を有する。成熟したTNF分子は前駆
体(pre−TNF)から得られ、該前駆体はN末端にさらに76個のアミノ酸
を有している(Pennica、D、W、et al、、前出)、TNFをコー
ドする遺伝子はマクロファージによって産出されるモノサイト群の細胞のみから
発現するものではない、71数のヒト非モノサイト1m瘍細胞系(humann
on−monocytic tumor cell 1ines)もTNFを産
生ずることが示されている(Rubin、B、Y、et al、、J、旦u、M
ed、 1旦4:1350 (1986);Spriggs、D、et al、
、Proc、Natl、Acad、Sci、USA 旦4+6563 (198
7))。TNFはCD4°およびCD8°の末梢血Tリンパ球によっても製造さ
れ、また、種々の培養されたTおよびB細胞系によっても製造される(Cutu
ri9M、C,、et al、、J、旦五22M!旦、1旦8:1581(19
871;Sung、S、−5,J、et al、、止、1五L2麗旦旦。
上旦旦: 1539 (1988))。
データが蓄積するにつれ、TNFは多面発現の生物学的活性を有する調節サイト
カインであることがわかった。該活性には、リボ蛋白質リパーゼの合成の阻止e
russia、B、et al、、J、Immunol、よ1旦ニア65(19
87))、細胞の成長の阻止もしくは細胞の成長の刺激(Vi 1eek、Je
t al、、J、Ex 、Med、16≦3:632 (1986); Sug
arman、B、J、at al、、5cience ス30 : 943 (
1985); Lachman、L、B、at al、、J、Immunol、
工止旦:2913 (1987))、ある種のトランスフオームされた細胞に対
する細胞毒性作用(L、achman、L、B、et al、、前出; Dar
zynkiewicz、Z、et al、、canc、Res、33:83(1
984ンン、抗ウイルス性作用(にohase、M、et al、、Ce1l
45:659 (1986);Wong、G、H,W、et al、、Natu
re 3よびプロスタグランジンE2製造の刺激作用(Dayer、J、−M、
et al、、J、Ex 、Med、1旦2:2163 (1985))および
その他の活性がある。TNFの概要を知るためには、Beutler、B、et
al。
、Nature 32旦:584 (1986)、Old、L、J、、5cie
nce 23旦:630 (1986ンおよびLe、J、et al、、Lab
、1nves t、 旦: 234 (19B7)を見よ。
TNFには、T細胞の活性化(Yokota、S、et al、、J、Immu
no 1. 上40:531 (1988))、B細胞の活性化(Kehrl、
J、H,et al、、J、Ex 、Med、上旦旦: 786 (1987)
)、モノサイトの活性化(Philip、R,et al、、Nature 3
23:86 (1986))、胸腺細胞の活性化(Ranges、G、E、et
al、、J、Ex 、Med、1旦ユニ 1472 (1988))、および
主要組織適合遺伝子複合体(MHC)のクラス1分子とクラス11分子との細胞
表面発現の刺激作用を含む、免疫調節作用も有する(Col l ins、T、
et at、。
Proc、Natl、Acad、Sc’、USA 83:446(1986);
Pujol−Borrell、R,et al、、Nature 3λ旦:
304 (1987))。
TNFは、さらに、種々の炎症促進作用(pro−inflammatoryF
Xctions)を有し、該作用により、血管内皮細胞への凝血促進作用の誘発
のような組織損傷(Pober、J、S、eb al、、J、Immunol、
±36.1680. (1986))、好中球とリンパ球との接着の増加(P
ober、J、S、et at、、J、Immunol、1旦8:3319(1
987))、ならびにマクロファージ、好中球および血管内皮細胞からの血小板
活性化因子(PAF)放出の刺激作用がおこる(Camussi、G、etal
、、J、Ex 、Med、上旦旦: l 390 (1987))、最近の研究
は、TNFが、多くの感染症(Cerami、A、et al、、Immun。
1、Toda 旦: 28 (1988))および免疫疾患(Piguet、P
、−F、et al、、J、Ex 、Med、上旦旦: 12’80 (198
7))の原因、ならびに数種の忠性腫瘍を伴う悪液質に関係があるとしているa
M 5chie、H,R,et al、、Br、J、Sur 、工旦: 67
0−671 (1989)には、TNFが重度の敗血症の病理変化と関連する主
要な媒介物であるということが概説されている。
TNFは、造血前駆細胞の成長および分化に関連する活性作用も有している(M
urphy、M、et at、、J、Ex 、Med、1旦4:4487(19
86))。該活性作用のうちあるものは間接的であり、顆粒球−マクロファージ
・コロニー刺激因子(GM−C5F)(Munker、R,et al、。
TNFによる′ ム の
したがって、TNFが非常に多くの作用を有し医学的に重要なサイトカインであ
ることは明かである。その作用の大部分は、該サイトカインが作用する特定の細
胞中の遺伝子の活性化もしくは不活性化によって伝えられているようである。
このような形式の作用の1つの例外は、ある特定の標的細胞へのTNFの急速な
細胞障害効果である。この効果は、RNAもしくは蛋白質合成の阻害因子によっ
て増大し、遺伝子発現の変調によるものではないようである(Matthews
、N、、Br、J、Cancer 4旦:405 (1983))、特定の遺伝
子の多くの産生物がTNFで処理した細胞で十分に制御されていることが示され
ており、それらのうちのいくつかについては以下で議論する。
TNF変調遺伝子発現の最初の例の中には、TNF処理がMIICクラスl−m
RNAのレベルと、ヒト血管内皮細胞(HUVEC)と正常な皮膚繊維芽細胞の
増加を誘導することを示したものがある(Coffins、T、et al、。
前出)。TNFによって誘導される他の分子(あるいは遺伝子ンの部分的なリス
トを下記の表1に示した。外因的に添加したTNFはモノサイトとモノサイト細
胞系におけるTNF合成を増加させるので、TNFは自己制御サイトカインであ
り、このことは注目に(直する(Philip、R,et al、、Natur
e表1
牌ICI壊死…rに1角4される遺伝子および裏白レファレンス: Ill I
’ober、 J、S、 eL if、、 J、 Ia+a+no1. lab
、1680.1936. (2P11ajjar、 K^、 eL ml、、
J、 Exp、 fled。
16F、235.1!187.f31Knhnse、il、etat、、C(I
II4S+G59119861.t411’rizan++{+ier、にeL
al、、J、I欄−―t11a五、+36゜q75.1旦1M?、151[1+
Iypr、J、−M、aLal、、シー一旦3Pニー舛袷φ−162:21G3
Illδ51.16+1Pong、G、I1.W、eLa1.、&Lura32
3:819119δf11. 171 Lin、 J、−X、 eL al、、
J、 Rial、 Chew、 262.11901 +9δ7. P81
I’alosbella、 V、J、 eL nl、、 J、 l1iolCl
+es、262. 1950. 1!lδ7. (91Edgington、
T、S、 eL al、、 Abs、2ndlnLer獅≠k、 Conr、
TNF、 p、4. +919゜+10111evilac4ua、M、I’、
aLal、、Prac、NaLl、Ac8d、SciυS^J4.92コδ、1
087.11P1kdcnHa、R,L、atal、、J。
にと九166、751.19118. +121にir++Lein、 11.
eL al、、 J、 [1io1. Chew、 26P.95++5.1
9δ6. +131 long、 G、11. al画、Sr、icr+ce2
42.941.I!+381+41Le、、J、cLnl、、lab、Inve
st、SG:2コ4tl!J!1Vす
る(Kronke、 M、 et al、 、 Proc、 Natl、 Ac
ad、 Sci、 見SA 旦4:469(1987))−ヒト繊維芽細胞にお
けるコラーゲンの合成が阻害され(Solis−Herruzo et al、
、J、Biol、Ch6m、 2旦3+5841 (1’988))、HUVE
Cにおけるトロンボモデエリン(thrombomodul t n)が阻害さ
れることも報告されている(Conway、 E、 M、 et al、 、
Mo1ec、 Cel 1. Biol。
旦: 5588 (1988))。これら全ての阻害作用はDNAの転写のレベ
ルで発現されるが、正確なメカニズムは未だわかっていない。
TNFによるシグナルの導入と遺伝子の活性化のメカニズムは非常に興味深いテ
ーマである。多くの型の細胞において、TNFはホスホリパーゼ(殆どホスホリ
パーゼA2のようであるが)を活性化させ、細胞のプールからアラキドン酸を遊
離させ(Suffys、P、et al、、Biochem、Bio h s、
Res、Comm、 l1旦ニア35 15(1987))、エイコサノイドの
合成を増大させる(Dayer、J、−M、et al、、前出)、ヒト繊維芽
細胞においては、TNFはGPTアーゼ(GPTase)の活性を刺激しくIm
amura、に、et al、、J、Biol、Chem、2旦3:10247
(1989))、サイクリックAMPのレベルを上げ、サイクリックAMP依
存性プロティンキナーゼの活性を高め、そして、プロティンキナーゼC(PKC
)を活性化させる(Zhang、Y、et al、、Proc、Natl、Ac
ad、sci、USA 旦5:6802 (1988);Brenner、D、
A、et al、、Nature 33ユニ661 (1989)ン、TNFは
転写因子であるNF−kBも活性化し得、この作用が、TNFがIL−2のレセ
プターであるα鎖を誘導(Lowenthal、J、W、et al、、Pr。
c、Nat[、Acad、sci、USA 1旦:2231 (1989))、
あるいは、潜在性ヒト免疫欠損ウィルスであるHIV−1を活動化させる(Gr
i f f in、G、E、et al、、Nature 3旦旦ニア0 (1
989))メカニズムであると思われる。
TNFと のサイド力インとの
TNF−α、TNF−β、 IL−1α、IL−1β、 IFN−〇、IFN−
βまたはIFN−γの個々の活性を様々な実験系で比較してみると、外見上の冗
長度とアンビギエイティー(amb i gu i ty)とが非常に多いこと
に気付く。
第一に、同じレセプターを利用する構造的に関連するサイド力イン(例えば、T
NF−αおよびTNF−β、IL−1αおよびIL−1β、ならびにIFN−α
およびIFN−β)は同じように活動する。さらに驚くべきことに、異なるレセ
プターに結合している構造的に関連性のないサイド力インも類似する生理学的効
果を有するのである。例えば、IL−1とTNFとは類似する遺伝子活性化作用
を有し、類似する生物学的効果に帰結する(Le、J、et al、、Lab。
Invest、旦:234 (1987))、IFNとTNFとも同じ生物学的
作用を有する(にohase、M、et al、、cell 45:659(1
986);Wong、G、H,W、et al、、Nature 323:81
9 (1986);Wi 11 iamson、B、D、et al、、Pro
c、Natl、Acad、Sci、USA 1旦:5397 (1987);5
tone−Wolff、D、S、et al、、J、Ex 、Med、1旦ユニ
828 (1984))。例えば、IFNとTNFとは、MHCクラス■および
クラスII遺伝子、2゛−5°オリゴーアデニレートシンセクーゼ、IL−6、
転写因子IRF−1およびTNF遺伝子自身を含む、同じ遺伝子のうちのいくつ
かを活性化させる(Vi 1cek、J、、Handbook of Ex e
rimental Pharmacolo 、 Vol、 95/II、p、3
.Springer−Verlag、Berl in (1990))e自然の
状態では、細胞が巣−のサイド力インに晦されることはあるとしても稀である。
むしろ、成長因子について仮定されてきたように、生体内におけるサイド力イン
の作用は[コンテクスチュアル(contextual ;前後の関係上の、分
脈上の)」である(Sporn、M、B、et al、 、Nature332
・217 (1988))。それ故に、自然の状態でサイド力インによって生起
される生物学的効果は、任意の微少環境に同時に存在する全てのサイド力インの
相乗的および拮抗的相互作用の総和を表すものである。さらに、1つのサイド力
インの合成が他のサイド力インによって建設的にあるいは否定的に調整され得る
ように、サイド力インは3次元の網目状に配置されているようである。これらの
理由により、個別に作用するサイド力インの分子メカニズムは勿論のこと。
他との関連を持って作用するサイド力インの分子メカニズムを理解することが重
要である。
上記と対照的に、TNFとIFNとの作用が類似であるとか相乗的であるとかい
うより、むしろ、拮抗的である場合がある。例えば、TNFはヒトの二倍体繊維
芽細胞に対して分裂促進的であるが、IFNは該細胞の成長を阻害する(ViI
cek、J、et at、、正、ユニ2工■ヱ旦、1旦3:632 (1986
))。T N’FとIFNとが同時に存在する場合の細胞の反応は、質的にも量
的にも、TNFかINFがいずれか1つ存在する場合と異なる可能性がある(L
eeuwenberg、J、F、M、et al、、J、Ex 、Med、上旦
旦:1180 (19871: Re1s、L、F、L、et al、、J、B
iol、 Chem、264:16351 (1989) ;Feiman、
R,etal、、J、Immunol、上旦旦: 2441 (1986);T
rinchieri、G、et al、、Abstr、 2nd (nむ゛ I
Conf、TNF、 p、7 (1989))。さらに複雑なことには、ある
細胞中でTNFはIFN−βの合成を誘導する可能性がある(Reiset a
t、、前出)。TNFによるある遺伝子(例えば、I(LAクラスIなど)の活
性化にはIFN−〇が存在していなくてはならないのである(Leeuwenb
erg etal、、前出)、IFNならびにTNF−αおよびTNF−βは、
類似した複数の刺激に応じて、同じ微少環境で産生されることがよくある(Mu
rphj/。
M、et at、、前出;5tone−Wolffet al、、前出;B11
1 iau、A、、immunol、Toda 旦:37 (1988))ので
。
TNFとINFとの相互作用は、1!康なあるいは病態生理学的な状態において
。
人体に現れる症状に大きく関連している。
サイトカイン、特にTNFと癌および感染症との関連は、しばしば宿主の異化の
状態に関連して、多くの態様をとる。癌患者に見られる。主要な、そして最も特
徴的な問題は体重の減少であり、それは、通常食欲減退と関連するものである。
それが原因となってひどく衰弱した状態は「悪液質」として知られる(概略は、
Kern、に、A、et al、、J、Parent、Enter、Nut少1
食欲減退および悪性腫瘍の成長に応じた身体の持続性ビランという症状を含む、
基礎生理学的障害はエネルギーの消費に対して食物の摂取が低下することに関係
しているかもしれない、多くの寄与因子が特定されてきているとはいえ、この共
通に観察されると共にしばしば寿命を縮めるような障害の原因は未だ正確にわか
っていない(Braunwald、E、et al、(Eds、)、Harri
son’s PRINCIPLES OF INTERNALMEDICINE
、 11th Ed、、McGraw−)(ill Book Co、、New
York、1987. Chap、78. pp、421−431)。
悪液質状態は重症の病的状態と関係があり、大多数の癌の原因である。TNFが
癌、感染症および他の異化状態における悪液質の重要な媒介物質であることを多
くの研究が示唆している。
細菌性感染症、敗血症および致命的な病気においては細菌のリポ多糖類(LPS
)または菌体内毒素が、Fjl、倦怠感1食欲減退および悪液質を含む多くの病
態生理学的症状発現の原因であると考えられていた時期があった。最近になって
。
TNFは多くの菌体内毒素の作用を擬態することが観察され、そのことから、T
NFおよびマクロファージが産するモノサイト類、特にIL−1の細胞から得ら
れる関連するサイトカインが病気の臨床的症状発現の原因であるという提言が導
かれた。菌体内毒素は、TNF (Kornbluth、S、に、et al、
。
J、Immunol、1旦ユニ 2585−2591 (1986)Jならびに
■L−1(Dinarel lo、C,A、、Rev、Infec、Dis、旦
=51−94 (1984))、インターロイキン−6(IL6)およびコロニ
ー刺激因子を含む他のサイトカインの産生と分泌とを刺激するマクロファージが
産するモノサイトの強力な活性化体である。前記サイトカインのあるものはさら
にT−リンパ球を刺激して1例えばインターロイキン−2(IL−2)(Rob
b。
R,J、、Immunol、Toda 5:203−209(1984))等の
他のサイトカインを産生させる。
モノサイトから誘導されるサイトカインは、菌体内毒素(Michie、H。
R,et al、、N、En 、Med、3上旦:1481−1486 (19
88) )、癌および他の異化状態(Norton、J、A、et at、、N
uモン性反応の媒介物質であると考えられている。興味深いことに、TNFを少
量投与することによって誘導される変化のうちには、IL2を多量に投与するこ
とによって引き起こされる変化にきわめて類似しているものがある(Remic
k、D、G、et al、、Lab、Invest、5旦: 583−590
(1987))。
ボランティアに菌体内毒素を投与すると、発熱、頻脈(tachycardia
)1代謝率の増加右よびストレスホルモンの放出を含む流感に似た急性の病気に
かかった(Revhaug、A、et al、、Arch、Sur 、上−λ3
:162−170 (1988))。(肝機能と腎機能とが正常である)癌患者
をTNFを段階的に処置して投与する(4−636μg/m” /24hr)と
いう処置を施した結果、投与量が545μg/m”/24hrを越えると、健康
なヒトに国体内毒素(4豹g/kg)を注射することによって誘発されるのと類
似した変化が起こった(Michie、H,R,et al、、 互且り五旦工
り1旦4:280−286 (1988))、このことからM i c h i
eらはTNFは敗血症および菌体内毒素の反応の主要な宿主媒介物であると結
論した。最近になって、ヒトもしくはラットに5日に渡ってTNFを静脈注射し
続けると食欲減退、液体保持、急性期反応およびマイナスの窒素収支(即ち、昔
から知られている異化の症状)が見られ、このことから、TNFが重症の病気に
かかっている間に見られる多くの変化の原因である可能性があるという結論が導
かれた(Michie、H,n、et al、、Δnn、Sur 、2旦旦:1
9−24 (1989))。癌性悪液質におけるTNFの役割に関する他のデー
タも考慮することにより、癌患者にrTNFを投与すると、C反応性蛋白質(C
RP)の増加、血清内亜鉛の減少、前腕の外向きフラックス(forearm
effluX)における総アミノ膝皿の大きな増加および他の組織によるアミノ
酸の取り込l肛の1豹
TNFやIL−1のようなサイトカインは、感染症および癌への宿主の反応と同
様に炎症反応の仲介においても主要な役割を果たす、これらサイトカインの作用
の様式はやっと解明され出したところである1本願の発明者らは結合組繊細胞に
おいてこのようなサイトカインによって誘導される一連の蛋白質と糖蛋白質とを
発見し研究を重ねてきた。研究の結果として、本願の発明者らは、このような、
TSG蛋白質と呼ばれるサイトカインが誘導する蛋白質もしくは糖蛋白質、また
はそれから得られるペプチドのような機能性誘導体、およびこれらのTSG蛋白
質もしくは糖蛋白質に固有の抗体が、数多くの診断および治療手続に利用するこ
とが出来るのではないかと考えた。これら蛋白質、該蛋白質をコードするDNA
およびその機能性誘導体は、慢性の炎症状態、特にリューマチ様関節炎を含む上
記の型のサイトカインの作用と関連する多くの病気、感染症および敗血症、なら
びに癌の治療において有用である。
特に、本発明はTSG−6と呼ばれるサイトカインが誘導する蛋白質もしくは糖
蛋白質またはその機能性誘導体を提供し、前記蛋白質の分子が天然に産するもの
であるときは元来付随している他の蛋白質もしくは糖蛋白質から実質的に分離し
ているものを提供する。前記蛋白質分子の完全なものは、外見1約32kDaの
分子量を有し、SEQ ID No:2のアミノ酸配列を有する。グリコジル化
した形態では、前記糖蛋白質は約38−41kDaの範囲の分子量を有している
ようである。
本発明は、さらに、TSG−6もしくはその機能性誘導体をコードするDNA分
子に関し、該DNA分子が天然に産するときは1元来付随している他のヌクレオ
チドの連鎖、特に隣接する連鎖から実質的に分離しているものに関する。好まし
い態様においては、前記DNA分子はSEQ ID NO:1のヌクレオチド配
列を有する。本発明のDNA分子はゲノミックDNAまたはcDNAであり、単
鎖または二重鎖であればよい。
本発明はプラスミドのような発現伝達体としてのDNA分子を提供し、さらに、
該DNA分子によって形質転換した(transformed)、または形質転
位した(trans fected)宿主の細胞を提供する。宿主は、酵母およ
び哨乳類の細胞を含む、細菌または真核性の細胞であればよい。
さらに、元来付随している他の蛋白質もしくは糖蛋白質から実質的に分離してい
るTSG−6蛋白質もしくは糖蛋白質、またはその機能性誘導体の製造方法も本
発明に含まれる。前記方法は、(a)培養条件下で前記蛋白質を発現し得る宿主
細胞を培養し、(b)前記蛋白質または襟能性誘導体を発現し、(C)培地から
前記蛋白質または機能性誘導体を回収するステップを含む。
本発明はさらにII記TSG−6に固有の抗体またはそのエピトープに関する。
好ましい抗体は雛−クローン性の抗体である。
さらに、本発明によって、生物学的試料中のTSG−6蛋白質の存在を検出する
方法も提供される。該方法は、(a)TSG 6蛋白質を含んでいると思われる
生物学的試料に該蛋白質と結合し得る分子を接触させ、(b)該分子のうちに前
記蛋白質と結合しているものがあるか否かを検出する、というステップを含む、
この方法を行うのに好ましい分子は抗体または抗体断片であり、最も好ましくは
単一クローン性の抗体である。そして、好ましい検出方法は免疫検定である。
本発明は、さらに、正常なまたは突然変異体のTSG−6蛋白質をコードする核
酸が被検者に存在することを検出する方法も含む、該方法は、(11)被検者か
ら得た細胞、その抽出物またはその培養上清を、雑種形成状態下で正常なまたは
突然変異体のTSG−6蛋白質の少なくとも一部分をコードするオリゴヌクレオ
チドプローブと接触させ、(b)該プローブの、前記細胞の核酸との雑種形成を
測定することによって前記核酸の存在を検出する。
というステップを含む、さらに、この方法は、ステップ(a)の前に、TSG−
6蛋白貢をコードする細胞のDNAの量を増やすというステップを有していても
よい。
本発明は、またさらに、細胞中のTSG−6蛋白質の発現の誘導を測定する方法
に間する。該方法は、
(a)前記細胞をTSG−6蛋白質の発現を誘導し得る物質と接触させ。
(b)雑種形成状態下でTSG−6蛋白質の少なくとも一部分をコードするオリ
ゴヌクレオチドプローブとの雑種形成によって前記細胞中のTSG−6蛋白質を
コードするm RN Aの量を測定し、(c)前記細胞中のTSG−6mRNA
の量と前記誘導物質と接触させなかった細胞中のTSG−6mRNAの量とを比
較する。
というステップを含む、(C)ステップにおいて、TSG−6mRNAの量が増
えているということは、誘導が起こったことを示す。
本発明によるTSG−6蛋白質の発現の誘導を測定する他の方法は、(a)前記
細胞をTSG−6蛋白質の発現を誘導し得る物質と接触させ、(b)TSG−6
蛋白質を測定する方法として上記の方法を使用し、好ましくは免疫測定法により
、細胞の抽出物または上演中のTSG−6蛋白質の皿を測定し。
(cl細胞の抽出物または上清中のTSG−6蛋白質の鼠と、前記誘導物質と接
触させていない細胞の抽出物または上清中のTSG−6蛋白質の量とを比較する
。
というステップを含む、(C)ステップにおいて、TSG−6蛋白質の量が増え
ているということは、誘導が起こったことを示す。
本発明は、ある細胞においてTSG−6蛋白質の発現を誘導し得る化合物を特定
する方法にも用いることが出来る。その方法は、(a)該細胞を被検化合物と接
触させ。
(b)上記の2つの方法のりものいずれかによってTSG−6mRNAの誘導を
測定し、それによって前記化合物がTSG−6蛋白質の発現を誘導するかどうか
を特定する。
というステップを含む。
本発明は、ある細胞のTNFまたはIL−1に反応する能力を測定する方法を提
供する。該方法は。
(a)その細胞を、FS−4細胞においてTSG−6遺伝子の発現を誘導し得る
量のTNFと接触させ。
(b)上記の2つの方法のうちのいずれかによってT S G −6m RN
AまたはTSG−6蛋白質の発現が誘導されたかどうかを測定し、それによって
前記細胞のTNFに反応する能力を測定する、
というステップを含む。
区亙Ω皿単久説用
図1は、TNFで処理されたFS−4細胞における8種のTSGをコードするc
DNAに対応するmRNAの誘導を示すノーザンプロットである。成長を阻止し
た複数のFS−4細胞をOhでTNF (20ng/ml)に接触させた。それ
ぞれ異なる時間が経過した後に、破損されていない細胞からRNAが単離され、
ホルムアルデヒド−アガロースゲル上で単離されたRNAを分画し1分画したR
NAをゼータプローブプロット膜に移し sapでラベルしたTSGcDNAの
各インサートとのハイブリッドを形成した。各17−ンに等量のmRNAが負荷
されたかどうかを確認するために、プロットの大部分も、約1.0kbの不変m
RN Aに特異的に反応するampでラベルしたpHe7によってcDNAの
インサートの内部を探査した。
図2は、TNFによって誘導される8種のTSGmRNAの誘導の動きを示す一
連のグラフである。図1に示されているノーザンプロットのオートラジオグラム
をレーザー比重計で走査した。各mRNAごとに、100%の誘導が示せるよう
に最高密度帯を標準化した。
図3は、TSG−6cDNAのヌクレオチド配列と演鐸されたアミノ酸配列を示
す、ヌクレオチドとアミノ酸との残基は主要なオーブンリーディングフレームの
最初のメチオニンから番号を付けた。シグナル配列と推定される部分に下線(太
線)を付した。窒素原子に結合したグリカンが糖鎖を形成する可能性がある位置
には二重破線を付した。コンドロイチン硫酸が結合し得る位置とコンセンサス配
列は環マークのついた破線で示した。前記mRNAを破壊するコンセンサス配列
モチーフATTTA(Shaw、G、et al、、cell 46:659(
1986))にもマークを付け(細線)、ポリアデニル化シグナル<−−−−−
)はアンダーラインを付した。
図4は、前記TSG−6蛋白質の二次構造の推定概要図である。考えられるシグ
ナルペプチド配列、ならびに、軟骨結合蛋白質/プロテオグリカンコア/リンパ
球ホーミングレセプターであるCD44およびC1r A鎖に相同する部位が示
されている。N−糖鎖を形成し得る2つの位置(丸と棒)とコンドロイチン硫酸
結合の装置(アステリスクと棒)も示した。
図5のAは2ヒトリンパ球ホーミングレセプターCD44/Hermes、ラッ
トの軟骨結合蛋白質およびラットのプロテオグリカンコア蛋白質の公知の配列は
推定されるTSG−6蛋白質の配列に対応する。58.82.103右よび12
7番のシスティンは、前記4つの配列全てに保持されていることに注意せよ。
図5のBは相補成分のα−フラグメント、即ちC1rと共にTSG−6蛋白質の
C末端部の配列(136〜240のアミノ酸)を示している。
図6はTSG−6細菌発現ベクターの概要図を示す0図6のAは、TrpEとT
SG−6との融合蛋白質の発現ベクターであるpATH−TSG−6を示す。
図68はMS2とTSG−6との融合蛋白質の発現ベクターであるpEX−TS
G−6を示す。
図7は、TrpEとTSG−6との細菌融合蛋白質の発現と精製とを示すゲルパ
ターンである。pATH−21またはpATH−TSG−6で形質転換した旦、
coli HBIOI細胞は3−β−インドールアクリル酸で誘導した。全細胞
のライゼートは5O5−PAGE (10%)とクーマシーブルーで着色した蛋
白質で分析した。
レーンl:24時間の誘導後、pATH−21で形質転換した細胞の全細胞抽出
物
レーン2と3:3時間(レーン2)または24時間(レーン3)や誘導後、pA
TH−TSG−6で形質転換した細胞の全細胞抽出物レーン3に示されている細
菌の可溶性蛋白質の7M尿素抽出物は調製した5DS−PAGEで分画した。T
rpEとTSG−6との融合蛋白質は2回の電気溶出によって精製され、5DS
−PAGE (10%)によって分析した。
レーン4:′Fn回の溶出液(20μg)レーン5.613よび7:第2回の溶
出液(それぞれ、50ug、20μgおよび5回g)
レーンM:kDaで示されたMwを有するマーカー蛋白質図8は、MS2とTS
G−6との細菌融合蛋白質の発現と精製を示すゲルパターンテあ6.pEX−T
SG−6で形質転換したE、coli K12本H*T「p細胞は高温で誘導さ
れた(42℃)。非誘導(28℃)および誘導(42℃)細胞からの全ライゼー
トは図6で行ったように分析した。
レーンl:誘導前の全細胞ライゼート
レーン2:誘導後の全細胞ライゼート
レーン3〜6・調製した5DS−PAGEのゲル切片から電気溶出した融合蛋白
質(それぞれ、5.to、20および50μg)図9はTsG−6(7)発現ベ
クターであるpSV−TSG−6(図9A)およびpMAM−TSG−6C図9
B)の概要図である。
図1Oは様々な安定したトランスフエクタント中でのTSG−6mRNAの発現
のノーザンプロット分析を示す、左図はpSV−TSG−6で形質移入した細胞
のプロットを示す。右図はpMAMneo−TSG−6で形質移入した細胞のプ
ロットを示す。
図11は、様々な細胞系におけるTSG−6mRNAのTNFによる誘導のノー
ザンプロット分析を示す、TNF (201g/m 1 )を融合性細胞に添加
した。4時間後に全RNAを抽出し、ノーザンプロット分析にかけた。rCTL
(controNJはTNFによる処理を行っていないことを示し、rTNF」
はTNFによる4時間の処理を行ったことを示す。以下の細胞について試験を行
った。
FS−4:正常なヒト2倍体包皮繊維芽細胞GM−637: SV40で形質転
換した2倍体繊維芽細胞系LI937 :細網肉腫からのヒトマクロファージ様
細胞系A637 :ヒト横紋筋肉腫細胞系
HUVEC:ヒト請静脈内皮細胞
A349 :ヒト肺癌細胞系
Co1o205:ヒト大腸腺癌細胞系
HT29:ヒト大腸腺癌細胞系
MEL: SK−MEL−19、皮膚悪性黒色腫細胞系図12は、繊維芽細胞と
形質転換繊維芽細胞系におけるTSG−6mRNAのTNFによる誘導のノーザ
ンプロット分析を示す、TNF (20ng/ml)を融合性細胞に添加した。
全RNAを抽出してノーザンプロット分析にかけた。
FS−48およびFS−49は異なる提供者からの正常なヒト2倍体包皮繊維芽
細胞である。WI−38は正常なヒト2倍体胎児肺繊維芽細胞系である。WI−
38VA13は5V−40で形質転換したWl−38細胞系である。FS−4(
SVI)、FS−4(SV2)およびFS−4(SV3)は、前記SV40巨大
T抗原をコードするDNAを含むpSV3−neoプラスミドでのりボフエクジ
ョンによってイモータライズ(immortal i zed)されたFS−4
細胞である。
図13は、FS−4細胞または形質移入したGM−637細胞の無血清培養の濃
縮上演のウェスターンプロットを示す6図Aでは、イムノアフィニティークトマ
トグラフィーによって精製された抗TSG−6抗体を用いてバンドを展開した。
図Bでは、同じウサギから採取したプレイミューン(pre−immune)血
清を同様に精製したものでバンドを展開した。
レーンl:予め染色した分子量標準体
レーン2 : pR3Vneo (GN4)で形質移入したGM−637細胞の
上清レーン3 : TSG−6cDNA (GSV−L5)で形質移入したGM
−637細胞の上清
レーン4:未処理FS−4細胞の上清
レーン5 :TNF (20ng/ml)で24時間誘導したFS−4細胞の上
清レーン6:ビオチン化した分子量標準体図14は、TSG−6蛋白質をGSV
−15細胞の培養上演中に検出することが出来るが、細胞ライゼート中には検出
することが出来ないことを示すウェスターンプロット図である。TSG−6cD
NAによって形質移入したGM−637細胞(GSV−L5細胞)の無血清培養
の上演および対照用に形質移入したGSV−neo細胞の上清を100倍に濃縮
した。また、ライゼートを調製するために、細胞を5DS−PAGE試料緩衝液
中で直接溶解した。これら試料は親和性精製した抗TSG−6抗体を用いてウェ
スターンプロット分析を行った。
レーンl:予め染色した分子量標準体
レーン2:GSV−neo細胞の濃縮した上清レーン3 : GSV−L5細胞
の濃縮した上清レーン4:GSV−neo細胞のライゼートレーン5 : GS
V−L5細胞のライゼート図15は、セファローゼに結合したヒアルロン酸(H
A)にTSG−6蛋白質が結合していることを示すウェスターンプロット図であ
る。GSV−L5細胞(無血清)の濃縮上漬け、バッチ式で、対照用のセファロ
ーゼ(DECで活性化し、酢酸でブロックした)(レーンl、2)またはIIA
−セファローゼ(レーン3.4)のいずれかで培養した。溶出液(レーン2.4
)と同様に上清(レーンl、3)も抗TSG−6抗体を用いたウェスターンプロ
ットによって分析した。
レーン1:対照用セファローゼに吸収させた後の上清レーン2:対照用セファロ
ーゼからの溶出液レーン3:HA−セファローゼに吸収させた後の上清レーン4
:HA−セファローゼからの溶出液図16は、ヒアルロン酸(HA)−セファロ
ーゼカラムから溶出したTSG−6蛋白質のウェスターンプロット分析を示す、
10%のウシの胎児の血清を用いた培養液で培養したGSV−L5細胞の濃縮し
てない上清をHA−セファローゼカラムに吸収させ、pH8,5の高濃度含塩緩
衝液であるトリス−HClで溶出した。溶出液は親和性精製した抗TSG−6抗
体を用いたウェスターンプロットによって分析した。
図17は、軟骨の軟骨細胞におけるプロテオグリカンの放出へのTSG−6蛋白
質の関わりについての仮説モデルを示している。
発明の好適な態様の詳細な説明
腫瘍壊死因子(TNF)によってヒトFS−4繊維芽細胞中で活性化された多く
の遺伝子は、本発明によってrTNF−刺激遺伝子」 (以下においてTSGと
略する。)と命名された。そのような遺伝子、右よびそれらがコードする蛋白質
及び糖蛋白質が、より一般的にはTNF、IL−1およびある場合にはインター
フェロンを含むサイトカインによって誘導される。蛋白質、ペプチド断片などの
機能性誘導体(fnctionai derivative)および蛋白質に対
する抗体が、そのようなサイトカイニンの活性または不活性が疾病と病態生理学
に関連する状態とに対する処置および総断に対する重要な多くの方法において、
有益である。そのような疾病として、リウマチ様関節炎、癌、および、特にグラ
ム陰性バクテリアによる感染症がある0本発明は、いずれもTSG−6と称され
るこれらの遺伝子のひとつとその蛋白質産生物とに関する0本発明は、TSG−
6DNA、mRNA、bよび実質的に純粋な形態の蛋白質、ペプチド断片のよう
な蛋白質の機能性誘導体、蛋白質に対して特異的な抗原、DNA、mRNA配列
よび蛋白質の産生方法、これらの分子を上述した疾病状態の診療、治療および研
究に使用する方法を提供する。
「実質的に純粋(subatantilly pure)Jとは、他の蛋白質、
DNA配列、またはmRNA配列をそれぞれ実質的に含まず、またはそれと共に
天然に通常に見出される他の汚染物を実質的に含ず、かつそれ自体天然に見出さ
れない形態で存在する、本発明のいかなる蛋白質またはペプチド、またはいかな
る蛋白質またはペプチドをエンコードするいかなるDNAまたはmRNA配列を
意味する。
「実質的に他の蛋白質を含まない」とは1本来的に関与している他の蛋白質およ
び糖蛋白質の1重量ベースで少なくとも90%以上が、また所望するときには少
なくとも99%以上が精製除去され、それ故にそれらを実質的に含んでいないこ
とを意味する。そのような精製除去は、TSG−6蛋白質を発現しまたは含有す
るその細胞1組織または液を、蛋白質精製技術たとえば、抗体たとえば蛋白質に
対して活性なモノクローナル抗体(mAb)のような抗体を保持する免疫吸着剤
カラムに供することにより達成することができる。TSG−6はヒアルロン酸に
結合するという事実により、TSG−6蛋白質または糖蛋白質は、ヒアルロン酸
が結合している親和性カラムを使用することによって精製されることができる。
また、精製は、硫酸アンモニウム沈殿法、モレキエラーシーブクロマトグラフ法
およびイオン交換クロマトグラフ法などの標準方法の組みあわせによって、達成
されることができる。
本発明の方法は、正常のまたは突然変異のTSG−6遺伝子を同定し、または、
細胞または組織に付随された、または細胞により分泌されたTSG−6蛋白質の
存在またはその量を測定することに使用される。そのような方法は、(a)リウ
マチ様関節炎に伴う特別のプロテオグリカン損傷に右ける炎症状態、(b)グラ
ム陰性バクテリア感染、および(c)白血球癒着に付随する疾患に対する感受性
またはその存在の同定に使用されることができる。
一つの態様において1本発明は1元々付随しているヒト起源の不純物を実質的に
含んでいない、自然に存在するTSG−6蛋白質または糖蛋白質に関する。
本発明のTSG−6蛋白質は、生化学的にまたは物理化学的に1種々の細胞また
は組織源から精製されることができる。自然に存在するTSG−6蛋白質の調製
のためには、結合組繊細胞たとえば繊維芽細胞がより好ましい、また、固相支持
体上の所望された配列のポリペプチドの合成方法および支持体からのそれらの次
の分離法は良く知られている。
TSG−6遺伝子は単離され、または合成されることができるので、所望すると
きには、TSG−6ポリペプチド、またはその機能性誘導体は、原核生物中の哺
乳類起源の他の蛋白質または糖蛋白質、または非哺乳類性真核生物中の蛋白質ま
たは糖蛋白質を実質的に含有しないで5合成されることができる1本発明によっ
て意図されるように、+*乳類細胞たとえばトランスフェクトされたGM−67
中で組み替え手段により産生されたTSG−6蛋白質または糖蛋白質分子は、自
然に存在する蛋白質配列またはその機能性誘導体(functional de
rivative)のいずれかである、自然に存在する蛋白質または糖蛋白質は
組み替え技術により産生される場合には、それは、本来的に付随する他の蛋白質
および糖蛋白質を実質的に含まずに提供される。
本発明の好ましい使用は、抗体に結合し、ヒアルロン酸に結合するなどの生物学
的活性をなお保持しているTSG−6分子の断片の、化学合成またはDNA組み
替え技術による産生である0本発明の方法のいくつかのためのより短いペプチド
の有益性の中でも、(1)より大きな安定性と広汎性、および(2)より少ない
免疫原性が挙げられる。ここで議論されるように、本発明におけるTSG−6蛋
白質またはペプチドは、たとえば免疫原性の低減、溶解度の増進または出産の強
化、または浄化(e l earance)または分解変質の阻止などの薬剤設
計の目的のためにさらに修飾される(mod i f i ed)ことができる
。
また、TSG−6蛋白質、およびここに述べられた全ての使用のための同様な生
物的活性を有するTSG−6蛋白質の機能性誘導体の可溶化形態も、本発明の範
囲内に含まれる。TSG−6転写から誘導されたTSG−6の全ての活性化体お
よびTSG−6活性を有する全ての突然変異蛋白質もまた本発明の範囲内に含ま
れる。
機能性誘導体とは、TSG−6の[断片」、「突然変異体J、「類似体(Ana
log)Jまたは「化学的誘導体」を意味する0機能性誘導体は、本発明にした
がってその有用性を発揮するTSG−6の官能性を少なくとも有する部位を保持
する。
TSG−6蛋白質の「断片」は、分子のいずれのサブセットすなわちより短いペ
プチドである。
TSG−6の「バリアント」は、ペプチド全体またはTSG−6の断片のいずれ
かに実質的に類似の分子を指す、バリアントペプチドは、当業者に公知の方法を
使用してバリアントペプチドの直接化学合成により都合良く調製されることがで
きる。
また、ペプチドのアミノ酸配列バリアントは5合成されたペプチドをコードする
DNA中の突然変異によって調製されることができる。そのようなバリアントは
、たとえば、アミノ酸配列内の残渣かもの脱離、または挿入、または置換を含む
。脱離、挿入および置換のいかなる組みあわせもまた、最終コンストラクト(c
ons truc e)が所望の活性を有するという条件下で、その最終コンス
トラクトに到着するように行われる。自明なこととして、バリアントペプチドを
コードするDNA中で発生するであろう突然変異は、読み取り枠を変えてはなら
ず、そして好ましくは、第二次mRNAを生成することのできる補足的な領域を
生成しないであろう(参照、European Patent Public−
ation No、EP75,444)。
をコードするDNA中におけるヌクレオチドの部位限定的(s i te−de
rected)突然変異生成、それによってバリアントをコードするDNAを生
成し、その後に組み替え細胞培地中でDNAを発現することにより調製される。
バリアントは典型的には、非バリアントペプチドと同様の、定性的生物学的活性
を示す。
一般には、ここにおいて部位限定的突然変異は、関連するペプチドをコードする
DNA配列をその配列内に含む一本鎖ベクターを最初に得ることにより達成され
る。所望された突然変異配列を有する糖蛋白質プライマーが、たとえばrCre
a et al、、Proc、Natl、Acad、Sci、(LJSA)75
: 5765 (1978)Jの方法によって、一般的に合成的に調製される
。このプライマーは、その後、ベクターを有する一本鎖蛋白質配列でアニールさ
れ、およびE、Co11ポリメラーゼ ■ フレノウ(klenow)断片のよ
うなりNA合成に供されて突然変異を有する鎖の合成が完成する。そのように2
第二の鎖中の突然変異した配列が、所望された突然変異を発生させる。このヘテ
ロ二本鎖は、その後適当な細胞を形質転換するために使用され、そして、突然変
異配列配置を有する組み替えベクターを含むクローンが選択される。この突然変
異した蛋白質領域は、蛋白質産生のための適当なベクター、一般には、適当な宿
主の形質転換のために用いられることのできるその種の発現ベクターで除去され
および置き換えられることができる。
また1通常のまたはバリアントTSG−6蛋白質をコードするDNAは、相同的
組み替え技術によって改変されることができる。その相同的組み替え技術は、タ
ーゲットとする遺伝子が転写活性遺伝子内で突然変異を誘発し、または突然変異
を修正するための、過去数年間の内に発達した技術である(参照、Kucher
lapati、 L二旦エエ1旦 Nucl、Ac1d Res、and M。
1、Biol、ユ旦:301 (1989))、相同的組み替え技術は、補乳類
ゲノムの特異な領域に特別な突然変異を誘起するための方法として(参照、To
mas et al、、Ce1l、44+419−428.1986;Thom
aSおよびCappeChi、Cel l l1:503−512 (1987
);Doetschman et al、、Proc、Natl、Acas、S
ci。
址旦Δ 85 : 583−8587 (1988)’)、または欠損遺伝子内
で特別な突然変異を修正するための方法として(参照、Doetschman
et al、、Nature 3旦0 : 576−578 (1987) )
発達した。相同的組み替えについての上記引用の内容はそれを参照することによ
ってこの明細書中に組み入れられる。
末端挿入の例は、組み替え体宿主から成熟したペプチド分子の分泌を促進するた
めに、異形であろうと相同であろうと、ペプチド分子のN末端にシグナル配列を
融合することを含む。
バリアントの他のグループは、ペプチド分子中の少なくとも1個の、好ましくは
唯一のアミノ酸残渣が除かれ、そして異なる残渣がその場所に挿入されたもので
ある。そのような置換が好ましくは、ペプチド分子の特性を細かく修飾する(m
odulate)ことが望まれるときに以下のリストに従って、行われる。
機能的な、または免疫学的な特性における実質的な変化が、上記リストに右ける
al換よりもより保存的でない置換を選択することにより、すなわち、(a)置
換の領域におけるペプチドバックボーンの構造たとえばシート構造または螺旋構
造、(b)目標サイトでの分子の電荷または疎水性、または(c) IIN鎖の
嵩高さを維持する効果において著しく相違する残基を選択することにより1作り
出される。一般に実質的な変化を生起すると期待される置換は、(a)グリシン
および/またはプロリンが他のアミノ酸によって置換されるか、または削除され
るか。
または挿入されこと; (b)親木性残基たとえばセリルまたはスレオニルが疎
水性残基たとえばロイシル、イソロイシル、フェニルアラニル、バリル、または
アラニルのために(またはそれによって)置換されること; (C)システィン
残基がいかなる他の残基のために(またはそれによって)置換されること: (
d)電電的陽性の側鎖を有する残基たとえばリシル、アルギニルまたはヒスチヂ
ルが電気的陰電荷を有する残基のために(またはそれによって)置換されるとと
;または(e)嵩高い側鎖を有する残基たとえばフェニルアラニンがそのような
嵩高い側鎖を有しない残基たとえばグリシンのために(またはそれによ)て)W
換されること、である。
たいていの削除および挿入、ならびに特に置換は、ペプチド分子の特性に急激な
変化をもたらすと期待されない、しかしながら、置換、削除または挿入の正確な
効果をそれを行うに先立って予期することが困難であるとき、当業者は、その効
果が日常的なスクリーニング分析法により評価されるであろうと認識するであろ
う、たとえば、TSG−6バリアントが1部位特異的な(s i te−spe
si f i c)突然変異生成またはTSG−6でコードする核酸の相同的組
み賛え、組み替え細胞培地中でのバリアント核酸の発現、および要するときには
、細胞培地からの精製たとえば抗体を含有するカラム上におけるイムノアフィニ
ティー吸着によって、典型的に作られる。
TSG−6蛋白質の「類似体」は、分子全体またはその断片のいずれかと実質的
に同様の非天然の分子である。
5G−6蛋白質の「化学誘導体」は1通常は蛋白質の一部ではない付加的な化学
的部分を含有する。ペプチドの共有結合性修飾が本発明の範囲内に含まれれる。
そのような修飾が、ペプチドの標的アミノ酸残基と、選択された側鎖または末端
残基と反応することのできる有機誘導剤と反応させることにより分子中に導入さ
れることができる。
システイニル残基が、もっとも一般的にα−八へアセテート(右よび相当するア
ミン)だと^ば2−クロロ酢酸、またはクロロアセトアミドと反応してカルボキ
シメチルまたはカルボキシアミドメチル誘導体を生成する。システイニル残基は
またプロモトリフルオロアセトン、α−ブロモ−β−(5−イミドジイル)プロ
ピオン酸、クロロアセチルホスフェート、N−アルキルマレイミド、3−ニトロ
−2−ピリジル ジスルフィド、メチル 2−ピリジル ジスルフィド、p−ク
ロロ安息香酸水銀塩、2−クロロマー上エリニトロ二トロフェノール、またはク
ロロ−7−二トロベンゾー2−オキサ−1,3−ジアゾールとの反応によって誘
導される。
ヒスチジル残基が、pH5,5〜7.0でジエチルプロカーボネート(d i
ethy l procarbonate)との反応によって誘導される。なぜ
なら。
この試薬はヒスチジル側鎖に比較的に特異的であるからである。p−ブロモフェ
ナシル プロミドはまた、反応がpH6,0でO,IMのカコジル酸ナトリウム
で好適に達成されるから、有益である。
リシニルおよびアミノ末端残基は、コハク酸または他のカルボン酸無水物と反応
する。これらの試薬による誘導は、リシニル残基の電荷を逆転させる効果を有す
る。α−アミノ基含有残基を誘導するための他の適当な試薬は、メチル ピコリ
ンイミデートなとのイミドエステル;ビリドキサルホスフエート、ビリドキサル
;りロロボロハイドライド:トリニトロベンゼンスルホン酸;0−メチルイソウ
レア:2.4−ペンタンジオン;およびトランスアミナーゼで触媒されたグリオ
キサレートとの反応を含む。
アルギニル残基が、一つまたはいくつかの従来の試薬、とりわけフェニルグリオ
キサール、2,3−ブタンジオン、1.2−シクロヘキサンジオン、P5よびニ
ンヒドリンとの反応によって修飾される。アルギニン残酸の誘導には、グアニジ
ン官能基の高いpKaのために、反応がアルカリ条件下で行われることを要する
。さらに、これらの試薬はアルギニンε−アミノ基と同様にリシンの基と反応す
ることができる。
チロシル残基の特異な修飾は、特別なラベルをチロシル残基に芳香族ジアゾニウ
ム化合物またはテトラヒドロメタンとの反応によって導入する特別な興味をもっ
て、それ自体広汎に研究されてきた。もっとも一般的には、N−アセチルイミジ
ゾル(N−acetyl 1m1dizol)およびテトラニトロメタンが。
0−アセチル チロシル種および3−ニトロ誘導体をそれぞれ形成するために使
用される。
カルボキシル側鎖(アスパルチルまたはグルタミル)が、カルボジイミド(R’
−N−C−N−R’ )たとえばl−シクロへキシル−3−(2−モルホリニ
ル−(4−エチル)カルボジイミドまたはl−エチル−3−(4−アゾニア−4
,4−ジメチルペンチル)カルボジイミドとの反応によって1選択的に修飾され
る。さらに、アスパルチルおよびグルタミル残基が、アンモニウムイオンとの反
応によって、アスパラギニルおよびグルタミル残基に転換される。
グルタミニルおよびアスパラギニル残基がしばしば脱アミノ化されて相当するグ
ルタミルおよびアスパルチル残基になる。また、これらの残基は温和な酸性条件
の下に脱アミド化される。これらの残基のいずれかの形態が本発明の範囲内にあ
る。
二官能性試薬による誘導が、水不溶性支持マトリックスまたは他の巨大分子担体
にペプチドを架橋させるために役立つ、一般的に使用される架橋剤には、たとえ
ば1.1−ビス(ジアゾアセチル)−2−フェニルエタン、グルタルアルデヒド
、N−ヒドロキシスクシンイミド エステルたとえば4−アジドサリシリツク酸
とのエステル、たと^ば3,3°−ジチオビス(スクシン−イミジルプロピオネ
ート)のようなジスクシンイミジルエステルを含むホモニ官能性イミドエステル
、およびビス−N−マレイミド−1,8−オクタンのような二官能性マレイミド
を含む。メチル−3−[(p−アジドフェニル)ジチオ]プロピオイミデートの
ような誘導試薬が、光の存在下に架橋を形成することのできる光活性な中間体を
生成する。また、シアノーゲン臭素活性炭水化物(cyanogen br。
m1do−activated carbohydorates)のような反応
性水不溶性マトリックス右よびUS Patent No53.969,287
.3,691,016.4,195,128.4,247,642.4,229
.537および4,330,440に記載された反応性基質t!s、蛋白質の固
定に用いられる。
他の修飾は、プロリンおよびリジンの水酸化、セリルまたはスレオニル残基の水
酸基のリン酸化、リジン、アルギニンおよびヒスチジン側鎖のα−アミノ基のメ
チル化(参照、T、E、Creighton、Protein上5tructu
re and Mo1ecule Pro erties、W、H,Freem
an & Co、、San Francisco、pp79〜86 (1983
))、N−末端アミンのアセチル化、およびある場合にはC−末端のカルボキシ
ル基のアミド化を含む。
そのように誘導された部分は、溶解性、吸着性、生物学的半減期などを改善する
ことができる。その部分は、また、蛋白質の好ましくないいかなる副作用をも除
き、または弱めることができる。そのような効果をもたらすことのできる部分5
ton、PA (1980)に開示されている。
DNAの組み替え技術の一般原理を発表している基準参照的研究として、Wat
son、J、D、et al、、Mo1ecular Biolo 。
f the Gene、Volumes rおよび■、The Benlami
n/CuCumm1n Publishing Company、Inc、、p
ubl 1sher、Menlo Park、CA (1987);Darne
l l、J、E、 et al、、Mo1ecular Ce1l Biolo
。
5cientific American Books、Inc、、publi
sher、New York、N、Y、(1986);Lewin、B、M、。
Genes II、John Wilely & 5ons、publishe
rs、Nwe York、N、Y、(1985);Old、R,w、、 et
al、、Pr1nci les of Gene Mani ulation:
An Introduction to Genetic En 1neeri
nz、2d edition、University of Ca1ifoln
ia Press、publ 1sher、Berkeley、CA (198
1);およびSambrook、J、et al、、Mo1ecular C1
onin :A Labolator Manual、Co1d Spring
Harbor Laboratory+ Co1d Spring Harbo
r、NY (1989)がある、これらの参照文献の内容は、これによってこれ
を参照することによりこの明細書中に組み入れられる。
「クローニング」は、特別な遺伝子または他のDNAをベクター分子にインサー
トする生体外組み替え技術の使用を意味する。所望の遺伝子を成功裡にクローニ
ングするために、DNA断片を発生させ、その断片をベクター分子に結合し、複
合DNA分子をそれが副生することのできる宿主細胞中に導入し、J3よび受容
体宿主細胞から目標遺伝子を有するクローンを選択する方法を用いることが必要
である。
rcDNAJは、RNA依t#DNAポリメラーゼ(逆転写酵素)の作用により
RNA鋳型から産生された相補的またはコピーDNAを意味する。このような「
cDNAクローン」は、クローニングベクター中に運び込まれた目的とするRN
A分子に相補的な二重鎖DNA配列を意味する。
rcDNAライブラリー」は、生物の全体的に発現可能なゲノムからなるcDN
Aインサートを含組み替えDNA分子の集積を意味する。そのよりなcDNAラ
イブラリーは、当業者に公知の方法およびたとえばSambrookら(同上)
に記載された方法により調製されることができる。一般に、RNAは、特別な遺
伝子をクローニングすることが望まれるその生体細胞から最初に単離される。
本発明の目的に取って好ましいのは哺乳類、より好ましくはヒトの細胞株である
。
TSG−6配列の部分を示すオリゴヌクレオチドは、相同遺伝子の存在をスクリ
ーニングするために、およびそのような遺伝子をクローニングするために有効で
ある。そのようなオリゴヌクレオチドを合成するための技術が、Wu、R。
et al、、Pro 、N1c1.Ac1d、Res、Mo1ec、Bi。
上、ス1 :101−141 (1978)に開示されている。
遺伝子コードが退化するので、1以上のコドンが特別のアミノ酸をコードするた
めに使用されることができる(参照、Watson、J、D、In:Mo1ec
ular Btolo of Gene、4th Ed、、Benjamin/
CuCumm1n Publishing Co、、Inc、、Menlo P
ark、CA (1987))。遺伝子コードを使用することにより、−または
それ以上の異なるオリゴヌクレオチドが同定されることができる。そして、それ
らの各々はアミノ酸をコードすることができる。特別なオリゴヌクレオチドが現
実のxxxをコードする事実上の配列からなるであろうという見込みが、異常な
塩基対関係と特別なコドンが真核性細胞中で(特別なアミノ酸をコードするため
に)実際に使用されるその配列とを考慮することにより、推定されることができ
る。そのような[コドン使用頻度則J (codon usage ruleS
)が、Lathe、R,at al、、J、Mo1ec、Biol、、l1:
t−t2 (1985)に開示されているe L a t h eの「コドン使
用頻度則」を使用することにより、TSG−6配列をコードすることのできる「
もっとも可能な」ヌクレオチド配列を有する。単一のオリゴヌクレオチドまたは
一組のオリゴヌクレオチドが同定される。
しばしばアミノ酸配列がたった一個のオリゴヌクレオチドによりコードされるこ
とができるにもかかわらず、しばしばアミノ酸配列がいかなる一組の同様なオリ
ゴヌクレオチドによりコードされることができる0重要なことに、この−組の全
ての構成員が、TSG−6ペプチド断片をコードすることのできるオリゴヌクレ
オチドを含み、および、そのように、ペプチド断片をコードする遺伝子のように
いくつかのオリゴヌクレオチド配列を潜在的に含んでいるのに、その−組の構成
員の一個だけが、遺伝子のヌクレオチド配列と同定されるヌクレオチド配列を含
有する。その構成員が一組の中に存在し、およびその−組の中の他の構成員の存
在下においてさえもDNAとハイブリッドすることができるから、蛋白質をコー
ドする遺伝子をクローニングするために単一のオリゴヌクレオチドを使用するの
と同じ手法で、未分画の一組のオリゴヌクレオチドを使用することができる。
TSG−6断片をコードすることのできる理論的に「もっとも可能な」配列を含
有することのできる。オリゴヌクレオチドまたは一組のオリゴヌクレオチドが、
「もっとも可能なJ配列または一組の配列をハイブリッドすることのできるとこ
ろの相補的なオリゴヌクレオチドまたは一組のオリゴヌクレオチドを同定するた
めに使用される。そのような相補的な配列を有するオリゴヌクレオチドは、TS
G−6遺伝子(同上のSambrookらを参照)を同定し、単離するためのプ
ローブとして使用されることができる。
YSG−6遺伝子の断片をコードすることができる(または、そのようなオリゴ
ヌクレオチドまたは一組のオリゴヌクレオチドに相補的である)適当なオリゴヌ
クレオチドまたは一組のオリゴヌクレオチドは、(上述の手法を使用して)同定
され1合成され、右よび、DNAに対し、またはより好ましくは、TSG−6遺
伝子を発現することのできる細胞たとえばTNF処理FS−4細胞から得られた
cDNAに対し、公知の手段によりハイブリッド形成される。
配列をコードする「もっとも可能なJTSG−6蛋白質に相補的な一本鎖オリゴ
ヌクレオチド分子は、当業者に良(知られた手法を使用して合成されることがで
きる(参照、Belagaja、R,et al、、J、Bio、Cheml
of Gene Ex ression、N1erlich、D、P、。
et at、、Eds、、Acad、Press、Ny (1976);Wu、
R、,5cience 203:614−625 (1979))、さらに、D
NA合成が、自動合成を使用して達成されることができる。核酸ハイブリダイゼ
ーション技術は、同上のSambrookら、およびHaymes、B、D、ら
によって開示されている(In:Nucleic Ac1d Hbridiza
tion A Practical A roach、IRL pRESS、W
ashington、DC(1985)参照)、その引用文献は、それを参照す
ることによりこの明細書の内容に組み込まれる。そのような技術または上記され
た同様の技術によって、ヒト アルデヒド脱水素酵素(参照、Hsu、L、C。
、et al、、Proc、Natl、Acad、Sci、USA 82:37
71−3775 (1985)のために、フィブロネクチン(Suzuki、S
、、et al、、Eur、Biol、Or an、J、4:2519−252
4 (1985))のために、ヒトエストロゲン受容体遺伝子(Walter、
P、、et et al、、Proc、Natl、Acad、Sciエ 旦旦A
旦: 7889−7893 (1985))のために、組織型プラスミノーゲ
ン活性化体(Pennica、D、、et al、、Nature301 :2
14−221 (1983))のために、およびヒト胎盤のアルカリホスファタ
ーゼに相補的なりNA (Kam、W、、et al、、Nature301:
214−221 (1983))のために遺伝子を成功裡にコードすることがで
きる。
TSG−6遺伝子をクローニングする別の方法において、発現ベクターのライブ
ラリーが、DNA、好ましくは、(TSG−6を発現することのできる細胞たと
えばTNF処理したFS−4細胞からの)cDNAを発現ベクター中にクローニ
ングすることにより調製される。それからライブラリーが、抗TSG−6抗体に
結合し、およびTSG−6蛋白質またはペプチドまたはその断片と同じアミノ酸
配列を有するポリペプチドをコードすることのできるヌクレオチド配列を有する
蛋白質を発現することのできる構成員のためにスクリーニングされる。この態様
において、DNAまたはより好ましくはcDNAが、TSG−6蛋白質を発現す
ることのできる細胞から抽出され、およびそれから精製される。精製されたCD
NAは、(剪断、エンドヌクレアーゼ消化等により)切断され、DNA断片また
はCDNA断片のプールが形成される。このプールからのDNA断片またはCD
NA断片は、その後、各構成員が単一にクローン化されたDNA断片またはCD
NA断片を有する発現ベクターのゲノムライブラリー(genomic 1ib
rary)を産生するために、発現ベクター中でクローニングされる。
「ベクター」は、その中へDNA断片がインサートされまたはクローン化される
プラスミドまたはバクテリオファージから誘導されたDNA分子である。ベクタ
ーは、−またはそれ以上の制限部位(restriction 5ite)を有
し、クローニングされた配列が再生産される特定の宿主または伝達体生物中で自
立的複製を行うことができる。
「発現ベクター」は、(適当な転写調節配列および/または翻訳調節配列の存在
のために)ベクター中でクローンされたDNA (またはcDNA)分子を発現
し、およびそれによってポリペプチドまたは蛋白質を生産することのできるベク
ターである。クローニングされた配列の発現は、発現ベクターが適当な宿主細胞
中に導入されるとき、発生する。もし原核性発現ベクターが用いられるならば、
適切な宿主細胞はクローニングされた配列を発現することのできるいかなる原核
細胞であっても良く、また、もし真核性発現ベクターが用いられるならば、適切
な宿主細胞はクローニングされた配列を発現することのできるいかなる真核細胞
であっても良い。重要なことに、真核性DNAが介在配列を有しているので、か
つ、そのような配列が原核細胞中で正確に反応することができないので、原核性
ゲノム発現ベクターライブラリー(prokaryotic genomice
xpression vector)を生産するためにTSG−6を発現するこ
とのできる細胞からcDNAを用いることが好ましい* c D N Aを調製
し、およびゲノムライブラリー(genomic l 1brary)を生産す
るためのプロセスはSambrookらの同上の文献に開示されている。
ポリヌクレオチド(DNAまたはRNA9分子の「機能性誘導体」は、TSG−
6蛋白質の「断片」または「バリアント」をコードするポリヌクレオチド分子を
意味する。それは、相補的ポリヌクレオチド分子でハイブリッドすることのでき
るような機能を保持する化学的誘導体であり得る。ポリヌクレオチド、またはオ
リゴヌクレオチドのような化学誘導体は、核酸融合検定(nucleic ac
id hybridization assays)を通じてTSG−6配列を
検出する分子プローブとして有益である。
本発明のTSG−6蛋白質またはその機能性誘導体をコードするDNA配列は、
平滑末端または付着末端による連結、望ましくない結合を避けるための適当なア
ルカリホスファターゼ処理としての相補末端の充填(filling 1nof
cohesive ends)、および適当なりガーゼによる結合を含む従来
の技術に従ってベクターDNAで組み変えられることができる。そのような操作
技術は、Sambrookらの同上の文献に開示されているし、また当業者に良
く知られている。
DNAのような核酸分子は、もし転写調節情報名よび翻訳調節情報を有する核酸
配列を有し、かつそのような配列がポリペプチドをコードする核酸配列に「作用
的に結合」されているならば、「発現可能である」と称される。操作的な結合は
1発現されようとする調節DNA配列およびDNA配列が遺伝子発現を可能にす
る方法で結合されているところの結合である。遺伝子発現に要求された調節領域
の正確な特徴は生体により変化しているが、一般的にはプロモータ領域を含む、
そしてそのプロモータ領域は、原核生物中では、RNAに転写されるときには蛋
白質合成の開始のシグナルとなるであろうDNA配列と、プロモータ(それはR
NA転写の開始に間する。)との両方を含むプロモータ領域を含む、そのような
領域は、通常、TATAボックス、キャッピングボックス、CAAT配列等の転
写上よび翻訳の開始と共に含まれた5°非コ一ド配列を含む。
蛋白質をコードする遺伝子配列に対する非コード領域3°は、上述の方法により
得られることができる。この領域は、ターミナーション右よびポリアゾニレ−ジ
ョンのような転写末端調節配列のために保持されることができる。このように蛋
白質をコードするDNA配列に自然に隣接する3°領域を保持することにより、
転写終了シグナルが提供されることができる。転写終了シグナルが発現宿主細胞
中で十分に機能的でないときには、宿主細胞中で機能的な3°領域が置換されて
も良い。
一方の配列で始まり他方の配列に拡張されて行き、二つの配列が同じRNA上に
転写され、またはRNA転写が行われるという有様で核酸分子の二つの配列が互
いに結合されているときには、核酸分子の二つの配列が「作用的に結合された」
と称される。このように、もしプロモータ配列で開始する転写が、作用的に結合
した第二配列のRNA転写に及んで行くようならば、プロモータ配列とDNAま
たはRNAのいかなる他の第2の配列とのような二つの配列が、作用的に結合さ
れている0作用的に結合するために、二つの配列が直ちに互いに隣接している必
要はない。
プロモータは、RNAポリメラーゼを結合することができ、および作用的に結合
した核酸配列の転写を促進することのできる二重鎖DNAまたはRNA分子であ
る。ここで使用されたように、「プロモータ配列」は、RNAポリメラーゼによ
って転写されるDNAまたはRNAの鎖上に見出されるところの、プロモータの
配列である。「プロモータ配列相補体J (promoter 5equenc
e complement)は、核酸分子である。そしてその核酸分子の配列は
「プロモータ配列」に相補的である。このために、−水銀となりだ「プロモータ
配列相補体」に隣接するプライマーDNAまたはRNAの拡張(extensi
on)または「プロモータ配列」の拡張によって、もしその拡張が「プロモータ
配列」または「プロモータ配列相補体」に沿って進行するならば、二重鎖分子が
産生される。この機能性プロモータは、「プロモータ配列」を有する二重鎖分子
のその鎖(右よび「プロモータ配列相補体」を有する分子の鎖ではなくて)に作
用的に結合されるところの、核酸分子の転写を指示するであろう。
あるRNAポリメラーゼは、そのようなプロモータに対して極めて大きな特異性
を示す、バクテリオファージT7.T3および5P−6のRNAポリメラーゼが
特に良(特徴付けられ、大きなプロモータ特異性を示す、これらのポリメラーゼ
の各々に対して特異的であるプロモータ配列は、また、二重鎖DNAの鋳型の二
重鎖の一本だけを使用つまり転写するポリメラーゼを指揮する。いずれの鎖が転
写されるかの選択は、プロモータ配列の配向によって決定される。この選択は、
RNAはヌクレオチド5゛−リン酸基の3°−水酸基末端に付加することにより
酵素的に重合されるから、転写の方向を決定する0本発明のプロモータ配列は、
原植生物右よび真核生物、またはウィルスに右ける配列であっても良い、適切な
プロモータは抑制性(repressible)、または、より好ましくは構成
性(constructive)である0強いプロモータが好ましい。
本発明は、真核性の発現が好ましいにもかかわらず、原核細胞または真核細胞の
いずれかにおけるTSG−6蛋白質(またはその機能性誘導体)の発現を含む。
好ましい原核性宿主は、大腸@ (E、Co l i)、バチルス(Bacil
luS)、ストレプトマイセス、シュードモナス、サルモネラ、セラチア(Se
rratia)、等を含む、もっとも好ましい原核性宿主はE、Co11である
。他の腸内細菌たとえばサルモネラティフィムリウム(Salmenella
typh imur i um)またはセラチアマルセセンス(Serrati
a marcescens)および種々のシュドモナス種が、使用されることが
できる。原核性宿主は、発現されたプラスミド内で複製単位上よび制御配列に適
合性を有していなければならない。
TSG−6蛋白質は、原核性細胞(たとえばE、Col t、B、サブチリス、
シェードモナス、ストレプトマイセス等)中で、それ自身によりまたは蛋白質融
合の部分としてのいずれかで発現されることができる。融合蛋白質としての発現
につき、それは、原核性蛋白質に、適切な読み取り枠中で結合されなければなら
ない。好ましい融合蛋白質の「パートナ−」は、E、Co11のm蛋白質、また
はバクテリオファージ蛋白質たとえばMS2ファージ(以下の例を参明)の蛋白
質である。原核性宿主中でTSG−6蛋白質(またはその機能性誘導体)を発現
するためには、配列をコードするTSG−6を機能的な原核性プロモータに作用
的に結合する必要がある。コンストラクチイブ(constructive)プ
ロモータの例として、バクテリオファージλの上ユ1プロモータ、pBR322
のβ−ラクタマーゼ遺伝子の旦ユ」、プロモータ、およびpBR325のクロラ
ムフェニコールアセチルトランスフェラーゼのCATプロモータ等を挙げること
ができる。誘導原核性プロモータの例は、バクテリオファージλの主要右プロモ
ータまたは主要左プロモータ(PLおよびP++)、E、Co11の1工2プロ
モータ、recAプロモータ、1acZプロモータ、1acIプロモータ、およ
びl旦ユブロモータ、α−アミラーゼ(参照、Ulmann、1.。
et al、 、J、Bacteriol、1旦1176−182 (1985
)およびB、スブチルスの5−28−特異的プロモータ(参照、Gilman。
M、Z、、et al、、Gene 32:1l−20(1984)、バチルス
のバクテリオファージのプロモータ(参照、Gryczan、T、J、、In:
The Mo1ecular Biolo of the Bacilli、A
cademic Press、Inc、、NY (1982))、 !3よびス
トGen、Genet、2立3:468−478 (1986))を含む、原核
性プロモータは、Gl ick、B、R,(J、Ind、Microbiol、
上:277−282 (1978))、Cenatiempo、Y、(Bioc
himie 6旦: 505−516 (1986))、およびGottesm
an、S。
(Ann、Rev、 Genet、旦:415−442 (1984))によっ
て良(調査されている0本発明において、もっとも好ましいプロモータはバクテ
リオファージλのPLであり、また、蛋白質がバクテリオファージλのPL温度
感受性リプレッサーの制御の下で発現されることができる(実施例を参照のこと
)。
原核性細胞の適切な発現にはまた。遺伝子コード配列を上流側に結合したリポソ
ームの存在を要する。そのようなリポソーム結合部位はたとえばGold。
L、ら(Ann、Rev、Microbiol、且:365−404 (198
11)により開示されている。
好ましい宿主は、イースト、昆虫、菌類および生体内または組織培養のいずれか
である哺乳類細胞を含む真核性宿主である。+11乳類細胞は、正確なひた形成
(folding)または正確な部位でのグリコシレージョンを含む翻訳後一時
的変異を蛋白質分子に与える。宿主として有用なは乳類細胞は、たとえばVER
OまたはCHOなどの繊維芽細胞起源の細胞、またはたとえばハイブリドーマS
P210−Ag14またはマウスの骨髄腫P3−X63Ag8などのリンパ球系
起源の細胞、!3よびそれもの誘導体を含む、もっとも好ましい宿主は、TNF
で処理してもTSG−6遺伝子を発現することのないもの、たとえばGM−63
7、SV40形質転換ヒト繊維芽細胞系列である。
哺乳類細胞宿主に関し、多くの可能なベクター系が、TSG−6の発現に利用さ
れることができる。広汎な転写調節配列および翻訳調節配列が、宿主の性質に応
じて用いられることができる。転写および翻訳の調節シグナルが、ウィルス系た
とえばアデノウィルス、牛の乳頭腫ウィルス、シミアンウィルス40 (Sin
ian virus 40)などから誘導されることができる。そしてそのよう
な調節シグナルは高レベルの発現を有する特別な遺伝子に付随している。また、
哺乳類発現産生物たとえばアクチン、コラーゲン、ミオシンなどからのプロモー
タが使用されることができる。抑制または活性を引き起こす転写開始調節シグナ
ルが選択され、その結果、遺伝子の発現が変調されることができる。温度を変化
させることにより発現が抑制され、または開始されることができるように温度感
受性であり、あるいは化学的規制(chemical regulation)
たとえば代謝物を受け易い調節シグナルが重要である。
イースト細胞宿主は、それがグリコシレージョンなどの翻訳後のペプチド修飾を
引き起こすことができるという実質的な利益を与える。イースト中で所望の蛋白
質を産生ずるために使用されることのできるプラスミドの高コピー数(high
copy number of plasmids)および強いプロモータ配
列を使用するところの、多数の組み替えDNAストラテジ−(recombin
ant DNA strategies)が存在する。イーストは、クローン化
された哺乳類遺伝子産生物上のリーダー配列を認識し、リーダー配列を有するペ
プチドすなわちプレーペプチドを分泌する。
冨グルコース培地でイーストが成長したときに大量に生産された解糖酵素(gl
ycolytic enzymes)のためにコードする、活発に発現した遺伝
子からプロモータおよびターミネーシジンエレメント(terminati。
n element)を組み込んだ、いかなる一連のイースト遺伝子発現系をも
使用することができる。既知の解糖遺伝子は、非常に異なる転写制御シグナルを
提供することができる。たとえば、ホスホグリセレートキナーゼ遺伝子のプロモ
ーターシグナルおよびターミネータシグナルが使用されることができる。
昆虫でのTSG−6またはその機能性誘導体の産生け、たとえば、当業者に公知
の方法によってTSG−6を発現させようと企図しているバキュロウィルスで昆
虫宿主を感染させることにより、達成されることができる。このように、一つの
態様では、TSG−6をコードする配列はウィルス性ポリヘトリン蛋白質(Vi
ral polyhedrin protain)の調節領域に作用的に結合さ
れていても良い0組み替えバキュロウィルスで感染させると、培養された昆虫細
胞、または生きた昆虫そのものが、全蛋白質産生の20〜50%の量でTSG−
6蛋白質を産生ずることができる。生きた昆虫が使用されるときには、鱗翅目の
昆虫の幼生が、この発明による大規模のTSG−6蛋白質の生産のための、好ま
しい宿主である。
上において議論されたように、真核性宿主中でのTSG−6蛋白質の発現には、
真核性調節領域の使用が要求される。そのような領域は、一般には、RNA合成
開始を指示するに十分なプロモータ領域を含んでいるであろう、好ましい真核性
プロモータは、SV40初期プロモータ(Benoist、C,、et al、
、Nature London)29旦: 304−310 (1981));
MMTV LTR@域に付随したR5Vプロモータ:マウスメタロチオネイン!
遺伝子のプロモータ(Hamer、D、、et al、、J、Mo1.Gen。
1 : 273−288 (1982));ヘルペスウィルスTKプロモータ(
McKnight、S、、Cel f 31 :355−365 (1982)
;イーストga14遺伝子プロモータ(Johnston、S、A、、et a
l、、Pr。
c、Natl、Acad、Sci、 ユ旦5込上79:6971−6975 (
1982);Si 1ver、P、A、、et al、、Proc、Natl、
Acad、Sci、−〇す旦ノ(L上」2:5951−5955 (1984)
)を含む。
広く知られているように、真核性m RN Aの翻訳は、最初のメチオニンをコ
ードするコドンで開始される。この理由のために、真核性プロモータとTSG−
6蛋白質(またはその機能性誘導体)をコードするDNA配列との間の結合が、
メチオニン(すなわちAUG)をコードすることのできるいかなる介在コドンを
含有していないことが好ましい、そのようなコドンの存在は、(もし、AUGコ
ドンがTSG−6をコードする配列と同じ読み取り枠中にあるならば)蛋白質融
合を形成し、あるいは、(もしAUGコドンがTSG−6をコードする配列と同
じ読み取り枠内にないならば)フレームシフト突然変異を招来する。
TSG−6をコードする配列および作用的に結合されたプロモータは、直線状分
子またはより好ましくは閉鎖した共有結合型の環状分子のいずれかである非−複
製DNA (RNA)分子として、原核性または真核性のいずれかの細胞中に導
入されることができる。そのような分子は自律的複製を行うことができないので
、TSG−6蛋白質の発現が、導入された配列の一過性発現となることがある。
また、恒久的発現が、導入された配列を宿主染色体中に組み込むことにより起こ
る。
一つの態様においては、所望の遺伝子配列を宿主細胞染色体に組み込むことので
きるベクターが使用される。導入されたDNAをそれらの染色体に安定に組み込
んだ細胞か−またはそれ以上のマーカを導入することによって選択されることが
でき、それによって、発現ベクターを有する宿主細胞を選択することができる。
マーカは、栄養素要求体に、抗生物質、または銅などの重金属による殺生物性に
対する耐性を与える0選択可能な標識遺伝子は発現されるDNA遺伝子配列に直
接に結合されるか、あるいは、コトランスフェクシ3ン(CO−七ransfe
stion)による同じ細胞中へ導入されることができる。付加的要素が、蛋白
質mRNAを結合する一本鎖の最適合成のために、必要とされても良い。
これらの要素は、転写プロモータと同様のスプライシングシグナル、エンハンサ
−1および終結シグナルを含む、そのような要素に組み込まれたcDNAは、O
kamura、 H,、Mo1. Cel 1. Biol、旦:28 (19
83)に記述されたものを含む。
好適な態様においては、導入された配列は、受容体宿主中の自立的複製の可能な
プラスミドまたはウィルス性ベクターに取り込まれる。いかなる広汎なベクター
も、この発明の目的のために使用することができる。特別なプラスミドまたはウ
ィルス性ベクターを選択する重要な因子は、ベクターを有している受容体細胞が
認識され、かつベクターを有していない受容体細胞から選択されるその容易性;
特別な宿主中で所望される多数のベクターの複製;および異なる種の宿主細胞間
でベクターを「シャトル」することができることを所望されていること、である
、好ましい原核性ベクターは、大腸菌中でそれらを複製することのできるプラス
ミド(たとえばpBR322,Co1E1.psclol、pACYC184、
πvx)を含む、そのようなプラスミドは、たとえば、Sambrookら(同
上の文献参照)により開示されている。バチルスプラスミドは、pc194、p
C221、pT127などを含む、そのようなプラスミドは、Grycz307
−329)により開示されている。適切なストレプトマイセスプラスミドは、p
lJlol (Kendal l、に、J、、et al、、J、Bacter
iol、1旦9:4177−4183 (1987))およびストレプトマイセ
スバクテリオファージたとえばφC31(Chater、に、F、、et al
、、In:5ixth International S m osium 。
n Actinom cetales Biolo 、Akademiaiにa
tdo、Budapest、Hungary (1986)、pp、45−54
)を含む、シュードモナスプラスミドは、John、J、F、、et al。
、(Rev、 Infect、Dis、8:693−704(1986))およ
びIzaki、に、(止n、J、Bacter上o1.33ニア29−742(
197811により良く調べられている。
好ましい真核性プラスミドは、BPV、ワクチニア(Vaccinia)、SV
40.2−ミクロンサークル(2−mycron cuecle)等、またはそ
れらの誘導体を含む、そのようなプラスミドはこの技術分野において良く知られ
ている(参照、Botstein、D、、et al、、Miami Wntr
、Symp、19 : 265−274 (1982); Broach、J、
R,。
In:The Mo1ecular Biolo of the Yeast
Saccharom ces:Life Ccle and Inher1ta
nce、Co1d Spring Harbor Laboratory、Co
1d SpringHarbor、NY、p、445−470 (1981);
Broach、J、R,、Cel l 2旦:203−204 (1982);
Bollon、D、P、、et al、、J、cILn、 )lematol、
。
ncol、10:39−48 (1980);Maniatis、T、、In:
Ce1l Biolo :A Com rehensibe Treatise
Vol、3 Gene Ex ression、Academic Press
、NY、pp、563−608 (1980))。
コンストラクト(construct)を有するベクターまたはDNA配列が発
現のために調製されると、ベクターまたはDNAコンストラクトは、適切な宿a
nsformationJ 、トランスフェクション(transffiect
i。
n)、接合(conjunctionJ 、プロトプラスト融合(1)roto
plast fusion)、 リン酸カルシウム沈殿法、およびジエチルアミ
ノエヂル(DEAE)デキストランのようなポリカチオンの適用などの生化学的
手段、および電気穿孔法、直接微少注入法(direct m1croinje
cti□n)、jSよび微少噴出性爆射法(microprojectile
bombardment)(Johnstonet al、、5cience
240:1538 (1988)などの機械的手段により、導入されることがで
きる。
ベクターの導入後、受容体細胞が選択的媒体中で成長する。その選択的媒体は、
ベクター含有の細胞の成長のために選択される。クローニングされた遺伝子の配
列は、TSG−6蛋白質を産生させ、またはこの蛋白質の断片を産生させる。こ
れはトランスフオームされた細胞中で起こり、あるいはこれらの細胞を分化させ
る。
発現した蛋白質または融合蛋白質が、単離され、および従来の条件下に、たとえ
ば抽出法、沈殿法、クロマトグラフ法、アフィニティクロマトグラフ法、電気泳
動法などにより精製される。たとえば、細胞が、遠心分離法によって、あるいは
、適切な緩衝剤、リスト(lysed)、 !3よびたとえばDEAE−セルロ
ース、ホスホセルロース、ポリリボシチジル酸アガロース(po l yr i
bocytidylic acid−agarose)、ヒドロキシアパタイ
トを使用したカラムクロマトグラフ法によって、または電気泳動法またはイムノ
ブレシビテーション法によって、収集されることができる。また、TSG−6ま
たはその機能性誘導体が抗TSG−6抗体の使用によって単離されることができ
る。そのような抗体は、以下に述べられるもののいくつかである、良く知られた
方法により得られることができる。
TSG−6またはその機能性誘導体をコードする遺伝子コンストラクト(COn
structs)は、遺伝子治療に使用されることができる。病気に対して強化
された感受性を有する異常なTSG−6分子は、正常の、または修飾されたTS
G−6蛋白質をコードするDNAでトランスフェクションされた所望の系列の細
胞(たとえば繊維芽細胞)の融合によって、融合された細胞が内生細胞集団を置
き換えるであろう条件下で、置き換えられることができる。
この発明はさらに、生殖細胞および体細胞中に、この発明におけるTSG−6蛋
白またはその機能的誘導体をコードする組換えDNA (genomic DN
A)を持ったヒト以外の真核生物であるトランスジェニック動物(好ましくは、
マウス等のげっ歯頚)に関する。
トランスジェニック動物またはその前段階のもの(an ancestorof
the animal)を得るためには、胚の段階で、好ましくは、単細胞で
あるうちにもしくは受精卵(fertilized oocyte)の段階、通
常8細胞期以前にTSG−6DNAを導入(introduce)する。
ここでは、[導入遺伝子(transgene)Jという言葉は、動物のゲノム
に組み込まれ(i ncorprate wi th)、その動物中で発現する
ことによって、その動物中に目的の蛋白質を存在せしめる遺伝子のことをいう。
このような遺伝子が動物の胚のゲノム中に、染色体上に組み込まれかつ発現され
るように、導入される手段がいくつかある。一つの方法は、その遺伝子を自然に
胚に形質転換させ、そして染色体上の発現されつる遺伝子座にその遺伝子が組み
込まれた動物を選択する方法である。
より発現を確実にする他の一つの方法は胚中へ導入する前に、その遺伝子または
その遺伝子の制御配列(control 5equences)に修飾を加える
方法である。このような方法の一つは、既に修飾した遺伝子が組み込まれたベク
ターを胚に形質転換する方法である。また、他の方法は、誘起され、もしくは構
造的に活性を有するプロモーターに転写が制御される遺伝子、または一つもしく
はそれ以上の塩基対の置換、欠損、付加によって活性化した遺伝子を用いる方法
である。
目的の遺伝子配列を受精卵の段階で導入すると導入遺伝子はトランスジェニック
動物の全ての生殖細胞上よび体細胞中に存在させることが確実となり、またこの
ような細胞のいづれに右いても発現される可能性がある。また、初めのトランス
ジェニック動物中の生殖細胞中の導入遺伝子の存在は、さらに、この動物の子孫
もこの遺伝子を全ての生殖細胞および体細胞中に持つことを意味する。
自分の体細胞および生殖細胞の一部にこの発明のTSG−6DNAを有するヒト
以外のキメラ哺乳動物、例えばトランスジェニック哺乳動物を作成する際、双実
胚における細胞の一部のみが形質転換した動物等もこの発明に含まれる。
Leder、米国特許第4,736,866号に記載のヒト以外のトランスジェ
ニック哺乳動物を作成するための手法は、この発明のこの発明のヒト以外のトラ
ンスジェニック哺乳動物を作成するための手段として用いることができる。また
、Pa1m1 ter、R,et at、、Ann、Rev、Genet、20
: 465−99 (1986)に記載のいくつかの手法も本願発明に用いるこ
とができる。TSG−6遺伝子を持った動物は、結合組繊細胞へのTNFの働き
によって媒介される慢性炎症性疾患の予防、克服、治療のための化合物または物
理療法の試験に用いることができる。このような試験はこの発明のトランスジェ
ニック動物を用いた試験により、最適な投与量に設定することができるので、高
い精度を実現することができる。このような病気の例としては、リウマチ性関節
炎、肉芽腫性の疾患などがあるが、これらに限定されない、この発明におけるト
ランスジェニック動物は細胞培養の細胞源としても用いることができる。
この発明は更に、TSG−6蛋白質のエピトープに特異的な抗体に関する。更な
る実施態様として、前記抗体は細胞中、細胞のもしくは器官の抽出物中または生
物の体液中の、TSG−6蛋白質の検出またはその定量に用いる。
また前記抗体は、TSG−6の活動を抑制するためにも用いることができ、それ
によって、TNFに刺激された真核細胞吸着と密接な関係のある状態を防ぎ、処
置できるのみならず、TSG−6の過剰生産または異常な生産もしくは異常な活
動と密接な関係のある疾患、例えば、リウマチ様関節炎、感染または敗血症を含
む炎症性疾患の予防と治療に用いることができる。
ここでいう「抗体」とは、ポリクロナール抗体、モノクロナール抗体(以下mA
bと称するときもある。)、キメラ抗体右よび抗イデイオタイプ抗体も含む。
抗体が分子と特異的に反応することができ、それによって抗体に前記分子を結合
することができるならば、その抗体はその分子を[結合することが可能」と表現
する。「エピトープ」とは抗体によって認識され、かつその抗体に結合される構
造部位をいう、抗原決定基もしくは「抗原決定基」は、一般的にアミノ酸や糖側
鎖等の化学的に活性を有する表面の分子団より構成され、固有の電荷特性(Ch
arge characteristics)のみならず、固有な3次元構造を
も有する。
「抗原」とは、抗体が結合でき、さらには動物にその抗原に結合可能な抗体の産
生を誘起することが可能な分子または分子の構成部位をいう。
抗原は一つかそれ以上のエピトープを有する。上述した特有の反応は、抗体が高
度に選択的に、対応する抗体とのみ反応すること、そして他の抗原によって誘導
された多数の抗体には結合しないことを示す、蛋白質中のエピトープを推定する
には、アミノ酸配列を視覚的に調べるか、コンピューター、例えばJameso
n et at、、CABIO34:181−186 (1988)に記載のプ
ログラム「ペプチドストラクチャー」を用いて分析すれば良い、このプログラム
は生じる水素結合の位置と強さくhydropathicity valueS
)を決定でき、それによって、全蛋白質のアミノ酸配列の内、どのペプチド配列
が最も大きな免疫原性を有する可能性が高いかを、それらの潜在的2次構造に基
づいて決定するために用いることができる。このようなペプチドは、化学的に合
成することができ、また、それに代えて、組換えDNA法によって、かつ好まし
く合成することができる。TSG−6蛋白質のコンピューター分析によって、そ
れぞれ分子の異なる部位より、各々15のアミノ酸よりなる3つの配列を選択し
た。これらの合成ペプチドをNYU癌センターペプチド合成研究所において合成
した。一つの配列はそのプロテオグリカンコア蛋白質、軟骨結合蛋白質、CD4
4との高い相同性により選択されたが、他の二つの配列はTSG−6蛋白質の他
の部位に仔在し、他の公知の蛋白質との明確な相同性はなかった。キイホールリ
ンベット ヘモシアニン(KLH)との結合(coupl ing)を容易にす
るため、こらの合成ペプチド各々のN末端またはC末端にシスティン残基を付加
した。運搬体蛋白質として使うためである。Hartlow、E、et al、
、Antibodies:A Laborator Manual、Co1d
Sprig Harbor Laboratory Press、ColdSp
rig Harbor、NY、1988に記載された手法により、異なる二つの
機能を有する試薬m−マレイミドベンゾイル−N−ハイドロスクシンイミド エ
ステル(MBS)を用いて、15のアミノ酸より成るペプチド(15mers)
をKDI−(と結合させ、得られた各ペプチドーKLH?1合体によりウサギを
免疫した。それぞれ2羽のウサギを免疫し、抗体を産生させた0合成ペプチドに
対する抗体の産生の落とし穴は、産生された抗体が元の蛋白質に結合しない可能
性があることである。このため、もう一つの方法によっても抗体産生を行なった
。適度に発現するプラスミド(実施例参照)を用いて、細菌の産生する蛋白質の
融合蛋白質(fusion protein)として、TSG−6蛋白質を調製
した。この融合蛋白質を精製して、ウサギに接種した。このような融合蛋白質お
よび合成ペプチドはいづれも、モノクロナール抗体を産生させるためにげっ歯頚
の動物に接種することができる。
ポリクロナール抗体は、抗原を接種された動物の血清由来の抗体分子の異種起源
の抗体の集合体(populations)である。
モノクロナール抗体は、特定の抗原に対する実質的に同一起源を持つ抗体の集団
である。MAbsは公知の方法により得ることができる1例えば、にohler
and Mi 1stein、Nature 256:495−497 (1
975)や米国特許第4,376.110号を参照、これらの抗体は、IgG、
IgM、IgG、IgAおよびこれらのサブクラスに属するものも含む、免疫グ
ロブリンであってもよい、この発明のmAbを産生ずるハイブリドーマは 1n
vitroでもin vivoでも培養することができる。1nvivoでの生
産がmAbsを高濃度で産生するので、現時点では、この方法が好ましい6個々
のハイブリドーマの細胞をブリスタンを与えた(pri stane−prim
ed)Balb/cマウスの腹腔内に注入し、目的のmAbsを高濃度に含有す
る腹水を得た。腹水または培養上清より、当業者にはよく知られているカラムク
ロマトグラフ法によって精製し、アイソタイプのmAb、rgMまたはIgGを
得ることができる。
キメラ抗体はその異なった部位がそれぞれ異種の動物起源である分子であり。
例えばマウスの抗体由来の可変領域とヒト免疫グロブリン由来の定常領域を有す
る抗体である。
キメラ抗体およびその製造方法は、この技術分野においてよく知られている(C
ablly et al、、Proc、Natl、Acad、Sci、USA8
1:3273−3277(1984);Morrison et at、。
Proc、Natl、Acad、Sci、見旦Δ 1工: 685−6855
(1984);Boulianne et al、、Nature 3上2 :
643−646 (1984);Neuberger et al、、Nat
ure l14:268−270(1985);European Paten
t Application 171496(1985年2月19日公開);K
udoet al、、European Patent Applicatto
n 184187 (1986年6月11日公開);Robinson et
at、、International Patent Publication
#PCT/US86102269 (1987年5月7日公開);Sun et
al、、Proc、Natl、Acad、Sci、亘SA 84:214−2
18 (1987);Better et al、、5cience 24旦:
1041−1043 (1988))。これらの参考文献に記載の方法を参照さ
れたい。
抗イデイオタイプ(抗−Id)抗体は、抗体の抗原結合部位に存在する固有の決
定基を認識することができる抗体である。抗−Id抗体は、m A b源である
動物と同種で同一の遺伝子型の動物(例えば、マウス系)に、そのm A bを
免疫することにより産生させることができる。免疫された動物は免疫原としての
抗体のイディオタイプの決定基を、これらイディオタイプの決定基に対する抗体
を産生ずることにより、認識し、反応する。
抗−Id抗体は、さらに別の動物に免疫反応を起こさせ、いわゆる抗−抗−Id
抗体を産生させるためにも使用できる。抗−抗−Id抗体は、抗−Id抗体を誘
導したmAbとの構造的相同性を有している。このため、mAbのイディオタイ
プの決定基に対する抗体を用いることによって、同一の特性を有する抗体を産生
ずる他のクローンを見分けることができる。
このようにこの発明におけるTSG−6蛋白質に対応するm A b Sは、例
えばBa1b/cマウスなどの適当な動物をそれによって免疫することにより、
抗−Id抗体を産生ずるに用いることができる。このように免疫されたマウスの
牌臓細胞は、抗−Id mAbsを分泌する抗−1dハイブリイドーマの作成に
用いることができる。さらに抗−Id mAbは、キーホール リンベット ヘ
モシアニン(KLH)等の担体に結合することができ、さらに、Ba1b/cマ
ウスを免疫することができる。これらのマウスの血清中には、TSG−6蛋白質
のエピトープに特異的であるもとのmAbの特性を有する抗−抗−Id抗体が含
まれている。
「抗体」という言葉は、抗体が無傷(intact)な分子のみならず、その断
片例えば、抗原に結合可能であるFab and F (ab’ )mなども含
めた意味である。Fab and F (ab’ )*断片は、無傷の抗体から
Fc断片が欠失したものであり、血液循環によりより早く消失し、無傷な抗体に
比較し、非特異的な組織との結合は遥かに少ないと思われる(Wahl et
al、、J、Nucl、Med、24:316−325 (1983))。
この発明において有用なFab and F (ab’ )x断片やその他の断
片は、ここで開示されている無傷な抗体についてのTSG−6蛋白質の検出およ
び定量方法に適用でき、それの持つ意義は大きい。
この発明における抗体もしくはその断片は、細胞の表面または細胞内にTSG−
6蛋白質を発現した細胞を定量的に、また定性的にする検出(aetect)す
ることができる、蛍光標識抗体と蛍光顕微鏡、フローサイトメトリーもしくは蛍
光光度計との組合せよりなる免疫蛍光法によって行なうことができる。
この発明の抗体は、組織学的に、つまり免疫蛍光法または、免疫電子顕微鏡法に
よるin 5ituのTSG−6蛋白質の検出に応用できる。1nsituの検
出は、患者より組織(細胞または組織)試料を取り出し、このような組織に対し
、この発明の標識抗体を作用させることによりできる。この際、好ましくは抗体
(または断片)をこの生物学的試料に散布するか重層する。このような操作によ
って、TSG−6蛋白質を検出できるだけでなく、被験組織に右けるその分布も
調べることができる。このようなin 5ituでの検出を目的にし、通常の゛
技術を有するものであれば、この発明を用いて、従来の数々の組織学的手法(例
えば染色操作等)を改良することができる。
さらにこの発明の抗体は生物学的試料中の可溶性TSG−6Sチー存在を検出す
ることにも用いることができる。この場合には、抗体は、TNFによって誘起さ
れるTSG−6に閏達する炎症性疾患、感染1敗血症やその類似の疾患の被検体
におけるTSG−6の存在または量を追跡する手段となる。
このようなTSG−6蛋白質の免疫学的検定方法は基本的に、生物体液、組織抽
出物またはリンパ球、白血球もしくは組織培養によって得られた新鮮な細胞など
の生物学的試料を、TSG−6蛋白質と結合可能で、かつ検出可能な抗体の存在
下にインキュベートする操作と、この分野において知られている数々の手段のい
づれかによって、その抗体を検出する操作とを含む。
生物学的試料は1例えばニトロセルロースやその他の固体であり、細胞、細胞粒
子または可溶性蛋白質を固定(immobilize)することの可能な支持体
等の層支持体もしくは担体(ここではどちらも同じ意味で用いる。)上で扱うの
が良い、支持体を適当な緩衝液で洗浄した後、検出可能に標識されたTSG−6
蛋白質の抗体で処理する。そして再度緩衝液で洗浄し、結合しなかった抗体を除
去する。そして、支持体に残った標識を従来の方法により検出すればよい、ここ
でいう、「層支持固体もしくは担体」とは、抗原または、抗体が結合できる支持
体であればよく、特に制限なく用いることができる。
よく知られた支持体もしくは担体としては、ガラス、ポリスチレン、ポリプロピ
レン、ポリエチレン、デキストラン、ナイロン、アミレース(amylase)
、修飾または非修飾セルロース、ポリアクリルアミド、斑れい岩(gabbrO
S)および磁鉄鉱等を挙げることができる。この発明の目的のための担体の性質
は、不溶性でも良いし、ある程度までは可溶性であってもよい、この支持部材は
、結合する分子が、抗原または抗体に結合できるかぎりは、実質的にいかなる形
状を有していてもよい、冒頭に示したように球状であっても、試験管の内周面の
ように円柱状であっても、さらに棒の外周面であってもよい、さらに、表面がシ
ートや試験用小片(test 5trip)のように平坦であってもよい。当業
者には、抗原または抗体を結合するのに適した他の沢山の好ましい担体が知られ
、極めて普通の実験によって同様な成果を得ることが可能である。
抗TSG−6抗体のロフトごとの結合活性は周知の方法によって決定することが
できる。当業者は極く普通の実験方法を採用することによって、操作条件や最適
な分析方法を決定することができる。
通常の分析に際し、また個々の場合において必要なときには、他の洗浄、撹拌、
振とう、濾過等の操作を加える。
TSG−6に特異的な抗体を検出しつるように標識する方法の一つは、それを酵
素と結合して用いる酵素免疫定量法(E I A)である、この酵素は、適当な
其質を与えることによって反応し5分光光度計や蛍光光度計により、または視覚
的に検出しつる反応物を生成する。検出可能に標識するために、用いることので
きる酵素としては、マレイン酸脱水素酵素、スタフィロコッカスエンドヌクレア
ーゼ、デルタ−5−ステロイド異性化酵素、酵母アルコール脱水素酵素、α−グ
リ七ロリン酸脱水素酵素、トリオースリン酸異性化酵素、せいようわさび過酸化
酵素、アルカリホスファターゼ、アスパラギナーゼ、グルコースオキシダーゼ、
β−ガラクトシダーゼ、リボヌクレアーゼ、ウレアーゼ、カタラーゼ、グルコー
ス−6−リン酸脱水素酵素、グルコアミラーゼ、アセチルコリンエステラーゼ等
が挙げられるが、これらに制限されない。
酵素反応に、色素または色素産生の其質を用いることによって、比色法によって
、検出することができる。また其質と反応させた場合を、同様に調製したスタン
ダードと比較することによって検出することができる。
検出は他の数多くの免疫学的手法によっても検出することができる0例えば放射
性同位体でtlllLだ抗体または抗体の断片を用いた。放射免疫定量法(RI
A)によって、TSG−6蛋白質を検出することが出来る(Chard、T、、
−An Introduction to Radioimmune As5a
and Re1ated Techni ues+ (In:Work、T、S
th Ho1land Publishing Company、New Y。
rk(1,9781この内容も本願に適用できる。)、放射性同位体はガンマカ
ウンター、液体シンチレーションカウンターまたはオートラジオグラフィーによ
って検出可能である。
また蛍光物質で抗体を標識することもできる。蛍光標識した抗体をある特定の波
長の光りにあてると蛍光発色により検出することができる。蛍光標識に最も多(
用いられている化合物は、フルオレセインイソチアネート、ローダミン、フィコ
エリスリン、フィコシアニン、アロフィコシアニン、0−フタルデヒド(pht
ha 1 dehyde)およびフルオレサミン(fluorescamine
)である。
また抗体は、蛍光を発する””Euや他のランタノイド系列の金属を用いても、
検出可能に標識することもできる。これらの金属は、ジエチレントリアミン5酢
酸(DTPA)やエチレンジアミン4酢fil (EDTA)などのキレート剤
を用いて、抗体に結合させることができる。
また、抗体は、化学発光性物質を用いても、検出可能に標識することができる。
化学発光性物質標識抗体の存在は、化学反応による発光を検出することによって
、[認することができる。特に有用な化学発光性標識物質は、ルミノール、イソ
ルミノール、セロマチイックアクリジニウムエステル(theromatic
acridinium ester)、イミダゾール、アクリジニウム塩。
シュウ酸塩エステルである。
また、同様に生物発光性(bioluminescent)物質を用いても、抗
体を、検出可能に1IIjllすることができる。生物発光は生物組織内におい
て確認された化学発光の一種であり、触媒活性を有する蛋白質によってより強く
発光する。生物発光性蛋白質の存在は1発光の有無によって検出できる。標識を
する目的で有用な生物発光に関する物質は、ルシフェリン、ルシフェラーゼおよ
びエクオリン(aequorin)である。
この発明の抗体は、免疫学的定量法、rtwo−s i te」または「サンド
イッチ」法としても知られているが、この方法にも応用することができる。典型
的な免疫学的定量法においては、多量の非標識抗体(または、抗体の断片)を固
体である担体に結合させ、検出可能にelllLだ可溶性抗体を多量に添加する
ことにより、固定された抗体、抗原および標識抗体の3者複合体を形成させて検
出及び/または定量を行なうことができる。
典型的で好ましい免疫学的測定法には、固定化担体に固定しである抗体に、試料
を接触させ、固定化抗体と抗原との二価の複合体を形成させることによって抗原
を試料中より「抽出」する「フォワード(forward)J分析法も含まれる
。適当な時間インキュベートした後、固定化担体を洗浄し、液体試料を洗い流し
、未反応の抗原を除去する0次に未知量のm*抗体(レポーター分子として機能
する。)を含有する液体に浸す、二回目のインキュベートにより、標識抗体と非
標識抗体を介して支持体に結合した抗原とを結合させた後、再度洗浄し、未反応
の標識抗体を除去した。
この発明の抗体の利用が同様に有用である他の、「サンドイッチ」分析法として
は、いわゆる[同時分析法(simultaneous assay)Jや「逆
分析法(reverse assay)Jがある。同時分析法は測定試料に同時
に、担体に固定化された抗体および標識抗体を添加する一回のインキュベート操
作を含む、インキュベート終了後、支持体を洗浄し、試料液および結合しなかっ
た標識抗体を除去した。支持体に結合した標識抗体は、普通の「フォワード」サ
ンドイッチ分析法で測定することができる。
[逆分析法(reverce assay)Jでは、液状試料にまず、段階的に
標識抗体を添加した後に、適当な時間インキュベートする、次に固定化された非
PJ識抗体が添加する。さらに、二回目のインキュベートを行なった後1通常の
操作により、固定層を洗浄し、試験試料の残りや未反応の標識抗体を除去する。
支持体に固定化され標識抗体は、同時分析法やフォワード分析法によりて測定す
ることができる。
この発明によると、患者(subject)より、TSG−6蛋白質に特異的な
循環抗体を検出することもできる。上述のような、この発明の蛋白質またはその
機能的誘導体を用いた免疫学的測定法により診断が可能である。
癌患者の循環内毒素量は多く (Harris、R,1,et al、、J、C
I in、PBtll、3ヱ: 467−470 (1984))、特に悪液質
の高い発生率と関連のあるとものとして、知られているタイプの腫瘍を有する患
者において多い(Humber−stone、D、A、et al、、Canc
er 旦ス:1619−1624 (1988))、おそらく、この高い内毒素
濃度は、腫瘍自体が原因ではなく、むしろ患者に一般的な普通の衰弱の反映であ
ると考えられる0重篤な病気時に右ける。内在性細菌の内容物の排出(tran
s I oca七fan from gut of endogenius b
acteria)やエンドトキシンの増加は、栄養不良に依存するものであり、
その細胞性免疫障害は悪化要因である可能性がある(Wi 1more、D、W
、et al、。
Σ且り且旦工l 1旦4:917−923 (1988))、悪液質性ガン患者
は栄養不良を起こし、また細胞性免疫の抑制が多く見られるように、内在性生物
の転移(translocation)は、高いエンドトキシン濃度を説明する
ものである。ガン患者の抹消血単核細胞にはよ<、in vitroで高い自律
的TNF産生が認められる(Aderka、D、et al、、Lanceti
:1190−1192 (1985))、マクロファージ活性化因子への反応
としてのTNF産生は転移の進んだガン患者では、抑制されている。しかしガン
が局部的である患者については、抑制されていない。
これらは、腫瘍細胞による単球/マクロファージの継続的な刺激によって、また
同時に腫瘍細胞自体のTNF産生によって、ガン患者においてもTNFが産生さ
れているという意見を支持する。TNFは他の病気を有するガン患者226人の
血清を調べた結果、50%の人の血清中に検出された。これに対し、健康な人で
は3%、他の病気のないガン患者では18%であった(Balkwill、F、
et at、、Labcet i i :1229−1232 (1987))
。
TNFlilは様々な細菌性およびウィルス性の病気によって上昇する。これら
の病気にはAIDS (Lahdevirta、J、et al、、Amer、
J。
鼠旦亘、旦5:289−291 (198B))、髄膜炎菌性髄膜炎や敗血症(
Waage、A、et al、、(Lancet 土:355−357(198
7))も含まれる。ラットの熱傷/感染モデルを用いた実験では、熱傷のみで感
染させていないコントロールのラットに対し、熱傷と感染の両方のラットは、全
ての個体において肝臓のTNF mRNA値が上昇した(Marano、M、A
。
et al、、Arch、Sur 、上23+ 1383−1388 (198
8))、また熱傷と感染を与えた動物は、より大きな代謝反応をを示した(悪液
質J、TNFが重症の敗血症への主要な仲介物であることが確認された(Mic
hie、H,R,et at、、Br、止、旦旦しユ、工旦:670−671
(1989))。
このように、TNFやIL−1などのサイトカインまたは細菌の内毒素に対する
患者の反応の測定が可能であるこの発明の方法は、個々の患者の癌や感染症の持
つ衰弱化作用に対する感受性を予想するのに有用である。同様に、この発明は、
TNFの作用によって活性化した反応を中断させる効果によって、このような病
気の予防および治療に役立つ、ここで用いられているように、炎症反応、感染症
または悪性腫瘍等の「予防」には、病気の攻撃の開始(clinicalons
et)前にTSG−6蛋白質誘導体または、抗体(上述の記載参照)を投与する
ことを含む。「治療」には病気の攻撃の開始(clinical onsetl
後の防御構成物(protective compost tion)の投与が
含まれる。炎症、悪性腫瘍または感染の起きた後に、この発明のTSG−6蛋白
質融合体または抗こうTSG−6抗体をうまく投与することは、病気の「治療」
を含む。
この発明のTSG−6蛋白質、ペプチドまたは抗体は、その目的、例えばリウマ
チ様関節炎、他の炎症性疾患、悪性腫瘍、感染その他の処置といった目的を達成
する限り、その投与方法には限定はない、投与の方法としては、例えば、皮下、
静脈、皮肉、筋肉、腹腔、鼻腔、経皮、舌下への非経口投与が挙げられる。
またそれに代えてもしくはとそれと共に、局所的にまた、経口でも投与すること
ができる。非経口投与は大丸薬や時間をかけた潅流(perfusion)によ
っても良い、慢性炎、リウマチ様関節炎、悪性腫瘍等の症状を予防、抑制、治療
のための典型的な処方は、TSG−6蛋白質誘導体または抗体の効果的な量の投
与を、−日または数日、乃至6か月の間投与する。
投与量は患者または被験者の年令、性別、健康状態、体重や、同時に行なわれて
いる処置、またはこのような処置の頻度、さらには目的とする効果の性質などの
考慮して決定される。以下に記載する効果的投与量の範囲は、この範囲に限定さ
れるものではな(、好ましい投与量の例として記載した。しかし、最適な投与量
は個々の患者によって、この分野における通常の技術を有する者によって、決定
されるものである。
各処方に要求される投与の総置は、−回の投与または複数回の投与により行なわ
れる。この発明の蛋白質、その機能的誘導体または抗体は、単独で投与されるこ
ともあるし、また他のウィルス感染やウィルスによる他の症状に対する処置と同
時に行なわれることもある。
効果的なTSG−6蛋白質、その機能的誘導体、またはその抗体の投与量は、体
重1kg当たりO,Olug−100ugであり、好ましくは体重1kg当たり
lOμg〜50ugである。
非経口の投与液は滅菌済水系または非水系の溶液、懸濁液、乳化液であって。
当業者にはよく知られた補助試薬や賦形剤を含んでも良い、また、極く普通(r
outine)の方法により、錠剤またはカプセル状等の製剤に加工することも
できる。
この発明の蛋白質、ペプチドまたはその抗体を含有する製剤は、この発明の目的
の効果を得るために必要な量の蛋白質、ペプチドまたは抗体を含有することがで
きるかぎり、どのような形状のものも用いることができる。さらに、製剤に、活
性成分の製剤化を助ける。製薬に用いることのできる賦形剤や補助成分等の担体
を含有させてもよい。
製剤は注入または経口による投与に適した溶液を含み、0.01〜99%、好ま
しくは、20〜75%の活性成分(即ち、TSG−6蛋白質または抗体)が賦形
剤と共に含まれる。経口投与の場合に取りつる製剤の形態には1錠剤またはカプ
セル状等がある。直腸より投与する形態としては、座薬も含まれる。
コンドロイチン硫酸を多く含有するプロテオグリカンは2組織に負荷時の圧縮に
対する抵抗性を与えるので、軟骨のマトリックスの基本的構成成分である。この
プロテオグリカンの欠損は、例えば、リウマチ様関節炎、骨関節炎や関連する病
気に起こるものであるが1重大な軟骨機能の障害を引き起こす、TNFおよびI
L−1は軟骨のプロテオグリカンの分解に関与することが知られ(Saklat
vala、J、et ai Biochem、J、224:461 (1984
):止、ユニ■ユ笠旦旦、上62:1208 (1985);5aklatva
la、J、、Nature 322:547 (1986))、その再合成を阻
害する。細胞外マトリックスにおいて、プロテオグリカンコアはプロテオグリカ
ンのコア蛋白質とヒアルロン酸との両方に結合するリンク蛋白質を介して、ヒア
ルロン酸に結合することによって、集合体を安定化させている。
TSG−6蛋白質のN末端側の半分は、軟骨プロテオグリカンコア蛋白質および
軟骨結合蛋白質と有意の相同性を示す。この発明によると、結合組織中で、TN
FまたはIL−1はTSG−6の分泌を誘導する。そして、そのTSG−6は、
結合蛋白質またはプロテオグリカンコア蛋白質とその相同性をもった領域によっ
て相互に作用する。TSG−6が結合蛋白質およびプロテオグリカンコア蛋白質
の両者と競合し、ヒアルロン酸と結合することによって、プロテオグリカン集合
体の安定性が失われ、プロテオグリカンが遊離する。
TSG−6のC末端側の半分は相補的C1r−A鎖の作用領域と高い相同性を有
する。相補的構成C1rとC1s (作用領域を介して、C1rと相互作用する
。)はセリンプロテアーゼである。そのためN末端側の部分を介して、ヒアルロ
ン酸類と結合するとともに、CIr類似の部位にプロテアーゼを引き付ける。
その結果、プロテアーゼによるのペプチドグリカンの部分分解が生じる。その様
式を図示した図17を参照されたい。
このように、この発明のTSG−6蛋白質のN末端側の部位に特異的な抗体、ま
たはその機能的誘導体、好ましくはプロテオグリカンコア蛋白質もしくは軟骨結
合蛋白質と相同性を有するN末端側の部分に由来するペプチドは、軟骨プロテオ
グリカンの損傷(損傷はTNFによって誘起され、TSG−6蛋白質によって仲
介される。)を抑制するために役立つ、さらに、この発明のTSG−6蛋白質の
C末端側の部位に特異的な抗体、またはその機能的誘導体、好ましくはプロテオ
グリカンコア蛋白質もしくは軟骨結合蛋白質と相同性を有するC末端側の一部分
に由来するペプチドは、軟骨プロテオグリカンの漏出崩壊(III出崩墳は、T
NFによって誘起され、TSG−6により仲介される。)を抑制するために役立
つこのようにして、この発明によると、TSG−6の抗原決定基に特異的に結合
する抗体またはTSG−6の一部に対応する前述のペプチドを使用することによ
り、リウマチ様関節炎やその他の炎症性の結合組織疾患などのプロテオグリカン
の損傷が見られる病気を処置、治療することができる。
軟骨細胞は、TSG−6蛋白質の生産のため、またはTSG−6に対する抗体も
しくはTSG−6の機能的誘導体を用いた処理の効果を評価するために用いるこ
とができる。軟骨細胞は、結合組繊細胞の一つであり、前炎症性(pro−in
flammatory)のサイトカインTNFJ3よびIL−1に対する高い感
受性を有する。TNFおよびIL−1はリウマチ様関節炎等の炎症性疾患の主要
な特性である軟骨の吸収を刺激する(Saklativala、J、、5upr
a)。さらに、FS−41!1維芽細胞がそれらのサイトカインに反応するのと
同様に、炎症の発生の一部として、軟骨細胞もTNFまたはIL−1で処理する
ことにより、IL−6が分泌される。
ヒト関節軟骨より、基準的方法(Pieter、A、et al、、Arthr
itis Rheum、25:1217 (1982);Melejczyk。
J、et al、、C1上n、旦Uユmmuno1.工5:477 (1989
))を用いた段階的酵素消化法により、細胞を単離した0次に、石灰化層を避け
て、軟骨の表面の層より常法に従って、1cm”の軟骨チップを調製した。軟骨
表面に付着している可能性のある他の種類の細胞を除去するため、最初に、この
チップにヒアルロニダーゼ処理(0,5mg/m1.15分間、室温下)を施し
、続いてPBSで五目洗浄した。
次に、チップを0.05cm”程度の大きさに切り刻んで、旋回培養器を用いて
、10%のFe2の存在下に、37℃で、18時間コラゲナーゼ(2m g /
ml)およびDNアーゼ(0,1g/ml)により、消化させた。得られた軟
骨細胞を組織培養用フラスコを用いて、DMEMおよびlO%FC3の存在下に
培養した。24時間後、ピペットにより、注意深く細胞を取り出し、洗浄した後
、細胞濃度5xlO’cel is/75cm” fragkで、TNF (2
0ng/ml)を添加し、再度4時間培養した。TNF処理を行なつた細胞群よ
りグアニジンチオシアネート/ホットフェノール法(Feramisco、J、
R,etal、、J、Biol、chem、2旦ユニ11024 (1982)
によって、RNAの全量を回収した。ノーサンプロット法によって、誘導された
mRNAを測定した。またこれに代えて、ここに記載したようにTSG−6に対
する抗体を試料抽出物または培養土清中のTSG−6蛋白質の測定に用いること
もできる。
この発明において、好ましい動物検体は、哺乳動物である。「哺乳動物」とは、
哺乳類に属する生物を示している。この発明は、獣医学の分野への応用も目的と
しているが、特にヒトの治療等への応用が有意義である。
この発明は、検体における正常な、または変異のTSG−6蛋白質もしくはmR
NAの存在やその程度を評価する方法を提供する0例えば、TNFまたはIL−
1による刺激、細菌感染等の外因性の刺激に対する反応としてのTSG−6の過
剰生産は、炎症性または放血反応の重要な指標となる。
ハイブリダイゼーシコン法におけるTSG−6mRNAの定量、および免疫分析
法等におけるTSG−6蛋白質の測定法を提供することによって、この発明はリ
ウマチ様関節炎等の炎症の悪化、感染症または敗血症に対する患者の感受性を評
価する方法をも提供するものである。
患者の細胞中のTSG−6DNAまたはmRNAの有無を調べるために、TSG
−6DNA配列の各部位をコードしたオリゴヌクレオチドプローブを用いた。
好ましいプローブとしては、TSG−6配列の少なくとも12ヌクレオチド、好
ましくは15以上のヌクレオチドをコードした核酸配列に対するものである。こ
れらの様なプローブを用いることによって、質的に、量的にも分析することがで
きる1例えばノーサンプロット法(実施例参照)を、細胞または組織の調製液中
のTSG 6mRNAの発現量の測定に用いることができる。
このような方法は、下記に示す選択的増幅手段を用いることによって、一つの固
体から得られたような極少量のDNAによっても行なうことができる。精製した
DNA断片を増幅することのできる組換えDNAによる方法が知られている。
このような方法は通常、DNAもしくはRNAベクターに目的とするDNA断片
を組み込み、ベクターの増幅し、および増幅された核酸断片の回収操作を含む。
このような方法の具体例はcohen et at、(米国特許番号4,237
.224)、Sambrook et al、(前述の文献)などに記載がある
。
近年、このような目的の核酸をin vitroで酵素的に増幅させる方法が開
発されている。この方法は、「ポリメラーゼ連鎖反応法」またはrPCR法」−
273(1986);Er1ich H,et al、、EP51.424;E
P84,796.EP258,017.EP237,362;Mul l is
。
K、、EP201,184;Mul I is K、et al、、US4,6
83.202 ;Erl ich、H,、US4,582,788;5aiki
、R,。
et al、、US4,683,194゜ポリメラーゼ連鎖反応法によって、未
精製のサンプルであるとしてもまた、サンプル中に一つのコピーしかない場合で
あっても、特定のDNA領域を選択的に増幅することができる。
この方法により一水銀DNA、二本鎖DNAともに増幅することが可能である。
この方法は、目的の核酸分子を鋳型とした、ポリメラーゼの触媒による複製のた
めに、二つのオリゴヌクレオチドプローブをプライマーとして用いることが重要
である。
PCR法においては、二つのオリゴヌクレオチドプローブの細かい性質が、この
方法が成功するか否かの重要な鍵である。よく知られているように、DNAおよ
びRNAはリン酸基の5°−3°結合によって与えられる方向性を有している。
DNA配列またはRNA配列は一つの配列の5°末端のリン酸残基ともう一つの
配列の3゛末端の水酸基とがリン酸ジエステル結合を形成することにより連結さ
れる。ポリメラーゼによる核酸分子の増幅は、5°ヌクレオチド三リン酸を核酸
分子の3°末端の水酸基に加えることで進行する。このようにして、ポリメラー
ゼは核酸分子の3°末端まで作用する。これらの本質的な特性をPCR法のオリ
ゴヌクレオチドプローブの選択に利用する。PCR法のプローブのオリゴヌクレ
オチド配列は、増幅したい核酸の特定領域の両側または片側の配列と同一または
相補的な配列を有するものを選択すれば良い。
詳しくは、「第1の」プローブのオリゴヌクレオチド配列は、目的の領域の3′
側のヌクレオチド配列とハイブリダイズするような配列を、「第2の」プローブ
は目的の領域の5゛側に存在する配列と同一の配列を有するものを選択すれば良
い。どちらのプローブも3°水酸基を何するため、核酸合成のプライマーとして
用いることができる。
PCR法における反応条件としては、このようなハイブリッド化および核酸合成
の条件と、変性させ一本鎖にする条件とを用い、これらを繰り返す。反応の最初
のステップでは、サンプル中のvkaは一時的に加熱され、ついで冷却される。
これは存在しつる全ての核酸の二本鎖を変性させ、−木調とするためである0次
に、目的の核酸分子に比べはるかに多い量の「第1の」プローブおよび「第2の
」プローブをサンプルに加える。ハイブリッド化および核酸合成の条件下でイン
キュベートすることにより、「第1の」プローブが増幅させる領域の3°例の部
分で核酸分子とハイブリダイズする。サンプルの核酸が二本鎖である場合には、
「第2の」プローブは核酸分子の相補的な鎖に、増幅しようとする配列に相補的
な配列の3°の部位に、ハイブリダイズする。これにポリメラーゼを添加するこ
とによって、「第1の」プローブおよび(核酸分子が二本鎖であった場合には、
)「第2の」プローブがそれぞれの3°末端側に伸長する。「第1の」プローブ
の伸長によって、目的の核酸の配列を有するオリゴヌクレオチドが合成される。
「第2の」プローブの伸長によって、目的の核酸の配列に相補的な配列を有する
オリゴヌクレオチドが合成される。
PCR法は特定の核酸の領域を指数関数的に増幅することができる。なぜなら、
「第1の」プローブの伸長による産物は、必然的に、「第2の」プローブの配列
に相補的な配列を含み、「第2の」プローブ伸長による産物の生産のための鋳型
として用いることができるからである。同様に「第2の」プローブの伸長による
産物は、必然的に、「第1の」プローブの配列に相補的な配列を含み、「第1の
」プローブ伸長による産物の生産のための鋳型として用いることができるからで
ある。このように、合成と変性を繰り返すことによって、幾何級数的に目的の核
酸分子を増幅させることができる。PCR法については、以下の文献に記載され
ている M−ullis、に、B、(Cold S rin HarborS
m 、Quant、Bio1.51:263−273 (1986):5aik
i、R,に、、et al、(Bio Technolo 3:1OO8−10
12(1985);Mul l is、に、B、、et al、(Meth2旦
AIY−ユ旦ユ、工至互: 335−350 (1987))、以上本発明に関
し一般的に説明したが、以下の実施例を参照することによって本発明がより容易
に理解されよう。実施例は例示的に示したものであって、特に指定しない限り1
本発明を限定するものではない。
(実験1)
TNF されたFS−4のcDNAライブラリーの−お びTNF−cDNAの
林料
E、coli由来の組換えヒトTNF(比活性: 3XlO’ U/mg)は、
大阪にあるサントリー生物医学研究所のM、Tsuj imotoにより供給さ
れた。E、coli由来の組換えヒトIL−1a(比活性: 1XlO@U/m
g)は、ナトシー(Nutley)にあるホフマンーラーロッシュ社のAlvi
nSternおよびPeter Lomedicoから得られた。E、coli
由来の組換えヒトγ−インターフェロン(比活性:2.lXl0’)は、ケンブ
リッジにあるバイオジエン社から供給されたものである。E、coli由来のヒ
トインターフェロン−a(ベータセロン、比活性: 2X10” U/mg)は
、アラメダ(A l ameda)にあるトリトン・バイオサイエンス社から得
られた。上皮細胞成長因子(EGF)、血小板由来成長因子(PDGF)および
トランスフォーミング成長因子−β(TGF−β)は、ベッドフォードにあるコ
ラボレイティブ・リサーチ社から得られた。ポリ(I)−ポリ(C)は、ミルウ
オーキーにあるP−L・バイオケミカルズ社から得られた。N’−2°−0−ジ
ブチル・アデノシン・サイクリック3°、5°−モノフォスフェート、シクロへ
キシミド、フォルスコリン(forskol in)、12−0−テトラデカノ
イルフォルポル=13−アセテート(TPA)、カルシウム・イオノフオアA2
3187およびイソブチルメチルキサンチンは、セントルイスにあるシグマ・ケ
ミカル社から得られた。インターナル・リファレンス(internal re
fernce)cDNAとして用いられるpHe7ブラスミド(Kaczmar
ek、L、e七 at、、J、Ce1l Biol、104:183−187
(1987))は、ニューヨークのロックフェラー大学のP、B、Sehgal
から供給されたものである。
凱楢Ω唱1
ヒト2培体FS−4包皮繊維芽細胞系(Vilcek、J、et al、、旦r
oc、Nat1.Acad、Sci、USA 1旦:3909−3913 (1
973))は、全ての実験においてパッセージ・レベル(passage le
v e ) −1−5で使用された。FS−4細胞は、6mMのHEPE3.3
mMのトリシン、50ug/mlのゲンタマイシンおよび5%の熱不活性(56
℃、30分)ウシ胎児の血清(FBS;ギブコ・ラボラトリーズ社製)を添加し
たイーグル最少培地(E−MEMl中で培養された。4XlO’個の細胞が実験
のため175cm”のフアシヨン・フラスコ中に接種され37℃で培養され、こ
の細胞が密集成長するように6日間以上培養された。細胞の密集成長による単層
はリン酸緩衝生理食塩水(PBS)で一度洗浄され、これに0.25%のFBS
を含有する前記各成分を含有するイーグル最少培地(E−MEM)が補充された
。この培養物は、細胞を静止期にさせるため、前記培地中でさらに37℃で72
時間培養され、その後、この発明において特定された適当な試薬で処理された。
cDNAの “およびcDNA−イブラリ−の細胞質RNAは、以前に記載され
た文献のように(Lin、J、−X、et−1上、、J、Biol、Chem、
262:11908−11911 (1987))、lOng/mlのTNFで
3時間処理された静止期のFS−4細胞から分離された。ポリ(A)’ RNA
は、先ずこれをオリゴ(dT)−セルロース(P−L・バイオケミカルズ社製;
type7)に結合させ、次いでこれを溶出させる一連の工程の1サイクルに
より選択された。二本鎖cDNAは、ゲイゼルスバーグ(Gai thersb
urg)にあるベセスダ・リサーチ・ラボラトリーズ社製のcDNA合成システ
ムを用いることにより10ugのポリ(A)′″RNAから作られた。二本鎖c
DNAは、旦立旦R1メチラーゼによりメチル化され。
T、DNAポリメラーゼにより平滑末端化された。旦旦旦RIリンカ−はcDN
A上に結合され、旦旦旦R1により切断された。600塩基対より大きいcDN
Aは分画され、セファロースCL4Bカラム・クロマトグラフィーによりリンカ
−・フラグメントかも分離され、λ−gtloの旦coR1部位に結合された。
このライブラリーは、ギガバック・パフケージング・エキストラクト(ストラタ
ジーン社製)でin vitroパッケージングされた。
cDNAライブラリーのF difi’erential スフ1−ニンえ−g
tlOcDNAライブラリーは、1000 (PFU/直径150mmのプレー
ト)の密度でE、coli LE392上に蒔かれた。ニトロセルロース・フィ
ルターは、各プレートにおけるプラークを複製するために用いられた。slPで
標識された一水銀cDNAプローブによるフィルターのブレハイブリダイゼーシ
ョンおよびハイブリダイゼーションは、以前に記載された文献の通りに行なわれ
た(Leonard、D、G、B、et all、Mo1ec、Cel 1Bi
o1.7+3156−3167(1987))−プローブは、lOugのポリ(
A)’ RNAを基にベセスダ・リサーチ・ラボラトリーズ化のcDNA合成シ
ステムを用いて合成された。最初の鎖の合成反応は、dATP、dGTPおよび
dTTPを各0.5mM、dCTPを0.1mM、ダクチノマイシンを100u
g/m l、並びにa−s″PP標識たdCTP (300Ci/mmo l
;アイ・シー・エヌ・ファーマシューティカルズ社製)を200uCi含有す
るように調整された。cDNAの合成後、RNAは0.2MのN a OI(中
で70℃、20分間のインキュベーションにより引き離された。この反応はMC
Iで中和され。
合成されたcDNAは2Mの酢酸アンモニウムの存在下でエタノール沈殿された
。ベレットは、200ulのTE(lomMのトリス塩酸、pH8,0,1mM
のEDTA)中に懸濁され、ハイブリダイゼーション用溶液およびフィルターに
添加された。二つのプローブ、即ち、一方はTNFで処理されていないFS−4
細胞のポリ(A)” RNAかも作られ、他方はTNF (10ng/mi)で
3時間処理されたFS−4細胞のポリ(A)” RNAかも作られた二つのプロ
ーブの内の一つは、各二つのレプリカ・フィルターをパイプリダイズするのに用
いられた。ハイブリダイゼーション後、このフィルターは、2倍濃度のSSC(
1倍濃度のSSCは、O,15MのNaC1に0.015Mのクエン酸ナトリウ
ムを加えたものである)Jよび0.1%ドデシル硫酸ナトリウム(SDS)の洗
浄液中で65℃で1時間、前記洗浄液を1回あるいは2回交換して洗浄された。
フィルターは、遮蔽板と共に一70℃で1〜2日間強制的にコダック社製XAR
−5フィルムに露光された。前記二つのプローブによるハイブリダイゼーション
標識の異なる強さを示したいくつかのプラークが選択された。これらのクローン
は、さらにもう1度鑑別(di fferential)スクリーニングに供さ
れ、プラークは精製された。
cDNAのサブクローニング、インサート、およびクロス・ハイブリダイゼー乞
ユ乞巨究
ゲル化する前の0.7%のアガロース中に懸濁したE、coli LE392細
胞が、150mmのプレート中に分注された。λ−クローンがその後プレート上
で格子配列状にスポットされた。四枚のニトロセルロースフィルターは各プレー
トから移す手段であり、処理された後、使用時まで保管された。プラーク精製さ
れた組換え体のクローンからのcDNAインサートを調製するため1組換え体の
溶解物のlomlは、不純物が除去され、この溶解物に混入する染色体DNAを
除去するために2μg/mlのDNアーゼで消化された。そして、2.5%SD
Sと0.5Mトリス塩酸(pH9,5)と0.25MのEDTAとの混合液2m
lが添加され、プレートはファージを溶解させるために65℃で15分間培養さ
れた。この溶液は、10M酢酸アンモニウムの2.0mlを添加する前に室温に
まで冷却された。試料は氷で20分間冷却され、DNAベレットを得るために1
5000 X gで4℃、10分間遠心分離された。前記ペレットは、2Mg/
m 1のRNアーゼ(ベーリンガー社製)を含有するTE緩衝液の1ooul
中に懸濁され、制限酵素1旦oRIで切断された* c D N Aインサート
は分離され、M13mp19ベクターの旦立旦R1部位にサブクローンされた。
クロスハイブリダイゼーションおよびノーザン・プロット実験のためのプローブ
として用いるcDNAインサートは、バックグランドを最小化するためにEc旦
旦rでの切断による組換え体M13のクローンから調製された。プローブは迅速
に調製された。ハイブリダイゼーション条件は、前記鑑別(di fferen
tial)スクリーニング実験と同様である。
ノーザン・プロット
細胞質RNAは、ホルムアルデヒドを含有する1%アガロースゲル上で分画され
、ゼータ−プローブ・プロッティング・メンプラン(リッチモンドにあるパイロ
・ラット・ラボラトリーズ社製)上にプロットされた。細胞質RNAはル−ンに
つきlOug供された。ノーザン・プロットにおけるブレハイブリダイゼーショ
ンおよびハイブリダイゼーションは、前述の文献(Lin、J、−X、etat
、、)に記載された通りに行なわれた。フィルターは、M13の組換え体クロー
ンからの”pl!識されたcDNAインサートおよび/または”Pt51111
されたインターナル・リファレンス(internal refernce)p
Heフィンサートでプローブされた。ノーザン・プロットの結果は、レーザー・
デンシトメーターで定量された。
【嵐公近
M13の組換え体クローンからの一本llDNA!IF型が調製きれ、各cDN
A末端から数えて数百のヌクレオシドからなるヌクレオチドの配列は、ジデオキ
シヌクレオチド法(Sanger、F、et al、、Proc、Natl、A
cad、Sci、USA 工4 : 5463−5468 (1977))によ
り決定された0部分的なヌクレオチド配列が遺伝子バンクに登録された配列と比
較された(リリース(re l ease)60.0)。
■
FS−4細胞は密集成長した後、その培地がo、25%のウシ胎児の血清(FB
S)を含む培地に交換され、さらに37℃で72時間培養された。こうして得ら
れた細胞は組換えヒトTNF (Long/ml)にさらされた、細胞質RNA
は、TNFで3時間インキュベートされた後、分離された(Lin、J、−Xe
t al、、J、Biol、Chem、262:11908 (1987))。
TNFでの3時間の培養は、以下の理由で選択された。TNFは、静止期のFS
−4細胞中で20−30分以内に幾つかのメツセンジャーRNAレベルの増加を
誘導することが知られているが、これらの「里心性(early respon
se)JメツセンジャーRNAの幾つかは30−120分の間に僅かにそのレベ
ルが増加するだけである(例えば、c−fosおよび立二二り旦 メツセンジャ
ーRNA;Lin、J、−X、et al、、上述の文献)、このような里心性
の遺伝子産物は他の遺伝子を活性化させるのに重要であるが、これらの遺伝子産
物が僅かに誘導されるという事実は、これら遺伝子産物がTNFにより誘導され
た表現型の変化に応答し得る活性化エフェクター分子ではないことを示唆した。
それ故に、TNF処理後により安定して増加されるメツセージに相当するcDN
Aについて研究が開始された。
ポリ(A)” RNAは細胞質RNAがら分離され、これを基に二本鎖cDNA
は合成された。2XIO”個の組換え体クローンからなる。TNF処理されたF
S−4細胞からのcDNAライブラリーは、TNF誘導遺伝子の配列決定のため
に、コントロール細胞(TNF処理されていないFS−4細胞)およびTNF処
理されたFS−4細胞にそれぞれ由来するポリ(A)’ RNAから調製された
”PfilicDNAプローブでの鑑別(di fferential)ハイブ
リダイゼーションによりスクリーニングされた。コントロール細胞に由来するc
DNAでプローブしたときでなく、TNF処理された細胞に由来するcDNAで
プローブしたときに強いシグナルを発するプラークが、TNF誘導性遺伝子であ
ると仮定して拾い上げられた。
およそ3XIO’個のプラークがスクリーニングされ、二回のスクリーニング操
作の後、これらの内の47個のブラニクが明らかにTNF誘導性遺伝子を含んで
いると記録された。これらはTSGI−47(TSG= rTNFで刺激された
遺伝子配列」)と名付けられた。N別(differntial)スクリーニン
グにより選択されたTSGクローンの間で表現される異なるメツセンジャーRN
Aの数を決定するため、インサートはクロスハイブリダイゼーシ(ンにより配列
の相同性について試験された。クローンされた計44個のcDNAは、互いにク
ロスハイブリダイゼーションさせられることにより実験された。これらの実験は
、計8つの特異的な非交差反応性(non−crossreacting)cD
NAを示した0表2を要約すると、44個のクローンの間において、あるcDN
A (TSG−21,TSG−27およびTSG−371はかなり低い存在量で
あったのに対し、幾つかのcDNA (TSG−8およびTSG−141は高い
頻度で表現された。メツセンジャーRNAに相当する大きさは0.8〜4.5キ
ロ塩基対であった。
表2 TNFに特異的な44個のcDNAクローン中における各TSGcDNA
の存在量l)各44個のcDNAインサートはんgtloベクターから分離さt
LM13mp19ベクターにサブクローンされた。M13ベクター由来のインサ
ートはニック・トランスレーションにより[31p]標識され各44個のλcD
NAでハイブリッド化された。クロスハイブリダイゼーションは、cDNAが同
じmRNA種から得られたことの証拠として用いられた。
(実験2)
TNFに−°されたメッセンジ −RNAにおする ゛の分離された8つの別個
独立のTSGcDNAのレベルが、TNF処理されたFS−4細胞中において調
節されるメツセンジャーRNAレベルに実際に相当していることを確かめるため
、静止期にあるFS−4細胞は0.5〜16時間の範囲の異なる間隔でTNF
(20ng/ml)処理され、細胞質RNAは分離され(Lin、J、−X、e
t al、、上述の文献)、各8つのcDNAに相当するメツセンジャーRNA
のレベルは、ノーザン・プロット分析およびオートラジオグラムのデンジトメト
リック・スキャンニングにより定量された(図18よび図2)、メツセンジャー
RNAレベルの増加は、約3−フォールド(fold)(TSG−211から1
00−フォールド(f o 1 d) (TSG−6J3よびTSG−8)以上
までの範囲であった。
メツセンジャーRNA刺激の3つの異なるパターンが注目された。第一のパター
ンは、メツセンジャーRNAレベルが2〜4時間で最大まで増加し、その後緩や
かに減少することを特長としていた(TSG−1およびTSG−6)、第二のパ
ターンは、メツセンジャーRNAレベルが1.5−4時間で最大まで急速に増加
し、以後少な(とも16時間までプラトーな状態になることを特長としていた(
TSG−8,TSG−12、TSG−14およびTSG−371,第三のパター
ンは、メツセンジャーRNAレベルが初めに若干減少し、続いて16時間の観察
を通してメツセンジャーRNAレベルのゆるやかでゆっくりと増加することを特
長としていた。
(実験3)
rSGcDNAの
分離されたcDNAが既に同定された遺伝子と相同であるかどうかを決定するた
めに、8つのcDNAの全てが1部分的(300−400塩基対について)にシ
ーフェンスされ、決定された塩基配列は遺伝子バンクで入手できる塩基配列と対
照することによりチェックされた。4つのcDNA (TSG−1,7SG−8
、TSG−21およびTSG−27)の塩基配列は既に同定された遺伝子と相同
的であることがわかった。これらの内、TSG−1は、インターロイキン−8と
して知られる。β−トロンボグロブリン様蛋白質3−10c (Schmid。
J、et al、、J、Immunol、139:250 (1987))の遺
伝子に相当した。TSG−8は、最近クローンされた単球走化性活性化因子(M
CAF)(Matsushima、に、et al、、Ctokine 上:2
(1989))の遺伝子と同一であった。TSG−21およびTSG−27は。
それぞれコラゲナーゼ遺伝子およびストロメリシン(strome lys i
n)遺伝子と同じであることがわかり、TSG−37は、メタロチオネイン■を
コードすることがわかった。残り3つのcDNAの部分塩基配列は、それらが今
まで同定されていない遺伝子の塩基配列であったことを示し、公知の遺伝子との
顕著な相同性を示さなかった。
TNFによる。およびインターロイキン−1によるインターロイキン−8にTS
G−1)の誘導が、最近観察された(Matsushima、に、et al2
.上述の文献;J、Ex 、Med、167:18B3 (198B))−好中
球走化性因子であるインターロイキン−8は、血小板第4因子(PF−4)。
インターフェロン(rFN)−Tm誘導性蛋白質であるIP−10、PDGF誘
導性遺伝子であるJE、MIP−1およびMIP−2と称される蛋白質、並びに
GRO(Matsushima、に、et at、、上述の文献; Larse
n、 C,G、 et al、 、 5cience 243: 1464 (
1989) )を含む幾つかの炎症性サイトカイン群に構造的に関係している。
これらの蛋白質のほとんどに走化性が現われた。
TNFおよびインターロイキン−1によるヒト繊維芽細胞におけるMCAF (
=TSG−81の誘導については最近記述がなされている(Matsushim
a、に、6t al、、上述の文献)、l[I味深いことに、MCAFはインタ
ーロイキン−8と著しいアミノ酸配列の類似性を示しく21%)、これらは共に
類似の位置に4つのシスティンを有する。コラゲナーゼ(TSG−21)はまた
、滑膿細胞および繊維芽細胞中でTNF誘導性であることが早くから報告されて
いた(Dayer et al、、上述の文献)。コラゲナーゼを誘導するTN
Fの能力は、炎症中の組織の改編(remoder ing)におけるTNFの
役割に関係しているらしい。TNFによるストロメリシン(strome Iy
s in)の誘導は報告されていないが、ストロメリシン(s trome l
ys in)メツセンジャーRNAはインターロイキン−1により誘導され得る
ことが最近示された(Quinones、 S、 et al、 、 J、 B
iol、 Chem、 264:8339 (19891)、コラゲナーゼ様の
ストロメリシン(stromelysin)は、コラーゲンを分解する金属蛋白
質分解酵素であり、これらは共にフィブロネクチン、ラミニンおよび軟骨のプロ
テオグリカンを分解することができる。コラゲナーゼおよびストロメリシン(s
tromelysin)は共に、慢性関節リウマチに生ずる、細胞外マトリック
ス分解の増加に重要であると考えられている。
最後に、メタロチオネインII (MT−n)(=TSG−37)は、重金属投
与、リボ多糖体の注射を含む様々なストレスにより、乃至はインターフェロンお
よびインターロイキン−1を含むサイトカインにより、誘導され得ることが示さ
れている(Karin、M、、Ce1l 41:9−10(1985))、重金
属イオンに結合する能力に加えて、MT−nはまた、炎症反応の間、活性化され
たマクロファージおよび好中球により放出されたラジカル・スカベンジャーとし
て作用することができる。MT−U誘導は、このように組織破壊の予防における
保護的な役割を担っている(Thornal ley、p、J、、Bioche
m21上立り且り且工Δ旦ta 8ヱユ: 36−44 (1985))。
シーフェンスにより同定された5つのTSGcDNAの全てが、炎症過程におい
て重要な蛋白質をコードする遺伝子に相当していたことは意義深いことである。
これらの結果は、免疫応答および炎症反応において重要な働きをする新規な遺伝
子の同定において、ヒト繊維芽細胞に由来するTNF誘導性cDNAクローニン
グにおける現在のアプローチの有用性を支持するものであった。
(実験4)
するサイトカインおよび の の−によるTSGメツセンジ −RNA1県0パ
ヱニ2
表3は、ノーザン・プロット分析により、様々な試薬にさらされたFS−4細胞
における。8つの別個独立のTSGcDNAに相当するメツセンジャーRNAレ
ベルが調定された多くの実験の概要を提供するものである。3つのメツセンジャ
ーRNA (TSG−8,TSG−12およびTSG−14に相当する)は、蛋
白質合成阻害剤であるシクロへキシミド(CI(X)により誘導され得るもので
あった。幾つかの場合において、CHXの添加がメツセンジャーRNAの合成を
阻害(block)Lなかったか(TSG−12およびTSG−14)、あるい
はTNFによるメツセンジャーRNAの誘導能力を増加させた(TSG−1,T
SG−6およびTSG−8)ことは、メツセンジャーRNAの増加がTNFの直
接の作用の結果であることを示し、蛋白質の媒介を要求しなかった。対照的に、
残る3つのメツセンジャーRNAのTNFによる誘導は、CHXの存在下で阻害
され、あるいは減少した。5つのメツセンジャーRNA (TSG−8、TSG
−12、TSG−21,TSG−27およびTSG−37)は、IFN−〇によ
る誘導性であり、これらの内の2つ(TSG−8およびTSG−12)はIFN
−γに応答した。IFN−〇による同時処理は、TNFによるTSG−1(=I
L−8)メツセンジャーRNAの誘導能力を減少させ、TSG−6およびTSG
−37メツセンジヤーRNAの誘導能力を増加させた。全てのメツセンジャーR
NAは、インターロイキン−1により、!3よび二本鎖RNAポリ(I) ・ポ
リ(C)あるし1はフォルボールエステル
・13−アセテート(TPA)により誘導され得るものであり,これらの試薬に
より誘導の影響は異なっていた。上皮細胞成長因子(EGF)は、TSG−21
(=コラゲナーゼ)およびTSG−27 (=ストロメリシン(stromel
ysin)メツセンジャーRNAレベルを増加させる点において適度に効果があ
り,他の幾つかのメツセンジャーRNA (TSG−8.TSG−12およびT
SG−14)を弱く刺激した,PDGFおよび形質転換成長因子−β(TGF−
β)は、ジブチリル・サイクリックAMP (dBcAMP)およびフオスホジ
エステラーゼ阻害剤であるイソブチル・メチル・キサンチン(IBMX)のよう
に弱い影響があっただけであった。
表3を要約すると、TNFに独占的に応答したメツセンジャーRNAは存在しな
かったことは明らかである.しかしながら、少なくとも2つのメツセンジャーR
NA (TSG−1即ちインターロイキン−8およびTSG−6)は、他の刺激
に比べてTNFにより著しく強く誘導された,TSG−1即ちインターロイキン
−8およびTSG−6メツセンジヤーRNAは、近似したパターンの誘導能力(
TNFによる誘導におけるIFN−βとIFN−γとの作用の見かけ上の差異を
除き)を有することは興味深いことである.TSG−8の誘導能力のパターンが
TSG−12のそれと近似していたことは明らかであり、TSG−21 (コラ
ゲナーゼ)およびTSG−27 (ストロメリシン(stromelys i
n))メツセンジャーRNAはまた、近似した誘導能力のパターンを有していた
.TSG−37メツセンジヤーRNA (メタロチオネイン旧は.TNFおよび
IFN−βの両方により強く誘導され得るものであった。
表3 FS−4細略中におけるTSGメツセンジャーnN八にへするIi々なM
!f)彩胃l)増殖を止められたFS−41glは、以Fのflで処1された;
TNF (20%g/ml)、(、l(X l蓋Oug/ml)。
TFN−0(5000/mll 、I FN−y (1000/mll 、l
L−1a (I ng/mll EGF (25%g/mIj。
r’1)GF (5ng/mll 、TGF−0(2ng/ml+ 、ポリ(1
1−ポリ(C1(50ug/mll 、TP八(I OOng/ni1.八23
18711u間)、フォルスコリン(10uMl 、dBcAMP (100u
Ml 、IBMX (loouM)、この処理は、TSG−21およびTSG−
27のメツセンジャーnN^レベルが16時間の処理後決定されたことを除き、
全て2時幅1で行なわれた。(TNFJjよびCIIXの混合物の長時Mの処q
uw灘であったので、TNFJ3よびCIIXで処理された群にJ3IするTS
G−21およびTSG−27のメツセンジャーRNへレベルは処理後4時間で決
定されL−)全細自質(実験5)
TSG−6の6 なりNA テ、 びに、この のCD44 ヘルメス Her
mes および εンク・ に る新規な部分塩基配列を有する3つのTSGc
DNA (TSG−6,TSG−12およびTSG−14)の内、TSG−6は
、さらなるシーフェンスのために選択された。ノーザン・プロット分析は、TS
G−6cDNAが、1.5キロ塩基対の見かけ上の大きさである、TNF誘導性
メツセンジャーRNAの一本のバンドにハイブリッド化されたことを示した。T
SG−6cDNAと共にクロス−ハイブリッド化された6つのんクローンの間で
、λ5−TSG−6クローンは、約1.4キロ塩基対という最も長いインサート
を有していたので、これがシーフェンス分析に用いられた。およそ1.4キロ塩
基対のλ5−TSG−6インサートは、M13mp18バクテリオファージのE
coR1部位にサブクローンされた。塩基配列決定の忠実性を保証するため、塩
基配列方向の欠失クローンが、M13クローン中の両方向に、Exo[II/S
l法(Henikoff、S、上述の文献)により生成された。この方向欠失ク
ローンはその後、ジデオキシヌクレオチド法(サンガー、F、et at、、上
述の文献)による塩基配列を決定するのに用いられた。
TSG−6cDNAはl、414個の塩基を有し、明らかに、69個の塩基によ
る翻訳されない5゛領域と、831個の塩基が連続するオーブン・リーディング
・フレームと、翻訳されない3°領域とからなることがわかった(図3)、翻訳
されない3゛領域内に、多重AT−リッチ領域が存在した。メツセンジャーRN
A配列のAUUUAが、不安定さを与えると考えられていることは、メツセージ
の急速な消失(degradation)を招き、TNFでの4時間にわたる連
続処理後に見られるTSG−6メツセンジヤーRNAレベルの減少を説明するか
も知れない(図1II照)、共通のポリアデニル化信号(AATAAA)はまた
、3°末端に位置されていた。
最も大きいオーブン・リーディング・フレーム(831個の塩基)から、277
個のアミノ酸のポリペプチドが予測された。巨大な長さのオーブン・リーディン
グ・フレームは他に見られなかった。推測上のメチオニン開始は、典型的な消化
性シグナル・ペプチド(図3および図4)を示唆し、電荷を有する部位が後に続
<11個の疎水性アミノ酸により続けられる。加えて、予測されたTSG−6蛋
白質のアミノ酸配列は、Nにリンクした糖鎖形成の可能な2つの部位と、コンド
ロイチン・サルフェートとのリンク部位とを含んでいる(図3および図4)。
データペースにおける蛋白質の有用なアミノ酸配列とTSG−6cDNAに由来
するアミノ酸配列との比較は、興味深い相同性を示した0図5は、TSG−6遺
伝子産物のN末端モチーフ(37番目のアミノ酸と12727番目ミノ酸との間
のアミノ酸残基)は、ラットの軟骨リンク蛋白質(35,8%の同一性を有する
)、ラットのプロテオグリカン・コア・蛋白質(38,9%の同一性を有する)
、オよびヒト・リンパ球のホーミング・レセプタ−CD44/gp90ヘルメス
(Hermes)(32,6%の同一性を有する)の最近発表されたアミノ酸配
列(Stamenkovic、1.et al、、上述の文献HGoldste
in、L、A、et at、、上述の文献)との高い相同性を有することを示し
ている。加えて、TSG−6遺伝子産物のC末端部位は、相補的成分たるC1r
A鎖のα−フラグメントとの間でおよそ30%のアミノ酸配列の相同性を示し
た。
TSG−6cDNAによりコードされた蛋白質の予測されたアミノ酸配列と、C
D44/ヘルメス(Hermes)系統群との間の相同性は特に興味深い。CD
44/ヘルメス(Hermes)膜蛋白質は、リンパ球の「帰巣(homing
Nリンパ節、およびCD44/ヘルメス(Hermes)膜蛋白質の様々な他の
組織への結合に(Stoolman、i M、、上述の文献)関係している。C
D44/ヘルメス(Hermes)が造血細胞系1間葉細胞系および上皮細胞系
で発現されたという事実は、多目的接着受容体としてのこの蛋白質の作用を示唆
している。CD44/ヘルメス(Hermes)と、プロテオグリカン・コア・
蛋白質の領域でもあり、軟骨リンク蛋白質の領域でもある二つの繰返し領域との
間の顕著な相同性については、!に近記述がなされている(Stamenkov
ic、1.et al、、上述の文献;Goldstein、L、A、etal
、、上述の文献)、軟骨リンク蛋白質およびプロテオグリカン・コア・蛋白質に
おいては、これらの相同的な領域が、蛋白質問相互作用を通してヒアルロン酸お
よびその他のプロテオグリカンへのこれらの蛋白質の結合に関係していると考え
られている。CD44/ヘルメス(Hermes)におけるこのエピトープの存
在は、リンパ球の往来における細胞マトリックス相互作用の重要性に関係してい
るかも知れない。
TSG−6領域と公知のアミノ酸配列との高い相同性(約60%)は、リンク蛋
白質およびプロテオグリカン・コア・蛋白質のヒアルロン酸結合領域に存在する
。推測される二次構造によると、この領域はこれらの蛋白質の全てに高く保持さ
れるジスルフィド結合により形成される伸びたループ部分に現われる(図5)、
さらに、コンドロイチン・サルフェートにリンクする可能性のある部位の存在は
、CD44/ヘルメス(Hermes)によくあることだが、TSG−6蛋白質
自身がいわゆる「一時的な(part time)Jプロテオグリカンであるか
も知れないことを示唆する(Ruoslahti、E、、上述の文献)。
TSG−6蛋白質の分泌された形態が、白血球の往来および/または化学走化性
において、ある役割を果たしていると予測された。TSG−6蛋白質は、白血球
の表面構造に結合すると、白血球の接着特性および/またはその他の作用を変え
ると推測された。TSG−6蛋白質は1例えばヒアルロン酸および可能なその他
の構造等、CD44/ヘルメス(Hermes)と同じリガンドを認識するよう
であり、この場合には、可溶性TSG−6が、CD44/ヘルメス(Herme
s)分子により媒介されるリンパ球接着を干渉すると推測される。可溶性TSG
−6はまた。細胞外マトリックスへの細胞接着を阻害すると推測される。
TSG−6蛋白質はまた、細胞表面、即ち膜に組合された蛋白質であるかもしれ
ず、この場合において、繊維芽細胞(あるいはその他の細胞)の表面におけるT
SG−6蛋白質の発現は、白血球接着に重要な役割を果たしている。TSG−6
蛋白質の細胞表面での発現は、細胞外マトリックス分子に対してのTSG−6蛋
白質を生産する細胞の接着特性を変える。このように、TSG−6の発現は。
細胞の成長を刺激するかあるいは阻害する。および細胞の形態を変える。という
TNFのよ(実証された能力に関係しているかも知れない、これに関して、細胞
の成長を調節する他のサイトカインであるTGF−〇が2デコリン(細胞表面の
結合を維持する分泌されたプロテオグリカンの一部)を含む様々なプロテオグリ
カンの合成を刺激すること(Bassols、A、et al、、上述の文献)
に注目することは興味のあることである。この作用は、細胞の形態および成長特
性における変化に直接的に関係し得る。デコリンのよりなTSG−6ポリベブチ
ドは、およそ30キロダルトンの分子量および一つのコンドロチン・サルフェー
ト・リンク部位を有する。幾つかの膜プロテオグリカン(CD44/ヘルメス(
Hermes)のマウスの相同体を含む)が細胞骨格と相互作用することが知ら
れており、このことは、増加したTSG−6蛋白質の発現が細胞の成長あるいは
形態における変化を導き得るその他の櫟構の可能性を提供している。
したがって、TSG−6(分泌されたあるいは細胞に組合された)が、細胞の成
長、細胞の運動性および細胞間の相互作用を含む、生命を維持する細胞特性の大
なる影響を有し得ることは明らかである。TSG−6のヒアルロン酸への結合能
力(上述参照)、およびヒアルロン酸が細胞表面および細胞外マトリックスの重
要な成分であるという事実を考慮すると、可溶性TSG−6が細胞接着を阻害す
ると仮定される。他の細胞上よび細胞外マトリックス間での細胞接着は1体内に
おける遠い部位に転移する悪性腫瘍細胞の能力に重要である。ある有用なTSG
−6の応用としては、特に組換えDNA技術により調製されたTSG−6が、予
防あるいは治療薬として腫瘍細胞の転移を抑制することである。
TSG−6蛋白質のC末端側の半分と相補的成分であるC1rとの間の相同性は
(図5B)、C1rおよびC1s成分間の相互作用を招<、Ca”°結合部位で
あると考えられているC1r領域にある。これは、TSG−6の相同的な領域は
、Ca″′″結合部位であり、おそらく蛋白質問相互作用に関係しているかも知
れないことを示唆している。
(実験6)
Aの
TSG−6の細菌性融合蛋白質を発現させるために、我々はλ6クローン由来の
EcoRIcDNAインサートを用いた。λ6クローンは、図3に示されるTS
G−6cDNA配列において、5゛末端側における402塩基対および3゛末端
側における4塩基対を欠失するcDNAインサートを含んでいる。115番目の
イソロイシンから248番目のアスパラギン酸までをつなぐTSG−6オーブン
・リーディング・フレームの一部をコードするEcoRI−BamHI (40
6塩基対)制限断片は、L6クローンのEcoRIcDNAインサートから分離
され、pATH21ベクター(Sprindler、に、R,et al、、J
2旦オーブン・リーディング・フレームの一部分(37キロダルトン)のポリリ
ンカー下流における同じ制限部位にクローンされ、結果としてTrpE/TSG
−65!現プラスミドであるpATH−TSG−6(図6A)となった。
同じ制限断片(EcoRI−BamHI)はまた、細菌性発現ベクターであるp
EX34Aにインサートされ、結果としてMS2/TSG−6発現プラスミドで
あ6pEX−TSG−6となった(図6B)、pEX34Aは、MS2ポリメラ
ーゼのN末端部位に融合された異種蛋白質の生産をつかさどるpEX29の誘導
体(にl 1nkert、M、et al、、Infec、Immun、49:
329−335 (19851)であり、λバクテリオファージの温度誘導性P
−L・プロモーターによりコントロールされる。
発現プラスミドpATH−TSG−6は、コンピテントE、col 1HBl。
l細胞に移された。2%カザミノ酸、20μg/mlのL−トリプトファンおよ
び150gg/mlのアンピシリンを含有するM9培地中の、この形質転換され
た細胞は、As。。=0.5 (吸光度600nm)の細胞密度に増殖した。融
合蛋白質の合成を誘導するために、予め温められた。L−トリプトファンを含ま
ない培地中に細胞は懸濁された。更なる1時間の培養の後、20μg/mlの3
−〇−インドールアクリル酸が添加され、そして更に24時間培養が続けられた
1図7は、予測された大きさの蛋白質(およそ54キロダルトン)が3−〇−イ
ンドールアクリル酸の添加後に事実上誘導されたことを示している。
その他のTSG−6融合蛋白質の発現のために、組換えプラスミドpEX−TS
G−6は、コンピテントE、col 1K12*H+kTrp (Remaut
、E、et al、、Gene 1旦:81−03 (1981))に移され、
そしてそれはλP−L・プロモーターの温度感受性リプレッサーを含んでいる。
この細胞は、28℃に選択された条件下で高密度に培養された。MS2/TSG
−6融合蛋白質の合成を誘導するために、予め温められた、抗生物質を含まない
LB培地の4容量で細胞は希釈され、その後、好ましい酸素供給の条件下、42
℃で3時間培養された0図8は、予測された大きさのMS2/TSG−6融合蛋
白質(約32キロダルトン)は特に高い温度で誘導されたことを示している。
両融合蛋白質の精製は、本質的には、5trebel et al、により記述
されたようにして(J、Virol、57:983−991 (1985))行
なった。ILの培養から得た細胞は、ベレット化され、TEN溶液(lomMの
トリス塩酸、pH8,0,1mMのEDTA、0.5MのNaC1)で洗浄され
、リゾチーム(mg/ml)で溶解され、超音波により最終的に破壊された。
不溶性画分く材料)は、遠心分離(20,000gで30分)により回収され、
続いて37℃で30分間、20m1の3Mウレアおよび5mlの7Mウレアで抽
出された。融合蛋白質を含有する7Mウレア抽出液は、準備したSDSポリアク
リルアミド電気泳動により更に精製された。電気泳動後、この融合蛋白質は、ゲ
ルから取除かれ、電気溶出され、要求された濃度に濃縮された。電気溶出された
融合蛋白質の純度が分析用ゲル上でチェックされた。2回の電気溶出の後、純度
の高い融合蛋白質が、SOSポリアクリルアミド電気泳動においてE、coli
蛋白質のバンドが検出されることなく得られた(図7におけるレーン7)。
(実験7)
6M637 へのTSG−6cDNAの tトランスフエ ジョンTSG−6の
生物学的作用は、TSG−6メツセンジヤーRNAの誘導による、TNFに対す
る応答を示さない細胞系におけるTSG−6eDNAの発現により研究され得る
。かかる目的のために、我々は、TNFでの処理によってはTSG−6メツセン
ジヤーRNAを発現しない、SV40がトランスフオームされたGM637細胞
における。TNFによるTSG−6メツセンジヤーRNAの誘導性を実験したく
図1O参照)、構造発現因子としての発現プラスミドpSV−TSG−6(図9
A)は、プラスミドp3Vβ1において、β−チューブリン・イソ型mβlのコ
ード領域を全長のTSG−6cDNAに置換することにより構築された(Lew
is、S、A、et al、、Ce1l 49:539−548(1987))
、より容易なりローニングのための適当な制限酵素部位を開発するために、我々
は、1acプロモーター(P 1 ac)に関係するセンス(sense)ある
いはアンチセンス(antisense)オリエンテーション(Orienta
tion)において、EcoR1部位に全長のTSG−6cDNAを有するM1
3mp18ベクターを用いた。TSG−6cDNAの5°領域を含むHind[
[I−NcoIフラグメントは、アンチセンス・コンストラクト(antise
nse constract)から分離され、TSG−6cDNAの3゛領域を
含むNcoI−KpnIフラグメントは、センス・コンストラクト(sense
construct)から分離された0両フラグメントは、切断されたプラス
ミドpsβlのHind[n/KpnI部位に結合された。
誘導性発現プラスミドpMAM−TSG−6(図9B)はまた、アンチセンス・
コンストラクト由来のXbal−Ncorフラグメントおよびセンスコンストラ
クト由来のNcoI−5alIフラグメントを、切断されたプラスミドpMAM
neoのNheI/5alI部位に結合させることにより構築された1発現ベク
ターpMAM−TSG−6は、デキサメタシンの存在下においてクローンされた
遺伝子の制御可能な高いレベルの発現をもたらす、デキサメタシン誘導性MMT
V LTRプロモーターに連結されたR5V−LTRエンハンサ−を含んでいる
。抗生物質G418を含む培地中での増殖によるトランスフエクタントの選択の
ために、前記発現ベクターはまた、SV40レイター・プロモーターにより駆動
される1coli neo遺伝子を含んでいる。
この構築されたプラスミドの両方は、リン酸カルシウム(CaPO,) −DN
A沈殿法(Graham、F、L、、Virolo 52:456 (1973
))の使用によりGM−637細胞系をトランスフェクトするのに用いられた。
pSV−TSG−6での安定なランスフェクションの幾つかの場合においては、
G418耐性を付与するpR3Vneo (Gorman、C,et at。
、5cience 221 :551 (1983))が共にトランスフェクト
された。リン酸カルシウム(CaPO,)−DNA沈殿の安定したトランスフェ
クシヨンのため、GM−637細胞は、10%子ウシつ児血清およびゲンタマイ
シン・スルフェートを含有するMEM培地中で37℃で5%のCotガス圧下で
保存された。細胞は、−週間で三鷹l:5の割合で分裂した。ヒトGM−637
細胞をトランスフェクトするために、トランスフェクションに先立って、5ml
の培地が入った60mmのプレートに5XlO’の細胞が接種されたプレートが
1日間種培養された。TSG−6発現プラスミドであるpMAM−TSG−6,
あるいはpSV−TSG−6とpR3Vneoとの混合物は、0.25m1のC
aCl2と共に混合された0等量の2倍濃度のHBS溶液(pH7,05;28
0mMのNaC1,10mMのHCI、1.5mMのNag HPO4”2Ht
0.12mMのデキトロース、50mMのHEPES)が添加され、この溶液
は室温で20分間培養された。CaPO,−DNA懸濁液は、プレート上に滴下
され、混合された。5%のCOを分圧において37℃で5時間細胞を培養した後
、トランスフェクトされた細胞は、1倍濃度のHBS中で15%グリセリンを用
いて30秒間処理することによりグリセリン・ショックを与えられ、更に20時
間培養された。密集成長した細胞の単層は、ネオマイシン耐性マーカーを発現す
る細胞を選択するためにG418 (800ug/ml)を含有する培地中に再
び蒔かれた。コロニーは、クローニング・リングの使用を通してトランスフェク
ション・プレートから分離され、24穴プレート中でサブクローンされ、単層培
養に広げられた。TSG−6cDNAの発現のため、複数の独立したトランスフ
エクタントが選択され、ノーザン・プロット分析により試験された。
図1Oは、幾つかのトランスフエクタントはTNFの存在しない条件下でTSG
−6メツセンジヤーRNAを発現することを示している。主要なバンドは、FS
−4細胞中でTNFにより誘導されたTSG−6−メツセンジャーRNAに相当
するバンドと同じ大きさであった。このバンドの上方部分は、ポリアデニル化シ
グナルにおけるTSG−6cDNAの不完全なプロセッシングの結果によるもの
かもしれない、これらのiランスフエクタントにおけるTSG−6タンパクの発
現は、前記TSG−6細菌性融合タンパクに対して生成されたポリクローナル抗
血清助剤を用いたウェスタン・プロット分析により確認された(上述参照)。
(実験8)
TNFによるTSG−6メツセンジ −RNAの : A につい二匹隻葺
TNFによるTSG−6メツセンジヤーRNAの誘導性が、ノーザン・プロット
分析により様々な細胞系において試験された。検知可能なTSG−6メツセンジ
ヤーRNAの存在は、ホーミング・レセプターCD44に対するTSG−6蛋白
質の相同性を考慮すると興味深かった。TNFに高い応答性を示し、TNFの炎
症性作用の分析に有用性を示す一つの細胞の類型であるヒト請静脈内皮細胞(H
UVEC)が試験された。また、SV40・ウィルス性トランスフオームされた
ヒト2倍体繊維芽細胞の系である。GM−637細胞が試験された0図11は、
TNFの刺激によっては、これらの細胞がTSG−6メツセンジヤーRNAを発
現しないことを示している。他に選択された細胞系(U937.A637、Co
1o205.HT29およびSK−MEL−19)もまた、TNF処理後にTS
G−6メツセンジヤーRNAを生産しなかった。これらの細胞系はTNFの作用
に応答性を示しているので(Le、J、et al、、1987.上述の文献)
、この非応答性はTNFレセプターが細胞表面に欠失していることに原因するの
ではない。これらの発見は、TSG−6メツセンジヤーRNAの発現は正常な結
合組織起源の細胞にのみ制限されている可能性を示している。
この考えを確かめるために、他の正常な繊維芽細胞(FS−48,FS−49右
よびWI−381における、およびSV40・ウィルスでトランスフオームさレ
タ繊維芽細胞(WI−38VA13.GM−6371あるいは5V40−ラージ
T抗原のみでトランスフオームされた繊維芽細胞(FS−4−3V1.FS−4
−5V2.FS−4−5V3)L:j;け6.TSG−6メツセンジヤーRNA
の誘導性が試験された。TSG−6メツセンジヤーRNAは、SV40・ウィル
ス性トランスフオームされた繊維芽細胞(Wl−38VA13.GM−637)
中ではなく、全ての正常な繊維芽細胞中で実際に誘導された。興味深いことに、
TSG−6メツセンジヤーRNAのTNFによる誘導は、SV40・ラージT抗
原てトランスフェクトされたFS−4細胞中で著しく減少した(図12)。これ
は、これらのトランスフエクタントのTNF応答性の全体的な減少に原因がある
ではなかった。例えば、TNFで刺激された他の遺伝子(上述)によりコードさ
れたTSG−14メツセンジヤーRNAは、TNF処理後におけるFS−4細胞
中よりもラージT抗原トランスフエクタント中でより高く誘導される。“腫瘍”
形質転換の程度がTSG−6メツセンジヤーRNAの誘導性に対する影響を調節
していると結論された。
(実験9)
ポリクローナル ゛の− およびイミュノ・アフ ニテ −・クロマト ラフ
−による TSG−6の
先ず初めに、ウサギが、完全フロイント・アジュバント中に懸濁されたエニエ旦
/TSG−6融合蛋白質の約200μgで免疫され、不完全フロイント・アジュ
バント中に懸濁された前記蛋白質の前記量で2〜3週の間隔で追加免疫された。
注射は、静脈に行なわれた最終の追加免疫を除き、全て皮下に行なわれた。
免疫化された後、ウサギは6日間採血された。5trebel et al、(
上述の文献)に従ってイミ二ノ・ブロッティングを行なうことにより、血清が分
析された。
LL!工/ T S G −6融合蛋白質に対して生じた抗体は、FS−4細胞
およびその他のヒトの細胞の上演あるいは抽出液からの蛋白質における広い領域
に非特異的に結合することを示す。この融合蛋白質に右けるTSG−6領域に特
異的な抗体を得るため、抗血清はMS2/TSG−6融合蛋白質がカップリング
されたイミュノ・アフィニティー・マトリックスで精製された。
イミ1ノ・アフィニティー・クロマトグラフィー・マトリックスは、以下のよう
にして調製された。精製されたMS2/TSG−6融合蛋白質の5mgが。
0.5MのNaC1で粗透析された。3mlのE HA−セファロース48(フ
ァルマシア社製)の3mlが0.5MのNaC1で粗洗浄され、精製されたMS
2/TSG−6融合蛋白質が添加された。pHは4.5に調整され、1mlの蒸
留水に溶解された40mgの1−(3−ジメチルアミノプロピル)−3−エチル
カルボジイミド・ヒドロクロライド(アルドリッヒ・ケミカル社製)が、撹拌の
間滴下された。その後、pHは4.5に再調整され、カップリング反応が連続的
な撹拌条件下で一昼夜行なわれた。200μlの酢酸が、マトリックス上のアミ
ノ残基をブロックするため更に4時間添加された。最後に、マトリックス材料は
、pHが4.0であるO、LMの酢酸緩衝液上よび0.5MのNaC1と、pH
8,3であるO、IMの重炭酸ナトリウム緩衝液および0.5MのNaC1とで
交互に洗浄され、保管のためトリス緩衝生理食塩水中に懸濁された。
イミュノ・アフィニティー・クロマトグラフィーのために、0.5mlのMS2
/TSG−6セフアロースを、0.05%のトウイーン(Tween)20 (
TTBS)を含有するトリス緩衝生理食塩水(TTBS)(20mMのトリス。
0.5MのNaC1,pH7,5)で安定させた。TrpE/TSG−6融合蛋
白質に対して生じる抗血清の1mlが、0.5mlのMS2/TSG−6セフア
ロースおよび0.5mlのTTBSと共に混合され、この混合物は一定の撹拌速
度で4℃で一昼夜りリオチューブ(cryotube)中でインキュベートされ
た。この懸濁された固体相マトリックス材料は遠心管中に移され、10m1のT
TBSで洗浄された。その後、沈殿物はエッペンドルフチューブに移され、遠心
分離され(14,OOOrpmで2分間)、その上清は注意深く除去された。p
Hが2.5であるO、1Mグリシン−塩酸緩衝液の1mlが添加され、ゲルは2
分間勢いよく振とうされた。更に遠心分離した後、上演は直ちに固体トリスで中
和された。
(実験10)
TNF されたFS−4およびTSG−6ベクターでトランスフェクトされたG
M−637の 、および えTSG−6,の予測されたTSG−6蛋白質のアミ
ノ酸配列は、推測上メチオニンから開始し、その後に11個の疎水性アミノ酸お
よび電荷を有する部分が続(特長を有している。TSG−6蛋白質のアミノ酸配
列の一部は消化性のシグナル・ペプチドの特長を有する。ところで1分泌型およ
び膜結合型(完全型あるいはフォスファチジルイノシトールとリンクした型)の
両方で存在することが知られている蛋白91 ;Camerini、D、et
al、、Nature 342ニア8 (1989))、TSG−6蛋白質は、
細胞膜と相互作用し得るC−末端部分に右いて疎水性アミノ酸が伸びているので
、グリコシルーホスファチジルイノシトール構造によって細胞表面に結合させら
れているのかも知れない、これらの可能性を識別するため、(a)7〜24時間
TNFで処理されたFS−4細胞、あるいは(b)TSG−6cDNAでトラン
スフェクトされたGM−637細胞(GSV−L5と称する)の培養上演あるい
は抽出物のどちらにTSG−6蛋白質が存在するのかを調べる実験が行なわれた
。
5%FC5を含有するMEM培地中でFS−4細胞が密集培養された後、前記培
地は、0.25%FC3と前記培地中に3日間維持された細胞とを含むMEM培
地と交換された。その後、この培地は除去され、FS−4細胞には20 n g
/mlのTNF−αを含む、あるいは含まない0.25%FCSを含有するME
M培地が供給された。5時間後、この培地は可欠アミノ酸を含有する無血清のM
EM培地と交換された。(TNF処理された培養には再び20ng/mlのTN
F−σが供給された)、GSV−L5細胞は、10%FC3および800 u
g/mlのG418を含有するMEM培地中に密集成長した。その後、培地は非
必須アミノ酸を含有する無血清のMEM培地に交換された。そして、培養土清右
よび細胞のペレットが集められ、化学的に処理された後、FS−4gよびGSV
−L5細胞は1合計7〜24時間培養された。細胞培養の上清は、遠心分離によ
り集められ、不純物が除去され、アミコン(Amicon)装置中で約100−
フォールド(fold)まで濃縮された。細胞のベレットは無血清培地で洗浄さ
れ、SDSポリアクリルアミド電気泳動サンプル・バッファー中に溶解された。
試料のウェスタン・プロット分析のため、ミニ・プロティン■・エレクトロフォ
レシス・セル(バイオ・ラッド社製)中で12.5%ポリアクリルアミドゲルが
用いられた。電気的転写は、転写培地としてのニトロセルロース(トランス−プ
ロット・トランスファ・メディウム、バイオ・ラット社製)を用いて1OOVで
1時間行なわれた。トリス緩衝生理食塩水中で1%−プロット(blotto)
−でブロック(block)した後、精製されたウサギ抗TSG−6抗血清が第
一抗体として用いられ、ビオチニル化されたヤギ抗ウサギ・イミュノグロブリン
が第二抗体として用いられ、アビジン−ビオチニル化されたアルカリホスファタ
ーゼ複合体(ベクタスタイン、ベクター・ラボズ社製)が検出システムとして用
いc)hだ。
i”rpE/TSG−6融合蛋白質のTSG−6領域に特異的な、免疫精製され
た抗体は、コントロール細胞の上清でなく、TNF処理されたFS−4細胞ある
いはGSV−L5細胞の濃縮された上清中において1つあるいはそれ以上のバン
ドを検出した(図13.パネルA〕。これらのバンドは、同じウサギからの免疫
精製されたプレーイミュノ(pre−i−mmune)血清では検出されなかっ
た(図13.パネルB)、GSV−L5細胞(図14)あルイはFS−4細胞の
溶解物中においては、免疫精製された抗体によるバンドは検出されなかった。T
NF処理されたFS−4細胞およびGSV−L5細胞の無血清培養上溝中で検出
される主要なバンドは、38〜41キロダルトンに相当しく図13.パネルA)
、TSG−6蛋白質のグリコジル化されたモノマーを示していると考えられる。
11Oキロダルトンよりも大きい分子量に相当するバンドは、GSV−L5細胞
(図13.パネルA)およびFS−4細胞の無血清培養上演中で時折観察され、
そしてこのバンドは、右そら<TSG−6蛋白質のオリゴマー型あるいはグリコ
サミノグリカンがリンクした形態を示している。およそ32キロダルトンの分子
量に相当し、おそらく非グリコジル化の、あるいは部分的にグリコジル化された
TSG−6モノマーを示しているその他のバンドは、血清が含まれるGSV−L
5倍養から免疫精製されたTSG−6試料中において観察され(図16)、無血
清のGSV−L5培養の濃縮された上清中において時々観察された(図15)。
(実験11)
ヒアルロン へのTSG−6の A
TSG−6蛋白質のヒアルロン酸結合特性を分析するために、ヒアルロン酸は、
アフィニティー・クロマトグラフィーのマトリックスとして使用されるセファロ
ースにカップリングされた。
軟骨プロテオグリカン・コア・蛋白質およびリンク蛋白質のヒアルロン酸への結
合は、高い特異性であるが、イオン相互作用により少なくとも部分的に維持され
ているということが知られている。軟骨プロテオグリカン・コア・蛋白質のヒア
ルロン酸結合領域に高く維持された(Hardingham et al、。
Biochem、J、157:127 (1976))、およびリンク蛋白質に
右ける(Lyon、M、、Biochem、Bio h s、Acta、881
:22 (1986))塩基性アミノ酸残基は、この相互作用にとって欠くこ
とができないものである。ヒアルロン酸中のウロン酸残基の修飾はまた、蛋白質
−ヒアルロン酸相互作用を妨害する(Christner、J、et al、、
Bi。
chem、J、167:711 (1977))、高い塩濃度はリンク蛋白質の
ヒアルロン酸への結合を妨げ、リンク蛋白質−ヒアルロン酸複合体を溶解する(
Goetinck、P、F、et al、、J、Ce1l Biol、i05:
2403 (19871:Temgblad、A、、Biochem、J、19
9:297 (1981))。
TSG−6蛋白質はプロテオグリカン・コア・蛋白質のヒアルロン酸結合領域と
かなりの相同性を示すので、TSG−6蛋白質の)IA(ヒアルロンat)−セ
ファロースへの結合を証明するために計画された実験において、高い塩濃度は溶
離のために用いられた。
ヒアルロン酸をセファロースにカップリングさせるために、ウシの気管に由来す
るヒアルロンWI(シグマ・ケミカル社製)が0.5MのNaC1で粗透析され
た。EAH−セファロース4B(ファルマシア社製)の5mlは、0.5MのN
aC1で粗洗浄され、ヒアルロン酸溶液と混合された。pHは4.5に調整され
、1mlの蒸留水中に溶解された40mgの1−(3−ジメチルアミノプロピル
)−3−エチルカルボジイミド・ヒドロクロライド(アルドリツヒ・ケミカル社
製)は、一定の撹拌条件下で滴下されたaplは1時間の間4.5に維持された
。−昼夜反応混合物を攪拌した後、EAH−セファロース上のアミノ残基をブロ
ックするため、200μlの酢酸が更に4時間添加された。最終的にマトリック
ス材料は、O,1M酢酸緩衝液(pH4,0,0,5MのNaC1を含有)およ
びO,1Mトリス−塩酸緩衝液(pH9,5,0,5MのNaC1を含有)を交
互に用いて数回洗浄され、リン酸緩衝生理食塩水中に再び懸濁された。コントロ
ールのセファロースは、ヒアルロン酸を用いないことをを除いて前記と同様にし
て調製された。
同様にして活性化され、ブロックされたコントロールのセファロース・マトリッ
クスではなく、HA−セファロースへのTSG−6蛋白質の結合を証明するため
に、GSV−L5細胞の濃縮された無血清培養上演が用いられた。HA−セファ
ロースあるいはコントロールのセファロース(どちらも200u 1ずつ)は、
500μlの濃縮されたGSV−L5細胞の上清および500ulのリン酸緩衝
生理食塩水(PBS)と共に一昼夜4℃で一定の撹拌条件下でインキユベートさ
れた。その後、上清は取り去られ、抗TSG−6抗体を用いたウェスタン・プロ
ッティングにより分析された。セファロースはlomlのPBSおよび0.05
%のトウィーン(Tween)−20を含有するlomlのPBSで洗浄された
。その後、HA−セファロースもコントロールのセファロースも、3MのNaC
1を含有する。ptiが8.5で20mMのトリス−塩酸のl m lで溶出さ
れた。この処理操作は、エツペンドルフ・チューブ中で行なわれた。勢のよい撹
拌および遠心分離の後、上演は取り去られ、トリス緩衝生理食塩水で透析され、
ウェスタン・プロッティングにより分析された(図15)、コントロールのセフ
ァロース・マトリックスは検出可能なTSG−6蛋白質を結合していなかったの
に対し、HA−セファロースは、事実上、濃縮されたGSV−L5培養土清中に
存在する全てのTSG−6蛋白質を結合していた。無血清培地中で長時間培養(
20〜24時間)された後のGSV−L5からの上清中において検出可能な、約
32キロダルトンの分子量を示しているバンドは、おそらく非グリコジル化ある
いは部分的にグリコジル化されたTSG−6モノマーを表わしている。
血清が含まれている培地(10%FC3)中で培養されたGSV−L5培養上演
が、HA−セファロースによるアフィニティー・クロマトグラフィーに用いられ
たとき、3つの明瞭なバンドがウェスタン・プロットにおいて検出可能であった
(図16)、約32キロダルトンの分子量に相当する一つのバンドは、おそら(
非グリコジル化された、あるいは部分的にグリコジル化されたTSG−6千ツマ
−を示している。38〜41キロダルトンの分子量に相当する主要なバンドは、
おそらくN−グリコジル化されたモノマーを示している。110キロダルトンよ
りも大きい分子量に相当する三つめの(より散在した)バンドは、TSG−6オ
リゴマーあるいはTSG−6のグリコサミノグリカンとリンクした形態を示して
いると考えられた。
(実験12)
TSG−6お
重要なリンパ球・ホーミング・レセプターたるCD44/ヘルメス(Herme
s)との相同性に基づき、TSG−6は白血球接着において、ある役割を果たし
ていることが予測される。このTSG−6の白血球接着における役割により、ヒ
トーPHA芽細胞−(植物性血球凝集素(PHA)およびインターロイキン2の
存在下で培養された末梢血T細胞)の接着における著しい増加が導かれたという
ことを示すために、かかる予測はTNFでFS−4細胞を処理することにより試
験された。TNFは、接着性分子たるICAM−1(Dustin、M、L。
et al、、J、Immunol、137:245 (1986))の調節に
より少なくとも部分的に媒介された内皮細胞への白血球接着を増加させる。TN
Fはまた。HUVEC中の好中球接着性分子たるELAM−1を調節する(Be
vi 1acqua、M、P、et am 、Proc、Natl、Acad、
Sci、USA 84:9238(1987);5cience 24旦:11
60(19891)。
白血球(例えばPHA芽細胞)接着および好中球接着の定量分析は、発行された
文献(Dustin et al、、上述の文献HBevilacqua et
al、、上述の文献)の方法に本質的に従って行なわれた。この出願の中で記載
された。TSG−6蛋白質に特異的な抗体は、TNF処理されたFS−4細胞へ
のPHA芽細胞の接着の増加を阻害するそれらの能力について実験された。
ウサギ抗TSG−6抗体での、および、特にTNF誘導時においてCD44/ヘ
ルメス(Hermes)に相同的なTSG−6エピトープに特異的なポリクロー
ナル抗体およびmAbでのFS−4細胞の処理は、T細胞接着を減少させること
がわかった。
この相互作用の特異性は、TSG−6に結合しないCD44/ヘルメス(Her
mes)(Eugene Butcher博士(スタッフォード大学)により生
産された)に特異的なmAbを用いて証明された(Jal kanen、S、e
t al、、J、Cel l Biol、105:983 (1987))、抗
CD44/ヘルメス(HermesJ抗体が前記接着反応を阻害しなかったこと
は。
TNF処理されたFS−4細胞中に右けるCD44/ヘルメス(Hermes)
の発現でなくTSG−6の発現に原因することを示している。
TSG−6の誘導を経由した。TNF処理されたFS−4細胞の接着におけるI
CAM−1の役割が、ICAM−1および/またはそのリガンドLFA−1に特
異的なmAbを用いて分析された(Dustin et al、、上述の文献1
、IcAM−1およびLFA−1に対する抗体は、T細胞のレベルでTNF処理
されたFS−4細胞へのPHA芽細胞接着を減少させることがわかった。TSG
−6に対する抗体およびCD44に相同的な部分に相当するTSG−6のペプチ
ドはまた。FS−4細胞レベルでTNF処理されたFS−4細胞へのPHA芽細
胞接着を阻害することがわかった。
FS−4細胞への好中球接着におけるTSG−6の重要性右よびELAM−1の
役割は(Bevilacqua et al、、上述の文献)、上述のような抗
TSG−6抗体およびELAM−1に特異的なmAbを用いて評価された0両タ
イプの抗体がTNF処理されたFS−4細胞への好中球接着を阻害するというこ
とが示されたことは、好中球上のELAM−1および繊維芽細胞におけるTSG
−6(あるいはTSG−6依存性プロセス)間の相互作用を示している。
(実験13)
外科手術あるいは生体組織検査を経験した患者から得られた関節の軟骨片(およ
そ?I!潤重量で4mg)が10%FC5を含有するDMEM中に37℃で48
時間維持された。各軟骨片は、それから96穴プレートの穴に移され、何も添加
しない、あるいはヒトTNFを添加した、あるいはヒトTNFおよび抗TSG−
6抗体を添加した0、2mlの培地中で培養された。培地は約3日で交換され、
培養は約6日後に終った。この軟骨の外植体は培地から移され、パパインで完全
に消化された。この消化物の、およびこの培地のコンドロイチン・サルフェート
含有量が、メタクロマティック染料であるジメチルメチレン・ブルーを使用する
ことにより評価された(Oldberg、A、et al、、J、Biol、C
hem、256:10847 (1981))、TNFが軟骨由来のプロテオグ
リカンの放出を誘起しているということ、および抗TSG−6抗体がこの分解反
応を阻害するということは、TSG−6がTNFにより誘起されるプロテオグリ
カン放出の媒介物であることを示している。
(実験14)
ヒト t Human Disease におするTSG−6の上述のウェスタ
ン・プロットの方法は、様々な関節痛患者の関節液および血清中におけるTSG
−6の存在を検出し、その定量を評価するために用いられた。
表4に示すように、関節液試料のほとんどが、39キロダルトンに相当するノ\
ンドを相対的に高いレベルで有している。同じ固体からの血清は前記バンドを低
いレベルで有していたことは、TSG−6が炎症した関節中で生産されたことを
示している。
寿4 関l111沓率者の関節液および血清におけるTSG−6タンパクのレベ
ル細菌性敗血症患者の血清が試験された(表5)、4人の敗血症患者の全員がT
SG−6蛋白質の検出可能なレベルを有し、この内の3人のレベルは、健康な人
のコントロールに比べて著しく上昇していた。
味する。
細菌性のリボ多糖体(LPS)の注射により、健康なボランティアの体内でTS
G−6蛋白質が誘導され得るか否かを調べるために試験が行なわれた。ボランテ
ィアは、標準菌体内毒素(旦、coli 0113)の4ng/kgの注射を受
けた。その後、適宜の時間における血清がサンプルされた。結果は1表6に示す
通り、ボランティア中1.2および5の人においては、注射後3および/または
6時間経過した時点においてTSG−6のはつきりした上昇が観察されたことを
示した。TSG−6の上昇は、他のボランティアからの血清においてもまた観察
された。
上記の参考文献の記載はここでの言及により、特別に組込まれたか否かのいずれ
にせよ、全てこの出願の内容に組込まれる。
この発明の精神および範囲からはずれない限りにおいて、また不適当な実験でな
い限りにおいて、同等のパラメーター、濃度および条件の広い範囲内において同
様の技術でこの発明を実行することができる。
この発明の詳細な具体的態様に間して、この発明が記載されていた間、更なる修
正が可能であることが考えられた。この出願は、この発明の原則に一般的に従い
、この発明が属する技術の分野に右ける公知のあるいは慣習的なプラクティスの
範囲内に入るような変更であって、かつ、以下に示されたクレームの範囲内から
外れることな(、この出願の本質的特長に適合するような変更を含む、この発明
のいくつかのバリエーション、使用あるいは応用をも包含することを意図してい
る。
シーフェンス・リスト
(1)一般的情報:
(i)出願人: Lee、Tae )(。
Wisniewskl、Hans GeorgVi 1cek、Jan
(i i)発明の名称:サイトカイン誘導タンパクTSG−6,該TSG−6タ
ンパクをコードするDNAおよび該TsG−6タンパクの利用(iii)配列の
数:2
(iv)通信宛先
(A)宛先:Browdy and Neimark(B)ストリート:419
5eventh 5treet、NW(C)シティ:ワシントン
(D)ステイト:DC
(E)郵便番号: 20004
(V)コンピューターの読み込み形式:(A)記録媒体:フロッピーディスク
(B)コンビニ−ター:IBMPCコンパチブル(C) オベシー+4:/グ・
システム: PC−DO5/MS−DC5(D)”)フトウエア:Patent
In Re1ease’#1.24(vi)本願に関するデータ:
(A)出願番号:
(B)出願臼:
(C)分類:
(viii)アト−ニー/エージェントに関する情報(A1名前:Livnat
、5huel(B)登録番号:33,949
(C)リファレンス/ドケットの番号:VILCEK=1(ix)通信先
(A)電話番号:212−628−5197(B)ファクシミリ番号: 212
−737−3528(2)SEQ ID No: lに関する情報:(i)配列
の特徴
(A)長さ:1414塩基対
(B)種:核酸
(C)ストランドの別ニー水銀
(D)トポロジーニー次配列
(ii)分子種:cDNA
(vi)起源種:
(A)生物:ホモ・サピエンス
(G)細胞種:繊維芽細胞
(H)細胞系: FS−4
(i x)特徴
(A)名前/キー: CD5
(B)配置:69番目の塩基〜899番目の塩基(C)その他の情報:
(xil配列の描写:SEQ iD NO:l:+21SnQ 10 NO:2
に関する情報:1i1配列の特rlj=
(^)長さ:27714のアミノ酸
(C)トポロジー・−次配列
Net Thr iJu Lys r’m L*u Set 八3p Ala
Sat Val 丁++r 八Is Gly Gly Cm225 230 2
3S 240
(:1n Il@Lye Tyr Val Ala M@七^Np Pro V
al !j@r I、ys Ser Sur (iln a撃■
Lye Agn Thr Set Thr Tl+r S@r 丁hr C1y
A@n Lys ^lIn Phe L@Ll ^Is fly
2G0 265 2〕0
(%l 11iN (%)#■
(%) #鼾 (%l ill?Iff(%)#罰 (%)爺C
(%) 曽鄭 t%l 鯖樅
ロロ oo oo ロ0 00 0ロ ロ。 ロトN4 10v64m ロロ
ψ閂 へ−ロリ 啼ト4−qF+−1wl−%ors %ON r+N ト1
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話;に F eA 9E g’i: aa ’;:左”3’;3 ’g5 ・6
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i Hff (シ 2片 5m 25°t、3E °話°と3 °詩’L”!5
″!誕°話ah E# i= 吋g’a 、a QA 5:lコ 専 ジ5i
ミ ■ ジ誕 E2 吋、訂・l−お−ミミ・吋・目j−睦・q召關 話 i#
、a、5 H,a ミ9 話 トよツ! 吋 關 F、5 tiE 吋 ジ5
■、■ 、ミミ、恥、iミ、訂、■、■、ジa図4
k ペ ロ 関 (M&a+0−−− ぺ ψ 01ト エ h、+1+ へ
ψ 関 ト − χ χ 1 〉−図7
M +2 M3456
FS−4図10A
1巻
FS−4(TNF /Ih1
iI GM637
魯 GM 637 (TNF 4h)
図108
図11 A 図11 B
、47八 1 2 ス A W e
の
図]Φハ ° ′ 、)45 ′)
D
平成5年7月14日
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1.天然に存在するときには本来的に付随する他の蛋白質または糖蛋白質を実質 的に含まない、種瘍壊死因子で誘導された蛋白質または糖蛋白質分子であるTS G−6またはその機能性誘導体。 2.請求項1に記載の分子であって、見掛けの分子量が変性条件下で、約32k Daであるもの。 3.請求項1に記載の分子であって、見掛けの分子量が変性条件下で、約38な いし約41kDaであるもの。 4.請求項1に記載の分子であって、見掛けの分子量が変性条件下で、少なくと も100kDaであるもの。 5.請求項1に記載の分子であって、該N末端アミノ酸配列がSEQIDNO: 2のN末端アミノ酸配列であるもの、またはその機能性誘導体。 6.そのDNA分子が天然に存在するときには本来的に付随するところの、隣接 する核酸配列を実質的に含まない、TSG−6またはその機能性誘導体をコード するDNA分子。 7.請求項5に記載のヒトTSG−6蛋白質をコードするDNA分子であって、 他のヒト核酸配列を実質的に含まないもの。 8.請求項6に記載のDNA分子であって、cDNAであるもの。 9.請求項6に記載のDNA分子であって、ゲノムDNAであるもの。 10.請求項6に記載のDNA分子であって、SEQIDNO:1のヌクレオチ ド配列を有するもの。 11.請求項6に記載のDNA分子であって、発現媒体(expression vehicle)であるもの。 12.請求項11に記載のDNA分子であって、該媒体がプラスミドであるもの 。 13.請求項11に記載の分子によって形質転換された原核細胞宿主。 14.請求項12に記載の宿主であって、細菌であるもの。 15.請求項11に記載の分子によって形質転換された真核細胞宿主。 16.請求項15に記載の宿主であって、酵母細胞または哺乳類細胞であるもの 。 17.それが本来的に付随する他の蛋白質または糖蛋白質を実質的に含まないヒ トTSG−6蛋白質分子またはその機能性誘導体を製造する方法であって、(a )培養条件下で該TSG−6蛋白質を発現する能力のある宿主細胞を培養し、 (b)該蛋白質またはその機能性誘導体を発現させ、(c)該培養物から該蛋白 質またはその機能性誘導体を回収する、ことからなる方法。 18.請求項17に記載の方法であって、宿主が原核細胞である方法。 19.請求項17に記載の方法であって、宿主が真核細胞である方法。 20.請求項1に記載の蛋白質に対して特異的な抗体。 21.請求項20に記載の抗体であって、単クローン性であるもの。 22.生物学的試料中におけるTSG−6蛋白質の存在を検出する方法であって 、(a)該TSG−6蛋白質の含有が疑われている生物学的試料を、該蛋白質と 結合する能力ある分子と接触させ、そして(b)該蛋白質に結合した該分子を検 出する、ことからなる方法。 23.請求項22に記載の方法であって、該分子が抗体または抗体の断片である 方法。 24.請求項23に記載の方法であって、該抗体が単クローン性抗体である方法 。 25.請求項22に記載の方法であって、該分子がヒアルロン酸分子である方法 。 25.被検体内の通常のTSG−6蛋白質または突然変異TSG−6蛋白質をコ ードする核酸の存在を検出する方法であって、(a)該被検体から得られた細胞 、またはその抽出物、またはその培養物の上清を、ハイブリッド形成条件下で、 通常のTSG−6または突然変異TSG−6の少なくとも一部をコードするオリ ゴヌクレオチドプローブと接触させ、そして(b)該プローブの該細胞の核酸へ のハイブリッド形成を測定し、それによって該核酸の存在を検出する方法。 27.請求項26に記載の方法であって、前記ステップ(a)の前にさらに(c )該細胞中の該TSG−6蛋白質をコードするDNAの量を選択的に増加させる 、 ことを含む方法。 28.細胞中でのTSG−6の発現の誘導を測定する方法であって、(a)該細 胞を該TSG−6の発現を誘導することのできる物質ヒ接触させ、(b)該TS G−6の少なくとも一部をコードするオリゴヌクレオチドプローブでハイブリッ ド形成条件下にハイブリッド形成によって該細胞中の該TSG−6をコードする mRNAの量を測定し、 (c)該細胞中のTSG−6をコードするmDNAの量を、該物質と接触しなか った該細胞中のTSG−6をコードするmRNAの量と比較し、かくして該mR NAの量の増加により該誘導の生起が示される方法。 29.細胞中におけるTSG−6の発現の誘導を測定する方法であって、(a) 該細胞を該TSG−6の発現を誘導することのできる物質と接触させ、(b)請 求項22に記載の方法を用いて該細胞の抽出物または上清中の該TSG−6蛋白 質の量を測定し、 (c)該細胞抽出液または上清中のTSG−6蛋白質の量と、該物質に接触しな かった場合の該細胞の抽出液または上清中のTSG−6の量とを比較することか らなり、 それによりTSG−6蛋白質の量の増加が該誘導の生起を示す方法。 30.細胞中におけるTSG−6の発現を誘導することのできる化合物を同定す る方法であって、 (a)該細胞を該化合物と接触させ、そして(b)請求項27に記載の方法によ ってTSG−6mRNAの誘導を測定し、その場合に誘導物質が該化合物であり 、それによって該化合物を同定する方法。 31.TSG−6蛋白質の細胞からの分泌を誘導することのできる化合物を同定 する方法であって、 (a)該細胞を該化合物と接触させ、 (b)請求項22に記載の方法を用いて、該細胞の上清中の該TSG−6蛋白質 の存在を測定し、 それによって該化合物を同定する方法。
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