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JP2003520590A - コンドロモジュリンi関連ペプチド - Google Patents

コンドロモジュリンi関連ペプチド

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Publication number
JP2003520590A
JP2003520590A JP2001553816A JP2001553816A JP2003520590A JP 2003520590 A JP2003520590 A JP 2003520590A JP 2001553816 A JP2001553816 A JP 2001553816A JP 2001553816 A JP2001553816 A JP 2001553816A JP 2003520590 A JP2003520590 A JP 2003520590A
Authority
JP
Japan
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polypeptide
chmirp
seq
amino acid
set forth
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2001553816A
Other languages
English (en)
Inventor
ハン ニューエン,
ジーニー ユン,
クリスティー クラーキン,
Original Assignee
アムジェン インコーポレイテッド
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by アムジェン インコーポレイテッド filed Critical アムジェン インコーポレイテッド
Publication of JP2003520590A publication Critical patent/JP2003520590A/ja
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Abstract

(57)【要約】 本発明は、コンドロモジュリンIに構造的に関連するポリペプチドをコードする新規ポリヌクレオチド、ならびにその精製タンパク質自体に関する。本発明はまた、このポリペプチドを産生するためのベクター、宿主細胞、抗体および組換え法に関する。本発明の1つの局面は、コンドロモジュリンI関連ペプチドを産生するプロセスであって、このポリペプチドを発現するのに適切な条件下で上記の宿主細胞を培養する工程、および必要に応じて、該培養物から該ポリペプチドを単離する工程を包含するプロセスである。さらに、本発明は、これらおよび関連産物について治療、診断および研究の有用性を開示する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】 (関連出願) 本出願は、2000年11月28日に出願された米国特許出願第09/724
,310号および2000年1月19日に出願された米国特許仮出願第60/1
76,898による優先権を主張する。
【0002】 (発明の分野) 本発明は、コンドロモジュリン−I(ChMIrpと呼ばれる)に関連する新
規のポリペプチド、およびそのペプチドをコードする核酸分子に関する。本発明
はまた、ベクター、宿主細胞、選択結合因子(例えば、抗体)、およびChMI
rpポリペプチドを産生する方法に関する。また、ChMIrpと関連する障害
の診断および障害のための方法を含む、ChMIrpの使用のための方法を提供
する。
【0003】 (発明の背景) 核酸分子の同定、クローニング、発現および操作における技術の進歩は、ヒト
ゲノムの解読に基づいた新規の治療の発見を大いに加速した。急速な核酸配列決
定技術は、現在、空前の速度で配列情報を生じ得、そしてコンピューターを使用
した分析と結び付いて、ゲノム全体への重複配列の組立ておよびポリペプチドコ
ード領域の同定を可能にする。公知のアミノ酸配列のデータベースコンパイルに
対する推定アミノ酸配列の比較は、以前に同定された配列および/または構造の
顕著な特徴に対する相同性の程度を決定することを可能にする。核酸分子のポリ
ペプチドコード領域のクローニングおよび発現は、構造分析および機能分析のた
めのポリペプチド産物を提供する。改変体およびその誘導体を産生するための、
核酸分子およびコードされるポリペプチドの操作は、治療薬剤として使用するた
めの産物に対して有利な特性を与え得る。
【0004】 過去10年にわたるゲノム研究におけるかなりの技術進歩にかかわらず、ヒト
ゲノムに基づく新規の治療薬剤の開発能力は、まだ大部分実現されていない。潜
在的に有益なタンパク質治療薬剤をコードする多数の遺伝子、または治療分子に
ついて「標的」として作用し得るポリぺプチドをコードする遺伝子が、組換えD
NA技術を使用して同定されたが、哺乳動物のゲノムにおける多数の遺伝子の構
造および機能は、まだ未知である。
【0005】 従って、本発明の目的は、診断または治療の利点を有する新規ポリペプチドお
よび新規ポリペプチドをコードする核酸分子を同定することである。
【0006】 コンドロモジュリン−I(ChM−I)は、ウサギの培養された成長板軟骨細
胞(growth plate chondrocyte)のDNA合成を刺激
する線維芽細胞成長因子−2(FGF−2)の存在下において、胎仔ウシ軟骨抽
出物中のタンパク質成分として、最初に同定された。続いて、この成長刺激因子
を単離し、そしてアミノ酸配列を決定した。このアミノ酸配列に基づいて、縮重
プライマーを、ウシ遺伝子のフラグメントをクローニングするPCRに使用した
。このDNAフラグメントを使用して、ウシ骨端軟骨mRNA中の1.7kbの
バンドを同定し、次いで、このDNAフラグメントを使用して、ウシ骨端軟骨c
DNAライブラリーからウシコンドロモジュリン−I遺伝子を単離した。Hir
akiら、Biochem.Biophys.Res.Com.,175:97
1−974,1999)。次いで、ヒト、マウス、ラット、ウサギ、およびニワ
トリからのChM−Iオーソログ(orthologs)が単離された;ヒトお
よびウサギのオーソログの単離のために、それぞれ、Hirakiら、(Eur
.J.Biochemistry,260:869−878,1999)および
ShukunamiおよびHiraki(Biochem.Biophys.R
es.Com.,249:885−890,1998)を参照のこと。ChM−
Iが軟骨細胞によって発現されることが見出された(Hirakiら、Eur.
J.Biochemistry,260:869−878,1999)。
【0007】 CHO細胞におけるヒトChM−I遺伝子の発現は、分泌成熟タンパク質が軟
骨抽出物から単離されたポリペプチドよりも大きいことを明らかにした(Hir
akiら、Eur.J.Biochemistry,260:869−878,
1999)。このタンパク分解性プロセシングはまた、ChM−Iウサギオルソ
ログ(ortholog)がサルCOS細胞において発現された場合に実証され
た(ShukunamiおよびHiraki,Biochem.Biophys
.Res.Com.,249:885−890,1998)。成熟タンパク質お
よび前駆体タンパク質のアミノ酸配列のアラインメントは、成熟タンパク質配列
が、前躯体形態に存在するRERRアミノ酸配列の直後に始まることを明らかに
した。ChM−I前駆体は、膜挿入に関与すると考えられる、そのアミノ末端の
近傍の単一の疎水性領域を含有する。RERR配列は、成熟形態の分泌を生じる
タンパク分解性切断を媒介するプロセシングシグナルとして作用する。このプロ
セシングにより、タンパク質の大部分のアミノ末端部分が、軟骨細胞の細胞膜内
に挿入されたままになる。従って、これらの結果は、ChM−Iがより大きな膜
貫通前駆体タンパク質として発現され、このタンパク質が、カルボキシ末端成熟
形態へと切断されてそして軟骨に沈着するということを示す(Suzuki,B
iochem.Biophys.Res.Comm.259:1−7,1999
に概説される)。
【0008】 ChM−I mRNAの発現は、胚を発生しているヒトおよびウシの軟骨にお
いてのみ検出されている。詳細には、高レベルの発現が、増殖している軟骨帯に
存在する軟骨細胞において検出され、より低いレベルは、隣接する休止帯および
上部過形成性帯に存在する軟骨細胞において検出された。識別可能な発現は、関
節帯および下部石灰化過形成性帯に存在する軟骨細胞において検出されなかった
。ChM−Iポリペプチドは、増殖帯、休止帯および上部過形成帯の軟骨小腔周
囲間(inter−territorial)領域に局在化された(Hirak
iら、Eur.J.Biochemistry,260:869−878,19
99)。
【0009】 ChM−Iポリペプチドは、FGF−2の存在下または非存在下で、ウサギ培
養成長プレートの軟骨細胞におけるDNAおよびプロテオグリカン合成を刺激し
得る。ChM−Iは、ウシ頸動脈内皮細胞における増殖および管形態発生を阻害
し(インビトロ)、そしてニワトリ絨毛尿膜アッセイ(インビボ)における毛細
血管形成を阻害する(Hirakiら、Eur.J.Biochemistry
,260:869−878,1999)。ChM−Iポリペプチドは、FGF−
2と相乗作用して、培養増殖プレート軟骨細胞の軟質寒天コロニー形成を誘導す
る(Inoueら、Biochem.Biophys.Res.Com.,24
1:395−400,1999)。一次骨芽細胞およびMC3T3−e1骨芽細
胞様細胞は、ChM−Iで刺激された場合に増殖する(Moriら、FEBS
Lett.,406:310−314,1999)。
【0010】 従って、コンドロモジュリン(chondromodulin)−Iの同定は
、骨格成分の発達の媒介に関与するプロセス(骨成長、軟骨形成および軟骨血管
新生の阻害を含む)の良好な理解に至った。本明細書中に記載されるようなコン
ドロモジュリン−I関連遺伝子およびポリペプチドならびに他のコンドロモジュ
リン関連ポリペプチドの同定は、これらのプロセスの理解をさらに明確にし、そ
して骨格成分の分解および増加した血管新生に関与する病理学的状態のための治
療の開発を促進する。
【0011】 (発明の要旨) 本発明は、新規なセリン/スレオニンキナーゼファミリーおよびその使用に関
する。より詳細には、本発明は、新規なChMIrp核酸分子およびコードされ
るポリペプチド、ならびにそれらの使用に関する。
【0012】 本発明は、以下からなる群から選択されるヌクレオチド配列を含む単離された
核酸分子を提供する: (a)配列番号1に示されるヌクレオチド配列; (b)配列番号2に示されるポリペプチドをコードするヌクレオチド配列; (c)中程度または高度なストリンジェント条件下で、(a)または(b)の
相補体にハイブリダイズするヌクレオチド配列であって、ここでこのコードされ
るポリペプチドが、配列番号2に示されるポリペプチドの活性を有する、ヌクレ
オチド配列;および (d)(a)〜(c)のいずれかに相補的なヌクレオチド配列。
【0013】 本発明はまた、以下の群から選択されるヌクレオチド配列を含む、単離された
核酸分子を提供する: (a)配列番号2に示されるポリペプチドに対して少なくとも約70%、約7
5%、約80%、約85%、約90%、約95%、約96%、約97%、約98
%、または約99%同一であるポリペプチドをコードするヌクレオチド配列であ
り、ここで、このポリペプチドは、GAP、BLASTP、BLASTN、FA
STA、BLASTA、BLASTX、BestFit、およびSmith−W
atermanアルゴリズムからなる群より選択されるコンピュータープログラ
ムを用いて決定される様に、配列番号2に示されるコードされるポリペプチドの
活性を有する; (b)配列番号1に示されるヌクレオチド配列の対立遺伝子変異体またはスプ
ライスバリアントをコードするヌクレオチド配列であり、ここで、コードされる
ポリペプチドが、配列番号2に示されるコードされるポリペプチドの活性を有す
る; (c)少なくとも約25アミノ酸残基のポリペプチドフラグメントをコードす
る、配列番号1のヌクレオチド配列、(a)、または(b)であり、ここで、こ
のポリペプチドが、配列番号2に示されるコードされるポリペプチドの活性を有
する; (d)配列番号1〜2のいずれかに示される1〜250アミノ酸残基の置換お
よび/または欠損を有するポリペプチドをコードするヌクレオチド配列であり、
ここで、コードされるポリペプチドが、配列番号2に示されるコードされるポリ
ペプチドの活性を有する; (e)配列番号1のヌクレオチド配列、または少なくとも約16ヌクレオチド
のフラグメントを含む(a)〜(d); (f)穏やかなまたは高度にストリンジェントな条件下において(a)〜(e
)のいずれかの相補鎖にハイブリダイズするヌクレオチド配列であって、ここで
、コードされるポリペプチドが、配列番号2に示されるコードされるポリペプチ
ドの活性を有する;ならびに (g)(a)〜(e)のいずれかに相補的なヌクレオチド配列。
【0014】 本発明は、以下の群から選択されるヌクレオチド配列を含む、単離された核酸
分子をさらに提供する: (a)少なくとも1つの保存的置換アミノ酸を有する、配列番号2に示される
ポリペプチドをコードする、ヌクレオチド配列であって、ここで、コードされる
ポリペプチドが、配列番号2に示されるポリペプチドの活性を有する; (b)少なくとも1つの保存的挿入アミノ酸を有する、配列番号2に示される
ポリペプチドをコードする、ヌクレオチド配列であって、ここで、コードされる
ポリペプチドが、配列番号2に示されるポリペプチドの活性を有する; (c)少なくとも1つの保存的欠損アミノ酸を有する、配列番号2に示される
ポリペプチドをコードする、ヌクレオチド配列であって、ここで、コードされる
ポリペプチドが、配列番号2に示されるポリペプチドの活性を有する; (d)C末端および/またはN末端欠損を有する、配列番号2に示されるポリ
ペプチドをコードするヌクレオチド配列であって、ここで、コードされるポリペ
プチドが、配列番号2に示されるコードされるポリペプチドの活性を有する; (e)アミノ酸置換、アミノ酸挿入、アミノ酸欠損、C末端欠損、およびN末
端欠損からなる群から選択される、少なくとも1つの修飾を有する、配列番号2
に示されるポリペプチドをコードするヌクレオチド配列であって、ここで、この
ポリペプチドが、配列番号2に示されるコードされるポリペプチドの活性を有す
る; (f)少なくとも約16ヌクレオチドのフラグメントを含む、(a)〜(e)
のヌクレオチド配列; (g)穏やかなまたは高度にストリンジェントな条件下において(a)〜(f
)のいずれかの相補鎖にハイブリダイズするヌクレオチド配列であって、ここで
、コードされるポリペプチドが、配列番号2に示されるコードされるポリペプチ
ドの活性を有する;ならびに (h)(a)〜(e)のいずれかに相補的なヌクレオチド配列。
【0015】 本発明はまた、以下の群から選択されるアミノ酸配列を含む、単離されたポリ
ペプチドを提供する: (a)残基1において成熟アミノ酸末端を含み、そしてさらにメチオニンアミ
ノ末端を任意に含む、配列番号2に示される成熟アミノ酸配列; (b)配列番号2のオーソログに対するアミノ酸配列であり、ここで、このポ
リペプチドが、配列番号2に示されるポリペプチドの活性を有する; (c)配列番号2に示されるアミノ酸配列に対して少なくとも約70%、約7
5%、約80%、約85%、約90%、約95%、約96%、約97%、約98
%、または約99%同一であるポリペプチドをコードするヌクレオチド配列であ
り、ここで、このポリペプチドは、GAP、BLASTP、BLASTN、FA
STA、BLASTA、BLASTX、BestFit、およびSmith−W
atermanアルゴリズムからなる群より選択されるコンピュータープログラ
ムを用いて決定される様に、配列番号2に示されるコードされるポリペプチドの
活性を有する; (d)少なくとも約25アミノ酸残基を含む、配列番号2に示されるアミノ酸
配列フラグメントであり、ここで、このポリペプチドが、配列番号2に示される
ポリペプチドの活性を有する; (e)配列番号2に示されるアミノ酸配列、または(a)〜(e)の少なくとも
1つに示されるアミノ酸配列の、対立遺伝子変異体またはスプライスバリアント
のいずれかであるアミノ酸配列であり、ここで、このポリペプチドが、配列番号
2に示されるポリペプチドの活性を有する; 本発明は、以下の群から選択されるアミノ酸配列を含む、単離されたポリペプ
チドをさらに提供する: (a)少なくとも1つの保存的置換アミノ酸を有する、配列番号2に示される
アミノ酸配列であって、ここで、このポリペプチドが、配列番号2に示されるポ
リペプチドの活性を有する; (b)少なくとも1つの挿入アミノ酸を有する、配列番号2に示されるアミノ
酸配列であって、ここで、このポリペプチドが、配列番号2に示されるポリペプ
チドの活性を有する; (c)少なくとも1つの欠損アミノ酸を有する、配列番号2に示されるアミノ
酸配列であって、ここで、このポリペプチドが、配列番号2に示されるポリペプ
チドの活性を有する; (d)C末端および/またはN末端欠損を有する、配列番号2に示されるアミ
ノ酸配列であって、ここで、コードされるポリペプチドが、配列番号2に示され
るポリペプチドの活性を有する; (e)アミノ酸置換、アミノ酸挿入、アミノ酸欠損、C末端欠損、およびN末
端欠損からなる群から選択される、少なくとも1つの修飾を有する、配列番号2
に示されるアミノ酸配列であって、ここで、このポリペプチドが、配列番号2に
示されるポリペプチドの活性を有する; 前記パラグラフの(a)〜(e)のポリペプチド配列を含む融合ポリペプチド
もまた提供される。
【0016】 本発明はまた、本明細書中に示す単離された核酸分子を含む発現ベクター、本
明細書中に示す組換え核酸分子を含む組換え宿主細胞、ならびにこの宿主細胞を
培養する工程および必要に応じてこのように産生されたポリペプチドを単離する
工程を包含するChMIrpポリペプチドを産生する方法を提供する。
【0017】 ChMIrpポリペプチドをコードする核酸分子を含むトランスジェニック非
ヒト動物もまた本発明によって包含される。ChMIrp核酸分子は、発現およ
び増加したレベルのChMIrpポリペプチド(これは、増加した循環レベルを
含み得る)を可能にする様式で動物中に導入される。トランスジェニック非ヒト
動物は好ましくは、哺乳動物である。
【0018】 本発明のChMIrpポリペプチドの誘導体もまた提供される。
【0019】 本発明中において、配列番号2のChMIrpポリペプチドの保存的または非
保存的アミノ酸置換から生じる、ChMIrpのアナログが提供される。このよ
うなアナログは、276位におけるアミノ酸が、システイン、セリン、またはア
ラニンからなる群から選択されるChMIrpポリペプチドを含み、280位に
おけるアミノ酸が、システイン、セリン、またはアラニンからなる群から選択さ
れるChMIrpポリペプチドを含み、281位におけるアミノ酸が、グルタミ
ン酸、またはアスパラギン酸からなる群から選択されるChMIrpポリペプチ
ドを含み、285位におけるアミノ酸が、グリシン、プロリン、またはアラニン
からなる群から選択されるChMIrpポリペプチドを含み、297位における
アミノ酸が、アルギニン、リジン、グルタミン、またはアスパラギンからなる群
から選択されるChMIrpポリペプチドを含み、300位におけるアミノ酸が
、システイン、セリン、またはアラニンからなる群から選択されるChMIrp
ポリペプチドを含み、306位におけるアミノ酸が、システイン、セリン、また
はアラニンからなる群から選択されるChMIrpポリペプチドを含み、そして
310位におけるアミノ酸が、バリン、イソロイシン、メチオニン、ロイシン、
フェニルアラニン、アラニン、またはノルロイシンからなる群から選択されるC
hMIrpポリペプチドを含む。
【0020】 本発明のChMIrpポリペプチドに特異的に結合する能力のある抗体および
ペプチドのような、選択的結合因子がさらに提供される。このような抗体および
ペプチドは、反発性または拮抗性であり得る。
【0021】 本発明のヌクレオチド、ポリペプチドまたは選択的結合因子を含有する薬学的
組成物、および1つ以上の薬学的に受容可能な処方因子はまた、本発明によって
含まれる。この薬学的組成物は、本発明の治療学的に有効量のヌクレオチドまた
はポリペプチドを提供するために使用される。本発明はまた、ポリペプチド、核
酸分子および選択的結合因子を使用する方法に関する。本発明はまた、膜内でカ
プセル化されるChMIrpポリペプチドを投与するためのデバイスを提供する
【0022】 本発明のChMIrpポリペプチドおよびこれらの生物学的に活性な変異体、
アナログ、相同体およびフラグメントを治療および/または診断目的で使用して
、異常なレベルのChMIrpポリペプチドから生じる状態または病理学状態に
対する感受性を処置、予防および/または検出し得、この状態は、chondr
omodulinファミリーメンバーに対する宿主の過剰反応または骨格状態(
例えば、骨粗鬆症および矮化)において頻繁に観察されるようなこれらのタンパ
ク質によって制御される自己調節的な網様構造の欠乏、および脈管形成を含む病
理学状態(癌、炎症性疾患(例えば、乾癬および肝硬変)ならびに脈関疾患(例
えば、アテローム性動脈硬化症)、冠状動脈性心臓病および高血圧を含む)に関
与する。
【0023】 本発明は、生物学的に活性なChMIrpポリペプチドおよび/または1つ以
上のその生物学的に活性な変異体、フラグメント、相同体もしくは変異体、他の
薬学的因子を単独でかまたは組み合わせてのいずれかによって、哺乳動物に異常
なレベルのChMIrpポリペプチドから生じる疾患の処置、予防または回復に
ついて提供する。本発明はまた、このような障害/疾患を診断する方法、あるい
はChMIrpポリペプチドおよび/または抗体および/または体液におけるC
hMIrp遺伝子の量および/または組織を用いることを含む、哺乳動物につい
てのこのような障害/疾患に対する感受性を提供する。本発明はまた、プローブ
として本発明の核酸分子を使用して、ChMIrp遺伝子の変異から生じる障害
/疾患を診断する方法を提供する。この動物は、好ましくは哺乳動物であり、さ
らに好ましくはヒトである。
【0024】 本発明はまた、ChMIrpポリペプチドの発現の際の分子の衝突を試験する
方法を提供する。発現および変調(つまり、増加するまたは減少する)レベルの
ChMIrpポリペプチドはまた、本発明によって含まれる。1つの方法はイン
ビボで核酸分子を動物に投与する工程を包含する。別の方法において、ChMI
rpポリペプチドの発現を調節する要素を含む核酸分子は動物に投与され得る。
これらの方法の例としては、遺伝子治療およびアンチセンス療法が挙げられる。
【0025】 発現を調節し、そしてChMIrpポリペプチドのレベルを変調する(つまり
、増加するまたは減少する)方法はまた、本発明によって含まれる。1つの方法
は、ChMIrpポリペプチドをコードする核酸分子を動物に投与する工程を包
含する。別の方法において、ChMIrpポリペプチドの発現を調節または変調
する要素を含む核酸分子が投与され得る。これらの方法の例としては、本明細書
中にさらに記載されるように、遺伝子治療、細胞治療およびアンチセンス療法が
挙げられる。
【0026】 ChMIrpポリペプチドは、原発性ヒト腫瘍の広範囲においてかなり発現さ
れた。従って、存在するポリペプチドおよびその有用な核酸中間体は、バックグ
ラウンドから形質転換された細胞を分化する際の有用性を示している。
【0027】 本発明の別の局面において、ChMIrpポリペプチドは、そのレセプターま
たは結合パートナー(「ChMIrpレセプター」または「ChMIrp結合パ
ートナー」)を同定するために使用され得る。種々の形態の「発現クローニング
」は、タンパク質または補助因子に対するレセプターをクローン化するために広
範囲に使用されている。例えば、SimonsenおよびLodish、Tre
nds in Pharmacological Sciences、15:4
37〜441、1994ならびにTartagliaら、Cell、83:12
63〜1271、1995を参照のこと。ChMIrpレセプターまたはChM
Irp結合パートナーの単離は、ChMIrpポリペプチドシグナル伝達経路の
新規アゴニストおよびアンタゴニストの同定または開発に有用である。
【0028】 本発明の他の局面において、ChMIrpポリペプチドは、その結合パートナ
ー(ChMIrpレセプターまたは他のChMIrp補助因子のような「ChM
Irp結合パートナー」)を同定するために使用され得る(Chienら、Pr
oc.Natl.Acad.Sci.USA、88:9578〜9583、19
91)。ChMIrp結合パートナーの単離は、ChMIrp活性化の新規アゴ
ニストおよびアンタゴニストの同定または開発に有用である。
【0029】 このようなアゴニストおよびアンタゴニストとしては、可溶性ChMIrpリ
ガンド、抗h2520−109選択的結合因子(例えば、ChMIrp抗体およ
びその誘導体)、低分子、ペプチドもしくはChMIrpポリペプチドを結合す
る能力のあるその誘導体、またはアンチセンスオリゴヌクレオチドが挙げられ、
これらのうちのいずれかは、1つ以上の疾患または障害(本明細書中に開示され
るものを含む)の処置に有用であり得る。
【0030】 特定の実施形態において、ChMIrpポリヌクレオチドアゴニストまたはア
ンタゴニストは、タンパク質、ペプチド、炭水化物、脂質、またはその活性化を
調整するようにChMIrpポリペプチドと相互作用する低分子量の分子であり
得る。
【0031】 (発明の詳細な説明) 本明細書中で使用される節の表題は、組織的な目的のみのためであり、そして
記載される内容を限定するようには解釈されるべきではない。本願において列挙
される全ての参考文献は、明確に本明細書中に参考として援用される。
【0032】 (定義) 用語「ChMIrpをコードする核酸分子」は核酸分子またはポリヌクレオチ
ドのことを呼び、これらは、配列番号1に示されるヌクレオチド配列を含むかま
たは本質的にそれからなり、そして/または配列番号2に示されるポリヌクレオ
チドをコードするヌクレオチド配列を含むかまたは本質的にそれからなる。関連
した核酸分子は、配列番号1に示されるとおりのヌクレオチド配列に対して約7
0パーセント同一であるヌクレオチド配列を含むかもしくは本質的にこれからな
るか、または配列番号2に示すとおりのポリペプチドに対しても約75パーセン
ト同一であるポリペプチドをコードするヌクレオチド配列を含むかもしくは本質
的にこれからなる。好ましい実施形態では、ヌクレオチド配列は、配列番号1に
示されるとおりのヌクレオチド配列に対して約75パーセント、もしくは約80
パーセント、もしくは約90パーセント、もしくは約95、96、97、98、
もしくは99パーセント同一であるか、またはヌクレオチド配列は、配列番号2
に示されるとおりのポリペプチド配列に対して約75パーセント、もしくは約8
0パーセント、もしくは約85パーセント、もしくは約90パーセント、もしく
は約95、96、97、98、もしくは99パーセント同一であるポリペプチド
をコードする。関連した核酸分子は、配列番号2に示されるポリペプチドの少な
くとも1つの活性を保有するポリペプチドをコードする。
【0033】 関連する核酸分子はまた、上記のChMIrp核酸分子のフラグメントを含み
、このフラグメントは、少なくとも約10の連続するヌクレオチド、もしくは約
15、もしくは約20、もしくは約25、または約50、もしくは約75、もし
くは約100、もしくは約100より大きい連続するヌクレオチドである。関連
する核酸分子はまた、上記のChMIrp核酸分子のフラグメントを含み、この
フラグメントは、少なくとも約25のアミノ酸残基、または約50、もしくは約
75、もしくは約100、もしくは約100より大きいアミノ酸残基のポリペプ
チドをコードする。関連する核酸分子はまた、配列番号2のポリペプチドに比較
して、1〜317アミノ酸残基の置換および/または欠失を含むか、または本質
的にこれから構成されるポリペプチドをコードするヌクレオチド配列を含む。関
連するFhmリガンド核酸分子は、本明細書に規定される中程度または高度にス
トリンジェントな条件下で、任意の上記の核酸分子とハイブリダイズするヌクレ
オチド配列を含むような分子を含む。好ましい実施形態では、関連する核酸分子
は、中程度もしくは高度にストリンジェントな条件下で、配列番号1に示される
配列と、またはポリペプチド(このポリペプチドは、配列番号2に示されるアミ
ノ酸配列を含む)をコードする分子と、または上記の核酸フラグメントと、また
は上記に規定されるポリペプチドをコードする核酸フラグメントと、ハイブリダ
イズする配列を含む。関連する核酸分子が上記の核酸のいずれかの対立遺伝子改
変体またはスプライス改変体を含むこと、そして上記のヌクレオチド配列のいず
れかに相補的な配列を含むことがまた理解される。
【0034】 用語「単離された核酸分子」とは、(1)総DNAが供給源細胞から単離され
る場合に、これが天然で一緒に見出されるタンパク質、脂質、炭水化物、または
他の物質のうち少なくとも約50パーセントから分離された本発明の核酸分子、
(2)「単離された核酸分子」が天然で連結しているポリヌクレオチドの全てま
たは一部に連結していない本発明の核酸分子、(3)天然では連結しないポリヌ
クレオチドに作動可能に連結した本発明の核酸分子、または(4)より大きなポ
リヌクレオチド配列の一部として、天然には存在しない本発明の核酸分子をいう
。好ましくは、本発明の単離された核酸分子は、任意の他の混入核酸分子、また
はその天然の環境において見出される他の混入物(これらは、ポリペプチド産生
における使用、または治療的使用、診断的使用、予防的使用、または研究的使用
を妨げる)を実質的に含まない。
【0035】 本明細書中で使用される場合、用語「核酸」配列または核酸分子は、DNAま
たはRNA配列をいう。この用語は、DNAおよびRNAの公知の塩基アナログ
のいずれかから形成される分子を含み、例えば、以下であるがこれらに限定され
ない:4−アセチルシトシン、8−ヒドロキシ−N6−メチルアデノシン、アジ
リジニルシトシン、プソイドイソシトシン(pseudoisocytosin
e)、5−(カルボキシヒドロキシルメチル)ウラシル、5−フルオロウラシル
、5−ブロモウラシル、5−カルボキシメチルアミノメチル−2−チオウラシル
、5−カルボキシ−メチルアミノ−メチルウラシル、ジヒドロウラシル、イノシ
ン、N6−イソ−ペンテニルアデニン、1−メチルアデニン、1−メチルプソイ
ドウラシル、1−メチルグアニン、1−メチルイノシン、2,2−ジメチル−グ
アニン、2−メチルアデニン、2−メチルグアニン、3−メチルシトシン、5−
メチルシトシン、N6−メチルアデニン、7−メチルグアニン、5−メチルアミ
ノメチルウラシル、5−メトキシアミノ−メチル−2−チオウラシル、β−D−
マンノシルキューオシン(β−D−mannosylqueosine)、5’
−メトキシカルボニル−メチルウラシル、5−メトキシウラシル、2−メチルチ
オ−N6−イソペンテニルアデニン、ウラシル−5−オキシ酢酸メチルエステル
、ウラシル−5−オキシ酢酸、オキシブトキソシン(oxybutoxosin
e)、プソイドウラシル、キューオシン、2−チオシトシン、5−メチル−2−
チオウラシル、2−チオウラシル、4−チオウラシル、5−メチルウラシル、N
−ウラシル−5−オキシ酢酸メチルエステル、ウラシル−5−オキシ酢酸、プソ
イドウラシル、キューオシン、2−チオシトシン、および2,6−ジアミノプリ
ン。
【0036】 用語「作動可能に連結された」は、隣接配列の配置方法をいうために本明細書
中に使用される。ここで、このように記載される隣接配列は、その有用な機能を
実行するように構成されるかまたは組立てられる。従って、コード配列に作動可
能に連結された隣接配列は、コード配列の複製、転写および/または翻訳をもた
らし得る。例えば、プロモーターがコード配列の転写を指向し得る場合、このコ
ード配列は、このプロモーターに作動可能に連結される。隣接配列は、正確に機
能する限り、コード配列と連続している必要はない。従って、例えば、翻訳され
ないが転写される介在配列は、プロモーター配列とコード配列との間に存在し得
、そして、このプロモーター配列はなお、このコード配列に「作動可能に連結さ
れた」とみなされ得る。
【0037】 用語「ChMIrpポリペプチド対立遺伝子改変体」とは、生物体または生物
体の集団の染色体上の所定の遺伝子座を占める、いくつかの可能性のある天然に
存在する別の形態の遺伝子の1つをいう。
【0038】 用語「ChMIrpポリペプチドスプライス改変体」とは、核酸分子(通常R
NA)をいう。この核酸分子は、RNA転写物中のイントロン配列の選択的プロ
セシングによって生成される。
【0039】 用語「発現ベクター」は、宿主細胞の形質転換に適切であり、そして挿入され
た異種核酸配列の発現を、指示および/または制御する核酸配列を含むベクター
をいう。発現としては、転写、翻訳、およびRNAスプライシング(イントロン
が存在する場合)のようなプロセスが挙げられるがこれらに限定されない。
【0040】 用語「ベクター」は、宿主細胞にコード情報を移すために使用される任意の分
子(例えば、核酸、プラスミド、またはウイルス)をいうために使用される。
【0041】 本明細書中で使用される場合、用語「形質転換」とは、細胞の遺伝的特徴にお
ける変化をいい、そして細胞は、新しいDNAを含有するように改変された場合
に形質転換される。例えば、細胞は、それがそのネイティブな状態から遺伝的に
改変される場合に形質転換される。トランスフェクションまたは形質導入に続い
て、DNAの形質転換は、物理的に細胞の染色体に組み込むことにより細胞のD
NAと組換わり得るか、複製されることなしにエピソームエレメントとして一過
的に維持され得るか、またはプラスミドとして独立的に複製し得る。DNAが細
胞分裂と共に複製される場合に、細胞は、安定に形質転換されたとみなされる。
【0042】 用語「トランスフェクション」は、細胞による異種または外因性DNAの取り
込みをいうために使用され、そして細胞は、外因性DNAが細胞膜内に導入され
た場合には「トランスフェクト」されている。多数のトランスフェクション技術
は、当該分野で周知であり、そして本明細書中に開示される。例えば、Grah
amら,Virology 52:456,1973;Sambrookら,M
olecular Cloning,A Laboratory Manual
,Cold Spring Harbor Laboratories(Col
d Spring Harbor Laboratories,New Yor
k,1989);Davisら,Basic Methods in Mole
cular Biology,Elsevier,1986;およびChuら,
Gene 13:197,1981を参照のこと。このような技術を使用して、
1つ以上の外因性DNA部分を適切な宿主細胞に導入し得る。
【0043】 用語「形質導入」とは、通常はファージによる1つの細菌から別の細菌への遺
伝子の移入をいうために使用される。「形質導入」はまた、レトロウイルスによ
る真核生物細胞配列の獲得および移入をいう。
【0044】 用語「宿主細胞」は、目的の選択された遺伝子を含むベクターによって、核酸
配列で形質転換されたか、または形質転換され得、次いでそのベクターはこの細
胞によって発現される、細胞をいうために使用される。この用語には、選択され
た遺伝子が存在する限り、子孫が形態学または遺伝子構造において本来の親と同
一であろうとなかろうと、親細胞の子孫を含む。
【0045】 用語「ベクター」は、宿主細胞にコード情報を移すために使用される任意の分
子(例えば、核酸、プラスミド、またはウイルス)をいうために使用される。
【0046】 用語「高度にストリンジェントな条件」とは、配列が非常に相補的であるDN
A鎖のハイブリダイゼーションを許容し、かつ顕著に不一致のDNAのハイブリ
ダイゼーションを排除するように設計された条件をいう。ハイブリダイゼーショ
ンのストリンジェンシーは、温度、イオン強度および変性剤(例えば、ホルムア
ミド)の濃度によって主に決定される。ハイブリダイゼーションおよび洗浄につ
いての「高度にストリンジェントな条件」の例は、65〜68℃での0.015
M塩化ナトリウム、0.0015Mクエン酸ナトリウム、または42℃での0.
015M塩化ナトリウム、0.0015Mクエン酸ナトリウムおよび50%ホル
ムアミドである。Sambrookら、Molecular Cloning:
A Laboratory Manual、第2版、Cold Spring
Harbor Laboratory、(Cold Spring Harbo
r Laboratory,N.Y.1989);Andersonら,Nuc
leic Acid Hybridisation:A Practical
Approach 第4章、IRL Press Limited(Oxfor
d、England)を参照のこと。
【0047】 よりストリンジェントな条件(例えば、より高い温度、より低いイオン強度、
より高いホルムアミドまたは他の変性剤)もまた用いられ得るが、ハイブリダイ
ゼーションの速度が影響される。他の薬剤は、非特異的および/またはバックグ
ラウンドのハイブリダイゼーションを減少させる目的のために、ハイブリダイゼ
ーションおよび洗浄の緩衝液中に含まれ得る。例は、0.1%ウシ血清アルブミ
ン、0.1%ポリビニル−ピロリドン、0.1%ピロリン酸ナトリウム、0.1
%ドデシル硫酸ナトリウム、NaDodSO、(SDS)、フィコール(fi
coll)、デンハルト溶液、超音波処理されたサケ精子DNA(または別の非
相補的DNA)および硫酸デキストランであるが、他の適切な薬剤もまた用いら
れ得る。これらの添加剤の濃度および種類は、ハイブリダイゼーション条件のス
トリンジェンシーに実質的に影響を与えることなく変更され得る。ハイブリダイ
ゼーション実験は通常、pH6.8〜7.4で実施される。しかし、代表的なイ
オン強度の条件では、ハイブリダイゼーションの速度は、pHからほぼ独立する
。Andersonら,Nucleic Acid Hybridisatio
n:A Practical Approach、第4章、IRL Press
Limited(Oxford、England)を参照のこと。
【0048】 DNA二重鎖の安定性に影響を与える因子としては、塩基組成、長さおよび塩
基対の不一致程度が挙げられる。ハイブリダイゼーション条件は、これらの変動
要因を適応させ、そして異なる配列関連性のDNAがハイブリッドを形成するの
を可能にするために当業者によって調整され得る。完全に一致したDNA二重鎖
の融解温度は、以下の方程式によって評価され得る: T(℃)=81.5+16.6(log[Na+])+0.41(G+C%
)−600/N−0.72(ホルムアミド%) ここで、Nは、形成される二重鎖の長さであり、[Na+]は、ハイブリダイゼ
ーション溶液または洗浄溶液中でのナトリウムイオンのモル濃度であり、G+C
%は、ハイブリッド中での(グアニン+シトシン)塩基の百分率である。不完全
に一致したハイブリッドについては、融解温度を、1%の不一致毎に約1℃低下
する。
【0049】 用語「中程度にストリンジェントな条件」とは、「高度にストリンジェントな
条件」下で生じ得るよりも高い程度の塩基対不一致を有するDNA二重鎖が形成
され得る条件をいう。代表的な「中程度にストリンジェントな条件」の例は、5
0〜65℃での0.015M塩化ナトリウム、0.0015Mクエン酸ナトリウ
ムまたは37〜50℃での0.015M塩化ナトリウム、0.0015Mクエン
酸ナトリウムおよび20%ホルムアミドである。例示として、0.015Mナト
リウムイオン中での50℃という「中程度にストリンジェントな条件」は、約2
1%の不一致を可能にする。
【0050】 「高度に」ストリンジェントな条件と「中程度に」ストリンジェントな条件と
の間に絶対的な区別が存在しないことが当業者によって認識される。例えば、0
.015Mナトリウムイオン(ホルムアミドなし)では、完全に一致した長さの
DNAの融解温度は、約71℃である。65℃で(同じイオン強度で)の洗浄を
用いると、このことは、約6%の不一致を可能にする。より遠く関連した配列を
捕獲するために、当業者は、単純に、温度を低くし得るかまたはイオン強度を高
くし得る。
【0051】 約20ヌクレオチドまでのオリゴヌクレオチドプローブについての1M Na
Cl中での融解温度の良好な評価は、以下によって与えられる: Tm=A−T塩基対あたり2℃ + G−C塩基対あたり4℃ 6×塩クエン酸ナトリウム(SSC)中でのナトリウムイオン濃度は、1Mで
ある。Suggsら,Developmental Biology Usin
g Purified Genes 683頁,BrownおよびFox(編)
(1981)を参照のこと。
【0052】 オリゴヌクレオチドについての高度ストリンジェンシー洗浄条件は通常、6×
SSC、0.1% SDS中でのそのオリゴヌクレオチドのTmよりも0℃〜5
℃低い温度においてである。
【0053】 用語「ChMIrpポリペプチド」とは、配列番号2のアミノ酸配列を含むポ
リペプチド、および本明細書に記載される関連ポリペプチドをいう。関連ポリペ
プチドとしては、以下が挙げられる:ChMIrpポリペプチド対立遺伝子改変
体、ChMIrpポリペプチドアナログ、ChMIrpポリペプチドスプライス
改変体、ChMIrpポリペプチド改変体、ChMIrpポリペプチドフラグメ
ント、ChMIrpポリペプチド誘導体、置換改変体、欠失改変体、および/ま
たは挿入改変体、ChMIrp融合ポリペプチド、ならびにChMIrpポリペ
プチドオルソログ。
【0054】 用語「ChMIrpポリペプチドアナログ」とは、保存アミノ酸置換および非
保存アミノ酸置換を有する配列番号2に示されるChMIrpアミノ酸配列に対
して類似のアミノ酸配列を有する関連ポリペプチドをいう。
【0055】 用語「ChMIrpポリペプチドオルソログ(ortholog)」は、配列
番号2に示されるChMIrpポリペプチドアミノ酸配列に対応する、別の種由
来のポリペプチドをいう。例えば、マウスおよびヒトのChMIrpポリペプチ
ドは、互いにオルソログであるとみなされる。
【0056】 ChMIrpポリペプチドは、本明細書において定義されるように、成熟ポリ
ペプチドであり得、これらのポリペプチドを調製する方法に依存して、アミノ末
端のメチオニン残基を有してもよいし、有しなくてもよい。用語「ChMIrp
ポリペプチドフラグメント」とは、配列番号2に示されるようなChMIrpポ
リペプチドの全長アミノ酸配列よりも少なく含むペプチドまたはポリペプチドを
いう。このようなフラグメントは、例えば、アミノ末端での短縮化(trunc
ation)、カルボキシ末端での短縮化、および/またはアミノ酸配列の内部
欠失によって生じる。ChMIrpフラグメントは、選択的RNAスプライシン
グによってかまたはインビボでのプロテアーゼ活性によって生じ得る。
【0057】 用語「ChMIrpポリペプチドフラグメント」とは、配列番号2に示される
ようなChMIrpポリペプチドの全長アミノ酸配列よりも少なく含むポリペプ
チドをいう。このようなChMIrpフラグメントは、6個以上のアミノ酸長で
あり得、そして例えば、アミノ末端(リーダー配列を有するかまたは有さない)
での短縮化、カルボキシル末端での短縮化および/またはアミノ酸配列からの1
個以上の残基の内部欠失によって生じ得る。ChMIrpフラグメントは、選択
的RNAスプライシングによってかまたはインビボでのプロテアーゼ活性によっ
て生じ得る。ChMIrpポリペプチドの膜結合形態はまた、本発明によって意
図される。好ましい実施形態において、短縮化および/または欠失は、約10ア
ミノ酸、または約20アミノ酸、または約50アミノ酸、または約75アミノ酸
、または約100アミノ酸、または約100より多くのアミノ酸を含む。このよ
うに生成されるポリペプチドフラグメントは、約25個連続したアミノ酸、また
は約50アミノ酸、または約75アミノ酸、または約100アミノ酸、または約
150アミノ酸、または約200アミノ酸を含む。このようなChMIrpポリ
ペプチドフラグメントは、必要に応じて、アミノ末端メチオニン残基を含み得る
。このようなフラグメントは、例えば、ChMIrpポリペプチドに対する抗体
を生成するために使用され得ることが理解される。
【0058】 用語「ChMIrpポリペプチド改変体」は、ChMIrpポリペプチドアミ
ノ酸配列と比較して、1つ以上のアミノ酸配列の置換、欠失、および/または付
加を有するアミノ酸配列を含むChMIrpポリペプチドをいう。改変体は、天
然に存在するか、または、組換えDNA技術を用いて人工的に構築され得る。こ
のようなChMIrpポリペプチド改変体は、この改変体をコードする対応する
核酸分子から調製され得る。従って、この改変体は、配列番号1に示されるよう
な野生型ChMIrpポリペプチドについてのDNA配列から改変されるDNA
配列を有する。
【0059】 当業者は、ネイティブ(native)ポリペプチドの適切な改変体を、周知
の技術を使用して、決定し得る。例えば、当業者は、生物学的活性を破壊するこ
となく変化され得る分子の適切な領域を予測し得る。当業者はまた、活性のため
にかまたは構造のために重要であり得る領域が、生物学的活性を破壊することが
ないかまたはポリペプチドの構造に悪影響を及ぼすことのない保存的なアミノ酸
置換を前提とし得ることさえ認識する。
【0060】 活性を破壊することなく変化され得る分子の適切な領域を予測するために、当
業者は、活性のために重要であるとは考えられない領域を標的化し得る。例えば
、同じ種由来かまたは他の種由来の、類似の活性を有する類似のポリペプチドが
既知である場合には、当業者は、ChMIrpポリペプチドのアミノ酸配列を、
このような類似のポリペプチドと比較し得る。このような比較を用いて、類似の
ポリペプチド間で保存される分子の残基および部分を決定し得る。当業者には、
保存されていないChMIrp分子の領域における変化が、ChMIrpポリペ
プチドの生物学的活性および/または構造にさほど不利に影響を与えるようでは
ないことが公知である。当業者にはまた、比較的保存された領域においてさえ、
化学的に類似のアミノ酸で、活性を維持ながら天然に存在する残基に代えて置換
し得ることが公知である(保存的アミノ酸残基置換)。
【0061】 さらに、当業者は、活性または構造のために重要である、類似のポリペプチド
における残基を同定する、構造−機能研究を再調査し得る。このような比較の観
点において、類似のポリペプチドにおける活性または構造のために重要なアミノ
酸残基に対応するChMIrpポリペプチドにおける、アミノ酸残基の重要性を
予測し得る。当業者は、ChMIrpポリペプチドのこのような予測された重要
なアミノ酸残基に代わる化学的に類似のアミノ酸置換を、選択し得る。
【0062】 可能な場合、当業者はまた、類似のポリペプチドにおける三次元構造およびそ
の構造に関連するアミノ酸配列を分析し得る。このような情報の観点において、
当業者は、ChMIrpポリペプチドのアミノ酸残基のアライメントを、その三
次元構造に関して予測し得る。当業者は、そのタンパク質の表面上に存在すると
予測されるアミノ酸残基に対する急激な変化を起こさないように、選択し得る。
なぜなら、このような残基は、他の分子との重要な相互作用に関与し得るからで
ある。
【0063】 本発明のChMIrpポリペプチドアナログは、ChMIrpポリペプチドの
アミノ酸配列を関連ファミリーのメンバーと比較することによって決定され得る
。具体的なChMIrpポリペプチド関連ファミリーメンバーとしては、以下が
挙げられるがこれらに限定されない:ヒトコンドロモデュリン(chondro
modulin)I、マウスChMIrp、マウスコンドロモデュリンI、ラッ
トコンドロモデュリンI、ウシコンドロモデュリンI、ウサギコンドロモデュリ
ンI。この比較は、Pileupアライメント(Wisconsin GCG
Program Package)または保存領域および非保存領域内の複数フ
ァミリーメンバーとの等価(重複)比較を用いることによって達成され得る。
【0064】 図4で示されたように、ヒトChMIrpポリペプチド(配列番号2)の推定
アミノ酸配列はマウスChMIrp、マウスコンドロモジュリン I、ラットコ
ンドロモジュリン I、ウシコンドロモジュリン I、ヒトコンドロモジュリン
I、ウサギコンドロモジュリン I(配列番号4〜9)と整列される。他のC
hMIrpポリペプチドアナログは、これらの、または他の当業者に周知の方法
を用いて、決定され得る。これらの重複配列は、さらなるChMIrpアナログ
を生じる保存的および非保存的なアミノ酸置換についてガイダンスを提供する。
これらはのアミノ酸置換は、天然に存在するまたは非天然であるアミノ酸からな
ると理解される。例えば、図4で示したように、これらの関連ポリペプチドの整
列は、潜在的なChMIrpアナログが、配列番号2における第276番目の位
置(図4では第296番目の位置)でSerまたはAla残基と置換されたCy
s残基、配列番号2における第280番目(図4では第300番目の位置)の位
置でSerまたはAla残基と置換されたCys残基を有し得ること、または、
配列番号2において第281番目の位置のグルタミン酸残基(図4では、第30
1番目の位置)がAsp残基で置換され得ることを示す。さらに、配列番号2に
おいて第285番目の位置にあるグリシン残基(図4では、第305番目の位置
)が、ProおよびAlaで置換され得、配列番号2において第297番目の位
置にあるArg残基(図4においては、第317番目の位置)が、Lys、Gl
n、またはAsn残基で置換され得、配列番号2において第300番目の位置に
あるCys残基(図4では、第320番目の位置)がSerまたはAla残基で
置換され得、、配列番号2において第306番目の位置にあるCys残基(図4
では、第326番目の位置)は、SerまたはAla残基で置換され得、そして
、配列番号2において第310番目の位置にあるVal残基(図4では、第33
0番目)がIle、Met、Leu、Phe、Ala、ノルロイシンで置換され
得る。
【0065】 さらに、当業者は、各アミノ酸残基において唯一つのアミノ酸置換を含む試験
変異体を生成し得る。変異体は、本明細書中に記載の活性アッセイを使用してス
クリーニングされ得る。このような変異体を使用して、適切な変異体の情報を集
め得る。例えば、破壊された変異体、所望しない還元がなされた変異体、または
不適切な活性の変異体に生じる特定のアミノ酸に対する変化が発見された場合、
このような変化を有する変異体は回避される。換言すると、このような慣習的な
実験によって収集された情報に基いて、当業者は、さらなる単独または他の変異
の組み合わせのいずれかで置換が避けられるべきアミノ酸を容易に決定し得る。
【0066】 同等の性質において、このような変化を行う際に、アミノ酸のヒドロパシー指
数(疎水性親水性指標)が考慮され得る。各アミノ酸は、その疎水性および電荷
特性に基づいて、ヒドロパシー指数を割り当てられている。疎水性親水性指標は
、以下である:イソロイシン(+4.5);バリン(+4.2);ロイシン(+
3.8);フェニルアラニン(+2.8);システイン/シスチン(+2.5)
;メチオニン(+1.9);アラニン(+1.8);グリシン(−0.4);ス
レオニン(−0.7);セリン(−0.8);トリプトファン(−0.9);チ
ロシン(−1.3);プロリン(−1.6);ヒスチジン(−3.2);グルタ
ミン酸(−3.5);グルタミン(−3.5);アスパラギン酸(−3.5);
アスパラギン(−3.5);リジン(−3.9);およびアルギニン(−4.5
)。
【0067】 タンパク質に対する相互作用的な生物学的機能を確認する際の、疎水性親水性
アミノ酸指数の重要性は、当該分野において一般的に理解されている(Kyte
ら、1982,J.Mol.Biol.157:105−31)。特定のアミノ
酸が類似の疎水性親水性指標またはスコアを有する他のアミノ酸の代わりに使用
され得、そして依然として類似の生物学的活性を維持し得ることが、公知である
。疎水性親水性指標に基づいて変化を起こす際に、疎水性親水性指標が±2以内
であるアミノ酸の置換が好ましく、±1以内であるものが特に好ましく、そして
±0.5以内であるものが、なおより特に好ましい。
【0068】 類似のアミノ酸の置換が親水性に基づいて効果的になされ得ること(特に、本
発明の場合のように、これらにより生成された生物学的機能が同等のタンパク質
またはペプチドが、免疫学的な実施形態における使用において想定された場合に
)もまた、当該分野において理解されている。
【0069】 米国特許第4,554,101号で、タンパク質の最も大きな局所的平均親水
性は、その隣接するアミノ酸の親水性によって支配される場合に、その免疫原性
および抗原性、すなわち、そのタンパク質の生物学的特性に相関することがに記
載されている。米国特許第4,554,101号で詳述されているように、以下
の親水性の値が、これらのアミノ酸残基に割り当てられた:アルギニン(+3.
0);リジン(+3.0);アスパラギン酸(+3.0±1);グルタミン酸(
+3.0±1);セリン(+0.3);アスパラギン(+0.2);グルタミン
(+0.2);グリシン(0);スレオニン(−0.4);プロリン(−0.5
±1);アラニン(−0.5);ヒスチジン(−0.5);システイン(−1.
0);メチオニン(−1.3);バリン(−1.5);ロイシン(−1.8);
イソロイシン(−1.8);チロシン(−2.3);フェニルアラニン(−2.
5);およびトリプトファン(−3.4)。
【0070】 類似の親水性の値に基づいて変化を行う際に、親水性値が±2以内であるアミ
ノ酸の置換が好ましく、±l以内であるものが特に好ましく、そして±0.5以
内であるものが、なおより特に好ましい。米国特許第4,554,101号はま
たは、親水性に基く一次アミノ酸配列からエピトープの同定および調製を教示す
る。米国特許第4,554,101号に記載の方法を通して、当業者は所定のア
ミノ酸配列内からエピトープを同定し得る。これらの領域はまた、「エピトープ
領域」と呼ばれる。
【0071】 多数の科学刊行物が、アミノ酸分析からの、二次構造の推定およびエピトープ
の同定に充てられてきた。Chouら、1974,Biochemistry
13:222−45;Chouら、1974,Biochemistry 11
3:211−22;Chouら、1978,Adv.Enzymol.Rela
t.Areas Mol.Biol.47:45−48;Chouら、1978
,Ann.Rev.Biochem.47:251−276;およびChouら
、1979,Biophys.J.26:367−84を参照のこと。さらに、
コンピュータプログラムが、タンパク質における抗原性部位およびエピトープコ
ア領域の推定を補助するために利用可能である。実施例としては、Jameso
n−Wolf分析(Jamesonら、Compt.Appl.Biosci.
、4(1):181〜186、1998およびWolfら、Comput.Bi
osci.、4(1):187〜191、1988);PepPlotプログラ
ム(Brutlagら、CABS、6:237〜245、1990、およびWe
inbergerら、Science、228:740〜742、1985)お
よびタンパク質三次構造予測のための新規プログラム(Fetrowら、Bio
technology、11:479〜483、1993)に基くプログラムが
挙げられる。
【0072】 コンピュータプログラムが、二次構造の推定を補助するために、現在利用可能
である。二次構造を推定する1つの方法は、相同性モデリングに基づく。例えば
、30%より大きな配列同一性または40%より大きな類似性を有する2つのポ
リペプチドまたはタンパク質は、しばしば、類似の構造トポロジーを有する。タ
ンパク質構造データベース(PDB)の近年の成長は、二次構造(ポリペプチド
またはタンパク質の構造における可能な折り畳みの数を含む)の増強された推定
性を提供してきた。Holmら、1999,Nucleic Acids Re
s.27:244−47を参照のこと。所定のポリペプチドまたはタンパク質に
おいて制限された数の折り畳みが存在すること、および一旦、臨界数の構造が解
明されると、構造推定は劇的により正確となることが、示唆されてきた(Bre
nnerら、1997,Curr.Opin.Struct.Biol.7:3
69〜376)。
【0073】 二次構造を推定するさらなる方法は、「スレッディング(threading
)」(Jones,1997,Curr.Opin.Struct.Biol.
7(3):377−87;Sipplら、1996,Structure 4(
1):15−19)、「プロフィール分析」(Bowieら、1991,Sci
ence,253:164〜170;Gribskovら、1990,Meth
ods Enzymol.183:146−59;Gribskovら、198
7,Proc.Nat.Acad.Sci.U.S.A.84(3):4355
〜4358)、および「進化学的連鎖(evolutionary linka
ge)」(Holmら、前出、およびBrennerら、前出を参照のこと)を
包含する。
【0074】 好ましい実施形態において、改変体は1〜3、または1〜5、または1〜10
、または1〜15、または1〜20、または1〜25、または1〜50、または
1〜75、または、1〜100、または100以上のアミノ酸置換、アミノ酸挿
入、アミノ酸付加および/またはアミノ酸欠失を含み、ここでこの置換は、本明
細書中で示したように、保存的であるか、もしくは非保存的であるか、またはこ
れらの任意の組合せである。さらに、これらの変異体は、カルボキシル末端また
はアミノ末端においてアミノ酸残基の付加を有し得る(リーダー配列を有するか
、またはそれらを有さない)。
【0075】 好ましいChMIrpポリペプチド改変体としては、グリコシル化部位の数お
よび/または型が天然のアミノ酸配列と比較して変化している、グリコシル化改
変体が挙げられる。1つの実施形態において、ChMIrpポリペプチド改変体
は、配列番号2に示されるアミノ酸配列より多いかまたはより少ない数のN結合
型グリコシル化部位を含む。N結合型グリコシル化部位は、配列Asn−X−S
erまたはAsn−X−Thrによって特徴付けられ、ここで、Xと印されるア
ミノ酸残基は、プロリン以外の任意のアミノ酸残基であり得る。この配列を作製
するためのアミノ酸残基の置換は、N結合型糖鎖の付加のための潜在的な新たな
部位を提供する。あるいは、この配列を排除する置換は、存在するN結合型糖鎖
を除去する。1つ以上のN結合グリコシル化部位(代表的に、天然に存在するグ
リコシル化部位)が排除され、そして1つ以上の新たなN連結部位が作製される
、N結合型糖鎖の再配列もまた、提供される。さらなる好ましいChMIrpポ
リペプチド改変体としては、1つ以上のシステイン残基が、配列番号2に示され
るアミノ酸配列と比較して欠失しているか、または別のアミノ酸(例えば、セリ
ン)で置換されている、システイン改変体が挙げられる。システイン改変体は、
ChMIrpポリペプチドが、例えば不溶性の封入体の単離の後に、生物学的に
活性な立体構造へとリフォールディングされなければならない場合に、有用であ
る。システイン改変体は、一般に、ネイティブタンパク質より少ないシステイン
残基を有し、そして代表的には偶数のシステイン残基を有し、対合していないシ
ステインから生じる相互作用を最小にする。
【0076】 用語「ChMIrp融合ポリヌクレオチド」は、異質ペプチドまたは異質ポリ
ヌクレオチドとChMIrpポリペプチド、フラグメントおよび/またはこれら
の改変体との融合を指す。異質ペプチドおよび異質ポリペプチドとしては以下が
含まれるがこれらに限定されない:ChMIrp融合ポリペプチドの検出および
/または単離が可能にするエピトープ;膜貫通レセプタータンパク質またはその
部分(例えば、細胞外ドメインまたは膜貫通ドメインおよび細胞内ドメイン);
膜貫通レセプタータンパク質に結合する、リガンドまたはその部分;触媒的に活
性である、酵素またはその部分;オリゴマー化を促進するポリペプチドまたはペ
プチド(例えば、ロイシンジッパードメイン);安定性を増加させるポリペプチ
ドまたはペプチド(例えば、免疫グロブリン定常領域);ならびに配列番号2に
示されるようなアミノ酸配列を含むポリペプチドあるいはChMIrpポリペプ
チド改変体とは異なる治療活性を有する、ポリペプチド。
【0077】 さらに、ChMIrpポリペプチドは、それ自身またはフラグメント、改変体
、もしくはこれらの誘導体に融合され得る。融合は、ChMIrpポリペプチド
の、アミノ末端またはカルボキシル末端のいずれかにおいて、なされ得る。融合
は、リンカーもしくはアダプター分子を用いずに直接であってもよいし、リンカ
ーもしくはアダプター分子(例えば、1つ以上の約20アミノ酸までのアミノ酸
残基〜約50アミノ酸までのアミノ酸残基)を介してであってもよい。リンカー
またはアダプター分子はまた、DNA制限エンドヌクレアーゼまたはプロテアー
ゼについての切断部位を有して設計されて、融合した部分の分離を可能にし得る
。一旦構築されると、この融合ポリペプチドは、本明細書中に記載の方法に従っ
て誘導体化され得ることが、理解される。
【0078】 本発明のさらなる実施形態において、フラグメント、改変体、および/または
誘導体を含むChMIrpポリペプチドは、ヒトIgGのFc領域に融合する。
抗体は、以下の2つの機能的に独立した部分を含む。この独立した部分は、抗原
を結合する「Fab」として公知の可変ドメイン、ならびに補体活性化および食
細胞による攻撃のようなエフェクター機能に関与する、「Fc」として公知の定
常ドメインである。Fcは、長い血清半減期を有し、一方でFabは、短寿命で
ある(Caponら、Nature 337:525〜31,1989)。治療
タンパク質と一緒に構築される場合には、Fcドメインは、より長い半減期を提
供し得るか、またはFcレセプター結合、プロテイン結合、補体結合、および恐
らく、胎盤移入のような機能さえも組み込み得る。同書。表Iは、当該分野(融
合化ChMIrpポリペプチドの産生に適用可能な材料および方法を含む)にお
いて公知の特定のFc融合物の使用を要約する。
【0079】
【表1】 一つの例において、ヒトIgGヒンジ領域、CH2およびCH3領域は、当業
者に公知の方法を使用して、ChMIrpポリペプチドのN末端またはC末端の
いずれかに融合され得る。別の例として、ヒンジの部分領域ならびにCH2領域
およびCH3領域は、融合され得る。得られるChMIrpFc−融合ポリペプ
チドは、プロテインAアフィニティーカラムの使用によって精製され得る。Fc
領域に融合されたペプチドおよびタンパク質は、融合されていない対応物よりも
インビボで実質的に長い半減期を示すことが見出された。また、Fc領域への融
合は、融合ポリペプチドの二量化/多量体化を可能にする。Fc領域は、天然に
存在するFc領域であり得るか、または特定の質(例えば、治療的質、循環時間
、凝集の減少など)を改善するために変更され得る。
【0080】 用語「ChMIrpポリペプチド誘導体」とは、ChMIrpポリペプチド、
改変体、またはこれらフラグメントをいい、これは、例えば、1つ以上の水溶性
ポリマー、N結合型炭水化物、O結合型炭水化物、糖、リン酸、および/または
他のこのような分子の共有結合によって、化学的に修飾されている。このような
修飾は、精製タンパク質または粗タンパク質の標的アミノ酸残基を有機誘導体化
剤(選択した側鎖または末端残基と反応し得る)と反応させることによって分子
中に導入され得る。得られた共有誘導体は、また、生物学的活性について重要な
残基を同定することを指向するプログラムにおいて有用である。この誘導体は、
ChMIrpポリペプチドに結合した分子の型または位置のいずれかの点で、天
然に存在するChMIrpポリペプチドとは異なる様式で改変される。誘導体は
さらに、ChMIrpポリペプチドに天然に結合された1つ以上の化学基の欠失
を含む。
【0081】 例えば、ポリペプチドは、1つ以上のポリマー(水溶性ポリマー、N結合型炭
水化物、O結合型炭水化物、糖、リン酸、および/または他のこのような分子が
挙げられるがこれらに限定されない)の共有結合によって改変され得る。例えば
、選択されるポリマーは、典型的には水溶性であり、その結果、そのポリマーに
連結されているタンパク質は、水性環境(例えば、生理学的環境)下で沈殿しな
い。このポリマーは、任意の分子量であり得、そして分枝されていても分枝され
ていなくてもよい。ポリマーの混合物が、ChMIrpポリペプチドポリマーの
範囲内に含まれる。好ましくは、最終生成物の調製物の治療的使用のために、こ
のポリマーは、薬学的に受容可能である。
【0082】 適切な水溶性ポリマーまたはその混合物としては、以下が挙げられるが、これ
らに限定されない:ポリエチレン、グリコール(PEG)、モノメトキシ−ポリ
エチレングリコール、デキストラン(例えば、低分子量(例えば、約6kDのデ
キストラン))、セルロース、または他の炭水化物ベースのポリマー、ポリ−(
N−ビニルピロリジン)ポリエチレングリコール、プロピレングリコールホモポ
リマー、ポリプロピレンオキシド/エチレンオキシドコポリマー、ポリオキシエ
チル化ポリオール(例えば、グリセロール)、およびビニルアルコール。共有結
合したChMIrpポリペプチドマルチマーを調製するために使用され得る、二
官能性PEG架橋分子もまた、本発明に含まれる。
【0083】 アシル化反応のために、選択されたポリマーは、単一の反応性エステル基を有
する。還元的アルキル化について、選択されたポリマーは、単一の反応性アルデ
ヒド基を有する。例えば、反応性アルデヒド、ポリエチレングリコールプロピオ
ンアルデヒドであり、これは、水溶性、またはモノC−C10アルコキシもし
くはそのアリールオキシ誘導体である(米国特許第5,252,714号を参照
のこと)。
【0084】 ChMIrpポリペプチドのペギル化(pegylation)は、当該分野
で公知の任意のペギル化反応を使用して特異的に実施され得る。このような反応
は、例えば、以下の参考文献に記載されている:Francisら,1992,
Focus on Growth Factors 3:4−10;欧州特許第
0154316号および0401384号;ならびに米国特許第4,179,3
37号。例えば、ペギル化は、本明細書中に記載されるように、反応性ポリエチ
レングリコール分子(または、類似の反応性水溶性ポリマー)とのアシル化反応
またはアルキル化反応を介して実施され得る。ポリエチレングリコール(PEG
)は、本明細書中での使用に適切な水溶性ポリマーである。本明細書中で使用さ
れる場合、用語「ポリエチレングリコール」および「PEG」は、タンパク質(
モノ(C−C10)アルコキシポリエチレングリコールまたはアリールオキシ
ポリエチレングリコールを含む)を誘導化するのに使用されるPEGの任意の形
態を含むことを意味する。
【0085】 一般に、化学誘導体化は、生物学的に活性な基質を活性化ポリマー分子と反応
させるために使用される任意の適切な条件下で行われ得る。ペギル化ポリペプチ
ドの化学誘導体を調製するための方法は、一般に、以下の工程を包含する:(a
)ChMIrpポリペプチド改変体が、1つ以上のポリマー分子に結合されるよ
うな条件下で、ポリペプチドを、活性化したポリマー分子(例えば、ポリマー分
子の反応性エステルまたはアルデヒド誘導体)と反応させる工程、および(b)
反応生成物を得る工程。一般に、最適な反応条件は、公知のパラメーターおよび
所望の結果に基づいて決定される。例えば、ポリマー分子:タンパク質の比が大
きいほど、結合されるポリマー分子の割合は大きくなる。1つの実施形態におい
て、ChMIrpポリペプチド誘導体は、そのアミノ末端で単一のポリマー分子
部分を有し得る(例えば、米国特許第5,234,784号を参照のこと)。
【0086】 一般に、本発明のChMIrpポリペプチド誘導体の投与によって、緩和また
は調節され得る状態は、本明細書中に記載されたものを含む。しかし、本明細書
中に開示されるChMIrpポリペプチド誘導体は、非誘導体化分子と比較した
場合、さらなる活性、増強または減少した生物学的活性、または他の特性(例え
ば、増加または減少した半減期)を有し得る。
【0087】 用語「生物学的に活性なChMIrpポリペプチド」、「生物学的に活性なC
hMIrpポリペプチドフラグメント」、「生物学的に活性なChMIrpポリ
ペプチド改変体」、および「生物学的に活性なChMIrpポリペプチド誘導体
」とは、少なくとも1つのChMIrpポリペプチドの活性特徴を有するChM
Irpポリペプチドをいう。ChMIrpポリペプチドの免疫原性フラグメント
は、このChMIrpフラグメントに対して惹起される抗体を宿主動物に誘導し
得るフラグメントである。
【0088】 「天然に存在する」または「ネイティブの」は、核酸分子、ポリペプチド、宿
主細胞などのような生物学的物質と関連して使用される場合、天然において見出
され、そしてヒトによって操作されていない物質をいう。同様に、「天然に存在
しない」または「ネイティブではない」は、本明細書中で使用される場合、天然
で見出されないか、またはヒトによって構造的に改変もしくは合成された物質を
いう。
【0089】 用語「単離されたポリペプチド」とは、(1)供給源細胞から単離される場合
に、天然で一緒に見出されるポリヌクレオチド、脂質、炭水化物、または他の物
質の少なくとも約50%から分離された本発明のポリペプチド、(2)「単離さ
れたポリペプチド」が天然で連結するポリペプチドの全てまたは一部に(共有結
合的もしくは非共有結合的相互作用によって)連結しない、本発明のポリペプチ
ド、(3)天然には連結しないポリペプチドに(共有結合的もしくは非共有結合
的相互作用によって)作動可能に連結する、本発明のポリペプチド、または(4
)天然には存在しない本発明のポリペプチドをいう。好ましくは、この単離され
たポリペプチドは、任意の他の混入ポリペプチドまたはその天然の環境において
見出される他の混入物(これは、その治療的使用、診断的使用、予防的使用、ま
たは研究的使用を妨げる)を実質的に含まない。
【0090】 用語「成熟ChMIrpポリペプチド」は、リーダー配列を欠失したポリペプ
チドをいい、そして、成熟ChMIrpポリペプチドはまた、ポリペプチドの他
の改変(例えば、アミノ末端(リーダー配列を有するかまたは有さない)および
/またはカルボキシ末端のタンパク質分解性プロセシング、より大きな前駆体か
らのより小さなポリペプチドの切断、N結合型および/またはO結合型グリコシ
ル化など)を含み得る。
【0091】 用語、「ムテイン」は、ChMIrpポリペプチドの変異体タンパク質、ポリ
ペプチド、改変体、アナログまたはフラグメントをいう。ChMIrpのムテイ
ンは、欠失、挿入、置換、点変異、短縮化、付加、転位、PCR増幅、部位特異
的変異誘発、または当該分野で公知の他の方法によって調製され得る。
【0092】 用語「有効量」および「治療有効量」とは、意義ある患者利益(すなわち、処
置、治癒、予防、または状態の緩和)をもたらすために、上記のChMIrpポ
リペプチドの1つ以上の生物学的活性のレベルの観察可能な変化を支持するため
に必要なChMIrpポリペプチド(またはChMIrpアンタゴニスト)の量
をいう。個々の活性成分について適用する場合、用語、単独で投与されるとは、
その成分が単独であることをいう。組合せに適用される場合、この用語は、続け
てか、または同時に、組合せて投与した場合、治療効果を生じる活性成分の組合
せた量をいう。本発明を実施する際に用途を有するChMIrpポリペプチドは
、天然に存在する全長ポリペプチド、または短縮化ポリペプチドまたは改変相同
体またはアナログまたは誘導体またはペプチドフラグメントであり得る。例示的
アナログとしては、2つの種の間の1つ以上の互いに異なるアミノ酸が別の種由
来の互いに異なるアミノ酸で置換されるものが挙げられる。互いに異なるアミノ
酸はまた、任意の他のアミノ酸(これが保存的アミノ酸であっても、非保存的ア
ミノ酸であっても)で置換され得る。
【0093】 用語「薬学的に受容可能なキャリア」または「生理学的に受容可能なキャリア
」は、本明細書中で使用される場合、薬学的組成物としてのChMIrpポリペ
プチド、ChMIrp核酸分子、またはChMIrp選択的結合因子の送達の達
成または増強に適切な1つ以上の処方物質をいう。
【0094】 用語「選択的結合因子」は、ChMIrp分子に特異性を有する分子をいう。
選択的結合因子としては、抗体(例えば、ポリクローナル抗体、モノクローナル
抗体(mAb)、キメラ抗体、CDRグラフト化抗体、可溶性形態もしくは結合
形態で標識され得る抗体に対する抗イディオタイプ(抗Id)抗体)、ならびに
公知の技術(酵素学的切断、ペプチド合成、または組換え技術を含むが、これら
に限定されない)によって提供されるそのフラグメント、領域、または誘導体が
挙げられる。本発明の抗ChMIrp選択的結合因子は、例えば、ChMIrp
分子の一部を結合し得、これは、ChMIrp分子のChMIrpレセプターへ
の結合を阻害する。
【0095】 本明細書中で使用される場合、用語「特異的」および「特異性」とは、選択的
結合因子が、ヒトChMIrpポリペプチドに結合し、かつヒト非ChMIrp
ポリペプチドに結合する能力をいう。しかし、選択的結合因子がまた、ChMI
rpポリペプチドのオルソログ(すなわち、ChMIrpポリペプチドの種間型
(例えば、マウスChMIrpポリペプチドおよびラットChMIrpポリペプ
チド))に結合し得ることが、理解される。好ましい実施形態は、ChMIrp
ポリペプチドに対して高度に特異的である抗体が、非ChMIrpポリペプチド
に対して特異的に交差反応しない(すなわち、これらは結合しない)ことに関す
る。
【0096】 用語「抗原」は、選択的結合因子(例えば、抗体)により結合され得る分子ま
たは分子の一部であって、そしてさらに、その抗原のエピトープに結合し得る抗
体を動物に産生させ得る、分子または分子の一部をいう。抗原は、1つ以上のエ
ピトープを有し得る。上記に参照される特異的な結合反応は、抗原が、高い選択
的な様式でこの対応する抗体と反応し、他の抗原によって惹起され得る多数の他
の抗体とは反応しないことを示すことを意味する。
【0097】 ChMIrpポリペプチド、フラグメント、改変体、および誘導体は、当該分
野で公知の方法を用いてChMIrp選択的結合因子を調整するために使用され
得る。従って、ChMIrpポリペプチドに結合する抗体および抗体フラグメン
トは、本発明の範囲内である。抗体フラグメントとしては、ChMIrpポリペ
プチドのエピトープに結合する抗体の一部が挙げられる。このようなフラグメン
トの例としては、全長抗体の酵素学的切断によって生成されるFabフラグメン
トおよびF(ab’)フラグメントが挙げられる。他の結合フラグメントとして
は、組換えDNA技術(例えば、抗体可変領域をコードする核酸配列を含む組換
えプラスミドの発現)によって生成されるフラグメントが挙げられる。これらの
抗体は、例えば、ポリクローナル抗体、ポリクローナル一重特異的なポリクロー
ナル抗体、モノクローナル抗体、組換え抗体、キメラ抗体、ヒト化抗体、ヒト抗
体、単鎖抗体、および二重特異的抗体であり得る。
【0098】 (核酸分子および/またはポリペプチドの関連性) 用語「同一性」とは、当該分野で公知のように、配列の比較によって決定され
る、2つ以上のポリペプチド分子または2つ以上の核酸分子の配列間の関係をい
う。当該分野では、「同一性」はまた、ポリペプチド配列または核酸分子配列の
間の配列関連性の程度(この場合、おそらく、ヌクレオチド配列またはアミノ酸
配列のストリングの間の一致により決定されるような)を意味する。「同一性」
は、特定の算術モデルのコンピュータープログラム(すなわち、「アルゴリズム
」)によって位置付けられた、ギャップ整列を有する2つ以上の配列の間の同一
性一致のパーセントを測定する。
【0099】 用語「類似性」は、概念に関するが、「同一性」とは対照的に、同一による一
致および保存的置換の一致の両方を含む類似性の基準をいう。関連する核酸分子
およびポリペプチドの同一性および類似性は、公知の方法によって容易に計算さ
れ得る。このような方法としては、Computational Molecu
lar Biology、Lesk,A.M.編、Oxford Univer
sity Press、New York、1988;Biocomputin
g:Informatics and Genome Projects、Sm
ith,D.W.編、Academic Press、New York、19
93;Computer Analysis of Sequence Dat
a、Part 1,Griffin,A.M.およびGriffin,H.G.
編、Humana Press、New Jersey、1994;Seque
nce Analysis in Molecular Biology、vo
n Heinje,G.、Academic Press、1987;ならびに
Sequence Analysis Primer、Gribskov,M.
およびDevereux,J.編、M.Stockton Press、New
York、1991);ならびにCarilloおよびLipman、SIA
M J.Applied Math.,48:1073、1998に記載される
ものが挙げられるが、これらに限定されない。保存的置換が、ペプチドに適用さ
れ、そして核酸分子に適用されない場合、類似性は、ペプチド配列の比較のみに
関係する。次いで、2つのポリペプチド配列が、例えば10/20の同一のアミ
ノ酸を有し、そして残りが全て非保存的置換である場合、パーセント同一性およ
び類似性は、どちらも50%である。同じ例において、保存的置換であるさらに
5つの位置が存在する場合、パーセント同一性は50%のままであるが、パーセ
ント類似性は75%(15/20)である。したがって、保存的置換が存在する
場合、2つのポリペプチド配列間の類似性の程度は、これらの2つの配列間のパ
ーセント同一性よりも高い。
【0100】 関連する核酸分子およびポリペプチドの同一性および類似性は、公知の方法に
よって容易に計算され得る。このような方法としては、Computation
al Molecular Biology(A.M.Lesk編、Oxfor
d University Press 1988);Biocomputin
g:Informatics and Genome Projects(D.
W.Smith編、Academic Press 1993);Comput
er Analysis of Sequence Data(Part 1,
A.M.GriffinおよびH.G.Griffin編、Humana Pr
ess 1994);G.von Heinle,Sequence Anal
ysis in Molecular Biology(Academic P
ress 1987);Sequence Analysis Primer(
M.GribskovおよびJ.Devereux編、M.Stockton
Press 1991);ならびにCarilloら、1988,SIAM J
.Applied Math.,48:1073に記載されるものが挙げられる
が、これらに限定されない。
【0101】 この核酸配列における差異は、配列番号2のアミノ酸配列に関連するアミノ酸
配列の、保存的改変および/または非保存的改変を生じうる。
【0102】 用語「保存的アミノ酸置換」は、その位置でアミノ酸残基の極性または電荷に
ほとんど影響がないかまたは影響がないような、天然のアミノ酸残基の非天然の
残基での置換をいう。例えば、保存的置換は、ポリペプチド中の非極性残基の他
の任意の非極性残基での置換の結果生じる。さらに、「アラニンスキャニング変
異誘発」として上記されたように、ポリペプチド中の任意の天然の残基をまた、
アラニンで置換し得る。アミノ酸置換についての一般的規則を、以下の表IIに
示す。
【0103】 (表II)
【0104】
【表2】 このアミノ酸配列に対する保存的改変(およびコードするヌクレオチドに対応
する改変)は、天然に存在するChMIrpのものに類似した機能的特徴および
化学的特徴を有するChMIrpを生成すると予想される。対照的に、ChMI
rpの機能的特徴および/または化学的特徴における実質的な改変は、(a)こ
の置換の領域における分子の骨格の構造(例えば、シート構造またはへリックス
構造)、(b)この標的部位での分子の電荷または疎水性、あるいは(c)この
側鎖のバルクを維持するその効果において、有意に異なる置換を選択することに
よって達成され得る。天然に存在する残基は、一般的な側鎖の属性に基づいて、
以下の分類に分けられ得る: 1)疎水性:ノルロイシン、Met、Ala、Val、Leu、Ile; 2)中性親水性:Cys、Ser、Thr、Asn、Gln; 3)酸性:Asp、Glu; 4)塩基性:His、Lys、Arg; 5)鎖の方向に影響する残基:Gly、Pro;および 6)芳香族:Trp、Tyr、Phe。
【0105】 非保存的置換は、これらの分類の1つのメンバーの、別の分類からのメンバー
との交換を含み得る。このような置換される残基を、非ヒトChMIrpに相同
なヒトChMIrp分子の領域中に、またはこの分子の非相同な領域中に導入し
得る。
【0106】 保存的なアミノ酸置換はまた、生物学的系における合成よりむしろ化学的なペ
プチド合成によって典型的に取り込まれる、非天然に存在するアミノ鎖残基を含
む。これらは、ペプチド模倣物(peptidomimetics)ならびにア
ミノ酸成分の反対または逆の他の形態を含む。
【0107】 同一性および/または類似性を決定するための好ましい方法を、試験される配
列間の最大の適合を与えるように設計する。同一性および類似性を決定するため
の方法は、公に入手可能なコンピュータープログラムに体系化される。2つの配
列間の同一性および類似性を決定するための好ましいコンピュータープログラム
としては、GAP(Devereuxら、Nucleic Acids Res
earch12(1):387、1984);Genetics Comput
er Group、University of Wisconsin、Med
ison、WI)、BLASTP、BLASTN、およびFASTA(Atsc
hulら、J.Molec.Biol.215:403−410.1990)を
含むGCGプログラムパッケージが挙げられるが、これに限定されない。このB
LAST Xプログラムは、National Center for Bio
technology Information(NCBI)および他の供給源
(BLAST Manual、Altschulら、NCB NLM NIH
Bethesda、MD 20894;Altschulら、J.Molec.
Biol.215:403−410.1990)から公に入手可能である。十分
に公知のSmith Watermanアルゴリズムをまた、同一性を決定する
ために使用し得る。
【0108】 2つのアミノ酸配列を整列させるための特定の整列スキームは、2つの配列の
短い領域のみの適合を生じ得、そしてこの整列された小領域は、2つの全長配列
の間に重大な関連性がない場合でさえ、非常に高い配列の同一性を有し得る。従
って、好ましい実施形態においては、この選択された整列方法(GAPプログラ
ム)は、特許請求されるポリペプチドの、少なくとも50の連続するアミノ酸に
わたる整列を生じる。
【0109】 例えば、コンピューターアルゴリズムGAP(Genetics Compu
ter Group、University of Wisconsin、Me
dison、WI)を使用して、配列の同一性の割合が決定されるべき2つのポ
リペプチドを、それぞれのアミノ酸の最適な適合(このアルゴリズムによって決
定されるような「適合範囲」)のために整列する。ギャップ開始ペナルティー(
不利益)(平均ダイアゴナル(diagonal)×3として計算する;この「
平均ダイアゴナル」は、使用される比較マトリックスのダイアゴナルの平均であ
り;この「ダイアゴナル」は、特定の比較マトリックスによって完全なアミノ酸
の各適合に割り当てられるスコアまたは数である)およびギャップ拡張ペナルテ
ィー(通常、ギャップ開始ペナルティーの1/10倍)、ならびにPAM 25
0またはBLOSUM 62のような比較マトリックスを、このアルゴリズムと
共に使用する。標準的な比較マトリックス(PAM250比較マトリックスに関
してはDayhoffら、Atlas of Protein Sequenc
e and Structure、vol.5、補遺3、1978中に、BLO
SUM 62比較マトリックスに関してはHenikoffら、Proc.Na
lt.Acad.Sci USA、89:10915−10919、1992を
参照のこと。)はまた、このアルゴリズムによって使用される。
【0110】 ポリペプチド配列の比較のために好ましいパラメーターとしては、以下: アルゴリズム:NeedlemanおよびWunsch、J.Mol.Bio
l.48:443−453、1970、 比較マトリックス:HenikoffおよびHenikoff、Proc.N
alt.Acad.Sci USA、89:10915−10919、1992
からBLOSUM 62; ギャップペナルティー:12 ギャップ長ペナルティー:4 類似性の閾値:0 が挙げられる。
【0111】 このGAPプログラムは、これら上記のパラメーターと共に有用である。これ
ら前述のパラメーターは、このGAPアルゴリズムを使用したポリペプチドの比
較のためのデフォルトパラメーター(末端ギャップのためのペナルティーを有さ
ない)である。
【0112】 核酸分子配列の比較のための好ましいパラメーターとしては、以下: アルゴリズム:NeedlemanおよびWunsch、J.Mol.Bio
l.48:443−453、1970; 比較マトリックス:適合=+10、不適合=0 ギャップペナルティー:50 ギャップ長ペナルティー:3 が挙げられる。
【0113】 このGAPプログラムはまた、これら上記のパラメーターと共に有用である。
これら上記のパラメーターは、核酸分子の比較のためのデフォルトパラメーター
である。
【0114】 Program Manual、Wisconsin Package、Ve
rsion9(1997年9月)中に示されるものを含む、他の例示的なアルゴ
リズム、ギャップ開始ペナルティー、ギャップ拡張ペナルティー、比較マトリッ
クス、類似性の閾値などは、当業者によって使用され得る。なされるべき特定の
選択は、なされるべき特定の比較(例えば、DNA対DNA、タンパク質対タン
パク質、タンパク質対DNA)に依存し;そしてさらに、この比較が、配列の組
の間(この場合、GAPまたはBestFitが一般的に好ましい)であるかま
たは1つの配列と大きい配列のデータベースとの間(この場合、FASTAまた
はBLASTAが好ましい))であるかに依存する。
【0115】 (合成) 本明細書中に記載される核酸およびポリペプチド分子は、組換えおよび他の手
段によって産生され得ることは、当業者によって理解される。
【0116】 (核酸分子) ChMIrpポリペプチドのアミノ酸配列を含むポリペプチドをコードする核
酸分子は、種々の様式(化学合成、cDNAもしくはゲノムのライブラリーのス
クリーニング、発現ライブラリースクリーニング、および/またはcDNAのP
CR増幅が挙げられるが、これらに限定されない)で容易に得られ得る。
【0117】 本明細書中において使用される組換えDNA法は、一般に、Sambrook
ら(Molecular Cloning:A Laboratory Man
ual(Cold Spring Harbor Laboratory Pr
ess,Cold Spring Harbor,NY,1989)および/ま
たはAusubelら編(Current Protocols in Mol
ecular Biology,Green Publishers Inc.
およびWiley and Sons 1994)に記載されているがこれらに
限定されない。
【0118】 本発明は、本明細書中に記載されるような核酸分子およびこの分子を得るため
の方法を提供する。「CHMIrpポリペプチド」またはそのフラグメントをコ
ードする遺伝子またはcDNAは、ゲノムライブラリーもしくはcDNAライブ
ラリーのハイブリダイゼーションスクリーニングによってかまたはPCR増幅に
によって、得られ得る。ハイブリダイゼーションによって、ライブラリーをスク
リーニングするために有用なプローブまたはプライマーは、例えば、保存された
部位のような、同じまたは関連したファミリーの遺伝子由来の他の既知の遺伝子
または遺伝子フラグメントについての配列情報に基づいて、作製され得る。
【0119】 ChMIrpポリペプチドをコードする遺伝子が、1つの種から同定される場
合、その遺伝子の全てまたは部分が、他の種(オルソログ)から対応する遺伝子
または同一種(ホモログ)から関連した遺伝子を同定するために、プローブとし
て使用され得る。このプローブまたはプライマーは、ChMIrp遺伝子を発現
すると考えられている種々の組織供給源からcDNAライブラリーをスクリーニ
ングするために使用され得る。
【0120】 さらに、配列番号1に示されるような配列を有する核酸分子の部分または全て
を使用して、ゲノムライブラリーをスクリーニングし、ChMIrpをコードす
る遺伝子を同定および単離し得る。代表的に、中程度または高いストリンジェン
シーの条件が、スクリーニングのために使用されて、このスクリーニングから得
られる誤った陽性の数を最小にする。ChMIrpをコードするcDNAの有効
性またはその機能は、ゲノムDNAを得るための必要条件である。ストリンジェ
ントな条件下で、DNAライブラリーはスクリーニングされ、そして、得られた
クローンを調査して、これらが、コード領域に加えて、遺伝子発現について必要
な制御配列エレメントを含むか否かが分かる(例えば、適切なレポーター遺伝子
のコード領域と融合することによって、プロモーター機能をチェックする)。ス
トリンジェントな条件下でDNAライブラリーをスクリーニングするための方法
は、例えば、公開された欧州特許出願番号EPA 0 174 143において
教示される。ゲノム配列を得ることは、遺伝子発現(例えば、転写因子またはス
テロイド)を調節する既知の物質との任意のありうる相互作用について、ChM
Irpをコードしていない領域に位置する(特に5’隣接領域において)調節配
列を調査することを可能にするか、または、おそらく、この遺伝子の発現に特定
の影響を有し得る新しい物質を発見する。このような調査の結果は、ChMIr
p発現を調節し、それゆえ、コンドロモジュリン(chondromoduli
n)レセプターと相互作用する細胞の能力に直接影響するための、このような物
質の標的化された使用についての基礎を提供する。結果として、このレセプター
との特定の反応および得られた効果が抑制され得る。
【0121】 本発明の範囲はまた、本発明のChMIrpの性質とは異なった性質を有し得
る、ChMIrpのサプタイプをコードするDNAを含む。これらは、選択的ス
プライシングによって形成された発現産物であり、そして、特定の領域における
改変された構造(例えば、レセプターについての親和性および特異性の変化また
はシグナル伝達の性質および効率の点での変化をもたらし得る構造)を有する。
【0122】 ChMIrpをコードするcDNAの助けによって、低いストリンジェンシー
、中程度のストリンジェンシーまたは高いストリンジェンシーの条件下で、cD
NAまたはそのフラグメントとハイブリダイズし、そして、レセプターを結合し
得るポリペプチドをコードするか、またはこのようなポリペプチドをコードする
配列を含む核酸を得ることが可能である。
【0123】 ChMIrpポリペプチドをコードする核酸分子もまた、発現されたタンパク
質の特性に基づいて陽性クローンの検出を使用する発現クローニングによって、
同定され得る。代表的に、核酸ライブラリーは、抗体または他の結合パートナー
(例えば、レセプターまたはリガンド)を、宿主細胞表面において発現および提
示されたクローンタンパク質に結合させることによって、スクリーニングされる
。抗体または結合パートナーは、所望のクローンを発現する細胞を同定するため
に、検出可能な標識で改変される。
【0124】 以下に記載される説明に従って実施される組換え発現技術に従って、これらの
ポリヌクレオチドを産生し得、そしてコードされたポリペプチドを発現し得る。
例えば、ChMIrpポリペプチドのアミノ酸配列をコードする核酸配列を適切
なベクターに挿入することによって、当業者は、多量の所望のヌクレオチド配列
を容易に生成し得る。次いで、これらの配列を使用して、検出プローブまたは増
幅プライマーを生成し得る。あるいは、ChMIrpポリペプチドのアミノ酸配
列をコードするポリヌクレオチドを、発現ベクターに挿入し得る。発現ベクター
を適切な宿主に導入することによって、コードされたChMIrpポリペプチド
が、多量に産生され得る。
【0125】 適切な核酸配列を得るための別の方法は、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)で
ある。この方法において、cDNAは、酵素逆転写酵素を使用して、poly(
A)+RNAまたは全RNAから調製される。次いで、2つのプライマー(代表
的には、ChMIrpポリペプチドのアミノ酸配列をコードするcDNA(オリ
ゴヌクレオチド)の2つの別個の領域に対して相補的である)が、Taqポリメ
ラーゼのようなポリメラーゼを用いてこのcDNAに付加され、そしてこのポリ
メラーゼが、このcDNAのこれら2つのプライマー間の領域を増幅する。
【0126】 ChMIrpポリペプチドのアミノ酸配列をコードする核酸分子を調製する別
の手段は、Engelsら(Angew.Chem.Intl.Ed.28:7
16−34,1989)によって記載されるもののような、当業者に周知の方法
を使用する、化学合成である。これらの方法としては、とりわけ、核酸合成のた
めのリン酸トリエステル、ホスホルアミダイト、およびH−ホスホネート方法が
挙げられる。このような化学合成のために好ましい方法は、標準的なホスホルア
ミダイト化学を使用する、ポリマーにより支持される合成である。代表的に、C
hMIrpポリペプチドのアミノ酸配列をコードするDNAは、数百ヌクレオチ
ド長である。約100ヌクレオチドより長い核酸は、これらの方法を使用して、
いくつかのフラグメントとして合成され得る。次いで、これらのフラグメントが
一緒に連結されて、ChMIrpポリヌクレオチドの全長ヌクレオチド配列を形
成し得る。通常、このポリペプチドのアミノ末端をコードするDNAフラグメン
トは、ATGを有し、これは、メチオニン残基をコードする。このメチオニンは
、宿主細胞において産生されたポリペプチドがその細胞から分泌されるよう設計
されるか否かに依存して、ChMIrpポリペプチドの成熟形態で存在してもそ
うでなくてもよい。
【0127】 いくつかの場合において、ChMIrpポリペプチド改変体またはムテインを
コードする核酸分子を調製することが所望であり得る。この様式で改変されたD
NAが、コンドロモジュリンファミリーの1つ以上のメンバーを結合し得るポリ
ペプチドをコードするという条件で、改変体をコードする核酸分子は、プライマ
ーが所望の点変異を有する部位特異的変異誘発、転移、欠失、付加、短縮、PC
R増幅、または他の適切な方法を使用して生成し得る(変異誘発技術の記載に関
しては、Sambrookら、前出、およびAusubelら、前出を参照のこ
と)。Engelsら、前出によって記載される方法を使用する化学合成もまた
、このような改変体を調製するために使用され得る。当業者に公知の他の方法が
、同様に使用され得る。
【0128】 特定の実施形態において、核酸改変体は、所定の宿主細胞におけるChMIr
pポリペプチドの最適な発現のために変更されたコドンを含む。特定のコドン変
更は、発現のために選択される宿主細胞およびChMIrpポリペプチドに依存
する。このような「コドン最適化」は、種々の方法によって(例えば、所定の宿
主細胞において高度に発現される遺伝子における使用に好ましいコドンを選択す
ることによって)実施され得る。高度に発現された細菌遺伝子のコドン優先性の
ための「Eco_high.Cod」のようなコドン度数表を組み込むコンピュ
ータアルゴリズムが使用され得、そしてUniversity of Wisc
onsin Package Version 9.0(Genetics C
omputer Group,Madison,WI)によって提供される。他
の有用なコドン度数表としては、「Celegans_high.cod」、「
Celegans_low.cod」、「Drosophila_high.c
od」、「Human_high.cod」、「Maize_high.cod
」、および「Yeast_high.cod.」が挙げられる。
【0129】 他の実施形態において、核酸分子は、上記定義されるような保存的なアミノ酸
置換を有するChMIrp改変体、1つ以上のN連鎖またはO連鎖グリコシル化
部位の付加および/または欠失を含むChMIrp改変体、または上記のような
ChMIrpポリペプチドフラグメントをコードする。さらに、この様式で改変
されたDNAが、リガンドおよびレセプターのコンドロモジュリンファミリーの
1つ以上のメンバーを見出し得るポリペプチドをコードし得るという条件で、核
酸分子は、ChMIrp改変体、フラグメント、および本明細書中に記載の融合
ポリペプチドの任意の組み合わせをコードし得る。
【0130】 (ベクターおよび宿主細胞) ChMIrpポリペプチドのアミノ酸配列をコードする核酸分子を、標準的な
連結技術を使用して適切な発現ベクターに挿入し得る。ベクターは、代表的に、
使用される特定の宿主細胞において機能的であるように選択される(すなわち、
ベクターは、遺伝子の増幅および/または遺伝子の発現が生じるように、宿主細
胞機構と適合性である)。ChMIrpポリペプチドのアミノ酸配列をコードす
る核酸分子は、原核生物宿主細胞、酵母宿主細胞、昆虫(バキュロウイルス系)
宿主細胞および/または真核生物宿主細胞において増幅/発現され得る。宿主細
胞の選択は、ChMIrpポリペプチドが翻訳後修飾(例えば、グリコシル化お
よび/またはリン酸化)されるか否かに一部依存する。そうである場合、酵母宿
主細胞、昆虫宿主細胞、または哺乳動物宿主細胞が好ましい。発現ベクターの総
説について、Meth.Enz.,vol.185(D.V.Goeddel,
ed.,Academic Press 1990)を参照のこと。
【0131】 代表的に、任意の宿主細胞に使用される発現ベクターは、プラスミド維持のた
めならびに外来性ヌクレオチド配列のクローニングおよび発現のための配列を含
む。このような配列(集合的に、「隣接配列」と呼ばれる)は、特定の実施形態
において、代表的に、以下のヌクレオチド配列の1つ以上を含む:プロモーター
、1つ以上のエンハンサー配列、複製起点、転写終結配列、ドナーおよびアクセ
プタースプライス部位を含む完全なイントロン配列、ポリペプチド分泌のための
リーダー配列をコードする配列、リボソーム結合部位、ポリアデニル化配列、発
現されるポリペプチドをコードする核酸を挿入するためのポリリンカー領域、な
らびに選択マーカーエレメント。これらの配列のそれぞれが、以下に議論される
【0132】 必要に応じて、ベクターは、「タグ」コード配列(すなわち、ChMIrpポ
リペプチドコード配列の5’末端または3’末端に配置されるオリゴヌクレオチ
ド分子)を含み得;オリゴヌクレオチド配列は、polyHis(例えば、he
xaHis)、別の「タグ」(例えば、FLAG、HA(赤血球凝集素インフル
エンザウイルス)または(これらは、市販の抗体が存在する))mycをコード
する。このタグは、代表的には、ポリペプチドの発現の際にポリペプチドに融合
され、宿主細胞からの、ChMIrpポリペプチドのアフィニティー精製のため
の手段として役立ち得る。アフィニティー精製は、例えば、アフィニティーマト
リクスとしてタグに対する抗体を使用するカラムクロマトグラフィー(6his
タグに対して親和性を有するニッケルカラムのような)によって達成され得る。
必要に応じて、タグは、引き続いて、切断のために特定のペプチダーゼを使用す
るような種々の手段によって、精製されたChMIrpポリペプチドから除去さ
れ得る。
【0133】 隣接配列は、同種(すなわち、宿主細胞と同じ種および/または系統由来)で
あり得るか、異種(すなわち、宿主細胞種または宿主細胞系統以外の種由来)で
あり得るか、ハイブリッド(すなわち、1つより多くの供給源由来の隣接配列の
組み合わせ)であり得るか、または合成であり得るか、あるいは隣接配列は、C
hMIrpポリペプチド発現を調節するために正常に機能するネイティブな配列
であり得る。このように、隣接配列の供給源は、任意の原核生物または真核生物
、任意の脊椎生物または無脊椎生物、あるいは任意の植物であり得、但し、隣接
配列は、宿主細胞の機構において機能的であり、そして宿主細胞の機構によって
活性化され得る。
【0134】 本発明のベクターに有用な隣接配列は、当該分野において周知である任意のい
くつかの方法によって得られ得る。代表的には、ChMIrp遺伝子隣接配列以
外の、本明細書中で有用な隣接配列は、マッピングおよび/または制限エンドヌ
クレアーゼ消化によって以前に同定されており、従って、適切な制限エンドヌク
レアーゼを使用して、適切な組織供給源から単離され得る。いくつかの場合にお
いて、1つ以上の隣接配列の全長ヌクレオチド配列は公知であり得る。ここで、
隣接配列は、核酸合成またはクローニングのために本明細書中で記載される方法
を使用して合成され得る。
【0135】 隣接配列の全てまたは一部のみが公知である場合、PCRを使用して、そして
/あるいは適切なオリゴヌクレオチドならびに/または同じもしくは別の種由来
の隣接配列フラグメントを用いてゲノムライブラリーをスクリーニングすること
によって、隣接配列は得られ得る。
【0136】 隣接配列が公知でない場合、隣接配列を含むDNAのフラグメントは、例えば
、コード配列または別の遺伝子を含み得る大きなDNA断片から単離され得る。
単離は、適切なDNAフラグメントを生成するための制限エンドヌクレアーゼ消
化、続くアガロースゲル精製を使用する単離、Qiagen(登録商標)カラム
クロマトグラフィー(Chatsworth、CA)、または当業者に公知の他
の方法によって達成され得る。この目的を達成するための適切な酵素の選択は、
当業者に容易に明かである。
【0137】 複製起点は、代表的に、市販される原核生物発現ベクターの一部であり、この
起点は、宿主細胞においてベクターの増幅に役立つ。特定のコピー数へのベクタ
ーの増幅は、いくつかの場合において、ChMIrpポリペプチドの最適な発現
に重要であり得る。選択されたベクターが複製起点部位を含まない場合、公知の
配列に基づいて化学的に合成され得、そしてベクターに連結され得る。例えば、
プラスミドpBR322(New England Biolabs,Beve
rly,MA)からの複製起点は、大部分のグラム陰性細菌に適切であり、そし
て種々の起点(例えば、SV40、ポリオーマ、アデノウイルス、水疱性口内炎
ウイルス(VSV)、またはHPVもしくはBPVのようなパピローマウイルス
)は、哺乳動物細胞におけるクローニングベクターのために有用である。一般的
に、複製起点の成分は、哺乳動物発現ベクターに必要とされない(例えば、SV
40起点は、ただそれが初期プロモーターを含むので、しばしば、使用される)
を必要としない。
【0138】 転写終結配列は、代表的にポリペプチドコード領域の末端の3’側に配置され
、そして転写を終結させるのに役立つ。通常、原核生物細胞における転写終結配
列は、G−Cリッチフラグメント、続いてポリ−T配列である。この配列はライ
ブラリーから容易にクローン化され得るか、またはベクターの一部として市販さ
れるが、これはまた、本明細書中上記のような核酸合成のための方法を使用して
容易に合成され得る。
【0139】 選択マーカー遺伝子エレメントは、選択培養培地において増殖される宿主細胞
の生存および増殖に必要なタンパク質をコードする。代表的な選択マーカー遺伝
子は、(a)原核生物宿主細胞に対して、抗生物質または他の毒素(例えば、ア
ンピシリン、テトラサイクリン、またはカナマイシン)に対する耐性を与えるか
;(b)細胞の栄養要求性の欠損を補うか;あるいは(c)あるいは複合培地か
ら入手可能でない重要な栄養素を供給するタンパク質をコードする。好ましい選
択マーカーは、カナマイシン耐性遺伝子、アンピシリン耐性遺伝子、およびテト
ラサイクリン耐性遺伝子である。ネオマイシン耐性遺伝子もまた、原核生物宿主
細胞および真核生物宿主細胞における選択のために使用され得る。
【0140】 他の選択遺伝子は、発現される遺伝子を増幅するために使用され得る。増幅は
、増殖に重要なタンパク質の産生に、より大きく要求される遺伝子が、組換え細
胞の染色体の連続的な生成内にタンデムに反復されるプロセスである。哺乳動物
細胞に対する適切な選択マーカーの例としては、ジヒドロ葉酸レダクターゼ(D
HFR)およびチミジンキナーゼが挙げられる。哺乳動物細胞形質転換体は、選
択圧下に置かれ、ここで、形質転換体のみが、ベクターに存在する選択遺伝子に
よって生存するように独特に適合される。選択圧は、培地中の選択因子の濃度が
連続的に変化し、それによって選択遺伝子とChMIrpポリペプチドをコード
するDNAとの両方の増幅を導く条件下で、形質転換された細胞を培養すること
によって課される。結果として、増加した量のChMIrpポリペプチドが、増
幅されたDNAから合成される。
【0141】 リボソーム結合部位は、通常、mRNAの翻訳開始に必要であり、そしてシャ
イン・ダルガルノ配列(原核性物)またはコザック配列(真核生物)によって特
徴付けられる。このエレメントは、代表的に、発現されるChMIrpポリペプ
チドのプロモーターの3’側およびコード配列の5’側に配置される。シャイン
・ダルガルノ配列は、可変であるが、代表的には、ポリプリン(すなわち、高い
A−G含有量)である。多くのシャイン・ダルガルノ配列は、同定されており、
それぞれが、本明細書中に記載の方法を使用して容易に合成され得、そして原核
生物ベクターにおいて使用され得る。
【0142】 リーダー配列、またはシグナル配列は、ChMIrpポリペプチドが合成され
る宿主細胞からChMIrpポリペプチドを指向させるために使用され得る。代
表的には、シグナル配列は、ChMIrp核酸分子のコード領域に位置するか、
または直接ChMIrpポリペプチドコード領域の5’側に位置する。多くのシ
グナル配列が同定されており、選択された宿主細胞において機能性であるいずれ
かのシグナル配列が、ChMIrp遺伝子またはcDNAと組み合わせて使用さ
れ得る。従って、シグナル配列は、ChMIrp遺伝子またはcDNAに対して
同種(天然)または異種であり得る。さらに、シグナル配列は、本明細書中に記
載される方法を使用して化学的に合成され得る。大部分において、シグナルペプ
チドの存在による宿主細胞からのChMIrpポリペプチドの分泌は、ChMI
rpポリペプチドからのシグナルペプチドの除去を生じる。
【0143】 シグナル配列は、ベクターの成分であり得るか、またはベクターに挿入された
ChMIrp DNAの一部であり得る。ネイティブなChMIrp DNAは
、成熟ChMIrpポリペプチド産物を形成するために分子の翻訳後処理の間に
切断されるタンパク質のアミノ末端でシグナル配列をコードする。ネイティブな
シグナル配列を有するChMIrpヌクレオチドならびにネイティブなシグナル
配列が欠失され、異種のシグナル配列で置換されたChMIrpヌクレオチドが
本発明の範囲内に含まれる。選択された異種シグナル配列は、宿主細胞によって
認識され、プロセスされる(すなわち、シグナルペプチダーゼによって切断され
る)ものであるべきである。ネイティブなChMIrpシグナル配列を認識せず
、プロセスしない原核生物宿主細胞について、シグナル配列は、例えば、アルカ
リホスファターゼ、ペニシリナーゼ、または熱安定エンテロトキシンIIリーダ
ーのグループから選択される原核生物シグナル配列によって置換される。酵母分
泌について、ネイティブなChMIrpシグナル配列は、酵母インベルターゼ、
α因子、または酸ホスファターゼシグナル配列によって置換され得る。哺乳動物
細胞発現において、ChMIrpポリペプチドのネイティブなシグナル配列が十
分であるが、他の哺乳動物シグナル配列が適切であり得る。
【0144】 グリコシル化が真核生物宿主細胞発現系において望ましいようないくつかの場
合において、グリコシル化または収量を改善するために種々の核酸またはポリペ
プチド配列が操作され得る。例えば、特定のシグナルペプチドのペプチダーゼ切
断部位を変更し得るかまたはプロ配列(pro−sequence)を加え得、
これはまた、グリコシル化に影響し得る。最終タンパク質産物は、1位に(成熟
タンパク質の最初のアミノ酸に対して)、発現に付随して1つ以上のさらなるア
ミノ酸を有し得、これは、完全に除去されないかもしれない。例えば、最終タン
パク質産物は、N末端に結合される、ペプチダーゼ切断部位において見出される
1つまたは2つのアミノ酸残基を有し得る。あるいは、いくつかの酵素切断部位
の使用は、酵素が成熟ポリペプチド内のこのような領域を切断する場合、所望の
ChMIrpポリペプチドの少し短縮した形態を生じ得る。
【0145】 多くの場合において、核酸分子の転写は、ベクター内の1つ以上のイントロン
の存在によって増加する;これは、ポリペプチドが真核生物宿主細胞(特に、哺
乳動物宿主細胞)において産生される場合、特に当てはまる。使用されるイント
ロンは、特に使用される遺伝子が全長ゲノム配列またはそのフラグメントである
場合、ChMIrp遺伝子内に天然に存在し得る。イントロンが遺伝子内に天然
に存在しない(大部分のcDNAについて)場合、イントロンは、別の供給源か
ら得られ得る。5’−隣接配列およびChMIrp遺伝子に関してイントロンの
位置は、イントロンが効果的に転写されなければならないので、一般的に重要で
ある。従って、ChMIrp cDNA分子が転写される場合、イントロンの好
ましい位置は、転写開始部位の3’側で、ポリ−A転写終止配列の5’側である
。好ましくは、イントロンは、コード配列を妨害しないように、cDNAの1つ
の側または他の側(すなわち、5’側または3’側)に配置される。任意の供給
源(ウイルス、原核生物および真核生物(植物または動物)を含む)由来の任意
のイントロンを使用して本発明を実行し得るが、但し、このイントロンは、挿入
される宿主細胞に適合性である。合成イントロンもまた本明細書中に含まれる。
必要に応じて、1つより多くのイントロンがベクター内で使用され得る。
【0146】 本発明の発現ベクターおよびクローニングベクターは、代表的には、宿主生物
によって認識され、ChMIrpポリペプチドをコードする分子に作動可能に連
結されたプロモーターを含む。
【0147】 プロモーターは、構造遺伝子の転写を制御する構造遺伝子(一般的に、約10
0〜1000bp内)の開始コドンに対して上流(すなわち、5’側)に配置さ
れる非転写配列である。プロモーターは、通常、2つのクラス(誘導プロモータ
ーおよび構成プロモーター)のうちの1つにグループ化される。誘導プロモータ
ーは、培養条件におけるいくらかの変化(例えば、栄養の存在または非存在、あ
るいは温度の変化)に応答してそれらの制御下で、DNAからの増加したレベル
の転写を開始する。他方、構成プロモーターは、連続的な遺伝子産物の産生を開
始する;すなわち、遺伝子発現に対して遺伝子をほとんど制御しないかまたは制
御しない。多数のプロモーター(種々の潜在的な宿主細胞によって認識される)
が周知である。適切なプロモーターは、供給源のDNAからプロモーターを制限
酵素消化によって取り出し、そして所望のプロモーター配列をベクターに挿入す
ることによって、ChMIrpポリペプチドをコードするDNAに作動可能に連
結される。ネイティブなChMIrpプロモーター配列は、ChMIrp核酸分
子の増幅および/または発現を指向させるために使用され得る。しかし、ネイテ
ィブなプロモーターと比較して大きい転写および発現タンパク質のより高い産生
が可能である場合、および使用のために選択された宿主細胞系と適合性である場
合、異種プロモーターが好ましい。
【0148】 原核生物宿主との使用に適切なプロモーターとしては、β−ラクタマーゼおよ
びラクトースプロモーター系;アルカリホスファターゼ;トリプトファン(tr
p)プロモーター系;およびハイブリッドプロモーター(例えば、tacプロモ
ーター)が挙げられる。他の公知の細菌プロモーターもまた、適切である。これ
らの配列は、公開されており、その結果、当業者は、任意の有用な制限部位を供
給するのに必要とされるリンカーまたはアダプターを使用して、所望のDNAに
それらの配列を連結し得る。
【0149】 酵母宿主との使用に適切なプロモーターはまた、当該分野において周知である
。酵母エンハンサーは、酵母プロモーターと共に有利に使用される。哺乳動物宿
主細胞との使用に適切なプロモーターは周知であり、限定しないが、ポリオーマ
ウイルス、鶏痘ウイルス、アデノウイルス(例えば、Adenovirus2)
、ウシパピローマウイルス、鳥類肉腫ウイルス、サイトメガロウイルス、レトロ
ウイルス、B型肝炎ウイルス、ヘルペスウイルスおよび最も好ましくはシミアン
ウイルス40(SV40)のようなウイルスのゲノムから得られるプロモーター
が挙げられる。他の適切な哺乳動物プロモーターとしては、異種哺乳動物プロモ
ーター(例えば、熱ショックプロモーターおよびアクチンプロモーター)が挙げ
られる。
【0150】 ChMIrp遺伝子転写を制御する際に関心があり得るさらなるプロモーター
としては、限定しないが、以下が挙げられる:SV40初期プロモータ領域(B
ernoist and Chambon,Nature 290:304−1
0、1980);CMVプロモーター;ラウス肉腫ウイルスの3’側の長い末端
反復に含まれるプロモーター(Yamamoto,et al.,Cell 2
2 :787−97,1980);ヘルペスチミジンキナーゼプロモーター(W
agner et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.
A.78:1444−45,1981);メタロチオネイン遺伝子の調節配列(
Brinster et al.,Nature 296:39−42,198
2);β−ラクタマーゼプロモーターのような原核生物発現ベクター(Vill
a−Kamaroff et al.,Proc.Natl.Acad.Sci
.U.S.A.,75:3727−31,1978);またはtacプロモータ
ー(DeBoer et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.U
.S.A.,80:21−25,1983)。組織特異性を示し、そしてトラン
スジェニック動物において利用されている以下の動物転写制御領域もまた関心が
ある:膵臓腺房細胞において活性なエラスターゼI遺伝子制御領域(Swift
et al.,Cell 38:639−46,1984;Ornitz e
t al.,Cold Spring Harbor Symp.Quant.
Biol.50:399−409,1986;MacDonald,Hepat
ology 7:425−515,1987);膵臓β細胞において活性なイン
シュリン遺伝子制御領域(Hanahan,Nature 315:115−2
2,1985);リンパ球において活性な免疫グロブリン遺伝子制御領域(Gr
osschedl et al.,Cell 38:647−58,1984;
Adames et al.,Nature 318:533−38,1985
;Alexander et al.,Mol.Cell.Biol.,7:1
436−44,1987);精巣、乳房、リンパ球、および肥満細胞において活
性なマウス乳腺癌ウイルス制御領域(Leder et al.,Cell 4
5:485−95,1986);肝臓において活性なアルブミン遺伝子制御領域
(Pinkert et al.,Genes and Devel.1:26
8−76,1987);肝臓において活性なα−フェトプロテイン遺伝子制御領
域(Krumlauf et al.,Mol.Cell.Biol.,5:1
639−48,1985;Hammer et al.,Science 23
5:53−58,1987);肝臓において活性なα1−抗トリプシン遺伝子制
御領域(Kelsey et al.,Genes and Devel.1:
161−71,1987);骨髄性細胞において活性なβ−グロビン遺伝子制御
領域(Mogram et al.,Nature 315:338−40,1
985;Kollias et al.,Cell 46:89−94,198
6);脳の稀突起神経膠細胞において活性なミエリン塩基性タンパク質遺伝子制
御領域(Readhead et al.,Cell 48:703−12,1
987);骨格筋において活性なミオシン軽鎖−2遺伝子制御領域(Sani,
Nature 314:283−86,1985);ならびに視床下部において
活性なゴナドトロピン放出ホルモン遺伝子制御領域(Mason et al.
,Science 234:1372−78,1986)。
【0151】 エンハンサー配列は、より高等な真核生物によって本発明のChMIrpポリ
ペプチドをコードするDNAの転写を増加するように、ベクターに挿入され得る
。エンハンサーは、転写を増加させるためにプロモーターに作用する、通常約1
0〜300bpの長さのDNAのシス作用エレメントである。エンハンサーは、
相対的な方向および位置が独立している。これらは、転写単位に対して5’側お
よび3’側に見出された。哺乳動物遺伝子から入手可能ないくつかのエンハンサ
ー配列が公知である(例えば、グロビン、エラスターゼ、アルブミン、α−フェ
トプロテインおよびインシュリン)。しかし、代表的には、ウイルス由来のエン
ハンサーが、使用される。SV40エンハンサー、サイトメガロウイルス初期プ
ロモーターエンハンサー、ポリオーマエンハンサー、およびアデノウイルスエン
ハンサーは、真核生物プロモーターの活性化に対する例示的な増強エレメントで
ある。エンハンサーは、ChMIrp核酸分子に対して5’位または3’位でベ
クターにスプライシングされ得るが、代表的には、プロモーターから5’位側に
配置される。
【0152】 本発明の発現ベクターは、市販のベクターのような開始ベクターから構築され
得る。このようなベクターは、全ての所望な隣接配列を含んでも良いし、含まな
くても良い。所望な隣接配列の1つ以上がすでに使用されるベクター内にない場
合、これらは、個々に得られ得、ベクターに連結され得る。隣接配列のそれぞれ
を得るために使用される方法は、当業者に周知である。
【0153】 本発明を実行するために好ましいベクターは、細菌宿主細胞、昆虫宿主細胞、
および哺乳動物宿主細胞と適合性のベクターである。このようなベクターとして
は、特に、pCRII、pCR3、およびpcDNA3.1(Invitrog
en、Company,Carsbad,CA)、pBSII(Stratag
ene Company、La Jolla、CA)、pET15(Novag
en、Madison、WI)、pGEX(Pharmacia Biotec
h、Piscataway、NJ)、pEGFP−N2(Clontech、P
alo Alto、CA)、pETL(BlueBacII、Invitrog
en)、pDSR−alpha(PCT公開番号WO 90/14363)なら
びにpFastBac1、pFastBacHT、およびpFastBacDu
al(Gibco/BRL、Grand Island、NY)が挙げられる。
【0154】 さらなる適切なベクターとしては、限定しないが、コスミド、プラスミド、ま
たは改変ウイルスが挙げられるが、これらのベクター系は、選択された宿主細胞
と適合性でなければならないことが理解される。このようなベクターとしては、
限定しないが、Bluescript(登録商標)プラスミド誘導体(高コピー
数ColEl−ベースのファージミド、Stratagene Cloning
Systems,La Jolla CA)、Taq増幅PCR産物をクロー
ニングするために設計されたPCRクローニングプラスミド(例えば、TOPO TM TA Cloning(登録商標)Kit、PCR2.1(登録商標)プ
ラスミド誘導体、Invitrogen、Carlsbad、CA)のようなプ
ラスミド、ならびに哺乳動物ベクター、酵母ベクターまたはバキュロウイルス発
現系のようなウイルスベクター(pBacPAKプラスミド誘導体、Clont
ech、Palo Alto、CA)が挙げられる。
【0155】 ベクターが構築され、そしてChMIrpポリペプチドをコードする核酸分子
がベクターの適切な部位に挿入された後に、完全なベクターが増幅および/また
はポリペプチド発現に適切な宿主細胞に挿入され得る。ChMIrpポリペプチ
ドに対する発現ベクターの選択された宿主細胞への形質転換は、トランスフェク
ション、感染、塩化カルシウム、エレクトロポレーション、マイクロインジェク
ション、リポフェクチン、DEAE−デキストラン法、または他の公知の技術の
ような方法を含む周知の方法によって達成され得る。選択される方法は、一部、
使用される宿主細胞の型に依存する。これらの方法および他の適切な方法は、当
業者に周知であり、例えば、Sambrookら、上記に記載される。
【0156】 宿主細胞は、原核生物宿主細胞(例えば、E.coli)または真核生物宿主
細胞(例えば、酵母細胞、昆虫細胞、または脊椎動物細胞)であり得る。宿主細
胞は、適切な条件下で培養される場合、ChMIrpポリペプチドを合成し、こ
のポリペプチドは、続いて、培養培地から(宿主細胞がそのポリペプチドを培地
に分泌する場合)収集され得るか、直接そのポリペプチドを産生する宿主細胞か
ら収集される(そのポリペプチドが分泌されない場合)。適切な宿主細胞の選択
は、所望の発現レベル、活性(例えば、グリコシル化またはリン酸化)に望まし
いかまたは必要なポリペプチド修飾、および生物学的に活性な分子に折り畳まれ
る容易さなどの種々の因子に依存する。
【0157】 酵母細胞および哺乳動物細胞は、本発明の好ましい宿主である。このような宿
主の使用は、それらがまたグリコシル化を含む翻訳後ペプチド改変を行い得る実
質的な利点を提供する。多くの組換えDNAストラテジーが存在し、これは、こ
れらの宿主において所望のタンパク質の産生に使用される強力なプロモーター配
列および高コピー数のプラスミドを利用する。
【0158】 クローン化された哺乳動物遺伝子産物上の酵母認識リーダー配列は、ペプチド
保有リーダー配列(すなわち、プレペプチド)を産生しそして分泌する。哺乳動
物細胞は、正しい折り畳みまたは正しい部位でのグリコシル化を含むタンパク質
分子に対する翻訳後修飾を提供する。
【0159】 宿主として有用であり得る哺乳動物細胞には、線維芽細胞起源の細胞(例えば
、VEROまたはCHO−K1)およびそれらの誘導体が含まれる。哺乳動物宿
主については、いくつかの可能なベクター系が所望のChMIrpポリペプチド
の発現について利用可能である。広範な種々の転写および翻訳調節配列が、宿主
の性質に依存して利用され得る。転写および翻訳の調節シグナルは、調節シグナ
ルが高レベルの発現を有する特定の遺伝子と結合しているアデノウイルス、ウシ
パピローマウイルス、シミアンウイルスなどのようなウイルス供給源から由来し
得る。あるいは、哺乳動物発現産物由来のプロモーター(例えば、アクチン、コ
ラーゲン、ミオシンなど)が利用され得る。抑制または活性化を可能にする転写
開始調節シグナルは、その遺伝子の発現が調節され得るように、選択され得る。
有用なシグナルは、温度感受性である調節シグナルである(その結果、温度を変
化させることにより、発現が抑制もしくは阻害され得る)か、または化学調節(
例えば、代謝産物)に供される。
【0160】 広く公知であるように、真核生物mRNAの翻訳は、開始メチオニンをコード
するコドンにおいて開始される。この理由のために、真核生物プロモーターと、
メチオニンをコードし得る(すなわち、AUG)任意の介在コドンを含まない所
望のレセプター分子をコードするDNA配列との間の連結を確実にすることが好
ましい。このようなコドンの存在は、結果として、融合タンパク質の形成(AU
Gコドンが、DNA配列をコードする所望のレセプター分子として同じリーディ
ングフレーム中に存在する場合)またはフレームシフト変異(AUGコドンが、
所望のChMIrpポリペプチドコード配列として同じリーディングフレーム中
に存在しない場合)のどちらかを生じる。
【0161】 ChMIrpポリペプチドの発現はまた、原核細胞中で達成され得る。好まし
い原核宿主としては、細菌(例えば、E.coli、バチルス属、ストレプトミ
セス属、シュードモナス属、サルモネラ属、セラチア属など)が挙げられる。最
も好ましい真核生物宿主は、E.coliである。特別な目的の細菌宿主として
は、E.coli K12株294(ATCC 31446)、E.coli
X1776(ATCC 31537)、E.coli W3110(F ̄,Λ ̄
,原栄養菌株(ATCC 27325))、および他の腸内細菌(例えば、Sa
lmonella typhimuriumまたはSerratia marc
escens)ならびに種々のシュードモナス種が挙げられる。原核宿主は、発
現プラスミド中のレプリコンおよび制御配列と適合しなければならない。
【0162】 原核細胞(例えば、E. coli、枯草菌、シュードモナス属、ストレプト
ミセス属など)中で所望のChMIrpポリペプチドを発現するために、所望の
レセプター分子をコードする配列を機能性原核プロモーターに作動可能に連結す
ることが必要である。このようなプロモーターとしては、構成的またはより好ま
しくは、調節可能(すなわち、誘導的または抑制解除的)のいずれかであり得る
。構成プロモーターの例としては、バクテリオファージλのintプロモーター
、およびpBR322のβ−ラクタマーゼ遺伝子のblaプロモーターなどが挙
げられる。誘導原核生物プロモーターの例としては、バクテリオファージλ(P およびP)の主要な右プロモーターおよび左プロモーター、ならびにE.c
oliのtrp、recA、lacZ、lacI、galおよびtacプロモー
ター、α−アミラーゼ(Ulmaneら,J.Bacteriol.162:1
76−182,1985)、枯草菌のσ28−特異的プロモーター(Gilma
ら,Gene 32:11−20,1984)、バチルスのバクテリオファージ
のプロモーター(Gryczan,T.J.,The Molecular B
iology of the Bacilli,Academic Press
,Inc.,New York,1982)、およびストレプトミセス属プロモ
ーター(Wardら,Mol.Gen.Genet.203:468−478
1986)が挙げられる。原核生物プロモーターは、Glick(J.Ind.
Microbiol.1:277−282,1987);Cenatiempo
,Biochimie 68:505−516,1986);およびGotte
sman,Ann.Rev.Genet.18:415−442 1984)に
より概説される。
【0163】 原核生物細胞における適切な発現はまた、遺伝子コード配列から上流のリボソ
ーム結合部位の存在を必要とする。このようなリボソーム結合部位は、例えば、
Goldら(Ann.Rev.Microbiol.35:365−404,1
981)により開示されている。
【0164】 所望のChMIrpポリペプチドコード配列および作動可能に連結されたプロ
モーターは、非複製DNA(またはRNA)分子(これは、直線状であってもよ
いし、またはより好ましくは閉じられた共有結合環状分子であってもよい)とし
てレシピエントの原核生物細胞または真核生物細胞に導入され得る。このような
分子は、自律複製不可能であることから、所望のレセプター分子の発現は、導入
配列の一過性の発現を介して生じ得る。あるいは、持続性発現は、宿主染色体へ
導入された配列の組み込みを介して生じ得る。
【0165】 1つの実施形態では、所望の遺伝子配列を宿主細胞染色体へ組み込み得るベク
ターが使用される。細胞の染色体へ導入DNAを安定に組み込んだ細胞は、発現
ベクターを含む宿主細胞の選択を可能にする1以上のマーカーを導入することに
よっても選択され得る。マーカーは、宿主中に栄養要求性(例えば、共通の酵母
栄養要求性マーカーであるleu21またはura3)、殺生剤(biocid
e)耐性(例えば、抗生物質)または重金属(例えば、銅)などを補い得る。こ
の選択マーカー遺伝子は、発現されるDNA遺伝子配列に直接連結されていても
よいし、同時トランスフェクションにより同じ細胞に導入されてもよい。
【0166】 好ましい実施形態では、導入された配列は、レシピエント宿主における自律複
製し得るプラスミドベクターまたはウイルスベクターへ組み込まれる。広範な種
々のベクターのいずれかが、この目的のために使用され得る。特定のプラスミド
ベクターまたはウイルスベクターを選択する際の重要な因子(例えば、ベクター
を含むレシピエントな細胞での簡便性)(特定の宿主において所望されるベクタ
ーのコピーの数;および異なる種の宿主細胞間をベクターを「シャトル」し得る
に望ましいか否か)は、認識され得、そしてこれらのベクターを含まないレシピ
エントな細胞から選択され得る。
【0167】 一連の酵母遺伝子発現系のいずれかがまた使用され得る。このような発現ベク
ターの例としては、酵母の2ミクロンの環、発現プラスミド(YEP13、YV
PおよびYRPなど)またはそれらの誘導体が挙げられる。このようなプラスミ
ドは当該分野で周知である(Botsteinら,Miami Wntr.Sy
mp.19:265−274(1982);Broach,The Molec
ular Biology of the Yeast Saccharomy
ces:Life Cycle and Inheritance,Cold
Spring Harbor Laboratory,Cold Spring
Harbor,N.Y.,445−470頁(1981);Broach,C
ell 28:203−204 1982)。
【0168】 哺乳動物宿主について、いくつかの可能なベクター系が発現のために利用可能
である。染色体外プラスミドを自律複製を提供するDNAエレメントを使用する
ベクターの1つのクラスは、動物ウイルス(例えば、ウシパピローマウイルス、
ポリオーマウイルス、アデノウイルス、またはSV40ウイルス)に由来する。
ベクターの第2のクラスは、宿主染色体への所望の遺伝子配列の組み込みに依存
する。導入DNAがそれらの染色体へ安定に組み込まれた細胞は、発現ベクター
を含む宿主細胞の選択を可能にする1以上のマーカーを組み込むことによっても
選択され得る。マーカーは、栄養要求性宿主に対してプロトトロピー(殺生物剤
耐性(例えば、抗生物質)、または重金属(例えば、銅)など)を提供し得る。
選択マーカー遺伝子は、発現されるDNA配列に作動可能に連結されていてもよ
いし、または同時形質転換により同じ細胞へ導入されても良い。さらなるエレメ
ントはまた、mRNAの最適な合成に必要とされ得る。これらのエレメントは、
スプライスシグナル、ならびに転写プロモーター、エンハンサー、および終結シ
グナルを含み得る。このようなエレメントを組み込んでいるcDNA発現ベクタ
ーは、Okayama,H.(Mol.Cell.Biol.3:280 19
83)により記載されるものが含まれる。好ましい真核生物ベクターとしては、
PWLNEO、PSV2CAT、POG44、PXTI、pSG、pSVK3、
pBPV、pMSG、pSVL(Pharmacia)が挙げられる。
【0169】 好ましい原核生物ベクターとしては、E.coli中で複製され得るプラスミ
ドのようなプラスミド(例えば、pBR322、ColEl、pSC101、p
ACYC 184、πVX、pQE70、pQE60、pQE9、pBG、pD
10、Phage script、psixl74、pbmescript S
K、pbsks、pNH8A、pNHIBa、pNH18A、pNH46A(S
L rare gone)、ptrc99a、pKK223−3、pKK233
−3、pDR540、pRIT5)が挙げられる。例えば、このようなプラスミ
ドは、Maniatis,T.ら(Molecular Cloning,A
Laboratory Manual,Cold Spring Harbor
Press,Cold Spring Harbor,N.Y.(1982)
)により開示される。Bacillusプラスミドとしては、pC194、pC
221、pT127などが挙げられる。このようなプラスミドは、Grycza
n,T.(The Molecular Biology of the Ba
cilli,Academic Press,New York (1982)
307−329頁)により開示される。適切なストレプトミセス属プラスミドと
しては、pISJ101(Kendallら,J.Bacteriol.169
:4177−4183 1987)およびΦC31のようなストレプトミセス属
バクテリオファージ(Chaterら,Sixth Internationa
l Symposium on Actinomycetales Biolo
gy,Akademiai Kaido,Budapest,Hungary,
1986,45−541頁)が挙げられる。ストレプトミセス属プラスミドは、
Johnら(Rev.Infect.Dis.8:693−704,1986,
およびIzaki,K.(Jpn.J.BacterioL33:729−74
2 1978)により概説される。しかし、任意の他のプラスミドまたはベクタ
ーは、それらが宿主細胞中で複製可能および生存可能であるかぎり使用され得る
【0170】 一旦、ベクターまたは構築物を含むDNA配列が発現のために調製されると、
DAN構築物は、適切な宿主へ導入され得る。種々の技術(例えば、プロトプラ
スト融合物、リン酸カルシウム沈澱、エレクトロポレーションまたは他の従来技
術)が、使用され得る。融合後、細胞は、培地中で増殖され、そして適切な活性
についてスクリーニングされる。配列の発現は、ChMIrpポリペプチドの産
生を生じる。
【0171】 適切な宿主細胞または細胞株は、哺乳動物細胞(例えば、チャイニーズハムス
ター卵巣細胞(CHO;ATCC番号CCL61)、CHO DHFR細胞(U
rlaubら、Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A,97:4
216−4220,1980)、ヒト胎児腎臓(HEK),293細胞もしくは
293T細胞(ATCC番号CRL 1573),または3T3細胞(ATCC
番号CCL92))であり得る。
【0172】 適切な哺乳動物宿主細胞の選択ならびに形質転換、培養、増幅、スクリーニン
グ、産物産生および精製のための方法は、当該分野で公知である。他の適切な哺
乳動物細胞株は、サルCOS−1(ATCC番号CRL 1650)およびCO
S−7(ATCC番号CEL 1651)細胞株ならびにCV−1(ATCC番
号CCL70)細胞株である。さらなる例示的な哺乳宿主細胞としては、形質転
換された細胞株を含む、霊長類細胞株およびげっ歯類細胞株が挙げられる。正常
な二倍体細胞、一次組織のインビトロ培養に由来する細胞株、ならびに一次外植
片もまた適切である。候補細胞は、選択遺伝子において遺伝子型的に欠損してい
てもよいし、または優性に作用する選択遺伝子を含んでいてもよい。他の適切な
哺乳動物細胞株としては、以下が挙げられるが、これらに限定されない:Swi
ss、Balb−cもしくはNIHマウスに由来するマウス神経芽細胞種N2A
細胞、HeLa細胞、マウスL−929細胞、3T3株、またはBHKもしくは
HaKハムスター細胞株(これらはATCCから入手可能である)。各々これら
の細胞株は、タンパク質発現の分野の当業者に公知であり、そして利用可能であ
る。
【0173】 同様に、本発明に適切な宿主細胞として同様に有用であるのは、細菌細胞であ
る。例えば、E.coliの種々の株(例えば、HB101(ATCC No.
33694)、DH5α、DH10、およびMC1061(ATCC No.5
3338))が、バイオテクノロジーの分野において宿主細胞として周知である
。B.subtilis、Pseudomonas spp.、他のBacil
lus spp.、Streptomyces spp.などの種々の株もまた
、本方法において使用され得る。
【0174】 当業者に公知の酵母細胞の多くの株もまた、本発明のポリペプチドの発現のた
めの宿主細胞として利用可能である(例えば、Saccharomyces、i
chia、Candida、Hansenula、およびTorulopsis
)(Bitter,G.,Heterologous Gene Expres
sion in Yeast In:Berger,S.L.およびKimme
l,A.R.,152:673−684,1987)。好ましい酵母株には、例
えば、Saccharomyces cerevisiaeが含まれ、これは、
スフェロプラストの調製によるかまたはアルカリ塩(例えば、LiCl)による
しょりによるかのいずれかででDNAにより容易に形質転換され得る(Itoh
ら、J.Bactrriol.,153:163,1983)。酵母細胞中で発
現されるいくつかのタンパク質は、培養培地中に効率的にスクリーニングされ一
方、その他は、細胞内に蓄積する。
【0175】 さらに、昆虫細胞系が、本発明の方法において利用され得る。このような系は
、例えば、Kittsら(Biotechniques 14:810〜817
、1993)、Lucklow(Curr.Opin.Biotechnol.
4:564〜572、1993)およびLucklowら(J.Virol.6
7:4566〜4579、1993)に記載される。好ましい昆虫細胞は、Sf
−9およびHi5(Invitrogen、Carlsbad、CA)である。
好ましくは、その昆虫細胞は、組換えバキュロウイルス粒子に感染し、これはそ
のゲノムに組み込まれているChMIrpポリペプチド配列を有する。そのバキ
ュロウイルス感染は、組換えChMIrpの効率的な真核生物発現を導く。この
ようなバキュロウイルス発現系には、Bac−to−Bac(登録商標)システ
ム(Life Technologies)およびBacPAK(登録商標)シ
ステム(Clontech)が含まれる。
【0176】 (ポリペプチド産生) ChMIrpポリペプチド発現ベクターを含む宿主細胞が、当業者に周知の標
準的培地を使用して培養され得る。この培地は、通常、その細胞の増殖および生
存に必要な栄養素すべてを含む。E.coli細胞を培養するのに適切な培地は
、例えば、Luria Broth(LB)および/またはTerrific
Broth(TB)である。真核生物細胞を培養するのに適切な培地は、Ros
ewell Park Memorial Media 1640(RPMI
1640)、最少必須培地(MEM)、および/またはDulbecco’s
Modified Eagle Media(DMEM)であり、これらすべて
は、培養される特定の細胞株により示される血清および/または増殖因子が補充
され得る。昆虫培養に適切な培地は、必要な場合にはyeastolate、ラ
クトアルブミン加水分解物および/またはウシ胎仔血清を補充した、グレース培
地である。
【0177】 代表的には、形質転換細胞の選択的増殖に有用な抗生物質または他の化合物が
、この培地に補充物として添加される。使用される化合物は、宿主細胞が形質転
換されたプラスミド上に存在する選択マーカーエレメントにより決定される。例
えば、その選択マーカーエレメントがカナマイシン耐性である場合、培養培地に
添加される化合物は、カナマイシンである。選択的増殖培地のための他の化合物
としては、アンピシリン、テトラサイクリンおよびネオマイシンが挙げられる。
【0178】 宿主細胞により産生されるChMIrpポリペプチドの量は、当該分野で公知
の標準的方法を使用して評価され得る。このような方法としては、限定はしない
が、ウェスタンブロット分析、SDS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動、非変
性ゲル電気泳動、HPLC分離、免疫沈降、および/または活性アッセイが挙げ
られる。
【0179】 ChMIrpポリペプチドが宿主細胞から分泌されるように設計された場合、
ポリペプチドの大部分は、細胞培養培地にて見出され得る。しかし、ChMIr
pポリペプチドが宿主細胞から分泌される場合、ChMIrpポリペプチドは細
胞質および/または核(真核生物宿主細胞について)あるいは細胞質ゾル(細菌
宿主細胞)に存在する。
【0180】 宿主細胞の細胞質および/または核(真核生物宿主について)または細胞質ゾ
ル(細菌宿主細胞について)に存在するChMIrpポリペプチドについては、
その宿主細胞は、代表的には、まず、機械的に破壊されるか、界面活性剤で破壊
され、細胞内の内容物を緩衝溶液中に放出する。ChMIrpポリペプチドは、
次いで、この溶液から単離され得る。
【0181】 溶液からのChMIrpポリペプチドの精製は、種々の技術を使用して達成さ
れ得る。そのポリペプチドがそのカルボキシ末端もしくはアミノ末端のいずれか
に、ヘキサヒスチジンのようなタグ(ChMIrpポリペプチド/ヘキサHis
)、または他の小さなペプチド、例えば、FLAG(Eastman Koda
k Co.、New Haven、CT)もしくはmyc(Invitroge
n、Carlsbad、CA)、または融合されたIgG Fcフラグメントを
含むように合成されている場合、そのポリペプチドは、カラムマトリックスがそ
のタグに高い親和性を有するかまたはそのポリペプチドに直接高い親和性を有す
るアフィニティーカラム(すなわち、ChMIrpポリペプチドを特異的に認識
するモノクローナル抗体)にその溶液を通すことによって、1工程で本質的に精
製され得る。例えば、ポリヒスチジンはニッケルに大きな親和性および特異性で
結合し、従ってニッケルのアフィニティーカラム(例えば、Qiagen(登録
商標)ニッケルカラム)が、ChMIrpポリペプチド/ポリHisの精製に使
用され得る。(例えば、Ausubelら編、Current Protoco
ls in Molecular Biology、10.11.8節、Joh
n Wiley & Sons、New York、1993を参照のこと。) さらに、ChMIrpポリペプチドは、ChMIrpポリペプチドを特異的に
認識し得そして結合し得るモノクローナル抗体の使用を介して、精製され得る。
【0182】 ChMIrpポリペプチドが付着したtagなしに調製される場合、そして抗
体が利用可能でない場合、精製のための他の周知の手順が使用され得る。このよ
うな手順としては、限定はしないが、イオン交換クロマトグラフィー、分子ふる
いクロマトグラフィー、HPLC、ゲル溶出と組み合わせたネイティブゲル電気
泳動、ならびに調製的等電点電気泳導(「Isoprime」マシーン/技術、
Hoefer Scientific)が挙げられる。いくつかの場合、2つ以
上のこれらの精製技術が、純度の増加を達成するために組み合わされ得る。
【0183】 ChMIrpポリペプチドが細胞内で産生される場合、その細胞内物質(グラ
ム陰性細菌についての封入体を含む)は、その宿主細胞から、任意の標準的な当
業者に公知の方法を使用して、抽出され得る。例えば、宿主細胞は、界面活性剤
での(例えば、TritonX−100)、フレンチプレス、ホモジナイゼーシ
ョン、および/または超音波処理による溶解およびその後の遠心分離により溶解
され、周辺質/細胞質の内容物を放出し得る。
【0184】 ChMIrpポリペプチドが細胞質内で封入体を形成している場合、その封入
体は、しばしば、細胞膜の内面および/または外面に結合し得、したがって、遠
心分離の後にペレット物質中に主に見出される。そのペレット物質は、次いで、
極端なpHかまたはカオトロピック剤(例えば、界面活性剤、グアニジン、グア
ニジン誘導体、尿素、または尿素誘導体)で、還元剤(例えば、アルカリpHで
ジチオスレイトール、または酸性pHでカルボキシエチルホスフィン)の存在下
で処理され、封入体を放出、分断、および可溶化する。このように可溶化の形態
となったChMIrpポリペプチドは、次いで、ゲル電気泳導、免疫沈降などを
使用して分析され得る。ChMIrpポリペプチドを単離することが所望の場合
、単離は、本明細書に記載されるかまたはMarstonら(Meth.Enz
.,182:264−275,1990)に記載されるような標準的な方法を使
用して、達成され得る。
【0185】 いくつかの場合には、ChMIrpポリペプチドは、単離の際に生物学的に活
性ではないかもしれない。ポリペプチドをその三次構造に「リフォールディング
」または変換し、ジスルフィド結合を生成するための種々の方法が、生物学的活
性を回復するために使用され得る。このような方法には、可溶化ポリペプチドを
、通常pH7より高い、そして特定の濃度のカオトロピック剤の存在下で、pH
に暴露することが含まれる。カオトロピック剤の選択は、封入体の可溶化のため
に使用される選択に非常に類似しているが、通常、カオトロピック剤は、低濃度
で使用され、そして必ずしも、可溶化のために使用されるカオトロピック剤と同
じではない。ほとんどの場合、そのリフォールディング/酸化溶液はまた、還元
剤または還元剤プラスその酸化形態を特定の酸化還元ポテンシャルを生成するた
めの特定の比率で含み、ジスルフィドのシャッフリングがタンパク質のシステイ
ン架橋の形成において生じることを可能にする。一般的に使用される酸化還元の
対のいくつかには、システイン/シスタミン、グルタチオン(GSH)/ジチオ
ビスGSH、塩化銅、ジチオスレイトール(DTT)/ジチアンDTT、2−2
−メルカプトエタノール(bME)/ジチオ−b(ME)が含まれる。共溶媒は
、リフォールディングの効率を増大させるために使用され得、そしてこの目的の
ために使用されるより一般的な試薬には、グリセロール、種々の分子量のポリエ
チレングリコール、アルギニンなどが含まれる。
【0186】 封入体が、ChMIrpポリペプチドの発現の際に有意な程度まで形成されな
い場合、そのポリペプチドは、細胞ホモジネートの遠心分離の後に、主に、上清
に見出される。そのポリペプチドは、さらに、本明細書に記載されるような方法
を使用して上清から単離され得る。
【0187】 夾雑物を部分的にまたは完全に含まないように、ChMIrpポリペプチドを
部分的または完全に精製するために好ましい状況では、当業者に公知の標準的な
方法が使用され得る。このような方法には、電気泳導による分離およびその後の
電気溶出、種々のタイプのクロマトグラフィー(アフィニティー、免疫アフィニ
ティー、分子ふるい、および/またはイオン交換)、および/または高圧液体ク
ロマトグラフィーが含まれるが、これらに限定されない。いくつかの場合、完全
な精製のためには、これらの方法のうちの1つ以上を使用することが好ましい。
【0188】 ChMIrpポリペプチド、そのフラグメント、および/または誘導体もまた
、当該分野で公知の技術を使用して化学合成法(例えば、固相ペプチド合成)に
より調製され得、その公知技術は、たとえば、Merrifieldら(J.A
m.Chem.Soc.85:2149、193)、Houghtonら(Pr
oc Natl Acad.Sci.USA 82:5132、1985)、な
らびにStewartおよびYoung(Solid Phase Pepti
de Synthesis、Pierce Chemical Co.、Roc
kford、IL、1984)に示される技術である。このようなポリペプチド
は、アミノ末端にメチオニンを含んで合成され得るし、または含まずに合成され
得る。化学合成されたChMIrpポリペプチドもしくはフラグメントは、これ
らの参考文献に示される方法を使用して、ジスルフィド架橋を形成するように酸
化され得る。化学合成されたChMIrpポリペプチド、フラグメントもしくは
誘導体は、組換え産生されるかもしくは天然の供給源から精製された対応するC
hMIrpポリペプチド、フラグメントもしくは誘導体に匹敵する生物学的活性
を有すると予測され、従って、組換えChMIrpポリペプチドもしくは天然の
ChMIrpポリペプチドと互換可能に使用され得る。
【0189】 ChMIrpポリペプチドを得る別の手段は、ChMIrpポリペプチドが天
然に見出される供給源の組織および/または流体のような生物学的サンプルから
の精製による。このような精製は、本明細書中に記載されるようなタンパク質精
製のための方法を使用して行われ得る。精製の間、ChMIrpポリペプチドの
存在が、例えば、組換え的に産生されたChMIrpポリペプチドまたはそのペ
プチドフラグメントに対して調製される抗体を使用してモニターされ得る。
【0190】 核酸およびポリペプチドを産生するための多くのさらなる方法は、当該分野に
おいて公知であり、この方法は、ChMIrpに対して特異性を有するポリペプ
チドを産生するために使用され得る。例えば、Robertsら、Proc.N
atl.Acad.Sci.U.S.A.94:12297−12303、19
97を参照のこと。これは、mRNAとそのコードされるペプチドとの間の融合
タンパク質の産生を記載する。Roberts,R.,Curr.Opin.C
hem.Biol 3:268−73,1999もまた参照のこと。さらに、米
国特許第5,824,469号は、特定の生物学的機能を実行し得るオリゴヌク
レオチドを得るための方法を記載する。この手順は、異種プールのオリゴヌクレ
オチドを生成する工程を包含し、それぞれが、5’ランダム化配列、中心予備選
択配列、および3’ランダム化配列を有する。得られる異種プールは、所望の生
物学的機能を示さない細胞の集団に導入される。次いで、細胞の亜集団を、所定
の生物学的機能を示すものについてスクリーニングする。その亜集団から、所望
の生物学的機能を実行し得るオリゴヌクレオチドが単離される。
【0191】 米国特許第5,763,192号;同第5,814,476号;同第5,72
3,323号;および同第5,817,483号は、ペプチドまたはポリペプチ
ドを産生するためのプロセスを記載する。これは、確率論的遺伝子またはそのフ
ラグメントを産生し、次いで、確率論的遺伝子によってコードされた1以上のタ
ンパク質を産生する宿主細胞にこれらの遺伝子を導入することによって達成され
る。次いで、この宿主は、所望の活性を有するペプチドまたはポリペプチドを産
生する、これらのクローンを同定するためにスクリーニングされる。
【0192】 ペプチドまたはポリペプチドを産生するための別の方法は、Athersys
,Inc.によって出願されたPCT/US98/20094(WO99/15
650)(「Random Activation of Gene Expr
ession for Gene Discovery」(RAGE−GD)と
して知られている)に記載されており、このプロセスは、インサイチュ組換え方
法によって、内因性遺伝子の発現または遺伝子の過剰発現の活性化を含む。例え
ば、内因性遺伝子の発現は、非相同性組換えまたは異常な組換えによって、遺伝
子の発現を活性化し得る標的細胞中に、調節配列を組み込むことによって、活性
化または増加される。この標的DNAは、まず、放射線に供せられ、そして遺伝
子プロモーターに挿入される。このプロモーターは、遺伝子の前方の分岐点に最
終的に配置され、遺伝子の転写を開始する。これは、所望のペプチドまたはポリ
ペプチドの発現より生じる。
【0193】 これらの方法はまた、包括的なChMIrpポリペプチド発現ライブラリーを
作製するために使用され得、これは、続いて、種々のアッセイ(例えば、生化学
的アッセイ、細胞アッセイおよび全生物アッセイ(例えば、植物、マウスなど)
)において、ハイスループット表現型スクリーニングのために使用され得ること
が理解される。
【0194】 (ChMIrpのタンパク質、ポリペプチド、フラグメント、改変体およびム
テイン) 本発明のポリペプチドは、単離されたChMIrpポリペプチドおよびそれに
関するポリペプチド(本明細書中上記されるような、フラグメント、改変体、融
合ポリペプチドおよび誘導体を含む)を包含する。
【0195】 本発明のChMIrpフラグメントは、そのポリペプチドのアミノ末端での短
縮化(リーダー配列を含むかまたは含まない)、カルボキシ末端での短縮化、お
よび/または内部での欠失から生じ得る。ほとんどの欠失および挿入、ならびに
特に置換は、ChMIrpタンパク質の特徴での極端な変化を生じると予測され
ない。しかし、実行する前に置換、欠失もしくは挿入の正確な効果を予測するこ
とが困難である場合、当業者は、この効果が慣用的スクリーニングアッセイによ
り評価されることを認識する。例えば、改変体は、代表的には、ChMIrpポ
リぺプチドをコードする核酸の部位特異的変異誘発、組換え細胞培養物における
その改変体核酸の発現、そして必要に応じてその細胞培養物からの精製により産
生され、その精製は例えば、ポリクローナル抗ChMIrp抗体カラム上でのイ
ムノアフィニティー吸着(少なくとも1つの残りの免疫エピトープにその改変体
を結合することによりその改変体を吸着するため)による。好ましい実施形態に
おいて、短縮化および/または欠失は、約10アミノ酸、または約20アミノ酸
、または約50アミノ酸、または約75アミノ酸、または約100アミノ酸、ま
たは約100を超えるアミノ酸を含む。そうして産生されたポリペプチドフラグ
メントは、約25個連続するアミノ酸、または約50アミノ酸、または約75ア
ミノ酸、または約100アミノ酸、または約150アミノ酸、または約200ア
ミノ酸、または約250アミノ酸、または約275アミノ酸、または約300ア
ミノ酸を含む。このようなChMIrpポリペプチドフラグメントは、必要に応
じて、アミノ末端メチオニン残基を含み得る。
【0196】 本発明のChMIrpポリペプチド改変体は、配列番号2と比較して、1つ以
上のアミノ酸置換、付加および/または欠失を含む。好ましい実施形態において
、この改変体は、1〜3、または1〜5、または1〜10、または1〜15、ま
たは1〜20、または1〜25、または1〜50、または1〜75、または1〜
100、または100を超える、アミノ酸置換、挿入、付加および/もしくは欠
失を有し、ここでその置換が、上記のように保存的であり得るか、または非保存
的であり得るか、あるいはその組み合わせであり得る。より詳細には、ChMI
rp改変体は、配列番号2に示されるアミノ酸配列を含み得、この配列において
、アミノ酸2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、
15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、
27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、
39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、
51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、
63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、
75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、
87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、
99、100、101、102、103、104、105、106、107、1
08、109、110、111、112、113、114、115、116、1
17、118、119、120、121、122、123、124、125、1
26、127、128、129、130、131、132、133、134、1
35、136、137、138、139、140、141、142、143、1
44、145、146、147、148、149、150、151、152、1
53、154、155、156、157、158、159、160、161、1
62、163、164、165、166、167、168、169、170、1
71、172、173、174、175、176、177、178、179、1
80、181、182、183、184、185、186、187、188、1
89、190、191、192、193、194、195、196、197、1
98、199、200、201、202、203、204、205、206、2
07、208、209、210、211、212、213、214、215、2
16、217、218、219、220、221、222、223、224、2
25、226、227、228、229、230、231、232、233、2
34、235、236、237、238、239、240、241、242、2
43、244、245、246、247、248、249、250、251、2
52、253、254、255、256、257、258、259、260、2
61、262、263、264、265、266、267、268、269、2
70、271、272、273、274、275、276、277、278、2
79、280、281、282、283、284、285、286、287、2
88、289、290、291、292、293、294、295、296、2
97、298、299、300、301、302、303、304、305、3
06、307、308、309、310、311、312、313、314、3
15、316、または317までからなる群からの1つ以上のアミノ酸が別のア
ミノ酸で置換されている。この改変体は、カルボキシ末端またはアミノ末端(リ
ーダー配列を含むかもしくは含まない)のいずれかに、アミノ酸残基の付加を有
し得る。
【0197】 好ましいChMIrpポリペプチド改変体は、ネイティブChMIrpポリペ
プチドと比較してグリコシル化部位の数および/または型が変化している、グリ
コシル化改変体を含む。1つの実施形態において、ChMIrp改変体は、より
多くの数またはより少ない数のN結合型グリコシル化部位を含む。N結合型グリ
コシル化部位は、配列Asn−X−Serにより特徴付けられ、ここでXとして
示されるアミノ酸残基は、プロリンを除く任意の型のアミノ酸であり得る。この
配列を作製するためのアミノ酸残基の置換は、N結合型等鎖の付加のために可能
な新規な部位を提供する。あるいは、この配列を除去するための置換が、既存の
N結合型等鎖を除去する。また、1つ以上のN結合型グリコシル化部位(代表的
には天然に存在する部位)が除去されかつ1つ以上の新規なN結合部位が産生さ
れる、N結合型等鎖の再構成も提供される。
【0198】 当業者は、周知の技術を使用して、ネイティブのChMIrpポリペプチドの
適切な改変体を決定し得る。例えば、生物学的活性を破壊することなく変化され
得る分子の適切な領域を推定し得る。また、当業者は、生物学的活性または構造
に重要であり得る領域さえも、その生物学的活性を破壊することもしくはそのポ
リペプチド構造に不利に影響することなく、保存的アミノ酸置換に供され得るこ
とを認識する。
【0199】 活性を破壊することなく変化され得る分子の適切な領域を予測するために、当
業者は、活性に重要であると考えられる領域を標的とし得る。例えば、同じ種ま
たは他の種由来の類似の活性を有する類似のポリペプチドが公知である場合、当
業者は、ChMIrpポリペプチドのアミノ酸配列をそのような類似のポリペプ
チドと比較し得る。このような比較を行った後、当業者は、類似のポリペプチド
間で保存される分子の残基および部分を決定し得る。当業者は、保存されないC
hMIrp分子の領域での変化が生物学的活性および/または構造に不利に影響
しそうにないことを知っている。当業者はまた、比較的保存された領域において
さえ、活性を保持しつつ、天然に存在する残基に代わって化学的に類似するアミ
ノ酸でおそらく置換し得る(例えば、保存的アミノ酸残基置換)。
【0200】 また、当業者は、活性もしくは構造に重要な類似のポリペプチド中の残基を同
定する構造−機能研究を検討し得る。このような比較を考慮して、当業者は、類
似のポリペプチド中の活性もしくは構造に重要なアミノ酸残基に対応するChM
Irp中のアミノ酸残基の重要性を予測し得る。当業者は、ChMIrpのこの
ような推定された重要なアミノ酸残基に代わる化学的に類似のアミノ酸置換を選
択し得る。
【0201】 利用可能な場合、当業者はまた、類似のポリペプチドにおける結晶構造、およ
びその構造に関連するアミノ酸配列を分析し得る。その情報を考慮して、当業者
は、その3次元構造に関するChMIrpポリペプチドのアミノ酸残基の整列を
予測でき得る。当業者は、そのタンパク質の表面上にあると予測されるアミノ酸
残基に対する急激な変化を作製しないように選択し得る。なぜなら、そのような
残基は、他の分子との重要な相互作用に関与し得るからである。
【0202】 さらに、当業者は、各アミノ酸残基で単一アミノ酸置換を含む、試験改変体を
産生し得る。この改変体は、本願に開示される活性アッセイを使用してスクリー
ニングされ得る。このような改変体は、適切な改変体についての情報を集めるた
めに使用される、例えば、特定のアミノ酸残基への変化が活性の破壊を生じたこ
とを発見した場合、このような変化を含む改変体が回避される。従って、このよ
うな実験から収集された情報に基づいて、受容可能なさらなる改変体を見出すよ
うに試みる場合、当業者は、さらなる置換が単独でかもしくは他の変異と組み合
わせてのいずれかで回避されるべきアミノ酸を知っている。
【0203】 本発明のChMIrp融合ポリペプチドは、ペプチドまたはタンパク質の異種
の機能部分に融合された、ChMIrpポリペプチド、フラグメント、改変体も
しくは誘導体を含む。異種ペプチドおよびタンパク質としては、ChMIrp融
合ポリペプチドの検出および/もしくは単離を可能にするエピトープ、膜貫通レ
セプタータンパク質もしくはその部分(例えば、細胞外ドメイン)、または膜貫
通レセプタータンパク質に結合するリガンドもしくはその部分、触媒活性な酵素
もしくはその部分、オリゴマー化を促進するタンパク質もしくはペプチド(例え
ば、ロイシンジッパードメイン)および安定性を増大させるタンパク質もしくは
ペプチド、または循環の半減期(例えば、免疫グロブリン定常領域)が挙げられ
るが、これらに限定されない。ChMIrpポリペプチドは、それ自体またはそ
のフラグメント、改変体もしくは誘導体に融合され得る。融合は、ChMIrp
ポリペプチドのアミノ末端もしくはカルボキシ末端のいずれかでなされ得、そし
てリンカーまたはアダプター分子なしで直接であり得るし、あるいはリンカーま
たはアダプター分子(例えば、1つ以上のアミノ酸残基〜約20アミノ酸残基ま
で、もしくは約50アミノ酸残基まで)を介してであり得る。リンカーまたはア
ダプター分子はまた、融合部分の分離およびその後のフォールディングを可能に
するように、DNA制限エンドヌクレアーゼについての切断部位もしくはタンパ
ク質分解切断についての切断部位を含んで設計され得る。
【0204】 また、ChMIrpポリペプチドの循環的に入れ換えられた(circula
rly permuted)構造アナログが、本発明の一部として想像される。
【0205】 組換えDNA方法の開発により、タンパク質のフォールディング、構造および
機能に対する配列転位の効果を研究することが可能になった。新規な配列を作製
する際に使用されるアプローチは、そのアミノ酸配列の線形再構成(linea
r reorganization)による関連するタンパク質の天然に存在す
る対のアプローチと類似する(Cunninghamら、Proc.Natl.
Acad.Sci.U.S.A.76:3218〜3222、1979;Tea
therおよびErfle、J.Bacteriol.172:3837−38
41、1990;Schimmingら、Eur.J.Biochem.204
:13−19、1992;YamiuchiおよびMinamikawa、FE
BS Lett 260:127−130、1991;MacGregorら、
FEBS Lett.378:263〜266、1996)。この型の再構成を
タンパク質に初めてインビトロで適用したことが、Goidenbergおよび
Creighton(J.Mol.Biol.165:407〜413、198
3)により記載された。新規なN末端が、もとの配列の内部部位(区切り点(b
reakpoint))に選択され、その新規な配列は、もとのC末端もしくは
その付近にあるアミノ酸に到達するまで、その区切り点からもとと同じアミノ酸
順序を有する。この点で、新規な配列は、直接にかもしくはさらなる配列部分(
リンカー)を介してのいずれかで、もとのN末端もしくはその付近にあるアミノ
酸に結合され、そしてその新規な配列は、もとの配列の区切り部位のN末端側に
あったアミノ酸もしくはその付近点に到達するまで、もとと同じ配列が続き、こ
の残基はその鎖の新規なC末端を形成する。
【0206】 このアプローチは、58〜462アミノ酸のサイズ範囲のタンパク質に適用さ
れている(Goldenberg & Creighton、J.Mol.Bi
ol.165:407−413、1983;Li & Coffino、Mol
.Cell.Biol.13:2377−2383、1993)。試験されたタ
ンパク質は、広範な構造的クラスを表し、これらには、主にα−ヘリックスを含
むタンパク質(インターロイキン−4;Kreitmanら、Cytokine
7:311−318、1995)、主にβ−シートを含むタンパク質(インタ
ーロイキン−1;Horlickら、Protein Eng.5:427−4
31、1992)またはこの2つの混合物を含むタンパク質(酵母ホスホリボシ
ルアントラニル酸イソメラーゼ;Lugerら、Science 243:20
6−210、1989)が挙げられる。
【0207】 好ましい実施形態において、ChMIrpポリペプチド、フラグメント、改変
体および/または誘導体を、ヒトIgGのFc領域に融合させる。1つの例にお
いて、当業者に公知の方法を使用して、ヒトIgGのヒンジ、CH2およびCH
3領域を、ChMIrpポリペプチドのN末端またはC末端のいずれかに融合さ
せ得る。別の例において、ヒンジ領域の一部ならびにCH2およびCH3領域を
、融合し得る。このように産生されたChMIrp Fc融合ポリペプチドは、
Protein Aアフィニティーカラム(Pierce、Rockford、
IL)を用いて精製され得る。さらに、Fc領域に融合されたペプチドおよびタ
ンパク質は、その融合されていない対応物よりも実質的に大きい、インビボでの
半減期を示すことが見い出されている。また、Fc領域への融合は、この融合ポ
リペプチドのダイマー化/マルチマー化を可能にする。このFc領域は、天然に
存在するFc領域であり得るか、または治療的品質、循環時間、凝集の減少など
のような、特定の質を改善するように変更され得る。
【0208】 ChMIrpポリペプチド誘導体はまた、本発明の範囲に含まれる。本発明の
ChMIrpタンパク質の共有結合改変は、本発明の範囲内に含まれる。改変体
ChMIrpタンパク質は、インビトロ合成によって都合よく調製され得る。こ
のような改変は、精製タンパク質または粗タンパク質の標的アミノ酸残基を、選
択した側鎖または末端残基と反応し得る有機誘導体化薬剤と反応させることによ
って、その分子内に導入され得る。得られた共有結合誘導体は、生物学的活性に
ついて重要な残基を同定するためのプログラムにおいて有用である。
【0209】 システイン残基は、最も通常には、α−ハロアセテート(および対応するアミ
ン)(例えば、クロロ酢酸またはクロロアセトアミド)と反応させて、カルボキ
シメチル誘導体またはカルボキシアミドメチル誘導体を生じる。システイン残基
はまた、ブロモトリフルオロアセトン、α−ブロモ−β(5−イミダゾイル)プ
ロピオン酸、クロロアセチルホスフェート、N−アルカリマレイミド、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
メルクリ安息香酸、2−クロロメルクリ−4−ニトロフェノール、またはクロロ
−7−ニトロベンゾ−2−オキサ−1,3−ジアゾールとの反応によって誘導体
化される。
【0210】 ヒスチジン残基は、pH5.5〜7.0でのジエチルプロカーボネートとの反
応によって誘導体化される。なぜなら、この薬剤は、ヒスチジン側鎖に比較的特
異的であるからである。p−ブロモフェナシルブロミドもまた有用であり;この
反応は、好ましくは、pH6.0の0.1Mカコジル酸ナトリウム中で行われる
【0211】 リジン残基およびアミノ末端残基は、コハク酸無水物またはカルボン酸無水物
と反応させる。これらの薬剤での誘導体化は、リジン残基の電荷を逆転させる効
果を有する。α−アミノ含有残基を誘導体化するための他の適切な試薬としては
、イミドエステル(例えば、メチルピコリンイミダート);ピリドキサルホスフ
ェート;ピリドキサル;クロロ水素化ホウ素;トリニトロベンゼンスルホン酸;
O−メチルイソ尿素;2,4ペンタンジオン;およびトランスアミナーゼ(グリ
オキシレートとの触媒反応)が挙げられる。
【0212】 アルギニン残基は、1つまたはいくつかの従来の試薬(とりわけ、フェニルグ
リオキサル、2,3−ブタンジオン、1,2−シクロヘキサンジオンおよびニン
ヒドリン)との反応によって改変される。アルギニン残基の誘導体化は、グアニ
ジン官能基の高いpKに起因して、その反応が、アルカリ条件で行われること
を必要とする。さらに、これらの試薬は、リジンの官能基およびアルギニンのε
アミノ基と反応し得る。
【0213】 チロシン残基の特異的改変は、それ自体、広範に研究されており、特に、芳香
族ジアゾニウム化合物またはテトラニトロメタンとの反応による、チロシン残基
へのスペクトル標識の導入に特に関心が置かれる。最も通常には、N−アセチル
イミダゾールおよびテトラニトロメタンが、それぞれ、O−アセチルチロシン種
および3−ニトロ誘導体を形成するために使用される。チロシン残基は、125 Iまたは131Iを使用してヨウ素化され、ラジオイムイアッセイ(上記のクロ
ラミンT法が適切である)における使用のための標識タンパク質を調製する。
【0214】 カルボキシル側鎖基(アスパラギン酸またはグルタミン酸)は、カルボジイミ
ド(R)(例えば、1−シクロヘキシル−3−(2−モルホリニル−(4−エ
チル)カルボジイミドまたは1−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)との反応によって選択的に改変される。さらに、アスパ
ラギン酸残基およびグルタミン残基は、アンモニウムイオンとの反応によってア
スパラギン酸残基およびグルタミン酸残基に変換される。
【0215】 二官能性薬剤を用いた誘導体化は、ChMIrpポリペプチド融合ポリペプチ
ドを切断して切断されたポリペプチドを放出および回収するための方法において
使用するための、水不溶性の支持体マトリクスまたは表面に対してChMIrp
を架橋するために有用である。一般に使用されるか教材としては、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(例えば、4−アジドサリチル酸を有するエステル)
、ホモ二官能性のイミドエステル(3,3’−ジチオ(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)、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が挙げられる。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体化剤は、
光活性化可能な中間体を生成し、この中間体は、光の存在かで架橋を形成し得る
。あるいは、米国特許第3,969,287号;同第3,691,016号;同
第4,195,128号;同第4,247,642号;同第4,229,537
号;および同第4,330,440号に記載される、反応性の水不溶性マトリク
ス(例えば、シアノゲンブロミド活性化炭水化物)および反応性の基質は、タン
パク質の固定に使用される。
【0216】 グルタミン残基およびアスパラギン残基は、しばしば対応するグルタミル(グ
ルタミン酸)残基およびアスパルチル(アスパラギン酸)残基へと脱アミド化さ
れる。あるいは、これらの残基は、穏和な酸性条件下で脱アミド化される。これ
らの残基のいずれの形態も、本発明の範囲内にある。
【0217】 他の改変としては、プロリンおよびリジンのヒドロキシル化、セリン残基また
はスレオニン残基の水酸基のリン酸化、リジン、アルギニンのαアミノ酸および
ヒスチジンの側鎖のメチル化(Creighton,T.E.Proteins
:Structure and Molecule Properties,W
.H.Freeman & Co.,San Francisco,pp.79
−86,1983)、N末端アミンのアセチル化、およびいくつかの場合におい
て、C末端カルボキシル基のアミド化が挙げられる。そのような誘導体化は、化
学的に改変されたChMIrpポリペプチド組成物であり、その組成物において
、ChMIrpポリペプチドは、ポリマーに結合している。選択されるポリマー
は、代表的に、水溶性であり、その結果、付着するそのタンパク質は、水性環境
下(例えば、生理学的な環境下)では沈澱しない。選択されるポリマーは、通常
、単一の反応基(たとえば、アシル化のための活性エステルまたはアルキル化の
ためのアルデヒド)であり、その結果、重合の程度は、本発明の方法において提
供されるように制御され得る。
【0218】 このポリマーは、任意の分子量のものであり得、そして分岐していても分岐し
ていなくてもよい。このポリマーは各々、代表的に、2kDaから約100kD
aの間の平均分子量を有する(ここでは、用語「約」とは、水溶性ポリマーの調
製物においては、いくつかの分子が、言及された分子量よりも多いか、いくらか
少ないことをいう)。各ポリマーの平均分子量は、好ましくは、約5kDaと約
50kDaの間、より好ましくは、約12kDaと約40kDaとの間、そして
最も好ましくは、約20kDaと約35Daとの間である。適切な水溶性ポリマ
ーまたはその混合物としては、以下が挙げられるが、これらに限定されない:N
結合型炭水化物またはO結合型炭水化物、糖、リン酸、ポリエチレン、グリコー
ル(PEG)(これは、モノ−(C1−C10)、アルコキシ−ポリエチレング
リコール、またはアリールオキシ−ポリエチレングリコールを含む、タンパク質
を誘導するために使用されたPEGの形態を含む)、モノメトキシ−ポリエチレ
ングリコール、デキストラン(例えば、低分子量(例えば、約6kDのデキスト
ラン))、セルロース、または他の炭水化物ベースのポリマー、ポリ−(N−ビ
ニルピロリジン)ポリエチレングリコール、プロピレングリコールホモポリマー
、ポリプロピレンオキシド/エチレンオキシドコポリマー、ポリオキシエチル化
ポリオール(例えば、グリセロール)、およびビニルアルコール。配列番号2の
アミノ酸配列を含むポリペプチドまたはChMIrpポリペプチド改変体の、共
有結合したポリペプチドのマルチマーを調製するために使用され得る、二官能性
架橋分子もまた、本発明に含まれる。
【0219】 一般に、化学的誘導体化は、活性化したポリマー分子とタンパク質を反応させ
るために使用される任意の適切な条件下で、実施され得る。ポリペプチドの化学
的誘導体を調製するための方法は、一般に、以下の工程を包含する:(a)配列
番号2のアミノ酸配列を含むポリペプチドまたはChMIrpポリペプチド改変
体が、1以上のポリマー分子に結合する条件下で、活性化したポリマー分子(例
えば、ポリマー分子の反応性エステルまたはアルデヒド誘導体)とポリペプチド
を反応させる工程、および(b)反応生成物を得る工程。最適の反応条件は、既
知のパラメータおよび所望の結果に基づいて決定される。例えば、ポリマー分子
のタンパク質に対する比が大きくなるほど、結合したポリマー分子の割合も大き
くなる。1実施形態において、ChMIrpポリペプチド誘導体は、アミノ末端
の単一ポリマー分子部分を有し得る。例えば、米国特許第5,234,784号
を参照のこと。
【0220】 ChMIrpポリペプチドのPEG化(pegylation)は、当該分野
で公知の任意のペギル化反応を使用して特異的に実施され得る。このような反応
は、例えば、以下の参考文献に記載されている:Focus on Growt
h Factors 3:4−10、l992;欧州特許第0154316号お
よび0401384号。例えば、PEG化は、以下に記載するように、反応性ポ
リエチレングリコール分子(または、類似の反応性水溶性ポリマー)とのアシル
化反応またはアルキル化反応を介して実施され得る。
【0221】 本明細書における使用のために特に好ましい水溶性ポリマーは、ポリエチレン
グリコール(略称PEG)である。本明細書において使用されるように、ポリエ
チレングリコールとは、他のタンパク質を誘導体化させるために使用されてきた
、PEGの任意の形態(例えば、モノ(C1−C10)アルコキシ−ポリエチレ
ングリコールまたはアリールオキシ−ポリエチレングリコール)を包含すること
が意味される。PEGは、広範な分子量で入手可能な、直鎖状または分枝状の中
性のポリエーテルであり、水および多くの有機溶媒に可溶性である。PEGは、
水中に存在する場合、他のポリマーまたはペプチドを排除するのに有効であり、
これは、主に、その高い動的な鎖可動性および親水性性質により、したがって、
他のタンパク質またはポリマー表面に結合した場合に、水のシェルまたは水和球
(hydration sphere)を形成する。PEGは、非毒性であり、
非免疫原性であり、そして内用消費に食品医薬庁(FDA)に承認されている。
【0222】 PEGに結合体化されたときにタンパク質または酵素は、動物に投与した場合
に、生体活性、非抗原性特性およびクリアランス速度の減少を示した。F.M.
Veroneseら、Preparation and Properties
of Monomethoxypoly(ethylene glyco.)
−modified Enzymes for Therapeutic Ap
plications,J.M.Hariis編、Poly(Ethylene
Glycol Chemistry−−Biotechnical and
Biomedical Applications 127−36、1992(
本明細書中に参考として援用される)。これは、免疫系による認識の阻止におけ
る、PEGの排除特性に起因する。さらに、PEGは、タンパク質吸着を減少さ
せ、血液適合性を改善するための、表面改変手段に広範に使用されている。S.
W.Kimら、Ann.N.Y.Acad.Sci.516:116−30 1
987;Jacobsら、Artif.Organs 12:500−501,
1988;Parkら、J.Poly.Sci,Part A 29:1725
−31,1991(本明細書中で参考として援用される)。疎水性ポリマー表面
(例えば、ポリウレタンおよびポリスチレン)は、PEG(MW 3,400)
のグラフト化によって改変され、非トロンボゲン形成性表面として使用されてい
る。これらの研究において、表面特性(接触角)は、PEGの水和効果に起因し
て、親水性表面とより一致した。より重要なことに、タンパク質(アルブミンお
よび他の血漿タンパク質)の吸着は、非常に減少され、これは、PEGの高い鎖
可動性、水和球およびタンパク質排除特性から生じる。
【0223】 PEG(MW 3,4000)は、表面固定研究(Parkら、J.Biom
ed.Mat.Res.26:739−45,1992)において最適なサイズ
として決定され、一方、PEG(MW 5,000)は、タンパク質抗原性の減
少において最も有利であった(F.M.Veroneseら、J.M.Harr
is編、Poly(Ethylene Glycol)Chemistry−−
Biotechnical and Biomedical Applicat
ions 127−36、前出)。
【0224】 一般に、化学誘導体化は、生物学的に活性な物質を活性化ポリマー分子と反応
させるために使用される任意の適切な条件下で行われ得る。PEG化ChMIr
pポリペプチドを調製するための方法は、一般に以下の工程を包含する:(a)
ChMIrpポリペプチドが、1以上のPEG基に結合されるような条件下でポ
リペプチドをポリエチレングリコール(例えば、PEGの反応性エステルまたは
アルデヒド誘導体)と反応させる工程、および(b)反応生成物を得る工程。一
般に、アシル化反応に最適な反応条件は、公知のパラメーターおよび所望の結果
に基づいて決定される。例えば、PEG:タンパク質の比が大きいほど、ポリ−
ペグ化生成物の割合が高くなる。
【0225】 好ましい実施形態において、ChMIrpポリペプチド誘導体は、N末端で単
一のPEG部分を有する。米国特許第8,234,784号(本明細書中で参考
として援用される)を参照のこと。
【0226】 別の実施形態において、ChMIrpポリペプチドは、ビオチンに化学的に連
結され得る。次いで、このビオチン/Cdk11ポリペプチド分子は、アビジン
に結合され得、その結果、4価のアビジン/ビオチン/Cdk11ポリペプチド
分子が得られる。ChMIrpポリペプチドはまた、ジニトロフェノール(DN
P)またはトリニトロフェノール(TNP)に共有結合され得、そして得られた
結合体は、抗−DNPまたは抗−TNP−IgMと共に沈殿し、10価の十量体
の結合体を形成する。
【0227】 一般に、本発明のChMIrpポリペプチド誘導体の投与によって緩和または
調節され得る状態としては、ChMIrpポリペプチドについて本明細書中で記
載される状態が挙げられる。しかし、本明細書中に開示されるChMIrpポリ
ペプチド誘導体は、非誘導体化分子と比較して、さらなる活性、増強または減少
された生物学的活性、または他の特徴(例えば、増加または減少された半減期)
を有し得る。
【0228】 (マイクロアレイ) DNAマイクロアレイ技術が、本発明に従って利用され得ることは明らかであ
る。DNAマイクロアレイは、固体支持体(例えば、ガラス)上に配置された、
核酸の微小の高密度アレイである。このアレイ内の各セルまたはエレメントは、
単一種のDNAの多くのコピーを有し、このDNAは、その同族のmRNAに対
するハイブリダイゼーションのための標的として作用する。DNAマイクロアレ
イ技術を使用する発現プロファイリングにおいて、最初に、mRNAが、細胞ま
たは組織サンプルから抽出され、次いで、蛍光標識されたcDNAに酵素的に変
換される。この材料を、マイクロアレイにハイブリダイズさせ、そして未結合c
DNAを洗浄により除去する。次いで、アレイ上に提示される別々の遺伝子の発
現を、各標的DNAに特異的に結合された標識cDNAの量を定量することによ
って可視化する。このようにして、数千の遺伝子の発現を、生物学的材料の単一
のサンプルから、高スループットの並行様式で定量し得る。
【0229】 この高スループット発現プロファイリングは、本発明のChMIrp分子に関
する広範な適用を有する。これらの適用としては、以下が挙げられるが、これら
に限定されない:治療用標的としてのChMIrp疾患関連遺伝子の同定および
確証;ChMIrp分子およびそのインヒビターの分子毒性研究;集団の層別化
および臨床試験用の代理マーカーの作製;ならびに高スループットスクリーニン
グ(HTS)における選択的な化合物の同定を補助することによるCdk11関
連小分子薬物発見の増大。
【0230】 (選択的結合因子) 本明細書中で使用される場合、用語「選択的結合因子」とは、1以上のChM
Irpポリペプチドに対する特異性を有する分子をいう。適切な選択的結合因子
としては、抗体およびその誘導体、ポリペプチド、ならびに小分子が挙げられる
が、これらに限定されない。適切な選択的結合因子は、当該分野で公知の方法を
使用して調製され得る。本発明の例示的ポリペプチド選択的結合因子は、ChM
Irpポリペプチドの特定の部分を結合し得、それによって、ChMIrpポリ
ペプチドの活性または機能を阻害し得る。
【0231】 ChMIrpポリペプチドを結合する選択的結合因子(例えば、抗体および抗
体フラグメント)は、本発明の範囲内にある。抗体は、ポリクローナル(単一特
異的なポリクローナルを含む)抗体、モノクローナル抗体(mAb)、組換え抗
体、キメラ抗体、ヒト化抗体(例えば、CDRグラフト化抗体)、ヒト抗体、単
鎖抗体および/または二特異性抗体、ならびにそれらのフラグメント、改変体ま
たは誘導体であり得る。抗体フラグメントは、ChMIrpポリペプチドのエピ
トープに結合する抗体の部分を含む。このようなフラグメントの例としては、全
長抗体の酵素的切断によって生成される、FabフラグメントおよびF(ab’
)フラグメントが挙げられる。他の結合フラグメントとしては、組換えDNA技
術(例えば、抗体可変領域をコードする核酸配列を含む組換えプラスミドの発現
)によって精製されるフラグメントが挙げられる。
【0232】 ChMIrpポリペプチドに対して指向されるポリクローナル抗体は、一般に
、ChMIrpおよびアジュバントの複数回の皮下注射または腹腔内注射によっ
て、動物(例えば、ウサギまたはマウス)において産生される。ChMIrpポ
リペプチドあるいはその改変体、フラグメントまたは誘導体を、キャリアタンパ
ク質に結合体化することが有用であり得、このキャリアタンパク質は、免疫され
る種において免疫原性である(例えば、キーホールリンペットヘモシアニン、血
清、アルブミン、ウシサイログロブリンまたはダイズトリプシンインヒビター)
。また、凝集化因子(例えば、ミョウバン)も、免疫応答を増強するために使用
される。免疫後、動物を採血し、そして血清を、抗ChMIrp抗体力価につい
てアッセイする。
【0233】 ChMIrpに対して指向されるモノクローナル抗体は、培養物中の継代細胞
株による抗体分子の産生を提供する、任意の方法を使用して産生される。モノク
ローナル抗体を調製するための適切な方法の例としては、Kohlerら、Na
ture 256:495−497、1975のハイブリドーマ法、およびKo
zbor,J.Immunol.133:3001、1984;Brodeur
ら、Monoclonal Antibody Production Tec
hniques and Applications、51〜63頁(Marc
el Dekker,Inc.,New York,1987)のヒトB細胞ハ
イブリドーマ法が挙げられる。
【0234】 ChMIrpポリペプチドと反応性のモノクローナル抗体を産生するハイブリ
ドーマ細胞株もまた、本発明によって提供される。
【0235】 本発明のモノクローナル抗体は、治療剤としての使用のために改変され得る。
1つの実施形態は、「キメラ」抗体であり、ここで、重鎖および/または軽鎖の
一部が、特定の種に由来するかまたは特定の抗体のクラスもしくはサブクラスに
属する抗体における対応する配列と、同一であるかまたは相同であり、鎖の残り
の部分は、別の種に由来するかまたは別の抗体のクラスもしくはサブクラスに属
する抗体における対応する配列と、同一であるかまたは相同である。このような
抗体のフラグメントもまた、それらが、所望の生物学的活性を示す限り、含まれ
る(米国特許第4,816,567号;Morrisonら、Proc.Nat
l.Acad.Sci.U.S.A.81:6851−6855、1985(本
明細書中で参考として援用される)を参照のこと)。
【0236】 別の実施形態において、本発明のモノクローナル抗体は、「ヒト化」抗体であ
る。非ヒト抗体をヒト化するための方法は、当該分野で周知である(米国特許第
5,585,089号および同第5,693,762号を参照のこと)。一般に
、ヒト化抗体は、非ヒト供給源由来のそのヒト化抗体に1以上のアミノ酸残基が
導入されている。ヒト化は、例えば、齧歯目の相補的決定領域(CDR)の少な
くとも一部を、ヒト抗体の対応する領域で置換することによる、当該分野で記載
される方法(Jonesら、Nature 321:522−52、1986;
Riechmannら、Nature 332:323−327、1988;V
erhoeyenら、Science 239:1534−1536、1988
)によって、行われ得る。
【0237】 ChMIrpポリペプチド、フラグメント、改変体および/または誘導体を結
合する、完全ヒト抗体もまた、本発明に含まれる。このような抗体は、必要に応
じてキャリアに結合体化されたChMIrp抗原(すなわち、少なくとも6個連
続するアミノ酸を有する)で免疫することによって産生される。内因性免疫グロ
ブリン産生の非存在下でヒト抗体のレパートリーを産生し得る、トランスジェニ
ック動物(例えば、マウス)を使用する。例えば、Jakobovitsら、P
roc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.90:2551−2555
、1993;Jakobovitsら、Nature 362:255−258
、1993;Bruggermannら、Year in Immuno.7:
33、1993を参照のこと。1つの方法において、このようなトランスジェニ
ック動物は、免疫グロブリンの重鎖および軽鎖をその中でコードする内因性遺伝
子座を不能とし、ヒト重鎖および軽鎖タンパク質をコードする遺伝子座を、その
ゲノム内に導入することによって産生される。次いで、部分的に改変された動物
(完全未満の補体の改変を有する)を交雑育種して、所望の免疫系の改変の全て
を有する動物を得る。免疫原を投与した場合、これらのトランスジェニック動物
は、これらの抗原に免疫特異的な可変領域を含む、(例えば、マウスよりもむし
ろ)ヒトのアミノ酸配列を有する抗体を産生する。PCT出願番号PCT/US
96/05928およびPCT/US93/06926を参照のこと。さらなる
方法は、米国特許第5,545,807号、PCT出願番号PCT/US91/
245、PCT/GB89/01207、ならびにEP546073B1および
EP546073A1に記載される。ヒト抗体はまた、本明細書中に記載される
ような、宿主細胞における組換えDNAの発現またはハイブリドーマ細胞におけ
る発現によって産生される。
【0238】 ヒト抗体はまた、本明細書において記載されるような、宿主細胞における組換
えDNAの発現によるか、またはハイブリドーマ細胞における発現により産生さ
れ得る。代替的な実施形態において、ヒト抗体は、ファージディスプレイライブ
ラリーにおいて生成され得る(Hoogenboomら,J.Mol.Biol
.227:381,1991;Marksら,J.Mol.Biol.222:
581,1991)。これらのプロセスは、繊維状バクテリオファージの表面上
での抗体レパートリーのディスプレイ、引き続いて、選択された抗原に対するそ
れらの結合によるファージの選択によって免疫選択を模倣する。1つのこのよう
な技術は、PCT出願番号PCT/US98/17364(これは、このような
アプローチを用いたMPL−レセプターおよびmsk−レセプターに対する高親
和性でかつ機能的なアゴニスト抗体の単離を記載する)に記載される。
【0239】 キメラ抗体、CDRグラフト化抗体、およびヒト化抗体は、代表的には、組換
え方法により生成される。これらの抗体をコードする核酸は、宿主細胞に導入さ
れ、そして本明細書中に記載される材料および方法を用いて発現される。好まし
い実施形態において、抗体は、哺乳動物宿主細胞(例えば、CHO細胞)におい
て発現される。モノクローナル(例えば、ヒト)抗体は、宿主細胞における組換
えDNAの発現によるか、または本明細書中に記載のハイブリドーマ細胞におけ
る発現により生成され得る。
【0240】 診断適用に関しては、抗ChMIrp抗体は、代表的には検出可能な部分で標
識され得る。この検出可能な部分は、直接的または間接的のいずれかで検出可能
なシグナルを生じ得る任意の部分である。例えば、検出可能な部分は、放射性同
位体(例えば、H、14C、32P、35Sまたは125I)、蛍光化合物も
しくは化学発光化合物(例えば、フルオロセインイソチオシアネート、ローダミ
ンもしくはルシフェリン);または酵素(例えば、アルカリホスファターゼ、β
−ガラクトシダーゼまたは西洋ワサビベルオキシダーゼ)であり得る。Baye
rら,Meth.Enz.184:138−163,1990を参照のこと。
【0241】 本発明の抗ChMIrp抗体は、ChMIrpポリペプチドの検出および定量
について、任意の公知のアッセイ方法(例えば、競合結合アッセイ、直接的サン
ドイッチアッセイおよび間接的サンドイッチアッセイ、ならびに免疫沈降アッセ
イ(Sola,Monoclonal Antibodies:A Manua
l of Techniques,pp.147−158(CRC Press
,Inc.,1987))において用いられ得る。抗体は、使用されるアッセイ
方法に適切な親和性でChMIrpポリペプチドを結合する。
【0242】 次いで、細胞溶解物または精製ChMIrpタンパク質改変体の活性は、所望
の特徴についての適切なスクリーニングアッセイにおいてスクリーニングされる
。例えば、リガンドに対する結合親和性またはChMIrpタンパク質の免疫学
的特徴(例えば、所定の抗体に対する親和性)の変化は、競合型のイムノアッセ
イにより測定される。免疫調節活性の変化は、適切なアッセイによって測定され
る。このようなタンパク質特性の改変は、酸化還元または熱安定性、疎水性、タ
ンパク質分解に対する感受性またはキャリアとの凝集傾向またはマルチマーへの
凝集傾向として、当業者に周知の方法によりアッセイされる。競合結合アッセイ
は、限定された量の抗ChMIrp抗体との結合について試験サンプル分析物(
ChMIrpポリペプチド)と競合する標識された標準物質(例えば、ChMI
rpポリペプチドまたはその免疫学的に反応性の部分)の能力に依存する。試験
サンプル中のChMIrpポリペプチドの量は、この抗体に結合する標準物質の
量に逆比例する。結合する標準物質の量の測定を容易にするために、この抗体は
、一般に、競合の前または後に不溶化され、その結果、この抗体に結合する標準
物質および分析物は、結合しないままの標準物質および分析物から簡単に分離さ
れ得る。
【0243】 サンドイッチイムノアッセイは、代表的には、2つの抗体(各々、検出され、
そして/または定量されるタンパク質の異なる免疫原性部分、エピトープに結合
し得る)の使用に関する。サンドイッチアッセイにおいて、この試験サンプル分
析物は、代表的には、固体支持体に固定化された第1の抗体、その後第2の抗体
が分析物に結合し、このようにして不溶性の3部分で構成される複合体を形成す
る。例えば、米国特許第4,376,110号を参照のこと。第2の抗体は、そ
れ自体検出可能な部分で標識され得るか(例えば、直接サンドイッチアッセイ)
、または検出可能な部分で標識された抗免疫グロブリン抗体を用いて測定され得
る(間接サンドイッチアッセイ)。例えば、サンドイッチアッセイの1つの型は
、酵素結合イムノソルベントアッセイ(ELISA)であり、この場合、この検
出可能な部分は酵素である。
【0244】 選択的結合因子(抗ChMIrp抗体を含む)はまた、インビボ画像化のため
に有用である。検出可能な部分で標識された抗体は、動物に(好ましくは、血流
に)投与され得、そして宿主における標識化抗体の存在および位置がアッセイさ
れる。この抗体は、動物において(核磁気共鳴、放射線学または当該分野で公知
の他の検出手段のいずれかで)検出可能な任意の部分で標識され得る。
【0245】 選択的結合因子(本発明の抗ChMIrp抗体を含む)は、治療剤として使用
され得る。これらの治療的抗体は、一般に、それらがChMIrpポリペプチド
の生物学的活性の少なくとも1つを増強または減少するかのいずれかであるとい
う点で、それぞれ、アゴニストまたはアンタゴニストである。1つの実施形態に
おいて、本発明のアンタゴニスト抗体は、ChMIrpポリペプチド、フラグメ
ント、改変体および/または誘導体に特異的に結合し得、そしてChMIrpポ
リペプチドの機能的活性をインビボまたはインビトロで阻害または排除し得る抗
体またはその結合フラグメントである。好ましい実施形態において、アンタゴニ
スト抗体は、ChMIrpポリペプチドの機能的活性を少なくとも約50%、好
ましくは少なくとも約80%、より好ましくは90%、そして最も好ましくは1
00%阻害する。アゴニスト抗ChMIrp抗体およびアンタゴニスト抗ChM
Irp抗体は、以下に記載のスクリーニングアッセイにより同定される。
【0246】 本発明はまた、ChMIrp選択的結合因子(例えば、抗体)および生物学的
サンプルにおいてChMIrpポリペプチドレベルを検出するに有用な他の試薬
を含むキットに関する。このような試薬としては、以下が挙げられ得る:第二活
性、検出可能な標識、ブロッキング血清、陽性コントロールサンプルおよび陰性
コントロールサンプル、ならびに検出試薬。
【0247】 ChMIrpポリペプチドは、「発現クローニング」ストラテジーを用いて、
ChMIrp結合パートナーをクローニングするために使用され得る。放射性標
識(125ヨウ素)ChMIrpポリペプチドまたは親和性/活性タグ化ChM
Irpポリペプチド(例えば、Fc部分またはアルカリホスファターゼの融合物
)を結合アッセイに用いて、ChMIrp結合パートナーを発現する細胞型また
は細胞株または組織を同定し得る。このような細胞または組織から単離されたR
NAは、cDNAに変換され、哺乳動物発現ベクターにクローニングされ、そし
て哺乳動物細胞(例えば、COS細胞または293細胞)にトランスフェクトさ
れて、発現ライブラリーを作製し得る。次いで、放射性標識されたか、またはタ
グ化されたChMIrpポリペプチドは、親和性リガンドとして用いられて、C
hMIrp結合パートナーを発現するこのライブラリー中の細胞のサブセットが
同定および単離され得る。次いで、これらの細胞からDNAが単離され、そして
哺乳動物細胞にトランスフェクトされて、第2の発現ライブラリーが作製され得
る。この第2の発現ライブラリーにおいて、ChMIrp結合パートナーを発現
する細胞の割合は、最初のライブラリーの数倍高い。この富化プロセスは、Ch
MIrp結合パートナーを含む単一の組換えクローンが単離されるまで、繰り返
し反復され得る。ChMIrpレセプターの単離は、ChMIrpポリペプチド
シグナル伝達経路の新規なアゴニストおよびアンタゴニストを同定または開発す
るために有用である。このようなアゴニストおよびアンタゴニストとしては、C
hMIrp結合パートナー、サイクリン、Cdkインヒビター、Cdk補因子、
抗CdkII結合パートナー抗体、低分子またはアンチセンスオリゴヌクレオチ
ドが挙げられる。
【0248】 (診断キットおよび試薬) 本発明は、レセプターおよび/または抗体またはリガンドの存在を検出するた
めの種々の診断キットおよび方法におけるChMIrpポリペプチド、そのフラ
グメント、ペプチド、結合組成物、ならびにその融合産物の使用を企図する。代
表的には、このキットは、ChMIrpペプチドもしくは遺伝子セグメント、ま
たはその一方もしくは他方を認識する試薬(例えば、結合試薬)を含む区画を有
する。
【0249】 ChMIrpに対するレセプターまたは試験化合物の結合親和性を決定するた
めのキットは、代表的には、レセプター試験化合物;標識化合物(例えば、この
タンパク質に対する公知の結合親和性を有する抗体);またはリガンドの供給源
(天然に存在するか、または組換え)、および結合した標識化化合物から遊離の
標識化化合物を分離するための手段(例えば、リガンドもしくはそのレセプター
を固定化するための固相)を含む。一旦化合物がスクリーニングされると、リガ
ンドまたはそのレセプターに対する適切な結合親和性を有する化合物を適切な生
物学的アッセイ(当該分野で周知)において評価して、これらの化合物がChM
Irp活性のアゴニストまたはアンタゴニストとしてレセプターに働き得るか否
かを決定し得る。組換えレセプターポリペプチドの利用可能性はまた、このよう
なアッセイを較正するためのまたは陽性コントロールサンプルとしての充分に規
定された標準物質を提供する。
【0250】 例えば、サンプル中のChMIrpの濃度を決定するための好ましいキットは
、代表的には、標的に対する公知の結合親和性を有する標識化化合物(例えば、
抗体)、リガンドまたはレセプターの供給源(天然に存在するか、または組換え
)、および結合した標識化化合物を遊離の標識化化合物から分離するための手段
(例えば、リガンドまたはレセプターを固定化するための固相)を含む。通常、
試薬、および使用または廃棄のための説明書を含む区画が提供される。
【0251】 抗体(リガンドまたはレセプターに特異的な抗原結合フラグメントを含む)ま
たはフラグメントは、リガンド、レセプターおよび/またはそのフラグメントの
上昇したレベルの存在を検出するための診断適用において有用である。このよう
な診断アッセイは、溶解物、生細胞、固定細胞、免疫蛍光、細胞培養物、体液を
使用し得、そしてさらに、血清などにおいてリガンドまたはレセプターに関連す
る抗原の検出を含む。診断アッセイは、均質系(遊離の試薬と抗原複合体との間
の分離工程が必要ない)であっても、不均質系(分離工程を必要とする)であっ
てもよい。種々の市販のアッセイが存在し、これらとしては、例えば、ラジオイ
ムノアッセイ(RIA)、酵素結合イムノソルベントアッセイ(ELISA)、
酵素イムノアッセイ(EIA)、酵素複合イムノアッセイ技術(enzyme−
multiplied immunoassay technique)(EM
IT)、基質標識蛍光イムノアッセイ(SLFIA)などが挙げられる。例えば
、非標識抗体は、標識され、かつリガンドもしくはレセプターもしくはその特定
のフラグメントに対する1次抗体を認識する二次抗体を用いることにより使用さ
れ得る。類似のアッセイはまた、文献中で広範に議論されている(例えば、Ha
rlow and Lane(1988)Antibodies:A Labo
ratory Manual,Cold Spring Harbor Lab
oratory Pressを参照のこと)。
【0252】 抗イディオタイプ抗体は、リガンドまたはレセプターに対する抗体の存在を診
断するために類似の用途を有し得、このようにして種々の異常状態を診断し得る
。例えば、リガンドまたはレセプターの過剰生成は、異常な生理的状態(特に種
々の炎症状態またはアレルギー状態において)の診断であり得る種々の免疫学的
反応の生成を生じ得る。
【0253】 頻繁には、診断アッセイについての試薬は、アッセイの感度を最適化するため
にキット中で供給される。本発明に関しては、アッセイの性質、プロトコル、お
よび標識、標識抗体もしくは非標識抗体のいずれかまたは標識リガンドもしくは
レセプターに依存して、提供される。これは、通常、他の付加物(例えば、緩衝
液、安定化剤、シグナル生成に必要な材料(例えば、酵素の基質など))と関連
している。好ましくは、キットは、適正な使用および使用後の内容物の廃棄につ
いての説明書もまた含む。代表的には、このキットは、各有用な試薬のための区
画または容器を有する。望ましくは、この試薬は、凍結乾燥粉末として提供され
、ここで、この試薬は、このアッセイを実行するための試薬の適切な濃度を提供
する水性媒体中で再構成され得る。
【0254】 薬物スクリーニングおよび診断アッセイの前述の構成成分は、改変されずに使
用されてもよいし、種々の方法で改変されても良い。例えば、標識化は、直接的
または間接的に検出可能なシグナルを提供する部分を共有結合または非共有結合
することにより達成され得る。これらのアッセイのいずれにおいても、リガンド
、試験化合物、レセプター、またはそれらに対する抗体は、直接的または間接的
にかのいずれかで標識され得る。直接標識化の可能性としては、以下の標識群が
挙げられる:放射性標識(例えば、125I)、ペルオキシダーゼおよびアルカ
リホスファターゼのような酵素(米国特許第3,645,090号)、および蛍
光強度の変化、波長シフトまたは蛍光分極をモニターし得る蛍光標識(米国特許
第3,940,475号)。間接標識化の可能性としては、以下が挙げられる:
1つの成分のビオチン化に続き、上記の標識基の1つに結合したアビジンへの結
合。
【0255】 結合リガンドを遊離リガンドから分離する方法、あるいは結合試験化合物から
遊離試験化合物を分離する方法もまた多数存在する。このリガンドまたはレセプ
ターは、おそらく界面活性剤または関連する脂質とともに、種々のマトリックス
に固定化され得、続いて洗浄され得る。適切なマトリックスとしては、ELIS
Aプレート、フィルター、およびビーズのようなプラスチックが挙げられる。リ
ガンドまたはレセプターをマトリックスに固定化する方法としては、以下が挙げ
られるが、これらに限定されない:プラスチックへの直接接着、捕捉抗体の使用
、化学的カップリング、およびビオチン−アビジン。このアプローチの最後の工
程は、いくつかの方法(例えば、ポリエチレングリコールのような有機溶媒また
は硫酸アンモニウムのような塩を利用する方法を含む)のいずれかにより抗原/
抗体複合体の沈降を含み得る。他の適切な分離技術としては、以下が挙げられる
が、これらに限定されない:Rattleら、Clin.Chem.,30:1
457−1461,1984に記載される蛍光抗体磁性可能粒子法、および米国
特許第4,659,6178号(本明細書中に参考として援用される)に記載さ
れる二重磁性粒子分離。
【0256】 タンパク質またはそれらのフラグメントを種々の標識に連結するための方法は
、文献中に広範に報告されており、本明細書中で詳細に議論する必要はない。こ
の技術の多くは、ペプチド結合を形成するためのカルボジイミドまたは活性エス
テルの使用、メルカプト基と活性化ハロゲン(例えば、クロロアセチル)との反
応によるチオエステルの形成、活性化オレフィン(例えば、マレイミド)、連結
などのいずれかによる活性化カルボキシル基の使用を含む。融合タンパク質はま
た、これらの適用における使用を見出す。
【0257】 本発明の核酸分子は、染色体に対するChMIrp遺伝子または関連遺伝子の
位置をマッピングするために使用され得る。マッピングは、当該分野で公知の技
術(例えば、PCR増幅、インサイチュハイブリダイゼーション、およびFIS
H)により行われ得る。
【0258】 本発明はまた、変異したChMIrp遺伝子の存在に関連した疾患またはこの
疾患に対する感受性を検出するための診断アッセイの一部としてのChMIrp
遺伝子の使用に関する。このような疾患は、ChMIrpの異常な発現(例えば
、腫瘍および癌のような異常な細胞増殖)に関する。
【0259】 ヒトChMIrp遺伝子において変異を有する個体は、種々の技術によりDN
Aレベルで検出され得る。診断のための核酸は、例えば、血液、尿、唾液、組織
生検および剖検材料のような患者の細胞から得られ得る。ゲノムDNAを検出の
ために直接用いてもよいし、分析前にPCRを用いて酵素的に増幅してもよい(
Saikiら,Nature,324:163−166,1986)。RNAま
たはcDNAはまた、同じ目的で使用され得る。例として、ChMIrpポリペ
プチドをコードする核酸に相補的なPCRプライマーは、ChMIrp変異を同
定および分析するために用いられ得る。例えば、欠失および挿入は、正常遺伝子
型と比較して、増幅産物のサイズの変化により検出され得る。点変異は、増幅し
たDNAを、放射性標識したChMIrp RNAあるいは放射性標識したCh
MIrpアンチセンスDNA配列にハイブリダイズすることにより同定され得る
。完全に適合した配列は、RNaseA消化によるか、または融解温度の差異に
より不一致二重鎖から区別され得る。
【0260】 DNA配列差異に基づく遺伝子試験は、変性剤を伴っても伴わなくても、ゲル
中のDNAフラグメントの電気泳動移動度の変化の検出により達成され得る。小
さな配列欠失および挿入は、高分解能ゲル電気泳動により可視化され得る。異な
る配列のDNAフラグメントは、変性したホルムアミド勾配ゲル上でのフラグメ
ントに対して区別され得る。ここで、異なるDNAフラグメントの移動度は、そ
れらの特異的融解温度または部分的融解温度に従って異なる位置でゲル中で妨害
される(例えば、Myersら,Science,230:1242,1985
)。
【0261】 特異的位置での配列変化はまた、ヌクレアーゼ保護アッセイ(例えば、RNa
seおよびS1保護)または化学的切断方法により明らかにされ得る(例えば、
Cottonら,Proc.Natl.Acad.Sci.,USA,85:4
397−4401,1985)。
【0262】 従って、特異的DNA配列の検出は、ハイブリダイゼーション、RNase保
護、化学的切断、直接DNA配列決定または制限酵素の使用(例えば、制限フラ
グメント長多型(RFLP))およびゲノムDNAのサザンブロッティングのよ
うな方法により達成され得る。
【0263】 より多くの従来のゲル電気泳動およびDNA配列決定に加えて、変異はまた、
インサイチュ分析により検出され得る。
【0264】 本発明はまた、種々の組織におけるChMIrpタンパク質の変化したレベル
を検出するための診断アッセイに関する。なぜなら、正常コントロール組織サン
プルと比較して、タンパク質の過剰発現は、疾患(例えば、腫瘍、脳マラリアお
よび遺伝性周期熱症候群)の存在または疾患に対する感受性を検出し得るからで
ある。宿主から得られたサンプル中のChMIrpポリペプチドのレベルを検出
するために用いられるアッセイは、当業者に周知であり、そして以下が挙げられ
る:ラジオイムノアッセイ、競合結合アッセイ、ウェスタンブロット分析、EL
ISAアッセイおよび「サンドイッチ」アッセイ。ELISAアッセイ(Col
iganら,Current Protocols in Immunolog
y,1(2),Chapter 6,1991)は、部分的に、ChMIrp抗
原に特異的な抗体(好ましくは、モノクローナル抗体)の調製を包含する。さら
に、レポーター抗体が、モノクローナル抗体に対して調製される。検出可能な試
薬(例えば、放射活性、蛍光、またはこの例では西洋ワサビペルオキシダーゼ酵
素)がレポーター抗体に結合される。ここでサンプルは、宿主から取り出され、
そしてサンプル中のタンパク質を結合する固体支持体(例えば、ポリスチレンデ
ィッシュ)上でインキュベートされる。次いで、このディッシュ上の任意のフリ
ーのタンパク質結合部位は、ウシ血清アルブミン(BSA)のような非特異的タ
ンパク質とともにインキュベートすることにより、覆われる。次に、モノクロー
ナル抗体は、ポリスチレンディッシュに結合した任意のChMIrpタンパク質
にモノクローナル抗体が結合する時間の間に、ディッシュ中でインキュベートさ
れる。全ての非結合モノクローナル抗体は、緩衝液で洗い流される。西洋ワサビ
ペルオキシダーゼに連結したレポーター抗体は、ここでディッシュに入れられ、
ChMIrpに結合した任意のモノクローナル抗体に対するレポーター抗体の結
合を生じる。次いで、結合していないレポーター抗体は、洗い流される。次いで
、ペルオキシダーゼ基質がディッシュに添加され、そして所定の時間で発色した
呈色の量は、標準曲線に対して比較した場合、所定の用量の患者サンプル中に存
在するChMIrpポリペプチドの量の測定値である。
【0265】 競合アッセイが用いられ得、ここで、ChMIrpに特異的な抗体は、固体支
持体に結合され、そして標識されたChMIrpおよび宿主由来のサンプルが、
固体支持体に対して分配され、そして検出された標識の量(例えば、液体シンチ
レーションクロマトグラフィーによる)は、サンプル中のChMIrpの量と相
関され得る。さらに、上記のサンドイッチイムノアッセイはまた、生物学的サン
プル中のChMIrpリガンドの量を定量するために行われ得る。
【0266】 本発明の配列は、染色体同定およびマッピングについて評価可能である。この
配列は、個々のヒト染色体上の特定位置に特異的に標的化され得、そしてこの位
置とハイブリダイズし得る。さらに、遺伝子が位置し得る染色体上での特定の部
位を同定することが現在必要である。実際の配列データ(反復多型)に基づく染
色体マーキング試薬は、染色体位置をマーキングするには現在ほとんど利用可能
ではない。本発明に従う染色体に対するDNAのマッピングは、配列と、疾患と
関連する遺伝子とを相関させることにおいて重要な第一の工程である。
【0267】 簡潔には、配列は、cDNAからPCRプライマー(好ましくは、15〜25
bp)を調製することにより染色体にマッピングされ得る。この配列の3’非翻
訳領域のコンピューター分析は、ゲノムDNA中の1つのエキソンを超えてまた
がらない、従って、増幅プロセスを複雑にするプライマーを迅速に選択するため
に用いられる。次いで、これらのプライマーは、個々のヒト染色体を含む体細胞
ハイブリッドのPCRスクリーニングのために用いられる。このプライマーに対
応するヒト遺伝子を含むハイブリッドのみが増幅フラグメントを生じる。
【0268】 体細胞ハイブリッドのPCRマッピングは、特定の染色体に特定のDNAを割
り当てるための迅速な手順である。同じオリゴヌクレオチドプライマーとともに
本発明を用いると、同様な様式で、特定の染色体またはより大きなゲノムクロー
ンのプールからフラグメントのパネルを用いて下位の位置決定が達成され得る。
その染色体に対してChMIrpをマッピングするために同様に用いられ得る他
のマッピングストラテジーとしては、以下が挙げられる:インサイチュハイブリ
ダイゼーション、フローソーティングされて標識された(labeled fl
ow−sorted)染色体での予備スクリーニングおよび染色体特異的cDN
Aライブラリーを構築するためのハイブリダイゼーションによる予備選択。
【0269】 cDNAクローンの中期染色体スプレッドへの蛍光インサイチュハイブリダイ
ゼーション(FISH)を用いて、一工程で正確な染色体位置を提供し得る。こ
の技術は、500または600塩基程度の短さのcDNAとともに使用され得る
;しかし、2,000bpより大きなクローンは、簡単な検出のために十分なシ
グナル強度で独特の染色体位置に結合するという尤度がより高い。FISHは、
ゲノムクローンまたは発現配列タグ(EST)が由来するクローンの使用を必要
とし、そして大きくなるほど、良好になる。例えば、2,000bpは好ましく
、4,000bpはより好ましく、そして4,000を超えるものは、妥当な割
合の時間で良好な結果を得るためにはおそらく必要でない。この技術の総説につ
いては、Vermaら,Human Chromosomes:A Manua
l of Basic Techniques,Pergamon Press
,New York(1988)を参照のこと。
【0270】 一旦、配列が正確な染色体の位置にマッピングされると、この染色体上のこの
配列の物理的位置は、遺伝的マップデータと相関され得る。このようなデータは
、例えば、V.McKusick,Mendelian Inheritanc
e in Man(Johns Hopkins University We
lch Medical Libraryを介してオンラインで入手可能)にお
いて見出される。次いで、同じ染色体領域にマッピングされた遺伝子と疾患との
間の関連は、連鎖解析(物理的に隣接する遺伝子の共同相続(coinheri
tance))を通して同定される。
【0271】 次に、罹患した個体と罹患していない個体との間のcDNAまたはゲノム配列
における差異を決定することが必要である。変異が、罹患した個体のうちのいく
つかまたは全てにおいて観察されるが、いずれの正常な個体においても観察され
ない場合、この変異は、おそらくこの疾患の原因となる因子である。
【0272】 物理的マッピングおよび遺伝的マッピング技術の現在の分解能では、この疾患
に関連する染色体領域に正確に位置するcDNAは、50と500との間の潜在
的な原因となる因子のうちの1つであり得る。(これは、1メガベースのマッピ
ング分解能および20kbあたり1つの遺伝子を想定する)。
【0273】 本発明の核酸分子はまた、ChMIrp発現のアンチセンスインヒビターとし
ても有用である。このような阻害は、発現制御配列(三重らせん形成)またはC
hMIrp mRNAに相補的でありかつハイブリダイズする核酸分子によって
もたらされ得る。アンチセンスプローブは、本明細書中に開示されるChMIr
pの配列を使用して、利用可能な技術によって設計され得る。アンチセンスイン
ヒビターは、細胞または生物体におけるChMIrpポリペプチドの減少または
非存在に関連する情報を提供する。
【0274】 本発明の核酸分子は、遺伝子治療に使用され得る。インビボでChMIrpを
発現する核酸分子は、細胞または生物体におけるこのポリペプチドの影響に関連
する情報を提供する。それ自体では生物学的に活性なポリペプチドをコードしな
いChMIrp核酸分子、フラグメント、および/または誘導体は、定性的また
は定量的のいずれかで、哺乳動物組織または体液サンプルにおけるChMIrp
DNAまたは対応するRNAの存在について試験するための診断アッセイにお
いてハイブリダイゼーションプローブとして有用であり得る。
【0275】 ChMIrpポリペプチドフラグメント、改変体、および/または誘導体は、
生物学的に活性であろうとなかろうと、ChMIrpポリペプチドに結合する抗
体を調製するために有用である。この抗体は、インビボおよびインビトロでの診
断目的に使用され得る(例えば、体液または細胞サンプル中のChMIrpポリ
ペプチドの存在を検出するための標識化形態において)。この抗体は、ChMI
rpポリペプチドの少なくとも1つの活性特徴を減少またはブロックようにCh
MIrpポリペプチドに結合し得るか、または活性を増大するようにポリペプチ
ドに結合し得る。
【0276】 (遺伝的に操作された非ヒト動物) マウス、ラット、または他のげっ歯類、ウサギ、ヤギ、ヒツジ、または他の家
畜のような非ヒト動物が、さらに本発明の範囲内に含まれ、ここで、この遺伝子
はChMIrpポリペプチドをコードし、この哺乳動物のこの遺伝子の天然の形
態または異種ChMIrpポリペプチド遺伝子のいずれかが、この哺乳動物によ
って過剰発現され、これによって、「トランスジェニック」哺乳動物を作製する
。このようなトランスジェニック哺乳動物は、米国特許第5,489,743号
およびPCT公開番号WO94/28122号に記載されるような周知の方法を
使用して調製され得る。
【0277】 マウス、ラット、または他のげっ歯類、ウサギ、ヤギ、ヒツジ、または他の家
畜のような非ヒト動物が、さらに本発明の範囲内に含まれ、ここで、ネイティブ
のChMIrpポリペプチドをコードする遺伝子は分裂(「ノックアウト」)さ
れ、この遺伝子の発現レベルは、有意に減少するか、または完全に消滅される。
このような哺乳動物は、米国特許第5,557,032号(本明細書中に参考と
して援用される)に記載されるような技術および方法を使用して調製され得る。
【0278】 本発明は、非ヒト動物をさらに含み、ここで、本発明のChMIrpポリペプ
チドのうちの1つ以上についてのプロモーターは、(以下に記載されるような相
同的な組換え方法を使用して)活性化されるかまたは不活化されるかのいずれか
であり、ネイティブのChMIrpポリペプチドの1つ以上の発現のレベルを変
更する。
【0279】 これらの非ヒト動物は、薬物候補物のスクリーニングのために使用され得る。
動物におけるこの薬物候補物の影響が測定され得る。例えば、薬物候補物は、C
hMIrpポリペプチド遺伝子の発現を減少または増加させ得る。特定の実施形
態において、産生されるChMIrpポリペプチドまたはフラグメントの量は、
哺乳動物をこの薬物候補物に曝露した後に測定され得る。特定の実施形態におい
て、哺乳動物についての薬物候補物の実際の影響を検出し得る。例えば、特定の
遺伝子の過剰発現は、疾患状態または病理学的状態を生じ得るか、またはそれら
に関連し得る。このような場合において、この遺伝子の発現を減少させる薬物候
補物の能力または病理学的状態を予防または阻害するその能力を試験し得る。別
の例において、ポリペプチドのフラグメントのような特定の代謝産物の産生は、
疾患状態または病理学的状態を生じ得るか、またはそれらに関連し得る。このよ
うな場合において、このような代謝産物の産生を減少させる薬物候補物の能力ま
たは病理学的状態を予防または阻害するその能力を試験し得る。
【0280】 (内部移行タンパク質) TATタンパク質配列(HIV由来)が、細胞膜の脂質二分子層成分を標的化
することによってタンパク質を細胞内に内部移行させるために、使用され得る。
例えば、Falwellら、Proc.Natl.Acad.Sci.91:6
64−668、1994を参照のこと。例えば、HIV TATタンパク質の1
1アミノ酸の配列(YGRKKRRQRRR;配列番号16)(「タンパク質形
質導入ドメイン」、またはTAT PDTと称される)は、β−ガラクトシダー
ゼおよびp27Kipのような大きな生理活性タンパク質の、細胞質膜膜および
細胞の核膜を横切る送達を媒介するように示される。Schwarzeら,Sc
ience 285:1569−1572,1999;およびNagahara
ら,Nature Medicine,4:1449−1452,1998を参
照のこと。Schwartzeら(Science,285:1569−72,
1999)は、TAT PDTおよびβ−ガラクトシダーゼの融合に暴露される
場合に、培養される細胞がβ−gal活性を獲得したことを実証した。マウスへ
のTAT−β−gal融合タンパク質の注入は、多くの組織(肝臓、腎臓、肺、
心臓および脳組織を含む)におけるβ−galの発現を生じる。
【0281】 従って、TATタンパク質配列は、所望のタンパク質またはポリペプチドを細
胞に内部移入させるために使用され得ることが理解される。本発明の状況におい
て、このTATタンパク質配列は、ChMIrpアンタゴニスト(すなわち、抗
ChMIrp選択的な結合因子または低分子)のような別の分子に融合され得、
そしてChMIrp分子の活性を阻害するために細胞内に投与され得る。所望の
場合、ChMIrpタンパク質自体、あるいはChMIrpのペプチドフラグメ
ントまたは改変形態は、上記に記載の手順を使用して細胞に投与するための、こ
のようなタンパク質トランスデューサーに融合され得る。
【0282】 (ChMIrpポリペプチド活性の他の修飾因子についてのアッセイ) いくつかの状況において、ChMIrpポリペプチドの活性の修飾因子である
分子(すなわち、アゴニストまたはアンタゴニスト)を同定することが所望され
得る。ChMIrpを調節する天然または合成分子は、以下に記載されるスクリ
ーニングアッセイの1つ以上を用いて同定され得る。このような分子は、インビ
ボ様式またはインビトロ様式のいずれかで、局所または静脈内(iv)注射によ
って、または経口送達、移植デバイスなどによって投与され得る。「試験分子」
とは、ChMIrpポリペプチドに結合し、それによってその活性を調節する能
力について評価中の分子をいう。試験分子は、少なくとも約10−6M、好まし
くは約10−8M、より好ましくは約10−9M、そしてなおより好ましくは約
10−10Mの親和性定数(affinity constant)でChMI
rpポリペプチドに結合する。
【0283】 ChMIrpポリペプチドと相互作用する化合物を同定するための方法は、本
発明に包含される。一般に、ChMIrpポリペプチドは、試験分子のChMI
rpポリペプチドへの結合を可能にする条件下で、試験分子と共にインキュベー
トされ、そして結合の程度が測定される。この試験分子は、実質的に精製された
形態または粗製混合物中でスクリーニングされ得る。試験分子は、核酸分子、タ
ンパク質、ペプチド、炭水化物、脂質、または低分子量の有機または無機化合物
であり得る。一旦、試験分子のセットがChMIrpポリペプチドに結合すると
同定されると、この分子は、ChMIrp活性を増加または減少させるその能力
についてさらに評価され得る。
【0284】 試験分子とChMIrpポリペプチドとの相互作用の測定は、いくつかの形態
で実施され得、これには、細胞ベースの結合アッセイ、膜結合アッセイ、液相ア
ッセイ、および免疫アッセイが挙げられる。一般に、試験分子は、特定の期間C
hMIrpポリペプチドと共にインキュベートされ、そしてChMIrpポリペ
プチドへの結合の程度が、濾過、電気化学発光(IGENによるECL、ORI
GENシステム)、細胞ベースのアッセイまたは免疫アッセイによって決定され
る。
【0285】 放射活性についての均質アッセイ技術(SPA;Amersham)および時
間分解蛍光(HTRF,Packard)もまた実施される。結合は、放射性同
位体(125I、35S、H)、蛍光色素(フルオレセイン)、ランタニド(
例えば、ユーロピウム(Eu3+)キレーターまたはクリプタート)、またはビ
ピリジル−ルテニウム(Ru2+)錯体での標識によって検出され得る。標識さ
れたプローブの選択は、使用される検出システムに依存することが理解される。
あるいは、ChMIrpポリペプチドは、非標識エピトープタグ(例えば、ビオ
チン、ペプチド、His6、myc、Fc)を用いて改変され得、そして上記の
ような検出可能な標識を有するタンパク質(例えば、ストレプトアビジン、抗ペ
プチドまたは抗タンパク質抗体)に結合され得る。
【0286】 試験分子とChMIrpポリペプチドとの相互作用はまた、免疫アッセイにお
いて、ポリクローナルまたはモノクローナル抗体を使用して直接アッセイされ得
る。あるいは、上記のようなエピトープタグを含むChMIrpポリペプチドの
改変形態は、溶液および免疫アッセイ中で使用され得る。
【0287】 1つの実施形態において、ChMIrpのアゴニストまたはアンタゴニストは
、タンパク質、ペプチド、炭水化物、脂質、または低分子量の分子であり得、こ
れらは、ChMIrpと相互作用してその活性を調節する。ChMIrpの潜在
的なタンパク質アンタゴニストとしては、このポリペプチドの活性領域に結合し
、そしてChMIrpの少なくとも1つの活性を阻害または排除する抗体が挙げ
られる。ChMIrpポリペプチドの発現を調節する分子は、ChMIrpポリ
ペプチドをコードする核酸と相補的であるか、またはポリペプチドの発現を指向
または制御する核酸配列に対して相補的である核酸分子、および発現のアンチセ
ンス制御因子として作用する核酸分子を含み得る。
【0288】 ChMIrpポリペプチドが、結合パートナー(例えば、レセプターまたはリ
ガンド)との相互作用を介して、生物学的活性を示す場合において、種々のアッ
セイが、対応する結合パートナーへのChMIrpポリペプチドの結合を測定す
るために使用され得る。これらのアッセイは、その結合パートナーへのChMI
rpポリペプチドの結合の速度および/または程度を増加または減少させるその
能力について、試験分子をスクリーニングするために使用され得る。1つのアッ
セイにおいて、ChMIrpポリペプチドは、マイクロタイタープレートのウェ
ルの底への付着によって固定される。次いで、放射標識されたChMIrp結合
パートナー(例えば、ヨウ素化されたChMIrp結合パートナー)および試験
分子は、このウェルに、一つずつ(いずれかの順序で)または同時にのいずれか
で添加され得る。インキュベーション後に、このウェルは洗浄され得、そしてシ
ンチレーションカウンターを使用して放射活性について計数し、結合パートナー
がChMIrpポリペプチドに結合する程度を決定する。代表的に、分子は、あ
る範囲の濃度にわたって試験され、そして試験アッセイの1つ以上の要素を欠く
一連のコントロールウェルが、結果の評価の正確性のために使用され得る。この
方法の代替は、タンパク質の「位置」を逆にする工程(すなわち、マイクロタイ
タープレートのウェルにChMIrpポリペプチド結合パートナーを固定し、試
験分子を放射標識したChMIrpポリペプチドと共にインキュベートし、そし
てChMIrpの結合の程度を決定する工程)を包含する(例えば、Ausub
elら編、Current Protocols in Molecular
Biology,John Wiley&Sons,New York,NY,
1995の第18章を参照のこと)。
【0289】 放射性標識に対する代替として、ChMIrpポリペプチドまたはその結合パ
ートナーは、ビオチンと結合体化され得、次いで、ビオチン化されたタンパク質
の存在が、酵素(例えば、西洋ワサビペルオキシダーゼ(HRP)またはアルカ
リホスファターゼ(AP))(これらは、比色定量的に検出され得る)に結合し
たストレプトアビジンを使用して検出され得るか、またはストレプトアビジンの
蛍光タグ化によって検出され得る。ChMIrpポリペプチドまたはChMIr
p結合パートナーを指向し、そしてビオチンと結合体化されている抗体もまた使
用され得、そしてこれはAPまたはHRPに連結した酵素連結ストレプトアビジ
ンとのインキュベーションの後で検出され得る。
【0290】 ChMIrpポリペプチドおよびChMIrp結合パートナーはまた、アガロ
ースビーズ、アクリルビーズ、またはこのような不活性な基材の他の型への付着
によって固定化され得る。基材−タンパク質複合体は、相補タンパク質および試
験化合物を含む溶液内に配置され得;インキュベーション後、これらのビーズは
、遠心分離によって沈澱され得、そしてChMIrpポリペプチドとその結合パ
ートナーとの間の結合の量が、上記の方法を使用して評価され得る。あるいは、
基材−タンパク質複合体はカラム中に固定され得、そして試験分子および相補タ
ンパク質はこのカラムを通過する。次いで、ChMIrpポリペプチドとその結
合パートナーとの間の複合体の形成が、上記の技術のいずれか(すなわち、放射
性標識、抗体結合など)を使用して評価され得る。
【0291】 ChMIrp結合タンパク質とChMIrp結合パートナーとの間の複合体の
形成を増加または減少させる試験分子を同定するのに有用な別のインビトロアッ
セイは、表面プラズモン共鳴検出器システム(例えば、Biacoreアッセイ
システム(Pharmacia,Piscataway,NJ))である。この
Biacoreシステムは、製造業者の手順を用いて実施され得る。このアッセ
イは、本質的に、ChMIrpまたはChMIrp結合パートナーのいずれかの
、デキストランでコートされたセンサーチップ(これは、検出器内に位置する)
への共有結合に関与する。次いで、この試験化合物および他の相補タンパク質が
、同時にかまたは連続的にかのいずれかで、センサーチップを含むチャンバーに
注入され得、そして互いに結合する相補タンパク質の量が、センサーチップのデ
キストランコート側面に物理的に関係する分子の質量の変化に基づいて評価され
得;この分子の質量の変化が、検出器システムによって測定される。
【0292】 いくつかの場合において、2つ以上の試験化合物を一緒に、ChMIrpポリ
ペプチドとChMIrp結合パートナー複合体との間の複合体の形成を増加また
は減少させるそれらの能力について評価することが所望され得る。これらの場合
において、上記のアッセイは、第一の試験化合物と同時にか、またはそれに続い
てのいずれかで、このようなさらなる試験化合物を添加することによって容易に
改変され得る。このアッセイにおける工程の残りは、上記に記載される通りであ
る。
【0293】 上記のアッセイのようなインビトロアッセイは、ChMIrpとChMIrp
結合パートナーによる複合体の形成に対する効果について、多数の化合物を迅速
にスクリーニングするために、有利に使用され得る。これらのアッセイは、ファ
ージディスプレイ、合成ペプチド、および化学合成ライブラリーにおいて生成さ
れた化合物をスクリーニングするために、自動化され得る。
【0294】 ChMIrpポリペプチドとChMIrp結合パートナーとの間の複合体の形
成を増加または減少される化合物はまた、ChMIrpまたはChMIrp結合
パートナーのいずれかを発現する細胞および細胞株を使用して、細胞培養物にお
いてスクリーニングされ得る。細胞および細胞株は、任意の哺乳動物から得られ
得るが、好ましくは、ヒト、または他の霊長類、イヌ類またはげっ歯類の供給源
由来である。その表面でChMIrp結合パートナーを発現する細胞へのChM
Irpポリペプチドの結合は、試験化合物の存在または非存在下で評価され、そ
して結合の程度が、例えば、ChMIrp結合パートナーに対するビオチン化抗
体を使用するフローサイトメトリーによって決定され得る。細胞培養アッセイは
、上記のタンパク質結合アッセイにおいて、陽性であるとスコア付けされる化合
物をさらに評価するために有利に使用され得る。
【0295】 細胞培養物はまた、薬物候補の影響をスクリーニングするために使用され得る
。例えば、薬物候補は、ChMIrpポリペプチド遺伝子の発現を減少または増
加させ得る。特定の実施形態において、生成されるChMIrpポリペプチドま
たはフラグメントの量は、細胞培養物の薬物候補への曝露の後に測定され得る。
特定の実施形態において、細胞培養物についての薬物候補の実際の影響が検出さ
れ得る。例えば、特定の遺伝子の過剰発現は、細胞培養物への特定の影響を有し
得る。このような場合に、この遺伝子の発現を増加または減少させる薬物候補の
能力、または細胞培養物に対する特定の影響を防止または阻害するその能力が試
験され得る。他の例において、特定の代謝産物(例えば、ポリペプチドのフラグ
メント)の生成は、疾患または病理学的状態を生じ得るか、またはそれらと関連
し得る。このような場合、細胞培養物におけるこのような代謝産物の生成を減少
する薬物候補の能力が試験され得る。
【0296】 酵母ツーハイブリッド系(Chienら、Proc.Natl.Acad.S
ci.USA,88:9578−9583,1991)は、ChMIrpポリペ
プチドに結合するか、またはこれと相互作用する新規なポリペプチドを同定する
ために使用され得る。例として、酵母ツーハイブリッド餌(bite)構築物が
、ベクター(例えば、ClontechからのpAS2−1)において生成され
得、これはChMIrpポリヌクレオチドに融合した酵母GAL4−DNA結合
ドメインをコードする。この餌構築物は、ヒトcDNAライブラリーをスクリー
ニングするために使用され得、ここでこのcDNAライブラリーの配列は、GA
L4活性化ドメインに融合する。ポジティブな相互作用は、β−Galのような
レポーター遺伝子の活性化を生じる。スクリーニングから生じるポジティブクロ
ーンは、相互作用するタンパク質を同定するためにさらに特徴付けられ得る。
【0297】 (ChMIrpポリペプチドの組成物および投与) コンドロモジュリンファミリーのメンバーは、軟骨形成および骨成長を誘導す
ることが公知である。さらに、これらのタンパク質は、血管新生のインヒビター
であることが示唆されている。新脈管形成は、多くの病理学的状態を媒介する。
これらの記載された生物学的活性は、コンドロモジュリンの投与の可能な治療用
途を示唆する。
【0298】 ChMIrpのポリペプチドの薬学的組成物は、減少したレベルのChMIr
pから生じる適応症に関するヒトおよび動物の予防的および治療処置のため、ま
たはその適応症の改善または治癒をChMIrpポリペプチドの投与が生じるこ
とを決定する場合、本発明の範囲内である。そのような組成物は、治療有効量の
ChMIrpポリペプチドおよび/またはその結合パートナー、あるいは治療的
に活性なそのフラグメント、改変体または誘導体を、薬学的に受容可能な添加物
および/またはキャリアと混合されて含み得る。適切な処方物材料または薬学的
に受容可能な因子としては、以下が挙げられるがそれらに限定されない:抗酸化
剤、保存剤、着色料、矯味矯臭剤、希釈剤、乳化剤、懸濁化剤、溶媒、フィラー
、増量剤、緩衝剤、送達ビヒクル、希釈剤、賦形剤および/または薬学的アジュ
バント。代表的には、ChMIrpポリペプチドを含む治療的化合物は、精製さ
れたポリペプチド、フラグメント、改変体または誘導体を、1つ以上の生理的に
受容可能なキャリア、賦形剤または希釈剤とともに含む組成物の形態で投与され
る。例えば、適切なビヒクルは、注射用水、生理的溶液、または人工脳脊髄液で
あり得、これらには、非経口送達のための組成物に一般的な他の物質を補充する
ことが可能である。
【0299】 中性緩衝化生理食塩水、または血清アルブミンと混合された生理食塩水は、例
示の適切なキャリアである。好ましくは、その生成物は、適切な賦形剤(例えば
、スクロース)を用いて凍結乾燥剤として処方される。他の標準的なキャリア、
希釈剤および賦形剤は所望に応じて含まれ得る。他の例示的な組成物は、pH約
7.0−8.5のTris緩衝液またはpH約4.0−5.5の酢酸緩衝液を含
み、これらは、さらに、ソルビトールまたはその適切な代替物を含み得る。その
溶液のpHはまた、種々のpHにおいて、ChMIrpリガンドの相対的溶解度
に基づいて選択されるべきである。
【0300】 組成物における主要な溶媒は、性質が水性または非水性のいずれかであり得る
。さらに、そのビヒクルは、処方物の、pH、容量オスモル濃度、粘性、明澄性
、色、滅菌性、安定性、等張性、溶解速度、または臭いを改変または維持するた
めの他の処方物材料を含み得る。同様に、その組成物は、ChMIrpポリペプ
チドの放出速度を改変もしくは維持するため、またはChMIrpポリペプチド
の吸収もしくは透過を促進するためのさらなる処方物材料を含み得る。
【0301】 ChMIrpポリペプチド組成物を含む組成物は、非経口的に投与され得る。
あるいは、その組成物は、静脈内または皮下で投与され得る。全身投与される場
合には、本発明における使用のための治療組成物は、発熱物質を含まない、非経
口的に受容可能な水溶液の形態であり得る。そのような薬学的に受容可能なタン
パク質溶液の調製は、pH、等張性、安定性などに相当な注意を払えば、当該分
野の技術の範囲内である。
【0302】 本発明を実施するために有用なChMIrpポリペプチド組成物の治療処方物
は、任意の生理学的に受容可能なキャリア、賦型剤または安定剤(Reming
ton’s Pharmaceutical Sciences,第18版,A
.R.Gennaro,編,Mack Publishing Company
,1990)と、所望の程度の純度を有する選択された組成物とを混合すること
によって、凍結乾燥されたケーキまたは水溶液の形態で、保存のために調製され
得る。
【0303】 受容可能なキャリア、賦形剤または安定剤は、レシピエントに対して非毒性で
あり、そして好ましくは、使用される投薬量および濃度において不活性であり、
そして以下が挙げられる:緩衝剤(例えば、リン酸塩、クエン酸塩、または他の
有機酸);抗酸化剤(例えば、アスコルビン酸);低分子量ポリペプチド;タン
パク質(例えば、血清アルブミン、ゼラチンまたは免疫グロブリン);親水性ポ
リマー(例えば、ポリビニルピロリドン);アミノ酸(例えば、グリシン、グル
タミン、アスパラギン、アルギニンまたはリジン);モノサッカリド、ジサッカ
リドおよび他の炭水化物(グルコース、マンノース、またはデキストリンを含む
);キレート剤(例えば、EDTA);糖アルコール(例えば、マンニトールま
たはソルビトール);塩形成対イオン(例えば、ナトリウム);ならびに/ある
いは非イオン性表面活性化剤(例えば、Tween、プルロニックまたはポリエ
チレングリコール(PEG))。
【0304】 治療的に用いられる有効量のChMIrpポリペプチド組成物は、例えば、治
療目的(例えば、組成物が用いられる適応症、投与経路(例えば、局所投与され
るかまたは全身投与されるか)、および患者の状態(例えば、患者の一般的健康
状態、アナウレウエシス(anaureuesis)、年齢、体重、性別))に
依存する。治療有効用量を決定する場合、この疾患の原因であるChMIrpま
たは分泌コンドロモジュリンファミリーの他のメンバーの量および内因性ChM
Irpの量を考慮することが必須である。従って、治療者は、最適な治療効果を
得るために必要に応じて、投薬量を力価測定することおよび/または投与経路を
インビボで改変することが必要である。代表的な日投薬量は、上記の因子に依存
して約0.1mg/kg〜100mg/kg以上の範囲であり得る。代表的に、
臨床医は、所望の効果を達成する投薬量に到達するまで組成物を投与する。それ
ゆえ、この組成物は、単一用量として、または経時的に2以上の用量(これは、
同じ量のChMIrpポリペプチドを含んでも含まなくてもよい)で、または移
植デバイスもしくはカテーテルを介して連続注入として投与され得る。
【0305】 投薬頻度は、用いられる処方物中のChMIrp分子の薬物動態学的パラメー
ターに依存する。代表的に、臨床医は、所望の効果を達成する投薬量に到達する
まで組成物を投与する。それゆえ、組成物は、単一用量として、または経時的に
2以上の用量(これは、同じ量の所望の分子を含んでも含まなくてもよい)とし
て、または移植デバイスもしくはカテーテルを介して連続注入として投与され得
る。適切な投薬量のさらなる改善は、当業者によって慣用的に行われ、そして当
業者によって慣用的に行われる作業の範囲内に入る。適切な投薬量は、適切な用
量応答データの使用を通して確認され得る。
【0306】 さらなる研究が行われるほど、種々の患者における種々の状態の処置のために
適切な投薬量レベルに関する情報が明らかになり、そして当業者は、治療的状況
、処置されている障害の種類、レシピエントの年齢および一般的健康状態を考慮
して、適切な投薬を確実にし得る。
【0307】 インビボでの投与のために用いられるChMIrpポリペプチド組成物は無菌
でなければならない。このことは、滅菌濾過膜を通した濾過によって容易に達成
される。組成物が凍結乾燥される場合、これらの方法を用いた滅菌は、凍結乾燥
および再構成の前または後のいずれかで行われ得る。非経口投与のための組成物
は通常、凍結乾燥形態で、または溶液中に保存される。
【0308】 治療組成物は一般的に、無菌アクセスポートを有する容器(例えば、皮下注射
針によって穿孔可能なストッパーを有する、静脈内溶液バッグまたはバイアル)
中に入れられる。
【0309】 有効投与形態(例えば、(1)徐放(slow−release)処方物、(
2)吸入ミスト(inhalant mist)または(3)経口活性な処方物
)もまた、想定される。治療有効用量のChMIrpポリペプチドを含む薬学的
組成物もまた、非経口投与のために処方され得る。このような非経口投与される
治療的組成物は代表的に、薬学的に受容可能なビヒクル中にChMIrpを含む
、発熱物質を含まない、非経口的に受容可能な水溶液の形態である。ChMIr
pの薬学的組成物はまた、ポリマー性化合物(例えば、ポリ乳酸、ポリグリコー
ル酸など)の粒状調製物またはリポソームへのChMIrpの導入を含み得る。
ヒアルロン酸もまた用いられ得、そしてこれは、循環中の持続期間を助長する効
果を有し得る。
【0310】 非経口注射のために特に適切なビヒクルは、適切に保存された滅菌蒸留水であ
り、ここに、ChMIrpが無菌の等張性溶液として処方される。なお別の調製
物は、タンパク質産物の制御されたかまたは持続した放出を提供し、次いで、蓄
積注射として送達され得る、因子(例えば、注射可能なミクロスフェア、生体侵
食性(bio−erodible)粒子もしくはビーズ、またはリポソーム)を
伴うChMIrpの処方物を含み得る。ChMIrpの導入のための他の適切な
手段としては、ChMIrpおよび/またはその結合パートナーを含む、移植可
能な薬物送達デバイスが挙げられる。
【0311】 本発明の調製物は、当該分野で周知のように、他の成分(例えば、非経口的に
受容可能な保存剤、張度(tonicity)剤、共溶媒、湿潤剤、錯化剤、緩
衝剤、抗菌剤、抗酸化剤および界面活性剤)を含み得る。例えば、適切な張度増
強剤(tonicity enhancing agent)としては、アルカ
リ金属ハロゲン化物(好ましくは、塩化ナトリウムまたは塩化カリウム)、マン
ニトール、ソルビトールなどが挙げられる。適切な保存剤としては、塩化ベンザ
ルコニウム、チメロサール、フェネチルアルコール、メチルパラベン、プロピル
パラベン、クロルヘキシジン、ソルビン酸などが挙げられるがこれらに限定され
ない。過酸化水素もまた、保存剤として用いられ得る。適切な共溶媒は、例えば
、グリセリン、プロピレングリコールおよびポリエチレングリコールである。適
切な錯化剤は、例えば、カフェイン、ポリビニルピロリドン、β−シクロデキス
トリンまたはヒドロキシプロピル−β−シクロデキストリンである。適切な界面
活性剤または湿潤剤としては、ソルビタンエステル、ポリソルベート(例えば、
ポリソルベート80)、トロメタミン、レシチン、コレステロール、チロキサポ
ール(tyloxapal)などが挙げられる。緩衝剤は、従来の緩衝剤(例え
ば、ボレート、シトレート、ホスフェート、ビカーボネートまたはTris−H
Cl)であり得る。
【0312】 処方物成分は、投与部位に受容可能である濃度で存在する。例えば、緩衝剤は
、組成物を生理学的pHにまたはわずかに低いpHに(代表的には、約5〜約8
のpH範囲内に)維持するために用いられ得る。
【0313】 非経口投与が意図される場合、本発明において使用するための治療的組成物は
、所望のChMIrp分子を薬学的に受容可能なビヒクル中に含む、発熱物質を
含まない、非経口的に受容可能な水溶液の形態であり得る。非経口注射のために
特に適切なビヒクルは、適切に保存された無菌蒸留水であり、ここに、ChMI
rp分子が無菌の等張性溶液として処方される。なお別の調製物は、産物の制御
されたかまたは持続した放出を提供し、次いで、蓄積注射を介して送達され得る
、因子(例えば、注射可能なミクロスフェア、生体侵食性粒子、ポリマー性化合
物(ポリ乳酸またはポリグリコール酸)またはビーズもしくはリポソーム)とと
もに所望の分子の処方物を含み得る。ヒアルロン酸もまた用いられ得、そしてこ
れは、循環中の持続期間を助長する効果を有し得る。所望の分子の導入のための
他の適切な手段としては、移植可能な薬物送達デバイスが挙げられる。
【0314】 1つの実施形態において、薬学的組成物は、吸入のために処方され得る。例え
ば、ChMIrp分子は、吸入のための乾燥粉末として処方され得る。ChMI
rpポリペプチドまたはChMIrp核酸分子の吸入溶液はまた、エアゾール送
達のためのプロペラントを用いて処方され得る。なお別の実施形態では、溶液が
噴霧化され得る。肺投与はさらに、PCT出願第PCT/US94/00187
5号に記載される。PCT出願第PCT/US94/001875号は、化学的
に改変されたタンパク質の肺性送達を記載した。
【0315】 ChMIrpを含む特定の処方物が経口投与され得ることもまた意図される。
本発明の1つの実施形態では、この様式で投与されるChMIrp分子は、固体
投薬形態の混合物(例えば、錠剤およびカプセル剤)において習慣的に用いられ
るキャリアを伴ってまたは伴わずに処方され得る。例えば、カプセル剤は、胃腸
管にある時点で(このとき、バイオアベイラビリティが最大にされ、そして全身
以前(pre−systemic)の分解が最少にされる)処方物の活性な部分
を放出するように設計され得る。さらなる薬剤は、ChMIrp分子の吸収を促
進するために含まれ得る。希釈剤、矯味矯臭剤、低融点ろう、植物油、滑沢剤、
懸濁剤、錠剤崩壊剤および結合剤もまた用いられ得る。
【0316】 別の薬学的組成物は、錠剤の製造に適切である非毒性賦形剤との混合物中で有
効量のChMIrp分子を含み得る。滅菌水または他の適切なビヒクル中に錠剤
を溶解することによって、溶液は、単位用量形態で調製され得る。適切な賦形剤
としては、不活性希釈剤(例えば、炭酸カルシウム、炭酸ナトリウムもしくは炭
酸水素ナトリウム、ラクトースまたはリン酸カルシウム);または結合剤(例え
ば、デンプン、ゼラチンまたはアカシア);または滑沢剤(例えば、ステアリン
酸マグネシウム、ステアリン酸または滑石)が挙げられるがこれらに限定されな
い。
【0317】 さらなるChMIrpの薬学的組成物は、持続送達処方物または制御送達処方
物においてChMIrpポリペプチドを含む処方物を含めて、当業者には明らか
である。種々の他の持続送達手段または制御送達手段を処方するための技術(例
えば、リポソームキャリア、生体侵食性微粒子または多孔質ビーズおよび蓄積注
射)もまた、当業者に公知である。例えば、薬学的組成物の送達のための制御放
出多孔性ポリマー性微粒子を記載する、PCT出願第PCT/US93/008
29号を参照のこと。
【0318】 一旦、薬学的組成物が処方されると、それは、滅菌バイアル中に溶液、懸濁液
、ゲル、エマルジョン、固体、または乾燥粉末または凍結乾燥粉末として保存さ
れ得る。このような処方物は、すぐに使用できる形態または投与の前に再構築を
必要とする形態(例えば、凍結乾燥された)のいずれかで保存され得る。
【0319】 特定の実施形態では、本発明は、単回用量投与単位を産生するためのキットに
関する。このキットは各々、所望のタンパク質を有する第1の容器および水性処
方物を有する第2の容器の両方を備え得る。本発明の範囲内には、単一の室のお
よび複数の室の予め充填されたシリンジ(例えば、液体シリンジおよび凍結乾燥
シリンジ(lyosyringe))を含むキットもまた含まれ得る。
【0320】 投与形態にかかわらず、特定の用量は、器官の重量、表面積または大きさに従
って計算される。各々の上記処方物を含む処置に適する投薬量を決定するために
必要な計算のさらなる改善は、当業者によって慣用的になされ、そして当業者に
よって慣用的に実施される作業の範囲内である。適切な投薬量は、適切な用量応
答データの使用により決定され得る。
【0321】 薬学的組成物の投与経路は、公知の方法(例えば、経口的、静脈内、腹腔内、
大脳内(実質内)、脳室内、筋肉内、眼内、動脈内もしくは病変内の経路による
注射を通して、あるいは持続放出系によって、または移植デバイス(これは、必
要に応じて、カテーテルの使用を含み得る)によって)に従う。所望の場合、組
成物は、ボーラス注射によって、または注入によって連続的に、または移植デバ
イスによって投与され得る。あるいは、またはさらに、組成物は、ChMIrp
ポリペプチドが吸収された膜、スポンジまたは別の適切な材料の、罹患領域への
移植を介して局所投与され得る。
【0322】 本発明の薬学的組成物を、肺投与によってさらに投与し得る。例えば、国際公
開第WO 94/20069号を参照のこと。国際公開第WO 94/2006
9号は、化学的に改変されたタンパク質肺性送達を開示する。肺性送達について
は、粒子の大きさは、肺の遠位への送達に適切であるべきである。例えば、粒子
の大きさは、1mm〜5mmであり得るが、例えば、各粒子がかなり多孔性であ
れば、より大きな粒子が用いられ得る。あるいは、またはさらに、この組成物は
、罹患した領域への、レセプターポリペプチドが吸収またはカプセル化された膜
、スポンジまたは他の適切な材料の移植を介して局所投与され得る。移植デバイ
スが用いられる場合、このデバイスは、任意の適切な組織または器官に移植され
得、そして送達は、ボーラスを介して、または連続投与を介して、または連続注
入を用いたカテーテルを介して、デバイスを通して直接的であり得る。
【0323】 ChMIrp−リガンドポリペプチドおよび/またはその結合パートナーもま
た、持続放出処方物または調製物で投与され得る。適切なポリマー組成物は好ま
しくは、以下であるために固有のおよび制御可能な生分解性を有する:約1週間
から約6週間持続し;有意な毒性モノマーを含まず、そして非毒性成分へと分解
せず、非毒性であり;生体適合性であり、送達されるべき物質と化学的に適合性
であり、そして活性な物質を変性させる傾向はなく;生物学的に活性な分子の取
り込み、その後の拡散、腐食もしくはそれらの組み合わせによるポリマーからの
それらの遊離を可能にするに十分に多孔質であり;接着もしくは幾何学的作用(
geometric faction)によって適用部位に残存し得(例えば、
適所に形成されるかもしくは軟化され、そしてその後、微粒子に成形および形成
され、この微粒子は、所望の位置で捕獲される);侵襲性が最少の技術によって
(例えば、カテーテル、腹腔鏡または内視鏡によって)送達され得る。持続放出
マトリックスは、ポリエステル、ヒドロゲル、ポリラクチド(米国特許第3,7
73,919号、EP 58,481)、L−グルタミン酸とγ−エチル−L−
グルタメートとのコポリマー(Sidmanら,Biopolymers,22
:547−556,1983)、ポリ(2−ヒドロキシエチル−メタクリレート
)(Langerら,J.Biomed.Mater.Res.,15:167
−277,1981およびLanger,Chem.Tech.,12:98−
105,1982)、エチレン酢酸ビニル(Langerら,前出)またはポリ
−D(−)−3−ヒドロキシ酪酸(EP 133,988)を含む。持続放出組
成物はまた、リポソームを含み得る。リポソームは、当該分野で公知のいくつか
の方法のいずれかによって調製され得る(例えば、Eppsteinら,Pro
c.Natl.Acad.Sci.USA,82:3688−3692,198
5;EP 36,676;EP 88,046;EP 143,949)。
【0324】 ChMIrpポリペプチド、その改変体、誘導体またはフラグメントは、単独
で、一緒に、または他の薬学的組成物と一緒にかもしくは組み合わせで用いられ
得る。ChMIrpポリペプチド、フラグメント、改変体および誘導体は、処置
される適応症について適切である場合、サイトカイン、サイトカインインヒビタ
ー、増殖因子、抗生物質、抗炎症剤および/または化学療法剤と組み合わせて用
いられ得る。
【0325】 いくつかの場合、ChMIrpの薬学的組成物をエキソビボの様式で使用する
ことが所望され得る。このような場合には、患者から取り出された細胞、組織ま
たは器官がChMIrpの薬学的組成物に曝露され、その後、この細胞、組織お
よび/または器官が続いて、その患者に移植し戻される。
【0326】 他の場合、ChMIrpポリペプチドは、このポリペプチドを発現および分泌
するために、本明細書中に記載されるような方法を用いて、遺伝子操作された特
定の細胞を移植することによって送達され得る。このような細胞は、動物細胞ま
たはヒト細胞であり得、そして自己由来、異種(heterologous)由
来または異種(xenogeneic)由来であり得る。必要に応じて、この細
胞は、不死化され得る。免疫学的応答の機会を減少するために、この細胞は周辺
組織の浸透を回避するためにカプセル化され得る。カプセル化材料は、代表的に
、生体適合性の半透性ポリマー封入物または膜(これは、タンパク質産物の放出
を可能にするが、患者の免疫系または周辺組織からの他の有害な因子による細胞
の崩壊を防止する)である。
【0327】 細胞の膜カプセル化のために使用される方法は、当業者に精通され、そしてカ
プセル化細胞の調製および患者へのそれらの移植は、過度の実験なしに達成され
得る(例えば、米国特許第4,892,538号;同第5,011,472号;
および同第5,106,627号を参照のこと)。生存細胞をカプセル化するた
めの系は、国際出願番号WO91/10425に記載される。種々の他の持続送
達手段または制御送達手段(例えば、リポソームキャリア、生体侵食粒子もしく
はビーズ)を処方するための技術はまた、当業者に公知であり、そして例えば、
米国特許第5,653,975号に記載される。カプセル化有りまたは無しで細
胞は、患者の適切な体組織または器官に移植され得る。
【0328】 上記のように、単離された細胞集団(例えば、幹細胞、リンパ球、赤血球、軟
骨細胞、ニューロンなど)を処置すること;適切なように、1つ以上のChMI
rpポリペプチド、改変体、誘導体および/またはフラグメントを添加すること
が、望ましくあり得る。これは、単離された細胞を、ポリペプチド、改変体、誘
導体、またはフラグメント(ここでこれらは、細胞膜に対して透過性の形態であ
る)に直接曝露することによって達成され得る。
【0329】 本明細書中にさらなる実施形態は、治療ポリペプチドのインビトロ産生と遺伝
子治療または細胞治療による治療ポリペプチドの産生および送達との両方に関す
る、細胞および方法(例えば、相同組換えおよび/または他の組換え産生方法)
に関する。
【0330】 (相同組換え) ChMIrpポリペプチドが、相同組換えによってか、またはChMIrpポ
リペプチドをコードするDNAを既に含む細胞に導入された制御エレメントを利
用する組換え産生方法を用いて産生され得ることが、さらに想定される。例えば
、相同組換え方法は、正常に転写的にサイレントなChMIrp遺伝子(すなわ
ち、発現抑制されている遺伝子)を含む細胞を改変するために使用され得、そし
てそれによって、治療有効量のChMIrpを発現する細胞が産生される。相同
組換えは、もともとは、遺伝子を標的化して転写的に活性な遺伝子における変異
を誘導するか、または修正するために開発された技術である(Kucherla
patiら,1989,Prog.in Nucl.Acid Res.& M
ol.Biol.36:301)。基本的な技術が、特定の変異を哺乳動物ゲノ
ムの特定の領域に導入するため(Thomasら、1986,Cell 44:
419−428;ThomasおよびCapecchi,1987,Cell
51:503−512;Doetschmanら、1988,Proc.Nat
l.Acad.Sci.U.S.A.85:8583−8587)、または欠損
遺伝子における特定の変異を修正するため(Doetschmanら、1987
,Nature 330:576−578)の方法として、開発された。例示的
な相同組換え技術は、米国特許第5,272,071号;欧州特許第91 90
3051号;欧州公開番号第505 500号;PCT/US90/0764
2;国際公開番号WO 91/09955)に記載されている。
【0331】 相同組換えによって、ゲノムに挿入されるDNA配列は、それを標的化DNA
に付着させることによって、目的の遺伝子の特定の領域に指向され得る。この標
的化DNAは、ゲノムDNAの領域に相補的(相同)であるヌクレオチド配列で
ある。ゲノムの特定の領域に対して相補的な標的化DNAの小さな断片は、DN
A複製プロセスの間に、親鎖と接触される。これは、ハイブリダイズするために
細胞に挿入されたDNAの一般的な特性であり、従って、共有される相同領域を
介して、内因性DNAの他の断片と組み換わる。この相補鎖が、変異もしくは異
なる配列またはさらなるヌクレオチドを含むオリゴヌクレオチドに付着される場
合には、これはまた、この組換えの結果として新たに合成された鎖に組み込まれ
る。プルーフリーディング機能の結果として、DNAの新たな配列がテンプレー
トとして作用することが可能である。従って、移入されたDNAは、ゲノムに組
み込まれる。
【0332】 ChMIrpポリペプチドと相互作用し得るかまたはその発現を制御し得るD
NAの領域(例えば、隣接配列)が、標的化DNAのこれらの断片に付着される
。例えば、プロモーター/エンハンサーエレメント、サプレッサ、または外因性
転写調節エレメントが、意図される宿主細胞のゲノムに、所望のChMIrpポ
リペプチドをコードするDNAの近位で、このDNAの転写に影響を与えるに十
分な配向で、挿入される。制御エレメントは、この宿主細胞ゲノムに存在するD
NAの一部を制御する。従って、所望のChMIrpポリペプチドの発現は、C
hMIrp遺伝子自体をコードするDNAのトランスフェクションによってでは
なく、ChMIrp遺伝子の転写のための認識可能なシグナルを有する内因性遺
伝子配列を提供するDNA調節セグメントと結合した標的化DNA(目的の内因
性遺伝子と相同の領域を含む)の使用によって、達成され得る。
【0333】 例示的な方法において、細胞における所望の標的遺伝子(すなわち、所望の内
因性細胞遺伝子)の発現は、予め選択された部位における細胞ゲノムへの相同組
換えを介して、少なくとも調節配列、エキソン、およびスプライスドナー部位を
含むDNAの導入によって、変更される。これらの構成成分は、新たな転写単位
の産生を実際に生じるような様式で、染色体(ゲノム)DNAに導入される(こ
こで、DNA構築物に存在する調節配列、エキソン、およびスプライスドナー部
位は、内因性遺伝子に作動可能に連結される)。染色体DNAへのこれらの構成
成分の導入の結果として、所望の内因性遺伝子の発現が変化する。
【0334】 本明細書中で記載される場合、変更された遺伝子発現は、得られたときの細胞
において通常はサイレントな(発現されていない)遺伝子の活性化(または発現
させること)、ならびに得られたときの細胞において生理学的に有意なレベルで
は発現されない遺伝子の発現の増加を、包含する。この実施形態はさらに、調節
または誘導のパターンを変化させる工程を包含し、その結果、これは、得られた
ときの細胞において生じる調節または誘導のパターンとは異なり、そして得られ
たときの細胞において発現される遺伝子の発現を減少させる(排除することを含
む)。
【0335】 細胞の内因性ChMIrp遺伝子からのChMIrpポリペプチドの産生を増
加するかまたはこれを引き起こすために相同組換えが使用され得る1つの方法は
、最初に、相同組換えを使用して、組換え配列を部位特異的組換え系から(例え
ば、Cre/loxP、FLP/FRT)(Sauerら,1994,Curr
ent Opinion In Biotechnology,5:521−5
27;Sauerら,1993,Methods Enzymology,22
5:890−900)を、細胞の内因性ゲノムChMIrpポリペプチドコード
領域の上流(すなわち、5’側)に配置することを含む。ゲノムChMIrpポ
リペプチドコード領域のすぐ上流に配置された部位に対して相同性の組換え部位
を含むプラスミドは、適切なリコンビナーゼ酵素と共に、改変された細胞株に導
入される。このリコンビナーゼによって、このプラスミドの組換え部位を介して
、この細胞株のゲノムChMIrpポリペプチドコード領域のすぐ上流に位置す
る組換え部位へのプラスミドの組み込みを引き起こす(Baubonisおよび
Sauer、1993,Nucleic Acids Res.21:2025
−29;O’Gormanら、1991,Science 251:1351−
1355)。転写を増加させることが公知の任意の隣接配列(例えば、エンハン
サー/プロモーター、イントロン、翻訳エンハンサー)は、このプラスミド中に
適切に配置される場合、細胞の内因性ChMIrp遺伝子からの新規なまたは増
加したChMIrpポリペプチド産生を生じる新たなまたは改変された転写単位
を作製するような様式で組み込まれる。
【0336】 部位特異的組換え配列が細胞の内因性ゲノムChMIrpポリペプチドコード
領域のすぐ上流に配置された細胞株を使用するさらなる方法は、細胞株のゲノム
の他の位置に第2の組換え部位を導入するために相同組換えを使用することであ
る。適切なレコンビナーゼ酵素は、次いで、二つの組換え部位の細胞株に導入さ
れ、組換え事象(欠失、逆位、および転座)を生じ(Sauerら,1994,
Current Opinion In Biotechnology(前出)
;Sauer,1993,Methods In Enzymology(前出
))、これは、細胞の内因性ChMIrp遺伝子からの新規なまたは増加したC
hMIrpポリペプチド産生を生じる新規または改変された転写単位を作製する
【0337】 細胞の内因性ChMIrp遺伝子からのChMIrpポリペプチドの発現を増
加するため、または引き起こすためのさらなるアプローチは、細胞の内因性Ch
MIrp遺伝子からの新規なまたは増加したChMIrpポリペプチドの産生を
生じる様式で、遺伝子(単数または複数)(例えば、転写因子)の発現を増加す
るかまたは引き起こし、そして/または遺伝子(単数または複数)(例えば、転
写リプレッサ)の発現を減少する工程を包含する。この方法は、天然には存在し
ないポリペプチド(例えば、転写因子ドメインに融合した部位特異的DNA結合
ドメインを含むポリペプチド)を、細胞の内因性ChMIrp遺伝子からの新た
なまたは増加したChMIrpポリペプチドの産生が起こるように、細胞に導入
する工程を包含する。
【0338】 本発明はさらに、標的遺伝子の発現を変化させる方法において有用なDNA構
築物に関する。特定の実施形態において、例示的なDNA構築物は、以下を含む
:(a)1つ以上の標的化配列;(b)制御配列;(c)エキソン;および(d
)不対スプライスドナー部位。DNA構築物中の標的化配列は、エレメント(a
)〜(d)の細胞中の標的遺伝子への組込みを指向し、その結果、これらのエレ
メント(b)〜(d)は、内因性標的遺伝子の配列に作動可能に連結される。別
の実施形態において、DNA構築物は、以下を含む:(a)1つ以上の標的化配
列、(b)制御配列、(c)エキソン、(d)スプライスドナー部位、(e)イ
ントロン、および(f)スプライスアクセプター部位。ここで、標的化配列は、
エレメント(a)〜(f)の組込みを指向し、その結果、これらのエレメント(
b)〜(f)は、内因性遺伝子に作動可能に連結される。標的配列は、相同組換
えが生じる細胞性染色体DNAの予め選択された部位に対して相同性である。こ
の構築物において、エキソンは、一般的に、調節配列の3’であり、そしてスプ
ライスドナー部位は、このエキソンの3’である。
【0339】 特定の遺伝子の配列(例えば、本明細書中で示されるChMIrpポリペプチ
ドの核酸配列)が公知である場合、遺伝子の選択された領域に対して相補的なD
NAの断片は、合成され得るか、またはそうでなければ、例えば、目的の領域に
結合している特定の認識部位におけるネイティブのDNAの適切な制限によって
得られ得る。この断片は、細胞に挿入された際に、標的化配列として作用し、そ
してそのゲノム内の相同性領域にハイブリダイズする。このハイブリダイゼーシ
ョンが、DNA複製の間に生じる場合、このDNAの断片、およびそれに結合し
た任意のさらなる配列は、岡崎フラグメントとして作用し、そしてDNAの新た
に合成された娘鎖に組み込まれる。従って、本発明は、ChMIrpポリペプチ
ドをコードするヌクレオチドを含み、このヌクレオチドは、標的化配列として使
用され得る。
【0340】 あるいは、遺伝子治療が、以下に記載されるように使用され得る。
【0341】 (ChMIrpの細胞治療および遺伝子治療) ChMIrp細胞療法(例えば、ChMIrpを産生する細胞の移植)もまた
企図される。この実施形態は、生物学的に活性な形態のChMIrpポリペプチ
ドを合成および分泌し得る細胞を患者に移植する工程を包含する。このようなC
hMIrpポリペプチド産生細胞は、ChMIrpの天然のプロデューサーであ
る細胞であり得るか、または組換え細胞であって、そのChMIrpポリペプチ
ドを産生する能力が、所望のChMIrpポリペプチドをコードする遺伝子また
はChMIrpポリペプチドの発現を増大する遺伝子で形質転換することによっ
て増大された、組換え細胞であり得る。このような改変は、遺伝子を送達し、そ
の発現および分泌を促進するのに適切なベクターによって達成され得る。ChM
Irpポリペプチドを投与されている患者における潜在的な免疫学的反応を最小
化するために、外来種のポリペプチドの投与を伴い得る場合、ChMIrpポリ
ペプチドを産生する天然の細胞が、ヒト起源であり、そしてヒトChMIrpポ
リペプチドを産生することが好ましい。同様に、ChMIrpポリペプチドを産
生する組換え細胞が、ヒトChMIrpポリペプチドをコードする遺伝子を含む
発現ベクターで形質転換されることが好ましい。
【0342】 移植細胞は、周辺組織の浸潤を回避するようにカプセル化され得る。ヒトまた
は非ヒト動物細胞は、生体適合性の半透性ポリマー封入物または膜(これは、C
hMIrpポリペプチドの放出を可能にするが、患者の免疫系または周辺組織か
らの他の有害な因子による細胞の崩壊を防止する)で患者に移植され得る。ある
いは、ChMIrpポリペプチドをエキソビボで産生するように形質転換された
患者自身の細胞が、このようなカプセル化を伴わずに、患者に直接移植され得る
【0343】 生存細胞をカプセル化するための技術は当該分野で公知であり、そしてカプセ
ル化された細胞の調製および患者へのそれらの移植は、慣用的に達成され得る。
例えば、Baetgeら(国際公開番号WO95/05452;国際出願番号P
CT/US94/09299)は、生物学的に活性な分子の効率的な送達のため
に遺伝子操作された細胞を含む膜カプセルを記載する。このカプセルは、生体適
合性であり、そして容易に回収可能(retrievable)である。このカ
プセルは、哺乳動物宿主に移植された際に、インビボでダウンレギュレーション
に供されないプロモーターに作動可能に連結された生物学的に活性な分子をコー
ドするDNA配列を含む組換えDNA分子でトランスフェクトされた細胞をカプ
セル化する。このデバイスは、レシピエント内の特定の部位への生存細胞由来の
分子の送達を提供する。さらに、米国特許第4,892,538号、同第5,0
11,472号、および同第5,106,627号を参照のこと。生存細胞をカ
プセル化するための系は、国際出願WO91/10425(Aebischer
ら)国際出願WO91/10470(Aebischerら);Winnら、1
991,Exper.Neurol.113:322−329;Aebisch
erら、1991,Exper.Neurol.111:269−275;およ
びTrescoら、1992,ASAIO 38:17−23に記載される。
【0344】 ChMIrpの、インビボおよびインビトロでの遺伝子治療送達もまた、本発
明に含まれる。インビボ遺伝子治療は、ChMIrpをコードする遺伝子を、ポ
リヌクレオチド分子または他の適切な送達ベクターの局所的注射によって、細胞
に導入することによって、達成され得る(Hefti,J.Neurobiol
ogy,25:1418−1435,1994)。例えば、ChMIrpをコー
ドするポリヌクレオチド分子は、標的化された細胞への送達のために、アデノ随
伴ウイルスベクターに含まれ得る(国際公開番号WO 95/34670;国際
出願番号PCT/US95/07178)。組換えアデノ随伴ウイルス(AAV
)ゲノムは、代表的に、機能的プロモーターに作動可能に連結したChMIrp
をコードするDNA配列に隣接するAAV逆方向末端反復、およびポリアデニル
化配列を含む。
【0345】 代替のウイルスベクターとしては、レトロウイルスベクター、アデノウイルス
ベクター、単純ヘルペスウイルスベクターおよびパピローマウイルスベクターが
挙げられるが、これらに限定されない。米国特許第5,672,344号は、組
換え神経栄養性HSV−1ベクターを含む、インビボのウイルスにより媒介され
る遺伝子移入系を記載する。米国特許第5,399,346号は、治療タンパク
質をコードするDNAセグメントを挿入するようインビトロで処理されたヒト細
胞の送達によって、患者に治療タンパク質を提供するためのプロセスの例を、提
供する。遺伝子治療技術の実施のためのさらなる方法および材料は、米国特許第
5,631,236号に記載され;アデノウイルスベクターを含む遺伝子治療は
、米国特許第5,672,510号に記載され;そしてレトロウイルスベクター
の使用を含む遺伝子治療は、米国特許第5,635,399号に記載されている
【0346】 非ウイルス送達方法としては、リポソーム媒介移入、裸のDNA送達(直接注
射)、レセプター媒介移入(リガンド−DNA複合体)、エレクトロポレーショ
ン、リン酸カルシウム沈降および微粒子ボンバードメント(例えば、遺伝子銃)
が挙げられる。遺伝子治療の材料および方法としてはまた、誘導的プロモーター
、組織特異的エンハンサー−プロモーター、部位特異的取り込みのために設計さ
れたDNA配列、親細胞よりも優れた選択的利点を提供し得るDNA配列、形質
転換された細胞を同定するための標識、ネガティブ選択系および発現制御系(安
全性の尺度)、細胞特異的結合因子(細胞標的化のため)、細胞特異的インター
ナリゼーション因子、ベクターによる発現を増強するための転写因子、ならびに
ベクター作製の方法が挙げられ得る。遺伝子治療技術の実施のための、このよう
なさらなる方法および材料は、米国特許第4,970,154号、国際出願番号
WO 9640958;米国特許第5,679,559号;U.S.5,676
,954号;米国特許第5,593,875号;および米国特許第4,945,
050号に記載されている。発現制御技術としては、化学的に誘導される調節(
例えば、国際出願番号WO 9641865およびWO 9731899)、改
変されたステロイドホルモンレセプター系におけるプロゲステロンアンタゴニス
トの使用(例えば、米国特許第5,364,791号)、エクジソン制御系(例
えば、国際出願番号WO 9637609)ならびにポジティブテトラサイクリ
ン制御可能トランスアクチベーター(例えば、米国特許第5,589,362号
;同第5,650,298号;および同第5,654,168号)が挙げられる
【0347】 ChMIrpポリペプチドのインビボおよびインビトロ遺伝子治療送達がまた
、想定される。遺伝子治療技術の1つの例は、構成的プロモーターまたは誘導的
プロモーターに作動可能に連結され得るChMIrp遺伝子(ChMIrpポリ
ペプチドをコードするゲノムDNA、cDNA、および/または合成DNA、あ
るいはそのフラグメント、改変体、または誘導体のいずれか)を使用して、「遺
伝子治療DNA構築物」を形成することである。このプロモーターは、内因性C
hMIrp遺伝子に対して同種であっても異種であってもよいが、但し、この構
築物が挿入される細胞または組織型において、このプロモーターは活性である。
遺伝子治療DNA構築物の他の成分は、必要に応じて、部位特異的取り込みのた
めに設計されたDNA分子(例えば、相同組換えのために有用な内因性隣接配列
)、組織特異的なプロモーター、エンハンサー、またはサイレンサー、親細胞よ
りも優れた選択的利点を提供し得るDNA分子、形質転換された細胞を同定する
ための標的として有用なDNA分子、ネガティブ選択系、細胞特異的結合因子(
例えば、細胞標的化のため)、細胞特異的インターナリゼーション因子、および
ベクターによる発現を増強するための転写因子、ならびにベクターの製造を可能
にする因子を含み得る。
【0348】 次いで、遺伝子治療DNA構築物は、ウイルスベクターまたは非ウイルスベク
ターを使用して細胞に導入され得る(エキソビボまたはインビボのいずれか)。
遺伝子治療DNA構築物を導入するための1つの方法は、ウイルスベクターによ
る。適切なウイルスベクターは、本明細書において記載されるウイルスベクター
の手段によって、代表的に遺伝子治療DNA構築物の送達のための遺伝子治療に
おいて用いられる。特定のレトロウイルスベクターは、DNA構築物を細胞の染
色体DNAに送達し、そしてこのDNA構築物は、染色体DNAに組み込まれ得
る。他のベクターは、エピソームとして機能し、そして遺伝子治療DNA構築物
は、細胞質中に残る。
【0349】 さらに他の実施形態において、制御エレメントを、標的細胞におけるChMI
rp遺伝子の制御された発現のために含み得る。このようなエレメントは、適切
なエフェクターに応答してオンになる(turn on)。このようにして、治
療的ポリペプチドは、所望の場合に発現され得る。1つの従来の制御手段は、低
分子結合ドメインおよび生物学的プロセスを開始し得るドメインを含むキメラタ
ンパク質(例えば、DNA結合タンパク質または転写活性化タンパク質)を二量
化するために用いられる、低分子二量化剤またはラパログ(rapalog)の
使用を包含する(PCT公開WO9641865(PCT/US96/0994
86);WO9731898(PCT/US97/03137)および、WO9
731899(PCT/US95/03157)を参照のこと)。タンパク質の
二量化は、導入遺伝子の転写を開始するために使用され得る。
【0350】 代替の調節技術は、目的の遺伝子から発現されたタンパク質を、凝集体または
クラスターとして細胞の内側に貯蔵する方法を使用する。目的の遺伝子は、条件
的凝集ドメインを含む融合タンパク質として発現されて、小胞体における凝集タ
ンパク質の保持を生じる。貯蔵されたタンパク質は安定であり、そして細胞の内
側で不活性である。しかし、このタンパク質は、条件的凝集ドメインを除去する
薬物(例えば、低分子リガンド)を投与することによって放出され得、それによ
り、凝集体またはクラスターを特異的に破壊し、その結果、このタンパク質は細
胞から分泌され得る。Science 287:816−17および826−3
0を参照のこと。
【0351】 他の適切な制御手段または遺伝子スイッチとしては、以下の系が挙げられるが
、これに限定されない。ミフェプリストン(RU486)は、プロゲステロンア
ンタゴニストとして使用される。改変されたプロゲステロンレセプターリガンド
結合ドメインのプロゲステロンアンタゴニストへの結合は、2つの転写因子のダ
イマーを形成することによって、転写を活性化し、次いで、これは核に至り、D
NAに結合する。このリガンド結合ドメインは、レセプターの能力が、天然のリ
ガンドに結合する排除するように改変される。改変されたステロイドホルモンレ
セプター系はさらに、米国特許第5,364,791号、ならびにWO9640
911およびWO9710337に記載される。
【0352】 さらに別の制御系は、エクジソンレセプター(細胞質レセプター)に結合し、
そしてこれを活性化するエクジソン(ショウジョウバエステロイドホルモン)を
使用する。次いで、このレセプターは核にトランスロケーションし、特定のDN
A応答エレメント(エクジソン応答性遺伝子由来のプロモーター)に結合する。
エクジソンレセプターは、トランス活性化ドメイン/DNA結合ドメイン/リガ
ンド結合ドメインを含み、転写を開始する。エクジソン系はさらに、米国特許第
5,514,578号、およびWO9738117、WO9637609;およ
びWO9303162に記載される。
【0353】 別の制御手段は、陽性テトラサイクリン制御可能トランス活性化因子を使用す
る。この系は、転写を活性化するポリペプチドに連結された変異tetレプレッ
サタンパク質DNA結合ドメイン(逆テトラサイクリン制御トランス活性化因子
タンパク質を生じさせる(すなわち、これは、テトラサイクリンの存在下でte
tオペレーターに結合する)変異tetR−4アミノ酸の変化)を含む。このよ
うな系は、米国特許第5,464,758号;同第5,650,298号、およ
び同第5,654,168号に記載される。
【0354】 さらなる発現制御系および核酸構築物は、米国特許第5,741,679号お
よび同第5,834,186号(Innovir Laboratories
Inc.)に記載される。
【0355】 インビボ遺伝子治療は、ChMIrpポリペプチドをコードする遺伝子を、C
hMIrp核酸分子の局所的注射によって、または他の適切なウイルスもしくは
非ウイルス性の送達ベクターによって、細胞に導入することにより達成され得る
。(Hefti,Neurobiology 25:1418−35,1994
)。例えば、ChMIrpポリペプチドをコードする核酸分子は、標的細胞への
送達のためのアデノ随伴ウイルス(AAV)ベクターに含まれ得る(例えば、J
ohnson,国際公開番号WO95/34670;国際出願公開PCT/US
95/07178)。組換えAAVゲノムは、典型的に、機能的プロモーターお
よびポリアデニル化配列に作動可能に連結した、ChMIrpポリペプチドをコ
ードするDNA配列に隣接するAAV逆末端反復を含む。
【0356】 代替の適切なウイルスベクターとしては、レトロウイルス、アデノウイルス、
単純ヘルペスウイルス、レンチウイルス、肝炎ウイルス、パルボウイルス、パポ
バウイルス、ポックスウイルス、アルファウイルス、コロナウイルス、ラブドウ
イルス、パラミクソウイルス、およびパピローマウイルスのベクターが挙げられ
るが、これらに限定されない。米国特許第5,672,344号は、組換え神経
栄養性HSV−1ベクターを含むインビボウイルス媒介遺伝子移入系を記載する
。米国特許第5,399,346号は、治療タンパク質をコードするDNAセグ
メントを挿入するためにインビトロで処理されたヒト細胞の送達によって、治療
タンパク質を患者に提供するためのプロセスの例を提供する。遺伝子治療技術の
実施のためのさらなる方法および材料は、米国特許第5,631,236号(ア
デノウイルスベクターに関する)、同第5,672,510号(レトロウイルス
ベクターに関する)、同第5,635,399号(サイトカインを発現するレト
ロウイルスベクターに関する)に記載される。
【0357】 非ウイルス送達法としては、リポソーム媒介移入、裸のDNAの直接注射、レ
セプター媒介移入(リガンド−DNA複合体)、エレクトロポレーション、リン
酸カルシウム沈降、および微粒子ボンバードメント(例えば、遺伝子銃)が挙げ
られるが、これらに限定されない。遺伝子治療の材料および方法はまた、誘導的
プロモーター、組織特異的エンハンサー−プロモーター、部位特異的組込みのた
めに設計されたDNA配列、親細胞を超える選択的利点を提供し得るDNA配列
、形質転換された細胞を同定するための標識、ネガティブな選択系および発現制
御系(安全性の指標)、細胞特異的結合因子(細胞標的化のため)、細胞特異的
インターナリゼーション因子、およびベクターによる発現を増大する転写因子な
らびにベクターの製造方法を含み得る。遺伝子治療技術の実施のためのこのよう
なさらなる方法および材料は、米国特許第4,970,154号(エレクトロポ
レーション技術に関する);WO96/40958(核リガンドに関する);同
第5,679,559号(遺伝子送達のためのリポタンパク質含有系を記載する
);同第5,676,954号(リポソームキャリアに関する);同第5,59
3,875号(リン酸カルシウムトランスフェクションのための方法を記載する
)、および同第4,945,050号(生物学的に活性な粒子が一定の速度で細
胞に噴霧され、それによりこの粒子がこの細胞の表面に浸透し、そしてこの細胞
の内側に組み込まれるプロセスを記載する)に記載される。
【0358】 ChMIrp遺伝子治療または細胞治療はさらに、同一または異なる細胞(単
数または複数)における1つ以上のさらなるポリペプチドの送達を含み得ること
もまた企図される。このような細胞は、患者に別々に導入され得るか、またはこ
の細胞は、単一の移植可能デバイス(例えば、上記のカプセル化膜)に含められ
得るか、あるいはこの細胞は、ウイルスベクターによって別々に改変され得る。
【0359】 遺伝子治療による細胞における内因性ChMIrpポリペプチドの発現を増加
する別の手段は、ChMIrp遺伝子のプロモーターに1つ以上のエンハンサー
エレメントを挿入することであり、ここでエンハンサーエレメントは、ChMI
rpポリペプチド遺伝子の転写活性を増加させるように作用し得る。使用される
エンハンサーエレメントは、遺伝子を活性化することを所望する組織に基づいて
選択される−その組織においてプロモーター活性化を与えることが知られている
エンハンサーエレメントが選択される。例えば、ChMIrpポリペプチドをコ
ードする遺伝子がT細胞において「オンに変わる(turn on)」場合、l
ckプロモーターエンハンサーエレメントが使用され得る。ここで、付加される
転写エレメントの機能的部分は、標準的なクローニング技術を使用して、ChM
Irpポリペプチドプロモーターを含むDNAのフラグメントに挿入され得る(
そして必要に応じて、ベクターおよび/または5’および/または3’隣接配列
などに挿入される)。「相同組換え構築物」として公知のこの構築物は、次いで
、エキソビボまたはインビボのいずれかで、所望の細胞に導入され得る。
【0360】 遺伝子治療を用いてまた、内因性プロモーターのヌクレオチド配列を改変する
ことによって、ChMIrpポリペプチド発現を減少させ得る。このような改変
は、典型的に、相同組換え方法によって達成される。例えば、不活性化のために
選択されたChMIrp遺伝子のプロモーターの全てまたは一部を含むDNA分
子は、転写を調節するプロモーターの断片を除去および/または置換するように
操作され得る。例えば、プロモーターの転写活性化因子のTATAボックスおよ
び/または結合部位は、標準的な分子生物学的技術を使用して欠失され得;この
ような欠失は、プロモーター活性を阻害し得、それによって、対応するChMI
rp遺伝子の転写を阻止し得る。プロモーターにおけるTATAボックスまたは
転写活性化因子結合部位の欠失は、ChMIrpポリペプチドプロモーター(調
節されるChMIrp遺伝子と同じかまたは関連の種由来)のすべてまたは関連
の部分を含むDNA構築物を生成することによって達成され得、ここで、1つ以
上のTATAボックスおよび/または転写活性化因子結合部位のヌクレオチドは
、1つ以上のヌクレオチドの置換、欠失、および/または挿入によって変異され
る。結果として、TATAボックスおよび/または活性化因子結合部位は、活性
を減少するか、または完全に不活化される。この構築物はまた、典型的に、改変
されたプロモーターセグメントに隣接したネイティブの(内因性)5’および3
’DNA配列に対応する少なくとも約500塩基のDNAを含む。この構築物は
、直接または本明細書中に記載されるようなウイルスベクターを介してのいずれ
かで、適切な細胞に(エキソビボまたはインビボのいずれかで)導入され得る。
典型的に、細胞のゲノムDNAへのこの構築物の組込みは、相同組換えによって
であり、ここで、このプロモーター構築物の5’および3’DNA配列は、内因
性染色体DNAへのハイブリダイゼーションによって、改変プロモーター領域を
組み込むのを補助するように作用し得る。
【0361】 (ChMIrp核酸およびポリペプチドのさらなる用途) 本発明の核酸分子(それ自体は生物学的に活性なポリペプチドをコードしない
核酸分子を含む)を使用して、ChMIrp遺伝子および関連遺伝子の染色体上
の位置をマッピングし得る。マッピングは、当該分野で公知の技術(例えば、P
CR増幅およびインサイチュハイブリダイゼーション)により行われ得る。
【0362】 ChMIrp核酸分子(それ自体は生物学的に活性なポリペプチドをコードし
ない核酸分子を含む)は、哺乳動物組織または体液サンプル中のChMIrpD
NAまたは対応するRNAの存在について、定性的または定量的のいずれかで試
験するための、診断アッセイにおけるハイブリダイゼーションプローブとして有
用であり得る。ChMIrpは、診断/予測マーカーとして働き得るか、または
広範な種々のヒト癌をアッセイし得る。癌処置の間のChMIrpの発現におけ
るモニタリングの変化は、腫瘍増殖および処置の成功をモニターするための代理
マーカーとして用いられ得る。
【0363】 CHMIrpポリペプチドは、処置される状態に適切である場合、1つ以上の
サイトカイン、増殖因子、抗生物質、抗炎症剤および/または化学療法剤と組み
合わせて(同時にかまたは引き続き)使用され得る。ChMIrpは、低分子イ
ンヒビターとして有用であり得る。さらに、ChMIrpポリペプチドから設計
されたペプチドインヒビターは、ChMIrpポリペプチド活性を調節する治療
物質または同定物質として用いられ得る。
【0364】 他の方法はまた、1つ以上のChMIrpポリペプチドの活性を阻害すること
が所望される場合に使用され得る。このような阻害は、発現制御配列(三重らせ
ん形成)またはChMIrp mRNAに相補的でありかつ発現制御配列(三重
らせん形成)またはChMIrp mRNAにハイブリダイズする核酸分子によ
りもたらされ得る。例えば、アンチセンスDNAまたはRNA分子(これらは、
選択されたChMIrp遺伝子の少なくとも一部に相補的である配列を有する)
は、細胞中に導入され得る。アンチセンスプローブは、本明細書中に開示される
ChMIrpポリペプチドの配列を使用して、利用可能な技術により設計され得
る。代表的には、このようなアンチセンス分子の各々は、選択された各ChMI
rp遺伝子の開始部位(5’末端)に相補的である。このアンチセンス分子が次
いで、対応するChMIrp mRNAにハイブリダイズする場合、このmRN
Aの翻訳は、防止されるかまたは低減される。アンチセンスインヒビターは、細
胞または生物におけるChMIrpポリペプチドの減少または不在に関連する情
報を提供する。
【0365】 あるいは、遺伝子治療を使用して、1つ以上のChMIrpポリペプチドのド
ミナントネガティブインヒビターを作製し得る。この状況において、各選択され
たChMIrpポリペプチドの変異体ポリペプチドをコードするDNAが、調製
され得、そして本明細書中に記載されるウイルス性または非ウイルス性のいずれ
かの方法を使用して患者の細胞中に導入され得る。このような変異体の各々は、
代表的にはその生物学的役割において内因性ポリペプチドと競合するように設計
される。詳細には、ChMIrpは、広範な種々の腫瘍における処置のためのド
ミナントネガティブな遺伝子治療を設計するのに有用であり得るキナーゼドメイ
ンを含む。
【0366】 さらに、ChMIrpポリペプチドは(生物学的に活性でも活性でなくても)
免疫原として使用され得、すなわち、これらのポリペプチドは、それに対して抗
体が惹起され得る少なくとも1つのエピトープを含有する。ChMIrpポリペ
プチド(本明細書中に記載されるような)に結合する選択的結合因子は、インビ
ボおよびインビトロでの診断目的のために使用され得、これらの目的としては、
体液サンプルまたは細胞サンプル中のChMIrpポリペプチドの存在を検出す
るための標識された形態での使用を含むが、これに限定されない。これらの抗体
をまた使用して、本明細書中に列挙される疾患および障害を含む多数の疾患およ
び障害を、予防、処置、または診断し得る。これらの抗体は、ChMIrpポリ
ペプチドの少なくとも1つの活性特徴を低減するかまたは遮断するように、Ch
MIrpポリペプチドに結合し得るか、またはポリペプチドに結合してChMI
rpポリペプチドに特有の少なくとも1つの活性(ChMIrpポリペプチドの
薬物動態を増加させることによるものを含む)を増加し得る。
【0367】 本発明の被験物質は、以下の実施例によってさらに記載される。以下の実施例
は、例示目的のみを意図しており、どのような方法でも本発明を限定すると解釈
されるべきではない。
【0368】 (実施例1) (コンドロモジュリン(Chondromodulin)−I関連遺伝子をコ
ードするマウスcDNAの単離) 製造業者の指示に従って、市販のRNA抽出キット(Pharmacia B
iotech,Psicataway,NJ)を用いて、オステオプロゲリン(
Osteoprogerin)トランスジェニックマウス(Simonetら、
Cell、89:309〜319,1997)の大理石骨病の骨から抽出した総
RNAから、マウスcDNAライブラリーを作製した。Dynabeads O
ligo(dT)25カラム(Dynal,Oslo,Norway)を用いて
、ポリA+RNAを選択した。製造業者のプロトコールに従って、cDNA合成
およびプラスミドクローニング用のSuperscript Plasmid
System(Gibco−BRL、Rockville,MD)を用いて、こ
のcDNAを、合成した。得られたcDNAをSalI制限酵素およびNotI
制限酵素(Boehringer Mannheim、Indianapoli
s,IN)を用いて消化し、ベクターへの連結を補助するための粘着末端を作製
した。設計したcDNAを、T4 DNAリガーゼ(Promega,Madi
son,WI)を用いて、SALI/NOTI事前設計pSPORTベクター(
Gibco−BRL)中に連結した。連結した産物を、エレクトロポレーション
によって、E.coli DB10Bエレクトロコンピテント菌(Gibco−
BRL)に形質転換した。形質転換した細菌を、100mg/mlのアンピシリ
ンを含有するLBアガロースプレート上にプレートした。配列決定用にクローン
を無作為に選択した。
【0369】 上記のマウスcDNAライブラリーから生成したクローンの配列決定により、
EST配列であるsmbo2−00029−h3に対応するDNAを同定した。
これは、コンドロモジュリン(chondromodulin)−1関連ペプチ
ド(ChMIrp)と現在呼ばれている。SWISS−PROTデータベースの
BLAST分析により、配列番号3に示されるマウスChMIrp cDNAが
、ウシコンドロモジュリン−Iポリペプチド(配列番号7)のアミノ末端部分に
、116アミノ酸にわたって32%同一性を示すタンパク質をコードしているこ
とが確認された。コンドロモジュリン−Iに対する相同性によって、ChMIr
pインサート全体の両方の鎖の決定が可能になった。図1に示すように、マウス
ChMIrpのポリヌクレオチド配列(配列番号3)は、951ヌクレオチド
のオープンリーディングフレームを有する。マウスChIrpポリヌクレオチド
配列は、ブダペスト条約に従って、2000年8月8日に、アメリカンタイプカ
ルチャーコレクション(10801 University Boulevar
d Manassas,VA)に寄託され、ATCC登録番号PTA−2329
を与えられた。
【0370】 (実施例2) (マウスChMIrpのヒトオルソログの同定) 全長マウスChMIrpヌクレオチド配列(配列番号3)を用いたGeneb
ank ESTデータベースのBLAST分析により、ChMIrpのヒトオル
ソログをコードしている、7つのヒトEST(Genebank登録番号 aa
297231、t121280、t12179、ai123839、ai146
280、11453695、およびai147044)が示された。以下表1に
示される、プライマーを用いて3’RACEおよび5’RACEによって、全長
ヒトcDNAを生成した。このプライマー配列は、7つのヒトESTの比較に由
来するコンセンサス配列に基づく。
【0371】
【表3】 ヒト骨格筋マラソン準備(Human Skeletal Muscle M
arathon Ready)cDNAおよびヒト心臓マラソン準備(Huma
n Heart Marathon Ready)cDNAを、5’RACEの
ためのテンプレートDNA(Clontech,Palo Alto,CA)と
して用いた。なぜなら、ノーザンブロット分析(以下、実施例3を参照)により
、ヒト骨格筋およびヒト心臓においてChMIrpが検出されたからである。5
’PCRプライマーとしてAP−1プライマー(配列番号15)、そして3’P
CRプライマーとしてプライマー2244〜19(配列番号13)を用いて、ヒ
ト骨格筋マラソン準備cDNA(Human Skeletal Muscle
Marathon Ready cDNA)由来の5’RACEを生成した。
5’PCRプライマーとしてAP1(配列番号15)、そして3’PCRプライ
マーとしてプライマー2244〜23(配列番号11)を用いて、ヒト骨格筋マ
ラソン準備cDNA(Human Skeletal Muscle Mara
thon Ready cDNA)由来の5’RACEを生成した。製造業者(
Clontech)のプロトコールに従って、第一回のRACE反応を実施した
。第一5’RACE産物の1:50希釈の1ミリリットルを、ネスト化5’RA
CEのためのテンプレートとして用いた。骨格筋用のネスト化5’RACE反応
プライマーは、5’プライマーの場合AP−2(配列番号16)、そして3’プ
ライマーの場合プライマー2244〜20(配列番号14)であった。ヒト心臓
ネスト化5’RACEにおいて、AP−2(配列番号16)を、5’PCRネス
ト化プライマーとして用い、そして2244−22を、3’ネスト化プライマー
として用いた。製造業者(Clontech)のプロトコールに従って、ネスト
化PCR反応を実施した。
【0372】 ヒト骨格筋マラソン準備cDNA(Human Skeletal Musc
le Marathon Ready cDNA)を3’RACEのためのテン
プレートDNAとして用いた。5’プライマーとしてプライマー2311−20
(配列番号14)を用い、そして3’PCRプライマーとして、AP−1(配列
番号15)を用いて、3’RACE産物を生成した。最初の3’RACE反応を
製造業者(Clontech)のプロトコールに従って実行した。最初の3’R
ACE産物の1:50希釈の1マイクロリットルを、ネスト化3’RACE反応
のテンプレートDNAとして用いた。プライマー2311−21(配列番号18
)を5’PCRネスト化プライマーとして用い、そしてAP−2(配列番号16
)を3’PCRネスト化プライマーとして用いた。ネスト化PCR反応を製造業
者(Clontech)のプロトコールに従って実施した。
【0373】 5’RACEおよび3’RACE反応の産物を1%アガロースゲル上の電気泳
動によって分離した。適切にサイズ化したバンドをこのアガロースゲルから切り
出して、製造業者の指示に従って、Qiaquickゲル抽出キット(Qiag
en,Valencia,CA)によって精製した。抽出したDNAをTaqポ
リメラーゼ(Boehringer Mannheim)を含有する10mM
Tris−HCl(pH8.3)、1.5mM MgCl,50mM KCl
、0.2mM dNTP’s(dATP、dTTP、dGTP、dCTP)とと
もに、37℃で5分間インキュベートした。次いで、DNAをPCR2.1ベク
ター(Invitrogen,Carlsbad,CA)中に連結して、製造業
者の指示に従って細菌中に形質転換した。インサート(挿入物)のサイズを、E
coRI制限酵素(Boehringer Mannheim)消化によって、
続いて1%アガロースゲルでの電気泳動によって決定した。配列決定を行い、p
CR2.1ベクターによって発現された5’RACEおよび3’RACE産物の
同定を確実にした。
【0374】 図2に示されるように、ヒトChMIrp cDNA(配列番号1)は、5’
非翻訳領域における86bpおよび3’非翻訳領域における182bpに加えて
、953ヌクレオチド(配列番号2)のオープンリーディングフレームを構成す
る。ヒト(huChIrp)およびマウス(muChIrp)アミノ酸配列(そ
れぞれ、配列番号2および4)の配列(図3)は、97%の同一性を示す。ヒト
ChMIrpポリペプチド配列は、ブダペスト条約に基づいて、アメリカンタイ
プカルチャーコレクション(10801 University Boulev
ard Manassas,VA)に、2000年8月8日に寄託され、そして
ATCC受託番号PTA−2328を与えられた。
【0375】 図4に示されるように、huChMIrpおよびmuChMIrpは、マウス
(Genebank登録番号:U43509)、ラット(Genebank登録
番号:AF051425)、ウシ(Swiss−Prot登録番号:CHM1 BOVIN)、ヒト(Genbank登録番号:AB006000)、およびウ
サギ(Genebank登録番号:AF072129)(それぞれ、配列番号5
〜9)を含むいくつかの種由来のコンドロムジュリン−I(chondromo
dulin−I)の配列と比較した。BLAST分析は、muChMIrpオー
プンリーディングフレームがラットコンドロムジュリン−Iの289アミノ酸に
わたって39%の同一性を示すことを決定した。さらに、ヒト、マウス、ウシお
よびウサギのコンドロムジュリン−Iとの一致は、約35%の同一性を示した。
BLAST分析は、muChMIrpのオープンリーディングフレームが、ラッ
トコンドロムジュリン−Iポリペプチドについて、262アミノ酸にわたって4
1%の同一性を示し、マウスコンドロムジュリン−Iポリペプチドについて、2
62アミノ酸にわたって40%の同一性を示し、ウシコンドロムジュリン−Iポ
リペプチドについて、314アミノ酸にわたって36%の同一性を示し、ウサギ
コンドロムジュリン−Iポリペプチドについて、262アミノ酸にわたって37
%の同一性を示し、そしてヒトコンドロムジュリン−Iポリペプチドについて、
260アミノ酸にわたって37%の同一性を示すことを決定した。さらに、マウ
スChMIrpは、ニワトリコンドロムジュリン−Iポリペプチドについて、2
89アミノ酸にわたって39%の同一性を示す(示さず)。ヒトChMIrpと
マウスChMIrpとの間の保存性は非常に高いため、huChMIrpと他の
種のコンドロムジュリン−Iとの間のBLAST分析データは、上記のmuCh
MIrp同一性と比較可能であった。
【0376】 (実施例3) (ChMIrpの組織特異的発現) ChMIrp遺伝子の組織特異的発現パターンを、ノーザンブロッドによって
研究した。PCR産生32P標識プローブを使用して、ヒトおよびマウスの両方
由来の様々な組織におけるChMIrp転写物の存在を検出した。pSPORT
ベクター(Gibco−BRL)に挿入したマウスChMIrp cDNA(配
列番号3)を、テンプレートとして使用して、コード領域全体をPCR増幅して
、ノーザンブロット分析のためのプローブとして使用した。5’プライマーを、
Primer2245−78として定義し、そしてこれは配列ATGGCAAA
GAATCCTCCAGAGAAC(配列番号19)からなり、そして3’プラ
イマーは、Primer2245−79と命名し、そしてこれは、配列CTAT
TAGACTCTCCCAAGCATGCG(配列番号20)からなった。10
mM Tris−HCl(pH8.3)、1.5mM MgCl、50mM
KCl、0.2mMのdATP、dTTPおよびdGTP、0.01mMのdC
TP、0.17mM(α−32P)dCTP、0.4mMの各プライマーおよび
10ngのmuChMIrpテンプレートDNAを含む100ml容量中で、P
CR反応を行った。PCRパラメーターは、94℃で30秒間、40回循環する
2分間、94℃の変性工程、30秒間70℃のアニーリング、および72℃で1
分間の伸長を含んだ。このプローブは、Sepharose G50カラム(5
’−3’Inc,Boulder,CO)で精製した。
【0377】 ヒト、胎児マウスおよび成体マウス組織を含む市販の多組織ノーザンブロット
(Clontech,Palo Alto,CA)、ならびに市販のZoo B
lot(Clontech)を、muChMIrpを用いて調査した。さらに、
標準的な技術(Sambrookら、Molecular Cloning,C
old Springs Harbor Laboratory Press,
New York,1989)によって、RNAを、Osteoprotege
rin(OPG)トランスジェニックマウス、OPGノックアウトマウス(Bu
cayら、Genes Dev.,12:1260−1268)および正常なC
D−1マウスから単離した。組織を20mlのTRIzol試薬(Gibco−
BRL)で溶解し、30秒間ホモジナイズし、そして40mlのクロロホルムで
抽出した。チューブを4000rpmで30分間遠心分離し、そして水相を新し
いチューブに移した。10mlのイソプロパノールを添加し、混合し、そして4
200rpmで30分間遠心分離することによって、RNAを沈殿させた。この
RNAペレットを、10mlの70%エタノールで洗浄し、穏やかに乾燥し、そ
して0.5mlのTE緩衝液に再懸濁した。RNAを、ホルムアルデヒド/アガ
ロースゲル電気泳動システムを使用して画分化した。電気泳動の後、このゲルを
処理し、そして RNAをナイロンメンブレンに移した(Sambrookら、
前出を参照のこと)。
【0378】 ノーザンブロットを、Rapid−hyb緩衝液(Amersham Lif
e Sciences,Arlington Heights,IL)中、65
℃で30秒間プレハイブリダイゼーションした。このブロットを、次いで、32 P−標識したmuChMIrpプローブを添加した同じ溶液中で、65℃で2時
間ハイブリダイズした。フィルターを、最初に2×SSC/0.1% SDSで
、室温で5分間洗浄し、次いで、0.1×SSC/0.1% SDSで2回、5
5℃で15分間洗浄した。これらのブロットを、X線フィルムに−80℃で4日
間暴露した。
【0379】 ストリンジェントな条件下におけるマウス胎児組織のノーザンブロット分析は
、15日および17日の全胎児において、1.2kbの転写物を検出した。低レ
ベルの発現は、11日目の胎児において検出されたが、15日および17日の胎
児では高レベルに発現されなかった。マウス多組織ブロットは、骨格筋において
、類似のサイズの転写物を検出した。
【0380】 muChMIrpプローブはまた、複数の組織由来のヒトmRNAにおいて、
1.2kbの転写物を検出した。発現は、ヒト卵巣において検出され、より低い
程度で、骨格筋、前立腺、および心臓において検出された。
【0381】 コントロールCD−1マウス由来の大腿骨および脛骨、ならびにOPGトラン
スジェニックマウスの大理石骨病の大腿骨および脛骨由来のRNAは、弱いレベ
ルのmuChMIrpを発現したが、OPGノックアウトマウス由来の大理石骨
病の大腿骨および脛骨において、発現は検出されなかった。
【0382】 Zoo Blot(Clontech)を、Rapid−hyb緩衝液(Am
ersham Life Sciences)中、65℃で30秒間、プレハイ
ブリダイズした。次いで、ブロットを、32P−標識muChMIrpプローブ
を添加した同じ溶液中、65℃で2時間ハイブリダイズした。このフィルターを
、初めに2×SSCで15分間室温で2回洗浄し、次いで、0.1×SSC/0
.1% SDSで、15分間55℃で2回洗浄した。ブロットを、X線フィルム
に−80℃で3日間暴露した。
【0383】 このmuChMIrpプローブは、Zoo Blotにおいて、マウス、ラッ
ト、ウサギおよびウシDNAから、2つのバンドを検出した。サザンブロット分
析は、高ストリンジェンシーの洗浄を用いて実施され、これはmuChMIrp
とラット、ウサギおよびウシ由来のChMIrpとの間の相同性が高くなければ
ならないことを示した。
【0384】 インサイチュハイブリダイゼーションを、ChMIrp発現の組織部位を決定
するために行った。正常な胎児(E8.5〜E18.5)および成体マウスおよ
びラット組織のパネルを、4%パラホルムアルデヒドに固定し、パラフィン中に
包埋し、そして5マイクロメートルに切り出した。インサイチュハイブリダイゼ
ーションの前に、組織に0.2M HClを透過させ、続いて、10mg/ml
プロテイナーゼKで消化し、そしてトリエタノールアミンおよび無水酢酸でアセ
チル化した。切片を、全長ChMIrpに相補的な33P標識アンチセンスRN
Aプローブおよびセンス(コントロール)プローブで、55℃で一晩ハイブリダ
イズした。このアンチセンスおよびセンス33P−標識プローブを、muChM
Irp cDNAを含むプラスミドDNAのインビトロ転写によって得た。ハイ
ブリダイゼーションの後、切片を、55℃で、4×SSCで2回洗浄し、20m
g/mlのRNase Aで処理して、ハイブリダイズしたプローブを除去し、
次いで、0.1×SSC中、55℃の高ストリンジェンシーの洗浄に供した。ス
ライドをKodak NTB2エマルジョンに浸漬し、44℃で2〜3週間暴露
し、発色させ、そして濃縮した。切片を、暗視野照明法および標準的な照明法を
使用して試験して、組織形態学およびハイブリダイゼーションシグナルの同時評
価を行った。次いで、以下の組織を試験した:脳、耳下線、顎下腺および舌下腺
、食道、胃、十二指腸、空腸、近位結腸および遠位結腸、肝臓、膵臓、心臓、肺
、気管、血管、リンパ節、脾臓、胸腺、骨髄、腎臓、膀胱、甲状腺、副腎、精巣
、前立腺、卵巣、子宮、卵管、胎盤、骨、骨格筋、皮膚、および脂肪組織。
【0385】 muChMIrpアンチセンスプローブは、センスコントロールプローブを用
いて見られるバックグラウンドの非常に低いレベルより上で検出可能な明確なシ
グナルを生成した。E8.5、10.5または11.5の切片において、シグナ
ルは検出されなかった。E13.5〜成体切片の発現は、腱、おそらく筋膜にお
いて検出された。識別可能な腱の全てにおいて明確なシグナルが存在したが、筋
肉、骨または軟骨においてシグナルは検出されなかった。シグナルはまた、皮膚
の毛包に隣接する細胞、およびM細胞として公知の腸内のリンパ球斑上に存在す
る特殊な上皮細胞において検出された。発現のさらなる部位は、胸腺髄質、脳の
脳梁のすぐ上の大脳皮質、および卵巣中の発生中の卵胞を取りまく顆粒細胞にお
いて検出された。
【0386】 (実施例4) (ChMIrpゲノムDNAの特徴付け) BLAST分析は、Genbank登録番号AL035608が、ヒトChM
Irpゲノム配列を含むことを同定した。この配列は、染色体Xq21.33−
23由来のヒトゲノムDNAを含むクローン479J7由来であった。このヒト
ChMIrpゲノムDNA(配列番号10)は、7個のエキソンおよび6このイ
ントロンを含み、そして図5に示される。
【0387】 (実施例5) (ChMIrpポリペプチドの産生) (A.細菌中のChMIrpポリペプチドの発現) PCRを使用して、配列の5’および3’末端に対応するプライマーを使用し
てChMIrpポリペプチドをコードするテンプレートDNA配列を増幅した。
この増幅したDNA産物を、制限酵素部位を含むように改変し、標準的な組換え
DNA方法を使用して発現ベクターに挿入し得る。luxプロモーターおよびカ
ンママイシン耐性をコードする遺伝子を含む代表的なベクター(例えば、pAM
G21(ATCC NO:98113)を、挿入されたDNAの指向性クローニ
ングのために、BamHIおよびNdeIで消化した。連結混合物を、電気泳動
およびカンナマイシン耐性について選択された形質転換体により、E.coli
宿主株Top10(Invitrogen)に形質転換した。選択したコロニー
由来のプラスミドDNAを単離し、そして配列決定に供して、挿入物の存在を確
認した。
【0388】 30mg/mlのカンナマイシンを含む2×YT培地中で、形質転換した宿主
細胞を、インキュベーションの前に、30分間インキュベーションした。N−(
3−オキソヘキサノイル)−D1−ホモセリンラクトースを30ng/mlの最
終濃度まで添加し、続いて30℃または37℃のいずれかで6時間インキュベー
ションすることによって、遺伝子発現を誘導する。この培養液を遠心分離し、細
菌ペレットを再懸濁および溶解し、そしてSDSポリアクリルアミドゲル電気泳
動(SDS−PAGE)により宿主細胞タンパク質を分析することによって、C
hMIrpポリペプチドの発現を評価する。
【0389】 ChMIrpを含む封入体を、以下のように精製した:細菌細胞を、遠心分離
によりペレット化し、そして水に再懸濁した。この細胞懸濁物を、超音波処理に
よって溶解し、そして195,000×gで5〜10分間遠心分離することによ
ってペレット化した。この上清を捨て、そしてこのペレットを洗浄し、そしてホ
モジナイザーに移した。このペレットを、5mlのPercoll溶液(75%
液体Percoll/0.15M NaCl)中で、均一に懸濁されるまでホモ
ジナイズし、次いで希釈し、そして21,600×gで30分間遠心分離する。
封入体を含む勾配画分を回収し、そしてプールする。この単離した封入体を、次
いで、SDS−PAGEにより分析する。
【0390】 E.coliが産生するChMIrpポリペプチドに対応するSDS−PAG
Eのシグナルバンドをゲルから切り取り、そしてN−末端アミノ酸配列を、本質
的に、Matsudariraら(J.Biol.Chem.,262:10−
35,1987)に記載されるようにして決定する。
【0391】 (B.哺乳動物細胞におけるChMIrpポリペプチドの発現) PCRを使用して、配列の5’および3’末端に対応するプライマーを使用し
て、ChMIrpポリペプチドをコードするテンプレートDNA配列を増幅する
。この増幅されたDNA産物を、制限酵素部位を含むように改変して、発現ベク
ターに挿入する。PCR産物をゲル精製し、そして標準的な組換えDNA方法を
使用して発現ベクターに挿入する。代表的なベクターのpCEP4(Invit
rogen)(これは、複製のEpstein−Barrウイルス起点を含む)
を、COS細胞におけるChMIrpの発現のために使用し得る。増幅しゲル精
製したPCR産物を、pCEP4に連結し、そしてCOS細胞にリポフェクショ
ンする。トランスフェクトした細胞を、100mg/mlハイグロマイシン中で
選択し、そして得られた薬物耐性培養物をコンフルーエンスまで増殖させる、次
いで、この細胞を、血清を含まない培地で72時間培養し、馴化培地を除去し、
そしてChMIrpポリペプチド発現を、SDS−PAGEで分析する。
【0392】 ChMIrpポリペプチドの発現は、例えば、銀染色によって検出され得る。
あるいは、ChMIrpは、エピトープタグ(例えば、IgG接触ドメインまた
はFLAGエピトープ)を有する融合タンパク質として産生され、これは、タグ
ペプチドに対する抗体を使用するウエスタンブロット分析によって検出され得る
【0393】 ChMIrpポリペプチドは、SDS−PAGEゲルから取り出されるか、ま
たはChMIrp融合タンパク質がこのエピトープタグに対するアフィニティク
ロマトグラフィーによって精製され、そして上記のように、N−末端アミノ酸配
列分析に供され得る。
【0394】 (実施例6) (ChMIrp抗体の産生) ChMIrpポリペプチドに対する抗体は、精製したタンパク質で免疫化する
ことによって、または生物学的合成もしくは化学的合成により生成されるChM
Irpペプチドで免疫化することによって得られ得る。実質的に純粋なChMI
rpポリペプチドまたはポリペプチドは、実施例5に記載されるように、トラン
スフェクトした細胞から単離され得る。最終調製物中のタンパク質の濃度は、例
えば、Amiconフィルターデバイスで濃縮することによって、数μg/ml
のレベルまで調整され得る。このタンパク質に対するモノクローナル抗体または
ポリクローナル抗体は、次いで、抗体を生成するために、当該分野で公知の手順
(例えば、HudsonおよびBayに記載される方法(Practical
Immunology 第2版、Blackwell Scientific
Productions)のいずれかによって調製され得る。
【0395】 (A.抗ChMIrpモノクローナル抗体産生) 上記のように同定および単離された任意のペプチドのエピトープに対するモノ
クローナル抗体は、KohlerおよびMilstein(Nature, 2
56:495,1975)の古典的方法またはその派生的方法に従って、マウス
ハイブリドーマから調製され得る。手短には、マウスに、数週間にわたって数μ
gの選択したタンパク質を繰り返して播種する。次いで、このマウスを屠殺し、
そして脾臓の抗体産生細胞を単離する。これらの脾臓細胞を、マウス黒色腫細胞
(例えば、NS−1細胞)と共に、ポリエチレングリコールによって融合し、そ
して過剰の融合されなかった細胞を、ヒポキサンチン;アミノプテリン;および
チミジンを含有する選択培地(HAT培地)上でのこの系の増殖によって破壊す
る。首尾よく融合された細胞を希釈し、そしてこの希釈物のアリコートを、マイ
クロタイタープレートのウェルに置き、ここで、培養物の増殖を継続する。選択
後、組織培養上清を、各融合体のウェルから採取し、そしてEIAによるChM
Irp抗体産生について試験する。選択陽性クローンを拡大し得、そしてそれら
のモノクローナル抗体産物を、使用のために回収し得る。モノクローナル抗体産
生のための詳細な手順は、Davisら(Basic Methods in
Molecular Biology,Section 21−2,Elsev
ier,New York,NY)に記載される。
【0396】 (B.ポリクローナルChMIrp抗体産生) 単一のタンパク質の異種エピトープに対する抗体を含有するポリクローナル抗
血清を、上記のように、発現されたタンパク質で適切な動物を免疫することによ
って調製され得る。効果的なポリクローナル抗体産生は、抗原および宿主種の両
方に関連する多くの因子によって影響される。例えば、小さい分子は、大きい分
子よりも免疫原性がより低い傾向にあり、そしてキャリアアジュバントの使用を
必要とし得る。また、宿主動物は、播種の部位および用量に応答して変化し、不
十分かまたは過剰な用量の抗原のいずれもが、低力価の抗血清を生じる。複数の
皮内部位に投与される少ない用量(ngレベル)の抗原が、最も確実であるよう
である。ウサギについての効果的な免疫プロトコルは、Vaitukaitis
ら(J.Clin.Endocrinol.Metab.,33:988−99
1,1971)に見出され得る。
【0397】 ブースター注射が、定期的間隔で与えられ得、抗血清を、その抗体力価が半定
量的に決定した場合(例えば、既知の濃度の抗原に対するアガー中での二重免疫
拡散法によって)に降下し始めたときに、回収し得る。例えば、Ouchter
lonyら(Chap.19:Handbook of Experiment
al Immunology,D.Weir(編)、Blackwell,19
73)を参照のこと。抗体のプラトー濃度は、通常、0.1〜0.2mg/1m
l血清(約12mM)の範囲にある。抗原に対する抗血清の親和性は、競合結合
曲線を作成することによって(例えば、Fischer,D.,(Chap.4
2:Manual of Clinical Immunology,第2版(
RoseおよびFriedman編)Amer.Soc.For Microb
iol,Washington,D.C.,1980)に記載されるように)決
定する。
【0398】 抗ChMIrp抗体を得るための代替的手順(例えば、完全なヒト抗体の産生
のためのヒトIgG遺伝子座を有するトランスジェニックマウスの免疫、および
合成抗体ライブラリー(抗体可変ドメインの変異誘発によって作製されるような
)のスクリーニング)もまた、使用され得る。
【0399】 (実施例7) (ChMIrpの役割の機能分析) インビボにおけるChMIrpの機能的役割を決定するために、ChMIrp
遺伝子を、動物の生殖系列において過剰発現させるか、または相同組換えにより
哺乳動物の生殖系列において不活化させる。この遺伝子が外因性もしくは内因性
プロモーターエレメントの調節制御下で過剰発現される動物は、トランスジェニ
ック動物として知られる。内因性遺伝子が相同組換えにより不活化されている動
物もまた、「ノックアウト」動物として知られている。代表的な哺乳動物には、
ウサギおよびげっ歯類の種(例えば、マウス)が含まれる。例示的手順は、米国
特許第5,489,743号および国際特許公開第WO94/28122号に記載
される。
【0400】 トランスジェニック動物は、発生および疾患プロセスに対する、ChMIrp
の過剰発現または不適切な発現の効果の決定を可能にする。ChMIrpトラン
スジェニック動物はまた、レセプター活性を調節し得る化合物を試験するための
モデル系として使用され得る。
【0401】 「ノックアウト」動物は、胚発生ならびに免疫応答および増殖応答におけるC
hMIrpポリペプチドの役割の決定を可能にする。発生および増殖応答におけ
るChMIrpポリペプチドの役割は、これらの動物において、胚の発生ならび
に種々の器官および組織(例えば、骨および軟骨のような骨格成分)の発生およ
び分化に対する遺伝子ノックアウトの効果の分析により決定される。
【0402】 (実施例8) (ChMIrpポリペプチドの生物学的活性) 増殖および形態学的アッセイを、ChMIrp生物学的活性が、コンドロモジ
ュリン−Iの活性に類似するか否かを決定するために行い得る。全てのアッセイ
について、組換えChMIrp(実施例5に記載のように調製および精製したC
OS細胞由来)を使用する。
【0403】 (A.軟骨細胞の刺激) ChMIrpが軟骨細胞においてDNAおよびプロテオグリカン合成を刺激す
る能力を、コンドロモジュリンファミリー活性として調べ得る。軟骨細胞を、S
himomuraら(Calcif.Tissue Res.19:179−1
87,1975)に記載されるように若年ウサギ由来の肋骨の増殖プレート軟骨
から単離する。単離した軟骨細胞を、96ウェルマイクロタイタープレート中に
1×10細胞/ウェルでプレートし、そして10%胎仔ウシ血清(FBS)を
補充した改変イーグル培地(MEM)中で培養する。コンフルエント時に、プロ
テオグリカン合成を、Hirakiら(Eur.J.Biochem.,260
:869−878,1999)に記載のように測定する。手短には、軟骨細胞を
、0.3%の血清中でプレインキュベートする。24時間後、培地を、0.3%
血清および組換えChMIrpポリペプチド(10〜1000ng/ml)を含
有する培地と置換する。3時間後、細胞を、5mCi/ml[35S]−スルフ
ェートでさらに17時間標識する。その後、プロテオグリカンを、1%セチルピ
リジニウムクロリドによって沈殿し、そして取り込まれた放射活性を測定する。
インスリン様増殖因子IまたはIIを、ポジティブコントロールとして使用し得
る。
【0404】 DNA合成がChMIrpポリペプチドによって刺激されるか否かを決定する
ために、単離した軟骨細胞を、10%FBSを含むMEM培地中に、96ウェル
マイクロタイタープレート中1×10細胞/ウェルでプレートする。24時間
後、培地を、0.3%血清+組換えChMIrpポリペプチド(10〜1000
ng/ml)を含む培地と交換し、そして細胞を、20時間インキュベートする
。次いで、細胞を、[H]−チミジン(5mCi/ml)でさらに4時間標識
する。その後、細胞を、PBSで洗浄しそして冷100%メタノールで10分間
固定する。固定後、取り込まれた放射活性を、10%トリクロロ酢酸で沈殿しそ
してカウントする。
【0405】 コンドロモジュリン−Iは、FGF−2と協同して、ソフトアガー中で軟骨細
胞のコロニー形成を誘導する。ChMIrpポリペプチドがこの活性を示すか否
かを決定するために、単離した軟骨細胞(5×10細胞/ウェル)を、Ino
ueら(Biochem.Biophys.Res.Comm.,241:39
5−400,1997)に記載されるように5% FBS、0.2mMヒドロコ
ルチゾン、および60mg/mlトランスフェリンを補充したHAM F−12
培地中の0.5mlの0.41%アガロースに懸濁する。この細胞懸濁物を、0
.72%アガロースの基底層に注ぎ、そして一晩インキュベートする。漸増濃度
の組換えChMIrpポリペプチド(1〜1000ng/ml)および1ng/
ml FGF−2を、0.5%ウシ血清アルブミンを含む無血清F−12培地中
に希釈する。この混合物を、ウェルの上層に均一に添加する。10日後、コロニ
ーを、位相差顕微鏡下でカウントする。
【0406】 (B.内皮細胞刺激) ChMIrpポリペプチドの存在下での内皮細胞の増殖および形態発生をアッ
セイし、内皮細胞増殖および管形成の阻害が、コンドロモジュリン−Iの存在下
のそれらと類似して生じるか否かを決定する。インビトロでのウシ頚動脈内皮細
胞における増殖および管形態発生を、Hirakiら(FEBS、415:32
1−324,1997)によって記載されるように測定する。手短には、ウシ頚
動脈(BCAE)細胞を、頚動脈の内側表面を穏やかに掻き取ることによって単
離する。この単離したBCAE細胞を、10% FBSを補充したRPMI−1
640中で増殖および拡大させる。組換えChMIrpがBCAE細胞の増殖を
阻害し得るか否かを決定するために、[H]−チミジンの取り込みを、上記の
ように測定する。内皮細胞の管形態発生に対するChMIrpの効果を試験する
ために、BCAE細胞(1×10細胞/ウェル)を、0.1M NaOHおよ
び10×MEM培地中に希釈した0.3%I型コラーゲンゲルを含有する12ウ
ェルプレート中で増殖させる。24時間後、培地を吸引し、そして組換えChM
Irpポリペプチド(10〜1000ng/ml)を含む水性混合物(70ml
)を添加する。次いで、コラーゲン溶液を重層して、上層を作製する。3日後、
管様網への細胞の形態学的変化を、位相差顕微鏡下で観察する。内皮細胞血管新
生を測定するためのインビボアッセイは、Hirakiら(Eur.J.Bio
chem.260:869−878,1999)によって記載されるような、ニ
ワトリ絨毛尿膜アッセイである。手短には、受精白色レグホンニワトリ卵を、3
7.8℃でインキュベートする。5日目に、気腔を穿刺し、そして1cmのウ
ィンドウをこの卵に開ける。組換えChMIrpポリペプチド(500ng/m
l)を、0.75%アガロース中に希釈した。この固定したゲルを、この卵内の
絨毛尿膜上に24時間置く。この膜を、微細な毛細管形成について、解剖顕微鏡
下で調べる。
【0407】 (C.骨芽細胞刺激) 骨芽細胞増殖に対するChMIrpの効果もまた、Moriら(FEBS 4
06:310−314,1997)によって記載のように、コンドロモジュリン
−I活性の指標として測定し得る。クローン骨芽細胞株MC3T3−E1を、漸
増濃度の組換えChMIrp(10〜1000ng/ml)で処理する。DNA
合成の尺度として、骨芽細胞の[H]−チミジンの取り込みを、上記のように
測定する。
【0408】 ChMIrpポリペプチドのこの想定された生物学的機能は、コンドロモジュ
リン−Iの機能に類似する。とりわけ、コンドロモジュリン−Iは、軟骨細胞の
増殖および分化を刺激することが公知である。さらに、コンドロモジュリン−I
は、インビボで、内皮細胞増殖および微細な毛細管形成を阻害するので、コンド
ロモジュリン−Iは、抗脈管形成活性を有する。ChMIrpは、それ自体で、
軟骨の発生および血管の形成における役割を果し得る。
【0409】 ChMIrpポリペプチドが、腱、骨格筋、胸腺、卵巣、脳の大脳皮質、腸の
M細胞、および毛包に隣接する細胞において発現されることが、ノーザンブロッ
ト分析およびインサイチュハイブリダイゼーションによって決定された。腱およ
び筋肉における発現は、ChMIrpが、腱および筋肉の発生および骨への筋肉
の付着における役割を果たし得ることを示す。胸線、毛包および腸のM細胞にお
ける発現は、免疫機能におけるChMIrpの潜在的な役割を示す。ChMIr
pは、腱、骨格筋、胸腺、卵巣、脳、腸および毛包に存在する組織および特定の
細胞型の再生(増殖および発生)において関与する増殖因子として作用し得る。
【0410】 これらの潜在的な機能に基づいて、ChMIrpは、腱疾患(例えば、腱炎お
よび腱の断裂)、骨格筋疾患(例えば、悪液質および筋ジストロフィー)、免疫
系機能不全疾患(例えば、炎症およびアレルギー、乏しい創傷治癒、関節炎およ
びアレルギー)、ならびに不妊疾患の診断および/または処置に有用であり得る
【0411】 本発明を好ましい実施形態に関して記載してきたが、バリエーションおよび改
変が当業者に想到することが理解される。従って、添付の特許請求の範囲が、特
許請求される本発明の範囲内に生じるこのような等価的バリエーションを全て包
含することが、意図される。
【配列表】
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1は、オープンリーディングフレーム(配列番号4)を含むマウスChMI
rp cDNAの全コード領域を表す配列番号3として示されるポリヌクレオチ
ド配列を示す。
【図2】 図2は、オープンリーディングフレーム(配列番号2)を含むヒトChMIr
p cDNAの全コード領域を表す配列番号1として示されるポリヌクレオチド
配列を示す。
【図3】 図3は、ヒトChMIrpポリペプチド配列(配列番号2)およびマウスCh
MIrpポリペプチド配列(配列番号4)の配列を示す。
【図4】 図4は、ヒトとマウスChMIrpポリペプチド配列(それぞれ、配列番号2
および配列番号4)との間の相同性および種々の哺乳類種(配列番号5〜9)由
来のchondromodulin−Iポリペプチドを示す。
【図5】 図5は、ボールドにおいて下線を引いたエキソンおよびスプライスアクセプタ
ー/ドナー部位を有する、配列番号10として示されるヒトChMIrpの完全
ゲノムDNA配列を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) A61K 38/00 A61K 39/395 N 4B064 38/22 45/00 4B065 39/395 47/48 4C076 48/00 4C084 45/00 A61P 1/16 4C085 47/48 9/00 4C086 48/00 9/10 101 4C087 A61P 1/16 9/12 4H045 9/00 17/06 9/10 101 19/10 9/12 29/00 17/06 35/00 19/10 C07K 16/40 29/00 16/42 35/00 16/46 C07K 16/40 C12N 1/15 16/42 1/19 16/46 1/21 C12N 1/15 9/12 1/19 11/04 1/21 C12Q 1/02 5/10 1/48 Z 9/12 1/68 A 11/04 G01N 33/53 D C12Q 1/02 M 1/48 33/566 1/68 33/577 B G01N 33/53 33/58 A C12P 21/08 33/566 C12N 15/00 ZNAA 33/577 5/00 A 33/58 B // C12P 21/08 A61K 37/24 37/02 (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE,TR),OA(BF ,BJ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW, ML,MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,G M,KE,LS,MW,MZ,SD,SL,SZ,TZ ,UG,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ, MD,RU,TJ,TM),AE,AG,AL,AM, AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BR,BY,B Z,CA,CH,CN,CR,CU,CZ,DE,DK ,DM,DZ,EE,ES,FI,GB,GD,GE, GH,GM,HR,HU,ID,IL,IN,IS,J P,KE,KG,KP,KR,KZ,LC,LK,LR ,LS,LT,LU,LV,MA,MD,MG,MK, MN,MW,MX,MZ,NO,NZ,PL,PT,R O,RU,SD,SE,SG,SI,SK,SL,TJ ,TM,TR,TT,TZ,UA,UG,US,UZ, VN,YU,ZA,ZW (72)発明者 ユン, ジーニー アメリカ合衆国 カリフォルニア 91316, エンシノ, ニューキャッスル アベニ ュー 5348, アパートメント 227 (72)発明者 クラーキン, クリスティー アメリカ合衆国 カリフォルニア 93030, オックスナード, イーグル クリーク レーン 2318 Fターム(参考) 2G045 AA34 AA35 BB07 BB20 BB50 CB01 DA13 DA36 FA16 FB02 FB03 FB08 4B024 AA01 AA11 BA10 BA41 CA04 CA07 CA09 CA11 DA02 DA06 EA02 EA04 GA01 GA11 GA18 GA19 HA03 HA14 HA17 4B033 NA16 NA25 NB58 NC06 ND12 NF06 4B050 CC01 CC03 DD11 FF13E LL03 4B063 QA01 QA18 QA19 QQ03 QQ27 QQ42 QR32 QR38 QR41 QR55 QR69 QR77 QR82 QS12 QS25 QS34 QS39 QX07 4B064 AG27 CA10 CA20 CC24 DA01 DA13 4B065 AA26X AA90X AA91X AA93Y AB02 AC14 BA02 BA08 CA25 CA29 CA44 CA46 4C076 AA94 BB11 BB16 BB32 CC04 CC11 CC27 EE59 4C084 AA01 AA02 AA03 AA06 AA13 AA16 BA01 BA02 BA08 CA17 CA23 DB52 DB60 MA17 MA22 MA24 MA27 MA37 MA43 MA44 MA55 MA56 MA65 MA66 MA67 NA14 ZA362 ZA422 ZA452 ZA752 ZA972 ZB112 4C085 AA13 AA14 AA15 AA16 BB41 BB43 BB44 CC22 CC23 EE01 GG02 GG04 4C086 AA02 AA03 EA16 MA01 MA05 MA17 MA22 MA23 MA24 MA35 MA37 MA44 MA52 MA55 MA56 MA65 MA66 MA67 NA14 ZA26 ZA36 ZA45 ZA75 ZA89 ZA97 ZB11 4C087 BB33 BC83 MA22 MA23 MA24 MA27 MA35 MA37 MA43 MA44 MA52 MA56 MA58 MA65 MA66 NA14 ZA26 ZA36 ZA42 ZA75 ZA89 ZA97 ZB11 4H045 AA10 AA20 AA30 BA10 CA40 DA75 DA76 DA86 DA89 EA50 FA72 FA74 【要約の続き】

Claims (73)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 単離された核酸分子であって、該核酸分子は、以下: (a)配列番号1に示されるヌクレオチド配列; (b)配列番号2に示されるポリペプチドをコードするヌクレオチド配列; (c)(a)または(b)の相補体に中程度または高度にストリンジェントな
    条件下でハイブリダイズするヌクレオチド配列であって、そのコードされるポリ
    ペプチドは、配列番号2に示されるポリペプチドの活性を有する、ヌクレオチド
    配列;および (d)(a)〜(c)のいずれかに相補的なヌクレオチド配列 からなる群より選択されるヌクレオチド配列を含む、 核酸分子。
  2. 【請求項2】 単離された核酸分子であって、該核酸分子は、以下: (a)配列番号2に示されるポリペプチドに少なくとも約70%同一であるポ
    リペプチドをコードするヌクレオチド配列であって、該ポリペプチドは、配列番
    号2に示されるポリペプチドの活性を有する、ヌクレオチド配列; (b)配列番号1に示されるヌクレオチド配列の対立遺伝子改変体またはスプ
    ライス改変体をコードするヌクレオチド配列であって、そのコードされるポリペ
    プチドは、配列番号2に示されるポリペプチドの活性を有する、ヌクレオチド配
    列; (c)少なくとも約25アミノ酸残基のポリペプチドフラグメントをコードす
    る、配列番号1、(a)または(b)のヌクレオチド配列であって、該ポリペプ
    チドは、配列番号2に示されるポリペプチドの活性を有する、ヌクレオチド配列
    ; (d)少なくとも約16ヌクレオチドのフラグメントを含む、配列番号1また
    は(a)〜(c)のヌクレオチド配列; (e)(a)〜(d)のいずれかの相補体に中程度または高度にストリンジェ
    ントな条件下でハイブリダイズするヌクレオチド配列であって、そのポリペプチ
    ドは、配列番号2に示されるポリペプチドの活性を有する、ヌクレオチド配列;
    および (f)(a)〜(c)のいずれかに相補的なヌクレオチド配列 からなる群より選択されるヌクレオチド配列を含む、 核酸分子。
  3. 【請求項3】 単離された核酸分子であって、該核酸分子は、以下: (a)少なくとも1つの保存的アミノ酸置換を有する配列番号2に示されるポ
    リペプチドをコードするヌクレオチド配列であって、該ポリペプチドは、配列番
    号2に示されるポリペプチドの活性を有する、ヌクレオチド配列; (b)少なくとも1つのアミノ酸挿入を有する配列番号2に示されるポリペプ
    チドをコードするヌクレオチド配列であって、該ポリペプチドは、配列番号2に
    示されるポリペプチドの活性を有する、ヌクレオチド配列; (c)少なくとも1つのアミノ酸欠失を有する配列番号2に示されるポリペプ
    チドをコードするヌクレオチド配列であって、該ポリペプチドは、配列番号2に
    示されるポリペプチドの活性を有する、ヌクレオチド配列; (d)C末端切断および/またはN末端切断を有する配列番号2に示されるポ
    リペプチドをコードするヌクレオチド配列であって、該ポリペプチドは、配列番
    号2に示されるポリペプチドの活性を有する、ヌクレオチド配列; (e)アミノ酸置換、アミノ酸挿入、アミノ酸欠失、C末端切断およびN末端
    切断からなる群より選択される少なくとも1つの改変を有する配列番号2に示さ
    れるポリペプチドをコードするヌクレオチド配列であって、該ポリペプチドは、
    配列番号2に示されるポリペプチドの活性を有する、ヌクレオチド配列; (f)少なくとも16ヌクレオチドのフラグメントを含む(a)〜(e)のヌ
    クレオチド配列; (g)(a)〜(f)のいずれかの相補体に中程度または高度にストリンジェ
    ントな条件下でハイブリダイズするヌクレオチド配列であって、そのポリペプチ
    ドは、配列番号2に示されるポリペプチドの活性を有する、ヌクレオチド配列;
    および (h)(a)〜(e)のいずれかに相補的なヌクレオチド配列 からなる群より選択されるヌクレオチド配列を含む、 核酸分子。
  4. 【請求項4】 請求項1、2または3に記載の核酸分子を含む、ベクター。
  5. 【請求項5】 請求項4に記載のベクターを含む、宿主細胞。
  6. 【請求項6】 真核生物細胞である、請求項5に記載の宿主細胞。
  7. 【請求項7】 原核生物細胞である、請求項5に記載の宿主細胞。
  8. 【請求項8】 ChMIrpポリペプチドを産生するプロセスであって、請
    求項5に記載の宿主細胞を該ポリペプチドを発現するのに適切な条件下で培養す
    る工程、および必要に応じて、該培養物から該ポリペプチドを単離する工程を包
    含する、プロセス。
  9. 【請求項9】 請求項8に記載のプロセスによって産生された、ポリペプチ
    ド。
  10. 【請求項10】 請求項8に記載のプロセスであって、前記核酸分子は、ネ
    イティブChMIrpポリペプチドについてのプロモーターDNA以外のプロモ
    ーターDNAを含み、該プロモーターは、該ChMIrpポリペプチドをコード
    するDNAに作動可能に連結されている、プロセス。
  11. 【請求項11】 請求項2に記載の単離された核酸分子であって、ここで、
    前記同一性パーセントが、GAP、BLASTP、BLASTN、FASTA、
    BLASTA、BLASTX、BestFitおよびSmith−Waterm
    anアルゴリズムからなる群より選択されるコンピュータープログラムを使用し
    て決定される、核酸分子。
  12. 【請求項12】 ChMIrpポリペプチドの活性または産生の候補インヒ
    ビターを同定するためのプロセスであって、該プロセスは、請求項5,6または
    7に記載の細胞を該候補インヒビターに曝露する工程、該細胞におけるChMI
    rpポリペプチドの活性または産生を測定する工程、および該候補インヒビター
    に曝露された細胞におけるChMIrp活性を該候補インヒビターに曝露されな
    かった細胞における活性と比較する工程を包含する、プロセス。
  13. 【請求項13】 ChMIrpポリペプチドの活性または産生の候補刺激因
    子を同定するためのプロセスであって、該プロセスは、請求項 5、6または7に記載の細胞を該候補刺激因子に曝露する工程、該細胞における
    ChMIrpポリペプチドの活性または産生を測定する工程、および該候補刺激
    因子に曝露された細胞におけるChMIrp活性を該刺激因子に曝露されなかっ
    た細胞における活性と比較する工程を包含する、プロセス。
  14. 【請求項14】 配列番号2に示されるアミノ酸配列を含む、単離されたポ
    リペプチド。
  15. 【請求項15】 単離されたポリペプチドであって、該ポリペプチドは、以
    下: (a)配列番号2に示される成熟アミノ酸配列であって、残基1で成熟アミノ
    末端を含み、必要に応じてさらに、アミノ末端メチオニンを含む、アミノ酸配列
    ; (b)配列番号2のオルソログのアミノ酸配列であって、そのコードされるポ
    リペプチドは、配列番号2に示されるポリペプチドの活性を有する、アミノ酸配
    列; (c)配列番号2に示されるアミノ酸配列に少なくとも約70%同一であるア
    ミノ酸配列であって、そのポリペプチドは、配列番号2に示されるポリペプチド
    の活性を有する、アミノ酸配列; (d)少なくとも約25アミノ酸残基を含む配列番号2に示されるアミノ酸配
    列のフラグメントであって、そのポリペプチドは、配列番号2に示されるポリペ
    プチドの活性を有する、フラグメント; (e)配列番号2あるいは(a)〜(c)の少なくとも1つに示されるいずれ
    かのアミノ酸配列の対立遺伝子改変体またはスプライス改変体のアミノ酸配列で
    あって、そのポリペプチドは、配列番号2に示されるポリペプチドの活性を有す
    る、アミノ酸配列 からなる群より選択されるアミノ酸配列を含む、 ポリペプチド。
  16. 【請求項16】 単離されたポリペプチドであって、該ポリペプチドは、以
    下: (a)少なくとも1つの保存的アミノ酸置換を有する配列番号2に示されるア
    ミノ酸配列であって、そのポリペプチドは、配列番号2に示されるポリペプチド
    の活性を有する、アミノ酸配列; (b)少なくとも1つのアミノ酸挿入を有する配列番号2に示されるアミノ酸
    配列であって、そのポリペプチドは、配列番号2に示されるポリペプチドの活性
    を有する、アミノ酸配列; (c)少なくとも1つのアミノ酸欠失を有する配列番号2に示されるアミノ酸
    配列であって、そのポリペプチドは、配列番号2に示されるポリペプチドの活性
    を有する、アミノ酸配列; (d)C末端切断および/またはN末端切断を有する配列番号2に示されるア
    ミノ酸配列であって、そのポリペプチドは、配列番号2に示されるポリペプチド
    の活性を有する、アミノ酸配列;ならびに (e)アミノ酸置換、アミノ酸挿入、アミノ酸欠失、C末端切断およびN末端
    切断からなる群より選択される少なくとも1つの改変を有する配列番号2に示さ
    れるアミノ酸配列であって、そのポリペプチドは、配列番号2に示されるポリペ
    プチドの活性を有する、アミノ酸配列 からなる群より選択されるアミノ酸配列を含む、 ポリペプチド。
  17. 【請求項17】 配列番号2の第276位のアミノ酸が、システイン、セリ
    ンまたはアラニンである、請求項15または16に記載のポリペプチド。
  18. 【請求項18】 配列番号2の第280位のアミノ酸が、システイン、セリ
    ンまたはアラニンである、請求項15または16に記載のポリペプチド。
  19. 【請求項19】 配列番号2の第281位のアミノ酸が、グルタミン酸また
    はアスパラギン酸である、請求項15または16に記載のポリペプチド。
  20. 【請求項20】 配列番号2の第285位のアミノ酸が、グリシン、プロリ
    ンまたはアラニンである、請求項15または16に記載のポリペプチド。
  21. 【請求項21】 配列番号2の第297位のアミノ酸が、アルギニン、リジ
    ン、グルタミンまたはアスパラギンである、請求項15または16に記載のポリ
    ペプチド。
  22. 【請求項22】 配列番号2の第300位のアミノ酸が、システイン、セリ
    ンまたはアラニンである、請求項15または16に記載のポリペプチド。
  23. 【請求項23】 配列番号2の第306位のアミノ酸が、システイン、セリ
    ンまたはアラニンである、請求項15または16に記載のポリペプチド。
  24. 【請求項24】 配列番号2の第310位のアミノ酸が、バリン、イソロイ
    シン、メチオニン、ロイシン、フェニルアラニン、アラニンまたはノルロイシン
    である、請求項15または16に記載のポリペプチド。
  25. 【請求項25】 請求項1、2または3に記載の核酸分子によってコードさ
    れる、単離されたポリペプチド。
  26. 【請求項26】 請求項15に記載の単離されたポリペプチドであって、こ
    こで、前記同一性パーセントが、GAP、BLASTP、BLASTN、FAS
    TA、BLASTA、BLASTX、BestFitおよびSmith−Wat
    ermanアルゴリズムからなる群より選択されるコンピュータープログラムを
    使用して決定される、ポリペプチド。
  27. 【請求項27】 配列番号2のアミノ酸配列を含むペプチドで動物を免疫す
    ることによって産生された、抗体。
  28. 【請求項28】 請求項14、15または16に記載のポリペプチドを特異
    的に結合する、抗体またはそのフラグメント。
  29. 【請求項29】 モノクローナル抗体である、請求項28に記載の抗体。
  30. 【請求項30】 配列番号2のアミノ酸配列を含むペプチドに結合するモノ
    クローナル抗体を産生する、ハイブリドーマ。
  31. 【請求項31】 サンプル中のChMIrpの量を検出または定量する方法
    であって、ChMIrpポリペプチドを含むことが疑われるサンプルに請求項2
    7、28または29に記載の抗h2520−109抗体またはそのフラグメント
    を接触させる工程、および該抗体またはフラグメントの結合を検出する工程を包
    含する、方法。
  32. 【請求項32】 少なくとも1つのポリペプチドを特異的に結合する選択的
    結合因子またはそのフラグメントであって、該ポリペプチドは、以下: (a)配列番号2に示されるアミノ酸配列; (b)配列番号2の少なくとも1つに示されるアミノ酸配列のフラグメント;
    および (c)(a)または(b)の天然に存在する改変体 からなる群より選択されるアミノ酸配列を含む、 選択的結合因子。
  33. 【請求項33】 抗体またはそのフラグメントである、請求項32に記載の
    選択的結合因子。
  34. 【請求項34】 ヒト化抗体である、請求項32に記載の選択的結合因子。
  35. 【請求項35】 ヒト抗体またはそのフラグメントである、請求項32に記
    載の選択的結合因子。
  36. 【請求項36】 ポリクローナル抗体またはそのフラグメントである、請求
    項32に記載の選択的結合因子。
  37. 【請求項37】 モノクローナル抗体またはそのフラグメントである、請求
    項32に記載の選択的結合因子。
  38. 【請求項38】 キメラ抗体またはそのフラグメントである、請求項32に
    記載の選択的結合因子。
  39. 【請求項39】 CDRグラフト化抗体またはそのフラグメントである、請
    求項32に記載の選択的結合因子。
  40. 【請求項40】 抗イディオタイプ抗体またはそのフラグメントである、請
    求項32に記載の選択的結合因子。
  41. 【請求項41】 可変領域フラグメントである、請求項32に記載の選択的
    結合因子。
  42. 【請求項42】 FabフラグメントまたはFab’フラグメントである、
    請求項41に記載の可変領域フラグメント。
  43. 【請求項43】 選択的結合因子またはそのフラグメントであって、配列番
    号2のアミノ酸配列を有するポリペプチドに対する特異性を有する、少なくとも
    1つの相補性決定領域を含む、選択的結合因子。
  44. 【請求項44】 検出可能な標識が結合されている、請求項32に記載の選
    択的結合因子。
  45. 【請求項45】 ChMIrpポリペプチドの生物学的活性をアンタゴナイ
    ズする、請求項32に記載の選択的結合因子。
  46. 【請求項46】 疾患、状態または障害を、処置、予防または改善するため
    の方法であって、請求項32に記載の選択的結合因子の有効量を患者に投与する
    工程を包含する、方法。
  47. 【請求項47】 配列番号2に記載のアミノ酸配列を含むポリペプチドで動
    物を免疫することによって産生された、選択的結合因子。
  48. 【請求項48】 請求項14、15または16に記載のポリペプチドを結合
    し得る選択的結合因子を産生する、ハイブリドーマ。
  49. 【請求項49】 請求項14、15または16に記載のポリペプチドおよび
    薬学的に受容可能な処方剤を含む、組成物。
  50. 【請求項50】 前記薬学的に受容可能な処方剤が、キャリア、アジュバン
    ト、可溶化剤、安定剤、または抗酸化剤である、請求項49に記載の組成物。
  51. 【請求項51】 前記ポリペプチドが、配列番号2に示される成熟アミノ酸
    配列を含む、請求項50に記載の組成物。
  52. 【請求項52】 請求項14、15または16に記載のポリペプチドの誘導
    体を含む、ポリペプチド。
  53. 【請求項53】 水溶性ポリマーで共有結合的に改変されている、請求項5
    2に記載のポリペプチド。
  54. 【請求項54】 請求項53に記載のポリペプチドであって、前記水溶性ポ
    リマーが、ポリエチレングリコール、モノメトキシ−ポリエチレングリコール、
    デキストラン、セルロース、ポリ−(N−ビニルピロリドン)ポリエチレングリ
    コール、プロピレングリコールホモポリマー、ポリプロピレンオキシド/エチレ
    ンオキシドコポリマー、ポリオキシエチル化ポリオール、およびポリビニルアル
    コールからなる群より選択される、ポリペプチド。
  55. 【請求項55】 請求項1、2または3に記載の核酸分子および薬学的に受
    容可能な処方剤を含む、組成物。
  56. 【請求項56】 前記核酸分子が、ウイルスベクター中に含まれる、請求項
    55に記載の組成物。
  57. 【請求項57】 請求項1、2または3に記載の核酸分子を含む、ウイルス
    ベクター。
  58. 【請求項58】 異種アミノ酸配列に融合された請求項14、15または1
    6に記載のポリペプチドを含む、融合ポリペプチド。
  59. 【請求項59】 前記異種アミノ酸配列が、IgG定常ドメインまたはその
    フラグメントである、請求項58に記載の融合ポリペプチド。
  60. 【請求項60】 ChMIrpポリペプチドレベルの減少から生じる哺乳動
    物における医学的状態を、処置、予防または改善するための方法であって、請求
    項14、15または16に記載のポリペプチドあるいは請求項1、2または3に
    記載の核酸によってコードされるポリペプチドを、該哺乳動物に投与する工程を
    包含する、方法。
  61. 【請求項61】 異常なレベルのChMIrpポリペプチドによって引き起
    こされるかまたはそれから生じる、被験体における病理学的状態または病理学的
    状態に対する感受性を診断する方法であって、以下: (a)サンプル中の請求項14、15または16に記載のポリペプチドあるい
    は請求項1、2または3に記載の核酸分子によってコードされるポリペプチドの
    発現の存在または発現量を決定する工程;および (b)正常な被験体または早期の被験体由来の生物学的サンプル、組織サンプ
    ルまたは細胞サンプルにおけるChMIrpポリペプチドのレベルを比較する工
    程であって、ここで、病理学的状態に対する感受性は、該ポリペプチドの発現の
    存在または発現量に基づく、工程 を包含する、方法。
  62. 【請求項62】 デバイスであって、以下: (a)移植に適合性の膜;および (b)該膜内にカプセル化された細胞、 含み、ここで、該細胞は、請求項14、15または16に記載のポリペプチドを
    分泌し、そして該膜は、該タンパク質に対して透過性でありかつ該細胞に有害な
    物質に対して不透過性である、デバイス。
  63. 【請求項63】 デバイスであって、以下: (a)移植に適合性の膜;および (b)該膜内にカプセル化されたChMIrpポリペプチド を含み、ここで、該膜は、該ポリペプチドに対して透過性である、デバイス。
  64. 【請求項64】 ポリペプチドに結合する化合物を同定する方法であって、
    以下: (a)請求項14、15または16に記載のポリペプチドに化合物を接触させ
    る工程;および (b)該化合物に対する該ポリペプチドの結合の程度を決定する工程、 を包含する、方法。
  65. 【請求項65】 動物におけるポリペプチドのレベルを調節する方法であっ
    て、請求項1、2または3に記載の核酸分子を該動物に投与する工程を包含する
    、方法。
  66. 【請求項66】 請求項1、2または3に記載の核酸分子を含む、トランス
    ジェニック非ヒト哺乳動物。
  67. 【請求項67】 診断試薬であって、配列番号2に示されるアミノ酸配列、
    あるいはそれらの対立遺伝子改変体およびスプライス改変体を含む、それらのフ
    ラグメント、改変体またはホモログをコードする、検出可能に標識されたポリヌ
    クレオチドを含む、診断試薬。
  68. 【請求項68】 前記標識されたポリヌクレオチドが、一本鎖cDNAであ
    る、請求項67に記載の診断試薬。
  69. 【請求項69】 生物学的サンプル中のChMIrp核酸の存在を決定する
    ための方法であって、以下の工程: (a)ChMIrp核酸を含むことが疑われる生物学的サンプルを提供する工
    程; (b)該生物学的サンプルに請求項84に記載の診断試薬を接触させる工程で
    あって、該工程は、該診断試薬が、該生物学的サンプル中に含まれるh2520
    −109核酸とハイブリダイズする条件下で行う、工程; (c)該生物学的サンプル中のChMIrp核酸と該診断試薬との間のハイブ
    リダイゼーションを検出する工程;および (d)該生物学的サンプルと該診断試薬との間のハイブリダイゼーションのレ
    ベルを、既知の濃度のChMIrp核酸と該診断試薬との間のハイブリダイゼー
    ションのレベルと比較する工程、 を包含する、方法。
  70. 【請求項70】 組織サンプルまたは細胞サンプル中のChMIrp核酸の
    存在を決定するための方法であって、以下の工程: (a)ChMIrp核酸を含むことが疑われる組織サンプルまたは細胞サンプ
    ルを提供する工程; (b)該組織サンプルまたは細胞サンプルに請求項68に記載の診断試薬を接
    触させる工程であって、該工程は、該診断試薬が、ChMIrp核酸とハイブリ
    ダイズする条件下で行う、工程; (c)該組織サンプルまたは細胞サンプル中のChMIrp核酸と該診断試薬
    との間のハイブリダイゼーションを検出する工程;および (d)該組織サンプルまたは細胞サンプルと該診断試薬との間のハイブリダイ
    ゼーションのレベルを、既知の濃度のChMIrp核酸と該診断試薬との間のハ
    イブリダイゼーションのレベルと比較する工程、 を包含する、方法。
  71. 【請求項71】 前記ChMIrpポリヌクレオチド分子が、DNAである
    、請求項70または71に記載の方法。
  72. 【請求項72】 前記ChMIrpポリヌクレオチド分子が、RNAである
    、請求項70または71に記載の方法。
  73. 【請求項73】 ChMIrpポリペプチド活性のアンタゴニストであって
    、該アンタゴニストは、ChMIrpポリペプチドに対する特異性を有する、C
    hMIrp選択的結合因子、低分子、アンチセンスオリゴヌクレオチドおよびペ
    プチドまたはそれらの誘導体からなる群より選択される、アンタゴニスト。
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