WO2000006724A1 - Medicaments permettant de soigner la neuropathie contenant de la galectine-1 ou ses derives comme substance active - Google Patents

Medicaments permettant de soigner la neuropathie contenant de la galectine-1 ou ses derives comme substance active Download PDF

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WO2000006724A1
WO2000006724A1 PCT/JP1999/004091 JP9904091W WO0006724A1 WO 2000006724 A1 WO2000006724 A1 WO 2000006724A1 JP 9904091 W JP9904091 W JP 9904091W WO 0006724 A1 WO0006724 A1 WO 0006724A1
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WO
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protein
amino acid
seq
therapeutic agent
nerve
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PCT/JP1999/004091
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Hidenori Horie
Yoshimasa Inagaki
Yoshiaki Soma
Toshihiko Kadoya
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Kirin Beer Kabushiki Kaisha
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    • Y10S930/01Peptide or protein sequence
    • Y10S930/28Bound to a nonpeptide drug, nonpeptide label, nonpeptide carrier, or a nonpeptide resin

Definitions

  • the present invention includes galectin-11 or a derivative thereof having a nerve regeneration-promoting action such as regeneration of neurites and repair of nervous tissue, and nerve damage using such a protein as an active ingredient, neurodegeneration, and reduced function during nerve transplantation It relates to a therapeutic agent for neuropathy.
  • Peripheral and central nerves such as nerve injuries due to traffic accidents, nerve injuries and neuropathy due to drugs such as cancer and AIDS, amyotrophic lateral sclerosis, diabetic neuropathy, senile dementia, Alheimer's disease, Parkinson's disease, etc.
  • Nerve damage and dysfunction in the system is often intractable, often severe, and often fatal, but there are currently no effective treatments.
  • nervous tissue degeneration, shedding, severing of nerve axons, regression, etc. occur, so for prevention and treatment, nervous tissue degeneration and cell death are suppressed ⁇ , neurite regeneration Factors having a promoting effect are expected as effective therapeutic agents.
  • ciliary neurotrophic factor has been the humoral factor acting on nerve cells.
  • BDNF Brain-derived neurotrophic factor
  • GDNF neurotrophin—4 ⁇ 5 ( ⁇ -4 / 5)
  • trophic factors and cytokines include factors that affect the survival of various nerves and the regeneration of processes. Some of these have been studied for application to medicine.
  • Galectin is a general term for animal lectins specific to lactosamine sugar chains.
  • galectin-1 The structure of galectin-1 has also been determined for many animal species (human galectin-1: J. Hirabayashi et al., J. Biochem., 104, 1-4, 1988; J. Hirabayashi et al., Biochim. Biophys. Acta., 1008, 85-91, 1989, Rad Galectin-1: L Clerch et al., Biochemistry, 27, 692-699, 1988, Mouse Galle. Cutin-1: TJG Wilson et al., Biochem.
  • galectin-1 genes, proteins, and drugs for treating autoimmune diseases, but does not describe drugs for treating neurodegenerative diseases such as neurological damage and neuropathy. Not at all.
  • reports on the nervous system of galectin-1 include the following. Report that galectin-1 is expressed in dorsal root ganglion neurons during sensory nerve development (J. Dodd, et al. J Exp Biol. 124, 225-238, 1986; MA Hynes, et al. J. Neurosci., 10, 1004-1013, 1990), Galectin-1 is used as a cell adhesion matrix in spinal dorsal root ganglion neurons.
  • This protein has a reduced state, ie, cysteine is free, and cysteine is oxidized. It is known that in the state where the bond is formed, that is, in the state where the SS bond is formed, it does not have a ⁇ -galactoside binding ability.
  • the above-mentioned patent application publications and reports on the nervous system all describe the existence and action of galectin-1 as a lectin in a reduced state. However, there is no report on the physiological action on the nervous system as a nerve regeneration promoting factor or a survival maintaining factor in a state where this protein is oxidized, ie, an SS bond is formed and lectin activity is not observed.
  • galectin-1 in the reduced state and galectin-1 in the oxidized state have greatly different physicochemical properties in addition to the above biological properties.
  • the formation of an SS bond by oxidation means that two molecules of cysteine residue are converted to one molecule of cystine residue, so the molecular weight of the protein is two hydrogen atoms per pair of SS bond. Minute, that is, 2 Daltons (Da) smaller.
  • Da Daltons
  • three pairs of SS bonds may be formed, In that case, it will be 6 Da smaller.
  • the difference in the molecular weight can be determined by measuring the molecular weight with a high-precision mass spectrometer.
  • the higher-order structure of the protein is greatly changed by the SS bond, and the three-dimensional size of the molecule and the amino acid residue present on the surface of the molecule are changed.
  • Reverse phase chromatography, ion exchange chromatography, etc. change the elution time. It is possible to determine whether galectin-1 is in a reduced state or an oxidized state by examining its physicochemical properties.
  • neurotrophic factors which have a potent action, are expected as effective therapeutic agents.
  • Research on neurotrophic factors, such as NGF, CNTF, and BDNF, is being pursued for application to pharmaceuticals.
  • These neurotrophic factors have been found as factors having a nerve regeneration-promoting action and a function of maintaining the survival of nerve cells, mainly using nerve cells isolated from young animals at the developmental stage. . Therefore, it is necessary to directly act on nerve cells in order to express the effect of the factor.
  • neurons in mature animals and neurons in young animals at the developmental stage may have different responsiveness to factors, and in vivo, neurons exist alone as in a culture dish. Instead, nerve cells usually exist in a state of being surrounded by nerve cells, or between nerve cells and paraneural cells such as Schwann cells, and maintain function by contacting and exchanging information with each other. In nerve regeneration after nerve injury, cross-talk between nerve cells and other cells is performed to restore function. For this reason, there is a problem in how factors that directly act on nerve cells act on nerve cells, that is, there is a problem of administration method, and development as a therapeutic drug for neuropathy has been difficult.
  • the present inventors have promoted the regeneration of neurites from the cut end of nerve fiber in nerve tissue using an organ culture system of nerve tissue that maintains the structure that functions in the living body as it is. And proteinaceous factors showing survival maintenance activity Have been diligently investigated to find new factors from a different angle by finding, or to find new uses of factors already known as substances as therapeutic agents for neuropathy or injury. .
  • a main object of the present invention is to provide galectin-11 or a derivative thereof which is effective for treating neuropathy including nerve damage, neurodegeneration, and dysfunction at the time of nerve transplantation. It is to provide. Summary of the Invention
  • the present inventors have conducted various studies in order to promote the regeneration of neurites from the cut ends of nerve fibers in nerve tissue and to obtain factors that maintain survival.
  • DRG dorsal root ganglion nerve tissue
  • the organ culture system is used to observe the regeneration of processes from the cut ends of nerve fibers.
  • LOD liver-derived cDNA was transfected using an animal expression vector, and the C0S1 cell culture supernatant was used to promote prominent regeneration from the cut end of the dorsal root ganglion fiber, thereby enhancing survival.
  • the active factor to be maintained was purified, its partial sequence was determined, and the protein was identified as having a galectin-1 sequence. In addition, they have found that a protein expressed from the DNA encoding galectin-11 promotes neurite regeneration in vitro and in vivo, and exhibits a survival maintaining activity.
  • the present invention provides a therapeutic agent for neuropathy, including nerve damage, neurodegeneration, and functional decline during nerve transplantation, comprising galectin-11 having the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1 or a derivative thereof as an active ingredient. provide.
  • Galectin-1 or a derivative thereof used in the present invention may have lectin activity, or may have little or no lectin activity.
  • the lectin activity refers to a / 3-galactoside binding activity, and a lectin having such activity usually has a lactose column binding ability or a hemagglutination ability.
  • galectin-1 or a derivative thereof is the second (Cys2), the 16th (Cys16), the 16th (Cys16) in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1.
  • Cysl6 the 16th cysteine
  • Cys88 the 88th cysteine of the cysteine residues at the 42nd (Cys42)
  • 60th the 60th
  • Cys88 the 88th
  • Cys130 130th
  • oxidized form means that two or more cysteine residues of a protein are in a so-called oxidized state in which a disulfide bond is formed.
  • the protein of the present invention has a nerve regeneration-promoting action such as regeneration of neurites and repair of nerve tissue. In this sense, the protein of the present invention can perform neurotrophic factor-like functions more.
  • galectin-11 known in the past has a reduced form, has lectin activity, and acts as an adhesion substrate for nerve cells (NKMahanthappa et al., Supra; AC Puch et al., Supra; etc.)
  • galectin-11 functions as a nerve regeneration promoting factor as in the present invention.
  • the galectin-11 or a derivative thereof is exemplified by those forming a disulfide bond between the following cysteines in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1:
  • Cysl6-Cys88 Cys2-Cysl30 and Cys42-Cys60; or
  • Derivatives include, for example:
  • the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1 has an amino acid sequence in which one or more, preferably one or several amino acids have been substituted, deleted, inserted and / or added, and A substance having a nerve regeneration-promoting action, or a substance having substantially the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1.
  • “substantially” refers to a change (substitution, deletion, insertion) of at least one amino acid in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1 which does not affect the nerve regeneration promoting activity of the protein. And Z or addition).
  • N-terminal is acylated (for example, formylation, acetylation, etc.).
  • Water-soluble polymers eg, polyethylene glycol, etc.
  • those covalently linked to carbohydrate chains e.g., polyethylene glycol, etc.
  • the therapeutic agent of the present invention is useful for promoting nerve regeneration and functional recovery in the event of central or peripheral nerve damage due to accidental trauma or surgery; and for treating nerves such as chemotherapy or radiation therapy for diseases such as cancer or AIDS.
  • Nervs such as chemotherapy or radiation therapy for diseases such as cancer or AIDS.
  • the therapeutic agent of the present invention can also be used as a nerve regeneration promoting agent in the case of recovery treatment of a neurological disorder such as functional decline due to nerve transplantation.
  • the therapeutic agent of the present invention can be combined with a pharmaceutically acceptable liquid or solid carrier to give a pharmaceutical form such as oral or parenteral.
  • the therapeutic agent includes one or more other factors having neurotrophic activity such as NGF (nerve growth factor), BDNF (brain-derived nerve growth factor), or such a factor. Extracellular matrix or paraneural cells containing the factor may be included.
  • the therapeutic agent of the present invention is a form in which the protein of the present invention is contained in a collagen gel, and if necessary, other neurotrophic factors are added to the therapeutic agent to be directly implanted in a local neuropathy. You may.
  • the present invention relates to a method for administering the above-mentioned therapeutic agent of the present invention to a patient (including a human) in need of treatment for a neurological disorder such as nerve damage, neurodegeneration, or dysfunction during nerve transplantation. It also relates to methods of treating the disorder.
  • a neurological disorder such as nerve damage, neurodegeneration, or dysfunction during nerve transplantation. It also relates to methods of treating the disorder.
  • the present invention also provides galectin-11 or a derivative thereof as defined above.
  • the present invention further provides a substance containing galectin-1 or a derivative thereof as defined above (for example, a substance obtained from a natural or recombinant method or a chemical method), and an antibody bound to an antibody to the protein.
  • a method for producing the protein comprising adsorbing the protein through a tea column, eluting the protein, and subjecting the protein to an oxidation treatment as necessary.
  • Figure 1 is a photograph of the electrophoresis showing the results of Northern blot assay for RNA from each tissue of the rat.
  • FIG. 2 is a photograph showing an electrophoresis image of a nerve regeneration promoting factor purified from a culture supernatant of pRLF-introduced C0S 1 cells.
  • FIG. 3 shows the peptide map determined by reverse-phase column chromatography after digestion of the nerve regeneration-promoting factor purified from the culture supernatant of pRLF-introduced C0S 1 cells with lysylendopeptidase.
  • FIG. 4 shows the results of the nerve regeneration-promoting activity of E. coli-expressed Gal 1 (1-134).
  • the central end and the peripheral end indicate the cut end of the central nerve and the cut end of the peripheral nerve, respectively.
  • FIG. 5 shows a peptide map determined by reverse-phase column chromatography after digestion of E. coli expression product Gall (1-134) with trypsin.
  • Figure 6 shows the peptide map determined by reverse-phase column chromatography of the secondary digestion product of fragment TP9 with lysyl peptidase after trypsin digestion of the E. coli expression product Gall (1-134). Is shown.
  • FIG. 7 shows the results of the hemagglutination activity measurement of E. coli-expressed Gall (1-134).
  • Figure 8 shows that Gall (l-134) (A) and control (B) were administered continuously for 14 days 4 is a photograph of a biological form showing an electron microscopic observation image of a part 6 mm from the end of the saccadicus at the end.
  • FIG. 9 is a photograph of a biological form showing an HE-stained image of a longitudinally frozen section after perfusion fixation on day 10 after administration of Gall (l-134) (A) and control (B).
  • FIG. 10 is a photograph of a biological form showing immunostaining images of longitudinally frozen sections with anti-NF antibody after perfusion fixation on day 10 after the administration of Gall (l-134) (A) and control (B). Detailed description of the invention
  • protein of the present invention a method for producing the protein having a nerve regeneration promoting activity of the present invention (hereinafter, referred to as “protein of the present invention”) and a pharmaceutical composition containing the protein will be described.
  • the protein of the present invention may be a DNA encoding all or a part of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1 or a derivative of the amino acid sequence (for example, one or more amino acids may be substituted, deleted, or inserted). And a recombinant vector containing DNA encoding the amino acid sequence of the present invention, and transforming a host cell with the vector, culturing the obtained host cell, and culturing the target protein. Can be obtained by separation and purification.
  • the DNA encoding the protein of the present invention can be obtained by restriction enzyme digestion of genomic DNA, cloning from a cDNA library, or DNA synthesis, or the DNA obtained thereby can be subjected to oligonucleotide site-directed mutagenesis. It can be obtained by modification and amplification using site-directed mutagenesis techniques such as the cassette mutation method or the PCR method. In this case, for example, the technique described in Molecular Cloning [Sambrook et al., Cold Spring Harbor Laboratory Press (1989)] can be used.
  • the gene and its structure of the protein of the present invention include humans and mice. (See, for example, AbboU et al., Biochem. J., 259, 291-294, 1989, and ChiarioUieta 1., Biochim. Biophys. Acta, 1089, 54-60, 1991) .Based on these known base sequences and amino acid sequence information, a DNA encoding the protein of the present invention is appropriately obtained and prepared from a cDNA library using PCR, DNA synthesis technology, or the like. be able to.
  • a cDNA library is prepared from human liver tissue by a conventional method, and a known human galectin 11 is obtained from the cDNA library.
  • a cDNA encoding the protein of the present invention can be obtained by PCR using a primer prepared based on the nucleotide sequence of the present invention.
  • the preferred codon may be used, if necessary, based on the amino acid sequence of the protein of the present invention by, for example, the method of Alton et al. (Japanese Patent Publication No. 59-501097).
  • the DNA sequence encoding the protein of the present invention can be obtained by designing the base sequence in consideration of the above.
  • galectin-1 is also encoded by a polypeptide having an amino acid sequence in which one or more amino acid residues have been deleted, added, inserted, or substituted in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1.
  • Site-directed mutagenesis techniques such as oligonucleotide site-directed mutagenesis and cassette mutagenesis based on DNA to be transformed (for example, Mark et al., Pro Natl. Acad. Sci. USA, 81, 5662-5666, 1984, Inouye et al., Pro atl.Acad.Sci.
  • Prokaryotic (eg, bacteria, preferably E. coli) and eukaryotic (eg, yeast, insect, or mammalian) cells can be used as host cells.
  • mammalian cells include COS cells, Chinese Hamster Ovary cells, X63.6.5.3. Cells, C-127 cells, BHK (Baby Hamster Kidney) cells, human-derived cells (eg, HeLa cells) and the like.
  • yeast include baker's yeast (Saccliaromyces cerevisiae) and methanol-assimilating yeast Pichia pastoris.
  • yeast include silkworm cultured cells (eg, Sf21 cells).
  • a promoter that facilitates the addition of a restriction site to the DNA encoding the protein by restriction enzymes, and Z or expression.
  • the DNA of the present invention is added to an appropriate expression vector, and the transformed or transfected cells are cultured with the vector, and the produced protein of the present invention is separated and purified. be able to.
  • Escherichia coli is selected as a host, codons preferred for expression in Escherichia coli (preferred codons) may be incorporated.
  • the vectors used to transform E. coli include PKC30 (Shimatake H. and M. Rosenberg, Nature, 292, pl28-132, 1981), pTrc99A (Amann E. et al, Gene, 108, 193- 200, 1991), pCFM536 (ATCC No. 39934, see Japanese Translation of PCT International Publication No. 60-501988), and the like.
  • Vectors for mammalian cells include pSV2-neo (Southern and Berg, J. Mol. ApI. Genet., 1, 327-341, 1982), pCAGGS (Niwa et a, Gene, 108, 193- 200, 1991), or pcDL-SRa 296 (Takebe et al., Mol. Cell. Bio, 8, 466-472, 1988).
  • yeast there is pG-1 (Schena M. and Yamamoto K.R., Science, 241, 965-967, 1988).
  • transfer vector pAc373 (Luckow et al., Bio / Technology, 6, 47-55, 1988) for recombinant virus production is available.
  • vectors may optionally contain an origin of replication, a selectable marker, a promoter, and a ribosome binding site.
  • Eukaryotic vectors may further include an RNA splice site and a polyadenylation signal, if necessary. Is added.
  • vectors for mammalian cells include SV40 and adenovirus And those derived from sipapilloma virus.
  • a vector for Escherichia coli those derived from ColEl, R factor, F factor and the like can be used.
  • yeast 2 ⁇ ra DNA, ARS1-derived DNA and the like can be used.
  • promoters for gene expression include those derived from viruses such as retrovirus, poliovirus, adenovirus and SV40, or those derived from chromosomes (for example, EF1-). Can be used.
  • viruses such as retrovirus, poliovirus, adenovirus and SV40, or those derived from chromosomes (for example, EF1-).
  • a vector for Escherichia coli a vector derived from Pacteriophage ⁇ , a trp, lpp, lac, iac promoter and the like can be used.
  • ADH, PH05, GPD, PGK, or MAF ⁇ promoter can be used for baker's yeast, and A0X1 promoter can be used for methanol-assimilating yeast.
  • the vector for silkworm cells those derived from nuclear polyhedrosis virus can be used.
  • vectors for mammalian cells include neomycin (neo) resistance gene, thymidine kinase (TK) gene, dihydrofolate reductase (DHFR) gene, and Escherichia coli xanthinguanine phosphoribosyltransferase.
  • neo neomycin
  • TK thymidine kinase
  • DHFR dihydrofolate reductase
  • Escherichia coli xanthinguanine phosphoribosyltransferase Escherichia coli xanthinguanine phosphoribosyltransferase.
  • Escherichia coli xanthinguanine phosphoribosyltransferase Escherichia coli xanthinguanine phosphoribosyltransferase.
  • Ecogpt Escherichia coli xanthinguanine phospho
  • Ncol site Ncol site
  • ATG translation initiation codon
  • BamHI site BamHI site downstream of the stop codon.
  • This DNA fragment was treated with NcoI and BamHI, cloned into pET-3d (Stratagene) digested with NcoI and BaraHI, and
  • an Escherichia coli strain having an expression vector is used as a transformant for expressing the protein of the present invention.
  • the target gene is the T7 phage promoter.
  • T7 RNA polymerase supplied from the host E. coli is transcribed by T7 RNA polymerase supplied from the host E. coli.
  • This T7 RNA polymerase gene is incorporated into the host E. coli chromosome and is located downstream of the UV5 promoter, so that expression can be controlled by induction by the addition of IPTG. Protein expression, refolding, purification
  • a host cell is transformed with a recombinant DNA having the gene incorporated into an appropriate site of the above-mentioned vector.
  • the obtained transformant may be cultured, and the polypeptide may be further separated and purified from the cells or from the culture solution.
  • the means and methods used for these can be performed by combining known methods.
  • the original signal sequence may be modified, or the signal sequence of another protein may be used in order to make the N-terminal of the expression product more uniform.
  • Modify (substitute or add) amino acid residues at and near the N-terminus for example, add arginine or lysine residues in addition to methionine residues when expressing in E. coli) Can also homogenize the N-terminus.
  • GST daltathione-S-transferase
  • Histidine tag FLAG peptide, or the like
  • a specific enzyme for example, thrombin
  • Factor Xa Factor Xa
  • enterokinase etc.
  • the protein of the present invention can be obtained.
  • the protein of the present invention includes a protein consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1.
  • the present invention also includes those in which a part of the amino acid sequence has been modified (substitution, deletion, insertion and Z or addition) as long as the nerve regeneration promoting activity is retained, that is, the protein derivative of the present invention. It is.
  • the protein derivative of the present invention include amino acid modification (substitution, deletion, insertion and Z or addition), N-terminal acylation, ⁇ -amino group or ⁇ -amino group.
  • proteins have a three-dimensional structure with hydrophobic amino acids on the inside and hydrophilic amino acids on the outside.Therefore, amino acids present on the protein surface are replaced with highly hydrophilic charged amino acids. By doing so, an improvement in the solubility of the protein can be expected. Even in the case of the protein of the present invention, a derivative can be designed from such a viewpoint.
  • galectin-1 derived from other homologous species (Nito liga lectin: 0hyama, Y. et al., Biochem. Biophys. Res. Commum. 134, 51-56, (1986), Rat galectin Clerch, LB et al., Biochemistry 27, 692-699, (1988), mouse galectin: Wison, TJG et al., Biochem. J. 261, 847-852, (1989), @Shigalectin: Abbot, WM
  • the amino acid sequence of Biochem, J. 259, 283-290 (1989), etc. can be used.
  • human and rat amino acid sequences are compared, and the human type is not open but the rat type has proline, or the human type is daricin but rat type. Then, a site having an amino acid other than daricin can be selected.
  • the protein of the present invention includes a human protein of the present invention having the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1 and a methionine residue at the -2 position of the aforementioned derivative; and Protein with a lysine residue at the-position, It also includes proteins to which methionine residues have been added.
  • a bacterium for example, Escherichia coli
  • a protein having an initiation methionine residue added to the N-terminal side of a protein having a nerve regeneration promoting activity may be obtained. It is known.
  • the produced protein having a nerve regeneration-promoting activity may be daricosylated, or the N-terminus may be reblocked by an acetyl group, formyl group, or the like, or may not be used. In some cases, they are not included in the protein of the present invention.
  • the protein of the present invention may be purified and isolated from a natural source (for example, a conditioned medium having a nerve regeneration-promoting activity, or human lung, kidney, placenta, etc.), but is preferably genetically modified. It was obtained by law. The latter case has the advantage that mass production is possible.
  • a natural source for example, a conditioned medium having a nerve regeneration-promoting activity, or human lung, kidney, placenta, etc.
  • amino acid sequence of the protein of the present invention contains six cysteine residues, it is desirable that the amino acid sequence be cross-linked (oxidized) by a disulfide bond.
  • Chemical oxidation or disulfide exchange is used as an oxidation method to convert reduced proteins to oxidized proteins. be able to.
  • an air oxidation method an air oxidation method, a heavy metal ion (for example, an air oxidation method using Cu 2 as a catalyst, a method using pseudosobenzoic acid or hydrogen peroxide, or the like can be used.
  • a method using a redox buffer containing reduced daltathione and oxidized daltathione is used, but a redox buffer based on cysteine dithiothreitol, 2-mercaptoethanol, and cysteamine is used.
  • the second (Cys2), the 16th (Cysl6), the 42nd (Cys42), the 60th (Cys60), the 88th (Cys60) in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1 can also be used.
  • Cys88 and the protein of the present invention forming a disulfide bond between at least the 16th cysteine (Cysl6) and the 88th cysteine (Cys88) among the cysteine residues at the 130th (Cys130).
  • the number of disulfide bonds is 1 to 3, preferably 2 to 3, and more preferably 3.
  • the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1 is When the DNA to be loaded is expressed in Escherichia coli and subjected to a refolding operation, it has a disulfide bond between the following cysteines (1) Cysl6-Cys88, Cys2-Cysl30 and Cys42-Cys60; 2) Cys 16-Cys88, Cys2-Cys60 and Cys42-Cysl30; (3) Cys16-Cys88, Cys2-Cys42 and Cys60-Cysl30.
  • the oxidized galectin-11 of (1) is mainly obtained, and the column contains YMC Protein RP ( Inner diameter l O mm X length 250 mm, manufactured by YMC Corporation) in 0.1% TFA at room temperature.
  • Oxidized galectin-11 expressed in Escherichia coli showed that the form of (1) had the form of (1) by high-speed reversed-phase chromatography in which the concentration of nitril was increased linearly from 32% to 40% in 60 minutes. Approximately 36% acetonitrile concentration, and the forms (2) and (3) are eluted at approximately 34% acetonitrile concentration.
  • the form (1) of COS 1 cell expression was prepared by using YMC Protein RP (4.6 mm ID x 150 mm length, manufactured by YMC) as a column in 0.1% TFA at room temperature.
  • concentration of acetonitril in a linear line from 32% to 44% in 45 minutes It is eluted at about 38% acetonitrile concentration by fast reversed phase chromatography.
  • the present invention also includes a therapeutic agent for a neuropathy such as nerve damage, neurodegeneration, or reduced function at the time of nerve transplantation, which comprises galectin-11 or a derivative thereof as an active ingredient as defined above.
  • a therapeutic agent for a neuropathy such as nerve damage, neurodegeneration, or reduced function at the time of nerve transplantation, which comprises galectin-11 or a derivative thereof as an active ingredient as defined above.
  • Therapeutic agents include, in addition to common suitable liquid or solid carriers, diluents, preservatives, solubilizers,? A preservative and an adjuvant may be included (see Remington: The Science and Practice of Pharmacy, Nineteenth Edition, Mack Publishing Company, 1995).
  • Such compositions may be in the form of liquids or solids, and may be a diluent selected from buffers of different pH and ionic strength (eg, Tris-HCl, acetate, phosphate).
  • Additives such as albumin or gelatin to prevent adsorption to surfaces, surfactants (eg Tween 20, Tween 80, Pluronic F68, bile salts), solubilizers (eg glycerol, polyethylene glycol) , An antioxidant (eg, ascorbic acid, sodium metabisulfite), a preservative (eg, thimerosal, benzyl alcohol, paraben), an excipient or an isotonic agent (eg, lactose, mannitol). .
  • surfactants eg Tween 20, Tween 80, Pluronic F68, bile salts
  • solubilizers eg glycerol, polyethylene glycol
  • An antioxidant eg, ascorbic acid, sodium metabisulfite
  • a preservative eg, thimerosal, benzyl alcohol, paraben
  • an excipient or an isotonic agent eg, lactose,
  • covalent bonding of proteins to water-soluble polymers such as polyethylene dalicol, complexation with metal ions, or in or on the surface of granular preparations of polymerized compounds such as polylactic acid, polydalicholate, hydrogel, etc.
  • water-soluble polymers such as polyethylene dalicol
  • complexation with metal ions or in or on the surface of granular preparations of polymerized compounds such as polylactic acid, polydalicholate, hydrogel, etc.
  • polymerized compounds such as polylactic acid, polydalicholate, hydrogel, etc.
  • the therapeutic agent of the present invention includes parenteral, pulmonary, nasal, oral, and local implantation.
  • Various administration routes are possible, depending on the administration route, such as granular form, protective coating, compounding of protease inhibitors, compounding of absorption enhancers, inclusion in biomaterials such as collagen or biocompatible materials, etc. It can be.
  • Dosage forms include, but are not limited to, solutions, suspensions, emulsions, tablets, pills, capsules, aerosols, enteric agents, sustained release formulations, and implantable formulations.
  • the protein of the present invention may be contained in a collagen gel and directly embedded in a local neuropathy.
  • a necessary component such as a drug or a carrier may be used as a biocompatible material ( For example, it can be enclosed in a tube made of silicon rubber, collagen, polypropylene, polyester, polyamide, etc.).
  • Therapeutic agent containing the protein of the present invention a normally 0. 0 1 ⁇ gZk g body weight ⁇ 1 mgZk g body weight as an active ingredient, the age, weight, condition, sex, depending on the administration route and the like, once a day It can be administered about to several times. However, dosages are not limited to this range, and can vary with various therapeutic factors.
  • the proteins of the present invention are useful in treating a number of nervous system disorders.
  • Other additional factors include NGF, BDNF, NT-3, NT-4 / 5, NT-6, and other neuro-entry families, insulin, IGF-I, IGF- Insulin families such as ⁇ , FGF families such as aFGF, bFGF, and FGF-5; interleukins such as IL-1, IL-2, IL-3, and IL-6; LIF, GM- CSF, G-CSF, EP0, TP0, CNTF, oncostatin M, TNF ⁇ , thioredoxin, GDNF, TGF EGF, growth promoting activity, growth inhibitor
  • ganglioside adenocord such as GM1 and GM2 Alenocorticotropic hormone (ATCH), thyrotropin-releasing hormon (TRH), hippocampal cholinergic neurotrophic peptide (HCNP)) and neuropeptides such as corticotropin-releasing hormon (CRF).
  • Desirable examples include NGF, BDNF, NT-3, NT-4 / 5, NT-6, IGF-I, IGF-n, CNTF, and GDNF.
  • the protein of the present invention is useful for treating a nervous system disorder even when combined with an extracellular matrix or a paraneural cell.
  • the extracellular matrix include laminin, fibronectin, thrombospondin, collagen and the like.
  • Paraneural cells include Schwann cells, fibroblasts, satellite cells, macrophages, glial cells, and the like. Combination of paraneural cells with the basement membrane is also useful for treating neuropathy. In vitro and in vivo studies have shown that the protein of the present invention promotes the regeneration and remyelination of neurites from damage due to nerve severing, buckling, freezing and the like.
  • a dorsal root ganglion with nerve fibers is embedded in collagen gel to examine the neurite regeneration effect from the cut end of the nerve fiber (Horie H. et al, eurosci Lett 121, 125-128 (1991 ), Horie H. et al. NeuroReport 2, 521-524 (1991)) showed a clear neurite regeneration effect.
  • nerve regeneration from nerve injury caused by amputation of the sciatic nerve, sciatic nerve, and freezing was demonstrated.
  • a previously reported method S. Varon, et al, plOl-122 in "Frontiers of clinical neuroscience, vol.6 ⁇ Neural Regeneration and Transplantation J" edited by FJSeiKAlan R Liss, Inc. (1989), G.
  • the use of the protein of the present invention is useful for promoting nerve regeneration and recovering function at the time of central and peripheral nerve injury due to trauma due to an accident or surgical operation.
  • treatment of disorders caused by nerve damage due to therapeutic measures such as chemotherapy and radiation therapy for diseases such as cancer and AIDS.
  • It can also be used for neuropathy due to central and peripheral nerve damage caused by drugs or chemicals such as heavy metals and alcohols.
  • Neuropathy can also result from nerve damage caused by ischemic infection, malignant tumors and metabolic abnormalities, such as diabetic neuropathy and abnormal functions of the kidneys and liver.
  • neuropathy is also caused by degeneration of specific nervous system cells, for example, neurodegenerative diseases such as motor neurodegenerative diseases such as amyotrophic lateral sclerosis and Alheimer's disease.
  • the protein of the present invention can be used for treating neuropathy caused by nerve damage or degeneration as described above. It can also be administered to patients undergoing peripheral nerve transplantation at the time of nerve injury or artificial nerve transplantation. It is also useful for neurological dysfunction due to abnormal production of the protein of the present invention.
  • the present invention further provides a method for producing the protein of the present invention using an antibody column.
  • An antibody column is obtained by binding an antibody that cross-reacts with the protein of the present invention to a column support.
  • the whole protein or a fragment thereof having an antigenic determinant can be used as an antigen.
  • Antibodies include both monoclonal and polyclonal antibodies, as well as chimeric, ie, “recombinant”, antibodies produced by known methods.
  • Various antigen determinations Monoclonal antibodies are each an antibody to a single antigenic determinant on an antigen, as opposed to conventional antibodies (polyclonal) which generally contain various antibodies to the epitopes (epitopes).
  • the protein of the present invention is emulsified in Freund's complete adjuvant to immunize animals such as egrets, mice, rats, guinea pigs, and sheep, and is further immunized with Freund's incomplete adjuvant. Boost every other week to obtain antiserum for exsanguination. If necessary, the antiserum is subjected to, for example, ammonium sulfate fractionation to roughly purify IgG, and the crudely purified product is then applied to an affinity column (for example, using CNBr-activated Sepharose) to which the purified protein has been bound.
  • an affinity column for example, using CNBr-activated Sepharose
  • Monoclonal antibodies are prepared from culture supernatants of hybridoma cells or from ascites induced by intraperitoneal inoculation of mice with hybridoma cells.
  • the Hypridoma technology first described by Kohler and Milstein (Eur. J. Immunol. 6, 511-519 (1976)) possesses high levels of monoclonal antibodies against a number of specific antigens. It can be used extensively to generate hybrid cell systems.
  • Monoclonal antibodies can be prepared as follows.
  • mice eg, BALB / c
  • an adjuvant such as dead cells by intraperitoneal injection
  • the production of antibodies is confirmed and the spleen is removed from the mice.
  • Splenocytes are prepared and immediately transformed into a myeloma cell line (eg, X63, NS-1) in a HAT (containing hypoxanthine, aminopterin, and thymidine) medium in the presence of polyethylene glycol (eg, # 4000).
  • HAT containing hypoxanthine, aminopterin, and thymidine
  • the specific antibody-producing cells are inoculated into the peritoneal cavity of a mouse and cloned to obtain a monoclonal antibody.
  • a monoclonal antibody see, for example, Tatsuo Iwasaki et al., “Monoclonal Antibody-Hybrid-Ma and ELiSA” (1987) Kodansha Listed in Scientific, Tokyo, Japan.
  • the antibody obtained as described above is bound to a gel such as agarose gel such as Sepharose (manufactured by Pharmacia) activated with cyanogen bromide to produce an antibody column, and a natural source (for example, A conditioned medium containing nerve regeneration promoting activity, or a liquid derived from human lung, kidney, placenta, etc.), recombinant cells or cultures, is allowed to flow and adsorbed, and a salt concentration gradient, pH change, denaturing agent is applied.
  • a gel such as agarose gel such as Sepharose (manufactured by Pharmacia) activated with cyanogen bromide to produce an antibody column
  • a natural source for example, A conditioned medium containing nerve regeneration promoting activity, or a liquid derived from human lung, kidney, placenta, etc.
  • recombinant cells or cultures is allowed to flow and adsorbed, and a salt concentration gradient, pH change, denaturing agent is applied.
  • the protein of the present invention can be separated and purified
  • a stabilizer such as a saccharide or a surfactant may be added.
  • Sugars include mannitol, lactose, sucrose, maltose, glucose, inositol, xylose, sorbitol, fructose, galactose, ribose, mannose, cellobiose and cyclodextrin. Available. Of these, sorbitol, mannitol, and sucrose are preferred.
  • surfactants include polyoxyethylene hydrogenated castor oil, polyoxyethylene castor oil, polyoxyethylene sorbitan fatty acid esters such as polysorbate 80 and polyoxyethylene sorbitan monolaurate (also known as polysorbate 20); Sorbitan fatty acid esters such as polyoxyethylenepolypropylene glycol, sorbitan monooleate, sucrose fatty acid esters such as sucrose monopolyphosphate, aromatic quaternary ammonium salts such as benzethonium chloride and benzalkonium chloride; Sodium caprylate and sodium sulfite can be used.
  • polysorbate 80, polysorbate 20 and polyoxyethylene hydrogenated castor oil are preferred.
  • saccharides and surfactants used in the present invention are 0.1 to 50% (W / V) in the case of saccharides and 0 in the case of surfactants in the protein-containing therapeutic agent of the present invention. It can be used in the range of 0.001 to 50% (w / v).
  • the protein-containing therapeutic agent of the present invention has the above-described neurotrophic activity. Included are various proteins, as well as chemically modified proteins of the present invention wherein the protein is bound to at least one water-soluble polymer.
  • Water-soluble polymers include, for example, polyethylene glycol, monomethoxy-polyethylene glycol, dextran, poly (N-vinylpyridone) polyethylene glycol, propylene glycol homopolymer, polypropylene oxide / ethylene oxydopomer.
  • polyvinyl alcohol selected from polyvinyl alcohol.
  • These polymers can be covalently linked to the ⁇ -amino group of a mono-amino group at the N-terminus of the protein via a reactive group such as an aldehyde.
  • the protein of the present invention preferably reacts with a reactive polyethylene glycol (PEG) molecule to add PEG to the protein of the present invention.
  • PEG polyethylene glycol
  • the molecular weight of PEG is preferably 6 kDa to 50 kDa.
  • the protein of the present invention is useful as a nerve regeneration-promoting agent at the time of neuropathy, which promotes the regeneration of neurites and the repair of nerve tissue, and promotes the maintenance of survival.
  • evaluation of the in vivo mouth of peripheral nerve regeneration was performed as follows.
  • Dorsal root ganglion (DRG) with nerve fibers is extracted from animals and cultured in a collagen gel, and used as an in vitro model. Measurement of the factor's activity in promoting nerve regeneration and maintaining survival using this system was performed as described in a previously published paper (H. Horie et al, euroReport, 8, 1955-1959, 1997). From the 3-month-old Wistar rat, T2 to T11 DRGs with nerve fiber bundles 1 to 2 mm in length were removed. This DRG was placed on a culture dish placed on ice (0 ° C).
  • a collagen solution (0.5 collagen (Type I) solution (A) dissolved in dilute acetic acid solution), a 10-fold concentrated minimum essential medium (MEM) (B ), it was dissolved 2.2gNaHC0 3 and 4.77gHEPES to 0.05NNaOH
  • the dish was immediately heated to 37 ° C and kept warm for 5 minutes to gel the collagen solution. Then fill the dish with Ham's F12 medium containing 5 g / ml insulin, 5 ⁇ g / ml transferrin, 20 nM progesterone, 30 nM sodium selenite, 0. They were cultured in C0 2 containing water vapor saturated atmosphere 37 ° C.
  • Example 1 After adding various concentrations of nerve regeneration-promoting factors and fractions during purification to the medium, and culturing for 6 to 7 days, the number of regenerating neurites from the cut end of nerve fiber was measured under a phase-contrast microscope. . For each DRG, the number of regenerating neurites at the distal and central nerve fiber cutting edges was measured, and the average and standard error values were calculated from all the measured DRGs to statistically determine the superiority of the activity. evaluated.
  • Example 1 Example 1
  • RNA extraction reagent by AGPC method (Chomczynski P, et al., Anal. Biochem. 162, 156-159, 1987)].
  • Primary rat hepatocytes were prepared using the enzyme perfusion method (Satoshi Nakamura, Primary Cultured Hepatocyte Experiment Method, 1987, Gakkai Shuppan Center, Tokyo, Japan), and cultured in collagen-coated culture flasks.
  • the test was performed in a serum-free culture medium supplemented with aprotinin (Sigma).
  • the primary culture cells prepared from 8-week-old rats of the liver were plated 8X 10 6 per one to 25 sheets of 175cm 2 culture flasks (manufactured by Falco emissions Co.), 37 ° C in 5% CO 2 incubator in After 2 days incubation, remove the culture medium from the flask and add 4 ml of IS0GEN solution per plate, and suspend well. After that, the mixture was collected.
  • Each plate of the rat primary culture hepatocyte cDNA library prepared in Experimental Example 2 was transferred to 15 ml of 2XLB medium containing 50 g / ml of Ampici 11 in (2% Tryptone, 1% yeast extract, 1% NaCl, After culturing overnight in 0.2% Glucose), 0.5 ml of autoclaved glycerin was added to 0.5 ml of the culture, mixed, and stored at -80 ° C. 200 ⁇ l of this stock was cultured overnight in 50 ml of LB medium (1% Tryptone 0.5% yeast extract, 0.5% NaCl, 0.1% Glucose) containing 50 g / ml Ampici 11 in.
  • C0S1 cells ATCC CRL1650
  • IMDM Iscove's Modified Dulbecco's Medium
  • FCS 10% fetal calf serum
  • the culture supernatant was removed by suction, and the flask was washed twice with IMDM. Then, 0.02% of serum albumin, 20 ⁇ g / ml of human insulin (manufactured by Gibco), 20 g / ml ml of transfection 65ml IMDM containing Elin (manufactured by Gibco), 40 ⁇ monoethanolamine (manufactured by Sigma), ⁇ . ⁇ sodium selenite (manufactured by Sigma), and 5% carbon dioxide gas culture The cells were cultured in an incubator at 37 ° C for 3 days, and the culture supernatant was collected.
  • the obtained culture supernatant was sufficiently dialyzed against F12 medium, and the activity of promoting nerve regeneration was measured in the above-mentioned in vitro assay system. As a result, a nerve regeneration-promoting activity was observed in the culture supernatant of C0S1 cells in which the plasmid of one pool was transfected and expressed.
  • pool was diluted 10 5 times in CircleGrow TM (BIO Ltd. 101) medium containing Ampicillin of 50 ⁇ g / ml, 18 pieces of Ju - Bed in 2.5ml Dzu' Aliquot and incubate overnight [Plating 50 ⁇ l of the diluted solution on LB agar medium containing Ampicillin (1.5% agar added to LB medium), culture at 37 ° C overnight, and count the number of colonies that appear. As a result, it was confirmed that one tube contained 8.2 ⁇ 10 3 types of cDNA clones. In other words, 8.2X 10 3 pieces of the pool was created. :].
  • plasmid DNA of the cDNA clone pRLF obtained in Example 3 was performed essentially as described in Molecular Cloning [Sambrook et al., Cold Spring Harbor Laboratory Press (1989)]. About 700 g of plasmid DNA was obtained from 40 ml of CIRCLEGR0W TM medium overnight culture containing 50 ⁇ g / ml Ampicillin inoculated with clone pRLF. The obtained plasmid DNA was synthesized based on the universal primers and the sequence of the identified cDNA. [Synthesis was performed using a PerkinElmer 3940 D NAZRNA synthesizer (3-cyanoethylamidite synthesis method).
  • Purification was performed using an OPC column for purification of synthetic DNA (a column packed with reverse-phase silica gel and used to purify synthetic 0NA with trityl groups).
  • the purified synthetic DNA was dissolved in a TE solution to 20 ⁇ and stored at 120 ° C until use.)
  • the primers consist of approximately 20 bases of oligonucleotides as primers.
  • Dye Deoxy TM Terrainater Cycle Sequening Kit Perkin Elmer, Inc .; dideoxy method using PCR with fluorescent dye: Sanger F. et al., Proc. Natl. Acad. Sci.
  • Rat Multiple Tissue Northern Blot [manufactured by CLONTECH; nylon membrane with poly (A) + RNA from each rat tissue] to confirm whether pRLF is full-length and to identify mRNA-producing organs
  • Nozzle blotting was performed by using.
  • Northern blotting was performed essentially as described in Molecular Cloning [Sambrook. Et al., Cold Spring Harbor Laboratory Press (1989 ⁇ 1). Perform 1 hour at 42 ° C in a 20 ml solution containing 200 g / ml salmon sperm DNA, 1% SDS, and 0.8% agarose gel after digestion of pRLF with restriction enzymes Notl and EcoRI.
  • pRLF was considered to be an incomplete length.
  • the 5 'end was obtained by the method.
  • two PCR primers corresponding to the uppermost stream of the cDNA transfected with pRLF were synthesized.
  • the sequence is as follows: Flf: 5, -GTGGTCAGGTTTGGCTCATA-3 '(complementary strand of 52-71 of SEQ ID NO: 2 in the sequence listing; SEQ ID NO: 13).
  • EF1 -2 5 '-GGATCTTGGTTCATTCTCAAG-3' (SEQ ID NO: 15; Cloning site of pEF18S EcoRI-Located outside the EcoRI of Notl and looking into the closing site).
  • a plasmid (Flf and cDNA) of a cDNA library (independent clone; 3.2 ⁇ 10 6 ) prepared from mRNA of primary cultured rat liver cells was used as a type II plasmid.
  • EFla-2) PCR was performed using each lOpmol.
  • PCR using TaKaRaLA Taq (Takara Shuzo) with GeneAmp TM PCR System 2400 (PerkinElmer) at a volume of ⁇ (denaturation at 94 ° C for 5 minutes, then The reaction was performed 35 times under denaturing conditions of 30 seconds, annealing conditions of 57 ° C for 30 seconds, synthesis conditions of 72 ° C for 2 minutes, and a synthesis reaction was further performed at 72 ° C for 5 minutes.) . In addition, PCR was performed using lOpmol of each of the synthesized primers (Fig. And EFla-2) using a 4-fold dilution of this reaction solution ( ⁇ ) as a template. Conditions are the same as the first time.
  • Flh 5'-CCAAGTCCGTATCTCCATCA-3 '(complementary strand of 118 to 137 of SEQ ID NO: 3 in the sequence listing; SEQ ID NO: 16).
  • Primer synthesized using rat spleen 5'-RACE-Ready cDNA (manufactured by CL0NTECH) as type III; Flh and Anchor Primer (attached to 5'-RACE-Ready cDNA; added to the 5 'end of cDNA) PCR was performed using each lOpmol.
  • PCR using TaKaRa LA Taq (Takara Shuzo Co., Ltd., Japan) with GeneAmp TM PCR System 2400 (PerkinElmer Inc.) in a volume of 50 1 (denaturing conditions at 94 ° C for 45 sec. The reaction was carried out 30 times under the annealing conditions of 45 seconds under the annealing conditions and the synthesis conditions of 72 ° C.
  • PCR was performed using 7 pmol of each. PCR using Amp1 i Taq® (PerkinElmer) with GeneAmp TM PCR System 2400 (PerkinElmer) at 30 volumes
  • Flj 5'-TCCTCCTCGACACGCACTCC-3 '(complementary sequence of 64 to 183 of SEQ ID NO: 4 in the sequence listing; SEQ ID NO: 20).
  • This fragment was cloned into a PCRTM II vector, a fragment was prepared from the colony using PCR as before, and the nucleotide sequence was determined.
  • the primers were M13 Reverse Primer (described above) and T7 Primer (5 ' -TAATACGACTCACTATAGGG-3 '; SEQ ID NO: 21)].
  • an upstream sequence (sequence number 5) of 317 ′ base was further obtained, and the total length reached 1571 bases in total (sequence number 6). Since the result agreed with the result of Northern analysis, almost full length was obtained. It was thought that it was.
  • the pRLF clone was shake-cultured at 37 ° C in LB medium containing SO g / ml of Ampicilin at a temperature of 37 ° C (1.5 L of medium was placed per 3 L of Sakaguchi Corben), and centrifuged to rehydrate the 170 L culture medium. E. coli weighing 850 g was obtained. Using 5 g of this E.
  • pRLF plasmid was extracted using a plasmid extraction kit; RPM®-4G (manufactured by BIO 101). As a result, 300 mg of pRLF plasmid was obtained from a 170 L overnight culture solution.
  • Transfection of plasmid pRLF into C0S1 cells was performed by the method described above (Example 3), and a total of 294 L of culture supernatant of pRLF-transduced C0S1 cells was obtained and used as a source of purification.
  • the supernatant was collected after centrifugation at 8000 RPM for 30 minutes to remove dead cell debris from culture supernatant lot 1 (42.81 L, protein concentration; 0.297 mg / mK total protein content; 12698 mg) of pRLF-introduced C0S1 cells. .
  • the obtained supernatant was filtered at 4 ° C with a molecular weight lOOKDa cut ultrafiltration membrane (manufactured by Pall Filtron, membrane area 0.46 m 2 ), and the filtrate was filtered with a molecular weight of 5 kDa cut ultrafiltration.
  • the solution was concentrated using a filtration membrane (manufactured by Pall Filtration Co., Ltd., membrane area 0.46 m 2 ).
  • the obtained fraction of 5KDa or less 40.73L, protein concentration; below the detection limit
  • the fraction of 5KDa or more and lOOKDa or less 320ml, protein concentration of 39.252fflg / ml, total protein content: 12560mg
  • the fraction of lOOKDa or more 800ml
  • nerve regeneration-promoting activity was detected in fractions of 5 KDa or more and 10 OOKDa or less. Proceeded to the next step.
  • the eluate was changed to 20 mM Tris-HCl buffer (pH 8.0) containing 750 mM NaCl, and the adsorbed fraction Q2 (590 ml, protein concentration 20.63 lmg / m1, total protein mass 12172 mg) was added at a flow rate of 5 ml / min. Eluted.
  • nerve regeneration promoting activity was detected in the adsorbed fraction Q2, so this adsorbed fraction Q2 was carried on to the next step.
  • Frl6 350 ml, protein concentration 4.303 mg / ml, total protein mass 1506 mg
  • FrlO corresponding to a molecular weight of 30 kDa to 5 kDa.
  • the remaining 50 ml was fractionated using a Sephacryl S-200 HR column to obtain Frl6 (350 ml, protein concentration 4.480 mg / mi, total protein amount 1568 mg) from the active fraction FrlO.
  • the Sephacryl S-200 HR activity 'fraction obtained by two chromatographic fractionations was combined into one fraction (700 ml, protein concentration 4.391 nig / nil, total protein amount 3074 mg), and subjected to ultrafiltration. It was concentrated to 50 ml with a unit (Amicon; YM3 membrane, diameter 76 marauder). Then, it was again added to a Sephacryl S-200 HR column (Pharmacia Biotech, ⁇ > 5 cm x 100 cm) at 4 ° C at a flow rate of 2.5111! ⁇ 11.
  • Toko filtrate nerve regeneration promoting activity was DRG Atsusi corresponds to a molecular weight 15 KDa FRL3, 14 (100 ml, protein concentration 0.224mg / nil, total protein 22.039in g) because it was detected in This fraction was advanced to the next step.
  • Lot 1 100 ml, protein concentration 0.224 mg / ml, total protein 22.039 mg Lot 2: 50 ml, protein concentration 0.313 mg / m and total protein 15.672 mg lot 3: 50 ml, protein concentration 0.366 mg / nil, Total protein 18.300mg lot 4: 50ml, protein concentration 0.316mg / nil, total protein 15.800mg lot 5: 100ml, protein concentration 0.230mg / ml, total protein 22.950mg lot 6: 50ral, protein concentration 0.305 mg / nil, total protein mass 15.240mg lots 7: 50ml, protein concentration 0.245m g / ml, total protein mass 12.250mg.
  • the eluate was fractionated in 4 ml aliquots and subjected to DRG assay to find that nerve regeneration promoting activity was detected in Fr39, 40 (8 ml, protein concentration 0.02 mg / ml, total protein mass 0.16 mg ) with a NaCl concentration of about 250 mM. This fraction was taken to the next step.
  • the fractions combining Lot 3 and Lot 4 the fraction combining Lot 5 and Lot 6, and Lot 7-3
  • Each fraction was purified by Shodex IEC DEAE-2025 to obtain a Shodex IEC DEAE-2025 active fraction.
  • the Shodex IEC DEAE-2025 active fraction of each mouth obtained in () was combined into one fraction (32 ml, protein concentration 0.0188 mg / ml, total protein mass 0.6 mg), and the ultrafiltration unit ( The solution was concentrated to 4 ml with an Amicon; YM 3 membrane, diameter 43 mm). To this fraction were added 0.5 ml of 2-propanol, 0.5 ml of acetonitrile and 0.0025 ml of trifluoroacetic acid (TFA) to prepare a final volume of 5.0025 ml, a final organic solvent concentration of 20%, and a TFA concentration of 0.05%.
  • TFA trifluoroacetic acid
  • the mixture was injected into a column (YMC, ⁇ 2.1 lram x 150 mm) at a flow rate of 0.2 ml / min. After completion of the injection, the mixture was developed from 40% B to 60% B with a linear concentration gradient of 30 minutes.
  • the eluate was fractionated in 0.4 ml aliquots and subjected to DRG assay.
  • the nerve regeneration promoting activity was Fr44,45 (0.8 ml, protein concentration 0.012 mg / ml, total protein mass 0.0096 mg), which had an organic solvent concentration of about 50%. ), So this fraction was taken to the next step.
  • Electrophoresis was carried out according to a conventional method (Laemmli, Nature, Vol. 227, pp. 680-685, (1970)).
  • the molecular weight of the prestained 'broad range marker 16.5 KDa band was used as a guide, and 14 of the regions where the sample was added were 1.6 mm wide in a low molecular weight region from the 16.5 KDa band. Cut to gel. After placing the cut 14 gels into an Eppendorf tube containing 5001 purified water containing I.25 tg of transferrin, place the tubes in a rotator and at 4 ° C. Rotated. After 16 hours, the extract was recovered, and 500 ⁇ l of purified water containing 1.25 g of transphenylene was added.
  • the extract was collected, and 1 ml of the protein extract present in the gel was obtained together with the extract collected first. Thereafter, 20 ⁇ l of 1 M potassium phosphate (pH 6.8) was added to each tube to remove free SDS present in the extract, and the tube was left at 4 ° C. for 4 hours. In addition, centrifuge at 10,000 rpm for 10 minutes to remove the formed precipitate. Then, an extract of the protein present in the gel was obtained by collecting the supernatant. After the extract was dialyzed against Atsey medium and subjected to DRG attestation, the nerve regeneration promoting activity was detected in the gel extracts of No. 3 and No. 4 corresponding to a molecular weight of about 14,500 Da. Since a protein band was present at a position corresponding to this molecular weight on the electrophoresis gel subjected to the silver staining described above, it was found that the protein having a molecular weight of about 14,500 Da was the active protein.
  • 1 M potassium phosphate pH 6.8
  • PVDF polyvinylidene difluoride
  • YMC-Pack PROTEIN RP active fraction 786.6 1 was centrifugally evaporated, added with 30 1 of SDS gel electrophoresis sample buffer without reducing agent, treated at 95 ° C for 5 minutes, and then treated with 15-25% SDS-polyacrylamide.
  • transfer was performed to a PVDF membrane (ProBlott, manufactured by PerkinElmer) using a constant current of 150 mA for 3 hours.
  • 0.3 M Tris, 20% methanol, pH 10.4 for anolyte, 25 mM Tris, 20% methanol, pH 10.4 for transfer membrane solution, 25 mM Tris, 40 mM aminocabronate, 20% methanol, ⁇ for catholyte .4 was used.
  • the transferred membrane is stained with Coomassie Priliant Blue (CBB) staining solution (40% methanol, containing 0.1% CBB R-250 in 1% acetic acid), and removed with 50% methanol.
  • CBB Coomassie Priliant Blue
  • a CBB-stained protein band having a molecular weight of about 14500 Da and having a nerve regeneration-promoting activity on the PVDF membrane obtained in (7) of Example 7 was cut out, and lmg of dithioslite (DTT) was placed in an Etbendorf tube.
  • DTT dithioslite
  • EDTA ethylenediaminetetraacetic acid
  • the PVDF membrane was washed sequentially with purified water, 2% acetonitril, and USDS to remove excess reagent remaining on the membrane.
  • AP2 PGECLLRVRGEVA (SEQ ID NO: 22);
  • a P 4 LP D GY E (SEQ ID NO: 23);
  • AP6 DSNNLCLHFN (SEQ ID NO: 24).
  • PCR primers corresponding to human galectin monocDNA were synthesized based on GENBANK ACCESSION NO. J04456.
  • the array is as follows: HLEG1: 5 '— TGCGCCTGCCCGGGAACATC-3' (15-34 of GENBANK ACCESSION NO. J04456; SEQ ID NO: 25);
  • HLEG2 5'-GAACATCCTCCTGGACTCAA-3 '(28-47 of GENBANK ACCESSION NO. J04456; SEQ ID NO: 26);
  • HLEG6 5'-GCTGCCTTTATTGGGGGCCA-3 '(complementary strand of 472-491 of GENBANK ACCESSION NO. J04456; SEQ ID NO: 27);
  • HLEG8 5'-GAGAGAGCGGCCGCATTGGGGGCCATGGGCTGGC-3 '(Notl site was added to 5' of the complementary strand of 463-482 of GENBANK ACCESSION NO. J04456; SEQ ID NO: 28).
  • PCR was performed using 40 pmol of each of the synthesized primers (HLEG1 and HLEG6).
  • TaKaRa LA Taq (Takara Shuzo Co., Ltd., Japan)
  • GeneAmp TM PCR System 2400 PerkinElmer
  • the reaction was performed 35 times under denaturing conditions at 30 ° C for 30 seconds, annealing conditions at 60 ° C for 30 seconds, and synthesis conditions at 72 ° C for 1 minute, followed by a synthesis reaction at 72 ° C for 5 minutes.) went. Furthermore, PCR was carried out using this reaction mixture ( ⁇ ) as a template and the synthesized primers (HLEG2 and HLEG8) of 40 pmo 1 each. Conditions were the same as the first time except that the annealing temperature was 55 ° C. After treating this reaction solution with phenol chloroform (1: 1), apply 1/10 volume of 3M NaOAc and 2 volumes of ethanol! ] And centrifuged to obtain pellets.
  • the pellets are blunted with T4 DNA polymerase (manufactured by Behringer Mannheim), digested with Notl, run on a 2% agarose gel, and the expected fragments of approximately 460 bp in size are recovered and prepped.
  • T4 DNA polymerase manufactured by Behringer Mannheim
  • One A—Gene was purified using a DNA purification kit. This fragment was digested with EcoRI, blunted with T4 DNA polymerase, and cloned into NoU-digested PEF18S (the host used was E. coli DH5).
  • Primer EF1 ⁇ -1 (cloning site EcoRI of pEF18S, located outside EcoRI of NoU, direction to look at the closing site; 5'-CCTCAGACAGTGGTTCAAAG-3 '; SEQ ID NO 29), polyAC2 (located on the outside of Notl of the closing site EcoRI-Notl of pEF18S and oriented toward the cloning site; 5'-TGCATTCATTTTATGTTTCAG-3 '; SEQ ID NO: 30) After amplification by PCR using 7pmo1 (5 reactions at 94 ° C for 5 minutes, 35 reactions at 94 ° C for 30 seconds / 50 ° C for 30 seconds at 72 ° C for 1 minute), 2% agarose gel Then, a fragment of the expected size of about 500 bp was recovered and purified using a Prep-A-Dien DNA purification kit.
  • C0S1 cell-expressed Gall (1-134) Confirmation of DRG activity of C0S1 cell-expressed protein of human galectin-1 cDNA clone pEFGaU (hereinafter referred to as C0S1 cell-expressed Gall (1-134))
  • the plasmid pEFGall incorporating the human galectin-lcDNA obtained in Example 9 was transfected into C0S1 cells, and Gall (1—134) extracted from C0S1 cells in the C0S1 cell culture medium and nerve-regenerated. It was confirmed whether or not it had promoting activity.
  • the clone pEFGall was cultured overnight in 100 ml of LB medium containing 50 ⁇ g / ml Ampicillin, and the plasmid was extracted from the cells obtained by centrifugation using the QIAGEN Plasraid Maxi Kit (manufactured by QIAGE). Transfection of the plasmid pEFGall into C0S1 cells was performed using a transfectam reagent [Dioctadecylamide glycylspermine (D0GS) manufactured by Promega Corporation]. 5 ⁇ 10 6 C0S1 cells were sown in a tissue culture blasting flask having a culture surface area of 225 cm 2 , and cultured in IMDM medium containing 10% FBS.
  • D0GS Dioctadecylamide glycylspermine
  • IMDM medium After washing with 20 ml of IMDM medium, 6.5 ml of IMDM medium was newly added. Further, 6.5 ml of IMDM medium containing 65 g of plasmid pEFGall and 6.5 ml of IMDM medium containing transfectam reagent 325 were mixed, added, and cultured at 37 ° C for 6 hours. After that, the culture solution was removed by suction, and 52 ml of IMDM medium containing 10% FBS was newly added, followed by culturing for 2 days. After completion of the culture, 50 ml of the culture supernatant and cells were collected. The culture supernatant was dialyzed overnight against 2 L of PBS containing 5 mM DTT and then filtered.
  • the cells were homogenized in 10 ml of PBS containing 100 mM lactose and 5 mM DTT. Thereafter, centrifugation at 10,000 G for 30 minutes was performed at 4 ° C. The supernatant was collected, dialyzed overnight against 2 L of PBS containing 5 mM DTT, and filtered to obtain a cell extract. The obtained culture supernatant and cell extract were added at a flow rate of 0.25 ml / min to a lactose agarose column (Honen, 5.05.0 nun X 50 mm) equilibrated with PBS containing 5 mM DTT, respectively. The eluted fraction eluted.
  • the fragment containing the amplified starter lectin-1 start codon to stop codon was digested with Ncol and BamHI, and then run on a 0.8% agarose gel. Fragments of the same size were recovered, purified using a Prep A-Gene DNA purification kit, and inserted into pET-3d digested with Ncol and BamHI (the host used was E. coli DH5a).
  • a clone pETGall (1-134) having the correct nucleotide sequence of human galectin-1 cDNA (the nucleotide sequence from Ncol to BamHI of the vector is shown in SEQ ID NO: 7) was selected by nucleotide sequence analysis. Plasmid was extracted using GFX TM Micro Plasmid Prep Kit (Pharmacia), and Epicurian Coli BL21 (DE3) Competent Ce 1 is (Stratagene; T7 RNA polymerase gene downstream of Lac UV5 of Lysogenic Lambda phage) The resulting E. coli strain was used as a transformant for expression of Gall (1-134). The sequence of the primer for PCR used here is as follows:
  • HLEG12 5'-AGAGTGGATCCTTATCAGTCAAAGGCCACACATTTG-3 '(BamHI site was added to the 5' end of the complementary strand of 436-457 of GENBANK ACCESSION NO. J04456; SEQ ID NO: 31);
  • Gall (1-134) was obtained from Escherichia coli transfected with pETGall (1-134), a plasmid for expression of Escherichia coli incorporating human galectin-1 cDNA, and it was confirmed whether or not it had an activity to promote neural regeneration. .
  • the clone obtained in Example 11 was spread on an LB agar medium containing 50 ⁇ g / ml of ampicillin, and cultured at 37 ° C. overnight to form a colony. shake cultured in LB medium 50ml containing emissions 50 ⁇ g / ml, was added to the LB medium 1000ml containing ampicillin 50 g / ml to the culture incipient 0D. 6O Q is 0.2, 0D 6QO is 0.5-0.6 Until 37 ° C. Then, IPTG was added to a final concentration of 0.1 mM, and the cells were further cultured with shaking for 3 hours to induce the expression of Gall (1-134).
  • One liter of the bacterial cell culture was centrifuged at 10,000 G for 30 minutes to obtain a bacterial pellet expressing Gall (1-134).
  • the pellet was suspended in 20 ml of PBS and sonicated under ice-cooling.
  • the lysate was centrifuged at 10,000 G for 30 minutes, and Gall (1-134) was recovered as a soluble protein in the supernatant.
  • the collected supernatant is dialyzed overnight against 2 L of 20 mM Tris-HCl buffer (pH 8.0), and 20 mM Tris-HCl containing 20 mM Tris-HCl buffer (pH 8.0) in developing solvent A and 500 mM NaCl in developing solvent B.
  • Gall (1-134) contains six cysteines, it was found that human galectin-1 in pRLF-introduced COS 1 cell culture supernatant, which had nerve regeneration promoting activity, It is highly probable that SS bonds had been formed. Therefore, an SS bond formation reaction (refolding) was performed using copper sulfate as an oxidizing agent.
  • the Gall (1 to 134) fraction (15 ml) of the DEAE column was diluted 20-fold with 20 mM Tris-HCl buffer (pH 8.0), and 1% copper sulfate aqueous solution was added to a final concentration of 0.0001%. Left overnight at ° C.
  • the reaction solution (300 ml) was concentrated using an ultrafiltration unit (manufactured by Amicon; YM 3 membrane, diameter: 76 mm), and further buffer-exchanged to 20 mM sodium acetate buffer (pH 5.0).
  • (Final solution volume: 50 nU) Using 20 mM sodium acetate buffer (pH 5.0) as the developing solvent A and 20 mM sodium acetate buffer (pH 5.0) containing 500 mM NaCl as the developing solvent 0%
  • a TSKgel SP-5PW column equilibrated with B (manufactured by Tosoichi Co., Ltd., Japan; ⁇ 7.5 mm X 75 mm) was injected at a flow rate of 0.5 ml / min at room temperature.
  • the eluate was fractionated by 2 ml, and each fraction was analyzed by electrophoresis.
  • the two fractions having an acetonitrile concentration of about 34% and about 36% were separated into Gall (1-134 Only the bands considered to be) were detected.
  • the mobility of the two bands was slightly different in electrophoresis under non-reducing conditions, but the mobilities were identical in electrophoresis after reduction. From these facts, it was inferred that these two bands are Gall (1-134) with different SS connection bridge styles.
  • N-terminal amino acid sequence analysis was performed using a protein sequencer (Perkin Elmer, Inc., type 492). As a result, the following N-terminal amino acid sequence was detected (X is unidentified):
  • the amino acid composition ratio of the purified protein is in very good agreement with the theoretical value of Gall (1–134), and the purified protein is Gall (1–134), and its purity is very high. Was confirmed.
  • N-terminal amino acid sequence analysis and amino acid composition analysis were performed on the fraction eluted at an acetonitrile concentration of about 34. As a result, it was confirmed that the protein eluted in this fraction was Gall (1-134) in each analysis. Therefore, the concentration of Gall (1-134) in the resample was determined from the results of the amino acid analysis, and the fractions were adjusted to 0.5, 5, 50, 500, and 5000 pg / ml in Atsushi medium. After the re-adjustment, the activity of the DRG Atsusei nerve regeneration promoting was measured.
  • the identification of the SS bond cross-linking pattern of the Escherichia coli-expressed Gall (1-134) (fraction eluted at about 36% acetate nitrile concentration) obtained in Example 12 was carried out using the mass of the peptide fragment after enzymatic digestion. The analysis was carried out.
  • Gall (1-134) E. coli-expressed fraction 501 (corresponding to 15 g; concentration determined by amino acid analysis) was centrifugally evaporated, and then lOOmM Tris-HCl buffer (pH 6.8) 20 1 , And 0.6 g of trypsin (manufactured by Boehringer) was added, followed by digestion at 37 ° C for 16 hours.
  • acetonitrile 7 '/ 3 containing 0.05% TFA in developing solvent A and 0.02% TFA in developing solvent B.
  • the column temperature was 40 ° C
  • the flow rate was 0.25ml / min
  • the linear gradient from 13 ⁇ 4B to 50% B was 50 minutes. More fractionated (Fig. 5).
  • a-cyano-4-hydroxycinnamic acid (CHCA) dissolved at a high concentration was added to the mixture, and the mixture was air-dried after mixing. This was subjected to mass spectrometry using a Matrix-Assisted Laser Desorption Ionization Time-of-Flight (MALDI-TOF) type mass spectrometer (Voyager Elite, manufactured by Perceptive). The following shows the fragment number, the detected mass number and the amino acid sequence assigned from the mass number:
  • MALDI-TOF Matrix-Assisted Laser Desorption Ionization Time-of-Flight
  • Escherichia coli-expressed Gall (1 to 134) (the fraction eluted at about 45% acetonitrile concentration) is cross-linked by three pairs of SS bonds, one of which is Cys42-Cys60. Cys88 and Cys130 were also found to be cross-linked to either Cys2 or Cys16, respectively. Therefore, in order to identify the two sets of SS bond cross-linking modes of the remaining residue, lysylendopeptidase (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Japan) was added to TP9 for secondary digestion.
  • the SS bond cross-linking pattern was identified for Escherichia coli-expressed Gall (1-134) eluted at about 34% acetonitrile concentration.
  • the cross-linking patterns were Cys2-Cys42, Cysl6-Cys88 and It was a mixture of Cys60-Cysl30 form and Cys2-Cys60, Cysl6-Cys88 and Cys42-Cysl30 forms.
  • Galectins belong to a family of proteins commonly called animal lectins. And binds to sugars containing / 3-galactoside.
  • lectin activity -galaxide binding activity
  • two methods affinity chromatography using ⁇ -galactoside as a ligand and hemagglutination activity measurement method, were used. Confirmed.
  • the mixture was injected into a column (Honen, 05.0 mm ⁇ 50 mm) at a flow rate of 0.5 ml / min at 4 ° C. After completion of the injection, the mixture was developed from 0% B to 100% B with a linear concentration gradient of 30 minutes.
  • the eluate was fractionated by 2 ml and electrophoresis analysis of each fraction revealed that Gall (1-134) with a molecular weight of 14500 Da was detected in the fraction passing through.
  • Gall (1-134) was not a pure fraction but a lactose of about 10 mM. Eluted in the fraction with the highest concentration. From these results, it was confirmed that E. coli-expressed Gall (1-134) cannot bind to / 3-galactoside (lactose), but the reduction treatment restores the / 3-galactoside binding activity. .
  • a two-fold dilution series was made up to g / ml (50 ⁇ 1 each). 50% of the 2% blood cell suspension was dispensed into each well and left at room temperature for 1 hour. At this time, reduce at room temperature for 2 hours with Concanapalin ⁇ and 5 mM DTT. The same dilution series was prepared for the treated E. coli-expressed Gall (1-134), and the hemagglutination activity was measured at the same time. As a result, Escherichia coli-expressed Gall (1-134) treated with concanapalin A and 5 mM DTT for 2 hours at room temperature showed hemagglutination activity at a concentration of 6.25 g / ml or more.
  • Escherichia coli was immunized with Escherichia coli-expressed Gall (1-134) as an antigen to obtain anti-Gall (1 -134) antiserum.
  • Escherichia coli-expressed Gall (1-134) purified using a TSKgel SP-5PW column (manufactured by Tosoichi Co., Ltd.) described in Example 12 was used. Immunization was carried out using two puppies, using a gall (1-134) and an oil-based adjuvant to prepare an emulsion, and then subcutaneously administering 20-200 g per chick for a total of six times over a period of about 2 months. After the immunization, whole blood was collected to obtain about 75 ml of serum per bird.
  • the obtained antiserum showed a significant value up to a 204800-fold dilution, and a good antiserum with high specificity was obtained.
  • the obtained antiserum was purified on a protein A column to prepare an immunoglobulin (IgG) fraction.
  • 10 ml of the antiserum was diluted 2-fold with 10 ml of PBS, filtered, and injected onto a HiTrap Protein A column (Pharmacia, 1 ml gel) equilibrated with PBS.
  • the adsorbed fraction was eluted with 5 ml of 100 mM glycine hydrochloride buffer (PH 2.7).
  • PH 2.7 mM glycine hydrochloride buffer
  • a tube into which 500 1 of 1 M Tris-HCl buffer (pH 9.0) had been previously dispensed was used.
  • the flow-through fraction and the adsorbed fraction were analyzed by electrophoresis.
  • the anti-Gall (1-134) IgG obtained in Example 15 was immobilized on a resin to prepare an anti-Gall (1-134) IgG column.
  • the HiTrap NHS-activated (Pharmacia, lml gel) column was washed with 6 ml of lmM hydrochloric acid, and the above IgG solution (1 ml) was injected and left at room temperature for 30 minutes.
  • wash buffer-A 0.5M ethanolamine containing 0.5M sodium chloride, pH 8.3
  • wash buffer B 0.5M Washing was performed with 6 ml each of 0.1 M sodium acetate containing sodium chloride (pH 4.0), and 6 ml of washing buffer 1A was further injected, and the mixture was left at room temperature for 30 minutes. Thereafter, the column was washed with washing buffer B, washing buffer 1A, washing buffer 1B, and PBS in the order of 6 ml each to complete the preparation of the anti-Gall (1-134) IgG column.
  • Example 16 This was equilibrated with PBS, and the anti-Gall (1-134) IgG column obtained in Example 16 was added to a Veristaltic pump (Pharmacia, Type P-1) at 0.5 ° C / ml at 4 ° C. At a flow rate of. After washing with 50 ml of PBS, the adsorbed fraction was eluted with 3 ml of 100 mM glycine hydrochloride buffer (pH 2.7). At this time, a tube to which 300 ⁇ l of 1 M Tris-HCl buffer (pH 9.0) had been previously dispensed was used.
  • the sciatic nerve of an adult BALB / c mouse (female, 3-6 weeks old) was exposed at the thigh and cut.
  • the lesion was centrally located on the central side of the cut end at 7mni with forcepts.
  • An osmotic minip (Alzet, model 2002, 2 weeks or model 2001, 1 week) was placed subcutaneously on the back, and the central side of the sciatic nerve cut end was inserted into a polyethylene tube connected to a pump.
  • the minipump is filled with 220 ⁇ l of Gall (l-134) solution previously adjusted to a concentration of S g / ml with physiological saline, and the solution is nervized for 14 or 7 days at a rate of 1.0 or 0.5 ⁇ 1 / h. Continuously fed into the cut end. Freezing damage was added to the 2-week model from the injury site to the cut edge. On the 7th and 14th days after the injury, perfusion fixation was performed with '4% paraformaldehyde, and the sciatic nerve was excised, and 2.5% daltar fixation was added. After post-fixation with osmium, the samples were embedded in ebon, ultrathin sections were prepared, and observed with an electron microscope. An electron microscope was used to observe the distal side of the injury site at 6 ⁇ , and the cut end, ie, the site 1mm centrally from the solution administration site.
  • a collagen solution (0.3%) dissolved in 0.1% acetic acid extracted from the tail of the rat at 0 ° C under a condition of 0 ° C, 500 ng / ml Gall (134) was added to 0.8 ml of 10 ⁇ l, 10-fold concentration MEM (GIBC0, Minimum Essential Medium) 0. lml, it was added sequentially P H adjusted solution (dissolved Hepes 0.477 g in 0.3N NaOHlOml) 0. lml.
  • a control collagen solution was similarly prepared without adding Gall (l-134). Each collagen solution was filled in a silicon tube on ice and heated to 37 ° C to gel the collagen, thereby producing a collagen gel silicon chamber.
  • the right peroneal nerve was cut, and a control chamber was attached.
  • the left and right chambers of the GaU (l-134) -containing chamber and the control chamber-based lumber bar were switched for each animal.
  • the rats were anesthetized with Pentobarbital, perfused and fixed with zamboni fixative, and the transplantation chamber was excised.
  • Tubing is fixed with 4% buffered aldehyde Frozen sections of longi tudinal or cross were prepared using Cryostat and immunostained with hematoxylin-eosin (HE) stain, anti-neurofilament (NF) antibody and anti-S100 antibody.
  • HE hematoxylin-eosin
  • NF anti-neurofilament
  • the migration distance of S100-positive Schwann cells and the elongation distance of NF-positive regenerating neurites from the cut end of the nerve fiber in a silicon tube were measured from HE-stained images of longitudinal sections and immunostained images with anti-S100 antibody and anti-NF antibody. did. The number of regenerating neurites positive for NF was counted from the cross section.
  • the migration distance of cells migrated into the gel from the nerve cut end was measured.
  • the migration distance of the migrating cells was increased by Gal 1 (1-134) compared to the control.
  • the average distance traveled was 0.7 mm in the control, 1.1 mm in the Gal 1 (1-134) administration group, and 10 days after the operation, GallU was 1.2 mm in the control. -134)
  • GallU-134) administration promoted cell migration at ⁇ .9 ⁇ in the treatment group.
  • the S100-positive Schwann cells are the main cells of the migration cells and have reached the regenerating tip. As shown in FIG. 10, the NF-positive regenerating neurites have extended to the position of the schwann cells.
  • the number of neurites was also found to be increased by Gall (l-134).
  • Table 2 shows the number of regenerating neurites measured on two cross sections of 0.5 dragon and 1.0 mm from the cut end.
  • the average value of the number of regenerating neurites at 0.5 mm from the cut end was 882 in the control group and 882 in the GallU-134 administration group, and the average value was 52 in the control at the position 1.0 mm from the cut end.
  • the number of regenerative neurites increased significantly in the group treated with (1-134) 302.
  • GST glutathione-S-transferase
  • human galectin-1 amino acid 1-11344
  • PCR was carried out using pEFGall as type II and two primers for PCR, HLEG11 and HLEG13 (94 ° C for 5 minutes, followed by 94 ° C for 30 seconds 60 ° C for 30 seconds 72 ° C1 Perform the reaction 25 times under the same synthesis conditions, and further react at 72 ° C for 5 minutes).
  • HLEG11 5'-GAGAGAGGATCCCCATGGCTTGTGGTCTGGTCGC-3 '(BamHI site was added to the 5' end of 50-69 of GENBANK ACCESSION NO. J04456 so that it could be connected to GST-Tag in frame; SEQ ID NO: 50);
  • HLEG13 5'-AGAGTGCGGCCGCTTATCAGTCAAAGGCCACACATTTG-3 '(Notl site was added to the 5' end of the complementary strand of 436-457 of GENBANK ACCESSION NO. J04456; SEQ ID NO: 51).
  • This expression plasmid contains a GST protein followed by a Factor-1 Xa recognition sequence and a sequence encoding human galectin-1 (amino acid 1-134) [from Factor-1 Xa recognition sequence to human galectin- The amino acid sequence leading to 1 (amino acid 1-134) is shown in SEQ ID NO: 9. ].
  • Example 2 1
  • Daltathione-1S a fusion protein of human galectin-1 (amino acids 1-134), which converts transferase (GST) and amino acid 2 (Cys) to Ser (hereinafter referred to as GST-Gall (2 / Ser)
  • Nucleotide number 56 (GENBANK ACCESSION NO. J04456) is clone pGEXGall (2 / Ser) which has the nucleotide sequence of human galectin-11 cDNA with nucleotide number 58 (GENBANK ACCESSION NO. J04456) converted to C (The base sequence from BamHI to Notl in the vector is SEQ ID NO: except that T at position 15 is changed to A and T at position 17 is changed to C.
  • HLEG15 5,-GAGAGAGGATCCCCATGGCTAGCGGTCTGGTCG-3 '(SEQ ID NO: 52; BamHI site was added to the 5' end of 50-68 of GENBANK ACCESSION NO. J04456 to connect the GST-Tag in frame. No. 56 was converted to A, and base No. 58 to C.);
  • HLEG23 5'-AGAGAGCGGCCGCTTATCAGTCAAAGGCCACACATTT-3 '(SEQ ID NO: 53; NoU site was added to the 5' end of the complementary strand of 437-457 of GENBANK ACCESSION NO. J04456).
  • This expression plasmid contains a GST protein followed by a Factor-1 Xa recognition sequence and a sequence encoding mutant human galectin-1 (from the Factor-1 Xa recognition sequence to mutant human galectin-1).
  • the amino acid sequence is the same as SEQ ID NO: 9 except that the amino acid sequence is changed to Cys force Ser at position 10).
  • GST glutathione-S-transferase
  • human galectin-1 amino acids 1-134
  • T of base number 440 (GENBANK ACCESSION NO. J04456) is A and base number 442 (GENBANK ACCESSION NO. J04456) clone pGEXGalUal 1 / Ser—3 '), which has a sequence with T converted to C (SEQ ID NO: 10 from the EcoRI site to the NoU site) is used for nucleotide sequence analysis. I chose it.
  • the sequence of the synthetic primer used here is as follows:
  • PCR was performed under the same conditions using 5 pmol of each of the synthesized primers (HLEG17 and HLEG20). After mixing the above two reaction solutions, a PCR reaction (5 times under the synthesis conditions of 94 ° C for 30 seconds and 72 ° C for 2 minutes) was performed, and a primer synthesized using ⁇ ⁇ ⁇ of this reaction solution as a template was used. (HLEG15 and HLEG19) PCR using 20 pmol each (100 1 volume, 94 ° C for 30 seconds, Z55 ° C for 30 seconds, 72 ° C for 1 minute, 25 reactions, and then 72 ° C C for 5 minutes).
  • T-1 3 (SEQ ID NO: 58; complementary strand of 171-235 of GENBANK ACCESSION NO. J04456.
  • a for antisense at base number 176 was converted to T
  • ⁇ ⁇ ⁇ for antisense at base number 230 was converted to ⁇ ) ;
  • HLEG19 5'-AACTTGAATTCGTATCCATCTG-3 '(SEQ ID NO: 59; complementary strand of 354-375 of GENBANK ACCESSION NO. J04456);
  • This expression plasmid contains a GST protein followed by a peptide Xa recognition sequence and a sequence encoding human galectin-1 that converts all Cys to Ser (mutant to factor Xa recognition sequence).
  • the amino acid sequence leading to human galectin-1 is the same as SEQ ID NO: 9 except that all Cys Sers have been changed).
  • the clone obtained in Example 20 was spread on LB agar medium containing 50 ⁇ g / m1 of ampicillin, and cultured at 37 ° C overnight to form a colony. After shaking culture in 50 ml of LB medium containing 50 ig / nil, add this culture solution to 1000 ml of LB medium containing 50 g / ml of ampicillin so that the initial 0D 6Q Q becomes 0.2, and add 0D 6 (H) to 0.5 ml. — Incubate at 37 ° C with shaking to 0.6. Next, IPTG (isopropyl thiogalactoside) was added to a final concentration of 0.1 mM, and the cells were further cultured with shaking for 3 hours to induce the expression of GST-Gall (1-134).
  • IPTG isopropyl thiogalactoside
  • One liter of the cell culture was centrifuged at 10,000 G for 30 minutes to obtain a cell pellet expressing the GST-Gall (1-134) fusion protein.
  • the pellet was suspended in 20 ml of PBS and sonicated under ice-cooling to disrupt the cells.
  • the cell lysate was centrifuged at 10,000 G for 30 minutes, and GST-Gall was added to the supernatant as soluble protein.
  • the fusion protein was recovered.
  • the collected supernatant was injected onto a glutathione-Sepharose4B column (Pharmacia 03 cm x 5 cm) equilibrated with PBS.
  • the developing solvent was changed to 50 mM Tris-HCl buffer (PH 8.0) containing ImM calcium chloride and 100 mM NaCl, and the plate was washed sufficiently. Then, 400 units of Factor Xa was injected into the column, and the column was left at room temperature at room temperature.
  • the GIPM-Gall (1-134) cleaved by Factor Xa is treated with ImM calcium chloride and lOOmM NaCl in 50 mM Tris-HCl buffer (pH 8.0) at a flow rate of lml / min. Eluted.
  • the eluate was fractionated into 3 ml aliquots, and each fraction was analyzed by electrophoresis.
  • the fraction (12 ml) in which a band of GIPM-Gall (1 to 134) with a molecular weight of 14500 Da was detected was used for the next step Advanced.
  • This fraction (12 ml) was concentrated using an ultrafiltration unit (manufactured by Amicon; YM3 membrane, diameter 25 mm), and further buffer-exchanged with a 20 mM Tris-HCl buffer (pH 8.0). (Final volume 3 ml) Equilibrate this with 0% B using 20 mM Tris-HCl buffer (pH 8.0) as the developing solvent A and 20 mM Tris-HCl buffer (pH 8.0) containing 500 mM NaCl as the developing solvent B A Shodex IEC DEAE825 column (Showa Denko KK, Japan; ⁇ 8 mm x 7.5 cm) was injected at room temperature at a flow rate of 0.5 m tniri.
  • This fraction (1 ml) was equilibrated with 20% B using 80% acetonitrile containing 0.1% TFA as the developing solvent A and 0.085% TFA as the developing solvent B, and a TSKgei Phenyl -5PW RP column (Toso-One) (Japan, Japan; ⁇ 4.6 mm X 7.5 cm) at a flow rate of 0.5 nU / min at room temperature. After the injection was completed, a linear gradient from 20% B to 80% B was developed for 40 minutes. The eluate was fractionated by 1 ml, and each fraction was analyzed by electrophoresis.
  • Glyl leProMetAlaXGlyLeuValAlaSerAsnLeuAsnLeu (SEQ ID NO: 62). This sequence corresponds to the N-terminal amino acid sequence of GIPM-Gall (1-134), which was originally designed, and the protein purified using the TSKgei Phenyl-5PW RP column was used to convert GIPM-Gall (1-134). ).
  • Example 21 the clone obtained in Example 21 was expressed in Escherichia coli, GST-Gall (2 / Ser) was obtained, cut with factor Xa, and GIPM- in which Cys at position 2 was replaced with Ser. Gall [GIPM-Gall (2 / ser)] was obtained.
  • Example 22 the clone obtained in Example 22 was expressed in Escherichia coli, GST-Gall (al 1 / Ser) was obtained, digested with Factor-1Xa, and all 6 Cys were replaced with Ser. GIPM-Gall [GIPM-Gall (all / ser)] was obtained. EcoRI-NoU of Sequence Listing Free Text Sequence No. 10 pGEXGall (al 1 / Ser-3,)
  • SEQ ID NO: 13 Sequence complementary to nucleotides 52-71 of SEQ ID NO: 2 SEQ ID NO: 14 Sequence complementary to nucleotides 33-51 of SEQ ID NO: 2 SEQ ID NO: 15 Primer for sequencing PEF18S
  • SEQ ID NO: 16 Sequence complementary to nucleotides 118-137 of SEQ ID NO: 3
  • SEQ ID NO: Sequence complementary to nucleotides 36-55 of SEQ ID NO: 3
  • SEQ ID NO: 18 M13 reverse primer
  • SEQ ID NO: 20 Sequence complementary to nucleotides 64—83 of SEQ ID NO: 4 SEQ ID NO: 21 T7 primer
  • SEQ ID NO: 25 Nucleotide sequence of Genebank Accession No. J04456 15-34 SEQ ID NO: 26 Nucleotide sequence of Genepunk Accession No. J04456 28-47 SEQ ID NO: 27 Sequence complementary to nucleotides 472–491 of Genebank Accession No. J04456
  • SEQ ID NO: 28 Sequence complementary to nucleotides 463-482 of Gene Bank Accession No. J04456, and having a Notl site at the 5 'side
  • SEQ ID NO: 29 Primer for obtaining pEFGll clone containing human galectin-1 cMA
  • SEQ ID NO: 30 Primer for obtaining pEFGll clone containing human galectin-11 cDNA
  • SEQ ID NO: 31 Sequence complementary to nucleotides 436-457 of Gene Bank Accession No. J04456, and having a BamHI site on the 5 'side thereof
  • SEQ ID NO: 32 A sequence having nucleotides 50-69 of Gene Bank Accession No. J04456 and having a Not I site at the 5 'side
  • SEQ ID NO: 50 nucleotides 50-69 of Genebank Accession No. J04456, And a sequence having a BamHI site on the 5 'side
  • SEQ ID NO: 51 Sequence complementary to nucleotides 436-457 of Gene Bank Accession No. J04456, and having a Notl site at the 5 'side
  • SEQ ID NO: 52 Nucleotide 50-68 of Gene Bank Accession No. J04456 and a sequence having a BamHI site at the 5 ′ side thereof
  • SEQ ID NO: 53 Sequence complementary to nucleotides 437—457 of Gene Bank Accession No. J04456, and having a Notl site at the 5 ′ side
  • SEQ ID NO: 54 Nucleotide 366—457 of Gene Bank Accession No. J04456 with a Notl site at the 3 ′ side
  • SEQ ID NO: 55 Sequence complementary to nucleotides 370-457 of Gene Bank Accession No. J04456, and having a Notl site at the 5 'side
  • SEQ ID NO: 56 Nucleotide 50 to 105 of Gene Bank Accession No. J04456, and positions 56, 58 and 98 have been converted to A, C and A, respectively.
  • SEQ ID NO: 57 Nucleotide 171—235 of Gene Bank Accession No. J04456, and wherein positions 176 and 230 have been converted to A and A, respectively.
  • SEQ ID NO: 58 Sequence complementary to nucleotides 171—235 of Gene Bank Accession No. J04456
  • SEQ ID NO: 59 Sequence complementary to nucleotides 354—375 of Gene Bank Accession No. J04456
  • SEQ ID NO: 60 Sequence complementary to nucleotides 311-375 of Gene Bank Accession No. J04456, wherein A at position 314 has been substituted by T SEQ ID NO: 61: Added to N-terminus of GallU-134) Amino acid sequence
  • SEQ ID NO: 62 N-terminal sequence of Gall (l-134)

Description

明 細 書 ガレクチン— 1 又はその誘導体を有効成分と して含む
神経障害用治療剤 発明の技術分野
本発明は、 神経突起の再生、 神経組織の修復等の神経再生促進作用を 有するガレクチン一 1又はその誘導体、 そのような蛋白質を有効成分と する神経損傷、 神経変性、 神経移植時機能低下を含む神経障害の治療剤 に関する。 発明の背景
交通事故等による神経損傷やガンやエイズ等の治療薬による神経損傷 や神経障害、 筋萎縮性側索硬化症、 糖尿病性神経障害、 老年痴呆、 アル ッハイマー症、 パーキンソン病等の末梢神経及び中枢神経系の神経損傷 や機能障害については、 難治性で、 重篤な症状を示す場合が多く、 患者 を死に至らしめることも少なくないが、 現在、 効果的な治療薬はない。 これらの神経障害では、 神経組織の変性、 脱落、 神経軸索の切断、 退行 等が起こることから、 予防 ' 治療に対しては、 神経組織の変性や細胞死 を抑制 ύ、 神経突起の再生を促進する作用を有する因子が有効な治療薬 として期待されている。
約 4 0年前に レヴィ · モンタルティ ーニらによ って神経成長因子 ( NGF ) が発見されて以来、 神経細胞に作用する液性の因子と して、 毛 様体神経栄養因子 (CNTF ) 、 脳由来神経栄養因子 (BDNF ) 、 ニューロ ト 口フィ ン一 3 ( ΝΤ- 3 ) 、 ニューロ トロフィ ン— 4 Ζ 5 ( ΝΤ-4 / 5 ) 、 グリ ァ由来神経栄養因子 (GDNF ) 等の神経栄養因子類やサイ トカイン等の中 に種々の神経の生存維持や突起の再生に作用する因子があることが分か つてきた。 このうちの数種については医薬への適用に向けた研究もなさ れてきている。 ガレクチンはラク トサミ ン糖鎖に特異的な動物レクチンの総称であリ、
/3 ガラク トシ ド結合動物レクチン、 Sタイプレクチンとも呼ばれる。 腺 虫、 海綿等の下等な無脊椎動物から ト リ、 ヒ トに至るまでの動物組織の 細胞内にその存在が確認されている。 このタイプのレクチンは数種見つ かり 、 1994 年にそれら をガレクチンと総称する こ とが提案された (S. H. Barondes et al, Cell, 76, 597-598, 1994) 。 現在までにガレ クチンフアミ リーとしてガレクチン- 1 からガレクチン- 11 までが報告さ れている。 これらのガレクチンの作用については、 細胞増殖、 細胞接着 に関係している等の報告があるが、 その生理的機能についてはまだよく 分力 つて ヽな ヽ ( J. Hirabayashi et al., J. Biochem. , 119, 1-8, 1996; N.L.Perillo et al.,J Mo 1 Med. , 76,402-412, 1998) 。 また、 ガレクチ ン -1 に関しては多くの動物種由来フォームの構造も決定されている (ヒ 卜ガレ クチン- 1 : J.Hi rabayashi et al. , J. Biochem., 104, 1-4, 1988 ; J. Hirabayashi et al. , Biochim. Biophys. Acta. , 1008, 85- 91, 1989、 ラ ッ ド ガレクチン - 1 : L Clerch et al., Biochemistry, 27, 692- 699, 1988、 マ ウ ス ガ レ ク チ ン - 1 :T. J. G. Wi lson et al., Biochem. J. , 261, 847-852 , 1989 、 ゥ シ ガ レ ク チ ン - 1 : W.M.Abbot et al. , Biochem. J. ,259,283- 290, 1989) 。 特開平第 2-84192 号公報 (発 明の名称 ; 哺?し動物の 14-0 -gal レクチン類、 出願人 ; アイデオンコ一 ポレーシヨン) や国際公開第 W0 94/11497号 ( T i 11 e: METHOD OF CAUSING SELECTIVE IMMUNOSUPPRESSION USING HL-60-RELATED
LECTINS, Appl icant: INCYTE PHARMACEUYICALS INC. ) には、 ガレクチン- 1 の遺伝子、 蛋白、 自己免疫疾患治療薬について記載されているが、 神 経損傷や神経障害等の神経変性疾患の治療薬に関する記載は全くない。 一方、 ガレクチン- 1 の 神経系に関する報告には次に示すものがある。 感覚神経の発生期において脊髄後根神経節神経細胞にガレクチン- 1 が 発現している という報告 (J.Dodd,et al. J Exp Biol. 124, 225-238, 1986; M. A. Hynes, et al. J. Neurosci. , 10, 1004-1013, 1990 )、 脊髄後 根神経節神経細胞において、 ガレクチン- 1 は細胞接着基質と して神経 細胞の凝集や神経突起進展に関与しているという報告 (R. L. Outenreath et al. , J. Neurocy ol. , 21, 788-795, 1992) 、 発生期のラッ ト嗅覚神経系 細胞にはガレクチン- 1 が発現しており、 細胞接着基質と して神経突起 進展に関与しているとい 報告 (N. . Mahanthappa, et al. Development. 120, 1373-1384, 1994; E. H. Raabe, et al. Brain Res Dev Brain Res. 101, 187-196, 1997) 、 マウス嗅覚神経株細胞を用いた培養系において細胞 接着基質と して神経突起進展に関与している という報告 (A. Puch,et al. Dev Biol. 179, 274-287, 1996) 、 数種の神経組織におけるガレク チン- 1 の分布に関する報告 (R.Joubert et al, Dev. Neurosci. 11, 397-413, 1989; S.Kuchler et al, Dev. Neurosci. , 11, 14-427, 1989) などである。 これらの報告はいずれも神経組織での分布や神経細胞の接 着基質としての働きに関しての記述にとどまつており、 神経栄養因子や 神経系に作用するサイ トカイン類のような神経細胞あるいは傍神経系細 胞への作用による神経再生促進因子としての記述はない。 また、 ヒ トガ レクチン- 1 は分子内に 6個のシスティ ン残基を有する力 /3 —ガラク トシド結合能はこの蛋白質が還元状態、 即ちシスティンがフリ一の状態 で有し、 システィ ンが酸化された状態、 即ち S S結合が形成された状態 では^一ガラク トシド結合能を持たないことが分かつている。 先に記述 した特許出願公開や神経系に関する報告は全て還元状態におけるガレク チン- 1 が有する レクチンとしての存在や作用について記述したもので ある。 しかし、 この蛋白質が酸化した状態、 即ち S S結合が形成され、 レクチン活性が認められない状態での神経再生促進因子や生存維持因子 としての神経系への生理作用についてはひとつの報告も存在しない。 また、 還元状態にあるガレクチン- 1 と酸化状態にあるガレクチン- 1 では上記の生物学的性質に加え、 物理化学的性質も大きく異なる。 酸化 により SS 結合が形成されるという ことは、 2分子のシスティン残基か ら 1分子のシスチン残基となるこ とであるから、 蛋白質の分子量は 1組 の SS 結合あたリ水素原子 2個分、 即ち 2 ダルトン (Da) 小さ く なる。 ヒ トガレクチン- 1 の場合は 3組の SS 結合が形成される可能性があり、 その場合は 6 D a 小さ く なることになる。 その分子量の差は精度の高い 質量分析計による分子量測定によ り判別可能である。 また、 S S 結合に より蛋白質の高次構造が大きく変わり、 分子としての立体的な大きさや 分子表面に存在するアミ ノ酸残基が変化するために SD S 存在下の電気泳 動の移動度や、 逆相クロマ トグラフィー、 イオン交換クロマ トグラフィ —等における溶出時間も変化する。 ガレクチン- 1 が還元状態にあるの か酸化状態にあるのかを判別するためには、 これらの物理化学的性質を 調べることによ り可能である。
神経障害では、 神経組織の変性、 脱落、 神経軸索の切断、 退行等が起 こることから、 予防 ' 治療に対しては、 神経組織の変性や細胞死を抑制 し、 神経突起の再生を促進する作用を有する神経栄養因子類等が有効な 治療薬として期待されている。 NGF、 CNTF、 BDNF 等の神経栄養因子類に ついては医薬への適用に向けた研究が進められている。 これらの神経栄 養因子類は、 主に発生段階の幼若な動物から単離された神経細胞を用い て、 その神経再生促進作用や神経細胞の生存維持機能を有する因子とし て見つけられてきた。 したがって、 因子の作用発現のためには神経細胞 に直接作用させる必要がある。 しかし、 成熟動物の神経細胞と発生段階 の幼若な動物の神経細胞とでは因子に対する反応性も異なることがある とともに、 生体内で神経細胞は培養皿の中のように単独では存在してお らず、 神経細胞は通常、 神経細胞同士、 神経細胞とシュワン細胞等の傍 神経系細胞に囲まれた状態で存在、 接触してお互いに情報交換して機能 を維持している。 神経損傷後の神経再生に際しても神経細胞を取り巻く 他の細胞との間のクロス トークを行って機能修復がはかられている。 こ のために、 神経細胞に直接作用する因子類を神経細胞にいかに作用させ るか、 即ち投与法の問題があり、 神経障害治療薬としての開発が難航し ている。
このような状況の中で、 本発明者らは、 生体中で機能している構造を そのまま維持した神経組織の器官培養系を用いて、 神経組織の神経線維 切断端からの神経突起再生の促進及び生存維持活性を示す蛋白質性因子 を見出すことによる別の角度からの新たな因子の発見、 あるいは、 物質 としては既に知られている因子についての神経障害や損傷の治療薬とし ての新たな用途を見出すべく鋭意検討を行ってきた。
即ち、 本発明の主たる目的は、 神経損傷、 神経変性、 神経移植時機能 低下を含む神経障害の治療に有効なガレクチン一 1又はその誘導体、 並 びに、 それらを有効成分とする神経障害の治療剤を提供することである。 発明の概要
本発明者らは、 神経組織の神経線維の切断端からの神経突起再生を促 進し、 生存を維持する因子を得るべく、 種々の検討を行った。 インビボ によリ近い評価方法として、 成熟または老化ラッ トの後根神経節神経組 織 (DRG ) をコラーゲンゲル中に包埋し、 その神経線維の切断端からの 突起再生をみる器官培養アツセィ系を用いて因子の探索を行った。 その 結果、 ラッ ド肝由来 cDNA を動物発現用べクタ一を用いて ト ランスフエ ク トした C0S 1 細胞培養上清から脊髄後根神経節線維の切断端からの突 起再生を促進し、 生存を維持する活性因子を精製し、 部分配列を決定し、 ガレクチン- 1配列を有する蛋白質と同定した。 また、 該ガレクチン一 1 をコードする DNA から発現した蛋白質がインビトロ、 インビボで神経 突起の再生を促進し、 生存維持活性を示すことを見出した。
即ち、 本発明は、 配列番号 1 に示されるアミ ノ酸配列を有するガレク チン一 1又はその誘導体を有効成分として含む、 神経損傷、 神経変性、 神経移植時機能低下を含む神経障害の治療剤を提供する。
本発明で使用されるガレクチン— 1 又はその誘導体は、 レクチン活性 をもつものであってもよいし、 或いは、 レクチン活性をほとんど又は全 くもたないものであってもよい。 ここでレクチン活性とは /3 —ガラク ト シド結合活性を指し、 そのような活性をもつレクチンは通常ラク ト一ス カラム結合能又は赤血球凝集能を有している。
本発明の実施態様において、 ガレクチン— 1 又はその誘導体は、 配列 番号 1 に示されるアミ ノ酸配列中の 2 番目 (Cys2) 、 16 番目(Cys l 6 )、 42番目(Cys42)、 60番目(Cys60)、 88番目(Cys88)及び 130番目(Cys 130) のシスティン残基のうち少なく とも 16 番目のシスティ ン(Cysl6)と 88 番目のシスティン(Cys88)の間でジスルフィ ド結合を形成している。
本明細書中 「酸化型」 とは、 蛋白質の 2つ以上のシスティン残基がジ スルフィ ド結合を形成した、 いわゆる酸化状態にあることを意味する。 本発明の蛋白質は、 神経突起の再生、 神経組織の修復等の神経再生促 進作用をもつ。 この意味では、 本発明の蛋白質は神経栄養因子様の機能 をもっといえる。 従来公知のガレクチン一 1 は還元型でレクチン活性を も ち 神経細胞の接着基質 と し て作用する こ と が知 られて い た (N.K.Mahanthappa ら, 上掲 ; A. C. Puch ら, 上掲 ; など) が、 本発明の ようにガレクチン一 1 が神経再生促進因子と して機能することは全く知 られていなかった。
本発明の実施態様において、 ガレクチン一 1 又はその誘導体は、 配列 番号 1 に示されるァミ ノ酸配列中以下の各システィン間にジスルフィ ド 結合を形成しているものが例示される :
Cysl6-Cys88, Cys2-Cysl30及び Cys42-Cys60;又は
Cysl6-Cys88, Cys2-Cys60及び Cys42-Cysl30; 又は
Cysl6-Cys88, Cys2-Cys42及び Cys60-Cysl30;
或いは、 (1) 、 (2) 及び (3) のうち少なく とも 2つの組の混合物、 特に U) が 5 0 %以上含有する混合物。
誘導体としては、 例えば以下のものが挙げられる :
(a) 配列番号 1 に示されるアミ ノ酸配列において 1 個以上、 好ましくは 1 個若しくは数個、 のアミ ノ酸が置換、 欠失、 揷入及び 又は付加され たアミノ酸配列を有し、 且つ、 神経再生促進作用を有するもの、 或いは、 配列番号 1 に示されるアミ ノ酸配列を実質的に有するもの。 ここで 「実 質的」 とは、 配列番号 1 に示すアミ ノ酸配列においてその蛋白質の神経 再生促進活性に影響を与えない少なく とも 1個のアミ ノ酸の変更(置換、 欠失、 揷入及び Z又は付加) を含みうることを意味する。
(b) 配列番号 1 に示されるァミノ酸配列と比較してアミ ノ酸レベルで 8 0 %以上、 好ましく は 9 0 %以上、 さ らに好ましく は 9 5 %以上の相 同性を有するもの。
( c ) N末端がァシル化 (例えば、 ホルミル化、 ァセチル化など) されて いるもの。
(d) N末端に M e t— l L y s 2又は M e t 1が付加されているもの。
( e ) 水溶性ポリマー (例えば、 ポリエチレングリ コールなど) 又は炭水 化物鎖と共有結合されているもの。
本発明の治療剤は、 事故による外傷や外科手術等よる中枢及び末梢の 神経損傷時の神経再生促進、 機能回復 ; ガンやエイズ等の疾病に対する 化学療法や放射線療法等の治療的措置による神経の損傷によってもたら された障害 ; 薬剤や重金属、 アルコール等の化学物質による中枢及び末 梢の神経損傷による神経障害 ; 虚血ゃ感染、 悪性腫瘍や代謝異常、 例え ば糖尿病性神経障害や腎臓や肝臓等の機能異常等による神経損傷 ; 特定 の神経系細胞の変性、 例えば、 運動神経変性疾患である筋萎縮性側索硬 化症やアルツハイマー病等の神経変性疾患 ; などの神経障害の治療に有 用である。 また、 本発明の治療剤は、 神経移植による機能低下等の神経 障害の回復治療の際に神経再生促進剤として用いることもできる。
本発明の治療剤は、 医薬的に許容される液体又は固体の担体と組合わ せて、 経口、 非経口等の医薬形態とし得る。 また、 この治療剤には、 本 発明の蛋白質に加えて、 NGF (神経成長因子) 、 BDNF (脳由来神経成長 因子) 等の他の 1 つ以上の神経栄養活性を有する因子、 或いはこのよう な因子を含む細胞外マ ト リ ックスまたは傍神経細胞が含有されてもよい。 本発明の実施態様において、 本発明の治療剤は、 本発明の蛋白質をコ ラーゲンゲル中に含有させ、 必要に応じて他の神経栄養因子を添加し、 神経障害局部に直接埋め込む形態のものであってもよい。 この場合、 薬 剤、 担体等の必要な成分を生体適合性材料 (例えば、 シリ コンゴム、 コ ラーゲン、 ポリ プロピレン、 ポリエステル、 ポリ アミ ドなど) からなる チューブ内に封入される。 あるいは、 本発明は、 本発明の上記治療剤を、 神経損傷、 神経変性、 神経移植時機能低下等の神経障害に対する治療を必要とする患者 (ヒ ト を含む) に投与することを含む該神経障害を治療する方法にも関する。 本発明はまた、 上記定義のガレクチン一 1又はその誘導体を提供する。 本発明はさ らに、 上記定義のガレクチン— 1 又はその誘導体を含有す る物質 (例えば、 天然或いは組換え法又は化学的方法から得られた物質) を、 上記蛋白質に対する抗体を結合したァフィ二ティーカラムに通して 上記蛋白質を吸着し、 次いでそれらを溶出し、 必要に応じてさらに酸化 処理にかけることを含む、 上記蛋白質を製造する方法を提供する。 図面の簡単な説明
図 1 は、 ラッ トの各組織からの RNA に関するノーザンブロッ トアツセ ィの結果を示す電気泳動の写真である。
図 2は、 pRLF 導入 C0S 1 細胞の培養上清から精製された神経再生促進 因子の電気泳動像を示す写真である。
図 3は、 pRLF 導入 C0S 1 細胞の培養上清から精製された神経再生促進 因子を リシルェンドぺプチダーゼで消化後、 逆相カラムクロマ トグラフ ィ一によ り決定されたべプチドマツプを示す。
図 4は、 大腸菌発現 Gal l ( 1 — 134) の神経再生促進活性の結果を示 す。 ここで、 中枢端および末梢端はそれぞれ中枢神経切断端、 末梢神経 切断端を示す。
図 5は、 大腸菌発現産物 Ga l l ( 1 一 134) を ト リ プシンで消化後、 逆 相カラムクロマ トグラフィーにより決定されたペプチドマップを示す。 図 6は、 大腸菌発現産物 Ga l l ( 1 - 134) のト リ プシン消化後のフラ グメン ト T P 9のリシルェンドぺプチダ一ゼによる 2次消化産物の逆相 カラムクロマ トグラフィーによ り決定されたべプチドマップを示す。 図 7は、 大腸菌発現 Ga l l ( 1 — 134) の赤血球凝集活性測定の結果を 示す。
図 8は、 Gall( l- 134) ( A ) と コ ン ト ロール ( B ) を連続投与 1 4 日 間の後の坐滅端から 6 mm末梢の部位の電子顕微鏡観察像を示す生物形 態の写真である。
図 9は、 Gall(l-134) (A) とコ ン ト ロール ( B ) 投与の術後 1 0 日 目灌流固定後、 longitudinal 凍結切片の H E染色像を示す生物形態の 写真である。
図 10 は、 Gall(l-134) (A) とコントロール ( B ) 投与の術後 1 0日 目灌流固定後、 longitudinal 凍結切片の抗 N F抗体による免疫染色像を 示す生物形態の写真である。 発明の詳細な説明
以下に、 本発明の神経再生促進活性を有する蛋白質 (以下、 「本発明 の蛋白質」 と言う) の製造方法および該蛋白質を含む医薬組成物につい て説明する。 遗伝子構築
本発明の蛋白質 は、 配列番号 1 に示されるアミ ノ酸配列の全部又は 一部をコードする DNA、 或いは、 該アミ ノ酸配列の誘導体 (例えば 1個 以上のァミノ酸が置換、 欠失、 挿入及びノ又は付加されたァミ ノ酸配列) をコードする DNA を含む組換えべクタ一を構築し、 該ベクターで宿主細 胞を形質転換し、 得られた宿主細胞を培養し、 目的の蛋白質を分離 , 精 製して得ることができる。
本発明の蛋白質をコードする DNAは、ゲノム DNAの制限酵素切断、 cDNA ライブラリーからのクローニング、 または DNA合成にょリ、 またはこれ によリ得られた DNA をオリ ゴヌクレオチド部位特異的突然変異法ゃカセ ッ ト変異法等の部位特異的突然変異技術や PCR法を用いて改変、 増幅す る こ と に よ り 、 得る こ とができる。 この場合、 例えば、 Molecular Cloning[Sambrook ら, Cold Spring Harbor Laboratory Press ( 1989) ]に 記載の技術を使用することができる。
本発明の蛋白質の遺伝子及びその構造については、 ヒ ト、 マウスを含 む種々の生物のものについて既に知られている (例えば、 AbboU et al., Biochem. J. , 259, 291-294, 1989や Ch i ar i oU i e t a 1., Biochim. Biophys. Acta, 1089, 54-60, 1991 ) ので、 これら公知の塩基配列やアミ ノ酸配 列情報に基づき、 cDNA ライブラリ一から PCR 法や DNA 合成技術等を用 いて本発明の蛋白質をコードする DNA を適宜取得 作製することができ る。
cDNA ライ ブラ リーから取得する方法については、 例えば後述の実施 例に示されるように、 ヒ ト肝臓組織から慣用の手法によ り cDNA ライブ ラリ一を作製し、 既に知られているヒ トガレクチン一 1 の塩基配列に基 づき作製したブライマーを用いた PCR法により、 本発明の蛋白質をコ一 ドする cDNAを取得することができる。
DNA 化学合成により取得する場合には、 例えばアルトンらの方法 (特 表昭 59-501097 号公報) によって、 本発明の蛋白質のアミ ノ酸配列に基 づき、 必要であれば優先コ ドンの使用も考慮して、 塩基配列をデザイン し、 本発明の蛋白質をコードする DNA断片を得ることができる。
また、 配列番号 1 に示されるアミノ酸配列において 1以上のアミ ノ酸 残基が欠失、 付加、 揷入及び 又は置換されたアミ ノ酸配列を有するポ リペプチドについても、 上述したガレクチン- 1 をコードする DNA を基 にオリ ゴヌクレオチド部位特異的突然変異法やカセッ ト変異法等の部位 特異的突然変異技術 (例えば、 Mark et al. , Pro Natl. Acad. Sci. USA, 81, 5662 - 5666, 1984, Inouye et al. , Pro atl. Acad. Sci. USA, 79, 3438-3441, 1982, PCT W085/00817, 1985年 2月 28 日公開, Wharton et al. , Nature, 316, 601-605, 1985) や PCR 法を用いて、 また DNA の化 学合成により、 そのような変異体ポリペプチドをコードする DNA を作製 することができる。
宿主細胞と しては、 原核生物 (例えば細菌、 好ましく は大腸菌) 、 真 核生物 (例えば酵母、 昆虫、 又は哺乳動物) 細胞を用いることができる。 哺乳動物細胞の例と しては、 C O S細胞、 チャイニーズハムスター卵巣 (Chinese Hamster Ovary ) 細胞、 X63.6.5.3. 細胞、 C - 127 細胞、 B H K (Baby Hamster Kidney ) 細胞、 ヒ ト由来細胞 (例えば、 HeLa 細胞) 等があげられる。 酵母の例と しては、 パン酵母 ( Saccliaromyces cerevisiae) やメタノール資化性酵母 Pichia pastoris ) 等があげら れる。 昆虫細胞の例と しては、 蚕培養細胞 (例えば、 Sf21 細胞) 等が あげられる。
原核又は真核細胞を用いて本発明の蛋白質を製造する場合には、 該蛋 白質をコードする DNA に、 制限酵素による切断部位の付与、 および Zま たは、 発現を容易にするようなプロモーター等の DNAを付加したものを、 適切な発現べクタ一に組み込み、 該ベクタ一で形質転換またはトランス フエク トされた細胞を培養し、 産生された本発明の蛋白質を分離 · 精製 することによって得ることができる。 宿主と して大腸菌を選択する場合 には、 大腸菌における発現に好ましいコ ドン (優先コ ドン) を組み込ん でもよい。
大腸菌を形質転換する ために用い られる ベク タ ーには、 PKC30 (Shimatake H. and M. Rosenberg, Nature, 292, pl28-132, 1981) 、 pTrc99A (Amann E. et al, Gene, 108, 193-200, 1991) 、 pCFM536 (ATCC No. 39934、 特表昭 60— 501988号参照) 等が挙げられる。
哺乳動物細胞用のベクタ一としては、 pSV2-neo (Southern and Berg, J. Mol. Ap l. Genet. , 1, 327-341, 1982) 、 pCAGGS (Niwa et aし, Gene, 108, 193-200, 1991) 、 又は pcDL-SR a 296 (Takebe et al. , Mol. Cell. Bioし, 8, 466-472, 1988) 等がある。 酵母用としては pG- 1 (Schena M. and Yamamoto K. R. , Science, 241, 965-967, 1988) 等がある。 蚕細 胞用と しては、 組み換えゥィルス作製用 ト ランスファ一ベクタ一 pAc373 (Luckow et al. , Bio/Technology, 6, 47-55, 1988) 等がある。
これらのベクターは必要に応じて複製起点、 選択マーカ一、 プロモー ター、 リボソーム結合部位を含んでもよく、 真核細胞用のベクターには さらに、 必要に応じて R NAスプライス部位、 ポリ アデニル化シグナル 等が付加される。
複製起点として、 哺乳動物細胞用ベクターには、 SV40、 アデノ ウィル ス、 ゥシパピローマウィルス由来のもの等を用いることができる。 大腸 菌用ベクタ一としては、 ColEl、 R 因子、 F 因子由来のもの等を用いる ことができる。 酵母用と しては 2 μ raDNA、 ARS1 由来のもの等を用いる ことができる。
遺伝子発現用プロモーターとしては、 哺乳動物細胞用べクタ一には、 ウィルス由来であるレ トロウイルス、 ポリオ一マウィルス、 アデノウィ ルス、 SV40 由来のもの等あるいは、 染色体由来のもの (例えば、 EF1- ) 等を用いることができる。 大腸菌用ベクターには、 パクテリオファ —ジ λ由来のものや、 trp、 lpp、 lac、 iac プロモータ一等を用いる ことができる。 パン酵母用としては ADH、 PH05、 GPD、 PGK、 又は MAF α プロモータ一を、 また、 メタノール資化性酵母については A0X1 プロモ ータ一等を用いることができる。 蚕細胞用べクタ一には核多角体病ウイ ルス由来のもの等を用いることができる。
選択マーカ一と して、 哺乳動物細胞用ベクターには、 ネオマイシン (neo ) 耐性遺伝子、 チミジンキナーゼ (TK) 遺伝子、 ジヒ ドロ葉酸還 元酵素 (DHFR) 遺伝子、 大腸菌キサンチングァニンホスホリボシルトラ ンスフェラ一ゼ (Ecogpt) 遺伝子等を用いることができる。 大腸菌用べ クタ一には、 カナマイシン耐性遺伝子、 アンピシリ ン耐性遺伝子、 テト ラサイクリ ン耐性遺伝子等を用いることができる。 酵母用としては Leu2、 7>pl、 〃ra3遺伝子等を用いることができる。
例えば、 配列番号 1 に示されたアミノ酸配列 1〜134 位からなる本発 明の蛋白質を製造する場合、 1〜134位のアミノ酸配列をコードする DNA を合成し、 その N 末端に Ncol サイ ト (翻訳開始コ ドンの ATG を含む) を付加し、 また C末端には stop コ ドンとその下流に BamHI サイ トを付 加する。 この DNA 断片を、 Nco I 、 BamHI で処理し、 Nco I 、 BaraHI で 消化した pET— 3d (ス トラタジーン社製) にクローニングし、 Epicurian
Coli BL2KDE3) Competent Cells (ス トラタジーン社製) を使用し、 発 現ベクターを有する大腸菌株を本発明の蛋白質発現用の形質転換体とす る。 発現プラスミ ド pET— 3d 中で目的遺伝子は T7 ファージプロモー ター下流に揷入され、 宿主大腸菌より供給される T7 RNA ポリ メラ一ゼ によ り転写される。 この T7 RNA ポリ メ ラ一ゼ遺伝子は、 宿主大腸菌染 色体に組み込まれており、 UV5 プロモーター下流にあるため、 I PTG 添加による誘導で発現をコントロールできる。 蛋白発現、 リフォ一ルディ ング、 精製
以上の様な宿主—ベクター系を用いて本発明の蛋白質を得るためには、 上記ベクターの適当な部位に該遺伝子を組み込んだ組み換え DNA体によ リ、 宿主細胞を形質転換させた後、 得られた形質転換体を培養し、 さら に細胞内あるいは培養液から該ポリペプチドを分離 · 精製すればよい。 これらに用いられる手段 · 方法は公知のものを組み合わせて行なうこと ができる。
宿主を用いて発現させる場合に、 その発現産物の N末端をよリ確実に 均一化するため、 本来のシグナル配列を改変したり、 他の蛋白質のシグ ナル配列を用いてもよい。 また、 N末端およびその近傍のアミノ酸残基 を改変 (置換、 または付加) すること (例えば、 大腸菌を用いて発現さ せる場合にメチォニン残基の他に、 アルギニンまたはリジン残基を付加 するなど) によっても、 N末端を均一化することが可能である。
また、 本発明の蛋白質の N末端あるいは C末端にダルタチオン- S - ト ランスフェラーゼ ( G S T : G l utath i one-S-t rans fe ras e ) 、 ヒスチジ ンタグ、 あるいは FLAG ベプチド等を特異的酵素 (例えばトロンビン、 Facto r X a、 ェンテロカイネースなど) の認識べプチドを介して付加し、 融合蛋白質と して適当な宿主にて発現させ、 単離した後、 その融合蛋白 質を該当する酵素によ り処理することにより、 本発明の蛋白質を得るこ とができる。
本発明の蛋白質としては、 配列番号 1 に示されたアミ ノ酸配列から成 る蛋白質がある。 また、 本発明には、 神経再生促進活性を保持する限り、 その一部のアミ ノ酸配列が改変 (置換、 欠失、 挿入および Zまたは付加) されたもの、 即ち本発明の蛋白質誘導体も含まれる。 本発明の蛋白質誘導体の例としては、 例えば、 アミ ノ酸の改変 (置換、 欠失、 挿入および Zまたは付加) 、 N末端のァシル化、 α—アミ ノ基若 しく は ε —アミ ノ基へのポリエチレングリ コール等水溶性ポリマーの結 合などによって安定性や体内での持続性の向上、 免疫原性の低下を図る ことができる。
一般に蛋白質の熱力学的安定性を向上させる方法と して、 プロリ ン残 基の導入とグリシン残基の除去が有効であることが理論的に示されてい る (Matthews ら, Pro atl. Acad. Sci. U.S.A. 84, 6663-6667, 1987 ) 。 そこで、 安定性の向上を目的とした本発明の蛋白質誘導体を設計する場 合、 プロリ ン残基を導入した本発明の蛋白質誘導体およびダリシン残基 を除去した本発明の蛋白質誘導体を考えることができる。
また、 一般に蛋白質は、 疎水性アミノ酸を内側に、 親水性アミ ノ酸を 外側に立体構造が形成されることから、 蛋白質表面に存在するアミノ酸 をよリ親水性の高い荷電性アミ ノ酸に置換することによって蛋白質の溶 解性の向上を期待することができる。 本発明の蛋白質の場合でも、 この ような観点から誘導体を設計することができる。
さらに、 相同性を有する他の生物種由来のガレクチン - 1 (ニヮ ト リガ レクチン : 0hyama,Y. ら、 Biochem. Biophys. Res. Commum. 134 巻、 51-56 頁、 (1986)、 ラッ トガレクチン : Clerch, L. B.ら、 Biochemistry 27巻、 692-699頁、 (1988)、 マウスガレクチン : Wi 1 son, T. J. G.ら、 Biochem.J. 261巻、 847-852頁、 (1989)、 ゥシガレクチン: Abbot,W.M.ら、 Biochem, J. 259 巻、 283-290頁、 (1989),等) のアミ ノ酸配列を利用することができ る。 例えば、 ヒ ト型とラッ ト型のアミ ノ酸配列を比較し、 ヒ ト型ではプ 口リ ンではないがラッ ト型ではプロリ ンを有する部位、 あるいは、 ヒ ト 型ではダリシンだがラッ ト型ではダリシン以外のァミ ノ酸を有する部位 を選ぶことができる。
また、 本発明の蛋白質と しては、 配列番号 1 に示されるアミ ノ酸配 列を有するヒ ト型の本発明の蛋白質、 および前述の誘導体の— 2位にメ チォニン残基、 かつ— 1位にリジン残基.が付加された蛋白質、 ー 1位に メチォニン残基が付加された蛋白質も含まれる。 宿主と して細菌 (例え ば、 大腸菌) を用いて菌体内発現を行う場合には、 神経再生促進活性を 有する蛋白質の N末端側に開始メチォニン残基の付加された蛋白質が得 られる場合もあることが知られている。 また、 用いる宿主によっては、 産生される神経再生促進活性を有する蛋白質はダリ コシル化されている 場合や N 末端がァセチル基、 ホルミル基等によリブロックされている場 合もある し、 あるいはされていない場合もあるがいずれも、 本発明の蛋 白質に含まれる。
本発明の蛋白質は、 天然の供給源 (例えば、 神経再生促進活性を含む ならし培地、 またはヒ ト肺、 腎臓、 胎盤等) から精製および単離された ものでもよいが、 好ましく は遺伝子組換え法によって得られたものであ る。 後者の場合、 大量生産が可能であるという利点がある。
天然源や組換え細胞から本発明の蛋白質を精製する場合、 一般に蛋白 質の精製に用いられる手法、 例えば塩析、 硫安分画、 溶媒抽出、 HPLC、 ァフィ二ティ一クロマ トグラフィー、 イオン交換クロマ トグラフィー、 レクチンァフィ二ティ一クロマ トグラフィー、 色素吸着クロマトグラフ ィ一、 疎水性相互作用クロマ トグラフィー、 ゲル濾過クロマトグラフィ ―、 逆相クロマ トグラフィー、 へパリ ンァフィ二ティーク口マ トグラフ ィ一、 硫酸化ゲルクロマ トグラフィー、 ハイ ド口キシルアパタイ トクロ マトグラフィ一、 金属キレ一ティ ングクロマ トグラフィー、 等電点クロ マトグラフィ ー、 分取電気泳動法、 および等電点電気泳動法など、 の一 つ以上を組み合わせて行うことができる。 また、 後述の実施例から推定 しうる本発明の蛋白質の物理化学的な性質を利用することもできる。 さ らには、 本発明の蛋白質を認識することのできる抗体を用いた抗体カラ ムを用いることもできる。
本発明の蛋白質のアミ ノ酸配列中には 6個のシスティン残基が含まれ るが、 その存在様式はジスルフイ ド結合で架橋されていること (酸化さ れていること) が望ましい。 還元型蛋白質を酸化型蛋白質に変換する酸 化方法と しては化学的酸化法あるいはジスルフィ ド交換反応を利用する ことができる。 化学的酸化法と しては空気酸化法、 重金属イオン (例え ば Cu2 を触媒として用いる空気酸化法、 ョードソ安息香酸や過酸化水 素を用いる方法等を利用できる。 また、 ジスルフイ ド交換反応と しては 還元型ダルタチオンと酸化型ダルタチオンを含む酸化還元緩衝液を用い る方法が代表的であるが、 システィンゃジチオスレィ トール、 2-メルカ ブトエタノール、 システアミ ンをベースにした酸化還元緩衝液を用いる 方法も利用できる。 これによつて、 配列番号 1 に示されるアミ ノ酸配 列中の 2番目 (Cys2)、 16番目(Cysl6)、 42番目(Cys42)、 60番目(Cys60)、 88番目(Cys88)及び 130 番目(Cys 130)のシスティン残基のうち少なく と も 16番目のシスティン(Cysl6)と 88番目のシスティン(Cys88)の間でジ スルフィ ド結合を形成している本発明の蛋白質を得ることができる。 蛋 白質中、 ジスルフイ ド結合は 1 個以上 3個以下、 好ましくは 2〜3個、 さらに好ましくは 3個である。 配列番号 1 に示されるァミ ノ酸配列をコ ードする DNA を大腸菌で発現させリ フォ一ルディ ング操作を行った場合 には、 以下の各システィ ン間にジスルフイ ド結合を有する (1) Cysl6- Cys88, Cys2-Cysl30 及び Cys42-Cys60; (2) Cys 16 - Cys88, Cys2 - Cys60 及 び Cys42-Cysl30; (3) Cys 16- Cys88, Cys2-Cys42 及び Cys60-Cysl30 の 3種類の酸化型ガレクチン一 1 からなリ、 ( 1 )のガレクチン一 1 を 50% 以上含む混合物と して得られる。 また、 該 DNA を C0S1 細胞で発現させ た場合には、 ( 1 ) の酸化型ガレクチン一 1 が主として得られる。 カラ ムとして YMC P r o t e i n R P (内径 l O mm X長さ 2 5 0 mm, YMC社製) を用いて、 室温にて 0. 1 % T F A中でァセ トニト リルの 濃度を 6 0分間で 3 2 %〜 4 0 %までの直線的に上昇させる高速逆相ク 口マトグラフィ一によつて、 大腸菌発現の酸化型ガレクチン一 1 は、 ( 1) のフォームが約 3 6 %ァセ トニト リル濃度、 (2) 、 (3) のフォームが 約 3 4 %ァセ トニト リル濃度で溶出される。 C O S 1 細胞発現の (1) のフォームは、 カラムとして YMC P r o t e i n R P (内径 4. 6 mm x長さ 1 5 0 mm, YM C社製) を用いて、 室温にて 0. 1 %T F A中でァセ トニト リルの濃度を 4 5分間で 3 2 %から 4 4 %までの直線 的に上昇させる高速逆相クロマ トグラフィ一によって、 約 3 8 %ァセ ト 二ト リル濃度で溶出される。 医薬組成物
本発明には、 上記定義のガレクチン一 1又はその誘導体を有効成分と して含む、 神経損傷、 神経変性、 神経移植時機能低下、 等の神経障害の 治療剤も包含される。
治療剤には、 一般的な適当な液体または固体担体の他に、 希釈剤、 防 腐剤、 可溶化剤、 ?し化剤、 アジュバントが含有されてもよい (Remington: The Science and Practice of Pharmacy, Nineteenth Edition, Mack Publishing Company, 1995 参照) 。 このような組成物は、 液体または 固体からなる形態であって、 種々の pH およびイオン強度から成る緩衝 剤 (例えばト リス- 塩酸、 酢酸塩、 リ ン酸塩) よ リ選択した希釈剤、 表 面に吸着しないようにするためのアルブミ ンまたはゼラチンのような添 加剤、 界面活性剤 (例えば Tween 20、 Tween 80、 Pluronic F68、 胆汁 酸塩) 、 可溶化剤 (例えばグリセロール、 ポリエチレングリ コール) 、 酸化防止剤 (例えばァスコルビン酸、 メタ重亜硫酸ナト リ ウム) 、 防腐 剤 (例えばチメロサール、 ベンジルアルコール、 パラベン) 、 賦形剤ま たは等張化剤 (例えばラク トース、 マンニトール) を配合し得る。
また、 蛋白質に対するポリエチレンダリ コールのような水溶性ポリマ 一との共有結合、 金属イオンとの錯体化、 あるいはポリ乳酸、 ポリ ダリ コール酸、 ヒ ドロゲルなどのような重合化合物の粒状製剤中またはその 表面上への、 あるいはリボソーム、 ミクロエマルジヨン、 ミセル、 単層 または多層小胞、 赤血球ゴースト、 またはスフエロプラス ト中への該物 質の取り込みを包含する。 このような組成物は、 本発明の蛋白質の物理 的状態、 溶解性、 安定性、 インビボ 放出速度、 インビボ クリアランス に影響を及ぼすと思われるので、 組成物の選択は、 神経再生促進活性を 有する蛋白質の物理的および化学的特性による。
本発明の治療剤は、 非経口、 経肺、 経鼻、 経口、 局部埋め込みを含め た種々の投与経路が可能であり、 投与経路に応じて粒状形態、 保護被膜、 プロテア一ゼ阻害剤の配合、 吸収促進剤の配合、 コラーゲンなどの生体 材料または生体適合材料への包接、 等とすることができる。 剤型として は、 液剤、 懸濁剤、 乳剤、 錠剤、 丸剤、 カプセル剤、 エアゾル剤、 腸溶 剤、 徐放製剤、 埋め込み型製剤などであるが、 これらに制限されない。 本発明の実施態様において、 本発明の蛋白質をコラーゲンゲル中に含有 させ神経障害局部に直接埋め込む形態のものであってもよいが、例えば、 薬剤、 担体等の必要な成分を生体適合性材料 (例えば、 シリ コンゴム、 コラーゲン、 ポリ プロピレン、 ポリエステル、 ポリアミ ドなど) からな るチューブ内に封入し得る。
本発明の蛋白質を含有する治療剤は、 活性成分として通常 0. 0 1 μ gZk g体重〜 1 mgZk g体重を、 年齢、 体重、 病状、 性別、 投与経 路等に応じて、 一日 1 回〜数回程度投与することができる。 しかし、 投 与量はこの範囲に限定されず、 治療上の種々の要因によつて変動させ得 る。
本発明の蛋白質は、 単独あるいは他の付加的神経栄養活性を有する因 子類と組み合わせても、 多数の神経系障害の治療に有用である。 他の付 加的因子と しては、 NGF、 BDNF、 NT-3、 NT- 4/5、 NT-6 等のニューロ ト 口フィ ンファ ミ リ 一やイ ンス リ ン、 IGF- I、 IGF- Π等のイ ンスリ ンファ ミ リ一、 aFGF、 bFGF、 FGF-5 等の FGF ファ ミ リ一、 IL-1、 IL-2、 IL-3、 IL-6等のインターロイキン類や LIF、 GM-CSF, G-CSF、 EP0、 TP0、 CNTF、 オンコスタチン (oncostatin) M、 TNF α、 チォレ ドキシン、 GDNF、 TGF EGF、 成長促進活性 (growth promoting activity) 、 成長抑制因子
( growth inhibitory factor; 、 フラス ミ ノ ーケン (plasminogen) 、 グリ ア由来ネキシン ( g 1 i a-de r i ved nex i n ) 、 a 2 マク ログロブリ ン
(macroglobulin) 、 S100 蛋白質、 ァネキシン (annexin) V、 神経特異 的エノ ラ 一セ ( neuron specific eno 1 ase ) 、 卜 ロ ンホスホ ンシ ン
(thrombospondin) 、 肝細胞成長因子 ( hepatocyte growth factor) を 挙げることができる。 更に GM 1、 GM2 等のガングリオシドゃアデノ コル チコ ト ロ ピン; ;ノレモン ( adrenocorticotropic hormone (ATCH) ) 、 チロ トロピン放出ホルモン ( thyrotropin-releasing hormon (TRH) ) 、 海 馬 コ リ ン 作 動 性神 経 栄 養 ペ プ チ ド ( hippocampal cholinergic neurotrophic peptide (HCNP) ) 、 コ ルチ コ ト ロ ピン放出ホルモ ン (corticotropin-releasing hormon (CRF)) 等の神経ペプチドを挙げる ことができる。 望ましくは、 NGF、 BDNF、 NT- 3、 NT- 4/5、 NT- 6、 IGF- I、 IGF-n、 CNTF、 GDNFを挙げることができる。
また、 本発明の蛋白質は、 細胞外マ ト リ ックスや傍神経系細胞と組み 合わせても神経系障害の治療に有用である。 細胞外マ ト リ ックスとして は、 ラミニン、 フイブロネクチン、 スロンボスポンディ ン、 コラーゲン 等が挙げられる。 傍神経系細胞と しては、 シュワン細胞、 線維芽細胞、 サテライ ト細胞、 マクロファージ、 グリア細胞等が挙げられる。 また、 傍神経系細胞の基底膜との組み合わせも神経障害治療に有用である。 本発明の蛋白質は、 インビトロ及びインビボでの試験によって、 神経 の切断、 坐滅、 凍結等による損傷からの神経突起の再生、 再有髄化を促 進することが示された。 神経線維をともなつた脊髄後根神経節をコラー ゲンゲル中に包埋しその神経線維切断端からの神経突起再生効果を調べ る系 (Horie H. et al, eurosci Lett 121, 125-128(1991), Horie H. et al.NeuroReport 2, 521-524 (1991)) によって、 明らかな神経突起再生 効果を示した。 更に ンビボにおいても、 坐骨神経の切断や坐 ¾、 凍結 による神経損傷からの神経再生効果を示した。 先に報告されている方法 ( S. Varon, et al, plOl-122 in "Frontiers of clinical neurosc i ence, vol.6 Γ Neural Regeneration and Transplantation J " edited by F. J.SeiKAlan R Liss, Inc. ) ( 1989), G. Lundborg, et al, Exp. Neurol. , 76, 361-375(1982), LR Williams, et al, J. Comp. Neurol. , 218, 460-470 (1983), Q.Zao, et al, estor. Neurol. Neurosci. , 5, 197-204( 1993)) を参考にして、 坐骨神経 切断端へシリ コンチャンバ一を装着し、 チャンパ一内への神経突起の再 生を調べる実験を行った結果、 本発明の蛋白質はコラーゲンゲルを充填 したチャンバ一内への神経突起再生を促進する効果を示した。 また、 坐 骨神経を坐滅及び凍結による損傷を与えた後の神経再生過程を損傷部の 電子顕微鏡による観察実験 ( A Se to , Has egawa M, Uch i yama N, Yamash i ma T, Yamash i t a J : J Neu ropatho l Exp Neu ro l 56 : 1 182- 1 190 ( 1997 ) ) を行った結果、 本発明の蛋白質の投与によって神経突起再生及び再有髄 化が促進されることが明らかとなった。 本発明のこれらの実験による神 経再生促進効果から、 本発明の蛋白質は神経突起の退縮や脱髄を伴う 様々な神経損傷や神経変性疾患等の神経障害の治療に有用であると考え られる。
本発明の蛋白質の用途としては、 事故による外傷や外科手術等よる中 枢及び末梢の神経損傷時の神経再生促進、 機能回復に有用である。 また、 ガンやエイズ等の疾病に対する化学療法や放射線療法等の治療的措置に よる神経の損傷によってもたらされた障害の処置である。 また、 薬剤や 重金属、 アルコール等の化学物質による中枢及び末梢の神経損傷による 神経障害に投与することができる。 神経障害はまた、 虚血ゃ感染、 悪性 腫瘍や代謝異常、例えば糖尿病性神経障害や腎臓や肝臓等の機能異常等、 による神経損傷によっても起こる。 更に、 神経障害は、 特定の神経系細 胞の変性、 例えば、 運動神経変性疾患である筋萎縮性側索硬化症やアル ッハイマー病等の神経変性疾患、 によっても起こる。 本発明の蛋白質は、 上に示したような神経の損傷や変性による神経障害の処置に用いること ができる。 また、 神経損傷時の末梢神経の移植時や人工神経移植時の患 者に投与することができる。 また、 本発明の蛋白質の産生異常による神 経機能障害にも有用である。
本発明はさ らに、 抗体カラムを用いて本発明の蛋白質を製造する方法 を提供する。 抗体カラムは、 本発明の蛋白質と交差反応する抗体をカラ ムの支持体に結合することによって得られる。 この場合、 蛋白質全体ま たは抗原決定基を有するその断片が抗原と して使い得る。 抗体は、 モノ クローナルおよびポリ クロ一ナル抗体の双方、 および既知の方法によつ て作製したキメラ抗体、 即ち "組換え" 抗体などを含む。 種々の抗原決 定基(ェピトープ) に対する種々の抗体を一般に含有する慣用的抗体(ポ リ クローナル) であるのに対して、 モノ クローナル抗体は各々、 抗原上 の単一抗原決定基に対する抗体である。
ポリ クローナル抗体については、 本発明の蛋白質を F reund の完全ァ ジュバン トに乳濁させてゥサギ、 マウス、 ラッ ト、 モルモッ ト、 ヒッジ などの動物に免疫し、 さ らに Freund の不完全アジュバントを用いて 1 週間おきにブース トし、 放血にょ リ抗血清を得ることができる。 必要に 応じて、 抗血清を例えば硫安分画にかけて I gG を粗精製し、 さらに、 こ の粗精製物を、 精製蛋白質を結合したァフィ二ティ一カラム (例えば、 CNBr 活性化 Sepharos e 使用) に通す吸収操作によって本発明蛋白質に 対する特異抗体を得ることができる。
モノクローナル抗体の利点は、 それらが、 他の免疫グロブリ ンが混入 していない培地中でハイプリ ドーマ細胞によって合成され得ることであ る。 モノ クローナル抗体は、 ハイプリ ドーマ細胞の培養上清から、 また はマウスにハイプリ ドーマ細胞を腹腔内接種することによって誘導され る腹水から調製される。 Koh l e r と M i l s te i n が最初に記載したハイプリ ドーマ技術 (Eur . J . Immuno l . 6、 51 1 -519 ( 1976 ) ) は、 多数の特異 抗原に対する高レベルのモノク口一ナル抗体を保有するハイプリ ッ ド細 胞系を生成するために広く用い得る。 モノク口一ナル抗体は次のように じて調製することができる。 本発明の蛋白質—を死菌体等のアジュバント と共にマウス (例えば、 BALB/c ) に腹腔内注射によ り免疫し、 追加免疫 の後、 抗体の産生を確認してマウスから脾臓を摘出する。 脾細胞を調製 し、 ポリエチレングリ コール (例えば、 # 4000) の存在下に HAT (ヒポ キサンチン、 アミ ノプテリ ン、 チミジン含有) 培地中、 速やかにミエ口 一マ細胞株 (例えば、 X63、 NS- 1 など) と融合する。 ハイプリ ドーマの HAT 選択、 特異抗体産生細胞のスク リ ーニングの後、 この特異抗体産生 細胞をマウスの腹腔に接種してクローン化し、 モノ クローナル抗体を得 る。 モノ クローナル抗体の作製法の詳細については、 例えば、 岩崎辰夫 ら共著、 「単クローン抗体一ハイブリ ド一マと EL i SA」 ( 1987 ) 講談社 サイェンティ フイク、 東京、 日本国に記載されている。 ' 上記のようにして得られた抗体は、臭化シアンで活性化した Sepharose (フアルマシア社製) などのァガロースゲル等のゲルに結合して抗体力 ラムを作製し、 このカラムに天然源 (例えば、 神経再生促進活性を含む ならし培地、 またはヒ ト肺、 腎臓、 胎盤等) 、 組換細胞または培養物な どに由来する液体を流して吸着させ、 塩濃度勾配、 p H変化、 変性剤を 用いて溶出することによって、 本発明の蛋白質を分離 ' 精製することが できる。
本発明の蛋白質含有治療剤を安定化するために、 糖類、 界面活性剤等 の安定化剤を添加し得るが、 例えば以下のものが挙げられる。
糖類と しては、 マンニトール、 ラク ト一ス、 シュクロース、 マルト一 ス、 グルコース、 イノシトール、 キシロース、 ソルビトール、 フルク ト ース、 ガラク ト一ス、 リボース、 マンノース、 セロビオース、 シクロデ キスト リ ンなどが利用できる。 これらの中でもソルビトール、 マンニト ール、 シュクロースが好ましい。
界面活性剤と しては、 ポリオキシエチレン硬化ヒマシ油、 ポリオキシ エチレンヒマシ油、 ポリ ソルべ一ト 8 0やモノラウリ ン酸ポリオキシェ チレンソルビタン (別名 : ポリ ソルベート 2 0 ) などのポリオキシェチ レンソルビタン脂肪酸エステル、 ポリォキシエチレンポリォキシプロピ レングリ コール、 モノォレイン酸ソルビタンなどのソルビタン脂肪酸ェ ステル、 ショ糖モノラゥリ ン酸エステルなどのショ糖脂肪酸エステル、 塩化ベンゼトニゥム、 塩化ベンザルコニゥムなどの芳香族四級アンモニ ゥム塩、 力プリル酸ナト リ ウム、 亜硫酸ナト リ ウムなどが利用できる。 この中でも、 ポリ ソルベート 8 0やポリ ソルベート 2 0、 ポリオキシェ チレン硬化ヒマシ油が好ましい。
本発明において用いられるこれらの糖類、 界面活性剤は、 本発明の蛋 白質含有治療剤中、 糖類の場合には 0 . 1 〜 5 0 % ( W/V ) 、 界面活性 剤の場合には 0 . 0 0 0 1 〜 5 0 % ( w/v ) の範囲で使用され得る。 本発明の蛋白質含有治療剤と しては、 上述の神経栄養活性を有する 種々の蛋白質のみならず、 該蛋白質が少なく とも一つの水溶性ポリマ一 に結合している化学修飾した本発明の蛋白質も含まれる。 水溶性ポリマ —は、 例えば、 ポリエチレングリ コール、 モノメ トキシ一ポリエチレン グリ コール、 デキス トラン、 ポリ ( N—ビニルピ口 リ ドン) ポリエチレ ングリ コール、 プロピレングリ コールホモポリマ一、 ポリ プロピレンォ キシ ド /エチレンォキシ ドコポリマ一、 ポリ ビニルアルコールなどから 選択される。 これらのポリマーは、 蛋白質の N末端の 一アミ ノ基ゃリ シンの ε —ァミ ノ基とアルデヒ ドのような反応性基を介して共有結合す ることができる。 特に本発明の蛋白質は反応性ポリエチレングリ コール (PEG) 分子と反応して、 PEG を本発明の蛋白質に付加させたものが好 ましい。 また、 PEGの分子量は 6 k Da〜 50k Daのものが好ましい。
本発明の蛋白質は、 上記および下記で説明するように、 神経突起の再 生及び神経組織の修復を促進し且つ生存維持を促進する、 神経障害時の 神経再生促進剤として有用である。 実施例
以下に、 実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明するが、 本発明 はこれらの実施例によつて限定されるものではない。
以下の実施例において、 末梢神経再生のィンビト口評価を次のように して行った。
神経線維を伴った脊髄後根神経節 (DRG: Dorsal Root Ganglion)を動 物よ り摘出し、 コラーゲンゲル内で培養した系をインビトロモデルとし て用いる。 この系を用いた因子の神経再生促進、 生存維持活性の測定は 以前に発表した論文 (H.Horie et al, euroReport, 8, 1955-1959, 1997) の記載に従って実施した。 3 ヶ月齢の Wis tar ラッ トよ り l 〜 2 mmの 長さの神経線維束を伴った T 2〜T 1 1 の DRG を摘出した。 この DRG を 氷上 (0°C) におかれた培養デイシュ上のコラーゲン溶液 (希酢酸溶液 に溶解した 0.5 コラーゲン (タイプ I) 溶液 ( A) 、 1 0倍濃縮最小必 須培地 (MEM) ( B ) 、 2.2gNaHC03 と 4.77gHEPES を 0.05NNaOH に溶解し 100ml とした溶液 ( C ) を A : B : C = 8 : 1 : 1 (容量) の割合で混 合した溶液) 中に置いた。 このデイシュを 37°Cに直ちに加温し 5分間 保温してコラ一ゲン溶液をゲル化させた。 その後デイシュに 5 g/ml ィ ンシュ リ ン 、 5 μ g/ml トラ ンスフェ リ ン、 20nM プロゲステロン、 30nM 亜セレン酸ナト リ ウム、 0. ImM プト レシンを含む Ham's F 12培地を満た し、 5%C02含有水蒸気飽和大気中 37°Cで培養した。
培地中に種々の濃度の神経再生促進因子や精製途中の分画画分を加え、 6〜 7 日培養した後、 神経線維切断端からの再生神経突起数を位相差頭 微鏡下で測定した。 各 DRG について末梢側と中枢側の神経線維切断端の それぞれの再生神経突起数を測定し、 測定した全 DRG よりそれぞれの平 均値並びに標準誤差値を算出し、 活性の優位性を統計的に評価した。 実施例 1
ラッ ト初代培養肝細胞からの mRNAの精製
堀江らによってラッ ト初代培養肝細胞の培養上清中に神経再生促進活 性が見い出された (Horie H. et al., Neuroreport, 2, 521-524, 1991) ことから、 ラッ ト初代培養肝細胞をラッ ト神経再生促進因子の c DNA ク ローニングの材料に選び以下の実験に供した。
全 RNA の抽出は IS0GEN [二ツボンジーン社製 ; AGPC法 ( Chomczynski P, et al., Anal. Biochem. 162, 156-159, 1987) による RNA抽出試薬] を用いて行った。 ラッ ト初代肝細胞の調製は、 酵素灌流法 (中村敏ー著、 初代培養肝細胞実験法、 1987 年、 学会出版センター、 東京、 日本国) を用いて行い、 培養はコラーゲンコートした培養フラスコ中で W i 11 i am' s E液に 5 g/ml イ ンス リ ン (シグマ社製) 、 0.01 g/ml EGF (東洋紡 社製、 日本国) 、
Figure imgf000026_0001
ァプロチニン (シグマ社製) を加えた無血 清培養液中で行った。 8週齢のラッ トの肝臓から調製した初代培養細胞 を 25枚の 175cm2培養フラスコ (ファルコ ン社製) に一枚当たり 8X 106 個撒き、 5 % 炭酸ガス培養器中にて 37°Cで 2 日間培養した後、 フラス コから培養液を除き、 1枚当 り 4ml の IS0GEN 溶液を加え、 よく懸濁し た後混合液を集めた。 この全量 100ml の混合液は、 22G の注射針を装填 した 50ml 容の注射器を用い、 粘性がほとんどなくなるまでおよそ 20回 吸入排出を繰り返した。 混合液に 20ml のクロ口ホルムを加え、 混合し た後、 12,000G で 15 分間遠心した。 上清を注意深く他のチューブに移 し、 50ml のイソプロピルアルコールを加えて混合し、 12,000G で 10 分 間遠心した。 得られたペレッ トは少量の 70%エタノールを用いて 1 回洗 浄した。 これによ り、 約 2X 108個の肝細胞よ り全 RNA 約 2mg を得た。 全 RNA からのポリ(A)+ RNA の精製は mRNA Purification Kit (フアル マシア社製 ; オリ ゴ d Tセルロースを用いた方法) を用いて行った。 全 RNA 約 2mgよ り 90 g のポリ (A)+ RNA を得た。 実施例 2
発現クローニング用ラッ ト初代培養肝細胞由来 cDNA ライブラリーの構 H.
実施例 1 で得られた のポリ (A)+ RNA から TimeSaverTMcDNA Synthesis Kit [フ ァノレマシァ 社製 ; Gubler & Hoffman 法 (Gene 25, 263-269, 1983 ) の変法に よ る c D N A合成法のキ ッ ト ] お よ び DIRECTIONAL CLONING TOOLBOX [フアルマシア 社製 ; Notl 配列を含む c D N A 合 成 の た め の プ ラ イ マ 一 : 5 ' - AACTGGAAGAATTCGCGGCCGCAGGAA(T) 18 - 3' (配列番号 11) 並びに EcoRI配 列付加用アダプタ一: 5' -AATTCGGCACGAGG-3' (配列番号 12) および 5' -CCTCGTGCCG-3' のセッ ト ] を用いて、 Met 側に EcoRI 、 ポリ (A)側に Notl認識部位を持つ 2本鎖 cDNAを合成した。合成した cDNAの 2/3は 1.5 g の予め EcoRI および Notl で消化した発現べクタ一 p E F 1 8 S (Ohashi H., et al. , Pro atl. Acad. Sci. USA 91, 158-162, 1994) と連結させ、 12 等分した後、 それぞれ 1000 1 のコンビテント · ハイ E.coli DH5 (東洋紡績社製、 日本国) を形質転換した。 その結果、 そ れぞれ 8.3X 104 個の形質転換体を持つ 12 個の cDNA ライブラリ一のプ —ルが作製された (全ライブラ リ一としては、 1.0X 106個) 。 実施例 3
発現クローニングによる pRLF cDNAの取得
実験例 2で作製したラッ ト初代培養肝細胞 cDNA ライブラ リ一の各プ —ノレを 50 g/ml の Ampici 11 inを含む 15ml の 2XLB培地 ( 2 %Tryptone, 1 % yeast extract, 1 % NaCl , 0.2% Glucose) 中で一夜培養した後、 その 0.5mlの培養液に加圧滅菌した 0.5mlのグリセリ ンを加えて混和し、 — 80°Cで保存した。 この保存菌 200 μ 1 を 50 g/ml の Ampici 11 in を含 む 50ml の LB培地( 1 %Tryptone 0.5% yeast extract, 0.5%NaCl, 0.1% Glucose) 中で一夜培養した後、 本質的に Molecular Cloning [Sambrook ら、 Cold Spring Harbor Laboratory Press (1989)] (こ言己載されてレヽる ようにしてプラスミ ド DNAを抽出した。抽出したプラスミ ド DNA全量 200 g のうち 50 ig は、 クロ口キン処理を含む DEAE- デキス トラン法 ( Sompayrac LM et al. , Proc. Natl. Acad. Sci . USA 78, 7575 - 7578 1981 ; Luthman H et al. , Nucl. Acids Res 11, 1295 - 1308 1983) に若干の改変を加えた以下の方法に従い、 C0S1 細胞へトランスフエク シヨンした。 10%ゥシ胎仔血清(FCS)を含む Iscove's Modified Dulbecco's Medium ( IMDM) に浮遊させた C0S1 細胞 (ATCC CRL1650) 1.5X 106個を セルマ ト リ ックス (岩城硝子社製、 日本国) にてコーティ ングした培養 表面積 225cm2 の組織培養用プラスティ ックフラスコ (コ一ニング社製') に蒔き、 5 ¾;炭酸ガス培養器中にて 37°Cで一夜培養した。 一方、 250mg/ml の DEAE-デキス トラン (フアルマシア社製) 、 48mM のクロ口キン (シ ダマ社製) 、 及び 8% (v/v) の Nu- Serum (コラボレイティ ブ社製) を 含む 25ml の IMDMに 250 1 の HBS (21mM HEPES - 145mM NaCl, pH 7.1) に溶解した各プールのプラスミ ド DNA を混和し、 トランスフエクシヨン 直前に IMDM で 2度洗浄した上記の C0S1 細胞に添加した後、 5%炭酸ガ ス培養器中にて 37°Cで 3 時間培養した。 その後、 培養上清を吸引除去 し IMDMでフラスコを 2度洗浄した後、 0.02%のゥシ血清アルブミ ン、 20 β g/ml のヒ トイ ンスリ ン (ギブコ社製) 、 20 g/ml のヒ 卜 ト ラ ンスフ エリ ン (ギブコ社製) 、 40μΜのモノエタ ノ一ルァミ ン (シグマ社製) 、 Ο. ΙμΜ の亜セレン酸ナト リ ウム (シグマ社製) を含む IMDM を 65ml 力口 え、 5%炭酸ガス培養器中にて 37°Cで 3 日間培養し、 培養上清を回収し た。 得られた培養上清を F12 培地に対して十分に透析後、 上述した in vitro アツセィ系で神経再生促進活性を測定した。 その結果、 一つのプ —ルのプラスミ ドを トランスフエクシヨ ンして発現させた C0S1 細胞の 培養上清中に神経再生促進活性が認められた。
次に、活性が認められたプールの保存菌液を、 50μ g/mlの Ampicillinを 含む CIRCLEGROWTM (BIO 101 社製) 培地で 105倍に希釈し、 18 本のチュ —ブに 2.5ml づっ分注して一夜培養した [希釈液 50 μ 1 を Ampicillin を 含む LB寒天培地 (LB培地に 1.5%agar を添加) 上に蒔き、 37°Cで一夜 培養して出現するコロニーの数を数えることにより、 1 本のチューブに は 8.2X 103種類の cDNAクローンが含まれることを確認した。 すなわち、 8.2X 103個のプールが作成された。 :]。 この培養液 0.5ml に加圧滅菌し たグリセロール 0.5ml を加えて— 80°Cに保存し、 残リの 2ml から前述と 同様にプラスミ ド DNA を精製し、 各プールにつき 5 g を得た 。 さらに このブラスミ ドを前述の方法で C0S1細胞へトランスフエクシヨ ンし(こ れ以降は、 直径 60mmのシャーレを用い、 スケールダウンして行った) 、 その培養上清中の神経再生促進活性を測定した。 これによ り、 活性を有 するプールを一つ得た。 このようなスクリーニングを繰り返すことによ つて、 活性を有するプールの cDNA クローン数を 8.3X104 個、 8.2X 103 個 、 1.5X 103個、 220個と順次減らして行った。 なお、 活性を有するプ ールが 1 ラウンドのスクリーニングで複数得られたときは、 その内の 1 プールを次のラゥンドのスクリ一ニングに用いた。 プールのク口一ン数 が 220個になったところで、 プールの保存菌液を希釈して Ampicillinを 含む LB 寒天培地上に接種し、 一夜培養後コロニーを形成させ、 540 個 の独立コロニーをピックアップした。 ピックアップしたコロニー 20 個 を 50 g/ml の Ampicillin を含む 2.5tnl の CIRCLEGR0WTM(BI0 101 社製) 培地に接種してひとまとめと したプールを 27 個作った。 プールの一夜 培養液 2ml から前述と同様にプラスミ ド DNA を精製し、 さ らに C0S1 細 胞へトランスフエクシヨ ンし、 その培養上清中の神経再生促進活性を測 定した。 これにより、 活性を有するプールを一つ得た。 活性を有するプ —ルを構成する 20 個のコロニーについて、 それぞれ別個に前述のとお リプラスミ ドを精製し、 さらに C0S1 細胞へトランスフエクシヨ ンし、 その培養上清中の神経再生促進活性を測定した。 これによ り、 活性を有 する cDNAクロ一ンを一つ得た。 このクローンを pRLF と命名した。 実施例 4
ラッ ト pRLFcDNAのシークェンス構造解析
実施例 3で得られた cDNA クローン pRLF のプラスミ ド DNA の精製は 本質的に Molecular Cloning [ Sambrook ら 、 Cold Spring Harbor Laboratory Press (1989)] に記載されているようにして実施した。 ク ローン pRLF を接種し た 50 μ g/ml の Ampicillin を含む 40ml の CIRCLEGR0WTM培地一夜培養液から約 700 g のプラスミ ド DNA を得た。 得られたブラスミ ド DNA は、 ユニバーサルプライマー及び明らかにな つた cDNA の配列をも とに合成 [合成にはパーキンエルマ一社製 3 9 4 D NAZRNAシンセサイザー ( 3 -シァノエチルアミ ダイ ト法にも と づく合成機) を使用し、 精製は同社製の合成 DNA 精製用 O P Cカラム (逆相シリ力ゲルを充填したカラムでト リチル基を持つ合成 0NAを精 製するカラム) を用いて行った。 精製した合成 DNA は T E溶液に 20 μ Μとなるように溶解し、 使用時まで一 2 0 °Cに保存した] した 20 塩基 前後のオ リ ゴヌ ク レオチ ドを プライ マーと して、 Taq Dye Deoxy™ Terrainater Cycle Sequening Kit (パーキンエルマ一社製 ; P C Rを 利用した、蛍光色素で行なうジデォキシ法: Sanger F. et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 74, 5463-5467, 1977) を用い、 アプライ ドバイオシス テムズ社製 373ADNAシークェンサ一 (蛍光シークェンサ一) によ り cDNA 全長の塩基配列を決定した。 塩基配列を配列表 (配列番号 2) に示した。 実施例 5
ラッ ト各種組織での pRLFm R N Aの検出
pRLF が完全長であるか否か、 また mRNA の産生臓器を確認するため、 Rat Multiple Tissue Northern Blot [CLONTECH 社製 ; ラッ トの各組織 の po ly(A)+RNA をブロッ 卜 したナイロンメ ンブレン] を用いてノザンブ ロッテイ ングを行なった。 ノザンブロッテイ ングは本質的に Molecular Cloning [Sambrook. ら、 Cold Spring Harbor Laboratory Press (1989^1」 に記載されているようにして実施した。 プレハイブリダィゼイシヨンは 50%ホルムアミ ド、 5XSSC 、 5xDenhardt' s solution 、 1 % SDS、 200 g/ml サケ精子 DNA を含む 2 0 ml の溶液中で 4 2 °C 1 時間行なう。 プローブは、 pRLF を制限酵素 Notl と EcoRI で消化した後、 0.8%ァ ガロースゲル(FMC BioProducts社製)を用いた電気泳動にかけ、約 600bp の cDNA 断片を分離し、 プレップ- A -ジーン DNA 精製キッ ト (バイオ ラッ ド社製) を用いて精製し、 Random Primer DNA labelling kit (宝 酒造社製、 日本国 ; Anal. Biochem. , 132, 6-13, 1983 に記載のランダ ムプライマ一法を利用した DNA標識キッ ト) を用いて 32 Ρ標識したもの を用いる。 ハイブリ ダィゼイシヨ ンはプレハイブリ ダィゼイシヨンと 同じ組成の溶液を 2 0 ml 使用し、 プローブを加え 4 2 °Cで 2 0時間行 なう。 フィルタ一は 2XSSC/0.1%SDS溶液中室温で 5分間洗浄し、 0.1 X SSC/0.1 % SDS 溶液中で 6 8 °C 3 0分間の洗浄を 2回行なった後、 FUJIXバイオ . ィメージアナライザ一 BAS2000 (富士写真フィルム社製、 日本国) による解析を行った。 その結果、 心臓、 脳、 脾臓、 肺、 肝臓、 骨格筋、 腎臓において発現が見られ、 その中でも肺及び肝臓における発 現が比較的多かった (図 1 ) 。 また、 バンドの鎖長は約 1.6Kb であるこ とから、 pRLFは不完全長と考えられた。 実施例 6
PRLFの完全長クローンの取得
実施例 5の結果から、 pRLF は不完全長と考えられたので、 5' RACE 法による 5' 端の取得を行った。 まず、 pRLFの揷入 cDNAの最上流に対 応する 2つの PCR用プライマーを合成した。 配列は以下の通りである : Flf : 5, - GTGGTCAGGTTTGGCTCATA- 3 ' ( 配列表の配列番号 2の 52 -71 の相補鎖 ; 配列番号 13) 。
Fig : 5 ' -TGCTCTTCACAGGCCCCCT- 3 ' ( 配列表の配列番号 2の 33— 51 の相補鎖 ; 配列番号 14) 。
また、 PEF1.8S のシークェンス用プライマーを作成した。 配列は以下の 通りである。
EF1 -2: 5 ' — GGATCTTGGTTCATTCTCAAG— 3 ' (配列番号 15 ; pEF18S のクローニングサイ ト EcoRI— Notl の EcoRI の外側に位置し、 クロ一二 ングサイ トを視く方向) 。
実施例 1及び実施例 2 と同様にラッ ト肝初代培養細胞の mRNA より作 成した cDNA ライブラ リー (独立クローン ; 3.2X 106個) のプラスミ ド を铸型として、 合成したプライマ一 (Flf 及び EFla-2) 各 lOpmol を用 いて PCRを行なった。 TaKaRaLA Taq (宝酒造社製)を使用して、 GeneAmpTM PCR System 2400 ( パーキンエルマ一社製) によ リ ΙΟΟμ Ι の容量で PCR (94°Cで 5 分間の変性を行った後、 94°Cで 30 秒間の変性条件、 57°Cで 30秒間のァニール条件、 72°Cで 2分間の合成条件で 35回の反応を行い、 さらに 5 分間 72°Cで合成反応を行った) を行った。 さ らに、 この反応 液の 4倍希釈液 Ι μ ΐ をテンプレートとし、 合成し'たプライマー ( Fig 及び EFl a-2) 各 lOpmol を用いて PCRを行なった。 条件は初回と同様。 この反応液を 2 %のァガロースゲルで泳動し、 比較的大きく、 鮮明なバ ンドを回収してプレップ一 A —ジーン DNA 精製キッ トで精製した。 こ の断片の塩基配列を直接プライマー ; Flg、 EF1 α: -2で Taq Dye DeoxyTM Terminater Cycle Sequening FS Kit ( ノ 一キンエノレマ一社製) を用 い、 パーキンエルマ一社製 377DNA シークェンサ一によ リ解析した。 これにより、 332 塩基の上流配列 (配列番号 3) を得た。 しかし、 なお ノーザンの解析結果 (全長約 1.6Kb) には及ばないため、 さらに以下の ような 5' RACE を繰り返した。 まず、 得た上流配列の N端に対応する 2 つの PCR用プライマ一を合成した。 配列は以下の通りである :
Flh : 5 ' - CCAAGTCCGTATCTCCATCA- 3 ' (配列表の配列番号 3の 118 一 137の相補鎖 ; 配列番号 16) 。
Fli : 5 ' -GGCAGTCCAGTATGCTACAT- 3 ' (配列表の配列番号 3の 36— 55の相補鎖 ; 配列番号 17) 。
ラッ ト脾臓 5' -RACE- Ready cDNA (CL0NTECH社製) を铸型として、 合成 したプライマ一; Flh及び Anchor Primer (5' - RACE - Ready cDNA に添付 されている ; cDNAの 5' 端に付加されたァンカ一に対応する) 各 lOpmol を用いて PCR を行なった。 TaKaRa LA Taq (宝酒造社製、 日本国) を使 用して、 GeneAmpTM PCR System 2400 ( パーキンエルマ一社製) によ リ 50 1 の容量で PCR (94°Cで 45秒間の変性条件、 57でで 45秒間のァニ —ル条件、 72°Cで 2 分間の合成条件で 30 回の反応を行い、 さらに 5 分 間 72°Cで合成反応を行った) を行った。 さらに、 この反応液の 10 倍希 釈液 4μ 1 をテンプレートとし、 合成したプライマー; Fli 及び Anchor Primer 各 20pmol を用いて 100 1 の容量で PCR を行なった。 条件は初 回と同様。 この反応液を 2 %のァガロースゲルで泳動し、 一番鮮明なバ ンドを回収してプレップ一 A —ジーン DNA 精製キッ トで精製した。 こ の断片を PCRTMII ベクタ一 (TA Cloning® Kit; Invitrogen 社製) にク ローン化した。 得られたコロニーを錡型と し、 M13 Reverse Primer ( 5 ' 一 CAGGAAACAGCTATGAC - 3 ' ; 配列番号 18) 、 M13(-20) Forward Primer
( 5, -GTAAAACGACGGCCAGTG- 3 ' ;配列番号 19) 各 7pmol を用いて PCR を行なった。 Amp 1 i Taq® (パーキンエルマ一社製) を使用して、 GeneAmpTM PCR System 2400 ( パ一キンエルマ一社製) により 30 の容量で PCR
(94°Cで 5 分間の変性を行った後、 94°C30 秒間の変性条件、 47°Cで 30 秒間のァニール条件、 72°Cで 1 分間の合成条件で 35 回の反応を行い、 さらに 5 分間 72°Cで合成反応を行った) を行った。 反応液は 2 %のァ ガロースゲルで泳動し、 バンドを回収してプレップ一 A —ジーン DNA 精 製キッ トで精製した。 この断片の塩基配列を Anchor Primer及び Fli で Taq Dye DeoxyT'" Terminater Cycle Sequencing FS Kit ( ノ 一キンェ ルマ一社製) を用い、 パーキンエルマ一社製 377DNA シークェンサ一 によ り解析した。 これによ り、 さ らに 335塩基の上流配列 (配列番号 4 ) を得た。 ここで、 この上流配列の N端に対応する PCR用プライマ一を合 成した。 配列は以下の通りである :
Flj : 5 ' -TCCTCCTCGACACGCACTCC- 3 ' ( 配列表の配列番号 4 の 64 一 83の相補鎖 ; 配列番号 20) 。
先のラッ ト脾臓 5' -RACE- Ready cDNA を錡型と した、 Flh 及び Anchor Primer を用いた PCR反応液の 10 倍希釈液 4μ 1 を錡型として、 合成し たプライマ一; Flj 及び Anchor Primer各 20pmol を用いて PCR を行なつ た。 TaKaRa LA Taq (宝酒造社製、 日本国) を使用して、 GeneAmpTM PCR System 2400 ( パ一キンエルマ一社製) により 100μ 1 の容量で PCR (94°C で 30 秒間の変性条件、 63°Cで 30 秒間のァニール条件、 72°Cで 1 分 30 秒間の合成条件で 30 回の反応を行い、 さらに 5分間 72°Cで合成反応を 行った) を行った。 反応液は 2 %のァガロースゲルで泳動し、 一番鮮明 で、 尚かつ長いバンドを回収してプレップ一 A —ジーン DNA 精製キッ トで精製した。 この断片を PCRTMII ベクタ一にクローン化し、 前回と同 様に PCR を用いてコロニーから断片を調製し、 塩基配列を決定した [プ ライ マーは M13 Reverse Primer (前述) 及び T7 Primer ( 5 ' - TAATACGACTCACTATAGGG- 3 ' ;配列番号 21) ]。 これによ り、 さらに 317 '塩基の上流配列 (配列番号 5 ) を得、 全長は合計で 1571塩基に達し (配 列番号 6 ) 、 ノーザンの解析結果と一致したことから、 ほぼ完全長を得 たと考えられた。
DNA 解析ソフ ト "DNASIS" (日立ソフ トエンジニアリ ング社製) を用 いてホモロジ一サーチを行ったところ、 配列番号 6のアンチセンスがヒ ト Be卜 2 binding component 3 ( GENBANK ACCESSION NO. U82987) と 塩基レベルで 85.4 の相同性を持つことが判明した。 一方、 発現クロー 二ングで得られたクローン pRLF (配列番号 2 ) 中には最高でも 24 アミ ノ酸の 0RF しか存在しないこと力 同ソフ トによる解析で明らかになつ た。 よって、 クローン pRLF がコードする蛋白質 (ペプチド) そのもの に神経再生活性があるのではなく、 クローン pRLF を導入することによ つてなんらかの機構によ り C0S1 細胞から神経再生活性をもつ物質が分 泌されている可能性が考えられた。 そこで、 以下のような実験を行った。 実施例 7
pRLF導入 C0S1細胞の培養上清からの神経再生促進因子の精製
PRLF導入 C0S1細胞の培養上清の調製
pRLF を導入した時に C0S1 細胞培養上清中に分泌される神経再生促 進因子を精製するため、 pRLF導入 C0S1 細胞の培養上清を約 300L調製 した。 以下にその詳細を示す。 まず、 pRLF クローンを SO g/ml の Ampici llin を含む LB 培地で 37°C—夜振とう培養 (3L の坂口コルベン 当たり 1.5L の培地を入れた) し、 遠心により 170Lの培養液よリ湿重量 850g の大腸菌を得た。 この大腸菌 5g を 1 バッチとして、 プラスミ ド抽 出キッ ト ; RPM®-4G (BIO 101 社製) を用いて pRLF プラスミ ドを抽出し た。 これにより、 170L の一夜培養液より 300mgの pRLF プラスミ ドを得 た。
プラスミ ド pRLF の C0S1 細胞へのトランスフエクショ ンは、 前述の方 法 (実施例 3 ) により行い、 計 294L の pRLF導入 C0S1 細胞の培養上清 を取得し、 精製の供給源とした。
PRLF導入 C0S1細胞の培養上清からの神経再生促進因子の精製
取得した上清 294L (総蛋白質量 ; 81678mg) を一度に処理することが できなかったため、 30-50L の 7 つのロッ トに分けて精製を実施した。 このうち、 あるひとつのロッ トにおける精製例を代表として説明する。 尚、 精製の全ステップに於いて、 神経再生促進活性は前述した DRG アツ セィ系を用いて測定した。 また、 蛋白質の定量は、 ステップ ( 1 ) から ( 3 ) まではク一マジ一色素結合法 (PIERCE 社製試薬) を用いて、 ま たそれ以降のステツプでは 280nm の吸収をもとに実施した。 以下にそれ ぞれのロッ トについてまとめる : ロッ 卜 1 42.81L, 蛋白濃度 0.297mg/ml, 総蛋白質量 12698mg ロッ 卜 2 44.73L, 蛋白濃度 0.241mg/ral, 総蛋白質量 10760mg □ッ 卜 3 34.16L, 蛋白濃度 0.301mg/mし 総蛋白質量 10290mg □ッ 卜 4 43.05L, 蛋白濃度 0.266mg/ml, 総蛋白質量 11438mg
Dッ 卜 5 46.30L, 蛋白濃度 0.261mg/ml, 総蛋白質量 12070mg
Dッ 卜 6 43.92L, 蛋白濃度 0.290mg/ml, 総蛋白質量 12752mg ロッ ト 7 39.15L, 蛋白濃度 0.298mg/ml, 総蛋白質量 11670mg<
( 1 ) 限外濾過膜分画
まず、 pRLF導入 C0S1細胞の培養上清 ロッ ト 1 ( 42.81L、 蛋白濃度 ; 0.297mg/mK 総蛋白質量; 12698mg) から死細胞片を除くため 8000RPMで 3 0分遠心後、 上清を回収した。 次に、 得られた上清を、 4°Cにて分子 量 lOOKDaカッ ト限外濾過膜 (ポールフィルトロン社製、 膜面積 0.46m2) で濾過した後、 濾液を分子量 5KDa カッ ト限外濾過膜 (ポールフィルト 口ン社製、膜面積 0.46m2)にて濃縮した。得られた 5KDa以下画分(40.73L、 蛋白濃度 ; 検出限界以下) 、 5KDa 以上 lOOKDa 以下画分 (320ml、 蛋白 濃度 ; 39.252fflg/ml、 総蛋白質量 ; 12560mg) 、 lOOKDa以上画分 (800ml、 蛋白濃度 ; 3.084mg/ml、 総蛋白質量 ; 2467mg) の 3つの画分の DRG アツ セィの結果、 神経再生促進活性は 5KDa以上 lOOKDa以下画分に検出され たため、 この 5KDa以上 lOOKDa以下画分を次のステツプに進めた。
( 2 ) TSKge 1 QAE— トヨパール 550C (強陰イオン交換クロマ トグラフ ィー)
( 1 ) で得られた 5KDa 以上 lOOKDa 以下画分 ( 320ml、 蛋白濃度 ; 39.252mg/ml, 総蛋白.質量 ; 12560mg) を 20mM ト リス塩酸緩衝液(pH 8.0) にて 4倍希釈した後、 20πιΜ 卜リス塩酸緩衝液(ρΗ 8.0)にて予め平衡化 してあった TSKgel QAE- トョパ一ル 550Cカラム (東ソ一社製、 日本国 ; ø 5cm X 10cm) に 4 °Cにて 15nU/min の流速で添加し、 素通り画分 Q1 ( 1900ml , 蛋白濃度 0.106mg/ml, 総蛋白質量 201mg) を溶出した。 次 に、 溶出液を 750mM NaCl を含む 20mM ト リス塩酸緩衝液(pH 8.0)に換え て、 5ml/min の流速で吸着画分 Q2 ( 590ml, 蛋白濃度 20.63 lmg/m 1, 総 蛋白質量 12172mg) を溶出した。 DRG アツセィの結果、 神経再生促進活 性は吸着画分 Q2 に検出されたため、 この吸着画分 Q2 を次のステップに 進めた。
( 3 ) Sephacryl S-200 HR (ゲル濾過クロマ トグラフィ一)
( 2 ) で得られた TSKgel QAE— トヨパール 550C カラム吸着画分 Q2
(590ml, 蛋白濃度 20.631mg/inl, 総蛋白質量 12172mg) を限外濾過ュ ニッ ト (アミ コン社製 ; YM3膜、 直径 76iMi) で 100ml まで濃縮した。 そ の後、 100ml の内の 50ml を PBS にて予め平衡化してあった Sephacryl S-200 HR カラム (フアルマシア バイオテク社製、 05cm x 100cm) に 4°Cにて 2.5m min の流速で添加した。 溶出液を 50ml ずつチューブに 集め、 DRG アツセィを行ったところ神経再生促進活性は分子量 30KDa か ら 5KDa に相当する FrlO から Frl6 (350ml, 蛋白濃度 4.303mg/ml, 総 蛋白質量 1506mg) に検出された。 同様にして残りの 50ml も Sephacryl S-200 HR カラムによる分画を行い、 活性画分 FrlO から Frl6 (350ml, 蛋白濃度 4.480mg/mi, 総蛋白質量 1568mg) を取得した。 このようにし て 2回にわけたクロマ トグラフィーにより取得した Sephacryl S-200 HR 活性'画分を 1 つの画分 ( 700ml, 蛋白濃度 4.391nig/nil, 総蛋白質量 3074mg) にまとめ、 限外濾過ュニッ ト (アミ コン社製; YM3膜、 直径 76匪) で 50ml まで濃縮した。 そして再度、 Sephacryl S-200 HR カラム (ファ ルマシアバイオテク社製、 <> 5cm X 100cm) に 4 °Cにて 2.5111 !^11 の流 速で添加した。 溶出液を 50ml ずつ分画し、 DRG アツセィを行ったとこ ろ神経再生促進活性は分子量 15KDa に相当する Frl3, 14 (100ml, 蛋白 濃度 0.224mg/nil, 総蛋白質量 22.039ing) に検出されたため、 この画分 を次のステップに進めた。
このようにして、 7つのロッ トについて上記 ( 1 ) から ( 3 ) までの 精製を行い、 それぞれのロッ トについて Sephacryl S-200 HR 活性画分 を取得した。 以下にそれぞれのロッ トの Sephacryl S-200 HR 活性画分 についてまとめる :
ロッ ト 1 : 100ml, 蛋白濃度 0.224mg/ml, 総蛋白質量 22.039mg ロッ ト 2 : 50ml, 蛋白濃度 0.313mg/mし 総蛋白質量 15.672mg ロッ ト 3 : 50ml, 蛋白濃度 0.366mg/nil, 総蛋白質量 18.300mg ロッ ト 4 : 50ml, 蛋白濃度 0.316mg/nil, 総蛋白質量 15.800mg ロッ ト 5 : 100ml, 蛋白濃度 0.230mg/ml, 総蛋白質量 22.950mg ロッ ト 6 : 50ral, 蛋白濃度 0.305mg/nil, 総蛋白質量 15.240mg ロッ ト 7 : 50ml, 蛋白濃度 0.245mg/ml, 総蛋白質量 12.250mg。
( ) Shodex IEC DEAE-2025 (弱陰ィォン交換クロマ トグラフィ一)
( 3 ) で得られたロッ ト 1、 Sephacryl S-200 HR 活性画分 ( 100ml, 蛋白濃度 0.224mg/ml, 総蛋白質量 22.039mg) とロッ ト 2、 Sephacryl S-200 HR活性画分 (50ml, 蛋白濃度 0.313mg/ml, 総蛋白質量 15.672mg) を 1 つの画分 (150ml, 蛋白濃度 0.251mg/ml, 総蛋白質量 37.711mg) にまとめ、 限外濾過ュニッ ト (アミ コン社製 ; YM 3 膜、 直径 76mm) で 5 ml まで濃縮した。 これに 20mM ト リス塩酸緩衝液(ρΗ 8· 0)を 50 ml 加 え、 再び 5 ml まで濃縮した。 さらにこの操作をもう一度繰り返し、 20mM トリス塩酸緩衝液(pH 8.0)に置換された Sephacryl S-200 HR 活性画分
(12ml, 蛋白濃度 3.143mg/ml, 総蛋白質量 37.711mg) を得た。 この画 分を展開溶媒 Aに 20mM ト リス塩酸緩衝液(pH 8.0)、 展開溶媒 Bに 750mM NaCl を含む 20mM ト リス塩酸緩衝液(pH 8.0)を用い、 0% Bで平衡化し た Shodex IEC DEAE-2025カラム (昭和電工社製、 日本国; ø 2cm x 15cm ) に、 流速 2ml/min で室温にて注入した。 注入終了後、 10 分間で 20% B にした後、 さ らに 20% Bから 60% Bまで 70分の直線濃度勾配で展開し た。 溶出液を 4ml ずつ分画し、 DRG アツセィを行ったところ神経再生促 進活性は約 250mMの NaCl濃度を有する Fr39, 40(8ml ,蛋白濃度 0.02mg/ml, 総蛋白質量 0.16mg) に検出されたため、 この画分を次のステップに進 めた。 同様にして残りのロッ トの Sephacryl S-200 HR 活性画分についても ロッ ト 3 とロッ ト 4を合わせた画分、 ロッ ト 5 とロッ ト 6 を合わせた画 分、 およびロッ ト 7の 3回にわけ、 それぞれ Shodex IEC DEAE-2025 に よる精製を行い、 Shodex IEC DEAE- 2025活性画分を取得した。
以下にそれぞれのロッ トの Shodex IEC DEAE-2025 活性画分について まとめる :
ロッ 卜 1 & 2 8ml, 蛋白濃度 0.02mg/ml, 総蛋白質量 0.16mg; ロッ 卜 3 & 4 8ml, 蛋白濃度 0.02mg/ml, 総蛋白質量 0.16mg; ロッ 卜 5 & 6 8ml, 蛋白濃度 0.025mg/ml, 総蛋白質量 0.2mg; ロッ ト 7 : 8ml, 蛋白濃度 0.01mg/ml, 総蛋白質量 0.08mg。
( 5 ) YMC-Pack PROTEIN RP (逆相クロマ トグラフィ一)
( ) で得られた各口ッ トの Shodex IEC DEAE-2025 活性画分を 1 つ の画分 (32ml, 蛋白濃度 0.0188mg/ml, 総蛋白質量 0.6mg) にまとめ、 限外濾過ュニッ ト (アミ コン社製 ; YM 3 膜、 直径 43mm) で 4ml まで 濃縮した。 この画分に 2-プロパノール 0.5ml、 ァセ トニト リソレ 0.5ml、 ト リ フルォロ酢酸(TFA) 0.0025ml を加え、 最終体積 5.0025ml、 最終有 機溶媒濃度 20%、 TFA 濃度 0.05 %に調製した。 これを展開溶媒 Aに 0.1% TFA、 展開溶媒 Bに 0.08% TFA を含む 2-プロパノール/ァセ トニ トリル = 1/1 (容量比) を用い、 40% Bで平衡化した YMC-Pack PROTEIN RP カラム (YMC社製、 ø 2. lram x 150mm ) に、 流速 0.2ml /min で注入した。 注入終了後、 40% Bから 60% Bまで 30 分の直線濃度勾配で展開した。 溶出液を 0.4ml ずつ分画し、 D R Gアツセィを行ったところ神経再生促 進活性は約 50%の有機溶媒濃度を有する Fr44,45 ( 0.8ml , 蛋白濃度 0.012mg/ml, 総蛋白質量 0.0096mg) に検出されたため、 この画分を次 のステップに進めた。
( 6 ) 電気泳動ゲル上の活性蛋白質バン ドの同定
( 5 ) で得られた YMC- Pack PROTEIN RP 活性画分の一部を用いて電気 泳動による分析を行った。 電気泳動は常法 (Laemml i 、 Nature, 227 巻、 680-685 頁、 ( 1970)) に従って行った。 活性画分 0.8ml のうちの 5.4^ 1 を遠心エバポレーシヨンし、 還元剤を含まないドデシル硫酸ナト リ ウ ム(SDS)ゲル電気泳動サンプルバッファ一を 10 1 加え、 95°Cで 5 分 処理した後、 15-25% SDS-ポリアク リルアミ ドブレキャス トゲル (第一 化学薬品社製、 日本国) を用いて SDSゲル電気泳動し、 2D-銀染色試薬 - 「第一」 銀染色キッ ト (第一化学薬品社製、 日本国) で染色した。 分子 量マーカ一には 「第一」 · III 低分子量マーカー (第一化学薬品社製、 日本国) を用いた。 その結果、 電気泳動ゲル上には複数のバンドが検出 され、 活性画分には複数の蛋白質が存在していることが判明した。 そこ で電気泳動ゲル上の活性蛋白質バンドの特定を行うため、 電気泳動ゲル からの神経再生促進活性の抽出実験を行った。 活性画分 0.8ml のうちの 8 1 を遠心エバポレーシヨ ンし、 還元剤を含まない SDS ゲル電気泳動 サンプルバッファーを 10 μ 1加え、 55°Cで 10分処理した後、 15-25% SDS- ポリアク リルアミ ドブレキャストゲル (第一化学薬品社製、 日本国) を 用いて SDS ゲル電気泳動を行った。 分子量マ一カーには、 プレスティン ド . ブロードレンジマ—力— (ニューイングランドバイオラボ社製) を 用いた。 泳動終了後、 プレステインド ' ブロードレンジマーカ一の分子 量 16.5KDa バン ドをめやすと して、 サンプルを添加した領域のう ち 16.5KDa バ'ンドよ り低分子量領域を幅 1.6mm ずつ 14 本のゲルにカッ ト した。 カッ トした 14 本のゲルをそれぞれ I.25 t g のトランスフェリ ン を含む 500 1 の精製水を入れたエツペン ドルフチューブの中に入れた 後、 チューブをローテ一ターに設置し 4 °Cにて回転させた。 16 時間後 抽出液を回収し、 新たに 1.25 g のトランスフエリ ンを含む 500μ 1 の 精製水を加えた。 4 °Cにて 4 時間回転させた後、 抽出液を回収し、 最初 に回収した抽出液とあわせてゲル中に存在した蛋白質の抽出液 1ml を 取得した。 その後、 抽出液中に存在する遊離 SDS を除くため各チューブ に 1 Mリ ン酸カリ ウム( pH 6.8 )を 20 μ 1 加え、 4 °Cにて 4時間放置し た。 さ らに、 生成した沈殿を除去するため、 10000 rpm、 10 分間の遠心 を行い、 上清を回収する事によ りゲル中に存在した蛋白質の抽出液を取 得した。 この抽出液をアツセィ培地で透析した後、 DRG アツセィ を行つ たところ、 神経再生促進活性は分子量約 14500Da に相当する No.3 及び No.4 のゲル抽出液に検出された。 前述の銀染色を行った泳動ゲル上に はこの分子量に相当する位置に蛋白質バンドが存在していたため、 この 分子量約 14500Daの蛋白質が活性蛋白質であることが判明した。
( 7 ) 電気泳動による分離とポリ ビニリデンジフルオリ ド(PVDF)膜への エレク トロブロッテイ ング
( 6 ) に記述したように YMC- Pack PROTEIN RP活性画分中の活性蛋白 質は電気泳動によ リ他の蛋白質と分離できることがわかったため、 残リ の YMC-Pack PROTEIN RP 活性画分全てを電気泳動によリ分離した。 YMC- Pack PROTEIN RP 活性画分 786.6 1 を遠心エバポレーシヨ ンし、 還元 剤を含まない SDSゲル電気泳動サンプルバッファーを 30 1 加え、 95°C で 5 分処理した後、 15-25% SDS-ポリアク リルアミ ドブレキャストゲル
(第一化学薬品社製、 日本国) を用いて SDS ゲル電気泳動した。 分子量 マーカ一には、 「第一」 · III 低分子量マ一力一 (第一化学薬品社製、 日本国) 及びプレステインド · ブロードレンジマーカ一 (ニューイング ランドバイオラボズ社製) を用いた。 泳動終了後、 セミ ドライ転写装置
(オール社製) を用いて、 常法に従い、 150mA の一定電流で 3 時間かけ' て PVDF膜 (パーキンエルマ一社製 ProBlott) に転写を行った。 陽極液 に、 0.3M Tris, 20%メタノール, pH10.4、 転写膜液に、 25mM Tris, 20% メタノール, pH10.4、 陰極液に、 25mM Tris, 40mM ァミ ノカブロン酸, 20% メタノール, ρΗΙΟ.4 を用いた。 転写された膜をクマシ一 · プリ リ アント · ブル一( CBB )染色液 (40%メタノ一ル、 1%酢酸中に 0.1%の CBB R-250 を含む) で染色し、 50%メタノールで脱染色したところ、 ( 6 ) に記述した銀染色と同等の染色パターンが検出された。 活性本体である 分子量約 14500Da の蛋白質バンドも染色されており、 ここに p RLF 導入 C0S1 細胞培養上清中の神経再生促進因子の精製が完了 した。 取得され た活性本体蛋白質の量は CBB染色の染色度から約 200ngと推定された(図 2 ) 。 実施例 8
神経再生促進因子の部分アミ ノ酸配列の分析
岩松の方法 (岩松ら、 新基礎生化学実験法、 第 4巻、 33〜84 頁 (丸 善刊、 東京、 日本国) ;岩松明彦、 生化学、 第 63巻、 第 2号、 139-143頁、 ( 1991) (日本国) ; Akihiro Iwamatsu, E 1 ectorophores i s、 第 13巻、 142-147 頁、 (1992)) により、 実施例 7の ( 7 ) で得られた PVDF 膜上 に転写された分子量約 14500Daの神経再生促進活性を有する蛋白質のァ ミノ酸配列の分析を行った。
( 1 ) 還元 S-カルボキシメチル化
実施例 7の ( 7 ) で得られた PVDF 膜上の CBB 染色された分子量約 14500Da の神経再生促進活性を有する蛋白質バンドを切り出し、 エツべ ンドルフチューブに入れた lmg のジチォスライ ト一ル(DTT)を含む還元 溶液 (8M グァニジン、 0.3%エチレンジァミ ン四酢酸(EDTA)、 0.125M リ ジンを含む 0.5M ト リス塩酸緩衝液 (pH 8.3)) 100 1 中に浸し、 60°C にて 1 時間放置した。 これに、 3mg のモノ ョード酢酸を加え、 チューブ を遮光して 15 分間激しく撹拌した。 その後、 ' PVDF 膜を精製水、 2%ァセ トニト リル、 0. USDS で順次洗浄して膜上に残っている過剰の試薬を除 去した。 このようにして PVDF 膜上にて還元 S-カルボキシメチル化され た分子量約 14500Daの神経再生促進活性を有する蛋白質を取得した。
( 2 ) ぺプチド断片化とペプチドマッピング · ァミ ノ酸配列分析 取得した蛋白質から複数の内部アミ ノ酸配列情報を得るため、 酵素消 化にょ リ蛋白質をペプチ ドに断片化した。 酵素消化に先立ち、 PVDF 膜 を 0.5%ポリ ビニルピロリ ドン(PVP)-40、 ltng のメチォニンを含む 100mM 酢酸 100 1 に浸し、 室温で 30 分間放置することにより膜上の蛋白質 未結合部分をブロック した。 その後、 10%ァセ トニト リルで洗浄して過 剰の試薬を除去した。 洗浄した膜を 10%ァセ トニト リルを含む 20mM ト リス塩酸緩衝液(pH 9.0) 20 1 の入ったチューブに移し、 リシルェン ドぺプチタ"一ゼ (Achromobacter Protease I ; 和光純薬工業製、 日本国) 5pmol を加え、 40°Cにて 3 時間の消化を行った。 酵素消化により断片化 され PVDF 膜から遊離してきたべプチドフラグメントを消化液中に回収 した。 消化液中に存在しているペプチドフラグメ ン ト を展開溶媒 Aに 0.05% TFA、 展開溶媒 Bに 0.02% TFA を含むイソプロパノール : ァセ ト 二トリル =7: 3 の混液を用いて、 Symmetry C18 逆相カラム (ウォータ ーズ社製、 ø 1.0mm X 50πιπι) で、 カラム温度 40°C、 流速 0. lml/min、 1%B から 50%B を 30分の直線濃度勾配にて展開することによ り分取した (図 3 ) 。 得られたそれぞれのペプチドフラグメ ントを気相アミノ酸シーク ェンサ一 (島津製作所製、 PPSQ-2) にてエドマン分解後、 順次回収され た N末端の PTHアミノ酸を、 ァイソクラティ ック溶出法による C18逆相 カラムクロマ トグラフィ一にて同定を行った。 同定可能であったフラグ メントのァミノ酸配列を次にまとめた (アミ ノ酸は一文字表記による) :
A P 2 : P G E C L R V R G E VA (配列番号 22) ;
A P 4 : L P D GY E (配列番号 23) ;
A P 6 : D S NN L C L H F N (配列番号 24) 。
上記アミノ酸配列のデータベースによる検索を行ったところ、 ヒ トガ レクチン- SWISS-PR0T データベース登録番号 P09382)のアミノ酸配列 と完全に一致していた。 この結果よリ pRLF導入 C0S1 細胞培養上清中の 神経再生促進因子はサルガレクチン- 1 である可能性が最も高いと結論 した。 実施例 9
ヒ トガレクチン- 1 cDNAの取得
まず、 GENBANK ACCESSION NO. J04456 をもとにヒ トガレクチン一〖 cDNA に対応する PCR用プライマーを合成した。 配列は以下の通りである : HLEG1 : 5 ' — TGCGCCTGCCCGGGAACATC - 3 ' ( GENBANK ACCESSION NO. J04456の 15— 34; 配列番号 25) ;
HLEG2 : 5 ' - GAACATCCTCCTGGACTCAA- 3 ' ( GENBANK ACCESSION NO. J04456の 28— 47 ; 配列番号 26) ;
HLEG6 : 5 ' 一 GCTGCCTTTATTGGGGGCCA - 3 ' ( GENBANK ACCESSION NO. J04456の 472— 491 の相補鎖 ; 配列番号 27) ;
HLEG8 : 5 ' - GAGAGAGCGGCCGCATTGGGGGCCATGGGCTGGC- 3 ' ( GENBANK ACCESSION NO. J04456 の 463— 482 の相補鎖の 5 ' に Notl サイ トを付 加した ; 配列番号 28) 。
Superscript™ Human Liver cDNA Library (GIBCO BRL 社製) の大腸菌 ストック 2 μ 1 をテンプレートと し、 合成したプライマ一 (HLEG1 及び HLEG6) 各 40pmol を用いて PCR を行なった。 TaKaRa LA Taq (宝酒造社 製、 日本国) を使用して、 GeneAmpTM PCR System 2400 ( パーキンエル マー社製)によリ 100 μ 1 の容量で PCR(94°Cで 5分間の変性を行い、 94°C で 30秒間の変性条件、 60°Cで 30秒間のァニール条件、 72°Cで 1分間の 合成条件で 35回の反応を行い、 さらに 5分間 72°Cで合成反応を行った) を行った。 さ らに、 この反応液 Ι μ ΐ をテンプレートとし、 合成したプ ライマー (HLEG2及び HLEG8) 各 40pmo 1 を用いて PCRを行なった。 条件 はァニール温度が 55°Cとなる以外初回と同様。 この反応液をフエノー ルークロロホルム ( 1 : 1 ) 処理後、 1/10 量の 3M NaOAc 及び 2倍量の エタノールを力!]えて遠心し、 ペレッ トを得た。 ぺッ レッ トは T4 DNA polymerase (ベ一リ ンガーマンハイム社製) で平滑化し、 Notl で消化 後、 2 %のァガロースゲルで泳動し、 予想される約 460bp の大きさの断 片を回収してプレップ一 A —ジーン DNA 精製キッ トで精製した。 この 断片を EcoRI で消化した後 T4 DNA polymeraseで平滑化し、 さらに NoU で消化した PEF18S にクローニングした (宿主は E. col i DH5 を使用し た) 。 得られたクローンの揷入配列をプライマ一 ; EF 1 α - 1 ( pEF18S のクロ一ニングサイ ト EcoRI— NoU の EcoRI の外側に位置し、 クロー二 ングサイ トを視く方向 ; 5 ' - CCTCAGACAGTGGTTCAAAG- 3 ' ; 配列番号 29) , polyAC2 ( pEF18S のクロ一ニングサイ ト EcoRI— Notl の Notl の 外側 に 位 置 し 、 ク ロ ー ニ ン グサ イ ト を 靦 く 方 向 ; 5 ' - TGCATTCATTTTATGTTTCAG- 3 ' ;配列番号 30)各 7pmo 1 を用いて PCR(94°C 5分間の後に、 94°C 30秒間 / 50°C 30秒間 72°C 1 分間の条件で 35回 の反応を行う) により増幅した後、 2 %のァガロースゲルで泳動し、 予 想される約 500bp の大きさの断片を回収してプレップ一 A -ジ一ン DNA 精製キッ トで精製した。 この断片の塩基配列をプライ マ一 ; EFl a - 1, o lyAC2で Taq Dye Deoxy™ Termi nater Cycle Sequening FS Kit ( ノヽ —キンエルマ一社製) を用い、 パ一キンエルマ一社製 377DNA シーク ェンサ一によ り解析した。 これにより、 開始コ ドンから終始コ ドンまで の正しぃヒ トガレクチン -1 cDNA の塩基配列を有するクローン pEFGall ( GENBANK ACCESSION NO. J04456の 50— 457) を得た。 実施例 1 0
ヒトガレクチン- 1 cDNA クローン pEFGaU の C0S1 細胞発現蛋白質 (以 下この蛋白質を C0S1 細胞発現 Gall ( 1-134) と称す。 ) の DRG 活性の 確認
実施例 9で取得したヒ トガレクチン -lcDNA を組み込んだプラスミ ド pEFGall を C0S1 細胞へトランスフエクシヨ ンし、 C0S1 細胞培養液中、 およひ' C0S1 細胞から抽出した Gall ( 1 — 134) が神経再生促進活性を 有するかどうかの確認を行った。
クローン pEFGall は 50^g/ml の Ampicillin を含む 100ml の LB培地 で一夜培養した後、 遠心分離によ り得た菌体から QIAGEN Plasraid Maxi Kit ( QIAGE 社製) を用いてプラスミ ドを抽出した。 プラスミ ド pEFGall の C0S1 細胞へのトランスフエクシヨンは、 トランスフエクタム試薬 [プ ロメガ社製、 ジォクタデシルァミ ドグリシルスペルミ ン(D0GS)]を用い て行った。 培養表面積 225cm2 の組織培養用ブラスティ ックフラスコ に 5 X 106個の C0S1 細胞を蒔き、 10%FBS を含む IMDM培地中にて一晚培養 した。 IMDM培地 20ml で洗浄後、 新たに IMDM培地 6.5m 1 を添加した。 さらにプラスミ ド pEFGall 65 g を含む IMDM培地 6.5m 1 と トランスフ ェクタム試薬 325 を含む IMDM培地 6.5ml を混合し、 これを添加し、 37°Cにて 6時間培養した。 その後、 培養液を吸引除去し、 新たに 10%FBS を含む IMDM培地 52ml を添加し、 2 日間培養を行った。 培養終了後、 培 養上清 50ml および細胞を回収した。 培養上清は 5mM DTT を含む PBS 2L で一晩透析後、 濾過した。 一方細胞は lOOmM ラク ト一ス、 5mM DTT を含 む PBS 10ml 中にてホモジナイズした。 その後、 4°Cにて 10000G、 30分 の遠心分離を行い、 上清を回収し、 5mM DTT を含む PBS 2L で一晩透析 後、 濾過し、 細胞抽出液とした。 得られた培養上清および細胞抽出液を それぞれ 5mM DTT を含む PBS にて平衡化したラク トースァガロースカラ ム (ホーネン社製、 ø 5.0 nun X 50 mm ) に、 流速 0.25ml/min で添加 し、 素通り画分を溶出した。 次に、 溶出液を lOOmMラク ト一ス、 5mMDTT を含む PBS に換えて,吸着画分を溶出した。 電気泳動による分析の結果、 培養上清および細胞抽出液とも吸着画分に分子量 14500Da の Gall ( 1 一 134) が検出された。 そこでそれぞれの吸着画分をアツセィ培地にて 十分透析した後 DRGアツセィを行ったところ、 5 - 50 pg/ml の濃度 (ゲ ルの染色度から推定) で高い神経再生促進活性が検出された。 これによ リ、 C0S1 細胞で発現した Gall ( 1 — 134) は培養液および細胞中に存 在し、 いずれも高い神経再生促進活性を有していることが確認された。 実施例 11
Gall ( 1 — 134) の大腸菌発現用ベクターの構築
大腸菌発現ベクターである pET— 3d (ス トラタジーン社製) によって、 Gall (1— 134) を発現させるために、 次のことを行った。 まず、 pEFGall を铸型として、 2本の P C R用プライマー ; HLEG12, HLEG14 を用いて PCR
(94°C 5分間の後に、 94°C 30秒間ノ60 30秒間/ 1 分間の合成 条件で 25回の反応を行い、 さ らに 72°Cで 5分間反応させる) を行った。 増幅されたヒ トガレクチン- 1 の開始コ ドンから終止コ ドンまでを含む 断片を Ncol と BamHIで消化後 0.8%のァガロースゲルで泳動し、約 420bp の大きさの断片を回収してプレップ一 A —ジーン DNA 精製キッ トで精 製し、 Ncol と BamHI で消化した pET— 3d に揷入 (宿主は E.coli DH5a を使用した) した。 正しいヒ トガレクチン- 1 cDNA の塩基配列を有する クロ一ン pETGall (1- 134) (ベクターの Ncol から BamHI までの塩基 配列を配列番号 7 に示す) を、 塩基配列の解析によ り選択した。 GFXTM Micro Plasmid Prep Kit ( フアルマシア社製) を用いてプラスミ ドを 抽出し、 Epicurian Coli BL21(DE3) Competent Ce 1 is (ス ト ラタジーン 社製 ; Lysogenic Lambda phage の Lac UV5 下流に T7 RNA polymerase 遺伝子がある) に形質転換して得られた大腸菌株を Gall (1— 134) 発 現用の形質転換体とした。 ここで用いた PCR用プライマ一の配列は以下 の通りである :
HLEG12: 5 ' - AGAGTGGATCCTTATCAGTCAAAGGCCACACATTTG- 3 ' (GENBANK ACCESSION NO. J04456の 436— 457の相補鎖の 5 '端に BamHI サイ トを付 加した ; 配列番号 31) ;
HLEG14: 5 ' -GAGAGACCATGGCTTGTGGTCTGGTCGC- 3 ' (GENBANK ACCESSION NO. J04456の 50— 69の 5 '端に Ncolサイ トを付加した ; 配列番号 32) 。 実施例 1 2
大腸菌で発現した Gall (1- 134) の精製と活性確認
ヒ ト ガレクチン- 1 cDNA を組み込んだ大腸菌発現用プラス ミ ド pETGall (1- 134)を導入した大腸菌より Gall ( 1 — 134) を取得し、 神 経再生促進活性を有するかどうかの確認を行った。
実施例 1 1 で得られたクローンを、 アンピシリ ン 50 μ g/ml を含む L B 寒天培地上に塗布し、 37°Cで一晩培養してコロニーを形成させ、 このコ ロニ一 1個をアンピシリ ン 50μ g/mlを含む L B培地 50mlで振盪培養し、 この培養液を初発の 0D6OQが 0.2 となるようにアンピシリ ン 50 g/ml を 含む L B培地 1000ml に加え、 0D6QOが 0.5-0.6 に至るまで 37°Cで振盪 培養した。 次いで最終濃度が、 0.1 mMになるように I P T Gを添加し、 さらに 3時間振盪培養して、 Gall ( 1- 134) の発現を誘導した。 菌体培養液 1L を 10000Gで 30分の遠心分離を行い、 Gall ( 1 — 134) 発現菌体ぺレッ トを得た。 ペレッ トを 20ml の PBS に懸濁し、 氷冷下に て超音波破砕した。 菌体破砕液を 10000Gで 30分の遠心分離し、 上清中 に可溶性蛋白と して Gall ( 1 — 134) を回収した。 回収した上清を 2L の 20mM ト リス塩酸緩衝液(pH 8.0)で一晩透析後、 展開溶媒 Aに 20mM ト リス塩酸緩衝液(pH 8.0)、 展開溶媒 Bに 500mM NaCl を含む 20mM ト リス 塩酸緩衝液(pH 8.0)を用い、 0% Bで平衡化した Shodex IEC DEAE-2025 カラム (昭和電工社製、 日本国 ; 02cm X 15cm ) に、 流速 2ml/min で 室温にて注入した。 注入終了後、 0% Bから 30% Bまで 60 分の直線濃 度勾配で展開した。 溶出液を 4ml ずつ分画し、 各画分の電気泳動による 分析を行ったところ、約 80mMの NaC〖濃度を有する画分に分子量 14500Da の Gall ( 1 - 134) と思われるバンドが検出されたため、 この画分(15ml) を次のステップに進めた。 ここで、 Gall ( 1 — 134) のァミ ノ酸配列に は 6 個のシスティンが含まれているため、 神経再生促進活性を有した pRLF導入 COS 1細胞培養上清中のヒ トガレクチン- 1 には SS結合が形成 されていた可能性が高い。 そこで酸化剤として硫酸銅を用いて SS 結合 形成反応 (リ フォールデイ ング) を行った。 DEAE カラムの Gall ( 1 — 134) 画分 (15ml) を 20mM ト リス塩酸緩衝液(pH 8.0)で 20倍に希釈し、 最終濃度 0.0001%になるように 1¾硫酸銅水溶液を添加した後、 4°Cにて 一晩放置した。 反応液 300ml を限外濾過ユニッ ト (アミ コン社製 ; YM 3 膜、 直径 76丽) を用いて濃縮し、 さらに 20mM酢酸ナトリ ゥム緩衝液 (pH 5.0)にバッファー交換した。(最終溶液量 50nU)これを展開溶媒 Aに 20mM 酢酸ナト リ ゥム緩衝液 (pH 5.0)、 展開溶媒 Bに 500mM NaCl を含む 20mM 酢酸ナト リ ゥム緩衝液(pH 5.0)を用い、 0% Bで平衡化した TSKgel SP-5PW カラム (東ソ一社製、 日本国 ; ø 7.5mm X 75mm) に、 流速 0.5ml/minで 室温にて注入した。 注入終了後、 0% Bから 40% Bまで 60 分の直線濃 度勾配で展開した。 溶出液を 1ml ずつ分画し、 各画分の電気泳動による 分析を行ったところ、約 150mMの NaCl濃度を有する画分に分子量 14500Da の Gall ( 1 - 134) と思われるバンドが検出されたため、 この画分 (8ml) を次のステップに進めた。 SP カラムの Gall ( 1 — 134) 画分 (8ml) を 展開溶媒 Aに 0.1%TFA、 展開溶媒 Bに 0.1%TFA を含む 80%ァセ トニト リ ルを用い、 40% Bで平衡化した YMC PROTEIN RPカラム (YMC社製 010mm X 250mm) に、 流速 2.0n /min で室温にて注入した。 注入終了後、 40% Bから 50% Bまで 60分の直線濃度勾配で展開した。 溶出液を 2ml ずつ 分画し、 各画分の電気泳動による分析を行ったところ、 約 34%と約 36% のァセ トニト リル濃度を有する二つの画分に分子量 14500Daの Gall ( 1 - 134) と思われるバンドだけが検出された。 この二つのバン ドは非還 元下の電気泳動では移動度が若干異なるが、 還元処理後の電気泳動では 移動度が一致していた。 このことより、 この二つのバン ドは SS 結合架 橋様式の異なる Gall ( 1 - 134) であることが推測された。
このバンドが Gall ( 1 - 134) であることを確かめるため、 約 36%の ァセ トニトリル濃度で溶出された画分を用いて N末端アミ ノ酸配列分析 およびァミノ酸組成分析を行った。
まず、 プロテインシークェンサ一 (パーキンエルマ一社製、 492 型) を 用いて N末端アミ ノ酸配列分析を行った。 その結果、 次に示す N末端ァ ミノ酸配列が検出された (Xは未同定である) :
(配列番号 33)
この配列は Gall" ( 1 - 134) の N 末端ァミ ノ酸配列に一致しており、 PROTEIN RP カラムによ り精製した蛋白が Gall ( 1 — 134) であることが 確認された。 次に 6N 塩酸による酸加水分解後のアミ ノ酸組成分析を行 つた。 サンプルを PICO · TAG ワークステーション (ゥオーターズ社製) を用いて 6N 塩酸による気相酸加水分解 (150°C、 1時間) を行った後、 AccQ - Fluor 試薬 (ウォーターズ社製) によリ蛍光誘導体化反応を行つ た。 その後、 AccQ ' Tag アミ ノ酸分析システム (ウォーターズ社製) に より、 アミ ノ酸分析を行った。 その結果、 次に示すアミ ノ酸組成比が検 出された。 括弧内に Gall ( 1 — 134) の理論値を示す :
Asp :22.18(22), Ser: 5.51(5), Glu: 10.30(10), Gly: 11.38(11), His :2.12 (2), Arg:5.10(5), Thr :3.89(4), Ala: 13.90 ( 14) , Pro : 7.09(7),Tyr:2.08(2 ),Val :9.23 (10), Met: 1.15(1), Lys :7.97(8), I le: 3.29(4), Leu: 11.85(12), Phe:9.96(10) ( Cys, Trpは未同定) 。
このように精製蛋白のアミ ノ酸組成比は Gall ( 1 — 134) の理論値と非 常によ く一致しており、 精製蛋白は Gall ( 1 — 134) であり、 その純度 は非常に高いことが確認された。
同様にして約 34 のァセ トニト リル濃度で溶出された画分についても N 末端アミ ノ酸配列分析およびアミ ノ酸組成分析を行った。 その結果、 いずれの分析においてもこの画分に溶出された蛋白が Gall ( 1 — 134) であることが確認された。 そこでアミ ノ酸分析の結果よ リサンプル中の Gall ( 1 - 134 ) の 濃 度 を 決 定 し 、 そ れ ぞ れ の 画 分 を 0.5, 5, 50, 500, 5000pg/ml にアツセィ培地によ リ調整後、 DRG アツセィに ょリ神経再生促進活性を測定した。 その結果、 両面分の Gall ( 1 — 134) は 0.5pg/ml から 500pg/ml において濃度依存的に神経再生促進活性を示 した (図 4 ) 。 これにより、 硫酸銅による酸化行程を経て分子内に S S 結合を形成した大腸菌発現 Gall ( 1 — 134) は神経再生促進活性を有し ていることが確認された。 実施例 1 3
大腸菌発現 Gall ( 1 — 134) の SS結合架橋様式の同定
実施例 1 2で取得した大腸菌発現 Gall ( 1 - 134) (約 36%のァセ ト 二ト リル濃度で溶出された画分) の SS 結合架橋様式の同定を酵素消化 後のペプチドフラグメントの質量分析を行う ことによ リ実施した。 大腸 菌発現 Gall ( 1 - 134) 画分 50 1 (15^g 相当 ; アミ ノ酸分析によリ 濃度決定) を遠心エバポレーシヨ ンした後、 lOOmM ト リス塩酸緩衝液緩 衝液(pH 6.8) 20 1 に溶解し、 ト リプシン (ベーリ ンガー社製) 0.6 g を加えて、 37°Cにて 16 時間の消化を行った。 消化液中に存在してい るぺプチドフラグメントを展開溶媒 Aに 0.05% TFA、 展開溶媒 Bに 0.02% TFA を含むイソプロパノール : ァセ トニト リル = 7 '· 3の混液を用いて、 Symmetry C 18 逆相カラム (ウォーターズ社製、 ø 2. Omm x 50mm) で、 カラム温度 40°C、 流速 0.25ml/min、 1¾B から 50%B を 50 分の直線濃度 勾配にて展開することによ り分取した (図 5 ) 。 得られたそれぞれのぺ プチドフラグメ ン ト溶液の一部 (0.5μ 1) をサンプルプレート上にスポ ッ ト し、 さ らにァセ トニト リル: 0. TFA=50:50 の溶液に 10mg/ml の濃 度で溶解した a-cyano-4-hydroxycinnamic acid(CHCA)、 0.5μ 1 ,を添カロ し、 混合後風乾 し た。 こ れを Matrix-Assisted Laser Desorpt ion Ionization Time- of-Fl ight(MALDI-TOF)型質量分析計 (パーセプティ ブ 社製、 Voyager Elite) によ り質量分析を行った。 以下に、 フラグメ ン ト番号、 検出された質量数および質量数から帰属されたアミ ノ酸配列を 示す :
TP1 786.429 G21EVAPDAK28 (配列番号 34) ;
TP2 534.028 F1C8PNR (配列番号 35) ;
TP3 1042.15 V19RGEVAPDAK28 (配列番号 36) ;
TP4 1077.29 D64GGAWGTEQR73 (配列番号 37) ;
TP5 969.466 L1<)()PDGYEFKl°7 (配列番号 38) ;
TP6 3021.11 D37SNNLC42LHFNPR48 (配列番号 39) +F 9NAHGDANTI VC60NSK63
(配列番号 40) ;
TP7 878.451 S29FVLNLGK36 (配列番号 41) ;
TP8 1785.14 L112NLEAINYMAADGDFK127 (配列番号 42) ;
TP9 5222.08 AlC2GLVASNLNLKPGEC16LR18 (配列番号 43)
+E74AVFPFQPGSVAEVC88ITFDQANLTVK" (配列番号 44) +C130VAFD134 (配列番号 45) 。
この結果よ り大腸菌発現 Gall ( 1 — 134) (約 45%のァセ トニト リル 濃度で溶出された画分) は 3 組の SS結合で架橋しており、 その 1 組は Cys42- Cys60であること、 また Cys88 および Cys 130 もそれぞれ Cys2か Cys 16 のいずれかと架橋していることが判明した。 そこで残リの 2組の SS 結合架橋様式の同定を行うため、 TP9 にリ ジルエン ドべプチダーゼ (和光純薬社製、 日本国) を加え 2 次消化を行った。 TP9 を遠心エバポ レーショ ン後、 リ シルェンドぺプチダ一ゼ(和光純薬社製、日本国) 20pmol を加え、 100mM ト リス塩酸緩衝液(pH 6.8) 20 中にて 37°C、 16時間 の消化を行った。 その後、 消化液中に存在しているペプチ ドフラグメン トを展開溶媒 Aに 0.05 TFA、 展開溶媒 Bに 0.02% TFA を含むイソプ ロパノール : ァセ トニト リル =7: 3 の混液を用いて、 Symmetry C18 逆 相カラム (ウォーターズ社製、 ø 2.0mm X 5 Omni) で、 カラム温度 40°C、 流速 0.25ml /mi n、 1%B から 50%B を 50 分の直線濃度勾配にて展開する ことによリ分取した (図 6 ) 。 得られたペプチドフラグメ ントを遠心ェ バポレ一ショ ンした後、 MALDI-T0F型質量分析計 (パーセプティ ブ社製、 Voyager El ite) により質量分析を行った。 以下に、 フラグメント番号、 検出された質量数および質量数から帰属されたアミノ酸配列を示す : TPAP1 1755.31 A^^LVASNLNLK12 (配列番号 46)
+ci3oVAFDi34 (配列番号 47) ;
TPAP2 3484.21 Pl3GEC16LR18 (配列番号 48)
+E74AVFPFQPGSVAEVC88ITFDQANLTVK" (配列番号 49) 。
この結果よ り残りの 2組の SS 結合架橋様式は Cys2- Cysl30 および Cysl6-Cys88 であることが同定された。 以上より、 大腸菌発現 Gall ( 1 - 134) (約 36%のァセ トニト リル濃度で溶出された画分) は 3 組の SS 結合で架橋しており、 その架橋様式は Cys42- Cys60、 Cys2-Cysl30 およ び Cysl6-Cys88であることが判明した。
同様にして約 34%のァセ トニト リル濃度で溶出された大腸菌発現 Gall ( 1 - 134) についても SS結合架橋様式の同定を行ったところ、 その架 橋様式は Cys2- Cys42、 Cysl6-Cys88 および Cys60- Cysl30 のフォームと Cys2- Cys60、 Cysl6-Cys88 および Cys42- Cysl30 のフォームの混合物で あった。 実施例 1 4
大腸菌発現 Gall ( 1 — 134) のレクチン活性測定
ガレクチンは一般に動物レクチンと呼ばれる蛋白質のファミ リーに属 し、 /3 -ガラクシドを含む糖類に結合する。 そこで大腸菌発現 GaU ( 1 - 134) がレクチン活性 ( -ガラクシ ド結合活性) を有するかどうか を ^ -ガラクシドを リ ガン ドとするァフィ二ティ一クロマ トグラフィー および赤血球凝集活性測定法の二つの方法で確認した。
( 1 ) -ガラクシドを リガンドとするァフィ二ティーク口マ トグラフ ィ―
実施例 1 2で取得した大腸菌発現 Gall ( 1 - 134) を展開溶媒 Aに PBS、 展開溶媒 Bに 0.1Mラク トースを含む PBS を用い、 0% Bで平衡化したラ ク ト一スァガロースカラム (ホーネン社製、 05.0 mm X 50 mm ) に、 流速 0.5ml/min で 4 °Cにて注入した。 注入終了後、 0% Bから 100% B まで 30 分の直線濃度勾配で展開した。 溶出液を 2ml ずつ分画し、 各画 分の電気泳動による分析を行ったところ、 素通り画分に分子量 14500Da の Gall ( 1 - 134) が検出された。 また同一のサンプルを 5mMDTT で室 温、 2時間の還元処理をした後にラク トースァガロースカラムに注入し たところ、 Gall ( 1 - 134) は素通リ画分ではなく、 約 10mM のラク トー ス濃度を有する画分に溶出された。 この結果より、 大腸菌発現 Gall ( 1 - 134) は /3 -ガラクシド (ラク ト一ス) に結合することはできないが、 還元処理によ リ /3 -ガラクシド結合活性が回復することが確認された。
( 2 ) 赤血球凝集活性の測定
ゥサギ保存血液 (コスモバイオ社製) 1ml に 5ml の PBS を加え、 2000G で 5分間遠心後、 上清を除いた。 この操作を 3回繰り返し、 赤血球画分 を得た。 この赤血球画分 ΙΟΟμ Ι に 4.9ml の PBS を加え、 2%血球浮遊液 とした。 96穴タイタープレート (U底) の 1 列目に実施例 1 2で取得し た大腸菌発現ヒ トガレクチン- 1 (PBSで 50 g/ml に希釈) 、 50 1 を入 れ、 2列目以降に 0.39 g/ml (各 50μ 1 ) までの 2倍希釈列を作製し た。 各ゥエルに 2%血球浮遊液を 50^ 1 ずつ分注し、 室温で 1 時間放置 した。 この時、 コンカナパリ ン Α および 5mMDTT で室温、 2時間の還元 処理を した大腸菌発現 Gall ( 1 — 134) も同一の希釈系列を作製し、 同 時に赤血球凝集活性の測定を実施した。 その結果、 コンカナパリ ン A お よび 5mMDTTで室温、 2時間の還元処理をした大腸菌発現 Gall ( 1 - 134) はいずれも 6.25 g/ml 以上の濃度において赤血球凝集活性が検出され たが、 実施例 12で取得した大腸菌発現 Gall ( 1 — 134) (非還元) は 50 iig/mlの濃度においても赤血球凝集活性が検出されなかった。 (図 7 ) 以上の i3 -ガラクシドを リ ガンドとするァフィ二ティ一クロマ トダラ フィ一および赤血球凝集活性測定法の二つの結果よ り、 実施例 1 2で調 製した S S結合を有する Gall ( 1 - 134) はレクチン活性を持たないこ とが確認された。 実施例 1 5
抗 Gall ( 1 — 134) 抗血清の取得と精製
大腸菌発現 Gall ( 1 -134) を抗原としてゥサギに免疫し、 ゥサギ抗 Gall ( 1 - 134) 抗血清を取得した。 抗原は実施例 1 2に記載した TSKgel SP-5PWカラム (東ソ一社製) によリ精製した大腸菌発現 Gall ( 1 - 134) を使用した。 免疫はゥサギ 2羽を使用し、 Gall ( 1 — 134) と油性アジ ュバントにてェマルジヨンを作製後、 1羽あたり 20-200 g を約 2ヶ月 間にわたり計 6回皮下投与した。 免疫終了後、 全採血を行い、 1羽あた リ血清約 75ml を取得した。抗原を固相化したプレートを用いた EUSAに よる力価測定では、 得られた抗血清は 204800 倍希釈まで有意な値を示 し、 特異性の高い、 良好な抗血清が取得された。
取得された抗血清をプロテイン A カラムにょリ精製し、 ィムノグロブ リ ン (IgG) 画分を調製した。 10ml の抗血清を 10ml の PBS で 2倍希釈 後濾過し、 PBS で平衡化した HiTrap Protein A カラム (フアルマシア 社製、 1ml ゲル) に注入した。 20ml の PBSで洗浄後、 5ml の lOOmMグリ シン塩酸緩衝液 (PH 2.7) で吸着画分を溶出した。 この時、 予め 500 1 の 1M ト リス塩酸緩衝液 (pH 9.0) を分注しておいたチューブを使用 した。 素通り画分および吸着画分を電気泳動によ り分析したところ、 吸 着画分には IgGだけが検出された。 一方、 素通り画分にも IgGが含まれ ていたため、 素通り画分を再び上記の方法で精製した。 電気泳動によ り 分析したところ、 2回目の素通り画分にも IgGが含まれていたため、 い ま一度上記の方法で精製した。 計 3回実施した吸着画分を合わせ (16.5 ml) 、 2L の PBS でー晚透析し、 抗 Gall ( 1 - 134) IgG (約 30mg )を 取得した。 (クーマジ一色素結合法による蛋白定量値) 実施例 1 6
抗 Gall ( 1 — 134) IgGカラムの作製
実施例 1 5で取得した抗 Gall ( 1 - 134) IgG を樹脂に固定化し、 抗 Gall ( 1 —134) IgGカラムを作製した。 2mg/ml の濃度の抗 Gall ( 1 - 134) IgG溶液、 5ml を 10000カッ ト限外濾過膜 (ミ リポア社製) を用 いて濃縮と同時にカップリ ングバッファ一 ( 0.5M 塩化ナト リ ウムを含 む 0.2M 炭酸水素ナ ト リ ウム、 pH8.3) lml に置換した。 HiTrap NHS- activated (フアルマシア社製、 lml ゲル) カラムを 6 ml の lmM塩酸で 洗浄後、 上記の IgG溶液 lml を注入し、 室温で 30分間放置した。 その 後、 カラムを 3ml のカップリ ングバッファ一で洗浄後、 洗浄用バッファ — A (0.5M塩化ナトリ ゥムを含む 0.5M ェタノ一ルァミ ン、 pH8.3) およ び洗浄用バッファー B (0.5M 塩化ナト リ ウムを含む 0.1M 酢酸ナト リ ウ ム、 pH4.0) 6ml ずつで洗浄し、 さらに 6ml の洗浄用バッファ一 Aを注入 し、 室温で 30 分間放置した。 その後、 カラムを洗浄用バッファー B 、 洗浄用バッファ一 A 、 洗浄用バッファ一 B、 PBS の順でそれぞれ 6ml ず つ洗浄し、 抗 Gall ( 1 —134) I gGカラムの作製が完了した。 実施例 1 7
C0S1細胞発現 Gall ( 1 - 134) の精製と SS結合架橋様式の同定
C0S1 細胞で発現し、 培養上清中に分泌された GaU ( 1 - 134) の SS 結合架橋様式の同定を行うため、 実施例 1 0に記載した還元処理後のラ ク トースァガロースカラムによる精製法を用いない精製方法で C0S1 細 胞培養上清よ り Gall ( 1 — 134) の精製を行った。 実施例 9で取得した ヒ トガレクチン- lcDNA を組み込んだプラスミ ド pEFGall を実施例 7 に 記載した方法によ り COS 1 細胞へト ランスフエクシヨ ンし、 培養上清 250ml を取得した。これを PBSで平衡化した実施例 1 6で取得した抗 Gall ( 1 — 134) IgG カラムにベリスタルティ ックポンプ (フアルマシア社 製、 P- 1 型) を用いて、 4 °Cにて 0.5ml/ml の流速で注入した。 50ml の PBS で洗浄後、 3ml の lOOmM グリシン塩酸緩衝液 (pH 2.7) で吸着画分 を溶出した。 この時、 予め 300μ 1 の 1M ト リス塩酸緩衝液 (pH 9.0) を 分注しておいたチューブを使用した。 吸着画分を電気泳動によ リ分析し たところ、 分子量 14500Da の Gal 1 ( 1 — 134) と思われるバンドが検出 されたため、 この画分 (3.3ml) を次のステップに進めた。 抗 Gall ( 1 - 134) IgG カラム吸着画分 (3.3ml) を展開溶媒 Aに 0.1%TFA、 展開溶 媒 Bに 0.1%TFA を含む 80%ァセトニト リルを用い、 40% Bで平衡化した YMC PROTEIN RPカラム (YMC社製 ø 4.6mm x 150mm) に、 流速 0.5ml/min で室温にて注入した。 注入終了後、 40% Bから 55% Bまで 45 分の直線 濃度勾配で展開した。 溶出液を 0.5ml ずつ分画し、 各画分の電気泳動に よる分析を行ったところ、 約 38%のァセ トニト リル濃度を有する画分
(Fr35) に分子量 14500Da の Gall ( 1 — 134) と思われるバンドだけが 検出された。 そこでこの画分の 0·5μ 1 を用いて実施例 1 3に記載した 方法で MALDI-T0F型質量分析計 (パ一セプティブ社製、 Voyager Elite) による質量分析を行った。
その結果、このバンドの分子量は 14622. IDaであった。還元状態の Gall
( 1 — 134) の分子量 ( 14583.4Da) と比較するとこのバンドは N末端が ァセチル化され、 SS結合が形成された Gall ( 1 — 134) であることが判 明した。 これによ り、 C0S1細胞で発現し、 培養上清中に分泌された Gall
( 1 一 134) の精製が完了した。
質量分析の結果よ り培養上清中に分泌された Gall ( 1 - 134) は SS 結合で架橋されていることが推測されたため、 その架橋様式の同定を行 つた。 実施例 1 3に記載した方法に従い、 ト リ プシンおよびリシルェン ドぺプチダーゼによる酵素消化を行い、 得られたフラグメ ントの質量分 析を行うことによ り、 それぞれのフラグメ ン トの帰属を行った。 その結 果、 C0S1細胞で発現し、 培養上清中に分泌された Gall ( 1 — 134) の SS 結合架橋様式は Cys42- Cys60、 Cys2-Cysl30 および Cysl6- Cys88 である ことが判明した。この架橋様式は、実施例 1 3に記載した大腸菌発現 Gall ( 1 - 134) (約 36%のァセ トニ ト リル濃度で溶出された画分) のそれ と同一であった。 実施例 1 8
坐骨神経損傷モデル実験
chloral hydrate 麻酔下に、 成熟 BALB/c マウス (雌、 3 — 6週令) の坐骨神経を大腿部で露出させ、 切断した。 切断端中枢側 7mniの部位に forcepts で損傷をカロえた。 osmotic minip卿(Alzet, model2002、 2週間 用または model2001、 1 週間用) を背部の皮下に置き、 ポンプに接続さ れたポリエチレン製チューブの中に坐骨神経切断端中枢側を揷入した。 minipump にはあらかじめ生理食塩水で S g/ml の濃度にした Gall(l- 134)溶液を 220μ 1 満たして置き、 1.0 または 0.5^ 1/hの速度で 1 4日 間または 7 日間溶液を神経切断端に持続的に送り込んだ。 2週間モデル には損傷部位から切断端まで凍結損傷を追加した。 損傷後 7 日目、 1 4 日目に' 4 % paraformaldehyde にて灌流固定を行い、 坐骨神経を摘出し た後に 2. 5 %ダルタール固定を追加した。 オスミ ウムによる後固定の 後にエボン包埋し、 超薄切片を作製して電子顕微鏡にて観察した。 損傷 部位から 6πιπι遠位側、 切断端すなわち溶液投与部位から中枢側 1 mmの 部位を電子顕微鏡で観察した。
7 日目では、 コントロールに比べて Gall(l-134)投与群ではミエリ ン 貪食細胞数の増加と髄鞘再生過程初期像と考えられる再生軸索数の増加 傾向がみられ、 早期のミエリ ンの破壊と神経再生の進行を示した。 1 4 日目では、 コントロール群では変性ミエリ ンが多数残存し再生有髄神経 がほとんど見られなかった (図 8 B ) 。 これに対して、 GallU-134)投 与群ではミエリ ン貪食細胞、 変性ミエリ ンともに減少し、 再生無髄神経 束の間にうすく リ ミエリネーシヨ ン ( remyel i nation) した再生有髄神 経が多数みられた (図 8 A) 。 これらの所見は、 Gal 1U- 134)投与によ る損傷神経の再生促進効果を示している。 実施例 1 9
末梢神経切断再生実験用コラーゲンゲルシリ コンチヤンバーの調製と末 梢神経切断再生実験
外径 し 5mm, 内径 1mm,長さ 7mmの滅菌シリ コンチューブの一端を滅菌 ガラスビーズで閉じた。 0°Cの条件下でラッ トの尻尾よ リ抽出した 0.1% 酢酸に溶解されているコラーゲン溶液 (0.3%) 0.8ml に 500ng/ml の Gall (卜 134) を 10 μ 1、 10 倍濃度の MEM(GIBC0, Minimum Essential Medium) 0. lml, PH調整液 (Hepes 0.477gを 0.3N NaOHlOml に溶解) 0. lml を順次加えた。 コントロールコラーゲン溶液は Gall(l-134)を加えない で同様に調製した。 氷上でシリ コンチューブ内にそれぞれのコラーゲン 溶液を充填し、 37°Cに加温しコラーゲンをゲル化し、 コラーゲンゲルシ リ コンチャンバ一を作製した。
10-11 週齢 Wistar rat 雄を Pentobarbital (50mg/ml を 0.3ml) にて 麻酔し、 大腿部を切開し坐骨神経を露出させ、 腓骨神経と脛骨神経とに 分離した。 Gall (1-134)を含むコラーゲンゲルシリ コンチャンバ一とコ ントロールのコラーゲンゲルシリ コンチャンバ一を用意し、 左の腓骨神 経に GallU-134)入リチヤンバーの開口部を近位側にして平行に並べ両 端を糸にて筋肉に固定した。 腓骨神経を切断し中枢側切断端をシリ コン チューブ内に入れ縫合糸にて神経線維をチューブに固定。 切開部を縫合 した。 同様に右の腓骨神経を切断し、 コントロールチャンバ一を装着し た。 GaU(l- 134)入リチャンバ一とコント口一ルチヤンバーの装着は 1 匹ごとに左右を入れ替えて行った。 7 日及び 10 日飼育後ラ ッ ト を Pentobarbital 麻酔し zamboni 固定液にて灌流固定し、 移植チャンバ一 を摘出 した。 チューブは 4 %バラ フ オルムアルデヒ ドによる固定後 Cryostat にて longi tudinal 或いは crossの凍結切片を作成し、 へマ ト キシリ ンーェォシン (H E) 染色及び抗ニューロフィ ラメ ント (NF)抗 体、 抗 S100 抗体によ り免疫染色を行った。 longitudinal 切片の H E 染色像及び抗 S100 抗体、 抗 NF 抗体による免疫染色像から、 シリ コン チューブ内の神経線維切断端から S100 陽性のシュワン細胞の遊走距離 並びに N F陽性の再生神経突起の伸長距離を測定した。 cross 切片から NF陽性の再生神経突起数を計測した。
HE 染色の結果から神経切断端からのゲル内へ遊走した細胞の移動距 離を測定した。図 9に見られるようにコントロールに比べて Gal 1(1-134) により遊走細胞の移動距離が伸ばされた。 表 1 に示すように術後 7 曰目 では平均移動距離がコントロールで 0.7 mm に対して Gal 1(1-134)投与群 で 1.1mm、術後 10日目ではコントロールで 1.2mmに対して GallU- 134) 投与群で ΐ.9πιπι で、 GallU-134)投与によって細胞遊走が促進された。 S100 陽性のシュワン細胞は遊走細胞の主な細胞で再生先端にまで達し ており、 図 1 0に見られるように NF 陽性の再生神経突起はそのシュヮ ン細胞の位置まで伸長していた。 またその神経突起数も Gall(l-134)に より増加しているのが見られた。この再生神経突起数を切断端から 0.5龍、 1.0mmの 2点の cross section された切片で測定したのが表 2である。 切断端から 0.5mm での再生神経突起数の平均値はコン トロールで 241 に対して GallU-134)投与群で 882、 更(ヒ切断端から 1.0mm の位置では コントロールで 52 に対して Gal 1(1-134)投与群で 302 と再生神経突起 数が有意に増加した。 以上の結果 Gall(l-134)投与群では神経切断端か らのシュワン細胞を主体とした細胞遊走を促進、 同時に再生神経突起の 伸長を促進し本数を増加させた。 GallU-134)投与群では in vivo にお ける神経再生促進因子として有用であることが明らかとなった。 表 i . 切断端からの遊走細胞哆動距離 日数 数 断端からの遊走細胞平均哆呦距離 (mm) コ ン ト ノレ day 1 11 0.7 = 0.2
day 10 8 L.2±0.4
Gall(l-134) day" 5 1.1 = 0.1
day 10 1 1.9±0.ό unpaired Student's t-test dav7:p<0.00l dayl0:p<0.0l
表 2. ニューロフィ ラメ ン ト陽性神経突起数 切断端からの距雜
test number 0.5 mm 1.0mm コン ト ローノレ No.134 126 50
No.135 173 44 No.158 489 167 No.159 157 41 No.161 242 68 No.164 395 0 No.182 108 0 コン ト口一ノレ 平均 241 ±135 52 ±52
Gall(l-134) No.139 894 000
No.160 444 126 No.163 387 86 No.171 1374 795 No.174 432 137 No.175 1766 114
Gall(l-134) 平均 882 ±526 302 ±273 unpaired Student's t-test O.omm: p<0.0l i.0mm:p<0.05 実施例 2 0
グルタチオン一 S—トランスフェラ一ゼ ( GST) とヒ トガレクチン- 1 (ァ ミ ノ酸 1 一 134) の融合蛋白質 (以下、 この融合蛋白質を 「GST—Gall ( 1 一 134) 」 と称す) の大腸菌発現用べクタ一の構築
ダルタチオン一 S —トランスフェラーゼ ( GST) との融合タンパク発 現ベクターである pGEX— 5X— 2 (フアルマシア社製) によって、 GST— Gall ( 1— 134) を発現させるために、 次のことを行った。 まず、 pEFGall を铸型と して、 2本の P C R用プライマ一 HLEG11,HLEG13 を用いて PCR を行った (94°C 5分間の後に、 94°C 30秒間 60°C 30秒間 72°C 1 分 間の合成条件で 25回の反応を行い、 さらに 72°Cで 5分間反応させる) 。 増幅された断片を BamHI と Notl で消化後 0.8%のァガロースゲルで泳 動し、 約 420bp の大きさの断片を回収してプレップ一 A—ジーン DNA 精 製キッ トで精製し、 BamHI, Notl で消化した pGEX— 5X— 2 に揷入 (宿主 は E. coli DH5aを使用した) した。 正しいヒ トガレクチン- 1 cDNA の塩 基配列 (ベクタ一の BamHI から Notl までの塩基配列を配列番号 8に示 す) を有するクローン pGEXGall ( 1— 134) を、 塩基配列の解析によ り 選択し、 これを GST— Gall ( 1- 134) 発現用の形質転換体とした。 ここ で用いた P C R用プライマーの配列は以下の通りである :
HLEG11 : 5 ' - GAGAGAGGATCCCCATGGCTTGTGGTCTGGTCGC- 3 ' (GENBANK ACCESSION NO. J04456の 50— 69の 5 '端に BamHI サイ トを付加し、 イン フレームで GST- Tagにつながるようにした ; 配列番号 50) ;
HLEG13: 5 ' -AGAGTGCGGCCGCTTATCAGTCAAAGGCCACACATTTG- 3 ' (GENBANK ACCESSION NO. J04456 の 436— 457 の相補鎖の 5 '端に Notl サイ トを付 加した ; 配列番号 51) 。
この発現プラスミ ドは、 GST タンパクに続いてファクタ一 Xa 認識配 列、 及びヒ トガレクチン- 1 (アミ ノ酸 1 — 134) をコー ドする配列を含 んでいる [ファクタ一 Xa 認識配列からヒ トガレクチン- 1 (アミ ノ酸 1 — 134) に至るアミ ノ酸配列を配列番号 9 に示した。 ]。 実施例 2 1
ダルタチオン一 S — トランスフェラ一ゼ (GST) とアミ ノ酸 2 (Cys)を Ser に変換したヒ トガレクチン- 1 (アミ ノ酸 1 — 134) の融合蛋白 (以 下、 この蛋白質を 「 GST—Gall (2/Ser) | と称す) の大腸菌用発現べ クターの構築
ダルタチオン一 S — トランスフェラーゼ (GST) との融合タンパク発 現べクタ—である pGEX— 5X— 2 (フアルマシア社製) によって、 GST- Gall (2/Ser) を発現させるために、 次のことを行った。 まず、 pGEXGall
(1-134) を錡型として、 2本の PCR 用プライマ一 HLEG15, HLEG23 を用 いて PCR を行った (94°C 5分間の後に、 94°C 30秒間 55°C 30秒間 Z 72°C 1分間の合成条件で 25 回の反応を行い、 さらに 72°Cで 5分間反応 させる) 。 増幅された断片を BamHI と Notl で消化後 2 %のァガロース ゲルで泳動し、 約 420bp の大きさの断片を回収してプレップ- A —ジ ーン DNA 精製キッ トで精製し、 BamHI、 Notl で消化した pGEX— 5X— 2 に揷入 (宿主は E.coli DH5 を使用した) した。 塩基番号 5 6 (GENBANK ACCESSION NO. J04456) が 塩基番号 5 8 (GENBANK ACCESSION NO. J04456) が C に変換されたヒ トガレクチン一 1 cDNA の塩基配列を有す るクロ一ン pGEXGall (2/Ser) (ベクタ一の BamHI から Notl までの塩 基配列は 15位の T が A、 17位の T が C に変わっている以外は配列番号
8に同じ) を、 塩基配列の解析によリ選択し、 これを GST— Gall (2 /Ser) 発現用の形質転換体とした。 ここで用いた P C R用プライマーの配列は 以下の通りである :
HLEG15 : 5, - GAGAGAGGATCCCCATGGCTAGCGGTCTGGTCG- 3 ' (配列番号 52 ; GENBANK ACCESSION NO. J04456 の 50— 68 の 5 '端に BamHI サイ ト を付加し、 インフレームで GST-Tag がつながるようにした。 また、 塩基 番号 56を A、 塩基番号 58 を Cに変換した。 ) ;
HLEG23 : 5 ' - AGAGAGCGGCCGCTTATCAGTCAAAGGCCACACATTT - 3 ' (配列 番号 53 ; GENBANK ACCESSION NO. J04456 の 437 - 457 の相補鎖の 5 '端 に NoU サイ トを付加した) 。 この発現プラスミ ドは、 GST タ ンパクに続いてファクタ一 Xa 認識配 列、 及び変異型ヒ トガレクチン- 1 をコー ドする配列を含んでいる (フ ァクタ一 Xa 認識配列から変異型ヒ トガレクチン- 1 に至るアミ ノ酸配列 は 10位の Cys力 Serに変わっている以外は配列番号 9に同じである) 。 実施例 2 2
グルタチオン一 S— トランスフェラーゼ (GST) と全ての Cys を Ser に変 換したヒ トガレクチン- 1 (アミ ノ酸 1 — 134) の融合蛋白 (以下、 この 蛋白質を 「 GST— Gall (all/Ser) 」 と称す) の大腸菌用発現べクタ一 の構築
ダルタチオン一 S — トランスフェラ一ゼ (GST) との融合タンパク発 現べクタ—である pGEX— 5X-2 (フアルマシア社製) によって、 GST— Gall (all/Ser) を発現させるために、 次のこ とを行った。 ヒ トガレク チン内には、 6つの Cys が存在するが、 まず配列番号 1 の 130位の Cys を Ser に変換するため、 2本の合成オリ ゴマ一 HLEG21,HLEG22 をァ二一 ル (99°C 5min/80°C δπιίη/ΤΟ'Ο 5min/60°C 5min/50°C 5min/40°C 5min/30°C 5min) させ、 EcoRI, Notl で消化した pGEX— 5X— 2 に挿入 (宿主は E. coli DH5 を使用した) した。 ヒ トガレクチン- 1 cDNA の塩 基番号 366 ( GENBANK ACCESSION NO. J04456) に位置する EcoRI から 下流の塩基配列のうち、 塩基番号 440 ( GENBANK ACCESSION NO. J04456) の Tが Aに、 塩基番号 442 ( GENBANK ACCESSION NO. J04456) の Tが C に変換された配列を有するクローン pGEXGalUal 1/Ser— 3') (EcoRI サ イ トから NoU サイ トまでを配列番号 1 0 に示す) を、 塩基配列の解析 によ リ選択した。 ここで用いた合成ォリ ゴマ一の配列は以下の通リであ る :
HLEG21: 5 ' -
CAAGATCAAAAGCGTGGCCTTTGACTGATAAGC- 3 ' (配列番号 54 ; GENBANK ACCESSION NO. J04456の 366— 457の 3'端に No 11 サイ トを付加した。 また、 塩基番号 440の Tは A、 442の Tは Cに変更。 )
HLEG22: 5 ' —
ATGGCCTCCAGGTTGAGGCGGTTGGGGAACTTG- 3 ' (配列番号 55; GENBANK ACCESSION NO. J04456の 370— 457の相補鎖の 5 '端に Not〖 サイ トを付 加した。 また、 塩基番号 440のアンチセンスである Aは T、 442のアン チセンスである Αは Gに変更。 )
残 り の 5 つの Cys を Ser に変換するため、 次のこ と を行った。 pGEXGall (卜 134) 2ngをテンプレートとし、合成したプライマ一( HLEG16 及び HLEG18) 各 5pmol を用いて PCR を行なった。 Ampl iTaqTM DNA Polymerase ( パ一キンエルマ一社製) を使用して、 GeneAmpTM PCR System 2400 (パ一キンエルマ一社製) により 50^ 1 の容量で PCR (94°C 5 分 間の後に、 94°C 30秒間 72°C 2分間の合成条件で 25回の反応を行い、 さらに 72°Cで 5 分間反応させる) を行った。 また、 pGEXGall (卜 134) を铸型として、 合成したプライマー ( HLEG17及び HLEG20) 各 5pmol を 用いて同条件で PCR を行なった。 上記 2種類の反応液を混合した後 PCR 反応 (94°C 30秒間 72°C 2分間の合成条件で 5回) を行い、 この反応 液 Ι μ ΐ をテンプレー ト と して合成したプライ マ一 ( HLEG15 及び HLEG19) 各 20pmol を用いて PCR ( 100 1 の容量で、 94°C 30秒間 Z55°C 30秒間ノ 72°C 1分間の合成条件で 25回の反応を行い、 さ らに 72°Cで 5 分間反応させる) を行った。 増幅された断片を EcoRI と BamHI で消化後 2 %のァガロースゲルで泳動し、 約 330bp の大きさの断片を回収してプ レップ一 A —ジーン DNA 精製キッ トで精製し、 EcoRI, BamHI で消化し た pGEXGall(all/Ser— 3')に揷入 (宿主は E. col i DH5 を使用した) した。 全ての Cys を Ser に変換したヒ トガレクチン- 1 の塩基配列を有するク ローン pGEXGall (al 1/Ser) (ベクターの BamHI から Notl までの塩基配 列は 15位の Tが A、 17位の T力 C、 57位の T力 A、 135位の Tが 189 位の Τが Α、 273位の Τ が 399位の Τ 401 位の Τ 力 (: に変わつ ている以外は配列番号 8 に同じ)を塩基配列の解析によ り選択した。 こ こで用いた P C R用プライマーの配列は以下の通りである :
HLEG16: 5 ' -
( 配列番号 56; GENBANK ACCESSION NO. J04456の 50— 105。 また、 塩 基番号 56 を A、 塩基番号 58 を 塩基番号 98 を Aに変換した。 ) ; HLEG17: 5 ' —
C一 3 ' ( 配列番号 57; GENBANK ACCESSION NO. J04456の 171— 235。 また、 塩基番号 176 を A、 塩基番号 230を Aに変換した。 ) ;
HLEG18: 5 ' -
T一 3 ' ( 配列番号 58; GENBANK ACCESSION NO. J04456の 171— 235の 相補鎖。 また、 塩基番号 176のアンチセンスの Aを T、 塩基番号 230の アンチセンスの Α を Τに変換した。 ) ;
HLEG19: 5 ' - AACTTGAATTCGTATCCATCTG- 3 ' (配列番号 59 ; GENBANK ACCESSION NO. J04456の 354— 375の相補鎖。 ) ;
HLEG20: 5, 一
C- 3 ' (配列番号 60 ; GENBANK ACCESSION NO. J04456の 311— 375の 相補鎖。 また、 塩基番号 314のアンチセンスの Aを Tに変換した。 ) 。
この発現プラスミ ドは、 GST タンパクに続いてフ了 ク タ一 Xa 認識配 列、 及び全ての Cys を Ser に変換したヒ トガレクチン -1 をコードする 配列を含んでいる (ファクター Xa 認識配列から変異型ヒ トガレクチン- 1 に至るァミノ酸配列は、 すべての Cys Ser に変わった以外は配列番 号 9に同じである) 。 実施例 2 3
GST 融合蛋白質 ( GST— Gal l (1- 134) ) の大腸菌での発現、 ファクタ — Xa による GST 部分の除去、 Glyl leProMet (配列番号 61) が N末に付 加している Galin-134)[GIPM- Gall(l- 134)1の精製
実施例 20で得られたクローンを、 アンピシリ ン 50 μ g/m 1 を含む L B寒天培地上に塗布し、 37°Cで一晩培養してコロニーを形成させ、 この コロニ一 1個をァンピシリ ン 50 ig/nil を含む L B培地 50ml で振盪培養 し、この培養液を初発の 0D6QQが 0.2 となるようにアンピシリ ン 50 g/ml を含む L B培地 1000ml に加え、 0D6(H)が 0.5— 0.6 に至るまで 37°Cで振 盪培養した。 次いで最終濃度が、 0.1 mM になるように I P T G (イソ プロピルチオガラク トシド) を添加し、 さ らに 3時間振盪培養して、 GST -Gall (1- 134) の発現を誘導した。
菌体培養液 1L を 10000Gで 30分の遠心分離を行い、 GST- Gall ( 1 - 134) 融合蛋白質発現菌体ぺレッ トを得た。 ペレッ トを 20ml の PBS に懸 濁し、 氷冷下にてソニケ一シヨ ンを行い、 菌体を破砕した。 菌体破砕液 を 10000Gで 30分の遠心分離し、 上清中に可溶性蛋白と して GST- Gall
( 1 - 134) 融合蛋白質を回収した。 回収した上清を PBS で平衡化した グルタチオン- Sepharose4B カラム (フアルマシア社製 03cm x 5cm ) に注入した。 展開溶媒を ImM 塩化カルシウム、 lOOmM NaCl を含む 50mM トリス塩酸緩衝液(PH 8.0)に換えて十分に洗浄した後、 フアクター Xa、 400 Unit をカラムに注入し、 室温で一晚放置した。 一晩放置後、 ファ クタ一 Xaによリ切断された GIPM- Gall ( 1一 134) を ImM塩化カルシゥ ム、 lOOmM NaCl を会む 50mM トリス塩酸緩衝液(pH 8.0)にて lml/min の 流速で溶出した。 溶出液を 3ml ずつ分画し、 各画分の電気泳動による分 析を行い、 分子量 14500Da の GIPM-Gall ( 1 — 134) と思われるバンド が検出された画分 (12ml) を次のステップに進めた。 この画分 (12ml) を限外濾過ユニッ ト (アミ コン社製 ; YM 3膜、 直径 25mm) で濃縮し、 さらに 20mM ト リス塩酸緩衝液(pH 8.0)にバッファ一交換した。 (最終 液量 3ml) これを展開溶媒 Aに 20mM ト リス塩酸緩衝液(pH 8.0)、 展開 溶媒 Bに 500mM NaCl を含む 20mM ト リス塩酸緩衝液(pH 8.0)を用い、 0% Bで平衡化した Shodex IEC DEAE825カラム (昭和電工社製、 日本国 ; φ 8 mm x 7.5cm) に、 流速 0.5m tniri で室温にて注入した。 注入終了後、 0% Bから 60% Bまで 60 分の直線濃度勾配で展開した。 溶出液を lmi ずつ分画し、 各画分の電気泳動による分析を行ったところ、 約 80πιΜ の NaCl 濃度を有する画分に分子量 14500Da の GIPM-Gall ( 1一 134) と思 われるバン ドが検出されたため、 この画分 (1ml) を次のステップに進 めた。 この画分 (1ml) を展開溶媒 Aに 0.1%TFA、 展開溶媒 Bに 0,085%TFA を含む 80°ァセ トニト リルを用い、 20% Bで平衡化した TSKgei Phenyl -5PW RPカラム(東ソ一社製、日本国; ø 4.6mm X 7.5cm)に、流速 0.5nU/min で室温にて注入した。 注入終了後、 20% Bから 80% Bまで 40 分の直線 濃度勾配で展開した。 溶出液を 1ml ずつ分画し、 各画分の電気泳動によ る分析を行ったところ、 約 30%のァセ トニト リル濃度を有する画分に分 子量 500Da の GIPM-Gall ( 1 — 134) と思われるバンドだけが検出さ れ精製は完了 した。 そこでこのバンドが GIPM-Gall ( 1 — 134) である ことを確認するため、 プロテインシークェンサ一 (パーキンエルマ一社 製、 492型) を用いて N 末端アミ ノ酸配列分析を行った。 その結果、 次 に示す N末端アミノ酸配列が検出された (Xは未同定である) :
Glyl leProMetAlaXGlyLeuValAlaSerAsnLeuAsnLeu (配列番号 62) 。 この配列は設計通リの GIPM-Gall ( 1 - 134) の N 末端ァミ ノ酸配列に —致しておリ、 TSKgei Phenyl -5PW RP カラムによ り精製した蛋白が GIPM-Gall ( 1 — 134) であることが確認された。
同様にして実施例 2 1で得られたクローンを大腸菌で発現し、 GST— Gall (2/Ser) を取得後、 ファクター Xaによ り切断し、 2位の Cysが Ser に置換された GIPM-Gall[GIPM- Gall(2/ser)と称す]を取得した。
同様にして実施例 2 2で得られたクローンを大腸菌で発現し、 GST— Gall (al 1/Ser) を取得後、 ファクタ一 Xa によ り切断し、 6 個の Cys 全 てが Ser に置換された GIPM- Ga [GIPM- Gall(all/ser)と称す]を取得し た。 配列表フリ一テキスト 配列番号 10 pGEXGall(al 1/Ser- 3,)の EcoRI- NoU
配列番号 11 Notl配列を含む c DNA合成用プライマー
配列番号 12 EcoRI 配列の付加用アダプタ一
配列番号 13 配列番号 2のヌクレオチド 52— 71 に相補的な配列 配列番号 14 配列番号 2のヌクレオチド 33—51 に相補的な配列 配列番号 15 PEF18Sの配列決定用プライマ一
配列番号 16 配列番号 3のヌクレオチド 118— 137に相補的な配列 配列番号 Π 配列番号 3のヌクレオチド 36— 55に相補的な配列 配列番号 18 M13逆方向プライマ一
配列番号 19 M13 -20)順方向プライマー
配列番号 20 配列番号 4のヌクレオチド 64— 83に相補的な配列 配列番号 21 T7ブライマー
配列番号 25 ジーンバンク受託番号 J04456のヌクレオチド配列 15— 34 配列番号 26 ジーンパンク受託番号 J04456のヌクレオチド配列 28— 47 配列番号 27 ジーンバンク受託番号 J04456 のヌクレオチド 472— 491 に相補的な配列
配列番号 28: ジーンバンク受託番号 J04456 のヌクレオチド 463— 482 に相補的な配列で、 かつその 5 ' 側に Notl部位をもつ配列
配列番号 29: ヒ トガレクチン一 1 c MA を含む pEFGll クローンを得る ためのプライマー
配列番号 30: ヒ トガレクチン一 1 c DNA を含む pEFGll クローンを得る ためのプライマー
配列番号 31 : ジーンバンク受託番号 J04456 のヌクレオチド 436— 457 に相補的な配列で、 かつその 5 ' 側に BamHI部位をもつ配列
配列番号 32: ジーンバンク受託番号 J04456のヌクレオチド 50— 69で、 かつその 5 ' 側に Not I 部位をもつ配列
配列番号 50: ジーンバンク受託番号 J04456のヌクレオチド 50— 69で、 かつその 5 ' 側に BamHI部位をもつ配列
配列番号 51 : ジーンバンク受託番号 J04456 のヌクレオチド 436— 457 に相補的な配列で、 かつその 5 ' 側に Notl部位をもつ配列
配列番号 52: ジーンバンク受託番号 J04456のヌク レオチド 50— 68で、 かつその 5 ' 側に BamHI部位をもつ配列
配列番号 53: ジーンバンク受託番号 J04456 のヌクレオチド 437— 457 に相補的な配列で、 かつその 5 ' 側に Notl部位をもつ配列
配列番号 54 : ジーンバンク受託番号 J04456 のヌクレオチド 366— 457 で、 かつその 3 ' 側に Notl部位をもつ配列
配列番号 55: ジーンバンク受託番号 J04456 のヌクレオチド 370— 457 に相補的な配列で、 かつその 5 ' 側に Notl部位をもつ配列
配列番号 56: ジーンバンク受託番号 J04456のヌクレオチド 50- 105で、 かつその 56位、 58位および 98位がそれぞれ A、 Cおよび A に変換され ている配列
配列番号 57 : ジーンバンク受託番号 J04456 のヌクレオチド 171— 235 で、 かつその 176位および 230位がそれぞれ Aおよび Aに変換されてい る配列
配列番号 58: ジーンバンク受託番号 J04456 のヌクレオチド 171— 235 に相補的な配列
配列番号 59 : ジーンバンク受託番号 J04456 のヌクレオチド 354— 375 に相補的な配列
配列番号 60: ジーンバンク受託番号 J04456 のヌクレオチド 311-375 に相補的な配列で、 かつその 314位の Aが Tに置換されている配列 配列番号 61 : GallU-134)の N末端に付加されたァミ ノ酸配列
配列番号 62 : Gall(l- 134)の N末端配列
本明細書で引用した全ての刊行物および特許出願の全体を参考と して 本明細書中にと り込むものとする。

Claims

請求の範囲
1 . 配列番号 1 に示されるァミ ノ酸配列を有するガレクチン一 1又は その誘導体を有効成分と して含む、 神経損傷、 神経変性、 神経移植時機 能低下を含む神経障害の治療剤。
2 . 医薬的に許容可能な担体を含むこ とを特徴とする請求項 1 に記載 の治療剤。
3 . ガレクチン— 1 又はその誘導体が、 神経突起の再生、 神経組織の 修復等の神経再生促進作用をもつことを特徴とする請求項 1又は 2に記 載の治療剤。
4 . ガレクチン一 1 又はその誘導体がレクチン活性をもつことを特徴 とする請求項 1 〜 3のいずれかに記載の治療剤。
5 . ガレクチン一 1 又はその誘導体がレクチン活性をほとんど又は全 くもたないことを特徴とする請求項 1〜 3のいずれかに記載の治療剤。
6 . 誘導体が、 配列番号 1 に示されるアミ ノ酸配列において 1 個以上 のアミ ノ酸が置換、 欠失、 揷入及び Z又は付加されたアミ ノ酸配列を有 し、 且つ、 神経再生促進作用を有するこ とを特徴とする請求項 1 〜 5の いずれかに記載の治療剤。
7 . 誘導体が、 配列番号 1 に示されるアミ ノ酸配列とアミ ノ酸レベル で 8 0 %以上の相同性を有するこ とを特徴とする請求項 1 〜 5のいずれ かに記載の治療剤。
8 . ガレクチン一 1 又はその誘導体の N末端がァシル化されているこ とを特徴とする請求項 1〜 7のいずれかに記載の治療剤。
9. N末端がァセチル化されているこ とを特徴とする請求項 8に記載 の治療剤。
1 0. ガレクチン一 1又はその誘導体が水溶性ポリマーと共有結合され ていることを特徴とする請求項 1〜 9のいずれかに記載の治療剤。
1 1 . 水溶性ポリマーがポリエチレングリ コールであるこ とを特徴とす る請求項 1 0に記載の治療剤。
1 2. ガレクチン— 1又はその誘導体が、 配列番号 1 に示されるアミ ノ 酸配列中の 2番目 (Cys2) 、 16番目(Cysl6)、 42番目(Cys42)、 60番目 (Cys60)、 88 番目(Cys88)及び 130 番目(Cysl30)のシスティン残基のう ち少なく とも 16 番目のシスティ ン(Cysl6)と 88 番目のシスティ ン (Cys88)の間でジスルフィ ド結合を形成していることを特徴とする請求 項 1〜 3、 5〜 1 1のいずれかに記載の治療剤。
1 3. ガレクチン一 1又はその誘導体が、 (1) Cysl6-Cys88, Cys2-Cysl30 及び Cys42-Cys60;文は(2)Cysl6-Cys88, Cys2- Cys60及び Cys42-Cysl30; 又は (3) Cysl6-Cys88, Cys2-Cys42 及び Cys60- Cysl30; のいずれかの組 の各システィン間にジスルフイ ド結合を形成していることを特徴とする 請求項 1 2に記載の治療剤。
1 4. ガレクチン— 1 又はその誘導体が、 前記 (1) 、 (2) 及び (3) のうち少なく とも 2つの組の混合物からなることを特徴とする請求項 1 3に記載の治療剤。
1 5. 前記混合物が前記 (1) を 50%以上含有するこ とを特徴とする請 求項 1 4に記載の治療剤。
1 6. 他の神経栄養因子或いは、 該因子を含む傍神経細胞又は細胞外マ ト リ ックスをさ らに含むこ とを特徴とする請求項 1 〜 1 5のいずれかに 記載の治療剤。
1 7. 前記細胞外マ ト リ ックスが、 ラミニン、 コラーゲン、 フイ ブロネ クチン又はスロンボスボンディ ンであることを特徴とする請求項 1 6に 記載の治療剤。
1 8. 前記傍神経細胞が、 シュワン細胞、 線維芽細胞、 サテライ ト細胞、 マクロファージ又はグリア細胞であることを特徴とする請求項 1 6に記 載の治療剤。
1 9. 生体適合性材料からなるチューブ内に封入されていることを特徴 とする請求項 1 〜 1 8のいずれかに記載の治療剤。
2 0. 配列番号 1 に示されるァミ ノ酸配列又はその配列とアミノ酸レべ ルで 9 0 %以上の相同性のアミ ノ酸配列を有し、 且つ、 その配列中の 2 番目 (Cys2) 、 16 番目(Cysl6)、 42 番目(Cys42)、 60 番目(Cys60)、 88 番目(Cys88)及び 130 番目(Cysl30)のシスティン残基のうち少なく とも 16 番目のシスティン(Cysl6)と 88 番目のシスティン(Cys88)の間でジス ルフィ ド結合を形成している、 神経再生促進作用を有する蛋白質。
2 1 . ( 1) Cysl6-Cys88, Cys2-Cysl30 及び Cys42-Cys60;又は (2) Cysl6-Cys88, Cys2-Cys60 及 び Cys42-Cysl30 ; 又 は ( 3 ) Cysl6- Cys88, Cys2-Cys42 及び Cys60- Cysl30; のいずれかの組の各システィ ン 間にジスルフィ ド結合を形成していることを特徴とする請求項 2 0に記 載の蛋白質。
2 2 . 前記 ( 1 ) 、 (2) 及び (3 ) のうち少なく とも 2つの組の混合物 からなるこ とを特徴とする請求項 2 1 に記載の蛋白質。
2 3 . 前記 (1 ) を 50 %以上含有するこ とを特徴とする請求項 2 2に記 載の蛋白質。
2 4 . N末端がァシル化されていることを特徴とする請求項 2 0 〜 2 3 のいずれかに記載の蛋白質。
2 5 . N末端に M e t - 2 L y s 1又は M e t 1 が付加されていること を特徴とする請求項 2 0〜 2 3のいずれかに記載の蛋白質。
2 6 . 水溶性ポリマ一と共有結合されていることを特徴とする請求項 2 0〜 2 3のいずれかに記載の蛋白質。
2 7 . 水溶性ポリマーがポリェチレングリ コールであることを特徴とす る請求項 2 6 に記載の蛋白質。
2 8 . 請求項 2 0〜 2 7のいずれかに記載の蛋白質を含有する物質を、 前記蛋白質に対する抗体を結合したァフィ二ティ一カラムに通して前記 蛋白質を吸着し、 次いでそれらを溶出し、 必要に応じてさ らに酸化処理 にかけることを含む、 前記蛋白質の製造方法。
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