【発明の詳細な説明】
ICAM−6物質及び方法
本願出願は、1997年10月22日に出願され、係属中である米国特許出願第08/955
,661号の一部継続出願である。
発明の技術分野
本発明は、一般に細胞接着分子に関し、さらに詳細には、細胞間接着分子のIC
AM-1、ICAM-2、ICAM-R、(Landsteiner-Weiner)LW-ICAM-4、及びICAM-5と構造上
の関連性を有する、「ICAM-6」と称するこれまでに知られていないポリペプチド
をコードするDNAのクローニング及び発現に関する。
発明の背景
この10年来における研究によって、体内での細胞−細胞間の相互作用に関与す
る分子現象、特に、免疫系における細胞の挙動及び活性化に関連する現象、そし
て、さらに近年では、神経系における細胞の発生及び生理的機能に関連する現象
が、かなり解明されてきている。概説的には、免疫系の細胞に関してはSpringer
、Nature、346巻、425〜434頁(1990)、ならびに神経系の細胞に関しては、Yoshi
haraら、Neurosci.Res.、10巻、83〜105頁(1991)と、Sonderegger及びRathjen、
J.Cell Biol.、119巻、1387〜1394頁(1992)を参照されたい。細胞表面タンパク
質、及び、特に所謂細胞接着分子(「CAM」)は、相応じて、炎症部位への白血球
溢出及び別異の標的組織への白血球の移動のプロセス、さらには、神経分化及び
複雑な神経回路構成の形成のプロセスに介入することを目的とした、製薬学的研
究及び開発
の主題となっている。細胞接着分子の単離及び特徴付け、かかる分子をコードす
るDNA配列のクローニング及び発現、ならびに、炎症プロセスや、神経系の発生
及び機能に関連する治療及び診断薬の開発もまた、多くの米国及び外国特許出願
の主題となっている。Edwards、Current Opinion in Therapeutic Patents、1(1
1)、1617〜1630頁(1991)及び、特にその中で引用されている発行済「参考特許文
献」を参照されたい。
本発明の背景における重要な事柄は、細胞接着現象の特定のメディエーター、
すなわち、Bリンパ球、Tリンパ球、単球、及び顆粒球上に存在するヘテロダイ
マーの「インテグリン」細胞表面タンパク質のサブファミリーを形成する、「ロ
イコインテグリン」、LFA-1、MAC-1及びgp150.95(WHOの命名法によると、CD18/
CD11a、CD18/CD11b、及びCD18/CD11cとそれぞれ称される)の先行する同定及び
特徴付けである。例えば、前出のSpringerの文献第429頁の表1を参照のこと。
さらに、炎症プロセスに伴う現象である、白血球の活性化、接着、運動性等に影
響を与える他の一本鎖接着分子(CAM)も重要事項である。例えば、現在のところ
、炎症プロセスを特徴付ける白血球溢出に先駆けて、白血球上で構造的に発現し
ているインテグリンの活性化が起こり、次に、インテグリン(例えば、LFA-1)と
、血管内皮細胞表面上及び白血球細胞上にて発現されているICAM-1及びICAM-2と
称される2つの相異なる細胞間接着分子(ICAM)の一方または双方との間に堅固な
リガンド/レセプター相互作用が生じると考えられている。
今日までに特徴付けられている他のCAM(例えば、1990年11月15日に公開された
PCT WO 90/13300号に記載された管接着分子(VCAM-1);ならびにNewmanら、Scien
ce、247巻、1219〜1222頁(1990)及び1991年7月25日に公開されたPCT WO 91/106
83号に記
載された血小板内皮細胞接着分子(PECAM-1))と同様に、ICAM-1及びICAM-2は、そ
れぞれの細胞外部分が類似構造を共有する一連のドメインを含むという点におい
て、他の免疫グロブリン遺伝子スーパーファミリーのメンバーと構造的に相同で
ある。「典型的な」免疫グロブリン様ドメインは、通常、各ループ末端の2つの
システイン間のジスルフィド結合によって固定されているループ構造を含んでい
る。ICAM-1及びICAM-Rはそれぞれ、5つの免疫グロブリン様ドメインを含んでお
り;細胞分布の点でICAM-1と異なるICAM-2及びLW-ICAM-4は、このようなドメイ
ンを2つ含んでおり;ICAM-5は9つ含んでおり;PECAM-1は6つ含んでおり;VCA
Mは、接合の多様性、その他によって、6つまたは7つを含んでいる、等である
。さらに、CAMは、典型的には、細胞表面での分子の配向に関係していると考え
られる疎水性「膜貫通」領域、及びカルボキシ末端「細胞質」領域を含んでいる
。CAMの作動的配置のグラフィックモデルでは、一般的に、細胞の細胞質にまで
仲長している細胞質「テール」と、細胞表面がら外側に向けて伸長している1以
上の免疫グロブリン様ループとを備えた膜貫通領域にて細胞膜に固定されている
分子が示される。
数多くの神経細胞が、細胞外Ig様ドメインを持ち、構造的にICAMと類似した、
表面レセプターを発現している。例えば、Yoshiharaら、前出、及びMizunoら、J
.Biol.Chem.、272巻、1156〜1163頁(1997)を参照されたい。Ig様ドメインに加え
て、神経系の多くの接着分子は、細胞外ドメインにタンデムに反復したフィブロ
ネクチン様配列も含んでいる。
ヒト・ライノウイルスに結合するICAM-1の能力を前提とする用途を含んだ、細
胞間接着分子に対する様々な治療上の使用が計画されてきている。例えば、1992
年1月29日に公開された欧
州特許出願第468 257 A号は、リガンド/レセプター結合活性、特にウイルス、
リンバ球関連抗原及びプラスモディウム・フアルシパラム(Plasmodium falcipar
um)などの病原体に結合する際の結合活性の向上を示すことが提案された、ICAM-
1の多量体の配置及び形態の改良(全長及び欠失された分子型を包含する)につ
いて述べている。
同様にして、細胞間接着分子に免疫学的に関連しているタンパク質について様
々な使用が計画されてきている。例えば、1991年11月14日に公開されたWO 91/16
928号には、ヒト型化されたキメラ抗ICAM-1抗体、ならびに特異的及び非特異的
炎症、ウイルス感染、及び喘息の治療におけるその使用が述べられている。抗IC
AM-1抗体及びその断片は、内毒素ショックの治療に有効である旨が、1992年3月
19日に公開されたWO 92/04034号に記載されている。抗ICAM-1抗イディオタイプ
抗体及び抗体断片を用いたICAM-1依存性の炎症応答の阻害が、1992年4月16日に
公開されたWO 92/06119号に述べられている。
ICAM-1などの細胞間接着タンパク質及びLFA-1などのリンパ球相互作用性イン
テグリン類の同定及び特徴付けによって細胞接着現象の基本的な洞察が得られて
いるにもかかわらず、その全容解明は程遠い。一般的には、炎症プロセス及び標
的となるリンパ球の生体内における挙動には、多くの他のタンパク質が関与して
いると考えられている。例えば、米国特許出願第07/827,689号、第07/889,724号
、07/894,061号ならびに08/009,266号及び対応する公開されたPCT WO 93/14776
号(1993年8月5日公開)に、ICAM-関連タンパク質であるICAM-R(ヒトリンパ
球、単球及び顆粒球上で発現されていることが示されているもの)のクローニン
グ及び発現が開示されている。これらの出願における開示は、特に引用すること
により本明細書に組み入れるもの
である。他の例として、本明細書中ではLW-ICAM-4と称している血液群糖タンパ
ク質が報告されている[Baillyら、Proc.Natl.Acad.Sci.(USA)、91巻、53065〜53
10頁(1994);Baillyら、Eur.J.Immunol.、25巻、3316〜3320頁(1995)]。LW−IC
AM-4は、CD11a/CD18及びCD11b/CD18への赤血球細胞の結合を媒介することが示唆
され、そしてICAM-2と、この表面タンパク質が2つの細胞外ドメインを含むとい
う点において構造的に類似することが示された。さらに別の例として、既知のい
ずれのICAM分子とも類似しない組織特異的発現性を有する、ICAM様表面分子が同
定されている。Moriら、[Proc.Natl.Acad.Sci.(USA)、84巻、3921〜3925頁(198
7)]は、モノクローナル抗体271A6との特異的免疫反応性を有する、終脳特異的
抗原の同定を報告した。この表面抗原は、テレンセファリン(telencephalin)
またはICAM-5と命名された。Yoshiharaらは、Ncuron、12巻、543〜553頁(1994)
にて、ウサギのテレンセファリンに対するcDNA及びアミノ酸配列を報告し、これ
によって、130kDのテレンセファロンが、9つの細胞外免疫グロブリン(Ig)様ド
メインを持つ膜内在性タンパク質(integral membrane protein)であることが
示唆された。これらのドメインのうち遠位の8つは、他のICAMのIg様ドメインと
相同性を示した。ウサギICAM-5に対するヒト相同体のクローニングは、Mizunoら
、前出に記載されている。
かくして、当該技術分野において、ヒトの細胞−細胞間の相互作用に関与する
さらなるタンパク質の発見、特に、かようなタンパク質のアミノ酸配列を特異的
に同定しかつ特徴付けるのに役立つ情報が希求されている。さらに、そのような
分子が治療薬及び診断薬の開発の基礎を形成する程度に、それらをコードしてい
るDNAが解明されることが必須である。かかる根本的な情報は、とりわけ、それ
らタンパク質の大量生産に役立ち、そ
れらタンパク質を天然に産生する細胞の同定を許容し、そして抗体物質またはそ
れらと特異的な反応性を有する他の新規な結合タンパク質及び/もしくは関与す
るリガンド/レセプター結合反応を阻害する他の新規な結合タンパク質の調製を
可能にするであろう。
発明の要旨
要約すると、本発明はICAM-6と命名された細胞接着分子ファミリーに対するポ
リペプチド及びその基礎をなすポリヌクレオチドを提供する。本発明には、天然
に生じているものと天然に生じていないもの双方の、ICAM-6ポリヌクレオチド及
びそのポリペプチド産物が包含される。天然に生じているICAM-6ポリペプチドに
は、ファミリーに含まれる別異の遺伝子及びポリペプチド種(すなわち、対立変
異体及び種相同体)が包含される。各ICAM-6種の中で、本発明はさらに、同じポ
リヌクレオチドによってコードされているが異なるmRNA転写物より生じるスプラ
イス変異体を提供する。天然に生じていないICAM-6ポリペプチドには、類似体(
すなわち、1以上のアミノ酸が付加、置換、または欠失したもの)などの、天然
に生じている産物の変異体や、共有結合修飾体(すなわち、融合タンパク質、グ
リコシル化変異体、Met-1ICAM-6、Met-2-Lys-1ICAM-6、Gly-1ICAM-6等)を包含
するICAM-6ポリペプチドが含まれる。好ましい実施態様において、本発明は配列
番号:1に示す配列を含むポリヌクレオチドを提供する。本発明はさらにまた配
列番号:2に示すアミノ酸配列をコードするポリヌクレオチドを包含する。現在
のところ好ましい本発明のポリペプチドは、配列番号:2に示すアミノ酸配列を
含む。本発明の好ましいポリヌクレオチドをコードするプラスミドは、1997年10
月16日に、20852、メリーランド州
、ロックビル12301に在するアメリカン・タイプ・カルチャー・コレクションに
寄託され、受託番号第98557を与えられた。
本発明は、ICAM-6をコードする新規の精製及び単離されたポリヌクレオチド(
例えば、DNA配列及びmRNA転写物、双方ともセンス及び相補的アンチセンス鎖、
さらにそれらのスプライス変異体を含む)を提供する。本発明のDNA配列には、
ゲノミック及びcDNA配列のみならず、全体的または部分的に化学合成されたDNA
配列が含まれる。本明細書で用いられ当該技術分野において理解される「合成さ
れた」の語は、ポリヌクレオチドを製造するための、酵素的方法に対して純粋に
化学的な方法を称するものである。「全体的に」合成されたDNA配列は従って、
全体に及んで化学的手段により製造されたものであって、そして「部分的に」合
成されたDNAは、得られるDNAの一部分だけが化学的手段によって製造されたもの
のことである。本発明はさらに、好ましいICAM-6 DNAの種、好ましくは哺乳動物
相同体を包含する。
本発明はまた、配列番号:1のポリヌクレオチドの非コード鎖、または相補体
とストリンジェントな条件下でハイブリダイズするICAM-6種をコードするDNA配
列も含むものである。
遺伝コードの縮重がなければそれとハイブリダイズするはずであるICAM-6Aポ
リペプチドをコードするDNA配列が、本発明によって企図される。ストリンジェ
ントなハイブリダイゼーション条件の例は以下の通りである:50%ホルムアミド
、5X SSCで42℃にて終夜ハイブリダイゼーションを行い、1%SDSを含む0.5X SSC
で50℃にて洗浄する。当該技術分野にあっては、Ausebelら(編)Protocols in Molecular Biology
、John Wiley & Sons(1994)6.0.3〜6.4.10頁に記載されるよ
うに、温度及び緩衝液、または塩濃度を変更することによって同等のストリンジ
ェ
ンシーの条件にできることは理解されるはずである。ハイブリダイゼーション条
件の改変は、経験的に決定するか、またはプローブのグアノシン/シトシン(G
C)塩基対の長さ及び含有率に基づき正確に算定することが可能である。Sambro
okら(編)、Molecular Cloning:A Laboratory Manual、Cold Spring Harbor La
boratory Press、Cold Spring Harbor、ニューヨーク(1989)9.47〜9.51頁に記
載される通りに、ハイブリダイゼーション条件を算定することができる。
ICAM-6ポリヌクレオチド配列を組み込んだプラスミド及びウイルスDNAベクタ
ーなどの、自己複製する組換え発現構築体も提供される。ICAM-6をコードするポ
リヌクレオチドが、内在性または外来性発現制御DNA配列及び転写ターミネータ
ーに作動可能に連結された発現構築体も提供される。
本発明のさらなる特徴によれば、本発明のICAM-6ポリペプチドの発現を許容す
るように、本発明のDNA配列で安定にまたは一過性に形質転換された、原核細胞
及び真核細胞を含む宿主細胞が提供される。本発明の宿主細胞は、ICAM-6と特異
的な免疫反応性を有する抗体の開発のための免疫原の貴重な供給元である。本発
明の宿主細胞は、ICAM-6ポリペプチドの大量生産のための方法においてきわめて
有用なものでもあり、かかる方法では、細胞が好適な培地中で生育され、そして
目的のポリペプチドが、細胞からまたは細胞が生育される培地から、例えばイム
ノアフィニティー精製によって単離される。
ICAM-6 DNA配列の知見により、内在性ICAM-6の発現を許容または増加させるよ
うな細胞の修飾が可能となる。細胞がより高いレベルでICAM-6を発現するよう、
異種性のプロモーターのすべてまたは一部を用いて、天然に生じているICAM-6プ
ロモーターの全体または一部を置換することによって、ICAM-6の発現増
大をもたらすように細胞を修飾することができる(例えば、相同組換えによる修
飾)。異種性プロモーターは、ICAM-6をコードする配列に作動可能に連結するよ
うに挿入される。例えば、PCT国際公開第WO 94/12650号、PCT国際公開第WO 92/2
0808号、及びPCT国際公開第WO 91/09955号パンフレットを参照されたい。本発明
はまた、異種性プロモーターDNAに加えて、増幅可能なマーカーDNA(例えば、ad
a、dhfr、ならびにカルバミルホスフェートシンターゼ、アスパルテートトラン
スカルバミラーゼ、及びジヒドロオロターゼをコードする多機能CAD遺伝子など
)ならびに/または、イントロンDNAを異種性プロモーターDNAと共に挿入しても
よい。ICAM-6コーディング配列に連結される場合、標準的な選択方法によるマー
カーDNAの増幅の結果、細胞でのICAM-6コーディング配列の共増幅が導かれる。
本発明によって提供されるDNA配列情報はさらに、例えば相同組換えまたは「
ノックアウト」戦略[Capecchi、Science、244巻、1288〜1292頁(1989)]による
、機能を有するICAM-6を発現しない、またはICAM-6の変異体を発現する動物の開
発も可能になる。かかる動物は、in vivoでのICAM-6及びICAM-6のモジュレータ
ーの活性を調べるためのモデルとして有用である。
本発明はまた、精製及び単離されたICAM-6ポリペプチドを提供する。現在のと
ころ好ましいICAM-6ポリペプチドは、配列番号:2に示される。本発明のICAM-6
ポリペプチドは、天然の細胞供給源から単離されても、あるいは化学合成されて
もよいが、好ましくは本発明の宿主細胞を用いた組換え法によって製造される。
哺乳動物宿主細胞の使用によって、本発明の組換え発現産物に対する至適な生物
学的活性を付与するのに必要がもしれない転写後修飾(例えば、グリコシレーシ
ョン、トランケーション、リピデーション及びリン酸化など)が提供されること
が予測される。本発明のICAM-6ポリペプチドは、全長のポリペプチド、生物学的
に活性を有するその断片、または特異的なICAM-6の生物学的活性を保持している
変異体であってもよい。変異体には、(1)ICAM-6に特異的な生物学的活性もし
くは免疫学的特性を損失することなく、または(2)ICAM-6の特定の生物学的活
性の無力化を伴って、1以上の特定の(すなわち、天然にコードされている)ア
ミノ酸が欠失もしくは置換されているか、または1以上の不特定のアミノ酸が付
加されているICAM-6ポリペプチド類似体が含まれうる。
本発明の変異体ポリペプチドには、成熟ICAM-6Aポリペプチド、すなわちリー
ダーまたはシグナル配列が除去され、さらなるアミノ末端残基を有するICAM-6ポ
リペプチドが含まれる。−1位にさらなるメチオニン残基を有するICAM-6ポリペ
プチド(Met-1-ICAM-6)が企図され、同様に−2及び−1位にさらなるメチオニ
ン及びリジン残基を有するICAM-6ポリペプチド(Me-2-Lys-1-ICAM-6)も企図さ
れる。これらのタイプの変異体は、細菌細胞型での組換えタンパク質の生産に対
して特に有用である。
本発明はまた、特異な発現系の使用に起因したさらなるアミノ酸残基を有する
ICAM-6変異体をも含むものである。例えば、グルタチオン-S-トランスフェラー
ゼ(GST)融合タンパク質などの所望のポリペプチドを発現する市販のベクター
の使用によって、その所望のポリペプチド由来のGST成分の切断の結果、−1位
にさらなるグリシン残基を有する目的のポリペプチドが提供される。他のベクタ
ー系での発現から得られる変異体もさらに、本発明で企図される。
本発明はまた、ポリペプチドの1以上の細胞外ドメインを含むICAM-6断片を企
図する。ICAM-6の特に好ましい欠切型には、細胞接着をもたらす特異的リガンド
結合に関わるタンパク質の
可溶性型のものが包含される。1以上の細胞外ドメインを含むICAM-6の欠切型は
、タンパク質の細胞外部分の明確化され且つ識別されたドメインの知見に鑑みて
作製される。様々なドメインが、保存されたシステイン残基、ならびに概ね保存
された及び/または類似した近接アミノ酸残基の存在によって特徴的に示される
。
本発明はさらに、通常はICAM-6と会合しているアミノ酸配列に共有結合によっ
て付着されたICAM-6断片を包含する。その結果得られた「キメラ」または「融合
」タンパク質は、ICAM-6の生物学的活性をモジュレートするために特に有用であ
り、またICAM-6アミノ酸配列の抗原性を改善するためにも有用である。
「ICAM-6に通常会合しているアミノ酸配列」は、いかなる供給源に由来するも
のでもよく、そしてそのアミノ酸配列の接着がICAM-6に対して作用しうる特性に
基づいて選択することができる。
本発明はさらに、1以上の水溶性ポリマー接着物を含むように修飾されたICAM
-6ポリペプチドを包含する。特に好ましいのは、ポリエチレングリコール(PEG
)サブユニットで共有結合修飾されたICAM-6ポリペプチドである。水溶性ポリマ
ーは、例えばICAM-6ポリペプチドのアミノ末端などの特定の位置に結合させても
、あるいはポリペプチドの1以上の側鎖に無作為に接着させてもよい。
さらに本発明によって企図されるのは、ICAM-6ポリペプチドに対して特異的な
抗体(例えば、モノクローナル及びポリクローナル抗体、単鎖抗体、キメラ抗体
、CDR移植抗体等)またはその断片ならびに他の結合タンパク質である。特異的
な結合タンパク質は、単離されたICAM-6産物もしくは組換えICAM-6産物、ICAM-6
変異体、またはこのような産物を発現している細胞を使
用して製造することができる。結合タンパク質は、ICAM-6ポリペプチドを精製す
るため、そして既知の免疫学的方法を使用して体液及び組織試料中のICAM-6ポリ
ペプチドを検出または定量するために有用である。結合タンパク質はまた、ICAM
-6の生物学的活性、特にシグナル伝達経路に関与する活性をモジュレートする(
すなわち、ブロッキング、阻害する、または抑制する)上で極めて有用である。
抗ICAM-6抗体に対して特異的な抗イディオタイプ抗体もまた、さらに企図される
。
本発明のDNA及びアミノ酸配列の開示を通じて寄与される情報の科学的な価値
は、明白である。一連の実験にて、ICAM-6に対するcDNAの配列の知見から、ICAM
-6や、プロモーター、オペレーター、エンハンサー、リプレッサー等のICAM-6発
現制御配列をコードするゲノミックDNA配列の同定が、サザンハイブリダイゼー
ションまたはポリメラーゼ連鎖反応(PCR)の使用によって可能となる。中程度
から高度のストリンジェント条件下に本発明のDNA配列を用いて行ったDNA/DNAハ
イブリダイゼーション法で同様に、ICAM-6の対立変異体をコードするDNAの単離
が可能となることが予測され;対立変異体とは、当該技術分野においてICAM-6に
特異的な生化学的及び/または免疫学的特性の1以上持つ構造的に関連するタン
パク質を含むことが知られるものである。同様に、ICAM-6と相同なタンパク質を
コードする種の遺伝子も、サザン分析及び/またはPCR分析によって同定するこ
とができる。選択手段として、他のICAM-6タンパク質、そのタンパク質をコード
するDNAを同定するために相補性試験が有用でありうる。
本発明のポリヌクレオチドは、細胞がICAM-6を発現する能力を検出するための
ハイブリダイゼーションアッセイにおいても有用である。本発明のポリヌクレオ
チドは、1以上の疾患の原
因となっているICAM-6遺伝子座における遺伝的変化(1以上)を同定するための
診断方法に対する基礎をなすものとなりうる。
さらに本発明によって実現されるのは、ICAM-6をコードするポリヌクレオチド
を認識する、またはハイブリダイズするアンチセンスポリヌクレオチドである。
全長及び断片のアンチセンスポリヌクレオチドが提供される。アンチセンスポリ
ヌクレオチドは、ICAM-6m RNAを発現している細胞によるICAM-6の発現調節に特
に関連するものである。
本発明によって提供されるDNA及びアミノ酸配列情報によりさらに、ICAM-6の
構造及び機能の系統的な分析が可能になる。ICAM-6に対するDNA及びアミノ酸情
報によってさらに、ICAM-6と相互作用すると考えられる分子の同定が可能となる
。ICAM-6結合活性をモジュレートする(すなわち、増加、減少または阻止する)
物質は、モジュレーターと推定される物質をICAM-6とインキュベートし、そして
そのモジュレーター推定物質のICAM-6結合活性に対する効果を判定することによ
って、同定することができる。ICAM-6の生物学的活性をモジュレートする化合物
の選択性は、その化合物のICAM-6に対する効果と、他のICAM-6結合タンパク質に
対する効果とを比較することによって評価することができる。ジ−ハイブリッド
アッセイ及びスプリットハイブリッドアッセイなどの、細胞を用いた方法、さら
にポリペプチドまたはその結合パートナーが固定化されるアッセイを含めたイン
ビトロのアッセイ、及び溶液アッセイが本発明によって企図される。
選択的モジュレーターには、例えば、抗体及びICAM-6またはICAM-6核酸に特異
的に結合する他のタンパク質またはペプチド、ICAM-6またはICAM-6核酸に特異的
に結合するオリゴヌクレオ
チド、ならびにICAM-6またはICAM-6をコードする核酸と特異的に結合する他の非
ペプチド化合物(例えば、単離されたもの、または合成有機分子)などが包含さ
れうる。モジュレーターはさらに、前記のごとき化合物であるがICAM-6の特異的
結合パートナーと相互作用する化合物を含んでいる。野生型ICAM-6の酵素活性ま
たは細胞局在性に影響を及ぼすICAM-6の変異体型もまた、本発明によって企図さ
れる。選択的モジュレーターを開発するための現在のところ好ましい標的には、
例えば(1)他のタンパク質と接触する及び/または細胞の特定膜領域内にICAM
-6を局在化させる、ICAM-6の細胞質または膜貫通領域、ならびに(2)特異的結
合パートナーに結合するICAM-6の細胞外領域が包含される。ICAM-6活性のモジュ
レーターは、ICAM-6活性が関わる疾患及び病理状態の処置において治療的に有用
であるがもしれない。
発明の詳細な説明
本発明は、ICAM-6ポリペプチドをコードするポリヌクレオチドの単離、さらに
は、そのポリヌクレオチドによりコードされるポリペプチドの発現及び特徴付け
に関する以下の実施例によって例証される。実施例1には、新規のICAM cDNA配
列を単離するために計画されたESTデータベースの検索を記載する。実施例2は
、全長のICAM-6 cDNAを同定するためのマウスライブラリーのスクリーニングに
関する。実施例3には、マウスICAM-6発現のノザン組織分析を述べる。実施例4
は、マウスICAM-6をコードする5'配列を同定するための、RACE PCRの使用に関す
る。実施例5には、マウスICAM-6の可溶性型をコードする発現プラスミドの構築
を記載する。実施例6は、全長のマウスICAM-6 cDNAの単離に関する。実施例7
にはさらなるマウスICAM-6発現構築
体を記載する。実施例8には、ICAM-6抗体の製造を述べる。実施例9には、マウ
スICAM-6の機能分析を記載する。実施例10には、マウスICAM-6のin situハイ
ブリダイゼーション分析を記載する。実施例11は、部分的なヒトICAM-6 cDNA
の同定に関する。実施例12は、組織及び細胞でのヒトICAM-6発現のノザン分析
を示す。実施例13には、より完全なヒトICAM-6 cDNAの単離を記載する。実施
例14には、ヒトICAM-6に対し正しいスプライシングを受けた5' cDNAを同定す
るためのRACE PCRの使用を述べる。実施例15には、無精子症の男性患者からの
ICAM-6ドメイン4及び5のクローニングを記載する。実施例16は、可溶性ヒト
ICAM-6ポリペプチドの発現に関する。実施例17には、ウェスタン分析及びICAM
-6抗体の製造を記載する。
実施例1
新規ICAMに関するESTデータベースの検索
The National Center for Biotechnology Information(NCBI)の発現配列タ
グ(EST)データベースのBLASTN検索を、新規な細胞接着分子(CAM)の同定にお
いて有用であり得ると考えられるcDNA断片を同定するために行った。そのデータ
ベースには、様々な組織源に由来して集められたcDNAの一末端または両末端を表
すDNA配列が含まれている。データベースに提示するためのESTを同定するために
、一回の配列決定反応をcDNAの一末端または両末端について行う。従って、DNA
の品質は、配列の正確度の点において著しく変動している。本明細書中に記載さ
れた検索を行った時点で、ESTデータベースは、様々な生物から得られた860,000
以上のcDNA配列を含んでいた。
新規なCAMに関する検索を3段階で行った。最初に、NBCIを通して入手可能なB
LASTNプログラムを使用して、既知のCAMをコー
ドするcDNA配列に対する相同性を有するESTを同定した。このプログラムは、デ
ータベース内のすべてのヌクレオチド配列に対して、提示したヌクレオチド配列
を比較する。今回の検索において、ヒトのICAM-1[Staunton,et al.,Cell 52:
925(1988)]、ICAM-2[Staunton,et al.,Nature 339:61(1989)]、ICAM-R[
Vazeux,et al.,Nature 360:485(1992)]、LW-ICAM-4[Bailly et al.,Proc.N
at'l.Acad.Sci.(USA)91:5306(1994)]、ICAM-5[Mizuno et al.,J.Biol.Chem.
272:1156(1997)]、VCAM-1[Osborn,et al.,Cell 59:1203(1989)]、及びMa
dCAM[Leung,et al.,Immunogenetics 46:111(1997)]、マウスのICAM-1[Ball
antyne,et al.,Nucl.Acids.Res.17:5853(1989)]、ICAM-2[Xu,et al.,J.I
mmunology 149:2650(1992)]、ICAM-5[Yoshihara,et al.,Neuron 12:541(199
4)]、VCAM-1[Araki,et al.,Gene 126:261(1993)]、及びMadCAM[Briskin,e
t al.,Nature 363:461(1993)]、及びマウスICAM-4の一部(EST W46066)をコ
ードするcDNAを提示して、13回のBLASTN検索を行った。それらの結果から、13個
の既知CAMの1つに対応していることが明らかにされたEST配列を同定した。
2段階目は、TBLASTN検索を、上記の既知のヒト及びマウスのCAM遺伝子のアミ
ノ酸配列を提示配列として使用して行った。この検索において、EST配列ライブ
ラリー内のポリヌクレオチドを6通りの読み枠で翻訳して、その得られたアミノ
酸配列のそれぞれを提示配列と比較する。この検索で同定され、最初の検索で見
出されたESTに対応するESTは採用しなかった。
3段階目は、TBLASTN検索で同定され、既知CAMに対応しなかった配列をさらに
調べた。残った配列の大部分は、細胞接着分子において典型的に見出される保存
されたシステイン残基及び細胞外ドメイン構造を含有しなかった。従って、これ
らの配列
もまた採用しなかった。しかし、マウスの精巣から得られ、AA065978(配列番号
:46)と呼ばれる250ヌクレオチドのESTは、マウスのICAM-1、ICAM-3及びICAM-5
のアミノ酸配列に相同的なポリペプチド配列をコードするとして同定された。AA
065978の配列は、マウスICAM-5と最も密接に関連していた。AA065978の配列とそ
の対応するマウスICAM-5の領域との配列比較により、全体で47%の同一性が見ら
れた。このESTを、I.M.A.G.E(Lawrence Livermore Laboratory,Livermore,CA
)により同定及び配列決定が行われたESTの寄託物を維持し、その利用を可能に
するGenome Systems(St.Louis,MO)から取り寄せた。
ESTのAA065978をコードするプラスミドDNAで形質転換された細菌を、カルベニ
シリン含有のLB−アガロースに播種して37℃で一晩増殖させた。1つのコロニー
を選び、液体のLB−カルベニシリン培地で増殖させた。プラスミドDNAを、18ml
の細菌培養物からWizard Mini-Prepキット(Promega,Madison WI)を使用して
回収した。そのEST挿入物の配列を、ベクタープライマーのT7.1(配列番号:3
)及びT3.1(配列番号:4)、ならびにAA065978のデータベース配列に基づいて
設計したプライマーI6MO24(配列番号:5)及びI6MO20(配列番号:6)を使用
して決定した。
T7.1 配列番号:3
GTAATACGACTCTCACTATAGGGC
T3.1 配列番号:4
AATTAACCCTCACTAAAGGG
I6MO20 配列番号:6
TTGCCTGCATCCCAGAGG
I6MO24 配列番号:5
CAAGCCAAGGTTTCAGGAATCCCGCTGC
最初の配列分析の後に、プライマーI6MO30(配列番号:7)、I6MO31(配列番号
:8)、I6MO32(配列番号:9)、I6MO33(配列番号:10)及びI6MO34(配列番
号:11)をさらに設計して、そのEST配列の残り部分を決定した。
I6MO30 TCTTTGCTGGAGTGTGAC 配列番号:7
I6MO31 GTCACACTCCAGCAAAGA 配列番号:8
I6MO32 CAAAGCAAGGGCGAGGAG 配列番号:9
I6MO33 CTCCTCGCCCTTGCTTTG 配列番号:10
I6MO34 TCTAGGTGGGACTCTGTG 配列番号:11
AA065978のDNA配列を、両ストランドについて、上記のDNAオリゴヌクレオチド
プライマ一及びPerkin Elmer Applied Biosystems Division 373A DNA Sequence
rを使用して製造者の指示プロトコルに従って決定した。テンプレートとして使
用したPCR産物の量をそのPCR産物のサイズに基づいて計算し、そしてその配列決
定を、AmpliTaq DNA Polymerase,FS(Perkin Elmer,Foster City,CA)及び非
対称PCRによるABI PRISM Dye Terminator Cycle Sequencing Ready Reaction Ki
tを使用して行った。反応生成物をAGCTスピンカラム(Advanced Genetic Techno
logies Corp.,Gaithersburg,MD)で精製し、乾燥した。ローディング緩衝液を
精製した各サンプルに加え、混合物を90℃で2分間加熱した。その溶液を氷に移
し、4%ポリアクリルアミドゲルで流すまで置いた。データは、データ収集プロ
グラムが始動すると、自動的に収集され、そして配列分析プログラムによって自
動的に分析されて読み込まれた。編集はすべて手動で行い、
得られた配列の配列比較を行ってコンセンサス配列を決定した。
配列分析により、AA065978は長さが1.6kbであることが示され、そしてドメイ
ン4及びドメイン5の間でスプライシングされ、その後に膜貫通領域及び細胞質
テイルが続く正しくプロセッシングされた転写物を含むことが示された。AA0659
78の推定アミノ酸配列と他の既知のマウスICAMとの間のタンパク質相同性を下記
の表1に示す。 他の既知のマウスICAMに対するAA065978のアミノ酸配列の配列類似性のために
、このESTをICAM-6と呼ぶこととした。
実施例2
全長のマウスICAM-6 cDNAに関する
マウス精巣ライブラリーのスクリーニング
マウスESTのAA065978はマウスの精巣cDNAから得られるとデータベースで同定
されたので、ICAM-6をコードする全長のcDNAを単離する目的で、マウス精巣ライ
ブラリーをスクリーニングした。
マウスの精巣ライブラリー(Stratagene,La Jolla,CA)からの約1×106プ
ラーク生成単位(pfu)を、PCRにより32P-dCTPで標識したマウスICAM-6ドメイン
5のプローブを用いてスクリーニングした。このプローブを、2回のPCRによっ
て作製した。最初に、AA065978プラスミドをテンプレートとして使用して、I6M0
24(配列番号:5)及びI6MO26(配列番号:12)のプライマーを使用するPCR反
応でドメイン5をコードするDNAを増幅した。
I6MO26 AGTAGCTCCCCGTGTGGTTCTGGGTGGC 配列番号:12
PCRをDNAサーマルサイクラー480(Perkin Elmer,Foster City,CA)で行った:
各反応には、250mM KCl、100mM Tris pH8.3(Perkin-Elmer PCR緩衝液)、2mM
MgCl2、2mM dNTPs、100μg/mlプライマーが、25μlの反応液あたり0.125μlのT
aqポリメラーゼ(Perkin-Elmer,Roche Molecular,Branchburg,N.J)及び2μ
lのAA065978プラスミドDNAとともに含まれた。4分間の変性工程を94℃で行い、
その後、94℃で1分間の変性、50℃で30秒間のアニーリング及び72℃で1分間の
伸長の30サイクルを行った。1つのバンドが、その予想されるサイズでアガロー
スゲル上を移動することが見出された。この209bpバンドをゲル精製し、1:20
で希釈して、2回目のPCR増幅でのテンプレート
として使用した。
第2回目のPCRにおいて、ICAM-6ドメイン5のDNAを、7つの同一の25μlのPCR
反応を行うことによって標識した。この反応において、ヌクレオチド混合物中の
2mM dCTPを、20μCiのdCTP32P(New England Nuclear,Boston,MA)及び0.02m
Mの未標識dCTPと置き換えた。それ以外のPCR条件は、1回目の増幅の場合と同じ
であった。7つの反応物から得られるPCRポリペプチドをまとめて、プローブを
、Sephadex G50スピンカラム(5Prime,3 Prime,Inc.Boulder,CO)で取り込ま
れなかったヌクレオチドから精製した。
ライブラリーファージを標準的な方法によりナイロンメンブレンに移し、その
フィルターを、42℃で、一晩、50%ホルムアミド、5×SSC、5×Denhardt溶液
及び0.5%SDSにおいて、1×106cpm/mlの標識されたドメイン5プローブを用い
てハイブリダイズさせた。翌日、フィルターを、2×SSC及び0.1%SDSにおける
室温で15分間の洗浄を3回、そして0.5×SSC及び0.1%SDSにおける50℃で10分間
の洗浄を1回行った。次いで、フィルターをフィルムに曝した。
18個の陽性クローンを同定し、これらを精製して配列決定した。3個のクロ
ーンはスプライシングされていないことが見出されたが、15個のクローンは正し
くスプラシングされ、膜貫通領域及び細胞質領域の両方を含むことが見出された
。MT-3と呼ばれる最長クローンは、長さが2.3kbであることが見出され、ICAMポ
リペプチドに特徴的な5つの細胞外ドメインのうちの4個を有する領域をコード
し、そしてポリ(A)+テイルをも含んだ。配列決定により、このクローンには5'配
列がないことが示された。
MT-3の配列を配列番号:42に示す。
実施例3
クローンMT-3の組織発現
どの組織においてICAM-6が発現しているかを決定するために、マウスの複数の
組織のノザンブロット(MTN)(Clontech,Palo Alto,CA)を、32P標識のICAM-
6プローブを用いてスクリーニングした。このプローブは、ICAM-6のドメイン2
の中央部から細胞質テイルまで延びるMT-3由来のゲル精製した1.4kbのPstI/Sa
cI DNA断片であった。このプローブを、32P-dCTP及び32P-TTPをRandom-Priming
Kit(Boehringer-Mannheim,Indianopolis,IN)とともに使用するランダムプ
ライミング反応によって標識した。ハイブリダイゼーションを製造者の指示プロ
トコルに従って行った。
結果は、精巣において3kbの転写物が認められた一方で、正常な心臓、脳、脾
臓、肺、骨格筋及び腎臓から得られたRNAとはハイブリダイズしなかった。
実施例4
マウスICAM-6の5'末端を決定するためのRACE PCR
マウスICAM-6の5'末端を決定するために、RACE PCRをマウス精巣のMarathon-r
eadyTMcDNAライブラリー(Clontech,Palo Alto,CA)で行った。cDNAはマウス
の精巣RNAサンプルから調製され、マラソン(marathon)cDNAアダプターに連結
されていた:このマラソンアダプターによって、相補的なプライマーであるAP-1
(配列番号:13)及びAP-2(配列番号:14)を使用するPCRが可能になる。
AP-1 CCATCCTAATACGACTCACTATAGGGC 配列番号:13
AP-2 ACTCACTATAGGGCTCGAGCGGC 配列番号:14
ICAM-6のリーダー、ドメイン1、ドメイン2及びドメイン3を含むPCR断片を増
幅するために、I6MO40(配列番号:15)及びI6MO39(配列番号:16)の2つのプ
ライマーを、MT-3に関して以前に決定された配列に基づいて設計した。
I6MO40 GCTCACAATCTCTGCCTTCCCAACCTCC 配列番号:15
I6MO39 GACAGTGGCGGTGACCTCGGCTCTTTGG 配列番号:16
プライマーI6MO40はMT-3のドメイン3の配列に対応し、プライマーI6MO39はMT-3
ドメイン2の配列に対応した。
4個のプライマーを2回のPCRにおいて使用した。1回目において、25μlの反
応を、1×Klen Taq緩衝液、2mM dNTPs、0.2μM AP−1、2μg/mlのI6MO40、0.
5μlのKlenTaqポリメラーゼ溶液、及び2.5μlのマウス精巣cDNAライブラリーを
用いて、Advantage cDNA PCRキット(Clontech)を製造者の指示プロトコルに従
って使用して行った。「タッチダウン」PCR反応を、Gene
の反応は、1分間の変性工程、その後の94℃で5秒間の変性及び72℃で2分間の
アニーリング/伸長の5サイクル、94℃で5秒間の変性及び70℃で2分間のアニ
ーリング/伸長の5サイクル、そして94℃で5秒間の変性及び68℃で2分間のア
ニーリング/伸長の25サイクルによって行った。
これらの条件では、アガロースゲル上で検出することができる増幅産物が得ら
れなかったため、アニーリング/伸長温度を各サイクルについて2℃低くし、AP
-1及びI6MO40のプライマーを使用してPCRを繰り返した。この条件下で、約900bp
の1つの
増幅産物がアガロースゲルで検出された。
両方のPCRから得られた増幅産物を、それぞれ、水で1:50に希釈して、別のP
CRに対するテンプレートDNAとして使用した。増幅を、AP-1及びI6MO40またはAP-
2及びI6MO39のプライマー対のいずれが一方を使用して行った。反応を、50μlの
容量で、上記と同じ構成により、そして上記のように最も低い温度(70℃、68℃
及び66℃)で行った。
得られたPCR産物を、アガロースゲル電気泳動を使用して分析した。アガロー
スゲル電気泳動によって、予想されるサイズで移動する2つのバンドに加えてス
メア状のDNAが認められた。約900bpのバントがAP-1及びI6MO40のプライマー対を
使用する反応から検出され、そして約700bpのバントがAP-2及びI6MO39のプライ
マー対を使用する反応から検出された。この900bp断片は、ICAMに由来するリー
ダー及び3つ以上のドメインをコードすることが予想されるDNAのサイズと一致
した。
小さい方の700bp断片は、プライマーI6MO40の相補配列と比較して、MT-3にお
ける相補配列の位置に基づくプライマーI6MO39の使用から予想されるDNAのサイ
ズと一致した。この断片の配列を、AP-2及びI6MO37(配列番号:17)のプライマ
ーを使用するPCRによって直接決定して、マウスICAM-6 cDNAの全長を推定した。
900bpの増幅産物を、TAクローニングキット(Invitrogen,San Diego,CA)を製
造者の指示プロトコルに従って使用してベクターpCR2.1内に連結した。細菌を形
質転換し、播種した。プラスミドDNAを、選択したコロニーから回収し、ドメイ
ン2の配列に対応するプライマーI6MO36(配列番号:18)、及びT7.1を使用する
PCRによって配列決定した。
I6MO37 AGGAGTGAAGGCACCCAG 配列番号:17
I6MO36 CAGAGCCTCACCCTTACC 配列番号:18
アンチセンスリボプローブ(下記参照)を産生する正しい方向の挿入物を有する
1つのクローン(「ICAM-6マウス5'RACEクローン#6」と呼ぶ)を選択し、その
挿入物の配列を再度決定した。
配列分析によって、この#6クローンは、5'非翻訳DNA、ならびにリーダー配
列、ドメイン1、ドメイン2、及びドメイン3の一部を含むことが示された。
完全な5'RACE配列をMT-3 DNAと組み合わせて、マウスのICAM-6をコードする完
全なcDNAを作製した。マウスICAM-6の推定アミノ酸配列が他の既知ICAMと異なる
ことを確認するために、配列比較を、既知のマウスICAMのアミノ酸配列を用いて
行った。比較により、マウスICAM-6は、5つの細胞外イムノグロブリンドメイン
を有し、そして他のマウスICAMポリペプチドに対する配列相同性を有する新規の
ICAM分子であることが示された。アミノ酸比較の結果を表2に示す。 実施例5
可溶性のマウスICAM-6/IgG1発現ブラスミドの構築
タンパク質の発現及び精製
A.プラスミドpDC1におけるICAM-6 D1-5/IgG1
マウスICAM-6の機能を解析するために、発現構築物を、プラスミドpDC1を使用
して作製した。この構築物は、ICAM-6の細胞外ドメイン1〜5(D1〜D5)を、Ig
G1由来のヒンジCH2−CH3ドメイン配列と結合したキメラポリペブチドとしてコー
ドした。この発現構築物において、ICAM-6のコード領域の3'末端(MT-3のドメイ
ン3からドメイン5までの配列に対応する)を、I6MO43(配列番号:34)及びI6
MO44(配列番号:19)のプライマー対を使用するPCRによって作製した。
I6MO43 ATGCCCTCGAGCAGGCCTTGGAC 配列番号:34
I6MO44 TCACGGCAGCTCAGCCACCAAGC 配列番号:19
PCRによって得られたICAM-6の3'断片を、IgG1断片をコードする配列に連結する
ことを容易にするために、XhoI部位をI6MO43プライマー内に組み込んだ(下線部
、上部参照)。ヒトIgG1のヒンジCH2−CH3[Burto,et al.,Immunol.22:162-2
06(1985)]をコードする903bpの断片を、ICAM−1/IgG1/pDC1から、SalI及びXbaI
で消化することによって単離した。Sallの5'突出端は、上記のPRC増幅産物にお
けるXhoIの3'突出端と適合可能であった。
融合DNAのICAM-6成分の(ドメイン3〜ドメイン5をコードする)3'末端の産
生において、50μlの2つのPCR反応を、MT-3 DNAをテンプレートとして、プライ
マーI6MO43及びI6MO44、「高忠実」Pfu DNAポリメラーゼ(Stratagen,La Jolla
,CA)を、対応するdNTP及び緩衝液とともに用いて、製造者のプロトコル
従って行った。PCR反応は、上記のGene AmpRPCRシステム9700(Perkin Elmer)
で実施した。
サンプルを、Gene AmpRPCRシステム9700(Perkin Elmer)において、94℃で5
分間保持し、その後、94℃で30秒間;55℃で30秒間;及び72℃で30秒間の30サイ
クルで処理した。約930bpのPCR産物を、QIAquIck Gel Extraction Kit(QIAGEN
,Chatsworth,GA)を使用してゲル精製し、BglII及びXhoIで消化して、QIAquic
kキットを使用してゲル精製した。
ICAM-6ポリペプチドの5'末端をコードするDNA断片を、前記実施例に記載され
る「5'RACEマウスICAM-6クローン#6」クローンHndIII/BglII消化物から得た。
ICAM-6配列の5'末端をコードするHindIII/BglII断片、ICAM-6配列の3'末端を
コードするBglII/XhoI断片、及びIgG1のヒンジCH2−CH3をコードするSalI/XbaI
断片を一緒にして連結し、HindIII及びXbaIで予め消化されたpDC1に挿入した。
得られるプラスミドをXL2 Blue Competent Cell(Stratagene,La Jolla,CA
)に形質転換して、形質転換体を、IC6MO36(配列番号:18)及びIC6MO43(配列
番号:34)のプライマーを使用するPCRによってスクリーニングした。PCRによっ
て陽性であることが見出されたクローンを配列決定によって確認した。
融合タンパク質のICAM-6領域をコードするcDNAの配列分析によって、そのタン
パク質配列内の180位のアミノ酸をコードする1つのヌクレオチドが、クローンM
T3におけるヌクレオチドと異なっていることが示された。クローンMT3において
、180位のアミノ酸はロイシンであるが、「5'RACEマウスICAM-6クローン#6」
を得るためにRACEによって作製されcDNAは、180位でフェニルアラニンをコード
した。この変異は、それが多型であるかもしれず、あるいは増幅過程から生じて
いるかもしれないが、ド
メイン2とドメイン3の間で、システイン残基により結合しているイムノグロブ
リン様ドメインの外側に位置していた。そして、その変異は細胞外ドメインの結
合機能とって重要でないと考えられた。
B.発現及び精製
COS細胞のトランスフェクションを、ICAM-6/Igをコードする上記のpDC1構築物
の20μgを用いて、DEAEデキストラン法を使用して行った。簡単に記すと、0.3mg
/mlのDEAEデキストラン(Pharmacia,Uppsala,Sweden)及び0.1mMのクロロキン
(Slgma,St.Louis,MO)を含有する2Omlの無血清ダルベッコ改変イーグル培地
(DMEM)を、15cmプレートにおいて50〜80%コンフルエンスのCOS細胞に加えた
。37℃及び5%CO2で2時間インキュベーションした後、細胞を、10%ジメチル
スルホキシド(DMSO)を含有するDMEM中で1分間インキュベーションして、10%
FBS、1mMピルビン酸ナトリウム、100u/mlペニシリン、100μg/mlストレプトマ
イシン、及び2mM L−グルタミンにより補充されたDMEM中で一晩インキュベーシ
ョンした。翌日、培地を、5%FBSのみを含む新しい培地と交換した。上清を2
〜5日毎に集め、0.2μmのフィルターに通してろ過し、精製するまで4℃で貯蔵
した。上清中のICAM-6/Igタンパク質の濃度は、少なくともトランスフェクショ
ン後の3週間は大きく減少しなかった。
ICAM-6/Igタンパク質を、COS上清から、HiTrapプロテインAカラム(Pharmaci
a)を使用して回収した。最初に、カラムを、カルシウム及びマグネシウムを含
まないリン酸緩衝化生理食塩水(CMF-PBS)の少なくとも100mlで平衡化した。カ
ラムへの添加を、Biorad Econo Systemを使用して行った。COS上清を、1〜2ml
/分の速度でカラムに添加した。上清の添加後、カラムを
少なくとも100mlのCMF-PBSで洗浄した。タンパク質を、100mMクエン酸(pH3.0)
を使用して、1MTris(pH9.0)を含有する中和緩衝液中に直接溶出した。溶出
したタンパク質を、Slide-a-Lyzerカセット(Pierce,Rockford,IL)を使用し
て、CMF-PBSに対して、少なくと24時間、少なくとも3回の緩衝液交換によって
透析した。
透析したタンパク質を、必要な場合には、BIOMAX 30K遠心分離フィルター(Mi
llipore,Bedford,MA)を使用して濃縮した。タンパク質濃度を捕獲ELISAによ
って下記のように測定した。Immulon4プレート(Dynatech)を、0.1M炭酸ナト
リウム/重炭酸ナトリウム緩衝液(pH9.6)で希釈したヤギ抗ヒトイムノグロブ
リン(Jackson ImmunoResearch,West Grove,PA)の3μg/mlで、1.5〜2.5時間
37℃でコーティングした。プレートを0.05%Tweenを含有するCMF-PBSで3回洗浄
した。(5%FBSを含むDMEMで希釈した)タンパク質サンプルを加え、37℃で30
分間インキュベーションした。プレートを3回洗浄した。捕獲されたタンパク質
を、5%FBSを含むDMEMで1:2000に希釈した西洋ワサビペルオキシダーゼ(HRP
)結合ヤギ抗ヒトイムノグロブリン(Jackson ImmunoResearch)を用いて、プレ
ートで30分間37℃でインキュベーションして検出した。プレートを3回洗浄し、
o-フェニレンジアミン(OPD)(Sigma)で発色させ、Dynatech MR5000プレート
リーダーで読み取った。タンパク質の濃度を、ICAM-6/Igコントロールとの比較
によって見積もった。タンパク質の純度は、2μgの精製タンパク質を含有するS
DS-PAGEゲルのクーマシー染色によって評価した。すべてのICAM-6調製物は50%
〜90%の純度であることが見出され、明らかな夾雑物としてウシイムノグロブリ
ンのみを有した。C.プラスミドpDEF-1におけるICAM-6 D1-5/IgG1
発現レベルを増大させる目的で、ICAM-6/Ig構築物を、CHO細胞での発現のため
にpDEP14ベクターで作製した。pDEF14ベクターは、CHO細胞において高レベルの
発現を可能にすることが以前に示されたチャイニーズハムスターのEP-1αプロモ
ーターを含む。ICAM-6/Ig配列を、HindIII及びXbaIで消化することによってpDC-
1構築物から取り出した。断片をゲル精製して、pDEF14から得られる738bpのNotI
/HindIII断片及び19,723bpのNotI/XbaI断片と連結した。
D.発現及び精製
pDEF14/ICAM-6/IgプラスミドをXL-2 Blueコンピテント細胞(Stratagene)に
形質転換して、コロニーをPCRによってスクリーニングした。得られるクローン
のpDEF14/ICAM-6/Igを使用して、CHO細胞を安定的なトランスフェクションを行
った。簡単に記すと、細胞を、0.05%トリプシン/0.53mM EDTAを使用して50%
コンフルエンスのCHO培養物から回収して、10%FBS、1mMピルビン酸ナトリウム
、100u/mlペニシリン、100μg/mlストレプトマイシン、2mM L-グルタミン、0.1
mMヒポキサンチンナトリウム、及び1.5mMチミジンを含有するDMEM/F12培地(HT
+DMEM/F12)で処理した。回収した細胞をCMF-PBSで洗浄した。約20×106個の細
胞のトランスフェクションを、予めエタノール沈澱し、そして20mM HEPES-NaOH
(pH7)、137mM NaCl、5mM KCl、0.7mM Ha2HPO4及び6mMデキストロースを含
有する800μlのHBS緩衝液中に再懸濁した50μgのDNAを用いて、BioRad GenePuls
erエレクトロポレーターを960μFの容量及び290Vの電圧で使用して行った。エ
レクトロポレーション後、細胞を室温で10分間再生させた。細胞を10mlのHT+DM
EM/P12で洗浄し、遠心分離によって
ペレット化し、そしてHT+DMEM/P12を含有する2枚の10cmプレートに播種するた
めに再懸濁した。トランスフェクションの2日後、トランスフェクタントをトリ
プシン/EDTAによって集め、これを使用して、10%FBS、1mMピルビン酸ナトリ
ウム、100u/mlペニシリン、100μg/mlストレプトマイシン及び2mM L-グルタミ
ンを含有するHT+DMEM/F12培地で、1:8、1:16、1:32及び1:64に希釈し
て15cmプレートに播種した。2週間後、約300個のコロニーが得られた。コロニ
ーを、上記のようにトリプシン/EDTAを使用して回収し、これを使用して、ウエ
ルあたり1個の細胞になるように計算してプレートウエルに播種した。18日後、
120個の単一コロニーのウエルを、COS産生タンパク質を用いて上記のようにELIS
Aによってスクリーニングした。これらのクローンのうち18個を拡大培養し、3
日後にELISAによって再度のスクリーニングを行った。4個のクローンを選択し
、さらに拡大培養した。これによって、3日間で、ICAM-6/Igが1mlあたり3.7μ
gと見積もられる上清が得られた。
実施例6
全長のマウスICAM-6 cDNAの単離
全長のマウスICAM-6 cDNAを単離する目的において、2回目のスクリーニング
を、市販のマウス精巣ライブラリー(Stratagene)由来の2×106pfuについて、
実施例2に記載されるMT3クローンを使用して行った。ハイブリダイゼーション
条件は上記の通りであったが、ライブラリーはICAM-6ドメイン2のプローブとハ
イブリダイズした。このプローブを、MT-3配列に由来するドメイン2の配列に基
づいて設計されたプライマ−I6MO36(配列番号:18)及びI6MO37を使用するPCR
で作製した。
I6MO36 CAGAGCCTCACCCTTACC 配列番号:18
I6MO37 AGGAGTGAAGGCACCCAG 配列番号:19
このプローブを2回のPCRを使用して標識して、ハイブリダイゼーションを実施
例2に記載されるように行った。
11個のクローンを同定し、MT2-36と呼ぶ1個のみが、全長のICAM-6をコードし
ているようであった。このクローンは、2つの挿入物を含有した:ホスファター
ゼをコードする0.8kbの挿入物及びマウスICAM-6をコードする2.8kbの挿入物。2.
8kbのマウスICAM-6挿入物を分析した。配列分析によって、このMT2-36の配列は
、MT-3配列から推定されるICAM-6配列、及び実施例4に記載されるRACE増幅産物
と同一であることが示された。MT2-36クローン(ICAM-6)のヌクレオチド配列を
配列番号:1に示す。それから推定されるアミノ酸配列を配列番号:2に示す。
MT2-36をコードするプラスミドMT2.36を、細菌宿主におけるブタペスト条約の条
項の下、American Type Culture Collection(12301 Rockville MD,20852)に1
997年10月16日に寄託し、寄託番号第98557号が与えられた。
実施例7
さらなるICAM-6発現プラスミドの構築
可溶性のマウスICAM-6の発現を改善し、前記のICAM-6/IgG1キメラ(実施例5
)において見出されたPhe180の変異を除去する目的で、pCI-neoベクター(Prome
ga,Madison,WI)においてICAM-6のドメイン1〜5/IgG1をコードする発現構
築物を作製した。38位におけるグルタミン酸(Glu)からアラニン(Ala)への変
異を含有する第2の発現構築物もまた作製した。このGlu38は、ICAM-6のドメイ
ン1(Ile-Glu-Thr-Phe)内における保存された
モチーフの一部であり、この保存モチーフは、ICAM-1及びICAM-3において、LFA-
1との結合に必須であることが明らかにされた。従って、他のICAMとの類推によ
って、アミノ酸配列におけるこの変化により、ドメイン1内の推定的なLFA-1結
合部位が除去されることが予想された。
A.機能分析のためのpCI-neoにおけるICAM-6ドメイン1〜5/IgG1
この構築物を作製するために、ドメイン3までのICAM-6のリーダー領域を、MT
2-36クローンをテンプレートとして使用するPCRによって増幅した。2つのプラ
イマーを設計した;I6MO55(配列番号:28)はマウスICAM-6の5'末端に相補的で
あり、I6MO56(配列番号:29)はドメイン3内の配列に基づいた。
I6MO55 GCGATGCTAGCAAGCTTCACAGCTCATCACCATGGCAATG-
CTTCTGTTGGGTGTCTGGACACTGCTGGCC 配列番号:28
I6MO56 GGACCCAGAGACACAAGGCAAGTCAGTTCC 配列番号:29
I6MO55プライマーは、他の構築物において高レベルのICAM発現を誘導することが
以前に示された短いコザック配列(斜体字)、及び2つのクローニング部位(Nh
eI及びHindIII、下線部)を含有していた。PCR反応は、MT2-36 DNAをテンプレー
トとして、プライマーI6MO55及びI6MO56、及び「校正」Pwo DNAポリメラーゼ(B
oehringer Mannheim,Indianapolis,IN)を使用して製造
システム9700(Perkin Elmer)において、95℃で1分間保持し、次いで、94℃で
15秒間、50℃で30秒間、そして72℃で45秒間の30サイクルによって処理した。PC
R産物(約880bp)は、ゲル
電気泳動において予想されたサイズで移動した。この断片をゲル精製し、NheI及
びBglIIで消化し、再度ゲル精製した(Wizard PCR精製キット、Promega、Madiso
n、WI)。
マウスICAM-6ドメイン1〜5/IgGキメラの構築を2段階で行った。最初に、
(リーダーからドメイン3までをコードする)ICAM-6のNheI/BglII断片を、実施
例5に記載される(ドメイン3〜ドメイン5をコードする)ICAM-6のBglII/XhoI
断片に連結し、NheI及びXhoIで予め切断されたpCI-neoベクターに挿入した。得
られるプラスミドをXL1 Blue Utracompetent細胞(Stratagene,La Jolla,CA)
に形質転換し、コロニーを、T3.1(配列番号:4)及びT7.1(配列番号:3)の
プライマーを使用するPCRによって正しい挿入物を有するプラスミドの存在につ
いて調べた。
第2段階で、第1段階の生成プラスミドをXhoI及びXbaIで消化し、ゲル精製し
た。実施例5に記載される903bpのSalI/XbaIのヒトIgG1ヒンジCH2−CH3断片を前
記のICAM-6配列及びベクター配列に連結した。得られるプラスミドを上記のよう
にE.coli XL1 Blue細胞に形質転換して、細菌を、正しいサイズの挿入物を有す
るプラスミドの存在についてPCRによってスクリーニングした。クローンの分析
を配列決定によって行い、正しい挿入物が存在すること、及びPhe180の変異が存
在しないことを確認した。
B.機能分析に必要なグルタミン酸/アラニン変異を有するpCI-neoにおけるICA M-6 ドメイン1〜6/IgG1
この構築物に関して、Glu38を、推定的なLFA-1結合部位を除去するためにアラ
ニンと置換した。3つのプライマーを設計して変異を作製した。第1のプライマ
ーI6MO57(配列番号:30)は
、グルタミン酸のコドンGAGをアラニンのコドンGCG(下線部)によって置換した
センスプライマーであった。第2のプライマーI6MO58(配列番号:31)は、グル
タミン酸のアンチセンスコドンCTCをアラニンのアンチセンスコドンCGC(下線部
)によって置換したアンチセンスプライマーであった。第3のプライマーI6MO59
(配列番号:36)は、I6MO55の5'末端と同一であるが、短かった。
I6MO57 CCTGGGCCCAGTGGAATCGCGACCTTCTAA 配列番号:30
I6MO58 TAAGAAGGTCGCGATTCCACTGGGCCCAGG 配列番号:31
I6MO59 GCGATGCTAGCAAGCTTCACAGCTCATCACC 配列番号:36
変異を、2回のPCRを使用して作製した。第1回目において、アラニン変異を
含有する2つの断片を作製した;217bpの5'断片をプライマーI6MO55及びI6MO58
で作製し、728bpの3'断片をプライマーI6MO57及びI6MO56で作製した。第1回目
のPCRを、上記のように、テンプレートとしてのMT2-36 DNA及びPwo DNAポリメラ
ーゼを使用して行った。PCR反応で得られる両方の断片をゲル精製し、次いで1/5
0に希釈して、2回目のPCRでのテンプレートとして使用した。
ICAM-6のリーダーからドメイン3までの領域及びGlu38/Ala38変異を含有する
1つのDNA断片を作製するために、2回目のPCRを行った。プライマーI6MO59及び
I6MO57を用いた。テンプレートは、第1回目のPCRにおいて得られた217bp及び72
8bpの断片の混合物であった。この2つのDNA断片は30bpが重複し、従ってこれら
はPCR反応のアニーリング工程中において互いにアニーリングした。単一ストラ
ンド化された領域への伸長によって、ICAM-6のリーダーからドメイン3までの領
域を含有し、かつAla38変異を
含有する915bpの断片が得られた。PCR反応を、上記のように、Pwo DNAポリメラ
ーゼを用いて行った。
得られた915bpのICAM-6断片をNheI及びBglIIで消化してゲル精製した。この断
片を、上記のBglII/XhoIのICAM-6断片(ドメイン3〜5)と一緒にし、NheI及び
XhoIで予め消化されたpCI-neoベクター内に連結して、pCI-neo ICAM-6(リーダ
ー〜ドメイン5、Ala38)プラスミドを得た。
最後に、SalI/XbaIのIgG1-Fc断片を上記のプラスミド内に挿入した。得られる
プラスミドはICAM-6 Ala38/IgGキメラをコードした。これは、配列決定によって
確認された。
HIS タグのICAM-6ドメイン1〜3
マウスICAM-6/IgG1キメラ内のヒトIgG1の存在は、発現したポリペプチドを、
免疫組織学に必要なポリクローナル抗体を惹起させるための抗原として使用する
ことを困難にすると考えられた。従って、そのIgG1抗原を有さない可溶性のマウ
スICAM-6の産生を可能にする発現構築物を調製した。
可溶性のICAM-6分子を産生するために、マウスICAM-6の最初の3つのドメイン
を細菌の発現ベクターpBAR8a内に挿入した。このベクターを使用して発現される
タンパク質は、誘導性のアラビノースプロモーターの制御下で転写される。pBAR
8aプラス
番号:17)をそのクローニング部内にコードし、これによって
タンパク質の検出及び精製が可能になる。
HISタグ CATCACCATCACCATCAC 配列番号:32
マウスICAM-6の最初の3つのドメインを、2つの理由で選択した。第1に、ICAM
-6分子のN末端部分との免疫反応が可能であり、そしてICAM-6機能を阻止するこ
とができ、組織切片でのICAM-6分子を検出することもできる抗体が所望された。
第2に、他のICAMタンパク質を用いた経験に基づいて、最初の3つのドメインの
発現により、E.coliにおいて可溶性タンパク質が得られることが可能であると考
えられた。
びHISタグ配列と読み枠を合わせてpBAR8a内に挿入した。最初に、ICAM-6のドメ
イン1からドメイン3をコードするDNAをPCRによって作製した。一方のプライマ
ーI6MO52(配列番号:33)を、ドメイン1の5'末端に相補的であるように設計し
た。このプ
読み枠を合わせて位置することを可能にするKpnI(下線部)を含む。別のプライ
マーI6MO54(配列番号:37)を、ドメイン3の3'末端に相補的であるように、そ
してpBAR8aにおけるクローニングを可能にするSpeI部位(下線部)及びICAM-6融
合タンパク質の翻訳を停止させる停止コドン(斜体字)を含有するように設計し
た。
I6MO52 CGAGGAGCTGTTTCAGGTACCTGTCC 配列番号:33
I6MO54 CGTTCACTAGTTTTCTGCTCTCAGGGACC 配列番号:37
PCR増幅を、マウスICAM-6クローンのMT2-36をテンプレートとして、I6MO52及びI
6MO54をプライマーとして、そして「校正」Pwo DNAポリメラーゼ(Boehringer M
annheim,Indianapolis,IN
)を使用して製造者のプロトコルに従って行った。反応は、Ge
4分間変性させ、その後94℃で30秒間の変性、52℃で30秒間のアニーリング、及
び72℃での1分間の伸長の30サイクルによって行った。予想されるサイズで移動
する800bpのPCR断片をゲル精製し(Wizard PCR Purification System)、Promega
)、KpnI及びSpeIで消化し、再度ゲル精製して、KpnI及びSpeIで予め消化された
ゲル精製pBAR8aに連結した。得られるプラスミドを、製造者のプロトコルに従っ
て、DH5αコンピテント細胞(Gibco BRL,Gaithersburg,MD)に形質転換し、テ
トラサイクリンアガ
入物の存在を配列決定することにより確認した。
ICAM-6融合タンパク質を産生するために、ICAM-6/pBAR8aプラスミドを、アラ
ビノース代謝が欠損しているE.coli株に形質転換した。少量スケールの実験にお
いて、形質転換コロニーを30℃で増殖させ、そしてタンパク質発現を誘導するた
めに、アラビノースを0.5%の最終濃度に添加した。サンプルを誘導の1時間後
及び2時間後に採取し、遠心分離によってペレット化して、冷CMP-PBSで再懸濁
した。発現タンパク質の存在を、12%SDS-PAGEゲル(Novex,San Diego,CA)で
調べた。予想される分子量に対応する約38kDで移動するタンパク質が検出された。このIC
AM-6融合タンパク質を、標準的なプロトコルに従って、ニッケル精製カラム(Ni
-NTA Silica,QIAGEN,Chatsworth,GA)を使用して精製する。
D.pCI-neo におけるICAM-6のドメイン1〜5
別の可溶性ICAM-6構築物を、ICAM-6の5つの細胞外ドメイン
て、IgG1に対する反応性を有することを所望しない場合、ウサギまたはニワトリ
のいずれかにおいてポリクローナル抗体を惹起させるために哺乳動物細胞で発現
させた。
号:39)のプライマーを使用するPCRによってICAM-6の3'末端に取り込んだ。
I6MO44 TCACGGCAGCTCAGCCACCAAGC 配列番号:19
I6MO45 AATTTCTCGAGTCACTTGTCATCGTCGTC-
CTTGTAGTCCTCAGGCAGGCCTTGGAC 配列番号:39
これらのプライマーを、MT-3 DNAをテンプレートとする50μlの2つのPCR反応に
おいて使用した。サンプルを94℃で5分間保持し、次いで、94℃で30秒間、55℃
で30秒間、及び72℃で30秒間の30サイクルによって処理した。PCR産物(約850bp
)をゲル精製し、XhoI及びBglIIで消化し、再度ゲル精製した(QIAquick Gel Ex
traction Kit,QIAGEN,Chatsworth,GA)。ICAM-6の5'末端を、実施例4に記載
される「5'RACE ICAM-6クローン#6」をSpeI及びBglIIで消化して、720bpのDNA
断片をゲル精製することによって単離した。ICAM-6の5'末端及び3'末端を含有す
るDNA断片を、NheI及びXhoIで予め消化されたpCI-neo内に連結した。連結反応混
合物をXL2 Blueコンピテント細胞に形質転換し、形質転換体をPCRによってスク
リーニングした。プラスミドのICAM-6配列を、上記のように配列決定することに
よって確認した。正しい配列を有する3個のクローンを、ICAM-6/Ig構築物に関
して前記のようにCOS細胞にトランスフェクションした。
体(Eastman Kodak Company,Nwe Haven,CT)を使用するウエスタンブロットに
より検出できながった。
実施例8
抗マウスICAM-6抗体の調製
抗マウスICAM-6モノクローナル抗体は、異なる方法で作製することができる。
A.マウス脾内注射
2匹のマウスを予備採血し、0日目に5μgのICAM-6/IgG1キメラタンパク質を
含むPBSを脾内注射することによって免疫化した。免疫化を、以前に報告された
方法[Spitz,Meth.Enzymol.121:33-41(1986)]によって行った。11日目に、
マウスから採血し、ELISAによって免疫化抗原に対する反応性についてアッセイ
した。簡単に記すと、Immulon4プレート(Dynatech,Cambridge,MA)を、ウシ
及びマウスの血清タンパク質(Jackson ImmunoResearch)に予備吸着させたヤギ
抗ヒト抗体でコーティングした。プレートを洗浄して、ICAM-6 IgG1を含有するC
OS上清を加えた。陰性コントロールとして、ICAM-1/IgG1融合タンパク質を、10
%FBSを含むRPMIで2μg/mlに希釈して、同じように固定化した。プレートをイ
ンキュベーション及び洗浄した後、免疫前マウス血清及び免疫マウス血清を加え
た。ヤギ抗マウスIgG1(fc)西洋ワサビペルオキシダーセ(HRP)結合抗体(Jackson
)を、何らかのマウスの抗ICAM-6抗体を検出するために使用した。
結果は、マウスの免疫血清は、免疫前血清と比較して、固定化したICAM-6融合
タンパク質またはICAM-1融合タンパク質のいずれに対しても反応性を示さないこ
とを示した。従って、この
手順による免疫化はこれ以上行わなかった。
B.ハムスター脾内注射
1匹のアルメニアンハムスター(Cytogen Research and Development,West R
oxbury,MA)を予備採血し、0日目に、上記のように、5μgのICAM-6/IgG1キメ
ラタンパク質を含むPBS溶液を脾内注射することによって免疫化した。11日目の
試験採血を、上記と同様に、ELISAによってアッセイした。しかし、固定化したI
CAM-3/IgG1を陰性コントロールとして使用し、そしてヤギ抗アルメニアンハムス
ターIgG HRP結合抗体(Jackson)を使用して血清の反応性を検出した。
結果は、ICAM-3と比較して、固定化ICAM-6との血清の弱い反応性を示した。
14日目に、ハムスターに上記と同じ抗原を脾内に再度注射した。ハムスターは
麻酔の最中に死亡したため、脾臓を直ちに取り出し、以前に報告された技法[Bo
ss,Meth.Enzymol.121:27-33(1986)]に記載されるように、ICAM-6/IgG1抗原
の存在下での単一細胞懸濁物として培養した。4日後、脾臓細胞を集め、標準的
な手順を使用してNS-1細胞と融合した。11日後、ハイブリドーマの培養上清を、
上記のように、ELISAによって、固定化したICAM-6/IgG1またはICAM-3/IgG1に対
してスクリーニングした。
結果は、ICAM-6との特異的な反応性を示さなかった。
C.ICAM-6 D1-5/IgG1 を含むフロイントアジュバントを用いたハムスターの免疫 化
2匹のアルメニアンハムスター(Cytogen Research and Development,West R
oxbury,MA)を0日目に予備採血し、50μgの
ICAM-6/IgG1融合タンパク質を含む完全フロイントアジュバント(200μlの総容
量)で免疫化した。15日目に、ハムスターを、50μgの同じ抗原を含む不完全フ
ロイントアジュバント(IFA)で追加免疫した。25日目に、動物から採血して、
抗体力価をELISAにより測定した。
Immulon4プレート(Dynatech,Cambridge,MA)を、ウシ及びマウスの血清タ
ンパク質(Jackson ImmunoResearch,West Grove,PA)に予備吸着させたヤギ抗
ヒト抗体でコーティングした。ICAM-6/IgG1融合タンパク質を、COSトランスフェ
クション細胞(実施例2に記載)の上清から捕獲した。ICAM-1/IgG1融合タンパ
ク質を10%FBSを含むRPMIで2μg/mlに希釈して、陰性コントロールとして個々
のウエル中で捕獲した。ハムスターから得られた免疫前血清及び免疫血清を希釈
し、ICAM-6/IgG1捕獲後の個々のウエルに添加した。ヤギ抗ハムスター西洋ワサ
ビペルオキシダーゼ(HRP)結合抗体を、ハムスターの抗体を検出するために使用
した。
2匹のハムスターから得られた免疫血清は、ICAM-6/IgG1及びICAM-1/IgG1のウ
エルの両方において、試験した最高希釈度(1:1,600)で、免疫前血清を超え
る反応性を示した。血清の抗体結合の特性を決定するために、別のELISAを行っ
た。この場合、ICAM-1/IgG1を、希釈したハムスター抗体に加え、それによって
両方の融合タンパク質のIgG1部分に対する反応性を吸収した。捕獲ICAM-6/IgG1
に対する特異的な反応性は検出されなかった。
ハムスターにおける抗原応答性を改善する目的で、追加免疫を、4週間にわた
り定期的に、ICAM-6/IgG1含むIFAを使用して投与した。特異的な反応性が検出さ
れる場合、ハムスターに、ICAM-6/IgG1を含むリン酸緩衝化生理食塩水(PBS)を
腹腔内注射することにより最後の追加免疫を行い、4日後に脾臓を無菌
的に取り出した。脾臓細胞を、標準的な手順に従って、NS-1メラノーマ細胞(A.
T.C.C.,Rockville,MD)と2:1の比で融合する。培養上清を、捕獲したICAM-
6/IgG1及びICAM-1/IgG1を使用して、上記のようにELISAによってスクリーニング
する。
D.ポリクローナル抗血清を産生するためのウサギの免疫化 パク質として発現する可溶性ICAM-6を免疫原として使用して、免疫組織学染色に
有用なポリクローナル抗血清を産生するため、ニュージーランド白ウサギのそれ
ぞれに、50〜150mgのICAM-
トを皮下注射する。その後の注射を、同じような量の免疫原で、ただし不完全フ
ロイントアジュバントで3〜4週間の間隔で行う。ウサギがらの採血を3回目の
注射の7〜14日後及び引き続いて行われた各注射時に行い、血清をELISAによっ
て、ICAM-6/IgG1融合タンパク質に対する特異的な反応性についてアッセイする
。特異的な反応性が検出される場合、標準的な技術を使用してウエスタン分析及
び免疫細胞化学を行う。
実施例9
マウスICAM-6の機能分析
ICAM-6の生物学的関連性を明らかにする目的で、接着アッセイを、固定化マウ
スICAM-6/IgG1融合タンパク質(実施例5)と、既知のICAMと結合するインテグ
リンを発現する細胞とを使用して行った。
A.ICAM-6/LPA-1 (CD11a/CD18)結合の分析
最初の接着アッセイを、固定化したICAM-6/IgG1と、CD11a/CD18インテグリン
を発現するが、他のCD18インテグリンを発現しないことが知られているマウスT
細胞株のPLPを使用して行った。2つの他の細胞株として、ヒトBリンバ芽球様
細胞株のJY8及びヒト前骨髄性単球細胞のHL-60もまたこのアッセイにおいて使
用した。陰性コントロールとして、CD18インテグリンを発現しないマウスのpre-
Bミエローマ細胞株のNS-1もまたアッセイした。
接着アッセイを、96ウエルEasy Washプレート(Corning)において、以前に報
告された手順[Morla et al.,Nature 367:193-196(1994)]の改変法を使用して
行った。各ウエルを、50μlの5μg/mlマウスICAM-6/Ig融合タンパク質または5
μg/mlヒトICAM-1/Igタンパク質(両方とも、50mM重炭酸塩緩衝液(pH9.6)のス
トック溶液から得られる)でコーティングした。入れた細胞の100%結合を定量
するためのコントロールウエルを、抗CD18モノクローナル抗体でコーティングし
た:ヒト細胞については抗CD18抗体のM17または22F12Cを使用し、マウス細胞に
ついては抗CD11a抗体のM17または抗CD3抗体の145-2C11を使用した。バックグラ
ウンド結合を測定するためのコントロールウエルを、ウシ血清アルブミン(BSA
)でコーティングした。マウスICAM-6融合タンパク質またはマウスICAM-1融合タ
ンパク質のいずれかを加えた後、ウエルを、1%BSAを含むPBSで、1時間、室温
でブロッキングした。ウエルを洗浄して、5mM KCl、150mM NaCl、1mM MgCl2、
1mM CaCl2、20mM HEPES、10mM D-グルコース及び5%FBSを含有する200μlの接
着緩衝液を、ホルボール12-ミリステート13-アセテート(PMA)(20ng/ml)の存
在下または非存在下のいずれかで加えた。結合の特異性を決定するために、CD18
と免疫反応し得るモノクローナル抗体の抗体2E6、または
ヒトCD11aと免疫反応し得るモノクローナル抗体の抗体TS1/22(ATCC)を接着緩
衝液に添加した。次いで、細胞(5×106細胞/mlの100μl)を各ウエルに加えて
、プレートを、37℃で、5%CO2中で30分間インキュベーションした。接着性細
胞を、50μlのグルタルアルデヒド溶液を添加して固定化し、洗浄して、0.5%ク
リスタルバイレット(Sigma)溶液で染色した。洗浄し、70%エタノールを添加
した後、接着性細胞を、570nmでの吸光度を、SPECTRAmaxTM250マイクロプレート
分光光度計システム(Molecular Devices)を使用して測定することによって定
量した。接着性細胞の割合を下記の式を使用して求めた:
結果は、PLP細胞が、陰性コントロールのNS-1細胞株と比較して、固定化ICAM-
6/IgG1に優先的に結合することを示した。PLPの結合は、固定化ICAM-6/IgG1の濃
度に依存し、抗CD18抗体の存在下で阻止された。さらに、PLPの結合は、CD11a/C
D18インテグリンを活性化することが知られているPMAの存在下で増大した。PLP
細胞の結合は、ヒトICAM-1/IgG1でコーティングしたウエルでは検出されながっ
た。JY-8細胞及びHL-60細胞もまた、固定化ICAM-6/IgG1に結合し、その結合は抗
ヒトCD11a抗体の存在下で阻止された。これらの結果により、マウスICAM-6はマ
ウス及びヒトのCD11a/CD18の両方と結合し得ることが示された。
B.ICAM-6/Mac-1 (CD11b/CD18)及びICAM-6/p150/95(CD11c/CD18)結合の分析
CD11b/CD18及びCD11c/CD18に結合するマウスICAM-6を評価するために、両方の
インテグリンを発現するマウス単球細胞株のRAW 264.7、及びCD11b/CD18を発現
するヒトHL-60細胞株を上記の接着アッセイに用いた。結合の特異性を、抗マウ
スCD11b抗体(M1/70)、抗マウスCD11c抗体(N418)、抗マウスCD18抗体(2E6)
、抗ヒトCD11b抗体(44AACB)、または抗ヒトCD18抗体(22F12C)を使用して決
定した。さらに、抗体阻止の特異性を、非阻止性のマウスCD18抗体(M18)を使
用して決定した。
結果は、RAW 264.7細胞が固定化ICAM-6と結合し、その結合が、抗マウスCD11b
モノクローナル抗体、抗マウスCD11cモノクローナル抗体、及び抗マウスCD18モ
ノクローナル抗体の両方の存在下で阻止されることを示した。しかし、結合は、
非結合性の抗CD18抗体によって影響を受けながった。HL-60はまた、ICAM-6/IgG1
がコーティングされたウエルに結合し、その結合は抗ヒトCD11b抗体によって阻
止された。これらの結果により、マウスICAM-6は、マウス及びヒトのCD11b/CD18
の両方と結合し、そしてマウスCD11c/CD18に結合することが明らかにされる。
C.ICAM-6/ α-d結合の分析
αdのICAM-6への接着を、ラットαd及びヒトCD18をコードするcDNAでトランス
フェクションされたチャイニーズハムスター卵巣(CHO)細胞を用いて試験した
。αd/huCD18 CHO細胞を、上記のように、固定化されたマウスICAM-6/IgG1、ヒ
トICAM-1/IgG1、またはヒトVCAM-1/1gG1の融合タンパク質のいずれかに対する接
着について試験した。αdに関する結合の特異性を、抗ラットαdモノクローナル
抗体(205C)及び抗ヒトCD18モノクローナ
ル抗体(22F12C)を使用して決定した。非結合性抗体を、ヒトVCAM-1/IgG1のαd
に対する結合の陰性コントロールとして使用した。
予備的な結果は、マウスICAM-6がαd/CD18インテグリンと結合することを示し
た。
実施例10
マウスICAM-6転写のin situハイブリダイゼーション
ICAM-6がどの細胞で発現しているかを同定するために、in situハイブリダイ
ゼーションを、マウスICAM-6リボプローブを用いてマウスの精巣組織切片につい
て行つた。ICAM-6のドメイン1及び2のアンチセンスリボプローブを、マウスの
精巣組織切片におけるICAM-6 mRNAを検出するために使用した。ICAM-6 mRNAにハ
イブリダイズしないICAM-6のセンスプローブを陰性コントロールとして使用した
。
上記のプローブを、製造者のプロトコル(Stratagene)に従って、α-35S UT
Pを用いるRNA転写により標識した。凍結組織切片を、コーティングしたスライド
ガラス(Superfrost Plus VWR,Seattle,WA)に置き、パラホルムアルデヒドで
固定し、変性し、一連のエタノール洗浄により脱水して乾燥した。組織切片のハ
イブリダイゼーションを、一晩、50℃で、50%ホルムアミド、0.3MNaCl、20mM
Tris pH7.5、5mM EDTA)1×Denhardt溶液、10%デキストラン硫酸、0.5mg/ml
酵母RNA、100mMジチオスレイトール(DTT)、及び組織切片あたり5×105cpmの
プローブを含む中で行った。スライドガラスを、10mM DTTを含有する4×SSCで
室温で1時間洗浄し、その後10mM DTTを含有する50%ホルムアミド1×SSCで60
℃で40分間洗浄し、そして2×SSCで1回洗浄し、0.1×SSCで1回洗浄した。最
後の2回の洗浄は、
穏やかに攪拌しながら室温で30分間行った。組織切片を脱水し、風乾し、写真乳
剤(Kodak NTB2 Nuclear Emulsion,International Biotechnologies,Hartford
,CT)でコーティングして感光させた。現像後、組織切片をヘマトキシリン−エ
オシンで対比染色して、銀粒子を暗視野顕微鏡によって可視化した。
強いハイブリダイゼーションシグナルが、マウスICAM-6アンチセンスプローブ
を用いて4日間の感光後、マウス精巣の細管内の第一精母細胞で検出された。そ
れとは著しく対照的に、コントロールのICAM-6センスリボプローブとハイブリダ
イズした精巣組織は、全くハイブリダイゼーションしなかった。
実施例11
部分的なヒトのゲノムICAM-6 DNAの同定
マウスAA065987配列を、その配列がGenbank配列のどれとも一致していないこ
とを明らかにするために、2番目のBLASTN検索における提示配列として使用した
。Genbankデータベースから、J03071と呼ばれる約66,5kbのヒトのゲノム配列が
、AA065987内の対応する配列に対して約70%のヌクレオチド相同性を有し、アミ
ノ酸レベルで約61%の相同性を有する領域を含有するとして同定された。AA0659
87に相同的な配列に加えて、J03071は、ヒト成長ホルモン(GH1及びGH2)及び絨
毛性ソマトトロピンポリペプチドホルモン1、2及び5の完全なタンパク質コー
ド領域を含む。J03071の染色体位置(17q22-24)は、PECAM(17q23)及びICAM-2
(17q23-17q25)をコードする遺伝子の近傍であることが決定された。
J03071のゲノムDNA配列内において、既知のICAMに対する相同性を有するタン
パク質配列をコードする5つの領域が同定された。DNAのこの5つの領域は、1
つの部分的なエキソン及び4つ
の完全なエキソンを表しているようであった。この5つの領域によりコードされ
るタンパク質配列を調べることによって、そしてICAM-1のイントロン/エキソン
のスプライシングパターンに対する類推によって、この5つのタンパク質コード
領域はエキソン2〜6と呼ばれた。最初の領域であるエキソン2(ヌクレオチド
66,422〜66,495)は、ICAMにおけるドメイン1の一部に対して相同性を有する。
その配列は、J03071のDNAの末端まで拡がり、従って、エキソン2の一部のみを
表してることが十分に考えられた。(エキソン3によってコードされ、ヌクレオ
チド64,225または66,226からヌクレオチド64,544までの)ドメイン2と呼ばれる
領域が翻訳される場合、フレームシフトが、オープンリーディングフレーム及び
他のICAMとの相同性を維持するために必要であった。ドメイン3をコードし、ヌ
クレオチド63,697からヌクレオチド63,975または63,976のいずれかまでのエキソ
ン4は、完全なオープンリーディングフレームをコードし、既知ICAMとの相同性
を示した。2つの停止コドンが、エキソン5(ヌクレオチド62,895〜63,163)に
よってコードされるドメイン4の中に見出された。1つの停止コドンが、エキソ
ン6(ヌクレオチド61,329〜61,569)によってコードされるドメイン5の中に見
出された。しかし、すべてのドメインにおいて、そのアミノ酸配列には、保存さ
れたシステイン残基が、ICAMに特徴的なシステインの前後のアミノ酸配列ととも
に含まれていた。J03071によってコードされる様々なドメインのアミノ酸配列を
既知のICAMと比較した場合、計算された同一性の割合は、任意の2つの特定ICAM
の配列の比較について特徴的であった。比較分析の結果を表3に示す。「代表的
な」アミノ酸の同一性及びタンパク質構造のために、J03071によってコードされ
るポリペプチドはICAM-6と呼ばれた。ドメイン3におけるフレー
ムシフトならびにドメイン4及び5における停止コドンは配列決定での誤りを反
映していることが考えられるが、J03071の推定的なICAM-6コード領域は偽遺伝子
であって機能的なポリペプチドをコードしていないと考えることもまた可能であ
る。
既知のICAMに対して相同的な5つの領域を含むJ03071の一部を、ESTデータベ
ースのBLASTN検索において使用した。2つのEST(H79158及びH54052)を同定し
た。この2つのESTは、胎児の肝臓及び脾臓のライブラリーから単離され、そし
てそれらがスプライシングされていないcDNAであることを示すエキソン及び隣接
イントロンのヌクレオチドを含むとして同定された。
マウスのICAM-6配列を使用して、相同的な領域がさらに、J03071のゲノム配列
において認められた。この領域は、マウスICAM-6の膜貫通領域及び細胞質テイル
に対して48%の相同性を有するアミノ酸配列をコードし、従って対応するヒト配
列を表すと考えられた。この推定的な膜貫通/細胞質テイルをコードするこれら
の配列は連続しており、そのような配列が同じエキソン内で見出される場合、そ
の推定的な膜貫通/細胞質テイルは他のICAM遺伝子に関して認められる配列と一
致する。J03071の膜貫通/細胞質領域は、ヌクレオチド60,912〜61,135に対応す
る。
実施例12
ヒトICAM-6の組織及び細胞での発現
2つの方法を利用して、全長のヒトICAM-6クローンの単離を試みるために供給
源として適切な細胞または組織を同定した。最初の分析において、いくつかの細
胞株及びいくつかのcDNAライブラリーから得られるcDNAサンプルを、ヒトICAM-6
のドメイン1〜3に対応するプライマーを使用するPCRによってスクリーニング
した。2番目の方法において、ICAM-6のドメイン3を、PCRによってクローニン
グし、ヒトRNAサンプルのノザンブロット分析のプローブとして使用した。
A.ICAM-6 ドメイン3の試験PCR分析及びクローニング
上記の2つの方法の実施を可能にするために、ICAM-6 cDNAの存在を検出し、
そしてノザンブロット分析プローブとして使用されるICAM-6ドメインをクローニ
ングする手段として、ICAM-6から得られるドメイン3が増幅されるPCR条件を決
定することが必要であった。プライマーI601、I602、I603及びI606を、J030
71の配列から決定されるドメイン3内に位置する配列に基づいて設計した。プラ
イマーI603及びI606はまた、それぞれ、その後のクローニング処理を容易にする
ために、EcoRI及びXhoIの制限部位(下記の配列内の下線部)が作製されるよう
に設計した。
I601 CTTTTGGAGGCTGGGATG 配列番号:38
I602 CATTGCACCCAGAGATGC 配列番号:20
I603 ATAGAATTCCTTTTGGAGGCTGGGATG 配列番号:21
I606 TAACTCGAGCATTGCACCCAGAGATGC 配列番号:22
最初に、PCR増幅を、末梢血リンパ球から精製されたゲノムDNAをテンプレートし
て使用して行った。PCR反応は、実施例2に記載されるのと同じ緩衝液を用いて
行った。増幅産物の産生を最適にするために、反応条件を、MgCl2濃度(1.5mM、
2mM)及びアニーリング温度(50℃、55℃、60℃)に関して変更した。様々な反
応を、同時に、3台のDNAサーマルサイクラー480(Perkin Elmer,Foster City
,CA)で行った。すべての反応の熱条件は、最初に、94℃での4分間の変性工程
、その後、94℃で1分間の変性、50℃、55℃または60℃で30秒間のアニーリング
、及び72℃で1分間の伸長の3サイクルであった。得られる増幅産物を、アガロ
ースゲル電気泳動を使用して分析した。試験したすべてのPCR条件下で、予想さ
れるサイズで移動する断片として、プライマー対I603/I606を使用する210bp断片
及びプライマー対I601/I602を使用するより小さな断片が検出された。
すべての反応から得られる生成物をまとめて、30μgのキャリア酵母RNAを用い
て、0.3M酢酸ナトリウム及び2容量のエタノールで沈澱させた。増幅産物及びB
SII SK+ベクター(Stratage
ne)をEcoRI及びXhoIで消化し、断片及び線状化したベクターの両方をゲル精製
し(QIAGENキット)、2つのDNAを一緒に連結して、得られたプラスミドを、製
造者の指示プロトコルに従って、XL1 Blue Ultracompetent細胞(Stratagene,L
a Jolla,CA)に形質転換した。
単一コロニーを選択して、テンプレートとして細菌DNAを使用する2系列のPCR
増幅によって、ICAM-6のドメイン3の存在についてPCRによってスクリーニング
した。一方のPCRにおいて、正しい330bp挿入物の存在を、プライマーT3.1及びT7
.1を使用して調べた。第2のPCR反応において、同じ細菌におけるICAM-6ドメイ
ン3の存在を、ICAM-6と下記のベクタープライマーとを組み合わせて調べた。T3
.1及びプライマーI608を使用すると、259bpのPCR産物が予想された。プライマー
T7.1及びI607を使用すると、215bpの増幅産物が予想された。
I607 GCGAGGTGGCTAGGGTGTTTCCAGC 配列番号:23
I608 CCTGATCACCAGCCTCCATGGTCCG 配列番号:24
すべてのPCR反応を、上記のように、1.5mM MgCl2を用いて、50℃のアニーリング
温度で行った。PCRによって決定された正しい挿入物を有するコロニーを1つ選
択した。このクローンからのプラスミドDNAを、Wizardミニプレップ精製キット
(Promega)を使用して抽出し、ドメイン3の配列を確認した。
結果は、その配列が、完全なオープンリーディングフレームをコードし、J030
71におけるヒトICAM-6のドメイン3のゲノム配列と同一であることを示した。
B.PCR 分析
PCRを使用して、どれがヒトICAM-6 cDNAを含有するかを決定するために、いく
つかのcDNAライブラリーのスクリーニングを行った。スクリーニングを、主とし
て、造血細胞及び内皮細胞について集中して行った。なぜなら、ICAMは、これら
の細胞タイプに特徴的に発現しているからである。さらに、スクリーニングを行
ったサンプルには、IL-1及び/またはIL-4で刺激されたヒト臍帯血管内皮細胞か
ら得られたcDNAに加え、刺激されていないヒト臍帯血管内皮細胞(HUVEC)から
調製されたcDNA、前骨髄性細胞株HL-60から得られたcDNA、ならびに肺、虫垂(a
ppendix)及び結腸から得られたcDNAが含まれた。PCRはまた、HUVEC、Jurkat細
胞(ヒトT細胞株)、末梢血単核細胞(PBMC)、滑膜、及びHeLa細胞(上皮頸部
腫瘍細胞株)から調製されたcDNAライブラリーを含むいくつかのヒトcDNAライブ
ラリーについても行った。PCR反応を、上記のように、2mM MgCl2を用いて、60℃
のアニーリング温度で行った。プライマーI601(配列番号:38)及びI602(配列
番号:20)をPCRにおいて使用した。
アガロースゲル電気泳動で、210bpのICAM-6ドメイン3のDNAバンドが、HUVEC
cDNA、HUVECライブラリーがら、そしてPBMCライブラリーからもまた検出された
。PCR反応をさらに、ICAM-6誘導のプライマーの他の組合せを使用してこれらのc
DNAサンプルを用いて行い、ライブラリーが、ICAM-6のドメイン1をコードする
かを決定し、そしてクローンが正しくスプライシングされているかを決定した。
ドメイン1に特異的なプライマーI6011(配列番号:25)、及びドメイン3をコ
ードするDNAに特異的なI602(配列番号:20)またはI608(配列番号:24)のい
ずれかをPCRにおいて使用した。
I6011 GCAGTGCTTCTTCTCTTGTGCAGGG 配列番号:25
予想されるサイズの増幅産物はPCR反応で見出されなかった。このことは、以
下のいずれかを示す。(i)ICAM-6ドメイン1をコードするDNAはライブラリーには
存在していなかった、あるいは(ii)クローンはスプライシングされていなかった
、あるいは(iii)cDNAサンプルは、最初の反応で検出されたドメイン3のシグナ
ルを生じるゲノムDNAが混入していた。
B.ノザン分析
ノザン分析を、HUVEC;A549、HeLa、HL60、Jurkat、Ramos及びU937を含む細胞
株;脾臓、胸腺、末梢血白血球、精巣、前立腺、卵巣、結腸、及び小腸を含む組
織タイプから単離されたRNAについて行った。ハイブリダイゼーションプローブ
には、上記のようにクローニングされたICAM-6ドメイン3に対応する配列が含ま
れた。
ヒトICAM-6ドメイン3プラスミドをEcoRIで線状化し、Qiagenキットを使用し
てゲル精製した。抗アンチセンスICAM-3 RNAプローブを、製造者のプロトコル(
RNA転写キット、Stratagene)に従って、32P標識UTPを使用してin vitro転写に
よって標識した。メンブレンを、一晩、65℃で、50%ホルムアミド、5×SSC、5
0mM Tris-HCl(pH7.6)、0.1%ピロリン酸ナトリウム、0.2%ポリビニルピロリ
ドン、0.2%フィコール、5mM EDTA、2%SDS、及び150mg/ml変性サケ精子を含
む中でハイブリダイズした。メンブレンの洗浄を、65℃で、0.1%SDSを含有する
2×SSCで2回、そして0.1%SDSを含む0.1×SSCで2回、それぞれ15分間行った
。
結果は、精巣及び前立腺において3kb RNAの高レベルの発現を示した。PBLにお
いて、1kb断片が同定された。結腸及び小腸に
おいて、7.5kbの転写が認められた。HUVEC及び様々な細胞株において、高レベル
のハイブリダイゼーションが、サイズ的には28SリボソームRNAと一致する4.4kb
RNAとともに検出された。プローブがrRNAと交差反応するかどうか、あるいはこ
れらの細胞タイプに特異的な4.4kbの転写物が存在するかどうかは不明である。
実施例13
ヒトICAM-6 cDNAの単離
HUVEC及びPBMCのcDNAライブラリーが、ICAM-6ドメイン3に対応するDNAを含む
ことが明らかとなったので、ICAM-6ドメイン3のPCRプローブを使用して、全長
のICAM-6 cDNAを単離する目的で、2つの細胞タイプから得られたcDNAライブラ
リーのスクリーニングを行った。さらに、ノザンブロット分析によって精巣にお
ける発現が明らかにされたので、ヒトの精巣ライブラリー(Stratagene)もまた
スクリーニングした。これらのライブラリーのスクリーニングを、実施例2に記
載されるPCRによって標識したヒトICAM-6ドメイン3のプローブを用いて行った
。非標識テンプレートを、テンプレートとしてのICAM-6ドメイン3プラスミド及
びプライマーI601(配列番号:38)及びI602(配列番号:20)を使用するPCRに
よって作製した。PCR産物をゲル精製し、希釈し、テンプレートとして使用して
、210pbのICAM-6ドメイン3プローブを作製した。ハイブリダイゼーション条件
は、実施例2に記載される通りであった。
精巣ライブラリーから得られた結果により、13個の陽性クローンが得られた。
その中の8個を配列決定して、4個がスプライシングされたICAM-6クローン(ク
ローン13A、20C、5A及び13B)で、4個がスプライシングされていないICAM-6ク
ローンであ
ることを明らかにした。4個のスプライシングされたクローンの中で、20C及び1
3Aの2つはリーダー配列及びドメイン1配列を含むことが見出された。PBMCライ
ブラリーにおいて、1個のスプライシングされていないクローンが同定されただ
けであった。HUVECライブラリーにおいては、クローンは同定されなかった。
ヒトICAM-6配列のより完全な配列を決定するために、リーダー及びドメイン1
の一部をコードするヒトICAM-6のコード領域をBLASTN検索における提示配列とし
て利用した。この検索によって、3個のヒトICAM-6クローンを表しているような
4個のEST配列が明らかにされた。2つのEST配列AA421394(配列番号:49)及び
AA421290(配列番号:50)は、別のクローン731071の5'末端及び3'末端に対応し
た:このクローン731071は、ヒト精巣ライブラリーから単離され、ICAM-6のリー
ダー及びドメイン1〜3をコードする。実施例11で以前に参照されたヒト胎児
肝臓−脾臓ライブラリーから得られた2つのESTのH79158(配列番号:47)及びH
54052(配列番号:48)もまた同定され、スプライシングされていないドメイン
4をコードしているようであった。
精巣ライブラリーから得られた8個のクローンの配列を決定した。それらの結
果を組み合わせて、EST J03071のデータベース配列を訂正した。訂正された配列
は、リーダーならびにドメイン1、2及び3は、完全なオープンリーディングフ
レームをコードすることを示した。しかし、ドメイン4の配列は、依然として、
停止コドンを含んでいた。ICAM-6のより完全なポリヌクレオチド配列を用いて、
他の既知ICAMの配列に対する2回目の比較を、ドメイン4内の停止コドンの存在
にもかかわらず、ICAM-6のドメイン4及び5の比較を含めて行った。結果を下記
の表4に示す。
リーダー及びドメイン1〜3をコードするICAM-6 DNAをさらに分析するために
、ESTデータベースから得られたクローン731071の配列を、2つのヒト精巣クロ
ーンの13A及び20Cの配列と組み合わせて使用した。この3つのクローンは、同じ
リーダーと、2つのドメインがオープンリーディングフレームによってコードさ
れた同じドメイン2及びドメイン3のアミノ酸配列とをコードしていることが見
出された。従って、Genbankから得られたクローンJ03071のドメイン2において
同定されたフレームシ
フトは、配列決定の誤りから生じたと結論された。しかし、13A、20C及び73101
の3つのクローンのすべてにおいて、ドメイン1は不完全であった。クローン20
は、ドメイン1の5'部分のみをコードし、クローン13A及び73101は3'部分のみを
コードしていた。これらの3つのクローンのすべてにおいて、ドメイン1配列の
スプライシングは、部分的なドメインの存在及びフレームシフトまたはスプライ
シング接合部での停止コドンのいずれかの存在によって示されるように異常であ
った。従って、これらの3つのクローンはいずれも完全にプロセシングされず、
そして膜貫通または細胞質のアミノ酸配列をコードしていなかった。各クローン
において、ドメイン3をコードする配列は、その後にその対応するイントロンが
続いた。
4つのスプライシングされたヒト精巣クローンの中で、13A、5A及び13Bは、ド
メイン4のアミノ酸をコードした。そのクローンのそれぞれは、J03071のゲノム
配列において以前に同定された2つの停止コドンの最初を含有した。この3つの
クローンはどれも、J03071で見出された2番目の停止コドンを含んでいなかった
ので、2番目の停止コドンは配列決定の誤りから生じたと結論した。
ヒトICAM-6の訂正されたが、依然としてドメイン4のコード領域内に停止コド
ンを含む配列により、リーダーならびにドメイン1、2及び3は完全なオープン
リーディングフレームをコードすることが示された。これらの観察により、ヒト
ICAM-6の精巣でのスプライシングは異常であると結論した:このような出来事は
、精巣で発現している他の遺伝子に関して以前に報告されている[Sorrentino,
et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.(USA)85:2191-2195(1988)]。この結論は、
正しくスプライシングされた機能的なヒトICAM-6が他のヒト組織で発現している
可能性を除外しない。ドメイン4に関してDNAがコードする停止コドンの同定は
また、そうでなければ、以下の点で説明することができる。(i)オルターナティ
ブスプライシングが起こっていると考えられ、この場合、ドメイン4をコードす
る配列がそれによって除かれて、マウスICAM-6タンパク質よりも少ない細胞外ド
メインを有する機能的なポリペプチドの発現を可能にする;(ii)同定されたヒト
ICAM-6遺伝子は集団内で多型であると考えられ、従って特定の個人においては変
異し、他では変異していないと考えられる;あるいは(iii)クローンJ03071は、
機能的なICAM-6ポリペプチドを発現しない偽遺伝子を表していると考えられる。
J03071が偽遺伝子である場合、機能的なICAM-6(または他の独特のICAM)が同じ
染色体位置に位置していることが考えられる(実施例11)。
実施例14
RACE RCRはスプライシングされた5'ヒトICAM-6 cDNAを同定する
ヒトICAM-6 cDNAの5'末端を単離するために、RACE PCRを、ヒト精巣のMaratho
n-readyTMcDNA(Clontech)を使用して行った。cDNAを、年齢が22歳〜31歳の範
囲の4人の白人から集められた精巣から調製した。集めた供給源は、以前に記載
された精巣cDNAライブラリー(Stratagene)を調製するために使用した精巣と異
なった。ヒト精巣cDNAを、実施例4に記載したAP-1及びAP-2プライマー(配列番
号:13及び14)の部位を含有するMarathonアダプターに連結した。PCRを、AP-1
及び1608(配列番号:24)のプライマー対を使用して行った:プライマーI608
は、ドメイン3をコードするDNAに特異的である。2回のPCRを、実施例4に記載
されるように行った。両方のPCRにおいて、反応混合物を1分間変性し、その後
、94℃で5秒間の変性及び72℃で2分
間のアニーリング/仲長の5サイクル、そして94℃で5秒間の変性及び70℃で2
分間のアニーリング/伸長の5サイクル、最後に94℃で5秒間の変性及び68℃で
2分間のアニーリング/伸長の25サイクルを行った。ICAM-6のリーダーからドメ
イン3までをコードする正しくスプライシングされた断片の予想されるサイズは
約0.8〜1kbであった。
アガロースゲル電気泳動は、長さが約0.7〜0.8kbで移動するバンドとともにス
メア状のDNAを示した。この結果を考慮して、3つの工程を、予想されるサイズ
の増幅産物を得る目的で行った。
最初に、PCR産物をSacI及びNotIで消化した。この手順は、ICAM-6ドメイン3
内のSacI部位ならびに5'非翻訳領域内及びcDNAアダプター内のNotI部位の存在が
知られていたことに基づいた。SacI/NotI断片の予想されるサイズは約0.8kbであ
った。
2番目に、PCR産物を、ゲル電気泳動を使用して、0.8〜1kbの範囲のサイズ選
択を行った。この範囲の断片をゲルから精製して、NotI及びSacIで予め消化され
たベクターBSII SK+(Stratagene)内に連結した。得られるプラスミドを、製造
者の指示プロトコルに従って、Ultracompetent XL-blue MRF'細胞に形質転換し
た。
3番目に、ハイブリダイゼーションを、ドメイン1のすべてを含有するICAM-6
cDNAを同定するために、32P標識オリゴヌクレオチドを使用して行った。オリゴ
ヌクレオチドI6047(配列番号:26)及び16048(配列番号:27)を、ドメイン1
をコードするDNAの両末端に相補的であるように設計した。
I6047 GTCCCGGAACAGTCGTTTGAGGTTT-
CTATTTGGCCAAGTC 配列番号:26
I6048 GATCACTTGCTCTGGTGGCTGATAC-
ACAGTGACGCCAAGG 配列番号:27
プライマーI6047はドメイン1の5'末端に対応したが、I6048はドメイン1及び2
の間の接合部に対応した。オリゴヌクレオチドを32P-γATPを用いて、T4ポリヌ
クレオチドキナーゼ(New Englang Biolabs,Beverly,MA)を使用して末端標識
し、Centrispin 10カラム(Princeton Separation,Adelphia,NJ)を使用して
精製した。
サイズ選択したPCR産物で形質転換された細菌を、カルベニシリンアガロース
プレート上に置いたフィルターに播種して、一晩37℃でインキュベーションした
。コロニーを2組のさらなるフィルターに移した。一方のレプリカをI6047プロ
ーブでハイブリダイズし、もう一方をI6048プローブでハイブリダイズした。両
方のフィルターを、5×SSC、50mMリン酸ナトリウム、5×Denhardt溶液、及び0
.1%SDSを含む中で65℃でハイブリダイズし、室温で15分間、0.1%SDSを含む2
×SSCで洗浄し、次いで同じ溶液で、65℃で5分間洗浄した。
両方のプローブにハイブリダイズした20個のコロニーを拾った。配列分析によ
り、この20個のコロニーはヒトICAM-6挿入物を含有していることが示された。こ
のクローンのいくつかは、SacI部位を含み、ドメイン2またはドメイン1の内部
にまで延びていた。5個のクローンは、ドメイン3のSacI部位を含み、5'非翻訳
領域内のNotI部位にまで延びていた。このため、この5個のクローンは、ICAM-6
のリーダー及びドメイン1との間のスプライシング接合部の決定を可能にした。
全長のヒトICAM-6配列を、以下のクローンから得られる配列情報を組み合わせる
ことによって推定した:(リーダー配列からドメイン3をコー
ドする)ヒトRACEクローンのB1b、(ドメイン2〜4をコードする)ヒト精巣ラ
イブラリーにおいて見出されたクローン、及び(ドメイン5をコードする)ゲノ
ムクローン。ドメイン4内の停止コドンをコードする領域を含むヒトICAM-6配列
を、配列番号:40に示す。ポリヌクレオチドに関する停止コドンまでの推定アミ
ノ酸配列を配列番号:41に示す。ヒトICAM-6の細胞外ドメインのアミノ酸配列と
、他のマウス及びヒトのICAMの対応する領域との比較を表5に示す。 実施例15
不妊患者からのICAM-6のドメイン4及び5のクローニング
ICAM-6 mRNAの発現が精巣において観測されることを考慮して、ICAM-6と不妊
との考えられる関係を調べた。ICAM-6遺伝子がドメイン4及び5内に停止コドン
含む理由を説明するための1つの仮説は、1コピーまたは2コピーの機能的なIC
AM-6がヒト染色体に存在することによって男性キャリアを不妊にし得るというこ
とである。ICAM-6の発現が、精子形成及び/または精子機能における異常、ある
いは精子または精母細胞の破壊のいずれかに導くことがことが考えられる。この
仮説を検討するために、ICAM-6のドメイン4及びドメイン5を、選択した患者か
ら得られたゲノムDNAからクローニングした。そのポリヌクレオチド構造を調べ
て、これらのドメインが停止コドンをまたは完全なオープンリーディングフレー
ムを含有するかどうかを明らかにした。
DNAを、原発性精巣不全の20人の男性患者から得られた血液サンプル及び5人
のコントロール血液サンプルから、DANzolRBD試薬(Molecular Research Center
,Inc,Cincinnati,OH)を使用して製造者の指示プロトコルに従って得た。PCR
を実施し、ヒトICAM-6配列に基づいて設計した2対のプライマーを使用して、ヒ
トICAM-6のドメイン4またはドメイン5のいずれかに拡がるゲノム断片を増幅し
た。最初のプライマー対の16070(配列番号:51)及びI6073(配列番号:52)、
ならびに2番目のプライマー対のI6075(配列番号:53)及びI6077(配列番号:
54)は、それぞれ、ICAM-6のドメイン4及びドメイン5の5'末端及び3'末端に対
応した。
I6070 CTTCCCTCCACCAATCCTGGAGC 配列番号:51
I6073 GGATATGGAGCTGGATCACAGTGG 配列番号:52
I6075 TGGCTGGAAGGGATGGAACACACG 配列番号:53
I6077 TGACAGAGCCCAGCTGGTTAGTGG 配列番号:54
50μlのPCR反応を、1×KlenTaq緩衝液、2mM dNTPs、ドメイン4プライマー
対のI6070及びI6073あるいはドメイン5プライマー対のI6075及びI6077のいずれ
かの100μg/ml、1μlKlenTaqポリメラーゼ溶液、及び6〜12ngのゲノムDNAを用
いて、Advantage cDNA PCRキット(Clontech,Pala Alto,CA)を使用して製造
者の指示プロトコルに従って行った。「タッチダウン」PC
して行った。反応は、最初に、30秒間の変性工程によって、その後94℃で5秒間
の変性及び72℃で30秒間のアニーリング/伸長の5サイクル、94℃で5秒間の変
性及び70℃で30秒間のアニーリング/伸長の5サイクル、そして94℃で5秒間の
変性及び68℃で30秒間のアニーリング/伸長の25サイクルによって行った。得ら
れるPCR産物を、アガロースゲル電気泳動を使用して分離し、予想されるサイズ
で移動する2つのバンドを検出した。約260bpのバンドをドメイン4のプライマ
ー対のI6070及びI6073を使用する反応から検出した。約170bpのバンドをドメイ
ン5のプライマー対のI6075及びI6077を使用して検出した。これらの断片を、PC
R産物精製キット(Promega,Madison,WI)を使用して製造者の指示プロトコル
に従って精製して、対応するプライマーを使用して直接配列決定した。コントロ
ールには、ゴリラまたはサル(Macaque nemestrina)から得られたゲノムDNAが
含まれた。
ICAM-6のPCR産物の配列分析により、1つまたは2つのいずれかの停止コドン
がすべての患者サンプル及びコントロールサン
プルのドメイン4に存在していることが示された。その停止コドンの1つは、実
施例13に記載されたクローンの場合と同じヌクレオチドに位置していた。第2
の停止コドンは、それが認められた場合、すべてのサンプルにおいて一定の位置
に存在していた。ICAM-6ドメイン5の配列分析により、以前に認められたのと同
じヌクレオチド位置における停止コドンまたは不明瞭な配列が明らかにされた。
配列の不明確さは、配列決定の際の人為的なこと、または特定の患者におけるIC
AM-6の2つの対立遺伝子(第2の停止コドンを有する対立遺伝子とそれを有さな
い対立遺伝子)の存在から生じたと考えられる。
ICAM-6遺伝子は種間で高度に保存されているので、マカク(macaque)及びゴ
リラから得られた血液をコントロールとして使用した。そのゲノムDNAを、以前
に記載したように抽出し、ヒトサンプルに関する上記と同じ条件下におけるPCR
において使用した。配列分析によって、マカクのICAM-6のドメイン4及び5は、
そのヒトホモログに対して95%及び97%の同一性を有し、完全なオープンリーデ
ィングフレームをコードしていることが明らかにされた。従って、ドメイン4及
び5を含むICAM-6は、マカクでは機能的であることが考えられる。ゴリラにおい
ては、ICAM-6のドメイン4及び5は、ヒトの分子に対して高い相同性を有してい
ることが見出された(ドメイン4、91%及びドメイン5、94%)。停止コドンは
、ヒトの配列の場合のようにゴリラのドメイン4において検出されたが、ドメイ
ン5は、完全なオープンリーディングフレームをコードしていた。
これらの結果は、停止コドンの存在によって、5つの細胞外イムノグロブリン
ドメインを有するヒトICAM-6ポリペプチドの正しい発現が妨げられることを示唆
する。しかし、このような見解は、5個より少ない細胞外ドメインを有する生物
学的に活
性なICAM-6の代わりの形態が存在する可能性を除外しない。例えば、ICAM-6は可
溶性形態で存在可能であり、ドメイン4内の停止コドンは、膜貫通領域及び細胞
質テイルを欠くタンパク質の3'末端を示す。あるいは、ドメイン4はスプライシ
ングされて除かれ、4つのドメインのタンパク質を、停止コドンをドメイン5内
に有するゲノムDNAに関してヘテロ接合である患者において表面分子として発現
し得る。さらに別の可能性として、ICAM-6の2つのドメインからなり、膜に結合
してドメイン1及び2のみを含む形態が存在し得る。
実施例16
可溶性ヒトICAM-6の発現
ヒトICAM-6の機能を調べるために、発現構築物を作製し、ヒトICAM-6の細胞外
ドメイン1及び2(D1-D2)を、IgG4から得られるヒンジCH2-CH3ドメインと結合
したキメラポリペプチドとして発現させた。発現プラスミドの構築は、下記のよ
うにして行った。
リーダー配列からドメイン2までのICAM-6のコード領域を、プライマー対I607
8(配列番号:55)及びI6079(配列番号:56)を使用するPCRによって増幅した
。
I6078 CCCAAGCTTACCGCCACCATGAAAACGCTTCTGTTT 配列番号:55
I6079 CCGCTCGAGAAAGATCCGGACTATTCTGATGGG 配列番号:56
増幅産物のクローニングを容易にするために、HindIII部位がI6078プライマーの
5'末端に含まれ、そしてXhoI部位がI6079プライマーの3'に含まれた(下線部、
上記参照)。さらに、翻訳開始に関するコンセンサス配列(斜体字、上記参照)
をプライマ
-I6078内に作製し、高レベルの可溶性分子の発現を確実にした
PCR反応のテンプレートの調製において、実施例14に記載されるヒトRACEク
ローンB1bプラスミドをNotI及びSacIで消化し、ICAM-6のリーダー配列からドメ
イン3までをコードするDNA断片を、QIAquick(Gel Extraction Kit(QIAGEN,V
alencia,CA))を使用して精製した。PCRを、精製NotI/SacI断片をテンプレー
トとして、プライマーI6078及びI6079、「高忠実」Pfu DNAポリメラーゼ(Strat
agene,La Jolla,CA)及びデオキシヌクレオチド及び緩衝液を使用して製造者
の指示プロトコルに従って
mer)において、最初に94℃で5分間の変性し、次いで、94℃で30秒間の変性、50
℃で30秒間のアニーリング、及び72℃で30秒間の30サイクルにより処理した。約
670bpのPCR産物を、QIAquickTMGel Extraction Kit(QIAGEN)を使用してゲル精製
し、HindIII及びXhoIで消化して、QIAquickTMGel Extraction Kitを使用してゲ
ル精製した。ICAM-6のドメイン1及び2をコードするHindIII/XhoI断片を、2つ
の同じ酵素で予め消化されたpDEF2S/IgG4ベクター内に連結した。pDEF2S/IgG4プ
ラスミドは、下記にようにして構築された。
ICAM-6配列に融合した約1kbのXhoI/XbaIのIgG4断片は、ヒトのγ4重鎖ヒン
ジCH2及びCH3領域が、ヒトγ4遺伝子のゲノムクローンから得られる3'隣接領域
の328bpとともにコードされるcDNA配列を含有する。この重鎖配列をコードするc
DNAは、市販の脾臓cDNAライブラリー、及び既知のヒトγ4配列[Ellison et al
.,DNA 1:11(1981)]から得られる合成オリゴヌクレオチドプローブから得られ
た。同様に、3'隣接領域を含有するゲノム配列を、市販のゲノムライブラリーか
ら、ヒトのγ4プロー
ブ及び同じクローニング技術を使用して得た。cDNA配列の隣接領域への融合は、
適合し得る制限部位を導入した適切なプライマーを用いるPCRを使用し、その後
当該分野で周知で日常的に実施されている手順によって、制限消化及び連結する
ことによって行った。得られるプラスミドのICAM-6(D1-D2)/Ig/pDEF2SをXL2 BLu
e Competent Cell(Stratagene,La Jolla,CA)に形質転換して、形質転換体を
、プライマーI6078(配列番号:55)及びI6079(配列番号:56)を使用するPCR
によってスクリーニングした。PCRによって検出される陽性クローンを配列決定
により確認した。
タンパク質の発現を、ICAM-6(D1-D2)/Ig/pDEP2Sでトランスフェクションされ
たDG44 CHO細胞で行った。DG44 CHO細胞は、ジヒドロ葉酸レダクターゼ(DHFR)
が欠損しており、増殖するためにヒポキンサンチン及びチミジンを培養培地中に
要求する。マーカーDHFR遺伝子がベクターpDEF2Sに存在しているため、ICAM-6(D
1-D2)/Ig/pDEF2SでトランスフェクションされたDG44 CHO細胞は選択培養培地で
増殖する。細胞を、下記のようにエレクトロポレーションによってトランスフェ
クションした。
約2×107個の細胞を、800μlのHBS緩衝液(20mM HEPES-NaOH(pH7.0)、137mM
NaCl、5mM KCl、0.7mM Na2HPO4、6mMデキストロース)に懸濁した50μgのICAM
-6(D1-D2)/Ig/pDEF2Sと混合した。エレクトロポレーションを、BioRad GenePuls
erエレクトロポレーターを使用して960μFの容量及び290Vの電圧で行った。エ
レクトロポレーション後、細胞を室温で10分間再生させ、そして10%FBS、1mM
MEMピルビン酸ナトリウム、100u/mlペニシリン、100μg/mlストレプトマイシン
、2mM L-グルタミン、0.1mMヒポキサンチンナトリウム、及び1.6mMチミジンを
含有する培地(HT+DMEM/F12)の10mlで洗浄した。細胞を遠心分離
によって集め、培地に再懸濁して、HT+DMEM/F12を含有する2枚の10cmプレート
に播種した。エレクトロポレーションの2日後、トランスフェクションした細胞
を選択培地(ヒポキサンチンまたはチミジンを含まないDMEM/F12)に移して、ト
ランスフェクションの約12日後、生存コロニーを集めてまとめた。まとめた細胞
の半量を液体窒素中に保存し、残りの半分をタンパク質精製のために培養した。
タンパク質精製に関して、ICAM-6(D1-D2)/Igタンパク質をCHO上清から、Prose
pプロテインAカラム(BioProcessing LTD)を使用して回収した。カラムを、最
初に、1Mグリシン+0.15MNaClを含む緩衝液(pH8.6)の少なくとも100mlで、
BioRad Econo Systemを使用して平衡化した。上清をカラムに1ml/分の速度で流
し、カラムを少なくとも100m1の上記の緩衝液で洗浄した。タンパク質を、100mM
クエン酸(pH3.0)を使用して、中和化1MTris(pH9.0)に直接集めた。溶出し
たタンパク質を、10,000MWカットオフSakeSkin透析チューブ(Pirce,Rockford
,IL)に入れて、カルシウム及びマグネシウムを含まないリン酸緩衝化生理食塩
水(CMF-PBS)に対して、少なくとも24時間、使用緩衝液を3回交換しながら透
析した。透析したタンパク質を、Centriprep-30遠心分離フィルター(Amicon,B
everly,MA)を使用して濃縮した。タンパク質の濃度を、BCA Protein Assay(P
ierce)によって測定した。タンパク質の純度を、2μgの精製タンパク質を含有
するSDS-PAGEゲルのクーマシー染色によって評価した。
すべてのICAM-6(D1-D2)/Ig調製物は50〜90%の純度であり、明らかな夾雑物と
してウシIgのみを有していた。精製タンパク質を使用して、ヒトICAM-6の機能検
討及びモノクローナル抗体作製を行った。
実施例17
ウエスタン分析
マウスICAM6ポリクローナル抗体の作製
ドメイン1からドメイン3からなり、FLAG/HISタグに融合した可溶性のマウス
ICAM-6タンパク質を実施例7及び8に記載されるように産生し、これを免疫原と
して使用してニュージーランド白ウサギに注射した。間単に記すと、2羽のニュ
ージーランド白ウサギから免疫前血清を得るために予備採血し、次いで、0日目
に、約100μgのICAM-6/FLAG-HISタグタンパク質を含む完全フロイントアジュバ
ント(CFA)を皮下に注射した。その後、動物をさらに4回、3〜4週間の間隔
で、同量のタンパク質を含む不完全フロイントアジュバントで免疫化した。血清
を、免疫細胞化学(下記)によって特異的反応性に関して齧歯類の精巣組織切片
で注射の7〜14日後に試験した。血清からポリクローナル抗体を、プロテインA
カラムで、当該分野で日常的に実施されている周知の手順を使用して精製した。
強い特異的なICAM-6染色が、4回目の抗原注射の後にマウス精巣で検出された。
免疫組織化学
正常なマウス精巣を、液体窒素で冷却したIsopentaneで素早く凍結して、-70
℃保存した。切片をSuperfrostマイクロスライドガラス(Eric Scientific Corp
oration,West Chester,PA)上に置き、-20℃で保存した。使用前に、スライド
ガラスを乾燥して、冷アセトン中で2分間固定した。スライドガラスを、15分間
、室温で、0.04%H2O2及び0.1%NaN3を含むTBS中でインキュベーションして、内
在性のペルオキシダーゼ活性を除去した
。スライドガラスを30分間室温で、2%ウシ血清アルブミン(BSA)(Sigma,St
.Louis,MO)、30%正常ラット血清、及び5%正常ヤギ血清を含むTBS中でブロ
ッキングした。内在性のビオチン部位を、アビジン/ビオチンブロッキングキッ
ト(Vector laboratories,Burlingame,CA)を用いて、製造者の指示プロトコル
に従ってスライドガラスを処理することによってブロッキングした。
マウスICAM-6に対する一次抗体(10μg/mlに希釈)及び/またはコントロール
抗体を各組織切片に添加して1時間室温に置いた。非結合抗体を、スライドガラ
スの洗浄をTBSで3回、各洗浄を5分間行うことによって除いた。ビオチン化ヤ
ギ抗ウサギイムノグロブリン(Vector Laboratories)を各組織切片に添加して3
0分問室温に置いた。洗浄工程の後、切片を、西洋ワサビペルオキシダーゼ(HRP
)と結合したヤギ抗ビオチンイムノグロブリン(Vector Laboratories)と30分
間室温でインキュベーションした。洗浄後、DABペルオキシダーゼ基質キット(V
ector Laboratories)を使用して、3'3ジアミノベンジジン-テトラヒドロクロリ
ド(DAB)基質を各切片に添加し、所望の発色が得られるまで置いた。反応を水
で停止し、1%オスミウム酸で増強し、直ちに5〜10分間洗浄した。組織切片を
ヘマトキシリン(Sigma)で対比染色し、水で洗浄し、Aquamount(Lerner Labor
atories,Pittsburgh)を使用してカバーガラスで固定した。
ICAM-6抗体を用いた染色により、高レベルの発現が一次精母細胞で明らかにな
った。免疫前血清を用いたコントロールのスライドガラス及び一次抗体を用いな
いコントロールのスライドガラスは明らかに陰性であった。
ウエスタンブロット
in vivoで産生されるICAM-6タンパク質のサイズを決定するために、ポリクロ
ーナル抗体を、下記のウエスタンブロッティングによってマウス精巣溶解物につ
いて試験した。素早く凍結したマウスの精巣組織を液体窒素中で粉状にすりつぶ
し、150mMTris(pH6.8)、ブロモフェノールブルー、2.5%β−メルカプトエタ
ノール、4%SDS、及び20%グリセロールの溶液と混合し、5分間煮沸し、21ゲ
ージの針に通して剪断し、遠心分離によってペレット化した。上清を、12%SDS-
PAGEを使用して分離した。上清中のタンパク質の量を、SDS-PAGEで数段階の希釈
物を泳動し、クーマシーブルーで染色することによって見積もった。約20μgの
マウス精巣タンパク質をSDS-PAGEで分離し、Immobilon-Pメンブレン(Millipore
,Bedford,MA)にエレクトロブロッティングした。ブロットを一晩4℃で、0.2
%Tween-20を含有するTris緩衝化生理食塩水(TBS-Tween)で希釈した3%ウシ
血清アルブミン中でインキュベーションした。洗浄後、メンブレンを2μg/mlの
マウスICAM-6ポリクローナルウサギ抗体またはコントロール免疫前血清を含むTB
S-Tween中で、1時間、室温でインキュベーションした。次いで、メンブレンを
洗浄し、ヤギ抗ウサギHRP結合軽鎖特異的二次抗体(Accurate,Westbury,NY)
を用いて室温で1時間インキュベーションした。洗浄後、増強化学発光(ECL)
ウエスタンブロッティング検出キット(Pierce)を製造者の指示プロトコルに従
って使用して、バンドをKodak X-OMAT-ARフィルム上に可視化した。インキュベ
ーション工程間において、メンブレンをTBS-Tweenで5分間3回洗浄した。
2つのバンドがICAM-6抗血清によって明らかに検出されたが、コントロールは
明らかに陰性であった。60kDaと100kDaとの間で移動する幅広いバンドが検出さ
れた。約200〜250kDaで移動す
る別のバンドが認められた。527アミノ酸の成熟マウスICAM-6タンパク質の予想
されるサイズは約58kDaであった。このことにより、発現したタンパク質はグリ
コシル化されていることが示唆された。配列分析によって、コンセンサス配列As
p-Xaa-(Ser/Thr)によって特徴づけられるN-グリコシル化部位と考えられる部位
が6カ所存在することが示された。少なくとも3カ所のO-結合グリコシル化部位
が、NetOGly、O-結合グリコシル化部位推定シフトウエア[Hansen,et al.,Gly
coconjugate J.15:115-130(1998)]を使用して同定された。60kDaと100kDaの間
で移動するバンドの広がりにより、いくつかのグリコシル化形態のICAM-6がin v
ivoで存在し得ることが示唆される。約200kDaのより大きなバンドは、非常に著
しくO-グリコシル化された形態のICAM-6もまた存在し得ることを示唆する。
上記の例示的な実施例において示されるように本発明における多数の改変及び
変化が、当業者には考えられることが予想される。従って、添付した請求の範囲
に現れるような限定のみが本発明に付される。 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
ICAM-6 materials and methods
This application was filed on October 22, 1997 and is pending U.S. Patent Application No. 08/955.
No. 661 is a continuation-in-part application.
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates generally to cell adhesion molecules, and more particularly, to ICs for intercellular adhesion molecules.
AM-1, ICAM-2, ICAM-R, (Landsteiner-Weiner) LW-ICAM-4, and ICAM-5
A previously unknown polypeptide termed "ICAM-6"
Cloning and expression of DNA encoding
Background of the Invention
Research over the last decade has been involved in cell-cell interactions in the body.
Molecular phenomena, particularly those related to the behavior and activation of cells in the immune system, and
And more recently, phenomena related to the development and physiological function of cells in the nervous system.
However, it has been clarified considerably. In general, Springer
Nature, 346, 425-434 (1990), and for cells of the nervous system, see Yoshi.
Hara et al., Neurosci. Res., 10, 83-105 (1991); Sonderegger and Rathjen,
See J. Cell Biol., 119, 1387-1394 (1992). Cell surface protein
Quality, and especially the so-called cell adhesion molecule ("CAM"), correspondingly, leukocytes to the site of inflammation
The process of extravasation and migration of leukocytes to different target tissues, as well as neural differentiation and
Pharmaceutical research aimed at intervening in the process of forming complex neural circuitry
Research and development
Has become the subject of. Isolation and characterization of cell adhesion molecules, encoding such molecules
Cloning and expression of DNA sequences, as well as inflammatory processes and development of the nervous system
And the development of therapeutic and diagnostic agents related to function is also the subject of numerous US and foreign patent applications.
Has become the subject of. Edwards, Current Opinion in Therapeutic Patents, 1 (1
1), pp. 1617-1630 (1991), and in particular, the issued `` Reference Patent
Contributions ".
Important in the context of the present invention are specific mediators of the cell adhesion phenomenon,
That is, heterozygous cells present on B lymphocytes, T lymphocytes, monocytes, and granulocytes
Form a subfamily of “integrin” cell surface proteins
Eicointegrin ", LFA-1, MAC-1 and gp150.95 (according to WHO nomenclature, CD18 /
CD11a, CD18 / CD11b, and CD18 / CD11c, respectively))
Characterization. See, for example, Table 1 on page 429 of Springer, supra.
In addition, it affects leukocyte activation, adhesion, and motility, which are phenomena associated with the inflammatory process.
Other single-stranded adhesion molecules (CAMs) that affect the sound are also important. For example, at the moment
Are structurally expressed on leukocytes, prior to leukocyte extravasation that characterizes the inflammatory process
Integrin activation occurs, followed by integrin (e.g., LFA-1)
ICAM-1 and ICAM-2 expressed on the surface of vascular endothelial cells and on white blood cells
Between one or both of the two distinct intercellular adhesion molecules (ICAMs)
It is believed that ligand / receptor interactions occur.
Other CAMs characterized to date (e.g., published on November 15, 1990
Tube adhesion molecule (VCAM-1) described in PCT WO 90/13300; and Newman et al., Scien
ce, 247, 1219-1222 (1990) and PCT WO 91/106 published July 25, 1991.
Noted in issue 83
ICAM-1 and ICAM-2, as well as the platelet endothelial cell adhesion molecule (PECAM-1)
In that each extracellular portion contains a series of domains that share similar structures.
Structurally homologous to other members of the immunoglobulin gene superfamily.
is there. A "typical" immunoglobulin-like domain usually consists of two
Contains loop structures anchored by disulfide bonds between cysteines
You. ICAM-1 and ICAM-R each contain five immunoglobulin-like domains.
ICAM-2 and LW-ICAM-4, which differ from ICAM-1 in cell distribution,
ICAM-5 contains 9; PECAM-1 contains 6; VCA
M includes 6 or 7 depending on the variety of the junction, etc., etc.
. Furthermore, CAMs are typically thought to be related to the orientation of molecules at the cell surface.
Contains a hydrophobic "transmembrane" region and a carboxy-terminal "cytoplasmic" region
. Graphical models of the operative configuration of the CAM generally extend to the cytoplasm of the cell.
The mediating cytoplasmic “tail” and one or more cells extending outward from the cell surface
Is fixed to the cell membrane at the transmembrane region with the above immunoglobulin-like loop
The molecule is indicated.
Many neurons have extracellular Ig-like domains and are structurally similar to ICAM.
Expresses a surface receptor. For example, Yoshihara et al.AboveAnd Mizuno et al., J
See Biol. Chem., 272, 1156-1163 (1997). In addition to Ig-like domains
Thus, many adhesion molecules in the nervous system contain tandemly repeated fibro
It also contains a Nectin-like sequence.
Details, including uses that assume the ability of ICAM-1 to bind to human rhinovirus
Various therapeutic uses for intercellular adhesion molecules have been planned. For example, 1992
Europe released on January 29, 2014
State Patent Application No. 468 257 A discloses ligand / receptor binding activity, particularly viral,
Limbocyte related antigens and Plasmodium falcipar
um) has been proposed to show improved binding activity when binding to pathogens, such as ICAM-
1 Improvement of the arrangement and morphology of the multimer (including full length and deleted molecular forms)
And said.
Similarly, for proteins immunologically related to intercellular adhesion molecules
Various uses are being planned. For example, WO 91/16 published on November 14, 1991
No. 928 includes a humanized chimeric anti-ICAM-1 antibody, as well as specific and non-specific
Its use in treating inflammation, viral infections, and asthma has been described. Anti-IC
AM-1 antibody and fragments thereof were shown to be effective in treating endotoxin shock in March 1992.
It is described in WO 92/04034 published on the 19th. Anti-ICAM-1 anti-idiotype
Inhibition of ICAM-1-dependent inflammatory responses using antibodies and antibody fragments was reported on April 16, 1992.
It is described in published WO 92/06119.
Intercellular adhesion proteins such as ICAM-1 and lymphocyte-interacting proteins such as LFA-1
Identification and characterization of tegrins provide basic insight into cell adhesion phenomena
Despite that, the full picture is far from clear. In general, inflammatory processes and targets
Many other proteins are involved in the behavior of targeted lymphocytes in vivo.
Is believed to be For example, U.S. Patent Application Nos. 07 / 827,689, 07 / 889,724
No. 07 / 894,061 and 08 / 009,266 and the corresponding published PCT WO 93/14776.
Issue (published August 5, 1993), ICAM-R (human lymphoid), an ICAM-related protein.
Clonin (shown to be expressed on spheres, monocytes and granulocytes)
And expression are disclosed. The disclosures in these applications should be specifically cited
Incorporated herein by reference
It is. As another example, the blood group glycoprotein referred to herein as LW-ICAM-4
Quality has been reported [Bailly et al., Proc. Natl. Acad. Sci. (USA), Vol. 91, 53065-53.
10 (1994); Bailly et al., Eur. J. Immunol., 25, 3316-3320 (1995)]. LW-IC
AM-4 suggests mediating red blood cell binding to CD11a / CD18 and CD11b / CD18
And that ICAM-2 and this surface protein contain two extracellular domains
It was shown that they were structurally similar. As yet another example, the known
An ICAM-like surface molecule with tissue-specific expression that is not similar to the
Is defined. Mori et al., [Proc. Natl. Acad. Sci. (USA), 84, 3921-3925 (198
7)] is telencephalon-specific, having specific immunoreactivity with monoclonal antibody 271A6
The identity of the antigen was reported. This surface antigen is telencephalin
Or named ICAM-5. Yoshihara et al., Ncuron, 12, 543-553 (1994).
Reported the cDNA and amino acid sequence for rabbit telencephalin at
130-kD telencephalon has been transformed into nine extracellular immunoglobulin (Ig) -like
It may be an integral membrane protein with a main
It was suggested. The distal eight of these domains share the Ig-like domains of other ICAMs.
Showed homology. Cloning of the human homologue to rabbit ICAM-5 has been described by Mizuno et al.
, Described above.
Thus, it is involved in the art in human cell-cell interactions.
Discovery of additional proteins, especially the amino acid sequence of such proteins
There is a need for information that will help identify and characterize the Furthermore, such
To the extent that molecules form the basis for the development of therapeutic and diagnostic agents,
It is indispensable that the DNA is clarified. Such fundamental information, among other things,
Is useful for the mass production of proteins.
Allow the identification of cells that naturally produce these proteins, and allow the
Other novel binding proteins with specific reactivity with them and / or involved
Preparation of other novel binding proteins that inhibit ligand / receptor binding reactions
Will make it possible.
Summary of the Invention
In summary, the present invention provides a policy against a family of cell adhesion molecules named ICAM-6.
Provided are the polypeptides and their underlying polynucleotides. In the present invention, natural
ICAM-6 polynucleotides, both naturally occurring and non-naturally occurring
And its polypeptide products. To naturally occurring ICAM-6 polypeptide
Are the different gene and polypeptide species contained in the family (ie, allelic variants).
Variants and species homologs). Within each of the six ICAMs, the present invention further provides the same
Spruals resulting from different mRNA transcripts encoded by oligonucleotides
Provide a chair variant. Non-naturally occurring ICAM-6 polypeptides include analogs (
That is, one or more amino acids are added, substituted, or deleted).
Product variants or covalent modifications (ie, fusion proteins,
Lycosylated mutant, Met-1ICAM-6, Met-2-Lys-1ICAM-6, Gly-1ICAM-6 etc.)
ICAM-6 polypeptides. In a preferred embodiment, the invention relates to a sequence
A polynucleotide comprising the sequence set forth in No. 1 is provided. The present invention further provides
Includes a polynucleotide encoding the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2. Current
A preferred polypeptide of the present invention has the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2.
Including. A plasmid encoding a preferred polynucleotide of the present invention is described in
March 16, 20852, Maryland
To the American Type Culture Collection in Rockville 12301
Deposit and given accession number 98557.
The present invention relates to novel purified and isolated polynucleotides encoding ICAM-6 (
For example, DNA sequences and mRNA transcripts, both sense and complementary antisense strands,
And their splice variants). In the DNA sequence of the present invention,
Genomic and cDNA sequences as well as fully or partially chemically synthesized DNA
Contains an array. As used herein and as understood in the art,
The term `` was '' refers to a purely enzymatic method for producing polynucleotides.
It refers to a chemical method. The “total” synthesized DNA sequence is therefore
Manufactured entirely by chemical means and "partially"
The resulting DNA is one in which only a portion of the resulting DNA has been produced by chemical means.
That is. The present invention further provides a preferred species of ICAM-6 DNA, preferably a mammal.
Includes homologs.
The invention also relates to the non-coding strand, or complement, of the polynucleotide of SEQ ID NO: 1.
DNA encoding the ICAM-6 species that hybridizes under stringent conditions
Also includes columns.
If there is no degeneracy of the genetic code, it should hybridize with it
DNA sequences encoding the polypeptides are contemplated by the present invention. Stringer
Examples of unique hybridization conditions are as follows: 50% formamide
Hybridization at 42 ° C overnight with 5X SSC, 0.5X SSC containing 1% SDS
And wash at 50 ° C. In the technical field, Ausebel et al.Protocols in Molecular Biology
John Wiley & Sons (1994), pages 6.0.3-6.4.10.
By changing the temperature and buffer, or salt concentration,
E
It should be understood that conditions can be met. Hybridization strip
The modification of interest is determined empirically or the probe guanosine / cytosine (G
C) It can be accurately calculated based on the length and content of base pairs. Sambro
ok et al. (eds.), Molecular Cloning: A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor La
boratory Press, Cold Spring Harbor, New York (1989), pages 9.47-9.51.
Hybridization conditions can be calculated as described.
Plasmid and viral DNA vectors incorporating the ICAM-6 polynucleotide sequence
Also provided is a self-replicating recombinant expression construct, such as a recombinant expression construct. ICAM-6 code
The oligonucleotide is an endogenous or exogenous expression control DNA sequence and a transcription terminator
Also provided is an expression construct operably linked to the expression construct.
According to a further feature of the present invention, there is provided a method for allowing expression of an ICAM-6 polypeptide of the present invention.
A prokaryotic cell stably or transiently transformed with a DNA sequence of the present invention as described above.
And host cells, including eukaryotic cells. The host cell of the present invention is specific to ICAM-6.
It is a valuable source of immunogens for the development of antibodies with specific immunoreactivity. Departure
Light host cells are extremely useful in methods for large-scale production of ICAM-6 polypeptides.
Also useful, in such a method, the cells are grown in a suitable medium, and
The polypeptide of interest is obtained from the cells or from the medium in which the cells are grown, e.g.,
Isolated by no affinity purification.
Knowledge of the ICAM-6 DNA sequence could allow for increased or decreased expression of endogenous ICAM-6.
Such cells can be modified. So that cells express higher levels of ICAM-6,
Using all or part of the heterologous promoter, the naturally occurring ICAM-6
ICAM-6 expression by replacing all or part of the promoter
The cells can be modified to produce a large effect (eg, repair by homologous recombination).
Decoration). A heterologous promoter is operably linked to the sequence encoding ICAM-6.
Inserted. For example, PCT International Publication No. WO 94/12650, PCT International Publication No. WO 92/2
No. 0808, and PCT Publication No. WO 91/09955. The present invention
Can also include, in addition to a heterologous promoter DNA, an amplifiable marker DNA (eg, ad
a, dhfr, carbamyl phosphate synthase, aspartate tran
Multifunctional CAD gene encoding subcarbamylase and dihydroorotase
And / or inserting the intron DNA together with the heterologous promoter DNA
Good. When linked to an ICAM-6 coding sequence,
Amplification of Kerr DNA leads to co-amplification of the ICAM-6 coding sequence in the cell.
The DNA sequence information provided by the present invention may further comprise, for example, homologous recombination or "
Knockout "strategy [Capecchi, Science, 244, 1288-1292 (1989)]
Of animals that do not express functional ICAM-6 or express a mutant of ICAM-6
Departure is also possible. Such an animal may be an ICAM-6 in vivo and a modulator of ICAM-6.
It is useful as a model for examining the activity of a protein.
The present invention also provides purified and isolated ICAM-6 polypeptides. Current and
A preferred ICAM-6 polypeptide at this time is shown in SEQ ID NO: 2. ICAM-6 of the present invention
Polypeptides can be isolated from natural cellular sources or chemically synthesized.
Alternatively, it is preferably produced by a recombinant method using the host cell of the present invention.
Optimal organisms for the recombinant expression products of the invention by using mammalian host cells
Post-transcriptional modifications that may be necessary to confer biological activity (eg, glycosylation
, Truncation, lipidation and phosphorylation)
Is predicted. ICAM-6 polypeptides of the present invention comprise full-length polypeptides, biological
A fragment thereof that is active on, or retains the specific biological activity of ICAM-6
It may be a mutant. Mutants include (1) ICAM-6-specific biological activities
Without loss of immunological properties or (2) the specific biological activity of ICAM-6
With one or more specific (ie, naturally encoded)
The amino acid is deleted or substituted, or one or more unspecified amino acids are added.
Added ICAM-6 polypeptide analogs may be included.
Variant polypeptides of the present invention include mature ICAM-6A polypeptides,
Header or signal sequence has been removed and the ICAM-6
Lipids. ICAM-6 polypeptide having an additional methionine residue at position -1
Peptide (Met-1-ICAM-6) is contemplated, as well as additional methionines at positions -2 and -1.
ICAM-6 polypeptide having a lysine and lysine residue (Me-2-Lys-1-ICAM-6)
It is. These types of mutants are not suitable for recombinant protein production in bacterial cell types.
It is especially useful.
The invention also has additional amino acid residues due to the use of a unique expression system.
It also includes ICAM-6 mutants. For example, glutathione-S-transferr
Commercially available vectors that express desired polypeptides, such as GST (GST) fusion proteins
Results in cleavage of the GST component from the desired polypeptide, resulting in a -1 position
And a polypeptide of interest having an additional glycine residue. Other vectors
Variants obtained from expression in a system are also contemplated by the present invention.
The present invention also contemplates an ICAM-6 fragment comprising one or more extracellular domains of a polypeptide.
Figure. Particularly preferred truncated forms of ICAM-6 include specific ligands that effect cell adhesion
Of proteins involved in binding
Soluble forms are included. The truncated form of ICAM-6 containing one or more extracellular domains
In light of the clarification and identification of the extracellular portion of the protein
It is made. Various domains have conserved cysteine residues as well as largely conserved
Characterized by the presence of similar and / or similar contiguous amino acid residues
.
The invention further provides for covalent attachment to an amino acid sequence normally associated with ICAM-6.
And attached ICAM-6 fragments. The resulting "chimera" or "fusion"
Proteins are particularly useful for modulating the biological activity of ICAM-6
It is also useful for improving the antigenicity of the ICAM-6 amino acid sequence.
An "amino acid sequence normally associated with ICAM-6" can be from any source.
And that the amino acid sequence adhesion can act on ICAM-6
You can choose based on:
The present invention further provides an ICAM modified to include one or more water-soluble polymer adhesives.
-6 polypeptide. Particularly preferred is polyethylene glycol (PEG
2.) ICAM-6 polypeptide covalently modified with a subunit. Water-soluble polymer
Can be attached to a specific position, for example, the amino terminus of the ICAM-6 polypeptide.
Alternatively, it may be randomly attached to one or more side chains of the polypeptide.
Further contemplated by the present invention are specific for ICAM-6 polypeptides.
Antibodies (eg, monoclonal and polyclonal antibodies, single chain antibodies, chimeric antibodies
, CDR-grafted antibodies, etc.) or fragments thereof as well as other binding proteins. Specific
Various binding proteins include isolated ICAM-6 products or recombinant ICAM-6 products, ICAM-6
Use mutants or cells expressing such products.
Can be manufactured using The binding protein purifies the ICAM-6 polypeptide.
And use known immunological methods to isolate ICAM-6 poly in body fluids and tissue samples.
Useful for detecting or quantifying peptides. The binding protein is also ICAM
-6 modulates biological activities, especially those involved in signal transduction pathways (
That is, it is extremely useful in blocking, inhibiting or suppressing).
Anti-idiotypic antibodies specific for anti-ICAM-6 antibodies are also contemplated
.
Scientific value of information contributed through disclosure of DNA and amino acid sequences of the present invention
Is obvious. In a series of experiments, knowledge of the sequence of the cDNA for ICAM-6
-6 and ICAM-6 from promoter, operator, enhancer, repressor, etc.
Identification of the genomic DNA sequence encoding the current control sequence was determined by Southern hybridization.
Or the use of the polymerase chain reaction (PCR). Moderate
DNA / DNA primers performed using the DNA sequences of the present invention under highly stringent conditions from
Similarly, isolation of DNA encoding allelic variants of ICAM-6 by the hybridization method
Allele variants are defined as ICAM-6 in the art.
Structurally related tan having one or more specific biochemical and / or immunological properties
It is known to contain protein. Similarly, a protein homologous to ICAM-6
Genes of the encoding species can also be identified by Southern and / or PCR analysis.
Can be. Other ICAM-6 proteins, encoding that protein, as a means of selection
Complementation tests can be useful for identifying DNA that binds.
The polynucleotide of the present invention is for detecting the ability of a cell to express ICAM-6.
It is also useful in hybridization assays. Polynucleotide of the present invention
Pide is a source of one or more diseases
To identify genetic changes (one or more) at the ICAM-6 locus
It can be the basis for a diagnostic method.
Further realized by the present invention is a polynucleotide encoding ICAM-6
Are antisense polynucleotides that recognize or hybridize with
Full length and fragment antisense polynucleotides are provided. Antisense poly
Nucleotides are specific for regulating ICAM-6 expression by cells expressing ICAM-6 mRNA.
It is related to
According to the DNA and amino acid sequence information provided by the present invention,
Enables systematic analysis of structure and function. DNA and amino acid information for ICAM-6
Report further identifies molecules that may interact with ICAM-6
. Modulates (ie, increases, decreases or blocks) ICAM-6 binding activity
The substance is obtained by incubating the putative modulator substance with ICAM-6, and
By determining the effect of the putative modulator on ICAM-6 binding activity
Thus, it can be identified. Compounds that modulate the biological activity of ICAM-6
Selectivity depends on the effect of the compound on ICAM-6 and on other ICAM-6 binding proteins.
It can be evaluated by comparing the effect with the effect. Di-hybrid
Cell-based methods, such as assays and split-hybrid assays,
Including assays in which the polypeptide or its binding partner is immobilized.
In vitro and solution assays are contemplated by the present invention.
Selective modulators include, for example, antibodies and ICAM-6 or ICAM-6 nucleic acid-specific
Specific for other proteins or peptides that bind specifically, ICAM-6 or ICAM-6 nucleic acids
Oligonucleotides that bind to
And other non-specifically binding ICAM-6 or nucleic acids encoding ICAM-6.
Peptide compounds (eg, isolated or synthetic organic molecules) and the like are included
Can be. Modulators may also be compounds as described above, but are specific for ICAM-6.
Contains compounds that interact with the binding partner. Enzyme activity of wild-type ICAM-6
Alternatively, mutant forms of ICAM-6 that affect cell localization are also contemplated by the present invention.
It is. Currently preferred targets for developing selective modulators include:
For example, (1) ICAMs contact with other proteins and / or within specific membrane regions of cells
ICAM-6 cytoplasmic or transmembrane domain, and (2) specific binding
The extracellular region of ICAM-6 that binds to the binding partner is included. Modulation of ICAM-6 activity
Is therapeutically useful in treating diseases and pathological conditions involving ICAM-6 activity
Maybe.
Detailed description of the invention
The present invention relates to the isolation of a polynucleotide encoding an ICAM-6 polypeptide,
Expresses and characterizes the polypeptide encoded by the polynucleotide
Is illustrated by the following examples. Example 1 includes a novel ICAM cDNA
Describes a search of the EST database designed to isolate columns. Example 2
Screens Mouse Libraries to Identify Full-length ICAM-6 cDNA
Related. Example 3 describes a Northern tissue analysis of mouse ICAM-6 expression. Example 4
Describes the use of RACE PCR to identify the 5 'sequence encoding mouse ICAM-6.
You. Example 5 describes the construction of an expression plasmid encoding a soluble form of mouse ICAM-6.
Is described. Example 6 relates to the isolation of full length mouse ICAM-6 cDNA. Example 7
Additional mouse ICAM-6 expression construction
Describe the body. Example 8 describes the production of the ICAM-6 antibody. In Example 9, the mouse
The functional analysis of ICAM-6 is described. Example 10 includes in situ mouse ICAM-6
Describe the hybridization analysis. Example 11 shows the partial human ICAM-6 cDNA
For the identification of Example 12 provides Northern analysis of human ICAM-6 expression in tissues and cells.
Is shown. Example 13 describes the isolation of a more complete human ICAM-6 cDNA. Implementation
Example 14 identifies the correctly spliced 5 'cDNA for human ICAM-6.
Describes the use of RACE PCR to Example 15 includes a male patient with azoospermia.
The cloning of ICAM-6 domains 4 and 5 is described. Example 16 shows that soluble human
For expression of ICAM-6 polypeptide. Example 17 includes Western analysis and ICAM
Describes the production of -6 antibody.
Example 1
Search EST database for new ICAM
Expression sequences from The National Center for Biotechnology Information (NCBI)
BLASTN search of the EST database to identify new cell adhesion molecules (CAMs)
Performed to identify cDNA fragments that could be useful. The data
The base displays one or both ends of cDNA collected from various tissue sources.
Contains the DNA sequence. To identify ESTs for presentation to the database
One sequencing reaction is performed on one or both ends of the cDNA. Therefore, DNA
Quality varies significantly in terms of sequence accuracy. As described herein
At the time the search was performed, the EST database was 860,000 obtained from various organisms.
It contained the above cDNA sequence.
A search for a new CAM was performed in three stages. First, B available through NBCI
Use the LASTN program to code a known CAM
ESTs with homology to the cDNA sequence to be loaded were identified. This program is
Nucleotide sequence for all nucleotide sequences in the database
Compare. In this search, human ICAM-1 [Staunton, et al., Cell 52:
925 (1988)], ICAM-2 [Staunton, et al., Nature 339: 61 (1989)], ICAM-R [
Vazeux, et al., Nature 360: 485 (1992)], LW-ICAM-4 [Bailly et al., Proc. N
at'l. Acad. Sci. (USA) 91: 5306 (1994)], ICAM-5 [Mizuno et al., J. Biol. Chem.
272: 1156 (1997)], VCAM-1 [Osborn, et al., Cell 59: 1203 (1989)], and Ma
dCAM [Leung, et al., Immunogenetics 46: 111 (1997)], mouse ICAM-1 [Ball
antyne, et al., Nucl. Acids. Res. 17: 5853 (1989)], ICAM-2 [Xu, et al., J.I.
mmunology 149: 2650 (1992)], ICAM-5 [Yoshihara, et al., Neuron 12: 541 (199
4)], VCAM-1 [Araki, et al., Gene 126: 261 (1993)], and MadCAM [Briskin, e
et al., Nature 363: 461 (1993)] and a part of mouse ICAM-4 (EST W46066).
The BLASTN search was performed 13 times, presenting the cDNA to be loaded. From those results, 13
An EST sequence that was found to correspond to one of the known CAMs was identified.
In the second step, the TBLASTN search is performed using the above-mentioned amino acids of the known human and mouse CAM genes.
Noic acid sequence was used as the display sequence. In this search, EST sequence live
The polynucleotide in the rally is translated in six reading frames and the resulting amino acid
Each of the acid sequences is compared to the displayed sequence. Identified in this search and found in the first search
The EST corresponding to the issued EST was not adopted.
In the third step, sequences that were identified by TBLASTN search and did not correspond to known CAMs were further added.
Examined. Most of the remaining sequences are conserved, typically found in cell adhesion molecules
Cysteine residue and extracellular domain structure. So this
Array of
Also did not adopt. However, it was obtained from the testis of the mouse and was identified as
: 46), a 250 nucleotide EST called mouse ICAM-1, ICAM-3 and ICAM-5.
Identified as encoding a polypeptide sequence homologous to the amino acid sequence of AA
The sequence of 065978 was most closely related to mouse ICAM-5. AA065978 sequence and its
Sequence comparison with the corresponding mouse ICAM-5 region showed a total of 47% identity.
Was. This EST was transferred to I.M.A.G.E (Lawrence Livermore Laboratory, Livermore, CA
) Maintains and makes available the EST deposits identified and sequenced
Genome Systems (St. Louis, MO).
Bacteria transformed with the plasmid DNA encoding AA065978 of EST were
Inoculated into LB-agarose containing sylin and grown overnight at 37 ° C. One colony
Was grown in liquid LB-carbenicillin medium. 18 ml of plasmid DNA
From a bacterial culture using the Wizard Mini-Prep kit (Promega, Madison WI)
Collected. The sequence of the EST insert was compared with the vector primer T7.1 (SEQ ID NO: 3).
) And T3.1 (SEQ ID NO: 4) and the database sequence of AA065978
Uses designed primers I6MO24 (SEQ ID NO: 5) and I6MO20 (SEQ ID NO: 6)
Decided.
T7.1 SEQ ID NO: 3
GTAATACGACTCTCACTATAGGGC
T3.1 SEQ ID NO: 4
AATTAACCCTCACTAAAGGG
I6MO20 SEQ ID NO: 6
TTGCCTGCATCCCAGAGG
I6MO24 SEQ ID NO: 5
CAAGCCAAGGTTTCAGGAATCCCGCTGC
After the first sequence analysis, primers I6MO30 (SEQ ID NO: 7), I6MO31 (SEQ ID NO: 7)
: 8), I6MO32 (SEQ ID NO: 9), I6MO33 (SEQ ID NO: 10) and I6MO34 (SEQ ID NO:
No .: 11) was further designed to determine the rest of its EST sequence.
I6MO30 TCTTTGCTGGAGTGTGAC SEQ ID NO: 7
I6MO31 GTCACACTCCAGCAAAGA SEQ ID NO: 8
I6MO32 CAAAGCAAGGGCGAGGAG SEQ ID NO: 9
I6MO33 CTCCTCGCCCTTGCTTTG SEQ ID NO: 10
I6MO34 TCTAGGTGGGACTCTGTG SEQ ID NO: 11
AA065978 DNA sequence, for both strands, the above DNA oligonucleotide
Primer and Perkin Elmer Applied Biosystems Division 373A DNA Sequence
Determined according to the manufacturer's instruction protocol using r. Use as template
The amount of PCR product used was calculated based on the size of the PCR product, and the
Measurements were performed using AmpliTaq DNA Polymerase, FS (Perkin Elmer, Foster City, CA) and non-
ABI PRISM Dye Terminator Cycle Sequencing Ready Reaction Ki by symmetric PCR
Performed using t. The reaction product is transferred to an AGCT spin column (Advanced Genetic Techno
logies Corp., Gaithersburg, MD) and dried. Loading buffer
Added to each purified sample, the mixture was heated at 90 ° C. for 2 minutes. Transfer the solution to ice
And run on a 4% polyacrylamide gel until run. Data is collected by a data collection pro
When the gram is started, it is automatically collected and automatically sequenced by the sequence analysis program.
Dynamically analyzed and read. All editing is done manually,
A consensus sequence was determined by comparing the sequences obtained.
Sequence analysis indicates that AA065978 is 1.6 kb in length, and
Splicing between domain 4 and domain 5, followed by a transmembrane region and cytoplasm
The tail was shown to contain a correctly processed transcript following. AA0659
The protein homology between the 78 predicted amino acid sequences and other known mouse ICAMs is shown below.
Is shown in Table 1. Due to sequence similarity of the amino acid sequence of AA065978 to other known mouse ICAMs
I decided to call this EST ICAM-6.
Example 2
For full-length mouse ICAM-6 cDNA
Screening of mouse testis library
Mouse EST AA065978 identified in database as derived from mouse testis cDNA
In order to isolate the full-length cDNA encoding ICAM-6,
Bullies were screened.
Approximately 1 x 10 from mouse testis library (Stratagene, La Jolla, CA)6Step
Lark-generating unit (pfu) is determined by PCR32Mouse ICAM-6 domain labeled with P-dCTP
Screening was performed using 5 probes. This probe was used in two PCRs.
Produced. First, using the AA065978 plasmid as a template, I6M0
PCR using primers 24 (SEQ ID NO: 5) and I6MO26 (SEQ ID NO: 12)
In response, the DNA encoding domain 5 was amplified.
I6MO26 AGTAGCTCCCCGTGTGGTTCTGGGTGGC SEQ ID NO: 12
PCR was performed on a DNA Thermal Cycler 480 (Perkin Elmer, Foster City, CA):
For each reaction, 250 mM KCl, 100 mM Tris pH 8.3 (Perkin-Elmer PCR buffer), 2 mM
MgClTwo2 mM dNTPs, 100 μg / ml primer, 0.125 μl T / 25 μl reaction
aq polymerase (Perkin-Elmer, Roche Molecular, Branchburg, NJ) and 2μ
1 AA065978 plasmid DNA included. Performing a 4 minute denaturation step at 94 ° C.
Thereafter, denaturation at 94 ° C for 1 minute, annealing at 50 ° C for 30 seconds and 72 ° C for 1 minute
30 cycles of extension were performed. One band is agarose at its expected size
It was found to migrate on the sgel. The 209 bp band was gel purified and
And template for the second PCR amplification
Used as
In the second PCR, the DNA of ICAM-6 domain 5 was replaced with seven identical 25 μl PCRs.
Labeling was performed by performing the reaction. In this reaction, in the nucleotide mixture
2 mM dCTP was replaced with 20 μCi dCTP32P (New England Nuclear, Boston, MA) and 0.02m
M was replaced with unlabeled dCTP. Other PCR conditions are the same as for the first amplification
Met. By combining the PCR polypeptides obtained from the seven reactions,
, Sephadex G50 spin column (5 Prime, 3 Prime, Inc. Boulder, CO)
Purified from nucleotides that did not.
Transfer library phage to nylon membrane by standard methods
Filter at 42 ° C. overnight with 50% formamide, 5 × SSC, 5 × Denhardt solution
And 1 × 10 at 0.5% SDS6Using cpm / ml labeled domain 5 probe
And hybridized. The next day, filters were run in 2 × SSC and 0.1% SDS.
3 washes for 15 minutes at room temperature and 10 minutes at 50 ° C. in 0.5 × SSC and 0.1% SDS
Was washed once. The filter was then exposed to the film.
Eighteen positive clones were identified, these were purified and sequenced. Three black
Were found to be unspliced, but 15 clones were correct.
Well-splashed and found to contain both transmembrane and cytoplasmic regions
. The longest clone, called MT-3, was found to be 2.3 kb in length, and
Encodes a region with four of the five extracellular domains characteristic of a repeptide
And poly (A)+Also included the tail. By sequencing, this clone has a 5 '
No columns were indicated.
The sequence of MT-3 is shown in SEQ ID NO: 42.
Example 3
Tissue expression of clone MT-3
To determine in which tissues ICAM-6 is expressed, multiple mice were
Northern blot (MTN) of tissue (Clontech, Palo Alto, CA)32P-labeled ICAM-
Screening was performed using 6 probes. This probe is for domain 2 of ICAM-6
Gel-purified 1.4 kb PstI / Sa from MT-3 extending from the center of the to the cytoplasmic tail
It was a cI DNA fragment. This probe32P-dCTP and32Random-Priming P-TTP
Kits (Boehringer-Mannheim, Indianopolis, IN)
Labeled by liming reaction. Perform hybridization by the manufacturer's instruction
I went according to Tokor.
The results indicate that a 3 kb transcript was found in testis, while normal heart, brain, and spleen
It did not hybridize with RNA obtained from the gut, lung, skeletal muscle and kidney.
Example 4
RACE PCR to determine the 5 'end of mouse ICAM-6
To determine the 5 'end of mouse ICAM-6, RACE PCR was performed on mouse testis Marathon-r
eadyTMPerformed with a cDNA library (Clontech, Palo Alto, CA). cDNA is mouse
Prepared from testis RNA samples and ligated to marathon cDNA adapter
It was: The marathon adapter enabled the complementary primer AP-1
(SEQ ID NO: 13) and PCR using AP-2 (SEQ ID NO: 14).
AP-1 CCATCCTAATACGACTCACTATAGGGC SEQ ID NO: 13
AP-2 ACTCACTATAGGGCTCGAGCGGC SEQ ID NO: 14
Increase the PCR fragment containing the ICAM-6 leader, domain 1, domain 2 and domain 3.
For the sake of breadth, two platforms, I6MO40 (SEQ ID NO: 15) and I6MO39 (SEQ ID NO: 16)
Primers were designed based on the sequence previously determined for MT-3.
I6MO40 GCTCACAATCTCTGCCTTCCCAACCTCC SEQ ID NO: 15
I6MO39 GACAGTGGCGGTGACCTCGGCTCTTTGG SEQ ID NO: 16
Primer I6MO40 corresponds to the domain 3 sequence of MT-3, and primer I6MO39 corresponds to MT-3
It corresponded to the sequence of domain 2.
Four primers were used in two rounds of PCR. In the first run, 25 μl
The reaction was performed with 1 × Klen Taq buffer, 2 mM dNTPs, 0.2 μM AP-1, 2 μg / ml I6MO40, 0.
5 μl KlenTaq polymerase solution and 2.5 μl mouse testis cDNA library
Using the Advantage cDNA PCR kit (Clontech) according to the manufacturer's instructions.
I went using it. "Touchdown" PCR reaction
Reaction is a 1 minute denaturation step followed by a 5 minute denaturation at 94 ° C. and a 2 minute
5 cycles of annealing / extension, denaturation at 94 ° C for 5 seconds and annealing at 70 ° C for 2 minutes.
5 cycles of cooling / extension and denaturation at 94 ° C for 5 seconds and 68 ° C for 2 minutes.
Performed by 25 cycles of kneeling / extension.
Under these conditions, an amplified product that can be detected on an agarose gel was obtained.
The annealing / extension temperature was lowered by 2 ° C. for each cycle and the AP
The PCR was repeated using the -1 and I6MO40 primers. Under these conditions, about 900 bp
One of
Amplification products were detected on agarose gel.
The amplification products from both PCRs were each diluted 1:50 with water to give another P
Used as template DNA for CR. Amplification was performed with AP-1 and I6MO40 or AP-
Either 2 or I6MO39 primer pair was used. The reaction was
By volume, by the same configuration as above, and as above at the lowest temperature (70 ° C, 68 ° C
And 66 ° C).
The resulting PCR products were analyzed using agarose gel electrophoresis. Agarlow
By sgel electrophoresis, two bands migrating at the expected size, plus
Mear-like DNA was observed. Approximately 900 bp bunt binds the primer pair of AP-1 and I6MO40
Approximately 700 bp of bunt were detected from the reaction used and AP-2 and I6MO39 primers were detected.
Detected from reactions using mer pairs. This 900 bp fragment is
Matches the size of the DNA expected to encode
did.
The smaller 700 bp fragment was compared to the complementary sequence of primer I6MO40 to MT-3.
DNA size predicted from use of primer I6MO39 based on the position of the complementary sequence
Match. The sequence of this fragment was used as a primer for AP-2 and I6MO37 (SEQ ID NO: 17).
The full length of the mouse ICAM-6 cDNA was estimated by direct determination using PCR.
The 900 bp amplification product was prepared using the TA Cloning Kit (Invitrogen, San Diego, CA).
It was ligated into the vector pCR2.1 using according to the manufacturer's instructions protocol. Shape bacteria
Transformed and seeded. Plasmid DNA is recovered from selected colonies and
Using primer I6MO36 (SEQ ID NO: 18) corresponding to the sequence of step 2 and T7.1
Sequenced by PCR.
I6MO37 AGGAGTGAAGGCACCCAG SEQ ID NO: 17
I6MO36 CAGAGCCTCACCCTTACC SEQ ID NO: 18
Has the correct orientation of the insert producing the antisense riboprobe (see below)
One clone (called "ICAM-6 mouse 5'RACE clone # 6") was selected and
The sequence of the insert was determined again.
By sequence analysis, this # 6 clone contained 5 'untranslated DNA, as well as a leader sequence.
Column, domain1, domain2, and a portion of domain3.
Combining the complete 5 'RACE sequence with MT-3 DNA, the complete coding for mouse ICAM-6
Complete cDNA was prepared. Deduced amino acid sequence of mouse ICAM-6 differs from other known ICAMs
To confirm this, a sequence comparison was performed using the known mouse ICAM amino acid sequence.
went. By comparison, mouse ICAM-6 has five extracellular immunoglobulin domains.
And have sequence homology to other mouse ICAM polypeptides
It was shown to be an ICAM molecule. Table 2 shows the results of amino acid comparison. Example 5
Construction of soluble mouse ICAM-6 / IgG1 expression brasmid
Protein expression and purification
A.ICAM-6 D1-5 / IgG1 in plasmid pDC1
Expression plasmids and plasmid pDC1 were used to analyze the function of mouse ICAM-6
It was produced. This construct incorporates ICAM-6 extracellular domains 1-5 (D1-D5) into Ig
Coated as a chimeric polypeptide linked to the hinge CH2-CH3 domain sequence from G1.
Did. In this expression construct, the 3 'end of the ICAM-6 coding region (MT-3 domain).
(Corresponding to the sequence from step 3 to domain 5) with I6MO43 (SEQ ID NO: 34) and I6MO43
Prepared by PCR using a primer pair of MO44 (SEQ ID NO: 19).
I6MO43 ATGCCCTCGAGCAGGCCTTGGAC SEQ ID NO: 34
I6MO44 TCACGGCAGCTCAGCCACCAAGC SEQ ID NO: 19
Ligate the 3 'fragment of ICAM-6 obtained by PCR to the sequence encoding the IgG1 fragment
To facilitate this, an XhoI site was incorporated into the I6MO43 primer (underlined
, See above). Hinge CH2-CH3 of human IgG1 [Burto, et al., Immunol. 22: 162-2
06 (1985)] from ICAM-1 / IgG1 / pDC1 by SalI and XbaI.
And isolated by digestion. The 5 'protruding end of Sall is attached to the above-mentioned PRC amplification product.
Was compatible with the 3 'overhang of XhoI.
Production of the 3 'end (encoding domain 3 to domain 5) of the ICAM-6 component of the fusion DNA
In the raw, 50 μl of the two PCR reactions were primed using MT-3 DNA as a template.
Mer I6MO43 and I6MO44, "high fidelity" Pfu DNA polymerase (Stratagen, La Jolla
, CA) with the corresponding dNTPs and buffers, using the manufacturer's protocol
So we did. The PCR reaction was performed using the Gene AmpRPCR System 9700 (Perkin Elmer)
It was carried out in.
Transfer the sample to Gene AmpRPCR system 9700 (Perkin Elmer) at 94 ° C
30 minutes at 94 ° C for 30 seconds; 55 ° C for 30 seconds; and 72 ° C for 30 seconds.
Treated with Kuru. Approximately 930 bp of the PCR product is transferred to the QIAquIck Gel Extraction Kit (QIAGEN
, Chatsworth, GA), digested with BglII and XhoI, and
Gel purification was performed using the k kit.
The DNA fragment encoding the 5 'end of the ICAM-6 polypeptide was described in the previous example.
"5'RACE mouse ICAM-6 clone # 6" was obtained from HndIII / BglII digest.
HindIII / BglII fragment encoding the 5 ′ end of the ICAM-6 sequence, the 3 ′ end of the ICAM-6 sequence
BglII / XhoI fragment encoding, and SalI / XbaI encoding the hinge CH2-CH3 of IgG1
The fragments were ligated together and inserted into pDC1 previously digested with HindIII and XbaI.
The resulting plasmid was transformed into XL2 Blue Competent Cell (Stratagene, La Jolla, CA).
), And transformants were transformed with IC6MO36 (SEQ ID NO: 18) and IC6MO43 (sequence
Screening was performed by PCR using the primer No. 34). By PCR
Clones that were found to be positive were confirmed by sequencing.
Sequence analysis of the cDNA encoding the ICAM-6 region of the fusion protein
One nucleotide encoding the amino acid at position 180 in the protein sequence is clone M
It was shown to be different from the nucleotide in T3. In clone MT3
, The amino acid at position 180 is leucine, but "5'RACE mouse ICAM-6 clone # 6"
CDNA produced by RACE to obtain phenylalanine at position 180
did. This mutation may be polymorphic or may result from an amplification process.
May be
Immunoglobules linked by cysteine residues between main 2 and domain 3
It was located outside the phosphorus-like domain. And the mutation leads to an extracellular domain
It was not considered important for the function.
B.Expression and purification
Transfection of COS cells was performed using the pDC1 construct described above encoding ICAM-6 / Ig.
Was performed using the DEAE dextran method. Briefly, 0.3mg
/ ml DEAE dextran (Pharmacia, Uppsala, Sweden) and 0.1 mM chloroquine
(Slgma, St. Louis, MO) containing 2Oml of serum-free Dulbecco's modified Eagle medium
(DMEM) was added to 50-80% confluent COS cells in 15 cm plates
. 37 ℃ and 5% COTwoAfter incubation for 2 hours in
Incubate for 1 minute in DMEM containing sulfoxide (DMSO) and add 10%
FBS, 1 mM sodium pyruvate, 100 u / ml penicillin, 100 μg / ml streptoma
Overnight incubation in DMEM supplemented with isine and 2 mM L-glutamine
I did it. The next day, the medium was replaced with fresh medium containing only 5% FBS. Supernatant 2
Collect every 5 days, filter through a 0.2 μm filter and store at 4 ° C. until purification
did. The concentration of ICAM-6 / Ig protein in the supernatant should be at least
After three weeks, there was no significant decrease.
The ICAM-6 / Ig protein was purified from the COS supernatant using a HiTrap protein A column (Pharmaci
Collected using a). First, the column is loaded with calcium and magnesium.
Equilibrated with at least 100 ml of fresh phosphate buffered saline (CMF-PBS). Mosquito
Addition to the ram was performed using the Biorad Econo System. 1-2 ml of COS supernatant
Per minute. After addition of the supernatant, remove the column.
Washed with at least 100 ml of CMF-PBS. 100 mM citric acid (pH 3.0)
Was used to elute directly into neutralization buffer containing 1M Tris (pH 9.0). Elution
The purified protein was converted using a Slide-a-Lyzer cassette (Pierce, Rockford, IL).
And at least three buffer exchanges with CMF-PBS for at least 24 hours
Dialyzed.
If necessary, dialyze the protein into a BIOMAX 30K centrifugal filter (Mi
llipore, Bedford, MA). Capture protein concentration by ELISA
Was measured as follows. Immulon 4 plate (Dynatech)
Goat anti-human immunoglobule diluted with lium / sodium bicarbonate buffer (pH 9.6)
Phosphorus (Jackson ImmunoResearch, West Grove, PA) at 3 μg / ml for 1.5-2.5 hours
Coated at 37 ° C. Wash plate 3 times with CMF-PBS containing 0.05% Tween
did. Add protein sample (diluted in DMEM with 5% FBS) and add
Incubated for minutes. Plates were washed three times. Captured protein
Was diluted 1: 2000 with DMEM containing 5% FBS in horseradish peroxidase (HRP
) Pre-conjugated goat anti-human immunoglobulin (Jackson ImmunoResearch)
The plate was incubated for 30 minutes at 37 ° C and detected. Wash the plate three times,
Color with o-phenylenediamine (OPD) (Sigma) and Dynatech MR5000 plate
Read by reader. Compare protein concentration to ICAM-6 / Ig control
Estimated by. Protein purity was determined using S containing 2 μg of purified protein.
Evaluated by Coomassie staining of DS-PAGE gels. 50% for all ICAM-6 preparations
~ 90% purity, and bovine immunoglobulin as obvious contaminants.
Had onlyC. ICAM-6 D1-5 / IgG1 in plasmid pDEF-1
To increase expression levels, the ICAM-6 / Ig construct was used for expression in CHO cells.
Was prepared using the pDEP14 vector. The pDEF14 vector has high levels of CHO cells
EP-1α promoter from Chinese hamsters previously shown to allow expression
Data included. The ICAM-6 / Ig sequence was digested with HindIII and XbaI to obtain pDC-
Removed from one construct. The fragment was gel purified and the 738 bp NotI from pDEF14
/ HindIII fragment and a 19,723 bp NotI / XbaI fragment.
D.Expression and purification
Transfer pDEF14 / ICAM-6 / Ig plasmid to XL-2 Blue competent cells (Stratagene)
After transformation, colonies were screened by PCR. The resulting clone
Perform stable transfection of CHO cells using pDEF14 / ICAM-6 / Ig
Was. Briefly, cells were harvested at 50% using 0.05% trypsin / 0.53 mM EDTA.
Recovered from confluent CHO cultures, 10% FBS, 1 mM sodium pyruvate
, 100 u / ml penicillin, 100 μg / ml streptomycin, 2 mM L-glutamine, 0.1
mM hypoxanthine sodium and 1.5 mM thymidine in DMEM / F12 medium (HT
+ DMEM / F12). The collected cells were washed with CMF-PBS. About 20 × 106Individual details
Transfection of the vesicles was pre-ethanol precipitated and 20 mM HEPES-NaOH
(PH 7), 137 mM NaCl, 5 mM KCl, 0.7 mM HaTwoHPOFourAnd 6 mM dextrose
Using 50 μg of DNA resuspended in 800 μl of HBS buffer with BioRad GenePuls
er electroporator with a capacity of 960 μF and a voltage of 290 V. D
After lectroporation, cells were allowed to regenerate at room temperature for 10 minutes. Transfer cells to 10 ml of HT + DM
Wash with EM / P12 and centrifuge
Pellet and inoculate two 10 cm plates containing HT + DMEM / P12
Was resuspended. Two days after transfection, the transfectants are
Collected by Psin / EDTA and used with 10% FBS, 1 mM sodium pyruvate
Um, 100 u / ml penicillin, 100 μg / ml streptomycin and 2 mM L-glutami
1: 8, 1:16, 1:32 and 1:64 in HT + DMEM / F12 medium containing
And seeded on a 15 cm plate. After two weeks, about 300 colonies were obtained. Colony
Is recovered using trypsin / EDTA as described above, and
The number of cells was calculated to be one cell per well, and the cells were seeded in a plate well. 18 days later,
The wells of 120 single colonies were subjected to ELIS using COS-producing protein as described above.
Screened by A. Eighteen of these clones were expanded and 3
One day later, another screening was performed by ELISA. Select four clones
And further expanded. As a result, ICAM-6 / Ig was 3.7μ / ml in 3 days.
A supernatant estimated at g was obtained.
Example 6
Isolation of full-length mouse ICAM-6 cDNA
Second screening to isolate full-length mouse ICAM-6 cDNA
Was replaced with 2 × 10 5 from a commercially available mouse testis library (Stratagene).6About pfu,
This was performed using the MT3 clone described in Example 2. Hybridization
The conditions were as described above, but the library was probed with ICAM-6 domain 2 and
I hybridized. This probe was constructed based on the sequence of domain 2 derived from the MT-3 sequence.
PCR using primers I6MO36 (SEQ ID NO: 18) and I6MO37
Prepared.
I6MO36 CAGAGCCTCACCCTTACC SEQ ID NO: 18
I6MO37 AGGAGTGAAGGCACCCAG SEQ ID NO: 19
Label this probe using two PCRs and perform hybridization
Performed as described in Example 2.
Eleven clones were identified and only one, called MT2-36, encoded full-length ICAM-6.
It seemed to be. This clone contained two inserts: phosphaters
0.8 kb insert encoding zea and a 2.8 kb insert encoding mouse ICAM-6. 2.
The 8 kb mouse ICAM-6 insert was analyzed. By sequence analysis, this MT2-36 sequence
, The ICAM-6 sequence deduced from the MT-3 sequence, and the RACE amplification product described in Example 4.
Was shown to be identical to The nucleotide sequence of the MT2-36 clone (ICAM-6)
It is shown in SEQ ID NO: 1. The amino acid sequence deduced therefrom is shown in SEQ ID NO: 2.
Plasmid MT2.36 encoding MT2-36 was transferred to a bacterial host under the terms of the Budapest Treaty.
Under the section, 1 in the American Type Culture Collection (12301 Rockville MD, 20852)
Deposited on October 16, 997 and given deposit number 98557.
Example 7
Construction of further ICAM-6 expression plasmid
The expression of soluble mouse ICAM-6 was improved, and the ICAM-6 / IgG1 chimera (Example 5) was used.
Phe found in180PCI-neo vector (Prome
ga, Madison, WI), the expression construct encoding domains 1-5 / IgG1 of ICAM-6.
A structure was made. Conversion of glutamic acid (Glu) to alanine (Ala) at position 38
A second expression construct containing the difference was also made. This Glu38Is the domain of ICAM-6
In Ile-Glu-Thr-Phe
Part of the motif, and this conserved motif, in ICAM-1 and ICAM-3,
It was found to be essential for binding to 1. Therefore, by analogy with other ICAMs
Thus, this change in amino acid sequence results in a putative LFA-1 binding in domain 1.
It was expected that the joint site would be removed.
A.ICAM-6 domains 1-5 / IgG1 in pCI-neo for functional analysis
To construct this construct, the leader region of ICAM-6 up to domain 3 was replaced with MT
Amplified by PCR using 2-36 clones as template. Two plastic
An immer was designed; I6MO55 (SEQ ID NO: 28) was complementary to the 5 'end of mouse ICAM-6.
Yes, I6MO56 (SEQ ID NO: 29) was based on the sequence within domain 3.
I6MO55 GCGATGCTAGCAAGCTTCACAGCTCATCACCATGGCAATG-
CTTCTGTTGGGTGTCTGGACACTGCTGGCC SEQ ID NO: 28
I6MO56 GGACCCAGAGACACAAGGCAAGTCAGTTCC SEQ ID NO: 29
The I6MO55 primer can induce high levels of ICAM expression in other constructs
The short Kozak sequence shown earlier (Italic) and two cloning sites (Nh
eI and HindIII, underlined). For PCR reaction, template MT2-36 DNA
As primers, primers I6MO55 and I6MO56, and “proofreading” Pwo DNA polymerase (B
manufactured using oehringer Mannheim, Indianapolis, IN)
Hold at 95 ° C. for 1 minute in a System 9700 (Perkin Elmer) then at 94 ° C.
Treated by 30 cycles of 15 seconds, 50 ° C. for 30 seconds, and 72 ° C. for 45 seconds. PC
R product (about 880 bp)
Migrated at the expected size in electrophoresis. This fragment was gel purified and NheI and
And BglII and gel purified again (Wizard PCR Purification Kit, Promega, Madiso
n, WI).
Construction of mouse ICAM-6 domains 1-5 / IgG chimera was performed in two steps. At first,
Implement the NheI / BglII fragment of ICAM-6 (encoding from the leader to domain 3)
BglII / XhoI of ICAM-6 as described in Example 5 (encoding domain 3 to domain 5)
The fragment was ligated and inserted into the pCI-neo vector which had been pre-cut with NheI and XhoI. Profit
Plasmids can be transferred to XL1 Blue Utracompetent cells (Stratagene, La Jolla, CA)
And colonies were transformed with T3.1 (SEQ ID NO: 4) and T7.1 (SEQ ID NO: 3).
The presence of a plasmid with the correct insert is determined by PCR using primers.
I checked.
In the second step, the resulting plasmid of the first step was digested with XhoI and XbaI and gel purified.
Was. The 903 bp SalI / XbaI human IgG1 hinge CH2-CH3 fragment described in Example 5 was
It was ligated to the ICAM-6 sequence and the vector sequence described above. The resulting plasmid is
Transform E. coli XL1 Blue cells into bacteria with the correct size insert
Were screened by PCR for the presence of the plasmid. Analysis of clones
By sequencing to confirm that the correct insert is present, and that Phe180Mutation exists
Confirmed that there is not.
B.ICA in pCI-neo with glutamate / alanine mutation required for functional analysis M-6 Domain 1-6 / IgG1
For this construct, Glu38To remove putative LFA-1 binding sites.
Replaced with nin. Three primers were designed to create mutations. First primer
ー I6MO57 (SEQ ID NO: 30)
, Glutamate codon GAG was replaced by alanine codon GCG (underlined)
It was a sense primer. The second primer I6MO58 (SEQ ID NO: 31)
The antisense codon CTC of tamate is replaced with the antisense codon CGC of alanine (underlined part)
) Was replaced by the antisense primer. Third primer I6MO59
(SEQ ID NO: 36) is identical to, but shorter than, the 5 'end of I6MO55.
I6MO57 CCTGGGCCCAGTGGAATCGCGACCTTCTAA SEQ ID NO: 30
I6MO58 TAAGAAGGTCGCGATTCCACTGGGCCCAGG SEQ ID NO: 31
I6MO59 GCGATGCTAGCAAGCTTCACAGCTCATCACC SEQ ID NO: 36
Mutations were created using two rounds of PCR. In the first round, the alanine mutation
Two fragments were generated containing the 217 bp 5 'fragment with primers I6MO55 and I6MO58.
And a 728 bp 3 ′ fragment was prepared with primers I6MO57 and I6MO56. First time
PCR, as described above, MT2-36 DNA as template and Pwo DNA polymerase
This was performed using a lyse. Gel-purify both fragments from the PCR reaction, then
Diluted to 0 and used as template for the second PCR.
ICAM-6 region from leader to domain 3 and Glu38/ Ala38Contains mutation
A second PCR was performed to produce one DNA fragment. Primer I6MO59 and
I6MO57 was used. The template was 217 bp and 72 bp obtained in the first PCR.
It was a mixture of 8 bp fragments. The two DNA fragments overlap by 30 bp,
Were annealed to each other during the annealing step of the PCR reaction. Single Stra
Extension from the ICAM-6 leader to domain 3
Region and Ala38Mutation
A 915 bp fragment was obtained. The PCR reaction is performed as described above for the Pwo DNA
The procedure was performed using a protease.
The obtained 915 bp ICAM-6 fragment was digested with NheI and BglII and gel-purified. This cut
The pieces were combined with the BglII / XhoI ICAM-6 fragment (domains 3-5) described above, and NheI and
Ligation into the pCI-neo vector pre-digested with XhoI, pCI-neo ICAM-6 (leader
-~ Domain 5, Ala38) The plasmid was obtained.
Finally, the SalI / XbaI IgG1-Fc fragment was inserted into the above plasmid. can get
Plasmid is ICAM-6 Ala38/ IgG chimera encoded. This is done by sequencing
confirmed.
HIS ICAM-6 domains 1-3 of the tag
The presence of human IgG1 in the mouse ICAM-6 / IgG1 chimera caused the expressed polypeptide to
Used as an antigen to raise polyclonal antibodies required for immunohistology
It was thought to make it difficult. Therefore, soluble mouse without its IgG1 antigen
An expression construct was prepared that allowed the production of ICAM-6.
First three domains of mouse ICAM-6 to produce soluble ICAM-6 molecules
Was inserted into the bacterial expression vector pBAR8a. Expressed using this vector
The protein is transcribed under the control of an inducible arabinose promoter. pBAR
8a plus
No. 17) is coded in its cloning section,
This allows detection and purification of the protein.
HIS tag CATCACCATCACCATCAC SEQ ID NO: 32
The first three domains of mouse ICAM-6 were selected for two reasons. First, ICAM
Immune response with the N-terminal part of -6 molecules and block ICAM-6 function
Thus, an antibody capable of detecting an ICAM-6 molecule in a tissue section was desired.
Second, based on experience with other ICAM proteins, the first three domains
Expression is thought to allow for the production of soluble proteins in E. coli.
I got it.
And the HIS tag sequence and the reading frame were inserted into pBAR8a. First, ICAM-6 domain
DNA encoding domain 3 from in 1 was prepared by PCR. One primer
-I6MO52 (SEQ ID NO: 33) was designed to be complementary to the 5 'end of domain 1.
Was. This
Includes KpnI (underlined) that allows the reading frame to be aligned. Another ply
Mer I6MO54 (SEQ ID NO: 37) was sequenced so that it was complementary to the 3 'end of domain 3.
Spel site (underlined) to allow cloning in pBAR8a and ICAM-6 fusion
Designed to contain a stop codon (italic) that stops translation of the combined protein
Was.
I6MO52 CGAGGAGCTGTTTCAGGTACCTGTCC SEQ ID NO: 33
I6MO54 CGTTCACTAGTTTTCTGCTCTCAGGGACC SEQ ID NO: 37
PCR amplification was performed using MT2-36 of mouse ICAM-6 clone as a template,
6MO54 as primer and “proofreading” Pwo DNA polymerase (Boehringer M
annheim, Indianapolis, IN
) According to the manufacturer's protocol. The reaction is Ge
Denature for 4 minutes, followed by denaturation at 94 ° C for 30 seconds, annealing at 52 ° C for 30 seconds, and
And 30 cycles of 1 minute extension at 72 ° C. Move at expected size
Gel purification of the 800 bp PCR fragment (Wizard PCR Purification System)
), Digested with KpnI and SpeI, gel purified again and pre-digested with KpnI and SpeI
Ligation to gel purified pBAR8a. Obtain the resulting plasmid according to the manufacturer's protocol.
DH5α competent cells (Gibco BRL, Gaithersburg, MD)
Toracyclin Aga
The presence of the input was confirmed by sequencing.
Plasmid ICAM-6 / pBAR8a was cloned to produce an ICAM-6 fusion protein.
E. coli strains deficient in binose metabolism were transformed. For small scale experiments
To grow transformed colonies at 30 ° C and induce protein expression.
For this, arabinose was added to a final concentration of 0.5%. One hour after induction of the sample
And harvested after 2 hours, pelleted by centrifugation and resuspended in cold CMP-PBS
did. The presence of expressed protein was determined on a 12% SDS-PAGE gel (Novex, San Diego, CA).
Examined.A protein migrating at approximately 38 kD corresponding to the expected molecular weight was detected. This IC
The AM-6 fusion protein was transferred to a nickel purification column (Ni
-Purify using NTA Silica, QIAGEN, Chatsworth, GA).
D.pCI-neo ICAM-6 domains 1-5
Separate soluble ICAM-6 constructs from the five extracellular domains of ICAM-6
If it is not desired to have reactivity to IgG1, rabbits or chickens
Expressed in mammalian cells to raise polyclonal antibodies in any of
I let it.
No .: 39) was incorporated at the 3 'end of ICAM-6 by PCR using the primers.
I6MO44 TCACGGCAGCTCAGCCACCAAGC SEQ ID NO: 19
I6MO45 AATTTCTCGAGTCACTTGTCATCGTCGTC-
CTTGTAGTCCTCAGGCAGGCCTTGGAC SEQ ID NO: 39
These primers were used in two 50 μl PCR reactions using MT-3 DNA as a template.
Used. Hold the sample at 94 ° C for 5 minutes, then at 94 ° C for 30 seconds at 55 ° C.
For 30 seconds and 30 seconds at 72 ° C. for 30 seconds. PCR product (about 850 bp
) Was gel purified, digested with XhoI and BglII, and gel purified again (QIAquick Gel Ex
traction Kit, QIAGEN, Chatsworth, GA). The 5 'end of ICAM-6 is described in Example 4.
The resulting “5′RACE ICAM-6 clone # 6” was digested with SpeI and BglII to obtain a 720 bp DNA.
The fragment was isolated by gel purification. Contains the 5 'and 3' ends of ICAM-6
DNA fragments were ligated into pCI-neo that had been previously digested with NheI and XhoI. Ligation reaction mixture
The transformant is transformed into XL2 Blue competent cells and transformants are screened by PCR.
I was leaning. Placing the ICAM-6 sequence of the plasmid as described above
Therefore, it was confirmed. Three clones with the correct sequence were identified for the ICAM-6 / Ig construct.
And transfected into COS cells as described above.
Blot using Western blot (Eastman Kodak Company, Nwe Haven, CT)
I could not detect it more.
Example 8
Preparation of anti-mouse ICAM-6 antibody
Anti-mouse ICAM-6 monoclonal antibodies can be produced in different ways.
A.Intra-spleen injection in mice
Two mice were pre-bleed and on day 0 5 μg of ICAM-6 / IgG1 chimeric protein was
Immunization was performed by intra-splenic injection of PBS containing PBS. Immunization, previously reported
Method [Spitz, Meth. Enzymol. 121: 33-41 (1986)]. On the eleventh day,
Blood is collected from mice and assayed for reactivity to immunizing antigen by ELISA
did. Briefly, Immulon 4 plates (Dynatech, Cambridge, MA) were
And goats pre-adsorbed to mouse serum proteins (Jackson ImmunoResearch)
Coated with anti-human antibody. Wash plate to remove C containing ICAM-6 IgG1
OS supernatant was added. As a negative control, ICAM-1 / IgG1 fusion protein was added to 10
Diluted to 2 μg / ml with RPMI containing% FBS and immobilized in the same manner. Plate
After incubation and washing, add pre-immune mouse serum and immunized mouse serum.
Was. Goat anti-mouse IgG1 (fc) horseradish peroxidase (HRP) conjugated antibody (Jackson
) Was used to detect anti-ICAM-6 antibody in any mouse.
The results show that the mouse immune serum was compared to the pre-immune serum and the immobilized ICAM-6 fusion
No reactivity with either the protein or the ICAM-1 fusion protein
Was shown. Therefore, this
No further immunizations were performed by the procedure.
B.Hamster spleen injection
One Armenian hamster (Cytogen Research and Development, West R
oxbury, MA), and on day 0, 5 μg of ICAM-6 / IgG1
Immunization was performed by intrasplenic injection of PBS containing laprotein. Day 11
Test bleeds were assayed by ELISA as described above. However, the immobilized I
CAM-3 / IgG1 was used as a negative control, and goat anti-Armenian hams
Serum reactivity was detected using a tar IgG HRP conjugated antibody (Jackson).
The results showed a weaker reactivity of serum with immobilized ICAM-6 compared to ICAM-3.
On day 14, the hamsters were injected again with the same antigens in the spleen. Hamster
Because he died during anesthesia, the spleen was removed immediately and a previously reported technique [Bo
ss, Meth. Enzymol. 121: 27-33 (1986)], as described in ICAM-6 / IgG1 antigen.
As a single cell suspension in the presence of Four days later, spleen cells were collected and standard
Was fused with NS-1 cells using the following procedure. After 11 days, the culture supernatant of the hybridoma was
As described above, the immobilized ICAM-6 / IgG1 or ICAM-3 / IgG1
And screened.
The results showed no specific reactivity with ICAM-6.
C.ICAM-6 D1-5 / IgG1 Of hamsters with Freund's adjuvant containing hamster Conversion
Two Armenian hamsters (Cytogen Research and Development, West R
oxbury, MA) on day 0, pre-bleed and 50 μg
Complete Freund's adjuvant containing ICAM-6 / IgG1 fusion protein (200 μl total volume)
Volume). On day 15, the hamsters are inoculated with incomplete filters containing 50 μg of the same antigen.
Booster immunization was carried out with Reunion adjuvant (IFA). On day 25, blood was collected from the animals,
Antibody titers were measured by ELISA.
Immulon 4 plates (Dynatech, Cambridge, MA) were used for bovine and mouse serum
Goat anti-pre-adsorbed to proteins (Jackson ImmunoResearch, West Grove, PA)
Coated with human antibodies. Transfer of ICAM-6 / IgG1 fusion protein to COS transfer
The cells were harvested from the supernatant of the lysed cells (described in Example 2). ICAM-1 / IgG1 fusion tamper
Dilute the protein to 2 μg / ml with RPMI containing 10% FBS.
Captured in the wells. Dilute pre-immune serum and immune serum from hamsters
And added to individual wells after ICAM-6 / IgG1 capture. Goat anti-hamster western horse
Viperoxidase (HRP) conjugated antibody used to detect hamster antibodies
did.
Immune sera obtained from two hamsters contained ICAM-6 / IgG1 and ICAM-1 / IgG1
In both cases, the highest dilution tested (1: 1,600) exceeded the pre-immune serum
Showed high reactivity. Perform another ELISA to characterize the antibody binding of the serum
Was. In this case, ICAM-1 / IgG1 was added to the diluted hamster antibody, thereby
The reactivity of both fusion proteins to the IgG1 moiety was absorbed. Capture ICAM-6 / IgG1
No specific reactivity to was detected.
To improve antigen responsiveness in hamsters, boosters were given for 4 weeks.
Administration was performed regularly using IFA containing ICAM-6 / IgG1. Specific reactivity detected
Hamsters, receive phosphate-buffered saline (PBS) containing ICAM-6 / IgG1
A final boost was given by intraperitoneal injection and 4 days later the spleen was sterile
Was taken out. The spleen cells were transferred to NS-1 melanoma cells (A.
T.C.C., Rockville, MD) at a ratio of 2: 1. The culture supernatant was collected using ICAM-
Screening by ELISA using 6 / IgG1 and ICAM-1 / IgG1 as above
I do.
D.Immunization of rabbits to produce polyclonal antisera Using soluble ICAM-6 expressed as protein as an immunogen for immunohistological staining
To produce a useful polyclonal antiserum, that of New Zealand white rabbits
Each, 50-150 mg of ICAM-
Injection subcutaneously. Subsequent injections with similar amounts of immunogen but incomplete
Performed at intervals of 3-4 weeks with Reint adjuvant. The third blood sampling of rabbits
Serum was performed by ELISA 7-14 days after injection and at each subsequent injection.
Assay for specific reactivity to ICAM-6 / IgG1 fusion protein
. If specific reactivity is detected, Western analysis and
And perform immunocytochemistry.
Example 9
Functional analysis of mouse ICAM-6
To determine the biological relevance of ICAM-6, adhesion assays were performed on immobilized mice.
ICAM-6 / IgG1 fusion protein (Example 5)
This was performed using cells expressing phosphorus.
A.ICAM-6 / LPA-1 Analysis of (CD11a / CD18) binding
Initial adhesion assays were performed using immobilized ICAM-6 / IgG1 and CD11a / CD18 integrin.
Mouse T which expresses but does not express other CD18 integrins
This was performed using the cell line PLP. Two other cell lines, human B-limba blast-like
The cell line JY8 and the human promyelocytic monocyte HL-60 were also used in this assay.
Used. As a negative control, pre-expression of mice that do not express CD18 integrin
The B-myeloma cell line NS-1 was also assayed.
Adhesion assays were previously reported in 96-well Easy Wash plates (Corning).
Using a modification of the procedure described in [Morla et al., Nature 367: 193-196 (1994)].
went. Each well was filled with 50 μl of 5 μg / ml mouse ICAM-6 / Ig fusion protein or 5 μg / ml.
μg / ml human ICAM-1 / Ig protein (both in 50 mM bicarbonate buffer, pH 9.6)
(Obtained from stock solution). Quantify 100% binding of inserted cells
Control wells with anti-CD18 monoclonal antibody.
For human cells, use anti-CD18 antibody M17 or 22F12C and
Then, the anti-CD11a antibody M17 or the anti-CD3 antibody 145-2C11 was used. Background
Control wells for measuring und binding were used for bovine serum albumin (BSA).
). Mouse ICAM-6 fusion protein or mouse ICAM-1 fusion protein
After adding any of the proteins, the wells were incubated with PBS containing 1% BSA for 1 hour at room temperature.
Blocking. Wash wells, 5 mM KCl, 150 mM NaCl, 1 mM MgClTwo,
1 mM CaClTwo200 μl containing 20 mM HEPES, 10 mM D-glucose and 5% FBS
The loading buffer must be in the presence of phorbol 12-myristate 13-acetate (PMA) (20 ng / ml).
Added either in the presence or absence. CD18 to determine binding specificity
A monoclonal antibody capable of immunoreacting with antibody 2E6, or
Adhesion and relaxation of monoclonal antibody TS1 / 22 (ATCC) that can immunoreact with human CD11a
It was added to the buffer. Then, cells (5 × 106100 μl of cells / ml) to each well
Plate at 37 ° C with 5% COTwoFor 30 minutes. Adhesive thin
The cells are fixed by adding 50 μl of glutaraldehyde solution, washed, and
Stained with Listal Villette (Sigma) solution. Wash and add 70% ethanol
After that, the adherent cells were measured for absorbance at 570 nm by SPECTRAmax.TM250 microplate
Determined by measuring using a spectrophotometer system (Molecular Devices)
Weighed. The percentage of adherent cells was determined using the following formula:
The results showed that PLP cells were compared to the negative control NS-1 cell line,
6 / IgG1. PLP binding was determined by the concentration of immobilized ICAM-6 / IgG1.
Dependent on degree, blocked in the presence of anti-CD18 antibody. Furthermore, the binding of PLP is CD11a / C
Increased in the presence of PMA, which is known to activate D18 integrins. PLP
Cell binding was not detected in wells coated with human ICAM-1 / IgG1.
Was. JY-8 cells and HL-60 cells also bind to immobilized ICAM-6 / IgG1 and the binding is
Blocked in the presence of the human CD11a antibody. These results indicate that mouse ICAM-6 is
It has been shown that it can bind to both mouse and human CD11a / CD18.
B.ICAM-6 / Mac-1 Analysis of (CD11b / CD18) and ICAM-6 / p150 / 95 (CD11c / CD18) binding
To assess mouse ICAM-6 binding to CD11b / CD18 and CD11c / CD18, both
Integrin expressing mouse monocyte cell line RAW 264.7 and CD11b / CD18
The human HL-60 cell line was used in the adhesion assay described above. Specificity of binding
Anti-CD11b antibody (M1 / 70), anti-mouse CD11c antibody (N418), anti-mouse CD18 antibody (2E6)
Using anti-human CD11b antibody (44AACB) or anti-human CD18 antibody (22F12C)
Specified. In addition, the specificity of antibody blocking was determined using the non-blocking mouse CD18 antibody (M18).
Was determined.
The results show that RAW 264.7 cells bound to immobilized ICAM-6 and that binding was to anti-mouse CD11b.
Monoclonal antibodies, anti-mouse CD11c monoclonal antibodies, and anti-mouse CD18
It was shown to be blocked in the presence of both noclonal antibodies. But the join is
Not affected by unbound anti-CD18 antibody. HL-60 also has ICAM-6 / IgG1
Binds to the coated wells and the binding is blocked by anti-human CD11b antibody.
I was stopped. These results indicate that mouse ICAM-6 is compatible with mouse and human CD11b / CD18.
And both are shown to bind to mouse CD11c / CD18.
C.ICAM-6 / Analysis of α-d bond
αdAdhesion of ICAM-6 to rat αdAnd transcoding with cDNA encoding human CD18.
Tested with transfected Chinese hamster ovary (CHO) cells
. αd/ huCD18 CHO cells were transferred to the immobilized mouse ICAM-6 / IgG1,
To either ICAM-1 / IgG1 or human VCAM-1 / 1gG1 fusion protein
It was tested for wearing. αdBinding specificity for anti-rat αdmonoclonal
Antibody (205C) and anti-human CD18 monoclonal
Was determined using an antibody (22F12C). Non-binding antibody was converted to human VCAM-1 / IgG1 αd
Used as a negative control for binding to
Preliminary results indicate that mouse ICAM-6 is αd/ CD18 binds to integrin
Was.
Example 10
In situ hybridization of mouse ICAM-6 transcription
To identify in which cells ICAM-6 is expressed, in situ hybridization was performed.
Immobilization was performed on mouse testis tissue sections using the mouse ICAM-6 riboprobe.
I went. ICAM-6 antisense riboprobes for domains 1 and 2 were
It was used to detect ICAM-6 mRNA in testis tissue sections. ICAM-6 mRNA
Non-hybridized ICAM-6 sense probe was used as a negative control
.
The above probe was converted to α according to the manufacturer's protocol (Stratagene).-35S UT
Labeled by RNA transcription using P. Frozen tissue sections on coated slides
Place on glass (Superfrost Plus VWR, Seattle, WA) and use paraformaldehyde
Fixed, denatured, dehydrated and dried with a series of ethanol washes. C in tissue section
The hybridization was carried out overnight at 50 ° C., 50% formamide, 0.3 M NaCl, 20 mM
Tris pH7.5, 5 mM EDTA) 1 × Denhardt solution, 10% dextran sulfate, 0.5 mg / ml
Yeast RNA, 100 mM dithiothreitol (DTT), and 5 × 10 5 per tissue sectionFivecpm
Performed in the presence of the probe. Slide glass with 4 × SSC containing 10 mM DTT
Wash for 1 hour at room temperature, then 60% with 50% formamide 1 × SSC containing 10 mM DTT
Washed at 40 ° C. for 40 minutes and washed once with 2 × SSC and once with 0.1 × SSC. Most
The latter two washes
Performed for 30 minutes at room temperature with gentle stirring. Dehydrate tissue sections, air dry, and photographic milk
(Kodak NTB2 Nuclear Emulsion, International Biotechnologies, Hartford
, CT) and exposed. After development, the tissue sections were hematoxylin-
Silver particles were visualized by dark field microscopy with counterstaining with osin.
Strong hybridization signal from mouse ICAM-6 antisense probe
Was detected in the first spermatocytes in the tubules of the mouse testis after 4 days of exposure. So
In marked contrast, the control ICAM-6 sense riboprobe and the hybrid
The testis tissue was not hybridized at all.
Example 11
Identification of partially human genomic ICAM-6 DNA
Make sure that the mouse AA065987 sequence does not match any of the Genbank sequences.
Was used as the presentation sequence in the second BLASTN search.
. From the Genbank database, a human genome sequence of about 66.5 kb called J03071 was
Has about 70% nucleotide homology to the corresponding sequence in AA065987,
It was identified as containing a region with about 61% homology at the acid level. AA0659
In addition to the sequences homologous to 87, J03071 is a human growth hormone (GH1 and GH2) and
Complete protein coding for hairy somatotropin polypeptide hormones 1, 2 and 5
Includes the storage area. The chromosomal location of J03071 (17q22-24) was PECAM (17q23) and ICAM-2.
It was determined to be near the gene encoding (17q23-17q25).
Within the genomic DNA sequence of J03071, proteins with homology to known ICAMs
Five regions encoding the protein sequence were identified. These five regions of DNA
One partial exon and four
Seemed to represent a complete exon. Coded by these five regions
By examining the protein sequence and the introns / exons of ICAM-1
By analogy to the splicing pattern of
The regions were called exons 2-6. The first region, exon 2 (nucleotide
66,422-66,495) have homology to part of domain 1 in ICAM.
The sequence extends to the end of the DNA of J03071, thus excluding only part of exon 2.
It was thought enough to represent. (Coded by exon 3, nucleo
Called domain 2 (from 64,225 or 66,226 to nucleotide 64,544)
If the region is translated, the frame shift is determined by the open reading frame and
Required to maintain homology with other ICAMs. Code domain 3
Exo from nucleotide 63,697 to any of nucleotides 63,975 or 63,976
4 encodes a complete open reading frame with homology to known ICAMs
showed that. Two stop codons at exon 5 (nucleotides 62,895-63,163)
Thus found in encoded domain 4. One stop codon is exo
Found in domain 5 encoded by nucleotide 6 (nucleotides 61,329-61,569).
Was issued. However, the conserved amino acid sequence in all domains
Of the cysteine residue, along with the amino acid sequence before and after the cysteine characteristic of ICAM.
Was included. Amino acid sequences of various domains encoded by J03071
When compared to known ICAMs, the calculated percent identity is the difference between any two specific ICAMs.
The comparison of the sequences was characteristic. Table 3 shows the results of the comparative analysis. "Typical
Encoded by J03071 for amino acid identity and protein structure
This polypeptide was called ICAM-6. Frame in domain 3
Time shift and stop codons in domains 4 and 5 reverse errors in sequencing.
It is thought that the putative ICAM-6 coding region of J03071 is a pseudogene
It is also possible to consider that they do not encode a functional polypeptide.
You.
A portion of J03071 containing five regions homologous to known ICAMs was extracted from the EST database.
Used in a BLASTN search for source. Two ESTs (H79158 and H54052) were identified
Was. The two ESTs were isolated from fetal liver and spleen libraries and
Exons and neighbors indicating that they are unspliced cDNAs
Identified as containing intronic nucleotides.
Using the mouse ICAM-6 sequence, a homologous region was further added to the genomic sequence of J03071.
It was recognized in. This region is the transmembrane region of mouse ICAM-6 and the cytoplasmic tail.
Encodes an amino acid sequence having 48% homology to the
It was thought to represent a column. Those encoding this putative transmembrane / cytoplasmic tail
Are contiguous and if such sequences are found in the same exon,
Putative transmembrane / cytoplasmic tails of the sequence are identical to those found for other ICAM genes.
Match. The transmembrane / cytoplasmic region of J03071 corresponds to nucleotides 60,912-61,135.
You.
Example 12
Expression of human ICAM-6 in tissues and cells
Supplied to try to isolate a full-length human ICAM-6 clone using two methods
Appropriate cells or tissues were identified as sources. In the first analysis, some details
CDNA samples obtained from cell lines and several cDNA libraries were prepared using human ICAM-6.
By PCR using primers corresponding to domains 1 to 3
did. In the second method, domain 3 of ICAM-6 was cloned by PCR.
And used as a probe for Northern blot analysis of human RNA samples.
A.ICAM-6 Test PCR analysis and cloning of domain 3
To enable the implementation of the above two methods, the presence of ICAM-6 cDNA was detected,
The ICAM-6 domain used as a Northern blot analysis probe was cloned.
As a means of performing PCR, determine the PCR conditions under which domain 3 obtained from ICAM-6 is amplified.
It was necessary to determine. Primer I601, I602, I603 and I606, J030
Designed based on sequences located within domain 3 determined from 71 sequences. Plastic
Imers I603 and I606, respectively, also facilitate subsequent cloning procedures
In order to create the restriction sites for EcoRI and XhoI (underlined in the sequence below)
Designed to.
I601 CTTTTGGAGGCTGGGATG SEQ ID NO: 38
I602 CATTGCACCCAGAGATGC SEQ ID NO: 20
I603 ATAGAATTCCTTTTGGAGGCTGGGATG SEQ ID NO: 21
I606 TAACTCGAGCATTGCACCCAGAGATGC SEQ ID NO: 22
First, PCR amplification was performed by templated genomic DNA purified from peripheral blood lymphocytes.
And used. The PCR reaction was performed using the same buffer as described in Example 2.
went. To optimize amplification product production, the reaction conditions were adjusted to MgClTwoConcentration (1.5 mM,
2 mM) and annealing temperatures (50 ° C., 55 ° C., 60 ° C.). Various anti
At the same time, three DNA thermal cyclers 480 (Perkin Elmer, Foster City
, CA). The thermal conditions for all reactions were initially a denaturation step at 94 ° C for 4 minutes.
Followed by denaturation at 94 ° C for 1 minute, annealing at 50 ° C, 55 ° C or 60 ° C for 30 seconds
, And 72 cycles of 1 minute extension at 72 ° C. The resulting amplification product is
Analyzed using gel gel electrophoresis. Under all PCR conditions tested,
210 bp fragment using primer pair I603 / I606 as a fragment that migrates in size
And smaller fragments using primer pair I601 / I602 were detected.
Combine the products from all reactions and use 30 μg of carrier yeast RNA.
And precipitated with 0.3 M sodium acetate and 2 volumes of ethanol. Amplification product and B
SII SK + vector (Stratage
ne) is digested with EcoRI and XhoI, and both the fragment and the linearized vector are gel purified.
(QIAGEN kit), the two DNAs are ligated together, and the resulting plasmid is
Following the manufacturer's instructions protocol, XL1 Blue Ultracompetent cells (Stratagene, L
a Jolla, CA).
Two lines of PCR using single colony selection and bacterial DNA as template
Screened by PCR for presence of domain 3 of ICAM-6 by amplification
did. In one PCR, the presence of the correct 330 bp insert was determined by primers T3.1 and T7.
Investigated using .1. In a second PCR reaction, the ICAM-6 domain in the same bacteria
The presence of the protein 3 was examined by combining ICAM-6 with the following vector primers. T3
Using .1 and primer I608, a 259 bp PCR product was expected. Primer
Using T7.1 and I607, a 215 bp amplification product was expected.
I607 GCGAGGTGGCTAGGGTGTTTCCAGC SEQ ID NO: 23
I608 CCTGATCACCAGCCTCCATGGTCCG SEQ ID NO: 24
All PCR reactions were performed as described above with 1.5 mM MgClTwoAnnealing at 50 ° C using
Performed at temperature. Select one colony with the correct insert as determined by PCR
I chose. Plasmid DNA from this clone is purified using the Wizard Miniprep Purification Kit
(Promega) and the sequence of domain 3 was confirmed.
The result shows that the sequence encodes a complete open reading frame and J030
It was shown to be identical to the genomic sequence of domain 3 of human ICAM-6 in 71.
B.PCR analysis
Using PCR to determine which contains the human ICAM-6 cDNA,
Several cDNA libraries were screened. Mainly for screening
And concentrated on hematopoietic cells and endothelial cells. Because ICAM
Is characteristically expressed in these cell types. Further screening
Samples contained human umbilical cord vascular endothelial cells stimulated with IL-1 and / or IL-4.
In addition to the obtained cDNA, unstimulated human umbilical cord vascular endothelial cells (HUVEC)
Prepared cDNA, cDNA obtained from promyelocytic cell line HL-60, and lung, appendix (a
ppendix) and cDNA from the colon were included. PCR also includes HUVEC, Jurkat fine
Vesicles (human T cell line), peripheral blood mononuclear cells (PBMC), synovium, and HeLa cells (epithelial cervix)
Several human cDNA libraries, including cDNA libraries prepared from tumor cell lines)
I went to the rally. PCR reactions were performed as described above with 2 mM MgClTwoAt 60 ° C
At an annealing temperature of Primers I601 (SEQ ID NO: 38) and I602 (sequence
No. 20) was used in the PCR.
On agarose gel electrophoresis, a 210 bp DNA band of ICAM-6 domain 3 was detected by HUVEC.
Detected from cDNA, HUVEC libraries, and also from PBMC libraries
. The PCR reaction was further performed using these combinations of ICAM-6 derived primers to
Performed using DNA sample, library encodes ICAM-6 domain 1
And that the clone was correctly spliced.
Primer I6011 (SEQ ID NO: 25) specific for domain 1 and domain 3
I602 (SEQ ID NO: 20) or I608 (SEQ ID NO: 24) specific to the DNA to be loaded
Some were used in PCR.
I6011 GCAGTGCTTCTTCTCTTGTGCAGGG SEQ ID NO: 25
No amplification product of the expected size was found in the PCR reaction. This is because
Indicates one of the following. (i) DNA encoding ICAM-6 domain 1 is included in the library
Was not present, or (ii) the clone was not spliced
Or (iii) the cDNA sample contains the domain 3 signal detected in the first reaction.
Genomic DNA, which generates the DNA.
B.Northern analysis
Northern analysis was performed on cells containing HUVEC; A549, HeLa, HL60, Jurkat, Ramos and U937.
Strain; group containing spleen, thymus, peripheral blood leukocytes, testis, prostate, ovary, colon, and small intestine
Performed on RNA isolated from woven type. Hybridization probe
Contains the sequence corresponding to ICAM-6 domain 3 cloned as described above.
Was.
The human ICAM-6 domain 3 plasmid was linearized with EcoRI and used with the Qiagen kit.
And gel purified. Anti-antisense ICAM-3 RNA probe was purchased from the manufacturer's protocol (
RNA transcription kit, Stratagene)32For in vitro transcription using P-labelled UTP
Therefore, it was labeled. The membrane was washed overnight at 65 ° C. with 50% formamide, 5 × SSC, 5 ×
0 mM Tris-HCl (pH 7.6), 0.1% sodium pyrophosphate, 0.2% polyvinylpyrroli
Don, 0.2% Ficoll, 5 mM EDTA, 2% SDS, and 150 mg / ml denatured salmon sperm
Hybridized in the middle. Wash the membrane at 65 ° C, containing 0.1% SDS
Twice with 2 × SSC and twice with 0.1 × SSC containing 0.1% SDS for 15 minutes each
.
The results showed high level expression of 3 kb RNA in testis and prostate. In PBL
Thus, a 1 kb fragment was identified. In the colon and small intestine
In this case, transcription of 7.5 kb was observed. High levels in HUVEC and various cell lines
Hybridization is 4.4 kb, which is consistent with 28S ribosomal RNA in size.
Detected with RNA. Whether the probe cross-reacts with the rRNA, or
It is unknown whether there is a 4.4 kb transcript specific for these cell types.
Example 13
Isolation of human ICAM-6 cDNA
HUVEC and PBMC cDNA libraries contain DNA corresponding to ICAM-6 domain 3
Therefore, using the ICAM-6 domain 3 PCR probe,
CDNA libraries obtained from two cell types for the purpose of isolating ICAM-6 cDNA
Lee was screened. In addition, Northern blot analysis was performed to testis.
Human testis library (Stratagene)
Screened. Screening of these libraries is described in Example 2.
Performed using the human ICAM-6 domain 3 probe labeled by PCR
. An unlabeled template was prepared by using the ICAM-6 domain 3 plasmid
PCR using primers I601 (SEQ ID NO: 38) and I602 (SEQ ID NO: 20)
Therefore, it was produced. Gel purify PCR products, dilute and use as template
A 210pb ICAM-6 domain 3 probe was prepared. Hybridization conditions
Was as described in Example 2.
According to the results obtained from the testis library, 13 positive clones were obtained.
Eight of them were sequenced and four spliced ICAM-6 clones (clone).
Loans 13A, 20C, 5A and 13B), four of which are unspliced ICAM-6
On a loan
Revealed that. Among the four spliced clones, 20C and 1
Two of 3A were found to contain a leader sequence and a domain 1 sequence. PBMC Rye
In the library, only one unspliced clone was identified.
It was. No clones were identified in the HUVEC library.
To determine the more complete sequence of the human ICAM-6 sequence, the leader and domain 1
The coding region of human ICAM-6 encoding a part of
Used. This search yields three human ICAM-6 clones.
Four EST sequences were revealed. Two EST sequences AA421394 (SEQ ID NO: 49) and
AA421290 (SEQ ID NO: 50) corresponds to the 5 'and 3' ends of another clone 731071.
This clone 731071 was isolated from a human testis library and
And domains 1-3. Human fetus previously referenced in Example 11
Two ESTs, H79158 (SEQ ID NO: 47) and H, obtained from the liver-spleen library
54052 (SEQ ID NO: 48) has also been identified and is an unspliced domain
It seemed to code 4.
Eight clones from the testis library were sequenced. Those knots
The database sequence of EST J03071 was corrected by combining the results. Corrected array
Is the leader and domains 1, 2 and 3 are complete open reading
Indicated to code the frame. However, the sequence of domain 4 is still
It contained a stop codon. Using the more complete polynucleotide sequence of ICAM-6,
A second comparison against other known ICAM sequences was performed with the presence of a stop codon in domain 4.
Nevertheless, a comparison of domains 4 and 5 of ICAM-6 was performed. The results below
Is shown in Table 4.
To further analyze ICAM-6 DNA encoding the leader and domains 1-3
The sequence of clone 731071 obtained from the EST database was
13A and 20C sequences. These three clones are the same
Leader and two domains encoded by open reading frame
And the same amino acid sequences of domain 2 and domain 3
Was issued. Therefore, in domain 2 of clone J03071 obtained from Genbank
Identified flames
Was concluded to have resulted from a sequencing error. However, 13A, 20C and 73101
In all three clones, domain 1 was incomplete. Clone 20
Encodes only the 5 'portion of domain 1, while clones 13A and 73101 encode only the 3' portion.
Had code. In all three of these clones, the domain 1 sequence
Splicing depends on the presence of partial domains and frameshifting or splicing.
Abnormal as indicated by the presence of any of the stop codons at the single junction.
Was. Therefore, none of these three clones were completely processed,
It did not encode transmembrane or cytoplasmic amino acid sequences. Each clone
Wherein the sequence encoding domain 3 is followed by its corresponding intron
Followed.
Of the four spliced human testis clones, 13A, 5A and 13B
Encoded for the main 4 amino acids. Each of the clones has the genome of J03071
It contained the first of the two stop codons previously identified in the sequence. These three
None of the clones contained the second stop codon found in J03071
Therefore, it was concluded that the second stop codon resulted from a sequencing error.
Corrected human ICAM-6 but still has a stop code within the coding region of domain 4.
The leader and domains 1, 2 and 3 are completely open
It was shown to encode a reading frame. These observations suggest that humans
We concluded that testicular splicing of ICAM-6 was abnormal:
Has been previously reported on other genes expressed in testis [Sorrentino,
et al., Proc. Natl. Acad. Sci. (USA) 85: 2191-2195 (1988)]. This conclusion is
Correctly spliced, functional human ICAM-6 is expressed in other human tissues
Do not rule out possibilities. Identification of the stop codon encoded by DNA for domain 4
Otherwise, it can be explained in the following points. (i) Alternative
Bus splicing is likely to occur, in this case encoding domain 4
Sequence is thereby removed, resulting in less extracellular dosing than the mouse ICAM-6 protein.
Allows expression of a functional polypeptide having a domain; (ii) an identified human
The ICAM-6 gene is considered to be polymorphic within the population, and therefore is altered in certain individuals.
Different and not otherwise mutated; or (iii) clone J03071
It is considered to represent a pseudogene that does not express a functional ICAM-6 polypeptide.
If J03071 is a pseudogene, the functional ICAM-6 (or other unique ICAM) is the same
It is conceivable that it is located at the chromosomal location (Example 11).
Example 14
RACE RCR identifies spliced 5 'human ICAM-6 cDNA
To isolate the 5 'end of human ICAM-6 cDNA, RACE PCR was performed using human testis Maratho.
n-readyTMThis was performed using cDNA (Clontech). cDNA can be used in the age range of 22-31
Prepared from testes collected from four white men in the perimeter. Sources gathered previously described
Testis used to prepare the isolated testis cDNA library (Stratagene)
became. The human testis cDNA was ligated to the AP-1 and AP-2 primers described in Example 4 (SEQ ID NO:
No .: 13 and 14). PCR, AP-1
And 1608 (SEQ ID NO: 24) using primer pair I608.
Is specific for the DNA encoding domain 3. Two PCRs are described in Example 4.
Went to be. In both PCRs, denature the reaction mixture for 1 minute, then
Denaturation at 94 ° C for 5 seconds and 72 ° C for 2 minutes
5 cycles of annealing / mediation between, and denaturation at 94 ° C for 5 seconds and 2 cycles at 70 ° C.
5 minute annealing / extension cycle, finally denaturation at 94 ° C for 5 seconds and 68 ° C
Twenty-five cycles of annealing / extension for 2 minutes were performed. Domestic from ICAM-6 leader
The expected size of a correctly spliced fragment encoding up to in 3 is
It was about 0.8-1 kb.
Agarose gel electrophoresis was performed with bands moving about 0.7-0.8 kb in length.
The DNA in the form of a mear was shown. In consideration of this result, the three steps were changed to the expected size.
In order to obtain an amplification product of
First, the PCR product was digested with SacI and NotI. This procedure is for ICAM-6 domain 3
The presence of a SacI site and a NotI site in the 5 'untranslated region and in the cDNA adapter
Based on what was known. The expected size of the SacI / NotI fragment is approximately 0.8 kb.
Was.
Second, the PCR products were subjected to size selection in the range of 0.8-1 kb using gel electrophoresis.
Made a choice. This range of fragments was purified from the gel and previously digested with NotI and SacI.
In the vector BSII SK + (Stratagene). The resulting plasmid is produced
Transform Ultracompetent XL-blue MRF 'cells according to the manufacturer's protocol.
Was.
Third, hybridization was performed on ICAM-6 containing all of domain 1.
To identify the cDNA,32Performed using P-labeled oligonucleotides. Oligo
Nucleotides I6047 (SEQ ID NO: 26) and 16048 (SEQ ID NO: 27)
Was designed to be complementary to both ends of the DNA encoding
I6047 GTCCCGGAACAGTCGTTTGAGGTTT-
CTATTTGGCCAAGTC SEQ ID NO: 26
I6048 GATCACTTGCTCTGGTGGCTGATAC-
ACAGTGACGCCAAGG SEQ ID NO: 27
Primer I6047 corresponded to the 5 'end of domain 1, while I6048
Corresponding to the joint between Oligonucleotide32T-polynus using P-γATP
End-labeling using nucleotide kinase (New Englang Biolabs, Beverly, MA)
Using a Centrispin 10 column (Princeton Separation, Adelphia, NJ)
Purified.
Bacteria transformed with the size-selected PCR product are purified using carbenicillin agarose.
Seed on filter on plate and incubated overnight at 37 ° C
. Colonies were transferred to two additional filters. One replica I6047 Pro
And the other was hybridized with an I6048 probe. Both
One of the filters was filled with 5 × SSC, 50 mM sodium phosphate, 5 × Denhardt solution, and
Hybridize at 65 ° C. in 0.1% SDS in 0.1% SDS for 15 minutes at room temperature.
Washed with XSSC and then with the same solution at 65 ° C for 5 minutes.
Twenty colonies hybridized to both probes were picked. By sequence analysis
These 20 colonies were shown to contain the human ICAM-6 insert. This
Some clones contain a SacI site and are internal to domain 2 or domain 1.
Was extended to. Five clones contain the SacI site of domain 3 and are 5 'untranslated
It extended to the NotI site within the region. Therefore, the five clones were ICAM-6
Allowed the determination of the splicing junction between the leader and domain 1.
Combine full-length human ICAM-6 sequence with sequence information obtained from the following clones
(Coding domain 3 from the leader sequence)
B1b of the human RACE clone, human testis (encoding domains 2-4)
Clone found in the library and geno (encoding domain 5)
Muclones. Human ICAM-6 sequence including the region coding for the stop codon in domain 4
Is shown in SEQ ID NO: 40. Putative amino acids up to the stop codon for polynucleotides
The amino acid sequence is shown in SEQ ID NO: 41. Amino acid sequence of extracellular domain of human ICAM-6
Table 5 shows a comparison with the corresponding regions of other mouse and human ICAMs. Example 15
Cloning of ICAM-6 domains 4 and 5 from infertile patients
Considering that ICAM-6 mRNA expression is observed in testis,
And examined the possible relationship. Stop codon for ICAM-6 gene in domains 4 and 5
One hypothesis to explain why includes one or two copies of a functional IC
The fact that AM-6 is present on human chromosomes can render male carriers infertile.
And ICAM-6 expression is abnormal in spermatogenesis and / or sperm function
Or sperm or spermatocyte destruction. this
Patients who selected domain 4 and domain 5 of ICAM-6 to test their hypothesis
It was cloned from the genomic DNA obtained. Examine the polynucleotide structure
These domains have a stop codon or a complete open reading frame.
Whether or not it contains
DNA was obtained from blood samples obtained from 20 male patients with primary testicular failure and 5
DANzolRBD reagent (Molecular Research Center)
, Inc, Cincinnati, OH) according to the manufacturer's instructions protocol. PCR
And using two pairs of primers designed based on the human ICAM-6 sequence,
Amplify genomic fragments that extend to either domain 4 or domain 5 of ICAM-6
Was. The first primer pair 16070 (SEQ ID NO: 51) and I6073 (SEQ ID NO: 52),
And the second primer pair, I6075 (SEQ ID NO: 53) and I6077 (SEQ ID NO:
54) correspond to the 5 'end and 3' end of domain 4 and domain 5, respectively, of ICAM-6.
I responded.
I6070 CTTCCCTCCACCAATCCTGGAGC SEQ ID NO: 51
I6073 GGATATGGAGCTGGATCACAGTGG SEQ ID NO: 52
I6075 TGGCTGGAAGGGATGGAACACACG SEQ ID NO: 53
I6077 TGACAGAGCCCAGCTGGTTAGTGG SEQ ID NO: 54
50 μl of PCR reaction was performed with 1 × KlenTaq buffer, 2 mM dNTPs, and domain 4 primer
Either pair of I6070 and I6073 or domain 5 primer pair I6075 and I6077
100 μg / ml, 1 μl KlenTaq polymerase solution, and 6-12 ng of genomic DNA
Manufactured using the Advantage cDNA PCR kit (Clontech, Pala Alto, CA)
Was performed according to the manufacturer's instruction protocol. "Touchdown" PC
I went. The reaction was first performed by a denaturation step of 30 seconds, then at 94 ° C. for 5 seconds.
Denaturation and 5 cycles of annealing / extension at 72 ° C for 30 seconds, denaturation at 94 ° C for 5 seconds.
5 cycles of annealing and extension at 70 ° C. for 30 seconds and 5 seconds at 94 ° C.
25 cycles of denaturation and annealing / extension at 68 ° C. for 30 seconds. Get
PCR products are separated using agarose gel electrophoresis and
Detected two bands moving with. Approximately 260 bp band for domain 4 primer
Detected from reactions using a pair of I6070 and I6073. Approximately 170 bp band
Detection was performed using primer pairs I6075 and I6077. Copy these fragments to your PC
Manufacturer's instruction protocol using R Product Purification Kit (Promega, Madison, WI)
And sequenced directly using the corresponding primers. Control
Contains genomic DNA from gorillas or monkeys (Macaque nemestrina).
Included.
Either one or two stop codons may be determined by sequence analysis of the ICAM-6 PCR product.
For all patient samples and control samples
It was shown to be present in domain 4 of the pull. One of the stop codons is
It was located at the same nucleotide as in the clone described in Example 13. Second
The stop codon, if found, is a fixed position in all samples.
Existed. The sequence analysis of ICAM-6 domain 5 was the same as previously observed.
Stop codons or ambiguous sequences at the same nucleotide position were revealed.
Sequence ambiguity can be an artifact of sequencing or the IC in a particular patient.
Two alleles of AM-6 (allele with second stop codon and one without
Alleles).
Because the ICAM-6 gene is highly conserved among species, macaque and
Blood obtained from lira was used as a control. The genomic DNA
PCR as described above and under the same conditions as above for human samples
Used in By sequence analysis, domains 4 and 5 of ICAM-6 in macaque were
Complete open readout with 95% and 97% identity to its human homolog
Coding frame. Therefore, domain 4 and
ICAM-6, which contains 5 and 5, is considered to be functional in macaques. Gorilla smell
Thus, domains 4 and 5 of ICAM-6 have high homology to human molecules.
(Domain 4, 91% and domain 5, 94%). Stop codon
Detected in gorilla domain 4 as in the case of the human sequence,
5 coded for a complete open reading frame.
These results indicate that the presence of a stop codon results in five extracellular immunoglobulins.
Suggests that correct expression of domain-containing human ICAM-6 polypeptide is prevented
I do. However, such a view is that organisms with less than 5 extracellular domains
Biologically active
This does not exclude the possibility that alternative forms of sexual ICAM-6 may exist. For example, ICAM-6 is acceptable
A stop codon in domain 4 that can exist in soluble form,
The 3 'end of the protein lacking the quality tail is shown. Alternatively, domain 4 is spliced
4 domain proteins with stop codon in domain 5
As a surface molecule in patients heterozygous for the genomic DNA of the yeast
I can do it. Yet another possibility is that it consists of two domains of ICAM-6 and binds to the membrane
As a result, a form including only domains 1 and 2 may exist.
Example 16
Expression of soluble human ICAM-6
To investigate the function of human ICAM-6, an expression construct was prepared
Bind domains 1 and 2 (D1-D2) to hinge CH2-CH3 domain obtained from IgG4
And expressed as a modified chimeric polypeptide. The construction of the expression plasmid is described below.
I went there.
The coding region of ICAM-6 from the leader sequence to domain 2 was compared with primer pair I607.
Amplified by PCR using 8 (SEQ ID NO: 55) and I6079 (SEQ ID NO: 56)
.
I6078 CCCAAGCTTACCGCCACCATGAAAACGCTTCTGTTT SEQ ID NO: 55
I6079 CCGCTCGAGAAAGATCCGGACTATTCTGATGGG SEQ ID NO: 56
To facilitate cloning of the amplification product, a HindIII site was added to the I6078 primer.
The 5 'end was included and an XhoI site was included 3' of the I6079 primer (underlined,
See above). In addition, a consensus sequence for translation initiation (italics, see above)
The primer
Made in -I6078 to ensure high levels of soluble molecule expression
In preparing the template for the PCR reaction, the human RACE protein described in Example 14 was used.
The lawn B1b plasmid was digested with NotI and SacI, and the
DNA fragments encoding up to 3 were purified using QIAquick (Gel Extraction Kit (QIAGEN, V
alencia, CA)). PCR, template for purified NotI / SacI fragment
As primers, primers I6078 and I6079, "high fidelity" Pfu DNA polymerase (Strat
agene, La Jolla, CA) and manufacturers using deoxynucleotides and buffers
According to the instruction protocol
mer), first denaturation at 94 ° C for 5 minutes, then denaturation at 94 ° C for 30 seconds, 50%
Treated by annealing at 30 ° C. for 30 seconds and 30 cycles at 72 ° C. for 30 seconds. about
670 bp PCR product, QIAquickTMGel purification using Gel Extraction Kit (QIAGEN)
Digested with HindIII and XhoI,TMUse the Gel Extraction Kit to
Purified. Two HindIII / XhoI fragments encoding domains 1 and 2 of ICAM-6
In the pDEF2S / IgG4 vector that had been previously digested with the same enzymes. pDEF2S / IgG4
Rasmid was constructed as follows.
An approximately 1 kb XhoI / XbaI IgG4 fragment fused to the ICAM-6 sequence is a human γ4 heavy chain hinge.
Di CH2 and CH3 regions are 3 'flanking regions obtained from a genomic clone of the human γ4 gene
Contains the cDNA sequence encoded with 328 bp. C encoding this heavy chain sequence
DNA was obtained from a commercially available spleen cDNA library and a known human γ4 sequence [Ellison et al.
., DNA 1:11 (1981)].
Was. Similarly, a genomic sequence containing the 3 'flanking region may be converted to a commercially available genomic library.
Et al., Human γ4 probe
And using the same cloning technique. The fusion of the cDNA sequence to the adjacent region
Use PCR with appropriate primers introducing compatible restriction sites, then
Restriction digestion and ligation by procedures well known and routinely performed in the art
By doing that. The resulting plasmid ICAM-6 (D1-D2) / Ig / pDEF2S was converted to XL2 BLu
e Competent Cell (Stratagene, La Jolla, CA)
Using primers I6078 (SEQ ID NO: 55) and I6079 (SEQ ID NO: 56)
Was screened by Sequence positive clones detected by PCR
Confirmed by
Protein expression was transfected with ICAM-6 (D1-D2) / Ig / pDEP2S.
DG44 CHO cells. DG44 CHO cells use dihydrofolate reductase (DHFR)
Is lacking, and hypokinsantin and thymidine are added to the culture medium to proliferate.
Request. Since the marker DHFR gene is present in the vector pDEF2S, ICAM-6 (D
DG44 CHO cells transfected with 1-D2) / Ig / pDEF2S
Multiply. Cells are transferred by electroporation as described below.
Action.
About 2 × 107Cells were added to 800 μl of HBS buffer (20 mM HEPES-NaOH (pH 7.0), 137 mM
NaCl, 5 mM KCl, 0.7 mM NaTwoHPOFour50 μg ICAM suspended in 6 mM dextrose)
-6 (D1-D2) / Ig / pDEF2S. Electroporation using BioRad GenePuls
The measurement was carried out using a er electroporator with a capacity of 960 μF and a voltage of 290 V. D
After lectroporation, the cells were allowed to regenerate for 10 minutes at room temperature, and 10% FBS, 1 mM
MEM Sodium pyruvate, 100u / ml penicillin, 100μg / ml streptomycin
, 2 mM L-glutamine, 0.1 mM hypoxanthine sodium, and 1.6 mM thymidine
The plate was washed with 10 ml of the contained medium (HT + DMEM / F12). Centrifuge cells
Collected and resuspended in medium, two 10 cm plates containing HT + DMEM / F12
Seeded. Two days after electroporation, transfected cells
Transfer to selective medium (DMEM / F12 without hypoxanthine or thymidine)
About 12 days after transfection, surviving colonies were collected and summarized. Cells assembled
Were stored in liquid nitrogen and the other half were cultured for protein purification.
For protein purification, ICAM-6 (D1-D2) / Ig protein was purified from CHO supernatant
Collected using a p Protein A column (BioProcessing LTD). Column
First, at least 100 ml of a buffer (pH 8.6) containing 1 M glycine + 0.15 M NaCl,
Equilibration was performed using the BioRad Econo System. Flow the supernatant onto the column at a rate of 1 ml / min.
The column was washed with at least 100 ml of the above buffer. 100 mM protein
It was collected directly into neutralized 1M Tris (pH 9.0) using citric acid (pH 3.0). Elute
10,000 MW cut-off SakeSkin dialysis tubing (Pirce, Rockford)
, IL) in calcium- and magnesium-free phosphate-buffered saline
Permeate with water (CMF-PBS) for at least 24 hours with 3 changes of buffer used.
Was analyzed. The dialyzed protein is centrifuged through a Centriprep-30 centrifugal filter (Amicon, B
everly, MA). The protein concentration was determined using the BCA Protein Assay (P
ierce). Contains 2μg of purified protein for protein purity
The SDS-PAGE gel was evaluated by Coomassie staining.
All ICAM-6 (D1-D2) / Ig preparations are 50-90% pure and contain no obvious contaminants.
And had only bovine Ig. Functional purification of human ICAM-6 using purified protein
And monoclonal antibody production.
Example 17
Western analysis
Production of mouse ICAM6 polyclonal antibody
Soluble mouse consisting of domain 1 to domain 3 and fused to FLAG / HIS tag
The ICAM-6 protein was produced as described in Examples 7 and 8 and
And used to inject New Zealand white rabbits. In short, two new birds
Pre-bleed to obtain pre-immune serum from Zealand white rabbits, then on day 0
Complete Freund's adjuvant containing about 100 μg of ICAM-6 / FLAG-HIS tag protein
Injection (CFA) was injected subcutaneously. The animals are then given four more times, 3-4 weeks apart
Immunized with incomplete Freund's adjuvant containing the same amount of protein. serum
Were used for testicular tissue sections of rodents for specific reactivity by immunocytochemistry (below).
At 7-14 days after injection. Polyclonal antibody from serum, protein A
The column was purified using well-known procedures routinely practiced in the art.
Strong specific ICAM-6 staining was detected in mouse testes after the fourth antigen injection.
Immunohistochemistry
Normal mouse testes were quickly frozen in liquid nitrogen-cooled Isopentane and
Stored at ℃. Sections were taken on Superfrost microslides (Eric Scientific Corp.)
oration, West Chester, PA) and stored at -20 ° C. Before use, slide
The glass was dried and fixed in cold acetone for 2 minutes. Slide glass for 15 minutes
0.04% H at room temperatureTwoOTwoAnd 0.1% NaNThreeIncubate in TBS containing
Removed endogenous peroxidase activity
. Slides were incubated at room temperature for 30 minutes at room temperature with 2% bovine serum albumin (BSA) (Sigma, St.
. Louis, MO), in TBS containing 30% normal rat serum and 5% normal goat serum.
I locked. Replace the endogenous biotin site with the avidin / biotin blocking kit.
(Vector laboratories, Burlingame, CA) using manufacturer's instruction protocol
The slides were blocked according to the following procedure.
Primary antibody against mouse ICAM-6 (diluted to 10 μg / ml) and / or control
Antibody was added to each tissue section and left at room temperature for 1 hour. Remove unbound antibody from slide glass
The washes were removed by washing three times with TBS, each wash for 5 minutes. Biotinylated
Giant anti-rabbit immunoglobulin (Vector Laboratories) was added to each tissue section to add 3
Placed at room temperature for 0 minutes. After the washing step, the sections were removed from horseradish peroxidase (HRP
) And goat anti-biotin immunoglobulin (Vector Laboratories) for 30 minutes
At room temperature. After washing, use the DAB peroxidase substrate kit (V
3'3 diaminobenzidine-tetrahydrochloride using
(DAB) substrate was added to each section and placed until the desired color was obtained. Water reaction
And boosted with 1% osmic acid and immediately washed for 5-10 minutes. Tissue section
Counterstain with hematoxylin (Sigma), wash with water, and Aquamount (Lerner Labor
atories, Pittsburgh).
Staining with ICAM-6 antibody reveals high levels of expression in primary spermatocytes
Was. Do not use control slides with pre-immune serum and primary antibodies.
The control slide was clearly negative.
Western blot
To determine the size of the ICAM-6 protein produced in vivo,
Antibody to mouse testis lysate by Western blotting as described below.
And tested. Grind quickly frozen mouse testis tissue in liquid nitrogen
And 150 mM Tris (pH 6.8), bromophenol blue, 2.5% β-mercaptoeta
Sol, 4% SDS, and 20% glycerol, boil for 5 minutes,
Sheared through a syringe needle and pelletized by centrifugation. The supernatant was used for 12% SDS-
Separated using PAGE. Dilute the amount of protein in the supernatant in several steps by SDS-PAGE
The products were run and estimated by staining with Coomassie blue. About 20μg
Mouse testis proteins were separated by SDS-PAGE, and Immobilon-P membrane (Millipore
, Bedford, MA). Blot overnight at 4 ° C for 0.2
3% bovine diluted in Tris buffered saline containing 20% Tween-20 (TBS-Tween)
Incubated in serum albumin. After washing, remove the membrane by 2 μg / ml.
TB containing mouse ICAM-6 polyclonal rabbit antibody or control pre-immune serum
Incubated for 1 hour at room temperature in S-Tween. Next, remove the membrane
Wash, goat anti-rabbit HRP binding light chain specific secondary antibody (Accurate, Westbury, NY)
For 1 hour at room temperature. After washing, enhanced chemiluminescence (ECL)
Western blot detection kit (Pierce) according to manufacturer's instructions
Bands were visualized on Kodak X-OMAT-AR film. Incube
Between the washing steps, the membrane was washed three times for 5 minutes with TBS-Tween.
Two bands were clearly detected by the ICAM-6 antiserum, but the control was
Clearly negative. Broad band migrating between 60 kDa and 100 kDa detected
Was. Travel at about 200-250kDa
Another band was observed. Prediction of mature mouse ICAM-6 protein of 527 amino acids
The size obtained was about 58 kDa. This allows the expressed protein to be
It was suggested that it was cosylated. Consensus sequence As by sequence analysis
Possible N-glycosylation site characterized by p-Xaa- (Ser / Thr)
Was shown to be present in six places. At least three O-linked glycosylation sites
Is NetOGly, an O-linked glycosylation site putative shiftware [Hansen, et al., Gly.
coconjugate J. 15: 115-130 (1998)]. Between 60kDa and 100kDa
The spread of the band migrating at, some glycosylated forms of ICAM-6
It is suggested that it may exist in ivo. The larger band at about 200 kDa is very
It suggests that a poorly O-glycosylated form of ICAM-6 may also be present.
Numerous modifications and variations of the present invention as shown in the above illustrative examples
It is anticipated that changes will occur to those skilled in the art. Accordingly, the appended claims
Only the limitations appearing in the above are applied to the present invention.
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考)
C12N 15/02 C12P 21/08
C12P 21/08 C12N 15/00 B
(72)発明者 バゾー,ローズメイ
アメリカ合衆国 98119 ワシントン シ
アトル ダブリュ.レイ 915──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) C12N 15/02 C12P 21/08 C12P 21/08 C12N 15/00 B (72) Inventor Bazo, Rosemey United States 98119 Washington Seattle AW. Rei 915