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JPH03500843A - 新規ヒト組織型プラスミノーゲン活性化因子変異体 - Google Patents

新規ヒト組織型プラスミノーゲン活性化因子変異体

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Publication number
JPH03500843A
JPH03500843A JP1500176A JP50017688A JPH03500843A JP H03500843 A JPH03500843 A JP H03500843A JP 1500176 A JP1500176 A JP 1500176A JP 50017688 A JP50017688 A JP 50017688A JP H03500843 A JPH03500843 A JP H03500843A
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JP
Japan
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plasminogen activator
human tissue
type plasminogen
type
amino acid
Prior art date
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Pending
Application number
JP1500176A
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ホッチキス,アデア・ジェイ
オコーナー,ジョン・ブイ
スペルマン,マイケル・ダブリュー
Original Assignee
ジェネンテク,インコーポレイテッド
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Publication date
Application filed by ジェネンテク,インコーポレイテッド filed Critical ジェネンテク,インコーポレイテッド
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 新規ヒト組織型プラスミ/−ゲン活性化因子変異体発明の分野 本発明は、炭水化物構造が改良された新規ヒト組織型プラスミノーゲン活性化因 子変異体、その組成物、および治療学的に有効な童のそれらを製造する為の手段 および方法に関する。
発明の背景 本発明は、循環系からのヒト組織型プラスミノーゲン活性化因子の消失は、その 分子の炭水化物構造を変換することにより操作し得るということを発見したこと に基づいている。
組織型プラスミノーゲン活性化因子(t−PA)は、繊維素溶解に関与している セリンプロテアーゼの1種である。フィブリン血餅にt−PAが結合することに よって、プラスミノーゲン活性化が増強される(Hoylaerts、M、ら、 J、Biol、Chem、257:2912−2919 [1982];Rij ken、D、C,、ら、J 、 B iol、 Chew、257:2920− 2925[1982])。ヒト組織型プラスミノーゲン活性化因子は、プラスミ ノーゲンをプラスミンに変換する。生成したプラスミンは、血餅の骨組となって いるフィブリンマトリックスを蛋白分解し、解裂させる。この様にして、ヒト組 織型プラスミノーゲン活性化因子は血餅溶解の仲立ちをし、従って、各種の血栓 性障害の治療に有効である。t−PAは多くの起源、例えば“ボウズ(B ow es)メラノーマセルライン(R1jken、D、C,ら、J 、B iol。
−153[1979コ)、および血管潅流液(Binder、B、R,ら、J。
び肺塞栓症の患者に臨床試験を行うことが可能となった。臨床試験の結果、組換 t −P A (rt −P A)は、血中のフィブリノーゲン濃度にはほとん ど影響を与えることなく、極めて優れた血栓溶解剤であることがわかった(Wi lliams、 D、 O,ら、C1rculation ユ3:338 34 6[1986];Graoy、R,A、ら、C1rculation循環系から のrt−PAの消失は比較的早い。二相性の消失は、ウサギに於イテは、半減期 約2分(Korninger、 C,ら、T hromb。
ghman、 R,A、+Ti5sue Plasminogen Activ ator in Throo+bolytic Therapy(S obel ら、eds)、p41−53、Marcel Dekker、 NY[1987 コ)から6分(Wallen P、ら、上掲)の半減期を持つα相により支配さ れている。t−PAの摂取と代謝の最も重要な部位は肝臓である(Kornin ger、 C,ら、上掲;N 1lsson、S 、ら、上掲; B ouna meaux、H、ら、上掲)。糖タンパクのオリゴ糖部分に存在する特異な末端 残基を認識する、肝臓中の多くのりセブター系が報告されている。この機構で消 失するタンパク類の半減期は数分のオーダーである(Ashwell、 G、ら 、Ann、Rev、Biochem、51:531−554[1982])。
組換t−PAは、N−結合グリコシル化の可能性のある4個の部位を持っている 。高マンノースオリゴ糖が117位にあり、複合(Complex)オリゴ糖が 448位にある。I型rt−PAの184位には複合オリゴ糖が存在するが、■ 型rt−PAには存在しない。■型と■型の比は約1:1である。第4の潜在的 なグリコジル化部位である残基218は、グリコジル化されない。rt−PAの グリフシル化のパターンは、メラノーマ由来のt−PAのそれと類似している。
ヒト組織型プラスミノーゲン活性化因子をt−PAと略すことは、1982年7 月27日、イタリア国、バアルガモでの血栓症と止血に関する第28回国際委員 会で提案、採用された。本明細書では、「ヒト組織型プラスミノーゲン活性化因 子」、rt−PAJ、「ヒht−P、 A J、「組織プラスミノーゲン活性化 因子」なる用語は、例えば、天然起源からの抽出精製[Col lenら、ヨー ロッパ特許出願No、41766(1980年6月11日の第−国出願に基づき 、1981年12月16日公開)およびRijkenら、J ournal o f B iol、 Chem。
l五6.7035(1981)参照]、およびアミノ酸配列、物理的及び生物学 的特性と共に記載されている組換細胞培養系(例えばヨーロッパ特許出願公開N o、93619号、1982年5月5日の第1国出願に基づいて1983年11 月9日公開)により生産された、ヒトの、外部からの(組織型)プラスミノーゲ ン活性化因子を意味する。これら文献記載の内容は本明細書の一部を構成する。
米国特許第44326033号には、ウロキナーゼの半減期を、その炭水化物構 造の修飾により延長させることが記載されている。
ウロキナーゼは、免疫学的にヒト組織型プラスミノーゲン活性化因子と区別され る。この様な、ウロキナーゼに於ける炭水化物の修飾が、その他の糖タンパクに も応用できるであろうことを正当化する記載は米国特許第4326033号にも 、その他にもない。事実、例えばセルロブラスミンからシアル酸を除去すると、 その半減期は激減する。一方、もう1つの血清糖タンパク、トランスフェリンに 同じ処置を施しても半減期に有意な影響が見られない(S haron、 Co l1lplex Carbohydrates、Addison−Wosley 出版、p194−196、(1975):Ashwellら、Adv、Enzy mology 41. 99(1974)+ A 1exanderら、5ci ence、226. 1328(1984))。
マウスに於いて、メラ/−マ由来t−PAの消失は、フェニルメチルスルホニル フルオライドによる活性部位のタイトレージョン(titration)、また は、ジイソプロピルフルオロホスフェート・トロンビン、アシアロオロソムフイ ド、およびマクロアルブミン、または過剰の非標識t−PAの同時注射によって 影響を受けなかったという報告がある(Fuchs、H,E、ら、B]ood  65:539 544[1985])。このアシアロオロソムコイドおよびマク ロアルブミンについて得られた結果は、炭水化物構造は、t−PAの消失に影響 を与えないことを示している可能性がある。ラットに於いて、メラノーマ由来の t−PAの消失は、単糖類によっては影響されないという報告がある(Emei s、C,U、ら、T hromb、 Heamos、54:661−664[1 985])。一方、ラット肝臓の細胞成分を分離した際、内皮細胞が、高マンノ ース糖タンパクによって阻害されることもある経路によって、メラノーマt−P Aを摂取するという報告があり、この結果は、t−PAは少なくとも一部は、マ ンノースリセブターによって肝臓に取り込まれることを意味していると解釈され ている(E 1narsson、 M、ら、Thromb、Heamos、54  :270[1985])。その他のインビトロ試験で、rt−PAは高い親和 性でラットの肝細胞に結合することが示された。このリセブターは、炭水化物依 存性ではなさそうである(Bakhit、 C,ら、J 、B iol。
Chem、 262:8716 8720[1981コ)。
1982年10月28日第一国出願に基づき、1984年5月10日に公開され た特許国際公開第WO34101786号には、組織型プラスミノーゲン活性化 因子を無差別に修飾すると、その非修飾ポリペプチドと比較して生物活性の低下 した、しかし目的とする半減期が増大した分子が得られたと記載されている。た だ1つの実施例は、ある程度精製したヒト組織型プラスミノーゲン活性化因子を 過ヨウ素酸ナトリウムで処理し、もとの(修飾していない)活性の約70〜90 %の活性を持った産物が得られたことを示している。
このWO8,4101786号には、天然物質および特に重要なことモあるが、 発明者らが生産した修飾型の物質、に存在する炭水化物構造の種類や特性につい て評価はなされていない。事実、過ヨウ素酸塩は、酸化により全ての炭水化物構 造を修飾または破壊するが、同時にアミノ酸結合から実質的にこれを除去するこ とはないことが知られている。
さらに、WO34101786は、ヒト組織型プラスミノーゲン活性化因子はこ の様な構造をいくら持っているか、あるいは実際の炭水化物の構成がどの様にな っているかについては、修飾されていないt−PAおよび修飾されたもののいず れについても記載していないJ従って、この過ヨウ素酸塩で処理された分子は多 分、酸化により、全ての炭水化物構造が無差別に修飾されており、特定の部位に 焦点があてられたものではなかったと思われる。
最近、グリコジル化されたヒト組織型プラスミノーゲン活性化因子とグリフシル 化されていないものとのインビボに於ける消失速度に、有意な差がなく、従って ヒト組織型プラスミノーゲン活性化因子の消失速度は炭水化物の非存在により影 響を受けるものではないと結論せざるを得ない、という報告がなされている(  L arser+ら、Proteases in Biological Co ntrol and Biotechnology+UCLA Symposi um Park C1ty、 Utah、February 9 14、198 6. Littleら、Bioche+n1stry 23.6191 (19 84))。
本発明の目的は、炭水化物構造を修飾することによる、新規を−PA変異体を提 供することにある。本発明の別の目的は、異なった速さで循環系から消失するこ とのできるt−PA変異体を提供することにある。本発明のもう1つの目的は、 種々の臨床状態を処置するのに適した有効な血栓症治療剤を提供することにある 。
本発明の要約 本発明の目的は、炭水化物構造が修飾を受けており、実質的に完金な生物活性を 保持しており、変更されたインビボ半減期を有する−即ち、天然のt−PAとは 異なつた速さで循環系から消失する新規な組織型プラスミノーゲン活性化因子変 異体によって達成された。
具体的には、このt−PA変異体は、117.184または448位の炭水化物 構造が修飾されている。t−PAの炭水化物構造の変換が循環系からの消失をか えるということは、本発明まで知られてイナかった。特に本発明は、t−PAの グリコジル化部位の1またはそれ以上から炭水化物を除去すればt−PAの半減 期が延長されるということを確立したのである。具体的には、本発明はまた、1 17位に存在するものに加えて185位および448位に高マンノースオリゴ糖 を有するt−PA変異体は、循環系からより早く消失する、ということを初めて 確立したものである。
従って、本発明は、機能的に修飾を受けていない炭水化物構造を(アミノ酸残基 184位および/または448位に)持ってはいるが、アミノ酸残基117位に 機能的な炭水化物構造を持9ておらず、実質的に完全な生物活性を保持しており 、インビボに於ける半減期が(アミノ酸残基117位に無傷の炭水化物構造を持 った“天然”のヒト組織型プラスミノーゲン活性化因子と比べて)増大している 新規ヒト組織型プラスミノーゲン活性化因子に関するものである。
本発明はまた、117.184および448位に機能的に炭水化物構造を持って おらず、実質的に完全な生物活性を保持しており、かつ、(これらの位置に無傷 の炭水化物構造を持っている“天然”のヒト組織型プラスミ/−ゲン活性化因子 と比べて)増大したインビボ半減期を有する新規ヒト組織型プラスミノーゲン活 性化因子変異体に関するものである。
本発明は更に、117位に存在するものに加えて、置換された高マンノースオリ ゴ糖を184位および448位に有し、実質的に完全な生物活性を保持しており 、(184位および448位に無傷の炭水化物構造を持っている”天然”のヒト 組織型プラスミノーゲン活性化因子と比べて)減少した半減期を持っている新規 ヒト組織型プラスミノーゲン活性化因子変異体に関するものである。
更に本発明は、本発明の個々の新規ヒト組織型プラスミノーゲン活性化因子変異 体と同じ炭水化物パターンを持っているが、全アミノ酸配列中の1若しくはそれ 以上のアミノ酸が異なっている生物学的に活性なヒト組織型プラスミノーゲン活 性化因子等価物に関するものである。更に、本発明は、本発明の新規ヒト組織型 プラスミノーゲン活性化因子変異体を生産するのに有用な、関連する組換ベクタ ー、培養、および方法に関するものである。
本発明の範囲に含まれるヒト組織型プラスミノーゲン活性化因子変異体等価物の 1つは、タンパク分解酵素によって認識されるアミノ酸配列を除去することによ って、アミノ酸275および276の間の開裂部位が破壊されている、いわゆる 1本鎖変異体である。この配列の除去は、特定のアミノ酸を変えることによって 、例えば、以下に記載されている方法に従って、そのもとのD N Aコドンを 部位特異的に変異させることによって行われる。
図面の解説 第1図は、未処理(レーン1)およびエンドHで処理した(レーン2)ヒト組織 型プラスミノーゲン活性化因子のコマシー染色5DS−PAGEである。高分子 量のバンドは1本鎖t−PA、その他の主要なバンドはI型クリングル(Kl) 、II型ツクリングルKII)、およびプロテアーゼ(P)である。
第2図は還元されたカルボキシメチル化t−PAのグリコシダーゼ消化を表わす 。レーン1ニーN−グリカナーゼ;レーン2:十N−グリカナーゼ;レーン3ニ ーエンドH;レーン4:十エンドH,バンドの意味は第1図と同じ。
第3図は出発プラスミドpUCPA△HDの制限地図である。
第4図は対照rt −P A (△)および過ヨウ素酸ナトリウム(○)または エンドH(・)で修飾したrt−PAの血漿中濃度の経時変化を表わす。データ は平均値上標準偏差で表わしである。
第5図は、対照ヒトt−P’A(○)およびグルタミン117t−PA(ロ)の トリクロル酢酸(TCA)で沈降可能な放射活性の経時変化を表わす。
第6図は、対照ヒトt−PA(ロ)およびグルタミン7,7グルタミン酸t7s t−P A (0)のトリクロル酢酸(TCA)で沈降可能な放射活性の経時変 化を表わす。
第7図は、1″5I標識(・)および非標識(○)の対照rt −P Aの血漿 中濃度の経時変化を表わす。
データは平均値上標準偏差で表わしである。
第8図は、1′I標識ヒトマンノースrt−PA(△)、対照rt−PA(ム) 、エンドH処理rt−PA(○)および過ヨウ素酸塩処理rt−PA(○)およ び過ヨウ素酸塩処理rt −P A (・)の血漿中濃度の経時変化を表わす。
データは平均値上標準偏差で表わしである。
ヒト組織型プラスミノーゲン活性化因子のアミノ酸残基117に於ける炭水化物 構造は、以下のタイプの組成を有することがわかった。
Man Man + 2Man 一方、アミノ酸残基184および448に於ける構造は、以下のタイプの組成を 持っている。
Man−+4G1cNAc−”4GlcNAc−+ASN5ia2−”3Gal −+401+JAc−+2 7an 略号の説明:Man:マンノース;Galニガラクトース;Fuc:フコース; GIcNAc:N−アセチルグルコサミン;Siaニジアル酸、 R−Hまたは 5ia2・・・>30al・=>4GIcNac。
上記の構造は、ヒト組織型プラスミノーゲン活性化因子に存在するタイプのN− 結合オリゴ糖類を代表してはいるが、本発明は上に示した構造に限定されるもの ではないことに留意すべきである。それぞれのグリコジル化部位は、多分、数種 の非常に関係の深い、未確認の構造を含んでいよう。このことは、微不均−性と して知られており、糖タンパクのグリカンに共通する性質である(J、Biol 。
Chew、260.4046(1985)参照)。例えば、高マンノースオリゴ 糖は、その存在するマンノース単位の数が変化し得る。複合(complex) オリゴ糖では、その微不均−性はシアル酸、フコース、ガラクトースおよびN− アセチルグルコサミン残基の数のみならず、分岐の程度の違いにも及ぶことがあ る。この様な微不均−性は本発明の範囲に包含されるものである。
117位のアミノ酸に於ける高マンノース含有構造は、アミノ酸残基184およ び448に於けるもっと複雑な構造と、その構造の面で特異であるのみならず、 次の点、即ち、184および448位の構造を機能的に修飾することなくこれを 完全に機能的に除去すると、インビボに於いての半減期が増大した、完全な生物 活性を有するヒト組織型プラスミノーゲン活性化因子が得られる、という点に於 いて特異的であるということが判明した。
アミノ酸残基117位の機能的炭水化物構造を除去するということは、後述する 部位特異的突然変異によってグリコジル化シグナルを破壊してしまう場合の様な 完全な除去、またはA Sn++vに結合した無傷のN−アセチルグルコサミン 残基を残すこともあるエンドグリコシダーゼで処理する場合の様な実質的な除去 、あるいはまた、例えばビシナル水酸基を酸化する過ヨウ素ナトリウムで処理す ることにより117.184、および448位の実質的な除去を意味する。アミ ノ酸残基、117.184および/または448位の機能的に修飾されていない 炭水化物構造とは、無傷の構造を保持しているか、または天然のタンパクと機能 的に等価な程度にその全ての構造を実質的に保持しているものを意味する。
■型組換t−PAの184位アミノ酸および448位アミノ酸に於ける炭水化物 構造の変化とは、高マンノースオリゴ糖を複雑な、あるいは複合(con+pl ex)オリゴ糖に変換する酵素、N−アセチルグルコサミントランスフェラーゼ を持っていない宿主中で組換組織型プラスミノーゲン活性化因子を生産すること により、その複合オリゴ糖を高マンノースオリゴ糖で置き換えることを意味する 。この高マンノースt−PA変異体は、インビボにおける半減期が減少した、実 質的に完全な生物活性を有するヒト組織型プラスミノーゲン活性化因子変異体と なる。
好ましい態様では、アミノ酸残基117に於ける機能的炭水化物の除去は、グリ コジル化シグナル、A sn −X −S er/ T hr’(ここでXはい かなるアミノ酸であってもよい)の基礎となるDNAに部位特異的突然変異を施 すことにより達成される。組織型プラスミノーゲン活性化因子の場合、このシグ ナルを表わす配列はAsn++、(S et++a)Set++sである。従っ て、アミノ酸残基117の機能的炭水化物構造の除去は、例えば、これらのアミ ノ酸残基に相当するコドンに突然変異を施し、シグナルとしての機能を破壊する ことにより行なう。具体的には、例えば117位にアスパラギン(Asn)以外 のアミノ酸を持ち、モして/または119位のセリン(Set)またはスレオニ ン(Thr)、または118位のプロリンの代りにそれ以外のアミノ酸を持って いるヒト組織型プラスミノーゲン活性化因子が生産される様に、シグナルを表わ すコドンに突然変異を施せばよい。
最も好ましい態様では、アスパラギン117を、その構造が非常に類似している が故に、グルタミンに置き換えるか、あるいは、セリン119’t、第2のクリ ングル領域に於ける類似配列に鑑み、メチオニンに置き換える。
突然変異は、自体既知の方法、例えばZ ol lerらの総説(Method sin E nzymology工00,468(1983))に記載の方法で 行なうことができる。例えば、117位のアスパラギンをコードしているAAC をCAAまたはCAGに変えると(2個のヌクレオチドの変換が必要)、発現産 物は117位にグルタミンを含有するものとなる。本発明に於けるその他の突然 変異は、遺伝暗号の分析に従って行われる。アミノ酸残基117位の機能的炭水 化物の他の除去法は、アミノ酸残基117 (Asn)の高マンノース炭水化物 構造を(実質的に)除去することができ、アミノ酸残基184および448の複 雑な構造には機能的な影響を与えないエンドグリコツダーゼHの様なエンドグリ コンダーゼを使用することである。この処置法もまた、目体既知の方法、例えば T arentinoらの方法(J 、 B iol、 Chem。
9 811(1974))およびT rimbleらの方法(A nal、 B  iochem、 1アミノ酸残基117.184および448の機能的炭水化 物を除去するその他の方法は、自体既知の方法で行われる過ヨウ素酸ナトリウム による処理であり、この方法は、ビシナル水酸基を含んでいる炭水化物残基を酸 化するものである。3つの位置、117.184および448位のオリゴ糖は全 て、過ヨウ素酸酸化を受ける残基を持っている。
■型組換t−PAの184位、および448位の複雑なオリゴ糖を組換技術を使 って高マンノースオリゴ糖に変えることにより炭水化物構造を変化させるもう1 つの方法は、例えば、複合型(Coaplex type)N−結合オリゴ糖の 合成に必要な酵素を欠失している宿主細胞(G ottlieb、 C、ら、J 、Biol、Chem、250 : 3303−3309[1975])を、t −PAをコードしている発現ベクターでトランスフェクトすることである。
以下の実施例は、現在知られている、本発明を実施するための最良の方法を例示 するものに過ぎず、これらのものに本発明が限定されるものと解釈してはならな い。実施例に於いて参照した文献は全て、文献名を記載した。
実施例I G1n++、を欠失したt−PA炭水化物変異体117位に高−マンノースオリ ゴ糖 以下に記載のごとく、部位特異的突然変異誘発を用いて117位にアスパラギン ではなくグルタミンをアミノ酸残基として有する組織型プラスミノーゲン活性化 物質をコードするDNAを発現し得る発現ベクターを構築した。
A、オリゴヌクレオチドの設計 タレアら(CreaXNucleic Ac1ds Re5earch 8.  2331(1980))のホスホトリエステル法に従って、配列:5’−TGC −ACC−AAC−TGG−C*A*A*−AGC−AGC−GCG−3’(2 47−Q117)を有する24マーオリゴヌクレオチドを合成した。*印は突然 変異(アスパラギンからグルタミン)を表す。
80組換えM13テンプレート(鋳型)の構築プラスミドpUCPA△HD(第 3図)はプラスミドpETPFR(またはEPO93619(前掲)に開示され たpPADHFR−6とも称する)の誘導体であって、以下の修飾が施されてい る。l)工牛ソヌクレアーゼBa131を用いて、t−PA遺伝子の5”末1側 の166bp5°非翻訳DNAが切り落とされている。2)t−PA遺伝子l  の新たな5“末端にHindl11部位が付加されている。3)EcoRI。
5acr、 Smal、BamHI、 XbaI、5ailおよびPvuII認 識部位を含有するポリリンカーがt−PAの発現を導<SV40早期プロモータ ーの5゛末端に付加されている。4)pETPFRの3539位におけるHin dl11部位がフレノウ充填(フィルイン)反応によって破壊されている。
プラスミドpU CP A△HD(第3図)をSmalで消化し、PAGEにか けて、ゲルから断片を電気溶出することによりコドン番号507までのt−PA 遺伝子含有約2.0kb断片を単離した。M 13 rnplOベクター(メッ シング(Messing、Methods in Enzymolog乙 10 1. 20(1983))をもSmalで消化し、フェノール、クロロホルムで 一回抽出し、エタノール沈殿に付L、50mM Tris(pH8,0)、1+ M EDIA(TE)に懸濁した。T4DNAリガーゼを用いてpUCPA八) (D由来の約2. Okb断片をSmal切断M13IIlplOに結合させ、 得られたDNAを用いて大腸菌(E、 c―■−■■1を一一− oli)JMIOIを形質転換した。得られたファージを単離し、ファージミニ プレブス(mini −preps)の制限酵素分析によって挿入体の存在の確 認と方向の決定を行った。−個の組換え体ファージ、M13/l−PA−SMA を以後の突然変異誘発の鋳型として選択した。
C0突然変異誘発反応 アデルマンら(Adelman、DNA 2. 183(1983))記載のご と(、突然変異誘発プライマー(247−Q117)を−重鎖M13/l−PA −3MA DNAにアニーリングし、dNTP類とT4DNAリガーゼの存在下 、大腸菌DNAポリメラーゼクレノウ断片で処理してインビトロでヘテロ2本鎖 RF分子を得た。これらの分子を用いて大腸菌JMIO1株(ATCCNo、3 3876)を形質転換し、突然変異プライマーをプローブに用いるブラークハイ プリザイゼーシ箇ンによって所望の突然変異を導入するファージを検出した0ア デルマンら(Adelman、DNA 2. 183(1983))。−個の突 然変異ファージを単離し、M13/l−PA−SMA−GLNl 17と命名し た。
ファージM13/l−PA−SMA−GLNI 17の2本鎖DNAをSmaI 、BglllおよびApalで消化し、約1.4kb断片をPAGE精製した。
次いで、この断片を用いてpu CP A△HDの対応する断片と置き換えた。
t−PA遺伝子断片を含有する組換えプラスミドを同定した。プラスミドM11 9およびQ117を下記のごとく、DHFR欠失CHO細胞(ウランら(Url ab、Proc、 Natl、 Acad’、 Sci、ヱl。
4216(1980))に導入し、増幅させた。■)プラスミドDNAを、グラ ハムら(Graha@、J、 Virol、52.455(1973))のりん 酸カルシウム沈殿法によって細胞に導入した。2)選択培地[ヒボキサンチン、 グリシン、およびチミジンを欠((−HGT)培地]で生じたコロニーにおける t−PAの発現を、グラネリアら(G ranelliaj、EXI:1. M ed、148. 223(1978))の記載に従い、フィブリンとプラスミノ ーゲンとを含有する寒天プレートでのフィブリンの消化によって評価されるプラ スミノーゲン生成を検出することにより、間接的に分析した。3)最も陽性であ るクローンの内5個についてEL I SAアッセイにより、細胞アたりのt− PA分泌皿を定量分析した。4)最高濃度のt−PAを分泌するクローンを以下 のようにメトトレキセート(MTX)中で平板培養した。
2X10’個の細胞を50,1.、OOまたは250nMのMTXを含有する1 00o++nプレートで平板培養した。5)MTX中で生えてきた5個のクロー ンを抽出し、上記3)記載のごと(ELI SAで定量分析した。6)高濃度の t−PAを分泌するクローンをより高濃度のMTX中で、上記4)と同様に平板 培養し、生じたクローンを定量分析し、最高のt−PA生産体を選択した。
上記の増幅およびスクリーニング工程は、得られたセルラインからのt−PA生 産の増大が最早得られなくなくまで継続し、対応する突然変異体t−PAを使用 のために分離した。
実施例2 Met++sを欠失したt−PA炭水化物変異体117位に高−マンノースオリ ゴ糖 117位におけるN−結合グリコシル化が起きるためにはAsn−X−3er/ Thr配列が必要である。119位における置換または欠失突然変異誘発は、同 時に、117位におけるグリコジル化を妨げることにもなる。pUCPA△HD  Ml19を得るために、実施例1記載の方法と同様にして、配列: 5”−CC−AAC−TGG−AAC−AGC−A*T*G*−GCG−TTG −G−3’(247−M119)を有する247−を用いて対応するMet++ 。突然変異体を構築した。
発現による対応するM119突然変異体の製造法は上記実施例1の記載と同様で ある。
グルタミン+17グルタミン酸t、st PA突然変異体を以下の方法で製造し た。 上記のごとくして構築したプラスミドpUCPA△HDをBglrlおよ びS ca Iで消化し組織型プラスミノーゲン活性化物質DNA配列のコドン 1から254に対応する約763bp断片を自体既知の方法で5DS−PAGE により精製した。
プラスミドpPADHFR−6(pETPFRとも称する)およびpA25E1 0からヒトt−PA DNAを得た。これら2個のt−PAプラスミド標品は欧 州特許出願公開No、093619に記載されている。
プラスミドpA25E10はt−PA遺伝子の最後の508アミノ酸と3″非翻 訳領域の772塩基対をコードしている。このプラスミドを5aclおよびBg lllで消化し744塩基対断片を生成させ、記述の標準的手法で単離した。こ の断片はt−PAアミノ酸411から527までをコードするコドンを含有して おり、さらに3′非翻訳領域の一部をも含む。
プラスミドpPADHFR−6はt−PAの全構造遺伝子と3°非翻訳領域の一 部を含有する。このプラスミドを5aclおよびBgllIで消化し、1,23 0bp塩基対断片を生成させ、単離した。この断片は成熟型t−PAの最初の4 10アミノ酸をコードするコドンを含有する。
これらの断片を標準的手法で結合させ、Bglll消化した。成熟t−PAの全 配列と3°非翻訳領域の一部とをコードするコドンを含有する1、974塩基対 断片を単離した。2本鎖M13mp8[メッシングら(Messing)、Th 1rd C1eveland Symposium on Macromole cules Recombinat DNA、Editor A、 Waite r、Elsvier、Amstrerdam(1981)、 p、143]をB amHIで消化し、BgllT消化t−消化色アニーリングし、M 13mp8  P A BglIIを構築した。この2本鎖複製型M131p8PABgll  Iで大腸菌JMIOI細胞(ATCCNo、33876)を形質転換した。
このファージに感染した大腸菌JMIOI細胞からは1本鎖および2本鎖複製型 (RF)のM13mp8PABgll Iが単離され得る。t−PAの部位特異 的突然変異誘発は1本鎖型を用いて行った。
様々な部位のアミノ酸が置換されたt−PAを発現させるために、ヒ) t − P A構造遺伝子を部位特異的突然変異誘発によって修飾した。フレアら(Pr oc、 Natl、 Acad、Sci、 (USA) 75゜5765(19 80))の固相りん酸カルシウム法によって合成オリゴヌクレオチドを合成し、 それらの部位特異的突然変異誘発に用いた。
ブライ7−2C9Glu DNA配列 G CCT CAG TTT GA^^TCAAA GGA G本 明細書に引用したアデルマンら(D N A 2.183(1983))の一般 的手法を用いて合成プライマーの突然変異した配列を含有するt−PAクローン を生成させた。上記の1個のアミノ酸の突然変異を含有するプライマーを用いて 突然変異t−FAクローンM13RF2C9を生成させた。
プラスミドPPADHFR−6(pETPFRとも称する、欧州特許出願公開N o、93619参照)においてはSV40 T抗原の早期プロモーターのフント ロール下で天然のt−FA構造遺伝子が発現される。このプロモーターはまた、 DHFR遺伝子の発現をもコントロールしている。pPADHFR−6をl11 1および且5tEIIで消化して生じた大きい断片を単離することにより、ベク ター断片1を得た。もう1つのベクター断片2はpPADHFR−6のBglI IおよびBstXI消化物から400塩基対のt−PA断片を単離することによ り、得られた。突然変異t−PAクローンM13RF2C9由来のRF DNA を胆XIおよび胆Elfで消化することにより所望の突然変異を有する1、14 1塩基対のt−PA断片3を得た。断片1および2を断片3と結合させた。DN A混合物を用いて大腸菌を形質転換し、真核性発現ベクターpPADHFR−6 2C9を得た。
上記のごとく調製され、欧州特許出願公開No、199574(1986年10 月29日発行)に記載されているプラスミドpPADHFR−62C9はグルタ ミン酸196組織型プラスミノーゲン活性化因子突然変異体をコードするDNA 配列を含有している。これをS ca IおよびApalで消化し組織型プラス ミノーゲン活性化因子DNA配列のコドン254から466に対応する約630 bp断片を、自体既知の方法で5DS−PAGEにより精製した。
BgII T−3cal(pUCPA△HD)および5eal−ApaI(pP ADHFR−62C9)の2断片をpUCPA△HD消化で得た大きいBglI  I(bp531)−Apal(1926bp)断片に結合させ、得られた、グ ルタミン11?グルタミン酸z7st PA突然変異体D N Aを含有するプ ラスミドを通常の方法でミニスクリーニングした。得られたプラスミドを上記の ようにしてDHFR欠失CHO細胞に導入し、増幅させ、対応する突然変異t− PAを使用のために分離した。
実施例4 t−PA炭水化物構造の特性化 t−PAのアミノ酸配列は4つの可能なN−結合グリコシル化部位[Asn−X −5er/Thr; Ann、 Rev、Biochem、 4L 673(1 972)]を含有する。これらはアスパラギン残基117.184.218およ び448である[Nature 301.214(1983)]。しかしながら 、位置218はt−PA内ではグリフシル化されていないことが分かった。18 4位はI型t−PA内ではグリフシル化されているがII型t−PA内ではグリ コジル化されていない[Biochemistry 23+3701(1984 )コ。
プロナーゼ消化rt −P Aのゲル−ろ過クロマトグラフィーによって2クラ スのN−結合オリゴ糖が分離した(下記表1)。より高分子量の物質の組成はフ コシル化複合型(フンブレックス型)オリゴ糖と一致した。低分子量物質の組成 は小さい、高−マンノースオリゴ糖に関する予測組成を有していた(おそら<  MansG lcN A ct)。高マンノースオリゴ糖の付着部位は特異性の 異なるグリコシド酵素を用いて決定した。用いた酵素はエンド−β−N−アセチ ルグルコサミニダーゼH(エンドH;Genzyme、I nc、 )、これは 高マンノースオリゴ糖を除去するが、複合型オリゴ糖には影響を及ぼさない、お よびペプチド−N−グリコシダーゼF(N−グリカナーゼ; G enzytn e。
Inc、)、これは高マンノースオリゴ糖と複合型オリゴ糖の両者を除去する、 である。これらの実験に用いたt−PAはプラスミンによって2本鎖型に変換し た後、還元し、カルボキシメチル化されていた。
5DS−PAGEによって還元カルボキシメチル化2本鎖rt−PAは■型クリ ングル(117および184位がグリフシル化)、II型ツクリングル117位 がグリコジル化)およびプロテアーゼ(448位がグリコジル化)に分割された 。t−PAのN−グリカナーゼ消化によってクリングルバンドがII型ツクリン グルりもやや大きい移動度の位置に合体し、プロテアーゼの移動度も増加した( 第2図レーン2)。t−PAのエンドH消化によって各クリングルバンドの電気 泳動的移動度が増大したが、プロテーゼバンドには影響しなかった(第2図レー ン4)。エンドHの結果はI型およびII型ツクリングルそれぞれ高マンノース オリゴ糖を含有していることを示唆するものであり;これはI型およびII型の 両者のクリングルにおけるグリコジル化位置である残基117位でなければなら ない。エンドH処理によってI型クリングルがII型ツクリングル変換されるこ とはない;従って、■型クリングルのグリコジル化位置であってI■型ツクリン グルそれでない残基184は複合体なオリゴ糖を含有する。N−グリカナーゼ処 理によってrt −RAのプロテアーゼ部分の移動度は増大するがエンドHは影 響を及ぼさないことから、448位もまた複雑な構造を持つに相違ない。
表I プロナーゼ消化t−PAから得たオリゴ糖画分の炭水化物組成コンプレックス型 ’ 1.0 3.0 2.8 4.2 2.4高−マンノース型″0.6 6. 2 微量 2.OO略語:Fuc−フコース、Man=マンノース、Ga1−ガ ラクトース、G1cNAc=N−アセチルグルコサミン、S ia=ミニシアル =りオバルビッール酸アッセイ c;3マンノースについて標準化 d: 2GlcNAcについて標準化 エンド−β−N−グルコサミニダーゼ H(エンドH)をG enzyme社か ら購入した。エンドHは高マンノース型のN−結合オリゴ糖を除去するが複合型 オリゴ糖には影響しない。レムリ(Laemmli、\ature 227 、  680(1,970))の記載に従って5DS−PAGEを行った。ヒト組織 型プラスミノーゲン活性化因子0.8zg(EPA93619、前掲、記載の方 法に従って調製された)(0,01%Tween80含有0.2Mりん酸アルギ ニン、pH6,0からなる処方(4ormulation)バッファー中0.  2zQ)をエンドH(25mMりん酸ナトリウム、pH6,0,05112中0 .1単位)およびナトリウムアジド(0,02%)と混合した。試料を37度で 20時間インキュベートした。エンドH溶液の代わりにりん酸ナトリウムバッフ ァー(25開のものO,oszのを用いるほかは同様の方法でヒト組織型プラス ミノーゲン活性化因子対照試料を調製し、インキュベートした。インキュベーシ ョン後、処方バッファーで全量0.75RQに希釈し、同じ処方バッファー中で 十分に(広範に)透析した。試料をろ過(0,4ミクロンHVフィルター、Am 1eon)L、4度で保存した。
還元およびカルボキシメチル化の後、5DS−PAGEで脱グリコジル化をモニ ターした。このようにして調製したヒト組織型プラスミノーゲン活性化因子の一 部(処方バッファーo、otxc中、0゜○5 rlg)を25+11Mりん酸 ナトリウムpH6(0,015+Q)および20LIIMジチオスレイトール含 有2Xレムリ試料バッファー(0,025駁)と混合した。試料を95度で5分 間加熱し放冷した。ヨウ化酢酸(IN NH,OH中、0.67M溶液0.01 5貫のを加え、試料を暗所で3時間、室温でインキュベートした。還元し、カル ボキシメチル化した試料を5DS−PAGEで分析した。
この分析では、未処理の対照2本鎖ヒト組織型プラスミノーゲン活性化因子がI 型クリングル(117および184位のグリコジル化)、II型ツクリングル1 17位のグリコジル化)およびプロテアーゼ(第1図レーン1)に対応する3本 の主要バンドに分解された。
ヒト組織型プラスミノーゲン活性化因子のエンドH消化によって各クリングルバ ンドの電気泳動における移動度が増大したが、プロテアーゼバンドは影響を受け なかった(第1図レーン2)。エンドH処理t−PAの中性およびアミノ糖組成 を表2に示す。エンドH処理によってモルあたりのマンノース含量が5.6残基 少なくなり、N−アセチルグルコサミン含量がモルあたり0. 9残基少なくな った。
この結果は117位からの高マンノースオリゴ糖の化学量論的除去に一致する。
エンドH処理ヒト組織型プラスミノーゲン活性化因子の線維素溶解(分解)活性 をインビトロの血餅溶解アッセイ[コレンら(Collen。
J、Cl1n、Path、 21. 705(1968)]によって分析した。
エンドH処理ヒト、IJII型プラスミノーゲン活性化因子の活性はこのアッセ イにおける未処理対照のそれと差異なかった。
ヒト組織型プラスミノーゲン試料をヨードピーズ法[マークウェル(Markw ell、Anal、Biochem、 125. 427(1982)]で比活 性約2μCi/μgまで沃素化した。用いたバッファーは、全て0.2Nアルギ ニン、0.1Mクエン酸、pH6,0および0゜O1%Tween80である。
沃素化に先立って全試料をこのバッファーに対して透析した。沃素化の前にバッ ファーのpHをTris塩基で8.2に調節した。沃素化混合物をpH6,oバ ッファーで平衡化したPD−10カラム(P harmacia)に通し、空げ き容量からの放射活性画分を分取し、5DS−PAGEを行い乾燥ゲルをオート ラジオグラフィーにかけた。標識(ラベル)ヒト組織型プラスミノーゲン活性化 因子のオートラジオグラフィーにより95%以上の放射活性が組織型ヒトプラス ミノーゲン活性化因子に取り込まれたことが分かった。
各標識ヒト組織型プラスミノーゲン活性化因子を非標識物質と、1:200の比 率(標識化:非標識化; W/W)で混合し、耳の動脈カテーテルを挿入したウ サギにポーラス注入した。各ウサギは1 xg/kgの非標識ヒト組織型プラス ミノーゲン活性化因子と10μC4/kgの標識ヒト組織型プラスミノーゲン活 性化因子を与えられた。非標識ヒト組織型プラスミノーゲン活性化因子は、治療 有効濃度の達成とクリアランス経路において濃度に依存して起こり得る薬物動力 学の変化を避けるために、標識ヒト組織型プラスミノーゲン活性化因子の担体と して用いられた。26分間にわたって一連の動脈血試料を採取し、直ぐにD − phe −pro −arg−りooメチルケテン(PPACK)およびEDT Aの終濃度がそれぞれ1μMおよび4.3mMである凍結乾燥混合物を含有する 試験管に入れた。試験管を氷上に置き、血漿を分離した。各血漿試料中のトリク ロロ酢酸(TCA)沈殿可能性(無傷のヒト組織型プラスミノーゲン活性化因子 )および全放射活性を測定した。また、免疫反応性のヒト組織型プラスミノーゲ ン活性化因子をポリクローナル抗体を用いるサンドイッチELrSA法で測定し たところ、少なくとも30ng/xQの有効感度(感受性)を有していた。
血漿の濃度タイムツースデータを、残余(res 1dual)の方法を用いる 相互作用曲線ストリッピング法″[ギバルデイら(Gibaldi、M、 )、  PharIIlacokinetics、2nd ed、 、New Yor k、Marcel Dekker、Inc、 、pp、 433−444(19 82)コを用いた、ポーラス注入の為の2コンパートメントモデルに適合させた 。以下の指数等式を用いた。
ここで、Cpは任意の時間、t、における血漿中rt−PA濃度、AおよびBは 、それぞれ、傾きαおよびβを有する速いおよび遅い、クリアランス相のy切片 である。αおよびβ相のt11*は1n2/傾斜の比から計算した。曲線ストリ ッピング法の結果を、PCN0NLINEを用い、二元指数モデルにデータをあ てはめる上での初期近似に用いた。1セツトのデータはPCN0NLINEを用 いてあてはめることができず(第4図)、従って、曲線ストリッピング法で得た データを用いた。Co、時間Oにおける血漿濃度をAおよびBの合計とした。V oは用fi / Coからめた。曲線下方の面積(AUC)は式: %式% により決定した。いずれの場合でも、外挿面積は全AUGの20%以下であった 。次いで、AUGを用いて式:クリアランス経路量/AUG からクリアランスを算出した。アルファおよびベータ相の相対的寄与度を下記式 に従って計算した。
%AUCα=[(A/α)/A U Cコxio。
%AUCβ=[(Mβ)/AUCコ× 100表2のデータは中央コンパートメ ントからの直接の消失(Kl−)および末梢フンバートメントにおける平衡化( Kl!およびKf+)を用いるモデルとよく適合していた。
ウサギを用いたインビボでのクリアランス研究から2つのタイプのデータが得ら れた。1つは免疫反応性のヒト組織型プラスミノーゲン活性化因子に由来し、非 標識物質のクリアランスの目安となるものである。他のタイプのデータはTCA 沈殿可能放射活性であって、これは95%以上の無傷なヒト組織型プラスミノー ゲン活性化因子を表している。免疫反応性およびTCA沈殿可能計数からの血漿 濃度二時間曲線は、適当な多重指数モデルに適合しており、導かれた所望の薬動 力学パラメーターを比較した。
実施例6 組換t−PA(0,2Mアルギニンホスフェート緩衝液、pH6、中lxg/x 12)を、水浴中で冷却した。過ヨウ素酸ナトリウムを10mMの濃度にまで加 え、混合物を暗所で1時間4℃に置いた。グリセロール(100mM)およびエ タノールアミン(50+nM)を加えて反応を止めた。この試料をpH6のアル ギニンホスフェート緩衝液に対して十分に透析し、0.22ミクロンのフィルタ ー(M i l l 1pore)で濾過し、4°Cで保存した。過ヨウ素酸ナ トリウムは、ビシナル水酸基を有する炭水化物残基を酸化する。rt−PAの3 つのグリコジル化部位全てのN−結合オリゴ糖は、過ヨウ素酸酸化を受ける残基 を含んでいる。rt−PAおよび過ヨウ素酸酸化したrt −P Aの中性およ びアミノ糖組成を表2に示す。期待した通り、フコースは過ヨウ素酸塩の作用に より完全に破壊された。マンノース含量の低下は、117位の高マンノースオリ ゴ糖の末端残基および1.84および448位の複合オリゴ糖の2−結合残基の 破壊と合致していた。ガラクトースレベルの低下がいくらか観察された。これは 、末端のガラクトース部分の酸化の結果であろう(即ち、シアル酸で置換されて いないもの)。
還元およびカルボキシメチル化を伴わないアミノ酸分析の結果、システィン残基 は過ヨウ素酸処理によりシスティン酸に酸化されないことがわかった。還元およ びカルボキシメチル化の後、lnMのrt−PA当たり34.2nM(期待値は 35)のカルボキシメチルシスティンが過ヨウ素酸処理した試料から回収された 。過ヨウ素酸処理したrt−PA中のメチオニンの回収は5.OnM中わずかに 0.9nMであ1バ未処理のrt −P Aは2.5nMの値を示した。しかし 、還元とカルボキシメチル化により、メチオニンの回収は、過ヨウ素酸処理およ び未処理の物質に対し、それぞれ3.3および2.8nMに増加した。この結果 は、処理試料中にメチオニンスルホキシドが存在することを示しているようであ る。過ヨウ素酸処理したrt−PAおよび未処理のrt −P A間には、他の アミノ酸の回収において有意な差は見られなかった(データは示していない)。
過ヨウ素酸塩による処理は、rt−PAの活性に有意な変化を与えなかった。過 ヨウ素酸処理したrt−PAの比活性は、イン・ビトロにおける血餅溶解分析( Collen、D、ら、 J、Cl1n、Path、21ニア05 707[1 968コ)により測定した結果、対照rt−PAO比活性の91%であった。
チャイニーズハムスター・卵巣クローン15B細胞(Gottleib。
C1ら、J、Biol、Chem、250+3303 3309[1975]) を、組織プラスミノーゲンアクティベーターおよびジヒドロ葉酸リダクターゼを コードしているプラスミド(ヨーロッパ特許出願公開第093619号に記載さ れているpETPFR)およびpSVENEOBal 6(ヨーロッパ特許出願 公開第160457号)(ネオマイシン耐性を与えるタンパクを発現する)でコ トランスフェクトする。
クローン15Bは、酵素、N−アセチルグルコサミントランスフェラーゼI ( Gottleib、 C,ら、上掲)を欠失しているC)(O細胞変異体である 。CHO15B細胞へのコトランスフェクションは、GrahamおよびVan  Der Ebのリン酸カルシウム共沈澱法の変法による(G raham、  F 、およびVan Der Eb、、 A、Virolog)’ 52 :  456−467[1973])。プラスミドDNA(2,5μg)をリン酸カル シウムで共沈澱させ、3時間で106細胞に導入した。次いで、細胞を20%グ リセロールで60秒間処理し、非選択培地を加えた。
2日後、細胞を継代し、選択培地(G418を含むHamF12−DMEM)を 加えた。細胞を3週間増殖させ、4個の60nm皿に入れて継代した。80%全 面成長に達した時、この細胞に別の選択培地(G150.100、または250 nMメトトレキセートを含むHallF−12DMEM)を加えた。2週間後、 細胞を制限希釈法により96ウ工ル皿にクローンした。個々のウェルのrt − P Aを酵素結合免疫吸着分析(ELISA)で分析した。rt −P Aを生 産するウェルを24ウ工ル皿中、完全成長になるまで増殖させ、500,100 0.3000、および110000nのメトトレキセートを加えて更に増幅させ た。3o00および110000nメトトレキセートに増幅した1つのクローン を選択し、突然変異rt−PAの生産用に増殖させた。rt −P Aを亜鉛牛 レートセファロース(キレートセファロース、P harmac ia)、およ び野生型rt −P Aに対して惹起した固定化ウサギポリクローナル抗体を使 って精製した。野生型rt −P Aに類似した比活性を、色素基質S 225 1 (Kabi)およびポリクローナルに基づ<ELISAを使って測定した。
3個のグリコジル化部位全てに高マンノースオリゴ糖を有するrt−FAの試料 を、CH015Bセルライン中でt−PA遺伝子を発現させることによって調製 した。15Bセルラインは酵素、N−アセチルグルコサミントランスフェラーゼ Iを加工する糖タンパクを欠失しており、その結果、複合型N−結合オリゴ糖を 合成することができない。15Bセルライン中で生産されたrt−PAの中性お よびアミン糖組成は、3個のグリコジル化部位全てに高マンノースオリゴ糖が存 在することと一致した(表2)。
表2 修飾rt −P Aの炭水化物組成残基l′(モル1モルrt−PA) Fuc Man Gal GlcNAcエンドHb 対照群 2.4 9.1  4.5 7.1処置群 2.2 3.5 4.5 6.’2過ヨウ素酸塩 対照 群 2.2 9.2 3.6 8.9処置群 −4,41,98,9 高マンノ一ス突然変異体’ 1.5 16.2 0.9 6.Oa 略記号;F uc=フコース、MBn=7ンノース、Ga1=ガラクトース、GLcNAc= N−アセチルグルフサミン。
b ガラクトースを標準とした。
CGlcNAcを標準とした。
実施例8 組織型プラスミノーゲンアクティベーター変異体の動力学エンドHおよび過ヨウ 素酸塩により修飾したrt −P Aの血漿中経時変化を第4図に示す。この両 方の処置は、rt −P Aの消失を遅延させるようである。過ヨウ素酸塩処理 したrt −P Aにだけt 1/2αに有意な増加があった。エンドHおよび 過ヨウ素酸塩処理したrt−PAは、両者とも対照rt −P Aより消失速度 が遅(、それぞれ1゜9および2.7倍であった。エンドH処理と過ヨウ素酸塩 処理のrt−PAの消失速度の間には、有意差があった(P<0.005)。V 。
またはt 1/2 βには、有意な差がなかった(表3)。
rt−PAのその他の修飾体は上記の手法で動力学を測定できるほどの量がなか ったので、それらの動力学的特性はヨウ素化法によって測定した。この方法の1 つの制限は、標識または非標識型のrt −PAの除去が異なっていることであ る(第7図)。免疫反応性およびTCA沈降可能カウントは、約90%の非標識 量が消失するまで同一のパターンで減少する。その後、このカーブは分岐し、標 識rt −PAはより遅(消失する。これらの2つのカーブからの動力学的パラ メーターを表4に示す。vOlt 1/2αおよびt 1/2βの値には有意な 差がないが、消失速度並びに%AUCαおよび%AUCβの相対的サイズには有 意な差が見られる。
放射活性標識したrt−PAの動力学的分析により、先に示された消失の差を予 測し得るかどうか調べるために、エンドHおよび過ヨウ素酸塩処理したrt−P Aを標識し、それらの動力学を測定した。
標識したrt−FAは常に、1mg/kgの非修飾rt−PAと共に注入した。
修飾rt−PAからのTCA沈降可能カウントの消失パターンを第8図に示す。
全てのグリコジル化部位に高マンノースオリゴ糖構造を持つ、CHOI、5Bセ ルラインで生産したrt−PAもこの実験に含めた。4種のrt−PAは全て、 類似した初期分散容量を持っていた。第4図に示すように、エンドHおよび過ヨ ウ素酸塩処理したrt−PAは、対照rt −P Aより消失速度が小さい。エ ンドHおよび過ヨウ素酸塩処理したrt−PAの消失パターンにおける優勢的な 変化は、ここでもやはり、αおよびβ相の相対的サイズにあるようである。HM rt−PAの消失速度は、約2倍大きかった。HMt−PAの消失における最も 実質的な変化はアルファ相半減期の減少によると思われる(表5)。
117位アミノ酸の高マンノースオリゴ糖のエンドHによる除去および過ヨウ素 酸塩による酸化は、動力学において類似の変化を起こすようである。従って、G 1n++7変異体を、rt−PAの消失に及ぼす117位アミノ酸のグリコジル 化の役割を調べるためのもう1つの手段として用いた。第5図は、この変異体が 、消失速度の遅いrt−PAの他の形のものと同様に挙動することを示している 。
GIn++、の消失速度は対照より2倍小さく、より特徴的なベーター相へのシ フトが見られる。Vo、t 1/2アルフアおよびt 1/2ベーターには有意 差は観察されなかった。
グルタミン++tt PAおよび対照ヒトt−PAの動力学を第5図に示す。グ ルタミン++yt PAは対照よりもずっと遅く消失する。
第6図に示す様に、実施例3で記載した方法により作成されたグルタミン、1. グルタミン酸ztst PAも同様の挙動を示す。
フィブリン結合特性 フィブリン結合は、イン・ピボにおいてヒト組織型プラスミノーゲン活性化因子 が示すフィブリン特異性に多分直接関係している非常に重要な因子である。エン ドHヒト組織型プラスミノーゲン活性化因子のフィブリン結合を2つの方法で評 価した。最初の方法は、標準的な微量滴定器のウェルに被覆したフィブリンによ るヒト組織型プラスミノーゲン活性化因子の捕獲を利用するものである。それぞ れのウェルを洗浄し、プラスミノーゲンおよびプラスミン用色素基質(S−22 51、K abi)を含む溶液を加える。発色した色は、初期段階で捕獲された ヒト組織型プラスミノーゲン活性化因子の量に比例している(Angles−C ano、 Thrombosis and Haemostasisラスミノー ゲンを含まないフィブリ/−ゲンとヒト組織型プラスミノーゲン活性化因子を含 む溶液にトロンビンを加えた時、溶液中に残存するヒト組織型プラスミノーゲン 活性化因子の量を測る方法である(R1jkenら、J、Biochem、25 7.2920(1982))。修飾されたヒト組織型プラスミノーゲン活性化因 子のフィブリン結合のイン・ビボにおける結果をどちらの分析法が適切に予測す るかは、現在のところ不明である。それぞれの分析データに基づき、本発明者ら は、エンドH処理したヒト組織型プラスミノーゲン活性化因子は、フィブリン特 異性が改善されていないとしても、少なくとも変わっていないと結論することが できる。
同様に、実施例3のグルタミン11?グルタミン酸xtst PAのフィブリン 結合試験結果は、グルタミン、17グルタミン酸*tst PAはグルタミン酸 t?sと類似しており、フィブリン刺激および比活性においてt−PA対照よる 優れていることを示している。
実施例9 t−PA変異体G ln++tMet++sの線維素溶解活性Gll’l11? およびM e t 、I*および実施例1および2に記載の変異体をそれぞれ、 線維素溶解活性について試験すると、前記のエンドH処理物質と同様の結果を得 る。それぞれの動力学も、前記の対照ヒト組織型プラスミノーゲン活性化因子と 比較した場合、エンドH処理物質のそれと同様である。
本発明の化合物は、既知の方法に従って製剤化し、医薬として有用な組成物を調 製することができる。この場合、本発明のヒト組織型プラスミノーゲン活性化因 子産物は、医薬的に許容し得る担体媒体と混合する。好適な媒体およびその製剤 化(他のヒトタンパク、例えばヒト血清アルブミンを含む)は、例えばRemi ngton’ s P harmaceutical 5ciences by  E、W、Martinに記載されている(この文献は、本明細書の一部を構成 する)。この様な組成物は、有効量の本漁明のタンパクを、患者に有効に投与す るのに適した医薬的に許容し得る組成物を調製するための適当量の媒体と共に含 んでいる。
例えば、本発明のヒト組織型プラスミノーゲン活性化因子は、心臓血管系の病気 または症状を呈している患者に非経口投与することができる。投与量および投与 速度は、他の心臓血管系薬剤、線維素溶解剤の臨床試験に最近使用されている量 と同様であってよく、例えば心筋梗塞、肺動脈塞栓症などの患者に1.5〜12 時間かけて静脈内投与または動脈内投与される量、即ち約1〜2xg/kg体重 であってよい。
適当な投与形態の1つの例は、50xgのヒト組織型プラスミノーゲン活性化因 子、アルギニン、リン酸およびポリソルベート80を含んでいるバイアルを50 戚の注射用滅菌水で再構成し、適量の0.9%注射用食塩水と混合することであ る。
半減期が延長した、あるいは減少したヒト組織型プラスミノーゲン活性化因子は 、敏速な静脈注射に適している。これは複雑な投与法を必要としないので、救急 隊員を乗せた救急車のような医療設備の不完全な環境においてt−PAを使用す る機会を増すことになろう。ヒト組織型プラスミノーゲン活性化因子の半減期が 増大することにより、低い、より安全な初期投与量を可能とし、45分あるいは それ以上線維素溶解活性を有するプラスミンレベルを維持することが可能となろ う。ヒト組織型プラスミノーゲン活性化因子の半減期が長くなることはまた、迅 速な線維素溶解に成功した後の再閉塞を避けるために必要な低用量の長期の治療 に有用であり、また、末梢血管の閉塞の場合に必要となる長期の血栓溶解にも有 用であろう。
ヒト組織型プラスミノーゲン活性化因子の半減期が減少したものは、有効濃度の プラスミンを短期間与えることにより、線維素溶解治療を行うのが望ましいある 種の患者に好適である。
以上、特定の好ましい態様について記載したが、本発明はそれらに限定されるも のではない。当業者には、ここに開示した態様に種々の修飾を加えることができ ること、およびその様な修飾は本発明の範囲内に含まれることは容易に理解され よう。
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Claims (30)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.a)実質的に完全な生物活性を保持しており、b)修飾された炭水化物構造 を有し、c)イン・ビボにおいて変化した半減期を示すヒト組織型プラスミノー ゲン活性化因子変異体。
  2. 2.炭水化物構造が、1またはそれ以上の機能的炭水化物構造の削除により修飾 されている、イン・ビボにおいて増大した半減期を示す請求項1に記載のヒト組 織型プラスミノーゲン活性化因子変異体。
  3. 3.炭水化物構造が、アミノ酸117の機能的炭水化物構造の削除により修飾さ れている、イン・ビボにおいて増大した半減期を示す請求項2に記載のヒト組織 型プラスミノーゲン活性化因子変異体。
  4. 4.117位にアスパラギン以外のアミノ酸を含んでいる請求項3に記載のヒト 組織型プラスミノーゲン活性化因子変異体。
  5. 5.119位にセリンまたはスレオニン以外のアミノ酸を含んでいる請求項3に 記載のヒト組織型プラスミノーゲン活性化因子変異体。
  6. 6.117位にグルタミンを含んでいる請求項3に記載のヒト組織型プラスミノ ーゲン活性化因子変異体。
  7. 7.119位にメチオニンを含んでいる請求項3に記載のヒト組織型プラスミノ ーゲン活性化因子変異体。
  8. 8.118位にプロリンを含んでいる請求項3に記載のヒト組織型プラスミノー ゲン活性化因子変異体。
  9. 9.1本鎖ヒト組織型プラスミノーゲン活性化因子である請求項3に記載のヒト 組織型プラスミノーゲン活性化因子変異体。
  10. 10.117位にグルタミンを、275位にグルタミン酸を含んでいる請求項9 に記載のヒト組織型プラスミノーゲン活性化因子変異体。
  11. 11.炭水化物構造が、アミノ酸117、184および448位の機能的炭水化 物構造の除去により修飾されている、イン・ビボにおける半減期が増大している 請求項2に記載のヒト組織型プラスミノーゲン活性化因子変異体。
  12. 12.炭水化物構造が、アミノ酸184および448位が高マンノースオリゴ糖 の置換により修飾されている、イン・ビボにおける半減期が減少している請求項 1に記載のヒト組織型プラスミノーゲン活性化因子変異体。
  13. 13.請求項1に記載のヒト組織型プラスミノーゲン活性化因子変異体と医薬的 に許容し得る担体との混合物からなる医薬組成物。
  14. 14.請求項2に記載のヒト組織型プラスミノーゲン活性化因子変異体と医薬的 に許容し得る担体との混合物からなる医薬組成物。
  15. 15.請求項12に記載のヒト組織型プラスミノーゲン活性化因子変異体と医薬 的に許容し得る担体との混合物からなる医薬組成物。
  16. 16.ヒト組織型プラスミノーゲン活性化因子の炭水化物構造を修飾することか らなる、実質的に完全な生物活性を保持し、イン・ビボにおける半減期が変化し ているヒト組織型プラスミノーゲン活性化因子変異体の製造方法。
  17. 17.修飾が1またはそれ以上の炭水化物構造の削除からなる請求項16に記載 の方法。
  18. 18.削除された機能的炭水化物構造がアミノ酸残基117位にある請求項17 に記載の方法。
  19. 19.削除された機能的炭水化物構造がアミノ酸残基117、184および44 8位にある請求項17に記載の方法。
  20. 20.修飾がアミノ酸184位および448位における高マンノースオリゴ糖の 置換によるものである請求項16に記載の方法。
  21. 21.117位にアミ/酸アスパラギンをコードしているコドン以外のコドンを 有するか、または119位にアミノ酸セリンおよびスレオニンをコードしている コドン以外のコドンを有する、ヒト組織型プラスミノーゲン活性化因子変異体を コードしているDNAを、組換DNA細胞培養中で発現させることによりヒト組 織型プラスミノーゲン活性化因子変異体が生産される請求項18に記載の方法。
  22. 22.117位のコドンがグルタミンをコードしている請求項21に記載の方法 。
  23. 23.119位のコドンがメチオニンをコードしている請求項21に記載の方法 。
  24. 24.117位のコドンがグルタミンをコードしており、275位のコドンがグ ルタミン酸をコードしている請求項21に記載の方法。
  25. 25.ヒト組織型プラスミノーゲン活性化因子を、炭水化物構造を変化させる試 剤で処理することにより炭水化物を修飾する請求項16に記載の方法。
  26. 26.試剤が酵素である請求項25に記載の方法。
  27. 27.酵素がエンドHである請求項26に記載の方法。
  28. 28.試剤が過ヨウ素酸塩である請求項25に記載の方法。
  29. 29.該プラスミノーゲン活性化因子をコードしているDNAで、複合炭水化物 置換分を有する糖タンパクを形成し得ない哺乳動物細胞を形質転換し、形質転換 された細胞を培養し、細胞培養から該変異体を回収することからなるヒト組織型 プラスミノーゲン活性化因子を生産する方法。
  30. 30.宿主細胞が、酵素N−アセチルグルコサミンアミノトランスフェラーゼを 欠失している請求項29に記載の方法。
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