Для получения гена эритропоэтина мрнк экстрагируют из клеток печени
Во всех случаях получение эритропоэтина ограничивается трудностями, связанными с выделением и культивированием клеток, нестабильностью продукции гормона и, наконец, низкой концентрацией его в культуральных жидкостях.
Принципиально иной подход к получению больших количеств высоко очищенного эритропоэтина был связан с применением методов генной и клеточной инженерии. Была сделана попытка создания бактериального продуцента эритропоэтина ( Lee-Huang S., 1984 ). Продуцируемый в Escherichia coli белок узнается антителами против эритропоэтина и имеет молекулярную массу, примерно соответствующую дегликозилированному эритропоэтину человека. Известно, что бактериальные клетки имеют систему гликозилирования, принципиально отличающуюся от эукариотической. Поэтому получить корректно гликозилированный белок в бактериальных клетках невозможно. В случае эритропоэтина получение корректно гликозилированного гликопротеида имеет принципиальное значение и, следовательно, создание продуцента гормона на основе бактериальных клеток является нецелесообразным.
Эффективный продуцент биологически активного как in vitro, так и in vivo эритропоэтина может быть получен только на основе клеток высших животных. Сделана попытка получения эритропоэтина человека на основе клеток насекомых ( Wojchowski D. et al., 1987 ). Для экспрессии гена эритропоэтина в данном случае был использован вектор на основе бакуловируса. Секретируемый клетками насекомых эритропоэтин имеет молекулярную массу намного ниже, чем нативный эритропоэтин человека, то есть корректного гликозилирования в данной системе не происходит. Полученный в этой работе эритропоэтин проявляет биологическую активность, по крайней мере, в тестах in vitro. О биологической активность и стабильности in vivo рекомбинантного эритропоэтина, продуцируемого клетками насекомых, в данной работе не сообщается.
В работе Lin F.-K. et al., 1985 впервые cообщается о получении стабильно трансфецированных клеток линии СНО (эпителио-подобные клетки из яичника китайского хомячка), продуцирующих эритропоэтин человека. В данном случае для трансфекции клеток использовали плазмиду, содержащую ген эритропоэтина человека под контролем промотора поздних генов вируса SV40. Полученные стабильные клоны секретировали эритропоэтин в концентрации примерно 18 ед./мл. Было показано, что рекомбинантный эритропоэтин, продуцируемый клетками млекопитающих, обладает биологической активностью как в тестах in vitro, так и в тестах in vivo.
Для получения высоко эффективного продуцента эритропоэтина человека в работе Powell J. et al., 1986 использовали систему амплификации интегрированных плазмид в трансфецированных клетках линии ВНК (клетки из почки хомячка). Для этого проводили ко-трансфекцию клеток двумя плазмидами, одна из которых содержала ген эритропоэтина человека под контролем вирусного промотора, а другая — ген дигидрофолатредуктазы. Амплификация интегрированных плазмид достигалась путем культивирования клеток на среде с постоянно повышающимися концентрациями метотрексата. Полученный в данной работе продуцент секретировал до 80 мг/л эритропоэтина человека.
Аналогичная работа была проведена в СССР в НПЦ медицинской биотехнологии ( Крамерова И.А. и др., 1988 , Крамерова И.А. и др., 1989 , Крамерова И.А. и др., 1989а ). Используя олигонуклеотидный зонд, было проведено клонирование гена эритропоэтина человека, созданы эффективные векторы экспрессии, получены высоко продуктивные клеточные линии, секретирующие рекомбинантынй эритропоэтин человека, и разработаны методы выделения гормона из культуральной жидкости клеток-продуцентов. Полученный препарат прошел успешные предклинические испытания и подготовлен для испытания в клинике.
Исследование механизмов взаимодействия эритропоэтина с клетками- мишенями долгое время было невозможно из-за отсутствия радиоактивно меченого эритропоэтина, сохраняющего биологическую активность ( Goldwasser E., 1981 ). Эта проблема было решена благодаря получению рекомбинантного эритропоэтина. Меченый эритропоэтин получают несколькими способами:
1) мечение тритием по углеродной части ( Krantz S., Goldwasser E., 1984 );
3) включение меченных радиоактивной серой аминокислот в процессе биосинтеза рекомбинантного эритропоэтина в трансфецированных клетках ( Mufson P., Gesner T., 1987 ).
источник
Технология рекомбинантного человеческого гранулоцитарно-макрофагального колониестимулирующего фактора основана на экспрессии гена (Вес: 1)
Правильно
а) в культуру клеток яичников китайского хомячка
б) в клетках кишечной палочки
в) в клетках дрожжей-сахаромицетов
г) в культуре клеток эмбрионов человека
д) в клетках уксуснокислых бактерий
Для получения гена эритропоэтина мРНК экстрагируют из клеток (один верный ответ) (Вес: 1)
Правильно
а) гипофиза
б) поджелудочнойжелезы
в) печени
г) почек
д) яичников
Препараты соматотропина получают методом (один верный ответ) (Вес: 1)
Метод получения гена соматостатина (один верный ответ) (Вес: 1)
Правильно
а) химико-ферментативный
б) ферментативный на основе мРНК
в) выделение из генома рестриктазой
Технология рекомбинантного эпидермального фактора роста (ЭФР) основана на экспресии гена (один верный ответ) (Вес: 1)
Правильно
а) в клетках кишечной палочки
б) в культуре клеток яичников китайского хомячка
в) в клетках дрожжей-сахаромицетов
г) в культуре клеток эмбриона человека
Основное преимущество использования культуры клеток животных по сравнению с бактериальными культурами (один верный ответ) (Вес: 1)
Правильно
а) возможность поверхностного культивирования
б) способность осуществлять модификации белков
в) высокая скорость роста
г) устойчивость к вирусной инфекции
Дрожжи-сахаромицеты как продуценты используются для получения рекомбинантных белков (Вес: 1)
Правильно
а) соматотропина
б) инсулина
в) ЭФР
г) альфа-интерферона
д) эритропоэтина
Технология рекомбинантного инсулина фирмы «Eli Lilli» основана на экспрессии гена (один верный ответ) (Вес: 1)
Правильно
а) в клетки кишечной палочки
б) в клетки пекарских дрожжей
в) в культуру клеток растений
г) в культуру клеток животных
Преимуществом генно-инженерного инсулина является (один верный ответ) (Вес: 1)
Правильно
а) высокая активность
б) меньшая аллергенность
в) меньшая токсичность
г) большая стабильность
Метод получения гена эритропоэтина (один верный ответ) (Вес: 1)
Правильно
а) химико-ферментативный
б) ферментативный на основе мРНК
в) выделение из генома рестриктазой
Метод получения гена эпидермального фактора роста (один верный ответ) (Вес: 1)
Правильно
а) химико-ферментативный
б) ферментативный на основе мРНК
в) выделение из генома рестриктазой
Рекомбинантные белковые гормоны и факторы неспецифического иммунитета имеют, по сравнению с выделяемыми из животного сырья, преимущества за счет (один верный ответ) (Вес: 1)
Правильно
а) большей биологической активности
б) большей стабильности
в) большей рентабельности производства
г) видоспецифичности
Культивирование бифидобактерий осуществляют, соблюдая следующие условия (Вес: 1)
Правильно
а) температура 370С
б) аэрация
в) перемешивание
г) рН=7,2-8,0
д) без аэрации
В качестве защитной среды при лиофильной сушке суспензии лак тобактерий в производстве лактобактерина используют (Вес: 1)
Изобретение относится к генной инженерии и касается клонирования генов человеческого эритропоэтина. В подходящей среде культивируют клетки млекопитающих, трансформированных рекомбинантным вектором. Вектор включает последовательности ДНК, представленную в табл. 3 и 4. Последовательность ДНК может быть включена в вектор, содержащий ДНК вируса папилломы быка. Клетки млекопитающих представляют собой COS, СНО, С 127 или 3T3. Культуральная кислота может содержать фетальную сыворотку. Полученный эритропоэтин отделяют от клеток и от среды. Способ позволяет получать клонированные гены для человеческого эритропоэтина, которые обнаруживают чрезвычайно высокие уровни экспрессии. 5 з.п.ф-лы, 11 табл., 12 ил.
Изобретение касается клонирования генов человеческого эритропоэтина, которые обеспечивают необычайно высокие уровни экспрессии, экспрессии указанных генов и получения in vitro активного человеческого эритропоэтина.
Эритропоэтин /далее ЭПО/ представляет собой циркулирующий гликопротеид, который стимулирует образование эритроцита в высших организмах. См. Carnot и др. , Compt. Rend. 143:384 /1906/. Как таковой, ЭПО иногда упоминается как фактор, стимулирующий эритропоэз.
Продолжительность жизни человеческих эритроцитов составляет около 120 дней. Таким образом, около 1/120 общего числа эритроцитов разрушается ежедневно в ретикуло-эндотелиальной системе. Однако, относительно постоянное число эритроцитов продуцируется ежедневно для поддержания уровня эритроцитов все время /Guyton, Textbook of Medical Physiology стр. 56-60, W.B.Saunders Co., Филадельфия /1976//.
Эритроциты продуцируются путем созревания и дифференцировки эритробластов в костном мозге, и ЭПО является фактором, который воздействует на менее дифференцированные клетки и индуцирует их дифференцировку в эритроциты /Guyton, выше/.
ЭПО представляет собой многообещающее терапевтическое средство для клинического лечения анемии и, в частности, ренальной анемии. К сожалению, использование ЭПО еще не является общепринятым в практической терапии вследствие его малой доступности.
При использовании ЭПО в качестве терапевтического средства необходимо учитывать проблемы антигенности, и поэтому предпочтительно, чтобы ЭПО был получен из сырья человеческого происхождения. Например, можно использовать человеческую кровь или мочу от пациентов, страдающих апластической анемией или подобными болезнями, при которых выделяются большие количества ЭПО. Эти исходные материалы, однако, существуют в ограниченном количестве. См., например White и др., Rec.Progr. Horm. Res. 16-219 (1960); Espada и др., Biochem. Med. 3:475 (1970); Fischer, Phurm. Rev, 24:459 (1972) и Gordon, Vitam. Horm (N.Y.), 31:105 (1973).
Получение продуктов ЭПО, как правило, осуществляется через концентрирование и очистку мочи пациентов, обнаруживающих высокие уровни ЭПО, таких, как больные апластической анемией или подобными заболеваниями. См., например, патенты США NN 439780, 4303650 и 3865801, раскрытие которых введено сюда в качестве ссылки. Ограниченный запас такой мочи служит препятствием практическому использованию ЭПО, и поэтому чрезвычайно желательно получать ЭПО из мочи здоровых людей. Трудность в использовании мочи от здоровых людей заключается в низком содержании в ней ЭПО по сравнению с мочой пациентов, страдающих анемией. Кроме того, моча здоровых людей содержит в достаточно высокой концентрации определенные тормозящие факторы, которые действуют против эритропоэза, поэтому удовлетворительный терапевтический эффект от ЭПО может быть получен только после последующей значительной очистки.
ЭПО также может быть выделен из плазмы крови овцы; отделение ЭПО от такой плазмы крови обеспечивает создание достаточно сильнодействующих и устойчивых водорастворимых препаратов. См., Goldwasser, Control Cellular Dif.Develop. , Часть A, стр. 487-494, Alan Pziss, Inc., Нью-Йорк (1981), которая введена сюда в качестве ссылки. ЭПО овцы, однако, может быть антигенным для людей.
Таким образом, хотя ЭПО является желательным терапевтическим средством, традиционные методики выделения и очистки, используемые в работе с естественными источниками сырья, являются недостаточными для массового производства этого соединения.
Sugimoto и др. в патенте США N 4377513 описывают один способ для массового производства ЭПО, содержащий размножение in vivo лимфобластоидных клеток человека, включающих Nomalva, BALL-1, NALL-1, TALL-1 и JBL.
В специальной литературе появилось описание получения ЭПО с использованием методов генетической инженерии другими авторами. Однако еще не опубликовано ни пригодного раскрытия, ни химической природы продукта. В противоположность этому, настоящая заявка представляет пригодное раскрытие массового производства белков, проявляющих биологические свойства человеческого ЭПО. С помощью этих методик возможно также получить белки, которые могут химически отличаться от аутентичного человеческого ЭПО и все же обнаруживать аналогичные /и в некоторых случаях улучшенные/ свойства. Для удобства все такие белки, проявляющие биологические свойства человеческого ЭПО, будут упоминаться далее как ЭПО, вне зависимости от того, являются ли они химически идентичными ему или нет.
Настоящее изобретение касается клонирования гена, который обеспечивает необычайно высокие уровни экспрессии человеческого ЭПО, и массовое производство in vitro активного человеческого эритропоэтина. Также описываются пригодные векторы экспрессии для получения ЭПО, системы экспрессии, схемы очистки и связанные с этим процессы.
Как описывается более подробно ниже, ЭПО был получен в частично очищенной форме, подвергнут дальнейшей очистке до гомогенности и переварен трипсином для образования специфических фрагментов. Эти фрагменты были очищены и подвергнуты определению последовательностей. На основе этих последовательностей были затем сконструированы олигонуклеотиды ЭПО. Эти олигонуклеотиды были использованы для скрининга человеческой геномной библиотеки, из которой был выделен ген ЭПО.
Ген ЭПО был проверен на основе его ДНК-последовательности, которая объединяла многие секвенированные фрагменты триптического белка. Фрагмента геномного клона был затем использован для демонстрации путем гибридизации того, что мРНК ЭПО обнаруживается в человеческой плодной /в возрасте 20 недель/ мРНК. Была получена и подвергнута скринингу кДНК-библиотека печени плода человека. Были получены три клона кДНК ЭПО /после скрининга >750000 рекомбинантов/. Два из этих трех клонов были определены путем оценки полной кодирующей последовательности и значительной 5″ — 3″ — нетранслируемой последовательности, как имеющие полную длину. Эти кДНК были экспрессированы как в трансформированных клетках вируса SV-40 обезьяны /клеточная линия COS-1; Gluzman, Cell 23:175-182 /1981//, так и в клетках яичника китайского хомячка /клеточная линия CHO; Urlaub, G. и Chasin, L.A.Proc. Natl. Acad. Sci. США 77:4216-4280 /1980//. ЭПО, полученный из клеток COS-1, является биологически активным ЭПО in vitro и in vivo. ЭПО, полученный из клеток CHO, также биологически активен in vitro и in vivo.
кДНК-клон ЭПО имеет интересную открытую рамку считывания из 14-15 аминокислот /АК/ с инициатором и терминатором из 20-30 нуклеотидов вверх по направлению кодирующей области. Типичный образец E.coli, трансформированной клонированным геном ЭПО, был депонирован American Type Culture Collection, Rockville, Maryland, где он имеется в наличии под входящим номером ATCC 40153.
Таблица 1 представляет собой последовательность экзона из 87 пар оснований гена ЭПО человека; Фиг. 1 иллюстрирует обнаружение мРНК ЭПО в мРНК печени плода человека; таблица 2 представляет аминокислотную последовательность белка ЭПО, выведенную из нуклеотидной последовательности — HEPOF L13; таблица 3 представляет нуклеотидную последовательность кДНК ЭПО в — HEPOF L13 /показано схематически на фиг. 2/ и аминокислотную последовательность, выведенную из нее; фиг. 3 иллюстрирует относительные положения ДНК-вставок четырех независимых геномных клонов человеческого ЭПО; фиг. 4 представляет собой карту очевидной интронной и экзонной структуры гена ЭПО человека; таблица 4 иллюстрирует ДНК-последовательность гена ЭПО, показанную на фиг. 4B; фиг. 5A, 5B и 5C иллюстрируют конструирование вектора 91023/B/; фиг. 6 изображает SDS полиакриламидный гель-анализ ЭПО, полученного в клетках COS-1 в сравнении с нативным ЭПО; таблица 5 иллюстрирует нуклеотидную и аминокислотную последовательности клона ЭПО — HEPOF L6; таблица 6 иллюстрирует нуклеотидную и аминокислотную последовательности клона ЭПО — HEPOF L8; таблица 7 иллюстрирует нуклеотидную и аминокислотную последовательность клона ЭПО — HEPOF L13; фиг. 8 представляет собой схематическое изображение плазмиды pdBPY-MMTheo /342-12/. Все таблицы представлены в конце описания.
Настоящее изобретение касается клонирования генов ЭПО и получения ЭПО путем экспрессии in vitro этих генов.
Патентная и научная литература изобилует способами, являющимися пригодными для получения рекомбинантных продуктов. В основном эти методики включают выделение или синтез требуемой генной последовательности и экспрессию этой последовательности либо в прокариотных, либо в эукариотных клетках, используя методики, в целом доступные для специалиста. Как только искомый ген изолирован, очищен и вставлен в вектор переноса /т.е. клонирован/, его доступность в достаточном количестве обеспечена. Вектор с клонированным в нем геном переносится к пригодному микроорганизму или линии клеток, например бактериям, дрожжам, клеткам млекопитающих, таких как COS-I /почка обезьяны/, CHO /яичник китайского хомячка/, линиям клеток насекомых и тому подобному, где вектор реплицируется, когда микроорганизм или линия клеток пролиферирует, и откуда вектор может быть выделен при помощи общепринятых средств. Таким образом обеспечивается непрерывно возобновляемый источник гена для дальнейших манипуляций, модификаций и переносов к другим векторам или другим локусам в пределах того же вектора.
Экспрессия часто может быть получена путем переноса клонированного гена в должной ориентации и рамке считывания в подходящий сайт в векторе переноса таким образом, чтобы трансляционное считывание с прокариотного или эукариотного гена завершалось синтезом белкового предшественника, содержащего аминокислотную последовательность, кодируемую клонированным геном, связанную с Met или амино-концевой последовательностью прокариотического или эукариотического гена. В других случаях сигналы для инициации транскрипции и трансляции могут подаваться пригодным геномным фрагментом клонированного гена. Множество специфических методик белкового расщепления может быть использовано для расщепления продуцированного белкового предшественника в требуемой точке с тем, чтобы высвободить желательную аминокислотную последовательность, которую затем можно очистить традиционными способами. В некоторых случаях белок, содержащий требуемую аминокислотную последовательность, продуцируется без необходимости применения специфических методик расщепления, а также может быть также высвобожден из клеток в экстрацеллюлярную питательную среду.
Выделение геномного клона человеческого ЭПО Человеческий ЭПО был очищен до гомогенности из мочи пациентов, страдающих апластической анемией, как описано ниже. Полное переваривание этого очищенного ЭПО трипсином дало фрагменты, которые были разделены высокоэффективной жидкостной хроматографией с обращенной фазой, восстановлены из градиентных фракций и подвергнуты микроанализу последовательностей. Последовательности триптических фрагментов подчеркнуты в таблицах 2 и 3 и обсуждены более подробно ниже. Две из аминокислотных последовательностей Val-Asn-Phe-Tyr-Ala-Trp-Lys и Val-Tyr-Ser-Asn-Phe-Leu-Arg, были выбраны для конструирования олигонуклеотидных зондов /с получением пула олигонуклеотидов из 17 оснований с 32-кратной вырожденностью и пула 18-членников с 128-кратной вырожденностью — из первого триптического фрагмента, а также двух пулов 14-членников с 48-кратной вырожденностью из второго триптического фрагмента, соответственно/. 32-кратный 17-членный пул был использован для скрининга человеческой геномной ДНК-библиотеки в векторе Ch4 A /22/ с использованием модификации метода амплификации in situ Woo и O»Malley /47/ для получения фильтров для скрининга.
Арабские числа в круглых скобках, (1) — (61), используются в настоящем описании для ссылок на публикации, которые приводятся в числовом порядке в конце описания настоящего изобретения.
Фаг, гибридизирующийся с 17-членником, был упакован, распределен на малые группы и опробован 14-членными и 18-членными пулами. Фаг, гибридизирующийся с 17-членником, 18-членником и 14-членником был очищен, а фрагменты были субклонированы в векторы M13 для секвенирования путем дидезокси-метода обрыва цепи, описанного Sanger и Coulson, /23/ /1977/. Последовательность области одного из клонов, гибридизирующаяся с 32-кратно вырожденным 17-членником, показана в таблице 1. Эта последовательность ДНК содержит внутри открытой рамки считывания нуклеотиды, которые могут точно кодировать триптический фрагмент, используемый для получения пула 17 членных олигонуклеотидов. Кроме того, анализ последовательности ДНК показывает, что 17-членная гибридизирующаяся область содержалась внутри экзона 87 п.о., соединенного с потенциальным акцептором и донором сплайсинга.
Положительное подтверждение того, что эти два клона /обозначены здесь — HEPO1 и — HEPO2/ являются геномными клонами ЭПО получено путем секвенирования дополнительных экзонов, содержащих другой триптический фрагмент, кодирующий информацию.
Выделение клонов кДНК ЭПО Northern-анализ /56/ в отношении человеческой фетальной /возраст 20 недель/ печеночной мРНК осуществляли с использованием однонитиевого зонда из 95 нуклеотидов, полученного из клона M13, содержащего участок экзона 87 п.о. ; описанного в таблице 1. Как показано на фиг. 1 в мРНК фетальной печени может быть обнаружен сильный сигнал. Точная идентификация этой полосы как мРНК ЭПО была достигнута с использованием того же зонда для скрининга — кДНК библиотеки мРНК фетальной печени /25/. Несколько гибридизирующихся клонов было получено с частотой приблизительно 1 положительный на 250000 подвергнутых скринингу рекомбинантов. Полная нуклеотидная и выведенная аминокислотная последовательности для этих клонов /— HEPOF L13 и — HEPOF L8/ представлены в таблицах 5 и 6. ЭПО-кодирующая информация содержится внутри 594 нуклеотидов в 5″-половине кДНК, включая очень гидрофобный 27 аминокислотный лидер и зрелый белок из 166 аминокислот.
Идентификация N-конца зрелого белка была основана на N-концевой последовательности белка, выделяемого в моче людей с апластической анемией, как проиллюстрировано в таблице 1 и как описано в работах Goldwasser /26/, Sue и Sytkowski /27/ и Yangawa /21/. В настоящее время неизвестно, представляет ли этот N-конец /Ala-Pro-Pro-Arg—/ фактический N-конец, обнаруживаемый у ЭПО при циркуляции, или происходит некоторое расщепление его в почке или моче.
Аминокислотные последовательности, которые подчеркнуты в таблице 2 и 3, обозначают те триптические фрагменты или участок N-конца, для которых получена информация о белковой последовательности. Выведенная аминокислотная последовательность точно согласовывается с триптическими фрагментами, которые были секвенированы, подтверждая, что выделенный ген кодирует человеческий ЭПО.
Структура и последовательность гена ЭПО человека Относительно положения ДНК вставок четырех независимых геномных клонов ЭПО человека показаны на фиг. 3. Гибридизационный анализ этих клонированных ДНК при помощи олигонуклеотидных зондов и различных зондов, полученных от двух классов клонов кДНК ЭПО, определил положение гена ЭПО внутри области приблизительно 3,3 т. п.о, показанной затемненной линией на фиг. 3. Полный анализ последовательности этой области /см. пример 4/ и сравнение с клонами кДНК привели к получению карты интронной и экзонной структуры гена ЭПО, показанной на фиг. 4. Ген ЭПО разделяют на 5 экзонов. Часть экзона I, полные экзоны II, III и IV, а также часть экзона V содержат белок-кодирующую информацию. Оставшиеся части экзонов I и V кодируют 5″- и 3″-нетранслируемые последовательности, соответственно.
Неустойчивая экспрессия ЭПО в клетках COS Для того чтобы наглядно показать, что биологически активный ЭПО может экспрессироваться в системе культуры клеток in vitro, осуществляли исследования экспрессии в клетках CO /58/. Вектор, используемый для промежуточных стадий, а именно, p91023/B/, описан в примере 5. Этот вектор содержит основной поздний промотор аденовируса, последовательность полиаденилирования SV40, SV40-инициатор репликации, энхансер SV40 и ген VA аденовируса. Вставка кДНК в — HEPOF L13 /см. таблицу 6/ была перенесена в вектор p91023/B/ ниже основного позднего промотора аденовируса. Этот новый вектор идентифицирован как pPTF-L13.
Через двадцать четыре часа после трансфекции этой конструкции в штамм M6 клеток COS-1 /Horowitz и др., J. Mol. Appl. Genet. 2:147-149 /1983/ клетки промыли, перевели в свободные от сыворотки среды, после чего клетки собрали через 48 часов. Затем с использованием количественного радиоиммунного анализа для ЭПО /55/ исследовали уровень высвобождения ЭПО в культуральную надосадочную жидкость. В отдельном эксперименте вектор, содержащий кДНК ЭПО из — HEPOF L13, был трансформирован в клетки COS-1, и среды собирали, как описано выше. ЭПО в средах был затем определен количественно любым из двух биологических анализов, проводимых in vitro, а именно, с 3 H-тимидином и CFU-E /12, 29/, и любым из двух анализов in vivo, а именно «гипоксическая мышь» и «голодающая крыса» /30, 31/ /см. таблицу 9, пример 17/. Эти результаты показывают, что биологически активный ЭПО продуцируется в клетках COS-1. При помощи Western блоттинга с использованием поликлонального антитела анти-ЭПО, эритропоэтин, продуцируемый клетками COS, показал подвижность на SDS-полиакриламидных гелях, идентичную подвижности нативного ЭПО, полученного из человеческой мочи (пример 8). Таким образом, гликозилирование COS-1-продуцируемого ЭПО, может быть аналогичным тому, что происходит в случае нативного ЭПО.
Различные векторы, содержащие другие промоторы, также могут быть использованы в клетках COS или в клетках других млекопитающих или эукариот. Примеры этих иных промоторов, пригодных в практике настоящего изобретения, включают ранние и поздние промоторы SV40, генный промотор металлотионеина мыши, промотор, обнаруживаемый в длинных концевых повторах ретровирусов птиц или млекопитающих, полиэдральный генный промотор бакуловируса и другие. Примерами других типов клеток, а также клетки млекопитающих, такие как CHO /яичник китайского хомячка/, C127 /эпителий обезьяны/, ЗТЗ /мышиный фибробласт/, CU-1 /почка африканской зеленой мартышки/ и клетки насекомых, такие как клетки от Spodoptera frugiperda и Drosophila melanogaster. Эти дополнительные промоторы и/или типы клеток могут обеспечить возможность регулирования тайминга или уровня экспрессии ЭПО, продукцию специфичного для данных клеток типа ЭПО, наращивание больших количеств ЭПО-продуцирующих клеток в менее дорогостоящих, более легко контролируемых условиях.
Систему экспрессии, которая сохраняет преимущества экспрессии в млекопитающих, однако, требует меньше времени для продуцирования клеточной линии с высоким уровнем экспрессии, образуют линии клеток насекомых и ДНК-вируса, который репродуцируется в этой клеточной линии. Вирус представляет собой вирус ядерного полиэдроза. Он имеет геном в виде двунитевой кольцевой ДНК размером 128 т.п.о. Нуклеокапсид имеет палочковидную форму и упакован в двух формах, а именно, неокклюдированной форме (мембранный почкующийся вирус), и окклюдированной форме (упакован в белковый кристалл в зараженном клеточном ядре). Эти вирусы могут быть обычным путем размножены in vitro в культуре клеток насекомых и применены для всех обычных методов вирусологии животных. Культуральные среды клеток — это обычно питательный солевой раствор и 10%-ная фетальная телячья сыворотка.
In vitro вирусный рост инициируется, когда неокклюдированный вирус /НОВ/ входит в клетку и продвигается к ядру, где он реплицируется. Репликация является ядерной. В течение начальной фазы /8-18 часов постинфекции/ вирусной аппликации нуклеокапсиды собираются в ядре и впоследствии проходят через плазменную мембрану как НОВы, распространяя инфекцию по культуре клеток. Кроме того, некоторые нуклеокапсиды впоследствии /еще 18 часов постинфекции/ остаются в ядре и закупориваются в белковой матрице, известной как полиэдральное внутриклеточное включение /ПВВ/. Эта форма не является инфекционной в культуре клеток. Матрица состоит из белка, известного как полиэдрин, молекулярный вес 33 кд. Каждое ПВВ имеет приблизительно 1 мм в диаметре, и в ядре могут быть до 100 ПВВ. Ясно, что позже, в цикле заражения продуцируется большое количество полиэдрина, оно составляет до 25% общего количества клеточного белка.
Так как ПВВ не играет роли в цикле репликации in vitro полиэдриновый ген может быть убран из вирусной хромосомы без какого бы то ни было влияния на жизнеспособность in vitro. При использовании вируса в качестве вектора экспрессии заявитель заменил область, кодирующую полиэдриновый ген, инородной ДНК, подлежащей экспрессии, поместив ее под контроль полиэдринового промотора. Это привело к вирусному фенотипу, не образующему ПВВ.
Эта система использовалась несколькими исследователями, наиболее известными из которых являются Pennock и др. и Smith и др. Pennock и др. /Cregory D. Pennock, Cnarles Shoemaker u Lois K.Miller, Molecular and Cell Biology 3:84, стр. 399-406/ сделали сообщение о высокоэффективной экспрессии бактериального белка — галактозидазы, когда тот помещен под контроль полиэдринового промотора.
Другой вектор экспрессии на основе вируса ядерного полиэдроза представлен Smith и др. /Gale E. Smith Max D. Summers и M.J.Fraser, Molecular and Cell Biology, 16 мая 1983, стр. 2156-2165). Авторы продемонстрировали эффективность их вектора посредством экспрессии человеческого — -интерферона. Синтезированный продукт, как и следовало ожидать, был обнаружен гликозилированным и выделенным из клеток насекомых. В примере 14 описаны модификации плазмиды, содержащей полиэдр-ген вируса ядерного полиэдроза Antographa Californica /AcNPY/, которые позволяют осуществить легкую вставку гена ЭПО в плазмиду так, что он может находится под транскрипционным контролем полиэдринового промотора. Полученную ДНК контрансфецируют с ДНК интактной хромосомы из AcNPY дикого типа в клетки насекомых. Событие генетической рекомбинации приводит к замещению области полиэдринового гена AcNPY с дезоксирибонуклеиновой кислотой из плазмиды. Полученный рекомбинантный вирус может быть идентифицирован среди вирусного потомства по наличию последовательностей ДНК гена ЭПО. Этот рекомбинантный вирус при реинфекции клеток насекомых, как и ожидалось, продуцирует ЭПО.
Примеры экспрессии ЭПО в CHO, C127 и ЗТЗ, а также в клетках насекомых представлены в примерах 10 и 11 /CHO/, 13 /C127 и ЗТЗ/ и 14 /клетки насекомых/.
Рекомбинантный ЭПО, полученный в клетках CHO, как в примере 11, был очищен традиционными методами колоночной хроматографии. Относительные количества сахаров, присутствующих в гликопротеиде, анализировали двумя самостоятельными методами: (I) Reinhold, Methods in Enzymol. 50:244-249 /Метанолиз/ и (II) Takemoto, H. и др. Anal. Biochem. 145:245, 1985 пиридил-аминирование, совместно с самостоятельным определением сиаловой кислоты. Результаты, полученные каждым из этих способов, были в превосходном согласии. Таким образом было проделано несколько определений, что дало средние значения, где N-ацетилглюкозамин для сравнительных целей дан как значение 1: Сахар — Относительный молярный уровень N-Ацетилглюкозамин — 1 Гексозы: — 1,4 Галактоза — 0,9 Манноза — 0,5 N-Ацетилнейраминовая кислота — 1 Фукоза — 0,2 N-Ацетилгалактозамин — 0,1 Примечательно, что значительные уровни содержания фукозы и N-ацетилгалактозамина воспроизводимо наблюдались при использовании обоих самостоятельных методов анализа на сахар. Присутствие N-ацетилгалактозамина указывает на наличие O-сцепленного гликозилирования белка. Наличие O-сцепленного гликозилирования далее отмечалось анализом гликопротеида в SDS-PAGE после его переваривания различными сочетаниями гликозидных ферментов. В частности, вслед за ферментативным отщеплением всего N-сцепленного углевода гликопротеида с использованием пептид-эндо F N-гликозидазы молекулярная масса белка как определено анализом SDS-PAGE, еще более снижалась после последовательного переваривания нейраминидазой.
Биологическая активность in vitro очищенного рекомбинантного ЭПО была опробована методом C.Krystal, Exp.Hematol., 11:649, 1983 /биопроба на пролиферацию клеток селезенки/ с определениями белка, рассчитанными на основе данных по аминокислотному составу. После многократных определений удельная активность in vitro очищенного рекомбинантного ЭПО была найдена составляющей более, чем 200000 единиц/мг белка. Среднее значение находилось в интервале 275000-30000 единиц/мг белка. Кроме того, также наблюдались значение выше, чем 300000. Отношения активности in vivo /анализ полицитемических мышей, Kazal и Ersleu, Am. Clinical Lab., Sci., Том B, стр. 91 /1975// к активности in vitro, исследованные для рекомбинантного материала, находились в интервале 0,7 — 1,3.
Интересно сравнить представленную выше характеристику гликопротеида с характеристикой рекомбинантного CHO-продуцируемого ЭПО, ранее изложенной в Международной заявке на патент N WO 85/02810 /опубликована 20 июня 1985 года/. Аналогичный сравнительный анализ, показывает, что значение для фукозы и N-ацетилгалактозамина равны 0, тогда как отношение гексозы: N-ацетилгалактозамин равно 15,09:1. Отсутствие N-ацетилгалактозамина указывает на отсутствие O-сцепленного гликозилирования в ранее приведенном гликопротеиде. В противоположность этому материалу охарактеризованный выше рекомбинантный CHO-продуцируемый ЭПО настоящего изобретения содержит значительные и воспроизводимо обнаруживаемые количества как фукозы, так и N-ацетилгалактозамина, содержит менее 1/10 относительного количества гексоз и отличается наличием O-сцепленного гликозилирования. Более того, высокая удельная активность вышеописанного рекомбинантного ЭПО на основе CHO может быть непосредственно связана именно с особенностями гликозилирования.
Биологически активный ЭПО, полученный эукариотической экспрессией клонированных генов ЭПО настоящего изобретения, может быть использован для лечения in vivo млекопитающих врачами и/или ветеринарами. Количество активного компонента, безусловно, будет зависеть от жесткости режима, выбранного пути введения и удельной активности активного ЭПО, и в конечном счете, будет определено лечащим врачом или ветеринаром. Такое количество активного ЭПО, определенное лечащим врачом, упоминается здесь как «эффективное для лечения количество ЭПО».
Например, при лечении индуцированной у овцы гипопролиферативной анемии, ассоциированной с хронической почечной недостаточностью, эффективное суточное количество ЭПО найдено равным 10 единицам/кг в течение 15-40 дней. См. Eschbach и др., J.Clin. Invest. 73:434 /1984/.
Активный ЭПО может вводиться любым путем, подходящим для используемых условий. Предпочтительна инъекция ЭПО в кровоток млекопитающего. Специалисту станет ясно, что предпочтительный путь введения изменяется с выбранным режимом.
В то время как активный ЭПО можно вводить как чистое или в основном чистое соединение, предпочтительно иметь его в виде фармацевтической композиции или препарата.
Композиции настоящего изобретения, как для ветеринарного, так и для медицинского применения, содержат белок активного ЭПО, как описано выше, вместе с одним или более фармацевтически приемлемыми носителями его и, по выбору, другими терапевтическими средствами. Носитель /носители/ может быть «приемлемым» в смысле его совместимости с другими компонентами композиции и не вредным для его реципиента. Желательно, чтобы композиция не включала окислитель и другие вещества, с которыми, как известно, несовместимы пептиды. Композиции могут быть представлены в единичной лекарственной форме и могут быть получены любым из способов, хорошо известных в области фармацевтики. Все способы включают стадию связывания активного компонента с носителем, который включает один или более вспомогательных компонентов. В основном, рецептуры приготавливают путем однородного и тщательного смешения активного компонента с жидкими носителями или тонкоизмельченными твердыми носителями, или с обоими, после чего, если необходимо, осуществляют формование продукта.
Композиции, пригодные для парэнтерального введения, включают стерильные водные растворы активного компонента с растворами, предпочтительно изотоническими по отношению к крови реципиента. Такие композиции можно приготавливать путем растворения твердого активного компонента в воде для получения водного раствора, а придание стерильности указанному раствору может достигаться в одноразовых или многодозовых контейнерах, например, запаянных ампулах или пробирках.
ЭПО/кДНК, как используется здесь, включает зрелый ЭПО/кДНК ген, которому предшествует кодон ATG, и ЭПО/кДНК, кодирующую аллельные варианты белка ЭПО. Один аллель проиллюстрирован в таблицах 2 и 3. Белок ЭПО включает 1-метионин-производное белка ЭПО /Met-ЭПО/ и аллельные варианты белка ЭПО. Созревший белок ЭПО показан последовательностью в таблице 2 и начинается с последовательности Ala, Pro, Pro. Arg . начало которой изображено цифрой «1». Met-ЭПО должен начинаться с последовательности Met, Ala, Pro.Pro. Arg.
Следующие примеры даны для содействия в понимании настоящего изобретения, действительный объем которого изложен в прилагаемой формуле изобретения. Понятно, что в предлагаемых методах могут быть выполнены модификации в пределах сущности настоящего изобретения. Все температуры выражены в градусах по Цельсию и не откорректированы. Знаком для микрона или микро, например микролитра, микромоля и т.д., служит «мк», например, мкл, мкм и т.д.
Примеры Пример 1. Выделение геномного клона ЭПО ЭПО очищают от мочи пациентов, страдающих апластической анемией, в основном, как описано ранее /Miyake и др., J. Biol. Chem., 252:5558 /1977//, за исключением того, что опускают фенольную обработку и заменяют термообработкой при температуре 80 o в течение 5 минут для инактивации нейраминидазы. Конечной стадией очистки является фракционирование на колонке C-4 Vydak высокоэффективной жидкостной хроматографии /Группа Сепараций/ с использованием 0 — 95% ацетонитрильного градиента с 0,1% трифторуксусной кислотой /ТФК/ в течение 100 минут. Положение ЭПО в градиенте определяют электрофорезом в геле и анализом 11-концевой последовательности /21, 26, 27/ основных пиков. ЭПО элюирует при 53% ацетонитрила и обнаруживают приблизительно 40% белка, подвергаемого высокоэффективной жидкостной хроматографии с обращенной фазой. Фракции, содержащие ЭПО, выпаривают до 100 мкл, доводят до pH 7,0 бикарбонатом аммония, переваренного до готовности 2%-ным, ТРСК-обработанным трипсином /Worthington/ в течение 18 часов при температуре 37 o . Триптический перевар затем подвергают ВЭЖХ с обращенной фазой, как описано выше. Записывают оптическую плотность при 280 и 214 нм. Хорошо отделенные пики выпаривают почти до сухости и подвергают непосредственно анализу N-концевой аминокислотной последовательности /59/, используя газофазный секвенатор Модели 480A Applied Biosystems. Полученные последовательности приведены в таблицах 2 и 3. Как описано здесь выше, два из этих триптических фрагментов отбирают для синтеза олигонуклеотидных зондов. Из последовательности, Val-Asn-Phe-Tyr-Ala-Trp-Lys /аминокислоты 46-52 в таблицах 2 и 3), получают 17-членник с 32-кратной вырожденностью: A A A TTCCANGGGTAGAAGTT и 18-членник с 128-кратной вырожденностью A A A CCANGCGTAGAAGTTNAC Из последовательности Val-Tyr-Ser-Asn-Phe-Leu-Arg /аминокислоты 144 — 150 в таблицах 2 и 3/, получают два пула 14-меров, с 32-кратной вырожденностью каждый TTGN T T TTGN T T TACACTAACTTCCT и TACACTAACTTCTT которые отличаются в первом положении лейцинового кодона. Олигонуклеотиды помечают на 5″-конце 32 P, используя полинуклеотидкиназу /New England Biolacs/ и гамма 32 P-ATP /New England Nuclear/. Удельная активность олигонуклеотидов варьирует между 1000 и 3000 дюйм 3 /ммол олигонуклеотида. Геномную ДНК-библиотеку человека в бактериофаге лямбда /Lawn и др., 22/ подвергают скринингу с использованием модификации методики амплификации in situ, первоначально описанной Woo и др. /47/ /1978/. Приблизительно 3,5 10 5 фага высевают с плотностью 6000 на 150 мм чашку Петри /среда NZCYM/ и инкубируют при температуре 37 o до тех пор, пока бляшки не станут видимыми, однако маленькими /приблизительно 0,5 мм/. После охлаждения при температуре 4 o в течение 1 часа дупликатные реплики полученных картин переносят на найлоновые мембраны /New England Nuclear/ и инкубируют в течение ночи при температуре 37 o на чашках со свежими средами NZCYM. Затем фильтры денатурируют и нейтрализуют флотированием каждого в течение 10 минут на тонкой пленке 0,5Н NaOH — 1М NaCl и 0,5М Tris /pH 8/ — 1М NaCl, соответственно. Вслед за вакуумной сушкой при температуре 80 o в течение 2 часов фильтры промывают в 5 х SSC, 0,5% SDS в течение 1 часа, и клеточные остатки на поверхности фильтров удаляют путем осторожного соскоба сухой тканью. Это соскабливание снижает фоновое связывание зонда с фильтрами. Фильтры затем промывают водой и предварительно гибридизируют от 4 до 8 часов при температуре 48 o в 3М растворе тетраметиламмонийхлорида, 10 мМ NaPO 4 /pH 6,8/, 5 x Denhardt»s, 0,5% SDS и 10 мМ ЭДТА, 17-членник, меченый 32 P, затем прибавляют при концентрации 0,1 пмол/мл и гибридизацию осуществляют при температуре 48 o в течение 72 часов. Вслед за гибридизацией фильтры промывают в 2 х SSC /0,3М NaCl — 0,03М нитрат натрия, pH 7/ при комнатной температуре и затем в течение 1 часа в 3М TMACl — 10 мМ NaPO 4 /pH 6,8/ при комнатной температуре и от 5 до 15 минут при температуре гибридизации. Приблизительно 120 сильных дупликатных сигналов обнаруживают вслед за 2-х дневной авторадиографией усиливающим экраном. Положительные сигналы отбирают, группируют в пулы из 8, пересевают и вновь подвергают скринингу в трипликате с использованием 1/2 пула 14-членников на каждом из двух фильтров и 127-членник — на третьем фильтре. Условия и 17-членник для высевания и гибридизации такие, как описано выше, за исключением того, что гибридизацию для 14-мера осуществляют при температуре 37 o . Вслед за авторадиографией зонд из 17 нуклеотидов удаляют с фильтра в 50%-ном формамиде в течение 20 минут при комнатной температуре, и фильтр повторно гибридизируют при температуре 52 o с 18-членным зондом. Два независимых фага гибридизируются со всеми тремя зондами. ДНК одного из этих фагов /обозначена здесь — HEPO1/ переваривают полностью с помощью Sau3A и субклонируют в M13 для анализа ДНК-последовательности с использованием дидезокси-метода обрыва цепи, предложенного Sanger и Consol /23/ /1977/. Нуклеотидная последовательность и выведенная аминокислотная последовательность открытой рамки считывания, кодирующей триптический фрагмент ЭПО /подчеркнутая область/, описаны здесь. Интронные последовательности даны в строчных буквах, экзонные последовательности /87 нуклеотидов/ даны в прописных буквах. Последовательности, которые соответствуют сайтам акцептора /a/ и донора /d/ сплайсинга, подчеркнуты. /См. таблицу 4/.
Пример 2. Northern анализ мРНК печени плода человека.
5 мкг мРНК человеческой фетальной печени /получена из 20-недельной фетальной печени/ и мРНК печени взрослого подвергают электрофорезу в 0,8%-ном агарозном формальдегидном геле и переносят на нитроцеллюлозу, используя метод Derman и др., Cell, 23:731 /1981/. Однонитевой зонд затем получают из матрицы M13, содержащей вставку, показанную в таблице 1. Праймером является 20-членник, происходящий из того же триптического фрагмента, что и первоначальный 17-членный mer зонд. Зонд получают, как ранее описано Anderson и др. , PNAS /50/ /1984/, за исключением того, что вслед за расщеплением SmaI /которое продуцирует нужный фрагмент длиной 95 нуклеотидов, содержащий 74 нуклеотида кодирующей последовательности/ малый фрагмент очищают от матрицы M13 хроматографией на колонке с Сефарозой C14B в 0,1 N NaOH — 0,2М NaCl. Фильтр гибридизируют приблизительно до 5 10 6 импульсов в минуту этого зонда в течение 12 часов при температуре 68 o , промывают в 2 х SSC при температуре 68 o и подвергают воздействию в течение 6 дней усиливающего экрана. Однонитевая маркерная мРНК из 1200 нуклеотидов /указана стрелкой/ разгонялась на соседней дорожке /фиг. 1/.
Пример 3. кДНК фетальной печени Зонд, идентичный описанному в примере 2, получают и используют для скрининга библиотеки кДНК фетальной печени, полученной в векторе — Ch21A /Toole и др., Nature /25/ /1984//, используя стандартные методики скрининга /Berten Davis, Science, /54/ /1978//. Три самостоятельных положительных клона /обозначены здесь — HEPOF L6 (1350 пар оснований), — HEPOF L8 (700 п. о. ) и — HEPOF L13 (1400 п.о.) выделяли в результате скрининга 1 10 6 бляшек. Полная вставка — HEPOF-L13 и — HEPOF L6 была секвенирована после субклонирования в M13. /Таблицы 7 и 5, соответственно/. У — HEPOF L8 секвенировали только части вставки, остальные подразумеваются идентичными другим двум клонам. /Таблица 7/. 5″ и 3″-нетранслируемые последовательности представлены строчными буквами. Кодирующая область представлена прописными буквами.
В отношении таблиц 2 и 3 следует упомянуть, что выведенная аминокислотная последовательность, показанная ниже нуклеотидной последовательности, пронумерована, начиная с цифры 1 для первой аминокислоты зрелого белка. Предполагаемый лидерный пептид указан в верхней части аминокислотных обозначений. Остатки цистеина в зрелом белке дополнительно указаны SH, а потенциальные сайты N-сцепленного гликозилирования обозначены звездочкой. Аминокислоты, которые подчеркнуты, отмечают остатки, идентифицированные секвенированием N-конца белка или секвенированием триптических фрагментов ЭПО, которые описаны в примере 1. Частичное подчеркивание указывает на остатки в аминокислотной последовательности триптических фрагментов, которые не могли быть определены однозначно. КДНК-клоны — HEPOF L6, — HEPOF L8 и HEPOF L13 депонированы и доступны из American Type Culture Collection, Rockville, Maryland, под входящими номерами ATCC 40156, ATCC 40152 и ATCC 40153, соответственно.
Пример 4. Геномная структура гена ЭПО Относительные размеры и положения четырех самостоятельных геномных клонов — HEPO 1, 2, 3 и 6/ из библиотеки HaeIII/AluI проиллюстрированы перекрывающимися линиями на фиг. 3. Утолщенная линия указывает положение гена ЭПО. Приведены масштаб /в т.п.о/ и положения известных сайтов расщепления эндонуклеазами рестрикции. Область, содержащая ген ЭПО, полностью секвенирована для обоих тяжей с использованием направленных экзонуклеаза III-генированных рядов делеций в этой области. Схематическое изображение пяти экзонов, кодирующих мРНК ЭПО, показано на фиг. 4. Точная 5″-граница экзона 1 в настоящее время неизвестна. Белок-кодирующие участки экзонов затемнены. Полная нуклеотидная последовательность экзонов показана в таблице 4. Известные пределы каждого экзона очерчены сплошными вертикальными полосами. Геномные клоны /— HEPO1, — HEPO2, — HEPO3 и — HEPO6 депонированы и доступны из American Type Culture Collection, Rockville, Maryland, под входящими номерами ATCC 40154, ATCC 40155, ATCC 40150 и ATCC 40151 соответственно.
Пример 5. Конструирование вектора p91023/B/ Вектором трансформации служил pAdD26SVpA/3/, описанный Kaufman и др., Mol. Cell Biol., 2:1304 /1982/. Конструкция этого вектора показана на фиг. 5A. Короче говоря, эта плазмида содержит кДНК-ген дигидрофолатредуктазы мыши /DFHP/, который находится под транскрипционным контролем основного позднего промотора аденовируса 2 /Ad2/. 5″-сайт сращивания указан в аденовирусной ДНК, и 3″-сайт сращивания, происходящий от гена иммуноглобулина, присутствует между основным поздним промотором аденовируса 2 и DFHP-кодирующей последовательностью. Ранний сайт полиаденилирования SV40 присутствует по направлению ниже от DFHP-кодирующей последовательности. Участок прокариотического происхождения pAdS26-SVpA/3/ исходит от pSVOd /Mellon и др., Cell, 27: 279 /1981// и не содержит последовательностей pBP322, известных тем, что они ингибируют репликацию в клетках млекопитающих /Lusky и др., Nature 293: 79 /1981//.
pAdD26pA/3/ превращают в плазмиду pCVSVL2, как показано на фиг. 5A. pAdD26VSpA/3/ превращают в плазмиду pAdD26SVpA/3/ /делецией одного из двух сайтов pstI в плазмиде pAdD26SVpA/3/. Это осуществляют путем частичного переваривания PstI, используя недостаточность фермента таким образом, что получают субпопуляцию линеаризованных плазмид, у которых расщеплен только один сайт PstI, затем обрабатывают их ферментом Кленова, лигируют для восстановления кольца и подвергают скринингу на делеции сайта PstI, расположенного в 3″-положении последовательности полиаденилирования из SV40.
Трехраздельный лидер аденовируса и гены, ассоциированные с вирусом /VA гены/, вставляют в плазмиду pAdD26SVpA/3/ /d/, как показано на фиг. 5A. Во-первых, pAdD26SVpA/3/ /d/ расщепляют PvuII для создания линейной молекулы, открытой внутри 3″-части трех элементов, составляющих трехраздельный лидер. Затем pJAW43 /Zatu и др., Cell, 16:851 /1979// переваривают XhoI, обрабатывают фрагментом Кленова, переваривают PvuII, и фрагмент из 140 п.о., содержащий вторую часть тройного лидера, выделяют электрофорезом в акриламидном геле /6/ в трис-боратном буфере /Maniatis и др., выше/. Фрагмент 140 п.о. затем сшивают с PvuII-перваренной плазмидой pAdD26SVpA/3/ /d/. Продукт сшивания используют для трансформации E.coli с получением устойчивости к тетрациклину, и колонии подвергают скринингу с использованием методики Grunstein-Hoghess, применяя зонд, меченый 32 P, гибридизирующийся с фрагментом из 140 п.о. Из положительно гибридизирующихся колоний получают ДНК для испытания того, является реконструированный сайт PvuII 5″- или 3″-концом вставленной ДНК из 140 п.о., специфичной ко второму и третьему поздним лидерам аденовируса. Правильная ориентация сайта PvuII — на 5″-стороне вставки 140 п.о. Эта плазмида обозначена tTPL на фиг. 5A.
Для введения аденовирус-ассоциированных генов /генов VA/, в pCYSYL, 2-TPL, вначале конструируют плазмиду pBP322 с HindIII B фрагментом аденовируса типа 2. ДНК аденовируса типа 2 переваривают HindIII и фрагмент B выделяют электрофорезом в геле. Этот фрагмент вставляют в плазмиду pBR322, которая предварительно переварена HindIII. После трансформации E.coli с получением устойчивости к ампициллину рекомбинанты подвергают скринингу на наличие вставки HindIIIB, фрагмента, а ориентировку вставки определяют путем рестрикционного переваривания. pBR322-AdHindIIIB содержит HindIIIB фрагмент аденовируса типа 2 в ориентации, изображенной на фиг. 5B.
Как показано на фиг. 5B, гены VA легко получают из плазмиды pBR322 — AdHindIIIB путем переваривания HpaI, добавления линкеров EcoRI и переваривания EcoRI с последующим восстановлением фрагмента 1,4 т.п.о. Фрагмент, имеющий липкие концы EcoRI, затем вшивают в EcoRI-сайт PTL, ранее переваренной EcoRI. После трансформирования E.coli HB101 и отбора на устойчивость к тетрациклину, колонии подвергают скринингу посредством фильтр-гибридизации с ДНК, специфичной для генов VA. Из положительно гибридизирующихся клонов получают ДНК и охарактеризовывают ее перевариванием рестрикционными эндонуклеазами. Полученная плазмида обозначена p91023.
Как показано на фиг. 5C, два сайта EcoRI в плазмиде p91P23 удаляют путем полного расщепления p91023 EcoRI с получением двух ДНК-фрагментов, один размером около 7 т.п.о и другой — около 1,3 т.п.о. Последний фрагмент содержит гены VA. Концы обоих фрагментов заполняют с использованием фрагмента Кленова PolI и два фрагмента затем лигируют. Плазмиду p91023/A/, содержащую гены VA и являющуюся аналогичной плазмиде p91023, однако лишенную двух сайтов EcoRI, идентифицируют посредством скрининга Grunstein-Hogness фрагментов гена VA, а также путем традиционного рестрикционного анализа.
Один PstI-сайт в плазмиде p91023/A/ удаляют и заменяют на EcoRI-сайт. p91023/A/ полностью расщепляют PstI и обрабатывают фрагментом Кленова PolI для генерации липких концов. С тупоконечным сайтом PstI плазмиды p91023/A/ сшивают EcoRI-линкеры. Линейную плазмиду p91023/A/ с EcoRI-линкерами, присоединенными к сайту PstI, отделяют от избытка линкеров и переваривают полностью EcoRI, после чего повторно сшивают. Плазмиду p91023/B/, изображенную на фиг. 5C, после восстановления идентифицировали как имеющую структуру, аналогичную плазмиде p91023/A/, но вместо прежнего сайта PstI содержащую сайт EcoRI. Плазмида p91023/B/ депонирована и доступна из American Type Culture Collection, Rockville, Maryland под входящим номером ATCC 39754.
кДНК-клоны /— EPOF L6 и /— EPOF L13, пример 3/ вставляют в плазмиду p91023/B/, получая pPTFL6 и pPTFL13, соответственно. 8 мкг каждой из очищенных ДНК затем используют для трансфекции 5 10 6 клеток COS с помощью DEAE-декстран-метода /ниже/. Через 12 часов клетки промывают и обрабатывают Хлороквином /0,1 мМ/ в течение 2 часов, промывают вновь и выдерживают в течение 24 часов в 10 мл среды, содержащей 10%-ную фетальную телячью сыворотку. Среду затем меняют на 4 мл среды, свободной от сыворотки, и собирают через 48 часов.
Получение иммунологически активного ЭПО определяют количественно радиоиммунным анализом, как описано Sherwood и Goldwasser /55/. Антитело поставлено Доктором Judith Sherwood. Йодированный изотопный индикатор получают из гомогенного ЭПО, описанного в примере 1. Чувствительность пробы составляет приблизительно 1 нг/мл. Результаты приведены ниже в таблице 8.
кДНК ЭПО /— HEPOF L13/ вставляют в плазмиду p91023/B/, трансформируют клетки COS-1 и собирают, как описано выше /пример 6/, за исключением того, что хлороквинную обработку опускают.
Биологическую активность ЭПО in vitro измеряют с использованием либо колониеобразующей пробы с клетками фетальной печени мыши в качестве источника CFV-E, либо пробы поглощения 3 H-тимидина, используя клетки селезенки от мышей, инъекцированных фенилгидразином. Чувствительности этих анализов составляют приблизительно 25 мЕдиниц/мл. Биологическую активность ЭПО in vivo измеряют с использованием либо метода гипоксической мыши, либо метода голодающей крысы. Чувствительность этих анализов составляет приблизительно 100 мЕдиниц/мл. Никакой активности не обнаружено ни в одном из этих опытов с имитированной кондиционированной средой. Результаты исследования ЭПО, экспрессированного клоном HEPOF L13, показаны ниже в таблице 9, где приведенные активности выражены в единицах/мл, с использованием торгового, количественного определенного ЭПО /Toyobo, Inc./ в качестве стандарта.
Пример 8. Анализ в SDS-полиакриламидном геле ЭПО из COS клеток 180 нг ЭПО, высвобожденного в среды COS клеток, трансфецирнованных кДНК ЭПО /— HEPOF L13/ в векторе 91023/B/ /выше/, подвергают электрофорезу на 10%-ном SDSNAA-геле по Laemllin делают электроперенос на нитроцеллюлозную бумагу /Towbin и др., Proc. Natl. Acad. Sci. США, 76:4350 /1979/. Фильтр зондируют антителом анти-ЭПО, как описано в табл. 8, промывают и повторно зондируют 125 I-стаф. A-белком фильтр авторадиографируют в течение двух дней. Нативный гомогенный ЭПО описан в примере 1, его также подвергают электрофорезу или перед /дорожка B/, или после йодирования /дорожка C/ /см. фиг. 6/. Используемые маркеры включают меченый 35 S-метионином сывороточный альбумин /68000 д/ и яичный альбумин /45000 д/.
Пример 9. Конструирование RKI-4 Из плазмиды PSV2 DHFP /Subramani и др., Mol. Cell. Biol. 1:854-864 /1981// выделяют фрагмент BamHI-PvuII, содержащий ранний промотор SV40, смежный с геном дигидрофолатредуктазы мыши /DHFR/, энхансер SV40, малый интрон t-антигена, последовательность полиаденилирования SV40 /фрагмент A/. Остальные фрагменты получают из вектора p91023/A/ /выше/ следующим образом: p91023/A/ переваривают PstI в единственном сайте PstI около промотора аденовируса для линеаризации плазмиды и либо сшивают с синтетическими конвертерами PstI-EcoRI и рециклизуют /создавая сайты PstI-EcoRI-PstI в первоначальном сайте PstI; 91023/B»//, либо обрабатывают большим фрагментом ДНК-полимеразы I для разрушения сайтов PstI и сшивают с синтетическим EcoRI-линкером и рециклизуют /создавая EcoRI-сайт в первоначальном сайте PstI; 91023/B/. Каждую из двух полученных плазмид 91023/B/ и 91023/B»/ переваривают Xba и ECORI для получения двух фрагментов /F и G/. Путем соединения фрагмента G из плазмиды p91023/B/ и фрагмента F из плазмиды p91023/B»/, а также фрагмента G из плазмиды p91023/B/ и фрагмента F из плазмиды p91023/B»/ создают две новые плазмиды, которые содержат либо сайт EcoRI-PstI, либо сайт PstI-EcoRI, на месте исходного PstI-сайта. Плазмида с PstI-EcoRI сайтом, где PstI-сайт наиболее близко к основному позднему промотору аденовируса названа p91025/C/.
Вектор p91023/C/ переваривают XhoI до готовности, и полученную линеаризованную ДНК с липкими концами затупляют путем реакции заполнения концов с помощью большого фрагмента ДНК-полимеразы I E.coli. К этой ДНК пришивают фрагмент HindIII-EcoRI из 340 п.о., содержащий энхансер SV40, полученный следующим образом.
Фрагмент HindIII-PvuII из вируса SV40, который содержит источник репликации SV40, а также энхансер вставляют в плазмиду Clac /Little и др., Mol. Biol. Med., 1:473-488 /1983//. Вектор Clac получают перевариванием ДНК Clac BamHI, заполнением липкого конца с помощью большого фрагмента ДНК-полимеразы I и перевариванием ДНК HindIII. Полученная плазмида /CSVHPlac/ регенерировала BamHI-сайт путем сшивания по тупым концам PvuII. Фрагмент EcoRI-HindIII получают из cSVHPlac, пришивают к фрагменту EcoRI-HindIII PSVOd /Mellon и др. , выше/, который содержит плазмидный источник репликации, и отбирают полученную плазмиду pSVHPOd. Затем получают фрагмент EcoRI-HindIII из 340 п.о. плазмиды PSVHPOd, содержащий Origin /энхансер SV40, затупляют с обоих концов при помощи большого фрагмента ДНК-полимеразы I и сшивают с XhoI-переваренным, тупоконечным вектором p91023/C/, описанным выше. Полученную плазмиду /p91023(C) /Xho/ тупые концы плюс EcoRI/HindIII/ тупые концы SV40 origin плюс энхансер/, в которой ориентация фрагмента HindIII-EcoRI такова, что BamHI-сайт внутри фрагмента является близлежащим к гену VA, называют pES105. Плазмиду pES105 переваривают BamHI и PvuII, а также отдельно PvuII, и выделяют фрагмент BamHI-PvuII, содержащий основной промотор аденовируса /фрагмент B/, и фрагмент PvuII, содержащий плазмидный ген устойчивости /устойчивости к тетрациклину/, а также другие последовательности /фрагмент C/. Фрагменты A, B и C сшивают и полученную плазмиду, показанную на фиг. 7, выделяют и обозначают PKI-4. Плазмида PKI-4 депонирована American Type Culture Collection Rockville, Maryland, где она доступна под входящим номером ATCC 39940.
Пример 10. Экспрессия ЭПО в клетках CHO — Метод I ДНК /20 мкг/ из плазмиды pPTFL13, описанной выше /пример 6/, отщепляют рестрикционной эндонуклеазой ClaI для линеаризации плазмиды и сшивают с ClaI-расщепленной ДНК из плазмиды pAdD265SVp/A/ I /2 мкг/, которая содержит интактный ген дигидрофолатредуктазы /DHFR/, приводимый в действие основным поздним промотором аденовируса /Kaufman и Sharp, Mol. and Cell Biol., 2: 1304-1319 /1982//. Эту сшитую ДНК используют для трансфекции DHFR-отрицательных клеток CHO /DUKX-BII, Chasin L.A. и Urlaub G. /1980/ PNAS 77:4216-4220/, и после двухдневного выращивания клетки, которые включали по крайней мере один ген DHFR, отбирают на альфа-среде, не содержащей нуклеотидов и заполненной 10%-ной диализированной фетальной бычьей сывороткой. После выращивания в течение двух недель на избирательных средах колонии извлекают из первоначальных чашек, объединяют в группы из 10-100 колоний на пул, повторно высевают и выращивают до слияния на альфа-средах, не содержащих нуклеотидов. Супернатант среды выращивания пулов перед метотрексатной селекцией опробуют на ЭПО посредством радиоиммуноанализа /RIA/. Пулы, которые показывают получение ЭПО, выращивают в присутствии метотрексата /0,02 мкМ/, а затем субклонируют и повторно исследуют ЭПО Cla 44.02-7, субклон из ЭПО Cla 44.02-пула, высвобождает 460 нг/мл ЭПО в среду, содержащую 0,02 мкМ MTX /таблица 10/. ЭПО Cla 44.02-7 представляет собой клеточную линию, избранную для получения ЭПО и депонирован American Type Culture Collection под входящим номером ATCC CRL 8695. Этот клон подвергают поэтапной селекции при возрастающих концентрациях MTX, что ведет к получению клеток, которые обнаруживают даже более высокие уровни содержания ЭПО. Для пулов, которые являются отрицательными при RIA, метотрексат-устойчивые колонии, полученные из эквивалентных культур, растущих в присутствии метотрексата /0,02 мкМ/, вновь подвергают проверке в пулах на ЭПО путем RIA. Те культуры, которые не являются положительными, субклонируют и подвергают культивированию при еще более возросших концентрациях метотрексата.
Ступенчатая селекция с метотрексатом /MTX/ достигается повторными циклами культивирования клеток в присутствии возрастающих концентраций метотрексата и селекции для выживших микроорганизмов. При каждом цикле ЭПО измеряют в надосадочном слое культуры посредством RIA и биологической активности in vitro. Уровни используемого метотрексата в каждой ступенчатой амплификации составляют 0,02 мкМ, 0,1 мкМ и 0,5 мкМ. Как показано в таблице 10, после первого цикла селекции при 0,02 мкМ MTX в культуральные среды высвобождаются значительные уровни ЭПО.
Пример 11. Экспрессия ЭПО в клетках CHO — Метод II ДНК из клона /— HEPOF L13 переваривают EcoRI, и малый фрагмент RI, содержащий ген ЭПО, субклонируют в EcoRI-сайт плазмиды RKI-4 /см. пример 10/. Эту ДНК /RKFL13/ затем используют для трансфекции DHFR-отрицательных клеток CHO прямо /без переваривания/, а селекцию и амплификацию осуществляют, как описано в пример 10 выше.
ДНК RKFL13 также была введена в клетки CHO путем слияния протопластов и микроинъекций. Плазмида RKFL13 депонирована и доступна из American Type Culture Collection, Rockville, Maryland, под входящим номером ATCC 39989.
Предпочтительный клон единичной колонии депонирован и доступен из American Type Culture Collection Rockville, Maryland, под входящим номером ATCC CPI 8695.
Пример 12. Экспрессия геномного клона ЭПО в клетках COS-1 Вектором, используемым для экспрессии геномного клона ЭПО, является pSVOd /Mellon и др., выше/. ДНК pSVOD полностью переваривают при помощи HindIII и затупляют большим фрагментом ДНК-полимеразы I. Геномный клон ЭПО, — HEPO3, полностью переваривают EcoRI и HindIII, и фрагмент 4,0 т.п.о, содержащий ген ЭПО, выделяют и затупляют, как описано выше. Нуклеотидная последовательность этого фрагмента из HindIII-сайта до области, находящейся выше сигнала полиаденилирования, показана на фиг. 4 и в таблице 4. Фрагмент гена ЭПО вставляют в плазмидный фрагмент pSVOd, и правильно построенные рекомбинанты в обеих ориентациях выделяют и проверяют. Плазмида CZ2-1 имеет ген ЭПО в ориентации «a» /т.е. с 5″-концом ЭПО, самым ближайшим к началу SV40/, плазмида CZ1-3 находится в противоположной ориентации /ориентация «b»/.
Плазмидами CZ1-3 и CZ2-1 трансфецируют клетки CO-1, как описано в примере 7, и среды собирают и анализируют на иммунологически реактивный ЭПО. Приблизительно 31 нг/мл ЭПО обнаружено в супернатантах культур с CZ2-1 и 16-31 нг/мл с CZ1-3.
Геномные клоны HEPO1, HEPO2 и HEPO6 вставляются в клетки COS для экспрессии аналогичным образом.
Пример 13. Экспрессия в клетках C127 и ЗТЗ.
Конструирование pBPYEPO Плазмиду, содержащую кДНК-последовательность ЭПО под транскрипционным контролем металлотионеинового промотора мыши, связанную с полной ДНК вируса бычьей папилломы, получают следующим образом.
pEPO49F Плазмида SP6/5 приобретена у Promega Biotec. Эту плазмиду переварили до готовности EcoRI, и фрагмент EcoRI размером 1340 п.о. из — HEPOF L13 вставили при помощи ДНК-лигазы. Полученную плазмиду, в которой 5″-конец гена ЭПО является ближайшим к промотору SP6 /как определено перевариванием BglI и HindIII/, обозначают pEPO49F. В этой ориентации сайт BamHI в полилинкере PSP6/5 непосредственно примыкает к 5″-концу гена ЭПО.
pMMTneo BPV Плазмиду pdBPV-MMTneo /342-12/ /Law и др., Mol. Cell Biol., 3:2110-2115 /1983//, показанную на фиг. 8 полностью, переваривают BamHI для получения двух фрагментов — большого фрагмента
8 т.п.о в длину, содержащего геном BPV, и меньшего фрагмента,
6,5 т.п.о в длину, содержащего начало репликации PMI 2 и ген устойчивости к ампициллину, металлотионеиновый промотор, ген устойчивости к неомицину, и сигнал полиаденилирования SV40. Переваренную ДНК рециклизуют ДНК-лигазой, и плазмиды, которые содержат только фрагмент 6,8 т. п. о, идентифицируют перевариваниями рестрикционными эндонуклеазами EcoRI и BamHI. Одна такая плазмида обозначена pMMTneo BPV.
pEPO15a pMMTneo BPV переваривают полностью BglII. pEPO49f переваривают полностью BamHI и BglII, и фрагмент примерно 700 п.о., содержащий кДНК ЭПО получают изоляцией в геле BglII-переваренную pMMTneo BPV и фрагмент BamHI/BglII ЭПО из 700 п.о. сшивают, и полученные плазмиды, содержащие кДНК ЭПО, идентифицируют гибридизацией в колониях при помощи олигонуклеотидного d /GGTCATCTGTCCCCTGTCC/ зонда, являющегося специфичным к гену ЭПО. Из плазмид, которые являются положительными в входе гибридизационного анализа, одна /pEPO15a/, которая имеет кДНК ЭПО в ориентации, так, что 5″-конец кДНК ЭПО является близлежащим к металлотионеиновому промотору, идентифицирована путем переваривания EcoRI и KpnI.
pBPV-ЭПО Плазмиду pEPO15A переваривают полностью BamHI для линеаризации. Плазмиду pdBPV-MMTneo /342-12/ также переваривают полностью BamHI для получения двух фрагментов длиной 6,5 и 8 т.п.о. Фрагмент размером 8 т.п.о, который содержит целый геном вируса бычьей папилломы, выделяют в геле. pEPO15a/BamHI и фрагмент BamHI длиной 8 т.п.о сшивают друг с другом, в плазмиду /pBPV-ЭПО/, которая содержит фрагмент BPV, идентифицируют гибридизацией в колониях с использованием олигонуклеотидного зонда d /P-CCACACCCGGTACACA-OH/, который является специфичным к геному BPV. Переваривание ДНК pBPV-ЭПО HindIII указывает на то, что направление транскрипции генома BPV является таким же, как и направление транскрипции металлотионеинового промотора /как в pdBPV-MMTneo /342-12/, см. фиг. 9/. Плазмида pdBPV-MMTneo /342-12/ доступна из American Type Culture Collection, Rockville, Maryland, под входящим номером ATCC 37224.
Экспрессия Для экспрессии ЭПО используются следующие методы.
Метод I Получают ДНК pBPV-ЭПО и приблизительно 25 мкг ее используют для трансфекции 1 10 6 клеток C127 /Lowy и др., J. of Virol., 26:291-298 /1978/ CHO, используя стандартные методики осаждения фосфатом кальция /Grahm и др., Virology, 52: 456-467 /1973//. Через пять часов после трансфекции среду удаляют, клетки обрабатывают глицерином, промывают и прибавляют свежую -среду, содержащую 10%-ную фетальную бычью сыворотку. Через сорок восемь часов клетки трипсинизируют, разводят в отношении 1:10 DME средой, содержащей 500 мкг/мл G418 /Southern и др., Mol. Appl. Genet., 1:327-341 /1982/, и выращивают в течение двух-трех недель. G418-устойчивые колонии затем выделяют индивидуально и выращивают в присутствии G418. Клетки затем промывают, прибавляют свежие среды, содержащие 10%-ную фетальную бычью сыворотку, которые собирают через 24 часа. Кондиционированные среды, испытанные радиоиммунным анализом и биологической пробой in vitro являются положительными по ЭПО.
Метод II Клетки C127 и 3T3 контрансфецируют 25 мкг pBPV-ЭПО и 2 мкг pSV2neo /Southern и др. , выше/, как описано в методе I. Это составляет приблизительно 10-кратный молярный избыток pBPV-ЭПО. Вслед за трансфекцией применяют методику, аналогичную описанной в методе I.
Метод III Клетки C127 трансфецируют 30 мкг pBPV-ЭПО, как описано в методе I. Вслед за трансфекцией и разбавлением /1:10/ свежие среды меняют каждые три дня. Приблизительно через 2 недели появляются колонии BPV-трансформированных клеток. Отдельные очаги собирают в 1 см лунки микротитровальной чашки, выращивают до субсливающегося монослоя и анализируют на активность ЭПО или его антигенность в кондиционированных средах.
Пример 14. Экспрессия в клетках насекомых Конструирование pIYEY EPOF L13 Плазмидный вектор PIYEY депонирован и доступен из American Type Culture Collection, Rockville, Maryland под входящим номером ATCC 39991. Вектор модифицируют следующим образом: pIYEYNI pIYEY переваривают EcoRI для линеаризации плазмиды, затупляют с использованием большого фрагмента ДНК-полимеразы I, и вставляют одиночный линкер NoI.
GGCGGCCGCC CCGCCGGCGG сшиванием с тупым концом. Полученную плазмиду обозначают pIYEYNI.
pIYEYSI pIYEY переваривают SmaI до линеаризации плазмиды, и вставляют одиночный линкер SfiI GGGCCCCAGGGGCCC CCCGGGGTCCCCGGG сшиванием с тупым концом. Полученную плазмиду обозначают pIYEYSI.
pIYEYSlBgKp pIYEYSI переваривают KpnI до линеаризации плазмиды и приблизительно от 0 до 100 п. о. отщепляют от каждого конца путем переваривания двунитевой эндонуклеазой Bal31. Все полученные концы, не являющиеся тупыми, затупляют с использованием большого фрагмента ДНК-полимеразы I, и вставляют полиленкер сшиванием с тупым концом. Полилинкер вставляют в обеих ориентациях. Плазмиду, в которой полилинкер ориентирован таким образом, что сайт BglII внутри полилинкера является близлежащим к полэдриновому генному промотору, называют pIYEYSIBgKp. Плазмиду, в которой сайт KpnI внутри полилинкера является близлежащим к плэдриновому генному промотору, называют pIYEYSIKpBg. Число пар оснований, которые были потеряны между первоначальным KpnI-сайтом в pIYEYSI и полиэдриновым промотором, не определено. pIYEYSIBgKp депонирована и доступна из American Type Culture Collection, Rockville, Maryland, под входящим номером ATCC 39988.
pIEYSIBgKpNl pIYEYNI переваривают полностью KpnI и PstI для продуцирования двух фрагментов. Больший фрагмент, который содержит плазмидное начало репликации и 3″-конец полиэдринового гена, получают выделением в геле /фрагмент A/. pIYEYSIBgKp переваривают до готовности PstI и Kpn для получения двух фрагментов, и меньший фрагмент, который содержит полиэдриновый генный промотор и полилинкер, получают выделением в геле /фрагмент B/. Фрагменты A и B затем объединяют ДНК-лигазой для образования новой плазмиды pIYEYSIBgKpNI, которая содержит частично делетированный полиэдриновый ген, в который вставлен полилинкер, а также содержит NotI-сайт /замещающий разрушенный EcoRI-сайт/ и SfiI-сайт, который прикрывает фланг полиэдринового генного участка.
pIYEPO pIYEYSI BGKpNI переваривают до готовности EcoRI для линеаризации плазмиды, и вставляют фрагмент EcoRI длиной 1340 пар оснований из — HEPOF L13. Плазмиды, содержащие ген ЭПО в ориентации, при которой 5″-конец гена ЭПО является близлежащим к полиэдриновому промотору и 3″-концу полиэдринового гена, идентифицируют путем переваривания BglII. Одну из этих плазмид с ориентацией, описанной выше, обозначают как pIYEPO.
Экспрессия ЭПО в клетках насекомых Большие количества плазмиды pIYEPO получают трансформацией штамма E.coli JMIOI-tgl. Плазмидную ДНК выделяют посредством методики осветленного лизата /Maniatis и Fritsch, Gold Spring Harbor Manual/ и подвергают дальнейшей очистке CSCI-центрифугированием. ДНК штамма L-1 вируса полиэдроза Antographa californica дикого типа /AcNPY/ получают фенольной экстракцией вирусных частиц и последующей очисткой.
Эти две ДНК затем констрасфецируют в клетки Spodoptera Frudiperda IPI B-SF-21 /Vaughu и др., in vitro, Том B, стр. 213-217 /1977/, используя методику трансфекции с фосфатом кальция /Potter и Miller, 1977/. Для каждой чашки контрансфецируемых клеток используют хомутик ДНК AcNPY дикого типа и 10 мкг pIYEPO. Чашки инкубируют при температуре 27 o C в течение 5 дней. Затем собирают надосадочную жидкость, и подтверждают экспрессию ЭПО в надосадочном слое радиоиммунным анализом и биологической пробой in vitro.
Пример 15. Очистка ЭПО Кондиционированные среды клеток COS /121/ с концентрациями ЭПО до 200 мкг/литр концентрируют до 600 мл с использованием ультрафильтрационных мембран с молекулярным весом 10000, таких как Millipore Pellican, снабженный 5 кв. фут /0.465 кв.м/ мембраной. Анализы осуществляют с помощью RIA, как описано в примере 6. Концентрат после ультрафильтрации диафильтруют против 4 мл 10 мМ буферного раствора фосфата натрия при pH 7. Концентрированные и диафильтрованные кондиционированные среды содержат 2,5 мкг ЭПО в 380 мг общего белка. Раствор ЭПО дополнительно концентрируют до 186 мл, и осажденные белки отделяют центрифугированием при 110000g в течение 30 минут.
Надосадочный слой, который содержит ЭПО /2,0 мг/ приводят к pH 5,5 50%-ной уксусной кислотой, оставляют перемешиваться при температуре 4 o C в течение 30 минут, и осадок извлекают центрифугированием при 13000g в течение 30 минут.
Хроматография на карбоксиметилсефарозе Супернатант после центрифугирования /20 мл/, содержащий 200 мкг ЭПО /24 мг общего белка/, помещают на колонку, упакованную CM-Сефарозой /20 мл/, уравновешенной 10 мМ ацетатом натрия, pH 5,5, промывают 40 мл того же буферного раствора. ЭПО, связанный с CM-Сефарозой, элюируют 100 мл градиента NaU /0-1/ в 10 мМ растворе фосфата натрия, pH 5,5. Фракции, содержащие ЭПО /общее количество 50 мкг в 2 мг общего белка/, объединяют по группам и концентрируют до 2 мл с использованием ультрафильтрационной мембраны Amicon YM10.
ВЭЖХ с обращенной фазой Концентрированные фракции с CM-Сефарозы, содержащие ЭПО, подвергают дальнейшей очистке ВЭЖХ с обращенной фазой, используя колонку Vydac C-4. ЭПО подают на колонку, уравновешенную в 10%-ном растворителе B /Растворитель A представляет собой 0,1% CF 3 CO 2 H в воде; растворитель B представляет собой 0,1% CF 3 CO 2 H в CF 3 CN/, с низкой скоростью подачи 1 мл/мин. Колонку промывают 10% B в течение 10 минут, и ЭПО элюируют линейным градиентом B /10-70%// в течение 60 минут. Фракции, содержащие ЭПО, объединяют по группам
40 мкг ЭПО в 120 мкг общего белка и лиофилизируют. Лиофилизованный ЭПО повторно разводят в 0,1М растворе Tris-HCl при pH 7,5, содержащем 0,15М NaCl, и повторно хроматографируют ВЭЖХ с обращенной фазой. Фракции, содержащие ЭПО, объединяют по группам и анализируют электрофорезом в SDS-полиакриламидном /10%/ геле /Laemlli, U.K., Nature/. Объединенные фракции ЭПО содержат 15,5 мкг ЭПО в 25 мкг общего протеина.
Изобретение описано подробно, включая предпочтительные варианты его осуществления. Специалист, однако, поймет, что при рассмотрении описания изобретения и чертежей могут возникнуть варианты усовершенствования в пределах объема и сущности настоящего изобретения, определенной в прилагаемой формуле изобретения.
Список литературы 1) Jacobson, L.O., Goldwasser, E. Fried, W., an Plzak, L.F., Trans. Assoc. Am. Physicians TO; 305-317 (1957).
2) Krantz, S.B. and Jacobson, L.O. Chicago; University of Chicago Press 1970, pp. 29-31.
3) Hammond, D and Winnick, S. Ann. N.Y. Acad. Sci. 230:219-227 (1974).
4) Sherwood, J.B. and Goldwasser, E., Endocrinology 103:866-870 (1978).
5) Fried, W. Blood 40:671-677 (1972).
6) Fisher, J. J. Lab. and Clin. Med. 93:695-699 (1979).
7) Naughton, B.A., Kaplan, S.M., Roy, M., Burdowski, A.J., Gordon, A.S., and Piliero, S.J. Science 196: 301-302.
8) Lucarelli, G. P., Howard, D., and Stohlman, F., Jr. J. Clin. Invest 43: 2195-2203 (1964).
10) Krantz, S. B. , Gallien-Lartigue, O., and Goldwasser, E. J. Biol Chem. 238:4085-4090 (1963).
11) Dunn, C. D., Jarvis, J.H. and Greenman, J.M. Exp. Hematol. 3:65-78 (1975).
12) Krystal, G. Exp. Hematol. 11:649-660 (1983) 13) Iscove, N. N. and Guilbert, L.J., M.J. Murphy, Jr. (Ed.) New York; Springer-Verlag. pp. 3-7 (1978).
14) Goldwasser, E., ICN UCLA Symposium, Control of Cellular Division and Development, A.R. Liss, Inc., pp. 487-494 (1981) 15) Cline, M.J. and Golde, D.W. Nature 277:177-181 (1979) 16) Metcalf, D., Johnson, G.R., and Burgess, A.W. Blood 55:138 — (1980) 17) Krane, N. Henry Ford Hosp. Med. J. 31:177-181 (1983) 18) Eschbach, J., Madenovic, J., Garcia, J., Wahl, P., and Adamson, J. J. Clin. Invest. 74;434-441 (1984) 19) Anagnostou, A., Barone, J., Vedo, A., and Fried, W.Br.J. Hematol 37: 85-91 (1977) 20) Miyake, T., Kung, C., and Goldwasser, E.J. Blol. Chem. 252: 5558-5564 (1977) 21) Yanagawa, S., Hirade, K., Ohnota, H., Sasaki, R., Chiba, H., Veda, M., and Goto, M. J. Biol. Chem. 259: 2707-2710 (1984) 22) Lawn, R. M., Fritsch, E.F., Parker, R.C., Blake, G., and Maniatis, T. Cell 15:1157 — (1978) 23) Sanger, F., Nicklen, S., and Coulson, A.R.Proc. Nat» 1. Acad. Sci., U.S.A. 74: 5463 — (1977) 24) Zanjanc, E. D. , Ascensao, J.L., McGlave, P.B., Banisadre, M., and Ash, R.C.J. Clin. Invest. 67:1183 — (1981) 25) Toole, J.J., Knopf, J.L., Wozney, J.M., Sultzman, L.A. Buecker, J. L. , Pittman, D. D. , Kaufman, R.J., Brown, E., Shoemaker, C., Orr, E. C., Amphlett, G. W. , Foster, W.B., Coe, M.L., Knutson, G.J., Fass, D. N., and Hewick, R. M. Nature in Press 26) Goldwasser, E. Blood Suppl. 1, 58, xlii (abstr) (1981) 27) Sue, J. M. and Sytkowdki, A.J. Proc. Nat»I Acad. Sci U.S.A. 80: 3651-3655 (1983) 29) Bersch, N. and Golde, D.W., In Vitro Aspects of Erythropoiesis, M.J. Murphy (Ed.) New York; Sprincrer-Verlacr (1978) 30) Cotes, P.M. and Bangham, D.R. Nature 191: 1065 — (1961) 31) Goldwasser, E. and Gross, M. Methods In Enzymol 37: 109-121 (1975) 32) Nabeshima, Y. -i, Fujii-Kuriyama, Y., Muramatsu, M., and Ogata, K. Nature 308: 333-338 (1984) 33) Young, R.A., Hagencuhle, O. and Schibler, U. Cell 23: 451-558 (1981) 34) Medford, R.M., Nguyen, H.T., Destree, A.T., Summers, E. and Nadal- Ginard, B. Cell 38: 409-421 (1984) 35) Ziff, E.B. Nature 287: 491-499 (1980) 36) Early, P.Cell 20: 313-319 (1980) 37) Sytkowski, A. Bio. Biop. Res. Comm. 96: 143-149 (1980) 38) Murphy, M. and Miyake, T. Acta. Haematol. Jpn. 46: 1380- 1396 (1983) 39) Wagh, P. V. and Bahl, O.P. CRC Critical Reviews in Biochemistry 307-377 (1981) 40) Wang, F.F., Kung, C. K. -H. and Goldwasser, E. Fed. Proc. Fed. Am. Soc. Exp. Biol. 42:1872 (abstr) (1983) 41) Lowy, P., Keighley, G. and Borsook, H. Nature 185: 102-103 (1960) 42) VanLenten, L. and Ashwell, G.J. Biol. Chem. 247: 4633-4640 (1972) 43) Lee-Huang, S. Proc. Nat»1 Acad. Sci. U.S.A. 81: 2708-2712 (1984) 44) Fyhrquist, F., Rosenlof, K., Gronhagen-Riska, C., Hortling, L. and Tikkanen, I. Nature 308: 649-562 (1984) 45) Ohkubo, H., Kageyama, R., Vjihara, M., Hirose, T., Inayama, S., and Nakanishi, S. Proc. Nat»1 Acad. Sci. U.S.A. 80: 2196-2200 (1983) 46) Suggs, S.V., Wallace, R.B., Hirose, T., Kawashima, E.H. and Itakura, K. Proc. Nat»1. Acad. Sci. U.S.A.- 78: 6613-6617 (1981) 47) Woo, S.L.C., Dugaiczyk, A., Tsai, M. -J., Lai, E.C., Catterall, J.F. and O»Malley, B. W. Proc. Nat»1.- Acad. Sci. U.S.A. 75: 3688 — (1978) 48) Melchior, W. B. and VonHippel, P. H. Proc. Nat»1 Acad. Soc. U.S.A. 70: 298-302 (1973) 49) Orosz, J.M. and Wetmis, J.G. Biopolymers 16: 1183-1199 (1977) 50) Anderson, S and Kingston, I. B. Proc. Nat»1 Acad. Sci.- U.S.A. 80: 6836-6842 (1983) 51) Ullrich, A. , Coussens, L., Hayflick, J. S. Dull, T.J., Gray, A., Tarn, A. W. , Lee, J., Yarden, Y., Libermann, T.A., Schlessinger, J., Downward, J. , Mayes, E.L.V., Whittle, H., Waterfield, M.D. and Seeburg, P. H. Nature 309: 418-425 (1984) 52) Fisher, J. Proc. Soc. Exptl. Biol. and Med. 173: 289-305 (1983) 53) Kozak, M. Nuc. Acid Res. 12: 857-872 (1984) 54) Benton, W.D. and Davis, R.W. Science 196:180-182 (1977) 55) Sherwood, J.B. and Goldwasser, E. Blood 54: 885-893 (1979) 56) Derman, E., Krauter, K., Walling, L., Weinberger, C., Ray, M., and Darnell, J.T., Cell 23: 731 — (1981) 57) Gluzman, Y., Cell 23: 175-182 (1981) 58) Hewick, R.M., Hunkapiller, M.E., Hood, L.E., and Dreyer, W.J.J. Biol. Chem. 256: 7990-7997 (1981) 59) Towbin, H. , Stachelin, T., and Gordon, J., Proc. Nat»1 Acad. Sci. 76: 4380- (1979) 60) Carnott, P., DeFlandre, C.C.R. Acad. Sci. Paris 143; 432 — (1960)n
1. Способ получения эритропоэтина человека путем культивирования в подходящей среде клеток млекопитающих, трансформированных последовательностью ДНК, кодирующей эритропоэтин человека, и отделение полученного эритропоэтина от клеток и от среды, отличающийся тем, что клетки млекопитающих трансформированы рекомбинатным вектором (плазмидой), включающим последовательность ДНК, кодирующую эритропоэтин человека, выбранную из группы, состоящей из ДНК, представленной в табл.3, или ее фрагментов, включающих по крайней мере последовательность от АТG кодирующей начальный Met(положение — 27), по AGA, кодирующей концевой Arg (положение 166); ДНК, представленной в табл. 4, или ее фрагментов, включающих по крайней мере последовательность от ATG, кодирующей начальный Met(положение 617), по AGA, кодирующей концевой Arg (положение 2761).
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что культуральная среда содержит фетальную сыворотку.
3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что хозяйские клетки млекопитающих представляют собой клетки COS, CHO, C127 или 3Т3.
4. Способ по п.3, отличающийся тем, что клетками млекопитающих являются клетки 3Т3.
5. Способ по п.3, отличающийся тем, что клетками млекопитающих являются клетки яичников китайского хомячка(CHO).
6. Способ по п.1, отличающийся тем, что упомянутая последовательность ДНК включена в вектор, содержащий, кроме того, ДНК вируса папилломы быка.
— HEPOF L13; 
— галактозидазы, когда тот помещен под контроль полиэдринового промотора.
10 5 фага высевают с плотностью 6000 на 150 мм чашку Петри /среда NZCYM/ и инкубируют при температуре 37 o до тех пор, пока бляшки не станут видимыми, однако маленькими /приблизительно 0,5 мм/. После охлаждения при температуре 4 o в течение 1 часа дупликатные реплики полученных картин переносят на найлоновые мембраны /New England Nuclear/ и инкубируют в течение ночи при температуре 37 o на чашках со свежими средами NZCYM. Затем фильтры денатурируют и нейтрализуют флотированием каждого в течение 10 минут на тонкой пленке 0,5Н NaOH — 1М NaCl и 0,5М Tris /pH 8/ — 1М NaCl, соответственно. Вслед за вакуумной сушкой при температуре 80 o в течение 2 часов фильтры промывают в 5 х SSC, 0,5% SDS в течение 1 часа, и клеточные остатки на поверхности фильтров удаляют путем осторожного соскоба сухой тканью. Это соскабливание снижает фоновое связывание зонда с фильтрами. Фильтры затем промывают водой и предварительно гибридизируют от 4 до 8 часов при температуре 48 o в 3М растворе тетраметиламмонийхлорида, 10 мМ NaPO 4 /pH 6,8/, 5 x Denhardt»s, 0,5% SDS и 10 мМ ЭДТА, 17-членник, меченый 32 P, затем прибавляют при концентрации 0,1 пмол/мл и гибридизацию осуществляют при температуре 48 o в течение 72 часов. Вслед за гибридизацией фильтры промывают в 2 х SSC /0,3М NaCl — 0,03М нитрат натрия, pH 7/ при комнатной температуре и затем в течение 1 часа в 3М TMACl — 10 мМ NaPO 4 /pH 6,8/ при комнатной температуре и от 5 до 15 минут при температуре гибридизации. Приблизительно 120 сильных дупликатных сигналов обнаруживают вслед за 2-х дневной авторадиографией усиливающим экраном. Положительные сигналы отбирают, группируют в пулы из 8, пересевают и вновь подвергают скринингу в трипликате с использованием 1/2 пула 14-членников на каждом из двух фильтров и 127-членник — на третьем фильтре. Условия и 17-членник для высевания и гибридизации такие, как описано выше, за исключением того, что гибридизацию для 14-мера осуществляют при температуре 37 o . Вслед за авторадиографией зонд из 17 нуклеотидов удаляют с фильтра в 50%-ном формамиде в течение 20 минут при комнатной температуре, и фильтр повторно гибридизируют при температуре 52 o с 18-членным зондом. Два независимых фага гибридизируются со всеми тремя зондами. ДНК одного из этих фагов /обозначена здесь 