糖鎖導入による選択的活性を示すインターロイキン1の開発

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07557159
• Research Institution: Faculty of Pharmaceutical Sciences, Nagoya City University
• Principal Investigator: 小野嵜 菊夫 名古屋市立大学, 薬学部, 教授 (20101313)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 古谷 泰二 大日本製薬(株), 生物科学研究所, 主任研究員 ; 桑島 淳二 大日本製薬(株), 生物科学研究所, 部長 ; 林 秀敏 名古屋市立大学, 薬学部, 助教授 (80198853) ; 千葉 拓 名古屋市立大学, 薬学部, 講師 (10094385)
• Keywords: ネオグリコプロテイン / サイトカイン / インターロイキン1 / 糖鎖工学 / 人工糖蛋白

Research Abstract

IL-1は生体防御、免疫、造血反応増強作用などの活性を持ち、臨床に用いられる可能性の高いサイトカインであるが、副作用も持っている。本研究では、ヒトリコンビナントIL-1αに合成オリゴ糖を化学的に結合させた糖鎖導入IL-1を作成し、副作用のないIL-1を作成することを目的とする。既に、IL-1αにマンノースダイマーを結合させ、in vivoで選択的活性を保持しているIL-1を作成することに成功している。本研究では、以下の点を明らかにした。
1)マンノースダイマー導入IL-1の体内動態
マンノースダイマー導入IL-1αを^<125>Iで標識し、マウスに腹腔又は血管内投与し、体内動態を調べた。その結果、いずれの場合にも、糖鎖の入っていないIL-1に比べ、腎臓への分布が減少し、逆に肝臓への分布が増加した。他の臓器においては顕著な差は見られなかった。以上の結果、in vivoにおける選択的活性の発現は、臓器分布の差による可能性が示唆された。
2)マンノースダイマー導入IL-1の糖鎖結合部位の検討
マンノースダイマー導入IL-1をリジルエンドペプチダーゼで切断後、TOF-MASSを用いて糖鎖結合部位を調べた。その結果、糖鎖は、IL-1α,β両方で保存されている領域には結合していないが、IL-1αの表面に露出している領域に結合していた。
3)ガラクトース導入IL-1の作成
IL-1 1モルに約9モルのガラクトースを結合させた糖鎖導入IL-1を作成できた。in vitroにおける種々の生物活性を調べたところ、どの活性も低下していたが、マンノース導入IL-1と比べた結果、活性の低下に差が認められた。これは、IL-1レセプターに対する結合親和性の差のみでは説明できず、導入する糖鎖の違いによりin vitroの活性に選択性が現れる可能性が示された。

Research Products

• [Publications] Y. Takei, T. Chiba, K. Wada, H. Hayashi M. Yamada, J. Kuwashima, K. Onozaki: "Glycosylated human recombinant interleukin 1α, neo IL-1α, with D-mannose dimer exhibits selective activities in vivo." Journal of Interferon and Cytokine Research. 15. 713-719 (1995)
• [Publications] D. Yang, H. Hayashi, Y. Hiyama T. Takii, K. Onozaki: "Transfectionon of human melanoma cells with ytpe I interleukin-1 (IL-1) receptor cDNA rendered them IL-1 responsive and revealed the improtance of ODC activity down-regulation in IL-1-induced growth inhibition." Journal of Biochemistry. 118. 802-809 (1995)
• [Publications] T. Takii, N. Niki, D. Yang, H. Kimura A. Itoh, H. Hayashi, K. Onozaki: "Type I and type II interferons up-regulate functional type I interleukin 1 receptor in a human fibroblast cell line TIG-1." Journal of Interferon and Cytokine Research. 15. 1065-1073 (1995)
• [Publications] S. Itoh, H. Hayashi, N. Watanabe, Y. Kobayashi, T. Takii, K. Onozaki: "Interleukin 1 (IL-1) production is not essential for acquired resistance of human melanoma cells A375 to anti-proliferative effect of IL-1." International Journal of Cancer. 65. 805-811 (1996)
• [Publications] Y. Takei, D. Yang, T. Chiba, S. Nabeshima M. Naruoka, K. Wada, K. Onozaki: "D-mannose dimer introduced human recombinant interleukin 1α, neo IL-1α, exhibits altered tissue distribution in mice." Journal of Interferon and Cytokine Research. 16. 333-336 (1996)
• [Publications] D. Yang, H. Hayashi, T. Takii, Y. Mizutani, Y. Inukai, K. Onozaki: "Interleukin-1-induced growth inhibition of human melanoma cells : IL-1-induced antizyme expression is responsible for ornithine decarboxylase activity downregulation." Journal Biological Chemistry. 272 (in press). (1997)