JP2000515007A - T細胞選択的インターロイキン―4アゴニスト - Google Patents
T細胞選択的インターロイキン―4アゴニストInfo
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Abstract
(57)【要約】
本発明はT細胞活性化活性を有するが、減少した内皮細胞活性化活性を有する、野生型IL−4に従って番号をつけられたヒトIL−4突然変異タンパク質に関する。特に、本発明は野生型IL−4のDヘリックスの表面に露出した残基を突然変異させ、それにより得られる突然変異タンパク質がT細胞増殖を引き起こし且つ野生型IL−4に比較して減少したHUVECからのIL−6分泌をもたらすヒトIL−4突然変異タンパク質に関する。本発明は毒性が低いIL−4突然変異体を実現し、それによりこのインターロイキンのより多くの治療用途が可能になる。さらに、本発明は野生型IL−4(His=1)に従って番号をつけられた場合に名称R121A、R121D、R121E、R121F、R121H、R121I、R121K、R121N、R121P、R121T、R121W;Y124A、Y124Q、Y124R、Y124S、Y124T;Y124A/S125A、T13D/R121E及びR121T/E122F/Y124Qにより表される単一、二重及び三重の突然変異を有するIL−4突然変異タンパク質に関する。また、本発明は本発明の突然変異タンパク質をコードするポリヌクレオチド、それらのポリヌクレオチドを含有するベクター、形質転換された宿主細胞、突然変異タンパク質を含んでなる製薬学的組成物及び治療的処置方法も含む。
Description
【発明の詳細な説明】
T細胞選択的インターロイキン−4アゴニスト
発明の背景1.発明の分野
本発明は一般的に薬理学及び免疫学の分野に関する。より具体的には、本発明
はT細胞を選択的に活性化し且つ内皮細胞または繊維芽細胞の減少した活性化を
有する物質の新規組成物に関する。これらの新規組成物はサイトカインファミリ
ー、特にヒトインターロイキン−4(IL−4)の変異体を含む。2.関連する分野の説明
インターロイキン−4(IL−4)は免疫系の細胞、内皮細胞及び繊維芽細胞
の性質のものに対する活性を有する多面的サイトカインである。IL−4投与の
報告されたインビトロ作用はB細胞の増殖、B細胞における免疫グロブリンクラ
スのスイッチを含む。T細胞では、IL−4はマイトジェンでの前活性化後にT
細胞増殖を刺激し、IFN−γ生産をダウンレギュレートする。単球では、IL
−4はクラスII MHC分子の発現、リポ多糖により誘導されるtPAの放出及
びCD23の発現を誘導する。内皮細胞(EC)では、IL−4はVCAM−1
の発現及びIL−6の放出を誘導し、ICAM−1の発現を減らす(Maher 、DW
、等、Human Interleukin−4;An Immunom
odulator with Potential Therapeutic
Applications、Progress in Growth Fact or Research
、3:43−56(1991))。
IL−2にさらされることにより活性化されたT細胞の増殖を刺激するIL−
4の能力のために、IL−4治療が進められている。例えば、IL−4は腎癌の
動物モデルにおいて抗腫瘍活性を示し、マウスでは腫瘍の退縮を誘導した(Bo sco、M
.等、Low Doses of IL−4 Injected P
erilymphatically in Tumor−bearing Mi
ce Inhibit the Growth of Poorly and
Apparently Nonimmunogenic Tumors and
Induce a Tumor Specific Immune Memo
ry、J.Immunol.、145:3136−43(1990))。しかし
ながら、その毒性のためにヒトにおける投与量は限定される(Margolin 、K
.等、Phase II Studies of Human Recomb
inant Interleukin−4 in Advanced Rena
l Cancer and Malignant Melanoma、J.Im munotherapy
、15:147−153(1994))。
IL−4の免疫調節活性のために、多数の臨床用途がIL−4に対して提示さ
れている。これらの臨床用途の中には免疫系の不均衡により引き起こされる疾患
、特に抗原に対するTヘルパー(Th)細胞反応の不均衡により引き起こされる
ものがある。これらの疾患はある種の自己免疫疾患、リウマチ性疾患、皮膚科学
的疾患及び感染性疾患を含む。一連の多くの実験研究からTh細胞がTh1及び
Th2と呼ばれる2つの広いクラスに分かれることが確立している(Mosma nn、T.R.、Cherwinski、H.、Bond、M.W.、Gied lin、 M.A.及びCoffman、R.L
.、Two types of muri
ne helper T cell clone.I.Definition
according to profiles of lymphokine
activities and secreted proteins、J.I mmunol
.、136:2348−2357(1986);Mosmann、 T.R
.、Cytokines differentiation and f
unctions of subsets of CD4 and CD8 T
cells、Behring Inst.Mitt.、1−6(1995))
。これらのT細胞クラスはそれらが発現するサイトカインにより特定され、Th
1細胞はIL−2、IFN−γ及びTNF−αを産生し、一方、Th2細胞はI
L−4及びIL−5を産生する。Th1及びTh2細胞はナイーブ(naive
)CD4+T細胞から生じる。Th1またはTh2サブセットへの分化は抗原刺
激中に存在するサイトカインにより決まり、IFN−γ及びIL−12はナイー
ブ細胞のTh1表現型への分化を導き、一方、IL−4はTh2表現型への分化
を導く。Th1及びTh2サブセットはTh細胞表現型の連続的系列に沿った両
極端に相当するかもしれないが(例えば、低レベルのIFN−γ及びIL−4の
両方を発現するTh0細胞が記述されている)、それにもかかわらずこの分類は
免疫反応の特徴を記述するための免疫学の分野の重要なパラダイムである。ある
種の器官特異的自己免疫疾患が自己抗原に対する主にTh1 T細胞反応に関係
することが認められている(Liblau RS:Singer SM;McD evitt HO
、Th1 and Th2 CD4+ T cells in
the pathogen
esis of organ−specific autoimmune di
seases、Immunol.Today、16:34−38(1995))
。そのような自己免疫疾患の一つは、T細胞が介在する膵臓β細胞の破壊を特徴
とする疾患のインシュリン依存型糖尿病(IDDM)である。いくつかの方面の
証拠からTh−1型細胞が膵臓β細胞破壊の主な原因であることが示唆されてい
る(Tisch、R.等、Review:Insulin−dependent
Diabetes Mellitus、Cell、85:291−297(1
996)中に概説される)。IDDMの動物モデルとして使えるNODマウスへ
のIL−4の投与は、Th1細胞集団をダウンレギュレートし、糖尿病の発症を
著しく遅らせる(Rapoport、等、IL−4 Reverses T c
ell Proliferation Unresponsiveness a
nd Prevents the Onset of Diabetes in
NOD Mice、J.Exp.Med.、178:87−99(1993)
)。別のそのような自己免疫疾患は神経細胞の周りのミエリン鞘への自己免疫攻
撃を特徴とする疾病の多発性硬化症(MS)である。MSにかかっているヒトに
おける研究から、MSの悪化が自己抗原特異的Th1及びTh0細胞の存在に関
係し、寛解が自己抗原特異的Th2及びTh0細胞の存在に関係することが示さ
れている(Correale、J.等、Patterns of cytoki
ne secretion by autoreactive proteol
ipid protein−specific T cell clones
during the course of multiple sclero
sis、J.Immuno l
.、154:2959−2968(1995))。MSの動物モデルである実
験的自己免疫脳脊髄炎(EAE)にかかっているマウスもTh1細胞偏向を示す
(Cua、DJ、Hinton、DR及びStochlman、SA、J.Im munol
.、155:4052−4059(1995))。EAEモデルにお
ける研究からの間接的な証拠から、IL−4が寛容原ペプチドでの処置から生じ
る疾病の緩和に重要な役割を果たすことが示唆されている(Brocke、S.
等 Treatment of experimental encephal
omyelitis with a peptide analogue of
myelin basic protein、Nature、379:343
−346(1996))。
慢性関節リウマチ(RA)のような他の自己免疫疾患もIL−4に基づく治療
の標的である。RAの動物モデルはTh1細胞に偏よる細胞特性の不均衡を示し
ており、TNF−αを過剰発現するマウスでは抗−TNF−α抗体が疾病の緩和
を示しており、Th1細胞集団のダウンレギュレーションをもたらすIL−4治
療が抗−TNF−α作用も有する可能性があることを示唆している(Feldm ann、M
.等、Review:Rheumatoid Arthritis、Cell
、85:307−310(1996)を参照)。
尋常性乾癬は冒された皮膚の単球及びT細胞での浸潤を特徴とする慢性皮膚疾
患である。いくつかの報告から乾癬性皮膚障害性T細胞及びPBLが主にTh1
表現型のものであることが示されている(Uyemura K;Yamamur a M;Fivenson DF;Modlin RL;Nickoloff BJ
、The cytokine
network in lesional and lesion−free
psoriatic skin is characterized by a
T−helper type 1 cell−mediated respo
nse、J Invest Dermatol.、101:701−705(1
993):Schlaak JF;Bualau M;Jochum W;He rmann E;Girndt M;Gallati H;Meyer zum Buschenfelde KH;Fleischer B
、T cells
involved in psoriasis vulgaris belo
ng to the Th1 subset、J Invest Dermat ol
.、102:145−149(1994))。さらに、乾癬にかかってい患
者に対して臨床的に有益であると報告されている薬剤のモノメチルフマレートが
PBMCからのTh2サイトカイン分泌を選択的に刺激することが示されている
(de Jong R;Bezemer AC;Zomerdijk TP;v an de Pouw−Kraan T;Ottenhoff TH;Nibb ering PH
、Selective stimulation of T
helper 2 cytokine responses by the a
nti−psoriasis agent monomethylfumara
te、Eur J Immunol、26:2067−2074(1996))
。従って、IL−4はTh偏向を逆にすると予想され、乾癬において臨床的に有
益である。
ある種の感染性疾患は感染性病原体に対する偏ったTh細胞反応と関係する。
Th2反応はある場合において感染性病原体に対する抵抗性に
関係している。例としてはライム病の感染性病原体のボレリア・ブルグドルフェ
リ(Borrelia burgdorferi)がある。ボレリア・ブルグド
ルフェリに感染したヒトは主にTh1様サイトカイン特性を示す(Oksi J ;Savolainen J;Pene J;Bousquet J;Laip pala P;Viljanen MK
、Decreased interle
ukin−4 and increased gamma interfero
n production by peripheral blood mon
onuclear cells of patients with Lyme
borreliosis、Infect.Immun.、64:3620−36
23(1996))。ボレリア・ブルグドルフェリが引き起こす関節炎のマウス
モデルにおいて、疾病に対する抵抗性はIL−4生産に関係し、一方、罹患性は
IFN−γ生産に関係する(Matyniak JE;Reiner SL、T
helper phenotype and genetic suscep
tibility in experimental Lyme diseas
e、J Exp Med、181(3):1251−1254(1995);K eane−Myers A;Nickell SP
、Role of IL−4
and IFN−gamma in modulation of immu
nity to Borrelia burgdorferi in mice
、J Immunol、155:2020−2028(1995))。ボレリア
・ブルグドフェリに感染したマウスのIL−4での処置は感染に対する抵抗性を
高める(Keane−Myers A;Maliszewski CR;Fin kelman FD;N ickell SP
、Recombinant IL−4 treatment
augments resistance to Borrelia bur gdorferi
infections in both normal s
usceptible and antibody−deficient su
sceptible mice、J Immunol.、156:2488−2
494(1996))。
IL−4はリンパ腫及び白血病の成長を阻害することに直接的な作用を有する
ことが報告されている(Akashi、K、The role of inte
rleukin−4 in the negative regulation
of leukemia cell growth、Leuk Lympho ma
、9:205−9(1993))。例えば、IL−4は急性リンパ芽球性白
血病にかかっている患者からの細胞においてアポトーシスを誘導することが報告
されており(Manabe、A、等、Interleukin−4 induc
es programmed cell death(apoptosis)i
n ceses of high−risk acute lymphobla
stic leukemia、Blood、83:1731−7(1994))
、非ホジキンB細胞リンパ腫にかかっている患者からの細胞の増殖を阻害する(Defrance、T
、等、Antiproliferative effec
ts of interleukin−4 on freshly isola
ted non−Hodgkin malignant B−lymphoma
cells、Blood、79:990−6(1992))。
また、IL−4はそれが変形性関節症において臨床的に有益であるこ
とを示唆する活性を示すことも報告されている。変形性関節症は軟骨の退行が主
な病変である疾病である(Sack、KE、Osteoarthritis、A
continuing challenge、West J Med、163
:579−86(1995);Oddis、CV、New perspecti
ves on osteoarthritis、Am J Med、100:1
0S−15S(1996))。IL−4は変形性関節症患者からの単球及び滑液
細胞によるTNF−α及びIL−1β生産を抑制する(Bendrups、A、 Hilton、A、Meager、A及びHamilton、JA
、Reduc
tion of tumor necrosis factor alpha
and interleukin−1 beta levels in hum
an synovial tissue by interleukin−4
and glucocorticoid、Rheumatol Int、12:
217−20(1993);Seitz、M、等、Production of
interleukin−1 receptor antagonist,i
nflammatory chemotactic proteins,and
prostaglandin E by rheumatoid and o
steoarthritic synoviocytes−regulatio
n by IFN−gamma and IL−4、J Immunol、15
2:2060−5(1994))。さらに、IL−4はエクスビボ軟骨外植片に
おいて軟骨の退行を直接阻止することが報告されている(Yeh、LA、Aug ustine、AJ、Lee、P、Riviere,LR及びSheldon、 A
、Interleukin
−4、an inhibitor of cartilage breakdo
wn in bovine articular cartilage exp
lants、J Rheumatol、22:1740−6〔1995))。こ
れらの活性はIL−4が変形性関節症において臨床的に有益であることを示唆す
る。
しかしながら、IL−4の臨床使用は血管漏出症候群として現れるその急性毒
性のために限られている(Margolin、K、等、Phase II Stu
dies of Human Recombinant Interleuki
n−4 in Advanced Renal Cancer and Mal
ignant Melanoma、J.Immunotherapy、15:1
47−153(1994))。IL−4の急性毒性作用の機構を示すか、または
免疫調節活性を保持するが減少した急性毒性を有するIL−4の類似体もしくは
突然変異体を示す技術は文献にない。
IL−4突然変異体タンパク質(「突然変異タンパク質(muteins)」
)は知られている。IL−4突然変異タンパク質IL−4/Y124DはT細胞
アンタゴニストである(Kruse N、Tony HP、Sebald W、
Conversion of human interleukin−4 in
to a high affinity antagonist by a s
ingle aminoacid replacement、Embo J、1
1:3237−44(1992))。
特許または特許出願に見いだされるIL−4の治療用途は以下のもの:化学療
法薬の抗癌作用の強化のためのIL−4の使用、特にホジキン
病及び非ホジキンリンパ腫(WO第9607422号を参照);IL−4の結合
活性を抑制または模倣することによりIL−4関連疾患を処置するため(WO第
9524481号を参照)並びにIL−4を検出、測定及び免疫精製するため(
WO第9317106号を参照)の抗体を作製するためのIL−4の抗原フラグ
メントの使用;免疫グロブリン分泌細胞への前駆体B細胞の分化を誘導するため
で、成熟B細胞は免疫妥協患者で免疫機能を回復するために有用である(WO第
9404658号を参照);白血病、リンパ腫、炎症性腸疾患及び遅延型過敏症
(例えば、潰瘍性大腸炎及びクローン病)の処置のための治療としてIL−10
と組み合わせて用いられる場合(WO第9404180号を参照);単球及びマ
クロファージにおけるウイルスの複製を阻害するため及びいくつかの腫瘍細胞に
対するそれらの細胞毒性を増すためにIL−4を投与することによるHIV感染
の処置(WO第9404179号を参照);糖尿病及び免疫妥協患者において損
傷を処置するために皮膚繊維芽細胞増殖を刺激するため(WO第9211861
号を参照);細菌、トキソイド及びウイルスワクチン、特に破傷風トキソイドワ
クチンを投与する場合に一次免疫応答を高めるため(WO第9211030号を
参照);B細胞悪性腫瘍、特に慢性リンパ性白血病、非ホジキン悪性リンパ腫の
IL−2が誘導する増殖を阻害するため(WO第9210201号参照);黒色
腫、腎癌及び基底細胞癌を処置するためのIL−4の使用(WO第920404
4号を参照)を含む。
特許文献はIL−4タンパク質及びいくつかの突然変異タンパク質を開示して
いるが、いずれも減少した副作用を有するIL−4治療に関するものではない。
Lee等、米国特許番号第5,017,691号(「6
91特許」)はB細胞増殖因子活性及びT細胞増殖因子活性の両方を示す哺乳類
タンパク質及びヒトIL−4の突然変異タンパク質に関する。それはIL−4活
性を示すポリペプチドをコードする核酸並びにポリペプチド自体及びそれらの製
造方法を開示している。インビトロでB及びT細胞の両方の増殖を刺激する能力
を保持するアミノ酸位置での野生型IL−4に対する突然変異タンパク質が開示
されている。しかしながら、LeeではいかなるT細胞選択的IL−4突然変異
タンパク質、IL−4の投与に伴うECの予想される活性化または内皮細胞漏出
も示唆されていない。従って、IL−4自体は投与量を制限する毒性のために治
療方法として可能ではない。
米国特許番号第5,013,824号は天然のhIL−4の6から40個まで
のアミノ酸を含んでなるhIL−4ペプチド誘導体を記述している。また開示さ
れたものはペプチド及び担体のコンジュゲートを含んでなる免疫原である。担体
は赤血球、バクテリオファージ、タンパク質、合成粒子またはコンジュゲートペ
プチドに対して抗体生産を引き起こすことができるあらゆる物質を含む。IL−
4の突然変異タンパク質は開示されていない。
WO第96/04306−A2号はhIL−2及びhIL−13のアンタゴニ
スト及び部分的アゴニストである単一の突然変異タンパク質を開示している。I
L−4に関するデータは開示されていない。WO第95/27052号はエキソ
ン1、2及び4を含有するIL−2及びIL−4のスプライス突然変異体を開示
している。
減少した毒性を有し、より一般的に許容される改善されたIL−4分子が必要
とされている。
発明の要約
本発明はT細胞活性化活性を有するが、減少した内皮細胞活性化活性を有する
、野生型IL−4に従って番号をつけられたヒトIL−4突然変異タンパク質に
関する。具体的には、野生型IL−4のDヘリックスの表面に露出した残基を突
然変異させ、それにより得られる突然変異タンパク質がT細胞増殖を引き起こし
且つ野生型IL−4に比較して減少したHUVECからのIL−6分泌をもたら
すヒトIL−4突然変異タンパク質に関する。本発明は毒性のより低いIL−4
突然変異タンパク質を実現し、それによりこのインターロイキンのより広い治療
用途を可能にする。
さらに、本発明は野生型IL−4(His=1)に従って番号をつけられた場
合に名称R121A、R121D、R121E、R121F、R121H、R1
21I、R121K、R121N、R121P、R121T、R121W;Y1
24A、Y124Q、Y124R、Y124S、Y124T;Y124A/S1
25A、T13D/R121E;及びR121T/E122F/Y124Qによ
り表される単一、二重及び三重の突然変異を有するIL−4突然変異タンパク質
に関する。また、本発明は本発明の突然変異タンパク質をコードするポリヌクレ
オチド、それらのポリヌクレオチドを含有するベクター、形質転換された宿主細
胞、突然変異タンパク質を含んでなる製薬学的組成物及び治療的処置方法も含む
。
本発明は本発明の突然変異タンパク質をコードするポリヌクレオチドを含んで
なるベクター、T細胞活性化活性を有するが減少した内皮細胞活性化活性を有す
るヒトIL−4突然変異タンパク質の発現を導くベク
ター、標的生物のトランフェクション及びそれに続く該ポリヌクレオチドにより
コードされる該ヒトIL−4突然変異タンパク質のインビボ発現を可能にするこ
とができるベクターにも関する。
本発明は野生型IL−4のDヘリックスの表面に露出した残基を突然変異させ
、それにより得られる突然変異タンパク質がT細胞増殖を引き起こし且つ野生型
に比較して減少したHUVECからのIL−6分泌をもたらすことを含んでなる
、T細胞活性化活性を有するが減少した内皮細胞活性化活性を有する、野生型I
L−4に従って番号をつけられたヒトIL−4突然変異タンパク質を選択する方
法にも関する。
本発明はT細胞活性化活性を有するが減少した内皮細胞活性化活性を有する、
野生型IL−4に従って番号をつけられたヒトIL−4突然変異タンパク質の治
療的に有効量を投与することによりIL−4で治療できる疾患に苦しむ患者を処
置する方法にも関する。この方法はIL−4で治療できる疾患が自己免疫疾患、
癌、感染性疾患、軟骨性疾患及び乾癬性疾患である場合に適用できる。
図面の簡単な説明
図1はこの研究に用いる成熟野生型ヒトIL−4のアミノ酸配列(配列番号1
)である。ヘリックスに下線を引き、順次A、B、C及びDと呼ぶ。突然変異し
た場合に細胞選択的IL−4アゴニストを生じる位置をボールド体で示す。
図2はT細胞選択的アゴニストの概念の略図的説明である。
図3はHUVEC IL−6分泌アッセイにおける選択的アゴニスト突然変異
タンパク質の複合用量応答曲線である。パネルA:○、野生型IL−4;●、R
121E;▽、R121P;▼R121T/E122
F/Y124Q。パネルB:○、野生型IL−4;●、Y124Q;▽、Y12
4R;▼Y124A/S125A。
図4はHUVEC IL−6分泌アッセイにおける選択的アゴニスト突然変異
タンパク質の個々の用量応答曲線である。パネルA:○、野生型IL−4;●、
R121E。パネルB:○、野生型IL−4;●、R121P。パネルC:○、
野生型IL−4;●、Y124Q。パネルD:○、野生型IL−4;●、Y12
4R。パネルE:○、野生型IL−4;●、Y124A/S125A。パネルF
:○、野生型IL−4;●、R121T/E122F/Y124Q。
図5は1°T細胞増殖アッセイにおけるIL−4突然変異タンパク質の生物学
的反応のための選択的アゴニスト突然変異タンパク質の複合用量応答曲線である
。パネルA:○、野生型IL−4;●、R121E;▽、R121P;▼、R1
21T/E122F/Y124Q。パネルB:○、野生型IL−4;●、Y12
4Q;▽、Y124R;▼Y124A/S125A。
図6は1°T細胞増殖アッセイの個々の用量応答曲線である。パネルA:○、
野生型IL−4;●、R121E。パネルB:○、野生型IL−4;●、R12
1P。パネルC:○、野生型IL−4;●、Y124Q。パネルD:○、野生型
IL−4;●、Y124R。パネルE:○、野生型IL−4;●、Y124A/
S125A。パネルF:○、野生型IL−4;●、R121T/E122F/Y
124Q。
図7はT細胞選択的アゴニストIL−4突然変異タンパク質R121E(●)
及びY124Q(▽)によるHUVECでIL−4により誘導されるIL−6分
泌の拮抗作用を示す個々の用量応答曲線である。IL
−4アンタゴニストR121D/Y124D(○)の投与量反応をコントロール
として含む。
図8A、8Bは個々の用量応答曲線であり、パネルAは1°T細胞増殖アッセ
イにおけるR121D突然変異タンパク質の生物学的反応を示し(○=IL−4
、●=R121D)、パネルBはR121DがHUVECでIL−6分泌を誘導
することができないことを示す(○=IL−4、●=R121D)。
図9Aは1°T細胞増殖アッセイにおけるIL−4(○)並びにT細胞選択的
アゴニスト突然変異タンパク質R121E(△)及びT13D/R121E(▲
)の個々の用量応答曲線である。
図9BはT細胞選択的IL−4アゴニスト突然変異タンパク質R121E(△
)及びT13D/R121E(▲)によるHUVECでIL−4により誘導され
るIL−6分泌の拮抗作用を示す個々の用量応答曲線である。
好ましい態様の説明
A.背景
IL−4はB細胞、T細胞及び単球並びに内皮細胞に対する各種作用を初めと
して、インビトロで様々な細胞反応を媒介することが示されている(Maher
DW、Davis I、Boyd AW、Morstyn G;Human
Interleukin−4:an immunomodulator wit
h potential therapeutic applications
.Prog Growth Factor Res 3:43−56、1991
;Powrie F、Coffman RL:Cytokine regula
tion
of T cell function:potential for the
rapeutic intervention.Immunol Today
14:270−4、1993)。特に、血管細胞接着分子−1(VCAM−1;
(Swerlick RA、Lee KH、Li LJ、Sepp NT、Ca
ughman SW、Lawley TJ:Regulation of va
scular cell adhesion molecule 1 on h
uman dermal microvascular endothelia
l cells.J Immunol 149:698−705、1992)の
アップレギュレーション並びにIL−6(Colotta F、Sironi
M、Borre A、Luini W、Maddalena F、Mantov
ani A:Interleukin 4 amplifies monocy
te chemotactic prote in and interleu
kin 6 production by endothelial cell
s.Cytokine 4:24−8、1992)及び単球誘引物質タンパク質
−1(MCP−1;Colotta F、Sironi M、Borre A、
Luini W、Maddalena F、Mantovani A:Inte
rleukin 4 amplifies monocyte chemota
ctic protein and interleukin 6 produ
ction by endothelial cells.Cytokine
4:24−8、1992;Rollins BJ、Pober JS:Inte
rleukin−4 induces the synthesis and
secretion of
MCP−1/JE by human endothelial cells.Am J Pathol
138:1315−9、1991)の誘導は培養した
内皮細胞に対するIL−4の直接的な作用であり、VCAM−1のアップレギュ
レーションはインビトロ(Carlos TM、Schwartz BR、Ko
vach NL、Yee E、Rosa M、Osborn L、Chi−Ro
sso G、Newman B、Lobb R、Rosso M、等:Vasc
ular cell adhesion molecule−1 mediat
es lymphocyte adherence to cytokine−
activated cultured human endothelial
cells.Blood 76:965−70、1990;Thornhil
l MH、Wellicome SM、Mahiouz DL、Lanchbu
ry JS、Kyan−Aung U、Haskard DO:Tumor n
ecrosis factor combines with IL−4 or
IFN−gamma to selectively enhance en
dothelial cell adhesiveness for T ce
lls.The contribution of vascular cel
l adhesion molecule−1−dependent and
−independent binding mechanisms.J im munol
146:592−8、1991)及びインビボ(Briscoe
DM、Cotran RS、Pober JS:Effects of tum
or necrosis factor,lipopolysaccharid
e,and IL−4 o
n the expression of vascular cell ad
hesion molecule−1 in vivo.Correlatio
n with CD3+ T cell infiltration.J Im munol
149:2954−60、1992)の両方におけるリンパ球の増
加した接着と相関する。
IL−4突然変異タンパク質IL−4/Y124D(位置124のチロシンの
代わりにアスパラギン酸の置換)はT細胞アンタゴニストである(Kruse
N、Tony HP、Sebald W:Conversion of hum
an interleukin−4 into a high affinit
y antagonist by a single amino acid
replacement.Embo J 11:3237−44、1992)。
本発明者等により実施されたインビボ実験で、以前に記述されていない結果の、
IL1−4/Y124Dがサルにおいて野生型IL−4のものに類似した急性毒
性を示すことが実証されている。野生型IL−4及びIL−4/Y124Dの両
方がもたらす毒性に関係する細胞事象はVCAM−1のアップレギュレーション
、血清中のMCP−1のアップレギュレーション、循環するリンパ球の付随する
減少と共に循環する単球の増加、及びヘマトクリットの増加を含む。類似した細
胞輸送がヒトにおけるIL−4を用いた臨床試験で観察されている(Wong
HL、Lotze MT、Wahl LM、Wahl SM:Administ
ration of recombinant IL−4 to humans
regulates gene expression,phenotype
,and function in circulating mono
cytes.J Immunol 148:2118−25、1992)。IL
−4/Y124DのT細胞のアンタゴニストとしての特性のために、これらの結
果はそれにより示される毒性がT細胞以外の細胞に対するアゴニスト活性による
ものであり、そしてそれらを通してもたらされることを示唆する。IL−4/Y
124Dを用いて観察されたインビボでの毒性及び内皮細胞に対するIL−4の
既知の作用は、インビボのIL−4毒性が血管内皮細胞に対するIL−4の直接
作用を通してもたらされる機構と一致する。
これら(及び関連する)研究を通して、本発明者等は新規なIL−4受容体が
内皮細胞(「EC」)上に存在する可能性があることを見いだした。この可能性
からT細胞を選択的に活性化するがECを活性化しないIL−4突然変異タンパ
ク質を合成しようと努力した。T細胞はIL−4Rα及びIL−2Rγサブユニ
ットからなるIL−4受容体を発現するが、本発明者等はヒト臍帯静脈内皮細胞
(HUVEC)がIL−4Rαを発現するがIL−2Rγを発現しないことを見
いだした。架橋研究から2個の受容体鎖がHUVECの細胞表面に発現され、一
方の分子量はIL−4Rαと一致し、もう一方はより低分子量鎖であることが示
された。これらの結果はIL−2Rγに機能が類似するが配列が異なる新規なI
L−4受容体成分がHUVEC上に発現されることを示唆する。従って、これら
2種の受容体間の特定の分子構造の違いを利用して一方の受容体にもう一方より
選択的であるIL−4変異体(例えば、T細胞選択的アゴニスト)を作製した。
図2に選択的アゴニストの概念を図式的に示す。IL−4Rα/IL−2Rγ
サブユニットを含んでなるT細胞IL−4受容体及びIL−4
Rα/γ様受容体サブユニットを含んでなる内皮細胞IL−4受容体を示す。例
示の目的のためだけにここで一緒に示すが、IL−4のこれら2種の受容体は異
なる細胞型上に発現される。T細胞受容体はIL−4Rα及びIL−2Rγから
なり、IL−4結合は受容体ヘテロダイマーの形成を誘導し、それは細胞シグナ
リングを生じる。IL−4により誘導される受容体ヘテロダイマー形成は、IL
−4の受容体がIL−4Rα及びγ様受容体成分からなることを除いてEC上で
同様に起こる。γ様受容体成分はIL−2Rγと異なる。T細胞選択的IL−4
アゴニストはT細胞受容体IL−4Rα/IL−2Rγと相互作用する能力を保
持するが、非T細胞受容体IL−4Rα/γ様サブユニットのヘテロダイマー化
、従ってシグナリングを誘導できないIL−4の変異体である。そのようなT細
胞選択的IL−4アゴニストはIL−4Rαと相互作用するそれらの能力を保持
し、そして細胞選択的活性化特性をそれらに与えるのはIL−2Rγとγ様サブ
ユニットを区別するそれらの能力である。
T細胞受容体の2つの成分のIL−4Rα及びIL−2RγはIL−4分子の
異なる領域に接触し、それ故、本発明者等はIL−4の小さい領域に焦点を当て
て改変した。新規な受容体サブユニットはIL−2Rγと同じIL−4の領域に
接触すると仮定して、本発明者等はD−ヘリックス、特に残基121、124及
び125における多数の置換を実施した。
D−ヘリックスはIL−2Rγ及びHUVEC上の推定される新規な受容体の
両方との相互作用に関係している(具体的に、IL−4突然変異タンパク質R1
21D/Y124DはHUVECアンタゴニストであ
る)。IL−4のD−ヘリックス(残基110ないし126;His=1)に対
する改変を含有する突然変異タンパク質をT細胞増殖またはヒト臍帯静脈内皮細
胞(HUVEC)IL−6分泌のいずれかを刺激するそれらの能力に関してスク
リーニングした。HUVECに比較してT細胞に対して異なる反応を誘導する突
然変異タンパク質をさらなる突然変異誘発によりさらに特性化した。
相互作用の可能性のある領域を決定するためにDヘリックスの初めの走査を試
みた。さらに、ABループはサイトカインリガンドとD−ヘリックス相互作用受
容体サブユニットの相互作用に関与することが示唆されているので、この領域の
アラニン走査置換も作製した。特に、表面に露出した残基Glu−110、As
n−111、Glu−114、Arg−115、Lys−117、Thr−11
8、Arg−121、Glu−122、Tyr−124、Ser−125及びL
ys−126を研究の標的とし、これらは突然変異分析の好ましい標的である。
部位118−126がより好ましく、部位121−125が最も好ましい。この
領域のIL−2、IL−4、IL−7及びIL−15間の比較から、おそらくH
UVEC受容体相互作用をもたらす特定の残基を示唆している、IL−4とIL
−2、IL−7とIL−15の違いも同定された。IL−2とIL−4の整列か
ら得られる特定の置換をIL−4中に導入した。これらはArg−115→Ph
e;Lys−117→Asn;Glu−122→Phe;Lys−126→Il
e並びに3個の同時変異Arg−121→Thr、Glu−122→Phe及び
Tyr−124→Glnを含んだ。
位置指定突然変異誘発を用いて野生型ヒトIL−4 cDNAに突然
変異を導入した。異種起源の系(例えば、大腸菌、バキュロウイルスまたはCH
O細胞)における発現のために適した発現ベクターに正しいクローンをサブクロ
ーン化した。精製されたタンパク質をT細胞増殖及びHUVECサイトカイン分
泌アッセイ(IL−6)で試験した。EC50または最大反応(プラトー)のいず
れかにおいてこれらのアッセイ間で個々の突然変異タンパク質から得られる異な
る反応は、これらの活性をもたらす突然変異を示す。具体的には、HUVECへ
の反応(対野生型IL−4)に比較した場合にT細胞アッセイ(対野生型IL−
4)において比較的より強い反応を刺激する突然変異タンパク質は、新規なHU
VEC IL−4受容体とIL−4の相互作用よりIL−2RγとIL−4の相
互作用に対して重要な位置を示唆する。同定された位置のさらなる分析及び突然
変異誘発(例えば、組み合わせの変異、全てのアミノ酸での置換)からT細胞I
L−4受容体の選択的アゴニスト特性を有するIL−4突然変異タンパク質が作
製される。このタンパク質はIL−4により誘導されるHUVEC反応の選択的
アンタゴニストでもある。
B.定義
本明細書に記述されるものは新規な突然変異タンパク質並びにT細胞に対する
選択的アゴニスト特性及び減少した毒性を有する新規なIL−4突然変異タンパ
ク質を得るための手段である。同様な方法を用いてT細胞選択的アンタゴニスト
を同定することができる。
本明細書に用いられる場合、「野生型IL−4」は例えば図1に示されるよう
な天然のヒトIL−4の129個の通常存在するアミノ酸配列を有する天然また
は組み換えのIL−4を意味する。
本明細書に用いられる場合、「IL−4突然変異タンパク質」はヒト
成熟インターロイキン−4タンパク質に対して特定の置換がなされているポリペ
プチドを意味する。本明細書に具体的に開示されるものは、野生型IL−4に従
って番号がつけられた場合に、位置121のアルギニン残基(R)(「Arg−
121」)がアラニン(A)、アスパラギン酸(D)、グルタミン酸(E)、フ
ェニルアラニン(F)、ヒスチジン(H)、イソロイシン(I)、リシン(K)
、アスパラギン(N)、プロリン(P)、トレオニン(T)もしくはトリプトフ
ァン(W)で置換されているか;または位置122のグルタミン酸(E)残基が
フェニルアラニン(F)で置換されているか;または位置124のチロシン残基
がアラニン(A)、グルタミン(Q)、アルギニン(R)、セリン(S)もしく
はトレォニン(T)で置換されているか;または位置125のセリン(S)残基
がアラニン(A)で置換されている。最も好ましいIL−4突然変異タンパク質
は他の未置換残基で野生型IL−4と同一のアミノ酸配列を有する。しかしなが
ら、本発明のIL−4突然変異タンパク質は天然のIL−4ポリペプチド鎖の1
個もしくはそれ以上の部位または他の残基でのアミノ酸の挿入、欠失、置換及び
改変を特徴としてもよい。本発明によるあらゆるそのような挿入、欠失、置換及
び改変は、内皮細胞を活性化する減少した能力を有しながらT細胞選択的活性を
保持するIL−4突然変異タンパク質をもたらす。
IL−4の他の位置での保存的改変及び置換(すなわち、突然変異タンパク質
の二次または三次構造に対して最小限の影響を有するもの)が好ましい。そのよ
うな保存的置換はDayhoffによりThe Atlas of Prote in Sequence and Structure 5(1978)中及び
ArgosによりEMBO J.、
8:779−785(1989)中に記述されたものを含む。例えば、以下の群
‐ala、pro、gly、gln、asn、ser、thr;
‐cys、ser、tyr、thr;
‐val、ile、leu、met、ala、phe;
‐lys、arg、his;
‐phe、tyr、trp、his;及び
‐asp、glu
のいずれかに属するアミノ酸は保存的変異を表す。
また、さらなる分子間架橋または不適切なジスルフィド結合形成の部位を導入
しない改変または置換も好ましい。例えば、IL−4は野生型の位置3、24、
46、65、99及び127に6個のcys残基を有することが知られている。
「野生型IL−4に従って番号がつけられた」は、選択したアミノ酸が野生型
IL−4において通常存在する位置に関してそのアミノ酸を同定することを意味
する。IL−4突然変異タンパク質に挿入または欠失が作製されると、位置12
5に通常存在するser(S)が、野生型IL−4に従って番号をつけられた場
合に、突然変異タンパク質での位置が移動する可能性があることを当業者は認識
する。しかしながら、隣接するアミノ酸を調べて野生型IL−4でserに隣接
するものと相関させることにより、移動したser(S)の位置を容易に決定す
ることができる。
本発明のIL−4突然変異タンパク質を当該技術分野で知られているあらゆる
好適な方法により製造することができる。そのような方法は本
発明のIL−4突然変異タンパク質をコードするDNA配列を構築し、それらの
配列を好適に形質転換された宿主で発現させることを含む。この方法により本発
明の組み換え突然変異タンパク質が製造される。しかしながら、優先度は低いが
、化学合成または化学合成と組み換えDNA技術の組み合わせにより本発明の突
然変異タンパク質を製造してもよい。
本発明の突然変異タンパク質を製造するための組み換え法の一つの態様として
、野生型IL−4をコードするDNA配列を単離または合成し、次に部位特異的
突然変異誘発によりarg121のコドンをアラニン(A)、アスパラギン酸(
D)、グルタミン酸(E)、フェニルアラニン(F)、ヒスチジン(H)、イソ
ロイシン(I)、リシン(K)、アスパラギン(N)、プロリン(P)、トレオ
ニン(T)またはトリプトファン(W)のコドンに変えることによりDNA配列
を構築する。この技術はよく知られている。例えば、引用することにより本明細
書に組み込まれる、Mark等、「Site−specific Mutage
nesis Of The Human Fibroblast Interf
eron Gene」、Proc.Natl.Acad.Sci.USA 81
、pp.5662−66(1984);米国特許第4,588,585号を参照
。
本発明のIL−4突然変異タンパク質をコードするDNA配列を構築するため
の別の方法は化学合成である。例えば、所望するIL−4突然変異タンパク質を
コードする遺伝子をオリゴヌクレオチド合成機を用いて化学的方法により合成す
ることができる。そのようなオリゴヌクレオチドは所望するIL−4突然変異タ
ンパク質のアミノ酸配列に基づいて、好ましくは組み換え突然変異タンパク質が
生産される宿主細胞で好まれ
るコドンを選択して設計される。これに関連して、遺伝暗号が縮重していること
、--アミノ酸を1種以上のコドンでコードすることができることはよく認識され
ている。例えば、phe(F)は2つのコドンTTCまたはTTTによりコード
され、tyr(Y)はTACまたはTATによりコードされ、his(H)はC
ACまたはCATによりコードされる。Trp(W)は単一のコドンTGGによ
りコードされる。従って、特定のIL−4突然変異タンパク質をコードする一定
のDNA配列に対して、そのIL−4突然変異タンパク質をコードする多数のD
NA縮重配列があることが理解される。例えば、配列番号3に示される突然変異
タンパク質R121Eの好ましいDNA配列に加えて、示されるIL−4突然変
異タンパク質をコードする多数の縮重DNA配列があることが理解される。これ
らの縮重DNA配列は本発明の範囲内と考えられる。従って、本発明の文脈上「
その縮重変異体」は特定の突然変異タンパク質をコードする全てのDNA配列を
意味する。
本発明のIL−4突然変異タンパク質をコードするDNA配列は、位置指定突
然変異誘発、合成または他の方法により調製されようとも、シグナル配列をコー
ドするDNA配列を含んでもよくまたは含まなくてもよい。そのようなシグナル
配列は、存在する場合、IL−4突然変異タンパク質の発現のために選択された
細胞により認識されるものでなければならない。それは原核生物、真核生物また
はこれら2つの組み合わせのものであってもよい。それは天然のIL−4のシグ
ナル配列であってもよい。シグナル配列の包含はIL−4突然変異タンパク質が
生産される組み換え細胞からそれを分泌することが適切かどうかによる。選択さ
れる細胞が原核細胞のものである場合は、通常、DNA配列がシグナル
配列をコードしないことが好ましい。選択される細胞が真核生物のものである場
合は、通常、シグナル配列をコードすることが好ましく、野生型IL−4シグナ
ル配列を用いることが最も好ましい。
本発明のIL−4突然変異タンパク質をコードする遺伝子を合成するために標
準的な方法を適用することができる。例えば、完全なアミノ酸配列を用いて逆翻
訳された遺伝子を構築してもよい。IL−4突然変異タンパク質をコードするヌ
クレオチド配列を含有するDNAオリゴマーを合成することができる。例えば、
所望するポリペプチドの一部をコードするいくつかの小さいオリゴヌクレオチド
を合成し、次に連結してもよい。典型的に個々のオリゴヌクレオチドは相補的組
み立てのために5’または3’突出を含む。
(合成、位置指定突然変異誘発または別の方法により)いったん組み立てられ
ると、本発明のIL−4突然変異タンパク質をコードするDNA配列を発現ベク
ター中に挿入し、そして所望する形質転換宿主におけるIL−4突然変異タンパ
ク質の発現のために適切な発現制御配列に機能的に連結する。ヌクレオチドシー
クエンシング、制限マッピング及び好適な宿主における生物学的活性ポリペプチ
ドの発現により正しい組み立てを確認することができる。当該技術分野でよく知
られているように、宿主においてトランスフェクト遺伝子の高い発現レベルを得
るためには、選択した発現宿主で機能できる転写及び翻訳発現制御配列に遺伝子
を機能的に連結しなければならない。
発現制御配列及び発現ベクターの選択は宿主の選択による。多種多様な発現宿
主/ベクターの組み合わせを用いることができる。真核生物宿主のために有用な
発現ベクターは、例えば、SV40、ウシパピローマ
ウィルス、アデノウイルス及びサイトメガロウイルスからの発現制御配列を含ん
でなるベクターを含む。バクテリア宿主のために有用な発現ベクターはcol
E1、pCR1、pER32z、pMB9及びそれらの誘導体を初めとする大腸
菌からのプラスミドのような既知のバクテリアプラスミド、RP4のようなより
広い宿主範囲のプラスミド、ファージDNA、例えばファージラムダの多数の誘
導体、例えばNM989、並びにM13及び糸状一本鎖DNAファージのような
他のDNAファージを含む。酵母細胞のために有用な発現ベクターは2μプラス
ミド及びその誘導体を含む。昆虫細胞のために有用なベクターはpVL941を
含む。pFastBacTM1(商標)(GibcoBRL、Gaithersb
urg、MD)が好ましい。Cate等、「lsolation Of The
Bovine And Human Genes For Mulleria
n Inhibiting Substance And Expressio
n Of The Human Gene In Animal Cells」
、Cell、45、pp.685−98(1986)。
さらに、あらゆる多種多様な発現制御配列をこれらのベクターに用いることが
できる。そのような有用な発現制御配列は前述の発現ベクターの構造遺伝子に関
係する発現制御配列を含む。有用な発現制御配列の例は、例えば、SV40また
はアデノウイルスの初期及び後期プロモーター、lac系、trp系、TACま
たはTRC系、ファージラムダの主要なオペレーター及びプロモーター領域、例
えばPL、fdコートタンパク質の制御領域、3−ホスホグリセリン酸キナーゼ
または他の解糖酵素のプロモーター、酸性ホスファターゼ、例えばPhoAのプ
ロモータ
ー、酵母α−接合系のプロモーター、バキュロウイルスのポリヘドロンプロモー
ター、並びに原核もしくは真核細胞またはそれらのウイルスの遺伝子の発現を制
御することが知られている他の配列、並びにそれらの各種組み合わせを含む。
本発明のIL−4突然変異タンパク質を製造するために、バクテリア、(酵母
を初めとする)真菌、植物、昆虫、哺乳類または他の適切な動物細胞もしくは細
胞系及びトランスジェニック動物もしくは植物を初めとするあらゆる好適な宿主
を用いることができる。より具体的には、これらの宿主はエシェリキアコリ(E .coli
)、シュードモナス(Pseudomonas)、バシラス(Bac illus
)、ストレプトマイセス(Streptomyces)の株、真菌、
酵母、スポドプテラフルギペルダ(Spodoptera frugiperd a
)(Sf9)のような昆虫細胞、チャイニーズハムスター卵巣(CHO)のよ
うな動物細胞及びNS/Oのようなマウス細胞、COS1、COS7、BSC1
、BSC40及びBNT10のようなアフリカミドリザル細胞、及びヒト細胞、
並びに組織培養の植物細胞のようなよく知られている真核生物及び原核生物の宿
主を含むことができる。動物細胞発現のためには培養物のCHO細胞及びCOS
7細胞、特にCHO細胞系CHO(DHFR-)が好ましい。
もちろん、本明細書に記述されるDNA配列を発現させるために全てのベクタ
ー及び発現制御配列が同等によく機能するとは限らないことが理解されるはずで
ある。また、全ての宿主が同じ発現系で同等によく機能するとは限らない。しか
しながら、当業者は無理な実験なしにこれらのベクター、発現制御配列及び宿主
の中で選択をすることができる。例
えば、ベクターの選択では、ベクターは宿主の中で複製しなければならないので
宿主を考慮しなければならない。ベクターのコピー数、コピー数を制御する能力
、及び抗生物質マーカーのようなベクターによりコードされるあらゆる他のタン
パク質の発現も考慮すべきである。例えば、本発明に用いるために好ましいベク
ターは、IL−4突然変異タンパク質をコードするDNAをコピー数で増幅する
ものを含む。そのような増幅できるベクターは当該技術分野でよく知られている
。それらは例えばDHFR増幅(例えば、Kaufman、米国特許第4,47
0,461号、Kaufman及びSharp、「Construction
Of A Modular Dihydrafolate Reductase
cDNA Gene:Analysis Of Signals Utili
zed For Efficient Expression」、Mol.Ce
ll.Biol.、2、pp.1304−19(1982)を参照)またはグル
タミンシンテターゼ(「GS」)増幅(例えば、米国特許第5,122,464
号及び欧州開示出願第338,841号を参照)により増幅することができるベ
クターを含む。
発現制御配列を選択する場合には、各種因子も考慮すべきである。これらは例
えば本発明のIL−4突然変異タンパク質をコードする実際のDNA配列との配
列の相対的な強さ、その制御能力及びその適合性を含み、特に可能性のある二次
構造に関する。宿主は選択したベクターとそれらの適合性、本発明のDNA配列
によりコードされる産物の毒性、それらの分泌特性、ポリペプチドを正しく折り
たたむそれらの能力、それらの発酵または培養条件、及びDNA配列によりコー
ドされる産物の精製の容易さにより選択されるべきである。
これらのパラメーターの範囲内で、発酵でまたは例えばCHO細胞もしくはC
OS7細胞を用いる大規模動物培養で所望するDNA配列を発現する各種ベクタ
ー/配列制御配列/宿主の組み合わせを当業者は選択することができる。
本発明により得られるIL−4突然変異タンパク質をその突然変異タンパク質
を製造するために用いる宿主生物によりグリコシル化または非グリコシル化する
ことができる。バクテリアを宿主として選択する場合にはIL−4突然変異タン
パク質はグリコシル化されない。一方、真核細胞はおそらく天然のIL−4がグ
リコシル化されるのと同じようにではないがIL−4突然変異タンパク質をグリ
コシル化する。
形質転換された宿主により生産されるIL−4突然変異タンパク質をあらゆる
好適な方法により精製することができる。IL−4を精製するための様々な方法
が知られている。例えば、米国特許第5,013,824号、第5,017,6
91号及びWO第9604306−A2号を参照。免疫アフィニティー精製が好
ましい。例えば、Okamura等、「Human Fibroblastoi
d Interferon:Immunosorbent Column Ch
romatography And N−Terminal Amino Ac
id Sequence」、Biochem.、19、pp.3831−35(
1980)を参照。
本発明のIL−4突然変異タンパク質の生物学的活性を当該技術分野で知られ
ているあらゆる好適な方法によりアッセイすることができる。そのようなアッセ
イはEP−B1−第41313号に記述されたような、抗ウイルス活性の抗体中
和、プロテインキナーゼ、オリゴアデニル酸2,
5−Aシンテターゼまたはホスホジエステラーゼ活性の誘導を含む。そのような
アッセイは免疫制御アッセイ(例えば、米国特許第4,753,795号を参照
)、増殖抑制アッセイ、T細胞増殖、ECでのIL−6(MCP−1またはVC
AM−1)の誘導及びインターロイキン−4受容体を発現する細胞への結合の測
定も含む。Spits H、Yssel H、Takebe Y、等、Reco
mbinant Interleukin−4 Promotes the G
rowth of Human T Cells、J.IMMUNOL 139
:1142−47(1987)も参照。
本発明のIL−4突然変異タンパク質は野生型の天然または組み換えのIL−
4での治療において用いられるものにほぼ等しいかまたはそれより多い用量で投
与される。好ましくは有効量のIL−4突然変異タンパク質が投与される。「有
効量」は処置される疾患または徴候の重さまたは広がりを防ぐかまたは緩和する
ことができる量を意味する。IL−4突然変異タンパク質が単独または他の治療
薬と共に投与されようとも、IL−4突然変異タンパク質の有効量がとりわけ疾
病、投与量、IL−4突然変異タンパク質の投与計画、組成物の血清半減期及び
患者の一般的な健康により決まることは当業者にとって明らかである。
好ましくは、IL−4突然変異タンパク質は製薬学的に許容しうる担体を含有
する組成物で投与される。「製薬学的に許容しうる担体」は投与される患者にお
いていかなる不都合な作用も生じない担体を意味する。そのような製薬学的に許
容しうる担体は当該技術分野においてよく知られている。pH7.0の2%HS
A/PBSが好ましい。
本発明のIL−4突然変異タンパク質をよく知られている方法により
製薬学的組成物中に配合することができる。例えば、引用することにより本明細
書に組み込まれる、好適な配合物を記述するE.W.MartinによるRem
ington’s Pharmaceutical Scienceを参照。I
L−4突然変異タンパク質の製薬学的組成物を液体、ゲル、凍結乾燥またはあら
ゆる他の好適な形態を初めとする各種形態に配合することができる。好ましい形
態は処置される特定の徴候により決まり、当業者にとって明らかである。
IL−4突然変異タンパク質の製薬学的組成物を経口、エアロゾルにより、静
脈内、筋肉内、腹腔内、皮内もしくは皮下にまたはあらゆる他の許容しうる方法
で投与することができる。投与の好ましい様式は処置される特定の徴候により決
まり、当業者にとって明らかである。IL−4突然変異タンパク質の製薬学的組
成物を他の治療薬と共に投与することができる。これらの薬剤を同じ製薬学的組
成物の一部として混和してもよく、またはIL−4突然変異タンパク質とは別に
同時にかもしくはあらゆる他の許容しうる処置計画に従って投与してもよい。さ
らに、IL−4突然変異タンパク質の製薬学的組成物を他の治療の補助薬として
用いることができる。
従って、本発明はあらゆる好適な動物、好ましくは哺乳類、最も好ましくはヒ
トにおける免疫疾患、癌もしくは腫瘍、異常な細胞増殖の処置のためまたは免疫
制御のための組成物及び方法を提供する。発明の背景の項で先に記述したように
、IL−4は多数の作用を有する。これらのいくつかはT細胞増殖の刺激、T−
ヘルパー細胞分化、ヒトB細胞活性化及び増殖の誘導並びにリンホカインによる
免疫グロブリンクラススイッチである。リンパ系に対する作用はMHCクラスII
抗原(Noelle、 R.等
、Increased Expression of Ia Antig
ens on resting B cells:a New Role fo
r B Cell Growth Factor、PNAS USA、81:6
149−53(1984))及びB細胞上のCD23(Kikutani、H. 等
、Molecular Structure of Human Lymph
ocyte Recept or for Immunoglobulin、C ell
47:657−61(1986))の発現を増加することを含む。T−
ヘルパー細胞1型(Th1)及び2型(Th2)は免疫反応に関与する。刺激さ
れたTh2細胞はIL−4を分泌し、Th1の発達を阻止する。従って、Th1
が関係するあらゆる疾病はIL−4またはその類似体による処置に反応しやすい
。
また意図されるものは遺伝子治療用途における本発明のIL−4突然変異タン
パク質をコードするDNA配列の使用である。意図される遺伝子治療用途はIL
−4がその免疫制御活性のために有効な治療を与えると予想される疾病、例えば
、多発性硬化症(MS)、インシュリン依存型糖尿病(IDDM)、慢性関節リ
ウマチ(RA)、全身性エリテマトーデス(SLE)、ぶどう膜炎、精巣炎、原
発性胆汁性肝硬変、マラリア、ライ、ライム病、接触皮膚炎、乾癬、B細胞リン
パ腫、急性リンパ芽球性白血病、非ホジキンリンパ腫、癌、変形性関節症、及び
ほかの点でIL−4に反応する疾病またはIL−4が介在する免疫反応に感受性
の感染性病原体の処置を含む。
遺伝子治療を用いたIL−4突然変異タンパク質の局所的運搬は標的領域に治
療薬を与えることができる。インビトロ及びインビボの両方の
遺伝子治療方法論が考えられる。特定の細胞集団に可能性のある治療遺伝子を導
入するためのいくつかの方法が知られている。例えば、Mulligan、「T
he Basic Science Of Gene Therapy」、Sc ience
、260:926−31(1993)を参照。これらの方法は
1)直接遺伝子導入、例えば、Wolff等、「Direct Gene
transfer Into Mouse Muscle In Vivo」
、Science、247:1465−68(1990)を参照;
2)リポソームによるDNA導入、例えば、Caplen等、「Lipo
some−mediated CFTR Gene Transfer To
The Nasal Epithelium Of Patients Wit
h Cystic Fibrosis」、Nature Med.3:39−4
6(1995);Crystal、 「The Gene As A Drug
」、Nature Med.1:15−17(1995);Gao及びHuan g
、「A Novel Cationic Liposome Reagent
For Efficient Transfection Of Mamma
lian Cells」、Biochem.Biophys.Res.Comm
.、179:280−85(1991)を参照;
3)レトロウイルスによるDNA導入、例えば、Kay等、「In Vi
vo Gene Therapy Of Hemophilia B:Sust
ained Partial Correction In Factor IX
−Deficient Dogs」、Sci ence
、262:117−19(1993);Anderson、「Huma
n Gene Therapy」、Science、256:808−13(1
992)を参照、
4)DNAウイルスによるDNA導入、そのようなDNAウイルスはアデ
ノウイルス(好ましくはAd−2またはAd−5に基づくベクター)、ヘルペス
ウイルス(好ましくは単純ヘルペスウイルスに基づくベクター)及びパルボウイ
ルス(好ましくは「欠損」または非自律的パルボウイルスに基づくベクター、よ
り好ましくはアデノ随伴ウイルスに基づくベクター、最も好ましくはAAV−2
に基づくベクター)を含む、例えば、Ali等、「The Use Of DN
A Viruses As Vectors For Gene Therap
y」、Gene Therapy、1:367−84(1994);引用するこ
とにより本明細書に組み込まれる米国特許第4,797,368号及び引用する
ことにより本明細書に組み込まれる米国特許第5,139,941号を参照、
を含む。
目的の遺伝子を導入するための特定のベクター系の選択は様々な因子による。
一つの重要な因子は標的細胞集団の性質である。レトロウイルスベクターは詳細
に研究され、多数の遺伝子治療用途に用いられているが、通常、これらのベクタ
ーは非分裂細胞に感染するためには不適当である。さらに、レトロウイルスは腫
瘍原性の可能性を有する。
アデノウイルスは広い宿主範囲を有するという利点があり、ニューロンまたは
肝細胞のような静止または最終分化細胞に感染することができ、そして本質的に
非腫瘍原性のようである。例えば、Ali等、上記、p
367を参照。アデノウイルスは宿主ゲノム中に組込むとは思われない。それら
は染色体外に存在するので、挿入突然変異誘発の危険が非常に下げられる。Al i
等、上記、p373。
アデノ随伴ウイルスはアデノウイルスに基づくベクターと類似した利点を示す
。しかしながら、AAVはヒト染色体19で部位特異的組込みを示す。Ali等
、上記、p377。
好ましい態様として、本発明のIL−4突然変異タンパク質をコードするDN
AはMS、IDDM及びRAのような自己免疫疾患、ライム病及びライのような
感染性疾患、非ホジキンリンパ腫及びALLのような癌、変形性関節症のような
軟骨性疾患、並びに乾癬のような乾癬性疾患の遺伝子治療に用いられる。
この態様により、本発明のIL−4突然変異タンパク質をコードするDNAで
の遺伝子治療がそれを必要とする患者に診断と同時にかまたはそのすぐ後に与え
られる。
この方法は本発明のIL−4突然変異タンパク質の選択的活性を利用して望ま
れない自己免疫刺激を防ぐ。IL−4突然変異タンパク質DNAを含有するあら
ゆる好適な遺伝子治療ベクターをこの態様に従って使用できることを当業者は認
識する。そのようなベクターを構築するための技術は知られている。例えば、O hno等
、上記、p784;Chang等、上記、p522を参照。標的部位へ
のIL−4突然変異タンパク質DNAを含有するベクターの導入は、例えばOh no等
、上記、p784に記述されたような既知の技術を用いて達成することが
できる。
本発明をよりよく理解できるように以下の実施例が記述される。これらの実施
例は例示の目的のためだけであり、本発明の範囲をいかように
も制限すると解釈されるものではない。
実施例一般的に
、
この研究に用いる成熟ヒトIL−4のアミノ酸配列を以下に示す。置換により
T細胞選択的アゴニストを生じるアミノ酸をボールド体で示す。
突然変異タンパク質をバキュロウイルス系で発現させ、均質まで精製し、異な
るIL−4受容体使用を反映する生物学的アッセイで評価した。選択的アゴニス
ト活性を試験するために、2種のアッセイ、IL−4により誘導されるHUVE
C IL−6分泌アッセイ及び陽性のIL−4活性には1°T細胞増殖アッセイ
を用いた。1°T細胞増殖を誘導する能力を有するが、IL−6分泌を誘導する
減少した能力を有する化合物はT細胞特異的IL−4アゴニストであり、本発明
の範囲内に入る。より具体的には、別のIL−4受容体(IL−4Rα/γ様受
容体成分)による活性を評価するためにヒト臍帯静脈内皮細胞(HUVEC)を
用
いた。
実施例1.突然変異タンパク質の製造
本質的にKunkel TA、Roberts JD及びZakour RA
、「Rapid and efficient site−specific
mutagenesis without phenotypic selec
tion」(1987)、Methods Enzymol 154:367−
382により記述されたように、所望する突然変異に対応するコドンを含有する
プライマーを用いて位置指定突然変異誘発により突然変異タンパク質を作製した
。簡潔に言えば、制限酵素部位BamHI及びXbaIを含有するヒトIL−4
cDNAをM13ファージベクターM13 mp19(New England
Biolabs、Beverly、MA)中に同じ部位を用いてサブクローン
化した。ホルボール12−ミリステート−13−アセテート(10ng/ml)
で24時間誘導したヒト末梢血リンパ球から単離したmRNAより作製したcD
NAプールからポリメラーゼ連鎖反応(「PCR」)を用いて野生型IL−4 c
DNAを得た。用いたPCRプライマーは、IL−4の読み枠の5’末端には
IL−4の読み枠の3’末端には
であった。
制限酵素部位BamHI(5’末端)及びXbaI(3’末端)を各オリゴヌ
クレオチド中に包含し、それらをイタリック体で示す。用いたPCR条件は94
℃で1分、58.7℃で1分及び72℃で1分を25
サイクルであった。このようにして得られた正しいIL−4 cDNA配列をシ
ーケナーゼR(SequenaseR)(商標)シークエンシングキット(Ame
rsham Life Sciences、Arlington Height
s、IL)を製造業者により記述されたように用いてシークエンシングにより確
認した。IL−4 cDNAを含有するM13 mp19で大腸菌株CJ236(
Bio−Rad Laboratories、Hercules、CA)を形質
転換することによりウラシルを含有する一本鎖DNA(U−DNA)を得た。位
置指定突然変異誘発は一般的に突然変異誘発の標的となるコドンの5’の鋳型U
−DNAに相同な15ヌクレオチド、所望する変異を組み込んだヌクレオチド及
び最後の改変ヌクレオチドの3’の鋳型U−DNAに相同なさらなる10ヌクレ
オチドを含有するプライマーを利用した。用いた特定のプライマーは
であった。
突然変異ヌクレオチドの領域に下線を引く。製造業者のプロトコルを用いてT
4ポリヌクレオチドキナーゼ(New England Biolabs、Be
verly、MA)を用いてプライマーをリン酸化した。プライマーをU−DN
A鋳型にアニーリングさせ、T7DNAポリメラーゼ(Bio−Rad Lab
oratories、Hercules、CA)で伸長した後、大腸菌株DH5
αTM(商標)(GibcoBRL、Gaithersburg、MD)の細胞を
5μlの反応混合物で形質転換し、0.7%の寒天を含有するLB培地で平板培
養した。37℃でインキュベーション後、単一のプラークを選び、2mlのLB
培地に移すことによりプラークを広げ、37℃で一晩増殖させた。M13精製キ
ット(Qiagen,Inc.、Chatsworth、CA)を製造業者のプ
ロトコルに従って用いて一本鎖DNAを単離し、シーケナーゼRシークエンシン
グキット(Amersham Life Sciences、Arlingto
n Heights、IL)を製造業者のプロトコルに従って用いて一本鎖DN
Aをシークエンシングすることにより所望する突然変異を含有するクローンを同
定した。正しい突然変異配列を含有するプラークに対応する複製型DNAからの
IL−4突然変異タンパク質cDNAをBamHI及びXbaIを用いて単離し
、プラスミドベクターpFastBacTM1(商標)(GibcoBRL、Ga
ithersburg、MD)にサブクローン化した。サブクローニング後に、
突然変異タンパク質cDNAを含有するpFastBacTM1を大腸菌株DH1
0BacTM(商標)(GibcoBRL、Gaithersburg、MD)に
製造業者により記述されたように形質転
換することにより組み換えバキュロウイルスDNA(以下、バクミド(Bacm
id)と称する)を作製した。突然変異タンパク質をBac−to−Bac(G
ibcoBRL、Gaithersburg、MD)バキュロウイルス発現系を
用いてスポドプテラ・フルギペルダ(Sf)9細胞で発現させた。全ての昆虫細
胞インキュベーションは28℃であった。簡潔に言えば、Sf9細胞の2ml培
養物をCellFECTIN(GibcoBRL、Gaithersburg、
MD)を用いて5μlの組み換えバクミドでトランスフェクトした。トランスフ
ェクション4後60時間で上清を集め、グレース(Grace’s)培地(Gi
bcoBRL、Gaithersburg、MD)中1x106Sf9細胞/m
lの100−200ml培養物に感染させるために用いた。製造業者のプロトコ
ルに従って、GSAローター(Dupont Instrument Co.、
Willmington、DE)を用いてSorvallR(商標)RC−5B
遠心機で5000rpmで10分間遠心分離することによりインフェクション後
48−60時間で上清を集め、ウイルス力価をアッセイした(典型的に、>1x
108プラーク形成単位/mlが得られた)。タンパク質生産のために、500
mlのSF900 II培地(GibcoBRL、Gaithersburg、M
D)中2−3x106Sf9細胞/mlに4−10の間の感染多重度で感染させ
、感染の60−72時間後にGSAローター(Dupont Instrume
nt Co.、Willmington、DE)を用いてSorval1RRC−
5B遠心機で5000rpmで10分間遠心分離することにより上清を集め、滅
菌した0.2μMフィルター装置を通して濾過した。
実施例2.突然変異タンパク質の精製.
組み換えヒトIL−4(Genzyme Diagnostics、Camb
ridge、MA)を免疫原として用いてマウスから標準プロトコルを用いて抗
−ヒトIL−4モノクローナル抗体C400.1及びC400.17を作製し、
腹水液として製造し、精製し、CNBr活性化セファロース(Sepharos
e)(Pharmacia、Uppsala、Sweden)に製造業者のプロ
トコルに従って結合した。それぞれのIL−4突然変異タンパク質を含有する組
み換えバキュロウイルスによるSf9細胞の感染から得られたSf9細胞上清を
IL−4アフィニティーマトリックスのlmlカラム上に添加し、100mM
NaHCO3、500mM NaCl、pH8.3で洗浄し、塩を除くために水で
洗浄し、8カラム容量の100mMグリシン、pH3.0で溶出した。0.1容
量の1M Tris、pH8.0を含有するシリコン処理したバイアル中に画分
を集めた。バッファーAからB(バッファーA、水;バッファーB、アセトニト
リル、0.1%トリフルオロ酢酸)への0−100%勾配でDynamaxR(
商標)−300ÅC18カラム(Rainin Instrument Co.、
Woburn、MA)を用いて逆相クロマトグラフィーにより突然変異タンパク
質をさらに精製した。画分をSDS−PAGEにより評価し、突然変異タンパク
質を含有する画分を保存のために凍結乾燥し、アッセイのために滅菌リン酸緩衝
食塩水に再懸濁した。このようにして精製された突然変異タンパク質はSDS−
PAGE(銀染色)で見た場合に典型的に単一のバンドであり、アミノ酸分析に
よりそれらを定量した(精度、典型的に>90%)。
実施例3.1°T細胞増殖アッセイ.
一次T細胞を正常な提供者からの新鮮血から得、本質的にKruse、N.、
Tony、H.P.及びSebald、W.「Conversion of h
uman interleukin−4 into a high affin
ity antagonist by a single amino aci
d replacement」、Embo J.11:3237−44(199
2)により記述されたようにFicoll−PaqueR(商標)Plus(P
harmacia、Upsalla、Sweden)を用いて遠心分離により精
製した。精製された末梢血単核細胞を10μg/mlフィトヘマグルチニン(S
igma Chemical Co.、St.Louis、MO)と共に7日間
インキュベートし、遠心分離により集め、RPMI 1640培地(Gibco
BRL、Gaithersburg、MD)で洗浄した。5x104活性化T細
胞/ウェル(PHA−ブラスト(blasts))を96ウェルプレートで10
%ウシ胎仔血清、10mM HEPES、pH7.5、2mM L−グルタミン、
100ユニット/mlペニシリンG及び100μg/mlストレプトマイシン硫
酸塩を含有するRPMI 1640培地中で異なる量のIL−4または突然変異
タンパク質と共に37℃で72時間インキュベートし、1μCi 3H−チミジン
(DuPont NENR(商標)、Boston、MA)/ウェルで6時間パル
ス標識し、集め、TopCountTM(商標)シンチレーションカウンター(P
ackard Instrument Co.、Meriden、CT)で放射
能を測定した。
実施例4.HUVEC IL−6分泌アッセイ.
ヒト臍帯静脈内皮細胞(HUVEC)をCloneticsR(商標)Cor
p.(San Diego、CA)から購入し、製造業者のプロトコルに従って
維持した。細胞(3ないし6継代培養)をトリプシン/EDTAとのインキュベ
ーションにより集め、洗浄し、ウシ脳抽出物(BBE;CloneticsRC
orp.、San Diego、CA)を含有するEGMR(商標)培地(Cl
oneticsRCorp.、San Diego、CA)中48ウェルプレー
トでわずかに融合した密度で平板培養した。融合すると(37℃で3−4日)培
地を取り除き、BBEを含まないEGMR培地で置き換えた。24時間後に、B
BEを含まない新しいEGMR中の細胞に異なる濃度のIL−4または突然変異
タンパク質を添加し、さらに24時間インキュベートした。上清を集め、ヒトI
L−6ELISAを用いてIL−6の濃度を分析した。アンタゴニストアッセイ
では一定濃度の100pM IL−4に対して異なる濃度の突然変異タンパク質
を添加したことを除いて条件は同一であった。簡潔に言えば、96ウェルImm
unolonR(商標)2プレート(Dynatech Laboratori
es,Inc.、Chantilly、VA)を5μg/mlの抗体−ヒトIL
−6MAbカタログ番号1618−01(Genzyme Diagnosti
cs、Cambridge、MA)で4℃で一晩被覆した。ヒトIL−6標準(
Genzyme Diagnostics、Cambridge、MA)または
サンプルを二重に滴定し、被覆プレートでインキュベートし、洗浄後に二次抗体
ウサギ抗−ヒトIL−6 PAb(Caltag Laboratories、
South San Francisco、CA、カタログ番号PS−37)を
1:1000希釈で添加した。結合
したウサギ抗−IL−6 PAbの存在を1:2000希釈したアルカリホスフ
ァターゼ結合ロバ抗−ウサギIgPAb(Jackson ImmunoRes
earch Laboratories,Inc.、West Grove、P
A、カタログ番号711−055−152)を用いて検出し、pNPP(Sig
ma Chemical Co.、St.Louise、MO、カタログ番号N
2770またはN1891)を用いて発色させた。VmaxTM(商標)動的(k
inetic)マイクロプレートリーダー(Molecular Device
s Corp.、Menlo Park、CA)を用いて405nmで吸光度を
読み取った。
実施例5.突然変異タンパク質の活性.
表1に上記の2つのアッセイにおける突然変異タンパク質の結果を要約する。
「EC50、pM」はピコモル/リットルの濃度で測定される50%の最大反応を
生じる有効濃度である。活性は力価(EC50)及び最大反応(Rmax)の両方の
関数である。細胞選択的突然変異タンパク質はT細胞アッセイに対してHUVE
CアッセイにおいてRmaxの相対的減少及び/または力価の相対的減少(EC50
の増加)のいずれかの示差的活性を示した。「Rmax、%wt」は野生型IL−
4に比較して測定される最大反応である。定義により、野生型IL−4は100
%の反応を生じる。全ての突然変異タンパク質はT細胞増殖アッセイで活性があ
った。突然変異タンパク質R121T/E122F/Y124Qは減少した最大
反応を有したが、突然変異タンパク質R121D、R121E、R121P及び
R121T/E122F/Y124Qはこのアッセイで野生型IL−4より有効
であった。突然変異タンパク質Y124Q、Y
124R及びY124A/S125Aは野生型より2−3倍増加したEC50値及
び減少した最大反応であった。しかしながら、それらはT細胞に対するIL−4
活性のかなりの割合を保持するようである。突然変異タンパク質R121E、Y
124Q及びR121T/E122F/Y124QはHUVECアッセイで測定
できる活性がなく、それらを明らかにT細胞選択的、従ってT細胞上に発現され
るIL−4受容体(IL−4Rα/IL−2Rγ)に対して選択的にしている。
これらの突然変異タンパク質は通常IL−4Rαと相互作用するが、複合体IL
−4Rα/γ様サブュニットを活性化しないので、それらは内皮細胞に対するI
L−4アンタゴニストである。突然変異タンパク質R121P及びY124Rは
HUVECアッセイで活性を示すが、それらのEC50値は50−150倍の間で
増加し、T細胞を刺激するそれらの能力に比較して減少した最大反応を有する。
これら2つのタンパク質は完全にT細胞選択的であるようではないが、それらは
HUVEC IL−4受容体よりT細胞IL−4受容体の活性化に対して優先的
である。
表1.内皮細胞に対してT細胞に選択的活性を有する突然変異タンパク質実施例6.HUVECアッセイにおけるIL−4突然変異タンパク質の生物学的
反応.
図3A及びBは野生型に比較したT細胞選択的アゴニストによるHUVEC
IL−6分泌の一連の用量応答プロットである。突然変異タンパク質活性をアッ
セイするために用いる各プレートで内部コントロールとしてIL−4を含有し、
代表的な曲線を示す。図4Aは野生型IL−4に対するR121Eの用量応答曲
線である。同様に、図4B−Fは野生型IL−4に対するそれぞれR121P、
Y124Q、Y124R、Y124A/S125A及びR121T/E122F
/Y124Qの用
量応答曲線である。活性はIL−4コントロール反応に対して標準化されている
。突然変異タンパク質R121E、Y124Q及びR121T/E122F/Y
124Qはこのアッセイで何の活性も示さない。突然変異タンパク質R121P
及びY124Rはこのアッセイで部分的アゴニスト活性を示すが、1°T細胞ア
ッセイにおけるよりも野生型IL−4に対して比較的効力が弱い。従って、それ
らの活性にもかかわらず、それらはなおT細胞IL−4受容体の優先的活性化を
示す。
実施例7.1°T細胞アッセイにおけるIL−4突然変異タンパク質の生物学
的反応.
図5A及びBは正常な提供者からの細胞を用いた代表的なアッセイにおけるT
細胞選択的アゴニスト突然変異タンパク質の用量応答曲線を示す。突然変異タン
パク質活性をアッセイするために用いる各プレートで内部コントロールとしてI
L−4を含有し、代表的な曲線を示す。図6Aは野生型IL−4に対するR12
1Eの用量応答曲線である。同様に、図6B−Fは野生型IL−4に対するそれ
ぞれR121P、Y124Q、Y124R、Y124A/S125A及びR12
1T/E122F/Y124Qの用量応答曲線である。活性はIL−4コントロ
ール反応に対して標準化されている。突然変異タンパク質R121T/E122
F/Y124Qはこのアッセイで部分的なアゴニストにすぎないが、突然変異タ
ンパク質R121E、R124P及びR121T/E122F/Y124Qは野
生型IL−4より有効である。このアッセイで野生型IL−4ほど有効ではない
が、突然変異タンパク質Y124Q、Y124R及びY124A/S125Aは
なお有効な部分的アゴニストである(野生型の60−70%のRmax値)。図6
で、活性は各突然変異タンパク
質の同じプレートで見られるIL−4反応に対してである。特に際立っているも
のは突然変異タンパク質R121E及びY124Qであり、それらはT細胞アッ
セイにおいて著しい活性を示すが、HUVECアッセイでは明らかな活性を示さ
ない。これらの突然変異タンパク質の各々は明らかなT細胞選択的アゴニストで
ある。
実施例8.T細胞選択的突然変異タンパク質によるHUVEC IL−4誘導
性IL−6分泌の拮抗作用.
T細胞選択的IL−4突然変異タンパク質R121E(●)及びY124Q(
▽)並びにIL−4アンタゴニストR121D/Y124D(○)(図7)を一
定濃度の100pMIL−4に対して滴定した。IL−4アンタゴニストR12
1D/Y124Dはこれらの条件下で〜1.5nMのK1でIL−4に拮抗する
。HUVECはIL−2Rγを発現しないが、IL−4受容体γ様サブユニット
を発現する。R121E及びY124Qの置換された残基はIL−4のD−ヘリ
ックス中にあり、従って、IL−2Rγ(機能的相互作用)及びγ様サブユニッ
ト(機能的相互作用がないかまたは非機能的相互作用)とIL−4の相互作用に
のみ影響を及ぼすが、これらの突然変異タンパク質がIL−4Rαに結合する能
力には影響を及ぼさない。従って、T細胞選択的アゴニストR121E及びY1
24Qは内皮細胞上のγ様受容体サブユニットの活性化を促進せずにT細胞上の
IL−2Rγと選択的に相互作用するそれらの能力のために、これらの内皮細胞
でIL−4により誘導される反応と競合することができる(これらの条件下でK1
〜0.8−1nM)。T細胞選択的IL−4突然変異タンパク質によるそのよ
うな拮抗作用は、該突然変異タンパク質を用いたT細胞への治療中に内因的に生
産された
IL−4の内皮細胞への作用と拮抗することができる。
実施例9.IL−4突然変異タンパク質R121Dの生物学的反応.
IL−4突然変異タンパク質R121D(Aspで置換されたArg−121
)を記述したように作製し、1°T細胞及びHUVECアッセイでアッセイした
。図8A及び8Bに関して、データはT細胞(図8A)及びHUVEC(図8B
)アッセイの両方でIL−4(○)及びR121D(●)に対して示される。T
細胞アッセイでは、R121Dは野生型IL−4に比較して〜100pMのEC50
及び〜60%のRmax値を示した。それはHUVECアッセイでは不活性であ
った(EC50=0;Rmax=0)。これらの結果から、ヒトIL−4のArg−
121のAspでの単一置換によりT細胞に対して選択的活性を有し且つ内皮細
胞に対してはいかなる明白な活性も欠くタンパク質が生じることが示される。突
然変異タンパク質R121DはT細胞アッセイにおいて部分的アゴニストである
が、それは野生型IL−4より有効である。しかしながら、突然変異タンパク質
R121Eのように、R121DはHUVECアッセイで全く活性を示さず、そ
れが明らかなT細胞選択的アゴニストであることを示している。
実施例10.IL−4突然変異タンパク質T13D/R121Eの生物学的活
性.
IL−4突然変異タンパク質T13D/R121E(Gluで置換されたAr
g−121と共にAspで置換されたThr−13)を記述したように作製し、
1°T細胞及びHUVECアッセイでアッセイした。図9A−Bに関して具体的
に、T細胞アッセイ(パネルA)では、T13D/R121E(▲)はIL−4
(〇)またはR121E(△)より
約2−3倍優れた〜100pMのEC50及びIL−4に比較して100%のRma x
値を示した。HUVECアンタゴニストアッセイ(パネルB)で、T13D/
R121E(▲)はR121E(△)より〜27倍有効なIL−4活性のアンタ
ゴニストであり、それぞれ〜2.2nM対〜60nMのIC50を示す。Thr−
13のAspへの置換はR121Eに比較してT13D/R121Eの効力を増
し(T細胞アッセイにおけるアゴニストとして及びHUVECアッセイにおける
アンタゴニストとしての両方)、一方、Arg−121のGluへの置換はT1
3D/R121EにT細胞選択的活性を与える(T細胞アッセイにおける完全な
アゴニスト、HUVECアッセイにおけるIL−4アンタゴニスト)。
実施例11.病理モデルにおけるIL−4選択的アゴニストの評価
約4ないし6kgの体重の成体オスcynomolgusサル(マカカ・ファ
シクラリス(Macaca fasicularis)、Charles Ri
ver Primate Imports、Boston、Mass.)をこれ
らの研究のために利用する。動物を開いた金網カゴで環境的に制御された部屋で
個々に飼育し、餌を毎日2回そして水を随意与える。研究の第一日目の前に約1
2時間各動物に餌を与えない。
各研究のためにケタミン塩酸塩(ケタセット(Ketaset)、10mg/
kg)の筋肉内注射で動物を麻酔する。各動物の上背部を剪断し、70%アルコ
ール−ベタジン溶液で洗浄する。IL−4、IL−4選択的アゴニストまたはビ
ヒクル(0.2%ヒト血清アルブミン、HSA)を1mlツベルクリン注射器を
用いて0.1mlの容量で動物の背中に皮内注射する。注射部位は少なくとも1
0cm離れ、消えないマー
カーで印をつける。6mmパンチ生検道具を用いて組織生検サンプルを得、サン
プルをOCTに置き、液体窒素で即座に冷凍する。注射後0、4、8及び24時
間で生検を得る。
IL−4、IL−4選択的アゴニストまたはビヒクルの全身反応を以下のよう
に評価する。試験品をそれぞれ0、5、50及び500μg/kgの総日量をも
たらす0、2.5、25または250μg/kgの投与量で0.1ml/kgの
容量で(約10−12時間離して)毎日2回連続して4日にわたって皮下に投与
する。ビヒクルまたはIL−4の最初の注射の前及び研究の各日の最初に末梢血
サンプルを各動物から得、アリコートを全血球数及び分類、並びに末梢血単核細
胞表面マーカーのフローサイトメトリー分析に関して分析する。血液サンプルの
残りを遠心分離し、血漿アリコートを次のケモカインレベルの分析のために−7
0℃で保存する。
凍結切片を調製し、室温に平衡化させ、風乾し、アセトン中で4℃で5分間固
定する。スライドを0.1% BSAを含む10mM PBSに5分間移す。ヒト
VCAM−1に対するモノクローナル抗体C313.3を用いてVCAM−1の
位置を特定する。適切な濃度の関係のない、イソタイプが一致する免疫グロブリ
ンをネガティブコントロールとして用いる。ベクタービオチンブロッキングキッ
ト(Vector Biotin blocking kit)(Vector
Laboratories、Burlingame、CA)を用いて内在性ビ
オチンをブロックする。切片を0.1% BSA及び1%正常ウサギ血清を含有
するPBSで希釈した示した抗血清と共に湿潤室(humid chamber
)中で室温で1.5時間インキュベートする。PBSで3回洗
浄した後、スライドをベクターABCエリートキット(Vector ABC
Elite kit)を製造業者の説明書に従って用いて染色し、スラィドを3
−アミノ−9−エチルカルバゾール/過酸化水素(AEC基質キット、Vect
or)中でインキュベートすることにより抗体コンジュゲートを検出する。切片
を0.1M酢酸バッファーで完全に洗浄し、蒸留水で洗浄し、Lerner A
QUQ−MOUNT(Lerner Laboratories、Pittsb
urgh、PA)に載せる。
染色の強度及び分布を評価するために考案された0ないし3+の間の規定尺度
を用いて盲検で2人の別々の観察者により標本を評点する。VCAM−1発現の
評点方法は:0染色がないかまたはところどころの血管のわずかな染色;1+い
くつかの血管のわずかな染色;2+大部分の血管の中程度の強さの染色;3+大
部分の血管の強い染色である。フォンビルブラント因子に対して染色した連続切
片で血管を同定する(ポリクローナルウサギ抗−ヒトVWF;Dakoplat
ts、Carpinteria、CA)。
赤血球数、ヘマトクリット、白血球数及び血小板数の分析をSerono 9
000血液分析機(Baker Diagnostics、Allentown
、PA)を用いてヘパリン添加血サンプルで実施する。白血球分類をDiff−
Quick染色血液塗抹標本で評価し、その場合、全部で200個の細胞を数え
、各細胞型のパーセンテージを記録した。
末梢血単核細胞(PBMC)表面マーカーの分析を以下のように実施する。ヘ
パリン添加血の4mlサンプルをハンクス平衡塩溶液(HBS
S、Mg++またはCa++を含まない)に希釈し、4mlのパーコール(1.07
0gm/ml密度)上に重ねる。チューブを24℃で1800rpm(Beck
man GS−6R)で20分間遠心分離する。リンパ球を含有する層を吸引し
、1100rpmで10分間遠心分離する。得られる細胞ペレットを0.1%ア
ジ化物及び5%ヤギ血清を含有する6mlのリン酸緩衝食塩水(PBS)に再懸
濁する。1mlのアリコートを以下に記述するような細胞表面マーカー分析のた
めに利用する。
CD2、CD4、CD8、CD11b、CD16、CD25、CD49及びH
LA−DRに対する抗体(R&D Systems、Minneapolis、
MN)をフローサイトメトリーによる分析のために利用する。マーカー抗体の2
0μlアリコートを細胞懸濁液の1mlアリコートと共に4℃で暗所で60分間
インキュベートし、サンプルを遠心分離する(1000rpm、4℃で10分)
。ペレットを0.1%アジ化物及び5%ヤギ血清を含有する1mlのPBSで3
回洗浄し、続いてFAC分析する。
各研究中に得られる血漿サンプルを特定のELISAによりMCP−1のレベ
ルに関して分析する。簡潔に言えば、96ウェルプレート(Nunc、Kast
rup、Denmark)を50μl/ウェルのウサギ抗−MCP−1で4℃で
16時間被覆し、次にPBS、pH7.5、0.05% Tween−20(洗
浄バッファー)で洗浄する。非特異的結合部位をPBS中2%のBSA(200
μl)でブロックし、プレートを37℃で90分間インキュベートする。プレー
トを洗浄バッファーで3回すすぎ、二重の希釈された(ストレート(neat)
、1:5及び1:10)試験サンプル(50μl)を添加し、続いて37℃
で1時間インキュベートする。プレートを4回洗浄し、50μl/ウェルのビオ
チン化ウサギ抗−MCP−1を37℃で45分間添加する。プレートを4回洗浄
し、ストレプトアビジン−ペルオキシダーゼコンジュゲート(10μg/ml)
(Dakopatts、Carpinteria、CA)を添加し、プレートを
37℃で30分間インキュベートする。プレートを3回洗浄し、100μlの発
色性基質(0.67mg/mlオルトフェニレンジアミンジクロリド(Dako
patts、Carpinteria、CA))を添加する。プレートを25℃
で6分間インキュベートし、2% FCSを加えた洗浄バッファー中の3M H2
SO4溶液50μl/ウェルで反応を停止する。プレートをELISA読み取り
装置で490nmで読み取る。標準は100ng/mlから1pg/mlまでの
組み換えMCP−1の0.5 log希釈物である(50μl/ウェル)。EL
ISAは>50pg/mlのMCP−1濃度を一貫して検出する。
実施例12.IL−4選択的アゴニストでの多発性硬化症の処置
ヒトにおける薬理学的有用性を予測するものとして動物モデルを用いることは
広く認められている研究手段である。多発性硬化症(MS)に対するIL−4選
択的アゴニストの最初の試験を組み換えヒトIL−4選択的アゴニストタンパク
質を用いてマーモセットモデルで実施する。急性の徴候及び慢性の再発−寛解疾
病の両方に関して疾病の発症及び重さに対する予防及び治療処置の効果を調べる
ためにこれらの研究を実施する。
実験的自己免疫脳脊髄炎(EAE)はCD4+T細胞が介在する中枢神経系の
自己免疫炎症疾患である。Massacesi等、Ann.N
eurol.、37:519(1995)に記述されたように3mg/mlの死
菌マイコバクテリウム ツベルクローシス(Mycobacterium tu berculosis
)を含有する完全フロインドアジュバント(CFA)と共
に乳化した200mgの新鮮凍結した死後ヒト脳白質ホモジネート(BH)での
免疫により300ないし400gmの重さのマーモセット(カリトリックス ジ
ャックス(C.jacchus))でEAEの発症を誘導する。免疫の日及び2
日後に再び、1010の不活化ボルデテラ ペルツッシス(Bordetella pertussis
)微生物を10mlの食塩水溶液に希釈し、静脈内に投与
する。
EAEを臨床及び病理学的規準により評価する。臨床疾患の重さを記録するた
めに標準化した評点方法:0=正常な神経学的所見;1=無気力、食欲不振、体
重減少;2=運動失調、及び対不全麻痺/単不全麻痺(monoparesis
)、感覚喪失もしくは注視麻痺を初めとする脳幹症候群のいずれかまたは失明;
3=対麻痺または片麻痺;4=四肢麻痺用いる。
磁気共鳴映像法(MRI)はMSの初期及び後期の免疫による損傷を特性化す
るための有用な技術であることが示されている(Stewart等、Brain
、114:1069(1991)。時間にわたる疾病の経過を調べるために、M
RIを用いて免疫後の動物を評価する。画像を得るための15cmの開口部を有
するレシーバーコイルを0.15テスラの場の強さで操作するPicker I
nternational NMR Cryogenic「2000」システム
でMRIデータを集める。多切片スピン−エコー及び反転回復パルスシークエン
スを用
いる。40及び60msまたは40及び80msのいずれかのエコー−遅延時間
をスピン−エコーシークエンスに用いる。反転回復シークエンスでは180−9
0パルス間遅延は400msである。
マーモセットをケタミン塩酸塩で麻酔し、目頭が静磁場の方向に垂直に並ぶよ
うに持続的調整のために利用できるレーザーを用いてスキャナー中に置く。免疫
前、次に免疫後9日目から毎日動物を走査する。各日の走査前に、動物を神経学
的損傷の徴候に関して調べる。
免疫後の異なる時間で動物を屠殺する。CNSを取り出し、10%ホルマリン
で固定する。脳及び脊髄のパラフィン切片を調製し、ヘマトキシリン及びエオシ
ンで染色する。各冠状脳切片または水平脊髄切片を炎症及び脱髄の組織病理学的
所見に関して任意の尺度:炎症;0=炎症が存在しない、+=稀な血管周囲カフ
(cuff)/平均の全切片;++=中程度の数の血管周囲カフ/切片;髄膜の
炎症がある可能性がある;+++=大きく広がった血管周囲カフ及び炎症細胞に
よる実質組織浸潤、脱髄評点;0=脱髄が存在しない;+=脱髄の稀な病巣;+
+=中程度の脱髄;+++=大きな融合性損傷を含む広範囲の脱髄により分析す
る。
急性疾患病理に対する前処理研究のために、試験薬剤を疾病症状の発症前に1
日当たり1投与ないし1週当たり1投与の投薬計画に従って1ないし500μg
/kgの間の用量範囲で皮下に投与する。存在する疾病の治療介入のためには、
試験品を数カ月の間にわたって1日当たり1処置ないし1週当たり1処置の長い
投薬計画に従って1ないし500μg/kgの間の用量範囲で皮下に投与する。
実施例13:慢性関節リウマチの処置
慢性関節リウマチ(RA)は常在及び浸潤滑液細胞の慢性活性化が軟
骨及び骨の破壊を引き起こし、線維症及び機能の喪失をもたらす衰弱炎症疾患で
ある。活性化T細胞から放出されるサイトカインが慢性炎症反応の持続に役割を
果たすと考えられる。
Joosten等、Arthritis & Rheumatism;39:7
97(1996)により記述されたようにII型コラーゲンを用いてDBA/1マ
ウスでRAを誘導する。100μgのコラーゲンを含有する100μlのエマル
ジョンを用いて尾の基部で皮内注射によりマウスを免疫することによりコラーゲ
ン誘導性関節炎(CIA)を誘導する。21日目に、リン酸緩衝食塩水(PBS
)に溶解したII型コラーゲン(100μg)の腹腔内ブースター注射を動物に与
える。
末梢関節における関節炎の発生に関してマウスを肉眼で調べることによりCI
Aの評価を実施し、関節炎の重さの評点を特定する。赤さ及び/または腫れの著
しい変化が最低2脚の指または他の部分に認められる場合にマウスは関節炎にか
かっているとみなされる。
関節炎の臨床重度を赤さ及び腫れの変化により各脚に対して0−2の尺度で評
点する(0=変化なし、0.5=有意、1.0=中程度、1.5=著しい及び2
.0=重い最大の腫れ及び赤み)。少なくとも2人の盲検観察者により評点を決
定する。
研究の最後に、数匹の動物を屠殺し、病理学的及び組織病理学的試験のために
脚及び関節組織を得る。免疫組織化学染色のために組織を処理(凍結切片)また
は固定し、パラフィンに包埋し、切片にし、細胞浸潤の分析のためにH & Eで
染色する。
CIAモデルにおける本発明のIL−4選択的アゴニストのネズミ類似体の評
価をネズミの同等なタンパク質分子を用いて実施する。当業者
はネズミIL−4構造をヒトIL−4構造と比較し、同様なネズミIL−4突然
変異タンパク質を作製し、T細胞及びHUVECとヒトIL−4突然変異タンパ
ク質に対して用いられたものと同様にIL−4Rα/IL−2RγまたはIL−
4Rα/γ様サブユニットのいずれかを発現する細胞系を利用するインビトロア
ッセイにおける反応に基づいてあらゆる必要な調整を実施することができる。コ
ラーゲンのブースター投与の1日前に動物に投薬し、研究の期間(40+日)の
間1日に1回ないし週に1回の間の範囲の投薬計画を続ける。1ないし100μ
g/kgの間であるIL−4選択的アゴニストの濃度の範囲で動物に投薬する。
実施例14.インシュリン依存型糖尿病(IDDM)の処置
ヒトのIDDM及びヒト疾病の動物モデルにおけるT細胞関与のいくつかの証
拠が文献にある。IDDMの処置におけるIL−4選択的アゴニストのネズミI
L−4同等物の効能を調べるために非肥満体糖尿病(NOD)マウスを利用する
。当業者はネズミIL−4構造をヒトIL−4構造と比較し、同様なネズミIL
−4突然変異タンパク質を作製し、T細胞及びHUVECとヒトIL−4突然変
異タンパク質に対して用いられたものと同様にIL−4Rα/IL−2Rγまた
はIL−4Rα/γ様サブユニットのいずれかを発現する細胞系を利用するイン
ビトロアッセイにおける反応に基づいてあらゆる必要な調整を実施することがで
きる。前糖尿病NODマウス(約7週)はT細胞刺激後にインビトロで増殖無反
応性を示す。この無反応性のタイミングはインシュリンに関係なく、24週の年
齢で起こる糖尿病の発症まで持続する。
NODマウスにおけるIL−4選択的アゴニストの評価をRapoport等
、J.Exp Med;178;p87(1993)により報
告された研究と同様に実施する。NODマウスが15週齢になるまで12週の間
にわたって毎日1回の処置または週に1回の処置の投薬計画に従って約3週齢で
試験物質をNODマウスに注射する。コントロール群の動物には不活性タンパク
質同等物での処置を与える。
マウスをTes−Tapeを用いて糖尿に関して試験し、少なくとも連続して
2週間糖尿であることにより決定されるように糖尿病を診断する。52週の最後
に、動物を屠殺して病理学評価のために各種器官及び組織を得る。各マウスから
の膵臓、顎下唾液腺及び腎臓からの組織を固定し、パラフィンに包埋し、切片に
し、染色する。膵臓切片のアルデヒドフクシン染色を用いて膵島(insuli
tic)浸潤物が顆粒化β細胞の大きさを縮小している程度を調べる。Zipr
is等、J.Immunol 146;p3763(1991)により記述され
たように腹水中の抗−Thy−1.2、抗−CD4及び抗−CD8mabを用い
てFACScan分析により脾臓白血球を数える。
本発明の他の態様は当業者にとって明らかになる。本発明は本明細書に具体的
に記述されないが、T細胞活性化活性及び減少した内皮細胞活性化活性を有する
突然変異タンパク質をどのようにして得るかを教示し、それによりそれらの突然
変異タンパク質は本発明の意図及び範囲内に入る。本明細書に記述される概念及
び実験方法は異種起源のマルチマー受容体系を利用する他のサイトカイン、特に
IL−2及び関連するサイトカイン(例えば、IL−7、IL−9及びIL−1
5)、IL−10、インターフェロンα並びにインターフェロンγに適用できる
はずである。
配列
以下の配列はこの出願の範囲内に含まれる。
配列番号1:hIL−4(アミノ酸)
配列番号2:hIL−4(アミノ酸、cDNA)
配列番号3:R121A(アミノ酸、cDNA)
配列番号4:R121D(アミノ酸、cDNA)
配列番号5:R121E(アミノ酸、cDNA)
配列番号6:R121F(アミノ酸、cDNA)
配列番号7:R121H(アミノ酸、cDNA)
配列番号8:R121I(アミノ酸、cDNA)
配列番号9:R121K(アミノ酸、cDNA)
配列番号10:R121N(アミノ酸、cDNA)
配列番号11:R121P(アミノ酸、cDNA)
配列番号12:R121T(アミノ酸、cDNA)
配列番号13:R121W(アミノ酸、cDNA)
配列番号14:Y124A(アミノ酸、cDNA)
配列番号15:Y124Q(アミノ酸、cDNA)
配列番号16:Y124R(アミノ酸、cDNA)
配列番号17:Y124S(アミノ酸、cDNA)
配列番号18:Y124T(アミノ酸、cDNA)
配列番号19:Y124A/S125A(アミノ酸、cDNA)
配列番号20:T13D/R121E(アミノ酸、cDNA)
配列番号21:R121T/E122F/Y124Q(アミノ酸、cDNA)
配列番号22:5’PCRプライマー、IL−4
配列番号23:3’PCRプライマー、IL−4
配列番号24:R121Aの突然変異誘発プライマー
配列番号25:R121Dの突然変異誘発プライマー
配列番号26:R121Eの突然変異誘発プライマー
配列番号27:R121Fの突然変異誘発プライマー
配列番号28:R121Hの突然変異誘発プライマー
配列番号29:R121Iの突然変異誘発プライマー
配列番号30:R121Kの突然変異誘発プライマー
配列番号31:R121Nの突然変異誘発プライマー
配列番号32:R121Pの突然変異誘発プライマー
配列番号33:R121Tの突然変異誘発プライマー
配列番号34:R121Wの突然変異誘発プライマー
配列番号35:Y124Aの突然変異誘発プライマー
配列番号36:Y124Qの突然変異誘発プライマー
配列番号37:Y124Rの突然変異誘発プライマー
配列番号38:Y124Sの突然変異誘発プライマー
配列番号39:Y124Tの突然変異誘発プライマー
配列番号40:Y124A/S125Aの突然変異誘発プライマー
配列番号41:T13Dの突然変異誘発プライマー
配列番号42:R121T/E122F/Y124Qの突然変異誘発プライマー
備考:T13D/R121E突然変異タンパク質にはプライマー配列番号26及
び41を用いる。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考)
A61P 17/06 A61P 19/02
19/02 19/08
19/08 25/00 101
25/00 101 29/00 101
29/00 101 31/00
31/00 35/00
35/00 35/02
35/02 37/02
37/02 43/00 111
43/00 111 C07K 14/54
C07K 14/54 C12N 1/21
C12N 1/21 A61K 37/02
//(C12N 1/21
C12R 1:19)
(81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE,
DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,IT,L
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,CN,CU,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,
GB,GE,HU,IL,IS,JP,KE,KG,K
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,LV,MD,MG,MK,MN,MW,MX,NO,
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I,SK,TJ,TM,TR,TT,UA,UG,UZ
,VN
【要約の続き】
関する。また、本発明は本発明の突然変異タンパク質を
コードするポリヌクレオチド、それらのポリヌクレオチ
ドを含有するベクター、形質転換された宿主細胞、突然
変異タンパク質を含んでなる製薬学的組成物及び治療的
処置方法も含む。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1. T細胞活性化活性を有するが、減少した内皮細胞活性化活性を有する、 野生型IL−4に従って番号をつけられたヒトIL−4突然変異タンパク質。 2. 該野生型IL−4のDヘリックスの表面に露出した残基を突然変異させ 、それにより得られる突然変異タンパク質がT細胞増殖を引き起こし且つ野生型 IL−4に比較して減少したHUVECからのIL−6分泌をもたらす請求の範 囲1のヒトIL−4突然変異タンパク質。 3. 野生型に比較して位置121が置換されている請求の範囲2のヒトIL −4突然変異タンパク質。 4. 該位置がアラニンで置換されている請求の範囲3のヒトIL−4突然変 異タンパク質。 5. 該位置がアスパラギン酸で置換されている請求の範囲3のヒトIL−4 突然変異タンパク質。 6. 該位置がグルタミン酸で置換されている請求の範囲3のヒトIL−4突 然変異タンパク質。 7. 該位置がフェニルアラニンで置換されている請求の範囲3のヒトIL− 4突然変異タンパク質。 8. 該位置がヒスチジンで置換されている請求の範囲3のヒトIL−4突然 変異タンパク質。 9. 該位置がイソロイシンで置換されている請求の範囲3のヒトIL−4突 然変異タンパク質。 10. 該位置がリシンで置換されている請求の範囲3のヒトIL−4突然変 異タンパク質。 11. 該位置がアスパラギンで置換されている請求の範囲3のヒトIL−4 突然変異タンパク質。 12. 該位置がプロリンで置換されている請求の範囲3のヒトIL−4突然 変異タンパク質。 13. 該位置がトレオニンで置換されている請求の範囲3のヒトIL−4突 然変異タンパク質。 14. 該位置がトリプトファンで置換されている請求の範囲3のヒトIL− 4突然変異タンパク質。 15. 野生型に比較して位置124が置換されている請求の範囲2のヒトI L−4突然変異タンパク質。 16. 該位置がアラニンで置換されている請求の範囲15のヒトIL−4突 然変異タンパク質。 17. 該位置がグルタミンで置換されている請求の範囲15のヒトIL−4 突然変異タンパク質。 18. 該位置がアルギニンで置換されている請求の範囲15のヒトIL−4 突然変異タンパク質。 19. 該位置がセリンで置換されている請求の範囲15のヒトIL−4突然 変異タンパク質。 20. 該位置がトレオニンで置換されている請求の範囲15のヒトIL−4 突然変異タンパク質。 21. 野生型に比較して位置124及び125が置換されている請求の範囲 2のヒトIL−4突然変異タンパク質。 22. 位置124及び125の両方がアラニンで置換されている請求の範囲 21のヒトIL−4突然変異タンパク質。 23. 野生型に比較して位置121、122及び124が置換されている請 求の範囲2のヒトIL−4突然変異タンパク質。 24. 位置121がトレオニンで置換され、122がフェニルアラニンで置 換され、そして124がグルタミンで置換されている請求の範囲23のヒトIL −4突然変異タンパク質。 25. 該突然変異タンパク質が該野生型IL−4のA−またはC−αヘリッ クスのいずれかの結合面中に少なくとも1個のアミノ酸置換をさらに含んでなり 、それにより該突然変異タンパク質が天然のIL−4より少なくとも大きい親和 性でIL−4Rα受容体に結合する請求の範囲1のヒトIL−4突然変異タンパ ク質。 26. 位置13がアスパラギン酸で置換され、そして位置121がグルタミ ン酸で置換されている請求の範囲25のヒトIL−4突然変異タンパク質。 27. T細胞活性化活性を有するが、減少した内皮細胞活性化活性を有する 野生型IL−4に従って番号をつけられたヒトIL−4突然変異タンパク質の有 効量を製薬学的に許容しうる担体と組み合わせて含んでなる製薬学的組成物。 28. 請求の範囲1のヒトIL−4突然変異タンパク質をコードするポリヌ クレオチド分子及びその縮重変異体。 29. 請求の範囲28のポリヌクレオチドで形質転換された宿主細胞。 30. T細胞活性化活性を有するが、減少した内皮細胞活性化活性を有する ヒトIL−4突然変異タンパク質の発現を導く請求の範囲28のポリヌクレオチ ドを含んでなるベクターで、標的生物のトランスフェ クション及びそれに続く該ポリヌクレオチドによりコードされる該ヒトIL−4 突然変異タンパク質のインビボ発現を可能にすることができるベクター。 31. 野生型IL−4のDヘリックスの表面に露出した残基を突然変異させ 、それにより得られる突然変異タンパク質がT細胞増殖を引き起こし且つ野生型 に比較して減少したHUVECからのIL−6分泌をもたらすことを含んでなる 、T細胞活性化活性を有するが、減少した内皮細胞活性化活性を有する野生型I L−4に従って番号をつけられたヒトIL−4突然変異タンパク質の選択方法。 32. T細胞活性化活性を有するが、減少した内皮細胞活性化活性を有する 野生型IL−4に従って番号をつけられたヒトIL−4突然変異タンパク質の治 療的に有効量を投与することによるIL−4で治療できる疾患にかかっている患 者の処置方法。 33. 該IL−4で治療できる疾患が自己免疫疾患である請求の範囲32の 方法。 34. 該自己免疫疾患が多発性硬化症である請求の範囲33の方法。 35. 該自己免疫疾患が慢性関節リウマチである請求の範囲33の方法。 36. 該自己免疫疾患がインシュリン依存型糖尿病である請求の範囲33の 方法。 37. 該自己免疫疾患が全身性エリテマトーデスである請求の範囲33の方 法。 38. 該IL−4で治療できる疾患が感染性疾患である請求の範囲32の方 法。 39. 該感染性疾患がライム病である請求の範囲38の方法。 40. 該IL−4で治療できる疾患がTh1偏向疾患である請求の範囲32 の方法。 41. 該Th1偏向疾患が乾癬である請求の範囲40の方法。 42. 該IL−4で治療できる疾患が癌である請求の範囲32の方法。 43. 該癌が急性リンパ芽球性白血病及び非ホジキンリンパ腫よりなる群か ら選択される請求の範囲42の方法。 44. 該IL−4で治療できる疾患が軟骨性疾患である請求の範囲32の方 法。 45. 該軟骨性疾患が変形性関節症である請求の範囲44の方法。
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