JP2001519143A - 可溶性の一本鎖t細胞レセプタータンパク質 - Google Patents
可溶性の一本鎖t細胞レセプタータンパク質Info
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Abstract
Description
パク質の製造方法及び使用方法に関する。これらのタンパク質は、所望のペプチ
ド−MHC複合体を発現する細胞を検出するためのインビトロスクリーニングを
含む多様な適用に有用である。
る。TCRの1つのタイプは、免疫グロブリン可変(V)及び定常(C)領域に
類似しているα及びβ鎖からなる膜結合ヘテロ二量体である。TCRα鎖は共有
的に結合したV−α及びC−α鎖を含んでおり、一方β鎖はC−β鎖と共有的に
結合したV−β鎖を含んでいる。上記のV−α及びV−β鎖は主要組織適合遺伝
子複合体(MHC)(ヒトではHLA複合体として知られている)が関連するス
ーパー抗原又は抗原と結合し得るポケット又はクレフトを形成する。一般的には
、デービス(Davis)のAnn.Rev.of Immunology 3 :537(1985年);Fundamental Immunology 第
3版、ダブリュ.ポール(W.Paul)編集、アールセン・プレス・エルティ
ディ.(Risen Press LTD.)、ニューヨーク(1993年)参
照。
例えば、TCRは細胞殺害に介在し、B細胞増殖を高め、そして癌、アレルギー
、ウイルス感染及び自己免疫疾患を含む種々の疾患の進行や重篤度に影響を与え
ることが報告されている。従って、商業的、研究及び医療環境で使用するために
TCRの取得方法を開発することが非常に重要である。
、1つの主要な障害は、TCRトランスメンブラン領域を有していない可溶性T
CRを産生させることであった。更に詳細には、TCRα及びβ鎖がγ、δ、ε
及びζ鎖を含んでいるCD3複合体中に組み込まれていない場合、このようなタ
ンパク質は典型的には分解されると報告されている。例えば、シン(Shin)
他(1993年)Science 259:1901参照。
しば細菌で行われてきた。しかしながら、細菌TCR発現によって典型的には、
不溶性で且つ不適切に折り畳まれた分子を実証している封入体が形成される。多
くの場合において、これらの方法によって、困難なタンパク質の可溶化及びリフ
オールディング段階の後にTCRを得ることができる。これらの段階は実質的に
TCRの収量を減少させ、そしてTCRの安定性や機能性に好ましくない影響を
与える。
点が当てられている。例えば、TCRは種々のタンパク質及びポリペプチド配列
、例えばホスファチジルイノシトール結合配列及びCD3鎖と融合させられてい
る。しばしば、この目的はタンパク質の折り畳みを助長するために特異的な細胞
隔室内にTCRを発現させることであった。可溶性TCRを取得する試みにおい
て、細胞表面に発現されたTCR融合タンパク質を、慣用の方法で開裂される。
しかしながら、十分に可溶性で且つ機能的なTCRは通常少量しか産生されない
。例えば、マツイ,ケイ.(Matsui,K.)他(1991年)Scien
ce254、1788;エンゲル,アイ.(Engel,I.)他(1992年
)Science256、1318;リン,エイ.ワイ.(Lin,A.Y.)
他(1990年)Science249、677参照。
結合したTCR V鎖を含むヘテロ二量体TCR分子の合成を含んでいる。例え
ば、グレゴール,シー.(Gregoire,C.)他(1991年)PNAS
、88、8077は、カッパ軽(L)鎖のC領域(Cκ)と結合したCα,Vα
配列を含んでいるヘテロ二量体αβTCR鎖の分泌を報告している。この参照文
献はまたVβCβCκ配列も開示していた。ウェバー,エス.(Weber,S
.)他(1992年)Nature、356:793も参照。
ているが、これらの方法はかなりの欠点を有している。例えば、合成にはしばし
ば、特異化された細胞内へのDNAのコ・トランスフェクションが必要であり、
そして多数のタンパク質鎖を正しく組み立てなければならない。これらの方法で
はしばしば、機能的なヘテロ二量体αβTCRの収量が実質的に減少する。
報告されている。例えば、或る場合には、Cκ鎖を置換するとTCRヘテロ二量
体の結合価が改善され得ることが示唆されている。さらに、Cκ領域を含んでい
るキメラVβ鎖は、プロセシングし、分泌しそして/又は折り畳むことが特に困
難であると開示されている。グレゴール他、上述;マリウッザ,アール.エイ.
(Mariuzza,R.A.)及びウインター,ジー.(Winter,G.
)、(1989年)264:7310;ガスコーニ,エヌ.アール.ジェイ.(
Gascoigne,N.R.J.)他、PNAS(米国)(1987年)、8 4 :2936参照。
領域を含んでいる一本鎖タンパク質(即ち、sc−TCR)の構築が含まれてい
る。一般的に述ベると、sc−TCRは融合V−α及びV−β鎖を含んでいる。
ノボトニィ,ジェイ.(Novotny,J.)他、PNAS(米国)88、8
646(1991年);スウ・フウ,ダブリュ.エフ.(Soo Hoo W.
F.)他、PNAS(米国)89、4759(1992年);ヴィルフィング,
シー.(Wulfing,C.)及びプリュックツン,エイ.(Pluckth
un A.)、J.Mol.Biol.242、655(1994年);クルッ
チ,アイ.(Kurucz,I.)他、PNAS(米国)90、3830(19
93年);PCT WO 96/13593;ワード,イー.エス.(Ward
,E.S.)他、J.Mol.Biol.224、885(1992年);及び
シュルーター,シー.ジェイ.(Schlueter,C.J.)他、J.Mo
l.Biol.256、859(1996年)参照。
で且つ不適切に折り畳まれた分子が得られた。例えば、公開PCT出願WO 9
6/18105はsc−TCRの発現方法を開示しており、そしてこれらの方法
には一般的に、不都合なタンパク質リフォールディング及び可溶化段階が必要で
ある。これらの方法では典型的には、許容できないほど少量のsc−TCRが産
生される。ワード,イー.エス.他、上述及びシュルーター,シー.ジェイ.、
上述も参照。
らの戦略には細胞表面に対してタンパク質発現を標的化すること及び可溶化担体
タンパク質を使用することが含まれている。例えば、公開PCT出願WO 96
/18105及びWO 96/13593参照。しかしながら、これらの方法で
産生されるsc−TCRにはしばしば、それ程多くない量のタンパク質を得るた
めでさえ、時間のかかる操作が必要である。
要である。それ故、かなりの量で容易に産生できる可溶性で且つ十分に機能的な
TCR分子に対する大きな需要が存在する。例えば、TCR V領域は、TCR
機能を潜在的に調節し得る小さな分子(例えば、TCRアンタゴニスト又はアゴ
ニスト)に対する魅力的な標的を提供することが提案されている。かくして、可
溶性で且つ十分に機能的なsc−TCR融合タンパク質をかなりの量で産生する
好都合な方法を持つことが望ましいであろう。
ン軽鎖定常部領域と共有的に結合した一本鎖T細胞レセプターを含んでいる融合
タンパク質に関する。一本鎖T細胞レセプターに対する免疫グロブリン軽鎖定常
部領域の融合は可溶性発現を予期されなかったほど促進することが見いだされた
。一本鎖T細胞レセプタータンパク質は、困難な可溶化、開裂又はリフォールデ
ィング段階を行うことなく、かなりの量で単離することができる。
機能的且つ可溶性である。1つの局面では、これらsc−TCRタンパク質は免
疫グロブリン軽鎖定常部領域(即ち、Ig−CL)又は適当なIg−CLフラグ
メントと融合し共有的に結合したTCR Vα及びVβ鎖を含んでいる。もう1
つの局面では、上記sc−TCRはIg−CL鎖又はフラグメントと融合しない
で提供される。本発明のsc−TCR融合タンパク質は本明細書ではときには「
sc−TCR融合タンパク質」、「可溶性融合タンパク質」又は同様な語句とし
て呼称されている。これら可溶性sc−TCRタンパク質の発現によって宿主細
胞内での不溶性体の形成が減少し、そしてそれによって精製の容易さが高められ
るだけでなく、タンパク質の安定性や収量が顕著に高められる。
たIg−CL鎖又はその適当なフラグメントを含んでいる。上記V鎖は、V−α
鎖が一般的にペプチドリンカー配列を介してV−β鎖と融合しているVα,β配
列を含んでいる。この融合産生物は更に、V−α又はV−β鎖を介してIg−C
L鎖又は適当なIg−CLフラグメントと共有的に結合している。このIg−C
L鎖又はそのフラグメントは、例えば、本明細書で提供されているようなペプチ
ドリンカー配列によって、一本鎖V配列から間隔を置いて配置することができる
。
L鎖定常部領域である。κタイプの免疫グロブリンL鎖定常部領域は本明細書で
はしばしば「Cκ鎖」として参照され、一方λタイプの免疫グロブリンL鎖定常
部領域はしばしば「Cλ鎖」と呼称される。例えば、Ig−CL鎖は、以下で開
示されているようなCκ鎖又はその適当なフラグメントであることができる。本
発明は十分に可溶性で且つ機能的な融合タンパク質並びにかなりの量のsc−T
CR融合タンパク質又はこのようなタンパク質から誘導されるsc−TCRを取
得する方法を提供する。
していなくても十分に機能的で且つ可溶性である。特に、本発明者は予期に反し
て、Ig−CL鎖又はそのフラグメントと融合していない多数のsc−TCR分
子を発現させ得ることを見いだした。かくして、本発明は融合Ig−CL鎖又は
フラグメントを有していないsc−TCR分子及びこれらsc−TCR分子の製
造方法を提供する。
行技術の実務では一般的に、かなりの量のタンパク質が得られるまでにTCR−
関連タンパク質(例えば、TCRレセプター、TCRヘテロ二量体、sc−TC
R)を広範に操作しなければならなかった。対照的に、本発明のsc−TCRタ
ンパク質はかなりの量で得ることができる。例えば、sc−TCR融合タンパク
質はこれらsc−TCR融合タンパク質の可溶性、収量及び機能性に好ましい影
響を与える融合Ig−CL鎖又は適当なIg−CLフラグメントを含んでいる。
かくして、TCR及びsc−TCRと例えば小分子(例えば、合成ペプチド、医
薬品等)及び抗原提示細胞(APC)との相互作用の分析は、本発明で提供され
る可溶性の融合タンパク質を使用することによって促進されよう。さらに、以下
で更に十分に記載するように、スーパー抗原又はAPCと相互作用させるために
多種多様なsc−TCR融合タンパク質を提供することができる。
合することによって、以下で開示するような慣用の免疫学的方法で融合タンパク
質を検出しそして精製する好都合な手段が提供される。
A構築物によって提供される。例えば、提供されるDNA構築物のなかには、カ
セットフォーマット中でsc−TCRをコードしているDNAセグメントを含ん
でいるものがあり、そしてこれは所望のsc−TCRをコードしている別のセグ
メントと取り替えることができる。このDNA構築物は、多数のTCR Vαβ
配列と十分に適合性の融合Ig−CL鎖又はIg−CLフラグメントをコードし
ていることができ、そして宿主細胞内で発現してかなりの量のタンパク質を提供
することができる。かくして、本発明は、研究、医療又は商業的な用途のために
十分に可溶性で且つ機能的なsc−TCRタンパク質をかなりの量で産生する方
法を提供する。
している。
ガンドのペプチドやMHC/HLA分子成分のようなリガンドを検出しそして分
析することができる。これらsc−TCRタンパク質はまた、病原性特性を有す
るT細胞の検出のような診断目的のために、提供されたようにして使用すること
もできる。これらsc−TCRはさらに、機能、細胞及び分子アッセイで、そし
てX線結晶学、核磁気共鳴画像処理、コンピューターグラフィックディスプレィ
のようなコンピューター使用技術を含む構造分析で使用することができる。特に
重要なものは、小分子の同定に容易に適合させることができ、TCRとMHC複
合体間の相互作用を調節する既知の技術である。関係技術を使用して、TCRと
TCR特異的抗体間の相互作用を潜在的に遮断する小分子をスクリーニングする
ことができる。インビトロでTCRアンタゴニストを検出するように設計された
スクリーニングが特に意図されている。
例えば、本発明のタンパク質を使用して、免疫関連疾患又は疾病に関与している
ような病原性T細胞と競合させるか;又は哺乳動物、例えばヒトをTCR構造体
、例えばT細胞表面に生起しそして病原性機能若しくは他の有害な機能を行うか
又はこのような機能を他の分子に行わせる細胞外領域に対して免疫化することが
できる。特に、本発明のsc−TCRタンパク質を使用して、以下に記載するよ
うな既知の免疫学的方法に従って抗体を生じさせることができる。これらの方法
で産生した抗体は、例えば、所望の抗原を認識する特異的なT細胞を阻害するか
又はそれらの数を減少させることによってインビボで免疫応答を調節するように
設計された治療戦略で使用することができる。特に、病因論に関係のある制限さ
れたT細胞サブセット若しくは集団を標的化しそして消失させるか又は数を実質
的に減少させ得るように、TCRエピトープと特異的に結合するモノクローナル
抗体を選択することができる。以下で更に十分に記載するように、本発明のsc
−TCRタンパク質又はこれらと結合する抗体は非修飾であることができるか又
は所望の場合、所望の分子、例えば医薬品、トキシン、酵素又は放射性物質と、
ときには結合したペプチドリンカー配列を介して、共有的に結合させることがで
きる。
C複合体をインビトロで発現するAPCをスクリーニングすることができる。更
に詳細には、所望のペプチド−MHC複合体を含んでいる選択されたAPCを取
得しそして拡張することは幾つかの状況で有用であった。
用して、1997年3月7日に出願された係属中の米国特許出願番号08/81
3,781(この出願の開示は参照して本明細書に組み入れる)に記載されてい
る方法に従ってバクテリオファージディスプレィライブラリーを作成することが
できる。
ライブラリーをスクリーニングし、ペプチド結合配列、例えば潜在的なスーパー
抗原を検出することができる。
いる核酸セグメント(RNA、mRNA、cDNA又はゲノムDNA)にも関係
している。例えば、本発明の核酸セグメントは、Ig−CL鎖又は適当なIg−
CLフラグメントと共有的に結合している所望のsc−TCRをコードしている
ことができる。sc−TCRをコードしている核酸は、公に利用可能なTCR及
びIg−CL鎖DNA配列のポリメラーゼ連鎖反応(PCR)増幅を含む多様な
供給源から得ることができる。本発明の核酸セグメントは、適当な真核又は原核
細胞発現系でsc−TCRタンパク質を発現し得るDNAベクターとして提供す
ることができる。上記セグメントは、所望の細胞発現系で本発明の可溶性sc−
TCRタンパク質の発現を行わせるためにプロモーター、リーダー、転写開始配
列及び最適のエンハンサー配列のような作用可能的に結合された転写エレメント
を含んでいることができる。或いは、上記DNAベクター自体が上記制御エレメ
ントのうちの幾つか又は全てを提供することができる。
、天然生起のTCR制御エレメントを除去するように構築される。しかしながら
、或る場合には、当該分野で知られているような免疫グロブリンプロモーター及
び/又はエンハンサーを有するsc−TCRタンパク質を発現させることが望ま
しいと思われる。本発明の核酸セグメントによってコードされているIg−CL 鎖又は適当なIg−CLフラグメントは、可溶性融合タンパク質がRNAスプラ
イシングを行い得る細胞タイプ、典型的には哺乳動物細胞内で発現される場合に
はしばしば、イントロン及びエキソン配列を含んでいる。本発明のsc−TCR
融合タンパク質を原核細胞内で発現させることが望ましい場合には、イントロン
を除去しそしてサイズを実質的に小さくして発現を最大にすることができる。以
下で更に十分に記載するように、発現されたsc−TCR融合タンパク質が以下
に記載するアッセイで測定するとき十分に可溶性で且つ機能的であるという条件
で、多様なIg−CL鎖又はその適当なフラグメントを所望のsc−TCR分子
と融合させることができる。
ーを有さないでsc−TCR分子をコードしている核酸セグメントが提供される
。
される。これらの方法は一般的に、所望の核酸セグメント又はこのようなセグメ
ントを含んでいるベクターを、融合タンパク質を発現し得る細胞内に導入するこ
とを含んでいる。上記セグメント又はベクターを含んでいる宿主細胞は、細胞増
殖を支持し得る培地中で培養される。上記宿主細胞は、可溶性融合タンパク質を
可溶性形態で発現し得る真核細胞、好ましくは哺乳動物細胞であることができる
。しかしながら、或る場合には、上記可溶性融合タンパク質を細菌内で発現させ
ることが望ましいと思われる。以下で更に詳細に説明するように、可溶性sc−
TCRタンパク質を発現する細菌細胞はスロー誘導条件下で培養することができ
る。スロー誘導条件は一般的に、必須栄養素を数時間に亘って培地から欠失させ
、そしてそれによってかなりの量のsc−TCRタンパク質の可溶性発現を誘導
する細胞増殖条件を言う。それ故、このような場合には上記スロー誘導条件下で
の発現を最大にするように細菌発現ベクターを設計することが望ましい。真核又
は原核細胞内で発現された可溶性sc−TCRタンパク質は、所望の場合、精製
して実質的に純粋なsc−TCR融合タンパク質を製造することができる。
Rの単離方法を提供する。これらの方法は一般的に、上記sc−TCRをコード
しているDNAセグメント又はこのようなセグメントを含んでいるベクターを哺
乳動物細胞中に導入し、適当な培地中で上記sc−TCRの発現を可能にする条
件下で上記哺乳動物細胞を培養し、そして上記哺乳動物細胞又は上記培地からs
c−TCRを精製して上記sc−TCRレセプターを単離することを含んでいる
。
を含んでいるベクター又は核酸セグメントを単離する方法も含んでいる。一般的
に、本発明の方法はベクター又は核酸セグメントを宿主細胞、好ましくは哺乳動
物細胞中に導入し、これらの細胞を培養し、そして融合タンパク質を宿主細胞か
ら精製して実質的に純粋な融合タンパク質を得ることを含んでいる。上記ベクタ
ー又は核酸セグメントはその後標準的な方法によって実質的に純粋な形態で単離
される。典型的には、上記ベクター又はセグメントはDNAであろう。
くの(典型的には1個又は2個の)融合エフェクター又はタグを含んでいる。例
えば、或る場合には、上記タグを使用して、典型的には融合タンパク質を伴って
いるsc−TCRタンパク質を天然生起細胞成分から精製するのを助長すること
ができる。他の場合には、上記タンパク質タグを使用して予め定められた化学的
又はタンパク質分解性開裂部位を上記可溶性タンパク質中に導入することができ
る。特に、所望の場合、sc−TCR分子をIg−CL鎖又はフラグメントから
開裂(即ち、分離)できるように、タグをコードしているセグメントをDNAベ
クター中に、例えば可溶性融合タンパク質をコードしている配列とIg−CL鎖
又はその適当なフラグメント間に導入することが意図されている。
原子若しくは化合物であるエフェクターを含んでいる可溶性sc−TCR融合タ
ンパク質及び融合Ig−CL鎖又はフラグメントを有していないsc−TCR分
子が特に提供される。本発明のsc−TCR融合タンパク質及びsc−TCR分
子は、インビボでの細胞又は組織の検出及び/又は画像処理、並びにインビトロ
又はインビボでの細胞の損傷又は殺害を含む多様な適用で使用することができる
。一般的に、標的化細胞又は組織はsc−TCRと選択的に結合し得る1つ又は
それより多くのリガンドを含んでいる。代表的な細胞には腫瘍細胞、例えばメラ
ノーマ細胞及びウイルス感染細胞(例えば、それぞれサイトメガロウイルス又は
エイズウイルスのような霊長類DNA又はRNAで感染した細胞)が含まれる。
替的戦略の1つ又は組合せによって減少させるか又は消失させることができる。
一般的に、本発明は、製薬的に許容可能な製剤中に有効量のsc−TCRタンパ
ク質を提供することによって哺乳動物の免疫応答を減少させるか又は消失させる
治療方法を提供する。或いは、本発明の可溶性融合タンパク質のsc−TCR部
分を上記処置方法で使用することができる。一般的に、sc−TCR融合タンパ
ク質又はsc−TCRは、リガンド(例えば、抗原)に関して、1つ又はそれよ
り多くのTCR、特に病原性T細胞と会合したTCRと競合し得るものであろう
。
和性を高める方法も提供する。例えば、係属中の米国特許出願番号08/813
,781は、抗原に対して対応するTCR(即ち、sc−TCR融合タンパク質
のVαβ鎖を天然に含んでいるTCR)より約2〜10倍大きい特異的結合親和
性を示すsc−TCR「ムテイン」の製造方法を開示している。これらの方法は
一般的に、1つ又はそれより多くの予め定められたアミノ酸突然変異を分子中に
導入して特異的結合を改善するように、sc−TCR分子の標準的なオリゴヌク
レオチド指令プライマー突然変異誘発を使用することに係わっている。開示され
たsc−TCRムテインは、例えば、望ましくない免疫応答に関与するT細胞の
抑制又は消失においてインビトロ及びインビボで特に有用である。上記の係属中
の米国特許出願に開示されている方法は、所望に応じて、本発明のsc−TCR
融合タンパク質及びsc−TCR分子の特異的な結合を改善するように容易に適
合させることができる。
ーナル又はキメラ)の製造方法を特徴としている。これらの方法は一般的に、免
疫原として実質的に精製されたsc−TCRタンパク質の試料を使用することを
含んでいる。或る場合には、例えば、免疫学的に反応性のIg−CL鎖又はフラ
グメントに対する免疫学的拒絶を最小限にするために、免疫原としてsc−TC
R分子を使用することが好ましいであろう。代表的な抗体は慣用のハイブリドー
マ操作によって得られるモノクローナル抗体である。これらの抗体はまた、sc
−TCRの1つ又はそれより多くのエピトープを含んでいる免疫原性ペプチドか
ら産生させることもできる。このような抗体は、血液、血清又は組織標本のよう
な生物学的試料中の病原性T細胞の検出を含む多様な適用に有用である。上記で
言及したように、これらの抗体を使用して、特に標的化T細胞と抗原又はMHC
/HLAペプチド複合体間の相互作用を低下させることによってインビボ又はイ
ンビトロで標的化T細胞の活性を枯渇又は阻害することができる。或る状況では
、当該分野で周知の方法によって適当な細胞毒性的、抗代謝的又は検出可能な標
識を上記抗体に共有的に結合させることが有用であろう。
含んでいる有効量のsc−TCRタンパク質又はsc−TCR分子を哺乳動物、
特にヒトのような霊長類に投与することによって、これら哺乳動物において免疫
応答を誘導する方法に関係している。本発明のsc−TCR融合タンパク質を使
用して免疫応答を誘導する場合には、Ig−CL鎖又はフラグメントハプロタイ
プが使用中の宿主と適合性であることが好ましい。これらの免疫原を使用すると
、T細胞(即ち、標的化T細胞)表面に生起しそして病原性応答又は他の望まし
くない免疫応答に関与しているTCR抗原性構造体に対して哺乳動物を免疫化す
ることができる。このようなT細胞は慣用の方法で同定することができ、そして
所望の場合精製しそして増殖する能力についてアッセイすることができる。T細
胞を同定し、精製し、そしてアッセイする方法は以下に記載する。
ク質を産生させるために使用できる培養細胞系として確立することができる。問
題の標的TCR抗原性構造は典型的にはクロノタイプエピトープ、V−α又はV
−βファミリー特異的エピトープ、配座エピトープ及び線状エピトープを含んで
いよう。上記TCR抗原性構造体に対する免疫化は一般的にT細胞活性を阻害し
、そしてそれによってT細胞の病原性又は望ましくない効果を減少させるか又は
消失させる。哺乳動物は典型的には、標的化T細胞を宿主免疫系によって枯渇さ
せるか又は消失させるように、本発明のsc−TCR又はsc−TCR融合タン
パク質を免疫学的に有効な量(即ち、かなりの抗体力価をもたらし得る)でそし
て製薬的に許容可能な混合物中で投与することによって免疫化される。
ている。一般的に、上記アッセイはインビトロスクリーニングであり、そしてそ
の際には本発明のsc−TCRタンパク質は固形支持体(例えば、微量滴定プレ
ート)と結合されそしてsc−TCRと問題の小分子間の特異的結合に有利な条
件下で当該小分子と共にインキュベートされる。例えば、問題のsc−TCR又
はsc−TCR融合タンパク質を周知の選別タイプのスクリーニングで使用して
、TCR V領域と特異的に結合する小分子を検出しそして単離することができ
る。或る場合には、Ig−CL又は適当なIg−CLフラグメントを上記固形支
持体に結合させ、そしてそれによって支持体とsc−TCR V領域間の干渉が
最小限になるように、sc−TCR融合分子を使用することが好ましいであろう
。
る小分子を検出するスクリーニングが特に意図されている。一般的に述べると、
上記スクリーニングは、本発明の可溶性融合タンパク質が特異的な結合複合体を
形成できる条件下で、本発明のsc−TCRタンパク質を小分子及びスーパー抗
原又はペプチド−MHC複合体と共にインキュベートするインビトロアッセイに
係わっている。別個の対照反応において、本発明の可溶性融合タンパク質を、同
一のインキュベーション条件下で上記スーパー抗原又はペプチド−MHC複合体
と共にインキュベートする。次に、スーパー抗原又はペプチド−MHC複合体と
sc−TCR間の特異的結合を阻害し得るリガンドを慣用のタンパク質結合アッ
セイ技術に従って選択する。
意図されている。例えば、1つのアッセイでは、問題のsc−TCR分子を固形
支持体と結合させ、そして既知の第1のリガンド、例えばスーパー抗原と混合し
、そして第2のリガンドシリーズを標準的なコンビナトリー化学で産生させる。
代表的な第2のリガンドシリーズは、典型的には1つの予め決定されたアミノ酸
が異なっているペプチドのプールである。次いで、上記第1のリガンドと上記s
c−TCRタンパク質間の特異的結合に有利な条件下でインキュベーション条件
を実施する。sc−TCRタンパク質と上記第1のリガンド間の相互作用を有効
に遮断する第2のリガンドシリーズ中のペプチドは、標準的な方法に従って検出
しそして単離することができる。このようなスクリーニングで検出されるリガン
ドは、治療用組成物中での使用並びにインビトロ及びインビボでのAPCの検出
を含む多様な用途を有している。
以下の実施例は本発明を説明するものであって制限するものではない。
c−TCRタンパク質を作製および使用することが可能であることを見出した。
例えば、Ig−CL鎖または適切なIg−CLフラグメントを共有結合的に連結
することによって、sc−TCR分子の可溶性の発現を促進することが可能であ
る。一般に言及されるように、sc−TCRタンパク質は、単鎖ペプチドリンカ
ー配列によって、V−β鎖に共有結合的に連結されるV−α鎖を含む。sc−T
CR融合タンパク質は、V−αまたはV−β鎖に融合される、Ig−CL鎖また
は適切な鎖フラグメントを含む。Ig−CL鎖またはフラグメントの融合は、多
様な細胞において、十分に機能的なsc−TCRの可溶性の発現を増強する。
手順によって、および認識される組換えDNA技術によって、達成され得る。例
えば、プラスミドDNAの調製、制限酵素でのDNA切断、DNAのライゲーシ
ョン、細胞へのDNAの挿入、細胞の培養、ならびに発現されるタンパク質の単
離および精製は、公知の技術である。概して、Sambrookら、Molec
ular Cloning:A Laboratory Manual(第2版
、1989);およびAusubelら(1989)、Current Pro
tocols in Molecular Biology、Jhon Wil
ey & Sons、New Yorkを参照のこと。sc−TCR分子の一般
的な構造、ならびにこれを作製および使用する方法は、係属中の米国特許出願第
08/813,781号において開示されている。
、共有結合的に連結されるV−α鎖およびV−β鎖を含む。例えば、V−α鎖は
、V−α鎖のC末端およびV−β鎖のN末端に融合される適切なペプチドリンカ
ー配列を介して、V−β鎖に共有結合的に連結され得る。sc−TCRのV−α
鎖およびV−β鎖は、一般的に、約200〜400アミノ酸長、好ましくは約3
00〜350アミノ酸長であり、ならびに天然に存在するTCRのV−α鎖およ
びV−β鎖に、少なくとも90%の同一性、および好ましくは100%の同一性
である。用語「同一性」によって、V−α鎖およびV−β鎖のアミノ酸が、対応
の天然に存在するTCR V−β鎖またはV−α鎖に100%相同であることが
意味される。
β鎖またはそのフラグメントを含み得る。さらに、V−α鎖は、V−α鎖のC末
端およびペプチドリンカー配列のN末端に融合される、C−α鎖またはそのフラ
グメントを含み得る。一般に、C−β鎖フラグメントを含むこれらの融合タンパ
ク質において、フラグメントは、約50〜126アミノ酸の長さを有し、および
通常、127位の最後のシステイン残基を含まない。C−α鎖を含むこれらの融
合タンパク質について、長さは、約1〜90アミノ酸の間で変化し得る(すなわ
ち、C−α鎖は、最後のシステインまでであるが、最後のシステインは含まない
)。例えば、1つの実施態様において、融合タンパク質は、アミノ酸1〜72か
ら開始して、約1〜72アミノ酸の間のC−α鎖フラグメントを含む。別の実施
態様において、C−α鎖フラグメントは、最初のアミノ酸〜22(ロイシン)か
ら開始して、約1〜22アミノ酸の間である。C−α鎖フラグメントは、典型的
には、2個のシステイン残基を含むCα90改変体を除いて、任意のシステイン
残基を含まない。十分に可溶性のおよび機能的なタンパク質の発現を促進するた
めに、Ig−CLまたは適切なIg−CLフラグメントが、sc−TCR分子に
、例えば、V−β鎖またはC−βフラグメントのC末端に、共有結合的に連結さ
れる。典型的に好ましくないが、Ig−CLまたはそのフラグメントを、V−α
鎖のN末端に共有結合的に連結することが可能である。大部分の場合において、
CαおよびCβの鎖長の選択は、特定のV鎖、可溶性の融合分子の選択されるお
よび意図される使用を含むいくつかのパラメータによって、導かれる。
ンカー配列を含み、ここでは、第1のペプチドリンカー配列は、V−α鎖のC末
端とV−β鎖のN末端との間で融合される。V−β鎖のC末端は、C−β鎖フラ
グメントのN末端に融合され得る。次いで、第2のペプチドリンカーは、V−β
鎖またはC−β鎖フラグメントのC末端に、および例えば、Ig−CL鎖もしく
はそのフラグメントまたはエフェクターもしくはタグ分子のN末端に、連結され
る。
鎖フラグメントのC末端、およびV−α鎖のN末端が、共有結合的に連結される
適切なペプチドリンカーを介して、V−α鎖にV−β鎖を連結することによって
、作製され得る。Ig−CL鎖またはそのフラグメントは、所望されるように、
分子のC末端またはN末端に共有結合的に連結され得るが、一般的にC末端での
連結が好ましい。
グを含み得る。例えば、可溶性の融合タンパク質に関して、タンパク質タグは、
sc−TCR V−β鎖(またはC−β鎖フラグメント)のC末端、およびIg
−CL鎖またはそのフラグメントのN末端に融合され得る。従って、sc−TC
R融合タンパク質は、例えば、2つのタンパタ質タグを含み、ここでは第1のタ
ンパク質タグは、V−β鎖(またはC−β鎖フラグメント)のC末端、およびI
g−CL鎖またはフラグメントのN末端に融合され、ならびに第2のタンパク質
タグ(同じかたまたは異なる)は、Ig−CL鎖またはフラグメントのC末端に
融合され得る。あるいは、単一のタンパク質タグが、Ig−CL鎖またはフラグ
メントのC末端に融合され得る。
な、他のsc−TCR融合タンパク質が、意図される。
分子が、天然に存在するTCRV−α鎖およびV−β鎖の結合部位を模倣する結
合部位を形成するように、選択される。V−α鎖およびV−β鎖は、誘導されて
いないT細胞に由来し得るが、大部分の場合において、V鎖は、病理学(例えば
、免疫関連性の異常または疾患)と関連されるものである。
うなリガンドを特異的に結合し得るポケット中に、V鎖を可変的に配置する。例
えば、sc−TCR融合タンパク質に結合するリガンドは、以下に記載されるア
ッセイによって決定されるように、T細胞活性を調整するために使用され得る。
このようなアッセイの例としては、TCRを発現するT細胞を培養する工程、T
CRとリガンドとの間の結合を許容する条件下で、T細胞とsc−TCRタンパ
ク質(またはそこから得られるsc−TCR)とを接触する工程、次いで、可溶
性の融合タンパク質が、T細胞の活性を調整し得るか否かを評価する工程の連続
的な工程を包含するインビトロアッセイが挙げられる。sc−TCR分子へのI
g−CL鎖またはIg−CL鎖フラグメントの融合は、例えば、sc−TCRの
可溶性の発現を促進し、そして水溶液(例えば、細胞培地)中でsc−TCR完
全性を維持することによって、ある設定におけるアッセイ性能を増加し得る。
sc−TCR分子のC末端に、共有結合的に連結されるIg−CL鎖または適切
なIg−CL鎖フラグメントを含む。1つの実施態様において、sc−TCR融
合タンパク質は、融合される哺乳動物Ig−CL鎖、好ましくは、完全長のマウ
スまたはヒトのIg−CL鎖(例えば、Cκ鎖)を含む。いくつかのIg−CL
鎖の核酸およびタンパク質配列は、開示されている。例えば、Fundamen
tal Immunology、(1993)第3版、Edi.W.Paul編
Rsen Press Ltd.New York;およびKabat,E.A
.ら(1991) Sequences of Proteins of Im
munological Interest(第5版)Public Heal
th Services、National Institutes of H
ealthを参照のこと。
されるる完全長の配列から変化する免疫グロビン軽鎖定常部領域を含むことが意
味される。例えば、アミノ酸は、例えば、従来の組換え法によって、鎖の一方ま
たは両方の末端で、開示されるIg−CL鎖配列に付加され得る。さらに、組換
え法は、所望される場合、鎖における所与のアミノ酸を置換するために使用され
得る。一般に、アミノ酸付加は、約1〜30個の間の中性または親水性のアミノ
酸、好ましくは約1〜10個の間のこのようなアミノ酸を含む。Ig−CL鎖に
おいて、別のアミノ酸を置換するアミノ酸は、保存的または非保存的なアミノ酸
置換である。従って、フェニルアラニンで置換されるIg−CL鎖配列における
チロシンアミノ酸は、保存的なアミノ酸置換の例であり、一方、アラニンで置換
されるアルギニンは、非保存的なアミノ酸置換を示す。Ig−CL鎖フラグメン
トについて以下に指摘されるように、融合されたIg−CL鎖を含むsc−TC
R融合タンパク質は、十分に可溶性であり、および機能的である。
換または付加は、本発明の範囲内である。
g−CL鎖フラグメントを使用することが有用である。例えば、融合タンパク質
の分子量を最小にすることが所望される場合、適切なIg−CL鎖フラグメント
がsc−TCR分子に融合され得る。句「適切なIg−CL鎖フラグメント」ま
たは関連の用語によって、所望のsc−TCR分子形態に融合される場合、以下
に規定されるように、十分に可溶性のおよび機能的なsc−TCR融合タンパク
質を形成するIg−CLフラグメントが意味される。所望のIg−CL鎖フラグ
メント(CκおよびCλ型の両方)は、標準的な組換え方法に従って、例えば、
マウスまたはヒトのCκまたはCλ鎖フラグメントPCR増幅、続いて、所望の
sc−TCR分子をコードするDNAセグメントまたはベクターへのPCR産物
のライゲーションによって、作製され得る。以下に記載されるように、PCR産
物は、クローニングを容易にするために制限酵素切断部位を含むように操作され
得る。一般に、適切なマウスまたはヒトのCκ鎖フラグメントは、約70〜15
0アミノ酸長の間、好ましくは約90〜120アミノ酸長の間、およびより好ま
しくは、100〜110アミノ酸長の間である。適切なマウスまたはヒトのCκ
鎖のDNA配列の例は、以下に開示される。以下の実施例5、6、および7を参
照のこと。
る。用語「十分に機能的な」または類似の用語によって、融合タンパク質が、リ
ガンドに特異的に結合することが意味される。このような特異的な結合を検出す
るためのアッセイは、本明細書中に開示され、およびウェスタンブロッティング
のような標準的なイムノブロット技術を含む。
G力の遠心分離下で、水性緩衝液(例えば、細胞培地)から容易に沈降されない
ことが意味される。さらに、アニオン性または低濃度の非イオン性の洗浄剤の存
在下または不在下で、約5〜37℃を超える温度で、および中性のpHで、また
は中性のpH近くで、融合タンパク質が水溶液中に残存する場合、sc−TCR
融合タンパク質は可溶性である。これらの条件下、可溶性のタンパク質は、しば
しば、低い沈降価(例えば、約10〜50未満のスヴェードベリ単位)を有する
。典型的に、本明細書中で言及される水溶液は、典型的に約5〜9のpH範囲内
に、pHを、および約2mMと500mMとの間に、イオン強度範囲を、確立す
るための、緩衝化化合物を有する。時折、プロテアーゼインヒビターまたは軽度
の非イオン性洗浄剤が添加され、そしてキャリアタンパク質(例えば、ウシ血清
アルブミン(BSA))が、所望であれば、数mg/mlに添加され得る。例示
的な水性緩衝液としては、標準的なリン酸緩衝化生理食塩水、トリス緩衝化生理
食塩水、または他の公知の緩衝液および細胞培地処方物が挙げられる。
のフラグメントを伴わないで哺乳動物細胞中で発現される場合、十分に機能的で
ありおよび可溶性であることが見出された。例えば、以下の図9Bにおいて図示
されるpNAG3−mおよびp149−mベクターは、以下に詳述される哺乳動
物細胞において発現される場合、十分に機能的であり、および可溶性であるsc
−TCR分子をコードする。pNAG3−mによってコードされるsc−TCR
分子は、配列中で共有結合的に連結される:Vα鎖、Cα鎖、ペプチドリンカー
配列、Vβ鎖、およびCβ鎖を含む。さらに、Cα鎖において、Cα鎖の全長ま
でのアミノ酸欠失を含むsc−TCR分子が、開示される。以下の図9Aおよび
9B、ならびに図5において図示されるpKC60ベクターを参照のこと。さら
に、係属中の米国特許出願第08/813,781号は、配列中で共有結合的に
連結される:Vα鎖、Cα鎖フラグメント、ペプチドリンカー配列、およびVβ
鎖を含むsc−TCR分子を作製する方法を開示する。従って、改変された(ま
たは欠失された)CαおよびCβ鎖を含む多様なsc−TCR分子を、Ig−C
L鎖または適切なフラグメントを分子に融合することを伴わずに、作製すること
が可能である。sc−TCR分子は、詳述される哺乳物細胞における可溶性の発
現について本明細書中で記載される方法に従って、試験され得る。
たはゲノムDNAであり得る核酸セグメントによって、コードされる。典型的に
、核酸セグメントは、DNAセグメントであり得る。例えば、本発明に従うDN
Aセグメントは、典型的に、適切な細胞プロセシングシグナルを提供するための
、作動可能に連結されるリーダー配列を含む。一般に、リーダー配列は、sc−
TCR分子をコードするDNA配列の5’末端に融合される。例えば、リーダー
配列は、V−α鎖、または、いくつかの実施態様において、V−β鎖をコードす
るDNA配列の5’末端に共有結合的に連結され得る。しかし、特異的なリーダ
配列が、特定のα鎖またはβ鎖に連結されるが、リーダー配列は、しばしば、融
合タンパク質のプロセシングに対する有害な影響を伴うことなく、組換え技術を
使用して交換され得る。従って、1つの実施態様において、V−α鎖の5’末端
は、適切なリーダー配列の3’末端に共有結合的に連結され得る。リーダー配列
は、しばしば、約12〜26アミノ酸残基長の間である。細菌発現ベクターへの
挿入について設計されるDNAセグメントは、Pel B配列を含み得、一方、
哺乳動物細胞における発現について設計されるベクターへの挿入について、これ
らのDNAセグメントは、Ig−CLリーダー(例えば、哺乳動物Cκリーダー
配列)を含む。例示的なCκリーダーは、以下に提供される。
メントもしくは配列の上流(5’)または下流(3’)の配列に作動可能に(す
なわち、機能的に)連結される遺伝子配列が意味される。これらの近くの配列は
、しばしば、所望の細胞型における核酸セグメントまたは配列のプロセシングお
よび/または発現を、ポジティブに影響する。
ター(例えば、trpオペロンプロモーター、lacプロモーター、trp−l
acプロモーター、lacuvs、またはPhoAプロモーター)を含み得る。
例示的なプロモーターは、約数時間(例えば、2〜10時間)続く低誘導条件の
間に、強力な、調節性の発現を提供するphoAのようなプロモーターである。
適切な培養条件下で、大部分の強力なプロモータは、全宿主細胞タンパク質の約
10%までのおよび約10%を上回るレベルで、可溶性の融合タンパク質を提供
し得る。
し得る。一般的に、適切なVα、β鎖は、免疫学的な誘導後に遺伝子発現が増加
するVα、β鎖である。TCR V鎖発現の増加をアッセイするための方法は、
公知である(例えば、Hafler、D.A.ら、J.Exp.Med.167
:1313(1988);Mantgazza,R.ら、Autoimmuni
ty 3、431(1990)を参照のこと)。
能である、Vα、β鎖を含み得る。細胞供給源から、完全長のTCR V鎖配列
を得るための方法は、周知である。あるいは、Vα、β鎖領域は、配列の少なく
とも一部分が公知である、公的に入手可能なVα、β鎖をPCR増幅することに
よって得ることができる。例示的なVβ遺伝子配列としては、Vβ8.1、Vβ
6.1、Vβ5.1、Vβ5.2、Vβ5.3、Vβ2.1、およびVβ2.3
遺伝子配列が挙げられる。Abeら(1992)PNAS(USA)89:40
66;Wangら(1993);PNAS(USA)90:188;Lahes
maら(1993)J.Immunol.150:4125;Kotzinら(
1991)PNAS(USA)88:9161;Uematsuら(1991)
PNAS(USA)88:8534を参照のこと。また、さらなるTCR V鎖
配列について、Kabat,E.A.ら、前出およびChotia,C.ら(1
988)EMBO J.7:3745を参照のこと。
についての、オリゴヌクレオチドプライマーを提供する。また、適切なオリゴヌ
クレオチドプライマーのさらなる例について、以下の図7および8を参照のこと
。
Rは、TCR V領域のエピトープを優先的に結合し、および好ましくは、TC
RV領域のエピトープに特異的であるTCR特異的抗体の使用を含む、従来の免
疫学的方法によって同定され得る。典型的に、表面発現は、蛍光顕微鏡、フロー
サイトメトリー、または免疫化学のような公知の技術を使用することによって検
出され得る。TCR可変領域を特異的に結合する多くの抗体が、公知である。例
えば、公開されたPCT出願WO90/06758を参照のこと。
ダイゼーション方法を使用して、直接的に、または好ましくはPCR増幅後に、
種々のTCR遺伝子ファミリーについてのオリゴヌクレオチドプローブとの特異
的なハイブリダイゼーションによって、プローブされ得る。一般に、高いストリ
ンジェンシーの核酸ハイブリダイゼーション条件が行われる。本明細書中で使用
されるように、用語「高いストリンジェンシーのハイブリダイゼーション」は、
0.1×SSC中、約65℃の核酸インキュベーション条件を意味する。Sam
brookら、前出を参照のこと。TCR DNA配列またはその所望の部分は
、増幅されたDNAまたはRNAから直接的に得られることができ、および所望
されるように適切なベクター中にサブクローン化され得る。
を含む所望のTCRは、TCR、または好ましくはV領域に対応するその部分を
配列決定することによって、同定され得る。DNA配列は、例えば、当該分野に
おいて公知であるように適切な配列決定ベクターにDNAをクローニングした後
に、またはTCRの少なくとも部分のタンパク質配列を先ず決定し、そしてDN
A配列を決定することによって、決定され得る。上記の操作および当業者に公知
の他の操作は、単鎖Vαβ構築物が、所望のIg−CL鎖または適切なIg−C
Lフラグメントへの融合のために作製され得るように、所望のTCRを首尾良く
同定するために、およびTCRからV領域遺伝子を得るために、用いられ得る。
望される場合、所望のV−αおよびV−β鎖をコードするDNAセグメントは、
T細胞ハイブリドーマまたは細胞傷害性T細胞(CTL)のような細胞から得ら
れ得る。T細胞(例えば、TS、TC、またはTH細胞)は、インビボで得られ
得るか、またはT細胞は、培養されたT細胞ハイブリドーマ(例えば、D10ま
たはB12細胞株)であり得る。例えば、以下の実施例1を参照のこと。CTL
は、非誘導性であり得るか、またはげっ歯類(例えば、マウス、ラット、ウサギ
)もしくは霊長類(例えば、ヒトもしくはチンパンジー)における病原性の免疫
系応答と関連され得る。例えば、CTLまたは他のT細胞は、ライム病、川崎病
、ライ病、ガン(すなわち、CEAのような腫瘍関連性の抗原に対する免疫応答
)、または自己免疫異常、特に、移植片拒絶と関連する異常、多発性硬化症、イ
ンスリン依存性糖尿病、慢性関節リウマチ、およびアレルギー;または感染性の
疾患、特に、RNAまたはDNAウイルスを含む感染性の疾患を被るか、これら
を有する疑いのある患者に由来し得る。特に目的のウイルスとしては、ヒト免疫
不全ウイルス(HIV)、サイトメガロウイルス(CMV)、インフルエンザ、
肝炎、ポックスウイルス、エプスタインバーウイルス、アデノウイルス、または
ポリオーマウイルスが挙げられる。CTLの例示的な供給源は、確立されたガン
腫および骨髄腫を伴う患者から単離される抗原特異的CTLおよびTILである
(例えば、Cox A.ら、Science(1994)264:716;Ro
sensberg,S.A.らN.Eng.J.Med.(1988)319:
1676;Kawakami,Y.ら、J.Exp.Med.(1994)18
0:347);Kawakami,Y.らPNAS(1994)91:6458
)。
るように、いくつかの代替の手順が、それらから単離した核酸を調製するために
使用され得る。より詳細には、V−α鎖およびV−β鎖のDNAを調製するため
に、所望のTCR結合特異性を実証するこれらの細胞からmRNAが単離される
。このような方法は、一般に、mRNAから作製される第1鎖cDNA鋳型を使
用する適切なPCRプロトコルの使用を含む。次いで、標準的な組換え技術が、
所望のαおよびβ鎖を作製するために用いられ得る。次いで、所望のV−α鎖お
よびV−β鎖をコードするDNAセグメントは、所望される場合、適切なペプチ
ドリンカー配列およびタンパク質タグを含むように改変される。
ーは、約12〜50のヌクレオチド長、好ましくは、約20〜25ヌクレオチド
長の間である。PCRオリゴヌクレオチドプライマーは、必要とされるように、
例えば、ライゲーション部位を導入するために、特異的な制限酵素切断部位をP
CR産物に付加するように制限部位を適切に含み得る。例示的なプライマーは、
以下の実施例および図面において提供される。生成されるPCR産物は、増幅さ
れたV−α鎖配列およびV−β鎖配列を含み、ならびに所望されるように、融合
タンパク質の至適な発現のために、リボソーム結合、リーダー、およびプロモー
ター配列を含むように改変され得る。
方法に従って、有意な量(グラム細胞当たり、ミリグラムの量)で作製され得る
。
sc−TCRは、哺乳動物に由来する、V−α鎖およびV−β鎖を有するsc−
TCRを含む。例としては、霊長類(特にヒトおよびチンパンジー);げっ歯類
(例えば、免疫学的にナイーブなマウス(例えば、ヌードマウス)またはHLA
−A2抗原複合体を発現し得るトランスジーンを含むマウス(Vitiello
,A.ら、J.Exp.Med.、(1991)175、1002)が挙げられ
る。目的の特定のヒトは、任意の先述の病理学(例えば、自己免疫異常)を被る
ヒトを含む。異なる哺乳動物由来のV−αDNA配列およびV−βDNA配列を
含むキメラ構築物は、公知の方法に従って調製され、そしてまた、本発明の範囲
内である。
めに、融合タンパク質のV−α鎖およびV−β鎖を効果的に配置する。従って、
可溶性の融合タンパク質は、リガンド(例えば、超抗原)、またはMHC/HL
Aペプチド複合体の状況においてペプチド抗原、または小分子を特異的に結合し
得る。特に、T細胞の表面において、天然に存在するTCRと競合し得る可溶性
のおよび十分に機能的なsc−TCR融合分子を提供することは、本発明の目的
である。用語「競合する」によって、可溶性の融合タンパク質が、同じリガンド
についてのTCRの特異的な結合親和性に等しいレベル、またはいくつかの例に
おいてこれを上回るレベルで、リガンドを結合し得ることが意味される。例えば
、以下に記載される方法に従って、sc−TCR融合タンパク質(またはそれら
に由来するsc−TCR分子)は、天然に存在するTCRにほぼ等しいか、また
は約2〜10倍高い結合親和性を示し得る。
は、融合されるIg−CL鎖またはそのフラグメントを欠損するsc−TCR分
子に比較される場合、sc−TCR融合タンパク質の特異的な結合を、30%を
超えて、好ましくは、10%を超えて、およびより好ましくは5%を超えて減少
しない。例示的な結合アッセイが、本明細書中に開示され、ならびに以下に開示
される標準的なウェスタンブロッティングアッセイおよび表面プラスモン共鳴ア
ッセイを含む。
0アミノ酸、より好ましくは約10〜20アミノ酸、なおより好ましくは約12
〜20アミノ酸を含む。リンカー配列は、典型的に、所望されるリガンド(例え
ば、ペプチド抗原)の特異的な結合を提供する配座にV−α鎖およびV−β鎖を
配置するように、融合タンパク質中に可変的に配置される。リンカーは、至適な
可動性を提供するために、好ましくは、小さな側鎖を有するアミノ酸(例えば、
グリシン、アラニン、およびセリン)を優先的に含む。好ましくは、リンカー配
列の約80または90パーセント以上は、グリシン残基、アラニン残基、または
セリン残基、特にグリシン残基およびセリン残基を含む。好ましくは、リンカー
配列は、可動性を阻害し得る任意のプロリン残基を含まない。リンカー配列は、
融合タンパク質のV−α鎖のC末端およびV−β鎖のN末端に適切に付着される
。以下の実施例1および2を参照のこと。
Gly Gly Gly Gly Ser)4を含み、JA302(配列番号9
6)およびJA301(配列番号95)である。好ましくは、選択されるリンカ
ー配列は、sc−TCRのV−α鎖のC末端残基とV−β鎖の第1アミノ酸との
間で、共有結合的に連結される。しかし、以前に記載されるように、他のペプチ
ドリンカー配列の配座が可能であり、そのうちのいくつかは、Ig−CL鎖また
は適切なIg−CL鎖フラグメント(例えば、Cκ鎖フラグメント)への融合を
含む。いくつかのポリペプチドリンカー配列が、抗体の可変領域を結合する際に
使用するのに適切であるとして、開示されている(M.Whitlowら、Me
thods:A Companion to Methods in Enzy
mology、2:97−105(1991)を参照のこと)。あるいは、他の
適切なリンカー配列が、経験的に容易に同定され得る。例えば、リンカー配列を
含有する融合タンパク質をコードするDNAセグメントを含むDNAベクターが
、クローン化され、および発現され、そして融合分子は、分子が抗原を結合し得
るか否かを決定するために試験され得る。例示的なアッセイは、Harlowお
よびLane、前出において開示されるアッセイのような、従来の抗原結合アッ
セイである。あるいは、リンカー配列を含有する発現される融合タンパク質は、
本明細書中で言及されるアッセイによって決定されるように、T細胞の活性を調
整する能力について試験され得る。以下の実施例8、10、および11を参照の
こと。リンカー配列の適切な大きさおよび配列はまた、融合タンパク質の予測さ
れる大きさおよび形状に基づく、従来のコンピューターモデリング技術によって
、決定され得る。例示的なペプチドリンカー配列は、Vα鎖とVβ鎖との間のポ
リペプチドリンカー配列の末端で、適切な制限部位(例えば、XhoIおよびS
peI)を含む配列である。
トは、適切なDNAベクターに組換え的に操作される。例えば、所望のV鎖がP
CR増幅される実施態様において、オリゴヌクレオチドプライマーは、通常プラ
イマーの両方の末端で所望の制限酵素部位を有するように形成され、それによっ
て、DNAセグメントが、別の所望のDNAセグメントで置換えられ得る。従っ
て、本発明の適切なDNAベクターは、所望のsc−TCR分子が、ベクターに
容易に挿入され得るベクターである。可溶性の融合分子が作製される場合のよう
に、時折、Ig−CL鎖または適切なIg−CL鎖フラグメントは、ベクターに
よってコードされ、およびライゲーションによってDNAセグメントに融合され
る。他の場合において、Ig−CL鎖またはフラグメントは、ベクターへのライ
ゲーションの前にDNAセグメントに融合される。
核酸セグメント(例えば、上記のsc−TCR融合タンパク質をコードするセグ
メントまたは配列)の発現を生じる、目的の任意の核酸配列を意味する。ベクタ
ーとしては、例えば、直鎖状核酸セグメントまたは配列、プラスミド、コスミド
、ファージミド、および染色体外DNAが挙げられ得る。具体的には、ベクター
は、組換えDNAであり得る。また、本明細書中で使用されるように用語「発現
」または「遺伝子発現」は、目的の核酸配列のタンパク質産物の生成に言及する
ことが意味され、DNAの転写およびRNAの翻訳を含む。典型的に、本発明の
sc−TCR融合タンパク質をコードするDNAセグメントは、ベクター、好ま
しくはDNAベクターに挿入されて、適切な宿主細胞中でDNAセグメントを複
製する。
現するために用いられ得る。例えば、sc−TCRタンパク質をコードするDN
A配列は、公知の手段によって(例えば、予め決定された部位でベクターを制限
する酵素を使用し、続いて、DNAをベクターにライゲーションすることによっ
て)、DNAベクターに取込まれ得る。次いで、DNA配列を含むベクターは、
sc−TCRタンパク質の可溶性の発現のために、適切な宿主に導入される。適
切なベクターの選択は、クローニングプロトコルに関連する因子に経験的に基づ
き得る。例えば、ベクターは、用いられる宿主細胞に適合性であるべきあり、お
よび用いられる宿主細胞についての正確なレプリコンを有するべきである。さら
に、ベクターは、発現されるタンパク質をコードするDNA配列を適応できなく
てはならない。好ましいベクターは、哺乳動物細胞において可溶性のタンパク質
を発現し得るベクター(例えば、Vitrogenから入手可能であるpCDN
A3)である。また、哺乳動物細胞において使用するための他の適切なベクター
については、Sambrookら、前出およびAusubelら、前出を参照の
こと。典型的に、細菌における発現のために設計され、および可溶性の融合タン
パク質をコードするDNAベクターは、完全長のCλイントロンもCκイントロ
ンも含まないが、これらの配列は、RNAスプライシングを行い得る哺乳動物細
胞中での発現のために設計されるベクター中に含まれ得る。
性のsc−TCRを発現するように設計される。DNAベクターは、所望される
場合、細菌宿主中での複製のためにフォーマットされ、それによって、適切な量
のDNAベクターが得られ得る。例えば、DNAベクターは、一般に(i)E.
coliにおいて機能的な複製起点;(ii)選択可能な抗生物質耐性遺伝子;
(iii)サイトメガロウイルス(CMV)プロモーターのような強力なウイル
スプロモーター、および必要に応じてCMVエンハンサーエレメント、(iv)
Ig−CLリーダー配列、(v)目的のsc−TCR分子、(vi)Ig−CL
エクソンに連結される完全長のIg−CLイントロン、(Vii)成長ホルモン
ポリアデニル化配列(例えば、ウシ成長ホルモン(bgh)ポリA配列、および
(viii)抗生物質耐性遺伝子(例えば、ネオマイシン)に連結され、および
ウイルスポリアデニル化配列(例えば、SV40ポリA配列)に融合される選択
可能な真核生物マーカー(例えば、強力なウイルスプロモーター(例えば、シミ
アンウイルス40(SV40)プロモーター)をコードするDNAを含み得る。
あるいは、DNAベクターは、(vi)のIg−CLエクソンに連結される完全
長のIg−CLイントロンを伴わずに、上述の(i)〜(v)、および(Vii
)〜(Viii)の全てを含み得る。例示的なIg−CLリーダー配列は、マウ
スκリーダーである。完全長Ig−CLイントロンおよびエクソンの例は、完全
長のCκ遺伝子である。哺乳動物細胞発現についての適切なDNAベクターの例
は、図10において図示される(pSUN27ベクター)。以下の実施例5を参
照のこと。
動物細胞において可溶性の発現を至適化するための従来の技術に従って改変され
得る。例えば、上記のネオマイシン耐性遺伝子をコードする真核生物マーカーは
、TK−(TK欠陥)哺乳動物細胞においてsc−TCR融合タンパク質の発現
を促進するために、チミジンキナーゼ(TK)遺伝子をコードするDNAによっ
て置換えられ得る。DNAベクターは、当該分野において周知の他の方法におい
て改変され得る(例えば、プロモーターおよび抗生物質耐性遺伝子を交換する、
所望の哺乳動物細胞におけるsc−TCR融合タンパク質の発現を至適化するた
めに、CMVプロモーターを、免疫グロビン、SV40、アデノウイルス、また
はパピローマウイルスプロモーターから得られたプロモーターで置換える)。あ
るいは、sc−TCRタンパク質をコードするDNA配列は、所望されるように
、酵母または昆虫細胞における発現に適切な周知のベクターに挿入され得る。例
えば、Ausubelら、前出、ならびにSummerおよびSmith、前出
を参照のこと。
ジ感染、カルシウム−、リポソーム−、もしくはポリブレン−媒介性のトランス
フェクション、微粒子銃移入、または当該分野において公知の他のこのような技
術を含む多様な方法によって形質転換され得る。
性の融合タンパク質を発現することが所望され得る。例えば、細菌において融合
タンパク質を発現するために適切な宿主細胞としては、容易に形質転換され、そ
して培養培地中で迅速な増殖を示し得る細胞が挙げられる。特に好ましい宿主細
胞としては、E.coli、Bacillus subtillusなどが挙げ
られる。他の宿主細胞としては、酵母(例えば、S.cerevisiae)お
よび昆虫細胞が挙げられる。昆虫細胞発現についての例示的な細胞は、Sf9細
胞のような、バキュロウイルスによって感染され得る細胞である。Summer
およびSmith(1998) A Manual of Method fo
r Baclovirus Vectors and Insect Cell
Culture Procedures、Texas Agricultur
al Experimental Station Bulletin No.
1555、College Station、Texasもまた参照のこと。
性遺伝子またはG418)の取込みによって、安定に形質転換またはトランスフ
ェクトされた細胞株が選択される細胞培養条件が、用いられる。sc−TCR融
合タンパク質を発現する細胞は、公知の手順(例えば、V−α鎖またはV−β鎖
を特異的に結合する市販のモノクローナル抗体を使用するELISAアッセイ)
によって決定され得る。あるいは、可溶性融合タンパク質のCκもしくはCλ(
またはフラグメント)を特異的に結合するモノクローナル抗体が選択され得る。
モノクローナル抗体および適切なアッセイの例は、以下の実施例において提供さ
れる。
に設計されるベクターは、例えば、(i)E.coliにおいて機能的であり、
例えば、pBR322、好ましくは周知のpUC19ベクターに由来する複製起
点;(ii)選択的な抗生物質耐性遺伝子(例えば、アンピシリンおよび/また
はネオマイシン耐性遺伝子);(iii)転写終結領域(例えば、E.coli
Trpオペロンの終結領域;(iv)転写プロモーター(例えば、phoA、
tac、tac−lac、lacZ、lacuvs、T7、またはT3プロモー
ター);(v)リーダー配列(例えば、pelBまたはompAリーダー);(
vi)所望のIg−CL鎖または適切なIg−CL鎖フラグメント(例えば、完
全長のマウスまたはヒトCκエクソン)に融合されるsc−TCRをコードする
DNAセグメント;ならびに(vii)転写ターミネーター(例えば、E.co
liのリボソームRNA遺伝子座からのT1T2配列)を含む。あるいは、ベク
ターは、sc−TCRが、融合されるIg−CL鎖またはフラグメントを伴わず
に提供されることを除いて、上述の(i)〜(vii)を含み得る。
ゆっくりとした誘導条件下、sc−TCR融合タンパク質の可溶性の発現を補助
し得る。例えば、以下に記載されるphoAプロモーターおよびpelBリーダ
ー配列は、ゆっくりとした誘導条件下でsc−TCR融合タンパク質を発現する
ために使用され得る。以下の実施例6を参照のこと。強力な転写開始配列はまた
、転写効率を増強するために、構築物中に含まれ得る。哺乳動物細胞発現につい
て、好ましい開始配列は、Kozakコンセンサス配列(CCACCATG)(
配列番号97)である。
合タンパク質の発現を適切に指向し、および、しばしば、制限部位を含み、これ
によって、例えば目的のV−α鎖をコードするDNAが、構築物に簡便に連結さ
れ得る。適切には、制限部位は、リーダー配列の3’末端に組込まれ、例えば、
約2〜10コドン長の接合配列として、時折、本明細書中で言及され、およびV
−α鎖に連結され、それによってV−α鎖のコード領域は、典型的に、V−αコ
ード領域の第1のアミノ酸である。例えば、1つの制限部位は、SfiI部位で
あるが、他の切断部位が、V−α鎖コード領域の前に取込まれ得、ベクター構築
物へのV−α鎖の簡便な挿入を増大する。上述で考察されるように、第2の制限
部位と組み合わせたこのような制限部位の使用は、典型的に、V−α鎖の開始部
位に配置され、広範に多様なV−α鎖、またはV−α鎖、C−α鎖をコードする
配列の迅速で簡便な挿入を可能にする。好ましいリーダー配列は、強力な翻訳開
始部位を含み、および時折、それらのmRNAの3’末端で、cap部位を含み
得る。上記のように、例示的なリーダー配列としては、細菌発現について、pe
lBおよびOmpA、ならびに哺乳動物発現について、Cκマウスκ鎖リーダー
配列が挙げられる。
。例えば、sc−TCR融合タンパク質をコードするDNAベクターは、長期間
(約2〜8時間)にわたって、宿主細胞をゆっくりと誘導することによって、細
菌において発現され得る。例えば、実施例6において以下に記載されるように、
sc−TCRタンパク質をコードする配列に作動可能に連結されるphoAプロ
モーター(強力)を含むDNAベクターが、作製され得る。次いで、宿主細胞は
、DNAベクターで形質転換され、そして宿主細胞培地中のリン酸は、数時間(
一般的に、約2〜10時間、より好ましくは、約4〜6時間)にわたって、培地
から枯渇させられ得る。
ンパク質は、いくつかの従来の技術によって精製され得る。例えば、以前に記載
されるように、可溶性の融合タンパク質は、化学的切断部位またはプロテアーゼ
切断部位を含有するタグを含む1つ以上のタンパク質タグ(同じまたは異なる)
を含み得る。特に、タンパク質タグは、生理学的なpHで電荷を保有するポリペ
プチド(例えば、6×His)であり得る。この実施態様において、適切な合成
マトリクスが、融合タンパク質を精製するために使用され得る。より詳細には、
合成マトリクスは、市販のセファロースマトリクス(例えば、Ni−Sepha
rose)または約pH6〜9で6×Hisタグを結合し得る他のこのような適
切なマトリクスであり得る。他の適切なタグは、市販のモノクローナル抗体によ
って特異的に結合されるEEまたはmycエピトープを含む。一般に、抗体(例
えば、モノクローナル抗体)によって特異的に結合され得る広範に多様なエピト
ープは、タンパク質タグのように作用し得る。他の適切な合成マトリクスとして
は、本発明のsc−TCRタンパク質を特異的に結合し得る、結合される抗体を
有するマトリクスである。例示的なタンパク質タグとしては、エンテロキナーゼ
、第Xa因子、ヘビ毒、またはトロンビン切断部位を有するタグが挙げられる。
例えば、公開されたPCT出願 W096/13593を参照のこと。
ィー、免疫吸着、免疫沈降などを含む公知の方法によって、単離および精製され
得る。重要なことに、調節手順は、通常、融合タンパク質の有意な収量を得るた
めの長期の単離工程を必要としない。以下により十分に記載されるタンパク質精
製法に従って、大部分のsc−TCRタンパク質の収量は、約50〜100グラ
ムの宿主細胞ペースト当たり、2〜20ミリグラムの範囲である。
細胞抽出物または宿主細胞培養培地は遠心分離され、そして得られる上清は、ア
フィニティーもしくはイムノアフィニティークロマトグラフィー(例えば、プロ
テイン−Aもしくはプロテイン−Gアフィニティークロマトグラフィー)、また
は発現されるsc−TCR融合分子を特異的に結合する抗体の使用を包含するプ
ロトコルによって、精製される。このような抗体の例としては、sc−TCRの
V−α鎖またはV−β鎖を特異的に結合し得る市販のモノクローナル抗体である
。このような抗体の例としては、Pharmagenから得ることができる、H
57、MR5−2、およびF23.1が挙げられる。あるいは、sc−TCRタ
ンパク質における免疫グロビン鎖を特異的に結合する市販の抗イディオタイプ抗
体が、sc−TCR融合タンパク質を精製するために使用され得る。このような
抗体の使用の例は、以下の実施例5において提供される。モノクローナル抗体を
使用するタンパク質のアフィニティー精製は、一般に知られ、および開示されて
いる。例えば、HarlowおよびLane、Antibodies:A La
boratory Manual(1988)を参照のこと。
機能的な形態において提供される。従って、sc−TCRタンパク質は、培養培
地に安定に分泌され、そして目的のリガンド(例えば、ペプチド抗原または合成
小分子)を特異的に結合し得る。より詳細には、sc−TCRタンパク質は、一
般に、洗浄剤などのようなカオトロピックな薬剤の実質的なまたは完全な不在下
、生理学的な条件下で安定である。従って、本発明の可溶性タンパク質は、一般
に、TCR膜貫通領域において見出されるアミノ酸のような疎水性アミノ酸が豊
富な領域を含まない。しかし、いくつかの場合において、その適切な部分が含ま
れ得るが、但し、sc−TCRタンパク質は、十分に可溶性を保持する。すなわ
ち、融合タンパク質の発現は、適切な宿主細胞において封入体の有意な量の形成
を導かない。封入体は、顕微鏡または従来の生化学的な技術(例えば、遠心分離
沈降)によって容易に検出可能である。
実施例のように、調製され得る。一般に、所望のV−α鎖およびV−β鎖をコー
ドするDNAは、T細胞、T細胞ハイブリドーマ株、または以前に記載されるよ
うに、公的に入手可能なV−α鎖およびV−β鎖配列のような適切な供給源から
得ることができる。DNAは、PCR、クローニング、または他の適切な手段に
よって増幅され得る。例えば、所望のV−α鎖をコードするDNAは、適切なベ
クターにクローン化され、続いて、所望のV−β鎖および適切な単鎖リンカー配
列をコードするDNAがクローン化されて、所望のsc−TCRを生成する。以
前に開示されるように、いくつかの場合において、sc−TCRは、C−αおよ
び/またはC−β鎖フラグメントをコードするDNAを含む。可溶性のsc−T
CR融合タンパク質について、sc−TCR分子構築物はさらに、Ig−CL鎖
またはフラグメント(例えば、マウスまたはヒトのCκ鎖または適切なCκ鎖フ
ラグメント)に融合される。以前に記載されるように、Cκ鎖をコードするDN
Aは、PCR増幅され、そしてsc−TCRをコードするDNAに連結され得る
。あるいは、Cκ鎖は、Nearら、下部によって開示されるDNAベクターの
ようなDNAベクターに含まれ得る。融合タンパク質をコードするDNAセグメ
ントは、次いで、DNAベクターに導入される。次いで、DNAベクターは、宿
主細胞中で発現され、そして融合タンパク質は、採集され、所望される場合、精
製される。
的に連結される:プロモーター/リーダー配列/V−α鎖/単鎖リンカー配列/
V−β鎖/Cκ鎖;プロモーター/リーダー配列/V−α鎖/単鎖リンカー配列
/V−β鎖、C−β鎖フラグメント/Cκ鎖;プロモーター/リーダー配列/V
−α鎖、C−α鎖/単鎖リンカー配列/V−β鎖/Cκ鎖;またはプロモーター
/リーダー配列/V−α鎖、C−α鎖フラグメント/単鎖リンカー配列/V−β
鎖、C−β鎖フラグメント/Cκ鎖を含むDNAセグメントによってコードされ
る。例示的なsc−TCR分子は、Cκ鎖が、DNAセグメントによってコード
されない以外は、上記のようである。sc−TCRタンパク質をコードするDN
Aベクターは、融合タンパク質の可溶性の発現のために、本明細書中で開示され
る特異的な発現系を含む所望の細胞に導入される。
多様なエフェクターまたはタグを含むように、標準的な方法によって改変され得
る。適切なエフェクターまたはタグとしては、所望の生物学的、化学的、または
物理学的特性を与えるものが挙げられる。より具体的には、エフェクター分子は
、植物または細菌起源の細胞毒素(例えば、ジフテリア毒素(DT)、シガ毒素
、アブリン、コレラ毒素、リシン、サポリン、シュードモナス内毒素(PE)、
ヨウシュヤマゴボウの抗ウイルスタンパク質、またはゲロニン)であり得る。こ
のような毒素の生理学的に活性なフラグメントは、当該分野において周知であり
、および例えば、DT A鎖およびリシンA鎖が挙げられる。さらに、毒素は、
細胞表面で活性な因子(例えば、ホスホリパーゼ酵素(例えば、ホスホリパーゼ
C)であり得る。さらに、エフェクター分子は、化学療法剤(例えば、ビンデシ
ン、ビンクリスチン、ビンブラスチン、メトトレキサート、アドリアマイシン、
ブレオマイシン、またはシスプラチン)であり得る。さらに、エフェクター分子
は、診断および画像化研究に適切な検出可能に標識された分子(例えば、放射核
(例えば、ヨウ素−131、イットリウム−90、レニウム−188、またはビ
スマス−212))であり得る。エフェクターおよびタグを含むタンパク質の作
製および使用に関する開示について、例えば、Moskaugら、J.Biol
.Chem.264、15709(1989);Pastan,I.ら Cel
l 47、641、1986;Pastanら、Recombinant To
xins as Novel Therapeutic Agents、Ann
.Rev.Biochem.61、331(1992);「Chimeric
Toxins」OlsnesおよびPhil、Pharmac.Ther.25
、355(1982);公開されたPCT出願第WO 94/29350号;公
開されたPCT出願第WO94/04689号;および米国特許第5,620,
939号を参照のこと。
鎖(またはフラグメント)を伴わないsc−TCR分子を使用する診断および画
像化研究を行うためのさらなる方法および材料に関する開示について、A.K.
Abbas、下部、および以下の考察をさらに参照のこと。
ク質は、いくつかの重要な使用を有する。例えば、sc−TCRタンパク質は、
sc−TCRを特異的に結合し得るある細胞に、エフェクター分子を送達するた
めに用いられ得る。従って、sc−TCRタンパク質は、リガンドを含有する細
胞を選択的に障害または殺傷する手段を提供する。sc−TCRタンパク質によ
って障害または殺傷され得る細胞または組識の例としては、sc−TCRによっ
て特異的に結合され得る1つ以上のリガンドを発現する、腫瘍、およびウイルス
に感染された細胞が挙げられる。障害または殺傷されやすい細胞または組識は、
本明細書中に開示される方法によって容易にアッセイされ得る。
ようである:sc−TCR(例えば、以下の実施例6および7において以下に開
示されるp149sc−TCR)は、図9Bにおいて図示されるpNAG1また
はpNAG3ベクターで、哺乳動物細胞をトランスフェクトすることによって生
成され得る。sc−TCR p149タンパク質は、ヒトHLA抗原;HLA−
2.1の情況において、ヒト野生型p53腫瘍サプレッサータンパク質からプロ
セスされるペプチドフラグメントを認識する。sc−TCR p149およびそ
のペプチドリガンドは、Theobald,M.J.ら、PNAS(USA)(
1995)、92:11993において記載されている。ペプチド配列は、ST
PPPGTRV(配列番号146)である、腫瘍サプレッサータンパク質p53
の発現は、悪性細胞においてアップレギュレートされる。全腫瘍の50%が、表
面において増加されたレベルのp53を発現することが示されている(Holl
iston,M.D.ら、Science(1991)、253:49)。それ
ゆえ、このエピトープに特異的なsc−TCR分子は、毒素で標識され、次いで
、p53ペプチドフラグメントのHLA−2.1リガンドを発現する悪性細胞に
送達され得る。この標的特異的免疫療法は、悪性細胞のみを殺傷するのに効果的
であり得る。インビトロで細胞傷害性を測定するための方法は周知であり、およ
び以下に記載されるような従来の生存性アッセイを含む。エフェクターに連結さ
れるp149sc−TCRを含むsc−TCR分子は、他の重要な使用を有する
。例えば、sc−TCR分子は、p149ペプチドを発現するヒト乳ガン細胞を
選択的に殺傷するために使用され得る。インビトロ研究が行われ得、ここではト
キシンが標識されたp149分子が、乳ガン細胞を殺傷する能力が、Eu3+放
出細胞傷害性アッセイ(Bouma,G.J.ら(1992)Hum.Immu
nol.35:85)を使用する非放射性の細胞傷害アッセイを使用して評価さ
れる。融合されるエフェクター分子を含むsc−TCR分子は、インビボで容易
に試験され得る。例えば、インビトロ研究は、p149/HLA.A21を発現
する乳ガン細胞を、HLA/A2トランスジェニックマウスに移植することによ
って、行われ得る。(Theobaldら(1995)前出)。トキシン標識さ
れたsc−TCR p149分子は、予め決定された投薬量で、マウスに注射さ
れ、および腫瘍の大きさに対する効果が、sc−TCR分子の効力を示すために
測定され得る。さらに、寿命の延長が、新規な抗腫瘍療法の効果を評価するため
の第2の基準として使用され得る。
、生理学的なpHで電荷を保有するポリペプチド(例えば、6×HIS)である
。この例において、sc−TCR分子または可溶性のsc−TCR融合タンパク
質は、市販のメタローセファロースマトリクス(例えば、約pH6〜9で6×H
ISを特異的に結合し得るNi−セファロース)によって精製され得る。EEエ
ピトープおよびmycエピトープは、適切なタンパク質タグのさらなる例であり
、このエピトープは、1つ以上の市販のモノクローナル抗体によって特異的に結
合され得る。
鎖もしくはCλ鎖、またはその適切なフラグメントが、選択されるか否か、また
は1つ以上のタンパク質タグが用いられるか否かを含む)に依存して変化する。
一般に、可溶性の融合タンパク質は、約45kDAを超える分子量を有し、V−
α鎖およびV−β鎖は、そこで、約20kDAを超える、より典型的には約21
〜約26kDaの間の分子量を有する。典型的に、本発明の融合タンパク質は、
約50〜約75kDaの分子量を有する。上記の分子量の全ては、SDS−PA
GEゲル電気泳動のような従来の分子分類実験によって決定される。概して、S
ambrookら、前出、HarlowおよびLane、前出;Ausubel
ら、前出を参照のこと。
、例えば、sc−TCRの結合価を増加することは、有用であり得る。簡潔に述
べると、多価sc−TCRタンパク質は、例えば、標準的なビオチン−ストレプ
トアビジン標識化技術を使用することによって、またはラテックスビーズのよう
な適切な固体支持体に結合することによって、1個と4個との間のタンパク質(
同じかまたは異なる)をともに共有結合的に連結することによって、作製される
。化学的に架橋されるタンパク質(例えば、デンドリマーに架橋される)はまた
、適切な多価種である。例えば、タンパク質は、化学的に反応性の側鎖を有する
アミノ酸残基(例えば、CysまたはHis)をコードする配列を含むことによ
って、改変され得る。化学的に反応性の側鎖を有するこのようなアミノ酸は、融
合タンパク質中の多様な位置に、好ましくは、sc−TCRの抗原結合領域に対
して遠位に配置され得る。例えば、可溶性タンパク質のC−β鎖フラグメントの
C末端は、タンパク質精製タグ、またはこのような反応性のアミノ酸を含む他の
融合されるタンパク質に共有結合的に連結され得る。多価分子を生じるために、
適切なデンドリマー粒子に2つ以上の融合タンパク質を化学的に連結するように
、適切な側鎖が含まれ得る。デンドリマーは、それらの表面に多くの異なる官能
基の任意の1つを有し得る合成化学ポリマーである(D.Tomalia、Al
drichimica Acta)26:91:101(1993))。本発明
に従う使用のための例示的なデンドリマーは、例えば、E9スターバスト(st
arburst)ポリアミンデンドリマーおよびE9コムバスト(combus
t)ポリアミンデンドリマー(これは、システイン残基を連結し得る)を含む。
高めるための他の成長因子、特にT細胞同時刺激因子(例えば、B−7遺伝子フ
ァミリーの因子(例えば、B7−1またはB7−2))をコードするDNAベク
ターを構築することが所望され得る。
れ得る。例えば、本発明の方法は、以下のようにT細胞の特徴付けられていない
エピトープをマッピングするために使用され得る:ランダムなペプチドまたは選
択されたペプチドのいずれかのライブラリーをコードする配列が、ペプチドライ
ブラリー中に提供され得る。次いで、ライブラリーは、本発明の可溶性のsc−
TCRタンパク質、好ましくは検出可能に標識された融合タンパク質(例えば、
放射性原子または発光分子で標識される)を用いてスクリーニングされる。融合
タンパク質によって特異的に結合されるペプチドは、融合分子から放出され、次
いで増幅される。ペプチドの配列解析は、融合タンパク質によって結合される配
列を同定する。さらに、クローン化されたペプチド配列は、融合タンパク質のV
−α鎖およびV−β鎖に対応するTCRを発現するT細胞への結合について試験
され得る。いくつかのランダムなペプチドライブラリーの任意の1つが、適切に
用いられ得る。例えば、J.Scottら、Science(1990)249
:386;J.Devlinら、Science(1990)249:404;
S.Cwirlaら、PNAS(USA)、(1990);87:6378;J
.Hammerら、J.Exp.Med.(1992)176:1007;Rh
ode,P.R.らJ.Immunol.(1996)157:4885;およ
びD.O’Sullivanら、J.Immunolo.、(1991)147
:2663を参照のこと。
ばしば、scMHCクラスIまたはクラスII複合体として言及される)が、公
開されたPCT出願第PCT/US95/09816号および同第PCT/US
97/01617号、ならびに係属中の米国特許出願番号第08/382,45
4号(1995年2月1日に出願された)において開示される。公開されたPC
T出願番号第PCT/US95/09816号、同第PCT/US97/016
17号、および係属中の米国特許出願番号第08/382,454号はまた、本
明細書中に開示されるsc−TCRタンパク質の機能を試験するために、容易に
適応され得る、非常に有用なインビトロおよびインビボT細胞結合アッセイを開
示する。この公開されたPCT出願番号第PCT/US95/09816号、同
第PCT/US97/01617号、および係属中の米国特許出願番号第08/
382,454号の開示は、それぞれ、本明細書中に参考として援用される。
殖のようなT細胞活性を減少または排除する)能力は、この公開されたPCT出
願番号第PCT/US95/09816号、同第PCT/US97/01617
号、および係属中の米国特許出願番号第08/382,454号において開示さ
れるアッセイ、およびアッセイを行うための材料に従って、容易に決定され得る
。
16号、同第PCT/US97/01617号、および係属中の米国特許出願番
号第08/382,454号において開示されるように、インビトロアッセイは
、分子がT細胞活性を調整し得るか否かを決定するために行われ得る。このよう
なアッセイは、sc−TCRタンパク質の機能性を決定するために改変され得る
。一般に、例示的なアッセイは、以下の連続的な工程1〜4によって、以下のよ
うに行われる。T細胞は、アッセイされ得る、およびT細胞活性化、または活性
化後のT細胞活性の調整を示すマーカーを適切に発現する。従って、先行の出願
において開示されるように、活性化の際にインターロイキン−2(IL−2)を
発現するマウスT細胞ハイブリドーマDO11.10が、用いられ得る。IL−
2濃度は、特定のsc−TCR融合分子が、T細胞ハイブリドーマの活性を調整
し得るか否か(例えば、IL−2生成を減少するか否か)を決定するために測定
され得る。このような適切なアッセイの一般的な例は、以下の連続的な工程によ
って行われる:
はT細胞が得られる。 2.次いで、T細胞ハイブリドーマまたはT細胞は、増殖を許容する条件下で
培養される。 3.次いで、増殖するT細胞ハイブリドーマまたはT細胞は、1つ以上のsc
−TCR融合タンパク質と接触される。 4.T細胞ハイブリドーマまたはT細胞は、TCRを特異的に結合し、そして
T細胞ハイブリドーマまたはT細胞を活性化し得るリガンドと接触される。例示
的なリガンドとしては、超抗原のような抗原、上述で開示されるような提示ペプ
チドを保有するsc−MHCクラスIもしくはII複合体、または適切なAPC
が挙げられる。 5.T細胞ハイブリドーマまたはT細胞は、活性化に必要なシグナルを提供す
るために、適切な同時刺激因子と接触される。T細胞ハイブリドーマまたはT細
胞は、続いて、マーカーについてアッセイされ、例えば、IL−2生成が測定さ
れる。IL−2生成の減少(例えば、24時間後のIL−2生成の40%以上の
減少)は、sc−TCR融合タンパク質がリガンドを結合し、従って、T細胞の
活性を調整し得ることを示す。
T/US97/01617号、および係属中の米国特許出願番号第08/382
,454号において以前に開示されるように、アッセイにおいて用いられるT細
胞は、通常、増殖に適切な条件下でインキュベートされる。例えば、DO11.
10 T細胞ハイブリドーマは、完全培養培地(10%FBS、ペニシリン/ス
トレプトマイシン、L−グルタミン、および5×10−5M2−メルカプトエタ
ノールを補充されたRPMI 1640)中、約37℃、および5%CO2で、
適切にインキュベートされる。融合タンパク質の連続希釈物が、典型的に10− 8 〜10−5Mの範囲の濃度において、T細胞培養培地に添加され得る。T細胞
活性化シグナルは、適切な抗原で負荷された抗原提示細胞によって、好ましくは
提供される。わずかに最大下のT細胞活性化を与える抗原用量およびAPCの数
の使用は、融合タンパク質でのT細胞応答の阻害を検出するために好ましい。s
c−TCR融合タンパク質との接触後のIL−2の生成の減少は、融合タンパク
質が、T細胞の活性を調整することを示す。
T/US97/01617号、および係属中の米国特許出願番号第08/382
,454号において以前に開示されるように、IL−2のような発現されるタン
パク質の測定ではなく、T細胞活性化の調整は、当該分野において認識されるよ
うな放射性標識化技術によって測定されるように、抗原依存性のT細胞増殖の変
化によって適切に決定され得る。例えば、検出可能に標識される(例えば、トリ
チル化される)ヌクレオチドが、アッセイ培養培地に導入され得る。DNAへの
このような標識化ヌクレオチドの取込みは、T細胞増殖の測定として作用する。
このアッセイは、増殖のために抗原提示を必要としないT細胞(例えば、T細胞
ハイブリドーマ)に適切でない。これは、哺乳動物から単離された形質転換され
ていないT細胞についての、T細胞活性化の調節の測定に、適切である。融合タ
ンパク質との接触後のT細胞増殖のレベルの減少は、分子が、T細胞の活性を調
整すること、および免疫応答を抑制し得ることを示す。インビトロでのT細胞増
殖アッセイは、インビボでのT細胞コロニー拡張の抗原特異的変化に対する融合
タンパク質の効果を、測定するために好ましい。IL−2生成またはT細胞増殖
の測定は、sc−TCR融合タンパク質がT細胞活性化を改変し得るか否か決定
するために、用いられ得る。例えば、融合タンパク質による接触後の、APCで
刺激されるT細胞のIL−2生成の減少は、融合分子が、T細胞の活性を調整し
、そしてT細胞媒介性の免疫応答を抑制し得ることを示す。
胞ハイブリドーマ、または哺乳動物(例えば、霊長類(例えば、ヒト)もしくは
げっ歯類(例えば、マウス、ラット、もしくはウサギ)から単離されたT細胞)
によって、提供される。他の適切なT細胞としては:1)公的に入手可能である
か、または公知の方法によって調製され得るT細胞ハイブリドーマ、2)Tヘル
パー細胞、および3)T細胞傷害性細胞(好ましくは、細胞傷害性CD8+細胞
)が、挙げられる。T細胞は、公知の方法によって哺乳動物から単離され得る。
例えば、R.Shimonkevitzら、J.Exp.Med.(1983)
158:303を参照のこと。
能力(T細胞発生を阻害または不活性化する能力を含む)を決定するために、適
切に用いられ得る。例えば、sc−TCR融合タンパク質は、免疫グロブリンク
ラススイッチング(すなわち、IgMからIgG)を阻害する能力についてアッ
セイされ得る。例えば、P.Linsleyら、Science(1992)2
57:792−795を参照のこと。
パク質を使用する診断方法がまた提供される(例えば、A.K.Abbas、C
ellular and Molecular Immunology、328
頁(W.B.Saunders Co.1991)を参照のこと)。インビボ画
像化適用について、融合タンパク質は、放射性標識(例えば、125I、32P
、99Tc)、またはsc−TCRの結合について公知の手順によってスキャン
される哺乳動物および被験体に投与され得る他の検出可能なタグを含む。このよ
うな哺乳動物の分析は、多くの異常(例えば、免疫系異常に付随するAPCの非
所望の発現を含む)の診断および処置を補助し得る。
たは可溶性の融合タンパク質から得られるsc−TCR)の使用を評価するため
に用いられ得る。例えば、この公開されたPCT出願番号第PCT/US95/
09816号、同第PCT/US97/01617号、および係属中の米国特許
出願番号第08/382,454号において開示されるように、実験的アレルギ
ー性脳脊髄炎(EAE)は、マウスにおける自己免疫病であり、および多発性硬
化症の認識されるモデルである。1つの例示的なアッセイにおいて、マウス系統
は、EAEを発症するように処置され、次いで、適切なsc−TCRタンパク質
(または可溶性の融合タンパク質から得られるsc−TCR)が、投与され得る
。次いで、動物は、EAE発症が、融合タンパク質またはsc−TCRの投与後
に阻害または防止されるか否かを決定するために評価され得る。
れるような標的される異常に対するワクチン化を含む)は、インビボアッセイに
よって容易に決定され得る。例えば、sc−TCRタンパク質(または可溶性の
融合タンパク質から得られるsc−TCR)は、マウスのような哺乳動物に投与
され、哺乳動物から得られる血液サンプルが、最初の投与時に、およびその後、
周期的に(例えば、sc−TCRタンパク質の投与後2、5、8週間で)数回、
得られる。血清は、血液サンプルから回収され、そして免疫化によって惹起され
る抗体の存在についてアッセイされる。抗体濃度は、標準的な免疫学的技術に従
って決定され得る。
現するために、sc−TCRタンパク質をコードするDNA配列を投与する方法
を提供する。好ましくは、融合タンパク質のコード領域を保有するDNAは、C
MVプロモーターのような適切なプロモーターの制御下で適切に、公知の方法に
従って、被験体の骨格筋に直接的に注射される。プラスミドDNAの投与、投与
された被験体の細胞によるDNAの取込み、およびタンパク質の発現のための方
法が、報告されている(例えば、J.Ulmerら、Science(1993
)259:1745−1749)。可溶性の融合タンパク質について、コードさ
れるIg−CL鎖またはそのフラグメントが、用いられる宿主と免疫学的に適合
性であることが好ましい。
sc−TCRタンパク質は、哺乳動物における免疫応答を減少または排除するた
めに、例えば、ガン、感染性疾患、アレルギー、もしくは自己免疫異常(例えば
、多発性硬化症、インスリン依存性糖尿病、慢性関節リウマチなど)を被るか、
またはこれらにかかりやすいヒトのような哺乳動物を処置するために、投与され
得る。投与は、融合タンパク質をコードするDNAの直接的な投与のような、任
意の適切な手段を介して行われ得る。また、処置のために適切であるのは、非所
望の免疫応答を被るかまたは被りやすい被験体(例えば、心臓、肝臓、皮膚、ま
たは他の器官の移植のような移植外科手術を受ける患者)である。移植片拒絶を
含む状況において、処置プロトコルは、外科手術手順の進行において、適切に開
始され得る。
は排除するために用いられ得る。例えば、非所望の免疫応答を減少するための1
つの処置方法が、病原性T細胞と、超抗原またはペプチド−MHC複合体との間
の相互作用を減少または排除するための、有効量の所望のsc−TCR融合物の
投与のために提供される。従って、T細胞媒介性の免疫応答(例えば、T細胞増
殖、分化、活性化)またはBリンパ球刺激は、選択的に制御され得る。好ましく
は、融合タンパク質は、抗原に対して、非所望の免疫応答を媒介する病原性T細
胞と少なくとも同じか、または好ましくは増加される特異的な結合親和性を示す
。この局面において特に好ましいのは、以前に記載されるsc−TCR融合タン
パク質のムテインであり、これは、リガンドに対する、増加された特異的な結合
親和性を実証する。融合されるIg−CL鎖またはフラグメントは、標準的な免
疫学的アッセイによって標的細胞に結合する融合タンパク質を同定するために、
使用され得る。
−TCR、または本明細書中に開示される方法に従って調製される抗体の投与は
、注射(例えば、腹腔内または静脈内の注射)によって哺乳動物に投与され得る
。融合タンパク質、治療学的適用において使用される最小の分子は、好ましくは
、哺乳動物細胞または他の適切な細胞から生成され、そして発熱物質が本質的に
または完全にないように、使用の前に精製される。所与の治療学的適用のための
至適な用量は、従来の手段によって決定でき、および一般に、多くの因子(投与
の経路、患者の体重、全体的な健常度、性別、および当業者によって認識される
他のこのような因子を含む)に依存して変化する。
いて行われ得る。本明細書中で使用される用語「単回用量」は、唯一の用量であ
り、およびまた、持続性の放出用量であり得る。被験体は、哺乳動物(例えば、
ヒト、またはウシのような家畜ならびにイヌおよびネコのようなペット)であり
得、およびsc−TCR、sc−TCR融合タンパク質、または抗体を含む薬学
的組成物としての処置を含む。本発明のこのような薬学的組成物は、当該分野に
おいて公知の手順に従って調製および使用される。例えば、治療学的に有効な量
の融合タンパク質を含む処方物が、1用量または多用量の容器(例えば、密封さ
れたアンプルおよびバイアル)中に提示され、そして使用の直前に滅菌液体キャ
リアの添加(例えば、水注入)のみを必要とする、フリーズドライ(凍結乾燥)
状態において保存され得る。リポソーム処方物はまた、多くの適用について好ま
しくあり得る。非経口投与のための他の処方物はまた、適切であり、および水性
および非水性の滅菌注入溶液(これは抗酸化剤、緩衝液、静菌剤、意図されるレ
シピエントの血液との等張性を処方物に与える溶質を含み得る);ならびに水性
および非水性の滅菌懸濁液(これは、懸濁化剤および肥厚化剤を含み得る)であ
り得る。
媒介性の異常のより効果的な処置を提供するために、公知の免疫抑制剤、抗ウイ
ルス剤、抗ガン剤、または抗炎症剤と組み合わせて、使用され得る。例えば、融
合タンパク質は、自己免疫異常およびアレルギーの処置のために、従来の免疫抑
制薬物(例えば、シクロスポリン)または抗炎症剤(例えば、コルチコステロイ
ドおよび非ステロイド薬物)と組み合わせて使用され得る。
CR融合タンパク質に由来するsc−TCR分子)は、当該分野において一般に
公知の技術によって、抗体を生成するために使用でき、および、典型的に、融合
タンパク質の精製されたサンプルとして作製される。抗体を惹起するために選択
されるsc−TCR融合タンパク質は、免疫グロビン鎖に対する免疫学的反応を
減少するために、以前に記載されるように、Ig−CL鎖またはフラグメントか
ら切断され得る。このように得られるsc−TCRは、免疫原として使用される
。抗体はまた、目的のsc−TCRの1つ以上のエピトープを含む免疫原性ペプ
チドから作製され得る。
で考察されるように所望のsc−TCR融合タンパク質または免疫原性ペプチド
から分離されたsc−TCR分子で、単独でまたは適切なキャリアと複合体化し
て、哺乳動物を免疫化することによって、調製され得る。好ましくは、sc−T
CR分子は、免疫原として使用される。適切な哺乳動物としては、典型的な実験
室動物(例えば、ヒツジ、ヤギ、ウサギ、モルモット、ピッグ、ラット、および
マウス)が挙げられる。ラットおよびマウス、特にマウスが、モノクローナル抗
体を得るために好ましい。抗原は、任意の多くの適切な経路(例えば、皮下、腹
腔内、静脈内、筋肉内、または皮下注射)によって、哺乳動物に投与され得る。
至適な免疫化の間隔、免疫化の用量などは、比較的広範な範囲内で変化し、およ
び本明細書の開示に基づいて経験的に決定され得る。典型的な手順としては、多
くの週にわたる数回の抗原の注射を包含する。抗体は、標準的な技術によって、
免疫された動物の血清から回収され、そしてsc−TCRに特異的な抗体を見出
すためにスクリーニングされる。特に興味深いのは、V−α鎖またはV−β鎖、
特にそこにある超可変領域を特異的に結合する抗体であり、直鎖状のまたは立体
配置的なエピトープを認識する抗体を包含する。モノクローナル抗体は、抗体を
生成する細胞において生成でき、およびそれらの細胞は、ハイブリドーマ細胞を
形成するための標準的な融合技術を使用することによって、モノクローナル抗体
を生成するために使用される。G.Kohlerら(1975)、Nature
、256:456を参照のこと。典型的に、これは、不死化細胞株(例えば、骨
髄腫細胞)と抗体産生細胞とを融合して、ハイブリッド細胞を生成することを包
含する。あるいは、モノクローナル抗体は、Huseら(1989)、Scie
nce、256:1275の方法によって、細胞から生成され得る。
含む組成物でのマウスの腹腔内免疫化のために、1つの適切なプロトコルが提供
される。次いで、脾臓細胞は、免疫されたマウスから取出され得る。免疫された
マウスからの血清は、脾臓細胞の切り出しの前に、sc−TCRに特異的な抗体
の力価についてアッセイされる。次いで、切り出されたマウスの脾臓細胞は、ヒ
ポキサンチン−グアニンホスホリボシルトランスフェラーゼ欠乏(HGRPT−
)またはチミジンキナーゼ欠乏(TK−)のようなマーカーを有する、適切な同
種遺伝子型または異種遺伝子型(好ましくは同種遺伝子型)のリンパ様細胞株に
、融合される。好ましくは、リンパ様細胞株として骨髄腫細胞が用いられる。骨
髄腫細胞および脾臓細胞は、例えば、約1:4の骨髄腫細胞:脾臓細胞の比率で
、ともに混合される。細胞は、ポリエチレングリコール(PEG)法によって融
合され得る。G.Kohlerら、Nature、前出を参照のこと。従って、
クローン化されたハイブリドーマは、培養培地(例えば、PRMI−1640)
中で増殖される。G.E.Moreら(1967)、Journal of A
merican Medical Association、199:549を
参照のこと。融合手順後に増殖されたハイブリドーマは、精製されたsc−TC
Rに特異的に結合する抗体の分泌について、例えば、放射性イムノアッセイまた
は酵素イムノアッセイによってスクリーニングされる。ELISAは、従来の方
法に従って抗体を含有する血清をスクリーニングするために使用され得る。この
ようなスクリーニングの際にポジティブな結果を示すハイブリドーマは、拡張さ
れ、そして限界希釈法によってクローン化され得る。溶液中および生物学的サン
プル中のsc−TCRに結合し得る抗体を選択するために、さらなるスクリーニ
ングが、好ましくは行われる。単離された抗体はさらに、アフィニティークロマ
トグラフィーを含む任意の適切な免疫学的技術によって、精製され得る。
(例えば、非ヒト動物の可変領域とヒトの定常部領域とを合わせた抗体分子)を
生成し、それによって、ヒト被験体において、対応する非キメラ抗体よりも免疫
原性が低い抗体にすることが所望され得る。多様なタイプのこのようなキメラ抗
体が、調製され、例えば、ヒト可変領域キメラ(ここでは、可変領域の部分、特
に抗体結合領域の保存された領域が、ヒト起源であり、超可変領域のみが非ヒト
起源である)を生成することによって調製され得る。S.L.Morrison
(1985)Science、229:1202;Oiら(1986)、Bio
Techniques、4:214;Tengら(1983)PNAS、U.S
.A.、80:7308;Kozborら(1983)Immunology
Today、4:7279;Olssonら(1982)、Meth.Enzy
mol.、9:3における、ヒト化キメラ抗体およびこれを生成する方法の考察
をまた参照のこと。
結合を改善するために、従来の変異誘発技術に従って、容易に改変され得る。例
えば、所望のsc−TCRは、以前に記載されるようにペプチドリンカー配列に
よって連結される適切なV−α鎖およびV−β鎖をコードするDNAセグメント
を単離することによって、作製され得る。DNAは、所望される場合、Ig−C
L鎖に連結され、次いで、所望のV−α鎖またはV−β鎖内の部位特異的変異誘
発のような変異誘発に供され得る。例示的な変異誘発法としては、アラニンスキ
ャニング変異誘発が挙げられる(例えば、Nisbet,I.T.ら(1985
)Gene Anal.Tech.2、23;Hines,J.C.、Gene
(1980)11、207;また、Sambrookら、前出を参照のこと)。
sc−TCR融合タンパク質の特異的な結合親和性を調整することが所望される
場合、選択される変異は、典型的に、sc−TCRの相補性決定領域(すなわち
、CDR、時折、超可変領域として言及される)の結合親和性を影響するアミノ
酸の置換である。より具体的には、アミノ酸置換は、本明細書中で使用されるよ
うに、sc−TCR中で、別のアミノ酸をあるアミノ酸で置換することを意味す
る、保存的または非保存的な置換である。いくつかの場合において、置換は、実
質的に類似の化学的特性を有する別のアミノ酸でのアミノ酸の置換からなる(保
存的)。他の場合において、置換は、実質的に異なる化学的特性を有する別のア
ミノ酸でのアミノ酸の置換からなる(非保存的)。従って、フェニルアラニン残
基でのsc−TCR中のチロシン残基は、保存的アミノ酸置換を示し、一方、プ
ロリン残基でのアラニン残基の置換は、非保存的置換を示す。変異誘発は、sc
−TCRのV−α鎖およびV−β鎖を分けるペプチドリンカー配列の長さおよび
アミノ酸組成の変化を提供することが、当業者によって理解される。さらに、変
異誘発は、Ig−CL鎖またはフラグメントに指向され、所望のようにその長さ
またはアミノ酸組成が変化される。しかし、大部分の場合において、変異誘発は
、V−α鎖およびV−β鎖に標的され、そして融合タンパク質のV−α鎖または
V−β鎖において、平均で、1つのアミノ酸変異置換が提供される。変異誘発の
程度は、変異誘発されたV−α鎖またはV−β鎖のDNAを配列決定することに
よって、簡便にアッセイされ得る。
TCR融合タンパク質の特異的な結合を増加し、天然に存在するTCRよりも少
なくとも約2倍高いレベルにする。
学変異誘発技術によって、所望のように、改変され得る。 本発明はまた、リガンドとT細胞レセプターとの間の特異的な結合を阻害し得
る分子を検出するための方法を特徴とする。方法は、T細胞レセプターを特異的
に結合し得るリガンドの存在下で、単鎖T細胞レセプター融合タンパク質をイン
キュベートする工程、リガンドおよび目的の分子の存在下で単鎖T細胞レセプタ
ー融合タンパク質をインキュベートする工程;ならびに分子の不在下および存在
下での、リガントと単鎖T細胞レセプター融合タンパク質との間の相互作用を評
価する工程を包含し、ここで、分子の不在下の場合よりも低い、分子の存在下で
の融合タンパク質とリガンドとの間の相互作用は、分子が、リガンドとT細胞レ
セプターとの間の特異的な結合を阻害し得るという指標である。方法は、所望さ
れる場合、sc−TCR融合タンパク質の代わりにsc−TCR分子を用いて、
行われ得る。
性の融合タンパク質のsc−TCR分子を結合する免疫学的に活性なフラグメン
トをいう。免疫グロビンおよびその免疫学的に活性なそのフラグメントは、抗体
結合部位(すなわち、融合タンパク質を特異的に結合し得るペプチド)を含む。
例示的な抗体フラグメントとしては、例えば、Fab、F(v)、Fab’、F
(ab’)2フラグメント、「免疫グロブリンのジスルフィド結合を還元するこ
とによって得られる「半分子」、単鎖免疫グロブリン、または他の適切な抗原結
合フラグメントが挙げられる(例えば、Birdら(1988)、Scienc
e、242;Hustonら(1988)、PNAS(USA)、85:587
9;Webberら(1995)、Mol.Immunol.、32:249を
参照のこと)。抗体または免疫学的に活性なそのフラグメントは、動物(例えば
、マウスおよびラットのようなげっ歯類)のものであり得るか、またはキメラ形
態であり得る(例えば、Morrisonら(1984)PNAS、81:68
51;Jonesら(1986)、Nature、321。
れによって特異的な結合対を形成する、本明細書中に開示される分子が意味され
る。しかし、分子は、例えば、ウェスタンブロッティング、ELISA、RIA
、移動度シフトアッセイ、酵素−イムノアッセイ、競合アッセイ、飽和アッセイ
、または当該分野において公知の他のタンパク質結合アッセイによって決定され
るように、他の分子を認識せず、これに結合しない。概して、例えば、分子間の
特異的な結合を検出するための方法の例について、Ausubelら、前出;S
ambrookら、前出;HarlowおよびLane、前出、およびそれらに
引用される参考文献を参照のこと。
5%純粋であり、および好ましくは、薬学的な使用について少なくとも98%〜
99%以上純粋である。いったん、部分的にまたは実質的な純度に精製されると
、可溶性の融合タンパク質は、治療学的に(体外を含む)使用され得るか、また
は本明細書中に記載されるようにインビトロもしくはインビボアッセイを開発ま
たは行う際に、使用され得る。
に援用される。
ler,J.等、PNAS(1994)91 8462)。TCRは、I−Ad MHCクラスII分子という状況にあるアミノ酸323−339におよぶニワト
リオボアルブミンペプチド(すなわちOVA)を認識および結合する。TCRを
コード化しているDNAは全般的に、KapplerおよびMarrack、前
出、に開示された方法の方針に沿って調製された。
dTをコートした磁気ビーズを用い、製造業者(ダイナル(Dynal))の指
示にしたがって単離した。TCRα鎖のcDNAは、DO11.10のmRNA
に加えてC−αに特異な「後ろ向き」プライマーであるKC113(SEQ I
D NO.6)を含んでいる混合物をインキュベートすることにより作成した。
続いて、cDNAを形成させるべく、標準的な量のヌクレオチドおよび逆転写酵
素を添加した。β鎖のcDNAは、KC113プライマーの代りに「後ろ向き」
プライマーKC111(SEQ ID NO.4)を用いること以外は同様の方
法で作成された。アルファ鎖cDNAは鋳型として、650bpの5’XhoI
−3’XmaIα鎖フラグメントを増幅するべく、プライマーKC112(SE
Q ID NO.5)およびKC113と共にPCR反応に使用した。750b
p鎖フラグメントを、5’および3’末端に各々SfiIおよびSpeI部位を
含んでいるプライマーKC111およびKC110(SEQ ID NO.3)
を用いてPCR増幅した。
α鎖およびV−β鎖を含むべく構築された。ある場合には、V−α鎖はさらにC −β鎖フラグメントおよびC−β鎖フラグメント を含んでいた(第5図参照)。
一般的にCα鎖フラグメントは、長さが約9アミノ酸の間であるが、さらに長い
C−α鎖が以下の実施例4に開示されている。C−β鎖は典型的には、完全長の
C−β鎖の127番目のアミノ酸残基であるシステイン残基の直前の126番目
のアミノ酸残基で切り取られている。このシステイン残基を含むことがsc−T
CR発現に対して有害性であることが発見された。
ター バクテリオファージ外皮タンパク質(遺伝子IIIまたは遺伝子VIII)に
融合されたsc−TCR分子をコード化しているDNAセグメントを含んでいる
DNAベクターの構築は、前記米国係属出願第08/813,781号に記載さ
れている。簡単に言えば、可溶性融合タンパク質をコード化している本発明のD
NAベクターを構築するべく、前記来国係属出願の選択されたDNAベクターを
修飾した。実施例4ないし7参照のこと。
ジェン(Invitrogen))バックボーンを含むファージミドである B. DNAベクターpKC12 バクテリオファージ遺伝子IIIをコード化しているDNAを第1図に説明し
たpKC12ベクターにクローン化した。 C. DNAベクターpKC14およびpKC15 バクテリオファージ遺伝子VIIIDNA配列を、プライマーOPR156(
「前向き」SEQ ID NO.58)およびOPR157(「後ろ向き」SE
Q ID NO.59)と共に、鋳型としてのfd tetバクテリオファージ
(ATCC受け入れ番号No.37000)からPCR増幅した。遺伝子VII
IのPCR産物を、次いでXmal−EcoRIフラグメントとしてベクターp
LL001にクローン化し、ベクターpKC14とした。pLL001プラスミ
ドはPUC−19DNAに由来し、ポリリンカー領域にXmalおよびEcoR
I部位を含んでいた。この部位は遺伝子VIIIセグメントのサブクローニング
に便利であった。さらに、pLL001ベクターをシャトルベクターとして用い
て、遺伝子IIIDNAをクローン化した。ベクターpKC15は、96bpの
NcoI−EcoRIフラグメントを、第1図に示したpJRS149ベクター
にクローン化することにより、pKC14から由来したものである。NcoI−
EcoRIフラグメントは多重のクローニング部位(たとえば、SfiI、Nc
oI、SpeI、XhoI、およびXmaI)、pelBリーダー、phoAプ
ロモーター、および遺伝子III遺伝子をもつ合成ポリリンカーを含む。ベクタ
ーpKC15は、pJRS149バックボーンに由来する第二のpelBaリー
ダーを有し、二つのシストロンをもつオペロンの支配下にされるべく遺伝子クロ
ーニングされる。 D. DNAベクターpKC16およびpKC18 pKC16からのXhoI−XmaIフラグメントをクローニングするために
、アルファ鎖cDNAを鋳型として用いて、プライマーKC113(SEQ I
DNO.6)(「前向き」)およびKC112(SEQ ID NO.5)(「
後ろ向き」)を用いてTCRのV−αおよびC−α遺伝子を増幅した。V−β,
C−β遺伝子フラグメントを、鋳型としてのβ鎖cDNAと、プライマーKC1
10(SEQ ID NO.3)(「前向き」)およびKC111(SEQ I
D NO.4)(「後ろ向き」)と共にPCRを用いて増幅し、ベクターpKC
15にクローン化してpKC18とした。 E. DNAベクターpKC27、pKC42、およびpKC44 (G4S)4ポリペプチドリンカーを作成するべく、プライマーJA301(
SEQ ID NO.95)およびJA302(SEQ ID NO.96)を
アニールすることにより、ベクターpKC27を構築した。続いてこのリンカー
をSpeI−XhoIフラグメントとしてpKC15ベクターにクローン化した
。次にV−α13.1およびV−β,C−β領域を各々pKC27DNAにクロ
ーン化した。要約すれば、V−α13.1遺伝子フラグメントを、鋳型としての
ベクターpKC16DNAと共に、プライマーKC114(SEQ ID NO
:7)(「前向き」)およびKC126(SEQ ID NO:19)(「後ろ
向き」)を用いたPCR増幅により産生した。V−α13.1遺伝子を、Sti
I−SpeIフラグメントとしてpKC42にクローン化した。XhoIおよび
XmaIによりpKC18を消化した後、V−β8.2、およびC−β鎖DNA
をゲル精製した。このフラグメントをpKC42にクローン化してpKC44ベ
クターとした。全般的にpKC44ベクターは、phoAプロモーターの転写支
配の下に、sc−TCR/遺伝子III融合タンパク質としてsc−TCRを含
んでいた。 F. pKC12、pKC45、pKC46、およびpKC51DNAベクタ
ー ベクターpKC45、pKC46、およびpKC51ベクターの、pKC12
からの構築を第3図に概説し、以下に記述する。 pKC12ベクターを修飾して、実施例1からのsc−TCRをコード化して
いるDNAがlacZプロモーターの転写支配下に発現されるようにした。要約
すれば、ベクターpKC45を産生するべく、pKC12ベクターを、アニール
したプライマーKC134(SEQ ID NO:27)(「前向き」)および
KC135(SEQ ID NO:28)(「後ろ向き」)をpKC12にクロ
ーン化することにより修飾した。この修飾により、SfiIおよびEcoRI部
位をすでに含んでいたpKC12のポリリンカー領域にXmaI部位が添加され
た。さらに、pKC45はEE−tagの5’末端に付着した遺伝子IIIをコ
ード化しているDNA配列およびアンバー停止コドンを含んでいた。
サーの宿主において、sc−TCR融合タンパク質の発現のレベルを約15ない
し20%に減じた。sc−TCR/遺伝子III融合タンパク質をコード化して
いるDNAをクローン化するためには、pKC44DNAをSfiIおよびXm
aIを用いて切断した。次いでsc−TCRフラグメントをゲル精製し、pKC
45にクローン化してpKC46とした。pKC46のsc−TCRインサート
は第3図に示されており、EE−tagおよび遺伝子III外皮タンパク質と融
合している。
をXmaIおよびEcoRIを用いて消化することにより、lacZプロモータ
ーの転写支配下に置かれた。消化されたpKC44DNAから遺伝子VIIID
NA配列を単離し、ゲル精製したベクターDNA pKC46に、SfiI−E
coRIフラグメントとしてクローン化し、ベクターpKC51とした。次いで
、ベクターpKC51中のsc−TCRインサートを、遺伝子VIII外皮タン
パク質に融合させた。ベクターpKC46と異なり、pKC51ベクターはEE
−tagまたはアンバー停止コドンを含んでいない。
2へのクローニング 実施例1で製造された可溶性sc−TCRの発現は、第4図に説明したpEN
2ベクターにサブクローニングすることにより亢進された。pEN2ベクターは
phoAプロモーター、遺伝子10リボゾーム結合部位、および修飾されたpe
lBリーダーを含む。pEN2ベクターバックグラウンドにおけるsc−TCR
インサート、pKC60およびpKC67は第5図に図説されており、以下のよ
うに記述される。
pEN2に導入することにより作成された。SfiI−EcoRIフラグメント
は、V−αおよびV−β、およびC−β領域からなる。このフラグメントは、p
KC51DNAを鋳型として増幅することと、プライマーKC114(「前向き
」SEQ ID NO:7)およびJWTCR208(「後ろ向き」SEQ I
D NO:75)を用いることにより作成された。JWTCR209プライマー
は、EE−tagおよびC−(領域の3’XmaI部位を含んでいた。XmaI
部位の添加は、遺伝子IIIおよび遺伝子VIIIの遺伝子のクローニングを促
進した。pKC60ベクターは、上記のsc−TCR XmaI−EcoRIフ
ラグメントをpEN2ベクターにクローニングすることにより作成された。 B. DNAベクターpKC61の構築 sc−TCRの切断された変形物を作成するべく、ベクターpKC46のV−
α、V−β配列を、プライマーKC115(「前向き」SEQ ID NO:8
)およびJWTCR209(「後ろ向き」SEQ ID NO:74)を用いて
PCR増幅した。結果として得られたPCR増幅産物をベクターpKC60にサ
ブクローン化し、ベクターpKC61とした。pKC61ベクターは、EE−t
ag配列の3’末端に6XHisタグを添加することによりさらに修飾された。 C. pKC62およびpKC64DNAベクター バクテエリオファージ遺伝子IIIをコード化しているDNAを、プライマー
TCR215(SEQ ID NO6F)および218(SEQ ID NO6
4)と共に、pKC46ベクターDNAを鋳型として用いて増幅し、pKC60
にクローン化してベクターpKC64とした。遺伝子VIIIの遺伝子を、プラ
イマーTCR212(SEQ ID NO:71)および213(SEQ ID
NO:70)と共に、鋳型としてベクターpKC51DNAを用いて増幅し、
次いでpKC60にクローン化してpKC62とした。 D. DNAベクターpKC63およびpKC65の構築 遺伝子III(pKC65)および遺伝子VIII(pKC63)の融合タン
パク質を、注目される遺伝子フラグメントのPCR増幅の後に、ベクターバック
ボーンであるpKC61にクローン化する。ゆえに、pKC65およびpKC6
3は両者ともプライマー配列にコード化された6xHis尾部を含むこととなる
。 E. pKC66およびpKC67DNAベクターの構築 pKC66およびpKC67ベクターは、V−αとC−α鎖フラグメントの
最初の8アミノ酸とを含んでいるSfiI−SpeIフラグメントを、pKC5
1DNAを鋳型とし、プライマーKC114(前向き SEQ ID NO:7
)およびJWTCR217−((後ろ向き SEQ ID NO:66)を用い
て増幅することにより作成された。pKC66およびpKC67ベクターを作成
するためには、KC114およびJWTCR217−(プライマーを、TCRD
NAをPCR増幅するべく用い、その後増幅されたDNAを、あらかじめSfi
IおよびSpeIを用いて消化したpKC62またはpKC60にサブクローン
化した。これらのベクターは、各々C−α領域のN−末端からの8アミノ酸残基
を含む。当該ベクターを、以下に述べるTCRライブラリーの構築に使用した。
ベクターpKC66は遺伝子VIIIの遺伝子を含む。
ベクターpKC46(pSUN18)およびpKC62(pSUN19)はブタ
ペスト条約にしたがってメリーランド州、ロックビル、12301パークローン
・ドライブのアメリカン・タイプ・カルチャー・コレクション(ATCC)に寄
託された。当該DNAベクターは1997年2月26日にATCCに寄託され、
受け入れ番号97895(pSUN18)および97896(pSUN19)を
付与された。DNAベクターpKC62(pSUN19)は、phoAプロモー
ター、修飾されたpelB配列、遺伝子10リボソーム結合部位、およびバクテ
リオファージ遺伝子VIIIプロモーターを含む。DNAベクターpKC46(
pSUN18)は、lacZプロモーター、EEtag、およびバクテリオフア
ージ遺伝子IIIタンパク質を含む。これらのDNAベクターは、標準的な方法
にしたがって大腸菌または他の適当な宿主細胞において伝播されることが可能で
ある。
)は、種々のVα、Vβ−Cβ、およびポリペプチドリンカー配列を含むべく設
計されている。両DNAベクターのVα鎖は、SFiIおよびSpeIによる制
限消化により除去されることが可能である。Vβ−Cβ鎖はXhoI−XmaI
を用いた制限消化により除去することができる。さらに、DNAベクターはSp
eIおよびXhoIを用いた制限消化によりペプチドリンカー配列の交換を可能
にする。
合物として作られたD011.11sc−TCRを発現するべく、以下のように
構築された。
しているDNAセグメントを含んでいるDNAベクターを調製するため、pKC
16のVaCα鎖を、プライマーKC114(SEQ ID NO.7)および
KC117(SEQ ID.NO10)を用いたPCRにより再増幅し、5’S
fiI−3’SpeIフラグメントを生じた。このDNAをpKC15にクロー
ン化し、配列した。正しいフラグメントを制限消化し、5’SfiI−3’Sp
eIで消化したpKC15DNA内に連結し、pKC24ベクターとした。pK
C15およびpKC16構築物の由来は、上記の実施例2Cおよび2Dに述べら
れている。
NO.7)とKC165(SEQ ID NO.131)、KC114とKC1
66(SEQ ID NO.132)、およびKC114とKC167(SEQ
ID NO.133)を用いたPCRに使用し、異なる長さのCα鎖が添加さ
れたV−α鎖を産生した。DNA配列決定用にはこれらのPCR産物を、pGE
M−T イージー・ベクター・システム(Easy Vector Syste
m)(プロメガ(Promega))にクローン化した。正しいフラグメントを
制限消化し、発現ベクターpKC60にクローン化した。これら三つのすべての
フラグメントにおいて、Cα鎖フラグメントはシステイン残基で終わっていた。
この「最後」のシステインはセリン残基に変えられたが、内部のシステインは突
然変異されなかった。最終的な構築物pKC73はC−α鎖の22アミノ酸を、
pKC24は72アミノ酸を、またpKC75は90アミノ酸(すなわち完全な
C−α鎖)を有する。pKC73、pKC74、およびpKC75DNAベクタ
ーのインサートは、第9A図に概略説明されている。
0)およびJWTCR208(SEQ ID NO.75)を用い、5’Sfi
I−3’XmaIフラグメントとしてPCR増幅された。それは配列され、(鎖
のみのネガティブコントロール)として発現ベクターにクローン化した。
ける構築および発現 有意な量の可溶性sc−TCRを産生することが非常に望ましい。可溶性タン
パク質の発現のレベルを亢進するため、sc−TCR構築物を哺乳類細胞の発現
系にクローン化した。
60およびpKC67を、プライマーKC169(SEQ ID NO.143
)およびKC170(SEQ ID NO.144)を用いたPCRにより再増
幅して5’−Agel−3’BstBIsc−TCR−IgGカッパ鎖(Cκ)
融合遺伝子とした。TCR−IgCκ発現ベクターの構築は以下のとおりである
:ベクターのバックボーンはプラスミドpCDNA3(インヴィトロジェン(I
nvitrogen))であった。このプラスミドをHindIII/XhoI
で切断し、「L鎖ポリリンカー」DNAフラグメントを挿入して出発「L鎖ベク
ター」とした。このリンカーは制限部位HindIII、KpnI、ClaI、
PmlI、EcoRV、AgeI、XmaI、BamHI、およびXhoIを含
んでおり、プラスミドpCDNA.LCPLを生じるためのその後の工程を容易
にした。L鎖リーダー、抗CKMBカッパL鎖ゲノムフラグメント、および3’
UTRを含んでいるSmaI/BclIDNAフラグメントをpCDNA3.L
CPLのEcoRV/BamHI部位にクローン化した。このフラグメント内の
マウスカッパイントロン、エクソン、および3’UTRはRichrd Nea
r博士より受領したpNeo/26−IOVLに由来する(Near,R.等(
1990)、Mol.Immunol.27:901−909)。次いでNru
I(209bp)、MluI(229bp)、およびBstBI(2962bp
)を除去するべく、またNheI(1229bp)およびBamHI(1214
bp)部位を挿入するべく、突然変異誘発を行ない、pCDNA3mut.LC
PL.LCVKを生じた。
くさらに修飾した。 このことは、プラスミドpCDNA3mut.LCPL.LCVKをEcoRV
/XhoIで消化することと、EcoRV、AgeI、BstBI、およびXh
oI部位を含んでいるリンカーオリゴヌクレオチドフラグメントを挿入すること
により行なわれ、pSUN9を生じた。
AggTg ACC ggT gAg Cag TAC g TTT gTC
TgC Tcg gCC CCA g−3)およびKC170後ろ向き(5’g
Tg gAg TTC gAA Aag TgT ACT TAC g TTT
gTC TgC Tcg gCC CCA g−3)を用いたPCR増幅の後
、AgeI/BstBIフラグメントとしてpSUN6ベクターにクローン化し
、pSUN27ベクター(pKC60−M)を構築し、さらにこのベクターをs
c−TCR−κ定常部の融合タンパク質として発現させた。
.143)およびKC201(SEQ ID NO.145)を用いたPCRに
より増幅することができ、IgGカッパ融合のない5’AgeI−3’BstB
Isc−TCRを生じた。pKC73、pKC74、およびpKC75DNAも
またいずれかのプライマーペアを用いてPCR増幅することができ、安定な哺乳
類の発現ベクターに連結するためのsc−TCRおよびsc−TCR−IgG
Cκ融合フラグメントを生じた。
DNA配列決定のためpGEM−T イージー・ベクター・システム(プロメガ
)にクローン化された。正しいフラグメントを制限消化し、哺乳類の発現ベクタ
ーにクローン化した。結果として得られた哺乳類の発現ベクターは、CMVプロ
モーター、ネオマイシン抵抗性遺伝子、マウスIgGカッパリーダーペプチド、
マウスカッパイントロン、およびマウスカッパ定常部領域エクソン配列を含む。
結果として得られたベクターを、pKC60−M(pSUN27)およびpKC
67−Mと名付けた。これらのベクターのsc−TCRインサートは、第9A図
に図解されている。このベクターは第10図に図解されている。
ョン用に調製した。細胞をPBSに懸濁し、PvuIで直鎖化した10〜40μ
gのpKC60KMと混合した。氷上での10分間の後、250ボルト、960
μFdの1パルスを加えるべくセットされたジーン・パルサー(Gene Pu
lsr)(バイオラッド(Biorad))用いて細胞を電気穿孔した。パルス
した細胞を氷上に置き、10%IMDM培地(IMDM、10%FBS、2mM
グルタミン、5000単位/mlのペニシリン、5000ug/mlのストレプ
トマイシン)を加えた。細胞を希釈し、96穴プレートにプレーティングした。
10%CO2を用いて37℃にて一晩インキュベートした後、およびその後3〜
7日ごとに、ネオマイシン選択培地(IMDM、0.77mg/ml G418
)を細胞に与えた。細胞とPBSのみを用い、ネガティブコントロールとして「
模擬」トランスフェクションを行なった。
−IgG Cκ分子の発現について、抗イディオタイプ、D11.10 TCR
mAb、KJ−1を用いてELTSA分析の方式でスクリーニングした。sc−
TCRについての先に公表された報告は、機能性TCRと抗イディオタイプmA
bに対する結合との間の強い相関関係、すなわち抗イディオタイプmAbによっ
て認識されるsc−TCRがMHCと結合しているペプチドを基本的に認識する
ことができること、を証明した。Relter,Y.等、(1995)Immu
nity2,282−287参照。トランスフェクタントをスクリーニングする
ため、重炭酸ナトリウム緩衝液、pH8.2中のKJ−1を用いて、96穴プレ
ートを一晩受動的にコートした。分析当日に、プレートを3〜5%の無脂粉乳(
NFDM)を用いて最低1時間ブロックした。ウェルを洗浄し、トランスフェク
タントからの上清をプレートに加えた。インキュベーションおよび洗浄の後、ビ
オチニル化した抗CβmAb H57−597(ATTC受け入れ番号No.H
B−218)を30分間にわたってプレートに添加し、続いて洗浄およびストレ パビジン (strepavidin)−HRPと共にインキュベートした。陽性
のウェルをTMB基質の添加により同定し、1N硫酸を用いて失活させ、450
nmの吸収を読み取った。大腸菌において産生された精製されたsc−TCRを
標準試料とした。
レートからのクローンのみを選択して増殖用とした。元の96ウェルからの継代
に先立ち、4つのクローンをELISAにより再検査した。この最初の定量的ス
クリーニングを基準とすると、クローンは可溶性のDO11.10sc−TCR
−IgG Cκを200〜400ng/mlの範囲で産生している。このデータ
は、可溶性sc−TCR−IgG Cκ融合タンパク質が正しく折りたたまれた
VαおよびVβペアを有することを強く示唆している。
TCCに寄託された。当該DNAベクターは1997年9月17日にATCCに
寄託され、受け入れ番号209276を与えられた。pSUN27ベクターはC
MVプロモーター、マウスL鎖リーダー配列、コザックのコンセンサス配列、お
よびマウスCκ遺伝子イントロン、およびエクソン配列を含む。第10図および
Near等、前出参照。
合を可能にするべく設計されている。たとえば、所望のsc−TCR分子をpS
UN27ベクターに挿入するためには、このベクターのポリリンカー配列は制限
酵素AgeIおよびBSTBIを用いて消化され、かつAgeIおよびBSTB
IまたはClaIにより消化されたsc−TCR分子に連結されることが可能で
ある。さらに、pSUN9ベクターは、いくつかのIg−CL鎖または他のIg
−CL鎖のフラグメントを収容することができる。たとえば、ヒトCκ鎖を含ん
でいる可溶性融合タンパク質を構築するためには、pSUN9ベクターはBST
BIとXhoIとを用いて消化される。ヒトカッパフラグメントはベクターpD
RHKからEcoNIおよびXhoIを用いた制限消化により得られ、pSUN
9ベクターのBSTBIおよびXhoI部位にクローン化される。
CCに寄託された。当該DNAベクターは、1997年9月17日にATCCに
寄託され、受け入れ番号209274を付与された。pDRHKベクターは哺乳
類の発現ベクターであり、CMVプロモーター、マウスIgCカッパリーダー鎖
ペプチド、クローニング領域、マウスカッパイントロン、およびヒトカッパ定常
部ドメインのエクソン配列を含む。
カッパ融合物のウェスタン法を示す。親和性による精製の前に採取された上清(
レーン2)および貫流した分画(レーン3)。5μlmの試料を2倍のSDS分
解緩衝駅と1:1の割合に混合し、12%SDS−PAGE上で変性および非還
元条件の下に流した。タンパク質は二段階の検出システムを用いて検出された。
第一に、ビオチンで標識したH57mAbを1:5000の希釈にて用いてプロ
ーブし、次いでストレプトアビジン−西洋ワサビペルオキシダーゼ(1:250
0)と共にインキュベートした。データはCHO細胞によるsc−TCRカッパ
融合物の発現を示しており、培養上清からsc−TCRカッパ融合物を効果的に
除去するべく、CNBrで活性化されたセファロースビーズに結合したH57m
Abを使用することができることを示唆している。
スタン法を示す。sc−TCR−カッパ融合物(第12図参照)を含んでいる培
養上清300mlを、H57mAbアフィニティーカラムに通した。続いて標準
的なアフィニテシークロマトグラフィーの手順を行ない、sc−TCR−カッパ
融合物を0.1MグリシンpH3.0においてカラムから溶出した。レーン1は
大腸菌で産生されたsc−TCR(DO11.10)を表しており(ポジティブ
コントロール)、約50キロダルトン(kD)のところに移動する。レーン2〜
4は精製されたsc−TCR(DO11.10)−カッパ融合物の希釈を表して
おり、最も濃いもの(レーン2)から最もうすいもの(レーン4)に進んでいく
。膜は第12図に述べたものと基本的に同じ方法でプローブした。
トブルー染色を示す。精製は二つの抗体のアフィニティーカラムを用いて行なっ
た。第一の工程として、sc−TCR−カッパ融合物を含んでいる培養上清をK
J−1抗体カラムに通した。KJ−1は抗クロノタイプmAbであり、DO11
.10TCRの正確に対合したVaVb鎖を認識する。レーン1(最も濃い)な
いしレーン3(最もうすい)は、精製されたsc−TCR−カッパ融合物のアリ
コートを表している。精製されたsc−TCR−カッパ融合物を含んでいる分画
をKJ−1カラムからプールした後、次に試料をH57mAbカラムに通した。
レーン5および6は正しい大きさのタンパク質分子の濃縮を例示している。試料
は変性および非還元条件下に12%SDS−PAGEに流し、終了後にゲルをク
ーマシーブリリアントブルーで染色した。
パ融合物の一過性発現の研究を行なった。COS細胞を、3ドメインsc−TC
RのpKC60−M(pSUN27)か、または4ドメインsc−TCRのpK
C75−M、のいずれかのプラスミドにより一過性にトランスフェクトした。4
8時間後、1mlの培養上清を0.5μgのmAb F23.1(抗Vb8.2
)と共に一晩インキュベートした。翌日、sc−TCR−カッパ融合物とF23
.1との間に形成された免疫複合体を、ヤギ抗マウスでコートした磁気ビーズ(
ダイナル(Dynal))を用いて沈殿させた。多数回洗浄の後、ビーズを10
ulの1倍のSDS分解緩衝液に懸濁し沸騰させた。変性および非還元条件下で
の12%SDS−PAGEでの電気泳動およびタンパク質の移動の後、sc−T
CR−カッパ融合分子用のナイロン膜のプロービングを、ビオチン標識したH5
7mAbおよびストレプトアビジン−HRP結合体とを用いて行なった。結果は
第15図に描かれている。レーン1は、模擬トランスフェクトされたCHO細胞
からの上清とインキュベートしたネガティブコントロールのF23.1であり;
レーン2はpSUN27(3ドメインsc−TCR、Vα−VβCβ−カッパ融
合物からなる);レーン4および5は、二つの異なるpKC75−M分離株(4
ドメインsc−TCRで、さらにCαフラグメントを含む)を表す。有意に、4
ドメイン−sc−TCR−カッパ融合物は3ドメインsc−TCRよりもたとえ
より良くはなくても同程度には発現されており、またpSUN27sc−TCR
−カッパ融合物とは異なり、pKC75−M融合物はホモダイマーならびにモノ
マーの両者として明らかに等しい割合で存在する。
合物の変異体のELTSAを示す。sc−TCR融合物の分析はサンドウィッチ
型ELISAを用いて行ない、その中でKJ−1抗クローン型mAbは捕捉用に
用いられ、ビオチン標識H57mAbおよびストレパビシン−HRPは、結合し
たsc−TCR−カッパ融合物の検出に用いられた。
ク質の発現を示す。Vα2.3に特異的なmAbでウェルをコートし、結合した
sc−TCR融合物をmAb抗Vβ11またはmAbH57のいずれかを用いて
検出した。
カッパ融合タンパク質の一過性の発現を示す。scTCRの設計は、カッパ定常
ドメインを含むか含まないVα−Cα8.2−Vβ/Cβであった。発現された
タンパク質はサンドウィッチ型ELISAを用いて検出されたが、その中で細胞
はα−Vα2.1mAbでコートされ、リセプターはα−Vβ11.0ビオチン
標識mAbおよびストレオタビシン(streotavidin)−HRPとの
結合により結合体として検出された。
および発現 T細胞クローンであるp−149は、HLA−A2.1.により制限されるH
u野性型p53のペプチド(STPPPGTRV)を認識する。Theobal
d等、(1995)PNAS(USA)92,11993−11997参照。T
細胞受容体遺伝子を、あらかじめ可溶性TCRおよび機能性受容体分子を産生す
ることが示された3ドメイン単鎖型にクローン化した。要約すれば、T細胞クロ
ーンからmRNAを単離し、Marathon cDNA Amplifica
tion Kit(クロンテック(Clontech))を用いてcDNAを作
成した。このcDNAを鋳型とし、プライマーKC171(SEQ ID NO
.134)およびKC173(SEQ ID NO.136)を用いたポリメラ
ーゼ連鎖反応(PCR)に用いて5’SfiI−3’SpeI V(鎖フラグメ
ントとし、再度プライマーKC171(SEQ ID NO.34)およびKC
174(SEQ ID NO.137)を用いて同様なV(C鎖の7アミノ酸が
含まれているフラグメントを産生した。次いで同様のcDNAをPCRの鋳型と
して、プライマーKC172(SEQ ID NO.135)およびKC176
(SEQ ID NO.138)と共に用いて5’XhoI−3’XmaI V
βCβ鎖フラグメントを生成した。Cβ鎖を、完全長のCβ鎖のアミノ酸127
のシステイン残基の直前で切り取った。
ctor Systemにクローン化した。正確なフラグメントを制限消化し、
発現ベクターpKC60またはpKC67にクローン化してVα−(G4S)4 −VβCβsc−TCR分子とした。
p−149αおよびβ鎖フラグメントとの連結を可能にするべく、pKC60お
よびpKC67ベクターを適当な制限酵素を用いて消化した。この新しいベクタ
ーをpNAG1およびpNAG2と名付けた。pNAG1およびpNAG2ベク
ターのDNA挿入を第9B図に例示する。
SEQ ID NO.139)およびKC176(SEQ ID NO.138
)を用いて、5’SfiI−3’XmaIフラグメントとしてPCR増幅した。
これを配列し、β鎖のみのネガティブコントロールとして発現ベクターにクロー
ン化した。
した。トランスフォームした細胞を、タンパク質の誘導を妨げるべく高リン培養
液中で一晩生育させ、次いでリン酸欠乏培地にて洗浄および再懸濁してsc−T
CRタンパク質が発現されるようにした。要約すれば、シェーカーフラスコ内で
一晩生育させた後、細胞をリン酸欠乏培地にて数回洗浄した。sc−TCR融合
タンパク質の発現は、洗浄した細胞をリン酸欠乏培地に再懸濁することにより開
始された。約4時間の誘導の後、細胞を回収した。典型的には4時間の誘導時間
は、たとえばウェスタン分析法により測定されるような、適切なレベルの可溶性
sc−TCR融合タンパク質を生じた。phoAプロモーターの支配下における
sc−TCR融合タンパク質のより高い生産量(たとえば約10から400mg
までの間)は、3および10リットルの発酵槽か、またはバイオリアクターのよ
うな他の大量調製用の容器にて増殖させることにより取得することが可能である
。
パク質の可溶性の発現を促進することが発見された。
の構築および発現 大腸菌DNAの構築物pNAG1およびpNAG2を鋳型DNAとし、プライ
マーKC203(SEQ ID NO.140)およびKC204(SEQ I
D NO.141)と共にPCRに用いて、5’AgeI−3’ClaI sc
−TCR−カッパ鎖融合フラグメントを生成した。同様の鋳型DNAは、プライ
マーKC203(SEQ ID NO.140)およびKC205(SEQ I
D NO.142)を用いたPCRにより増幅され、カッパ鎖のない発現用の5
’AgeI−3’ClaIsc−TCRを生成することが可能である。
質の発現についてELISA分析によりスクリーニングした。
腸菌株を選択することが望ましい。たとえば、いくつかの周知の大腸菌株を、s
c−TCR融合タンパク質の発現能について分析することができる(たとえば、
XL1−B、MM294、TB1、UT5600、およびK91Kan)。要約
すれば、宿主細胞をたとえばpKC60、pKC73、pKC74、またはpK
C75を用いてトランスフォームし、コード化されたsc−TCR融合タンパク
質の発現に有利な条件下に生育させることができる。次いでトランスフォームさ
れた株をリン酸培養液中での30℃における生育に適合させる。sc−TCR融
合タンパク質の誘導は、リン酸を欠く培地中での生育により行なわれる。sc−
TCR発現のレベルは、sc−TCR融合タンパク質を特異的に認識する抗体を
用いてプローブされたウェスタン法を含むいくつかの常法により測定することが
できる。
12%SDS−PAGEゲル上に添加することによりウェスタン法を行ない、標
準的なウェスタン法の技術にしたがってブロットに移した。sc−TCRはたと
えば、カリフォルニア州サンディエゴの、サンディエゴ大学Gernoto W
alter研究室から認可された抗EEtag抗体を用いたブロットのプロービ
ングにより検出される。別法として、他のEEtag抗体およびEEtagを用
いてもよい(たとえばファルマシア(Pharmacia)から取得したもの)
。抗体の結合に続き、ヤギ抗マウスHRP標識結合体(ジャクソン・ラボラトリ
ーズ(Jackson Laboratories))が添加された。
TCR分子を含む融合タンパク質の発現、特にpKC60ベクターに好都合であ
ることを発見した。K91KAN株は、有意な量の本発明のsc−TCR融合タ
ンパク質を産生してもよい。
換された細胞から常法にしたがった免疫親和性クロマトグラフィーにより精製す
ることができる。バクテリオファージ外皮タンパク質を含んでいるsc−TCR
融合タンパク質の精製の概要は、米国係属出願第08/813,781号に開示
されている。
カラムは、プロテインAでコートしたセファロースビースのml当り約5mgの
ハムスター抗マウスαβTCR抗体H57−597(ATTC受け入れ番号HB
−218)に結合することができる。大腸菌溶解産物は、100mlの可溶化緩
衝液(0.05Mトリス、pH8.0、150mMNaCl、および5mMED
TA中の発酵槽由来の細胞ペースト50gを可溶化することにより調製される。
再懸濁した細胞を、フレンチプルスに2回通すことにより溶解する。不溶性物質
を10,000gにて20分間遠心することによって除去する。上清を保持し、
0.2ml/分の流速で抗体カラムにかける。続いてカラムを、カラムの20倍
量のPBSを用いて洗浄し、結合したsc−TCR融合タンパク質を0.1Mグ
リシンpH3.0で溶出し、1mlの分画を0.05mlの2Mトリス、pH8
.0を含んでいる試験管に集める。sc−TCRを含んでいる分画をプールし、
4リットルのPBSに対して一晩透析する。翌日、精製されたタンパク質をセン
トリコン(centricon)ろ過装置(分子量100を削除)を用いて5な
いし10倍に濃縮する。
れに続くクーマシーブリリアントブルー染色等のいくつかの既知の方法により純
度を評価することができる。タンパク質の完全性は、上記の実施例5に開示した
方法によるか、または抗体H57−597を用いることにより測定することがで
きる。別法として、操作可能に結合されたEEtagを含んでいるDNAベクタ
ー用に、EEtag抗体をプローブとして使用することができる。EE抗体は9
アミノ酸の直鎖エピトープを認識する。抗Glu−Glu(EE)EEEEYM
PME(SEQ ID NO98)。
発明のsc−TCR融合タンパク質を特徴づけることができる。
−TCR融合タンパク質の分子量は通常のSDS−PAGEゲル電気泳動とそれ
に続く銀染色またはクーマシーブリリアントブルー等の染色により測定すること
ができる。米国出願第08/813,781号はSDS−PAGE電気泳動を用
いたsc−TCR分子の分子量測定の実例を与えている。一般に、ほとんどのs
c−TCRタンパク質の分子量は40ないし60Kdといった範囲内にあること
が期待され、好ましくは45ないし58Kdである。 B. 抗体の競合 抗αβTCRmABのパネルを用い、本文において開示された、特にマウスカ
ッパ鎖を含んでいるsc−TCR融合タンパク質を特徴づけることができる。た
とえば、ハムスターmAb H57−597は、C−β領域上のエピトープを認
識することができる。競合試験は、単鎖の可変鎖上に相接して位置するエピトー
プに結合する選択された抗体間の競合作用を分析するべくおこなうことが可能で
ある。たとえば、MR5−2およびH57−597抗体を用いて、適当なVα、
Vβ領域を含んでいる(comprisin)sc−TCR融合タンパク質上の
エピトープをマップすることができる。米国係属出願第08/813,781号
に開示されたように、MR5−2およびH57−597抗体は、相接して位置す
るエピトープを認識することが発見された。他の抗体を用いて、9アミノ酸のE
E配列等のタグを特異的に認識するものを含め、可溶性の融合タンパク質のsc
−TCR部分をさらに特徴づけることができる。 C.高次構造の折りたたみ 種々の抗イディオタイプmAbを用いて本文に開示したsc−TCR融合タン
パク質におけるVα、β領域の正確な折りたたみを検査することができる。たと
えば、米国出願第08/813,781号に開示されたように、pKC60DN
Aベクターによってコード化された融合タンパク質は、抗V−β8.2抗体(M
R5−2およびF23.1)の結合により、また抗イディオタイプmAb KJ
1(KapplerおよびMarrack両博士からの御懇切なる寄贈)を用い
て立証されるように、正確に折りたたまれていた。要約すれば、sc−TCR融
合タンパク質を抗V−β8.2抗体と共に4℃にて一晩インキュベートした後、
翌日にヤギ抗マウスでコートした磁気ビーズ(ダイナル(Dynal))との結
合を行なう。この材料を室温(RT)にてさらに1時間インキュベートする。免
疫複合体を標準的な手順にしたがって沈殿させた。非特異的に結合したタンパク
質を除去するべく、0.5mlのPBS+0.5MNaClを用いてビーズを多
数回洗浄した。4回洗浄した後、 SDSを含んでいる、β−2メルカプトエタ
ノールを含むか含まない分解緩衝液50ul中に磁気ビーズを再懸濁し、3分間
沸騰させた。磁気ビーズを除去し、溶液を12%SDS−PAGE上に装填し、
120ボルトにて1時間流した。試料は電気泳動され、この試料についてウェス
タン法を、抗TCR抗体HRP標識(フアルミンゲン(Pharmingen)
より取得されたH57)または抗EEタグ抗体を用いてブロットをプロービング
することにより行なった。 上記の実施例5は、D011.10sc−TCRタンパク質融合物の正しい折
りたたみを検査するべく用いられた特異的な抗イディオタイプ抗体を開示してい
る。 D. 表面プラズモン共鳴(バイオコア(BioCore)) 表面プラズモン共鳴を用いて本発明のsc−TCR融合タンパク質を特徴づけ
ることができる。たとえば、米国係属出願第08/813,781号に開示した
ように、pKC51にコード化されたsc−TCR融合タンパク質を、表面プラ
ズモン共鳴を用いて特徴づけることができる。融合タンパク質は、全般的に製造
業者の指示(ファルマシア)にしたがい、MR5−2またはH57抗体のいずれ
かによりコートされたバイオセンサーチップ上のsc−TCR分子の第1の捕捉
による通常のサンドウィッチ型分析法において検出された。一般的に、もしsc
−TCR融合タンパク質を捕捉するために抗体の一つを用いたのであれば、他の
抗体はサンドウィッチ型複合体を形成するべく用いられた。データは、二つの抗
体が可変鎖の異なる領域を認識し、かつsc−TCRへの結合に関して競合する
ことを示した。
鎖と結合することができる。TCRとSAgの間の相互作用は、V−β鎖の超可
変4(HV4)領域内で起こる。SAgのHV4領域との相互作用は構造依存性
であるため、表面プラズモン共鳴を用いてsc−TCR融合タンパク質がチップ
にコートされたSAgと結合するかどうかを決定することができる。SAgはT
CR V−β8.2に結合することが知られている。表面プラズモン共鳴を用い
て報告された最も高い親和性は5x10−5モルであると信じられており、それ
ゆえTCR−MHC/ペプチドの相互作用に匹敵する相互作用を作ることが可能
となる。
築することは本発明の範囲内にある。たとえば、米国係属出願第08/813,
781号に開示したように、SEC3(トキシン・テクノロジー(ToxinT
echnology)、フロリダ州タンパ)として知られている連鎖球菌のSA
gは、V−β8.2領域を含んでいるsc−TCR分子と結合する。開示された
ように、標準的なアミンのカップリング化学を用い、超抗原をチップに結合させ
た。精製された融合タンパク質は、約2uMないし16uMの濃度範囲において
、2ul/分の流速でチップ上を通過した。対照として、融合タンパク質のブラ
ンクチップへの非特異的な結合を、SEC3でコートされたチップへの特異的な
結合を測定する実験と平行して行なった。結合データは、二つのチップの間のs
c−TCR結合の差異を比較することにより集められた。データはsc−TCR
分子とチップ上のSEC3SAgとの間に特異的な相互作用があったことを示し
た。これらのデータは、sc−TCRが構造上正しいV−β8.2領域を含んで
いたことを示している。
された融合タンパク質がバイオコア(Biocore)によって測定されたよう
に、SEC3超抗原と結合することを開示した。関連するバイオコアの実験は、
正確な折りたたみを測定するべく、超抗原と結合することが可能な本発明のsc
−TCR融合タンパク質について行なうことができる。
質の活性 sc−MHCクラスIまたはII分子を含んでいるMHC複合体の機能性を検
査するための分析は、前記のPCT出願番号PCT/US95/09816およ
びPCT/US97/01617、ならびに前記の米国係属出願、出願番号08
/382,454に開示されている。また特に、公表されたPCT出願PCT/
US97/01617は、T細胞ハイブリドーマ細胞分析法、かかる分析に用い
るための細胞(たとえば、D011.10)、共有結合により結合したか、また
は非共有結合により結合した提示ペプチド(たとえば、OVAまたはHSVのg
D12ペプチド)を運んでいるsc−MHCクラスIおよびII分子を開示して
いる。
能性を測定するために特に適している。一般的に言って、sc−TCR融合タン
パク質の機能ならびに生物活性を測定するために用いることのできる分析法は、
細胞を基盤とする競合阻害分析法である。たとえば上記の実施例1および2で産
生された可溶性融合タンパク質は、DO11.10細胞を、超抗原またはMHC
分子という状況にある抗原に携わることから阻止するべく用いることができる。
先に開示された方法にしたがってIL−2産生を測定することにより、この相互
作用を検出することができる。
5/09816、PCT/US97/01617、および米国係属出願、出願番
号08/382,454に開示されている。当該分析法は、本発明のsc−TC
R融合タンパク質の機能性を検査するべく容易に改造される。
OVAペプチドフラグメント(アミノ酸323〜339)に特異的な細胞表面の
T細胞受容体を発現する。OVAペプチドは、マウスクラスIIMHC分子I−
Adを発現しているAPC(抗原提示細胞)によりDO11.10細胞に提示さ
れる。当該ペプチドが適切なAPCにより提示されると、DO11.10細胞は
IL−2を産生することによって応答するが、それを次にT細胞活性化の物差し
として用いることができる。代表的なT細胞ハイブリドーマの細胞分析法を以下
に要約して記述する:
Mg2+およびCa2+イオンがない)に希釈し、96穴プレートに受動的にコ
ートする。好ましくはsc−IAd/OVAペプチドは共有結合により結合した
提示ペチドを含む。室温にて一晩インキュベートした後、ウェルをMg2+およ
びCa2+イオンがないDPBSで2回洗浄してよい。約1x105個のDO1
1.10細胞を0.5μgのMHC/ペプチド分子でコートしたウェルの存在ま
たは非存在下に37℃において4または7時間インキュベートする。関連実験に
おいては、sc−TCR融合タンパク質をDO11.10細胞と一緒に加えても
よい。
および2参照)の特異性を証明するべく、第2のT細胞ハイブリドーマ細胞を用
いることができるが(gD)、これもまたIAdに制限されるがHSVペプチド
は認識する。gD T細胞ハイブリドーマは、公表されたPCT出願PCT/U
S97/01617に開示されている。この分析法を用いて、sc−TCR融合
タンパク質が、DO11.10ハイブリドーマ細胞によるIL−2産生を阻害す
ることができ、またgD T細胞ハイブリドーマによるIL−2産生に対しては
、もしあるとしてもほんの少ししか阻害効果を持たないこと、を証明することが
できる。培養は、96穴平底マイクロタイタープレートにおいて、完全な培地(
10%FBS、ペニシリン/ストレプトマイシン、およびL−グルタミンを添加
したRPMI 1640)中で行なわれた。4または7時間のインキュベーショ
ンの後、培養上清をIL−2サンドウィッチ型ELISAを用いてIL−2の存
在について分析した。
CT/US95/09816、PCT/US97/01617、ならびに前記米
国係属出願、出願番号08/382,454および08/596,387に開示
されている。適切なIL−2サンドウィッチ型ELISAプロトコールは、基本
的にはPharMingenにより記述されたように行なわれたものである。要
約すば、ウェルを50μlの2μg/mlのラット抗マウスIL−2抗体でコー
トする。4℃にて一晩のインキュベーションの後、抗体は受動的な拡散によりプ
ラスチックに結合する。プルートをPBS/0.5%ツイーン20にて2回洗浄
し、次いで100μlの細胞培養上清を各ウェルに加え、室温で4時間インキュ
ベートする。次に、ビオチニル化したラット抗マウスIL−2抗体である第2抗
体の添加に先立ち、プレートをPBS/ツイーン中にて6回洗浄する。この抗体
をRTにて1時間インキュベートし、次にプレートをPBS/ツイーンにて6回
洗浄する。最後に、25ug/mlのストレパビジン−ペルオキシダーゼ100
μlを各ウェルに添加し、RTにて30分間インキュベートする。PBS/ツイ
ーンにて8回洗浄後、100μlのABTS基質を添加し、シグナルをOD40
5nmにおいて読み取る。産生されたIL−2の濃度を、IL−2の標準曲線に
対してプロットすることにより定量する。
の最適濃度は、最大をわずかに下回る応答を提供するものである。ゆえに、実験
は0.5μgのI−Ad/ペプチドでコートされたウェルと、4または7時間の
インキュベーションとを用いて行なってよい。
0−4Mの濃度範囲にわたり、DO11.10細胞におけるIL−2産生の阻止
能を検査することが可能である。検査は、可溶性sc−TCRとプレートにコー
トされた可溶性I−Ad/ペプチド分子とが、約10:1ないし1:1のモル比
において行なうことができる。必要に応じ濃度を調整してもよい。最適な場合に
は、可溶性sc−TCR融合タンパク質とのプレインキュベーションの後の、g
D12のIL−2産生に比較したDO11.10のIL−2産生の減少が、可溶
性sc−TCR融合タンパク質がTCRに特異的な方式で免疫応答を抑制するこ
とが可能であることを示すこととなる。
CR融合タンパク質を阻害分析法に用いてIL−2産生の減少を観察することは
常に可能というわけではないだろう。しかしながら相互作用の結合力は、以下に
記述するように多価のsc−TCR融合タンパク質を作成することにより亢進す
ることが可能である。sc−TCR融合タンパク質の結合力を亢進すること(お
よびそれらの解離を妨害することにより)、より少ないTCRがMHC/ペプチ
ド複合体に結合する機会を持つことになるであろう。
sc−TCR融合タンパク質は、本発明のsc−TCR融合タンパク質を標準的
な方法にしたがってビオチニル化することと、それに続きストレパビジンの添加
後に分子を架橋することにより産生することができる。ビオチン−ストレプトア
ビジン結合は、多価のsc−TCR融合タンパク質、典型的には4量体型を産生
する。
融合タンパク質をラテックスビーズ(ポリサイエンス社(Polyscienc
e,Inc.)ペンシルベニア州、ワーリントン)に共有結合することによって
も作成される(たとえば、Newman,S.L.等、J.Immunol.(
1995)154,753参照)。たとえば、sc−TCR融合タンパク質はア
ミン基またはジスルフィド基を介してビーズに直接結合することができる。sc
−TCRの変性は、ストレパビジンまたはsc−TCRを特異的に結合する抗体
のいずれかによりラテックスビーズをコーティングすることにより最少化するこ
とができる。たとえば、EE−tag抗体は、上記のようにsc−TCRがEE
−tagを含む場合に、ラテックスビーズをコートするべく用いることができる
。
R融合タンパク質の影響 本発明のsc−TCR融合タンパク質は、抗原刺激されたT細胞の増殖の抑制
能について調べることが可能である。
US97/01617、および米国係属出願、出願番号08/382,454に
開示された代表的な方法においては、T細胞はまずマウス等の哺乳類から単離さ
れる。たとえば、OVAで初回抗原刺激を受けたT細胞は、BALB/cマウス
(MHCクラスII:I−Ad)から、完全フロイントアジュバント中の50μ
gのOVA323−339−KLHを用いて尾の基部の皮下に免疫化することに
よって取得することができる(HarlowおよびLane、前出参照)。たと
えば、2回の免疫化が7日間隔で行なわれ、2回目の注射の1週間後にマウスを
犠牲にして鼠径部の寄生的なリンパ節を切除し、分散させて単細胞懸濁液とした
。続いて単細胞懸濁液は、ナイロンウールおよびセファデックスG10カラム上
でのインキュベーションにより、抗原提示細胞が除去されることが可能である。
精製されたT細胞の集団は、クリック(Click)の培地のみか、またはクリ
ックの培地に溶解されたsc−TCR融合タンパク質と共にさらにインキュベー
トすることができる。
おいて、APCとして使用することができる。たとえばB細胞は、脾臓細胞を5
0μl/mlのLPS(すなわちリポサッカライド)と共に48ないし72時間
培養することにより調製することができ、その時点で活性化された細胞をフィコ
ール/ハイパック(ファルマシア)上での密度勾配遠心法により単離することが
できる。活性化されたB細胞を次いでOVA323−339ペプチドを用いて3
時間にわたってパルスし、多数回洗浄し、パラホルムアルデヒドを用いて固定し
てB細胞の増殖を阻害し、さらに、精製されたT細胞のみかまたはT細胞プラス
可溶性sc−TCR融合タンパク質に添加した。全般的には、Selected
Methods in Cellular Immunol.(1980)B
.B.MishellおよびS.M.Hiigi、W.H.Freeman会社
、サンフランシスコ、参照のこと。
Cに対するT細胞の結合を阻害するべく添加することが可能である。
て、37℃、5%CO2下に3〜5日間にわたり行なうことができる。ウェルは
、培養終了の前の4時間にわたり、WST−1(ベーリンガー・マンハイム)試
薬を用いてパルスすることができる。次いで、培養物の光学密度を記録する。s
c−TCR融合タンパク質の存在下におけるペプチド反応性のT細胞の増殖の度
合は、免疫化に続いてマウスに起こったTH細胞の応答(すなわちクローン増殖
)を暗示するものであろう。
R融合タンパク質の影響 本発明のsc−TCR融合タンパク質を、前記の公表されたPCT出願番号P
CT/US95/09816、ならびに前記米国係属出願、出願番号08/38
2,454および08/596,387において先に開示された方法にしたがっ
て、インヴィヴォでのT細胞クローンの増殖の阻害についてさらに検査すること
ができる。
ALB/cマウスをOVA323−339ペプチドに対する免疫反応を誘導する
べく、フロイントの完全アジュバント中の約10ないし100ugのOVA32
3−339−KLH結合体を用いて腹腔内(IP)に注射することができる。O
VA−KLHによる免疫化の1日前、および2日後に、マウスのうち5匹に、P
BS中の約10ないし100μgの、D011.10細胞由来のsc−TCR融
合タンパク質(実施例1および2)をIPに注射することができる。sc−TC
R融合タンパク質はI−Ad/OVA MHCクラスII分子と結合し、抗原特
異T細胞に対し、TCR分子による任務を減ずるかまたは除去することとなる。
残りの10匹のマウスは対照として用いてよい。たとえば、5匹のマウスはPB
Sを、さらに他の5匹はsc−TCR融合タンパク質を受けてもよい。リンパ節
を切除し、分散して単細胞懸濁液とする。懸濁液は、ナイロンウールおよびセフ
ァデックスG10カラム上でのインキュベーションにより抗原提示細胞を枯渇さ
せることができる。
ドを用いてパルスしたAPCと共にインキュベートすることができる。BALB
/cマウスからの活性化されたB細胞を、増殖分析法におけるAPCとして用い
ることが可能である。B細胞は、マウス脾臓細胞を50μg/mlのLPSと共
に48ないし72時間培養し、その時点で活性化された細胞をリンホプレプ(L
ymphoprep)上での密度勾配遠心法によって単離することにより調製す
ることができる。次いで活性化されたB細胞をOVA323−339ペプチドを
用いて3時間にわたってパルスし、多数回洗浄し、パラホルムアルデヒドで固定
してB細胞の増殖を阻害しさらに、精製されたT細胞に添加することができる。
、5%CO2下に3〜5日間行なうことができる。培養終了の4時間前にWST
−1試薬を用いてウェルをパルスすることができ、次いで異なる吸収能が読み取
られる。この分析法におけるペプチド反応性T細胞の増殖の程度は、Th細胞の
応答(すなわちクローンの増殖)が免疫化に続いてマウスに起きていることを暗
示するものであろう。OVA−KLHまたはHSV−KLHによる免疫化と共に
sc−TCR融合タンパク質を同時注射することにより、HSV反応性T細胞系
の増殖に影響することなく、OVA反応性T細胞系のクローン増殖およびそれに
続くインヴィトロでの増殖の量を制限することが期待される。
べく一般に認識されているマウスの自己免疫疾患である。二つのタンパク質ミエ
リン塩基性タンパク質(MBPアミノ酸91−103)およびプロテオリポプロ
テイン(PLPアミノ酸139−151)の脳炎誘発性領域が同定された。全般
的にはMartin,R.等(1992)Ann.Rev.Immunol.1
0:153参照のこと。
T細胞の養子移入により、次に続く免疫化を発生させるべく誘導されることが可
能である。可溶性の抗MBP91−103または抗PLP139−151T細胞
受容体を用いた処理がT細胞の活性化の後のEAEの発生を予防するかどうかを
決定するため、SJLマウスにインヴィヴォで、MBP91−103またはPL
P139−151反応性T細胞の芽細胞を注射することが可能である。かかるマ
ウスにおけるT細胞の増殖を検出するための適切な分析法は、前記の公表された
PCT出願番号US95/09816、PCT/US97/01617ならびに
前記米国係属出願、出願番号08/382,454に開示されている。
01617、ならびに前記米国係属出願、出願番号08/382,454にさら
に開示されているように、SJLマウスにおいてフロイントの完全アジュバント
中の約400μgのMBP91−103を用いて背中に免疫化することによりE
AEを誘導することができる。10ないし14日後に、局所的に空になっている
リンパ節の細胞を上記のようにして回収し、24穴プレートにおいて、1.5m
lのRPMI 1640培地/10%ウシ胎児血清/1%ペニシリン/ストレプ
トマイシン/50μg/mlのMBP中において、ウェルあたり6x106細胞
の濃度にて培養した。インヴィトロの刺激から4日後、MBP91−103反応
性のT細胞をフィコール/ハイパック密度勾配(ファルマシア)により回収し、
PBSにて2回洗浄し、1.3x107細胞を各々のマウスに注射することがで
きる。
、3、および7日に、MBP91−103に特異的なVαβ鎖を含んでいるsc
−TCR融合タンパク質100μg、PLP139−151に特異的なsc−T
CR融合タンパク質Vαβ鎖100μg(ネガティブな対照)、または生理食塩
水(見かけの対照)をi.v.に注射されることが可能である(全用量300μ
g)。MBP91−103+IAsに反応性のsc−TCR分子がマウスにおい
てEAEの発生を阻害することを確認するべく、臨床および組織学的な評価を行
うことができる。
S97/01617、ならびに前記米国係属出願、出願番号08/382,45
4にさらに開示されているように、SJLマウスにおいてPLPペプチド139
−151を用いてEAEを誘導するべく、PBSに溶解したPLPペプチド13
9−151を用い、結核菌H37Raを4mg/mlにて1:1の割合で含んで
いる完全フロイントアジュバントと混合してマウスを免疫化することができる。
したがってマウスは、152ugのペプチドジュバント混合物を用いて注射され
てよい。同日および48時間後に、すべての動物に400ngの百日咳毒素を与
えることができる。次いで、EAEの養子移入を前文に記したようにして行なう
。
EAE疾患のSJLマウスから取得することができる。次いでTCRDNAを用
いて、マウスカッパ鎖またはその適当なフラグメントを含んでいる本発明のsc
−TCR融合タンパク質を構築するべく、適切なDNAベクターに連結すること
が可能なsc−TCRを構築することができる。それゆえPLPまたはMBPに
反応性のsc−TCR融合タンパク質が発現されることが可能であり、もし所望
であれば上記の実施例にしたがって精製してもよい。sc−TCRは次にEAE
の発生を予防する能力について検査されてもよい。
の開示を検討するにあたり、変更ならびに改良がこの発明の精神ならびに範囲内
で行なわれることが理解されよう。
よびpKC51 DNAベクターの構築を概説するフローチャートである。
クレオチドプライマーを示す表である。(配列番号1〜16)
クレオチドプライマーを示す表である。(配列番号17〜30)
クレオチドプライマーを示す表である。(配列番号31〜45)
クレオチドプライマーを示す表である。(配列番号46〜63)
クレオチドプライマーを示す表である。(配列番号64〜79)
クレオチドプライマーを示す表である。(配列番号80〜95))
クレオチドプライマーを示す表である。(配列番号96〜100)
リゴヌクレオチドプライマーを示す表である(配列番号101〜115)。
リゴヌクレオチドプライマーを示す表である(配列番号116〜130)。
、pKC75−m、および(9B)pNAG−1−mおよびpNAG3−mの挿
入を示す図である。
る。sc−TCR(”sc−TCR改変体”)をコードするDNA挿入物は、マ
ウスκイントロンおよびマウスκエクソンに融合される。
オチドプライマーを示す表である(配列番号7、10、60、75、131〜1
41)。
オチドプライマーを示す表である(配列番号141〜145)。
(D011.10)κ融合タンパク質を示す、ウェスタンブロットである。
ロットである。
トブルーで染色されたSDS−PAGEゲルである。
−TCRκ融合タンパク質の一過性の発現を示す、ウェスタンブロットである。
す、ELISAアッセイのグラフである。
ンドイッチELISAアッセイのグラフである。
性の哺乳動物細胞発現を示す、サンドイッチELISAアッセイのグラフである
。
Claims (44)
- 【請求項1】 一本鎖T細胞レセプターと共有的に結合した免疫グロブリン
軽鎖定常部領域又はそのフラグメントを含んでいる可溶性融合タンパク質であっ
て、当該一本鎖T細胞レセプターはV−α鎖とV−β鎖とがペプチドリンカー配
列によって共有的に結合しているものである可溶性融合タンパク質。 - 【請求項2】 V−α鎖のC末端が上記ペプチドリンカー配列によってV−
β鎖のN末端と共有的に結合している請求項1に記載の可溶性融合タンパク質。 - 【請求項3】 V−β鎖のC末端が上記ペプチドリンカー配列によってV−
α鎖のN末端と共有的に結合している請求項1に記載の可溶性融合タンパク質。 - 【請求項4】 V−β鎖のC末端と免疫グロブリンの軽鎖定常部領域又はそ
のフラグメントのN末端の間にC−β鎖又はそのフラグメントが更に共有的に結
合している請求項2に記載の可溶性融合タンパク質。 - 【請求項5】 V−α鎖のC末端とペプチドリンカー配列のN末端の間にC
−α鎖又はそのフラグメントが更に共有的に結合している請求項2に記載の可溶
性融合タンパク質。 - 【請求項6】 V−α鎖のC末端とペプチドリンカー配列のN末端の間にC
−α鎖又はそのフラグメントが更に共有的に結合している請求項4に記載の可溶
性融合タンパク質。 - 【請求項7】 C−α鎖フラグメントが約5から90のアミノ酸長の間であ
る請求項6に記載の可溶性融合タンパク質。 - 【請求項8】 C−β鎖フラグメントが約50から126のアミノ酸長の間
である請求項6に記載の可溶性融合タンパク質。 - 【請求項9】 ペプチドリンカー配列が約2から25のアミノ酸長の間であ
る請求項6に記載の可溶性融合タンパク質。 - 【請求項10】 免疫グロブリンの軽鎖定常部領域がCκ鎖又はCκ鎖のフ
ラグメントである請求項1に記載の可溶性融合タンパク質。 - 【請求項11】 Cκ鎖フラグメントが約90から110のアミノ酸長の間
である請求項10に記載の可溶性融合タンパク質。 - 【請求項12】 共有的に結合している:1)V−α鎖、2)ペプチドリン
カー配列、3)V−β鎖、4)C−β鎖のフラグメント、及び5)Cκ鎖、Cλ
鎖又はこれらのフラグメントのうちの1つを配列中に含んでいる可溶性融合タン
パク質。 - 【請求項13】 V−α鎖とペプチドリンカー配列の間にC−α鎖又はその
フラグメントが更に共有的に結合してなる請求項12に記載の可溶性融合タンパ
ク質。 - 【請求項14】 可溶性融合タンパク質に少なくとも1個のタンパク質タグ
が更に共有的に結合してなる請求項12に記載の可溶性融合タンパク質。 - 【請求項15】 C−β鎖フラグメントとCκ鎖、Cλ鎖又はこれらのフラ
グメントの間にタンパク質タグが更に共有的に結合してなる請求項14に記載の
可溶性融合タンパク質。 - 【請求項16】 タンパク質タグを開裂し得る試薬に請求項15に記載の可
溶性融合タンパク質を接触させることによって産生される一本鎖T細胞レセプタ
ー。 - 【請求項17】 V−α鎖及びV−β鎖が細胞毒性T細胞上に存在するT細
胞レセプターV鎖と少なくとも90%の相同性を有している請求項1に記載の可
溶性融合タンパク質。 - 【請求項18】 一本鎖T細胞レセプターV領域がヒト型化されている請求
項16に記載の一本鎖T細胞レセプター。 - 【請求項19】 一本鎖T細胞レセプターC領域がヒト型化されている請求
項18に記載の一本鎖T細胞レセプター。 - 【請求項20】 1)V−α鎖、2)C−α鎖又はそのフラグメント、3)
ペプチドリンカー配列、4)V−β鎖、及び5)C−β鎖又はそのフラグメント
が共有的に結合してなる一本鎖T細胞レセプター。 - 【請求項21】 エフェクター分子が更に共有的に結合してなる請求項12
に記載の可溶性融合タンパク質。 - 【請求項22】 エフェクター分子が細胞トキシン又は診断若しくはイメー
ジングに適している検出可能な標識化された分子である請求項21に記載の可溶
性融合タンパク質。 - 【請求項23】 V−α鎖がペプチドリンカー配列によってV−β鎖に共有
的に結合してなる一本鎖T細胞レセプターをコードしている第一の配列、 Cκ鎖、Cλ鎖又はこれらのフラグメントをコードしている第二の配列が更に
前記第一の配列に共有的に結合しており、さらに第一の配列と作動可能に結合し
たプロモーター、翻訳開始シグナル及びリーダー配列を含んでなるDNAセグメ
ント。 - 【請求項24】 第一の配列によってコードされている一本鎖T細胞レセプ
ターが、ペプチドリンカー配列によってV−β鎖のN末端にV−β鎖のC末端が
共有的に結合してなる請求項23に記載のDNAセグメント。 - 【請求項25】 第一の配列によってコードされている一本鎖T細胞レセプ
ターが、ペプチドリンカー配列によってV−α鎖のN末端にV−β鎖のC末端が
共有的に結合してなる請求項23に記載のDNAセグメント。 - 【請求項26】 第一の配列によってコードされている一本鎖T細胞レセプ
ターが、V−β鎖のC末端と上記第二の配列によってコードされているCκ鎖、
Cλ鎖又はこれらのフラグメントのN末端の間で共有的に結合したC−β鎖フラ
グメントを更に含んでいる請求項23に記載のDNAセグメント。 - 【請求項27】 第一の配列によってコードされている一本鎖T細胞レセプ
ターが、V−α鎖のC末端とペプチドリンカー配列のN末端の間で共有的に結合
したC−α鎖フラグメントを更に含んでいる請求項23に記載のDNAセグメン
ト。 - 【請求項28】 可溶性融合タンパク質をコードしている配列を含んでいる
DNAセグメントであって、当該タンパク質配列は、1)V−α鎖、2)ペプチ
ドリンカー配列、3)V−β鎖、4)C−β鎖フラグメント、及び5)Cκ鎖、
Cλ鎖又はこれらのフラグメントのうちの1つが共有的に結合したものからなる
DNAセグメント。 - 【請求項29】 V−α鎖とペプチドリンカー配列の間にC−α鎖フラグメ
ントをコードしている配列を更に含んでなる請求項28に記載のDNAセグメン
ト。 - 【請求項30】 リーダー配列、翻訳開始シグナル及びプロモーターをコー
ドしている配列を更に含んでいる請求項28に記載のDNAセグメント。 - 【請求項31】 1つ又はそれより多くのタンパク質タグをコードしている
配列を更に含んでいる請求項30に記載のDNAセグメント。 - 【請求項32】 プロモーターがphoAでありそしてリーダーが大腸菌由
来のpelBでありそして遺伝子10配列由来のリボソーム結合部位を更に含ん
でなる請求項30に記載のDNAセグメント。 - 【請求項33】 プロモーターがサイトメガロウイルスエンハンサーエレメ
ントに作動可能に結合しているサイトメガロウイルスプロモーターであり、そし
て上記リーダーがマウスカッパー鎖リーダーである請求項30に記載のDNAセ
グメント。 - 【請求項34】 請求項20又は28に記載のDNAセグメントを含んでな
るDNAベクター。 - 【請求項35】 可溶性融合タンパク質をコードする配列を含むDNAベク
ターを宿主細胞へ導入し、 当該融合タンパク質が発現しうる条件下で宿主細胞を培養培地中で培養し;そ
して 宿主細胞又は培地から当該融合タンパク質を精製して可溶性融合タンパク質を
分離することからなる、 免疫グロブリン軽鎖定常部領域又はそのフラグメントが一本鎖T細胞レセプタ
ーに共有的に結合している可溶性融合タンパク質を分離する方法。 - 【請求項36】 更に、可溶性融合タンパク質と特異的に結合し得る抗体と
、宿主細胞又は培養培地の抽出物を接触させることからなる請求項35に記載の
方法。 - 【請求項37】 一本鎖T細胞レセプターが免疫グロブリン軽鎖定常部領域
又はそのフラグメントに共有的に結合している可溶性一本鎖T細胞レセプター融
合タンパク質をコードする配列を含んでいるDNAベクターを宿主細胞中へ導入
し、 当該可溶性一本鎖T細胞レセプター融合タンパク質が発現しうる条件下で培地
中で宿主細胞を培養し、 宿主細胞又は培地から当該一本鎖T細胞レセプター融合タンパク質を精製し、 当該一本鎖T細胞レセプターから融合免疫グロブリン軽鎖定常部領域又はそれ
らのフラグメントを分け、当該可溶性一本鎖T細胞レセプターを分離することか
らなる可溶性一本鎖T細胞レセプターを分離する方法。 - 【請求項38】 一本鎖T細胞レセプターをコードする配列を含んでいるD
NAベクターを哺乳動物細胞中に導入し、 一本鎖T細胞レセプターが発現しうる条件下で培地中で哺乳動物細胞を培養し
、 一本鎖T細胞レセプターを当該哺乳動物細胞又は培地から精製して一本鎖T細
胞レセプターを分離する方法。 - 【請求項39】 融合免疫グロブリン軽鎖定常部領域又はそのフラグメント
を含んでいる一本鎖T細胞レセプターの有効量を哺乳動物に投与することからな
る、病原性T細胞表面におけるT細胞レセプターエピトープに対する哺乳動物を
免疫化しうる免疫応答を誘導する方法。 - 【請求項40】 融合免疫グロブリン軽鎖定常部領域又はそのフラグメント
を含んでいる一本鎖T細胞レセプターの有効量を哺乳動物に投与することからな
る哺乳動物のT細胞活性化を阻害する方法。 - 【請求項41】 融合免疫グロブリン軽鎖定常部領域又はそのフラグメント
を含んでいる一本鎖T細胞レセプターの有効量を哺乳動物に投与することからな
るT細胞レセプターと特異的に結合し得る抗体を調製する方法。 - 【請求項42】 請求項41に記載の方法により調製される抗体。
- 【請求項43】 1)V−α鎖、2)ペプチドリンカー配列、3)V−β鎖
、4)Cκ鎖、Cλ鎖又はこれらのフラグメントのうちの1つ、及び5)エフェ
クター分子が共有的に結合してなる可溶性一本鎖T細胞レセプター融合タンパク
質を準備し、 一本鎖T細胞レセプター融合タンパク質に特異的に結合し得るリガンドを含ん
でいる細胞に前記可溶性一本鎖T細胞レセプター融合タンパク質を接触させ、 当該一本鎖T細胞レセプター融合タンパク質で細胞を殺傷することからなる
一本鎖T細胞レセプターと特異的に結合し得るリガンドを含んでいる細胞を殺傷
する方法。 - 【請求項44】 細胞が腫瘍細胞又はウイルス感染細胞である請求項43に
記載の方法。
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