JP2004113239A - リガンドホモログ - Google Patents
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Abstract
【課題】血管新生等を誘発する新規な有用タンパク質を提供する。
【解決手段】本発明は、特定の配列によりコードされる単離された核酸分子、このような核酸分子によってコードされるTIEホモログタンパク質、および関連抗体、ならびにこのような核酸およびタンパク質分子を製造および使用するための方法および手段に関する。
【選択図】 なし
【解決手段】本発明は、特定の配列によりコードされる単離された核酸分子、このような核酸分子によってコードされるTIEホモログタンパク質、および関連抗体、ならびにこのような核酸およびタンパク質分子を製造および使用するための方法および手段に関する。
【選択図】 なし
Description
(発明の分野)
本発明は、新規TIEリガンドホモログをコードする単離された核酸分子、このような核酸分子によってコードされるTIEリガンドホモログタンパク質、ならびにこのような核酸およびタンパク質分子を製造および使用するための方法および手段、ならびに開示されたTIEリガンドホモログを結合する抗体に関する。
本発明は、新規TIEリガンドホモログをコードする単離された核酸分子、このような核酸分子によってコードされるTIEリガンドホモログタンパク質、ならびにこのような核酸およびタンパク質分子を製造および使用するための方法および手段、ならびに開示されたTIEリガンドホモログを結合する抗体に関する。
(背景技術)
略号「TIE」または「tie」は頭字語であり、これらは、「チロシンキナーゼ含有IgおよびEGF相同性ドメイン」を表し、そして血管内皮細胞および初期造血細胞でほぼ排他的に発現され、そしてEGF様ドメイン、および「免疫グロブリン(IG)様」折り畳みと一般にいわれる鎖内ジスルフィド結合によって安定化される細胞外折り畳みユニットの存在によって特徴づけられる、レセプターチロシンキナーゼの新しいファミリーを示すために新しく作り出された。ヒト白血病細胞からのチロシンキナーゼホモログcDNAフラグメント(tie)は、Partanenら,Proc.Natl.Acad.Sci USA 87,8913−8917(1990)に記載された。このヒト「tie」レセプターのmRNAは、すべてのヒト胎児およびマウス胚組織で検出されており、そして心臓および血管内皮細胞に局在することが報告されている。Korhonenら,Blood 80,2548−2555(1992);PCT出願公開公報第WO 93/14124号(1993年7月22日公開)。「tie−1」といわれるヒトtieのラットホモログは、Maisonpierreら,Oncogene 8,1631−1637(1993)によって同定された。「tie−2」と命名されたもう1つのtieレセプターは、もともとラットで同定されたが(Dumontら,Oncogene 8,1293−1301(1993))、「ork」といわれる、tie−2のヒトホモログは、米国特許第5,447,860号(Ziegler)に記載された。tie−2のマウスホモログは、もともと「tek」と称された。脳毛細管cDNAライブラリーからのマウスtie−2レセプターのクローニングは、PCT出願公開公報第WO 95/13387号(1995年5月18日公開)に開示される。TIEレセプターは、新脈管形成に積極的に関与すると考えられ、そして造血においても役割を果たし得る。
略号「TIE」または「tie」は頭字語であり、これらは、「チロシンキナーゼ含有IgおよびEGF相同性ドメイン」を表し、そして血管内皮細胞および初期造血細胞でほぼ排他的に発現され、そしてEGF様ドメイン、および「免疫グロブリン(IG)様」折り畳みと一般にいわれる鎖内ジスルフィド結合によって安定化される細胞外折り畳みユニットの存在によって特徴づけられる、レセプターチロシンキナーゼの新しいファミリーを示すために新しく作り出された。ヒト白血病細胞からのチロシンキナーゼホモログcDNAフラグメント(tie)は、Partanenら,Proc.Natl.Acad.Sci USA 87,8913−8917(1990)に記載された。このヒト「tie」レセプターのmRNAは、すべてのヒト胎児およびマウス胚組織で検出されており、そして心臓および血管内皮細胞に局在することが報告されている。Korhonenら,Blood 80,2548−2555(1992);PCT出願公開公報第WO 93/14124号(1993年7月22日公開)。「tie−1」といわれるヒトtieのラットホモログは、Maisonpierreら,Oncogene 8,1631−1637(1993)によって同定された。「tie−2」と命名されたもう1つのtieレセプターは、もともとラットで同定されたが(Dumontら,Oncogene 8,1293−1301(1993))、「ork」といわれる、tie−2のヒトホモログは、米国特許第5,447,860号(Ziegler)に記載された。tie−2のマウスホモログは、もともと「tek」と称された。脳毛細管cDNAライブラリーからのマウスtie−2レセプターのクローニングは、PCT出願公開公報第WO 95/13387号(1995年5月18日公開)に開示される。TIEレセプターは、新脈管形成に積極的に関与すると考えられ、そして造血においても役割を果たし得る。
ヒトTIE−2リガンドの発現クローニングは、PCT出願公開公報第WO 96/11269号(1996年4月18日公開)および米国特許第5,521,073号(1996年5月28日公開)に記載されている。「htie−2リガンド1」または「hTL1」と命名されたTIE−2リガンドをコードするλgt10と命名されたベクターは、ATCC受託番号75928で寄託されている。「htie−2 2」または「hTL2」と命名されたもう1つのTIE−2リガンドをコードするプラスミドは、ATCC受託番号75928で入手可能である。この第2のリガンドは、TAI−2レセプターのアンタゴニストとして記載されている。TIE−2レセプターについての分泌されたヒトおよびマウスリガンドの同定は、Davisら,Cell 87,1161−1169(1996)によって報告されている。新脈管形成および造血中の可能性のある作用におけるその役割を反映するために、「アンジポエチン−1」と命名したヒトリガンドは、WO 96/11269において「htie−2 1」または「hTL−1」と種々に命名されたリガンドと同じリガンドである。アンジオポエチン−1は、後で脈管形成役割を果たし、そしてVEGFの役割とは異なることが記載されている(Suriら,Cell 87,1171−1180(1996))。TIE−2は、腫瘍増殖に必要な病理的な脈管形成中に明らかにアップレギュレートされるので(Kaipainenら,Cancer Res.54,6571−6577(1994))、アンジオポエチン−1は、腫瘍脈管構造を特異的に標的するためにさらに有用であることが示唆されている(Davisら,前出)。
(発明の要旨)
本発明は、血管系に強力な効果を有する新規ヒトTIEリガンドホモログに関する。本発明はまた、このようなリガンドホモログまたはその機能的誘導体をコードする単離された核酸分子、およびこのような核酸分子を含むベクターを提供する。本発明はさらに、新規TIEリガンドホモログまたはその機能的誘導体を産生するためにこのような核酸で形質転換された宿主細胞に関する。新規TIEリガンドホモログは、公知または以後に発見された、TIEレセプターのアゴニストまたはアンタゴニストであり得る。他の治療剤または診断剤のそれぞれのTIEレセプターを発現する細胞への送達を含む、その治療または診断用途もまた、本発明の範囲内である。
本発明は、血管系に強力な効果を有する新規ヒトTIEリガンドホモログに関する。本発明はまた、このようなリガンドホモログまたはその機能的誘導体をコードする単離された核酸分子、およびこのような核酸分子を含むベクターを提供する。本発明はさらに、新規TIEリガンドホモログまたはその機能的誘導体を産生するためにこのような核酸で形質転換された宿主細胞に関する。新規TIEリガンドホモログは、公知または以後に発見された、TIEレセプターのアゴニストまたはアンタゴニストであり得る。他の治療剤または診断剤のそれぞれのTIEレセプターを発現する細胞への送達を含む、その治療または診断用途もまた、本発明の範囲内である。
本発明はさらに、本発明のTIEリガンドホモログを特異的に結合するアゴニストまたはアンタゴニスト抗体、およびこのような抗体の診断または治療用途を提供する。
もう1つの局面では、本発明は、新規TIEリガンドホモログまたはこのようなTIEリガンドホモログを特異的に結合する抗体を含む組成物に関する。
さらなる局面では、本発明は、本発明の新規TIEリガンドホモログと他の治療剤または細胞傷害性薬剤との結合体、およびこのような結合体を含む組成物に関する。TIE−2レセプターは、腫瘍増殖に必要である病理的な脈管形成中にアップレギュレートされることが報告されるので、本発明のTIEリガンドホモログの細胞傷害性または他の抗腫瘍薬剤への結合体は、腫瘍血管系を特異的に標的することにおける有用性を見いだし得る。
さらに、本発明の少なくとも1つのTIEリガンドホモログ(NL8)をコードする遺伝子がある腫瘍細胞で増幅されることが見いだされている。したがって、腫瘍の診断および処置のための組成物および方法もまた、本発明の範囲内である。
さらにもう1つの局面では、本発明は、TIEレセプターを発現する細胞を同定するための方法に関し、これは、このようなTIEリガンドホモログのTIEレセプターへの結合を可能にする条件下で、本発明の検出可能に標識したTIEリガンドホモログと細胞とを接触させる工程、およびこのような結合が実際に生じたかどうかを決定する工程を包含する。
異なる局面では、本発明は、TIEリガンドホモログを特異的に結合する少なくとも1つの抗体と生物学的試料を接触させる工程、および形成したTIEリガンドホモログ−抗体複合体の量を測定する工程によって、生物学的試料中の本発明のTIEリガンドホモログの量を測定するための方法に関する。
さらにもう1つの実施態様では、本発明は、本発明のTIEリガンドホモログの有効量で内皮細胞を処理する工程を包含する、内皮細胞増殖の阻害のための方法に関する。
なおさらなる実施態様では、本発明は、本発明のTIEリガンドホモログの有効量で内皮細胞を処理する工程を包含する、内皮細胞アポトーシスの誘導のための方法に関する。
もう1つの実施態様では、本発明は、このようなホモログを含む疑いのある細胞を抗TIEリガンドホモログ抗体に曝露する工程、および抗体の細胞への結合を決定する工程による、TIEリガンドホモログの存在を決定するための方法に関する。
本発明は、特に、哺乳動物において腫瘍を診断する方法に関し、(a)哺乳動物から得られた組織細胞のテスト試料において、および(b)同じ細胞タイプの公知の正常組織細胞のコントロール試料において、本発明のTIEリガンドホモログをコードする遺伝子の発現のレベルを検出する工程を包含し、ここで、テスト試料におけるより高い発現レベルは、テスト組織細胞が得られた哺乳動物における腫瘍の存在を示す。特定の実施態様では、本発明は、(a)抗TIEリガンドホモログ抗体を哺乳動物から得られた組織細胞のテスト試料と接触させる工程、および(b)テスト試料における抗TIEリガンドホモログ抗体とTIEリガンドホモログとの間の複合体の形成を検出する工程によって、哺乳動物における腫瘍を診断する方法に関する。
本発明は、さらに、腫瘍細胞増殖を阻害するための方法に関し、NL8ポリペプチドを過剰発現する細胞を、NL8ポリペプチドの発現および/または活性を阻害する有効量の薬剤に曝露する工程を包含する。
さらなる実施態様では、本発明は、製造の物品に関し、(a)容器;(b)容器上のラベル;および(c)容器内に含まれている活性薬剤を含む組成物を含み、ここで、組成物は、腫瘍細胞の増殖を阻害するために有効であり、容器上のラベルは、この組成物が、NL8ポリペプチドの過剰発現によって特徴づけられる症状を処置するために使用され得、そして組成物中の活性薬剤は、NL8ポリペプチドの発現および/または活性を阻害する薬剤であることを示す。
本発明はさらに、対応するTIEレセプターに結合するために本発明のネイティブなまたは変異体TIEリガンドホモログと競合する能力に基づいて、TIEレセプターのポリペプチドまたは低分子アゴニストまたはアンタゴニストを同定するためのスクリーニング方法に関する。
本発明はまた、創傷治癒、炎症、またはヒト患者の腫瘍において新脈管形成の存在を画像化するための方法に関し、これは、本発明の検出可能に標識されたTIEリガンドホモログまたはアゴニスト抗体を投与する工程、および新脈管形成を検出する工程を包含する。
もう1つの局面では、本発明は、薬学的に受容可能なベヒクル中の本発明のTIEリガンドホモログの有効量を投与する工程による、患者において新生血管形成を促進または阻害する方法に関する。好ましい実施態様では、本発明は、創傷治癒の促進のための方法に関する。もう1つの実施態様では、本発明は、虚血性心臓または肢において側副血管新生を誘導するためのような、脈管形成プロセスを促進するための方法に関する。さらに好ましい実施態様では、本発明は、腫瘍増殖を阻害するための方法に関する。
さらにもう1つの局面では、本発明は、患者における骨発生および/または成熟および/または増殖を促進する方法に関し、薬学的に受容可能なベヒクル中の本発明のTIEリガンドホモログの有効量を患者に投与する工程を包含する。
さらなる局面では、本発明は、筋肉増殖および発達を促進する方法に関し、これは、薬学的に受容可能なベヒクル中の本発明のTIEリガンドホモログの有効を必要な患者に投与する工程を包含する。
本発明のTIEリガンドホモログは、単独で、あるいは互いにおよび/またはVEGFファミリーのメンバーを含む他の治療剤もしくは診断剤と組み合わせて、投与され得る。組み合わせ治療は、新生血管形成、ならびに筋肉増殖および発達を促進または阻害するための新しいアプローチに導き得る。
[発明の詳細な説明]
(A.リガンドホモログおよびそれをコードする核酸分子)
本発明のTIEリガンドホモログは、NL1(配列番号2)、NL5(配列番号4)、NL8(配列番号6)、およびNL4(配列番号19)と命名したネイティブなヒトタンパク質、ならびに、サルのような高等哺乳動物;マウス、ラットハムスターのような齧歯類;ブタ;ウマ;ウシを含む(しかしこれらに限定されない)、他の非ヒト哺乳動物種におけるそのホモログ、天然に存在する対立遺伝子およびスプライス改変体、ならびに、ネイティブなTL−1またはTL−2リガンドとは異なる限り、このようなネイティブな分子のアミノ酸配列改変体のような、生物学的に活性な(機能的)誘導体を含む。例えば、NL4のアミノ酸配列は、hTL2と約34%同一およびhTL1と約32%同一である。本発明のネイティブなTIEリガンドホモログは、そのネイティブな環境に関連する他のタンパク質を実質的に含まない。この定義は、本発明のTIEリガンドホモログが得られる方法によっていかなるようにも限定されず、そしてその他の点で定義内のすべてのTIEリガンドホモログを含み、天然供給源から精製されるか、組換えDNA技術から得られるか、合成されるか、またはこれらおよび/もしくは他の技術の任意の組み合わせによって調製されるいずれかである。本発明のネイティブなTIEリガンドホモログのアミノ酸配列改変体は、本発明の全長のネイティブなヒトTIEリガンドホモログと、または本発明のネイティブなヒトTIEリガンドホモログのフィブリノーゲン様ドメインと、少なくとも約90%、好ましくは少なくとも約95%、より好ましくは少なくとも約98%、最も好ましくは少なくとも約99%配列同一性を有する。このようなアミノ酸配列改変体は、好ましくは、ネイティブなTIEリガンドホモログの定性的生物学的活性を提示または阻害する。
(A.リガンドホモログおよびそれをコードする核酸分子)
本発明のTIEリガンドホモログは、NL1(配列番号2)、NL5(配列番号4)、NL8(配列番号6)、およびNL4(配列番号19)と命名したネイティブなヒトタンパク質、ならびに、サルのような高等哺乳動物;マウス、ラットハムスターのような齧歯類;ブタ;ウマ;ウシを含む(しかしこれらに限定されない)、他の非ヒト哺乳動物種におけるそのホモログ、天然に存在する対立遺伝子およびスプライス改変体、ならびに、ネイティブなTL−1またはTL−2リガンドとは異なる限り、このようなネイティブな分子のアミノ酸配列改変体のような、生物学的に活性な(機能的)誘導体を含む。例えば、NL4のアミノ酸配列は、hTL2と約34%同一およびhTL1と約32%同一である。本発明のネイティブなTIEリガンドホモログは、そのネイティブな環境に関連する他のタンパク質を実質的に含まない。この定義は、本発明のTIEリガンドホモログが得られる方法によっていかなるようにも限定されず、そしてその他の点で定義内のすべてのTIEリガンドホモログを含み、天然供給源から精製されるか、組換えDNA技術から得られるか、合成されるか、またはこれらおよび/もしくは他の技術の任意の組み合わせによって調製されるいずれかである。本発明のネイティブなTIEリガンドホモログのアミノ酸配列改変体は、本発明の全長のネイティブなヒトTIEリガンドホモログと、または本発明のネイティブなヒトTIEリガンドホモログのフィブリノーゲン様ドメインと、少なくとも約90%、好ましくは少なくとも約95%、より好ましくは少なくとも約98%、最も好ましくは少なくとも約99%配列同一性を有する。このようなアミノ酸配列改変体は、好ましくは、ネイティブなTIEリガンドホモログの定性的生物学的活性を提示または阻害する。
用語「フィブリノーゲンドメイン」または「フィブリノーゲン様ドメイン」は、公知のhTL−1アミノ酸配列における約278位〜約498位のアミノ酸;公知のhTL−2アミノ酸配列における約276位〜約496位のアミノ酸;NL1のアミノ酸配列における約270位〜約493位のアミノ酸;NL5のアミノ酸配列における約272位〜約491位のアミノ酸;NL8のアミノ酸配列における約252位〜約470位のアミノ酸;NL4のアミノ酸配列における約130位〜約346位のアミノ酸;および他のTIEリガンドホモログにおけるホモログをいうために使用される。NL4のフィブリノーゲンドメインとhTL−1およびhTL−2のフィブリノーゲンドメインとの間のアミノ酸配列同一性は、約44%である。
用語「核酸分子」は、RNA、DNA、およびcDNA分子を含む。遺伝コードの縮重の結果として、所定のTIEリガンドホモログをコードする多数のヌクレオチド配列が産生され得ることが理解される。本発明は、すべての可能なコドン選択に基づいて、本発明のTIEリガンドホモログをコードする、ヌクレオチド配列のあらゆる可能な改変体を特に意図する。本発明のTIEリガンドホモログをコードする核酸分子は、好ましくは、ストリンジェント条件下で天然に存在するTIEリガンドホモログ遺伝子にハイブリダイズし得るが、実質的に異なるコドン利用を有する、TIEリガンドホモログをコードするヌクレオチド配列を産生するために有利であり得る。例えば、コドンは、特定のコドンが宿主によって利用される頻度に従って、ポリペプチドの発現が特定の原核生物または真核生物宿主で起こる割合を増加させるように選択され得る。さらに、改良された特性(例えば、半減期)を有するRNA転写物は、所定のTIEリガンドホモログをコードするヌクレオチド配列の適切な選択によって産生され得る。
「配列同一性」は、Lasergene biocomputingソフトウエア(DNASTAR,Inc.,Madison,Wisconsin)のバージョン1.6、またはこのソフトウエアの任意のアップデート版もしくは等価物に組み込まれる、多配列アラインメントのClustal方法(HigginsらComput.Appl.Biosci.5,151−153(1989)およびHigginsら,Gene 73,237−244(1988))に従って比較されるべき2つの配列をアラインすることによって決定される。
ハイブリダイゼーション反応の「ストリンジェンシー」は、当業者によって容易に決定可能であり、そして一般に、プローブ長、洗浄温度、および塩濃度に依存的な経験的計算である。一般に、より長いプローブは、適切なアニーリングのためにより高い温度を必要とするが、より短いプローブはより低い温度を必要とする。ハイブリダイゼーションは、一般に、相補鎖が融解温度以下の環境に存在する場合に変性したDNAが再アニールする能力に依存する。プローブとハイブリダイズ可能な配列との間の所望の相同性の程度が高いほど、使用され得る相対温度が高い。結果として、より高い相対温度が、反応条件をよりストリンジェントにする傾向があるが、より低い温度ではそうではないことになる。ハイブリダイゼーション反応のストリンジェンシーのさらなる詳細および説明については、Ausubelら,Current Protocols in Molecular Biology,Wiley Interscience Publishers,(1995)を参照のこと。
本明細書で定義される「ストリンジェント条件」または「高ストリンジェンシー条件」は、(1)洗浄のための低イオン強度および高温、例えば、50℃で0.015M塩化ナトリウム/0.0015Mクエン酸ナトリウム/0.1%ドデシル硫酸ナトリウムを用いる;(2)ホルムアルドのような変性剤、例えば、42℃にて、0.1%ウシ血清アルブミン/0.1% Ficoll/0.1%ポリビニルピロリドン/750mM塩化ナトリウム、75mMクエン酸ナトリウムを含むpH 6.5での50mMリン酸ナトリウム緩衝液(pH 6.5)を含む50%(v/v)ホルムアミド、をハイブリダイゼーション中に用いる;または(3)42℃にて50%ホルムアミド、5×SSC(0.75M NaCl、0.075Mクエン酸ナトリウム)、50mMリン酸ナトリウム(pH 6.8)、0.1%ピロリン酸ナトリウム、5×デンハート溶液、超音波処理したサケ精子DNA(50μg/ml)、0.1% SDS、および10%硫酸デキストランを用い、0.2×SSC(塩化ナトリウム/クエン酸ナトリウム)および55℃で50%ホルムアミド中で42℃にて洗浄し、次いで55℃にてEDTAを含む0.1×SSCからなる高ストリンジェンシー洗浄する、条件によって同定され得る。
「中程度のストリンジェント条件」は、Sambrookら,Molecular Cloning:A Laboratory Manual,New York:Cold Spring Harbor Press,1989に記載のように同定され得、そして上記よりもストリンジェントでない洗浄溶液およびハイブリダイゼーション条件(例えば、温度、イオン強度、および%SDS)の使用を含む。中程度のストリンジェント条件の例は、20%ホルムアミド、5×SSC(150mM NaCl、15mMクエン酸三ナトリウム)、50mMリン酸ナトリウム(pH 7.6)、5×デンハート溶液、10%硫酸デキストラン、および20mg/mL変性剪断サケ精子DNAを含む溶液中で37℃にての一晩インキュベート、次いで約37〜50℃にて1×SSC中でフィルターを洗浄することである。当業者は、プローブ長などのような適切な因子に必要なように、温度、イオン強度などをどのように調節するかを認識する。
本明細書で使用する場合、用語「タグ化されたエピトープ」とは、「タグポリペプチド」に融合したTIEリガンドホモログポリペプチドを含むキメラポリペプチドをいう。タグポリペプチドは、抗体が作製され得るエピトープを提供するために十分な残基を有するが、融合されるポリペプチドの活性を妨害しないように十分に短い。タグポリペプチドはまた、好ましくは、抗体が他のエピトープと実質的に交差反応しないかなり独特である。適切なタグポリペプチドは、一般に、少なくとも6アミノ酸残基、および通常は約8〜50アミノ酸残基(好ましくは、約10〜20アミノ酸残基)を有する。
本発明のTIEリガンドホモログに関して、用語「生物学的活性」および「生物学的に活性な」とは、分子が公知または本明細書中以降に発見されるTIEリガンドのネイティブなレセプター(以降「TIEレセプター」という)、例えば、ネイティブなTIE−2レセプターに特異的に結合しそしてそれによってシグナルを出す能力、あるいはシグナル伝達に関与するネイティブなTIEレセプター(例えば、TIE−2)の能力をブロックする能力をいう。したがって、本発明の(ネイティブなおよび改変体)TIEリガンドは、ネイティブなTIE(例えば、TIE−2)レセプターのアゴニストおよびアンタゴニストを含む。本発明のTIEリガンドの好ましい生物学的活性は、新生血管形成を誘導または阻害する能力を含む。新生血管形成を誘導する能力は、生物学的症状および疾患(例えば、創傷治癒、虚血、および糖尿病)の処置に有用であり、ここでは、新生血管形成が望ましい。他方で、新生血管形成を阻害またはブロックする能力は、例えば、腫瘍増殖を予防または減弱することに有用であり得る。他の好ましい生物学的活性は、筋肉増殖または発達に影響を及ぼす能力である。さらに好ましい生物学的活性は、骨発生、成熟、または増殖に影響を与える能力である。さらにもう1つの好ましい生物学的活性は、乳ガンのようなガンの病理における関与である。なおさらに好ましい生物学的活性は、内皮細胞増殖を阻害および/またはアポトーシスを誘導する能力である。
用語「ネイティブなTIEレセプター」は、ヒト、他の高等霊長類(例えば、サル)、ならびに齧歯類(例えば、ラットおよびマウス)を含むが、これらに限定されない任意の動物種のTIEレセプターをいうために本明細書で使用される。この定義は、詳細には、例えば、PCT出願第WO 95/13387号(1995年5月18日公開)に開示されるTIE−2レセプター、およびPCT出願公開公報第WO 93/14124号(1993年7月22日公開)で「TIE」という内皮細胞レセプターチロシンキナーゼを含むが、これらに限定されず、そして好ましくはTIE−2である。
用語「機能的誘導体」は、本発明のネイティブなTIEリガンドホモログの生物学的に活性なアミノ酸配列改変体、ならびに、誘起誘導体化薬剤との反応によって得られた誘導体、翻訳後修飾、非タンパク質性ポリマーを有する誘導体、およびイムノアドヘシンを含む共有改変を定義するために使用される。
「血管内皮増殖因子」/「血管透過因子」(VEGF/VPF)は、低酸素症によって刺激されそして腫瘍脈管形成に必要とされることが最近示された、内皮細胞特異的マイトジェンである(Sengerら,Cancer 46:5629−5632(1986);Kimら,Nature 362:841−844(1993);Schweikiら,Nature 359:843−845(1992);Plateら,Nature 359:845−848(1992))。これは、合成されそして種々の腫瘍および正常細胞によって分泌される34〜43kDa(約45kDaにて優勢な種を有する)ダイマーのジスルフィド結合した糖タンパク質である。さらに、色素上皮細胞および周皮細胞のような培養したヒト網膜細胞は、低酸素症に応答してVEGFを分泌しそしてVEGF遺伝子発現を増加させることが証明された(Adamisら,Biochem.Biophys.Res.Commun.193:631−638(1993);Plouetら,Invest.Ophthalmol.Vis.Sci.34:900(1992);Adamisら,Invest.Ophthalmol.Vis.Sci.34:1440(1993);Aielloら,Invest.Ophthalmol.Vis.Sci.35:1868(1994);Simorre−pinatelら,Invest.Ophthalmol.Vis.Sci.35:3393−3400(1994))。逆に、正常組織におけるVEGFは比較的低い。したがって、VEGFは、新生血管形成に関連する多くの病理学的状態およびプロセスにおいて主要な役割を果たすようである。したがって、上記の種々の症状によって影響を受ける組織におけるVEGF発現の調節は、低酸素症に関連する処置または予防的治療に重要であり得る。
本明細書に記載される種々のポリペプチドを記載するために使用される場合、用語「単離された」とは、その天然環境の成分から同定および分離および/または回収されているポリペプチドを意味する。その天然の環境の夾雑成分は、代表的には、ポリペプチドについての診断または治療用途を妨害し、そして酵素、ホルモン、および他のタンパク質性または非タンパク質性溶質を含み得る物質である。好ましい実施態様では、ポリペプチドは、(1)スピニングカップシークエネーターの使用によるN末端または内部アミノ酸配列の少なくとも15残基を得るために十分な程度まで、または(2)クーマシーブルーまたは好ましくは銀染色を使用して非還元または還元条件下でSDS−PAGEによる均一性まで、精製される。単離されたポリペプチドは、インサイチュで、組換え細胞内にポリペプチドを含む。なぜなら、TIEリガンドホモログの天然環境の少なくとも1つの成分が存在しないからである。しかし、通常、単離されたポリペプチドは、少なくとも1つの精製工程によって調製される。
用語「アゴニスト」は、ネイティブなTIEレセプター(例えば、TIE−2)によってシグナルを出す能力を有するならば、本発明のネイティブなTIEリガンドホモログのペプチドおよび非ペプチドアナログ、ならびにこのようなネイティブなTIEリガンドホモログを特異的に結合する抗体をいうために使用される。言い換えると、用語「アゴニスト」は、TIEレセプターの生物学的役割の状況において定義され、およびネイティブなTIEリガンドホモログの生物学的役割に関して定義されず、これは、上述のように、TIEレセプター生物学的機能のアゴニストまたはアンタゴニストであり得る。好ましいアゴニストは、血管形成のプロモーターであるか、または骨形成成熟または増殖に役割を果たす。他の好ましいアゴニストは、筋肉増殖または発達を促進する。
用語「アンタゴニスト」は、ネイティブなTIEレセプター(例えば、TIE−2)の生物学的機能を阻害する能力を有するならば、本発明のネイティブなTIEリガンドホモログのペプチドおよび非ペプチドアナログを、ならびにこのようなネイティブなTIEリガンドホモログを特異的に結合する抗体をいうために使用される。また、用語「アンタゴニスト」は、TIEレセプターの生物学的役割に関して定義され、およびネイティブなTIEリガンドホモログの生物学的役割に関して定義されず、これは、TIEレセプター生物学的機能のアゴニストまたはアンタゴニストのいずれかであり得る。好ましいアンタゴニストは、血管形成、あるいは病理学的骨格または筋肉の発達または増殖のインヒビターである。
句「遺伝子増幅」および「遺伝子重複」は、交換可能に使用され、そして遺伝子または遺伝子フラグメントの複数のコピーが、特定の細胞または細胞株で形成されるプロセスをいう。重複した領域(増幅したDNAのストレッチ)は、しばしば「アンプリコン」といわれる。通常、産生されたメッセンジャーRNA(mRNA)の量、すなわち、遺伝子発現のレベルはまた、発現した特定の遺伝子から作成されるコピー数の割合で増加する。
本明細書で使用される場合、「腫瘍」とは、悪性または良性の、ならびにすべての前ガン性およびガン性の細胞および組織のいずれかの、全ての新形成細胞成長および増殖をいう。
用語「ガン」および「ガン性」とは、代表的には調節されない細胞増殖によって特徴づけられる、哺乳動物における生物学的症状をいうかまたは記載する。ガンの例には、ガン腫、リンパ腫、芽細胞腫、肉腫、および白血病が挙げられるが、これらに限定されない。このようなガンのより特定な例には、乳ガン、前立腺ガン、結腸ガン、扁平上皮ガン、小細胞肺ガン、非小細胞肺ガン、胃腸ガン、膵臓ガン、神経膠芽腫、子宮頚ガン、卵巣ガン、悪性肝ガン(hepatoma)、膀胱ガン、肝腫瘍、結直腸ガン、子宮内膜ガン、唾液腺ガン、腎臓ガン、肝臓ガン、外陰部ガン、甲状腺ガン、肝ガン腫、ならびに種々のタイプの頭部および頚部ガンが挙げられる。
「処置」は、発生を抑制することまたは障害の病理を変更することを意図して行われる介入である。したがって、「処置」とは、治療処置および予防または防止尺度の両方をいう。処置を必要とするものには、既に障害を有するものならびに障害が予防されるべきものが挙げられる。腫瘍(例えば、ガン)処置では、治療薬剤は、腫瘍細胞の病理を直接減少し得るか、または腫瘍細胞が他の治療薬剤による処置、例えば、放射線照射および/または化学療法をより受けやすくし得る。
ガンの「病理」は、患者の安寧に欠陥を生じさせるすべての現象を含む。これには、異常または制御不能な細胞増殖、転移、隣接細胞の正常機能の妨害、サイトカインまたは他の分泌産物の異常レベルでの放出、炎症または免疫学的応答の抑制または悪化などが挙げられが、これらに限定されない。
処置の目的のための「哺乳動物」とは、ヒト、家畜および飼育動物、ならびにイヌ、ウマ、ネコ、ウシなどのような動物園、競技、またはペット動物を含む、哺乳動物として分類される任意の動物をいう。好ましくは、哺乳動物はヒトである。
1つ以上のさらなる治療薬剤「と組み合わせた」投与は、同時(共同して作用する(concurrent))および任意の順での連続投与を含む。
本明細書で使用される場合、用語「細胞傷害性薬剤」とは、細胞の機能を阻害または抑制するおよび/または細胞の破壊を引き起こす物質をいう。この用語は、放射性同位元素(例えば、I131、I125、Y90、およびRe186)、化学療法剤、および細菌、真菌、植物、または動物起源の酵素的に活性な毒素またはそのフラグメントのようなトキシンを含むことを意図する。
「化学療法剤」は、ガンの処置に有用な化学化合物である。化学療法剤の例には、アドリアマイシン、ドキソルビシン、エピルビシン、5−フルオロウラシル、シトシンアラビノシド(「Ara−C」)、シクロホスファミド、チオテパ、ブスルファン、シトキシン、タキソイド類、例えば、パクリタキセル(Taxol,Bristol−Myers Squibb Oncology,Princeton,NJ)、およびドキセタキセル(Taxotere,Rhone−Poulenc Rorer,Antony,Rnace)、トキソテレ、メトトレキセート、シスプラチン、メルファラン、ビンブラスチン、ブレオマイシン、エトポシド、イフォスファミド、マイトマイシンC、ミトキサントロン、ビンクリスチン、ビノレルビン、カルボプラチン、テニポシド、ダウノマイシン、カルミノマイシン、アミノプテリン、ダクチノマイシン、マイトマイシン類、エスペラミシン類(米国特許第4,675,187号を参照のこと)、メルファラン、および他の関連のナイトロジェンマスタードが挙げられる。この定義には、タモキシフェンおよびオナプリストンのような腫瘍においてホルモン作用を調節または阻害するように作用するホルモン性薬剤もまた含まれる。
本明細書で使用される場合、「増殖阻害薬剤」とは、インビトロまたはインビボのいずれかで、細胞、特に本明細書で同定された遺伝子のいずれかを過剰発現するガン細胞の増殖を阻害する化合物または組成物をいう。したがって、増殖阻害薬剤は、S期においてこのような遺伝子を過剰発現する細胞の割合を顕著に減少させるものである。増殖阻害薬剤の例には、G1期阻止およびM期阻止を誘導する薬剤のような、細胞周期進行(S期以外の期間で)をブロックする薬剤が挙げられる。古典的M期ブロッカーには、ビンカス(ビンクリスチンおよびビンブラスチン)、タキソール、ならびに、ドキソルビシン、エピルビシン、ダウノルビシン、エトポシド、およびブレオマイシンのようなトポIIインヒビターが挙げられる。G1期を阻止する薬剤はまた、S期阻止にも及び、例えば、タモキシフェン、プレドニゾン、ダカルバジン、メクトレタミン、シスプラチン、メトトレキセート、5−フルオロウラシル、およびara−CのようなDNAアルキル化剤である。さらなる情報が、Murakamiらによる「Cell cucle regulation, oncogenes, and antineoplastic drugs」という題の、The Molecular Basis of Cancer, MendelsohnおよびIsrael編,Chapter 1、特に13頁で見られ得る。
「ドキソルビシン」は、アントラサイクリン系抗生物質である。ドキソルビシンの完全な化学物質名は、(8S−シス)−10−[(3−アミノ−2,3,6−トリデオキシ−α−L−リソキシ−ヘキサピラノシル)オキシ]−7,8,9,10−テトラヒドロ−6,8,11−トリヒドロキシ−8−(ヒドロキシアセチル)−1−メトキシ−5,12−ナフタセネジオンである。
用語「サイトカイン」は、細胞内メディエーターとしてもう1つの細胞で作用する1つの細胞集団によって放出されるタンパク質についての一般的な用語である。このようなサイトカインの例は、リンホカイン、モノカイン、および伝統的ポリペプチドホルモンである。サイトカインの中には、ヒト成長ホルモン、N−メチオニルヒト成長ホルモン、およびウシ成長ホルモンのような成長ホルモン;副甲状腺ホルモン;チロキシン;インスリン;プロインスリン;レラキシン;プロレラキシン;卵胞刺激ホルモン(FSH)、甲状腺刺激ホルモン(TSH)、および黄体形成ホルモン(LH)のような糖タンパク質ホルモン;肝臓増殖因子;繊維芽細胞増殖因子;胎盤性ラクトゲン;腫瘍壊死因子−αおよび−β;ミュラー管阻害因子;マウス性腺刺激ホルモン関連ペプチド;インヒビン;アクチビン;血管内皮増殖因子;インテグリン;トロンボポエチン(TPO);NFG−βのような神経増殖因子;血小板増殖因子;TGF−αおよびTGF−βのようなトランスフォーミング増殖因子(TGF);インスリン様増殖因子−Iおよび−II;エリスロポエチン(EPO);骨誘導性因子;インターフェロン−α、−β、および−γのようなインターフェロン;マクロファージ−CSF(M−CSF)のようなコロニー刺激因子(CSF);顆粒球−マクロファージ−CSF(GM−CSF);および顆粒球−CSF(G−CSF);IL−1、IL−1α、IL−2、IL−3、IL−4、IL−5、IL−6、IL−7、IL−8、IL−9、IL−11、IL−12のようなインターロイキン(IL);TNF−αまたはTNF−βのような腫瘍壊死因子;およびLIFおよびキットリガンド(KL)を含む他のポリペプチド因子が挙げられる。本明細書で使用される場合。用語サイトカインには、天然供給源からまたは組換え細胞培養物からのタンパク質およびネイティブな配列のサイトカインの生物学的に活性な等価物が挙げられる。
「単離された」核酸分子は、核酸の天然供給源中に普通に会合する少なくとも1つの夾雑核酸分子から同定および分離される核酸分子である。単離された核酸分子は、天然で見いだされる形態または配置以外である。単離された核酸分子は、したがって、天然細胞に存在するので、核酸分子とは区別される。しかし、単離された核酸分子には、例えば、核酸分子が天然細胞とは異なる染色体位置にある場合、本発明のTIEリガンドホモログを普通に発現する細胞に含まれる核酸分子が含まれる。
用語「アミノ酸配列改変体」とは、ネイティブなアミノ酸配列と比較してそのアミノ酸配列にいくつかの差を有する分子をいう。
置換改変体は、除去されるネイティブな配列で少なくとも1つのアミノ酸残基および同じ位置で代わりに挿入される異なるアミノ酸を有するものである。置換は、分子中の1つのみのアミノ酸が置換される場合、単一であり得、あるいは、2つ以上のアミノ酸が同じ分子で置換される場合は、複数であり得る。
挿入改変体は、ネイティブな配列において特定の位置でアミノ酸に直接隣接して挿入される1つ以上のアミノ酸を有する改変体である。アミノ酸に直接隣接するとは、アミノ酸のα−カルボキシ官能基またはα−アミノ官能基のいずれかに接続されることを意味する。
欠失改変体は、ネイティブなアミノ酸配列に除去される1つ以上のアミノ酸を有する改変体である。通常、欠失改変体は、分子の特定の領域で欠失した1または2アミノ酸を有する。欠失改変体には、C−および/またはN−末端欠失(短縮)を有するもの、ならびに1つ以上のアミノ酸の内部欠失を有する改変体が挙げられる。本発明の好ましい欠失改変体は、本発明のネイティブなTIEリガンドホモログのフィブリノーゲン様ドメインの外側の欠失を含む。
本発明のアミノ酸配列改変体は、最適の特徴を有する分子を産生するために、アミノ酸置換、挿入、および/または欠失の種々の組み合わせを含み得る。
アミノ酸は、化学組成およびその側鎖の特性に従って分類され得る。これらは、2つの群、荷電的および非荷電的に広く分類される。これらの群のそれぞれは、アミノ酸をより正確に分類するために下位集団に分割される。
I.荷電アミノ酸 酸性残基:アスパラギン酸、グルタミン酸 塩基性残基:リジン、アルギニン、ヒスチジンII.非荷電アミノ酸 親水性残基:セリン、トレオニン、アスパラギン、グルタミン 脂肪族残基:グリシン、アラニン、バリン、ロイシン、イソロイシン 非極性残基:システイン、メチオニン、プロリン 芳香族残基:フェニルアラニン、チロシン、トリプトファン 保存的置換は、1つの群内のメンバーを同じ群内のもう1つのメンバーと交換することを含むが、非保存的置換は、これらのクラスの1つのメンバーをもう1つに交換することを伴う。非保存的置換によって得られる改変体は、得られた改変体の生物学的特性/機能の顕著な変化を生じることが予測される。
I.荷電アミノ酸 酸性残基:アスパラギン酸、グルタミン酸 塩基性残基:リジン、アルギニン、ヒスチジンII.非荷電アミノ酸 親水性残基:セリン、トレオニン、アスパラギン、グルタミン 脂肪族残基:グリシン、アラニン、バリン、ロイシン、イソロイシン 非極性残基:システイン、メチオニン、プロリン 芳香族残基:フェニルアラニン、チロシン、トリプトファン 保存的置換は、1つの群内のメンバーを同じ群内のもう1つのメンバーと交換することを含むが、非保存的置換は、これらのクラスの1つのメンバーをもう1つに交換することを伴う。非保存的置換によって得られる改変体は、得られた改変体の生物学的特性/機能の顕著な変化を生じることが予測される。
アミノ酸配列欠失は、一般に、約1〜30残基、より好ましくは約1〜10残基の範囲であり、そして代表的には隣接する。欠失は、ネイティブなTIEレセプターとの相互作用に直接関連しない領域に導入され得る。欠失は、好ましくは、本発明のTIEリガンドホモログのC末端のフィブリノーゲン様領域の外側で行われる。
アミノ酸挿入には、1残基から100以上の残基を含むポリペプチドまでの長さの範囲のアミノおよび/またはカルボキシル末端融合、ならびに単一または複数アミノ酸残基の配列内挿入が挙げられる。配列内挿入(すなわち、TIEリガンドホモログアミノ酸配列内の挿入)は、一般に、約1〜10残基、より好ましくは1〜5残基、より好ましくは1〜3残基の範囲であり得る。末端挿入の例には、N末端メチオニル残基を有するTIEリガンドホモログ、細菌組換え細胞培養物中のその直接発現の人工産物、および組換え宿主細胞からの成熟TIEリガンドホモログの分泌を容易にするための異種N末端シグナル配列のTIEリガンドホモログのN末端への融合物が挙げられる。このようなシグナル配列は、一般に、目的の宿主細胞種から得られ、したがって相同である。適切な配列には、例えば、E.coliについてはSTIIまたはIpp、酵母についてはα因子、および哺乳動物細胞についてはヘルペスgDのようなウイルスシグナルが挙げられる。ネイティブなTIEリガンドホモログ分子の他の挿入改変体には、免疫原性ポリペプチド、例えば、β−ラクタマーゼまたはE.coliによってコードされる酵素のような細菌ポリペプチド、または酵母タンパク質への、TIEリガンドホモログ分子のN末端またはC末端の融合物、ならびに、1989年4月6日に公開されたWO 89/02922に記載のように、免疫グロブリン領域(好ましくは、免疫グロブリン定常領域)、アルブミン、またはフェリチンのような長い半減期を有するタンパク質とのC末端融合物が挙げられる。
改変体TIEリガンドホモログの特徴を予め予測することがしばしば困難であるので、いくつかのスクリーニングが最適な改変体を選択するために必要とされることが理解される。
本発明のネイティブなTIEリガンドホモログのアミノ酸配列改変体は、ネイティブなTIEリガンドホモログのDNAに適切なヌクレオチド変化を導入することによって、または所望のポリペプチドのインビトロ合成によって、当該技術分野で公知の方法によって調製される。アミノ酸配列改変体の構築における2つの主な変数がある:変異部位の位置および変異の性質。TIEリガンドホモログをコードするDNA配列の操作を必要としない、天然に存在する対立遺伝子を除いて、TIEリガンドホモログのアミノ酸配列改変体は、好ましくは、対立遺伝子または天然に存在しないアミノ酸配列改変体のいずれかを実現するために、DNAを変異することによって構築される。
変異の1つの群は、TIEレセプター、例えば、TIE−1またはTIE−2との相互作用に関連すると同定された、本発明のTIEリガンドホモログのドメイン内で生成される。
あるいはまたはさらに、アミノ酸の変更は、実現されるべき目的に依存して、種々の種からのTIEリガンドホモログが異なる部位、または高度に保存された領域に作成され得る。
このような位置での部位は、代表的には、例えば、(1)最初に保存的選択で、次いで実現した結果に依存してより根本的選択で置換すること、(2)標的残基を欠失すること、または(3)位置した部位に隣接する同じまたは異なるクラスの残基を挿入すること、または選択肢1〜3の組み合わせによって連続して改変される。
1つの有用な技術は、「アラニンスキャンニング」と呼ばれる(CunninghamおよびWells,Science 244,1081−1085[1989])。ここで、残基または標的残基の群は、アラニンまたはポリアラニンによって同定されそして置換される。次いで、アラニン置換に対する機能的感受性を証明するドメインは、アラニン置換の部位でまたは部位に対してさらにまたは他の置換基を導入することによって精錬される。
所望の変異を同定した後、TIEリガンドのアミノ酸配列改変体をコードする遺伝子は、例えば、上記のように化学合成によって得られ得る。
より好ましくは、TIEリガンドホモログのアミノ酸配列改変体をコードするDNAは、より初期に調製されたリガンドの改変体または非改変型をコードするDNAの部位特異的変異誘発によって調製される。部位特異的変異誘発は、所望の変異のDNA配列をコードする特異的オリゴヌクレオチド配列、ならびに横切った欠失連結部の両側で安定な二重鎖を形成するために十分なサイズおよび配列複雑性のプライマー配列を提供するために、隣接オリゴヌクレオチドの十分な数の使用によってリガンド改変体の産生を可能にする。代表的には、約20〜25ヌクレオチド長のプライマーが好ましく、配列の連結部の両側での約5〜10残基が変更される。一般に、部位特異的変異誘発の技術は、当該分野で周知であり、Edelmanら,DNA 2,183(1983)のような刊行物に例示される。理解されるように、部位特異的変異誘発技術は、代表的には、一本鎖形態および二本鎖形態の両方で存在するファージベクターを用いる。部位特異的変異誘発に有用な代表的なベクターには、例えば、Messingら,Third Cleveland Symposium on Macromolecules and Recombinant DNA,A.Walton編,Elsevier,Amsterdam(1981)に開示されるように、M13ファージのようなベクターが挙げられる。これおよび他のファージベクターは市販されており、そしてその使用は、当業者に周知である。M13由来ベクターを使用するDNAフラグメントにおける部位特異的変異を指示するオリゴデオキシリボヌクレオチドの構築のための多才なおよび有効な手順は、Zoller,M.J.およびSmith,M.,Nucleic Acids Res.10,6487−6500[1982]によって公開された。また、一本鎖ファージ複製起点を含むプラスミドベクター(Veiraら,Meth.Enzymol.153,3[1987])は、一本鎖DNAを得るために用いられ得る。あるいは、ヌクレオチド置換は、インビトロで適切なDNAフラグメントを合成することによって、および当該技術分野で公知のPCR手順によって増幅することによって導入される。
一般に、本願の部位特異的変異誘発は、関連タンパク質をコードするDNA配列をその配列内に含む一本鎖ベクターを最初に得ることによって行われる。所望に変異された配列を有するオリゴヌクレオチドプライマーは、例えば、Creaら,Proc.Natl.Acad.Sci USA 75,5765(1978)によって、一般に合成的に調製される。次いで、このプライマーは、一本鎖タンパク質配列含有ベクターとアニールし、そしてE.coliポリメラーゼIクレノウフラグメントのようなDNA重合化酵素を受けさせて、変異含有鎖の合成を完了させる。したがって、ヘテロ二重鎖は、1つの鎖が元の非変異配列をコードし、そして第2鎖が所望の変異を有する場合に形成される。次いで、このヘテロ二重鎖ベクターは、JP101細胞のような適切な宿主細胞を形質転換するために使用され、そして変異した配列アライメントを有する組換えベクターを含むクローンが選択される。その後、変異した領域は除去され、そしてタンパク質産生に適切な発現ベクター中に配置され得る。
PCR技術はまた、TIEリガンドホモログのアミノ酸配列改変体を生成することに使用され得る。少量のテンプレートDNAがPCRにおける開始物質として使用される場合、テンプレートDNAにおいて対応する領域とは配列がわずかに異なるプライマーは、プライマーがテンプレートと異なる位置のみでテンプレート配列とは異なる比較的大量の特異的DNAフラグメントを生成するために使用され得る。プラスミドDNAへの変異の導入のために、プライマーの1つは、変異の位置を重複しそして変異を含むように設計され;他のプライマーの配列は、プラスミドの反対鎖の配列のストレッチと同一でなければならないが、この配列は、プラスミドDNAに沿ってどこにでも位置し得る。しかし、第2プライマーの配列が、第1の配列から200ヌクレオチド内に位置しそのため末端でプライマーに結合したDNAの全体の増幅した領域が容易に配列決定され得ることが好ましい。まさに記載したもののようなプライマー対を使用するPCR増幅は、プライマーによって特定される変異の位置で異なるDNAフラグメントの集団を生じ、そしておそらく他の位置では、テンプレートとしてコピーすることは、幾分誤る傾向がある。
物質を産生するためのテンプレートの比が非常に低いならば、大多数の産物DNAフラグメントは、所望の変異を組み込む。この産物物質は、標準的DNA技術を使用してPCRテンプレートとして用いたプラスミド中の対応する領域を置換するために使用される。別々の位置での変異は、変異体第2プライマーを使用するかまたは異なる変異体プライマーでの第2PCRを行うことのいずれか、および3つ(またはそれ以上)の部分的ライゲーションにおいてベクターフラグメントに2つの得られるPCRフラグメントを同時にライゲートすることによって、同時に導入され得る。
PCR変異誘発の特定の例では、テンプレートプラスミドDNA(1μg)は、増幅されるべき領域の外側でプラスミドDNA中に独特の認識部位を有する制限エンドヌクレアーゼによる切断によって直線化される。この物質のうち、100ngを、4つのデオキシヌクレオチド酸リン酸を含みそしてGeneAmp(商標)キット(Perkin−Elmer Cetus,Norwalk,CTおよびEmeryville,CAより入手)、および25pmolの各オリゴヌクレオチドプライマーに含まれるPCR緩衝液を含むPCR混合物に、50μlの最終容量まで添加する。反応混合物を、35μl鉱油で重層する。反応物を、100℃にて5分間変性し、氷上に簡単に置き、次いでPerkin−Elmer Cetus,Norwalk,CTおよびEmeryville,CAから購入した1μl Thermus aquaticus(Taq)DNAポリメラーゼ(5単位/l)を、鉱油層の下に添加する。次いで、反応混合物を、以下のようにプログラムされたDNAサーマルサイクラー(Perkin−Elmer Cetusから購入した)に差し込む: 2分、55℃、 30秒、72℃、次いで以下の19サイクル: 30秒、94℃、 30秒、55℃、および 30秒、72℃。
プログラムの最後に、反応バイアルを、サーマルサイクラーから取り出しそして水相を新しいバイアルに移し、フェノール/クロロホルム(50:50vol)で抽出し、そしてエタノール沈殿し、そしてDNAを標準的手順によって回収する。この物質は、その後、ベクターへの挿入のために適切な処置にかける。
改変体を調製するためのもう1つの方法である、カセット変異誘発は、Wellsら,[Gene 34,315(1985)]に記載の技術に基づく。開始物質は、変異されるべきTIEリガンドホモログDNAを含むプラスミド(またはベクター)である。変異されるべきTIEリガンドホモログ内のコドンが同定される。同定された変異部位の各側における独特の制限エンドヌクレアーゼがなければならない。このような制限部位が存在しないならば、これらは、TIEリガンドホモログをコードするDNAにおいて適切な位置に導入するための上記のオリゴヌクレオチド媒介変異誘発方法を使用して生成され得る。制限部位がプラスミドに導入された後、プラスミドを、直線にするためにこれらの部位で切断する。制限部位間のDNAの配列をコードするが所望の変異を含む二本鎖オリゴヌクレオチドを、標準的手順を使用して合成する。2つの鎖を別々に合成し、次いで標準的技術を使用してともにハイブリダイズする。この二本鎖オリゴヌクレオチドは、カセットという。このカセットを、プラスミドに直接連結され得るように、直線にしたプラスミドの末端と適合可能である3’および5’末端を有するように設計する。このプラスミドは、現在、変異したTIEリガンドホモログDNA配列を含む。
さらに、いわゆるファージミド提示方法は、ネイティブか、または改変体TIEリガンドホモログのアミノ酸配列改変体を作成することに有用であり得る。この方法は、(a)変異させるべきレセプターをコードする第1の遺伝子、第1および第2の遺伝子が異種である天然または野生型ファージコートタンパク質の少なくとも一部をコードする第2の遺伝子、および融合タンパク質をコードする遺伝子融合物を形成する第1および第2の遺伝子に作動可能に連結される転写調節エレメントを含む、複製可能な発現ベクターを構築する工程;(b)関連のプラスミドのファミリーを形成する第1の遺伝子内の1つ以上の選択された位置でベクターを変異する工程;(c)プラスミドで適切な宿主細胞を形質転換する工程;(d)ファージコートタンパク質をコードする遺伝子を有するヘルパーファージで、形質転換された宿主細胞を感染させる工程;(e)プラスミドの少なくとも一部を含む組換えファージミド粒子を形成するために適切でありそして宿湯を形質転換し得る条件下で、形質転換し感染した宿主細胞を培養する工程であって、この条件が、ほんの少量のファージミド粒子が粒子の表面上に融合タンパク質の1つより多くのコピーを提示するように調節される、工程;(f)ファージミド粒子の少なくとも一部が抗原に結合するように、適切な抗原とファージミド粒子とを接触させる工程;および(g)結合するファージミド粒子を結合しないものと分離する工程、を包含する。工程(d)〜(g)は、1回以上繰り返され得る。好ましくは、この方法において、プラスミドは、転写調節エレメントの堅い制御下にあり、そして培養条件は、粒子の表面上に融合タンパク質の1つより多くのコピーを提示するファージミド粒子の量または数が、約1%以下であるように調節される。また、好ましくは、融合タンパク質の1つより多くのコピーを提示するファージミド粒子の量は、融合タンパク質の単一コピーを提示するファージミド粒子の量の10%以下である。最も好ましくは、この量は20%以下である。代表的には、この方法では、発現ベクターは、ポリペプチドの各サブユニットをコードするDNAに融合した分泌シグナル配列をさらに含み、そして転写調節エレメントは、プロモーター系である。好ましいプロモーター系は、lac Z、λPL、tac、T7ポリメラーゼ、トリプトファン、およびアルカリホスファターゼプロモーター、ならびにその組み合わせから選択される。また、通常は、この方法は、M13K07、M13R408、M13−VCS、およびPhi X 174から選択されるヘルパーファージを用いる。好ましいヘルパーファージは、M13K07であり、そして好ましいコートタンパク質は、M13ファージ遺伝子IIIコートタンパク質である。好ましい宿主は、E.coli、およびE.coliのプロテアーゼ欠失株である。
上記および類似の変異誘発技術のさらなる詳細は、例えば、SambrookらMolecular Cloning:A laboratory Manual(New York:Cold Spring Harbor Laboratory Press,1989)、およびCurrent Protocols in Molecular Biology,Ausubelら編,Wiley−Interscience,1991のような、一般的教科書で見いだされる。
「イムノアドヘシン」は、適切な免疫グロブリン定常ドメイン配列に連結したレセプター配列から伝統的に構築されるキメラである(イムノアドヘシン)。このような構造は、当該技術分野で周知である。文献で報告されたイムノアドヘシンには、T細胞レセプター*[Gascoigneら,Proc.Natl.Acad.Sci USA 84、2936−2940(1987)];CD4*[Caponら,Nature 337,525−531(1989);Trauneckerら,Nature 339,68−70(1989);Zettmeisslら,DNA Cell Biol.USA 9,347−353(1990);Byrnら,Nature 344,667−670(1990)];L−セレクチン(ホーミングレセプター)[Watsonら,J.Cell.Biol.,110,2221−2229(1990);Watsonら,Nature 349,164−167(1991)];CD44*[Aruffoら,Cell 61,1303−1313(1990)];CD28*およびB7*[Linsleyら,J.Exp.Med.173,721−730(1991)];CTLA−4*[Linsleyら,J.Exp.Med.174,561−569(1991)];CD22*「Stamenkovicら,Cell 66,1133−1144(1991)];TNFレセプター[Ashkenaziら,Proc.Natl.Acad.Sci USA 88,10535−10539(1991);Lesslauerら,Eur.J.Immunol.27,2883−2886(1991);Peppelら,J.Exp.Med.174,1483−1489(1991)];NPレセプター[Bennettら,J.Biol.Chem.266,23060−23067(1991)];IgGレセプターα鎖*[RidgwayおよびGorman,J.Cell.Biol.115,abstr.1448(1991)];HGFレセプター[Mark,M.R.ら,1992,J.Biol.Chem.,投稿中]の融合物が挙げられ、ここでアステリスク(*)は、レセプターが免疫グロブリンスーパーファミリーのメンバーであることを示す。
リガンド−免疫グロブリンキメラもまた公知であり、そして例えば、米国特許第5,304,640号(L−セレクチンリガンドについて);同第5,316,921号および同第5,328,837号(HGF改変体について)に開示される。これらのキメラは、レセプター−免疫グロブリンキメラの構築と類似の方法で作成され得る。
本発明のTIEリガンドホモログの共有改変は、本発明の範囲内に含まれる。このような改変は、TIEリガンドホモログの標的されたアミノ酸残基を、選択された側面または末端残基と反応し得る誘起誘導体化薬剤と反応させることによって、あるいは選択された宿主細胞で機能する翻訳後改変のメカニズムを利用することによって伝統的に導入される。得られる共有誘導体は、生物学的活性に、イムノアッセイに、または組換え体のイムノアフィニティー精製のための抗TIEリガンドホモログ抗体の調製に、重要な残基を同定することに関するプログラムで有用である。例えば、ニンヒドリンとの反応後のタンパク質の生物学的活性の完全不活化は、少なくとも1つのアルギニル残基またはリジル残基がその活性に重要であり、その後選択された条件下で改変された個々の残基が、改変したアミノ酸残基を含むペプチドフラグメントの単離によって同定されることを示唆する。このような改変は、当業者の範囲内であり、そして過度の実験を行うことなく行われる。
システニル残基は、最も普通には、クロロ酢酸またはクロロアセタミドのようなα−ハロ酢酸塩(および対応するアミン)と反応して、カルボキシメチルまたはカルボキシアミドメチル誘導体を得る。システニル残基はまた、ブロモトリフルオロアセトン、α−ブロモ−β−(5−イミドゾイル)プロピオン酸、クロロアセチルリン酸、N−アルキルマレイミド,3−ニトロ−2−ピリジルジスルフィド、メチル2−ピリジルジスルフィド、p−クロロ水銀安息香酸、2−クロロ水銀−4−ニトロフェノール、またはクロロ−7−ニトロベンゾ−2−オキサ−1,3−ジアゾールとの反応によって誘導体化される。
ヒスチジル残基は、この薬剤がヒスチジル側鎖に比較的特異的であるので、pH 5.5〜7.0でのジエチルピロカーボネートとの反応によって誘導体化される。パラ−ブロモフェナシルブロミドも有用である;反応は、好ましくは、pH 6.0にて0.1Mカコジル酸ナトリウム中で行われる。
リジニルおよびアミノ末端残基は、コハク酸または他のカルボン酸無水物と反応する。これらの薬剤の誘導体化は、リジニル残基の電荷を逆にする効果を有する。α−アミノ含有残基を誘導体化するための他の適切な試薬には、メチルピコリンイミデートのようなイミドエステル;ピリドキサルリン酸;ピリドキサール;クロロボロヒドリド;トリニトロベンゼンスルホン酸;O−メチルイソ尿素;2,4−ペンタンジオン;およびグリコキシレートとのトランスアミナーゼ触媒した反応物が挙げられる。
アルギニル残基は、1つまたはいくつかの従来の試薬、その中でもフェニルグリオキサール、2,3−ブタンジオン、1,2−シクロヘキサンジオン、およびニンヒドリンとの反応によって改変される。アルギニン残基の誘導体化は、グアニジン官能基の高いpKaのために、反応がアルカリ条件で行われることが必要とされる。さらに、これらの試薬は、リジン基およびアルギニンイプシロン−アミノ基と反応し得る。
チロシル残基の特定の改変は、芳香族ジアゾニウム化合物またはテトラニトロメタンとの反応によってチロシル残基にスペクトル標識を導入することにおいて、特定の目的で行われ得る。最も普通には、N−アセチルイミジゾールおよびテトラニトロメタンは、それぞれO−アセチルチロシル種および3−ニトロ誘導体を形成するために使用される。チロシル残基は、ラジオイムノアッセイでの使用のために標識されたタンパク質を調製するために125Iまたは131Iを使用してヨード化される。
カルボキシル側基(アスパルチルまたはグルタミル)は、1−シクロヘキシル−3−(2−モルホリニル−4−エチル)カルボジイミドまたは1−エチル−3−(4−アゾニア−4,4−ジメチルペンチル)カルボジイミドのようなカルボジイミド(R’−N=C=N−R’)との反応によって選択的に改変される。さらに、アスパルチル残基およびグルタミル残基は、アンモニウムイオンとの反応によってアスパラギニル残基およびグルタミニル残基に変換される。
グルタミニル残基およびアスパラギニル残基は、頻繁に、対応するグルタミルおよびアスパルチル残基に脱アミド化される。あるいは、これらの残基は、穏やかな酸性条件下で脱アミド化される。これらの残基のいずれかの形態は、本発明の範囲内にはいる。
他の改変には、プロリンおよびリジンのヒドロキシル化、セリル、トレオニル、またはチロシル残基のヒドロキシル基のリン酸化、リジン、アルギニン、およびヒスチジン側鎖のα−アミノ基のメチル化(T.E.Creighton,Proteins:Structure and Molecular Properties,W.H.Freeman & Co.,San Francisco,pp.79−86[1983])、N−末端アミンのアセチル化、ならびに任意のC−末端カルボキシル基のアミド化が挙げられる。分子は、さらに、米国特許出願07/275,296または米国特許4,640,835;4,496,689;4,301,144;4,670,417;4,791,192;または4,179,337に記載の方法で、非タンパク質性ポリマー、例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、またはポリオキシアルキレンに共有結合され得る。
二官能性薬剤での誘導体化は、TIEリガンドのポリペプチドとの分子内凝集を調製するために、ならびにアッセイまたはアフィニティー精製での使用のために水不溶性支持体マトリクスまたは表面にTIEリガンドポリペプチドを架橋するために、有用である。さらに、鎖間架橋の研究は、コンホメーション構造における直接情報を提供する。普通に使用される架橋剤には、1,1−ビス(ジアゾアセチル)−2−フェニルエタン、グルタルアルデヒド、N−ヒドロキシスクシンイミドエステル、ホモ二官能性イミドエステル、および二官能性マレイミドが挙げられる。メチル−3−[(p−アジドフェニル)ジチオ]プロピオイミデートのような誘導体化剤は、光の存在下で架橋を形成し得る光活性化可能中間体を得る。あるいは、臭化シアン活性化した炭化水素のような反応性水不溶性マトリクスならびに米国特許第3,959,642号;第3,969,287号;第3,691,016号;第4,195,128号;第4,247,642号;第4,229,537号;第4,055,635号;および第4,330,440号に記載の系反応性基質が、タンパク質固定化および架橋に用いられる。
ある翻訳後改変は、発現したポリペプチドにおける組換え宿主細胞の作用の結果である。グルタミンおよびアスパラギン残基は、頻繁に、対応するグルタミン酸およびアスパルギン酸残基に翻訳後脱アミド化される。あるいは、これらの残基は、穏やかな酸性条件下で脱アミド化される。これらの残基のいずれかの形態は、本発明の範囲内にはいる。
他の翻訳後改変には、プロリンおよびリジンのヒドロキシル化、セリン、トレオニン、またはチロシン残基のヒドロキシル基のリン酸化、リジン、アルギニン、およびヒスチジン側鎖のα−アミノ基のメチル化[T.E.Creighton,Proteins:Structure and Molecular Properties,W.H.Freeman & Co.,San Francisco,pp.79−86(1983)]が挙げられる。
他の誘導体は、非タンパク質性ポリマーに共有結合した本発明の新規ペプチドを含む。非タンパク質性ポリマーは、通常は、親水性合成ポリマー、すなわち、天然で他には見いだされないポリマーである。しかし、天然に存在し、そして組換えまたはインビトロ方法によって産生されるポリマーは、天然から単離されるポリマーと同様に、有用である。親水性ポリビニルポリマー、例えば、ポリビニルアルコールおよびポリビニルピロリドンは、本発明の範囲にはいる。ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールのようなポリビニルアルキレンエーテルは、特に有用である。
TIEリガンドホモログは、米国特許第4,640,835号;第4,496,689号;第4,301,144号;第4,670,417号;第4,791,192号;または第4,179,337号に記載の様式で、ポリエチレングリコール(PEG)、ポリプロピレングリコール、またはポリオキシアルキレンのような種々の非タンパク質性ポリマーに連結され得る。まさに本発明のイムノアドヘシンのような、これらの改変体は、対応するネイティブなTIEリガンドよりも長い半減期を有することが予測される。
TIEリガンドホモログは、例えば、コアセルベーション技術によってまたは界面重合化によって調製されるマイクロカプセル中に、コロイド薬物送達系(例えばリポソーム、アルブミンマイクロスフェア、マイクロエマルジョン、ナノパーティクル、およびナノカプセル)に、あるいはマクロエマルジョンに捕らえられ得る。このような技術は、Remington’s Pharmaceutical Sciences,16版,Osol,A.編(1980)に開示される。
(B.抗TIEリガンドホモログ抗体)
本発明は、TIEリガンドホモログを特異的に結合する、アゴニストおよびアンタゴニスト抗体をカバーする。この抗体は、モノクローナルまたはポリクローナルであり得、そして限定することなく、成熟抗体、抗体フラグメント(例えば、Fab、F(ab’)2、FVなど)、単鎖抗体、および種々の鎖の組み合わせを含む。
本発明は、TIEリガンドホモログを特異的に結合する、アゴニストおよびアンタゴニスト抗体をカバーする。この抗体は、モノクローナルまたはポリクローナルであり得、そして限定することなく、成熟抗体、抗体フラグメント(例えば、Fab、F(ab’)2、FVなど)、単鎖抗体、および種々の鎖の組み合わせを含む。
用語「抗体」は、最も広い意味で使用され、そして具体的には本発明のTIEリガンドホモログを特異的に結合する単一モノクローナル抗体(アゴニスト、アンタゴニスト、および中和抗体を含む)、ならびに多エピトープ特異性を有する抗体組成物をカバーする。
本明細書で使用される場合、用語「モノクローナル抗体」とは、実質的に均質の抗体の集団から得られる抗体をいい、すなわち、集団を含む個々の抗体は、少ない量で存在し得る潜在的な天然に存在する変異を除いては、同一である。モノクローナル抗体は、非常に特異的であり、単一抗原性部位に対して指向される。さらに、代表的には種々の決定基(エピトープ)に対して指向される種々の抗体を含む従来の(ポリクローナル)抗体調製物とは逆に、各モノクローナル抗体は、抗原上の単一の決定基に対して指向される。
本明細書におけるモノクローナル抗体には、起源の種または免疫グロブリンクラスもしくはサブクラスの指定にかかわりなく、定常ドメインを伴う、抗TIEリガンドホモログ抗体の可変(超可変を含む)ドメインをスプライシングすることによって産生されるハイブリッドおよび組換え抗体(例えば、「ヒト化」抗体)、または重鎖を伴う軽鎖、またはもう1つの種からの鎖を伴う1つの種からの鎖、または異種タンパク質を伴う融合物、ならびに所望の生物学的活性を示す限り抗体フラグメント(例えば、Fab、F(ab’)2、およびFv)が挙げられる。例えば、米国特許第4,816,567号およびMageら,Monoclonal Antibody Production Techniques and Applications,pp.79−97(Marcel Dekker,Inc.:New York,1987)を参照のこと。
したがって、修飾語「モノクローナル」は、抗体の実質的に均質な集団から得られるような抗体の特徴を示し、そして任意の特定の方法による抗体の産生を必要とすると解釈されない。例えば、本発明に従って使用されるべきモノクローナル抗体は、KohlerおよびMilstein,Nature,256:495(1975)に最初に記載されたハイブリドーマ方法によって作製され得、または米国特許第4,816,567号に記載のような組換えDNA方法によって作製され得る。「モノクローナル抗体」はまた、例えば、McCaffertyら,Nature,348:552−554(1990)に記載の技術を使用して生成されるファージライブラリーから単離され得る。
非ヒト(例えば、マウス)抗体の「ヒト化」形態は、特異的キメラ免疫グロブリン、免疫グロブリン鎖、またはそれらのフラグメント(例えば、Fv、Fab、Fab’、F(ab’)2、または抗体の他の抗原結合サブ配列)であり、これは非ヒト免疫グロブリンに由来する最小の配列を含む。ほとんどの部分について、ヒト化抗体は、ヒト免疫グロブリン(レシピエント抗体)であり、ここで、このレシピエントの相補性決定領域(CDR)からの残基は、所望の特異性、親和性、および能力を有するマウス、ラットまたはウサギのような非ヒト種(ドナー抗体)のCDRからの残基によって置換される。いくつかの場合、ヒト免疫グロブリンのFvフレームワーク領域(FR)残基は、対応する非ヒト残基によって置換される。さらに、ヒト化抗体は、レシピエント抗体でも移入されたCDRもしくはフレームワーク配列でも見られない残基を含み得る。これらの改変は、抗体性能をさらに精錬および最適化するために行われる。一般に、ヒト化抗体は、少なくとも1つ、および代表的には2つの可変ドメインの実質的にすべてを含み、このドメインにおいてCDR領域のすべてまたは実質的にすべては、非ヒト免疫グロブリンのCDR領域に対応し、そしてFR領域のすべてまたは実質的にすべては、ヒト免疫グロブリンコンセンサス配列のFR領域である。ヒト化抗体はまた、最適には、免疫グロブリン定常領域またはドメイン(Fc)の少なくとも一部、代表的にはヒト免疫グロブリンの一部を含む。
本発明のTIEリガンドホモログに対するポリクローナル抗体は、一般に、TIEリガンドホモログおよびアジュバントの複数回の皮下(sc)または腹腔内(ip)注射によって動物で惹起される。TIEリガンドホモログまたは標的アミノ酸配列を含むフラグメントを、免疫投与される種において免疫原性であるタンパク質、例えば、キーホールリンペットヘモシアニン、血清アルブミン、ウシチログロブリン、またはダイズトリプシンインヒビターに対して、二官能性または誘導体化剤、例えば、マレイミドベンゾイルスルホスクシンイミドエステル(システイン残基を介した結合体)、N−ヒドロキシスクシンイミド(リジン残基を介する)、グルタルアルデヒド、コハク酸無水物、SOCl2、またはR1N=C=NR(ここでRおよびR1は異なるアルキル基である)を用いて、結合体化するために有用であり得る。
動物は、1mgまたは1μgの結合体(それぞれ、ウサギまたはマウスに対して)を3容量のフロイント(Frend)完全アジュバントと合わせること、および複数の部位で皮内に溶液を注射することによって、免疫原性結合体または誘導体に対して免疫される。1カ月後、その動物に、複数の部位での皮下注射によってフロイント完全アジュバントの元の量の1/5〜1/10をブーストする。7〜14日後、動物から採血し、そしてその血清を抗TIEリガンドホモログ抗体力価についてアッセイする。動物に、その力価がプラトーになるまでブーストする。好ましくは、動物は、同じTIEリガンドホモログであるが異なるタンパク質におよび/または異なる架橋試薬によって結合体化された結合体でブーストする。結合体はまた、タンパク質融合体として組換え細胞培養物中で作製され得る。また、ミョウバンのような凝集剤が、免疫応答を増強するために使用される。
モノクローナル抗体は、実質的に均質な抗体の集団から得られ、すなわち、この集団を含む個々の抗体は、少ない量で存在し得る潜在的な天然に存在する変異を除いては、同一である。したがって、修飾語「モノクローナル」は、異なる抗体の混合物ではないような抗体の特徴を示す。例えば、本発明の抗TIEリガンドホモログモノクローナル抗体は、KohlerおよびMilstein,Nature 256:495(1975)に最初に記載されたハイブリドーマ方法を使用して作製され得るか、または組換えDNA方法[Cabillyら,米国特許第4,816,567号]によって作製され得る。
ハイブリドーマ方法では、マウス、またはハムスターのような他の適切な宿主動物は、本明細書中上記のように免疫投与されて、免疫投与のために使用されるタンパク質に特異的に結合する抗体を産生または産生し得るリンパ球を誘起する。あるいは、リンパ球は、インビトロで免疫投与され得る。次いで、リンパ球は、ポリエチレングリコールのような適切な融合剤を使用してミエローマ細胞と融合されて、ハイブリドーマ細胞を形成する[Goding,Monoclonal Antibodies:Principles and Practice,pp.59−103(Academic Press,1986)]。
このように調製されたハイブリドーマ細胞を、融合していない親ミエローマ細胞の増殖または生存を阻害する好ましくは1つ以上の物質を含む、適切な培養培地中に播種し、そして増殖する。例えば、親ミエローマ細胞が酵素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(HGPRTまたはHPRT)を欠くならば、ハイブリドーマについての培養培地は、代表的には、ヒポキサンチン、アミノプテリン、およびチミジンを含み(HAT培地)、これらの物質はHGPRT欠失細胞の増殖を抑制する。
好ましいミエローマ細胞は、効率的に融合し、選択された抗体産生細胞によって抗体の安定な高いレベルの発現を支持し、そしてHAT培地のような培地に感受性である細胞である。これらのうち、好ましいミエローマ細胞株は、the Salk Institute Cell Distribution Center,San Diego, California USAから入手可能なMOPC−21およびMPC−11マウス腫瘍に由来するようなマウスミエローマ株、ならびにアメリカンタイプカルチャーコレクション,Rockville,Maryland USAから入手可能なSP−2細胞である。ヒトミエローマおよびマウス−ヒトヘテロミエローマ細胞株も、ヒトモノクローナル抗体の産生について記載されている[Kozbor,J.Immunol.133:3001(1984);Brodeurら,Monoclonal Antibody Production Techniques and Applications,pp.51−63(Marcel Dekker,Inc.,New York,1987)]。
ハイブリドーマ細胞が増殖している培養培地は、TIEリガンドホモログに対して指向されるモノクローナル抗体の産生についてアッセイされる。好ましくは、ハイブリドーマ細胞によって産生されるモノクローナル抗体の結合特異性は、ラジオイムノアッセイ(RIA)または固相酵素免疫吸着アッセイ(ELISA)のようなインビトロ結合アッセイにより免疫沈降剤によって決定される。
このモノクローナル抗体の結合親和性は、例えば、MunsonおよびPollard,Anal.Biochem.107:220(1980)のスキャッチャード分析によって決定され得る。
所望の特異性、親和性、および/または活性の抗体を産生するハイブリドーマ細胞を同定した後、そのクローンは、限界希釈手順によってサブクローニングされ、そして標準的方法によって増殖され得る。Goding,Monoclonal Antibodies:Principles and Practice,pp.59−104(Academic Press,1986)。この目的に適切な培養培地には、例えば、ダルベッコの改変イーグル培地またはRPMI−1640培地が挙げられる。さらに、ハイブリドーマ細胞は、動物における腹水腫瘍のようにインビボで増殖され得る。
このサブクローンによって分泌されるモノクローナル抗体は、例えば、プロテインA−Sepharose、ヒドロキシルアパタイトクロマトグラフィー、ゲル電気泳動、透析、またはアフィニティークロマトグラフィーのような従来の免疫グロブリン精製手順によって、培養培地、腹水液、または血清から適切に分離される。
本発明のモノクローナル抗体をコードするDNAは、従来の手順を使用して(例えば、マウス抗体の重鎖および軽鎖をコードする遺伝子に特異的に結合し得るオリゴヌクレオチドプローブを使用することによって)容易に単離され、そして配列決定される。本発明のハイブリドーマ細胞は、このようなDNAの好ましい供給源として用いる。一旦単離すると、DNAは、発現ベクター中に配置され得、このベクターは、次いでサルCOS細胞、チャイニーズハムスター卵巣(CHO)細胞、または他に免疫グロブリンを産生しないミエローマ細胞のような宿主細胞にトランスフェクトされて、組換え宿主細胞中でのモノクローナル抗体の合成を得る。DNAはまた、例えば、同種マウス配列の代わりにヒト重鎖および軽鎖定常ドメインでコード配列を置換することによって(Morrisonら,Proc.Natl.Acad.Sci.81,6851(1984))、または非免疫グロブリンポリペプチドについてのコード配列のすべてまたは一部を免疫グロブリンコード配列に共有結合することによって、改変され得る。このように、本明細書における抗TIEリガンドモノクローナル抗体の結合特異性を有する「キメラ」または「ハイブリッド」抗体が調製される。
代表的には、このような非免疫グロブリンポリペプチドは、本発明の抗体の定常ドメインについて置換されるか、または本発明の抗体の1つの抗原結合部位の可変ドメインについて置換されて、本発明のTIEリガンドホモログに対する特異性を有する1つの抗原結合部位および異なる抗原に対する特異性を有するもう1つの抗原結合部位を含むキメラ二価抗体を生成する。
キメラまたはハイブリッド抗体はまた、架橋剤を含む化学反応を含む、合成タンパク質化学で公知の方法を使用してインビトロで調製され得る。例えば、イムノトキシンは、ジスルフィド交換反応を使用して、またはチオエステル結合を形成することによって、構築され得る。この目的に適切な試薬の例には、イミノチオレートおよびメチル−4−メルカプトブチルイミデートが挙げられる。
診断適用のために、本発明の抗体は、代表的には、検出可能部分を用いて標識される。この検出可能部分は、直接的または間接的のいずれかで、検出可能シグナルを産生し得る任意の部分であり得る。例えば、この検出可能部分は、3H、14C、32P、35S、または125Iのような放射性同位元素、フルオレセンイソチオシアネート、ローダミン、またはルシフェリンのような蛍光または化学発光化合物;ビオチン;例えば、125I、32P、14C、または3Hのような放射性同位元素標識、あるいは、アルカリホスファターゼ、β−ガラクトシダーゼ、または西洋ワサビペルオキシダーゼのような酵素であり得る。
抗体を検出可能部分に別々に結合するための当該技術分野で公知の任意の方法が用いられ得、これには、Hunterら,Nature 144:945(1962);Davidら,Biochemistry 13:1014(1974);Painら,J.Immunol.Meth.40:219(1981);およびNygren,J.Histochem.and Cytochem.30:407(1982)に記載の方法が挙げられる。
本発明の抗体は、競合結合アッセイ、直接および間接サンドイッチアッセイ、ならびに免疫沈降アッセイのような、任意の公知のアッセイ方法で用いられ得る。Zola,Monoclonal Antibodies:A Manual of Techniques,pp.147−158(CRC Press,Inc.,1987)。
競合結合アッセイは、標識された標準(TIEリガンドホモログまたはその免疫学的反応性部分であり得る)が、限定された量の抗体との結合についてテスト試料分析物(TIEリガンドホモログ)と競合する能力に依存する。テスト試料中のTIEリガンドホモログの量は、抗体に結合する標準の量に逆比例する。結合する標準の量を決定することを容易にするために、抗体は、一般に、競合前または後に不溶化され、そのため抗体に結合される標準および分析は、結合しないままの標準および分析から簡便に分離され得る。
サンドイッチアッセイは、2つの抗体の使用を含み、それぞれは、検出されるタンパク質の異なる免疫原性部分、またはエピトープに結合し得る。サンドイッチアッセイでは、テスト試料分析物は、固体支持体上に固定されている第一の抗体によって結合され、その後第二の抗体が分析物に結合し、したがって不溶性3部分複合体を形成する。DavidおよびGreene,米国特許第4,376,110号。この第二の抗体は、それ自体が検出可能部分で標識され得るか(直接的サンドイッチアッセイ)、または検出可能部分で標識される抗免疫グロブリン抗体を使用して測定され得る(間接的サンドイッチアッセイ)。例えば、サンドイッチアッセイの1つのタイプは、ELISAアッセイであり、この場合、検出可能部分は酵素である。
非ヒト抗体をヒト化するための方法は、当該技術分野で周知である。一般に、ヒト化抗体は、非ヒトである供給源から導入される1つ以上のアミノ酸残基を有する。これらの非ヒトアミノ酸残基は、しばしば、「移入(import)」残基といわれ、これは代表的には、「移入」可変ドメインから採用される。ヒト化は、本質的に、ヒト抗体の対応する配列で齧歯類CDRまたはCDR配列を置換することによって、Winterおよび共同研究者[Jonesら,Nature 321,522−525(1986);Riechmannら,Nature 332,323−327(1988);Verhoeyenら,Scinece 239,1534−1536(1988)]の方法に従って行われ得る。したがって、このような「ヒト化」抗体は、キメラ抗体であり(Cabilly,前出)、ここで、インタクトなヒト可変ドメインより実質的に少ないものが、非ヒト種からの対応する配列によって置換されている。実際に、ヒト化抗体は、代表的には、いくつかのCDR残基およびおそらくいくつかのFR残基が、齧歯類抗体における類似部位からの残基によって置換されているヒト抗体である。
抗体が、抗原および他の好ましい生物学的特性についての高い親和性を保持しながらヒト化されることは重要である。この目的を達成するために、好ましい方法にしたがって、ヒト化抗体は、親およびヒト化配列の三次元モデルを使用して、親配列および種々の概念上のヒト化産物の分析のプロセスによって調製される。三次元免疫グロブリンモデルは、普通に利用可能であり、そして当業者は熟知している。選択された候補免疫グロブリン配列の有望な三次元コンホメーション構造を例示および提示するコンピュータプログラムは、利用可能である。これらの提示の検査は、候補免疫グロブリン配列の機能性における残基の有望な役割の分析、すなわち、候補免疫グロブリンがその抗原を結合する能力に影響を及ぼす残基の分析を可能にする。この方法で、FR残基が、標的抗原に対する増加した親和性のような所望の抗体特性が達成されるように、コンセンサスおよび移入配列から選択および組み合わせられ得る。一般に、CDR残基は、抗原結合に影響を及ぼすことに、直接的およびほとんど実質的に関与する。さらに詳細には、1992年8月21日に出願された米国特許出願第07/934,373号を参照のこと、これは、1991年6月14日に出願された出願番号第07/715,272号の一部継続である。
あるいは、免疫投与の際に、内因性免疫グロブリン産生の不在下でヒト抗体の完全レパートリーを産生し得る、トランスジェニック動物(例えば、マウス)を産生することが、今や可能である。例えば、キメラおよび生殖細胞系変異体マウスにおける抗体重鎖連結領域(JH)遺伝子のホモ接合欠損が、内因性抗体産生の完全阻害を生じることが記載されている。このような生殖細胞系変異体マウスへのヒト生殖細胞系免疫グロブリン遺伝子アレイの移入は、抗原チャレンジの際のヒト抗体の産生を生じる。例えば、Jakobovitsら,Proc.Natl.Acad.Sci USA 90,2551−255(1993);Jakobivitsら,Nature 362,255−258(1993)を参照のこと。
二特異的抗体は、少なくとも2つの異なる抗原に対する結合特異性を有する、モノクローナル、好ましくはヒトまたはヒト化、抗体である。本発明の場合では、結合特異性の1つは、特定のTIEリガンドホモログに対してであり、他方は、任意の他の抗原に対して、および好ましくはもう1つのリガンドに対してである。例えば、2つの異なるTIEリガンドホモログを特異的に結合する二特異的抗体は、本発明の範囲内である。
二特異的抗体を作成する方法は、当該技術分野で公知である。
伝統的には、二特異性抗体の組換え産生は、2つの免疫グロブリン重鎖−軽鎖対の同時発現に基づき、ここでこの2つの重鎖は異なる特異性を有する(MillsteinおよびCuello,Nature 305,537−539(1983))。免疫グロブリン重鎖および軽鎖のランダム類別のため、これらのハイブリドーマ(クアドローマ)は、1つのみが正しい二特異的構造を有する、10の異なる抗体分子の潜在的混合物を産生する。アフィニティークロマトグラフィー工程によって通常行われる、正しい分子の精製は、むしろ煩わしく、そして産物収量は低い。類似の手順が、PCT出願公開公報第WO 93/08829号(1993年5月13日に公開)およびTrauneckerら,EMBO 10,3655−3659(1991)に開示される。
異なるおよびより好ましいアプローチよれば、所望の結合特異性を有する抗体可変ドメイン(抗体−抗原結合部位)は、免疫グロブリン定常ドメイン配列に融合される。この融合物は、好ましくは、免疫グロブリン重鎖定常ドメインを有し、ヒンジの少なくとも一部、および免疫グロブリン重鎮の第2および第3の定常領域(CH2およびCH3)を含む。この融合物の少なくとも1つに存在する軽鎖結合に必要な部位を含む第1の重鎖定常領域(CH1)を有することが好ましい。免疫グロブリン重鎖融合物、および所望であれば、免疫グロブリン軽鎖をコードするDNAは、別々の発現ベクターに挿入され、そして適切な宿主生物に同時トランスフェクトされる。これは、構築に使用される3つのポリペプチド鎖の不同の比が最適収量を提供する場合の実施態様では、3つのポリペプチドフラグメントの相互の割合を調節することに、非常に柔軟性を提供する。しかし、少なくとも2つのポリペプチド鎖の等しい比での発現が、高い収量を得る場合または比が特に重要ではない場合、1つの発現ベクターにおける2つまたは3つすべてのポリペプチド鎖についてのコード配列を挿入することが可能である。このアプローチの好ましい実施態様では、二特異性抗体は、1つのアームにおける第1の結合特異性を有するハイブリッド免疫グロブリン重鎖、および他のアームにおける(第2の結合特性を提供する)ハイブリッド免疫グロブリン重鎖−軽鎖対から構成される。二特異性分子の半分のみでの免疫グロブリン軽鎖の存在が分離の容易な方法を提供するので、この非対称構造が、望ましくない免疫グロブリン鎖組み合わせからの所望の二特異性化合物の分離を容易にすることを見いだした。このアプローチは、1992年8月17日に出願された同時係属出願第07/931,811号に開示される。
二特異性抗体を生成することのさらに詳細については、例えば、Sureshら,Methods in Enzymology 121,210(1986)を参照のこと。
用語「ダイアボディ」とは、2つの抗原結合部位を有する小抗体フラグメントをいい、このフラグメントは同じポリペプチド鎖中に軽鎖可変ドメイン(VL)
に連結された重鎖可変ドメイン(VH)を含む(VH−VL)。短すぎて同じ鎖における2つのドメイン間の対形成ができないリンカーを使用することによって、このドメインは、もう1つの鎖の相補ドメインと対形成させ、そして2つの抗原結合部位を生成する。ダイアボディは、例えば、EP 404,097;WO 93/11161;およびHollingerら,Proc.Natl.Acad.Sci USA,90:6444−6448(1993)に、より十分に記載される。
に連結された重鎖可変ドメイン(VH)を含む(VH−VL)。短すぎて同じ鎖における2つのドメイン間の対形成ができないリンカーを使用することによって、このドメインは、もう1つの鎖の相補ドメインと対形成させ、そして2つの抗原結合部位を生成する。ダイアボディは、例えば、EP 404,097;WO 93/11161;およびHollingerら,Proc.Natl.Acad.Sci USA,90:6444−6448(1993)に、より十分に記載される。
「単離された」抗体は、単離されたポリペプチドについて本明細書中上記で提供される定義と同様に定義される。詳細には、「単離された」抗体は、その天然環境の成分から同定および分離および/または回収されたものである。その天然環境の夾雑成分は、抗体のための診断または治療使用を妨害する物質であり、そして酵素、ホルモン、および他のタンパク質性または非タンパク質性溶質が挙げられ得る。好ましい実施態様では、抗体は、(1)Lowry方法によって決定される場合95%重量を越える抗体、および最も好ましくは99%重量を越えるまで、(2)スピニングカップシークエネーターの使用によってN末端または内部アミノ酸配列の少なくとも15残基を得るために十分な程度まで、または(3)クーマシーブルーまたは好ましくは銀染色を使用して還元または非還元条件下でSDS−PAGEによる均一性まで、精製される。抗体の天然環境の少なくとも1つの成分が存在しないので、単離された抗体には、組換え細胞内でのインサイチュでの抗体が挙げられる。しかし、通常、単離された抗体は、少なくとも1つの精製工程によって調製される。
本明細書で使用される場合、用語「標識」とは、「標識された」抗体を生成するように抗体に直接または間接的に結合体化される検出可能な化合物または組成物をいう。この標識は、それ自体によって検出可能であるか(例えば、放射性同位元素標識または蛍光標識)、または酵素的標識の場合には、検出可能である基質化合物または組成物の化学変更を触媒し得る。
「固相」とは、本発明の抗体が付着し得る非水性マトリクスを意味する。本明細書において含まれる固相の例は、ガラス(例えば、制御された孔ガラス)、多糖類(例えば、アガロース)、ポリアクリルアミド、ポリスチレン、ポリビニルアルコール、およびシリコーンから部分的または全体が形成されるものを含む。ある実施態様では、状況に依存して、その固相は、アッセイプレートのウェルを含み得;他では、固相は精製カラム(例えば、アフィニティークロマトグラフィーカラム)である。この用語はまた、米国特許第4,275,149号に記載のような別々の粒子の不連続固相を含む。
「リポソーム」は、哺乳動物への薬物(例えば、本明細書で開示される抗ErbB2抗体、および必要に応じて、化学療法剤)の送達に有用である、種々のタイプの脂質、リン脂質、および/または界面活性剤から構成される小胞である。リポソームの成分は、生物学的膜の脂質整列に類似の、二層形成で普通に整列される。
抗体「アゴニスト」および「アンタゴニスト」は、上で定義されるとおりである。
ヘテロ結合体抗体はまた、本発明の範囲内である。ヘテロ結合体抗体は、2つの共有結合した抗体から構成される。このような抗体は、例えば、望ましくない細胞に免疫系細胞を標的するため(米国特許第4,676,980号)、およびHIV感染の処置のために(PCT出願公開公報第WO 91/00360号および第WO 92/200373号;EP 03089)提案されている。ヘテロ結合体抗体は、任意の便利な架橋方法を使用して作製され得る。適切な架橋剤は当該技術分野で周知であり、そして多くの架橋技術とともに米国特許第4,676,980号に開示される。
「単鎖Fv」または「sFv」抗体フラグメントは、抗体のVHおよびVLドメインを含み、ここでこれらのドメインは、単一のポリペプチド鎖に存在する。好ましくは、Fvポリペプチドは、sFvが抗原結合に所望の構造を形成することを可能にするVHおよびVLドメイン間にポリペプチドリンカーをさらに含む。sFvの総説については、Pluckthun The Pharmacology of Monoclonal Antibodies,113巻,RosenburgおよびMoore編,Springer−Verlag,New York,pp.269−315(1994)を参照のこと。
(C.TIEリガンドホモログのクローニングおよび発現)
本発明の文脈では、表現「細胞」、「細胞株」、および「細胞培養物」は、交換可能に使用され、そしてすべてのこのような名称は子孫を含む。すべての子孫が、故意のまたは偶然の変異のため、DNA含量が正確に同一であり得ないことも理解される。最初の形質転換された細胞についてスクリーニングした場合に、同じ機能または生物学的特性を有する変異体子孫が、含まれる。
本発明の文脈では、表現「細胞」、「細胞株」、および「細胞培養物」は、交換可能に使用され、そしてすべてのこのような名称は子孫を含む。すべての子孫が、故意のまたは偶然の変異のため、DNA含量が正確に同一であり得ないことも理解される。最初の形質転換された細胞についてスクリーニングした場合に、同じ機能または生物学的特性を有する変異体子孫が、含まれる。
用語「複製可能な発現ベクター」および「発現ベクター」とは、一片の外来DNAを挿入されている、通常二本鎖の、一片のDNAをいう。外来DNAは、異種DNAと定義され、これは、宿主細胞中に天然に見いだされないDNAである。このベクターは、適切な宿主細胞に外来または異種DNAを輸送するために使用される。一旦宿主細胞にはいると、ベクターは、宿主染色体DNAから独立して複製し得、そしてベクターおよびその挿入された(外来)DNAのいくつかのコピーが生成され得る。さらに、このベクターは、外来DNAをポリペプチドに翻訳することを可能にする必要なエレメントを含む。したがって、外来DNAによってコードされるポリペプチドの多くの分子は、迅速に合成され得る。
発現およびクローニングベクターは、当該技術分野で周知であり、そして1つ以上の選択された宿主細胞中でベクターが複製することを可能にする核酸配列を含む。適切なベクターの選択は、1)DNA増幅またはDNA発現に使用されるべきかどうか、2)ベクターに挿入されるべきDNAのサイズ、および3)ベクターで形質転換されるべき宿主細胞、に依存する。各ベクターは、その機能(DNAの発現のDNAの増幅)および適合可能である宿主細胞に依存して、種々の成分を含む。ベクター成分は、一般に、1つ以上の以下のものを含むが、これらに限定されない:シグナル配列、複製起点、1つ以上のマーカー遺伝子、エンハンサーエレメント、プロモーター、および転写終結配列。
(i)シグナル配列成分 一般に、シグナル配列は、ベクターの成分であり得るか、またはベクターに挿入されるTIEリガンドホモログ分子の一部であり得る。シグナル配列が異種であるならば、宿主細胞によって認識およびプロセシング(すなわち、シグナルペプチダーゼによって切断)されるように選択されるべきである。
原核生物宿主細胞に適切な異種シグナル配列は、好ましくは、α−アミラーゼ、ompA、ompC、ompE、ompF、アルカリホスファターゼ、ペニシリナーゼ、lpp、または熱安定性エンテロトキシンIIのリーダーのような、原核生物シグナル配列である。酵母分泌については、例えば、酵母インベルターゼ、アミラーゼ、α因子、または酸性ホスファターゼのリーダーが使用され得る。哺乳動物細胞発現では、哺乳動物シグナル配列が最も適切である。リストしたシグナル配列は、例示のためのみであり、そしていかなるようにも本発明の範囲を限定しない。
(ii)複製起点成分 発現ベクターおよびクローニングベクターの両方とも、1つ以上の選択された宿主細胞においてベクターが複製することを可能にした核酸配列を含む。一般に、クローニングベクターでは、この配列は、ベクターが宿主染色体から独立して複製することを可能にする配列であり、そして複製起点または自律複製する配列を含む。このような配列は、種々の細菌、酵母、およびウイルスに周知である。周知のプラスミドpBR322からの複製起点は、ほとんどのグラム陰性菌に適切であり、酵母についての2μプラスミド起点および種々のウイルス起点(SV40、ポリオーマ、アデノウイルス、VSV、またはBPV)は、哺乳動物細胞におけるクローニングベクターに有用である。複製起点は、哺乳動物発現ベクターに必要ではない(SV40起点は、代表的には、初期プロモーターを含むので、単に使用され得る)。ほとんどの発現ベクターは、「シャトル」ベクターであり、すなわち、これらは、少なくとも1つのクラスの生物で複製し得るが、発現のために他の生物にトランスフェクトされ得る。例えば、ベクターはE.coliにクローニングされ、次いで同じベクターが、たとえ宿主細胞染色体から独立して複製し得ないとしても、発現のために酵母または哺乳動物細胞にトランスフェクトされる。
DNAはまた、宿主ゲノムへの挿入によってクローニングされる。これは、例えば、BacillusゲノムDNAで見いだされる配列に相補的であるDNA配列をベクターに含むことによって、宿主としてBacillus種を使用して、容易に達成される。このベクターでのBacillusのトランスフェクションは、ゲノムとの相同組換えおよび所望の異種ポリペプチドをコードするDNAの挿入を生じる。しかし、ゲノムDNAの回収は、制限酵素切断が、コードされたポリペプチド分子を切り出すために必要とされるので、外因性の複製されたベクターの回収よりも複雑である。
(iii)選択遺伝子成分 発現およびクローニングベクターは、選択可能マーカーとも称する、選択遺伝子を含むべきである。これは、このベクターで形質転換した宿主細胞の生存または増殖に必要なタンパク質をコードする遺伝子である。この遺伝子の存在は、そのベクターを欠失する任意の宿主細胞が、形質転換した宿主での増殖または再生で有利点を得ないことを確実にする。代表的な選択遺伝子は、(a)抗生物質または他のトキシン、例えば、アンピシリン、ネオマイシン、メトトレキサート、またはテトラサイクリンに対する耐性を与える、(b)相補的自己栄養欠損、または(c)複合培地から利用可能でない重要な栄養を供給する(例えば、バチルス属についてのD−アラニンラセマーゼをコードする遺伝子)、タンパク質をコードする。
選択スキームの1つの例は、宿主細胞の増殖を停止するために薬物を利用する。異種遺伝子でうまく形質転換される細胞は、薬物耐性を与えるタンパク質を発現し、したがって選択レジメを生存する。このような優勢選択の例は、薬物ネオマイシン[Southernら,J.Molec.Appl.Genet.1,327(1982)]、ミコフェノール酸[Mulliganら,Science 209,1422(1980)]、またはハイグロマイシン[Sudgenら,Mol.Cel.Biol.5,410−413(1985)]を使用する。上記の3つの例は、それぞれ、適切な薬物G418またはネオマイシン(ゲネチシン)、xgpt(ミコフェノール酸)、あるいはハイグロマイシンに対する耐性を与えるために真核生物制御下で細菌遺伝子を用いる。哺乳動物細胞に適切な選択可能マーカーの他の例は、ジヒドロ葉酸レダクターゼ(DHFR)またはチミジンキナーゼである。このようなマーカーは、所望の核酸を取り込むためにコンピテントであった細胞の同定を可能にする。哺乳動物細胞形質転換体は、形質転換体のみが、そのマーカーを取り込むことによって生存するために独特に適合される選択圧下に、配置される。選択圧は、培地中の選択薬剤の濃度がうまく変化する条件下で形質転換体を培養することによって課され、それによって、選択遺伝子および所望のポリペプチドをコードするDNAの両方の増幅を導く。増幅は、増殖に重要なタンパク質の産生に非常に需要がある遺伝子が、組換え細胞のうまくいった生成の染色体内で直列に繰り返されるプロセスである。所望のポリペプチドの増加した量は、増幅したDNAから合成される。
例えば、DHFR選択遺伝子で形質転換した細胞は、ヒポキサンチン、グリシン、およびチミジンを含まない培養培地中ですべての形質転換体を培養することによって、最初に同定される。この場合に適切な宿主細胞は、DHFR活性を欠失するチャイニーズハムスター卵巣(CHO)細胞株であり、UrlaubおよびChasin,Proc.Nat’l.Acad.Sci USA 77、4216(1980)に記載のように調製および増殖される。特に有用なDHFRは、MTX(EP 117,060)に非常に耐性である、変異体DHFRである。この選択薬剤は、内因性DHFRの存在にもかかわらず、さもなければ適切な任意の宿主、例えば、ATCC No.CCL61 CHO−K1とともに使用され得る。次いで、DHFRおよび所望のポリペプチドをコードするDNAは、それぞれ、DHFRを不活化する薬剤(メトトレキサート、またはMTX)への曝露によって増幅される。細胞が、常に大きいMTX濃度のうまくいったラウンドで増殖し得る細胞についてのみ選択することによって、より多くのDHFRを必要とする(そして結果としてすべての外因性DNAを増幅する)ことを確実にする。あるいは、所望のポリペプチド、野生型DHFR、およびneo遺伝子のようなもう1つの選択可能マーカーをコードする遺伝子で同時形質転換した宿主は、G418のような選択可能マーカーについての選択薬剤を使用して同定され得、次いで内因性DHFRを含む野生型宿主中でメトトレキサートを使用して選択および増幅される(米国特許第4,965,199号も参照のこと)。
酵母における使用に適切な選択遺伝子は、酵母プラスミドYRp7に存在するtrp1遺伝子である(Stinchcombら,1979,Nature 282:39;Kingsmanら,1979,Gene 7:141;またはTschemperら,1980,Gene 10:157)。trp1遺伝子は、トリプトファン中で増殖する能力のない酵母の変異体株、例えば、ATCC No.44076またはPEP4−1(Jones,1977,Genetics 85:12)についての選択マーカーを提供する。次いで、酵母宿主細胞ゲノム中のtrp1障害の存在は、トリプトファンの不在下での増殖による形質転換を検出するために効果的な環境を提供する。同様に、Leu2欠失酵母株(ATCC 20,622または38,626)は、Leu2遺伝子を有する公知のプラスミドによって補充される。
(iv)プロモーター成分 発現ベクターは、クローニングベクターとは異なって、宿主生物によって認識されそして所望のポリペプチドをコードする核酸に作動可能に連結されるプロモーターを含むべきである。プロモーターは、その制御下で核酸の転写および翻訳を制御する、構造遺伝子(一般に約100〜1000bp以内)の開始コドンから上流に位置する非翻訳配列である。これらは、代表的には、2つのクラス、誘導性および構成性に分かれる。誘導性プロモーターは、培養条件のいくつかの変化、例えば、栄養の存在または不在あるいは温度変化に応じて、その制御下でDNAからの転写のレベルの増加を開始するプロモーターである。この時、種々の可能性のある宿主細胞によって認識される多数のプロモーターが周知である。これらのプロモーターは、制限酵素切断によって起源の遺伝子から取り出され、次いで発現されるべきポリペプチドについての開始コドンの5’への挿入によって、所望のポリペプチドをコードするDNAに作動可能に連結される。これは、TIEリガンドホモログについてのゲノムプロモーターが使用可能ではないことをいうのではない。しかし、異種プロモーターは、一般に、ネイティブなTIEリガンドホモログプロモーターと比較した場合、発現したTIEリガンドホモログのより大きい転写および高い収量を生じる。
原核生物宿主との使用に適切なプロモーターには、β−ラクタマーゼおよびラクトースプロモーター系(Changら,Nature 275:615(1978);およびGoeddelら,Nature 281:544(1979))、アルカリホスファターゼ、トリプトファン(trp)プロモーター系(Goeddel,Nucleic Acids Res.8:4057(1980)および欧州特許出願公開公報第36,776号)、およびtacプロモーターのようなハイブリッドプロモーター(H.de Boerら,Proc.Nat’l.Acad.Sci USA 80:21−25(1983))が挙げられる。しかし、他の公知の細菌プロモーターが適切である。それらのヌクレオチド配列は公開されており、それによって、当業者は、任意の必要とされる制限部位を供給するためにリンカーまたはアダプターを使用してTIEリガンドホモログをコードするDNAに作動可能に連結することを可能にする(Siebenlistら,Cell 20:269(1980))。細菌系での使用のためのプロモーターはまた、TIEリガンドホモログをコードするDNAに作動可能に連結されるシャイン・ダルガーノ(S.D.)配列を含む。
酵母宿主との使用に適切なプロモーター配列には、3−ホスホグリセリン酸キナーゼ(Hitzemanら J.Biol.Chem.255:2073(1980))または他の解糖系酵素(例えば、エノラーゼ、グリセルアルデヒド−3−リン酸デヒドロゲナーゼ、ヘキソキナーゼ、ピルビン酸デカルボキシラーゼ、ホスホフルクトキナーゼ、グルコース−6−リン酸イソメラーゼ、3−ホスホグリセリン酸ムターゼ、ピルビン酸キナーゼ、トリオースリン酸イソメラーゼ、ホスホグルコースイソメラーゼ、およびグルコキナーゼ)(Hessら,J.Adv.Enzyme Reg.7:149(1978);およびHolland,Biochemistory 17:4900(1978))のプロモーターが挙げられる。
増殖条件によって制御される転写のさらなる有利点を有する誘導性プロモーターである、他の酵母プロモーターは、アルコールデヒドロゲナーゼ2、イソシトクロームC、酸性ホスファターゼ、窒素代謝に関連する分解酵素、メタロチオネイン、グリセルアルデヒド−3−リン酸デヒドロゲナーゼ、ならびにマルトースおよびガラクトース利用に応答する酵素についてのプロモーター領域である。酵母発現における使用に適切なベクターおよびプロモーターは、さらに、R.Hitzemanら,EP 73,657Aに記載される。酵母エンハンサーはまた、酵母プロモーターと有利に使用される。
プロモーター配列は、真核生物について公知である。実際には、すべての真核生物遺伝子は、転写が開始される部位から約25〜30塩基上流に位置するATリッチ領域を有する。多くの遺伝子の転写の開始から70〜80塩基上流に見いだされるもう1つの配列は、CXCAAT領域であり、ここでXは任意のヌクレオチドであり得る。ほとんどの真核生物遺伝子の3’末端にはコード配列の3’末端へのポリAテイルの付加のためのシグナルであり得るAATAAA配列が存在する。これらの配列のすべては、哺乳動物発現ベクターに適切に挿入される。
哺乳動物宿主細胞におけるベクターからのTIEリガンドホモログ転写は、ポリオーマウイルス、トリポックスウイルス(1989年7月5日に公開された英国特許2,211,504)、アデノウイルス(例えば、アデノウイルス2)、ウシパピローマウイルス、トリ肉腫ウイルス、サイトメガロウイルス、レトロウイルス、B型肝炎ウイルス、のようなウイルス、および最も好ましくはシミアンウイルス40(SV40)のゲノムから、異種哺乳動物プロモーター、例えば、アクチンプロモーターまたは免疫グロブリンプロモーターから、熱ショックプロモーターから、ならびにこのようなプロモーターが宿主細胞系と適合可能であるならば、TIEリガンド配列に通常付随するプロモーターから、得られるプロモーターによって制御され得る。
SV40ウイルスの初期および後期プロモーターは、SV40ウイルス複製起点をも含むSV40制限フラグメントとして便利に得られる[Fiersら、Nature 273:113(1978)、MulliganおよびBerg,Science 209,1422−1427(1980);Pavlaskiら,Proc.Natl.Acad.Sci USA 78,7398−7402(1981)]。ヒトサイトメガロウイルスの前初期プロモーターは、HindIII E制限フラグメントとして便利に得られる[Greenawayら,Gene 18,355−360(1982)]。ベクターとしてウシパピローマウイルスを使用して哺乳動物宿主中でDNAを発現するための系は、US 4,419,446に開示される。この系の改変は、US 4,601,978に記載される。サル細胞中でヒト免疫インターフェロンをコードするcDNAを発現することにおいてはGrayら,Nature 295,503−508(1982);単純ヘルペスウイルスからのチミジンキナーゼプロモーターの制御下で、マウス細胞におけるヒトβ−インターフェロンcDNAを発現することにおいてはReyesら,Nature 297,598−601(1982);培養したマウスおよびウサギ細胞におけるヒトインターフェロンβ1遺伝子の発現においてはCanaaniおよびBerg,Proc.Natl.Acad.Sci USA 79,5166−5170(1982);ならびにプロモーターとしてラウス肉腫ウイルス長末端反復を使用するCV−1サル腎臓細胞、ニワトリ胚線維芽細胞、チャイニーズハムスター卵巣細胞、HeLa細胞、およびマウスNIH−3T3細胞における細菌CAT配列の発現においてはGormanら,Proc.Natl.Acad.Sci USA 79,6777−6781(1982)も参照のこと。
(v)エンハンサーエレメント成分 高等真核生物による本発明のTIEリガンドホモログをコードするDNAの転写は、しばしば、ベクターにエンハンサー配列を挿入することによって増加する。エンハンサーは、その転写を増加させるためにプロモーターで作用する、通常約10〜300bpのDNAのシス作用性エレメントである。エンハンサーは、転写ユニットに対して5’[Laiminsら,Proc.Natl.Acad.Sci USA 78,993(1981)]および3’[Laskyら,Mol.Cel.Biol.3,1108(1983)]、イントロン内[Banerjiら,Cell 33,729(1983)]ならびにコード配列自体内[Osborneら,Mol.Cel.Biol.4,1293(1984)]に見いだされており、比較的配向および位置非依存的である。多くのエンハンサー配列は、現在は、哺乳動物遺伝子(グロビン、エラスターゼ、アルブミン、α−フェトプロテイン、およびインスリン)由来で公知である。しかし、代表的には、真核生物細胞ウイルスからのエンハンサーを使用する。例には、複製起点の後ろ側におけるSV40エンハンサー(bp100〜270)、サイトメガロウイルス初期プロモーターエンハンサー、複製起点の後ろ側におけるポリオーマエンハンサー、およびアデノウイルスエンハンサーが挙げられる。真核生物プロモーターの活性化のためのエレメントを増強することにおいてはYaniv,Nature 297,17−18(1982)も参照のこと。エンハンサーは、TIEリガンドDNAの5’または3’の位置でベクターに組み込まれ得るが、好ましくは、プロモーターから5’の部位に位置する。
(vi)転写終結成分 真核生物宿主細胞(酵母、真菌類、昆虫、植物、動物、ヒト、または他の多細胞生物からの核を形成した細胞)で使用される発現ベクターはまた、転写の終結およびmRNAを安定化するために必要な配列を含む。このような配列は、真核生物またはウイルスDNAまたはcDNAの5’および時には3’非翻訳領域から一般に利用可能である。これらの領域は、TIEリガンドホモログをコードするmRNAの非翻訳部分においてポリアデニル化フラグメントとして転写されたヌクレオチドセグメントを含む。3’非翻訳領域はまた、転写終結部位を含む。
上記の成分、所望のコードおよび制御配列の1つ以上を含む適切なベクターの構築は、標準的ライゲーション技術を用いる。単離したプラスミドまたはDNAフラグメントは、切断され、適合させられ、そして必要とされるプラスミドを生成することが所望される形態に再ライゲートされる。
構築したプラスミドにおいて正確な配列を確認するための分析のために、ライゲーション混合物は、E.coli K12株294(ATCC 31,446)を形質転換するために使用され、そして成功した形質転換体は、適切であるアンピシリンまたはテトラサイクリン耐性によって選択される。形質転換体からのプラスミドは、調製され、制限エンドヌクレアーゼ切断によって分析され、および/またはMessingら,Nucleic Acids Res.9,309(1981)の方法によってか、またはMaxamら,Methods in Enzymology 65,499(1980)の方法によって配列決定される。
TIEリガンドホモログをコードするDNAの哺乳動物細胞における一過性発現を提供する発現ベクターは、本発明の実施に特に有用である。一般に、一過性発現は、宿主細胞に効率的に複製し得る発現ベクターの使用を含み、そのため、宿主細胞は、発現ベクターの多くのコピーを蓄積し、次に、発現ベクターによってコードされる高いレベルの所望のポリペプチドを合成する。適切な発現ベクターおよび宿主細胞を含む一過性の系は、クローンDNAによってコードされるポリペプチドの便利な陽性同定、ならびに所望の生物学的または生理学的特性についてのこのようなポリペプチドの迅速なスクリーニングを可能にする。したがって、一過性発現系は、TIEリガンドホモログのアナログおよび改変体を同定する目的のために、本発明で特に有用である。
組換え脊椎動物細胞培養物におけるTIEポリペプチドの合成への適合に適切な他の方法、ベクター、および宿主細胞は、Gettingら,Nature 293,620−625(1981);Mantelら,Nature 281,40−46(1979);Levinsonら;EP 117,060およびEP 117,058に記載される。TIEリガンドポリペプチドの哺乳動物細胞培養物発現に特に有用なプラスミドは、pRK5(EP 307,247)、その他に、sp6転写開始部位、次いでXho/NotII cDNAクローニング部位の前のSfiI制限酵素部位を有するpRK5D、およびSfiI部位を含まないpRK5Dの前駆体のpRK5Bのような、pRK5の誘導体である;Holmesら,Science 253,1278−1280(1991)を参照のこと。
(vii)ベクターの構築および分析 1つ以上の上記の成分を含む適切なベクターの構築は、標準的なライゲーション技術を用いる。単離されたプラスミドまたはDNAフラグメントは、切断され、適合させられ、そして必要とされるプラスミドを生成することが所望される形態に再ライゲートされる。
構築したプラスミドにおいて正確な配列を確認するための分析のために、ライゲーション混合物は、E.coli K12株294(ATCC 31,446)を形質転換するために使用され、そして成功した形質転換体は、適切であるアンピシリンまたはテトラサイクリン耐性によって選択される。形質転換体からのプラスミドは、調製され、制限エンドヌクレアーゼ切断によって分析され、および/またはMessingら,Nucleic Acids Res.9,309(1981)の方法によってか、またはMaxamら,Methods in Enzymology 65,499(1980)の方法によって配列決定される。
(viii)一過性発現ベクター TIEリガンドをコードするDNAの哺乳動物細胞における一過性発現を提供する発現ベクターは、本発明の実施に特に有用である。一般に、一過性発現は、宿主細胞で効率的に複製し得る発現ベクターの使用を含み、そのため、宿主細胞は、発現ベクターの多くのコピーを蓄積し、次に、発現ベクターによってコードされる高いレベルの所望のポリペプチドを合成する。Sambrookら,前出,pp.16.17−16.22。適切な発現ベクターおよび宿主細胞を含む一過性発現系は、所望の生物学的または生理学的特性についてのこのようなポリペプチドの便利なポジティブスクリーニングを可能にする。したがって、一過性発現系は、必要な生物学的活性を有する天然のTIEリガンドホモログのアナログおよび改変体を同定する目的のために、本発明で特に有用である。
(ix)適切な例示的脊椎動物細胞ベクター 組換え脊椎動物細胞培養物におけるTIEリガンドホモログ(天然のタンパク質の機能的誘導体を含む)の合成への適合に適切な他の方法、ベクター、および宿主細胞は、Gethingら,Nature 293,620−625(1981);Manteiら,Nature 281,40−46(1979);Levinsonら;EP 117,060およびEP 117,058に記載される。TIEリガンドホモログの哺乳動物細胞培養物発現に特に有用なプラスミドは、pRK5(EP 307,247)またはpSV16B(PCT公開公報第WO 91/08291号)である。
本発明のベクターをクローニングまたは発現するために適切な宿主細胞は、上記の原核生物、酵母、または高等真核生物細胞である。適切な原核生物には、グラム陰性またはグラム陽性生物、例えば、E.coliまたはバチルス属が挙げられる。好ましいクローニング宿主は、E.coli 294(ATCC 31,446)であるが、E.coli B、E.coli X1776(ATCC 31,537)、E.coli W3110(ATCC 27,325)、Pseudomonas種のような他のグラム陰性またはグラム陽性原核生物、またはSerratia Marcesansが適切である。
原核生物の他に、糸状真菌または酵母のような真核生物微生物は、本発明のベクターに適切な宿主である。Saccharomyces cerevisiaeまたは一般のパン酵母は、下等真核生物宿主微生物のうちで最も一般に使用される。しかし、多くの他の属、種、および株は一般に利用可能であり、そして本発明で有用であり、例えば、S.pombe[BeachおよびNurse,Nature 290,140(1981)]、Kluyveromyces lactis[Louvencourtら,J.Bacteriol.737(1983)];yarrowia(EP 402,226);Pichia pastoris(EP 183,070)、Trichoderma reesia(EP 244,234)、Neurospora crassa[Caseら,Proc.Natl.Acad.Sci USA 76,5259−5263(1979)];およびA.nidulans[Ballanceら,Biochem.Biophys.Res.Commun.112,284−289(1983);Tilburnら,Gene 26,205−221(1983);Yeltonら,Proc.Natl.Acad.Sci USA 81,1470−1474(1984)]およびA.niger[KelleyおよびHynes,EMBO J.4,475−479(1985)]のようなAspergillus宿主である。
適切な宿主細胞はまた、多細胞生物に由来し得る。このような宿主細胞は、複雑なプロセシングおよびグリコシル化活性を行い得る。原則として、脊椎動物または無脊椎動物のいずれかからの、任意の高等真核生物培養物は作動可能であるが、ヒトのような哺乳動物からの細胞が好ましい。無脊椎動物の例には、植物および昆虫細胞が挙げられる。多くのバキュロウイルス株および改変体およびSpodoptera frugiperda(イモムシ)、Aedes aegypti(蚊)、Aedes albopictus(蚊)、Drosophila melangaster(ショウジョウバエ)、およびBombyx mori宿主細胞のような宿主からの対応する許容昆虫宿主細胞が同定されている。例えば、LuckowらBio/Technology 6,47−55(1988);Millerら,Genetic Enginnering,Setlow,J.K.ら編 Vol.8(Plenum Publishing,1986),pp.277−279;およびMaedaら,Nature 315,592−594(1985)を参照のこと。種々のこのようなウイルス株は、例えば、Autographa californica NPVのL−1改変体は、公衆に入手可能であり、そしてこのようなウイルスは、本発明による本発明のウイルスとして、特にSpodoptera frugiperda細胞のトランスフェクションのために使用され得る。
一般に、植物細胞は、細菌Agrobacterium tumefaciensの特定の株(TIEリガンドDNAを含むように既に操作されている)とのインキュベーションによってトランスフェクトされる。A.tumefaciensとの植物細胞培養物のインキュベーション中、TIEリガンドをコードするDNAは、トランスフェクトされるように植物細胞宿主に移入され、そして適切な条件下で、TIEリガンドDNAを発現する。さらに、ノパリンシンターゼプロモーターおよびポリアデニル化シグナル配列のような植物細胞と適合可能な調節およびシグナル配列は、利用可能である。Depickerら,J.Mol.Appl.Gen.1,561(1982)。さらに、T−DNA 780遺伝子の上流領域から単離されたDNAセグメントは、組換えDNA含有植物組織において植物発現可能遺伝子の転写レベルを活性化または増加し得る。1989年6月21日に公開されたEP 321,196を参照のこと。
しかし、脊椎動物細胞が最も興味深く、そして培養物(組織培養物)中での脊椎動物細胞の増殖はそれ自体周知である。Tissue Culture,Academic Press,KruseおよびPatterson編(1973)を参照のこと。有用な哺乳宿主細胞株の例は、SV40によって形質転換されたサル腎臓CV1株(COS−7、ATCC CRL 1651);ヒト胚腎臓細胞株[293細胞または、懸濁培養物中の増殖のためにサブクローニングした293細胞、Grahamら,J.Gen.Virol.36,59(1977)];ベビーハムスター腎臓細胞9BHK(ATCC CCL 10);チャイニーズハムスター卵巣細胞/−DHFR[CHO、UrlaubおよびChasin,Proc.Natl.Acad.Sci USA 77,4216(1980)];マウスセルトリ細胞[TM4、Mather,Biol.Reprod.23,243−251(1980)];サル腎臓細胞(CV1 ATCC CCL 70);アフリカミドリザル腎臓細胞(VERO−76、ATCC CRL−1587);ヒト子宮頚部ガン腫細胞(HeLa、ATCC CCL 2);イヌ腎臓細胞(MDCK、ATCC CCL 34);バッファローラット肝臓細胞(BRL 3A、ATCC CRL 1442);ヒト肺細胞(W138、ATCC CCL75);ヒト肝臓細胞(Hep G2、HB 8065);マウス乳房腫瘍(MMT 060562、ATCC CCL51);TRI細胞[Matherら,Annals N.Y.Acad.Sci.383,44068(1982)];MRC 5細胞;FS4細胞;およびヒト肝ガン細胞株(Hep G2)である。好ましい宿主細胞は、ヒト胚腎臓293およびチャイニーズハムスター卵巣細胞である。
本発明の目的に特に好ましい宿主細胞は、本発明のTIEリガンドホモログを産生する脊椎動物細胞である。
宿主細胞は、トランスフェクトされ、そして好ましくは上記の発現またはクローニングベクターで形質転換され、そしてプロモーターを誘導するかまたは増幅した遺伝子を含む形質転換体を選択するために適切であるように改変された従来の栄養培地中で培養される。
本発明のTIEリガンドホモログを産生するために使用される原核生物細胞は、一般にSambrookら,前出に記載のように適切な培地中で培養される。
哺乳動物細胞は、種々の培地中で培養され得る。Ham’s F10(Sigma)、最少必須培地(MEM,Sigma)RPMI−1640(Sigma)、およびダルベッコの改変イーグル培地(DMEM,Sigma)のような市販の培地は、宿主細胞を培養するために適切である。さらに、HamおよびWallace,Meth.Enzymol.58,44(1979);BarnesおよびSato、Anal.Biochem.102,255(1980)、US 4,767,704;4,657,866;4,927,762;または4,560,655;WO 90/03430;WO 87/00195、または米国再特許30,985に記載の培地のいずれかが、宿主細胞のための培養培地として使用され得る。これらの培地のいずれかは、ホルモンおよび/または他の増殖因子(例えば、インスリン、トランスフェリン、または上皮増殖因子)、塩(例えば、塩化ナトリウム、カルシウム、マグネシウム、およびリン酸)、緩衝液(例えば、HEPES)、ヌクレオチド(例えば、アデノシンおよびチミジン)、抗生物質(例えば、ゲンタマイシンTM薬物)、微量元素(μモル範囲での最終濃度で通常存在する無機化合物として定義される)、およびグルコースまたは等価のエネルギー源が必要な場合に補充され得る。任意の他の必要な補充物はまた、当業者に公知である適切な濃度で含まれ得る。温度、pHなどのような培養条件は、適切には、場合によっては、クローニングまたは発現のために選択される宿主とともにこれまで使用された条件であり、そして当業者には明らかである。
本開示でいわれる宿主細胞は、インビトロ細胞培養物中の細胞ならびに宿主動物または植物内にある細胞を含む。
本発明のTIEリガンドホモログが、相同組換えによって、または特定のTIEリガンドホモログをコードするDNAを既に含む細胞に導入された制御エレメントを利用する組換え産生方法で、産生され得ることが、さらに想像される。
遺伝子増幅および/または発現は、例えば、本発明で提供される配列に基づく適切に標識されたプローブを使用する便利なサザンブロッティング、mRNAの転写を定量するためのノーザンブロッティング[Thomas,Proc.Natl.Acad.Sci USA 77,5201−5205(1980)]、ドットブロッティング(DNA分析)、またはインサイチュハイブリダイゼーションによって、試料中で直接的に測定され得る。種々の標識が用いられ得、最も一般には、放射性同位体、特に32Pである。しかし、ポリヌクレオチドへの導入のためにビオチン改変化ヌクレオチドを使用するような、他の技術も用いられ得る。次いで、ビオチンは、アビジンまたは抗体に結合するための部位として作用し、これは放射性同位元素、蛍光体、酵素などのような広範な標識で標識され得る。あるいは、DNA二重鎖、RNA二重鎖、およびDNA−RNAハイブリッド二重鎖またはDNA−タンパク質二重鎖を含む、特異的二重鎖を認識し得る抗体が用いられ得る。抗体は、次に、標識され得、そしてアッセイは、二重鎖が表面に結合される場合に行われ得、そのため表面上での二重鎖の形成の際に、その二重鎖に結合した抗体の存在が検出され得る。
あるいは、遺伝子発現は、遺伝子産物の発現を直接的に定量するための、組織切片の免疫組織化学的染色および細胞培養物または体液のアッセイのような、免疫学的方法によって測定され得る。免疫組織化学的染色技術では、細胞試料は、代表的には、脱水および固定、次いで遺伝子産物に特異的な標識された抗体との結合反応によって調製され、ここで、酵素標識、蛍光標識、化学発光標識などのような標識は、通常、可視で検出可能である。本発明での使用に適切な特に感度の高い染色技術は、Hseら,Am.J.Clin.Pharm.75,734−738(1980)に記載される。
試料液体の免疫組織化学的染色および/またはアッセイに有用な抗体は、モノクローナルまたはポリクローナルのいずれかであり得、そして任意の動物で調製され得る。都合よく、その抗体は、本発明の天然のTIEリガンドホモログポリペプチドに対して、または以下にさらに記載されるような本発明で提供されるDNA配列に基づく合成ペプチドに対して、調製され得る。
TIEリガンドホモログは、封入体の形態で宿主細胞中で産生され得るか、あるいはペリプラズム空間または培養培地中に分泌され得、そして、代表的には、宿主細胞ライセートから回収される。組換えリガンドは、安定なタンパク質のその後の形成を考慮して、任意の技術によって精製され得る。
TIEリガンドホモログがヒト起源の細胞以外の組換え細胞で発現される場合、ヒト起源のタンパク質またはポリペプチドを完全に含まない。しかし、リガンドについて実質的に均質である調製物を得るために組換え細胞タンパク質またはポリペプチドからTIEリガンドホモログを精製することが必要である。第1の工程としては、培養培地またはライセートを遠心分離して、粒子状の細胞デブリを除去する。次いで、膜および可溶性タンパク質画分を分離する。次いで、TIEリガンドホモログは、可溶性タンパク質画分から精製され得る。以下の手順は、適切な精製手順の例である:イムノアフィニティーまたはイオン交換カラムでの分画;エタノール沈殿;逆相HPLC;シリカでまたはDEAEのような陽イオン交換樹脂でのクロマトグラフィー;クロマトフォーカシング;SDS−PAGE;硫酸アンモニウム沈殿;例えば、Sephadex G−75を使用するゲル濾過;およびIgGのような夾雑物を除去するためのプロテインA Sepharoseカラム。
残基が欠失、挿入、および/または置換されているTIEリガンドホモログの機能的誘導体は、変更によって生じた特性の任意の実質的変化を考慮して、天然のリガンドと同じ様式で回収される。例えば、TIEリガンドホモログと、もう1つのタンパク質またはポリペプチド、例えば、細菌またはウイルス抗原との融合物は、精製を容易にし;抗原に対する抗体を含むイムノアフィニティーカラムは、融合物を吸着するために使用され得る。ウサギポリクローナル抗TIEリガンドホモログカラムのようなイムノアフィニティーカラムは、少なくとも1つの残っている免疫エピトープに結合することによってTIEリガンドホモログ改変体を吸着するために用いられ得る。フェニルメチルスルホニルフルオライド(PMSF)のようなプロテアーゼインヒビターはまた、精製中のタンパク質分解を阻害するために有用であり得、そして抗生物質は、偶然の夾雑物の増殖を防ぐために含まれ得る。本発明のTIEリガンドホモログは、公知または本発明以降に発見される、TIEレセプター、例えば、TIE−2に結合する能力に基づいて、アフィニティークロマトグラフィーによって便利に精製される。
当業者は、天然のTIEリガンドホモログに適切な精製方法が、改変を必要とし得ること、そしてこのことが組換え細胞培養物中での発現の際に天然のTIEリガンドホモログまたはその改変体の特徴の変化を説明することを理解する。
(D.TIEリガンドホモログ、核酸分子、および抗体の使用)
本発明のTIEリガンドホモログは、細胞培養物においてTIEレセプターを発現する細胞の生存および/または増殖および/または分化を促進することに有用である。
本発明のTIEリガンドホモログは、細胞培養物においてTIEレセプターを発現する細胞の生存および/または増殖および/または分化を促進することに有用である。
TIEリガンドホモログは、天然のTIEレセプターを発現する細胞を同定するためにさらに使用され得る。この目的ために、検出可能に標識されたリガンドを、TIEレセプターへの結合を可能にする条件下で標的細胞と接触させ、そして結合はモニターされる。
本発明のTIEリガンドホモログはまた、例えば、本発明のTIEリガンドホモログを発現する細胞をテスト分子に曝露すること、そして直接的検出によってまたは二次的生物学的効果に基づいてのいずれかで、テスト分子のTIEレセプターへの特異的結合を検出することによって、TIEリガンドホモログの生物学的活性を提示する分子を同定するために使用され得る。このアプローチは、TIEリガンドファミリーの新しいメンバーを同定するために、あるいはペプチドまたは非ペプチド小分子ライブラリーをスクリーニングするために、特に適切である。
本発明で開示されたTIEホモログリガンドはまた、骨発生、成熟、もしくは成長に、または筋肉増殖または発育に重要な役割を果たし、および/あるいは血管新生を促進または阻害する、天然のTIEレセプターのアゴニストまたはアンタゴニストを同定するように設計されたスクリーニングアッセイで有用である。例えば、TIEレセプターのアンタゴニストは、例えば、BIAcoreバイオセンサー技術(BIAcore;Pharmacia Biosensor,Midscataway,N.J.)を使用することによって;または本発明の生物学的に活性なTIEリガンドホモログによって引き起こされる生物学的応答をブロックする能力をモニターすることによって、測定されるように、天然のTIEレセプターへの本発明のTIEリガンドホモログの結合をブロックする能力に基づいて同定され得る。モニターされ得る生物学的応答には、例えば、TIEレセプターまたはTIEシグナル伝達経路の下流の成分のリン酸化、あるいは、TIEレセプターを発現する細胞の生存、増殖、または分化が挙げられる。TIEレセプターを発現するようにか、またはTIEレセプターおよび本発明のTIEリガンドホモログを同時発現するように操作された、TIEレセプターを正常に発現しない細胞を利用する細胞ベースのアッセイは、使用に特に便利である。
特定の実施態様では、天然のTIEレセプターの小分子アゴニストおよびアンタゴニストは、TIEリガンド/TIEレセプター相互作用を妨害する能力に基づいて、同定され得る。TIEレセプターへのテスト分子の特異的結合を測定するために多くの方法があり、これには、TIEレセプターを発現するインタクトな細胞の表面に結合したか、細胞ライセート中のTIEレセプターに架橋したテスト分子の量か、またはインビトロでTIEレセプターに結合した、テスト分子の量を検出または測定することが含まれ、これに限定されない。
検出可能に標識されたTIEリガンドホモログには、例えば、放射活性物質、例えば、125I、蛍光物質、酵素活性を有する物質(好ましくは、比色検出に適切な)、酵素のための基質(好ましくは、比色検出に適切な)、または(検出可能に標識された)抗体分子によって認識され得る物質に共有または非共有結合したTIEリガンドホモログが挙げられる。
本発明のアッセイは、1996年4月18日に公開された、PCT公開公報WO 96/11269に記載されるものと類似の方法で行われ得る。
本発明のTIEリガンドホモログはまた、イムノアドヘシン(immunoadhesin)の形態で必要に応じて使用されるTIEレセプターを精製するために有用であり、TIEリガンドホモログまたはそのTIEレセプター結合部分は、免疫グロブリン重鎖または軽鎖定常領域に融合される。
本発明のTIEリガンドホモログ、特に、NL5、NL8、およびそれらの機能的誘導体はまた、内皮細胞増殖を阻害することおよび/または内皮細胞アポトーシスを誘導することに有用である。
本発明の核酸分子は、細胞または組織切片においてTIEリガンドの発現を検出することに有用である。細胞または組織切片は、ハイブリダイズ条件下で本発明のTIEリガンドホモログをコードする検出可能に標識された核酸分子と接触され得、そして核酸分子にハイブリダイズしたmRNAの存在を決定し、それによってTIEリガンドホモログの発現を検出する。さらに、腫瘍(ガン)細胞で増幅される本発明のTIEリガンドホモログをコードする核酸は、腫瘍(ガン)の診断に有用である。
本発明の抗体は、例えば、生物学的試料においてTIEリガンドホモログの量を測定するためにイムノアッセイで使用され得る。生物学的試料は、本発明のTIEリガンドホモログを特異的に結合する抗体または抗体混合物と接触され、そしてテスト試料に存在するリガンドと形成された複合体の量が測定される。
本発明のTIEリガンドホモログに対する抗体は、さらに、対応するTIEレセプターを発現する細胞に対する、細胞傷害性分子、例えば、放射性同位元素またはトキシン、あるいは治療薬剤の送達に有用であり得る。治療薬剤は、例えば、TIE−2リガンドを含む他のTIEリガンド、血管内皮増殖因子(VEGF)ファミリーのメンバー、公知の抗腫瘍薬剤、および筋肉増殖または発育、あるいは骨発生、成熟、または増殖に関連することが公知の薬剤であり得る。
抗TIEリガンドホモログ抗体はまた、TIEレセプターの発現に関連する疾患状態を検出するために、診断薬剤として適切である。したがって、検出可能に標識されたTIEリガンドホモログおよびTIEレセプターの抗体アゴニストは、血管新生の存在をイメージングするために使用され得る。
さらに、本発明の新しいTIEリガンドホモログは、新生血管形成を促進するために使用され得、そして腫瘍増殖を阻害するために有用であり得る。
本発明のTIEリガンドホモログのアンタゴニスト、例えば、抗TIEリガンドホモログ抗体は、それぞれのTIEリガンドホモログをコードする遺伝子の増幅に関連する腫瘍(ガン)の診断および処置にさらに有用である。
さらに可能性のある治療用途には、筋肉および骨の発生、成熟、または増殖の調節が挙げられる。
治療用途については、本発明のTIEリガンドホモログまたは抗TIEリガンドホモログ抗体は、全身または局所適用に適切な、薬理学的に受容可能なベヒクルとの混合物中に活性成分を含む治療組成物として処方される。本発明の薬学的組成物は、凍結乾燥した処方物または水溶液の形態で、所望の程度の純度を有する活性成分を、必要に応じて生理学的に受容可能なキャリア、賦形剤、または安定化剤と混合することによって、貯蔵のために調製される(Remington’s Pharmaceutical Sciences 16版,Osol,A.編(1980))。受容可能なキャリア、賦形剤、または安定化剤は、用いられる投与量および濃度でレシピエントに非毒性であり、そしてリン酸、クエン酸、および他の有機酸のような緩衝剤;アスコルビン酸を含む抗酸化剤;低分子量(約10残基未満)ポリペプチド;血清アルブミン、ゼラチン、または免疫グロブリンのようなタンパク質;ポリビニルピロリドンのような親水性ポリマー;グリシン、グルタミン、アスパラギン、アルギニン、またはリジンのようなアミノ酸;グルコース、マンノース、またはデキストリンを含む単糖類、二糖類、および他の炭水化物;EDTAのようなキレート化剤;マンニトールまたはソルビトールのような糖アルコール;ナトリウムのような塩形成カウンターイオン;および/またはTween、Pluronics、またはPEGのような非イオン性界面活性剤を含む。
活性成分はまた、例えば、コアセルベーション技術によって、または界面重合化、例えば、それぞれ、ヒドロキシメチルセルロースまたはゼラチン−マイクロカプセルおよびポリ−(メチルメタクリレート(methylmethacylate))マイクロカプセルによって調製されるマイクロカプセル中に、コロイド薬物送達系(例えば、リポソーム、アルブミンマイクロスフェア、マイクロエマルジョン、ナノパーティクル、およびナノカプセル)に、またはマクロエマルジョンに捕らえられ得る。このような技術は、Remington’s Pharmaceutical Sceinces,前出に開示される。
インビボ投与に使用されるべき処方物は、滅菌でなければならない。これは、凍結乾燥および再構成の前または後に、滅菌濾過メンブランを通す濾過によって容易に行われる。
本発明の治療組成物は、一般に、滅菌アクセスポートを有する容器、例えば、皮下注射針によって貫通可能なストッパーを有する静脈内溶液バッグまたはバイアル中に配置される。
投与の経路は、例えば、静脈内、腹腔内、大脳内、筋肉内、眼内、動脈内、または病巣内経路による注射または注入、局所投与、または持続放出システムによる、公知の方法に従う。
持続放出調製物の適切な例には、成形品の形態、例えば、フィルムまたはマイクロカプセルでの、半透性ポリマーマトリクスが挙げられる。持続放出マトリクスには、ポリエステル、ヒドロゲル、ポリラクチド(米国特許3,773,919、EP 58,481)、L−グルタミン酸とガンマエチル−L−グルタミン酸とのコポリマー(U.Sidmanら,1983,「Biopolymers」22(1):547−556)、ポリ(2−ヒドロキシエチルメタクリレート)(R.Langerら,1981,「J.Biomed.Mater.Res.」15:167−277およびR.Langer,1982,Chem.Tech.12:98−105)、エチレンビニル酢酸(R.Langerら,同上)、またはポリ−D−(−)−3−ヒドロキシ酪酸(EP 133,988A)が挙げられる。持続放出組成物はまた、リポソームを含む。本発明の範囲内の分子を含むリポソームは、それ自体公知の方法によって調製される:DE 3,218,121A;Epsteinら,1985,「Proc.Natl.Acad.Sci USA」82:3688−3692;Hwangら,1980,「Proc.Natl.Acad.Sci USA」77:4030−4034;EP 52322A;EP 36676A;EP 88046A;EP 143949A;EP 142641A;日本国特許出願83−118008;米国特許4,485,045および4,544,545;およびEP 102,324A。もともと、リポソームは、脂質含量が約30mol.%を越えるコレステロールである小さい(約200〜800オングストローム)単層タイプであり、選択された割合は、最適なNT−4治療に対して調節される。
治療的に用いられるべき本発明の分子の有効量は、例えば、治療対象、投与経路、および患者の症状に依存する。したがって、投与量を滴定し、そして最適な治療効果を得るために必要とされる投与経路を改変することが、治療医師には必要である。代表的な1日の用量は、上記の要素に依存して、約1μg/kg〜100mg/kg以上の範囲であり得る。代表的には、臨床医は、必要とされる生物学的効果を提供する投与量に達するまで、本発明の分子を投与する。この治療の進捗は、従来のアッセイによって容易にモニターされる。
(E.腫瘍組織および細胞株におけるTIEリガンドホモログをコードする遺伝子の増幅)
原核生物および真核生物のゲノムは、2つの一見相反することが求められる。1つは、複数世代を通じて安定な遺伝を保証するための、そのオリジナルな形態での遺伝情報としてのDNAの保存および増殖である。他方、細胞または生物は、無限に続く環境変化に適応し得なければならない。適応機構は、遺伝物質の質的改変または量的改変を含み得る。質的改変はDNA変異を含み、このDNA変異によりコード配列が変えられ、構造的および/または機能的に異なるタンパク質をもたらす。遺伝子増幅は量的改変であり、これにより完全なコード配列(すなわち、遺伝子)の実数が増加し、これは、利用可能な転写鋳型数の増加、翻訳可能な転写物数の増加、そして最後に、増幅遺伝子によりコードされるタンパク質量の増加を導く。
原核生物および真核生物のゲノムは、2つの一見相反することが求められる。1つは、複数世代を通じて安定な遺伝を保証するための、そのオリジナルな形態での遺伝情報としてのDNAの保存および増殖である。他方、細胞または生物は、無限に続く環境変化に適応し得なければならない。適応機構は、遺伝物質の質的改変または量的改変を含み得る。質的改変はDNA変異を含み、このDNA変異によりコード配列が変えられ、構造的および/または機能的に異なるタンパク質をもたらす。遺伝子増幅は量的改変であり、これにより完全なコード配列(すなわち、遺伝子)の実数が増加し、これは、利用可能な転写鋳型数の増加、翻訳可能な転写物数の増加、そして最後に、増幅遺伝子によりコードされるタンパク質量の増加を導く。
遺伝子増幅の現象およびその基礎をなす機構は、いくつかの原核生物および真核生物の培養系においてインビトロで調べられてきた。遺伝子増幅の最もよく特徴付けられた例は、種々の濃度の細胞傷害薬物メトトレキサート(MTX)を含む培地での真核生物細胞培養を含む。MTXは葉酸アナログであり、そして酵素ジヒドロ葉酸レダクターゼ(DHFR)をブロックすることによりDNA合成を妨げる。低濃度のMTXへの初期暴露間に、たいていの細胞(>99.9%)は死滅する。少数の細胞は生き残り、そして多量のDHFR−RNAおよびタンパク質を生成することにより漸増濃度のMTXにおいて増殖し得る。この過剰生成の基礎は、単一のDHFR遺伝子の増幅である。この遺伝子のさらなるコピーは、小さく余分な染色体形態の染色体外コピー(二重微小(double minute))として、または組込まれた染色体コピーとして見出される。
遺伝子増幅は、細胞傷害薬物(細菌に対する抗生物質および真核生物細胞に対する化学療法剤)耐性の発生、および悪性形質転換において最も一般的に遭遇する。自発的事象としての、またはウイルスもしくは化学的/環境的傷害による真核生物細胞の形質転換は、代表的に、その細胞の遺伝物質の変化と関連する。ヒト悪性腫瘍において観察される最も一般的な遺伝子変化の1つは、p53タンパク質の変異である。p53は、定常(G1)期から複製(S)期への細胞の移行を制御し、そしてDNA損傷の存在下でのこの移行を妨げる。言い換えれば、無力化p53変異の主な結果の1つは、DNA損傷(すなわち遺伝子変化)の蓄積および増殖である。点変異に加えて、新生物細胞における遺伝子変化の一般的な型は、増幅および著しい構造的変化(例えば、転座)である。
DNA配列の増幅は、DHFR実験系において例示されたように、特定の機能的要求を示し得る。従って、あるガン遺伝子の悪性腫瘍における増幅は、これらの遺伝子の、悪性形質転換プロセスおよび形質転換表現型維持における原因となる役割を示す。この仮説は、最近の研究において支持された。例えば、bcl−2タンパク質は、ある型の非ホジキンリンパ腫において増幅されることが見出された。このタンパク質はアポトーシスを阻害し、そして新生物細胞の累進的な蓄積を導く。増殖因子レセプター遺伝子ファミリーのメンバーは、種々の型のガンにおいて増幅されることが見出され、これは、これらのレセプターの過剰発現により新生物細胞が、限定量の利用可能な増殖因子により非感受性になり得ることを示唆する。例は、アンドロゲン欠乏(deprivation)治療間での再発前立腺ガンにおけるアンドロゲンレセプター増幅、および乳ガンにおける増殖因子レセプターホモログERB2増幅を含む。最後に、細胞内シグナリングおよび細胞周期進行の制御に関与する遺伝子は、悪性形質転換間に増幅を受け得る。これは、種々の上皮新生物およびリンパ新生物におけるbcl−1およびras遺伝子の増幅により例示される。
これらの初期の研究は、このアプローチが悪性形質転換に重要な遺伝子を同定し得るので、新生物における増幅DNA配列を同定する実現可能性を例示する。ERB2の場合もまた、トランスフォーミングタンパク質が腫瘍治療に対する新規かつ特異的な標的を示し得るので、治療上の見地から実現可能性を証明する。
いくつかの異なる技術を用いて、増幅されたゲノム配列を証明し得る。ガン細胞から調製した染色体スプレッドの古典的な細胞遺伝学的解析は、全体の構造変化(例えば、転座、欠失、および逆位)を同定するのに適する。増幅されたゲノム領域は、それらが高コピー数の大きな領域を含むか、または染色体外物質として存在する場合、視覚化することしかできない。細胞遺伝学は、特異的な染色体変化と特定の新生物との一致した関連を証明する最初の技術であったが、一方、処理可能なDNA配列の同定および単離には不適切である。より最近開発された比較ゲノムハイブリダイゼーション(CGH)技術により、新生物におけるゲノム増幅の広範な現象が例証された。腫瘍DNAおよび正常DNAは、中期の正常細胞に同時にハイブリダイズされ、そして全ゲノムは、増大した頻度で腫瘍に存在するDNA配列の画像解析によりスクリーニングされ得る。(WO 93/18,186;Grayら、Radiation Res,137,275−289(1994))。スクリーニング法として、この型の解析により、種々のヒト新生物において多数の繰返し発生するアンプリコン(増幅DNAの範囲)が明らかにされた。CGHは、DNAの増幅範囲の同定に関して古典的な細胞遺伝学的解析より感度が高いが、標準的な分子遺伝学的技術によるアンプリコン内のコード配列の迅速な同定および単離を可能にしない。
遺伝子増幅を検出するのに最も感度の高い方法は、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)に基づくアッセイである。これらのアッセイは、出発物質として非常に少量の腫瘍DNAを利用し、極めて感度が高く、さらなる分析(例えば、配列決定)を受け得るDNAを提供し、そして高容量(high−volume)スループット分析に適する。
上記のアッセイは互いに排他的ではないが、しばしば、新生物における増幅を同定するために組み合せて使用される。細胞遺伝学的解析およびCGHは、増幅領域の全ゲノムを詳しく調べるためのスクリーニング法を表すが、一方、PCRに基づくアッセイは、コード配列(すなわち、増幅領域における遺伝子)の最終的な同定に最も適する。
本発明によれば、増幅遺伝子は、種々の一次腫瘍(乳房、肺、結腸、前立腺、脳、肝臓、腎臓、膵臓、脾臓、胸腺、精巣、卵巣、子宮などの腫瘍を含む)または腫瘍細胞株に由来するDNAを、健康なドナーに由来するプールDNAと比較することによる、定量的PCR(S.Gelminiら、Clin.Chem,43,752(1997))により同定された。定量的PCRは、TaqMan器具(ABI)を用いて行われた。遺伝子特異的プライマーおよび蛍光原(fluorogenic)プローブは、DNAのコード配列に基づいて設計された。
ヒト肺ガン腫細胞株は、A549(SRCC768)、Calu−1(SRCC769)、Calu−6(SRCC770)、H157(SRCC771)、H441(SRCC772)、H460(SRCC773)、SKMES−1(SRCC774)、およびSW900(SRCC775)を含み、全てATCCから入手可能である。一次ヒト肺腫瘍細胞は、通常、腺ガン、扁平上皮ガン、大細胞ガン、非小細胞ガン、小細胞ガン、および気管支肺胞ガンに由来し、そして例えば、SRCC724(扁平上皮ガン、「SqCCa」と省略)、SRCC725(非小細胞ガン、「NSCCa」と省略)、SRCC726(腺ガン、「AdenoCa」と省略)、SRCC727(腺ガン)、SRCC728(扁平上皮ガン)、SRCC729(腺ガン)、SRCC730(腺ガン/扁平上皮ガン)、SRCC731(腺ガン)、SRCC732(扁平上皮ガン)、SRCC733(腺ガン)、SRCC734(腺ガン)、SRCC735(気管支肺胞ガン、「BAC」と省略)、SRCC736(扁平上皮ガン)、SRCC738(扁平上皮ガン)、SRCC739(扁平上皮ガン)、SRCC740(扁平上皮ガン)、SRCC740(肺細胞ガン、「LCCa」と省略)を含む。
結腸ガン細胞株は、例えば、ATCC細胞株SW480(腺ガン、SRCC776)、SW620(結腸腺ガンのリンパ節転移、SRCC777)、COLO320(腺ガン、SRCC778)、HT29(腺ガン、SRCC779)、HM7(ガン腫、SRCC780)、CaWiDr(腺ガン、srcc781)、HCT116(ガン腫、SRCC782)、SKCO1(腺ガン、SRCC783)、SW403(腺ガン、SRCC784)、LS174T(ガン腫、SRCC785)、およびHM7(ATCC結腸腺ガン細胞株LS 174Tの高ムチン産生改変体、Robert Warren博士、UCSFから得た)を含む。一次結腸腫瘍は、CT2(SRCC742)、CT3(SRCC743)、CT8(SRCC744)、CT10(SRCC745)、CT12(SRCC746)、CT14(SRCC747)、CT15(SRCC748)、CT17(SRCC750)、CT1(SRCC751)、CT4(SRCC752)、CT5(SRCC753)、CT6(SRCC754)、CT7(SRCC755)、CT9(SRCC756)、CT11(SRCC757)、CT18(SRCC758)、ならびにDcR3、BACrev、BACfwd、T160、およびT159と呼ばれる結腸腺ガンを含む。
ヒト乳房ガン腫細胞株は、例えば、HBL100(SRCC759)、MB435s(SRCC760)、T47D(SRCC761)、MB468(SRCC762)、MB175(SRCC763)、MB361(SRCC764)、BT20(SRCC765)、MCF7(SRCC766)、SKBR3(SRCC767)を含む。
(1.組織分布)
本明細書中での遺伝子増幅アッセイの結果は、さらなる研究により(例えば、種々のヒト組織におけるmRNA発現を決定することにより)確かめられ得る。
本明細書中での遺伝子増幅アッセイの結果は、さらなる研究により(例えば、種々のヒト組織におけるmRNA発現を決定することにより)確かめられ得る。
前に言及したように、種々の組織における遺伝子増幅および/または遺伝子発現は、本明細書中に提供される配列に基づく適切に標識されたプローブを用いた、従来のサザンブロッティング、mRNA転写を定量するためのノーザンブロッティング(Thomas,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,77:5201−5205(1980))、ドットブロッティング(DNA分析)、またはインサイチュハイブリダイゼーションにより測定され得る。あるいは、特定の二重鎖(DNA二重鎖、RNA二重鎖、およびDNA−RNAハイブリッド二重鎖もしくはDNA−タンパク質二重鎖を含む)を認識し得る抗体が使用され得る。
あるいは、種々の組織における遺伝子発現は、免疫学的方法(例えば、組織切片の免疫組織化学的染色、および遺伝子産物発現を直接定量するための細胞培養物または体液のアッセイ)により測定され得る。免疫組織化学的染色および/またはサンプル液のアッセイに有用な抗体は、モノクローナルまたはポリクローナルのいずれかであり得、そして任意の哺乳動物において調製され得る。好都合なことに、抗体は、ネイティブな配列のTIEリガンドホモログポリペプチドに対して、または本明細書中に提供されるDNA配列に基づく合成ペプチドに対して、またはTIEリガンドホモログDNAに融合し、かつ特定の抗体エピトープをコードする外因性配列に対して調製され得る。抗体産生のための一般的な技術、ならびにノーザンブロッティングおよびインサイチュハイブリダイゼーションの特別なプロトコルは、本明細書中以下に提供される。
(2.染色体マッピング)
所定の遺伝子の増幅が機能的に関連していれば、その遺伝子は、腫瘍生存に重要でない隣接ゲノム領域より多く増幅されているはずである。これを試験するために、遺伝子は、例えば、放射線ハイブリッド分析(radiation−hybrid analysis)により、特定の染色体にマップされ得る。次いで、増幅レベルが、同定された位置および隣接ゲノム領域で決定される。遺伝子がマップされたゲノム領域での選択的または優先的な増幅は、観察された遺伝子増幅が腫瘍増殖または生存を促進する可能性と一致する。
所定の遺伝子の増幅が機能的に関連していれば、その遺伝子は、腫瘍生存に重要でない隣接ゲノム領域より多く増幅されているはずである。これを試験するために、遺伝子は、例えば、放射線ハイブリッド分析(radiation−hybrid analysis)により、特定の染色体にマップされ得る。次いで、増幅レベルが、同定された位置および隣接ゲノム領域で決定される。遺伝子がマップされたゲノム領域での選択的または優先的な増幅は、観察された遺伝子増幅が腫瘍増殖または生存を促進する可能性と一致する。
(3.抗体結合研究)
遺伝子増幅研究の結果は、抗体結合研究によりさらに確かめられ得、ここで抗TIEリガンドホモログ抗体の、腫瘍(ガン)細胞におけるTIEリガンドホモログポリペプチドの効果を阻害する能力が試験される。例示的な抗体は、ポリクローナル抗体、モノクローナル抗体、ヒト化抗体、二重特異性抗体、およびヘテロ結合体(heteroconjugate)抗体を含み、これらの調製は本明細書中以下に記載される。
遺伝子増幅研究の結果は、抗体結合研究によりさらに確かめられ得、ここで抗TIEリガンドホモログ抗体の、腫瘍(ガン)細胞におけるTIEリガンドホモログポリペプチドの効果を阻害する能力が試験される。例示的な抗体は、ポリクローナル抗体、モノクローナル抗体、ヒト化抗体、二重特異性抗体、およびヘテロ結合体(heteroconjugate)抗体を含み、これらの調製は本明細書中以下に記載される。
抗体結合研究は、任意の公知のアッセイ法(例えば、競合結合アッセイ、直接および間接サンドイッチアッセイ、ならびに免疫沈降アッセイ)で行われ得る。Zola,Monoclonal Antibodies:A Manual of Techniques,147−158頁(CRC Press,Inc.,1987)。
競合結合アッセイは、標識された標準が、限定量の抗体との結合について試験サンプル分析物と競合する能力に依存する。試験サンプル中の(腫瘍細胞において増幅される遺伝子によりコードされる)標的タンパク質の量は、抗体に結合する標準の量と反比例する。結合する標準の量の決定を容易にするために、好ましくは、抗体は、抗体に結合した標準および分析物が、結合していない標準および分析物から都合良く分離され得るように、競合の前または後に不溶化される。
サンドイッチアッセイは2つの抗体の使用を必要とし、各々の抗体は、検出されるタンパク質の異なる免疫原部分またはエピトープに結合し得る。サンドイッチアッセイにおいて、試験サンプル分析物は、固体支持体上に固定化された第1の抗体に結合し、その後、第2の抗体が分析物に結合し、従って、不溶性3部分複合体を形成する。例えば、米国特許第4,376,110号を参照のこと。第2の抗体は、それ自体が検出可能な部分で標識され得るか(直接サンドイッチアッセイ)、または検出可能な部分で標識された抗免疫グロブリン抗体を用いて測定され得る(間接サンドイッチアッセイ)。例えば、サンドイッチアッセイの1つの型はELISAアッセイであり、この場合、検出可能な部分は酵素である。
免疫組織化学のために、腫瘍サンプルは、生であるか、もしくは凍結され得るか、または例えば、パラフィンに包埋され、そして防腐剤(例えば、ホルマリン)で固定され得る。
(4.細胞に基づく腫瘍アッセイ)
腫瘍(例えば、ガン)についての細胞に基づくアッセイおよび動物モデルを使用して、遺伝子増幅アッセイの知見を確かめ、そして本明細書中で同定された遺伝子と新生物細胞増殖の発生および病原性との間の関係をさらに理解し得る。腫瘍またはガンの発生および病原性における本明細書中で同定された遺伝子産物の役割は、本明細書中の遺伝子を増幅することが同定された一次腫瘍細胞または細胞株を用いることにより試験され得る。このような細胞は、例えば、上記で列挙された乳ガン、結腸ガン、および肺ガンの細胞および細胞株を含む。
腫瘍(例えば、ガン)についての細胞に基づくアッセイおよび動物モデルを使用して、遺伝子増幅アッセイの知見を確かめ、そして本明細書中で同定された遺伝子と新生物細胞増殖の発生および病原性との間の関係をさらに理解し得る。腫瘍またはガンの発生および病原性における本明細書中で同定された遺伝子産物の役割は、本明細書中の遺伝子を増幅することが同定された一次腫瘍細胞または細胞株を用いることにより試験され得る。このような細胞は、例えば、上記で列挙された乳ガン、結腸ガン、および肺ガンの細胞および細胞株を含む。
異なるアプローチにおいて、特定の腫瘍に関与することが知られている細胞型の細胞を、本明細書中のcDNAでトランスフェクトし、そしてこれらのcDNAが過剰な増殖を誘導する能力を分析する。適切な細胞は、例えば、安定腫瘍細胞株(例えば、B104−1−1細胞株(neu原ガン遺伝子でトランスフェクトされた安定NIH−3T3細胞株)およびrasトランスフェクトNIH−3T3細胞株)を含み、これは、所望の遺伝子でトランスフェクトし得、そして腫瘍形成増殖についてモニターし得る。次いで、このようなトランスフェクト細胞株を使用して、ポリクローナル抗体もしくはモノクローナル抗体または抗体組成物が、形質転換細胞の増殖に対して細胞増殖抑制(cytostic)活性もしくは細胞傷害活性を発揮することによるか、または抗体依存性細胞傷害(ADCC)を媒介することにより、腫瘍形成細胞増殖を阻害する能力を試験し得る。本明細書中で同定された遺伝子のコード配列でトランスフェクトされた細胞をさらに使用して、ガン処置のための薬物候補を同定し得る。
さらに、トランスジェニック動物の腫瘍に由来する初代培養物(以下に記載)は、本明細書中の細胞に基づくアッセイにおいて使用され得るが、安定細胞株が好ましい。連続細胞株をトランスジェニック動物から得るための技術は、当該分野で周知である(例えば、Smallら、Mol.Cell.Biol.5,642−648(1985)を参照のこと)。
(5.動物モデル)
種々の周知の動物モデルを使用して、さらに、腫瘍の発生および病原性における本明細書中で同定された遺伝子の役割を理解し、そして候補治療薬剤(抗体、およびネイティブなポリペプチドの他のアンタゴニスト(小分子アンタゴニストを含む)を含む)の効力を試験し得る。このようなモデルのインビボ性質により、これらはヒト患者における応答を詳しく予測する。腫瘍およびガン(例えば、乳ガン、結腸ガン、前立腺ガン、肺ガンなど)の動物モデルは、非組換え動物および組換え(トランスジェニック)動物の両方を含む。非組換え動物モデルは、例えば、齧歯動物(例えば、マウスモデル)を含む。このようなモデルは、標準的な方法(例えば、皮下注射、尾静脈注射、脾臓移植、腹腔内移植、腎臓被膜下の移植、またはオルトピン(orthopin)移植(例えば、結腸ガン細胞を結腸組織に移植する))を用いて、腫瘍細胞を同系マウスに導入することにより産生され得る。(例えば、1997年9月18に公開されたPCT公開番号WO 97/33551を参照のこと)。
種々の周知の動物モデルを使用して、さらに、腫瘍の発生および病原性における本明細書中で同定された遺伝子の役割を理解し、そして候補治療薬剤(抗体、およびネイティブなポリペプチドの他のアンタゴニスト(小分子アンタゴニストを含む)を含む)の効力を試験し得る。このようなモデルのインビボ性質により、これらはヒト患者における応答を詳しく予測する。腫瘍およびガン(例えば、乳ガン、結腸ガン、前立腺ガン、肺ガンなど)の動物モデルは、非組換え動物および組換え(トランスジェニック)動物の両方を含む。非組換え動物モデルは、例えば、齧歯動物(例えば、マウスモデル)を含む。このようなモデルは、標準的な方法(例えば、皮下注射、尾静脈注射、脾臓移植、腹腔内移植、腎臓被膜下の移植、またはオルトピン(orthopin)移植(例えば、結腸ガン細胞を結腸組織に移植する))を用いて、腫瘍細胞を同系マウスに導入することにより産生され得る。(例えば、1997年9月18に公開されたPCT公開番号WO 97/33551を参照のこと)。
恐らく、腫瘍学研究において最もよく使用される動物種は、免役不全マウス(特に、ヌードマウス)である。低形成/形成不全を伴うヌードマウスが、ヒト腫瘍異種移植片の宿主として首尾良く機能し得るという観察により、この目的のためのその広範な使用が導かれた。常染色体劣性nu遺伝子は、非常に多数の別個のヌードマウスコンジェニック系統(例えば、ASW、A/He、AKR、BALB/c、B10.LP、C17、C3H、C57BL、C57、CBA、DBA、DDD、I/st、NC、NFR、NFS、NFS/N、NZB、NZC、NZW、P、RIII、およびSJL)に導入された。さらに、ヌードマウス以外の広範な種々の他の遺伝性免疫欠損を有する動物が繁殖され、そして腫瘍異種移植片のレシピエントとして使用されてきた。さらなる詳細については、例えば、The Nude Mouse in Oncology Research,E.BovenおよびB.Winograd編、CRC Press,Inc.,1991を参照のこと。
このような動物に導入される細胞は、公知の腫瘍/ガン細胞株(例えば、上記で列挙された腫瘍細胞株のいずれか、例えば、B104−1−1細胞株(neu原ガン遺伝子でトランスフェクトされた安定NIH−3T3細胞株));rasトランスフェクトNIH−3T3細胞;Caco−2(ATCC HTB−37);中程度に十分分化したグレードII(grade II)ヒト結腸腺ガンの細胞株であるHT−29(ATCC HTB−38))に由来するか、または腫瘍およびガンに由来し得る。腫瘍細胞またはガン細胞サンプルは、標準的な条件(液体窒素中での凍結および貯蔵を含む)を用いて、手術を受けている患者から得られ得る(Karmaliら、Br.J.Cancer 48,689−696(1983))。
腫瘍細胞は、種々の手順によって動物(例えば、ヌードマウス)に導入され得る。マウスの皮下(s.c.)空間は、腫瘍移植に非常に適する。腫瘍は、固形ブロックとして、トロカール使用による針生検材料として、または細胞懸濁物として皮下移植され得る。固形ブロックまたはトロカール移植については、適切なサイズの腫瘍組織断片が皮下空間に導入される。細胞懸濁物は、一次腫瘍または安定腫瘍細胞株から新たに調製され、そして皮下注射される。腫瘍細胞はまた、皮膚下(subdermal)移植片として注射され得る。この位置で、接種物は、皮膚結合組織の下部と皮下組織との間に沈着される。BovenおよびWinograd、前出。
乳ガンの動物モデルは、例えば、Drebinら、PNAS USA 83,9129−9133(1986)により本質的に記載されるように、ラット神経芽細胞腫細胞(これからneuガン遺伝子が最初に単離された)またはneu形質転換NIH−3T3細胞をヌードマウスに移植することにより産生され得る。
同様に、結腸ガンの動物モデルは、動物(例えば、ヌードマウス)において結腸ガン細胞を継代し、これらの動物において腫瘍出現を導くことにより産生され得る。ヌードマウスにおけるヒト結腸ガンの正常位(orthotopic)移植モデルは、例えば、Wangら、Cancer Research 54,4726−4728(1994)およびTooら、Cancer Research 55,681−684(1995)により記載されている。このモデルは、AntiCancer,Inc.(San Diego,California)により販売される、いわゆる「METAMOUSE」に基づく。
動物において生じる腫瘍は取り出され、そしてインビトロで培養され得る。次いで、インビトロ培養物に由来する細胞は、動物へ継代され得る。このような腫瘍は、さらなる試験または薬物スクリーニングのための標的として役立ち得る。あるいは、継代から得られた腫瘍は単離され、そして前継代細胞および1回以上の継代の後に単離された細胞に由来するRNAは、目的の遺伝子のディファレンシャルな発現について分析され得る。このような継代技術は、任意の公知の腫瘍またはガン細胞株を用いて行われ得る。
例えば、MethA、CMS4、CMS5、CMS21、およびWEHI−164は、BALB/c雌マウスの化学的に誘導された線維肉腫であり(DeLeoら、J.Exp.Med.146,720(1977))、これらは、種々の薬剤の抗腫瘍活性を研究するための高度に制御可能なモデル系を提供する(Palladinoら、J.Immunol.138,4023−4032(1987))。簡単には、腫瘍細胞は、細胞培養においてインビトロで増殖される。動物への注射前に、細胞株は洗浄され、そして緩衝液に、約10×106〜10×107個細胞/mlの細胞密度で懸濁される。次いで、動物に、100〜100μlの細胞懸濁物を皮下感染させ、腫瘍が出現するために1〜3週間放置する。
さらに、最も詳細に研究された実験的腫瘍の1つであるマウスルイス肺(3LL)ガン腫は、研究用腫瘍モデルとして使用され得る。この腫瘍モデルにおける効力は、肺小細胞ガン(SCCL)と診断されたヒト患者の処置における有益な効果と相関してきた。この腫瘍は、罹患マウス由来腫瘍断片または培養維持細胞の注射により正常マウスにおいて導入され得(Zupiら、Br.J.Cancer 41,補遺4,309(1980))、そして証拠は、腫瘍が単一細胞の注射からでさえも生じ得、そして非常に高い割合の感染腫瘍細胞が生存することを示す。この腫瘍モデルについてのさらなる情報については、Zacharski,Haemostasis 16,300−320(1986)を参照のこと。
腫瘍が移植された動物モデルにおいて試験化合物の効力を評価する1つの方法は、処置前後の腫瘍サイズを測定することである。伝統的に、移植腫瘍のサイズは、二次元または三次元に関してノギスを用いて測定されてきた。二次元に限定される測定は、正確に腫瘍サイズを反映せず、従って、通常、数式を用いることにより対応する体積に変換される。しかし、腫瘍サイズの測定値は、非常に不正確である。薬物候補の治療効果は、処置誘導増殖遅延および特異的増殖遅延としてよりよく記載され得る。腫瘍増殖の記載における別の重要な変数は、腫瘍体積倍加時間である。腫瘍増殖の計算および記載のためのコンピュータープログラムもまた利用可能である(例えば、RygaardおよびSpang−Thomsen,Proc.6th Int.Workshop on Immune−Deficient Animals,WuおよびSheng編、Basel,1989,301により報告されたプログラム)。しかし、処置後の壊死および炎症応答が、実際に、少なくとも初期に腫瘍サイズの増加をもたらし得ることに留意のこと。従って、これらの変化は、形態計測法およびフローサイトメトリー分析の組み合わせにより、注意深くモニターされる必要がある。
組換え(トランスジェニック)動物モデルは、トランスジェニック動物を作製するための標準的な技術を用いて、本明細書中で同定された遺伝子のコード部分を、目的の動物のゲノムに導入することにより操作され得る。トランスジェニック操作の標的として役立ち得る動物は、制限なく、マウス、ラット、ウサギ、モルモット、ヒツジ、ヤギ、ブタ、および非ヒト霊長類(例えば、ヒヒ、チンパンジー、およびサル)を含む。トランスジーンをこのような動物に導入するための当該分野で公知の技術は、前核マイクロインジェクション(HoppeおよびWanger,米国特許第4,873,191号);生殖系列へのレトロウイルス媒介遺伝子導入(例えば、Van der Puttenら,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 82,6148−615(1985));胚性幹細胞における遺伝子ターゲッティング(Thompsonら、Cell 56,313−321(1989));胚のエレクトロポレーション(Lo,Mol.Cel.Biol.3,1803−1814(1983));精子媒介遺伝子導入(Lavitranoら、Cell 57,717−73(1989))を含む。概説については、例えば、米国特許第4,736,866号を参照のこと。
本発明の目的のために、トランスジェニック動物は、それらの細胞の一部にのみトランスジーンを有する動物(「モザイク動物」)を含む。トランスジーンは、単一のトランスジーンとして、またはコンカテマー(concatamer)(例えば、頭部対頭部もしくは頭部対尾部タンデム)でのいずれかで組込まれ得る。トランスジーンの特定の細胞型への選択的導入はまた、例えば、Laskoら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA 89,6232−636(1992)の技術に従うことにより可能である。
トランスジェニック動物におけるトランスジーンの発現は、標準的な技術によりモニターされ得る。例えば、サザンブロット分析またはPCR増幅を使用して、トランスジーンの組込みを確かめ得る。次いで、mRNA発現レベルは、インサイチュハイブリダイゼーション、ノーザンブロット分析、PCR、または免疫細胞化学のような技術を用いて分析され得る。動物は、さらに、腫瘍またはガン発生の徴候について調べられる。
あるいは、本明細書中で同定されたポリペプチドをコードする内因性遺伝子と、動物の胚細胞に導入された、変えられた、同じポリペプチドをコードするゲノムDNAとの間の相同組換えの結果として、欠損または変えられた、このポリペプチドをコードする遺伝子を有する「ノックアウト」動物が構築され得る。例えば、特定のポリペプチドをコードするcDNAを使用して、確立した技術に従って、そのポリペプチドをコードするゲノムDNAをクローニングし得る。特定のポリペプチドをコードするゲノムDNAの一部は、欠失されるか、または別の遺伝子(例えば、組込みをモニターするために使用され得る選択マーカーをコードする遺伝子)で置換され得る。代表的に、数キロ塩基の変えられていない(5’末端および3’末端両方の)隣接DNAがベクターに含まれる(相同組換えベクターの記載については、例えば、ThomasおよびCapecchi,Cell,51:503(1987)を参照のこと)。ベクターは、胚性幹細胞株に(例えば、エレクトロポレーションにより)導入され、そして導入DNAが内因性DNAと相同組換えした細胞は選択される(例えば、Liら、Cell,69:915(1992)を参照のこと)。次いで、選択された細胞は、動物(例えば、マウスまたはラット)の胚盤胞に注射されて、凝集キメラを形成する(例えば、Bradley,Teratocarcinomas and Embryonic Stem Cells:A Practical Approach,E.J.Robertson編(IRL,Oxford,1987),113−152頁を参照のこと)。次いで、キメラ胚は適切な偽妊娠雌里親動物(pseudopregnantfemale foster animal)に移植され、そして胚は、「ノックアウト」動物を作り出すために出産予定日まで育てられ得る。それらの生殖細胞に相同組換えDNAを有する子孫は標準的な技術により同定され、そしてこの子孫を使用して、その動物の全細胞が相同組換えDNAを含む動物を繁殖させ得る。ノックアウト動物は、例えば、ある病理学的状態から防御するそれらの能力について、およびFIZZポリペプチドの非存在によるそれらの病理学的状態の発生について特徴付けられ得る。
本明細書中で同定されたポリペプチドを特異的に結合する抗体および他の薬物候補の抗力はまた、自然発生動物腫瘍の処置において試験され得る。このような研究に適した標的は、ネコ口扁平上皮ガン(SCC)である。ネコ口SCCは、この種で報告された口腫瘍の60%以上を占める最も一般的なネコの口悪性腫瘍である、高度に侵襲性の悪性腫瘍である。これは、まれに離れた部位に転移するが、この少ない転移発生数は、単に、この腫瘍を有するネコの短い生存期間の反映であり得る。これらの腫瘍は、主にネコ口腔の解剖学的構造のために、通常、手術できない。目下、この腫瘍に対する効果的な処置はない。研究に入る前に、各々のネコは、完全な臨床検査、生検を受け、そしてコンピューター連動断層撮影(CT)によりスキャンされる。舌下口扁平上皮細胞ガンと診断されたネコは、研究から排除される。舌は、このような腫瘍の結果として麻痺するするようになり得、そして処置により腫瘍が殺傷されてさえも、動物は、自分自身で餌を食べることができないかもしれない。各々のネコは、長期間にわたって繰返し処置される。腫瘍の写真は、処置期間の間毎日および各々の後の再チェックで撮影される。処置後、各々のネコは別のCTスキャンを受ける。CTスキャンおよび胸部X線写真は、その後8週間毎に評価される。データは、コントロール群と比較した、生存、応答、および毒性の差について評価される。陽性応答は、好ましくは、生活の質の改善および/または寿命の増加と共に、腫瘍の緩解の証拠を必要とし得る。
さらに、他の自然発生動物腫瘍(例えば、イヌ、ネコ、およびヒヒの線維肉腫、腺ガン、リンパ腫、軟骨腫(chrondroma)、平滑筋肉腫)もまた試験され得る。これらのうち、イヌおよびネコにおける哺乳動物腺ガンは、その出現および性質がヒトのものと非常に類似するので好ましいモデルである。しかし、このモデルの使用は、動物におけるこの型の腫瘍の稀な発生により制限される。
(6.処置方法)
本発明の抗体および他の抗腫瘍化合物は、種々の状態(本明細書中で同定された増幅遺伝子の過剰発現および/または活性化により特徴付けられる状態を含む)を処置するために使用され得ることが意図される。このような抗体および他の化合物(小有機分子および無機分子、ペプチド、アンチセンス分子などを含むが、それらに限定されない)を用いて処置される例示的な状態または障害は、良性腫瘍または悪性腫瘍(例えば、腎臓、肝臓、腎臓、膀胱、乳房、胃、卵巣、結腸直腸、前立腺、膵臓、肺(ling)、外陰部、甲状腺、肝臓のガン腫;肉腫;神経膠芽細胞腫;ならびに種々の頭部および頚部腫瘍);白血病およびリンパ悪性腫瘍;他の障害(例えば、ニューロン、グリア、星状細胞、視床下部および他の腺、マクロファージ、上皮、支質、および分割腔の障害);ならびに炎症障害、脈管形成障害、および免疫障害を含む。
本発明の抗体および他の抗腫瘍化合物は、種々の状態(本明細書中で同定された増幅遺伝子の過剰発現および/または活性化により特徴付けられる状態を含む)を処置するために使用され得ることが意図される。このような抗体および他の化合物(小有機分子および無機分子、ペプチド、アンチセンス分子などを含むが、それらに限定されない)を用いて処置される例示的な状態または障害は、良性腫瘍または悪性腫瘍(例えば、腎臓、肝臓、腎臓、膀胱、乳房、胃、卵巣、結腸直腸、前立腺、膵臓、肺(ling)、外陰部、甲状腺、肝臓のガン腫;肉腫;神経膠芽細胞腫;ならびに種々の頭部および頚部腫瘍);白血病およびリンパ悪性腫瘍;他の障害(例えば、ニューロン、グリア、星状細胞、視床下部および他の腺、マクロファージ、上皮、支質、および分割腔の障害);ならびに炎症障害、脈管形成障害、および免疫障害を含む。
本発明の抗腫瘍薬剤(例えば、抗体)は、公知の方法に従って(例えば、ボーラスとしての静脈内投与により、または一定期間にわたる連続注入により、筋肉内、腹腔内、脳脊髄内(intracerobrospinal)、皮下、関節内、滑液内、クモ膜下腔内、経口、局所、もしくは吸入の経路により)、哺乳動物(好ましくは、ヒト)に投与される。抗体の静脈内投与が好ましい。
他の治療レジメが、抗ガン剤(例えば、本発明の抗体)投与と組み合わされ得る。例えば、このような抗ガン剤で処置される患者はまた、放射線治療を受け得る。あるいは、またはさらに、化学療法剤が患者に投与され得る。このような化学療法剤の調製および投薬スケジュールは、製造者の説明書に従って、または当業者により経験的に決定されるように使用され得る。このような化学療法の調製および投薬スケジュールはまた、Chemotherapy Service,M.C.Perry編、Williams&Wilkins,Baltimore,MD(1992)において記載される。化学療法剤は、抗腫瘍薬剤(例えば、抗体)投与の前もしくは後で投与され得るか、またはそれと同時に与えられ得る。抗体は、抗エストロゲン化合物(例えば、タモキシフェン)または抗プロゲステロン(例えば、オナプリストン(onapristone))(EP 616812を参照のこと)と、このような分子について知られている投薬量で組み合わされ得る。
他の腫瘍関連抗原に対する抗体(例えば、ErbB2、EGFR、ErbB3、ErbB4、または血管内皮因子(VEGF)に結合する抗体)を投与することもまた望ましくあり得る。あるいは、またはさらに、本明細書中で開示された同じまたは2つ以上の異なる抗原を結合する2つ以上の抗体は、患者に同時投与され得る。時々、1つ以上のサイトカインを患者に投与することもまた有益であり得る。好ましい実施態様において、本明細書中の抗体は、増殖阻害剤と同時投与される。例えば、最初に増殖阻害剤が投与され、それに続いて本発明の抗体が投与され得る。しかし、同時投与または本発明の抗体の最初の投与もまた意図される。増殖阻害剤の適切な投薬量は、現在使用される投薬量であり、そして増殖阻害剤および本明細書中の抗体の組み合わせ作用(相乗作用)のために減らされ得る。
疾患の予防または処置について、抗腫瘍薬剤(例えば、本明細書中の抗体)の適切な投薬量は、上記で定義された処置される疾患の型、疾患の重篤度および経過、この薬剤が予防目的で投与されるか治療目的で投与されるか、以前の治療、患者の病歴および薬剤に対する応答、ならびに主治医の裁量に依存する。この薬剤は、一度にまたは一連の処置にわたって適切に患者に投与される。
例えば、疾患の型および重篤度に依存して、例えば、1回以上の別々の投与によってもまたは連続注入によっても、約1μg/kg〜15mg/kg(例えば、0.1〜20mg/kg)の抗体が、患者への投与のための最初の候補投薬量である。代表的な1日の投薬量は、上記の要因に依存して、約1μg/kg〜100mg/kg以上の範囲に及ぶ。数日以上にわたる反復投与については、状態に依存して、処置は、疾患徴候の所望の抑制が現れるまで続けられる。しかし、他の投薬量レジメが有用であり得る。この治療の進行は、従来の技術およびアッセイにより容易にモニターされる。
(7.製造品)
本発明の別の実施態様において、上記の障害の診断または処置に有用な材料を含む製造品が提供される。製造品は、容器およびラベルを含む。適切な容器は、例えば、瓶、バイアル、注射器、および試験管を含む。容器は、種々の材料(例えば、ガラスまたはプラスチック)から形成され得る。容器は、状態の診断または処置に効果的である組成物を保持し、そして滅菌した入口(access port)を有し得る(例えば、容器は、静脈内溶液バッグまたは皮下注射針で穴を開けることができる栓が付いたバイアルであり得る)。組成物中の活性薬剤は、通常、本明細書中で同定された遺伝子産物の活性を妨げ得る抗腫瘍薬剤(例えば、抗体)である。容器上のまたは容器に付随するラベルは、組成物が、選択した状態を診断または処置するために使用されることを示す。製造品は、さらに、薬学的に受容可能な緩衝液(例えば、リン酸緩衝化生理食塩水、リンガー液、およびデキストロース溶液)を含む第2の容器を含み得る。これは、さらに、商業的または使用者の観点から望ましい他の材料(他の緩衝液、希釈剤、フィルター、針、注射器、および使用のための説明書が付いたパッケージ挿入物を含む)を含み得る。
本発明の別の実施態様において、上記の障害の診断または処置に有用な材料を含む製造品が提供される。製造品は、容器およびラベルを含む。適切な容器は、例えば、瓶、バイアル、注射器、および試験管を含む。容器は、種々の材料(例えば、ガラスまたはプラスチック)から形成され得る。容器は、状態の診断または処置に効果的である組成物を保持し、そして滅菌した入口(access port)を有し得る(例えば、容器は、静脈内溶液バッグまたは皮下注射針で穴を開けることができる栓が付いたバイアルであり得る)。組成物中の活性薬剤は、通常、本明細書中で同定された遺伝子産物の活性を妨げ得る抗腫瘍薬剤(例えば、抗体)である。容器上のまたは容器に付随するラベルは、組成物が、選択した状態を診断または処置するために使用されることを示す。製造品は、さらに、薬学的に受容可能な緩衝液(例えば、リン酸緩衝化生理食塩水、リンガー液、およびデキストロース溶液)を含む第2の容器を含み得る。これは、さらに、商業的または使用者の観点から望ましい他の材料(他の緩衝液、希釈剤、フィルター、針、注射器、および使用のための説明書が付いたパッケージ挿入物を含む)を含み得る。
(F.薬物候補のためのスクリーニングアッセイ)
薬物候補のためのスクリーニングアッセイが、本明細書中で同定された遺伝子によりコードされるポリペプチドを結合するか、またはそれと複合体化するか、さもなければコードポリペプチドと他の細胞タンパク質との相互作用を妨げる、化合物を同定するように設計される。このようなスクリーニングアッセイは、それらを小分子薬物候補物を同定するために特に適切にする、化学薬品ライブラリーの高スループットスクリーニングを行い得るアッセイを含む。意図される小分子は、合成有機化合物または合成無機化合物(ペプチド、好ましくは可溶性ペプチドを含む)、(ポリ)ペプチド−免疫グロブリン融合物、および特に、抗体(制限なく、ポリクローナル抗体およびモノクローナル抗体、ならびに抗体フラグメント、単鎖抗体、抗イディオタイプ抗体、ならびにこのような抗体またはフラグメントのキメラまたはヒト化バージョン、ならびにヒト抗体および抗体フラグメントを含む)を含む。アッセイは、タンパク質−タンパク質結合アッセイ、生化学的スクリーニングアッセイ、イムノアッセイ、および細胞に基づくアッセイを含む、種々の形式で行われ得、これらは当該分野で十分に特徴付けられている。
薬物候補のためのスクリーニングアッセイが、本明細書中で同定された遺伝子によりコードされるポリペプチドを結合するか、またはそれと複合体化するか、さもなければコードポリペプチドと他の細胞タンパク質との相互作用を妨げる、化合物を同定するように設計される。このようなスクリーニングアッセイは、それらを小分子薬物候補物を同定するために特に適切にする、化学薬品ライブラリーの高スループットスクリーニングを行い得るアッセイを含む。意図される小分子は、合成有機化合物または合成無機化合物(ペプチド、好ましくは可溶性ペプチドを含む)、(ポリ)ペプチド−免疫グロブリン融合物、および特に、抗体(制限なく、ポリクローナル抗体およびモノクローナル抗体、ならびに抗体フラグメント、単鎖抗体、抗イディオタイプ抗体、ならびにこのような抗体またはフラグメントのキメラまたはヒト化バージョン、ならびにヒト抗体および抗体フラグメントを含む)を含む。アッセイは、タンパク質−タンパク質結合アッセイ、生化学的スクリーニングアッセイ、イムノアッセイ、および細胞に基づくアッセイを含む、種々の形式で行われ得、これらは当該分野で十分に特徴付けられている。
全てのアッセイは、それらが、薬物候補を、本明細書中で同定された核酸によりコードされるポリペプチドと、これらの2つの成分が相互作用し得るのに十分な条件下および時間で接触させることを必要とする点で共通する。
結合アッセイにおいて、相互作用は結合であり、そして形成される複合体は、単離されるか、または反応混合物中で検出され得る。特定の実施態様において、本明細書中で同定された遺伝子によりコードされるポリペプチドまたは薬物候補は、共有結合接着または非共有結合接着により、固相(例えば、マイクロタイタープレート)上に固定化される。非共有結合接着は、一般的に、固形表面をポリペプチド溶液でコートし、そして乾燥することにより達成される。あるいは、固定化されるポリペプチドに特異的な固定化抗体(例えば、モノクローナル抗体)を用いて、ポリペプチドを固形表面にアンカーし得る。このアッセイは、非固定化成分(これは検出可能な標識により標識され得る)を、固定化成分(例えば、アンカーされた成分を含むコート表面)に添加することにより行われ得る。反応が完了したら、反応しなかった成分は、例えば洗浄により除去され、そして固形表面上に固定化された複合体は検出される。もともと固定化されていなかった成分が検出可能な標識を有する場合、表面上に固定化された標識の検出は、複合体化が生じたことを示す。もともと固定化されていなかった成分が標識を有さない場合、複合体化は、例えば、固定化複合体を特異的に結合する標識抗体を使用することにより検出され得る。
候補化合物が、本明細書中で同定された遺伝子によりコードされる特定のタンパク質と相互作用するが、それに結合しない場合、そのタンパク質とのその相互作用は、タンパク質−タンパク質相互作用を検出するための周知の方法によりアッセイされ得る。このようなアッセイは、伝統的なアプローチ(例えば、架橋、同時免疫沈降、および勾配またはクロマトグラフィーカラムによる同時精製)を含む。さらに、タンパク質−タンパク質相互作用は、ChevrayおよびNathans(Proc.Natl.Acad.Sci.USA 89,5789−5793(1991))により開示されるような、Fieldsおよび共同研究者(FieldsおよびSong,Nature(London)340,245−246(1989);Chienら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA 88,9578−9582(1991))により記載される、酵母に基づく遺伝的システムを用いることによりモニターされ得る。多くの転写アクチベーター(例えば、酵母GAL4)は、2つの物理的に分離したモジュラードメインからなり、一方はDNA結合ドメインとして機能するが、他方は転写活性化ドメインとして機能する。前述の刊行物に記載された酵母発現系(一般的に、「ツーハイブリッドシステム」と呼ばれる)はこの特性を利用し、そして2つのハイブリッドタンパク質を使用し、一方において標的タンパク質がGAL4のDNA結合ドメインに融合され、そしてもう一方において候補活性化タンパク質が活性化ドメインに融合される。GAL4活性化プロモーター制御下でのGAL1−lacZリポーター遺伝子の発現は、タンパク質−タンパク質相互作用を介したGAL4活性の再構成に依存する。相互作用ポリペプチドを含むコロニーは、β−ガラクトシダーゼの発色基質を用いて検出される。ツーハイブリッド技術を用いて、2つの特異的タンパク質間のタンパク質−タンパク質相互作用を同定するための完全なキット(MATCHMAKERTM)は、Clontechから市販されている。このシステムはまた、特異的なタンパク質相互作用に関与するタンパク質ドメインをマップするために、ならびにこれらの相互作用に重要なアミノ酸残基の位置を正確に示すために拡大され得る。
本明細書中で同定された遺伝子と、試験され得る他の細胞内成分または細胞外成分との相互作用を妨げる化合物を見出すために、通常、増幅遺伝子産物および細胞内成分または細胞外成分を含む反応混合物は、2つの産物の相互作用および結合を可能にする条件下および時間で調製される。試験化合物が結合を阻害する能力を試験するために、反応は、試験化合物の非存在下および存在下で行われる。さらに、偽薬が、陽性コントロールとして働くために、第3の反応混合物に添加され得る。混合物に存在する試験化合物と細胞内成分または細胞外成分との間の結合(複合体形成)は、本明細書中上記に記載したようにモニターされる。コントロール反応での複合体の形成は、試験化合物が試験化合物とその反応パートナーとの相互作用を妨げることを示すが、試験化合物を含む反応混合物での形成は、その相互作用を妨げることを示さない。
本発明のさらなる詳細は、以下の限定しない実施例から明らかである。
(参照実施例1)
(FLS139リガンドの同定)
FLS139を、本明細書中に参考として援用される「説明書マニュアル:cDNA合成およびλクローニングのためのSuperscript(登録商標)Lambda System」、カタログ番号19643−014、Life Technologies,Gaithersburg,MD,USAに記載のプロトコルに従って、Clontech Laboratories,Inc.Palo Alto,CA USAから得たヒト胎児肝臓mRNA、カタログ番号64018−1から調製したcDNAライブラリーにおいて同定した。他に言及されない限り、全試薬もまた、Life Technologiesから得た。全手順は、以下の工程に要約され得る:(1)第1鎖合成;(2)第2鎖合成;(3)アダプター添加;(4)酵素消化;(5)cDNAのゲル単離;(6)ベクターへの連結;および(7)形質転換。
(FLS139リガンドの同定)
FLS139を、本明細書中に参考として援用される「説明書マニュアル:cDNA合成およびλクローニングのためのSuperscript(登録商標)Lambda System」、カタログ番号19643−014、Life Technologies,Gaithersburg,MD,USAに記載のプロトコルに従って、Clontech Laboratories,Inc.Palo Alto,CA USAから得たヒト胎児肝臓mRNA、カタログ番号64018−1から調製したcDNAライブラリーにおいて同定した。他に言及されない限り、全試薬もまた、Life Technologiesから得た。全手順は、以下の工程に要約され得る:(1)第1鎖合成;(2)第2鎖合成;(3)アダプター添加;(4)酵素消化;(5)cDNAのゲル単離;(6)ベクターへの連結;および(7)形質転換。
(第1鎖合成:)
NotIプライマー−アダプター(Life Tech.,2μl、0.5μg/μl)を滅菌1.5ml微量遠心管に添加し、これにポリA+mRNA(7μl、5μg)を添加した。反応管を、70℃まで、5分間、またはmRNAの2次構造を変成するのに十分な時間で加熱した。次いで、反応物を氷上で冷却し、そして5×第1鎖緩衝液(Life Tech.,4μl)、0.1M DTT(2μl)、および10mM dNTP Mix(Life Tech.,1μl)を添加し、次いで、37℃まで2分間加熱して、温度を平衡化させた。次いで、Superscript(登録商標)逆転写酵素(Life Tech.,5μl)を添加し、反応管を十分に混合し、そして37℃で1時間インキュベートし、そして氷上に置くことにより終結させた。反応物の最終組成は、以下の通りであった:50mM Tris−HCl(pH8.3);75mM KCl;3mM MgCl2;10mM DTT;500μM 各dATP、dCTP、dGTP、およびdTTP;50μg/ml NotIプライマー−アダプター;5μg(250μg/ml)mRNA;50,000U/ml Superscript(登録商標)逆転写酵素。
NotIプライマー−アダプター(Life Tech.,2μl、0.5μg/μl)を滅菌1.5ml微量遠心管に添加し、これにポリA+mRNA(7μl、5μg)を添加した。反応管を、70℃まで、5分間、またはmRNAの2次構造を変成するのに十分な時間で加熱した。次いで、反応物を氷上で冷却し、そして5×第1鎖緩衝液(Life Tech.,4μl)、0.1M DTT(2μl)、および10mM dNTP Mix(Life Tech.,1μl)を添加し、次いで、37℃まで2分間加熱して、温度を平衡化させた。次いで、Superscript(登録商標)逆転写酵素(Life Tech.,5μl)を添加し、反応管を十分に混合し、そして37℃で1時間インキュベートし、そして氷上に置くことにより終結させた。反応物の最終組成は、以下の通りであった:50mM Tris−HCl(pH8.3);75mM KCl;3mM MgCl2;10mM DTT;500μM 各dATP、dCTP、dGTP、およびdTTP;50μg/ml NotIプライマー−アダプター;5μg(250μg/ml)mRNA;50,000U/ml Superscript(登録商標)逆転写酵素。
(第2鎖合成)
氷上の間に、以下の試薬を、第1鎖合成からの反応管に添加し、反応物を十分に混合し、そして温度を16℃より上にさせないように注意して、16℃で2時間反応させた:蒸留水(93μl);5×第2鎖緩衝液(30μl);dNTP混合物(3μl);10U/μl E.Coli DNAリガーゼ(1μl);10U/μl E.Coli DNAポリメラーゼI(4μl);2U/μl E.Coli RNaseH(1μl)。10U T4 DNAポリメラーゼ(2μl)を添加し、そして反応物を、もう5分間16℃でインキュベートし続けた。反応物の最終組成は、以下の通りであった:25mM Tris−HCl(pH7.5);100mM KCl;5mM MgCl2;10mM (NH4)2SO4;0.15mM β−NAD+;250μM 各dATP、dCTP、dGTP、およびdTTP;1.2mM DTT;65U/ml DNAリガーゼ;250U/ml DNAポリメラーゼI;13U/ml RNaseH。反応を、氷上に置くことおよび0.5M EDTA(10μl)の添加により止め、次いで、フェノール:クロロホルム:イソアミルアルコール(25:24:1、150μl)により抽出した。水相を取り出し、収集し、そして5M NaCl(15μl)および無水エタノール(−20℃、400μl)に希釈し、そして14,000×gで2分間遠心分離した。上清を、得られたDNAペレットから注意深く除去し、ペレットを、70%エタノール(0.5ml)に再懸濁し、そして14,000×gで2分間、再度遠心分離した。上清を再度除去し、そしてペレットをスピードバックで乾燥した。
氷上の間に、以下の試薬を、第1鎖合成からの反応管に添加し、反応物を十分に混合し、そして温度を16℃より上にさせないように注意して、16℃で2時間反応させた:蒸留水(93μl);5×第2鎖緩衝液(30μl);dNTP混合物(3μl);10U/μl E.Coli DNAリガーゼ(1μl);10U/μl E.Coli DNAポリメラーゼI(4μl);2U/μl E.Coli RNaseH(1μl)。10U T4 DNAポリメラーゼ(2μl)を添加し、そして反応物を、もう5分間16℃でインキュベートし続けた。反応物の最終組成は、以下の通りであった:25mM Tris−HCl(pH7.5);100mM KCl;5mM MgCl2;10mM (NH4)2SO4;0.15mM β−NAD+;250μM 各dATP、dCTP、dGTP、およびdTTP;1.2mM DTT;65U/ml DNAリガーゼ;250U/ml DNAポリメラーゼI;13U/ml RNaseH。反応を、氷上に置くことおよび0.5M EDTA(10μl)の添加により止め、次いで、フェノール:クロロホルム:イソアミルアルコール(25:24:1、150μl)により抽出した。水相を取り出し、収集し、そして5M NaCl(15μl)および無水エタノール(−20℃、400μl)に希釈し、そして14,000×gで2分間遠心分離した。上清を、得られたDNAペレットから注意深く除去し、ペレットを、70%エタノール(0.5ml)に再懸濁し、そして14,000×gで2分間、再度遠心分離した。上清を再度除去し、そしてペレットをスピードバックで乾燥した。
(アダプター添加)
以下の試薬を、上記の第2鎖合成からのcDNAペレットに添加し、そして反応物を穏やかに混合し、そして16℃で16時間インキュベートした:蒸留水(25μl);5×T4 DNAリガーゼ緩衝液(10μl);SalIアダプター(10μl);T4 DNAリガーゼ(5μl)。反応物の最終組成は、以下であった:50mM Tris−HCl(pH7.6);10mM MgCl2;1mM ATP;5%(w/v)PEG8000;1mM DTT;200μg/ml SalIアダプター;100U/ml T4 DNAリガーゼ。反応物を、フェノール:クロロホルム:イソアミルアルコール(25:24:1、50μl)により抽出し、水相を取り出し、収集し、そして5M NaCl(8μl)および無水エタノール(−20℃、250μl)に希釈した。次いで、これを14,000×gで20分間遠心分離し、上清を除去し、そしてペレットを0.5mlの70%エタノールに再懸濁し、そして14,000×gで2分間、再度遠心分離した。続いて、上清を除去し、そして得られたペレットをスピードバックにおいて乾燥し、そして次の手順へ続けた。
以下の試薬を、上記の第2鎖合成からのcDNAペレットに添加し、そして反応物を穏やかに混合し、そして16℃で16時間インキュベートした:蒸留水(25μl);5×T4 DNAリガーゼ緩衝液(10μl);SalIアダプター(10μl);T4 DNAリガーゼ(5μl)。反応物の最終組成は、以下であった:50mM Tris−HCl(pH7.6);10mM MgCl2;1mM ATP;5%(w/v)PEG8000;1mM DTT;200μg/ml SalIアダプター;100U/ml T4 DNAリガーゼ。反応物を、フェノール:クロロホルム:イソアミルアルコール(25:24:1、50μl)により抽出し、水相を取り出し、収集し、そして5M NaCl(8μl)および無水エタノール(−20℃、250μl)に希釈した。次いで、これを14,000×gで20分間遠心分離し、上清を除去し、そしてペレットを0.5mlの70%エタノールに再懸濁し、そして14,000×gで2分間、再度遠心分離した。続いて、上清を除去し、そして得られたペレットをスピードバックにおいて乾燥し、そして次の手順へ続けた。
(酵素消化:)
以下の試薬を、前段落からのSalIアダプターを用いて調製したcDNAに添加し、そして混合物を37℃で2時間インキュベートした:DEPC処理水(41μl);NotI制限緩衝液(REACT,Life Tech.,5μl)、NotI(4μl)。この反応物の最終組成は、以下であった:50mM Tris−HCl(pH8.0);10mM MgCl2;100mM NaCl;1,200U/ml NotI。
以下の試薬を、前段落からのSalIアダプターを用いて調製したcDNAに添加し、そして混合物を37℃で2時間インキュベートした:DEPC処理水(41μl);NotI制限緩衝液(REACT,Life Tech.,5μl)、NotI(4μl)。この反応物の最終組成は、以下であった:50mM Tris−HCl(pH8.0);10mM MgCl2;100mM NaCl;1,200U/ml NotI。
(cDNAのゲル単離:)
cDNAを、5%アクリルアミドゲルでのアクリルアミドゲル電気泳動によりサイズ分画し、そして分子量マーカーとの比較により決定される、1kbより長いいずれのフラグメントもゲルから切り出した。次いで、cDNAを、ゲルから0.1×TBE緩衝液(200μl)に電気溶出させ、そしてフェノール:クロロホルム:イソアミルアルコール(25:24:1、200μl)により抽出した。水相を取り出し、収集し、そして14,000×gで20分間遠心分離した。上清をDNAペレットから除去し、これを70%エタノール(0.5ml)に再懸濁し、そして14,000×gで2分間、再度遠心分離した。上清を再度捨て、ペレットをスピードバックにおいて乾燥し、そして蒸留水(15μl)に再懸濁した。
cDNAを、5%アクリルアミドゲルでのアクリルアミドゲル電気泳動によりサイズ分画し、そして分子量マーカーとの比較により決定される、1kbより長いいずれのフラグメントもゲルから切り出した。次いで、cDNAを、ゲルから0.1×TBE緩衝液(200μl)に電気溶出させ、そしてフェノール:クロロホルム:イソアミルアルコール(25:24:1、200μl)により抽出した。水相を取り出し、収集し、そして14,000×gで20分間遠心分離した。上清をDNAペレットから除去し、これを70%エタノール(0.5ml)に再懸濁し、そして14,000×gで2分間、再度遠心分離した。上清を再度捨て、ペレットをスピードバックにおいて乾燥し、そして蒸留水(15μl)に再懸濁した。
(cDNAのpRK5ベクターへの連結:)
以下の試薬を共に添加し、そして16℃で16時間インキュベートした:5×T4リガーゼ緩衝液(3μl);pRK5、XhoI、NotIで消化したベクター、0.5μg、1μl);前段落から調製したcDNA(5μl)、および蒸留水(6μl)。続いて、さらなる蒸留水(70μl)および10mg/ml tRNA(0.1μl)を添加し、そして全反応物を、フェノール:クロロホルム:イソアミルアルコール(25:24:1)により抽出した。水相を取り出し、収集し、そして5M NaCl(10μl)および無水エタノール(−20℃、250μl)に希釈した。次いで、これを、14,000×gで20分間遠心分離し、デカントし、そしてペレットを70%エタノール(0.5ml)に再懸濁し、そして14,000×gで2分間、再度遠心分離した。次いで、DNAペレットをスピードバックにおいて乾燥し、そして後の手順における使用のために蒸留水(3μl)に溶出した。
以下の試薬を共に添加し、そして16℃で16時間インキュベートした:5×T4リガーゼ緩衝液(3μl);pRK5、XhoI、NotIで消化したベクター、0.5μg、1μl);前段落から調製したcDNA(5μl)、および蒸留水(6μl)。続いて、さらなる蒸留水(70μl)および10mg/ml tRNA(0.1μl)を添加し、そして全反応物を、フェノール:クロロホルム:イソアミルアルコール(25:24:1)により抽出した。水相を取り出し、収集し、そして5M NaCl(10μl)および無水エタノール(−20℃、250μl)に希釈した。次いで、これを、14,000×gで20分間遠心分離し、デカントし、そしてペレットを70%エタノール(0.5ml)に再懸濁し、そして14,000×gで2分間、再度遠心分離した。次いで、DNAペレットをスピードバックにおいて乾燥し、そして後の手順における使用のために蒸留水(3μl)に溶出した。
(ライブラリー連結物の細菌への形質転換:)
前で調製した連結cDNA/pRK5ベクターDNAを氷上で冷却し、これにエレクトロコンピテント(electrocompetent)DH10B細菌(Life Tech.,20μl)を添加した。次いで、細菌ベクター混合物を、製造者の推奨どおりにエレクトロポレーションした。続いて、SOC培地(1ml)を添加し、そして混合物を、37℃で30分間インキュベートした。次いで、形質転換体を、20個の標準的な、150mm アンピシリン含有LBプレートに配置し、そして16時間(37℃)インキュベートして、コロニーを増殖させた。次いで、陽性コロニーをこそぎ落とし、そしてDNAを、標準的なCsCl勾配プロトコルを用いて細菌ペレットから単離した。例えば、Ausubelら、2.3.1。
前で調製した連結cDNA/pRK5ベクターDNAを氷上で冷却し、これにエレクトロコンピテント(electrocompetent)DH10B細菌(Life Tech.,20μl)を添加した。次いで、細菌ベクター混合物を、製造者の推奨どおりにエレクトロポレーションした。続いて、SOC培地(1ml)を添加し、そして混合物を、37℃で30分間インキュベートした。次いで、形質転換体を、20個の標準的な、150mm アンピシリン含有LBプレートに配置し、そして16時間(37℃)インキュベートして、コロニーを増殖させた。次いで、陽性コロニーをこそぎ落とし、そしてDNAを、標準的なCsCl勾配プロトコルを用いて細菌ペレットから単離した。例えば、Ausubelら、2.3.1。
(FLS139のインキュベーション)
FLS139は、当該分野で公知の任意の標準的な方法(Klein R.D.ら(1996)Proc.Natl.Acad.Sci.93,7108−7113、およびJacobs(1996年7月16日に発行された米国特許第5,563,637号)により報告された方法を含む)により、ヒト胎児肝臓ライブラリーにおいて同定され得る。Kleinら、およびJacobsによれば、新規の分泌および膜結合哺乳動物タンパク質をコードするcDNAは、それらの分泌リーダー配列を、リポーター系として酵母インベルターゼ遺伝子を用いて検出することにより同定される。この酵素インベルターゼは、スクロースからグルコースおよびフルクトースへの分解、ならびにラフィノースからスクロースおよびメリビオースへの分解を触媒する。分泌形態のインベルターゼは、酵母(Saccharomyces cerevisiae)によるスクロース利用に必要とされ、その結果、分泌型インベルターゼを生成し得ない酵母細胞は、唯一の炭素源およびエネルギー源としてスクロースを含む培地上で十分に増殖しない。Klein R.D.、前出、およびJacobs、前出の両方は、哺乳動物シグナル配列が、機能的に、酵母インベルターゼのネイティブシグナル配列の代わりになるという既知の能力を利用する。哺乳動物cDNAライブラリーを、非分泌型酵母インベルターゼをコードするDNAに連結し、連結されたDNAを単離し、そしてインベルターゼ遺伝子を含まない酵母細胞に形質転換する。哺乳動物シグナル配列に連結した非分泌型酵母インベルターゼ遺伝子を含む組換え体を、炭素源としてスクロースのみまたはラフィノースのみを含む培地上で増殖するそれらの能力に基づいて同定する。次いで、同定された哺乳動物シグナル配列を使用して、第2の完全長cDNAライブラリーをスクリーニングし、対応する分泌型タンパク質をコードする完全長クローンを単離する。
FLS139は、当該分野で公知の任意の標準的な方法(Klein R.D.ら(1996)Proc.Natl.Acad.Sci.93,7108−7113、およびJacobs(1996年7月16日に発行された米国特許第5,563,637号)により報告された方法を含む)により、ヒト胎児肝臓ライブラリーにおいて同定され得る。Kleinら、およびJacobsによれば、新規の分泌および膜結合哺乳動物タンパク質をコードするcDNAは、それらの分泌リーダー配列を、リポーター系として酵母インベルターゼ遺伝子を用いて検出することにより同定される。この酵素インベルターゼは、スクロースからグルコースおよびフルクトースへの分解、ならびにラフィノースからスクロースおよびメリビオースへの分解を触媒する。分泌形態のインベルターゼは、酵母(Saccharomyces cerevisiae)によるスクロース利用に必要とされ、その結果、分泌型インベルターゼを生成し得ない酵母細胞は、唯一の炭素源およびエネルギー源としてスクロースを含む培地上で十分に増殖しない。Klein R.D.、前出、およびJacobs、前出の両方は、哺乳動物シグナル配列が、機能的に、酵母インベルターゼのネイティブシグナル配列の代わりになるという既知の能力を利用する。哺乳動物cDNAライブラリーを、非分泌型酵母インベルターゼをコードするDNAに連結し、連結されたDNAを単離し、そしてインベルターゼ遺伝子を含まない酵母細胞に形質転換する。哺乳動物シグナル配列に連結した非分泌型酵母インベルターゼ遺伝子を含む組換え体を、炭素源としてスクロースのみまたはラフィノースのみを含む培地上で増殖するそれらの能力に基づいて同定する。次いで、同定された哺乳動物シグナル配列を使用して、第2の完全長cDNAライブラリーをスクリーニングし、対応する分泌型タンパク質をコードする完全長クローンを単離する。
FLS139のヌクレオチド配列を図1−A(配列番号16)に示すが、一方、そのアミノ酸配列を図1−B(配列番号17)に示す。FLS139は、2つの既知のヒトTIE−2レセプターリガンド(h−TIE2L1およびh−TIE2L2)と高度の配列相同性を示す、フィブリノーゲン様ドメインを含む。従って、FLS139は、TIEリガンドファミリーの新規メンバーとして同定された。
FLS139クローンは、ブタペスト条約により、1997年9月18日に、American Type Culture Collection(ATCC),12301 Parklawn Drive,Rockville,Maryland 20852に寄託され、そして寄託番号ATCC 209281を与えられている。
(実施例1:ヒトNL1をコードするcDNAクローンの単離)
NL1を、コンピュータープログラムBLAST(Altshulら、Methods in Enzymology 266:460−480(1996))を用いて、GenBankデータベースをスクリーニングすることにより同定した。NL1配列は、既知の発現配列タグ(expressed sequence tag)(EST)T35448、T11442、およびW77823との相同性を示す。既知のEST配列のいずれも、完全長配列として同定されておらず、TIEレセプターと結合するリガンドとして記載されてもいない。
NL1を、コンピュータープログラムBLAST(Altshulら、Methods in Enzymology 266:460−480(1996))を用いて、GenBankデータベースをスクリーニングすることにより同定した。NL1配列は、既知の発現配列タグ(expressed sequence tag)(EST)T35448、T11442、およびW77823との相同性を示す。既知のEST配列のいずれも、完全長配列として同定されておらず、TIEレセプターと結合するリガンドとして記載されてもいない。
その同定の後、NL1を、Clontech,Inc.(Palo Alto,CA,USA)から購入したmRNA、カタログ番号6528−1より調製したヒト胎児肺ライブラリーから、製造者の説明書に従ってクローニングした。
このライブラリーをpRK5Bベクターに連結した。pRK5Bは、SfiI部位を含まない、pRK5Dの前駆体である;Holmesら、Science,253:1278−1280(1991)を参照のこと。pRK5Dはまた、ポリリンカー配列内でわずかな違いがある、pRK5(EP307,247、1989年3月15日公開)の誘導体である。このライブラリーを、GenBankデータベースにおいて見出されたESTに基づいて、以下の合成オリゴヌクレオチドプローブ:
NL1のヌクレオチド配列およびアミノ酸配列を、それぞれ、図2(配列番号1)および図3(配列番号2)に示す。
NL1は、TIE1リガンドおよびTIE2リガンド両方と23%の配列同一性を示す。
NL1クローンは、ブタペスト条約により、1997年9月18日に、American Type Culture Collection(ATCC),12301 Parklawn Drive,Rockville,Maryland 20852に寄託され、そして寄託番号ATCC 209280を与えられている。
NL1は、第9染色体、バンドアーム(bandarm)q13−q21にマップされた。
(実施例2:ヒトNL5およびNL8をコードするcDNAクローンの単離)
発現配列タグ(EST)DNAデータベース(LIFESEQTM,Incyte Pharmaceuticals,Palo Alto,CA)を検索し、そして参照実施例1のFLS139タンパク質と相同性を示すESTを同定した。NL5およびNL8をクローニングするために、Clontech,Inc.(Palo Alto,CA,USA)から購入したmRNA、カタログ番号6528−1により調製したヒト胎児肺ライブラリーを、製造者の説明書に従って使用した。このライブラリーを、データベースにおいて見出されたESTに基づいて、以下の合成オリゴヌクレオチドプローブ:
発現配列タグ(EST)DNAデータベース(LIFESEQTM,Incyte Pharmaceuticals,Palo Alto,CA)を検索し、そして参照実施例1のFLS139タンパク質と相同性を示すESTを同定した。NL5およびNL8をクローニングするために、Clontech,Inc.(Palo Alto,CA,USA)から購入したmRNA、カタログ番号6528−1により調製したヒト胎児肺ライブラリーを、製造者の説明書に従って使用した。このライブラリーを、データベースにおいて見出されたESTに基づいて、以下の合成オリゴヌクレオチドプローブ:
完全長配列のBLASTおよびFastA配列アラインメント解析(ALIGNプログラムを用いる)に基づいて、NL5は、TIE2レセプターのリガンド1およびリガンド2両方と24%の配列同一性を示す。NL8は、TIEレセプターのリガンド1およびリガンド2両方と23%の配列同一性を示す。
TIEリガンド、NL1、NL5、およびNL8のフィブリノーゲンドメインは、64〜74%同一である。より詳細には、NL1のフィブリノーゲンドメインは、NL5のフィブリノーゲンドメインと74%同一であり、そしてNL8のフィブリノーゲンドメインと63%同一であるが、一方、NL5のフィブリノーゲンドメインは、NL8のフィブリノーゲンドメインと57%同一である。TIE−2レセプターのリガンド1およびリガンド2は64%同一であり、そしてNL1、NL5、およびNL8と40〜43%同一である。
NL5は、第1染色体、バンドアームq23に局在した。
NL8は、第19染色体、バンドアームp13.3−p13.21、p13.3−p12.14、p13.3−p12.15に局在した。
(実施例3:ヒトNL4をコードするcDNAクローンの単離)
発現配列タグ(EST)DNAデータベース(LIFESEQTM,Incyte Pharmaceuticals,Palo Alto,CA)を検索し、そしてヒトTIE−2 L1およびTIE−2 L2と相同性を示すEST(#2939340)を同定した。
発現配列タグ(EST)DNAデータベース(LIFESEQTM,Incyte Pharmaceuticals,Palo Alto,CA)を検索し、そしてヒトTIE−2 L1およびTIE−2 L2と相同性を示すEST(#2939340)を同定した。
ESTに基づいて、以下のPCRプライマー対(正および逆)ならびにプローブを合成した:
完全長クローン供給源としていくつかのライブラリーをスクリーニングするために、このライブラリーに由来するDNAを、上記で同定されたPCRプライマー対を用いてPCR増幅によりスクリーニングした。次いで、陽性ライブラリーを使用して、プローブオリゴヌクレオチドおよびPCRプライマーの1つを用いて、NL4遺伝子をコードするクローンを単離した。
上記のように単離されたクローンのDNA配列決定により、NL4の完全長DNA配列および由来するタンパク質配列が得られた。
NL4の全ヌクレオチド配列を、図13(配列番号18)に示す。クローンDNA47470は、ヌクレオチド位置215〜217に明らかな翻訳開始部位を有する単一オープンリーディングフレームを含む(図13、ここでATG開始コドンに下線を付す)。図13において、ヌクレオチド位置1039〜1041のTAA停止コドンを四角で囲んだ。推定ポリペプチドは、346アミノ酸長である。クローンDNA47470はATCCに寄託され、そしてATCC寄託番号209422を与えられた。
完全長配列のBLASTおよびFastA配列アラインメント解析に基づいて、NL4は、TIE2L1(32%)およびTIE2L2(34%)とアミノ酸同一性を示す。
(実施例4:ノザンブロットおよびインサイチュRNAハイブリダイゼーション分析)
ヒト組織におけるNL1およびNL5 mRNAの発現を、ノザンブロット分析により調べた。ヒトmRNAブロットを、完全長cDNAに基づく32P標識DNAプローブにハイブリダイズした;このプローブを、cDNA挿入物を消化および精製することにより作製した。ヒト胎児RNAブロットMTN(Clontech)およびヒト成人RNAブロットMTN−II(Clontech)を、DNAプローブとインキュベートした。ブロットを、ハイブリダイゼーション緩衝液(5×SSPE;2デンハルト液;100mg/mL変性剪断サケ精子DNA;50%ホルムアミド;2%SDS)中でプローブと、42℃で60時間インキュベートした。ブロットを、2×SSC;0.05%SDSで室温1時間、数回洗浄し、それに続いて0.1×SSC;0.1%SDSで、50℃で30分間洗浄した。ブロットを、ホスホルイメージャー解析(phosphorimager analysis)(Fuji)による一晩曝露の後に現像した。
ヒト組織におけるNL1およびNL5 mRNAの発現を、ノザンブロット分析により調べた。ヒトmRNAブロットを、完全長cDNAに基づく32P標識DNAプローブにハイブリダイズした;このプローブを、cDNA挿入物を消化および精製することにより作製した。ヒト胎児RNAブロットMTN(Clontech)およびヒト成人RNAブロットMTN−II(Clontech)を、DNAプローブとインキュベートした。ブロットを、ハイブリダイゼーション緩衝液(5×SSPE;2デンハルト液;100mg/mL変性剪断サケ精子DNA;50%ホルムアミド;2%SDS)中でプローブと、42℃で60時間インキュベートした。ブロットを、2×SSC;0.05%SDSで室温1時間、数回洗浄し、それに続いて0.1×SSC;0.1%SDSで、50℃で30分間洗浄した。ブロットを、ホスホルイメージャー解析(phosphorimager analysis)(Fuji)による一晩曝露の後に現像した。
図11および12に示すように、NL1およびNL5 mRNA転写物を検出した。強いNL1 mRNA発現を、心臓および骨格筋組織において、ならびに膵臓において検出した。NL5 mRNAは、骨格筋において強く発現し、そしてより少ない程度で、心臓、胎盤、および膵臓において発現した。
また、NL1、NL5、NL8、およびNL4の組織発現パターンを、PCRにより作製した33P標識リボプローブを使用する最適化プロトコルを用いて、インサイチュハイブリダイゼーションにより決定した(細胞性RNAへのハイブリダイゼーションを観察する)。(LuおよびGillett,Cell Vision 1:169−176(1994))。ホルマリンで固定され、パラフィンに包埋されたヒト胎児および成人組織を切片にし、脱パラフィンし、そしてプロテイナーゼK(20g/ml)中で、37℃で15分間タンパク質除去し、そしてLuおよびGillett(1994)により記載されたようにインサイチュハイブリダイゼーションのためにさらに処理した。[33P]UTP標識アンチセンスリボプローブをPCR産物から作製し、そして55℃で一晩ハイブリダイズした。スライドを、Kodak NTB2核追跡(nuclear track)エマルジョンに浸し、そして4週間暴露した。
(33P−リボプローブ合成)
6.0μl(125mCi)の33P−UTP(Amersham BF 1002,SA<2000Ci/mmol)をスピードバック乾燥した。乾燥33P−UTPを含む各々のチューブに、以下の成分を添加した: 2.0μl 5×転写緩衝液 1.0μl DTT(100mM)
2.0μl NTP混合物(2.5mM:10μ:各10mM GTP、CTP、およびATP+10μl H2O)
1.0μl UTP(50μM)
1.0μl Rnasin 1.0μl DNA鋳型(1μg)
1.0μl H2O 1.0μl RNAポリメラーゼ(PCR産物についてはT3=AS、通常、T7=S)。
6.0μl(125mCi)の33P−UTP(Amersham BF 1002,SA<2000Ci/mmol)をスピードバック乾燥した。乾燥33P−UTPを含む各々のチューブに、以下の成分を添加した: 2.0μl 5×転写緩衝液 1.0μl DTT(100mM)
2.0μl NTP混合物(2.5mM:10μ:各10mM GTP、CTP、およびATP+10μl H2O)
1.0μl UTP(50μM)
1.0μl Rnasin 1.0μl DNA鋳型(1μg)
1.0μl H2O 1.0μl RNAポリメラーゼ(PCR産物についてはT3=AS、通常、T7=S)。
チューブを37℃で1時間インキュベートした。1.0μlのRQ1 DNaseを添加し、それに続いて37℃で15分間インキュベートを行った。90μlのTE(10mM Tris(pH7.6)/1mM EDTA(pH8.0))を添加し、そして混合物をDE81紙の上にピペットで移した。残っている溶液を、Microcon−50限外濾過ユニットにロードし、そしてプログラム10(6分)を用いてスピンをかけた。濾過ユニットを、2番目の上に逆さまにし、そしてプログラム2(3分)を用いてスピンをかけた。最後の回収スピンの後、100μlのTEを添加した。1μlの最終産物をDE81紙の上にピペットで移し、そして6mlのBiofluor IIでカウントした。
プローブをTBE/尿素ゲルにおいて流した。1〜3μlのプローブまたは5μlのRNA Mrk IIIを、3μlのローディング緩衝液に添加した。95℃ヒートブロック上で3分間の加熱後、ゲルを直ぐに氷上に置いた。ゲルのウェルをフラッシュし、サンプルをロードし、そして180〜250ボルトで45分間流した。ゲルをサランラップでくるみ、そして−70℃フリーザー内で、1時間〜一晩、増強スクリーンと共にXARフィルムに曝露した。
(33Pハイブリダイゼーション)
(凍結切片の前処理) スライドをフリーザーから取り出し、アルミニウムトレー上に置き、そして室温で5分間解凍した。トレーを55℃のインキュベーターに5分間入れて、曇りを減少させた。スライドを、換気装置(fume hood)内で、氷上で、4%パラホルムアルデヒド中で10分間固定し、そして0.5×SSCで、室温で5分間洗浄した(25ml 20×SSC+975ml SQ H2O)。0.5μg/mlプロテイナーゼK中で37℃10分のタンパク質除去(予め温めたRNaseを含まないRNAse緩衝液250ml中、12.5μlの10mg/mlストック)の後、切片を、0.5×SSCで、室温で10分間洗浄した。切片を、70%、95%、100%エタノール中で各々2分間脱水した。
(凍結切片の前処理) スライドをフリーザーから取り出し、アルミニウムトレー上に置き、そして室温で5分間解凍した。トレーを55℃のインキュベーターに5分間入れて、曇りを減少させた。スライドを、換気装置(fume hood)内で、氷上で、4%パラホルムアルデヒド中で10分間固定し、そして0.5×SSCで、室温で5分間洗浄した(25ml 20×SSC+975ml SQ H2O)。0.5μg/mlプロテイナーゼK中で37℃10分のタンパク質除去(予め温めたRNaseを含まないRNAse緩衝液250ml中、12.5μlの10mg/mlストック)の後、切片を、0.5×SSCで、室温で10分間洗浄した。切片を、70%、95%、100%エタノール中で各々2分間脱水した。
(パラフィン包埋切片の前処理) スライドを脱パラフィンし、SQ H2O中に置き、そして2×SSCで、室温で2回各時5分間リンスした。この切片を、ヒト胚−20μg/mlプロテイナーゼK(RNaseを含まないRNase緩衝液250ml中、500μlの10mg/ml;37℃、15分)、またはホルマリン組織−8×プロテイナーゼK(RNase緩衝液250ml中、100μl;37℃、30分)中でタンパク質除去した。その後の0.5×SSCでのリンスおよび脱水を、上記のように行った。
(プレハイブリダイゼーション) スライドを、Box緩衝液(4×SSC、50%ホルムアミド)に浸した濾紙が並んだプラスチックの箱の中に置いた。組織を、50μlのハイブリダイゼーション緩衝液(3.75g デキストラン硫酸+6ml SQ H2O)で覆い、ボルテックスし、そして蓋を緩めてマイクロ波で2分間加熱した。氷上で冷却した後、18.75mlのホルムアミド、3.75mlの20×SSC、および9mlのSQ H2Oを添加し、組織を十分にボルテックスし、そして42℃で1〜4時間インキュベートした。
(ハイブリダイゼーション) スライド1枚あたり1.0×106cpmのプローブおよび1.0μlのtRNA(50mg/mlストック)を、95℃で3分間加熱した。スライドを氷上で冷却し、そしてスライドあたり48μlのハイブリダイゼーション緩衝液を添加した。ボルテックスした後、50μlの33P混合物を、50μlのプレハイブリダイゼーションスライドに添加した。スライドを、55℃で一晩インキュベートした。
(洗浄) 洗浄を、2×SSC、EDTAを用いて室温で、2×10分で行い(400ml 20×SSC+16ml 0.25M EDTA、Vf=4L)、それに続いてRNaseA処理を37℃で30分間行った(RNase緩衝液250ml中、500μlの10mg/ml=20μg/ml)。スライドを、2×SSC、EDTAを用いて室温、2×10分で洗浄した。ストリンジェンシーな洗浄条件は以下の通りであった:55℃で2時間、0.1×SSC、EDTA(20mlの20×SSC+16mlのEDTA、Vf=4L)。
(オリゴ:)
インサイチュハイブリダイゼーションにより、良性乳房上皮上の成人ヒト乳ガン細胞、アポクリン化生領域、および硬化性腺疾患におけるNL5 mRNA発現が示された。発現は、浸潤性乳腺管ガン腫細胞上でさらに観察された。胎児下肢組織において、軟骨内骨形成部位で、骨細胞において、および発生中の骨の骨膜/軟骨膜において高い発現が見出された。NL5 mRNAはまた、および胎児の体腔組織である発生中の骨の骨膜/軟骨膜の骨細胞において高度に発現した。この分布は、骨形成および分化における役割を示唆する(図9−Aおよび9−B)。
NL8についてのインサイチュハイブリダイゼーションにより、発生中の四肢、腸、および体腔において高度に組織化された発現パターンが示され、これは、この部位での特有で機能的な役割、ならびに脈管形成およびパターン形成(patterning)における潜在的な関与を示唆する(図10−Aおよび10−B)。この発現パターンは、NL1およびNL5のものとは異なる。
NL4についてのインサイチュハイブリダイゼーションにより、アカゲザル脳の深部白質内の小血管上での明らかな発現が示された。
(実施例5:E.coliにおけるNL1、NL5、NL8、およびNL4の発現)
本実施例は、E.coliにおける本発明のTIEリガンドの非グリコシル化形態の調製を例示する。NL1、NL5、NL8、またはNL4リガンドをコードするDNA配列(それぞれ、配列番号1、3、5および18)を、選択したPCRプライマーを用いて最初に増幅した。このプライマーは、選択した発現ベクター上の制限酵素部位と一致する制限酵素部位を含むべきである。種々の発現ベクターが使用され得る。ベクターは、好ましくは、抗生物質耐性遺伝子、複製起点、プロモーター、およびリボザイム結合部位をコードする。適切なベクターの例は、アンピシリンおよびテトラサイクリン耐性のための遺伝子を含む、pBR322(E.coli由来;Bolivarら、Gene 2:95(1977)を参照のこと)である。ベクターを制限酵素で消化し、そして脱リン酸化する。次いで、PCR増幅配列をベクターに連結する。
本実施例は、E.coliにおける本発明のTIEリガンドの非グリコシル化形態の調製を例示する。NL1、NL5、NL8、またはNL4リガンドをコードするDNA配列(それぞれ、配列番号1、3、5および18)を、選択したPCRプライマーを用いて最初に増幅した。このプライマーは、選択した発現ベクター上の制限酵素部位と一致する制限酵素部位を含むべきである。種々の発現ベクターが使用され得る。ベクターは、好ましくは、抗生物質耐性遺伝子、複製起点、プロモーター、およびリボザイム結合部位をコードする。適切なベクターの例は、アンピシリンおよびテトラサイクリン耐性のための遺伝子を含む、pBR322(E.coli由来;Bolivarら、Gene 2:95(1977)を参照のこと)である。ベクターを制限酵素で消化し、そして脱リン酸化する。次いで、PCR増幅配列をベクターに連結する。
次いで、連結混合物を使用して、Sambrookら、前出に記載の方法を用いて、選択したE.coli株を形質転換する。形質転換体を、LBプレート上で増殖するそれらの能力により同定し、次いで、抗生物質耐性コロニーを選択する。プラスミドDNAを単離し、そして制限分析により確認し得る。
選択したクローンを、液体培養培地(例えば、抗生物質を補充したlBブロス)中で一晩増殖し得る。続いて、一晩培養物を使用して、大規模(later scale)培養物に接種し得る。次いで、細胞を、所望の光学密度まで増殖させる。誘導物質(例えば、IPTG)を添加し得る。
数時間以上細胞を培養した後、細胞を、遠心分離により採集し得る。遠心分離により得た細胞ペレットを、当該分野で公知の種々の薬剤を用いて可溶化し得、次いで、可溶化タンパク質を、タンパク質のしっかりとした結合を可能にする条件下で、金属キレート化カラムを用いて精製し得る。
(実施例6:哺乳動物細胞におけるNL1、NL5、NL8、およびNL4の発現)
本実施例は、哺乳動物細胞における組換え発現による、NL1、NL5、NL8、およびNL4 TIEリガンドホモログのグリコシル化形態の調製を例示する。
本実施例は、哺乳動物細胞における組換え発現による、NL1、NL5、NL8、およびNL4 TIEリガンドホモログのグリコシル化形態の調製を例示する。
ベクター、pRK5(1989年3月15日に公開されたEP 307,247を参照のこと)を、発現ベクターとして使用する。必要に応じて、NL1、NL5、NL8、またはNL4 DNAを、連結方法(例えば、Sambrookら、前出に記載)を用いて、NL1、NL5、NL8、およびNL4 DNAの挿入を可能にする、選択した制限酵素でpRK5に連結する。得られたベクターを、それぞれ、pRK5−NL1、NL5、NL8、およびNL4と呼ぶ。
1つの実施態様において、選択した宿主細胞は293細胞であり得る。ヒト293細胞(ATCC CCL 1573)を、培地(例えば、ウシ胎仔血清、必要に応じて栄養成分および/または抗生物質を補充したDMEM)中で組織培養プレートにおいてコンフルエンスまで増殖させる。約10μgのpRK5−NL1、NL5、NL4、またはNL8 DNAを、約1μgのVA RNA遺伝子をコードするDNA(Thimmappayaら、Cell,31:543(1982))と混合し、そして500μlの1mM Tris−HCl、0.1mM EDTA、0.227M CaCl2に溶解する。この混合物に、500μlの50mM HEPES(pH7.35)、280mM NaCl、1.5mM NaPO4を滴下し、そして沈殿物を、25℃で10分間形成させる。沈殿物を再懸濁し、そして293細胞に添加し、そして37℃で約4時間放置する。培養培地を吸引し、そしてPBS中20%のグリセロール2mlを30秒間添加する。次いで、293細胞を無血清培地で洗浄し、新鮮な培地を添加し、そして細胞を約5日間インキュベートする。
トランスフェクションの約24時間後、培養培地を除去し、そして培養培地(単独)、または200μCi/ml、35S−システインおよび200μCi/ml、35S−メチオニンを含む培養培地で置換する。12時間のインキュベーション後、馴化培地を収集し、スピンフィルター上で濃縮し、そして15%SDSゲル上にロードする。処理したゲルを乾燥し、そして選択した期間、フィルムに暴露して、NL1、NL5、およびNL8ポリペプチドの存在を明らかにし得る。トランスフェクト細胞を含む培養物は、さらなるインキュベーション(無血清培地中で)を受け得、そして培地を、選択されたバイオアッセイで試験する。
代替の技術において、Somparyracら、Proc.Natl.Acad.Sci.,12:7575(1981)により記載されたデキストラン硫酸法を用いて、NL1、NL5、NL8、またはNL4 DNAを、293細胞に一過的に導入し得る。293細胞を、スピナーフラスコ中で最大密度まで増殖させ、そして700μgのpRK5−NL1、NL5、NL8、またはNL4 DNAを添加する。細胞を、最初に、遠心分離によりスピナーフラスコから濃縮し、そしてPBSで洗浄する。DNA−デキストラン沈殿物を、細胞ペレット上で4時間インキュベートする。細胞を、20%グリセロールで90秒間処理し、組織培養培地で洗浄し、そして組織培養培地、5μg/mlウシインシュリン、および0.1μg/mlウシトランスフェリンを含むスピナーフラスコに再導入する。約4日後、馴化培地を遠心分離し、そして濾過して細胞および破片を除去する。次いで、発現NL1、NL5、NL8、またはNL4を含むサンプルを濃縮し、そして任意の選択した方法(例えば、透析および/またはカラムクロマトグラフィー)により精製し得る。
別の実施態様において、NL1、NL5、NL8、またはNL4を、CHO細胞において発現し得る。pRK5−NL1、NL5、NL8、またはNL4を、既知の試薬(例えば、CaPO4またはDEAE−デキストラン)を用いて、CHO細胞にトランスフェクトし得る。上記のように、細胞培養物をインキュベートし、そして培地を、培養培地(単独)または放射性標識(例えば、35S−メチオニン)を含む培養培地で置換し得る。発現ポリペプチドの存在を決定した後、培養培地を無血清培地で置換し得る。好ましくは、培養物を約6日間インキュベートし、次いで、馴化培地を回収する。次いで、発現NL1、NL5、NL8、またはNL4を含む培地を濃縮し、そして任意の選択した方法により精製し得る。
エピトープタグ化NL1、NL5、NL8、またはNL4もまた、宿主CHO細胞において発現され得る。NL1、NL5、NL8、またはNL4 DNAを、pRK5ベクターからサブクローニングし得る。サブクローン挿入物は、バキュロウイルス発現ベクターに、選択したエピトープタグ(例えば、ポリ−hisタグ)とインフレームで融合するためにPCRを受け得る。次いで、ポリ−hisタグ化NL1、NL5、NL8、またはNL4挿入物を、安定クローンの選択のための選択マーカー(例えば、DHFR)を含むSV40駆動ベクターにサブクローニングし得る。最後に、CHO細胞を、SV40駆動ベクターで(上記のように)トランスフェクトし得る。標識を上記のように行って、発現を確かめ得る。次いで、発現ポリ−Hisタグ化NL1、NL5、NL8、またはNL4を含む培養培地を濃縮し、そして任意の選択した方法(例えば、Ni2+キレートアフィニティークロマトグラフィー)により精製し得る。
NL1、NL5、およびNL8のグリコシル化形態を、実際に哺乳動物細胞において発現した。NL1を、IgG構築物(NL1−IgG免疫接着(immunoadhesion))として発現し、ここでNL1タンパク質細胞外領域を、ヒンジ、CH2、およびCH3ドメインを含むIgG1定常領域配列に融合した。NL5およびNL8を、ポリ−Hisタグ化形態で発現した。
PCR増幅後、NL1 DNAを、Ausubelら、Current Protocols of Molecular Biology,Unit 3.16,John Wiley and Sons(1997)に記載のような標準的な技術を用いて、CHO発現ベクターにサブクローニングした。CHO発現ベクターを、目的のDNAの5’および3’に適合制限性の部位を有して簡便なcDNAシャトリング(shuttling)を可能にするように構築する。CHO細胞におけるNL1発現のために使用されるベクターは、Lucasら、Nucl.Acids Res.24:9(1774−1779(1996)に記載の通りであり、そして目的のcDNAの発現を駆動するためにSV40初期プロモーター/エンハンサーおよびジヒドロ葉酸レダクターゼ(DHFR)を使用する。DHFR発現は、トランスフェクション後のプラスミドの安定維持のための選択を可能にする。
12マイクログラムのNL1コードプラスミドDNAを、市販のトランスフェクション試薬Superfect(登録商標)(Qiagen),Dosper(登録商標)、またはFugene(登録商標)(Boehringer Mannheim)を用いて、約1000万個のCHO細胞に導入した。細胞を、Lucasら、前出に記載のように増殖させた。約3×10-7個の細胞を、以下に記載のようなさらなる増殖および生成のためにアンプル中で凍結した。
NL1プラスミドDNAを含むアンプルを、水浴に入れることにより解凍し、そしてボルテックスにより混合した。内容物を、10mLの培地を含む遠心管にピペットで移し、そして1000rpmで5分間遠心分離した。上清を吸引し、そして細胞を、10mLの選択培地(5% 0.2μmダイアフィルトレーションしたウシ胎仔血清を含む0.2μm濾過PS20)に再懸濁した。次いで、細胞を、90mLの選択培地を含む100mLスピナーにアリコートした。1〜2日後、細胞を、150mLの選択増殖培地で満たした250mLスピナーに移し、そして37℃でインキュベートした。さらに2〜3日後、250mL、500mL、および2000mLスピナーに3×105個細胞/mLを播種した。培地を、遠心分離および生成培地中への再懸濁により新鮮な培地と交換した。任意の適切なCHO培地(例えば、1992年6月16日に発行された、米国特許第5,122,469号に記載の培地)を、使用し得る。3L生成スピナーに、1.2×106個細胞/mLで播種した。0日目に、細胞数およびpHを測定した。
1日目に、スピナーをサンプリングし、そして濾過空気の散布を開始した。2日目に、スピナーをサンプリングし、温度を33℃に変え、そして30mLの500g/L−グルコースおよび0.6mLの10%消泡剤(例えば、35%ポリジメチルシロキサンエマルジョン、Dow Corning 365 Medical Grade Emulsion)を添加した。生成の間、pHを、約7.2で保持するために必要なように調節した。10日後、または生存率が70%未満に下がるまで、遠心分離により細胞培養物を採集し、そして0.22μmフィルターに通して濾過した。濾過物を、精製カラムへのローディングまで4℃で貯蔵した。
1日目に、スピナーをサンプリングし、そして濾過空気の散布を開始した。2日目に、スピナーをサンプリングし、温度を33℃に変え、そして30mLの500g/L−グルコースおよび0.6mLの10%消泡剤(例えば、35%ポリジメチルシロキサンエマルジョン、Dow Corning 365 Medical Grade Emulsion)を添加した。生成の間、pHを、約7.2で保持するために必要なように調節した。10日後、または生存率が70%未満に下がるまで、遠心分離により細胞培養物を採集し、そして0.22μmフィルターに通して濾過した。濾過物を、精製カラムへのローディングまで4℃で貯蔵した。
NL1−IgG免疫接着を、以下の通りに馴化培地から精製した。馴化培地を、20mM リン酸Na緩衝液(pH6.8)で平衡化した5mlプロテインAカラム(Pharmacia)にポンプで注入した。ローディング後、100mMクエン酸(pH3.5)での溶出前に、カラムを平衡化緩衝液で大量に洗浄した。溶出タンパク質を、275μLの1M Tris緩衝液(pH9)を含むチューブに1ml画分を収集することにより直ぐに中和した。続いて、高度に精製されたタンパク質を、10mM Hepes、0.14M NaCl、および4%マンニトールを含む貯蔵緩衝液(pH6.8)中で、25ml G25 Superfine(Pharmacia)カラムを用いて脱塩し、そして−80℃で貯蔵した。
精製NL1−IgGタンパク質の均質性を、SDSポリアクリルアミドゲル電気泳動(SDS−PEG)により確かめ、そしてN末端アミノ酸配列決定をエドマン分解により行った。このタンパク質は、約37〜38kDの分子量を有することが見出された。
NL5およびNL8の発現を、本質的に本明細書中上文に記載のように行った。これらのポリHisタグ化構築物については、精製を、Ni−NTAカラム(Qiagen)を用いて行った。精製前に、イミダゾールを、5mMの濃度まで馴化培地に添加した。馴化培地を、流速4〜5ml/分、4℃で、0.3M NaClおよび5mMイミダゾールを含む20mM Hepes(pH7.4)緩衝液で平衡化した6ml Ni−NTAカラムにポンプで注入した。ローディング後、カラムをさらなる平衡化緩衝液で洗浄し、そしてタンパク質を、0.25Mイミダゾールを含む平衡化緩衝液で溶出した。続いて、精製タンパク質を、10mM Hepes、0.14M NaCl、および4%マンニトールを含む貯蔵緩衝液(pH6.8)中で、25ml G25 Superfine(Pharmacia)カラムを用いて脱塩し、そして−80℃で貯蔵した。
精製タンパク質の均質性をSDS−PEGにより確かめ、そしてN末端アミノ酸配列決定をエドマン分解により行った。
(実施例7:酵母におけるNL1、NL5、NL8およびNL4の発現)
まず、NL1、NL5、NL8またはNL4の細胞内産生または分泌のために、酵母発現ベクターを、ADH2/GAPDHプロモーターから構築する。NL1、NL5、NL8またはNL4をコードするDNA、選ばれたシグナルペプチドおよびプロモーターを、NL1、NL5、NL8またはNL4の細胞内発現を指示するために、選ばれたプラスミド中の適切な制限酵素部位に挿入する。分泌に関しては、NL1、NL5、NL8またはNL4の発現のための、ADH2/GAPDHプロモーターをコードするDNA、酵母α因子分泌シグナル/リーダー配列、およびリンカー配列(もし必要なら)と共に、NL1、NL5、NL8またはNL4をコードするDNAを、選ばれたプラスミドにクローニングし得る。
まず、NL1、NL5、NL8またはNL4の細胞内産生または分泌のために、酵母発現ベクターを、ADH2/GAPDHプロモーターから構築する。NL1、NL5、NL8またはNL4をコードするDNA、選ばれたシグナルペプチドおよびプロモーターを、NL1、NL5、NL8またはNL4の細胞内発現を指示するために、選ばれたプラスミド中の適切な制限酵素部位に挿入する。分泌に関しては、NL1、NL5、NL8またはNL4の発現のための、ADH2/GAPDHプロモーターをコードするDNA、酵母α因子分泌シグナル/リーダー配列、およびリンカー配列(もし必要なら)と共に、NL1、NL5、NL8またはNL4をコードするDNAを、選ばれたプラスミドにクローニングし得る。
酵母株AB110のような酵母細胞を、上記で述べられたような発現プラスミドで形質転換し、選ばれた発酵培地中で培養し得る。形質転換した酵母の上清を、10%トリクロロ酢酸を用いた沈殿およびSDS−PAGEによる分離によって、次にゲルをクマシーブルー染料で染色することによって分析し得る。
次に、組換えNL1、NL5、NL8およびNL4を、遠心分離によって酵母細胞を発酵培地から除去すること、次に選ばれたカートリッジフィルターを用いてその培地を濃縮することによって、単離および精製し得る。NL1、NL5、NL8またはNL4を含む濃縮液を、選ばれたカラムクロマトグラフィー樹脂を用いて、さらに精製し得る。
(実施例8:バキュロウイルス発現系におけるNL1、NL2、NL8およびNL4の発現)
次の方法はバキュロウイルス発現系におけるNL1、NL5、NL8またはNL4の組換え発現について述べる。
次の方法はバキュロウイルス発現系におけるNL1、NL5、NL8またはNL4の組換え発現について述べる。
NL1、NL5、NL8またはNL4を、バキュロウイルス発現ベクターと、含まれるエピトープタグの上流に融合する。そのようなエピトープタグはポリヒスチジンタグおよび免疫グロブリンタグ(IgGのFc領域のような)を含む。pVL1393(Novagen)のような、市販のプラスミド由来のプラスミドを含む、様々なプラスミドを利用し得る。簡単には、NL1、NL5、NL8またはNL4をコードするDNA、またはNL1、NL5、NL8またはNL4の望ましい部分(膜貫通タンパク質の細胞外領域をコードする配列のような)を、5’および3’領域に相補的なプライマーを用いてPCRで増幅する。5’プライマーを隣接する(選ばれた)制限酵素部位に組み込むことができる。産生物を次にそれらの選ばれた制限酵素で消化して、発現ベクターにサブクローニングする。
組換えバキュロウイルスを、Spodoptera frugiperda(「Sf9」)細胞(ATCC CRL 1711)に、リポフェクチン(GIBCO−BRLから市販)を用いて、上記のプラスミドおよびBaculoGoldTMウイルスDNA(Pharmingen)を同時にトランスフェクトすることによって産生する。28℃で4−5日間インキュベートした後、放出されたウイルスを回収してさらに増幅するために使用する。ウイルス感染およびタンパク質の発現を、O’Reilleyら、Baculovirus expression vectors:A laboratory Manual、Oxford:Oxford University Press(1994)によって述べられたように、実施する。
次に、発現したポリヒスチジンタグのついたNL1、NL5、NL8またはNL4を、例えばNi2+キレートアフィニティークロマトグラフィーによって、次のように精製し得る。Rupertら、Nature、362:175−179(1993)によって述べられたように、組換えウイルスが感染したSf9細胞から抽出物を調製する。簡単には、Sf9細胞を洗浄し、超音波処理緩衝液(25mL Hepes、pH7.9;12.5mM MgCl2;0.1mM EDTA;10%グリセロール;0.1%NP−40;0.4M KCl)に再懸濁し、氷上で20秒間、2回超音波処理する。超音波処理したものを遠心分離により透明にし、上清をローディング緩衝液(50mMリン酸、300mM NaCl、10%グリセロール、pH7.8)で50倍に希釈し、0.45μmのフィルターで濾過する。Ni2+−NTAアガロースカラム(Qiagenから市販)を床容積5mLで調製し、25mLの水で洗浄して25mLのローディング緩衝液で平衡化する。濾過した細胞抽出液を1分あたり0.5mLカラムにロードする。カラムをA280のベースラインになるまでローディング緩衝液で洗浄し、その時点から画分の回収を開始する。次に、非特異的に結合したタンパク質を溶出する2番目の洗浄緩衝液(50mMリン酸;300mM NaCl、10%グリセロール、pH6.0)でカラムを洗浄する。再びA280のベースラインに達した後、2番目の洗浄緩衝液中、0から500mMまでのイミダゾールの勾配でカラムを展開する。1mLの画分を回収し、SDS−PAGEおよび、銀染色またはアルカリホスファターゼに結合したNi2+−NTAを用いたウエスタンブロット(Qiagen)によって分析する。溶出されたヒスチジン10タグのついたNL1、NL5およびNL8を含む画分をプールし、ローディング緩衝液に対して透析する。
その代わりに、IgGタグ(またはFcタグ)のついたNL1、NL5およびNL8の精製を、例えばプロテインAまたはプロテインGカラムクロマトグラフィーを含む既知のクロマトグラフィー技術を用いて精製し得る。
NL1、NL5およびNL8をバキュロウイルスが感染したSf9細胞に発現させた。発現は実際には0.5−2Lの規模で実施したが、より大きな(例えば8L)調製法に簡単に規模を拡大することができる。NL1を、NL1タンパク質細胞外領域が、ヒンジ、CH2およびCH3ドメインを含むIgG1の定常領域配列と融合している、IgG構築物(NL1−IgGイムノアドヘシン)として発現させた。NL5およびNL8もまたポリヒスチジンタグのついた形で発現させた。
それぞれのコード配列のPCR増幅物を、バキュロウイルス発現ベクター(IgG融合物にはpb.PH.IgG、およびポリヒスチジンタグのついたタンパク質にはpb.PH.His.c)にサブクローニングした後、ベクターおよびBaculogold(登録商標)バキュロウイルスDNA(Pharmingen)を105 Spodoptera frugiperda(「Sf9」)細胞(ATCC CRL 1711)に、リポフェクチン(GibcoBRL)を用いて、同時にトランスフェクトした。pb.PH.IgGおよびpb.PH.Hisは市販のバキュロウイルス発現ベクターpVL1393(Pharmingen)を修飾したものであり、ヒスチジンまたはFcタグ配列を含む修飾されたポリリンカー領域を持つ。その細胞を10%FBS(Hyclone)を追加したHink’s TNM−FH培地中で増殖した。細胞を28℃で5日間インキュベートした。上清を回収し、次に10%FBSを追加したHink’s TNM−FH培地中のSf9細胞に、感染多重度(MOI)約10で感染させることにより、最初のウイルス増幅に使用した。細胞を28℃で3日間インキュベートした。上清を回収し、バキュロウイルス発現ベクターにおけるNL1、NL5およびNL8構築物の発現を、1mlの上清の、ヒスチジンタグのついたタンパク質については25mLのNi−NTAビーズ(QIAGEN)、またはIgGタグのついたタンパク質についてはプロテインAセファロースCL−4Bビーズ(Pharmacia)に対するバッチ結合によって決定し、次にSDS−PAGE分析でクマーシーブルー染色によって既知の濃度の標準タンパク質と比較した。
最初のウイルス増幅上清を、ESF−921培地(Expression Systems LLC)中で増殖された、Sf9細胞のスピナー培養物(500ml)への感染に、約0.1のMOIで使用した。細胞を28℃で3日間インキュベートした。上清を回収し、濾過した。もし必要なら、スピナー培養物での発現が確認できるまで、バッチ結合とSDS−PAGE分析を繰り返した。
トランスフェクトされた細胞(0.5から3L)からの馴化培地を、遠心分離によって回収し細胞を除いて、0.22ミクロンフィルターを通して濾過した。ポリヒスチジンタグのついた構築物については、タンパク質構築物をNi−NTAカラム(Qiagen)を用いて精製した。精製の前に、イミダゾールを馴化培地に5mMの濃度まで加えた。馴化培地を、0.3M NaClおよび5mMイミダゾールを含む20mM Hepes緩衝液、pH7.4で平衡化した6mlのNi−NTAカラムに、4℃、流速4−5ml/分で注入した。ロード後、カラムを追加の平衡化緩衝液で洗浄し、タンパク質を0.25Mのイミダゾールを含む平衡化緩衝液で溶出した。高度に精製されたタンパク質を、10mM Hepes、0.14M NaClおよび4%マンニトールを含む、pH6.8の保存緩衝液に、25mlのG25 Superfine(Pharmacia)カラムを用いて脱塩し、−80℃で保存した。
タンパク質のイムノアドヘシン(Fcを含む)構築物を次のように馴化培地から精製した。馴化培地を20mMリン酸ナトリウム緩衝液、pH6.8で平衡化した5mlのプロテインAカラム(Pharmacia)に注入した。ロード後、カラムを平衡化緩衝液で徹底的に洗浄し、次に100mMクエン酸、pH3.5で溶出した。溶出したタンパク質を、275mLの1M Tris緩衝液、pH9を含むチューブに1mlの画分を回収することによって、すぐに中和した。高度に精製されたタンパク質を次に、上記でポリヒスチジンタグのついたタンパク質について述べられたように、保存緩衝液で脱塩した。NL1、NL5およびNL8タンパク質の均質性を、SDSポリアクリルアミドゲル(PAG)電気泳動およびエドマン分解によるN末端アミノ酸配列決定によって実証した。
(実施例9:NL1、NL2、NL8またはNL4に結合する抗体の調製)
この実施例はNL1、NL2、NL8またはNL4に特異的に結合し得るモノクローナル抗体の調製を説明する。
この実施例はNL1、NL2、NL8またはNL4に特異的に結合し得るモノクローナル抗体の調製を説明する。
モノクローナル抗体の産生技術は当該分野において知られており、例えば、Goding、前出において述べられている。利用し得る免疫原は、本発明の精製されたリガンド、そのようなリガンドを含む融合タンパク質、および細胞表面に組換えリガンドを発現した細胞を含む。当業者は過度な実験をせずに免疫原を選択し得る。
Balb/cのようなマウスを完全フロイントアジュバントに乳化した免疫原で免疫し、1−100μgの量を皮下または腹腔内に注射する。その代わりに、免疫原をMPL−TDMアジュバント(Ribi Immunochemical Research、Hamilton、MT)に乳化し、動物の後足肉趾内に注射する。免疫されたマウスに、次に10から12日後に選ばれたアジュバントに乳化した追加の免疫原で追加免疫する。その後、数週間、マウスを追加の免疫注射で追加免疫もし得る。抗体を検出するELISAアッセイを実施するために、血清試料を定期的にマウスから眼窩後方の出血によって採取し得る。
適切な抗体力価を検出した後、抗体「陽性」の動物に、所定のリガンドを最終的に静脈内注射し得る。3日から4日後、マウスを屠殺し、脾臓細胞を回収する。次に脾臓細胞を、ATCC、No.CRL 1597より入手可能なP3X63AgU.1のような選ばれたマウスミエローマ細胞株と融合する(35%ポリエチレングリコールを用いて)。融合したものはハイブリドーマ細胞を産生し、次にこれを、融合していない細胞、ミエローマハイブリッド、および脾臓細胞ハイブリッドの増殖を阻害するために、HAT(ヒポキサンチン、アミノプテリン、およびチミジン)培地を含む96ウェル組織培養プレートにプレートし得る。
ハイブリドーマ細胞を、抗原に対する反応性についてELISAでスクリーニングする。本明細書中のTIEリガンドホモログに対する望ましいモノクローナル抗体を分泌する「陽性」ハイブリドーマ細胞の決定は当業者に同知である。
抗TIEリガンドホモログモノクローナル抗体を含む腹水を産生するために、陽性ハイブリドーマ細胞を同系Balb/cマウスの腹腔内に注射し得る。その代わりに、ハイブリドーマ細胞を組織培養フラスコまたはローラーボトル中で増殖させ得る。腹水中で産生されたモノクローナル抗体の精製を、硫酸アンモニウム沈殿、次にゲル排除クロマトグラフィーを用いて達成し得る。その代わりに、抗体のプロテインAまたはプロテインGへの結合に基づくアフィニティークロマトグラフィーを利用し得る。
(実施例10:VEGF刺激による内皮細胞増殖の阻害)
ウシ副腎皮質毛細管内皮(ACE)細胞(初代培養から最大12−14継代)を、96ウェルマイクロタイタープレート(Amersham Life Science)で、100μLあたり500個の細胞/ウェルの密度で、3ng/mLのVEGFを追加した低グルコースDMEM、10%仔ウシ血清、2mMグルタミン、1×pen/streptおよびファンギゾン中にプレートした。コントロールを同じ方法でプレートしたが、いくつかはVEGFを含まなかった。NL8ポリペプチドのテスト試料を100μl容量で加えて、最終的な容積を200mcL容量とした。細胞を37℃で6−7日間インキュベートした。培地を吸引し、細胞をPBSで1回洗浄した。酸性ホスファターゼ反応混合物(100μL、0.1M酢酸ナトリウム、pH5.5、0.1%Triton−100、10mM p−ニトロフェニルリン酸)を加えた。37℃で2時間インキュベートした後、10mcLの1N NaOHを加えて反応を止めた。マイクロタイタープレートリーダーで405nmの光学密度を測定した。コントロールは細胞なし、細胞のみ、細胞+FGF(5ng/mL)、細胞+VEGF(3ng/mL)、細胞+VEGF(3ng/ml)+TGF−β(1ng/ml)、および細胞+VEGF(3ng/mL)+LIF(5ng/mL)であった(1ng/mlの濃度のTGF−βはVEGF刺激による細胞増殖を70−90%阻害することが知られている)。
ウシ副腎皮質毛細管内皮(ACE)細胞(初代培養から最大12−14継代)を、96ウェルマイクロタイタープレート(Amersham Life Science)で、100μLあたり500個の細胞/ウェルの密度で、3ng/mLのVEGFを追加した低グルコースDMEM、10%仔ウシ血清、2mMグルタミン、1×pen/streptおよびファンギゾン中にプレートした。コントロールを同じ方法でプレートしたが、いくつかはVEGFを含まなかった。NL8ポリペプチドのテスト試料を100μl容量で加えて、最終的な容積を200mcL容量とした。細胞を37℃で6−7日間インキュベートした。培地を吸引し、細胞をPBSで1回洗浄した。酸性ホスファターゼ反応混合物(100μL、0.1M酢酸ナトリウム、pH5.5、0.1%Triton−100、10mM p−ニトロフェニルリン酸)を加えた。37℃で2時間インキュベートした後、10mcLの1N NaOHを加えて反応を止めた。マイクロタイタープレートリーダーで405nmの光学密度を測定した。コントロールは細胞なし、細胞のみ、細胞+FGF(5ng/mL)、細胞+VEGF(3ng/mL)、細胞+VEGF(3ng/ml)+TGF−β(1ng/ml)、および細胞+VEGF(3ng/mL)+LIF(5ng/mL)であった(1ng/mlの濃度のTGF−βはVEGF刺激による細胞増殖を70−90%阻害することが知られている)。
酸性ホスファターゼの活性をOD405nmで測定することによって決定する、VEGF(3ng/ml)刺激による細胞増殖の阻害の割合を計算することによって、(1)刺激なしの細胞と比較して、および(2)VEGF刺激活性の参照TGF−β阻害と比較して、結果を評価した。阻害が30%以上であれば、結果を陽性と判断する。ポリヒスチジンタグのついた形で試験されたNL5はVEGF刺激による内皮細胞の増殖を有意に阻害した。これらの結果はNL5、および可能性のある関連ポリペプチドの、ガン治療および特に腫瘍血管形成の阻害における有用性を示している。
(実施例11:内皮細胞のアポトーシス誘導)
NL5(ポリヒスチジンタグのついた形)の、内皮細胞にアポトーシスを誘導する能力を、96ウェル形式で、100ng/mlのVEGFを追加した0%血清培地中で、ヒト静脈性臍静脈内皮細胞(HUVEC、Cell Systems)において試験した(HUVEC細胞は容易にプレート表面から取り除かれるので、ウェル中のすべてのピペット操作はできる限り静かに行わなければならない)。
NL5(ポリヒスチジンタグのついた形)の、内皮細胞にアポトーシスを誘導する能力を、96ウェル形式で、100ng/mlのVEGFを追加した0%血清培地中で、ヒト静脈性臍静脈内皮細胞(HUVEC、Cell Systems)において試験した(HUVEC細胞は容易にプレート表面から取り除かれるので、ウェル中のすべてのピペット操作はできる限り静かに行わなければならない)。
培地を吸引し、細胞を1回PBSで洗浄した。5mlの1×トリプシンをT−175フラスコ中の細胞に加え、細胞がプレートから離れるまで(約5−10分)静置した。5mlの増殖培地を加えることにより、トリプシン処理を止めた。細胞を4℃、1000rpmで5分間、回転(spin)した。培地を吸引し、細胞を10mlの10%血清補充培地(Cell Systems)、1×penn/strepに再懸濁した。
細胞を96ウェルマイクロタイタープレート(Amersham Life Science、cytostar−T scintillating microplate、RPNQ160、滅菌、組織培養処理、個々に包装)で、10%血清(CSG培養液、Cell Systems)中で、総容積100μl、ウェルあたり2×104個の細胞密度でプレートした。NL5およびNL8ポリペプチドを1%、0.33%、0.11%の希釈で3組づつ加えた。細胞無しのウェルをブランクとして、細胞のみのウェルをネガティブコントロールとして使用した。ポジティブコントロールとして、50μlのスタウロスポリン3倍ストックを1:3に連続的に希釈したものを使用した。NL5ポリペプチドがアポトーシスを誘導する能力を、アポトーシスを検出するためにカルシウムおよびリン脂質結合タンパク質の1つであるアネキシンVを用いて決定した。
0.2mlのアネキシンV−ビオチンストック溶液(100μg/ml)を4.6mlの2×Ca2+結合緩衝液および2.5%BSAに希釈した(1:25希釈)。50μlの希釈したアネキシンV−ビオチン溶液を各ウェルに加え(コントロールを除いて)、最終的な濃度を1.0μg/mlとした。35S−ストレプトアビジンを直接加える前に、試料をアネキシン−ビオチンと共に10−15分間インキュベートした。35S−ストレプトアビジンを2×Ca2+結合緩衝液、2.5%BSAで希釈し、全てのウェルに最終的な濃度が3×104cpm/ウェルになるように加えた。プレートに封をし、1000rpmで15分間遠心分離して軌道振盪機(orbital shaker)に2時間置いた。1450Microbeta Trilux(Wallac)で分析を行った。
NL5はこのアッセイで陽性であった。この結果はこの分子、および潜在的に関連する分子の、ガン治療における潜在的な有用性をさらに確認している。
(実施例12:混合リンパ球反応(MLR)の刺激または阻害)
混合リンパ球反応(MLR)アッセイはCD4+Tリンパ球の機能、より具体的にはTリンパ球のアロ抗原の存在に反応して増殖する能力を評価する。一方向性MLRアッセイでは、末梢血単核細胞(PBMC)のドナー細胞群が、照射を受けたPBMCの刺激細胞群でチャレンジされる。Tリンパ球が反応する抗原は、刺激細胞群中の抗原提示細胞に発現および提示されているミスマッチMHC分子である。このアッセイは提示されたアロ抗原での刺激に応じた反応Tリンパ球の増殖を、増強または阻害する分子を同定する。
混合リンパ球反応(MLR)アッセイはCD4+Tリンパ球の機能、より具体的にはTリンパ球のアロ抗原の存在に反応して増殖する能力を評価する。一方向性MLRアッセイでは、末梢血単核細胞(PBMC)のドナー細胞群が、照射を受けたPBMCの刺激細胞群でチャレンジされる。Tリンパ球が反応する抗原は、刺激細胞群中の抗原提示細胞に発現および提示されているミスマッチMHC分子である。このアッセイは提示されたアロ抗原での刺激に応じた反応Tリンパ球の増殖を、増強または阻害する分子を同定する。
MLR反応を増強する(刺激する)分子は抗原に対する免疫反応を増強または強化する。よって、そのような分子(または低分子、またはそのような分子の抗体アゴンスト)は、免疫反応の増強が有益である状態の治療のための候補である。それに加えて、そのような刺激分子の阻害剤は免疫反応の抑制が有益である場合に有用であり得る。例えば、MLRにおいて刺激活性を持つ分子を阻害する、中和抗体または低分子のアンタゴニストを使用することは、免疫を介した炎症性疾患の処置に有益であり得る。MLRを阻害する分子(またはその低分子、または抗体アゴニスト)は免疫反応を阻害し免疫を介した疾患を改善するのに有用であり得る。
本実験においては、凍結PBMCを洗浄の一晩前に解凍し、RPMI+10%FBS中で培養した。細胞をRPMI+10%FBSに3×106個の細胞/mlの濃度で再懸濁した。細胞懸濁液100μlを、NL5およびNL4のテスト試料100μlと共に37℃、5%COでインキュベートした。5日目に、細胞を6時間パルスラベルし、次に回収した。
このアッセイでは、NL4はリンパ球の増殖を刺激するが、NL5はリンパ球の増殖を阻害することが判明した。
(実施例13:遺伝子増幅アッセイ)
この実施例はNL8をコードする遺伝子が、特定のヒトガンのゲノム中で増幅されていることを示す。増幅は遺伝子産物の過剰発現を伴い、これはNL8タンパク質が肺ガンのような、および可能性のある他の、結腸ガン、乳房ガン、および/または前立腺ガンのような、特定のガンにおける治療的介入の有用な標的であることを示している。治療剤は、NL8をコードする遺伝子のアンタゴニスト、例えば、NL8に対するマウス−ヒトキメラ、ヒト化、またはヒト抗体、または天然のポリペプチドの低分子またはペプチドアンタゴニストの形をとり得る。
この実施例はNL8をコードする遺伝子が、特定のヒトガンのゲノム中で増幅されていることを示す。増幅は遺伝子産物の過剰発現を伴い、これはNL8タンパク質が肺ガンのような、および可能性のある他の、結腸ガン、乳房ガン、および/または前立腺ガンのような、特定のガンにおける治療的介入の有用な標的であることを示している。治療剤は、NL8をコードする遺伝子のアンタゴニスト、例えば、NL8に対するマウス−ヒトキメラ、ヒト化、またはヒト抗体、または天然のポリペプチドの低分子またはペプチドアンタゴニストの形をとり得る。
スクリーニングのための開始材料は、様々なガンから単離されたゲノムDNAであった。DNAを例えば蛍光測定によって正確に定量化する。ネガティブコントロールとして、10人の正常健常個体の細胞からDNAを単離し、それをプールして健常個体の遺伝子コピーのためのアッセイコントロールとして使用した(示さず)。5’ヌクレアーゼアッセイ(例えば、TaqManTM)および同時定量PCR(例えば、ABI Prizm 7700 Sequence Detection SystemTM(Perkin Elmer、Applied Biosystems Division、Foster City、CA))を、特定のガンで増幅された可能性のある遺伝子を発見するのに使用した。その結果を、NL8をコードするDNAが、スクリーニングされたあらゆる原発性肺ガン中で過剰に発現しているかどうかを決定するのに使用した。その結果をデルタ(Δ)CT単位で報告する。1単位は1PCRサイクルまたは正常に比べて約2倍の増幅に対応し、2単位は4倍、3単位は8倍の増幅(以下同様)に対応する。プライマーおよびNL8をコードする遺伝子由来のTaqmanTM蛍光を用いて定量化した。特有の核酸配列を含む可能性が最も高く、スプライシングでイントロンを除いた可能性が最も低いNL8遺伝子の領域がプライマー誘導に好ましい。それは例えば3−非翻訳領域である。NL8に使用したプライマーおよびプローブ(正方向、逆方向、およびプローブ)の配列は次の通りである:23339.tm.5 GTCAGCAGGAGCCCAAGTTG (配列番号33)
23339.tm.3 ACGGTTACACAGGGTGTCTT (配列番号34)
23339.tm.p TCTGGCCACACCTTCTTTGTGGCTC (配列番号35)。
23339.tm.3 ACGGTTACACAGGGTGTCTT (配列番号34)
23339.tm.p TCTGGCCACACCTTCTTTGTGGCTC (配列番号35)。
5’ヌクレアーゼアッセイ反応は蛍光PCRを基礎とした技術であり、同時に増幅をモニタリングするためにTaqDNAポリメラーゼ酵素の5’エキソヌクレアーゼ活性を利用する。2つのオリゴヌクレオチドプライマーをPCR反応に代表的なアンプリコンを産生するのに使用する。3番目のオリゴヌクレオチドまたはプローブを2つのPCRプライマーの間に位置するヌクレオチド配列を検出するために設計する。プローブはTaqDNAポリメラーゼ酵素によって伸長可能ではなく、リポーター蛍光色素および消光蛍光色素で標識する。レーザーによって誘起されるあらゆるリポーター色素からの発光は、2つの色素がプローブにあってお互いに近く位置する場合には、消光色素によって消光される。増幅反応の間、TAQ DNAポリメラーゼ酵素は鋳型依存的な方法でプローブを切断する。得られるプローブフラグメントは溶液中に解離し、放出されたリポーター色素からのシグナルは2番目の蛍光物質(fluorophore)の消光効果を受けない。1分子のリポーター分子が新しく分子が合成されるごとに遊離し、消光されないリポーター色素の検出はデータの定量的解釈の基礎を提供する。
ABI Prism 7700TM Sequence Detectionのような同時定量PCR装置で5’ヌクレアーゼ手順を実施する。この系はサーモサイクラー(thermocycler)、レーザー、電荷結合素子(CCD)カメラおよびコンピューターからなる。この系はサーモサイクラー上の96ウェル形式で試料を増幅する。増幅の間、レーザーによって誘起された蛍光シグナルを、96ウェル全てについて光ファイバーケーブルを通じて同時に集め、CCDで検出する。この系は器械の運転およびデータの分析のためのソフトウェアを含む。
5’ヌクレアーゼアッセイのデータを初めにCt、または閾値サイクル(threshold cycle)として表わす。リポーターシグナルがバックグラウンドの蛍光レベルを越えて蓄積するサイクルとしてこれを定義する。ΔCtの値を、核酸試料中に存在する特定の標的配列の、相対的な最初のコピー数の定量的な測定値として使用する。
(プロトコル)
(DNAの調製:)
DNAを原発性の腫瘍および正常ヒト血液(コントロール)から調製した。Qiagenの精製キット#13362(各400μgのゲノムDNAの容量をもつ10個の精製チップを含む)、緩衝液セット#1960およびプロテアーゼ#19155および#19101を用いて、製造会社の使用説明書および以下の記述に従って単離を行った。
(DNAの調製:)
DNAを原発性の腫瘍および正常ヒト血液(コントロール)から調製した。Qiagenの精製キット#13362(各400μgのゲノムDNAの容量をもつ10個の精製チップを含む)、緩衝液セット#1960およびプロテアーゼ#19155および#19101を用いて、製造会社の使用説明書および以下の記述に従って単離を行った。
(培養細胞の溶解:)
細胞を洗浄して1チップあたり7.5×108の濃度でトリプシン処理し、4℃、1000rpmで5分間遠心分離することによりペレットを作った。次に1/2量のPBSを用いて再遠心分離し再び洗浄した。ペレットを3回目に洗浄し、懸濁した細胞を回収しPBSで2回洗浄した。次に細胞を10mLのPBSに懸濁した。緩衝液C1を4℃で平衡化した。Qiagenプロテアーゼ#19155を6.25mlの冷却ddH2Oに最終的な濃度が20mg/mlになるように希釈し、4℃で平衡化した。10mLのG2緩衝液をQiagenRNアーゼAストック(100mg/ml)を最終的な濃度が200μg/mlになるように希釈して調製した。
細胞を洗浄して1チップあたり7.5×108の濃度でトリプシン処理し、4℃、1000rpmで5分間遠心分離することによりペレットを作った。次に1/2量のPBSを用いて再遠心分離し再び洗浄した。ペレットを3回目に洗浄し、懸濁した細胞を回収しPBSで2回洗浄した。次に細胞を10mLのPBSに懸濁した。緩衝液C1を4℃で平衡化した。Qiagenプロテアーゼ#19155を6.25mlの冷却ddH2Oに最終的な濃度が20mg/mlになるように希釈し、4℃で平衡化した。10mLのG2緩衝液をQiagenRNアーゼAストック(100mg/ml)を最終的な濃度が200μg/mlになるように希釈して調製した。
緩衝液C1(10mL、4℃)およびddH2O(40mL、4℃)を次に10mLの細胞懸濁液に加え、逆さにして混合し氷上で10分間インキュベートした。細胞核をBeckmanスイングバケットローターで4℃、2500rpmで15分間遠心分離することによりペレットにした。上清を捨て、核を2mLの緩衝液C1(4℃)および6mLのddH2Oにボルテックスして懸濁した。次に2度目に4℃、2500rpmで15分間遠心分離した。次に核を残りの緩衝液にチップあたり200μlを用いて再懸濁した。G2緩衝液(10ml)を懸濁した核に静かにボルテックスしながら加えた。緩衝液を加え終わった後、30秒間強くボルテックスした。Qiagenプロテアーゼ(200μl、上記で述べられたように調製された)を加え、50℃で60分間インキュベートした。溶解物が透明になるまで、インキュベーションと遠心分離を繰り返した(例えば、さらに30−60分間のインキュベート、4℃、3000×gで10分間のペレット化)。
(固形ヒト腫瘍試料の調製および溶解:)
腫瘍試料を計量し、50mlのコニカルチューブに入れて氷上で保持した。処理は1調製あたり組織250mg以下に限った(1チップ/調製)。プロテアーゼ溶液を、6.25mlの冷ddH2Oに最終的な濃度が20mg/mlになるように希釈して新しく調製し、4℃で保存した。G2緩衝液(20ml)を、DNアーゼAを最終的な濃度が200mg/mlになるように(100mg/mlのストックから)希釈して調製した。腫瘍組織を、エアロゾルの吸入を避けるために層流TCフード(laminar−flow TC hood)中で、ポリトロンの大きいチップを用いて、19mlのG2緩衝液中で60秒間ホモジナイズし、室温で保持した。試料と試料の間には、ポリトロンを2LのddH2O、次にG2緩衝液(50ml)中で2回30秒間回転させることにより掃除した。組織がまだジェネレーターチップ(generator tip)に存在する場合、器具を分解して掃除した。
腫瘍試料を計量し、50mlのコニカルチューブに入れて氷上で保持した。処理は1調製あたり組織250mg以下に限った(1チップ/調製)。プロテアーゼ溶液を、6.25mlの冷ddH2Oに最終的な濃度が20mg/mlになるように希釈して新しく調製し、4℃で保存した。G2緩衝液(20ml)を、DNアーゼAを最終的な濃度が200mg/mlになるように(100mg/mlのストックから)希釈して調製した。腫瘍組織を、エアロゾルの吸入を避けるために層流TCフード(laminar−flow TC hood)中で、ポリトロンの大きいチップを用いて、19mlのG2緩衝液中で60秒間ホモジナイズし、室温で保持した。試料と試料の間には、ポリトロンを2LのddH2O、次にG2緩衝液(50ml)中で2回30秒間回転させることにより掃除した。組織がまだジェネレーターチップ(generator tip)に存在する場合、器具を分解して掃除した。
Qiagenプロテアーゼ(上記で述べられたように調製した、1.0ml)を加え、次にボルテックスして50℃で3時間インキュベートした。溶解物が透明になるまで、インキュベーションと遠心分離を繰り返した(例えば、さらに30−60分間のインキュベート、4℃、3000×gで10分間のペレット化)。
(ヒト血液の調製と溶解:)
標準的な感染因子プロトコールを用いて健常なボランティアから血液を採取し、チップあたり10mlの試料中に滴定した。Qiagenプロテアーゼを、6.25mlの冷ddH2Oに最終的な濃度が20mg/mlになるように希釈して新しく調製し、4℃で保存した。G2緩衝液を、RNアーゼAを最終的な濃度が200μg/mlになるように100mg/mlのストックから希釈して調製した。血液(10ml)を50mlのコニカルチューブに入れ、10mlのC1緩衝液および30mlのddH2O(どちらも前もって4℃に平衡化された)を加えた。成分を逆さにして混合し、氷上で10分間保持した。核を、Beckmanスイングバケットローターを用いて、4℃、2500rpmで15分間ペレット化し、上清を捨てた。ボルテックスして核を2mlのC1緩衝液(4℃)および6mlのddH2O(4℃)に懸濁した。ペレットが白くなるまでボルテックスを繰り返した。核を次に200μlのチップを用いて残りの緩衝液に懸濁した。G2緩衝液(10ml)を静かにボルテックスしながら懸濁した核に加え、次に30秒間強くボルテックスした。Qiagenプロテアーゼを加え(200μl)、50℃で60分間インキュベートした。溶解物が透明になるまで、インキュベーションと遠心分離を繰り返した(例えば、さらに30−60分間のインキュベート、4℃、3000×gで10分間のペレット化)。
標準的な感染因子プロトコールを用いて健常なボランティアから血液を採取し、チップあたり10mlの試料中に滴定した。Qiagenプロテアーゼを、6.25mlの冷ddH2Oに最終的な濃度が20mg/mlになるように希釈して新しく調製し、4℃で保存した。G2緩衝液を、RNアーゼAを最終的な濃度が200μg/mlになるように100mg/mlのストックから希釈して調製した。血液(10ml)を50mlのコニカルチューブに入れ、10mlのC1緩衝液および30mlのddH2O(どちらも前もって4℃に平衡化された)を加えた。成分を逆さにして混合し、氷上で10分間保持した。核を、Beckmanスイングバケットローターを用いて、4℃、2500rpmで15分間ペレット化し、上清を捨てた。ボルテックスして核を2mlのC1緩衝液(4℃)および6mlのddH2O(4℃)に懸濁した。ペレットが白くなるまでボルテックスを繰り返した。核を次に200μlのチップを用いて残りの緩衝液に懸濁した。G2緩衝液(10ml)を静かにボルテックスしながら懸濁した核に加え、次に30秒間強くボルテックスした。Qiagenプロテアーゼを加え(200μl)、50℃で60分間インキュベートした。溶解物が透明になるまで、インキュベーションと遠心分離を繰り返した(例えば、さらに30−60分間のインキュベート、4℃、3000×gで10分間のペレット化)。
(透明になった溶解産物の精製:)
ゲノムDNAを10mlのQBT緩衝液を用いて平衡化した(大きいチップでの調製あたり1試料)。QF溶出緩衝液を50℃で平衡化した。試料を30秒間ボルテックスし、次に平衡化したチップに添加し重力によって排出した。チップを2回15mlのQC緩衝液で洗浄した。DNAを、15mlのQF緩衝液(50℃)を用いて、シラン処理し、オートクレーブにかけた30mlのCorexチューブに溶出した。イソプロパノール(10.5ml)を各試料に加え、チューブにパラフィンで封をして、DNAが沈殿するまで繰り返し逆さにして混合した。試料をSS−34ローターで、4℃、15,000rpmで10分間遠心分離してペレット化した。ペレットの位置に印をつけ、上清を捨て、10mlの70%エタノール(4℃)を加えた。試料をSS−34ローターで、4℃、10,000rpmで10分間遠心分離して再びペレット化した。ペレットの位置に印をつけ、上清を捨てた。チューブを次に乾燥棚において、試料が乾燥しすぎないように気をつけて37℃で10分間乾燥した。
ゲノムDNAを10mlのQBT緩衝液を用いて平衡化した(大きいチップでの調製あたり1試料)。QF溶出緩衝液を50℃で平衡化した。試料を30秒間ボルテックスし、次に平衡化したチップに添加し重力によって排出した。チップを2回15mlのQC緩衝液で洗浄した。DNAを、15mlのQF緩衝液(50℃)を用いて、シラン処理し、オートクレーブにかけた30mlのCorexチューブに溶出した。イソプロパノール(10.5ml)を各試料に加え、チューブにパラフィンで封をして、DNAが沈殿するまで繰り返し逆さにして混合した。試料をSS−34ローターで、4℃、15,000rpmで10分間遠心分離してペレット化した。ペレットの位置に印をつけ、上清を捨て、10mlの70%エタノール(4℃)を加えた。試料をSS−34ローターで、4℃、10,000rpmで10分間遠心分離して再びペレット化した。ペレットの位置に印をつけ、上清を捨てた。チューブを次に乾燥棚において、試料が乾燥しすぎないように気をつけて37℃で10分間乾燥した。
乾燥後、ペレットを1.0mlのTE(pH8.5)に溶解し、50℃で1−2時間置いた。溶解が続いている間、試料を1晩4℃で保持した。次にDNA溶液をツベルクリンシリンジ上の26ゲージの針を持つ1.5mlのチューブに移した。DNAを切断するために移動を5回繰り返した。試料を次に50℃で1−2時間置いた。
ゲノムDNAの定量化および遺伝子増幅アッセイのための調製: 各チューブ内のDNAレベルを、1:20の希釈(5μlのDNA+95μlのddH2O)で、0.1mlの石英キュベットを用いてBeckman DU640分光光度計で、標準的なA260、A280分光光度法によって定量化した。A260/A280比は1.8−1.9の範囲であった。次に各DNA試料をさらに、TE(pH8.5)に約200ng/mlまで希釈した。もしもとの材料の濃度が高い場合($700ng/μl)、材料を50℃で1−2時間置いた。
次に希釈した材料(20−600ng/ml)で、下記のように変更した製造業社の指針を用いて、蛍光測定によるDNAの定量化を行った。これをHoeffer DyNA Quant 200蛍光計を約15分間ウォームアップしておくことにより達成した。ヘキスト色素作用溶液(#H33258、10μl、使用の12時間以内に調製された)を100mlの1×TNE緩衝液に希釈した。2mlのキュベットを蛍光計溶液で満たし、器械に置き、器械を0の位置に合わせた。pGEM3Zf(+)(2μl、ロット番号360851026)を2mlの蛍光計溶液に加え、200ユニットに目盛りを定めた。2回目の2μlのpGEM3Zf(+)DNAを次に試験し、400+/−10単位を示すことを確認した。次に各試料を少なくとも3つづつ測定した。3つの試料がお互いに10%以内であった場合、その平均をとってこの値を定量化した値として使用した。
蛍光測定で決定された濃度を次に、各試料をddH2O中に10ng/μlまで希釈するために使用した。これを1回のTaqManプレートアッセイの全鋳型試料で、500−1000回のアッセイを行うのに十分な材料とともに、同時に行った。試料を3つづつ、正常ヒトDNAおよび鋳型を含まないコントロールを持つ1つのプレート上で、B−アクチンおよびGAPDHの両方で試験した。テストDNAから引いた正常ヒトDNAのCT値が+/−1CTなら、希釈した試料を使用した。希釈した、よく検定を受けた(lot−qualified)ゲノムDNAを1.0mlのアリコートにして−80℃で保存した。次に遺伝子増幅アッセイに使用するアリコートは4℃で保存した。各1mlのアリコートは8−9プレートまたは64回の試験に十分である。
(遺伝子増幅の結果:)
遺伝子増幅アッセイの結果を次の表で報告する(ΔCt値として):
遺伝子増幅アッセイの結果を次の表で報告する(ΔCt値として):
1を超えるΔCt値は遺伝子コピーが2倍であることを示すので、これを一般的に増幅得点(amplification scoring)の閾値として使用した。上記の表はNL8DNAの有意な増幅が様々な原発性肺腫瘍で起こっていることを示す。これはこの分子がガン治療の有益な標的であることを示している。特に、NL8タンパク質に対するアンタゴニスト(例えば抗体)がガン治療に有用であることが期待される。
増幅が他の(例えば結腸、乳房、前立腺、子宮等)ガンおよび/またはガン細胞株で起こっているかどうかを決定するためには、さらなる実験が必要である。本明細書中で前に述べられたように、枠組み構造および中心(epicenter)のマッピングおよびさらなる細胞を基礎とするアッセイ、または動物モデルによって、観察を補足し正確にすることができる。
(実施例14:腫瘍の血管形成)
このアッセイは、VEGFを発現するようにトランスフェクトされたチャイニーズハムスター卵巣(CHO)細胞が、VEGFがCHO細胞の増殖に直接効果を持たないにも関わらず、ヌードマウスにおいて腫瘍を形成する能力を獲得するという実験的な発見に基づいている(Ferraraら、J.Clin.Invest.91:160[1993])。従って、正常CHO細胞は十分な増殖能力を持つが、腫瘍形成能力は、血管形成を誘発することができないことによって制限される。このアッセイは他の分子がVEGFのようにCHO細胞を腫瘍形成性にするように機能し得るかどうかを決定しようとするものである。血管の供給の非存在下で、栄養分の拡散は、腫瘍結節の大きさを直径約1mmに制限することが知られているので、そのような分子のインヒビターは、ガン治療に有用であり得る。
このアッセイは、VEGFを発現するようにトランスフェクトされたチャイニーズハムスター卵巣(CHO)細胞が、VEGFがCHO細胞の増殖に直接効果を持たないにも関わらず、ヌードマウスにおいて腫瘍を形成する能力を獲得するという実験的な発見に基づいている(Ferraraら、J.Clin.Invest.91:160[1993])。従って、正常CHO細胞は十分な増殖能力を持つが、腫瘍形成能力は、血管形成を誘発することができないことによって制限される。このアッセイは他の分子がVEGFのようにCHO細胞を腫瘍形成性にするように機能し得るかどうかを決定しようとするものである。血管の供給の非存在下で、栄養分の拡散は、腫瘍結節の大きさを直径約1mmに制限することが知られているので、そのような分子のインヒビターは、ガン治療に有用であり得る。
CHO細胞にNL1およびNL8をコードする遺伝子を含むベクターを安定にトランスフェクトした。VEGFをコードする配列を含む同じベクター、または空のベクターでトランスフェクトしたCHO細胞を、ポジティブおよびネガティブコントロールとした。細胞を雌ヌードマウスの側腹部に皮下注射した(100万個の細胞/マウス、形質転換体あたり5匹のマウス)。注射部位を毎週腫瘍結節の出現に関してチェックした。組織学的な評価を発生したあらゆる結節について行った。
NL1およびNL8を発現するCHO細胞を持つマウスにおいて腫瘍結節を認めた。これはNL1およびNL8が、VEGFのようにCHO細胞を腫瘍形成性にする能力があることを示している。
(実施例15:内皮の管形成の刺激)
このアッセイはDavisおよびCamarillo、Experimental Cell Research、224:39−51(1996)で述べられたアッセイまたは、次のようなその変形の1つに従う:プロトコール:HUVE細胞(継代回数が初代培養から8回未満)をI型ラットテイルコラーゲンと混合する。6×105個の細胞/mlの密度で最終的な濃度は2.6mg/ml、96ウェルプレート上でウェルあたり50μlをプレートした。ゲルを37℃で1時間凝固させておいて、ウェルあたり50μlの1%FBSを追加したM199培養培地およびNL1ポリペプチド試料(各1%、0.1%、0.01%の希釈で)を、液胞が形成されているならそれを染色する1μMの6−FAM−FITC色素と共に加える。細胞を37℃/5%CO2で48時間インキュベートし、3.7%ホルマリンを用いて室温で10分間固定し、PBSで5回洗浄した。次にRh−ファロイジンを用いて4℃で1晩染色し、次に4μMのDAPIで核を染色した。
このアッセイはDavisおよびCamarillo、Experimental Cell Research、224:39−51(1996)で述べられたアッセイまたは、次のようなその変形の1つに従う:プロトコール:HUVE細胞(継代回数が初代培養から8回未満)をI型ラットテイルコラーゲンと混合する。6×105個の細胞/mlの密度で最終的な濃度は2.6mg/ml、96ウェルプレート上でウェルあたり50μlをプレートした。ゲルを37℃で1時間凝固させておいて、ウェルあたり50μlの1%FBSを追加したM199培養培地およびNL1ポリペプチド試料(各1%、0.1%、0.01%の希釈で)を、液胞が形成されているならそれを染色する1μMの6−FAM−FITC色素と共に加える。細胞を37℃/5%CO2で48時間インキュベートし、3.7%ホルマリンを用いて室温で10分間固定し、PBSで5回洗浄した。次にRh−ファロイジンを用いて4℃で1晩染色し、次に4μMのDAPIで核を染色した。
(1.アポトーシスアッセイ)
このアッセイは3次元マトリックス中で、外来性の増殖因子(VEGF、PMAなしのbFGF)存在下で、細胞の生存を促進する因子を同定する。
このアッセイは3次元マトリックス中で、外来性の増殖因子(VEGF、PMAなしのbFGF)存在下で、細胞の生存を促進する因子を同定する。
1以下の結果が陽性である。0=アポトーシスなし、1=20%未満の細胞がアポトーシスをおこしている、2=50%未満の細胞がアポトーシスをおこしている、3=50%以上の細胞がアポトーシスをおこしている。この系でアポトーシスを刺激する物質はアポトーシス因子として期待され、インヒビターはアポトーシスを防止または抑制することが期待される。
(2.液胞アッセイ)
このアッセイは、bFGFおよびVEGF(40ng/ml)の存在下で、内皮の液胞形成および管腔形成を刺激する因子を同定する。
このアッセイは、bFGFおよびVEGF(40ng/ml)の存在下で、内皮の液胞形成および管腔形成を刺激する因子を同定する。
2以上の結果が陽性である。1=20%未満の細胞に液胞が存在する、2=20−50%の細胞に液胞が存在する、3=50%以上の細胞に液胞が存在する。このアッセイをピノサイトーシス、イオン輸送、透過性、および結合形成の刺激に関与する因子を同定するために設計する。
(3.管形成アッセイ)
このアッセイは3次元マトリックス中で内皮の管形成を刺激する因子を同定する。このアッセイは、3次元マトリックス中で外来性の成長因子(VEGF、bFGF)存在下で、内皮細胞の管様構造への分化を刺激する因子を同定する。
このアッセイは3次元マトリックス中で内皮の管形成を刺激する因子を同定する。このアッセイは、3次元マトリックス中で外来性の成長因子(VEGF、bFGF)存在下で、内皮細胞の管様構造への分化を刺激する因子を同定する。
2以上の結果が陽性である。1=細胞は全て丸い、2=細胞は長くなっている、3=細胞はいくらか結合した管を形成している、4=細胞は複雑な管ネットワークを形成している。このアッセイはトラッキング、走化性、または内皮の形状変化の刺激に関与し得る因子を同定する。
図17はHUVECの管形成に対する、ポリヒスチジンに結合した1%希釈のNL1ポリペプチド、および1%希釈の緩衝液コントロール(10mM HEPES/0.14M NaCl/4%マンニトール、pH6.8)の効果を示している。IgG融合物として試験した、もう1つの新規のTIEリガンドホモログ(NL6)および2つの既知のTIEリガンドであるTIE−1およびTIE−2と比較した結果も図に示している。
(材料の寄託)
前に言及したように、次の材料をAmerican Type Culture Collection、12301 Parklawn Drive、Rockville、MD、USA(ATCC)に寄託した:
前に言及したように、次の材料をAmerican Type Culture Collection、12301 Parklawn Drive、Rockville、MD、USA(ATCC)に寄託した:
本発明の受託人は、寄託した材料の培養物が適切な条件下で培養されている時に死滅または失われたまたは破壊された場合、通知に基づいて直ちにもう1つの同じものと交換することに同意した。寄託した材料の入手可能性は、あらゆる政府の権威のもとでその特許法に従って授与された権利に違反して本発明を実施するライセンスとは解釈されるべきではない。
本明細書は、当業者が発明を実施するのを可能にするのに十分であると判断される。寄託された実施態様は本発明の特定の局面の1つの例示として意図されており、機能的に等しいあらゆる構築物は本発明の範囲内であるので、本発明は寄託された構築物によって範囲が制限されるべきではない。本明細書中の材料の寄託は、書面の記述がその最上のものを含む本発明のあらゆる局面の実施を可能にするのに不適切であるという承認を構成しない。また請求の範囲をそれが表す特定の例示に制限するように解釈されるべきではない。実際に、本明細書中に示され記述されたものに加えて、本発明の様々な変形が、前述の記述から当業者に明らかになり、添付される請求の範囲の範囲内に入る。
Claims (48)
- 配列番号4(NL5)と少なくとも約90%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むポリペプチドをコードする、単離された核酸分子。
- 配列番号4のアミノ酸配列を含むポリペプチドをコードする、請求項1に記載の単離された核酸分子。
- 配列番号3のコード領域を含む、請求項1に記載の単離された核酸分子。
- 配列番号3のフィブリノーゲン様ドメインコード配列を含む、請求項1に記載の単離された核酸分子。
- 請求項1から4のいずれか一項に記載の核酸分子を含む、ベクター。
- 請求項1から4のいずれか一項に記載の核酸分子で形質転換した、組換え宿主細胞。
- 原核生物細胞である、請求項6に記載の組換え宿主細胞。
- 真核生物細胞である、請求項6に記載の組換え宿主細胞。
- 配列番号4のアミノ酸配列と少なくとも約90%の配列同一性を有するアミノ酸配列を含む、単離されたポリペプチド。
- 配列番号4のアミノ酸配列を含む、請求項9に記載の単離されたポリペプチド。
- 請求項9に記載のポリペプチドを特異的に結合する、抗体。
- モノクローナル抗体である、請求項11に記載の抗体。
- 非ヒト相補性決定領域(CDR)残基およびヒトフレームワーク(FR)残基を有する、請求項12に記載の抗体。
- 内皮細胞の増殖を阻害する、請求項11に記載の抗体。
- 前記細胞が腫瘍細胞である、請求項14に記載の抗体。
- 細胞のアポトーシスを誘導する、請求項11に記載の抗体。
- 前記細胞が腫瘍細胞である、請求項16に記載の抗体。
- 腫瘍細胞の血管形成を阻害する、請求項11に記載の抗体。
- 前記腫瘍細胞が、肺ガン、結腸ガン、乳ガン、または前立腺ガン細胞である、請求項18に記載の抗体。
- 抗-NL5抗体である、請求項11に記載の抗体。
- 標識されている、請求項11に記載の抗体。
- 請求項9に記載のポリペプチドをキャリアとともに含む、組成物。
- 請求項11に記載の抗体をキャリアとともに含む、組成物。
- 前記抗体を増殖阻害量で含む、請求項23に記載の組成物。
- 前記抗体が、抗-NL5抗体である、請求項24に記載の組成物。
- 細胞傷害性薬剤または化学療法剤の二次抗体をさらに含む、請求項23に記載の組成物。
- さらなる治療剤または細胞傷害性薬剤に融合された、請求項9に記載のポリペプチドまたは請求項11に記載の抗体を含む、結合体。
- 前記さらなる治療剤が、トキシン、異なるTIEリガンド、または血管内皮増殖因子(VEGF)ファミリーのメンバーである、請求項27に記載の結合体。
- TIEレセプターを発現する細胞を同定するための方法であって、
請求項9に記載のポリペプチドを、該レセプターへの該ポリペプチドの結合を可能にする条件下で、細胞と接触させる工程、および該結合をモニタリングする工程、を包含する、方法。 - 非ヒト哺乳動物において血管新生の存在を画像化するための方法であって、検出可能に標識された請求項9に記載のポリペプチド、または請求項11に記載のアゴニスト抗体を患者に投与する工程、および血管新生をモニタリングする工程、を包含する、方法。
- 非ヒト哺乳動物において血管形成を阻害するための方法であって、請求項9に記載のポリペプチドまたは請求項11に記載のアゴニスト抗体の有効量を患者に投与する工程を包含する、方法。
- 非ヒト哺乳動物において内皮細胞増殖を阻害するための方法であって、請求項9に記載のポリペプチドの有効量で、該内皮細胞を処理する工程、を包含する、方法。
- 前記ポリペプチドがNL5である、請求項32に記載の方法。
- 非ヒト哺乳動物において内皮細胞アポトーシスを誘導するための方法であって、請求項9に記載のポリペプチドの有効量で該内皮細胞を処理する工程、を包含する、方法。
- 前記ポリペプチドがNL5である、請求項34に記載の方法。
- 請求項9に記載のポリペプチドの存在を決定するための方法であって、該ポリペプチドを含む疑いのある細胞を、該ポリペプチドに対する抗体に曝露する工程、および該細胞への該抗体の結合を決定する工程、を包含する、方法。
- 哺乳動物における腫瘍を診断する方法であって、(a)哺乳動物から得られる組織細胞のテスト試料において、および(b)同じ細胞タイプの公知の正常組織細胞のコントロール試料において、請求項9に記載のポリペプチドをコードする遺伝子の発現のレベルを検出する工程を包含し、ここで、テスト試料におけるより高い発現レベルが、テスト組織細胞を得た哺乳動物における腫瘍の存在を示す、方法。
- 以下:
容器;
該容器上のラベル;および
該容器内に含まれている、活性薬剤を含む組成物、
を含む製品であって、ここで、該組成物が、腫瘍細胞の増殖を阻害するために有効であり、概容器上のラベルは、該組成物が、請求項9に記載のポリペプチドの過剰発現によって特徴づけられる症状を処置するために使用され得、そして該組成物における活性薬剤が、該ポリペプチドの発現および/または活性を阻害することを示す、製品。 - 血管新生の存在を画像化するための組成物であって、検出可能に標識された請求項9に記載のポリペプチド、または請求項11に記載のアゴニスト抗体を含む、組成物。
- 血管形成を阻害するための薬学的組成物であって、有効量の請求項9に記載のポリペプチド、または請求項11に記載のアゴニスト抗体を含む、組成物。
- 内皮細胞増殖の阻害のための薬学的組成物であって、有効量の検出可能に標識された請求項9に記載のポリペプチドを含む、組成物。
- 前記ポリペプチドがNL5である、請求項41に記載の組成物。
- 内皮細胞増殖の阻害のための方法であって、請求項9に記載のポリペプチドの有効量で、該内皮細胞をインビトロにて処理する工程を包含する、方法。
- 前記ポリペプチドがNL5である、請求項43に記載の方法。
- 内皮細胞のアポトーシスを誘導するための方法であって、請求項9に記載のポリペプチドの有効量で該内皮細胞をインビトロにて処理する工程を包含する、方法。
- 前記ポリペプチドがNL5である、請求項45に記載の方法。
- 内皮細胞のアポトーシスを誘導するための組成物であって、有効量の請求項9に記載のポリペプチドを含む、組成物。
- 前記ポリペプチドがNL5である、請求項47に記載の方法。
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