JP2004523230A - 新規なフィブロネクチンエピトープおよびエピトープに結合可能な蛋白質性分子 - Google Patents
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Abstract
腫瘍成長の少なくとも部分的な阻害に対する手段および方法を提供する。フィブロネクチン蛋白質のサブセットに存在するエピトープに特異的に結合可能な結合分子の使用法。本発明の結合分子を個体に供給することにより、脈管形成部位あるいは活性な脈管形成が見られた部位を妨害可能である。この妨害により、血流が少なくとも部分的に阻害される。この阻害により、腫瘍成長等の前記個体における活性な脈管形成に依存するプロセスを少なくとも部分的に阻害することができる。
Description
【技術分野】
【0001】
本願発明は医薬の分野、特に癌治療の分野に関する。本願発明は抗体、特にヒトフィブロネクチンと相互作用する抗体に関する。
【背景技術】
【0002】
細胞外マトリックスは細胞生存、細胞形態、および細胞粘着を支持することによる組織体制を制御する。細胞外マトリックスの再構築および細胞移動は適切に組織化された血管、組織および器官の開発において重要なプロセスであり、病理学のプロセスに結びつけられてきた(Werb,1997年;Liotta等,1991年)。フィブロネクチンおよびコラーゲンファミリーのメンバー等の多くの細胞外マトリックス、およびプラスミンおよびメタロプロテイナーゼ等のプロテアーゼは再構築プロセスに含まれる。これらの蛋白質は細胞移動、生存および/または血管形成等の重大なプロセスに影響することにより腫瘍表現型の調節に結びつけられる。
【0003】
フィブロネクチンは分化細胞の多くの型の細胞表面にて発現される高分子量グリコプロテインであり、細胞が周囲の細胞外マトリックスに付着する際に必要とされる。フィブロネクチンは細胞外マトリックス、コラーゲン、およびグリコサミノグリカンの他の主要成分に親和性がある。また、プラスチック等の表面上で不溶化した場合フィブロネクチン−コラーゲン複合体またはフィブロネクチン単独が種々の型の細胞のこのような表面への付着を強化することを見いだすことにより示されるように、細胞表面と相互作用する。立体配座の自由度はフィブロネクチンの生物学的特性に影響を与える可能性を持っている。溶解性プラズマフィブロネクチンは多くの細胞型に対する結合性が低いが、適当な基質に堆積した後は、その細胞結合活性は強化される。基質は末梢血中の細胞外マトリックスまたはフィブリンにおけるコラーゲンである。細胞外マトリックスにおいて、フィブロネクチンは細胞形、移動、増殖、分化、形態形成、および生存を調節する信号を提供する。これにより、フィブロネクチンはパラダイム接着性蛋白質になり、溶解性状態において非反応性、非溶解性の場合に高接着性になる。細胞外マトリックスにおいて、接着性蛋白質は、これらの分子の構造的または配座変換の後に明らかにされかつマトリ潜在的(matricryptic)部位と呼ばれる(Davis等、2000年)、生物学的に活性な潜在的(cryptic)部位を示す。これは、Pickford等(2001年)による研究と一致し、彼らは、コラーゲン結合が、ドメインI−1/I−2/I−3/I−4/I−5とIII−3の分子間相互作用を切り離すフィブロネクチンにおける立体配座変化を誘導することを示した。結果として、フィブロネクチンのこのゼラチン結合ドメインにおける潜在的部位は露出される。
【0004】
フィブロネクチンは二量体であり、多重構造ドメインから構成される大きいジスルフィド結合サブユニットからなる。この分子の半分より多くがいわゆるフィブロネクチンIII型繰り返しからなる。フィブロネクチンの、2種のスプライス変異株が知られている。いわゆるED−Aスプライス変異株が幾つかの正常な組織で発現し、血清中でも見付けられる。ED−A発現は腫瘍組織および胚性組織において上方制御される。いわゆるED−Bスプライス変異株は胚性組織および腫瘍組織において発現されるのみである。健康な大人の組織では検出されない(ReZa Farnoud等、1995年;Pujuguet等、1996年)。
【0005】
これまで、多くの異なる疾病は抗体により治療されている。しかし、多くの疾患は、治療されないでいる。ナゼナラ、このようなエピトープに結合可能な抗体または他の蛋白質性分子との相互作用を介して免疫系により除去されることが必要である細胞あるいは表面で発現される、特異的なエピトープが発見されないからである。フィブロネクチンに対する分子上に結合した新規なエピトープは、腫瘍表現型および脈管形成に関連し、疾病を診断および/または治療するための候補として関心がもたれる。
【発明の開示】
【0006】
本発明は一観点において、フィブロネクチン上の新規なエピトープを提供し、別の観点において、前記エピトープに優先的に結合する蛋白質性分子を提供する。このエピトープはED−A、ED−B、および前記癌胎児性エピトープとは異なる。体中の発現パターンはこれらの記載されたエピトープのいずれも暗示しない。ヒト体において本発明のエピトープの観察されたパターンはユニークであり、疾病の診断および/または治療に対する新しい機会を提供する。本発明のエピトープの発現は少なくともある腫瘍細胞、腫瘍細胞近辺の内皮細胞、および腫瘍細胞近辺の細胞外マトリックスに関連する。本発明のエピトープが、ここしばらくの間に脈管形成が生じた領域または活性脈管形成領域に相関することが仮定される。本発明のエピトープは、フィブロネクチンがゼラチンに結合する場合(フィブロネクチン含有プラズマまたはゼラチンセファロースアフィニティクロマトグラフィーによりプラズマから精製されたフィブロネクチンのいずれか)本発明にかかる蛋白質性分子により優先的に認識される。フィブロネクチンがプラスチックに直接被覆される場合に弱い結合が観察された。コラーゲンの原繊維形態がフィブロネクチンに結合することが知られているが、これによって本発明のエピトープの発現は誘導されない。このことは、(ゼラチン等)コラーゲンの分解/変性形態はフィブロネクチンが異なるコンフォーマーに変形するために必要とされ、そして本発明の立体配座エピトープの発現に至ることを表している。本発明にかかる蛋白質性分子は、単層においてあるいはEDTAで処理した後懸濁液中でヒト真皮微小血管内皮細胞下部(HDMEC)に結合する。明らかに、フィブロネクチンの内皮細胞結合形態は、本発明のエピトープの露出に至る立体配座変化を示した。
【0007】
一観点から、本発明は、フィブロネクチンと1以上のゼラチン、フラグメントコラーゲン、および変性コラーゲンとの間の相互作用の際にフィブロネクチンに結合可能な蛋白質性分子を提供する。変性および/または分解/フラグメント化コラーゲンは、酸、高温、プロテアーゼ、これらの組み合わせ等による蛋白質分解により生成できる。ゼラチンは変性コラーゲンが多い材料である。前記蛋白質性分子のフィブロネクチンへの結合は、フィブロネクチンがゼラチンおよび/またはフラグメント化コラーゲン、および/または変性コラーゲンと相互作用する場合に起こり得、フィブロネクチンが前記物質のうちの一つと相互作用しない場合には起こらないかまたは非常に程度が低い。これにより、前記蛋白質性分子は前記条件のうちの一つの下でフィブロネクチンと優先的に結合する。あるいはフィブロネクチンへの結合は前記条件のうち一つの下で誘導または増強される。前記物質のうち一つに対するフィブロネクチンの相互作用により、非制限的に、前記物質にフィブロネクチンが直接結合する。本発明の蛋白質性分子はプラチックに直接被覆したフィブロネクチンに結合するが、この結合は、フィブロネクチンがゼラチンと相互作用する場合に非常に増強される。したがって、本発明の一観点から、フィブロネクチンに結合可能な蛋白質性分子であって、前記結合がフィブロネクチンと1以上のゼラチン、フラグメントコラーゲン、および変性コラーゲンとの間の相互作用により増強される、フィブロネクチンに結合可能な蛋白質性分子を提供する。一観点では、前記結合は、少なくとも2つの因子により、好ましくは少なくとも20の因子により増強される。別の観点では、前記蛋白質性分子がフィブロネクチンと1以上のゼラチン、フラグメント化コラーゲン、および変性コラーゲンとの間の相互作用により誘導されるエピトープに結合する。前記エピトープがフィブロネクチンと前記物質のうち一つとの相互作用で誘導または露出され、フィブロネクチンが前記物質のうち一つと相互作用しない場合は非常に低い程度に露出されるかマスクされる。エピトープの誘導は、例えば、構造的立体配座変化の後、潜在的エピトープが明らかにされる場合に起こる。本発明のエピトープは試験した正常なヒト組織のいずれにおいても発現しない。しかし、ある型の腫瘍細胞、ある種類の腫瘍細胞の近傍の内皮細胞、および腫瘍細胞の近傍の細胞外マトリックスで発現する。したがって、ある観点では、エピトープは腫瘍特異的である。腫瘍特異的とは、正常組織に比較して腫瘍組織において優先的な発現を含むことを意味する。また、本発明のエピトープはヒト微小血管内皮細胞株において発現し、巨大血管内皮細胞株においては発現しない。したがって、別の観点では、エピトープの誘導は脈管形成と一致する。細胞外マトリックスでは、接着性蛋白質は、これらの分子の構造的または立体配座の変化の後に明らかにされ、マトリ潜在的部位(Davis等、2000)と呼ばれる生物学的に活性な潜在的部位を示す。こうして、明らかにされたエピトープをマトリ潜在的エピトープという。フィブロネクチンにおけるマトリ潜在的エピトープに結合可能な蛋白質性分子を提供することが本発明の観点である。別の観点では、前記マトリ潜在的エピトープはフィブロネクチンと1以上のゼラチン、フラグメントコラーゲン、または変性コラーゲンとの間の相互作用で誘導される。一態様では、前記マトリ潜在的エピトープは腫瘍特異的である。本発明の蛋白質性分子に結合するエピトープのマッピングにより、前記エピトープがフィブロネクチンの40kDaフラグメントにおける少なくとも一部であることが明らかになり、これはゼラチン/コラーゲン結合に関係している。したがって、一観点では、本発明のエピトープはフィブロネクチンのゼラチン結合ドメインにおける少なくとも一部である。
【0008】
本発明の蛋白質性分子はフィブロネクチン含有マトリックスおよび/またはフィブロネクチン含有細胞のサブセットを識別可能である。フィブロネクチン蛋白質のサブセットに存在するエピトープに特異的に結合可能な蛋白質性分子の結合は診断セッティングにおいて使用可能である。例えば、腫瘍組織が患者から採取した試料に存在するか否かを決定するために、または活性な脈管形成の領域を検出または画像化するためである。その標的への前記蛋白質性分子の結合は治療セッティングにおいても使用可能である。好ましい態様において、本発明は腫瘍細胞を提供することおよび/またはマトリックス組織をフィブロネクチン蛋白質のサブセットに存在するエピトープに特異的に結合可能な蛋白質性分子で取り囲むことを含む、腫瘍細胞の成長を少なくとも部分的に防止する方法を提供する。腫瘍の成長は、前記蛋白質性分子と前記フィブロネクチン蛋白質のサブセットとの直接的な相互作用を介して少なくとも部分的に防止される。前記サブセットに属さないフィブロネクチンは前記蛋白質性分子によって結合されず、したがって、蛋白質性分子の影響を受けない。理論はともかく、蛋白質性分子の結合はフィブロネクチンまたはフィブロネクチン関連分子の1種以上の信号伝達特性に干渉することが考えられる。特に血管形成が生じる領域の暫定的な細胞外マトリックスにおいては、フィブロネクチンはこのような血管形成を容易にする。この容易性は、本発明の蛋白質性分子が前記フィブロネクチンに結合することによって少なくとも部分的に影響を受け得る。好ましくは、蛋白質性分子の結合のためのエピトープは、血管形成が少なくとも部分的に阻害される組織に対して少なくとも部分的に特異的である。好ましくは、前記エピトープが本発明のエピトープを含む。本発明のエピトープ分布は治療セッティングに特に好ましいが、これは、少なくとも、試験した正常な組織のいずれにおいても検出されなかったからではない。個体に本発明の結合分子を提供することにより、脈管形成部位または脈管形成が活性であったばかりの部位に干渉することが可能である。この干渉により、血液流は少なくとも部分的に阻害される。この阻害により、腫瘍成長等の前記個体における活性な脈管形成に依存するプロセスを少なくとも部分的に阻害可能である。したがって、本発明の観点は、本発明の蛋白質性分子を使用して脈管形成の検出、画像化、または阻害することである。別の観点は、本発明の蛋白質性分子を使用して、脈管形成の開始および/またはヒト患者の脈管形成に関係する生理学的な条件を検出する。正常な組織には本発明のエピトープがないことにより、本発明の蛋白質性分子の全身的投与経路を可能にする。本発明の蛋白質性分子の普及のために血流を利用できるのは有利であり、これに関連する全利点(適当な浸透および分布)を具える。治療により標的とされる領域の外側の目標エピトープの制限された利用性については通常は許容される。血管形成は正常な個体においては、少なくとも制限された領域で、深刻な副作用を招くことなく、阻害することができる。例えば、妊娠している女性または妊娠を希望している女性等、脈管形成が干渉されてはいけない個体は、種々の有害な影響が観察されるかもしれない。必要な場合には、副作用が予想される患者は、本発明のフィブロネクチン結合蛋白質性分子の受容を排除可能である。
【0009】
本発明の幾つかの態様では、本発明の蛋白質性分子の結合は結合フィブロネクチンに対する免疫系成分を強化できる。この強化により、結合細胞外マトリックスおよび/または結合細胞の除去が容易になる。あるいは、前記蛋白質性分子はタグを含むかまたは供給されるかもしれない。好ましくは、前記タグは細胞過程に干渉可能である。前記好ましいタグを有する前記蛋白質性分子は本発明の蛋白質性分子の抗腫瘍性能を少なくとも部分的に改良可能である。好ましくは、前記タグは脈管形成阻害体、毒素、抗腫瘍薬、および/または放射性化合物を含む。
【0010】
本発明の開始において、前記蛋白質性分子は腫瘍性細胞に結合可能である。このような結合は診断アッセイまたは治療セッティングにおいて前記細胞に印を付けるために使用できる。例えば、本発明の蛋白質性分子の結合は、結合細胞の死をトリガーする。ある態様において、前記腫瘍細胞は乳房細胞、前立腺細胞、結腸細胞、肺細胞、皮膚細胞、膵臓細胞、膀胱細胞、頭部細胞、または頸部細胞に由来している。別の観点では、前記蛋白質性分子は微小血管においてフィブロネクチンに結合可能である。別の観点では、前記フィブロネクチンは細胞外マトリックスの一部である。ある態様では、前記細胞外マトリックスは腫瘍細胞の近傍にある。別の態様では、前記蛋白質性分子は微小血管内皮細胞に結合可能である。好ましくは、前記微小血管細胞株は腫瘍細胞の近傍にある。微小血管細胞への本発明の蛋白質性分子の結合は新しい血管という副産物を少なくとも部分的に防止するために使用可能であり、これにより、少なくとも部分的に前記腫瘍細胞の成長を制限する。本発明のエピトープは種々の型の動物に存在する。しかし、診療および診断の使用を考慮すると、前記蛋白質性分子が、ヒトフィブロネクチン蛋白質のサブセットに好ましく結合可能である。
【0011】
多くの異なる型の結合分子が当業界で知られている。フィブロネクチン等の蛋白質性標的に対して、結合分子は典型的には蛋白質性分子である。これらは少なくとも、ペプチド結合を介して結合したいくつかのアミノ酸を含む。典型的にはこのような蛋白質性結合分子はペプチド結合を介して結合した少なくとも7つのアミノ酸を含む。本発明の蛋白質性分子は例えばペプチドのファージディスプレイを使用して見つけることができる。本発明の好ましい態様では、前記蛋白質性分子は抗体またはその機能的部分またはその誘導体である。抗体の機能的部分は、前記抗体の少なくとも1つの抗原結合部分を含む。非制限部分はF(ab)およびF(ab)2フラグメントである。誘導体または抗体の一部は本質的に同じ、本発明の蛋白質性分子の抗原結合特性を有する。誘導体は本発明の、抗体またはその部分に比べて、1以上のアミノ酸置換物、挿入物、または欠損物を含む。別の好ましい態様では、前記蛋白質性分子は単鎖Fvフラグメントである。本発明の蛋白質性分子は当業者が周知の方法を使用して、寄託番号02011518の下で2002年1月15日に、欧州細胞培養バンク(ECACC:European Collection of Cell culture)に寄託した、プラスミド表示Fibmab−His/mycから、発現により得ることができる。好ましくは、前記抗体またはその機能的部分またはその誘導体は、ヒト的であるかまたはヒト化(humanized)される。好ましくは、本発明の蛋白質性分子はさらにタグを含む。好ましくは、前記タグが毒および/または放射性物質を含む。好ましい態様では、前記蛋白質性分子がCDR3領域を含む重鎖を含む。このCDR3領域が配列EDTAVYYCAR NPFQSS FDYWGQまたはその誘導体および/またはその機能的類似物を含む。別の好ましい態様では、前記蛋白質性分子はCDR3領域を有する軽鎖を含み、このCDR3領域が配列EDFATYYC SQFSTMPGGFGQGTK VEIKまたはその誘導体および/またはその機能的類似物を含む。上記重鎖または軽鎖の誘導体および/または機能的類似物は量においては必ずしも同じではないが、本質的に同じ重鎖または軽鎖活性を有する分子である。誘導体または機能的類似物は本発明の配列に比較して1つ以上のアミノ酸の置換物、挿入物、または欠損物を含み、本発明の配列に基づいて当業者によって容易に作ることができ、試験できる。前記重鎖または軽鎖活性は好ましくは両者のうち一方の抗原結合活性または組み合わせを含む。
【0012】
一観点では、本発明は疾病を患うまたは疾病を患う危険を有する個体を治療する方法であって、本発明の蛋白質性分子を治療に有効な量で前記個体に投与することを含む方法を提供する。ある観点では、前記疾病が腫瘍性疾病である。類似の観点では、薬剤調製のために、本発明の蛋白質性分子を使用することを含む。別の態様では、本発明は、前記細胞が、本発明の蛋白質性分子に特異的に結合できるか否かを決定することを含む、細胞の分離法を提供する。同様に、本発明は、腫瘍性細胞のためのマーカーとしてフィブロネクチン発現細胞のサブセットに発現されるエピトープの使用法であって、前記エピトープが腫瘍特異的マトリ潜在的エピトープである使用法を提供する。別の観点で、本発明は、本発明の蛋白質性分子によって認識される細胞であって、前記細胞がフィブロネクチン上の少なくとも1つのマトリ潜在的エピトープを露出する細胞を提供する。これは、例えば、ファージディスプレイアプローチにおいて選択したファージを増幅することまたはハイブリドーマアプローチにおいて抗体コード化RNAの増幅を介して行うことができる。したがって、本発明は、本発明の蛋白質性結合分子をコード化する核酸または前記分子のフィブロネクチン結合に必要なその一部をさらに提供することができる。本発明の蛋白質性分子の生成のために、コード化核酸は1種以上の適当な発現ベクターにクローン化され、細胞に移される。したがって、本発明は本発明の核酸を含む細胞をも提供する。好ましくは、前記細胞は霊長類、ゲッ歯類、鳥類、または植物細胞である。このような細胞が結合分子の生成に特に適している。好ましくは、前記細胞はヒト細胞である。この場合、結合分子はヒト細胞により生成され、したがって、ヒトへの使用に適合した翻訳後修飾を含む。このような結合分子によりヒトの薬理特性が改善されることが観察された。別の好ましい態様では、前記細胞は、アデノウイルスの初期蛋白質、またはその機能的部分、誘導体および/または類似物をコード化する核酸を含み、アデノウイルスの前記初期蛋白質がE1またはE2Aである。このような細胞は高収率で蛋白質を得るために典型的に非常に適しており、懸濁成長および血清フリーの適応等、典型的に改良された培養特性を示す。
【0013】
この分野では結合分子は植物または非ヒト動物を使用して生成することもできる。そのため、本発明はこのような生成プラットフォームをも提供する。好ましい態様では、前記植物または非ヒト動物は本発明の核酸に対するトランスジェニックである。
【0014】
別の観点において、本発明は、本発明の蛋白質性分子を含む遺伝子配送ビヒクルを提供する。このような遺伝子配送ビヒクルはフィブロネクチン蛋白質のサブセットを目標とする。このような遺伝子配送ビヒクルは疾病を患うまたは疾病を患う危険のある個体の治療法において使用でき、前記個体に本発明の遺伝子配送ビヒクルを治療的に受け入れ可能な量で投与することを含む。
前記疾病は好ましくは腫瘍性疾患である。本発明の遺伝子配送ビヒクルは薬剤調製のために好ましく使用される。
【0015】
本発明の蛋白質性分子および/または遺伝子配送ビヒクルを含むキットをさらに提供する。
【実施例】
【0016】
実施例1:ヒト微小血管内皮細胞(HDMEC−1)におけるファージ選択
T75フラスコ、T175フラスコおよび6ウェルプレートを1%のゼラチン/PBS溶液を用いて一晩で底部をオーバーレイして被覆した。その後、フラスコを3回PBSで洗浄し、4℃のPBS10mlで貯蔵した。内皮細胞を疾病管理および予防センター(CDC,アトランタ、USA。Ades等、1992年)から得た。細胞を、ピルビン酸ナトリウム、100mMグルコースおよびピリドキシン(ギブコ)を入れ、健康なドナーから作った20%ヒトプール血清(HPS)、ペニシリンおよびストレプトマイシンで強化した、ダルベッコ変法イーグル培地(DMEM)を入れた、ゼラチン被覆T75フラスコで成長させた。さらに、細胞を37℃、5%CO2のインキュベーターで培養した。 内皮細胞をゼラチン被覆T75フラスコにおいてDMEM+20%HPS+ペニシリン/ストレプトマイシン中で80〜90%の集密度に成長させ、続いて、単細胞懸濁液を作るために、トリプシンで処理し、PBSで洗浄し、20〜30%の集密度で6ウェルプレートにまいた。培養2日後正常な細胞は65〜70%の集密度に達し、続いてファージ選択手順に対して使用した。
【0017】
選択手順に対して使用したscFv抗体ファージディスプレイライブラリーは、De Kruif等(1995年)により記載された半合成scFvライブラリー由来の可変重鎖における合成CDR3領域を有する半合成scFvライブラリーである。500μlのscFv抗体ファージライブラリーを、4%の非脂ミルク粉末(Protifar)、1%のゼラチン、20%のHPSおよび5×108の末梢血細胞(PBL)を含有した1.5mlのPBSで30分4℃でインキュベートした。その後、内皮細胞を6回、4℃の3mlのPBSで洗浄し、4℃で4時間前記ライブラリー混合物を用いてインキュベートした。この培養およびファージ結合期間の後、細胞を4℃で、PBS+0.01%Tween20で過度に(20回)およびPBSで20回洗浄した。次いで、内皮細胞を、細胞スクレーパーを使用してハーベストし、1500rpmで遠沈した。その後、細胞および細胞に結合したファージを10mlの新しいXL1−青バクテリア培地(ストラタジーン)を用いてOD6000.5でインキュベートし、ファージによるバクテリアの感染のために37℃で30分間放置した。バクテリアを3600rpmのスピニングでハーベストし、100μg/mlのアンピシリンおよび10μg/mlのテトラサイクリンを含有する、TYE皿(10g/lのバクトトリプトン、5g/lの酵母エキス、15g/lのバクトアガー(ギブコ)および8g/lのNaCl(Riedel−dehaen))にプレートした。バクテリアのコロニーをカウントし、プレートから掻き取り、Marks等(1991年)に準拠したファージレスキューの次のラウンドのための接種材料として使用した。
【0018】
実施例2:単離ファージの分析
モノクローナルファージをMarks等(1991年)に準拠して単離し、単離したファージをヒト微小血管内皮細胞においてフローサイトメトリー分析を使用して結合について試験し、これを選択手順(HDMEC−1)に対して使用した。このため、HDMEC−1細胞を、15分間4℃でPBS中EDTA50mlにおいて細胞をインキュベートすることによりフラスコから離した。その後、細胞を100μlのプレ−フロックドファージマキシプレップで30分間4℃でインキュベートした(50μlファージプレップを15分間4℃で50μlのPBS4%のミルク粉末(protifar)インキュベートした。)。その後、細胞を4回200μlのPBS1%BSAで洗浄し、PBS1%BSAで1:500に希釈したマウス抗M13(Amersham)で30分間4℃にてインキュベートした。4回洗浄した後、細胞をヤギ抗マウスPE1:500(Southern Biotechnology Associates, Inc)で30分間4℃にてインキュベートした。PBS1%BSAで4回洗浄した後、細胞を、選択細胞に対して使用したHDMEC細胞へのファージのポジティブな結合についてFACScaliburで分析した。
【0019】
図1は単離ファージを用いてインキュベートしたHDMEC−1細胞の特異的FACS染色を示す。単離され、かつHDMEC−1細胞を特異的に認識するscFvを運ぶシングルファージをFibMabと呼んだ。HDMEC−1細胞に結合するためのFibMabとして同じスクリーンで確認したので、P9 scFvはポジティブコントロールとして機能し、Thyro scFv(以下参照)はネガティブコントロールとして機能した。
【0020】
実施例3:種々の細胞株の大きいパネルを使用したFibMabの分析
上記と同じ染色プロトコルを使用してFibMabを細胞株および末梢血白血球の大きいパネルで分析した。ポジティブスコア(+として表示)を、ネガティブファージ染色より高い染色強度により決定した。結果を表1に示す。
【0021】
【表1】
表1に記載の結果は、FibMabが3つの細胞株に存在するエピトープを認識することを示す:つまり、先に使用したHDMEC−1、プラズマ細胞株RPMI8226およびプラズマ細胞株DOX40であり、DOX40はHDMEC−1およびRPMI8226に比べて僅かに染色強度が低い。DOX40は細胞株RPMI8226のドキソルビシン耐性変異体である。
図2は、プラズマ細胞株RPMI8226におけるFibMabのFACS分析を示す。
図3、4および5は短い説明で示ように試験した末梢血白血球(PBL)の種々の成分におけるFibMabのFACS分析を示す。Thyro(Tg)およびP9 scFvはネガティブおよびポジティブコントロールとしてそれぞれ機能した(上記参照)。
【0022】
実施例4:FibMabに存在する重鎖および軽鎖可変領域配列の決定
可変重鎖領域(Vh)および可変軽鎖領域(Vl)をABI373 Xlシステム(Applied Biosystems)を製造業者による指示にしたがって使用して決定した。このために、8μlのビッグダイターミネーター混合物、3.2pmolのプライマー(1μl中で希釈)、5μlのプラスミドミニプレップ(Qiagen)および6μlのBidestを混合し、サーモサイクラー(Rocidile III,Aplogen)でインキュベートした。使用したPCRプログラムは:96℃1分の後、25回の3工程:1)96℃10秒、2)50℃5秒および60℃4分である。その後、反応物を4℃に冷却し、ABI373XLシステムで分析した。ヌクレオチド配列から、重(Vh)および軽(Vl)鎖のアミノ酸配列および合成高頻度可変CDR3領域(抗体の結合ドメイン)を決定した。ビッグダイ(Big Dye)ターミネイティングキット(PE)を当業者に周知の標準プロトコルに従って適用した。標準FDseqおよびM13配列プライマーを使用した。確認した配列を表2に示す。
表2:
FibMabに存在するscFvのアミノ酸配列および分類。VhおよびVlに対するサブクラス名を示す。
重鎖
Vh FibMab: Vh3 1−3 DP30.7
CDR3領域: EDTAVYYCAR NPFQSS FDYWGQ
軽鎖
Vl FibMab: Vkl
CDR3領域: EDFATYYC SQFSTMPGGFGQGTK VEIK
【0023】
実施例5:ヒト健康組織およびグラウィッツ腫瘍細胞におけるファージFibMabからのscFvの免疫組織化学分析
【0024】
scFvプレップの調製のために、scFvをコード化するDNAを、検出および生成のために、FibMabのpPVTプラスミドをNcoIおよびNotIで消化してFibMabのscFvのVhおよびVlを切り取り、このインサートをヒスチジン−タグとMyc−タグを含むpPVT構築物に結合することによりHis−Myc構築物にクローン化し、その結果構築物FibMab−His/Mycを得た。このプラスミドを寄託番号02011518の下で2002年1月15日にECACCに寄託した。
【0025】
scFv(TES)プレップを、浸透圧衝撃を利用して調製し、Marks等(1991年)によるバクテリアE.coliSF110f’の細胞膜周辺腔からscFvを抽出した。抽出後、scFvプレップ(TESプレップ)を、4℃で、5リットルのPBSに対して4時間、3回透析した。ヒトグラウィッツ腫瘍および同じ腎臓の健康な部分の凍結切片をSilan(シグマ)被覆ガラススライドに載せ、室温で一晩乾燥した。この凍結切片をPBS中で再び水分を与え、20分間PBS4%BSA(ICN)でブロックした。その後、断片を未希釈scFvプレップでインキュベートした。これは上記のようにして、あるいは内皮細胞染色に対するポジティブコントロールとしてPBS+1%BSA中で45分間CD31に対抗するEN4モノクローナル抗体(Monosan)(希釈1:200)におけるように調製した。その後、断片を、PBS/0.05%Tween20中で5分、3回洗浄し、30分間、抗Mycエピトープ抗体(ベーリンガーマンハイム)またはラビット抗−マウス抗血清(RAMPO,DAKO,PBS+1%BSA中で1:250に希釈)を含有する9E10細胞株からの培養培地でインサートした。PBS/0.05%Tween20で3回洗浄した後、scFv染色物をRAMPOを用いてインキュベートし、EN4断片をブタ抗−ラビット抗血清(SWARPO,DAKO,PBS+1%BSA中1:250希釈)を用いてインキュベートした。次に、EN4染色を有する断片をPBS/0.05%Tween20で5分を3回およびPBSで5分を3回洗浄した。scFv染色を有する断片をPBS/0.05%Tween20で5分を3回洗浄し、SWARPOで30分インキュベートした。このSWARPO培養の後、断片を再び、PBS/0.05%Tween20で5分を3回およびPBSで3回洗浄した。これらの手順の後、染色をPBS(シグマ)に溶解したDABタブレットを使用して行い、全断片をヘマトキシリン(メルク)を使用して30秒間対比染色し、光学顕微鏡を使用して分析した。
【0026】
包含される健康な腎臓組織およびグラウィッツ腫瘍細胞について記載したものと同じプロトコルを使用して分析した他の腫瘍組織としては、乳癌、前立腺癌、結腸癌、肺癌、メラノーマ細胞、膵臓癌、膀胱癌、頭頸部癌細胞がある。さらに、同じ組織からの健康な細胞をもFibMab反応性を試験した(ただし、健康な肺組織を除く)。健康な組織はFibMabの染色を示さなかった。図6AおよびBは種々のヒト腫瘍組織および健康な組織におけるscFvFibMabまたは抗CD31scFv(EN4)いずれかの免疫組織化学染色を示す。
#1−5FibMabを有する肺癌(ポジティブ領域)
#6FibMabを有する肺癌(ネガティブ領域)
#7−9FibMabを有する乳癌
#10−11FibMabを有するメラノーマ(ポジティブ領域)
#12FibMabを有するメラノーマ(ネガティブ領域)
#13−15FibMabを有するグラウィッツ腎臓腫瘍
#16FibMabを有する健康な腎臓組織
#17FibMabを有する移植腎臓
#18抗−CD31を有する移植腎臓
#19FibMabを有する健康な膵臓
#20FibMabを有する膵臓腫瘍
#21FibMabを有する膀胱腫瘍
#22−24FibMabを有する頭頸部腫瘍
#25FibMabを有する健康な結腸
#26FibMabを有する結腸癌
#27FibMabを有する前立腺腫瘍
#28FibMabを有する健康な前立腺
【0027】
図6の写真1〜5において、肺癌はscFvFibMabで染色される。腫瘍組織におけるポジティブ(FibMabにより染色された)およびネガティブ(FibMabにより染色されない)領域が別々に存在することが明確に示されている。写真2は腫瘍における明確なストローマの染色を示し、内皮細胞または血管/毛細血管は観察できない。写真3はFibMabに対するネガティブで腫瘍ストローマの大きい領域を示し、FibMabのみが肺癌組織における腫瘍ストローマの部分を認識することを示す。写真4および5は大きい倍率でポジティブ領域を示す。写真7および8は乳癌におけるポジティブ染色を示し、ここにおいて血管または毛細血管構造を認めることができるが、ストローマ染色も存在する。写真9は腫瘍組織のネガティブ領域を示し、腫瘍の一部のみがscFvFibMabにより認識されることを再び示す。写真番号10、11および12において、メラノーマ腫瘍はscFvFibMabで染色され、写真12はscFvFibMabにより認識されない腫瘍の比較的「正常および健康な」部分を示す。再び明確なストローマ染色がこのメラノーマ組織において観察可能である。写真13、14および15は種々の倍率におけるグラウィッツ(腎臓)腫瘍におけるscFvFibMabを有する染色を示す。この組織において血管または毛細血管は明確にみることができる。腫瘍は高度に血管新生化する。写真16および17は移植腎臓におけるFibMabを有する染色であり、これは健康な腎臓として見なされる。健康な腎臓組織では染色が見られない。写真18は移植腎臓におけるモノクローナル抗体EN4(CD31を認識)を有するポジティブ内皮染色を示し、管状領域における血管および腎臓の糸球体における毛細血管のポジティブ染色が明確に目視できる。写真19はscFvFibMabで染色された健康な膵臓を示し、染色は観察されず、写真20の膵臓腫瘍はscFvFibMabを有する明確なストローマ染色を示す。写真21は膀胱腫瘍におけるポジティブ染色を示し、ここでは毛細血管または血管構造が観察される。写真22および24はscFvFibMabを有する頭頸部腫瘍における明確なポジティブ染色を示し、写真22はscFvFibMabと反応しない同じ組織の比較的健康な部分を示す。scFvFibMabを有する染色は健康な結腸では見られない(写真25)が、結腸癌はこの組織の腫瘍ストローマにおけるscFvFibMabと強く反応する。写真27は膵臓腫瘍におけるscFvFibMabを有する染色のようなポジティブストローマおよび血管を示し、健康な組織コントロールはscFvFibMab結合に対してネガティブである。
【0028】
結論として、scFvFibMabはこれまで試験した全腫瘍組織と反応するが、健康な組織コントロールには反応性をしめさない。scFvFibMabはこれらの全腫瘍におけるいずれのストロマ因子も認識し、ポジティブ染色は、これらの腫瘍に部分的に脈管構造を見いだすことができる。
【0029】
実施例6:認識した抗原を分析するための、免疫沈降実験におけるFibMabの使用
His−Myc構築物からのscFvTESプレップ(上記のように調製)を免疫沈降のために使用した。免疫沈降はプラズマ細胞株RPMI8226について実施され、これはFACS分析におけるFibMabに対してポジティブに染色された。細胞を、RPMI1640培地+25mMヘペス、L−グルタミンおよび5%のウシ胎仔血清(FCS)中で培養した。RPMI8226は半粘着性プラズマ細胞株であり、細胞は緩く振ることで容易にプレートから外れる。B細胞は扁桃腺患者材料から得られ、ファンデアウルストでウィリエス(Van der Vuurst de Vries)等(1999a)に従って調製し、FibMabに対するこれらの実験におけるネガティブコントロール細胞株として機能した。使用したscFvはRPMI8226細胞上のFibMabおよびP9(異なる発現パターンを有する内皮細胞を認識するscFvは同じ選択手順にしたがって単離された)であり、III−1(2回)およびI−1(B細胞特異的scFv,ファンデアウルストでウィリエス1999b)は扁桃腺B細胞(ファンデアウルストでウィリエス、1999b)における免疫沈降手順に対するポジティブコントロールとして使用した。TgおよびDNAはDe Kruif等(1995年)にしたがってペプチドに対して選択したscFvであり、RPMI8226細胞におけるネガティブコントロールとしておよびプレクリアリングscFvとしてそれぞれ機能する。III−1を、沈降した蛋白質に対するネガティブコントロールとして機能するRPMI8226細胞において使用した。プレクリアリングscFvを上記のようにPBSに対して透析した。全scFvを、セファロースビーズをキレート化するために結合した(アマシャム)。
【0030】
セファロースビーズの調製
セファロースビーズを調製してscFvに以下のようにして結合した。500μlのセファロースビーズを1mlのBidest水で2回、次に1mlの50mMEDTAで2回、2mlの100mMCoCl2で1回、2mlのBidest水で1回、および1mlのPBSで2回洗浄した。その後、ビーズを10mlのscFvプレップで、ロッキングプラットフォームで30分間振動することによりインキュベートし、その後、4mlのPBSで2回洗浄した。これらのscFv結合ビーズを室温で2時間振動下でPBS+0.03%のH2O2でインキュベートし、続いて、2mlのPBSで2回洗浄した。その後、ビーズ2mlのPBS+50mMのEDTAで1回洗浄し、2mlのPBSで2回洗浄した。その後、ビーズを2mlのPBS+0.5Mのイミダゾールで洗浄し、再び2mlのPBSで2回洗浄し、4℃で使用時まで貯蔵した。これは典型的には24時間である。
【0031】
細胞の調製
HDMEC−1細胞を上記のようにして成長させた。各別の免疫沈降の対して、2×106B細胞を使用して全工程を4℃で実施した。細胞を3回20mlのPBSで3回洗浄し、次に1mlのPBSで再懸濁した。10μlの正常なヒト血清(NHS)スルホ−ビオチン(sulpho−biotin)(DMSO中200mg/ml)を細胞に添加し、時々ゆるやかに攪拌して30分間インキュベートした。その後、10μlのPBS中1M、NH4Clを細胞に添加して2mlの10mM,NH4Clで2回洗浄した。細胞を再びPBSで2回洗浄し、その後、1mlのリシスバッファー(1%トリトン×100)+プロテアーゼ阻害剤(ベーリンガーマンハイム社製カクテルタブレット)で溶解した。
【0032】
免疫沈降
細胞ライセートを14,000rpmで1分間回転し、scFvDNPに結合した100μlビーズを用いて4℃で1時間3回プレクリアした。これらのプレクリアしたライセートを異なる免疫沈降に対して分割し、一晩振動下で4℃でそれぞれ40μlのビーズと共にインキュベートした。その後、ビーズを10回10分間リセスを用いて洗浄し、10回10分PBSで洗浄した。ビーズを40μlPBSで再懸濁し、4μlの10×Laemmliサンプルバッファーを添加した。サンプルを1分間ボイルし、7%−SDS/PAGEゲルを使用して分離した。その後、分離した蛋白質をPVDF膜(ベーリンガーマンハイム)にブロットし2%のゼラチン中で一晩ブロックした。その後、この膜を30分間ストレプトアビジンHRP(アマシャム)でインキュベートし、10回、5分間PBS/0.1%Tween20で洗浄し、3回、5分間PBSで洗浄した。ブロットの展開のために、化学(chemoluminescence)ブロッティング基体(ベーリンガーマンハイム)を製造者の指示にしたがって使用し、ハイパーフィルム(ハイパーフィルムエムピー)を生産された信号を検出するために使用した。図7は扁桃腺B細胞およびプラズマ細胞株RPMI8226における種々のscFvのSDS/Page分離免疫沈降のブロットを示す。結合ビオチン化膜蛋白質をストレプトアビジンHRPをスーパーシグナル(Pierce)と組み合わせて使用して可視化した。その結果はscFvのIII−1およびI−1に対する扁桃腺B細胞について予想どおりポジティブシグナルを示す。scFvFibMabは高分子量の特異的バンドを示し、P9は使用した条件下では蛋白質を沈降しない。コントロールI−1およびTgは扁桃腺B細胞およびRPMI8226細胞についてそれぞれネガティブであった。
【0033】
蛋白質配列
FibMabによって認識される、充分な量の抗原を得るために、全体量を10倍にスケールアップし、特異的FibMabIPバンドをSDS/PAGEゲルから切り取り、氷上で貯蔵した。認識された抗原内の幾つかのアミノ酸配列を決定したTOPLAB(ドイツ、ハンブルグ)に送った。配列した3つのペプチドストレッチをフィブロネクチンのフラグメントであることを確認した。これらの同定ペプチドは以下のとおりである。
1)AFTDVDVD
2)IPGHLNSYTIK
3)SSPVTGYRVT
NCBIデータベースを使用した分析の後、全ペプチドタグは、未スプライスフィブロネクチンであるフィブロネクチン前躯体との相同性を示すことがわかった。ペプチドタグ1)はED−Aフィブロネクチンスプライス変異体と相同性を示した。
【0034】
実施例7:FibMabscFvから完全なヒトIgG1モノクローナル抗体を得るためのクローニング手順
完全なヒトIgG1モノクローナル抗体のクローニングへの手順はBoel等(2000年)に記載されている。
プライマー
1.HAVT+HindIII:5’−AAG CTT CCC ATA AGG AAT TCG GAT CCC ACG ATG GCA TGC CCT GG−3’
2.M13:5’−GT AAA ACG ACG GCC AGT−3’
3.Vκla:5’−TGT GAC ATC GAG CTC ACC CAG TCT CCA TCC−3’
4.Jκpan:5’−TTC TCG ACT TGC GGC CGC AAA GTG CAC TTA CGT TTG ATG TCC ACC TTG GTC CC−3’
【0035】
Vhフラグメントのクローニング
Vhフラグメントを、scFvFibMabをコード化する遺伝子を含んでいるpPVTベクターから、NcoIおよびXhoI制限酵素を用いて切り取り、ゲルで精製し、pLeaderに結合した。これはNcoIおよびSalIで消化されゲルで精製されたドナースプライスおよびコザック(Kozak)配列を含むベクターである。これにより、pLeaderVhFibMabというプラスミドを得た。続いて、クローン化インサートをPCRで増幅した。すなわち、96℃で5分間、その後、1)96℃で30秒、2)58℃で30秒、3)72℃で1分、を28回、最後に72℃で7分。その後、反応生成物を4℃に冷却した。PCRに対して使用されたプライマーはM13であり、5’−末端のHindIIIの導入に対して“HAVT+HindIII”であった。さらに、HAVT20リーダー配列を、翻訳開始配列を5’−CCACGATGG−3’に変えることにより僅かに変化させた。pcDNA3.1ZEO(Promega)を多重クローニング部位(pcDNA3.1δNotIZEO)においてNotIを除去することにより変異させた。その理由はNotIはさらに下流のクローニングを妨害する可能性があるからである。この変異はpcDNAZEOをNotIで消化し、その後、クレノー酵素およびフリーヌクレオチドを使用して粘着端部において充填することにより導入された。別のscFvのVh(ヒトEp−Camに対するUBS−54)を有するヒトIgG(Cγ1)フラグメントの構築物重領域をBamHIおよびEcoRV制限部位を使用して挿入した。その後、VhFibMabのPCR生成物をHindIIIおよびNotIを用いてpcDNA3.1ZEOδNotI+Cγ1にスワップした。図8BはVhについて説明したクローニング手順の模式図を示す。pcDNA+VhFibMabCg1で表される、得られたプラスミドを受入番号02011519下で2002年1月15日にECACCに寄託した。
【0036】
Vlフラグメントのクローニング
Vlフラグメントを、プライマー“Vκla”および“Jκpan”を用いてpPVTベクターからVhフラグメントのクローニングにいて説明したのと同じPCRプロトコルを使用してPCRにより増幅した。この段階において、NotI部位を除去して、ドナースプライス部位から3’部位に再導入し、プライマーJκpanにより導入された。PCR生成物をSacIおよびNotIで消化し、コザック配列およびSacIおよびNotIを用いたドナースプライス部位を含むベクターであるpLeaderベクターにクローン化し、pLeaderVlFibMabを得た。このフラグメントを再び、5’−末端におけるHindIII部位導入のVhクローニングにおけると同じ提案のためにプライマー“HAVT+HindIII”および“M13”で増幅した。さらに、HAVT20リーダー配列を、翻訳開始配列を5’−CCACGATGG−3’に変えることにより僅かに変えた。IgG1(Cκ)の軽鎖の定常領域を有する、異なるscFv(UBS−54)のVlをBamHIおよびEcoRIを使用してpcDNA3.1δNotIZEOにクローン化した。その後、FibMabのVlをHindIIIおよびNotIを使用してスワップした。図8AはVlに対して説明したクローニング手順の模式的表示を示す。pcDNA+VlFibMab Ckとして表す、得られたプラスミドを受入番号02011520の下で2002年1月15日にECACCに寄託した。ヒトIgG2、IgG3、IgG4、IgA1,IgA2,IgM、およびIgEを作ることができるベクターにscFvFibMabをクローニングする場合に同じ手順を続けた。これらの種々の抗体および潜在的なフュージョン蛋白質をin vivo,ex−vibo,in vitroで腫瘍モデルに使用し、診断し、および/または脈管形成、マトリックス形成、および腫瘍の減少または除去を、ブロックしまたは阻害するために、その能力を試験した。
【0037】
実施例8:FibMabエピトープの特徴
プラスチックに直接塗布されたフィブロネクチンへのFibMabの結合
フィブロネクチンへのFibMab結合を確認するために、精製したプラズマフィブロネクチンをマキシソーププレートに100μg/mlの濃度で1時間1/3の連続希釈で直接塗布した。最後のレーンを連続希釈から外してPBSでインキュベートした。その後、プレートをPBS+4%のBSAで1時間、室温でブロックした。scFvプレップ(未希釈)またはモノクローナル抗体(FN30−8、1:1000)を、フィブロネクチンを有する前記プレートに室温で1時間添加した。その後、プレートを6回、PBS 0、1%tween20で洗浄し、scFvウェルを9E10subでインキュベートした。モノクローナル抗体染色をPBS1%BSAでインキュベートした。このプレートを再びPBS 0、1%tween20で洗浄した。scFvおよびモノクローナル抗体の検出のために、ラビット抗マウスHRP(RAMPO 1:1000、DAKO)を使用した。HRPに対して使用した基体はABTS(ベーリンガーマンハイム)であった。得られた吸光度は405nmであった。結果を図9に示す。プラスチック被覆フィブロネクチンへのFibMabの非常に弱い結合のみ、このアッセイで使用したポジティブコントロール(FN30−8)に比較して検出された。
【0038】
精製したフィブロネクチンのゼラチン/コラーゲン結合
配列データは、FibMabに対するリガンドがフィブロネクチンであることを示した。しかし、上記ELISAにおいて、我々はELISAにおいてプラスチック被覆精製プラズマ誘導フィブロネクチンへのFibMabの強い結合を示すことができなかった。FibMabが細胞株HDMECで生成したことは、我々がフィブロネクチンの細胞結合形態を処理していることを示唆した。この形態は、コラーゲンおよびプロテオグリカン等の他のマトリックス成分との相互作用により不溶性ネットワークを形成する、細胞外マトリックスに存在し、これにより、細胞移動および組織一体性の保持を助ける(MagnussonおよびMosherによる検討、1998年)。マトリックス関連フィブロネクチンを模倣するために、フィブロネクチンをプレコートコラーゲンおよびウシゼラチン(細胞培養等級)に結合することを介して固定化した。ゼラチンはコラーゲンの分解形態であり、コラーゲンの異なる形態に対する代替物として通常使用される。さらに、この抗体を生成するために使用された細胞株HDMECをゼラチン上で培養した。
マキシソーププレートを100μg/mlゼラチン(メルク)または100μg/mlコラーゲン(細胞培養のために精製されたコラーゲン)で、PBS中で2時間室温で被覆した(100μl/ウェル)。プレートをPBS+4%BSAで1時間ブロックした。フィブロネクチンを開始濃度75μg/mlで連続希釈にて前記プレートに添加し、室温で1時間ウェル中でインキュベートした。最後のウェルは連続希釈でインキュベートせず、フィブロネクチンを含まなかった。インキュベートした後、各レーンをscFvプレップまたはフィブロネクチンに対するモノクローナル抗体と共にインキュベートした。このプレートを6回、PBS 0、1%tween20で洗浄し、scFvレーンを9E10sup(抗Mycモノクローナル抗体含有、ベーリンガーマンハイム)で45分間室温でインキュベートした。モノクローナル抗体を有するレーンをPBS+1%BSAでインキュベートした。その後、このプレートを再びPBS+0、1%tween20で洗浄し、全ウェルをラビット抗マウスHRPで45分間室温でインキュベートした。モノクローナル抗体FN9−1をポジティブコントロールとして使用し、異なるELISAに存在するフィブロネクチンの量における相違がなかったことを示す。結果を図10に示す。
図10は、全ての場合(フィブロネクチン直接被覆またはゼラチンまたはコラーゲンを介した結合)に、等しい量のフィブロネクチンをウェルに固定化した。図10Bは、FibMabは殆ど直接被覆フィブロネクチンを認識しないが、ゼラチン結合フィブロネクチンはFibMabエピトープ発現または露出の強い増加/誘導を示したことを示している。プレコートコラーゲンへのフィブロネクチンの結合がほんの僅かFibMabエピトープの発現を誘導した。このような滴定実験を使用して、フィブロネクチンへのFibMabの結合がゼラチンとの相互作用により増強される因子を決定する。本実施例では、前記因子は、プラスチックに直接結合したフィブロネクチンをゼラチンを介して結合したフィブロネクチンと比較した場合に20より高い。
【0039】
図10Bは、精製したプラズマ誘導フィブロネクチンによる結合がFibMabエピトープ発現を誘導することを示した。プラスチック結合を原因とするフィブロネクチンの潜在的な人工的な立体配座の変化を回避するために、サンドイッチELISAを以下のように実施した。ポリクローナル抗フィブロネクチンを補足抗体(Capel)として使用し、その後、精製プラズマフィブロネクチンを添加し、フィブロネクチンの結合をモノクローナル抗体(FN30−8)、続いてRAMPOおよびPO−基体ABTSを用いて,検出した。ゼラチン結合フィブロネクチンの認識を同時に測定した。図11Aは、最も自然な立体配座にフィブロネクチンを保つ、ポリクローナル抗体によるプラズマ誘導精製フィブロネクチンの固定化がFibMabエピトープの発現を示さないことを示している。しかし、同じフィブロネクチンバッチを、ゼラチン結合を介して固定した場合、FibMabエピトープの非常に明白な発現が観察された。これらのデータは、FibMabエピトープ発現が、溶解性フィブロネクチンには存在せず、プラスチック結合およびコラーゲン結合フィブロネクチンにおいて僅かに誘導され、ゼラチン結合フィブロネクチンでは非常に明白であることを示す。
このフィブロネクチンエピトープの発現が精製手順に原因があるという可能性を排除するために、ヒト血清およびプラズマ(上記実験において使用したフィブロネクチン濃度と同じ濃度を得るために、1:3に希釈)を“ゼラチンサンドイッチ”ELISAにおいてフィブロネクチン源として使用し、本質的に上記と同じ結果を得、FibMabエピトープ発現が、プラズマからフィブロネクチンを精製する間誘導されないことを示している。
【0040】
FibMabエピトープの位置のマッピング
FibMabエピトープの位置を位置付けするために、我々は、フィブロネクチンのフラグメントを試験した(ディー.モーシャーによる供給された)。完全長のフィブロネクチンにおけるこのフラグメント(蛋白質分解開裂により得られた)の位置を図12に示す。フラグメント(10μg/ml)および完全長フィブロネクチンをプラスチックに直接被覆し、FibMabまたはコントロールscFv(Thyro)の結合をELISAに対して上記したと同じようにして測定した。固定化したフラグメントの全量をフィブロネクチンに対するポリクローナル抗体(Poab)で定量した。抗体の結合を適当な第2抗体で検出した(scFv抗−mycモノクローナル抗体、続いてRAMPOおよびポリクローナル抗体SWARPO、共にDAKOから購入)。
その結果を図13に示す。完全長フィブロネクチンのように、40および70kDaフラグメントはFibMabの中程度の結合を示すが、27および160kDaは全く結合を示さなかった。これらのデータはFibMabエピトープを含有する最小フラグメントがゼラチン結合セグメントに位置することを示している。この結果を検証するために、より多量(50μg/ml)の40および70kDaフラグメントをプラスチックに三重のウェルで直接被覆し、FibMabscFvまたはコントロールscFv(Thyro)の濃度範囲の結合を上記のように試験した。scFvFibMabの結合はコントロールscFvThyroに比較し、両方のフラグメントとも有意により高かった。これらのデータは、フィブロネクチンの40kDaフラグメントは、ゼラチン結合ドメインを有し、FibMabに対するエピトープを少なくとも部分的に含むことを確認した。
【0041】
上記のデータが示すように、FibMabは、従来技術で既知のフィブロネクチンに結合する抗体に比較した新しい抗体として規定する特徴を有する。ゼラチンに結合したプラズマ誘導フィブロネクチンを認識するFibMabは、FibMabがED−AまたはED−Bドメインと相互作用しないことを示す。なぜなら、これらのドメインはプラズマフィブロネクチンにおいて発現しないからである。これにより、FibMabが、L19(ビルヒラー等、1999年)、BC1(Midulla等、2000年)、TST4(ファンフリート等、2001年)、IST−6(カチュマレク等、1994年),ED−Bに対する全部またはED−A(スカルピーノ等、1999年)に対するIST−9等の腫瘍特異的組織分布を示す、従来技術において知られている抗体より異なる抗体となる。FibMabはフィブロネクチンにおける立体配座エピトープを認識する。従来技術は、FDC−6(米国特許第4,894,326号;米国特許第5,243,029号;マツウラ等、1985年;マツウラ等、1988年、マンデル等、1995年)という抗フィブロネクチン抗体を開示し、これは、立体配座エピトープを認識できるが、このエピトープはFN(IIICS)のC−末端領域における癌関連ノボ(novo)グリコシル化部位であり、これにより、FDC−6エピトープはFibMabにより認識されるエピトープと異なる。従来技術で知られるFibMabと同じ領域においてエピトープを認識する抗体のみがL8であり、FibMabと異なる。L8抗体の結合は、フィブロネクチンがゼラチン(Chernousov等、1991年)に結合した場合非常に減少し、その抗体とそのエピトープが同じではないことを示す。
【0042】
[参考文献1−1]
[参考文献1−2]
[参考文献1−3]
【図面の簡単な説明】
【0043】
【図1】FibMabと共にインキュベートしたHDMEC−1細胞のFACS染色。ThyroscFvは実施例5におけると同じであり、De Kruif等(1995年)により確認され、ネガティブコントロールとして機能した。P9はFibMabscFvと共に確認されたscFvであり、染色に対してポジティブコントロールとして機能した。
【図2】RPMI8226細胞におけるFibMabのFACS染色。
【図3】末梢血白血球(PBL)におけるFibMabのFibMab染色。B細胞を確認するために、マウス抗CD20(CLB、アムステルダム)を用いたダブル染色PBLによるB細胞の同定。
【図4】単球コンパートメントのPBLにおけるFibMabのFACS染色。
【図5】顆粒球コンパートメントのPBLにおけるFibMabのFACS染色。
【図6A】異なるヒトの腫瘍組織および健康なヒトの組織におけるscFvFibMabの免疫組織化学染色(詳細は明細書参照)。
【図6B】異なるヒトの腫瘍組織および健康なヒトの組織におけるscFvFibMabの免疫組織化学染色(詳細は明細書参照)。
【図7】本明細書に記載のように、扁桃腺B細胞およびRPMI8226細胞における、多くのコントロールscFvおよびFibMabscFvにより免疫沈降された蛋白質。その蛋白質の分子量(MW)を右に示す。矢印は、FibMabscFvにより特異的に免疫沈降された高分子量バンドを示す。
【図8A】VlFibMabベクターのクローニングの模式図。
【図8B】VhFibMabベクターのクローニングの模式図。
【図9】フィブロネクチンにおける直接ELISA。
【図10】ゼラチンまたはコラーゲンを介して結合したフィブロネクチンを用いたELISA。
【図11】サンドイッチELISA。
【図12】エピトープの位置を位置付けるために使用されるフィブロネクチンおよびそのフラグメント。
【図13】フィブロネクチンフラグメントFibMabエピトープのマッピング。
【図14】FibMab希釈物の、40kDaおよび70kDaフィブロネクチンフラグメントへの結合。
【0001】
本願発明は医薬の分野、特に癌治療の分野に関する。本願発明は抗体、特にヒトフィブロネクチンと相互作用する抗体に関する。
【背景技術】
【0002】
細胞外マトリックスは細胞生存、細胞形態、および細胞粘着を支持することによる組織体制を制御する。細胞外マトリックスの再構築および細胞移動は適切に組織化された血管、組織および器官の開発において重要なプロセスであり、病理学のプロセスに結びつけられてきた(Werb,1997年;Liotta等,1991年)。フィブロネクチンおよびコラーゲンファミリーのメンバー等の多くの細胞外マトリックス、およびプラスミンおよびメタロプロテイナーゼ等のプロテアーゼは再構築プロセスに含まれる。これらの蛋白質は細胞移動、生存および/または血管形成等の重大なプロセスに影響することにより腫瘍表現型の調節に結びつけられる。
【0003】
フィブロネクチンは分化細胞の多くの型の細胞表面にて発現される高分子量グリコプロテインであり、細胞が周囲の細胞外マトリックスに付着する際に必要とされる。フィブロネクチンは細胞外マトリックス、コラーゲン、およびグリコサミノグリカンの他の主要成分に親和性がある。また、プラスチック等の表面上で不溶化した場合フィブロネクチン−コラーゲン複合体またはフィブロネクチン単独が種々の型の細胞のこのような表面への付着を強化することを見いだすことにより示されるように、細胞表面と相互作用する。立体配座の自由度はフィブロネクチンの生物学的特性に影響を与える可能性を持っている。溶解性プラズマフィブロネクチンは多くの細胞型に対する結合性が低いが、適当な基質に堆積した後は、その細胞結合活性は強化される。基質は末梢血中の細胞外マトリックスまたはフィブリンにおけるコラーゲンである。細胞外マトリックスにおいて、フィブロネクチンは細胞形、移動、増殖、分化、形態形成、および生存を調節する信号を提供する。これにより、フィブロネクチンはパラダイム接着性蛋白質になり、溶解性状態において非反応性、非溶解性の場合に高接着性になる。細胞外マトリックスにおいて、接着性蛋白質は、これらの分子の構造的または配座変換の後に明らかにされかつマトリ潜在的(matricryptic)部位と呼ばれる(Davis等、2000年)、生物学的に活性な潜在的(cryptic)部位を示す。これは、Pickford等(2001年)による研究と一致し、彼らは、コラーゲン結合が、ドメインI−1/I−2/I−3/I−4/I−5とIII−3の分子間相互作用を切り離すフィブロネクチンにおける立体配座変化を誘導することを示した。結果として、フィブロネクチンのこのゼラチン結合ドメインにおける潜在的部位は露出される。
【0004】
フィブロネクチンは二量体であり、多重構造ドメインから構成される大きいジスルフィド結合サブユニットからなる。この分子の半分より多くがいわゆるフィブロネクチンIII型繰り返しからなる。フィブロネクチンの、2種のスプライス変異株が知られている。いわゆるED−Aスプライス変異株が幾つかの正常な組織で発現し、血清中でも見付けられる。ED−A発現は腫瘍組織および胚性組織において上方制御される。いわゆるED−Bスプライス変異株は胚性組織および腫瘍組織において発現されるのみである。健康な大人の組織では検出されない(ReZa Farnoud等、1995年;Pujuguet等、1996年)。
【0005】
これまで、多くの異なる疾病は抗体により治療されている。しかし、多くの疾患は、治療されないでいる。ナゼナラ、このようなエピトープに結合可能な抗体または他の蛋白質性分子との相互作用を介して免疫系により除去されることが必要である細胞あるいは表面で発現される、特異的なエピトープが発見されないからである。フィブロネクチンに対する分子上に結合した新規なエピトープは、腫瘍表現型および脈管形成に関連し、疾病を診断および/または治療するための候補として関心がもたれる。
【発明の開示】
【0006】
本発明は一観点において、フィブロネクチン上の新規なエピトープを提供し、別の観点において、前記エピトープに優先的に結合する蛋白質性分子を提供する。このエピトープはED−A、ED−B、および前記癌胎児性エピトープとは異なる。体中の発現パターンはこれらの記載されたエピトープのいずれも暗示しない。ヒト体において本発明のエピトープの観察されたパターンはユニークであり、疾病の診断および/または治療に対する新しい機会を提供する。本発明のエピトープの発現は少なくともある腫瘍細胞、腫瘍細胞近辺の内皮細胞、および腫瘍細胞近辺の細胞外マトリックスに関連する。本発明のエピトープが、ここしばらくの間に脈管形成が生じた領域または活性脈管形成領域に相関することが仮定される。本発明のエピトープは、フィブロネクチンがゼラチンに結合する場合(フィブロネクチン含有プラズマまたはゼラチンセファロースアフィニティクロマトグラフィーによりプラズマから精製されたフィブロネクチンのいずれか)本発明にかかる蛋白質性分子により優先的に認識される。フィブロネクチンがプラスチックに直接被覆される場合に弱い結合が観察された。コラーゲンの原繊維形態がフィブロネクチンに結合することが知られているが、これによって本発明のエピトープの発現は誘導されない。このことは、(ゼラチン等)コラーゲンの分解/変性形態はフィブロネクチンが異なるコンフォーマーに変形するために必要とされ、そして本発明の立体配座エピトープの発現に至ることを表している。本発明にかかる蛋白質性分子は、単層においてあるいはEDTAで処理した後懸濁液中でヒト真皮微小血管内皮細胞下部(HDMEC)に結合する。明らかに、フィブロネクチンの内皮細胞結合形態は、本発明のエピトープの露出に至る立体配座変化を示した。
【0007】
一観点から、本発明は、フィブロネクチンと1以上のゼラチン、フラグメントコラーゲン、および変性コラーゲンとの間の相互作用の際にフィブロネクチンに結合可能な蛋白質性分子を提供する。変性および/または分解/フラグメント化コラーゲンは、酸、高温、プロテアーゼ、これらの組み合わせ等による蛋白質分解により生成できる。ゼラチンは変性コラーゲンが多い材料である。前記蛋白質性分子のフィブロネクチンへの結合は、フィブロネクチンがゼラチンおよび/またはフラグメント化コラーゲン、および/または変性コラーゲンと相互作用する場合に起こり得、フィブロネクチンが前記物質のうちの一つと相互作用しない場合には起こらないかまたは非常に程度が低い。これにより、前記蛋白質性分子は前記条件のうちの一つの下でフィブロネクチンと優先的に結合する。あるいはフィブロネクチンへの結合は前記条件のうち一つの下で誘導または増強される。前記物質のうち一つに対するフィブロネクチンの相互作用により、非制限的に、前記物質にフィブロネクチンが直接結合する。本発明の蛋白質性分子はプラチックに直接被覆したフィブロネクチンに結合するが、この結合は、フィブロネクチンがゼラチンと相互作用する場合に非常に増強される。したがって、本発明の一観点から、フィブロネクチンに結合可能な蛋白質性分子であって、前記結合がフィブロネクチンと1以上のゼラチン、フラグメントコラーゲン、および変性コラーゲンとの間の相互作用により増強される、フィブロネクチンに結合可能な蛋白質性分子を提供する。一観点では、前記結合は、少なくとも2つの因子により、好ましくは少なくとも20の因子により増強される。別の観点では、前記蛋白質性分子がフィブロネクチンと1以上のゼラチン、フラグメント化コラーゲン、および変性コラーゲンとの間の相互作用により誘導されるエピトープに結合する。前記エピトープがフィブロネクチンと前記物質のうち一つとの相互作用で誘導または露出され、フィブロネクチンが前記物質のうち一つと相互作用しない場合は非常に低い程度に露出されるかマスクされる。エピトープの誘導は、例えば、構造的立体配座変化の後、潜在的エピトープが明らかにされる場合に起こる。本発明のエピトープは試験した正常なヒト組織のいずれにおいても発現しない。しかし、ある型の腫瘍細胞、ある種類の腫瘍細胞の近傍の内皮細胞、および腫瘍細胞の近傍の細胞外マトリックスで発現する。したがって、ある観点では、エピトープは腫瘍特異的である。腫瘍特異的とは、正常組織に比較して腫瘍組織において優先的な発現を含むことを意味する。また、本発明のエピトープはヒト微小血管内皮細胞株において発現し、巨大血管内皮細胞株においては発現しない。したがって、別の観点では、エピトープの誘導は脈管形成と一致する。細胞外マトリックスでは、接着性蛋白質は、これらの分子の構造的または立体配座の変化の後に明らかにされ、マトリ潜在的部位(Davis等、2000)と呼ばれる生物学的に活性な潜在的部位を示す。こうして、明らかにされたエピトープをマトリ潜在的エピトープという。フィブロネクチンにおけるマトリ潜在的エピトープに結合可能な蛋白質性分子を提供することが本発明の観点である。別の観点では、前記マトリ潜在的エピトープはフィブロネクチンと1以上のゼラチン、フラグメントコラーゲン、または変性コラーゲンとの間の相互作用で誘導される。一態様では、前記マトリ潜在的エピトープは腫瘍特異的である。本発明の蛋白質性分子に結合するエピトープのマッピングにより、前記エピトープがフィブロネクチンの40kDaフラグメントにおける少なくとも一部であることが明らかになり、これはゼラチン/コラーゲン結合に関係している。したがって、一観点では、本発明のエピトープはフィブロネクチンのゼラチン結合ドメインにおける少なくとも一部である。
【0008】
本発明の蛋白質性分子はフィブロネクチン含有マトリックスおよび/またはフィブロネクチン含有細胞のサブセットを識別可能である。フィブロネクチン蛋白質のサブセットに存在するエピトープに特異的に結合可能な蛋白質性分子の結合は診断セッティングにおいて使用可能である。例えば、腫瘍組織が患者から採取した試料に存在するか否かを決定するために、または活性な脈管形成の領域を検出または画像化するためである。その標的への前記蛋白質性分子の結合は治療セッティングにおいても使用可能である。好ましい態様において、本発明は腫瘍細胞を提供することおよび/またはマトリックス組織をフィブロネクチン蛋白質のサブセットに存在するエピトープに特異的に結合可能な蛋白質性分子で取り囲むことを含む、腫瘍細胞の成長を少なくとも部分的に防止する方法を提供する。腫瘍の成長は、前記蛋白質性分子と前記フィブロネクチン蛋白質のサブセットとの直接的な相互作用を介して少なくとも部分的に防止される。前記サブセットに属さないフィブロネクチンは前記蛋白質性分子によって結合されず、したがって、蛋白質性分子の影響を受けない。理論はともかく、蛋白質性分子の結合はフィブロネクチンまたはフィブロネクチン関連分子の1種以上の信号伝達特性に干渉することが考えられる。特に血管形成が生じる領域の暫定的な細胞外マトリックスにおいては、フィブロネクチンはこのような血管形成を容易にする。この容易性は、本発明の蛋白質性分子が前記フィブロネクチンに結合することによって少なくとも部分的に影響を受け得る。好ましくは、蛋白質性分子の結合のためのエピトープは、血管形成が少なくとも部分的に阻害される組織に対して少なくとも部分的に特異的である。好ましくは、前記エピトープが本発明のエピトープを含む。本発明のエピトープ分布は治療セッティングに特に好ましいが、これは、少なくとも、試験した正常な組織のいずれにおいても検出されなかったからではない。個体に本発明の結合分子を提供することにより、脈管形成部位または脈管形成が活性であったばかりの部位に干渉することが可能である。この干渉により、血液流は少なくとも部分的に阻害される。この阻害により、腫瘍成長等の前記個体における活性な脈管形成に依存するプロセスを少なくとも部分的に阻害可能である。したがって、本発明の観点は、本発明の蛋白質性分子を使用して脈管形成の検出、画像化、または阻害することである。別の観点は、本発明の蛋白質性分子を使用して、脈管形成の開始および/またはヒト患者の脈管形成に関係する生理学的な条件を検出する。正常な組織には本発明のエピトープがないことにより、本発明の蛋白質性分子の全身的投与経路を可能にする。本発明の蛋白質性分子の普及のために血流を利用できるのは有利であり、これに関連する全利点(適当な浸透および分布)を具える。治療により標的とされる領域の外側の目標エピトープの制限された利用性については通常は許容される。血管形成は正常な個体においては、少なくとも制限された領域で、深刻な副作用を招くことなく、阻害することができる。例えば、妊娠している女性または妊娠を希望している女性等、脈管形成が干渉されてはいけない個体は、種々の有害な影響が観察されるかもしれない。必要な場合には、副作用が予想される患者は、本発明のフィブロネクチン結合蛋白質性分子の受容を排除可能である。
【0009】
本発明の幾つかの態様では、本発明の蛋白質性分子の結合は結合フィブロネクチンに対する免疫系成分を強化できる。この強化により、結合細胞外マトリックスおよび/または結合細胞の除去が容易になる。あるいは、前記蛋白質性分子はタグを含むかまたは供給されるかもしれない。好ましくは、前記タグは細胞過程に干渉可能である。前記好ましいタグを有する前記蛋白質性分子は本発明の蛋白質性分子の抗腫瘍性能を少なくとも部分的に改良可能である。好ましくは、前記タグは脈管形成阻害体、毒素、抗腫瘍薬、および/または放射性化合物を含む。
【0010】
本発明の開始において、前記蛋白質性分子は腫瘍性細胞に結合可能である。このような結合は診断アッセイまたは治療セッティングにおいて前記細胞に印を付けるために使用できる。例えば、本発明の蛋白質性分子の結合は、結合細胞の死をトリガーする。ある態様において、前記腫瘍細胞は乳房細胞、前立腺細胞、結腸細胞、肺細胞、皮膚細胞、膵臓細胞、膀胱細胞、頭部細胞、または頸部細胞に由来している。別の観点では、前記蛋白質性分子は微小血管においてフィブロネクチンに結合可能である。別の観点では、前記フィブロネクチンは細胞外マトリックスの一部である。ある態様では、前記細胞外マトリックスは腫瘍細胞の近傍にある。別の態様では、前記蛋白質性分子は微小血管内皮細胞に結合可能である。好ましくは、前記微小血管細胞株は腫瘍細胞の近傍にある。微小血管細胞への本発明の蛋白質性分子の結合は新しい血管という副産物を少なくとも部分的に防止するために使用可能であり、これにより、少なくとも部分的に前記腫瘍細胞の成長を制限する。本発明のエピトープは種々の型の動物に存在する。しかし、診療および診断の使用を考慮すると、前記蛋白質性分子が、ヒトフィブロネクチン蛋白質のサブセットに好ましく結合可能である。
【0011】
多くの異なる型の結合分子が当業界で知られている。フィブロネクチン等の蛋白質性標的に対して、結合分子は典型的には蛋白質性分子である。これらは少なくとも、ペプチド結合を介して結合したいくつかのアミノ酸を含む。典型的にはこのような蛋白質性結合分子はペプチド結合を介して結合した少なくとも7つのアミノ酸を含む。本発明の蛋白質性分子は例えばペプチドのファージディスプレイを使用して見つけることができる。本発明の好ましい態様では、前記蛋白質性分子は抗体またはその機能的部分またはその誘導体である。抗体の機能的部分は、前記抗体の少なくとも1つの抗原結合部分を含む。非制限部分はF(ab)およびF(ab)2フラグメントである。誘導体または抗体の一部は本質的に同じ、本発明の蛋白質性分子の抗原結合特性を有する。誘導体は本発明の、抗体またはその部分に比べて、1以上のアミノ酸置換物、挿入物、または欠損物を含む。別の好ましい態様では、前記蛋白質性分子は単鎖Fvフラグメントである。本発明の蛋白質性分子は当業者が周知の方法を使用して、寄託番号02011518の下で2002年1月15日に、欧州細胞培養バンク(ECACC:European Collection of Cell culture)に寄託した、プラスミド表示Fibmab−His/mycから、発現により得ることができる。好ましくは、前記抗体またはその機能的部分またはその誘導体は、ヒト的であるかまたはヒト化(humanized)される。好ましくは、本発明の蛋白質性分子はさらにタグを含む。好ましくは、前記タグが毒および/または放射性物質を含む。好ましい態様では、前記蛋白質性分子がCDR3領域を含む重鎖を含む。このCDR3領域が配列EDTAVYYCAR NPFQSS FDYWGQまたはその誘導体および/またはその機能的類似物を含む。別の好ましい態様では、前記蛋白質性分子はCDR3領域を有する軽鎖を含み、このCDR3領域が配列EDFATYYC SQFSTMPGGFGQGTK VEIKまたはその誘導体および/またはその機能的類似物を含む。上記重鎖または軽鎖の誘導体および/または機能的類似物は量においては必ずしも同じではないが、本質的に同じ重鎖または軽鎖活性を有する分子である。誘導体または機能的類似物は本発明の配列に比較して1つ以上のアミノ酸の置換物、挿入物、または欠損物を含み、本発明の配列に基づいて当業者によって容易に作ることができ、試験できる。前記重鎖または軽鎖活性は好ましくは両者のうち一方の抗原結合活性または組み合わせを含む。
【0012】
一観点では、本発明は疾病を患うまたは疾病を患う危険を有する個体を治療する方法であって、本発明の蛋白質性分子を治療に有効な量で前記個体に投与することを含む方法を提供する。ある観点では、前記疾病が腫瘍性疾病である。類似の観点では、薬剤調製のために、本発明の蛋白質性分子を使用することを含む。別の態様では、本発明は、前記細胞が、本発明の蛋白質性分子に特異的に結合できるか否かを決定することを含む、細胞の分離法を提供する。同様に、本発明は、腫瘍性細胞のためのマーカーとしてフィブロネクチン発現細胞のサブセットに発現されるエピトープの使用法であって、前記エピトープが腫瘍特異的マトリ潜在的エピトープである使用法を提供する。別の観点で、本発明は、本発明の蛋白質性分子によって認識される細胞であって、前記細胞がフィブロネクチン上の少なくとも1つのマトリ潜在的エピトープを露出する細胞を提供する。これは、例えば、ファージディスプレイアプローチにおいて選択したファージを増幅することまたはハイブリドーマアプローチにおいて抗体コード化RNAの増幅を介して行うことができる。したがって、本発明は、本発明の蛋白質性結合分子をコード化する核酸または前記分子のフィブロネクチン結合に必要なその一部をさらに提供することができる。本発明の蛋白質性分子の生成のために、コード化核酸は1種以上の適当な発現ベクターにクローン化され、細胞に移される。したがって、本発明は本発明の核酸を含む細胞をも提供する。好ましくは、前記細胞は霊長類、ゲッ歯類、鳥類、または植物細胞である。このような細胞が結合分子の生成に特に適している。好ましくは、前記細胞はヒト細胞である。この場合、結合分子はヒト細胞により生成され、したがって、ヒトへの使用に適合した翻訳後修飾を含む。このような結合分子によりヒトの薬理特性が改善されることが観察された。別の好ましい態様では、前記細胞は、アデノウイルスの初期蛋白質、またはその機能的部分、誘導体および/または類似物をコード化する核酸を含み、アデノウイルスの前記初期蛋白質がE1またはE2Aである。このような細胞は高収率で蛋白質を得るために典型的に非常に適しており、懸濁成長および血清フリーの適応等、典型的に改良された培養特性を示す。
【0013】
この分野では結合分子は植物または非ヒト動物を使用して生成することもできる。そのため、本発明はこのような生成プラットフォームをも提供する。好ましい態様では、前記植物または非ヒト動物は本発明の核酸に対するトランスジェニックである。
【0014】
別の観点において、本発明は、本発明の蛋白質性分子を含む遺伝子配送ビヒクルを提供する。このような遺伝子配送ビヒクルはフィブロネクチン蛋白質のサブセットを目標とする。このような遺伝子配送ビヒクルは疾病を患うまたは疾病を患う危険のある個体の治療法において使用でき、前記個体に本発明の遺伝子配送ビヒクルを治療的に受け入れ可能な量で投与することを含む。
前記疾病は好ましくは腫瘍性疾患である。本発明の遺伝子配送ビヒクルは薬剤調製のために好ましく使用される。
【0015】
本発明の蛋白質性分子および/または遺伝子配送ビヒクルを含むキットをさらに提供する。
【実施例】
【0016】
実施例1:ヒト微小血管内皮細胞(HDMEC−1)におけるファージ選択
T75フラスコ、T175フラスコおよび6ウェルプレートを1%のゼラチン/PBS溶液を用いて一晩で底部をオーバーレイして被覆した。その後、フラスコを3回PBSで洗浄し、4℃のPBS10mlで貯蔵した。内皮細胞を疾病管理および予防センター(CDC,アトランタ、USA。Ades等、1992年)から得た。細胞を、ピルビン酸ナトリウム、100mMグルコースおよびピリドキシン(ギブコ)を入れ、健康なドナーから作った20%ヒトプール血清(HPS)、ペニシリンおよびストレプトマイシンで強化した、ダルベッコ変法イーグル培地(DMEM)を入れた、ゼラチン被覆T75フラスコで成長させた。さらに、細胞を37℃、5%CO2のインキュベーターで培養した。 内皮細胞をゼラチン被覆T75フラスコにおいてDMEM+20%HPS+ペニシリン/ストレプトマイシン中で80〜90%の集密度に成長させ、続いて、単細胞懸濁液を作るために、トリプシンで処理し、PBSで洗浄し、20〜30%の集密度で6ウェルプレートにまいた。培養2日後正常な細胞は65〜70%の集密度に達し、続いてファージ選択手順に対して使用した。
【0017】
選択手順に対して使用したscFv抗体ファージディスプレイライブラリーは、De Kruif等(1995年)により記載された半合成scFvライブラリー由来の可変重鎖における合成CDR3領域を有する半合成scFvライブラリーである。500μlのscFv抗体ファージライブラリーを、4%の非脂ミルク粉末(Protifar)、1%のゼラチン、20%のHPSおよび5×108の末梢血細胞(PBL)を含有した1.5mlのPBSで30分4℃でインキュベートした。その後、内皮細胞を6回、4℃の3mlのPBSで洗浄し、4℃で4時間前記ライブラリー混合物を用いてインキュベートした。この培養およびファージ結合期間の後、細胞を4℃で、PBS+0.01%Tween20で過度に(20回)およびPBSで20回洗浄した。次いで、内皮細胞を、細胞スクレーパーを使用してハーベストし、1500rpmで遠沈した。その後、細胞および細胞に結合したファージを10mlの新しいXL1−青バクテリア培地(ストラタジーン)を用いてOD6000.5でインキュベートし、ファージによるバクテリアの感染のために37℃で30分間放置した。バクテリアを3600rpmのスピニングでハーベストし、100μg/mlのアンピシリンおよび10μg/mlのテトラサイクリンを含有する、TYE皿(10g/lのバクトトリプトン、5g/lの酵母エキス、15g/lのバクトアガー(ギブコ)および8g/lのNaCl(Riedel−dehaen))にプレートした。バクテリアのコロニーをカウントし、プレートから掻き取り、Marks等(1991年)に準拠したファージレスキューの次のラウンドのための接種材料として使用した。
【0018】
実施例2:単離ファージの分析
モノクローナルファージをMarks等(1991年)に準拠して単離し、単離したファージをヒト微小血管内皮細胞においてフローサイトメトリー分析を使用して結合について試験し、これを選択手順(HDMEC−1)に対して使用した。このため、HDMEC−1細胞を、15分間4℃でPBS中EDTA50mlにおいて細胞をインキュベートすることによりフラスコから離した。その後、細胞を100μlのプレ−フロックドファージマキシプレップで30分間4℃でインキュベートした(50μlファージプレップを15分間4℃で50μlのPBS4%のミルク粉末(protifar)インキュベートした。)。その後、細胞を4回200μlのPBS1%BSAで洗浄し、PBS1%BSAで1:500に希釈したマウス抗M13(Amersham)で30分間4℃にてインキュベートした。4回洗浄した後、細胞をヤギ抗マウスPE1:500(Southern Biotechnology Associates, Inc)で30分間4℃にてインキュベートした。PBS1%BSAで4回洗浄した後、細胞を、選択細胞に対して使用したHDMEC細胞へのファージのポジティブな結合についてFACScaliburで分析した。
【0019】
図1は単離ファージを用いてインキュベートしたHDMEC−1細胞の特異的FACS染色を示す。単離され、かつHDMEC−1細胞を特異的に認識するscFvを運ぶシングルファージをFibMabと呼んだ。HDMEC−1細胞に結合するためのFibMabとして同じスクリーンで確認したので、P9 scFvはポジティブコントロールとして機能し、Thyro scFv(以下参照)はネガティブコントロールとして機能した。
【0020】
実施例3:種々の細胞株の大きいパネルを使用したFibMabの分析
上記と同じ染色プロトコルを使用してFibMabを細胞株および末梢血白血球の大きいパネルで分析した。ポジティブスコア(+として表示)を、ネガティブファージ染色より高い染色強度により決定した。結果を表1に示す。
【0021】
【表1】
表1に記載の結果は、FibMabが3つの細胞株に存在するエピトープを認識することを示す:つまり、先に使用したHDMEC−1、プラズマ細胞株RPMI8226およびプラズマ細胞株DOX40であり、DOX40はHDMEC−1およびRPMI8226に比べて僅かに染色強度が低い。DOX40は細胞株RPMI8226のドキソルビシン耐性変異体である。
図2は、プラズマ細胞株RPMI8226におけるFibMabのFACS分析を示す。
図3、4および5は短い説明で示ように試験した末梢血白血球(PBL)の種々の成分におけるFibMabのFACS分析を示す。Thyro(Tg)およびP9 scFvはネガティブおよびポジティブコントロールとしてそれぞれ機能した(上記参照)。
【0022】
実施例4:FibMabに存在する重鎖および軽鎖可変領域配列の決定
可変重鎖領域(Vh)および可変軽鎖領域(Vl)をABI373 Xlシステム(Applied Biosystems)を製造業者による指示にしたがって使用して決定した。このために、8μlのビッグダイターミネーター混合物、3.2pmolのプライマー(1μl中で希釈)、5μlのプラスミドミニプレップ(Qiagen)および6μlのBidestを混合し、サーモサイクラー(Rocidile III,Aplogen)でインキュベートした。使用したPCRプログラムは:96℃1分の後、25回の3工程:1)96℃10秒、2)50℃5秒および60℃4分である。その後、反応物を4℃に冷却し、ABI373XLシステムで分析した。ヌクレオチド配列から、重(Vh)および軽(Vl)鎖のアミノ酸配列および合成高頻度可変CDR3領域(抗体の結合ドメイン)を決定した。ビッグダイ(Big Dye)ターミネイティングキット(PE)を当業者に周知の標準プロトコルに従って適用した。標準FDseqおよびM13配列プライマーを使用した。確認した配列を表2に示す。
表2:
FibMabに存在するscFvのアミノ酸配列および分類。VhおよびVlに対するサブクラス名を示す。
重鎖
Vh FibMab: Vh3 1−3 DP30.7
CDR3領域: EDTAVYYCAR NPFQSS FDYWGQ
軽鎖
Vl FibMab: Vkl
CDR3領域: EDFATYYC SQFSTMPGGFGQGTK VEIK
【0023】
実施例5:ヒト健康組織およびグラウィッツ腫瘍細胞におけるファージFibMabからのscFvの免疫組織化学分析
【0024】
scFvプレップの調製のために、scFvをコード化するDNAを、検出および生成のために、FibMabのpPVTプラスミドをNcoIおよびNotIで消化してFibMabのscFvのVhおよびVlを切り取り、このインサートをヒスチジン−タグとMyc−タグを含むpPVT構築物に結合することによりHis−Myc構築物にクローン化し、その結果構築物FibMab−His/Mycを得た。このプラスミドを寄託番号02011518の下で2002年1月15日にECACCに寄託した。
【0025】
scFv(TES)プレップを、浸透圧衝撃を利用して調製し、Marks等(1991年)によるバクテリアE.coliSF110f’の細胞膜周辺腔からscFvを抽出した。抽出後、scFvプレップ(TESプレップ)を、4℃で、5リットルのPBSに対して4時間、3回透析した。ヒトグラウィッツ腫瘍および同じ腎臓の健康な部分の凍結切片をSilan(シグマ)被覆ガラススライドに載せ、室温で一晩乾燥した。この凍結切片をPBS中で再び水分を与え、20分間PBS4%BSA(ICN)でブロックした。その後、断片を未希釈scFvプレップでインキュベートした。これは上記のようにして、あるいは内皮細胞染色に対するポジティブコントロールとしてPBS+1%BSA中で45分間CD31に対抗するEN4モノクローナル抗体(Monosan)(希釈1:200)におけるように調製した。その後、断片を、PBS/0.05%Tween20中で5分、3回洗浄し、30分間、抗Mycエピトープ抗体(ベーリンガーマンハイム)またはラビット抗−マウス抗血清(RAMPO,DAKO,PBS+1%BSA中で1:250に希釈)を含有する9E10細胞株からの培養培地でインサートした。PBS/0.05%Tween20で3回洗浄した後、scFv染色物をRAMPOを用いてインキュベートし、EN4断片をブタ抗−ラビット抗血清(SWARPO,DAKO,PBS+1%BSA中1:250希釈)を用いてインキュベートした。次に、EN4染色を有する断片をPBS/0.05%Tween20で5分を3回およびPBSで5分を3回洗浄した。scFv染色を有する断片をPBS/0.05%Tween20で5分を3回洗浄し、SWARPOで30分インキュベートした。このSWARPO培養の後、断片を再び、PBS/0.05%Tween20で5分を3回およびPBSで3回洗浄した。これらの手順の後、染色をPBS(シグマ)に溶解したDABタブレットを使用して行い、全断片をヘマトキシリン(メルク)を使用して30秒間対比染色し、光学顕微鏡を使用して分析した。
【0026】
包含される健康な腎臓組織およびグラウィッツ腫瘍細胞について記載したものと同じプロトコルを使用して分析した他の腫瘍組織としては、乳癌、前立腺癌、結腸癌、肺癌、メラノーマ細胞、膵臓癌、膀胱癌、頭頸部癌細胞がある。さらに、同じ組織からの健康な細胞をもFibMab反応性を試験した(ただし、健康な肺組織を除く)。健康な組織はFibMabの染色を示さなかった。図6AおよびBは種々のヒト腫瘍組織および健康な組織におけるscFvFibMabまたは抗CD31scFv(EN4)いずれかの免疫組織化学染色を示す。
#1−5FibMabを有する肺癌(ポジティブ領域)
#6FibMabを有する肺癌(ネガティブ領域)
#7−9FibMabを有する乳癌
#10−11FibMabを有するメラノーマ(ポジティブ領域)
#12FibMabを有するメラノーマ(ネガティブ領域)
#13−15FibMabを有するグラウィッツ腎臓腫瘍
#16FibMabを有する健康な腎臓組織
#17FibMabを有する移植腎臓
#18抗−CD31を有する移植腎臓
#19FibMabを有する健康な膵臓
#20FibMabを有する膵臓腫瘍
#21FibMabを有する膀胱腫瘍
#22−24FibMabを有する頭頸部腫瘍
#25FibMabを有する健康な結腸
#26FibMabを有する結腸癌
#27FibMabを有する前立腺腫瘍
#28FibMabを有する健康な前立腺
【0027】
図6の写真1〜5において、肺癌はscFvFibMabで染色される。腫瘍組織におけるポジティブ(FibMabにより染色された)およびネガティブ(FibMabにより染色されない)領域が別々に存在することが明確に示されている。写真2は腫瘍における明確なストローマの染色を示し、内皮細胞または血管/毛細血管は観察できない。写真3はFibMabに対するネガティブで腫瘍ストローマの大きい領域を示し、FibMabのみが肺癌組織における腫瘍ストローマの部分を認識することを示す。写真4および5は大きい倍率でポジティブ領域を示す。写真7および8は乳癌におけるポジティブ染色を示し、ここにおいて血管または毛細血管構造を認めることができるが、ストローマ染色も存在する。写真9は腫瘍組織のネガティブ領域を示し、腫瘍の一部のみがscFvFibMabにより認識されることを再び示す。写真番号10、11および12において、メラノーマ腫瘍はscFvFibMabで染色され、写真12はscFvFibMabにより認識されない腫瘍の比較的「正常および健康な」部分を示す。再び明確なストローマ染色がこのメラノーマ組織において観察可能である。写真13、14および15は種々の倍率におけるグラウィッツ(腎臓)腫瘍におけるscFvFibMabを有する染色を示す。この組織において血管または毛細血管は明確にみることができる。腫瘍は高度に血管新生化する。写真16および17は移植腎臓におけるFibMabを有する染色であり、これは健康な腎臓として見なされる。健康な腎臓組織では染色が見られない。写真18は移植腎臓におけるモノクローナル抗体EN4(CD31を認識)を有するポジティブ内皮染色を示し、管状領域における血管および腎臓の糸球体における毛細血管のポジティブ染色が明確に目視できる。写真19はscFvFibMabで染色された健康な膵臓を示し、染色は観察されず、写真20の膵臓腫瘍はscFvFibMabを有する明確なストローマ染色を示す。写真21は膀胱腫瘍におけるポジティブ染色を示し、ここでは毛細血管または血管構造が観察される。写真22および24はscFvFibMabを有する頭頸部腫瘍における明確なポジティブ染色を示し、写真22はscFvFibMabと反応しない同じ組織の比較的健康な部分を示す。scFvFibMabを有する染色は健康な結腸では見られない(写真25)が、結腸癌はこの組織の腫瘍ストローマにおけるscFvFibMabと強く反応する。写真27は膵臓腫瘍におけるscFvFibMabを有する染色のようなポジティブストローマおよび血管を示し、健康な組織コントロールはscFvFibMab結合に対してネガティブである。
【0028】
結論として、scFvFibMabはこれまで試験した全腫瘍組織と反応するが、健康な組織コントロールには反応性をしめさない。scFvFibMabはこれらの全腫瘍におけるいずれのストロマ因子も認識し、ポジティブ染色は、これらの腫瘍に部分的に脈管構造を見いだすことができる。
【0029】
実施例6:認識した抗原を分析するための、免疫沈降実験におけるFibMabの使用
His−Myc構築物からのscFvTESプレップ(上記のように調製)を免疫沈降のために使用した。免疫沈降はプラズマ細胞株RPMI8226について実施され、これはFACS分析におけるFibMabに対してポジティブに染色された。細胞を、RPMI1640培地+25mMヘペス、L−グルタミンおよび5%のウシ胎仔血清(FCS)中で培養した。RPMI8226は半粘着性プラズマ細胞株であり、細胞は緩く振ることで容易にプレートから外れる。B細胞は扁桃腺患者材料から得られ、ファンデアウルストでウィリエス(Van der Vuurst de Vries)等(1999a)に従って調製し、FibMabに対するこれらの実験におけるネガティブコントロール細胞株として機能した。使用したscFvはRPMI8226細胞上のFibMabおよびP9(異なる発現パターンを有する内皮細胞を認識するscFvは同じ選択手順にしたがって単離された)であり、III−1(2回)およびI−1(B細胞特異的scFv,ファンデアウルストでウィリエス1999b)は扁桃腺B細胞(ファンデアウルストでウィリエス、1999b)における免疫沈降手順に対するポジティブコントロールとして使用した。TgおよびDNAはDe Kruif等(1995年)にしたがってペプチドに対して選択したscFvであり、RPMI8226細胞におけるネガティブコントロールとしておよびプレクリアリングscFvとしてそれぞれ機能する。III−1を、沈降した蛋白質に対するネガティブコントロールとして機能するRPMI8226細胞において使用した。プレクリアリングscFvを上記のようにPBSに対して透析した。全scFvを、セファロースビーズをキレート化するために結合した(アマシャム)。
【0030】
セファロースビーズの調製
セファロースビーズを調製してscFvに以下のようにして結合した。500μlのセファロースビーズを1mlのBidest水で2回、次に1mlの50mMEDTAで2回、2mlの100mMCoCl2で1回、2mlのBidest水で1回、および1mlのPBSで2回洗浄した。その後、ビーズを10mlのscFvプレップで、ロッキングプラットフォームで30分間振動することによりインキュベートし、その後、4mlのPBSで2回洗浄した。これらのscFv結合ビーズを室温で2時間振動下でPBS+0.03%のH2O2でインキュベートし、続いて、2mlのPBSで2回洗浄した。その後、ビーズ2mlのPBS+50mMのEDTAで1回洗浄し、2mlのPBSで2回洗浄した。その後、ビーズを2mlのPBS+0.5Mのイミダゾールで洗浄し、再び2mlのPBSで2回洗浄し、4℃で使用時まで貯蔵した。これは典型的には24時間である。
【0031】
細胞の調製
HDMEC−1細胞を上記のようにして成長させた。各別の免疫沈降の対して、2×106B細胞を使用して全工程を4℃で実施した。細胞を3回20mlのPBSで3回洗浄し、次に1mlのPBSで再懸濁した。10μlの正常なヒト血清(NHS)スルホ−ビオチン(sulpho−biotin)(DMSO中200mg/ml)を細胞に添加し、時々ゆるやかに攪拌して30分間インキュベートした。その後、10μlのPBS中1M、NH4Clを細胞に添加して2mlの10mM,NH4Clで2回洗浄した。細胞を再びPBSで2回洗浄し、その後、1mlのリシスバッファー(1%トリトン×100)+プロテアーゼ阻害剤(ベーリンガーマンハイム社製カクテルタブレット)で溶解した。
【0032】
免疫沈降
細胞ライセートを14,000rpmで1分間回転し、scFvDNPに結合した100μlビーズを用いて4℃で1時間3回プレクリアした。これらのプレクリアしたライセートを異なる免疫沈降に対して分割し、一晩振動下で4℃でそれぞれ40μlのビーズと共にインキュベートした。その後、ビーズを10回10分間リセスを用いて洗浄し、10回10分PBSで洗浄した。ビーズを40μlPBSで再懸濁し、4μlの10×Laemmliサンプルバッファーを添加した。サンプルを1分間ボイルし、7%−SDS/PAGEゲルを使用して分離した。その後、分離した蛋白質をPVDF膜(ベーリンガーマンハイム)にブロットし2%のゼラチン中で一晩ブロックした。その後、この膜を30分間ストレプトアビジンHRP(アマシャム)でインキュベートし、10回、5分間PBS/0.1%Tween20で洗浄し、3回、5分間PBSで洗浄した。ブロットの展開のために、化学(chemoluminescence)ブロッティング基体(ベーリンガーマンハイム)を製造者の指示にしたがって使用し、ハイパーフィルム(ハイパーフィルムエムピー)を生産された信号を検出するために使用した。図7は扁桃腺B細胞およびプラズマ細胞株RPMI8226における種々のscFvのSDS/Page分離免疫沈降のブロットを示す。結合ビオチン化膜蛋白質をストレプトアビジンHRPをスーパーシグナル(Pierce)と組み合わせて使用して可視化した。その結果はscFvのIII−1およびI−1に対する扁桃腺B細胞について予想どおりポジティブシグナルを示す。scFvFibMabは高分子量の特異的バンドを示し、P9は使用した条件下では蛋白質を沈降しない。コントロールI−1およびTgは扁桃腺B細胞およびRPMI8226細胞についてそれぞれネガティブであった。
【0033】
蛋白質配列
FibMabによって認識される、充分な量の抗原を得るために、全体量を10倍にスケールアップし、特異的FibMabIPバンドをSDS/PAGEゲルから切り取り、氷上で貯蔵した。認識された抗原内の幾つかのアミノ酸配列を決定したTOPLAB(ドイツ、ハンブルグ)に送った。配列した3つのペプチドストレッチをフィブロネクチンのフラグメントであることを確認した。これらの同定ペプチドは以下のとおりである。
1)AFTDVDVD
2)IPGHLNSYTIK
3)SSPVTGYRVT
NCBIデータベースを使用した分析の後、全ペプチドタグは、未スプライスフィブロネクチンであるフィブロネクチン前躯体との相同性を示すことがわかった。ペプチドタグ1)はED−Aフィブロネクチンスプライス変異体と相同性を示した。
【0034】
実施例7:FibMabscFvから完全なヒトIgG1モノクローナル抗体を得るためのクローニング手順
完全なヒトIgG1モノクローナル抗体のクローニングへの手順はBoel等(2000年)に記載されている。
プライマー
1.HAVT+HindIII:5’−AAG CTT CCC ATA AGG AAT TCG GAT CCC ACG ATG GCA TGC CCT GG−3’
2.M13:5’−GT AAA ACG ACG GCC AGT−3’
3.Vκla:5’−TGT GAC ATC GAG CTC ACC CAG TCT CCA TCC−3’
4.Jκpan:5’−TTC TCG ACT TGC GGC CGC AAA GTG CAC TTA CGT TTG ATG TCC ACC TTG GTC CC−3’
【0035】
Vhフラグメントのクローニング
Vhフラグメントを、scFvFibMabをコード化する遺伝子を含んでいるpPVTベクターから、NcoIおよびXhoI制限酵素を用いて切り取り、ゲルで精製し、pLeaderに結合した。これはNcoIおよびSalIで消化されゲルで精製されたドナースプライスおよびコザック(Kozak)配列を含むベクターである。これにより、pLeaderVhFibMabというプラスミドを得た。続いて、クローン化インサートをPCRで増幅した。すなわち、96℃で5分間、その後、1)96℃で30秒、2)58℃で30秒、3)72℃で1分、を28回、最後に72℃で7分。その後、反応生成物を4℃に冷却した。PCRに対して使用されたプライマーはM13であり、5’−末端のHindIIIの導入に対して“HAVT+HindIII”であった。さらに、HAVT20リーダー配列を、翻訳開始配列を5’−CCACGATGG−3’に変えることにより僅かに変化させた。pcDNA3.1ZEO(Promega)を多重クローニング部位(pcDNA3.1δNotIZEO)においてNotIを除去することにより変異させた。その理由はNotIはさらに下流のクローニングを妨害する可能性があるからである。この変異はpcDNAZEOをNotIで消化し、その後、クレノー酵素およびフリーヌクレオチドを使用して粘着端部において充填することにより導入された。別のscFvのVh(ヒトEp−Camに対するUBS−54)を有するヒトIgG(Cγ1)フラグメントの構築物重領域をBamHIおよびEcoRV制限部位を使用して挿入した。その後、VhFibMabのPCR生成物をHindIIIおよびNotIを用いてpcDNA3.1ZEOδNotI+Cγ1にスワップした。図8BはVhについて説明したクローニング手順の模式図を示す。pcDNA+VhFibMabCg1で表される、得られたプラスミドを受入番号02011519下で2002年1月15日にECACCに寄託した。
【0036】
Vlフラグメントのクローニング
Vlフラグメントを、プライマー“Vκla”および“Jκpan”を用いてpPVTベクターからVhフラグメントのクローニングにいて説明したのと同じPCRプロトコルを使用してPCRにより増幅した。この段階において、NotI部位を除去して、ドナースプライス部位から3’部位に再導入し、プライマーJκpanにより導入された。PCR生成物をSacIおよびNotIで消化し、コザック配列およびSacIおよびNotIを用いたドナースプライス部位を含むベクターであるpLeaderベクターにクローン化し、pLeaderVlFibMabを得た。このフラグメントを再び、5’−末端におけるHindIII部位導入のVhクローニングにおけると同じ提案のためにプライマー“HAVT+HindIII”および“M13”で増幅した。さらに、HAVT20リーダー配列を、翻訳開始配列を5’−CCACGATGG−3’に変えることにより僅かに変えた。IgG1(Cκ)の軽鎖の定常領域を有する、異なるscFv(UBS−54)のVlをBamHIおよびEcoRIを使用してpcDNA3.1δNotIZEOにクローン化した。その後、FibMabのVlをHindIIIおよびNotIを使用してスワップした。図8AはVlに対して説明したクローニング手順の模式的表示を示す。pcDNA+VlFibMab Ckとして表す、得られたプラスミドを受入番号02011520の下で2002年1月15日にECACCに寄託した。ヒトIgG2、IgG3、IgG4、IgA1,IgA2,IgM、およびIgEを作ることができるベクターにscFvFibMabをクローニングする場合に同じ手順を続けた。これらの種々の抗体および潜在的なフュージョン蛋白質をin vivo,ex−vibo,in vitroで腫瘍モデルに使用し、診断し、および/または脈管形成、マトリックス形成、および腫瘍の減少または除去を、ブロックしまたは阻害するために、その能力を試験した。
【0037】
実施例8:FibMabエピトープの特徴
プラスチックに直接塗布されたフィブロネクチンへのFibMabの結合
フィブロネクチンへのFibMab結合を確認するために、精製したプラズマフィブロネクチンをマキシソーププレートに100μg/mlの濃度で1時間1/3の連続希釈で直接塗布した。最後のレーンを連続希釈から外してPBSでインキュベートした。その後、プレートをPBS+4%のBSAで1時間、室温でブロックした。scFvプレップ(未希釈)またはモノクローナル抗体(FN30−8、1:1000)を、フィブロネクチンを有する前記プレートに室温で1時間添加した。その後、プレートを6回、PBS 0、1%tween20で洗浄し、scFvウェルを9E10subでインキュベートした。モノクローナル抗体染色をPBS1%BSAでインキュベートした。このプレートを再びPBS 0、1%tween20で洗浄した。scFvおよびモノクローナル抗体の検出のために、ラビット抗マウスHRP(RAMPO 1:1000、DAKO)を使用した。HRPに対して使用した基体はABTS(ベーリンガーマンハイム)であった。得られた吸光度は405nmであった。結果を図9に示す。プラスチック被覆フィブロネクチンへのFibMabの非常に弱い結合のみ、このアッセイで使用したポジティブコントロール(FN30−8)に比較して検出された。
【0038】
精製したフィブロネクチンのゼラチン/コラーゲン結合
配列データは、FibMabに対するリガンドがフィブロネクチンであることを示した。しかし、上記ELISAにおいて、我々はELISAにおいてプラスチック被覆精製プラズマ誘導フィブロネクチンへのFibMabの強い結合を示すことができなかった。FibMabが細胞株HDMECで生成したことは、我々がフィブロネクチンの細胞結合形態を処理していることを示唆した。この形態は、コラーゲンおよびプロテオグリカン等の他のマトリックス成分との相互作用により不溶性ネットワークを形成する、細胞外マトリックスに存在し、これにより、細胞移動および組織一体性の保持を助ける(MagnussonおよびMosherによる検討、1998年)。マトリックス関連フィブロネクチンを模倣するために、フィブロネクチンをプレコートコラーゲンおよびウシゼラチン(細胞培養等級)に結合することを介して固定化した。ゼラチンはコラーゲンの分解形態であり、コラーゲンの異なる形態に対する代替物として通常使用される。さらに、この抗体を生成するために使用された細胞株HDMECをゼラチン上で培養した。
マキシソーププレートを100μg/mlゼラチン(メルク)または100μg/mlコラーゲン(細胞培養のために精製されたコラーゲン)で、PBS中で2時間室温で被覆した(100μl/ウェル)。プレートをPBS+4%BSAで1時間ブロックした。フィブロネクチンを開始濃度75μg/mlで連続希釈にて前記プレートに添加し、室温で1時間ウェル中でインキュベートした。最後のウェルは連続希釈でインキュベートせず、フィブロネクチンを含まなかった。インキュベートした後、各レーンをscFvプレップまたはフィブロネクチンに対するモノクローナル抗体と共にインキュベートした。このプレートを6回、PBS 0、1%tween20で洗浄し、scFvレーンを9E10sup(抗Mycモノクローナル抗体含有、ベーリンガーマンハイム)で45分間室温でインキュベートした。モノクローナル抗体を有するレーンをPBS+1%BSAでインキュベートした。その後、このプレートを再びPBS+0、1%tween20で洗浄し、全ウェルをラビット抗マウスHRPで45分間室温でインキュベートした。モノクローナル抗体FN9−1をポジティブコントロールとして使用し、異なるELISAに存在するフィブロネクチンの量における相違がなかったことを示す。結果を図10に示す。
図10は、全ての場合(フィブロネクチン直接被覆またはゼラチンまたはコラーゲンを介した結合)に、等しい量のフィブロネクチンをウェルに固定化した。図10Bは、FibMabは殆ど直接被覆フィブロネクチンを認識しないが、ゼラチン結合フィブロネクチンはFibMabエピトープ発現または露出の強い増加/誘導を示したことを示している。プレコートコラーゲンへのフィブロネクチンの結合がほんの僅かFibMabエピトープの発現を誘導した。このような滴定実験を使用して、フィブロネクチンへのFibMabの結合がゼラチンとの相互作用により増強される因子を決定する。本実施例では、前記因子は、プラスチックに直接結合したフィブロネクチンをゼラチンを介して結合したフィブロネクチンと比較した場合に20より高い。
【0039】
図10Bは、精製したプラズマ誘導フィブロネクチンによる結合がFibMabエピトープ発現を誘導することを示した。プラスチック結合を原因とするフィブロネクチンの潜在的な人工的な立体配座の変化を回避するために、サンドイッチELISAを以下のように実施した。ポリクローナル抗フィブロネクチンを補足抗体(Capel)として使用し、その後、精製プラズマフィブロネクチンを添加し、フィブロネクチンの結合をモノクローナル抗体(FN30−8)、続いてRAMPOおよびPO−基体ABTSを用いて,検出した。ゼラチン結合フィブロネクチンの認識を同時に測定した。図11Aは、最も自然な立体配座にフィブロネクチンを保つ、ポリクローナル抗体によるプラズマ誘導精製フィブロネクチンの固定化がFibMabエピトープの発現を示さないことを示している。しかし、同じフィブロネクチンバッチを、ゼラチン結合を介して固定した場合、FibMabエピトープの非常に明白な発現が観察された。これらのデータは、FibMabエピトープ発現が、溶解性フィブロネクチンには存在せず、プラスチック結合およびコラーゲン結合フィブロネクチンにおいて僅かに誘導され、ゼラチン結合フィブロネクチンでは非常に明白であることを示す。
このフィブロネクチンエピトープの発現が精製手順に原因があるという可能性を排除するために、ヒト血清およびプラズマ(上記実験において使用したフィブロネクチン濃度と同じ濃度を得るために、1:3に希釈)を“ゼラチンサンドイッチ”ELISAにおいてフィブロネクチン源として使用し、本質的に上記と同じ結果を得、FibMabエピトープ発現が、プラズマからフィブロネクチンを精製する間誘導されないことを示している。
【0040】
FibMabエピトープの位置のマッピング
FibMabエピトープの位置を位置付けするために、我々は、フィブロネクチンのフラグメントを試験した(ディー.モーシャーによる供給された)。完全長のフィブロネクチンにおけるこのフラグメント(蛋白質分解開裂により得られた)の位置を図12に示す。フラグメント(10μg/ml)および完全長フィブロネクチンをプラスチックに直接被覆し、FibMabまたはコントロールscFv(Thyro)の結合をELISAに対して上記したと同じようにして測定した。固定化したフラグメントの全量をフィブロネクチンに対するポリクローナル抗体(Poab)で定量した。抗体の結合を適当な第2抗体で検出した(scFv抗−mycモノクローナル抗体、続いてRAMPOおよびポリクローナル抗体SWARPO、共にDAKOから購入)。
その結果を図13に示す。完全長フィブロネクチンのように、40および70kDaフラグメントはFibMabの中程度の結合を示すが、27および160kDaは全く結合を示さなかった。これらのデータはFibMabエピトープを含有する最小フラグメントがゼラチン結合セグメントに位置することを示している。この結果を検証するために、より多量(50μg/ml)の40および70kDaフラグメントをプラスチックに三重のウェルで直接被覆し、FibMabscFvまたはコントロールscFv(Thyro)の濃度範囲の結合を上記のように試験した。scFvFibMabの結合はコントロールscFvThyroに比較し、両方のフラグメントとも有意により高かった。これらのデータは、フィブロネクチンの40kDaフラグメントは、ゼラチン結合ドメインを有し、FibMabに対するエピトープを少なくとも部分的に含むことを確認した。
【0041】
上記のデータが示すように、FibMabは、従来技術で既知のフィブロネクチンに結合する抗体に比較した新しい抗体として規定する特徴を有する。ゼラチンに結合したプラズマ誘導フィブロネクチンを認識するFibMabは、FibMabがED−AまたはED−Bドメインと相互作用しないことを示す。なぜなら、これらのドメインはプラズマフィブロネクチンにおいて発現しないからである。これにより、FibMabが、L19(ビルヒラー等、1999年)、BC1(Midulla等、2000年)、TST4(ファンフリート等、2001年)、IST−6(カチュマレク等、1994年),ED−Bに対する全部またはED−A(スカルピーノ等、1999年)に対するIST−9等の腫瘍特異的組織分布を示す、従来技術において知られている抗体より異なる抗体となる。FibMabはフィブロネクチンにおける立体配座エピトープを認識する。従来技術は、FDC−6(米国特許第4,894,326号;米国特許第5,243,029号;マツウラ等、1985年;マツウラ等、1988年、マンデル等、1995年)という抗フィブロネクチン抗体を開示し、これは、立体配座エピトープを認識できるが、このエピトープはFN(IIICS)のC−末端領域における癌関連ノボ(novo)グリコシル化部位であり、これにより、FDC−6エピトープはFibMabにより認識されるエピトープと異なる。従来技術で知られるFibMabと同じ領域においてエピトープを認識する抗体のみがL8であり、FibMabと異なる。L8抗体の結合は、フィブロネクチンがゼラチン(Chernousov等、1991年)に結合した場合非常に減少し、その抗体とそのエピトープが同じではないことを示す。
【0042】
[参考文献1−1]
[参考文献1−2]
[参考文献1−3]
【図面の簡単な説明】
【0043】
【図1】FibMabと共にインキュベートしたHDMEC−1細胞のFACS染色。ThyroscFvは実施例5におけると同じであり、De Kruif等(1995年)により確認され、ネガティブコントロールとして機能した。P9はFibMabscFvと共に確認されたscFvであり、染色に対してポジティブコントロールとして機能した。
【図2】RPMI8226細胞におけるFibMabのFACS染色。
【図3】末梢血白血球(PBL)におけるFibMabのFibMab染色。B細胞を確認するために、マウス抗CD20(CLB、アムステルダム)を用いたダブル染色PBLによるB細胞の同定。
【図4】単球コンパートメントのPBLにおけるFibMabのFACS染色。
【図5】顆粒球コンパートメントのPBLにおけるFibMabのFACS染色。
【図6A】異なるヒトの腫瘍組織および健康なヒトの組織におけるscFvFibMabの免疫組織化学染色(詳細は明細書参照)。
【図6B】異なるヒトの腫瘍組織および健康なヒトの組織におけるscFvFibMabの免疫組織化学染色(詳細は明細書参照)。
【図7】本明細書に記載のように、扁桃腺B細胞およびRPMI8226細胞における、多くのコントロールscFvおよびFibMabscFvにより免疫沈降された蛋白質。その蛋白質の分子量(MW)を右に示す。矢印は、FibMabscFvにより特異的に免疫沈降された高分子量バンドを示す。
【図8A】VlFibMabベクターのクローニングの模式図。
【図8B】VhFibMabベクターのクローニングの模式図。
【図9】フィブロネクチンにおける直接ELISA。
【図10】ゼラチンまたはコラーゲンを介して結合したフィブロネクチンを用いたELISA。
【図11】サンドイッチELISA。
【図12】エピトープの位置を位置付けるために使用されるフィブロネクチンおよびそのフラグメント。
【図13】フィブロネクチンフラグメントFibMabエピトープのマッピング。
【図14】FibMab希釈物の、40kDaおよび70kDaフィブロネクチンフラグメントへの結合。
Claims (41)
- フィブロネクチンと1以上のゼラチン、フラグメントコラーゲン、および変性コラーゲンとの間の相互作用の際にフィブロネクチンに結合可能な蛋白質性分子。
- フィブロネクチンに結合可能な蛋白質性分子であって、前記結合がフィブロネクチンと1以上のゼラチン、フラグメントコラーゲン、および変性コラーゲンとの間の相互作用により増強される、フィブロネクチンに結合可能な蛋白質性分子。
- 前記結合が少なくとも2つの因子により増強される、請求項2記載の蛋白質性分子。
- 前記結合が少なくとも20の因子により増強される、請求項3記載の蛋白質性分子。
- 前記分子が、フィブロネクチンと1以上のゼラチン、フラグメントコラーゲン、および変性コラーゲンとの間の相互作用により誘導されるエピトープに結合する、請求項1から4のうちいずれか1項に記載の蛋白質性分子。
- 前記エピトープが腫瘍特異性である、請求項5記載の蛋白質性分子。
- 前記エピトープの誘導が脈管形成と同時である、請求項5記載の蛋白質性分子。
- フィブロネクチンにおけるマトリ潜在的エピトープに結合可能な蛋白質性分子。
- 前記マトリ潜在的エピトープがフィブロネクチンと1以上のゼラチン、フラグメントコラーゲン、または変性コラーゲンとの間の相互作用に際して誘導される、請求項8記載の蛋白質性分子。
- 前記マトリ潜在的エピトープが腫瘍特異的である、請求項8または9に記載の蛋白質性分子。
- 前記エピトープがフィブロネクチンのゼラチン結合ドメインのうち少なくとも一部である請求項5〜10のうちいずれか1項に記載の蛋白質性分子。
- 前記フィブロネクチンが細胞外マトリックスの一部である請求項1〜11のうちいずれか1項に記載の蛋白質性分子。
- 前記細胞外マトリックスが腫瘍細胞の近辺にある請求項12記載の蛋白質性分子。
- 腫瘍細胞に結合可能である請求項1〜13のうちいずれか1項に記載の蛋白質性分子。
- 前記腫瘍細胞が乳房細胞、前立腺細胞、結腸細胞、肺細胞、皮膚細胞、膵臓細胞、膀胱細胞、頭部細胞、または頸部細胞から由来している請求項14記載の蛋白質性分子。
- 微細血管におけるフィブロネクチンに結合可能である請求項1〜15のうちいずれか1項に記載の蛋白質性分子。
- 微小血管内皮細胞に結合可能である請求項1〜16のうちいずれか1項に記載の蛋白質性分子。
- 前記分子が抗体またはその機能的部分またはその誘導体である、請求項1〜17のうちいずれか1項に記載の蛋白質性分子。
- 前記分子が単鎖Fvフラグメントである請求項1〜18のうちいずれか1項に記載の蛋白質性分子。
- 受入番号02011518の下でECACCにて寄託した、プラスミド表示Fibmab−His/mycからの発現により得られる、請求項1〜19のうちいずれか1項に記載の蛋白質性分子。
- 前記抗体がヒト的であるかまたはヒト化される、請求項18または19に記の蛋白質性分子。
- さらに、タグを含む、請求項1〜21のうちいずれか1項に記載の蛋白質性分子。
- 前記タグが毒および/または放射性物質を含む、請求項22記載の蛋白質性分子。
- CDR3領域を有する重鎖を含み、このCDR3領域が配列EDTAVYYCAR NPFQSS FDYWGQまたはその誘導体および/またはその機能的類似物を含む、請求項1〜23のうちいずれか1項に記載の蛋白質性分子。
- CDR3領域を有する軽鎖を含み、このCDR3領域が配列EDFATYYC SQFSTMPGGFGQGTK VEIKまたはその誘導体および/またはその機能的類似物を含む、請求項1〜24のうちいずれか1項に記載の蛋白質性分子。
- 疾病を患うまたは疾病を患う危険を有する個体を治療する方法であって、請求項1〜25のうちいずれか1項に記載の蛋白質性分子を治療に有効な量で前記個体に投与することを含む方法。
- 前記疾病が腫瘍性疾病である、請求項26記載の方法。
- 薬剤調製のための、請求項1〜25のうちいずれか1項に記載の蛋白質性分子の使用法。
- 腫瘍性疾病の治療のための、請求項28記載の使用法。
- 前記細胞が、請求項1〜25のうちいずれか1項に記載の蛋白質性分種に特異的に結合するか否かを決定することを含む、細胞の分離法。
- 腫瘍性細胞のためのマーカーとしてフィブロネクチン発現細胞のサブセットに発現されるエピトープの使用法であって、前記エピトープが腫瘍特異的マトリ潜在的エピトープである、使用法。
- 請求項1〜25のうちいずれか1項に記載の蛋白質性分子、または前記分子のフィブロネクチン結合に必要なその分子の一部をコード化する核酸。
- 請求項32記載の核酸を含む細胞。
- 前記細胞が霊長類、ゲッ歯類、鳥類、または植物細胞である請求項33記載の細胞。
- 前記細胞がヒト細胞である請求項33または34記載の細胞。
- 前記細胞が、アデノウイルスの初期蛋白質、またはその機能的部分、誘導体および/または類似物をコード化する核酸を含み、アデノウイルスの前記初期蛋白質がE1またはE2Aである、請求項33〜35のうちいずれか1項に記載の細胞。
- 請求項33〜36のうちいずれか1項に記載の細胞を含む植物または非ヒト動物。
- 請求項32記載の核酸についてトランスジェニックした、請求項37記載の植物または非ヒト動物。
- 前記細胞がフィブロネクチンにおける少なくとも1つのマトリ潜在的エピトープを露出する、請求項1〜25のうちいずれか1項に記載の蛋白質性分子により認識される細胞。
- 脈管形成の検出、画像化、阻害のための、請求項1〜25のうちいずれか1項に記載の蛋白質性分子の使用法。
- 脈管形成の開始および/またはヒト患者における脈管形成に関連する物理的条件を検出するための請求項1〜25のうちいずれか1項に記載の蛋白質性分子の使用法。
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