JP2004531210A - CD36 as heat shock protein receptor and use thereof - Google Patents

CD36 as heat shock protein receptor and use thereof Download PDF

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Abstract

本発明は、熱ショックタンパク質受容体としてのCD36(「CD36」)受容体の使用、HSPに結合したCD36を発現する細胞、ならびにCD36−HSP複合体に結合する抗体および他の分子に関する。本発明は、CD36と相互作用し、CD36とそのリガンド(HSP等)との相互作用をモジュレートする化合物を同定するためのスクリーニングアッセイ、ならびにCD36受容体配列を含む組成物を、免疫障害、増殖性障害および感染性疾患の診断および治療のために使用する方法にも関する。The present invention relates to the use of the CD36 ("CD36") receptor as a heat shock protein receptor, cells expressing CD36 bound to HSP, and antibodies and other molecules that bind to the CD36-HSP complex. The present invention is directed to screening assays to identify compounds that interact with CD36 and modulate the interaction of CD36 with its ligands (such as HSPs), as well as compositions comprising CD36 receptor sequences, for immunological disorders, proliferation, It also relates to methods used for the diagnosis and treatment of sexual disorders and infectious diseases.

Description

【0001】
本出願は、2000年10月6日に出願された米国特許出願第60/238,865号(参照により全体的に本明細書に援用する)の恩典を主張する。
【0002】
1. 序文
本発明は、熱ショックタンパク質受容体としてのCD36の使用、HSPに結合したCD36を発現する細胞、ならびにCD36−HSP複合体に結合する抗体および他の分子に関する。本発明はまた、HSPとCD36との相互作用をモジュレートする化合物を同定するためのスクリーニングアッセイ、ならびに免疫障害、増殖性障害および感染性疾患の診断および治療のためにCD36−受容体配列を含む組成物を使用する方法にも関する。
【0003】
2. 発明の背景
2.1. 熱ショックタンパク質
ストレスタンパク質とも呼ばれる熱ショックタンパク質(HSP)は、最初、熱ショックに応答して細胞によって合成されるタンパク質として同定された。Hspは、分子量に応じて5つのファミリー(Hsp100、Hsp90、Hsp70、Hsp60およびsmHsp)に分類されている。これらのファミリーの多くのメンバーは、栄養欠乏、代謝障害(metabolic disruption)、酸素ラジカル、および細胞内病原体による感染を含む他のストレス性刺激に応答して誘導されることがその後分かった(Welch, 1993年5月, Scientific American 56−64;Young, 1990, Annu. Rev. Immunol. 8:401−420;Craig, 1993, Science 260:1902−1903;Gethingら, 1992, Nature 355:33−45;およびLindquistら, 1998, Annu. Rev. Genetics 22:631−677を参照)。
【0004】
熱ショックタンパク質は、既存する最も高度に保存されたタンパク質の1つである。例えば、DnaK、すなわち大腸菌由来のHsp70は、瘡痕(excoriates)由来のHsp70タンパク質と約50%のアミノ酸配列同一性を有する(Bardwellら, 1984, Proc. Natl. Acad. Sci. 81:848−852)。Hsp60およびHsp90ファミリーも同様の高レベルのファミリー内保存性を示す(Hickeyら, 1989, Mol. Cell. Biol. 9:2615−2626;Jindal, 1989, Mol. Cell. Biol. 9:2279−2283)。さらに、Hsp60、Hsp70およびHsp90ファミリーは、ストレスタンパク質に配列が関係する(例えば、35%を上回るアミノ酸同一性を有する)が、ストレスにより発現レベルが変化しないタンパク質からなることが発見されている。
【0005】
熱ショックおよび他の生理学的ストレスに対する細胞応答に関する研究により、HSPが、これらの悪条件に対する細胞保護だけではなく、非ストレス細胞中での必須生化学的および免疫学的プロセスにも関与することが示された。HSPは、異なる種類のシャペロン機能を遂行する。例えば、細胞質、核、ミトコンドリアまたは小胞体に位置するHsp70ファミリーのメンバー(Lindquistら, 1988, Ann. Rev. Genetics 22:631−677)は、免疫系の細胞に対する抗原の提示に関与し、また、正常細胞におけるタンパク質の輸送(transfer)、折り畳みおよびアセンブリーにも関与する。HSPは、タンパク質またはペプチドに結合し、アデノシン三リン酸(ATP)または低いpHの存在下で、結合したタンパク質またはペプチドを放出することが可能である。
【0006】
2.2. HSP− ペプチド複合体の免疫原性
Srivastavaらは、近交系マウスのメチルコラントレン誘導型肉腫に対する免疫応答を実証した(1988, Immunol. Today 9:78−83)。これらの研究では、これらの腫瘍の個々に異なる免疫原性に関与する分子が、96 kDaの糖タンパク質(gp96)および84〜86 kDaの細胞内タンパク質であることが分かった(Srivastavaら, 1986, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 83:3407−3411;Ullrichら, 1986, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 83:3121−3125)。特定の腫瘍から単離されたgp96またはp84/86でのマウスの免疫化は、マウスをその特定の腫瘍に対して免疫にするが、抗原的に異なる腫瘍に対しては免疫にしない。gp96およびp84/86をコードする遺伝子の単離および特徴決定から、それらの間の有意な相同性が明らかになり、gp96およびp84/86がそれぞれ、同じ熱ショックタンパク質の小胞体および細胞質ゾル対応部分であることが示された(Srivastavaら, 1988, Immunogenetics 28:205−207;Srivastavaら, 1991, Curr. Top. Microbiol. Immunol. 167:109−123)。さらに、Hsp70は、それが単離された腫瘍に対しては免疫性を引き出すが、抗原的に異なる腫瘍に対しては免疫性を引き出さないことが示された。しかし、ペプチドが枯渇したHsp70は、その免疫原性活性を失うことが分かった(UdonoおよびSrivastava, 1993, J. Exp. Med. 178:1391−1396)。これらの観察は、熱ショックタンパク質がそれ自体で免疫原性なのではなく、抗原ペプチドと非共有結合複合体を形成することでこの複合体が抗原ペプチドに対して特異的な免疫性を引き出すことができることを示唆した(Srivastava, 1993, Adv. Cancer Res. 62:153−177;Udonoら, 1994, J. Immunol., 152:5398−5403;Sutoら, 1995, Science, 269:1585−1588)。
【0007】
癌細胞から精製されたHSPおよびペプチドの非共有結合複合体は、癌を治療および予防するために使用でき、1996年4月11日付けのPCT公報第WO 96/10411号、および1997年3月20日付けの同第WO 97/10001号(1998年4月12日に発行された米国特許第5,750,119号、および1998年11月17日に発行された米国特許第5,837,251号(それぞれ参照により全体的に本明細書に援用する))に記載されている。例えば病原体感染細胞由来のストレスタンパク質−ペプチド複合体の単離および精製については説明されており、ウイルス等の病原体、ならびに細菌、原生動物、菌類および寄生生物等の他の細胞内病原体により生じる感染の治療および予防のために使用できる(例えば、1995年9月21日付けのPCT公報第WO 95/24923号を参照)。免疫原性ストレスタンパク質−ペプチド複合体はまた、ストレスタンパク質と抗原性ペプチドとのin vitro複合化によっても調製でき、このような複合体を癌および感染性疾患の治療および予防のために使用することが、1997年3月20日付けのPCT公報第WO 97/10000号(2000年2月29日に発行された米国特許第6,030,618号)に記載されている。養子免疫療法において使用する抗原提示細胞をin vitroで感作するためにストレスタンパク質−ペプチド複合体を使用することが、1997年3月20日付けのPCT公報第WO 97/10002号(1999年11月16日に発行された米国特許第5,985,270号も参照)に記載されている。
【0008】
2.3. CD36
CD36は、クラスBスカベンジャー受容体ファミリーのメンバーであり、毛細血管血管内皮細胞、乳房分泌上皮細胞、分化した脂肪細胞、B細胞、マクロファージおよび数種類の腫瘍細胞中で主に発現する。CD36は、血小板粘着および凝集、アポトーシス細胞のファゴサイトーシス、ならびに長鎖脂肪酸の代謝において役割を果たすと考えられている。CD36は、カベオラと呼ばれる微小ドメイン中の血漿膜に位置し、これは、細胞輸送およびシグナリング経路に関与すると見なされている。構造的に、CD36は大きい(463 aa)細胞外ドメイン、単一の膜貫通ドメイン、および推定上のチロシンキナーゼドッキング部位を含む短い細胞質尾部(tail)を有する。CD36のアミノ酸残基#184〜204は、血漿膜と会合している可能性が最も高い受容体の疎水性配列(stretch)を構成する。抗CD36同種抗体は、免疫優性(immunodominant)ドメインとして知られる、アミノ酸155〜183にある高抗原性構造を認識する。
【0009】
CD36は、単球および巨核球系統(lineage)の両方において発現され、分化の間、上方調節される。CD36の単球発現は、M−CSFおよびIL−4、ならびに活性化内皮細胞への接着を介して調節される(Yesnerら, 1996, Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol. 16:1019−1025;Huhら, 1995, J. Biol. Chem. 270:6267−6271)。CD36欠損細胞におけるマウスまたはヒトCD36の発現により、酸化LDLの特異的かつ高親和性の結合、続いてLDL内在化および分解が生じる(Endemannら, 1993, J. Biol. Chem. 268:11811−11816;Navazoら, 1996, Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol. 16:1033−1039)。CD36はまた、長鎖脂肪酸にも結合し、その発現は脂肪酸輸送および代謝に関与する組織中の内皮細胞において上方調節されることが示されている(Greenwaltら, 1995, J. Clin. Invest. 96:1382−1388)。
【0010】
ヒトにおけるCD36欠損は、日本の人口の約3%および白色人種の0.3%に見られる。罹患者(afflicted people)は、表現型的には正常であるが、一部の被検体は酸化LDLに結合およびそれを内在化する能力が低い(Nozakiら, 1995, J. Clin. Invest. 96:1859−1865)。
【0011】
CD36はまた、熱帯熱マラリア原虫(plasmodium falciparum)に感染した赤血球への細胞接着(cytoadherence)において役割を果たすことが示されている。感染後、熱帯熱マラリア原虫は、微小血管系内に隔離され、これにより脾臓におけるクリアランスが妨げられて細菌の生存が助長される。CD36は、感染した赤血球中の熱帯熱マラリア原虫により産生されるPfEMP1タンパク質に結合する。この結合により、単球および血小板活性化の酸化バースト(oxidative burst)を誘導できる(Okenhouseら, 1989, J. Clin. Invest. 84:468−475;Huangら, 1991, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 88:7844−7848)。
【0012】
2.4. GP96
主要組織適合遺伝子複合体(MHC)分子は、抗原提示細胞の細胞表面上で抗原を提示する。次いで、細胞障害性Tリンパ球(CTL)がMHC分子およびそれらの関連ペプチドを認識し、標的細胞を殺す。抗原は、それらの由来源が細胞内または細胞外であるかに応じて、2つの異なる抗原処理経路により処理される。細胞内または内因性タンパク質抗原(すなわち、抗原提示細胞内で合成される抗原)は、MHCクラスI(MHC I)分子により、CD8+細胞障害性Tリンパ球に提示される。他方、細胞外または外因的に合成される抗原決定基は、MHCクラスII分子により、「特殊(specialized)」または「専門(professional)」APC(例えばマクロファージ)の細胞表面上で、CD4+T細胞に提示される(Fundamental Immunology, W.E. Paul(編), New York: Raven Press, 1984を全般的に参照のこと)。抗原処理経路のこの分画分離(compartmental segregation)は、組織破壊を防ぐために重要でり、さもなくば隣接細胞MHC I抗原の脱落(shedding)により免疫応答の間に組織破壊が生じ得る。
【0013】
熱ショックタンパク質gp96は、gp96が単離される由来源に応じて多様なペプチドをシャペロンする(概要については、Srivastavaら, 1998, Immunity 8: 657−665を参照)。腫瘍誘導型gp96は、腫瘍抗原ペプチドを担持し(Ishiiら, 1999, J. Immunology 162:1303−1309);ウイルス感染細胞由来のgp96調製物はウイルスエピトープを担持し(SutoおよびSrivastava, 1995, Science 269:1585−1588;Nielandら, 1998, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 95:1800−1805)、オボアルブミンまたはβガラクトシダーゼ等のモデル抗原でトランスフェクトされた細胞由来のgp96調製物は、対応するエピトープと会合している(Arnoldら, 1995, J. Exp. Med. 182:885−889;Breloerら, 1998, Eur. J. Immunol. 28:1016−1021)。gp96とペプチドとの会合はin vivoで生じる(MenoretおよびSrivastava, 1999, Biochem. Biophys. Research Commun. 262:813−818)。Gp96−ペプチド複合体は、細胞から単離されたものであっても(Tamuraら, 1997, Science 278:117−120)またはin vitroで再構成されたものであっても(Blachereら, 1997, J. Exp. Med. 186:1183−1406)優秀な免疫原であり、gp96−シャペロン抗原ペプチドに特異的なCD8+T細胞応答を引き出すために幅広く使用されている。
【0014】
gp96−ペプチド複合体が免疫応答を誘起する能力は、抗原提示細胞のMHCクラスI分子へのペプチドの輸送に依存する(SutoおよびSrivastava, 1995, 前掲)。小胞体[ER]中でgp96によりシャペロンされた内因的合成抗原は、抗原特異的CD8+T細胞(またはMHC I−制限CTL)をin vivoで初回免疫(priming)できる;CD8+T細胞のこの初回免疫はマクロファージを必要とする。しかし、外因的に導入されたgp96−ペプチド複合体が抗原特異的CD8+T細胞応答を引き出すプロセスは、細胞外抗原のクラスI提示機構への転位について確立された経路がないために、完全には理解されていない。それでも、HSPに会合した細胞外由来源の抗原ペプチドは、何らかの形でマクロファージにより救出(salvage)され、内因性経路に送られ(channel)、MHC I分子により提示され、CD8+リンパ球に認識される(SutoおよびSrivastava, 1995, 前掲;Blachereら, 1997, J. Exp. Med. 186:1315−22)。
【0015】
抗原提示されるための細胞外ペプチドの送達を説明するためにいくつかのモデルが提議されている。「直接輸送」モデルとして知られるある提議は、HSPシャペロンペプチドが、マクロファージの細胞表面上のMHC I分子に輸送され、CD8+Tリンパ球に提示されることを示唆する。別に示唆されるのは、可溶性細胞外タンパク質が、骨髄誘導型マクロファージおよび樹状細胞中の構成的マクロピノサイトーシスを介して細胞質ゾルに転送され得るということである(Norburyら, 1997, Eur. J. Immunol. 27:280−288)。さらに別に提議される機構は、HSPが、マクロファージのMHCクラスI分子に摂取され、これにより適切なT細胞が刺激されるというものである(Srivastavaら, 1994, Immunogenetics 39:93−98)。他は、新規細胞内転送経路が、細胞外媒体からERの内腔へのペプチドの輸送に関与し得ることを示唆している(Dayら, 1997, Proc. Natl. Acad. Sci. 94:8064−8069;Nicchitta, 1998, Curr. Opin. in Immunol. 10:103−109)。さらに示唆されているものとしては、(a)タンパク質をファゴソームから細胞質ゾルに向かわせる(そこで該タンパク質は正常クラスI経路に入る)明白でない経路を有し;(b)リソソーム中の摂取物質を消化し、ペプチドを放出して(regurgitate)クラスI分子に対して表面上に載せる、食細胞の関与が挙げられる(Bevan, 1995, J. Exp. Med. 182:639−41)。
【0016】
さらに他には、細胞外ペプチドを、抗原提示のためにAPCの細胞表面に送達する受容体介在型経路が提議されている。免疫化に必要なgp96−シャペロン抗原ペプチドが極少量であること(Blachereら, 1997, 前掲)、およびgp96−ペプチド複合体の免疫原性が機能的抗原提示細胞(APC)に完全に依存すること(Udonoら, 1994, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 91:3077−3081)を考慮して、APCは、gp96に対する受容体を有することが提議されている(Srivastavaら, 1994, Immunogenetics 39:93−98)。このような受容体は、最近、α(2)マクログロブリン受容体またはCD91として同定および決定された(Binderら, 2000, Nature Immunol. 1:151−155)。gp96は、CD91を介して細胞中までペプチドを担持し、これらのペプチドを、樹状細胞および抗原提示細胞のMHCクラスI分子に輸送することが提議されている。
【0017】
ペプチドのHSP介在型抗原提示に関与する特定の分子の同定および特徴決定により、HSPおよびHSP−ペプチド複合体により特定の免疫を引き出すため、ならびに新規診断および治療方法を開発するために有用な試薬および技術が得られるかもしれない。
【0018】
本明細書中での参考文献の引用および議論は、それらが本発明の先行技術であると自認したものと見なされるべきではない。
【0019】
3. 発明の要旨
本発明は、CD36を熱ショックタンパク質受容体として使用する組成物および方法に関する。本発明は、CD36が熱ショックタンパク質の細胞表面受容体であるという出願人の発見に一部基づいている。特に、出願人は、本明細書において、熱ショックタンパク質gp96がCD36発現細胞に結合して、シグナル伝達カスケードを開始して、サイトカイン、ケモカインおよび一酸化窒素産生を生じることを示している。
【0020】
本発明は、HSPとCD36との複合体を含む組成物、ならびにCD36複合体に結合する抗体および他の分子を提供する。本発明はまた、CD36を熱ショックタンパク質受容体として使用する方法も包含し、HSPとCD36との相互作用をモジュレートする化合物についてのスクリーニング方法、ならびにHSP−CD36介在型プロセスおよびHSP−CD36関連障害/症状(自己免疫障害、増殖性障害および感染疾患等)の治療および検出方法が挙げられる。
【0021】
本発明は、(a)試験化合物と、熱ショックタンパク質およびCD36とを接触させること;ならびに(b)CD36活性または発現のレベルを測定することを含み、(b)で測定した活性または発現のレベルが、該試験化合物の不在下でのCD36活性のレベルと異なる場合には、HSP−CD36介在型プロセスをモジュレートする化合物が同定されたとする、HSP−CD36介在型プロセスをモジュレートする化合物の同定方法を提供する。本方法の一実施形態では、同定される化合物が、熱ショックタンパク質とCD36との相互作用を妨害するアンタゴニストであり、(c)前記レベルが熱ショックタンパク質とCD36との相互作用を妨害するものであるか否かを決定するステップをさらに含む。別の実施形態では、試験化合物は、CD36に特異的な抗体である。別の実施形態では、試験化合物は、熱ショックタンパク質に特異的な抗体である。別の実施形態では、試験化合物は小分子である。さらに別の実施形態では、試験化合物はペプチドである。別の実施形態では、ペプチドは、CD36の少なくとも5つの連続したアミノ酸を含む。さらに別の実施形態では、ペプチドは、熱ショックタンパク質配列の少なくとも5つの連続したアミノ酸を含む。別の実施形態では、化合物は、熱ショックタンパク質とCD36との相互作用を増強するアゴニストである。別の実施形態では、HSP−CD36介在型プロセスは、自己免疫障害、細胞シグナリングが関与する疾患もしくは障害、サイトカインクリアランスもしくは炎症を伴う疾患もしくは障害、増殖性障害、ウイルス性障害もしくは他の感染性疾患、高コレステロール血症、アルツハイマー病、糖尿病、または骨粗しょう症に影響を及ぼす。
【0022】
本発明はまた、(a)試験化合物と、熱ショックタンパク質およびCD36発現細胞とを接触させること;ならびに(b)該細胞中のCD36活性または発現のレベルを測定することを含み、(b)で測定した活性または発現のレベルが、該試験化合物の不在下でのCD36活性のレベルと異なる場合には、HSP−CD36介在型プロセスをモジュレートする化合物が同定されたとする、HSP−CD36介在型プロセスをモジュレートする化合物の同定方法も提供する。別の実施形態では、測定されるCD36活性は、熱ショックタンパク質と相互作用する能力である。
【0023】
本発明はまた、(a)試験化合物の存在下で、熱ショックタンパク質と、CD36、またはその断片、類似体、誘導体もしくは模倣体とを接触させること;ならびに(b)CD36、またはその断片、類似体、誘導体もしくは模倣体に結合した熱ショックタンパク質の量を測定することを含み、(b)で測定した結合熱ショックタンパク質の量が、該試験化合物の不在下で結合した熱ショックタンパク質の量と異なる場合には、HSPとCD36との結合をモジュレートする化合物が同定されたとする、熱ショックタンパク質とCD36との結合をモジュレートする化合物の同定方法も包含する。別の実施形態では、ステップ(a)で接触させるCD36は細胞表面上にある。別の実施形態では、CD36は固体表面に固定化されている。別の実施形態では、固体表面はマイクロタイターディッシュである。別の実施形態では、細胞を、熱ショックタンパク質特異的抗体と接触させることにより、前記結合した熱ショックタンパク質の量を測定する。さらに別の実施形態では、熱ショックタンパク質を標識化し、該標識を検出することにより前記結合した熱ショックタンパク質の量を測定する。別の実施形態では、熱ショックタンパク質を蛍光標識で標識化する。
【0024】
本発明はさらに、(a)試験化合物を、CD36発現細胞と、抗原分子に会合した熱ショックタンパク質から本質的になるものとの混合物に、CD36介在性シグナル伝達物質産生を促す条件下で添加すること;(b)CD36発現細胞によるシグナル伝達物質のレベルを測定することを含み、(b)で測定したレベルが、該試験化合物の不在下での該刺激と異なる場合、CD36発現細胞による熱ショックタンパク質介在型シグナル伝達物質刺激をモジュレートする化合物が同定されたとする、CD36発現細胞による熱ショックタンパク質介在型細胞シグナリングをモジュレートする化合物の同定方法を提供する。本方法の一実施形態では、シグナル伝達物質刺激のレベルを測定するステップ(b)は、(i)ステップ(a)で形成したCD36発現細胞を、T細胞に、シグナル伝達物質刺激を促す条件下で添加すること;および(ii)該T細胞のシグナル伝達物質活性化のレベルを、前記試験化合物の不在下で形成したCD36発現細胞によるT細胞の活性化のレベルと比較することを含み、T細胞活性化のレベルの上昇または低下は、CD36発現細胞による熱ショックタンパク質介在型シグナル伝達をモジュレートする化合物が同定されたことを示す。
【0025】
様々な実施形態において、本発明の方法で使用する熱ショックタンパク質はgp96である。
【0026】
別の実施形態では、本発明は、患者サンプル中のHSP−CD36介在型プロセスのレベルを測定することを含み、該測定レベルが、臨床的に正常な個体で認められるレベルと異なる場合に、熱ショック−CD36関連障害が検出されたとする、哺乳動物における熱ショックタンパク質−CD36関連障害の検出方法を提供する。
【0027】
本発明はまた、本発明の組成物を含むキットも包含する。一実施形態では、(a)精製熱ショックタンパク質、熱ショックタンパク質をコードする核酸、または熱ショックタンパク質を発現する細胞;および(b)CD36ポリペプチド、CD36ポリペプチドをコードする核酸、またはCD36ポリペプチドを発現する細胞が、1つまたは複数の容器にパッケージングされた、キットを提供する。一実施形態では、CD36ポリペプチド、CD36ポリペプチドをコードする核酸、またはCD36ポリペプチドを発現する細胞は精製されている。別の実施形態では、キットは、自己免疫障害、感染性疾患、または増殖性障害を治療する際の使用指示書をさらに含む。
【0028】
本発明はまた、哺乳動物に、熱ショックタンパク質とCD36との相互作用をモジュレートする精製化合物を投与することを含む、免疫応答をモジュレートする方法も提供する。一実施形態では、化合物は、熱ショックタンパク質とCD36との相互作用を増強するアゴニストである。本方法の別の実施形態では、化合物は、熱ショックタンパク質とCD36との相互作用を妨害するアンタゴニストである。
【0029】
本発明はさらに、治療を必要とする哺乳動物に、熱ショックタンパク質とCD36との相互作用を妨害する精製化合物を投与することを含む、自己免疫障害の治療方法を提供する。本方法の一実施形態では、化合物は、熱ショックタンパク質とCD36との相互作用を妨害するアンタゴニストである。別の実施形態では、アンタゴニストは、CD36に特異的な抗体である。別の実施形態では、アンタゴニストは、熱ショックタンパク質に特異的な抗体である。別の実施形態では、アンタゴニストは小分子である。別の実施形態では、アンタゴニストはペプチドである。別の実施形態では、ペプチドは、CD36の少なくとも5つの連続したアミノ酸を含む。別の実施形態では、ペプチドは、熱ショックタンパク質配列の少なくとも5つの連続したアミノ酸を含む。
【0030】
本発明はさらに、癌細胞または感染細胞の免疫力を高める方法であって、(i)プロモーターに作用可能に連結し、(ii)CD36ポリペプチドをコードするヌクレオチド配列を含む核酸で、該細胞を形質転換することを含む、方法を提供する。
【0031】
本発明はさらに、癌細胞または被感染細胞の免疫力を高める方法であって、高い免疫応答を得るために(a)(i)プロモーターに作用可能に連結し、(ii)CD36ポリペプチドをコードするヌクレオチド配列を含む核酸で、該細胞を形質転換すること;および(b)該細胞を、治療を必要とする個体に投与することを含む、方法を提供する。
【0032】
本発明はまた、(i)プロモーターに作用可能に連結し、(ii)CD36ポリペプチドをコードするヌクレオチド配列を含む核酸で形質転換された、組換え癌細胞も提供する。一実施形態では、組換え細胞はヒト細胞である。
【0033】
さらに別の実施形態では、本発明は、(i)プロモーターに作用可能に連結し、(ii)CD36ポリペプチドをコードするヌクレオチド配列を含む核酸で形質転換された、組換え感染細胞を提供する。一実施形態では、組換え細胞はヒト細胞である。
【0034】
別の実施形態では、本発明は、(a)CD36を、1つ以上の試験分子と、結合を促す条件下で接触させるステップ;および(b)該試験分子のいずれかがCD36と特異的に結合しているかどうかを決定するステップを含む、CD36に特異的に結合する分子のスクリーニング方法を提供する。本方法の一実施形態では、試験分子は、免疫療法薬としての可能性のあるものである。
【0035】
本発明はまた、(a)CD36を、CD36リガンドまたはそのCD36結合断片、類似体、誘導体もしくは模倣体と、1つ以上の試験化合物の存在下で接触させること;および(b)CD36に結合した、CD36リガンドまたはその断片、類似体、誘導体もしくは模倣体の量を測定することを含み、(b)で測定した結合CD36リガンドの量が、該試験化合物の不在下で測定した結合CD36の量と異なる場合、CD36リガンドとCD36との結合をモジュレートする化合物が同定されたとする、CD36リガンドとCD36との結合をモジュレートする化合物の同定方法も提供する。
【0036】
別の実施形態では、(a)CD36を、1つ以上の試験化合物およびCD36リガンドと接触させること;ならびに(b)活性または発現のレベルを測定することを含み、(b)で測定した活性または発現のレベルが、該1つ以上の試験化合物の不在下でのCD36活性のレベルと異なる場合、CD36とCD36リガンドとの相互作用をモジュレートする化合物が同定されたとする、CD36とCD36リガンドとの相互作用をモジュレートする化合物の同定方法を提供する。
【0037】
別の実施形態では、本発明は、哺乳動物に、CD36に結合する精製化合物を、該哺乳動物において免疫応答をモジュレートするのに有効な量で投与することを含む、免疫応答をモジュレートする方法を提供する。
【0038】
さらに別の実施形態では、哺乳動物に、CD36に結合する精製化合物を、該哺乳動物において疾患または障害を治療または予防するのに有効な量で投与することを含む、疾患または障害を治療または予防する方法を提供する。一実施形態では、疾患または障害は、癌または感染性疾患である。
【0039】
さらなる実施形態では、治療を必要とする哺乳動物に、CD36に結合する精製化合物を、該哺乳動物において自己免疫障害を治療するのに有効な量で投与することを含む、自己免疫障害の治療方法を提供する。
【0040】
本明細書中で使用する「HSP−CD36介在型プロセス」という用語は、HSPとCD36との相互作用に対して直接的または間接的に依存および/または応答するプロセスを指す。このようなプロセスとしては、様々なCD36リガンド(リポタンパク質複合体、トロンボスポンジン1、熱帯熱マラリア原虫赤血球膜タンパク質1(PfEMP1)、LDLおよびリン脂質が挙げられるがこれらに限定されない)の結合に関係するシグナル伝達刺激活性等、CD36の異常レベルの発現、合成および/または活性から生じるプロセスが挙げられる。このようなプロセスとしては、アポトーシス細胞の食作用および長鎖脂肪酸の代謝が挙げられるが、これらに限定されない。
【0041】
本明細書で使用する「HSP−CD36関連障害」および「HSP−C36関連症状」という用語は、HSP−CD36相互作用が関与する障害および症状をそれぞれ指す。このような障害および症状は、例えば、正常で、影響を受けておらず、損なわれていない個体で認められるレベル、臨床的に正常な個体で認められるレベル、ならびに/または基準線、平均HSPおよび/もしくはCD36レベルを表すレベルの集団で認められるレベルと比べて、HSPおよび/またはCD36の発現、合成および/または活性のレベルが異常であることがおそらく原因である、HSPと相互作用するCD36の異常な能力により生じ得る。このような障害としては、自己免疫障害、細胞シグナリングまたは成長妨害を伴う疾患および障害、サイトカインクリアランスおよび/または炎症を伴う疾患および障害、増殖性障害、ウイルス障害および他の感染性疾患、高コレステロール血症、アルツハイマー病、糖尿病、ならびに骨粗しょう症が挙げられるがこれらに限定されない。
【0042】
本明細書で使用する「CD36リガンド」という用語は、CD36に結合可能な分子を指す。このようなCD36リガンドとしては、公知のリガンドと共に、リポタンパク質複合体、トロンボスポンジン1、熱帯熱マラリア原虫赤血球膜タンパク質1(PfEMP1)、およびリン脂質が挙げられるがこれらに限定されない。さらに、CD36リガンドとしては、当該分野で周知の標準的な結合アッセイを用いてCD36リガンドとして容易に同定される分子も挙げられる。このようなCD36リガンドは、典型的に、CD36に結合する際に細胞によりエンドサイトーシスにより取り込まれる。
【0043】
4. 図面の簡単な説明
図面の簡単な説明については後述する。
【0044】
5. 発明の詳細な説明
本発明は、熱ショックタンパク質(「HSP」)受容体としてCD36を使用する組成物および方法に関する。特に、本発明は、単離CD36−リガンド複合体(例えば、CD36−HSP複合体)(単離および/または組換え細胞、ならびにCD36とHSP等のCD36リガンドとの相互作用をモジュレートする抗体、分子および化合物が挙げられる)を含む組成物を提供する。本発明は、CD36を熱ショックタンパク質受容体として使用する方法をさらに包含し、CD36とHSPまたは他のCD36リガンドとの相互作用をモジュレートする化合物を同定するためのスクリーニングアッセイ、ならびにこれらの分子および複合体を免疫障害、増殖性障害および感染性疾患の診断および治療のために使用する方法が挙げられる。
【0045】
本明細書で使用する「CD36リガンド」という用語は、CD36に結合可能な分子を指す。このようなCD36リガンドとしては、公知のリガンドと共に、リポタンパク質複合体、トロンボスポンジン、熱帯熱マラリア原虫赤血球膜タンパク質1(PfEMP1)、LDL、およびリン脂質が挙げられるがこれらに限定されない。さらに、CD36リガンドは、当該分野で周知の標準的な結合アッセイを用いてCD36リガンドとして容易に同定される分子も含む。
【0046】
本発明の実施において有用なHSPは、以下の基準を満たす任意の細胞タンパク質から選択され得る:すなわち、細胞がストレス性刺激に曝されるとHSPの細胞内濃度が増加すること;HSPが他のタンパク質もしくはペプチドに結合でき、そしてアデノシン三リン酸(ATP)の存在下もしくは低いpHにて結合したタンパク質もしくはペプチドを放出できること;またはHSPが、上記性質のいずれかを有する任意の細胞タンパク質と少なくとも35%の相同性を有すること。本発明の組成物および方法において使用するHSPとしては、HSP90、gp96、BiP、Hsp70、DnaK、Hsc70、PhoEカルレティキュリン、PDI、またはsHspを単独でまたは組み合わせたものが好ましい(ただしこれらに限定されない)。
【0047】
好適な実施形態では、HSPは、哺乳動物(例えば、マウス、ラット、霊長類、イヌ、ネコ、ウシ、ウマなどの家畜)のものであり、最も好ましくはヒトのものである。
【0048】
本発明の実施において有用なHspとしては、HSP60ファミリー、HSP70ファミリー、HSP90ファミリー、HSP100ファミリー、sHSPファミリーのメンバー、カルレティキュリン、PDI、ならびにチオレドキシン様ドメインを含む小胞体に入った他のタンパク質(ERp72およびERp61等、ただしこれらに限定されない)が挙げられるがこれらに限定されない。
【0049】
HSP類似体、突然変異タンパク質(mutein)、誘導体および断片も、本発明のHSPの代わりに使用できる。本発明で使用するHSPペプチド結合「断片」とは、ペプチドと非共有的結合で会合して、免疫応答を誘導可能な複合体を形成できるHSPペプチド結合ドメインを含むポリペプチドを指す。一実施形態では、HSPペプチド結合断片は、約100〜200のアミノ酸のHSPペプチド結合ドメインを含むポリペプチドである。
【0050】
類似する配列をアライメントスコアおよび統計によりランク付けするFASTAおよびBLAST等のプログラムを使用してデータベースを検索し、照会配列に対して様々な程度の類似性を有する配列を同定することもできる。本発明の方法で使用するHSPの調製のために使用できる限定しないHSPの例に対するこのようなヌクレオチド配列としては以下のものがある:ヒトHsp70、Genbank受託番号NM_005345、Sargentら, 1989, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A., 86:1968−1972;ヒトHsp90、Genbank受託番号X15183、Yamazakiら, Nucl. Acids Res. 17:7108;ヒトgp96:Genbank受託番号X15187、Makiら, 1990, Proc. Natl. Acad Sci., 87:5658−5562;ヒトBiP:Genbank受託番号M19645;Tingら, 1988, DNA 7:275−286;ヒトHsp27、Genbank受託番号M24743;Hickeyら, 1986, Nucleic Acids Res. 14:4127−45;マウスHsp70:Genbank受託番号M35021、Huntら, 1990, Gene, 87:199−204;マウスgp96:Genbank受託番号M16370、Srivastavaら, 1987, Proc. Natl. Acad. Sci., 85:3807−3811;およびマウスBiP:Genbank受託番号U16277、Haasら, 1988, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A., 85:2250−2254。遺伝子コードの縮重のため、本明細書で使用する「HSP配列」という用語は、天然型アミノ酸およびヌクレオチド配列のみではなく、HSPをコードするその他全ての縮重配列も包含する。
【0051】
上記HSPファミリーは、HSPに配列が関係する(例えば、35%を上回るアミノ酸同一性を有する)が、ストレスによって発現レベルが変化しないタンパク質も含む。従って、本明細書で使用する熱ショックタンパク質またはストレスタンパク質の定義は、ストレス性刺激に応答して細胞中での発現レベルが増強するファミリーのメンバーと少なくとも35%〜55%、好ましくは55%〜75%、そして最も好ましくは75%〜85%のアミノ酸同一性を有する他のタンパク質、変異体、類似体、およびその変種を包含することを意図する。2つの配列間の同一性%の決定は、数学的アルゴリズムを用いても達成できる。2つの配列を比較するために利用する数学的アルゴリズムの好ましい限定しない例としては、KarlinおよびAltschul, 1993, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 90:5873−5877に記載されるように改変された、KarlinおよびAltschul, 1990, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 87:2264−2268のアルゴリズムがある。このようなアルゴリズムは、Altschulら, 1990, J. Mol. Biol. 215:403−410のNBLASTおよびXBLASTプログラムに組み込まれる。BLASTヌクレオチド検索を、NBLASTプログラム、スコア=100、文字長さ=12で行い、本発明の核酸分子に相同なヌクレオチド配列を得ることができる。BLASTタンパク質検索を、XBLASTプログラム、スコア=50、文字長さ=3で行い、本発明のタンパク質分子に相同なアミノ酸配列を得ることができる。比較する目的でギャップド(gapped)アライメントを得るために、ギャップドBLASTを、Altschulら, 1997, Nucleic Acids Res. 25:3389−3402に記載されるように利用できる。あるいはまた、PSI−Blastを使用して、分子間の距離関係を検出する反復検索を実施できる(Altschulら, 1997, 前掲)。BLAST、ギャップドBLASTおよびPSI−Blastプログラムを利用する場合、それぞれのプログラム(例えば、XBLASTおよびNBLAST)のデフォルトパラメータを使用できる(http://www.ncbi.nlm.nih.govを参照)。配列の比較に利用する数学的アルゴリズムの別の好ましい限定しない例は、MyersおよびMiller, 1988, CABIOS 4:11−17のアルゴリズムである。このようなアルゴリズムは、GCG配列アライメントソフトウェアパッケージの一部であるALIGNプログラム(バージョン2.0)に組み込まれている。アミノ酸配列を比較するためのALIGNプログラムを利用する場合、PAM120重み付け残基テーブル(weight residue table)、ギャップ長さペナルティー:12、およびギャップペナルティー:4を使用できる。
【0052】
本発明の免疫原性HSP−ペプチド複合体は、HSP、および哺乳動物において免疫応答を誘導可能なペプチドを含む任意の複合体を含み得る。ペプチドは、HSPと非共有的結合で会合することが好ましい。好ましい複合体としては、gp96−ペプチド複合体、HSP90−ペプチド複合体、HSP70−ペプチド複合体、HSP60−ペプチド複合体、HSP100−ペプチド複合体、カルレティキュリン−ペプチド複合体、およびsHSP−ペプチド複合体が挙げられるがこれらに限定されない。例えば、真核生物細胞の小胞体中に存在し、細胞質HSP90に関係するHSP gp96を使用して、gp96−ペプチド複合体を含む有効なワクチンを産生できる。
【0053】
本発明で使用するHSP、CD36および/または抗原分子は、天然の由来源から精製、化学的に合成、または組換えにより作製できる。HSPは、患者に対して同種のもの(allogeneic)であってもよいが、好適な実施形態では、HSPはそれを投与する患者に対して同原のもの(autologous)である。
【0054】
5.1. 本発明の組成物
本発明は、CD36とCD36リガンド(例えば、HSP等)との相互作用をモジュレートする組成物を提供する。このような組成物は、免疫応答を誘導またはモジュレートする方法において使用できる。このような組成物は、HSP−CD36複合体、HSP−CD36複合体を発現する単離細胞、ならびに組換えCD36およびHSP配列を含む単離および組換え細胞を特異的に認識する抗体も含む。さらに、本発明の様々な方法において、CD36をコードする配列、HSP、およびCD36を免疫療法に使用する。このような組成物は、例えば、増殖性障害、感染性疾患および他のHSP−CD36関連障害に対する免疫療法のために使用できる。このような組成物の合成および作製の方法は、本明細書に記載している。
【0055】
5.1.1. 組換え発現
本発明の様々な実施形態では、CD36、HSPまたは他のCD36リガンドをコードする配列を、発現ベクターに挿入して、組換え細胞中で増殖および発現させる。従って、一実施形態では、CD36、HSP、または他のCD36リガンドコード領域を、組換え細胞中での発現のために非天然型プロモーターと連結させる。
【0056】
出願人の発見に基づくと、CD36の細胞外部分はHSPおよびHSP−抗原ペプチド複合体を認識および結合する役目をおそらく負っている。CD36とHSPとの相互作用は、免疫応答を刺激するシグナル伝達経路を誘発する。本発明に基づき、CD36およびHSP相互作用のアゴニストおよびアンタゴニストを含む組成物を用いて、免疫応答をモジュレートできる。従って、組換えCD36ポリペプチド、CD36とHSPとの複合体またはHSP−抗原ペプチド複合体、ならびにCD36を発現する組換え細胞を、本明細書に記載する免疫療法のための方法および診断方法に使用できる。
【0057】
本発明の様々な実施形態では、CD36および/もしくは熱ショックタンパク質をコードする配列、またはそれらの断片を発現ベクターに挿入して、組換え細胞中で増殖および発現させる。本明細書で使用する発現構築物とは、適切な宿主細胞中でのコード遺伝子産物の発現を可能にする1つ以上の調節領域と作用可能に会合するCD36またはHSP等の特定の遺伝子産物をコードするヌクレオチド配列を指す。「作用可能に会合する」とは、調節領域、および発現される遺伝子産物をコードするヌクレオチド配列が転写、そして最終的に翻訳可能なように連結および位置する会合を指す。
【0058】
DNAは、当該分野で公知の標準的な手順により配列データベースから得た公知の配列に基づき、DNA増幅または分子クローニングにより、組織、細胞培養物またはクローン化DNA(例えば、DNA「ライブラリー」)から直接得てもよい。任意の真核生物細胞が、hsp遺伝子のコード領域を得るための核酸由来源の役目を果たし得る。HSPをコードする核酸配列は、脊椎動物、哺乳動物、および霊長類由来源(ヒトを含む)から単離できる。ゲノムDNAから誘導されるクローンは、コード領域に加えて調節およびイントロンDNA領域を含み得る;cDNAから誘導されるクローンは、エキソン配列のみを含む。由来源に関わらず、hsp遺伝子は、遺伝子の増殖のために適切なベクターにクローニングされるべきである。
【0059】
大腸菌を利用したベクターは、外来タンパク質の高レベル発現のために最も一般的かつ用途が広い系である(Makrides, 1996, Microbiol Rev, 60:512−538)。大腸菌中の発現のために使用できる調節領域の限定しない例としては、lac、trp、lpp、phoA、recA、tac、λP、ならびにファージT3およびT7プロモーターが挙げられるがこれらに限定されない(Makrides, 1996, Microbiol Rev, 60:512−538)。原核生物発現ベクターの限定しない例としては、λgt11等のλgtベクターシリーズ(”DNA Cloning Techniques”, Vol. I: A Practical Approach (D. Glover編), pp. 49−78, IRL Press, Oxfordに掲載のHuynhら, 1984)、およびpETベクターシリーズ(Studierら, 1990, Methods Enzymol., 185:60−89)が挙げられ得る。しかし、原核生物宿主ベクター系の潜在的な欠点は、哺乳動物細胞の多くの翻訳後処理事象を行うことができないことである。従って、真核生物宿主ベクター系が好ましく、哺乳動物宿主ベクター系がより好ましく、ヒト宿主ベクター系が最も好ましい。
【0060】
例えば、CD36配列の転写に必要な調節領域を、発現ベクターは備えることができる。翻訳開始コドン(ATG)も、開始コドンを欠くCD36をコードするヌクレオチド配列を発現するために備えてもよい。互換性のある宿主構築物系では、転写のために必要な細胞タンパク質(RNAポリメラーゼおよび転写因子等)は、発現構築物上の調節領域に結合して、宿主生物中でCD36配列の転写をもたらす。遺伝子発現のために必要な調節領域の厳密な性質は、宿主細胞により異なり得る。一般的に、RNAポリメラーゼに結合して、作用可能に会合した核酸配列の転写を開始できるプロモーターが必要とされる。このような調節領域は、転写および翻訳の開始に関与する5’非コード配列(TATAボックス、キャップ部位、CAATボックス等)を含み得る。コード配列の3’側の非コード領域は、転写終結調節配列(ターミネーターおよびポリアデニル化部位等)を含み得る。
【0061】
構成的および誘導可能調節領域の両方とも、CD36、HSPまたは他のCD36リガンドの発現のために使用され得る。組換え細胞の成長のために最適な条件と、遺伝子産物の高レベル発現のための条件が異なる場合には、誘導可能プロモーターを使用することが望ましいかもしれない。有用な調節領域の例は、以下次節において記載する。
【0062】
哺乳動物宿主細胞中でのCD36、HSPまたは他のCD36リガンド遺伝子産物の発現のためには、例えば、SV40初期および後期プロモーター、サイトメガロウイルス(CMV)極初期プロモーター、ならびにラウス肉腫ウイルス長末端反復配列(RSV−LTR)プロモーター等の様々な調節領域が使用できる。哺乳動物細胞において有用であり得る誘導可能なプロモーターとしては、メタロチオネインII遺伝子、マウス乳腺癌ウイルスグルココルチコイド応答型長末端反復配列(MMTV−LTR)、βインターフェロン遺伝子、およびHsp70遺伝子を伴うものが挙げられるがこれらに限定されない(Williamsら, 1989, Cancer Res. 49:2735−42;Taylorら, 1990, Mol. Cell Biol., 10:165−75)。熱ショックプロモーターまたはストレスプロモーターを使用して、組換え宿主細胞中でCD36の発現を駆動することが有利かもしれない。
【0063】
組織特異性を示し、トランスジェニック動物で利用されてきた以下の動物調節領域も、特定の組織種類の腫瘍細胞において使用できる:すなわち、膵臓腺房細胞において活性なエラスターゼI遺伝子制御領域(Swiftら, 1984, Cell 38:639−646;Ornitzら, 1986, Cold Spring Harbor Symp. Quant. Biol. 50:399−409;MacDonald, 1987, Hepatology 7:425−515);膵臓β細胞において活性なインスリン遺伝子制御領域(Hanahan, 1985, Nature 315:115−122);リンパ球において活性な免疫グロブリン遺伝子制御領域(Grosschedlら, 1984, Cell 38:647−658;Adamesら, 1985, Nature 318:533−538;Alexanderら, 1987, Mol. Cell. Biol. 7:1436−1444);精巣、胸、リンパ球および肥満細胞において活性なマウス乳腺癌ウイルス制御領域(Lederら, 1986, Cel 45:485−495);肝臓において活性なアルブミン遺伝子制御領域(Pinkertら, 1987, Genes and Devel. 1:268−276);肝臓において活性なαフェトプロテイン遺伝子制御領域(Krumlaufら, 1985, Mol. Cell. Biol. 5:1639−1648;Hammerら, 1987, Science 235:53−58);肝臓において活性なα1−アンチトリプシン遺伝子制御領域(Kelseyら, 1987, Genes and Devel. 1:161−171);骨髄細胞において活性なβグロビン遺伝子制御領域(Mogramら, 1985, Nature 315:338−340;Kolliasら, 1986, Cell 46:89−94);脳中の稀突起膠細胞において活性なミエリン塩基性タンパク質遺伝子制御領域(Readheadら, 1987, Cell 48:703−712);骨格筋において活性なミオシン軽鎖2遺伝子制御領域(Sani, 1985, Nature 314:283−286);ならびに視床下部において活性な性腺刺激ホルモン放出ホルモン(gonadotropic releasing hormone)遺伝子制御領域(Masonら, 1986, Science 234:1372−1378)。
【0064】
宿主細胞中でのCD36の発現の効率は、適切な転写エンハンサーエレメント(SV40ウイルス、B型肝炎ウイルス、サイトメガロウイルス、免疫グロブリン遺伝子、メタロチオネイン、βアクチンにおいて認められるもの等)を発現ベクターに含むことにより増強され得る(Bittnerら, 1987, Methods in Enzymol. 153:516−544;Gorman, 1990, Curr. Op. in Biotechnol. 1:36−47を参照)。
【0065】
発現ベクターは、1種類を上回る宿主細胞中でのベクターの維持および複製、または宿主染色体へのベクターの組込みを可能にする配列も含み得る。このような配列としては、複製起点、自律複製配列(ARS)、セントロメアDNAおよびテロメアDNAが挙げられるがこれらに限定されない。少なくとも2種類の宿主細胞において複製および維持可能なシャトルベクターを使用することも有利であり得る。
【0066】
さらに、発現ベクターは、CD36をコードするDNAを含む宿主細胞をまず最初に単離または同定するために、選択可能またはスクリーニング可能マーカー遺伝子を含み得る。CD36の長期に及ぶ高収率生成のためには、哺乳動物細胞中での安定した発現が好ましい。多数の選択系が哺乳動物細胞のために使用でき、単純ヘルペスウイルスチミジンキナーゼ(Wiglerら, 1977, Cell 11:223)、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(SzybalskiおよびSzybalski, 1962, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 48:2026)、ならびにアデニンホスホリボシルトランスフェラーゼ(Lowyら, 1980, Cell 22:817)遺伝子がそれぞれtk、hgprfまたはaprt細胞において採用できるがこれらに限定されない。また、メトトレキセートに対する耐性を付与するジヒドロ葉酸レダクターゼ(dhfr)(Wiglerら, 1980, Natl. Acad. Sci. USA 77:3567;O’Hareら, 1981, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 78:1527);ミコフェノール酸に対する耐性を付与するgpt(MulliganおよびBerg, 1981, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 78:2072);アミノグリコシドG−418に対する耐性を付与するネオマイシンホスホトランスフェラーゼ(neo)(Colberre−Garapinら, 1981, J. Mol. Biol. 150:1);ならびにハイグロマイシンに対する耐性を付与するハイグロマイシンホスホトランスフェラーゼ(hyg)(Santerreら, 1984, Gene 30:147)の選択の基準として、代謝拮抗物質耐性を用いることができる。ヒスチジノールおよびZeocinTM等(これらに限定されない)の他の選択可能なマーカーも使用できる。
【0067】
CD36、HSP、または他のCD36リガンドをコードするDNA配列をベクターのクローニング部位に挿入するためには、プロモーター等の調節機能を有するDNA配列を、CD36、HSP、または他のCD36リガンドをそれぞれコードするDNA配列に付着しなければならない。このためには、適切な適合制限部位を提供するリンカーまたはアダプターを、当該分野で周知の技術により、CD36をコードするcDNAまたは合成DNAの端部にライゲートし得る(Wuら, 1987, Methods in Enzymol 152:343−349)。制限酵素での切断の後に修飾を行って、ライゲート前に一本鎖DNA末端を消化または埋めて、平滑末端を作ってもよい。あるいはまた、所望の制限酵素部位を含むプライマーでのPCRを使用してDNAを増幅することにより、所望の制限酵素部位をDNAの断片に導入できる。
【0068】
一実施形態では、調節領域に作用可能に会合したCD36配列を含む発現構築物を、適切な宿主細胞に直接導入して、それ以上クローニングすること無くCD36を発現および産生できる(例えば、米国特許第5,580,859号を参照)。発現構築物はまた、CD36配列を(例えば、相同組換えを介して)宿主細胞のゲノムに組み込み易くするDNA配列を含み得る。この場合、宿主細胞中でCD36を増殖および発現させるために、適切な宿主細胞に適した複製起点を含む発現ベクターを採用する必要はない。
【0069】
CD36、HSP、または他のCD36リガンドをコードするクローニングされたヌクレオチド配列を含む発現構築物は、当該分野で公知の様々な技術により宿主細胞に導入することができ、原核生物細胞については細菌形質転換(Hanahan, 1985, DNA Cloning, A Practical Approach, 1:109−136に掲載)、ならびに真核生物細胞についてはリン酸カルシウム介在型トランスフェクション(Wiglerら, 1977, Cell 11:223−232)、リポソーム介在型トランスフェクション(Schaefer−Ridderら, 1982,Science 215:166−168)、エレクトロポーレーション(Wolffら, 1987, Proc. Natl Acad Sci 84:3344)およびマイクロインジェクション(Cappechi, 1980, Cell 22:479−488)等が挙げられるがこれらに限定されない。
【0070】
正しく処理されたCD36、HSPまたは他のCD36リガンドの長期に及ぶ高収率産生のためには、哺乳動物細胞中で安定して発現することが好ましい。CD36、HSPもしくは他のCD36リガンドまたはCD36−ペプチド複合体を安定して発現する細胞系を、選択可能マーカーを含むベクターを用いて操作してもよい。限定しない例として、発現構築物の導入後、操作された細胞を富化培地中で1〜2日間成長させてから、選択的培地に入れ代えてもよい。発現構築物中の選択可能マーカーは、選択に対する耐性を付与し、細胞が染色体に発現構築物を安定して組み込み、培養成長し、細胞系に拡張することを最適に可能にすることが好ましい。このような細胞は、長期にわたり培養でき、その間所望の遺伝子産物は連続的に発現する。
【0071】
組換え細胞は、標準的条件の温度、インキュベーション時間、光学密度および培地組成で培養され得る。あるいはまた、癌細胞または被感染細胞の栄養および生理学的要件を真似た条件下で、組換え抗原細胞を培養してもよい。しかし、組換え細胞の成長条件は、CD36、HSPもしくは他のCD36リガンド、または抗原ペプチドの発現のためのものとは異なり得る。
【0072】
5.1.2 ペプチド合成
HSP、CD36、または他のCD36配列リガンドを含むペプチドおよびポリペプチドを組換え技術により産生することに代わるものとして、ペプチド合成がある。例えば、本明細書に記載する治療方法においてアンタゴニストとして使用できる、受容体結合ドメインを含むHSPまたはCD36ペプチドの一部に対応するペプチドは、ペプチド合成器を使用して合成できる。本明細書に記載の治療方法に有用なCD36配列に対応する合成ペプチドも合成により産生できる。従来のペプチド合成、または当該分野で周知の他の合成プロトコールを使用し得る。
【0073】
例えば、CD36、HSPもしくは他のCD36リガンドのアミノ酸配列、またはそれらの類似体、突然変異タンパク質、断片もしくは誘導体を有するペプチドは、Merrifield, 1963, J. Am. Chem. Soc., 85:2149に記載される手順に類似した手順を用いて固相ペプチド合成により合成し得る。合成の間、保護された側鎖を有するN−α−保護アミノ酸を、成長ポリペプチド鎖(C末端に連結)、および不溶性ポリマー支持体(すなわち、ポリスチレンビーズ)に段階的に付加する。N−α−脱保護アミノ酸のアミノ基を、ジシクロヘキシルカルボジイミド等の試薬との反応により活性化されたN−α−保護アミノ酸のα−カルボキシル基に連結することにより、ペプチドを合成する。活性化カルボキシルへの遊離アミノ基の付着により、ペプチド結合形成が生じる。最もよく使用されるN−α−保護基としては、酸不安定性のBoc、および塩基不安定性のFmocが挙げられる。適切な化学物質、樹脂、保護基、保護アミノ酸および試薬の詳細は、当該分野で周知であるため、本明細書では詳細には議論しない(Athertonら, 1989, Solid Phase Peptide Synthesis: A Practical Approach, IRL Press、およびBodanszky, 1993, Peptide Chemistry, A Practical Textbook, 第2版, Springer−Verlagを参照)。
【0074】
得られたCD36、HSPまたは他のCD36リガンドペプチドの精製は、ゲル浸透、分配および/またはイオン交換クロマトグラフィーを使用した調製用(preparative)HPLC等の従来の手順を用いて達成される。適切なマトリックスおよび緩衝液の選択は、当該分野で周知であるため、本明細書では詳細には記載しない。
【0075】
さらに、CD36、HSPまたは他のCD36リガンドタンパク質の類似体および誘導体は化学的に合成できる。さらに、所望であれば、非古典アミノ酸または化学アミノ酸類似体を、置換または付加として、CD36、HSPまたは他のCD36リガンド配列に導入できる。非古典アミノ酸としては、共通アミノ酸のD−核異性体、α−アミノイソ酪酸、4−アミノ酪酸、Abu、2−アミノ酪酸、γ−Abu、ε−Ahx、6−アミノヘキサン酸、Aib、2−アミノイソ酪酸、3−アミノプロピオン酸、オルニチン、ノルロイシン、ノルバリン、ヒドロキシプロリン、サルコシン、シトルリン(citrulline)、システイン酸、t−ブチルグリシン、t−ブチルアラニン、フェニルグリシン、シクロヘキシルアラニン、β−アラニン、フルオロ−アミノ酸、デザイナー(designer)アミノ酸(β−メチルアミノ酸、Cα−メチルアミノ酸、Nα−メチルアミノ酸)、および一般的なアミノ酸類似体が挙げられるがこれらに限定されない。
【0076】
5.1.3 CD36−HSP 複合体に特異的な抗体
CD36エピトープ、HSP−CD36複合体エピトープ、または受容体もしくは受容体複合体の保存された変種もしくはペプチド断片のエピトープを特異的に認識できる抗体の産生方法を本明細書に記載する。このような抗体は、本発明の治療および診断方法において有用である。
【0077】
このような抗体としては、ポリクローナル抗体、モノクローナル抗体(mAb)、ヒト化もしくはキメラ抗体、一本鎖抗体、Fabフラグメント、F(ab’)フラグメント、Fab発現ライブラリーにより産生されるフラグメント、抗イディオタイプ(抗−Id)抗体、および上記いずれかのエピトープ結合断片が挙げられるがこれらに限定されない。このような抗体は、例えば、生物学的サンプル中のCD36またはHSP−CD36複合体の検出において使用し得る。このような抗体はまた、例えば、以下の5.2節に記載するように、HSPとCD36との相互作用に対する試験化合物の影響を評価するために、化合物スクリーニングスキームと共に利用できる。
【0078】
抗−CD36−HSP複合体抗体は、異常な受容体産物活性を阻害する方法としてさらに使用できる。従って、このような抗体は、HSP−CD36関連障害(例えば、自己免疫障害)の治療方法の一部として利用され得る。
【0079】
CD36または受容体複合体に対する抗体を産生するために、様々な宿主動物を、CD36もしくはHSP−CD36、またはその一部で注射することにより免疫化できる。CD36またはHSP−CD36複合体の抗原部分は、当該分野で公知のアルゴリズムにより容易に予測できる。
【0080】
宿主動物としては、ウサギ、マウスおよびラットが挙げられるがこれらはほんの一部であり、これらに限定されない。免疫学的応答を高めるために宿主種に応じて様々なアジュバントを使用することができ、フロイント(完全および不完全)、ミネラルゲル(水酸化アルミニウム等)、表面活性物質(リゾレシチン等)、プルロニックポリオール(pluronic polyol)、ポリアニオン、ペプチド、油性エマルジョン、スカシガイ(keyhole limpet)ヘモシアニン、ジニトロフェノール、ならびに有用な可能性のあるヒトアジュバント(BCG(カルメット・ゲラン桿菌(bacille Calmette−Guerin)およびコリネバクテリウム・パルヴァム(Corynebacterium parvum))が挙げられるがこれらに限定されない。
【0081】
ポリクローナル抗体は、CD36またはHSP−CD36複合体等の抗原、またはその抗原機能性誘導体で免疫化された動物の血清から誘導された抗体分子の異種集団である。ポリクローナル抗体を産生するために、上記したような宿主動物を、同じく上記したアジュバントを補足したCD36もしくはHSP−CD36複合体、またはその一部を注射することで免疫化し得る。
【0082】
特定の抗原に対する抗体の同種集団であるモノクローナル抗体は、連続継代細胞系培養(continuous cell lines in culture)により抗体分子を産生する任意の技術により得られる。これらとしては、KohlerおよびMilsteinのハイブリドーマ技術(1975, Nature 256, 495−497;および米国特許第4,376,110号)、ヒトB細胞ハイブリドーマ技術(Kosborら, 1983, Immunology Today 4:72;Coleら, 1983, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 80, 2026−2030)、ならびにEBV−ハイブリドーマ技術(Coleら, 1985, Monoclonal Antibodies And Cancer Therapy, Alan R. Liss, Inc., pp. 77−96)が挙げられるがこれらに限定されない。これらの抗体は、どの免疫グロブリンクラス(IgG、IgM、IgE、IgA、IgDおよびそれらのあらゆるサブクラスを含む)のものであってもよい。本発明のmAbを産生するハイブリドーマは、in vitroまたはin vivoで培養し得る。高力価のmAbがin vivoで産生されることから、これは現時点で好ましい産生方法である。
【0083】
さらに、適切な抗原特異性のマウス抗体分子由来の遺伝子を、適切な生物学的活性のヒト抗体分子由来の遺伝子と共にスプライシングすることによる、「キメラ抗体」の産生のために開発された技術(Morrisonら, 1984, Proc. Natl. Acad. Sci., 81:6851−6855;Neubergerら, 1984, Nature 312:604−608;Takedaら, 1985, Nature 314:452−454)を使用できる。キメラ抗体は、異なる部分が異なる動物種から誘導される分子であり、マウスmAbから誘導された可変領域およびヒト免疫グロブリン定常領域を有するもの等がある(例えば、Cabillyら, 米国特許第4,816,567号;およびBossら, 米国特許第4,816,397号(参照により全体的に本明細書に援用する)を参照)。
【0084】
本発明のさらなる実施形態では、無菌動物においてモノクローナル抗体を産生できる(1989年12月12日に公開されたPCT国際公報第WO 89/12690号を参照)。本発明によれば、ヒト抗体を使用してもよく、これは、ヒトハイブリドーマを使用して(Coteら, 1983, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 80:2026−2030)、またはヒトB細胞をEBVウイルスでin vitro形質転換することで(Monoclonal Antibodies an Cancer Therapy, Alan R. Liss, pp. 77−96に掲載のColeら, 1985)得ることができる。CD36−HSP複合体に特異的なマウス抗体分子由来の遺伝子を、適切な生物学的活性のヒト抗体分子由来の遺伝子と共にスプライシングすることによる、「キメラ抗体」の産生のために開発された技術(Morrisonら, 1984, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 81:6851−6855;Neubergerら, 1984, Nature 312:604−608;Takedaら, 1985, Nature 314:452−454)も使用できる;このような抗体は本発明の範囲内にある。
【0085】
ヒト化抗体も提供される(Winterの米国特許第5,225,539号を参照)。免疫グロブリン軽鎖または重鎖可変領域は、相補性決定領域(CDR)と称される3つの超可変領域により妨害される「フレームワーク」領域からなる。フレームワーク領域の範囲およびCDRは明確に定義されている(”Sequences of Proteins of Immunological Interest”, Kabat, E.ら, U.S. Department of Health and Human Services (1983)を参照)。簡単に言うと、ヒト化抗体は、非ヒト種由来の1つ以上のCDR、およびヒト免疫グロブリン分子由来のフレームワーク領域を有する非ヒト種由来の抗体分子である。このようなCDR移植(grafting)抗体は、様々な抗原に対して都合よく構築されており、例えば、Queenら, 1989, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 86:10029に記載のIL−2受容体に対する抗体;Riechmannら, 1988, Nature 332:323に記載の細胞表面受容体CAMPATHに対する抗体;Coら, 1991, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 88:2869に記載のB型肝炎に対する抗体;ならびにTempestら, 1991, Bio−Technology 9:267に記載の呼吸系合胞体(respiratory syncytial)ウイルスのウイルス抗原に対する抗体等がある。ヒトにおける治療用途のためにはヒト化抗体が最も好ましい。
【0086】
あるいはまた、一本鎖抗体の産生について記載される技術(米国特許第4,946,778号;Bird, 1988, Science 242:423−426;Hustonら, 1988, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 85:5879−5883;およびWardら, 1989, Nature 334:544−546)を適用して、CD36もしくはHSP−CD36複合体、またはそれらの一部分の一本鎖抗体を産生できる。一本鎖抗体は、Fv領域の重鎖および軽鎖フラグメントをアミノ酸架橋を介して連結して一本鎖ポリペプチドを得ることにより形成する。
【0087】
特異的なエピトープを認識する抗体フラグメントは、公知の技術により作製してもよい。例えば、このようなフラグメントとしては、抗体分子のペプシン消化により生成可能なF(ab’)フラグメント、およびF(ab’)フラグメントのジスルフィド架橋を還元することにより生成可能なFabフラグメントが挙げられるがこれらに限定されない。あるいはまた、Fab発現ライブラリーを構築して(Huseら, 1989, Science, 246: 1275−1281)、所望の特異性を有するモノクローナルFabフラグメントの高速かつ簡単な同定を可能にしてもよい。
【0088】
代わりに、CD36に対する抗体を利用して、当業者に周知の技術により、CD36を「模倣する」抗イディオタイプ抗体を作製できる(例えば、GreenspanおよびBona, 1993, FASEB J 7(5):437−444;ならびにNissinoff, 1991, J. Immunol. 147(8):2429−2438を参照)。例えば、CD36 ECDに結合し、HSPがCD36に結合するのを競合的に阻害する抗体を用いて、ECDを「模倣し」、従ってHSPに結合および中和する抗イディオタイプを作製できる。このような中和抗イディオタイプ、またはこのような抗イディオタイプのFabフラグメントを治療内容に使用して、天然型リガンドを中和し、HSP−CD36関連障害(免疫学的障害、増殖性障害、および感染性疾患等)を治療できる。
【0089】
あるいはまた、CD36活性のアゴニストとして作用できる、CD36に対する抗体を作製できる。このような抗体は、CD36に結合し、受容体のシグナル伝達活性を活性化する。さらに、CD36活性のアンタゴニストとして作用する(すなわち、CD36の活性化を阻害する)抗体は、自己免疫障害、増殖性障害(癌等)、および感染性疾患を治療するために特に有用である。このようなアゴニストおよびアンタゴニストをアッセイする方法は、以下の5.2節に詳細に記載する。
【0090】
5.2 CD36 と相互作用する化合物を同定するためのアッセイ
本発明は、CD36がHSP−抗原ペプチド複合体を認識し、免疫応答を引き出すシグナル伝達経路を誘導するという発見に基づいている。従って、受容体と相互作用するか、または受容体の機能を増強もしくはブロックする化合物を同定する方法が本発明に含まれる。本発明は、CD36と相互作用するか、またはCD36の活性およびCD36とHSPもしくはHSP−ペプチド複合体との相互作用をモジュレートする化合物または組成物を同定するために使用できる、以下の副節に記載するin vitroおよびin vivoアッセイ系を提供する。
【0091】
本発明は、CD36と相互作用するか、またはHSPとCD36との相互作用をモジュレートする小分子、タンパク質、および他の化合物の同定に有用なスクリーニング方法論を提供する。このような化合物は、異なる親和性でCD36遺伝子または遺伝子産物と結合し、免疫応答をモジュレートするのに有用な治療的用途を有する受容体活性のin vivoレギュレーターとして役目を果たし得る。例えば、受容体機能を阻害する特定の化合物を患者に使用して、HSPの細胞放出により生じる破壊的免疫応答を下方調節することができる。
【0092】
CD36と相互作用するか、またはCD36発現および活性をモジュレートする能力について可能性のある薬剤をスクリーニングする方法は、受容体について、およびHSPもしくはHSP−ペプチド複合体結合および認識におけるその役割についての本発明者らの発見に基づいて設計できる。CD36タンパク質、核酸、および誘導体をスクリーニングアッセイに使用して、HSPタンパク質、誘導体または核酸に特異的に結合し、従って、CD36のアゴニストまたはアンタゴニストとして免疫応答をモジュレートする潜在的な用途を有する分子を検出できる。好適な実施形態では、このようなアッセイは、抗自己免疫疾患剤、抗癌剤および抗感染剤(抗ウイルス剤および抗生物質等)としての潜在的な効用を有する分子、または薬剤開発のためのリード化合物についてスクリーニングするために行う。例えば、CD36の核酸を発現する組換え細胞を使用して、これらのアッセイにおいてCD36を組換え産生し、HSPとCD36との結合を妨害する分子についてスクリーニングできる。同様の方法を使用して、CD36誘導体または核酸に結合する分子についてスクリーニングできる。上記のことを実施するために使用できる方法は、当該分野で一般的に知られている。
【0093】
CD36に特異的に結合可能な化合物は、免疫療法のために有用であり得る。一実施形態では、CD36に特異的に結合する化合物を同定するためのアッセイであって:(a)CD36と1つ以上の試験化合物とを、結合をもたらす条件下で接触させること;および(b)CD36に特異的に結合する1つ以上の試験化合物を同定することを含み、該CD36に特異的に結合可能な化合物は免疫療法のために有用な化合物として同定される、アッセイを開示する。
【0094】
免疫療法に有用な、本発明が包含する、別の化合物同定方法は、CD36リガンドとCD36との結合をモジュレートする化合物を同定することを伴う。本明細書に記載する「CD36リガンド」という用語は、CD36に結合可能なCD36分子を指す。このようなCD36リガンドとしては、リポタンパク質複合体、トロンボスポンジン1、熱帯熱マラリア原虫赤血球膜タンパク質1(PfEMP1)、LDL、およびリン酸脂質が挙げられるが、これらに限定されない。本方法は、(a)CD36を、1つ以上の試験化合物の存在下で、CD36リガンド、またはその断片、類似体、誘導体もしくは模倣体と接触させるステップ;および(b)CD36に結合したCD36リガンド、またはその断片、類似体、誘導体もしくは模倣体の量を測定するステップを含み、(b)で測定した結合CD36リガンドの量が該試験化合物の不在下で測定した結合CD36の量と異なる場合に、CD36リガンドとCD36との結合をモジュレートする免疫療法に有用な化合物が同定されたとする。
【0095】
別の実施形態では、CD36とCD36リガンドとの相互作用をモジュレートする免疫療法に有用な化合物の同定方法が本発明により提供される。この方法は、(a)CD36を1つ以上の試験化合物と接触させるステップ;および(b)CD36活性または発現のレベルを測定するステップを含み、(b)で測定した活性または発現のレベルが、該1つ以上の試験化合物の不在下でのCD36活性のレベルと異なる場合、CD36とCD36リガンドとの相互作用をモジュレートする化合物が同定されたとする。
【0096】
別の実施形態では、HSP−CD36介在型プロセスをモジュレートする化合物を同定するためのアッセイを開示する。本アッセイは:(a)試験化合物を、HSPおよびCD36と接触させること;ならびに(b)CD36活性または発現のレベルを測定することを含み、(b)で測定した活性または発現のレベルが、該試験化合物の不在下でのCD36活性のレベルと異なる場合に、HSP−CD36介在型プロセスをモジュレートする化合物が同定されたとする。同定される化合物が、HSPとCD36との相互作用を妨害するアンタゴニストである別の実施形態では、本方法は、前記レベルがHSPとCD36との相互作用を妨害するか否かを決定するステップをさらに含む。
【0097】
別の実施形態では、HSP−CD36介在型プロセスをモジュレートする化合物を同定する細胞利用型方法を記載する。本方法は:(a)試験化合物を熱ショックタンパク質およびCD36発現細胞と接触させるステップ;ならびに(b)該細胞中のCD36活性または発現のレベルを測定するステップを含み、(b)で測定した活性または発現のレベルが、該試験化合物の不在下でのCD36活性のレベルと異なる場合に、HSP−CD36介在型プロセスをモジュレートする化合物が同定されたとする。
【0098】
別の実施形態では、CD36と相互作用するか、またはHSPとCD36との結合をモジュレートする化合物を同定するための受容体−リガンド結合アッセイを記載する。このような方法の1つは:(a)HSPを、試験化合物の存在下で、CD36、またはその断片、類似体、誘導体もしくは模倣体と接触させること;および(b)CD36、またはその断片、類似体、誘導体もしくは模倣体に結合した熱ショックタンパク質の量を測定することを含み、(b)で測定した結合熱ショックタンパク質の量が、該試験化合物の不在下で測定した結合熱ショックタンパク質の量と異なる場合に、HSPとCD36との結合をモジュレートする化合物が同定されたとする。
【0099】
別の実施形態では、CD36発現細胞によるシグナル伝達をモジュレートする化合物を同定する方法が本発明により提供される。一実施形態では、このような方法は:(a)1つ以上の試験化合物を、CD36発現細胞、およびCD36リガンドと抗原分子とを含む複合体の混合物に、CD36介在型シグナル伝達刺激を促す条件下で添加すること;(b)CD36発現細胞によるシグナル伝達活性のレベルを測定することを含み、(b)で測定したレベルが、該1つ以上の試験化合物の不在下での該刺激のレベルと異なる場合、CD36発現細胞による熱ショックタンパク質介在型シグナル伝達刺激をモジュレートする化合物が同定されたとする。別の実施形態では、試験化合物を、CD36介在型シグナル伝達刺激を促す条件下で、CD36発現細胞、および抗原分子と非共有的結合で会合したHSPから本質的になる複合体の混合物に添加し;CD36発現細胞によるシグナル伝達刺激のレベルを測定し、測定したレベルが、該試験化合物の不在下での該刺激のレベルと異なる場合、CD36発現細胞によるHSP介在型シグナル伝達刺激をモジュレートする化合物が同定されたとする。
【0100】
本発明のアッセイは、最初は小規模で(すなわち、試験管内で)最適化されて、その後ハイスループットアッセイのために規模を大きくしてもよい。様々な実施形態では、本発明のin vitroスクリーニングアッセイは、精製成分または細胞溶解物を用いて行い得る。別の実施形態では、スクリーニングアッセイは、培養無傷細胞および動物モデルにおいて実施され得る。本発明によれば、本明細書に記載するようにCD36の活性をモジュレートすることがin vitroで示された試験化合物をさらにin vivo(培養細胞および動物モデルを含む)でアッセイして、試験化合物がin vivoで同様の影響を有するか否かを決定し、ならびにサイトカイン放出、細胞内Ca++放出、T細胞障害性、腫瘍発達、一酸化窒素放出、ケモカイン放出、陽性および陰性レギュレーターの蓄積または分解、細胞増殖等に対する試験化合物の影響を決定してもよい。
【0101】
5.2.1 CD36− リガンド結合アッセイ
本明細書に記載するスクリーニングアッセイは、CD36と相互作用するか、またはHSPとCD36との相互作用をモジュレートするペプチドおよび有機非タンパク質分子等の化合物および組成物を同定するために使用できる。組換え、合成、または外因性化合物は結合能力を有し得るため、医薬剤の候補となり得る。あるいはまた、タンパク質および化合物は、同定された遺伝子およびタンパク質とin vivoで相互作用する内因性細胞成分を含む。このような内因性成分は、医薬的および治療的介入のための新しい標的を提供し得る。
【0102】
従って、好適な実施形態では、天然型および/または合成化合物の両方(例えば、小分子またはペプチドのライブラリー)を、CD36との相互作用および/またはCD36活性のモジュレートについてスクリーニングしてもよい。別の一連の実施形態では、細胞溶解物または組織ホモジネートを、正常または変異型遺伝子およびポリペプチドの1つに結合するタンパク質または他の化合物についてスクリーニングしてもよい。
【0103】
本明細書に記載するスクリーニングアッセイは、CD36と相互作用する、および/またはHSPとCD36活性との相互作用をモジュレートする、小分子、ペプチドもしくはタンパク質、またはそれらの誘導体、類似体および断片を同定するために使用し得る。このような化合物は、HSPおよびHSP複合体等のCD36リガンドと細胞表面受容体との結合に対するアゴニストまたはアンタゴニストとして使用し得る。例えば、CD36−リガンド相互作用をモジュレートする化合物としては、CD36に結合して、それによりHSPおよびHSP複合体等のリガンドと受容体との結合を阻害(アンタゴニスト)または増強(アゴニスト)する化合物、ならびに例えばHSP等のリガンドと結合して、それによりリガンドと受容体との結合を防止または増強する化合物が挙げられるがこれらに限定されない。(遺伝子発現に作用することにより)遺伝子活性に影響を及ぼす化合物(転写に作用するかまたはスプライシング事象を妨害して完全長または平滑末端形態のCD36の発現をモジュレートできる分子(例えば、タンパク質または有機小分子)が挙げられる)も、本発明のスクリーニングにより同定できる。さらに、記載するアッセイは、CD36リガンド(例えば、HSP)、CD36によるシグナル伝達をモジュレートする化合物(例えば、CD36シグナル伝達経路において下流シグナリングに作用する化合物)も同定できることを付記しておく。CD36の下流においてシグナリング事象に作用し、従って免疫応答に対する受容体の影響をモジュレートするこのような化合物の同定および使用は、本発明の範囲内にある。
【0104】
(CD36遺伝子発現に作用することにより)CD36遺伝子活性に影響を及ぼす化合物(転写に作用するかまたはスプライシング事象を妨害して完全長または平滑末端形態のCD36の発現をモジュレートできる分子(例えば、タンパク質または有機小分子)が挙げられる)も、本発明のスクリーニングにより同定できる。しかし、記載するアッセイは、CD36シグナル伝達をモジュレートする化合物(例えば、CD36と結合したリガンドにより活性化される下流シグナリング事象に作用する化合物)も同定できることを付記しておく。CD36の下流においてシグナリング事象に作用し、従ってアレルギー性応答(allergenic response)に対する受容体の影響をモジュレートするこのような化合物の同定および使用は、本発明の範囲内にある。
【0105】
本明細書に記載するスクリーニングアッセイは、リガンド−受容体相互作用(HSP−CD36相互作用等)をモジュレート(すなわち、妨害または増強)する化合物を検出するように設計されている。以下に詳細に記載するように、このようなアッセイは、ハイスループットスクリーニング方法論に適用できる機能的アッセイ(結合アッセイ等)である。
【0106】
結合アッセイを用いて、リガンド(例えばHSP)とCD36との相互作用をモジュレートする化合物を同定できる。本発明の一態様では、スクリーニングは、CD36とリガンド(例えば、HSP、またはHSPもしくは別のCD36リガンドから誘導されたペプチド等)との相互作用を破壊する化合物を同定するように設計され得る。このような化合物は、HSP−CD36関連障害および症状(免疫障害、増殖性障害および感染性疾患等)のアンタゴニストのためのリード化合物として有用である。
【0107】
結合アッセイは、直接結合アッセイまたは競合結合アッセイのいずれによっても行われ得る。直接結合アッセイでは、試験化合物を、CD36またはCD36リガンド(HSP等)のいずれかとの結合について試験する。次いで、第2のステップでは、試験化合物を、リガンド−CD36相互作用をモジュレートする能力について試験する。他方で、競合結合アッセイは、CD36との結合について、リガンド(すなわちHSP)と競合する試験化合物の能力を評価する。
【0108】
直接結合アッセイでは、リガンドおよび/またはCD36のいずれかを、試験化合物に、試験化合物がリガンドまたは受容体と結合できるような条件下で接触させる。結合は溶液中または固体表面上で起こり得る。試験化合物は検出のために予め標識化されることが好ましい。任意の検出可能な化合物が標識化のために使用でき、例えば、発光、蛍光もしくは放射性同位体、またはそれらを含むグループ、または非同位体標識(酵素または染料等)が挙げられるがこれらに限定されない。結合が起こるのに十分なインキュベーション期間の後、反応物を、過剰なまたは非特異的に結合した試験化合物を除去する条件および操作に供する。これは、典型的に、適切な緩衝液での洗浄を伴う。最終的に、リガンド−試験化合物(例えば、HSP−試験化合物)またはCD36試験化合物複合体の存在を検出する。
【0109】
競合結合アッセイでは、試験化合物を、リガンド(例えば、HSP)とCD36との結合を破壊または増強する能力についてアッセイする。標識化リガンド(例えば、HSP)をCD36またはその断片もしくは誘導体と混合し、試験化合物を添加しても添加しなくてもそれらの相互作用が通常生じるような条件下に置いてもよい。CD36に結合する標識化リガンド(例えば、HSP)の量を、試験化合物の存在下または不在下において結合する量と比較してもよい。
【0110】
好適な実施形態では、複合体形成および検出を容易にするために、固体表面上に固定化された1つ以上の成分を用いて結合アッセイを行う。様々な実施形態では、固体支持体は、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ガラス、ニトロセルロース、デキストラン、ナイロン、ポリアクリルアミド、およびアガロースであり得るがこれらに限定されない。支持体構造物としては、ビーズ、膜、微粒子、反応容器の内面(マイクロタイタープレート等)、試験管、または他の反応容器が挙げられる。CD36または他の成分の固定化は、共有的または非共有的な付着により達成できる。一実施形態では、付着は間接的であって(すなわち付着した抗体を介して)もよい。別の実施形態では、CD36および陰性対照は、エピトープ(グルタチオンS−トランスフェラーゼ(GST)等)をタグ付けされており、固体表面への付着が市販の抗体(抗GST(Santa Cruz Biotechnology)等)により介在され得るようにする。
【0111】
例えば、このような親和性結合アッセイは、固体支持体に固定化されたCD36を用いて行うことができる。典型的に、結合反応の非固定化成分(この場合、リガンド(例えばHSP)または試験化合物のいずれか)を標識化して、検出可能にする。発光、発色団、蛍光もしくは放射性同位体、またはそれらを含むグループ、および非同位体標識(酵素または染料等)等の様々な標識化方法が利用可能で使用できる。好適な実施形態では、試験化合物を、フルオレセインイソチオシアネート(FITC、Sigma Chemicals, St. Louisから入手可能)等の発蛍光団で標識化する。
【0112】
次いで、標識化試験化合物またはリガンド(例えば、HSP)および試験化合物を、固体支持体に、特異的結合を生じさせるような条件下で接触させる。結合反応が起こった後、表面を洗浄することにより、非結合および非特異的結合試験化合物を分離させる。固相と結合パートナーとの付着は、当業者に公知の様々な方法により達成でき、化学架橋、プラスチック表面への非特異的接着、固相に付着した抗体との相互作用、結合パートナーに付着したリガンド(ビオチン等)と、固相に付着したリガンド結合タンパク質(アビジンまたはストレプトアビジン等)との相互作用等が挙げられるがこれらに限定されない。
【0113】
最後に、固体表面上に残った標識を、当該分野で公知の任意の検出方法により検出し得る。例えば、試験化合物を発蛍光団で標識化した場合、蛍光光度計を使用して複合体を検出してもよい。
【0114】
CD36は、CD36を発現する無傷細胞またはCD36を含む単離膜の形態で結合アッセイに添加することが好ましい。従って、CD36への直接結合または試験化合物がリガンド−CD36複合体(例えば、HSP−CD36複合体)をモジュレートする能力を、試験化合物の存在下または不在下で、培養無傷細胞または動物モデルにおいてアッセイしてもよい。標識化リガンド(例えば、HSP)を、CD36を発現する細胞、またはそのような細胞から得た粗抽出物と混合し、試験化合物を添加してもよい。単離膜は、CD36と相互作用する化合物を同定するために使用し得る。例えば、単離膜を使用する典型的な実験では、細胞を遺伝子操作して、CD36を発現させる。膜を標準的な技術により回収し、in vitro結合アッセイにおいて使用できる。標識化リガンド(例えば、125I標識化HSP)を膜に結合させ、特定の活性についてアッセイする;過剰な非標識化(放射性同位元素を含まない(cold))リガンドの存在下で行った結合アッセイと比べて特異的結合を決定する。あるいはまた、可溶性CD36を組換え発現させ、非細胞利用型アッセイで利用して、CD36と結合する化合物を同定してもよい。CD36の細胞外ドメイン(ECD)を含む組換え発現させたCD36ポリペプチドもしくは融合タンパク質、またはその1つ以上のサブドメインを、非細胞利用型スクリーニングアッセイに使用できる。あるいはまた、CD36の1つ以上のCDに対応するペプチド、またはCD36の1つ以上のCDを含む融合タンパク質を、非細胞利用型アッセイ系に使用して、CD36の細胞質部分に結合する化合物を同定できる;このような化合物は、CD36のシグナル伝達経路をモジュレートするのに有用であり得る。非細胞利用型アッセイでは、当業者に周知の手段により(Ausubelら、前掲を参照)、組換え発現したCD36を、試験管、マイクロタイターウェル、またはカラム等の固体基板に付着させる。その後、試験化合物を、それらがCD36に結合する能力についてアッセイする。
【0115】
あるいはまた、結合反応を溶液中で行ってもよい。このアッセイでは、標識化成分を、その結合パートナーと溶液中で相互作用させる。標識化成分とその結合パートナーとの大きさの差により分離が可能な場合には、結合反応生成物を(非結合標識化成分は通すが、その結合パートナーまたはパートナーに結合した標識化成分は通さない孔を有する)限外濾過装置に通すことにより分離を達成できる。分離はまた、標識化成分の結合パートナーを溶液から捕捉できる任意の試薬(結合パートナーに対する抗体、予め結合パートナーに付着したリガンドと相互作用できるリガンド結合タンパク質等)を使用することによっても達成できる。
【0116】
一実施形態では、例えば、連続ファージ展示(display)ライブラリー由来のファージを、固相(プラスチックビーズ等)に連結した精製CD36またはその誘導体、類似体、断片もしくはドメインを含むカラムに通すことにより、ファージライブラリーをスクリーニングできる。洗浄緩衝液のストリンジェンシーを変えることで、CD36に対して高い親和性を有するペプチドを発現するファージについて富化することが可能である。カラムから単離したファージをクローニングし、短いペプチドの親和性を直接測定できる。1つを上回るオリゴヌクレオチドの配列を組み合わせて、CD36へのさらに高い親和性結合について試験できる。どのアミノ酸配列がCD36に対する最も強い結合を寄与するのかを知っている場合、コンピュータモデルを使用して、CD36と試験化合物との分子接触を同定できる。これにより、この接触を模倣する非タンパク質化合物の設計が可能になる。このような化合物は、ペプチドと同じ活性を有し、治療的に使用でき、効率的かつ費用をかけずに作製できるという利点を有する。
【0117】
本発明の本態様の別の特定の実施形態では、固体支持体は、マイクロタイターディッシュに付着したCD36を含む膜である。例えば、ライブラリーメンバーを発現する細胞等の試験化合物を、マイクロタイターディッシュ中でのライブラリーメンバーの発現を可能にする条件下で培養する。タンパク質(または核酸もしくは誘導体)に結合するライブラリーメンバーを回収する。このような方法は、例えば、ParmleyおよびSmith, 1988, Gene 73:305−318;Fowlkesら, 1992, BioTechniques 13:422−427;PCT公報第WO 94/18318号;ならびに上記引用した参照文献に記載されている。
【0118】
本発明の別の実施形態では、CD36またはリガンド(例えば、HSP)と試験化合物との相互作用をin vitroでアッセイしてもよい。既知または未知の分子を、結合を促す条件下でのCD36の核酸、タンパク質または誘導体との特異的な結合についてアッセイして、CD36に特異的に結合する分子を同定する。2つの成分は様々な手法により測定できる。1つのアプローチは成分の一方を容易に検出可能な標識で標識化し、結合を生じさせる条件下で試験成分と一緒に置き、結合標識化成分を非結合標識化成分と分離させる分離ステップを行い、次いで、結合成分の量を測定する。一実施形態では、CD36を標識化し、結合を生じさせる条件を採用して、試験物質に添加する。試験物質の結合は、ポリアクリルアミドゲル分析を用いて、試験物質の存在下または不在下において形成される複合体を比較することにより決定できる。
【0119】
さらに別の実施形態では、動物モデル中の無傷細胞において、リガンド(例えば、HSP)とCD36との結合をアッセイしてもよい。標識化リガンド(例えば、HSP)を、試験化合物と共にまたは試験化合物無しで、動物に直接投与してもよい。リガンド(例えば、HSP)のシグナル伝達刺激を、試験化合物の存在下および不在下で測定してもよい。これらのアッセイのために、試験化合物を添加する宿主細胞を、遺伝子操作して、CD36および/またはリガンド(例えば、HSP)を発現(一過性、誘導型、構成的、または安定性のものであり得る)させてもよい。本発明のスクリーニング方法の目的のために、様々な種類の宿主細胞を使用でき、組織培養細胞、哺乳動物細胞、酵母細胞および細菌が挙げられるがこれらに限定されない。マクロファージ等の哺乳動物細胞またはCD36を発現する他の細胞(すなわち、単球細胞系統の細胞、肝臓実質細胞、繊維芽細胞、角化細胞、神経細胞および胎盤合胞体栄養細胞)は、本発明のアッセイを中で実施するのに好ましい細胞型であり得る。細菌および酵母は、比較的培養し易いが、哺乳動物細胞とはタンパク質の処理が異なる。
【0120】
5.2.2 活性アッセイ
CD36との相互作用、またはリガンド(例えば、HSP)とCD36との相互作用をモジュレートする試験化合物の同定後、試験化合物をさらに特徴決定して、CD36活性およびリガンド−CD36細胞シグナリング経路に対する影響を測定できる。例えば、試験化合物は、リガンド(例えば、HSP)CD36細胞活性に対する影響をin vivoで試験することにより特徴決定できる。このようなアッセイとしては、下流シグナリングアッセイ、細胞障害性T細胞の抗原特異的活性化についてのアッセイ、一酸化窒素アッセイ、ケモカインアッセイ等が挙げられる。
【0121】
様々な実施形態では、一次アッセイで同定された候補化合物を、本質的なCD36シグナリング伝達活性に対する影響について試験し得る。例えば、アッセイできる活性化の下流シグナリング影響としては、マクロファージの増強された移動運動(locomotion)および走化性(Forresterら, 1983, Immunology 50:251−259)、プロテイナーゼ合成の下方調節、ならびに細胞内カルシウム、イノシトールリン酸および環状AMPの上昇(Misraら, 1993, Biochem. J., 290:885−891)が挙げられるがこれらに限定されない。試験できる他の本質的な免疫応答は、サイトカイン(すなわち、IL−12、IL1β、GMCSFおよびTNFα)の放出、一酸化窒素の放出、およびケモカインの放出である。従って、二次アッセイとして、同定された任意の候補化合物を、存在下および不在下でのこのような活性の変化について試験できる。
【0122】
例えば、一実施形態では、走化性アッセイを使用して、第一のスクリーニングアッセイにより同定された候補をさらに特徴決定できる。走化性移動をin vitroで試験するために、多数の技術が使用できる(例えば、Current Protocols in Immunology, 6.12.1−6.12.28, Coliganら編, John Wiley and Sons, Inc. 1995に掲載のLeonardら, 1995, ”Measurement of α and β Chemokines”を参照)。例えば、一実施形態では、マルチウェルボイデン走化性チェンバー中でケモカイン勾配を使用して、候補化合物を、受容体を発現する細胞の移動を誘導するCD36の能力をモジュレートする能力について試験できる。この方法の具体例では、一次スクリーニングで同定されたリガンド(例えば、HSP)/CD36アンタゴニストまたはアゴニスト試験化合物の連続希釈液を、ボイデン走化性チェンバーの底ウェルに入れる。定量のリガンドも一連の希釈液に添加する。対照として、少なくとも1つのアリコートはリガンド(例えば、HSP)しか含まない。リガンド(例えば、HSP)のみを含むアリコートの膜フィルターの底面上の移動細胞の数を、試験化合物およびリガンド(例えば、HSP)を含むアリコート中の細胞の数と比較することにより、CD36の走化性活性に対するアンタゴニストまたはアゴニスト化合物の寄与を測定する。試験化合物をリガンド(例えば、HSP)溶液に添加することで、リガンド(例えば、HSP)しか含まない溶液を使用して検出された細胞数と比較した膜上で検出される細胞の数が減少する場合、CD36発現細胞の走化性活性のリガンド(例えば、HSP)誘導のアンタゴニストが同定されたことになる。
【0123】
別の実施形態では、カルシウム流動(flux)アッセイを二次スクリーニングとして使用して、リガンド−CD36相互作用のモジュレーターをさらに特徴決定できる。細胞内カルシウムイオン濃度は、リガンドの存在下、試験化合物の存在下および不在下で、CD36を発現する細胞中で測定できる。例えば、細胞内にトラップされる蛍光色素で標識化することで、カルシウム移動をフローサイトメトリーにより検出および測定できる。インド1(Indo−1)などの蛍光色素は、カルシウムと結合することで発光スペクトルの変化を示し、カルシウム結合色素により生成される蛍光と、非結合色素により生成される蛍光との比率を使用して細胞内カルシウム濃度を推定してもよい。具体的な実施形態では、細胞をキュベットに入ったインド1含有培地中で37℃にてインキュベートおよび励起し、蛍光光度計(Photon Technology Corporation, International)を使用して蛍光を測定する。試験化合物の存在下および不在下にてリガンドを特定の時点で添加し、EGTAをキュベットに添加して合計カルシウムを放出およびキレート化し、応答を測定する。リガンドの結合により、CD36を発現する細胞中のCa2+濃度が高まる。アゴニストは、細胞内Ca2+濃度の相対的な上昇を生じ、アンタゴニストは細胞内Ca2+濃度の相対的な低下を生じる。
【0124】
一酸化窒素の増加もCD36活性化の指標である。従って、別の実施形態では、一酸化窒素アッセイをスクリーニングに用いて、リガンド−CD36相互作用のモジュレーターを特徴決定できる。一酸化窒素濃度は、リガンドの存在下、または試験化合物の存在下および不在下で、CD36を発現する細胞中で測定できる。例えば、20時間のインキュベーション後、上清を回収し、グリース(Greiss)試薬と反応させることができる(Nims, R.W.ら, 1996. Methods in Enzymology 268, 93)。このような反応は、分光光度測定法により定量できる。
【0125】
MCP−1ケモカインの増加もCD36活性化の指標である。従って、別の実施形態では、MCP−1ケモカインアッセイをスクリーニングに用いて、リガンド−CD36相互作用のモジュレーターを特徴決定できる。MCP−1ケモカイン濃度は、リガンドの存在下、または試験化合物の存在下および不在下で、CD36を発現する細胞中で測定できる。例えば、20時間のインキュベーション後、上清を回収し、ELISA(酵素結合免疫吸収剤アッセイ)により、MCP−1ケモカインに特異的な抗体を用いて分析できる。
【0126】
5.2.3 本発明によりスクリーニングできる化合物
本明細書に記載するスクリーニングアッセイを用いて、CD36と相互作用、またはリガンド(例えば、HSP)とCD36との相互作用をモジュレートする、小分子、ペプチドもしくはタンパク質、またはそれらの誘導体、類似体および断片を同定できる。本発明によりスクリーニングし得る化合物としては、CD36のECDに結合し、天然型リガンドにより引き起こされる活性を阻止するか(すなわちアンタゴニスト)、または天然型リガンドにより引き起こされる活性を模倣する(すなわちアゴニスト)、小分子、ペプチド、抗体およびそれらのフラグメント、ならびに他の有機化合物(例えば、ペプチド模倣体)が、小分子、ペプチド、抗体またはそれらのフラグメント、ならびに他の有機化合物と共に挙げられるがこれらに限定されない。一実施形態では、このような化合物は、HSP、LDLなどの天然型リガンドに結合または「中和」できるCD36のECD(またはその一部)等のCD36の配列を含む。別の実施形態では、このような化合物は、CD36の活性部位に結合して、その活性をブロックできるHSP配列等のリガンド配列を含む。
【0127】
スクリーニングに使用し得る化合物としては、例えば可溶性ペプチド等のペプチド(ランダムペプチドライブラリーのメンバーが挙げられるがこれらに限定されない)(例えば、Lamら, 1991, Nature 354:82−84;Houghtenら, 1991, Nature 354:84−86を参照)、D−および/またはL−構造アミノ酸からなるコンビナトリアル化学誘導型分子ライブラリーメンバー、ホスホペプチド(phosphopeptide)(ランダムまたは部分的に縮重した標的(directed)ホスホペプチドライブラリーのメンバーが挙げられるがこれらに限定されない;例えば、Songyangら, 1993, Cell 72:767−778を参照)、抗体(ポリクローナル、モノクローナル、ヒト化、抗イディオタイプ、キメラまたは一本鎖抗体、FAb、F(ab’)およびFAb発現ライブラリー断片、およびそれらのエピトープ結合断片が挙げられるがこれらに限定されない)、ならびに有機または無機の小分子が挙げられるがこれらに限定されない。
【0128】
本発明の一実施形態では、ペプチドライブラリーを、CD36相互作用(HSP−CD36等)のモジュレーターについてスクリーニングするのに使用できる試験化合物のソースとして使用できる。ランダムまたはコンビナトリアルペプチドまたは非ペプチドライブラリー等の多様性ライブラリーを、CD36に特異的に結合する分子についてスクリーニングできる。多くの使用可能なライブラリーが当該分野で公知である。(例えば、化学合成ライブラリー、組換え(例えばファージ展示ライブラリー)、およびin vitro翻訳利用型ライブラリー)。
【0129】
化学合成ライブラリーの例は、Fodorら, 1991, Science 251:767−773;Houghtenら, 1991, Nature 354:84−86;Lamら, 1991, Nature 354:82−84;Medynski, 1994, Bio/Technology 12:709−710;Gallopら, 1994, J. Medicinal Chemistry 37(9):1233−1251;Ohlmeyerら, 1993, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 90:10922−10926;Erbら, 1994, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 91:11422−11426;Houghtenら, 1992, Biotechniques 13:412;Jayawickremeら, 1994, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 91:1614−1618;Salmonら, 1993, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 90:11708−11712;PCT公報第WO 93/20242号;ならびにBrennerおよびLerner, 1992, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 89:5381−5383に記載されている。
【0130】
ファージ展示ライブラリーの例は、ScottおよびSmith, 1990, Science 249:386−390;Devlinら, 1990, Science, 249:404−406;Christianら, 1992, J. Mol. Biol. 227:711−718;Lenstra, 1992, J. Immunol. Meth. 152:149−157;Kayら, 1993, Gene 128:59−65;ならびに1994年8月18日付けのPCT公報第WO 94/18318号に記載されている。
【0131】
非ペプチドライブラリーの限定しない例として、ベンゾジアゼピンライブラリー(例えば、Buninら, 1994, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 91:4708−4712を参照)を適用して使用できる。ペプトイド(peptoid)ライブラリー(Simonら, 1992, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 89:9397−9371)も使用できる。ペプチド中のアミド官能性を完全メチル化して、化学的に形質転換されたコンビナトリアルライブラリーを作製する、使用可能なライブラリーの別の例がOstreshら(1994, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 91:11138−11142)に記載されている。
【0132】
ライブラリーのスクリーニングは、よく知られている様々な方法のいずれによって果たしてもよい。例えば、ペプチドライブラリーのスクリーニングを開示する以下の参考文献を参照のこと:すなわち、ParmleyおよびSmith, 1989, Adv. Exp. Med. Biol. 251:215−218;ScottおよびSmith, 1990, Science 249:386−390;Fowlkesら, 1992; BioTechniques 13:422−427;Oldenburgら, 1992, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 89:5393−5397;Yuら, 1994, Cell 76:933−945;Staudtら, 1988, Science 241:577−580;Bockら, 1992, Nature 355:564−566;Tuerkら, 1992, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 89:6988−6992;Ellingtonら, 1992, Nature 355:850−852;Ladnerらに発行された米国特許第5,096,815号、米国特許第5,223,409号および米国特許第5,198,346号; RebarおよびPabo, 1993, Science 263:671−673;ならびにPCT公報第WO 94/18318号。
【0133】
本発明の別の実施形態では、標識化リガンド(例えば、HSP)をウサギ網状赤血球溶解物(RRL)系などのin vitro翻訳系に添加し、次いでin vitro初回免疫反応を続けて行うことにより、スクリーニングを行ってもよい。In vitro翻訳利用型ライブラリーとしては、1991年4月18日付けのPCT公報第WO 91/05058号;およびMattheakisら, 1994, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 91:9022−9026に記載されるものが挙げられるがこれらに限定されない。
【0134】
本明細書に記載の方法により試験および同定できる化合物としては、Aldrich(Milwaukee, WI 53233)、Sigma Chemical(St. Louis, MO)、Fluka Chemie AG(Buchs, Switzerland)、Fluka Chemical Corp.(Ronkonkoma, NY)、Eastman Chemical Company、Fine Chemicals(Kingsport, TN)、Boehringer Mannheim GmbH(Mannheim, Germany)、Takasago(Rockleigh, NJ)、SST Corporation(Clifton, NJ)、Ferro(Zachary, LA 70791)、Riedel−deHaen Aktiengesellschaft(Seelze, Germany)、PPG Industries Inc.、Fine Chemicals (Pittsburgh, PA 15272)を含む任意の商業元から得られる化合物が挙げられるがこれらに限定されない。細菌、菌類、植物または動物抽出物を含むさらに任意の種類の天然の生成物が、本発明の方法を用いてスクリーニングされ得る。
【0135】
さらに、小分子試験化合物を含む試験化合物の多様なライブラリーを利用してもよい。例えば、ライブラリーは、Specs and BioSpecs B.V.(Rijswijk, The Netherlands)、Chembridge Corporation(San Diego, CA)、Contract Service Company(Dolgoprudny, Moscow Region, Russia)、Comgenex USA Inc.(Princeton, NJ)、Maybridge Chemicals Ltd.(Cornwall PL34 OHW, United Kingdom)およびAsinex(Moscow, Russia)から購入してもよい。
【0136】
さらに、以下を含む(ただしこれらに限定されない)当該分野で公知のコンビナトリアルライブラリー方法が利用できる:すなわち、生物学的ライブラリー;空間的にアドレス指定可能な平行固相または溶相(solution phase)ライブラリー;デコンボリューション(deconvolution)を必要とする合成ライブラリー方法;「1ビーズ1化合物」ライブラリー方法;およびアフィニティークロマトグラフィー選択を用いた合成ライブラリー方法。生物学的ライブラリーアプローチは、ペプチドライブラリーに限定され、他の4つのアプローチは、ペプチド、非ペプチドオリゴマー、または小分子の化合物ライブラリーに適用可能である(Lam, 1997, Anticancer Drug Des. 12:145)。小分子試験化合物を含む試験化合物のコンビナトリアルライブラリーが利用でき、例えば、EichlerおよびHoughten, 1995, Mol. Med. Today 1:174−180;Dolle, 1997, Mol. Divers. 2:223−236;ならびにLam, 1997, Anticancer Drug Des. 12:145−167に開示されるように作製され得る。
【0137】
分子ライブラリーの合成方法の例は、例えば、DeWittら, 1993, Proc. Natl.Acad. Sci. USA 90:6909;Erbら, 1994, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 91:11422;Zuckermannら, 1994, J. Med. Chem. 37:2678;Choら, 1993, Science 261:1303;Carrellら, 1994, Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 33:2059;Carellら, 1994, Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 33:2061;およびGallopら, 1994, J. Med. Chem. 37:1233等、当該分野において見つけることができる。
【0138】
化合物のライブラリーは溶液中(例えば、Houghten, 1992, BioTechniques 13:412−421)、またはビーズ(Lam, 1991, Nature 354:82−84)、チップ(Fodor, 1993, Nature 364:555−556)、細菌(米国特許第5,223,409号)、孔(米国特許第5,571,698号;同第5,403,484号;および同第5,223,409号)、プラスミド(Cullら, 1992, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 89:1865−1869)、またはファージ(ScottおよびSmith, 1990, Science 249:386−390;Devlin, 1990, Science 249:404−406;Cwirlaら, 1990, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 87:6378−6382;およびFelici, 1991, J. Mol. Biol. 222:301−310)上に存在し得る。
【0139】
ライブラリーのスクリーニングは、一般的に知られている様々な方法により達成できる。例えば、ペプチドライブラリーのスクリーニングを開示する以下の参考文献を参照のこと:すなわち、ParmleyおよびSmith, 1989, Adv. Exp. Med. Biol. 251:215−218;ScottおよびSmith, 1990, Science 249:386−390;Fowlkesら, 1992; BioTechniques 13:422−427;Oldenburgら, 1992, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 89:5393−5397;Yuら, 1994, Cell 76:933−945;Staudtら, 1988, Science 241:577−580;Bockら, 1992, Nature 355:564−566;Tuerkら, 1992, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 89:6988−6992;Ellingtonら, 1992, Nature 355:850−852;Ladnerらに発行された米国特許第5,096,815号、同第5,223,409号および同第5,198,346号;RebarおよびPabo, 1993, Science 263:671−673;ならびにPCT公報第WO 94/18318号。
【0140】
5.3 免疫療法に有用な、 CD36 および または CD36 リガンド (HSP の断片の同定
本発明は、リガンド結合CD36断片(「HSP結合ドメイン」等)、およびCD36リガンドペプチド(HSPペプチド複合体等)に結合可能なその類似体、突然変異タンパク質または誘導体の同定方法も包含する。その後、このようなリガンド結合CD36断片(例えば、HSP結合ドメイン)を、上記5.2.1節に記載したCD36/リガンド結合アッセイを用いて、in vivoおよびin vitroでの活性について試験できる。一実施形態では、熱ショックタンパク質に結合可能なCD36断片のこのような同定方法は:(a)熱ショックタンパク質を1つ以上のCD36断片と接触させるステップ;および(b)熱ショックタンパク質に特異的に結合するCD36ポリペプチド断片を同定するステップを含む。
【0141】
リガンド−抗原ペプチド複合体(HSP−抗原ペプチド複合体等)に結合可能なCD36のリガンド結合ドメイン(例えば、HSP結合ドメイン)を、上記5.2.2節に記載したようなin vivo結合アッセイまたはCTLアッセイのいずれかを用いて、活性についてさらに試験できる。例えば、HSP−CD36介在型プロセスを誘導可能なCD36断片のこのような同定方法の1つは:(a)熱ショックタンパク質を、CD36断片を発現する細胞と接触させるステップ;および(b)該細胞中のCD36活性のレベルを測定するステップを含み、(b)で測定したHSP−CD36介在型プロセスまたは活性のレベルが、CD36断片の不在下でのCD36活性のレベルを上回る場合には、HSP−CD36介在型プロセスを誘導可能なCD36断片が同定されたこととする。このようなアッセイにおける作用に応じて、このような分子を、in vivoで投与または発現させて受容体の機能を増強あるいはまたブロックするためのいずれかに使用できる。例えば、これらのアッセイを、HSP−抗原複合体に結合でき、シグナル伝達活性を負に妨害できるCD36−HSP結合ドメインを同定するために使用できる。これらのアンタゴニストを使用して、HSPの細胞放出により生じる免疫応答を下方調節し得る。あるいはまた、特定のCD36 HSP結合ドメインを使用して、HSP−抗原複合体摂取およびシグナリングを増強してもよい。このようなアゴニストは、被検体中で投与または発現されて、目的の抗原に対する免疫応答を引き出し得る。
【0142】
別の実施形態では、本発明は、CD36(「CD36結合ドメイン」)、およびその類似体、突然変異タンパク質または誘導体に結合可能なリガンド断片(HSP断片等)の同定方法を包含する。上記CD36関連ポリペプチドについてのアッセイについて記載したように、その後、このようなCD36結合ドメインを、上記5.2.1節に記載した結合アッセイを用いて、活性についてin vivoおよびin vitroで試験できる。例えば、CD36に結合可能な熱ショックタンパク質断片のこのような同定方法の1つは:(a)CD36を1つ以上の熱ショックタンパク質断片と接触させること;および(b)CD36に特異的に結合する熱ショックタンパク質断片同定することを含む。
【0143】
上記5.2.2節に記載したようなin vivo結合アッセイ、またはCTLアッセイを用いて、目的のリガンド断片(HSP断片等)を細胞中でさらに試験してもよい。例えば、一実施形態では、HSP−CD36介在型プロセスを誘導可能な熱ショックタンパク質断片のこのような同定方法は:(a)断片を、熱ショックタンパク質を発現する細胞と接触させること;および(b)該細胞中のCD36活性のレベルを測定することを含み、(b)で測定したHSP−CD36介在型プロセスまたは活性のレベルが、該熱ショックタンパク質断片の不在下でのCD36活性のレベルを上回る場合には、HSP−CD36介在型プロセスを誘導可能なHSP断片が同定されたとする。あるいはまた、CD36結合ドメインを使用して、CD36によるHSP摂取をブロックしてもよい。一実施形態では、CD36結合ドメイン配列を含むこのようなHSP断片を使用して、熱ショックタンパク質CD36結合ドメインおよび抗原ペプチド配列からなる組換え融合タンパク質を構築してもよい。このような組換え融合タンパク質を使用して、免疫応答を引き出したり、ならびに免疫疾患および障害を治療または予防してもよい(Suzueら, 1997, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 94:13146−51)。
【0144】
本発明のCD36断片、類似体、突然変異タンパク質および誘導体、ならびに/またはリガンド(例えば、HSP)断片、類似体、突然変異タンパク質および誘導体は、組換えDNA技術、合成方法、または天然型CD36および/またはリガンド(例えば、HSP)の酵素的もしくは化学的切断により生成され得る。
【0145】
あらゆる真核生物細胞が、CD36リガンド(例えば、HSP)遺伝子のコード領域を得るための核酸由来源としての役割を果たし得る。リガンド(例えば、HSP)および/またはCD36をコードする核酸配列は、脊椎動物、哺乳動物、および霊長類由来源(ヒトを含む)から単離できる。天然型リガンド(例えば、HSP)およびCD36のアミノ酸配列およびヌクレオチド配列は、Genbank等の配列データベースから一般的に入手可能である。
【0146】
DNAは、DNA増幅または分子クローニングにより、当該分野で公知の標準的手順で、組織、細胞培養物、またはクローン化DNA(例えば、DNA「ライブラリー」)から直接得られる。ゲノムDNAから誘導されたクローンは、コード領域に加えて、調節およびイントロンDNA領域を含み得る;cDNAから誘導されたクローンはエキソン配列しか含まない。好適な実施形態では、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)増幅により、リガンド(例えば、HSPまたは他のCD36リガンド)の公知配列から設計したプライマーを用いて、ゲノムまたはcDNAからDNAを増幅できる。ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)は、目的の遺伝子または遺伝子断片を得るために一般的に使用される。例えば、任意の所望の長さの断片をコードするヌクレオチド配列が、ペプチド結合ドメインをコードするヌクレオチド配列に隣接するPCRプライマーを用いて生成できる。あるいはまた、CD36リガンド(例えば、HSP)または他のCD36リガンド受容体遺伝子配列を、適切な部位があればそのような部位において制限エンドヌクレアーゼで切断して、ペプチド結合ドメインをコードするDNA断片を放出する。都合の良い制限部位がなければ、そのような部位を、当該分野で公知の部位特異的突然変異誘発および/またはDNA増幅方法により、適切な位置において作ってもよい(例えば、Shankarappaら, 1992, PCR Methods Appl. 1:277−278を参照)。次いで、リガンド(例えば、HSP)またはCD36遺伝子の断片をコードするDNA断片を単離し、適切な翻訳リーディングフレームが確実に維持されるように注意しながら適切な発現ベクターにライゲートする。ゲノムDNAを単離する代わりに、公知配列から遺伝子配列自体を化学合成すること、またはcDNAを、リガンド(例えば、HSP)および/もしくはCD36をコードするmRNAにすることが挙げられるが、これらに限定されない。
【0147】
発現させるペプチド配列中にアミノ酸置換を生じるか、または制限部位を作製/欠失してさらなる操作を容易にする目的で、当該分野で公知の任意の突然変異誘発技術を使用して、DNA配列中の個々のヌクレオチドを改変できる。このような技術としては、化学突然変異誘発、in vitro部位特異的突然変異誘発(Hutchinson, C.ら, 1978, J. Biol. Chem 253:6551)、オリゴヌクレオチド特異的突然変異誘発(Smith, 1985, Ann. Rev. Genet. 19:423−463;Hillら, 1987, Methods Enzymol. 155:558−568)、PCR利用型重複伸長(Hoら, 1989, Gene 77:51−59)、PCR利用型メガプライマー(megaprimer)突然変異誘発(Sarkarら, 1990, Biotechniques, 8:404−407)等が挙げられるがこれらに限定されない。改変は、二本鎖ジデオキシDNA配列決定により確認できる。
【0148】
組換え技術によりCD36および/またはリガンド(例えば、HSP)断片を生成する代わりとして、ペプチド合成がある。例えば、基質結合ドメインを含むか、もしくはin vitroでペプチドと結合するCD36および/またはリガンド(例えば、HSP)の一部に対応するペプチドを、ペプチド合成器を用いて合成できる。従来のペプチド合成、または当該分野で周知の他の合成プロトコールが使用できる。
【0149】
さらに、CD36および/またはリガンド(例えば、HSP)の類似体または誘導体を化学的に合成できる。さらに、所望であれば、非古典アミノ酸または化学アミノ酸類似体を、CD36および/またはリガンド(例えば、HSP)配列に、置換または付加として導入できる。非古典アミノ酸としては、一般的なアミノ酸のD−異性体、α−イソ酪酸、4−アミノ酪酸、Abu、2−アミノ酪酸、γ−Abu、ε−Ahx、6−アミノヘキサン酸、Aib、2−アミノイソ酪酸、3−アミノプロピオン酸、オルニチン、ノルロイシン、ノルバリン、ヒドロキシプロリン、サルコシン、シトルリン、システイン酸、t−ブチルグリシン、t−ブチルアラニン、フェニルグリシン、シクロヘキシルアラニン、β−アラニン、フルオロアミノ酸、デザイナーアミノ酸(β−メチルアミノ酸、Cα−メチルアミノ酸、Nα−メチルアミノ酸等)、ならびに一般的なアミノ酸類似体が挙げられるがこれらに限定されない。
【0150】
CD36および/もしくはリガンド(例えば、HSP)ペプチド、またはそれらの変異体もしくは誘導体は、Merrifield, 1963, J. Am. Chem. Soc., 85:2149に記載されるものと同様の手順により、固相ペプチド合成により合成され得る。合成の間、保護された側鎖を有するN−α−保護アミノ酸を、C末端で連結した成長ポリペプチド鎖、および不溶性ポリマー支持体(すなわち、ポリスチレンビーズ)に段階的に添加する。N−α−脱保護アミノ酸のアミノ基を、ジシクロヘキシルカルボジイミド等の試薬と反応することで活性化されたN−α−保護アミノ酸のα−カルボキシル基に連結することにより、ペプチドを合成する。活性化カルボキシルへの遊離アミノ基の付着により、ペプチド結合形成が生じる。最もよく使用されるN−α−保護基としては、酸不安定性のBoc、および塩基不安定性のFmocが挙げられる。適切な化学物質、樹脂、保護基、保護アミノ酸および試薬は、当該分野で周知であるため、本明細書では詳細に議論しない(Athertonら, 1989, Solid Phase Peptide Synthesis: A Practical Approach, IRL Press、およびBodanszky, 1993, Peptide Chemistry, A Practical Textbook, 第2版, Springer−Verlagを参照)。
【0151】
得られる断片の精製は、ゲル浸透、分配および/またはイオン交換クロマトグラフィーを用いた分取HPLC等の従来の手順を用いて行う。適切なマトリックスおよび緩衝液の選択は、当該分野で周知であるため、本明細書では詳細に記載しない。
【0152】
代替的な実施形態では、CD36および/またはリガンド(例えば、HSP)の断片は、天然型または組換え型CD36および/またはリガンド(例えば、HSP)分子の化学的または酵素的切断により得ることができる。具体的な化学的切断は、臭化シアン、NaBH、アセチル化、ホルミル化、酸化、還元、ツニカマイシン存在下での代謝合成等により行うことができる。特異的な部位を切断するエンドプロテアーゼも使用できる。このようなプロテアーゼは当該分野で公知であり、トリプシン、α−キモトリプシン、V8プロテアーゼ、パパインおよびプロテイナーゼKが挙げられるがこれらに限定されない(”Current Protocols in Molecular Biology”, Greene Publishing Associates and Wiley Interscience, New York, 17.4.6−17.4.8に掲載のAusubelら(編)を参照)。目的のCD36および/またはリガンド(例えば、HSP)アミノ酸配列を、これらのプロテアーゼの認識部位について検査できる。酵素は、ペプチド結合ドメインまたはペプチド結合断片を放出できるものが選択される。次いで、CD36および/またはリガンド(例えば、HSP)分子を、プロテアーゼによる消化および特異的に指定されたペプチド結合断片の放出を引き起こす条件下で、プロテアーゼとインキュベートする。あるいはまた、このようなプロテアーゼ消化は、特異的または全般的な(general)特異性を有するプロテアーゼ(プロテイナーゼKまたはプロナーゼ)を用いて、盲検的に(すなわち、どの消化生成物がペプチド結合ドメインを含むか分からないまま)実施できる。
【0153】
断片を調製後、上述したように消化生成物を精製して、その後、ペプチドに結合する能力または免疫原性について試験してもよい。細胞障害性試験によるリガンド(例えば、HSP)複合体の免疫原性の決定方法は、5.2.2節に記載している。
【0154】
5.4 薬物設計
CD36と相互作用するか、またはCD36リガンド(HSP等)とCD36との相互作用をモジュレートする化合物の同定の際に、このような化合物をさらに調査して、免疫応答を変化させる能力について試験できる。特に、例えば、本発明の方法により同定された化合物を、HSP−CD36介在型プロセスならびにHSP−CD36関連障害(例えば、免疫障害、増殖性障害および感染性疾患)の許容動物モデルにおいて、さらにin vivo試験できる。
【0155】
コンピュータモデリングおよび検索技術により、CD36とそのリガンド(例えば、HSP)との相互作用をモジュレートできる化合物の同定、または既に同定された化合物の改善が可能になる。このような化合物または組成物を同定して、活性部位または領域を同定する。このような活性部位は、典型的にはリガンド結合部位である。活性部位は、例えば、ペプチドのアミノ酸配列から、核酸のヌクレオチド配列から、または関連する化合物もしくは組成物とその天然型リガンドとの複合体についての調査から等、当該分野で公知の方法を用いて同定できる。後者の場合、化学的またはX線結晶学的方法を用いて、因子(factor)上のどこに複合化リガンドが認められるかを見つけることで、活性部位を探すことができる。
【0156】
次に、活性部位の三次元幾何学構造を決定する。これは、完全分子構造を決定できるX線結晶法等の公知の方法により行うことができる。一方、固相または液相NMRを使用して、特定の分子内(intra−molecular)距離を決定できる。構造決定の任意の他の実験方法を使用して、部分的または完全な幾何学構造を得ることができる。幾何学構造は、決定された活性部位構造の精度を高め得る天然または人工の複合化リガンドを用いて測定することができる。
【0157】
不完全または精度が不充分な構造が決定された場合、コンピュータ利用型数値モデリングの方法を使用して、構造を完成するかまたはその精度を改善できる。タンパク質または核酸などの特定の生物高分子に特異的なパラメータ化(parameterized)モデル、演算式(computing)分子運動に基づく分子力学モデル、熱的アンサンブル(thermal ensembles)に基づく統計力学(statistical mechanics)モデル、または組合せモデルを含む認知されている任意のモデリング方法を使用し得る。ほとんどの種類のモデルについて、構成原子および基の間の力を表す標準的分子力場(force field)が必要であり、物理化学の分野で公知の力場から選択できる。不完全または精度が低い実験構造は、これらのモデリング方法により演算された完全かつより精度の高い構造に対する制約になってしまう。
【0158】
最後に、実験的にモデリングによりまたは組合せにより活性部位の構造を決定してから、化合物をそれらの分子構造についての情報と共に含むデータベースを検索することで、候補モジュレート化合物を同定できる。このような検索では、決定された活性部位構造と合致し、活性部位を規定する基と相互作用する構造を有する化合物を見つける。このような検索は手動で行ってもよいが、コンピュータで支援される方が好ましい。この検索で見つけたこれらの化合物は、可能性のあるCD36モジュレート化合物である。
【0159】
あるいはまた、既知のモジュレート化合物またはリガンドから、上記方法を用いて、改善されたモジュレート化合物を同定できる。既知化合物の組成を改変し、新規組成物に適用した上記実験的およびコンピュータモデリング方法により改変による構造的影響を決定できる。次に、変化した構造を、化合物の活性部位構造と比較して、改善された適合(fit)または相互作用が生じるか否かを決定する。このようにして、側基(side group)の変化等による組成物中の体系的な(systematic)変化を迅速に評価して、特異性または活性が改善された改変型モジュレート化合物またはリガンドを得ることができる。
【0160】
CD36またはHSPのいずれか、ならびに他のリガンドおよびそれらの類似体の活性部位の同定に基づきモジュレート化合物を同定するのに有用なさらなる実験およびコンピュータモデリング方法は、当業者に明らかであろう。
【0161】
分子モデリング系の例として、CHARMmおよびQUANTAプログラム(Polygen Corporation, Waltham, MA)がある。CHARMmは、エネルギー最小化および分子力学機能を行う。QUANTAは、分子構造の構築、画像モデリングおよび分析を行う。QUANTAは、分子間相互作用の相互的な構築、改変、視覚化および分析を可能にする。
【0162】
Rotivinenら(1988, Acta Pharmaceutical Fennica 97:159−166);Ripka(1988 New Scientist 54−57);McKinalyおよびRossmann(1989, Annu. Rev. Pharmacol. Toxiciol. 29:111−122);PerryおよびDavies, OSAR: Quantitative Structure−Activity Relationships in Drug Design pp. 189−193 Alan R. Liss, Inc. 1989;LewisおよびDean(1989, Proc. R. Soc. Lond. 236:125−140および141−162)等の多数の論文が特定のタンパク質と相互作用する薬剤のコンピュータモデリングについて概要を記載している。核酸成分のモデル受容体に関しては、Askewら(1989, J. Am. Chem. Soc. 111:1082−1090)が概要を記載している。化学物質をスクリーニングし画像に示す他のコンピュータプログラムは、BioDesign, Inc.(Pasadena, CA)、Allelix, Inc.(Mississauga, Ontario, Canada)およびHypercube, Inc.(Cambridge, Ontario)等の会社から入手可能である。これらは、特定のタンパク質に特異的な薬剤に適用するために主に設計されているが、DNAまたはRNAの領域が同定されればその領域に特異的な薬剤の設計に適用できる。
【0163】
5.5 診断的用途
CD36は、最初、もっぱら細胞内において存在し、アポトーシス細胞死ではなく壊死の結果放出されるgp96との相互作用によって、熱ショックタンパク質受容体として同定された。従って、CD36に結合したgp96は、壊死細胞死のセンサとして作用し得る。このように、CD36−リガンド複合体を使用して、増殖性障害(癌等)、自己免疫障害および感染性疾患を検出および診断してもよい。従って、CD36タンパク質、類似体、誘導体およびそれらのサブ配列、CD36核酸(およびそれに相補的な配列)、ならびに抗CD36抗体は、このような障害を検出および診断するのに有用である。
【0164】
CD36およびCD36核酸をアッセイに使用して、腫瘍形成、癌、腺腫等およびウイルス性疾患を生じ得る免疫系障害を、検出、予後判定または診断できる。
【0165】
本発明の分子をイムノアッセイ等のアッセイに使用して、発現に影響を及ぼす様々な症状、疾患および障害を検出、予後判定、診断もしくはモニターするか、またはその治療をモニターできる。特に、このようなイムノアッセイは、患者から得たサンプルを、HSP−CD36特異的抗体と、免疫特異的結合が生じ得る条件下で接触させること、ならびに抗体による任意の免疫特異的結合の量を検出または測定すること、を含む方法により実施する。特定の態様では、組織切片中のこのような抗体結合を用いて、異常な局在化(localization)または異常な(例えば、低いまたは不在である)CD36レベルを検出する。特定の実施形態では、CD36の抗体を使用して、患者組織または血清サンプルを、CD36の存在についてアッセイできる(この場合、CD36の異常レベルは疾患症状を示す)。「異常レベル」とは、障害のない身体の一部または被検体から得た同様のサンプルにおけるレベル(またはそれを代表する標準的レベル)と比べてレベルが高いまたは低いことを意味する。
【0166】
使用できるイムノアッセイとしては、ウェスタンブロット、免疫組織化学ラジオイムノアッセイ、ELISA、「サンドイッチ」イムノアッセイ、免疫沈降アッセイ、沈降反応、ゲル拡散沈降反応、免疫拡散アッセイ、凝集アッセイ、補体固定化アッセイ、免疫放射定量アッセイ、蛍光イムノアッセイ、プロテインAイムノアッセイ等の技術を使用した競合および非競合アッセイ系が一部として挙げられるがこれらに限定されない。
【0167】
CD36遺伝子ならびに関連する核酸配列およびサブ配列(相補配列も含む)もハイブリダイゼーションアッセイに使用できる。CD36核酸配列、または少なくとも約8ヌクレオチドを含むそのサブ配列は、ハイブリダイゼーションプローブとして使用できる。ハイブリダイゼーションアッセイを使用して、上記したような発現および/または活性の異常な変化に伴う症状、障害または疾患状態を、検出、予後判定、診断またはモニターできる。特に、このようなハイブリダイゼーションアッセイは、核酸を含むサンプルを、CD36 DNAまたはRNAにハイブリダイズ可能な核酸プローブと、ハイブリダイゼーションが生じ得る条件下で接触させること、ならびにその結果生じる任意のハイブリダイゼーションを検出または測定すること、を含む方法により実施する。
【0168】
特定の実施形態では、CD36タンパク質、CD36 RNAまたはCD36機能活性(例えば、HSPへの結合、抗体結合活性等)のレベルの低下を検出することで、またはCD36の発現もしくは活性を低くするCD36 RNA、DNAもしくはCD36タンパク質における突然変異(例えば、CD36核酸における転位、CD36遺伝子またはタンパク質における平滑末端化、野生型CD36と比べたヌクレオチドまたはアミノ酸配列の変化)を検出することにより、感染または悪性障害の間の免疫応答性が低い疾患および障害を診断でき、推測されるそれらの存在についてスクリーニングでき、またはこのような障害を患う素因を検出できる。このような疾患および障害としては、5.7、5.8および5.9節に記載のものが挙げられるがこれらに限定されない。例として、CD36タンパク質のレベルはイムノアッセイにより検出でき、CD36 RNAのレベルはハイブリダイゼーションアッセイ(例えば、ノーザンブロット、in situハイブリダイゼーション)により検出でき、CD36活性はin vivoまたはin vitroでの結合活性を測定することでアッセイできる。CD36核酸における転位、欠失および点突然変異誘発は、サザンブロット、FISH、RFLP分析、SSCP、プライマーを用いたPCR(好ましくは、少なくともCD36遺伝子のほぼ全体にわたる断片を生成するプライマー)、患者から得たCD36ゲノムDNAもしくはcDNAの配列決定等により検出できる。
【0169】
好適な実施形態では、患者サンプル中のCD36 mRNAまたはタンパク質のレベルを、悪性腫瘍または過剰増殖性障害を患っていない被検体から得た同様のサンプルにおけるレベルと比較して検出または測定する。レベルの低下は、被検体が、ウイルス性感染、悪性腫瘍または過剰増殖性障害を患うか、またはそれらを患う素因を有し得ることを示す。
【0170】
別の特定の実施形態では、CD36タンパク質、RNAまたはCD36機能活性(例えば、HSP結合または抗体等)のレベルの上昇を検出することにより、またはCD36の発現もしくは活性を高くするCD36 RNA、DNAもしくはタンパク質における突然変異(例えば、CD36核酸における転位、遺伝子またはタンパク質におけるトランケーション、野生型と比べたヌクレオチドまたはアミノ酸配列の変化)を検出することにより、細胞増殖を生じる免疫応答性の欠損を伴うか、または細胞増殖が治療のために望ましい疾患および障害を診断でき、推測されるそれらの存在についてスクリーニングでき、またはこのような障害を患う素因を検出できる。このような疾患および障害としては、5.7、5.8および5.9節に記載のものが挙げられるがこれらに限定されない。例として、CD36タンパク質のレベル、CD36 RNAのレベル、CD36結合活性、および転位または点突然変異の存在は、上述したように決定できる。
【0171】
特定の実施形態では、障害の無い患者から得た同様のサンプルにおけるレベルと比べた、患者サンプル中のCD36 mRNAまたはタンパク質のレベルを検出または測定する(この場合、レベルの上昇は、被検体が、自己免疫障害を患っているか、またはそれを患う素因を有していることを示す)。
【0172】
抗CD36抗体、および任意に、該抗体に対する標識化結合パートナーが1つ以上の容器に入った診断的用途のキットも提供する。あるいはまた、抗CD36抗体を(検出可能マーカー(例えば化学発光、酵素、蛍光、または放射活性部分)で)標識化できる。CD36 RNAにハイブリダイズ可能な核酸プローブが1つ以上の容器に入ったキットも提供する。特定の実施形態では、キットは、核酸の少なくとも一部の適切な反応条件下で、(例えば、ポリメラーゼ連鎖反応(例えば、Innisら, 1990, PCR Protocols, Academic Press, Inc., San Diego, CAを参照)、リガーゼ連鎖反応(EP 320,308を参照)、Qβレプリカーゼの使用、環状プローブ反応、または当該分野で公知の他の方法により)増幅を開始可能な1対のプライマー(例えば、それぞれ6〜30ヌクレオチドの大きさ)を1つ以上の容器に含み得る。キットは、所定量の精製CD36タンパク質または核酸を(例えば、標準または対照として)、容器中にさらに任意に含み得る。
【0173】
5.6 治療的用途
本発明は、免疫応答をモジュレートする方法をさらに包含する。免疫系を刺激し、免疫応答を引き起こす目的のために、CD36は、gp96等のHSPタンパク質を認識し、ケモカインおよび一酸化窒素放出を刺激する(例えば、HSP−抗原ペプチド複合体)。従って、本発明の組成物および方法を、HSP−CD36関連障害および症状(自己免疫疾患、癌および感染性疾患等)の治療に使用してもよい。特に、以下に詳細に記載するように、CD36と相互作用するか、またはCD36とそのリガンド(例えば、HSP)との相互作用をモジュレートするHSP−抗原ペプチド複合体、抗体、および他の化合物、ならびにHSP−CD36介在型プロセスをモジュレートする他の化合物等のCD36複合体を含む組換え細胞を、免疫応答を引き出すかブロックして、このようなHSP−CD36関連障害および症状を治療するために使用してもよい。
【0174】
5.6.1 同定したアゴニストおよびアンタゴニストの治療的用途
CD36と相互作用するか、またはCD36とそのリガンド(例えば、HSP)との相互作用をモジュレートする化合物(本明細書で提供するスクリーニング方法により同定されるもの等)は、治療薬として有用であり得る。このような化合物としては、アゴニスト、アンタゴニスト(抗体等)、アンチセンスRNAおよびリボザイムが挙げられるがこれらに限定されない。リガンド(例えば、HSP)CD36相互作用を妨げる化合物は、免疫応答をブロックするために使用でき、自己免疫応答および症状を治療するために使用できる。他の抗体、アゴニスト、アンタゴニスト、アンチセンスRNAおよびリボザイムは、リガンド(例えば、HSP)−CD36相互作用、活性、または発現を上方調節でき、抗原複合体(例えば、HSP−抗原複合体)の摂取を増強し、従って、ワクチンの投与に先立ってまたはそれと同時に宿主の免疫系を刺激するのに有用であり得る。以下に記載するのは、このような化合物をHSP−CD36関連障害(免疫障害、増殖性障害および感染性疾患等)の治療において使用する方法および組成物である。
【0175】
一実施形態では、CD36−リガンド(例えば、HSP−CD36)相互作用のアンタゴニストを使用して、免疫応答をブロックする。このようなアンタゴニストとしては、CD36、リガンドまたはリガンド−CD36複合体に結合するのに競合して、リガンド(例えば、HSP)が受容体に結合することを妨げる化合物が挙げられる。
【0176】
一実施形態では、アンタゴニストはCD36、またはHSPリガンド結合部位を含むその断片に特異的な抗体である。別の実施形態では、アンタゴニストは、HSPが受容体に結合するのを妨げる、HSPに特異的な抗体である。
【0177】
別の実施形態では、アンタゴニストは、HSP配列の少なくとも10の連続したアミノ酸を含むペプチドである。このようなペプチドは、CD36のリガンド結合部位に結合して、HSPまたはHSP複合体の相互作用をブロックできる。別の実施形態では、アンタゴニストは、CD36配列の少なくとも10の連続したアミノ酸を含むペプチドであり、これはHSPと同様、CD36に結合して、結合およびシグナル伝達活性を妨げることができる。さらに別の実施形態では、アンタゴニストは、CD36配列の少なくとも10の連続したアミノ酸を含むペプチド、特に、天然型リガンド(HSP、LDL等)に結合および「中和」できるCD36(もしくはその一部)のECDである。
【0178】
このようなペプチドは、合成によっても、または標準的な分子生物学的技術を用いることによっても生成され得る。天然型CD36リガンド(HSP等)のアミノ酸配列およびヌクレオチド配列は、GenBank等の配列データベースから一般的に入手可能である。Entrez等のコンピュータプログラムを使用して、データベースをブラウジングしたり、任意のアミノ酸配列および目的の遺伝子配列データを受託番号から検索できる。このようなペプチドの組換えおよび合成生成の方法は、5.1.1および5.1.2節に記載している。
【0179】
さらに、上記5.2節に記載したような技術を介して同定される、CD36遺伝子生成物活性をモジュレートすることができる化合物を、当業者に周知の標準的技術を用いて投与できる。
【0180】
5.6.1.1 CD36− リガンド相互作用の競合的アンタゴニスト
一実施形態では、CD36−リガンド(例えば、HSP−CD36)相互作用のアンタゴニストを使用して、(例えば、自己免疫障害を治療するために)抗原複合体に対する免疫応答をブロックする。このようなアンタゴニストとしては、CD36に結合することにより結合を妨げて、リガンド(例えば、HSP)が受容体に結合するのを妨害する分子が挙げられる。この種の競合インヒビターの例は、CD36、またはHSPリガンド結合部位を含むCD36の断片に対する抗体である。
【0181】
CD36−リガンド(例えば、HSP)競合インヒビターは、任意の種類の分子(タンパク質、核酸または薬剤が挙げられるがこれらに限定されない)であり得る。好適な実施形態では、HSP−CD36競合インヒビターは、CD36結合またはHSP結合ペプチドである。このようなペプチドの例を以下に提供する。
【0182】
5.6.1.1.1 HSP 結合ペプチド
CD36 ペプチド
本発明の一実施形態では、HSP−CD36競合アンタゴニストは、HSPに結合してHSPが天然型受容体に結合するのを競合的に阻害するCD36ペプチド、好ましくは可溶性ペプチドである。
【0183】
CD36のHSP結合部分の機能的発現が行われることが好ましい。簡単に言うと、適切な折り畳みを維持するために、タンパク質をGST融合体として発現、組換え発現させ、GST部分を切断し、非切断タンパク質を、GSH−セファロース上で除き、切断タンパク質を再折り畳みさせる。補体反復配列(complement repeat)はカルシウムに結合するので、適切な折り畳みは、再折り畳みタンパク質とカルシウムとの結合を測定することによりアッセイする。
【0184】
本実施形態の特定のモードでは、CD36のHSP結合部分は、少なくとも1つの補体反復配列からなるか、またはそれを含む。本実施形態の別の特定のモードでは、CD36のHSP結合部分は、補体反復配列のクラスター、最も好ましくはC1−IIを含む。本実施形態の別のモードでは、HSP結合部分は、少なくとも10、より好ましくは少なくとも20、さらにより好ましくは少なくとも30、さらにより好ましくは少なくとも40そして最も好ましくは少なくとも80の(連続)アミノ酸を含む。本実施形態の特定のモードでは、このような断片は、40〜45アミノ酸以下である。本実施形態の他の特定のモードでは、このような断片は80〜90アミノ酸以下である。
【0185】
CD36のHSP結合部分の誘導体または類似体も、HSP−CD36複合体の競合的アンタゴニストとして意図されている。このような誘導体または類似体としては、CD36の細胞外ドメインもしくはその断片に実質的に相同な(例えば、様々な実施形態では、同じ大きさのアミノ酸配列と、もしくは当該分野で公知のコンピュータ相同性プログラムによりアライメントが行われたアライメント配列と比較して少なくとも60%、70%、80%、90%または95%同一性)領域を含む分子、またはストリンジェント、中度にストリンジェントもしくは非ストリンジェント条件下で、コード核酸がCD36 HSP結合配列をコードする配列にハイブリダイズ可能なものが挙げられるがこれらに限定されない。特定の実施形態では、CD36誘導体は、異なるタンパク質のアミノ酸配列に、ペプチド結合を介してアミノ末端またはカルボキシ末端において連結したC1−IIの少なくとも1つの補体反復配列から好ましくはなる、CD36のHSP結合部分を含むキメラまたは融合タンパク質である。このようなキメラタンパク質は、切断再精製ステップを省略することにより、上述のように組換え産生できる。
【0186】
他のHSP結合CD36誘導体は、機能的に等価の分子を提供する置換、付加または欠失により、CD36コード配列を変えることで作製できる。ヌクレオチドコード配列の縮重のために、CD36遺伝子または遺伝子断片と実質的に同じアミノ酸配列をコードする他のDNA配列を、本発明の実施において使用し得る。HSP結合CD36誘導体の適切な改変および産生の選択は、CD36誘導体について上述したのと同じ原理を適用し、ならびに5.1.1および5.1.2節に記載した一般的な方法を用いることにより実施できる。
【0187】
HSP ペプチド
本実施形態の別のモードでは、アンタゴニストは、HSP配列の少なくとも10の連続アミノ酸を含むペプチドである。このようなペプチドは、CD36のリガンド結合部位と結合して、HSPまたはHSP複合体の相互作用をブロックできる。
【0188】
このようなペプチドは、合成によっても、または標準的な分子生物学的技術を用いても生成することができる。天然型HSPのアミノ酸配列およびヌクレオチド配列は、GenBank等の配列データベースから一般的に入手可能である。Entrez等のコンピュータプログラムを使用して、データベースをブラウジングしたり、任意のアミノ酸配列および目的の遺伝子配列データを受託番号から検索できる。このようなペプチドの組換えおよび合成生成の方法は、5.1.1および5.1.2節に記載している。
【0189】
さらに、遺伝子生成物活性をモジュレート可能な、上記5.2節に記載するような技術を介して同定される化合物は、当業者に周知の標準的技術を用いて投与できる。
【0190】
5.6.2 癌および感染性疾患に対する CD36 の治療的用途
別の実施形態では、腫瘍形成または癌を生じる特定のCD36遺伝子障害(自己免疫障害、または増殖性もしくは分化障害)の症状を、CD36遺伝子発現および/またはCD36遺伝子生成物活性のレベルをモジュレートすることにより緩和し得る。一実施形態では、例えば、CD36遺伝子発現の低下は、CD36活性を低下して、自己免疫障害の症状を緩和するのに有用であり得る。この場合、CD36遺伝子発現のレベルは、CD36遺伝子配列を、周知のアンチセンス遺伝子「ノックアウト」リボザイムおよび/または三重らせん方法と共に使用することにより低下し得る。別の実施形態では、CD36遺伝子発現の上昇は、HSP−CD36介在型経路において変異型または損傷遺伝子を補償するため、およびHSP−CD36関連障害の症状を緩和するために望ましいことがある。
【0191】
活性、CD36発現またはCD36遺伝子の合成をモジュレートする能力(HSP関連障害の症状を緩和する能力を含む)を示し得る化合物には、アンチセンス、リボザイムおよび三重らせん分子が含まれる。このような分子は、非損傷標的遺伝子活性、または適切であれば変異型標的遺伝子活性のいずれかを低下または阻害するように設計され得る。このような分子の生成および使用のための技術は、当業者に周知である。
【0192】
アンチセンスRNAおよびDNA分子は、標的化mRNAにハイブリダイズしてタンパク質翻訳を予防することにより、mRNAの翻訳を直接ブロックするように作用する。アンチセンスアプローチは、標的遺伝子mRNAに相補的なオリゴヌクレオチドの設計を伴う。アンチセンスオリゴヌクレオチドは、相補標的遺伝子mRNA転写産物に結合して、翻訳を妨げる。絶対的な相補性は好ましいが必須ではない。
【0193】
本明細書で言及するRNAの一部に「相補的な」配列は、RNAにハイブリダイズして、安定した二重らせんを形成するのに十分な相補性を有する配列を意味する;従って、二本鎖アンチセンス核酸の場合、二重らせんDNAの一本鎖を試験するか、または三重らせん形成をアッセイしてもよい。ハイブリダイズする能力は、アンチセンス核酸の相補性の程度および長さの両方に依存する。一般的に、ハイブリダイズする核酸が長ければ長いほど、RNAとの塩基ミスマッチがより多く含まれた上で安定した二重らせん(場合によっては三重らせん)を形成する。当業者は、ハイブリダイズした複合体の融点を決定する標準的な手順を使用して、寛容できるミスマッチの程度を確認できる。
【0194】
一実施形態では、CD36遺伝子の非コード領域に相補的なオリゴヌクレオチドを、アンチセンスアプローチに使用して、内因性CD36 mRNAの翻訳を阻害してもよい。アンチセンス核酸は、少なくとも6ヌクレオチドの長さで、6〜約50ヌクレオチドの長さのオリゴヌクレオチドであることが好ましい。特定の態様では、オリゴヌクレオチドは、少なくとも10ヌクレオチド、少なくとも17ヌクレオチド、少なくとも25ヌクレオチド、または少なくとも50ヌクレオチドである。
【0195】
本発明の一実施形態では、HSP受容体リガンド結合ドメインをコードする核酸に相補的なオリゴヌクレオチドを使用する。
【0196】
標的配列の選択に関わらず、in vitro調査を最初に行い、アンチセンスオリゴヌクレオチドが遺伝子発現を阻害する能力を定量することが好ましい。これらの研究において、アンチセンス遺伝子阻害とオリゴヌクレオチドの非特異的生物学的影響とを区別する対照を利用することが好ましい。これらの調査において、標的RNAまたはタンパク質のレベルを、内部(internal)対照RNAまたはタンパク質のレベルと比較することも好ましい。さらに、アンチセンスオリゴヌクレオチドを用いて得た結果を、対照オリゴヌクレオチドを用いて得た結果と比較することが想定される。対照オリゴヌクレオチドが試験オリゴヌクレオチドとほぼ同じ長さであること、およびオリゴヌクレオチドのヌクレオチド配列が、標的配列との特異的なハイブリダイゼーションを妨げる以上にはアンチセンス配列と異ならないことが好ましい。
【0197】
オリゴヌクレオチドは、一本鎖もしくは二本鎖の、DNAもしくはRNA、またはそれらのキメラ混合物、誘導体もしくは改変型変種であり得る。オリゴヌクレオチドは、塩基部分、糖部分またはリン酸骨格において改変されて、例えば、分子、ハイブリダイゼーション等の安定性を改善できる。オリゴヌクレオチドは、(例えば、in vivoで宿主細胞受容体を標的化するために)ペプチド等の他の付属基、細胞膜(例えば、Letsingerら, 1989, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 86, 6553−6556;Lemaitreら, 1987, Proc. Natl. Acad. Sci. 84, 648−652;1988年12月15日に発行されたPCT公報第WO 88/09810号を参照)もしくは血液脳関門(例えば、1988年4月25日に発行されたPCT公報第WO 89/10134号を参照)を通りぬける輸送を容易にする薬剤、ハイブリダイゼーション誘発型切断剤(例えば、Krolら, 1988, BioTechniques 6, 958−976を参照)、または挿入剤(例えば、Zon, 1988, Pharm. Res. 5, 539−549を参照)を含み得る。この目的のために、オリゴヌクレオチドを別の分子(例えば、ペプチド、ハイブリダイゼーション誘発型架橋剤、輸送剤、ハイブリダイゼーション誘発型切断剤等)とコンジュゲートしてもよい。
【0198】
アンチセンスオリゴヌクレオチドは、5−フルオロウラシル、5−ブロモウラシル、5−クロロウラシル、5−ヨードウラシル、ヒポキサンチン、キサンチン、4−アセチルシトシン、5−(カルボキシヒドロキシルメチル)ウラシル、5−カルボキシメチルアミノメチル−2−チオウリジン、5−カルボキシメチルアミノメチルウラシル、ジヒドロウラシル、β−D−ガラクトシルキューオシン、イノシン、N6−イソペンテニルアデニン、1−メチルグアニン、1−メチルイノシン、2,2−ジメチルグアニン、2−メチルアデニン、2−メチルグアニン、3−メチルシトシン、5−メチルシトシン、N6−アデニン、7−メチルグアニン、5−メチルアミノメチルウラシル、5−メトキシアミノメチル−2−チオウラシル、β−D−マンノシルキューオシン、5’−メトキシカルボキシメチルウラシル、5−メトキシウラシル、2−メチルチオ−N6−イソペンテニルアデニン、ウラシル−5−オキシ酢酸(v)、ワイブトキソシン(wybutoxosine)、プソイドウラシル、キューオシン、2−チオシトシン、5−メチル−2−チオウラシル、2−チオウラシル、4−チオウラシル、5−メチルウラシル、ウラシル−5−オキシ酢酸メチルエステル、ウラシル−5−オキシ酢酸(v)、5−メチル−2−チオウラシル、3−(3−アミノ−3−N−2−カルボキシプロピル)ウラシル、(acp3)w、および2,6−ジアミノプリンからなる(ただしこれらに限定されない)群より選択される、少なくとも1つの改変型塩基部分を含み得る。
【0199】
アンチセンスオリゴヌクレオチドは、アラビノース、2−フルオロアラビノース、キシルロースおよびヘキソースからなる(ただしこれらに限定されない)群より選択される少なくとも1つの改変された糖部分も含み得る。
【0200】
さらに別の実施形態では、アンチセンスオリゴヌクレオチドは、ホスホロチオエート(S−ODN)、ホスホロジチオエート、ホスホロアミドチオエート(phosphoramidethioate)、ホスホロアミダイト、ホスホロジアミダイト、メチルホスホネート、アルキルホスホトリエステル、およびそれらのホルムアセタール(formacetal)もしくは類似体からなる群より選択される少なくとも1つの改変されたリン酸骨格を含む。
【0201】
さらに別の実施形態では、アンチセンスオリゴヌクレオチドは、α−アノマーオリゴヌクレオチドである。α−アノマーオリゴヌクレオチドは、相補RNAと特異的な二本鎖ハイブリッドを形成し、この中では、通常のβユニットとは対照的に、鎖が互いに平行に伸びている(Gautierら, 1987, Nucl. Acids Res. 15, 6625−6641)。オリゴヌクレオチドは、2’−O−メチルリボヌクレオチド(Inoueら, 1987, Nucl. Acids Res. 15, 6131−6148)、またはキメラRNA−DNA類似体(Inoueら, 1987, FEBS Lett. 215, 327−330)である。
【0202】
本発明のオリゴヌクレオチドは、当該分野で公知の標準的な方法(例えば(Biosearch、Applied Biosystems等から市販されている)自動化DNA合成器の使用)により合成され得る。例として、ホスホロチオエートオリゴヌクレオチドは、Steinら (1988, Nucl. Acids Res. 16, 3209) の方法により合成することができ、メチルホスホネートオリゴヌクレオチドは、制御された (controlled) 孔ガラスポリマー支持体の使用により調製することができる(Sarinら, 1988, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 85, 7448−7451)。
【0203】
標的遺伝子コード領域配列に相補的なアンチセンスヌクレオチドが使用できる一方で、転写非翻訳領域に相補的なものが最も好ましい。
【0204】
本発明の一実施形態では、特定の標的mRNAが、アンチセンスホスホロチオエートオリゴヌクレオチド(S−ODN)とハイブリダイズした後に、RNアーゼHにより消化されて、遺伝子発現下方調節が実行される。どのアンチセンスS−ODNがより都合が良いかを予測する規則はないため、最良の戦略は完全に経験的なものであり、いくつかのアンチセンスS−ODNを試すことからなる。アンチセンスホスホロチオエートオリゴヌクレオチド(S−ODN)は、目的のmRNAの特定の領域を標的化するように設計される。アンチセンスS−ODNの無秩序な寄せ集めの(scrambled)配列からなる対照S−ODNも、ヌクレオチド内容が確実に同一になるようにし、核酸内容に潜在的に負う差異が最小になるように設計される。全てのS−ODNが、Oligos Etc.(Wilsonville, OR)により合成できる。調査目的のアッセイまたはex vivo遺伝子療法プロトコール等、培養細胞に適用した場合のアンチセンス分子の有効性を試験するために、細胞を100 mm組織培養プレート上で60〜80%の集密性まで培養し、PBSで濯ぎ、8 ml Opti−MEM、52.8μlリポフェクチンからなるリポフェクションミックス(最終濃度200 nM S−ODN)をかぶせる。リポフェクションは、リポフェクチン試薬およびOpti−MEM(Gibco BRL)を使用して実施する。細胞を、リポフェクションミックスの存在下で5時間インキュベートする。インキュベートの後、培地を完全DMEMと置き換える。細胞を、リポフェクション後の異なる時点において回収し、ウェスタンブロットによりタンパク質レベルを分析する。
【0205】
アンチセンス分子は、in vivoで直接被検体に対して、または培養細胞(ex vivo遺伝子療法プロトコール等)に対してのいずれかで、標的遺伝子を発現する細胞を標的化するべきである。アンチセンスDNAまたはRNAを細胞に送達するために、多数の方法が開発されている;例えば、アンチセンス分子を組織部位に直接注射するか、または所望の細胞(例えば、標的細胞表面上で発現する受容体または抗原に特異的に結合するペプチドまたは抗体に連結したアンチセンス)を標的化するように設計された改変型アンチセンス分子を全身投与できる。
【0206】
しかし、内因性mRNAの翻訳を抑制するのに十分なアンチセンスの細胞内濃度を得ることは難しいことが多い。従って、好適なアプローチは、アンチセンスオリゴヌクレオチドが強力なpol IIIまたはpol IIプロモーターの制御下に置かれた組換えDNA構築物を利用する。このような構築物を使用して患者中の標的細胞をトランスフェクトすることにより、内因性標的遺伝子転写産物と相補的塩基対を形成し、標的遺伝子mRNAの翻訳を妨ぐ、十分な量の一本鎖RNAの転写が生じる。例えば、ベクターを、例えば、細胞に摂取されてアンチセンスRNAの転写を指示するように導入できる。このようなベクターは、所望のアンチセンスRNAを生成するように転写できる限り、エピソームのままであっても、染色体に取り込まれてもよい。このようなベクターは、当該分野で標準的な組換えDNA技法により構築できる。ベクターは、哺乳動物細胞中での複製および発現に使用される、プラスミド、ウイルスのものまたは当該分野で公知のその他のものであり得る。アンチセンスRNAをコードする配列の発現は、哺乳動物(好ましくはヒト細胞)中で作用することが当該分野で知られている任意のプロモーターにより行われ得る。このようなプロモーターは、誘導可能または構成的であり得る。このようなプロモーターとしては、SV40初期プロモーター領域(BernoistおよびChambon, 1981, Nature 290, 304−310)、ラウス肉腫ウイルスの3’長末端反復配列に含まれるプロモーター(Yamamotoら, 1980, Cell 22, 787−797)、ヘルペスチミジンキナーゼプロモーター(Wagnerら, 1981, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 78, 1441−1445)、メタロチオネイン遺伝子の調節配列(Brinsterら, 1982, Nature 296, 39−42)等が挙げられるがこれらに限定されない。任意の種類のプラスミド、コスミド、YACまたはウイルスベクターを使用して、組織部位に直接導入可能な組換えDNA構築物を調製できる。あるいはまた、所望の組織に選択的に感染するウイルスベクターを使用できる(この場合には、別の経路で(例えば全身的に)投与する)。
【0207】
標的遺伝子mRNA転写産物を触媒的に切断するように設計されたリボザイム分子も、標的遺伝子mRNAの翻訳、従って標的遺伝子生成物の発現を防ぐために使用できる。(例えば、1990年10月4日に発行されたPCT国際公報第WO 90/11364号;Sarverら, 1990, Science 247, 1222−1225を参照)。本発明の一実施形態では、HSP受容体遺伝子にハイブリダイズするオリゴヌクレオチドを、HSP受容体リガンド結合ドメインをコードする核酸に相補的になるように設計する。
【0208】
リボザイムは、RNAの特異的な切断を触媒可能な酵素RNA分子である。(概要については、Rossi, 1994, Current Biology 4, 469−471を参照)。リボザイム作用のメカニズムは、リボザイム分子と相補標的RNAとの配列特異的ハイブリダイゼーション、その後の内ヌクレオチド結合分解的(endonucleolytic)切断事象を伴う。リボザイム分子の組成物は、標的遺伝子mRNAに相補的な1つ以上の配列を含まなければならず、mRNA切断を引き起こす周知の触媒配列を含まなければならない。この配列については、例えば、米国特許第5,093,246号(参照により全体的に本明細書に援用する)を参照のこと。
【0209】
部位特異的認識配列においてmRNAを切断するリボザイムを使用して標的遺伝子mRNAを破壊できるが、ハンマーヘッドリボザイムを使用することが好ましい。ハンマーヘッドリボザイムは、標的mRNAと相補的な塩基対を形成する隣接領域により規定される位置においてmRNAを切断する。唯一の要件は、標的mRNAが2塩基配列「5’−UG−3’」を有することである。ハンマーヘッドリボザイムの構築および生成は当該分野で周知であり、Myers, 1995, Molecular Biology and Biotechnology: A Comprehensive Desk Reference VCH Publishers, New York(特に、図4、p.833を参照)、ならびにHaseloffおよびGerlach, 1988, Nature, 334, 585−591(参照により全体的に本明細書に援用する)においてより完全に記載されている。
【0210】
リボザイムは、切断認識部位が標的遺伝子mRNAの5’端付近に位置する(すなわち効率を高め、非機能mRNA転写産物の細胞内蓄積を最小にする)ように操作されることが好ましい。
【0211】
本発明のリボザイムとしてはまた、テトラヒメナ・サーモフィラ(tetrahymena thermophila)(IVSまたはL−19 IVS RNAとして知られる)中で天然に生じるもの、及び、Thomas Cechおよび共同研究者ら(Zaugら, 1984, Science, 224, 574−578;ZaugおよびCech, 1986, Science, 231, 470−475;Zaugら, 1986, Nature 324, 429−433;University Patents Inc.による国際特許出願公報第WO 88/04300号;BeenおよびCech, 1986, Cell, 47, 207−216)により広範囲に記載されているもの等のRNAエンドリボヌクレアーゼ(以下、「チェック型リボザイム」)が挙げられる。チェック型リボザイムは、標的RNA配列にハイブリダイズして、標的RNAの切断が生じる8つの塩基対活性部位を有する。本発明は、標的遺伝子に存在する8つの塩基対活性部位配列を標的化するチェック型リボザイムを包含する。
【0212】
アンチセンスアプローチにおいては、リボザイムは、(例えば、改善された安定性、標的化等のための)改変型オリゴヌクレオチドからなり、標的遺伝子を発現する細胞にin vivo送達されるべきである。好ましい送達方法は、強力な構成pol IIIまたはpol IIプロモーターの制御下でリボザイムを「コードする」DNA構築物を使用し、トランスフェクトされた細胞が十分な量のリボザイムを生成して、内因性標的遺伝子メッセージを破壊し、翻訳を破壊する。アンチセンス分子とは違い、リボザイムは触媒性であるため、効率のために必要な細胞内濃度はより低い。
【0213】
内因性標的遺伝子発現は、標的化相同組換えを用いて標的遺伝子またはそのプロモーターを不活化または「ノックアウト」することによっても低くできる(例えば、Smithiesら, 1985, Nature 317, 230−234;ThomasおよびCapecchi, 1987, Cell 51, 503−512;Thompsonら, 1989, Cell 5, 313−321を参照;それぞれ参照により全体的に本明細書に援用する)。例えば、内因性標的遺伝子に相同的なDNA(標的遺伝子のコード領域または調節領域のいずれか)に隣接した変異型非機能的標的遺伝子(または完全に無関係なDNA配列)を、選択可能マーカーおよび/または陰性選択可能マーカーと共にまたはそれら無しに使用して、標的遺伝子をin vivoで発現する細胞をトランスフェクトできる。標的化相同組換えを介したDNA構築物の挿入により、標的遺伝子の不活化が生じる。このようなアプローチは、ES(胚幹)細胞に対する特に適した改変であり、不活性標的遺伝子を有する動物子孫を作るのに使用できる (例えば、ThomasおよびCapecchi, 1987、ならびにThompson, 1989,前掲を参照)。しかし、このアプローチは、組換えDNA構築物を、適切なウイルスベクターを用いてin vivoで必要な部位に直接投与するかまたは標的化させるという前提のもとで、ヒトにおける使用に適用できる。
【0214】
あるいはまた、標的遺伝子の調節領域(すなわち、標的遺伝子プロモーターおよび/またはエンハンサー)に相補的なデオキシリボヌクレオチド配列を標的化することにより、身体の標的細胞中の標的遺伝子の転写を妨げる三重らせん構造を形成して、内因性標的遺伝子発現を低くすることができる。(Helene, 1991, Anticancer Drug Des., 6(6), 569−584;Heleneら, 1992, Ann. N.Y. Acad. Sci., 660, 27−36;ならびにMaher, 1992, Bioassays 14(12), 807−815を全般的に参照)。
【0215】
転写を阻害するための三重らせん形成において使用する核酸分子は、一本鎖であり、デオキシリボヌクレオチドからなる。これらのオリゴヌクレオチドの塩基組成は、一般的にプリンまたはピリミジンのいずれかの大きな配列(stretch)が二重らせんの一方の鎖の上に存在する必要があるフーグスティーン型塩基対規則を介して三重らせん形成を促すように設計されなければならない。ヌクレオチド配列は、ピリミジン利用型で、これは得られる三重らせんの3本の会合した鎖にわたりTATおよびCGCトリプレットを生じる。ピリミジン富化分子は、二重らせんの一方の鎖のプリン富化領域に相補的な塩基を該鎖と平行な方向に提供する。さらに、プリンに富んだ(例えば、G残基の配列を含む)核酸分子が選択できる。これらの分子は、GC対が豊富なDNA二重らせんと三重らせんを形成し、この中ではほとんどのプリン残基が標的化二重らせんの一方の鎖に位置し、三重らせんの3本の鎖にわたりGGCトリプレットが生じる。
【0216】
あるいはまた、三重らせん形成のために標的化できる可能性のある配列は、いわゆる「スイッチバック」核酸分子を作製することにより増加させることができる。スイッチバック分子を、交互に5’−3’、3’−5’の様式で合成して、二重らせんの最初の一方の鎖と塩基対を作り、次いで他方と作り、プリンまたはピリミジンのいずれかの大きな配列が二重らせんの一方の鎖に存在する必要がない。
【0217】
本明細書に記載するアンチセンス、リボザイム、および/または三重らせん分子を利用して、変異型遺伝子発現を阻害する場合、本技術により、正常標的遺伝子対立遺伝子により生成されるmRNAの転写(三重らせん)および/または翻訳(アンチセンスリボザイム)があまりに効率的に低下または阻害されるため、存在する正常標的遺伝子生成物の濃度が正常表現型に必要なものよりも低い可能性が生じ得る。このような場合、実質的に正常なレベルの標的遺伝子活性が確実に維持されるように、正常な標的遺伝子活性を示す標的遺伝子ポリペプチドをコードおよび発現する核酸分子を、以下の5.6.3節に記載するような遺伝子療法を介して、利用している任意のアンチセンス、リボザイムまたは三重らせん治療に感受性のある配列を含まない細胞に導入してもよい。あるいはまた、標的遺伝子が細胞外タンパク質をコードする場合、正常標的遺伝子タンパク質を同時投与して、標的遺伝子活性の必須レベルを維持することが好ましい。
【0218】
本発明のアンチセンスRNAおよびDNA、リボザイム、ならびに三重らせん分子は、上記議論したように当該分野で公知のDNAおよびRNA分子の任意の合成方法により調製され得る。これらとしては、当該分野で周知のオリゴデオキシリボヌクレオチドおよびオリゴリボヌクレオチドを化学的に合成する技術(例えば、固相ホスホロアミダイト化学合成等)が挙げられる。あるいはまた、RNA分子は、アンチセンスRNA分子をコードするDNA配列のin vitroおよびin vivo転写により産生され得る。このようなDNA配列は、T7またはSP6ポリメラーゼプロモーター等の適切なRNAポリメラーゼプロモーターを取り込んだ様々なベクターに取り込まれ得る。あるいはまた、使用するプロモーターに応じてアンチセンスRNAを構成的または誘導的に合成するアンチセンスcDNA構築物を、細胞系に安定して導入できる。
【0219】
5.6.3 遺伝子置換療法
正常CD36遺伝子発現および/またはCD36遺伝子生成物活性のレベルの上昇については、CD36遺伝子核酸配列を、例えば、癌等の増殖性障害を生じる免疫障害の治療に利用できる。このような治療は、例えば、遺伝子置換療法の形態で施すことができる。具体的に、正常CD36遺伝子機能を示すCD36遺伝子生成物の産生を指示する正常CD36遺伝子またはCD36遺伝子の一部の1つ以上のコピーを、ベクター(アデノウイルス、アデノ随伴ウイルスおよびレトロウイルスベクターが挙げられるがこれらに限定されない)を用いて、DNAを細胞に導入する他の粒子(リポソーム等)と共に患者の適切な細胞に挿入してもよい。
【0220】
遺伝子置換療法技術は、CD36遺伝子配列を、患者においてHSP受容体を発現する細胞型に送達できなければならない。従って、一実施形態では、当業者に周知の技術(例えば、1988年4月25日に発行されたPCT公報第WO89/10134号を参照)を用いて、CD36遺伝子配列が、骨髄性系統(myeloid lineage)の発生細胞(例えば骨髄)に送達され得るようにできる。別の特定の実施形態では、マクロファージをin vitroで使用し、養子免疫療法の技術を用いて患者に送達することで遺伝子置換を行うことができる。
【0221】
別の実施形態では、送達技術は、このような遺伝子配列を、CD36遺伝子配列が(例えば、腫瘍部位において直接)発現される細胞部位へ直接投与することを伴う。
【0222】
CD35遺伝子発現および/またはCD36遺伝子生成物活性の全体的なレベルを高めるために利用され得るさらなる方法としては、適切なCD36発現細胞(好ましくは同原細胞)を、CD36障害の症状を緩和するような位置および十分な数で患者に導入することが挙げられる。このような細胞は、組換え細胞または非組換え細胞のいずれであってもよい。
【0223】
患者におけるCD36遺伝子発現の全体的なレベルを高めるために投与され得る細胞には、通常CD36遺伝子を発現する細胞が含まれる。
【0224】
あるいはまた、細胞(好ましくは同原細胞)を、CD36遺伝子配列を発現するように操作し、その後CD36障害または増殖性もしくはウイルス性疾患(例えば、癌および腫瘍形成)の症状を緩和するのに適した位置で患者に導入してもよい。あるいはまた、非損傷CD36遺伝子を発現し、MHCが合致する個体に由来する細胞が利用でき、例えば脳細胞が挙げられる。CD36遺伝子配列の発現は、適切な遺伝子調節配列により制御されて、必要な細胞型におけるこのような発現を可能にする。このような遺伝子調節配列は当業者に周知である。このような細胞利用型遺伝子療法技術は当業者に周知である(例えば、Anderson, 米国特許第5,399,349号を参照)。
【0225】
投与される細胞が非同原細胞である場合、導入細胞に対して宿主免疫応答が発生するのを防ぐ周知の技術を用いて投与できる。例えば、細胞は、直に接した細胞外環境と成分の交換を可能にしつつ宿主免疫系に導入細胞を認識させないカプセル化形態で導入してもよい。
【0226】
5.6.4 可溶性ポリペプチドの送達
可溶性ECDまたは融合タンパク質(例えば、融合Ig分子)を発現する遺伝子操作された細胞を、可溶性分子の供給を送達する「バイオリアクター」として機能し得るin vivoで投与できる。このような可溶性CD36ポリペプチドおよび融合タンパク質は、適切な濃度で発現されると、HSPまたはCD36に対する他の天然型リガンドを中和するか「吸い取り(mop up)」、活性のインヒビターとして作用し、従ってHSP−CD36関連障害および疾患(自己免疫障害、増殖性障害および感染性疾患等)を治療するために使用され得る。
【0227】
5.6.5 優性ネガティブ変異体の送達
本発明の別の実施形態では、優性ネガティブ変異体(「優性ネガティブ」)を治療のために使用して、HSP−抗原複合体に対する免疫応答を(例えば、自己免疫障害を治療するために)ブロックしてもよい。一般的に、このような優性ネガティブは、発現された場合に、リガンド(すなわち、HSP−抗原分子複合体)と相互作用するが、正常CD36の1つ以上の機能(すなわち、成長因子産生および/またはシグナリング機能)を欠く変異体である。このような変異体は、同じ細胞または異なる細胞中の正常なCD36の機能を妨害する(例えば、野生型受容体由来のHSP−ペプチド複合体の消費(titration)による)。このような突然変異は、例えば、細胞外、膜貫通または細胞内ドメインのいずれかにおける1つ以上の点突然変異、欠失、挿入または他の突然変異であり得る。
【0228】
細胞におけるこのような優性ネガティブ突然変異の発現は、利用可能なリガンドの総量を消費し尽くす(titrating out)ことで、同じまたは隣接する細胞中の正常な機能的受容体によるリガンドの摂取をブロックできる。従って、このような優性ネガティブを発現する組換え抗原提示細胞は、自己免疫障害の治療が必要な患者に投与した場合に、HSP−抗原分子複合体を消費し尽くすのに使用できる。
【0229】
5.7 標的自己免疫疾患
本発明の方法により治療できる自己免疫疾患としては、インスリン依存型糖尿病(すなわち、IDDM、すなわち自己免疫糖尿病)、多発性硬化症、全身性エリテマトーデス、シェーグレン症候群、強皮症、多発性筋炎、慢性活動性肝炎、混合結合組織病、原発性胆汁性肝硬変、悪性貧血、自己免疫甲状腺炎、突発性アディソン病、白斑、グルテン感受性腸症、グレーヴス病、重症筋無力症、自己免疫好中球減少症、突発性血小板減少性紫斑病、慢性関節リウマチ、肝硬変、尋常性天疱瘡、自己免疫不妊症、グッドパスチャー病、水疱性類天疱瘡、円盤状狼瘡(discoid lupus)、潰瘍性大腸炎、およびデンスデポジット糸球体腎炎 (dense deposit disease) が挙げられるがこれらに限定されない。本明細書で言及する上記疾患は、このような疾患についての動物モデルにより示されるもの(例えば、IDDMについての非肥満糖尿病(NOD)マウス、および多発性硬化症についての実験的自己免疫脳脊髄炎(EAE)マウス)も含む。
【0230】
本発明の方法を使用して、患者自身の組織に対する免疫応答を低下または無くすこと、あるいはまた自己免疫応答により損傷した自己組織または器官を置き換えるように移植された組織または器官に向けられた既存の自己免疫応答を低下または無くすことにより、このような自己免疫疾患を治療できる。
【0231】
5.8 標的感染性疾患
本発明の方法および組成物を使用して治療または予防できる感染性疾患としては、ウイルス、細菌、原生動物および細胞内寄生生物等の細胞内病原体が原因となるものが挙げられる。ウイルスとしては、B型肝炎ウイルス、パルボウイルス(アデノ随伴ウイルスおよびサイトメガロウイルス等)、パポバウイルス(パピローマウイルス等)、ポリオーマウイルス、SV40、アデノウイルス、ヘルペスウイルス(単純ヘルペスI型(HSV−I)、単純ヘルペスII型(HSV−II))およびエプスタイン−バーウイルス等)、ポックスウイルス(痘瘡(天然痘)およびワクシニアウイルス等)、RNAウイルス(ヒト免疫欠損ウイルスI型(HIV−I)、ヒト免疫欠損ウイルスII型(HIV−II)、ヒトT細胞リンパ球向性(lymphotropic)ウイルスI型(HTLV−I)およびヒトT細胞リンパ球向性ウイルスII型(HTLV−II)が挙げられるがこれらに限定されない);インフルエンザウイルス、麻疹ウイルス、狂犬病ウイルス、センダイウイルス、ピコルナウイルス(ポリオウイルス、コクサッキーウイルス、ライノウイルス等)、レオウイルス、トガウイルス(風疹ウイルス(風疹(german measle))およびセムリキ森林熱ウイルス)、アルボウイルス、ならびにA型肝炎ウイルス等が原因となるウイルス性疾患が挙げられるがこれらに限定されない。
【0232】
別の実施形態では、化膿レンサ球菌、肺炎レンサ球菌、淋菌、骨髄炎菌、ジフテリア菌、ボツリヌス菌、ウェルシュ菌(Clostridium perfringenes)、破傷風菌、インフルエンザ菌、肺炎桿菌、クレブシエラ・オゼネ(Klebsiella ozaenae)、クレブシエラ・ライノスケロマチス(Klebsiella rhinoscleromotis)、スタフィロコッカス・アウレウス、コレラ菌、大腸菌、緑膿菌、カンピロバクター(ビブリオ)・フィタス(Campylobacter (Vibrio) fetus)、カンピロバクター・ジェジュニ、アエロモナス・ハイドロフィラ(Aeromonas hydrophila)、セレウス菌、エドワードシエラ・タルダ(Edwardsiella tarda)、エルネシア・エンテロコリチカ、ペスト菌、偽結核菌、志賀赤痢菌、フレクスナー赤痢菌、ソンネ赤痢菌、ネズミチフス菌、チフス菌、梅毒トレポネーマ、地域流行性梅毒トレポネーマ(Treponema pertenue)、スピロヘータ(Treponema carateneum)、ボレリア・ビンチェンティ(Borrelia vincentii)、ボレリア・バルドフェリ(Borrelia burgdorferi)、黄疸出血性レプトスピラ症、結核菌、トキソプラスマ、ニューモシスチス・カリニ、野兎病菌、ウシ流産菌、ブタ流産菌、ヤギ流産菌、マイコプラズマ(Mycoplasma spp.)、発疹チフスリケッチア、恙虫病リケッチア、クラミジア(Chlamydia spp.)、およびヘリコバクター・ピロリ等(ただしこれらに限定されない)の病原体細菌により生じる障害等(ただしこれらに限定されない)の細菌感染が治療または予防できる。
【0233】
別の好適な実施形態では、赤痢アメーバー、口腔トリコモナス、腸トリコモナス、膣トリコモナス、ガンビアトリパノソーマ、ローデシアトリパノソーマ、クルーズトリパノソーマ、ドノバンリーシュマニア、熱帯リーシュマニア、ブラジルリーシュマニア、ニューモシスチス肺炎(Pneumocystis pneumonia)、三日熱マラリア原虫、熱帯熱マラリア原虫、および四日熱マラリア原虫等(ただしこれらに限定されない)の病原性原生動物により生じる感染を治療または予防するために上記方法を使用できる。
【0234】
5.9 標的増殖性細胞障害
HSP−CD36活性に関連する特定の増殖性および腫瘍形成疾患に関して、本発明の方法により治療または予防できる疾患としては、ヒト肉腫および癌(例えば、線維肉腫、粘液肉腫、脂肪肉腫、軟骨肉腫、骨原生肉腫、脊索腫、血管肉腫、内皮肉腫(endotheliosarcoma)、リンパ管肉腫、リンパ管内皮腫、骨膜腫、中皮腫、ユーイング腫、平滑筋肉腫、横紋筋肉腫、結腸癌、膵臓癌、乳癌、卵巣癌、前立腺癌、扁平上皮癌、基底細胞癌、腺癌、汗腺癌、皮脂腺癌、乳頭状癌、乳頭状腺癌、嚢胞腺癌、髄様癌、気管支原生癌、腎細胞癌、肝癌、胆管癌、絨毛癌、精上皮腫、胎生期癌、ウィルムス腫、頸部癌、精巣腫瘍、肺癌、小細胞肺癌(small cell lung carcinoma)、膀胱癌、上皮癌、神経膠腫、星状細胞腫、髄芽細胞腫、頭蓋咽頭腫、脳室上衣細胞腫、松果体腫、血管芽細胞腫、聴神経腫、乏突起神経膠腫、髄膜腫、黒色腫、神経芽細胞腫、網膜芽細胞腫;白血病(例えば、急性リンパ性白血病および急性骨髄性白血病(骨髄芽球性、前骨髄球性、骨髄単球性、単球性および赤白血病));慢性白血病(慢性骨髄性(顆粒球性)白血病および慢性リンパ性白血病);ならびに真性赤血球増加症、リンパ腫(ホジキン病および非ホジキン病)、多発性骨髄腫、ヴァルデンストレームマクログロブリン血症、およびH鎖病が挙げられるがこれらに限定されない。
【0235】
細胞増殖の欠損に関与するか、または治療または予防のために細胞増殖が望ましく、CD36機能を阻害することにより治療または予防できる疾患および障害としては、変性障害、成長欠損、低増殖性障害(hypoproliferative disorder)、身体的外傷、病変および創傷が挙げられるがこれらに限定されない(例えば、創傷治癒を促すか、または変性、病変もしくは損傷した組織等における再生を促す)。
【0236】
5.10 医薬剤形および投与方法
CD36遺伝子発現または遺伝子生成物活性に影響を及ぼすと判断された化合物を、治療的に有効な用量で患者に投与して、細胞増殖性障害を治療または緩和できる。治療的に有効な用量とは、このような障害の症状の緩和をもたらすのに十分な化合物の量を指す。
【0237】
5.10.1 有効用量
このような化合物の毒性および治療的効力は、細胞培養物または実験動物において(例えば、LD50(集団の50%に対して致死的な用量)およびED50(集団の50%に対して治療有効性のある用量)を決定するための)標準的な製薬手順により決定できる。毒性と治療効果との用量比は、治療指数であり、LD50/ED50比として表すことができる。高い治療指数を示す化合物が好ましい。毒性副作用を示す化合物を使用してもよいが、害された組織の部位にこのような化合物を標的化させる送達系を設計する際に非感染細胞への可能性のある損傷を最小限にして副作用を低下するように注意を払わなくてはならない。
【0238】
細胞培養アッセイおよび動物調査から得られたデータを、ヒトに対して使用する各種投薬量を処方するのに使用できる。このような化合物の投薬量は、毒性がほとんどまたは全く無い、ED50を含む循環濃度の範囲内にあることが好ましい。投薬量は、採用する投薬形態および利用する投薬経路に応じてこの範囲内で変化し得る。本発明の方法において使用される任意の化合物について、治療的に有効な用量は、まず細胞培養アッセイから推定できる。細胞培養で決定されたIC50(すなわち、症状の半値阻害(half−maximal inhibition)が達成される試験化合物の濃度)を含む循環血漿濃度範囲を得るように、動物モデルにおいて用量を処方し得る。このような情報を使用して、ヒトにおいて有用な用量をより正確に決定できる。血漿中レベルは、例えば、高速液体クロマトグラフィーにより測定され得る。
【0239】
5.10.2 処方および使用
本発明により使用する医薬組成物は、1つ以上の生理学的に許容可能な担体または賦形剤を使用して、従来の様式により処方され得る。
【0240】
従って、(口または鼻のいずれかを介した)吸入もしくは注入による投与、または経口、非経口もしくは直腸投与のために、化合物ならびにそれらの生理学的に許容可能な塩および溶媒和物を処方してもよい。
【0241】
経口投与のために、医薬組成物は、例えば、結合剤(例えば、α化トウモロコシデンプン、ポリビニルピロリドンもしくはヒドロキシプロピルメチルセルロース);充填剤(例えば、ラクトース、微結晶性セルロースもしくはリン酸水素カルシウム);滑沢剤(例えば、ステアリン酸マグネシウム、タルクもしくはシリカ);崩壊剤(例えば、ジャガイモデンプンもしくはグリコールデンプンナトリウム(sodium starch glycolate);または湿潤剤(例えば、ラウリル硫酸ナトリウム)等の製薬的に許容可能な賦形剤と共に、従来手段により調製する錠剤もしくはカプセルの形態を取り得る。錠剤は、当該分野で周知の方法により被覆され得る。経口投与のための液体調製物は、例えば、溶液、シロップまたは懸濁液の形態を取り得るか、または使用前に水もしくは他の適切なビヒクルにより再生される乾燥品として提供され得る。このような液体調製物は、懸濁剤(例えば、ソルビトールシロップ、セルロース誘導体または水素化食用脂);乳化剤(例えば、レシチンまたはアカシア);非水溶性ビヒクル(例えば、アーモンドオイル、油性エステル、エチルアルコールまたは分別植物油);および保存剤(例えば、メチルもしくはプロピル−p−ヒドロキシベンゾエートまたはソルビン酸)等の製薬的に許容可能な添加物と共に従来手段により調製され得る。調製物はまた、緩衝塩、香味料、着色料および甘味料も必要に応じて含み得る。
【0242】
経口投与のための調製物は、活性化合物の制御放出が得られるように適切に処方され得る。
【0243】
頬腔投与のために、組成物は、従来の様式で処方された錠剤またはロゼンジの形態を取り得る。
【0244】
吸入による投与のために、本発明により使用する化合物は、適切な推進剤(例えば、ジクロロジフルオロメタン、トリクロロフルオロメタン、ジクロロテトラフルオロエタン、二酸化炭素または他の適切なガス)を使用して、圧縮パックまたは噴霧器からのエアロゾルスプレーによる提供の形態で都合よく送達される。圧縮エアロゾルの場合、投薬量単位は、定量を送達する弁を設けることで決定され得る。吸入器または注入器で使用する例えばゼラチンのカプセルおよびカートリッジは、化合物、およびラクトースまたはデンプンなどの適切な粉末基質の粉末混合物を含むように処方され得る。
【0245】
化合物は、注射(例えばボーラス注射または連続的輸液)による非経口投与用に処方され得る。注射用の処方は、保存料を添加されて(例えばアンプルまたは多用量容器に入れられて)単位投薬量形態で提供され得る。組成物は、油性または水性ビヒクルに入った懸濁液、溶液またはエマルジョンの形態等を取り、懸濁剤、安定剤および/または分散剤等の処方(formulatory)剤を含み得る。あるいはまた、活性成分は、使用前に適切なビヒクル(例えば、滅菌パイロジェンフリー水)により再生される粉末形態であり得る。
【0246】
化合物はまた、(例えば、カカオバターまたは他のグリセリド等の従来からの座剤基質を含む)座剤または停留浣腸等の直腸組成物として処方され得る。
【0247】
先に記載した処方物に加えて、化合物は、蓄積剤形としても処方され得る。このような長期作用型処方物は、(例えば、皮下もしくは筋内)移植、または筋内注射により投与され得る。従って、例えば、化合物は適切な高分子もしくは疎水性材料と共に(例えば、許容可能な油中のエマルジョンとして)、イオン交換樹脂、または難溶性誘導体(例えば難溶性塩)として処方され得る。
【0248】
所望であれば、組成物は、活性成分を含む1つ以上の単位投薬量形態を含み得るパックまたは分配器に入れられて提供され得る。パックは、例えば、金属またはプラスチックホイル(ブリスター包装等)を含み得る。パックまたは分配器に、投与についての指示書を添付してもよい。
【0249】
6. 実施例: HSP 受容体としての CD36 の同定
6.1 序文
本明細書で提示する実施例は、マクロファージおよび樹状細胞中のgp96とCD36受容体との相互作用の好結果の同定を記載する。本明細書で提示する実験は、CD36受容体ポリペプチドの単離、ならびに本発明のスクリーニング、診断および治療方法の基礎をなす。
【0250】
本発明の出願人は、特定の観察が、HSPシャペロン(chaperoned)ペプチド抗原提示の「直接輸送」モデルと食い違っていることに気づいた。第一に、HSP調製物の免疫原性は、機能的食細胞の存在に依存しており、B細胞または他の非プロフェッショナル抗原提示細胞には依存しない(UdonoおよびSrivastava, 1993, 前掲;SutoおよびSrivastava, 1995, 前掲)が、遊離ペプチドは全ての細胞型を感作できる。第二に、極少量のHSP−ペプチド複合体が、特異的な免疫性を引き出すのに有効であり(すなわち、gp96シャペロンペプチドは遊離ペプチドよりも、CTL認識のためにマクロファージを感作するのに数百倍有効であった)、特異的な摂取メカニズムの可能性を示唆した。第三に、gp96シャペロンペプチドは、ペプチドの大きさによって限定されないMHC I応答を引き出した。最後に、マクロファージ中のgp96−ペプチド複合体の処理は、ゴルジ装置を通過する輸送をブロックするブレフェルジンA(BFA)に感受性を有することが分かり、処理が細胞内メカニズムを介して生じることを示唆した。これらの観察は、HSPシャペロンペプチドが、MHCクラスI分子により内部的に処理され、マクロファージの細胞表面上に再提示され得るという仮説を導いた(SutoおよびSrivastava, 1995, 前掲)。マンノース受容体が、gp96の摂取において使用されるという仮説もあるが、HSP70等の非グリコシル化HSPについてのメカニズムは提議されていない(Ciupituら, 1998, J. Exp. Med., 187:685−691)。他は、新規の細胞内転送経路が、細胞外媒体からERの内腔へのペプチドの輸送に関与し得ることを示唆している(Dayら, 1997, Proc. Natl. Acad. Sci. 94:8065−8069;Nicchitta, 1998, Curr. Opin. in Immunol. 10:103−109)。さらなる示唆としては、(a)タンパク質をファゴソームから細胞質ゾルに向かわせる(そこで該タンパク質は正常クラスI経路に入る)明白でない経路を有し;(b)リソソーム中の摂取物質を消化し、ペプチドを放出して、クラスI分子に対して表面上に載せる(Bevan, 199, J. Exp. Med. 192:639−41)食細胞の関与が挙げられる。熱ショックタンパク質に対する受容体の発見は、HSPと複合化された細胞外抗原ペプチドが、どのように免疫応答を刺激し得るのかという逆説を解明する助けとなる。さらに、細胞表面受容体は、シグナル伝達経路を誘導するなどの他の機能を有し得る。本明細書に開示するCD36は、このような受容体として同定されている。
【0251】
6.2 材料および方法
マクロファージ単離.野生型およびCD36ヌルマウスを、0.2 mlのプリスタンで接種した。5日後、腹腔膜灌流からマクロファージを抽出し、標準的な細胞培養技術を用いて3〜4時間塗布培養した。
【0252】
樹状細胞単離.野生型およびCD36ヌルマウスの大腿骨から骨髄細胞を抽出した。細胞を、GM−CSFの存在下で6日間インキュベートした。6日後、細胞をさらに1日再プレート化して、非接着樹状細胞について選択した。
【0253】
MCP−1 ケモカインアッセイ.96ウェルプレートの各ウェルにつき1×10の野生型およびCD36ヌル樹状細胞またはマクロファージを調製し、増加(increasing)濃度のgp96、LPS、HSP70、TNF−αおよびBSAと20時間インキュベートした。上清を回収し、MCP−1サンドウィッチELISA(R and D Systems)により製造元の指示書に従って分析し、光学密度を450 nmにて測定した。
【0254】
一酸化窒素アッセイ.上述のように、野生型およびCD36ヌルマクロファージおよび樹状細胞を調製し、96ウェルプレートで1×10細胞で、増加濃度のgp96、LPS、HSP70、TNF−αおよびBSAとインキュベートした。20時間後、上清を回収し、酵素的グリースアッセイ(Calbiochem)により製造元の指示書に従って分析した。光学密度を540 nmにて測定した。
【0255】
結合アッセイ.FuGENE 6(Roche Diagnostics)、およびCD36 cDNAを含むプラスミド構築物(CD36 cDNAがpCDNA 3.1発現ベクターにクローニングされたもの)を用いて、HEK293細胞をトランスフェクトした。トランスジーンを二日間発現させた後、細胞を回収し、様々な濃度の蛍光タンパク質プローブ(GP96−FITC、ヒストンFITC、AcLDL−DiI、Ova−FITCおよびBSA(脂肪酸非含有)−FITC)とインキュベートした。いくつかの実験は、抗CD36モノクローナル抗体のみを添加して行い、次いで第2の蛍光標識化抗マウス抗体を添加してCD36発現を検出した。細胞をフローサイトメトリーで分析した。低および高CD36発現集団を、表示したタンパク質の結合について選択(gate)し、分析した。各集団の平均蛍光強度をプロットした。細胞を4℃にて、50 ug/mlの正常/改変型LDLまたは25 ug/mlの抗CD36抗体と前インキュベートすることにより、競合的阻害実験を行った。
【0256】
6.3 結果
gp96 CD36 に結合するという判定.gp96の同種調製物を、FITCに結合させ、gp96−FITCを用いてHEK293細胞およびHEK293 CD36トランスフェクタントを染色した。CD36発現細胞はgp96−FITCに結合し、非発現およびCD36lowは結合しなかった(図1A)。この結合は、ヒストン−FITC、Ova−FITC、BSA(faf)−FITCに対するHEK293細胞のいずれの染色も欠いていることから示されるように、GP96について特異的であった(図1B〜D)。陽性対照、アセチル化低密度リポタンパク質は、CD36発現細胞を染色したが、非発現CD36low細胞は染色せず(図1E)、トランスフェクトされたHEK293細胞が、機能的CD36タンパク質を発現し、GP96結合がCD36に特異的であることを実証した。トランスフェクトされたHEK293細胞がCD36を正しく発現していることを確認するために、HEK293トランスフェクト細胞および偽トランスフェクト細胞を、マウス抗CD36抗体とインキュベートし、次いで抗マウスFITC抗体で染色した。偽トランスフェクト細胞は染色されず(図8A)、トランスフェクト細胞は染色された(図8Cおよび8D)。gp96−FITCを野生型およびCD36ヌルマクロファージとインキュベートした場合、CD36ヌル細胞により、gp96への結合について野生型細胞と比べて52%の損失が示された(図9)。LDLまたは抗CD36をgp96結合の競合的インヒビターとして使用した場合には、阻害は生じなかった(図10Aおよび10B)。これは、gp96が、試験した条件下では、アミノ酸155〜183またはアミノ酸28〜93(抗CD36抗体およびLDLのそれぞれの結合領域)においてCD36と結合しないことを示す。
【0257】
CD36 への gp96 結合は、マクロファージおよび樹状細胞におけるケモカイン産生 を誘導する.野生型およびCD36ヌルマウスの両方に0.2 mlプリスタンを注射した。これらのマウスからマクロファージを抽出した。樹状細胞を、非プリスタン注射マウスの骨髄から抽出し、培養した。マクロファージおよび樹状細胞を、増加濃度の様々な天然型および変性タンパク質(30分間煮沸)の存在下で20時間インキュベートした。標準的ELISAサンドイッチアッセイを用いて、マウスからのケモカイン産生のレベルを測定した。天然型gp96は、CD36ヌル集団と比べて、野生型マクロファージおよび樹状細胞の両方において強いケモカイン産生を引き起こした(図2Aおよび3A)。煮沸gp96は、野生型マクロファージおよび樹状細胞、またはCD36ヌルマクロファージおよび樹状細胞のいずれにおいてもケモカイン産生を全く引き起こさなかった(図2Aおよび3A)。LPSはケモカイン産生を誘導したが、これはCD36によるものでなかった。なぜなら、ケモカイン産生のレベルが、野生型細胞よりもCD36ヌル細胞において高かったからである(図2Bおよび3B)。さらに、LPSの天然型および煮沸サンプルの両方においてケモカインのレベルは同じであった(図2Bおよび3B)。天然型および煮沸HSP70の両方が、野生型およびCD36ヌル細胞の両方のマクロファージおよび樹状細胞において同量のケモカインを誘導し、この誘導がCD36に無関係であることを実証した(図2Cおよび3C)。TNF−αおよびBSAは、野生型およびCD36ヌル細胞の両方において、等量のケモカイン産生を誘導し、これらもCD36を介してケモカイン産生を作用しないことを実証した(図2Dおよび3D)。
【0258】
CD36 への gp96 結合は、マクロファージおよび樹状細胞における一酸化窒素の生成を誘導する.同じ実験を行って、野生型およびCD36ヌル細胞により生成される一酸化窒素のレベルを測定した。マクロファージおよび樹状細胞を、増加濃度の様々な天然型および変性タンパク質(30分間煮沸)の存在下で20時間インキュベートし、酵素的グリースアッセイにより一酸化窒素生成のレベルを測定した。天然型gp96は、CD36ヌル細胞と比べて、マクロファージおよび野生型樹状細胞の両方において強い一酸化窒素生成を引き起こした(図4Aおよび5A)。煮沸gp96は、野生型マクロファージおよび樹状細胞、またはCD36ヌルマクロファージおよび樹状細胞のいずれにおいても一酸化窒素生成を全く引き起こさなかった(図4Aおよび5A)。LPSは一酸化窒素生成を誘導したが、これもCD36によるものでなかった。なぜなら、一酸化窒素生成のレベルが、野生型細胞よりもCD36ヌル細胞において高かったからである(図4Bおよび5B)。天然型および煮沸HSP70の両方が、野生型およびCD36ヌル細胞の両方のマクロファージおよび樹状細胞において同量の一酸化窒素を誘導し、この誘導がCD36に無関係であることを実証した(図4Cおよび5C)。TNF−αおよびBSAは、野生型およびCD36ヌル細胞の両方において、等量の一酸化窒素生成を誘導し、同じくCD36発現細胞における一酸化窒素の誘導がgp96−CD36相互作用によるものであることを実証した(図2Dおよび3D)。
【0259】
6.4 考察
本明細書で報告する調査は、熱ショックタンパク質gp96が、CD36受容体の追加のリガンドであることを示す。ヒトgp96コード遺伝子は、本発明者らにより第12染色体において既にマッピングされている(q24.2→q24.3)(Makiら, 1993, Somatic Cell Mol. Gen. 19:73−81)。
【0260】
本明細書に示すように、gp96−CD36受容体相互作用は、CD36受容体に対して新しい種類の機能を(すなわち、既知の血漿利用型リガンドとの細胞外環境のセンサーの機能だけではなく、細胞内環境のセンサーの機能も)提供する。gp96等のHSPは、絶対細胞内分子であり、(アポトーシスではなく)壊死細胞死の条件下においてのみ細胞外環境に放出される。従って、最近同定されたホスファチジルセリン結合タンパク質がアポトーシス細胞死のセンサーおよびアポトーシス細胞の受容体として作用するのとまさに同様に、CD36受容体は壊死細胞死のセンサーとして作用し得る(Savillら, 1992, J. Clin. Invest. 90:1513−1522;Fadokら, 2000, Nature 405:85−90)。マクロファージとアポトーシス細胞との相互作用は、TNF等の炎症性サイトカインの下方調節をもたらすが(Fadokら, 2000, 前掲)、一方でgp96−APC相互作用はシグナル伝達経路を誘導して、抗原特異的T細胞の刺激(SutoおよびSrivastava, 1995, 前掲)、さらにTNF、GM−CSFおよびIL−12等の炎症性(proinflammatory)サイトカインの分泌を生じる。
【0261】
従って、CD36受容体により、APCが、(i)CD36および他の血漿リガンドを介して血液の細胞外環境を、ならびに(ii)HSP(特にgp96ファミリーのもの)を介して組織の細胞外環境を、サンプリングできる。前者は、APCが始原性食作用機能を実行することを可能にし、後者は固有かつ適応する免疫学的機能を実行することを可能にする。別の視点から見ると、ホスファチジルセリンを介したAPCによるアポトーシス細胞の認識は抗炎症性シグナルに至り、CD36受容体を介したAPCと壊死細胞との相互作用は炎症性免疫応答に至る(Srivastavaら, 1998, Immunity 8: 657−665を参照)。
【0262】
本発明は、本発明の個々の局面の単一の例示として意図される記載の特定の実施形態の範囲により限定されず、機能的に等価である方法および構成要素は本発明の範囲内にある。実際に、本発明の様々な改変は、本明細書に示し記載したものに加えて、上記記載および添付の図面から当業者に明らかとなろう。このような改変は請求の範囲内にあることを意図する。
【0263】
特許出願、特許および他の文献を含む本明細書で引用する全ての参考文献が、あらゆる目的のために参照により全体的に本明細書に援用される。
【図面の簡単な説明】
【図1】
図1A〜Eは、一過的にトランスフェクトされたHEK293細胞のCD36発現選択(gated)集団に対する蛍光タンパク質プローブの結合を示す。黒塗りの(shaded)点および黒塗りの棒グラフは、CD36発現細胞を表す。白抜きの(unshaded)点および白抜きの棒グラフは、非発現およびCD36low細胞を表す。横軸はタンパク質濃度をマイクログラム/マイクロリットルで表し、縦軸は平均蛍光強度を表している。A.Gp96−FITC。B.ヒストン−FITC。C.アセチル化低密度リポタンパク質−Dil(AcLDL−Dil)。D.Ova−FITC。E.BSA(faf)−FITC。
【図2】
図2A〜Dは、様々な刺激に応答した、CD36ヌルマクロファージおよび野生型マクロファージによるMCP−1ケモカイン産生の比較。黒塗りの点は野生型マクロファージを表し、白抜きの点はCD36ヌルマクロファージを表す。横軸は、A、CおよびDではタンパク質濃度をマイクログラム/マイクロリットルで表し、Bでは内毒素をユニット/ミリリットルで表している:横軸はタンパク質濃度をピコグラム/ミリリットルで表している。A.天然型gp96および煮沸したgp96とインキュベートしたマクロファージ。B.天然型LPSおよび煮沸したLPSとインキュベートしたマクロファージ。C.天然型HSP70および煮沸したHSP70とインキュベートしたマクロファージ。D.TNF−αおよびBSAとインキュベートしたマクロファージ。
【図3】
図3A〜Dは、様々な刺激に応答した、CD36ヌル樹状細胞および野生型樹状細胞によるMCP−1ケモカイン産生の比較の結果である。黒塗りの点は野生型マクロファージを表し、白抜きの点はCD36ヌルマクロファージを表す。横軸は、A、CおよびDではタンパク質濃度をマイクログラム/マイクロリットルで表し、Bでは内毒素をユニット/ミリリットルで表している。A.天然型gp96および煮沸したgp96とインキュベートしたマクロファージ。B.天然型LPSおよび煮沸したLPSとインキュベートしたマクロファージ。C.天然型HSP70および煮沸したHSP70とインキュベートしたマクロファージ。D.TNF−αおよびBSAとインキュベートしたマクロファージ。
【図4】
図4A〜Dは、様々な刺激に応答した、CD36ヌルマクロファージおよび野生型マクロファージによる一酸化窒素の産生の比較の結果を示す。黒塗りの点は野生型マクロファージを表し、白抜きの点はCD36ヌルマクロファージを表す。横軸は、A、CおよびDではタンパク質濃度をマイクログラム/マイクロリットルで表し、Bでは内毒素をユニット/ミリリットルで表している。A.天然型gp96および煮沸したgp96とインキュベートしたマクロファージ。B.天然型LPSおよび煮沸したLPSとインキュベートしたマクロファージ。C.天然型HSP70および煮沸したHSP70とインキュベートしたマクロファージ。D.TNF−αおよびBSAとインキュベートしたマクロファージ。
【図5】
図5A〜Eは、様々な刺激に応答した、CD36ヌル樹状細胞および野生型樹状細胞による一酸化窒素の産生の比較の結果を示す。黒塗りの点は野生型マクロファージ表し、白抜きの点はCD36ヌルマクロファージを表す。横軸は、A、CおよびDではタンパク質濃度をマイクログラム/マイクロリットルで表し、Bでは内毒素をユニット/ミリリットルで表している。A.天然型gp96および煮沸したgp96とインキュベートしたマクロファージ。B.天然型LPSおよび煮沸したLPSとインキュベートしたマクロファージ。C.天然型HSP70および煮沸したHSP70とインキュベートしたマクロファージ。D.TNF−αおよびBSAとインキュベートしたマクロファージ。
【図6】
図6A〜Eは、ヒトCD36 cDNA(Genbank受託番号L06850)、およびCD36タンパク質の推測オープンリーディングフレーム(Genbank受託番号AAA16068)を示す。
【図7】
図7A〜Cは、非発現対照と比較した、CD36発現細胞へのgp96の結合の増加。黒塗りの点は偽(mock)トランスフェクトされた細胞を表し、白抜きの点はCD36トランスフェクト細胞を表す。縦軸は平均蛍光強度を表し、横軸はタンパク質濃度をマイクログラム/マイクロリットルで表す。A.Gp96−FITC。B.トランスフェリン−FITC。C.ヒストン−FITC。
【図8】
図8A〜Eは、HEK293トランスフェクタントおよび対照細胞系の細胞表面上でのCD36トランスジーンの発現を示す。横軸は蛍光強度を表し、縦軸は細胞の数を表している。A.HEK293偽トランスフェクト細胞。B.U937細胞(陽性対照).C.CD36 HECK293トランスフェクト細胞。D.CD36 HECK293トランスフェクト細胞。
【図9】
図9は、HEK293トランスフェクト細胞および対照細胞系の細胞表面上でのCD36トランスジーンの発現を示す。横軸は蛍光強度を表し、縦軸は細胞の数を表す。黒塗りの領域は染色されていないCD36細胞を表している。最も左に位置する最初の白抜きの領域は、染色されていないCD36野生型細胞を表す。真中の白抜きの領域は、gp96−FITCで染色されたCD36ヌル細胞を表す。最も右に位置する白抜きの領域は、gp96−FITCで染色されたCD36野生型細胞を表す。
【図10】
図10A、Bは、推定上の競合体によるgp−FITC結合のブロッキングの分析。A.黒塗りの四角は、PC93偽トランスフェクト細胞を表す。白抜きの四角は前インキュベートしていないCD36トランスフェクト細胞を表す。白塗りの三角は、アセチル化LDLと前インキュベートしたCD36トランスフェクト細胞を表す。白塗りの丸は、酸化LDLと前インキュベートしたCD36トランスフェクト細胞を表す。B.黒塗りの四角は、PC93偽トランスフェクト細胞を表す。白抜きの四角は前インキュベートしていないCD36トランスフェクト細胞を表す。白抜きの三角は、抗CD36抗体と前インキュベートしたCD36トランスフェクト細胞を表す。白抜きの丸は、抗CD36抗体と前インキュベートしたCD36トランスフェクト細胞を表す。
[0001]
This application claims the benefit of United States Patent Application No. 60 / 238,865, filed October 6, 2000, which is hereby incorporated by reference in its entirety.
[0002]
1.preface
The present invention relates to the use of CD36 as a heat shock protein receptor, cells expressing CD36 bound to HSP, and antibodies and other molecules that bind to the CD36-HSP complex. The invention also includes screening assays to identify compounds that modulate the interaction of HSP with CD36, and CD36-receptor sequences for the diagnosis and treatment of immune disorders, proliferative disorders and infectious diseases. It also relates to the method of using the composition.
[0003]
2.Background of the Invention
2.1.Heat shock protein
Heat shock proteins (HSPs), also called stress proteins, were initially identified as proteins synthesized by cells in response to heat shock. Hsp is classified into five families (Hsp100, Hsp90, Hsp70, Hsp60 and smHsp) according to the molecular weight. Many members of these families have since been found to be induced in response to other stressful stimuli, including nutritional deficiencies, metabolic disorders, oxygen radicals, and infection by intracellular pathogens (Welch, May 1993, Scientific American 56-64; Young, 1990, Annu. Rev. Immunol. 8: 401-420; Craig, 1993, Science 260: 1902-1903; Gething et al., 1992, 5335-35; And Lindquist et al., 1998, Annu. Rev. Genetics 22: 631-677).
[0004]
Heat shock proteins are one of the most highly conserved proteins existing. For example, DnaK, Hsp70 from E. coli, has about 50% amino acid sequence identity with the Hsp70 protein from excorates (Bardwell et al., 1984, Proc. Natl. Acad. Sci. 81: 848-852). ). The Hsp60 and Hsp90 families also show similar high levels of intra-family conservation (Hickey et al., 1989, Mol. Cell. Biol. 9: 2615-2626; Jindal, 1989, Mol. Cell. Biol. 9: 2279-2283). . In addition, the Hsp60, Hsp70 and Hsp90 families have been found to consist of proteins that are sequence related to stress proteins (eg, have more than 35% amino acid identity), but whose expression levels are not altered by stress.
[0005]
Studies on cellular responses to heat shock and other physiological stresses indicate that HSPs are involved not only in cell protection against these adverse conditions, but also in essential biochemical and immunological processes in non-stressed cells. Indicated. HSPs perform different types of chaperone functions. For example, members of the Hsp70 family located in the cytoplasm, nucleus, mitochondria or endoplasmic reticulum (Lindquist et al., 1988, Ann. Rev. Genetics 22: 631-677) are involved in presenting antigen to cells of the immune system, and It is also involved in the transfer, folding and assembly of proteins in normal cells. HSPs can bind to a protein or peptide and release the bound protein or peptide in the presence of adenosine triphosphate (ATP) or low pH.
[0006]
2.2.HSP- Immunogenicity of peptide conjugate
Srivastava et al. Demonstrated an immune response to methylcholanthrene-induced sarcoma in inbred mice (1988, Immunol. Today 9: 78-83). In these studies, the molecules involved in the distinct immunogenicity of these tumors were found to be the 96 kDa glycoprotein (gp96) and the 84-86 kDa intracellular protein (Srivastava et al., 1986, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 83: 3407-3411; Ullrich et al., 1986, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 83: 3121-3125). Immunization of mice with gp96 or p84 / 86 isolated from a particular tumor immunizes mice against that particular tumor but not against antigenically distinct tumors. Isolation and characterization of the genes encoding gp96 and p84 / 86 revealed significant homology between them, with gp96 and p84 / 86 being the endoplasmic reticulum and cytosolic counterparts of the same heat shock protein, respectively. (Srivastava et al., 1988, Immunogenetics 28: 205-207; Srivastava et al., 1991, Curr. Top. Microbiol. Immunol. 167: 109-123). In addition, Hsp70 was shown to elicit immunity against the tumor from which it was isolated, but not against tumors that are antigenically different. However, peptide-depleted Hsp70 was found to lose its immunogenic activity (Udono and Srivastava, 1993, J. Exp. Med. 178: 1391-1396). These observations indicate that the heat shock protein is not immunogenic by itself, but rather forms a non-covalent complex with the antigen peptide, which elicits specific immunity to the antigen peptide. (Srivastava, 1993, Adv. Cancer Res. 62: 153-177; Udono et al., 1994, J. Immunol., 152: 5398-5403; Suto et al., 1995, Science, 269: 1585-1588).
[0007]
Non-covalent conjugates of HSPs and peptides purified from cancer cells can be used to treat and prevent cancer, see PCT Publication No. WO 96/10411 dated April 11, 1996, and March 1997. WO 97/1001, issued on April 20, 1998 (US Pat. No. 5,750,119 issued on Apr. 12, 1998, and US Pat. No. 5,837, issued Nov. 17, 1998). 251 (each incorporated by reference herein in its entirety). For example, the isolation and purification of stress protein-peptide complexes from pathogen-infected cells has been described, including infection of pathogens such as viruses and infections caused by other intracellular pathogens such as bacteria, protozoa, fungi and parasites. It can be used for treatment and prophylaxis (see, for example, PCT Publication No. WO 95/24923 dated September 21, 1995). Immunogenic stress protein-peptide conjugates can also be prepared by in vitro conjugation of stress proteins with antigenic peptides, using such conjugates for the treatment and prevention of cancer and infectious diseases. Are described in PCT Publication No. WO 97/10000 dated March 20, 1997 (US Pat. No. 6,030,618 issued Feb. 29, 2000). The use of stress protein-peptide complexes to sensitize antigen-presenting cells for use in adoptive immunotherapy in vitro has been described in PCT Publication No. WO 97/10002, March 20, 1997 (November 1999). See also U.S. Pat. No. 5,985,270, issued on Mar. 16, 2016).
[0008]
2.3.CD36
CD36 is a member of the class B scavenger receptor family and is expressed primarily in capillary vascular endothelial cells, mammary secretory epithelial cells, differentiated adipocytes, B cells, macrophages and several types of tumor cells. CD36 is thought to play a role in platelet adhesion and aggregation, phagocytosis of apoptotic cells, and long-chain fatty acid metabolism. CD36 is located on the plasma membrane in a microdomain called caveolae, which has been implicated in cell trafficking and signaling pathways. Structurally, CD36 has a large (463 aa) extracellular domain, a single transmembrane domain, and a short cytoplasmic tail containing a putative tyrosine kinase docking site. Amino acid residues # 184-204 of CD36 constitute the hydrophobic stretch of the receptor most likely associated with the plasma membrane. Anti-CD36 alloantibodies recognize a highly antigenic structure at amino acids 155-183, known as the immunodominant domain.
[0009]
CD36 is expressed on both monocytes and megakaryocytic lineages and is upregulated during differentiation. Monocyte expression of CD36 is regulated through adhesion to M-CSF and IL-4, and activated endothelial cells (Yesner et al., 1996, Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol. 16: 1019-1025; Huh. Et al., 1995, J. Biol. Chem. 270: 6267-6271). Expression of mouse or human CD36 in CD36 deficient cells results in specific and high affinity binding of oxidized LDL, followed by LDL internalization and degradation (Endemann et al., 1993, J. Biol. Chem. 268: 11811-11816). Navazo et al., 1996, Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol. 16: 1033-1039). CD36 also binds long-chain fatty acids, and its expression has been shown to be up-regulated in endothelial cells in tissues involved in fatty acid transport and metabolism (Greenwalt et al., 1995, J. Clin. Invest. 96: 1382-1388).
[0010]
CD36 deficiency in humans is found in about 3% of the Japanese population and 0.3% of Caucasians. Affected people are phenotypically normal, but some subjects have poor ability to bind to and internalize oxidized LDL (Nozaki et al., 1995, J. Clin. Invest. 96). : 1859-1865).
[0011]
CD36 has also been shown to play a role in cytoadherence to erythrocytes infected with Plasmodium falciparum. After infection, P. falciparum is sequestered within the microvasculature, which prevents clearance in the spleen and promotes bacterial survival. CD36 binds to the PfEMP1 protein produced by P. falciparum in infected erythrocytes. This binding can induce an oxidative burst of monocyte and platelet activation (Okenhouse et al., 1989, J. Clin. Invest. 84: 468-475; Huang et al., 1991, Proc. Natl. Acad. Sci. ScL USA 88: 7844-7848).
[0012]
2.4.GP96
Major histocompatibility complex (MHC) molecules present antigen on the cell surface of antigen presenting cells. The cytotoxic T lymphocytes (CTL) then recognize the MHC molecules and their related peptides and kill the target cells. Antigens are processed by two different antigen processing pathways, depending on whether their source is intracellular or extracellular. Intracellular or endogenous protein antigens (ie, antigens synthesized within antigen presenting cells) are presented to CD8 + cytotoxic T lymphocytes by MHC class I (MHC I) molecules. On the other hand, extracellularly or exogenously synthesized antigenic determinants are presented by MHC class II molecules to CD4 + T cells on the cell surface of “specialized” or “professional” APCs (eg, macrophages). (See Fundamental Immunology, WE Paul (eds.), New York: Raven Press, 1984 in general). This compartmentalization of the antigen processing pathway is important to prevent tissue destruction, otherwise tissue destruction can occur during the immune response due to shedding of adjacent cell MHC I antigens.
[0013]
The heat shock protein gp96 chaperones various peptides depending on the source from which gp96 is isolated (for an overview, see Srivastava et al., 1998, Immunity 8: 657-665). Tumor-derived gp96 carries tumor antigenic peptides (Ishii et al., 1999, J. Immunology 162: 1303-1309); gp96 preparations derived from virus-infected cells carry viral epitopes (Suto and Srivastava, 1995, Science). 269: 1585-1588; Nieland et al., 1998, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 95: 1800-1805), gp96 preparations derived from cells transfected with a model antigen such as ovalbumin or β-galactosidase have the corresponding (Arnold et al., 1995, J. Exp. Med. 182: 885-889; Breloer et al., 1998, Eur. J. Immunol. 28: 016-1021). The association of gp96 with the peptide occurs in vivo (Menoret and Srivastava, 1999, Biochem. Biophys. Research Commun. 262: 813-818). The Gp96-peptide complex, whether isolated from cells (Tamura et al., 1997, Science 278: 117-120) or reconstituted in vitro (Blachele et al., 1997, J. Exp. Med. 186: 1183-1406) is an excellent immunogen and is widely used to elicit CD8 + T cell responses specific for gp96-chaperone antigen peptides.
[0014]
The ability of the gp96-peptide complex to elicit an immune response depends on the transport of the peptide to MHC class I molecules of antigen presenting cells (Suto and Srivastava, 1995, supra). Endogenous synthetic antigens chaperone by gp96 in the endoplasmic reticulum [ER] can prime antigen-specific CD8 + T cells (or MHC I-restricted CTL) in vivo; this priming of CD8 + T cells is a macrophage Need. However, the process by which an exogenously introduced gp96-peptide complex elicits an antigen-specific CD8 + T cell response is not fully understood due to the lack of an established pathway for translocation of extracellular antigens to the class I presentation machinery. It has not been. Nevertheless, antigenic peptides of extracellular origin associated with HSPs are somehow salvaged by macrophages, channeled into the intrinsic pathway, presented by MHC I molecules, and recognized by CD8 + lymphocytes (Suto and Srivastava, 1995, supra; Blachere et al., 1997, J. Exp. Med. 186: 1315-22).
[0015]
Several models have been proposed to explain the delivery of extracellular peptides for antigen presentation. One proposal, known as the "direct transport" model, suggests that HSP chaperone peptides are transported to MHC I molecules on the cell surface of macrophages and presented to CD8 + T lymphocytes. Another suggestion is that soluble extracellular proteins can be transferred to the cytosol via constitutive macropinocytosis in myeloid-derived macrophages and dendritic cells (Norbury et al., 1997, Eur. J. Immunol. 27: 280-288). A further proposed mechanism is that HSPs are taken up by macrophage MHC class I molecules, which stimulate appropriate T cells (Srivastava et al., 1994, Immunogenetics 39: 93-98). Others have suggested that a novel intracellular transfer pathway may be involved in the transport of peptides from the extracellular medium into the lumen of the ER (Day et al., 1997, Proc. Natl. Acad. Sci. 94: 8064). -8069; Niccitta, 1998, Curr. Opin. In Immunol. 10: 103-109). Further suggested are: (a) an implicit pathway that directs the protein from the phagosome to the cytosol, where it enters the normal class I pathway; and (b) digests ingested substances in lysosomes. And involvement of phagocytic cells to release peptides onto the surface for class I molecules (Bevan, 1995, J. Exp. Med. 182: 639-41).
[0016]
Still others have proposed receptor-mediated pathways to deliver extracellular peptides to the cell surface of APCs for antigen presentation. The minimal amount of the gp96-chaperone antigen peptide required for immunization (Blachere et al., 1997, supra) and that the immunogenicity of the gp96-peptide complex is completely dependent on functional antigen presenting cells (APCs) (Udono et al., 1994, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 91: 3077-3081), it has been proposed that APCs have a receptor for gp96 (Srivastava et al., 1988). 1994, Immunogenetics 39: 93-98). Such a receptor has recently been identified and determined as the α (2) macroglobulin receptor or CD91 (Binder et al., 2000, Nature Immunol. 1: 151-155). It has been proposed that gp96 carries peptides into cells via CD91 and transports these peptides to MHC class I molecules on dendritic cells and antigen presenting cells.
[0017]
Reagents useful for eliciting specific immunity with HSPs and HSP-peptide complexes by identifying and characterizing specific molecules involved in HSP-mediated antigen presentation of peptides and for developing novel diagnostic and therapeutic methods Skill may be obtained.
[0018]
Citation and discussion of the references herein shall not be construed as an admission that they are prior art to the present invention.
[0019]
3.Summary of the invention
The present invention relates to compositions and methods using CD36 as a heat shock protein receptor. The present invention is based, in part, on Applicants' discovery that CD36 is a cell surface receptor for heat shock proteins. In particular, Applicants have shown herein that the heat shock protein gp96 binds to CD36 expressing cells and initiates a signaling cascade to produce cytokines, chemokines and nitric oxide production.
[0020]
The present invention provides compositions comprising a complex of HSP and CD36, as well as antibodies and other molecules that bind to the CD36 complex. The present invention also encompasses methods of using CD36 as a heat shock protein receptor, methods of screening for compounds that modulate the interaction of HSP with CD36, and HSP-CD36 mediated processes and HSP-CD36 related disorders. / Methods of treating and detecting symptoms (such as autoimmune disorders, proliferative disorders and infectious diseases).
[0021]
The invention includes (a) contacting a test compound with a heat shock protein and CD36; and (b) measuring the level of CD36 activity or expression, wherein the level of activity or expression measured in (b) If the level differs from the level of CD36 activity in the absence of the test compound, then identifying a compound that modulates an HSP-CD36 mediated process; Provide a method. In one embodiment of the method, the compound identified is an antagonist that interferes with the interaction of heat shock protein with CD36, and (c) the level interferes with the interaction of heat shock protein with CD36. Determining if there is any more. In another embodiment, the test compound is an antibody specific for CD36. In another embodiment, the test compound is an antibody specific for a heat shock protein. In another embodiment, the test compound is a small molecule. In yet another embodiment, the test compound is a peptide. In another embodiment, the peptide comprises at least 5 contiguous amino acids of CD36. In yet another embodiment, the peptide comprises at least five consecutive amino acids of a heat shock protein sequence. In another embodiment, the compound is an agonist that enhances the interaction of heat shock protein with CD36. In another embodiment, the HSP-CD36 mediated process is an autoimmune disorder, a disease or disorder involving cell signaling, a disease or disorder with cytokine clearance or inflammation, a proliferative disorder, a viral disorder or other infectious disease. Affects hypercholesterolemia, Alzheimer's disease, diabetes, or osteoporosis.
[0022]
The invention also includes (a) contacting a test compound with a cell that expresses a heat shock protein and a CD36; and (b) measuring the level of CD36 activity or expression in the cell, wherein (b) If the level of activity or expression measured is different from the level of CD36 activity in the absence of the test compound, then a compound that modulates the HSP-CD36 mediated process is identified as an HSP-CD36 mediated process. Methods for identifying compounds that modulate are also provided. In another embodiment, the CD36 activity measured is the ability to interact with a heat shock protein.
[0023]
The present invention also provides (a) contacting a heat shock protein with CD36, or a fragment, analog, derivative or mimetic thereof, in the presence of a test compound; and (b) CD36, or a fragment, analog thereof. Determining the amount of heat shock protein bound to the body, derivative or mimetic, wherein the amount of bound heat shock protein measured in (b) is less than the amount of heat shock protein bound in the absence of the test compound. In a different case, a method of identifying a compound that modulates the binding of heat shock protein to CD36 is also included, provided that a compound that modulates the binding of HSP to CD36 has been identified. In another embodiment, the CD36 contacted in step (a) is on the cell surface. In another embodiment, CD36 is immobilized on a solid surface. In another embodiment, the solid surface is a microtiter dish. In another embodiment, the amount of the bound heat shock protein is measured by contacting the cell with a heat shock protein specific antibody. In yet another embodiment, the amount of the bound heat shock protein is determined by labeling the heat shock protein and detecting the label. In another embodiment, the heat shock protein is labeled with a fluorescent label.
[0024]
The invention further provides (a) adding a test compound to a mixture of CD36 expressing cells and one consisting essentially of a heat shock protein associated with an antigen molecule, under conditions that promote CD36 mediated signal transducer production. (B) determining the level of a signal transducer by the CD36-expressing cells, wherein the level measured in (b) is different from the stimulation in the absence of the test compound; Provided is a method for identifying a compound that modulates heat shock protein-mediated cell signaling by CD36-expressing cells, provided that the compound that modulates protein-mediated signal transduction substance stimulation has been identified. In one embodiment of the method, the step of measuring the level of signal transducer stimulation (b) comprises: (i) transforming the CD36-expressing cells formed in step (a) into T cells under conditions that promote signal transducer stimulation. And (ii) comparing the level of signal transducer activation of the T cell with the level of T cell activation by CD36-expressing cells formed in the absence of the test compound. An increase or decrease in the level of cell activation indicates that a compound that modulates heat shock protein-mediated signaling by CD36-expressing cells has been identified.
[0025]
In various embodiments, the heat shock protein used in the methods of the invention is gp96.
[0026]
In another embodiment, the invention comprises measuring the level of an HSP-CD36 mediated process in a patient sample, wherein the measured level is different from the level found in clinically normal individuals. Provided is a method for detecting a heat shock protein-CD36-related disorder in a mammal, wherein a shock-CD36-related disorder is detected.
[0027]
The present invention also includes kits containing the compositions of the present invention. In one embodiment, (a) a purified heat shock protein, a nucleic acid encoding a heat shock protein, or a cell expressing a heat shock protein; and (b) a CD36 polypeptide, a nucleic acid encoding a CD36 polypeptide, or a CD36 polypeptide. Provides a kit, wherein the cells expressing the are packaged in one or more containers. In one embodiment, the CD36 polypeptide, the nucleic acid encoding the CD36 polypeptide, or the cell expressing the CD36 polypeptide has been purified. In another embodiment, the kit further comprises instructions for use in treating an autoimmune disorder, an infectious disease, or a proliferative disorder.
[0028]
The present invention also provides a method of modulating an immune response, comprising administering to a mammal a purified compound that modulates the interaction of a heat shock protein with CD36. In one embodiment, the compound is an agonist that enhances the interaction of heat shock protein with CD36. In another embodiment of the method, the compound is an antagonist that interferes with the interaction of heat shock protein with CD36.
[0029]
The present invention further provides a method of treating an autoimmune disorder, comprising administering to a mammal in need of treatment a purified compound that interferes with the interaction of heat shock protein with CD36. In one embodiment of the method, the compound is an antagonist that interferes with the interaction of heat shock protein with CD36. In another embodiment, the antagonist is an antibody specific for CD36. In another embodiment, the antagonist is an antibody specific for a heat shock protein. In another embodiment, the antagonist is a small molecule. In another embodiment, the antagonist is a peptide. In another embodiment, the peptide comprises at least 5 contiguous amino acids of CD36. In another embodiment, the peptide comprises at least five consecutive amino acids of a heat shock protein sequence.
[0030]
The present invention is further directed to a method of enhancing the immunity of a cancer cell or infected cell, comprising the steps of: A method is provided, comprising transforming.
[0031]
The present invention further provides a method of enhancing the immunity of a cancer cell or infected cell, the method comprising: (a) operably linking to a (i) promoter to obtain a high immune response; Transforming the cells with a nucleic acid comprising the nucleotide sequence of the present invention; and (b) administering the cells to an individual in need of treatment.
[0032]
The invention also provides a recombinant cancer cell, which is (i) operably linked to a promoter, and (ii) transformed with a nucleic acid comprising a nucleotide sequence encoding a CD36 polypeptide. In one embodiment, the recombinant cells are human cells.
[0033]
In yet another embodiment, the invention provides a recombinantly infected cell that is (i) operably linked to a promoter and (ii) transformed with a nucleic acid comprising a nucleotide sequence encoding a CD36 polypeptide. In one embodiment, the recombinant cells are human cells.
[0034]
In another embodiment, the invention provides a method wherein (a) contacting CD36 with one or more test molecules under conditions which promote binding; and (b) any of the test molecules specifically binds to CD36. There is provided a method for screening for a molecule that specifically binds to CD36, comprising a step of determining whether or not the molecule binds to CD36. In one embodiment of the method, the test molecule is a potential immunotherapeutic.
[0035]
The present invention also relates to (a) contacting CD36 with a CD36 ligand or a CD36 binding fragment, analog, derivative or mimetic thereof in the presence of one or more test compounds; and (b) bound to CD36 Determining the amount of CD36 ligand or a fragment, analog, derivative or mimetic thereof, wherein the amount of bound CD36 ligand measured in (b) is less than the amount of bound CD36 measured in the absence of the test compound. If different, a method of identifying a compound that modulates the binding of CD36 ligand to CD36 is also provided, provided that a compound that modulates the binding of CD36 ligand to CD36 has been identified.
[0036]
In another embodiment, the method comprises: (a) contacting CD36 with one or more test compounds and a CD36 ligand; and (b) measuring the level of activity or expression, wherein the activity or If the level of expression differs from the level of CD36 activity in the absence of the one or more test compounds, then a compound that modulates the interaction of CD36 with the CD36 ligand has been identified, and the interaction of CD36 with the CD36 ligand has been identified. Methods for identifying compounds that modulate an interaction are provided.
[0037]
In another embodiment, the present invention modulates an immune response comprising administering to a mammal a purified compound that binds CD36 in an amount effective to modulate an immune response in the mammal. Provide a method.
[0038]
In yet another embodiment, treating or preventing a disease or disorder comprising administering to a mammal a purified compound that binds CD36 in an amount effective to treat or prevent the disease or disorder in the mammal. Provide a way to In one embodiment, the disease or disorder is a cancer or an infectious disease.
[0039]
In a further embodiment, a method of treating an autoimmune disorder comprising administering to a mammal in need thereof a purified compound that binds to CD36 in an amount effective to treat the autoimmune disorder in the mammal. I will provide a.
[0040]
The term "HSP-CD36 mediated process" as used herein refers to a process that directly or indirectly depends and / or responds to the interaction of HSP with CD36. Such processes include binding of various CD36 ligands, including but not limited to lipoprotein complexes, thrombospondin 1, Plasmodium falciparum erythrocyte membrane protein 1 (PfEMP1), LDL and phospholipids. Processes resulting from the expression, synthesis and / or activity of abnormal levels of CD36, such as relevant signaling stimulatory activities. Such processes include, but are not limited to, phagocytosis of apoptotic cells and metabolism of long chain fatty acids.
[0041]
The terms "HSP-CD36-related disorder" and "HSP-C36-related condition" as used herein refer to disorders and conditions, respectively, that involve HSP-CD36 interaction. Such disorders and conditions may include, for example, levels found in normal, unaffected and unimpaired individuals, levels found in clinically normal individuals, and / or baseline, mean HSP and And / or an abnormal level of expression, synthesis and / or activity of HSP and / or CD36 relative to levels found in the population of levels representing CD36 levels. It can be caused by abnormal abilities. Such disorders include autoimmune disorders, diseases and disorders involving cell signaling or growth disruption, diseases and disorders involving cytokine clearance and / or inflammation, proliferative disorders, viral disorders and other infectious diseases, hypercholesterolemia. Disease, Alzheimer's disease, diabetes, and osteoporosis.
[0042]
As used herein, the term “CD36 ligand” refers to a molecule that can bind to CD36. Such CD36 ligands include, but are not limited to, lipoprotein complexes, thrombospondin 1, Plasmodium falciparum erythrocyte membrane protein 1 (PfEMP1), and phospholipids, along with known ligands. In addition, CD36 ligands include molecules that are readily identified as CD36 ligands using standard binding assays well known in the art. Such CD36 ligand is typically taken up by cells by endocytosis upon binding to CD36.
[0043]
4.BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
A brief description of the drawings will be described later.
[0044]
5.DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention relates to compositions and methods using CD36 as a heat shock protein ("HSP") receptor. In particular, the present invention relates to isolated CD36-ligand complexes (eg, CD36-HSP complexes) (isolated and / or recombinant cells, and antibodies that modulate the interaction of CD36 with a CD36 ligand, such as HSP, (Including molecules and compounds). The invention further encompasses methods of using CD36 as a heat shock protein receptor, screening assays to identify compounds that modulate the interaction of CD36 with HSP or other CD36 ligands, as well as those molecules and Methods include using the conjugates for the diagnosis and treatment of immune disorders, proliferative disorders and infectious diseases.
[0045]
As used herein, the term “CD36 ligand” refers to a molecule that can bind to CD36. Such CD36 ligands include, but are not limited to, lipoprotein complexes, thrombospondin, Plasmodium falciparum erythrocyte membrane protein 1 (PfEMP1), LDL, and phospholipids, along with known ligands. In addition, CD36 ligands also include molecules that are easily identified as CD36 ligands using standard binding assays well known in the art.
[0046]
HSPs useful in the practice of the present invention may be selected from any cellular protein that meets the following criteria: that the intracellular concentration of HSP increases when the cell is exposed to a stressful stimulus; Be capable of binding to a protein or peptide and releasing the bound protein or peptide in the presence of adenosine triphosphate (ATP) or at a low pH; or that the HSP is at least 35% of any cellular protein having any of the above properties. % Homology. The HSP used in the compositions and methods of the present invention is preferably (but not limited to) HSP90, gp96, BiP, Hsp70, DnaK, Hsc70, PhoE calreticulin, PDI, or sHsp alone or in combination. Is not.)
[0047]
In a preferred embodiment, the HSP is of a mammal (eg, a domestic animal such as a mouse, rat, primate, dog, cat, cow, horse, etc.), and is most preferably a human.
[0048]
Hsps useful in the practice of the present invention include HSP60 family, HSP70 family, HSP90 family, HSP100 family, members of the sHSP family, calreticulin, PDI, and other proteins in the endoplasmic reticulum containing a thioredoxin-like domain ( ERp72 and ERp61, but are not limited thereto).
[0049]
HSP analogs, muteins, derivatives and fragments can also be used in place of the HSPs of the present invention. An HSP peptide-binding "fragment" as used in the present invention refers to a polypeptide comprising an HSP peptide-binding domain that can non-covalently associate with a peptide to form a complex capable of inducing an immune response. In one embodiment, the HSP peptide binding fragment is a polypeptide comprising an HSP peptide binding domain of about 100-200 amino acids.
[0050]
Databases can be searched using programs such as FASTA and BLAST, which rank similar sequences by alignment score and statistics, to identify sequences with varying degrees of similarity to the query sequence. Such nucleotide sequences for non-limiting examples of HSPs that can be used for the preparation of HSPs for use in the method of the invention include the following: human Hsp70, Genbank accession number NM_005345, Sargent et al., 1989, Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. , 86: 1968-1972; human Hsp90, Genbank accession number X15183, Yamazaki et al., Nucl. Acids Res. 17: 7108; human gp96: Genbank accession number X15187, Maki et al., 1990, Proc. Natl. Acad Sci. , 87: 5658-5562; human BiP: Genbank accession number M19645; Ting et al., 1988, DNA 7: 275-286; human Hsp27, Genbank accession number M24743; Hickey et al., 1986, Nucleic Acids Res. 14: 4127-45; mouse Hsp70: Genbank accession number M35021, Hunt et al., 1990, Gene, 87: 199-204; mouse gp96: Genbank accession number M16370, Srivastava et al., 1987, Proc. Natl. Acad. Sci. 85: 3807-3811; and mouse BiP: Genbank accession number U16277, Haas et al., 1988, Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. , 85: 2250-2254. Due to the degeneracy of the genetic code, the term “HSP sequence” as used herein encompasses not only natural amino acid and nucleotide sequences, but also all other degenerate sequences that encode HSP.
[0051]
The HSP family also includes proteins that are sequence related to HSPs (eg, have more than 35% amino acid identity) but whose expression levels are not altered by stress. Accordingly, the definition of heat shock protein or stress protein as used herein is defined as at least 35% to 55%, preferably 55% to 55% It is intended to encompass other proteins, variants, analogs, and variants thereof having 75%, and most preferably, 75% to 85% amino acid identity. Determining the percent identity between two sequences can also be accomplished using a mathematical algorithm. Preferred, non-limiting examples of mathematical algorithms utilized to compare two sequences include those described in Karlin and Altschul, 1993, Proc. Natl. Acad. Sci. ScL USA 90: 5873-5877, modified by Karlin and Altschul, 1990, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 87: 2264-2268. Such an algorithm is described in Altschul et al., 1990, J. Am. Mol. Biol. 215: 403-410, incorporated into the NBLAST and XBLAST programs. BLAST nucleotide searches can be performed with the NBLAST program, score = 100, character length = 12 to obtain nucleotide sequences homologous to the nucleic acid molecules of the invention. BLAST protein searches are performed with the XBLAST program, score = 50, character length = 3, to obtain amino acid sequences homologous to the protein molecules of the present invention. To obtain a gapped alignment for comparison purposes, gapped BLAST was performed as described in Altschul et al., 1997, Nucleic Acids Res. 25: 3389-3402. Alternatively, PSI-Blast can be used to perform an iterated search that detects distant relationships between molecules (Altschul et al., 1997, supra). When utilizing BLAST, Gapped BLAST, and PSI-Blast programs, the default parameters of the respective programs (eg, XBLAST and NBLAST) can be used (see http://www.ncbi.nlm.nih.gov). Another preferred, non-limiting example of a mathematical algorithm utilized for comparing sequences is the algorithm of Myers and Miller, 1988, CABIOS 4: 11-17. Such an algorithm is incorporated in the ALIGN program (version 2.0) which is part of the GCG sequence alignment software package. When utilizing the ALIGN program for comparing amino acid sequences, a PAM120 weight residue table, a gap length penalty of 12, and a gap penalty of 4 can be used.
[0052]
An immunogenic HSP-peptide conjugate of the invention can include any conjugate comprising HSP and a peptide capable of inducing an immune response in a mammal. Preferably, the peptide associates non-covalently with the HSP. Preferred complexes include gp96-peptide complex, HSP90-peptide complex, HSP70-peptide complex, HSP60-peptide complex, HSP100-peptide complex, calreticulin-peptide complex, and sHSP-peptide complex. Body, but is not limited thereto. For example, HSP gp96, which is present in the endoplasmic reticulum of eukaryotic cells and is associated with cytoplasmic HSP90, can be used to produce an effective vaccine comprising a gp96-peptide complex.
[0053]
The HSP, CD36 and / or antigen molecule used in the present invention can be purified, chemically synthesized, or recombinantly produced from a natural source. The HSP may be allogeneic to the patient, but in a preferred embodiment, the HSP is autologous to the patient to whom it is administered.
[0054]
5.1.Composition of the invention
The present invention provides compositions that modulate the interaction of CD36 with a CD36 ligand (eg, HSP, etc.). Such compositions can be used in a method for inducing or modulating an immune response. Such compositions also include the HSP-CD36 complex, isolated cells expressing the HSP-CD36 complex, and antibodies that specifically recognize the isolated and recombinant cells containing the recombinant CD36 and HSP sequences. In addition, in various methods of the invention, sequences encoding CD36, HSP, and CD36 are used for immunotherapy. Such compositions can be used, for example, for immunotherapy against proliferative disorders, infectious diseases and other HSP-CD36 related disorders. Methods for synthesizing and making such compositions are described herein.
[0055]
5.1.1.Recombinant expression
In various embodiments of the invention, sequences encoding CD36, HSP or other CD36 ligand are inserted into an expression vector and propagated and expressed in recombinant cells. Thus, in one embodiment, the CD36, HSP, or other CD36 ligand coding region is linked to a non-naturally occurring promoter for expression in a recombinant cell.
[0056]
Based on Applicants' discovery, the extracellular portion of CD36 is likely responsible for recognizing and binding HSPs and HSP-antigen peptide complexes. The interaction between CD36 and HSP triggers a signaling pathway that stimulates the immune response. According to the present invention, compositions comprising agonists and antagonists of CD36 and HSP interactions can be used to modulate an immune response. Accordingly, recombinant CD36 polypeptides, complexes of CD36 and HSP or HSP-antigen peptide complexes, and recombinant cells expressing CD36 are used in the methods for immunotherapy and diagnostic methods described herein. it can.
[0057]
In various embodiments of the invention, sequences encoding CD36 and / or heat shock proteins, or fragments thereof, are inserted into expression vectors and propagated and expressed in recombinant cells. An expression construct, as used herein, refers to a specific gene product, such as CD36 or HSP, operably associated with one or more regulatory regions that enables expression of the encoded gene product in a suitable host cell. Refers to the nucleotide sequence "Operably associated" refers to an association in which the nucleotide sequences encoding the regulatory regions and the expressed gene product are ligated and located so that they can be transcribed and ultimately translated.
[0058]
DNA can be obtained from tissues, cell cultures, or cloned DNA (eg, DNA "libraries") by DNA amplification or molecular cloning, based on known sequences obtained from sequence databases by standard procedures known in the art. You may get it directly. Any eukaryotic cell can serve as a source of nucleic acid to obtain the coding region for the hsp gene. Nucleic acid sequences encoding HSPs can be isolated from vertebrate, mammalian, and primate sources, including humans. Clones derived from genomic DNA may contain regulatory and intronic DNA regions in addition to the coding regions; clones derived from cDNA contain only exon sequences. Regardless of the source, the hsp gene should be cloned into a suitable vector for propagation of the gene.
[0059]
E. coli-based vectors are the most common and versatile system for high level expression of foreign proteins (Makrides, 1996, Microbiol Rev, 60: 512-538). Non-limiting examples of regulatory regions that can be used for expression in E. coli include lac, trp, lpp, phoA, recA, tac, λPLAnd the phage T3 and T7 promoters (Makrides, 1996, Microbiol Rev, 60: 512-538). Non-limiting examples of prokaryotic expression vectors include λgt vector series such as λgt11 (“DNA Cloning Technologies”, Vol. I: A Practical Approach (D. Glover), pp. 49-78, IRL Press, Oxford. Huynh et al., 1984), and the pET vector series (Studier et al., 1990, Methods Enzymol., 185: 60-89). However, a potential disadvantage of prokaryotic host vector systems is that many post-translational processing events in mammalian cells cannot be performed. Thus, eukaryotic host vector systems are preferred, mammalian host vector systems are more preferred, and human host vector systems are most preferred.
[0060]
For example, the expression vector can include regulatory regions required for transcription of the CD36 sequence. A translation initiation codon (ATG) may also be provided for expressing a nucleotide sequence encoding CD36 lacking the initiation codon. In compatible host construct systems, the cellular proteins required for transcription, such as RNA polymerase and transcription factors, bind to regulatory regions on the expression construct, resulting in transcription of the CD36 sequence in the host organism. The exact nature of the regulatory regions required for gene expression may vary from host cell to host cell. Generally, a promoter is required that can bind to RNA polymerase and initiate transcription of an operably associated nucleic acid sequence. Such regulatory regions may include 5 'non-coding sequences involved in the initiation of transcription and translation (TATA box, cap site, CAAT box, etc.). The non-coding region 3 'to the coding sequence can include transcription termination regulatory sequences, such as terminators and polyadenylation sites.
[0061]
Both constitutive and inducible regulatory regions can be used for expression of CD36, HSP or other CD36 ligand. Where optimal conditions for the growth of recombinant cells and conditions for high level expression of the gene product are different, it may be desirable to use an inducible promoter. Examples of useful regulatory regions are described below in the following section.
[0062]
For expression of CD36, HSP or other CD36 ligand gene products in mammalian host cells, for example, the SV40 early and late promoters, the cytomegalovirus (CMV) immediate early promoter, and the Rous sarcoma virus long terminal repeat Various regulatory regions such as the (RSV-LTR) promoter can be used. Inducible promoters that may be useful in mammalian cells include those with the metallothionein II gene, the mouse mammary adenocarcinoma virus glucocorticoid-responsive long terminal repeat (MMTV-LTR), the β-interferon gene, and the Hsp70 gene. (Williams et al., 1989, Cancer Res. 49: 2735-42; Taylor et al., 1990, Mol. Cell Biol., 10: 165-75). It may be advantageous to use a heat shock promoter or a stress promoter to drive expression of CD36 in the recombinant host cell.
[0063]
The following animal regulatory regions that show tissue specificity and have been utilized in transgenic animals can also be used in tumor cells of certain tissue types: elastase I gene regulatory regions active in pancreatic acinar cells (Swift et al., 1984, Cell 38: 639-646; Ornitz et al., 1986, Cold Spring Harbor Symp. Quant. Biol. 50: 399-409; MacDonald, 1987, Hepatology 7: 425-515); Regions (Hanahan, 1985, Nature 315: 115-122); immunoglobulin gene regulatory regions active in lymphocytes (Grosschedl et al., 1984, Cell 38: 647-658). Adames et al., 1985, Nature 318: 533-538; Alexander et al., 1987, Mol. Cell. Biol. 7: 1464-1444); a mouse mammary adenocarcinoma virus control region active in testis, breast, lymphocytes and mast cells ( Leder et al., 1986, Cel 45: 485-495); an albumin gene regulatory region active in the liver (Pinkert et al., 1987, Genes and Dvel. 1: 268-276); an alpha-fetoprotein gene regulatory region active in the liver (Krumlauf et al.). 5: 1639-1648; Hammer et al., 1987, Science 235: 53-58); α1-antitrypsin gene regulatory region active in liver (Kelsey et al., 1987, Genes and Level. 1: 161-171); β-globin gene regulatory region active in bone marrow cells (Mogram et al., 1985, Nature 315: 338-340; Kollias et al., 1986, Cell 46: 89-). 94); myelin basic protein gene regulatory region active in oligodendrocytes in the brain (Readhead et al., 1987, Cell 48: 703-712); myosin light chain 2 gene regulatory region active in skeletal muscle (Sani, 1985) , Nature 314: 283-286); and a gonadotropic releasing hormone gene regulatory region active in the hypothalamus (Mason et al., 1986, Scie). ce 234: 1372-1378).
[0064]
The efficiency of CD36 expression in host cells is determined by including appropriate transcription enhancer elements (such as those found in SV40 virus, hepatitis B virus, cytomegalovirus, immunoglobulin genes, metallothionein, β-actin) in the expression vector. (See Bittner et al., 1987, Methods in Enzymol. 153: 516-544; Gorman, 1990, Curr. Op. In Biotechnol. 1: 36-47).
[0065]
Expression vectors may also contain sequences that allow for the maintenance and replication of the vector in more than one type of host cell, or for integration of the vector into the host chromosome. Such sequences include, but are not limited to, an origin of replication, an autonomously replicating sequence (ARS), centromeric DNA and telomeric DNA. It may also be advantageous to use a shuttle vector that can replicate and maintain in at least two types of host cells.
[0066]
Further, the expression vector may include a selectable or screenable marker gene to initially isolate or identify a host cell containing DNA encoding CD36. For long-term, high-yield production of CD36, stable expression in mammalian cells is preferred. Numerous selection systems are available for mammalian cells, including herpes simplex virus thymidine kinase (Wigler et al., 1977, Cell 11: 223), hypoxanthine guanine phosphoribosyltransferase (Szybalski and Szybalski, 1962, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 48: 2026), and adenine phosphoribosyltransferase (Lowy et al., 1980, Cell 22: 817) genes can be employed in, but not limited to, tk, hgprf or aprt cells, respectively. Also, dihydrofolate reductase (dhfr) that confers resistance to methotrexate (Wigler et al., 1980, Natl. Acad. Sci. USA 77: 3567; O'Hare et al., 1981, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 78: USA). Gpt (Mulligan and Berg, 1981, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 78: 2072); neomycin phosphotransferase (neo) (Colberre-) that confers resistance to aminoglycoside G-418. Garapin et al., 1981, J. Mol. Biol. 150: 1); and hygromycin phosphotrans conferring resistance to hygromycin Antimetabolite resistance can be used as a criterion for the selection of ferase (hyg) (Santere et al., 1984, Gene 30: 147). Histidinol and ZeocinTMOther selectable markers, such as, but not limited to, can also be used.
[0067]
In order to insert a DNA sequence encoding CD36, HSP, or another CD36 ligand into a cloning site of a vector, a DNA sequence having a regulatory function such as a promoter encodes a CD36, HSP, or other CD36 ligand, respectively. Must attach to the DNA sequence. To this end, a linker or adapter providing an appropriate compatible restriction site may be ligated to the end of the cDNA encoding CD36 or synthetic DNA by techniques well known in the art (Wu et al., 1987, Methods in Enzymol). 152: 343-349). Modifications may be made after restriction enzyme digestion to digest or fill in the single-stranded DNA ends before ligation to create blunt ends. Alternatively, the desired restriction enzyme site can be introduced into the DNA fragment by amplifying the DNA using PCR with primers containing the desired restriction enzyme site.
[0068]
In one embodiment, an expression construct comprising a CD36 sequence operably associated with a regulatory region can be introduced directly into a suitable host cell to express and produce CD36 without further cloning (eg, US Pat. , 580, 859). The expression construct may also include a DNA sequence that facilitates integration of the CD36 sequence (eg, via homologous recombination) into the genome of the host cell. In this case, in order to propagate and express CD36 in the host cell, it is not necessary to employ an expression vector containing an origin of replication suitable for a suitable host cell.
[0069]
Expression constructs containing cloned nucleotide sequences encoding CD36, HSP, or other CD36 ligands can be introduced into host cells by various techniques known in the art, and for prokaryotic cells, bacterial transformation ( Hanahan, 1985, DNA Cloning, A Practical Approach, 1: 109-136), and for eukaryotic cells, calcium phosphate mediated transfection (Wigler et al., 1977, Cell 11: 223-232), liposome mediated transfection. (Schaefer-Ridder et al., 1982, Science 215: 166-168), electroporation (Wolff et al., 1987, Proc. Natl Acad S.). i 84: 3344) and microinjection (Cappechi, 1980, Cell 22: 479-488) but the like without limitation.
[0070]
For long-term, high-yield production of correctly processed CD36, HSP or other CD36 ligand, stable expression in mammalian cells is preferred. Cell lines that stably express CD36, HSP or other CD36 ligands or CD36-peptide complexes may be engineered with vectors containing selectable markers. As a non-limiting example, after introduction of the expression construct, the engineered cells may be allowed to grow for 1-2 days in an enriched media before being replaced with a selective media. The selectable marker in the expression construct preferably confers resistance to selection and optimally allows cells to stably integrate the expression construct into the chromosome, grow in culture, and expand into cell lines. Such cells can be cultured for long periods, during which the desired gene product is continuously expressed.
[0071]
Recombinant cells can be cultured at standard conditions of temperature, incubation time, optical density and media composition. Alternatively, the recombinant antigen cells may be cultured under conditions that mimic the nutritional and physiological requirements of the cancer cells or infected cells. However, the growth conditions of the recombinant cells can be different from those for expression of CD36, HSP or other CD36 ligand, or antigenic peptides.
[0072]
5.1.2Peptide synthesis
An alternative to recombinantly producing peptides and polypeptides containing HSP, CD36, or other CD36 sequence ligands is peptide synthesis. For example, a peptide corresponding to a portion of the HSP or CD36 peptide containing a receptor binding domain that can be used as an antagonist in the therapeutic methods described herein can be synthesized using a peptide synthesizer. Synthetic peptides corresponding to the CD36 sequence useful in the therapeutic methods described herein can also be produced synthetically. Conventional peptide synthesis, or other synthetic protocols well known in the art, may be used.
[0073]
For example, amino acid sequences of CD36, HSP or other CD36 ligands, or peptides having analogs, muteins, fragments or derivatives thereof, are disclosed in Merrifield, 1963, J. Am. Am. Chem. Soc. , 85: 2149, by solid phase peptide synthesis using procedures similar to those described in US Pat. During synthesis, N-α-protected amino acids with protected side chains are added stepwise to the growing polypeptide chain (linked to the C-terminus), and to the insoluble polymer support (ie, polystyrene beads). The peptide is synthesized by linking the amino group of the N-α-deprotected amino acid to the α-carboxyl group of the N-α-protected amino acid activated by reaction with a reagent such as dicyclohexylcarbodiimide. Attachment of a free amino group to the activated carboxyl results in peptide bond formation. The most commonly used N-α-protecting groups include Boc, which is acid labile, and Fmoc, which is base labile. Details of suitable chemicals, resins, protecting groups, protected amino acids and reagents are well known in the art and will not be discussed in detail here (Atherton et al., 1989, Solid Phase Peptide Synthesis: A Practical Approach, IRL Press, and Bodanszky, 1993, Peptide Chemistry, A Practical Textbook, 2nd edition, Springer-Verlag).
[0074]
Purification of the resulting CD36, HSP or other CD36 ligand peptide is accomplished using conventional procedures such as preparative HPLC using gel permeation, partitioning and / or ion exchange chromatography. The selection of appropriate matrices and buffers is well known in the art and will not be described in detail herein.
[0075]
In addition, analogs and derivatives of CD36, HSP or other CD36 ligand proteins can be chemically synthesized. In addition, if desired, nonclassical amino acids or chemical amino acid analogs can be introduced as a substitution or addition into CD36, HSP or other CD36 ligand sequences. Non-classical amino acids include D-nuclear isomers of common amino acids, α-aminoisobutyric acid, 4-aminobutyric acid, Abu, 2-aminobutyric acid, γ-Abu, ε-Ahx, 6-aminohexanoic acid, Aib, 2-aminobutyric acid Aminoisobutyric acid, 3-aminopropionic acid, ornithine, norleucine, norvaline, hydroxyproline, sarcosine, citrulline, cysteic acid, t-butylglycine, t-butylalanine, phenylglycine, cyclohexylalanine, β-alanine, fluoro- These include, but are not limited to, amino acids, designer amino acids (β-methyl amino acids, Cα-methyl amino acids, Nα-methyl amino acids), and common amino acid analogs.
[0076]
5.1.3CD36-HSP Complex-specific antibodies
Described herein are methods for producing antibodies capable of specifically recognizing a CD36 epitope, an HSP-CD36 complex epitope, or an epitope of a conserved variant or peptide fragment of a receptor or receptor complex. Such antibodies are useful in the therapeutic and diagnostic methods of the present invention.
[0077]
Such antibodies include polyclonal antibodies, monoclonal antibodies (mAbs), humanized or chimeric antibodies, single chain antibodies, Fab fragments, F (ab ')2Fragments, fragments produced by a Fab expression library, anti-idiotype (anti-Id) antibodies, and any of the above epitope-binding fragments. Such antibodies may be used, for example, in detecting CD36 or HSP-CD36 complex in a biological sample. Such antibodies can also be used in conjunction with compound screening schemes to assess the effect of a test compound on the interaction of HSP with CD36, for example, as described in Section 5.2 below.
[0078]
Anti-CD36-HSP complex antibodies can further be used as a method of inhibiting aberrant receptor product activity. Accordingly, such antibodies can be utilized as part of a method of treating an HSP-CD36-related disorder (eg, an autoimmune disorder).
[0079]
To produce antibodies against CD36 or the receptor complex, various host animals can be immunized by injection with CD36 or HSP-CD36, or a portion thereof. The antigen portion of CD36 or the HSP-CD36 complex can be easily predicted by algorithms known in the art.
[0080]
Host animals include, but are not limited to, rabbits, mice, and rats. Various adjuvants can be used depending on the host species to enhance the immunological response, including Freund (complete and incomplete), mineral gels (such as aluminum hydroxide), surfactants (such as lysolecithin), pluronic polyols (Pururonic polyol), polyanions, peptides, oily emulsions, keyhole limpet hemocyanin, dinitrophenol, and potentially useful human adjuvants (BCG (Bacille Calmette-Guerin) and Corynebacterium parvum) (Corynebacterium parvum)).
[0081]
Polyclonal antibodies are a heterogeneous population of antibody molecules derived from the sera of animals immunized with an antigen, such as CD36 or the HSP-CD36 complex, or an antigen-functional derivative thereof. To produce polyclonal antibodies, a host animal as described above can be immunized by injecting a CD36 or HSP-CD36 complex, also supplemented with an adjuvant as described above, or a portion thereof.
[0082]
Monoclonal antibodies, a homogenous population of antibodies to a particular antigen, can be obtained by any technique that produces antibody molecules by continuous cell lines in culture. These include the hybridoma technology of Kohler and Milstein (1975, Nature 256, 495-497; and U.S. Pat. No. 4,376,110), the human B cell hybridoma technology (Kosbor et al., 1983, Immunology Today 4:72; Cole). Natl. Acad. Sci. USA 80, 2026-2030), and EBV-hybridoma technology (Cole et al., 1985, Monoclonal Antibodies And Cancer Therapy, Alan In. ), But is not limited thereto. These antibodies can be of any immunoglobulin class, including IgG, IgM, IgE, IgA, IgD and any subclasses thereof. Hybridomas producing the mAbs of the invention can be cultured in vitro or in vivo. This is the presently preferred method of production because high titers of mAbs are produced in vivo.
[0083]
In addition, techniques developed for the production of “chimeric antibodies” by splicing genes from mouse antibody molecules of appropriate antigen specificity with genes from human antibody molecules of appropriate biological activity (Morrison Natl. Acad. Sci., 81: 6851-6855; Neuberger et al., 1984, Nature 312: 604-608; Takeda et al., 1985, Nature 314: 452-454) can be used. Chimeric antibodies are molecules in which different portions are derived from different animal species, including those having a variable region derived from a mouse mAb and a human immunoglobulin constant region (eg, Cabilly et al., US Pat. No. 4,816). No., 567; and Boss et al., US Pat. No. 4,816,397, which is hereby incorporated by reference in its entirety).
[0084]
In a further embodiment of the invention, monoclonal antibodies can be produced in sterile animals (see PCT International Publication No. WO 89/12690 published December 12, 1989). According to the present invention, human antibodies may be used, which can be performed using human hybridomas (Cote et al., 1983, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 80: 2026-2030). Or by transforming human B cells in vitro with the EBV virus (Monoclonal Antibodies an d Cancer Therapy, Alan R .; Liss, pp. Cole et al., 1985), pp. 77-96. Techniques developed for the production of "chimeric antibodies" by splicing genes from mouse antibody molecules specific for the CD36-HSP complex with genes from human antibody molecules of appropriate biological activity ( Morrison et al., 1984, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 81: 6851-6855; Neuberger et al., 1984, Nature 312: 604-608; Takeda et al., 1985, Nature 314: 452-4). Such antibodies can be used; such antibodies are within the scope of the present invention.
[0085]
Humanized antibodies are also provided (see Winter US Pat. No. 5,225,539). An immunoglobulin light or heavy chain variable region is comprised of a "framework" region that is interrupted by three hypervariable regions called complementarity determining regions (CDRs). The extent and CDRs of the framework regions are well defined (see "Sequences of Proteins of Immunological Interest", Kabat, E. et al., US Department of Health and Human Services (1983). Briefly, a humanized antibody is an antibody molecule from a non-human species that has one or more CDRs from a non-human species and framework regions from a human immunoglobulin molecule. Such CDR grafting antibodies have been conveniently constructed against various antigens, see, for example, Queen et al., 1989, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 86: 10029; an antibody to the IL-2 receptor described in Riechmann et al., 1988, Nature 332: 323; an antibody to the cell surface receptor CAMPATH; Co et al., 1991, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 88: 2869; antibodies against respiratory syncytial virus antigens described in Tempest et al., 1991, Bio-Technology 9: 267. For therapeutic use in humans, humanized antibodies are most preferred.
[0086]
Alternatively, techniques described for the production of single chain antibodies (U.S. Pat. No. 4,946,778; Bird, 1988, Science 242: 423-426; Huston et al., 1988, Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 85: 5879-5883; and Ward et al., 1989, Nature 334: 544-546) can be applied to produce single-chain antibodies to CD36 or HSP-CD36 complexes, or portions thereof. Single chain antibodies are formed by linking the heavy and light chain fragments of the Fv region via an amino acid bridge to obtain a single chain polypeptide.
[0087]
An antibody fragment that recognizes a specific epitope may be prepared by a known technique. For example, such fragments include F (ab '), which can be generated by pepsin digestion of an antibody molecule.2Fragment, and F (ab ')2Examples include, but are not limited to, Fab fragments that can be generated by reducing the disulfide bridges of the fragment. Alternatively, a Fab expression library may be constructed (Huse et al., 1989, Science, 246: 1275-1281) to allow fast and simple identification of monoclonal Fab fragments with the desired specificity.
[0088]
Alternatively, antibodies to CD36 can be utilized to generate anti-idiotypic antibodies that "mimic" CD36 by techniques well known to those of skill in the art (eg, Greenspan and Bona, 1993, FASEB J 7 (5): 437-). 444; and Nissinoff, 1991, J. Immunol. 147 (8): 2429-2438). For example, antibodies that bind to the CD36 ECD and competitively inhibit HSP binding to CD36 can be used to create anti-idiotypes that "mimic" the ECD and thus bind and neutralize HSP. Such neutralizing anti-idiotypes, or Fab fragments of such anti-idiotypes, can be used in therapeutic contexts to neutralize native ligands and produce HSP-CD36 related disorders (immunological disorders, proliferative disorders, And infectious diseases).
[0089]
Alternatively, antibodies to CD36 can be made that can act as agonists of CD36 activity. Such antibodies bind to CD36 and activate the signaling activity of the receptor. In addition, antibodies that act as antagonists of CD36 activity (ie, inhibit CD36 activation) are particularly useful for treating autoimmune disorders, proliferative disorders (such as cancer), and infectious diseases. Methods for assaying such agonists and antagonists are described in detail in Section 5.2 below.
[0090]
5.2CD36 Assays to identify compounds that interact with
The present invention is based on the discovery that CD36 recognizes the HSP-antigen peptide complex and induces a signaling pathway that elicits an immune response. Thus, included in the invention are methods for identifying compounds that interact with the receptor or enhance or block the function of the receptor. The invention includes the following subsections, which can be used to identify compounds or compositions that interact with CD36 or modulate the activity of CD36 and the interaction of CD36 with HSP or HSP-peptide complexes. The described in vitro and in vivo assay systems are provided.
[0091]
The present invention provides screening methodology useful for identifying small molecules, proteins, and other compounds that interact with CD36 or that modulate the interaction of HSP with CD36. Such compounds may bind to the CD36 gene or gene product with different affinities and serve as in vivo regulators of receptor activity with therapeutic applications useful for modulating an immune response. For example, certain compounds that inhibit receptor function can be used in patients to down-regulate the destructive immune response resulting from cellular release of HSPs.
[0092]
Methods for screening potential agents for the ability to interact with CD36 or modulate CD36 expression and activity are described in the present book on receptors and their role in HSP or HSP-peptide complex binding and recognition. It can be designed based on the findings of the inventors. CD36 proteins, nucleic acids, and derivatives are used in screening assays to identify molecules that specifically bind to HSP proteins, derivatives, or nucleic acids, and thus have potential uses to modulate the immune response as agonists or antagonists of CD36. Can be detected. In a preferred embodiment, such assays are molecules with potential utility as anti-autoimmune disease agents, anti-cancer and anti-infectives (such as anti-virals and antibiotics), or lead compounds for drug development. Performed to screen for For example, recombinant cells that express CD36 nucleic acid can be used to recombinantly produce CD36 in these assays and screen for molecules that interfere with the binding of HSP to CD36. Similar methods can be used to screen for molecules that bind to CD36 derivatives or nucleic acids. Methods that can be used to perform the above are generally known in the art.
[0093]
Compounds that can specifically bind to CD36 may be useful for immunotherapy. In one embodiment, an assay for identifying compounds that specifically bind to CD36, comprising: (a) contacting CD36 with one or more test compounds under conditions that effect binding; and (b) A) identifying one or more test compounds that specifically bind to CD36, wherein the compounds capable of specifically binding to CD36 are identified as compounds useful for immunotherapy;
[0094]
Another method of identifying compounds useful in immunotherapy and encompassed by the present invention involves identifying compounds that modulate the binding of CD36 ligand to CD36. As used herein, the term "CD36 ligand" refers to a CD36 molecule capable of binding CD36. Such CD36 ligands include, but are not limited to, lipoprotein complex, thrombospondin 1, Plasmodium falciparum erythrocyte membrane protein 1 (PfEMP1), LDL, and phospholipids. The method comprises the steps of (a) contacting CD36 with a CD36 ligand, or a fragment, analog, derivative or mimetic thereof, in the presence of one or more test compounds; and (b) CD36 ligand bound to CD36 Or the amount of a fragment, analog, derivative or mimetic thereof, wherein the amount of bound CD36 ligand measured in (b) is different from the amount of bound CD36 measured in the absence of the test compound. Suppose that a compound useful for immunotherapy modulating the binding between CD36 ligand and CD36 has been identified.
[0095]
In another embodiment, the invention provides a method of identifying a compound useful in immunotherapy that modulates the interaction between CD36 and a CD36 ligand. The method comprises: (a) contacting CD36 with one or more test compounds; and (b) measuring the level of CD36 activity or expression, wherein the level of activity or expression measured in (b) is: If the level of CD36 activity in the absence of the one or more test compounds is different, then a compound that modulates the interaction of CD36 with a CD36 ligand is identified.
[0096]
In another embodiment, disclosed is an assay for identifying compounds that modulate an HSP-CD36 mediated process. The assay comprises: (a) contacting the test compound with HSP and CD36; and (b) measuring the level of CD36 activity or expression, wherein the level of activity or expression measured in (b) is A compound that modulates an HSP-CD36 mediated process is identified as different from the level of CD36 activity in the absence of the test compound. In another embodiment, where the identified compound is an antagonist that interferes with the interaction of HSP with CD36, the method comprises determining whether the level interferes with the interaction of HSP with CD36. In addition.
[0097]
In another embodiment, a cell-based method for identifying a compound that modulates an HSP-CD36 mediated process is described. The method comprises: (a) contacting the test compound with a heat shock protein and a CD36 expressing cell; and (b) measuring the level of CD36 activity or expression in the cell, wherein the activity measured in (b) Or, if the level of expression differs from the level of CD36 activity in the absence of the test compound, then a compound that modulates an HSP-CD36 mediated process is identified.
[0098]
In another embodiment, a receptor-ligand binding assay for identifying compounds that interact with CD36 or modulate the binding of HSP to CD36 is described. One such method includes: (a) contacting HSP with CD36, or a fragment, analog, derivative or mimetic thereof, in the presence of a test compound; and (b) CD36, or a fragment thereof, Measuring the amount of heat shock protein bound to the analog, derivative or mimetic, wherein the amount of bound heat shock protein measured in (b) is less than the amount of bound heat shock protein measured in the absence of the test compound. If the amount is different, it is assumed that a compound that modulates the binding between HSP and CD36 is identified.
[0099]
In another embodiment, the invention provides a method of identifying a compound that modulates signaling by a CD36-expressing cell. In one embodiment, such a method comprises: (a) administering one or more test compounds to a mixture of CD36-expressing cells and a complex comprising a CD36 ligand and an antigenic molecule to stimulate CD36-mediated signaling stimulation; (B) measuring the level of signaling activity by CD36-expressing cells, wherein the level measured in (b) is the level of said stimulus in the absence of said one or more test compounds. If not, it is assumed that a compound that modulates heat shock protein-mediated signal transduction stimulation by CD36-expressing cells has been identified. In another embodiment, a test compound is added to a mixture of CD36-expressing cells and a complex consisting essentially of HSPs non-covalently associated with an antigen molecule under conditions that promote CD36-mediated signaling stimulation. A compound that modulates the stimulation of HSP-mediated signaling by CD36-expressing cells, wherein the level of signal-stimulating stimulation by CD36-expressing cells is measured and if the measured level is different from the level of the stimulation in the absence of the test compound; Is identified.
[0100]
The assays of the invention may be initially optimized on a small scale (ie, in vitro) and then scaled up for high-throughput assays. In various embodiments, the in vitro screening assays of the invention can be performed using purified components or cell lysates. In another embodiment, screening assays can be performed on cultured intact cells and animal models. According to the present invention, test compounds that have been shown in vitro to modulate the activity of CD36 as described herein can be further assayed in vivo (including cultured cells and animal models) to test It was determined whether the compound had a similar effect in vivo, as well as cytokine release, intracellular Ca++The effect of the test compound on release, T cytotoxicity, tumor development, nitric oxide release, chemokine release, accumulation or degradation of positive and negative regulators, cell proliferation, etc. may be determined.
[0101]
5.2.1CD36- Ligand binding assay
The screening assays described herein can be used to identify compounds and compositions, such as peptides and organic non-protein molecules, that interact with CD36 or modulate the interaction of HSP with CD36. Recombinant, synthetic, or exogenous compounds may have binding ability and thus may be candidates for pharmaceutical agents. Alternatively, the proteins and compounds include endogenous cellular components that interact with the identified genes and proteins in vivo. Such endogenous components may provide new targets for pharmaceutical and therapeutic intervention.
[0102]
Thus, in a preferred embodiment, both natural and / or synthetic compounds (eg, libraries of small molecules or peptides) may be screened for interaction with CD36 and / or modulation of CD36 activity. In another series of embodiments, cell lysates or tissue homogenates may be screened for proteins or other compounds that bind to one of the normal or mutant genes and polypeptides.
[0103]
The screening assays described herein identify small molecules, peptides or proteins, or derivatives, analogs and fragments thereof, that interact with CD36 and / or modulate the interaction of HSP with CD36 activity. Can be used to Such compounds can be used as agonists or antagonists for the binding of CD36 ligands, such as HSPs and HSP complexes, to cell surface receptors. For example, compounds that modulate the CD36-ligand interaction include compounds that bind to CD36 and thereby inhibit (antagonist) or enhance (agonist) the binding of ligands such as HSPs and HSP complexes to receptors. And, but not limited to, compounds that bind to a ligand, such as HSP, thereby preventing or enhancing the binding of the ligand to the receptor. Compounds that affect gene activity (by affecting gene expression), such as molecules capable of affecting transcription or interfering with splicing events to modulate the expression of full-length or blunt-ended forms of CD36 (eg, protein or organic) ) Can be identified by the screening of the present invention. It is further noted that the assays described can also identify CD36 ligands (eg, HSPs), compounds that modulate signaling by CD36 (eg, compounds that affect downstream signaling in the CD36 signaling pathway). The identification and use of such compounds that affect signaling events downstream of CD36 and thus modulate the effect of the receptor on the immune response are within the scope of the invention.
[0104]
Compounds that affect CD36 gene activity (by affecting CD36 gene expression), such as molecules capable of affecting transcription or interfering with splicing events to modulate the expression of full-length or blunt-ended forms of CD36 (eg, protein Or small organic molecules) can also be identified by the screening of the present invention. However, it is noted that the assays described can also identify compounds that modulate CD36 signaling (eg, compounds that act on downstream signaling events that are activated by ligands bound to CD36). The identification and use of such compounds that affect signaling events downstream of CD36 and thus modulate the effect of the receptor on allergic response are within the scope of the invention.
[0105]
The screening assays described herein are designed to detect compounds that modulate (ie, block or enhance) ligand-receptor interactions (such as HSP-CD36 interactions). As described in detail below, such assays are functional assays (such as binding assays) applicable to high-throughput screening methodologies.
[0106]
Binding assays can be used to identify compounds that modulate the interaction of a ligand (eg, HSP) with CD36. In one aspect of the invention, screens may be designed to identify compounds that disrupt the interaction of CD36 with a ligand, such as HSP, or a peptide derived from HSP or another CD36 ligand. Such compounds are useful as lead compounds for antagonists of HSP-CD36 related disorders and conditions such as immune disorders, proliferative disorders and infectious diseases.
[0107]
Binding assays can be performed by either direct or competitive binding assays. In a direct binding assay, test compounds are tested for binding to either CD36 or a CD36 ligand (such as HSP). Then, in a second step, the test compound is tested for its ability to modulate the ligand-CD36 interaction. On the other hand, competitive binding assays assess the ability of a test compound to compete with a ligand (ie, HSP) for binding to CD36.
[0108]
In a direct binding assay, either the ligand and / or CD36 is contacted with a test compound under conditions that allow the test compound to bind to the ligand or receptor. Binding can occur in solution or on a solid surface. Preferably, the test compound is pre-labeled for detection. Any detectable compound can be used for labeling, including, but not limited to, luminescent, fluorescent or radioisotopes, or groups comprising them, or non-isotopic labels (such as enzymes or dyes). . After an incubation period sufficient for binding to occur, the reaction is subjected to conditions and manipulations to remove excess or non-specifically bound test compound. This typically involves washing with a suitable buffer. Finally, the presence of the ligand-test compound (eg, HSP-test compound) or CD36 test compound complex is detected.
[0109]
In competitive binding assays, test compounds are assayed for the ability to disrupt or enhance the binding of a ligand (eg, HSP) to CD36. A labeled ligand (eg, HSP) may be mixed with CD36 or a fragment or derivative thereof and placed under conditions where their interaction normally occurs with or without the addition of test compounds. The amount of labeled ligand (eg, HSP) that binds to CD36 may be compared to the amount that binds in the presence or absence of a test compound.
[0110]
In a preferred embodiment, a binding assay is performed with one or more components immobilized on a solid surface to facilitate complex formation and detection. In various embodiments, the solid support can be, but is not limited to, polycarbonate, polystyrene, polypropylene, polyethylene, glass, nitrocellulose, dextran, nylon, polyacrylamide, and agarose. Support structures include beads, membranes, microparticles, the inner surface of a reaction vessel (such as a microtiter plate), test tubes, or other reaction vessels. Immobilization of CD36 or other components can be achieved by covalent or non-covalent attachment. In one embodiment, the attachment may be indirect (ie, via an attached antibody). In another embodiment, CD36 and the negative control are tagged with an epitope (such as glutathione S-transferase (GST)) and adhere to a solid surface by a commercially available antibody (such as anti-GST (Santa Cruz Biotechnology)). Be able to be interposed.
[0111]
For example, such an affinity binding assay can be performed using CD36 immobilized on a solid support. Typically, the non-immobilized component of the binding reaction (in this case, either the ligand (eg, HSP) or the test compound) is labeled and made detectable. Various labeling methods are available and can be used, such as luminescence, chromophores, fluorescent or radioisotopes, or groups comprising them, and non-isotopic labels (such as enzymes or dyes). In a preferred embodiment, the test compound is labeled with a fluorophore such as fluorescein isothiocyanate (FITC, available from Sigma Chemicals, St. Louis).
[0112]
The labeled test compound or ligand (eg, HSP) and the test compound are then contacted with the solid support under conditions that cause specific binding. After the binding reaction has taken place, unbound and non-specifically bound test compounds are separated by washing the surface. Attachment of the solid phase to the binding partner can be achieved by various methods known to those skilled in the art, including chemical crosslinking, non-specific adhesion to plastic surfaces, interaction with the antibody attached to the solid phase, and attachment to the binding partner. Examples include, but are not limited to, the interaction between a ligand (such as biotin) and a ligand-binding protein (such as avidin or streptavidin) attached to a solid phase.
[0113]
Finally, the label remaining on the solid surface can be detected by any detection method known in the art. For example, if the test compound is labeled with a fluorophore, the complex may be detected using a fluorometer.
[0114]
Preferably, CD36 is added to the binding assay in the form of intact cells expressing CD36 or an isolated membrane containing CD36. Accordingly, the ability of a test compound to directly bind to CD36 or modulate a ligand-CD36 complex (eg, an HSP-CD36 complex) in the presence or absence of a test compound, in cultured intact cells or animal models. May be. A labeled ligand (eg, HSP) may be mixed with cells expressing CD36, or a crude extract obtained from such cells, and a test compound added. Isolated membranes can be used to identify compounds that interact with CD36. For example, in a typical experiment using an isolated membrane, cells are engineered to express CD36. The membrane is recovered by standard techniques and can be used in an in vitro binding assay. Labeled ligands (eg,125I-labeled HSP) is bound to a membrane and assayed for specific activity; specific binding is compared to a binding assay performed in the presence of excess unlabeled (cold) ligand. decide. Alternatively, soluble CD36 may be recombinantly expressed and used in non-cell based assays to identify compounds that bind to CD36. Recombinantly expressed CD36 polypeptides or fusion proteins comprising the extracellular domain of CD36 (ECD), or one or more subdomains thereof, can be used in non-cell based screening assays. Alternatively, a peptide corresponding to one or more CDs of CD36, or a fusion protein comprising one or more CDs of CD36, is used in a non-cell based assay system to identify compounds that bind to the cytoplasmic portion of CD36. Yes; such compounds may be useful for modulating the CD36 signaling pathway. In non-cell based assays, recombinantly expressed CD36 is attached to a solid substrate such as a test tube, microtiter well, or column by means well known to those of skill in the art (see Ausubel et al., Supra). Thereafter, test compounds are assayed for their ability to bind to CD36.
[0115]
Alternatively, the binding reaction may be performed in solution. In this assay, a labeled component interacts with its binding partner in solution. If separation is possible due to the size difference between the labeling component and its binding partner, the binding reaction product is passed through (the unbound labeling component is passed, but the labeling component bound to its binding partner or partner is passed through. Separation can be achieved by passing through an ultrafiltration device (with no holes). Separation can also be achieved by using any reagent that can capture the binding partner of the labeling component from solution, such as an antibody to the binding partner, a ligand binding protein that can interact with a ligand previously attached to the binding partner, and the like.
[0116]
In one embodiment, for example, by passing phage from a continuous phage display library through a column containing purified CD36 or a derivative, analog, fragment or domain thereof linked to a solid phase (such as plastic beads), Phage libraries can be screened. By changing the stringency of the wash buffer, it is possible to enrich for phage expressing peptides with high affinity for CD36. Phage isolated from the column can be cloned to directly measure the affinity of short peptides. Combinations of more than one oligonucleotide sequence can be tested for even higher affinity binding to CD36. Knowing which amino acid sequences contribute the strongest binding to CD36, computer models can be used to identify molecular contacts between CD36 and test compounds. This allows the design of non-protein compounds that mimic this contact. Such compounds have the advantage that they have the same activity as the peptides, can be used therapeutically, and can be made efficiently and inexpensively.
[0117]
In another particular embodiment of this aspect of the invention, the solid support is a membrane comprising CD36 attached to a microtiter dish. For example, a test compound, such as a cell that expresses a library member, is cultured under conditions that allow expression of the library member in a microtiter dish. The library members that bind to the protein (or nucleic acid or derivative) are recovered. Such methods are described, for example, in Parmley and Smith, 1988, Gene 73: 305-318; Fowlkes et al., 1992, BioTechniques 13: 422-427; PCT Publication No. WO 94/18318; and the references cited above. Have been.
[0118]
In another embodiment of the invention, the interaction of CD36 or a ligand (eg, HSP) with a test compound may be assayed in vitro. Known or unknown molecules are assayed for specific binding to CD36 nucleic acid, protein or derivative under conditions that promote binding to identify molecules that specifically bind to CD36. The two components can be measured by various techniques. One approach involves labeling one of the components with a readily detectable label, placing it together with the test component under conditions that cause binding, and performing a separation step to separate bound labeled component from unbound labeled component; Then, the amount of the binding component is measured. In one embodiment, CD36 is labeled and added to the test substance using conditions that cause binding. Test substance binding can be determined by using polyacrylamide gel analysis to compare complexes formed in the presence or absence of the test substance.
[0119]
In yet another embodiment, binding of a ligand (eg, HSP) to CD36 may be assayed in intact cells in an animal model. A labeled ligand (eg, HSP) may be administered directly to an animal with or without a test compound. Signal transduction stimulation of a ligand (eg, HSP) may be measured in the presence and absence of a test compound. For these assays, the host cells to which the test compound is added are genetically engineered to express CD36 and / or a ligand (eg, HSP) (either transient, inducible, constitutive, or stable). It is possible). For the purposes of the screening methods of the present invention, various types of host cells can be used, including but not limited to tissue culture cells, mammalian cells, yeast cells and bacteria. Mammalian cells such as macrophages or other cells that express CD36 (ie, cells of the monocyte cell lineage, liver parenchymal cells, fibroblasts, keratinocytes, neurons and placental syncytiotrophoblasts) of the present invention It may be a preferred cell type for performing the assay in. Bacteria and yeast are relatively easy to culture, but treat proteins differently than mammalian cells.
[0120]
5.2.2Activity assay
After identifying a test compound that modulates an interaction with CD36, or a ligand (eg, HSP) with CD36, the test compound is further characterized to determine its effect on CD36 activity and ligand-CD36 cell signaling pathway. Can be measured. For example, test compounds can be characterized by testing their effect on ligand (eg, HSP) CD36 cell activity in vivo. Such assays include downstream signaling assays, assays for antigen-specific activation of cytotoxic T cells, nitric oxide assays, chemokine assays, and the like.
[0121]
In various embodiments, candidate compounds identified in the primary assay may be tested for an effect on intrinsic CD36 signaling transduction activity. For example, downstream signaling effects of activation that can be assayed include enhanced locomotion and chemotaxis of macrophages (Forrester et al., 1983, Immunology 50: 251-259), down-regulation of proteinase synthesis, and intracellular Increasing calcium, inositol phosphate and cyclic AMP (Misra et al., 1993, Biochem. J., 290: 885-891). Other essential immune responses that can be tested are the release of cytokines (ie, IL-12, IL1β, GMCSF and TNFα), the release of nitric oxide, and the release of chemokines. Thus, as a secondary assay, any candidate compounds identified can be tested for such changes in activity in the presence and absence.
[0122]
For example, in one embodiment, a chemotaxis assay can be used to further characterize the candidates identified by the first screening assay. A number of techniques are available for testing chemotaxis migration in vitro (eg, Current Protocols in Immunology, 6.12.1-6.12.28, edited by Colligan et al., John Wiley and Sons, Inc. See Leonard et al., 1995, "Measurement of α and β Chemokines", published in 1995). For example, in one embodiment, chemokine gradients can be used in a multiwell Boyden chemotactic chamber to test candidate compounds for the ability to modulate the ability of CD36 to induce migration of cells expressing the receptor. . In an embodiment of this method, a serial dilution of a ligand (eg, HSP) / CD36 antagonist or agonist test compound identified in the primary screen is placed in the bottom well of a Boyden chemotaxis chamber. A fixed amount of ligand is also added to the dilution series. As a control, at least one aliquot contains only the ligand (eg, HSP). Chemotaxis of CD36 by comparing the number of migrating cells on the bottom of the membrane filter of an aliquot containing only the ligand (eg, HSP) with the number of cells in the aliquot containing the test compound and the ligand (eg, HSP) The contribution of the antagonist or agonist compound to sexual activity is measured. Addition of a test compound to a ligand (eg, HSP) solution reduces the number of cells detected on the membrane compared to the number of cells detected using a solution containing only the ligand (eg, HSP). In this case, a ligand (eg, HSP) -induced antagonist of chemotactic activity of CD36-expressing cells has been identified.
[0123]
In another embodiment, a modulator of ligand-CD36 interaction can be further characterized using a calcium flux (flux) assay as a secondary screen. Intracellular calcium ion concentration can be measured in cells expressing CD36 in the presence of a ligand, in the presence and absence of a test compound. For example, calcium migration can be detected and measured by flow cytometry by labeling with a fluorescent dye trapped in cells. Fluorescent dyes such as Indo-1 show a change in the emission spectrum when bound to calcium, and use the ratio of the fluorescence generated by the calcium-bound dye to the fluorescence generated by the unbound dye. Alternatively, the intracellular calcium concentration may be estimated. In a specific embodiment, cells are incubated and excited at 37 ° C. in India 1 containing media in cuvettes and fluorescence is measured using a fluorimeter (Photon Technology Corporation, International). Ligands are added at specific time points in the presence and absence of test compound, EGTA is added to the cuvette to release and chelate total calcium, and the response is measured. Upon binding of the ligand, Ca in the cells expressing CD362+The concentration increases. The agonist is intracellular Ca2+Resulting in a relative increase in concentration, where the antagonist2+This causes a relative decrease in concentration.
[0124]
Increased nitric oxide is also an indicator of CD36 activation. Thus, in another embodiment, a nitric oxide assay can be used for screening to characterize modulators of ligand-CD36 interaction. Nitric oxide concentration can be measured in cells expressing CD36 in the presence of a ligand, or in the presence and absence of a test compound. For example, after 20 hours of incubation, the supernatant can be collected and reacted with a Greiss reagent (Nims, RW, et al., 1996. Methods in Enzymology 268, 93). Such a reaction can be quantified by spectrophotometry.
[0125]
An increase in MCP-1 chemokines is also an indicator of CD36 activation. Thus, in another embodiment, the modulator of ligand-CD36 interaction can be characterized using the MCP-1 chemokine assay for screening. MCP-1 chemokine concentrations can be measured in cells expressing CD36 in the presence of a ligand, or in the presence and absence of a test compound. For example, after 20 hours of incubation, the supernatant can be collected and analyzed by ELISA (enzyme-linked immunosorbent assay) using an antibody specific for MCP-1 chemokine.
[0126]
5.2.3Compounds that can be screened by the present invention
Using the screening assays described herein, small molecules, peptides or proteins, or derivatives, analogs and the like, that interact with CD36 or modulate the interaction of a ligand (eg, HSP) with CD36. Fragments can be identified. Compounds that can be screened according to the present invention include those that bind to the ECD of CD36 and either block the activity caused by the natural ligand (ie, antagonists) or mimic the activity caused by the natural ligand (ie, agonists) Molecules, peptides, antibodies and fragments thereof, and other organic compounds (eg, peptidomimetics) include, but are not limited to, small molecules, peptides, antibodies or fragments thereof, and other organic compounds. In one embodiment, such compounds comprise a sequence of CD36, such as the ECD of CD36 (or a portion thereof) that can bind or "neutralize" a native ligand such as HSP, LDL. In another embodiment, such compounds include a ligand sequence, such as an HSP sequence, that can bind to the active site of CD36 and block its activity.
[0127]
Compounds that can be used for screening include, for example, peptides such as soluble peptides, including but not limited to members of a random peptide library (eg, Lam et al., 1991, Nature 354: 82-84; Houghten et al., 1991). , Nature 354: 84-86), members of a combinatorial chemically-derived molecular library of D- and / or L-structured amino acids, phosphopeptides (random or partially degenerate targeted phosphodiesters). Examples include, but are not limited to, members of a peptide library; see, eg, Songyang et al., 1993, Cell 72: 767-778), antibodies (polyclonal, monoclonal). , Humanized, anti-idiotypic, chimeric or single chain antibodies, FAb, F (ab ')2And FAb expression library fragments, and their epitope-binding fragments, including, but not limited to), and small organic or inorganic molecules.
[0128]
In one embodiment of the invention, a peptide library can be used as a source of test compounds that can be used to screen for modulators of CD36 interaction (such as HSP-CD36). Diversity libraries, such as random or combinatorial peptide or non-peptide libraries, can be screened for molecules that specifically bind to CD36. Many available libraries are known in the art. (Eg, chemical synthesis libraries, recombination (eg, phage display libraries), and in vitro translation-based libraries).
[0129]
Examples of chemically synthesized libraries are described in Fodor et al., 1991, Science 251: 767-773; Houghten et al., 1991, Nature 354: 84-86; Lam et al., 1991, Nature 354: 82-84; Medynski, 1994, Bio /. Technology 12: 709-710; Gallop et al., 1994, J. Am. Medicinal Chemistry 37 (9): 1233-1251; Ohlmeyer et al., 1993, Proc. Natl. Acad. Sci. ScL USA 90: 10922-10926; Erb et al., 1994, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 91: 11422-11426; Houghten et al., 1992, Biotechniques 13: 412; Jaywickickeme et al., 1994, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 91: 1614-1618; Salmon et al., 1993, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 90: 11708-11712; PCT Publication No. WO 93/20242; and Brenner and Lerner, 1992, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 89: 5381-5383.
[0130]
Examples of phage display libraries are described in Scott and Smith, 1990, Science 249: 386-390; Devlin et al., 1990, Science, 249: 404-406; Christian et al., 1992, J. Am. Mol. Biol. 227: 711-718; Lenstra, 1992, J. Am. Immunol. Meth. 152: 149-157; Kay et al., 1993, Gene 128: 59-65; and PCT Publication No. WO 94/18318, Aug. 18, 1994.
[0131]
As a non-limiting example of a non-peptide library, a benzodiazepine library (see, for example, Bunin et al., 1994, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 91: 4708-4712) can be used. A peptoid library (Simon et al., 1992, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 89: 9397-9371) can also be used. Another example of a library that can be used to completely methylate the amide functionality in a peptide to create a chemically transformed combinatorial library is described in Ostresh et al. (1994, Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 91: 11138-11142).
[0132]
Screening the library may be accomplished by any of a variety of well-known methods. See, for example, the following references disclosing screening of peptide libraries: Palmley and Smith, 1989, Adv. Exp. Med. Biol. 251: 215-218; Scott and Smith, 1990, Science 249: 386-390; Fowlkes et al., 1992; BioTechniques 13: 422-427; Oldenburg et al., 1992, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 89: 5393-5397; Yu et al., 1994, Cell 76: 933-945; Staudt et al., 1988, Science 241: 577-580; Bock et al., 1992, Nature 355: 564-566; Turk et al., 1992, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 89: 6988-6992; Ellington et al., 1992, Nature 355: 850-852; U.S. Pat. No. 5,096,815, U.S. Pat. No. 5,223,409 and U.S. Pat. 198,346; Rebar and Pabo, 1993, Science 263: 671-673; and PCT Publication No. WO 94/18318.
[0133]
In another embodiment of the invention, a labeled ligand (eg, HSP) is added to an in vitro translation system, such as a rabbit reticulocyte lysate (RRL) system, followed by a subsequent in vitro priming immunoreaction. Screening may be performed. In vitro translation-based libraries include PCT Publication No. WO 91/05058, dated April 18, 1991; and Mattheakis et al., 1994, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 91: 9022-9026, but is not limited thereto.
[0134]
Compounds that can be tested and identified according to the methods described herein include Aldrich (Milwaukee, WI 53233), Sigma Chemical (St. Louis, MO), Fluka Chemie AG (Buchs, Swisserland), Fluk. (Ronkonkoma, NY), Eastman Chemical Company, Fine Chemicals (Kingsport, TN), Boehringer Mannheim GmbH (Mannheim, Germany), Takasago (Rockleigh, NJ), SST Corporation (Clifton, NJ), Ferro (Zachary, LA 70791), Riedel-deHaen Aktiengesellschaft (Seelze, Germany), PPG Industries Inc. , Fine Chemicals (Pittsburgh, PA 15272), including, but not limited to, compounds obtained from any commercial source. Any further type of natural product, including bacterial, fungal, plant or animal extracts, can be screened using the methods of the present invention.
[0135]
In addition, a diverse library of test compounds, including small molecule test compounds, may be utilized. For example, the library is Specs and BioSpecs B.R. V. (Rijswijk, The Netherlands), Chembridge Corporation (San Diego, CA), Contract Services Company (Dolgoprudny, Moscow Region, USA). (Princeton, NJ), Maybridge Chemicals Ltd. (Cornwall PL34 OHW, United Kingdom) and Asinex (Moscow, Russia).
[0136]
In addition, combinatorial library methods known in the art, including, but not limited to, the following: biological libraries; spatially addressable parallel solid phase or solution phase Libraries; synthetic library methods requiring deconvolution; "one bead one compound" library method; and synthetic library methods using affinity chromatography selection. Biological library approaches are limited to peptide libraries, and the other four approaches are applicable to peptide, non-peptide oligomer, or small molecule compound libraries (Lam, 1997, Anticancer Drug Des. 12). 145). Combinatorial libraries of test compounds, including small molecule test compounds, are available and are described, for example, in Eichler and Houghten, 1995, Mol. Med. Today 1: 174-180; Dolle, 1997, Mol. Divers. 2: 223-236; and Lam, 1997, Anticancer Drug Des. 12: 145-167.
[0137]
Examples of methods for synthesizing molecular libraries are described, for example, in DeWitt et al., 1993, Proc. Natl. Acad. Sci. ScL USA 90: 6909; Erb et al., 1994, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 91: 11422; Zuckermann et al., 1994, J. Am. Med. Chem. 37: 2678; Cho et al., 1993, Science 261: 1303; Carrell et al., 1994, Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 33: 2059; Carell et al., 1994, Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 33: 2061; and Gallop et al., 1994, J. Am. Med. Chem. 37: 1233 etc. can be found in the art.
[0138]
Compound libraries may be in solution (eg, Houghten, 1992, BioTechniques 13: 412-421), or beads (Lam, 1991, Nature 354: 82-84), chips (Fodor, 1993, Nature 364: 555-556). , Bacteria (US Pat. No. 5,223,409), pores (US Pat. Nos. 5,571,698; 5,403,484; and 5,223,409), plasmids (Cull et al.). Natl. Acad. Sci. USA 89: 1865-1869) or phage (Scott and Smith, 1990, Science 249: 386-390; Devlin, 1990, Science 249: 404-406; Cwi. Rla et al., 1990, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 87: 6378-6382; and Felici, 1991, J. Mol. Biol. 222: 301-310).
[0139]
Screening of the library can be accomplished by various commonly known methods. See, for example, the following references disclosing screening of peptide libraries: Palmley and Smith, 1989, Adv. Exp. Med. Biol. 251: 215-218; Scott and Smith, 1990, Science 249: 386-390; Fowlkes et al., 1992; BioTechniques 13: 422-427; Oldenburg et al., 1992, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 89: 5393-5397; Yu et al., 1994, Cell 76: 933-945; Staudt et al., 1988, Science 241: 577-580; Bock et al., 1992, Nature 355: 564-566; Turk et al., 1992, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 89: 6988-6992; Ellington et al., 1992, Nature 355: 850-852; U.S. Patent Nos. 5,096,815, 5,223,409 and 5,198, issued to Ladner et al. 346; Rebar and Pabo, 1993, Science 263: 671-673; and PCT Publication No. WO 94/18318.
[0140]
5.3Useful for immunotherapy, CD36 and / Or CD36 Ligand (HSP etc ) Identification of fragments of
The invention also encompasses methods of identifying ligand binding CD36 fragments (such as "HSP binding domains") and analogs, muteins or derivatives thereof capable of binding to a CD36 ligand peptide (such as an HSP peptide complex). Such ligand binding CD36 fragments (eg, HSP binding domains) can then be tested for activity in vivo and in vitro using the CD36 / ligand binding assay described in Section 5.2.1 above. In one embodiment, such a method of identifying a CD36 fragment capable of binding to a heat shock protein comprises: (a) contacting the heat shock protein with one or more CD36 fragments; and (b) specific for the heat shock protein. Identifying a CD36 polypeptide fragment that binds to.
[0141]
A ligand binding domain (eg, an HSP binding domain) of CD36 capable of binding to a ligand-antigen peptide complex (such as an HSP-antigen peptide complex) can be determined by an in vivo binding assay as described in Section 5.2.2 above. Activity can be further tested using any of the CTL assays. For example, one such method of identifying a CD36 fragment capable of inducing an HSP-CD36 mediated process includes: (a) contacting a heat shock protein with a cell that expresses the CD36 fragment; and (b) the cell. Measuring the level of CD36 activity in the HSP-CD36 mediated process or activity measured in (b), if the level of CD36 activity is greater than the level of CD36 activity in the absence of the CD36 fragment. Assume that a CD36 fragment that can induce a CD36-mediated process has been identified. Depending on the effect in such assays, such molecules can be administered or expressed in vivo to either enhance or also block receptor function. For example, these assays can be used to identify CD36-HSP binding domains that can bind to the HSP-antigen complex and negatively interfere with signaling activity. These antagonists can be used to down-modulate the immune response generated by the cellular release of HSP. Alternatively, certain CD36 HSP binding domains may be used to enhance HSP-antigen complex uptake and signaling. Such agonists can be administered or expressed in a subject to elicit an immune response against the antigen of interest.
[0142]
In another embodiment, the invention encompasses methods of identifying ligand fragments (such as HSP fragments) capable of binding CD36 ("CD36 binding domain"), and analogs, muteins or derivatives thereof. As described for the assays for CD36-related polypeptides above, such CD36 binding domains can then be tested for activity in vivo and in vitro using the binding assays described in Section 5.2.1 above. . For example, one such method of identifying heat shock protein fragments capable of binding to CD36 includes: (a) contacting CD36 with one or more heat shock protein fragments; and (b) specifically binding to CD36. Identifying a heat shock protein fragment that does.
[0143]
A ligand fragment of interest (such as an HSP fragment) may be further tested in cells using an in vivo binding assay, as described in section 5.2.2, or a CTL assay. For example, in one embodiment, such a method of identifying a heat shock protein fragment capable of inducing an HSP-CD36 mediated process includes: (a) contacting the fragment with a cell that expresses a heat shock protein; and (b) C.) Measuring the level of CD36 activity in said cells, wherein the level of HSP-CD36 mediated process or activity measured in (b) exceeds the level of CD36 activity in the absence of said heat shock protein fragment. In this case, it is assumed that an HSP fragment capable of inducing an HSP-CD36-mediated process has been identified. Alternatively, the CD36 binding domain may be used to block HSP uptake by CD36. In one embodiment, such an HSP fragment containing a CD36 binding domain sequence may be used to construct a recombinant fusion protein consisting of a heat shock protein CD36 binding domain and an antigenic peptide sequence. Such recombinant fusion proteins may be used to elicit an immune response and to treat or prevent immune diseases and disorders (Suzue et al., 1997, Proc. Natl. Acad. Sci. USA). .94: 13146-51).
[0144]
The CD36 fragments, analogs, muteins and derivatives, and / or ligand (eg, HSP) fragments, analogs, muteins and derivatives of the present invention may be obtained using recombinant DNA technology, synthetic methods, or native CD36 and / or derivatives. Alternatively, it can be produced by enzymatic or chemical cleavage of a ligand (eg, HSP).
[0145]
Any eukaryotic cell can serve as a source of nucleic acid to obtain the coding region for the CD36 ligand (eg, HSP) gene. Nucleic acid sequences encoding a ligand (eg, HSP) and / or CD36 can be isolated from vertebrate, mammalian, and primate sources, including humans. Amino acid and nucleotide sequences for natural ligands (eg, HSP) and CD36 are generally available from sequence databases such as Genbank.
[0146]
DNA is obtained from tissue, cell culture, or cloned DNA (eg, a DNA “library”) by DNA amplification or molecular cloning, using standard procedures known in the art. Clones derived from genomic DNA may contain regulatory and intronic DNA regions, in addition to coding regions; clones derived from cDNA contain only exon sequences. In a preferred embodiment, polymerase chain reaction (PCR) amplification allows amplification of DNA from genomic or cDNA using primers designed from known sequences of ligands (eg, HSP or other CD36 ligand). Polymerase chain reaction (PCR) is commonly used to obtain a gene or gene fragment of interest. For example, a nucleotide sequence encoding a fragment of any desired length can be generated using PCR primers flanking the nucleotide sequence encoding the peptide binding domain. Alternatively, the CD36 ligand (eg, HSP) or other CD36 ligand receptor gene sequence is cleaved with restriction endonucleases at appropriate sites, if any, to release a DNA fragment encoding the peptide binding domain. I do. If there are no convenient restriction sites, such sites may be created at appropriate locations by site-directed mutagenesis and / or DNA amplification methods known in the art (eg, Shankarappa et al., 1992, PCR Methods Appl. 1: 277-278). The DNA fragment encoding the ligand (eg, HSP) or a fragment of the CD36 gene is then isolated and ligated to a suitable expression vector, taking care to ensure that the proper translational reading frame is maintained. Alternatives to isolating genomic DNA include, but are not limited to, chemically synthesizing the gene sequence itself from a known sequence, or turning cDNA into mRNA encoding a ligand (eg, HSP) and / or CD36. Not done.
[0147]
Any mutagenesis techniques known in the art may be used to make amino acid substitutions in the peptide sequence to be expressed or to create / delete restriction sites to facilitate further manipulation in the DNA sequence. Individual nucleotides can be modified. Such techniques include chemical mutagenesis, in vitro site-directed mutagenesis (Hutchinson, C. et al., 1978, J. Biol. Chem 253: 6551), oligonucleotide-directed mutagenesis (Smith, 1985). 19: 423-463; Hill et al., 1987, Methods Enzymol. 155: 558-568), PCR-based overlap extension (Ho et al., 1989, Gene 77: 51-59), PCR-based type. Megaprimer mutagenesis (Sarkar et al., 1990, Biotechniques, 8: 404-407) and the like, but are not limited thereto. Modifications can be confirmed by double-stranded dideoxy DNA sequencing.
[0148]
An alternative to producing CD36 and / or ligand (eg, HSP) fragments by recombinant techniques is peptide synthesis. For example, a peptide that includes a substrate binding domain or that corresponds to a portion of CD36 and / or a ligand (eg, HSP) that binds the peptide in vitro can be synthesized using a peptide synthesizer. Conventional peptide synthesis or other synthetic protocols well known in the art can be used.
[0149]
In addition, analogs or derivatives of CD36 and / or ligand (eg, HSP) can be chemically synthesized. In addition, if desired, nonclassical amino acids or chemical amino acid analogs can be introduced as a substitution or addition into the CD36 and / or ligand (eg, HSP) sequence. Non-classical amino acids include D-isomers of general amino acids, α-isobutyric acid, 4-aminobutyric acid, Abu, 2-aminobutyric acid, γ-Abu, ε-Ahx, 6-aminohexanoic acid, Aib, -Aminoisobutyric acid, 3-aminopropionic acid, ornithine, norleucine, norvaline, hydroxyproline, sarcosine, citrulline, cysteic acid, t-butylglycine, t-butylalanine, phenylglycine, cyclohexylalanine, β-alanine, fluoroamino acid, designer Examples include, but are not limited to, amino acids (β-methyl amino acids, Cα-methyl amino acids, Nα-methyl amino acids, and the like), as well as common amino acid analogs.
[0150]
CD36 and / or ligand (eg, HSP) peptides, or variants or derivatives thereof, are described in Merrifield, 1963, J. Am. Am. Chem. Soc. , 85: 2149, by solid phase peptide synthesis. During synthesis, N-α-protected amino acids with protected side chains are added stepwise to the growing polypeptide chain linked at the C-terminus and to the insoluble polymer support (ie, polystyrene beads). The peptide is synthesized by linking the amino group of the N-α-deprotected amino acid to the α-carboxyl group of the N-α-protected amino acid activated by reacting with an agent such as dicyclohexylcarbodiimide. Attachment of a free amino group to the activated carboxyl results in peptide bond formation. The most commonly used N-α-protecting groups include Boc, which is acid labile, and Fmoc, which is base labile. Suitable chemicals, resins, protecting groups, protected amino acids and reagents are well known in the art and will not be discussed in detail here (Atherton et al., 1989, Solid Phase Peptide Synthesis: A Practical Approach, IRL Press, And Bodanszky, 1993, Peptide Chemistry, A Practical Textbook, 2nd edition, Springer-Verlag).
[0151]
Purification of the resulting fragments is performed using conventional procedures, such as preparative HPLC using gel permeation, partition and / or ion exchange chromatography. The selection of suitable matrices and buffers is well known in the art and will not be described in detail herein.
[0152]
In alternative embodiments, fragments of CD36 and / or ligand (eg, HSP) can be obtained by chemical or enzymatic cleavage of native or recombinant CD36 and / or ligand (eg, HSP) molecules. . Specific chemical cleavages include cyanogen bromide, NaBH4, Acetylation, formylation, oxidation, reduction, metabolic synthesis in the presence of tunicamycin, and the like. Endoproteases that cleave specific sites can also be used. Such proteases are known in the art and include, but are not limited to, trypsin, α-chymotrypsin, V8 protease, papain, and proteinase K (“Current Protocols in Molecular Biology”, Green Publishing Associates, Wisconsin, Wis.) (See Ausubel et al. (Eds.) In York, 17.4.6-17.4.8). The CD36 and / or ligand (eg, HSP) amino acid sequence of interest can be tested for recognition sites for these proteases. The enzyme is selected so as to release a peptide binding domain or a peptide binding fragment. The CD36 and / or ligand (eg, HSP) molecule is then incubated with the protease under conditions that cause digestion by the protease and release of the specifically designated peptide binding fragment. Alternatively, such protease digestion is performed blindly (ie, which digestion products bind the peptide binding domain) using a protease (proteinase K or pronase) with specific or general specificity. (Without knowing whether to include).
[0153]
After preparation of the fragments, the digestion products may be purified as described above and then tested for their ability to bind to the peptide or for immunogenicity. Methods for determining the immunogenicity of ligand (eg, HSP) conjugates by cytotoxicity assays are described in Section 5.2.2.
[0154]
5.4Drug design
In identifying compounds that interact with CD36 or modulate the interaction of CD36 with a CD36 ligand (such as HSP), such compounds can be further investigated to test for their ability to alter an immune response. . In particular, for example, compounds identified by the methods of the invention can be used in vivo in HSP-CD36 mediated processes and in permissive animal models of HSP-CD36 related disorders (eg, immune disorders, proliferative disorders and infectious diseases). Can test.
[0155]
Computer modeling and search techniques allow the identification of compounds that can modulate the interaction of CD36 with its ligand (eg, HSP), or the improvement of previously identified compounds. Such compounds or compositions are identified to identify active sites or regions. Such an active site is typically a ligand binding site. The active site is identified using methods known in the art, such as, for example, from the amino acid sequence of a peptide, from the nucleotide sequence of a nucleic acid, or from a survey of the complex of a related compound or composition and its natural ligand. it can. In the latter case, the active site can be sought by using chemical or X-ray crystallographic methods to find where the complexed ligand is found on the factor.
[0156]
Next, the three-dimensional geometric structure of the active site is determined. This can be performed by a known method such as an X-ray crystal method that can determine a complete molecular structure. Alternatively, solid or liquid phase NMR can be used to determine a particular intra-molecular distance. Any other experimental method of structure determination can be used to obtain a partial or complete geometry. The geometry can be measured using natural or artificial conjugated ligands that can increase the accuracy of the determined active site structure.
[0157]
If an imperfect or inaccurate structure is determined, computer-aided numerical modeling methods can be used to complete the structure or improve its accuracy. A parameterized model specific to a specific biological macromolecule such as a protein or a nucleic acid, a molecular mechanics model based on computing molecular motion, a statistical mechanics model based on thermal ensembles , Or any recognized modeling method, including combinatorial models. For most types of models, a standard molecular force field representing the forces between the constituent atoms and groups is required and can be selected from force fields known in the field of physical chemistry. Incomplete or inaccurate experimental structures are a constraint on the complete and more accurate structures computed by these modeling methods.
[0158]
Finally, candidate modulating compounds can be identified by experimentally determining the structure of the active site, either by modeling or by combination, and then searching a database containing the compounds along with information about their molecular structure. Such a search finds compounds that have a structure that matches the determined active site structure and that interacts with the groups that define the active site. Such searches may be performed manually, but are preferably computer assisted. These compounds found in this search are potential CD36 modulating compounds.
[0159]
Alternatively, improved modulating compounds can be identified from known modulating compounds or ligands using the methods described above. The structural effects of the modifications can be determined by modifying the composition of the known compound and applying the experimental and computer modeling methods described above applied to the novel compositions. The altered structure is then compared to the active site structure of the compound to determine whether an improved fit or interaction occurs. In this way, a systematic change in the composition, such as a change in side group, can be quickly evaluated to obtain a modified modulating compound or ligand with improved specificity or activity. be able to.
[0160]
Additional experimental and computer modeling methods useful for identifying modulating compounds based on the identification of the active site of either CD36 or HSP, as well as other ligands and analogs thereof, will be apparent to those skilled in the art.
[0161]
Examples of molecular modeling systems include CHARMm and the QUANTA program (Polygen Corporation, Waltham, Mass.). CHARMm performs energy minimization and molecular mechanics functions. QUANTA performs the construction, image modeling and analysis of molecular structures. QUANTA allows the interactive construction, modification, visualization and analysis of molecular interactions.
[0162]
Rotivinen et al. (1988, Acta Pharmaceutical Fennica 97: 159-166); Ripka (1988 New Scientist 54-57); McKinally and Rossmann (1989, Annu. Rev. Pharma. OSAR: Quantitative Structure-Activity Relationships in Drug Design pp. 189-193 Alan R.A. Liss, Inc. Numerous articles such as Lewis and Dean (1989, Proc. R. Soc. London. 236: 125-140 and 141-162) outline computer modeling of drugs that interact with specific proteins. . Askew et al. (1989, J. Am. Chem. Soc. 111: 1082-1090) outline model receptors for nucleic acid components. Other computer programs that screen and image chemicals are available from BioDesign, Inc. (Pasadena, CA), Allelix, Inc. (Mississauga, Ontario, Canada) and Hypercube, Inc. (Cambridge, Ontario). These are primarily designed for application to drugs specific to a particular protein, but can be applied to the design of drugs specific to a DNA or RNA region once the region is identified.
[0163]
5.5Diagnostic applications
CD36 was initially identified as a heat shock protein receptor by interacting with gp96, which is exclusively located intracellularly and is released as a result of necrosis rather than apoptotic cell death. Thus, gp96 bound to CD36 can act as a sensor for necrotic cell death. Thus, CD36-ligand complexes may be used to detect and diagnose proliferative disorders (such as cancer), autoimmune disorders and infectious diseases. Thus, CD36 proteins, analogs, derivatives and subsequences thereof, CD36 nucleic acids (and their complementary sequences), and anti-CD36 antibodies are useful for detecting and diagnosing such disorders.
[0164]
CD36 and CD36 nucleic acids can be used in assays to detect, prognose, or diagnose immune system disorders that can result in tumorigenesis, cancer, adenomas, and the like and viral diseases.
[0165]
The molecules of the invention can be used in assays, such as immunoassays, to detect, prognose, diagnose or monitor, or monitor the treatment of, various conditions, diseases and disorders that affect expression. In particular, such immunoassays comprise contacting a sample obtained from a patient with an HSP-CD36-specific antibody under conditions that allow immunospecific binding to occur, as well as detecting the amount of any immunospecific binding by the antibody. Or measuring. In certain embodiments, such antibody binding in tissue sections is used to detect abnormal localization or abnormal (eg, low or absent) CD36 levels. In certain embodiments, antibodies to CD36 can be used to assay patient tissue or serum samples for the presence of CD36, where abnormal levels of CD36 are indicative of disease symptoms. By “abnormal level” is meant a level that is higher or lower than the level in a similar sample obtained from an intact body part or subject (or a representative level representative thereof).
[0166]
Available immunoassays include Western blot, immunohistochemistry radioimmunoassay, ELISA, "sandwich" immunoassay, immunoprecipitation assay, sedimentation reaction, gel diffusion sedimentation reaction, immunodiffusion assay, agglutination assay, complement fixation assay, immunoradiometric Competitive and non-competitive assay systems using techniques such as assays, fluorescent immunoassays, protein A immunoassays, include but are not limited to.
[0167]
The CD36 gene and related nucleic acid sequences and subsequences, including complementary sequences, can also be used in hybridization assays. The CD36 nucleic acid sequence, or a subsequence thereof comprising at least about 8 nucleotides, can be used as a hybridization probe. Hybridization assays can be used to detect, prognose, diagnose or monitor conditions, disorders or disease states associated with abnormal changes in expression and / or activity as described above. In particular, such hybridization assays involve contacting a sample containing nucleic acids with a nucleic acid probe capable of hybridizing to CD36 DNA or RNA under conditions that allow hybridization to occur, as well as any resulting hybridization. Detection or measurement is performed.
[0168]
In certain embodiments, a CD36 RNA that detects reduced levels of CD36 protein, CD36 RNA or CD36 functional activity (eg, binding to HSP, antibody binding activity, etc.), or that reduces CD36 expression or activity, By detecting mutations in the DNA or CD36 protein (eg, transposition in the CD36 nucleic acid, blunting in the CD36 gene or protein, alteration in nucleotide or amino acid sequence as compared to wild-type CD36), Diseases and disorders with poor immunoresponsiveness can be diagnosed, screened for their presence, or the predisposition to suffer such disorders can be detected. Such diseases and disorders include, but are not limited to, those described in Sections 5.7, 5.8, and 5.9. By way of example, the level of CD36 protein can be detected by an immunoassay, the level of CD36 RNA can be detected by a hybridization assay (eg, Northern blot, in situ hybridization), and the CD36 activity can be measured in vivo or in vitro. Can be assayed. Transpositions, deletions and point mutagenesis in CD36 nucleic acids were obtained from Southern blots, FISH, RFLP analysis, SSCP, PCR using primers (preferably, primers that generate fragments that span at least almost the entire CD36 gene), from patients. CD36 genomic DNA or cDNA can be detected.
[0169]
In a preferred embodiment, the level of CD36 mRNA or protein in the patient sample is detected or measured relative to the level in a similar sample obtained from a subject not suffering from a malignancy or hyperproliferative disorder. A decrease in the level indicates that the subject has, or is predisposed to, a viral infection, malignancy or hyperproliferative disorder.
[0170]
In another specific embodiment, a CD36 RNA, DNA or protein that detects elevated levels of CD36 protein, RNA or CD36 functional activity (eg, HSP binding or antibodies, etc.) or that increases CD36 expression or activity. Detection of mutations (eg, transposition in a CD36 nucleic acid, truncation in a gene or protein, alterations in nucleotide or amino acid sequence relative to wild type), resulting in loss of immune responsiveness resulting in cell proliferation, or Diseases and disorders for which proliferation is desirable for treatment can be diagnosed, screened for their possible presence, or a predisposition to suffer such disorders can be detected. Such diseases and disorders include, but are not limited to, those described in Sections 5.7, 5.8, and 5.9. By way of example, levels of CD36 protein, CD36 RNA, CD36 binding activity, and the presence of transpositions or point mutations can be determined as described above.
[0171]
In certain embodiments, the level of CD36 mRNA or protein in a patient sample is detected or measured relative to the level in a similar sample from a non-disordered patient (where the elevated level indicates that the subject has Suffering from or predisposed to suffer from an autoimmune disorder).
[0172]
Also provided is a kit for diagnostic use, wherein the anti-CD36 antibody, and optionally, a labeled binding partner for the antibody, is contained in one or more containers. Alternatively, the anti-CD36 antibody can be labeled (with a detectable marker, such as a chemiluminescent, enzymatic, fluorescent, or radioactive moiety). Kits are also provided that contain a nucleic acid probe capable of hybridizing to CD36 RNA in one or more containers. In certain embodiments, the kits are prepared under appropriate reaction conditions for at least a portion of the nucleic acid (eg, polymerase chain reaction (eg, Innis et al., 1990, PCR Protocols, Academic Press, Inc., San Diego, CA). Ligase chain reaction (see EP 320,308), use of Qβ replicase, circular probe reaction, or other methods known in the art) to initiate a pair of primers (eg, 6-6 each). (30 nucleotides in size) in one or more containers. The kit may optionally further include a predetermined amount of a purified CD36 protein or nucleic acid (eg, as a standard or control) in a container.
[0173]
5.6Therapeutic uses
The invention further includes a method of modulating an immune response. For the purpose of stimulating the immune system and eliciting an immune response, CD36 recognizes HSP proteins such as gp96 and stimulates chemokine and nitric oxide release (eg, HSP-antigen peptide complex). Thus, the compositions and methods of the present invention may be used in the treatment of HSP-CD36 related disorders and conditions such as autoimmune diseases, cancer and infectious diseases. In particular, as described in detail below, HSP-antigen peptide complexes, antibodies, and other compounds that interact with CD36 or modulate the interaction of CD36 with its ligand (eg, HSP); And recombinant cells containing a CD36 complex, such as other compounds that modulate HSP-CD36 mediated processes, to elicit or block an immune response to treat such HSP-CD36 related disorders and conditions May be used.
[0174]
5.6.1Therapeutic uses of identified agonists and antagonists
Compounds that interact with CD36 or modulate the interaction of CD36 with its ligand (eg, HSP), such as those identified by the screening methods provided herein, are useful as therapeutics. obtain. Such compounds include, but are not limited to, agonists, antagonists (such as antibodies), antisense RNAs and ribozymes. Compounds that interfere with the ligand (eg, HSP) CD36 interaction can be used to block the immune response and can be used to treat autoimmune responses and conditions. Other antibodies, agonists, antagonists, antisense RNAs and ribozymes can up-regulate ligand (eg, HSP) -CD36 interaction, activity, or expression, and uptake of antigen complexes (eg, HSP-antigen complexes). It may be potentiated and thus be useful for stimulating the host's immune system prior to or simultaneously with the administration of the vaccine. Described below are methods and compositions for using such compounds in the treatment of HSP-CD36 related disorders such as immune disorders, proliferative disorders and infectious diseases.
[0175]
In one embodiment, an antagonist of a CD36-ligand (eg, HSP-CD36) interaction is used to block an immune response. Such antagonists include compounds that compete for binding to CD36, a ligand or a ligand-CD36 complex, thereby preventing the ligand (eg, HSP) from binding to the receptor.
[0176]
In one embodiment, the antagonist is an antibody specific for CD36, or a fragment thereof that includes an HSP ligand binding site. In another embodiment, the antagonist is an antibody specific to HSP that prevents HSP from binding to the receptor.
[0177]
In another embodiment, the antagonist is a peptide comprising at least 10 contiguous amino acids of the HSP sequence. Such peptides can bind to the ligand binding site of CD36 and block the interaction of HSP or HSP complex. In another embodiment, the antagonist is a peptide comprising at least 10 contiguous amino acids of the CD36 sequence, which, like HSP, can bind to CD36 and prevent binding and signaling activity. In yet another embodiment, the antagonist is a peptide comprising at least 10 contiguous amino acids of the CD36 sequence, particularly a CD36 (or a portion thereof) capable of binding and "neutralizing" natural ligands (HSP, LDL, etc.). ECD.
[0178]
Such peptides may be produced synthetically or by using standard molecular biology techniques. Amino acid sequences and nucleotide sequences of native CD36 ligands (such as HSP) are generally available from sequence databases such as GenBank. Using a computer program such as Entrez, a database can be browsed, and any amino acid sequence and desired gene sequence data can be searched from the accession number. Methods for the recombinant and synthetic production of such peptides are described in sections 5.1.1 and 5.1.2.
[0179]
In addition, compounds capable of modulating CD36 gene product activity, identified via techniques such as those described in Section 5.2 above, can be administered using standard techniques well known to those skilled in the art.
[0180]
5.6.1.1CD36- Competitive antagonist of ligand interaction
In one embodiment, an antagonist of the CD36-ligand (eg, HSP-CD36) interaction is used to block an immune response to the antigen complex (eg, to treat an autoimmune disorder). Such antagonists include molecules that prevent binding by binding to CD36, thereby preventing ligand (eg, HSP) from binding to the receptor. An example of this type of competitive inhibitor is an antibody against CD36, or a fragment of CD36 that contains an HSP ligand binding site.
[0181]
A CD36-ligand (eg, HSP) competition inhibitor can be any type of molecule, including but not limited to proteins, nucleic acids or drugs. In a preferred embodiment, the HSP-CD36 competition inhibitor is a CD36 binding or HSP binding peptide. Examples of such peptides are provided below.
[0182]
5.6.1.1.1HSP Binding peptide
CD36 peptide
In one embodiment of the invention, the HSP-CD36 competitive antagonist is a CD36 peptide, preferably a soluble peptide, that binds to HSP and competitively inhibits HSP from binding to the native receptor.
[0183]
Preferably, functional expression of the HSP binding portion of CD36 is performed. Briefly, to maintain proper folding, the protein is expressed as a GST fusion, recombinantly expressed, the GST portion is cleaved, the uncleaved protein is removed on GSH-Sepharose, and the cleaved protein is refolded. Let it. Since the complement repeat binds to calcium, proper folding is assayed by measuring the binding of the refolded protein to calcium.
[0184]
In a particular mode of this embodiment, the HSP binding portion of CD36 consists of or comprises at least one complement repeat. In another particular mode of this embodiment, the HSP binding portion of CD36 comprises a cluster of complement repeats, most preferably C1-II. In another mode of this embodiment, the HSP binding moiety comprises at least 10, more preferably at least 20, even more preferably at least 30, even more preferably at least 40 and most preferably at least 80 (consecutive) amino acids. In certain modes of this embodiment, such fragments are no more than 40-45 amino acids. In another particular mode of this embodiment, such fragments are no more than 80-90 amino acids.
[0185]
Derivatives or analogs of the HSP binding portion of CD36 are also contemplated as competitive antagonists of the HSP-CD36 complex. Such derivatives or analogs include substantially homologous to the extracellular domain of CD36 or a fragment thereof (eg, in various embodiments, amino acid sequences of the same size, or computer homology known in the art). Molecules comprising at least 60%, 70%, 80%, 90% or 95% identity compared to alignment sequences aligned by the program), or stringent, moderately stringent or non-stringent conditions Below, those in which the encoding nucleic acid is capable of hybridizing to the sequence encoding the CD36 HSP binding sequence include, but are not limited to. In certain embodiments, the CD36 derivative preferably comprises at least one complement repeat of C1-II linked at the amino or carboxy terminus to the amino acid sequence of a different protein via a peptide bond, wherein the HSP binding of CD36 A chimeric or fusion protein comprising a moiety. Such chimeric proteins can be produced recombinantly, as described above, by omitting the cleavage repurification step.
[0186]
Other HSP-binding CD36 derivatives can be made by altering the CD36 coding sequence by substitutions, additions or deletions that provide a functionally equivalent molecule. Due to the degeneracy of the nucleotide coding sequence, other DNA sequences encoding substantially the same amino acid sequence as the CD36 gene or gene fragment may be used in the practice of the present invention. Selection of the appropriate modification and production of HSP-bound CD36 derivatives applies the same principles as described above for CD36 derivatives and uses the general methods described in sections 5.1.1 and 5.1.2. Can be implemented.
[0187]
HSP peptide
In another mode of this embodiment, the antagonist is a peptide comprising at least 10 contiguous amino acids of the HSP sequence. Such peptides can bind to the ligand binding site of CD36 and block the interaction of HSP or HSP complex.
[0188]
Such peptides can be produced synthetically or using standard molecular biology techniques. Amino acid and nucleotide sequences of native HSP are commonly available from sequence databases such as GenBank. Using a computer program such as Entrez, a database can be browsed, and any amino acid sequence and desired gene sequence data can be searched from the accession number. Methods for the recombinant and synthetic production of such peptides are described in sections 5.1.1 and 5.1.2.
[0189]
In addition, compounds identified via techniques as described in Section 5.2 above that are capable of modulating gene product activity can be administered using standard techniques well known to those skilled in the art.
[0190]
5.6.2For cancer and infectious diseases CD36 Therapeutic use of
In another embodiment, the symptoms of certain CD36 gene disorders (autoimmune disorders, or proliferative or differentiating disorders) that result in tumorigenesis or cancer modulate the level of CD36 gene expression and / or CD36 gene product activity. This can be alleviated. In one embodiment, for example, reducing CD36 gene expression may be useful for reducing CD36 activity and alleviating the symptoms of an autoimmune disorder. In this case, the level of CD36 gene expression can be reduced by using the CD36 gene sequence with the well-known antisense gene "knockout" ribozyme and / or triple helix method. In another embodiment, increased CD36 gene expression may be desirable to compensate for a mutant or damaged gene in the HSP-CD36 mediated pathway and to alleviate the symptoms of an HSP-CD36 related disorder.
[0191]
Compounds that may exhibit an ability to modulate activity, CD36 expression or synthesis of the CD36 gene, including the ability to alleviate the symptoms of an HSP-related disorder, include antisense, ribozymes and triple helix molecules. Such molecules can be designed to reduce or inhibit either the undamaged target gene activity or, if appropriate, the mutant target gene activity. Techniques for making and using such molecules are well known to those skilled in the art.
[0192]
Antisense RNA and DNA molecules act to block translation of mRNA directly by hybridizing to the targeted mRNA and preventing protein translation. The antisense approach involves the design of an oligonucleotide that is complementary to the target gene mRNA. Antisense oligonucleotides bind to complementary target gene mRNA transcripts and prevent translation. Absolute complementarity is preferred but not required.
[0193]
A sequence "complementary" to a portion of the RNA referred to herein refers to a sequence that has sufficient complementarity to hybridize to the RNA and form a stable double helix; In the case of single-stranded antisense nucleic acids, single strands of double helix DNA may be tested or triple helix formation may be assayed. The ability to hybridize depends on both the degree of complementarity and the length of the antisense nucleic acid. In general, the longer the hybridizing nucleic acid, the more stable the double helix (or triple helix in some cases) is formed with more base mismatches with the RNA. One skilled in the art can ascertain the degree of tolerable mismatch using standard procedures to determine the melting point of the hybridized complex.
[0194]
In one embodiment, oligonucleotides complementary to the non-coding region of the CD36 gene may be used in an antisense approach to inhibit translation of endogenous CD36 mRNA. Preferably, the antisense nucleic acid is an oligonucleotide that is at least 6 nucleotides in length and 6 to about 50 nucleotides in length. In certain aspects, the oligonucleotide is at least 10 nucleotides, at least 17 nucleotides, at least 25 nucleotides, or at least 50 nucleotides.
[0195]
In one embodiment of the invention, an oligonucleotide complementary to the nucleic acid encoding the HSP receptor ligand binding domain is used.
[0196]
Regardless of the choice of target sequence, it is preferred that an in vitro study be performed first to quantify the ability of the antisense oligonucleotide to inhibit gene expression. In these studies, it is preferable to utilize controls that distinguish antisense gene inhibition from nonspecific biological effects of oligonucleotides. In these studies, it is also preferable to compare the level of the target RNA or protein with the level of an internal control RNA or protein. It is further envisioned that results obtained using the antisense oligonucleotide are compared to results obtained using the control oligonucleotide. It is preferred that the control oligonucleotide be about the same length as the test oligonucleotide and that the nucleotide sequence of the oligonucleotide differ from the antisense sequence by more than prevent specific hybridization with the target sequence.
[0197]
The oligonucleotide may be single-stranded or double-stranded, DNA or RNA, or a chimeric mixture, derivative or modified variant thereof. Oligonucleotides can be modified at the base moiety, sugar moiety, or phosphate backbone to improve, for example, stability of the molecule, hybridization, and the like. Oligonucleotides can be used to bind other accessory groups such as peptides (eg, to target host cell receptors in vivo), cell membranes (eg, Letsinger et al., 1989, Proc. Natl. Acad. Sci. US. A. 86, 6553-6556; Lemaitre et al., 1987, Proc. Natl. Acad. Sci. 84, 648-652; see PCT Publication No. WO 88/09810, issued December 15, 1988) or blood. Agents that facilitate transport across the brain barrier (see, eg, PCT Publication No. WO 89/10134, issued April 25, 1988), hybridization-triggered cleavage agents (eg, Kroll et al., 1988, BioTechniques 6, 958-976), Or intercalating agents (see, for example, Zon, 1988, Pharm. Res. 5, 539-549). For this purpose, the oligonucleotide may be conjugated to another molecule (eg, a peptide, hybridization triggered cross-linking agent, transport agent, hybridization triggered cleavage agent, etc.).
[0198]
Antisense oligonucleotides include 5-fluorouracil, 5-bromouracil, 5-chlorouracil, 5-iodouracil, hypoxanthine, xanthine, 4-acetylcytosine, 5- (carboxyhydroxylmethyl) uracil, 5-carboxymethylaminomethyl -2-thiouridine, 5-carboxymethylaminomethyluracil, dihydrouracil, β-D-galactosylcuosin, inosine, N6-isopentenyladenine, 1-methylguanine, 1-methylinosine, 2,2-dimethylguanine, 2, -Methyladenine, 2-methylguanine, 3-methylcytosine, 5-methylcytosine, N6-adenine, 7-methylguanine, 5-methylaminomethyluracil, 5-methoxyaminomethyl-2-thiouracil, β-D-man Nosylcuosin, 5'-methoxycarboxymethyluracil, 5-methoxyuracil, 2-methylthio-N6-isopentenyladenine, uracil-5-oxyacetic acid (v), wybutoxosine, pseudouracil, cuocin, 2-thiocytosine , 5-methyl-2-thiouracil, 2-thiouracil, 4-thiouracil, 5-methyluracil, uracil-5-oxyacetic acid methyl ester, uracil-5-oxyacetic acid (v), 5-methyl-2-thiouracil, 3 At least one modified base selected from the group consisting of, but not limited to,-(3-amino-3-N-2-carboxypropyl) uracil, (acp3) w, and 2,6-diaminopurine Parts.
[0199]
The antisense oligonucleotide can also include at least one modified sugar moiety selected from the group consisting of, but not limited to, arabinose, 2-fluoroarabinose, xylulose, and hexose.
[0200]
In yet another embodiment, the antisense oligonucleotide is a phosphorothioate (S-ODN), phosphorodithioate, phosphoramidothioate, phosphoramidite, phosphorodiamidite, methylphosphonate, alkyl phosphotriester, And at least one modified phosphate backbone selected from the group consisting of formacetals or analogs thereof.
[0201]
In yet another embodiment, the antisense oligonucleotide is an α-anomeric oligonucleotide. Alpha-anomeric oligonucleotides form specific double-stranded hybrids with complementary RNAs, in which the strands run parallel to one another, in contrast to the normal beta unit (Gautier et al., 1987, Nucl. Acids Res. 15, 6625-6641). Oligonucleotides can be 2'-O-methyl ribonucleotides (Inoue et al., 1987, Nucl. Acids Res. 15, 6131-6148), or chimeric RNA-DNA analogs (Inoue et al., 1987, FEBS Lett. 215, 327-). 330).
[0202]
Oligonucleotides of the invention can be synthesized by standard methods known in the art (eg, using an automated DNA synthesizer (commercially available from Biosearch, Applied Biosystems, etc.)). As an example, phosphorothioate oligonucleotides can be synthesized by the method of Stein et al. (1988, Nucl. Acids Res. 16, 3209), and methylphosphonate oligonucleotides can be used with controlled pore glass polymer supports. (Sarin et al., 1988, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 85, 7448-7451).
[0203]
While antisense nucleotides complementary to the target gene coding region sequence can be used, those complementary to the transcribed untranslated region are most preferred.
[0204]
In one embodiment of the invention, a specific target mRNA is hybridized with an antisense phosphorothioate oligonucleotide (S-ODN) followed by digestion with RNase H to perform down-regulation of gene expression. The best strategy is completely empirical, as there are no rules to predict which antisense S-ODN is more convenient, consisting of trying several antisense S-ODNs. Antisense phosphorothioate oligonucleotides (S-ODNs) are designed to target specific regions of the mRNA of interest. The control S-ODN, which consists of a disordered scrambled sequence of the antisense S-ODN, is also designed to ensure that the nucleotide content is identical and that potential differences in nucleic acid content are minimized. You. All S-ODNs are Oligos Etc. (Wilsonville, OR). Cultivate cells to 100-80% confluence on 100 mm tissue culture plates to test the effectiveness of the antisense molecule when applied to cultured cells, such as assays for research purposes or ex vivo gene therapy protocols. Then, rinse with PBS and cover with a lipofection mix (final concentration 200 nM S-ODN) consisting of 8 ml Opti-MEM, 52.8 μl lipofectin. Lipofection is performed using Lipofectin reagent and Opti-MEM (Gibco BRL). The cells are incubated for 5 hours in the presence of the lipofection mix. After incubation, the medium is replaced with complete DMEM. Cells are harvested at different times after lipofection and analyzed for protein levels by Western blot.
[0205]
The antisense molecule should target cells that express the target gene, either directly to the subject in vivo or to cultured cells (such as ex vivo gene therapy protocols). Numerous methods have been developed for delivering antisense DNA or RNA to cells; for example, by injecting the antisense molecule directly into a tissue site, or expressing the desired cell (eg, expressed on the surface of a target cell). A modified antisense molecule designed to target a peptide or antibody that specifically binds to a receptor or an antigen) can be administered systemically.
[0206]
However, it is often difficult to obtain an intracellular concentration of antisense sufficient to suppress translation of endogenous mRNA. Thus, a preferred approach utilizes a recombinant DNA construct in which the antisense oligonucleotide is placed under the control of a strong pol III or pol II promoter. By transfecting target cells in a patient using such a construct, a sufficient amount of one strand will form complementary base pairs with the endogenous target gene transcript and prevent translation of the target gene mRNA. Transcription of the strand RNA occurs. For example, a vector can be introduced, for example, to be taken up by a cell and direct the transcription of an antisense RNA. Such vectors may remain episomal or may be integrated into the chromosome as long as they can be transcribed to produce the desired antisense RNA. Such vectors can be constructed by recombinant DNA techniques standard in the art. Vectors can be plasmids, viral or others known in the art, used for replication and expression in mammalian cells. Expression of the sequence encoding the antisense RNA can be driven by any promoter known in the art to act in mammals, preferably human cells. Such a promoter may be inducible or constitutive. Such promoters include the SV40 early promoter region (Bernoist and Chambon, 1981, Nature 290, 304-310), the promoter contained in the 3 'long terminal repeat of Rous sarcoma virus (Yamamoto et al., 1980, Cell 22, 787). -797), the herpes thymidine kinase promoter (Wagner et al., 1981, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 78, 1441-1445), the regulatory sequence of the metallothionein gene (Brinster et al., 1982, Nature 296, 39). -42) and the like, but are not limited thereto. Any type of plasmid, cosmid, YAC or viral vector can be used to prepare a recombinant DNA construct that can be introduced directly into a tissue site. Alternatively, a viral vector that selectively infects the desired tissue can be used (in this case, administered by another route (eg, systemically)).
[0207]
Ribozyme molecules designed to catalytically cleave the target gene mRNA transcript can also be used to prevent translation of the target gene mRNA and thus expression of the target gene product. (See, e.g., PCT International Publication No. WO 90/11364, published October 4, 1990; Sarver et al., 1990, Science 247, 1222-1225). In one embodiment of the invention, the oligonucleotide that hybridizes to the HSP receptor gene is designed to be complementary to the nucleic acid encoding the HSP receptor ligand binding domain.
[0208]
Ribozymes are enzymatic RNA molecules that can catalyze the specific cleavage of RNA. (See Rossi, 1994, Current Biology 4, 469-471 for an overview). The mechanism of ribozyme action involves sequence-specific hybridization of the ribozyme molecule to complementary target RNA, followed by an endonucleolytic cleavage event. The composition of the ribozyme molecule must include one or more sequences that are complementary to the target gene mRNA, and must include the well-known catalytic sequence that causes mRNA cleavage. See, for example, US Pat. No. 5,093,246, which is hereby incorporated by reference in its entirety.
[0209]
Although a ribozyme that cleaves mRNA at the site-specific recognition sequence can be used to destroy the target gene mRNA, it is preferred to use a hammerhead ribozyme. Hammerhead ribozymes cleave mRNAs at locations defined by flanking regions that form complementary base pairs with the target mRNA. The only requirement is that the target mRNA has the two base sequence "5'-UG-3 '". The construction and production of hammerhead ribozymes is well known in the art, and is described in Myers, 1995, Molecular Biology and Biotechnology: A Comprehensive Desk Reference, VCH Publishers, and especially in New York, see FIG. , 1988, Nature, 334, 585-591, which is hereby incorporated by reference in its entirety.
[0210]
The ribozyme is preferably engineered such that the cleavage recognition site is located near the 5 'end of the target gene mRNA (i.e., increases efficiency and minimizes accumulation of non-functional mRNA transcripts in cells).
[0211]
The ribozymes of the present invention also include those naturally occurring in tetrahymena thermophila (known as IVS or L-19 IVS RNA), and those described by Thomas Cech and coworkers (Zaug et al., 1984, Science, 224, 574-578; Zaug and Cech, 1986, Science, 231, 470-475; Zaug et al., 1986, Nature 324, 429-433; International Patent Application Publication No. WO 88/043 by University Patents Inc. RNA endoribonucleases (hereinafter "chi"), such as those described extensively by Been and Cech, 1986, Cell, 47, 207-216). Click-type ribozymes "), and the like. Check ribozymes have an eight base pair active site that hybridizes to the target RNA sequence and results in cleavage of the target RNA. The present invention includes a check-type ribozyme that targets an eight base pair active site sequence present in a target gene.
[0212]
In the antisense approach, ribozymes should consist of modified oligonucleotides (eg, for improved stability, targeting, etc.) and be delivered in vivo to cells expressing the target gene. A preferred method of delivery uses a DNA construct that “encodes” the ribozyme under the control of a strong constitutive pol III or pol II promoter, and the transfected cells produce a sufficient amount of the ribozyme to generate the endogenous target gene. Destroy messages and destroy translations. Unlike antisense molecules, ribozymes are catalytic and therefore require lower intracellular concentrations for efficiency.
[0213]
Endogenous target gene expression can also be reduced by inactivating or "knocking out" the target gene or its promoter using targeted homologous recombination (eg, Smithies et al., 1985, Nature 317, 230-234; Thomas and Capecchi, 1987, Cell 51, 503-512; see Thompson et al., 1989, Cell 5, 313-321; each of which is incorporated herein by reference in its entirety). For example, a mutant non-functional target gene (or a completely unrelated DNA sequence) flanked by DNA homologous to the endogenous target gene (either the coding region or the regulatory region of the target gene) can be selected with a selectable marker and / or Alternatively, they can be used with or without a negative selectable marker to transfect cells that express the target gene in vivo. Insertion of the DNA construct via targeted homologous recombination results in inactivation of the target gene. Such an approach is a particularly suitable modification to ES (embryonic stem) cells and can be used to generate animal progeny with an inactive target gene (see, eg, Thomas and Capecchi, 1987, and Thompson, 1989, supra). reference). However, this approach is applicable for use in humans, provided that the recombinant DNA construct is administered or targeted directly to the required site in vivo with an appropriate viral vector.
[0214]
Alternatively, by targeting a deoxyribonucleotide sequence that is complementary to a regulatory region of the target gene (ie, the target gene promoter and / or enhancer), a triple helical structure is formed that prevents transcription of the target gene in target cells of the body. Thus, endogenous target gene expression can be reduced. (Helene, 1991, Anticancer Drug Des., 6 (6), 569-584; Helene et al., 1992, Ann. NY Acad. Sci., 660, 27-36; and Maher, 1992, Bioassay (12). ), 807-815).
[0215]
Nucleic acid molecules used in triple helix formation to inhibit transcription are single-stranded and consist of deoxyribonucleotides. The base composition of these oligonucleotides is generally via Hoogsteen base pairing rules, where a large stretch of either purines or pyrimidines must be present on one strand of the duplex. Must be designed to promote triple helix formation. The nucleotide sequence is pyrimidine-based, which contains TAT and CGC over the three associated strands of the resulting triple helix.+This produces triplets. Pyrimidine-enriched molecules provide bases complementary to the purine-enriched region of one strand of the double helix in a direction parallel to the strand. In addition, purine-rich (eg, comprising the sequence of G residues) nucleic acid molecules can be selected. These molecules form a triple helix with a GC-pair rich DNA duplex, where most of the purine residues are located on one strand of the targeted duplex and the triple strand of the triple helix. GGC triplets occur over time.
[0216]
Alternatively, the potential sequences that can be targeted for triple helix formation can be increased by making so-called "switchback" nucleic acid molecules. The switchback molecule is synthesized in an alternating 5'-3 ', 3'-5' fashion to base pair with the first strand of the duplex and then with the other, whether purine or pyrimidine. That large sequence need not be on one strand of the double helix.
[0217]
Where the antisense, ribozyme, and / or triple helix molecules described herein are utilized to inhibit mutant gene expression, the present technique provides for the transcription of mRNA produced by a normal target gene allele (triple helix). ) And / or translation (antisense ribozymes) may be reduced or inhibited too efficiently, creating the possibility that the concentration of normal target gene product present will be lower than that required for a normal phenotype. In such a case, to ensure that substantially normal levels of target gene activity are maintained, nucleic acid molecules encoding and expressing target gene polypeptides exhibiting normal target gene activity are identified in 5.6. Via gene therapy, as described in Section 3, cells may be introduced into cells that do not contain any antisense, ribozyme, or triple helix therapy-sensitive sequences utilized. Alternatively, if the target gene encodes an extracellular protein, it is preferable to co-administer a normal target gene protein to maintain the essential level of target gene activity.
[0218]
The antisense RNA and DNA, ribozymes, and triple helix molecules of the present invention can be prepared by any of the methods for synthesizing DNA and RNA molecules known in the art as discussed above. These include oligodeoxyribonucleotides and techniques for chemically synthesizing oligoribonucleotides well known in the art (eg, solid phase phosphoramidite chemical synthesis and the like). Alternatively, an RNA molecule can be produced by in vitro and in vivo transcription of a DNA sequence encoding the antisense RNA molecule. Such a DNA sequence can be incorporated into various vectors that incorporate an appropriate RNA polymerase promoter, such as a T7 or SP6 polymerase promoter. Alternatively, antisense cDNA constructs that synthesize antisense RNA constitutively or inducibly, depending on the promoter used, can be stably introduced into cell lines.
[0219]
5.6.3Gene replacement therapy
For increased levels of normal CD36 gene expression and / or CD36 gene product activity, the CD36 gene nucleic acid sequence can be used to treat an immune disorder that results in a proliferative disorder, such as, for example, cancer. Such treatment can be provided, for example, in the form of gene replacement therapy. Specifically, one or more copies of the normal CD36 gene or a portion of the CD36 gene, which directs the production of a CD36 gene product exhibiting normal CD36 gene function, is transferred to a vector (including adenovirus, adeno-associated virus and retroviral vectors). (But not limited to), may be inserted into appropriate cells of the patient along with other particles (such as liposomes) that introduce the DNA into the cells.
[0220]
Gene replacement therapy techniques must be able to deliver the CD36 gene sequence to cell types that express the HSP receptor in patients. Thus, in one embodiment, using techniques well known to those of skill in the art (see, eg, PCT Publication No. WO 89/10134, issued Apr. 25, 1988), the CD36 gene sequence is transformed into a myeloid lineage (myeloid). (eg, bone marrow). In another specific embodiment, gene replacement can be performed by using macrophages in vitro and delivering them to a patient using adoptive immunotherapy techniques.
[0221]
In another embodiment, the delivery technique involves administering such a gene sequence directly to a cell site where the CD36 gene sequence is expressed (eg, directly at the tumor site).
[0222]
A further method that can be used to increase the overall level of CD35 gene expression and / or CD36 gene product activity is to use appropriate CD36 expressing cells, preferably progenitor cells, to alleviate the symptoms of CD36 disorder. In sufficient number and in sufficient number of patients. Such cells can be either recombinant or non-recombinant cells.
[0223]
Cells that can be administered to increase the overall level of CD36 gene expression in a patient usually include cells that express the CD36 gene.
[0224]
Alternatively, cells (preferably progenitor cells) are engineered to express the CD36 gene sequence and are subsequently suitable for alleviating the symptoms of a CD36 disorder or a proliferative or viral disease (eg, cancer and tumorigenesis). May be introduced to the patient at a different location. Alternatively, cells derived from an individual that expresses the intact CD36 gene and matches the MHC can be used, such as brain cells. Expression of the CD36 gene sequence is controlled by appropriate gene regulatory sequences to allow such expression in the required cell type. Such gene regulatory sequences are well known to those skilled in the art. Such cell-based gene therapy techniques are well known to those of skill in the art (see, eg, Anderson, US Pat. No. 5,399,349).
[0225]
When the cells to be administered are non-progenitor cells, they can be administered using well-known techniques that prevent the generation of a host immune response against the introduced cells. For example, cells may be introduced in an encapsulated form that allows the exchange of components with the immediate extracellular environment while not allowing the host immune system to recognize the introduced cells.
[0226]
5.6.4Delivery of soluble polypeptides
Engineered cells expressing a soluble ECD or fusion protein (eg, a fusion Ig molecule) can be administered in vivo, which can function as a “bioreactor” to deliver a supply of soluble molecules. Such soluble CD36 polypeptides and fusion proteins, when expressed at appropriate concentrations, neutralize or "mop up" HSPs or other natural ligands for CD36, act as inhibitors of activity, Thus, it can be used to treat HSP-CD36 related disorders and diseases such as autoimmune disorders, proliferative disorders and infectious diseases.
[0227]
5.6.5Delivery of dominant negative mutant
In another embodiment of the invention, a dominant negative mutant ("dominant negative") is used for treatment to block the immune response to the HSP-antigen complex (e.g., to treat an autoimmune disorder). May be. Generally, such dominant negatives, when expressed, interact with a ligand (ie, HSP-antigen molecule complex), but have one or more functions of normal CD36 (ie, growth factor production and / or Or signaling function). Such variants disrupt normal CD36 function in the same or different cells (eg, due to the titration of HSP-peptide complexes from wild-type receptors). Such a mutation can be, for example, one or more point mutations, deletions, insertions or other mutations in either the extracellular, transmembrane or intracellular domains.
[0228]
Expression of such a dominant negative mutation in a cell can block uptake of the ligand by normal functional receptors in the same or neighboring cells by exhausting the total amount of available ligand (titrating out) . Thus, recombinant antigen presenting cells expressing such dominant negatives can be used to consume HSP-antigen molecule complexes when administered to patients in need of treatment for an autoimmune disorder.
[0229]
5.7Targeted autoimmune disease
Autoimmune diseases that can be treated by the method of the present invention include insulin-dependent diabetes (ie, IDDM, ie, autoimmune diabetes), multiple sclerosis, systemic lupus erythematosus, Sjogren's syndrome, scleroderma, polymyositis, chronic activity Hepatitis, mixed connective tissue disease, primary biliary cirrhosis, pernicious anemia, autoimmune thyroiditis, idiopathic Addison's disease, vitiligo, gluten-sensitive enteropathy, Graves' disease, myasthenia gravis, autoimmune neutropenia, Sudden thrombocytopenic purpura, rheumatoid arthritis, cirrhosis, pemphigus vulgaris, autoimmune infertility, Goodpasture's disease, bullous pemphigoid, discoid lupus, ulcerative colitis, and dense deposit Glomerulonephritis (dense deposit disease). The diseases referred to herein are those exhibited by animal models for such diseases (eg, non-obese diabetic (NOD) mice for IDDM, and experimental autoimmune encephalomyelitis for multiple sclerosis). (EAE) mouse).
[0230]
The methods of the present invention may be used to reduce or eliminate an immune response to a patient's own tissue, or alternatively, to replace an existing tissue or organ transplanted to replace the autologous tissue or organ damaged by the autoimmune response. Such autoimmune diseases can be treated by reducing or eliminating the autoimmune response.
[0231]
5.8Target infectious disease
Infectious diseases that can be treated or prevented using the methods and compositions of the present invention include those caused by intracellular pathogens, such as viruses, bacteria, protozoa, and intracellular parasites. Examples of the virus include hepatitis B virus, parvovirus (such as adeno-associated virus and cytomegalovirus), papovavirus (such as papilloma virus), polyoma virus, SV40, adenovirus, and herpes virus (herpes simplex type I (HSV-I)). , Herpes simplex type II (HSV-II)) and Epstein-Barr virus), poxvirus (pox (smallpox) and vaccinia virus, etc.), RNA virus (human immunodeficiency virus type I (HIV-I), human immunity) Defective virus type II (HIV-II), human T-cell lymphotropic virus type I (HTLV-I) and human T-cell lymphotropic virus type II (HTLV-II). Not limited); influenza Rus, measles virus, rabies virus, Sendai virus, picornavirus (poliovirus, coxsackievirus, rhinovirus, etc.), reovirus, togavirus (rubella virus (german measle) and Semliki Forest fever virus), arbovirus, And viral diseases caused by hepatitis A virus and the like, but are not limited thereto.
[0232]
In another embodiment, Streptococcus pyogenes, Streptococcus pneumoniae, Streptococcus pneumoniae, Neisseria gonorrhoeae, osteomyelitis, diphtheria, botulinum, Clostridium perfringens, tetanus, influenza, Klebsiella pneumoniae, Klebsiella ozenaena, Klebsiella rhinoscleromotis, Staphylococcus aureus, V. cholerae, Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa, Campylobacter (Vibrio) phitus, Campylobacter aphia erojua phiera moss ), Bacillus cereus, Edwardsiella Tarda tarda), Ernesia enterocolitica, plague bacteria, pseudotuberculosis bacteria, Shigella dysenteriae, Shigella flexneri, Shigella sonnei, Salmonella typhimurium, Salmonella typhi, Treponema pallidum, Treponema endemic syphilis (Treponema pertenue), Spiroreta (Treponeeta) carateneum), Borrelia vincenti, Borrelia burgdorferi, Jaundice hemorrhagic leptospirosis, Mycobacterium tuberculosis, Toxoplasma, Pneumocystis carini, Haemophilus spp. (Mycoplasma spp.), Typhus rickettsia, tsutsugamushi disease rickettsia, chlamydia (Chlamydia spp.), And Bacterial infections such as failure caused by a pathogen bacteria fine Helicobacter pylori such as (but not limited to) (but not limited to) can be treated or prevented.
[0233]
In another preferred embodiment, dysentery amoeba, Trichomonas buccalis, Trichomonas intestine, Trichomonas vaginalis, Trypanosoma gambia, Trypanosoma rhodesia, Trypanosoma cruzi, Donovan leishmania, Tropical leishmania, Leishmania brazil, Pneumocystis pneumoniae pneumoniae pneumonia The above methods can be used to treat or prevent infections caused by pathogenic protozoa such as, but not limited to, P. falciparum, P. falciparum, and P. vivax.
[0234]
5.9Targeted proliferative cell injury
For certain proliferative and oncogenic diseases associated with HSP-CD36 activity, diseases that can be treated or prevented by the methods of the present invention include human sarcomas and cancers (eg, fibrosarcoma, myxosarcoma, liposarcoma, chondrosarcoma, bone). Primordial sarcoma, chordoma, hemangiosarcoma, endotheliosarcoma, lymphatic sarcoma, lymphatic endothelioma, periosteoma, mesothelioma, Ewing's tumor, leiomyosarcoma, rhabdomyosarcoma, colon cancer, pancreatic cancer, breast cancer , Ovarian cancer, prostate cancer, squamous cell carcinoma, basal cell carcinoma, adenocarcinoma, sweat gland carcinoma, sebaceous carcinoma, papillary carcinoma, papillary adenocarcinoma, cystic adenocarcinoma, medullary carcinoma, bronchogenic carcinoma, renal cell carcinoma, liver cancer , Bile duct carcinoma, choriocarcinoma, seminoma, embryonic carcinoma, Wilms tumor, cervical carcinoma, testicular tumor, lung cancer, small cell lung carcinoma, bladder carcinoma, epithelial carcinoma, glia , Astrocytoma, medulloblastoma, craniopharyngioma, ependymoma, pinealoma, hemangioblastoma, acoustic neuroma, oligodendroglioma, meningioma, melanoma, neuroblast Tumors, retinoblastoma; leukemias (eg, acute lymphocytic leukemia and acute myeloid leukemia (myeloblastic, promyelocytic, myelomonocytic, monocytic, and erythroleukemia)); chronic leukemia (chronic myeloid (Granulocytic and chronic lymphocytic leukemia); and polycythemia vera, lymphomas (Hodgkin's and non-Hodgkin's disease), multiple myeloma, Waldenstrom's macroglobulinemia, and heavy chain disease. But not limited to these.
[0235]
Diseases and disorders involving cell growth deficiency or where cell proliferation is desirable for treatment or prevention and which can be treated or prevented by inhibiting CD36 function include degenerative disorders, growth deficiencies, hypoproliferative disorders. disorder), physical trauma, lesions and wounds (eg, promotes wound healing or promotes regeneration in degenerative, lesioned or damaged tissue, etc.).
[0236]
5.10Pharmaceutical dosage form and method of administration
A compound determined to affect CD36 gene expression or gene product activity can be administered to a patient in a therapeutically effective dose to treat or alleviate a cell proliferative disorder. A therapeutically effective dose refers to that amount of the compound that is sufficient to alleviate the symptoms of such a disorder.
[0237]
5.10.1Effective dose
The toxicity and therapeutic efficacy of such compounds can be demonstrated in cell cultures or experimental animals (eg, LD50(Lethal dose for 50% of population) and ED50It can be determined by standard pharmaceutical procedures (to determine the therapeutically effective dose for 50% of the population). The dose ratio between toxic and therapeutic effects is the therapeutic index, and the LD50/ ED50It can be expressed as a ratio. Compounds that exhibit high therapeutic indices are preferred. Compounds that exhibit toxic side effects may be used, but minimize potential damage to uninfected cells when designing a delivery system that targets such compounds to the site of the affected tissue. Care must be taken to reduce side effects.
[0238]
The data obtained from the cell culture assays and animal studies can be used in formulating a variety of dosages for use in humans. The dosage of such compounds should be such that there is little or no toxicity,50Is preferably within the range of the circulating concentration containing Dosage may vary within this range depending upon the dosage form employed and the route of administration utilized. For any compound used in the method of the invention, the therapeutically effective dose can be estimated initially from cell culture assays. IC determined by cell culture50A dose can be formulated in animal models to achieve a circulating plasma concentration range that includes the (ie, the concentration of the test compound at which half-maximal inhibition of symptoms is achieved). Such information can be used to more accurately determine useful doses in humans. Plasma levels can be measured, for example, by high performance liquid chromatography.
[0239]
5.10.2Formulation and use
Pharmaceutical compositions for use according to the invention may be formulated in a conventional manner using one or more physiologically acceptable carriers or excipients.
[0240]
Thus, the compounds and their physiologically acceptable salts and solvates are formulated for administration by inhalation or infusion (either via the mouth or nose) or for oral, parenteral or rectal administration. Is also good.
[0241]
For oral administration, the pharmaceutical composition may include, for example, a binder (eg, pregelatinized corn starch, polyvinylpyrrolidone or hydroxypropylmethylcellulose); a filler (eg, lactose, microcrystalline cellulose or calcium hydrogen phosphate); Pharmaceutically acceptable excipients such as bulking agents (eg, magnesium stearate, talc or silica); disintegrating agents (eg, sodium starch or sodium starch glycolate); or humectants (eg, sodium lauryl sulfate). With the form, they can take the form of tablets or capsules prepared by conventional means, which can be coated by methods well known in the art.Liquid preparations for oral administration include, for example, solutions, syrups or suspensions Liquid It may take the form or be provided as a dry product for reconstitution with water or other suitable vehicle before use. Such liquid preparations may be suspension agents such as sorbitol syrup, cellulose derivatives or hydrogenated Edible fats); emulsifiers (eg, lecithin or acacia); water-insoluble vehicles (eg, almond oil, oily esters, ethyl alcohol or fractionated vegetable oil); and preservatives (eg, methyl or propyl-p-hydroxybenzoate or sorbic acid). ) Can be prepared by conventional means with pharmaceutically acceptable excipients, etc. The preparations can also contain buffer salts, flavoring, coloring and sweetening agents as appropriate.
[0242]
Preparations for oral administration may be suitably formulated to give controlled release of the active compound.
[0243]
For buccal administration, the compositions may take the form of tablets or lozenges formulated in conventional manner.
[0244]
For administration by inhalation, the compounds used in accordance with the invention may be compressed using a suitable propellant (eg, dichlorodifluoromethane, trichlorofluoromethane, dichlorotetrafluoroethane, carbon dioxide or other suitable gas). It is conveniently delivered in the form of an aerosol spray from a pack or nebulizer. In the case of a compressed aerosol, the dosage unit may be determined by providing a valve to deliver a metered amount. Capsules and cartridges of, for example, gelatin for use in an inhaler or insufflator may be formulated containing a powder mix of the compound and a suitable powder base such as lactose or starch.
[0245]
The compounds can be formulated for parenteral administration by injection (eg, by bolus injection or continuous infusion). Formulations for injection may be presented in unit dosage form, eg, in ampoules or in multi-dose containers, with an added preservative. The compositions may take such forms as suspensions, solutions or emulsions in oily or aqueous vehicles, and may contain formulatory agents such as suspending, stabilizing and / or dispersing agents. Alternatively, the active ingredient may be in powder form for constitution with a suitable vehicle, eg, sterile pyrogen-free water, before use.
[0246]
The compounds can also be formulated in rectal compositions such as suppositories (eg, with conventional suppository substrates such as cocoa butter or other glycerides) or retention enemas.
[0247]
In addition to the formulations described previously, the compounds may also be formulated as a depot form. Such long acting formulations may be administered by implantation (for example, subcutaneously or intramuscularly) or by intramuscular injection. Thus, for example, the compound may be formulated with a suitable polymeric or hydrophobic material (eg, as an emulsion in an acceptable oil), an ion exchange resin, or a sparingly soluble derivative (eg, a sparingly soluble salt).
[0248]
If desired, the compositions can be presented in a pack or dispenser which can contain one or more unit dosage forms containing the active ingredient. The pack may for example comprise metal or plastic foil (such as a blister pack). The pack or dispenser may be accompanied by instructions for administration.
[0249]
6.Example: HSP As a receptor CD36 Identification
6.1preface
The examples presented herein describe the successful identification of the interaction of gp96 with the CD36 receptor in macrophages and dendritic cells. The experiments presented herein underlie the isolation of CD36 receptor polypeptides and the screening, diagnostic and therapeutic methods of the present invention.
[0250]
The applicant of the present invention has noticed that certain observations conflict with the "direct transport" model of HSP chaperoned peptide antigen presentation. First, the immunogenicity of HSP preparations depends on the presence of functional phagocytes and not on B cells or other non-professional antigen presenting cells (Udono and Srivastava, 1993, supra; Suto and Srivastava, 1995, supra), but free peptides can sensitize all cell types. Second, very small amounts of the HSP-peptide conjugate are more effective at eliciting specific immunity (ie, the gp96 chaperone peptide sensitizes macrophages for CTL recognition than free peptide). (Several hundred times more effective), suggesting a possible specific ingestion mechanism. Third, the gp96 chaperone peptide elicited an MHC I response that was not limited by peptide size. Finally, treatment of the gp96-peptide complex in macrophages was found to be sensitive to Brefeldin A (BFA), which blocks transport through the Golgi apparatus, suggesting that treatment occurs via an intracellular mechanism. . These observations have led to the hypothesis that HSP chaperone peptides can be internally processed by MHC class I molecules and redisplayed on the cell surface of macrophages (Suto and Srivastava, 1995, supra). Although there is a hypothesis that the mannose receptor is used in the ingestion of gp96, no mechanism has been proposed for non-glycosylated HSPs such as HSP70 (Ciupitu et al., 1998, J. Exp. Med., 187: 385-). 691). Others have suggested that a novel intracellular transfer pathway may be involved in the transport of peptides from the extracellular medium into the lumen of the ER (Day et al., 1997, Proc. Natl. Acad. Sci. 94: 8065-8069; Nicchitta, 1998, Curr. Opin. In Immunol. 10: 103-109). Further suggestions include (a) an implicit pathway that directs the protein from the phagosome to the cytosol, where it enters the normal class I pathway; (b) digests the ingested material in the lysosome and converts the peptide to Released and placed on the surface for class I molecules (Bevan, 199, J. Exp. Med. 192: 639-41). The discovery of receptors for heat shock proteins will help elucidate the paradox of how extracellular antigen peptides complexed with HSP can stimulate an immune response. In addition, cell surface receptors may have other functions, such as inducing signaling pathways. CD36 disclosed herein has been identified as such a receptor.
[0251]
6.2Materials and methods
Macrophage isolation. Wild type and CD36 null mice were inoculated with 0.2 ml of pristane. Five days later, macrophages were extracted from peritoneal perfusion and plated and cultured for 3-4 hours using standard cell culture techniques.
[0252]
Dendritic cell isolation. Bone marrow cells were extracted from femurs of wild-type and CD36 null mice. Cells were incubated for 6 days in the presence of GM-CSF. After 6 days, cells were replated for another day and selected for non-adherent dendritic cells.
[0253]
MCP-1 Chemokine assay. 1 × 10 for each well of a 96-well plate5Wild type and CD36 null dendritic cells or macrophages were prepared and incubated with increasing concentrations of gp96, LPS, HSP70, TNF-α and BSA for 20 hours. The supernatant was collected and analyzed by MCP-1 sandwich ELISA (R and D Systems) according to the manufacturer's instructions, and the optical density was measured at 450 nm.
[0254]
Nitric oxide assay. As described above, wild-type and CD36 null macrophages and dendritic cells were prepared and 1 × 10 6 in 96-well plates.5Cells were incubated with increasing concentrations of gp96, LPS, HSP70, TNF-α and BSA. After 20 hours, the supernatant was collected and analyzed by an enzymatic grease assay (Calbiochem) according to the manufacturer's instructions. Optical density was measured at 540 nm.
[0255]
Binding assay. HEK293 cells were transfected with FuGENE 6 (Roche Diagnostics) and a plasmid construct containing CD36 cDNA (CD36 cDNA cloned into pCDNA3.1 expression vector). After expressing the transgene for two days, cells were harvested and incubated with various concentrations of fluorescent protein probes (GP96-FITC, histone FITC, AcLDL-DiI, Ova-FITC and BSA (free of fatty acids) -FITC). . Some experiments were performed with the addition of anti-CD36 monoclonal antibody only, followed by the addition of a second fluorescently labeled anti-mouse antibody to detect CD36 expression. Cells were analyzed by flow cytometry. Low and high CD36 expressing populations were gated for binding of the indicated proteins and analyzed. The average fluorescence intensity of each population was plotted. Competitive inhibition experiments were performed by preincubating cells at 4 ° C. with 50 ug / ml normal / modified LDL or 25 ug / ml anti-CD36 antibody.
[0256]
6.3result
gp96 But CD36 To be joined to. Homogeneous preparations of gp96 were bound to FITC, and HEK293 cells and HEK293 CD36 transfectants were stained with gp96-FITC. CD36 expressing cells bind to gp96-FITC, non-expressing and CD36lowDid not bind (FIG. 1A). This binding was specific for GP96, as indicated by the lack of any staining of HEK293 cells for histone-FITC, Ova-FITC, BSA (faf) -FITC (FIGS. 1B-D). The positive control, acetylated low-density lipoprotein, stained CD36-expressing cells, but did notlowCells did not stain (FIG. 1E), transfected HEK293 cells expressed functional CD36 protein, demonstrating that GP96 binding was specific for CD36. To confirm that the transfected HEK293 cells correctly expressed CD36, HEK293 transfected cells and mock transfected cells were incubated with mouse anti-CD36 antibody and then stained with anti-mouse FITC antibody. Mock transfected cells were not stained (FIG. 8A) and transfected cells were stained (FIGS. 8C and 8D). When gp96-FITC was incubated with wild type and CD36 null macrophages, CD36 null cells showed a 52% loss of binding to gp96 compared to wild type cells (FIG. 9). No inhibition occurred when LDL or anti-CD36 was used as a competitive inhibitor of gp96 binding (FIGS. 10A and 10B). This indicates that gp96 does not bind to CD36 at amino acids 155-183 or amino acids 28-93 (the respective binding regions of the anti-CD36 antibody and LDL) under the conditions tested.
[0257]
CD36 To gp96 Binding affects chemokine production in macrophages and dendritic cells Induce. Both wild type and CD36 null mice were injected with 0.2 ml pristane. Macrophages were extracted from these mice. Dendritic cells were extracted from the bone marrow of non-pristane injected mice and cultured. Macrophages and dendritic cells were incubated for 20 hours in the presence of increasing concentrations of various native and denatured proteins (boiled for 30 minutes). The level of chemokine production from mice was measured using a standard ELISA sandwich assay. Native gp96 caused strong chemokine production in both wild-type macrophages and dendritic cells compared to the CD36 null population (FIGS. 2A and 3A). Boiling gp96 did not cause any chemokine production in either wild-type macrophages and dendritic cells or CD36 null macrophages and dendritic cells (FIGS. 2A and 3A). LPS induced chemokine production, but not by CD36. Because levels of chemokine production were higher in CD36 null cells than in wild type cells (FIGS. 2B and 3B). In addition, chemokine levels were the same in both native and boiling samples of LPS (FIGS. 2B and 3B). Both native and boiling HSP70 induced the same amount of chemokines in macrophages and dendritic cells, both wild type and CD36 null cells, demonstrating that this induction was independent of CD36 (FIGS. 2C and 3C). . TNF-α and BSA induced equal amounts of chemokine production in both wild-type and CD36 null cells, demonstrating that they also did not affect chemokine production via CD36 (FIGS. 2D and 3D).
[0258]
CD36 To gp96 Binding induces nitric oxide production in macrophages and dendritic cells. The same experiment was performed to determine the levels of nitric oxide produced by wild-type and CD36 null cells. Macrophages and dendritic cells were incubated for 20 hours in the presence of increasing concentrations of various native and denatured proteins (boiled for 30 minutes) and the levels of nitric oxide production were measured by an enzymatic grease assay. Native gp96 caused strong nitric oxide production in both macrophages and wild type dendritic cells compared to CD36 null cells (FIGS. 4A and 5A). Boiling gp96 did not cause any nitric oxide production in either wild-type macrophages and dendritic cells or CD36 null macrophages and dendritic cells (FIGS. 4A and 5A). LPS induced nitric oxide production, but again not by CD36. Because the level of nitric oxide production was higher in CD36 null cells than in wild type cells (FIGS. 4B and 5B). Both native and boiling HSP70 induced the same amount of nitric oxide in macrophages and dendritic cells, both wild-type and CD36 null cells, demonstrating that this induction was independent of CD36 (Fig. 4C and 5C). TNF-α and BSA induce equal amounts of nitric oxide production in both wild-type and CD36 null cells, also indicating that the induction of nitric oxide in CD36-expressing cells is due to the gp96-CD36 interaction. Demonstrated (FIGS. 2D and 3D).
[0259]
6.4Consideration
Studies reported herein indicate that the heat shock protein gp96 is an additional ligand for the CD36 receptor. The human gp96-encoding gene has already been mapped by the present inventors on chromosome 12 (q24.2 → q24.3) (Maki et al., 1993, Somatic Cell Mol. Gen. 19: 73-81).
[0260]
As shown herein, the gp96-CD36 receptor interaction provides a new class of functions for the CD36 receptor (i.e., not only the function of sensors in the extracellular environment with known plasma-based ligands, Also provides the function of a sensor in the intracellular environment). HSPs, such as gp96, are absolute intracellular molecules and are released into the extracellular environment only under conditions of necrotic (but not apoptotic) cell death. Thus, just as the recently identified phosphatidylserine binding protein acts as a sensor for apoptotic cell death and a receptor for apoptotic cells, the CD36 receptor can act as a sensor for necrotic cell death (Savil et al., 1992, J. Clin. Invest. 90: 1513-1522; Fadok et al., 2000, Nature 405: 85-90). Interactions between macrophages and apoptotic cells lead to the down-regulation of inflammatory cytokines such as TNF (Fadok et al., 2000, supra), while the gp96-APC interaction induces a signaling pathway, leading to antigen-specific Stimulation of T cells (Suto and Srivastava, 1995, supra), as well as secretion of proinflammation cytokines such as TNF, GM-CSF and IL-12.
[0261]
Thus, the CD36 receptor allows the APC to (i) regulate the extracellular environment of blood via CD36 and other plasma ligands and (ii) the extracellular environment of tissues via HSPs, especially of the gp96 family. , Can be sampled. The former allows the APC to perform a primordial phagocytic function and the latter allows the APC to perform a unique and adaptive immunological function. From another perspective, recognition of apoptotic cells by APCs via phosphatidylserine leads to anti-inflammatory signals, and interaction of APCs with necrotic cells via CD36 receptor leads to inflammatory immune responses (Srivastava et al.). , 1998, Immunity 8: 657-665).
[0262]
The invention is not limited by the scope of the particular embodiments described, which are intended as a single illustration of each aspect of the invention, and methods and components that are functionally equivalent are within the scope of the invention. . Indeed, various modifications of the invention in addition to those shown and described herein will become apparent to those skilled in the art from the foregoing description and accompanying drawings. Such modifications are intended to fall within the scope of the appended claims.
[0263]
All references, including patent applications, patents, and other references, cited herein are hereby incorporated by reference in their entirety for all purposes.
[Brief description of the drawings]
FIG.
1A-E show the binding of fluorescent protein probes to the CD36 expression gated population of transiently transfected HEK293 cells. Shaded points and solid bars represent CD36 expressing cells. Unshaded points and open bars represent non-expressed and CD36lowRepresents a cell. The horizontal axis represents the protein concentration in micrograms / microliter, and the vertical axis represents the average fluorescence intensity. A. Gp96-FITC. B. Histone-FITC. C. Acetylated low density lipoprotein-Dil (AcLDL-Dil). D. Ova-FITC. E. FIG. BSA (faf) -FITC.
FIG. 2
Figures 2A-D compare MCP-1 chemokine production by CD36 null and wild type macrophages in response to various stimuli. Filled dots represent wild-type macrophages, open dots represent CD36 null macrophages. The horizontal axis represents the protein concentration in micrograms / microliter for A, C and D and the endotoxin in units / milliliter for B: the horizontal axis represents the protein concentration in picogram / milliliter. A. Macrophages incubated with native gp96 and boiled gp96. B. Macrophages incubated with native LPS and boiled LPS. C. Macrophages incubated with native HSP70 and boiled HSP70. D. Macrophages incubated with TNF-α and BSA.
FIG. 3
3A-D are results of a comparison of MCP-1 chemokine production by CD36 null and wild type dendritic cells in response to various stimuli. Filled dots represent wild-type macrophages, open dots represent CD36 null macrophages. The horizontal axis represents the protein concentration in micrograms / microliter for A, C and D, and the endotoxin in units / milliliter for B. A. Macrophages incubated with native gp96 and boiled gp96. B. Macrophages incubated with native LPS and boiled LPS. C. Macrophages incubated with native HSP70 and boiled HSP70. D. Macrophages incubated with TNF-α and BSA.
FIG. 4
4A-D show the results of a comparison of nitric oxide production by CD36 null and wild type macrophages in response to various stimuli. Filled dots represent wild-type macrophages, open dots represent CD36 null macrophages. The horizontal axis represents the protein concentration in micrograms / microliter for A, C and D, and the endotoxin in units / milliliter for B. A. Macrophages incubated with native gp96 and boiled gp96. B. Macrophages incubated with native LPS and boiled LPS. C. Macrophages incubated with native HSP70 and boiled HSP70. D. Macrophages incubated with TNF-α and BSA.
FIG. 5
5A-E show the results of a comparison of nitric oxide production by CD36 null and wild type dendritic cells in response to various stimuli. Solid dots represent wild-type macrophages and open dots represent CD36 null macrophages. The horizontal axis represents the protein concentration in micrograms / microliter for A, C and D, and the endotoxin in units / milliliter for B. A. Macrophages incubated with native gp96 and boiled gp96. B. Macrophages incubated with native LPS and boiled LPS. C. Macrophages incubated with native HSP70 and boiled HSP70. D. Macrophages incubated with TNF-α and BSA.
FIG. 6
6A-E show the human CD36 cDNA (Genbank accession number L06850), and the putative open reading frame of the CD36 protein (Genbank accession number AAA16068).
FIG. 7
7A-C show increased binding of gp96 to CD36 expressing cells compared to non-expressing controls. Solid dots represent mock transfected cells, and open dots represent CD36 transfected cells. The vertical axis represents the average fluorescence intensity, and the horizontal axis represents the protein concentration in micrograms / microliter. A. Gp96-FITC. B. Transferrin-FITC. C. Histone-FITC.
FIG. 8
8A-E show expression of the CD36 transgene on the cell surface of HEK293 transfectants and control cell lines. The horizontal axis represents the fluorescence intensity, and the vertical axis represents the number of cells. A. HEK293 mock transfected cells. B. U937 cells (positive control). C. CD36 HECK293 transfected cells. D. CD36 HECK293 transfected cells.
FIG. 9
FIG. 9 shows expression of the CD36 transgene on the cell surface of HEK293 transfected cells and control cell lines. The horizontal axis represents the fluorescence intensity, and the vertical axis represents the number of cells. The filled area represents unstained CD36 cells. The first open area, furthest to the left, represents unstained CD36 wild-type cells. The open area in the middle represents CD36 null cells stained with gp96-FITC. The rightmost open area represents CD36 wild-type cells stained with gp96-FITC.
FIG. 10
FIGS. 10A, B, Analysis of blocking of gp-FITC binding by putative competitors. A. Solid squares represent PC93 mock transfected cells. Open squares represent CD36 transfected cells that have not been preincubated. Open triangles represent CD36 transfected cells pre-incubated with acetylated LDL. Open circles represent CD36 transfected cells pre-incubated with oxidized LDL. B. Solid squares represent PC93 mock transfected cells. Open squares represent CD36 transfected cells that have not been preincubated. Open triangles represent CD36 transfected cells pre-incubated with anti-CD36 antibody. Open circles represent CD36 transfected cells pre-incubated with anti-CD36 antibody.

Claims (78)

(a)試験化合物と、熱ショックタンパク質およびCD36とを接触させること;ならびに
(b)CD36活性または発現のレベルを測定すること;
を含み、(b)で測定した活性または発現のレベルが、該試験化合物の不在下でのCD36活性のレベルと異なる場合には、HSP−CD36介在型プロセスをモジュレートする化合物が同定されたとする、HSP−CD36介在型プロセスをモジュレートする化合物の同定方法。
(A) contacting the test compound with a heat shock protein and CD36; and (b) measuring the level of CD36 activity or expression;
And if the level of activity or expression measured in (b) is different from the level of CD36 activity in the absence of the test compound, then a compound that modulates an HSP-CD36 mediated process is identified. , Methods for identifying compounds that modulate HSP-CD36 mediated processes.
前記同定される化合物が、熱ショックタンパク質とCD36との相互作用を妨害するアンタゴニストである、請求項1に記載の方法であって、
(c)前記レベルが熱ショックタンパク質とCD36との相互作用を妨害するか否かを決定するステップ;
をさらに含む、方法。
2. The method of claim 1, wherein the identified compound is an antagonist that interferes with the interaction of heat shock protein with CD36.
(C) determining whether said level interferes with the interaction of heat shock protein with CD36;
The method further comprising:
前記試験化合物が、CD36に特異的な抗体である、請求項1に記載の方法。2. The method of claim 1, wherein said test compound is an antibody specific for CD36. 前記試験化合物が、熱ショックタンパク質に特異的な抗体である、請求項1に記載の方法。2. The method of claim 1, wherein the test compound is an antibody specific for a heat shock protein. 前記試験化合物が小分子である、請求項1に記載の方法。2. The method of claim 1, wherein said test compound is a small molecule. 前記試験化合物がペプチドである、請求項1に記載の方法。2. The method of claim 1, wherein said test compound is a peptide. 前記ペプチドが、CD36の少なくとも5つの連続したアミノ酸を含む、請求項6に記載の方法。7. The method of claim 6, wherein said peptide comprises at least five consecutive amino acids of CD36. 前記ペプチドが、CD36の少なくとも10の連続したアミノ酸を含む、請求項6に記載の方法。7. The method of claim 6, wherein said peptide comprises at least 10 contiguous amino acids of CD36. 前記ペプチドが、熱ショックタンパク質の配列の少なくとも5つの連続したアミノ酸を含む、請求項6に記載の方法。7. The method of claim 6, wherein said peptide comprises at least 5 contiguous amino acids of the sequence of a heat shock protein. 前記化合物が、熱ショックタンパク質とCD36との相互作用を増強するアゴニストである、請求項1に記載の方法。2. The method of claim 1, wherein the compound is an agonist that enhances the interaction between heat shock protein and CD36. 前記HSP−CD36介在型プロセスが、自己免疫障害、シグナル伝達物質活性の破壊を伴う疾患もしくは障害、サイトカインクリアランスもしくは炎症を伴う疾患もしくは障害、増殖性障害、ウイルス性障害もしくは他の感染性疾患、高コレステロール血症、アルツハイマー病、糖尿病、または骨粗しょう症に影響を及ぼす、請求項1に記載の方法。The HSP-CD36 mediated process may be associated with an autoimmune disorder, a disease or disorder with disruption of signal transducer activity, a disease or disorder with cytokine clearance or inflammation, a proliferative disorder, a viral disorder or other infectious disease, 2. The method of claim 1, wherein the method affects cholesterol, Alzheimer's disease, diabetes, or osteoporosis. (a)試験化合物と、熱ショックタンパク質およびCD36発現細胞とを接触させること;ならびに
(b)該細胞中のCD36活性または発現のレベルを測定すること;
を含み、(b)で測定した活性または発現のレベルが、該試験化合物の不在下でのCD36活性のレベルと異なる場合には、HSP−CD36介在型プロセスをモジュレートする化合物が同定されたとする、HSP−CD36介在型プロセスをモジュレートする化合物の同定方法。
(A) contacting a test compound with a heat shock protein and CD36 expressing cell; and (b) measuring the level of CD36 activity or expression in the cell;
And if the level of activity or expression measured in (b) is different from the level of CD36 activity in the absence of the test compound, then a compound that modulates an HSP-CD36 mediated process is identified. , Methods for identifying compounds that modulate HSP-CD36 mediated processes.
測定されるCD36活性は、熱ショックタンパク質と相互作用する能力である、請求項1または12に記載の方法。13. The method of claim 1 or 12, wherein the measured CD36 activity is the ability to interact with a heat shock protein. 熱ショックタンパク質は抗原ペプチドと非共有的結合で会合しており、測定されるCD36活性はシグナル伝達活性を誘導する能力である、請求項12に記載の方法。13. The method of claim 12, wherein the heat shock protein is non-covalently associated with the antigenic peptide and the CD36 activity measured is the ability to induce a signaling activity. 熱ショックタンパク質は抗原ペプチドと非共有的結合で会合しており、測定されるCD36活性は抗原ペプチドに対する細胞障害性T細胞応答を刺激する能力である、請求項12に記載の方法。13. The method of claim 12, wherein the heat shock protein is non-covalently associated with the antigenic peptide and the CD36 activity measured is the ability to stimulate a cytotoxic T cell response to the antigenic peptide. (a)試験化合物の存在下で、熱ショックタンパク質と、CD36、またはその断片、類似体、誘導体もしくは模倣体とを接触させること;ならびに
(b)CD36、またはその断片、類似体、誘導体もしくは模倣体に結合した熱ショックタンパク質の量を測定すること;
を含み、(b)で測定した結合熱ショックタンパク質の量が、該試験化合物の不在下で結合した熱ショックタンパク質の量と異なる場合には、HSPのCD36への結合をモジュレートする化合物が同定されたとする、熱ショックタンパク質とCD36との結合をモジュレートする化合物の同定方法。
(A) contacting a heat shock protein with CD36 or a fragment, analog, derivative or mimetic thereof in the presence of a test compound; and (b) CD36 or a fragment, analog, derivative or mimetic of CD36 or a fragment thereof. Measuring the amount of heat shock protein bound to the body;
Wherein the amount of bound heat shock protein measured in (b) is different from the amount of bound heat shock protein in the absence of the test compound, a compound that modulates the binding of HSP to CD36 is identified. A method for identifying a compound that modulates the binding between heat shock protein and CD36.
前記ステップ(a)で接触させるCD36が細胞表面上にある、請求項16に記載の方法。17. The method of claim 16, wherein the CD36 contacted in step (a) is on a cell surface. 前記CD36が固体表面に固定化されている、請求項16に記載の方法。17. The method of claim 16, wherein said CD36 is immobilized on a solid surface. 前記固体表面がマイクロタイターディッシュである、請求項18および72に記載の方法。73. The method of claims 18 and 72, wherein the solid surface is a microtiter dish. 細胞を、熱ショックタンパク質特異的抗体と接触させることにより、前記結合した熱ショックタンパク質の量を測定する、請求項16に記載の方法。17. The method of claim 16, wherein the amount of the bound heat shock protein is measured by contacting a cell with a heat shock protein specific antibody. 前記熱ショックタンパク質を標識化し、該標識を検出することにより前記結合した熱ショックタンパク質の量を測定する、請求項16に記載の方法。17. The method of claim 16, wherein the heat shock protein is labeled and the amount of the bound heat shock protein is determined by detecting the label. 前記熱ショックタンパク質を蛍光標識で標識する、請求項21に記載の方法。22. The method of claim 21, wherein said heat shock protein is labeled with a fluorescent label. (a)試験化合物を、CD36発現細胞と、抗原分子に非共有結合で会合した熱ショックタンパク質から本質的になる複合体との混合物に、CD36介在型シグナル伝達を促す条件下で添加すること;
(b)CD36発現細胞による刺激のレベルを測定すること;
を含み、(b)で測定したレベルが、該試験化合物の不在下での該刺激と異なる場合、CD36発現細胞による熱ショックタンパク質介在型シグナル伝達をモジュレートする化合物が同定されたとする、CD36発現細胞による熱ショックタンパク質介在型シグナル伝達をモジュレートする化合物の同定方法。
(A) adding a test compound to a mixture of CD36-expressing cells and a complex consisting essentially of a heat shock protein non-covalently associated with an antigen molecule under conditions that promote CD36-mediated signaling;
(B) measuring the level of stimulation by CD36 expressing cells;
If the level measured in (b) is different from the stimulation in the absence of the test compound, then a compound that modulates heat shock protein mediated signaling by CD36 expressing cells has been identified; CD36 expression A method for identifying a compound that modulates heat shock protein-mediated signaling by cells.
CD36発現細胞による抗原特異的な細胞障害性T細胞の刺激を測定する前記ステップ(b)は、
(i)前記ステップ(a)で形成したCD36発現細胞を、T細胞に、T細胞の活性化を促す条件下で添加すること;および
(ii)該細胞障害性T細胞の活性化レベルを、前記試験化合物の不在下で形成したCD36発現細胞によるT細胞の活性化レベルと比較すること;
を含み、T細胞活性化のレベルの上昇または低下は、CD36発現細胞による熱ショックタンパク質介在型シグナル伝達をモジュレートする化合物が同定されたことを示す、請求項23に記載の方法。
The step (b) of measuring the stimulation of antigen-specific cytotoxic T cells by CD36-expressing cells comprises:
(I) adding the CD36-expressing cells formed in the step (a) to T cells under conditions that promote T cell activation; and (ii) determining the activation level of the cytotoxic T cells. Comparing the level of T cell activation by CD36 expressing cells formed in the absence of the test compound;
24. The method of claim 23, wherein increasing or decreasing the level of T cell activation indicates that a compound that modulates heat shock protein mediated signaling by CD36 expressing cells has been identified.
前記シグナル伝達活性が、一酸化窒素の産生である、請求項23に記載の方法。24. The method of claim 23, wherein said signaling activity is nitric oxide production. 前記シグナル伝達活性が、MCP−1ケモカインの産生である、請求項23に記載の方法。24. The method of claim 23, wherein said signaling activity is the production of MCP-1 chemokines. 前記熱ショックタンパク質がgp96である、請求項1、17、71または23に記載の方法。24. The method of claim 1, 17, 71 or 23, wherein the heat shock protein is gp96. 患者サンプル中のHSP−CD36介在型プロセス由来の活性のレベルを測定することを含み、該測定レベルが、臨床的に正常な個体で認められるレベルと異なる場合に、熱ショックタンパク質−CD36関連障害が検出されたとする、哺乳動物における熱ショックタンパク質−CD36関連障害の検出方法。Determining the level of activity from the HSP-CD36 mediated process in the patient sample, wherein the level of heat shock protein-CD36 related disorder is different if the measured level differs from the level found in clinically normal individuals. A method for detecting a heat shock protein-CD36-related disorder in a mammal, which is detected. 患者から得たサンプルと、CD36に特異的な抗体とを、該抗体の免疫特異的結合を促す条件下で接触させることを含む、請求項28に記載の方法。29. The method of claim 28, comprising contacting a sample obtained from the patient with an antibody specific for CD36 under conditions that promote immunospecific binding of the antibody. 患者から得たサンプルと、熱ショックタンパク質に特異的な抗体とを、該抗体の免疫特異的結合を促す条件下で接触させることを含む、請求項28に記載の方法。29. The method of claim 28, comprising contacting a sample obtained from the patient with an antibody specific for a heat shock protein under conditions that promote immunospecific binding of the antibody. 患者から得たサンプルと、HSP−CD36複合体に特異的な抗体とを、該抗体の免疫特異的結合を促す条件下で接触させることを含む、請求項28に記載の方法。29. The method of claim 28, comprising contacting a sample obtained from the patient with an antibody specific for the HSP-CD36 complex under conditions that promote immunospecific binding of the antibody. 哺乳動物に、熱ショックタンパク質とCD36との相互作用をモジュレートする精製化合物を投与することを含む、免疫応答をモジュレートする方法。A method of modulating an immune response, comprising administering to a mammal a purified compound that modulates the interaction of heat shock protein with CD36. 前記化合物が、熱ショックタンパク質とCD36との相互作用を増強するアゴニストである、請求項32に記載の方法。33. The method of claim 32, wherein the compound is an agonist that enhances the interaction of heat shock protein with CD36. 治療を必要とする哺乳動物に、熱ショックタンパク質とCD36との相互作用を妨害する精製化合物を投与することを含む、自己免疫障害の治療方法。A method for treating an autoimmune disorder, comprising administering to a mammal in need of treatment a purified compound that interferes with the interaction of heat shock protein with CD36. 前記化合物が、熱ショックタンパク質とCD36との相互作用を妨害するアンタゴニストである、請求項34に記載の方法。35. The method of claim 34, wherein said compound is an antagonist that interferes with the interaction of heat shock protein with CD36. 前記アンタゴニストが、CD36に特異的な抗体である、請求項35に記載の方法。36. The method of claim 35, wherein said antagonist is an antibody specific for CD36. 前記アンタゴニストが、熱ショックタンパク質に特異的な抗体である、請求項35に記載の方法。36. The method of claim 35, wherein said antagonist is an antibody specific for a heat shock protein. 前記アンタゴニストが小分子である、請求項35に記載の方法。36. The method of claim 35, wherein said antagonist is a small molecule. 前記アンタゴニストがペプチドである、請求項35に記載の方法。36. The method of claim 35, wherein said antagonist is a peptide. 前記ペプチドは、CD36の少なくとも5つの連続したアミノ酸を含む、請求項39に記載の方法。40. The method of claim 39, wherein the peptide comprises at least 5 contiguous amino acids of CD36. 前記ペプチドは、熱ショックタンパク質配列の少なくとも5つの連続したアミノ酸を含む、請求項39に記載の方法。40. The method of claim 39, wherein the peptide comprises at least five consecutive amino acids of a heat shock protein sequence. 前記ペプチドは、熱ショックタンパク質配列の少なくとも10の連続したアミノ酸を含む、請求項39に記載の方法。40. The method of claim 39, wherein said peptide comprises at least 10 contiguous amino acids of a heat shock protein sequence. 治療を必要とする哺乳動物に、機能的CD36によるシグナル伝達活性を低下させる、CD36を発現する組換え細胞を投与することを含む、自己免疫障害の治療方法。A method for treating an autoimmune disorder, comprising administering to a mammal in need thereof, a recombinant cell expressing CD36, which reduces the signaling activity of functional CD36. 癌細胞または感染細胞の免疫力を高める方法であって、
(i)プロモーターに作用可能に連結し、(ii)CD36ポリペプチドをコードするヌクレオチド配列を含む核酸で、該細胞を形質転換することを含む、方法。
A method of increasing the immunity of a cancer cell or an infected cell,
A method comprising: (i) operably linked to a promoter, and (ii) transforming the cell with a nucleic acid comprising a nucleotide sequence encoding a CD36 polypeptide.
癌細胞または感染細胞の免疫力を高める方法であって、高い免疫応答を得るために
(a)(i)プロモーターに作用可能に連結し、(ii)CD36ポリペプチドをコードするヌクレオチド配列、
を含む核酸で、細胞を形質転換すること;および
(b)該細胞を、治療を必要とする個体に投与すること;
を含む、方法。
A method for enhancing the immunity of a cancer cell or an infected cell, comprising: (a) a nucleotide sequence encoding a CD36 polypeptide operably linked to a (i) promoter to obtain a high immune response;
Transforming a cell with a nucleic acid comprising: and (b) administering the cell to an individual in need of treatment;
Including, methods.
(i)プロモーターに作用可能に連結し、(ii)CD36ポリペプチドをコードするヌクレオチド配列を含む核酸で形質転換された、組換え癌細胞。A recombinant cancer cell operably linked to (i) a promoter and (ii) transformed with a nucleic acid comprising a nucleotide sequence encoding a CD36 polypeptide. (i)プロモーターに作用可能に連結し、(ii)CD36ポリペプチドをコードするヌクレオチド配列を含む核酸で形質転換された、組換え感染細胞。Recombinantly infected cells (i) operably linked to a promoter and (ii) transformed with a nucleic acid comprising a nucleotide sequence encoding a CD36 polypeptide. ヒト細胞である、請求項46または47に記載の組換え細胞。48. The recombinant cell according to claim 46 or 47, which is a human cell. (a)抗CD36抗体またはCD36の核酸にハイブリダイズ可能な核酸プローブ;(b)精製熱ショックタンパク質、熱ショックタンパク質をコードする核酸、または熱ショックタンパク質を発現する細胞;および(c)熱ショックタンパク質−CD36関連障害を検出する際の使用指示書を、1つまたは複数の容器に含む、キット。(A) a nucleic acid probe hybridizable to an anti-CD36 antibody or CD36 nucleic acid; (b) a purified heat shock protein, a nucleic acid encoding a heat shock protein, or a cell expressing a heat shock protein; and (c) a heat shock protein. -A kit comprising, in one or more containers, instructions for use in detecting a CD36-related disorder. 前記抗体または核酸プローブが、検出可能マーカーで標識化されている、請求項49に記載のキット。50. The kit of claim 49, wherein said antibody or nucleic acid probe is labeled with a detectable marker. 標識化CD36ポリペプチドをさらに含む、請求項49に記載のキット。50. The kit of claim 49, further comprising a labeled CD36 polypeptide. (a)精製熱ショックタンパク質、熱ショックタンパク質をコードする核酸、または熱ショックタンパク質を発現する細胞;および(b)CD36ポリペプチド、CD36ポリペプチドをコードする核酸、またはCD36ポリペプチドを発現する細胞を、1つまたは複数の容器に含む、キット。(A) a purified heat shock protein, a nucleic acid encoding a heat shock protein, or a cell expressing the heat shock protein; and (b) a CD36 polypeptide, a nucleic acid encoding the CD36 polypeptide, or a cell expressing the CD36 polypeptide. A kit comprising in one or more containers. 前記CD36ポリペプチド、CD36ポリペプチドをコードする核酸、またはCD36ポリペプチドを発現する細胞が精製されている、請求項52に記載のキット。53. The kit of claim 52, wherein the CD36 polypeptide, a nucleic acid encoding the CD36 polypeptide, or a cell expressing the CD36 polypeptide has been purified. 自己免疫障害、感染性疾患、または増殖性障害を治療する際の使用指示書をさらに含む、請求項52に記載のキット。53. The kit of claim 52, further comprising instructions for use in treating an autoimmune disorder, an infectious disease, or a proliferative disorder. (a)熱ショックタンパク質またはそのペプチド結合断片を、1つ以上のCD36断片と接触させること;および
(b)該熱ショックタンパク質またはそのペプチド結合断片と特異的に結合するCD36断片を同定すること;
を含む、熱ショックタンパク質との結合が可能なCD36断片の同定方法。
(A) contacting a heat shock protein or peptide binding fragment thereof with one or more CD36 fragments; and (b) identifying a CD36 fragment that specifically binds to the heat shock protein or peptide binding fragment thereof;
A method for identifying a CD36 fragment capable of binding to a heat shock protein, comprising:
(a)熱ショックタンパク質を、CD36断片を発現する細胞と接触させること;および
(b)該細胞中のCD36活性を測定すること;
を含み、(b)で測定したHSP−CD36介在型プロセスのレベルまたは活性のレベルが、CD36断片の不在下でのCD36活性のレベルを上回る場合、HSP−CD36介在型プロセスを誘導可能なCD36断片が同定されたとする、HSP−CD36介在型プロセスを誘導可能なCD36断片の同定方法。
(A) contacting the heat shock protein with a cell that expresses a CD36 fragment; and (b) measuring CD36 activity in the cell;
A CD36 fragment capable of inducing an HSP-CD36 mediated process, wherein the level or level of activity of the HSP-CD36 mediated process measured in (b) is greater than the level of CD36 activity in the absence of the CD36 fragment And a method for identifying a CD36 fragment capable of inducing an HSP-CD36-mediated process.
前記測定されるCD36活性は、熱ショックタンパク質と相互作用する能力である、請求項56に記載の方法。57. The method of claim 56, wherein the measured CD36 activity is the ability to interact with a heat shock protein. 前記熱ショックタンパク質は抗原ペプチドと非共有的結合で会合し、前記測定されるCD36活性はシグナル伝達活性を刺激する能力である、請求項56に記載の方法。57. The method of claim 56, wherein the heat shock protein is non-covalently associated with the antigenic peptide, and wherein the measured CD36 activity is the ability to stimulate signaling activity. 前記シグナル伝達活性は、一酸化窒素の産生である、請求項58の方法。59. The method of claim 58, wherein said signaling activity is nitric oxide production. 前記シグナル伝達活性は、MCP−1ケモカインの産生である、請求項58の方法。59. The method of claim 58, wherein said signaling activity is the production of a MCP-I chemokine. 前記熱ショックタンパク質は抗原ペプチドと非共有的結合で会合し、前記測定されるCD36活性は該抗原ペプチドに対する細胞障害性T細胞応答を刺激する能力である、請求項56に記載の方法。57. The method of claim 56, wherein the heat shock protein is non-covalently associated with the antigenic peptide, and wherein the measured CD36 activity is the ability to stimulate a cytotoxic T cell response to the antigenic peptide. (a)CD36を、1つ以上の熱ショックタンパク質断片と接触させること;および
(b)CD36に特異的に結合する熱ショックタンパク質断片を同定すること;
を含む、CD36と結合可能な熱ショックタンパク質断片の同定方法。
(A) contacting CD36 with one or more heat shock protein fragments; and (b) identifying heat shock protein fragments that specifically bind to CD36;
A method for identifying a heat shock protein fragment capable of binding to CD36, comprising:
(a)CD36断片を、熱ショックタンパク質を発現している細胞と接触させること;および
(b)該細胞中のCD36活性のレベルを測定すること;
を含み、(b)において測定されるHSP−CD36介在型プロセスまたは活性のレベルが、該熱ショックタンパク質断片の不在下でのCD36活性のレベルを上回る場合、HSP−CD36介在型プロセスを誘導可能な熱ショックタンパク質断片が同定されたとする、HSP−CD36介在型プロセスを誘導可能な熱ショックタンパク質断片の同定方法。
(A) contacting the CD36 fragment with a cell expressing a heat shock protein; and (b) measuring the level of CD36 activity in the cell;
Wherein the level of HSP-CD36 mediated process or activity measured in (b) is greater than the level of CD36 activity in the absence of the heat shock protein fragment, is capable of inducing an HSP-CD36 mediated process. A method for identifying a heat shock protein fragment capable of inducing an HSP-CD36 mediated process, wherein the heat shock protein fragment has been identified.
前記測定するCD36活性は、熱ショックタンパク質断片と相互作用する能力である、請求項63に記載の方法。64. The method of claim 63, wherein the measured CD36 activity is the ability to interact with a heat shock protein fragment. 前記熱ショックタンパク質断片は抗原ペプチドと非共有的結合で会合し、前記測定するCD36活性は、シグナル伝達物質活性を刺激する能力である、請求項63に記載の方法。64. The method of claim 63, wherein the heat shock protein fragment is non-covalently associated with the antigenic peptide, and wherein the measured CD36 activity is the ability to stimulate signal transducer activity. 前記熱ショックタンパク質断片は抗原ペプチドと非共有的結合で会合し、前記測定するCD36活性は、該抗原ペプチドに対する細胞障害性T細胞応答を刺激する能力である、請求項63に記載の方法。64. The method of claim 63, wherein the heat shock protein fragment is non-covalently associated with the antigenic peptide, and wherein the measured CD36 activity is the ability to stimulate a cytotoxic T cell response to the antigenic peptide. (a)CD36を、1つ以上の試験分子と、結合を促す条件下で接触させること;および
(b)CD36に特異的に結合する1つ以上の試験分子を同定すること;
を含む、CD36に特異的に結合する分子の同定方法。
(A) contacting CD36 with one or more test molecules under conditions that promote binding; and (b) identifying one or more test molecules that specifically bind to CD36;
A method for identifying a molecule that specifically binds to CD36, comprising:
前記試験分子は、可能性のある免疫療法薬である、請求項67に記載の方法。68. The method of claim 67, wherein said test molecule is a potential immunotherapeutic. (a)CD36を、1つ以上の試験分子と、結合を促す条件下で接触させること;および
(b)該試験分子のいずれかがCD36と特異的に結合しているかどうかを決定すること;
を含む、CD36に特異的に結合する分子のスクリーニング方法。
(A) contacting CD36 with one or more test molecules under conditions that promote binding; and (b) determining whether any of the test molecules specifically binds CD36;
A method for screening for a molecule that specifically binds to CD36, comprising:
(a)CD36を、CD36リガンドまたはそのCD36結合断片、類似体、誘導体もしくは模倣体と、1つ以上の試験化合物の存在下で接触させること;および
(b)CD36に結合した、CD36リガンドまたはその断片、類似体、誘導体もしくは模倣体の量を測定すること;
を含み、(b)で測定した結合CD36リガンドの量が、該試験化合物の不在下で測定した結合CD36の量と異なる場合、CD36リガンドとCD36との結合をモジュレートする化合物が同定されたとする、CD36リガンドとCD36との結合をモジュレートする化合物の同定方法。
(A) contacting CD36 with a CD36 ligand or a CD36 binding fragment, analog, derivative or mimetic thereof in the presence of one or more test compounds; and (b) CD36 ligand or a CD36 ligand bound thereto. Measuring the amount of fragments, analogs, derivatives or mimetics;
If the amount of the bound CD36 ligand measured in (b) is different from the amount of the bound CD36 measured in the absence of the test compound, a compound that modulates the binding between the CD36 ligand and CD36 is identified. A method for identifying a compound that modulates the binding between CD36 ligand and CD36.
前記ステップ(a)で接触させるCD36は細胞表面上にある、請求項70の方法。71. The method of claim 70, wherein the CD36 contacted in step (a) is on a cell surface. 前記CD36は固体表面に固定化されている、請求項70の方法。71. The method of claim 70, wherein said CD 36 is immobilized on a solid surface. (a)CD36を、1つ以上の試験化合物と接触させること;および
(b)CD36活性または発現のレベルを測定すること;
を含み、(b)で測定した活性または発現のレベルが、該1つ以上の試験化合物の不在下での活性のレベルと異なる場合、CD36とCD36リガンドとの相互作用をモジュレートする化合物が同定されたとする、CD36とCD36リガンドとの相互作用をモジュレートする化合物の同定方法。
(A) contacting CD36 with one or more test compounds; and (b) measuring the level of CD36 activity or expression;
Wherein the level of activity or expression measured in (b) is different from the level of activity in the absence of the one or more test compounds, a compound that modulates the interaction of CD36 with a CD36 ligand is identified. A method for identifying a compound that modulates the interaction between CD36 and a CD36 ligand.
(a)1つ以上の試験化合物を、CD36発現細胞と、CD36リガンドおよび抗原分子の複合体との混合物に、CD36介在型シグナル伝達を促す条件下で添加すること;
(b)CD36発現細胞による抗原特異的細胞障害性T細胞の刺激のレベルを測定すること;
を含み、(b)で測定したレベルが、該1つ以上の試験化合物の不在下での該刺激のレベルと異なる場合、CD36発現細胞によるシグナル伝達をモジュレートする化合物が同定されたとする、CD36発現細胞によるシグナル伝達をモジュレートする化合物の同定方法。
(A) adding one or more test compounds to a mixture of CD36-expressing cells and a complex of a CD36 ligand and an antigen molecule under conditions that promote CD36-mediated signaling;
(B) measuring the level of stimulation of antigen-specific cytotoxic T cells by CD36 expressing cells;
If the level measured in (b) is different from the level of the stimulus in the absence of the one or more test compounds, then a compound that modulates signaling by CD36 expressing cells has been identified, CD36. A method for identifying a compound that modulates signal transduction by an expression cell.
哺乳動物に、CD36に結合する精製化合物を、該哺乳動物において免疫応答をモジュレートするのに有効な量で投与することを含む、免疫応答をモジュレートする方法。A method of modulating an immune response, comprising administering to a mammal a purified compound that binds CD36 in an amount effective to modulate an immune response in said mammal. 哺乳動物に、CD36に結合する精製化合物を、該哺乳動物において疾患または障害を治療または予防するのに有効な量で投与することを含む、疾患または障害を治療または予防する方法。A method for treating or preventing a disease or disorder, comprising administering to a mammal a purified compound that binds to CD36 in an amount effective to treat or prevent the disease or disorder in the mammal. 前記疾患または障害は、癌または感染性疾患である、請求項76に記載の方法。77. The method of claim 76, wherein said disease or disorder is a cancer or an infectious disease. 治療を必要とする哺乳動物に、CD36に結合する精製化合物を、該哺乳動物において自己免疫障害を治療するのに有効な量で投与することを含む、自己免疫障害の治療方法。A method of treating an autoimmune disorder, comprising administering to a mammal in need thereof a purified compound that binds to CD36 in an amount effective to treat the autoimmune disorder in the mammal.
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