JP2005505271A - 癌の処置および検出において有用なsteap−1と名称が与えられる核酸および対応するタンパク質 - Google Patents

癌の処置および検出において有用なsteap−1と名称が与えられる核酸および対応するタンパク質 Download PDF

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Abstract

新規遺伝子08P1D4(STEAP−1と称される)ならびにそのコードタンパク質および改変体が記載される。STEAP−1は、正常な成体組織における組織特異的発現を示すとはいえ、これは、表Iに列挙される癌において異常に発現される。その結果、STEAP−1は、癌に対する診断的、予後的、予防的および/または治療的な標的を提供する。STEAP−1遺伝子もしくはそのフラグメント、またはそれらのコードタンパク質、またはそれらの改変体、またはそれらのフラグメントは、体液性免疫応答または細胞性免疫応答を惹起するために使用され得;STEAP−1に反応性の抗体またはT細胞は、能動免疫または受動免疫において使用され得る。

Description

【技術分野】
【0001】
(関連出願に対する相互参照)
本願は、米国仮特許出願番号60/317,840(2001年9月6日出願)、および米国仮特許出願番号60/370,387(2002年4月5日出願)の優先権を主張する。本願は、米国特許出願番号60/087,520(1998年6月1日出願)、および米国特許出願番号60/091,183(1998年6月30日出願)、および米国特許出願番号09/323,873(1999年6月1日出願)、および米国特許出願番号10/011,095(2001年12月6日出願)、および米国特許出願番号10/010,667(2001年12月6日出願)、および米国特許出願番号09/455,486(1999年12月6日出願)、および米国特許出願番号60/296,656(2001年6月6日出願)、および米国特許出願番号10/165,044(2002年6月6日出願)に関連する。
【0002】
(連邦政府支援の研究の下でなされた本発明に対する権利の陳述)
適用なし。
【0003】
(発明の分野)
本明細書中に記載された発明は、特定の癌において発現される08P1D4またはSTEAP−1といわれる遺伝子およびそのコードタンパク質、ならびにSTEAP−1を発現する癌の取り扱いにおいて有用な診断方法および治療方法、および組成物に関する。
【背景技術】
【0004】
(発明の背景)
ガンは、冠状動脈疾患(coronary disease)に次いで、ヒトの第2の死亡原因である。全世界的に、数百万の人々が、毎年癌により死亡している。米国単独では、American Cancer Societyによって報告されるように、癌は毎年50万人をはるかに超える人々の死亡原因であり、毎年120万あまりの新たな症例が診断されている。心臓疾患での死亡は顕著に減少している一方で、癌に起因する死亡は、一般に増加の傾向にある。来世紀の初期には、癌は死亡の主要な原因になると予測されている。
【0005】
全世界で、いくつかの癌が主要な死亡原因(killer)として顕著である。特に、肺、前立腺、乳房、結腸、膵臓、および卵巣の癌腫は、癌による死亡の主要な原因を代表する。これらおよび事実上全ての他の癌腫は、共通する致死的特徴を共有している。ごくわずかな例外はあるが、癌腫が原因の転移性疾患は、致命的である。さらに、初期の病期ではその原発性癌を生き延びた癌患者についてすら、その生活が劇的に変化したという共通の経験が示されている。多くの癌患者は、再発または処置の失敗についての可能性を知ることによって駆り立てられる、強い不安を経験している。多くの癌患者は、処置後に肉体的衰弱を経験している。さらに、多くの癌患者は、再発を経験している。
【0006】
全世界で、前立腺癌は、男性において4番目に最も一般的な癌である。北部アメリカおよび北欧では、はるかに、最も一般的な男性の癌であり、そして男性における癌による死亡の2番目に主要な原因である。米国単独では、肺癌のみに次いで、30,000人をはるかに超える男性がこの疾患で毎年死亡している。これらの数字の規模にもかかわらず、転移性の前立腺癌に対する有効な処置は未だ存在しない。外科的前立腺切除、放射線療法、ホルモン除去(hormone ablation)療法、外科的去勢および化学療法は、主要な処置様式であり続けている。不運にも、これらの処置は、多くに対して有効でなく、かつしばしば、所望されない結果を付随する。
【0007】
診断現場において、初期段階の局所腫瘍を正確に検出し得る前立腺腫瘍マーカーが存在しないことは、依然としてこの疾患の診断および管理における大きな限界を残している。血清の前立腺特異抗原(PSA)アッセイは非常に有用なツールであるが、しかしながら、その特異性および一般的利用性は、いくつかの重大な点が欠如していると広く考えられている。
【0008】
前立腺癌についてのさらなる特異的マーカーを同定することにおける進歩は、マウスにおける疾患の異なる病期を再現し得る前立腺癌異種移植片の生成により改善されてきた。LAPC(os ngeles rostate ancer)異種移植片は、重症複合型免疫不全(SCID)マウスにおける継代を生き延び、かつアンドロゲン依存性からアンドロゲン非依存性への移行を模倣する能力を示した前立腺癌異種移植片である(Kleinら、1997、Nat.Med.3:402)。より近年同定された前立腺癌マーカーとしては、PCTA−1(Suら、1996、Proc.Natl.Acad.Sci.USA 93:7252)、前立腺特異膜(PSM)抗原(Pintoら、Clin Cancer Res 1996 Sep 2(9):1445−51)、STEAP(Hubertら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA 1999 Dec 7;96(25):14523−8)および前立腺幹細胞抗原(PSCA)(Reiterら、1998、Proc.Natl.Acad.Sci.USA95:1735)。
【0009】
PSA、PSM、PCTAおよびPSCAのような以前に同定されたマーカーは、前立腺癌を診断し、そしてこれを処置する取り組みを促進したが、診断および治療をさらに改善するために、前立腺癌および関連する癌に対するさらなるマーカーおよび治療標的を同定する必要がある。
【0010】
腎臓細胞癌腫(RCC)は、成体の悪性疾患の約3%に及ぶ。一旦、腺腫が直径2〜3cmに到達すると、悪性疾患の潜在性が存在する。成体において、2つの主な悪性腎臓腫瘍は、腎臓細胞腺癌および腎盂および尿管の移行性細胞癌である。腎臓細胞腺癌の発生数は、米国で29,000症例を超え、そして1998年にこの疾患で11,600人を超える患者が死亡したと見積もられる。転移性細胞癌は、余り頻繁ではなく米国において1年あたり約500症例ほどの発生数である。
【0011】
手術は、長い年月にわたり腎臓細胞腺癌のための主な治療であった。近年まで、転移性疾患は、あらゆる全身性治療に対して難治性であった。全身性治療(特に、免疫治療)における近年の発達に伴ない、転移性腎臓細胞癌は、耐久性のある応答の可能性を伴って、適切な患者に攻撃的にアプローチされ得る。それにもかかわらず、これらの患者に対する有効な治療の必要性が存在し続けている。
【0012】
米国における癌の全ての新しい症例のうち、膀胱癌は、男性において約5%(最も一般的な新生物の5番目)および女性において3%(最も一般的な新生物の8番目)を表す。発生数は穏やかに増加し、高齢の人口の増加と一致する。1998年において、男性における39,500症例と女性における15,000症例を含め、推定54,500症例が存在した。米国における年齢調整された(age−adjusted)発病率は、男性について100,000人当たり32人、および女性において100,000人当たり8人である。3:1の歴史的な男性/女性比は、女性における喫煙パターンに関連して減少し得る。1998年に膀胱癌で推定11,000人(男性7,800人および女性3,900人)が死亡した。膀胱癌発病率および死亡率は、年齢に伴って大きく増加し、そして集団がより高齢化することにつれて問題も増す。
【0013】
大部分の膀胱癌は、膀胱中で再発する。膀胱癌は、膀胱の経尿道的切除術(TUR)と膀胱内化学療法または免疫療法との組み合わせを用いて管理される。膀胱癌の多病巣性の性質および再発性の性質は、TURの限界を指摘する。ほとんどの筋肉侵襲性癌は、TUR単独では治癒しない。根治的膀胱切除術および尿路変更術(urinary diversion)は、癌を切除するための最も効果的な手段であるが、尿の機能および性的機能に否定できない影響を及ぼす。膀胱癌患者に有益な処置様式の重大な必要性が存在し続けている。
【0014】
米国で2000年では、93,800症例の結腸癌および36,400症例の直腸癌を含め、推定130,200症例の結腸直腸癌が生じた。結腸直腸癌は、男性および女性における三番目に一般的な癌である。発生率は、1992年〜1996年の間に有意に減少していた(1年あたり−2.1%)。調査は、これらの減少が侵襲性の癌へのポリープの進行を予防する、スクリーニングの増加およびポリープ除去の増加に起因していることを示唆する。2000年には、推定56,300人の死亡者(47,700人は結腸癌、8,600人は直腸癌による)が存在し、米国の癌死亡者全体の約11%を占めた。
【0015】
現在、手術が、結腸直腸癌、および広がっていない癌の治療のための最も一般的な形態であり、これは頻繁に治癒的である。化学療法または化学療法に加えての放射線照射は、その癌が、腸壁に深く穿刺しているか、またはリンパ節に広がっている大部分の患者に対して手術前もしくは後に提供される。永久的な人工肛門形成(身体の排泄物の除去するための腹部開口部の形成)は、結腸癌について時折必要とされ、そして直腸癌については頻繁に要求される。結腸直腸癌についての効果的な診断様式および処置様式の必要性が存在し続けている。
【0016】
2000年には、肺癌および気管支癌の推定164,100の新たな症例が存在し、米国の癌診断全体の14%を占めた。肺癌および気管支癌の発生率は、1984年の100,000人中86.5人の高さから1996年の70.0人へと、男性において有意に減少している。1990年代、女性の間での増加率は低くになり始めた。1996年の女性における発生率は、100,000人中42.3人である。
【0017】
肺癌および気管支癌は、2000年に推定156,900人の死亡者を生じ、全ての癌死亡者の28%を占めた。1992年〜1996年の間、肺癌による死亡率は、男性の間で有意に減少した(1年当たり−1.7%)一方で、女性についての死亡率は依然として有意に増加している(1年当たり0.9%)。1987年以来、より多くの女性が乳癌よりも肺癌で毎年死亡しており、40年よりも長期にわたって女性における癌による死の主な原因であった。肺癌発生率および死亡率の減少は、過去30年にわたる喫煙率の減少に起因している可能性が最も高い;しかし女性の間での喫煙パターンの減少は、男性の減少に遅れている。成体におけるタバコの使用の減少が鈍くなっているが、若者におけるタバコの使用が再度増加していることは、重大である。
【0018】
肺癌および気管支癌のための処置選択肢は、癌の型および病期によって決定され、選択肢としては、手術、放射線療法および化学療法が挙げられる。多くの局在化された癌について、手術は、通常選り抜きの処置である。この疾患は、通常、発見されるまでに広がっているので、放射線療法および化学療法が、手術と組み合わせてしばしば必要とされる。化学療法単独または放射線療法との組み合わせた化学療法は、小細胞肺癌についての選り抜きの処置であり;このレジメンにおいて、患者の大きな%が寛解を経験し、これはいくつかの場合において長く持続する。しかし、肺癌および気管支癌に対する効果的な処置アプローチおよび診断アプローチの必要性が存在し続けている。
【0019】
乳癌の推定182,800の新しい侵襲性症例が、2000年の間に米国の女性の間で生じると予測された。さらに、乳癌の約1,400の新しい症例が、2000年に男性において診断されると予測された。1980年代における1年当たり約4%の増加後、女性における乳癌発生率は、1990年代に100,000症例当たり約110.6症例に頭打ちとなった。
【0020】
米国単独で、乳癌に起因して2000年に推定41,200人の死亡者が存在した(40,800人が女性、400人が男性)。乳癌は、女性における癌による死亡の2番目に主要なものである。最も最近のデータによると、死亡率は、1992年〜1996年の間に有意に減少しており、白人および黒人の両方の若い女性の間で最も大きく減少していた。これらの減少は、おそらく早期発見および処置の改善の結果であった。
【0021】
医学的環境および患者の好みを考慮にいれると、乳癌の処置は以下を含み得る:ランペクトミー(腫瘍の局所的な切除)および脇下リンパ節の切除;乳房切除(乳房の外科的切除)および脇下リンパ節の切除;放射線療法;化学療法;またはホルモン療法。しばしば、2つ以上の方法が組み合わせて使用される。多数の研究が初期段階の疾患について示されており、ランペクトミーに加えた放射線療法後の長期生存率は、改変された根本的な乳房切除後の生存率に同様である。再構築技術における顕著な進歩は、乳房切除後の乳房再構築についていくつかの選択肢を提供する。近年、このような再構築は、乳房切除と同時に行われている。
【0022】
適切な量の周囲の正常胸部組織を伴うインサイチュの腺管癌腫(DCIS)の局所切除によって、DCISの局所的な再発を防ぎ得る。胸部への放射線照射および/またはタモキシフェンによって、残っている胸部組織におけるDCISの発生機会が低減され得る。DCISが未処理のままであると、DCISは発達して浸潤性乳癌になり得るので、このことは重要である。それにもかかわらず、これらの処置について、深刻な副作用または後遺症が存在する。従って、効果的な乳癌処置の必要性が存在する。
【0023】
2000年の米国において卵巣癌の推定23,100の新症例が存在した。卵巣癌は女性における全ての癌のうち4%に匹敵し、婦人科癌において第2位に位置付けられている。1992年〜1996年の間において、卵巣癌の発症率は、有意に低下した。卵巣癌の結果として、2000年においては推定14,000人の死亡者が存在した。卵巣癌は、女性生殖系の他のいかなる癌よりも最も多い死亡者を生じる。
【0024】
手術、放射線療法、および化学療法は、卵巣癌にとっての処置選択肢である。手術としては、通常、卵巣の一方かまたは両方の切除、ファローピウス管の切除(卵管卵巣摘出術)、および子宮の切除(子宮摘出術)が挙げられる。いくつかの非常に初期の腫瘍において、子供を持つことを望む若い女性において特に、関与する卵巣のみが除去される。進行した疾患において、全ての腹腔内の疾患を除去して化学療法の効力を増大させることが試みられる。卵巣癌についての効果的な処置選択肢についての重要な必要性が存在し続ける。
【0025】
2000年の米国において膵臓癌の推定28,300の新症例が存在した。過去20年間にわたって、膵臓癌の割合は、男性においては減少している。女性における割合は、おおよそ一定のままであるが、減少し始めるかもしれない。膵臓癌は、2000年に、米国において推定28,200の死者を出した。過去20年間にわたって、男性における致死率は僅かであるが有意に減少している(1年間で約−0.9%)が、その一方で、その割合が女性においては僅かに上昇した。
【0026】
手術、放射線療法、および化学療法は、膵臓癌にとっての処置選択肢である。これらの処置選択肢は、多くの患者において生存を長期化し得、そして/またはその症状を軽減し得るが、大部分の人に対して治癒を生み出すようではない。膵臓癌にとってのさらなる治療選択肢および診断選択肢に対しての重大な必要性が存在する。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【0027】
(発明の要旨)
本発明は、STEAP−1と称される遺伝子に関し、この遺伝子は、表Iに列挙される癌において過剰発現されることが現在見出されている。正常組織におけるSTEAP−1遺伝子発現のノーザンブロット発現分析は、成人組織における制限された発現パターンを示す。STEAP−1のヌクレオチド配列(図2)およびアミノ酸配列(図2および図3)を提供する。正常成人組織におけるSTEAP−1の組織関連プロファイルは、表Iに列挙した組織において観察された過剰発現とあわせて、STEAP−1が少なくともいくつかの癌において異常に過剰発現されており、したがって、表Iで列挙された組織のような組織の癌について有用な診断標的、予防標的、予後診断標的および/または治療標的として役立つことを示す。
【0028】
本発明は、以下を提供する:STEAP−1の遺伝子、mRNAおよび/またはコード配列の全体または一部分に対応するかまたは相補的である(好ましくは単離された形態の)ポリヌクレオチド(これらとしては、以下が挙げられる:4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、または25を超えて連続したアミノ酸の、STEAP−1関連タンパク質およびSTEAP−1関連フラグメントをコードするポリヌクレオチド);少なくとも30、35、40、45、50、55、60、65、70、80、85、90、95、100または100を超えて連続したアミノ酸のSTEAP−1関連タンパク質、ならびにペプチド/タンパク質自体;STEAP−1の遺伝子配列もしくはmRNA配列またはそれらの一部に対して相補的であるかまたは少なくとも90%の相同性を有する、DNA、RNA、DNA/RNAハイブリッド、および関連分子、ポリヌクレオチドまたはオリゴヌクレオチド、ならびにSTEAP−1の遺伝子、mRNAまたはSTEAP−1コードポリヌクレオチドにハイブリダイズするポリヌクレオチドまたはオリゴヌクレオチド。STEAP−1をコードするcDNAおよび遺伝子を単離するための手段もまた提供される。STEAP−1ポリヌクレオチドを含む組換えDNA分子、このような分子で形質転換または形質導入された細胞、およびSTEAP−1遺伝子産物の発現のための宿主−ベクター系もまた提供される。本発明はさらに、STEAP−1タンパク質およびそれらのポリペプチドフラグメントに結合する抗体を提供し、これらの抗体としては、ポリクローナル抗体およびモノクローナル抗体、マウス抗体および他の哺乳動物抗体、キメラ抗体、ヒト化抗体および完全ヒト抗体、ならびに検出可能なマーカーまたは治療剤で標識された抗体が挙げられる。特定の実施形態においては、ただし、図2の核酸配列全体はコードされず、そして/または図2のアミノ酸配列全体は調製されない。特定の実施形態では、図2の核酸配列全体がコードされ、そして/または図2のアミノ酸配列全体が調製され、これらのいずれかは、それぞれのヒト単位投薬形態である。
【0029】
本発明は、種々の生物学的サンプル中でのSTEAP−1のポリヌクレオチドおよびタンパク質の存在および状態を検出するための方法、ならびにSTEAP−1を発現する細胞を同定するための方法をさらに提供する。本発明の代表的な実施形態は、癌のような何らかの形態の増殖調節不全を有するかまたはそれらを有する疑いのある組織サンプルまたは血液学的サンプルにおいて、STEAP−1遺伝子産物をモニタリングするための方法を提供する。
【0030】
本発明は、STEAP−1を発現する癌(例えば、表Iに列挙された組織の癌)を処置するための、種々の免疫原性組成物または治療組成物およびストラテジー(STEAP−1の転写、翻訳、プロセシングまたは機能を阻害することを目的とした治療を含む)ならびに癌ワクチンをさらに提供する。1つの局面では、本発明は、ヒト被験体においてSTEAP−1を発現する癌を処置するための、組成物およびこれを含む方法を提供し、ここで、この組成物は、ヒトの用途について適切なキャリア、ならびにSTEAP−1の産生または機能を阻害する1以上の薬剤のヒトの単位用量を含む。好ましくは、このキャリアは、ヒト特有のキャリアである。本発明の別の局面では、この薬剤は、STEAP−1タンパク質と免疫反応性の部分である。このような部分の非限定的な例としては、抗体(例えば、単鎖抗体、モノクローナル抗体、ポリクローナル抗体、ヒト化抗体、キメラ抗体またはヒト抗体)、(天然に存在しているかまたは合成の)それらの機能的等価物、ならびにそれらの組合せが挙げられるがこれらに限定されない。これらの抗体は、診断的部分または治療的部分に結合体化され得る。別の局面では、この薬剤は、本明細書中で定義されるような低分子である。
【0031】
別の局面では、この薬剤は、STEAP−1に対するCTL応答を誘導するためのヒトにおけるHLAクラスI分子に結合する細胞傷害性Tリンパ球(CTL)エピトープを含む1以上のペプチドおよび/またはHTL応答を誘発するためのヒトにおいてHLAクラスII分子に結合するヘルパーTリンパ球(HTL)エピトープを含む1以上のペプチドを含む。本発明のペプチドは、同一のポリペプチド分子上に存在しても、1以上の別個のポリペプチド分子上に存在してもよい。本発明のさらなる局面では、この薬剤は、上記のようなCTL応答刺激ペプチドまたはHTL応答刺激ペプチドのうちの1以上を発現する1つ以上の核酸分子を含む。本発明のさらに別の局面では、1以上の核酸分子は、上記のようにSTEAP−1と免疫学的に反応性の部分を発現し得る。1つ以上の核酸分子はまた、STEAP−1の産生を阻害する分子であり得るか、またはこの分子をコードし得る。このような分子の非限定的な例としては、STEAP−1の産生に必須のヌクレオチド配列に相補的な分子(例えば、STEAP−1産生にとって必須のヌクレオチド二重らせんと三重らせんを形成する核酸を有する、アンチセンス配列またはアンチセンス分子)またはSTEAP−1 mRNAを溶解するのに効果的なリボザイムが挙げられるがこれらに限定されない。
【0032】
親タンパク質(例えば、改変体1、改変体2など)に関して表V〜XVIIIおよびXXII〜LI(集合的にHLAペプチド表(HLA Peptide Table)とする)に示される任意のペプチドの開始位置を決定するために、以下の3つの要因を参照することに留意すること:特定の改変体、HLAペプチド表におけるそのペプチドの長さ、および表LXIにおける検索ペプチド(Search Peptide)。一般に、固有の検索ペプチドを使用して、特定の改変体に対する特定のHLAペプチドを得る。そのそれぞれの親分子に対する各検索ペプチドの位置を、表LXIに列挙する。したがって、検索ペプチドが「X」位で始まる場合、これらの親分子におけるHLAペプチドの実際の位置を得るために表V−XVIIIおよびXXII〜LIにおける各位置に対して値「X−1」を加えなければならない。例えば、特定の検索ペプチドがその親分子の150位で始まるとき、その親分子におけるそのアミノ酸の位置を計算するために各HLAペプチドアミノ酸の位置に150−1、すなわち149を加えなければならない。
【0033】
本発明の1つの実施形態は、集合的に、表V〜XVIIIおよびXXII〜LIにおいて少なくとも2回出現するHLAエピトープ、またはこのHLAペプチドをコードするオリゴヌクレオチドを含む。本発明の別の実施形態は、表V〜XVIIIにおいて少なくとも1回および表XXII〜LIにおいて少なくとも1回出現するHLAペプチド、またはこのHLAペプチドをコードするオリゴヌクレオチドを含む。
【0034】
本発明の別の実施形態は、ペプチド領域を構成する抗体エピトープまたはこのペプチド領域をコードするオリゴヌクレオチドであり、これらは、以下の特徴のうちの1つ、2つ、3つ、4つまたは5つを有する:
i)図5の親水性プロファイルにおいて0.5、0.6、0.7、0.8、0.9以上の値を有するかまたは1.0に等しい値を有するアミノ酸位置を含む、図3のうちの特定のペプチドの少なくとも5アミノ酸から、任意の整数の増分での、図3におけるこのタンパク質の全長までのペプチド領域;
ii)図6のヒドロパシー(Hydropathicity)プロファイルにおいて0.5、0.4、0.3、0.2、0.1以下の値を有するかまたは0.0に等しい値を有するアミノ酸位置を含む、図3のうちの特定のペプチドの少なくとも5アミノ酸から、任意の整数の増分での、図3におけるこのタンパク質の全長までのペプチド領域;
iii)図7のパーセント接触可能残基プロファイルにおいて0.5、0.6、0.7、0.8、0.9以上の値を有するかまたは1.0に等しい値を有するアミノ酸位置を含む、図3のうちの特定のペプチドの少なくとも5アミノ酸から、任意の整数の増分での、図3におけるこのタンパク質の全長までのペプチド領域;
iv)図8の平均可橈性プロファイルにおいて0.5、0.6、0.7、0.8、0.9以上の値を有するかまたは1.0に等しい値を有するアミノ酸位置を含む、図3のうちの特定のペプチドの少なくとも5アミノ酸から、任意の整数の増分での、図3におけるこのタンパク質の全長までのペプチド領域;あるいは
v)図9のβ−ターンプロファイルにおいて0.5、0.6、0.7、0.8、0.9以上の値を有するかまたは1.0に等しい値を有するアミノ酸位置を含む、図3のうちの特定のペプチドの少なくとも5アミノ酸から、任意の整数の増分での、図3におけるこのタンパク質の全長までのペプチド領域。
【0035】
(発明の詳細な説明)
(節の概要)
I.)定義
II.)STEAP−1ポリヌクレオチド
II.A.)STEAP−1ポリヌクレオチドの用途
II.A.1.)遺伝的異常のモニタリング
II.A.2.)アンチセンスの実施形態
II.A.3.)プライマーおよびプライマー対
II.A.4.)STEAP−1コード核酸分子の単離
II.A.5.)組換え核酸分子および宿主−ベクター系
III.)STEAP−1関連タンパク質
III.A.)モチーフ保有タンパク質の実施形態
III.B.)STEAP−1関連タンパク質の発現
III.C.)STEAP−1関連タンパク質の改変
III.D.)STEAP−1関連タンパク質の用途
IV.)STEAP−1抗体
V.)STEAP−1細胞免疫応答
VI.)STEAP−1トランスジェニック動物
VII.)STEAP−1の検出方法
VIII.)STEAP−1関連遺伝子およびそれらの産物の状態をモニタリングするための方法
IX.)STEAP−1と相互作用する分子の同定
X.)治療法および組成物
X.A.)抗癌ワクチン
X.B.)抗体ベースの治療のための標的としてのSTEAP−1
X.C.)細胞免疫応答についての標的としてのSTEAP−1
X.C.1.ミニ遺伝子ワクチン
X.C.2.CTLペプチドとヘルパーペプチドとの組み合わせ
X.C.3.CTLペプチドとT細胞プライミング剤との組み合わせ
X.C.4.CTLペプチドおよび/またはHTLペプチドでパルスされたDCを含むワクチン組成物
X.D.)養子免疫療法
X.E.)治療目的または予防目的のためのワクチンの投与
XI.)STEAP−1の診断的実施形態および予後的実施形態
XII.)STEAP−1タンパク質機能の阻害
XII.A.)細胞内抗体を用いたSTEAP−1の阻害
XII.B.)組換えタンパク質を用いたSTEAP−1の阻害
XII.C.)STEAP−1の転写または翻訳の阻害
XII.D.)治療的ストラテジーについての一般的考慮事項
XIII.)キット/製品。
【0036】
(I.)定義)
他に定義されていない限りは、本明細書中で使用される当該分野の全ての用語、記号、および他の科学的用語または専門用語は、本発明が関係している当業者によって一般的に理解されている意味を有すると意図される。いくつかの場合においては、一般的に理解されている意味を有する用語は、明確さおよび/または容易な参照のために本明細書中で定義され、そして本明細書中にこのような定義を含むことは、当該分野で一般的に理解されている定義に対する実質的な差異を示すとは必ずしも解釈されるべきでない。本明細書中に記載されるかまたは参照される技術および手順(例えば、Sambrookら、Molecular Cloning:A Laboratory Manual、第2版、(1989)、Cold Spring Harbor Laboratory Press、Cold Spring Harbor、N.Y.に記載されている、広範囲に利用されている分子クローニング方法論)の多くは、一般的に十分に理解されており、そして当業者によって、従来の方法論を用いて一般的に使用される。適切である場合には、市販のキットおよび試薬の使用に関する手順は、注記されていないならば、製造業者によって規定されるプロトコルおよび/またはパラメーターに従って一般的に行われる。
【0037】
用語「進行した前立腺癌」、「局所的に進行した前立腺癌」、「進行した疾患」、および「局所的に進行した疾患」は、前立腺嚢を通じて拡大した前立腺癌を意味し、そしてAmerican Urological Association(AUA)システムのもとでのステージCの疾患、Whitmore−JewettシステムのもとでのステージC1〜C2の疾患、およびTNM(腫瘍、節、転移)システムのもとでのステージT3〜T4およびN+の疾患を含むことを意味する。一般的には、外科手術は、局所的に進行した疾患を有する患者については推奨されず、そしてこれらの患者は、臨床的に局在した(器官に限定された)前立腺癌を有している患者と比較して、実質的にあまり好ましくない結果を有する。局所的に進行した疾患は、前立腺の外側縁を超えるしこり、あるいは前立腺の基部の上部の非対称性またはしこりの明白な証拠によって、臨床的に同定される。局所的に進行した前立腺癌は、現在は、腫瘍が前立腺嚢に侵入または浸潤するか、外科的な縁にまで伸びるか、あるいは精嚢に侵入する場合には、根治的な前立腺切除後に病理学的に診断される。
【0038】
「ネイティブなグリコシル化パターンを改変すること」は、本明細書中の目的では、ネイティブ配列のSTEAP−1において見出される1つ以上の糖質部分を欠失させること(内在するグリコシル化部位を除去することによってか、または化学的手段および/もしくは酵素的手段によってグリコシル化を除去することによってのいずれかで)、ならびに/あるいはネイティブ配列のSTEAP−1に存在しない1つ以上のグリコシル化部位を付加することを意味することを意図する。さらに、この用語は、存在する種々の糖質部分の性質および比率の変化に関するs、ネイティブタンパク質のグリコシル化の定量的変化を包含する。
【0039】
用語「アナログ」は、構造的に類似するか、別の分子と類似する特性または相当する特性を共有する分子(例えば、STEAP−1関連タンパク質)をいう。例えば、STEAP−1タンパク質のアナログは、STEAP−1に特異的に結合する抗体またはT細胞によって特異的に結合され得る。
【0040】
用語「抗体」は、最も広範な意味で使用される。従って、「抗体」は、天然に存在する抗体、または従来のハイブリドーマ技術によって産生されるモノクローナル抗体のような人工抗体であり得る。抗STEAP−1抗体は、モノクローナル抗体およびポリクローナル抗体ならびにこれらの抗体の抗原結合ドメインおよび/または1つ以上の相補的決定領域を含むフラグメントを含む。
【0041】
「抗体フラグメント」は、その標的に結合する免疫グロブリン分子の可変領域の少なくとも一部分(すなわち、抗原結合領域)として定義される。1つの実施形態において、これは、単一の抗STEAP−1抗体およびそのクローン(アゴニスト、アンタゴニストおよび中和抗体が挙げられる)ならびにポリエピトープ特異性を有する抗STEAP−1抗体組成物を特に網羅する。
【0042】
用語「コドン最適化配列」は、約20%未満の使用頻度を有する任意のコドンを置換することによって特定の宿主種について最適化されたヌクレオチド配列をいう。偽ポリアデニル化配列の除去、エキソン/イントロンスプライシングシグナルの除去、トランスポソン様リピートの除去および/またはコドン最適化に加えてGC含量の最適化によって、所定の宿主種における発現について最適化されたヌクレオチド配列は、本明細書中で「発現増強配列」といわれる。
【0043】
用語「細胞傷害性薬剤」は、細胞の発現活性、細胞の機能を阻害するかまたは防止し、そして/あるいは細胞の破壊を引き起こす物質をいう。この用語は、放射性同位体化学療法剤および毒素(例えば、細菌起源、真菌起源、植物起源または動物起源の、低分子毒素または酵素的に活性な毒素)(フラグメントおよび/またはその改変体を含む)を含むことが意図される。細胞傷害性薬剤の例として、以下が挙げられるが、これらに限定されない:アウリスタチン(auristatin)、アウロマイシン(auromycin)、マイタンシノイド(maytansinoid)、イットリウム、ビスマス、リシン、リシンA鎖、コンブレスタチン(combrestatin)、デュオカルマイシン(duocarmycin)、ドロスタチン(dolostatin)、ドキソルビシン、ダウノルビシン、タキソール、シスプラチン、cc1065、臭化エチジウム、マイトマイシン、エトポシド、テノポシド、ビンクリスチン、ビンブラスチン、コルヒチン、ジヒドロキシアントラシンジオン、アクチノマイシン、ジフテリア毒素、Pseudomonas外毒素(PE)A、PE40、アブリン、アブリンA鎖、モデシン(modeccin)A鎖、α−サルシン(sarcin)、ゲロニン(gelonin)、ミトゲリン(mitogellin)、レトストリクトシン(retstrictocin)、フェノマイシン、エノマイシン、クリシン(curicin)、クロチン(crotin)、カリケアマイシン(calicheamicin)、Sapaonaria officinalisインヒビター、およびグルココルチコイド、ならびに他の化学療法剤、ならびに放射性同位体(例えばAt211、I131、I125、Y90、Re186、Re188、Sm153、Bi212または213、P32およびLuの放射性同位体(Lu177を含む))。抗体はまた、プロドラッグをその活性形態に変換し得る抗癌プロドラッグ活性化酵素へと結合体化され得る。
【0044】
用語「ホモログ」は、(例えば、対応する位置で同じかまたは類似である化学残基の配列を有することによって)別の分子と相同性を示す分子をいう。
【0045】
「ヒト白血球抗原」または「HLA」は、ヒトのクラスIまたはクラスIIの主要組織適合遺伝子複合体(MHC)タンパク質である(例えば、Stitesら、IMMUNOLOGY,第8版,Lange Publishing,Los Altos,CA(1994)を参照のこと)。
【0046】
ポリヌクレオチドの状況で使用される、用語「ハイブリダイズする(hybridize)」、「ハイブリダイズする(hybridizing)」、「ハイブリダイズする(hybridizes)」などは、従来のハイブリダイゼーション条件(好ましくは、例えば、50%のホルムアミド/6×SSC/0.1%のSDS/100μg/mlのssDNA中でのハイブリダイゼーション)をいうことが意味される。ここでは、ハイブリダイゼーションの温度は37℃を超え、そして0.1×SSC/0.1%のSDS中での洗浄のための温度は55℃以上である。
【0047】
句「単離された」または「生物学的に純粋」は、ネイティブな状態で見出されるような物質を通常伴う構成要素を実質的にまたは本質的に含まない物質をいう。従って、本発明に従う単離されたペプチドは、好ましくはインサイチュ環境においてペプチドに通常付随する物質を含まない。例えば、ポリヌクレオチドは、STAEP−1遺伝子以外の遺伝子に対応するかまたは相補的であるか、またはSTAEP−1遺伝子産物またはそのフラグメント以外のポリペプチドをコードする混入物のポリヌクレオチドから実質的に分離される場合、「単離される」と言われる。当業者は、単離されたSTAEP−1ポリヌクレオチドを得るために核酸単離手順を容易に利用し得る。タンパク質は、例えば、物理的方法、機械的方法または化学的方法が、タンパク質に通常付随する細胞の成分からSTAEP−1タンパク質を除去するするために利用される場合、「単離された」と言われる。当業者は、単離されたSTAEP−1タンパク質を得るために標準的な精製方法を容易に利用し得る。あるいは、単離されたタンパク質は、化学的手段によって調製され得る。
【0048】
用語「哺乳動物」は、哺乳動物(マウス、ラット、ウサギ、イヌ、ネコ、ウシ、ウマおよびヒトを含む)に分類される任意の生物をいう。本発明の1つの実施形態において、哺乳動物はマウスである。本発明の別の実施形態において、哺乳動物はヒトである。
【0049】
用語「転移性の前立腺癌」および「転移性の疾患」は、局所的なリンパ節または離れた部位に拡大した前立腺癌を意味し、そしてAUAシステムのもとでのステージDの疾患、およびTNMシステムのもとでのステージT×N×M+を含むように意味される。局所的に進行した前立腺癌の症例における場合には、外科手術は、一般的には、転移性の疾患を有している患者については意図されず、そしてホルモン(アンドロゲンの切除)治療が、好ましい処置様式である。転移性の前立腺癌を有している患者は、最終的には、処置の開始の12〜18ヶ月以内のアンドロゲン治療不応性状態を発症する。これらのアンドロゲン治療不応性の患者のほぼ半分が、その状態の発症後6ヶ月以内に死亡する。前立腺癌の転移の最も一般的な部位は骨である。前立腺癌の骨転移は、しばしば、骨溶解ではなく骨芽細胞性(すなわち、正味の骨の形成を生じる)である。骨転移は、脊椎においてもっとも頻繁に見出され、大腿骨、骨盤、肋骨郭(rib cage)、頭蓋骨、および上腕骨が続く。他の一般的な転移の部位として、リンパ節、肺、肝臓、および脳が挙げられる。転移性の前立腺癌は、代表的には、開放性骨盤リンパ腺切除または腹腔鏡による骨盤リンパ腺切除、全身の放射性核種スキャン、骨格のレントゲン撮影、および/あるいは骨の病変の生検によって、診断される。
【0050】
用語「モノクローナル抗体」は、実質的に同種の集団から得られる抗体(すなわち、少量存在する、天然に存在する可能性を除いて同一である集団を含む抗体)をいう。
【0051】
STAEP−1関連タンパク質の生物学的モチーフとしての「モチーフ」は、タンパク質の一次配列の一部を形成するアミノ酸の任意のパターン(特定の機能(例えば、タンパク質−タンパク質相互作用、タンパク質−DNA相互作用など)、または改変(例えば、リン酸化、グリコシル化、もしくはアミノ化)、または局在(例えば、分泌配列、核局在化配列など)に関連する)、あるいは免疫原性(体液性または細胞性のいずれか)と関連する配列をいう。モチーフは、一般的に、特定の機能または特性に関連する特定の位置に隣接し得るか、または整列し得るかのいずれかである。HLAモチーフの文脈において、「モチーフ」とは、特定のHLA分子によって認識される、規定された長さのペプチドにおける残基(通常、クラスI HLAモチーフに対する約8〜約13のアミノ酸、およびクラスII HLAモチーフに対する約6〜約25のアミノ酸からのペプチド)のパターンをいう。HLA結合についてのペプチドモチーフは、代表的に、各ヒトHLA対立遺伝子によってコードされる各タンパク質について異なり、そして一次アンカー残基および二次アンカー残基のパターンにおいて異なる。
【0052】
「薬学的な賦形剤」とは、アジュバント、キャリア、pH調整剤および緩衝剤、等張剤、湿潤剤、保存剤などのような物質を含む。
【0053】
「薬学的に受容可能な」とは、非毒性、不活性および/またはヒトまたは他の哺乳動物に生理学的に適合する組成物をいう。
【0054】
用語「ポリヌクレオチド」は、少なくとも10個の塩基または塩基対の長さのヌクレオチドの多型性の形態(リボヌクレオチドまたはデオキシヌクレオチドのいずれか、あるいはいずれかのヌクレオチドの型の改変された形態)を意味し、そして一本鎖および二本鎖の形態のDNAおよび/またはRNAを含むことを意味する。当該分野において、この用語は、必要であれば、しばしば「オリゴヌクレオチド」と相互に使用される。ポリヌクレオチドは、本明細書中で開示されたヌクレオチド配列を含み得、ここでチミジン(T)(例えば、図2に示されるような)はまたウラシル(U)であり得る。この説明は、DNAおよびRNAの化学的構造間の違い、特に4つの主な塩基のうち1つがRNAでは、チミジン(T)の代わりにウラシル(U)であるという知見に関連する。
【0055】
用語「ポリペプチド」は、少なくとも約4、5、6、7または8アミノ酸のポリマーを意味する。本明細書を通して、アミノ酸についての標準的な3文字表記または1文字表記が使用される。当該分野において、この用語は、しばしば「ペプチド」または「タンパク質」と交換可能に使用される。
【0056】
HLAの「一次アンカー残基」は、免疫ペプチドおよびHLA分子との間に接触点を提供することが理解される、ペプチド配列に沿う特定の位置でのアミノ酸である。1〜3つ、通常2つの、規定された長さのペプチド内の一次アンカー残基は、一般的に、免疫原性ペプチドに対する「モチーフ」を規定する。これらの残基は、HLA分子のペプチド結合グルーブと、結合グローブの特異的ポケットに埋め込まれるそれらの側鎖と密接に接触することが理解される。1つの実施形態において、例えば、HLAクラスI分子についての一次アンカー残基は、本発明に従って、(アミノ末端位置から)2位、そしてカルボキシ末端位置の残基ペプチドエピトープ8位、9位、10位、11位または12位に局在される。別の実施形態において、例えば、HLAクラスII分子に結合するペプチドの一次アンカー残基は、ペプチドの末端ではなく、互いに関連して間隔をおいて配置される。ここで、ペプチドは、一般的に少なくとも9アミノ酸長である。各モチーフおよびスーパーモチーフ(supermotif)についての一次アンカー位置は、表IVに示される。例えば、アナログペプチドは、表IVに示される、一次アンカー位置および/または二次アンカー位置における特定の残基の存在または非存在を変更することによって作製され得る。このようなアナログは、特定のHLAモチーフまたはスーパーモチーフを含むペプチドの結合親和性および/または集団範囲(population coverage)を調節するために使用される。
【0057】
「放射性同位体」としては、以下が挙げられるが、これらに限定されない(非限定的な例示的な用途もまた示す):
医療用同位体の例:
同位体
用途の説明
アクチニウム−225
(AC−225)
トリウム−229(Th−229)を参照のこと
アクチニウム−227
(AC−227)
癌(すなわち、乳癌および前立腺癌)ならびに癌放射免疫治療から生じる骨転移を処置するために使用されるα放射体である、ラジウム−223(Ra−223)の親
ビスマス−212
(Bi−212)
トリウム−228(Th−228)を参照のこと
ビスマス−213
(Bi−213)
トリウム−229(Th−229)を参照のこと
カドミウム−109
(Cd−109)
癌検出
コバルト−60
(Co−60)
癌の放射線治療、食品照射器および医療品の殺菌のための放射線源
銅−64
(Cu−64)
癌治療およびSPECT画像診断のために使用される陽電子放射体
銅−67
(Cu−67)
癌放射免疫治療および診断研究(すなわち、乳癌および結腸癌ならびにリンパ腫)に使用されるβ/γ放射体
ジスプロシウム−166
(Dy−166)
癌放射免疫治療
エルビウム−169
(Er−169)
特に、指およびつま先に関与する小関節のための、慢性関節リウマチの処置、
ユーロピウム−152
(Eu−152)
食品照射器および医療品の殺菌のための放射線源
ユーロピウム−154
(Eu−154)
食品照射器および医療品の殺菌のための放射線源
ガドリニウム−153
(Gd−153)
骨粗鬆症検出および核医療品質保証装置
金−198
(Au−198)
卵巣癌、前立腺癌および脳腫瘍の移植治療および腔内治療
ホルミニウム−166
(Ho−166)
標的骨格治療、癌放射免疫治療、骨髄切除および慢性関節リウマチの処置における多発性骨髄腫の処置
ヨウ素−125
(I−125)
骨粗鬆症検出、診断的画像処理、追跡薬、脳腫瘍処置、放射標識、腫瘍画像処理、脳内レセプターのマッピング、間質性放射治療、前立腺癌処置のための近接照射療法、糸球体濾速度(GFR)の決定、血漿体積の決定、脚の深部静脈血栓の検出
ヨウ素−131
(I−131)
甲状腺機能評価、甲状腺疾患検出、甲状腺癌および他の非悪性甲状腺疾患(すなわち、グレーブス病、甲状腺腫および甲状腺機能亢進症)の処置、放射免疫治療を使用した白血病、リンパ腫および他の形態の癌(すなわち、乳癌)の処置
イリジウム−192
(Ir−192)
近接照射療法、脳腫瘍および脊髄腫瘍の処置、動脈閉塞(すなわち、動脈硬化症および再狭窄)の処置および乳房腫瘍および前立腺腫瘍のための移植
ルテニウム−177
(Lu−177)
放射免疫治療および動脈閉塞(すなわち、動脈硬化症および再狭窄)の処置
モリブデン−99
(Mo−99)
脳、肝臓、肺、心臓および他の器官を画像処理するために使用される、テクネチウム−99m(Tc−99m)の親。現在では、Tc−99mは、脳、心臓、肝臓、肺を含む種々の癌および疾患の診断的画像処理のために使用される、最も広範に使用される放射性同位体である;また、脚の深部静脈血栓の検出に使用される。
【0058】
オスミウム−194
(Os−194)
癌放射免疫治療
パラジウム−103
(Pd−193)
前立腺癌処置
白金−195m
(Pt−195m)
化学療法薬である、シスプラチンの体内分布および代謝の研究
リン−32
(P−32)
真性一次性白血球増加症(血球疾患)および白血病の処置、骨癌診断/処置;結腸、膵臓および肝臓癌の処置;インビトロ研究での核酸の放射標識、表在性腫瘍の診断、動脈閉塞(すなわち、動脈硬化症および再狭窄)の処置ならびに腔内治療
リン−33
(P−33)
白血病処置、骨疾患診断/処置、放射標識および動脈閉塞(すなわち、動脈硬化症および再狭窄)の処置
ラジウム−223
(Ra−223)
アクチニウム−227(Ac−227)参照のこと
レニウム−186
(Re−186)
骨癌の鎮痛、慢性関節リウマチの処置およびリンパ腫および放射免疫治療を使用した骨、乳房、結腸、および肝臓癌の診断および処置
レニウム−188
(Re−188)
放射免疫治療を使用した癌の診断および処置、骨癌の鎮痛、慢性関節リウマチの処置および前立腺癌の処置
ロジウム−105
(Rh−105)
癌放射免疫治療
サマリウム−145
(Sm−145)
眼癌の処置
サマリウム−153
(Sm−153)
癌放射免疫治療および骨癌の鎮痛
スカンジウムー47
(Sc−47)
癌放射免疫治療および骨癌の鎮痛
セレン−75
(Se−75)
脳研究の放射性追跡子、γシンチグラフィによる副腎皮質の画像処理、ステロイド分泌腫瘍の側位、膵臓のスキャニング、機能亢進性副甲状腺の検出、内在性プールからの胆汁酸損失の速度の測定
ストロンチウム−85
(Sr−85)
骨癌検出および脳スキャン
ストロンチウム−89
(Sr−89)
骨癌の鎮痛、多発性骨髄腫処置および造骨細胞治療
テクネチウム−99m
(Tc−99m)
モリブデン−99(Mo−99)を参照のこと
ソリウム−228
(Th−228)
癌放射免疫治療に使用されるα放射体である、ビスマス−212(Bi−212)の親
ソリウム−229
(Th−229)
癌放射免疫治療に使用されるα放射体である、アクチジウム−225(Ac−225)の親およびビスマス−213(Bi−213)の祖父母
ツリウム−170
(Tm−170)
血液照射器のためのγ源、移植された医療デバイスのためのエネルギー源
スズ−117m
(Sn−117m)
癌放射免疫治療および骨肉種鎮痛
タングステン−188
(W−188)
癌診断/処置、骨癌の鎮痛、慢性関節リウマチの処置および動脈閉塞(すなわち、動脈硬化症および再狭窄)の処置のために使用される、レニウム−188(Re−188)の親
キセノン−127
(Xe−127)
脳障害の神経画像処理、高分解能SPECT研究、肺機能試験および脳血流研究
イッテルビウム−175
(Yb−175)
癌放射免疫治療
イットリウム−90
(Y−90)
肝臓癌処置のためのイットリウム−89(Y−89)を照射することによって得られたマイクロシード
イットリウム−91
(Y−91)
癌放射免疫治療(すなわち、リンパ腫、乳房、結腸、腎臓、肺、卵巣、前立腺、膵臓および手術不可能な肝臓癌)のために使用される、イッテリウム−90(Y−90)に対するγ放射標識
「組換え」DNA分子またはRNA分子は、インビトロでの分子操作に供されたDNA分子またはRNA分子である。
【0059】
低分子の非限定的な例としては、STAEP−1リガンドに結合または相互作用する化合物(ホルモン、神経ペプチド、ケモカイン、臭気剤、リン脂質、および結合し、そして好ましくはSTAEP−1タンパク質機能を阻害するそれらの機能等価物が挙げられる)が挙げられる。このような非限定的な低分子は、好ましくは約10kDa未満の分子量、より好ましくは約9kDa、約8kDa、約7kDa、約6kDa、約5kDaまたは約4kDa以下の分子量を有する。特定の実施形態において、低分子は、STAEP−1タンパク質と物理的に会合するか、またはSTAEP−1に結合する;天然に存在する代謝経路において見出されない;そして/または非水溶液よりも水溶液により可溶性である。
【0060】
ハイブリダイゼーション反応の「ストリンジェンシー」は、当業者によって容易に決定可能であり、そして一般的には、プローブの長さ、洗浄温度、および塩濃度に依存する経験的な計算である。一般的には、より長いプローブは、適切なアニーリングのためにより高い温度を必要とし、一方、より短いプローブは、より低い温度を必要とする。ハイブリダイゼーションは、一般的には、それらの融解温度以下の環境下に相補鎖が存在する場合に、変性された核酸が再度アニーリングする能力に依存する。プローブとハイブリダイズ可能な配列との間での所望される相同性の程度が高ければ高いほど、使用され得る相対的な温度は高くなる。結果として、より高い相対的な温度が、反応条件をよりストリンジェントにする傾向があり、一方、より低い温度は、あまりそうではないという結果になる。ハイブリダイゼーション反応のストリンジェンシーのさらなる詳細および説明については、Ausubelら、Current Protocols in Molecular Biology、Wiley Interscience Publishers(1995)を参照のこと。
【0061】
「ストリンジェントな条件」、または「高ストリンジェントな条件」は、本明細書中で定義される場合は、以下によって同定されるがこれらに限定されない:(1)洗浄のために低いイオン強度および高温(例えば、0.015Mの塩化ナトリウム/0.0015Mのクエン酸ナトリウム/0.1%のドデシル硫酸ナトリウム、50℃)を使用する;(2)変性剤(例えば、ホルムアミド)をハイブリダイゼーションの間に使用する(例えば、0.1%のウシの血清アルブミンを含有する50%(v/v)のホルムアミド/0.1%のFicoll/0.1%のポリビニルピロリドン/750mMの塩化ナトリウム、75mMのクエン酸ナトリウムを含有するpH6.5の50mMのリン酸ナトリウム緩衝液、42℃);または(3)50%のホルムアミド、5×SSC(0.75MのNaCl、0.075Mのクエン酸ナトリウム)、50mMのリン酸ナトリウム(pH6.8)、0.1%のピロリン酸ナトリウム、5×デンハルト溶液、超音波処理したサケ精子のDNA(50μg/ml)、0.1%のSDS、および10%のデキストラン硫酸を42℃で使用し、0.2×SSC(塩化ナトリウム/クエン酸ナトリウム)中で42℃で、そして50%のホルムアミド中で55℃で洗浄し、次いで55℃でEDTAを含有している0.1×SSCから構成される高ストリンジェンシーの洗浄が続く。「中程度のストリンジェントな条件」は、限定されないが、Sambrookら、Molecular Cloning:A Laboratory Manual、New York:Cold Spring Harbor Press、1989によって記載され、そして上記に記載されているハイブリダイゼーション条件よりもストリンジェントの低い洗浄溶液およびハイブリダイゼーション条件(例えば、温度、イオン強度および%SDS)の使用を含む。中程度のストリンジェントの条件の例は、20%のホルムアミド、5×SSC(150mMのNaCl、15mMのクエン酸三ナトリウム)、50mMのリン酸ナトリウム(pH7.6)、5×デンハルト溶液、10%のデキストラン硫酸、および20mg/mLの変性された剪断されたサケ精子のDNAを含有している溶液中で37℃での一晩のインキュベーション、続く1×SSC中での約37℃〜50℃でのフィルターの洗浄である。当業者は、プローブの長さなどの因子に順応させることが必要とされる場合には、温度、イオン強度などを調節するための方法を認識する。
【0062】
HLAの「スーパーモチーフ」は、2つ以上のHLA対立遺伝子によってコードされるHLA分子によって特異的に共有されるペプチド結合である。
【0063】
本明細書中で使用される場合、「処置すること」または「処置的な」および文法的に関連する用語は、疾患の任意の結果(例えば、延長した生存、より少ない罹患率、および/または副作用を少なくすること(代替的な治療形式の副産物;疾患の完全な撲滅が必要とされない))の任意の改善をいう。
【0064】
「トランスジェニック動物」(例えば、マウスまたはラット)は、導入遺伝子を含む細胞を有する動物であり、この導入遺伝子は、動物に導入されたか、または出生前(例えば、胚の段階)に動物の先祖に導入された。「導入遺伝子」は、トランスジェニック動物が発生する細胞のゲノム中に組込まれるDNAである。
【0065】
本明細書中で使用する場合、HLAまたは細胞性免疫応答「ワクチン」は、本発明の1つ以上のペプチドを含むか、またはコードする組成物をいう。このようなワクチン(例えば1つ以上の別個のペプチド;ポリエピトープペプチドによって含まれる、本発明の1つ以上のペプチド;あるいはこのような別個のペプチドまたはポリペプチド(例えば、ポリエピトープペプチドをコードする小遺伝子)をコードする核酸)の多数の実施形態が存在する。「1つ以上のペプチド」は、1〜150またはそれ以上(例えば、本発明の少なくとも、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100、105、110、115、120、125、130、135、140、145、もしくは150以上)の本発明のペプチドの任意の全整数単位が挙げられ得る。ペプチドまたはポリペプチドは、必要に応じて、(例えば、脂質化、標的化配列または他の配列の付加によって)改変され得る。本発明のHLAクラスIペプチドは、細胞傷害性Tリンパ球およびヘルパーTリンパ球の両方の活性化を促進させるために、HLAクラスIIペプチドと混合または連結され得る。HLAワクチンはまた、ペプチドパルス抗原提示細胞(例えば、樹状細胞)を含み得る。
【0066】
用語「改変体」とは、記載される型または基準(例えば、特に記載されるタンパク質(例えば、図2または図3に示されるSTAEP−1タンパク質)の対応部分に、1つ以上の異なるアミノ酸残基を有するタンパク質)からの改変を示す分子をいう。アナログは、改変タンパク質の例である。スプライシングアイソフォームおよび単一ヌクレオチド多型(SNP)は、改変体のさらなる例である。
【0067】
本発明の「STAEP−1関連タンパク質」としては、本明細書中で具体的に同定されたタンパク質、ならびに対立遺伝子改変体、(本明細書中に概説される方法または当該分野で用意に利用可能な方法に従って実験を実施することなく、単離/生成され得、そして特徴付けられ得る)保存的置換改変体、アナログおよびホモログが挙げられる。異なるSTAEP−1タンパク質またはそのフラグメントの一部分に結合する融合タンパク質、ならびにSTAEP−1タンパク質および異種ポリペプチドの融合タンパク質もまた、含まれる。このようなSTAEP−1タンパク質は、本発明のタンパク質であるSTAEP−1関連タンパク質、またはSTAEP−1として集合的に称される。用語「STAEP−1関連タンパク質」とは、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25または25以上のアミノ酸;または少なくとも30、35、40、45、50、55、60、65、70、80、85、90、95、100、105、110、115、120、125、130、135、140、145、150、155、160、165、170、175、180、185、190、195、200、225、250、275、300、325、350、375、400、425、450、475、500、525、550、575、600、625、650もしくは664以上のアミノ酸の、ポリペプチドフラグメントまたはSTAEP−1タンパク質配列をいう。
【0068】
(II.)STAEP−1ポリヌクレオチド)
本発明の1つの局面は、STAEP−1の遺伝子、mRNAおよび/またはコード配列の全てまたは一部に対応するかまたは相補的な、好ましくは単離形態のポリヌクレオチドを提供し、これには、STAEP−1関連タンパク質をコードするポリヌクレオチドおよびそのフラグメント、DNA、RNA、DNA/RNAハイブリッド、および関連分子、STAEP−1の遺伝子もしくはmRNA配列に相補的なポリヌクレオチドもしくはオリゴヌクレオチドまたはその一部、ならびにSTAEP−1の遺伝子、mRNA、もしくはSTAEP−1コードポリヌクレオチドにハイブリダイズするポリヌクレオチドもしくはオリゴヌクレオチド(集合的に「STAEP−1ポリヌクレオチド」)が挙げられる。この節において参照される場合、全ての例において、Tは、図2において、Uでもあり得る。
【0069】
STAEP−1ポリヌクレオチドの実施形態としては、以下が挙げられる:図2に示される配列を有するSTAEP−1ポリヌクレオチド、図2に示されるようなSTAEP−1ヌクレオチド配列(ここで、TはUである);図2に示されるような配列を有するポリヌクレオチドの少なくとも10個連続するヌクレオチド;または図2に示される配列を有するポリヌクレオチドの少なくとも10個連続するヌクレオチド(ここで、TはUである)。例えば、STAEP−1ヌクレオチドの実施形態は、限定ではなく、以下を含む:
(I)図2Aに示されるような配列を含むか、実質的にこのような配列からなるか、またはこのような配列からなる、ポリヌクレオチド(ここで、TはUでもあり得る);
(II)図2Aに示されるような配列の、ヌクレオチド残基番号66〜ヌクレオチド残基番号1085(終止コドンを含む)を含むか、実質的にこのような配列からなるか、またはこのような配列からなる、ポリヌクレオチド(ここで、TはUでもあり得る);
(III)図2Bに示されるような配列の、ヌクレオチド残基番号96〜ヌクレオチド残基番号872(終止コドンを含む)を含むか、実質的にこのような配列からなるか、またはこのような配列からなる、ポリヌクレオチド(ここで、TはUでもあり得る);
(IV)図2Cに示されるような配列の、ヌクレオチド残基番号96〜ヌクレオチド残基番号944(終止コドンを含む)を含むか、実質的にこのような配列からなるか、またはこのような配列からなる、ポリヌクレオチド(ここで、TはUでもあり得る);
(V)図2Dに示されるような配列の、ヌクレオチド残基番号96〜ヌクレオチド残基番号872(必要に応じて終止コドンを含む)を含むか、実質的にこのような配列からなるか、またはこのような配列からなる、ポリヌクレオチド(ここで、TはUでもあり得る);
(VI)図2Eに示されるような配列の、ヌクレオチド残基番号96〜ヌクレオチド残基番号872(終止コドンを含む)を含むか、実質的にこのような配列からなるか、またはこのような配列からなる、ポリヌクレオチド(ここで、TはUでもあり得る);
(VII)図2Fに示されるような配列の、ヌクレオチド残基番号96〜ヌクレオチド残基番号872(終止コドンを含む)を含むか、実質的にこのような配列からなるか、またはこのような配列からなる、ポリヌクレオチド(ここで、TはUでもあり得る);
(VIII)図2Gに示されるような配列の、ヌクレオチド残基番号96〜ヌクレオチド残基番号872(終止コドンを含む)を含むか、実質的にこのような配列からなるか、またはこのような配列からなる、ポリヌクレオチド(ここで、TはUでもあり得る);
(IX)図2Hに示されるような配列の、ヌクレオチド残基番号96〜ヌクレオチド残基番号872(終止コドンを含む)を含むか、実質的にこのような配列からなるか、またはこのような配列からなる、ポリヌクレオチド(ここで、TはUでもあり得る);
(X)図2Iに示されるような配列の、ヌクレオチド残基番号96〜ヌクレオチド残基番号872(終止コドンを含む)を含むか、実質的にこのような配列からなるか、またはこのような配列からなる、ポリヌクレオチド(ここで、TはUでもあり得る);
(XII)図2Jに示されるような配列の、ヌクレオチド残基番号96〜ヌクレオチド残基番号872(終止コドンを含む)を含むか、実質的にこのような配列からなるか、またはこのような配列からなる、ポリヌクレオチド(ここで、TはUでもあり得る);
(XIII)図2Kに示されるような配列の、ヌクレオチド残基番号96〜ヌクレオチド残基番号872(終止コドンを含む)を含むか、実質的にこのような配列からなるか、またはこのような配列からなる、ポリヌクレオチド(ここで、TはUでもあり得る);
(XIV)図2Lに示されるような配列の、ヌクレオチド残基番号96〜ヌクレオチド残基番号872(終止コドンを含む)を含むか、実質的にこのような配列からなるか、またはこのような配列からなる、ポリヌクレオチド(ここで、TはUでもあり得る);
(XV)図2Mに示される配列の、ヌクレオチド残基番号96〜ヌクレオチド残基番号872(終止コドンを含む)を含むか、本質的にこの配列からなるか、またはこの配列からなる、ポリヌクレオチド(ここで、TはUでもあり得る);
(XVI)図2Nに示される配列の、ヌクレオチド残基番号96〜ヌクレオチド残基番号872(終止コドンを含む)を含むか、本質的にこのような配列からなるか、またはこのような配列からなる、ポリヌクレオチド(ここで、TはUでもあり得る);
(XVII)図2Oに示される配列の、ヌクレオチド残基番号96〜ヌクレオチド残基番号872(終止コドンを含む)を含むか、本質的にこの配列からなるか、またはこの配列からなる、ポリヌクレオチド(ここで、TはUでもあり得る);
(XVIII)図2Pに示される配列の、ヌクレオチド残基番号96〜ヌクレオチド残基番号872(終止コドンを含む)を含むか、本質的にこの配列からなるか、またはこの配列からなる、ポリヌクレオチド(ここで、TはUでもあり得る);
(XIX)図2Qに示される配列の、ヌクレオチド残基番号96〜ヌクレオチド残基番号872(終止コドンを含む)を含むか、本質的にこの配列からなるか、またはこの配列からなる、ポリヌクレオチド(ここで、TはUでもあり得る);
(XX)図2A〜Qに示される全長アミノ酸配列に対して少なくとも90%相同なSTEAP−1関連タンパク質をコードするポリヌクレオチド;
(XXI)図2A〜Qに示される全長アミノ酸配列に対して少なくとも90%同一なSTEAP−1関連タンパク質をコードするポリヌクレオチド;
(XXII)表V〜XVIIIおよびXXII〜LIに示される少なくとも1つのペプチドをコードするポリヌクレオチド;
(XXIII)図5の親水性(Hydrophilicity)プロファイルにおいて0.5より大きい値を有するアミノ酸位置を含む、図3Aのペプチドの、少なくとも5アミノ酸から、339までの任意の整数の増分のペプチド領域をコードする、ポリヌクレオチド;
(XXIV)図6のヒドロパシー(Hydropathicity)性プロファイルにおいて0.5未満の値を有するアミノ酸位置を含む、図3Aのペプチドの、少なくとも5アミノ酸から、339までの任意の整数の増分のペプチド領域をコードする、ポリヌクレオチド;
(XV)図7のパーセント接近可能残基プロファイルにおいて0.5より大きい値を有するアミノ酸位置を含む、図3Aのペプチドの、少なくとも5アミノ酸から、339までの任意の整数の増分のペプチド領域をコードする、ポリヌクレオチド;
(XVI)図8の平均可橈性プロファイルにおいて0.5より大きい値を有するアミノ酸位置を含む、図3Aのペプチドの、少なくとも5アミノ酸から、339までの任意の整数の増分のペプチド領域をコードする、ポリヌクレオチド;
(XXVII)図9のβ−ターンプロファイルにおいて0.5より大きい値を有するアミノ酸位置を含む、図3Aのペプチドの、少なくとも5アミノ酸から、339までの任意の整数の増分のペプチド領域をコードする、ポリヌクレオチド;
(XXVIII)(I)〜(XIX)のいずれか1つのポリヌクレオチドに完全に相補的なポリヌクレオチド;
(XXIX)(I)〜(XIX)のいずれかによってコードされるペプチド;および
(XXX)薬学的賦形剤と共に、そして/またはヒトの単位用量形態中での、(I)〜(XIX)のうちのいずれかのポリヌクレオチドまたは(XXIII)〜(XXVII)のうちのペプチド。
【0070】
本明細書中で使用する場合、ある範囲は、その全単位位置の全てを具体的に開示することが理解される。
【0071】
本明細書中に開示される発明の代表的な実施形態としては、STEAP−1のmRNA配列の特定の部分をコードするSTEAP−1ポリヌクレオチド(およびこのような配列に相補的なポリヌクレオチド)が挙げられる(例えば、以下:
(a)STEAP−1改変体1の、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100、105、110、115、120、125、130、135、140、145、150、155、160、165、170、175、180、185、190、195、200、225、250、275、300、325、330、339またはそれ以上の連続するアミノ酸;(最大の長さは、他の改変体:改変体2、258アミノ酸;改変体3、282アミノ酸、および改変体4、258アミノ酸と関係がある)
のタンパク質および/またはそのフラグメントをコードするポリヌクレオチド)。
【0072】
例えば、本明細書中に開示される本発明の代表的な実施形態としては、以下が挙げられる:図2または図3に示されるSTEAP−1タンパク質の約アミノ酸1〜約アミノ酸10をコードする、ポリヌクレオチドおよびコードされたペプチド自体、図2または図3に示されるSTEAP−1タンパク質の約アミノ酸10〜約アミノ酸20をコードするポリヌクレオチド、図2または図3に示されるSTEAP−1タンパク質の約アミノ酸20〜約アミノ酸30をコードするポリヌクレオチド、図2または図3に示されるSTEAP−1タンパク質の約アミノ酸30〜約アミノ酸40をコードするポリヌクレオチド、図2または図3に示されるSTEAP−1タンパク質の約アミノ酸40〜約アミノ酸50をコードするポリヌクレオチド、図2または図3に示されるSTEAP−1タンパク質の約アミノ酸50〜約アミノ酸60をコードするポリヌクレオチド、図2または図3に示されるSTEAP−1タンパク質の約アミノ酸60〜約アミノ酸70をコードするポリヌクレオチド、図2または図3に示されるSTEAP−1タンパク質の約アミノ酸70〜約アミノ酸80をコードするポリヌクレオチド、図2または図3に示されるSTEAP−1タンパク質の約アミノ酸80〜約アミノ酸90をコードするポリヌクレオチド、図2または図3に示されるSTEAP−1タンパク質の約アミノ酸90〜約アミノ酸100をコードするポリヌクレオチド、図2または図3に前記されるカルボキシル末端のアミノ酸をコードする、約10アミノ酸ずつ。従って、STEAP−1タンパク質の100からカルボキシル末端アミノ酸までのアミノ酸のアミノ酸配列の(約10アミノ酸の)部分をコードするポリヌクレオチドは、本発明の実施形態である。ここで、各特定のアミノ酸位置は、±5アミノ酸残基の位置を開示することが理解される。
【0073】
STEAP−1タンパク質の比較的長い部分をコードするポリヌクレオチドもまた、本発明の範囲内である。例えば、図2または図3に示されるSTEAP−1タンパク質またはその「改変体」の、約アミノ酸1(または20または30または40など)〜約アミノ酸20(または30または40または50など)をコードするポリヌクレオチドは、当該分野で周知の種々の技術によって生成され得る。これらのポリヌクレオチドフラグメントは、図2に示されるようなSTEAP−1配列の任意の部分を含み得る。
【0074】
本明細書中に開示される発明のさらなる例示的実施形態としては、STEAP−1タンパク質配列または「改変体」配列内に含まれる1以上の生物学的モチーフをコードするSTEAP−1ポリヌクレオチドフラグメントが挙げられ、これには、表V〜XVIIIおよびXXII〜LIに示されるSTEAP−1タンパク質または「改変体」の、1以上のモチーフ保有部分配列が挙げられる。別の実施形態において、本発明の代表的なポリヌクレオチドフラグメントは、既知の分子に対する相同性を示すSTEAP−1のタンパク質または改変体の、1以上の領域をコードする。本発明の別の実施形態において、代表的なポリヌクレオチドフラグメントは、STEAP−1のタンパク質または改変体のN−グリコシル化部位、cAMP依存性およびcGMP依存性のプロテインキナーゼリン酸化部位、カゼインキナーゼIIリン酸化部位またはN−ミリストイル化部位、ならびにアミド化部位のうち1以上をコードし得る。
【0075】
その親タンパク質(例えば、改変体1、改変体2など)に対する、表V〜XVIIIおよび表XXII〜LI(集合的に、HLAペプチド表)に示される任意のペプチドの出発位置を決定するために、以下の3つの因子について言及がなされることに留意のこと:特定の改変体、HLAペプチド表中のペプチドの長さ、表LVIIに列挙される検索ペプチド。一般に、独自の検索ペプチドが、特定の改変体についてのHLAペプチドを得るために使用される。そのそれぞれの親分子に対する各検索ペプチドの位置は、表LXIに列挙される。従って、検索ペプチドが位置「X」で開始する場合、それらの親分子中のHLAペプチドの実際の位置を得るために、表V〜XVIIIおよび表XXII〜IL中の各位置に、「X−1」の値を加算しなければならない。例えば、特定の検索ペプチドがその親分子の位置150にて開始する場合、親分子中のアミノ酸の位置を計算するために、150−1(すなわち、149)を、各HLAペプチドのアミノ酸位置に加算しなければならない。
(II.A.STEAP−1ポリヌクレオチドの用途)
(II.A.1.遺伝子異常のモニタリング)
上記項目のポリヌクレオチドは、多数の異なる特定の用途を有する。ヒトSTEAP−1遺伝子は、「STEAP−1の染色体マッピング」との表題の実施例において示される染色体位置にマッピングされる。例えば、STEAP−1遺伝子は、この染色体にマッピングされるので、STEAP−1タンパク質の異なる領域をコードするポリヌクレオチドは、この染色体位置の細胞発生異常(例えば、種々の癌に関連するとして同定された異常)を特徴付けるために使用される。特定の遺伝子において、再配列を含む種々の染色体異常が、多数の異なる癌における頻繁な細胞発生的異常として同定されている(例えば、Krajinovicら、Mutat.Res.382(3−4):81−83(1998);Johanssonら、Blood 86(10):3905−3914(1995)およびFingerら、P.N.A.S.85(23):9158−9162(1988)を参照のこと)。従って、STEAP−1タンパク質の特定の領域をコードするポリヌクレオチドは、悪性の表現型に寄与し得る、STEAP−1をコードする染色体領域における細胞発生的異常を説明するために使用され得る、以前に可能であったツールよりもより正確な、新たなツールを提供する。この文脈において、これらのポリヌクレオチドは、より微妙な染色体異常およびあまり一般的でない染色体異常を同定するために、染色体スクリーニングの感受性を拡大することについての、当該分野における必要性を満たす(例えば、Evansら、Am.J.Obstet.Gynecol 171(4):1055−1057(1994)を参照のこと)。
【0076】
さらに、STEAP−1は、膀胱癌および他の癌において高度に発現されることが示されているので、STEAP−1ポリヌクレオチドは、正常組織 対 癌性組織におけるSTEAP−1遺伝子産物の状態を評価する方法において使用される。代表的に、STEAP−1タンパク質の特定の領域をコードするポリヌクレオチドは、STEAP−1遺伝子の特定の領域(例えば、1以上のモチーフを含む領域)における乱れ(例えば、抗原の喪失などを生じる欠失、挿入、点変異または変更)の存在を評価するために使用される。例示的なアッセイとしては、RT−PCRアッセイおよび一本鎖コンホメーション多型(SSCP)分析(例えば、Marrogiら、J.Cutan.Pathol.26(8):369−378(1999)を参照のこと)の両方が挙げられ、これらは両方とも、タンパク質内の特定の領域を試験するために、タンパク質内のこれらの領域をコードするポリヌクレオチドを利用する。
(II.A.2.アンチセンス実施形態)
本明細書中に記載される本発明の実施形態に関連する、他の具体的に企図された核酸は、ゲノムDNA、cDNA、リボザイムおよびアンチセンス分子、ならびに天然供給源由来であるか合成であるかにかかわらず、代替的骨格に基づく核酸分子または代替的塩基を含む核酸分子であり、そしてこれには、STEAP−1のRNA発現またはタンパク質発現を阻害し得る分子が含まれる。例えば、アンチセンス分子は、塩基対依存的な様式でDNAまたはRNAに特異的に結合する、ペプチド核酸(PNA)または非核酸分子(例えば、ホスホロチオエート誘導体)を含む、RNAまたは他の分子であり得る。当業者は、本明細書中に開示されるSTEAP−1のポリヌクレオチドおよびポリヌクレオチド配列を使用して、これらのクラスの核酸分子を容易に獲得し得る。
【0077】
アンチセンス技術は、細胞内に位置する標的ポリヌクレオチドに結合する外因性オリゴヌクレオチドの投与を伴う。用語「アンチセンス」は、このようなオリゴヌクレオチドが、その細胞内標的(例えば、STEAP−1)に相補的であるという事実をいう。例えば、Jack Cohen、Oligodeoxynucleotides,Antisense Inhibitors of Gene Expression、CRC Press、1989;およびSynthesis 1:1−5(1988)を参照のこと。本発明のSTEAP−1アンチセンスオリゴヌクレオチドとしては、誘導体(例えば、S−オリゴヌクレオチド(ホスホロチオエート誘導体またはS−オリゴ、Jack Cohen(前出)を参照のこと)が挙げられ、これは、増強された癌細胞増殖阻害作用を示す。S−オリゴ(ヌクレオシドホスホロチオエート)は、リン酸基の非架橋酸素原子が硫黄原子によって置換されている、オリゴヌクレオチド(O−オリゴ)の等電子アナログである。本発明のS−オリゴは、3H−1,2−ベンゾジチオール−3−オン−1,1−ジオキシド(これは、硫黄転移試薬である)での対応するO−オリゴの処理によって調製され得る。例えば、Iyer,R.P.ら、J.Org.Chem.55:4693−4698(1990);およびIyer,R.P.ら、J.Am.Chem.Soc.112:1253−1254(1990)。本発明のさらなるSTEAP−1アンチセンスオリゴヌクレオチドとしては、当該分野で公知のモルホリノアンチセンスオリゴヌクレオチドが挙げられる(例えば、Partridgeら、1996、Antisense & Nucleic Acid Drug Development 6:169−175を参照のこと)。
【0078】
本発明のSTEAP−1アンチセンスオリゴヌクレオチドは、代表的に、STEAP−1ゲノム配列または対応するmRNAの最初の100個の5’側コドンまたは最後の100個の3’側コドンに相補的であり、かつこれらと安定にハイブリダイズする、RNAまたはDNAであり得る。絶対的な相補性は必要ないが、高度な相補性が好ましい。この領域に相補的なオリゴヌクレオチドの使用によって、STEAP−1 mRNAへの選択的なハイブリダイゼーションは可能になるが、プロテインキナーゼの他の調節サブユニットを指定するmRNAへの選択的なハイブリダイゼーションは可能にならない。1つの実施形態において、本発明のSTEAP−1アンチセンスオリゴヌクレオチドは、STEAP−1 mRNAにハイブリダイズする配列を有するアンチセンスDNA分子の15〜30マーのフラグメントである。必要に応じて、STEAP−1アンチセンスオリゴヌクレオチドは、STEAP−1の最初の10個の5’側コドンまたは最後の10個の3’側コドン中の領域に相補的な30マーのオリゴヌクレオチドである。あるいは、このアンチセンス分子は、STEAP−1発現の阻害においてリボザイムを使用するように改変される(例えば、L.A.Couture & D.T.Stinchcomb;Trends Genet 12:510−515(1996)を参照のこと)。
(II.A.3.プライマーおよびプライマー対)
本発明のこれらのヌクレオチドのさらに特定の実施形態としては、プライマーおよびプライマー対(これらは、本発明のポリヌクレオチドまたはその任意の特定の部分の特異的増幅を可能にする)、ならびにプローブ(これは、本発明の核酸分子またはその任意の部分に選択的にかまたは特異的にハイブリダイズする)が挙げられる。プローブは、検出可能なマーカー(例えば、放射性同位体、蛍光化合物、生体発光化合物、化学発光化合物、金属キレート剤または酵素)で標識され得る。このようなプローブおよびプライマーは、サンプル中のSTEAP−1ポリヌクレオチドの存在を検出するため、およびSTEAP−1タンパク質を発現する細胞を検出するための手段として使用される。
【0079】
このようなプローブの例としては、図2に示されるヒトSTEAP−1 cDNA配列の全てまたは一部を含むポリヌクレオチドが挙げられる。STEAP−1 mRNAを特異的に増幅し得るプライマー対の例はまた、実施例に記載される。当業者によって理解されるように、非常に多数の異なるプライマーおよびプローブが、本明細書中に提供される配列に基づいて調製され得、そしてSTEAP−1 mRNAを増幅および/または検出するために有効に使用され得る。
【0080】
本発明のSTEAP−1ポリヌクレオチドは、種々の目的のために有用であり、その用途としては、限定ではなく以下が挙げられる:STEAP−1の遺伝子、mRNAもしくはそのフラグメントの増幅および/または検出のためのプローブおよびプライマーとして;前立腺癌および他の癌の診断および/または予後についての試薬として;STEAP−1ポリペプチドの発現を指向し得るコード配列として;STEAP−1遺伝子の発現および/またはSTEAP−1転写物の翻訳を調節または阻害するためのツールとして;そして治療剤として。
【0081】
本発明は、天然に存在する供給源(例えば、ヒトまたは他の哺乳動物)由来のSTEAP−1核酸配列またはSTEAP−1関連核酸配列を同定および単離するための、本明細書中に記載されるような任意のプローブの使用、ならびに単離された核酸配列自体(これは、使用されるプローブ中に見出される配列の全てまたはほとんどを含む)を包含する。
(II.A.4.STEAP−1コード核酸分子の単離)
本明細書中に記載されるSTEAP−1 cDNA配列は、STEAP−1遺伝子産物をコードする他のポリヌクレオチドの単離、ならびにSTEAP−1遺伝子産物ホモログ、選択的スプライシングされたアイソフォーム、対立遺伝子改変体およびSTEAP−1遺伝子産物の変異形態をコードする他のポリヌクレオチドの単離、ならびにSTEAP−1関連タンパク質のアナログをコードするポリヌクレオチドの単離を可能にする。STEAP−1遺伝子をコードする全長mRNAを単離するために使用され得る種々の分子クローニング方法が周知である(例えば、Sambrook,J.ら、Molecular Cloning:A Laboratory Manual、第二版、Cold Spring Harbor Press、New York、1989;Current Protocols in Molecular Biology.Ausubelら、編、Wiley and Sons、1995を参照のこと)。例えば、λファージクローニング方法論は、市販のクローニングシステム(例えば、Lambda ZAP Express、Stratagene)を使用して、簡便に使用され得る。STEAP−1遺伝子のcDNAを含むファージクローンは、標識されたSTEAP−1 cDNAまたはそのフラグメントを用いて探索することによって、同定され得る。例えば、1つの実施形態において、STEAP−1 cDNA(例えば、図2)またはその一部が、合成され得、そしてSTEAP−1遺伝子に対する重複およびSTEAP−1遺伝子に対応する全長cDNAを検索するためのプローブとして使用され得る。STEAP−1遺伝子自体は、ゲノムDNAライブラリー、細菌人工染色体ライブラリー(BAC)、酵母人工染色体ライブラリー(YAC)などを、STEAP−1 DNAのプローブまたはプライマーを用いてスクリーニングすることによって、単離され得る。
(II.A.5.組換え核酸分子および宿主−ベクター系)
本発明はまた、STEAP−1ポリヌクレオチド、そのフラグメント、アナログ、またはホモログを含む組換えDNA分子またはRNA分子(ファージ、プラスミド、ファージミド、コスミド、YAC、BAC、ならびに当該分野で周知の種々のウイルスベクターおよび非ウイルスベクターを含むがこれらに限定されない)、およびこのような組換えDNA分子またはRNA分子で形質転換またはトランスフェクトされた細胞を提供する。このような分子を生成する方法は、周知である(例えば、Sambrookら、1989、前出を参照のこと)。
【0082】
本発明はさらに、適切な原核生物宿主細胞または真核生物宿主細胞中にSTEAP−1ポリヌクレオチド、そのフラグメント、アナログ、またはホモログを含む組換えDNA分子を含む、宿主−ベクター系を提供する。適切な真核生物宿主細胞の例としては、酵母細胞、植物細胞、または動物細胞(例えば、哺乳動物細胞または昆虫細胞(例えば、Sf9細胞またはHighFive細胞のようなバキュロウイルス感染性細胞))が挙げられる。適切な哺乳動物細胞の例としては、種々の前立腺癌細胞株(例えば、DU145およびTsuPr1)、他のトランスフェクト可能または形質導入可能な前立腺癌細胞株、一次細胞(PrEC)、および組換えタンパク質の発現のために慣用的に使用される多くの哺乳動物細胞(例えば、COS細胞、CHO細胞、293細胞、293T細胞)が挙げられる。より詳細には、STEAP−1のコード配列を含むポリヌクレオチド、またはそのフラグメント、アナログ、もしくはホモログは、当該分野で慣用的に使用され、そして広範に知られている多数の宿主−ベクター系を用いて、STEAP−1タンパク質またはそのフラグメントを生成するために使用され得る。
【0083】
STEAP−1タンパク質またはそのフラグメントの発現に適切な広範な範囲の宿主−ベクター系が利用可能である(例えば、Sambrookら、1989、前出;Current Protocols in Molecular Biology、1995、前出を参照のこと)。哺乳動物での発現に好ましいベクターとしては、pcDNA3.1 myc−His−tag(Invitrogen)およびレトロウイルスベクターpSRαtkneo(Mullerら、1991、MCB 11:1785)が挙げられるがこれらに限定されない。これらの発現ベクターを用いて、STEAP−1は、いくつかの前立腺癌細胞株および非前立腺細胞株(例えば、293、293T、rat−1、NIH3T3、およびTsuPr1を含む)において発現され得る。本発明の宿主−ベクター系は、STEAP−1タンパク質またはそのフラグメントを生成するのに有用である。このような宿主−ベクター系は、STEAP−1およびSTEAP−1変異体もしくはアナログの機能的特性を研究するために使用され得る。
【0084】
組換えヒトSTEAP−1タンパク質またはそのアナログもしくはホモログもしくはフラグメントは、STEAP−1関連ヌクレオチドをコードする構築物でトランスフェクトされた哺乳動物細胞により生成され得る。例えば、293T細胞は、STEAP−1またはそのフラグメント、アナログ、もしくはホモログをコードする発現プラスミドでトランスフェクトされ得、STEAP−1関連タンパク質が、293T細胞中で発現され、そして組換えSTEAP−1タンパク質が、標準的な精製方法(例えば、抗STEAP−1抗体を用いるアフィニティー精製)を用いて単離される。別の実施形態において、STEAP−1コード配列は、レトロウイルスベクターpSRαMSVtkneo中にサブクローニングされ、そしてSTEAP−1発現細胞株を確立するために、種々の哺乳動物細胞株(例えば、NIH3T3、TsuPr1、293、およびrat−1)を感染するために使用される。当該分野で周知の種々の他の発現系もまた、使用され得る。STEAP−1コード配列にインフレームで連結されたリーダーペプチドをコードする発現構築物は、分泌形態の組換えSTEAP−1タンパク質の生成のために使用され得る。
【0085】
本明細書中で議論されるように、遺伝子コードの重複性は、STEAP−1遺伝子配列におけるバリエーションを許容する。詳細には、特定の宿主種は、しばしば、特定のコドン優先性を有することが、当該分野で公知であり、従って、当業者は、開示された配列を、所望の宿主で優先されるよう適合し得る。例えば、優先されるアナログコドン配列は、代表的に、より高頻度のコドンと置きかえられた稀なコドン(すなわち、所望の宿主の公知の配列において約20%未満の使用頻度を有するコドン)を有する。特定種についてのコドン優先性は、例えば、インターネット上(例えば、URL.dna.affrc.go.jp/〜nakamura/codon.html)で利用可能なコドン使用表を用いることによって算出される。
【0086】
さらなる配列の改変は、細胞性宿主におけるタンパク質発現を増強することが知られている。これらとしては、偽ポリアデニル化シグナルをコードする配列の除去、エキソン/イントロンスプライス部位シグナル、トランスポゾン様反復、および/または遺伝子発現に対して有害な他のこのような十分特徴付けられた配列が挙げられる。配列のGC含量は、所定の細胞性宿主について平均的なレベル(その宿主細胞において発現される公知の遺伝子を参照することによって算出される)に調整される。可能な場合、配列は、予測されるヘアピン二次mRNA構造を回避するよう改変される。他の有用な改変としては、Kozak、Mol.Cell.Biol.、9:5073−5080(1989)に記載されるような、オープンリーディングフレームの開始点での翻訳開始コンセンサス配列の追加が挙げられる。当業者は、真核生物リボソームが5’近位のAUGコドンで排他的に翻訳を開始することが、稀な条件下でのみ排除されるという一般規則を理解する(例えば、Kozak PNAS 92(7):2662−2666、(1995)およびKozak NAR 15(20):8125−8148(1987)を参照のこと)。
(III.STEAP−1関連タンパク質)
本発明の別の局面は、STEAP−1関連タンパク質を提供する。STEAP−1タンパク質の特定の実施形態は、図2または図3に示されるようなヒトSTEAP−1のアミノ酸配列の全てまたは一部を有するポリペプチドを包含する。あるいは、STEAP−1タンパク質の実施形態は、図2または図3に示されるSTEAP−1のアミノ酸配列中に変更を有する改変体、ホモログ、またはアナログポリペプチドを包含する。
【0087】
STEAP−1ポリペプチドの実施形態としては、図2に示される配列を有するSTEAP−1ポリペプチド、図2に示されるようなSTEAP−1のペプチド配列(ここで、TがUである);図2に示される配列を有するポリペプチドの少なくとも10連続ヌクレオチド;または図2に示される配列を有するポリペプチドの少なくとも10連続ヌクレオチド(ここで、TがUである)が挙げられる。例えば、STEAP−1ペプチドの実施形態は、以下を包含する(しかし、これらに限定されない):
(I)図2A〜Qまたは図3A〜Dに示されるアミノ酸配列を含むか、この配列から本質的になるか、またはこの配列からなるタンパク質;
(II)図2A〜Qに示される全アミノ酸配列に少なくとも90%相同な101P3A11関連タンパク質;
(III)図2A〜Qまたは図3A〜Dに示される全アミノ酸配列に少なくとも90%同一な101P3A11関連タンパク質;
(IV)表V〜XVIIIまたは表XXII〜LIに示される少なくとも1つのペプチドを含むタンパク質(必要に応じて、ただし、図2のタンパク質全体ではない);
(V)集合的に、表V〜XVIIIに示される少なくとも1つのペプチド(集合的に、このペプチドはまた、表XXII〜LIにも示される)を含むタンパク質(必要に応じて、ただし、図2のタンパク質全体ではない);
(VI)集合的に、表V〜XVIIIおよび表XXII〜LIに示されるペプチドから選択される少なくとも2つのペプチドを含むタンパク質(必要に応じて、ただし、図2のタンパク質全体ではない);
(VII)集合的に、表V〜XVIIIおよび表XXII〜LIに示されるペプチドから選択される少なくとも2つのペプチドを含むタンパク質(必要に応じて、ただし、このタンパク質は、図2のアミノ酸配列由来の連続配列ではない);
(VIII)表V〜XVIIIに示されるペプチドから選択される少なくとも1つのペプチド;および表XXII〜LIに示される少なくとも1つのペプチドを含むタンパク質(ただし、このタンパク質は、図2のアミノ酸配列由来の連続配列ではない);
(IX)図5の親水性プロファイルにおいて、0.5より高い値を有するアミノ酸位置を含む、それぞれ339、258、282または258まで任意の自然数きざみで増える、図3A、3B、3Cまたは3Dのタンパク質の少なくとも5アミノ酸を含むポリペプチド;
(X)図6のヒドロパシー性プロファイルにおいて、0.5未満の値を有するアミノ酸位置を含む、それぞれ339、258、282または258まで任意の自然数きざみで増える、図3A、3B、3Cまたは3Dのタンパク質の少なくとも5アミノ酸を含むポリペプチド;
(XI)図7のパーセント接近可能残基プロファイルにおいて、0.5より高い値を有するアミノ酸位置を含む、それぞれ339、258、282または258まで任意の自然数きざみで増える、図3A、3B、3Cまたは3Dのタンパク質の少なくとも5アミノ酸を含むポリペプチド;
(XII)図8の平均可橈性のプロファイルにおける、0.5より高い値を有するアミノ酸位置を含む、それぞれ339、258、282または258まで任意の自然数きざみで増える、図3A、3B、3Cまたは3Dのタンパク質の少なくとも5アミノ酸を含むポリペプチド;
(XIII)図9のβ−ターンプロファイルにおける、0.5より高い値を有するアミノ酸位置を含む、それぞれ339、258、282または258まで任意の自然数きざみで増える、図3A、3B、3Cまたは3Dのタンパク質の少なくとも5アミノ酸を含むポリペプチド;
(XIV)集合的に、表V〜XVIIIおよびXXII〜LIにおいて少なくとも2度現れるペプチド;
(XV)集合的に、表V〜XVIIIおよびXXII〜LIにおいて少なくとも3度現れるペプチド;
(XVI)集合的に、表V〜XVIIIおよびXXII〜LIにおいて少なくとも4度現れるペプチド;
(XVII)集合的に、表V〜XVIIIおよびXXII〜LIにおいて少なくとも5度現れるペプチド;
(XVIII)表V〜XVIIIにおいて少なくとも1度現れ、そして表XXII〜LIにおいて少なくとも1度現れるペプチド;
(XIX)以下の特徴の1つ、2つ、3つ、4つ、もしくは5つを含むペプチド、またはこのようなペプチドをコードするオリゴヌクレオチド:
i)図5の親水性プロファイルにおいて、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9以上の値を有するかまたは1.0に等しい値を有するアミノ酸位置を含む、任意の自然数きざみで増える図3におけるそのタンパク質(全長まで)、図3の特定のペプチドの少なくとも5アミノ酸の領域;
ii)図6のヒドロパシー性プロファイルにおいて、0.5、0.4、0.3、0.2、0.1以下の値を有するかまたは0.0に等しい値を有するアミノ酸位置を含む、任意の自然数きざみで増える図3におけるそのタンパク質(全長まで)、図3の特定のペプチドの少なくとも5アミノ酸の領域;
iii)図7のパーセント接近可能残基プロファイルにおいて、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9以上の値を有するかまたは1.0に等しい値を有するアミノ酸位置を含む、任意の自然数きざみで増える図3におけるそのタンパク質(全長まで)、図3の特定のペプチドの少なくとも5アミノ酸の領域;
iv)図8の平均可橈性のプロファイルにおいて、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9以上の値を有するかまたは1.0に等しい値を有するアミノ酸位置を含む、任意の自然数きざみで増える図3におけるそのタンパク質(全長まで)、図3の特定のペプチドの少なくとも5アミノ酸の領域;あるいは
v)図9のβ−ターンプロファイルにおいて、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9以上の値を有するかまたは1.0に等しい値を有するアミノ酸位置を含む、図3におけるそのタンパク質の全長までの任意の自然数増分の、図3の特定のペプチドの少なくとも5アミノ酸の領域;
(XX)薬学的賦形剤と共に、および/またはヒト単位投薬形態での、(I)〜(XIX)のペプチド。
【0088】
本明細書中で使用される場合、範囲は、その全ての全単位の位置を詳細に開示することが理解される。
【0089】
本明細書中で開示される本発明の代表的な実施形態としては、例えば以下のような101P3A11 mRNA配列の特定の部分(およびこのような配列に相補的な配列)をコードする101P3A11ポリヌクレオチド(例えば、タンパク質および/またはそのフラグメントをコードするポリヌクレオチド)が挙げられる:
a)4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100、105、110、115、120、125、130、135、140、145、150、155、160、165、170、175、180、185、190、195、200、225、250、275、300、325、330、339またはSTEAP−1改変体1のより隣接するアミノ酸;他の改変体に関連した最長の長さは、以下である:改変体2、258アミノ酸;改変体3、282アミノ酸;および改変体4、258アミノ酸。
【0090】
一般的に、ヒトSTEAP−1天然に存在する対立遺伝子改変体は、高い程度の構造的同一性および相同性(例えば、90%以上の相同性)を共有する。代表的に、STEAP−1タンパク質の対立遺伝子改変体は、本明細書中に記載されるSTEAP−1配列中に保存的アミノ酸置換を含むか、またはSTEAP−1のホモログにおいて対応する位置からのアミノ酸の置換を含む。STEAP−1対立遺伝子改変体の1つのクラスは、特定のSTEAP−1アミノ酸配列の少なくとも小さい領域で高い程度の相同性を共有するが、その配列由来の根本的な逸脱(例えば、非保存的置換、短縮、挿入、またはフレームシフト)をさらに含むタンパク質である。タンパク質配列の比較において、用語、類似性、同一性、および相同性は、各々、遺伝子の分野で理解される通りの別個の意味を有する。さらに、オルソロジーおよびパラロジー は、ある生物における所定のタンパク質ファミリーのメンバーの、他の生物における同じファミリーのメンバーに対する関係を記載する重要な概念であり得る。
【0091】
アミノ酸略号は、表IIに提供される。保存的アミノ酸置換は、しばしば、そのタンパク質のコンホメーションまたは機能のいずれも変更することなくタンパ ク質中でなされ得る。本発明のタンパク質は、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15の保存的置換を含み得る。このような変更としては、イソロイシン(I)、バリン(V)、およびロイシン(L)のいずれかについて、これらの疎水性アミノ酸の他のいずれかでの置換;グルタミン酸(E)でのアスパラギン酸(D)の置換およびその逆;アスパラギン(N)でのグルタミン(Q)の置換およびその逆;ならびにスレオニン(T)でのセリン(S)の置換およびその逆が挙げられる。他の置換もまた、特定のアミノ酸の環境およびそのタンパク質の三次元構造におけるその役割に依存して、保存的であるとみなされ得る。例えば、グリシン(G)およびアラニン(A)は、しばしば、交換可能であり得、アラニン(A)およびバリン(V)も同様であり得る。比較的疎水性のメチオニン(M)は、しばしば、ロイシンおよびイソロイシンと交換され得、そして時々、バリンと交換され得る。リジン(K)およびアルギニン(R)は、しばしば、そのアミノ酸残基の重要な特徴がその電荷であり、これら2つのアミノ酸残基の異なるpKが重要でない位置で交換可能である。さらに他の変更は、特定の環境で「保存的」であるとみなされ得る(例えば、本明細書中の表III;13〜15頁「Biochemistry」第2版、Lubert Stryer編(Stanford University);Henikoffら、PNAS 1992 Vol89 10915−10919;Leiら、J Biol Chem 1995 May 19;270(20):11882−6を参照のこと)。
【0092】
本明細書中に開示される発明の実施形態として、STEAP−1タンパク質の広範な種々の当該分野で受け入れられる改変体またはアナログ(例えば、アミノ酸挿入、欠失、および置換を有するポリペプチド)が挙げられる。STEAP−1改変体は、当該分野で公知の方法(例えば、部位特異的変異誘発、アラニンスキャンニング、およびPCR変異誘発)を用いて作製され得る。部位特異的変異誘発(Carterら、Nucl.Acids Res.、13:4331(1986);Zollerら、Nucl.Acids Res.、10:6487(1987))、カセット変異誘発(Wellsら、Gene、34:315(1985))、制限選択変異誘発(Wellsら、Philos.Trans.R.Soc.London SerA、317:415 (1986))、または他の公知の技術が、STEAP−1改変体DNAを生成するために、クローニングしたDNAにおいて実施され得る。
【0093】
スキャンニングアミノ酸分析はまた、特異的な生物学的活性(例えば、タンパク質−タンパク質相互作用)に関連する連続配列に沿って1つ以上のアミノ酸を同定するのに使用され得る。比較的小さく、中性のアミノ酸が、好ましいスキャンニングアミノ酸に含まれる。このようなアミノ酸としては、アラニン、グリシン、セリン、およびシステインが挙げられる。アラニンは、代表的に、この群の中で好ましいスキャンニングアミノ酸である。なぜならば、アラニンは、β炭素の後ろの側鎖を排除し、そして改変体の主鎖のコンホメーションを変更する可能性がより低いからである。アラニンはまた、代表的に、それが、最も一般的なアミノ酸であるので好ましい。さらに、アラニンは、しばしば、埋もれた位置および露出した位置の両方において見出される(Creighton、The Proteins、(W.H.Freeman & Co.、N.Y.);Chothia、J.Mol.Biol.、150:1(1976))。アラニン置換が、十分な量の改変体を生じない場合、等比体積のアミノ酸が使用され得る。
【0094】
本明細書中で規定される場合、STEAP−1改変体、アナログ、またはホモログは、図3のアミノ酸配列を有するSTEAP−1タンパク質と「交差反応性」である少なくとも1つのエピトープを有するという特徴的な特性を有する。この文で使用される場合、「交差反応性」は、STEAP−1改変体に特異的に結合する抗体またはT細胞がまた、図3に示されるアミノ酸配列を有するSTEAP−1タンパク質に特異的に結合することを意味する。ポリペプチドは、出発STEAP−1タンパク質に特異的に結合する抗体またはT細胞により認識され得るいかなるエピトープも含まない場合、図3に示すタンパク質の改変体でなくなる。当業者は、タンパク質を認識する抗体が、異なる大きさのエピトープに結合し、そして約4または5アミノ酸オーダーの一群(連続していようとしていまいと)が、最小エピトープにおけるアミノ酸の代表的な数とみなされることを理解する。例えば、Nairら、J.Immunol 2000 165(12):6949−6955;Hebbesら、Mol Immunol(1989)26(9):865−73;Schwartzら、J Immunol(1985)135(4):2598−608を参照のこと。
【0095】
他のクラスのSTEAP−1関連タンパク質改変体は、図3のアミノ酸配列またはそのフラグメントと、70%、75%、80%、85%、または90%以上の類似性を共有する。別の特定のクラスのSTEAP−1タンパク質改変体またはアナログは、本明細書中に記載されるかまたは当該分野で現在公知のSTEAP−1の生物学的モチーフの1つ以上を含む。従って、最初のフラグメントと比較して変更された機能的(例えば、免疫原性)特性を有するSTEAP−1フラグメント(核酸またはアミノ酸)のアナログは、本発明に包含される。現在当該分野の一部であるかまたは当該分野の一部となるモチーフが図2または図3の核酸配列またはアミノ酸配列に適用されることが理解される。
【0096】
本明細書中で議論されるように、請求項に記載された発明の実施形態は、図2または図3に示されるSTEAP−1タンパク質の全長より短いアミノ酸配列を含むポリペプチドを含む。例えば、本発明の代表的な実施形態は、図2または図3に示されるSTEAP−1タンパク質の任意の4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、またはそれ以上の連続するアミノ酸を有するペプチド/タンパク質を含む。
【0097】
さらに、本明細書中に開示される本発明の代表的な実施形態は、STEAP−1アミノ酸配列全体を通して、図2または図3に示されるSTEAP−1タ ンパク質のアミノ酸約1〜アミノ酸約10からなるポリペプチド、図2または図3に示されるSTEAP−1タンパク質のアミノ酸約10〜アミノ酸約20からなるポリペプチド、図2または図3に示されるSTEAP−1タンパク質のアミノ酸約20〜アミノ酸約30からなるポリペプチド、図2または図3に示されるSTEAP−1タンパク質のアミノ酸約30〜アミノ酸約40からなるポリペプチド、図2または図3に示されるSTEAP−1タンパク質のアミノ酸約40〜アミノ酸約50からなるポリペプチド、図2または図3に示されるSTEAP−1タンパク質のアミノ酸約50〜アミノ酸約60からなるポリペプチド、図2または図3に示されるSTEAP−1タンパク質のアミノ酸約60〜アミノ酸約70からなるポリペプチド、図2または図3に示されるSTEAP−1タンパク質のアミノ酸約70〜アミノ酸約80からなるポリペプチド、図2または図3に示されるSTEAP−1タンパク質のアミノ酸約80〜アミノ酸約90からなるポリペプチド、図2または図3に示されるSTEAP−1タンパク質のアミノ酸約90〜アミノ酸約100からなるポリペプチドなどを含む。さらに、図2または図3に示されるSTEAP−1タンパク質のアミノ酸約1(または20または30または40など)〜アミノ酸約20(または130または140または150など)からなるポリペプチドが、本発明の実施形態である。この段落における開始位置および停止位置は、特定の位置およびプラス5残基またはマイナス5残基の位置をいうことが理解される。
【0098】
STEAP−1関連タンパク質は、標準的なペプチド合成技術を用いてかまたは当該分野で周知の化学切断方法を用いて生成される。あるいは、組み換え方法が、STEAP−1関連タンパク質をコードする核酸分子を生成するのに使用され得る。1つの実施形態において、核酸分子は、STEAP−1タンパク質(またはその改変体、ホモログ、またはアナログ)の規定されたフラグメントを生成する手段を提供する。
【0099】
(III.A.モチーフ保有タンパク質の実施形態)
本明細書中に開示される本発明のさらなる例示の実施形態は、図2または図3に示されるSTEAP−1ポリペプチド配列中に含まれる1つ以上の生物学的モチーフのアミノ酸残基を含むSTEAP−1ポリペプチドを包含する。種々のモチーフが当該分野で公知であり、そしてタンパク質は、多くの公に利用可能なインターネットサイト(例えば、URLアドレス:pfam.wustl.edu/;http://searchlauncher.bcm.tmc.edu/seq−search/struc−predict.html;psort.ims.u−tokyo.ac.jp/;cbs.dtu.dk/;ebi.ac.uk/interpro/scan.html;expasy.ch/tooks/scnpsit.html;EpimatrixTMおよびEpimerTM、Brown University、brown.edu/Research/TB−HIV_Lab/epimatrix/epimatrix. html;およびBIMAS、bimas.dcrt.nih.gov/)により、このようなモチーフの存在について評価され得る。
【0100】
全てのSTEAP−1改変体タンパク質のモチーフ保有部分配列は、表V〜XVIIIおよびXXII〜LIにおいて示されそして同定される。
【0101】
表XIXは、pfamサーチ(URLアドレスpfam.wustl.edu/を参照のこと)に基づくいくつかの頻繁に生じるモチーフを示す。表XIXのカラムは、(1)モチーフ名の略称、(2)このモチーフファミリーの異なるメンバーの間で見出された同一性%、(3)モチーフ名または詳細、および(4)最も一般的な機能を列挙し;位置情報は、そのモチーフが位置に関連性がある場合に含まれる。
【0102】
先に議論された1つ以上のSTEAP−1モチーフを含むポリペプチドは、先に議論されたSTEAP−1モチーフが増殖調節不全に関連するという観察の観点で、およびSTEAP−1が特定の癌で過剰発現されるという理由から、悪性の表現型の特異的な特徴を解明するのに有用である(例えば、表Iを参照のこと)。カゼインキナーゼII、cAMPおよびcamp依存性プロテインキナーゼ、ならびにプロテインキナーゼCは、例えば、悪性の表現型の発生に関連することが公知である酵素である(例えば、Chenら、Lab Invest.、78(2):165−174(1998);Gaiddonら、Endocrinology 136(10):4331−4338(1995);Hallら、Nucleic Acids Research 24(6):1119−1126(1996);Peterzielら、Oncogene 18(46):6322−6329(1999)、およびO’Brian、Oncol.Rep.5(2):305−309(1998)を参照のこと)。さらに、グリコシル化およびミリストイル化の両方は、癌および癌の進行にも関連するタンパク質修飾である(例えば、Dennisら、Biochem.Biophys.Acta 1473(1):21−34(1999);Rajuら、Exp.Cell Res.235(1):145−154(1997)を参照のこと)。アミド化は、癌および癌の進行にも関連する別のタンパク質修飾である(例えば、Trestonら、J.Natl.Cancer Inst.Monogr.(13):169−175(1992)を参照のこと)。
【0103】
別の実施形態において、本発明のタンパク質は、当該分野で認知された方法に従って同定された1つ以上の免疫反応性エピトープ(例えば、表V〜XVIIIおよびXXII〜LIに示されるペプチド)を含む。CTLエピトープは、特定のHLA対立遺伝子に最適に結合し得るSTEAP−1タンパク質中のペプチドを同定するための特別なアルゴリズムを用いて決定され得る(例えば、表IV:EpimatrixTMおよびEpimerTM、Brown University、URL brown.edu/Research/TB−HIV_Lab/epimatrix/epimatrix.html;およびBIMAS、URL bimas.dcrt.nih.gov/)。さらに、 HLA分子に対して十分な結合親和性を有し、そして免疫原性エピトープであることに関連するペプチドを同定するためのプロセスが当該分野で周知であり、そして過度の実験を行うことなく実施される。さらに、免疫原性エピトープであるペプチドを同定するためのプロセスが、当該分野で周知であり、そしてインビトロまたはインビボのいずれかで、過度の実験を行わずに実施される。
【0104】
免疫原性を調節するために、このようなエピトープのアナログを作製するための原理もまた、当該分野で公知である。例えば、当業者は、CTLまたはHTLモチーフ(例えば、表IVのHLAクラスIおよびHLAクラスIIモチーフ/スーパーモチーフを参照のこと)を有するエピトープを用いて開始する。このエピトープは、特定の位置のうちの1つのアミノ酸を置換し、そしてそれをその位置に特定された別のアミノ酸で置き換えることにより、アナログを作製される。例えば、当業者は、任意の他の残基(例えば、表IVに規定されるような優先性の残基)に有利となるように、有害な残基を置換し得るか;優先性の低い残基を、表IVに規定されるような優先性の残基で置換し得るか;または天然に存在する優先性の残基を、表IVに規定されるような別の優先性の残基で置換し得る。置換は、ペプチド中の主要なアンカー位置または他の位置で生じ得る;例えば、表IVを参照のこと。
【0105】
種々の参考文献は、目的のタンパク質およびそのアナログにおけるエピトープの同定および生成に関する分野を反映している。例えば、Chesnutらに対するWO97/33602;Sette、Immunogenetics 1999 50(3−4):201−212;Setteら、J.Immunol.2001 166(2):1389−1397;Sidneyら、Hum.Immunol.1997 58(1):12−20;Kondoら、Immunogenetics 1997 45(4):249−258;Sidneyら、J.Immunol.1996 157(8):3480−90;およびFalkら、Nature 351:290−6(1991);Huntら、Science 255:1261−3(1992);Parkerら、 J.Immunol.149:3580−7(1992);Parkerら、J.Immunol.152:163−75(1994);Kastら、1994 152(8):3904−12;Borras−Cuestaら、Hum.Immunol.2000 61(3):266−278;Alexander ら、J.Immunol.2000 164(3);164(3):1625−1633;Alexanderら、PMID:7895164、UI:95202582;O’Sullivanら、J.Immunol.1991 147(8):2663−2669;Alexanderら、Immunity 1994 1(9):751−761、およびAlexanderら、Immunol.Res.1998 18(2):79−92を参照のこと。
【0106】
本発明の関連の実施形態は、表XXに示される異なるモチーフ、ならびに/または表V〜XVIIおよびXXII〜XLVIIの1つ以上の推定CTLエピトープ、ならびに/または表XLVIII〜LIの1つ以上の推定HTLエピトープ、ならびに/または当該分野で公知の1つ以上のT細胞結合モチーフの組み合わせを含むポリペプチドを包含する。好ましい実施形態は、このポリペプチドのモチーフ内または介在配列内のいずれにも、挿入、欠失、または置換を含まない。さらに、これらのモチーフのいずれかの側に、多くのN末端および/またはC末端アミノ酸残基のいずれかを含む実施形態が、望ましくあり得る(例えば、モチーフが位置するポリペプチド構造のより大きな部分を含むために)。代表的に、モチーフのいずれかの側のN末端および/またはC末端アミノ酸残基の数は、約1〜約100アミノ酸残基の間、好ましくは、5〜約50アミノ酸残基の間である。
【0107】
STEAP−1関連タンパク質は、多くの形態、好ましくは、単離された形態で具体化される。精製されたSTEAP−1タンパク質分子は、抗体、T細胞または他のリガンドへのSTEAP−1の結合を障害する、他のタンパク質または分子を、実質的に含まない。単離および精製の性質および程度は、意図される用途に依存する。STEAP−1関連タンパク質の実施形態は、精製されたSTEAP−1関連タンパク質、および機能的な可溶性STEAP−1関連タンパク質を含む。1つの実施形態において、機能的な可溶性STEAP−1タンパク質またはそのフラグメントは、抗体、T細胞または他のリガンドによって結合される能力を維持する。
【0108】
本発明はまた、図2または図3に示されるSTEAP−1アミノ酸配列の生物学的に活性なフラグメントを含むSTEAP−1タンパク質を提供する。このようなタンパク質は、以下のような出発STEAP−1タンパク質の特性を示す:出発STEAP−1タンパク質に関連するエピトープに特異的に結合する抗体の産生を誘発する能力;このような抗体によって結合される能力;HTLまたはCTLの活性化を誘発する能力;ならびに/あるいは、この出発タンパク質にもまた特異的に結合するHTLまたはCTLによって認識される能力。
【0109】
特定の興味深い構造を含むSTEAP−1関連ポリペプチドは、当該分野で周知の種々の分析技術を使用してかまたは免疫原性に基づいて、予測および/または同定され得、これらの技術としては、例えば、Chou−Fasman、Garnier−Robson、Kyte−Doolittle、Eisenberg、Karplus−SchultzまたはJameson−Wolf分析の方法が挙げられる。このような構造を含むフラグメントは、サブユニット特異的抗STEAP−1抗体もしくはT細胞の作製、またはSTEAP−1に結合する細胞因子の同定において、特に有用である。例えば、親水性プロファイルが作製され得、そして免疫原性ペプチドフラグメントは、Hopp,T.P.およびWoods,K.P.,1981,Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.78:3824−3828の方法を使用して、同定され得る。ヒドロパシー(hydropathicity)プロファイルが作製され得、そして免疫原性ペプチドフラグメントは、Kyte,J.およびDoolittle,R.F.,1982,J.Mol.Biol.157:105−132の方法を使用して、同定され得る。接近可能残基の%のプロファイルが作製され得、そして、免疫原性ペプチドフラグメントは、Janin J.,1979,Nature 277:491−492の方法を使用して、同定され得る。平均可撓性プロファイルが作製され得、そしてBhaskaran R.,Ponnuswamy P.K.,1988,Int.J.Pept.Protein Res.32:242−255の方法を使用して、免疫原性ペプチドフラグメントが同定され得る。β−ターンプロファイルが作製され得、そして免疫原性ペプチドフラグメントは、Deleage,G.,Roux B.,1987,Protein Engineering 1:289−294の方法を使用して、同定され得る。
【0110】
CTLエピトープは、特定化されたHLA対立遺伝子に必要に応じて結合し得るSTEAP−1タンパク質内のペプチドを同定するために、特定のアルゴリズムを使用して(例えば、World Wide Web URL syfpeithi.bmi−heidelberg.com/のSYFPEITHIサイト;表IV(A)〜(E)の表;EpimatrixTMおよびEpimerTM、 Brown University,URL(brown.edu/Research/TB−HIV_Lab/epimatrix/epimatrix.html);ならびに、BIMAS,URL bimas.dcrt.nih.gov/を使用することによって)決定され得る。この例示において、ヒトMHCクラスI分子の状況において示されるSTEAP−1由来のペプチドエピトープ(例えば、HLA−A1、A2、A3、A11、A24、B7およびB35)が、予測された(例えば、表V〜XVIII、表XXII〜LIを参照のこと)。詳細には、STEAP−1タンパク質の完全なアミノ酸配列および他の改変体の関連部分(すなわち、HLAクラスI予測については、点変異のいずれかの側上の9個の隣接した残基、およびHLAクラスII予測については、点変異のいずれかの側上の14個の隣接した残基)を、上記Bioinformatics and Molecular Analysis Section(BIMAS)ウェブサイトにおいて見出されるHLA Peptide Motif Searchアルゴリズムに入力し、そして、URL syfpeithi.bmi−heidelberg.com/のSYFPEITHIサイトを加えて、使用した。
【0111】
HLAペプチドモチーフ検索アルゴリズムは、HLAクラスI分子、詳細には、HLA−A2のグルーブにおける特定のペプチド配列の結合に基づいて、Dr.Ken Parkerによって発見された(例えば、Falkら、Nature 351:290−6(1991);Huntら、Science 255:1261−3(1992);Parkerら、J.Immunol.149:3580−7(1992);Parkerら、J.Immunol. 152:163−75(1994)を参照のこと)。このアルゴリズムは、HLA−A2および他の多数のHLAクラスI分子への予測される結合についての完全なタンパク質配列から、8マー、9マー、および10マーのペプチドを配置およびランク付けすることを可能にする。多数のHLAクラスI結合ペプチドは、8マー、9マー、10マーまたは11マーである。例えば、クラスI HLA−A2について、エピトープは、好ましくは、2位においてロイシン(L)またはメチオニン(M)を含み、そしてC末端においてバリン(V)またはロイシン(L)を含む(例えば、Parkerら、J.Immunol.149:3580−7(1992)を参照のこと)。STEAP−1予測結合ペプチドの選択結果は、本明細書中の表V〜XVIIIおよび表XXII〜LIに示される。表V〜XVIIIおよび表XXII〜XLVIIにおいて、選択された候補物である、各ファミリーメンバーについての9マーおよび10マーが、それらの位置、各特定のペプチドのアミノ酸配列、および推定結合スコアとともに示される。表XLVIII〜LIにおいて、選択された候補物である、各ファミリーメンバーについての15マーが、それらの位置、各特定のペプチドのアミノ酸配列、および推定結合スコアとともに示される。この結合スコアは、37℃(pH6.5)においてペプチドを含む複合体の解離の、推定半減時間に対応する。最も高い結合スコアを有するペプチドは、最良の期間にわたって、細胞表面上でHLAクラスIに最も密接して結合され、T細胞認識のための最良の免疫原性標的を示すと予測される。
【0112】
HLA対立遺伝子へのペプチドの実際の結合は、抗原プロセシング欠損細胞株T2上でのHLA発現を安定性化させることによって評価され得る(例えば、Xueら、Prostate 30:73−8(1997)およびPeshwaら、Prostate 36:129−38(1998)を参照のこと)。特定のペプチドの免疫原性は、抗原提示細胞(例えば、樹状細胞)の存在下におけるCD+8細胞障害性Tリンパ球(CTL)を刺激することによって、インビトロで評価され得る。
【0113】
BIMAS部位、EpimerTM部位およびEpimatrixTM部位によって予測されるか、あるいは当該分野で利用可能であるかまたは表IVに示されるような分野の一部となる、HLAクラスIモチーフまたはHLAクラスIIモチーフによって特定化される(あるいは、World Wide Web site URL syfpeithi.bmi−heidelberg.com/、またはBIMAS,bimas.dcrt.nih.gov/)を使用して決定される)、全てのエピトープは、本発明に従って、STEAP−1タンパク質に「適用」されるということは、理解されるべきである。この文脈において使用される場合、「適用される」とは、例えば、可視によってか、または当該関連分野における当業者によって理解されるような、コンピューターベースのパターン認定方法によって、STEAP−1タンパク質が評価されることを意味する。HLAクラスIモチーフを保有する、8、9、10もしくは11のアミノ酸残基のSTEAP−1タンパク質の全ての部分配列、またはHLAクラスIIモチーフを保有する9以上のアミノ酸残基の部分配列は、本発明の範囲内である。
【0114】
(III.B.)STEAP−1関連タンパク質の発現)
以下の実施例において記載される実施形態において、STEAP−1は、市販の発現ベクター(例えば、C末端6×HisおよびMYCタグ(pcDNA3.1/mycHIS,InvitrogenまたはTag5,GenHunter Corporation,Nashville TN)を用いてSTEAP−1をコードする、CMV駆動発現ベクター)でトランスフェクトした細胞(例えば、293T細胞)中で簡便に発現され得る。Tag5ベクターは、IgGK分泌シグナルを提供し、このシグナルを使用して、トランスフェクト細胞中の分泌されるSTEAP−1タンパク質の生成を容易にし得る。培養培地中の分泌されたHISタグ化STEAP−1は、例えば、標準技術を使用するニッケルカラムを使用して、精製され得る。
【0115】
(III.C.)STEAP−1関連タンパク質の改変)
STEAP−1関連タンパク質の改変(例えば、共有結合的改変)は、本発明の範囲内に含まれる。共有結合的改変の1つの型は、STEAP−1ポリペプチドの標的化アミノ酸残基を、有機誘導体化因子(これは、STEAP−1タンパク質の選択される側鎖残基またはN末端もしくはC末端の残基と反応し得る)と反応させることを包含する。本発明の範囲内に含まれるSTEAP−1ポリペプチドの共有結合的改変の別の型は、本発明のタンパク質のネイティブなグリコシル化パターンを変化させることを包含する。STEAP−1の共有結合改変の別の型は、STEAP−1ポリペプチドを、種々の非タンパク様ポリマー(例えば、ポリエチレングリコール(PEG)、ポリプロピレングリコール、またはポリオキシアルキレン)のうちの1つに、米国特許第4,640,835号;同第4,496,689号;同第4,301,144号;同第4,670,417号;同第号4,791,192号;または同第4,179,337号に記載される様式で連結させることを包含する。
【0116】
本発明のSTEAP−1関連タンパク質はまた、キメラ分子を形成するように改変され得、このキメラ分子は、別の異種ポリペプチドまたはアミノ酸配列に融合されたSTEAP−1を含む。このようなキメラ分子は、化学的にかまたは組換え的に、合成され得る。キメラ分子は、別の腫瘍関連抗原またはそのフラグメントに融合された本発明のタンパク質を有し得る。あるいは、本発明に基づくタンパク質は、STEAP−1配列のフラグメントの融合体(アミノ酸または核酸)を含み得、その結果、その長さを通して、図2または図3に示されるアミノ酸配列または核酸配列に直接的に相同しない分子が作製される。このようなキメラ分子は、STEAP−1の複数の同じ部分配列を含み得る。キメラ分子は、STEAP−1関連タンパク質の、ポリヒスチジンエピトープタグとの融合体を含み得、これは、固定化されたニッケルが選択的に結合し得るエピトープに、サイトカインまたは増殖因子を提供する。エピトープタグは、一般に、STEAP−1タンパク質のアミノ末端またはカルボキシル末端に位置される。代替の実施形態において、キメラ分子は、STEAP−1関連タンパク質の、免疫グロブリンまたは免疫グロブリンの特定の領域との融合体を含み得る。二価の形態のキメラ分子(「「免疫接着因子(immunoadhesin)とも呼ばれる」)について、このような融合体は、IgG分子のFc領域に対するものであり得る。このIg融合体は、好ましくは、Ig分子内の少なくとも1つの可変領域に代わる、STEAP−1ポリペプチドの可溶性(膜貫通ドメインを欠失または不活性化した)形態の置換を含む。好ましい実施形態において、免疫グロブリン融合体は、IgGI分子のヒンジ領域、CH2領域およびCH3領域、またはヒンジ領域、CH1領域、CH2領域およびCH3領域を含む。免疫グロブリン融合体の産生については、例えば、米国特許第5,428,130号(1995年6月27日発行)を参照のこと。
【0117】
(III.D.)STEAP−1関連タンパク質の用途)
本発明のタンパク質は、多くの異なる特定の用途を有する。STEAP−1が前立腺癌および他の癌において高度に発現される場合、STEAP−1関連タンパク質は、癌組織に対して、正常なSTEAP−1遺伝子産物の状態を評価する方法において使用され、それによって悪性表現型が明らかになる。代表的には、STEAP−1タンパク質の特定の領域由来のポリペプチドが、それらの領域(例えば、1つ以上のモチーフを含む領域)における摂動(例えば、欠失、挿入、点変異など)の存在を評価するために使用される。例示的なアッセイは、癌性組織に対して正常なこの領域の特徴を評価するか、またはエピトープに対する免疫応答を惹起させるために、抗体またはSTEAP−1ポリペプチド配列に含まれる1つ以上の生物学的モチーフのアミノ酸残基を含むT細胞標的化STEAP−1関連タンパク質を用いる。あるいは、STEAP−1タンパク質において1つ以上の生物学的モチーフのアミノ酸残基を含むSTEAP−1関連タンパク質を使用して、STEAP−1の領域と相互作用する因子についてスクリーニングする。
【0118】
STEAP−1タンパク質フラグメント/部分配列は、ドメイン特異的抗体(例えば、STEAP−1タンパク質の細胞外エピトープまたは細胞内エピトープを認識する抗体)を作製しそして特徴付ける際に、STEAP−1またはその特定の構造ドメインに結合する薬剤または細胞因子を同定するために、そして種々の治療状況および診断状況(診断アッセイ、癌ワクチンおよびこのようなワクチンを調製する方法が挙げられるがこれらに限定されない)において、特に有用である。
【0119】
STEAP−1遺伝子によってコードされるタンパク質、またはそれらのアナログ、ホモログもしくはフラグメントによってコードされるタンパク質は、種々の用途を有し、これらの用途としては、抗体の作製、ならびにSTEAP−1遺伝子産物に結合する、リガンドおよび他の薬剤および細胞構築物を同定するための方法が挙げられるがこれらに限定されない。STEAP−1タンパク質またはそのフラグメントに対して惹起される抗体は、診断アッセイおよび予後アッセイ、ならびにSTEAP−1タンパク質の発現によって特徴付けられるヒト癌(例えば、表1に列挙されるような癌)の管理における画像化方法に有用である。このような抗体は、細胞内で発現され得、そしてこのような癌を有する患者を処置する方法において使用され得る。STEAP−1関連核酸またはSTEAP−1関連タンパク質はまた、HTL応答またはCTL応答を生じさせる際に使用される。
【0120】
STEAP−1タンパク質を検出するために有用な種々の免疫学的アッセイが、使用され、これらのアッセイとしては、種々の型の放射免疫アッセイ、酵素結合イムノソルベント検定法(ELISA)、酵素結合免疫蛍光アッセイ(ELIFA)、免疫細胞化学方法などが挙げられるがこれらに限定されない。抗体は、STEAP−1発現細胞を検出し得る免疫学的画像化試薬として(例えば、放射性核種(radioscintigraphic)画像化方法において)、標識および使用され得る。STEAP−1タンパク質はまた、本明細書中でさらに記載されるように、癌ワクチンを作製する際に、特に有用である。
【0121】
(IV.)STEAP−1抗体)
本明細書中の別の局面は、STEAP−1関連タンパク質に結合する抗体を提供する。好ましい抗体は、STEAP−1関連タンパク質に特異的に結合し、そしてペプチドまたはSTEAP−1関連タンパク質ではないタンパク質には結合しない(または弱く結合する)。例えば、STEAP−1に結合する抗体は、それらのホモログまたはアナログのようなSTEAP−1関連タンパク質に結合し得る。
【0122】
本発明のSTEAP−1抗体は、癌(例えば、表Iを参照のこと)の診断アッセイおよび予後アッセイ、ならびに画像化方法論において、特に有用である。同様に、このような抗体は、STEAP−1がまた、他の癌において発現されるかまたは過剰に発現される程度まで、これらの他の癌を処置、診断および/または予後診断する際に有用である。さらに、細胞内で発現される抗体(例えば、一本鎖抗体)は、STEAP−1の発現が関与する癌(例えば、進行性または転移性の前立腺癌)の処置において、治療学的に有用である。
【0123】
本発明はまた、STEAP−1タンパク質および変異STEAP−1関連タンパク質の検出および定量化のために有用な種々の免疫学的アッセイを提供する。このようなアッセイは、適切な場合、STEAP−1関連タンパク質を認識および結合し得る、1種以上のSTEAP−1抗体を含み得る。これらのアッセイは、当該分野で周知の種々の免疫学的アッセイ様式の範囲内で実施され得、これらのアッセイとしては、種々の型の放射免疫アッセイ、酵素結合イムノソルベント検定法(ELISA)、酵素結合免疫蛍光アッセイ(ELIFA)などが挙げられるがこれらに限定されない。
【0124】
本発明の免疫学的非抗体アッセイはまた、T細胞免疫原性アッセイ(阻害性または刺激性)ならびに主要組織適合遺伝子複合体(MHC)結合アッセイも含む。
【0125】
さらに、STEAP−1を発現する前立腺癌および他の癌を検出し得る免疫学的画像化方法もまた、本発明によって提供され、これらとしては、標識化STEAP−1抗体を使用する、放射性核種画像化方法が挙げられるがこれらに限定されない。このようなアッセイは、STEAP−1を発現する癌(例えば、前立腺癌)の検出、モニタリング、および予後診断において、臨床学的に有用である。
【0126】
STEAP−1抗体はまた、STEAP−1関連タンパク質を精製するための方法、ならびにSTEAP−1ホモログおよびSTEAP−1関連分子を単離するための方法において使用される。例えば、STEAP−1関連タンパク質を精製する方法は、以下の工程を包含する:固体マトリクスに結合しているSTEAP−1抗体を、溶解物またはSTEAP−1関連タンパク質を含有する他の溶液とともに、STEAP−1抗体がSTEAP−1関連タンパク質に結合することが可能な条件下でインキュベートする工程;この固体マトリクスを洗浄して、不純物を取り除く工程;ならびに、結合している抗体から、STEAP−1関連タンパク質を溶出する工程。本発明に従う、STEAP−1抗体の他の用途としては、STEAP−1タンパク質を模倣する抗イディオタイプ抗体を作製することが挙げられる。
【0127】
抗体を調製するための種々の方法が、当該分野で周知である。例えば、抗体は、STEAP−1関連タンパク質、ペプチド、またはフラグメントを使用して、適切な哺乳動物宿主を免疫することによって、単離形態または免疫結合体化形態で、調製され得る(Antibodies:A Laboratory Manual,CSH Press,編,Harlow,and Lane(1988);Harlow,Antibodies,Cold Spring Harbor Press,NY(1989))。さらに、STEAP−1 GST融合タンパク質のようなSTEAP−1融合タンパク質もまた、使用され得る。特定の実施形態において、図2または図3のアミノ酸配列の全てまたは大部分を含むGST融合タンパク質が生成され、次いで、これを免疫原として使用して、適切な抗体を作製する。別の実施形態において、STEAP−1関連タンパク質が合成され、そして免疫原として使用される。
【0128】
さらに、当該分野で公知の裸のDNA免疫技術が使用され(精製されたSTEAP−1関連タンパク質またはSTEAP−1発現細胞を用いてかまたは用いずに)、そのコードされた免疫原に対する免疫応答が生じる(総説としては、Donnellyら、1997,Ann.Rev.Immunol.15:617−648を参照のこと)。
【0129】
図2または図3に示されるSTEAP−1タンパク質のアミノ酸配列を分析して、抗体を作製するための、STEAP−1タンパク質の特定の領域を選択し得る。例えば、STEAP−1アミノ酸配列の疎水性分析および親水性分析を使用して、STEAP−1構造における親水性領域を同定する。免疫原構造を示すSTEAP−1タンパク質の領域、ならびに他の領域およびドメインは、当該分野で公知の種々の他の方法(例えば、Chou−Fasman、Garnier−Robson、Kyte−Doolittle、Eisenberg、Karplus−SchultzまたはJameson−Wolf分析)を使用して、容易に同定され得る。親水性プロフィールは、Hopp,T.P.およびWoods,K.R.,1981,Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.78:3824−3828の方法を使用して、作製され得る。水治療法プロフィールは、Kyte,J.およびDoolittle,R.F.,1982,J.Mol.Biol.157:105−132の方法を使用して、作製され得る。アクセス可能なパーセント(%)残基プロフィールは、Janin J.,1979,Nature 277:491−492の方法を使用して、作製され得る。平均可橈性プロファイル(average flexibility profile)は、Bhaskaran R.,Ponnuswamy P.K.,1988,Int.J.Pept.Protein Res.32:242−255の方法を使用して、作製され得る。βターンプロフィールは、Deleage,G.,Roux B.,1987,Protein Engineering 1:289−294の方法を使用して、作製され得る。従って、これらのプログラムまたは方法のいずれかによって同定される各領域は、本発明の範囲内である。STEAP−1抗体を作製するための方法は、本明細書中で提供される実施例によって、さらに例示される。免疫原として使用するためのタンパク質またはポリペプチドを調製するための方法は、当該分野で周知である。キャリア(例えば、BSA、KLHまたは他のキャリアタンパク質)とタンパク質との免疫原性結合体を調製するための方法もまた、当該分野で周知である。いくつかの状況において、例えば、カルボジイミド試薬を使用する直接的結合体化が使用され;別の例においては、Pierce Chemical Co.,Rockford,ILによって供給される結合試薬が有効である。STEAP−1免疫原の投与は、当該分野で理解されるように、適切な期間にわたって、適切なアジュバントを使用して注射することによって、しばしば行われる。免疫スケジュールの間、抗体の力価を収集して、抗体形成の妥当性を決定し得る。
【0130】
STEAP−1モノクローナル抗体は、当該分野で周知の種々の手段によって生成され得る。例えば、所望なモノクローナル抗体を分泌する不死化細胞株は、KohlerおよびMilsteinの標準的なハイブリドーマ技術、または一般に公知のように、抗体産生B細胞を不死化する改変を使用して、調製される。所望な抗体を分泌する不死化細胞株は、免疫アッセイによってスクリーニングされる(このアッセイにおいて、抗原は、STEAP−1関連タンパク質である)。適切な不死化細胞培養物が同定された場合、この細胞が拡大され得、そしてインビトロ培養物または腹水のいずれかから、抗体が生成され得る。
【0131】
本発明の抗体またはフラグメントはまた、組換え手段によっても生成され得る。STEAP−1タンパク質の所望な領域に特異的に結合する領域はまた、複数の種起源のキメラ抗体または相補性決定領域(CDR)移植化(grafted)抗体の状況下で産生され得る。ヒト化STEAP−1抗体またはヒトSTEAP−1抗体もまた産生され得、そして治療的状況下での使用のために好ましい。1つ以上の非ヒト抗体CDRを、対応するヒト抗体配列と置換することによる、マウス抗体および他の非ヒト抗体をヒト化するための方法は、周知である(例えば、Jonesら、1986、Nature 321:522−525;Riechmannら、1988、Nature 332:323−327;Verhoeyenら、1988、Science 239:1534−1536を参照のこと)。Carterら、1993、Proc.Natl.Acad.Sci.USA 89:4285、およびSimsら、1993、J.Immunol.151:2296もまた参照のこと。
【0132】
完全なヒトモノクローナル抗体を産生するための方法としては、ファージディスプレイ方法およびトランスジェニック方法が挙げられる(概要については、Vaughanら、1998、Nature Biotechnology 16:535−539を参照のこと)。完全なヒトSTEAP−1モノクローナル抗体は、大きいヒトIg遺伝子コンビナトリアルライブラリー(すなわち、ファージディスプレイ)を使用するクローニング技術を使用して生成され得る(Protein Engineering of Antibody Molecules for Prophylactic and Therapeutic Applications(Man,Clark,M.編)、Nottingham Academic、45−64頁(1993)のGriffithsおよびHoogenboom、Building an in vitro immune system:human antibodies from phage display libraries;BurtonおよびBarbas、Human Antibodies from combinatorial libraries(同書)65−82頁)。完全なヒトSTEAP−1モノクローナル抗体はまた、1997年12月3日公開のPCT特許出願WO98/24893(KucherlapatiおよびJakobovitsら)に記載されるように、ヒト免疫グロブリン遺伝子座を含むように操作されたトランスジェニックマウスを使用して産生され得る(Jakobovits、1998、Exp.Opin.Invest.Drugs 7(4):607−614;米国特許第6,162,963号(2000年12月19日発行);米国特許第6,150,584号(2000年11月12日発行);および米国特許第6,114,598号(2000年9月5日発行)もまた参照のこと)。この方法は、ファージディスプレイ技術に必要とされるインビトロ操作を回避し、そして高い親和性の真正ヒト抗体を効率的に産生する。
【0133】
STEAP−1抗体のSTEAP−1関連タンパク質との反応性は、多数の周知方法によって確立され得、これらの方法としては、ウェスタンブロット、免疫沈降、ELISA、および適切な場合、STEAP−1関連タンパク質、STEAP−1発現細胞またはそれらの抽出物を使用する、FACS分析が挙げられる。STEAP−1抗体またはそれらのフラグメントは、検出可能なマーカーで標識され得るか、または第二の分子に結合体化され得る。適切な検出可能なマーカーとしては、放射性同位体、蛍光化合物、生物発光化合物、化学発光化合物、金属キレート剤または酵素が挙げられるが、これらに限定されない。さらに、2つ以上のSTEAP−1エピトープに特異的な二重特異性(bi−specific)抗体が、当該分野で一般に公知の方法を使用して、作製される。ホモダイマー抗体もまた、当該分野で公知の架橋技術によって、作製され得る(例えば、Wolffら、Cancer Res.53:2560−2565)。
【0134】
(V.)STEAP−1細胞免疫応答)
T細胞が抗原を認識する機構は、解明されている。本発明の有効なペプチドエピトープワクチン組成物は、世界中の集団の非常に広範な区分において治療的免疫応答または予防的免疫応答を誘導する。細胞免疫応答を誘導する本発明の組成物の価値および効力の理解のために、免疫学関連技術の簡単な総説を示す。
【0135】
HLA分子とペプチド抗原との複合体は、HLA拘束T細胞によって認識されるリガンドとして作用する(Buus,S.ら、Cell 47:1071,1986;Babbitt,B.P.ら,Nature 317:359,1985;Townsend,A.およびBodmer,H.,Annu.Rev.Immunol.7:601,1989;Germain,R.N.,Annu.Rev.Immunol.11:403,1993)。単一のアミノ酸が置換された抗原アナログの研究および内因性結合した天然でプロセシングされたペプチドの配列決定を通して、HLA抗原分子への特異的結合に必要なモチーフに対応する重要な残基が、同定されており、表IVに記載される(例えば、Southwoodら、J.Immunol.160:3363,1998;Rammenseeら、Immunogenetics 41:178,1995;Rammenseeら、SYFPEITHI(World Wide Webを介してURL syfpeithi.bmi−heidelberg.com/にアクセスのこと);Sette,A.およびSidney,J.Curr.Opin.Immunol.10:478,1998;Engelhard,V.H.,Curr.Opin.Immunol.6:13,1994;Sette,A.およびGrey,H.M.,Curr.Opin.Immunol.4:79,1992;Sinigaglia,F.およびHammer,J.Curr.Biol.6:52,1994;Ruppertら、Cell 74:929−937,1993;Kondoら、J.Immunol.155:4307−4312,1995;Sidneyら、J.Immunol.157:3480−3490,1996;Sidneyら、Human Immunol.45:79−93,1996;Sette,A.およびSidney,J.Immunogenetics 1999 Nov;50(3−4):201−12、総説を参照のこと)。
【0136】
さらに、HLA−ペプチド複合体のX線結晶学的分析は、対立遺伝子特異的様式においてペプチドリガンドにより保有される残基を収容するHLA分子のペプチド結合間隙/溝部内のポケットを明らかにし;次いで、これらの残基は、この残基が存在するペプチドのHLA結合能を決定する(例えば、Madden,D.R.Annu.Rev.Immunol.13:587,1995;Smithら、Immunity 4:203,1996;Fremontら、Immunity 8:305,1998;Sternら、Structure 2:245,1994;Jones,E.Y.Curr.Opin.Immunol.9:75,1997;Brown,J.H.ら、Nature 364:33,1993;Guo,H.C.ら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA 90:8053,1993;Guo,H.C.ら、Nature 360:364,1992;Silver,M.L.ら、Nature 360:367,1992;Matsumura,M.ら、Science 257:927,1992;Maddenら、Cell 70:1035,1992;Fremont,D.H.ら、Science 257:919,1992;Saper,M.A.,Bjorkman,P.J.およびWiley,D.C.,J.Mol.Biol.219:277,1991を参照のこと。)
従って、クラスIおよびクラスIの対立遺伝子特異的HLA結合モチーフ、またはクラスIもしくはクラスIIのスーパーモチーフの定義は、特定のHLA抗原への結合と関連するタンパク質内の領域の同定を可能にする。
【0137】
従って、HLAモチーフの同定プロセスによって、エピトープベースのワクチンの候補が、同定されている;このような候補は、エピトープとその対応するHLA分子との会合の結合親和性および/または期間を決定するために、HLA−ペプチド結合アッセイによりさらに評価され得る。これらのワクチン候補の中から、集団適用範囲および/または免疫原性の観点で好ましい特徴を有するエピトープを選択するために、さらなる確証実験が行われ得る。
【0138】
種々のストラテジーが、細胞免疫原性を評価するために使用され得、これには以下が挙げられる:
1)正常な個体由来の一次T細胞培養物の評価(例えば、Wentworth,P.A.ら、Mol.Immunol.32:603,1995;Celis,E.ら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA 91:2105,1994;Tsai,V.ら、J.Immunol.158:1796,1997;Kawashima,I.ら、Human Immunol.59:1,1998を参照のこと)。この手順は、抗原提示細胞の存在下で、インビトロで数週間の期間にわたって、正常な被験体由来の末梢血リンパ球(PBL)を試験ペプチドで刺激することを包含する。このペプチドに特異的なT細胞は、この時間の間に活性化され、そして例えば、ペプチドで感作された標的細胞を含むリンホカイン放出アッセイまたは51Cr放出アッセイを使用して、検出される。
【0139】
2)HLAトランスジェニックマウスの免疫(例えば、Wentworth,P.A.ら、J.Immunol.26:97,1996;Wentworth,P.A.ら、Int.Immunol.8:651,1996;Alexander,J.ら、J.Immunol.159:4753,1997を参照のこと)。例えば、このような方法において、不完全フロイントアジュバント中のペプチドが、HLAトランスジェニックマウスに皮下投与される。免疫の数週間後、脾細胞が取り出され、そして試験ペプチドの存在下で、約1週間インビトロで培養される。ペプチド特異的T細胞は、例えば、ペプチドで感作された標的細胞および内因的に生成された抗原を発現する標的細胞を含む、51Cr放出アッセイを使用して、検出される。
【0140】
3)効果的にワクチン接種された免疫個体および/または慢性的に病気の患者のいずれか由来のリコールT細胞応答の証明(例えば、Rehermann,B.ら、J.Exp.Med.181:1047,1995;Doolan,D.L.ら、Immunity 7:97,1997;Bertoni,R.ら、J.Clin.Invest.100:503,1997;Threlkeld,S.C.ら、J.Immunol.159:1648,1997;Diepolder,H.M.ら、J.Virol.71:6011,1997を参照のこと)。従って、リコール応答は、疾患に起因して抗原に晒され、従って「自然に」免疫応答を生成した被験体由来のPBL、または抗原に対してワクチン接種された患者由来のPBLを培養することによって、検出される。被験体由来のPBLは、試験ペプチド+抗原提示細胞(APC)の存在下で1〜2週間、インビトロで培養され、「未刺激」T細胞と比較して「メモリー」T細胞の活性化を可能にする。この培養期間の最後に、T細胞活性が、ペプチドで感作した標的を含む51Cr放出、T細胞増殖またはリンホカイン放出を含むアッセイを使用して、検出される。
【0141】
(VI.)STEAP−1トランスジェニック動物)
STEAP−1関連タンパク質をコードする核酸はまた、トランスジェニック動物または「ノックアウト」動物のいずれかを作製するために使用され得、この動物は、次いで、治療に有用な試薬の開発およびスクリーニングにおいて有用である。確立された技術によって、STEAP−1をコードするcDNAが、STEAP−1をコードするゲノムDNAをクローン化するために使用され得る。次いで、このクローン化されたゲノム配列は、STEAP−1をコードするDNAを発現する細胞を含むトランスジェニック動物を作製するために使用され得る。トランスジェニック動物(特に、マウスまたはラットのような動物)を作製するための方法は、当該分野で通常になっており、そして例えば、米国特許第4,736,866号(1988年4月12日発行)および同第4,870,009号(1989年9月26日発行)において記載されている。代表的には、特定の細胞が、組織特異的エンハンサーを用いるSTEAP−1導入遺伝子組込みのために標的化される。
【0142】
STEAP−1をコードする1コピーの導入遺伝子を含むトランスジェニック動物は、STEAP−1をコードするDNAの発現を増加する効果を試験するために使用され得る。このような動物は、例えば、その過剰発現に関連する病理学的状態からの防御を付与すると考えられる試薬についてのテスター動物として使用され得る。本発明のこの局面によると、動物は、試薬で処置され、そしてこの導入遺伝子を有する未処置の動物と比較して減少した病理学的状態の発生率は、この病理学的状態に対する潜在的な治療的介入を示す。
【0143】
あるいは、STEAP−1の非ヒトホモログは、STEAP−1「ノックアウト」動物を構築するために使用され得、このSTEAP−1「ノックアウト」動物は、STEAP−1をコードする内在性遺伝子と、この動物の胚性細胞に導入されたSTEAP−1をコードする変化したゲノムDNAとの間の相同組換えの結果として、STEAP−1をコードする欠損遺伝子または変化した遺伝子を有する。例えば、STEAP−1をコードするcDNAは、確立された技術に従って、STEAP−1をコードするゲノムDNAをクローン化するために使用され得る。STEAP−1をコードするゲノムDNAの一部は、欠失され得るか、または別の遺伝子(例えば、組込みをモニタリングするために使用され得る選択マーカーをコードする遺伝子)で置換され得る。代表的には、数キロベースの変化していない隣接DNA(5’末端と3’末端との両方)が、ベクター中に含まれる(例えば、相同組換えベクターの説明については、ThomasおよびCapecchi,Cell,51:503(1987)を参照のこと)。このベクターは、胚性幹細胞株に(例えば、エレクトロポレーションによって)導入され、そしてこの導入されたDNAが内因性DNAと相同組換えされた細胞が、選択される(例えば、Liら、Cell,69:915(1992)を参照のこと)。ついで、この選択された細胞は、動物(例えば、マウスまたはラット)の胚盤胞に注入されて、凝集キメラが形成される(例えば、Bradley,Teratocarcinomas and Embryonic Stem Cells:A Practical Approach,E.J.Robertson編(IRL,Oxford,1987),113−152頁を参照のこと)。キメラ胚は、次いで、適切な偽妊娠雌性代理母動物に移植され得、そしてこの胚は、出産されて、「ノックアウト」動物が作製される。生殖細胞中に相同組換えされたDNAを有する子孫が、標準的な技術によって同定され得、そして全ての細胞が相同組み替えされたDNAを含む動物を育種させるために使用され得る。ノックアウト動物は、例えば、特定の病理学的状態に対して防御する能力について、またはSTEAP−1ポリペプチドの非存在に起因する病理学的状態の発症について、特徴付けされ得る。
【0144】
(VII.)STEAP−1の検出のための方法)
本発明の別の局面は、STEAP−1ポリヌクレオチドおよびSTEAP−1関連タンパク質を検出するための方法、ならびにSTEAP−1を発現する細胞を同定するための方法に関する。STEAP−1の発現プロフィールは、STEAP−1を、転移した疾患についての診断マーカーにする。従って、STEAP−1遺伝子産物の状態は、進行した病期の疾患に対する感受性、進行速度および/または腫瘍の攻撃性を含む種々の因子を推定するために有用な情報を提供する。本明細書中で詳細に議論されるように、患者サンプル中のSTEAP−1遺伝子産物の状態が、当該分野で周知の種々のプロトコルによって分析され得、このプロトコルとしては、免疫組織化学分析、種々のノーザンブロット技術(インサイチュハイブリダイゼーションを含む)、RT−PCR分析(例えば、レーザー捕捉微小解剖サンプルについて)、ウェスタンブロット分析および組織アレイ分析が挙げられる。
【0145】
より詳細には、本発明は、生物学的サンプル(例えば、血清、骨、前立腺および他の組織、尿、精液、細胞調製物など)中のSTEAP−1ポリヌクレオチドの検出のためのアッセイを提供する。検出可能なSTEAP−1ポリヌクレオチドとしては、例えば、STEAP−1遺伝子またはそのフラグメント、STEAP−1 mRNA、選択的スプライス改変体STEAP−1 mRNA、およびSTEAP−1ポリヌクレオチドを含む組換えDNA分子またはRNA分子が挙げられる。STEAP−1ポリヌクレオチドを増幅し、そして/またはSTEAP−1ポリヌクレオチドの存在を検出するための多数の方法が、当該分野で周知であり、本発明のこの局面の実施において用いられ得る。
【0146】
一実施形態において、生物学的サンプル中のSTEAP−1 mRNAを検出するための方法は、少なくとも1つのプライマーを使用して、逆転写によりこのサンプルからcDNAを生成する工程;センスプライマーおよびアンチセンスプライマーとしてSTEAP−1ポリヌクレオチドを使用して、このようにして生成されたcDNAを増幅して、その中のSTEAP−1 cDNAを増幅する工程;およびこの増幅されたSTEAP−1 cDNAの存在を検出する工程、を包含する。必要に応じて、この増幅されたSTEAP−1 cDNAの配列が、決定され得る。
【0147】
別の実施形態において、生物学的サンプル中のSTEAP−1遺伝子を検出する方法は、第1に、このサンプルからゲノムDNAを単離する工程;センスプライマーおよびアンチセンスプライマーとしてSTEAP−1ポリヌクレオチドを使用して、この単離されたゲノムDNAを増幅する工程;およびこの増幅されたSTEAP−1遺伝子の存在を検出する工程、を包含する。多数の適切なセンスプローブとアンチセンスプローブとの組合せが、STEAP−1ヌクレオチド配列から設計され得(例えば、図2を参照のこと)、そしてこの目的のために使用され得る。
【0148】
本発明はまた、組織または他の生物学的サンプル(例えば、血清、精液、骨、前立腺、尿、細胞調製物など)中のSTEAP−1タンパク質の存在を検出するためのアッセイを提供する。STEAP−1関連タンパク質を検出するための方法もまた、周知であり、これには、例えば、免疫沈降、免疫組織化学分析、ウェスタンブロット分析、分子結合アッセイ、ELISA、ELIFAなどが挙げられる。例えば、生物学的サンプル中のSTEAP−1関連タンパク質の存在を検出する方法は、第1に、このサンプルと、STEAP−1抗体、そのSTEAP−1反応性フラグメント、またはSTEAP−1抗体の抗原結合領域を含む組換えタンパク質とを接触させる工程;次いで、このサンプル中のSTEAP−1関連タンパク質の結合を検出する工程、を包含する。
【0149】
STEAP−1を発現する細胞を同定するための方法もまた、本発明の範囲内である。一実施形態において、STEAP−1遺伝子を発現する細胞を同定するためのアッセイは、この細胞中のSTEAP−1 mRNAの存在を検出する工程を包含する。細胞中の特定のmRNAを検出するための方法は、周知であり、そして例えば、相補的DNAプローブを使用するハイブリダイゼーションアッセイ(例えば、標識されたSTEAP−1リボプローブを使用するインサイチュハイブリダイゼーション、ノーザンブロットおよび関連の技術)、および種々の核酸増幅アッセイ(例えば、STEAP−1に対して特異的な相補的プライマーを使用するRT−PCR、および他の増幅型検出方法(例えば、分枝状DNA、SISBA、TMAなど))が挙げられる。あるいは、STEAP−1遺伝子を発現する細胞を同定するためのアッセイは、この細胞中に存在するか、またはこの細胞により分泌される、STEAP−1関連タンパク質の存在を検出する工程を包含する。タンパク質の検出のための種々の方法が、当該分野で周知であり、そしてSTEAP−1関連タンパク質の検出のために、およびSTEAP−1関連タンパク質を発現する細胞の検出のために用いられる。
【0150】
STEAP−1発現分析はまた、STEAP−1遺伝子発現を調節する因子を同定および評価するための手段として有用である。例えば、STEAP−1発現は、前立腺癌において有意にアップレギュレートされ、そして表Iに列挙される組織の癌において発現される。癌細胞におけるSTEAP−1発現またはSTEAP−1過剰発現を阻害する分子または生物学的因子の同定は、治療学的価値を有する。例えば、このような因子は、RT−PCR、核酸ハイブリダイゼーションまたは抗体結合によりSTEAP−1発現を定量するスクリーニングを使用することによって、同定され得る。
【0151】
(VIII.)STEAP−1関連遺伝子およびその産物の状態をモニタリングするための方法)
腫瘍形成は、細胞増殖が次第に調節不全になり、細胞が正常な生理学的状態から前癌状態まで進行し、次いで癌状態まで進行する、多段階プロセスであることが知られている(例えば、Alersら、Lab Invest.77(5):437−438(1997)およびIsaacsら、Cancer Surv.23:19−32(1995)を参照のこと)。この状況において、生物学的サンプルを調節不全性の細胞増殖の証拠(例えば、癌における異常なSTEAP−1発現)について試験することにより、癌のような病理学的状態が、治療選択肢がより制限される段階まで進行する前、そして/または予後が悪化する前に、このような異常な生理学を早期に検出することが可能になる。このような試験において、目的の生物学的サンプル中のSTEAP−1の状態が、例えば、対応する正常なサンプル(例えば、病理により影響を受けていない、この個体または代替の別の個体由来のサンプル)中のSTEAP−1の状態と比較され得る。生物学的サンプル中のSTEAP−1の状態における(正常なサンプルと比較した場合の)変化は、調節不全性の細胞増殖の証拠を提供する。病理により影響を受けていない生物学的サンプルを正常なサンプルとして使用することに加えて、所定の規範値(例えば、mRNA発現の所定の正常なレベル)(例えば、Greverら、J.Comp.Neurol.1996 Dec 9;376(2):306−14および米国特許第5,837,501号を参照のこと)が、サンプル中のSTEAP−1の状態を比較するために使用され得る。
【0152】
この文脈において、用語「状態」は、当該分野で認められた意味に従って使用され、遺伝子およびその産物の状態(conditionまたはstate)をいう。代表的には、当業者は、多数のパラメーターを使用して、遺伝子およびその産物の状態(conditionまたはstate)を評価する。これには、発現された遺伝子産物の位置(STEAP−1発現細胞の位置を含む)、ならびに発現された遺伝子産物(例えば、STEAP−1 mRNA、ポリヌクレオチドおよびポリペプチド)のレベルおよび生物学的活性が挙げられるが、これらに限定されない。代表的に、STEAP−1の状態における変化は、STEAP−1および/またはSTEAP−1発現細胞の位置における変化、ならびに/あるいはSTEAP−1 mRNAおよび/またはSTEAP−1タンパク質の発現の増加を含む。
【0153】
サンプル中のSTEAP−1の状態は、当該分野で周知の多数の手段によって分析され得、この手段としては、免疫組織化学分析、インサイチュハイブリダイゼーション、レーザー捕捉微小解剖サンプルに対するRT−PCR分析、ウェスタンブロット分析および組織アレイ分析が挙げられるが、これらに限定されない。STEAP−1遺伝子および遺伝子産物の状態を評価するための代表的なプロトコルは、例えば、Ausubelら編、1995,Current Protocols In Molecular Biology,Units 2(Northern Blotting),4(Southern Blotting),15(Immunoblotting)and 18(PCR Analysis)に見出される。従って、生物学的サンプル中のSTEAP−1の状態は、当業者により使用される種々の方法によって評価され、これらの方法としては、ゲノムサザン分析(例えば、STEAP−1遺伝子中の変動(perturbation)を試験するため)、STEAP−1 mRNAのノーザン分析および/またはPCR分析(例えば、ポリヌクレオチド配列またはSTEAP−1 mRNAの発現レベルにおける変化を試験するため)、ならびにウェスタン分析および/または免疫組織化学分析(例えば、ポリペプチド配列における変更、サンプル内のポリペプチドの局在化における変化、STEAP−1タンパク質の発現レベルにおける変化、および/またはSTEAP−1タンパク質とポリペプチド結合パートナーとの会合を試験するため)が挙げられるが、これらに限定されない。検出可能なSTEAP−1ポリヌクレオチドとしては、例えば、STEAP−1遺伝子またはそのフラグメント、STEAP−1 mRNA、代替的スプライス改変体、STEAP−1 mRNA、およびSTEAP−1ポリヌクレオチドを含む組換えDNA分子または組換えRNA分子が挙げられる。
【0154】
STEAP−1の発現プロフィールは、局所および/または転移した疾患のための診断マーカーにし、そして生物学的サンプルの増殖または腫瘍の可能性についての情報を提供する。詳細には、STEAP−1の状態は、特定の疾患段階、病気の進行、および/または腫瘍攻撃性に対する感受性を予測するために有用な情報を提供する。本発明は、STEAP−1の状態を決定するため、および表Iに列挙される組織の癌のようなSTEAP−1を発現する癌を診断するための方法およびアッセイを提供する。例えば、STEAP−1 mRNAは、前立腺および正常な前立腺組織に対する他の癌においてかなり高度に発現されるので、生物学的サンプルにおいてSTEAP−1 mRNAの転写物またはタンパク質のレベルを評価するアッセイは、STEAP−1調節不良に関連する疾患を診断するために使用され得、適切な治療法の選択を規定する際に有用な予後情報を提供し得る。
【0155】
STEAP−1の発現状態は、形成異常細胞、前癌細胞および癌細胞の存在、段階および位置を含む、疾患の種々の段階に対する感受性を予測すること、および/または腫瘍の進行を評価するための情報を提供する。さらに、発現プロフィールは、転移した疾患のための画像化薬剤として有用にされる。その結果、本発明の局面は、癌のように調節不良を起こした細胞増殖により特徴付けられる病理学に罹患したかまたは罹患した疑いのある個体から得られるような生物学的サンプルにおいて、STEAP−1の状態を試験するための種々の分子予後方法および診断方法に関する。
【0156】
上記のように、生物学的サンプルにおけるSTEAP−1の状態は、当該分野で周知の多数の手順により試験され得る。例えば、体内の特定の位置から得られた生物学的サンプルにおけるSTEAP−1の状態は、STEAP−1発現細胞(例えば、STEAP−1 mRNAまたはタンパクを発現する細胞)の存在または非存在についてこのサンプルを評価することにより試験され得る。生物学的サンプルにおけるSTEAP−1の状態におけるそのような変化は、しばしば調節不良細胞増殖に関連しているので、例えばSTEAP−1発現細胞が、そのような細胞(例えば、リンパ節)を通常含まない生物学的サンプルにおいて見出される場合、この試験は、調節不良細胞増殖の証拠を提供し得る。特に、調節不良細胞増殖の1つの指標は、起源器官(例えば、前立腺)から身体の異なる部位(例えば、リンパ節)への癌細胞の転移である。この文脈において、調節不良細胞増殖の証拠は、重要である。なぜなら、例えば、潜在性リンパ節転移は、前立腺癌を有する患者の実質的な割合で検出され得、そのような転移は、疾患の進行の既知の予測値に関係しているからである(例えば、Murphyら、Prostate 42(4):315−317(2000);Suら、Semin.Surg.Oncol.18(1):17−28(2000)およびFreemanら、J Urol 1995 Aug 154(2 Pt 1):474−8))。
【0157】
1つの局面において、本発明は、調節不全性の細胞増殖に関連する疾患(例えば、過形成または癌)を有すると疑われる個体由来の細胞により発現されるSTEAP−1遺伝子産物の状態を決定し、次いでこのように決定した状態を、対応する正常なサンプル中のSTEAP−1遺伝子産物の状態と比較することによって、STEAP−1遺伝子産物をモニタリングするための方法を提供する。正常なサンプルと比較して、試験サンプル中の異常なSTEAP−1遺伝子産物の存在は、個体の細胞内の調節不全性の細胞増殖の存在の指標を提供する。
【0158】
別の局面において、本発明は、個体における癌の存在を決定する際に有用なアッセイを提供し、このアッセイは、対応する正常な細胞または正常な組織における発現レベルと比較して、試験細胞サンプルまたは試験組織サンプル中のSTEAP−1 mRNAまたはタンパク質の発現の有意な増加を検出する工程を包含する。例えば、STEAP−1 mRNAの存在は、表Iに列挙される組織を包含するがそれに限定されない組織において評価され得る。これらの組織のいずれかにおける有意なSTEAP−1発現の存在は、癌の発症、存在および/または重篤度を示すために有用である。なぜなら、対応する正常な組織は、STEAP−1 mRNAを発現しないか、これを低レベルでしか発現しないからである。
【0159】
関連の実施形態において、STEAP−1の状態は、核酸レベルでよりもむしろタンパク質レベルで決定される。例えば、このような方法は、試験組織サンプル中の細胞により発現されるSTEAP−1タンパク質のレベルを決定し、このように決定されたレベルを、対応する正常なサンプルにおいて発現されるSTEAP−1のレベルと比較する工程を包含する。一実施形態において、STEAP−1タンパク質の存在は、例えば、免疫組織化学方法を使用して、評価される。STEAP−1タンパク質発現を検出し得るSTEAP−1抗体またはSTEAP−1結合パートナーが、この目的のために、当該分野で周知の種々のアッセイ様式で使用される。
【0160】
さらなる実施形態において、生物学的サンプル中のSTEAP−1ヌクレオチド配列およびSTEAP−1アミノ酸配列の状態が、これらの分子の構造における変動を同定するために、評価され得る。これらの変動としては、挿入、欠失、置換などが挙げられ得る。このような評価は、有用である。なぜなら、ヌクレオチド配列およびアミノ酸配列における変動は、増殖調節不全性の表現型と関連する多数のタンパク質において観察されるからである(例えば、Marrogiら、1999,J.Cutan.Pathol.26(8):369−378を参照のこと)。例えば、STEAP−1の配列における変異は、腫瘍の存在または発癌補助作用を示し得る。従って、このようなアッセイは、STEAP−1における変異が潜在的な機能喪失または腫瘍増殖の増加を示す場合、診断的価値および予測的価値を有する。
【0161】
ヌクレオチド配列およびアミノ酸配列における変動を観察するための広範な種々のアッセイが、当該分野で周知である。例えば、STEAP−1遺伝子産物の核酸配列またはアミノ酸配列のサイズおよび構造は、本明細書中で考察されるノーザンプロトコル、サザンプロトコル、ウェスタンプロトコル、PCRプロトコルおよびDNA配列決定プロトコルにより観察される。さらに、ヌクレオチド配列および核酸配列における変動を観察するための他の方法(例えば、一本鎖高次構造多型分析)が、当該分野で周知である(例えば、米国特許第5,382,510号(1999年9月7日発行)および同第5,952,170号(1995年1月17日発行)を参照のこと)。
【0162】
さらに、生物学的サンプル中のSTEAP−1遺伝子のメチル化状態が試験され得る。遺伝子の5’調節領域中のCpGアイランドの異常な脱メチル化および/または過剰メチル化が、しばしば、不死化細胞および形質転換細胞において生じ、種々の遺伝子の変化した発現を生じ得る。例えば、πクラスのグルタチオンS−トランスフェラーゼ(正常な前立腺において発現されるタンパク質であるが、前立腺癌の90%より多くにおいては発現されない)のプロモーター過剰メチル化は、この遺伝子の転写を永久的に止めるようであり、前立腺癌において最も頻繁に検出されるゲノム変化である(De Marzoら、Am.J.Pathol.155(6):1985−1992(1999))。さらに、この変化は、高度な前立腺上皮内新形成(PIN)の症例のうちの少なくとも70%において存在する(Brooksら、Cancer Epidemiol.Biomarkers Prev.,1998,7:531−536)。別の例において、LAGE−I腫瘍特異的遺伝子の発現(これは、正常な前立腺においては発現されないが、前立腺癌の25〜50%において発現される)は、リンパ芽球細胞においてデオキシ−アザシチジンにより誘導され、このことは、腫瘍発現が脱メチル化に起因することを示唆している(Letheら、Int.J.Cancer 76(6):903−908(1998))。遺伝子のメチル化状態を試験するための種々のアッセイが、当該分野で周知である。例えば、サザンハイブリダイゼーションアプローチにおいて、メチル化されたCpG部位を含む配列を切断し得ないメチル化感受性制限酵素を使用して、CpGアイランドのメチル化状態を評価し得る。さらに、MSP(メチル化特異的PCR)は、所定の遺伝子のCpGアイランド中に存在する全てのCpG部位のメチル化状態を容易にプロファイルし得る。この手順は、亜硫酸水素ナトリウム(これはメチル化されていない全てのシトシンをウラシルに変換する)によりまずDNAを改変し、続いてメチル化されていないDNAに対してメチル化されたDNAに特異的なプライマーを使用して増幅することを包含する。メチル化干渉を含むプロトコルはまた、例えば、Current Protocols In Molecular Biology,Unit 12,Frederick M.Ausubelら編、1995において見出され得る。
【0163】
遺伝子増幅は、STEAP−1の状態を評価するためのさらなる方法である。遺伝子増幅は、本明細書中で提供される配列に基づいて、例えば、適切に標識されたプローブを使用して、mRNAの転写を定量するための従来のサザンブロッティングまたはノーザンブロッティング(Thomas,1980,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,77:5201−5205)、ドットブロッティング、またはインサイチュハイブリダイゼーションによってサンプル中で直接測定される。あるいは、特定の二重鎖(DNA二重鎖、RNA二重鎖、およびDNA−RNAハイブリッド二重鎖またはDNA−タンパク質二重鎖を含む)を認識する抗体が、使用される。次いで、この抗体は、標識され、そしてアッセイが実施され、このアッセイにおいて、この二重鎖は、表面に結合され、その結果、この表面上で二重鎖が形成されると、この二重鎖に結合した抗体の存在が、検出され得る。
【0164】
生検組織または末梢血が、例えば、ノーザン分析、ドットブロット分析またはRT−PCR分析を使用して、癌細胞の存在について簡便にアッセイされて、STEAP−1発現が検出され得る。RT−PCR増幅可能なSTEAP−1 mRNAの存在は、癌の存在の指標を提供する。RT−PCRアッセイは、当該分野で周知である。末梢血中の腫瘍細胞のためのRT−PCR検出アッセイは、多数のヒト固形腫瘍の診断および管理における使用について、現在評価されている。前立腺癌の分野において、これらのアッセイには、PSAおよびPSMを発現する細胞の検出のためのRT−PCRアッセイが挙げられる(Verkaikら、1997,Urol.Res.25:373−384;Ghosseinら,1995,J.Clin.Oncol.13:1195−2000;Hestonら,1995,Clin.Chem.41:1687−1688)。
【0165】
本発明のさらなる局面は、発症中の癌に対して個体が有する感受性の評価である。一実施形態において、癌に対する感受性を予想するための方法は、組織サンプル中のSTEAP−1 mRNAまたはSTEAP−1タンパク質(その存在は、癌に対する感受性を示す)を検出する工程を包含し、ここで、STEAP−1 mRNA発現の程度は、感受性の程度と相関する。特定の実施形態において、前立腺または他の組織中のSTEAP−1の存在が、試験され、ここで、このサンプル中のSTEAP−1の存在は、前立腺癌感受性(または前立腺腫瘍の発症もしくは存在)の指標を提供する。同様に、生物学的サンプル中のSTEAP−1ヌクレオチド配列およびSTEAP−1アミノ酸配列の完全性を評価して、これらの分子の構造における変動(例えば、挿入、欠失、置換など)を同定し得る。サンプル中のSTEAP−1遺伝子産物の1つ以上の変動の存在は、癌感受性(または腫瘍の発症もしくは存在)の指標である。
【0166】
本発明はまた、腫瘍の攻撃性を評価するための方法を包含する。一実施形態において、腫瘍の攻撃性を評価するための方法は、腫瘍細胞によって発現されるSTEAP−1 mRNAまたはSTEAP−1タンパク質のレベルを決定する工程、このように決定したレベルを、同じ個体もしくは正常な組織参照サンプルから採取した対応する正常な組織において発現されるSTEAP−1 mRNAまたはSTEAP−1タンパク質のレベルと比較する工程を包含し、ここで正常なサンプルに対する腫瘍サンプルにおけるSTEAP−1 mRNAまたはSTEAP−1タンパク質の発現の程度は、攻撃性の程度を示す。特定の実施形態において、腫瘍の攻撃性は、STEAP−1が腫瘍細胞において発現される程度を決定することによって評価され、ここでより高い発現レベルは、より攻撃性の腫瘍を示す。別の実施形態は、STEAP−1ヌクレオチドおよびアミノ酸の分子構造における変動(例えば、挿入、欠失、置換など)を同定するための、生物学的サンプル中のこのSTEAP−1ヌクレオチドおよびアミノ酸の配列の完全性の評価である。1つ以上の変動の存在は、より攻撃性の腫瘍を示す。
【0167】
本発明の別の実施形態は、個体における悪性腫瘍の進行を経時的に観察するための方法に関する。一実施形態において、個体における悪性腫瘍の進行を経時的に観察するための方法は、腫瘍のサンプル中の細胞により発現されるSTEAP−1 mRNAまたはSTEAP−1タンパク質のレベルを決定する工程、このようにして決定されたレベルを、異なる時間に同じ個体から採取した同等な組織サンプルにおいて発現されるSTEAP−1 mRNAまたはSTEAP−1タンパク質のレベルと比較する工程、を包含し、ここで、経時的な腫瘍サンプルにおけるSTEAP−1 mRNAまたはSTEAP−1タンパク質の発現の程度は、癌の進行についての情報を提供する。特定の実施形態において、癌の進行は、腫瘍細胞におけるSTEAP−1の発現を経時的に決定することにより評価され、ここで経時的に増加した発現は、癌の進行を示す。また、生物学的サンプル中のSTEAP−1ヌクレオチド配列およびSTEAP−1アミノ酸配列の完全性を評価して、これらの分子の構造における変動(例えば、挿入、欠失、置換など)を同定し得、ここで、1つ以上の変動の存在は、癌の進行を示す。
【0168】
上記の診断アプローチは、当該分野で公知の種々の予後プロトコルおよび診断プロトコルのいずれか1つと組み合わされ得る。例えば、本発明の別の実施形態は、STEAP−1遺伝子の発現およびSTEAP−1遺伝子産物の発現(またはSTEAP−1遺伝子の変動およびSTEAP−1遺伝子産物における変動)と、組織サンプルの状態を診断および予想するための手段としての悪性腫瘍に関連する因子との間の同時発生を観察するための方法に関する。悪性腫瘍に関連する種々の因子(例えば、悪性腫瘍に関連する遺伝子の発現(例えば、前立腺癌についてのPSA、PSCAおよびPSMの発現など)、ならびに肉眼で見える細胞学的知見)が、使用され得る(例えば、Bockingら、1984,Anal.Quant.Cytol.6(2):74−88;Epstein,1995,Hum.Pathol.26(2):223−9;Thorsonら、1998,Mod.Pathol.11(6):543−51;Baisdenら、1999,Am.J.Surg.Pathol.23(8);918−24を参照のこと)。STEAP−1遺伝子の発現およびSTEAP−1遺伝子産物の発現(または、STEAP−1遺伝子およびSTEAP−1遺伝子産物における変動)と、悪性腫瘍に関連する別の因子との間の同時発生を観察するための方法は、有用である。なぜなら、例えば、疾患と同時に生じる特定の因子のセットの存在は、組織サンプルの状態を診断および予測するために重要な情報を提供するからである。
【0169】
一実施形態において、STEAP−1遺伝子の発現とSTEAP−1遺伝子産物の発現(または、STEAP−1遺伝子およびSTEAP−1遺伝子産物における変動)と、悪性腫瘍に関連する別の因子との間の同時発生を観察するための方法は、組織サンプル中のSTEAP−1 mRNAおよびSTEAP−1タンパク質の過剰発現を検出すること、組織サンプル中のPSA mRNAまたはPSAタンパク質の過剰発現(またはPSCA発現もしくはPSM発現)を検出すること、ならびにSTEAP−1 mRNAもしくはSTEAP−1タンパク質の過剰発現と、PSA mRNAもしくはPSAタンパク質の過剰発現(またはPSCA発現もしくはPSM発現)との同時発生を観察することを伴う。特定の実施形態において、前立腺組織におけるSTEAP−1 mRNAおよびPSA mRNAの発現が、試験され、ここで、このサンプル中のSTEAP−1 mRNA過剰発現とPSA mRNA過剰発現との同時発生は、前立腺癌の存在、前立腺癌感受性または前立腺腫瘍の発症もしくは状態を示す。
【0170】
STEAP−1 mRNAまたはSTEAP−1タンパク質の発現を検出および定量するための方法が、本明細書中に記載されており、そして標準核酸およびタンパク質の検出技術および定量技術は、当該分野で周知である。STEAP−1 mRNAの検出および定量するための標準方法としては、標識STEAP−1リボプローブを使用するインサイチュハイブリダイゼーション、STEAP−1ポリヌクレオチドプローブを使用するノーザンブロットおよび関連する技術、STEAP−1に対して特異的なプライマーを使用するRT−PCR分析、並びに他の増幅型検出方法(例えば、分枝DNA、SISBA、TMAなど)が挙げられる。特定の実施形態において、半定量的RT−PCRを使用して、STEAP−1 mRNA発現を検出および定量する。STEAP−1を増幅し得る任意の数のプライマーを、この目的のために使用し得、このプライマーとしては、本明細書中で具体的に記載される種々のプライマーセットが挙げられるが、これらに限定されない。特定の実施形態において、野生型STEAP−1タンパク質と特異的に反応するポリクローナル抗体またはモノクローナル抗体を、生検組織の免疫組織化学アッセイにおいて使用し得る。
【0171】
(IX.STEAP−1と相互作用する分子の同定)
本明細書中に開示されるSTEAP−1タンパク質および核酸配列は、当業者が、STEAP−1と相互作用するタンパク質、低分子および他の薬剤、ならびに種々の分野で受け入れられたプロトコルのうちのいずれか1つを介して、STEAP−1によって活性化される経路を同定することを可能にする。例えば、いわゆる相互作用トラップ系(「2ハイブリッドアッセイ」とも呼ばれる)のうちの1つを利用し得る。このような系において、分子は、レポーター遺伝子の発現を指向する転写因子と相互作用し、そして再構成し、一方でこのレポーター遺伝子の発現をアッセイする。他の系は、真核生物転写活性化因子の再構築を介して、インビボでタンパク質−タンパク質相互作用を同定する(例えば、1999年9月21日に発行された米国特許第5,955,280号、1999年7月20日に発行された同第5,925,523号、1998年12月8日に発行された同第5,846,722号、および1999年12月21日に発行された同第6,004,746号を参照のこと)。アルゴリズムもまた、タンパク質機能のゲノムベースの予測のために当該分野で利用可能である(例えば、Marcotteら,Nature 402:1999年11月4日,83−86を参照のこと)。
【0172】
あるいは、STEAP−1タンパク質配列と相互作用する分子を同定するために、ペプチドライブラリをスクリーニングし得る。このような方法において、STEAP−1に結合するペプチドは、アミノ酸のランダムな収集物または制御された収集物をコードするライブラリーをスクリーニングすることによって同定される。このライブラリーによってコードされたペプチドは、バクテリオファージコートタンパク質の融合タンパク質として発現され、次いで、このバクテリオファージ粒子は、STEAP−1タンパク質に対してスクリーニングされる。
【0173】
従って、種々の広範の用途(例えば、治療剤、予後剤または診断剤)を有するペプチドは、予想されるリガンド分子またはレセプター分子の構造に関するいかなる以前の情報もなしで同定される。STEAP−1タンパク質配列と相互作用する分子を同定するために使用され得る、代表的なペプチドライブラリおよびスクリーニング方法は、例えば、1998年3月3日に発行された米国特許第5,723,286号、および1998年3月31日に発行された同第5,733,731号で開示される。
【0174】
あるいは、STEAP−1を発現する細胞株は、STEAP−1によって媒介されるタンパク質−タンパク質相互作用を同定するために使用される。このような相互作用は、免疫沈降技術(例えば、Hamilton B.J.ら,Biochem.Biophys.Res.Commun,1999,261:646−51を参照のこと)を使用して試験され得る。STEAP−1タンパク質は、抗STEAP−1抗体を使用するSTEAP−1発現細胞株から免疫沈降され得る。あるいは、His−tagに対する抗体は、STEAP−1およびHis−tag(上記のベクター)の融合物を発現するように操作された細胞株中で使用され得る。この免疫沈降複合体は、ウェスタンブロッティング、タンパク質の35S−メチオニン標識、タンパク質のマイクロシークエンシング、銀染色および2次元ゲルゲル電気泳動のような手順に沿ってタンパク質に関して試験され得る。
【0175】
STEAP−1と相互作用する低分子およびリガンドは、このようなスクリーニングアッセイの関連する実施形態を介して同定され得る。例えば、低分子(リン酸化および脱リン酸化を媒介するSTEAP−1の能力に干渉する分子を含む)により、タンパク質機能との干渉が、細胞サイクル、第2メッセンジャーシグナル伝達、または腫瘍形成の調節の指標としてのDNAまたはRNAとの相互作用として機能することが同定され得る。同様に、STEAP−1関連イオンチャネル、タンパク質ポンプ、または細胞連絡機能を調節する低分子を、STEAP−1を発現する癌を有するタンパク質を処理するために、同定および使用する(例えば、Hille,B.,Ionic Channels of Excitable Membranes 第2版,Sinauer Assoc.,Sunderland,MA,1992)。さらに、STEAP−1機能を調節するリガンドは、STEAP−1に結合し、そしてレポーター構築物を活性化するそれらの能力に基づいて同定され得る。代表的な方法は、例えば、1999年7月27日に発行された米国特許第5,928,868号において議論されており、そして少なくとも1つのリガンドが低分子であるハイブリッドリガンドを形成するための方法を含む。例示の実施形態において、STEAP−1の融合タンパク質およびDNA結合タンパク質を発現するために操作された細胞を使用して、ハイブリッドリガンド/低分子の融合タンパク質およびcDNAライブラリー転写活性化タンパク質を同時発現する。この細胞は、レポーター遺伝子(この発現は、第1融合タンパク質および第2融合タンパク質の互いに隣接して調整される)をさらに含み、この事象は、ハイブリッドリガンドが、両方のハイブリッドタンパク質の標的部位に結合する場合のみ生じる。レポーター遺伝子を発現するこれらの細胞を選択し、そして未知の低分子または未知のリガンドを同定する。この方法は、STEAP−1を活性化または阻害する、調節因子を同定する手段を提供する。
【0176】
本発明の実施形態は、図2または図3に示されるSTEAP−1アミノ酸配列と相互作用する分子についてスクリーニングする方法を含み、この方法は、分子集団とSTEAP−1アミノ酸配列とを接触させる工程、上記分子集団と上記STEAP−1アミノ酸配列とを、相互作用を容易にする条件下で相互作用させる工程、STEAP−1アミノ酸配列と相互作用する分子の存在を決定する工程、次いで、STEAP−1アミノ酸配列と相互作用しない分子を、STEAP−1アミノ酸と相互作用する分子から分離する工程を包含する。特定の実施形態において、この方法は、STEAP−1アミノ酸配列と相互作用する分子を精製する工程、特徴付けする工程および同定する工程をさらに包含する。この同定された分子は、STEAP−1によって実施される機能を調節するために使用され得る。好ましい実施形態において、STEAP−1アミノ酸配列は、ペプチドライブラリと接触される。
【0177】
(X.治療方法および組成物)
限定されたセットの組織において正常に発現されるが、前立腺癌および他の癌においても発現されるタンパク質のようなSTEAP−1の同定により、多数の治療アプローチをこのような癌の処置に広げる。本明細書において企図されるように、STEAP−1は、腫瘍促進遺伝子を活性化すること、または腫瘍形成をブロックする遺伝子を抑制することに関与する転写因子として機能する。
【0178】
従って、STEAP−1タンパク質の活性を阻害する治療アプローチは、STEAP−1を発現する癌を患った患者に有用である。このような治療アプローチは、一般に、2つのクラスに分類される。一つのクラスは、STEAP−1タンパク質とその結合パートナーまたは他のタンパク質との結合または会合を阻害するための種々の方法を含む。別のクラスは、STEAP−1遺伝子の翻訳またはSTEAP−1 mRNAの翻訳を阻害するための種々の方法を含む。
【0179】
(X.A.抗癌ワクチン)
本発明は、STEAP−1関連タンパク質またはSTEAP−1関連核酸を含む、癌ワクチンを提供する。STEAP−1の発現に関して、癌ワクチンは、非標的組織において最小の効果または効果なしで、STEAP−1発現癌を予防および/または処置する。抗癌治療として、体液性免疫応答および/または細胞媒介免疫応答を生じるワクチンにおける腫瘍抗原の使用は、当該分野で周知であり、ヒトPSMAおよびげっ歯PAP免疫原を使用して前立腺癌において利用されている(Hodgeら,1995,Int.J.Cancer 63:231−237;Fongら,1997,J.Immunol.159:3113−3117)。
【0180】
このような方法は、STEAP−1関連タンパク質、またはSTEAP−1コード核酸分子およびSTEAP−1免疫原(これは、代表的に、多数の抗体またはT細胞エピトープを含む)を発現および提示し得る組換えベクターを利用することによって容易に実施され得る。当業者は、免疫反応性エピトープの送達のための広範な種々のワクチン系が当該分野で周知であることを理解する(例えば、Herylnら,Ann Med 1999年2月,31(1):66−78;Maruyamaら,Cancer Immunol Immunother 2000年6月,49(3):123−32)。簡潔には、哺乳動物において、免疫応答(例えば、体液性免疫応答および/または細胞媒介免疫応答)を生じるこのような方法は、以下の工程を包含する:免疫反応性エピトープ(例えば、エピトープは、図3に示されるSTEAP−1タンパク質、またはそのアナログもしくはホモログ中に存在する)に哺乳動物の免疫系を曝露し、その結果、この哺乳動物に、エピトープに対して特異的な免疫応答を生じさせる(例えば、このエピトープを特異的に認識する抗体を生じさせる)工程。好ましい方法において、STEAP−1免疫原は、生物学的モチーフを含む(例えば、表V〜XVIIIおよびXXII〜LI、または図5、図6、図7、図8、および図9に示されるSTEAP−1由来のあるサイズ範囲のペプチドを参照のこと)。
【0181】
全STEAP−1タンパク質、免疫原性領域またはそれらのエピトープを、種々の手段によって合わせ、および送達し得る。このようなワクチン組成物としては、例えば、以下が挙げられる:リポペプチド(例えば、Vitiello,A.ら,J.Clin.Invest.95:341,1995)、ポリ(DL−ラクチド−コ−グリコリド)(「PLG」)マイクロカプセル中にカプセル化されたペプチド組成物(例えば、Eldridgeら,Molec.Immunol.28:287−294,1991:Alonsoら,Vaccine 12:299−306,1994;Jonesら,Vaccine 13:675−681,1995を参照のこと)、免疫刺激複合体(ISCOMS)に含まれたペプチド組成物(例えば、Takahashiら,Nature 344:873−875,1990;Huら,Clin Exp Immunol.113:235−243,1998を参照のこと)、多抗原ペプチド系(MAP)(例えば、Tam,J.P.,Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.85:5409−5413,1988;Tam,J.P.,J.Immunol.Methods 196:17−32,1996を参照のこと)、多価ペプチドとして処方されたペプチド、弾道送達系において使用するためのペプチド(代表的に、結晶化したペプチド)、ウイルス送達ベクター(Perkus,M.E.ら,Concepts in vaccine development,Kaufmann,S.H.E.編,第379頁,1996;Chakrabarti,S.ら,Nature 320:535,1986;Hu,S.L.ら,Nature 320:537,1986;Kiney,M.−P.ら,AIDS Bio/Technology 4:790,1986;Top,F.H.ら,J.Infect.Dis.124:148,1971;Chanda,P.K.ら,Virology 175:535,1990)、ウイルス起源または合成起源の粒子(例えば、Kofler,N.ら,J.Immunol.Methods.192:25,1996;Eldrige,J.H.ら,Sem.Hematol.30:16,1993;Falo,L.D.,Jr.ら,Nature Med.7:649,1995)、アジュバント(Warren,H.S.,Vogel,F.R.およびChedid,L.A.Annu.Rev.Immunol.4:369,1986;Gupta,R.K.ら,Vaccine 11:293,1993)、リポソーム(Reddy,R.ら,J.Immunol.148:1585,1992;Rock,K.L.,Immunol.Today 17:131,1996)または裸のcDNAもしくは粒子吸収cDNA(Ulmer,J.B.ら,Science 259:1745,1993;Robinson,H.L.,Hunt,L.A.およびWebster,R.G.,Vaccine 11:957,1993;Shiver,J.W.ら,Concepts in vaccine development,Kaufmann,S.H.E.編,第423頁,1996;Cease,K.B.およびBerzofsky,J.A.,Annu.Rev.Immunol.12:923,1994およびEldridge,J.H.ら,Sem.Hematol.30:16,1993)。毒素標的送達技術(レセプター媒介標的化(例えば、Avant Immunotherapeutics,Inc.(Needham,Massachusetts)のレセプター媒介標的化)としても公知)もまた、使用され得る。
【0182】
STEAP−1に関連する癌を有する患者において、本発明のワクチン組成物はまた、癌のために使用される他の処置(例えば、手術、化学療法、薬物治療、放射線治療など(IL−2、IL−12、GM−CSFなどのような免疫アジュバントと組み合わせた使用を含む))と合わせて使用され得る。
【0183】
(細胞ワクチン)
CTLエピトープは、対応するHLA対立遺伝子に結合するSTEAP−1タンパク質内のペプチドを同定するための特定のアルゴリズムを使用して決定され得る:(例えば表IV;EpimerTMおよびEpimatrixTM,Brown University(URL brown.edu/Research/TB−HIV_Lab/epimatrix/epimatrix.html);およびBIMAS(URL bimas.dcrt.nih.gov/;SYFPEITHI URL syfpeithi.bim−heidelberg.com/))。好ましい実施形態において、STEAP−1免疫原は、当該分野で周知の技術を使用して同定された1種以上のアミノ酸配列を含み、これらは、表V〜XVIIIおよびXXII〜LIに示される配列、またはHLAクラスIモチーフ/スーパーモチーフ(例えば、表IV(A)、表IV(D)、または表IV(E))によって特定された8個、9個、10個もしくは11個のアミノ酸のペプチド、および/またはHLAクラスIIモチーフ/スーパーモチーフ(例えば、表IV(B)、または表IV(C))を含む、少なくとも9個のアミノ酸のペプチドである。当該分野で理解されているように、HLAクラスI結合溝は、本質的に、閉鎖的に終結され、その結果、特定のサイズ領域のみのペプチドが、溝に適合し、かつ、結合され得、一般に、HLAクラスIエピトープが、8、9、10、または11個のアミノ酸長である。対照的に、HLAクラスII結合溝は、本質的に、開放的に終結され、従って、約9個以上のアミノ酸のペプチドは、HLAクラスII分子によって結合され得る。HLAクラスIとHLAクラスIIとの間の結合溝の差異に起因して、HLAクラスIモチーフは、長さ特異的である。すなわち、クラスIモチーフの2つの位置は、このペプチドのアミノからカルボキシル方向の第2アミノ酸である。クラスIIモチーフのアミノ酸位置は、互いに対してのみ相関し、全体のペプチドに対して相関していない。すなわち、さらなるアミノ酸は、モチーフ保有配列のアミノ末端および/またはカルボキシル末端に付着され得る。HLAクラスIIエピトープは、しばしば、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、または25アミノ酸長、または25アミノ酸長よりも長い。
【0184】
(抗体ベースのワクチン)
哺乳動物において免疫応答を発生するための広範な種々の方法は、(例えば、ハイブリドーマの発生における第1工程として)当該分野で公知である。哺乳動物における免疫応答を発生させる方法は、タンパク質(例えば、STEAP−1タンパク質)上の免疫原性エピトープに哺乳動物の免疫系を曝露し、その結果、免疫応答を発生させる工程を包含する。代表的な実施形態は、十分な量の少なくとも1つのSTEAP−1B細胞もしくは細胞傷害性T細胞エピトープまたはそれらのアナログを宿主と接触させ;そして少なくとも1回の周期的な間隔の後、STEAP−1B細胞もしくは細胞傷害性T細胞エピトープまたはそれらのアナログを宿主と再び接触させることによって、宿主において、STEAP−1に対する免疫応答を発生させるための方法からなる。特定の実施形態は、STEAP−1関連タンパク質または人工多エピトープペプチドに対する免疫応答を発生させる方法からなり、この方法は、STEAP−1免疫原(例えば、STEAP−1タンパク質またはそのペプチドフラグメント、STEAP−1融合タンパク質またはアナログなど)を、ヒトまたは別の哺乳動物に対してワクチン調製物として投与する工程を包含する。代表的に、このようなワクチン調製物は、さらに、適切なアジュバント(例えば、米国特許第6,146,635号)またはPADRETMペプチドのような汎用ヘルパーエピトープ(Epimmune Inc.,San Diego,CA;例えば、Alexanderら,J.Immunol.2000 164(3);164(3):1625−1633;Alexanderら,Immunity 1994 1(9):751−761およびAlexanderら,Immunol.Res.1998 18(2):79−92を参照のこと)。代替方法は、STEAP−1免疫原をコードするDNA配列、DNA配列の発現を制御する調製配列に作動可能に連結されたDNA配列を含むDNA分子を、個々の身体の筋肉または皮膚にインビボで投与することによって、STEAP−1免疫原に対して固体におけるの免疫応答を発生させる工程を包含し、ここで、このDNA分子は、細胞によって取り込まれ、DNA分子は、この細胞において発現され、そして免疫応答を、免疫原に対して発生する(例えば、米国特許第5,962,428号を参照のこと)。必要に応じて、遺伝子ワクチン促進因子(facilitator)(例えば、アニオン性脂質;サポニン;レクチン;エストロゲン化合物;ヒドロキシル化低級アルキル;ジメチルスルホキシド;および尿素)がまた、投与される。さらに、STEAP−1を模倣する抗イディオタイプ抗体が、標的抗原に対する応答を発生させるために投与され得る。
【0185】
(核酸ワクチン)
本発明のワクチン組成物は、核酸媒介様式を含む。本発明のタンパク質をコードするDNAまたはRNAは、患者に投与され得る。遺伝子免疫方法は、STEAP−1を発現する癌細胞に対する、予防的または治療的な体液性免疫応答および細胞性免疫応答を発生させるために利用され得る。STEAP−1関連タンパク質/免疫原をコードするDNAを含む構成物および適切な調節配列は、個体の筋肉または皮膚に直接注射され得、その結果、筋肉または皮膚の細胞は、この構成物を取り込み、そしてコードされたSTEAP−1タンパク質/免疫原を発現する。あるいは、ワクチンは、STEAP−1関連タンパク質を含む。STEAP−1関連タンパク質免疫原の発現は、STEAP−1タンパク質を保有する細胞に対する、予防的または治療的な体液性免疫および細胞性免疫の発生を生じる。当該分野で公知の、種々の予防的または治療的な遺伝子免疫技術が、使用され得る(総説については、インターネットアドレスgenweb.comで公開されている情報および参考文献を参照のこと)。核酸ベース送達は、例えば、Wolffら,Science 247:1465(1990)および米国特許第5,580,859号;同第5,589,466号;同第5,804,566号;同第5,739,118号;同第5,736,524号;同第5,679,647号;WO 98/04720に記載されている。DNAベースの送達技術の例としては、「裸のDNA」、促進された(ブピバカイン、ポリマー、ペプチド媒介)送達、カチオン性脂質複合体、および粒子媒介送達(「遺伝子銃」)または圧力媒介送達(例えば、米国特許第5,922,687号を参照のこと)を含む。
【0186】
治療的または予防的な免疫の目的のために、本発明のタンパク質は、ウイルスベクターまたは細菌ベクターを介して発現され得る。本発明の実施において使用され得る種々のウイルス遺伝子送達系としては、以下が挙げられるがこれらに限定されない:ワクシニアウイルス、鶏痘ウイルス、カナリア痘ウイルス、アデノウイルス、インフルエンザウイルス、ポリオウイルス、アデノ随伴ウイルス、レンチウイルス、およびシンドビスウイルス(例えば、Restifo、1996、Curr.Opin.Immunol.8:658−663;Tsangら,J.Natl.Cancer Inst.87:982−990(1995)を参照のこと)。非ウイルス送達系もまた、抗腫瘍応答を誘導するために患者に、STEAP−1関連タンパク質をコードする裸のDNAを(例えば筋内または皮内で)導入することにより利用され得る。
【0187】
ワクチンウイルスは、例えば、本発明のペプチドをコードするヌクレオチド配列を発現するためのベクターとして使用される。宿主への導入の際に、組換えワクチンウイルスは、タンパク質免疫原性ペプチドを発現し、そしてこれによって、宿主免疫応答を惹起する。免疫プロトコルにおいて有用なワクチンベクターおよび方法は、例えば、米国特許第4,722,848号に記載されている。別のベクターは、BCG(Bacille Calmette Guerin)である。BCGベクターは、Stoverら,Nature 351:456−460(1991)に記載されている。本発明のペプチドの治療的投与または免疫のための有用な、広範な種々の他のベクター(例えば、アデノウイルスベクターおよびアデノ関連ウイルスベクター、レトロウイルスベクター、Salmonella typhiベクター、無毒化炭疽毒素ベクターなど)は、本明細書の記載から当業者に明らかである。
【0188】
従って、遺伝子送達系は、STEAP−1関連核酸分子を送達するために使用される。一つの実施形態において、全長ヒトSTEAP−1 cDNAを使用する。別の実施形態において、特定の細胞傷害性Tリンパ球(CTL)および/または抗体エピトープをコードするSTEAP−1核酸分子を使用する。
【0189】
(エキソビボワクチン)
種々のエキソビボストラテジーを利用して、免疫応答を発生させ得る。一つのアプローチは、患者の免疫系に対してSTEAP−1抗原を提示する樹状細胞(DC)のような抗原提示細胞(APC)の使用に関する。従って、MHCクラスI分子およびMHCクラスII分子、B7−同時刺激、ならびにIL−12を発現する樹状細胞は、高度に特異的な抗原提示細胞である。前立腺癌において、前立腺特異的膜抗原(PSMA)のペプチドを用いて適用される自己樹状細胞が、前立腺癌患者の免疫系を刺激するために、フェーズI臨床試験において使用される(Tjoaら,1996,Prostate 28:65−69;Murphyら,1996,Prostate 29:371−380)。従って、樹状細胞は、MHCクラスI分子またはMHCクラスII分子の状況において、STEAP−1ペプチドをT細胞に提示するために使用され得る。一つの実施形態において、自己樹状細胞は、MHCクラスI分子および/またはMHCクラスII分子に結合し得るSTEAP−1ペプチドでパルスされる。別の実施形態において、樹状細胞は、完全STEAP−1タンパク質でパルスされる。なお別の実施形態は、当該分野で公知の種々の実行ベクターを使用する樹状細胞中で、STEAP−1遺伝子の過剰発現を操作することに関する(Arthurら,1997,Cancer Gene Ther.4:17−25)、レトロウイルス(Hendersonら,1996,Cancer Res.56:3763−3770)、レンチウイルス、アデノ随伴ウイルス、DNAトランスフェクション(Ribasら,1997,Cancer Res.57:2865−2869)、または腫瘍誘導RNAトランスフェクション(Ashleyら,1997,J.Exp.Med.186:1177−1182)。STEAP−1を発現する細胞はまた、免疫調節因子(例えば、GM−CSF)を発現するように操作され得る、そして免疫剤として使用され得る。
【0190】
(X.B.抗体ベースの治療のための標的としてのSTEAP−1)
STEAP−1は、抗体ベースの治療ストラテジーのための魅力的な標的である。多数の抗体ストラテジーは、細胞外分子と細胞内分子との両方を標的するために、当該分野で公知であり(例えば、相補体およびADCC媒介の殺傷および身体内での使用を参照のこと)。STEAP−1は、対応する正常な細胞に対応する種々の系統の癌細胞によって発現されるので、免疫活性組成物を非標的器官および組織に結合することによって生じる、毒性効果、非特異的効果および/または非標的効果なしで、優れた感受性を示す、STEAP−1免疫活性組成物の全身投与を調製する。STEAP−1のドメインと特異的に反応する抗体は、トキシンまたは治療剤と組み合わせてか、または細胞増殖または機能を阻害し得る裸の抗体としてのいずれかで、全身的に癌を発生するSTEAP−1を処置するために有用である。
【0191】
STEAP−1抗体は、抗体がSTEAP−1に結合し、そして機能(例えば、結合パートナーとの相互作用)を調節し、そして結果として腫瘍細胞の破壊を媒介し、そして/または腫瘍細胞の増殖を阻害するように、患者に導入され得る。このような抗体が治療効果を発揮する機構としては、補体媒介性細胞溶解、抗体依存性細胞性細胞傷害、STEAP−1の生理学的機能を調節すること、リガンド結合またはシグナル伝達経路を阻害すること、腫瘍細胞分化を調節すること、腫瘍脈管形成因子プロフィールを変化させること、および/またはアポトーシスを包含し得る。
【0192】
当業者は、抗体が、免疫原性分子(例えば、図2または図3に示されるSTEAP−1配列の免疫原性領域)を特異的に標的および結合するために使用され得ることを理解する。さらに、当業者は、抗体を細胞傷害性薬剤に複合物化することは慣用的であることを理解する(例えば、Sleversら,Blood 93:11 3678−3684(1999年6月1日)を参照のこと)。細胞傷害性薬剤および/または治療剤は、例えば、この細胞(例えば、STEAP−1)によって発現される分子に対して特異的な抗体にそれらの試薬を複合物化させることによって、細胞に直接送達され、この細胞傷害性薬剤は、それらの細胞上において公知の生物学的効果(例えば、細胞傷害性)を発揮する。
【0193】
抗体細胞傷害性薬剤を使用するための多種多様の組成物および方法が細胞を殺傷するために複合物化することは、当該分野で公知である。癌の状況において、代表的な方法は、腫瘍を有する哺乳動物に生物学的に有効な量の複合物を投与する工程を包含し、この複合物は、発現されたか、結合に接近可能か、または細胞表面上に局在化された、マーカー(例えば、STEAP−1)に結合する標的薬剤(例えば、抗STEAP−1抗体)に連結される、選択された細胞傷害性薬剤および/または治療剤を含む。代表的な実施形態は、細胞傷害性薬剤および/または治療剤を細胞発現STEAP−1に送達する方法であり、この方法は、STEAP−1エピトープに免疫特異的に結合する抗体に細胞傷害性薬剤を複合物化させる工程、および抗体薬剤複合体に細胞を曝露する工程を包含する。別の例示的な実施形態は、転移癌を患ったと疑われる個体を処置する方法であり、この方法は、細胞傷害性薬剤および/または治療剤に複合物化された、治療有効量の抗体を含む薬学的組成物を前記個体に非経口的に投与する工程を包含する。
【0194】
抗STEAP−1抗体を使用する癌免疫治療は、他の型の癌の処置に首尾良く使用される種々のアプローチに従ってなされ、この癌としては、以下が挙げられるが、これらに限定されない:結腸癌(Arlenら、1998、Crit.Rev.Immunol.18:133〜138)、多発性骨髄腫(Ozakiら、1997、Blood 90:3179〜3186;Tsunenariら、1997、Blood 90:2437〜2444)、胃癌(Kasprzykら、1992、Cancer Res.52:2771〜2776)、B細胞リンパ腫(Funakoshiら、1996、J.Immunother.Emphasis Tumor Immunol.19:93〜101)、白血病(Zhongら、1996、Leuk.Res.20:581〜589)、結腸直腸癌(Mounら、1994、Cancer Res.54:6160〜6166;Veldersら、1995、Cancer Res.55:4398〜4403)、および乳癌(Shepardら、1991、J.Clin.Immunol.11:117〜127)。いくつかの治療アプローチは、毒素および放射線同位体への裸の抗体の結合(例えば、抗CD20抗体へのY91またはI131の結合(例えば、ZevalinTM、IDEC Pharmaceuticals Corp.、またはBexxarTM、Coulter Pharmaceuticals)を含むが、一方他のアプローチは、抗体と他の治療剤(例えば、HerceptinTM(トラスツズマブ(trastuzumab)とパクリタキセル(Genentech,Inc.))との同時投与を含む。これらの抗体は、治療剤に対して複合物化され得る。前立腺癌の処置のために、例えば、STEAP−1抗体が、照射、化学療法またはホルモン切除と組み合わせて、投与され得る。また、抗体は、カリヘアミシン(例えば、MylotargTM,Wyeth−Ayerst,Madison,NJ,抗腫瘍抗菌性カリヘアミシンに複合物化された組換えヒト化IgGκ抗体)またはマンタシノイド(例えば、タキサンベース腫瘍活性化プロドラック、TAP、プラットホーム、ImmunoGen,Cambridge,MA、また米国特許第5,416,064号を参照のこと)のような毒素に対して複合物化され得る。
【0195】
STEAP−1抗体療法は、癌の全てのステージに対して有用であるが、抗体療法は、進行癌または転移癌において特に適切であり得る。本発明の抗体療法を用いた処置は、以前に1つ以上の化学療法を受けている患者に示される。あるいは、本発明の抗体療法は、化学療法処置を受けていない患者のために、化学療法レジメンまたは放射線レジメンと組み合わせられる。さらに、抗体療法は、特に、非常に十分にはその化学療法薬剤の毒性を許容しない患者について、減少した投薬量の併用化学療法の使用を可能にし得る。Fanら(Cancer Res.53:4637−4642,1993)、Prewettら(International J.of Onco.9:217−224,1996)、およびHancockら(Cancer Res.51:4575−4580,1991)は、化学療法薬剤と組み合わせた、種々の抗体の使用を記載する。
【0196】
STEAP−1抗体療法は、癌の全てのステージに対して有用であるが、抗体療法は、進行癌または転移癌において特に適切であり得る。本発明の抗体療法を用いた処置は、以前に1つ以上の化学療法を受けている患者に示される。あるいは、本発明の抗体療法は、化学療法処置を受けていない患者のために、化学療法レジメンまたは放射線レジメンと組み合わせられる。さらに、抗体療法は、特に、非常に十分にはその化学療法薬剤の毒性を許容しない患者について、減少した投薬量の併用化学療法の使用を可能にし得る。
【0197】
癌患者は、好ましくは、腫瘍組織の免疫組織化学的評価、定量的STEAP−1画像化、またはSTEAP−1発現の存在および程度を確かに示し得る他の技術を使用して、STEAP−1発現の存在およびレベルについて評価し得る。腫瘍生検または外科的生検の免疫組織化学分析が、この目的にとって好ましい。腫瘍組織の免疫組織化学的分析のための方法は、当該分野で周知である。
【0198】
前立腺癌および他の癌を処置する抗STEAP−1モノクローナル抗体としては、その腫瘍に対する強力な免疫応答を示し得る抗体、または直接細胞傷害性であり得る抗体が挙げられる。これに関して、抗STEAP−1モノクローナル抗体(mAb)は、補体媒介性細胞傷害または抗体依存性細胞傷害(ADCC)のいずれかの機構によって、腫瘍細胞溶解を惹起し得、これらの機構の両方が、補体タンパク質上のエフェクター細胞Fcレセプター部位との相互作用のために、その免疫グロブリン分子のインタクトなFc部分を必要とする。さらに、腫瘍増殖に対する直接の生物学的効果を発揮する抗STEAP−1 mAbが、STEAP−1を発現する癌を処置するのに有用である。直接的に細胞傷害性mAbが作用する機構としては、細胞増殖の阻害、細胞分化の調節、腫瘍脈管形成因子プロフィールの調節、およびアポトーシスの誘導が、挙げられる。特定の抗STEAP−1 mAbが抗腫瘍効果を発揮する機構は、当該分野で一般的に知られているように、ADCC、ADMMC、補体媒介性細胞溶解などの細胞死を評価する、任意の数のインビトロアッセイを使用して、評価され得る。
【0199】
何人かの患者において、マウスまたは他の非ヒトモノクローナル抗体の使用、あるいはヒト/マウスキメラmAbの使用が、非ヒト抗体に対する中程度から強力な免疫応答を誘導し得る。これは、循環からの抗体のクリアランスおよび減少した効力をもたらす。最も深刻な場合において、このような免疫応答は、潜在的に腎不全を引き起こし得る、免疫複合体の広範な形成をもたらし得る。従って、本発明の治療法の実施にて使用される好ましいモノクローナル抗体は、高い親和性で標的STEAP−1抗原に特異的に結合するが、患者において低い抗原性を示すかまたは全く抗原性を示さない、完全にヒトであるかまたはヒト化されているかのいずれかである抗体である。
【0200】
本発明の治療法は、単一の抗STEAP−1 mAbの投与、ならびに異なるmAbの組み合わせまたはカクテルの投与を企図する。このようなmAbカクテルは、それらが、異なるエピトープを標的とするmAb含むか、異なるエフェクター機構を使用するか、または免疫エフェクター機能性に依存するmAbと直接細胞傷害性mAbを組み合わせるのと同じ程度だけ、特定の利点を有し得る。組み合わせたこのようなmAbは、相乗的治療効果を示し得る。さらに、抗STEAP−1 mAbの投与は、種々の化学療法薬剤、アンドロゲン遮断薬、免疫調節因子(例えば、IL−2、GM−CSF)、手術または放射線を含むがこれらに限定されない、他の治療剤と同時に投与され得る。抗STEAP−1mAbは、その「裸(naked)」の形態または非結合形態で投与され得るし、またはそれらに結合した治療剤を有し得る。
【0201】
抗STEAP−1抗体処方物は、腫瘍細胞に抗体を送達し得る任意の経路を介して投与され得る。投与の経路としては、静脈内経路、腹腔内経路、筋肉内経路、腫瘍内経路、皮内経路などが挙げられるが、これらに限定されない。処置は一般的に、代表的に、約0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、または25mg/kg体重の範囲の用量で、受容可能な投薬経路を介する、抗STEAP−1抗体調製物の組換えし投与を含む。一般に、1週間に10〜1000mg mAbの範囲の用量が、効果的であり得かつ十分に許容され得る。
【0202】
転移性乳癌の処置においてHerceptinTM mAbを用いる臨床実験に基づいて、抗STEAP−1 mAb調製物の約4mg/kg患者体重(IV)の初回負荷用量に引き続いて、約2mg/kg(IV)の毎週の用量が、受容可能な投薬レジメンを示す。好ましくは、この初回負荷用量が、90分以上の注入として投与される。その初回用量が十分に許容された場合、周期的維持用量が、30分以上の注入として投与される。当業者が理解するように、種々の因子が、特定の場合における理想的な用量レジメンに影響し得る。このような因子としては、例えば、使用されるAbまたはmAbの結合親和性および半減期、患者におけるSTEAP−1発現の程度、循環する放出された(shed)STEAP−1抗原の程度、所望される安定状態の抗体濃度レベル、処置の頻度、および本発明の処置方法と組み合わせて使用される化学療法薬剤または他の因子の影響ならびに特定の患者の健康状態が、挙げられる。
【0203】
必要に応じて、患者は、最も有効な投与レジメンなどの決定を補助するために、所定のサンプル中のSTEAP−1のレベル(例えば、循環するSTEAP−1抗原および/またはSTEAP−1発現細胞のレベル)について評価されるべきである。このような評価はまた、治療を通じて目的のものをモニタリングするために使用され、そして他のパラメーター(例えば、膀胱癌治療における尿細胞学および/またはImmunoCytレベル、あるいは、類推されるところによれば、前立腺癌治療における血清PSAレベル)を評価することと組合せて治療的成功を評価するために有用である。
【0204】
抗イディオタイプ抗STEAP−1抗体はまた、抗癌療法において、STEAP−1関連タンパク質を発現する細胞に対する免疫応答を惹起するためのワクチンとして使用され得る。詳細には、抗イディオタイプ抗体の生成は、当該分野で周知であり;この方法論は、STEAP−1関連タンパク質上のエピトープを模倣する抗イディオタイプ抗STEAP−1抗体を生成するように容易に適合され得る(例えば、Wagnerら、1997、Hybridoma 16:33〜40;Foonら、1995、J.Clin.Invest.96:334〜342;Herlynら、1996、Cancer Immunol.Immunother.43:65〜76を参照のこと)。このような抗イディオタイプ抗体は、癌ワクチンストラテジーにおいて使用され得る。
【0205】
(X.C. 細胞免疫応答についての標的としてのSTEAP−1)
本明細書に記載される、免疫原的に有効量の1つ以上のHLA結合ペプチドを含むワクチンおよびこのワクチンを調製する方法は、本発明のさらなる実施形態である。さらに、本発明に従うワクチンは、1つ以上の特許請求されるペプチドの組成物を含む。ペプチドは、ワクチンにおいて個々に存在し得る。あるいは、ペプチドは、同じペプチドの複数コピーを含むホモポリマーとして、または種々のペプチドのヘテロポリマーとして存在し得る。ポリマーは、増加した免疫学的反応の利点を有し、そして異なるペプチドエピトープがポリマーを構成するために使用される場合、免疫応答を標的化する病原性生物または腫瘍関連ペプチドの異なる抗原決定基と反応する抗体および/またはCTLを誘導するというさらなる能力を有する。この組成物は、抗原の天然に存在する領域であり得るか、または例えば、組換えもしくは化学合成によって調製され得る。
【0206】
本発明のワクチンとともに使用され得るキャリアは、当業者に周知であり、そして例えば、サイログロブリン、アルブミン(例えば、ヒト血清アルブミン)、破傷風トキソイド、ポリアミノ酸(例えば、ポリL−リジン、ポリL−グルタミン酸)、インフルエンザ、B型肝炎ウイルスコアタンパク質などが挙げられる。ワクチンは、生理学的に許容可能(すなわち、受容可能)な希釈剤(例えば、水、または生理食塩水、好ましくは、リン酸緩化衝生理食塩水)を含み得る。ワクチンはまた、代表的に、アジュバントを含む。不完全フロイントアジュバント、リン酸アルミニウム、水酸化アルミニウム、またはミョウバンのようなアジュバントは、当該分野で周知の材料の例である。さらに、本明細書中で開示されるように、CTL応答は、本発明のペプチドを脂質(例えば、トリパルミトイル−S−グリセリルシステイニルセリル−セリン(PCSS))に複合物化することによって、初回刺激され得る。さらに、アジュバント(例えば、合成シトシン−ホスホロチオール化グアニン含有(CpG)オリゴヌクレオチド)は、CTL応答を10〜100倍増加することが見出された(例えば、DavilaおよびCelis、J.Immunol.165:539〜547(2000)を参照のこと)。
【0207】
注射、エアロゾル、経口、経皮、経粘膜、胸内、髄腔内、または他の適切な経路による、本発明に従うペプチド組成物での免疫に際して、宿主の免疫系は、所望の抗原に特異的な、大量のCTLおよび/またはHTLを産生することによってワクチンに応答する。結果として、宿主は、STEAP−1抗原を発現するかまたは過剰発現する細胞の後期発生に少なくとも部分的に免疫されるか、あるいは抗原が腫瘍関連であった場合、少なくともいくつかの治療的利益を導く。
【0208】
いくつかの実施形態において、クラスIペプチド成分を、標的抗原に対する中和抗体および/またはヘルパーT細胞応答を誘導するかまたは促進する成分と組み合わせることが望ましくあり得る。このような組成物の好ましい実施形態は、本発明に従うクラスIエピトープおよびクラスIIエピトープを含む。このような組成物の代替の実施形態は、交差反応性HTLエピトープ(例えば、PADRETM(Epimmune、San Diego、CA)分子(例えば、米国特許第5,736,142号に記載される))とともに、本発明に従うクラスIエピトープおよび/またはクラスIIエピトープを含む。
【0209】
本発明のワクチンはまた、抗原提示細胞(APC)(例えば、樹状細胞(DC))を、本発明のペプチドを提示するためのビヒクルとして含み得る。樹状細胞を動員(mobilization)し、そして収集し、これによって、樹状細胞の負荷をインビトロで生じさせた後に、ワクチン組成物が、インビトロで作製され得る。例えば、樹状細胞は、例えば、本発明に従うミニ遺伝子でトランスフェクトされるか、またはペプチドでパルスされる。次いで、樹状細胞は、インビボで免疫応答を惹起するために患者に投与され得る。ワクチン組成物(DNAベースまたはペプチドベースのいずれか)はまた、樹状細胞動員とともにインビボで投与され得、これによって、樹状細胞の負荷がインビボで生じる。
【0210】
好ましくは、以下の原理が、ワクチンにおける使用のためにポリエピトープ組成物中での封入のために、あるいはワクチンに含まれるべき、そして/または核酸(例えば、ミニ遺伝子)によってコードされるべき別々のエピトープを選択するためにエピトープのアレイを選択する場合に利用される。以下の原理のそれぞれが選択を行うためにバランスをとられることが好ましい。所定のワクチン組成物に組み込まれるマルチエピトープは、エピトープが由来するネイティブ抗原において連続した配列であり得る(しかし、必要ではない)。
【0211】
1.)投与のとき、腫瘍クリアランスと相関して観測された免疫応答を模倣するエピトープが選択される。HLAクラスIについて、これは、少なくとも1つの腫瘍関連抗原(TAA)に由来する3〜4エピトープを含む。HLAクラスIIについて、類似の原理が使用される;再び、3〜4エピトープは、少なくとも1つのTAAから選択される(例えば、Rosenbergら、Science 278:1447〜1450を参照のこと)。1つのTAAからのエピトープは、1つ以上のさらなるTAAからのエピトープと組み合わせて使用され得、頻繁に発現されるTAAの種々の発現パターンを有する腫瘍を標的化するワクチンを産生する。
【0212】
2.)免疫原性と関連することが確証された必須の結合親和性を有するエピトープが選択される:HLAクラスIについて、500nM以下(しばしば、200nM以下)のIC50;およびクラスIIについて、1000nM以下のIC50
【0213】
3.)十分なスーパーモチーフ保有ペプチド、または対立遺伝子特異的モチーフ保有ペプチドの十分なアレイが、広い集団適用範囲を与えるように選択される。例えば、少なくとも80%の集団適用範囲を有することが好ましい。モンテカルロ解析(当該分野で公知の統計的評価)を使用して、集団適用範囲の幅または冗長性を評価し得る。
【0214】
4.)癌関連抗原由来のエピトープが選択される場合、アナログを選択することがしばしば有用である。なぜなら、患者は、ネイティブのエピトープに対して耐性を発生し得るからである。
【0215】
5.)「ネスティッドエピトープ(nested epitope)」と呼ばれるエピトープが、特に関連する。ネスティッドエピトープは、少なくとも2つのエピトープが所定のペプチド配列で重なる場合、生じる。ネスティッドペプチド配列は、B細胞エピトープ、HLAクラスIエピトープおよび/またはHLAクラスIIエピトープを含み得る。ネスティッドエピトープを提供する場合、一般的な目的は、配列当たり最も多くの数のエピトープを提供することである。従って、1つの局面は、ペプチド中のアミノ末端エピトープのアミノ末端およびカルボキシル末端エピトープのカルボキシル末端よりも長いペプチドを提供することを避けることである。マルチエピトープ配列(例えば、ネスティッドエピトープを含む配列)を提供する場合、病理学的なまたは他の有害な生物学的特性を有さないことを保証するために、配列をスクリーニングすることが一般的に重要である。
【0216】
6.)ポリエピトープタンパク質を作製する場合、またはミニ遺伝子を作製する場合、目的は、目的のエピトープを含む最小のペプチドを作製することである。この原理は、ネスティッドエピトープを含むペプチドを選択する場合に使用される原理と同じでない場合、類似する。しかし、人工ポリエピトープペプチドを用いる場合、サイズ最小化の目的は、ポリエピトープタンパク質中のエピトープ間に任意のスペーサー配列を組み込む必要性に対してバランスがとられる。例えば、スペーサーアミノ酸残基は、接合エピトープ(junctional epitope)(免疫系によって認識され、標的抗原に存在せず、かつエピトープの人工並置によってのみ作製されるエピトープ)を避けるためにか、またはエピトープ間の切断を容易にし、それによって、エピトープ提示を増強するために導入され得る。接合エピトープは、一般的に、避けられるべきである。なぜなら、レシピエントは、その非ネイティブなエピトープに対する免疫応答を生成し得るからである。「優性エピトープ」である接合エピトープが特に関心が高い。優性エピトープは、他のエピトープに対する免疫応答が減少されるかまたは抑制されるような強い(zealous)応答を導き得る。
【0217】
7.)同じ標的タンパク質の複数の改変体の配列が存在する場合、潜在的なペプチドエピトープはまた、それらの保存性に基づいて選択され得る。例えば、保存性についての基準は、HLAクラスI結合ペプチドの配列全体またはクラスII結合ペプチドの9マーのコア全体が、特定のタンパク質抗原について評価される配列の指定された割合で保存されることを規定し得る。
【0218】
(X.C.1. ミニ遺伝子ワクチン)
マルチエピトープの同時送達を可能にする多くの異なるアプローチが利用可能である。本発明のペプチドをコードする核酸は、本発明の特に有用な実施形態である。ミニ遺伝子中への封入のためのエピトープは、好ましくは、先の節に記載されるガイドラインに従って選択される。本発明のペプチドをコードする核酸を投与する好ましい手段は、本発明の1つまたはマルチエピトープを含むペプチドをコードするミニ遺伝子構築物を使用する。
【0219】
マルチエピトープミニ遺伝子の使用は、以下およびIshiokaら、J.Immunol.162:3915〜3925、1999;An,L.およびWhitton,J.L.、J.Virol.71:2292,1997;Thomson,S.A.ら、J.Immunol.157:822,1996;Whitton,J.L.ら、J.Virol.67:348,1993;Hanke,R.ら、Vaccine 16:426,1998に記載される。例えば、STEAP−1由来のスーパーモチーフ保有エピトープおよび/またはモチーフ保有エピトープをコードするマルチエピトープDNAプラスミド、STEAP−1由来のPADRE(登録商標)ユニバーサルヘルパーT細胞エピトープまたは複数のHTLエピトープ、(例えば、表V〜XVIIIおよびXXII〜LIを参照のこと)、および小胞体トランスロケーションシグナル配列が操作され得る。ワクチンはまた、他のTAA由来のエピトープを含み得る。
【0220】
マルチエピトープミニ遺伝子の免疫原性は、試験されるエピトープに対してCTL誘導応答の大きさを評価するためにトランスジェニックマウスで確認され得る。さらに、インビボのDNAコードエピトープの免疫原性は、DNAプラスミドをトランスフェクトされた標的細胞に対する特定のCTL株のインビトロ応答と相関し得る。従って、これらの実験は、ミニ遺伝子が、1.)CTL応答を生成すること、および2.)誘導されたCTLが、コードされたエピトープを発現する細胞を認識することの両方に役立つことを示し得る。
【0221】
例えば、ヒト細胞における発現のために選択されたエピトープ(ミニ遺伝子)をコードするDNA配列を作製するために、エピトープのアミノ酸配列は、逆翻訳され得る。ヒトコドン使用頻度表は、各アミノ酸に対するコドン選択の指針のために使用され得る。これらのエピトープコードDNA配列は、直接隣接し得、その結果、翻訳された場合に、連続したポリペプチド配列が作製される。発現および/または免疫原性を最適化するために、さらなるエレメントが、ミニ遺伝子設計に組み込まれ得る。ミニ遺伝子配列に逆翻訳され得、そして含まれ得るアミノ酸配列の例としては、以下が挙げられる:HLAクラスIエピトープ、HLAクラスIIエピトープ、抗体エピトープ、ユビキチン化シグナル配列、および/または小胞体標的化シグナル。さらに、CTLおよびHTLエピトープのHLA提示は、CTLまたはHTLエピトープに隣接する、合成(例えば、ポリ−アラニン)または天然に存在する隣接配列を含むことによって改善され得る;エピトープを含むこれらのより大きなペプチドは、本発明の範囲内である。
【0222】
ミニ遺伝子配列は、ミニ遺伝子のプラス鎖およびマイナス鎖をコードするオリゴヌクレオチドを組み立てることによってDNAに変換され得る。重複オリゴヌクレオチド(30〜100塩基長)は、周知技術を使用して、適切な条件下で、合成され得、リン酸化され得、精製され得、そしてアニールされ得る。オリゴヌクレオチドの末端は、例えば、T4 DNAリガーゼを使用して結合され得る。次いで、この合成ミニ遺伝子(エピトープポリペプチドをコードする)は、所望の発現ベクターにクローン化され得る。
【0223】
当業者に周知の標準的な調節配列は、好ましくは、標的細胞における発現を確実にするためにベクターに含まれる。数個のベクターエレメントが、望ましい:ミニ遺伝子挿入のための下流クローニング部位を有するプロモーター;十分な転写終結のためのポリアデニル化シグナル;E.coli複製起点;およびE.coli選択マーカー(例えば、アンピシリン耐性またはカナマイシン耐性)。多くのプロモーター(例えば、ヒトサイトメガロウイルス(hCMV)プロモーター)がこの目的のために使用され得る。他の適切なプロモーター配列について、例えば、米国特許第5,580,859号および同第5,589,466号を参照のこと。
【0224】
さらなるベクター改変は、ミニ遺伝子発現および免疫原性を最適化するために所望され得る。いくつかの場合において、イントロンは、効率的な遺伝子発現に必要とされ、そして1つ以上の合成イントロンまたは天然に存在するイントロンが、ミニ遺伝子の転写領域に組み込まれ得る。mRNA安定化配列および哺乳動物細胞における複製のための配列を含ませることもまた、ミニ遺伝子発現を増加するために考慮され得る。
【0225】
一旦、発現ベクターが選択されると、ミニ遺伝子は、プロモーターの下流のポリリンカー領域にクローン化される。このプラスミドは、適切なE.coli株に形質転換され、そしてDNAは、標準的な技術を使用して調製される。ミニ遺伝子の方向およびDNA配列、ならびにベクターに含まれる全ての他のエレメントは、制限マッピングおよびDNA配列分析を使用して確認される。正しいプラスミドを有する細菌細胞は、マスター細胞バンクおよび作業細胞バンクとして保存され得る。
【0226】
さらに、免疫刺激配列(ISSまたはCpG)は、DNAワクチンの免疫原性において役割を果たすようである。これらの配列は、免疫原性を増強することが望ましい場合に、ミニ遺伝子コード配列の外側で、ベクターに含まれ得る。
【0227】
いくつかの実施形態において、ミニ遺伝子コードエピトープおよび第2タンパク質(免疫原性を増強または減少するために含まれる)の両方の産生を可能にするビシストロニック(bi−cistronic)発現ベクターが使用され得る。同時発現される場合に免疫応答を有利に増強し得るタンパク質またはポリペプチドの例としては、サイトカイン(例えば、IL−2、IL−12、GM−CSF)、サイトカイン誘導分子(例えば、LeIF)、同時刺激分子、または、HTL応答について、pan−DR結合タンパク質(PADRETM、Epimmne、San Diego、CA)が挙げられる。ヘルパー(HTL)エピトープは、細胞内標的化シグナルに結合され得、そして発現されるCTLエピトープから別々に発現され得る;これは、CTLエピトープとは異なる細胞区画へのHTLエピトープの方向付けを可能にする。必要とされる場合、これは、HTLエピトープにHLAクラスII経路へのより効率的な進入を促進し得、それによって、HTL誘導を改善する。HTL誘導またはCTL誘導と対照的に、免疫抑制分子(例えば、TGF−β)の同時発現によって免疫応答を特異的に減少させることは、特定の疾患において有益であり得る。
【0228】
プラスミドDNAの治療的な量は、例えば、E.coliでの発酵、続く精製によって生成され得る。作業細胞バンクからのアリコートを使用して、増殖培地に播種し、そして周知技術に従ってシェーカーフラスコまたはバイオリアクターで飽和まで増殖される。プラスミドDNAは、QIAGEN,Inc.(Valencia,California)によって供給される固相アニオン交換樹脂のような標準的な生物分離技術を使用して精製され得る。必要な場合、スーパーコイルDNAは、ゲル電気泳動または他の方法を使用して、開環状形態および線形形態から単離され得る。
【0229】
精製プラスミドDNAは、種々の処方物を使用して注射のために調製され得る。これらのうち最も簡単なものは、滅菌リン酸緩衝生理食塩水(PBS)中での凍結乾燥されたDNAの再構成である。このアプローチ(「裸のDNA」として公知である)は、臨床試験における筋肉内(IM)投与のために現在使用される。ミニ遺伝子DNAワクチンの免疫治療効果を最大化するために、精製プラスミドDNAを処方するための代替方法が、望ましくあり得る。種々の方法が記載され、そして新規な技術が利用可能となり得る。カチオン性脂質、糖脂質、およびフソジェニック(fusogenic)リポソームもまた、処方物中で使用され得る(例えば、WO93/24640;Mannino & Gould−Fogerite、BioTechnique6(7):682(1988);米国特許第5,279,833号;WO91/06309;およびFelgnerら、Proc.Nat’l Acad.Sci.USA84:7413(1987)を参照のこと)。さらに、保護性の相互作用性非凝縮化合物(PINC)として集合的に呼ばれるペプチドおよび化合物もまた、安定性、筋肉内分散性、あるいは特定の器官または細胞型への輸送のような変数に影響するように、精製プラスミドDNAに複合化され得る。
【0230】
標的細胞感作は、ミニ遺伝子コードCTLエピトープの発現およびHLAクラスI提示についての機能性アッセイとして使用され得る。例えば、プラスミドDNAは、標準的なCTLクロム放出アッセイのための標的として適切な哺乳動物細胞株に導入される。使用されるトランスフェクション方法は、最終処方物に依存する。エレクトロポレーションは、「裸」のDNAのために使用され得るが、カチオン性脂質は、直接的なインビトロトランスフェクションを可能とする。緑色蛍光タンパク質(GFP)を発現するプラスミドは、蛍光細胞分離分析装置(FACS)を使用して、トランスフェクトされた細胞の濃縮を可能にするために同時トランスフェクトされ得る。次いで、これらの細胞は、クロム−51(51Cr)標識され、そしてエピトープ特異的CTL株に対する標的細胞として使用され;細胞溶解(51Cr放出によって検出される)は、ミニ遺伝子コード化CTLエピトープの産生およびHLA提示の両方を示す。HTLエピトープの発現は、HTL活性を評価するためのアッセイを使用して、類似の様式で評価され得る。
【0231】
インビボ免疫原性は、ミニ遺伝子DNA処方物の機能試験についての第2のアプローチである。適切なヒトHLAタンパク質を発現するトランスジェニックマウスを、DNA産物を用いて免疫する。用量および投与経路は、処方物依存である(例えば、PBS中のDNAについてIM、脂質複合化DNAについて腹腔内(i.p.))。免疫の21日後、脾細胞を収集し、そして試験される各エピトープをコードするペプチドの存在下で1週間、再刺激する。その後、CTLエフェクター細胞について、標準的技術を使用して、ペプチド負荷51Cr標識標的細胞の細胞溶解についてのアッセイを行う。ミニ遺伝子コードエピトープに対応するペプチドエピトープを負荷されたHLAによって感作された標的細胞の溶解は、CTLのインビボ導入についてのDNAワクチン機能を実証する。HTLエピトープの免疫原性は、類似の方法で、トランスジェニックマウスにおいて確認される。
【0232】
あるいは、核酸は、例えば、米国特許第5,204,253号に記載されるように、弾道的(ballistic)送達を使用して投与され得る。この技術を使用して、DNAのみから構成される粒子が投与される。さらなる代替の実施形態において、DNAは、粒子(例えば、金粒子)に接着され得る。
【0233】
ミニ遺伝子はまた、当該分野で周知の他の細菌送達系またはウイルス送達系を使用して送達され得る(例えば、本発明のエピトープをコードする発現構築物が、ワクシニアのようなウイルスベクターに組み込まれ得る)。
【0234】
(X.C.2. CTLペプチドとヘルパーペプチドとの組み合わせ)
本発明のCTLペプチドを含むワクチン組成物は、所望の性状(例えば、改善された血清半減期、広げられた集団適用範囲、または増強された免疫原性)を提供するために改変(例えば、アナログ化)され得る。
【0235】
例えば、ペプチドがCTL活性を誘導する能力は、ペプチドを、Tヘルパー細胞応答を誘導し得る少なくとも1つのエピトープを含む配列に連結することによって増強され得る。CTLペプチドは直接Tヘルパーペプチドに連結され得るが、しばしば、CTLエピトープ/HTLエピトープ結合体は、スペーサー分子によって連結される。スペーサーは、代表的に、比較的小さな中性の分子(例えば、アミノ酸またはアミノ酸模倣物)(これは、生理学的条件下において、実質的に荷電されていない)から構成される。スペーサーは、代表的に、例えば、Ala、Gly、あるいは非極性アミノ酸または中性極性アミノ酸の他の中性スペーサーから選択される。任意に存在するスペーサーが同じ残基から構成される必要はなく、従って、ヘテロオリゴマーまたはホモオリゴマーであり得ることが理解される。存在する場合、スペーサーは、通常、少なくとも1つまたは2つの残基、より通常には、3〜6個の残基、ときどき、10以上の残基である。CTLペプチドエピトープは、CTLペプチドのアミノ末端またはカルボキシ末端のいずれかにおいて、直接的またはスペーサーを介してのいずれかで、Tヘルパーペプチドに連結され得る。免疫原性ペプチドまたはTヘルパーペプチドのいずれかのアミノ末端は、アシル化され得る。
【0236】
特定の実施形態において、Tヘルパーペプチドは、遺伝的に多様な集団の大部分に存在するTヘルパー細胞によって認識されるペプチドである。これは、多く、ほとんど、または全てのHLAクラスII分子に結合するペプチドを選択することによって達成され得る。多くのHLAクラスII分子に結合するこのようなアミノ酸の例は、破傷風トキソイドの830〜843位QYIKANSKFIGITE(配列番号44)、Plasmodium falciparumサーカムスポロゾイト(circumsporozoite)(CS)タンパク質の378〜398位DIEKKIAKMEKASSVFNVVNS(配列番号45)、およびStreptococcus 18kDタンパク質の116〜131位GAVDSILGGVATYGAA(配列番号46)のような抗原由来の配列を含む。他の例としては、DR 1−4−7スーパーモチーフ、またはDR3モチーフのいずれかを有するペプチドを含む。
【0237】
あるいは、天然に見出されないアミノ酸配列を使用して、緩いHLA拘束様式(loosely HLA−restricted fashion)で、Tヘルパーリンパ球を刺激し得る合成ペプチドを調製することが可能である(例えば、PCT公開WO95/07707を参照のこと)。Pan−DR結合エピトープ(例えば、PADRETM、Epimmune,Inc.,San Diego,CA)と呼ばれるこれらの合成化合物は、大部分のHLA−DR(ヒトHLAクラスII)分子に最も優先的に結合するように設計される。例えば、式:aKXVAAWTLKAAa(配列番号47)(ここで、「X」は、シクロヘキシルアラニン、フェニルアラニン、またはチロシンのいずれかであり、そしてaは、D−アラニンまたはL−アラニンのいずれかである)を有するpan−DR結合エピトープペプチドは、大部分のHLA−DR対立遺伝子に結合し、そしてそれらのHLA型に関わりなく、大部分の個体由来のTヘルパーリンパ球の応答を刺激することが見出された。pan−DR結合エピトープの代替物は、全て「L」天然アミノ酸を含み、そしてエピトープをコードする核酸の形態で提供され得る。
【0238】
HTLペプチドエピトープはまた、それらの生物学的特性を変更するために改変され得る。例えば、これらは、プロテアーゼに対するそれらの耐性を増加し、従って、それらの血清半減期を拡大するためにD−アミノ酸を含むように改変され得るか、あるいはこれらは、それらの生物学的活性を増加させるために、脂質、タンパク質、炭水化物などのような他の分子に結合され得る。例えば、Tヘルパーペプチドは、アミノ末端またはカルボキシル末端のいずれかにおいて、1つ以上のパルミチン酸に複合物化され得る。
【0239】
(X.C.3.)CTLペプチドとT細胞プライミング剤との組合せ
いくつかの実施形態において、本発明の薬学的組成物中に、Bリンパ球またはTリンパ球をプライミングする少なくとも1つの成分を含むことが望ましくあり得る。脂質は、CTLをインビボでプライミングし得る薬剤として同定されている。例えば、パルミチン酸残基は、リジン残基のε−アミノ基およびα−アミノ基に結合され得、次いで、例えば、Gly、Gly−Gly、Ser、Ser−Serなどのような1つ以上の連結残基を介して免疫原性ペプチドに連結され得る。次いで、脂質化ペプチドは、ミセルまたは粒子で直接的に投与され得るか、リポソームに組み込まれ得るか、またはアジュバント(例えば、不完全フロイントアジュバント)中で乳化され得るかのいずれかで投与され得る。好ましい実施形態において、特に有効な免疫原性組成物は、Lysのε−アミノ基およびα−アミノ基に結合されたパルミチン酸(これは、免疫原性ペプチドのアミノ末端に連結(例えば、Ser−Ser)を介して結合される)を含む。
【0240】
CTL応答の脂質プライミングの別の例として、E.coliリポタンパク質(例えば、トリパルミトイル−S−グリセリルシステイニルセリル−セリン(PCSS))は、適切なペプチドに共有結合される場合、ウイルス特異的CTLをプライミングするために使用され得る(例えば、Deresら、Nature 342:561,1989を参照のこと)。本発明のペプチドは、例えば、PCSSに結合され得、そしてこのリポペプチドは、標的抗原に対する免疫応答を特異的にプライミングするために個体に投与され得る。さらに、中和抗体の導入がまたPCSS結合エピトープを用いてプライミングされ得るので、2つのこのような組成物は、体液性応答および細胞媒介応答の両方をより効率的に惹起するように組み合わせられ得る。
【0241】
(X.C.4.)CTLペプチドおよび/またはHTLペプチドでパルスされたDCを含むワクチン組成物
本発明に従うワクチン組成物の実施形態は、患者血液由来のPBMC、またはそれら由来の単離されたDCに対する、エピトープ保有ペプチドのカクテルのエキソビボ投与を含む。DCの収集を容易にする薬物(例えば、ProgenipoietinTM(Pharmacia−Monsanto,St.Louis,MO)またはGM−CSF/IL−4)が使用され得る。DCをペプチドでパルスした後、そして患者に再注入する前に、未結合ペプチドを除去するためにDCを洗浄する。この実施形態において、ワクチンは、それらの表面に、HLA分子を複合体化した、パルスされたペプチドエピトープを提示するペプチドパルス化DCを含む。
【0242】
DCは、ペプチドのカクテルを用いてエキソビボでパルスされ得、これらのうちのいくつかは、STEAP−1に対するCTL応答を刺激する。必要に応じて、ヘルパーT細胞(HTL)ペプチド(例えば、天然または人工の緩い拘束性HLAクラスIIペプチド)は、CTL応答を促進するために含められ得る。従って、本発明に従うワクチンは、STEAP−1を発現するかまたは過剰発現する癌を処置するために使用される。
【0243】
(X.D.)養子免疫療法
抗原性STEAP−1関連ペプチドは、エキソビボでCTL応答および/またはHTL応答もまた惹起するために使用される。得られるCTL細胞またはHTL細胞は、他の従来の形式の治療に応答しないか、または本発明に従う治療ワクチンペプチドまたは核酸に応答しない患者の腫瘍を処置するために使用され得る。特定の抗原に対するエキソビボCTL応答またはHTL応答は、組織培養物中において、患者のまたは遺伝的に適合性のCTL前駆細胞またはHTL前駆細胞を、抗原提示細胞(APC)(例えば、樹状細胞)の供給源および適切な免疫原性ペプチドとともにインキュベートすることによって誘導される。適切なインキュベーション時間(代表的には、約7〜28日)(ここで、前駆細胞が、活性化され、そして効果細胞に増殖する)後に、細胞は、患者に注入して戻され、ここで、これらは、特定の標的細胞(例えば、腫瘍細胞)を破壊する(CTL)か、または破壊を促進する(HTL)。トランスフェクトされた樹状細胞はまた、抗原提示細胞として使用され得る。
【0244】
(X.E.)治療目的または予防目的のためのワクチンの投与
本発明の薬学的組成物およびワクチン組成物は、代表的に、STEAP−1を発現するかまたは過剰発現する癌を処置および/または予防するために使用される。治療適用において、ペプチド組成物および/または核酸組成物は、抗原に対して有効なB細胞応答、CTL応答および/またはHTL応答を誘発し、そして症状および/または合併症を治癒するかあるいは少なくとも部分的に停止または遅延させるのに十分な量で患者に投与される。これを達成するのに適切な量は、「治療的有効用量」として規定される。この使用のための有効量は、例えば、投与される特定の組成物、投与方法、処置される疾患の病期および重篤度、患者の体重および全身健康状態、ならびに処方する医師の判断に依存する。
【0245】
薬学的組成物について、本発明の免疫原性ペプチド、またはそれらをコードするDNAは、一般的に、STEAP−1を発現する腫瘍をすでに有する個体に投与される。ペプチドまたはそれらをコードするDNAは、個々に、または1つ以上のペプチド配列の融合物として投与され得る。患者は、適切なように、別々にまたは他の処置(例えば、外科手術)とともに、免疫原性ペプチドを用いて処置され得る。
【0246】
治療的使用のために、投与は、一般的に、STEAP−1関連癌の第1の診断において開始すべきである。これは、少なくとも症状が実質的に停止するまで、そしてその後の一定期間の間、用量をブーストすることによって続けられる。患者に送達されるワクチン組成物の実施形態(すなわち、ペプチドカクテル、ポリエピトープポリペプチド、ミニ遺伝子、またはTAA特異的CTLまたはパルスされた樹状細胞のような実施形態を含むが、これらに限定されない)は、疾患の病期または患者の健康状態に従って、変化し得る。例えば、STEAP−1を発現する腫瘍を有する患者において、STEAP−1特異的CTLを含むワクチンは、代替の実施形態よりも進行した疾患を有する患者において腫瘍細胞を殺す際に、より有効であり得る。
【0247】
細胞傷害性T細胞応答を効率的に刺激するのに十分な投与の様式によって送達されるペプチドエピトープの量を提供することが一般的に重要である;ヘルパーT細胞応答を刺激する組成物はまた、本発明のこの実施形態に従って、与えられ得る。
【0248】
最初の治療的免疫化のための投薬量は、一般的に、下限値が約1μg、5μg、50μg、500μg、または1,000μgであり、かつ上限値が約10,000μg;20,000μg;30,000μg;または50,000μgである単位用量範囲で存在する。ヒトのための投薬量値は、代表的に、70kgの患者当たり、約500μg〜約50,000μgの範囲である。数週間〜数ヶ月にわたるブーストレジメンに従って、約1.0μg〜約50,000μgの間のブースト投薬量のペプチドが、患者の血液から得られたCTLおよびHTLの比活性を測定することによって決定されるような患者の応答および状態に依存して投与され得る。投与は、少なくとも臨床的症状または実験室の試験によって、新生物形成が、排除されるかまたは減少することを示すまで、そしてその後、一定期間続けられるべきである。投薬量、投与の経路、および用量スケジュールは、当該分野に公知の方法論に従って調整される。
【0249】
特定の実施形態において、本発明のペプチドおよび組成物は、重篤な疾患状態(すなわち、生命を脅かすかまたは潜在的に生命を脅かす状態)で使用される。このような場合、本発明の好ましい組成物では、外来性物質が最小量でありそしてペプチドが比較的非毒性の性質であることの結果として、これらの記載された投薬量と比較してかなり過剰のこれらのペプチド組成物を投与することが可能であり、そして処置する医師によって望ましく感じられら得る。
【0250】
本発明のワクチン組成物はまた、純粋に予防薬剤として使用され得る。一般的に、初回の予防免疫のための投薬量は一般に、低い値が約1、5、50、500または1000μgでありかつ高い値が約10,000;20,000;30,000;または50,000μgである単位投薬量範囲で存在する。ヒトのための投薬量の値は、代表的に、70kgの患者あたりで約500μg〜約50,000μgの範囲である。これに続いて、初回のワクチン投与から約4週間後〜6ヵ月後の規定された間隔で、約1.0μg〜約50,000μgの間のペプチドのブースト投薬量が投与される。ワクチンの免疫原性は、患者の血液サンプルから得られるCTLおよびHTLの比活性を測定することによって評価され得る。
【0251】
治療的処置のための薬学的組成物は、非経口投与、局所的(topical)投与、経口投与、経鼻投与、クモ膜下腔内(intrathecal)投与、または局部的(local)投与(例えば、クリームまたは局所的軟膏として)のために意図される。好ましくは、この薬学的組成物は、非経口的(例えば、静脈内、皮下的、皮内、または筋内)に投与される。従って、本発明は、受容可能なキャリア(好ましくは、水性キャリア)中に溶解または懸濁された免疫原性ペプチドの溶液を含む、非経口投与のための組成物を提供する。
【0252】
種々の水性キャリア(例えば、水、緩衝化水、0.8%生理食塩水、0.3%グリシン、ヒアルロン酸など)が使用され得る。これらの組成物は、従来からの周知の滅菌技術によって滅菌され得るか、または濾過滅菌され得る。得られた水溶液は、使用のためにその状態のままでパッケージされ得るか、または凍結乾燥され得る(この凍結乾燥された調製物は、投与前に滅菌溶液と合わせられる)。
【0253】
この組成物は、必要に応じて、生理的条件に近づけるために、薬学的に受容可能な補助物質(例えば、pH調整剤および緩衝化剤、張度調整剤、湿潤剤、防腐薬など(例えば、酢酸ナトリウム、乳酸ナトリウム、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化カルシウム、モノラウリン酸ソルビタン、オレイン酸トリエタノールアミンなど))を含み得る。
【0254】
薬学的処方物における本発明のペプチドの濃度は、広範に(すなわち、重量で、約0.1%未満から、通常は、約2%であるかもしくは少なくとも約2%から、20%〜50%ほど多くまで、またはそれより多くまで)変動し得、そして選択された特定の投与様式に従って、主に流体容量、粘度などにより選択される。
【0255】
組成物のヒト単位用量形態は、代表的に、ヒト単位用量の受容可能なキャリア(1つの実施形態では、水性キャリア)を含む薬学的組成物中に含まれ、そしてヒトへのこのような組成物の投与のために使用されることが当業者に公知(例えば、Remington’s Pharmaceutical Sciences,第17版,編者A.Gennaro,Mack Publishing Co.,Easton,Pennsylvania,1985を参照のこと)の容量/量で投与される。例えば、初回免疫のためのペプチド用量は、70kgの患者について、約1〜約50,000μg、一般的には、100〜5,000μgであり得る。例えば、核酸については、初回免疫は、裸の核酸の形態で発現ベクターを使用して実施され得、複数の部位に0.5〜5mgの量でIM(またはSCもしくはID)投与され得る。核酸(0.1〜1000μg)もまた、遺伝子銃を使用して投与され得る。3〜4週間のインキュベーション期間後に、次いで、ブースター用量が投与される。ブースターは、5×10〜5×10pfuの用量で投与される組換え鶏痘ウイルスであり得る。
【0256】
抗体について、処置は一般に、静脈内注射(IV)のような受容可能な投与経路を介して、代表的には約0.1〜約10mg/kg体重の範囲の用量で、抗STEAP−1抗体調製物を反復投与することを包含する。一般的には、1週間あたり10〜500mg mAbの範囲の用量が有効であり、かつ十分に許容される。さらに、抗STEAP−1 mAb調製物を、IVで約4mg/kg患者体重の初回負荷用量で与え、次いで毎週、IVで約2mg/kgの用量を与えることは、受容可能な投薬レジメンを表す。当業者に理解されるように、種々の要因が、特定の場合における理想的な用量に影響を及ぼし得る。このような要因としては、例えば、組成物の半減期、Abの結合親和性、物質の免疫原性、患者におけるSTEAP−1の発現程度、循環しているシェッド(shed)STEAP−1抗原の程度、所望される定常状態の濃度レベル、処置の頻度、および本発明の処置方法と組み合わせて使用される化学療法剤または他の薬剤の影響、ならびに特定の患者の健康状態が挙げられる。限定されない好ましいヒト単位用量は、例えば500μg〜1mg、1mg〜50mg、50mg〜100mg、100mg〜200mg、200mg〜300mg、400mg〜500mg、500mg〜600mg、600mg〜700mg、700mg〜800mg、800mg〜900mg、900mg〜1gまたは1mg〜700mgである。ある実施形態において、用量は、2mg/kg体重〜5mg/kg体重の範囲にある(例えば、1mg/kg体重〜3mg/kg体重の週間用量で続ける);0.5mg、1mg/kg体重、2mg/kg体重、3mg/kg体重、4mg/kg体重、5mg/kg体重、6mg/kg体重、7mg/kg体重、8mg/kg体重、9mg/kg体重、10mg/kg体重(例えば、週間用量によって2週間、3週間または4週間続ける);0.5mg/kg体重〜10mg/kg体重(例えば、週間用量によって2週間、3週間または4週間続ける);毎週225mgm体面積、250mgm体面積、275mgm体面積、300mgm体面積、325mgm体面積、350mgm体面積、375mgm体面積、400mgm体面積;毎週1mgm体面積〜600mgm体面積;毎週225mgm体面積〜400mgm体面積;これらの用量は2週、3週、4週、5週、6週、7週、8週、9週、19週、11週、12週かそれ以上の週、週間用量で続けられ得る。
【0257】
1つの実施形態では、ポリヌクレオチドのヒト単位投薬形態は、任意の治療的効果を与える適切な投薬量範囲または有効量を含む。当業者に理解されるように、治療的効果は、ポリヌクレオチドの配列、ポリヌクレオチドの分子量、および投与経路を含む多数の要因に依存する。投薬量は一般的に、症状の重篤度、患者の病歴などのような、当該分野で公知の種々のパラメーターに従って、医師または他の医療専門家により選択される。一般的には、約20塩基のポリヌクレオチドについて、投薬量範囲は、例えば、約0.1、0.25、0.5、1、2、5、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、200、300、400または500mg/kgのような独立して選択される下限から、その下限よりも大きな約60、80、100、200、300、400、500、750、1000、1500、2000、3000、4000、5000、6000、7000、8000、9000または10,000mg/kgの独立して選択される上限までの中から選択され得る。例えば、用量は、以下のほぼいずれかであり得る:0.1〜100mg/kg、0.1〜50mg/kg、0.1〜25mg/kg、0.1〜10mg/kg、1〜500mg/kg、100〜400mg/kg、200〜300mg/kg、1〜100mg/kg、100〜200mg/kg、300〜400mg/kg、400〜500mg/kg、500〜1000mg/kg、500〜5000mg/kg、または500〜10,000mg/kg。一般的に、非経口的な投与経路は、疾患組織に対するより直接的なポリヌクレオチドの適用(増加する長さのポリヌクレオチドで行う場合)と比較して、より多い用量のポリヌクレオチドを必要とし得る。
【0258】
1つの実施形態では、T細胞のヒト単位投薬形態は、任意の治療的効果を与える適切な投薬量範囲または有効量を含む。当業者に理解されるように、治療的効果は、多数の要因に依存する。投薬量は一般的に、症状の重篤度、患者の病歴などのような、当該分野で公知の種々のパラメーターに従って、医師または他の医療専門家により選択される。用量は、約10細胞〜約10細胞、約10細胞〜約10細胞、約10細胞〜約1011細胞、または約10細胞〜約5×1010細胞であり得る。用量はまた、約10細胞/m〜約1010細胞/m、または約10細胞/m〜約10細胞/mであり得る。
【0259】
本発明のタンパク質(1つまたは複数)および/またはそのタンパク質(1つまたは複数)をコードする核酸はまた、リポソームを介して投与され得、それらはまた以下のために役立ち得る:1)リンパ系組織のような特定組織へのタンパク質(1つまたは複数)の標的化;2)疾患細胞に対する選択的な標的化;または、3)ペプチド組成物の半減期の増加。リポソームとしては、エマルジョン、泡沫体(foam)、ミセル、不溶性単層、液晶、リン脂質分散体、層状層などが挙げられる。これらの調製物において、送達されるペプチドは、単独でかあるいはリンパ系細胞に蔓延しているレセプターに結合する分子(例えば、CD45抗原に結合するモノクローナル抗体)と組み合わせてかまたは他の治療用組成物もしくは免疫原性組成物と組み合わせて、リポソームの部分として組み込まれる。従って、本発明の所望のペプチドを充填しているかまたは施されているかのいずれかのリポソームは、リンパ系細胞の部位に指向され得、次いで、このリンパ系細胞に、リポソームはペプチド組成物を送達する。本発明に従って使用するためのリポソームは、標準的な小胞形成脂質から形成され、これは一般的に、中性リン脂質および負に荷電したリン脂質、ならびにステロール(例えば、コレステロール)を含む。脂質の選択は一般的に、例えば、リポソームのサイズ、酸不安定性、および血流中でのリポソームの安定性の考慮により導かれる。リポソームを調製するためには、例えば、Szokaら、Ann.Rev.Biophys.Bioeng.9:467(1980)ならびに米国特許第4,235,871号、同第4,501,728号、同第4,837,028号、および同第5,019,369号に記載されているように、種々の方法が利用可能である。
【0260】
免疫系の細胞を標的化するために、リポソームに取り込まれるべきリガンドとしては、例えば、所望される免疫系細胞の細胞表面決定基に特異的な抗体またはそのフラグメントが挙げられ得る。ペプチドを含むリポソーム懸濁物は、静脈内、局部的、局所的などによって、とりわけ投与様式、送達されるペプチド、および処置される疾患の病期に従って変動する用量において投与され得る。
【0261】
固形組成物については、従来の非毒性の固形キャリアが使用され得、これには、例えば、製薬等級のマンニトール、ラクトース、デンプン、ステアリン酸マグネシウム、ナトリウムサッカリン、タルク、セルロース、グルコース、スクロース、炭酸マグネシウムなどが挙げられる。経口投与のために、薬学的に受容可能な非毒性の組成物は、任意の通常使用される賦形剤(例えば、先に列挙されたキャリアなど)と、一般的に10〜95%の活性成分(すなわち、本発明の1つ以上のペプチド)そしてより好ましくは、25%〜75%の濃度の活性成分とを組み込むことによって形成される。
【0262】
エアロゾル投与のために、免疫原性ペプチドは好ましくは、界面活性剤および噴霧剤と共に細かく分割された形態で供給される。ペプチドの代表的なパーセンテージは、約0.01重量%〜20重量%、好ましくは、約1%〜10%である。当然ながら、界面活性剤は非毒性でなければならず、そして好ましくは、噴霧剤に可溶性でなければならない。このような薬剤の代表例は、脂肪族多価アルコールまたはその環状無水物との、約6〜22個の炭素原子を含む脂肪酸(例えば、カプロン酸、オクタン酸、ラウリン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、リノール酸、リノレン酸、オレステリック酸(olesteric acid)、およびオレイン酸)のエステルおよび部分エステルである。混合エステル(例えば、混合グリセリドまたは天然のグリセリド)が使用され得る。界面活性剤は、その組成物の約0.1重量%〜20重量%、好ましくは、約0.25〜5%を構成し得る。組成物の残りは通常、噴霧剤である。キャリアもまた、例えば、鼻腔内送達のためのレシチンの場合のように、所望の場合に含まれ得る。
【0263】
(XI.)STEAP−1の診断的実施形態および予後的実施形態
本明細書中で開示されるように、STEAP−1ポリヌクレオチド、STEAP−1ポリペプチド、STEAP−1反応性の細胞傷害性T細胞(CTL)、STEAP−1反応性のヘルパーT細胞(HTL)および抗ポリペプチド抗体は、癌のような調節不全性の細胞増殖と関連した状態、特に、表Iに列挙された癌(例えば、その組織発現の特異的パターン、ならびに、例えば、「正常組織、および患者標本におけるSTEAP−1の発現分析」と表題を付けられた実施例に記載されているような特定の癌におけるその過剰発現の両方を参照のこと)を試験する周知の診断的アッセイ、予後的アッセイ、および治療的アッセイにおいて使用される。
【0264】
STEAP−1は、前立腺関連抗原であるPSAに類似し得る。PSAは、前立腺癌の存在を同定およびモニターするために数年間にわたり医療従事者により使用されてきた原型マーカーである(例えば、Merrillら,J.Urol.163(2):503−5120(2000);Polascikら,J.Urol.Aug;162(2):293−306(1999)およびFortierら,J.Nat.Cancer Inst.91(19):1635−1640(1999)を参照のこと)。種々の他の診断マーカーもまた、同様の状況下で使用され、これらにはp53およびK−rasが挙げられる(例えば、Tulchinskyら,Int J Mol Med 1999 Jul 4(1):99−102およびMinimotoら,Cancer Detect Prev 2000;24(1):1−12を参照のこと)。従って、STEAP−1ポリヌクレオチドおよびSTEAP−1ポリペプチド(ならびに、これらの分子の存在を同定するために使用されるSTEAP−1ポリヌクレオチドプローブおよび抗STEAP−1抗体)ならびにそれらの特性に関する本開示により、当業者は、例えば、癌に関連した状態を試験することに関する種々の診断アッセイにおいて使用された方法と類似した方法においてこれらの分子を利用することが可能となる。
【0265】
STEAP−1ポリヌクレオチド、STEAP−1ポリペプチド、STEAP−1と反応性のT細胞および抗体を利用する診断方法の代表的な実施形態は、例えば、PSAポリヌクレオチド、PSAポリペプチドならびにPSAと反応性のT細胞および抗体を使用する十分に確立された診断アッセイ由来の方法と類似する。例えば、PSAの過剰発現または前立腺癌の転移をモニターする方法において、PSA mRNAの存在および/またはレベルを観察するために、まさしくPSAポリヌクレオチドを、プローブ(例えば、ノーザン分析において(例えば、Shariefら、Biochem.Mol.Biol.Int.33(3):567〜74(1994)を参照のこと))およびプライマー(例えば、PCR分析において(例えば、Okegawaら、J.Urol.163(4):1189〜1190(2000)を参照のこと))として使用するように、本明細書中に記載されるSTEAP−1ポリヌクレオチドは、STEAP−1の過剰発現またはこの遺伝子を発現する前立腺癌および他の癌の転移を検出するために、同じ様式で利用され得る。あるいは、まさしくPSAポリペプチドを使用してPSAに特異的な抗体を生成し、次いで、この抗体を、PSAタンパク質の過剰発現(例えば、Stephanら、Urology 55(4):560〜3(2000)を参照のこと)または前立腺細胞の転移(例えば、Alanenら、Pathol.Res.Pract.192(3):233〜7(1996)を参照のこと)をモニターする方法においてPSAタンパク質の存在および/またはレベルを観察するために使用し得るように、本明細書中に記載されるSTEAP−1ポリペプチドは、STEAP−1の過剰発現またはこの遺伝子を発現する前立腺細胞および他の癌細胞の転移の検出する際に使用するための抗体を生成するために使用され得る。
【0266】
詳細には、転移は、元々の器官(例えば、肺または前立腺など)から身体の異なる領域(例えば、リンパ節)への癌細胞の移動を包含するので、STEAP−1ポリヌクレオチドおよび/またはSTEAP−1ポリペプチドを発現する細胞の存在について生物学的サンプルを試験するアッセイが、転移の証拠を提供するために使用され得る。例えば、STEAP−1発現細胞を通常含まない組織(リンパ節)由来の生物学的サンプルが、LAPC4およびLAPC9(それぞれ、リンパ節および骨の転移から単離された異種移植片)に見られるSTEAP−1発現のような、STEAP−1発現細胞を含むことが見出される場合、この発見は転移を示す。
【0267】
あるいは、STEAP−1ポリヌクレオチドおよび/またはSTEAP−1ポリペプチドは、例えば、通常STEAP−1を発現しないかまたは異なるレベルでSTEAP−1を発現する生物学的サンプル中の細胞が、STEAP−1を発現するかまたはSTEAP−1の増加した発現を有することが見出された場合(例えば、表Iに列挙された癌および添付の図面に示される患者サンプルなどにおけるSTEAP−1の発現を参照のこと)に、癌の証拠を提供するために使用され得る。このようなアッセイにおいて、当業者は、(STEAP−1に加えて)第二の組織制限マーカー(例えば、PSA、PSCAなど)の存在について生物学的サンプルを試験することによって、転移に関する補足的な証拠を生み出すことをさらに所望し得る(例えば、Alanenら、Pathol.Res.Pract.192(3):233−237(1996)を参照のこと)。
【0268】
まさしくPSAポリヌクレオチドフラグメントおよびPSAポリヌクレオチド改変体が、PSAをモニターする方法における使用のために当業者によって利用されるように、STEAP−1ポリヌクレオチドフラグメントおよびSTEAP−1ポリヌクレチド改変体は、類似の様式で使用される。特に、PSAをモニターする方法において使用される代表的なPSAポリヌクレオチドは、PSA cDNA配列のフラグメントから構成されるプローブまたはプライマーである。これを例にとると、PSAポリヌクレオチドをPCR増幅するために使用されるプライマーは、ポリメラーゼ連鎖反応において機能するように、PSA配列全体よりも短い配列を含まなくてはならない。このようなPCR反応の状況において、当業者は一般に、目的のポリヌクレオチドの異なる部分を増幅するためにかまたは増幅反応を最適化するためにプライマーとして使用され得る、種々の異なるポリヌクレオチドフラグメントを作製する(例えば、Caetano−Anolles,G.Biotechniques 25(3):472−476,478−480(1998);Robertsonら,Methods Mol.Biol.98:121−154(1998)を参照のこと)。このようなフラグメントの使用のさらなる例示が、「正常組織、および患者被験体標本におけるSTEAP−1の発現分析」と表題を付けられた実施例に提供され、ここで、STEAP−1ポリヌクレオチドフラグメントは、癌細胞におけるSTEAP−1 RNAの発現を示すためのプローブとして使用される。さらに、改変体ポリヌクレオチド配列は、代表的に、PCR分析およびノーザン分析において、対応するmRNAについてのプライマーおよびプローブとして使用される(例えば、Sawaiら,Fetal Diagn.Ther.1996 Nov−Dec;11(6):407−13およびCurrent Protocols In Molecular Biology,Volume 2,Unit 2,Frederick M.Ausubelら編,1995を参照のこと)。ポリヌクレオチドフラグメントおよび改変体は、それらが、高ストリンジェンシー条件下で、標的ポリヌクレオチド配列(例えば、図2に示されるSTEAP−1ポリヌクレオチドまたはその改変体)に結合し得る状況下において有用である。
【0269】
さらに、抗体によって認識され得るエピトープを含むPSAポリペプチドまたはそのエピトープに特異的に結合するT細胞が、PSAをモニターする方法において使用される。STEAP−1ポリペプチドフラグメント、およびSTEAP−1ポリペプチドアナログまたは改変体もまた、類似の様式で使用され得る。ポリペプチドフラグメントまたはポリペプチド改変体を使用して抗体(例えば、抗PSA抗体またはT細胞)を生成するこの実施は、開業医によって使用されている融合タンパク質のような広範な種々の系と共に当該分野の技術において代表的である(例えば、Current Protocols In Molecular Biology,Volume 2,Unit 16,Frederick M.Ausubelら編,1995を参照のこと)。この状況において、各エピトープ(単数または複数)は、抗体またはT細胞と反応性である構造体を提供するように機能する。代表的に、当業者は、目的のポリペプチドの異なる部分に特異的な免疫応答を生成するために使用され得る種々の異なるポリペプチドフラグメントを生成する(例えば、米国特許第5,840,501号および米国特許第5,939,533号を参照のこと)。例えば、本明細書中に考察されるSTEAP−1の生物学的モチーフまたは当該分野で利用可能なモチーフに基づいて当業者により容易に同定されるモチーフ保有部分配列の1つを含むポリペプチドを利用することが好適であり得る。ポリペプチドのフラグメント、改変体またはアナログは代表的に、これらが標的ポリペプチド配列(例えば、図3に示されるSTEAP−1ポリペプチド)に特異的な抗体またはT細胞を生成し得るエピトープを含む限りにおいて、この状況で有用である。
【0270】
本明細書中に示されるように、STEAP−1ポリヌクレオチドおよびSTEAP−1ポリペプチド(ならびに、これらの分子の存在を同定するために使用されるSTEAP−1ポリヌクレオチドプローブおよび抗STEAP−1抗体またはT細胞)は、表Iに列挙された癌のような癌を診断するにおいてそれらを有用なものとする特異的特性を示す。前立腺癌のような、本明細書中に記載の疾患状態の存在または発症を評価するために、STEAP−1遺伝子産物の存在を測定する診断アッセイは、PSAを用いて非常に首尾よく行われているように、予防的な測定またはさらなるモニタリングのための患者を同定するために使用される。さらに、これらの物質は、例えば、前立腺起源の転移の明確な診断がPSAのみについての試験に基づいてなされ得ず(例えば、Alanenら、Pathol.Res.Pract.192(3):233−237(1996)を参照のこと)、そしてその結果、STEAP−1ポリヌクレオチドおよびSTEAP−1ポリペプチド(ならびに、これらの分子の存在を同定するために使用されるSTEAP−1ポリヌクレオチドプローブおよび抗STEAP−1抗体)のような物質が、前立腺起源の転移を確認するために使用されることが必要である状況において、PSAに対して類似した特徴または補足的な特徴を有する分子についての当該分野での必要性を満たす。
【0271】
最後に、診断アッセイにおけるそれらの使用に加えて、本明細書中に開示されるSTEAP−1ポリヌクレオチドは、STEAP−1遺伝子がマッピングされる染色体領域(以下の「STEAP−1の染色体マッピング」と題された実施例を参照のこと)におけるオンコジーン関連染色体異常の同定におけるそれらの使用のような、多くの他の用途を有する。さらに、診断アッセイにおけるそれらの使用に加えて、本明細書中に開示されるSTEAP−1関連タンパク質およびSTEAP−1関連ポリヌクレオチドは、起源未知の組織の法医学的分析におけるそれらの使用のような他の有用性を有する(例えば、Takahama K Forensic Sci Int 1996 Jun 28;80(1−2):63−9を参照のこと)。
【0272】
さらに、本発明のSTEAP−1関連タンパク質またはSTEAP−1関連ポリヌクレオチドを使用して、STEAP−1の過剰発現により特徴付けられる病理学的状態を処置し得る。例えば、図2もしくは図3のアミノ酸配列もしくは核酸配列、またはいずれかのフラグメントを使用して、STEAP−1抗原に対する免疫応答を生成し得る。STEAP−1と反応する抗体または他の分子を使用して、この分子の機能を調節し得、それにより治療的利益を提供し得る。
【0273】
(XII.)STEAP−1タンパク質機能の阻害
本発明は、STEAP−1のその結合パートナーへの結合を阻害するためまたは他のタンパク質(単数または複数)とのその結合を阻害するための種々の方法および組成物、ならびに、STEAP−1の機能を阻害するための方法を含む。
【0274】
(XII.A.)細胞内抗体を用いたSTEAP−1の阻害
1つのアプローチにおいて、STEAP−1に特異的に結合する単鎖抗体をコードする組換えベクターが、STEAP−1を発現する細胞へと遺伝子移入技術を介して導入される。それにより、そのコードされた単鎖抗STEAP−1抗体は細胞内で発現され、STEAP−1タンパク質に結合し、そしてそれによりその機能を阻害する。このような細胞内単鎖抗体を操作するための方法は周知である。このような細胞内抗体(「内部抗体(intrabody)」としても公知)は、その細胞内の特定の区画に特異的に標的化され、その処置の阻害活性が焦点をあわせられる箇所に対する制御を与える。この技術は、当該分野で首尾良く適用されている(概説として、RichardsonおよびMarasco、1995、TIBTECH、第13巻を参照のこと)。内部抗体は、他の豊富な細胞表面レセプターの発現を実質的に排除することが示されている(例えば、Richardsonら、1995、Proc.Natl.Acad.Sci.USA 92:3137〜3141;Beerliら、1994、J.Biol.Chem.289:23931〜23936;Deshaneら、1994、Gene Ther.1:332〜337を参照のこと)。
【0275】
単鎖抗体は、可撓性のリンカーポリペプチドにより連結された重鎖および軽鎖の可変ドメインを含み、そして単一のポリペプチドとして発現される。必要に応じて、単鎖抗体は、その軽鎖定常領域に連結された単鎖可変領域フラグメントとして発現される。周知の細胞内輸送シグナルが、内部抗体を所望の細胞内区画に対して正確に標的化するために、このような単鎖抗体をコードする組換えポリヌクレオチドベクター中に操作される。例えば、小胞体(ER)に標的化された内部抗体は、リーダーペプチドを組み込むように、そして必要に応じて、C末端ER保持シグナル(例えば、KDELアミノ酸モチーフ)を組み込むように、操作される。核において活性を発揮することが意図される内部抗体は、核局在化シグナルを含むように操作される。脂質部分が、形質膜の細胞質ゾル側に内部抗体をつなぐために、その内部抗体に連結される。内部抗体はまた、細胞質ゾルにおいて機能を発揮するように標的化され得る。例えば、細胞質ゾル内部抗体を使用して、細胞質ゾル内に因子を隔離し、それによりそれらの因子がその天然での細胞中の目的地に輸送されることを防ぐ。
【0276】
1つの実施形態では、内部抗体を使用して、核内のSTEAP−1を捕捉し、それにより核内でその活性を妨げる。核標的化シグナルが、所望の標的化を達成するために、このようなSTEAP−1内部抗体に操作される。このようなSTEAP−1内部抗体は、特定のSTEAP−1ドメインに特異的に結合するように設計される。別の実施形態において、STEAP−1タンパク質に特異的に結合する細胞質ゾル内部抗体を使用して、STEAP−1が核に近づくことを妨げ、それにより、STEAP−1が、核内においていかなる生物学的活性を発揮することをも妨げる(例えば、STEAP−1が他の因子と転写複合体を形成するのを妨げる)。
【0277】
このような内部抗体の発現を特定の細胞に特異的に指向するために、その内部抗体の転写は、適切な腫瘍特異的プロモーターおよび/またはエンハンサーの調節制御下に配置される。内部抗体の発現を前立腺に特異的に標的化するために、例えば、PSAプロモーターおよび/またはプロモーター/エンハンサーが、利用され得る(例えば、1999年7月6日付けで発行された、米国特許第5,919,652号を参照のこと)。
【0278】
(XII.B.)組換えタンパク質を用いたSTEAP−1の阻害
別のアプローチにおいて、組換え分子は、STEAP−1に結合し、それによりSTEAP−1の機能を妨げる。例えば、このような組換え分子は、STEAP−1が、その結合パートナー(単数または複数)に接近/結合すること、または他のタンパク質(1つまたは複数)と結合することを防止または阻害する。このような組換え分子は、例えば、STEAP−1特異的抗体分子の反応性部分(単数または複数)を含み得る。特定の実施形態において、STEAP−1結合パートナーのSTEAP−1結合ドメインは、二量体融合タンパク質へと操作され、これによってこの融合タンパク質は、ヒトIgG(例えば、ヒトIgG1)のFc部分に連結された2つのSTEAP−1リガンド結合ドメインを含む。このようなIgG部分は、例えば、C2ドメインおよびC3ドメインならびにヒンジ領域を含み得るが、C1ドメインは含まない。このような二量体融合タンパク質は、STEAP−1の発現と関連する癌に罹患している患者に可溶性形態で投与され、それによりこの二量体融合タンパク質はSTEAP−1に特異的に結合し、そしてSTEAP−1の結合パートナーとの相互作用をブロックする。このような二量体融合タンパク質はさらに、公知の抗体連結技術を使用して、多量体タンパク質へと組み合わされる。
【0279】
(XII.C.)STEAP−1の転写または翻訳の阻害
本発明はまた、STEAP−1遺伝子の転写を阻害するための種々の方法および組成物を含む。同様に、本発明はまた、STEAP−1 mRNAからタンパク質への翻訳を阻害するための方法および組成物を提供する。
【0280】
1つのアプローチにおいて、STEAP−1遺伝子の転写を阻害する方法は、STEAP−1遺伝子をSTEAP−1アンチセンスポリヌクレオチドと接触させる工程を包含する。別のアプローチにおいて、STEAP−1 mRNAの翻訳を阻害する方法は、STEAP−1 mRNAをアンチセンスポリヌクレオチドと接触させる工程を包含する。別のアプローチにおいて、STEAP−1特異的リボザイムが、STEAP−1メッセージを切断し、それにより翻訳を阻害するために使用される。このようなアンチセンスに基づく方法およびリボザイムに基づく方法はまた、STEAP−1遺伝子の調節領域(例えば、STEAP−1プロモーターエレメントおよび/またはエンハンサーエレメント)に関し得る。同様に、STEAP−1遺伝子転写因子を阻害し得るタンパク質が、STEAP−1 mRNAの転写を阻害するために使用される。上述の方法において有用な種々のポリヌクレオチドおよび組成物が、上記で記載されている。転写および翻訳を阻害するためのアンチセンス分子およびリボザイム分子の使用は、当該分野で周知である。
【0281】
STEAP−1の転写活性化を妨害することによりSTEAP−1の転写を阻害する他の因子もまた、STEAP−1を発現する癌を処置するために有用である。同様に、STEAP−1のプロセシングに干渉する因子は、STEAP−1を発現する癌を処置するために有用である。このような因子を利用する癌の処置方法もまた、本発明の範囲内である。
【0282】
(XII.D.)治療ストラテジーに関する一般的問題
遺伝子移入および遺伝子治療の技術が、STEAP−1を合成している腫瘍細胞に、治療用ポリヌクレオチド分子(すなわち、アンチセンス、リボザイム、内部抗体(intrabody)をコードするポリヌクレオチド、および他のSTEAP−1阻害分子)を送達するために使用され得る。多数の遺伝子治療アプローチが、当該分野で公知である。STEAP−1アンチセンスポリヌクレオチド、リボザイム、STEAP−1の転写に干渉し得る因子などをコードする組換えベクターが、このような遺伝子治療アプローチを使用して標的腫瘍細胞に送達され得る。
【0283】
上記の治療的アプローチは、広範な種々の外科的レジメン、化学療法的レジメンまたは放射線療法レジメンのいずれか1つと組み合わされ得る。本発明の治療的アプローチは、すべての患者に対して、そして特に、化学療法剤の毒性に十分に耐性ではない患者に対して利点となる、化学療法(または他の療法)の減少した投薬量の使用および/またはより低頻度の投与の使用を可能にし得る。
【0284】
特定の組成物(例えば、アンチセンス、リボザイム、内部抗体)、またはこのような組成物の組合せの抗腫瘍活性は、種々のインビトロアッセイ系およびインビボアッセイ系を使用して評価され得る。治療的活性を評価するインビトロアッセイとしては、細胞増殖アッセイ、軟寒天アッセイおよび腫瘍促進活性を示す他のアッセイ、治療用組成物が結合パートナーへのSTEAP−1の結合を阻害する程度を決定し得る結合アッセイなどが挙げられる。
【0285】
インビボでは、STEAP−1治療用組成物の効果は、適切な動物モデルにおいて評価され得る。例えば、異種間前立腺癌モデル(ここで、ヒト前立腺癌の外植片または継代された異種移植片組織が、免疫無防備状態の動物(例えば、ヌードマウスまたはSCIDマウス)に導入される)が使用され得る(Kleinら、1997,Nature Medicine 3:402〜408)。例えば、PCT特許出願WO98/16628および米国特許第6,107,540号は、原発性腫瘍の発生、微小転移、および疾患の後期段階に特徴的な骨芽細胞転移の形成を反復し得る、ヒト前立腺癌の種々の異種移植片モデルを記載する。効力は、腫瘍形成の阻害、腫瘍後退または転移などを測定するアッセイを使用して予測され得る。
【0286】
アポトーシスの促進を評価するインビボアッセイが、治療用組成物の評価において有用である。1つの実施形態において、治療用組成物で処置された腫瘍保有マウス由来の異種移植片は、アポトーシス性病巣の存在について試験され得、そして未処置のコントロール異種移殖片保有マウスと比較され得る。アポトーシス性病巣が処置マウスの腫瘍に見出される度合いが、この組成物の治療的効力の指標を提供する。
【0287】
前述の方法の実施において使用される治療用組成物は、所望の送達方法に適切なキャリアを含む薬学的組成物に処方され得る。適切なキャリアとしては、治療用組成物と組み合わされる場合に、その治療用組成物の抗腫瘍機能を保持し、かつ患者の免疫系と一般に無反応性である、任意の物質が挙げられる。例としては、任意の多数の標準的な薬学的キャリア(例えば、滅菌リン酸緩衝化生理食塩水溶液、静菌水など)が挙げられるがこれに限定されない(一般には、Remington’s Pharmaceutical Sciences(第16版),A.Osal.編、1980を参照のこと)。
【0288】
治療用処方物は、可溶化され得、そして腫瘍部位に治療用組成物を送達し得る任意の経路を介して投与され得る。潜在的に有効な投与経路としては、静脈内、非経口、腹腔内、筋内、腫瘍内、皮内、器官内、同所性(orthotopic)などが挙げられるがこれらに限定されない。静脈内注射に好ましい処方物は、保存静菌水、滅菌非保存水の溶液中および/または注射用0.9%滅菌塩化ナトリウム(USP)を含むポリビニルクロリド製またはポリエチレン製のバッグに希釈された治療用組成物を含む。治療用タンパク質調製物は、凍結乾燥され得、そして滅菌粉末として、好ましくは減圧下で保存され得、次いで注射する前に、静菌水(例えば、ベンジルアルコール保存剤を含む)または滅菌水中で再構築され得る。
【0289】
前述の方法を使用する癌の処置についての投薬量および投与プロトコルは、方法および標的の癌とともに変動し、そして一般に、当該分野で理解される多数の他の要因に依存する。
【0290】
(XIII.)キット/製品)
本明細書中で記載される診断適用および治療適用における使用について、キットもまた、本発明の範囲内である。このようなキットは、キャリア、パッケージ、またはバイアル、チューブなどのような1つ以上の容器を収容するために区画化されている容器を含み得、各容器は、本方法において使用される別々のエレメントのうちの1つを含む。例えば、容器は、検出可能に標識されているかまたは標識され得るプローブを含み得る。このようなプローブは、それぞれ図2関連タンパク質または図2の遺伝子もしくはメッセージに特異的な抗体またはポリヌクレオチドであり得る。本方法が標的核酸を検出するために核酸ハイブリダイゼーションを利用する場合、キットはまた、この標的核酸配列増幅のためのヌクレオチドを含む容器、および/またはレポーター分子(例えば、酵素標識、蛍光標識または放射性同位体標識)に結合されたレポーター手段(例えば、アビジンまたはストレプトアビジンのようなビオチン結合タンパク質)を含む容器を有し得る。キットは、図2もしくは図3のアミノ酸配列またはこれらのアナログ、あるいはこのようなアミノ酸配列をコードする核酸分子の全てまたは一部を含み得る。
【0291】
本発明のキットは、代表的には上記の容器、ならびに商業的立場および使用者の立場から所望される物質を含む1つ以上の他の容器を含み、この物質としては、以下が挙げられる:緩衝液、希釈液、フィルター、針、シリンジ;キャリア、パッケージ、容器、バイアルおよび/または内容物および/もしくは使用説明書を列挙するチューブラベル、ならびに使用説明書を有するパッケージ挿入物。
【0292】
ラベルは、組成物が特定の治療適用または非治療適用(例えば、診断適用または実験室適用)に使用されることを示すために容器上にあり得、そしてインビボ用途またはインビトロ用途(例えば、上記の用途)のいずれであるかについての指示もまた示し得る。指示および/または他の情報はまた、キットと共にまたはキット上に含まれる挿入物またはラベルに含まれ得る。
【0293】
用語「キット」および「製品」は、同義語として使用され得る。
【0294】
本発明の別の実施形態において、アミノ酸配列、低分子、核酸配列、および/または抗体のような組成物(例えば、表Iに示されるような組織の新形成の診断、予後、予防および/または処置に有用な物質)を含む製品が、提供される。製品は、典型的には、少なくとも1つの容器および少なくとも1つのラベルを含む。適切な容器としては、例えば、ボトル、バイアル、シリンジおよび試験管が挙げられる。これらの容器は、種々の材料(例えば、ガラスまたはプラスチック)より形成され得る。容器は、アミノ酸配列、低分子、核酸配列、および/または抗体を保持し得、1つの実施形態において、容器は、細胞のmRNA発現プロファイルを試験する際に使用するためのポリヌクレオチドをこの目的に使用される試薬と一緒に保持する。
【0295】
容器は、あるいは、状態を処置、診断、予後または予防するに効果的な組成物を保持し得、そして滅菌アクセス口を有し得る(例えば、容器は、皮下注射針によって貫通され得るストッパーを有する静脈内溶液のバッグまたはバイアルであり得る)。組成物中の活性薬剤は、STEAP−1を特異的に結合し得かつSTEAP−1の機能を調節し得る抗体であり得る。
【0296】
ラベルは、容器上にあっても容器に取り付けられていてもよい。文字、数、またはこのラベルを形成する他の特徴がこの容器自体にかたどられるかまたはエッチングされる場合、ラベルは容器上にあり得;容器(例えば、パッケージ挿入物)をまた保持する容器(receptacle)またはキャリア内に存在する場合、ラベルは容器に取り付けられ得る。ラベルは、この組成物が、状態(例えば、表Iに記載される組織の新形成)を診断、処置、予防または予後するために使用されることを示し得る。製品はさらに、薬学的に受容可能な緩衝液(例えば、リン酸緩衝化生理食塩水、リンガー溶液および/またはデキストロース溶液)を含む第2の容器を含み得る。製品はさらに、商業的立場および使用者の立場から所望される他の物質を含み得、この物質としては、以下が挙げられる:他の緩衝液、希釈液、フィルター、スターラー、針、シリンジ、ならびに/または指示を有するパッケージ挿入物および/もしくは使用説明書。
【実施例】
【0297】
本発明の種々の局面は、以下のいくつかの実施例によってさらに記載および例示され、これらの実施例は、いずれも、本発明の範囲を限定することを意図しない。
【0298】
(実施例1:STEAP遺伝子のcDNAフラグメントのSSH生成単離)
(材料および方法)
(LAPC異種移植片)
LAPC異種移植片を、Charles Sawyers博士(UCLA)から入手し、記載(Kleinら、1997、Nature Med.3:402−408;Craftら、1999、Cancer Res.59:5030−5036)のように生成した。アンドロゲン依存性LAPC−4異種移植片およびアンドロゲン非依存性LAPC−4異種移植片(それぞれLAPC−4 ADおよびAI)ならびにアンドロゲン依存性LAPC−9異種移植片およびアンドロゲン非依存性LACP−9異種移植片(それぞれLAPC−9 ADおよびAI)をそれぞれインタクトな雄SCIDマウスまたは去勢した雄において増殖させ、そしてレシピエント雄に小組織塊として継代させた。LAPC−4 AI異種移植片は、LAPC−4 AD腫瘍から誘導し、LAPC−9 AI異種移植片は、LAPC−9 AD腫瘍から誘導した。AI異種移植片を生成するために、LAPC AD腫瘍を有する雄マウスを去勢し、そして2〜3ヶ月間飼育した。LAPC腫瘍が再増殖した後、この腫瘍を採集し、そして去勢雄SCIDマウスにおいてまたは雌SCIDマウスにおいて継代させた。
【0299】
LAPC−4 AD異種移植片は、以下のように脛骨内(intratibially)で増殖した。皮膚下で増殖したLAPC−4 AD異種移植片腫瘍組織を、この組織を1×Iscoves培地に浸しながら、1〜2mmの切片に細かく切断した。次いで、切り刻んだ組織を、1.3Krpmで4分間遠心分離し、この上清を、10mlの氷冷1×Iscoves培地中に再懸濁し、そして1.3Krpmで、4分間遠心分離した。次いで、このペレットを、1%プロナーゼEを含む1×Iscoves中に再懸濁し、そして穏やかなゆれ攪拌(rocking agitation)をしながら、室温で20分間インキュベートした後に氷上で2〜4分間インキュベートした。濾液を、1.3Krpmで4分間遠心分離し、そしてプロナーゼを、10mlのIscoves中での再懸濁および再遠心分離によって、吸引されたペレットから除去した。次いで、細胞の凝集塊を、PrEGM培地にプレートし、そして一晩増殖させた。次いで、この細胞を収集し、濾過し、2×RPMIで洗浄し、そしてカウントした。約50,000個の細胞を、氷上で、当容量の氷冷Matrigelと混合し、そして27ゲージの針を介してSCIDマウスの近位脛骨幹端(proximal tibial metaphyses)に、外科的に注射した。10〜12週間後、骨髄において増殖したLAPC−4腫瘍を、回収した。
【0300】
(細胞株および組織)
ヒト細胞株(例えば、HeLa)を、ATCCから入手し、そして5%ウシ胎仔血清を有するDMEM中で維持した。RNA分析およびタンパク質分析についてのヒト組織を、UCLA(Los Angeles,CA)のHuman Tissue Resource Center(HTRC)およびQualTek,Inc.(Santa Barbara,CA)から得た。
【0301】
(RNA単離)
腫瘍組織および細胞株を、Trizol試薬(Life Technologies、Gibco BRL)において10ml/g組織または10ml/10細胞で用いてホモジナイズし、総RNAを単離した。ポリA RNAを、Qiagen’s Oligotex mRNA MiniキットおよびMidiキットを用いて総RNAから精製した。総RNAおよびmRNAを、分光光度計分析(O.D. 260/280nm)によって定量し、そしてゲル電気泳動によって分析した。
【0302】
(オリゴヌクレオチド)
以下のHPLC精製オリゴヌクレオチドを使用した。
【0303】
【化1】
Figure 2005505271
(抑制サブトラクティブ(suppresion subtractive)ハイブリダイゼーション)
抑制サブトラクティブハイブリダイゼーション(SSH)を使用して、良性前立腺過形成(BPH)と比較して、アンドロゲン依存性前立腺癌で上方制御され得る遺伝子に対応するcDNAを同定した。
【0304】
LAPC−4 AD異種移植片に対応する二本鎖cDNA(テスター)およびBPH組織に対応する二本鎖cDNA(ドライバー)を、CLONTECHのPCR−Select cDNA Subtraction Kitおよびプライマーとして1ngのオリゴヌクレオチドRSACDNを使用して、上記のように、異種移植片およびBPH組織から単離した2μgのポリ(A)+RNAから合成した。第一鎖合成および第二鎖合成を、このキットの使用者マニュアルプロトコル(CLONTECH Protocol No.PT1117−1、Catalog No.K1804−1)に記載のように実施した。この得られたcDNAを、RsaIで37℃で3時間消化した。消化したcDNAを、フェノール/クロロホルム(1:1)で抽出し、そしてエタノール沈殿した。
【0305】
ドライバーcDNA(BPH)を、4:1比で、RsaI消化したBPH cDNAとマウス肝臓由来の消化したcDNAとを合わせることによって生成し、マウス遺伝子が、このテスターcDNA(LAPC−4 AD)から差し引かれることを確実にした。
【0306】
テスターcDNA(LAPC−4 AD)を、5μlの水中に1μlのRsaI消化したLAPC−4 AD cDNA(400ng)を希釈することにより生成した。次いで、この希釈したcDNA(2μl、160ng)を、400uのT4 DNAリガーゼ(CLONTECH)を用いて、総容量10μlで、16℃で一晩、別々の連結反応液中で、2μlのアダプター1およびアダプター2(10μM)に連結した。連結を、1μlの0.2M EDTAで、そして72℃で5分間加熱して終結させた。
【0307】
第一のハイブリダイゼーションを、1.5μl(600ng)のドライバーcDNAを、1.5μl(20ng)のアダプター1を連結したテスターcDNAおよびアダプター2を連結したテスターcDNAを含む2つの各チューブに添加することにより実施した。4μlの最終容量で、サンプルに鉱油を重層し、MJ Research サーマルサイクラー中で、98℃で1.5分間変性し、次いで、68℃で8時間ハイブリダイズさせた。次いで、この2つのハイブリダイゼーション物を、さらなる1μlの新鮮な変性ドライバーcDNAと一緒に混合し、そして68℃で一晩ハイブリダイズさせた。次いで、この第二のハイブリダイゼーション物を、200μlの20mM Hepes、pH8.3、50mM NaCl、0.2mM EDTA中で希釈し、70℃で7分間加熱し、そして−20℃で貯蔵した。
【0308】
(SSHから生成した遺伝子フラグメントのPCR増幅、クローニング、および配列決定)
SSH反応から生じる遺伝子フラグメントを増幅するために、2つのPCR増幅を行った。第一のPCR反応において、1μlの希釈した最終ハイブリダイゼーション混合物を、最終容量25μl中の1μlのPCRプライマー1(10μM)、0.5μl dNTPミックス(10μM)、2.5μlの10×反応緩衝液(CLONTECH)および0.5μlの50×Advantage cDNA polymerase Mix(CLONTECH)に添加した。PCR1を、以下の条件を用いて実施した:75℃で5分、94℃で25秒、次いで94℃で10秒、66℃で30秒、72℃で1.5分を27サイクル。5つの別の第一のPCR反応を、各実験について行った。産物をプールし、そして水で1:10に希釈した。第二のPCR反応については、このプールしそして希釈した第一のPCR反応物からの1μlを、プライマーNP1およびNP2(10μM)をPCRプライマー1の代わりに使用したことを除き、PCR1について用いた反応混合物と同じ反応混合物に添加した。PCR2を、94℃で10秒、68℃で30秒、72℃で1.5分を10〜12サイクル用いて実施した。これらのPCR産物を、2%アガロースゲル電気泳動を用いて分析した。
【0309】
これらのPCR産物を、T/Aベクタークローニングキット(Invitrogen)を用いてpCR2.1に挿入した。形質転換したE.coliを、青/白およびアンピシリン選択に供した。白色コロニーを拾い、96ウェルプレート中に並べ、そして液体培養中で一晩増殖させた。挿入物を同定するために、PCR増幅を、PCR1の条件ならびにプライマーとしてNP1およびNP2を用いて、1mlの細菌培養物に対して実施した。PCR産物を、2%アガロースゲル電気泳動を用いて分析した。
【0310】
細菌クローンを、96ウェル形式で20%グリセロール中に貯蔵した。プラスミドDNAを、調製し、配列決定し、そしてGenBank、dbESTおよびNCI−CGAPデータベースの核酸相同性検索に供した。
【0311】
(RT−PCR発現分析)
第一鎖cDNAを、Gibco−BRL Superscript Preamplificationシステムを用いるオリゴ(dT)12〜18プライミングによって、1μgのmRNAから生成した。製造者プロトコルを使用し、そしてこれは、42℃で50分間の逆転写酵素とのインキュベーション、それに続く、37℃で20分間のRNAse H処理を含んだ。反応を完了した後、この容量を、正規化の前に水で200μlに増大させた。16の異なる正常ヒト組織からの第一鎖cDNAを、Clontechから入手した。
【0312】
複数の組織からの第一鎖cDNAの正規化を、プライマー5’atatcgccgcgctcgtcgtcgacaa3’(配列番号56)および5’agccacacgcagctcattgtagaagg3’(配列番号57)を用いてβアクチンを増幅することにより実施した。第一鎖cDNA(5μl)を、0.4μMプライマー、0.2μM各dNTP、1×PCR緩衝液(Clontech、10mM Tris−HCL、1.5mM MgCl、50mM KCl、pH8.3)および1×Klentaq DNAポリメラーゼ(Clontech)を含む、総容量50μlで増幅した。18サイクル、20サイクルおよび22サイクルで、5μlのPCR反応物を取り出し、そしてアガロース電気泳動のために使用した。PCRを、以下の条件下で、MJ Researchサーマルサイクラーを用いて実施した:初期変性は94℃で15秒間であり、続いて94℃で15、65℃で2分、72℃で5秒を18サイクル、20サイクル、および22サイクル。72℃での最終伸長を、2分間行った。アガロースゲル電気泳動後、複数の組織からの283bpのβアクチンバンドのバンド強度を、目視検査によって比較した。22サイクルのPCR後に全ての組織において等しいβアクチンバンド強度を生じるように、第一鎖cDNAの希釈倍率を算定した。22サイクルのPCR後に全ての組織において等しいバンド強度を達成するには、3回の正規化が必要であった。
【0313】
8P1D4遺伝子の発現レベルを決定するために、5μlの正規化した第一鎖cDNAを、以下のプライマー対を用いる、25、30、および35サイクルの増幅を用いるPCRによって分析した:
5’ ACT TTG TTG ATG ACC AGG ATT GGA 3’(配列番号58)
5’ CAG AAC TTC AGC ACA CAC AGG AAC 3’(配列番号59)。
半定量発現分析を、軽度のバンド強度を与えるサイクル数でのPCR産物を比較することにより達成した。
【0314】
(結果)
いくつかのSSH実験を、上述の材料および方法に記載のように行い、そしてこれらのSSH実験は、多数の候補遺伝子フラグメントクローンの単離を導いた。全ての候補クローンを配列決定し、そして、対応する遺伝子の正体に関する情報を提供するためおよび示差的な発現について特定の遺伝子を分析するための決定を導くことを補助するために、主な公的な遺伝子データベースおよびESTデータベース中の全配列に対する相同性分析に供した。一般に、これらの検索したデータベースのいずれかにおいていかなる公知の配列とも相同性を有さず、従って新規な遺伝子を表すと考えられる遺伝子フラグメント、ならびに以前に配列決定された発現配列タグ(EST)に対して相同性を示す遺伝子フラグメントを、RT−PCRおよび/またはノーザン分析によって示差的発現分析に供した。
【0315】
8P1D4と名付けた、これらのcDNAクローンの1つは、436bpの長さであり、そしてNCI−CGAP腫瘍遺伝子データベースにおいてEST配列に対する相同性を示した。その後、この8P1D4遺伝子をコードする全長cDNAを、このcDNAを使用して単離し、STEAP−1と改名した。この8P1D4 cDNAヌクレオチド配列は、図1A〜Bに示されるように、STEAP−1 cDNA配列のヌクレオチド150〜585に対応する。28P3E1と名付けた、別のクローンは、561bpの長さであり、そしてNCI−CGAP腫瘍遺伝子データベースまたは他のデータベースにおいて、多くのEST配列に対する相同性を示した。この28P3E1配列の一部(356bp)は、ヒト胎児組織由来のESTと同一である。全長STEAP−1 cDNAを得てそして配列決定した後に、このクローンはまた、STEAP−1(より詳細には、図1に示されるような、STEAP−1ヌクレオチド配列の残基622から3’末端まで)に対応することが明らかとなった。
【0316】
8P1D4 cDNAクローン由来のプライマーを使用するRT−PCRによる示差的発現分析は、8P1D4(STEAP−1)遺伝子が、正常前立腺ならびにLAPC−4異種移植片およびLAPC−9異種移植片において、ほぼ等しいレベルで発現されることを示した。16の正常組織由来の第1鎖cDNAのさらなるRT−PCR発現分析は、前立腺における最も高いレベルの8P1D4発現を示した。いくつかの他の正常組織(すなわち、結腸、卵巣、小腸、脾臓および精巣)における実質的により低レベルな発現は、脳、膵臓、結腸および小腸における30サイクルの増幅でのみ検出可能であった。
【0317】
(実施例2:全長STEAP−1をコードするcDNAの単離)
436bpの8P1D4遺伝子フラグメント(実施例1)を使用して、8P1D4/STEAP−1遺伝子をコードするさらなるcDNAを単離した。手短に言うと、正常なヒト前立腺cDNAライブラリー(Clontech)を、この436bpの8P1D4 cDNAから作製した標識プローブを用いてスクリーニングした。陽性クローンの1つであるクローン10は、1195bpの長さであり、そして339アミノ酸のタンパク質をコードし、ヌクレオチド配列およびコードされるアミノ酸配列は、いかなる公知のヒト遺伝子に対してもタンパク質に対しても有意な相同性を保持しなかった(国際出願WO98/53071に最近記載されたラット腎臓損傷タンパク質に対する相同性)。このコードされるタンパク質は、少なくとも6つの推定膜貫通モチーフを含み、これは、細胞表面配向性を示す(図1A〜B(下線を付した推定膜貫通モチーフ)を参照のこと)。これらの構造的特徴によって、「前立腺の6つの膜貫通上皮抗原(ix ransmembrane pithelial ntigen of the rostate)」にちなんで、STEAPと命名した。
【0318】
引き続くさらなるSTEAPタンパク質の同定によって、この8P1D4遺伝子産物は「STEAP−1」と改名された。このSTEAP−1 cDNAの配列およびコードされるアミノ酸配列を、図2A〜Qに示す。STEAP−1 cDNAクローン10を、American Type Culture Collection(「ATCC」)(10801 University Blvd.,Manassas,VA 20110−2209 USA)に、プラスミド8P1D4クローン10.1として、1998年8月26日に寄託し、ATCC登録番号98849を付与された。このSTEAP−1 cDNAクローンは、EcoRI/XbaIの二重消化(5’末端でEcoRI、3’末端でXbaI)を使用して、このプラスミドから切り出され得る。
【0319】
(実施例3:STEAP−1の染色体マッピング)
染色体の位置決定は、疾患の病因における遺伝子と関連し得る。いくつかの染色体マッピングアプローチが利用可能であり、これれとしては、蛍光インサイチュハイブリダイゼーション(FISH)、ヒト/ハムスター放射線ハイブリッド(RH)パネル(Walterら、1994;Nature Genetics 7:22;Research Genetics,Huntsville Al)、ヒト−げっ歯類体細胞ハイブリッドパネル(例えば、Coriell Institute(Camden,New Jersey)から入手可能なようなもの)、および配列決定されそしてマッピングされたゲノムクローンに対するBLAST相同性を利用するゲノムビュアー(NCBI,Bethesda,Maryland)が挙げられる。
【0320】
STEAP−1は、STEAP−1配列およびNCBI BLASTツール(ワールドワイドウェブ(.ncbi.nlm.nih.gov/genome/seq/page.cgi?F=HsBlast.html&&ORG=Hsに位置する)を使用して、染色体7q21にマッピングされ得る。
【0321】
(実施例4:STEAP−1の発現分析)
胃癌患者標本におけるSTEAP−1の発現を、図14に示す。RNAを、正常胃(N)および10個の異なる胃癌患者標本(T)から抽出した。10μgの総RNA/レーンを用いるノーザンブロットを、STEAP−1配列を用いてプローブした。結果は、胃腫瘍組織における約1.6kbのSTEAP−1の強力な発現を示す。下のパネルは、このRNAサンプルの品質を示す、このブロットの臭化エチジウム染色を表す。
【0322】
図15は、STEAP−1が、直腸癌患者組織において発現したことを示す。RNAを、正常直腸(N)、直腸癌患者腫瘍(T)、および直腸癌転移物(M)から抽出した。10μgの総RNAを有するノーザンブロットを、STEAP−1配列を用いてプローブした。結果は、直腸癌患者組織におけるSTEAP−1の強力な発現を示す。下のパネルは、このRNAサンプルの品質を示す、このブロットの臭化エチジウム染色を表す。
【0323】
RT−PCRによるSTEAP−1の発現は、STEAP−1が、ヒト臍静脈内皮細胞(HUVEC)において強力に発現することを示した(図16)。第1鎖cDNAを、HUVEC細胞、LAPC−4ADおよびLAPC−9ADの前立腺癌異種移植片、ならびにヒト脳組織から調製した。アクチンおよびGAPDHに対するプライマーを使用して、PCRによって、正規化を実施した。STEAP−1に対するプライマーを使用する半定量的PCRを、27サイクルおよび30サイクルの増幅において実施した(図16A)。コントロールとして、アクチンに対するプライマーを使用するPCRを、図16Bに示す。結果は、前立腺癌異種移植片組織において検出される発現に類似する、HUVEC細胞においてSTEAP−1の強力な発現を示す。HUVEC細胞におけるSTEAP−1の発現は、標的化STEAP−1がまた、腫瘍の新生血管生成の内皮細胞を標的とし得ることを示す。
【0324】
(実施例5:8P1D4の転写産物改変体)
転写産物改変体は、選択的転写または選択的スプライシングによって生じる、同一遺伝子からの成熟mRNAの改変体である。選択的転写産物は、同一遺伝子からの転写産物であるが、異なる点で転写を開始する。スプライシング改変体は、同一転写産物から異なってスプライシングされたmRNA改変体である。真核生物において、複数のエキソンを有する遺伝子(multi−exon gene)が、ゲノムDNAから転写される場合、最初のRNAがスプライシングされて、エキソンのみを有しかつアミノ酸配列への翻訳に使用される機能的mRNAが産生される。従って、所定の遺伝子は、0から多くの選択的転写産物を有し得、そして各転写産物は、0から多くのスプライシング改変体を有し得る。各転写産物改変体は、独特のエキソン構成(makeup)を有し、そしてオリジナルの転写産物由来の異なるコード部分および/または非コード部分(5’末端または3’末端)を有し得る。転写産物改変体は、同一または同様の機能を有する同様または異なるタンパク質をコードしても、異なる機能を有するタンパク質をコードしてもよく、そして同一の時点で同一組織に発現しても、同一の時点で異なる組織に発現しても、異なる時点で同一の組織に発現しても、異なる時点で異なる組織に発現してもよい。転写産物改変体によりコードされるタンパク質は、同様または異なる細胞局在または細胞外局在(例えば、細胞内に対して分泌型)を有し得る。
【0325】
転写産物改変体は、当該分野において受け入れられた種々の方法によって同定される。例えば、選択的な転写産物およびスプライシング改変体は、全長クローニング実験によって、または全長転写産物およびEST配列の使用によって、同定される。第1に、全てのヒトESTを、互いに直接的または間接的に同一性を示すクラスターにグループ化した。第2に、同一クラスター中のESTをさらに、サブクラスターにグループ化し、そしてコンセンサス配列に集合させた。オリジナルの遺伝子配列を、コンセンサス配列または他の全長配列と比較する。各コンセンサス配列は、その遺伝子についての潜在的なスプライシング改変体である(例えば、Kan,Z.ら、Gene structure prediction and alternative splicing analysis using genomically aligned ESTs,Genome Research,2001年5月,11(5):889−900を参照のこと)。全長クローンではない改変体が同定された場合でさえ、その改変体のその部分は、当該分野において公知の技術を使用する抗原生成および全長スプライシング改変体のさらなるクローニングに非常に有用である。
【0326】
さらに、ゲノム配列に基づいて転写産物改変体を同定するコンピュータープログラムが当該分野において利用可能である。ゲノムベースの転写産物改変体同定プログラムとしては、FgenesH(A.SalamovおよびV.Solovyev,「Ab initio gene finding in Drosophila genomic DNA」,Genome Research.2000年4月;10(4):516−22);Grail(URL compbio.ornl.gov/Grail−bin/EmptyGrailForm)およびGenScan(URL genes.mit.edu/GENSCAN.html)が挙げられる。スプライシング改変体同定プロトコルの一般的議論については、例えば、以下を参照のこと:Southan,C.,A genomic perspective on human proteases,FEBS Lett.2001年6月8日;498(2−3):214−8;de Souza,S.J.ら,Identification of human chromosome 22 transcribed sequences with ORF expressed sequence tags,Proc.Natl Acad Sci USA.2000年11月7日;97(23):12690−3。
【0327】
転写産物改変体のパラメーターをさらに確認するために、種々の技術(例えば、全長クローニング、タンパク質確認(proteomic validation)、PCRベースの確認、および5’RACE確認など)が当該分野において利用可能である(例えば、タンパク質確認:Brennan,S.O.ら,Albumin banks peninsula:a new termination variant characterized by electrospray mass spectrometry,Biochem Biophys Acta.1999年8月17日;1433(1−2):321−6;Ferranti Pら,Differential splicing of pre−messenger RNA produces multiple forms of mature caprine alpha(s1)−casein,Eur J Biochem.1997年10月1日;249(1):1〜7を、PCRベースの確認については:Wellmann Sら,Specific reverse transcription−PCR quantification of vascular endothelial growth factor(VEGF) splice variants by LightCycler technology, Clin Chem.2001年4月;47(4):654−60;Jia,H.P.ら,Discovery of new human beta−defensins using a genomics−based approach,Gene.2001年1月24日;263(1−2):211〜8を、PCRベースの確認および5’RACE確認については:Brigle,K.E.ら,Organization of the murine reduced folate carrier gene and identification of variant splice forms,Biochem Biophys Acta.1997年8月7日;1353(2):191−8を参照のこと)。
【0328】
ゲノム領域が癌において調節されることは、当該分野において公知である。遺伝子がマッピングされるゲノム領域が特定の癌において調節される場合、その遺伝子の選択的な転写産物またはスプライシング改変体もまた調節される。8P1D4は癌に関連する特定の発現プロファイルを有するということが、本明細書中に開示される。8P1D4の選択的な転写産物およびスプライシング改変体はまた、同一または異なる組織における癌に関与し得、従って腫瘍関連マーカー/抗原として働く。
【0329】
8P1D4 v.1と示されるもともとの転写物のエキソン組成は、表LXIに示される。全長遺伝子およびEST配列を使用して、2つの転写改変体を同定し、8P1D4 v.2および8P1D4 v.3と名付けた。8P1D4 v.1と比較して、転写改変体8P1D4 v.2は、図11に示すように、8P1D4 v.1のイントロン4がスプライシングされておらず、改変体8P1D4 v.3は、8P1D4 v.1のイントロン4から1つのさらなるエキソンがスプライシングにより失われている。理論上、空間的順番でのエキソンの異なる組合わせ(例えば、エキソン2および3)の各々は、潜在的スプライシング改変体である。図11は、転写改変体のエキソンの模式的整列を示す。
【0330】
表LIII〜LXは改変塩基による改変を示す。表LIIIおよびLVIIは、転写改変体のヌクレオチド配列を示す。表LIVは、その転写改変体と8P1D4 v.1の核酸配列との整列を示す。表LVIIIは、その転写改変体と、8P1D4 v.2の核酸配列との整列を示す。表LVおよびLIXは、同定したリーディングフレーム方向についての転写改変体のアミノ酸翻訳を並べる。表LVIは、スプライシング改変体によってコードされるアミノ酸配列と、8P1D4 v.1によってコードされるアミノ酸配列との整列を示す。表LXは、スプライシング改変体によってコードされるアミノ酸配列と、8P1D4 v.2によってコードされるアミノ酸配列との整列を示す。
【0331】
(実施例6:8P1D4の単一ヌクレオチド多型)
単一ヌクレオチド多型(SNP)は、特定の位置でのヌクレオチド配列中の単一塩基対改変である。ゲノムの任意の所定の点で、可能性のある4つの塩基対(A/T、C/G、G/CおよびT/A)が存在する。遺伝子型は、個体のゲノム中の1つ以上の位置の特定の塩基対配列をいう。ハプロタイプは、しばしば、1つの遺伝子の観点でかまたはいくつかの密接に連鎖した遺伝子の点で、同一のDNA分子(または、高等生物における同一の染色体)上の1つより多い位置の塩基対配列をいう。cDNA上に生じるSNPは、cSNPと呼ばれる。これらのcSNPは、その遺伝子によってコードされるタンパク質のアミノ酸を変化させ得、よってそのタンパク質の機能を変化させ得る。いくつかのSNPは、遺伝的疾患を生じる;他のSNPは、表現型における定量的改変および環境因子(個体での食餌および薬物を含む)に対する反応に寄与する。よって、SNPおよび/または対立遺伝子の組合わせ(ハプロタイプと呼ばれる)は、多くの適用(遺伝的疾患の診断、薬物反応および投薬量の決定、疾患に応答性の遺伝子の同定、および個体間での遺伝的関係の分析を含む)を有する(P.Nowotny,J.M.KwonおよびA.M.Goate,「SNP analysis to dissect human traits」,Curr.Opin.Neurobiol.2001 Oct;11(5):637−641;M.PirmohamedおよびB.K.Park,「Genetic susceptibility to adverse drug reactions」,Trends Pharmacol.Sci.2001 Jun;22(6):298−305;J.H.Riley,C.J.Allan,E.LaiおよびA.Roses,「The use of single nucleotide polymorphisms in the isolation of common disease genes」,Pharmacogenomics.2000 Feb;1(1):39−47;R.Judson,J.C.StephensおよびA.Windemuth,「The predictive power of haplotypes in clinical response」,Pharmacogenomics.2000 Feb;1(1):15−26)。
【0332】
SNPは、当該分野において受容された種々の方法(P.Bean,「The promising voyage of SNP target discovery」,Am.Clin.Lab.2001 Oct−Nov;20(9):18−20;K.M.Weiss,「In search of human variation」,Genome Res.1998 Jul;8(7):691−697:M.M.She,「Enabling large−scale pharmacogenetic studies by high−throughput mutation detection and genotyping technologies」,Clin.Chem.2001 Feb;47(2):164−172)によって同定される。例えば、SNPは、ゲルベースの方法(例えば、制限フラグメント長多型(RFLP)および変性勾配ゲル電気泳動(DGGE))によって多型を示すDNAフラグメントを配列決定することによって同定される。これらはまた、異なる個体からプールされたDNAサンプルの直接配列決定によってか、または異なるDNAサンプルからの配列を比較することによって、見出され得る。公的データベースおよび私的データベースにおける配列データ迅速な蓄積を用いて、コンピュータープログラム(Z.Gu,L.HillierおよびP.Y.Kwok,「Single nucleotide polymorphism hunting in cyberspace」,Hum.Mutat.1998;12(4):221−225)を使用して配列を比較することによってSNPが見出され得る。SNPが確認され得、そして個々の遺伝型またはハプロタイプは、直接配列決定およびハイスループットマイクロアレイを含む種々の方法によって決定され得る(P.Y.Kwok,「Methods for genotyping single nucleotide polymorphisms」,Annu.Rev.Genomics Hum.Genet.2001;2:235−258;M.Kokoris,K.Dix,K.Moynihan,J.Mathis,B.Erwin,P.Grass,B.HinesおよびA.Duesterhoeft,「High−throughput SNP genotyping with the Masscode system」,Mol.Diagn.2000 Dec;5(4):329−340)。
【0333】
上記の方法を使用して、14つのSNPを、クローンGTH9由来の転写物(8P1D4 v.2と称される)において、602位(C/G)、386位(C/T)、1087位(T/G)、1447位(T/C)、1621位(A/T)、1625位(G/T)、1716位(C/A)、2358位(C/T)、2646位(T/G)、2859位(T/G)、2908位(A/T)、3006位(G/C)、3107位(C/T)、および3180位(A/T)にて同定した。選択的な対立遺伝子を有する転写物またはタンパク質を、それぞれ改変体8P1D4 v.4、8P1D4 v.5、8P1D4 v.6、8P1D4 v.7、8P1D4 v.8、8P1D4 v.9、8P1D4 v.10、8P1D4 v.11、8P1D4 v.12、8P1D4 v.13、8P1D4 v.14、8P1D4 v.15、8P1D4 v.16および8P1D4 v.17と名付けた。図10は、SNP改変体の模式的整列を示す。図12は、タンパク質改変体(ヌクレオチド改変体に対応する)の模式的整列を示す。このSNPのこれらの対立遺伝子(ここで別々に示されるが)を、異なる組み合わせ(ハプロタイプ)、およびSNPの配列背景を含む転写改変体のいずれか1つ(例えば、8P1D4 v.1および8P1D4 v.3)において生じ得る。例えば、最初の2つのSNPは、同じ位置で8P1D4 v.3上にもあったが、それぞれ572位および356位では、8P1D4 v.1上にあった。
【0334】
(実施例7:原核生物系における組換え8P1D4の産生)
原核生物細胞において組換え8P1D4および8P1D4改変体を発現させるために、全長または部分長の8P1D4 cDNA配列および8P1D4改変体cDNA配列を、当該分野において公知の種々の発現ベクターのいずれか1つ中にクローニングする。8P1D4由来の全長cDNA、または8P1D4由来の連続する任意の8個、9個、10個、11個、12個、13個、14個、15個、16個、17個、18個、19個、20個、21個、22個、23個、24個、25個、26個、27個、28個、29個、30個、またはそれより多くのアミノ酸、その改変体もしくはアナログを使用する。
【0335】
(A.インビトロでの転写構築物および翻訳構築物)
pCRII: RNAインサイチュ研究のための8P1D4のセンスおよびアンチセンスのRNAプローブを作製するために、pCRII構築物(Invitrogen,Carlsbad,CA)を作製する(これは、8P1D4 cDNAの全体またはフラグメントのいずれかをコードする)。pCRIIベクターは、挿入物に隣接して、RNAインサイチュハイブリダイゼーション実験におけるプローブとして使用するための8P1D4 RNAの転写を誘導するSp6プロモーターおよびT7プロモーターを有する。これらのプローブを、RNAレベルでの8P1D4の細胞発現および組織発現を分析するために用いる。8P1D4遺伝子のcDNAアミノ酸コード領域を表す、転写された8P1D4 RNAを、8P1D4タンパク質を合成するためのTnTTM Coupled Reticulolysate System(Promega,Crop.,Madison,WI)のようなインビトロでの翻訳系において用いる。
【0336】
(B.細菌構築物)
pGEX構築物: 細菌細胞において組換え8P1D4タンパク質(これは、グルタチオンS−トランスフェラーゼ(GST)タンパク質に融合される)を産生するために、8P1D4 cDNAまたは改変体の全てまたは一部を、pGEXファミリーのGST−融合ベクター(Amersham Pharmacia Biotech,Piscataway,NJ)中にクローニングする。これらの構築物は、アミノ末端で融合したGSTおよびカルボキシル末端の6個のヒスチジンのエピトープ(6X His)を有する組換え8P1D4タンパク質配列の制御された発現を可能にする。このGSTおよび6X Hisタグは、適切なアフィニティーマトリクスを用いる、誘導された細菌からの組換え融合タンパク質の精製を可能にし、そして抗GST抗体および抗His抗体を用いる融合タンパク質の認識を可能にする。6X Hisタグは、例えば、オープンリーディングフレーム(ORF)の3’末端のクローニングプライマーへ6つのヒスチジンコドンを付加することにより作製される。タンパク質切断部位(例えば、pGEX−6P−1中のPreScissionTM認識部位)を用いて、8P1D4関連タンパク質からGSTタグの切断を可能にし得る。アンピシリン耐性遺伝子およびpBR322起源は、E.coli中でのpGEXプラスミドの選択および維持を可能にする。
【0337】
pMAL構築物: 細菌において、マルトース結合タンパク質(MBP)に融合された組換え8P1D4タンパク質を産生するために、8P1D4 cDNAタンパク質コード配列の全てまたは一部を、pMAL−c2XおよびpMAL−p2Xベクター(New England Biolabs,Beverly,MA)へとクローニングすることによりMBP遺伝子に融合する。これらの構築物は、アミノ末端で融合したMBPおよびカルボキシル末端の6X Hisエピトープを有する組換え8P1D4タンパク質配列の制御された発現を可能にする。このMBPおよび6X Hisタグは、適切なアフィニティーマトリクスを用いる、誘導された細菌からの組換え融合タンパク質の精製を可能にし、そして抗MBP抗体および抗His抗体を用いる融合タンパク質の認識を可能にする。6X Hisエピトープタグは、3’クローニングプライマーへの6つのヒスチジンコドンの付加により作製される。Xa因子認識部位は、8P1D4からのpMALタグの切断を可能にする。pMAL−c2XベクターおよびpMAL−p2Xベクターは、それぞれ、細胞質または周辺質において組換えタンパク質を発現するように最適化される。周辺質発現は、ジスルフィド結合を有するタンパク質の折畳みを増大させる。
【0338】
pET構築物: 細菌細胞において、8P1D4を発現させるために、8P1D4 cDNAタンパク質コード配列の全てまたは一部を、pETファミリーのベクター(Novagen,Madison,WI)へとクローニングする。これらのベクターは、可溶性を増大させるタンパク質(例えば、NusAおよびチオレドキシン(Trx))、および組換えタンパク質の精製および検出を補助するエピトープタグ(例えば、6X HisおよびS−タグTM)への融合を用いておよび用いずに、細菌における組換え8P1D4タンパク質の緊密に制御された発現を可能にする。例えば、構築物を、pET NusA融合系43.1を利用して作製して、その結果、8P1D4タンパク質の領域を、NusAへのアミノ末端融合物として発現する。
【0339】
(C.酵母構築物)
pESC構築物: 組換えタンパク質の産生および機能的研究のために、酵母種Saccharomyces cerevisiaeにおいて8P1D4を発現させるために、8P1D4 cDNAタンパク質コード配列の全てまたは一部を、pESCファミリーのベクター(これらの各々は、4つの選択マーカー、HIS3、TRP1、LEU2、およびURA3の内1つを含む)(Stratagene,La Jolla,CA)へとクローニングする。これらのベクターは、同じ酵母細胞中にFlagTMまたはMycエピトープタグのいずれかを含む、2つまでの異なる遺伝子またはクローン化された配列の同じプラスミドからの、制御された発現を可能にする。この系は、8P1D4のタンパク質−タンパク質相互作用を確認するために有用である。さらに、酵母における発現は、真核生物細胞において発現される場合に見出される翻訳後修飾に類似の翻訳後修飾(例えば、グリコシル化およびリン酸化)を生じる。
【0340】
pESP構築物: 酵母種Saccharomyces pombeにおいて8P1D4を発現させるために、8P1D4 cDNAタンパク質コード配列の全てまたは一部を、pESPファミリーのベクターにクローニングする。これらのベクターは、アミノ末端またはカルボキシル末端のいずれかで、組換えタンパク質の精製を補助するGSTへ融合される、8P1D4タンパク質配列の制御された高レベル発現を可能にする。FlagTMエピトープタグは、抗FlagTM抗体を用いる組換えタンパク質の検出を可能にする。
【0341】
(実施例8:真核生物系における組換えSTEAP−1の産生)
(A.哺乳動物構築物)
真核生物細胞において組換えSTEAP−1を発現させるために、STEAP−1 cDNA配列の全長または部分長を、当該分野で公知の種々の発現ベクターのいずれか1つへとクローニングし得る。STEAP−1の以下の領域の1つ以上が、これらの構築物において発現される:STEAP−1v.1、STEAP−1v.4のアミノ酸1〜339、STEAP−1 v.2のアミノ酸1〜258、STEAP−1 v.3のアミノ酸1〜282、;またはSTEAP−1由来の任意の8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50またはそれ以上の連続するアミノ酸、これらの改変体もしくはアナログ。特定の実施形態において、特定の位置でアミノ酸をコードするSTEAP−1の特定の改変体の領域が発現され、これは、その位置で見いだされる任意の他の改変体のアミノ酸とは異なる。他の実施形態において、その改変体に特有の配列内に部分的にまたは全体的に存在するSTEAP−1の改変体の領域が発現される。
【0342】
これらの構築物は、293T細胞のような広範な種々の哺乳動物細胞のいずれか1つへとトランスフェクトされ得る。トランスフェクトされた293T細胞溶解産物は、本明細書中に記載されるように、抗STEAP−1ポリクローナル血清を用いてプローブされ得る。
【0343】
pcDNA4/HisMax構築物: 哺乳動物細胞においてSTEAP−1を発現させるために、STEAP−1 ORFまたはその一部を、pcDNA4/HisMax Version A(Invitrogen,Carlsbad,CA)へとクローン化する。タンパク質発現を、サイトメガロウイルス(CMV)プロモーターおよびSP16翻訳エンハンサーから誘導する。この組換えタンパク質は、アミノ末端に融合されたXpressTMおよび6つのヒスチジン(6X His)エピトープを有する。このpcDNA4/HisMaxベクターはまた、ラージT抗原を発現する細胞株におけるエピソーム複製および単純なベクターレスキューのためのSV40起源と共に、mRNA安定性を増大するための、ウシ成長ホルモン(BGH)ポリアデニル化シグナルおよび転写終結配列を含む。ゼオシン耐性遺伝子は、タンパク質を発現する哺乳動物細胞の選択を可能にし、そしてアンピシリン耐性遺伝子およびColE1起源は、E.coliにおけるプラスミドの選択および維持を可能にする。
【0344】
pcDNA3.1/MycHis構築物: 哺乳動物細胞においてSTEAP−1を発現させるために、コンセンサスKozak翻訳開始部位を有するSTEAP−1 ORFをまたはその一部を、pcDNA3.1/MycHis Version A(Invitrogen,Carlsbad,CA)へとクローニングした。タンパク質発現は、サイトメガロウイルス(CMV)プロモーターから誘導される。この組換えタンパク質は、カルボキシル末端に融合されたmycエピトープおよび6X Hisエピトープを有する。pcDNA3.1/MycHisベクターはまた、ラージT抗原を発現する細胞株におけるエピソーム複製および単純なベクターレスキューのためのSV40起源と共に、mRNA安定性を増大するための、ウシ成長ホルモン(BGH)ポリアデニル化シグナルおよび転写終結配列を含む。ネオマイシン耐性遺伝子を用い得る。なぜならば、ネオマイシン耐性遺伝子は、タンパク質を発現する哺乳動物細胞の選択を可能にし、そしてアンピシリン耐性遺伝子およびColE1起源は、E.coliにおけるプラスミドの選択および維持を可能にするからである。
【0345】
pcDNA3.1/CT−GFP−TOPO構築物:哺乳動物細胞においてSTEAP−1を発現し、そして蛍光を用いる組換えタンパク質の検出を可能にするために、コンセンサスKozak翻訳開始部位を有するSTEAP−1 ORFまたはその一部を、pcDNA3.1/CT−GFP−TOPO(Invitrogen,CA)へとクローン化する。タンパク質発現は、サイトメガロウイルス(CMV)プロモーターから誘導される。組換えタンパク質は、非侵襲的にインビボでの検出および細胞生物学研究を容易にする、カルボキシル末端に融合された緑色蛍光タンパク質(GFP)を有する。pcDNA3.1/CT−GFP−TOPOベクターはまた、ラージT抗原を発現する細胞株におけるエピソーム複製および単純なベクターレスキューのためのSV40起源と共に、mRNA安定性を増大するための、ウシ成長ホルモン(BGH)ポリアデニル化シグナルおよび転写終結配列を含む。ネオマイシン耐性遺伝子は、タンパク質を発現する哺乳動物細胞の選択を可能にし、そしてアンピシリン耐性遺伝子およびColE1起源は、E.coliにおけるプラスミドの選択および維持を可能にする。アミノ末端GFP融合物を有するさらなる構築物は、STEAP−1タンパク質の全体の長さにわたるpcDNA3.1/NT−GFP−TOPOにおいて作製される。
【0346】
PAPtag: STEAP−1 ORFまたはその一部を、pAPtag−5(GenHunter Crop.Nashville,TN)へとクローン化する。この構築物は、STEAP−1タンパク質のカルボキシル末端のアルカリホスファターゼ融合物(これは、一方で、アミノ末端にIgGκシグナル配列を融合している)を作製する。アミノ末端IgGκシグナル配列とアルカリホスファターゼがSTEAP−1タンパク質のアミノ末端に融合されている構築物もまた作製される。得られた組換えSTEAP−1タンパク質は、トランスフェクトされた哺乳動物細胞の培地への分泌に最適化され、そしてSTEAP−1タンパク質と相互作用するリガンドまたはレセプターのようなタンパク質を同定するために用いられ得る。タンパク質発現は、CMVプロモーターから誘導され、そして組換えタンパク質はまた、検出および精製を容易にするカルボキシル末端で融合されたmycエピトープおよび6X Hisエピトープを含む。ベクター中に存在するゼオシン耐性遺伝子は、組換えタンパク質を発現する哺乳動物細胞の選択を可能にし、そしてアンピシリン耐性遺伝子は、E.coli中のプラスミドの選択を可能にする。
【0347】
ptag5: STEAP−1 ORFまたはその部分を、pTag−5へとクローン化した。このベクターは、pAPtagに類似するが、アルカリホスファターゼ融合物を含まない。この構築物は、アミノ末端IgGκシグナル配列、ならびに検出およびアフィニティー精製を容易にするカルボキシル末端のmycエピトープタグおよび6X Hisエピトープタグを有する、STEAP−1タンパク質を産生した。得られた組換えSTEAP−1タンパク質を、トランスフェクトした哺乳動物細胞の培地への分泌のために最適化し、そして免疫原、またはSTEAP−1タンパク質と相互作用するリガンドまたはレセプターのようなタンパク質を同定するためのリガンドとして用いた。タンパク質発現は、CMVプロモーターから誘導した。ベクターに存在するゼオシン耐性遺伝子は、タンパク質を発現する哺乳動物細胞の選択を可能にし、そしてアンピシリン耐性遺伝子は、E.coli中のプラスミドの選択を可能にする。
【0348】
PsecFc: STEAP−1 ORF、またはその部分をまた、psecFcへとクローン化した。このpsecFcベクターをヒト免疫グロブリンG1(IgG)Fc(ヒンジ領域、CH2領域、CH3領域)をpSecTag2(Invitrogen,California)へとクローニングすることにより、アセンブリした。この構築物は、STEAP−1タンパク質のカルボキシル末端のIgG1 Fc融合物(一方で、これは、N末端にIgGκシグナル配列を融合する)を作製する。マウスIgG1 Fc領域を利用するSTEAP−1融合物もまた用いる。得られた組換えSTEAP−1タンパク質を、トランスフェクトした哺乳動物細胞の培地への分泌について最適化し、そして免疫原としてか、またはSTEAP−1タンパク質と相互作用するリガンドまたはレセプターのようなタンパク質を同定するために用い得る。タンパク質発現は、CMVプロモーターから誘導される。ベクター中に存在するハイグロマイシン耐性遺伝子は、組換えタンパク質を発現する哺乳動物細胞の選択を可能にし、そしてアンピシリン耐性遺伝子は、E.coli中のプラスミドの選択を可能にする。
【0349】
pSRα構築物: STEAP−1を構成的に発現する哺乳動物細胞株を作製するために、STEAP−1のSTEAP−1 ORFまたはその一部を、pSRα構築物へとクローン化した。両栄養性レトロウイルスおよびエコトロピックレトロウイルスを、それぞれ、293T−10A1パッケージング株へのpSRα構築物のトランスフェクション、またはpSRαおよびヘルパープラスミド(欠失したパッケージング配列を含む)の293細胞への同時トランスフェクションにより作製した。このレトロウイルスを、種々の哺乳動物細胞株を感染させるために用いて、クローン化された遺伝子であるSTEAP−1の宿主細胞株への組み込みを生じた。タンパク質発現は、長い末端反復配列(LTR)から誘導される。ベクター中に存在するネオマイシン耐性遺伝子は、タンパク質を発現する哺乳動物細胞の選択を可能にし、そしてアンピシリン耐性遺伝子およびColE1起源は、E.coli中のプラスミドの選択および維持を可能にする。その後、このレトロウイルスベクターを、例えば、PC3細胞、NIH 3T3細胞、TsuPrl細胞、293細胞、またはrat−1細胞を用いる、種々の細胞株の感染および産生のために用いた。
【0350】
さらなるpSRα構築物を、抗Flag抗体を用いる検出を可能にするために、STEAP−1配列のカルボキシル末端に、FLAGTMタグのようなエピトープタグを融合して作製する。例えば、FLAGTM配列5’gat tac aag gat gac gac gat aag3’(配列番号60)を、ORFの3’末端のクローニングプライマーに付加する。さらなるpSRα構築物を、全長STEAP−1タンパク質のアミノ末端およびカルボキシル末端のGFPおよびmyc/6X His融合タンパク質の両方を産生させるために作製した。
【0351】
さらなるウイルスベクター: さらなる構築物を、STEAP−1のウイルス媒介送達および発現のために作製する。STEAP−1の高レベル発現につながる高ウイルス力価は、アデノウイルスベクターおよびヘルペスアンプリコンベクターのようなウイルス送達系において達成される。STEAP−1コード配列またはそのフラグメントは、PCRにより増幅され、そしてAdEasyシャトルベクター(Stratagene)へとサブクローニングされる。組換えおよびウイルスパッケージングを、アデノウイルスベクターを作製するための製造業者の指示書に従って実施する。あるいは、STEAP−1コード配列およびそのフラグメントを、HSV−1ベクター(Imgenex)へとクローニングして、ヘルペスウイルスベクターを作製する。その後、このウイルスベクターを、PC3、NIH 3T3、293またはrat−1細胞のような種々の細胞株の感染のために用いる。
【0352】
調節された発現系: 哺乳動物細胞におけるSTEAP−1の発現を制御するために、STEAP−1のコード配列またはその部分を、T−Rex System(Invitrogen)、GeneSwitch System(Invitrogen)、およびtightly−regulated Ecdysone System(stratagene)のような調節された哺乳動物発現系へとクローニングする。これらの系は、組換えSTEAP−1の時間依存効果および濃度依存効果の研究を可能にする。その後、これらのベクターは、PC3細胞、NIH 3T3細胞、293細胞、またはrat−1細胞のような種々の細胞株におけるSTEAP−1の発現を制御するために用いられる。
【0353】
(B.バキュロウイルス発現系)
バキュロウイルス発現系において組換えSTEAP−1タンパク質を産生するために、STEAP−1 ORFまたはその部分を、バキュロウイルス移入ベクターであるpBlueBac 4.5(Invitrogen)(これは、N末端にHisタグを提供する)へとクローニングする。具体的には、pBlueBac−STEAP−1は、ヘルパープラスミドpBac−N−Blue(Invitrogen)を用いて、SF9(Spodoptera frugiperda)昆虫細胞へと同時トランスフェクトされて、組換えバキュロウイルスを作製する(詳細については、Invitrogenの指示マニュアルを参照のこと)。次いで、バキュロウイルスを、細胞上清から収集し、そしてプラークアッセイにより精製する。次いで、組換えSTEAP−1タンパク質を、精製したバキュロウイルスを用いるHighFive昆虫細胞(Invitrogen)の感染により作製する。組換えSTEAP−1タンパク質を、抗STEAP−1または抗Hisタグ抗体を用いて検出し得る。STEAP−1タンパク質を、精製し、そして種々の細胞ベースのアッセイにおいて、またはSTEAP−1に特異的なポリクローナル抗体およびモノクローナル抗体を作製するための免疫原として用い得る。
【0354】
(実施例9:抗原性プロフィールおよび二次構造)
図5〜9および図5a〜9aは、それぞれ、8P1D4改変体1および8P1D4改変体3の5つのアミノ酸プロフィール(各々の評価は、ExPasy分子生物学サーバのProtScaleウェブサイト(URL www.expasy.ch/cgi−bin/protscale.pl)にアクセスすることにより利用可能である)を図示する。
【0355】
これらのプロフィール:図5、親水性(Hopp T.P.,Woods K.R.,1981.Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.78:3824−3828);図6、ヒドロパシー(Kyte J.,Doolittle R.F.,1982.J.Mol.Biol.157:105−132);図7、接近可能な残基の百分率(Janin J.,1979 Nature 277:491−492);図8、平均可撓性(Bhaskaran R.,およびPonnuswamy P.K.1988.Int.J.Pept.Protein Res.32:242−255);図9、βターン(Deleage,G.,Roux B.1987 Protein Engineering 1:289−294);および、必要に応じて、例えば、ProtScaleウェブサイトにあるような、当該分野で利用可能な他のもの、を用いて、8P1D4タンパク質の抗原領域を同定した。8P1D4の上記のアミノ酸プロフィールの各々を、分析のために以下のProtScaleパラメーターを用いて作製した:1)ウィンドウサイズ9;2)ウィンドウセンターと比較したウィンドウエッジの100%ウェイト;および3)0と1との間にあるように正規化されたアミノ酸プロフィール値。
【0356】
疎水性プロフィール(図5)、ヒドロパシープロフィール(図6)および接近可能な残基百分率プロフィール(図7)を使用して、疎水性アミノ酸(すなわち、ヒドロパシープロフィールおよび接近可能な残基百分率プロフィールにて値が0.5より大きく、ヒドロパシープロフィールにて値が0.5より小さい)のストレッチを決定した。そのような領域は、水性環境に曝される可能性があり、タンパク質表面上に存在する可能性があり、したがって、(例えば、抗体による)免疫認識に利用可能である。
【0357】
平均可撓性プロフィール(図8)およびβターンプロフィール(図9)は、二次構造(例えば、βシートおよびαヘリックス)に拘束されていないアミノ酸(すなわち、βターンプロフィールおよび平均可撓性プロフィールにて値が0.5より大きい)のストレッチを決定する。そのような領域はまた、タンパク質の露出した部分である可能性がより高く、従って、(例えば、抗体による)免疫認識に利用可能である。
【0358】
例えば、図5、図6、図7、図8、および/または図9に示されるプロフィールにより示される、8P1D4タンパク質およびその改変体タンパク質の抗原性配列を使用して、免疫原(ペプチド、またはペプチドをコードする核酸のいずれか)を調製して、治療的および診断的な抗8P1D4抗体を生成する。その免疫原は、5個、6個、7個、8個、9個、10個、11個、12個、13個、14個、15個、16個、17個、18個、19個、20個、21個、22個、23個、24個、25個、30個、35個、40個、45個、50個、または50個より長く連続する、図2および3に列挙される8P1D4タンパク質改変体由来の任意のアミノ酸、またはそれをコードする対応核酸であり得る。特に、本発明のペプチド免疫原は、図5の疎水性プロフィールにおいて0.5を超える値を有するアミノ酸位置を含む任意の整数増分にて図2および3の少なくとも5個のアミノ酸のペプチド領域;図6のヒドロパシープロフィールにおいて0.5未満の値を有するアミノ酸位置を含む任意の整数増分にて図2および3の少なくとも5個のアミノ酸のペプチド領域;図7の接近可能な残基百分率プロフィールにおいて0.5を超える値を有するアミノ酸位置を含む任意の整数増分にて図2および3の少なくとも5個のアミノ酸のペプチド領域;図8の平均可撓性プロフィールにおいて0.5を超える値を有するアミノ酸位置を含む任意の整数増分にて図2および3の少なくとも5個のアミノ酸のペプチド領域;および図9のβ−ターンプロフィールにおいて0.5を超える値を有するアミノ酸位置を含む任意の整数増分にて図2および3の少なくとも5個のアミノ酸のペプチド領域;を含み得る。本発明のペプチド免疫原はまた、上記のいずれかをコードする核酸もまた含み得る。
【0359】
本発明の免疫原、ペプチド、または核酸はすべて、ヒト単位投薬形態で具現化され得るか、またはヒトの生理に適合する薬学的賦形剤を含む組成物により含有され得る。
【0360】
8P1D4改変体1および8P1D4改変体3の二次構造(すなわち、推定されるαヘリックス、伸長鎖、およびランダムコイルの存在および位置)は、HNN−Hierarchical Neural Network法(Guermeur,1997,http://pbil.ibcp.fr/cgi−bin/npsa_automat.pl?page=npsa_nn.html)(ExPasy分子生物学サーバhttp://www.expasy.ch./tools/からアクセスされる)を使用して、それぞれの一次アミノ酸配列から推定される。この分析は、8P1D4改変体1が、64.60%のαヘリックス、4.72%の伸長鎖、および30.68%のランダムコイルから構成されることを示す(図13a)。8P1D4改変体2は、62.79%のαヘリックス、3.10%の伸長鎖、および34.11%のランダムコイルから構成される(図13b)。8P1D4改変体3は、58.87%のαヘリックス、5.32%の伸長鎖、および35.82%のランダムコイルから構成される(図13c)。
【0361】
8P1D4改変体中の膜貫通ドメインの潜在的存在についての分析を、ExPasy分子生物学サーバ(http://www.expasy.ch/tools/)からアクセスされる種々の膜貫通推定アルゴリズムを使用して実行した。図示されるのは、TMpredプログラムを使用した6つの膜貫通ドメインの存在および位置を示す改変体1の分析の結果(図13d)およびTMHMMプログラムを使用した6つの膜貫通ドメインの存在および位置を示す改変体1の分析の結果(図13e)である。また、TMpredを使用した4つの膜貫通ドメインの存在および位置を示す改変体2の分析の結果(図13f)およびTMHMMを使用した3つの膜貫通ドメインの存在および位置を示す改変体2の分析の結果(図13g)も示される。改変体3の分析は、TMpredを使用して4つの膜貫通ドメインの存在(図13h)およびTMHMMを使用して3つの膜貫通ドメインの位置(図13i)を示す。各プログラムの結果(すなわち、膜貫通ドメインをコードするアミノ酸)を、表XXにまとめる。
【0362】
(実施例10:8P1D4ポリクローナル抗体の生成)
ポリクローナル抗体を、例えば、免疫因子および(所望される場合は)アジュバントの1回以上の注射によって、哺乳動物において惹起し得る。代表的には、その免疫因子および/またはアジュバントを、複数回の皮下注射または腹腔内注射によって、その哺乳動物中に注射する。全長8P1D4タンパク質で免疫することに加えて、アミノ酸配列分析に基づいて、抗原性でありかつ免疫される宿主の免疫系による認識に利用可能な特徴を含む免疫原の設計において、コンピューターアルゴリズムが使用される(実施例の標題「抗原性プロフィール」を参照のこと)。そのような領域は、一般的には、親水性であり、可撓性であり、β−ターン立体配座の状態であり、そしてそのタンパク質の表面上に露出されていることが予期される(例えば、8P1D4および改変体のそのような領域を示すアミノ酸プロフィールについて、図5、図6、図7、図8、または図9を参照のこと)。
【0363】
例えば、8P1D4改変体タンパク質の親水性領域、可撓性領域、β−ターン領域を含む、8P1D4細菌組換え融合タンパク質または8P1D4細菌組換え融合ペプチドを、New Zealandホワイトウサギにおいてポリクローナル抗体を生成するための抗原として使用する。例えば、このような領域は、8P1D4改変体1、8P1D4改変体2および8P1D4改変体3のアミノ酸1〜40、アミノ酸143〜165、アミノ酸180〜220、8P1D4改変体1のアミノ酸312〜339、8P1D4改変体3のアミノ酸250〜282が挙げられるが、これらに限定されない。免疫される哺乳動物において免疫原性であることが公知のタンパク質に、その免疫因子を結合体化することが有用である。そのような免疫原性タンパク質の例としては、キーホールリンペットヘモシアニン(KLH)、血清アルブミン、ウシサイログロブリン、およびダイズトリプシンインヒビターが挙げられるが、これらに限定されない。1つの実施形態において、8P1D4改変体3のアミノ酸250〜282をコードするペプチドを、KLHに結合体化し、ウサギを免疫するために使用する。あるいは、その免疫因子は、8P1D4改変体タンパク質、そのアナログまたは融合タンパク質のすべてもしくは一部を含み得る。例えば、8P1D4改変体1アミノ酸配列を、当該分野で周知の種々の融合タンパク質パートナー(例えば、グルタチオン−S−トランスフェラーゼ(GST)タグ化融合タンパク質およびHISタグ化融合タンパク質)のいずれか1つに、組換えDNA技術を使用して融合し得る。そのような融合タンパク質を、適切なアフィニティーマトリックスを使用して誘導した細菌から精製する。
【0364】
1つの実施形態において、第2の推定細胞外ループを含むアミノ酸250〜282をコードするGST−融合タンパク質を、生成し、精製し、そして免疫原として使用する。使用し得る他の組換え細菌融合タンパク質としては、マルトース結合タンパク質、LacZ、チオレドキシン、NusA、または免疫グロブリン定常領域が挙げられる(標題「原核生物系における8P1D4の生成」の節、およびCurrent Protocols In Molecular Biology,Volume 2,Unit 16,Frederick M.Ausubelら編、1995;Linsley,P.S.,Brady,W.,Urnes,M.,Grosmaire,L.,Damle,N.,およびLedbetter,L.(1991)J.Exp.Med.174,561〜566を参照のこと)。
【0365】
細菌由来融合タンパク質に加えて、哺乳動物により発現されるタンパク質抗原もまた、使用する。これらの抗原を、哺乳動物発現ベクター(例えば、Tag5融合ベクターおよびFc融合ベクター)から発現させる(実施例の標題「真核生物系における組換え8P1D4の生成」の節を参照のこと)。これらの抗原は、ネイティブタンパク質で見出される翻訳後修飾(例えば、グリコシル化)を保持する。1つの実施形態において、改変体1の推定細胞外ループ(アミノ酸185〜218)を、Tag5哺乳動物分泌ベクター中にクローニングする。その組換えタンパク質を、その組換えベクターを安定に発現する293T細胞の組織培養上清から、金属キレートクロマトグラフィーによって精製する。その後、精製Tag5 8P1D4タンパク質を、免疫原として使用する。
【0366】
この免疫プロトコルの間、宿主動物の免疫応答を増強するアジュバント中に抗原を混合または乳濁することが、有用である。アジュバントの例としては、完全フロイントアジュバント(CFA)およびMPL−TDMアジュバント(モノホスホリルリピドA、合成トレハロースジコリノミコレート)が挙げられるが、これらに限定されない。
【0367】
代表的プロトコルにおいて、ウサギに、完全フロイントアジュバント(CFA)中に混合した、KLHに結合体化した融合タンパク質または融合ペプチド200μgまで(代表的には、100〜200μg)を、まず皮下免疫する。その後、ウサギに、不完全フロイントアジュバント(IFA)中の200μgまで(代表的には、100〜200μg)の免疫原を、2週間ごとに皮下注射する。各免疫の約7〜10日後に、試験採血を行い、そしてELISAにより抗血清の力価をモニターするために使用する。
【0368】
免疫血清(例えば、改変体3のアミノ酸250〜282をコードするKLH結合体化ペプチドでの免疫により得られたウサギ血清)の反応性および特異性を試験するために、全長8P1D4改変体1cDNAを、pCDNA3.1myc−his発現ベクター(Invitrogen;実施例の標題「真核生物系における組換え8P1D4の生成」を参照のこと)中にクローニングする。293T細胞中にその構築物をトランスフェクションした後、細胞溶解物を、抗8P1D4血清および抗His抗体(Santa Cruz Biotechnologies,Santa Cruz,CA)でプローブし、ウェスタンブロット技術を使用して変性8P1D4タンパク質に対する特異的反応性を決定する。293T−8P1D4細胞に対するウェスタンブロット技術により、その免疫血清を試験する。さらに、293T細胞および他の組換え8P1D4発現細胞に対する蛍光顕微鏡、フローサイトメトリーおよび免疫沈降により、免疫血清を試験して、ネイティブタンパク質の特異的認識を決定する。8P1D4を内因的に発現する細胞を使用したウェスタンブロット技術、免疫沈降技術、蛍光顕微鏡技術、およびフローサイトメトリー技術もまた行って、反応性および特異性を試験する。
【0369】
8P1D4改変体融合タンパク質(例えば、GST融合タンパク質およびMBP融合タンパク質)で免疫したウサギに由来する抗血清を、融合パートナーを単独でかまたは無関係な融合タンパク質のいずれかの状況で含むアフィニティーカラムに通すことにより、融合パートナー配列に対して反応性である抗体を除去することによって精製する。例えば、8P1D4改変体3のアミノ酸250〜282をコードするGST−8P1D4融合タンパク質から誘導された抗血清を、最初に、AffiGelマトリックス(BioRad,Hercules,Calif)に共有結合したGSTタンパク質のカラムに通すことによって、精製する。次いで、その抗血清を、AffiGelマトリクスに共有結合させた、アミノ酸250〜282もまたコードする、MBP融合タンパク質から構成されるカラムを通過させることによって、アフィニティー精製する。その後、その血清を、プロテインGアフィニティークロマトグラフィーによりさらに精製して、IgG画分を単離する。他のHisタグ化抗原およびHisタグ化ペプチドで免疫したウサギ由来の血清、ならびに融合パートナー除去血清を、もとのタンパク質免疫原または遊離ペプチドから構成されるカラムマトリックスを通すことによってアフィニティー精製する。
【0370】
(実施例11:8P1D4モノクローナル抗体(mAb)の生成)
1つの実施形態において、8P1D4改変体に対する治療的mAbは、各改変体タンパク質に対して特異的であるエピトープと反応するmAbを含むか、または8P1D4改変体の生物学的機能を破壊するかもしくは調整する改変体の間で共通する配列に対して特異的であるmAb(例えば、リガンドおよび基質との相互作用を破壊するかまたは8P1D4改変体の生物学的活性を破壊するmAb)を含む。そのようなmAbの生成のための免疫原としては、8P1D4タンパク質改変体配列全体、アミノ酸配列のコンピューター分析から抗原性であると推定される8P1D4タンパク質改変体の領域をコードするかもしくは含むように設計された免疫原が挙げられる(例えば、図5、図6、図7、図8、または図9、ならびに「抗原性プロフィール」と題する実施例を参照のこと)。免疫原としては、ペプチド、組換え細菌タンパク質、ならびに哺乳動物に発現されるTag5タンパク質、ならびにヒトIgG Fc融合タンパク質およびマウスIgG Fc融合タンパク質が挙げられる。さらに、高レベルの各々の8P1D4改変体を発現するように操作された細胞(例えば、293T−8P1D4改変体1または300.19−8P1D4改変体1マウスPre−B細胞)を使用して、マウスを免疫する。
【0371】
8P1D4改変体に対するmAbを生成するために、マウスを、代表的には、完全フロイントアジュバント中に混合した10〜50μgのタンパク質免疫原または10個の8P1D4発現細胞で、まず腹腔内(IP)免疫する。その後、マウスを、代表的には、不完全フロイントアジュバント中に混合した10〜50μgのタンパク質免疫原または10個の細胞で、2〜4週間ごとにIP免疫する。あるいは、MPL−TDMアジュバントを、免疫に使用する。上記のタンパク質ベースの免疫ストラテジーおよび細胞ベースの免疫ストラテジーに加えて、8P1D4改変体配列をコードする哺乳動物発現ベクターを使用してプラスミドDNAの直接注射によりマウスを免疫する、DNAベースの免疫プロトコルを使用する。例えば、アミノ酸185〜218を、Tag5哺乳動物分泌ベクター中にクローニングし、そしてその組換えベクターを免疫原として使用する。別の例において、同じアミノ酸を、Fc−融合分泌ベクター中にクローニングし、そのベクターにおいて、8P1D4改変体1配列がアミノ末端でIgKリーダー配列に融合しており、カルボキシ末端でヒトまたはマウスのIgG Fc領域コード配列に融合している。その後、この組換えベクターを免疫原として使用する。プラスミド免疫プロトコルを、同じベクターから発現された精製タンパク質と、それぞれの8P1D4改変体を発現する細胞と組み合わせて、使用する。
【0372】
その免疫プロトコルの間に、試験採血を、注射の7〜10日後に行って、その免疫応答の力価および特異性をモニターする。一旦適切な反応性および特異性を、ELISA、ウェスタンブロッティング、免疫沈降、蛍光顕微鏡、およびフローサイトメトリー分析により決定されるように得ると、その後、融合物およびハイブリドーマの生成を、当該分野で周知の確立された手順(例えば、HarlowおよびLane、1988を参照のこと)を用いて実行する。
【0373】
8P1D4改変体3特異的モノクローナル抗体を生成するための1つの実施形態において、アミノ酸250〜282をコードするGST−8P1D4改変体3抗原を、発現させ、そして細菌から精製する。BalbHCマウスを、最初に、完全フロイントアジュバント中に混合した25μgのGST−8P1D4改変体3タンパク質で腹腔内免疫する。その後、マウスを、合計3回の免疫について、不完全フロイントアジュバント中に混合した25μgの抗原で2週間ごとに免疫する。アミノ酸250〜282をコードするMBP融合タンパク質を使用するELISAによって、免疫したマウス由来の血清の力価を決定する。全長8P1D4改変体3タンパク質に対する血清の反応性および特異性を、8P1D4改変体3 cDNAをコードする発現ベクターでトランスフェクトした293T細胞を使用して、改変体1および2のcDNAでトランスフェクトした細胞と比較して、ウェスタンブロッティング、免疫沈降、およびフローサイトメトリーによってモニターする(例えば、「真核生物系における組換え8P1D4の生成」と題する実施例を参照のこと)。他の組換え8P1D4改変体3発現細胞または8P1D4改変体3を内因性発現する細胞もまた、使用する。8P1D4改変体3に対して最強の特異的反応性を示すマウスを、休息させ、そしてPBS中にあるGST抗原で最終注射し、そして4日後に屠殺した。屠殺したマウスの脾臓を採取し、そして標準的手順(HarlowおよびLane、1988)を使用してSPO/2ミエローマ細胞に融合させた。HAT選択した増殖ウェル由来の上清を、ELISA、ウェスタンブロット、免疫沈降、蛍光顕微鏡、およびフローサイトメトリーによってスクリーニングして、8P1D4特異的抗体産生クローンを同定する。8P1D4モノクローナル抗体の結合親和性を、標準的技術を使用して決定する。親和性測定によって、エピトープ結合に対する抗体の強度を定量し、親和性測定を使用して、どの8P1D4モノクローナル抗体が、当業者により認識されるような診断用途または治療用途のために好ましいかを規定するのを補助する。BIAcoreシステム(Uppsala,Sweden)は、結合親和性を決定するために好ましい方法である。このBIAcoreシステムは、表面プラスモン共鳴(SPR,Welford K.1991,Opt.Quant.Elect.23:1;MortonおよびMyszka,1998,Methods in Enzymology 295:268)を使用して、リアルタイムで生体分子相互作用をモニターする。BIAcore分析は、会合速度定数、解離速度定数、平衡解離定数、および親和性定数を簡便に生じる。
【0374】
(実施例12:HLAクラスI結合アッセイおよびHLAクラスII結合アッセイ)
精製HLA分子を使用するHLAクラスI結合アッセイおよびHLAクラスII結合アッセイを、開示されたプロトコル(例えば、PCT公開WO94/20127およびWO94/03205;Sidneyら、Current Protocols in Immunology 18.3.1(1998);Sidneyら、J.Immunol.154:247(1995);Setteら、Mol.Immunol.31:813(1994))に従って、実施する。簡単に述べると、精製MHC分子(5〜500nM)を、種々の非標識ペプチドインヒビターおよび1〜10nMの記載されるような125I放射標識プローブペプチドとともにインキュベートする。インキュベーション後、MHC−ペプチド複合体を、ゲル濾過により遊離ペプチドから分離し、そして結合ペプチドの画分を、測定する。代表的には、予備実験において、各MHC調製物を、一定量の放射標識ペプチドの存在下で力価決定して、全放射能のうちの10〜20%を結合するのに必要なHLA分子の濃度を決定する。その後のすべての阻害アッセイおよび直接結合アッセイを、これらのHLA濃度を使用して実施する。
【0375】
これらの条件下では[標識]<[HLA]かつIC50≧[HLA]であるので、測定したIC50値は、真のK値の妥当な近似である。ペプチドインヒビターを、代表的には、120μg/ml〜1.2ng/mlの範囲の濃度で試験し、そして完全に独立した2つ〜4つの実験において試験する。異なる実験において得られたデータの比較を可能にするために、相対的結合数を、各ペプチドについて計算する。この計算は、阻害についてのポジティブコントロールのIC50を、試験した各ペプチド(代表的には、放射標識プローブペプチドの非標識バージョン)についてのIC50で除算することによる。データベース目的のため、および実験間比較のために、相対的結合値を集計する。これらの値を、その後、IC50nM値へと変換して戻し得る。この変換は、阻害についてのポジティブコントロールのIC50nMを、目的のペプチドの相対的結合によって除算することによる。このデータ集計方法は、正確であり、そして異なる日に試験したペプチドまたは異なるロットの精製MHCを用いて試験したペプチドを比較することについて、一貫性がある。
【0376】
上記に概略したような結合アッセイを使用して、HLAスーパーモチーフ保有ペプチドおよび/またはHLAモチーフ保有ペプチドを分析し得る(表IVを参照のこと)。
【0377】
(実施例13:HLAスーパーモチーフ保有CTL候補エピトープおよびHLAモチーフ保有CTL候補エピトープの同定)
本発明のHLAワクチン組成物は、複数エピトープを含み得る。その複数エピトープは、広範な集団適用範囲を達成するために、複数のHLAスーパーモチーフまたはHLAモチーフを含み得る。本実施例は、そのようなワクチン組成物中に含めるための、スーパーモチーフ保有エピトープおよびモチーフ保有エピトープの同定および確認を示す。集団適用範囲の計算を、下記のストラテジーを使用して実施する。
【0378】
(スーパーモチーフ保有エピトープおよび/またはモチーフ保有エピトープの同定のためのコンピューター検索およびアルゴリズム)
「抗原性プロフィール」と題する実施例および表V〜XVIIIおよびXXII〜LIにおいてモチーフ保有ペプチド配列を同定するために実施された検索は、図2および図3に示されるSTEAP−1の遺伝子産物からのタンパク質配列データを使用する;表を作成するために使用した特定のペプチドを、表LXIに列挙する。
【0379】
HLAクラスIスーパーモチーフもしくはHLAクラスIモチーフまたはHLAクラスIIスーパーモチーフもしくはHLAクラスIIモチーフを保有するエピトープについてのコンピューター検索を、以下のように実施する。翻訳されるすべてのSTEAP−1タンパク質配列を、文字列検索ソフトウェアプログラムを使用して分析して、適切なHLA結合モチーフを含む可能性なペプチド配列を同定する;そのようなプログラムを、公知のモチーフ/スーパーモチーフの開示を考慮して、当該分野における情報に従って容易に作成する。さらに、そのような計算は、頭でなし得る。
【0380】
同定したA2スーパーモチーフ配列、A3スーパーモチーフ配列、およびDRスーパーモチーフ配列を、多項アルゴリズムを使用してスコア付けして、それらのモチーフが、特定のHLA−クラスI分子またはHLA−クラスII分子に結合する能力を推測する。これらの多項アルゴリズムは、種々の位置にある異なるアミノ酸の影響を考慮する。これらの多項アルゴリズムは、ペプチド−HLA分子相互作用の全親和性(すなわちΔG)は、
「ΔG」=a1i×a2i×a3i...×ani
の型の線形多項関数として近似され得るという仮定に本質的に基づき、ここで、ajiは、nアミノ酸のペプチド配列に沿って所定の位置(i)にある所定のアミノ酸(j)の存在の効果を示す係数である。この方法の重大な仮定は、各位置での効果は、互いに本質的に独立している(すなわち、個々の側鎖の独立した結合である)ということである。残基jが、そのペプチド中の位置iに存在する場合、そのペプチドの残りの配列とは関係なく、そのペプチドの結合の自由エネルギーに一定量jを付与すると仮定する。
【0381】
特定のアルゴリズム係数の誘導方法は、Gulukotaら、J.Mol.Biol.267:1258〜126,1997に記載されている(Sidneyら、Human Immunol.45:79〜93,1996;およびSouthwoodら、J.Immunol.160:3363〜3373,1998もまた参照のこと)。簡単に述べると、すべてのi位置について、アンカーおよび非アンカーを問わず、jを保有する全てのペプチドの平均相対結合(ARB)の相乗平均を、その群の残りに対して計算し、そしてjの推定値として使用する。クラスIIペプチドについて、多重アライメントが可能である場合、反復手順に従って、最高スコアリングアライメントのみを利用する。試験セット中の所定のペプチドのアルゴリズムスコアを計算するために、そのペプチドの配列に対応するARB値を乗算する。その積が、選択した閾値を超える場合、そのペプチドは結合すると推定される。適切な閾値を、望ましい推定のストリンジェンシーの程度の関数として選択する。
【0382】
(HLA−A2スーパータイプ交差反応性ペプチドの選択)
STEAP−1由来のタンパク質配列を、モチーフ同定ソフトウェアを利用してスキャンして、HLA−A2スーパーモチーフ主要アンカー特異性を含む、8マー配列、9マー配列、10マー配列、および11マー配列を同定する。代表的には、その後、これらの配列を、上記のプロトコルを使用してスコア付けし、そして正のスコアを持つ配列に対応するペプチドを合成し、インビトロで、精製HLA−A0201分子に結合する能力について試験する(HLA−A0201は、プロトタイプA2スーパータイプ分子とみなされる)。
【0383】
その後、これらのペプチドを、さらなるA2スーパータイプ分子(A0202、A0203、A0206、およびA6802)に結合する能力について試験する。試験した5つのA2スーパータイプ対立遺伝子のうちの少なくとも3つに結合するペプチドを、代表的には、A2スーパータイプ交差反応性結合剤と見なす。好ましいペプチドは、3つ以上のHLA−A2スーパータイプ分子に500nM以下の親和性で結合する。
【0384】
(HLA−A3スーパーモチーフ保有エピトープの選択)
上記でスキャンしたSTEAP−1タンパク質配列を、HLA−A3スーパーモチーフ主要アンカーを含むペプチドの存在についても試験する。その後、HLAHA3スーパーモチーフ保有配列に対応するペプチドを合成し、そしてHLA−A0301分子およびHLA−A1101分子(最も優勢の2つのA3スーパータイプ対立遺伝子によりコードされる分子)への結合について試験する。その後、≦500nM、しばしば≦200nMの結合親和性を有するその2つの対立遺伝子のうちの少なくとも1つに結合するペプチドを、他の一般的なA3スーパータイプ対立遺伝子(例えば、A3101、A3301およびA6801)に対する結合交差反応性について試験して、試験した5つのHLA−A3スーパータイプ分子のうちの少なくとも3つを結合し得る分子を同定する。
【0385】
(HLA−B7スーパーモチーフ保有エピトープの選択)
上記でスキャンしたSTEAP−1タンパク質を、HLA−B7スーパーモチーフを含む、8マーペプチド、9マーペプチド、10マーペプチド、または11マーペプチドの存在についても分析する。対応するペプチドを合成し、そしてHLA−B0702(最も一般的なB7スーパータイプ対立遺伝子(すなわち、プロトタイプB7スーパータイプ対立遺伝子)によりコードされる分子)への結合について試験する。IC50≦500nMでB0702を結合するペプチドを、標準的方法を使用して同定する。その後、これらのペプチドを、他の一般的なB7スーパータイプ分子(例えば、B3501、B5101、B5301およびB5401)への結合について試験する。それによって、試験した5つのB7スーパータイプ対立遺伝子のうちの3つ以上に結合し得るペプチドを、同定する。
【0386】
(A1モチーフ保有エピトープおよびA24モチーフ保有エピトープの選択)
集団適用範囲をさらに増大するために、HLA−A1エピトープおよびHLA−A24エピトープもまた、ワクチン組成物中に組み込まれ得る。STEAP−1タンパク質の分析もまた、HLA−A1モチーフ含有配列およびHLA−A24モチーフ含有配列を同定するために実施し得る。
【0387】
他のモチーフおよび/またはスーパーモチーフを保有する、高親和性結合エピトープおよび/または交差反応性結合エピトープを、同様の方法論を使用して同定する。
【0388】
(実施例14:免疫原性の確認)
本明細書中に記載されるように同定される交差反応性候補CTL A2スーパーモチーフ保有ペプチドを、インビトロでの免疫原性を確認するために選択する。以下の方法論を使用して確認を実施する。
【0389】
(細胞スクリーニングのための標的細胞株)
HLA−A2.1遺伝子をHLA−A、HLA−B、HLA−Cヌル変異体ヒトBリンパ芽球細胞株である721.221に移入することによって生成した.221A2.1細胞株を、HLA−A2.1拘束CTLの活性を測定するためのペプチド負荷標的として使用する。この細胞株を、抗生物質、ピルビン酸ナトリウム、非必須アミノ酸、および10%(v/v)熱不活化FCSを補充したRPMI−1640培地中で増殖させる。目的の抗原を発現する細胞、または目的の抗原をコードする遺伝子を含むトランスフェクタントを、ペプチド特異的CTLが内因性抗原を認識する能力を確認するための標的細胞として使用し得る。
【0390】
(一次CTL誘導培養)
(樹状細胞(DC)の産生) PBMCを、30μg/mlのDNaseを含むRPMI中で解凍し、完全培地(RPMI−1640+5% ABヒト血清、非必須アミノ酸、ピルビン酸ナトリウム、L−グルタミンおよびペニシリン/ストレプトマイシン)で2回洗浄し、この完全培地中に再懸濁する。その単球を、6ウェルプレート中に10×10PBMC/ウェルでプレートすることによって精製する。37℃にて2時間後、そのプレートを穏やかに振盪し、その上清を吸引することによって、非接着細胞を除去する。ウェルを、3mlのRPMIで合計3回洗浄して、非接着細胞および緩く接着する細胞のほとんどを除去する。その後、50ng/mlのGM−CSFおよび1,000U/mlのIL−4を含む3mlの完全培地を、各ウェルに添加する。6日目に、75ng/mlにてTNFαを、DCに添加し、7日目に、その細胞を、CTL誘導培養に使用する。
【0391】
(DCおよびペプチドを用いてのCTLの誘導) CD8+T細胞を、Dynal免疫磁気ビーズ(Dynabeads(登録商標)M−450)およびdetacha−bead(登録商標)試薬を用いるポジティブ選択によって単離する。代表的には、約200×10個〜250×10個のPBMCを、24×10個のCD8T細胞(48ウェルプレート培養のために十分である)を得るために処理する。簡単に述べると、PBMCを、30μg/mlのDNaseを含むRPMI中で解凍し、そして1%ヒトAB血清を含むPBSで1回洗浄し、そしてPBS/1%AB血清中に、濃度20×10細胞/mlで再懸濁する。磁気ビーズを、PBS/AB血清を用いて3回洗浄し、細胞に添加(140μlビーズ/20×10細胞)し、そして継続して混合しながら4℃で1時間インキュベートする。そのビーズおよび細胞を、PBS/AB血清を用いて4回洗浄して、非接着細胞を除去し、そして100μl/ml detacha−bead(登録商標)試薬および30μg/ml DNaseを含むPBS/AB血清中に、100×10細胞/ml(もとの細胞数に基く)で再懸濁する。その混合物を、継続して混合しながら室温にて1時間インキュベートする。そのビーズを、PBS/AB/DNaseで再び洗浄し、CD8+T細胞を収集する。DCを収集し、そして1300rpmにて5〜7分間遠心分離し、1%BSAを含むPBSで1回洗浄し、計数し、そして3μg/mlのβ−ミクログロブリンの存在下で、20℃で4時間、細胞濃度1×10〜2×10/mlで、40μg/mlのペプチドを用いてパルスする。その後、そのDCに照射(4,200rad)し、培地で1回洗浄し、そして再び計数する。
【0392】
(誘導培養の設定) 0.25mlのサイトカイン産生DC(1×10細胞/ml)を、10ng/mlのIL−7の存在下で、48ウェルプレートの各ウェル中で0.25mlのCD8+T細胞(2×10細胞/ml)とともに共培養する。翌日、組換えヒトIL−10を、最終濃度10ng/mlで添加し、48時間後に、rヒトIL−2を、10IU/mlで添加する。
【0393】
(ペプチドでパルスした接着細胞を用いる、誘導培養物の再刺激) 一次誘導の7日後および14日後に、その細胞を、ペプチドでパルスした接着細胞を用いて再刺激する。そのPBMCを解凍し、RPMIおよびDNaseで2回洗浄する。その細胞を、5×10細胞/mlで再懸濁し、そして約4200radで照射する。PBMCを、1ウェルあたりの0.5ml完全培地中に2×10にてプレートし、37℃で2時間インキュベートする。そのプレートを穏やかにタッピングすることによってRPMIで2回洗浄して非接着細胞を除去し、1ウェル当たり0.25mlのRPMI/5%AB中の3μg/mlのβミクログロブリンの存在下で10μg/mlのペプチドで接着細胞を37℃で2時間パルスする。各ウェルからペプチド溶液を吸引し、そのウェルを、RPMIで1回洗浄する。その培地のほとんどを、誘導培養物(CD8細胞)から吸引し、そして新鮮な培地で0.5mlにする。その後、その細胞を、ペプチドでパルスした接着細胞を含むウェルへと移す。24時間後に、組換えヒトIL−10を、最終濃度10ng/mlで添加し、そして翌日および2〜3日後に再度、組換えヒトIL2を50IU/mlで添加する(Tsaiら、Critical Reviews in Immunology 18(1〜2):65〜75,1998)。7日後に、その培養物を、51Cr放出アッセイにおいてCTL活性についてアッセイする。いくつかの実験において、その培養物を、2回目の再刺激の際にインサイチュIFNγ ELISAにおいてペプチド特異的認識についてアッセイし、7日後に、内因的認識のアッセイを行う。増殖後、並列比較のために両方のアッセイにおいて活性を測定する。
【0394】
51Cr放出によるCTL溶解活性の測定)
2回目の再刺激の7日後、単一のE:Tにて個々のウェルをアッセイすることによって、標準的(5時間)51Cr放出アッセイにおいて細胞傷害性を測定する。細胞を10μg/mlペプチドとともに37℃で一晩インキュベートすることによって、ペプチドでパルスした標的を調製する。
【0395】
接着標的細胞を、トリプシン−EDTAを用いて培養フラスコから除去する。標的細胞を、200μCiの51Crクロム酸ナトリウム(Dupont,Wilmington,DE)を用いて37℃で1時間標識する。標識した標的細胞を、1mlあたり10で再懸濁し、K562細胞(非特異的溶解を減少するために使用されるNK感受性赤芽球腫細胞株)を用いて濃度3.3×10/mlで1:10希釈する。標的細胞(100μl)およびエフェクター(100μl)を、96ウェル丸底プレート中にプレートし、そして37℃で5時間インキュベートする。その時、100μlの上清を各ウェルから収集し、そして式:
[試験サンプルのcpm−自然発生51Cr放出サンプルのcpm)/(最大51Cr放出サンプルのcpm−自然発生51Cr放出サンプルのcpm)]×100
に従って、溶解パーセントを決定する。
【0396】
最大放出および自然発生放出を、それぞれ、標識標的を、1%Triton X−100および培地単独とともにインキュベートすることによって、決定する。特異性溶解(サンプル−バックグラウンド)が個々のウェルの場合10%以上であり、増殖した培養物をアッセイする場合には最高の2つのE:T比にて15%以上である培養物として、ポジティブ培養物を規定する。
【0397】
(ペプチド特異的および内因性認識の指標としてのヒトIFNγ生成のインサイチュ測定)
ImmulonH2プレートを、マウス抗ヒトIFNγモノクローナル抗体(4μg/ml 0.1M NaHCO、pH8.2)を使用して、4℃にて一晩コーティングする。このプレートをCa2+、Mg2+非含有PBS/0.05% Tween20で洗浄し、PBS/10% FCSを使用して2時間ブロッキングし、その後、CTL(100μl/ウェル)および標的(100μl/ウェル)を各ウェルに添加する(標準物質およびブランクのためのウェルは、培地のみを入れ、空にしておく)。標的細胞(ペプチドパルス標的または内因性標的いずれか)を1×10細胞/mlの濃度にて使用する。プレートを、5% COにより37℃にて48時間インキュベートする。
【0398】
組換えヒトIFN−γを、400pgまたは1200pg/100μl/ウェルにて開始した標準ウェルに添加し、プレートを37℃にて2時間インキュベートする。プレートを洗浄し、100μlのビオチン化マウス抗ヒトIFN−γモノクローナル抗体(PBS/3%FCS/0.05%Tween20中に2μg/ml)を添加し、室温にて2時間インキュベートする。再び洗浄した後、100μlのHRP−ストレプトアビジン(1:4000)を添加し、プレートを室温にて1時間インキュベートする。次いで、このプレートを洗浄緩衝液で6回洗浄し、100μl/ウェルの発色溶液(TMB 1:1)を添加し、プレートを5〜15分間、発色させる。50μl/ウェルの1M HPOを使用して反応を停止し、OD450にて読み取る。バックグラウンドを超える、少なくとも50pgのIFN−γ/ウェルにて測定されかつ発現のバックグラウンドレベルの2倍である場合、培養物をポジティブとみなす。
【0399】
(CTL発現)
ペプチドパルスした標的および/または腫瘍標的に対する特異的溶解活性を示す培養物を、抗CD3とともに2週間にわたり増殖させる。簡潔には、5×10 CD8細胞を、以下を含むT25フラスコに添加する:RPMI−1640(10%(v/v)ヒトAB血清、非必須アミノ酸、ピルビン酸ナトリウム、25μM 2−メルカプトエタノール、L−グルタミンおよびペニシリン/ストレプトマイシンを含有する)中、1×10照射(4,200rad)PBMC(自己または同種異系)/ml、2×10照射(8,000rad)EBV形質転換細胞/ml、および30ng/mlのOKT3(抗CD3)。組換えヒトIL2を200IU/mlの最終濃度にて24時間後に添加し、その後3日間毎に、50IU/mlにて新たな培地を加える。細胞濃度が1×10/mlを超えたら細胞を分け、培養物を、51Cr放出アッセイにて30:1、10:1、3:1および1:1のE:T比で13日目と15日目との間にアッセイするか、または増殖前と同じ標的を使用してインサイチュIFNγアッセイにて1×10/mlでアッセイする。
【0400】
培養物を、以下の通り、抗CD3の非存在下で増殖させる。ペプチドおよび内因性標的に対する特異的溶解活性を示す培養物を選択し、5×10 CD8細胞を、以下を含むT25フラスコに添加する:RPMI−1640(10%(v/v)ヒトAB血清、非必須AA、ピルビン酸ナトリウム、25mM 2−ME、L−グルタミンおよびゲンタマイシンを含有する)1mlあたり中、1×10自己PBMC/ml(10μg/mlペプチドを用いて37℃にて2時間ペプチドパルスし、そして照射(4,200rad)した);2×10照射(8,000rad)EBV形質転換細胞/ml。
【0401】
(A2スーパーモチーフ保有ペプチドの免疫原性)
A2スーパーモチーフ交差反応性結合ペプチドを、正常個体におけるペプチド特異的CTLを誘導する能力について細胞アッセイにて試験する。この分析において、ペプチドは、代表的には、少なくとも個体におけるペプチド特異的CTLを誘導し、好ましくは、内因的に発現されたペプチドもまた認識する場合、エピトープであるとみなされる。
【0402】
STEAP−1を発現する腫瘍を保有する患者から単離されたPBMCを使用して、免疫原性もまた確認し得る。簡潔には、PBMCを患者から単離し、ペプチドパルスした単球を用いて再刺激し、ペプチドパルスした標的細胞および抗原を内因的に発現するトランスフェクト細胞を認識する能力についてアッセイする。
【0403】
(A03/A11免疫原性の評価)
HLA−A3スーパーモチーフ保有交差反応性結合ペプチドもまた、HLA−A2スーパーモチーフペプチドの免疫原性を評価するために使用される方法論と同様の方法論を使用して、免疫原性について評価する。
【0404】
(B7免疫原性の評価)
本明細書中で示されるように同定されたB7スーパータイプ交差反応性結合ペプチドの免疫原性スクリーニングを、A2スーパーファミリー保有ペプチドおよびA3スーパーファミリー保有ペプチドの確認と同様の様式で確認する。
【0405】
他のスーパーモチーフ/モチーフ(例えば、HLA−A1、HLA−A24など)を保有するペプチドもまた、同様の方法論を使用して確認する。
【0406】
(実施例15:アナログを作製することによるネイティブエピトープの結合能力を改善するための拡張スーパーモチーフの実施)
HLAモチーフおよびスーパーモチーフ(一次残基および/または二次残基を含む)は、本明細書中に実証されるように、高度に交差反応性のネイティブペプチドの同定および調製において有用である。さらに、HLAモチーフおよびスーパーモチーフの規定はまた、ネイティブペプチド配列内の残基を同定することにより高度に交差反応性のエピトープを操作することを可能にする。このネイティブペプチド配列は、ペプチドに特定の特性(例えば、スーパータイプを含むHLA分子の群内のより大きな交差反応性および/またはそれらのHLA分子のいくつかもしくは全てに対するより大きな結合親和性)を付与するためにアナログ化され得る(analoged)。調節された結合親和性を示すアナログ化ペプチドの例は、本実施例に示される。
【0407】
(一次アンカー残基でのアナログ化)
ペプチド操作ストラテジーを、エピトープの交差反応性をさらに増大させるために実施する。例えば、A2スーパーモチーフ保有ペプチドの主要アンカーを、例えば、好ましくは、2位にL、I、VまたはM、およびC末端にIまたはVを導入するために改変する。
【0408】
アナログペプチドの交差反応性を分析するために、各操作アナログを、最初に、プロトタイプA2スーパータイプ対立遺伝子A0201に対する結合について、次いで、A0201結合能力が維持されていれば、A2スーパータイプ交差反応性について試験する。
【0409】
あるいは、ペプチドを、1つまたは全てのスーパータイプメンバーを結合すると確認し、次いで、スーパータイプメンバーのいずれか1つ(または1以上)に対する結合親和性を調節するためにアナログ化して、集団適用範囲を付加する。
【0410】
細胞スクリーニング分析における免疫原性についてのアナログの選択は、代表的には、親野生型(WT)ペプチドが、3以上のA2スーパータイプ対立遺伝子に少なくとも弱く結合する(すなわち、5000nM以下のIC50にて結合する)能力によりさらに制限される。この要件についての原理は、WTペプチドが生物学的に妥当な十分な量にて内因的に存在しなければならないということである。アナログ化ペプチドは、親エピトープに特異的なT細胞による増大した免疫原性および交差反応性を有することが示された(例えば、Parkhurstら、J.Immunol.157:2539,1996;およびPogueら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA 92:8166,1995を参照のこと)。
【0411】
これらのペプチドアナログの細胞スクリーニングにおいて、アナログ特異的CTLもまた、野生型ペプチド、および可能である場合は、このエピトープを内因的に発現する標的細胞を認識することが可能であることを確認することが重要である。
【0412】
(HLA−A3およびHLA−B7のスーパーモチーフを保有するペプチドのアナログ化)
HLA−A3スーパーモチーフ保有エピトープのアナログは、HLA−A2スーパーモチーフ保有ペプチドのアナログ化において使用されるストラテジーと同様のストラテジーを使用して生成される。例えば、A3スーパータイプ分子の3/5に結合するペプチドは、2位に好ましい残基(V、S、MまたはA)を保有するように一次アンカー残基にて操作される。
【0413】
次いで、このアナログペプチドは、A03およびA11(プロトタイプA3スーパータイプ対立遺伝子)を結合する能力について試験される。次いで、≦500nMの結合能を示すペプチドは、A3スーパータイプ交差反応性を有すると確認される。
【0414】
A2モチーフ保有ペプチドおよびA3モチーフ保有ペプチドと同様に、3以上のB7スーパータイプ対立遺伝子を結合するペプチドを改善して、可能な場合、増大した交差反応結合性またはより大きな結合親和性もしくは結合半減期を達成し得る。B7スーパーモチーフ保有ペプチドは、Sidneyら(J.Immunol.157:3480−3490,1996)に示されるように、例えば、C末端一次アンカー位置にて好ましい残基(V、I、LまたはF)を有するように操作される。
【0415】
他のモチーフおよび/またはスーパーモチーフ保有エピトープの一次アンカー残基でのアナログ化は、同様の様式で実施される。
【0416】
次いで、アナログペプチドは、代表的には、細胞スクリーニングアッセイにおいて免疫原性について確認される。繰り返すと、アナログ特異的CTLもまた、野生型ペプチド、および可能な場合、このエピトープを内因的に発現する標的を認識することが可能であることを実証することが一般に重要である。
【0417】
(二次アンカー残基でのアナログ化)
さらに、HLAスーパーモチーフは、高度に交差反応性のペプチドおよび/または増大した親和性でHLA分子を結合するペプチドを、このような特性と関連する二次アンカー位置にて特定の残基を同定することにより、操作することにおいて価値がある。例えば、1位にF残基を有するB7スーパーモチーフ保有ペプチドの結合能力を分析する。次いで、このペプチドを、例えば、1位のFをLで置換するようにアナログ化する。このアナログ化ペプチドを、増大した結合親和性、結合半減期および/または増大した交差反応性について評価する。このような手順は、増強した特性を有するアナログ化ペプチドを同定する。
【0418】
十分に改善された結合能力または交差反応性を有する操作されたアナログを、例えば、IFA免疫またはリポペプチド免疫後に、HLA−B7トランスジェニックマウスにおいて免疫原性についてもまた試験し得る。アナログ化ペプチドを、STEAP−1発現腫瘍を有する患者由来のPBMCを使用してリコール(recall)応答を刺激する能力についてさらに試験する。
【0419】
(他のアナログ化ストラテジー)
ペプチドアナログ化の別の形態は、アンカー位置とは無関係に、システインを、α−アミノ酪酸で置換することを包含する。その化学的性質に起因して、システインは、ジスルフィド架橋を形成し、かつ結合能力を減少させるに十分、ペプチドを構造的に変化させる特性を有する。システインの代わりにα−アミノ酪酸での置換は、この問題を軽減するだけでなく、いくつかの場合において、結合能力および交差結合能力を改善することもまた示される(例えば、Setteら、Persistent Viral Infections,R.AhmedおよびI.Chen編,John Wiley & Sons,England,1999による総説を参照のこと)。
【0420】
従って、単一アミノ酸置換の使用により、HLAスーパータイプ分子についてのペプチドリガンドの結合特性および/または交差反応性が調節され得る。
【0421】
(実施例16:HLA−DR結合モチーフを有するSTEAP−1由来配列の同定および確認)
HLAクラスIIスーパーモチーフまたはHLAクラスIIモチーフを有するペプチドエピトープは、HLAクラスIペプチドについて記載された方法と類似の方法論を使用して、以下に概説されるように同定および確認される。
【0422】
(HLA−DRスーパーモチーフ保有エピトープの選択)
STEAP−1由来のHLAクラスII HTLエピトープを同定するために、STEAP−1抗原を、HLA−DRモチーフまたはHLA−DRスーパーモチーフを保有する配列の存在について分析する。具体的には、DRスーパーモチーフを含む(9マーのコアおよび3残基のN末端および3残基のC末端隣接領域を含む(計15アミノ酸))15マーの配列を選択する。
【0423】
DR分子に結合するペプチドを推定するためのプロトコルを開発した(Southwoodら,J.Immunol.160:3363−3373,1998)。個々のDR分子に対して特異的なこれらのプロトコルは、9マーコア領域のスコア付けおよび順位付けを可能にする。各プロトコルは、9マーコア内のDRスーパーモチーフ一次アンカー(すなわち、1位および6位)の存在についてペプチド配列をスコア付けするのみならず、二次アンカーの存在についての配列もさらに評価する。対立遺伝子特異的選択表(例えば、Southwoodら,同書を参照のこと)を使用して、これらのプロトコルが、特定のDR分子を結合する確率が高いペプチド配列を効率的に選択することを見いだした。さらに、これらのプロトコルを連携して(in tandem)実施することは、具体的に、DR1、DR4w4、およびDR7に対する実施が、DR交叉反応性ペプチドを効率的に選択し得ることを見いだした。
【0424】
上記で同定されたSTEAP−1由来ペプチドは、種々の一般的なHLA−DR分子についてのそれら結合能力について試験される。全てのペプチドは、一次パネル:DR1、DR4w4およびDR7においてDR分子に対する結合について最初に試験される。次いで、これら3つのDR分子のうちの少なくとも2つを結合するペプチドを、二次アッセイにおいてDR2w2β1、DR2w2β2、DR6w19、およびDR9分子に対する結合について試験する。最後に、この4つの二次パネルDR分子のうちの少なくとも2つを結合するペプチド、従って、7つの異なるDR分子のうちの少なくとも4つを累積的に結合するペプチドは、DR4w15、DR5w11、およびDR8w2分子に対する結合について三次アッセイにおいてスクリーニングされる。一次スクリーニングアッセイ、二次スクリーニングアッセイおよび三次スクリーニングアッセイを含む、この10個のDR分子のうちの少なくとも7つを結合するペプチドは、交叉反応性DR結合因子(binder)と考えられる。一般的なHLA−DR対立遺伝子を結合することが見いだされたSTEAP−1由来のペプチドは、特に興味深い。
【0425】
(DR3モチーフペプチドの選択)
HLA−DR3が白色人種集団、黒色人種集団およびラテンアメリカ系集団において優勢である対立遺伝子であるので、DR3結合能力は、HTLエピトープの選択において適切な基準である。従って、候補であることが示されたペプチドはまた、それらのDR3結合能力についてアッセイされ得る。しかし、DR3モチーフの結合特異性を考慮すると、DR3に対してのみ結合するペプチドはまた、ワクチン処方物中に含めるための候補物と考えられ得る。
【0426】
DR3を結合するペプチドを効率的に同定するために、標的STEAP−1抗原を、Gelukら(J.Immunol.152:5742−5748,1994)により報告された2つのDR3特異的結合モチーフのうちの1つを有する配列について分析する。次いで、対応するペプチドを合成し、1μMまたはより良好な(すなわち、1μM未満)の親和性でDR3を結合する能力を有すると確認する。この結合基準を満たし、HLAクラスII高親和性結合因子とみなされるペプチドが見いだされる。
【0427】
このようにして同定されるDR3結合エピトープは、DRスーパーモチーフ保有ペプチドエピトープとともにワクチン組成物中に含められる。
【0428】
HLAクラスIモチーフ保有ペプチドの場合と同様に、クラスIIモチーフ保有ペプチドは、親和性または交叉反応性を改善するようにアナログ化される。例えば、9マーコア配列の4位のアスパラギン酸は、DR3結合についての最適残基であり、その残基についての置換は、しばしば、DR3結合を改善する。
【0429】
(実施例17:STEAP−1由来HTLエピトープの免疫原性)
この実施例は、本明細書中で記載された方法論を使用して同定されたものの中から、免疫原性のDRスーパーモチーフ保有エピトープおよびDR3モチーフ保有エピトープを決定する。
【0430】
HTLエピトープの免疫原性を、HTL応答を刺激する能力を評価することにより、そして/または適切なトランスジェニックマウスモデルを使用することにより、CTLエピトープの免疫原性の決定に類似の様式にて確認する。免疫原性を、以下についてスクリーニングすることにより決定する:1.)通常PBMCを使用するインビトロ初代誘導または2.)STEAP−1発現腫瘍を有する患者からのリコール応答。
【0431】
(実施例18:集団の範囲の幅を決定するための種々の人種バックグラウンドにおけるHLAスーパータイプの表現型頻度の算出)
この実施例は、複数のスーパーモチーフおよび/またはモチーフを含む複数のエピトープから構成されるワクチン組成物の集団範囲の幅の評価を示す。
【0432】
集団範囲を分析するために、HLA対立遺伝子の遺伝子頻度を決定する。各HLA対立遺伝子の遺伝子頻度を、二項分布式gf=1−[SQRT(1−af)]を利用し、抗原または対立遺伝子頻度から計算する(例えば、Sidneyら,Human Immunol.45:79−93,1996を参照のこと)。表現型頻度全体を得るために、累積的遺伝子頻度を計算し、累積的抗原頻度を、逆方程式(inverse formula)[af=1−(1−Cgf)]を使用することにより導出する。
【0433】
頻度データがDNA型決定のレベルにて利用可能でない場合、血清学的に規定された抗原頻度に対する対応が想定される。潜在的スーパータイプ集団範囲全体を得るために、連鎖不平衡は想定されず、スーパータイプの各々に属すると確認された対立遺伝子のみが含められる(最小評価(minimal estimate))。遺伝子座間の組み合わせにより達成される潜在的な範囲全体の評価を、考えられたB対立遺伝子により包含されると予測され得るAに含まれない集団の割合をA範囲に加えることにより行う(例えば、合計=A+B(1−A))。A3様スーパータイプの確認されたメンバーは、A3、A11、A31、A3301、およびA6801である。A3様スーパータイプは、A34、A66、およびA7401もまた含み得るが、これらの対立遺伝子は、頻度計算全体には含められなかった。同様に、A2様スーパータイプファミリーの確認されたメンバーは、A0201、A0202、A0203、A0204、A0205、A0206、A0207、A6802、およびA6901である。最後に、B7様スーパータイプの確認された対立遺伝子は、B7、B3501−03、B51、B5301、B5401、B5501−2、B5601、B6701、およびB7801である(B1401、B3504−06、B4201、およびB5602も潜在的にはメンバーである)。
【0434】
A2スーパータイプ、A3スーパータイプおよびB7スーパータイプを組み合わせることにより達成される集団範囲は、5つの主要な人種群において約86%である。範囲は、A1モチーフおよびA24モチーフを保有するペプチドを含めることにより拡げられ得る。平均すると、A1は、5つの異なる主要人種群(白人、北アメリカの黒人、中国人、日本人、およびラテンアメリカ系人)にまたがる集団の12%に存在し、A24は、29%に存在する。まとめると、これらの対立遺伝子は、これらの同じ人種集団において39%の平均頻度に相当する。A1およびA24が、A2スーパータイプ対立遺伝子、A3スーパータイプ対立遺伝子およびB7スーパータイプ対立遺伝子の範囲と組み合わせられると、主要人種にまたがる合計範囲は、95%を超える。類似のアプローチが、クラスIIモチーフ保有エピトープの組み合わせにより達成される集団範囲を評価するために使用され得る。
【0435】
ヒトにおける免疫原性研究(例えば、Bertoniら,J.Clin.Invest.100:503,1997;Doolanら,Immunity 7:97,1997;およびThrelkeldら,J.Immunol.159:1648,1997)は、高度に交叉反応性の結合ペプチドが、エピトープとしてほぼ常に認識されることを示した。高度に交叉反応性の結合ペプチドを使用することは、多様な集団において免疫原性であるワクチンに含めるための候補エピトープを同定することにおける重要な選択基準である。
【0436】
(本明細書中開示されるとおりであり、そして当該分野による)十分な数のエピトープを用いることにより、平均集団範囲は、5つの主要人種集団の各々において95%を超えると推定される。ゲームの理論であるモンテカルロシミュレーション分析(これは、当該分野で公知である(例えば、Osborne,M.J.およびRubinstein,A.「A course in game theory」MIT Press,1994を参照のこと))は、白人、北アメリカ黒人、日本人、中国人、およびラテンアメリカ人の人種群から構成される集団中のどの程度の百分率の個体が本明細書中に記載されるワクチンエピトープを認識するかを推定するために使用され得る。好ましい百分率は、90%である。より好ましい百分率は、95%である。
【0437】
(実施例19:プライミング後に内因的にプロセシングされた抗原のCTL認識)
この実施例では、本明細書中で記載されるように同定され、選択されたネイティブペプチドまたはアナログ化ペプチドのエピトープにより誘導されたCTLが、内因的に合成された抗原(すなわち、ネイティブ抗原)を認識することを確認する。
【0438】
ペプチドエピトープ(例えば、HLA−A2スーパーモチーフ保有エピトープ)で免疫したトランスジェニックマウスから単離したエフェクター細胞を、ペプチドでコーティングした刺激性因子細胞(stimulator cell)を用いてインビトロで再刺激する。6日後、エフェクター細胞を、細胞傷害性についてアッセイし、ペプチド特異的細胞傷害性活性を含む細胞株を、さらに再刺激する。さらに6日後、これらの細胞株を、ペプチドの存在下または非存在下で51Cr標識Jurkat−A2.1/K標的細胞に対する細胞傷害性活性について試験し、内因的に合成された抗原を有する51Cr標識標的細胞(すなわち、STEAP−1発現ベクターで安定にトランスフェクトされた細胞)に対しても試験する。
【0439】
結果は、ペプチドエピトープでプライムされた動物から得られたCTL株が、内因的に合成されたSTEAP−1抗原を認識することを実証する。このような分析のために使用されるトランスジェニックマウスモデルの選択は、評価されるエピトープに依存する。HLA−A0201/Kトランスジェニックマウスに加えて、ヒトA11(これはまた、A3エピトープを評価するために使用され得る)およびB7対立遺伝子を有するマウスを含むいくつかの他のトランスジェニックマウスモデルが特徴付けられ、他(例えば、HLA−A1およびA24についてのトランスジェニックマウス)が開発されている。HLA−DR1およびHLA−DR3のマウスモデルもまた開発され、これは、HTLエピトープを評価するために使用され得る。
【0440】
(実施例20:トランスジェニックマウスにおけるCTL−HTL結合体化エピトープの活性)
この実施例は、STEAP−1由来のCTLおよびHTLのペプチドワクチン組成物の使用により、トランスジェニックマウスにおけるCTLおよびHTLの誘導を示す。本明細書中で使用されるワクチン組成物は、STEAP−1発現腫瘍を有する患者に投与されるペプチドを含む。このペプチド組成物は、複数のCTLエピトープおよび/またはHTLエピトープを含み得る。これらのエピトープは、本明細書中に記載される方法論を用いて同定される。この実施例はまた、増強された免疫原性が、CTLワクチン組成物中に1以上のHTLエピトープを含めることにより達成され得ることを示す;このようなペプチド組成物は、CTLエピトープに結合体化されたHTLエピトープを含み得る。このCTLエピトープは、500nM以下の親和性にて、複数のHLAファミリーメンバーに結合するエピトープまたはそのエピトープのアナログであり得る。このペプチドは、所望であれば、脂質化(lipidated)され得る。
【0441】
免疫手順:トランスジェニックマウスの免疫を、記載(Alexanderら,J.Immunol.159:4753−4761,1997)のように行う。例えば、A2/Kマウス(これは、ヒトHLA A2.1対立遺伝子についてトランスジェニックであり、かつHLA−A0201モチーフまたはHLA−A2スーパーモチーフを保有するエピトープの免疫原性を確認するために使用される)を、フロイント不完全アジュバント中、あるいはこのペプチド組成物が脂質化CTL/HTL結合体である場合は、DMSO/生理食塩水中、またはこのペプチド組成物がポリペプチドである場合はPBSもしくはフロイント不完全アジュバント中で、0.1mlのペプチドとともに皮下で(尾の基部)プライムする。プライムして7日後、これらの動物から得た脾細胞を、ペプチドでコーティングした同系の照射LPS活性化リンパ芽球で再刺激する。
【0442】
細胞株:ペプチド特異的細胞傷害性アッセイのための標的細胞は、HLA−A2.1/Kキメラ遺伝子(例えば、Vitielloら,J.Exp.Med.173:1007,1991)を使用してトランスフェクトしたJurkat細胞である。
【0443】
インビトロでのCTL活性化:プライムして1週間後、10mlの培養培地/T25フラスコ中にて脾臓細胞(30×10細胞/フラスコ)を、37℃にて同系の照射(3000rad)ペプチドコーティングリンパ芽球(10×10細胞/フラスコ)とともに共存培養する。6日後、エフェクター細胞を採取し、細胞傷害性活性についてアッセイする。
【0444】
細胞傷害性活性についてのアッセイ:標的細胞(1.0〜1.5×10)を、200μlの51Crの存在下で、37℃にてインキュベートする。60分後、細胞を3回洗浄し、R10培地中に再懸濁する。ペプチドを、必要であれば1μg/mlの濃度にて添加する。アッセイのために、1051Cr標識標的細胞を、U底96ウェルプレート中の異なる濃度のエフェクター細胞(最終容積は200μl)に添加する。37℃にて6時間インキュベートした後、上清の0.1mlのアリコートを各ウェルから取り出し、放射能を、Micromedic自動ガンマカウンタにて測定する。特異的溶解%を、以下の式により決定する:%特異的放出=100×(実験的放出−自発的放出)/(最大放出−自発的放出)。同じ条件下で行った別個のCTLアッセイの間の比較を容易にするために、%51Cr放出データを、溶解単位/10細胞として表す。1溶解単位は、6時間の51Cr放出アッセイにおいて10,000個の標的細胞の30%溶解を達成するために要したエフェクター細胞の数として任意に規定される。特異的溶解単位/10を得るために、ペプチドの非存在下で得た溶解単位/10を、ペプチドの存在下で得た溶解単位/10から差し引く。例えば、30%の51Cr放出が、ペプチドの非存在下では、50:1のエフェクター(E):標的(T)比(すなわち、10,000個の標的に対して5×10個のエフェクター細胞)にて得られ、そしてペプチドの存在下では5:1(すなわち、10,000個の標的に対して5×10個のエフェクター細胞)にて得られる場合、特異的溶解単位は、以下の通りである:[(1/50,000)−(1/500,000)]×10=18LU。
【0445】
結果を分析して、免疫原性CTL/HTL結合体ワクチン調製物を注射した動物のCTL応答の大きさを評価し、実施例標題「免疫原性の確認」において上記で解説したように、例えば、CTLエピトープを使用して達成されたCTL応答の大きさと比較する。これと類似の分析を行って、複数のCTLエピトープおよび/または複数のHTLエピトープを含むペプチド結合体の免疫原性を確認し得る。これらの手順に従って、CTL応答が誘導され、同時に、HTL応答がこのような組成物の投与の際に誘導されることが見いだされる。
【0446】
(実施例21:STEAP−1特異的ワクチン中に含めるためのCTLエピトープおよびHTLエピトープの選択)
この実施例は、本発明のワクチン組成物のためのペプチドエピトープを選択するための手順を示す。この組成物中のペプチドは、ペプチドをコードする単一の配列または1以上の配列(すなわち、ミニ遺伝子)のいずれかの核酸配列の形態であり得るか、あるいは単一エピトープおよび/またはポリエピトープのペプチドであり得る。
【0447】
以下の原理を、ワクチン組成物中に含めるための複数のエピトープを選択する場合に利用する。以下の原理の各々を、選択を行うために釣り合わせる。
【0448】
投与の際に、STEAP−1クリアランスと相関する免疫応答を模倣するエピトープを選択する。使用されるエピトープの数は、自発的にSTEAP−1を浄化する患者の観察に依存する。例えば、自発的にSTEAP−1発現細胞を浄化する患者が、STEAP−1抗原由来の少なくとも3つのエピトープに対する免疫応答を生じることが観察された場合、HLAクラスIについて3つのエピトープが含められるべきである。同様の原理が、HLAクラスIIエピトープを決定するために使用される。
【0449】
しばしば、HLAクラスI分子については500nM以下のIC50、もしくはクラスIIについては1000nM以下のIC50という結合親和性を有するエピトープ;またはBIMASウェブサイト(URL bimas.dcrt.nih.gov/)からの高結合スコアを有するHLAクラスIペプチドが選択される。
【0450】
多様な集団全体を通じたワクチンの広い範囲を達成するために、十分なスーパーモチーフ保有ペプチド、または対立遺伝子特異的モチーフ保有ペプチドの十分なアレイを選択して、広い集団範囲が与えられる。1つの実施形態において、エピトープは、少なくとも80%の集団範囲を提供するように選択される。モンテカルロ分析(当該分野で公知の統計学的評価法)は、集団範囲の幅、すなわち重複を評価するために使用され得る。
【0451】
ポリエピトープ組成物、またはこれをコードするミニ遺伝子を作製する場合、目的のエピトープを含む、可能性のある最も小さなペプチドを生成することが代表的に所望される。使用される原理は、同じでないとしても、ネスト化された(nested)エピトープを含むペプチドを選択する場合に使用されるものと同様である。例えば、ワクチン組成物についてのタンパク質配列は、この配列が、配列内に含まれるエピトープの最大数を有する(すなわち、高濃度のエピトープを有する)ので、選択される。エピトープは、ネスト化されてもよいし、重複(すなわち、互いにフレームシフトしている)していてもよい。例えば、重複するエピトープを使用する場合、2つの9マーエピトープおよび1つの10マーエピトープが、10アミノ酸ペプチド中に存在し得る。各エピトープは露出され得、このようなペプチドの投与の際にHLA分子により結合される。マルチエピトープのペプチドは、合成により、組換えにより、またはネイティブの供給源からの切断により生成され得る。あるいは、このネイティブ配列からアナログが生成され得、それにより1以上のエピトープは、このポリエピトープのペプチドの交叉反応性特性および/または結合親和性特性を変化させる置換を含む。このようなワクチン組成物は、治療目的または予防目的のために投与される。この実施形態は、免疫系の未だ発見されていない局面として、プロセシングをネイティブのネスト化された配列に適用し、それにより治療的または予防的免疫応答誘導ワクチン組成物の生成を容易にするという可能性を提供する。さらに、このような実施形態は、現在未知のHLA構造についてのモチーフ保有エピトープの可能性を提供する。さらに、この実施形態(アナログを作製しない)は、免疫応答を、STEAP−1に実際存在する複数のペプチド配列に方向付け、従って、何らかの連結エピトープを評価する必要性が避けられる。最後に、この実施形態は、核酸ワクチン組成物を生成する際のスケールの経済性を提供する。この実施形態に関連して、コンピュータープログラムが当該分野の原理に従って導出され得、このプログラムは、標的配列において配列長さあたりのエピトープの最大数を同定する。
【0452】
選択されたペプチドから構成されるワクチン組成物は、投与される場合、安全で、有効であり、かつSTEAP−1を有するか、またはこれを過剰発現する細胞を制御または消去する免疫応答に大きさが類似の免疫応答を惹起する。
【0453】
(実施例22:「ミニ遺伝子」マルチエピトープDNAプラスミドの構築)
本実施例は、ミニ遺伝子発現プラスミドの構築を議論する。ミニ遺伝子プラスミドは、当然、本明細書中に記載される種々の構成のB細胞、CTLおよび/またはHTLのエピトープまたはエピトープアナログを含み得る。
【0454】
ミニ遺伝子発現プラスミドは、代表的に、複数のCTLペプチドエピトープおよびHTLペプチドエピトープを含む。本実施例において、HLA−A2スーパーモチーフ保有ペプチドエピトープ、HLA−A3スーパーモチーフ保有ペプチドエピトープ、HLA−B7スーパーモチーフ保有ペプチドエピトープならびにHLA−A1モチーフ保有ペプチドエピトープおよびHLA−A24モチーフ保有ペプチドエピトープを、DRスーパーモチーフ保有エピトープおよび/またはDR3エピトープと組み合わせて使用する。STEAP−1由来のHLAクラスIスーパーモチーフまたはHLAクラスIモチーフを保有するペプチドエピトープを、複数のスーパーモチーフ/モチーフが提示されて広範な集団の範囲を確実にするように、選択する。同様に、HLAクラスIIエピトープを、広範な集団の範囲を提供するように、STEAP−1から選択する。すなわち、HLA DR−1−4−7スーパーモチーフ保有エピトープおよびHLA DR−3モチーフ保有エピトープの両方を、ミニ遺伝子構築物に含有させるために選択する。選択されたCTLエピトープおよびHTLエピトープを、次いで、発現ベクターにおける発現のためにミニ遺伝子へと組み込む。
【0455】
このような構築物は、HTLエピトープを小胞体に指向させる配列をさらに含み得る。例えば、Iiタンパク質(Ii protein)は、当該分野において記載されるように1つ以上のHTLエピトープに融合され得、ここでこのIiタンパク質のCLIP配列は、除去され、そしてHLAクラスIIエピトープ配列と置換され、その結果、HLAクラスIIエピトープが、小胞体に指向され、このエピトープは、HLAクラスII分子に結合する。
【0456】
本実施例は、ミニ遺伝子保有発現プラスミドの構築のために使用される方法を例示する。ミニ遺伝子組成物のために使用され得る他の発現ベクターは、当業者に利用可能であり、かつ公知である。
【0457】
本実施例のミニ遺伝子DNAプラスミドは、コンセンサスKozak配列およびコンセンサスマウスκIg軽鎖シグナル配列と、それに続く本明細書中に開示される原理に従い選択されるCTLおよび/またはHTLエピトープを含む。この配列は、pcDNA3.1Myc−HisベクターによりコードされるMycおよびHisの抗体エピトープタグに融合されたオープンリーディングフレームをコードする。
【0458】
例えば、15ヌクレオチドがオーバーラップしている、平均約70ヌクレオチド長であり得るオーバーラップオリゴヌクレオチドを合成し、そしてHPLC精製する。これらのオリゴヌクレオチドは、選択されたペプチドエピトープならびに適切なリンカーヌクレオチド、Kozak配列、およびシグナル配列をコードする。最終的なマルチエピトープミニ遺伝子を、PCRを用いる3セットの反応においてオーバーラップオリゴヌクレオチドを伸長することによってアセンブリする。Perkin/Elmer 9600 PCR機を用い、そして合計30サイクルを、以下の条件を用いて実施する:95℃で15秒、(各々のプライマー対の最も低い計算値Tmより5℃低い)アニーリング温度で30秒、そして72℃で1分間。
【0459】
例えば、ミニ遺伝子を以下のように調製する。第一のPCR反応において、各々5μgの2つのオリゴヌクレオチドを、アニーリングし、そして伸長する。8つのオリゴヌクレオド(すなわち、4対のプライマー)を使用する実施例において、オリゴヌクレオチド1とオリゴヌクレオチド2、オリゴヌクレオチド3とオリゴヌクレオチド4、オリゴヌクレオチド5とオリゴヌクレオチド6、およびオリゴヌクレオチド7とオリゴヌクレオチド8とを、Pfuポリメラーゼ緩衝液(1×=10mM KCL、10mM(NH4)SO、20mM Tris−クロリド(pH 8.75)、2mM MgSO、0.1% Triton X−100、100μg/ml BSA)、各々0.25mMのdNTP、および2.5UのPfuポリメラーゼを含む100μlの反応物中で合わせる。全長二量体産物を、ゲル精製し、そして1と2および3と4との産物、ならびに5と6および7と8との産物を含む2つの反応物を混合し、アニーリングし、そして10サイクルにわたり伸長する。次いで、2つの反応物の半分を混合し、そして隣接するプライマーを添加して、全長の産物を増幅する前に5サイクルのアニーリングおよび伸長を実施した。この全長産物を、ゲル精製し、pCR−blunt(Invitrogen)にクローニングし、そして個々のクローンを配列決定によりスクリーニングする。
【0460】
(実施例23:プラスミド構築物およびそのプラスミド構築物が誘導する免疫原性の程度)
プラスミド構築物(例えば、前出の実施例に従い構築されたプラスミド)が誘導し得る免疫原性の程度を、エピトープ発現核酸構築物を用いてAPCを形質導入またはトランスフェクトした後、このAPCによるエピトープ提示を決定することによりインビトロで確認する。このような研究により「抗原性」を決定し、そしてヒトAPCの使用を可能とする。このアッセイによりこの細胞表面上のエピトープ−HLAクラスI複合体の密度を定量することによって、T細胞により認識される状態においてAPCにより提示されるエピトープの能力を決定する。定量を、APCから溶出されたペプチドの量を直接測定することにより実施し得る(例えば、Sijtsら、J.Immunol.156:683〜692、1996;Demotzら、Nature 342:682〜684、1989を参照のこと)か;またはペプチド−HLAクラスI複合体の数を、罹患したかまたはトランスフェクトされた標的細胞により誘導された溶解またはリンホカインの放出の量を測定し、次いで等しいレベルの溶解またはリンホカインの放出を得るために必要なペプチドの濃度を決定することにより、評価し得る(例えば、Kageyamaら、J.Immunol.154:567〜576、1995を参照のこと)。
【0461】
あるいは、免疫原性を、マウスへのインビボでの注射、引き続くCTL活性およびHTL活性(これらの活性を、細胞傷害性および細胞増殖性のアッセイ(例えば、Alexanderら、Immunity 1:751〜761、1994において詳述される)を用いて、それぞれ、分析する)のインビトロでの評価を介して確認する。
【0462】
例えば、少なくとも1つのHLA−A2スーパーモチーフペプチドを有するDNAミニ遺伝子構築物がCTLをインビボで誘導する能力を確認するために、例えば、HLA−A2.1/Kトランスジェニックマウスを、100μgの裸のcDNAを用いて筋肉内で免疫する。cDNA免疫により誘導されたCTLのレベルを比較する手段として、コントロール群の動物もまた、ミニ遺伝子によりコードされるような単一のポリペプチドとして合成された複数のエピトープを含む実際のペプチド組成物そのものを用いて免疫する。
【0463】
免疫した動物由来の脾臓細胞を、各々の組成物(ミニ遺伝子においてコードされるペプチドエピトープまたはポリエピトープペプチド)をそれぞれ用いて2回刺激し、次いで51Cr放出アッセイにおいてペプチド特異的な細胞傷害性活性についてアッセイする。これらの結果は、A2拘束エピトープに対するCTL応答の大きさを示し、従ってミニ遺伝子ワクチンおよびポリエピトープワクチンのインビボでの免疫原性を示す。
【0464】
従って、ミニ遺伝子が、ポリエピトープペプチドワクチンが誘発するような、HLA−A2スーパーモチーフペプチドエピトープに対する免疫応答を誘発することが見いだされる。HLA−A3およびHLA−B7のモチーフエピトープまたはスーパーモチーフエピトープによるCTL誘導を評価するために他のHLA−A3およびHLA−B7トランスジェニックマウスモデルを用いて同様の分析もまた実施され、それにより、このミニ遺伝子が、提供されたエピトープに対して指向される適切な免疫応答を誘発することもまた見出される。
【0465】
クラスIIエピトープをコードするミニ遺伝子がHTLをインビボで誘導する能力を確認するためには、DRトランスジェニックマウスにか、または適切なマウスMHC分子と交叉反応するエピトープについては、例えば、I−A拘束マウスに、100μgのプラスミドDNAを筋肉内免疫する。DNA免疫により誘導されたHTLのレベルを比較する手段として、コントロール動物の群も、フロイントの完全アジュバンド中に乳化した実際のペプチド組成物で免疫する。CD4+T細胞(すなわちHTL)を、免疫した動物の脾臓細胞から精製し、そして各々の組成物(ミニ遺伝子中にコードされるペプチド)のそれぞれを用いて刺激する。HTL応答を、H−チミジン取り込み増殖アッセイを用いて測定する(例えば、Alexanderら、Immunity 1:751〜761、1994を参照のこと)。この結果は、HTL応答の大きさを示し、従って、このミニ遺伝子のインビボでの免疫原性を実証する。
【0466】
前出の実施例において記載されるように構築されたDNAミニ遺伝子をまた、プライムブーストプロトコル(prime boost protocol)を用いてブースト剤と組み合わせたワクチンとして確認し得る。このブースト剤は、組み換えタンパク質(例えば、Barnettら、Aids Res.and Human Retroviruses 14、Supplement3:S299〜S309、1998)または例えば、完全な目的のタンパク質をコードするミニ遺伝子もしくはDNAを発現する組み換えワクチン(例えば、Hankeら、Vaccine 16:439〜445、1998;Sedegahら、Proc.Natl.Acad.Sci USA 95:7648〜53、1998;HankeおよびMcMichael、Immunol.Letters 66:177〜181、1999;ならびにRobinsonら、Nature Med.5:526〜34、1999を参照のこと)からなり得る。
【0467】
例えば、プライムブーストプロトコルにて用いられるDNAミニ遺伝子の有効性を、最初に、トランスジェニックマウスにおいて評価する。本実施例において、A2.1/Kトランスジェニックマウスを、免疫原性ペプチド(少なくとも1つのHLA−A2スーパーモチーフ保有ペプチドを含む)をコードする100μgのDNAミニ遺伝子でIM免疫する。インキュベーション期間(3〜9週間の範囲をとる)の後、このマウスを、DNAミニ遺伝子によりコードされるのと同じ配列を発現する10pfu/マウスの組み換えワクシニアウイルスを用いてIPでブーストする。コントロールマウスを、ミニ遺伝子配列を有さない100μgのDNAもしくは組み換えワクシニアをもちいるか、またはこのミニ遺伝子をコードするDNAを用いるが、ワクシニアブーストを伴わずに免疫する。2週間のさらなるインキュベーション期間の後、このマウス由来の脾臓細胞を、ELISPOTアッセイにおいてペプチド特異的な活性について直ちにアッセイする。さらに、脾臓細胞を、ミニ遺伝子中にコードされるA2拘束ペプチドエピトープおよび組み換えワクシニアを用いてインビトロで刺激し、次いでαIFN ELISA、βIFN ELISA、および/またはγIFN ELISAにおいてペプチド特異的な活性についてアッセイする。
【0468】
プライムブーストプロトコルにおいて利用されるミニ遺伝子が、HLA−A2スーパーモチーフペプチドに対してDNA単独より高い免疫応答を誘発することが見出される。そのような分析をまた、HLA−A3またはHLA−B7のモチーフエピトープまたはスーパーモチーフエピトープによるCTL誘導を評価するために、HLA−A11トランスジェニックマウスモデルまたはHLA−B7トランスジェニックマウスモデルを用いて実施し得る。ヒトにおけるプライムブーストプロトコルの使用を、「プライムブーストプロトコルを用いるCTL応答の誘導」と題した以下の実施例において記載する。
【0469】
(実施例24:予防使用のためのペプチド組成物)
本発明のワクチン組成物を使用して、この抗原を保有する腫瘍についての危険性を有するヒトにおけるSTEAP−1発現を予防し得る。例えば、上記実施例において選択されるエピトープのような複数のCTLエピトープおよびHTLエピトープを含むポリエピトープペプチドエピトープ組成物(またはポリエピトープペプチドエピトープを含む核酸)(これらはまた、集団の80%より多くを標的化するように選択される)を、STEAP−1関連腫瘍についての危険性がある個体に投与する。
【0470】
例えば、ペプチドベースの組成物を、複数のエピトープを包含する単一のポリペプチドとして提供する。代表的には、アジュバント(例えば、フロイントの不完全アジュバンド)を含む生理学的溶液中でワクチンを投与する。最初の免疫のためのペプチド用量は、70kgの患者について約1μg〜約50,000μgであり、一般的には100μg〜5,000μgである。ワクチンの最初の投与に引き続いて、4週間目にブースター投与をし、さらに引き続いてPBMCサンプル中のエピトープ特異的CTL集団の存在を決定する技術により患者における免疫応答の大きさの評価をする。さらなるブースター用量を、必要である場合に投与する。この組成物は、STEAP−1関連疾患に対する予防薬として、安全かつ効果的の両方であることが見出される。
【0471】
あるいは、代表的にトランスフェクト薬剤を含む組成物を、当該分野において公知の方法論および本明細書中で開示される方法論に従い、核酸ベースのワクチンの投与のために使用する。
【0472】
(実施例25:ネイティブのSTEAP−1配列由来のポリエピトープワクチン組成物)
ネイティブのSTEAP−1ポリタンパク質配列を、複数のエピトープを含むポリタンパク質の「比較的短い」領域を同定するために、好ましくは、各々のクラスIおよび/またはクラスIIのスーパーモチーフまたはモチーフについて規定されるコンピューターアルゴリズムを用いて分析する。好ましくは、この「比較的短い」領域は、全長のネイティブの抗原より長さが短い。複数の、別個であるかまたはオーバーラップする「ネスト化された(nested)」エピトープを含むこの比較的短い領域を、ミニ遺伝子構築物を作製するために使用し得る。この構築物を、ネイティブのタンパク質配列に対応するペプチドを発現するように操作する。この「比較的短い」ペプチドは、一般的に250アミノ酸長未満であり、しばしば100アミノ酸長未満であり、好ましくは75アミノ酸長未満であり、より好ましくは50アミノ酸長未満である。このワクチン組成物のタンパク質配列は、この配列中に含有される最大数のエピトープを有する(すなわち、それは、高濃度のエピトープを有する)ので、このワクチン組成物のタンパク質配列を選択する。本明細書中に示されるように、エピトープモチーフは、ネスト化されていても、オーバーラップしてもよい(すなわち、互いに対してフレームシフトしてもよい)。例えば、オーバーラップエピトープを用いて、2つの9マーエピトープおよび1つの10マーエピトープが、10アミノ酸のペプチド中に存在し得る。そのようなワクチン組成物を、治療目的または予防目的のために投与する。
【0473】
このワクチン組成物は、例えば、STEAP−1抗原由来の複数のCTLエピトープおよび少なくとも1つのHTLエピトープを含む。このポリエピトープネイティブ配列を、ペプチドとしてかまたはこのペプチドをコードする核酸配列としてかのいずれかで投与する。あるいは、アナログを、そのネイティブ配列から作製し得、それにより1つ以上のエピトープが、そのポリエピトープペプチドの交叉反応性特性および/または結合親和性特性を変化させる置換を含む。
【0474】
本実施例の実施形態は、免疫系の未だ開発されていない局面として、プロセシングを、ネイティブのネスト化された配列に適用し、それにより治療的または予防的な免疫応答を誘導するワクチン組成物の産生を容易にする可能性を提供する。さらに、そのような実施形態は、現在未知のHLA構造についてのモチーフ保有エピトープの可能性を提供する。さらに、この実施形態(類似の実施形態を除く)は、免疫応答をネイティブのSTEAP−1中に実際に存在する複数のペプチド配列に向け、従って、任意の連結するエピトープを評価する必要性を除外する。最後に、この実施形態は、ペプチドワクチン組成物または核酸ワクチン組成物を産生する場合のスケールの経済性を提供する。
【0475】
この実施形態に関して、標的配列において、配列長あたり最も多数のエピトープを同定するために使用され得るコンピュータプログラムが、当該分野において利用可能である。
【0476】
(実施例26:複数の抗原由来のポリエピトープワクチン組成物)
本発明のSTEAP−1ペプチドエピトープを、他の標的腫瘍関連抗原由来のエピトープと組み合わせて使用して、STEAP−1およびそのような他の抗原を発現する癌の予防および処置に有用なワクチン組成物を作製する。例えば、ワクチン組成物を、STEAP−1由来の複数のエピトープおよびSTEAP−1発現に関連する標的の癌でしばしば発現される腫瘍関連抗原を組み込む単一のポリペプチドとして提供し得るか、または1つ以上の別個のエピトープのカクテルを含む組成物として投与し得る。あるいは、このワクチンを、ミニ遺伝子構築物として、またはインビトロでペプチドエピトープを充填した樹状細胞として投与し得る。
【0477】
(実施例27:免疫応答を評価するためのペプチドの使用)
本発明のペプチドを、STEAP−1に対する特異的抗体、CTLまたはHTLの存在についての免疫応答を分析するために使用し得る。そのような分析を、Oggら、Science 279:2103〜2106、1998に記載される様式で実施し得る。本実施例において、本発明に従うペプチドを、診断目的または予防目的のための試薬として(免疫原としてではなく)使用する。
【0478】
本実施例において、高度に感受性なヒト白血球抗原四量複合体(「四量体))を、例えば、疾患の異なる病期またはA0201モチーフを含むSTEAP−1ペプチドを含む免疫後でのHLA A0201陽性個体由来のSTEAP−1 HLA−A0201特異的CTL頻度の縦断解析のために使用する。四量複合体を、記載される(Museyら、N.Engl.J.Med.337:1267、1997)ように合成する。簡単には、精製したHLA重鎖(本実施例におけるA0201)およびβ2−ミクログロブリンを、原核生物発現系によって合成する。この重鎖を、膜貫通−細胞質ゾルテールの欠失およびBirA酵素ビオチン化部位を含む配列のCOOH末端付加により改変する。重鎖、β2−ミクログロブリン、およびペプチドを、希釈により再折り畳みをする。この45kDの再折り畳み産物を、高速タンパク質液体クロマトグラフィーを用いて単離し、次いでビオチン(Sigma、St.Louis、Missouri)、アデノシン5’三リン酸およびマグネシウムの存在下でBirAによりビオチン化する。ストレプトアビジン−フィコエリトリン結合体を、1:4のモル比で添加し、四量体産物を1mg/mlまで濃縮する。得られた産物を、四量体フェコエリトリンという。
【0479】
患者の血液サンプルの分析のために、約100万のPBMCを、300gで5分間遠心分離し、50μlの冷リン酸緩衝化生理食塩水に再懸濁する。三色分析を、抗CD8−トリカラー(Tricolor)、および抗CD38と共に四量体−フィコエリトリンを用いて実施する。PBMCを、氷上で四量体および抗体と共に30〜60分間インキュベートし、次いでホルムアルデヒド固定の前に2回洗浄する。99.98%より多くのコントロールサンプルを含むようなゲートを適用する。四量体についてのコントロールは、A0201陰性の個体およびA0201陽性の罹患していないドナーの両方を含む。次いで、この四量体を用いて染色された細胞の百分率を、フローサイトメトリーを用いて決定する。この結果は、PBMCサンプル中のエピトープ拘束CTL含有細胞の数を示し、これによりSTEAP−1エピトープに対する免疫応答の程度、従って、STEAP−1への曝露の状態、または予防的応答もしくは治療的応答を誘発するワクチンへの曝露の状態を容易に示す。
【0480】
(実施例28:リコール(recall)応答を評価するためのペプチドエピトープの使用)
本発明のペプチドエピトープを、患者におけるT細胞応答(例えば、急性またはリコール応答)を評価するための試薬として使用する。そのような分析を、STEAP−1関連疾患から回復した患者またはSTEAP−1ワクチンでワクチン接種した患者において実施し得る。
【0481】
例えば、ワクチン接種したヒトのクラスI拘束CTL応答を分析し得る。このワクチンは、任意のSTEAP−1ワクチンでよい。PBMCを、ワクチン接種した個体およびHLA型が決定された個体から回収する。次いで、複合的HLAスーパータイプファミリーメンバーとの交叉反応性を提供するスーパーモチーフを必要に応じて保有する本発明の適切なペプチドエピトープを、HLA型を保有する個体由来のサンプルの分析のために使用する。
【0482】
ワクチン接種した個体由来のPBMCを、Ficoll−Histopaque密度勾配(Sigma Chemical Co.、St.Louis、MO)上で分離し、HBSS(GIBCO Laboratories)中で3回洗浄し、10%の熱で非働化ヒトAB血清を含む、L−グルタミン(2mM)、ペニシリン(50U/ml)、ストレプトマイシン(50μg/ml)およびHepes(10mM)を補充したRPMI−1640(GIBCO Laboratories)(完全RPMI)中に再懸濁し、マイクロ培養形式を用いてプレートする。本発明のエピトープを含む合成ペプチドを、各々のウェルに10μg/mlで添加し、そしてHBVコア128〜140エピトープを、刺激の第一週目の間、T細胞ヘルプの供給源として各々のウェルに1μg/ml添加する。
【0483】
マイクロ培養形式において、4×10PBMCを、100μl/ウェルの完全RPMIの96ウェルの丸底プレート中の8つの複製培養物にてペプチドで刺激する。3日目および10日目に、100μlの完全RPMIおよび20U/mlの最終濃度のrIL−2を、各々のウェルに添加する。7日目に、この培養物を、96ウェルの平底プレートに移し、そしてペプチド、rIL−2および10の放射性(3,000rad)の自己フィーダー細胞を用いて再刺激する。この培養物を、14日目に細胞傷害性について試験する。陽性CTL応答は、以前に記載されるような(Rehermannら、Nature Med.2:1104、1108、1996;Rehermannら、J.Clin.Invest.97:1655〜1665、1996;およびRehermannら、J.Clin.Invest.98:1432〜1440、1996)、罹患していないコントロール被験体との比較に基づいて、8つの複製培養物のうち2つ以上が10%より多い特異的51Cr放出を示すことを必要とする。
【0484】
標的細胞株は、自己由来であり、そして同種異系のEBV形質転換したB−LCLであり、これらは、両方American Society for Histocompatibility and Immunogenetics(ASHI、Boston、MA)から購入されたか、または記載されるように(Guilhotら、J.Virol.66:2670〜2678、1992)患者のプールから樹立されるかのいずれかである。
【0485】
細胞傷害性アッセイを、以下の様式で実施する。標的細胞は、同種異系のHLAが適合するBリンパ芽球細胞株または自己由来のEBV形質転換Bリンパ芽球細胞株のいずれかからなり、これらを、10μMでの本発明の合成ペプチドエピトープと共に一晩インキュベートし、そして100μCiの51Cr(Amersham Corp.、Arlington Heights、IL)を用いて1時間にわたり標識し、その後これらを、HBSSを用いて4回洗浄する。
【0486】
細胞溶解活性を、3,000標的/ウェルを含むU底の96ウェルプレートを用いる標準的な4時間の、別々のウェルの51Cr放出アッセイにおいて決定する。刺激されたPBMCを、20〜50:1のエフェクター/標的(E/T)の比率で14日目に試験する。細胞傷害性%を、式:100×[(実験的放出−自発的放出)/(最大放出−自発的放出)]から決定する。最大放出を、界面活性剤(2%Triton X−100;Sigma Chemical Co.、St.Louis、MO)による標的の溶解により決定する。自発的放出は、全ての実験について最大放出の25%未満である。
【0487】
このような分析の結果は、HLA拘束CTL集団が、上記のSTEAP−1またはSTEAP−1ワクチンへの曝露により刺激される程度を示す。
【0488】
同様に、クラスII拘束HTL応答もまた分析し得る。精製されたPBMCを、1.5×10細胞/ウェルの密度での96ウェルの平底プレート中で培養し、10μg/mlの本発明の合成ペプチド、STEAP−1抗原全体、またはPHAを用いて刺激する。細胞を、各々の条件について4〜6ウェルの繰り返しで慣用的にプレートする。7日間の培養の後、培地を除去し、そして10U/mlのIL−2を含む新しい培地と置換する。2日後、1μCiのHチミジンを、各々のウェルに添加し、そしてさらに18時間にわたりインキュベーションを続ける。次いで、細胞DNAを、ガラスファイバーマット上で回収し、そしてHチミジン取り込みについて分析する。抗原特異的T細胞増殖を、抗原の存在下でのHチミジン取り込みを抗原の非存在下でのHチミジン取り込みで割った比として計算する。
【0489】
(実施例29:ヒトにおける特異的CTL応答の誘導)
本発明のCTLエピトープおよびHTLエピトープを含む免疫原性組成物についてのヒト臨床試験を、INDフェーズI、用量上昇研究として設定し、そして無作為化した二重盲検偽薬制御試験として実施する。そのような試験を、例えば、以下のように設計した:
全体で約27人の個体を登録し、そして3つのグループに分ける;
グループI:3人の被験体に偽薬を注射し、そして6人の被験体に5μgのペプチド組成物を注射する;
グループII:3人の被験体に偽薬を注射し、そして6人の被験体に50μgのペプチド組成物を注射する;
グループIII:3人の被験体に偽薬を注射し、そして6人の被験体に500μgのペプチド組成物を注射する。
【0490】
最初の注射の4週間後に、全ての被験体に同じ投与量で追加免疫接種した。
【0491】
この研究において測定される終点は、このペプチド組成物の安全性および許容度、ならびにその免疫原性に関連する。このペプチド組成物に対する細胞性免疫応答は、このペプチド組成物の固有の活性の指標であり、従って生物学的有効性の尺度として見られ得る。以下は、安全性および有効性の終点に関する臨床データおよび研究室データを要約する。
【0492】
安全性:有害事象の影響を、偽薬処置群および薬物処置群においてモニターし、そしてその程度および可逆性をもって評価する。
【0493】
ワクチン有効性の評価:ワクチン有効性の評価のために、注射前後に、被験体から採血する。末梢血液単核細胞を、Ficoll Hypaque密度勾配遠心分離により新しいヘパリン化血液から単離し、凍結媒体中にアリコート化し、そして凍結保存する。サンプルを、CTL活性およびHTL活性についてアッセイする。
【0494】
ワクチンが、安全かつ有効の両方であることが見出される。
【0495】
(実施例30:STEAP−1を発現する患者におけるフェーズII試験)
フェーズII試験を、STEAP−1を発現する癌を有する患者へのCTL−HTLペプチド組成物の投与の有効性を研究するために実施する。この試験の主要な目的は、STEAP−1を発現する癌患者においてCTLを誘導するために有効な用量とレジメンを決定すること、これらの患者におけるCTL応答およびHTL応答の誘導の安全性を確立すること、ならびに、どの程度のCTLの活性化が、これらの患者の臨床像を改善するかを確認すること(例えば、病変の減少および/または萎縮により明らかになるように)である。このような研究を、例えば、以下のように設計する。
【0496】
この研究を、複数の中枢において実施する。この試験の設計は、オープンラベル(open−label)、未制御、用量上昇プロトコルであり、ここで、このペプチド組成物を、単回容量として投与し、続いて、6週間後に同じ用量の単回の追加免疫注射を行う。この投与量は、注射一回あたり50μg、500μg、および5,000μgである。薬物関連の有害事象(重篤度および可逆性)を記録する。
【0497】
3つの患者のグループ分けをする。第一のグループに50μgのこのペプチド組成物を注射し、第二および第三のグループにそれぞれ、500μgおよび5,000μgのペプチド組成物を注射する。各々のグループ内の患者は、21歳〜65歳の範囲であり、そして種々の人種集団背景を示す。彼らの全ては、STEAP−1を発現する腫瘍を有する。
【0498】
臨床的発現または抗原特異的T細胞応答を、このペプチド組成物を投与する効果を評価するためにモニタリングする。このワクチン組成物が、STEAP−1関連疾患の処置において安全かつ有効の両方であることが見出される。
【0499】
(実施例31:プライム追加免疫プロトコルを用いるCTL応答の誘導)
「プラスミド構築物およびそのプラスミド構築物が誘導する免疫原性の程度」と題された上記実施例において記載されるような、トランスジェニックマウスにおけるDNAワクチンの有効性を確認するために使用される原理に対して基礎となる原理に類似するプライム追加免疫プロトコルをまた、ヒトにワクチンを投与するために使用し得る。このようなワクチンレジメンは、例えば、裸のDNAの最初の投与と、続いて、そのワクチンをコードする組み換えウイルス、またはアジュバント中で投与される組み換えタンパク質/ポリペプチドもしくはペプチド混合物の投与を用いる追加投与を含み得る。
【0500】
例えば、最初の免疫を、発現ベクター(例えば、「「ミニ遺伝子」マルチエピトープDNAプラスミドの構築」と題した実施例において構築されるような発現ベクター)を、複数の部位で0.5mg〜5mgの量でIM(またはSCまたはID)投与される裸の核酸の形態で用いて実施し得る。この核酸(0.1μg〜1000μg)をまた、遺伝子銃を用いて投与し得る。3〜4週間のインキュベーション期間の後、次いで、追加用量を投与する。この追加用量は、5×10pfu〜5×10pfuの用量で投与される組み換え鶏痘ウイルスであり得る。代替的な組み換えウイルス(例えば、MVAウイルス、カナリア痘ウイルス、アデノウイルス、またはアデノ随伴ウイルス)をまた、追加投与のために使用し得るか、またはポリエピトープタンパク質もしくはこれらのペプチドの混合物を投与し得る。ワクチン有効性の評価のために、免疫前ならびに最初のワクチンおよびワクチンの追加用量の投与後間隔を空けて患者の血液サンプルを得る。抹消血液単核細胞を、Ficoll−Hypaque密度勾配遠心分離により新しいヘパリン化血液から単離し、凍結培体中にアリコート化し、そして凍結保存する。サンプルを、CTL活性およびHTL活性についてアッセイする。
【0501】
これらの結果の分析は、STEAP−1に対する治療的免疫または保護免疫を達成するのに十分な強度の応答が産生されることを示す。
【0502】
(実施例32:樹状細胞(DC)を用いるワクチン組成物の投与)
本発明のペプチドエピトープを含むワクチンを、APCまたは「プロフェッショナル」APC(例えば、DC)を用いて投与し得る。本実施例において、ペプチドパルスされたDCを、患者に投与して、インビボでのCTL応答を刺激する。この方法において、樹状細胞を、単離し、増殖させ、そして本発明のペプチドCTLエピトープおよびペプチドHTLエピトープを含むワクチンでパルスする。これらの樹状細胞を患者に注入して戻し、インビボでCTL応答およびHLT応答を誘発させる。次いで、誘導されたCTLおよびHTLは、このワクチンおけるエピトープが由来するSTEAP−1タンパク質を保有する標的細胞をそれぞれ破壊するか、または破壊を促進する。
【0503】
例えば、エピトープ含有ペプチドのカクテルを、PBMCにエキソビボで投与するか、またはそれからDCを単離する。DCの回収を容易にするための医薬(例えば、ProgenipoietinTM(Monsanto、St.Louis、MO)またはGM−CSF/IL−4)を用い得る。ペプチドを用いてDCをパルスした後、および患者への再注入の前に、このDCを洗浄して、結合していないペプチドを除去する。
【0504】
臨床的に理解され、そして臨床的結果に基づいて当業者により容易に決定されるように、患者に再注入されるDCの数は変化し得る(例えば、Nature Med.4:328、1998;Nature Med.2:52、1996およびProstate 32:272、1997を参照のこと)。患者1人あたり2〜50×10DCを代表的に投与するが、より多い数のDC(例えば、10または10)もまた、提供し得る。そのような細胞集団は、代表的に、50%〜90%の間のDCを含む。
【0505】
いくつかの実施形態において、ペプチド充填PBMCを、DCを精製することなく患者に注射する。例えば、薬剤(例えば、ProgenipoietinTM)での処理の後に産生されたPBMCを、DCを精製することなく患者に注射する。投与されるPBMCの総数は、しばしば、10〜1010の範囲をとる。一般的に、患者に注射される細胞用量は、例えば、特異的な抗DC抗体を用いる免疫蛍光分析により決定されるような、各々の患者の血液中のDCのパーセンテージに基づく。従って、例えば、ProgenipoietinTMが所定の患者の末梢血液中の2%のDCを起動し(mobilize)、そしてその患者が5×10DCを受容している場合、次いで、この患者に、合計2.5×10ペプチド充填PBMCを注射する。薬剤(例えば、ProgenipoietinTM)により動員されたDC%は、代表的に、2〜10%の間であると評価されるが、当業者に理解されるように変化し得る。
【0506】
(エキソビボでのCTL/HTL応答の活性化)
あるいは、エキソビボのSTEAP−1抗原に対するCTL応答またはHTL応答は、DCのようなAPCの供給源および免疫原性ペプチドと共に、患者の、または遺伝的に適合性のCTL前駆体細胞またはHTL前駆体細胞を、組織培養中でインキュベーションすることによって誘導され得る。適切なインキュベーション時間(代表的には約7〜28日間)後、その前駆該細胞は活性化され、そしてエフェクター細胞中に拡大された。このエフェクター細胞は患者中に注入され、特異的標的細胞(すなわち、腫瘍細胞)を破壊する(CTL)かまたは破壊を促進する(HTL)。
【0507】
(実施例33:モチーフ保有ペプチドの同定および確認の代替方法)
モチーフ保有ペプチドを同定および確認する別の方法は、規定されたMHC分子を保有する細胞からそのペプチドを溶出することである。例えば、組織型決定に使用されるEBVで形質転換されたB細胞株は、どのHLA分子をこれらが発現するかを決定するように広範に特徴付けられている。特定の場合において、これらの細胞は、HLA分子の単一型のみを発現する。これらの細胞は、目的の抗原(例えば、STEAP−1)を発現する核酸でトランスフェクトされ得る。次いで、トランスフェクトの結果として産生されるペプチドの内因性抗原プロセシングによって産生されるペプチドは、細胞内のHLA分子に結合し、そして輸送されて細胞表面に提示される。次いで、温和な酸条件にさらすことによって、ペプチドをHLA分子から溶出し、そしてこれらのアミノ酸配列を決定する(例えば、質量分析器(例えば、Kuboら,J.Immunol.152:3913,1994)を使用して)。特定のHLA分子に結合するペプチドの大部分はモチーフを保有しているために、これは、細胞上で発現される特定のHLA分子と関連するモチーフ保有ペプチドを得るための代替の様式である。
【0508】
あるいは、内因性HLA分子を発現しない細胞株は、単一のHLA対立遺伝子をコードする発現構築物でトランスフェクトされ得る。次いで、これらの細胞は、記載されるように使用され得る(すなわち、これらの細胞は、細胞表面上に提示されるSTEAP−1に対応するペプチドを単離するために、STEAP−1をコードする核酸でトランスフェクトされ得る)。このような分析から得られたペプチドは、細胞中で発現される単一のHLA対立遺伝子への結合に対応するモチーフを保有する。
【0509】
当業者に理解されるように、1つより多いHLA対立遺伝子を保有する細胞における同様の分析を実施し、そしてそれに続く発現された各々のHLA対立遺伝子に対して特異的なペプチドの決定が実施し得る。さらに、当業者はまた、タンパク質抗原でのローディングのようなトランスフェクション以外の手段が、細胞に対する抗原供給源の提供のために使用され得ることを認識する。
【0510】
(実施例34:相補ポリヌクレオチド)
STEAP−1コード配列またはその任意の部分に相補的な配列を使用して、天然に存在するSTEAP−1の発現を検出するか、減少するか、または阻害する。約15〜30塩基対からなるオリゴヌクレオチドの使用が記載されるが、実質的には、より小さい配列フラグメントまたはより大きい配列フラグメントを用いて同一の手段を使用する。適切なオリゴヌクレオチドは、例えば、OLIGO4.06ソフトウエア(National Biosciences)およびSTEAP−1のコード配列を使用して設計される。転写を阻害するために、相補オリゴヌクレオチドを、最も独特な5’側配列から設計し、そしてその相補オリゴヌクレオチドを使用して、コード配列へのプロモーターの結合を阻止する。翻訳を阻害するために、相補オリゴヌクレオチドを設計して、STEAP−1をコードする転写産物へのリボソーム結合を阻止する。
【0511】
(実施例35:STEAP−1特異的抗体を使用する、天然に存在するSTEAP−1または組換えSTEAP−1の精製)
天然に存在するSTEAP−1または組換えSTEAP−1は、STEAP−1に特異的な抗体を使用して、免疫親和性クロマトグラフィーによって実質的に精製される。免疫親和性カラムを、活性化されたクロマトグラフィー樹脂(例えば、CNBr−活性化SEPHAROSE(Amersham Pharmacia Biotech))に抗STEAP−1抗体を共有結合させることによって構築する。この結合後、樹脂をブロックし、そして製造者の指示書に従って洗浄する。
【0512】
STEAP−1を含む培地を、免疫親和性カラムを通過させ、そしてそのカラムをSTEAP−1を優先的に吸着する条件下(例えば、界面活性剤の存在下における高イオン強度緩衝液)で洗浄する。このカラムを、抗体/STEAP−1の結合を妨害する条件下(例えば、pH2〜pH3の緩衝液、または高濃度のカオトロープ(例えば、尿素またはチオシアネートイオン))で溶出し、そしてGCR.Pを回収する。
【0513】
(実施例36:STEAP−1と相互作用する分子の同定)
STEAP−1または生物学的に活性なそのフラグメントを、121 1 Bolton−Hunter試薬で標識する。(例えば、Boltonら(1973)Biochem.J.133:529.を参照のこと。)マルチウエルプレートのウェル中に事前に並べられた候補分子を、標識したSTEAP−1とともにインキュベートし、洗浄し、そして標識されたSTEAP−1複合体を有する任意のウェルをアッセイする。異なる濃度のSTEAP−1を使用して得られたデータを使用して、STEAP−1の数、親和性、およびSTEAP−1と候補分子との会合の値を算出する。
【0514】
(実施例37:STEAP−1腫瘍増殖促進についてのインビボアッセイ)
腫瘍細胞増殖に対するSTEAP−1タンパク質の効果を、STEAP−1を発現または欠損している細胞の腫瘍発生および増殖の評価によってインビボで評価する。例えば、SCIDマウスに、1×10個の、3T3細胞、前立腺癌細胞(例えば、PC3細胞)のいずれか(tkNeo空ベクター(empty vector)またはSTEAP−1を含む)を、各側腹部に皮下注射する。以下の少なくとも2つのストラテジーを使用し得る:(1)ポリオーマウイルス、鶏痘ウイルス(UK2,211,504(1989年7月5日公開))、アデノウイルス(例えば、アデノウイルス2)、ウシパピローマウイルス、鳥類肉腫ウイルス、サイトメガロウイルス、レトロウイルス、B型肝炎ウイルスおよびシミアンウイルス40(SV40)のようなウイルスのゲノムまたは異種哺乳動物プロモーター(例えば、アクチンプロモーターまたは免疫グロブリンプロモーター)(これらのプロモーターが宿主細胞系と適合性である限り)から得られる構築プロモーターのようなプロモーターの制御下での構成的STEAP−1の発現、ならびに(2)誘導性ベクター系(例えば、エクジソン、テトラサイクリンなど)の制御下での調節された発現(これらのプロモーターが宿主細胞系と適合性である限り)。次いで、腫瘍体積を、明らかな腫瘍の出現においてキャリパー測定によってモニターし、STEAP−1発現細胞がより早い速度で増殖する場合に、STEAP−1発現細胞によって産生される腫瘍が変化された病原力(例えば、増強された転移、血管新生、化学療法薬物に対する減少された応答)の特徴を示すか否かを決定する時間続ける。
【0515】
さらに、マウスに1×10個の同じ細胞を同所移植して、STEAP−1が、前立腺における局所増殖に対する効果または細胞がリンパ節、および骨に特異的に転移する能力に対する効果を有するか否かを決定し得る(Miki Tら、Oncol Res.2001;12:209;Fu Xら、Int J Cancer。991、49:938)。骨腫瘍形成および増殖に対するSTEAPの効果は、前立腺腫瘍細胞を脛骨内に注射することによって評価し得る。
【0516】
このアッセイはまた、候補治療組成物(例えば、STEAP−1細胞内発現抗体(intrabody)、STEAP−1アンチセンス分子およびリボザイム)のSTEAP−1阻害効果を決定するために有用である。
【0517】
(実施例38:インビボにおける前立腺腫瘍のSTEAP−1モノクローナル抗体媒介性阻害)
癌組織および表面局在化におけるSTEAP−1の有意な発現は、正常組織におけるその制限された発現とともに、STEAP−1を、抗体治療の優れた標的にする。同様にSTEAP−1は、T細胞ベースの免疫治療のための標的である。従って、ヒト前立腺癌異種移植マウスモデルにおける抗STEAP−1mAbの治療有効性を、組み換え細胞株(例えば、PC3−STEAP−1および3T3−STEAP−1)(例えば、Kaighn,M.E.ら、Invest Urol,1979.17(1):16−23頁を参照のこと)ならびにヒト前立腺異種移植モデル(例えば、LAPC9AD(Saffranら PNAS 1999、10:1073〜1078))を使用することにより評価する。
【0518】
腫瘍増殖および転移形成に対する抗体効果は、例えば、マウス同所性前立腺癌異種移植片モデルにおいて研究される。この抗体は、当該分野において理解されるような治療様式と実施例に議論されるように組み合わせられ得ないか、または組み合わせられ得る。抗STEAP−1 mAbは、肺異種移植片および前立腺異種移植片の両方の形成を阻害する。抗STEAP−1 mAbはまた、確立された同所性腫瘍の増殖を遅らせ、そして腫瘍保有マウスの生存を延長させる。これらの結果は、局在的段階および進行した段階の前立腺癌の処置における抗STEAP−1 mAbの有効性を示す(例えば、Saffran,D.ら,PNAS 10:1073−1078またはworld wide web URL pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.051624698を参照のこと)。
【0519】
抗STEAP−1 mAbの投与は、確立された同所性腫瘍増殖を遅らせ、そして離れた部位への転位を阻害し、腫瘍保有マウスの生存の有意な延長を生じる。これらの研究は、STEAP−1が、免疫治療のための魅力的な標的であることを示し、そして局所性および転移性の前立腺癌の処置のための抗STEAP−1 mAbの治療可能性を示す。この実施例は、SCIDマウス中で増殖されるヒト前立腺腫瘍異種移植片の増殖を阻害するために、非結合体化STEAP−1モノクローナル抗体が有効であることを示し;従って、このような有効なモノクローナル抗体の組み合わせがまた、有効である。
【0520】
(複数の非結合体化STEAP−1 mAbを使用する腫瘍阻害)
(材料および方法)
(STEAP−1モノクローナル抗体):
モノクローナル抗体は、表題「STEAP−1モノクローナル抗体(mAbs)の作製」の実施例に記載されるように、STEAP−1に対して惹起される。この抗体は、STEAP−1に結合し得るそれらの能力について、ELISA、ウェスタンブロット、FACS、および免疫沈降によって特徴付けられる。ELISAおよびウェスタン分析によって測定されるような抗STEAP−1 mAbについてのエピトープマッピングデータは、STEAP−1タンパク質上のエピトープを認識する。前立腺癌組織および細胞の、これらの抗体を用いる免疫組織化学分析が実施される。
【0521】
モノクローナル抗体が、プロテインGセファロースクロマトグラフィー、PBSに対する透析、フィルター滅菌、および−20℃での貯蔵によって腹水またはハイブリドーマ組織培養上清から精製される。タンパク質測定をBrafordアッセイ(Bio−Rad,Hercules,CA)によって実施する。治療モノクローナル抗体または個々のモノクローナル抗体の混合物を含むカクテルを調製し、UM−UC3およびCaLu1の腫瘍異種移植片の皮下的または同所的な注射を受けるマウスの処置のために使用する。
【0522】
(細胞株および異種移植片)
前立腺癌細胞株PC3およびLNCaPならびに線維芽細胞株NIH 3T3(American Type Culture Collection)を、L−グルタミン酸および10%FBSを補充したRPMI中およびDMEM中のそれぞれで維持する。
【0523】
PC3−STEAP−1細胞集団および3T3 STEAP−1細胞集団を、Hubert,R.S.ら,Proc Natl Acad Sci U S A,1999.96(25):14523に記載されるようにレトロウイルス遺伝子の移送によって作製する。
【0524】
LAPC−9異種移植片(野生型アンドロゲンレセプターを発現し、そして前立腺特異的抗原(PSA)を産生する)を、皮下トロカール移植により、6〜8週齢の雄性ICR重篤複合免疫不全(SCID)マウス(Taconic Farms)において継代する(Craft、N.ら、Nat Med.1999、5:280)。LAPC−9腫瘍細胞の単一細胞懸濁液を、Craftらに記載されるように調製する。
【0525】
(異種移植片マウスモデル)
皮下(s.c.)腫瘍を、雄SCIDマウスの右脇腹に、Matrigel(Collaborative Research)と1:1の希釈で混合された1×10個の細胞を注射することによって作製する。腫瘍形成に対する抗体効果を試験するために、すなわち、抗体注射を、腫瘍細胞注射と同じ日に開始する。コントロールとして、マウスに、精製マウスIgG(ICN)もしくはPBS;またはヒト細胞中に発現されない無関係の抗原を認識する精製モノクローナル抗体のいずれかを注射する。予備研究において、腫瘍増殖におけるマウスIgGまたはPBSの間に差異は見られない。腫瘍サイズは、ノギス測定によって決定され、そして腫瘍体積は、長さ×幅×高さから算出される。1.5cmよりも大きい直径の皮下腫瘍を有するマウスを屠殺する。
【0526】
同所性の注射をケタミン/キシラジンを使用することによって、麻酔下で実施する。前立腺同所性研究のために、前立腺を曝露するために背部を切開し、Matrigelと混合されたLAPC腫瘍細胞またはPC3腫瘍細胞(5×10個)を10μl容量で前立腺カプセルに注射する。腫瘍成長をモニターするために、マウスを触診し、PSAレベルを測定するために1週間おきにマウスを採血する。i.pを注射される抗STEAP−1 mAbまたはコントロールmAbを用いて、このマウスを適切な処置のためにグループに分離する。
【0527】
(抗STEAP−1 mAbは、STEAP−1発現異種移植癌腫瘍の増殖を阻害する)
腫瘍形成に対する抗STEAP−1 mAbの効果を、LNCaPおよびLAPC9同所性モデルを使用して試験する。皮下腫瘍モデルと比較して、同所性モデルは、マウスの前立腺における腫瘍細胞の直接的な注射を必要とし、局所的腫瘍増殖、遠位部位への転移の発達、マウスの健康の悪化、およびそれに続く死を、それぞれ生じる(Saffran,D.ら,PNAS(前出))。この特徴は、同所性モデルをより代表的なヒトの疾患進行のモデルとし、そして臨床的に関連する終点におけるmAbの治療効果をもたらすことを可能にする。
【0528】
従って、腫瘍細胞をマウスの前立腺に注射し、そして2日後、このマウスを2つのグループに分けて以下のいずれかで処理する:a)200〜500μgの抗STEAP−1 Ab、またはb)PBS(2〜5週間の間、1週間に3度)。
【0529】
同所性癌モデルの主要な利点は、転移の発達を研究するための能力である。確立された同所性腫瘍を保有するマウス中の転移の形成は、腫瘍特異的細胞表面タンパク質(例えば、前立腺癌に対する抗CK−20)に対する抗体を使用して肺切片におけるIHC分析によって研究される(Lin Sら、Cancer Detect Prev.2001;25:202)。
【0530】
異種移植癌モデルの別の利点は、新生血管形成および新脈管形成を研究し得ることである。腫瘍増殖は、新しい血管発生に部分的に依存している。毛細管系および血管ネットワークは、宿主起源であるが、新生血管形成の開始および構築は、異種移植腫瘍によって調節される(Dabidoff AMら、Clin Cancer Res.2001;7:2870;Solesvik Oら、Eur J Cancer Clin Oncol.1984、20:1295)。新生血管形成に対する抗体および低分子の効果は、当該分野で公知の手順(例えば、腫瘍組織およびそれらの周辺環境のIHC分析によって)に従って試験する。
【0531】
樹立された同所性腫瘍を保有するマウスは、4週間にわたって抗STEAP−1 mAbまたはPBSのいずれかの1000μg注射を投与される。両方のグループのマウスは、高い腫瘍組織量を確立し得、マウスの肺における転移形成を確実に高頻度にさせる。次いで、マウスを殺傷し、それらの膀胱、肝臓、骨および肺IHC分析によって腫瘍細胞の存在について分析する。
【0532】
これらの研究は、異種移植片マウスモデル中の前立腺癌の発生および進行における、抗STEAP−1抗体の広範な抗腫瘍効果を示す。抗STEAP−1抗体は、腫瘍形成を阻害し、既に確立された腫瘍の増殖を遅らせ、処置されたマウスの生存を延長させる。さらに、抗STEAP−1 mAbは、大きい腫瘍量の存在下でさえも局所的な前立腺腫瘍の、遠位部位への拡散に対して劇的な阻害効果を示す。従って、抗STEAP−1 mAbは、主要な臨床的に関連する終点(腫瘍増殖)、生存性の延長および健康に対して効果的である。
【0533】
(実施例39:ヒトにおける抗STEAP−1抗体の治療的使用および診断使用)
抗STEAP−1モノクローナル抗体は、ヒトにおける診断目的、予防目的、予後目的および/または治療目的のために、安全かつ有効に使用される。抗STEAP−1mAbを有する癌組織および癌異種移植のウェスタンブロットおよび免疫組織化学的分析は、癌において強く広範な染色を示すが、正常組織においては、それより有意に低いか、または検出できないレベルである。癌および転移性疾患におけるSTEAP−1の検出は、mAbが診断指標および/または指標として有用であることを示す。それゆえに、抗STEAP−1抗体を、診断適用(例えば、腎臓生検検体の免疫組織化学)に使用し、癌が疑われている患者から癌を検出する。
【0534】
フローサイトメトリによって測定されるように、抗STEAP−1 mAbは、癌細胞に特異的に結合する。従って、抗STEAP−1抗体は、STEAP−1の発現を示す局在化した転移性癌の検出のために、診断全身画像化適用(例えば、放射性免疫シンチグラフィおよび放射性免疫治療(例えば、Potamianos S.ら、Anticancer Res 20(2A):925〜948(2000)を参照のこと)において使用される。STEAP−1の細胞外ドメインの細胞外環境への分断または解放(例えば、アルカリホスホジエステラーゼB10(Meerson,N.R.、Hepatology 27:563〜568(1998))において見られる)は、疑われる患者からの血清サンプルおよび/または尿サンプル中の抗STEAP−1抗体によりSTEAP−1の診断検出を可能にする。
【0535】
STEAP−1に特異的に結合する抗STEAP−1抗体を、STEAP−1を発現する癌の処置のための治療的適用において使用する。抗STEAP−1抗体は、非結合体化様式として、そして抗体が、当該分野で周知の種々の治療様式または画像化様式の1つと結合される結合体化形態(例えば、プロドラッグ、酵素または放射性同位体)として使用される。前臨床試験において、非結合体化抗STEAP−1抗体および結合体化抗STEAP−1抗体を、SCIDマウス癌異種移植モデル(例えば、腎臓癌モデルAGS−K3およびAGS−K6(例えば、「インビボにおける膀胱腫瘍および肺腫瘍のSTEAP−1モノクローナル抗体媒介性阻害」と題された実施例を参照のこと))における腫瘍予防および増殖阻害の効果について試験する。非結合体化抗STEAP−1抗体および結合体化抗STEAP−1抗体のいずれかは、単独か、または以下の実施例で記載される他の処置と組み合わせて、ヒト臨床試験における治療様式として使用される。
【0536】
(実施例40:インビボにおけるヒト抗STEAP−1抗体の使用を介するヒト癌の治療および診断についてのヒト臨床試験)
STEAP−1に対するエピトープを認識する本発明に従った抗体を使用し、表Iに列挙した特定の腫瘍の処置において使用する。多数の因子(STEAP−1発現レベル、腫瘍(例えば、表Iに列挙される腫瘍))に基づいて、これらは、現在では好ましい指標である。これらの指標の各々を組み合わせて、3つの臨床アプローチを首尾よく遂行する。
【0537】
I)付属治療:付属治療において、化学療法薬剤もしくは抗新生物薬剤および/または放射線治療と組み合わせた抗STEAP−1抗体により患者を処置する。初期の癌の標的(例えば、表Iに列挙される癌)を、標準的な第1および第2の系統治療に対するさらなる抗STEAP−1抗体による標準プロトコールの下で処置する。プロトコール設計は、腫瘍塊における減少ならびに標準化学療法の通常用量を減少させる能力によって評価される有効性に関係する。これらの投薬量減少により、化学療法薬剤の用量関連毒性を減少させることによるさらなる治療および/または延長治療が可能になる。抗STEAP−1抗体を、幾つかの付属の臨床試験において、化学療法薬剤または抗新生物薬剤であるアドリアマイシン(進行前立腺癌)、シスプラチン(進行頭部癌および進行頸部癌ならびに進行肺癌)、タキソール(乳癌)、およびドキソルビシン(前臨床)を組み合わせて使用する。
【0538】
II)単一療法:腫瘍の単一療法における抗STEAP−1抗体の使用に関連して、これらの抗体を、化学療法剤または抗新生物薬剤を用いることなく患者に投与する。1つの実施形態において、単一療法は、広範な転移性癌を有する終末期癌患者において臨床的に実施される。患者は、幾分かの疾患安定性を示す。試験は、癌性腫瘍を有する無反応性患者において効果を示す。
【0539】
III)画像化剤:放射性核種(例えば、ヨウ素またはイットリウム(I131、Y90))の抗STEAP−1抗体への結合を介して、放射標識された抗体を、診断薬剤および/または画像化剤として利用する。このような役割において、標識された抗体は、固形腫瘍、ならびにSTEAP−1を発現する細胞の転移性病変の両方に局在化する。画像化剤としての抗STEAP−1抗体の使用に関連して、これらの抗体を、外科手術前スクリーニングおよび術後フォローアップの両方の場合で、固形腫瘍の外科的処置の付属として使用し、腫瘍が残っているか、そして/または再発しているか否かを決定する。1つの実施形態において、(111In)−STEAP−1抗体を、STEAP−1を発現する癌を有する患者におけるフェーズIヒト臨床試験において画像化剤として使用する(同様に、例えば、Divgiら、J.Natl.Cancer Inst.83:97〜104(1991)を参照のこと)。患者を、標準的な前方および後方からのガンマカメラによりフォローする。結果は、初期病変および転移病変が同定されたことを示す。
【0540】
(投与用量および投与経路)
当業者によって理解されるように、用量の考慮は、臨床でのアナログ産物との比較を通じて決定され得る。従って、抗STEAP−1抗体を、5〜400mg/mの範囲の用量で投与し得、そして例えば、安全性試験と関連させて、より低い用量も使用し得る。標的に対する公知の抗体の親和性に対する抗STEAP−1抗体の親和性は、類似の用量レジメンを投与するために当業者によって使用される1つのパラメータである。さらに、完全ヒト抗体である抗STEAP−1抗体は、キメラ抗体と比較して、より遅い浄化値を有する;従って、このような完全ヒト抗STEAP−1抗体を有する患者における用量は、おそらく50〜300mg/mの範囲とより低く、そしてそれでも効果的なままである。従来のmg/kg単位での用量の測定と対するように、mg/m単位の用量は、表面積に基づく測定値であり、幼児から成人まで患者の全てのサイズを含むように設計されている用量測定値である。
【0541】
3つの個別の送達アプローチは、抗STEAP−1抗体の送達について有用である。従来の静脈内送達は、多くの腫瘍に対する1つの標準的送達である。しかし、腹膜腔における腫瘍(例えば、卵巣、総胆管、他の胆管などの腫瘍)に関連して、腹腔内投与は、腫瘍での高用量の抗体を得るのに有利であり、また抗体浄化値を最小限にすることが証明され得る。類似の様式にて、特定の固形癌は、領域灌流に適切な脈管構造を有する。領域灌流により、腫瘍部位に対する高用量の抗体を可能にし、そして抗体の短期間浄化値を最小限にし得る。
【0542】
(臨床的開発計画(CDP))
概論:CDPは、補助的治療、単独療法に関して、および造影剤としての、抗STEAP−1抗体の処置を追跡および開発する。試験は、最初に安全性を実証し、その後反復用量で効力を確認する。試験は、標準的な化学療法を、標準的治療+抗STEAP−1抗体と比較する、オープンラベルである。理解されるように、患者の登録に関して利用され得る1つの基準は、生検によって決定されるような、患者の腫瘍におけるSTEAP−1の発現レベルである。
【0543】
任意のタンパク質または抗体注入ベースの治療を用いるときのように、安全性の考慮は、主に以下に関連する:(i)サイトカイン放出症候群(すなわち、低血圧、発熱、震せん、寒気);(ii)物質に対する免疫応答の発生(すなわち、患者による、抗体療法に対するヒト抗体の発生、またはHAHA応答);および(iii)STEAP−1を発現する正常細胞に対する毒性。標準的な試験および追跡を、これらの安全性の考慮の各々をモニタリングするために利用する。抗STEAP−1抗体は、ヒト投与の際に安全であることが見出される。
【0544】
(実施例41:ヒト抗STEAP−1抗体および化学療法剤を用いる、ヒト臨床試験補助治療)
第I期のヒト臨床試験を、固形腫瘍(例えば、表Iに列挙される組織の癌)の処置に関して、ヒト抗STEAP−1抗体の6つの静脈内用量の安全性を評価するために開始する。この研究において、抗新生物剤または化学療法剤(例えば、シスプラチン、トポテカン、ドキソルビシン、アドリアマイシン、タキソールなどであるが、これらに限定されない)に対する補助的治療として利用される場合、抗STEAP−1抗体の単回用量の安全性を、評価する。試験設計は、抗STEAP−1抗体の6つの単回用量の送達を含み、抗体の投薬量は、以下のスケジュールに従う処置過程にわたって、ほぼ約25mg/mから約275mg/mまで増大する:
【0545】
【化2】
Figure 2005505271
抗体および化学治療剤のそれぞれの投与後、患者を1週間密接にフォローする。特に、上記の安全性の懸念:(i)サイトカイン放出症候群(すなわち、低血圧、発熱、振せん(shaking)、悪寒);(ii)その物質に対する免疫原性応答の発生(すなわち、ヒト抗体治療剤に対する、患者によるヒト抗体の発生、またはHAHA応答);ならびに(iii)STEAP−1を発現する正常細胞に対する毒性について、患者を評価する。標準的な試験および追跡試験を利用して、これらの安全性の懸案のそれぞれをモニターする。患者はまた、臨床結果について、そして特に、MRIまたは他の画像化によって証明されるような腫瘍重量の低減について、評価される。
【0546】
この抗STEAP−1抗体は、安全かつ有効であることが実証され、そして臨床試験フェーズIIはこの有効性を確認し、そして最適な投薬を洗練する。
【0547】
(実施例42:ヒト臨床試験:ヒト抗STEAP−1抗体を用いる単独治療法(monotherapy))
抗STEAP−1抗体は、上で考察した付属試験に関して安全であり、フェーズIIヒト臨床試験は、単独治療法についての有効性および最適な投薬を確認する。このような試験が達成され、そして患者が抗STEAP−1抗体の用量を受けると同時の化学療法を受けないことを除外する上記の付属試験に対して、同じ安全性および結果の分析を必要とする。
【0548】
(実施例43:ヒト臨床試験:抗STEAP−1抗体を用いる診断的画像化)
繰り返すと、上で考察した付属の治療法が上で考察した安全性の判定基準内で安全であるので、ヒト臨床試験は診断的造影剤としての抗STEAP−1抗体の使用に関して行われる。このプロトコルは、当該分野で記載される様式と実質的に類似の様式で設計される(例えば、Divgiら、J.Natl.Cancer Inst.83:97−104(1991))。この抗体は、診断モダリティーとして使用される場合、安全かつ有効の両方であることが見出される。
【0549】
(実施例44:既知配列とのSTEAP−1の相同性の比較)
ヒトSTEAPタンパク質は、任意の公知のヒトタンパク質に対して高度の相同性を示さない。STEAPファミリーのプロトタイプメンバー、STEAP−1v.1、は、339アミノ酸からなるIIIa型膜タンパク質である。STEAP−1は、6回膜貫通ドメインのタンパク質であり、細胞内N末端および細胞内C末端を有する。
【0550】
STEAP−1は、以前にクローニングされた遺伝子、すなわち、マウスTNFa誘導関連タンパク質(gi|16905133|)に対して幾分相同である。STEAP−1v.1は、TIARPと40%の同一性および63%の相同性を共有する。さらに、STEAP−1は、ラットpHydeタンパク質に対して相同性を示し、そのタンパク質に対して、49%の同一性および71%の相同性を共有する。TIARPタンパク質は、細胞表面に局在する未知の機能の6膜貫通タンパク質である(Moldes Mら、J.Biol.Chem 2001、276:33938)。ラットpHydeは、Dunningラット前立腺癌細胞株において発現されたタンパク質である。DU145細胞におけるpHydeの過剰発現は、それらの腫瘍増殖特性を減少させる(Steiner Mら、Cancer Res 2000、60:4419)。さらに、STEAP1は、マウスの前立腺の6回膜貫通上皮抗原(gi|20820492|)に対して有意な相同性を示す。
【0551】
モチーフ分析により、いくつかのタンパク質機能モチーフの存在が示された(表XXI)。プリント予測は、形質転換タンパク質P21 rasサイン、およびフィブロネクチンIII型繰り返しサインを同定したが、ブロック予測は、Half−A−TPR繰り返し、および砒素ポンプ膜タンパク質サインを同定した。フィブロネクチンIII型繰り返し領域は、100アミノ酸ドメインであり、これは、DNA、ヘパリン、基底膜、および細胞表面への結合を媒介した。これらの繰り返しの主な役割は、細胞表面への結合であり、細胞接着を可能にし、シグナル伝達事象を媒介する。Half−A−TPR繰り返しは、いくつかのRNAプロセシングタンパク質において見られるモチーフである。砒素ポンプは、イオンおよび低分子の流出において機能する(Walmsley ARら、J Biol Chem 2001、276:6378−91)。モチーフは、腫瘍化の初期の段階(例えば、腫瘍取り込みまたは腫瘍の樹立)を増強することにより、基底膜および周囲細胞への接着を可能にすることにより、イオンの細胞連絡および輸送を媒介することにより、腫瘍増殖および進行に関与し得る。
【0552】
従って、STEAP−1が、腫瘍樹立、腫瘍形成、腫瘍増殖、細胞シグナル伝達のレギュレーターとして、または生存、浸潤、腫瘍化、または増殖と関連した遺伝子の活性化に関与する転写のモジュレーターとして機能する場合、STEAP−1は、治療目的、診断目的、予後目的および/または予防目的のために使用される。さらに、分子(例えば、STEAP−1の改変体またはSNP)は、表Iに列挙された組織のような、癌性組織で発現される場合、それらは、治療目的、診断目的、予後目的および/または予防目的のために使用される。
【0553】
(実施例45:転写の調節)
その配列内のRNAプロセシングモチーフの存在に連結したSTEAP−1の局在は、STEAP−1が、真核生物の遺伝子の転写調節を調整することを示す。遺伝子発現の調節を、例えば、STEAP−1を発現するかまたは欠損する細胞における遺伝子発現を研究することによって確認する。この目的のために、2つの型の実験を行う。
【0554】
第1のセットの実験において、親細胞およびSTEAP−1発現細胞由来のRNAを、抽出し、そして市販される遺伝子アレイ(Clontech)にハイブリダイズさせる(Smid−Koopman Eら Br J Cancer.2000.83:246)。休止細胞とFBS、アンドロゲンまたは成長因子で処理した細胞とを比較する。示差的に発現した遺伝子を、当該分野で公知の手順に従って同定する。次いで、示差的に発現した遺伝子を、生物学的経路にマッピングする(Chen Kら Thyroid.2001.11:41.)。
【0555】
第2のセットの実験において、特定の転写経路活性化を、市販されるルシフェラーゼレポーター構築物(NFκB−luc、SRE−luc、ELK1−luc、ARE−luc、p53−lucおよびCRE−lucを含む)(Stratagene)を使用して評価する。これらの転写レポーターは、十分に特徴付けられたシグナル伝達経路の下流に位置する公知の転写因子に対するコンセンサスな結合部位を含み、そして経路活性化を確かめるため、経路活性化のポジティブなモジュレーターおよびネガティブなモジュレーターについてスクリーニングするための良好なツールを表す。
【0556】
従って、STEAP−1は、遺伝子調節で役割を果し、そして診断目的、予後目的、予防目的および/または治療目的のための標的として使用される。
【0557】
(実施例46:潜在的なシグナル伝達経路の同定および確認)
多くの哺乳動物のタンパク質は、シグナル伝達分子と相互作用し、そしてシグナル伝達経路を調節する役割を担うことが報告されている(J Neurochem.2001;76:217−223)。特に、フィブロネクチンは、細胞有糸分裂を制御するMAPKシグナル伝達カスケードと関連している(Jiang F、Jia Y、Cohen I.Blood.2002、99:3579)。さらに、STEAP−1タンパク質は、いくつかのリン酸化部位を含み(表XXIを参照のこと)、これは、特異的なシグナル伝達カスケードとの関連を示す。免疫沈降技術およびウェスタンブロッティング技術を使用して、STEAP−1と結合し、そしてシグナル伝達事象を媒介するタンパク質を同定する。リン脂質経路(例えば、PI3K、AKTなど)、接着経路および移動経路(FAK、Rho、Rac−1、β−カテニンなどを含む)、ならびにERK、p38などのような有糸分裂/生存カスケードを含む、癌の生物学において役割を果たすことが知られるいくつかの経路(Cell Growth Differ.2000,11:279;J Biol Chem.1999,274:801;Oncogene.2000,19:3003;J.Cell Biol.1997,138:913)が、STEAP−1によって調節され得る。STEAP−1の発現が、他になければ休止PC3細胞において活性でない、特異的なシグナル伝達経路を調節するのに十分であるか否かを決定するために、p38MAPKカスケードの活性化におけるこれらの遺伝子の効果を、前立腺癌細胞株PC3において調査した(図21A〜B)。p38キナーゼの活性化は、チロシン残基およびセリン残基におけるそのリン酸化に依存する。リン酸化p38は、ホスホ−p38 mAbによって非リン酸化状態から区別され得る。このホスホ特異的Abを用いて、操作されたPC3細胞株においてp38のリン酸化状態を研究した。
【0558】
STEAP−1 neoを安定に発現するPC3細胞を、1%または10%のいずれかのFBS中で一晩増殖させた。全細胞溶解物を、ウェスタンブロッティングによって分析した。公知のp38アクチベーター、NaSaI、またはTNFで処理したPC3細胞をポジティブコントロールとして使用した。この結果は、コントロールのneo遺伝子の発現が、p38リン酸化に何の影響も有さないが、PC3細胞におけるSTEAP−1の発現が、p38経路の活性化を誘導することが十分であることを示す(図21A)。この結果は、抗p38 Abを用いるウェスタンブロッティングを用いて確認した。このことは、ゲル上にローディングした等しいタンパク質を示す(図21B)。
【0559】
別のセットの実験では、前立腺癌細胞株PC3におけるSTEAP−1の発現が有糸分裂MAPK経路(すなわち、ERKカスケード)を活性化するために十分であることを調べた(図22A〜B)。ERKの活性化は、チロシン残基およびセリン残基におけるそのリン酸化に依存する。リン酸化ERKは、ホスホ−ERK mAbによる非リン酸化状態とは区別され得る。このホスホ特異的Abを用いて、操作されたPC3細胞株においてERKのリン酸化状態を研究した。PC3細胞(Rasの活性化形態を発現する)をポジティブコントロールとして使用した。
【0560】
この結果は、コントロールneo遺伝子の発現はERKリン酸化において効果を有さないが、PC3細胞におけるSTEAP−1の発現は、ERKリン酸化における増大を誘導するのに十分であることを示す(図22A)。これらの結果を、抗ERKウェスタンブロッティング(図22B)を用いて確証し、そしてこのことは、STEAP−1およびSTEAP−2によるERK経路の活性化を確認する。
【0561】
FBSは、レセプター媒介ERK活性化に寄与し得るいくつかの成分を含むので、本発明者らは、低いレベルおよび至適レベルのFBSにおけるSTEAP−1の効果を調べた。neoまたはSTEAP−1を発現するPC3細胞を、0.1%または10%のいずれかのFBS中で一晩増殖させた。抗ホスホ−FRKウェスタンブロッティングによって細胞を分析した。この実験は、STEAP−1が0.1%FBS中でERKのリン酸化を誘導することを示し、そしてSTEAP−1の発現が、さらなる刺激因子の不在下でERKシグナル伝達カスケードの活性化を誘導するのに十分であることを確認する。
【0562】
STEAP−1が細胞内で、直接的または間接的に既知のシグナル伝達経路を活性化することを確認するために、個々の遺伝子を発現する細胞において、ルシフェラーゼ(luc)ベースの転写レポーターアッセイを実行する。これらの転写レポーターは、十分に特徴付けられたシグナル伝達経路の下流に存在する、既知の転写因子についてのコンセンサス結合部位を含む。これらの関連転写因子、シグナル伝達経路、ならびに活性化刺激のレポーターおよび例を、以下に列挙する。
【0563】
1.NFκB−luc、NFκB/Rel;Iκ−キナーゼ/SAPK;増殖/アポトーシス/ストレス
2.SRE−luc、SRF/TCF/ELK1;MAPK/SAPK;増殖/分化
3.AP−1−luc、FOS/JUN;MAPK/SAPK/PKC;増殖/アポトーシス/ストレス
4.ARE−luc、アンドロゲンレセプター;ステロイド/MAPK;増殖/分化/アポトーシス
5.p53−luc、p53;SAPK;増殖/分化/アポトーシス
6.CRE−luc、CREB/ATF2;PKA/p38;増殖/アポトーシス/ストレス
7.TCF−luc、TCF/Lef;β−カテニン、接着/浸潤。
【0564】
遺伝子媒介性の影響を、mRNA発現を示す細胞においてアッセイし得る。ルシフェラーゼレポータープラスミドを、脂質媒介性トランスフェクション(TFX−50、Promega)によって導入し得る。細胞抽出物をルシフェリン基質と共にインキュベートすることによって、相対的な転写活性の指標であるルシフェラーゼ活性を測定し、そしてこの反応の発光をルミノメーターでモニタリングする。
【0565】
STEAP−1によって活性化されるシグナル伝達経路をマップし、そして治療標的の同定および確認のために使用する。STEAP−1は細胞シグナル伝達に関与するので、これは、診断目的、予後目的、予防目的および/または治療目的の標的として使用される。
【0566】
(実施例47:腫瘍進行との関与)
形質転換および進行におけるタンパク質の形質転換の考証された役割に基づいて、このSTEAP−1遺伝子は、癌細胞の増殖および形質転換に寄与し得る。腫瘍増殖におけるSTEAP−1の役割は、種々の初代細胞株およびトランスフェクトした細胞株(前立腺細胞株、ならびにSTEAP−1を安定に発現するよう操作されたNIH 3T3細胞が挙げられる)において確認される。STEAP−1を欠いた親細胞およびSTEAP−1を発現する細胞を、十分に記載された増殖アッセイ(Fraser SP、Grimes JA、Djamgoz MB,Prostate.2000;44:61,Johnson DE,Ochieng J,Evans SL.Anticancer Drugs.1996,7:288)を使用して細胞増殖について評価する。
【0567】
形質転換プロセスにおけるSTEAP−1の役割を確認するために、コロニー形成アッセイにおいてその影響を調査する。ストリンジェントな条件下およびより許容的な条件下でのソフトアガーアッセイ(Song Z.ら Cancer Res.2000;60:6730)を使用して、STEAP−1を欠いた親NIH 3T3細胞を、STEAP−1を発現するNIH 3T3細胞と比較する。
【0568】
癌細胞の浸潤および転移におけるSTEAP−1の役割を確認するために、十分に確立されたアッセイを使用する(例えば、Transwell Insert Systemアッセイ(Becton Dickinson)(Cancer Res.1999;59:6010)。コントロール細胞(STEAP−1を欠損する前立腺細胞株、胸部細胞株、および腎細胞株を含む)を、STEAP−1を発現する細胞と比較する。細胞に、蛍光染料(カルセイン(calcein)をロードし、そして細胞を基底膜アナログでコートされたトランスウェル挿入物(transwell insert))の上部ウェル中にプレートする。浸潤を、細胞集団全体の蛍光に対する、下方チャンバー中の細胞の蛍光によって決定する。
【0569】
STEAP−1はまた、細胞周期およびアポトーシスにおいて役割を果たし得る。親細胞およびSTEAP−1を発現する細胞を、十分に確立されたBrdUアッセイ(Abdel−Malek ZA.J Cell Physiol.1988,136:247)を使用して細胞周期調節における差異について比較する。簡単に言えば、細胞を、最適な条件下(十分な血清)および制限条件下(低血清)の両方で増殖させ、BrdUで標識し、そして抗BrdU Abおよびヨウ化プロピジウムで染色する。細胞を、細胞周期のG1期、S期およびG2M期への進入について分析する。あるいは、アポトーシスに対するストレスの効果を、コントロール親細胞およびSTEAP−1を発現する細胞(正常および腫瘍性の前立腺細胞を含む)において評価する。操作された細胞および親細胞を、様々な化学療法剤(例えば、エトポシド、タキソールなど)およびタンパク質合成インヒビター(例えば、シクロヘキシミド)で処理する。細胞を、アネキシンV−FITCで染色し、そして細胞死をFACS分析によって測定する。STEAP−1による細胞死の調整は、腫瘍進行および腫瘍負荷の調節において重大な役割を果し得る。
【0570】
STEAP−1が細胞増殖、形質転換、浸潤またはアポトーシスにおいて役割を果す場合、それは、診断目的、予後目的、予防目的および/または治療目的のための標的として使用される。
【0571】
(実施例48:新脈管形成との関係)
新脈管形成または新しい毛細血管形成は、腫瘍増殖に必要である(Hanahan D,Folkman J.;Cell.1996,86:353;Folkman J.Endocrinology.1998 139:441)。ホスホジエステラーゼインヒビターの効果に基づいて、STEAP−1は、新脈管形成において役割を演じる)DeFouw Lら、Microvasc Res 2001、62:263)。いくつかのアッセイが、インビトロおよびインビボでの新脈管形成を測定するために開発された(例えば、内皮細胞管形成および内皮細胞増殖についての組織培養アッセイ)。これらのアッセイおよびインビトロでの新血管新生を使用して、新脈管形成におけるSTEAP−1の役割(増強または阻害)を確認する。
【0572】
例えば、STEAP−1を発現するように操作された内皮細胞を、管形成アッセイおよび増殖アッセイを使用して評価する。STEAP−1の効果はまた、インビボで動物モデルにおいて確認する。例えば、STEAP−1を発現するかまたは欠損するいずれかの細胞を、免疫無防備状態マウスの皮下に移植する。内皮細胞遊走および新脈管形成を、5〜15日後、免疫組織化学的技術を使用して評価する。STEAP−1は、新脈管形成に影響し、そしてそれは、診断目的、予後目的、予防目的および/または治療目的のための標的として使用される。
【0573】
(実施例49:タンパク質−タンパク質相互作用における関与)
フィブロネクチンモチーフは、他のタンパク質(細胞表面タンパク質を含む)との相互作用を媒介することが示されている。免疫沈降技術および酵母ツーハイブリッドシステムを使用して、STEAP−1と会合するタンパク質を同定する。STEAP−1を発現する細胞およびSTEAP−1を欠損する細胞からの免疫沈降物を、特定のタンパク質−タンパク質会合について比較する。
【0574】
研究を、エフェクター分子(例えば、核タンパク質、転写因子、キナーゼ、ホスファターゼなど)とSTEAP−1との会合の程度を確認するために行う。STEAP−1ポジティブ細胞およびSTEAP−1ネガティブ細胞を比較する研究、および刺激されない細胞/休止細胞と上皮細胞アクチベーター(例えば、サイトカイン、成長因子、アンドロゲンおよび抗インテグリンAb)で処理された細胞を比較する研究は、独特の相互作用を明らかにする。
【0575】
さらに、タンパク質−タンパク質相互作用を、酵母ツーハイブリッド方法論を使用して確認する(Curr Opin Chem Biol.1999,3:64)。転写因子の活性化ドメインに融合したタンパク質のライブラリーを保有するベクターを、STEAP−1−DNA−結合ドメイン融合タンパク質およびレポーター構築物を発現する酵母へと導入する。タンパク質−タンパク質相互作用を、比色レポーター活性によって検出する。エフェクター分子と転写因子との特異的会合は、当業者をSTEAP−1の作用様式に導き、従って、癌に対する治療的、予後的および/または予防的標的を同定する。このアッセイおよび類似のアッセイをまた使用してSTEAP−1と相互作用する低分子を同定し、そしてこのような低分子についてスクリーニングする。
【0576】
従って、STEAP−1は、タンパク質および低分子と会合することが見出される。従って、STEAP−1ならびにこれらのタンパク質および低分子を、診断的、予後的、予防的および/または治療的目的のために使用する。
【0577】
(実施例50:低分子輸送および細胞−細胞連絡におけるSTEAP−1の関与)
細胞−細胞連絡は、器官の完全性および恒常性(この両方は、腫瘍形成および腫瘍増殖の間、調節不全となる)を維持するのに必須である。細胞間連絡は、2つの型のアッセイを使用して測定され得る(J.Biol.Chem.2000,275:25207)。第1のアッセイにおいて、蛍光色素を用いてロードされた細胞を、標識されていないレシピエント細胞の存在下でインキュベートし、そして細胞集団を、蛍光顕微鏡下で調べる。この定性的アッセイは、隣接する細胞の間の色素の交換を測定する。第2のアッセイ系において、ドナー細胞集団およびレシピエント細胞集団を、上記のように処理し、そしてレシピエント細胞集団の定量測定を、FACS分析によって行う。これらの2つのアッセイ系を使用して、STEAP−1を発現する細胞が、STEAP−1を発現しないコントロールと比較され、そしてSTEAP−1が細胞連絡を増強することが見出される。図19および図20は、STEAP−1が、隣接細胞間での低分子カルセインの転移を媒介し、それにより、前立腺癌細胞における細胞−細胞連絡を調節することを示す。この実験では、レシピエントPC3細胞をデキストラン−テキサスレッドで標識し、そしてドナーPC3細胞をカルセインAM(緑色)で標識した。ドナー(緑色)細胞およびレシピエント(赤色)細胞を37℃で同時培養し、テキサスレッドおよびカルセインの同時局在について顕微鏡によって分析した。この結果は、PC3コントロール細胞(検出可能なSTEAP−1タンパク質発現なし)がカルセイン転移をほとんど示さないのに対し、STEAP−1の発現は、細胞間での低分子の転移を可能にし(図19)、それにより開始時に赤色のレシピエント細胞が、褐色がかった色になり、赤色分子および緑色分子が同時局在することを示す。STEAP−1により媒介された細胞−細胞連絡を調整する低分子および/または抗体は、STEAP−1を発現する癌についての治療薬として使用される。図20は、STEAP−1により媒介される細胞−細胞連絡の時間依存性様式を示し、ここでは、PC3−STEAP−1細胞における転移が、6時間ではほとんど見られず、多くの転移が24時間で見られる。図23は、STEAP−1の発現が、低分子の転移が生じるために、ドナー集団およびレシピエント集団の両方において必要であることを示す。この実験では、デキストランレッドで標識されたドナー細胞をカルセイン(緑色)で標識されたレシピエント細胞とインキュベートした。しかし、PC3ドナー集団をPC3レシピエント集団と、またはPC3−STEAP−1レシピエント集団とインキュベートするように、ドナー集団およびレシピエント集団とを交代した。同様に、PC3−STEAP−1ドナー集団をPC3またはPC3−STEAP−1レシピエント集団と同時培養した。この結果は、コントロールPC3およびPC3細胞の同時培養が、カルセイン転移を媒介し得ないことを示す。同様に、コントロールPC3およびPC3−STEAP−1の同時インキュベーションは、カルセインを転移させない。しかし、PC3−STEAP−1ドナーおよびPC3−STEAP−1レシピエント細胞の同時培養は、同じ細胞における緑色色素および赤色色素の同時局在によって示されるように、低分子転移を媒介する。まとめると、図19、20、および23に示されたデータは、STEAP−1が、低分子転移を媒介し、そしてギャップ接合部に対する機能が類似する細胞間連絡チャネルを形成することにより、細胞−細胞連絡を調節することを示す。
【0578】
従って、STEAP−1は、細胞−細胞連絡および低分子輸送において機能するので、これは、診断的、予後的、予防的および/または治療的目的のための標的またはマーカーとして使用される。
【0579】
(実施例51:イオン輸送におけるSTEAP−1の関与)
STEAP−1の位置決めおよび位相幾何学は、トランスポーターとしてのその機能を支持する。STEAP−1がイオンチャネルとして機能することを確認するために、FACS分析および蛍光顕微鏡技術を使用する(Gergely Lら、Clin Diagn Lab Immunol.1997;4:70;Skryma Rら、J Physiol.2000,527:71)。FACS分析および市販の指標(Molecular Probes)を使用して、親細胞およびSTEAP−1を発現する細胞を、カルシウムを輸送する能力についてそれらを比較した。前立腺癌PC3細胞株を、これらの研究に使用した。例えば、カルシウム応答性指標(Fluo4およびFura red)をロードされたPC3細胞およびPC3−STEAP−1細胞を、カルシウムおよびリポホスファチド(lipophosphatidic acid)(LPA)の存在または非存在下でインキュベートし、そしてフローサイトメトリーによって分析した。図17は、STEAP−1が、LPAに応じてカルシウム流動を増大したことを示す。このデータは、癌細胞が調節される重要な機構を評価する。これは、カルシウムチャネルインヒビターが、特定の癌細胞(前立腺癌細胞株を含む)の死を誘導することが報告されたので、カルシウムの場合に特にあてはまる(Batra S、Popper LD、Hartley−Asp B.Prostate.1991、19:299)。
【0580】
さらに、図18は、STEAP−1媒介カルシウム輸送は、カルシウムの細胞内レベルを調節することにより、前立腺癌増殖を調節することを示す。この研究において、コントロールPC3細胞およびPC3−STEAP−1細胞をイオンチャネルインヒビター(すなわち、アミロリド、NDGA、およびTEAと呼ばれ、これらは、それぞれ、ナトリウム、カルシウム、およびカリウムの輸送を阻害する)の存在または不在下で増殖させた。STEAP−1発現は、PC3細胞をCa++チャネルインヒビターNDGAでの処理に感受性とした。PC3コントロール細胞は、インヒビターNDGAの存在下で100%増殖を示したが、50μMで、PC3−STEAP−1細胞の増殖を42%阻害し、そして10例の51μM NDGAは増殖を20%阻害した。これらの所見は、このタンパク質を発現する癌細胞の増殖におけるカルシウム輸送のレギュレーターとしてのSTEAP−1の重要性を確証する。従って、STEAP−1は、前立腺癌細胞の増殖を制御する治療様式において使用される。STEAP−1は、イオン輸送において機能するので、それは、診断的、予後的、予防的および治療的目的のための標的またはマーカーとして使用される。
【0581】
(実施例52:RNAインターフェアレンス(RNAi))
RNAインターフェアレンス(RNAi)は、遺伝子発現を妨害するために配列特異的な二本鎖RNAを使用する。低分子の干渉RNA(siRNA)が、哺乳動物細胞にトランスフェクトされ、そしてそれにより配列特異的なmRNA分解を媒介する(Elbashirら、Nature、2001;vol.411:494−498)。以下のsiRNAオリゴヌクレオチド配列を使用した:
【0582】
【化3】
Figure 2005505271
STEAP−1のセンス鎖(1)をフルオロセイン、6−FAM(ABS 494nm、EMM 525nm、緑色)で3’に標識する。siRNAをRNA非含有滅菌緩衝液(100mM KOAc、30mM HEPES KOH,2mM MOAc(pH7.4))中に溶解し、20μMストック(200×)を作製する。siRNaを、オリゴフェクタミン試薬(Invitrogen)を有するウェルプレート上に播種されたLNCaP細胞、3T3−STEAP−1細胞、およびRat−1−STEAP−1細胞にトランスフェクトする。siRNAの最終濃度は100×nMであった。以下のオリゴヌクレオチドをコントロールとして使用し、STEAP−1 siRNAオリゴヌクレオチドのいかなる非特異的効果も排除した:
【0583】
【化4】
Figure 2005505271
免疫染色、その後のフローサイトメトリーによって、トランスフェクション24時間後のタンパク質発現を検出した。さらに、遺伝子発現変化の確認をウェスタンブロッティングによって行った。結果(図24)は、STEAP−1特異的RNAiの導入が組換え3T3細胞およびRat−1細胞におけるSTEAP−1の発現を減少したことを示す。3T3細胞およびRat−1細胞を透過処理し、抗STEAP−1ポリクローナル抗体で染色した。細胞全体免疫染色により、STEAP−1 RNAiは、Rat−1細胞および3T3細胞においてSTEAP−1発現を減少することを明らかにした。この減少は、ウェスタンブロット分析によって確認された。ウェスタンブロット分析では、STEAP−1タンパク質が、コントロール細胞および未処理細胞に対して、STEAP−1 RNAi処理細胞において実質的に減少した。さらに、図25に示されるように、RNAiは、前立腺癌細胞株およびLNCaP細胞株においてSTEAP−1の内因性発現を減少する。
【0584】
従って、このRNAオリゴヌクレオチド配列は、治療的および予防的適用において使用される。さらに、RNAオリゴヌクレオチド配列は、STEAP−1遺伝子の発現の調整がいかにして癌の細胞および/または組織の機能に影響するかを評価するために使用される。
【0585】
(実施例53:STEAP−1機能の調整)
イオン輸送は、細胞増殖細胞内透過性、分子輸送およびシグナル伝達を調節する重要な役割を演じ(Minke B.Cell Mol Neurobiol.2001、21:629;Golovinaら、Am J Physiol Heart Circ Physiol.2001、280:H746)、これらは、新生物性状態に特に関連する機能である。細胞−細胞連絡は、恒常性、細胞増殖、および細胞死を調節し(Evans WH、Martin PE、Mol.Membr Biol.2002 19:121;Carruba Gら、Ann NY Acad Sci.2002、963:156)、これらは、新生物性状態に特に関連する機能である。
【0586】
コントロール細胞株およびSTEAP−1発現細胞株を用いて、STEAP−1機能のインヒビターを同定する。例えば、PC3細胞およびPC3−STEAP−1細胞は、mAbまたは低分子インヒビターの存在または不在下でインキュベートされ得る。これらのmAbまたは低分子インヒビターの効果を、上記のイオン流動アッセイ、細胞連絡アッセイ、増殖アッセイおよびシグナル伝達アッセイを用いて調べる。
【0587】
輸送因子により媒介されるシグナル伝達および生物学的発現(output)は、種々の機構(レセプターおよびリガンド結合の阻害、イオンアンタゴニスト、タンパク質相互作用、イオンおよび低分子輸送の調節などを含む)を通じて媒介され得る(Tang Wら、Front Biosci 2002、7:1583)。コントロール細胞株およびSTEAP−1発現細胞株を用いて、STEAP−1機能のモジュレーター(インヒビターまたはエンハンサー)を同定する。例えば、PC3細胞およびPC3−STEAP−1細胞を、mAbまたは低分子モジュレーターの存在または不在下でインキュベートする。本明細書中に開示されたSTEAP−1の機能を考慮して、本発明の文脈において使用されるイオンチャネル遮断因子であるモジュレーターとしては、アミロジピン、アズレン、ジヒドロピリジン、チアニン、ニフェジピン、バラパミル、およびそれらの誘導体のような化合物が挙げられ(Tanaka Y、Shigenobu K、Cardiovasc Drug Rev.2001 19:297;Djuric D、Mitovic V、Jakovljevic V.Arzneimittelforschung.2002、52:365;Kourie JI、Wood HB.Prog Biophys Mol.Biol.2000;73:91);そして、本発明の文脈において使用される細胞連絡のインヒビターであるモジュレーターとしては、βグリシルレチン酸、レチノイド、TPAのような化合物が挙げられる(Krutovskikh VAら、Oncogene.2002、21:1989;Rudkinら、J Surg Res.2002、103:183;Ruch Jら、J Cell Biochem.2001、83:163)。従って、mAbまたは低分子インヒビターの効果を、上記実施例に記載のイオン流動アッセイ、細胞連絡アッセイ、増殖アッセイおよびシグナル伝達アッセイを用いて調べる。
【0588】
mAbおよび低分子は、STEAP−1の輸送および腫瘍形成機能を調整(例えば、阻害)する場合、それらは、診断的、予後的、予防的および/または治療的目的のために使用される。
【0589】
本出願の全体にわたって、様々なウェブサイトのデータコンテンツ、刊行物、特許出願および特許を参照する。ウェブサイトは、Uniform Resource Locator(またはURL)によって、World Wide Web(WWW.)上のアドレスを付与される。
【0590】
本発明は、本明細書中に開示される実施形態によって範囲を限定されるべきでなく、この実施形態は、本発明の個々の局面の一つの例示として意図され、そして任意の機能的な等価物も、本発明の範囲内である。本明細書中に記載される改変に加えて、本発明のモデルおよび方法に対する種々の改変が、先の説明および教示から当業者に明らかになり、そして本発明の範囲内にあることが同様に意図される。このような改変または他の実施形態は、本発明の真の範囲および精神から逸脱することなく実行され得る。
【0591】
表:
(表I:悪性である場合にSTEAP−1を発現する組織)

直腸
(表II:アミノ酸略号)
【0592】
【表2】
Figure 2005505271
(表III:アミノ酸置換マトリクス)
BLOSUM62アミノ酸置換マトリクス(ブロック置換マトリクス)GCGソフトウェア9.0から適合した。より値が高いほど、関連する天然のタンパク質において、より多くの置換が見出される。(WWW URL:ikp.unibe.ch/manual/blosum62.htmlを参照のこと)。
【0593】
【表3】
Figure 2005505271
(表IV)
HLAクラスI/IIモチーフ/スーパーモチーフ
(表IV(A):HLAクラスI スーパーモチーフ/モチーフ)
【0594】
【表4A】
Figure 2005505271
太字の残基が、好ましく、イタリック体の残基はそれほど好ましくない。ペプチドが上の表で特定されるモチーフまたはスーパーモチーフに関する一次アンカー位置に一次アンカーを有している場合に、そのペプチドはモチーフを有していると考えられる。
【0595】
(表IV(B);HLAクラスIIスーパーモチーフ)
【0596】
【表4B】
Figure 2005505271
【0597】
【表4C】
Figure 2005505271
【0598】
【表4D】
Figure 2005505271
【0599】
【表4E−1】
Figure 2005505271
【0600】
【表4E−2】
Figure 2005505271
【0601】
【表4E−3】
Figure 2005505271
【0602】
【表5】
Figure 2005505271
Figure 2005505271
Figure 2005505271
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【図面の簡単な説明】
【0603】
【図1】436ヌクレオチドのSTEAP−1 SSH配列。
【図2A】STEAP−1改変体1(「STEAP−1 v.1」または「STEAP−1改変体1」とも呼ばれる)のcDNA配列およびアミノ酸配列を、図2Aに示す。開始メチオニンに下線を付す。このオープンリーディングフレームは、停止コドンを含め、核酸66〜1085にまたがる。
【図2B−1】STEAP−1改変体2(「STEAP−1 v.2」とも呼ばれる)のcDNA配列およびアミノ酸配列を、図2Bに示す。開始メチオニンについてのコドンに下線を付す。このオープンリーディングフレームは、停止コドンを含め、核酸96〜872にまたがる。
【図2B−2】STEAP−1改変体2(「STEAP−1 v.2」とも呼ばれる)のcDNA配列およびアミノ酸配列を、図2Bに示す。開始メチオニンについてのコドンに下線を付す。このオープンリーディングフレームは、停止コドンを含め、核酸96〜872にまたがる。
【図2C】STEAP−1改変体3(「STEAP−1 v.3」とも呼ばれる)のcDNA配列およびアミノ酸配列を、図2Cに示す。開始メチオニンについてのコドンに下線を付す。このオープンリーディングフレームは、停止コドンを含め、核酸96〜944にまたがる。
【図2D−1】STEAP−1改変体4(「STEAP−1 v.4」とも呼ばれる)のcDNA配列およびアミノ酸配列を図2Dに示す。開始メチオニンについてのコドンに下線を付す。このオープンリーディングフレームは、停止コドンを含め、核酸96〜872にまたがる。
【図2D−2】STEAP−1改変体4(「STEAP−1 v.4」とも呼ばれる)のcDNA配列およびアミノ酸配列を図2Dに示す。開始メチオニンについてのコドンに下線を付す。このオープンリーディングフレームは、停止コドンを含め、核酸96〜872にまたがる。
【図2E−1】STEAP−1改変体5のcDNA配列およびアミノ酸配列(「STEAP−1 v.5」とも呼ばれる)を、図2Eに示す。開始メチオニンについてのコドンに下線を付す。このオープンリーディングフレームは、停止コドンを含め、核酸96〜872にまたがる。
【図2E−2】STEAP−1改変体5のcDNA配列およびアミノ酸配列(「STEAP−1 v.5」とも呼ばれる)を、図2Eに示す。開始メチオニンについてのコドンに下線を付す。このオープンリーディングフレームは、停止コドンを含め、核酸96〜872にまたがる。
【図2F−1】STEAP−1改変体6(「STEAP−1 v.6」とも呼ばれる)のcDNA配列およびアミノ酸配列を、図2Fに示す。開始メチオニンについてのコドンに下線を付す。このオープンリーディングフレームは、停止コドンを含め、核酸96〜872にまたがる。
【図2F−2】STEAP−1改変体6(「STEAP−1 v.6」とも呼ばれる)のcDNA配列およびアミノ酸配列を、図2Fに示す。開始メチオニンについてのコドンに下線を付す。このオープンリーディングフレームは、停止コドンを含め、核酸96〜872にまたがる。
【図2G−1】STEAP−1改変体7(「STEAP−1 v.7」とも呼ばれる)のcDNA配列およびアミノ酸配列を、図2Gに示す。開始メチオニンについてのコドンに下線を付す。このオープンリーディングフレームは、停止コドンを含め、核酸96〜872にまたがる。
【図2G−2】STEAP−1改変体7(「STEAP−1 v.7」とも呼ばれる)のcDNA配列およびアミノ酸配列を、図2Gに示す。開始メチオニンについてのコドンに下線を付す。このオープンリーディングフレームは、停止コドンを含め、核酸96〜872にまたがる。
【図2H−1】STEAP−1改変体8(「STEAP−1 v.8」とも呼ばれる)のcDNA配列およびアミノ酸配列を、図2Hに示す。開始メチオニンについてのコドンに下線を付す。このオープンリーディングフレームは、停止コドンを含め、核酸96〜872にまたがる。
【図2H−2】STEAP−1改変体8(「STEAP−1 v.8」とも呼ばれる)のcDNA配列およびアミノ酸配列を、図2Hに示す。開始メチオニンについてのコドンに下線を付す。このオープンリーディングフレームは、停止コドンを含め、核酸96〜872にまたがる。
【図2I−1】STEAP−1改変体9(「STEAP−1 v.9」とも呼ばれる)のcDNA配列およびアミノ酸配列を、図2Iに示す。開始メチオニンについてのコドンに下線を付す。このオープンリーディングフレームは、停止コドンを含め、核酸96〜872にまたがる。
【図2I−2】STEAP−1改変体9(「STEAP−1 v.9」とも呼ばれる)のcDNA配列およびアミノ酸配列を、図2Iに示す。開始メチオニンについてのコドンに下線を付す。このオープンリーディングフレームは、停止コドンを含め、核酸96〜872にまたがる。
【図2J−1】STEAP−1改変体10(「STEAP−1 v.10」とも呼ばれる)のcDNA配列およびアミノ酸配列を、図2Jに示す。開始メチオニンについてのコドンに下線を付す。このオープンリーディングフレームは、停止コドンを含め、核酸96〜872にまたがる。
【図2J−2】STEAP−1改変体10(「STEAP−1 v.10」とも呼ばれる)のcDNA配列およびアミノ酸配列を、図2Jに示す。開始メチオニンについてのコドンに下線を付す。このオープンリーディングフレームは、停止コドンを含め、核酸96〜872にまたがる。
【図2K−1】STEAP−1改変体11(「STEAP−1 v.11」とも呼ばれる)のcDNA配列およびアミノ酸配列を、図2Kに示す。開始メチオニンについてのコドンに下線を付す。このオープンリーディングフレームは、停止コドンを含め、核酸96〜872にまたがる。
【図2K−2】STEAP−1改変体11(「STEAP−1 v.11」とも呼ばれる)のcDNA配列およびアミノ酸配列を、図2Kに示す。開始メチオニンについてのコドンに下線を付す。このオープンリーディングフレームは、停止コドンを含め、核酸96〜872にまたがる。
【図2L−1】STEAP−1改変体12(「STEAP−1 v.12」とも呼ばれる)のcDNA配列およびアミノ酸配列を、図2Lに示す。開始メチオニンについてのコドンに下線を付す。このオープンリーディングフレームは、停止コドンを含め、核酸96〜872にまたがる。
【図2L−2】STEAP−1改変体12(「STEAP−1 v.12」とも呼ばれる)のcDNA配列およびアミノ酸配列を、図2Lに示す。開始メチオニンについてのコドンに下線を付す。このオープンリーディングフレームは、停止コドンを含め、核酸96〜872にまたがる。
【図2M−1】STEAP−1改変体13(「STEAP−1 v.13」とも呼ばれる)のcDNA配列およびアミノ酸配列を図2Mに示す。開始メチオニンについてのコドンに下線を付す。このオープンリーディングフレームは、停止コドンを含め、核酸96〜872にまたがる。
【図2M−2】STEAP−1改変体13(「STEAP−1 v.13」とも呼ばれる)のcDNA配列およびアミノ酸配列を図2Mに示す。開始メチオニンについてのコドンに下線を付す。このオープンリーディングフレームは、停止コドンを含め、核酸96〜872にまたがる。
【図2N−1】STEAP−1改変体14(「STEAP−1 v.14」とも呼ばれる)のcDNA配列およびアミノ酸配列を、図2Nに示す。開始メチオニンについてのコドンに下線を付す。このオープンリーディングフレームは、停止コドンを含め、核酸96〜872にまたがる。
【図2N−2】STEAP−1改変体14(「STEAP−1 v.14」とも呼ばれる)のcDNA配列およびアミノ酸配列を、図2Nに示す。開始メチオニンについてのコドンに下線を付す。このオープンリーディングフレームは、停止コドンを含め、核酸96〜872にまたがる。
【図2O−1】STEAP−1改変体15(「STEAP−1 v.15」とも呼ばれる)のcDNA配列およびアミノ酸配列を図2Oに示す。開始メチオニンについてのコドンに下線を付す。このオープンリーディングフレームは、停止コドンを含め、核酸96〜872にまたがる。
【図2O−2】STEAP−1改変体15(「STEAP−1 v.15」とも呼ばれる)のcDNA配列およびアミノ酸配列を図2Oに示す。開始メチオニンについてのコドンに下線を付す。このオープンリーディングフレームは、停止コドンを含め、核酸96〜872にまたがる。
【図2P−1】STEAP−1改変体16(「STEAP−1 v.16」とも呼ばれる)のcDNA配列およびアミノ酸配列を、図2Pに示す。開始メチオニンについてのコドンに下線を付す。オープンリーディングフレームは、停止コドンを含め、核酸96〜872にまたがる。
【図2P−2】STEAP−1改変体16(「STEAP−1 v.16」とも呼ばれる)のcDNA配列およびアミノ酸配列を、図2Pに示す。開始メチオニンについてのコドンに下線を付す。オープンリーディングフレームは、停止コドンを含め、核酸96〜872にまたがる。
【図2Q−1】STEAP−1改変体17(「STEAP−1 v.17」とも呼ばれる)のcDNA配列およびアミノ酸配列を、図2Qに示す。開始メチオニンについてのコドンに下線を付す。オープンリーディングフレームは、停止コドンを含め、核酸96〜872にまたがる。本明細書中で用いられる場合、STEAP−1に対する言及は、図10および図12に示す改変体を含め、それらの全ての改変体を包含する。
【図2Q−2】STEAP−1改変体17(「STEAP−1 v.17」とも呼ばれる)のcDNA配列およびアミノ酸配列を、図2Qに示す。開始メチオニンについてのコドンに下線を付す。オープンリーディングフレームは、停止コドンを含め、核酸96〜872にまたがる。本明細書中で用いられる場合、STEAP−1に対する言及は、図10および図12に示す改変体を含め、それらの全ての改変体を包含する。
【図3】STEAP−1 v.1のアミノ酸配列を図3Aに示す;これは、339アミノ酸を有する。STEAP−1 v.2のアミノ酸配列を、図3Bに示す;これは、258アミノ酸を有する。STEAP−1 v.3のアミノ酸配列を、図3Cに示す;これは、282アミノ酸を有する。STEAP−1 v.4のアミノ酸配列を、図3Dに示す;これは、258アミノ酸を有する。本明細書中で用いられる場合、STEAP−1に対する言及は、図11に示す改変体を含め、それらの全ての改変体を包含する。
【図4A】STEAP−1 v.1とマウスTNFα誘発性脂肪関連タンパク質(gi/16905133)とのアミノ酸配列整列を、図4Aに示す。
【図4B】STEAP−1 v.1とラットpHydeタンパク質(gi/21717665/)とのアミノ酸配列整列を、図4Bに示す。
【図4C】図4Cは、STEAP−1と前立腺のマウス6回膜貫通上皮抗原(gi|20820492|)との相同性を示す。
【図5】STEAP−1改変体1の親水性アミノ酸プロファイル。
【図5A】ExPasy分子生物学サーバを通してワールドワイドウェブ(URL ch/cgi−bin/protscale.pl)に位置するProtScaleウェブサイト上でアクセスしたHoppおよびWoodsの方法(Hopp T.P.,Woods K.R.,1981.Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.78:3824−3828)の方法を用いてコンピュータアルゴリズム配列解析によって決定した、STEAP−1改変体3の親水性アミノ酸プロファイル。
【図6】STEAP−1改変体1のヒドロパシーアミノ酸プロファイル。
【図6A】ExPasy分子生物学サーバを通してワールドワイドウェブ(URL expasy.ch/cgi−bin/protscale.pl)に位置するProtScaleウェブサイト上でアクセスしたKyteおよびDoolittleの方法(Kyte J.,Doolittle R.F.,1982.J.Mol.Biol.157:105−132)を用いたコンピュータアルゴリズム配列解析によって決定した、STEAP−1改変体3のヒドロパシーアミノ酸プロファイル。
【図7】STEAP−1改変体1のパーセント接触可能残基アミノ酸プロファイル。
【図7A】ExPasy分子生物学サーバを通してワールドワイドウェブ(URL expasy.ch/cgi−bin/protscale.pl)に位置するProtScaleウェブサイト上でアクセスしたJaninの方法(Janin J.,1979 Nature 277:491−492)を用いてコンピュータアルゴリズム配列解析によって決定した、STEAP−1改変体3のパーセント接触可能残基アミノ酸プロファイル。
【図8】STEAP−1改変体1の平均可橈性アミノ酸プロファイル。
【図8A】ExPasy分子生物学サーバを通してワールドワイドウェブ(URL expasy.ch/cgi−bin/protscale.pl)に位置するProtScaleウェブサイト上でアクセスしたBhaskaranおよびPonnuswamyの方法(Bhaskaran R.,およびPonnuswamy P.K.,1988.Int.J.Pept.Protein Res.32:242−255)を用いてコンピュータアルゴリズム配列解析によって決定した、STEAP−1改変体3の平均可橈性アミノ酸プロファイル。
【図9】STEAP−1改変体1のβ−ターンアミノ酸プロファイル。
【図9A】ExPasy分子生物学サーバを通してワールドワイドウェブ(URL expasy.ch/cgi−bin/protscale.pl)に位置するProtScaleウェブサイト上でアクセスしたDeleageおよびRouxの方法(Deleage,G.,Roux B.1987 Protein Engineering 1:289−294)を用いてコンピュータアルゴリズム配列解析によって決定した、STEAP−1改変体3のβ−ターンアミノ酸プロファイル。
【図10】8P1D4のSNP改変体の模式的整列。改変体8P1D4 v.4〜8P1D4 v.17は、8P1D4 v.2と比較して1ヌクレオチドの相違を有する改変体である。これらのSNP改変体は別々に示されているが、これらはまた、任意の組み合わせで、そしてこれらの塩基対を含む任意の転写産物改変体(例えば、8P1D4 v.1および8P1D4 v.3)において生じ得る。番号は、8P1D4 v.2の番号に対応する。黒四角は、8P1D4 v.2と同じ配列を示す。SNPをこの四角の上に示す。
【図11】8P1D4の転写産物改変体のエキソン構成。この図は、ポリAテールを含まない転写産物改変体の構造を示す。改変体8P1D4 v.1、8P1D4 v.2および8P1D4 v.3は、同じエキソン2およびエキソン3を共有する、転写産物改変体である。8P1D4 v.1の第1エキソンは、他の2つの転写産物改変体の第1エキソンよりも、5’末端にて30塩基短い。8P1D4 v.2の第4エキソンは、8P1D4 v.1のエキソン4、イントロン4およびエキソン5の組み合わせと同じである。8P1D4 v.1と比較して、改変体8P1D4 v.3は、8P1D4 v.1のイントロン4からスプライシングされたさらなるエキソンを有する。イントロンおよびエキソンの長さは、比例していない。
【図12】8P1D4のタンパク質改変体の模式的整列。タンパク質改変体は、ヌクレオチド改変体に対応する。図10におけるヌクレオチド改変体8P1D4 v.5〜8P1D4 v.17は、8P1D4 v.2と同じタンパク質をコードする。図11に示されるような転写産物改変体8P1D4 v.1および8P1D4 v.3から翻訳されたタンパク質は、アミノ酸F(Phe)またはL(Leu)を169位に含み得る。1アミノ酸の相違を四角の上に示した。黒四角は、8P1D4 v.1と同じ配列を表す。塗りつぶしパターンの異なる四角は、異なる配列を示す。四角の下の数字は、8P1D4 v.1に対応する。
【図13A】8P1D4タンパク質改変体についての二次構造および膜貫通ドメイン推定。8P1D4タンパク質改変体1(配列番号93)(図13a)の二次構造を、ワールドワイドウェブの(.expasy.ch/tools/)に位置するExPasy分子生物学サーバからアクセスした、HNN−Hierarchical Neural Network法(Guermeur,1997,http://pbil.ibcp.fr/cgi−bin/npsa_automat.pl?page=npsa_nn.html)を用いて推定した。この方法は、αヘリックス、延びた鎖、およびランダムコイルの存在および位置を、一次タンパク質配列から推定する。所定の二次構造におけるタンパク質のパーセントもまた列挙する。
【図13B】8P1D4タンパク質改変体についての二次構造および膜貫通ドメイン推定。8P1D4タンパク質改変体2(配列番号94)(図13b)の二次構造を、World Wide Webの(.expasy.ch/tools/)に位置するExPasy分子生物学サーバからアクセスした、HNN−Hierarchical Neural Network法(Guermeur,1997,http://pbil.ibcp.fr/cgi−bin/npsa_automat.pl?page=npsa_nn.html)を用いて推定した。この方法は、αヘリックス、延びた鎖、およびランダムコイルの存在および位置を、一次タンパク質配列から推定する。所定の二次構造におけるタンパク質のパーセントもまた列挙する。
【図13C】8P1D4タンパク質改変体についての二次構造および膜貫通ドメイン推定。8P1D4タンパク質改変体3(配列番号95)(図13c)の二次構造を、World Wide Webの(.expasy.ch/tools/)に位置するExPasy分子生物学サーバからアクセスした、HNN−Hierarchical Neural Network法(Guermeur,1997,http://pbil.ibcp.fr/cgi−bin/npsa_automat.pl?page=npsa_nn.html)を用いて推定した。この方法は、αヘリックス、延びた鎖、およびランダムコイルの存在および位置を、一次タンパク質配列から推定する。所定の二次構造におけるタンパク質のパーセントもまた列挙する。
【図13D−E】図13(d):TMBASEを利用するHofmannおよびStoffelのTMpredアルゴリズム(K.Hofmann,W.Stoffel.TMBASE−A database of membrane spanning protein segments Biol.Chem.Hoppe−Seyler 374:166,1993)に基づく、8P1D4改変体1の膜貫通領域の存在確率および配向の模式的表示(図13(d))。図13(e):Sonnhammer、von Heijne、およびKroghのTMHMMアルゴリズム(Erik L.L.Sonnhammer,Gunnar von Heijne,and Anders Krogh:A hidden Markov model for predicting transmembrane helices in protein sequences.In Proc.of Sixth Int.Conf.on Intelligent Systems for Molecular Biology,175−182頁、J.Glasgow,T.Littlejohn,F.Major,R.Lathrop,D.Sankoff,およびC.Sensen編、Menlo Park,CA:AAAI Press,1998)に基づく、8P1D4改変体1の膜貫通領域の存在確率ならびに細胞外および細胞内配向の模式的表示(図13(e))。TMpredアルゴリズムおよびTMHMMアルゴリズムは、World Wide Webの(.expasy.ch/tools/)に位置するExPasy分子生物学サーバからアクセスされる。
【図13F−G】図13(f):TMBASEを利用するHofmannおよびStoffelのTMpredアルゴリズム(K.Hofmann,W.Stoffel.TMBASE−A database of membrane spanning protein segments Biol.Chem.Hoppe−Seyler 374:166,1993)に基づく、8P1D4改変体2の膜貫通領域の存在確率および配向の模式的表示(図13(f))。図13(g):Sonnhammer、von Heijne、およびKroghのTMHMMアルゴリズム(Erik L.L.Sonnhammer,Gunnar von Heijne,and Anders Krogh:A hidden Markov model for predicting transmembrane helices in protein sequences.In Proc.of Sixth Int.Conf.on Intelligent Systems for Molecular Biology,175−182頁、J.Glasgow,T.Littlejohn,F.Major,R.Lathrop,D.Sankoff,およびC.Sensen編、Menlo Park,CA:AAAI Press,1998)に基づく、8P1D4改変体2の膜貫通領域の存在確率ならびに細胞外および細胞内配向の模式的表示(図13(g))。TMpredアルゴリズムおよびTMHMMアルゴリズムは、World Wide Webの(.expasy.ch/tools/)に位置するExPasy分子生物学サーバからアクセスされる。
【図13H−I】図13(h):TMBASEを利用するHofmannおよびStoffelのTMpredアルゴリズム(K.Hofmann,W.Stoffel.TMBASE−A database of membrane spanning protein segments Biol.Chem.Hoppe−Seyler 374:166,1993)に基づく、8P1D4改変体3の膜貫通領域の存在確率および配向の模式的表示(13(h))。図13(i):Sonnhammer、von Heijne、およびKroghのTMHMMアルゴリズム(Erik L.L.Sonnhammer,Gunnar von Heijne,and Anders Krogh:A hidden Markov model for predicting transmembrane helices in protein sequences.In Proc.of Sixth Int.Conf.on Intelligent Systems for Molecular Biology,175−182頁、J.Glasgow,T.Littlejohn,F.Major,R.Lathrop,D.Sankoff,およびC.Sensen編、Menlo Park,CA:AAAI Press,1998)に基づく、8P1D4改変体3の膜貫通領域の存在確率ならびに細胞外および細胞内配向の模式的表示(図13(i))。TMpredアルゴリズムおよびTMHMMアルゴリズムは、World Wide Webの(.expasy.ch/tools/)に位置するExPasy分子生物学サーバからアクセスされる。
【図14】胃癌患者標本におけるSTEAP−1発現。RNAを、正常な胃(N)および10の異なる胃癌患者標本(T)から抽出した。10μgの総RNA/レーンを有するノーザンブロットをSTEAP−1配列でプローブした。結果は、胃腫瘍組織における約1.6kb STEAP−1の強力な発現を示す。下のパネルは、このブロットの臭化エチジウム染色を表し、これは、RNAサンプルの品質を示す。
【図15】直腸癌患者標本におけるSTEAP−1発現。RNAを、正常な直腸(N)、直腸がん患者腫瘍(T)、および直腸癌転移物(M)から抽出した。10μgの総RNAを有するノーザンブロットをSTEAP−1配列でプローブした。結果は、直腸癌患者組織におけるSTEAP−1の強力な発現を示す。下のパネルは、このブロットの臭化エチジウム染色を表し、これは、RNAサンプルの品質を示す。
【図16】ヒト臍静脈内皮細胞(HUVEC)におけるSTEAP−1発現。第1鎖cDNAを、HUVEC細胞、LAPC−4AD前立腺癌異種移植片およびLAPC−9AD前立腺癌異種移植片、ならびにヒト脳組織から調製した。アクチンおよびGAPDHに対するプライマーを用いたPCRによって、正規化を行った。STEAP−1に対するプライマーを用いた半定量的PCRを、増幅の27サイクル目および30サイクル目で行った。コントロールとして、アクチンに対するプライマーを用いたPCRを(B)に示す。結果は、前立腺癌異種移植片組織において検出された発現と同様に、HUVEC細胞におけるSTEAP−1の強力な発現を示す。HUVEC細胞におけるSTEAP−1の発現は、標的STEAP−1がまた、腫瘍の新脈管構造の内皮細胞を標的化し得ることを示す。
【図17】STEAP−1が、LPAに応答して、カルシウムフラックスを増大させたことを示す。
【図18】STEAP−1媒介カルシウム輸送が、カルシウムの細胞内レベルを調節することによって、前立腺癌増殖を調節することを示す。
【図19】この図は、STEAP−1が、隣接細胞間での低分子カルセイン(calcein)の輸送を媒介し、それによって、前立腺癌細胞における細胞間連絡を調節することを実証する。この結果は、PC3コントロール細胞(STEAP−1タンパク質発現が検出可能でない)が、カルセイン輸送をほとんど示さず、STEAP−1の発現が、細胞間の低分子の輸送を可能にし、それによって、最初に赤色のレシピエント細胞を茶色を帯びるようにし、そして赤色および緑色の分子を共存させることを実証した。
【図20】この図は、STEAP−1が、隣接細胞間での低分子カルセインの輸送を媒介し、それによって、前立腺癌細胞中の細胞間連絡を調節することを実証する。この図は、STEAP−1によって媒介される細胞間連絡の時間依存性様式を示し、ここで、PC3−STEAP−1細胞中の輸送は、6時間ではほとんど見られず、ずっと多くの輸送が24時間で見られる。
【図21】この図は、STEAP−1の発現が、休止PC3細胞において他の点では活性ではない特定のシグナル伝達経路を調節するために充分であるか否かを示し、p38 MAPKカスケードの活性化に対するこれらの遺伝子の影響を、前立腺癌細胞株PC3において調査した。図21Aは、コントロールのneo遺伝子の発現はp38のリン酸化に影響を及ぼさない一方、PC3細胞におけるSTEAP−1の発現が、p38経路の活性化を誘導するに充分であることを示す。図21Bは、これらの結果が、ゲルにおける等しいタンパク質ローディングを示す、抗p38 Abを用いたウェスタンブロッティングを用いて確認されたことを示す。
【図22】この図は、マイトジェンMAPK経路(すなわち、ERKカスケード)を活性化する、前立腺癌細胞株PC3のSTEAP−1の発現の充分さを示す。図22Aは、コントロールのneo遺伝子の発現がERKリン酸化に対して影響を及ぼさない一方、PC3細胞におけるSTEAP−1が、ERKリン酸化の増加を誘導するに充分であることを示す。図22Bは、これらの結果が、抗ERKウェスタンブロッティングを用いて確認されたことを示し、そしてSTEAP−1およびSTEAP−2によるERK経路の活性化を確認する。
【図23】ドナー細胞およびレシピエント細胞上でのSTEAP−1の必要な発現を示す。
【図24】STEAP−1特異的RNAiの導入が、組換え3T3細胞および組換えRat−1細胞におけるSTEAP−1の発現を低下させることを示す。細胞全体での免疫染色は、STEAP−1 RNAiが、Rat−1細胞および3T3細胞におけるSTEAP−1発現を低下させることを示した。この低下を、ウェスタンブロット解析によって確認し、ここでは、STEAP−1タンパク質は、コントロール細胞および未処理細胞と比較して、STEAP−1 RNAi処理細胞中で実質的に低下した。
【図25】RNAiが、前立腺癌およびLNCaP細胞株におけるSTEAP−1の内因性発現を低下させることを示す。

Claims (51)

  1. 組成物であって、以下:
    a)図2(配列番号3、5、7、9、11、13、15、17、19、21、23、25、27、29、31、33、35)のタンパク質の状態を調節する物質、またはb)図2のタンパク質によって調節され、それによって図2のタンパク質を発現する細胞の状態が調節される分子
    を含む、組成物。
  2. 生理学的に受容可能なキャリアをさらに含む、請求項1に記載の組成物。
  3. ヒト単位用量形態で請求項1に記載の組成物を含む、薬学的組成物。
  4. 前記物質が、図2のタンパク質に関するタンパク質に特異的に結合する抗体またはそのフラグメントを含む、請求項1に記載の組成物。
  5. モノクローナルである、請求項4に記載の抗体またはそのフラグメント。
  6. ヒト抗体、ヒト化抗体またはキメラ抗体である、請求項4に記載の抗体。
  7. 請求項4に記載の抗体を産生する、非ヒトトランスジェニック動物。
  8. 請求項5に記載の抗体を産生する、ハイブリドーマ。
  9. 図2(配列番号3、5、7、9、11、13、15、17、19、21、23、25、27、29、31、33、35)のタンパク質を発現する細胞に細胞傷害性薬剤または診断剤を送達する方法であって、該方法は:
    請求項4に記載の抗体またはそのフラグメントに結合体化した該細胞傷害性薬剤または該診断剤を提供する工程;および
    該細胞を抗体−薬剤結合体またはフラグメント−薬剤結合体に曝露する工程
    を包含する、方法。
  10. 前記物質が、抗体またはそのフラグメントをコードするポリヌクレオチドを含み、該抗体またはそのフラグメントのいずれかが、図2のタンパク質に免疫特異的に結合する、請求項1に記載の組成物。
  11. 前記物質が、図2のタンパク質に関するタンパク質を含む、請求項1に記載の組成物。
  12. 図2(配列番号3、5、7、9、11、13、15、17、19、21、23、25、27、29、31、33、35)に示されるアミノ酸配列全体に対して少なくとも90%相同である、請求項11に記載のタンパク質。
  13. 請求項1に記載の組成物であって、前記物質が以下:
    a)図2のタンパク質のうちの8個、9個、10個または11個連続したアミノ酸のペプチド;
    b)表V〜表XVIII(配列番号3、5、7、9)に記載のペプチド;
    c)表XXII〜表XLVII(配列番号3、5、7、9)に記載のペプチド;または
    d)表XLVIII〜表LI(配列番号3、5、7、9)に記載のペプチド
    を含む、組成物。
  14. 前記物質が、図2(配列番号3、5、7、9、11、13、15、17、19、21、23、25、27、29、31、33、35)のタンパク質のアミノ酸配列由来のCTLポリペプチドまたはそのアナログを含む、請求項1に記載の組成物。
  15. 請求項14に記載の組成物であって、ただし、エピトープは、図2(配列番号3、5、7、9、11、13、15、17、19、21、23、25、27、29、31、33、35)のアミノ酸配列全体ではない、組成物。
  16. 前記物質が、表V〜表XVIII(配列番号3、5、7、9、11、13、15、17、19、21、23、25、27、29、31、33、35)に記載されるCTLポリペプチドを含む、請求項14に記載の組成物。
  17. 請求項16に記載の組成物であって、ただし、前記ポリペプチドは、図2(配列番号3、5、7、9、11、13、15、17、19、21、23、25、27、29、31、33、35)のタンパク質のアミノ酸配列全体ではない、組成物。
  18. 前記物質が、図2(配列番号3、5、7、9、11、13、15、17、19、21、23、25、27、29、31、33、35)のアミノ酸配列由来の抗体ポリペプチドエピトープを含む、請求項1に記載の組成物。
  19. 請求項18に記載の組成物であって、ただし、前記エピトープは、図2(配列番号3、5、7、9、11、13、15、17、19、21、23、25、27、29、31、33、35)のアミノ酸配列全体ではない、組成物。
  20. 前記抗体エピトープが、前記ペプチドの末端まで任意の整数で増える、図2(配列番号3、5、7、9、11、13、15、17、19、21、23、25、27、29、31、33、35)のうちの少なくとも5アミノ酸のペプチド領域を含み、ここで該エピトープが、以下:
    a)図5のヒドロパシープロファイルにおいて0.5よりも大きい値を有するアミノ酸位置;
    b)図6のヒドロパシープロファイルにおいて0.5よりも小さい値を有するアミノ酸位置;
    c)図7の接近可能残基の%のプロファイルにおいて0.5よりも大きい値を有するアミノ酸位置;
    d)図8の平均可橈性プロファイルにおいて0.5よりも大きい値を有するアミノ酸位置;
    e)図9のβ−ターンプロファイルにおいて0.5よりも大きい値を有するアミノ酸位置;
    f)a)〜e)のうちの少なくとも2つの組み合わせ;
    g)a)〜e)のうちの少なくとも3つの組み合わせ;
    h)a)〜e)のうちの少なくとも4つの組み合わせ;または
    i)a)〜e)のうちの5つの組み合わせ;
    から選択されるアミノ酸位置を含む、請求項18に記載の組成物。
  21. 請求項20に記載の組成物であって、ただし、前記エピトープは、図2(配列番号3、5、7、9、11、13、15、17、19、21、23、25、27、29、31、33、35)のアミノ酸配列全体ではない、組成物。
  22. 請求項11に記載のタンパク質をコードする、ポリヌクレオチド。
  23. 図2に記載の核酸分子を含む、請求項22に記載のポリヌクレオチド。
  24. 請求項22に記載のポリヌクレオチドであって、ただし、前記コードされたタンパク質は、図2(配列番号3、5、7、9、11、13、15、17、19、21、23、25、27、29、31、33、35)のアミノ酸配列全体ではない、ポリヌクレオチド。
  25. TがUで置換されている、請求項22に記載のポリヌクレオチド。
  26. 前記物質が、図2(配列番号2、4、6、8、10、12、14、16、18、20、22、24、26、28、30、32、34)の核酸配列のコード配列を含むポリヌクレオチドを含む、請求項1に記載の組成物。
  27. 請求項11に記載のさらなるタンパク質をコードするさらなるヌクレオチド配列をさらに含む、請求項22に記載のポリヌクレオチド。
  28. 請求項22に記載のポリヌクレオチドに対して完全に相補的であるポリヌクレオチドを含む、組成物。
  29. 請求項25に記載のポリヌクレオチドに完全に相補的であるポリヌクレオチドを含む、組成物。
  30. 請求項27に記載のポリヌクレオチドに完全に相補的であるポリヌクレオチドを含む、組成物。
  31. 前記物質が、a)STEAP−1コード配列を有するポリヌクレオチドを切断するリボザイム、またはb)該リボザイムをコードする核酸分子;および生理学的に受容可能なキャリアを含む、請求項1に記載の組成物。
  32. 前記物質がヒトT細胞を含み、該T細胞が、特定のHLA分子の状況においてSTEAP−1ペプチド部分配列を特異的に認識する、請求項1に記載の組成物。
  33. 図2のタンパク質を発現する癌細胞の増殖を阻害する方法であって、該方法が、
    該細胞に請求項1に記載の組成物を投与する工程
    を包含する、方法。
  34. 図2のタンパク質を発現する癌細胞の増殖を阻害する請求項33に記載の方法であって、該方法が:
    該細胞に、抗体またはそのフラグメントを投与する工程を包含し、該抗体またはそのフラグメントのいずれかが、STEAP−1関連タンパク質に特異的に結合する、方法。
  35. 図2のタンパク質を発現する癌細胞の増殖を阻害する請求項33に記載の方法であって、該方法は:
    該細胞に、STEAP−1関連タンパク質を投与する工程
    を包含する、方法。
  36. 図2のタンパク質を発現する癌細胞の増殖を阻害する請求項33に記載の方法であって、該方法は:
    該細胞に、STEAP−1関連タンパク質のコード配列を含むポリヌクレオチド、またはSTEAP−1関連タンパク質のコード配列に相補的であるポリヌクレオチドを含むポリヌクレオチドを投与する工程
    を包含する、方法。
  37. 図2のタンパク質を発現する癌細胞の増殖を阻害する請求項33に記載の方法であって
    、該方法は:
    該細胞に、図2のタンパク質をコードするポリヌクレオチドを切断するリボザイムを投与する工程
    を包含する、方法。
  38. 図2のタンパク質および特定のHLA分子を発現する癌細胞の増殖を阻害する請求項33に記載の方法であって、該方法は:
    ヒトT細胞を該癌細胞に投与する工程であって、該T細胞が図2のタンパク質のペプチド部分配列を特異的に認識する一方で、該部分配列が特定のHLA分子の状況にある、工程
    を包含する、方法。
  39. 請求項33に記載の方法であって、該方法が:
    単鎖モノクローナル抗体をコードするヌクレオチドを送達するベクターを投与し、それにより、該コードされた単鎖抗体が、図2のタンパク質を発現する癌細胞内で細胞内発現される、工程
    を包含する、方法。
  40. 図2のタンパク質に対する哺乳動物免疫応答を生じる方法であって、該方法は:
    該哺乳動物の免疫系の細胞を、以下:
    a)STEAP−1関連タンパク質および/または
    b)該タンパク質をコードするヌクレオチド配列
    の一部分に曝露し、それにより、該タンパク質に対する免疫応答が生じる工程
    を包含する、方法。
  41. 請求項40に記載の免疫応答を生じる方法であって、該方法は:
    少なくとも1つのT細胞エピトープまたは少なくとも1つのB細胞エピトープを含むSTEAP−1関連タンパク質を提供する工程;および
    該エプトープを哺乳動物免疫系のT細胞またはB細胞とそれぞれ接触させ、それによって該T細胞またはB細胞が活性化される工程、
    を包含する、方法。
  42. 前記免疫系細胞がB細胞であり、それによって誘導されたB細胞が前記STEAP−1関連タンパク質に特異的に結合する抗体を産生する、請求項41に記載の方法。
  43. 前記免疫系細胞が、細胞傷害性T細胞(CTL)であるT細胞であり、それによって活性化された該CTLが、前記STEAP−1関連タンパク質を発現する自己細胞を殺傷する、請求項41に記載の方法。
  44. 前記免疫系細胞が、ヘルパーT細胞(HTL)であるT細胞であり、それによって前記活性化された該HTLが、細胞傷害性T細胞(CTL)の細胞傷害活性またはB細胞の抗体産生活性を促進するサイトカインを分泌する、請求項41に記載の方法。
  45. サンプル中のSTEAP−1関連タンパク質またはSTEAP−1関連ポリヌクレオチドの存在を検出するための方法であって、該方法は:
    該サンプルを、STEAP−1関連タンパク質またはSTEAP−1関連ポリヌクレオチドとそれぞれ特異的に結合する請求項1に記載の物質と接触させる工程;および
    該物質と該STEAP−1関連タンパク質との複合体、または該物質と該STEAP−1関連ポリヌクレオチドとの複合体がそれぞれ存在するか否かを決定する工程、
    を包含する、方法。
  46. サンプル中のSTEAP−1関連タンパク質の存在を検出するための請求項45に記載の方法であって、該方法は:
    該サンプルを、抗体またはそのフラグメントと接触させる工程であって、該抗体またはそのフラグメントのいずれかが該STEAP−1関連タンパク質と特異的に結合する、工程;および
    該抗体またはそのフラグメントと該STEAP−1関連タンパク質との複合体が存在するか否かを決定する工程、
    を包含する、方法。
  47. 癌を有しているかまたは癌を有する疑いのある患者からサンプルを採取する工程をさらに包含する、請求項45に記載の方法。
  48. サンプル中の図2のタンパク質のmRNAの存在を検出するための請求項45に記載の方法であって、該方法は:
    少なくとも1つのプライマーを用いた逆転写によって該サンプルからcDNAを生成する工程;
    STEAP−1ポリヌクレオチドをセンスプライマーおよびアンチセンスプライマーとして使用してこのように生成されたcDNAを増幅させる工程であって、該センスプライマーおよび該アンチセンスプライマーとして使用された該STEAP−1ポリヌクレオチドが、STEAP−1 cDNAを増幅させるために役立つ、工程;ならびに
    該増幅されたSTEAP−1 cDNAの存在を検出する工程、
    を包含する、方法。
  49. 癌を有しているかまたは癌を有する疑いのある患者由来の生物学的サンプルにおいて1つ以上のSTEAP−1遺伝子産物をモニタリングするための請求項45に記載の方法であって、該方法は:
    個体由来の組織サンプル中の細胞によって発現される1つ以上のSTEAP−1遺伝子産物の状態を決定する工程;
    このように決定された状態を、対応する正常なサンプルにおける1つ以上のSTEAP−1遺伝子産物の状態と比較する工程;および
    該正常なサンプルに対する該サンプル中のSTEAP−1の1つ以上の異常な遺伝子産物の存在を同定する工程、
    を包含する、方法。
  50. STEAP−1 mRNAまたはSTEAP−1タンパク質の1つ以上の上昇した遺伝子産物が存在するか否かを決定する工程をさらに包含し、それによって前記正常な組織サンプルと比較した前記試験サンプル中の1つ以上の上昇した遺伝子産物の存在が、癌の存在または状態を示す、請求項49に記載の方法。
  51. 前記癌が、表Iに記載の組織中で生じる、請求項50に記載の方法。
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