JP2005514006A - 物質 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明は、(i)膜貫通ドメインを除くTCRα鎖の全部又は一部と、(ii)膜貫通ドメインを除くTCRβ鎖の全部又は一部とを備えた可溶性T細胞受容体(sTCR)を提供する。(i)及び(ii)は、それぞれ、TCR鎖の機能的可変ドメインと定常ドメインの少なくとも一部とを備え、定常ドメイン残基の間が天然のTCR中には存在しないジスルフィド結合によって連結されている。
Description
α鎖 Thr45: QSKDSDVYITDKTVLDMRSM(TRAC*01遺伝子のエキソン1のアミノ酸36−55)
α鎖 Tyr10: DIQNPDPAVYQLRDSKSSDK(TRAC*01遺伝子のエキソン1のアミノ酸1−20)
α鎖 Ser15: DPAVYQLRDSKSSDKSVCLF(TRAC*01遺伝子のエキソン1のアミノ酸6−25)
β鎖 Ser57: NGKEVHSGVSTDPQPLKEQP(TRBC1*01遺伝子とTRBC2*01遺伝子のエキソン1のアミノ酸48−67)
β鎖 Ser77: ALNDSRYALSSRLRVSATFW(TRBC1*01及びTRBC2*01遺伝子のエキソン1のアミノ酸68−87)
β鎖 Ser17: PPEVAVFEPSEAEISHTQKA(TRBC1*01及びTRBC2*01遺伝子のエキソン1のアミノ酸8−27)
β鎖 Asp59: KEVHSGVSTDPQPLKEQPAL(TRBC1*01及びTRBC2*01遺伝子のエキソン1のアミノ酸50−69)
β鎖 Glu15: VFPPEVAVFEPSEAEISHTQ(TRBC1*01及びTRBC2*01遺伝子のエキソン1のアミノ酸6−25)
その他の種では、TCR鎖は、上記モチーフと100%の同一性を有する領域を有していないことがある。しかしながら、当業者であれば、TCRのα鎖又はβ鎖の等価な部分を同定して、システインに変異させるべき残基を同定するために上記モチーフを用いることが可能であろう。この点では、アラインメント技法を用いることができる。例えば、TCR配列の変異に適した部分の位置を決定するために、European Bioinformatics Institute website(http://www.ebi.ac.uk/index.html)から入手できるClustal Wを用いて、上記モチーフを、特定のTCR鎖配列と比較することができる。
PYIQNPEPAVYQLKDPRSQDSTLCLFTDFDSQINVPKTMESGTFITDKTVLDMKAMDSKSNGAIAWSNQTSFTCQDIFKETNATYPSSDVP
マウスのCβ可溶性ドメイン:
EDLRNVTPPKVSLFEPSKAEIANKQKATLVCLARGFFPDHVELSWWVNGREVHSGVSTDPQAYKESNYSYCLSSRLRVSATFWHNPRNHFRCQVQFHGLSEEDKWPEGSPKPVTQNISAEAWGRAD
ヒトα鎖Thr48のマウスにおける等価物:ESGTFITDKTVLDMKAMDSK
ヒトα鎖Thr45のマウスにおける等価物:KTMESGTFITDKTVLDMKAM
ヒトα鎖Tyr10のマウスにおける等価物:YIQNPEPAVYQLKDPRSQDS
ヒトα鎖Ser15のマウスにおける等価物:AVYQLKDPRSQDSTLCLFTD
ヒトβ鎖Ser57のマウスにおける等価物:NGREVHSGVSTDPQAYKESN
ヒトβ鎖Ser77のマウスにおける等価物:KESNYSYCLSSRLRVSATFW
ヒトβ鎖Ser17のマウスにおける等価物:PPKVSLFEPSKAEIANKQKA
ヒトβ鎖Asp59のマウスにおける等価物:REVHSGVSTDPQAYKESNYS
ヒトβ鎖Glu15のマウスにおける等価物:VTPPKVSLFEPSKAEIANKQ。
(i)本明細書に記載された可溶性T細胞受容体又は多価T細胞受容体複合体を準備することと、
(ii)前記可溶性T細胞受容体又は多価TCR複合体を前記MHC−ペプチド複合体と接触させることと、
(iii)前記MHC−ペプチド複合体への前記可溶性T細胞受容体又は多価TCR複合体の結合を検出することと、
を備えた方法を提供する。
最も単純な形態では、本発明の多価TCR複合体は、好ましくはリンカー分子を介して、(例えば、共有結合で、又はその他の結合で)互いに会合(associate)した2又は3又は4以上のT細胞受容体分子の多量体を備える。適切なリンカー分子には、アビジン、ストレプトアビジン、ニュートラビジン、及びエキストラビジン(これらは、それぞれ、ビオチンの結合部位を4つ有している)等の多価接着分子(attachment molecuLe)が含まれるがこれらに限定されるものではない。このように、複数のTCR結合部位を有するT細胞受容体の多量体中に、ビオチン化されたTCR分子を形成することができる。多量体中に存在するTCR分子の数は、多量体を作るために用いられるリンカー分子の量に対するTCRの量に依存するとともに、他のあらゆるビオチン化された分子の有無にも依存するであろう。好ましい多量体は、二量体、三量体、又は四量体のTCR複合体である。
・小分子細胞毒性物質(すなわち、700ダルトン未満の分子量を有し、哺乳類細胞を死滅させることができる化合物)。このような化合物は、細胞毒性効果を有することができる有毒金属も含有し得るであろう。さらに、これらの小分子細胞毒性物質には、プロドラッグ(すなわち、生理的条件下で崩壊し、又は変換を受けて、細胞毒性物質を放出する化合物)も含まれることを理解しなければならない。このような物質の例として、シスプラチン、メイタイシン誘導体、レイチェルマイシン(rachelmycin)、カリチェアマイシン、ドセタキセル、エトポシド、ゲムシタビン、イフォスファミド、イリノテカン、メルファラン、ミトキサントロン、ソルファイマー(sorfimer)、ナトリウムフォトフリンII、テモゾルミド(temozolmide)、トポテカン、トリメトレエートグルクロネート(trimetreate glucuronate)、アウリスタチンE(auristatin E)、ビンクリスチン、及びドキソルビシンが挙げられる;
・ペプチドサイトトキシン(すわち、哺乳類細胞を死滅させることができるタンパク質又はその断片)。例として、リシン、ジフテリアトキシン、シュードモナスバクテリアトキシンA、DNAアーゼ及びRNAアーゼが含まれる;
・放射線核種(すなわち、α若しくはβ粒子又はγ線のうち1以上を放出しながら崩壊する、元素の非安定同位体)。例として、ヨウ素131、レニウム186、インジウム111、イットリウム90、ビスマス210及び213、アクチニウム225、並びにアスタチン213などが含まれる;
・抗体に誘導される酵素プロドラッグ(antibody directed enzyme pro-drug)などのプロドラッグ;
・免疫刺激物質(immuno-stimulant)(すなわち、免疫反応を刺激する成分)。例として、IL−2などのサイトカイン、IL−8、血小板因子4、メラノーマ増殖刺激タンパク質などのケモカイン、抗体又はその断片、補体活性化因子、異種タンパク質ドメイン、同種タンパク質ドメイン、ウイルス/細菌タンパク質ドメイン、並びにウイルス/細菌ペプチドが含まれる。
TRAC*01中のエキソン1のA6 Taxトレオニン48をシステインに突然変異させるために、以下のプライマーを設計した(突然変異を小文字で示す)。
5’-AT GTC TAG CAC Aca TTT GTC TGT G
TRBC1*01及びTRBC2*01の両方におけるエキソン1のA6 Taxセリン57をシステインに突然変異させるために、以下のプライマーを設計した(突然変異を小文字で示す)。
5’-GG GTC TGT GCa GAC CCC ACT G
PCR突然変異誘発:
A6 Tax TCRα鎖又はβ鎖の各遺伝子を含む発現プラスミドを、それぞれα鎖プライマー又はβ鎖プライマーを用いて、以下のように突然変異させた。プラスミド100ngを10mM dNTP 5μL、10xPfu緩衝剤(Stratagene)25μL、Pfuポリメラーゼ(Stratagene)10単位と混合し、最終体積をH2Oで240μLに調節した。この混合物48μLに、最終反応体積50μL中最終濃度が0.2μMになるように希釈したプライマーを補充した。95℃30秒の初期変性ステップの後、Hybaid PCR発現PCR装置を用いて、反応混合物を15ラウンドの変性(95℃、30秒)、アニーリング(55℃、60秒)及び伸長(73℃、8分)に供した。次いで、この生成物を、DpnI制限酵素(New England Biolabs)10単位を用いて37℃で5時間消化した。消化された反応物10μLをコンピテントXL1−Blue細菌に形質転換して、37℃で18時間増殖させた。単一コロニーを選択し、TYP+アンピシリン(16g/Lバクトトリプトン、16g/L酵母抽出物、5g/LNaCl、2.5g/LK2HPO4、100mg/Lアンピシリン)5mL中で終夜増殖させた。QIAgenミニプレップカラムを用いて製造者の指示に従ってプラスミドDNAを精製し、オックスフォード大学生化学科の配列決定施設における自動配列決定によってその配列を確認した。α鎖の突然変異核酸配列及びアミノ酸配列のそれぞれを図2a及び3aに、β鎖の突然変異核酸配列及びアミノ酸配列のそれぞれを図2b及び3bに示す。
突然変異α鎖及びβ鎖を含む各発現プラスミドをそれぞれE.Coli菌株BL21pLysSに別個に形質転換し、単一のアンピシリン耐性コロニーをTYP(アンピシリン100μg/mL)培地中37℃でOD600が0.4になるまで増殖させてから0.5mM IPTGによってタンパク質発現を誘導した。誘導から3時間後にBeckman J-6Bを用いて4000rpmで30分間遠心分離して細胞を回収した。細胞のペレットを、50mMトリス−HCl、25%(w/v)スクロース、1mM NaEDTA、0.1%(w/v)アジ化ナトリウム、10mM DTT、pH8.0を含有する緩衝液に再懸濁した。終夜の凍結融解ステップ後、再懸濁した細胞を、Milsonix XL2020超音波処理器中で直径12mmの標準プローブを用いて1分のバーストで合計約10分間超音波処理した。封入体のペレットをBeckman J2−21遠心分離器を用いて13000rpmで30分間遠心分離して回収した。次いで、洗浄剤による洗浄を3回実施して細胞片及びメンブレン成分を除去した。毎回、トリトン緩衝液(50mMトリス−HCl、0.5%トリトンX100、200mM NaCl、10mM NaEDTA、0.1%(w/v)アジ化ナトリウム、2mM DTT、pH8.0)で封入体ペレットをホモジナイズした後に、Beckman J2−21を用いて13000rpmで15分間遠心分離してペレット化した。次いで、以下の緩衝液、すなわち、50mMトリス−HCl、1mM NaEDTA、0.1%(w/v)アジ化ナトリウム、2mM DTT、pH8.0中で同様に洗浄して、洗浄剤及び塩を除去した。最後に、封入体を30mgの一定分量に分割して、−70℃で凍結させた。6Mグアニジン−HClで可溶化し、Bradford色素結合アッセイ(PerBio)で測定することによって、封入体タンパク質収率を定量した。
表面プラズモン共鳴バイオセンサー(BIAcore 3000(商標))を用いて、ペプチド−MHCリガンドに対するsTCRの結合性を分析した。この分析は、ストレプトアビジンで被覆された結合表面に半配向して固定された(以下に記載する)単一のpMHC複合体を作製することによって容易になり、(別個のフローセル上に固定された)最高4種類の異なるpMHCに対する可溶性T細胞受容体の結合性を同時に効率的に試験することが可能になる。HLA複合体を手動で注入することによって、固定クラスI分子の正確な濃度を容易に操作できるようになる。
実験例1において調製した可溶性A6 TCRのβ鎖は、連結部位として使用するのに適したBglII制限酵素切断部位(AAGCTT)を天然配列中に含む。
NY-ESO TCRをコードするcDNAを、Enzo Cerundolo(Institute of MolecuLar Medicine、University of Oxford)によって提供されたT細胞から既知の技術に従って単離した。NY-ESO TCRをコードするcDNAを、mRNAを逆転写酵素で処理することによって生成させた。
新規ジスルフィド結合、及び天然ジスルフィド鎖間結合に関与するシステイン残基の少なくとも1つが組み込まれた可溶性NY-ESO TCRを生成させるために、実験例4に記載したように、α鎖BamHI及びβ鎖BglII制限酵素切断部位を含むプラスミドをフレームワークとして使用した。以下のプライマーを使用した。
AH−1.23 TCRをコードするcDNAを、Hill Gaston(Medical School、Addenbrooke’s Hospital、Cambridge)によって提供されたT細胞から既知の技術に従って単離した。NY-ESO TCRをコードするcDNAを、mRNAを逆転写酵素で処理することによって生成させた。
TRAC*01のエキソン1のトレオニン48とTRBC1*01/TRBC2*01両方のエキソン1のセリン57との間以外の位置にあるTCR免疫グロブリン領域において、新規ジスルフィド結合を含む機能的可溶性TCRを形成できるかどうかを検討するために以下の実験を実施した。
5’-CACAGACAAAtgTGTGCTAGACAT-3’
5’-ATGTCTAGCACAcaTTTGTCTGTG-3’
Y10→C 突然変異
5’-CCCTGCCGTGTgCCAGCTGAGAG-3”
5’-CTCTCAGCTGGcACACGGCAGGG-3’
L12→C 突然変異
5’-CCGTGTACCAGtgcAGAGACTCTAAATC-3’
5’-GATTTAGAGTCTCTgcaCTGGTACACGG-3’
S15→C 突然変異
5’-CAGCTGAGAGACTgTAAATCCAGTGAC-3’
5’-GTCACTGGATTTAcAGTCTCTCAGCTG-3’
V22→C 突然変異
5’-CAGTGACAAGTCTtgCTGCCTATTCAC-3’
5’-GTGAATAGGCAGcaAGACTTGTCACTG-3’
Y43→C 突然変異
5’-GATTCTGATGTGTgTATCACAGACAAAT-3’
5’-ATTTGTCTGTGATAcACACATCAGAATC-3’
T45→C 突然変異
5’-CTGATGTGTATATCtgtGACAAAACTGTGC-3’
5’-GCACAGTTTTGTCacaGATATACACATCAG-3’
L50→C 突然変異
5’-AGACAAAACTGTGtgtGACATGAGGTCT-3’
5’-AGACCTCATGTCacaCACAGTTTTGTCT-3’
M52→C 突然変異
5’-ACTGTGCTAGACtgtAGGTCTATGGAC-3’
5’-GTCCATAGACCTacaGTCTAGCACAGT-3’
S61→C 突然変異
5’-CTTCAAGAGCAACtGTGCTGTGGCC-3’
5’-GGCCACAGCACaGTTGCTCTTGAÅG-3’
TCR A6β鎖を突然変異させるために、以下のプライマーを設計した(プライマー名称内の番号はTRBC2*01のエキソン1中で突然変異するアミノ酸残基の位置を示し、突然変異した残基を小文字で示す)。
5’-CAGTGGGGTCtGCACAGACCC-3’
5’-GGGTCTGTGCaGACCCCACTG-3’
V13→C 突然変異
5’-CCGAGGTCGCTtgtTTTGAGCCATCAG-3’
5’-CTGATGGCTCAAAacaAGCGACCTCGG-3’
F14→C 突然変異
5’-GGTCGCTGTGtgtGAGCCATCAGA-3’
5’-TCTGATGGCTCacaCACAGCGACC-3’
S17→C 突然変異
5’-GTGTTTGAGCCATgtGAAGCAGAGATC-3’
5’-GATCTCTGCTTCacATGGCTCAAACAC-3’
G55→C 突然変異
5’-GAGGTGCACAGTtGtGTCAGCACAGAC-3’
5’-GTCTGTGCTGACaCaACTGTGCACCTC-3’
D59→C 突然変異
5’-GGGTCAGCACAtgCCCGCAGCCC-3’
5’-GGGCTGCGGGcaTGTGCTGACCC-3’
L63→C 突然変異
5’-CCCGCAGCCCtgCAAGGAGCAGC-3’
5’-GCTGCTCCTTGCaGGGCTGCGGG-3’
S77→C 突然変異
5’-AGATACGCTCTGtGCAGCCGCCT-3’
5’-AGGCGGCTGCaCAGAGCGTATCT-3’
R79→C 突然変異
5’-CTCTGAGCAGCtGCCTGAGGGTC-3’
5’-GACCCTCAGGCaGCTGCTCAGAG-3’
E15→C 突然変異
5’-GCTGTGTTTtgtCCATCAGAA-3’
5’-TTCTGATGGacaAAACACAGC-3’
以下のアミノ酸対間に新規ジスルフィド鎖間結合を含む可溶性TCRを生成させるために、PCR突然変異誘発、α及びβTCR構築物増幅、ライゲーション及びプラスミド精製を、上記プライマーの適切な組み合わせを用いて、実験例1に記載したように実施した。
NY−ESO dsTCRを実験例5に記載したようにクローン化し以下のように発現させた。
新規ジスルフィド結合が組み込まれた可溶性NY-ESO TCRを生成させるために、実験例4に記載したように、α鎖BamHI及びβ鎖BglII制限酵素切断部位を含むA6 TCRプラスミドをフレームワークとして使用した。
TCR四量体の調製
実験例10のように調製した、新規ジスルフィド結合及びビオチン認識配列を含むNY−ESO可溶性TCRを利用して、細胞染色に必要な可溶性TCR四量体を形成させた。精製可溶性TCR溶液(約0.2mg/mL)2.5mLの緩衝液を、PD−10カラム(Pharmacia)を用いてビオチン化反応緩衝液(50mMトリス pH8.0、10mM MgCl2)に置換した。分子量カットオフが10kDaであるcentricon濃縮装置(Amicon)を用いて溶出液(3.5mL)を1mLに濃縮した。これに、貯蔵物(pH7.0に調整された0.1g/mL)からATPを添加して10mMにした。次いで、多量のプロテアーゼ阻害剤のカクテル(プロテアーゼ阻害剤カクテルSet 1、Calbiochem Biochemicals)を、供給された貯蔵溶液の1/100の最終プロテアーゼカクテル濃度にするのに十分な量添加し、その後(0.2M貯蔵物から添加された)1mM ビオチン及び(0.5mg/mLの貯蔵物からの)20μg/mL 酵素を添加した。次いで、この混合物を終夜室温でインキュベートした。S75 HRカラムのサイズ排除クロマトグラフィによって、この溶液から過剰のビオチンを除去した。NY-ESO TCRのビオチン化レベルを、以下のように、サイズ排除HPLCベースの方法によって決定した。50uL一定量のビオチン化NY-ESO TCR(2mg/mL)を、ストレプトアビジンで被覆したアガロースビーズ(Sigma)50uLと共に1時間インキュベートした。次いで、このビーズを遠心沈殿させ、未結合試料50μLを、TSK 2000 SWカラム(Tosoohaas)に流量0.5mL/min(200mMリン酸緩衝液 pH7.0)で30分間かけた。ビオチン化NY-ESO TCRの存在を、UV分光計によって214nm及び280nmで検出した。ビオチン化NY−ESOを非ビオチン化NY-ESO TCR対照と対比して測定した。非ビオチン化タンパク質のピーク面積からビオチン化タンパク質のピーク面積を減算してビオチン化の割合を計算した。
PBS 0.5mLで希釈した0.3×106HLA−A2陽性EBV形質転換B細胞系(PP LCL)の4つのアリコートを、HLA−A2 NYESOペプチド(SLLMWITQC)の濃度を変えて(0、10−4、10−5及び10−6M)37℃で2時間インキュベートした。次いで、これらのPP LCL細胞を、ハンクス緩衝食塩水溶液(HBSS)(Gibco、UK)で2回洗浄した。
上記実験例はすべて、Cβ2定常領域が組み込まれた、新規ジスルフィド結合を含む可溶性TCRの生成について説明している。本実験例では、Cβ1定常領域が組み込まれた、可溶性TCRを首尾よく生成可能であることを示す。
A6 TCRβ鎖V−ドメインのPCR構築用に以下のプライマーを設計した。
5’-CCTTGTTCAGGTCCTCTGTGACCGTGAG-3’
Cβ1のPCR構築用に以下のプライマーを設計した。
5’-CCCAAGCTTAGTCTGCTCTACCCCAGGCCTCGGC-3’
ベータVTCR構築物及びCβ1構築物を標準PCR法によって別々に増幅した。これらを、ステッチングPCRによって連結させた。QIAgenミニプレップカラムを用いて製造者の指示に従ってプラスミドDNAを精製し、オックスフォード大学生化学科の配列決定施設における自動配列決定によってその配列を確認した。A6+Cβ1の配列を図92に示す。
透析したリフォールディング体をPOROS 50HQ陰イオン交換カラムに充填し、Akta精製装置(Pharmacia)を用いて50カラム体積にわたる0〜500mMのNaCl勾配で、結合したタンパク質を図93のように溶出させることによって、分解生成物及び不純物からsTCRを分離させた。ピーク画分を4℃で貯蔵し、クーマシー染色SDS−PAGE(図94)によって分析した後、プールし濃縮した。最後に、HBS−EP緩衝液(10mM HEPES pH7.4、150mM NaCl、3.5mM EDTA、0.05%ノニデットp40)中で予め平衡化させたSuperdex 200HRゲルろ過カラム(図95)を用いてsTCRを精製しその特徴を調べた。約50kDaの相対分子量で溶出したピークをプールし濃縮した後、BIAcore表面プラズモン共鳴分析によってその特徴を調べた。
TCRのβ鎖定常領域には、鎖間又は鎖内ジスルフィド結合形成に関与しないシステイン残基(TRBC1*01及びTRBC2*01のエキソン1における残基75)が含まれる。上記実験例はすべて、機能性TCRの収率低下をもたらし得る「不適切な」ジスルフィド結合が形成される可能性を回避するために、この「遊離の」システインがアラニンに突然変異した、新規ジスルフィド結合を有する可溶性TCRの生成について述べている。本実験例では、この「遊離の」システインが組み込まれた可溶性TCRを生成させ得ることを示す。
TCRβ鎖アラニン(TRBC1*01及びTRBC2*01のエキソン1の残基75)をシステインに突然変異させるために、以下のプライマーを設計した(突然変異を小文字で示す)。
5’-CG GCT GCT CAG Aca GTA TCT GGA GTC A
可溶性TCRのPCR突然変異誘発、発現及びリフォールディングを、実験例2に記載したように実施した。
透析したリフォールディング体をPOROS 50HQ陰イオン交換カラムに充填し、Akta精製装置(Pharmacia)を用いて50カラム体積にわたる0〜500mMのNaCl勾配で、結合したタンパク質を図98のように溶出させることによって、分解生成物及び不純物からsTCRを分離させた。ピーク画分を4℃で貯蔵し、クーマシー染色SDS−PAGE(図99)によって分析した後、プールし濃縮した。最後に、HBS−EP緩衝液(10mM HEPES pH7.4、150mM NaCl、3.5mM EDTA、0.05%ノニデットp40)中で予め平衡化させたSuperdex 200HRゲルろ過カラム(図100)を用いてsTCRを精製しその特徴を調べた。約50kDaの相対分子量で溶出したピークをプールし濃縮した後、BIAcore表面プラズモン共鳴分析によってその特徴を調べた。
本実験例では、β鎖の「遊離の」システイン(TRBC1*01及びTRBC2*01のエキソン1の残基75)がセリンに突然変異した、新規ジスルフィド結合を含む可溶性TCRが首尾よく生成可能であることを示す。
天然システイン(TRBC1*01及びTRBC2*01のエキソン1の残基75)を予め置換したTCRβ鎖アラニンをセリンに突然変異させるために、以下のプライマーを設計した(突然変異を小文字で示す)。
5’-CG GCT GCT CAG AGa GTA TCT GGA GTC A
可溶性TCRの(図102に示す突然変異ベータ鎖をもたらす)PCR突然変異誘発、発現及びリフォールディングを、実験例2に記載したように実施した。
透析したリフォールディング体をPOROS 50HQ陰イオン交換カラムに充填し、Akta精製装置(Pharmacia)を用いて50カラム体積にわたる0〜500mMのNaCl勾配で、結合したタンパク質を図103に示すように溶出させることによって、分解生成物及び不純物からsTCRを分離させた。ピーク画分を4℃で貯蔵し、クーマシー染色SDS−PAGE(図104)によって分析した後、プールし濃縮した。最後に、HBS−EP緩衝液(10mM HEPES pH7.4、150mM NaCl、3.5mM EDTA、0.05%ノニデットp40)中で予め平衡化させたSuperdex 200HRゲルろ過カラム(図105)を用いてsTCRを精製しその特徴を調べた。約50kDaの相対分子量で溶出したピークをプールし濃縮した後、BIAcore表面プラズモン共鳴分析によってその特徴を調べた。
NY-ESO TCRα鎖及びβ鎖を、Saccharomyces cerevisiae由来のプレプロα接合因子配列のC末端に融合させ、それぞれ酵母発現ベクターpYX122及びpYX112にクローン化した(図107及び108参照)。
5’-TCA CCT CCT GGG CTT CAG CCT CTC TTT TAT C-3’
S.cerevisiae菌株SEY6210由来のプレプロα接合因子配列をPCR増幅してTCRβ鎖に融合させるために、以下のプライマーを設計した。
5’-GTG TCT CGA GTT AGT CTG CTC TAC CCC AGG C-3’
S.cerevisiae菌株SEY6210のコロニーを0.25%SDS水溶液30μLに再懸濁し、90℃で3分間加熱して、酵母DNAを調製した。TCRα鎖及びβ鎖に融合させるためのプレプロα接合因子配列を、それぞれ上述のプライマー対を用いて以下のPCR条件で酵母DNA0.25μLをPCR増幅することによって生成させた。各プライマー12.5pモルを、200μM dNTP、10xPfu緩衝液5μL及びPfuポリメラーゼ(Stratagene)1.25単位と最終体積50μL中で混合した。92℃30秒の初期変性ステップの後、反応混合物をHybaid PCR発現PCR装置によって30ラウンドの変性(92℃、30秒)、アニーリング(46.9℃、60秒)及び伸長(72℃、2分)に供した。
5’-CTC CTC TCG AGT TAG GAA CTT TCT GGG CTG GG-3’
上述のプレプロα接合因子配列に融合させるTCRβ鎖をPCR増幅するために、以下のプライマーを設計した。
5’-GTG TCT CGA GTT AGT CTG CTC TAC CCC AGG C-3’
TCRα鎖及びβ鎖を増幅するためのPCR条件は、以下の変更点以外上述したのと同じであった。すなわち、TCRα鎖及びβ鎖を増幅するために使用したDNAテンプレートは、それぞれ(実験例5において調製した)NY-ESO TCRα鎖及びβ鎖であり、使用したアニーリング温度は60.1℃であった。
それぞれ実験例15に記載したように生成されたTCRα鎖及びβ鎖を含む酵母発現プラスミドを、Agatep等(1998)(Technical Tips Online(http://tto.trends.com)1:51:P01525)によるプロトコルを用いて、S.cerevisiae菌株SEY6210に同時形質転換した。ヒスチジン及びウラシルを含有する合成ドロップアウト(SD、synthetic dropout)寒天(Qbiogene、Illkirch、France)上で増殖させた単一のコロニーを、ヒスチジン及びウラシルを含有するSD培地10mL中30℃で終夜培養した。その終夜培養したものを、ヒスチジン及びウラシルを含有する新鮮なSD培地10mL中1:10で継代培養し、30℃で4時間増殖させた。その培養物を、Heraeus Megafuge 2.0R(Kendro Laboratory Products Ltd、Bishop’s Stortford、Hertfordshire、UK)を用いて3800rpmで5分間遠心分離し、上清を回収した。StratClean Resin(Stratagene)5μLを上清と混合し、ブラッドホイール中4℃で終夜回転させた。StratClean ResinをHeraeus Megafuge 2.0Rを用いて3800rpmで遠心沈殿させ、培地を廃棄した。還元試料緩衝液(2M DTT50μLを含有するLaemmLi試料緩衝液(Biorad)950μL)25μLを樹脂に添加し、その試料を95℃で5分間加熱し、次いで、氷冷した後、混合物20μLをSDS−PAGEゲルに0.8mA一定/cm2ゲル表面で1時間かけた。ゲル中のタンパク質を、以下の変更点以外下記実験例17に記載したように、Immuno-Blot PVDFメンブレン(Bio−Rad)に移し、TCR抗α鎖抗体でプローブした。1次抗体(TCR抗α鎖)及び2次抗体をそれぞれ1/200及び1/1000に希釈して用いた。図111に、展開したメンブレンの写真を示す。その結果、酵母培養によって培地中に低レベルのTCRが分泌されることが判明した。
クローニング戦略
ジスルフィドA6 Tax TCRのα鎖及びβ鎖を、pGMT7からpEX172と称するpBlueScript KS2ベースのベクターにクローン化した。このベクターは、DRB1*0101のリーダー配列、様々なペプチドコード配列を挿入するためのAgeI部位、リンカー領域、次いでJunロイシンジッパー配列の前のDRβ鎖をクローン化するMluI及びSalI部位を用いて、昆虫細胞を発現させるための様々なMHCクラスIIβ鎖をクローニングするように設計された。pBlueScript II KS−のKpnI部位とEcoRI部位の間に位置し、pEX 172がpBlueScript II KS−と異なる配列を図112に示す。昆虫細胞においてTCR鎖をクローニングするために、このpEX172がAgeI及びSalIと共に切断されてリンカー領域及びMluI部位が除去され、ペプチド配列が始まる箇所にTCR鎖が入る。TCR配列は、5’末端にBspEI部位(これはAgeI適合付着末端を含んでいた)及び3’末端にSalI部位を含むpGMT7からクローン化された。DRβリーダー配列の除去用切断部位を用意するために、DRβ鎖の最初の3つの残基(GDT)を保存した。Junロイシンジッパー配列が転写されるのを防止するために、SalI部位の前に終止コドンを挿入する必要があった。この構築物の概略については、図113を参照されたい。TCR鎖がこのプラスミドに入った後、BamHI断片を切り出し、バキュロウイルスに対して相同組換え部位を有するpAcAB3ベクターにサブクローニングした。pAcAB3ベクターは、2つの異なるプロモーターを有し、1つはBamHI部位を含み、1つはBglIIクローニング部位を含む。A6 TCRβ鎖にはBglII部位があるので、A6 TCRα鎖がBglII部位に挿入され、次いでβ鎖がBamHI部位にサブクローニングされる。
R:5’-gtaggtcgacTAGGAACTTTCTGGGCTGGG
A6β:F:5’-gtagtccggagacaccggaAACGCTGGTGTCACTCAGA
R:5’-gtaggtcgacTAGTCTGCTCTACCCCAGG
PCR、クローニング及びサブクローニング:
ジスルフィドA6 Tax TCRα鎖又はβ鎖の遺伝子を含有する発現プラスミドを、以下のPCR反応においてテンプレートとして使用した。プラスミド100ngを10mM dNTP 1μL、10xPfu緩衝液(Stratagene)5μL、Pfuポリメラーゼ(Stratagene)1.25単位、上記A6αプライマー50pモルと混合し、最終体積をH2Oで50μLに調節した。同様の反応混合物を、βプラスミド及びβプライマー対を用いてβ鎖用に準備した。これらの反応混合物を、Hybaid PCR発現PCR装置を用いて35ラウンドの変性(95℃、60秒)、アニーリング(50℃、60秒)及び伸長(72℃、8分)に供した。次いで、生成物を、BspEI制限酵素10単位を用いて37℃で2時間消化し、SalI(New England Biolabs)10単位でさらに2時間消化した。これらの消化された反応物を、AgeI及びSalIで消化したpEX172に連結し、これらをコンピテントなXL1−Blue細菌に形質転換し、37℃で18時間増殖させた。単一のコロニーをα及びβ調製物の各々から選択し、TYP+アンピシリン(16g/Lバクトトリプトン、16g/L酵母抽出物、5g/LNaCl、2.5g/LK2HPO4、100mg/Lアンピシリン)5mL中で終夜増殖させた。QIAgenミニプレップカラムを用いて製造者の指示に従ってプラスミドDNAを精製し、Genetixの配列決定施設における自動配列決定によってその配列を確認した。α鎖及びβ鎖それぞれについて、BamHI挿入断片のアミノ酸配列を図114及び115に示す。
pAcAB3 β 順方向:5’-attaggcctctagagatccg
昆虫細胞内におけるトランスフェクション、感染、発現及びA6 TCRの分析
BacuLogold形質移入キット(Pharmingen-BD Biosciences:21100K)を用いて製造者の指示に従って、無血清培地(Pharmingen-BD Biosciences:551411)で増殖させたsf9細胞(Pharmingen-BD Biosciences:21300C)に、α鎖及びβ鎖を含む発現プラスミドを形質移入した。27℃で5日後、これらの形質移入細胞を増殖させた培地200μLを、無血清培地中の1×106細胞/mLのHigh Five細胞100mLに添加した。27℃でさらに6日後、この培地1mLを取り出し、Hereus microfugeを用いて13,000RPMで5分間遠心して細胞片をペレット化した。
図116から、両方のジスルフィドTCRが、SDSゲル中で安定なヘテロダイマーとして形成されることがわかる。これらは両方とも、還元するとα鎖とβ鎖に分解する。昆虫ジスルフィドTCRヘテロダイマーは、おそらく昆虫細胞によるグリコシレーションのために、細菌によって産生されたものよりもやや大きな分子量を有する。この場合、昆虫細胞はα鎖を過剰に産生し、遊離のα鎖が抗αウェスタンブロットの非還元レーンに見られることが判明した。
Claims (32)
- (i)膜貫通ドメインを除くTCRα鎖の全部又は一部と、(ii)膜貫通ドメインを除くTCRβ鎖の全部又は一部とを備えた可溶性T細胞受容体(sTCR)であって、(i)及び(ii)が、それぞれ、TCR鎖の機能的可変ドメインと定常ドメインの少なくとも一部とを備え、定常ドメイン残基の間が天然のTCR中には存在しないジスルフィド結合によって連結されている、可溶性T細胞受容体。
- (i)及び(ii)の一方又は双方が、TCR鎖の細胞外定常Igドメインの全部を備える、請求項1に記載のsTCR。
- (i)及び(ii)の一方又は双方が、TCR鎖の細胞外ドメインの全部を備える、請求項1又は2に記載のsTCR。
- 可溶性αβ型T細胞受容体(sTCR)であって、共有ジスルフィド結合が、α鎖の定常ドメインの免疫グロブリン領域の残基を、β鎖の定常ドメインの免疫グロブリン領域の残基に連結する、可溶性αβ型T細胞受容体。
- 天然のTCR中の鎖間ジスルフィド結合が存在しない、先行する請求項の何れかに記載のsTCR。
- 天然の鎖間ジスルフィド結合を形成するシステイン残基が除外されるように、天然のα及びβ TCR鎖のC末端が切断されている、請求項5に記載のsTCR。
- 天然の鎖間ジスルフィド結合を形成するシステイン残基が別の残基に置換されている、請求項5に記載のsTCR。
- 天然の鎖間ジスルフィド結合を形成するシステイン残基がセリン又はアラニンに置換されている、請求項7に記載のsTCR。
- 天然のTCR β鎖中に存在する対を成していないシステイン残基が存在しない、先行する請求項の何れかに記載のsTCR。
- 天然のTCR中に存在しない前記ジスルフィド結合が、天然のTCR構造中においてβ炭素原子が0.6nm未満離れている残基を置換するシステインの間でなされている、先行する請求項の何れかに記載のsTCR。
- 天然のTCR中に存在しない前記ジスルフィド結合が、TRAC*01のエキソン1のThr48を置換するシステイン残基とTRBC1*01又はTRBC2*01のエキソン1のSer57を置換するシステイン残基との間でなされている、先行する請求項の何れかに記載のsTCR。
- 天然のTCR中に存在しない前記ジスルフィド結合が、TRAC*01のエキソン1のThr45を置換するシステイン残基とTRBC1*01又はTRBC2*01のエキソン1のSer77を置換するシステイン残基との間でなされている、請求項1乃至10の何れか1項に記載のsTCR。
- 天然のTCR中に存在しない前記ジスルフィド結合が、TRAC*01のエキソン1のTyr10を置換するシステイン残基とTRBC1*01又はTRBC2*01のエキソン1のSer17を置換するシステイン残基との間でなされている、請求項1乃至10の何れか1項に記載のsTCR。
- 天然のTCR中に存在しない前記ジスルフィド結合が、TRAC*01のエキソン1のThr45を置換するシステイン残基とTRBC1*01又はTRBC2*01のエキソン1のAsp59を置換するシステイン残基との間でなされている、請求項1乃至10の何れか1項に記載のsTCR。
- 天然のTCR中に存在しない前記ジスルフィド結合が、TRAC*01のエキソン1のSer15を置換するシステイン残基とTRBC1*01又はTRBC2*01のエキソン1のGlu15を置換するシステイン残基との間でなされている、請求項1乃至10の何れか1項に記載のsTCR。
- 請求項1、2、及び5乃至15の何れか1項に記載のsTCRであって、(i)及び(ii)が、それぞれ、第二のTCRの定常ドメインの全部又は一部に融合された第一のTCRの機能的可変ドメインを備え、前記第一及び第二のTCRが同一の種から得られたものである、sTCR。
- 前記第二のTCRの定常ドメインが、前記天然に存在しない鎖間ジスルフィド結合を形成する残基のN末端側において切断されている、請求項16に記載のsTCR。
- 前記鎖の一方又は双方のC末端又はN末端が或る成分で誘導体化され又は該成分に融合されている、先行する請求項の何れかに記載のsTCR。
- 前記鎖の一方又は双方が、成分を融合することができるシステイン残基をC末端及び/又はN末端に有する、先行する請求項の何れかに記載のsTCR。
- 検出可能な標識をさらに備える、先行する請求項の何れかに記載のsTCR。
- 治療剤が会合された、先行する請求項の何れかに記載のsTCR。
- 先行する請求項の何れかに記載のsTCRを複数備えた、多価T細胞受容体(TCR)複合体。
- sTCR多量体を備えた、請求項22に記載の複合体。
- 好ましくはリンカー分子を介して互いに会合した2又は3又は4以上のT細胞受容体分子を備えた、請求項23に記載の複合体。
- 前記sTSR又はsTCR多量体が脂質二重層中に存在するか又は粒子に付着されている、請求項22、23、又は24に記載の複合体。
- MHC−ペプチド複合体を検出する方法であって、
(i)請求項1乃至21の何れか1項に記載された可溶性TCR又は請求項22乃至25の何れか1項に記載された多価T細胞受容体複合体を準備することと、
(ii)前記可溶性TCR又は多価TCR複合体をMHC−ペプチド複合体と接触させることと、
(iii)前記MHC−ペプチド複合体への前記可溶性TCR又は多価TCR複合体の結合を検出することと、
を備えた方法。 - 薬学的に許容される担体とともに、請求項1乃至21の何れか1項に記載のsTCR及び/又は請求項22乃至25の何れか1項に記載の多価TCR複合体を備えた薬学的製剤。
- 請求項1乃至21の何れか1項に記載のsTCRの(i)若しくは(ii)をコードする配列又はこれに相補的な配列を備えた核酸分子。
- 請求項28に記載の核酸分子を備えたベクター。
- 請求項29に記載のベクターを備えた宿主細胞。
- 請求項1乃至21の何れか1項に記載された(i)又は(ii)を得る方法であって、前記ペプチドを発現せしめる条件下で、請求項30に記載の宿主細胞をインキュベートした後に、前記ポリペプチドを精製することを備えた方法。
- 適切なリフォールディング条件下で、(i)と(ii)を混合することをさらに備えた、請求項31に記載の方法。
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