JP2005527490A - 筋肉内投与のための二重特異性抗体dna構築物 - Google Patents
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Abstract
多鎖タンパク質は、該タンパク質の鎖をコードする1以上のベクターを筋肉内注射することにより、また任意により該注射部位から1以上の電気パルスを印加することにより、被験体において生成しうる。この抗体生成手法は、例えば疾患治療のためにin vivoで多鎖タンパク質を発現させること、及び発現されたタンパク質の1以上の外来抗原決定基に対する免疫応答を誘発することなどの種々の用途を有する。
Description
本発明は、in vivoにおける筋肉からの多鎖タンパク質の発現に関する。
多くの遺伝的変化が疾患(例えば、癌、筋ジストロフィー及び嚢胞性繊維症)を引き起こすことが確認されており、また細胞への機能的外来遺伝子の送達(すなわち、遺伝子送達)が治療方法として提案されている。種々の遺伝子送達手法が考慮されてきたが、そのうちの若干が成功を収めているにすぎない。Rosenbergら,New Eng.J.Med.323,570(1990)参照。
ウイルスベクターは、トランスフェクション効率が比較的高く、またベクターDNAを宿主ゲノムに実際に組み込むことに起因する長期発現が可能であるため、遺伝子送達に広く用いられている。しかしながら、ウイルスの使用に伴う危険性、例えば、プロト癌遺伝子の活性化、複製能力のないウイルスから野生型ウイルスへの復帰、ウイルスタンパク質の免疫原性、及び発現されたトランスジーンの免疫原性に対するウイルスタンパク質のアジュバント効果がある。
裸のDNAが取り込まれて、in vivoで筋肉細胞により一過性に発現されるという発見によって、遺伝子送達のための非ウイルス性運搬体の使用の重要性が増している。Wolffら,Science 247,1465(1990);Acsadiら,Nature 352,815(1991)参照。外来DNAの細胞取り込みとそれに続く発現の機序は明らかでない。また、導入効率は低く、最大でも数週間又は数ヶ月の一過性発現が観察されるにすぎない。遺伝子送達は将来有望な研究分野であるが、遺伝子を導入し、そしてin vivoにおいて遺伝子産物の有用な発現レベルを達成するための新規な方法が必要である。
発明の概要
本発明の一つの態様によれば、個体の循環中で少なくとも2つの異なるポリペプチド鎖を含むタンパク質を生成させる方法が提供される。この方法は、ポリペプチド鎖をコードする少なくとも1つの発現ベクターを、個体の筋肉中に、筋肉細胞中への該ベクターの取り込みがタンパク質の分泌を引き起こすように注射することを含む。各鎖をコードするDNAは、単一ベクター又は別個のベクター上に配置されていてよい。好ましい実施形態において、タンパク質の発現を増強するために1以上の電気パルスを筋肉の注射部位に印加する。
本発明の一つの態様によれば、個体の循環中で少なくとも2つの異なるポリペプチド鎖を含むタンパク質を生成させる方法が提供される。この方法は、ポリペプチド鎖をコードする少なくとも1つの発現ベクターを、個体の筋肉中に、筋肉細胞中への該ベクターの取り込みがタンパク質の分泌を引き起こすように注射することを含む。各鎖をコードするDNAは、単一ベクター又は別個のベクター上に配置されていてよい。好ましい実施形態において、タンパク質の発現を増強するために1以上の電気パルスを筋肉の注射部位に印加する。
いくつかの実施形態において、タンパク質は個体に対して外来の1以上の抗原決定基を含み、これによって、個体において発現されたタンパク質に対する免疫応答が生じる。個体における免疫応答としては、例えばタンパク質の外来抗原決定基の1以上に対する抗体の血清中での生成などを挙げることができる。
本発明の別の態様によれば、少なくとも2つの異なるポリペプチド鎖を含むタンパク質に対する抗体を得るための手法が提供される。この手法は、ポリペプチド鎖をコードする少なくとも1つの発現ベクターを、個体の筋肉中に、筋肉細胞中への該ベクターの取り込みがタンパク質の分泌を引き起こすように注射することを含む。この手法によれば、タンパク質は、個体による抗体の生成を引き起こす、個体に対して外来の1以上の抗原決定基を含む。この手法を促進するため、抗体は、個体から、好ましくは循環から得られる。各鎖をコードするDNAは、単一ベクター又は別個のベクター上に配置されていてよい。好ましい実施形態において、タンパク質の発現を増強するために1以上の電気パルスを筋肉の注射部位に印加する。
本発明のもう一つの態様によれば、二重特異性抗体の軽鎖及び重鎖をコードする少なくとも1つの発現ベクターを個体の筋肉内に筋肉内注射することを含む免疫処置方法であって、該二重特異性抗体が該個体の抗原提示細胞の細胞表面マーカーに対して特異的な第1結合部位及び免疫処置が望まれる抗原に対して特異的な第2結合部位を有する、上記方法が提供される。注射後に個体の筋肉細胞中にベクターが取り込まれることによって、個体の循環において二重特異性抗体の分泌が生じる。この方法を促進するため、抗原は、個体に投与されて、二重特異性抗体により抗原提示細胞に対して標的化される。各鎖をコードするDNAは、単一ベクター又は別個のベクター上に配置されていてよい。好ましい実施形態において、タンパク質の発現を増強するために1以上の電気パルスを筋肉の注射部位に印加する。
本発明のさらにもう一つの態様によれば、少なくとも1つの発現ベクターを個体の筋肉内に注射することを含む免疫処置方法であって、該ベクターは抗体融合タンパク質をコードするものであり、該融合タンパク質が個体の抗原提示細胞の細胞表面マーカーに対して特異的な抗体を含み、該抗体は免疫処置が望まれるポリペプチド抗原に融合しており、そして筋肉細胞中への該ベクターの取り込みによって該抗体融合タンパク質の分泌が生じる、上記方法が提供される。この方法によれば、分泌された融合タンパク質は、個体の抗原提示細胞の表面に対して抗原を標的化させるように機能する。各鎖をコードするDNAは、単一ベクター又は別個のベクター上に配置されていてよい。好ましい実施形態において、タンパク質の発現を増強するために1以上の電気パルスを筋肉の注射部位に印加する。
本発明のさらに別の態様によれば、タンパク質の少なくとも1つの生物学的活性の試験方法が提供される。この方法は、ポリペプチド鎖をコードする少なくとも1つの発現ベクターを、筋肉細胞中への該ベクターの取り込みがタンパク質の分泌を引き起こすように個体の筋肉中に注射すること、次いで発現されたタンパク質の生物学的活性を試験することを含む。一つの実施形態において、生物学的活性は個体において生じるものである。別の実施形態において、発現されたタンパク質を個体から取り出し、次いでその活性を試験する。各鎖をコードするDNAは、単一ベクター又は別個のベクター上に配置されていてよい。好ましい実施形態において、タンパク質の発現を増強するために1以上の電気パルスを筋肉の注射部位に印加する。
図面の簡単な説明
図1は、本発明に従って免疫グロブリン発現ベクターを投与したマウスの血清における組換え免疫グロブリンの発現を示す。図1Aは、示した抗体発現ベクターを筋肉に注射した後、注射部位にエレクトロポレーション(EP)を行った(+)又は行わなかった(−)マウス(BALB/c)において、6日目に発現されたキメラI−Ed特異的モノクローナル抗体(mAb)の血清レベルを示すグラフである。図1Bは、combi発現ベクター(重鎖及び軽鎖をコードする)を筋肉に注射した後、注射部位にエレクトロポレーション(EP)を行った(+)又は行わなかった(−)マウス(BALB/c及びC57BL/6)において、示した日に発現されたキメラI−Ed特異的抗体の血清レベルを示すグラフである。図1Cは、combi発現ベクターを筋肉に注射した後、注射部位にエレクトロポレーションを行ったマウス(BALB/c、Balb.B、B10.D2及びC57BL/6)において、示した日に発現されたキメラI−Ed特異的抗体の血清レベルを示すグラフである。図1Dは、重鎖及び軽鎖をコードする発現ベクターを筋肉内注射により筋肉に同時投与した後、注射部位にエレクトロポレーションを行ったマウス(BALB/c及びC.B−17)において、示した日に発現されたキメラIgDa特異的抗体の血清レベルを示すグラフである。
図1は、本発明に従って免疫グロブリン発現ベクターを投与したマウスの血清における組換え免疫グロブリンの発現を示す。図1Aは、示した抗体発現ベクターを筋肉に注射した後、注射部位にエレクトロポレーション(EP)を行った(+)又は行わなかった(−)マウス(BALB/c)において、6日目に発現されたキメラI−Ed特異的モノクローナル抗体(mAb)の血清レベルを示すグラフである。図1Bは、combi発現ベクター(重鎖及び軽鎖をコードする)を筋肉に注射した後、注射部位にエレクトロポレーション(EP)を行った(+)又は行わなかった(−)マウス(BALB/c及びC57BL/6)において、示した日に発現されたキメラI−Ed特異的抗体の血清レベルを示すグラフである。図1Cは、combi発現ベクターを筋肉に注射した後、注射部位にエレクトロポレーションを行ったマウス(BALB/c、Balb.B、B10.D2及びC57BL/6)において、示した日に発現されたキメラI−Ed特異的抗体の血清レベルを示すグラフである。図1Dは、重鎖及び軽鎖をコードする発現ベクターを筋肉内注射により筋肉に同時投与した後、注射部位にエレクトロポレーションを行ったマウス(BALB/c及びC.B−17)において、示した日に発現されたキメラIgDa特異的抗体の血清レベルを示すグラフである。
図2は、本発明に従って生成された、組み立てられた抗体(assembled antibody)を示す。重鎖及び軽鎖をコードする発現ベクターを筋肉内注射により筋肉に同時投与した後、注射部位にエレクトロポレーションを行ったマウスから、血清を取得した。キメラIgDa特異的抗体を、プロテインG Sepharoseビーズに結合させ、それから溶出させることにより、血清から濃縮した。溶出物をメルカプトエタノール(ME)で処理して又は処理しないで、発現されたキメラIgDa特異的抗体の重鎖(抗ヒトκ)及び軽鎖(抗ヒトIgG3)に対して特異的な抗体を用いるウェスタンブロット法を行った。
図3は、抗免疫グロブリン抗体が、本発明に従って生成された組換え抗体を発現するマウスにおいて誘導されることを示す。図1C及び1Dに示した28日目の実験における動物に由来する血清を、ヒトIgG3免疫グロブリンで被覆したELISAプレートで分析し、そして抗マウスIgG1(黒色棒)及びIgG2抗体(灰色棒)を用いて検出した。左側のパネルは図1Cからの血清を表し、一方、右側のパネルは図1Dからの血清を表す。結果は抗体終点力価として表され、また誤差棒は平均の標準誤差である。
図4は、本発明に従って誘導されたキメラ抗体のマウスの血清mAb発現を示す。図4Aは、それぞれ50μgのプラスミドpLNOH2γ2bVHT及びpLNOκVLT(完全マウスIgG2b重鎖及びキメラ軽鎖(マウス可変ドメイン、ヒトCκドメイン)を有する抗IgDamAbを一緒にコードする)をマウス(BALB/c及びC.B−17)に同時投与した後、エレクトロポレーションを行った(+EP)又は行わなかった(−EP)マウスにおける抗IgDa特異的抗体の血清レベルを示す。IgDa特異性を有する血清マウスIgG2bの動態が示されている。図4Bは、100若しくは10μg(主グラフ)又は50μg(挿入グラフ)の各々のプラスミドpLNOH2γ2bVHNP及びλ1(これらは完全マウスIgG2bλ1及び抗NIP mAbを一緒にコードする)を筋肉内注射により同時投与した後、EPを行った又はEPを行わなかったBALB/cマウスにおける4−ヒドロキシ−3−ヨード−5−ニトロフェニル酢酸(NIP)−特異的抗体の血清レベルを示す。NIP特異性を有する血清マウスIgG2bの動態が示されている。各グループは3〜7マウスからなり、棒は平均の標準誤差を示す。
図5は、本発明に従って血清において発現された抗体が生物学的活性を有し、完全なFc領域及び正常な糖鎖付加を有することを示す。マウスIgG2b抗NIP mAbをコードするIg遺伝子(白四角)、又はin vitroでトランスフェクトした細胞の上清から精製した対応のmAb(黒四角)の注射/エレクトロポレーションを行ったマウスの血清を、ヒト補体の存在下において、NIP感作51Cr標識ヒツジ赤血球(SRBC)の溶解能について試験した。陰性対照として、補体を活性化しないマウスIgG1抗NIP(クローンN1−G9mIgG1;黒菱形)を含ませた。細胞毒性指数(CI)を、次の式から計算した:
%CI=[(cpm試験−cpm自発)/(cpm最大−cpm自発)]×100
%CI=[(cpm試験−cpm自発)/(cpm最大−cpm自発)]×100
図6は、本発明の方法に従って、Bリンパ球様細胞マーカーIgDに対する抗体は、循環中で発現させることができ、また個体においてIgD B細胞の枯渇を引き起こすことを示す。IgD陽性B細胞の割合は、ベクターを投与しエレクトロポレーションを行ったグループにおいて低下する。
発明の詳細な説明
本発明の方法は、筋肉が、筋肉内で通常は発現されない多鎖タンパク質の発現を支持することができ、そして、このような発現が、検出可能な活性ヘテロ多量体タンパク質の全身循環中への放出と蓄積、及び/又は個体において組織により発現された抗原への吸着を引き起こすという発見に基づいている。ヘテロ多量体の種々のポリペプチドをコードするプラスミドDNAを骨格筋に注射するときに、注射部位のエレクトロポレーションと最適に組み合わせると、完全な特異性及び生物学的エフェクター機能を有する組み立てられたヘテロ多量体が生じる。低い電圧として、電流がDNA注射部位を通過するような電気パルス(1以上)を印加するin vivoエレクトロポレーションは、循環中でヘテロ多量体を発現させるのに有用である。
本発明の方法は、筋肉が、筋肉内で通常は発現されない多鎖タンパク質の発現を支持することができ、そして、このような発現が、検出可能な活性ヘテロ多量体タンパク質の全身循環中への放出と蓄積、及び/又は個体において組織により発現された抗原への吸着を引き起こすという発見に基づいている。ヘテロ多量体の種々のポリペプチドをコードするプラスミドDNAを骨格筋に注射するときに、注射部位のエレクトロポレーションと最適に組み合わせると、完全な特異性及び生物学的エフェクター機能を有する組み立てられたヘテロ多量体が生じる。低い電圧として、電流がDNA注射部位を通過するような電気パルス(1以上)を印加するin vivoエレクトロポレーションは、循環中でヘテロ多量体を発現させるのに有用である。
従って、少なくとも2つの異なるポリペプチド鎖を含むタンパク質を個体の循環中で生成する方法が提供され、この方法は、該ポリペプチド鎖をコードする少なくとも1つの発現ベクターを該個体の筋肉内に注射することを含む。この方法によれば、筋肉細胞中へのベクターの取り込みは、ポリペプチド鎖の生成及びタンパク質の分泌を引き起こす。好ましい実施形態において、タンパク質の発現を増強するために1以上の電気パルスを筋肉の注射部位に印加する。
本明細書で用いられる「ポリペプチド鎖をコードする少なくとも1つの発現ベクター」又は「重鎖及び軽鎖をコードする少なくとも1つの発現ベクター」という用語は、多鎖タンパク質の異なる鎖の全て(又は免疫グロブリンの重鎖及び軽鎖)をコードする単一ベクターを筋肉に筋肉内注射すること、又はそれぞれが多鎖タンパク質の鎖のうち1つをコードする別個のベクターを筋肉内注射することを意味する。後者の場合、別個のベクターを、好ましくは同時に投与する。
本発明の方法を用いた場合、筋肉で生成されるヘテロ多量体タンパク質の高く安定したレベルが可能である。例えば、IgG2bクラスのマウスmAbは、単一の両側筋肉投与後7カ月を超える期間にわたり、血清中で1ml当たり400ηgの濃度で生成された。マウスIgG2bの短い血清半減期(約4〜5日)は、マウスIgG2bが示した時間にわたり筋肉細胞により連続的に生成されることを示している。この生成レベルは、本明細書に記載する種々の手法によりさらに高めることができる。
多鎖タンパク質を筋肉から生成する本発明の方法は、タンパク質の直接投与が治療意義を有する場合の臨床計画の代替法を提供する。従って、疾患又は症状を患う個体において、該個体を治療する目的で、該疾患又は症状に対して活性を有する特定の多鎖タンパク質を発現させることができる。このような「治療用」多鎖タンパク質は当技術分野で周知であり、例えば抗体、インスリン及びヘモグロビンなどが挙げられる。例えば抗体の場合、本明細書に記載する筋肉からの発現は、例えば、Bリンパ腫(抗CD20 mAb、Colombatら,Blood 97,101−106(2001))、乳癌(抗Her2;Leonardら,Br.J.Surg.89,262−271(2002))、及び慢性関節リウマチ(抗TNFα、Feldmannら,Joint Bone Spine 69,12−18(2002))などを含む癌及び自己免疫疾患のような適用可能な疾患を治療するための受動抗体療法の代替法又は補充法である。別の具体例としてのこのような抗体は、表1に列挙されており、それらをコードするヌクレオチド配列は公共の配列登録センターから入手可能である。mAbの受動投与と比較して、DNA注射/エレクトロポレーションは、低コストで、感染症の危険性が少なく、そして長期効果をもって殆ど又は全く副作用なしに単回注射として適用することができる。
本発明の方法は、任意の種々の多鎖タンパク質を個体の循環中で生成するために適用することができる。好ましい実施形態において、多鎖タンパク質の鎖のそれぞれは、リガンド結合部位又は基質結合部位を形成するように相互作用する。従って、多鎖タンパク質は、ヘテロ二量体、ヘテロ三量体などのような任意の種々のヘテロ多量体を構成しうる。
本発明の方法により発現させうるヘテロ多量体多鎖タンパク質は、特定のポリペプチドの複数のコピーを含むこともできる。例えば、筋肉は、免疫グロブリン重(H)鎖及び軽(L)鎖を、H鎖及びL鎖遺伝子のための別個のプラスミドを注射した場合であっても、四量体(H+L)2分子として組み立てることができる。何らかの理論によって拘束されるものではないが、単一筋肉細胞はin vivoにおいてH鎖及びL鎖を生成し、これらは分泌前に(H+L)2分子として集合すると考えられる。重要なことは、本発明により生成された血清mAbがその標的抗原(例えば、NIPハプテン、IgD又はI−EdクラスII MHC分子)に対して予想した抗原特異性を示すので、筋肉で生成されるモノクローナル抗体(mAb)の可変領域(V領域)は正しい組み立てを有していると考えられることである。また、発現された四量体(H+L)2分子のFc領域は、筋肉で生成されたmAbが補体を活性化できたことから、正しく折り畳まれ、かつ糖鎖付加されていると考えられる。補体の活性化は糖鎖付加を必要とする(Taoら,J.Immunol.143,2595−2601(1989))ので、この結果は筋肉で生成されたIgが適切に糖鎖付加されたことを示唆している。
免疫グロブリンの発現に加えて、本発明は、他のヘテロ多量体タンパク質、例えばクラスI又はクラスII MHC分子のような、2つの鎖がペプチド結合ポケットを形成しているMHC分子を発現させるためにも使用できる。別の例は、基質と結合し、基質からの産物の形成を触媒する多鎖酵素である。他の実施形態において、細胞表面における受容体(これは次いで細胞内シグナル伝達に導きうる)に結合する多鎖タンパク質を、本発明において発現させうる。
これらの場合、機能性リガンド結合部位又は基質結合部位は、種々の分子力、例えばイオン結合、共有結合、疎水性結合、ファン・デル・ワールス結合及び水素結合などにより媒介される鎖の安定な会合によって形成される。本発明における多鎖タンパク質の筋肉における発現は、鎖間の相互作用を保存し、そしてリガンド結合部位又は基質結合/切断部位の特異性を維持する。
リガンド結合と基質結合との区別は絶対的なものではない。例えば、リガンド結合性及び基質結合性の両方を有する多鎖タンパク質は公知である。これらの例は酵素である。本発明の方法により、このような多鎖タンパク質は筋肉により発現されて、循環に入ることができる。
本明細書において、「ポリペプチド」、「ペプチド」及び「タンパク質」という用語は、同義的にアミノ酸残基の多量体を指す。リガンド又は基質は、任意の種類の有機又は無機分子であってよく、例えばタンパク質、糖タンパク質、プロテオグリカン、リポタンパク質、核酸、脂質など及びそれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されるものではない。これに関して、「核酸」という用語は、1本鎖又は2本鎖形態のデオキシリボヌクレオチド又はリボヌクレオチドの多量体を指し、そして天然のヌクレオチドと同様に機能しうる天然ヌクレオチドの公知の類似体も包含する。
本明細書における「抗体」は、免疫グロブリン遺伝子又はこのような遺伝子の断片により実質的にコードされる1以上のポリペプチドから構成されるタンパク質である。明らかにされている免疫グロブリン遺伝子としては、例えばκ、λ、α、γ、δ、ε及びμ定常領域遺伝子、並びに無数の免疫グロブリン可変領域遺伝子が挙げられる。軽鎖はκ又はλのいずれかとして分類される。重鎖はγ、μ、α、δ又はεとして分類され、これら自体は免疫グロブリンクラス、すなわちそれぞれIgG、IgM、IgA、IgD及びIgEを定義する。
典型的な免疫グロブリン(抗体)の構造単位は、四量体を含むことが知られている。それぞれの四量体は2つの同じポリペプチド鎖対からなり、1対は「軽」鎖(約25kD)であり、そしてもう1対は「重」鎖(約50〜70kD)である。各鎖のN末端は抗原認識を主に担う約100〜110又はそれを超えるアミノ酸の可変領域を規定する。「軽鎖の可変領域」(VL)及び「重鎖の可変領域」(VH)という用語は、それぞれ軽鎖及び重鎖のこれらの領域を指す。免疫グロブリン分子の抗原認識部位又はリガンド/基質結合部位は、「超可変領域」又は「相補性決定領域(CDR)」として知られている重鎖及び軽鎖のV領域内の3つの高度に多様な部分により形成され、これらの領域は、「フレームワーク領域」として知られている保存されたフランキング/連結部分の間に挿入されている。抗体分子において、軽鎖の3つの超可変領域及び重鎖の3つの超可変領域は、三次元空間に互いに関連して配置され、抗原結合表面を形成する。この表面は、標的抗原又はリガンド/基質の認識及び結合を媒介する。多くの免疫グロブリン重鎖及び軽鎖の超可変領域は、例えばKabatら,SEQUENCE OF PROTEINS OF IMMUNOLOGICAL INTEREST,4th ed. U.S.Dept.Health and Human Services,Public Health Services,Bethesda,Md.(1987)に開示されている。「エピトープ」は、抗原の抗体結合部位と相互作用する部分である。
抗体は完全な免疫グロブリン又は多数の周知のフラグメント、例えば種々のペプチダーゼでの消化により生成されるフラグメント、及び組換えDNA技術により作製されるフラグメントとして存在する。抗体フラグメントとしては、例えばFab’単量体、Fab’2二量体、Fvフラグメント、1本鎖Fv(「scFv」)フラグメントなどが挙げられる。例えばHustonら,Proc.Nat’l Acad.Sci.USA,85,5879(1988)参照。抗体フラグメントは、軽鎖及び/又は重鎖定常領域の末端切断又は欠失部分を有する独特な抗体形態を含むことができる。変異型抗体は、定常領域又は可変領域における欠失、末端切断又は挿入により作製できる。
本発明の方法により発現させうる多鎖タンパク質は、天然に存在することが知られているものから改変(欠失、付加、変異)されていてよく、又は天然では会合することが知られていないポリペプチドから形成されてもよい。多鎖タンパク質は、タンパク質の免疫グロブリンスーパーファミリーのメンバーである少なくとも1つのポリペプチドを含むことができる。免疫グロブリン遺伝子スーパーファミリーは、幾つかの主要な分子クラスを含む。例えばWilliams及びBarclay,IMMUNOGLOBULIN GENES(p.361),Academic Press,New York(1989)参照。
本発明の方法に従って発現された、基質結合ドメインを形成する多鎖タンパク質は、基質に対して、一般的に103M−1より大きい、好ましくは106M−1より大きい、より好ましくは107M−1より大きい結合定数を有しうる。本発明の方法に従って発現された、リガンド結合ドメインを形成する多鎖タンパク質は、その予め選択したリガンドに対して、一般的に106M−1より大きい、より好ましくは107M−1又は108M−1より大きい、よりいっそう好ましくは109M−1より大きい結合定数を有しうる。
多鎖タンパク質の各ポリペプチドをコードする核酸は、当技術分野で周知の方法、例えばcDNAライブラリー、ゲノムライブラリー、その他からのクローニングにより得ることができる。さらに、対象となる多くの遺伝子の配列は、公共データベースで入手可能であり、それによりDNA増幅技術、例えばポリメラーゼ連鎖反応(PCR)により遺伝子の合成を行うことができる。公共データベースからの配列は、好適なcDNA又はゲノムDNA源に由来するDNA配列をコードする特定のポリペプチドを増幅するためのPCRプライマーの調製に関する有用な情報も提供する。cDNA又はゲノムDNAは、動物の細胞若しくは組織から、又は例えばAmerican Type Culture Collection(Manassas,Virginia USA 20108)のような公共寄託センターにおける細胞系から単離することができる。
多鎖タンパク質の個々のポリペプチドの発現は、本発明に従って、個々の発現ベクター又は単一の発現ベクターを用いて行うことができる。各鎖のために単一ベクターを用いる場合には、個々の筋肉細胞がベクターの各々を取り込んで発現できるように、注射又はエレクトロポレーション前にベクターを混合することができる。
「発現ベクター」という用語は、プラスミド、ウイルス、又はポリペプチドをコードする核酸の挿入又は組み込みにより操作でき、そしてベクターが適切な環境にある場合にポリペプチドの発現を指導できる他の運搬体を指す。好適な発現ベクターは、典型的には、プロモーター、複製起点、ポリA認識配列、及びリボソーム認識部位又は内部リボソーム侵入部位(IRES)などを含み、そしてエンハンサー(組織特異的)のような他の調節配列を含んでもよい。
コードする挿入核酸配列の筋肉中での効率的な転写を促進するプロモーターは、構成的プロモーター、又は所望により誘導性プロモーター、組織特異的プロモーター又は発生段階特異的プロモーターであってよい。プロモーターは、筋肉中で正常に機能するもの、例えば骨格アクチン遺伝子プロモーター(Muscatら,Mol.Cell.Biol.7,4089(1987))、筋肉クレアチンキナーゼプロモーター(Sternbergら,Mol.Cell.Biol.8,2896(1988))、ミオシン軽鎖エンハンサー/プロモーター(Donoghueら,Proc.Natl.Acad.Sci.,USA 88,5847(1991))などであってよい。筋肉中での発現に通常は関連しないプロモーターは、それが筋肉細胞中での転写を指令する限り、使用しうる。このようなプロモーターの例は、実施例に記載したように抗体の軽鎖及び重鎖の発現に用いられるウイルスプロモーター、例えばヒトCMVプロモーターである。
好ましい発現ベクターは、複数のエンドヌクレアーゼ制限部位を有する発現カセットを含み、この部位によって、異なるポリペプチドをコードするDNAを、ベクターのプロモーター又は他の転写調節配列と機能可能なように結合させるために該DNAを該カセットにクローニングすることが容易になる。好ましい発現ベクターは、原核細胞のための複製起点及びこのような細胞におけるクローニングを補助する少なくとも1つの選択マーカーを有することができる。当業者であれば、筋肉中で発現させようとするポリペプチドのためのプロモーター、エンハンサー及び他の転写又は翻訳調節配列の適切な組み合わせを用いて、正しく配置されたベクターを選択することにより発現を最適化する方法を理解しうる。
本発明の方法は、それぞれ骨格筋、平滑筋及び心筋からの多鎖タンパク質の発現を可能にする。骨格筋の注射による発現は、この筋肉源が豊富であり、かつ利用が容易である点で好ましい。骨格筋の場合、発現ベクターは、例えばシリンジ及び針を用いる伝統的な手段で、又は針なし若しくは針を用いない注射装置により、皮膚から骨格筋中に注射することができる。このような後者の装置は周知であり、そして一般的に、皮膚に対して配置した微小開口部からの圧力補助送達を行う。ガス動力の使い捨て針なし皮下ジェット注射器については、Morrowらに対する米国特許第4,596,556号;Parsonsに対する同第4,913,699号;及びCastellanoらに対する同第5,730,723号参照。針なしガス動力注射器は市販もされており、例えばBioject Medical Technologies(Portland,Oregon)のBIOJECT(登録商標)装置を参照されたい。別の針なし装置は、加圧ガスを用いて小粒子(例えば金粒子)を皮膚の標的領域にガス圧を利用して送達する微粒子送達装置である。微粒子送達装置の例は、Dupont(Wilmington,Delaware)のPDS−1000「遺伝子銃」である。
ベクターは0.9%塩化ナトリウムで投与しうるが、発現レベルに影響を及ぼすことなく添加しうる種々の溶剤及び賦形剤がある。例えば、ショ糖は骨格筋中のDNA取り込みを高めうることが当技術分野で知られている。他の物質もまた種々の有益な理由でベクターと共に共トランスフェクトすることができる。例えば、電気透過性となった膜の穴をふさぐことが知られているP188(Leeら,Proc.Nat’l Acad.Sci.USA 89,4524(1992))は、トランスフェクトした筋肉繊維の生存率を高めることにより、トランスフェクション効率に有利な影響を与えることができる。
本明細書で用いられる「エレクトロポレーション」は、大きい分子が細胞膜を一過性に透過できるように、細胞に少なくとも1つの電気パルスを印加することを意味する。本発明の方法は、ベクターを筋肉中に注射した後、個体の循環中での多鎖タンパク質の発現レベルを増強するために、エレクトロポレーションを用いる。骨格筋の注射後にベクターの効率的なエレクトロポレーションを行うために好適な装置及び操作法は、Mathiesenらに対する米国特許第6,110,161号に記載されている。その記載のように、エレクトロポレーションは、ベクターを注射した部位において、筋肉上に約1〜4mm離して電極を配置することにより行うことができる。電極の精密な位置又は設計は、注射した分子の範囲内の筋肉繊維を電流が通過できる限り、重要なものではない。
電極を所定の位置に配置したら、予め決められた振幅及び持続時間を有する1以上の矩形二極パルスを与えることにより、筋肉にエレクトロポレーションを行う。当業者であれば、所望の発現レベルを達成するために特定の状況設定に対してトランスフェクション効率を最適化することができる。例えば、電圧は、電極間の距離に応じて約0〜1500ボルトであってよく、パルス持続時間は5μs〜500msで変動してよく、パルス数は1〜30,000で変動してよく、そして1回(train)のパルス周波数は0.5Hz〜10,000Hzで変動してよい。一般的に、電場強度が約50V/cmを超えるならば、所望の実験条件に応じて他のパラメーターを変動しうる。好ましい実施形態において、エレクトロポレーションは、それぞれ1,000パルスを約10回印加することにより行われ、各パルスは、150〜170V/cmの電位及び50mAの電流制限で400μsの持続時間である。Mathiesen,Gene Therapy 6(4),508(1999)、及びRizzuto,Proc.Nat’l Acad.Sci.USA 96(11),6417(1999)。パルスは一極性又は二極性であってよい。一般的に短いパルス持続時間を、より高い電場強度と組み合わせることができ、その逆も同じである。効果的なトランスフェクション効率は、一般的に高い電場強度で得られ、電場強度は下記式:
E=V/(2r ln(D/r))
を用いて計算され、これはD>>rである場合に電線間の電場強度を与える。この式中、V=電圧=10V、D=電線中心間の距離=0.1〜0.4cm、r=電極の直径=0.06cm。Hofmann,“Cells in electric fields”,E.Newumann,A.E.Sowers及びC.A.Jordan(編),ELECTROPORATION AND ELECTROFUSION IN CELL BIOLOGY,p.389−407(Plenum Publ.Corp.1989)参照。10ボルトにおいて、電場強度は163V/cm〜43V/cm(それぞれ0.1〜0.4cmの電極間)である。Dはrよりもそれほど大きくないので、大きな平行板間の電場については下記式:
E=V/D
を用いることが、より適切であろう。
E=V/(2r ln(D/r))
を用いて計算され、これはD>>rである場合に電線間の電場強度を与える。この式中、V=電圧=10V、D=電線中心間の距離=0.1〜0.4cm、r=電極の直径=0.06cm。Hofmann,“Cells in electric fields”,E.Newumann,A.E.Sowers及びC.A.Jordan(編),ELECTROPORATION AND ELECTROFUSION IN CELL BIOLOGY,p.389−407(Plenum Publ.Corp.1989)参照。10ボルトにおいて、電場強度は163V/cm〜43V/cm(それぞれ0.1〜0.4cmの電極間)である。Dはrよりもそれほど大きくないので、大きな平行板間の電場については下記式:
E=V/D
を用いることが、より適切であろう。
これは、100V/cm〜25V/cm(それぞれ0.1〜0.4cmの電極間)の同様な電場強度を与える。電場強度及び他のパラメーターは、トランスフェクトされる組織により影響を受け、それ故に最適条件は変動しうる。本発明に関して本明細書で確認したパラメーターに対する最適化は、簡単な実証的検定の事柄である。
一般的に、ベクターのトランスフェクションは、約25V/cm〜200V/cmまでの範囲の電場強度を有する電流を含む1以上の電気パルスを用いて行うことができる。この範囲は25V/cm〜300V/cmであってもよい。またトランスフェクションは、約50μs〜5,000μsの持続時間を有する単一の矩形二極性パルスを印加することにより、又は複数の矩形二極性パルス(2〜約30,000)を送出することにより行うこともできる。後者の場合、二極性パルスのパルス持続時間の合計は、好ましくは約10ms〜約12,000msである。二極性パルスは、少なくとも2回の形で送出することができる。電気刺激の周波数は、好ましくは約0.5Hz〜1000Hzである。
心筋は、DNAを注射した範囲の心筋中に電極を挿入することにより、又はDNAを注射した心筋の範囲を回避して、心臓の外表面上若しくはその中に電極を配置することによりトランスフェクトすることができる。DNAは、静脈又は動脈を通して挿入した電極により、心臓の外部又は内部から注射することができる。この場合、電極は中空とすることができ、孔(これを通ってベクターが進んで筋肉に達する)を備えている。同様に、DNAは平滑筋を含む組織に注射することができ、そして電場を外部又は内部から印加することができる。
心筋又は平滑筋の場合、電場強度は、細胞を透過性にするのに十分な大きさであって、組織を不可逆的に損傷する強さよりも小さくする必要がある。好ましい実施形態において、パルスの付与を心臓の収縮時期と合わせることができる。例えば、心臓が拡張期中に収縮するときに電圧を印加することができる。この目的で、エレクトロポレーションパルス付与を心臓リズム(例えば心電図シグナル)で誘発させることのできるエレクトロポレーターを用いることができる。一般的に、20〜800V/cmの範囲の電場強度を心臓又は平滑筋に印加することができるが、他のパルスパラメーターは骨格筋の場合と同じであってよい。
電気パラメーターに加えて、多鎖タンパク質の所望の発現レベルには、種々の手法により影響を与えることができ、例えば筋肉注射部位の数を増やすこと、注射1回当たりのプラスミドの使用量を増やすこと、異種若しくは同種の抗原決定基をタンパク質から除去することにより免疫原性を低減すること、又は発現についてさらに最適化したIg構築物、ベクター若しくはプロモーターを用いることなどを挙げることができる。特定の設定において半減期がより長い免疫グロブリンの選択(例えばヒトにおいてヒトIgG)は、個体において筋肉で発現された抗体の濃度を高めるために用いることもできる。心筋又は平滑筋が可能なように、身体のどの部位からの骨格筋も、この目的に用いることができる。さらに、筋肉を有する任意の個体を本発明の方法に用いることができ、例えば哺乳動物(例えばヒト、ヤギ、ヒツジ、ウシ、その他)などの動物が挙げられる。
本明細書に示したように、血清中のヘテロ多量体のレベル及び持続性は、タンパク質の免疫原性により影響を受ける。ここで、マウスにおいて筋肉から発現された完全ネズミ抗体又は部分的キメラネズミ抗体(軽鎖定常領域のみ)は、抗体の完全キメラ形態(重鎖及び軽鎖ヒト定常領域の両方)よりも長く(数週間に対して数カ月間)血清中で持続したことが見出された。マウスIgG2baアロタイプ及びヒトCκのような小程度の外来性は、長期の血清発現を深刻に損傷することなく、明らかに許容された。
しかしながら、発現された多鎖タンパク質に対する抗体を個体において生じさせるために免疫原性を利用することができる。従って、少なくとも2つの異なるポリペプチド鎖を含むタンパク質に対する抗体を得る方法であって、該タンパク質が個体に対して外来の1以上の抗原決定基を有する、上記方法が提供される。この方法は、ポリペプチド鎖をコードする少なくとも1つの発現ベクターを、個体の筋肉中に注射することを含む。この方法によれば、筋肉細胞中へのベクターの取り込みがタンパク質の分泌を引き起こす。生成した抗体を個体から得ることができる。
本発明は、抗原に対する免疫応答を生じさせる種々の手法を可能にする。それに対して免疫応答が生じる抗原は、単一の外来エピトープを有してもよく、又は複数の外来エピトープを有してもよい。このような応答は、感染性微生物因子、例えば細菌、真菌、原生動物、ウイルスなどから、個体を感染性因子に暴露することなく、個体を防御するために用いることができる。免疫処置方法は、個体を癌から保護するため、又は疾患の発症を少なくとも遅延させるか若しくは延命するために用いることができる。本明細書に開示したようにヒトにおいて免疫応答を誘発するために使用できる種々の周知の癌関連抗原が存在しする。このような抗原としては、例えば癌胎児性抗原(CEA)、モノクローナル免疫グロブリン上のイディオタイプ(Id)決定基などが挙げられる。
一つの手法により、多鎖タンパク質のポリペプチド鎖の少なくとも1つと物理的に結合した抗原を発現させることができる。これは、抗原をコードするDNAを、鎖の一方又は両方をコードするDNAの一方又は両方の末端に配置することにより簡便に行うことができる。多鎖タンパク質が抗体である場合には、抗体の軽鎖及び/又は重鎖のN末端及びC末端のいずれか又は両方と融合させて、抗原を発現させることができる。しかしながら、抗原をコードするDNAを、抗体の重鎖又は軽鎖をコードする配列内に配置することもできる。
従って、個体を免疫処置する方法が提供され、この方法は、少なくとも1つの発現ベクターを個体の筋肉中に注射することを含み、該ベクターは抗体融合タンパク質をコードする核酸を含み、該融合タンパク質は個体の抗原提示細胞の細胞表面マーカーに対して特異的な抗体を含み、該抗体は免疫処置が望まれるポリペプチド抗原に融合している。この方法によれば、筋肉細胞中へのベクターの取り込みが抗体融合タンパク質の分泌を引き起こし、分泌した融合タンパク質は個体の抗原提示細胞の表面に対して抗原を標的化させるように機能する。好ましい実施形態において、タンパク質の発現を増強するために1以上の電気パルスを筋肉の注射部位に印加する。何らかの理論によって拘束されるものではないが、筋肉細胞により生成されて放出された抗体は、循環して抗原提示細胞の細胞表面に結合することができ、これによって、このような抗体と細胞上で物理的に結合した抗原が濃縮され、免疫応答が開始するものと、本発明者らは考えている。さらに、例えばMHCクラスI分子との結合は、抗原に対するアネルギー又は免疫寛容を誘導できるだろう。好ましい実施形態において、細胞表面マーカーはMHCクラスII分子、B7分子、IgD、Fc受容体、CD40又はToll受容体である。
別の手法において、抗原は二重特異性抗体の軽鎖又は重鎖と会合している。「二重特異性抗体」は、2つの結合部位を有する4本鎖抗体であり、ここで、一方の部位はある抗原に対して特異的であり、他方の部位は別の抗原に対して特異的である。場合によっては、二重特異性抗体は、2つの異なる軽鎖及び2つの異なる重鎖を有してよく、又はそれは共通の軽鎖若しくは共通の重鎖を有してよいが、両者を有するものではない。この免疫処置手法において、二重特異性抗体は、個体の抗原提示細胞の細胞表面マーカーに対して特異的な結合部位、及び抗原に対して特異的な結合部位を有する。二重特異性抗体の重鎖及び軽鎖をコードするために1以上のベクターを用いることができ、そして発現ベクターを個体の筋肉中に注射し、少なくとも1つの電気パルスを注射部位に印加することにより、免疫応答を誘発させる。
従って、個体の筋肉中に少なくとも1つの発現ベクターを注射することを含む、個体の免疫処置方法であって、該ベクターが二重特異性抗体の軽鎖及び重鎖をコードするものであり、該二重特異性抗体が、個体の抗原提示細胞の細胞表面マーカーに対して特異的な第1結合部位及び免疫処置が望まれる抗原に対して特異的な第2結合部位を有する、上記方法が提供される。この方法によれば、筋肉細胞中へのベクターの取り込みが個体の循環中で二重特異性抗体の分泌を引き起こす。この方法を促進するため、抗原が二重特異性抗体により抗原提示細胞に対して標的化されるように、抗原を個体に投与する。好ましい実施形態において、タンパク質の発現を増強するために、1以上の電気パルスを筋肉の注射部位に印加する。好ましい実施形態において、細胞表面マーカーはMHCクラスII分子、B7分子、IgD、Fc受容体、CD40又はToll受容体である。
別の手法において、抗体を、細胞内で効果を発揮できるシグナル伝達タンパク質と融合させることができる。このようなシグナル伝達タンパク質は当技術分野で周知であり、例えば遺伝子発現の調節タンパク質、細胞内シグナル伝達経路(例えばアポプトーシスシグナル)に関与するタンパク質、mAb融合タンパク質が輸送されるエンドソーム中の小胞内pHを高めるタンパク質などが挙げられる。
抗原は、静脈内(iv)、筋肉内(im)、皮下(subQ)、腹腔内(ip)、経口投与により、又は任意の他の経路により個体に投与することができる。投与は、当技術分野で公知の任意の手段で、例えば、シリンジ及び針を用いる伝統的な手段で、又は針なし若しくは針を用いない注射装置により行うことができる。このような後者の装置は周知であり、そして一般的に、微小開口部からの圧力補助送達を行う。ガス動力の使い捨て針なし皮下ジェット注射器、又は針なしガス動力注射器を用いることができる。抗原は、加圧ガスを用いて小粒子(例えば金粒子)を筋肉の標的領域にガス圧を利用して送達する微粒子送達装置を用いて投与することもできる。微粒子送達装置の例は、Dupont(Wilmington,Delaware)のPDS−1000「遺伝子銃」である。
ここでも特別の理論に帰することなく、筋肉細胞により発現された二重特異性抗体は循環に達し、そして二重特異性抗体の1つの結合部位により抗原提示細胞の細胞表面に結合するものと、本発明者らは考えている。個体に投与された抗原は、このような抗原提示細胞の表面で濃縮することができ、これによって、抗原に対する免疫応答が増強される。
抗原は、バッファー又は他の好適な液体で製剤化した溶剤として投与することができる。抗原は、抗原をアジュバントと混合することにより、又は抗原をアジュバントと複合体化若しくは別に結合させることにより、アジュバントと共に投与することもできる。種々のアジュバントが公知であり、例えばフロイント(完全及び不完全)、ミョウバン、ムラミルジペプチド、BCG、LPS、Ribiアジュバント系(登録商標)などが挙げられる。当業者は、与えられた状況においてどの種類のアジュバントを用いるかを理解しうる。
別の実施形態において、抗原を投与する代わりに、抗原をコードするために発現ベクターが用いられ、該抗原は、筋肉注射及びエレクトロポレーションの同じ手法により二重特異性抗体と同時に発現される。抗原は、抗体鎖をコードするために用いた発現ベクター(1若しくは複数)とは別の発現ベクターによりコードされてもよいし、又は抗体鎖の少なくとも1つをコードするベクターによりコードされてもよい。抗原及び抗体は同じ動物の同一又は異なる筋肉にトランスフェクトすることができる。
上記の種々の実施形態において、臨床用途のために承認されている抗体の任意の結合特異性を含むことができる(表1参照)。
本発明の方法は、組換え抗体の生物学的特性を、該抗体を発現する形質転換又は導入細胞系を調製する必要なしに、試験するためにも使用できる。従って、個体の筋肉に、抗体の重鎖及び軽鎖をコードする少なくとも1つの発現ベクターを、筋肉細胞中への該ベクターの取り込みが該抗体の分泌を引き起こすように、注射する。発現された抗体を除去する必要なしに、生物学的特性を個体内でその場で(in situ)評価することができ、又は発現された抗体を個体から得た後、他の場所で生物学的活性を試験することができる。例えば、個体が適切な腫瘍の保有者である限り、特定の腫瘍関連抗原を、個体から取り出すことなく、腫瘍治療のための生物学的特性について試験することができるだろう。好ましい実施形態において、タンパク質の発現を増強するために1以上の電気パルスを筋肉の注射部位に印加する。いくつかの実施形態において、抗体の重鎖及び軽鎖をコードするDNAを、当技術分野で周知の手段により、例えば付加、欠失、末端切断及び点変異などにより変異させることができる。次いで、抗原結合特異性に対する変異の効果を、本発明の方法に従ってタンパク質を発現させることにより評価することができる。
免疫グロブリンの場合、試験すべき生物学的特性としては、例えば抗原特異性、補体活性化、Fc受容体媒介食作用、シグナル伝達カスケードの誘導などが挙げられる。個体の筋肉から直接に遺伝子を発現させることにより、組換えmAbをより効果的に、かつより短時間でスクリーニングすることができる。組換え発現された抗体がin vivoで生物学的活性を示す能力は、本発明の方法を用いて評価することができる。実施例4(図6)は、本発明の方法に従ったB細胞表面マーカー(IgD)に対して特異的な抗体の発現が、この細胞集団をin vivoで枯渇させるのに有効であることを示している。in vivoで現れる他の種類の生物学的活性も、同様に評価することができる。
当業者は、本発明の精神及び範囲を逸脱することなく、本発明に種々の変更を行いうることを理解するであろう。以下の非限定的実施例を参照して、本発明をさらに詳細に説明する。
筋肉における発現ベクターのエレクトロポレーションによるI−E d 又はIgD a に対して特異的なキメラヒト/マウス抗体の血清発現
本実施例は、2本鎖構造(この場合は、抗体分子の重鎖及び軽鎖)をコードする発現ベクターを骨格筋内に注射することにより、無傷の完全抗体の生成及び個体の循環中への抗体の放出を行いうることを示す。ベクター混合物(それぞれ抗体の重鎖若しくは軽鎖をコードする)、又は両方の種類の鎖をコードする1つのベクターを注射した筋肉のエレクトロポレーションによるフルサイズ抗体の発現を評価するために、実験を計画した。これに関して、3つの発現ベクターを調製した。すなわち、キメラ重鎖IgG3をコードするDNAを含有する重鎖ベクター構築物(マウスV遺伝子及びヒトC遺伝子)を作製し、キメラヒトκ軽鎖をコードするDNAを含有する軽鎖ベクター構築物(マウスV遺伝子及びヒトC遺伝子)を作製し、そしてキメラ重鎖及びキメラ軽鎖の両方をコードするDNAを含有する組み合わせベクター(「combi」ベクター)を作製した。
本実施例は、2本鎖構造(この場合は、抗体分子の重鎖及び軽鎖)をコードする発現ベクターを骨格筋内に注射することにより、無傷の完全抗体の生成及び個体の循環中への抗体の放出を行いうることを示す。ベクター混合物(それぞれ抗体の重鎖若しくは軽鎖をコードする)、又は両方の種類の鎖をコードする1つのベクターを注射した筋肉のエレクトロポレーションによるフルサイズ抗体の発現を評価するために、実験を計画した。これに関して、3つの発現ベクターを調製した。すなわち、キメラ重鎖IgG3をコードするDNAを含有する重鎖ベクター構築物(マウスV遺伝子及びヒトC遺伝子)を作製し、キメラヒトκ軽鎖をコードするDNAを含有する軽鎖ベクター構築物(マウスV遺伝子及びヒトC遺伝子)を作製し、そしてキメラ重鎖及びキメラ軽鎖の両方をコードするDNAを含有する組み合わせベクター(「combi」ベクター)を作製した。
A.抗体V H 及びV L 領域
マウスのI−E MHCクラスII分子のα鎖(抗原決定基Ia.7)に対して特異的なマウスIgG2aκ抗体を生成する14−4−4S(ATCC名「HB32」)から、軽鎖及び重鎖のV遺伝子を得た。Ozatoら,J.Immunol.124:533(1980)。それ故に、14−4−4Sは、I−Edに対して特異的なマウスIgG2a抗体である。
マウスのI−E MHCクラスII分子のα鎖(抗原決定基Ia.7)に対して特異的なマウスIgG2aκ抗体を生成する14−4−4S(ATCC名「HB32」)から、軽鎖及び重鎖のV遺伝子を得た。Ozatoら,J.Immunol.124:533(1980)。それ故に、14−4−4Sは、I−Edに対して特異的なマウスIgG2a抗体である。
TP−3抗体については、本質的に、既にNorderhaugら,Immunol.Methods 204,77(1997)に記載されたようにして、14−4−4Sの軽鎖及び重鎖のVドメインをコードする核酸をクローニングした。簡単に説明すると、14−4−S4ハイブリドーマからcDNAを調製し、そして重鎖の場合はCH−1に、又は軽鎖の場合はCκにアニーリングする下流プライマーと組み合わせて種々の免疫グロブリンリーダー配列にアニーリングする縮重上流プライマーのセットを用いて、VH及びVL遺伝子を増幅した。次いで、PCR産物を配列決定し、クローニングしたV領域の的確な末端にアニーリングする特定のPCRプライマーを設計した。これらのプライマーは、制限酵素部位(下線及び太字)を含むように設計した。すなわち、上流VLプライマーはBsmI部位を有し、下流プライマーはBsiWI部位を有する一方で、上流VHプライマーはMfeI部位を有し、下流VHプライマーはBsiWI部位を有する。プライマー配列は下記の通りである:
14−4−4S VH及びVL領域をコードするヌクレオチド配列は、EMBL GenBankパブリックデータベースにおいて、それぞれ登録番号AF292646及びAF292391として入手できる。
ネズミIgDのアロタイプ(IgDa)に対して特異性を有するマウスモノクローナル抗体を生成する、Ig(5a)7.2ハイブリドーマに由来するVL及びVH領域は、本質的にLundeら,Nature Biotechnology 17,670(1999)に記載されたようにして得た。
B.抗体発現ベクター
Nordehaugら,J.Immunol.Methods 204,77(1997)に記載されたようにして、抗体鎖発現シャトルベクターpLNOH2及びpLNOκを調製した。
Nordehaugら,J.Immunol.Methods 204,77(1997)に記載されたようにして、抗体鎖発現シャトルベクターpLNOH2及びpLNOκを調製した。
上記のように調製した14−4−4SのVLをBsmI及びBsiWIで切断し、同様に消化したpLNOκにクローニングして、14−4−4S抗体に由来するVL領域及びベクターに由来するヒトκ定常領域を有するキメラヒト/マウスκ軽鎖(14−4−4S VL/ヒトCκ)を得た。また、上記のように調製した14−4−4SのVHをMfeI及びBsiWIで切断し、同様に消化したpLNOH2にクローニングして、14−4−4S抗体に由来するVH領域及びベクターに由来するヒトγ3定常領域を有するキメラヒト/マウスγ3重鎖(14−4−4S VH/ヒトγ3)を得た。これらの14−4−4Sキメラ抗体重鎖及び軽鎖シャトルベクターは、Lundeら,J.Immunol.168,2154−2162(2002)に記載されている。
Lundeら,Molecular Immunology 34,1167(1997)に記載されたようにして、11アミノ酸、すなわち、MOPC315腫瘍のマウスミエローマタンパク質に由来する腫瘍特異的T細胞エピトープをコードするように、キメラ14−4−4Sに用いたγ3重鎖配列を変異させた。Bogen及びWeiss,Int.Rev.Immunol.10,337(1993);Bogenら,Eur.J.Immunol.16,1373(1986);Bogenら,上記 16,1379(1986)参照。この変異は抗体の分泌及び折りたたみに影響を及ぼさない。Lundeら,前掲、2002。
Norderhaugら,Immunol.Methods 204,77(1997)に既に記載されたようにして、combiベクターを調製した。簡単に説明すると、CMVプロモーター、VL及びCκをpLNOK/14−4−4S VLから2.6kbのBglII−BamHI断片として単離し、pLNOH2のアルカリホスファターゼ処理BamHI制限部位にサブクローニングした。
抗I−Ed抗体ベクターと同様にして、ヒト/マウスキメラ抗マウスIgDa抗体をコードするベクターを調製したが、ただし、ネズミIgDのアロタイプ(IgDa)に対して特異性を有するマウスモノクローナル抗体を生成するIg(5a)7.2ハイブリドーマから、重鎖及び軽鎖の可変領域をクローニングした。Lundeら,Nature Biotechnology 17,670(1999)参照。簡単に説明すると、Ig(5a)7.2のVL(IgDa抗体)をpLNOκにクローニングして、Ig(5a)7.2抗体に由来するVL領域及びベクターIg(5a)7.2に由来するヒトκ定常領域(VL/ヒトCκ)を有する、キメラヒト/マウスκ軽鎖を得た。また、Ig(5a)7.2のVHをpLNOH2にクローニングして、Ig(5a)7.2抗体に由来するVH領域及びベクターIg(5a)7.2に由来するヒトγ3定常領域(VH/ヒトγ3)を有する、キメラヒト/マウスγ3重鎖を得た。
C.注射及びエレクトロポレーション
Balb/cマウス(MHCクラスII I−Edに対して陽性)、C57BLマウス(MHCクラスII I−Edに対して陰性)、B10−D2マウス、BALB.Bマウス及びC.B.−17マウスを含む種々のマウスの四頭筋に、ベクターDNA(100μg)を筋肉内注射した。0.9%NaClに希釈したベクターDNAを両方の四頭筋に注射した(50μg/50μl/四頭筋)。1つのグループのマウスにはcombiベクターを注射した一方、別のグループのマウスには別個の重鎖及び軽鎖ベクターの混合物を注射した。注射後に、筋肉の注射部位に電極を当て、そして該部位にそれぞれ10回の1000パルスからなる電位を印加することにより、エレクトロポレーションを行った。この場合、2回のパルス長は200μSec(正200μSec及び負200μSec)、各パルスの間隔は600μs、電流制限は50mA(約150〜174V/cm)であった。より大きい動物では、電極を筋肉内に挿入してもよい。
Balb/cマウス(MHCクラスII I−Edに対して陽性)、C57BLマウス(MHCクラスII I−Edに対して陰性)、B10−D2マウス、BALB.Bマウス及びC.B.−17マウスを含む種々のマウスの四頭筋に、ベクターDNA(100μg)を筋肉内注射した。0.9%NaClに希釈したベクターDNAを両方の四頭筋に注射した(50μg/50μl/四頭筋)。1つのグループのマウスにはcombiベクターを注射した一方、別のグループのマウスには別個の重鎖及び軽鎖ベクターの混合物を注射した。注射後に、筋肉の注射部位に電極を当て、そして該部位にそれぞれ10回の1000パルスからなる電位を印加することにより、エレクトロポレーションを行った。この場合、2回のパルス長は200μSec(正200μSec及び負200μSec)、各パルスの間隔は600μs、電流制限は50mA(約150〜174V/cm)であった。より大きい動物では、電極を筋肉内に挿入してもよい。
D.アッセイ
ELISAによりmAbレベルを測定した。例えば、Lauritzsenら,Scand.J.Immunol.33,647−656(1991)参照。簡単に説明すると、プラスチック製マイクロタイタープレート(Costarポリスチレン高結合)を、アジドを含むPBS中1:5000希釈率のモノクローナル抗ヒトIgG3(Sigma、I−9763)(キメラヒトIgG3 mAbの検出のため、抗I−Ed及びIgDの両方)50μlを加えることにより、4℃で少なくとも一夜かけて被覆し、0.5%のBSAを含有するPBSで処理(室温で少なくとも10分間のインキュベーション)することにより、さらなる非特異的結合からウェルをブロッキングした。次いで、ウェルを洗浄バッファー(PBS中の0.1%Tween20)で4回すすぐことにより、このプレートを洗浄した。
ELISAによりmAbレベルを測定した。例えば、Lauritzsenら,Scand.J.Immunol.33,647−656(1991)参照。簡単に説明すると、プラスチック製マイクロタイタープレート(Costarポリスチレン高結合)を、アジドを含むPBS中1:5000希釈率のモノクローナル抗ヒトIgG3(Sigma、I−9763)(キメラヒトIgG3 mAbの検出のため、抗I−Ed及びIgDの両方)50μlを加えることにより、4℃で少なくとも一夜かけて被覆し、0.5%のBSAを含有するPBSで処理(室温で少なくとも10分間のインキュベーション)することにより、さらなる非特異的結合からウェルをブロッキングした。次いで、ウェルを洗浄バッファー(PBS中の0.1%Tween20)で4回すすぐことにより、このプレートを洗浄した。
種々の日(例えば、0、7、14、21及び28日)にマウスから得た血液サンプルを凝固させた。血清を分離し、0.2%BSA及び0.2%Tween20を含有するPBS(希釈バッファー)で1:5に希釈した。希釈した血清サンプルを上記のブロッキングしたマイクロタイターアッセイプレートに加え、37℃で1時間インキュベートした。ヒトIgG3(Sigma、I−4389)を標準として用いた。ウェルを洗浄バッファーで4回洗浄し、ビオチニル化した抗ヒトIgG3(Sigma、B−3523;希釈バッファー中1:2000)又はビオチニル化した抗ヒトκ抗体(Sigma、B−1393)を加え、プレートを4℃で一夜インキュベートした。ウェルを洗浄バッファーで4回洗浄し、ストレプトアビジン−アルカリホスファターゼ複合体(Amersham Life Science;希釈バッファー中1:3000)を加え、プレートを37℃で1時間インキュベートした。最終洗浄の後、ホスファターゼ基質(Sigma、p−ニトロフェニルホスフェート,二ナトリウム塩、5mg/錠、1mg/mlを使用)を加え、プレートを室温で10〜30分間インキュベートした。光学密度を405nmで測定した。
E.結果
C57BL/6マウスの血清中の抗体重鎖の検出により示されたキメラ抗体の量は、図1に示されている。血清中のキメラ抗体は、最初に、エレクトロポレーションの後、約3〜6日目に検出された。キメラ抗I−EdH鎖及びL鎖遺伝子に関して別個のプラスミドの同時注射、並びに重鎖及び軽鎖の両方を含有する単一の「combi」プラスミドの注射は、ほとんど検出できない非常に少量のmAbしか誘導しなかった(図1A)。しかしながら、プラスミドDNAを注射した後に、低い電圧、高周波電気パルスからなるin vivoエレクトロポレーションを注射部位の皮膚に適用した場合には、血清mAbのレベルは顕著に増大した(図1A)。このように、エレクトロポレーションは、裸のDNAプラスミドとして注射したIg遺伝子からのmAbの生成を増強した。さらに、続いて起こるin vivo発現のために、Ig H鎖及びL鎖遺伝子は同一プラスミド上に存在する必要がなかった。この抗体はELISAで示されるように軽鎖及び重鎖の両方から構成されていた。同一ELISAにおける重鎖及び軽鎖の両方の検出により、図1Aに示す重鎖に関する結果と同様の結果が得られた。
C57BL/6マウスの血清中の抗体重鎖の検出により示されたキメラ抗体の量は、図1に示されている。血清中のキメラ抗体は、最初に、エレクトロポレーションの後、約3〜6日目に検出された。キメラ抗I−EdH鎖及びL鎖遺伝子に関して別個のプラスミドの同時注射、並びに重鎖及び軽鎖の両方を含有する単一の「combi」プラスミドの注射は、ほとんど検出できない非常に少量のmAbしか誘導しなかった(図1A)。しかしながら、プラスミドDNAを注射した後に、低い電圧、高周波電気パルスからなるin vivoエレクトロポレーションを注射部位の皮膚に適用した場合には、血清mAbのレベルは顕著に増大した(図1A)。このように、エレクトロポレーションは、裸のDNAプラスミドとして注射したIg遺伝子からのmAbの生成を増強した。さらに、続いて起こるin vivo発現のために、Ig H鎖及びL鎖遺伝子は同一プラスミド上に存在する必要がなかった。この抗体はELISAで示されるように軽鎖及び重鎖の両方から構成されていた。同一ELISAにおける重鎖及び軽鎖の両方の検出により、図1Aに示す重鎖に関する結果と同様の結果が得られた。
発現されたキメラ抗体がその抗原結合特異性を保持したという証拠は、マウスを異なる遺伝バックグラウンドでトランスフェクトすることにより得られ、I−Edの組織発現(抗I−EdmAbにより検出された抗原)が、循環中で検出可能な発現されたキメラ抗体のレベルに影響したかどうかを測定した。この目的で、抗体14−4−4Sから誘導されるγ3キメラ重鎖及び抗体14−4−4Sから誘導されるヒト/マウスキメラ軽鎖の両方をコードするcombiベクターを、I−Ed陽性マウス(Balb/c)及びI−Ed陰性マウス(C57BL/6)の骨格筋内にエレクトロポレーションを行い、循環中のキメラ抗体のレベルを測定した。図1Bは、I−Edキメラ抗体がI−Edを発現しないC57BL/6マウスにおいて検出できたが、この抗体を発現するBALB/cマウスにおいては検出できなかったことを示している。抗原を発現するマウスに抗体が存在しないことは、生成される抗体が抗原に対して特異的であることを示唆している。
これらの実験における制御因子はI−Ed発現であったが、マウス系統の若干の他の遺伝的特徴ではなかったことを証明するために、MHC−コンジェニックBALB.Bマウス(これらは、MHC H−2bハプロタイプを有し、I−Edを欠損する以外は、BALB/cと同一である)、及びコンジェニックB10.D2マウス(これらは、B10.D2がH−2dハプロタイプを有し、I−Edを発現する以外は、C57BL/6とほとんど同一である)について、14−4−4S H及びLベクターを用いた筋肉注射/エレクトロポレーションを試験した。図1Cから明らかなように、mAbはBALB.Bマウス(I−Ed陰性)の血清中で検出できたが、I−Edを発現するBALB/cマウスの血清からは検出できなかった。I−Edを発現しないマウスにおける血清14−4−4S抗体の増加を示すこれらの結果は、血清で発現された14−4−4Sキメラ抗体mAbがその抗原(I−Ed)に対して特異的であることを実証している。
同様の結果が、可変H鎖及びL鎖がIg(5a)7.2ハイブリドーマから誘導されたIgDa抗体の発現によって得られた(図1D)。この場合、H鎖及びL鎖をコードする2つの別個のプラスミドを骨格筋内に同時注射し、エレクトロポレーションを適用した。ヒトIgG3 ELISAにより、IgDaを欠損し、かつIgDaを発現するC.B−17マウスの血清中でキメラIgDa抗体が示された。対照的に、キメラIgDa抗体は、BALB/cマウス(これらは、IgDaを発現するが、その他の点ではC.B−17とほとんど同一である)の血清中で検出されなかった。C.B−17マウスにおける抗IgDamAbの血清レベルは約300ηg/mlに達し、これは抗I−EdmAbの場合よりも顕著に高かった。IgDaアロタイプを発現しないマウスにおける血清Ig(5a)7.2抗体の増加を示すこれらの結果は、血清で発現されたIg(5a)7.2キメラ抗体がその抗原(IgDaアロタイプ)に対して特異的であることを実証している。
抗原へのmAbの結合はH鎖及びL鎖の正確な会合に依存するので、図1B〜Dの結果は、筋肉細胞がmAbを正確な特異性を有する4量体として分泌すること、及びmAbが離れた組織に到達し、そこで標的抗原を発現する細胞又は組織によって吸収されることを支持する。これらの結論は、エレクトロポレーションを行った動物の血清中の免疫グロブリンの物理的分析によって支持される。簡単に説明すると、キメラ抗IgDamAbの重鎖及び軽鎖をコードする発現ベクターを筋肉に筋肉内注射することにより同時投与した後、注射部位にエレクトロポレーションを行ったマウスに由来する血清と共に、プロテインGセファロースビーズをインキュベートした。単離した抗体を溶出させ、重鎖及び軽鎖を分離するために、メルカプトエタノールで処理を行うか又は処理を行わなかった。ゲル電気泳動及びブロッティングの後、抗ヒトIgG3又は抗Cκ抗体を用いてブロットを展開した。図2のウェスタンブロットは、マウスの血清中のヒトγ3重鎖がκ軽鎖に会合していることを示している。同様の結果はサンドイッチELISAから得られ、これは、処置した動物の血清から捕捉された同一細胞上の重鎖及び軽鎖マーカーを確認した(ELISAでは、被覆抗体として抗ヒトγ3及び検出抗体として抗ヒトCκを用いた)。
図1B及び1Cから明らかなように、C57B1/6マウスにおいて7〜14日目に見られたI−Ed特異的血清mAbの急激な低下は、mAbの異種部分、すなわち、ヒトγ3及びCκ(表1)に対する免疫応答によって生じた可能性がある。この可能性を評価するために、ヒトIgG3(Sigma、I−4389)で被覆したプレートを用い、ビオチニル化した抗マウスIgG1又はビオチニル化した抗マウスIgG2aで抗Ig抗体を検出して、ELISAを準備した。その他の点で、このELISAは、以前と同じであるが、血清を連続希釈した点で異なる。
これらの結果は、抗I−EdmAbの低下が、注射後28日目に検出された高い血清力価を有する、IgG1及びIgG2aサブクラス両方のマウス抗ヒトIgG3抗体の増加によって平行(parallel)したことを示した(図3)。マウス抗ヒトIgG3 mAbの誘導は、mAbの高い血清レベルを有したI−Ed陰性株においてだけでなく、血清mAbがほとんど又は全く検出されなかった陽性株においても検出された(図3A及びB)。この結果は、キメラ抗体が血清から急速に吸収されてしまったようにみえるという事実にも拘わらず、キメラI−Ed特異的mAbがI−Ed陽性株において十分な量で生成され、マウスを免疫感作したことを示している。また、キメラ抗IgDamAbでトランスフェクトした後28日目のマウスの血清中に、抗免疫グロブリンが存在していた(図3C)。顕著なことに、C.B−17マウスは、I−Ed抗体でトランスフェクトしたマウスと比較して、少量の抗ヒトIgG3抗体、特にIgG2aサブクラスを生成した。この相違は、より高濃度の抗IgDaキメラmAb、異なるV領域の使用又はBalb/cバックグラウンド遺伝子の影響に関係する可能性がある。
抗体のin vivo長期血清発現は異種配列の除去により達成される
免疫原性の低下によって、血清中で発現された組換え抗体の量又は発現の時間の程度を増大するかどうかを測定するために、発現されたモノクローナル抗体から異種配列を除去した。最初の実験において、ヒトγ3定常領域を除去すること、及びそれをマウスγ2b定常領域で置き換えることによって、キメラIgDa抗体のための重鎖ベクター(この場合、VHはIg(5a)7.2から誘導され、CHはヒトγ鎖である)を改変した。Ig(5a)7.2に由来する可変領域を用いて得られたベクターpLNOH2γ2bVHT(Lundeら,上記、1999)を、対応するヒト/マウスキメラ軽鎖ベクター(pLNOκVLTLundeら,上記、1999)と共に筋肉内に同時投与した。従って、発現された抗体は完全マウス重鎖及びキメラヒト/マウス軽鎖を有する部分的キメラである。
免疫原性の低下によって、血清中で発現された組換え抗体の量又は発現の時間の程度を増大するかどうかを測定するために、発現されたモノクローナル抗体から異種配列を除去した。最初の実験において、ヒトγ3定常領域を除去すること、及びそれをマウスγ2b定常領域で置き換えることによって、キメラIgDa抗体のための重鎖ベクター(この場合、VHはIg(5a)7.2から誘導され、CHはヒトγ鎖である)を改変した。Ig(5a)7.2に由来する可変領域を用いて得られたベクターpLNOH2γ2bVHT(Lundeら,上記、1999)を、対応するヒト/マウスキメラ軽鎖ベクター(pLNOκVLTLundeら,上記、1999)と共に筋肉内に同時投与した。従って、発現された抗体は完全マウス重鎖及びキメラヒト/マウス軽鎖を有する部分的キメラである。
ウェルにNIP2.6SBAを塗布した後、トランスフェクト細胞から得られたマウスIgD抗NIPを結合させることによって、血清分析を行った。血清サンプルをアプライし、抗マウスIgG2b−ビオチンを用いて、結合を測定する。
マウスCH/ヒトCκIgDa特異的抗体での結果は、合理的に検出可能な発現を得るためにはエレクトロポレーションが必要だったこと、及びIgDaアロタイプ標的抗原を発現しないマウス(すなわち、C.B−17マウス)において最良の発現が達成されたことを示した。C.B−17マウスの場合、血清mAbは1〜5週間後に750ηg/mlほどにも高く、次いで徐々に低下した。7カ月後でさえも、マウスの血清中に約300μg/mlが存在した。この抗体の完全にキメラの形態は、より低い最大発現を示し、より急速に低減した(図1Dと比較)。従って、抗体の異種部分を除去することにより、血清中の存在が増大され、延長された。
ハプテンNIPに対して特異的なマウスIgG2b抗体を発現させることにより、同様の実験を行った。ベクターpSV2gptVNP(Neubergerら,EMBO J.2,1373(1983))にクローニングしたネズミNIP特異的抗体のVH遺伝子を、ヒトγ3重鎖の上流でクローニングして、pLNOH2(Norderhaugら,J.Immunol.Methods 204,77(1997))。Eidemら,J.Immunol.Methods 245,119(2000)に記載されているように、pLNOH2中のヒトIgG3をコードする配列をマウスIgG2b定常鎖配列で置換することにより、ベクターpLNOH2−γ2bを得た。後者の定常鎖配列は、BALB/cから誘導したミエローマ細胞系MPC−11に由来する。Langら,Nucleic Acids Res.10,611(1982)参照。NIPに対するネズミλ軽鎖をコードするDNA(Celltech Limited)を、筋肉中にpLNOH2−γ2bと共に同時にエレクトロポレーションした発現ベクターにクローニングした。結果は、軽鎖についてはλに由来する、及び重鎖についてはγ2bに由来する定常領域を有する完全ネズミNIP特異的抗体が生成された。
Balb/cマウスの筋肉内エレクトロポレーションを実施例1に記載したように行った。エレクトロポレーションの後0、3、7、14日目、並びに4、5及び8週目に、マウスから血清を得た。本質的に実施例1に記載したように、ただし、プレートをNIP2.6BSA(すなわち、1分子のBSA当たり2.6分子のNIP)で被覆し、かつ検出抗体を抗IgG2b−ビオチン(Pharmingen、カタログ番号:02032D)にして、血清のELISA分析を行った。ハイブリドーマ細胞系により生成された抗NIP抗体を精製し、標準として用いた。これらのハイブリドーマ細胞はλ1遺伝子を発現するものであり、機能的なNIP特異的抗体を発現させるために、マウス筋肉のエレクトロポレーションに用いたのと同じNIP特異的重鎖構築物でトランスフェクトすることにより調製した。Eidemら,J.Immunol.Methods 245,119(2000)参照。
2つの別個の実験(図4B及び挿入グラフ)において、注射しエレクトロポレーションを行ったBALB/cマウスの血清中で検出されたNIP抗体の量は、ELISAにおいてNIP−BSAとの結合能により測定した、マウス血清中の抗NIP mAbの有意な量を示し、60〜100ηg/mlの最大量が2〜5週間目に検出された。血清抗体のレベルは徐々に低下したが、DNA注射の後30週において50ηg/mlと多量がなお検出された(図4B、挿入)。血清中のmAbの検出のためには、エレクトロポレーションが必要であった。10及び100μgのプラスミド(各四頭筋にそれぞれ50及び5μg)の注射により同様の結果が得られたが、これが少量となるほど変動は大きかった(主グラフ)。図4Bの挿入グラフのマウスには、50μgの全ベクターを注射した。
抗体を発現した血清による補体媒介細胞溶解
血清で発現され、抗原に結合した抗体が補体を活性化する能力を有するかどうかを測定することによって、発現された抗体の完全性を定常領域について評価した。補体媒介細胞溶解(CML)アッセイを記載されたように行った。Michaelsenら,Scand.J.Immunol.32,517−528(1990);Aaseら,J.Immunol.Methods 136,185−191(1991)参照。簡単に説明すると、51CRで標識したヒツジ赤血球細胞(SRBC)をウサギ抗SRBC NIP−15−Fab’フラグメントと共にインキュベートすることにより、これらの細胞をNIPで感作した。本発明に従って血清中に発現されたNIPネズミ抗体の連続希釈物をNIP感作51CR SRBCに加えた。ヒト血清を補体供与源として用いた。組換え細胞から発現され、かつ精製された同じNIP抗体を対照として用いた。細胞毒性指数(CI)を、次の式により計算した:
%CI=[(cpm試験−cpm自発)/(cpm最大−cpm自発)]×100
図5の結果は、ベクターを注射してエレクトロポレーションしたマウスの血清からの抗NIP mAbが、補体を活性化させることができ、赤血球細胞溶解を生じさせたことを示している。これらの結果は、筋肉によって生成されたNIP mAbのFc領域が、補体を活性化させる能力に対して機能することを示している。
血清で発現され、抗原に結合した抗体が補体を活性化する能力を有するかどうかを測定することによって、発現された抗体の完全性を定常領域について評価した。補体媒介細胞溶解(CML)アッセイを記載されたように行った。Michaelsenら,Scand.J.Immunol.32,517−528(1990);Aaseら,J.Immunol.Methods 136,185−191(1991)参照。簡単に説明すると、51CRで標識したヒツジ赤血球細胞(SRBC)をウサギ抗SRBC NIP−15−Fab’フラグメントと共にインキュベートすることにより、これらの細胞をNIPで感作した。本発明に従って血清中に発現されたNIPネズミ抗体の連続希釈物をNIP感作51CR SRBCに加えた。ヒト血清を補体供与源として用いた。組換え細胞から発現され、かつ精製された同じNIP抗体を対照として用いた。細胞毒性指数(CI)を、次の式により計算した:
%CI=[(cpm試験−cpm自発)/(cpm最大−cpm自発)]×100
図5の結果は、ベクターを注射してエレクトロポレーションしたマウスの血清からの抗NIP mAbが、補体を活性化させることができ、赤血球細胞溶解を生じさせたことを示している。これらの結果は、筋肉によって生成されたNIP mAbのFc領域が、補体を活性化させる能力に対して機能することを示している。
抗体を発現した血清による補体媒介細胞溶解
BALB/cマウスに抗IgDをコードするDNAを注射し又は注射せず、そしてエレクトロポレーションを行った。7日後に、血液をヘパリン溶液に集めて凝固を回避した。溶解バッファー(Becton Dickinson)をサンプルに加えて赤血球細胞を溶解した。細胞を洗浄し、細胞マーカーに対する種々の抗体を含有する染色バッファー(PBS及び0.5%BSA)に懸濁させた。使用した抗体は、それぞれIgD及びB220(B細胞上)並びにT細胞受容体(T細胞上)に対して特異的である、FITC−IgD、PerCP−B200/CD45R及びPE−TCRCβであった。染色した後、細胞を洗浄し、固定バッファー(PBS及び2%パラホルムアルデヒド)に再懸濁させ、フローサイトメトリーにより分析した。
BALB/cマウスに抗IgDをコードするDNAを注射し又は注射せず、そしてエレクトロポレーションを行った。7日後に、血液をヘパリン溶液に集めて凝固を回避した。溶解バッファー(Becton Dickinson)をサンプルに加えて赤血球細胞を溶解した。細胞を洗浄し、細胞マーカーに対する種々の抗体を含有する染色バッファー(PBS及び0.5%BSA)に懸濁させた。使用した抗体は、それぞれIgD及びB220(B細胞上)並びにT細胞受容体(T細胞上)に対して特異的である、FITC−IgD、PerCP−B200/CD45R及びPE−TCRCβであった。染色した後、細胞を洗浄し、固定バッファー(PBS及び2%パラホルムアルデヒド)に再懸濁させ、フローサイトメトリーにより分析した。
結果は、本発明の方法で処理した又は処理しなかったマウスの血液中のT細胞のB細胞の割合(%)として表される。5匹のマウスを各グループに用いた。図から明らかなように、マウスがベクターを投与され、かつエレクトロポレーションを受けていた場合に、血中のIgD及びB220陽性細胞が枯渇した。この場合、発現された抗体は、筋肉による生成の後に個体において生物学的に活性であった。
Claims (36)
- タンパク質の生成に使用するための医薬組成物の製造における、少なくとも1つの発現ベクターの使用であって、該少なくとも1つのベクターは、(i)少なくとも2つの異なるポリペプチド鎖を含むタンパク質をコードするものであり、そして、被験体の筋肉内に注射されたときに、(ii)該ポリペプチド鎖の生成及び該タンパク質の分泌を引き起こすものである、上記使用。
- 治療用タンパク質に対して応答する疾患又は症状の治療に使用するための医薬の製造における、該治療用タンパク質をコードする少なくとも1つの発現ベクターの使用であって、該少なくとも1つのベクターは、(i)少なくとも2つの異なるポリペプチド鎖を含む該治療用タンパク質をコードするものであり、そして、被験体の筋肉内に注射されたときに、(ii)該ポリペプチド鎖の生成及び該治療用タンパク質の分泌を引き起こすものである、上記使用。
- 被験体における抗体の生成に使用するための医薬組成物の製造における、少なくとも1つの発現ベクターの使用であって、(i)該少なくとも1つのベクターは、少なくとも2つの異なるポリペプチド鎖を含むタンパク質をコードするものであり、これらの鎖の少なくとも1つが抗原決定基を提示し、そして、該ベクターは、該被験体の筋肉内に注射されたときに、(ii)該被験体が該決定基に対する抗体を生成するように、該ポリペプチド鎖の生成及び該タンパク質の分泌を引き起こすものである、上記使用。
- 被験体における抗原に対する抗体の生成に使用するための医薬組成物の製造における、少なくとも1つの発現ベクターの使用であって、(i)該少なくとも1つのベクターが、二重特異性抗体の軽鎖及び重鎖をコードするものであり、該二重特異性抗体が、該被験体の抗原提示細胞の細胞表面マーカーに対して特異的な第1結合部位及び免疫処置が望まれる抗原に対して特異的な第2結合部位を有し、該ベクターは、該被験体の筋肉内に注射されたときに、(ii)該ポリペプチド鎖の生成及び該タンパク質の分泌を引き起こし、そして該抗原は、該被験体に投与されたときに、(iii)該被験体が該抗原に対する抗体を生成するように、該二重特異性抗体により抗原提示細胞に標的化されるものである、上記使用。
- 抗体の重鎖又は軽鎖に融合したペプチドに対する抗体を被験体において誘発するのに使用するための医薬組成物の製造における、少なくとも1つの発現ベクターの使用であって、(i)該ベクターは該抗体の軽鎖及び重鎖をコードするものであり、該抗体が該被験体の抗原提示細胞の細胞表面マーカーに対して特異的であり、そして該ベクターは、該被験体の筋肉内に注射されたときに、(ii)該被験体が該ペプチドに対する抗体を生成するように、該ポリペプチド鎖の生成及び該ペプチドに融合した該抗体の分泌を引き起こすものである、上記使用。
- タンパク質の生物学的活性の試験に使用するための医薬組成物の製造における、少なくとも1つの発現ベクターの使用であって、(i)該ベクターは、少なくとも2つのポリペプチド鎖を含むタンパク質をコードするものであり、そして、該被験体の筋肉内に注射されたときに、(ii)該ポリペプチド鎖の生成及び生物学的活性を試験する該タンパク質の分泌を引き起こすものである、上記使用。
- タンパク質が免疫グロブリンである、請求項1〜3又は6のいずれかに記載の使用。
- 免疫グロブリンが抗体である、請求項7に記載の使用。
- ベクターが全長の鎖をコードする、請求項1〜6のいずれかに記載の使用。
- 被験体がヒトである、請求項1〜6のいずれかに記載の使用。
- 免疫グロブリン又は抗体がヒト免疫グロブリンに由来する定常領域配列を有する、請求項4、5又は7のいずれかに記載の使用。
- 免疫グロブリン又は抗体がヒト免疫グロブリンに由来する可変領域配列を有する、請求項4、5又は7のいずれかに記載の使用。
- 免疫グロブリン又は抗体がネズミのものである、請求項4、5又は7のいずれかに記載の使用。
- 注射がベクターを針を用いて筋肉内に導入することを含む、請求項1〜6のいずれかに記載の使用。
- 注射がベクターを微粒子送達法により筋肉内に導入することを含む、請求項1〜6のいずれかに記載の使用。
- 少なくとも1つのベクターが少なくとも2つのベクターであり、そして鎖の各々が別個のベクターによりコードされる、請求項1〜6のいずれかに記載の使用。
- 電極による電流が注射部位から通電され、そして筋肉膜透過性を一過性に増大させるように、該電極を注射部位付近に配置するステップをさらに含む、請求項1〜6のいずれかに記載の使用。
- 筋肉膜透過性の一過性増大が、約25V/cmから300V/cm未満の範囲の電場強度を有する電流を用いて達成される、請求項17に記載の使用。
- 筋肉が骨格筋である、請求項1〜6のいずれかに記載の使用。
- タンパク質の生成が被験体において発現された該タンパク質に対する免疫応答を生じさせるように、該タンパク質が被験体に対して外来の1以上の抗原決定基を含む、請求項1〜6のいずれかに記載の使用。
- 免疫応答が、被験体の血清中でタンパク質の外来抗原決定基の1以上に対する抗体を生成することを含む、請求項20に記載の使用。
- 抗体が、被験体から液体源を取得することにより得られる、請求項3〜6及び20のいずれかに記載の使用。
- 液体が血清である、請求項22に記載の使用。
- 細胞表面マーカーがMHCクラスII分子、B7分子、IgD、Fc受容体、CD40及びToll受容体からなる群より選択される、請求項4及び5のいずれかに記載の使用。
- 二重特異性抗体が別個の重鎖及び軽鎖から構成されている、請求項4及び5のいずれかに記載の使用。
- 二重特異性抗体が単一のポリペプチドである、請求項4及び5のいずれかに記載の使用。
- 第2結合部位がペプチド配列に対して特異的であり、そして抗原が該ポリペプチド配列を含有するように操作されている、請求項4に記載の使用。
- 抗原が、該抗原を組換え手法により被験体において発現させることにより投与される、請求項4に記載の使用。
- 抗原が抗体の重鎖に融合している、請求項5に記載の使用。
- 抗原が抗体の軽鎖に融合している、請求項5に記載の使用。
- 生物学的活性が被験体において生じる、請求項6に記載の使用。
- タンパク質が被験体から得られ、そして生物学的活性が測定される、請求項6に記載の使用。
- タンパク質が抗体である、請求項6に記載の使用。
- 生物学的活性が抗原特異性である、請求項32に記載の使用。
- ベクターが全長の軽鎖及び全長の重鎖の各々をコードする、請求項32に記載の使用。
- ポリペプチドをコードする核酸が変異を有するものである、請求項1〜6のいずれかに記載の使用。
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