JP2006246896A - Antibody and antibody fragments for inhibiting growth of tumors - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は1995年6月7日出願の特許願第08/482,982号の一部継続出願である1995年12月15日出願の特許願第08/573,289号の更なる一部継続出願であり、これら両方の開示を本明細書の一部を構成するものとしてここに援用する。 This application is a continuation-in-part of patent application 08 / 573,289 filed on December 15, 1995, which is a continuation-in-part of patent application 08 / 482,982 filed on June 7, 1995. Application, the disclosures of both of which are hereby incorporated by reference.
本発明はある種の腫瘍細胞の成長を抑制するのに有用な抗体類および抗体フラグメント類に関する。 The present invention relates to antibodies and antibody fragments useful for inhibiting the growth of certain tumor cells.
最近の研究によって、ヒト悪性疾患の病因および進行における成長因子レセプター・チロシンキナーゼ類の重要な役割が解明されるに至っている。これら生体レセプターはそれらを発現する細胞膜中のトランスメンブラン・ドメインによりアンカーされている。細胞外ドメインが成長因子に結合するのである。成長因子が細胞外ドメインに結合すると、シグナルが細胞内キナーゼ・ドメインに伝達される。このシグナル伝達が、細胞の増殖および分化をもたらす事象に寄与する。 表皮成長因子(EGF)レセプター・ファミリーのメンバーは、重要な成長因子レセプター・チロシンキナーゼ類である。EGFレセプター・ファミリーで発見された第1のメンバーは、見掛け分子量約165kDを有する糖蛋白質であった。この糖蛋白質は、メンデルソーン[Mendelsohn]らの特許文献1に記述されており、EGFレセプター(EGFR)として知られているものである。
EGFRリガンドがEGFレセプターに結合すると細胞の成長につながる。EGFおよびトランスフォーミング成長因子アルファ(TGF−アルファ)はEGFRの2つの公知のリガンドである。
Recent studies have elucidated the important role of growth factor receptor tyrosine kinases in the pathogenesis and progression of human malignancies. These biological receptors are anchored by the transmembrane domain in the cell membrane that expresses them. The extracellular domain binds to growth factors. When growth factors bind to the extracellular domain, a signal is transmitted to the intracellular kinase domain. This signaling contributes to events that lead to cell proliferation and differentiation. Members of the epidermal growth factor (EGF) receptor family are important growth factor receptor tyrosine kinases. The first member discovered in the EGF receptor family was a glycoprotein with an apparent molecular weight of about 165 kD. This glycoprotein is described in Patent Document 1 of Mendelsohn et al. And is known as an EGF receptor (EGFR).
Binding of the EGFR ligand to the EGF receptor leads to cell growth. EGF and transforming growth factor alpha (TGF-alpha) are the two known ligands of EGFR.
多くのレセプター・チロシンキナーゼ類がヒト腫瘍中に異常に多数発見されている。たとえば、上皮起源の多くの腫瘍がそれらの細胞膜上に高レベルのEGFレセプターを発現する。EGFレセプターを発現する腫瘍の例としては、膠芽腫、ならびに肺、胸、頭および首、ならびに膀胱の癌などがある。腫瘍細胞膜上のEGFレセプターの増幅および/または過発現が予知の難しさに関係する。 Many receptor tyrosine kinases have been found in abnormal numbers in human tumors. For example, many tumors of epithelial origin express high levels of EGF receptors on their cell membranes. Examples of tumors that express the EGF receptor include glioblastoma and lung, breast, head and neck, and bladder cancer. Amplification and / or overexpression of the EGF receptor on the tumor cell membrane is associated with difficulty of prediction.
腫瘍抗原に対する抗体、特にモノクローナル抗体が可能性のある抗癌剤として追究されている。それら抗体は多くのメカニズムを通して腫瘍の成長を抑制する。たとえば、抗体は抗体依存性の細胞毒性(ADCC)または補体依存性の細胞毒性(CDC)により免疫学的に腫瘍の成長を抑制する。
あるいは、抗体が成長因子のレセプターへの結合に競合することもある。そのような競合がレセプターを発現する腫瘍の成長を抑制する。
別のアプローチでは、毒素を腫瘍抗原に対する抗体に接合させる。抗体部分がその接合体を腫瘍に向かわせ、腫瘍が毒素部分で殺される。
Antibodies against tumor antigens, particularly monoclonal antibodies, are being pursued as potential anticancer agents. These antibodies suppress tumor growth through a number of mechanisms. For example, antibodies immunologically inhibit tumor growth by antibody-dependent cytotoxicity (ADCC) or complement-dependent cytotoxicity (CDC).
Alternatively, the antibody may compete for growth factor binding to the receptor. Such competition suppresses the growth of tumors that express the receptor.
In another approach, the toxin is conjugated to an antibody against the tumor antigen. The antibody moiety directs the conjugate to the tumor and the tumor is killed by the toxin moiety.
たとえば、特許文献1は、EGFレセプターに結合する225と呼ばれるマウスモノクローナル抗体について記述している。この特許はカリフォルニア大学に譲渡され、イムクローン・システムズ社[ImClone Systems Incorporated] に排他的実施権を供与されている。この225抗体は、培養EGFR発現腫瘍系の成長の抑制、ならびにヌードマウスに異種移植されて成長するこれら腫瘍のin vivoでの成長を抑制することができる。しかしながら、第一相臨床試験では、ヒトに300mgまでのマウス225抗体を投与しても臨床的応答は観察されなかった。非特許文献2参照。非特許文献3参照。さらに最近では、225にドキソルビシンまたはシス−プラチンを混成した治療体系が、マウスに十分に樹立されたヒト異種移植モデルのいくつかに対して治療の相乗効果を示している。非特許文献1。
マウスモノクローナル抗体をヒトの治療に使用することの不都合な点は、マウスIg配列の存在によるヒト抗マウス抗体(HAMA)応答の可能性があることである。この不都合は、マウス(またはその他の非ヒト哺乳類)抗体の全不変部をヒトの不変部と置き換えることによって低減させることができる。マウス抗体の不変部をヒトの配列で置き換えることは通常キメラ化(キメライゼーション)と呼ばれている。 A disadvantage of using mouse monoclonal antibodies for human therapy is the potential for human anti-mouse antibody (HAMA) response due to the presence of mouse Ig sequences. This disadvantage can be reduced by replacing the entire constant part of the mouse (or other non-human mammal) antibody with a human constant part. Replacing the constant part of a mouse antibody with a human sequence is usually called chimerization.
このキメラ化プロセスはまた、マウス抗体の超可変部または相補性決定領域(CDR)以外の可変部を、対応するヒト配列で置き換えることによってより効果的に行うことができる。CDR以外の可変部は、また可変フレームワーク領域(FR)としても知られている。 This chimerization process can also be more effectively performed by replacing variable regions other than mouse antibody hypervariables or complementarity determining regions (CDRs) with corresponding human sequences. Variable parts other than CDRs are also known as variable framework regions (FR).
不変部および非CDR可変部をヒトの配列と置き換えることは、通常ヒューマナイズ化(ヒューマナイゼーション)と呼ばれている。このヒューマナイズ化抗体は、より多くのマウス配列がヒト配列で置き換えられることによって、免疫抗原性が少なくなる(すなわち、HAMA応答の出現が少ない)。不都合なことに、ヒト配列に置き換えるマウス抗体の領域が多くなればなるほど、そのコストと作業はともに増加する。
抗体の免疫原性を減らす別の方法は、抗体フラグメントを使用することである。たとえば、アバウド−ピラク[Aboud-Pirak]ら、Journal of theNational Cancer Institute,80,1605− 1611(1988)による論文では、108.4と呼ばれる抗EGFレセプター抗体を、抗体フラグメントの抗腫瘍効果と比較している。この腫瘍モデルはヌードマウスにおけるKB細胞の異種移植をベースとしたものである。KB細胞はヒト口腔類表皮癌から得られ、高レベルのEGFレセプターを発現する。
Replacing invariant and non-CDR variable regions with human sequences is commonly referred to as humanization. This humanized antibody becomes less immunogenic (ie, less of a HAMA response) by replacing more mouse sequences with human sequences. Unfortunately, the more mouse antibody regions that are replaced with human sequences, the greater the cost and effort.
Another way to reduce the immunogenicity of an antibody is to use antibody fragments. For example, in an article by Aboud-Pirak et al., Journal of the National Cancer Institute, 80, 1605-1611 (1988), an anti-EGF receptor antibody called 108.4 is compared with the antitumor effect of an antibody fragment. ing. This tumor model is based on xenografts of KB cells in nude mice. KB cells are obtained from human oral epidermoid carcinoma and express high levels of EGF receptors.
アバウド−ピラク[Aboud-Pirak]らは、抗体および二価F(ab’)2 フラグメントはともにin vivoでの腫瘍成長を遅らせたが、F(ab’)2 フラグメントは効果が少なかったことを見出している。この抗体の一価Fabフラグメントは細胞関連のレセプターへの結合能力は保存されていたが、腫瘍成長を遅らせることはなかった。
したがって、効果的かつ安価に生産でき、ヒトに対する免疫原性が少ないかまたは全くなく、腫瘍細胞上に多数発現されるレセプターへの結合能力があり、それら成長因子のレセプターに対する結合を遮断する能力を有する改良された抗腫瘍剤に対する必要性が切望されている。本発明の一目的は、モノクローナル抗体、抗体フラグメントおよび単鎖抗体の有利な特性を併せ持つそうした新しい抗腫瘍剤の発見にある。
Aboud-Pirak et al. Found that both antibodies and divalent F (ab ′) 2 fragments retarded tumor growth in vivo, whereas F (ab ′) 2 fragments were less effective. ing. The monovalent Fab fragment of this antibody preserved its ability to bind to cell-related receptors, but did not slow tumor growth.
Therefore, it can be produced effectively and inexpensively, has little or no immunogenicity to humans, has the ability to bind to many receptors expressed on tumor cells, and has the ability to block the binding of these growth factors to the receptor. There is a great need for improved anti-tumor agents. One object of the present invention is the discovery of such new anti-tumor agents that combine the advantageous properties of monoclonal antibodies, antibody fragments and single chain antibodies.
これらおよびその他の目的は、当分野の通常の技術者には明らかとなるように、抗体の不変部および可変軽鎖が欠失したポリペプチドを提供することにより達成されたが、このポリペプチドはNYGVH(配列番号:1)、GVIWSGGNTDYNTPFTSR(配列番号:2)、またはVIWSGGNTDYNTPFTS(配列番号:3)のアミノ酸配列を有するものである。このポリペプチドは腫瘍成長を抑制する分子などのエフェクター分子に接合させることができる。本発明はさらにそれらポリペプチド類をコードするDNAにも関する。 These and other objectives were achieved by providing a polypeptide lacking the constant region of the antibody and the variable light chain, as will be apparent to those of ordinary skill in the art. It has an amino acid sequence of NYGVH (SEQ ID NO: 1), GVISWSGNTDYNTPFTSR (SEQ ID NO: 2), or VIWSGGNTDYNTPFTS (SEQ ID NO: 3). The polypeptide can be conjugated to an effector molecule such as a molecule that inhibits tumor growth. The invention further relates to DNA encoding these polypeptides.
本発明はまた、NYGVH、GVIWSGGNTDYNTPFTSR、またはVIWSGGNTDYNTPFTSのアミノ酸配列で構成されたポリペプチド類も含む。
本発明はまた、ヒト抗体の不変部と、ドキソルビシン、タキソール、またはシス−ジアミンジクロロ白金(シスプラチン)などの細胞毒素剤に接合されたモノクローナル抗体225の可変部を有する分子も含む。本発明はさらに抗体の可変軽鎖の不変部が欠失したポリペプチド(このポリペプチドはアミノ酸配列NYGVH、GVIWSGGNTDYNTPFTSR、またはVIWSGGNTDYNTPFTSを有する)の有効量をヒトに投与することを特徴とするヒトにおける腫瘍細胞の成長を顕著に抑制する方法も包含する。別の観点から見た場合、本発明はアミノ酸配列NYGVH、GVIWSGGNTDYNTPFTSR、またはVIWSGGNTDYNTPFTSで構成されたポリペプチドの有効量をヒトに投与することを特徴とするヒトにおける腫瘍細胞の成長を著しく抑制する方法に関する。
The present invention also includes polypeptides composed of the amino acid sequence of NYGVH, GVIWSGGNTDYNTPFTSR, or VIWSGGNTDYNTPFTS.
The invention also includes molecules having the constant region of a human antibody and the variable region of a monoclonal antibody 225 conjugated to a cytotoxin agent such as doxorubicin, taxol, or cis-diamine dichloroplatinum (cisplatin). The present invention further relates to a tumor in a human characterized by administering to a human an effective amount of a polypeptide in which the constant part of the variable light chain of the antibody is deleted (this polypeptide has the amino acid sequence NYGVH, GVIWSGGNTDYNTPFTSR, or VIWSGGNTDYNTPFTS) A method of significantly suppressing cell growth is also included. Viewed from another aspect, the present invention relates to a method for significantly suppressing tumor cell growth in humans, comprising administering to the human an effective amount of a polypeptide composed of the amino acid sequence NYGVH, GVIWSGGNTDYNTPFTSR, or VIWSGGNTDYNTPFTS. .
本発明はさらに、ヒトにおけるEGFレセプターを発現する腫瘍細胞の成長を顕著に抑制する方法も含む。この方法は、ヒト抗体の不変部とモノクローナル抗体225の可変部を有する分子の有効量を、化学療法剤などの細胞毒性分子の存在下および非存在(特に非存在下)の両方において、ヒトに投与することを特徴とする。 The present invention further includes a method of significantly inhibiting the growth of tumor cells that express the EGF receptor in humans. This method allows an effective amount of a molecule having a constant part of a human antibody and a variable part of a monoclonal antibody 225 to be administered to a human both in the presence and absence (particularly in the absence) of a cytotoxic molecule such as a chemotherapeutic agent. It is characterized by administering.
本発明はその一面において、抗体の不変部と可変軽鎖が欠失したポリペプチドに関し、当該ポリペプチドはモノクローナル抗体225の第1および第2重鎖の相補性決定領域を含む。これらの相補性決定領域は以下のアミノ酸配列を有する:
CDR−1:NYGVH(配列番号:1)
CDR−2:GVIWSGGNTDYNTPFTSR(配列番号:2)
上記の第1および第2相補性決定領域を含有するペプチドは当分野で公知の方法により得ることができる。たとえば、このポリペプチド類はそのポリペプチドをコードするDNAを適当な宿主中にて発現させ、単離することができる。このDNAは当分野で周知の方法により4つのヌクレオチド類の全部または一部から化学的に合成することができる。そうした方法としては、Science,230,281−285(1985)のカルーサーズ[Caruthers]記述の方法がある。
In one aspect, the present invention relates to a polypeptide in which the constant region of the antibody and the variable light chain are deleted, the polypeptide comprising the complementarity determining regions of the first and second heavy chains of monoclonal antibody 225. These complementarity determining regions have the following amino acid sequences:
CDR-1: NYGVH (SEQ ID NO: 1)
CDR-2: GVIWSGGNTDYNTPFTSR (SEQ ID NO: 2)
Peptides containing the first and second complementarity determining regions can be obtained by methods known in the art. For example, the polypeptides can be isolated by expressing the DNA encoding the polypeptide in a suitable host. This DNA can be chemically synthesized from all or part of the four nucleotides by methods well known in the art. As such a method, there is a method described in Science, 230, 281-285 (1985) by Caruthers.
このDNAはまたマウスモノクローナル抗体225からも得ることができ、これについてはメンデルソーンらの米国特許第4,943,533号に記述されている。この抗体はメリーランド州ベセスダの米国基準株保存機関(ATCC)に、1995年6月7日に寄託されている(寄託番号11935)。抗体の可変重鎖領域を得る方法は当分野では公知である。そうした方法としてはたとえば、ボス[Boss](セルテック社[Celltech])およびカビリー[Cabilly](ジェネンテック社[Genentech])による米国特許に記載されているものがある。それぞれ、米国特許 第4,816,397号および第4,816,567号参照。 This DNA can also be obtained from mouse monoclonal antibody 225, which is described in US Pat. No. 4,943,533 to Mendelsorn et al. This antibody was deposited with the American Standards Stock Conservation Organization (ATCC), Bethesda, Maryland, on June 7, 1995 (deposit number 11935). Methods for obtaining the variable heavy chain region of an antibody are known in the art. Such methods include, for example, those described in US patents by Boss (Celltech) and Cabilly (Genentech). See U.S. Pat. Nos. 4,816,397 and 4,816,567, respectively.
本発明の蛋白質をコードするDNAは、さまざまなクローニングおよび発現ベクターで広範な種類の宿主細胞に挿入して複製およびリコンビナント蛋白質を発現させるために使用することができる。宿主は原核生物でも真核生物でもよい。
このポリペプチドは、NYGVH、GVIWSGGNTDYNTPFTSR、またはVIWSGGNTDYNTPFTSのいずれかを含む。あるいはこのポリペプチドは、NYGVH配列と、GVIWSGGNTDYNTPFTSRまたはVIWSGGNTDYNTPFTSの配列のいずれかとを含むものでもよい。
このポリペプチドはまたエフェクター分子に接合することもできる。エフェクター分子はたとえば、腫瘍成長を抑制したり、ポリペプチドが腫瘍細胞などの細胞に入らせたり、ポリペプチドを細胞中の適切な場所に向かわせるなど、種々の有用な機能を果たす分子である。
DNA encoding the protein of the present invention can be used to express replication and recombinant proteins by inserting into a wide variety of host cells with various cloning and expression vectors. The host may be prokaryotic or eukaryotic.
The polypeptide includes either NYGVH, GVIWSGNTDYNTPFTSR, or VIWSGGNTDYNTPFTS. Alternatively, the polypeptide may comprise a NYGVH sequence and either the GVISWSGGNTDYNTPFTSR or VIWSGGNTDYNTPFTS sequence.
The polypeptide can also be conjugated to an effector molecule. An effector molecule is a molecule that performs various useful functions, such as inhibiting tumor growth, allowing a polypeptide to enter a cell, such as a tumor cell, or directing a polypeptide to an appropriate location in the cell.
エフェクター分子としては、たとえば細胞毒性分子を挙げることができる。細胞毒性分子は蛋白質、あるいは非蛋白質有機化学療法剤とすることができる。好適な化学療法剤の例としては、たとえば、ドキソルビシン、タキソール、およびシスプラチンなどがある。
本発明のポリペプチドへの接合に好適なその他いくつかのエフェクター分子の例としては、シグナル導入インヒビター類、ラス(ras)・インヒビター類、および細胞サイクル・インヒビター類がある。シグナル導入インヒビター類の例としては、ケルセチン[quercetin](グラジエリ[Grazieri]ら、Biochem.Biophs.Acta,714,415(1981));ラベンダスチンA[lavendustin A](オノダ[Onoda]ら、J.Nat.Prod.,52,1252(1989));およびハービマイシンA[herbimycin A](ウシャラ[Ushara]ら、Biochem.Int.,41,831(1988))などの蛋白質チロシンキナーゼ・インヒビターがある。ラス・インヒビター類としては、ジェームス[James]ら、Sience,260,1937(1993)記述のベンゾジアゼピン・ペプチド擬似体などのラス・ファルネシレーション・インヒビター類があり、これは下記の式を有する:
Examples of the effector molecule include a cytotoxic molecule. The cytotoxic molecule can be a protein or a non-protein organic chemotherapeutic agent. Examples of suitable chemotherapeutic agents include, for example, doxorubicin, taxol, and cisplatin.
Examples of some other effector molecules suitable for conjugation to the polypeptides of the invention include signal transduction inhibitors, ras inhibitors, and cell cycle inhibitors. Examples of signal transduction inhibitors include quercetin (Grazieri et al., Biochem. Biophs. Acta, 714, 415 (1981)); lavendastin A [lavendustin A] (Onoda et al., J. MoI. Nat. Prod., 52, 1252 (1989)); and herbimycin A (Ushara et al., Biochem. Int., 41, 831 (1988)). Las inhibitors include Las farnesylation inhibitors such as the benzodiazepine peptide mimetics described by James et al., Science, 260, 1937 (1993), which has the following formula:
(式中、RはHまたはCH3 であり、Xはメチオニン、セリン、ロイシン、またはそれらのエステルまたはアミド誘導体である。)
蛋白質および非蛋白質の化学療法剤を当分野で公知の方法によりポリペプチドに接合することができる。そうした方法としては、たとえば、ドキソルビシンの接合にはグリーンフィールド[Greenfield]ら、Cancer Research,50,6600−6607(1990)の記述の方法、ならびにプラチナ化合物の接合にはアーノン[Arnon]ら、Adv.Exp.Med.Biol.,303,79−90(1991)およびキセレバ[Kiseleva]ら、Mol.Biol.(USSR),25,508−514(1991)などの方法がある。
(In the formula, R is H or CH 3 , and X is methionine, serine, leucine, or an ester or amide derivative thereof.)
Protein and non-protein chemotherapeutic agents can be conjugated to polypeptides by methods known in the art. Such methods include, for example, those described in Greenfield et al., Cancer Research, 50, 6600-6607 (1990) for doxorubicin conjugation, and Arnon et al., Adv. Exp. Med. Biol. , 303, 79-90 (1991) and Kiseleva et al., Mol. Biol. (USSR), 25, 508-514 (1991).
本発明はさらにヒト抗体の不変部、ならびにモノクローナル抗体225の超可変部を有する修飾抗体を含む。これらの修飾抗体は任意に細胞毒素剤などのエフェクター分子に接合されてもよい。超可変部以外の可変部はまたヒト抗体の可変部から導くこともできる。そうした抗体はヒューマナイズ化されたもの(humanized)と呼ばれる。ヒューマナイズ化抗体を作る方法は当分野では公知である。方法としてはたとえば、ウインター[Winter]による米国特許第5,225,539号に記述されている。
225抗体のヒューマナイズ化の最も完全な方法はCDR移植である。実施例IVに記述されているように、抗原への結合に直接関与するマウス抗体の補体決定領域またはCDRがヒト可変部に移植され、“再形成ヒト”可変部を作り出す。これら完全にヒューマナイズ化された可変部が次にヒト不変部に結合され、“すべてがヒューマナイズ化された”完全な抗体を作り出す。抗原にうまく結合する完全にヒューマナイズ化された抗体を作り出すためには、再形成ヒト可変部を注意深く設計することが必要である。225抗体CDRが移植されるヒト可変部は注意深く選定しなければならず、通常はヒト可変部のフレームワーク領域(FR)内の重要な位置にいくつかのアミノ酸の変化を創出することが必要である。
設計された再形成ヒトH225可変部は、選択したヒトカッパー軽鎖可変部のFR中に1以下のアミノ酸変更と、選択したヒト重鎖可変部のFR中に12のアミノ酸変更を含む。これら再形成ヒトH225重鎖およびカッパー軽鎖可変部遺伝子をコードするDNA配列は、それぞれヒトγ1およびヒトκ不変部遺伝子をコードするDNA配列に結合される。この再形成ヒトH225抗体は次に哺乳類細胞に発現し、A431細胞表面上に発現されるヒトEGFレセプターへの結合をマウスM225抗体、ならびにキメラC225抗体と比較して試験する。
The invention further includes modified antibodies having the constant region of a human antibody as well as the hypervariable region of monoclonal antibody 225. These modified antibodies may optionally be conjugated to an effector molecule such as a cytotoxin agent. Variable regions other than hypervariable regions can also be derived from the variable regions of human antibodies. Such antibodies are called humanized. Methods for making humanized antibodies are known in the art. The method is described, for example, in US Pat. No. 5,225,539 by Winter.
The most complete method for humanizing the 225 antibody is CDR grafting. As described in Example IV, the complement determining region or CDR of a mouse antibody that is directly involved in binding to the antigen is grafted into the human variable region, creating a “reshaped human” variable region. These fully humanized variable regions are then joined to the human invariant region, creating a complete antibody that is “all humanized”. In order to create fully humanized antibodies that bind well to antigens, it is necessary to carefully design reshaped human variable regions. The human variable region into which the 225 antibody CDRs are grafted must be carefully selected and usually requires the creation of several amino acid changes at key positions within the framework region (FR) of the human variable region. is there.
The designed reshaped human H225 variable region contains no more than 1 amino acid change in the FR of the selected human kappa light chain variable region and 12 amino acid changes in the FR of the selected human heavy chain variable region. The DNA sequences encoding these reshaped human H225 heavy chain and kappa light chain variable region genes are linked to the DNA sequences encoding the human γ1 and human κ constant region genes, respectively. This reshaped human H225 antibody is then expressed in mammalian cells and tested for binding to the human EGF receptor expressed on the surface of A431 cells compared to the murine M225 antibody as well as the chimeric C225 antibody.
抗体の超可変部外の可変部もまたモノクローナル抗体225から誘導される。その場合、全可変部がマウスモノクローナル抗体225から誘導されるが、この抗体はキメラ化抗体、すなわちC225と呼ばれる。キメラ化抗体を作り出す方法は当分野では公知である。そうした方法にはたとえば、ボス[Boss](セルテック社[Celltech])およびカビリー[Cabilly](ジェネンテック社[Genentech])の米国特許に記述されているものがある。それぞれ米国特許第4,816,397号および第4,816,567号参照。
これら修飾抗体の不変部はヒトクラスのいずれか、すなわちIgG、IgA、IgM、IgD、およびIgEとすることができる。上記クラスのサブクラス、たとえばIgG1、IgG2、IgG3、およびIgG4もすべて好適であるが、この中ではIgG1が好ましい。
Variable regions outside the hypervariable region of the antibody are also derived from monoclonal antibody 225. In that case, the entire variable region is derived from mouse monoclonal antibody 225, which is referred to as the chimerized antibody, or C225. Methods for making chimerized antibodies are known in the art. Such methods include, for example, those described in the US patents of Boss (Celltech) and Cabilly (Genentech). See U.S. Pat. Nos. 4,816,397 and 4,816,567, respectively.
The invariant part of these modified antibodies can be of any human class, ie IgG, IgA, IgM, IgD, and IgE. Subclasses of the above classes such as IgG1, IgG2, IgG3, and IgG4 are all suitable, of which IgG1 is preferred.
ポリペプチドへの接合に関して上に挙げたエフェクター分子はいずれもまた本発明のキメラ化またはヒューマナイズ化抗体に接合することができる。ドキソルビシン、タキソールおよびシスプラチンが好ましい。 Any of the effector molecules listed above for conjugation to a polypeptide can also be conjugated to the chimerized or humanized antibody of the present invention. Doxorubicin, taxol and cisplatin are preferred.
本発明のポリペプチドおよび抗体は有効量をヒトに投与した場合に腫瘍細胞の成長を顕著に抑制する。最適用量は多くのパラメータ、たとえば年齢、性別、体重、治療する症状の程度、投与する活性成分、および投与方法などを考慮して医師が決定することができる。一般的にはEGFレセプターを飽和させることができるポリペプチドおよび抗体の血清濃度が望ましい。約0.1nM以上の濃度で通常十分である。たとえば、100mg/m2 のC225用量は約8日分の約20nMの血清濃度となる。
大まかなガイドラインとして、毎週10−300mg/m2 の量の抗体用量が与えられる。血清レベルをEGFレセプターを飽和させる濃度以上に保つためには相当する用量の抗体フラグメントをより頻繁な間隔で使用しなければならない。
投与に好適なルートは、経静脈、皮下、および筋肉内投与である。経静脈投与が好ましい。本発明のペプチドおよび抗体は薬学的に許容される追加の成分とともに投与することができる。そうした成分としてはたとえば、前述のような免疫系刺激剤および化学療法剤などがある。
The polypeptides and antibodies of the present invention significantly inhibit tumor cell growth when effective amounts are administered to humans. The optimal dose can be determined by a physician taking into account many parameters, such as age, sex, weight, degree of symptom to be treated, active ingredient to be administered, and method of administration. In general, serum concentrations of polypeptides and antibodies capable of saturating the EGF receptor are desirable. A concentration of about 0.1 nM or more is usually sufficient. For example, a C225 dose of 100 mg / m 2 results in a serum concentration of about 20 nM for about 8 days.
As a rough guideline, an antibody dose of 10-300 mg / m 2 is given weekly. Corresponding doses of antibody fragments must be used at more frequent intervals to maintain serum levels above the concentration that saturates the EGF receptor.
Suitable routes for administration are intravenous, subcutaneous and intramuscular administration. Intravenous administration is preferred. The peptides and antibodies of the invention can be administered with additional pharmaceutically acceptable ingredients. Such components include, for example, immune system stimulants and chemotherapeutic agents as described above.
本発明のキメラ化およびヒューマナイズ化抗体は驚くべきことに、マウス225抗体とは異なり、たとえシスプラチン、ドキソルビシン、タキソールおよびそれらの誘導体などの化学療法剤を含むその他の抗腫瘍剤が存在しない場合であっても、ヒトにおける腫瘍成長を顕著に抑制することが突き止められた。顕著な抑制とは、少なくとも20%、好ましくは30%、そしてさらに好ましくは50%の腫瘍縮退を意味する。最良のケースでは、腫瘍の90%、そして100%もの縮退が達成される。あるいは、顕著な抑制とはRIが0.3以上、好ましくは0.4以上、そしてさらに好ましくは0.5以上を意味するとしてもよい。 The chimerized and humanized antibodies of the present invention are surprisingly different from the mouse 225 antibody in the absence of other antitumor agents including chemotherapeutic agents such as cisplatin, doxorubicin, taxol and their derivatives. Even so, it has been found that tumor growth in humans is significantly suppressed. Significant suppression means at least 20%, preferably 30%, and more preferably 50% tumor regression. In the best case, 90% and as much as 100% regression of the tumor is achieved. Alternatively, significant suppression may mean RI of 0.3 or higher, preferably 0.4 or higher, and more preferably 0.5 or higher.
腫瘍成長の顕著な抑制および/またはRIの増加は多くの形で現れる。たとえば、寿命の延長および/またはそれまで激しく進行していた腫瘍成長の安定化といったことである。
患者に化学療法剤の治療を継続するには副作用が激しすぎるといったケースでは、C225を化学療法剤に置き換えることができ、それらに匹敵する結果を得ることができる。
たとえば、実施例III−1に示されている結果は、225とC225のinvitroの抑制特性は同程度であるものの、これら抗体のin vivoの効果は著しく異なることを示している。抗体のアイソタイプは225とC225の間に見られる差には重要な役割を果たしていない(たとえば、マウスIgG1対ヒトIgG1)。最近の報告書では、225もC225いずれも補体介在の溶離を誘発することは全くなく、これら抗体のADCC反応性は種特異性と思われると報告している。ナラムラ[Naramura]ら、Immunol.Immunother.,37,343−349(1993)。したがって、A431異種移植の抑制が免疫応答によって仲介されたものであったならば、225はADCCに関与するマウスエフェクター細胞を活性化する能力があることから、抗体としてもっと作用したはずである。しかし実際はそうはなっていない。
A marked suppression of tumor growth and / or an increase in RI appears in many ways. For example, extending lifespan and / or stabilizing tumor growth that has been severely advanced.
In cases where the side effects are too severe for a patient to continue treatment with a chemotherapeutic agent, C225 can be replaced with a chemotherapeutic agent and comparable results can be obtained.
For example, the results shown in Example III-1 show that although the in vitro inhibitory properties of 225 and C225 are comparable, the in vivo effects of these antibodies are significantly different. The antibody isotype does not play an important role in the difference seen between 225 and C225 (eg, mouse IgG1 vs. human IgG1). Recent reports report that neither 225 nor C225 elicit complement-mediated elution and that the ADCC reactivity of these antibodies appears to be species specific. Naramura et al., Immunol. Immunother. 37, 343-349 (1993). Thus, if suppression of A431 xenografts was mediated by an immune response, 225 should have acted more as an antibody because of its ability to activate mouse effector cells involved in ADCC. But that is not the case.
加えて、225またはC225による治療に対する同一群の個々の動物には応答の様子に差異が見られる。C225単独の場合には1mg用量で完全な腫瘍減退を誘発させるのに非常に効果的であるのに対し、この用量レベルの225ではごく僅かの効果しか示していない。実施例III−1の実験2および3においては各検討の最後の時点では約40%の動物に腫瘍がなかった。それらグループで応答した動物は通常治療プロトコルの開始時点では小さな腫瘍であったが、ここでもまた最初の腫瘍負荷がC225の生物学的効果に一定の役割を果たすことが示されている。特筆すべきは、225またはC225のいずれかで治療した動物はすべての検討においてPBS対照群と比べて大きな生存特性を示したことである。 In addition, there is a difference in response in individual animals from the same group to treatment with 225 or C225. C225 alone is very effective at inducing complete tumor regression at the 1 mg dose, whereas this dose level of 225 shows very little effect. In experiments 2 and 3 of Example III-1, about 40% of the animals had no tumor at the end of each study. The animals that responded in these groups were usually small tumors at the beginning of the treatment protocol, but again the initial tumor burden has been shown to play a role in the biological effects of C225. Of note, animals treated with either 225 or C225 showed greater survival characteristics in all studies compared to the PBS control group.
実施例III−2に示されているように、前立腺癌はまたC225による抗EGFR免疫治療の介在に適当な標的である。転移性前立腺癌細胞はTGF−αならびにEGFRをともに発現するため、末期の前立腺癌は特に好適な標的となる。 As shown in Example III-2, prostate cancer is also a suitable target for mediating anti-EGFR immunotherapy with C225. Since metastatic prostate cancer cells express both TGF-α and EGFR, terminal prostate cancer is a particularly suitable target.
実施例III−2はバイオヒト前立腺癌細胞のEGFRの活性化およびヌードマウスにおける前立腺異種移植の成長に対するC225の生物学的効果を説明するものである。in vitro実験は、ヒト前立腺癌細胞3系統に対するEGFRの発現レベル、ならびにレセプターの機能活性化を遮断するC225の効果を判別できるように設計された。図7は、LNCaP(アンドロゲン依存性)およびPC−3ならびにDU145(アンドロゲン非依存性細胞)に見られるA431細胞でのEGFR発現レベルを比較したFACS分析の結果を示している。PC−3(MFI=135)およびDU−145(MFI=124)細胞は両方とも、A431細胞(MFI=715)よりもレセプターの発現が約7倍少なかった。MFIは抗原密度の間接的な指標であることから、PC−3およびDU145細胞はともにそれぞれ約105 レセプターを発現したと考えられる。一方LNCaP細胞は非常に低い表面レセプターの発現(MFI=12)であった。 Example III-2 illustrates the biological effects of C225 on the activation of EGFR in biohuman prostate cancer cells and the growth of prostate xenografts in nude mice. The in vitro experiment was designed to be able to determine the expression level of EGFR against 3 human prostate cancer cell lines, as well as the effect of C225 blocking the functional activation of the receptor. FIG. 7 shows the results of FACS analysis comparing EGFR expression levels in A431 cells found in LNCaP (androgen dependent) and PC-3 and DU145 (androgen independent cells). Both PC-3 (MFI = 135) and DU-145 (MFI = 124) cells had about 7-fold less receptor expression than A431 cells (MFI = 715). Since MFI is an indirect indicator of antigen density, it is considered that both PC-3 and DU145 cells expressed about 10 5 receptors, respectively. LNCaP cells, on the other hand, had very low surface receptor expression (MFI = 12).
上記のように、A431細胞によって発現されるEGFRは細胞外添加のリガンド(EGF)によって刺激されるが、C225はレセプターの活性化を排除することができる。図8は前立腺系における同様の検討結果を示している。 LNCaP、PC−3およびDU145に対するEGFの添加はEGFRのリン酸化を誘発し、これはC225によって極めて効果的に遮断された。これらのデータはC225がリガンドにより活性化されるEGFRシグナル経路を効果的に抑制し、またin vivoにおける成長に必要なEGFR活性化に対して抗腫瘍活性を有することを示している。
in vivoにおける腫瘍成長を抑制するC225の能力を、無胸腺ヌードマウスに樹立されたDU145異種移植について試験した。DU145細胞をマトリゲルと組み合わせて1動物当たり106 細胞個接種した。動物の100%が20日以内に腫瘍を発現した。予備実験において1mg(10x)の用量レベルで顕著な腫瘍抑制を誘発することが示された。これらの検討では、C225は0.5mg(10x)用量レベルで注射された。
As described above, EGFR expressed by A431 cells is stimulated by extracellularly added ligand (EGF), whereas C225 can eliminate receptor activation. FIG. 8 shows a similar study result in the prostate system. Addition of EGF to LNCaP, PC-3 and DU145 induced EGFR phosphorylation, which was blocked very effectively by C225. These data indicate that C225 effectively represses the EGFR signaling pathway activated by the ligand and has antitumor activity against EGFR activation required for growth in vivo.
The ability of C225 to suppress tumor growth in vivo was tested on DU145 xenografts established in athymic nude mice. DU145 cells were inoculated with 10 6 cells per animal in combination with Matrigel. 100% of the animals developed tumors within 20 days. Preliminary experiments have been shown to induce significant tumor suppression at a dose level of 1 mg (10 ×). In these studies, C225 was injected at a 0.5 mg (10 ×) dose level.
図9に示すように、樹立されたDU145異種移植の成長を顕著に抑制するのに効果的なのはC225だけであった(p<0.5)。全体的な治療効果は34日目までには明らかとなり、36日目までには対照群と比べて有意となった(図9A)。擬似物注入群におけるすべての腫瘍は本検討全期間を通じて成長した(図9B)が、抗体の抗腫瘍効果は本検討期間を通じて認められた(図9C)。PBS処理動物における自然緩解はこのモデルではまったく見られなかったが、C225処理動物の60%は60日目までは腫瘍がなく(図10A)、さらに抗体注入の終了後90日間でも腫瘍なしの状態が継続した。加えて、C225群で消えなかった腫瘍は治療停止後も極めてゆっくり成長した(55日目;図9C)が、このことはこの抗体の長期持続効果を示唆したものである。治療期間中には生存曲線に顕著な差は見られなかった(図10B)。 As shown in FIG. 9, only C225 was effective in significantly suppressing the growth of established DU145 xenografts (p <0.5). The overall therapeutic effect was evident by day 34 and became significant by day 36 compared to the control group (FIG. 9A). All tumors in the mimic injection group grew throughout the study period (FIG. 9B), but the anti-tumor effect of the antibody was observed throughout the study period (FIG. 9C). Spontaneous remission in the PBS-treated animals was not seen in this model at all, but 60% of the C225-treated animals had no tumor until day 60 (FIG. 10A), and there was no tumor even 90 days after the end of antibody infusion. Continued. In addition, tumors that did not disappear in the C225 group grew very slowly after treatment cessation (day 55; FIG. 9C), suggesting a long-lasting effect of this antibody. There was no significant difference in survival curves during the treatment period (Figure 10B).
実施例III−2はC225が明らかに、樹立されたEGFR−陽性DU145異種移植の成長を抑制する能力があり、治療動物において長期的な腫瘍緩解を高率で誘発することができることを示している。これらの結果はin vitroデータでは予測できなかったことである。
DU145細胞と同様のレベルでEGFRを発現するすべての細胞系がC225に対してin vivoで応答したわけではない。たとえば、KB細胞(ヒト類表皮癌)は1細胞当たり約2×105 のEGFRを発現し、EGFによるレセプターの活性化はC225によりin vitroで遮断された。しかしながらKB異種移植片は、樹立されたA431腫瘍を持つ動物の100%において完全な緩解を誘発させることができるレベルである1mg用量(×10)のC225を含む治療には応答しなかった。驚くべきことに実施例III−2に示されているように、DU145腫瘍細胞を接種したマウスに対する0.5mg用量(×10)のC225単独治療では、すべての治療動物において顕著な腫瘍退行をもたらした。マウスの60%が治療終了後に完全な緩解を示した。C225によるレセプター活性化の遮断はまた、ヒトにおける転移性前立腺癌の治療、特に癌の末期段階における臨床的効果を持つ可能性がある。
Example III-2 clearly shows that C225 is capable of inhibiting the growth of established EGFR-positive DU145 xenografts and can induce long-term tumor regression in treated animals at a high rate . These results were unpredictable with in vitro data.
Not all cell lines that express EGFR at levels similar to DU145 cells responded to C225 in vivo. For example, KB cells (human epidermoid carcinoma) expressed about 2 × 10 5 EGFR per cell, and receptor activation by EGF was blocked in vitro by C225. However, KB xenografts did not respond to treatment with a 1 mg dose (x10) of C225, a level that could induce complete remission in 100% of the animals with established A431 tumors. Surprisingly, as shown in Example III-2, 0.5 mg dose (x10) C225 monotherapy on mice inoculated with DU145 tumor cells resulted in significant tumor regression in all treated animals. It was. 60% of the mice showed complete remission after the end of treatment. Blocking receptor activation by C225 may also have clinical effects in the treatment of metastatic prostate cancer in humans, particularly in the late stages of cancer.
実施例I 材料
実施例I−1 細胞系および培地
A431細胞を通常通り、ダルベッコの改変イーグル培地および10%胎児ウシ血清、2mM L−グルタミンおよび抗生物質を添加したハムのF−12培地の1:1混合物中で増殖させた。
アンドロゲン非依存性および依存性のヒト前立腺癌細胞系(DU145、PC−3およびLNaP)を、ATCC(メリーランド州ロックビル)から入手し、10%胎児ウシ血清(インターゲン、ニューヨーク州パーチェス)および2mM L−グルタミン(シグマ社)を添加したRPMI 1640培地(ミズーリ州セントルイスのシグマ社)中で通常通り維持した。マイコプラズマの存在を確認するために定期的に細胞をチェックした。
Example I Materials
Example I-1 Cell Line and Medium A431 cells were routinely used in a 1: 1 mixture of Dulbecco's modified Eagle's medium and Ham's F-12 medium supplemented with 10% fetal calf serum, 2 mM L-glutamine and antibiotics. Allowed to grow.
Androgen-independent and dependent human prostate cancer cell lines (DU145, PC-3 and LNaP) were obtained from ATCC (Rockville, MD) and 10% fetal calf serum (Intergen, Purchase, NY) and Maintained as usual in RPMI 1640 medium (Sigma, St. Louis, MO) supplemented with 2 mM L-glutamine (Sigma). Cells were checked regularly to confirm the presence of mycoplasma.
実施例I−2 M225およびC225の調製と精製
225抗体をプリスタン・プライム処理したBalb/cマウス中で腹水として増殖させた。腹水液体はHPLC(ABXおよびプロテインG)により精製し、SDS PAGEにより>95%の純度を有すると判定された。
ヒト臨床用グレードC225を血清を含まない独自の培地中で一ロット300リットル単位で増殖させた。分離後、濃縮肉汁を一連のクロマトグラフィ・カラムを通して精製し、無菌条件下で小瓶に詰めた。純度はSDS PAGEにより>99%と判定された。
Example I-2 Preparation and purification of M225 and C225 The 225 antibody was grown as ascites in pristane-primed Balb / c mice. Ascites fluid was purified by HPLC (ABX and protein G) and judged to have a purity of> 95% by SDS PAGE.
Human clinical grade C225 was grown in 300 liter lots in a proprietary medium without serum. After separation, the concentrated broth was purified through a series of chromatography columns and packed into small bottles under aseptic conditions. The purity was determined to be> 99% by SDS PAGE.
実施例I−3 ドキソルビシン−C225接合体の調製
C225ドキソルビシン接合体(C225−DOX)をグリーンフィールド[Greenfield]ら、Cancer Research,50,6600−6607(1990)記述の方法の変法を用いて調製した。即ち、ドキソルビシンを架橋剤PDPH(3−[2−ピリジルチオ]プロピオニルヒドラジド)(ピアース・ケミカル社[Pierece Chemical Co.])と反応させ、ドキソルビシン13−[3−(2−ピリジルジチオール)プロピオニル]ヒドラゾン ヒドロクロリドのアシルヒドラゾン誘導体を形成させた。C225をN−サクシンイミジル3−(ピリジルジチオ)プロピオネート試薬でチオール化し、ドキソルビシンヒドラゾンと反応させて、ヒドラジドならびにジスルフィド結合を含有する接合体を形成させた。この複合体を中性pHでゲルろ過により精製した。このC225−ドキソルビシン接合体は中性からアルカリpH(pH7−8)において安定であり、4℃で保存した。この接合体はpH6で容易に加水分解され、活性ドキソルビシンを放出した。
Example 1-3 Preparation of Doxorubicin-C225 Conjugate C225 doxorubicin conjugate (C225-DOX) was prepared using a modification of the method described by Greenfield et al., Cancer Research, 50, 6600-6607 (1990). did. That is, doxorubicin is reacted with a cross-linking agent PDPH (3- [2-pyridylthio] propionylhydrazide) (Pierrece Chemical Co.) to produce doxorubicin 13- [3- (2-pyridyldithiol) propionyl] hydrazone hydro An acyl hydrazone derivative of chloride was formed. C225 was thiolated with N-succinimidyl 3- (pyridyldithio) propionate reagent and reacted with doxorubicin hydrazone to form conjugates containing hydrazide as well as disulfide bonds. The complex was purified by gel filtration at neutral pH. The C225-doxorubicin conjugate was stable at neutral to alkaline pH (pH 7-8) and stored at 4 ° C. This conjugate was easily hydrolyzed at pH 6 to release active doxorubicin.
実施例I−4 抗体225のキメラ化
実施例I−4A HおよびL鎖cDNAsのクローニング
225マウスハイブリドーマ細胞系を含む培地を組織培養フラスコ中で1リットルに増やした。全細胞RNAを、2−メルカプトエタノールを含むグアニジンイソチオシアネートで洗浄した溶液を溶離し、その溶液をダウンス・ホモジナイザーでせん断して細胞DNAを分解し、調製液を10mLの塩化セシウム緩衝剤の上に広げて調製した。24,000rpm で16時間遠心分離後、ペレットをトリス−EDTA(TE)緩衝液中に再懸濁させ、エタノールで沈降させた。ポリA(+)mRNA画分を、オリゴdTセルロースに結合させ溶離させることにより単離した。cDNAライブラリを、ポリA(+)mRNAをテンプレートとし、オリゴdTをプライマーとして使用して調製した。第2ストランドは、RNアーゼHとDNAポリメラーゼIを使用したニック翻訳により合成した。2本鎖DNAは2mLセファロースG75カラムを通過させて、オリゴdTおよび微量混入物を取り除いた。精製したDNAを下記配列のポリリンカーに連結させた:
Example I-4 Chimerization of Antibody 225
Example I-4A Cloning of H and L chain cDNAs The medium containing the 225 mouse hybridoma cell line was increased to 1 liter in a tissue culture flask. Elute a solution of total cellular RNA washed with guanidine isothiocyanate containing 2-mercaptoethanol, shear the solution with a dounce homogenizer to degrade cellular DNA, and place the preparation on 10 mL of cesium chloride buffer. Prepared by spreading. After centrifugation at 24,000 rpm for 16 hours, the pellet was resuspended in Tris-EDTA (TE) buffer and precipitated with ethanol. The poly A (+) mRNA fraction was isolated by binding to and eluting oligo dT cellulose. A cDNA library was prepared using poly A (+) mRNA as a template and oligo dT as a primer. The second strand was synthesized by nick translation using RNase H and DNA polymerase I. Double stranded DNA was passed through a 2 mL Sepharose G75 column to remove oligo dT and trace contaminants. The purified DNA was ligated to a polylinker of the following sequence:
5’−AATTCTCGAGTCTAGA−3’(配列番号:31)
ただしこの配列は、クローニングベクターへの連結のためのEco RI 4塩基接着性末端、ならびにcDNAsの次の操作のためのXho IおよびXba Iの制限部位をコードする。連結されたcDNAは次に5%ポリアクリルアミドゲル上の電気泳動によりサイズ選別を行った。適当なサイズの画分(H鎖用には〜1500bp、およびL鎖cDNA用には〜900bp)をゲル切片から電気的に溶離し、Eco RI消化ラムダgt10ファージDNAに連結した。ライブラリはin vitroで連結産物をパッケージし、リコンビナントファージを大腸菌株C600 HFL株上に広げることにより作成した。HおよびLのcDNAを含むファージをマウス・カッパーおよびガンマ不変部の放射標識オリゴヌクレオチドとハイブリダイズし、ファージ・フィルタ・リフトにより同定した。同定されたファージを制限マップ化した。
5′-AATTTCCGAGTCTAGA-3 ′ (SEQ ID NO: 31)
However, this sequence encodes an Eco RI 4-base sticky end for ligation to a cloning vector and Xho I and Xba I restriction sites for subsequent manipulation of cDNAs. The ligated cDNA was then size selected by electrophoresis on a 5% polyacrylamide gel. Appropriately sized fractions (˜1500 bp for heavy chain and ˜900 bp for light chain cDNA) were electrically eluted from the gel slice and ligated to Eco RI digested lambda gt10 phage DNA. The library was created by packaging the ligation product in vitro and spreading the recombinant phage onto the E. coli strain C600 HFL strain. Phages containing H and L cDNAs were hybridized with mouse kappa and gamma invariant radiolabeled oligonucleotides and identified by phage filter lift. The identified phage was restriction mapped.
最長cDNA挿入を有する単離物を、プラスミドベクター(重(H)鎖可変(V)領域用にはEco RI−Bam HIフラグメント、および軽(L)鎖可変(V)領域にはEco RI−Hpa Iフラグメント)中にサブクローニングし、DNAを配列した。このサブクローニングされたフラグメントは完全なV領域と関連マウス不変(C)領域の小部分を含んでいる。合計8つのL鎖cDNAが配列決定されたが、これらは4つの異なるmRNAsを表わすものである。同一のV領域と正しいガンマ1C領域の部分をコードする3つの全長H鎖cDNAsが配列決定された。ガンマ2a配列を含むその他3つの単離物もまた同定されたが、これらについてはそれ以上調べなかった。正しいL鎖cDNAを同定するために、マウス225抗体のサンプルを先ずSDS還元ゲル電気泳動によりHおよびL鎖を分離し、膜へブロッティングした後、自動エドマン分解によって配列決定した。
L鎖用に得られた配列はcDNAの1つと適合した。この単離物をJ5に再配列したが、VkT2と91%相同性があることが判明した。H鎖V領域はVH 101サブグループVII−1と96%の相同性のあることが判明した。
Isolates with the longest cDNA inserts were cloned into plasmid vectors (Eco RI-Bam HI fragment for the heavy (H) chain variable (V) region and Eco RI-Hpa for the light (L) chain variable (V) region. I fragment) and DNA was sequenced. This subcloned fragment contains a complete V region and a small portion of the associated mouse invariant (C) region. A total of 8 light chain cDNAs were sequenced, representing 4 different mRNAs. Three full-length heavy chain cDNAs encoding the same V region and the correct gamma 1C region were sequenced. Three other isolates containing the gamma 2a sequence were also identified but were not examined further. In order to identify the correct L chain cDNA, a sample of mouse 225 antibody was first sequenced by automated Edman degradation after first separating the H and L chains by SDS reducing gel electrophoresis and blotting to a membrane.
The sequence obtained for the light chain was compatible with one of the cDNAs. This isolate was rearranged to J5 and was found to be 91% homologous to VkT2. The H chain V region was found to be 96% homologous to VH 101 subgroup VII-1.
実施例I−4B cDNAの適合化と発現ベクターの構築
V領域は、それぞれの本体をV/C結合部に最も近いユニークな制限部位とV領域の境界そのものの間の配列をコードする合成DNAデュプレックスに連結することにより発現に適するようにした。これに第2の短いイントロン配列を連結したが、これは連結された後V領域に対する機能的スプライス・ドナー部位を回復させた。L鎖のイントロンの末端はBam HI部位であり、H鎖イントロンの末端はHind III部位である。次いで適合V領域をにXba I−Bam HIフラグメント(Xba I部位はcDNAクローニングに使われた当初のリンカー中にあったもの)として単離し、一方適合H鎖V領域はXho I−Hind IIIフラグメントとして単離した。
ヒトカッパーおよびヒトガンマ1不変部を含む発現ベクターpdHL2を適合L鎖V領域の挿入に使用した。次に得られたプラスミドpdHL2−Vk (225)をXba IおよびBam HIで消化し、適合L鎖V領域の挿入に使用した。得られたプラスミドpdHL2−Vk(225)は次にXho IおよびHind IIIで消化し、適合H鎖V領域の挿入に使用した。最終的なベクターを制限マッピングによりpdHL2−ch225であると同定した。
Example I-4B Adaptation of cDNA and Construction of Expression Vector V regions are synthetic DNA duplexes that encode the sequence between the unique restriction site closest to the V / C junction and the boundary of the V region itself. To make it suitable for expression. This was ligated with a second short intron sequence which restored the functional splice donor site for the V region after ligation. The end of the L chain intron is the Bam HI site and the end of the H chain intron is the Hind III site. The compatible V region was then isolated as an Xba I-Bam HI fragment (the Xba I site was in the original linker used for cDNA cloning), while the compatible H chain V region was isolated as a Xho I-Hind III fragment. Isolated.
The expression vector pdHL2 containing human kappa and human gamma 1 constant region was used for insertion of the compatible light chain V region. The resulting plasmid pdHL2-Vk (225) was then digested with Xba I and Bam HI and used to insert a compatible L chain V region. The resulting plasmid pdHL2-Vk (225) was then digested with Xho I and Hind III and used to insert a compatible heavy chain V region. The final vector was identified as pdHL2-ch225 by restriction mapping.
実施例I−4C トランスフェクト・ハイブリドーマ細胞中へのキメラ225の発現
pdHL2−ch225プラスミドをプロトプラスト融合によりハイブリドーマSp2/0 Ag14細胞中に導入した。プラスミドに寄生しているバクテリアを増殖させて600nmで0.5の最適密度とし、その時点で増殖を停止させ、かつプラスミド複製数を増幅させるためにクロラムフェニコールを添加した。翌日このバクテリアをリゾチームで処理し、細胞壁を取り除き、得られたプロトプラストをポリエチレングリコール1500によりハイブリドーマ細胞に融合させた。融合後、この細胞を抗体中で増殖させて生存バクテリアを殺し、96穴プレート上に塗布した。選択培地(メトトレキセート(MTX)を0.1μM含有)を24−48時間後に添加し、発現プラスミド上に存在するマーカー遺伝子(デヒドロフォレート・レダクターゼ)の発現を利用して、トランスフェクトされた細胞だけを増殖させた。
2週間後、いくつかのMTX耐性クローンを得、これらの抗体発現を試験した。培養上清を、捕捉試薬として抗ヒトIg(Fc特異性)抗体で被覆したウェルに加えた。検出系はHRP接合ヤギ抗ヒトカッパー抗体とした。クローンのほとんどがヒト抗体決定成分を分泌することが突き止められたが、最も高い生産能力を持つ3つをさらに1μMおよび次に5μMのメトトレキセートで増殖に適するようにした。SdER6およびSdER14と命名されたこれら系統の2つは高レベルのMTXでよく増殖を続け、限界希釈によりサブクローニングした。サブクローンの生産性を、増殖培地中1mL当たり2×105 細胞個の細胞接種によりテストし、蓄積された抗体を7日目に測定することにより試験した。第1のサブクローニングからの最も高い生産能力の2つの系統はSdER6.25とSdER14.10であった。これらを再びサブクローニングし、最終の3つの候補系統をSdER6.25.8、SdER6.25.49、およびSdER14.10.1と命名した。クローンSdER6.25.8を抗体の発現を根拠として選択した。
Example I-4C Expression of Chimera 225 into Transfected Hybridoma Cells The pdHL2-ch225 plasmid was introduced into hybridoma Sp2 / 0 Ag14 cells by protoplast fusion. Bacteria parasitizing the plasmid were grown to an optimal density of 0.5 at 600 nm, at which point chloramphenicol was added to stop growth and amplify the number of plasmid replications. The next day, the bacteria were treated with lysozyme, the cell walls were removed, and the resulting protoplasts were fused to hybridoma cells with polyethylene glycol 1500. After fusion, the cells were grown in antibody to kill viable bacteria and spread on 96-well plates. Selection medium (containing 0.1 μM methotrexate (MTX)) was added 24-48 hours later, and only transfected cells were exploited using the expression of the marker gene (dehydrofolate reductase) present on the expression plasmid. Was grown.
Two weeks later, several MTX resistant clones were obtained and tested for expression of these antibodies. Culture supernatant was added to wells coated with anti-human Ig (Fc specific) antibody as capture reagent. The detection system was an HRP-conjugated goat anti-human kappa antibody. Although most of the clones were found to secrete human antibody determinants, the three with the highest production capacity were made suitable for growth with an additional 1 μM and then 5 μM methotrexate. Two of these lines, designated SdER6 and SdER14, continued to grow well at high levels of MTX and were subcloned by limiting dilution. Subclone productivity was tested by inoculating 2 × 10 5 cells per mL in growth medium and measuring accumulated antibody on day 7. The two lines with the highest production capacity from the first subcloning were SdER6.25 and SdER14.10. These were subcloned again and the final three candidate lines were named SdER6.25.8, SdER6.2.49, and SdER14.10.1. Clone SdER6.25.8 was selected on the basis of antibody expression.
実施例I−5 SdER6.25.8から発現されたC225の分析
クローンSdER6.25.8から産生された抗体について、抗体の性質を特性付けするために検討した。C225抗体を発現するトランスフェクト細胞クローンからの培養上清をテストして、異なるレベルのEGFレセプターを発現するヒト腫瘍細胞への結合能力を試験した。A431上皮癌細胞(高発現)は強度に染色されたが、M24黒色腫細胞(1/10の少ないレセプターを発現)は中程度に染色された。EGFレセプターを発現しない神経芽細胞腫IMR−32は染色されなかった。
Example I-5 Analysis of C225 Expressed from SdER6.25.8 The antibody produced from clone SdER6.25.8 was examined to characterize the nature of the antibody. Culture supernatants from transfected cell clones expressing C225 antibody were tested for their ability to bind to human tumor cells expressing different levels of EGF receptor. A431 epithelial cancer cells (highly expressed) were strongly stained, while M24 melanoma cells (expressing 1/10 less receptor) were moderately stained. Neuroblastoma IMR-32, which does not express the EGF receptor, was not stained.
実施例I−6 C225抗体のキメラ化の効果
見掛けのKdは、ELISAおよびSPR法によって、それぞれC225については0.1および0.201nM、225については1.17および0.808nMと判明した(表1)。これらの結果は表1に示す既発表のC225のデータ(Kd=0.39nM)ならびに225のデータ(Kd=0.79nM、Kd=1nM)と同程度であった。これらの抗体は培養A431細胞の増殖を同じ程度に抑制することが判明した(表2)。さらに225およびC225はA431細胞中でEGFRのEGF誘発リン酸化を遮断する能力を有した。これらの結果は225のキメラ化が抗体の生物学的特性には影響を与えず、EGFRに対するC225の相対的な結合親和性を増加させたことを示している。
Example I-6 Effect of C225 Antibody Chimerization Apparent Kd was determined by ELISA and SPR methods to be 0.1 and 0.201 nM for C225 and 1.17 and 0.808 nM for 225, respectively (Table 1). These results were comparable to the previously published C225 data (Kd = 0.39 nM) and 225 data (Kd = 0.79 nM, Kd = 1 nM) shown in Table 1. These antibodies were found to inhibit the growth of cultured A431 cells to the same extent (Table 2). In addition, 225 and C225 had the ability to block EGF-induced phosphorylation of EGFR in A431 cells. These results indicate that 225 chimerization did not affect the biological properties of the antibody and increased the relative binding affinity of C225 to EGFR.
実施例II 方法および検定
実施例II−1 ELISAによる相対親和力の測定
抗体の相対結合親和性は、すでにロッカー[Lokker]ら、J.Immunol.,146,893−898(1991)に記述されているELISAプロトコルを使用して判定した。即ち、A431細胞(1穴当たり104 または105 個)を96穴マイクロ滴定プレート中で一晩37℃で増殖させる。細胞を3.7%中性緩衝ホルマリンにより室温で10分間固定する。PBSで3回洗浄後、穴をハンクスの平衡塩溶液中に入れた1%ウシ胎児血清により、室温で2時間遮断する。C225または225を種々の濃度(50nMからスタートする連続稀釈液)で穴に加える。37℃で2時間のインキュベーション後、プレートをPBSで十分に洗浄し、ヤギ抗ヒト抗体(ミズーリ州セントルイスのシグマ社;1:1000)を用いて37℃で1時間インキュベートする。プレートを洗浄し、クロモゲンTMB(メリーランド州ゲイサーバーグのカークガード&ペリー社[Kirkegaard and Perry])を暗所で30分間添加する。呈色反応を1N硫酸により停止させ、プレートをELISAリーダーで450nmで読み取る。相対結合親和性は1/2最大ODを与える濃度とした。
Example II Methods and Assays
Example II-1 Measurement of Relative Affinity by ELISA The relative binding affinity of an antibody has already been determined by Lokker et al. Immunol. 146, 893-898 (1991). That is, A431 cells (10 4 or 10 5 per well) are grown overnight at 37 ° C. in 96-well microtiter plates. Cells are fixed with 3.7% neutral buffered formalin for 10 minutes at room temperature. After washing 3 times with PBS, the wells are blocked with 1% fetal bovine serum in Hank's balanced salt solution for 2 hours at room temperature. C225 or 225 is added to the wells at various concentrations (continuous dilution starting from 50 nM). After 2 hours incubation at 37 ° C, the plates are washed thoroughly with PBS and incubated for 1 hour at 37 ° C with goat anti-human antibody (Sigma, St. Louis, MO; 1: 1000). Plates are washed and Chromogen TMB (Kirkegaard and Perry, Gaitherberg, MD) is added for 30 minutes in the dark. The color reaction is stopped with 1N sulfuric acid and the plate is read at 450 nm with an ELISA reader. Relative binding affinity was taken as the concentration that gave 1/2 maximum OD.
実施例II−2 表面プラスモン共鳴法(SPR)を使用した225およびC225の親和定数
M225およびC225の見掛けの結合親和力をまた、InAcoreTM(ニュージャージー州ピスカタウェイのファルマシア・バイオセンサー社[PharmaciaBiosensor];製造者の使用注意書き301およびオシャネシ[O'Shannessy]ら、Anal.Biochem.,212,457−468(1993))を使用して求めた。即ち、製造者の説明のように溶解性リコンビナントEGFRをアミノ基を通じて、センサ・チップ上に固定化する。225とC225のEGFRに対するリアルタイムの結合パラメータを種々の抗体濃度で確立し、見掛けのKdをBiaevaluationTM 2.0 ソフトウェアを使用した非線形フィッティングにより得た結合速度定数から計算した。
Example II-2 Apparent binding affinities of 225 and C225 affinity constants M225 and C225 using surface plasmon resonance (SPR) were also measured using InAcore ™ (PharmaciaBiosensor, Pharmacia Biosensor, Piscataway, NJ; The user's precautions 301 and O'Shannessy et al., Anal. Biochem., 212, 457-468 (1993)). That is, the soluble recombinant EGFR is immobilized on the sensor chip through the amino group as described by the manufacturer. Real-time binding parameters for 225 and C225 EGFR were established at various antibody concentrations and the apparent Kd was calculated from the binding rate constants obtained by non-linear fitting using Biavaluation ™ 2.0 software.
実施例II−3 in vitroでの225およびC225による細胞増殖抑制
225およびC225のin vitroの抑制活性を、A431細胞(300−500/ウェル)を完全増殖培地中、96穴マイクロ滴定プレートに塗布して測定した。種々の濃度のC225または225を添加(4複製数/1濃度)した後、プレートを37℃で48時間インキュベートし、24時間3H−チミジンを用いてパルスを印加した。細胞を採取し、フィルタ・マット上に集め、ウォーレス・マイクロベータ[Wallace Microbeta]シンチレーション・カウンターで計測し、抑制パーセントを求めた。抑制パーセントは、抗体処理細胞の3Hチミジン取り込み量と、抗体の存在なしで増殖させた細胞の3Hチミジン取り込み量を比較した場合の減少度と定義した。
Example II-3 In Vitro Inhibition of Cell Growth by 225 and C225 In Vitro 225 and C225 were applied to 96-well microtiter plates using A431 cells (300-500 / well) in complete growth medium. Measured. After adding various concentrations of C225 or 225 (4 replicates / 1 concentration), the plates were incubated for 48 hours at 37 ° C. and pulsed with 3H-thymidine for 24 hours. Cells were harvested, collected on a filter mat and counted with a Wallace Microbeta scintillation counter to determine percent inhibition. The percent inhibition was defined as the degree of reduction when comparing 3H thymidine uptake of antibody treated cells with 3H thymidine uptake of cells grown in the absence of antibody.
実施例II−4 実験動物での検討
無胸腺ヌードマウス(nu/nu;6−8週齢、雌)をチャールス・リバー研究所[Charles River Laboratories] から入手した。動物(1処置群当たり10匹)の右脇腹に、0.5mLのハンクス平衡塩類溶液に加えた107 個のA431細胞を接種した。腫瘍が目に見える程度(約7−12日)、および平均容積が150〜300mm3 に到達するまで観察した。その時点で抗体治療を開始した。治療は1週間に2回の腹腔内注射(0.5mLのPBS中に種々の濃度で)を5週間にわたり行なった。U1動物にはPBSの注射をした。腫瘍を1週間2回測定し、その容積を次の式を使用して計算した:π/6×大径×(小径)2 。最後の抗体治療(治療開始後8週間目)の時点で、U1および極端に大きな腫瘍の試験動物を安楽死させ、その後少なくとも3週間動物を継続観察した。腫瘍のない動物および小さな腫瘍の動物についてはさらに2−3ヵ月継続した。それぞれの検討における腫瘍成長の統計的分析はスチューデントの両側(two-tailed)T検定を使用して行なった。抗体は腫瘍成長抑制効果を示したのに加え、多くの動物では完全な緩解(すなわち、腫瘍なし)となった。この生物学的効果は緩解指数RI、すなわち腫瘍なしのマウスの数/治療群の合計動物数、として定量的に表わした。試験終了は大きな腫瘍の動物については安楽死の時点、その他の動物については2〜3ヵ月後とした。治療中に死んだ動物は分析から除外した。たとえば、8匹の生存動物中完全緩解が1匹の場合はRI=0.125となる。
Example II-4 Experimental Animal Study Athymic nude mice (nu / nu; 6-8 weeks old, female) were obtained from Charles River Laboratories. The right flank of animals (10 per treatment group) was inoculated with 10 7 A431 cells added to 0.5 mL Hanks balanced salt solution. Observations were made until the tumor was visible (approximately 7-12 days) and the mean volume reached 150-300 mm 3 . At that time, antibody therapy was started. Treatment was given intraperitoneal injections twice a week (at various concentrations in 0.5 mL PBS) for 5 weeks. U1 animals were injected with PBS. Tumors were measured twice a week and their volume was calculated using the following formula: π / 6 × large diameter × (small diameter) 2 . At the time of the last antibody treatment (8 weeks after the start of treatment), U1 and extremely large tumor test animals were euthanized, and the animals were subsequently observed for at least 3 weeks. For tumor free and small tumor animals continued for an additional 2-3 months. Statistical analysis of tumor growth in each study was performed using Student's two-tailed T-test. In addition to showing tumor growth-inhibitory effects, the antibody was in complete remission (ie, no tumor) in many animals. This biological effect was expressed quantitatively as the remission index RI, ie the number of mice without tumor / total number of animals in the treatment group. The study was terminated at the time of euthanasia for animals with large tumors and 2-3 months later for other animals. Animals that died during treatment were excluded from the analysis. For example, when there is one complete remission among 8 surviving animals, RI = 0.125.
実施例III C225の生物学的活性
実施例III−1 ヌードマウスのA431異種移植の成長を抑制する抗体能力
試験動物には脇腹にA431細胞を接種した。150〜300mm3 の腫瘍が7〜10日目までに現われた。(表3の実験1−4を参照)次に実験動物を無作為抽出し、PBSまたは225(実験1)の注射、PBS、225、またはC225の注射(実験2);およびPBSまたはC225(実験3と4)を注射した。実験1−3において、実験動物は1mgの抗体(0.5mL PBS中)を週2回、5週間にわたって投与され、1匹当たりの抗体合計用量は10mgであった。実験4においては、実験動物は1、0.5、および0.25mg/1回注射で、それぞれ合計用量が10、5および2.5mgの3つのいずれかの用量を投与された。腫瘍は週2回、全治療期間にわたり測定した。腫瘍のない動物および小さい腫瘍の動物については、大きい腫瘍の動物を屠殺後2〜3ヵ月間継続モニタした。
図1はヌードマウスにおけるA431腫瘍の成長に対する225の効果を示す(実験1)。実験群およびU1群の平均腫瘍容積は同程度であったが(図1A)、ただ1匹だけ完全な腫瘍緩解が観察された(緩解指数(RI)0.17;図1Bおよび表3)。225とC225の比較を図2(表3の実験2)に示す。グループ間には平均腫瘍サイズに有意差はなかったが、C225で治療した動物はRIが0.44(すなわち、4/9完全緩解)であったのに対し、225の場合はRIが0.11であった(図2Bおよび表3)。PBS U1群の37日目の明らかな腫瘍退縮(図2A)はこの時点での3/10動物の死亡のためであり、それに伴う全腫瘍容積の減少によるものである。C225については同程度のRIが実験3で見られた(図3B;RI=0.4)。加えて、C225による腫瘍成長の抑制もまた、PBS処理マウスの異種移植の成長と比較した場合に有意であった(図3A;32日目以降p<0.02)。
Example III Biological Activity of C225
Example III-1 Antibody Ability to Suppress Growth of A431 Xenografts in Nude Mice Animals were inoculated with A431 cells on the flank. 150-300 mm 3 tumors appeared by 7-10 days. (See Experiments 1-4 in Table 3) The experimental animals were then randomized and injected with PBS or 225 (Experiment 1), PBS, 225, or C225 (Experiment 2); and PBS or C225 (Experiment). 3 and 4) were injected. In Experiment 1-3, experimental animals were administered 1 mg of antibody (in 0.5 mL PBS) twice a week for 5 weeks and the total antibody dose per animal was 10 mg. In Experiment 4, experimental animals were administered one of three doses of 1, 0.5, and 0.25 mg / injection for a total dose of 10, 5 and 2.5 mg, respectively. Tumors were measured twice a week over the entire treatment period. For tumor free and small tumor animals, large tumor animals were continuously monitored for 2-3 months after sacrifice.
FIG. 1 shows the effect of 225 on the growth of A431 tumors in nude mice (Experiment 1). Although the average tumor volume in the experimental group and the U1 group was comparable (FIG. 1A), only one complete tumor remission was observed (remission index (RI) 0.17; FIG. 1B and Table 3). A comparison between 225 and C225 is shown in FIG. 2 (Experiment 2 in Table 3). There was no significant difference in mean tumor size between groups, but animals treated with C225 had a RI of 0.44 (ie, 4/9 complete remission), whereas in the case of 225 the RI was 0. 11 (FIG. 2B and Table 3). The apparent tumor regression on day 37 in the PBS U1 group (FIG. 2A) is due to the death of 3/10 animals at this time and the concomitant reduction in total tumor volume. A similar RI for C225 was found in Experiment 3 (FIG. 3B; RI = 0.4). In addition, inhibition of tumor growth by C225 was also significant when compared to the growth of xenografts in PBS treated mice (FIG. 3A; p <0.02 after day 32).
C225を受けた多くの動物が1mg/1回注射レベルで腫瘍の退縮を示したことから、最低生物学的有効量が求められた。図4は用量応答実験の結果を示す(実験4)。1mg/1回注射を受けたすべての動物は完全な緩解となり、抗体注射を終了後100日以上腫瘍のない状態となった(図4AおよびB;表3)。これらの結果は、p値が33日目のp<0.006から、59日目にp<0.0139へと変化し、極めて顕著であった。C225は実験3において顕著な腫瘍退縮を示した(図3)が、実験2および3において、C225の1mg用量を投与された動物の約40%が完全緩解した。実験3および4における1mg用量の効果がU1に対比して平均腫瘍容積を著しく低減させたのは、小さい腫瘍のマウスをこれらの実験の治療プロトコルの開始時点で使用したことによるものであろう(152mm3 [実験4]および185mm3 [実験3]対267mm3 [実験2])。これらのデータはC225の臨床効果が腫瘍負荷に関連することがあることを示唆している。 Since many animals receiving C225 showed tumor regression at the 1 mg / single injection level, the lowest biologically effective dose was determined. FIG. 4 shows the results of a dose response experiment (Experiment 4). All animals receiving 1 mg / injection were in complete remission and became tumor-free for over 100 days after the end of antibody injection (FIGS. 4A and B; Table 3). These results were very remarkable, with the p value changing from p <0.006 on the 33rd day to p <0.0139 on the 59th day. C225 showed significant tumor regression in experiment 3 (FIG. 3), but in experiments 2 and 3, about 40% of the animals that received the 1 mg dose of C225 were in complete remission. The effect of the 1 mg dose in Experiments 3 and 4 significantly reduced the mean tumor volume compared to U1 due to the use of small tumor mice at the beginning of the treatment protocol for these experiments ( 152 mm 3 [Experiment 4] and 185 mm 3 [Experiment 3] vs. 267 mm 3 [Experiment 2]). These data suggest that the clinical effect of C225 may be related to tumor burden.
実験4の0.5mg用量においては、腫瘍成長の全体的な抑制はPBSおよび0.5mg群の両方の動物の腫瘍容積が大きく変化しているため、統計的に有意ではなかった。しかしながら、RIは0.5mg群については高く(RI=0.63;図4Bおよび表2)、抗体が個々の実験動物に高い腫瘍応答を誘発したことを示している。興味深いことに、実験4の0.5mg用量群は実験3の1mg用量群よりもRIが高かった。この結果はおそらく腫瘍負荷の影響に帰することができるであろう。0.5mg用量群の腫瘍の開始時点における平均容量は160mm3 であったが、個々の動物で腫瘍の大きさには大きな変動があった。小さな腫瘍(<100mm3 )を持った多くの実験動物はC225の生物効果に最も敏感であった。0.25mg用量において、平均腫瘍成長はPBS U1よりも大きいように見えた。これは治療開始時点で大きな腫瘍(760および1040mm3 )を持った2匹の動物を含めたためであり、このため実験4の経過における平均腫瘍容積が増加した。総体的には、これらのグループ間には顕著な差異は見られなかったが、0.25mg用量群の1匹(1/8)は検討の終了時点で腫瘍がなかったことが特記される(RI=0.13)。47日目にRIの低下が見られた。この時点で、明らかに完全緩解していたマウス1匹に腫瘍が再発した。この唯一のケースにおいて、C225が一時的な生物効果を示しただけであった。この動物は表3には含めなかった。1mg用量群と同様に、0.5および0.25mg群の腫瘍のない動物は、PBS対照マウスを屠殺後最低2〜3ヵ月は腫瘍のない状態が維持された。 At the 0.5 mg dose in Experiment 4, the overall suppression of tumor growth was not statistically significant as the tumor volume in both animals in the PBS and 0.5 mg groups varied greatly. However, the RI was high for the 0.5 mg group (RI = 0.63; FIG. 4B and Table 2), indicating that the antibody induced a high tumor response in individual experimental animals. Interestingly, the 0.5 mg dose group of experiment 4 had a higher RI than the 1 mg dose group of experiment 3. This result could probably be attributed to the effect of tumor burden. The average volume at the start of the tumor in the 0.5 mg dose group was 160 mm 3 , but there was a large variation in tumor size in individual animals. Many experimental animals with small tumors (<100 mm 3 ) were most sensitive to the biological effects of C225. At the 0.25 mg dose, average tumor growth appeared to be greater than PBS U1. This was due to the inclusion of two animals with large tumors (760 and 1040 mm 3 ) at the start of treatment, which increased the mean tumor volume over the course of experiment 4. Overall, there were no significant differences between these groups, but it was noted that one of the 0.25 mg dose groups (1/8) had no tumor at the end of the study ( RI = 0.13). On day 47, a decrease in RI was observed. At this point, the tumor recurred in one mouse that was clearly in complete remission. In this only case, C225 only showed a transient biological effect. This animal was not included in Table 3. Similar to the 1 mg dose group, tumor-free animals in the 0.5 and 0.25 mg groups remained tumor-free for a minimum of 2-3 months after sacrifice of the PBS control mice.
表2に示す結果は、in vitroでA431の成長を抑制する225およびC225の能力を試験した典型的な実験を示したものである。詳細は上記の通りである。抑制パーセントは、抗体が存在しない場合の細胞増殖の3−Hチミジン取り込み量に対する抗体処理サンプル(4複製数/濃度)の取り込み量の減少と規定される。
表3は樹立A431腫瘍を有する無胸腺ヌードマウスにおいてPBS、225、またはC225を週2回、5週間治療後の完全な腫瘍緩解を比較したものである。実験4以外の実験動物は0.5mL PBS中1mgの抗体で腹腔内ルートで治療したが、実験4はマウスに1、0.5、または0.25mg/1回の注射を行った用量応答実験である。この表は大きい腫瘍を抱えた実験動物(PBS対照 試験群)を安楽死させた時点のRIを示したものである。完全な緩解または小さい腫瘍を示した動物はすべて2〜3ヵ月さらに治療を継続した。実験動物の総数の差は、この実験におけるこれら処理群中のマウスの死亡によるものである。
The results shown in Table 2 show typical experiments that tested the ability of 225 and C225 to inhibit A431 growth in vitro. Details are as described above. Percent inhibition is defined as the decrease in uptake of antibody treated samples (4 replications / concentration) relative to the uptake of 3-H thymidine in cell growth in the absence of antibody.
Table 3 compares complete tumor regression after treatment with PBS, 225, or C225 twice weekly for 5 weeks in athymic nude mice with established A431 tumors. Experimental animals other than Experiment 4 were treated by intraperitoneal route with 1 mg of antibody in 0.5 mL PBS, whereas Experiment 4 was a dose response experiment in which mice were injected with 1, 0.5, or 0.25 mg / time. It is. This table shows the RI at the time of euthanizing experimental animals with a large tumor (PBS control test group). All animals that showed complete remission or small tumors continued treatment for 2-3 months. The difference in the total number of experimental animals is due to the death of mice in these treatment groups in this experiment.
実施例III−2 ヌードマウスに樹立したヒト前立腺癌異種移植の成長抑制
実施例III−2A C225のDU145、PC−3およびLNCaPへの結合のFACS分析
DU145、PC−3およびLNCaP細胞に対するEGFレセプターの相対的発現レベルをFACS分析により測定した。細胞を完全培地中でほぼコンフルエンシーになるまで増殖させ、非酵素的会離緩衝液(シグマ社)を使用してフラスコから取り出し、100ulの冷H−BSA(1%BSAを含むハンクス平衡塩溶液)中に1試験管当たり5−10×105 個再懸濁させた。試験管に10μgのC225または無関係の骨髄腫由来ヒトIgG1(カリフォルニア州バーリンゲームのタゴ社[Tago])を加え、氷上60分間インキュベートした。冷H−BSAで洗浄後、FITC(カリフォルニア州バーリンゲームのタゴ社[Tago])に接合したヤギ抗ヒトIgGを加え、さらに30分間氷上で保った。細胞を冷H−BSAで2回洗浄し、1mLのH−BSAに再懸濁させ、コールター・エピックス・エリート細胞ソーター(フロリダ州ハイアレアのコールター社[Coulter])を使用して分析した。基底蛍光強度はFITC標識二次抗体だけを使用して決定し、非特異性蛍光は無関係のアイソタイプコントロールにより規定した。データは、抗原密度の間接的な尺度である平均蛍光強度MFIで示した。MFIは平均チャンネル蛍光に各サンプルの陽性細胞のパーセントを乗じたものである。
Example III-2 Growth inhibition of human prostate cancer xenografts established in nude mice
Example III-2A FACS analysis of C225 binding to DU145, PC-3 and LNCaP The relative expression level of the EGF receptor on DU145, PC-3 and LNCaP cells was determined by FACS analysis. Cells are grown to near confluency in complete medium, removed from the flask using non-enzymatic separation buffer (Sigma), and 100 ul cold H-BSA (Hanks balanced salt solution containing 1% BSA) ) 5-10 × 10 5 per test tube. 10 μg C225 or irrelevant myeloma-derived human IgG1 (Tago, Burlingame, Calif.) Was added to the test tube and incubated for 60 minutes on ice. After washing with cold H-BSA, goat anti-human IgG conjugated to FITC (Tago, Burlingame, Calif.) Was added and kept on ice for an additional 30 minutes. Cells were washed twice with cold H-BSA, resuspended in 1 mL H-BSA, and analyzed using a Coulter Epix Elite cell sorter (Coulter, Hialeah, Fla.). Basal fluorescence intensity was determined using only FITC labeled secondary antibody and non-specific fluorescence was defined by an irrelevant isotype control. Data were expressed as mean fluorescence intensity MFI, which is an indirect measure of antigen density. MFI is the average channel fluorescence multiplied by the percentage of positive cells in each sample.
実施例III−2B PC−3、DU145およびLNCaP細胞のリン酸化検定
PC−3、DU145およびLNCaP細胞に対してリン酸化検定を行ない、これらの細胞により発現されたEGFレセプターが機能を有するか、また C225で抑制されたかを判定した。この検定およびウエスタン・ブロット分析はジル[Gill]ら、Nature,293,305−307(1981)の記載に従って行なった。即ち、DU145、PC−3およびLNCaP細胞を完全培地中で90%コンフルエンシーになるまで増殖させ、次いで実験24時間前にDMEM−0.5%ウシ血清中で栄養素欠乏状態にした。細胞をC225の存在下または非存在下で室温で15分間EGFで刺激した。次に単層を1mMの バナジウム酸ナトリウムを含む氷冷PBSで洗浄した。細胞を溶離し、SDS PAGEにかけ、次いでウエスタン・ブロット分析を行なった。リン酸化のパターンはブロットをホスホチロシンに対するモノクローナル抗体(ニューヨーク州レークプラシドのUBI社)によりプローブし、次いでECL法(アマーシャム社[Amersham])を使用して検出することにより判定した。
Example III-2B Phosphorylation assay of PC-3, DU145 and LNCaP cells Phosphorylation assay was performed on PC-3, DU145 and LNCaP cells, and the EGF receptor expressed by these cells is functional It was determined whether it was suppressed by C225. This assay and Western blot analysis were performed as described by Gill et al., Nature, 293, 305-307 (1981). That is, DU145, PC-3 and LNCaP cells were grown to 90% confluency in complete media and then nutrient deficient in DMEM-0.5% bovine serum 24 hours prior to the experiment. Cells were stimulated with EGF for 15 minutes at room temperature in the presence or absence of C225. The monolayer was then washed with ice-cold PBS containing 1 mM sodium vanadate. Cells were eluted and subjected to SDS PAGE followed by Western blot analysis. The pattern of phosphorylation was determined by probing the blot with a monoclonal antibody against phosphotyrosine (UBI, Lake Placid, NY) and then detecting using the ECL method (Amersham).
実施例III−2C 動物実験
無胸腺ヌードマウス(nu/nu;6−8週齢、雄;マサチューセッツ州ウイルミントンのチャールス・リバー研究所[Charles River Laboratories]の右脇腹に、0.2mLのマトリゲルを混合した0.2mLのハンクス平衡塩類溶液に加えた106 個のDU145を接種した。腫瘍が目に見える程度(投与後約14〜20日)、および平均容積が100mm3 に到達するまでマウスを観察した。動物の体重を測定し、無作為に治療群に分けた(1群10匹)。週2回0.5mgのC225の腹腔内注射を5週間にわたり投与する抗体治療を開始した。対照動物にはPBSを注射した。予備検討において、ポリクローナルのDU145吸収ヒトIgGで処理した動物とPBSで処理した動物の間には、DU145異種移植の成長には顕著な差がないことが確認された。腫瘍を週2回測定し、その容積は次記の式を用いて計算した:π/6×大径×(小径)2。最終抗体注射(治療開始後8週間目)の時点で対照動物を安楽死させ、、その後動物を少なくとも3週間継続観察した。腫瘍のない動物および小さな腫瘍を持った動物についてはさらに2〜3ヵ月継続した。各検討における腫瘍成長の統計的分析は、シグマスタット(カリフォルニア州サン・ラファエルのジャンデル社[Jandel])のコンピュータ・プログラムを使用して、スチューデントの両側T検定により判定した。p値が<0.05の場合、有意であるとみなした。
Example III-2C Animal Experiments Athymic nude mice (nu / nu; 6-8 weeks old, male; 0.2 mL of Matrigel on the right flank of Charles River Laboratories, Wilmington, Mass.) Inoculated with 10 6 DU 145 added to mixed 0.2 mL Hanks balanced salt solution Mice were visible until tumors were visible (approximately 14-20 days after administration) and average volume reached 100 mm 3. The animals were weighed and randomly divided into treatment groups (10 per group), and antibody therapy was started with intraperitoneal injections of 0.5 mg C225 twice weekly for 5 weeks. The animals were injected with PBS.In a preliminary study, there was no significant increase in DU145 xenograft growth between animals treated with polyclonal DU145-absorbed human IgG and those treated with PBS. Measured such difference is it is confirmed not tumor twice a week, its volume was calculated using the equation of the following Symbol:.. Π / 6 × diameter × (diameter) 2 final antibody injection (after the start of treatment At 8 weeks), the control animals were euthanized, and the animals were then observed for at least 3 weeks, with an additional 2-3 months for tumor-free animals and animals with small tumors. Statistical analysis of growth was determined by Student's two-tailed T-test using a computer program from Sigma Must (Jandel, San Rafael, Calif.) If the p-value is <0.05, Considered significant.
実施例III−3 225のCDR領域を含むペプチドの生物活性
本実施例は、225−CDR配列を使用して構築したペプチド類がEGFレセプターを発現する細胞系統に対して生物活性を有することを示すものである。下記の配列の6つの一連のペプチドを製作した:
重鎖
CDR−1 NYGVH
CDR−2 GVIWSGGNTDYNTPFTSR
CDR−3 RALTYYDYEFAYW(配列番号:32)
軽鎖
CDR−1 RASQSIGTNIH(配列番号:33)
CDR−2 YASESIS(配列番号:34)
CDR−3 QQNNWP(配列番号:35)
Example III-3 Biological Activity of Peptides Containing 225 CDR Regions This example demonstrates that peptides constructed using the 225-CDR sequence have biological activity against cell lines expressing the EGF receptor. Is. Six series of peptides were made with the following sequence:
Heavy chain CDR-1 NYGVH
CDR-2 GVIWSGGNTDYNTPFTSR
CDR-3 RALTYYDYEFAYW (SEQ ID NO: 32)
Light chain CDR-1 RASQSIGNIH (SEQ ID NO: 33)
CDR-2 YASESIS (SEQ ID NO: 34)
CDR-3 QQNNWP (SEQ ID NO: 35)
これらのペプチドを濃度1mg/mLでPBS中に溶解させた。A431細胞を96穴プレート中に1ウェル当たり1,000細胞個入れた。ペプチドは種々の濃度で加えた。キメラC225抗体および無関係のアイソタイプ適合免疫グロブリンをそれぞれ陽性および陰性U1として使用した。プレートを37℃で72時間インキュベートし、一晩3H−チミジンでパルスをかけた。細胞を採取し、液体シンチレーション・カウンターにより計測した。抑制パーセントは、抗体またはペプチド処理細胞の3−Hチミジン取り込み量を、抗体またはペプチドの存在なしで増殖した細胞の3−Hチミジン取り込み量と比較した場合の減少度と定義した。 These peptides were dissolved in PBS at a concentration of 1 mg / mL. A431 cells were placed in a 96-well plate at 1,000 cells per well. Peptides were added at various concentrations. Chimeric C225 antibody and an irrelevant isotype matched immunoglobulin were used as positive and negative U1, respectively. Plates were incubated for 72 hours at 37 ° C. and pulsed with 3 H-thymidine overnight. Cells were collected and counted with a liquid scintillation counter. Percent inhibition was defined as the reduction in 3-H thymidine incorporation of antibody or peptide treated cells compared to 3-H thymidine incorporation of cells grown without the presence of antibody or peptide.
図5から明らかなように、A431細胞はC225、ならびにモノクローナル抗体225の重鎖CDR−1および重鎖CDR−2により抑制された。対照的に、アイソタイプ適合の無関係抗体およびU1ペプチドはA431細胞を抑制しなかった。これらの結果は、重鎖CDR−1と−2はEGFRに対するリガンドの結合に干渉することによってA431細胞の増殖を抑制することができることを示している。 As is apparent from FIG. 5, A431 cells were suppressed by C225, and heavy chain CDR-1 and heavy chain CDR-2 of monoclonal antibody 225. In contrast, isotype-matched irrelevant antibodies and U1 peptides did not suppress A431 cells. These results indicate that heavy chain CDR-1 and -2 can suppress the growth of A431 cells by interfering with ligand binding to EGFR.
実施例III−4 C225−ドキソルビシン接合体(C225−DOX)の生物活性
C225−DOXの生物活性をEGFR発現細胞系A431、KBおよびMDA−468、ならびにEGFR非発現細胞系発現Molt−4およびSK−MEL−28を使用してin vitroで評価した。EGFレセプターの発現は、C225およびC225−DOX接合体を使用したFACS分析により検証した。検定は72時間のインキュベーション期間で、[3H]−チミジンおよびWST−1の検出値を使用して実施した。EGFRc発現細胞系、すなわちA431、KBおよびMDA−468細胞のすべての検定において、C225−DOXは、無治療またはhIgG1 U1類の治療に比べて細胞増殖の高い抑制を示した。ドキソルビシン単独またはC225とドキソルビシンの混合物と、等モル濃度のC225−DOXの比較では、C225−DOX接合体を使用した場合が4〜5倍高い抑制を示した。C225−DOXによる増殖の抑制はまた高用量の EGFRc非発現細胞系でも見られた。EGFRc陰性細胞系におけるC225−DOX抑制はEGFRc−陽性細胞系より5〜15倍低く、ドキソルビシン単独の等モル濃度で見られた抑制と同程度であった。431細胞に対するC225−DOXの活性に関する代表的な結果を表6に示す。
Example III-4 Biological activity of C225- doxorubicin conjugate (C225-DOX) In vitro evaluation was performed using MEL-28. EGF receptor expression was verified by FACS analysis using C225 and C225-DOX conjugates. The assay was performed using a detected value of [ 3 H] -thymidine and WST-1 with a 72 hour incubation period. In all assays of EGFRc expressing cell lines, namely A431, KB and MDA-468 cells, C225-DOX showed a high suppression of cell proliferation compared to no treatment or hIgG1 U1 class treatment. Comparison of doxorubicin alone or a mixture of C225 and doxorubicin with equimolar concentrations of C225-DOX showed 4-5 times higher inhibition when using the C225-DOX conjugate. Inhibition of proliferation by C225-DOX was also seen in high dose EGFRc non-expressing cell lines. C225-DOX suppression in the EGFRc negative cell line was 5-15 times lower than that of the EGFRc-positive cell line, comparable to the suppression seen at equimolar concentrations of doxorubicin alone. Representative results for the activity of C225-DOX on 431 cells are shown in Table 6.
実施例IV M225のヒューマナイズ化
実施例IV−1 略号
ダルベッコの改変イーグル培地(DMEM);ウシ胎児血清(FCS);リボ核酸(RNA);メッセンジャーRNA(mRNA);デオキシリボ核酸 (DNA);二本鎖DNA(ds−DNA);ポリメラーゼ連鎖反応(PCR);酵素結合免疫吸収検定(ELISA);時間(hr);分(min);秒 (sec);ヒトサイトメガロウイルス(HCMV);ポリアデニレー ション(poly(A)+);免疫グロブリン(IgG);モノクローナル抗体(mAb);相補性決定領域(CDR);フレームワーク領域(FR);トリス−ホウ酸緩衝液(TBE);ウシ血清アルブミン(BSA);リン酸緩衝生理食塩水(PBS):室温(RT);ナノメートル(nm);上皮成長因子レセプター(EGFR)。
Example IV Humanization of M225
Example IV-1 Modified Eagle Medium (DMEM) Abbreviated Dulbecco; Fetal Bovine Serum (FCS); Ribonucleic Acid (RNA); Messenger RNA (mRNA); Deoxyribonucleic Acid (DNA); Double-Stranded DNA (ds-DNA); Polymerase chain reaction (PCR); enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA); hours (hr); minutes (min); seconds (sec); human cytomegalovirus (HCMV); polyadenylation (poly (A) + ); Globulin (IgG); monoclonal antibody (mAb); complementarity determining region (CDR); framework region (FR); tris-borate buffer (TBE); bovine serum albumin (BSA); phosphate buffered saline ( PBS): room temperature (RT); nanometer (nm); epidermal growth factor receptor (EGFR).
実施例IV−2 材料
培地組成物およびその他すべての組織培養材料は、JRHバイオサイエンシーズ社[JRH
Biosciences](米国)から購入したFCS以外は、ライフ・テクノロジーズ社[Life Technologies](英国)から入手した。RNA単離用キットはストラットジーン社[Stratgene](米国)から入手し、第一ストランドcDNA合成キットはファルマシア社[Pharmacia](英国)から購入した。PCR反応用のすべての構成要素および装置は、アンプリタック[AmpliTaq]TM DNAポリメラーゼを含め、パーキンエルマー社[Perkin Elmer](米国)から購入した。TAクローニングTMキットはインビトロジェン社[Invitrogen](米国)から入手し、シーケナーゼ[Sequenase] TM DNA配列キットはアマーシャム・インターナショナル社[Amarsham International](英国)から購入した。アガロース(ウルトラピュア[UltraPure]TM)はライフ・テクノロジーズ社(英国)から入手した。ウィザード[Wizard]TM PCRプレップスDNA精製キット、マジック[Magic]TMDNAクリーンアップシステムおよびXL1ブルー・コンピテント細胞はプロメガ社[Promega](米国)から購入した。その他すべての分子生物製品はニューイングランド・バイオラボ社[New England Biolabs](米国)から購入した。ナンク−イムノ プレート マキシソープ[Nunc-Immuno Plate MaxiSorp]TM 免疫プレートはライフ・テクノロジーズ社(英国)から入手した。Fcγフラグメント特異性ヤギ抗ヒトIgG抗体およびヤギ抗ヒトIgG(H+L)/ホースラディッシュ・ペルオキシダーゼ接合物はともに、ジャクソン・イムノリサーチ・ラボラトリーズ社[Jackson ImmunoResearch Laboratories Inc.](米国)から購入した。TMB基質Aおよび基質Bはカーケガード・ペリー社[Kirkegaard-Pery](米国)から入手した。ELISA用のその他すべての製品はシグマ社(英国)から入手した。マイクロプレート・マネージャ[Microplate Manager] TMデータ分析ソフトウェア・パッケージはバイオ・ラッド社[Bio-Rad](英国)から購入した。分子モデル化パッケージQUANTAはポリジェン社[Polygen Corporation](米国)から入手した、またIRIS 4Dワークステーションはシリコン・グラフィックス社[Silicon Graphics](米国)から購入した。
Example IV-2 Material Medium Composition and all other tissue culture materials were purchased from JRH Biosciences [JRH
Except for FCS purchased from Biosciences (USA), it was obtained from Life Technologies (UK). RNA isolation kits were obtained from Stratgene (USA) and first strand cDNA synthesis kits were purchased from Pharmacia (UK). All components and equipment for the PCR reaction were purchased from Perkin Elmer (USA), including AmpliTaq ™ DNA polymerase. The TA Cloning ™ kit was obtained from Invitrogen (USA) and the Sequenase ™ DNA sequence kit was purchased from Amarsham International (UK). Agarose (UltraPure ™ ) was obtained from Life Technologies (UK). Wizard ™ PCR Preps DNA purification kit, Magic ™ DNA cleanup system and XL1 blue competent cells were purchased from Promega (USA). All other molecular biological products were purchased from New England Biolabs (USA). Nunc-Immuno Plate MaxiSorp ™ immunoplates were obtained from Life Technologies (UK). Both Fcγ fragment specific goat anti-human IgG antibody and goat anti-human IgG (H + L) / horseradish peroxidase conjugate were purchased from Jackson ImmunoResearch Laboratories Inc. (USA). TMB substrate A and substrate B were obtained from Kirkegaard-Pery (USA). All other products for ELISA were obtained from Sigma (UK). Microplate Manager ™ data analysis software package was purchased from Bio-Rad (UK). The molecular modeling package QUANTA was obtained from Polygen Corporation (USA) and the IRIS 4D workstation was purchased from Silicon Graphics (USA).
実施例IV−3 マウス可変部遺伝子のPCRクローニングと配列決定
10%(v/v)FCS、50ユニット/mL ペニシリン、50μg/mLストレプトマイシンおよび580μg/mL L−グルタミンを添加したDMEMを使用してマウスM225ハイブリドーマ細胞系を懸濁状態で増殖させた。約108 の生存可能細胞を採取し、一方ハイブリドーマ細胞からの上澄みをELISAにより検定し、それら細胞がマウス抗体を産生していることを確認した。製造者の指示に従ってRNA単離キットを使用して108 個の細胞から全RNAを単離した。このキットはチョムチンスキー[Chomczynski]およびサッチー[Sacchi](6)に記載のようにグアニジンチオシアネートフェノール−クロロホルム1段階抽出法を利用するものである。同じく製造者の指示通りに第一ストランドcDNA合成キットを用いて、キットに供給されているNotI−(dT)18プライマーを使用してM225ハイブリドーマmRNAの1本鎖コピーを作った。33μlの最終反応容量中、約5μgの全RNAを使用した。次いで、反応完了混合物を氷冷する前に、5分間90℃に加熱してRNA−cDNAデュプレックスを変性させ、逆転写酵素を不活性化した。
マウス可変部遺伝子をPCR増幅するために、ジョーンズ[Jones]およびベンディッグ[Bendig](7)に記載の方法を踏襲した。基本的には、M225抗体のマウス可変部遺伝子をPCRクローンするために、2シリーズの縮重プライマー、すなわち1シリーズはマウスカッパー軽鎖遺伝子(すなわち、MKV1−11;表4)のリーダー配列にアニールするように設計されたものと、1シリーズはマウス重鎖遺伝子(すなわち、MHV1−12;表5)のリーダー配列にアニールするように設計されたものを、マウスカッパー軽鎖不変部遺伝子(MKC;表4)の5’末端およびマウスγ1重鎖不変部遺伝子(MHCG1;表5)の5’末端にそれぞれアニールするように設計されたプライマーとともに使用した。MKVとMHV縮重プライマーにはそれぞれの不変部プライマーとを用いた別々の反応を準備した。PCR反応試験管をパーキンエルマー480 DNAサーマル・サイクラーに入れ、94℃で1分間、50℃で1分間および70℃で1分間、合計25サイクルかけた(94℃で1.5分間の最初の溶融後)。最後のサイクル終了時に、反応を4℃に冷却する前に最終的なエクステンション・ステップを72℃で10分間行なった。アニーリング(50℃)とエクステンション・ステップ(72℃)の間以外は長めのランプ時間2.5分とし、サイクルの各ステップの間に30秒間のランプ時間を設けた。
Example IV-3 PCR cloning and sequencing of mouse variable region genes Mice using DMEM supplemented with 10% (v / v) FCS, 50 units / mL penicillin, 50 μg / mL streptomycin and 580 μg / mL L-glutamine The M225 hybridoma cell line was grown in suspension. Approximately 10 8 viable cells were harvested while supernatant from hybridoma cells was assayed by ELISA to confirm that they produced mouse antibodies. Total RNA was isolated from 10 8 cells using an RNA isolation kit according to the manufacturer's instructions. This kit utilizes a guanidine thiocyanate phenol-chloroform one-step extraction method as described in Chomczynski and Sacchi (6). A single strand copy of M225 hybridoma mRNA was made using the NotI- (dT) 18 primer supplied with the kit, also using the first strand cDNA synthesis kit as directed by the manufacturer. Approximately 5 μg of total RNA was used in a final reaction volume of 33 μl. Then, before the reaction completion mixture was ice-cooled, the RNA-cDNA duplex was denatured by heating to 90 ° C. for 5 minutes to inactivate the reverse transcriptase.
In order to PCR amplify the mouse variable region gene, the method described in Jones and Bendig (7) was followed. Basically, to PCR clone the mouse variable region gene of M225 antibody, two series of degenerate primers, ie one series annealed to the leader sequence of mouse kappa light chain gene (ie MKV1-11; Table 4) And those designed to anneal to the leader sequence of the mouse heavy chain gene (ie, MHV1-12; Table 5), and one series, the mouse kappa light chain constant region gene (MKC; Used together with primers designed to anneal to the 5 ′ end of Table 4) and the 5 ′ end of the mouse γ1 heavy chain constant region gene (MHCG1; Table 5), respectively. Separate reactions were prepared using MKV and MHV degenerate primers with the respective constant region primers. The PCR reaction tube was placed in a Perkin Elmer 480 DNA thermal cycler and subjected to a total of 25 cycles at 94 ° C for 1 minute, 50 ° C for 1 minute and 70 ° C for 1 minute (initial melting at 94 ° C for 1.5 minutes). rear). At the end of the last cycle, a final extension step was performed at 72 ° C. for 10 minutes before cooling the reaction to 4 ° C. Except during annealing (50 ° C.) and extension step (72 ° C.), a longer ramp time was 2.5 minutes, with a 30 second ramp time between each step of the cycle.
各PCR反応からの20μlアリコートをアガロースゲルに流し、どれが正しいサイズのPCR産物を産生したかを調べた。全長可変ドメイン遺伝子を増幅させたと思われるPCR反応を繰り返し、独立したPCRクローンを産生させ、それによりPCRエラーの影響を少なくするようにした。正しいサイズのこれらPCR産物の6μlアリコートをTAクローニングTMキットで提供されたpCRTMIIベクター中に直接クローニングし、製造者の指示に記述されているようにしてINVαF’コンピテント細胞に形質転換した。正しいサイズで挿入されたプラスミドを含むコロニーを、グッソー[Gussow]およびクラクソン[Clackson](8)の方法に基づき、表6に記述されているpCRTMII順およびpCRTMII逆オリゴヌクレオチド・プライマーを用いてコロニーをPCRスクリーニングすることによって同定した。同定された推定陽性クローンは、最終的にレドストン[Redston]およびカーン[Kern](9)の方法に基づいたシーケナーゼTM DNA配列キットを使用して、二本鎖プラスミドDNA配列決定を行った。 A 20 μl aliquot from each PCR reaction was run on an agarose gel to determine which produced the correct size PCR product. The PCR reaction that appeared to have amplified the full-length variable domain gene was repeated to produce independent PCR clones, thereby reducing the effects of PCR errors. A 6 μl aliquot of these PCR products of the correct size was cloned directly into the pCR ™ II vector provided in the TA Cloning ™ kit and transformed into INVαF ′ competent cells as described in the manufacturer's instructions. Colonies containing plasmids inserted at the correct size were treated with the pCR ™ II forward and pCR ™ II reverse oligonucleotide primers described in Table 6, based on the method of Gussow and Clackson (8). Used to identify colonies by PCR screening. The identified putative positive clones were finally double stranded plasmid DNA sequenced using the Sequenase ™ DNA sequence kit based on the method of Redston and Kern (9).
実施例IV−4 キメラ遺伝子の構築
クローニングしたマウスリーダー可変部遺伝子は、PCRプライマーを用いて5’および3’末端の両方で修飾し、可変および不変部遺伝子の正しいRNAスプライシングのための免疫グロブリン鎖(10)とスプライスドナー部位のそれぞれをコードするmRNAの効率的な真核翻訳のための発現ベクター、即ちKozak配列への挿入に好適な制限酵素部位を製作した。マウスの両可変部遺伝子の5’末端にはHindIII部位が付加されるが、別の制限部位がマウス可変部遺伝子の3’末端に付加される。すなわちVH 遺伝子の3’末端にBamHI部位が、またVK 遺伝子の3’末端にXbaI部位が付けられる。
PCR反応はケトルボロー[Kettleborough]ら(11)のキメラ遺伝子構築法に基づいて、重鎖用にプライマーC225VH 5’およびC225VH 3’を、またカッパー軽鎖用にC225VK 5’とC225VK 3’を使用して行なった(表7)。最初の94℃での90秒間の溶融ステップに続き、混合物を94℃で2時間および72℃で4時間の25サイクルでPCR増幅した。一般的な3段階サイクルに対してこの2段階PCRサイクルが可能であるが、これはそれぞれのプライマーがテンプレートDNAを24塩基に対してアニールするように設計されており、これにより72℃という比較的高温でアニールできるからである。各ステップと最後のサイクルの終了の間には30秒間のランプ時間をおき、PCR反応は4℃に冷却する前に最終エクステンション・ステップを72℃で10分間行なって完了した。PCR産物はウィザードTM PCRプレップスDNA精製キットを製造者の指示に従って使用してカラム精製し、プラスミドpUC19のような適当な制限酵素で消化し、1%アガロース/TBE緩衝液(pH8.8)ゲル上で分離した。重鎖およびカッパー軽鎖可変部遺伝子をアガロースゲルから切り取り、ウィザードのPCRプレップスDNA精製キットを使用して精製した。pUC19もまたアガロースゲルから切り取り、マジックTM DNAクリーンアップシステムを製造者の指示に従って使用して精製した。次に重鎖およびカッパー軽鎖可変部遺伝子を別々に精製pUC19に連結し、それぞれpUC−C225VH およびpUC−C225VK プラスミドを産生させ、XL1ブルー・コンピテント細胞中に形質転換した。適切なプラスミドを含むと思われる陽性コロニーを、オリゴヌクレオチドプライマーRSPおよびUP(表6)を使用したPCRスクリーニングにより同定し、最終的にds−DNAを配列して、配列修飾の導入を確認し、またPCR反応の結果として望ましくない変化がDNA配列に起きていないことを確認した。
Example IV-4 Construction of Chimeric Genes The cloned mouse leader variable region gene was modified at both the 5 ′ and 3 ′ ends with PCR primers, and immunoglobulin chains for correct RNA splicing of the variable and constant region genes. An expression vector for efficient eukaryotic translation of mRNA encoding each of (10) and the splice donor site, ie, a restriction enzyme site suitable for insertion into the Kozak sequence, was constructed. A HindIII site is added to the 5 ′ end of both mouse variable region genes, but another restriction site is added to the 3 ′ end of the mouse variable region gene. That is, a BamHI site is added to the 3 ′ end of the V H gene and an XbaI site is added to the 3 ′ end of the V K gene.
PCR reactions were based on the chimeric gene construction method of Kettleborough et al. (11) with primers C225V H 5 ′ and C225V H 3 ′ for heavy chains and C225V K 5 ′ and C225V K 3 for copper light chains. (Table 7). Following the initial 90 second melting step at 94 ° C., the mixture was PCR amplified in 25 cycles of 94 ° C. for 2 hours and 72 ° C. for 4 hours. This two-step PCR cycle is possible for a typical three-step cycle, but each primer is designed to anneal the template DNA to 24 bases, which allows a relatively high temperature of 72 ° C. This is because annealing can be performed at a high temperature. There was a 30 second ramp time between each step and the end of the last cycle, and the PCR reaction was completed with a final extension step at 72 ° C. for 10 minutes before cooling to 4 ° C. The PCR product is column purified using the Wizard ™ PCR Preps DNA Purification Kit according to the manufacturer's instructions, digested with appropriate restriction enzymes such as plasmid pUC19, and run on a 1% agarose / TBE buffer (pH 8.8) gel. Separated. The heavy and kappa light chain variable region genes were excised from the agarose gel and purified using the wizard's PCR Preps DNA purification kit. pUC19 was also excised from the agarose gel and purified using a Magic ™ DNA cleanup system according to the manufacturer's instructions. The heavy chain and kappa light chain variable region genes were then ligated separately to purified pUC19 to generate pUC-C225V H and pUC-C225V K plasmids, respectively, and transformed into XL1 blue competent cells. Positive colonies that appear to contain the appropriate plasmid were identified by PCR screening using oligonucleotide primers RSP and UP (Table 6), and finally ds-DNA was sequenced to confirm the introduction of sequence modifications, It was also confirmed that no undesirable changes occurred in the DNA sequence as a result of the PCR reaction.
カッパー軽鎖可変部の5’末端のシグナルペプチド配列を修飾するために、ケトルボロー[Kettleborough]ら(11)のプロトコルに従ってPCR突然変異誘発を利用した。PCRプライマーC225VK 5’spおよびC225VK 3’sp(表7)をpUC−C225VK テンプレートDNAに使用し、改変2段階PCR増幅プロトコルを使用して修飾遺伝子(C225VK sp)を作った。このPCR産物を次に、精製PCR産物とpUC−C225C*KをHindIIIおよびPstIで消化する前にカラム精製した。このPCRフラグメントとプラスミドDNAを次にアガロースゲル精製し、一緒に連結およびクローニングしてプラスミドpUC−C225VK spを作製した。前記のように、推定陽性形質転換個体をPCRスクリーニング(RSPおよびCPプライマーを使用)により同定し、次いでds−DNA配列決定を行ない、修飾シグナルペプチドの存在とPCRエラーのないことを確認した。
この適合マウスカッパー軽鎖および重鎖リーダー可変部遺伝子を次に、マウスVH の場合にはHindIII−BamHIフラグメントとして、またマウスVK の場合にはHindIII−XbaIフラグメントとして、哺乳類細胞中にキメラ軽鎖および重鎖を発現するように設計されたベクター中に挿入した。これらベクターはHCMVエンハンサーとプロモーターを含み、免疫グロブリン鎖、免疫グロブリン可変部遺伝子の挿入のためのMCS、適当なヒトカッパー軽鎖および重鎖不変部のcDNAクローン、免疫グロブリン鎖mRNAをポリアデニレート化するための合成ポリ(A+)配列、免疫グロブリン鎖の転写を終了させるように設計された人工配列、dhfrまたはneoなど形質転換した安定細胞系を選択するための遺伝子、ならびにCOS細胞への一時的なDNA複製のためのSV40複製オリジンを進めるためのHCMVエンハンサーおよびプロモーターを含む。ヒトカッパー軽鎖哺乳類発現ベクターはpKN100(図11)と呼ばれ、またヒトガンマ1重鎖哺乳類発現ベクターはpG1D105(図12)と呼ばれる。推定陽性のコロニーについては、キメラカッパー軽鎖ベクターに対してはプライマーHCMViおよびNew.Hukを使用し、またキメラ重鎖ベクターに対してはプライマーHCMViおよびHuCガンマ1を使用してPCRスクリーニングし(表6)、発現ベクター構築物中の正しい挿入の存在を確認するために制限分析を行なった。M225抗体のマウス可変部遺伝子を含む新しい構築物はそれぞれpKN100−C225CK (またはpKN100−C225VK sp)およびpG1D105−C225VH と呼ばれる。
PCR mutagenesis was utilized to modify the signal peptide sequence at the 5 ′ end of the kappa light chain variable region according to the protocol of Kettleborough et al. (11). PCR primers C225V K 5′sp and C225V K 3′sp (Table 7) were used for pUC-C225V K template DNA, and a modified gene (C225V K sp) was made using a modified two-step PCR amplification protocol. This PCR product was then column purified before digesting the purified PCR product and pUC-C225C * K with HindIII and PstI. This PCR fragment and plasmid DNA were then agarose gel purified, ligated and cloned together to create plasmid pUC-C225V K sp. As described above, putative positive transformants were identified by PCR screening (using RSP and CP primers) and then ds-DNA sequencing was performed to confirm the presence of the modified signal peptide and the absence of PCR errors.
The matched mice kappa light chain and heavy chain leader variable region gene then, as HindIII-BamHI fragment in the case of a mouse V H, and as HindIII-XbaI fragment in the case of a mouse V K, chimeric light into mammalian cells It was inserted into a vector designed to express the heavy and heavy chains. These vectors contain an HCMV enhancer and promoter, and polyadenylate the immunoglobulin chain, MCS for insertion of immunoglobulin variable region genes, cDNA clones of appropriate human kappa light chain and heavy chain constant regions, and immunoglobulin chain mRNA. Synthetic poly (A + ) sequences to produce, artificial sequences designed to terminate transcription of immunoglobulin chains, genes for selecting transformed stable cell lines such as dhfr or neo, and transients into COS cells HCMV enhancer and promoter to drive the SV40 replication origin for efficient DNA replication. The human kappa light chain mammalian expression vector is called pKN100 (FIG. 11) and the human gamma 1 heavy chain mammalian expression vector is called pG1D105 (FIG. 12). For putative positive colonies, the primers HCMVi and New. PCR screening using Huk and the chimeric heavy chain vector using primers HCMVi and HuC gamma 1 (Table 6) and performing restriction analysis to confirm the presence of the correct insertion in the expression vector construct. It was. The new constructs containing the mouse variable region genes of the M225 antibody are called pKN100-C225C K (or pKN100-C225V K sp) and pG1D105-C225V H respectively.
実施例IV−5 マウスM225抗体可変部の分子モデル化
H225抗体のCDR移植可変部の設計の補助として、マウスM225抗体の可変部分子モデルを作った。免疫グロブリンのようによく特性付けされた蛋白質ファミリーの構造モデル化については、相同によるモデル化の確立された方法を使用して行われる。これをUNIX(登録商標)オペレーティングシステムで作動するIRIS 4Dワークステーションで、分子モデル化パッケージQUANTAならびにブルックヘブンの解明蛋白質構造結晶データベース(12)を使用して行なった。
M225可変部のFRは、類似の構造的に解明されている免疫グロブリン可変部のFRに基づいてモデル化する。同一のアミノ酸側鎖はそれらの元々の配向を維持するが、適合しない側鎖はオリジナルのマウスM225抗体のchi角を保つために最大オーバーラップ法を使用して置換する。M225可変部のほとんどのCDRは構造レベルのCDRに相当する超可変ループの標準型構造をベースとしてモデル化する。しかしながら、重鎖可変部のCDR3などの場合には、標準型構造は不明であるため、CDRループは構造的に解明された蛋白質中に存在する類似のループ構造をベースとしてモデル化する。最後に、望ましくない原子接触をなくし、ファン・デア・ワールスおよび静電作用を最適化するために、QUANTAで実施されているようなCHARMmポテンシャル(17)を利用してエネルギーを最小化する。
Example IV-5 Molecular modeling of the murine M225 antibody variable region As an aid to the design of the CDR grafting variable region of the H225 antibody, a murine M225 antibody variable region molecular model was created. Structural modeling of well-characterized protein families such as immunoglobulins is done using established methods of homologous modeling. This was done on an IRIS 4D workstation operating on the UNIX® operating system using the molecular modeling package QUANTA and Brookhaven's elucidated protein structure crystal database (12).
The FR of the M225 variable region is modeled on the basis of a similar structurally resolved immunoglobulin variable region FR. Identical amino acid side chains maintain their original orientation, but incompatible side chains are replaced using the maximum overlap method to preserve the chi angle of the original mouse M225 antibody. Most CDRs of the M225 variable region are modeled on the standard structure of a hypervariable loop corresponding to the structure level CDR. However, in the case of CDR3 or the like of the heavy chain variable region, the standard structure is unknown, so the CDR loop is modeled on the basis of a similar loop structure present in a structurally elucidated protein. Finally, the CHARMm potential (17) as implemented in QUANTA is used to minimize energy in order to eliminate unwanted atomic contacts and optimize van der Waals and electrostatic effects.
M225抗体の軽鎖可変部のFRはマウスモノクローナル抗体HyHel−10のFabフラグメント(18)からのFRに基づいてモデル化する。重鎖可変部のFRはマウスモノクローナル抗体D1.3のFabフラグメント(19)のFRに基づいてモデル化する。マウスM225抗体とモデルとした可変部の間の異なるアミノ酸の側鎖をまず置換する。次に、Fab HyHel−10抗体の軽鎖を、カバットら(20)が規定しているように、残基35−39、43−47、84−88および98−102を適合させることによってD1.3の軽鎖の上に重ねる。この目的は、2つの異種可変部、すなわちHyHel−10をベースとするカッパー軽鎖可変部とD1.3をベースとする重鎖可変部を互いに正しい配向にすることにある。 The FR of the light chain variable region of the M225 antibody is modeled based on the FR from the Fab fragment (18) of the mouse monoclonal antibody HyHel-10. The FR of the heavy chain variable region is modeled based on the FR of the Fab fragment (19) of mouse monoclonal antibody D1.3. The side chains of different amino acids between the mouse M225 antibody and the modeled variable region are first substituted. Next, the light chain of the Fab HyHel-10 antibody is obtained by adapting residues 35-39, 43-47, 84-88 and 98-102 as defined by Kabat et al. (20). Overlay on 3 light chains. The aim is to have the two heterogeneous variable regions in the correct orientation with respect to each other, namely the HyHel-10 based copper light chain variable region and the D1.3 based heavy chain variable region.
mAb M225の軽鎖可変部のCDR1(L1)は、チョシーア[Chothia]ら(14)が提唱するように、標準型残基位置33の通常のロイシンの代わりにイソロイシンが存在する以外は、L1標準型グループ2に適合する。しかしながら、この置換はこの超可変ループに標準型ループ構造を割り当てることに関して大きなメリットを得るには保存度が高すぎると考えられる。マウスFab HyHel−10のL1ループはアミノ酸の長さが同一で、M225mAbのL1ループと同じく位置33のロイシンを有する同じ標準型グループに適合する。
したがってこの超可変ループをM225カッパー軽鎖可変部のL1ループをモデル化するのに使用する。同様に、M225 mAbのCDR2(L2)およびCDR3(L3)はともにそれぞれの標準型グループ1ループ構造に適合する。加えて、HyHel−10Fabフラグメントの対応超可変ループ構造はともにグループ1である。したがって、M225カッパー軽鎖可変部のL2およびL3ループはFab HyHel−10のL2およびL3をモデルとする。
同様に、mAb M225の重鎖可変部のCDR1(H1)およびCDR2(H2)超可変ループはともに、チョシーアら(14)が規定するようにそれぞれの標準型グループ1ループ構造に適合する。そのうえ、マウスD1.3Fabフラグメントの対応H1およびH2超可変ループもまたそれぞれの標準型グループ1ループ構造に適合する。したがって、軽鎖の場合と同じように、これらの超可変ループはベースとするモデルの重鎖可変部のH1およびH2ループをモデルとする。ループ構造をM225の重鎖可変部のCDR3(H3)超可変ループへの適合を同定するために、同一長さのループと類似のアミノ酸配列をブルックヘブン・データベースで検索する。この分析によりマウスFab26/9(21)のH3ループはM225 mAbのH3ループと極めて近く、したがってこのマウスM225可変部モデルの超可変ループのベースとして使用した。モデル全体の明らかな立体的衝突を調節するために、QUANTAで行われているように、望ましくない原子接触をなくし、またファン・デア・ワールスおよび静電作用を最適化するために最終的にエネルギー最小化を行う。
The CDR1 (L1) of the light chain variable region of mAb M225 is the L1 standard except that isoleucine is present in place of the normal leucine at standard residue position 33, as suggested by Chothia et al. (14). Fits type group 2. However, this substitution is thought to be too conserved to gain significant benefits in assigning a standard loop structure to this hypervariable loop. The L1 loop of mouse Fab HyHel-10 is identical in amino acid length and fits the same standard group with leucine at position 33 as the L1 loop of M225 mAb.
This hypervariable loop is therefore used to model the L1 loop of the M225 kappa light chain variable region. Similarly, CDR2 (L2) and CDR3 (L3) of the M225 mAb are both compatible with their respective standard group 1 loop structures. In addition, the corresponding hypervariable loop structures of the HyHel-10 Fab fragment are both group 1. Therefore, the L2 and L3 loops of the M225 kappa light chain variable region are modeled on L2 and L3 of Fab HyHel-10.
Similarly, both the CDR1 (H1) and CDR2 (H2) hypervariable loops of the heavy chain variable region of mAb M225 fit into their respective standard group 1 loop structures as defined by Chosia et al. (14). Moreover, the corresponding H1 and H2 hypervariable loops of the mouse D1.3 Fab fragment are also compatible with the respective standard group 1 loop structure. Thus, as with the light chain, these hypervariable loops are modeled on the H1 and H2 loops of the heavy chain variable region of the base model. To identify the loop structure fit to the CDR3 (H3) hypervariable loop of the heavy chain variable region of M225, the Brookhaven database is searched for amino acid sequences similar to loops of the same length. By this analysis, the H3 loop of murine Fab26 / 9 (21) was very close to that of M225 mAb and was therefore used as the basis for the hypervariable loop of this murine M225 variable region model. In order to adjust the apparent steric collisions of the entire model, as is done with QUANTA, it eliminates unwanted atomic contact and ultimately energy to optimize van der Waals and electrostatics. Minimize.
実施例IV−6 再形成ヒトH225抗体変異体の設計
H225抗体のCDR移植可変部を設計する第1のステップは、ヒューマナイズ可変部のベースとなるヒト軽鎖および重鎖可変部の選定である。このプロセスの助けとするために、M225抗体の軽鎖および重鎖可変部をカバットら(20)が規定するように、まずヒトカッパー軽鎖可変部の4つのサブグループのコンセンサス配列ならびにヒト重鎖可変部の3つのサブグループのコンセンサス配列を比較する。マウスM225軽鎖可変部はヒトカッパー軽鎖サブグループIのコンセンサス配列と、全体的には61.68%の同一性およびFRだけでは65.00%の同一性で、またサブグループIIIのコンセンサス配列とは、全体的には61.68%の同一性とFRだけでは68.75%の同一性を有し、ともに最も良く類似している。マウスM225重鎖可変部はヒト重鎖サブグループIIのコンセンサス配列と、全体的には52.10%、FRだけでは57.47%の同一性を持ち、最も良く類似している。この分析は、ヒト可変部のどのサブグループが、CDR移植のテンプレートととするためのヒト可変部の良好なベースとなりうるかを示すために利用されるが、これはこれら人為的に構築するいくつかのサブグループの個々の配列に見られる多様性のために常に適用できるとは限らない。
こうした理由によって、マウスM225可変部を公表されているヒト可変部の個々の配列の全記録例とも比較した。ヒト抗体配列に関しては、マウスM225軽鎖可変部は、ヒト抗体LS7’CL(22)のヒトカッパー軽鎖可変部の配列と極めて類似している−ただしこれはマウスL7’CL配列とは関係ない。ヒトLS7’CLのカッパー軽鎖可変部はヒトカッパー軽鎖可変部のサブグループIIIのメンバーである。マウスM225とヒトLS7’CL軽鎖可変部の全体的な配列同一性は、全体としては64.42%、またFRだけに関しては71.25%と計算される。マウスM225重鎖可変部はヒト抗体38P1’CL(23)のヒト重鎖可変部の配列と極めて似ている。意外なことに、ヒト38P1’CLの重鎖可変部はヒト重鎖可変部のサブグループIIではなくサブグループIIIのメンバーである。マウスM225とヒト38P1’CL重鎖可変部の全体的な配列同一性は48.74%で、FRだけでは58.62%の同一性と計算される。これらの比較に基づいて、ヒトLS7’CL軽鎖可変部が再形成ヒトM225軽鎖可変部の設計のためのヒトFRドナー・テンプレートとして選択され、またヒト38P1’CL重鎖可変部が再形成ヒトM225重鎖可変部の設計のためのヒトFRドナー・テンプレートとして選択された。
よく行われているように、M225抗体のヒューマナイズ化のために選択されるヒト軽鎖および重鎖可変部は2つの異なるヒト抗体から得られる。そのような選択プロセスによってM225可変部と最も高い同一性を示すヒト可変部を使用することができる。さらに、2つの異なるヒト抗体から得られた可変部に基づくCDR移植抗体の成功例が多くある。最もよく研究されている例は、再形成ヒトCAMPATH−1抗体(24)である。にもかかわらず、そのような戦略ではまたカッパー軽鎖および重鎖可変部の間のドメイン間のパッキング残基の注意深い分析も必要とされる。この領域における間違ったパッキングは、たとえ再形成ヒト抗体のCDRループ構造が同一であるとしても、抗原結合に劇的な影響を与えることがある。したがって、チョシーアら(25)が規定しているように、VK /VH 界面に存在するアミノ酸が通常でないか、あるいはめったにない残基であるかどうかをチェックする。もしそのような残基が同定された場合、その検討位置の特定の残基を通常見られるアミノ酸に変える突然変異誘発を検討しなければならない。
Example IV-6 Design of Reshaped Human H225 Antibody Variants The first step in designing CDR grafting variable regions of H225 antibodies is the selection of the human light and heavy chain variable regions that serve as the basis for the humanized variable region. . To assist in this process, the consensus sequences of the four subgroups of the human kappa light chain variable region as well as the human heavy chain, as Kabat et al. (20) defined the light and heavy chain variable regions of the M225 antibody. The consensus sequences of the three subgroups of the variable part are compared. The murine M225 light chain variable region is generally 61.68% identical with the human kappa light chain subgroup I consensus sequence and 65.00% identity with FR alone, and also the subgroup III consensus sequence. Generally has 61.68% identity and FR alone has 68.75% identity, both of which are most similar. The mouse M225 heavy chain variable region is most similar to the human heavy chain subgroup II consensus sequence with 52.10% overall identity and 57.47% FR alone. This analysis is used to show which subgroups of human variable regions can be a good basis for human variable regions to serve as templates for CDR grafting, but this is a few of these artificially constructed Due to the diversity found in the individual sequences of the subgroups, it is not always applicable.
For these reasons, the murine M225 variable region was also compared with all published examples of individual sequences of human variable regions. With respect to the human antibody sequence, the mouse M225 light chain variable region is very similar to the sequence of the human kappa light chain variable region of human antibody LS7′CL (22) —but this is not related to the mouse L7′CL sequence. . The kappa light chain variable region of human LS7′CL is a member of subgroup III of the human kappa light chain variable region. The overall sequence identity between mouse M225 and human LS7′CL light chain variable region is calculated as 64.42% overall and 71.25% for FR alone. The mouse M225 heavy chain variable region is very similar to the human heavy chain variable region sequence of the human antibody 38P1′CL (23). Surprisingly, the heavy chain variable region of human 38P1′CL is a member of subgroup III but not subgroup II of the human heavy chain variable region. The overall sequence identity between mouse M225 and human 38P1′CL heavy chain variable region is 48.74%, and FR alone is calculated to be 58.62% identity. Based on these comparisons, the human LS7′CL light chain variable region was selected as the human FR donor template for the design of the reshaped human M225 light chain variable region, and the human 38P1′CL heavy chain variable region was reshaped. Selected as a human FR donor template for the design of the human M225 heavy chain variable region.
As is common practice, the human light and heavy chain variable regions selected for humanization of the M225 antibody are derived from two different human antibodies. Such a selection process can use the human variable region that exhibits the highest identity with the M225 variable region. Furthermore, there are many successful examples of CDR-grafted antibodies based on variable regions obtained from two different human antibodies. The most well-studied example is the reshaped human CAMPATH-1 antibody (24). Nevertheless, such strategies also require careful analysis of the packing residues between domains between the kappa light chain and the heavy chain variable region. Incorrect packing in this region can dramatically affect antigen binding, even if the CDR loop structure of the reshaped human antibody is identical. Thus, as specified by Chosia et al. (25), it is checked whether the amino acids present at the V K / V H interface are unusual or rare residues. If such a residue is identified, then mutagenesis must be considered that changes the particular residue at that consideration position to the normally found amino acid.
設計プロセスにおける第2ステップは、カバットら(20)が規定するように、M225CDRを選択したヒト軽鎖および重鎖可変部FRへ挿入して単純なCDR移植を作り出すことである。このような単純なCDR移植によってヒューマナイズされたマウス抗体は通常抗原に対して殆ど、または全く結合力を示さない。したがって、これらアミノ酸残基が抗原との作用で直接的か、またはCDRループの位置を変化させることによる間接的な作用のいずれかで抗原に対する結合力に悪影響を及ぼしていないかどうかを判定するために、ヒトFRのアミノ酸配列を検討することが重要である。
抗原に対する良好な結合能を得るために、ヒトのドナーFR中のアミノ酸をそれらに対応するマウスM225残基に変更するかどうかを決定するのがこの設計プロセスの第3ステップである。これはヒューマナイズ化法における困難かつ決定的に重要なステップであり、またM225可変部のモデルが設計プロセスに最も有用となるのがこの段階である。このモデルに関して以下の点を議論する。超可変ループのための標準型構造(13−16)が保存されていることが極めて重要である。したがってヒューマナイズ化H225可変部にこれら標準型構造の一部分であるマウスFR残基すべてを保存することが決定的に重要なことである。また、M225抗体の配列を他のマウス抗体の類似配列と比較して、アミノ酸配列が通常でないか、めったにないものかどうかを判断することもまた役に立つ。なぜならばそのような配列の場合、抗原結合能にマウス残基が重要な役割を果たすからである。M225可変部のモデルを検討することにより、これらアミノ酸のどれが、または特定位置のその他の残基のいずれが、抗原結合能に影響を及ぼすことができるかまたはできないかを予測することが可能となる。個々のカッパー軽鎖および重鎖可変部のヒトドナー配列を、そのドナー配列が属するヒト可変部サブグループのコンセンサス配列と比較し、特に通常でないアミノ酸を同定することもまた重要なことである。この設計プロセスをたどることにより、ヒト可変部中のある位置のアミノ酸をマウスM225可変部のその位置にあるアミノ酸へ変更すべきとされるヒトFR中の数多くのアミノ酸が同定される。
表8は再形成ヒトH225カッパー軽鎖可変部の第1バージョン(225RKA )をいかに設計するかを説明するものである。再形成ヒトFR中に、ヒトFR中に存在するアミノ酸をオリジナルのマウスFR中に存在するアミノ酸へ変更する必要があると考えられるただ1つの残基がある。この変更はカバットら(20)が規定しているように、FR2中の位置49である。ヒトLS7’CLカッパー軽鎖可変部中にあるチロシンをマウスM225カッパー軽鎖可変部中にあるようにリシンに変更する。モデルからは、M225中のリシンは重鎖可変部のCDR3(H3)に近い位置にあり、それと相互作用をしているように思われる。この残基はまたカッパー軽鎖可変部のCDR2(L2)に隣接した位置にあることになり、これはカバットら(20)が規定しているように、M225カッパー軽鎖可変部が属するマウスカッパー軽鎖サブグループVメンバーではこの位置にあることはめったにない。こうした理由から、マウスのリシン残基を225RKA に保存することは賢明なことと考えられる。
The second step in the design process is to insert the M225 CDRs into selected human light and heavy chain variable regions FR, as defined by Kabat et al. (20), to create a simple CDR graft. Mouse antibodies humanized by such simple CDR grafting usually show little or no binding power to the antigen. Therefore, to determine whether these amino acid residues are negatively affecting the binding power to the antigen either directly by acting with the antigen or indirectly by changing the position of the CDR loop In addition, it is important to examine the amino acid sequence of human FR.
The third step in this design process is to determine whether to change amino acids in human donor FRs to their corresponding murine M225 residues in order to obtain good binding capacity for antigen. This is a difficult and critical step in the humanization method and it is at this stage that the M225 variable part model is most useful in the design process. The following points are discussed regarding this model. It is very important that the standard structure (13-16) for the hypervariable loop is preserved. It is therefore crucial to conserve all mouse FR residues that are part of these canonical structures in the humanized H225 variable region. It is also useful to compare the sequence of the M225 antibody with similar sequences of other mouse antibodies to determine whether the amino acid sequence is unusual or rare. This is because in such a sequence, mouse residues play an important role in antigen-binding ability. By studying the model of the M225 variable region, it is possible to predict which of these amino acids, or any other residue at a particular position, may or may not affect antigen binding capacity. Become. It is also important to compare the human donor sequence of an individual kappa light chain and heavy chain variable region with the consensus sequence of the human variable region subgroup to which the donor sequence belongs and to identify particularly unusual amino acids. By following this design process, a number of amino acids in the human FR that are to be changed from an amino acid at a position in the human variable region to an amino acid at that position in the mouse M225 variable region are identified.
Table 8 describes how to design the first version (225RK A ) of the reshaped human H225 kappa light chain variable region. There is only one residue in the reshaped human FR that may need to change the amino acid present in the human FR to the amino acid present in the original mouse FR. This change is at position 49 in FR2, as defined by Kabat et al. (20). The tyrosine in the human LS7′CL kappa light chain variable region is changed to lysine as in the mouse M225 kappa light chain variable region. From the model, it appears that the lysine in M225 is in a position close to the CDR3 (H3) of the heavy chain variable region and interacts with it. This residue will also be in a position adjacent to CDR2 (L2) of the kappa light chain variable region, which, as defined by Kabat et al. (20), is the mouse copper to which the M225 kappa light chain variable region belongs. This position is rarely found in light chain subgroup V members. For these reasons, it is advisable to conserve mouse lysine residues at 225RK A.
第2バージョンとして、位置49のリシンをオリジナルのヒト・チロシンアミノ酸に置き換えることによって、225RKA 中に作られたFR2修飾を逆転させた再形成ヒトカッパー軽鎖(225RKB )も作成した。したがって、この再形成ヒトカッパー軽鎖のこのバージョンはFR中にマウスの残基は一切含まないことになる。
再形成ヒトH225重鎖可変部の設計に関して、表9は第1バージョン(225RHA )を示している。そこには、ヒト38P1’CL FR中にあるアミノ酸をオリジナルのマウスM225FRにあるアミノ酸に変更しなければならないものとして、全部で8つの残基が再形成ヒトFR中にある(すなわちA24V、T28S、F29L、S30T、V48L、S49G、F67L、およびR71K)。マウス配列のFR1の位置24、28、29および30にあるアミノ酸残基は、H1超可変ループ構造に重要ないくつかの標準型残基であることから(14)、再形成ヒトH225重鎖可変部に維持された。標準型残基は超可変ループの正しい配向および構造にとって極めて重要なものであることから、それらは再形成可変部に概ね常に保存される。そのうえ残基位置24−30はH1超可変ループそのものの一部であると考えられ、それらを保存することがこのループの正しいコンフォーメーションおよび配向にとってさらに重要なことと考えられる。同様に、FR3中の残基位置71は、チョシーアら(14)が同定しているように、H2超可変ループの正しい配向と構造にとって重要な重鎖可変部中のもう1つの位置であり、これはCDR2の標準型アミノ酸の1つと同様のものである。したがって、マウスFRのリシンはこの残基位置でヒトFR中のアルギニンと置換する。FR2の位置48と49、ならびにFR3中の67において、ヒト38P1’CL VH 配列中に存在するバリン、セリンおよびフェニルアラニン残基(それぞれ)は、マウスM225 VH 配列中に存在するロイシン、グリシン、およびロイシン(それぞれ)に変わる。この切断は、これら3つのすべての残基がH2ループの下に埋まり、超可変ループのコンフォーメーションに影響を与え、よって抗体結合能に干渉することになるモデルをベースとして行われる。これらは次いで、再形成ヒトH225重鎖可変部の第1バージョンに保存されているマウス残基となる。
As a second version, a reshaped human kappa light chain (225RK B ) was also created that reversed the FR2 modification made in 225RK A by replacing the lysine at position 49 with the original human tyrosine amino acid. Thus, this version of the reshaped human kappa light chain will not contain any mouse residues in the FR.
For the design of the reshaped human H225 heavy chain variable region, Table 9 shows the first version (225RH A ). There are a total of 8 residues in the reshaped human FR, assuming that the amino acid in human 38P1′CL FR must be changed to the amino acid in the original mouse M225FR (ie A24V, T28S, F29L, S30T, V48L, S49G, F67L, and R71K). Since the amino acid residues at positions 24, 28, 29 and 30 of FR1 of the mouse sequence are several standard residues important for the H1 hypervariable loop structure (14), the reshaped human H225 heavy chain variable Maintained in the department. Since canonical residues are critical to the correct orientation and structure of the hypervariable loop, they are almost always conserved in the reshaped variable. In addition, residue positions 24-30 are considered to be part of the H1 hypervariable loop itself, and preserving them is considered more important for the correct conformation and orientation of this loop. Similarly, residue position 71 in FR3 is another position in the heavy chain variable that is important for the correct orientation and structure of the H2 hypervariable loop, as identified by Chosia et al. (14), This is similar to one of the standard amino acids of CDR2. Thus, mouse FR lysine replaces arginine in human FRs at this residue position. At positions 48 and 49 of FR2, and 67 in FR3, the valine, serine and phenylalanine residues (respectively) present in the human 38P1′CL V H sequence are leucine, glycine, present in the mouse M225 V H sequence, respectively. And leucine (respectively). This cleavage is based on a model in which all these three residues are buried under the H2 loop, affecting the conformation of the hypervariable loop and thus interfering with antibody binding capacity. These then become mouse residues conserved in the first version of the reshaped human H225 heavy chain variable region.
再形成ヒトH225重鎖可変部のバージョンB(225RHB )は、225RHA で行われたすべての置換を取り込み、さらに別のマウス残基も含む。FR2の位置41においてヒト・スレオニン残基は、マウスサブグループIBのこの位置に必ず見られ、かつヒト・サブグループIIIにも極めて一般的に見られるプロリンと置き換えられる。対照的に、スレオニンはヒト・サブグループIIIのこの位置には通常見られず(11/87回だけ見られる)、モデルからこの残基はM225VH 領域の表面にあるターン部に存在するように見える。これが超可変ループ構造にどのような効果を持つかは不詳であるが、このバージョンの再形成ヒトH225重鎖可変部がこの点を明らかにすることになろう。
再形成ヒトH225重鎖可変部のバージョンC(225RHC )は、225RHA で行われた置換をすべて取り込み、さらにFR3の位置68および70にある2つのマウス残基も含む。マウスM225可変部のモデルから、位置68のセリンと位置70のアスパラギンはともに抗原結合部位の表面および端部にあると考えられる。これらアミノ酸のいずれかまたは両方がEGFRと直接反応する可能性があるため、ヒトFR中の位置68のスレオニンと位置70のセリンは対応する225RHC のマウス残基に置き換えられる。
再形成ヒトH225重鎖可変部のバージョンD(225RHD )は、単純に225RHA 、225RHB および225RHC で行われたすべてのマウスFR置換を取り込み、これら変化の組み合わせ効果を見るものである。
再形成ヒトH225重鎖可変部のバージョンE(225RHE)は、225RHA で行われたすべての置換を取り込み、さらにFR3の位置78のもう1つの残基変更も組み込んでいる。モデルから、位置78のマウスアミノ酸(バリン)が、CDR1の下に埋もれた位置からH1超可変ループのコンフォーメーションに影響を与えることを示すいくつかの証拠が得られる。結果として225RHE では、ヒト残基(ロイシン)はマウスアミノ酸に置き換わる。
Reshaped human H225 heavy chain variable region version B (225RH B ) incorporates all substitutions made at 225RH A and also contains additional mouse residues. The human threonine residue at position 41 of FR2 is replaced with a proline that is necessarily found at this position in mouse subgroup IB and is very commonly found in human subgroup III. In contrast, threonine is not normally found at this position in human subgroup III (only 11/87 times), and from the model this residue is present in the turn on the surface of the M225V H region. appear. It is unclear what effect this has on the hypervariable loop structure, but this version of the reshaped human H225 heavy chain variable region will reveal this point.
Reshaped human H225 heavy chain variable region version C (225RH C ) incorporates all substitutions made at 225RH A and also contains two mouse residues at positions 68 and 70 of FR3. From the mouse M225 variable region model, it is believed that both serine at position 68 and asparagine at position 70 are on the surface and end of the antigen binding site. Because either or both of these amino acids may react directly with EGFR, the threonine at position 68 and the serine at position 70 in human FRs are replaced with the corresponding 225RH C mouse residue.
Reshaped human H225 heavy chain variable region version D (225RH D ) simply incorporates all mouse FR substitutions made at 225RH A , 225RH B and 225RH C and looks at the combined effect of these changes.
Reshaped human H225 heavy chain variable region version E (225RHE) takes all substitutions made in 225RH A, also incorporates further position 78 Another residues changes FR3. The model gives some evidence that the mouse amino acid at position 78 (valine) affects the conformation of the H1 hypervariable loop from the position buried under CDR1. As a result, in 225RH E , the human residue (leucine) replaces the mouse amino acid.
実施例IV−7 ヒューマナイズ化抗体可変部遺伝子の構築
再形成ヒトH225VK 領域(225RKA )の構築物の第1バージョンは、基本的にサトウら(26)の記述のように行なった。つまり、再形成ヒト可変部遺伝子を合成するための2段階PCR増幅プロトコルを使用し、FR修飾をコードするPCRプライマーをキメラC225VK 遺伝子のDNAテンプレートにアニールする。その結果、キメラC225VK のFR DNA配列は、プライマーによって再形成ヒトカッパー軽鎖可変部遺伝子225RKA の配列に修飾された。新しく合成された再形成可変部遺伝子をカラム精製後にHindIIIおよびXbaIで消化し、アガロースゲルで精製し、pUC19にサブクローニングした(同じ方法で消化およびアガロースゲル精製して)。新たに構築されたプラスミドpUC−225RKA を次にXL1ブルー・コンピテント細胞に形質転換した。推定陽性クローンはPCRスクリーニングによって同定(プライマーRSPおよびUPを使用)し、次いでそれらの一体性とPCRエラーが存在しないことを確認する両方の目的で、最終的にds−DNA配列決定を行った。確認された陽性クローンから個々のクローンを選択し、HindIII−XbaIフラグメントとして直接ヒトカッパー軽鎖哺乳類発現ベクター(pKN100)中に挿入し、プラスミドpKN100−225RKA を作製した。このベクター構築物の完全性はPCRスクリーニング(プライマーHCMViおよびNEW.HUKを使用して)と制限消化分析により確認した。
Example IV-7 Construction of Humanized Antibody Variable Region Gene The first version of the reshaped human H225V K region (225RK A ) construct was performed essentially as described by Sato et al. (26). That is, using a two-step PCR amplification protocol to synthesize a reshaped human variable region gene, a PCR primer encoding the FR modification is annealed to the DNA template of the chimeric C225V K gene. As a result, the FR DNA sequence of the chimeric C225V K was modified with the primer to the sequence of the reshaped human kappa light chain variable region gene 225RK A. The newly synthesized reshaped variable region gene was digested with HindIII and XbaI after column purification, purified on agarose gel, and subcloned into pUC19 (digested and agarose gel purified in the same manner). The newly constructed plasmid pUC-225RK A was then transformed into XL1 blue competent cells. Putative positive clones were identified by PCR screening (using primers RSP and UP), and finally ds-DNA sequencing was performed both to confirm their integrity and the absence of PCR errors. Select individual clones from confirmed positive clones were inserted directly human kappa light chain mammalian expression vector (pKN100) in a HindIII-XbaI fragment to produce plasmid pKN100-225RK A. The integrity of this vector construct was confirmed by PCR screening (using primers HCMVi and NEW.HUK) and restriction digest analysis.
再形成ヒトH225KVK のバージョンB(225RKB )は、オリゴヌクレオチドプライマー225RKB .K49YおよびAPCR40(表11)を使用して構築した。65.5μlの滅菌蒸留/脱イオン水、5μlの2ng/μlプラスミドpUC−225RKA テンプレートDNA、10μlの10×PCR緩衝液II、6μlの25mM MgCl2 、各2μlのdNTPの10 mMストック溶液、225RKB .K49YとプライマーAPCR40の2.5μlアリコート(それぞれ10μM)、および0.5μlのAmpliTaqTM DNAポリメラーゼを含む100μlのPCR反応混合液を、50μlの鉱油でオーバーレイし、DNAサーマル・サイクラーに充填した。PCR反応は、2段階プロトコルを25サイクル繰り返してPCR増幅し、このPCR産物をMscIで切断する前にカラム精製した。プラスミドpUC−225RKA もまたMscIで切断し、消化したPCR産物およびこのプラスミドフラグメントの両方をアガロースゲル精製した。このPCR産物を次に、XL1ブルー・コンピテント細胞に形質転換する前に、pUC−225RKA にクローニングしてpUC−225RKB を作り出した。推定陽性形質転換体は、先ずプライマー225RKB .K49YおよびPCRスクリーニング検定でUPを使用して同定し、次いでds−DNA配列により確認した。選択された個々のクローンは最終的にpKN100にサブクローニングし、プラスミドpKN100−225RKB を産生させ、プライマーHCMViおよびNEW.HUK(表6)を使用したPCRスクリーニング検定と制限分析の両者でその正しい構築物を確認した。 Reshaped human H225KV K version B (225RK B ) contains oligonucleotide primer 225RK B. Constructed using K49Y and APCR40 (Table 11). 65.5 μl sterile distilled / deionized water, 5 μl 2 ng / μl plasmid pUC-225RK A template DNA, 10 μl 10 × PCR buffer II, 6 μl 25 mM MgCl 2 , 2 μl each of 10 mM stock solution of dNTP, 225RK B. A 100 μl PCR reaction mixture containing 2.5 μl aliquots of K49Y and primer APCR40 (10 μM each) and 0.5 μl AmpliTaq ™ DNA polymerase was overlaid with 50 μl mineral oil and loaded into a DNA thermal cycler. The PCR reaction was PCR amplified by repeating the 2-step protocol for 25 cycles, and the PCR product was column purified before cleaving with MscI. Plasmid pUC-225RK A was also cut with MscI and both the digested PCR product and this plasmid fragment were agarose gel purified. This PCR product was then cloned into pUC-225RK A to create pUC-225RK B prior to transformation into XL1 blue competent cells. The putative positive transformant was first primer 225RK B. Identified using UP in K49Y and PCR screening assay, then confirmed by ds-DNA sequence. Individual clones selected were finally subcloned into pKN100 to produce plasmid pKN100-225RK B , primers HCMVi and NEW. The correct construct was confirmed by both PCR screening assay and restriction analysis using HUK (Table 6).
再形成ヒトH225VH 領域の第1バージョン(225RHA )の構築もまた、基本的にはサトウら(26)の記述のように行なった。再形成ヒト225RHA 遺伝子の場合には、PCRプライマー(表2)を、再形成ヒトカッパー軽鎖可変部遺伝子の5’の半分を作り出すために先にヒューマナイズされたmAbのDNAテンプレートと、再形成ヒトカッパー軽鎖可変部遺伝子の3’の半分を合成するためにキメラC225VH 遺伝子の両方へアニールした。ここでもまた2段階PCR増幅プロトコルを使用し、作り出された再形成可変部遺伝子は、アガロースゲル精製したHindIII−BamHIフラグメントとしてpUC19ベクター中にクローニングし、プラスミドpUC−225RHA を作り出した。推定陽性クローンはPCRスクリーニングによって同定(プライマーRSPおよびUPを使用)し、次いでそれらのDNA配列を確認し、PCRエラーが存在しないことを確認する両方の目的で最終的にds−DNA配列決定を行った。確認された陽性クローンから個々のクローンを選択し、HindIII−XbaIフラグメントとして直接ヒトγ重鎖哺乳類発現ベクターpG1D105中に挿入し、プラスミドpG1D105−225RHA を作り出した。このプラスミドの構築は次にプライマーHCMViおよびγAS(表6)を使用したPCRスクリーニング検定と制限分析の両者によって確認した。
再形成ヒトH225VH のバージョンB(225RHB )は、下記のように2段階PCR突然変異法により合成した。2つの別々の100μl PCR反応混合物をまず、65.5μlの滅菌蒸留/脱イオン水、5μlの2ng/μlプラスミド、pUC−225RHA テンプレートDNA、10μlの10× PCR緩衝液II、6μlの25mM MgCl2 、dNTPの10mM保存溶液各2μl、ならびに最初のPCR反応においてはプライマーAPCR10および225RHB .T41P−AS、第2のPCR反応においてはプライマーAPCR40と225RHB .T41P−S(表13)の2.5μlアリコート(各10μM)、そして最後に0.5μlのAmpliTaqTM DNAポリメラーゼを混合することにより調製した。2つのPCR反応混合物のそれぞれを50μlの鉱油でオーバーレイし、DNAサーマル・サイクラーに充填し、2段階プロトコルを使用して25サイクルPCR増幅した。50μlの蒸留/脱イオン水に再懸濁する前に、2つのPCR産物をアガロースゲル精製してPCR反応で残っているテンプレートDNAをすべて分離し、それらの濃度を確定した。
Construction of the first version of the reshaped human H225V H region (225RH A ) was also performed essentially as described by Sato et al. (26). In the case of the reshaped human 225 RH A gene, PCR primers (Table 2) were recombined with the DNA template of the mAb previously humanized to create the 5 ′ half of the reshaped human kappa light chain variable region gene. Annealed to both of the chimeric C225V H genes to synthesize the 3 ′ half of the formed human kappa light chain variable region gene. Using Again two step PCR amplification protocol, the reshaped variable region genes were created as HindIII-BamHI fragments agarose gel purified and cloned into pUC19 vector, it produced the plasmid pUC-225RH A. Putative positive clones are identified by PCR screening (using primers RSP and UP), then their DNA sequences are confirmed and finally ds-DNA sequencing is performed for both purposes to confirm that there are no PCR errors It was. Select individual clones from confirmed positive clones, inserted directly into the human γ heavy chain mammalian expression vector pG1D105 as HindIII-XbaI fragment, produced a plasmid pG1D105-225RH A. The construction of this plasmid was then confirmed by both PCR screening assay and restriction analysis using primers HCMVi and γAS (Table 6).
Reshaped human H225V H version B (225RH B ) was synthesized by two-step PCR mutagenesis as follows. First two separate 100 [mu] l PCR reaction mixture, sterile distilled / deionized water 65.5Myueru, 5 [mu] l of 2 ng / [mu] l plasmid, pUC-225RH A template DNA, 10 [mu] l of 10 × PCR buffer II, 25 mM MgCl 2 in 6μl , 2 μl each of a 10 mM stock solution of dNTP, and primers APCR10 and 225RH B. T41P-AS, in the second PCR reaction, primers APCR40 and 225RH B. Prepared by mixing 2.5 μl aliquots (10 μM each) of T41P-S (Table 13) and finally 0.5 μl of AmpliTaq ™ DNA polymerase. Each of the two PCR reaction mixtures was overlaid with 50 μl mineral oil, loaded into a DNA thermal cycler and PCR amplified 25 cycles using a two-step protocol. Prior to resuspension in 50 μl of distilled / deionized water, the two PCR products were agarose gel purified to separate any remaining template DNA from the PCR reaction and their concentrations were determined.
第2のPCR反応においては、第1PCR反応からの2つのPCR産物のそれぞれの20pモルのアリコート(8μlのAPCR10/225RHB .T41P−AS PCR産物および10μlのAPCR40/225RHB .T41P−S PCR産物に相当)を、57.5μlの滅菌蒸留/脱イオン水、10μlの10×PCR緩衝液II、6μlの25mM MgCl2 、dNTPの10mM保存溶液各2μl、ならびに0.5μlのAmpliTaqTM DNAポリメラーゼに加えた。このPCR反応を鉱油でオーバーレイし、2段階プロトコルを7サイクルだけ行なってPCR増幅した。次に第3のPCR反応を、1μlの第2のPCR反応の産物、69.5μlの滅菌蒸留/脱イオン水、10μlの10×PCR緩衝液II、6μlの25mM MgCl2 、dNTPの10mMストック溶液のそれぞれ2μl、ネステッドプライマーRSPとUPの2.5μlアリコート(それぞれ10μM)ならびに0.5μlのAmpliTapTMDNAポリメラーゼを包含させて調製した。このPCR反応に鉱油をオーバーレイし、最後の25サイクルを2段階プロトコルを使用して増幅した。このPCR産物を次にカラム精製し、アガロースゲル精製HindIII−BamHIフラグメントとして単離し、HindIII−BamHI消化ならびにアガロースゲル精製プラスミドpUC19にサブクローニングし、そして最終的にXL1ブルー・コンピテント細胞に形質転換した。推定陽性形質転換個体を先述のように最初に同定し、次いで確認した。選定した個々のクローンをpG1D105にサブクローニングし、プラスミドpG1D105−225RHB を産生させた。これをプライマーHCMViとγAS(表6)を使用したPCRスクリーニング検定と制限分析により確認した。
再形成ヒトH225VH のバージョンC(225RHB )は、225RKC と同様の方法で合成した。65.5μlの滅菌蒸留/脱イオン水、5μlの2mg/μlプラスミドpUC−225RHA テンプレートDNA、10μlの10×PCR緩衝液II、6μlの25mM MgCl2 、各2μlのdNTPの10mM保存溶液、プライマーAPCR40と225RHC .T68S/S70N(表13)の2.5μlアリコート(それぞれ10μM)、および0.5μlのAmpliTaqTM DNAポリメラーゼを含む100μlのPCR反応混合液を調製した。PCR反応を鉱油でオーバーレイし、2段階プロトコルを25サイクル使用してPCR増幅し、SalIおよびBamHIで消化する前にカラム精製した。プラスミドpUC−225RHA もまたSalIおよびBamHIで切断し、消化PCR産物とプラスミドの両方をアガロースゲル精製した。このPCR産物を次にpUC−225RHA にクローニングし、XL1ブルー・コンピテント細胞に形質転換する前にpUC−225RHC を作り出した。推定陽性形質転換個体をまずプライマーRSPとUPを使用したPCRスクリーニング検定で同定し、その後ds−DNA配列決定により確認した。選択した個々のクローンを次にpG1D105中にサブクローニングしてプラスミドpG1D105−225RHC を産生させた。このベクターの正しい構築は、プライマーHCMViとγAS(表6)を使用したPCRスクリーニング検定と制限分析で最終的に検証した。
再形成ヒトH225VH のバージョンD(225RHD )は、H225抗体の再形成ヒト重鎖のバージョンBおよびCに変化を取り入れた産物である。思いがけないことに、pUC−225RHB とpUC−225RHC の両方をSalIとBamHIで消化することにより、これらの重鎖可変部遺伝子に作られた変化を融合させることが可能である。pUC−225RHB からの2.95kbベクターフラグメントとpUC−225RHC からの約180bpの挿入フラグメントを連結する前にアガロースゲル精製し、XL1ブルー・コンピテント細胞に形質転換した。陽性形質転換個体を同定し、選択した個々のクローンをpG1D105にサブクローニングしてプラスミドpG1D105−225RHD を産生させる前に、ds−DNA配列した。このベクターの正しい構築は前述の通りにして最終的に確認した。
In the second PCR reaction, a 20 pmol aliquot of each of the two PCR products from the first PCR reaction (8 μl APCR10 / 225RH B .T41P-AS PCR product and 10 μl APCR40 / 225RH B .T41P-S PCR product To 57.5 μl of sterile distilled / deionized water, 10 μl of 10 × PCR buffer II, 6 μl of 25 mM MgCl 2 , 2 μl each of 10 mM stock solution of dNTP, and 0.5 μl of AmpliTaq ™ DNA polymerase It was. The PCR reaction was overlaid with mineral oil and PCR amplified by performing the two-step protocol for only 7 cycles. The third PCR reaction was then performed with 1 μl of the second PCR reaction product, 69.5 μl of sterile distilled / deionized water, 10 μl of 10 × PCR buffer II, 6 μl of 25 mM MgCl 2 , 10 mM stock solution of dNTP. 2 μl each, 2.5 μl aliquots of nested primer RSP and UP (10 μM each) and 0.5 μl AmpliTap ™ DNA polymerase. The PCR reaction was overlaid with mineral oil and the last 25 cycles were amplified using a two-step protocol. The PCR product was then column purified, isolated as an agarose gel purified HindIII-BamHI fragment, subcloned into HindIII-BamHI digestion as well as the agarose gel purified plasmid pUC19 and finally transformed into XL1 blue competent cells. Putative positive transformants were first identified and then confirmed as described above. Subcloned selected the individual clones PG1D105, it was produced a plasmid pG1D105-225RH B. This was confirmed by PCR screening assay and restriction analysis using primers HCMVi and γAS (Table 6).
Reshaped human H225V H version C (225RH B ) was synthesized in the same manner as 225RK C. 65.5 μl sterile distilled / deionized water, 5 μl 2 mg / μl plasmid pUC-225RH A template DNA, 10 μl 10 × PCR buffer II, 6 μl 25 mM MgCl 2 , 2 μl each of 10 mM stock solution of dNTP, primer APCR40 And 225RH C. A 100 μl PCR reaction mixture containing 2.5 μl aliquots (10 μM each) of T68S / S70N (Table 13) and 0.5 μl AmpliTaq ™ DNA polymerase was prepared. The PCR reaction was overlaid with mineral oil and PCR amplified using a two-step protocol using 25 cycles and column purified prior to digestion with SalI and BamHI. Plasmid pUC-225RH A was also cut with SalI and BamHI and both the digested PCR product and the plasmid were agarose gel purified. This PCR product was then cloned into pUC-225RH A to create pUC-225RH C before transformation into XL1 blue competent cells. Putative positive transformants were first identified by PCR screening assay using primers RSP and UP and then confirmed by ds-DNA sequencing. It was produced a plasmid PG1D105-225RH C was subcloned individual clones selected then in PG1D105. The correct construction of this vector was finally verified by PCR screening assay and restriction analysis using primers HCMVi and γAS (Table 6).
Reshaped human H225V H version D (225RH D ) is a product incorporating changes to versions B and C of the reshaped human heavy chain of the H225 antibody. Unexpectedly, it is possible to fuse changes made to these heavy chain variable region genes by digesting both pUC-225RH B and pUC-225RH C with SalI and BamHI. agarose gel purified prior to coupling the insertion fragment of about 180bp from 2.95kb vector fragment and pUC-225RH C from pUC-225RH B, were transformed into XL1 Blue competent cells. Identified positive transformants individual, before the production of plasmid PG1D105-225RH D was subcloned individual clones selected in PG1D105, and ds-DNA sequences. The correct construction of this vector was finally confirmed as described above.
再形成ヒトH225VH のバージョンE(225RHE )は、225RHA の誘導体であり、プライマーAPCR40と225RHE .L78V(表13)を使用して225RHC と同じ方法で合成した。プラスミドpUC−225RHE から選択した225RHE クローンをpG1D105にサブクローニングし、ベクターpG1D105−225RHE を産生させ、これが正しい構築物であることを通常の方法で検証した。 Reshaped human H225V H version E (225RH E ) is a derivative of 225RH A and primers APCR40 and 225RH E. Synthesized in the same way as 225RH C using L78V (Table 13). The 225RH E clones selected from the plasmid pUC-225RH E subcloned into PG1D105, vector PG1D105-225RH E were produced, it was verified in the usual way that this is the correct construct.
実施例IV−8 COS細胞へのDNAのトランスフェクション
ケトルボローらの方法(11)を用いてCOS細胞へ哺乳類発現ベクターをトランスフェクトした。
Example IV-8 Transfection of DNA into COS cells COS cells were transfected with a mammalian expression vector using the method of Kettleborough et al. (11).
実施例IV−9 リコンビナント225抗体のプロテインA精製
キメラC225抗体と種々の再形成ヒトH225抗体構築物をともにコルビンジャー[Kolbinger]ら記述のプロトコル(27)に基づいてプロテインA精製を行なった。
Example IV-9 Protein A Purification of Recombinant 225 Antibody Both the chimeric C225 antibody and various reshaped human H225 antibody constructs were subjected to protein A purification based on the protocol (27) described by Kolbinger et al.
実施例IV−10 マウス抗体のELISA
96穴Nunc−Immuno Plate MaxiSorpTM免疫プレートの各ウェルを、先ず塗覆用緩衝液(0.05M炭酸塩−重炭酸塩緩衝液、pH9.6)で稀釈した0.5ng/μlヤギ抗マウスIgG(γ鎖特異性)抗体の100μlアリコートで被覆し、一晩4℃でインキュベートした。ウェルを200μl/ウェルのマウス遮断(ブロッキング)緩衝液(PBS中2.5%(w/v)BSA)により37℃で1時間遮断し、その後200μl/ウェルの洗浄用緩衝液(PBS/0.05%(v/v)トイーン−20[Tween-20])アリコートで3回洗浄した。100μl/ウェルの実験用サンプル(すなわち、M225ハイブリドーマ細胞系から採取した培地を遠心分離して細胞破片を除去したもの)アリコートおよびサンプル−酵素接合緩衝液(0.1Mトリス−HCl(pH7.0)、0.1M NaCl、0.02%(v/v)トイーン−20および0.2%(w/v)BSA)に希釈した1:2サンプル稀釈液を免疫プレート上に分配した。さらに、1000ng/mL濃度から連続的に1:2稀釈した精製マウスIgG標準液を免疫プレート上に加えた。この免疫プレートを37℃で1時間インキュベートし、200μl/ウェルの洗浄緩衝液で3回洗浄した。100μlのヤギ抗マウスIgG/ホースラディッシュ・ペルオキシダーゼ接合体をサンプル−酵素接合体緩衝液で1000倍に稀釈したものを各ウェルに加えた後、免疫プレートを37℃で1時間インキュベートし、前記と同様に洗浄した。TMBペルオキシダーゼ基質A:ペルオキシダーゼ基質B(1:1)の100μlアリコートを各ウェルに加え、10分間RTの暗所でインキュベートした。各ウェルに50μlの1N H2SO4を加えて反応を停止させた。450nmにおける光学密度を最終的にBio−Rad3550マイクロプレート・リーダーとマイクロプレート・マネージャーTMを組み合わせて使用して確定した。
Example IV-10 Mouse Antibody ELISA
Each well of a 96-well Nunc-Immuno Plate MaxiSorp ™ immunoplate was first diluted with a coating buffer (0.05 M carbonate-bicarbonate buffer, pH 9.6), 0.5 ng / μl goat anti-mouse IgG. (Gamma chain specificity) Coated with 100 μl aliquots of antibody and incubated overnight at 4 ° C. Wells were blocked with 200 μl / well mouse blocking (blocking) buffer (2.5% (w / v) BSA in PBS) for 1 hour at 37 ° C., then 200 μl / well washing buffer (PBS / 0. It was washed three times with 05% (v / v) Toine-20 [Tween-20]) aliquots. 100 [mu] l / well experimental sample (i.e., media removed from the M225 hybridoma cell line was centrifuged to remove cell debris) aliquot and sample-enzyme conjugate buffer (0.1 M Tris-HCl (pH 7.0)) A 1: 2 sample dilution diluted to 0.1 M NaCl, 0.02% (v / v) Toine-20 and 0.2% (w / v) BSA) was dispensed onto the immunoplate. Furthermore, a purified mouse IgG standard solution serially diluted 1: 2 from a concentration of 1000 ng / mL was added to the immunoplate. The immun plate was incubated for 1 hour at 37 ° C. and washed 3 times with 200 μl / well wash buffer. 100 μl of goat anti-mouse IgG / horseradish peroxidase conjugate diluted 1000-fold with sample-enzyme conjugate buffer was added to each well, and the immune plate was incubated at 37 ° C. for 1 hour, as before Washed. A 100 μl aliquot of TMB peroxidase substrate A: peroxidase substrate B (1: 1) was added to each well and incubated for 10 minutes in the dark at RT. The reaction was stopped by adding 50 μl of 1N H 2 SO 4 to each well. The optical density at 450 nm was finally determined using a combination of Bio-Rad 3550 microplate reader and Microplate Manager ™ .
実施例IV−11 全長ヒトγ1/κ抗体のELISAによる定量
96穴Nunc−Immuno Plate MaxiSorpTM イムノプレートの各ウェルを、先ず塗覆用緩衝液(0.05M炭酸塩−重炭酸塩緩衝液、pH9.6)で稀釈した0.5ng/μlヤギ抗マウスIgG(γ鎖特異性)抗体の100μlアリコートで被覆し、一晩4℃でインキュベートした。ウェルを200μl/ウェルのヒト遮断緩衝液(PBS中2.0%(w/v)BSA)によりRTで2時間遮断し、その後200μl/ウェルの洗浄用緩衝液(PBS/0.05%(v/v)トイーン−20[Tween-20])アリコートで3回洗浄した。100μl/ウェルの実験用サンプルのアリコート(すなわち、採取したCOS細胞を遠心分離して細胞破片を除去した上澄み)、およびサンプル−酵素接合緩衝液(0.1Mトリス−HCl(pH7.0)、0.1M NaCl、0.02%(v/v)トイーン−20および0.2%(w/v)BSA)に希釈した1:2サンプル稀釈液を免疫プレート上に分配した。さらに、標準として使用する1:2連続稀釈した精製ヒトγ1/κ抗体を免疫プレート上に加えた。この免疫プレートを37℃で1時間インキュベートした後、200μl/ウェルの洗浄緩衝液で3回洗浄した。100μlのヤギ抗ヒトカッパ軽鎖/ホースラディッシュ・ペルオキシダーゼ接合体をサンプル−酵素接合体緩衝液で5000倍に稀釈したものを各ウェルに加えた後、免疫プレートを37℃で1時間インキュベートし、前記と同様に洗浄した。その後のプロトコルはマウス抗体ELISAの場合と同様にした。
Example IV-11 Quantification of full-length human γ1 / κ antibody by ELISA Each well of a 96-well Nunc-Immuno Plate MaxiSorp ™ immunoplate was first coated with a coating buffer (0.05 M carbonate-bicarbonate buffer, pH 9). Coat with 100 μl aliquots of 0.5 ng / μl goat anti-mouse IgG (γ chain specific) antibody diluted in .6) and incubate overnight at 4 ° C. Wells were blocked with 200 μl / well human blocking buffer (2.0% (w / v) BSA in PBS) for 2 hours at RT, followed by 200 μl / well washing buffer (PBS / 0.05% (v / V) Toyon-20 [Tween-20]) Washed 3 times with aliquots. An aliquot of 100 μl / well experimental sample (ie, supernatant from which collected COS cells were centrifuged to remove cell debris), and sample-enzyme conjugation buffer (0.1 M Tris-HCl (pH 7.0), 0 A 1: 2 sample dilution diluted to 1 M NaCl, 0.02% (v / v) Toine-20 and 0.2% (w / v) BSA) was dispensed onto the immunoplate. In addition, 1: 2 serial diluted purified human γ1 / κ antibody used as a standard was added to the immunoplate. The immun plate was incubated at 37 ° C. for 1 hour and then washed 3 times with 200 μl / well wash buffer. After adding 100 μl of goat anti-human kappa light chain / horseradish peroxidase conjugate diluted 5000-fold with sample-enzyme conjugate buffer to each well, the immun plate was incubated at 37 ° C. for 1 hour, and Washed in the same way. The subsequent protocol was the same as in the case of the mouse antibody ELISA.
実施例IV−12 EGFR抗原結合の検出のためのA431細胞のELISA
A431細胞の表面に発現されたEGFRに対するリコンビナント225抗体構築物の相対的結合能を判定するための方法は、イムクローン・システムズ社[ImClone Systems Inc.]の提供する方法に基づいた。A431細胞を96穴平底組織培養プレート上に入れ、10%(v/v)FBSを加えたDMEM培地中で37℃および5%CO2 で一晩インキュベートした。翌日培地を取り除き、細胞をPBS中で1回洗浄し、次いでPBS中0.25%(v/v)グルタルアルデヒド100μl/ウェルで固定した。これを取り除き、プレートを再びPBSで洗浄し、200μl/ウェルのPBSに入れた1%(w/v)BSAにより37℃で2時間遮断した。遮断溶液を取り除き、100μl/ウェルアリコートの実験用サンプル(すなわち、採取COS細胞の上清を遠心分離して細胞破片を除去したもの)およびそれらの1:2サンプル稀釈液(PBSに入れた1%(w/v)BSAで稀釈したもの)を組織培養プレート上に塗布した。さらに、標準として使用する、20μg/lの開始濃度から1:5で連続的に稀釈した精製ヒトγ1/κ抗体の80μl/ウェルのアリコートもプレートに加えた。この免疫プレートを37℃で1時間インキュベートした後、200μl/ウェルの0.5%(v/v)Tween20のPBS溶液で3回洗浄した。100μlのヤギ抗ヒトIgG(H+L)/ホースラディッシュ・ペルオキシダーゼ接合体をPBS中1%(w/v)BSAで5000倍に稀釈したものを各ウェルに加えた後、免疫プレートを37℃で1時間インキュベートし、先ず200μl/ウェルの0.5%(v/v)Tween20のPBS溶液で(3回)、次に蒸留脱イオン水(2回)で洗浄した。その後のプロトコルはマウス抗体ELISAの場合と同様であった。
Example IV-12 ELISA of A431 cells for detection of EGFR antigen binding
The method for determining the relative binding ability of the recombinant 225 antibody construct to EGFR expressed on the surface of A431 cells was based on the method provided by ImClone Systems Inc. A431 cells were placed on 96-well flat bottom tissue culture plates and incubated overnight at 37 ° C. and 5% CO 2 in DMEM medium supplemented with 10% (v / v) FBS. The next day the medium was removed and the cells were washed once in PBS and then fixed with 100 μl / well of 0.25% (v / v) glutaraldehyde in PBS. This was removed and the plates were washed again with PBS and blocked with 1% (w / v) BSA in 200 μl / well PBS for 2 hours at 37 ° C. Remove blocking solution, 100 μl / well aliquot of experimental sample (ie, centrifuged supernatant of harvested COS cells to remove cell debris) and their 1: 2 sample dilutions (1% in PBS (W / v) diluted with BSA) was spread on a tissue culture plate. In addition, an 80 μl / well aliquot of purified human γ1 / κ antibody serially diluted 1: 5 from a starting concentration of 20 μg / l used as a standard was also added to the plate. The immun plate was incubated at 37 ° C. for 1 hour and then washed 3 times with 200 μl / well of 0.5% (v / v) Tween 20 in PBS. 100 μl of goat anti-human IgG (H + L) / horseradish peroxidase conjugate diluted 5000-fold with 1% (w / v) BSA in PBS was added to each well, and then the immunoplate was incubated at 37 ° C. for 1 hour. Incubate and wash first with 200 μl / well 0.5% (v / v) Tween 20 in PBS (3 times) and then with distilled deionized water (2 times). The subsequent protocol was the same as in the mouse antibody ELISA.
実施例IV−13 M225抗体の可変部のクローニングと配列決定
RNA精製のために細胞を採取する時点でのM225ハイブリドーマ細胞からの培地中のマウス抗体の存在を、マウス抗体ELISAを使用して検証した。第一ストランド合成に続き、1本鎖cDNAテンプレートを2シリーズの縮重プライマー、すなわち1シリーズはカッパー軽鎖シグナルペプチド/可変部遺伝子特異性のもの(表4)と、2番目のシリーズは重鎖シグナルペプチド/可変部遺伝子特異性のもの(表5)を使用してPCR増幅した。これらのプライマーを使用してM225ハイブリドーマ細胞系からM225抗体のVK 遺伝子およびVH 遺伝子の両方をPCRクローニングした。
プライマーMKV4(κ軽鎖シグナルペプチドのDNA配列の5’末端にアニール)およびMKC(マウスκ不変領域遺伝子の5’末端にアニールするように設計されたもの)を使用して、M225κ軽鎖可変部遺伝子を約416bpフラグメントとしてPCRクローニングした。同様にして、プライマーMHV6(重鎖シグナルペプチドのDNA配列の5’末端にアニール)およびMHCG1(マウスγ1重鎖遺伝子のCH1 ドメインの5’末端にアニールするように設計したもの)を使用して、M225重鎖可変部遺伝子を、約446bpフラグメントとしてPCRクローニングした。
マウスM225可変部遺伝子の野生型配列への導入エラーの可能性、すなわちAmpliTaqTM DNAポリメラーゼそのものまたは逆転写により導入される変化(誤差頻度はAmpliTaqTMの約1/10である)を少なくするために厳格なプロトコルを使用した。別々の全RNA調製およびそれに続く第一ストランドcDNA合成反応のそれぞれからの少なくとも2つのPCR産物をPCRクローニングし、次いでM225mAbのκ軽鎖および重鎖可変部遺伝子両方のDNA鎖について完全にDNA配列決定を行なった。
Example IV-13 M225 Antibody Variable Region Cloning and Sequencing The presence of mouse antibody in the medium from M225 hybridoma cells at the time of harvesting cells for RNA purification was verified using mouse antibody ELISA. . Following the first strand synthesis, the single-stranded cDNA template is divided into two series of degenerate primers, ie, one series is kappa light chain signal peptide / variable gene specific (Table 4) and the second series is heavy chain. PCR amplification was performed using signal peptide / variable region gene specific ones (Table 5). Both V K gene and the V H gene of these primers from M225 hybridoma cell line using M225 antibody was PCR cloned.
Using primers MKV4 (annealed to the 5 'end of the DNA sequence of the kappa light chain signal peptide) and MKC (designed to anneal to the 5' end of the mouse kappa constant region gene), the M225 kappa light chain variable region The gene was PCR cloned as an approximately 416 bp fragment. Similarly, using primers MHV6 (annealed to the 5 ′ end of the DNA sequence of the heavy chain signal peptide) and MHCG1 (designed to anneal to the 5 ′ end of the CH 1 domain of the mouse γ1 heavy chain gene) The M225 heavy chain variable region gene was PCR cloned as an approximately 446 bp fragment.
To reduce the possibility of error in introducing the mouse M225 variable region gene into the wild type sequence, ie, the change introduced by AmpliTaq ™ DNA polymerase itself or by reverse transcription (the error frequency is about 1/10 of AmpliTaq ™ ). A strict protocol was used. At least two PCR products from each of the separate total RNA preparations and subsequent first strand cDNA synthesis reactions were PCR cloned and then fully DNA sequenced for both the M225 mAb kappa light chain and heavy chain variable region DNA strands Was done.
これら各PCR反応からのいくつかの個々のクローンのDNA配列分析から、マウスM225抗体VK およびVH 遺伝子はそれぞれ図13および14に示されているように確定された。M225VK およびVH 領域のアミノ酸配列を他のマウス可変部、ならびにカバットのデータベース(20)に細分されている可変部のサブグループのコンセンサス配列とも比較した。この分析からM225VK 領域はマウスκサブグループVのコンセンサス配列と最も近似しており、このサブグループに対して62.62%の同一性と76.64%の類似性を有することが判明した。しかしながら、このκ軽鎖可変部はまたマウスκサブグループIIIとも61.68%の同一性とコンセンサス配列に対する76.64%の類似性という極めて高い適合性を示した。M225κ軽鎖可変部のFRだけ(すなわち、CDR中のアミノ酸を除く)をマウスサブグループIIIおよびVと比較した場合、同一性はこの両方のサブグループに対して66.25%に上がり、一方類似性はサブグループIIIに対して78.75%、そしてサブグループVに対してはちょうど80.00%に増加した。M225VH 領域の同様の分析によって、この領域はカバット・データベース(20)のマウス重鎖サブグループIBのコンセンサス配列に極めて近い適合性を示した。M225のマウス重鎖可変部アミノ酸配列とサブグループIBのコンセンサス配列の同一性は78.15%と測定され、一方類似性は84.87%と計算され、その他のコンセンサス配列はこれらの値にはるか及ばなかった。これらの結果から、このマウスM225可変部が典型的なマウス可変部であることが確認された。 From DNA sequence analysis of several individual clones from each of these PCR reactions, the mouse M225 antibody V K and V H genes were determined as shown in FIGS. 13 and 14, respectively. The amino acid sequences of the M225V K and V H regions were also compared to other mouse variable regions and the consensus sequences of variable region subgroups subdivided in the Kabat database (20). This analysis revealed that the M225V K region most closely resembled the mouse kappa subgroup V consensus sequence and had 62.62% identity and 76.64% similarity to this subgroup. However, this kappa light chain variable region also showed very high suitability with mouse kappa subgroup III with 61.68% identity and 76.64% similarity to the consensus sequence. When only the M225κ light chain variable region FRs (ie, excluding amino acids in the CDRs) were compared to mouse subgroups III and V, identity increased to 66.25% for both subgroups, while similar Sex increased to 78.75% for subgroup III and just 80.00% for subgroup V. Similar analysis of the M225V H region showed that this region was very close to the consensus sequence of mouse heavy chain subgroup IB in the Kabat database (20). The identity of the M225 mouse heavy chain variable region amino acid sequence and the subgroup IB consensus sequence was determined to be 78.15%, while the similarity was calculated to be 84.87%, the other consensus sequences far exceeding these values. It did not reach. From these results, it was confirmed that this mouse M225 variable region is a typical mouse variable region.
実施例IV−14 キメラC225抗体の構築と発現
C225VK およびVH 遺伝子を構築するために調製された2つのPCR反応からのPCR産物を、HindIII−BamHIフラグメントとして別々にpUC19にサブクローニングし、推定陽性形質転換体を同定するためにPCRスクリーニングした。同定されたそれら形質転換体を次にds−DNA配列決定し、それらが合成されていることを確認し、次いでそれぞれの哺乳類発現ベクター中にサブクローニングした。キメラC225κ軽鎖および重鎖可変部のDNAおよびアミノ酸配列はそれぞれ図15および16に示されている。正しい挿入が存在することを確認するためのPCRスクリーニングと制限分析により発現ベクターの完全性が確認された後、これらベクターをCOS細胞中に同時トランスフェクトした。72時間のインキュベーション後、培地を回収し、細胞破片を遠心分離により取り除き、抗体の産生およびEGFRへの結合をELISAにより分析した。残念ながら、キメラ抗体はこのCOS細胞同時トランスフェクションの上清中には検出されなかった。
C225VK のリーダー配列の分析により、これはマウスκ軽鎖サブグループIIIおよびVのその他のκ軽鎖可変部のリーダー配列(20)と比較して異常であることが判明した。より好適なリーダー配列を見つけ出すために、カバット・データベースを分析し、C225VK アミノ酸配列にマッチし、かつシグナルペプチド配列が既知の個々のκ軽鎖を同定した。この調査によりマウス抗体L7’CL(28)が、C225VK 領域に対して94.79%の同一性と94.79%の類似性を示し、かつFR1については完全にマッチし、分泌中のシグナルペプチドの切り出しに重要な役割を果たすものであることを見出した。L7’CLκ軽鎖シグナルペプチドのアミノ酸配列(すなわち、MVSTQFLVFLLFWIPASRG(配列番号:36))は、疎水性核などのシグナル配列において重要と考えられるすべての特性を示し、したがってPCRクローニング225VK のシグナルペプチドをこの新しい配列で置き換えることを決定した。もう1つ興味深い点は、M225VK とL7’CLシグナルペプチドの間の差はほとんどすべて、M225VK 遺伝子が最初にPCRクローニングされたとき、MKV4プライマーがシグナルペプチドの最初の11のアミノ酸にアニールされた5’末端(すなわち最初の33塩基でこれはシグナルペプチドの最初の11のアミノ酸に相当する)で起きていることであった。したがって、これらの差異はプライマーで誘発されたシグナルペプチドのDNA配列のエラーであると考えられる。C225VK テンプレートのPCR突然変異誘発では約390bpの産物を産生した。HindIII−PstIで消化および精製したフラグメントを次に同じように消化およびアガロースゲル精製したプラスミドpUC−C225VK 中にサブクローニングし、XL1ブルー・コンピテント細胞中に形質転換した。推定陽性形質転換体を同定し、次いでds−DNA配列決定した。C225VK sp遺伝子(図17)をpKN100にサブクローニングし、得られた発現ベクター(pKN100−C225VK sp)をPCR選別および制限消化して、正しい挿入物の存在を確認した。このベクターを最終的にCOS細胞中にpG1D105−C225VH と同時トランスフェクションし、72時間のインキュベーション後に培地を回収し、細胞破片を遠心分離で取り除き、ELISAにより抗体の産生とEGFRに対する結合を分析した。この場合には、キメラC225抗体がCOS細胞の同時トランスフェクションの上清中に濃度約150ng/mLで検出され、またこの抗体は細胞ELISAにおいてEGFRに結合した。図18はそうした実験の典型的な例の1つを示している。
Example IV-14 Construction and Expression of Chimeric C225 Antibody PCR products from the two PCR reactions prepared to construct the C225V K and V H genes were subcloned into pUC19 separately as HindIII-BamHI fragments and putatively positive PCR screening was performed to identify transformants. The identified transformants were then ds-DNA sequenced to confirm that they were synthesized and then subcloned into the respective mammalian expression vectors. The DNA and amino acid sequences of the chimeric C225κ light chain and heavy chain variable regions are shown in FIGS. 15 and 16, respectively. After the integrity of the expression vectors was confirmed by PCR screening and restriction analysis to confirm that the correct insertion was present, these vectors were co-transfected into COS cells. After 72 hours of incubation, media was collected, cell debris was removed by centrifugation, and antibody production and binding to EGFR were analyzed by ELISA. Unfortunately, no chimeric antibody was detected in the supernatant of this COS cell cotransfection.
Analysis of the leader sequence of C225V K revealed that it was abnormal compared to the leader sequence of other kappa light chain variable regions of mouse kappa light chain subgroups III and V (20). In order to find a more suitable leader sequence, the Kabat database was analyzed to identify individual kappa light chains that matched the C225V K amino acid sequence and whose signal peptide sequence was known. This study showed that the murine antibody L7′CL (28) showed 94.79% identity and 94.79% similarity to the C225V K region and was a perfect match for FR1 and signal during secretion. It was found that it plays an important role in peptide excision. The amino acid sequence of the L7′CLκ light chain signal peptide (ie, MVSTQFLVFFLLFWIPASRG (SEQ ID NO: 36)) shows all the properties that are considered important in the signal sequence such as the hydrophobic nucleus, and thus the signal peptide of PCR cloning 225V K We decided to replace it with this new sequence. Another interesting point is that almost all the differences between M225V K and the L7'CL signal peptide were all annealed to the first 11 amino acids of the signal peptide when the M225V K gene was first PCR cloned. It was happening at the 5 'end (ie the first 33 bases, which corresponds to the first 11 amino acids of the signal peptide). Therefore, these differences are considered to be errors in the DNA sequence of the signal peptide induced by the primer. PCR mutagenesis of the C225V K template produced a product of approximately 390 bp. The fragment digested and purified with HindIII-PstI was then subcloned into the same digested and agarose gel purified plasmid pUC-C225V K and transformed into XL1 blue competent cells. Putative positive transformants were identified and then ds-DNA sequenced. The C225V K sp gene (FIG. 17) was subcloned into pKN100, and the resulting expression vector (pKN100-C225V K sp) was subjected to PCR selection and restriction digest to confirm the presence of the correct insert. This vector was finally cotransfected into pOS cells with pG1D105-C225V H , the medium was collected after 72 hours of incubation, cell debris was removed by centrifugation, and antibody production and binding to EGFR were analyzed by ELISA. . In this case, the chimeric C225 antibody was detected in the supernatant of co-transfection of COS cells at a concentration of about 150 ng / mL and this antibody bound to EGFR in the cell ELISA. FIG. 18 shows one typical example of such an experiment.
実施例IV−15 再形成H225抗体(225RK K /225RH A )の構築と発現
再形成ヒトH225κ軽鎖可変部の第1バージョン(225RKA )の構築では約416bpの産物を産生し、これを次にHindII−BamHIフラグメントとしてpUC19中にサブクローニングした。推定陽性形質転換体はPCRスクリーニング検定とそれに続くds−DNA配列により同定された。225RKA 遺伝子(図19)をpKN100中にサブクローニングし、得られた発現ベクター(pKN100−225RKA )をPCRスクリーニングおよび制限消化して正しい挿入物の存在を確認した。同様に再形成ヒトH225重鎖可変部の第1バージョン(225RHA )の構築では約446bpの産物を産生し、これを次にHindII−BamHIフラグメントとしてpUC19中にサブクローニングした。ここでも推定陽性形質転換体をPCRスクリーニング検定と、それに続くds−DNA配列により同定した。225RHA 遺伝子(図20)をpG1D105中にサブクローニングし、得られた発現ベクター(pG1D105−225RHA )をPCRスクリーニングおよび制限消化して正しい挿入物の存在を確認した。
これらのベクターを次にCOS細胞中に同時トランスフェクトし、72時間のインキュベーション後に培地を回収し、細胞破片を遠心分離で取り除き、ELISAにより抗体の産生とEGFRに対する結合を分析した。COS細胞上清中の再形成ヒト抗体の濃度は、C225キメラ抗体の一時的発現に続くものよりは若干高かった(約200ng/mL)。加えて、EGFRに対する高いレベルの結合が細胞ELISAで示された。図8はそうした実験の典型的な例を示すもので、再形成ヒトH225抗体(225RKA /225RHA )が、キメラ C225抗体の約65%の相対親和力で、A431細胞の表面に発現されたEGFRに結合していることを示している。
Example IV-15 Construction and Expression of Reshaped H225 Antibody (225RK K / 225RH A ) Construction of the first version of the reshaped human H225κ light chain variable region (225RK A ) produced a product of approximately 416 bp, which was Was subcloned into pUC19 as a HindII-BamHI fragment. Putative positive transformants were identified by PCR screening assay followed by ds-DNA sequence. The 225RK A gene (FIG. 19) was subcloned into pKN100, and the resulting expression vector (pKN100-225RK A ) was PCR screened and restriction digested to confirm the presence of the correct insert. Similarly, construction of the first version of the reshaped human H225 heavy chain variable region (225RH A ) produced an approximately 446 bp product, which was then subcloned into pUC19 as a HindII-BamHI fragment. Again, putative positive transformants were identified by PCR screening assays followed by ds-DNA sequences. The 225RH A gene (FIG. 20) was subcloned into pG1D105, and the resulting expression vector (pG1D105-225RH A ) was PCR screened and restriction digested to confirm the presence of the correct insert.
These vectors were then co-transfected into COS cells, and after 72 hours of incubation, the medium was collected, cell debris was removed by centrifugation, and antibody production and binding to EGFR were analyzed by ELISA. The concentration of reshaped human antibody in the COS cell supernatant was slightly higher than that following transient expression of the C225 chimeric antibody (approximately 200 ng / mL). In addition, a high level of binding to EGFR was shown in cell ELISA. FIG. 8 shows a typical example of such an experiment, in which reshaped human H225 antibody (225RK A / 225RH A ) is expressed on the surface of A431 cells with approximately 65% relative affinity of the chimeric C225 antibody. It shows that it is combined.
構築された2つのバージョンのκ軽鎖再形成ヒトH225可変部のアミノ酸配列を図21に示し、一方構築された重鎖再形成ヒトH225可変部の5つのバージョンのアミノ酸配列を図22に示した。 The amino acid sequences of the two constructed kappa light chain reshaped human H225 variable regions are shown in FIG. 21, while the amino acid sequences of the five versions of the constructed heavy chain reshaped human H225 variable region are shown in FIG. .
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