JP2007517503A - 中和抗体およびその使用方法 - Google Patents

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Abstract

本発明は、Toll様レセプター4/MD−2レセプター複合体を認識するモノクローナル抗体、およびTLR4/MD2複合体ならびにMD−2と複合体化してない場合のTLR4を認識するモノクローナル抗体を提供する。本発明は、さらに、治療剤としてモノクローナル抗体を用いる方法を提供する。また、本発明は、可溶性キメラ蛋白質、可溶性キメラ蛋白質を発現させ、精製する方法、およびスクリーニングアッセイにおいて、および抗体の産生において、可溶性キメラ蛋白質を治療剤として用いる方法も提供する。

Description

本発明は、一般には、中和モノクローナル抗体の創製、特に、Toll様レセプター4/MD−2レセプター複合体を認識するモノクローナル抗体、Toll様レセプター4/MD−2レセプター複合体およびMD−2と複合体化していない場合のToll様レセプター4を共に認識するモノクローナル抗体、および上記モノクローナル抗体を治療剤として用いる方法に関する。また、本発明は、可溶性キメラ蛋白質、可溶性キメラ蛋白質を発現させ、精製する方法、およびスクリーニングアッセイにおいて、および抗体の産生において、可溶性キメラ蛋白質を治療剤として用いる方法に関する。
ショウジョウバエ(Drosophila)で最初に発見されたTollレセプターは、蛋白質の細胞外部分におけるロイシン−リッチのリピート(LRR)、および1または2のシステイン−リッチのドメインを有するI型膜貫通蛋白質である。Drosophila Tollレセプターの哺乳動物ホモログは「Toll様レセプター」(TLR)として知られている。TLRは、微生物粒子を認識し、次いで、これらの微生物粒子の源に対して免疫細胞を活性化することによって、先天性免疫で役割を演じている。
現在、10の型のToll様レセプターがヒトで同定されてきた、TLR1ないし10。これらのTLRはIL−1レセプターのそれに対するそれらの細胞内ドメインの相同性によって、および細胞外ロイシン−リッチのリピートの存在によって特徴づけられる。異なる型のTLRは異なる型の微生物粒子によって活性化される。例えば、TLR4は主としてリポ多糖(LPS)によって活性化され、他方、TLR2はリポテイコ(LTA)、リポアラビノマンナン(LAM);リポ蛋白質(BLP)、およびペプチドグリカン(PGN)によって活性化される。RP105のようなTollレセプターホモログも同定されている。
骨髄分化プロテイン−2(MD−2)、TLR4アクセサリー蛋白質が同定され、特徴づけられている。この蛋白質がTLR4と直接相互作用することが見出されており、MD−2はTLR4の翻訳後修飾を可能とし、ならびに細胞表面へのその輸送を容易とする能力を有する。TLR4およびMD−2は細胞表面で複合体を形成する。
リポ多糖(LPS)、グラム−陰性菌の成分は、先天性免疫系を強く活性化することができる微生物粒子である。LPSは、主なシグナル伝達成分としてTLR4/MD−2複合体を含む、そのマルチ−鎖レセプターを介して免疫細胞にシグナルを送達する。
従って、TLR4/MD−2複合体によって媒介されるシグナル伝達を変調する方法および組成物に対する要望が存在する。
(発明の要旨)
本発明は、細胞表面に発現されるTLR4/MD−2レセプターを認識するモノクローナル抗体を提供する。上記抗体はLPS誘導IL−8産生をブロックすることができる。幾つかの場合においては、本発明のモノクローナル抗体は、MD−2と複合体化していない場合のTLR4も認識する(例えば、可溶性TLR4蛋白質、細胞表面で発現されたTLR4)。例示的なモノクローナル抗体が18H10、16G7、15C1および7E3を含む。
本発明の抗体は、配列番号2、12、22または32のアミノ酸配列を有する重鎖可変領域、および配列番号7、17、27または37のアミノ酸配列を有する軽鎖可変領域を含む。好ましくは、3つの重鎖CDRは、DSYIH(配列番号3);WTDPENVNSIYDPRFQG(配列番号4)、GYNGVYYAMDY(配列番号5);DYWIE(配列番号13);EILPGSGSTNYNEDFKD(配列番号14);EERAYYFGY(配列番号15);GGYSWH(配列番号23);YIHYSGYTDFNPSLKT(配列番号24);KDPSDGFPY(配列番号25);TYNIGVG(配列番号33);HIWWNDNIYYNTVLKS(配列番号34);およびMAEGRYDAMDY(配列番号35)からなる群より選択される配列と少なくとも90%、92%、95%、97%、98%、99%以上同一なアミノ酸配列、ならびにSASSSVIYMH(配列番号8);RTYNLAS(配列番号9);HQWSSFPYT(配列番号10);RSSQSLENSNGNTYLN(配列番号18);RVSNRFS(配列番号19);LQVTHVPPT(配列番号20);RASQSISDHLH(配列番号28);YASHAIS(配列番号29);QNGHSFPLT(配列番号30);RASQDITNYLN(配列番号38);YTSKLHS(配列番号39);およびQQGNTFPWT(配列番号40)のアミノ酸配列からなる群より選択される配列に対して少なくとも90%、92%、95%、97%、98%、99%以上同一であるアミノ酸配列を含む3つのCDRを持つ軽鎖を含む。上記抗体はTLR4/MD−2複合体に、MD−2と複合体化していない場合のTLR4に、または双方に結合する。
また、本発明は、本発明のモノクローナル抗体を、治療または予防が所望される被験体に投与することによって、異常なTLR4/MD−2活性化および/または異常なLPS活性(例えば、異常なIL−8産生)に関連する病理を治療し、または予防し、またはそのような病理に関連する症状を軽減する方法を提供する。治療すべき被験体は、例えば、ヒトである。モノクローナル抗体は、病理に関連する症状を治療し、予防し、または軽減するのに十分な量で投与される。被験体において病理を治療または予防するのに十分なモノクローナル抗体の量は、例えば、IL−8のLPS誘導産生を低下させるのに十分な量である。本明細書中で用いるように、用語「低下した」とは、本発明のモノクローナル抗体の存在下におけるIL−8の減少した産生をいい、ここに、上記産生は、例えば、(例えば、炎症した組織の部位における)局所的IL−8産生、または全身的IL−8産生である。本発明のモノクローナル抗体の存在下におけるIL−8産生のレベルが、IL−8産生の対照レベル(すなわち、モノクローナル抗体の不存在下におけるIL−8産生のレベル)よりも5%、10%、20%、25%、30%、40%、50%、60%、70%、75%、80%、90%、95%、99%または100%低いよりも大きいか、またはそれと等しい場合に、IL−8のLPS誘導産生が減少する。IL−8産生のレベルは、例えば、本明細書中に記載されたヒト全血またはhuTLR4/MD2トランスフェクトHEK293細胞アッセイを用いて測定される。当業者であれば、例えば、商業的に入手可能なELISAキットを含めた種々のアッセイを用いて、IL−8産生のレベルを測定することができるのを認識するであろう。
本発明のモノクローナル抗体を用いて治療されおよび/または予防される病理は、例えば、微生物産物によって誘導される敗血症、急性炎症、慢性炎症(例えば、アレルギー性疾患および喘息に関連する慢性炎症)、自己免疫疾患(例えば、IBDおよびアテローム性動脈硬化症)、および機械的ストレスが内因性可溶性ストレス因子(例えば、Hsp60、フィブロネクチン、ヘパラン硫酸、ヒアルロナン、gp96、β−ディフェンシン−2および界面活性剤プロテインA)の発現を誘導する疾患を含む。機械的ストレスが内因性可溶性ストレス因子の発現を誘導する病理は、例えば、変形性関節症および慢性関節リウマチを含む。機械的ストレスに関連する病理はレスピレーター、ベンチレーターおよび他の呼吸−援助デバイスに置かれた被験体および患者でも起こり得る。そのような病理は、例えば、換気−関連肺損傷(「VALI」)とも言われるベンチレーター誘導肺損傷(ventilator−induced lung injury)(「VILI」)を含む。
本発明による薬学的組成物は本発明の抗体およびキャリアを含むことができる。これらの薬学的組成物は、例えば、診断キットのようなキットに含めることができる。
また、本発明は、(toll様レセプター蛋白質とも本明細書中ではいわれる)可溶性キメラtollレセプター蛋白質、tollレセプター蛋白質を発現させる方法、および可溶性形態のそのような蛋白質を精製する方法も提供する。
本発明は、toll様レセプターポリペプチド、またはその生物学的に活性な誘導体がMDアクセサリーポリペプチド、またはその生物学的に活性な誘導体に作動可能に連結されたキメラポリペプチドを提供する。上記toll様レセプターポリペプチドは、TLR1ないし10およびRP105からなる群より選択されるポリペプチドである。
MDアクセサリーポリペプチドは、例えば、MD−1またはMD−2である。toll様レセプターポリペプチドは、幾つかの場合には、柔軟性グリシン−セリンリンカーを用いてMDアクセサリーポリペプチドに作動可能に連結されており、これは、tollレセプターを発現の間に安定にし、かつ精製の間に可溶性とする。例えば、本発明のキメラポリペプチドは、柔軟性グリシン/セリンリンカーを介して成熟MD蛋白質(すなわち、MD−1またはMD−2)のそのC末端ないしN末端に融合したtollレセプターの細胞外部分を含む。
また、本発明は、toll様レセプターポリペプチド、またはその生物学的に活性な誘導体をMDアクセサリーポリペプチド、またはその生物学的に活性な誘導体にカップリングすることによって可溶性キメラ融合蛋白質を産生する方法も提供する。また、本発明は、MDアクセサリーポリペプチド(またはその生物学的に活性な誘導体)をコードする核酸配列にカップリングされたtoll様レセプターポリペプチド(またはその生物学的に活性な誘導体)をコードする核酸配列を含むベクターを構築し;細胞をこのベクターでトランスフェクトし;MDアクセサリーポリペプチドにカップリングされたtoll様レセプターポリペプチドを有する融合蛋白質の産生を可能とする条件下で上記細胞を培養し;次いで、その融合蛋白質を単離することによって、可溶性キメラ融合蛋白質を産生する方法も提供する。上記MDアクセサリーポリペプチドは、例えば、MD−1またはMD−2であり、上記toll様レセプターポリペプチドはTLR1ないし10およびRP105からなる群より選択されるポリペプチドであり得る。toll様レセプターポリペプチドは、柔軟性グリシン−セリンリンカーによってMDアクセサリーポリペプチドに作動可能に連結されており、これは、tollレセプターを発現の間に安定に、および精製の間に可溶性とする。
また、本発明は、本発明の可溶性キメラポリペプチドを、治療または予防または軽減が所望される被験体に、被験体において病理、またはその症状を治療または予防または軽減するのに十分な量で投与することによって、異常なtoll様レセプター機能に関連する病理を治療し、または予防し、或いはこれらの病理に関連する症状を軽減する方法も提供する。治療すべき上記被験体は、例えば、ヒトである。被験体において病理を治療または予防するのに十分な可溶性キメラポリペプチドの量は、治療すべき被験体におけるtoll様レセプターの活性化を変調する(例えば、低下させるまたは妨げる)のに十分な量である。toll−レセプターの活性化は、本発明のキメラ蛋白質の存在下におけるtoll−レセプター活性化のレベルが、toll様レセプター活性化の対照レベル(すなわち、キメラ蛋白質の不存在下における活性化のレベル)よりも5%、10%、20%、25%、30%、40%、50%、60%、70%、75%、80%、90%、95%、99%または100%低いよりも大きいか、またはそれに等しい場合に、低下されているかまたは減少されている。toll−レセプター活性化のレベルは、当該分野で知られた種々の技術のいずれかを用いて測定される。例えば、TLR4活性化のレベルは、LPS誘導IL−8産生のレベルを検出することによって測定することができる。当業者であれば、toll−レセプター活性化のレベルもまた、例えば、プロ−炎症性サイトカイン(例えば、IL1−アルファ、IL1−ベータ、IL6、TNF−アルファ)をコードする遺伝子の転写を開始させる、NF−カッパBまたはJNK(c−jun末端キナーゼ)の、もしあれば、活性化を検出することによって測定することもできることを認識するであろう。JNKおよび/またはNF−カッパBの活性化は、1以上のプロ−炎症性サイトカインのレベルを測定することによって検出することができる。
幾つかの実施形態において、治療すべき病理は敗血症、急性炎症、慢性炎症または自己免疫疾患である。例えば、病理は種々のタイプの関節炎のいずれか1つである。
また、本発明は、例えば、モノクローナル抗体またはヒト化抗体のような本発明の可溶性キメラポリペプチドに免疫特異的に結合する抗体も含む。
本発明により薬学的組成物は本発明の可溶性キメラポリペプチド、および/または本発明の抗体およびキャリアを含むことができる。薬学的組成物は、例えば、診断キットのようなキットに含めることができる。
また、本発明は、toll様レセプターに結合し、toll様レセプター活性を変調するリガンドをスクリーニングする方法を提供する。本発明のこれらの方法によると、これらのリガンドは、そのポリペプチドに帰すことができる特性または機能を有する本発明のキメラポリペプチドを供し;キメラポリペプチドを候補化合物と接触させ;次いで、候補化合物がポリペプチドに帰すことができる特性または機能を改変するか否かを決定することによって同定され、ここに、候補化合物の存在下におけるポリペプチドに帰すことができる特性または機能の改変は、候補化合物がtoll様レセプター活性を変調するリガンドであることを示す。
当業者であれば、本発明のキメラポリペプチドおよび抗体は種々の用途を有することを認識するであろう。例えば、本発明のキメラ蛋白質は、例えば、敗血症、急性炎症、慢性炎症、自己免疫疾患および種々の形態の関節炎のような障害においてTLRの活性化を防止するための治療剤として用いられる。また、本発明のキメラ蛋白質は、抗−TLR抗体の結合およびブロッキングを生じさせるより効果的な方法において、免疫原として用いることもでき、および/またはキメラポリペプチドは、TLR活性の小分子量バインダーおよびブロッカーにつきスクリーニングするアッセイにおいて試薬として用いることができる。また、本発明のキメラ蛋白質および/または抗体は、診断キットにおいて試薬として、または診断ツールとしても用いられ、あるいはこれらのキメラ蛋白質および/または抗体は、治療剤を創製するための競合アッセイで用いることができる。
(発明の詳細な説明)
本発明は、TLR4/MD−2レセプター複合体の活性化を中和するモノクローナル抗体を提供する。特に、本発明は、細胞表面に発現されたTLR4/MD−2レセプター複合体を認識するモノクローナル抗体を提供する。これらのモノクローナル抗体はLPS誘導IL−8産生をブロックする。加えて、本発明のいくつかのモノクローナル抗体は、MD−2と複合体化していない場合のTLR4も認識する。本発明の例示的な抗体は、例えば、18H10抗体(図6Aないし6F)、16G7抗体(図13Aないし13F)、15C1抗体(図18Aないし18F)および7E3抗体(図25Aないし25F)を含む。
また、本発明は、(toll様レセプター蛋白質ともここではいわれる)可溶性キメラtollレセプター蛋白質、tollレセプター蛋白質を発現する方法、および可溶性形態のそのような蛋白質を精製する方法を提供する。上記キメラ蛋白質は、例えば、抗体を作り出すにおいて有用である。
TLRは微生物粒子を認識し、これらの微生物粒子の源に対して免疫細胞を活性化するここに引用してその全体を援用する(Takeda et al., Annu.Rev.Immunol.,21:335−76(2003)参照)。TLR4およびMD−2は細胞表面で複合体を形成することが示されており、MD−2の存在はLPSを含めた、種々のリガンドに対するTLR4の応答性で必須であるように見える。LPSは、先天性免疫系を強く活性化することができるグラム陰性菌の外側膜糖脂質である。LPSはグラム陰性感染に由来する酷い一般的な炎症の間に免疫系を活性化する主な因子のうちの1つとして関連付けられてきた(ここに引用してその全体を援用する、Lakhani et al., Curr.Opin.Pediatr.15:278−282(2003))。
LPSは、TLR4/MD−2複合体が主なシグナル伝達成分であるそのマルチ−鎖レセプターを介して免疫系にシグナルを送達する。LPSは、TLR4を通ってのシグナル伝達を介する免疫系に対してその効果を発揮することが知られている。LPSは血流中でリポ多糖−結合蛋白質(LBP)に迅速に結合し、この形態において、LPSはGPI−係留細胞表面蛋白質CD14と相互作用する。次いで、LPSはTLR4に移され、これは細胞内活性化シグナルを変換する。もう1つの蛋白質MD−2は、TLR4を介するシグナル変換が起こるのに必要であることが判明している。MD−2はTLR4と直接相互作用し、その翻訳後修飾および細胞内トラフィッキングにおいて重要な役割を演じる。加えて、MD−2はLPSに直接結合することが示されており、これは、LPSレセプター複合体におけるこのアクセサリー蛋白質の重要性を示す(ここに引用してその全体を援用する、Miyake K., Int.Immunopharmacol.3:119−128(2003)参照)。
従って、TLR4/MD−2複合体によって媒介されたLPSシグナル伝達の中和は、例えば、グラム陰性菌感染によって誘導された急性全身炎症および敗血症のような障害の治療において潜在的治療戦略である。
(定義)
特に断りのない限り、本発明の関連で用いられる科学的および技術的用語は、当業者によって通常理解される意味を有するべきである。さらに、文脈により他の事が要求されない限り、単数の用語は複数を含み、複数の用語は単数を含むべきである。一般に、本明細書中で記載される細胞および組織培養、分子生物学、および蛋白質およびオリゴ−またはポリヌクレオチド化学およびハイブリダイゼーションの関連で、またはその技術の関連で用いられる命名法は、当該分野でよく知られ、通常に使用される。標準的技術が組換えDNA、オリゴヌクレオチド合成、および組織培養および形質転換(例えば、エレクトロポレーション、リポフェクション)で用いられる。酵素反応および精製技術は製造業者の規格に従って、あるいは当該分野で通常達成されるように、あるいは本明細書中に記載されるように行われる。前記技術および手法は、一般には、当該分野でよく知られ、および本明細書を通じて引用され、議論される種々の一般的およびより具体的文献に記載された慣用的方法に従って行われる。例えば、Sambrook et al.Molecular Cloning: A Laboratory Manual(第2版, Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, N.Y.(1989))参照。本明細書中に記載される分析化学、合成有機化学、および医学および医薬化学の実験室的手法および技術に関連して利用される命名法は当該分野でよく知られ通常用いられるものである。標準的技術が化学合成、化学分析、医薬調製、処方、および送達、および患者の治療で用いられる。
本開示に従って利用されるように、以下の用語は、特記しない限り、以下の意味を有するものと理解されるべきである:
本明細書中で用いるように、用語「抗体」とは、免疫グロブリン分子および免疫グロブリン(Ig)分子の免疫学的に活性な部分、すなわち、抗原に特異的に結合する(それと免疫反応する)抗原結合部位を含有する分子をいう。「特異的に結合する」または「と免疫反応する」または「免疫特異的に結合する」とは、抗体が所望の抗原の1以上の抗原決定基と反応し、他のポリペプチドとは反応せず、またはかなり低い親和性(K>10−6)で結合することを意味する。抗体は、限定されるものではないが、ポリクローナル、モノクローナル、キメラ、dAb(ドメイン抗体)、一本鎖、Fab、Fab’およびF(ab’)2フラグメント、scFvs、およびFab発現ライブラリーを含む。
基本的抗体構造ユニットはテトラマーを含むことが知られている。各テトラマーはポリペプチド鎖の2つの同一の対から構成され、各対は1つの「軽」(約25kDa)および1つの「重」鎖(約50ないし70kDa)を有する。各鎖のアミノ−末端部分は、主として抗原認識を担う約100ないし110以上のアミノ酸可変領域を含む。各鎖のカルボキシ−末端部分は、主としてエフェクター機能を担う定常領域を規定する。一般に、ヒトから得られた抗体分子は、分子中に存在する重鎖の性質によって相互に異なる、クラスIgG、IgM、IgA、IgEおよびIgDのいずれかに関連する。あるクラスは、IgG、IgGおよびその他のようなサブクラスを同様に有する。さらに、ヒトにおいては、軽鎖はカッパ鎖またはラムダ鎖であり得る。
本明細書中で用いるように、用語「モノクローナル抗体」(MAb)または「モノクローナル抗体組成物」とは、ユニークな軽鎖遺伝子産物およびユニークな重鎖遺伝子産物よりなる抗体分子のただ1つの分子種を含有する抗体分子の集団をいう。特に、モノクローナル抗体の相補性決定領域(CDR)は集団の全ての分子において同一である。MAbは、それに対するユニークな結合親和性によって特徴付けられる抗原の特定のエピトープと免疫反応することができる抗原結合部位を含む。
用語「抗原−結合部位」または「結合部分」とは、抗原結合に参画する免疫グロブリン分子の部分をいう。抗原結合部位は、重(「H」)および軽(「L」)鎖のN−末端可変(「V」)領域のアミノ酸残基によって形成される。「超可変領域」といわれる重鎖および軽鎖のV領域内の3つの高度に多様なストレッチは、「フレームワーク領域」または「FR」として知られたより保存されたフランキングストレッチの間に置かれる。従って、用語「FR」とは、免疫グロブリンにおける超可変領域の間に、およびそれに隣接して天然で見出されるアミノ酸配列をいう。抗体分子においては、軽鎖の3つの超可変領域および重鎖の3つの超可変領域は、三次元空間的に相互に対して置かれて、抗原−結合表面を形成する。抗原−結合表面は結合した抗原の三次元表面に対して相補的であり、重鎖および軽鎖の各々の3つの超可変領域は「相補性−決定領域」または「CDR」といわれる。各ドメインに対するアミノ酸の割り当ては、免疫学的興味の蛋白質のKabat配列の定義に従う(National Institutes of Health, Bethesda, Md.(1987 and 1991))、またはChothia & Lesk J.Mol.Biol.196:901−917(1987), Chothia et al.Nature 342:878−883(1989)。
本明細書中で用いるように、用語「エピトープ」は、免疫グロブリン、scFv、またはT−細胞レセプターに対して特異的に結合することができるいずれの蛋白質決定基も含む。用語「エピトープ」は、免疫グロブリンまたはT−細胞レセプターに特異的に結合することができるいずれの蛋白質決定基も含む。エピトープ決定基は、通常、アミノ酸または糖側鎖のような分子の化学的に活性な表面グルーピングよりなり、通常、特異的な三次元構造特徴、ならびに特異的な電荷の特徴を有する。例えば、抗体はポリペプチドのN−末端またはC−末端ペプチドに対して生起させることができる。抗体は、解離定数が≦1μM;好ましくは≦100nM、最も好ましくは≦10nMである場合に抗原に特異的に結合するといわれる。
本明細書中で用いるように、用語「免疫学的結合」および「免疫学的結合特性」とは、免疫グロブリン分子および上記免疫グロブリンがそれに対して特異的な抗原の間で起こるタイプの非共有結合相互作用をいう。免疫学的結合相互作用の強度または親和性は相互作用の解離定数(K)換算で表すことができ、より小さなKはより大きな親和性を表す。選択されたポリペプチドの免疫学的結合特性は当該分野でよく知られた結合を用いて定量することができる。1つのそのような方法は、抗原−結合部位/抗原複合体形成の速度を測定することを含み、そこでは、その速度は複合体パートナーの濃度、相互作用の親和性、および量方向の速度に等しく影響する幾何学的パラメーターに依存する。従って、「オン速度定数」(Kon)および「オフ速度定数」(Koff)は共に濃度、および会合および解離の現実の速度の計算によって決定することができる(Nature 361:186−87(1993)参照)。Koff/Konの比率は親和性に関連しない全てのパラメーターのキャンセリングを可能とし、解離定数Kに等しい(一般に、Davies et al.(1990) Annual Rev Biochem 59:439−473)。本発明の抗体は、Toll様レセプター4(TLR4)/MD−2複合体に、またはMD−2に複合体化していない場合のTLR4に特異的に結合するといわれており、その場合、放射性リガンド結合アッセイまたは当業者に知られた同様なアッセイのようなアッセイによって特定して、平衡結合定数(K)は≦1μM、好ましくは、≦100nM、より好ましくは≦10nM、最も好ましくは≦100pMないし約1pMである。
本明細書中で用いるように、用語「単離されたポリペプチド」は、ゲノム、cDNAまたは合成起源、またはそのいくつかの組合せポリヌクレオチド、を意味すべきであり、その起源によって、「単離されたポリペプチド」(1)は「単離されたポリヌクレオチド」が天然で見出されるポリヌクレオチドの全てまたは部分に会合せず、(2)それが天然では連結しないポリヌクレオチドに作動可能に連結され、または(3)より大きな配列の一部として天然では起こらない。
本明細書中でいう用語「単離された蛋白質」は、cDNA、組換えRNA、または合成起源、またはそのいくつかの組合せの蛋白質を意味し、その起源または由来の源により、「単離された蛋白質」(1)は天然で見出される蛋白質と会合しておらず、(2)同一源からの他の蛋白質を含まず、例えば、海洋蛋白質を含まず、(3)異なる種からの細胞によって発現され、または(4)天然では起こらない。
用語「ポリペプチド」は、本明細書中においては、天然蛋白質、フラグメント、またはポリペプチド配列のアナログをいうように一般的用語として用いられる。よって、天然蛋白質のフラグメント、およびアナログはポリペプチド属の種である。本発明による好ましいポリペプチドは図6B、13B、18Bおよび25Bに示されたヒト重鎖免疫グロブリン分子、および図6E、13E、18および25に示されたヒト軽鎖免疫グロブリン分子、ならびにカッパ軽鎖免疫グロブリン分子のような軽鎖免疫グロブリン分子と共に重鎖免疫グロブリン分子を含む組合せによって形成された抗体分子、およびその逆、ならびにそれらのフラグメントおよびアナログを含む。
目的物に適用されるように本明細書中で用いられる用語「天然に存在する」とは、目的物が天然で見出すことができるという事実をいう。例えば、天然で源から単離することができ、かつ実験室においてヒトによって意図的に修飾されていない生物(ウイルスを含む)に存在するポリペプチドまたはポリヌクレオチド配列は天然に存在するものである。
本明細書中で用いる用語「作動可能に連結した」とは、そのように記載された成分の位置がそれらがその意図したように機能するのを可能とする関係にあることをいう。コーディング配列に「作動可能に連結した」制御配列は、コーディング配列の発現が制御配列と適合する条件下で達成されるように連結される。
本明細書中で用いる用語「制御配列」とは、それが連結されるコーディング配列の発現およびプロセッシングを行うのに必要なポリヌクレオチド配列をいう。そのような制御配列の性質は、原核生物における宿主生物に応じて異なり、そのような制御配列は、一般には、プロモーター、リボソーム結合部位、および真核生物における転写終止配列を含み、一般には、そのような制御配列はプロモーターおよび転写終止配列を含む。用語「制御配列」は、最小限、その存在が発現およびプロセッシングに必須である全ての成分を含むことを意図し、また、その存在が有利であるさらなる成分、例えば、リーダー配列および融合パートナー配列を含むこともできる。本明細書中で言及する用語「ポリヌクレオチド」は、少なくとも長さが10塩基のヌクレオチドのポリマーボロン、リボヌクレオチドまたはデオキシヌクレオチド、またはヌクレオチドのいずれかのタイプの修飾された形態いずれかを意味する。上記用語はDNAの一本鎖および二本鎖形態を含む。
本明細書中でいう用語オリゴヌクレオチドは天然に存在するヌクレオチド、天然に存在するのと一緒に連結された修飾されたヌクレオチド、および天然に存在するオリゴヌクレオチド結合を含む。オリゴヌクレオチドは、一般には200塩基以下の長さを含むポリヌクレオチドサブセットである。好ましいオリゴヌクレオチドは長さが10ないし60塩基であり、最も好ましくは長さが12、13、14、15、16、17、18、19または20ないし40塩基である。オリゴヌクレオチドは、例えば、プローブについては通常は一本鎖であるが、オリゴヌクレオチドは、例えば、遺伝子突然変異体の構築で用いるには二本鎖であり得る。本発明のオリゴヌクレオチドはセンスまたはアンチセンスオリゴヌクレオチドいずれかである。
本明細書中でいう用語「天然に存在するヌクレオチド」はデオキシリボヌクレオチドおよびリボヌクレオチドを含む。本明細書中でいう用語「修飾されたヌクレオチド」は、修飾されたまたは置換された糖基などを持つヌクレオチドを含む。本明細書中でいう用語「オリゴヌクレオチド結合」は、ホスホロチオエート、ホスホロジチオエート、ホスホロセレルロエート、ホスホロジセレノエート、ホスホロアニロチオエート、ホスホルアニラデート、ホスホロアミデートなどのようなオリゴヌクレオチド結合を含む。例えば、LaPlanche et al.Nucl.Acids Res.14:9081(1986);Stec et al.J.Am.Chem.Soc.106:6077(1984), Stein et al.Nucl.Acids Res.16:3209(1988), Zon et al.Anti Cancer Drug Design 6:539(1991);Zon et al.Oligonucleotides and Analogues:A Practical Approach, pp.87−108(F.Eckstein編, Oxford University Press, Oxford England (1991));Stec et al.の米国特許第5,151,510号;Uhlmann and Peyman Chemical Reviews 90:543(1990)参照。所望であれば、オリゴヌクレオチドは検出用の標識を含むことができる。
本明細書中でいう用語「選択的にハイブリダイズする」は、検出可能にかつ特異的に結合することを意味する。本発明によるポリヌクレオチド、オリゴヌクレオチドおよびそのフラグメントは、非特異的核酸への検出可能な結合の認識可能な量を最小とするハイブリダイゼーションおよび洗浄条件下で核酸ストランドに選択的にハイブリダイズする。高ストリンジェンシー条件を用いて、当該分野で知られたように、かつここで議論するように、選択的ハイブリダイゼーション条件を達成することができる。一般には、本発明のポリヌクレオチド、オリゴヌクレオチド、およびフラグメント、および注目する核酸配列の間の核酸配列相同性は少なくとも80%であり、より典型的には、好ましくは、少なくとも85%、90%、95%、99%および100%の増大する相同性である。もしそれらの配列の間に部分的または完全な同一性があれば、2つのアミノ酸配列は相同である。例えば、85%相同性は、2つの配列が最大マッチングのために整列させた場合に、アミノ酸の85%は同一であることを意味する。(マッチングさせる2つの配列のいずれかにおける)ギャップは、マッチングギャップを最大化するにおいて許容されており、5以下の長さが好ましく、2以下がより好ましい。別法として、かつ好ましくは、本明細書中でこの用語を用いるように、もし突然変異データマトリックスおよび6以上のギャップペナルティーにてプログラムALIGNを用いてそれらが(標準偏差ユニットにおいて)5を超える整列スコアを有するならば、2つの蛋白質配列(または長さが少なくとも30アミノ酸のそれらに由来するポリペプチド配列)は相同である。Dayhoff, M.O., in Atlas of Protein Sequence and Structure, pp.101−110(Volume 5, National Biomedical Research Foundation(1972))およびこの巻の別冊2, pp.1−10参照。もしALIGNプログラムを用いて最適に整列させた場合にアミノ酸が50%以上同一であれば、2つの配列またはその部分はより好ましくは相同である。用語「に対応する」は、本明細書中においては、ポリヌクレオチド配列が参照ポリヌクレオチド配列の全体または部分に対して相同である(すなわち、同一である、厳格ではなく進化の過程で関連する)、またはポリペプチド配列が参照ポリペプチド配列に同一であることを意味するように用いられる。対照的に、用語「に相補的」は、本明細書中においては、相補的配列が参照ポリヌクレオチド配列の全部または部分に対して相同であることを意味するように用いられる。説明として、ヌクレオチド配列「TATAC」は参照配列「TATAC」に対応し、参照配列「GTATA」に相補的である。
以下の用語は、2以上のポリヌクレオチドまたはアミノ酸配列の間の配列の関係を記載するのに用いられる:「参照配列」、「比較ウィンドウ」、「配列同一性」、「配列同一性のパーセンテージ」および「実質的同一性」。「参照配列」は配列比較のための基礎として用いられる定義された配列であり、参照配列は、例えば、配列表に与えられた全長cDNAまたは遺伝子配列のセグメントとしてのより長い配列のサブセットであり得るか、あるいは完全なcDNAまたは遺伝子配列を含むことができる。一般に、参照配列は長さが少なくとも18ヌクレオチドまたは6アミノ酸であり、頻繁には、少なくとも長さが24ヌクレオチドまたは8アミノ酸であり、しばしば、長さが少なくとも48ヌクレオチドまたは16アミノ酸である。2つのポリヌクレオチドまたはアミノ酸配列は、各々、(1)2つの分子の間で同様である配列(すなわち、完全なポリヌクレオチドまたはアミノ酸配列の一部)を含み、および(2)2つのポリヌクレオチドまたはアミノ酸配列の間で多様である配列をさらに含むことができるので、2(またはそれ以上)の分子の間の配列比較は、典型的には、「比較ウィンドウ」にわたって2つの分子の配列を比較して、配列同様性の局所的領域を同定し、比較することによって行われる。本明細書中で用いるように、「比較ウィンドウ」とは、少なくとも18連続ヌクレオチド位置または6アミノ酸の概念的セグメントをいい、ここに、ポリヌクレオチド配列またはアミノ酸配列を、少なくとも18連続ヌクレオチドまたは6アミノ酸配列の参照配列と比較することができ、およびここに、比較ウィンドウにおけるポリヌクレオチド配列の上記部分は、2つの配列の最適な整列のための(付加または欠失を含まない)参照配列と比較して、20パーセント以下の付加、欠失、置換など(すなわち、ギャップ)を含むことができる。比較ウィンドウを整列させるための配列の最適整列は、Smith and Waterman Adv.Appl.Math.2:482(1981)の局所的相同性アルゴリズムによって、Needleman and Wunsch J.Mol.Biol.48:443(1970)の相同性整列アルゴリズムによって、Pearson and Lipman Proc.Natl.Acad.Sci.(U.S.A.)85:2444(1988)の同様性方法のためのサーチによって、これらのアルゴリズムのコンピュータ化実行によって(Wisconsin Genetics Software Package Release 7.0におけるGAP、BESTFIT、FASTA、およびTFASTA、(Genetics Computer Group, 575 Science Dr.,Madison, Wis.)、Geneworks、またはMacVector software packages)、または精査によって行うことができ、種々の方法によって創製された最良な整列(すなわち、比較ウィンドウにわたって相同性の最高パーセンテージが得られるもの)が選択される。
用語「配列同一性」は、2つのポリヌクレオチドまたはアミノ酸配列が比較ウィンドウにわたって(すなわち、ヌクレオチド間または残基間で)同一であることを意味する。用語「配列同一性のパーセンテージ」は、比較のウィンドウにわたって2つの最適に整列させた配列を比較し、同一核酸塩基(例えば、A、T、C、G、UまたはI)または残基が双方の配列で起こる位置の数を決定して、マッチした位置の数を得、マッチした位置の数を比較ウィンドウにおける位置の合計数(すなわち、ウィンドウのサイズ)で割り、次いで、結果に100をかけて、配列同一性のパーセンテージを得ることによって計算される。本明細書中で用いる用語「実質的同一性」は、ポリヌクレオチドまたはアミノ酸が、少なくとも18ヌクレオチド(6アミノ酸)位置の比較ウィンドウにわたって、しばしば、少なくとも24ないし48ヌクレオチド(8ないし16アミノ酸)位置のウィンドウにわたって、参照配列と比較して、少なくとも85パーセントの配列同一性、好ましくは少なくとも90ないし95パーセント配列同一性、より通常には少なくとも99パーセント配列同一性を有する配列を含む、ポリヌクレオチドまたはアミノ酸配列の特徴を示し、ここに、配列同一性のパーセンテージは、比較ウィンドウにわたって参照配列の合計20パーセント以下の欠失または付加を含むことができる配列に対して参照配列を比較することによって計算される。参照配列はより大きな配列のサブセットであってもよい。
本明細書中で用いるように、20の慣用的アミノ酸およびそれらの略語は慣用的用法に従う。Immunology−A Synthesis (第2版, E.S.Golub and D.R.Gren編, Sinauer Associates, Sunderland7 Mass.(1991))参照。20の慣用的アミノ酸、α−,α−ジ置換アミノ酸、N−アルキルアミノ酸、乳酸、および他の慣用的でないアミノ酸のような非天然アミノ酸の立体異性体(例えば、D−アミノ酸)もまた本発明のポリペプチドについての適当な成分であり得る。慣用的でないアミノ酸の例は:4ヒドロキシプロリン、γ−カルボキシグルタメート、ε−N,N,N−トリメチルリシン、ε−N−アセチルリシン、O−ホスホセリン、N−アセチルセリン、N−ホルミルメチオニン、3−メチルヒスチジン、5−ヒドロキシリシン、σ−N−メチルアルギニン、および他の同様なアミノ酸、およびイミノ酸(例えば、4−ヒドロキシプロリン)を含む。本明細書中で用いるポリペプチドの表記において、標準的用法および約束に従って、左側方向はアミノ末端方向であり、右側方向はカルボキシ末端方向である。
同様に、特に断りのない限り、一本鎖ポリヌクレオチド配列の左側末端は5’末端であり、二本鎖ポリヌクレオチド配列の左側方向は5’方向といわれる。生じて直ぐのRNA転写体の5’ないし3’付加の方向はRNAと同一の配列を有するDNAストランド上の転写方向配列領域といわれ、RNA転写体の5’末端に対して5’側であることは「上流配列」といわれ、RNAと同一配列を有し、RNA転写体の3’末端に3’側であるDNAストランド上の配列領域は「下流配列」といわれる。
ポリペプチドに適用されるように、用語「実質的同一性」は、2つのポリペプチド配列が、デフォールトギャップ重みを用いるプログラムGAPまたはBESTFITによるような最適に整列された場合に、少なくとも80パーセントの配列同一性、好ましくは少なくとも90パーセントの配列同一性、より好ましくは少なくとも95パーセント配列同一性、最も好ましくは少なくとも99パーセント配列同一性を有することを意味する。
好ましくは、同一でない残基位置は保存的アミノ酸置換により異なる。
保存的アミノ酸置換とは、同様な側鎖を有する残基の相互交換性をいう。例えば、脂肪族側鎖を有するアミノ酸の群はグリシン、アラニン、バリン、ロイシンおよびイソロイシンであり;脂肪族−ヒドロキシル側鎖を有するアミノ酸の群はセリンおよびスレオニンであり;アミド−含有側鎖を有するアミノ酸の群はアスパラギンおよびグルタミンであり;芳香族側鎖を有するアミノ酸の群はフェニルアラニン、チロシンおよびトリプトファンであり;塩基性側鎖を有するアミノ酸の群はリシン、アルギニン、およびヒスチジンであり;および硫黄−含有側鎖を有するアミノ酸の群はシステインおよびメチオニンである。好ましい保存的アミノ酸置換基は:バリン−ロイシン−イソロイシン、フェニルアラニン−チロシン、リシン−アルギニン、アラニン−バリン、グルタミン酸−アスパラギン酸、およびアスパラギン−グルタミンである。
本明細書中で議論するように、抗体または免疫グロブリン分子のアミノ酸配列における些細な変動は本発明に含まれると考えられ、但し、アミノ酸配列中の変動は少なくとも75%、より好ましくは少なくとも80%、90%、95%、最も好ましくは99%を維持するものとする。特に、保存的アミノ酸置換が考えられる。保存的置換は、その側鎖に関連するアミノ酸のファミリー内で起こるものである。遺伝子にコードされたアミノ酸は、一般的には、ファミリーに分けられ:(1)酸性アミノ酸はアスパラギン酸、グルタミン酸であり;(2)塩基性アミノ酸はリシン、アルギニン、ヒスチジンであり;(3)非−極性アミノ酸はアラニン、バリン、ロイシン、イソロイシン、プロリン、フェニルアラニン、メチオニン、トリプトファンであり、および(4)非荷電極性アミノ酸はグリシン、アスパラギン、グルタミン、システイン、セリン、スレオニン、チロシンである。親水性アミノ酸はアルギニン、アスパラギン、アスパラギン酸、グルタミン、グルタミン酸、ヒスチジン、リシン、セリンおよびスレオニンを含む。疎水性アミノ酸はアラニン、システイン、イソロイシン、ロイシン、メチオニン、フェニルアラニン、プロリン、トリプトファン、チロシンおよびバリンを含む。アミノ酸の他のファミリーは(i)脂肪族−ヒドロキシファミリーであるセリンおよびスレオニン;(ii)アミド含有ファミリーであるアスパラギンおよびグルタミン;(iii)脂肪族ファミリーであるアラニン、バリン、ロイシンおよびイソロイシン;および(iv)芳香族ファミリーであるフェニルアラニン、トリプトファンおよびチロシンを含む。例えば、ロイシンとイソロイシンまたはバリンとの、アスパラギン酸とグルタミン酸との、スレオニンとセリンとの単離された置換、あるいはアミノ酸と構造的に関連するアミノ酸との同様な置換は、特に、もし上記置換がフレームワーク部位内のアミノ酸を含まないならば、得られた分子の結合または特性に対して主要な効果を有しないであろうと予測するのは合理的である。アミノ酸の変化が機能的ペプチドをもたらすか否かは、ポリペプチド誘導体の特異的活性をアッセイすることによって容易に判断することができる。アッセイは本明細書中において詳細に記載する。抗体または免疫グロブリン分子のフラグメントまたはアナログは、当業者によって容易に調製することができる。フラグメントまたはアナログの好ましいアミノ−およびカルボキシ−末端は、機能的ドメインの境界近くで起こる。構造的および機能的ドメインは、ヌクレオチドおよび/またはアミノ酸配列のデータを公のまたは所有されている配列データベースと比較することによって同定することができる。好ましくは、コンピュータ化比較方法を用いて、公知の構造および/または機能の他の蛋白質で起こる配列モチーフまたは予測される蛋白質立体配座ドメインを同定する。公知の三次元構造に折り畳まれる蛋白質配列を同定する方法は知られている。Bowie et al.Science 253:164(1991)。かくして、これまでの例は、当業者であれば、本発明に従って構造的および機能的ドメインを規定するのに用いることができる配列モチーフおよび構造立体配座を認識できることを示す。
好ましいアミノ酸置換は(1)蛋白質分解に対する感受性を低下させ、(2)酸化に対する感受性を低下させ、(3)蛋白質複合体を形成するための結合親和性を改変し、(4)結合親和性を改変し、および(4)そのようなアナログの他の物理化学的または機能的特性を付与し、または修飾するものである。アナログは、天然に存在するペプチド配列以外の配列の種々のムテインを含むことができる。例えば、単一または複数のアミノ酸置換(好ましくは、保存的アミノ酸の置換)を、(好ましくは、分子間接触を形成するドメインの外側のポリペプチドの部分において)天然に存在する配列において見なすことができる。保存的アミノ酸置換は親配列の構造的特徴を実質的に変化させない(例えば、置換アミノ酸は親配列で起こるラセンを破壊する傾向がないべきであり、または親配列を特徴付ける二次構造の他のタイプを破壊すべきではない)。当該分野で認められたポリペプチドの二次および三次構造の例はProteins, Structures and Molecular Principles (Creighton編, W.H.Freeman and Company, New York(1984));Introduction to Protein Structure (C.Branden and J.Tooze編, Garland Publishing, New York, N.Y.(1991));およびThornton et al.Nature 354:105(1991)に記載されている。
本明細書中で用いるように、用語「ポリペプチドフラグメント」とは、アミノ末端および/またはカルボキシ−末端欠失を有するポリペプチドをいうが、ここに、残りのアミノ酸配列は、例えば、全長cDNA配列から推定される天然に存在する配列中の対応する位置と同一である。フラグメントは、典型的には、少なくとも5、6、8または10アミノ酸の長さであり、好ましくは、少なくとも14のアミノ酸の長さであり、より好ましくは少なくとも20のアミノ酸の長さであり、通常、少なくとも50の長さのアミノ酸であり、なおより好ましくは少なくとも70の長さのアミノ酸である。本明細書中で用いる用語「アナログ」とは、推定されるアミノ酸配列の一部に対して実質的同一性を有し、適当な結合条件下で、TLR4/MD2複合体またはTLR4単独に対する特異的結合を有する少なくとも25アミノ酸のセグメントよりなるポリペプチドをいう。典型的には、ポリペプチドアナログは、天然に存在する配列に関して保存的アミノ酸置換(または付加または欠失)を含む。アナログは、典型的には、少なくとも20のアミノ酸の長さであり、好ましくは、少なくとも50のアミノ酸の長さまたはそれより長く、しばしば、全長の天然に存在するポリペプチド程長くあり得る。
ペプチドアナログは、鋳型ペプチドのそれと同様な特性を持つ非ペプチド薬物として医薬産業で通常用いられる。これらのタイプの非−ペプチド化合物は「ペプチドミメティックス」または「ペプチドミメティックス」といわれる。Fauchere, J.Adv.Drug Res.15:29(1986), Veber and Freidinger TINS p.392(1985);およびEvans et al.J.Med.Chem.30:1229(1987)。そのような化合物は、しばしば、コンピュータ化分子モデリングの助けを借りて開発される。治療的に有用なペプチドと構造的に類似するペプチドミメティックスを用いて、同等な治療的または予防でき効果を生じさせることができる。一般に、ペプチドミメティックスはヒト抗体のような範例ポリペプチド(すなわち、生化学的特性または薬理学的活性を有するポリペプチド)と構造的に同様であるが、当該分野でよく知られた方法によって、−CHNH−、−CHS−、−CH−CH−、−CH=CH−(シスおよびトランス)、−COCH−、CH(OH)CH−、および−CHSO−からなる群より選択される結合によって所望により置き換えられていてもよい1以上のペプチド結合を有する。共通配列の1以上のアミノ酸の同一タイプのD−アミノ酸での系統的置換(例えば、L−リシンの代わりのD−リシン)を用いて、より安定なペプチドを生じさせることができる。加えて、共通配列、または実質的に同一な共通配列変動を含む拘束されるペプチドは、当該分野で知られた方法によって(Rizo and Gierasch Ann.Rev.Biochem.61:387(1992));例えば、ペプチドを環化させる分子内ジスルフィドブリッジを形成することができる内部システイン残基を加えることによって生じさせることができる。
用語「剤」は、本明細書中においては、化学化合物、化学化合物の混合物、生物学的マクロ分子、または生物学的物質から作成された抽出物を示すのに用いられる。
本明細書中で用いるように、用語「標識」または「標識された」とは、例えば、放射性標識アミノ酸の取り込みによる検出可能なマーカーの取り込み、またはマークされたアビジンによって検出することができるビオチニル部位のポリペプチドへの付着(例えば、光学的にまたは熱的方法によって検出することができる蛍光マーカーまたは酵素活性を含むストレプトアビジン)をいう。ある実施形態においては、標識またはマーカーは治療剤でもあり得る。ポリペプチドおよび糖蛋白質を標識する種々の方法が当該分野で知られており、それを用いることができる。ポリペプチドについての標識の例は、限定されるものではないが、以下の:放射性同位体または放射性核種(例えば、H、14C、15N、35S、90Y、99Tc、111In、125I、131I)、蛍光標識(例えば、FITC、ローダミン、ランタニドホスフォル)、酵素標識(例えば、ホースラディッシュペルオキシダーゼ、p−ガラクトシダーゼ、ルシフェラーゼ、アルカリ性ホスファターゼ)、ケミルミネセント、ビオチニル基、二次レポーター(例えば、ロイシンジッパー対配列、二次抗体についての結合部位、金属結合ドメイン、エピトープタグ)によって認識される所定のポリペプチドエピトープを含む。いくつかの実施形態において、標識は、種々の長さのスペーサーアームによって付着させて、潜在的立体障害を低下させる。本明細書中で用いるように、用語「医薬剤または薬物」とは、適切に患者に投与された場合に、所望の治療効果を誘導することができる化学化合物または組成物をいう。
本明細書中における他の化学用法は、The McGraw−Hill Dictionary of Chemical Terms(Parkar S.編, McGraw−Hill, San Francisco(1985))によって例示されるように、当該分野における慣用的用法に従って用いられる。
用語「抗新形成剤」は、本明細書中においては、ヒトにおける新生物、特に、癌腫、肉腫、リンパ腫または白血病のような悪性(癌性)病巣の発症または進行を阻害する機能的特性を有する剤をいうように用いる。
本明細書中で用いるように、「実質的に純粋な」は、目的の種が(すなわち、組成物中のいずれかの他の個々の種よりもそれが豊富であるというモラーに基づいて)存在する圧倒的種であることを意味し、好ましくは、実質的に精製された画分は、目的の種が存在する全てのマクロ分子種の少なくとも約50%(モラーベース)を含む組成物である。
一般に、実質的に純粋な組成物は組成物に存在する全てのマクロ分子種の約80%を超えて、より好ましくは、約85%、90%、95%、および99%を超えて含むであろう。最も好ましくは、目的の種は本質的均一性まで精製され(汚染種は慣用的検出方法によって組成物で検出できない)、そこでは、組成物は単一のマクロ分子種より実質的になる。
用語患者はヒトおよび動物被験体を含む。
(抗体)
本発明のモノクローナル抗体は、LPS誘導IL−8産生を阻害する能力を有する。阻害は、例えば、本明細書中に記載されるヒト全血およびhuTLR4/MD2トランスフェクトされたHEK293細胞アッセイで測定される。例示的なモノクローナル抗体は、例えば、「18H10」、「16G7」、「15C1」および「7E3」とここでいわれる抗体を含む。18H10抗体はTLR4/MD−2複合体を認識するが、TLR4と複合体化していない場合のMD−2蛋白質を認識しない。16G7、15C1および7E3モノクローナル抗体はTLR4/MD−2複合体を認識する。15C1および16G7もまた、MD−2と複合体化していない場合のTLR4を認識する。
また、本明細書中に記載される抗体と同一エピトープに結合する抗体も本発明に含まれる。当業者であれば、過度の実験無くして、前者が、後者がTLR4/MD−2複合体に、またはMD−2に複合体化していない場合のTLR4に結合するのを妨げるか否かを確認することによって、モノクローナル抗体が本発明のモノクローナル抗体(例えば、モノクローナル抗体18H10、16G7、15C1および/または7E3)と同一の特異性を有するかを決定することが可能であることを認識するであろう。もしテストされるモノクローナル抗体が、本発明のモノクローナル抗体による結合の減少によって示されるように、本発明のモノクローナル抗体と競合すれば、2つのモノクローナル抗体は同一の、または密接に関連するエピトープに結合するようである。モノクローナル抗体が本発明のモノクローナル抗体の特異性を有するか否かを判断するもう1つの方法は、(それが通常それと反応する)TLR4/MD−2複合体または可溶性TLR4蛋白質と共に本発明のモノクローナル抗体をプレ−インキュベートし、次いで、テストすべきモノクローナル抗体を加えて、テストすべきモノクローナル抗体が、TLR4/MD−2複合体に結合する、またはTLR4およびMD−2と複合体化したTLR4に結合するその能力が阻害されるかを決定することである。もしテストすべきモノクローナル抗体が阻害されれば、全くありそうには、それは本発明のモノクローナル抗体と同一の、または機能的に同等なエピトープ特異性を有する。本発明のモノクローナル抗体のスクリーニングは、LPS誘導IL−8産生を測定し、次いで、テストモノクローナル抗体がLPS誘導IL−8産生を中和できるかを判断することによって行うこともできる。
当該分野で知られた種々の手法は、TLR4/MD−2複合体に対して、またはMD−2に複合体化していないTLR4に対して、またはその誘導体、フラグメント、アナログ、ホモログまたはオルソログに対して向けられたポリクローナルまたはモノクローナル抗体の産生で用いることができる。(例えば、ここに引用して援用するAntibodies:A Laboratory Manual, Harlow E, and Lane D, 1988, Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, NY参照)。
抗体は、主として免疫血清のIgG画分を供する、プロテインAまたはプロテインGを用いるアフィニティークロマトグラフィーのようなよく知られた技術によって精製される。引き続いて、または別法として、求められる免疫グロブリンの標的である特異的抗原、またはそのエピトープをカラムに固定化して、免疫アフィニティークロマトグラフィーによって免疫特異的抗体を精製することができる。免疫グロブリンの精製は、例えば、D. Wilkinson(The Scientist, Inc., Philadelphia PAによって公表されたThe Scientist, Vol.14, No.8(April 17,2000), pp.25−28)によって議論されている。
本発明の抗体(例えば、18H10、16G7、15C1および7E3)はモノクローナル抗体である。TLR4/MD−2複合体によって媒介されるLPS−シグナル伝達を中和するモノクローナル抗体は、例えば、その表面で高レベルのTLR4およびMD−2を発現する細胞トランスフェクタント、および柔軟性リンカー配列によって連結されたTLR4およびMD−2を共に含む組換え可溶性キメラ蛋白質の組合せでBALB/cマウスを免疫化することによって作り出される。次いで、ミエローマ/B細胞融合に由来するハイブリドーマを、このTLR4/MD−2複合体に対する反応性につきスクリーニングする。
モノクローナル抗体は、例えば、Kohler and Milstein, Nature, 256:495(1975)によって記載されたもののようなハイブリドーマ方法を用いて調製される。ハイブリドーマ方法においては、マウス、ハムスター、または他の適当な宿主動物を、典型的には、免疫化剤で免疫化して、免疫化剤に特異的に結合するであろう抗体を産生する、または産生することができるリンパ球を誘導する。別法として、リンパ球はインビトロで免疫化することができる。
免疫化剤は、典型的には、蛋白質抗原、そのフラグメントまたはその融合蛋白質を含む。一般には、もしヒト起源が望まれるならば、いずれかの末梢血液リンパ球を用い、あるいはもし非−ヒト哺乳動物源が望まれるならば、脾臓細胞またはリンパ節細胞が用いられる。次いで、ポリエチレングリコールのような適当な融合剤を用い、リンパ球を不死化細胞系と融合させて、ハイブリドーマを形成する(Goding, Monoclonal Antibodies:Principles and Practice, Academic Press, (1986) pp.59−103)。不死化細胞系は、通常、形質転換された哺乳動物細胞、特に、げっ歯類、ウシおよびヒト起源のミエローマ細胞である。通常、ラットまたはマウスミエローマ細胞系が使用される。ハイブリドーマ細胞は、好ましくは、未融合の不死化細胞の成長または生存を阻害する1以上の物質を含有する適当な培養基中で培養することができる。例えば、もし親細胞が酵素ヒポキサンチングアニンホスホリボシルトランスフェラーゼ(HGPRTまたはHPRT)を欠くならば、ハイブリドーマについての培養基は、典型的には、ヒポキサンチン、アミノプテリンおよびチミジンを含み(「HAT培地」)、その物質はHGPRT−結合細胞の成長を妨げる。
好ましい不死化細胞系は効果的に融合し、選択された抗体−産生細胞による抗体の安定な高レベルの発現を支持し、かつHAT培地のような培地に対して感受性であるものである。より好ましい不死化細胞系はネズミミエローマ系であり、これは、例えば、Salk Institute Cell Distribution Center, San Diego, California and the American Type Culture Collection, Manassas, Virginiaから得ることができる。ヒトミエローマおよびマウス−ヒトへテロミエローマ細胞系もまた、モノクローナル抗体の産生につき記載されている(Kozbor, J.Immunol., 133:3001(1984);Brodeur et al., Monoclonal Antibody Production Techniques and Applications, Marcel Dekker, Inc., New York, (1987) pp.51−63参照)。
次いで、ハイブリドーマ細胞が培養される培養基を、抗原に対して向けられたモノクローナル抗体の存在につきアッセイすることができる。好ましくは、ハイブリドーマ細胞によって産生されたモノクローナル抗体の結合特異性は、免疫沈澱によって、またはラジオイムノアッセイ(RIA)または酵素−結合免疫吸着検定法(ELISA)のようなインビトロ結合アッセイによって測定される。そのような技術およびアッセイは当該分野で知られている。モノクローナル抗体の結合親和性は、例えば、Munson and Pollard, Anal.Biochem.,107:220(1980)のスカチャード分析によって測定することができる。さらに、モノクローナル抗体の治療的適用においては、標的抗原に対して高度な特異性および高い結合親和性を有する抗体を同定するのが重要である。
所望のハイブリドーマ細胞が同定された後、限界希釈手法によってクローンをサブクローンし、標準的な方法によって増殖させることができる(Goding, Monoclonal Antibodies:Principles and Practice, Academic Press, (1986)pp.59−103参照)。この目的での適当な培養基は、例えば、ダルベッコの修飾イーグル培地およびRPMI−1640培地を含む。別法として、ハイブリドーマ細胞は哺乳動物における腹水液としてインビボで増殖させることができる。
サブクローンによって分泌されたモノクローナル抗体は、例えば、プロテインA−Sepharose、ヒドロキシルアパタイトクロマトグラフィー、ゲル電気泳動、透析またはアフィニティークロマトグラフィーのような慣用的免疫グロブリン精製手法によって培養基または腹水液から単離し、または精製することができる。
また、モノクローナル抗体は米国特許第4,816,567号に記載されたもののような組換えDNA方法によって作成することもできる。本発明のモノクローナル抗体をコードするDNAは慣用的手法を用いて(例えば、ネズミ抗体の重鎖および軽鎖をコードする遺伝子に特異的に結合することができるオリゴヌクレオチドプローブを用いることによって)容易に単離し、配列決定することができる。本発明のハイブリドーマ細胞は、そのようなDNAの好ましい源として働くことができる。一旦単離されれば、DNAを発現ベクターに入れることができ、次いで、これをシミアンCOS細胞、チャイニーズハムスター卵巣(CHO)細胞、またはそうでなければ免疫グロブリン蛋白質を産生しないミエローマ細胞のような宿主細胞にトランスフェクトして、組換え宿主細胞においてモノクローナル抗体の合成を得る。また、DNAは、例えば、相同なネズミ配列の代わりにヒト重鎖および軽鎖定常ドメインに代えてコーディング配列で置き換えることによって(米国特許第4,816,567号;Morrison, Nature 368,812−13(1994))、あるいは非−免疫グロブリンポリペプチドについてのコーディング配列の全てまたは一部を免疫グロブリンコーディング配列に共有結合連結させることによって修飾することもできる。そのような非−免疫グロブリンポリペプチドを本発明の抗体の定常ドメインに代えて置き換えることができるか、あるいは本発明の抗体の1つの抗原−組合せ部位の可変ドメインに代えて置き換えて、キメラ二化抗体を作り出すことができる。
十分にヒト抗体は、CDRを含めた、軽鎖および重鎖の双方の全配列がヒト遺伝子から生起する抗体分子である。そのような抗体は「ヒト抗体」または「十分にヒト抗体」とここではいわれる。モノクローナル抗体は、トリオーマ技術で;ヒトB−細胞ハイブリドーマ技術(Kozbor, et al.,1983 Immunol Today 4:72);およびモノクローナル抗体を生じさせるためのEBVハイブリドーマ技術(Cole, et al.,1985 In:MONOCLONAL ANTIBODIES AND CANCER THERAPY,Alan R.Liss,Inc.,pp.77−96参照)によって調製することができる。モノクローナル抗体はヒトハイブリドーマを用いることによって(Cote, et al.,1983.Proc Natl Acad Sci USA 80:2026−2030)、またはインビトロでヒトB−細胞をエプスタインバールウイルスで形質転換することによって(Cole, et al., 1985 In: MONOCLONAL ANTIBODIES AND CANCER THERAPY, Alan R.Liss, Inc., pp.77−96)、利用し、産生することができる。
加えて、ヒト抗体はファージディスプレイライブラリーを含めたさらなる技術を用いて産生することもできる(Hoogenboom and Winter, J.Mol.Biol.,227:381(1991);Marks et al., J.Mol.Biol.,222:581(1991参照)。同様に、ヒト抗体は、ヒト免疫グロブリン遺伝子座をトランスジェニック動物、例えば、内因性免疫グロブリン遺伝子が部分的にまたは完全に不活化されているマウスに導入することによって作成することができる。挑戦に際して、ヒト抗体の産生が観察され、これは、遺伝子再編成、組立、および抗体レパートリーを含めた全ての点でヒトで見られるものに密接に似ている。このアプローチは、例えば、米国特許第5,545,807号;第5,545,806号;第5,569,825号;第5,625,126号;第5,633,425号;第5,661,016号、およびMarks et al., Bio/Technology 10,779−783(1992);Lonberg et al., Nature 368 856−859(1994);Morrison, Nature 368, 812−13(1994);Fishwild et al.,Nature Biotechnology 14,845−51(1996);Neuberger,Nature Biotechnology 14,826(1996);およびLonberg and Huszar, Intern.Rev.Immunol.13:65−93(1995)に記載されている。
ヒト抗体は、加えて、抗原による挑戦に応答して動物の内因性抗体よりはむしろ十分にヒト抗体を産生するように修飾されたトランスジェニック非ヒト動物を用いて産生することができる(PCT公開WO94/02602)。非ヒト宿主における免疫グロブリン重鎖および軽鎖をコードする内因性遺伝子は無力とされており、ヒト重鎖および軽鎖免疫グロブリンをコードする活性な遺伝子座は宿主のゲノムに挿入される。ヒト遺伝子は、例えば、必要なヒトDNAセグメントを含有する酵母人工染色体を用いて取り込まれる。次いで、全ての所望の修飾を提供する動物が、修飾の十分な補充よりも少数を含む中間トランスジェニック動物を交雑させることによって子孫として得られる。そのような非ヒト動物の例は、PCT公開WO 96/33735およびWO96/34096に開示されたXenomouseTMといわれるマウスである。この動物は、十分にヒト免疫グロブリンを分泌するB細胞を産生する。抗体は、例えば、ポリクローナル抗体の調製として、注目する免疫原の免疫化後に動物から直接得ることができ、あるいは別法としてモノクローナル抗体を産生するハイブリドーマのような動物に由来する不死化B細胞から得ることができる。加えて、ヒト可変領域を持つ免疫グロブリンをコードする遺伝子を回収し、発現させて、抗体を直接得ることができるか、あるいはさらに修飾して、例えば、一本鎖Fv(scFv)分子のような抗体のアナログを得ることができる。
内因性免疫グロブリン重鎖の発現を欠く、マウスが例示される非ヒト宿主を産生する方法の例は米国特許第5,939,598号に開示されている。それは、胚性幹細胞において少なくとも1つの内因性重鎖遺伝子座からJセグメント遺伝子を欠失して、遺伝子座の再編成を妨げ、再編成された免疫グロブリン重鎖遺伝子座の転写体の形成を妨げ、上記欠失は選択マーカーをコードする遺伝子を含有する標的化ベクターによって行われ;次いで、その体細胞および染色細胞が選択マーカーをコードする遺伝子を含むトランスジェニックマウスを胚性幹細胞から産生することを含む方法によって得ることができる。
ヒト抗体のような注目する抗体を産生する1つの方法は米国特許第5,916,771号に開示されている。この方法は、重鎖をコードするヌクレオチド配列を含有する発現ベクターを培養中の1つの哺乳動物宿主細胞に導入し、軽鎖をコードするヌクレオチド配列を含有する発現ベクターをもう1つの哺乳動物宿主細胞に導入し、次いで、2つの細胞を融合させてハイブリッド細胞を形成することを含む。上記ハイブリッド細胞は重鎖および軽鎖を含有する抗体を発現する。
この手法に対するさらなる改良において、免疫原上の臨床的に関連するエピトープを同定する方法、および高親和性でもって関連エピトープに免疫特異的に結合する抗体を選択する関連方法はPCT公開WO 99/53049に開示されている。
抗体は、前記した単一鎖抗体をコードするDNAセグメントを含有するベクターによって発現させることができる。
これらはベクター、リポソーム、裸のDNA、アジュバント−援助DNA、遺伝子銃、カテーテル等を含む。ベクターは標的化部位(例えば、細胞表面レセプターに対するリガンド)、および核酸結合部位(例えば、ポリリシン)を有するWO 93/64701に記載されたような化学コンジュゲート、ウイルスベクター(例えば、DNAまたはRNAウイルスベクター)、標的部位(例えば、標的細胞に特異的な抗体)および核酸結合部位(例えば、プロタミン)を含有する融合蛋白質であるPCT/US 95/02140(WO 95/22618)に記載されたような融合蛋白質、プラスミド、ファージ等を含む。ベクターは染色体、非−染色体、または合成したものであり得る。
好ましいベクターはウイルスベクター、融合蛋白質および化学コンジュゲートを含む。レトロウイルスベクターはモロニーネズミ白血病ウイルスを含む。DNAウイルスベクターが好ましい。これらのベクターはオルソポックスまたはアピポックスベクターのようなポックスベクター、単純疱疹Iウイルス(HSV)ベクターのようなヘルペスウイルスベクター(Geller,A.I.et al., J.Neurochem,64:487(1995);Lim, F., et al.,in DNA Cloning:Mammalian Systems, D.Glover編(Oxford Univ.Press, Oxford England)(1995);Geller, A.I.et al.,Proc Natl.Acad.Sci.:U.S.A.90:7603(1993);Geller,A.I.,et al.,Proc Natl.Acad.Sci USA 87:1149(1990)参照),アデノウイルスベクター(LeGal LaSalle et al.,Science, 259:988(1993);Davidson, et al.,Nat.Genet 3:219 (1993);Yang, et al.,J.Virol.69:2004(1995)参照)およびアデノ−関連ウイルスベクター(Kaplitt, M.G., et al., Nat.Genat.8:148(1994)参照)を含む。
ポックスウイルスベクターは遺伝子を細胞質に導入する。アビポックスウイルスベクターは、核酸の短期間発現のみをもたらす。アデノウイルスベクター、アデノ−関連ウイルスベクターおよび単純疱疹ウイルス(HSV)ベクターは、核酸を神経細胞に導入するのに好ましい。アデノウイルスベクターは、HSVベクターよりも短いアデノ−関連ウイルス(約4ヶ月)よりも短期間の発現(約2ヶ月)をもたらす。選択された特定のベクターは標的配列および治療すべき疾患に依存するであろう。導入は標準的な技術、例えば、感染、トランスフェクション、形質導入または形質転換によることができる。遺伝子導入の態様の例は、例えば、裸のDNA、CaPO沈殿、DEAEデキストラン、エレクトロポレーション、プロトプラスト融合、リポフェクション、細胞マイクロインジェクション、およびウイルスベクターを含む。
ベクターを使用して、実質的にいずれの所望の標的細胞も標的化することができる。例えば、定位注射を用いて、ベクター(例えば、アデノウイルス、HSV)を所望の位置に向けることができる。加えて、粒子は、SynchroMed注入システムのようなミニポンプ注入システムを用いて脳室内(icv)注入によって送達することができる。対流と言われるバルク流動に基づく方法もまた、脳の拡大された領域へ大きな分子を送達するにおいて効果的であることが判明しており、ベクターを標的細胞へ送達するのに有用である(例えば、Bobo et al., Proc.Natl.Acad.Sci.USA 91:2076−2080(1994);Morrison et al., Am.J.Physiol.266:292−305(1994)参照)。用いることができる他の方法はカテーテル、静脈内、非経口、腹腔内および皮下注射、および経口または他の公知の投与経路を含む。
これらのベクターを用いて、種々の方法で用いることができる多量の抗体を発現させることができる。例えば、試料中のTLR4/MD−2複合体および/またはTLR4の存在を検出するため。抗体を用いて、TLR4/MD−2複合体−関連シグナル伝達に結合し、それを破壊することを試みることもできる。
本発明の抗原性蛋白質に特異的な一本鎖抗体の産生に技術を適合させることができる(例えば、米国特許第4,946,778号参照)。加えて、蛋白質またはその誘導体、フラグメント、アナログまたはホモログに対する所望の特異性でもって、モノクローナルFabフラグメントの迅速かつ効果的な同定を可能とするために、Fab発現ライブラリー(例えば、Huse, et al., 1989 Science 246:1275−1281)の構築に方法を適合させることができる。蛋白質抗原に対するイディオタイプを含有する抗体フラグメントは、限定されるものではないが:(i)抗体分子のペプシン消化によって生じたF(ab’)2フラグメント;(ii)F(ab’)2フラグメントのジスルフィドブリッジを還元することによって生じたFabフラグメント;(iii)パパインおよび還元剤での抗体分子の処理によって生じたFabフラグメント、および(iv)Fフラグメントを含めた当該分野で知られた技術によって生じさせることができる。本発明はF、Fab、Fab’およびF(ab’)2抗−TLR4/MD2複合体フラグメントまたは抗−TLR4フラグメント、一本鎖抗−TLR4/MD2または抗−TLR4抗体、二特異的抗−TLR4/MD2または抗−TLR4抗体およびヘテロコンジュゲート抗−TLR4/MD2または抗−TLR4抗体も含む。
二特異的抗体は、少なくとも2つの異なる抗原に対する結合特異性を有する抗体である。本発明の場合には、結合特異性のうちの1つはTLR4/MD2複合体および/またはMD−2と複合体化していない場合のTLR4である。第二の結合標的はいずれかの他の抗原であり、有利には、細胞−表面蛋白質またはレセプターまたはレセプターサブユニットである。
二特異的抗体を作成する方法は当該分野で知られている。伝統的には、二特異的抗体の組換え産生は2つの免疫グロブリン重鎖/軽鎖対の共発現に基づき、そこでは、2つの重鎖は異なる特異性を有する(Milstein and Cuello, Nature, 305:537−539(1983))。免疫グロブリン重鎖および軽鎖のランダムな分類のため、これらのハイブリドーマ(クアドローマ)は、そのうち1つのみが正しい二特異的構造を有する、10の異なる抗体分子の潜在的混合物を生じる。正しい分子の精製は、通常、アフィニティークロマトグラフィー工程によって達成される。同様な手法は1993年5月13日に公開されたWO 93/08829、およびTraunecker et al., EMBO J.,10:3655−3659(1991)に開示されている。
所望の結合特異性(抗体−抗原合わせ部位)を持つ抗体可変ドメインを免疫グロブリン定常ドメイン配列に融合させることができる。上記融合は、好ましくは、少なくともヒンジの一部、CH2、およびCH3領域を含む免疫グロブリン重鎖定常ドメインとである。融合の少なくとも1つに存在する軽鎖結合に必要な部位を含む第一の重鎖定常領域(CH1)を有するのが好ましい。免疫グロブリン重鎖融合および、もし所望であれば、免疫グロブリン軽鎖をコードするDNAを別々の発現ベクターに挿入し、適当な宿主生物に共トランスフェクトする。二特異的抗体を生じさせるためのさらなる詳細については、例えば、Suresh et al., Methods in Enzymology, 121:210(1986)を参照されたし。
WO 96/27011に記載されたもう1つのアプローチに従って、抗体分子の対の間の界面は、組換え体の細胞培養から回収されるホモダイマーのパーセンテージを最大化するように作成することができる。好ましい界面は、抗体定常ドメインのCH3領域の少なくとも部分を含む。この方法においては、第一の抗体分子の界面からの1以上の小さなアミノ酸側鎖をより大きい側鎖(例えば、チロシンまたはトリプトファン)で置き換える。大きなアミノ酸側鎖をより小さいもの(例えば、アラニンまたはスレオニン)で置き換えることによって、大きな側鎖に対する同一または同様なサイズの補償「キャビティー」を第二の抗体分子の界面に生じさせる。これは、ホモダイマーのような他の望まない最終産物よりもヘテロダイマーの収率を増大させるメカニズムを提供する。
二特異的抗体は全長抗体または抗体フラグメント(例えば、F(ab’)二特異的抗体)として調製することができる。抗体フラグメントから二特異的抗体を生じさせるための技術は文献に記載されている。例えば、二特異的抗体は化学結合を用いて調製することができる。Brennan et al., Science 229:81(1985)は、無傷抗体を蛋白質分解により切断して、F(ab’)フラグメントを生じさせる手法を記載する。これらのフラグメントは、ジチオール複合体化剤亜ヒ酸ナトリウムの存在下で還元して、隣接ジチオールを安定化し、分子間ジスルフィド形成を妨げる。次いで、生じたFab’フラグメントをチオニトロベンゾエート(TNB)誘導体に変換する。次いで、Fab’−TNB誘導体の1つをメルカプトエチルアミンでの還元によってFab’−チオールに再度変換し、等モル量の他のFab’−TNB誘導体と混合して、二特異的抗体を形成する。生じた二特異的抗体を、酵素の選択的固定化用の剤として用いることができる。
加えて、Fab’フラグメントをE.coliから直接回収し、化学的にカップリングさせて、二特異的抗体を形成することができる。Shalaby et al., J.Exp.Med.175:217−225(1992)は十分にヒト化二特異的抗体F(ab’)分子の産生を記載する。各Fab’フラグメントはE.coliから別々に分泌され、インビトロにて向けられた化学カップリングに付されて、二特異的抗体を形成した。かく形成された二特異的抗体は、ErbB2レセプターを過剰発現する細胞および正常なヒトT細胞に結合することができ、ならびにヒト乳癌標的に対するヒト細胞傷害性リンパ球溶解活性をトリガーすることができた。
組換え体細胞培養から直接的に二特異的抗体フラグメントを製造し、単離するための種々の技術もまた記載されている。例えば、二特異的抗体はロイシンジッパーを用いて産生されている。Kostelny et al., J.Immunol.148(5):1547−1553(1992)。FosおよびJun蛋白質からのロイシンジッパーペプチドを、遺伝子融合によって、2つの異なる抗体のFab’部分に連結させた。抗体ホモダイマーをヒンジ領域において還元して、ホモダイマーを形成し、次いで、再度酸化して、抗体へテロダイマーを形成した。この方法は、抗体ホモダイマーの産生で利用することもできる。Hollinger et al., Proc.Natl.Acad.Sci.USA 90:6444−6448(1993)によって記載された「ダイアボディー」技術は、二特異的抗体フラグメントを作成するための別のメカニズムを提供している。上記フラグメントは、余りにも短くて、同一鎖上の2つのドメインの間の対合を可能とすることができないリンカーによって、軽鎖可変ドメイン(V)に連結された重鎖可変ドメイン(V)を含む。従って、1つのフラグメントのVおよびVドメインをもう1つのフラグメントの相補的VおよびVドメインと対合させ、それにより、2つの抗原結合部位を形成する。単一鎖Fv(sFv)ダイマーの使用によって二特異的抗体フラグメントを作成するためのもう1つの戦略も報告されている。Gruber et al., J.Immunol.152:5368(1994)参照。
2を超える価を持つ抗体が考えられる。例えば、三特異的抗体を調製することができる。Tutt et al., J.Immunol.147:60(1991)。
例示的な二特異的抗体を、その少なくとも1つが本発明の蛋白質抗原に由来する2つの異なるエピトープに結合させることができる。別法として、免疫グロブリン分子の抗−抗原性アームを、T−細胞レセプター分子(例えば、CD2、CD3、CD28、またはB7)、あるいはFcγRI(CD64)、FcγRII(CD32)およびFcγRIII(CD16)のようなIgGに対するFcレセプター(FcγR)のような白血球上のトリガリング分子に結合するアームと組み合わせて、細胞防御メカニズムを特定の抗原を発現する細胞に集中させることができる。また、二特異的抗体を用いて、細胞傷害性剤を特定の抗原を発現する細胞に向けることもできる。これらの抗体は抗原−結合アーム、および細胞傷害性剤、あるいはEOTUBE、DPTA、DOTA、またはTETAのような放射性核種キレーターに結合するアームを保有する。注目するもう1つの二特異的抗体は本明細書中に記載された蛋白質抗原に結合し、さらに組織因子(TF)に結合する。
ヘテロコンジュゲート抗体もまた本発明の範囲内のものである。ヘテロコンジュゲート抗体は2つの共有結合接合抗体よりなる。そのような抗体は、例えば、免疫系細胞を望まない細胞に標的化する(例えば、米国特許第4,676,980号参照)と、およびHIV感染の治療に対して(例えば、WO 91/00360;WO 92/200373;EP 03089)で提唱されている。抗体は、架橋剤に関連するものを含めた、合成蛋白質化学における公知の方法を用いてインビトロで調製することができると考えられる。例えば、免疫トキシンは、ジスルフィド交換反応を用い、またはチオエーテル結合を形成することによって構築することができる。この目的のための適当な試薬の例はイミュノチオレートおよびメチル−4−メルカプトブチロイミデート、および例えば米国特許第4,676,980号に開示されたものを含む。
本発明の抗体をエフェクター機能に関して修飾して、例えば、異常なLPSシグナル伝達に関連する疾患および障害を治療するにおける抗体の有効性を増強させるのは望ましくあり得る。例えば、システイン残基をFc領域に導入し、それにより、この領域における鎖間ジスルフィド結合形成を可能とすることができる。かく生じたホモダイマー抗体は改良された内部化能力および/または増大された補体−媒介細胞殺傷および抗体−依存性細胞傷害性(ADCC)を有することができる(Caron et al., J.Exp.Med.,176:1191−1195(1992)およびShopes, J.Immunol.,148:2918−2922(1992)参照)。別法として、デュアルFc領域を有し、それにより、増強された補体溶解およびADCC能力を有することができる抗体を作成することができる。(Stevenson et al., Anti−Cancer Drug Design, 3:219−230(1989)参照)。
また、本発明は、トキシン(例えば、細菌、真菌、植物、または動物起源の酵素的に活性なトキシン、またはそのフラグメント)、または放射性同位体(すなわち、放射性コンジュゲート)のような細胞傷害性剤にコンジュゲートされた抗体を含む免疫コンジュゲートに関する。
用いることができる酵素的に活性なトキシンおよびそのフラグメントはジフテリアA鎖、ジフテリアトキシンの非結合活性フラグメント、(Pseudomonas aeruginosaからの)エキソトキシンA鎖、リシンA鎖、アブリンA鎖、モデクシンA鎖、アルファ−サルシン、Aleurites fordii蛋白質、ジアンチン蛋白質、Phytolaca americana蛋白質(PAPI、PAPII、およびPAP−S)、モモルジカカランチア阻害剤、クルシン、クロチン、サパノナリアオフィシナリス阻害剤、ゲロニン、マイトゲリン、レストリクトシン、フェノマイシン、エノマイシン、およびチオテセンを含む。種々の放射性核種がラジオコンジュゲーテッド抗体の産生で入手できる。その例は212Bi、131I、131In、90Y、および186Reを含む。
抗体および細胞傷害性剤のコンジュゲートは、N−スクシンイミジル−3−(2−ピリジルジチオール)プロピオネート(SPDP)、イミノチオラン(IT)、(ジメチルアジピミデートHClのような)イミドエステルの二機能的誘導体、(ジスクシンイミジルスベレートのような)活性エステル、(グルタルアルデヒドのような)アルデヒド、(ビス(p−アジドベンゾイル)ヘキサンジアミンのような)ビス−アジド化合物、(ビス−(p−ジアゾニウムベンゾイル)−エチレンジアミンのような)ビス−ジアゾニウム誘導体、(トリエン2,6−ジイソシアネートのような)ジイソシアネート、および(1,5−ジフルオロ−2,4−ジニトロベンゼンのような)ビス−活性フッ素化合物のような種々の二機能的蛋白質−カップリング剤を用いて作成される。例えば、リシンイムノトキシンは、Vitetta et al., Science 238:1098(1987)に記載されているようにして調製することができる。炭素−14−標識1−イソチオシアナトベンジル−3−メチルジエチレントリアミンペンタ酢酸(MX−DTPA)は、ラジオヌクレオチドの抗体へのコンジュゲーションのための例示的キレート化剤である(WO 94/11026参照)。
当業者であれば、広く種々の可能な部位を本発明の得られた抗体にカップリングさせることができるのを認識するであろう(例えば、ここに引用してその全内容を援用する、「Conjugate Vaccines」, Contributions to Microbiology and Immunology, J.M.Cruse and R.E.Lewis, Jr(編), Cargar Press, New York, (1989)参照)。
カップリングは、抗体および他の部位がそれらの各活性を保有する限りは、2つの分子に結合するであろういずれの化学反応によって達成することもできる。この結合は多くの化学メカニズム、例えば、共有結合、アフィニティー結合、インターカレーション、配位結合および複合体化を含むことができる。しかしながら、好ましい結合は共有結合である。共有結合は存在する側鎖の直接的縮合によって、あるいは外部ブリッジング分子の取り込みによって達成することができる。多くの二価または多価連結剤は、本発明の抗体のような蛋白質分子を他の分子にカップリングさせるのに有用である。例えば、代表的なカップリング剤はチオエステル、カルボジイミド、スクシンイミドエステル、ジイソシアネート、グルタルアルデヒド、ジアゾベンゼンおよびヘキサメチレンジアミンのような有機化合物を含むことができる。このリストは、当該分野で知られた種々のクラスのカップリング剤に限定されることを意図せず、むしろ、より通常のカップリング剤の例である(Killen and Lindstrom, Jour.Immun.133:1335−2549(1984);Jansen et al., Immunological Reviews 62:185−216(1982);およびVitetta et al., Science 238:1098(1987)参照)。
好ましいリンカーは文献に記載されている(例えば、MBS(M−マレイミドベンゾイル−N−ヒドロキシスクシンイミドエステル)の使用を記載するRamakrishnan, S.et al., Cancer Res.44:201−208(1984)参照)。また、オリゴペプチドリンカーによって抗体にカップリングしたハロゲン化アセチルヒドラジン誘導体の使用を記載する米国特許第5,030,719号も参照されたし。特に好ましいリンカーは(i)EDC(1−エチル−3−(3−ジメチルアミノ−プロピル)カルボジイミド塩酸塩;(ii)SMPT(4−スクシンイミジルオキシカルボンリウ−アルファ−メチル−アルファ−(2−ピリジル−ジチオ)−トルエン(Pierce Chem.Co., カタログ(21558G);(iii)SPDP(スクシンイミジル−6[3−(2−ピリジルジチオ)プロピオンアミド]ヘキサノエート(Pierce Chem.Co., カタログ番号21651G);(iv)スルホ−LC−SPDP(スルホスクシンイミジル6[3−(2−ピリジルジチオ)−プロピアナミド]ヘキサノエート(Pierce Chem. Co.カタログ番号2165−G);および(v)EDCにコンジュゲートしたスルホ−NHS(N−ヒドロキシスルホ−スクシンイミド:Pierce Chem.Co.,カタログ番号24510)を含む。
前記したリンカーは異なる属性を有する成分を含有し、かくして、異なる物理化学的特性を持つコンジュゲートに導く。例えば、アルキルカルボキシレートのスルホ−NHSエステルは芳香族カルボキシレートのスルホ−NHSエステルよりも安定である。NHSエステル含有リンカーはスルホ−NHSエステルよりも溶解性が低い。さらに、リンカーSMPTは立体的に障害を受けたジスルフィド結合を含み、増大した安定性を持つコンジュゲートを形成することができる。ジスルフィド結合は、一般には、他の結合よりも安定性は低い。なぜならば、ジスルフィド結合はインビトロで切断され、利用できる少ないコンジュゲートをもたらすからである。スルホ−NHSは、特に、カルボジイミドカップリングの安定性を増強させることができる。(EDCのような)カルボジイミドカップリングは、スルホ−NHSと組み合わせて用いた場合、カルボジイミドカップリング反応単独よりも加水分解に対して抵抗性であるエステルを形成する。
本明細書中に開示された抗体はイムノリポソームとして処方することもできる。上記抗体を含有するリポソームは、Epstein et al., Proc.Natl.Acad.Sci.USA, 82:3688(1985);Hwang et al., Proc.Natl.Acad.Sci.USA, 77:4030(1980);および米国特許第4,485,045号および第4,544,545号に記載されたような、当該分野で公知の方法によって調製される。増強された循環時間を持つリポソームは米国特許第5,013,556号に開示されている。
特に有用なリポソームは、ホスファチジルコリン、コレステロール、およびPEG誘導体化ホスファチジルエタノールアミン(PEG−PE)を含む脂質組成物での逆相蒸発方法によって作成することができる。リポソームは規定されたポアサイズのフィルターを通して押し出して、所望の直径を持つリポソームを得る。本発明の抗体のFab’フラグメントは、ジスルフィド−相互交換反応を介して、Martin et al., J.Biol.Chem.,257:286−288(1982)に記載されたリポソームにコンジュゲートすることができる。
(TLR4/MD2複合体に対する抗体およびTLR4に対する抗体の使用)
本発明による治療体の投与は適当なキャリア、賦形剤、および改良された移動、送達、許容性などを供するために処方に配合される他の剤と共に投与されることは認識されるであろう。多数の適当な処方が全ての医薬化学者に知られた処方書:Remington’s Pharmaceutical Sciences(第15版, Mack Publishing Company, Easton, PA(1975))、特に、Blaug, Seymourによるその中の87章に見出すことができる。これらの処方は、例えば、粉末、ペースト、軟膏、ゼリー、ワックス、油、脂質、(LipofectinTMのような)脂質(カチオン性またはアニオン性)含有小胞、DNAコンジュゲート、無水吸収ペースト、水中油型および油中水型エマルジョン、エマルジョンカルボワックス(種々の分子量のポリエチレングリコール)、半固体ゲル、およびカルボワックスを含有する半固体混合物を含む。前記した混合物のいずれも本発明に従って処置および療法で適当であり得るが、但し、処方中の有効成分は処方によって不活化されず、かつ処方は投与の経路に生理学的に適合し、許容されるものとする。また、医薬化学者によく知られた処方、賦形剤およびキャリアに関するさらなる情報については、Baldrick P.「Pharmaceutical excipient development:the need for preclinical guidance.」 Regul,Toxicol Pharmacol.32(2):210−8(2000), Wang W.「Lyophilization and development of solid protein pharmaceuticals」 Int.J.Pharm.203(1−2):1−60(2000), Charman WN「Lipids, lipophilic drugs, and oral drug delivery−some emersing concepts.」 J Pharm Sci.89(8):967−78(2000), Powell et al.「Compendium of excipients for parenteral formulations」PDA J Pharm Sci Technol.52:238−311(1998)およびその引例を参照されたし。
本発明のモノクローナル抗体を含む本発明の治療処方を用いて、免疫−関連障害に関連する症状を治療し、または軽減する。また、本発明は、免疫−関連障害に関連する症状を治療または軽減する方法も提供する。治療計画は、被験体、例えば、免疫−関連障害に罹った(またはそれを発症する危険性がある)ヒト患者を標準的な方法を用いて同定することによって行われる。
LPS誘導IL−8を阻害することができる本発明の抗体は、例えば、微生物産物(例えば、LPS)によって誘導された急性炎症および敗血症のような障害、および例えば、慢性閉塞性肺疾患および喘息のようなこの急性炎症から生起した亢進の治療において有用な治療ツールである(ここに引用してその全体を援用する、O’Neill, Curr.Opin.Pharmacol.3:396−403(2003)参照)。そのような抗体は、神経変性自己免疫疾患を治療するのにも有用である(ここに引用してその全体を援用する、Lehnardt et al., Proc.Natl.Acad.Sci.USA 100:8514−8519(2003))。
加えて、本発明の抗体は、例えば、TLR4をトリガーする内因性可溶性「ストレス」因子を誘導する機械的ストレスによって引き起こされる変形性関節症のような疾患の治療において治療試薬としても有用である。内因性可溶性ストレス因子は、例えば、Hsp60(Ohashi et al., J.Immunol.164:558−561(2000)参照)およびフィブロネクチン(Okamura et al., J.Biol.Chem.276:10229−10233(2001)参照)およびヘパラン硫酸、ヒアルロナン、gp96、β−ディフェンシン−2または界面活性剤プロテインA(例えば、その各々をここに引用してその全体を援用する、Johnson et al., Crit.Rev.Immunol.,23(1−2):15−44(2003)参照)を含む。本発明の抗体は、例えば、レスピレーター、ベンチレーターおよび他の呼吸−デバイス援助に置かれた被験体および患者に関連する機械的ストレスのような機械的なストレスに関連する種々の障害の治療でも有用である。例えば、本発明の抗体は、換気−関連肺損傷(「VALI」)ともいわれるベンチレーター誘導肺損傷(「VILI」)の治療で有用である。
TLR4機能の阻害が有益であり得る他の疾患領域は、例えば、慢性炎症(例えば、アレルギー疾患および喘息に関連する慢性炎症)、自己免疫疾患(例えば、炎症性腸疾患)およびアテローム性動脈硬化症を含む(ここに引用してその全体を援用する、O’Neill, Curr.Opin.Pharmacol.3:396−403(2003)参照)。
これらの免疫−関連障害に関連する症状は、例えば、しばしば炎症領域に局所化される、炎症、発熱、一般的倦怠感、発熱、疼痛、速い脈拍、関節疼痛または苦痛(関節痛)、速い呼吸または他の異常な呼吸パターン、悪寒、混濁、見当識障害、動揺、眩暈、咳、呼吸困難、肺感染、心不全、呼吸不全、浮腫、体重増加、粘液膿性再発、悪液質、ぜん鳴、頭痛、および例えば、腹部疼痛、下痢または便秘のような腹部症状を含む。
治療の効率は、特定の免疫−関連障害を診断または治療するためのいずれかの公知の方法に関連させて判断される。免疫−関連障害の1以上の症状の軽減は、上記抗体が臨床的利益を付与することを示す。
所望の特異性を保有する抗体をスクリーニングする方法は、限定されるものではないが、酵素結合免疫吸着検定法(ELISA)および当該分野で知られた他の免疫学的媒介技術を含む。
TLR4/MD−2複合体に対して向けられた、またはMD−2(またはそのフラグメント)と複合体化していない場合のTLR4に対する抗体は、(例えば、適当な生理学的試料内でのTLR4/MD−2複合体またはTLR4のレベルを測定するのに用いる、診断方法で用いる、蛋白質をイメージングするのに用いるなどの)TLR4/MD−2複合体またはTLR4の突き止めおよび/または定量に関連する当該分野で知られた方法で用いることができる。与えられた実施形態において、TLR4/MD−2複合体、またはTLR4に特異的な抗体、または抗体由来抗原結合ドメインを含有する、その誘導体、フラグメント、アナログまたはホモログは薬理学的に活性な化合物(以下、「治療剤」という)として利用される。
TLR4/MD−2複合体またはTLR4に対して特異的な抗体を用いて、免疫アフィニティークロマトグラフィーまたは免疫沈澱のような標準的な技術によってTLR4/MD−2複合体、またはTLR4ポリペプチドを単離することができる。TLR4/MD−2複合体またはTLR4蛋白質に対して向けられた抗体(またはそのフラグメント)を診断に用いて、臨床テスト手法の一部として組織における蛋白質レベルをモニターし、例えば、与えられた治療計画の効率を判断することができる。検出は、抗体を検出可能な物質にカップリングさせる(すなわち、物理的に連結させる)ことによって容易とすることができる。検出可能な物質の例は種々の酵素、補欠分子族、蛍光物質、ルミネセント物質、バイオルミネセント物質、および放射性物質を含む。適当な酵素の例はホースラディッシュペルオキシダーゼ、アルカリ性ホスファターゼ、β−ガラクトシダーゼ、またはアセチルコリンエステラーゼを含み;適当な補欠分子族の例はストレプトアビジン/ビオチンおよびアビジン/ビオチンを含み;適当な経口物質の例はウンベリフェロン、フルオレセイン、フルオレセインイソチオシアネート、ローダミン、ジクロロトリアジニルアミンフルオレセイン、塩化ダンシルまたはフィコエリスリンを含み;ルミネセント物質の例はルミノールを含み;バイオルミネセント物質の例はルシフェラーゼ、ルシフェリンおよびアクオリンを含み;および適当な放射性物質の例は125I、131I、35SまたはHを含む。
ポリクローナル、モノクローナル、ヒト化および十分にヒト化抗体を含めた本発明の抗体は治療剤として用いることができる。そのような剤は、一般には、被験体において異常なTLR4シグナル伝達に関連する疾患または病理を治療または予防するのに使用される。抗体調製物、好ましくは、その標的抗原に対して高い特異性および高い親和性を有するものを被験体に投与し、それは一般には標的とのその結合のため効果を有する。抗体の投与は標的(例えば、TLR4/MD−2複合体)のシグナル伝達機能を妨げ、または阻害し、またはそれに干渉することができる。抗体の投与は、それに対して天然で結合する内因性リガンド(例えば、TLR4またはMD−2アクセサリー蛋白質)との標的(例えば、TLR4)の結合を妨げ、または阻害し、それに干渉することができる。例えば、抗体は標的に結合し、LPS誘導IL−8産生を中和する。
治療上有効量の本発明の抗体は、一般には、治療目的を達成するのに必要な量に関する。前記したように、これは、抗体およびその標的抗原の間の結合相互作用であり得、これは、ある場合には、標的の機能化に干渉する。投与するのに必要な量は、さらに、その特異的抗原に対する抗体の結合親和性に依存し、また、投与される抗体がそれが投与される他の被験体の遊離容量から枯渇する速度にも依存するであろう。本発明の抗体または抗体フラグメントの治療上有効用量の通常の範囲は、非限定的例であるが、約0.1mg/kg体重ないし約50mg/kg体重とすることができる。通常の投与頻度は、例えば、毎日2回ないし1週間に1回の範囲とすることができる。
本発明のTLR4/MD−2複合体またはTLR4蛋白質に特異的に結合する抗体またはそのフラグメントは、薬学的組成物の形態で、異常なLPSシグナル伝達に関連する障害の治療で投与することができる。そのような組成物を調製するに関与する原理および考慮、ならびに成分の選択におけるガイダンスは、例えば、Remington:The Science And Practice Of Pharmacy第19版(Alfonso R.Gennaro, et al.編集者) Mack Pub.Co., Easton, Pa.:1995;Drug Absorption Enhancement:Concepts, Possibilities, Limitations, And Trends, Harwood Academic Publishers, Langhorne, Pa., 1994;およびPeptide And Protein Drug Delivery (Advances In Parenteral Sciences, Vol.4), 1991, M.Dekker, New Yorkで供される。
抗体フラグメントを用いる場合、標的蛋白質の結合ドメインに特異的に結合する最小阻害フラグメントが好ましい。例えば、抗体の可変領域配列に基づき、標的蛋白質配列に結合する能力を保有するペプチド分子を設計することができる。そのようなペプチドは組換えDNA技術によって化学的に合成し、および/または産生することができる。(例えば、Marasco et al., Proc.Natl.Acad.Sci.USA, 90:7889−7893(1993)参照)。上記処方は、治療すべき特定の適応症の必要に応じて1以上の活性化合物、好ましくは、相互に悪影響しない補足的活性を持つものを含有することもできる。別法として、またはそれに加えて、組成物は、例えば、細胞傷害性剤、サイトカイン、化学療法剤、または成長−阻害剤のような、その機能を増強させる剤を含むことができる。そのような分子は、適切には、意図した目的で効果的な量で組み合わせて存在させる。
有効成分は、例えば、コアセルベーション技術によって、または界面重合法によって調製された、マイクロカプセル、例えば、ヒドロキシメチルセルロースまたはゼラチン−マイクロカプセルおよびポリ−(メチルメタクリレート)マイクロカプセルに、各々、コロイド薬物送達システム(例えば、リポソーム、アルブミンマイクロスフィア、マイクロエマルジョン、ナノ−粒子、およびナノカプセル)に、またはマクロエマルジョンに捕獲することもできる。
インビボ投与で用いるべき処方は滅菌されていなければならない。これは、滅菌濾過膜を介する濾過によって容易に達成される。
持続−放出製剤を調製することができる。持続−放出製剤の適当な例は抗体を含有する固体疎水性ポリマーの半浸透性マトリックスを含み、そのマトリックスは成型品、例えば、フィルムまたはマイクロカプセルの形態である。持続−放出マトリックスの例はポリエステル、ヒドロゲル(例えば、ポリ(2−ヒドロキシエチル−メタクリレート)、またはポリ(ビニルアルコール))、ポリラクチド(米国特許第3,773,919号)、L−グルタミン酸およびγエチル−L−グルタメートのコポリマー、非−分解性エチレン−酢酸ビニル、LUPRON DEPOTTM(乳酸−グリコール酸コポリマーおよびリュープロライド酢酸から構成される注射マイクロスフィア)のような分解性乳酸−グリコール酸コポリマー、およびポリ−D−(−)−3−ヒドロキシ酪酸を含む。エチレン−酢酸ビニルおよび乳酸−グリコール酸のようなポリマーは100日にわたる分子の放出を可能とするが、ある種のヒドロゲルはより短い時間の間蛋白質を放出する。
本発明による抗体は試料中のTLR4/MD−2複合体またはTLR4蛋白質(またはその蛋白質フラグメント)の存在を検出するための剤として用いることができる。いくつかの実施形態において、抗体は検出可能な標識を含有する。抗体はポリクローナル、より好ましくはモノクローナルである。無傷抗体、またはそのフラグメント(例えば、Fab、scFv、またはF(ab)2)を用いる。プローブまたは抗体に関連して、用語「標識された」は、検出可能な物質をプローブまたは抗体にカップリングさせる(すなわち、物理的に連結させる)ことによるプローブまたは抗体の直接的標識、ならびに直接的に標識されるもう1つの剤との反応性によるプローブまたは抗体の間接的標識を含むことを意図する。間接的標識の例は、蛍光−標識二次抗体を用いる一次抗体の検出、およびそれが蛍光−標識ストレプトアビジンで検出できるようなDNAプローブのビオチンでの末端−標識を含む。用語「生物学的試料」は、被験体から単離された組織、細胞および生物学的流体、ならびに被験体内に存在する組織、細胞および流体を含むことを意図する。従って、用語「生物学的試料」の用法内には、血液、および血清、血漿またはリンパ液を含めた血液の画分または成分が含まれる。すなわち、本発明の検出方法を用いて、生物学的試料中の分析物mRNA、蛋白質、またはゲノムDNAをインビトロならびにインビボで検出することができる。例えば、分析物mRNAの検出用のインビトロ技術はノーザンハイブリダイゼーションおよびインサイチュハイブリダイゼーションを含む。分析物蛋白質の検出用のインビトロ技術は酵素結合免疫吸着検定法(ELISA)、ウエスタンブロット、免疫沈澱、および免疫蛍光を含む。分析物ゲノムDNAの検出用のインビトロ技術はサザーンハイブリダイゼーションを含む。イムノアッセイを行うための手法は、例えば、「ELISA:Theory and Practice:Methods in Molecular Biology」, Vol.42, J.R.Crowther(編) Human Press, Totowa, NJ, 1995;「Immunoassay」, E.Diamandis and T.Christopoulus, Academic Press, Inc.,San Diego, CA, 1996;および「Practice and Theory of Enzyme Immunoassays」, P.Tijssen, Elsevier Science Publishers, Amsterdam, 1985に記載されている。さらに、分析物蛋白質の検出用のインビボ技術は、被験体に標識された抗−分析物蛋白質抗体を導入することを含む。例えば、抗体は、被験体におけるその存在および位置を標準的なイメージング技術によって検出することができる放射性マーカーで標識することができる。
(キメラポリペプチド)
本発明のキメラポリペプチドは一緒に作動可能に連結された第一および第二のドメインを含む。第一のドメインはtoll様レセプターポリペプチドの少なくとも部分を含み、他方、第二のドメインはMDアクセサリー蛋白質の少なくとも部分を含む。第一および第二のドメインはペプチド中でいずれかの順序で起こることができ、上記ペプチドは各ドメインの1以上を含むことができる。キメラ蛋白質は、toll様レセプターポリペプチドまたはMDアクセサリー蛋白質の少なくとも1つの生物学的に活性な部分を含む。キメラペプチドは可溶性である。可溶性とは、流体に溶解する能力を意味する。
「toll様レセプターポリペプチド」とは、toll様レセプターポリペプチドの少なくとも部分に対応するアミノ酸配列を有するポリペプチドをいう。toll様レセプターポリペプチドは、例えば、TLR1ないし10およびPR105を含む。toll様レセプターポリペプチド、および/またはtoll様レセプターポリペプチドをコードする核酸は、当該分野で知られ、例えば、ここに引用してその全体を援用する、GenBank受託番号(CAH72620;CAH72619;NP 003254;NP 003255;NP 003259;NP 006059;NP 057646;NP 003256;AAH33651;CAD99157;AAM23001;BAB43955;AAF05316;AAK26744;AAF78037;AAF78036;AAF78035;BAB19259;AAF64061;AAF60188;AAF89753;AAF07823;BAA78631;AAC34135;AAC34134;AAC34133;AAC34137)に記載されているtoll様レセプターポリペプチドコーディング配列を用いて構築することができる。キメラ蛋白質内では、toll様レセプターポリペプチドはtoll様レセプターポリペプチドの全てまたは部分に対応することができる。好ましくは、toll様レセプターポリペプチドは上記ポリペプチドの細胞外部分を含む。
「MDアクセサリー蛋白質」とは、MDアクセサリー蛋白質の少なくとも部分に対応するアミノ酸配列を有するポリペプチドをいう。MD蛋白質は、例えば、MD−1またはMD−2である。MDアクセサリー蛋白質、および/またはMDアクセサリー蛋白質をコードする核酸は、当該分野で知られ、かつ例えば、GenBank受託番号O95711(MD−1);AAC98152(MD−1);Q9Y6Y9(MD−2);NP 056179(MD−2);AAH20690(MD−2);およびBAA78717(MD−2)に記載されているMDアクセサリー蛋白質コーディング配列を用いて構築することができる。例示的なMDアクセサリー蛋白質および核酸配列は図32A、32B、33Aおよび33Bに示されている。キメラ蛋白質内では、MDアクセサリー蛋白質はMDアクセサリー蛋白質の全てまたは部分に対応することができる。
キメラ蛋白質は1以上のさらなる部位に連結させることができる。例えば、キメラ蛋白質は、加えて、GST融合蛋白質に連結させることができ、そこでは、糖蛋白質Ibα融合蛋白質配列がGST(すなわち、グルタチオンS−トランスフェラーゼ)配列のC−末端に融合されている。そのような融合蛋白質はキメラ蛋白質の精製を容易とすることができる。
もう1つの実施形態において、キメラ蛋白質は、そのN−末端において異種シグナル配列(すなわち、toll様レセプターポリペプチドまたはMDアクセサリー蛋白質核酸によってコードされたポリペプチドには存在しないポリペプチド配列)を含む。例えば、天然toll様レセプターポリペプチド配列を除去し、もう1つの蛋白質からのシグナル配列で置き換えることができる。ある種の宿主細胞(例えば、哺乳動物宿主細胞)においては、キメラ蛋白質の発現および/または分泌は異種シグナル配列の使用を通じて増加させることができる。
本発明のキメラ蛋白質は標準的な組換えDNA技術によって産生することができる。例えば、異なるポリペプチド配列をコードするDNAフラグメントを、例えば、連結用の平滑−末端またはスタガー−末端、適当な末端を供するための制限酵素消化、適切な粘着末端のフィリング−イン、望ましくない連結を回避するためのアルカリ性ホスファターゼ処理、および酵素連結を使用することによって、慣用的技術に従って一緒にイン・フレーム連結される。もう1つの実施形態において、融合遺伝子は、自動DNAシンセサイザーを含めた慣用的技術によって合成することができる。別法として、遺伝子フラグメントのPCR増幅は、2つの連続遺伝子フラグメントの間の相補的突出を生起させるアンカープライマーを用いて行うことができ、これは、引き続いて、アニールし、再度増幅して、キメラ遺伝子配列を作成することができる(例えば、Ausubel et al.(編) CURRENT PROTOCOLS IN MOLECULAR BIOLOGY, John Wiley & Sons, 1992参照)。さらに、融合部位(例えば、免疫グロブリン重鎖のFc領域)をコードする多くの発現ベクターが商業的に入手可能である。糖蛋白質Ibαコーディング核酸を、融合部位が免疫グロブリン蛋白質にイン−フレーム連結されるように、そのような発現ベクターにクローン化することができる。
キメラ蛋白質内では、用語「作動可能に連結した」とは、第一および第二のポリペプチドが、toll様レセプターポリペプチドおよびMDアクセサリー蛋白質に関連する少なくとも1つの機能を可能とするように(最も典型的には、ペプチド結合のような共有結合を介して)化学的に連結されることを示すよう意図される。キメラ蛋白質をコードする核酸をいうように用いる場合、用語作動可能に連結されたは、toll様レセプターポリペプチドまたはMDアクセサリー蛋白質をコードする核酸が相互にイン・フレーム融合することを意味する。MDアクセサリー蛋白質は、toll様レセプターポリペプチドのN−末端またはC−末端に融合させることができる。所望により、toll様レセプターポリペプチドおよびMDアクセサリー蛋白質はスペーサーアームを介して連結される。スペーサーアームは分子内柔軟性を提供し、あるいはコンジュゲートされた部位の間の分子内距離を調整し、それにより、生物学的活性を維持するのを助けることができる。スペーサーアームは、スペーサーアミノ酸、例えば、プロリン、セリンまたはグリシンを含むポリペプチド部位の形態であってよい。好ましくは、toll様レセプターポリペプチドおよびMDアクセサリー蛋白質は柔軟性グリシン/セリンリンカーを介して連結される。別法として、スペーサーアームは「長鎖SPDP」のような架橋試薬の部分であってよい(Pierce Chem.Co., Rockford, IL.,カタログ番号21651 H)。
好ましい実施形態において、toll様レセプターポリペプチドおよびMDアクセサリー蛋白質は当該分野で知られたいずれかの適当な方法で化学的カップリングによって連結される。多くの公知の化学架橋方法は非特異的であり、すなわち、それらはtoll様ポリペプチドまたはMDアクセサリー蛋白質上のいずれかの特定の部位へのカップリングの点を指令しない。その結果、非特異的架橋剤の使用は機能的部位または立体的ブロック活性部位を攻撃することができ、コンジュゲートした蛋白質を生物学的に不活性とする。
カップリング特異性を増大させる1つの方法は、架橋すべきポリペプチドの一方または双方において1回または数回のみ見出される官能基への化学カップリングを指令することである。例えば、多くの蛋白質においては、チオール基を含有する唯一の蛋白質アミノ酸であるシステインは数回のみ起こる。また、例えば、もしポリペプチドがリシン残基を含有しないならば、第一級アミンに特異的な架橋剤はそのポリペプチドのアミノ末端に対して選択的であろう。カップリング特異性を増大させるためのこのアプローチの成功した利用は、ポリペプチドが、分子の生物学的活性の喪失なくして改変することができる分子の領域に適当に稀であって反応性の残基を有することを要求する。
システイン残基は、それが、架橋反応におけるその参画がそうでなければ生物学的活性に干渉するであろうポリペプチド配列の一部で起これば置き換えることができる。システイン残基が置き換えられると、それは、典型的には、ポリペプチド折り畳みにおける結果としての変化を最小化するのに望ましい。ポリペプチド折畳みの変化は、置き換えがシステインに化学的かつ立体的に同様である場合に最小化される。これらの理由で、セリンはシステインに代えての置き換えとして好ましい。後に実施例で示すように、システイン残基は、架橋目的でポリペプチドのアミノ酸配列に導入することができる。システイン残基を導入する場合、アミノまたはカルボキシ末端における、またはその近くの導入が好ましい。注目するポリペプチドが化学合成または組換えDNAの発現によって生じるか否かを問わず、慣用的な方法がそのようなアミノ酸配列の修飾で利用できる。
2つの構成要素のカップリングはカップリングまたはコンジュゲーティング剤を介して達成することができる。利用することができるいくつかの分子間架橋剤がある。例えば、Means and Feeney, CHEMICAL MODIFICATION OF PROTEINS, Holden−Day, 1974, pp.39−43参照。これらの試薬の中には、例えば、3−(2−ピリジルジチオ)プロピオン酸J−スクシンイミジル(SPDP)またはN,N’−(1,3−フェニレン)ビスマレイミド(その双方はスルフヒドリル基に対して高度に特異的であって、不可逆的結合を形成する);N,N’−エチレン−ビス−(ヨードアセタミド)または(比較的スルフヒドリル基に対して特異的である)6ないし11炭素のメチレンブリッジを有する他のそのような試薬;(アミノおよびチロシン基とで不可逆的結合を形成する)1,5−ジフルオロ−2,4−ジニトロベンゼンがある。この目的で有用な他の架橋試薬は:(アミノおよびフェノール性基とで不可逆的架橋結合を形成する)p、p’−ジフルオロ−m、m’−ジニトロジフェニルスルホン;(アミノ基に対して特異的である)ジメチルアジピミデート;(主としてアミノ基と反応するフェノール−1,4−ジスルホニルクロライド;(主としてアミノ基と反応する)ヘキサメチレンジイソシアネートもしくはジイソチオシアネート、またはアゾフェニル−p−ジイソシアネート;(いくつかの異なる側鎖と反応する)グルタルアルデヒドおよび(主としてチロシンおよびヒスチジンと反応する)ジスジアゾベンジジンを含む。
架橋剤はホモ二機能的である、すなわち、同一反応を受ける2つの官能基を有することができる。好ましいホモ二機能的架橋剤はビスマレイミドヘキサン(「BMH」)である。BMHは2つのマレイミド官能基を含有し、これは、温和な条件(pH6.5ないし7.7)下でスルフヒドリル−含有化合物と特異的に反応する。2つのマレイミド基は炭化水素鎖によって連結される。従って、BMHは、システイン残基を含有するポリペプチドの不可逆的架橋で有用である。
架橋試薬はヘテロ二機能的であってもよい。ヘテロ二機能的架橋剤は異なる官能基、例えば、アミノ−反応性基およびチオール−反応性基を有し、これは、各々、遊離アミンおよびチオールを有する2つの蛋白質を架橋させるであろう。ヘテロ二機能的架橋剤の例はスクシンイミジル4−(N−マレイミドメチル)シクロヘキサン−1−カルボキシレート(「SMCC」)、m−マレイミドベンゾイル−N−ヒドロキシスクシンイミドエステル(「MBS」)、およびスクシンイミド4−(p−マレイミドフェニル)ブチレート(「SMPB」)、MBSの延長された鎖アナログである。これらの架橋剤のスクシンイミジル基は第一級アミンと反応し、チオール−反応性マレイミドはシステイン残基のチオールとで共有結合を形成する。
架橋剤は、しばしば、水に低い溶解性を有する。スルホネート基のような親水性部位を架橋試薬に加えて、その水溶解性を改良することができる。スルホ−MBSおよびスルホ−SMCCは水溶解性につき修飾された架橋試薬の例である。
多くの架橋試薬は、細胞条件下で本質的に非−切断性であるコンジュゲートを生じる。しかしながら、いくつかの架橋試薬は、細胞条件下で切断可能なジスルフィドのような共有結合を含有する。例えば、Traut試薬、ジチオビス(スクシンイミジルプロピオネート)(「DSP」)、および3−(2−ピリジルジチオ)プロピオン酸N−スクシンイミジル(「SPDP」)はよく知られた切断可能架橋剤である。切断可能架橋試薬の使用は、カーゴ部位が、標的細胞への送達後に輸送ポリペプチドから分離するのを可能とする。直接的ジスルフィド結合も有用であり得る。
前記したものを含めた多数の架橋試薬は商業的に入手可能である。それらの使用についての詳細な指令は商業的供給業者から容易に入手できる。蛋白質架橋およびコンジュゲート調製についての一般的文献はWong, CHEMISTRY OF PROTEIN CONJUGATION AND CROSS−LINKING, CRC Press(1991)である。
また、キメラペプチドおよびこれらのペプチドをコードする核酸の誘導体、フラグメント、ホモログ、アナログおよび変種も本発明に含まれる。核酸では、ここに供される誘導体、フラグメントおよびアナログは少なくとも6つの(連続)核酸の配列と定義され、それは特異的ハイブリダイゼーションを可能とするのに十分な長さを有する。アミノ酸では、ここに供される誘導体、フラグメントおよびアナログは少なくとも4つの(連続)アミノ酸の配列と定義され、これは、エピトープの特異的認識を可能とするのに十分な長さである。
フラグメントの長さは、それからキメラペプチド、またはそれをコードする核酸が由来する対応する全長核酸またはポリペプチドの長さ未満である。誘導体およびアナログは、もし誘導体またはアナログが修飾された核酸またはアミノ酸を含有するならば、全長、または全長以外であり得る。キメラペプチドの誘導体またはアナログは、例えば、同一サイズのアミノ酸配列よりも、あるいは当該整列が当該分野で知られたコンピュータ相同性プログラムによってなされる整列された配列と比較して、種々の実施形態において、少なくとも約30%、50%、70%、80%、または95%、98%、または99%さえだけ、ペプチドに対して実質的に相同である領域を含む分子を含む。例えば、配列同一性は、その中のデフォールトパラメーターにて、配列分析ソフトウェア(Sequence Analysis Software Package of the Genetics Computer Groups, University of Wisconsin Biotechnology Center, 1710 University Avenue, Madison, Wis.53705)を用いて測定することができる。
特定のポリペプチドが規定された長さの参照ポリペプチドに対して具体的パーセント同一性を有するといわれる場合、上記パーセント同一性は参照ペプチドに対するものである。かくして、100アミノ酸長である参照ポリペプチドに対して50%同一であるペプチドは、参照ポリペプチドの50アミノ酸長部分に対して完全に同一である50アミノ酸ポリペプチドであり得る。それは、その全長にわたって参照ポリペプチドに対して50%同一である100アミノ酸長ポリペプチドでもあり得る。もちろん、他のポリペプチドは同一基準を満足するであろう。
(薬学的組成物)
(本明細書中においては「活性化合物」ともいわれる)の抗体または可溶性キメラポリペプチド、およびその誘導体、フラグメント、アナログおよびホモログは投与に適した薬学的組成物に配合することができる。そのような組成物は、典型的には、抗体または可溶性キメラポリペプチドおよび薬学的に受容可能なキャリアを含む。本明細書中で用いるように、用語「薬学的に受容可能なキャリア」は、薬学的組成物に適合する、いずれかのおよび全ての溶媒、分散媒体、コーディング、抗菌および抗真菌剤、等張および吸収遅延剤などを含むことを意図する。適当なキャリアは、ここに引用して援用する、当該分野における標準的な参照テキストである、Remington’s Pharmaceutical Sciencesの最近の改訂版に記載されている。そのようなキャリアまたは希釈剤の好ましい例は、限定されるものではないが、水、セーライン、リンゲル液、デキストロース溶液、および5%ヒト血清アルブミンを含む。リポソーム、および不揮発性油のような非水性ビークルも用いることができる。医薬上活性な物質のためのそのような媒体および剤の使用は当該分野でよく知られている。いずれかの慣用的な媒体または剤が活性化合物に適合しないのを除き、組成物におけるその使用が考えられる。補助的活性化合物も組成物に配合することもできる。
本発明の薬学的組成物は、その意図した投与経路に適合するように処方される。投与経路の例は非経口、例えば、静脈内、皮内、皮下、経口(例えば、吸入)、経皮(すなわち、局所)、経粘膜、および直腸投与を含む。非経口、皮内、または皮下適用で用いる溶液または懸濁液は以下の成分を含むことができる:注射用水、生理食塩水、不揮発性油、ポリエチレングリコール、グリセリン、プロピレングリコールまたは他の合成溶媒のような滅菌希釈剤;ベンジルアルコールまたはメチルパラベンのような抗菌剤;アスコルビン酸または二亜硫酸ナトリウムのような抗酸化剤;エチレンジアミンテトラ酢酸(EDTA)のようなキレート化剤;酢酸、クエン酸またはリン酸および塩化ナトリウムまたはデキストロースのような等張性の調整のための剤のような緩衝液。pHは塩酸または水酸化ナトリウムのような酸または塩基で調整することができる。非経口製剤はガラスまたはプラスチックで作成されたアンプル、ディスポーザブルシリジまたは多用量バイアルに包むことができる。
注射用途に適した薬学的組成物は滅菌水性溶液(水溶性の場合)または分散液、および滅菌注射溶液または分散液の即席製剤用の滅菌粉末を含む。静脈内投与では、適当なキャリアは生理食塩水、細菌増殖抑制水、Cremophor ELTM(BASF, Parsippany, N.J.)またはリン酸緩衝化生理食塩水(PBS)を含む。全ての場合、組成物は滅菌されていなければならず、容易なシリンジ性が存在する程度まで流動的でなければならない。それは製造および貯蔵の条件下で安定でなければならず、細菌および真菌のような微生物の汚染作用に対して維持されなければならない。キャリアは、例えば、水、エタノール、ポリオール(例えば、グリセロール、プロピレングリコール、および液体プロピレングリコールなど)、およびその適当な混合液を含有する溶媒または分散媒体であり得る。適当な流動性は、例えば、レシチンのようなコーティングの使用によって、分散液の場合の必要な粒子サイズの維持によって、および界面活性剤の使用によって維持することができる。微生物の作用の防止は、種々の抗菌および抗真菌剤、例えば、パラベン、クロロブタノール、フェノール、アスコルビン酸、チメロザールなどによって達成することができる。多くの場合、等張剤、例えば、糖、マンニトール、ソルビトールのようなポリアルコール、塩化ナトリウムを組成物中に含むのが好ましいであろう。注射組成物の延長された吸収は、吸収を遅延させる剤、例えば、モノステアリン酸アルミニウムおよびゼラチンを組成物中に含むことによって実現することができる。
滅菌注射溶液は、必要な量の活性化合物を、前記で例示した成分の1つまたは組合せを含む適当な溶媒に配合し、必要であれば、続いて濾過滅菌することによって調製することができる。一般には、分散液は、基本的分散媒体および前記で例示したものからの必要な他の成分を含有する滅菌ビークルに活性化合物を配合することによって調製される。滅菌注射溶液の調製用の滅菌粉末の場合には、調製の方法は真空乾燥および凍結乾燥であり、これは、その先に滅菌濾過された溶液から、有効成分+いずれかのさらなる所望の成分粉末を生じさせる。
経口組成物は、一般には、不活性な希釈剤または食用キャリアを含む。それらはゼラチンカプセルに包み、または錠剤に圧縮することができる。経口治療投与の目的では、活性化合物は賦形剤と共に配合することができ、錠剤、トローチまたはカプセルの形態で用いられる。経口組成物は、マウスウォッシュとして用いられる流体キャリアを用いて調製することもでき、ここに、流体キャリア中の化合物は経口適用され、ぐちゅぐちゅし、吐き出し、または飲み込む。医薬上適合する結合剤、および/またはアジュバント物質を組成物の一部として含めることができる。錠剤、丸剤、カプセル、トローチなどは以下の成分のいずれか、または同様な性質の化合物を含有することができる:マイクロクリスタリンセルロース、トラガカントガム、またはゼラチンのようなバインダー;澱粉またはラクトースのような賦形剤、アルギン酸、Primogel、またはトウモロコシ澱粉のような崩壊剤;ステアリン酸マグネシウムまたはSterotesのような滑沢剤;コロイド状二酸化ケイ素のようなグライダント;スクロースまたはサッカリンのような甘味剤;またはペパーミント、サリチル酸メチル、またはオレンジフレーバーのようなフレーバー剤。
吸入による投与では、化合物は、適当なプロペラント、例えば、二酸化炭素のようなガスを含有する圧縮容器またはディスペンサー、またはネビュライザーからのエアロゾルスプレーの形態で送達される。
全身投与は経粘膜または経皮手段によることもできる。経粘膜または経皮投与では、浸透すべきバリアに対して適当な浸透剤が処方で用いられる。そのような浸透剤は一般には当該分野で知られており、例えば、経粘膜投与では、洗剤、胆汁塩、およびフシジン酸誘導体を含む。経粘膜投与は鼻スプレーまたは坐薬の使用を通じて達成することができる。経皮投与では、活性化合物は、当該分野で一般的に知られた軟膏、膏薬、またはクリームに処方される。
化合物は(例えば、カカオバターおよび他のグリセライドのような慣用的坐薬基剤を含む)坐薬、または直腸投与のための保持浣腸の形態で調製することもできる。
1つの実施形態において、活性化合物は、インプラントおよびマイクロカプセル化送達システムを含めた、制御放出処方のような、身体からの迅速な排出に対して化合物を保護するであろうキャリアで調製される。エチレン酢酸ビニル、ポリアンヒドリド、ポリグリコール酸、コラーゲン、ポリオルトエステル、およびポリ乳酸のような生分解性の生体適合性ポリマーを用いることができる。そのような処方の調製方法は当業者に明らかであろう。上記物質はAlza CorporationおよびNova Pharmaceuticals, Inc.から商業的に得ることもできる。(ウイルス抗原に対するモノクローナル抗体で感染された細胞に標的化されるリポソームを含めた)リポソーム懸濁液を薬学的に受容可能なキャリアとして用いることもできる。これらは、例えば、米国特許第4,522,811に記載されたように、当業者に知られた方法に従って調製することができる。
経口または非経口組成物を、投与の容易性および用量の均一性のため投与単位形態に処方するのが特に有利である。本明細書中で用いる投与単位形態とは、治療すべき被験体のための単位の用量として適した物理的に区別されるユニットをいい;各ユニットは、必要な医薬キャリアと関連して所望の治療効果を生じるように計算された活性化合物の所定の量を含有する。本発明の投与単位形態のための規格は、活性化合物のユニークな特徴および達成すべき特定の治療効果、および個体の治療用のそのような活性化合物を調合する分野に固有の制限によって直接指令され、かつそれに直接依存する。
薬学的組成物は投与用の指令書と共に容器、パックまたはディスペンサーに含めることができる。
(スクリーニング方法)
本発明は、モジュレーター、すなわち、MD−2アクセサリー蛋白質へのTLR4の結合を変調し、またはそうでなければそれに干渉する候補またはテスト化合物または剤(例えば、ペプチド、ペプチドミメティックス、小分子または他の薬物)、またはTLR4および/またはTLR4/MD−2複合体のシグナル伝達機能を変調する、またはそうでなければそれに干渉する候補またはテスト化合物または剤を同定するための(ここでは「スクリーニングアッセイ」ともいわれる)方法を提供する。また、異常なLPS−シグナル伝達に関連する障害を治療するのに有用な化合物を同定する方法も提供される。本発明は、ここに記載するスクリーニングアッセイにおいて同定される化合物も含む。
1つの実施形態において、本発明は、TLR4/MD−2複合体のシグナル伝達機能および/またはTLR4およびMD−2の間の相互作用を変調する候補またはテスト化合物をスクリーニングするためのアッセイを提供する。本発明のテスト化合物は:生物学的ライブラリー;空間的にアドレス可能な平行固相または液相ライブラリー;デコンボリューションを必要とする合成ライブラリー方法;「ワン−ビーズワン−化合物」ライブラリー方法;アフィニティークロマトグラフィー選択を用いる合成ライブラリー方法を含めた、当該分野で知られたコンビナトーリアルライブラリー方法における多数のアプローチのいずれかを用いて得ることができる。生物学的ライブラリーアプローチはペプチドライブラリーに限定されており、他方、他の4つのアプローチはペプチド、非−ペプチドオリゴマーまたは化合物の小分子ライブラリーに適用可能である(例えば、Lam, 1997.Anticancer Drug Design 12:145参照)。
本明細書中で用いる「小分子」は、約5kD未満の、最も好ましくは約4kD未満の分子量を有する組成物をいうことを意味する。小分子は、例えば、核酸、ペプチド、ポリペプチド、ペプチドミメティックス、炭水化物、脂質または他の有機もしくは無機分子であり得る。真菌、細菌または海藻抽出物のような化学および/または生物学的混合物のライブラリーは当該分野で知られており、本発明のアッセイのいずれかでスクリーニングすることができる。
分子ライブラリーの合成用の方法の例は当該分野で、例えば、DeWitt, et al., 1993.Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.90:6909;Erb, et al., 1994.Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.91:11422;Zuckermann, et al., 1994.J.Med.Chem.37:2678;Cho, et al., 1993.Science 261:1303;Carrell, et al., 1994.Angew.Chem.Int.Ed.Engl.33:2059;Carell, et al., 1994.Angew.Chem.Int.Ed.Engl.33:2061;およびGallop, et al., 1994.J.Med.Chem.37:1233に見出すことができる。
化合物のライブラリーは溶液中(例えば、Houghten, 1992.Biotechniques 13:412−421参照)、またはビーズ上(Lam, 1991.Nature 354:82−84)、チップ上(Fodor, 1993.Nature 364:555−556参照)、細菌(米国特許第5,223,409号)、胞子(米国特許第5,233,409号参照)、プラスミド(Cull, et al., 1992.Proc.Natl.Acad.Sci.USA 89:1865−1869参照)、またはファージ上(Scott and Smith, 1990.Science 249:386−390;Devlin, 1990.Science 249;404−406;Cwirla, et al., 1990.Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.87:6378−6382;Felici, 1991.J.Mol.Biol.222:301−310;および米国特許第5,233,409号参照)に供することができる。
1つの実施形態において、候補化合物を抗体−抗原複合体に導入し、候補化合物が抗体−抗原複合体を破壊するか否かを決定し、そこでは、この複合体の破壊は、候補化合物がTLR4/MD−2複合体のシグナル伝達機能および/またはTLR4およびMD−2の間の相互作用を変調することを示す。例えば、抗体はモノクローナル抗体18H10であって、抗原はTLR4/MD−2複合体である。別法として、モノクローナル抗体は16G7または15C1または7E3であって、抗原はTLR4/MD−2複合体またはTLR4である。
もう1つの実施形態において、TLR4/MD−2複合体が提供され、少なくとも1つの中和モノクローナル抗体に暴露される。抗体−抗原複合体の形成が検出され、1以上の候補化合物が複合体に導入される。もし1以上の候補化合物の導入に続いて抗体−抗原複合体が破壊されれば、候補化合物は異常なLPS−シグナル伝達に関連する障害を治療するのに有用である。
もう1つの実施形態において、本発明の可溶性キメラ蛋白質が提供され、少なくとも1つの中和モノクローナル抗体に暴露される。抗体−抗原複合体の形成が検出され、1以上の候補化合物が複合体に導入される。もし1以上の候補化合物の導入に続いて抗体−抗原複合体が破壊されれば、候補化合物は異常なLPS−シグナル伝達に関連する障害を治療するのに有用である。
抗体−抗原複合体に干渉する、またはそれを破壊するテスト化合物の能力の測定は、例えば、テスト化合物を放射性同位体または酵素標識と、テスト化合物の抗原またはその生物学的に活性な部分への結合が複合体中の標識された化合物を検出することによって測定できるように放射性同位体または酵素標識とカップリングさせることによって達成することができる。例えば、テスト化合物は125I、35S、14C、またはHで直接的にまたは間接的に標識することができ、放射性同位体は放射線放出の直接的カウンティングによって、またはシンチレーションカウンティングによって検出される。別法として、テスト化合物は、例えば、ホースラディッシュペルオキシダーゼ、アルカリ性ホスファターゼ、またはルシフェラーゼで酵素的に標識することができ、酵素標識は適当な基質の産物への変換の測定によって検出できる。
もう1つの実施形態において、上記アッセイは、抗体−抗原複合体をテスト化合物と接触させ、次いで、抗原と相互作用し、またはそうでなければ存在する抗体−抗原複合体を破壊するテスト化合物の能力を測定することを含む。この実施形態において、抗原と相互作用する、および/または抗体−抗原複合体を破壊するテスト化合物の能力の測定は、抗体と比較して、抗原またはその生物学的に活性な部分に優先的に結合するテスト化合物の能力を測定することを含む。
もう1つの実施形態において、アッセイは、抗体−抗原複合体をテスト化合物と接触させ、次いで、抗体−抗原複合体を変調するテスト化合物の能力を測定することを含む。抗体−抗原複合体を変調するテスト化合物の能力の測定は、例えば、テスト化合物の存在下において、抗体に結合する、またはそれと相互作用する抗原の能力を測定することによって達成することができる。
当業者であれば、本明細書中で開示したスクリーニング方法のいずれかにおいて、抗体は、その各々がLPS誘導IL−8産生を変調する、またはそうでなければそれに干渉する、モノクローナル抗体18H10、16G7、15C1および/または7E3のような中和抗体であってよいことを認識するであろう。
本明細書中で開示するスクリーニング方法は細胞−ベースのアッセイとして、または無細胞アッセイとして行うことができる。本発明の無細胞アッセイはTLR4および/またはMD−2と複合体化した場合のTLR4の可溶性形態または膜結合形態の双方、またはそのフラグメントの使用に適合できる。TLR4および/またはTLR4/MD−2複合体の膜結合形態を含む無細胞アッセイの場合において、蛋白質の膜結合形態が溶液中に維持されるように、可溶化剤を利用するのが望ましいであろう。そのような可溶化剤の例はn−オクチルグルコシド、n−ドデシルグルコシド、n−ドデシルマルトシド、オクタノイル−N−メチルグルカミド、デカノイル−N−メチルグルカミド、トリトン(登録商標)X−100、トリトン(登録商標)X−114、Thesit(登録商標)、イソトリデシポリ(エチレングリコールエーテル)、N−ドデシル−N,N−ジメチル−3−アンモニオ−1−プロパンスルホネート、3−(3−クロルアミドプロピル)ジメチルアンミニオール−1−プロパンスルホネート(CHAPS)、または3−(3−クロルアミドプロピル)ジメチルアンミニオール−2−ヒドロキシ−1−プロパンスルホネート(CHAPSO)のような非−イオン性洗剤を含む。
1を超える実施形態において、抗体または抗原いずれかを固定化して、候補化合物の導入に続いての一方または双方の未複合体化形態からの複合体化形態の分離を容易とし、ならびにアッセイの自動化を受け入れるのが望ましいであろう。候補化合物の存在下および不存在下での抗体−抗原複合体の観察は、反応体を含有するのに適当ないずれかの容器中で達成することができる。そのような容器の例はマイクロタイタープレート、試験管、およびミクロ−遠心管を含む。1つの実施形態において、蛋白質の一方または双方をマトリックスに結合させるのを可能とするドメインを加える融合蛋白質を供することができる。例えば、GST−抗体融合蛋白質またはGST−抗原融合蛋白質はグルタチオンセファロースビーズ(Sigma Chemical, St.Louis,MO)またはグルタチオン誘導体化マイクロタイタープレートに吸着させることができ、これは、次いで、テスト化合物と合わせ、複合体形成に導く条件(例えば、塩およびpHについいての生理学的条件)下で混合物をインキュベートする。インキュベーションに続き、ビーズまたはマイクロタイタープレートウェルを洗浄して、いずれの未結合成分も、ビーズの場合には固定化されたマトリックスも除去し、複合体を直接的または間接的に測定する。別法として、複合体をマトリックスから解離させることができ、抗体−抗原複合体形成のレベルを標準的な技術を用いて測定することができる。
また、蛋白質をマトリックス上に固定化するための他の技術を、本発明のスクリーニングアッセイで用いることもできる。例えば、抗体(例えば、18H10、16G7、15C1、および/または7E3)または抗原(例えば、TLR4/MD−2複合体および/またはTLR4蛋白質)いずれかを、ビオチンおよびストレプトアビジンのコンジュゲーンを利用して固定化することができる。ビオチニル化抗体または抗原分子は、当該分野で良く知られた技術(例えば、ビオチニル化キット、Pierce Chemicals, Rockford, III)を用い、ビオチン−NSH(N−ヒドロキシ−スクシンイミド)から調製し、ストレプトアビジン−被覆96ウェルプレート(Pierce Chemical)のウェルに固定化することができる。別法として、注目する抗体または抗原と反応性であるが、注目する抗体−抗原複合体の形成には干渉しない他の抗体をプレートのウェルに誘導体化することができ、未結合抗体または抗原を抗体コンジュゲーションによってウェルに捕獲することができる。そのような複合体を検出するための方法は、GST−固定化複合体について前記したものに加えて、抗体または抗原と反応性であるそのような他の抗体を用いる複合体の免疫検出を含む。
本発明は、さらに、前記したスクリーニングアッセイのいずれかによって同定された新規な剤および本明細書中で記載された治療のためのその使用に関する。
(診断アッセイ)
本発明の抗体は、適当なアッセイ、例えば、慣用的なタイプのイムノアッセイによって検出することができる。例えば、サンドイッチアッセイを行うことができ、そこでは、TLR4/MD−2複合体またはTLR4蛋白質またはそのフラグメントを固相に付着させる。インキュベーションを、試料中の抗体が固体プレート上の固定化されたポリペプチドに結合するのを可能とするのに十分な時間維持する。この最初のインキュベーションの後、固相を試料から分離する。固相を洗浄して、未結合物質、および試料にやはり存在するかもしれない非特異的蛋白質のような干渉物質を除去する。固定化されたポリペプチドに結合した注目する抗体(例えば、モノクローナル抗体18H10、16G7、15C1および/または7E3)を含有する固相を、引き続いて、第二の標識された抗体、またはビオチンまたはアビジンのようなカップリング剤に結合した抗体と共にインキュベートする。この第二の抗体はもう1つの抗−TRL4/MD−2複合体抗体、もう1つの抗−TLR4抗体またはもう1つの抗体であってよい。抗体についての標識は当該分野で良く知られており、放射性核種、酵素(例えば、マレイン酸レヒドロロゲナーゼ、ホースラディッシュペルオキシダーゼ、グルコースオキシダーゼ、カタラーゼ)フルオル(フルオレセインイソチアシアネート、ローダミン、フィコシアニン、フルオレスカルミン)、ビオチン等を含む。標識された抗体を固体と共にインキュベートし、固相に結合した標識を測定する。これらのおよび他のイムノアッセイは当業者によって容易に実施できる。
生物学的試料中のTLR4/MD−2複合体またはTLR4蛋白質の存在または不存在を検出するための例示的な方法は、テスト被験体からの生物学的試料を入手し、次いで、TLR4/MD−2複合体またはTLR4の存在が生物学的試料中で検出できるように、本発明による標識されたモノクローナル抗体と生物学的試料を接触させることを含む。
本明細書中で用いるように、プローブまたは抗体に関連して、用語「標識された」は、検出可能な物質をプローブまたは抗体にカップリングさせる(すなわち、物理的に連結させる)ことによるプローブまたは抗体の直接的標識、ならびに直接的に標識されるもう1つの試薬との反応性によるプローブまたは抗体の間接的標識を含むことを意図する。間接的な標識の例は、蛍光標識された二次抗体を用いる一次抗体の検出、およびそれが蛍光標識されたストレプトアビジンで検出できるような、DNAプレオー部のビオチンでの末端−標識を含む。用語「生物学的試料」は、対照から単離された組織、細胞および生物学的流体、ならびに被験体内に存在する組織、細胞および流体を含むことを意図する。すなわち、本発明の検出方法を用いて、インビトロならびにインビボにて生物学的試料中のTLR4/MD−2複合体またはTLR4を検出することができる。例えば、TLR4/MD−2複合体またはTLR4の検出のためのインビトロ技術は酵素結合免疫吸着検定法(ELISA)、ウエスタンブロット、免疫沈澱、および免疫蛍光を含む。さらに、TLR4/MD−2複合体またはTLR4の検出のためのインビボ技術は、標識された抗−TLR4/MD−2複合体または抗−TLR4抗体を対照に導入することを含む。例えば、抗体は、被験体におけるその存在および位置が標準的なイメージング技術によって検出することができる放射性マーカーで標識することができる。
1つの実施形態において、生物学的試料はテスト被験体からの蛋白質分子を含有する。1つの好ましい生物学的試料は、被験体から慣用的手段によって単離された抹消血液白血球試料である。
また、本発明は、生物学的試料中のTLR4/MD−2複合体またはTLR4の存在を検出するキットも含む。例えば、上記キットは:生物学的試料中のTLR4/MD−2複合体またはMD−2と複合体化していない場合のTLR4を検出することができる標識された化合物または剤(例えば、抗−TLR4/MD−2複合体モノクローナル抗体または抗−TLR4モノクローナル抗体);試料中のTLR4/MD−2複合体またはTLR4の量を測定するための手段;および試料中のTLR4/MD−2複合体の量を標準と比較するための手段を含む。上記化合物または剤は適当な容器にパッキングすることができる。上記キットは、さらに、上記キットを用いて試料中のTLR4/MD−2複合体またはTLR4を検出するための指示書を含むことができる。
本発明を以下の実施例で更に記載するが、これは特許請求の範囲に記載された発明の範囲を限定するものではない。
(実施例1:18H10モノクローナル抗体の創製のための材料および方法)
(A.安定なTLR4/MD−2トランスフェクタントの創製)
安定なTLR4/MD−2トランスフェクタントをCHO−K1およびHEK293細胞において創製した。CHO−K1細胞では、N−末端c−mycエピトープタグをコードするヒトTLR4 cDNAをpCDNA3.1(−)hygro(Invitrogen)にクローン化し、C−末端c−MycおよびプロテインCエピトープタグをコードするヒトMD−2 cDNAをpCDNA3(Invitrogen)にクローン化した。製造業者のガイドラインに従って、Fugene6TM試薬(Roche)を用いて双方の構築体をCHO細胞に共トランスフェクトした。抗生物質耐性細胞を、(共にInvitrogenからの)500μg/mLのG418および250μg/mLのヒグロマイソインBを含有する培養基にて選択した。
TLR4/MD−2複合体を発現する細胞につき選択するために、1%BSAおよび10μg/mLの抗−プロテインCモノクローナル抗体(Roche)を補足した1×PBS中で1×10細胞/mLをインキュベートした。細胞を1回洗浄し、次いで、PE−コンジュゲーテッドヤギ抗−マウスIgG(H+L)抗体を含む同一緩衝液中でインキュベートした(1:200希釈;Anwara)。引き続いて、細胞を抗−PEμビーズ(Miltenyi Biotec)と共にインキュベートし、Midi MACS LSカラムを通した。カラム上に保持された細胞を溶出させ、抗生物質選択にて培養に戻した。TLR4/MD−2複合体を発現する細胞の均一に陽性の集団が得られるまで、数ラウンドのソーティングを継続した。
(B.組換えMD−2およびキメラTLR4/MD−2蛋白質の創製)
組換え可溶性MD−2を創製するために、選択および精製目的でのC−末端FLAGおよび6×HISタグを持つ上記蛋白質をコードするcDNAをpFASTBAC1にクローン化し、引き続いて、相同組換えによって、バクミドDNAに挿入した。ウイルスストックの創製に続いて、Sf9細胞をスーパー感染させた。48時間後、NiNTAアフィニティーマトリックス(Qiagen)を用いて、組換え蛋白質を感染した細胞上清から精製した。
組換えTLR4/MD−2キメラ蛋白質を創製するために、PCRを用い、グリシンセリン(GGGGS)リンカーを介してMD−2に連結されたヒトTLR4の細胞外部分をコードするcDNAを組み立てた。検出および精製目的で、FLAGおよび6×HISタグをMD−2のC−末端に含めた。cDNAカセットをバキュロウイルス発現ベクターpFASTBAC1(Invitrogen)にクローン化し、引き続いて相同組換えによってバクミドDNAに挿入した。ウイルスストックの創製に続いて、Sf9細胞をスーパー感染させた。48時間後、抗−FLAGTM M2 MAbアフィニティーマトリックス(Sigma)を用いて、組換え融合蛋白質を細胞溶解物から精製した。
(C.マウスの免疫化)
ここに引用してその全体を引用するBuell et al., Blood 92:3521−3528(1998)に以前記載されたように、日0、7および28において、8週齢メスBALB/cマウス(IFFA CREDO)をRIBIアジュバント(Sigma)中の10CHO細胞/mLの皮下注射(s.c.)で免疫化した。
(D.特異的血清力価測定)
マウスを日0および14に採血した。TLR4/MD−2トランスフェクトされた293細胞についてのFACS分析によって、TLR4/MD−2特異的抗体力価を血清中にてアッセイした。細胞を1:250、1:2500および1:25000希釈にてマウス血清と共にインキュベートし、洗浄し、APC−コンジュゲーテッドヤギ抗−マウスIgG(H+L)抗体(Molecular Probes)と共にインキュベートし、FL−4チャネルにおいてFACScalibur(Becton Dickenson)で分析した。
(E.B細胞/ミエローマ融合)
特異的TLR4/MD−2血清抗体を有するマウスを、融合から3ないし4日先立って、キメラTLR4/MD−2融合蛋白質で皮下(s.c.)「過剰ブースター注射」した。排出リンパ節をマウスミエローマ細胞系P3−X63−Ag8.653との融合のためのB細胞の源として得た。B細胞抽出および細胞融合は、ここに引用してその全体を援用する、Buell et al.,Blood 92:3521−3528(1998)に以前記載されたように行った。細胞を10ミエローマ細胞/ウェルの近似的濃度で平板培養し、HAT(Sigma)を補足した培養基中で10ないし14日間増殖させた。
(F.ハイブリドーマのスクリーニング)
生きたハイブリドーマ細胞を含有するウェルからの上清を、FACS分析によって、TLR4/MD−2特異性につき、モックトランスフェクトされた細胞 vs TLR4/MD−2トランスフェクトされたミエローマ細胞に対してスクリーニングした。次いで、細胞を上清およびヤギ−抗マウスIgG(H+L)抗体(Molecular Probes)と共にインキュベートした。細胞をFL−4チャネルにおいてFACScaliburで分析した。
(G.FACSによるモノクローナル抗体の特異性)
10%FBSを含有する2mL培養基中で2.5×10細胞/ウェルの密度にて、HEK293細胞を6ウェルプレートで平板培養した。平板培養から16時間後、製造業者のガイドラインに従って、FugeneTM試薬(Roche)を用い、細胞を0.75μgの適当なベクターでトランスフェクトした。トランスフェクションから48時間後、細胞を(図4に示すように)適当なモノクローナル抗体およびAPC−カップルドヤギ抗−マウスIgG(H+L)抗体(Molecular Probes)で染色し、FL−4チャネルにおいてFACScaliburを用いて分析した。
(H.直接的ELISAによるモノクローナル抗体の特異性)
C末端FLAGおよびヒスチジンエピトープタグを持つ組換え可溶性MD−2を、ELISAプレート(Nunc Maxisorp)上にて、50μLのPBS中の5μg/mLの濃度で被覆した。ウェルを200μLのPBS 2%BSAでブロックし、引き続いて、PBS 1%BSA中の示された濃度にて適当なMAbでインキュベートした。PBS 0.05%Tween 20での3回の洗浄工程に続き、1:5000 希釈の50μLのHRPコンジュゲーテッドヤギ抗−マウスIgG(H+L)をウェルに加えた。更なる洗浄工程に続いて、結合をTMB基質を用いて明らかにした、プレートを650nmの波長で読んだ。
(I.サンドイッチELISAによるモノクローナル抗体の特異性)
試料分離のために、前記パラグラフGに記載されたように、Fugene 6TMトランスフェクション試薬を用い、HEK293細胞を適当なプラスミド構築体でトランスフェクトした。トランスフェクションから48時間後、細胞を収集し、遠心によって透明化した。細胞を、引き続いて、ビオチニル化18H10(10μg/mL)と共にインキュベートし、COMPLETETMプロテアーゼ阻害剤(Roche)を含有する20mMトリスpH7.4、150mM NaCl、1%NP40中で溶解させた。
サンドイッチELISAを行うために、PBS中の5μg/mLの濃度にて、Nunc maxisorpプレートウェルを50μLの抗−FLAGTM M2 MAb(Sigma)で被覆した。ウェルを200μLのPBS 2%BSAでブロックし、引き続いて、示された希釈にて、50μLの適当な試料と共にインキュベートした。ウェルを200μLのPBS 0.05%Tween20で3回洗浄し、50μLの適当な抗体(ビオチニル化18H10および12D4については10μg/mL、ポリクローナル抗−MD−2 MAbについては1μg/mL)と共にインキュベートした。前記した洗浄工程に続き、ウェルを50μLの適当な検出抗体と共にインキュベートした(ビオチニル化MAbについては1:1500の希釈のHRPコンジュゲーテッドストレプトアビジン、およびポリクローナルウサギAbについては1:5000の希釈のHRPコンジュゲーテット抗−ウサギIgG(H+L))。さらなる洗浄工程の後、結合をTMB基質を用いて明らかにした。プレートは650nmの波長で読んだ。
(J.細胞アッセイ1)
モノクローナル抗体をまずプロテインGアフィニティークロマトグラフィーを用いてハイブリドーマ細胞上清から精製した。
TLR4/MD−2トランスフェクトされたHEK293細胞を、96ウェルプレートにおいて、5×10細胞/mLにて、10%FBSを含有する培養基中で平板培養し、一晩接着させた。培養基を、引き続いて、除去し、2%FBSを含有する100μLの培養基、所望の最終濃度の2倍の適当なモノクローナル抗体で、37℃にて30分間置き換えた。次いで、LPS(K12LD25, Sigma)を、2%FBSを含有する100μLの培養基中30ng/mLの濃度で細胞に加えた。細胞を37℃にて16時間インキュベートし、上清を収穫した。モノクローナル抗体の対801EおよびM802B(Endogen)を用い、IL−8含有量をサンドイッチELISAによって測定した。
(K.細胞アッセイ2)
ヒト全血をRPMI(Sigma)中に1:4希釈し、所望の最終濃度の2倍の適当なモノクローナル抗体を含む96ウェルプレートにおいて100μL/ウェルで37℃にて30分間平板培養した。所望の最終濃度の2倍の用量のLPS(K12LD25, Sigma)を、引き続いて、5mg/mLのHSAを含有する100μLのRPMIに加え、37℃にて6時間インキュベートした。次いで、プレートを2000rpmにおいて5分間遠心し、各ウェルからの上清を保持した。前記したように、モノクローナル抗体の対801EおよびM802B(Endogen)を用い、IL−8の濃度をサンドイッチELISAによって測定した。
(L.18H10 VHおよびVL配列)
10ハイブリドーマ細胞を収穫し、PBSで1回洗浄し、その後、1mLのTrizolTM試薬(Invitrogen)に再懸濁した。引き続いて、製造業者のガイドラインに従って全RNAを抽出した。18H10ハイブリドーマの3つの独立したサブクローンからのVHおよびVLをコードするcDNAを、製造業者のガイドラインに従ってマウスScFvモジュール(Amersham Biosciences)を用いるRT−PCRによって創製した。増幅した産物をpGEM−Tイージーベクター(Promega Corp.)にクローン化し、T7およびSP6プライマーを用いて配列決定した。
引き続いて、VHおよびVLのcDNAを、各々、ヒトIgG1およびヒトカッパ定常領域を含有する哺乳動物発現ベクターにクローン化して、7E3をキメラMAb(「キメラ7E3」)として発現させた。組換えキメラMAbを産生するために、10%FBSを含有する2mL培養基中2.5×10細胞/ウェルの密度にて、HEK293細胞を6ウェルプレートに平板培養した。平板培養から16時間後に、製造業者のガイドラインに従ってFugeneTM試薬(Roche)を用いて、細胞を0.75μgの適当なベクターでトランスフェクトした。トランスフェクションから48時間後、上清を収穫し、プロテインGアフィニティークロマトグラフィーを用いて抗体を精製した。
(実施例2:ヒトTLR4/MD−2複合体に対して向けられた18H10 MAbの創製)
表面TLR4/MD−2を発現するCHO細胞で免疫化したマウスを、特異的血清力価についてモニターした。TLR4/MD−2に対する応答を示すものを、組換えTLR4/MD−2キメラ蛋白質「過剰ブースター注射」した。この戦略は、非特異的CHO細胞抗原に対する応答を最小化し、同時に、過剰ブースター注射に際してTLR4/MD−2特異的応答を最大化しつつ、免疫系が最初に立体配座TLR4/MD−2複合体に暴露されたことを確認するために選択した。B細胞/ミエローマ融合に由来するハイブリドーマの上清FACSによるスクリーニングを、モックトランスフェクトされた vs TLR4/MD−2トランスフェクトされたCHO細胞で行った。ここでは18H10といわれる1つの特定のクローンからのモノクローナル抗体は、TLR4/MD−2トランスフェクトされたCHO細胞に対する特異的結合を示した(図1)。この抗体は、マウスIgイソタイピングCBAキット(Beckton Dickenson)を用いるFACSによって測定して、IgG2b κイソタイプを有することが判明した。
(実施例3:TLR4/MD−2トランスフェクトされたHEK293細胞に対するLPS活性の18H10 MAb中和)
LPSは、TLR4/MD−2複合体でトランスフェクトされたHEK293細胞においてIL−8の産生を誘導する能力を有することが知られている。このIL−8誘導を阻害する18H10の能力は、LPS投与に先立って抗体と共に細胞を予め30分間インキュベートすることによって分析した。図2は、18H10が、1μg/mL未満の濃度でさえHEK293細胞に対するLPSの効果を阻害したことを示す。
(実施例4:ヒト全血に対するLPS活性の18H10 MAb中和)
ヒト全血においてLPS誘導IL−8産生を阻害する18H10の能力をテストした。18H10中和活性は、0.5ないし10μg/mLのモノクローナル抗体の濃度の範囲を用い、3つの異なるドナーからの血液でテストした。図3は、イソタイプがマッチした対照と比較して、全ての3つのドナーにおけるLPSによって誘導されたIL−8のレベルを18H10が有意に低下させたことを示す。18H10は、(e−biosciencesから購入した)以前に記載されたα−TLR4ブロッキングモノクローナル抗体よりも優れていることが判明した。これらの結果は、トランスフェクトされたHEK293細胞上の18H10によって認識される中和エピトープもまた全血中の細胞の表面に暴露され、および1μg/mL未満の濃度においてさえ、18H10は全血中のLPSの活性を阻害するのに十分優れていることを示す。
(実施例5:18H10の特異性)
18H10モノクローナル抗体の特異性を測定するために、18H10は(以前クローン化された)TLR4/MD−2複合体のウサギオルソログを認識しないという事実が利用された。N−末端FLAGTMエピトープタグを持つヒトまたはウサギTLR4、およびC−末端c−MycおよびプロテインCエピトープタグを持つヒトまたはウサギいずれかのMD−2についてのcDNAを以下の組合せにてHEK293細胞においてトランスフェクトした:(1)ヒトTLR4およびMD−2;(2)ウサギTLR4およびウサギMD−2;(3)ヒトTLR4およびウサギMD−2;(4)ウサギTLR4およびヒトMD−2。図4は抗体染色に続いてのこれらの細胞のFACS分析を示し、これは、ウサギTLR4/MD−2複合体あるいはウサギTLR4およびヒトMD−2の組合せではなく、ヒトTLR4/MD−2複合体、およびヒトTLR4およびウサギMD−2の組合せを発現する細胞を18H10が認識したことを明らかとした。これらの結果は、18H10によって認識されるエピトープはヒトMD−2に位置することを示す(図4)。
18H10はMD−2に対する特異性を示すが、18H10のみがTLR4とのその相互作用の関係でMD−2を認識することが示された。直接的ELISAを用い、バキュロウイルス発現系で創製された組換え可溶性MD−2への18H10の結合は検出されなかった(図5a)。加えて、図5bは、18H10のみが、共トランスフェクトされた細胞溶解物から示されるようにTLR4およびMD−2の複合体に結合し、トランスフェクトされた細胞溶解物/上清中のMD−2単独、またはトランスフェクトされた細胞溶解物中のTLR4単独いずれも認識しなかったことを明らかとする。これらのデータは、18H10がTLR4/MD−2複合体に対して特異的であって、複合体のいずれかの成分を別々に認識しないことを示す。
(実施例6:18H10 VHおよびVL配列)
18H10ハイブリドーマクローンからのVHおよびVL配列は、RT−PCRによって全RNAから増幅した。配列分析を図6Aないし6Fに示す。
18H10抗体は、図6Aに示される配列番号1の核酸配列によってコードされる重鎖可変領域(配列番号2,図6B)、および図6Dに示される配列番号6の核酸配列によってコードされる軽鎖可変領域(配列番号7,図6E)を含む。Chothia et al., 1989, E.A.Kabat et al.,1991によって定義された相補性決定領域(CDR)を含むアミノ酸を図6Bおよび6Eにおいて下線を施し、イタリック体で強調し、図6Cおよび6Fに示す。(Chothia, C, et al., Nature 342:877−883(1989);Kabat, EA, et al., Sequences of Protein of immunologicai interest, 第5版, US Department of Health and Human Services, US Goverrnment Printing Office(1991)参照)。18H10抗体の重鎖CDRは以下の配列:DSYIH(配列番号3);WTDPENVNSIYDPRFQG(配列番号4)およびGYNGVYYAMDY(配列番号5)を有する。18H10抗体の軽鎖CDRは以下の配列:SASSSVIYMH(配列番号8);RTYNLAS(配列番号9);およびHQWSSFPYT(配列番号10)を有する。
(実施例7:キメラ18H10はhTLR4 hMD−2トランスフェクトされたCHO細胞に結合する)
hTLR4/MD−2複合体についてのクローン化された18H10 VHおよびVLの特異性を示すために、キメラ18H10 MAbを用いて、FACS分析をhTLR4/MD−2トランスフェクトされたCHO細胞で行った(図6)。APC−標識ヤギ−抗−IgG(H+L)二次抗体を用い、示された濃度におけるMAbの特異的結合を検出した。無関係なイソタイプがマッチしたIgG1 MAbを対照として用いた。
(実施例8:キメラ18H10はhTLR4 hMD−2トランスフェクトされたHEK293細胞におけるLPS誘導IL−8産生を阻害する)
LPSについてのクローン化された18H10 VHおよびVLの中和能力を示すために、hTLR4/MD−2トランスフェクトされたHEK293細胞のLPS依存性IL−8誘導を阻害する18H10の能力を(前記したように)テストした。図7は、元の18H10マウスMAbのそれと非常に同様に、キメラ18H10がHEK293細胞に対するLPSの効果を阻害したことを示す。
(実施例9:16G7モノクローナル抗体の創製のための材料および方法)
(A.安定なTLR4/MD−2トランスフェクタントの創製)
安定なTLR4/MD−2トランスフェクタントをCHO−K1およびHEK293細胞において創製した。CHO−K1細胞では、N−末端c−mycエピトープタグをコードするヒトTLR4 cDNAをpCDNA3.1(−)hygro(Invitrogen)にクローン化し、C−末端c−MycおよびプロテインCエピトープタグをコードするヒトMD−2 cDNAをpCDNA3(Invitrogen)にクローン化した。製造業者のガイドラインに従って、Fugene 6TM試薬(Roche)を用いて、双方の構築体をCHO細胞に共トランスフェクトした。抗生物質耐性細胞を、(共にInvitrogenからの)500μg/mLのG418および250μg/mLのヒグロマイシンBを含有する培養基において選択した。
HEK293細胞では、N−末端FLAGTMエピトープタグをコードするヒトTLR4 cDNAをpCDNA3.1(−)hygro(Invitrogen)にクローン化し、C−末端FLAGTMおよび6×ヒスチジンエピトープタグをコードするヒトMD−2 cDNAをpCDNA3(Invitrogen)にクローン化した。双方の構築体をHEK293細胞にトランスフェクトし、前記したように、(共にInvitrogenからの)500μg/mLのG418および250μg/mLのヒグロマインシンBを含有する培養基において、抗生物質耐性細胞を選択した。
TLR4/MD−2複合体を発現する細胞につき選択するために、1%BSAおよび10μg/mLの抗−プロテインCモノクローナル抗体(CHO細胞用;Roche)または抗−FLAGモノクローナル抗体(293細胞用;Sigma)いずれかを補足した1×PBS中で、1×10細胞/mLをインキュベートした。細胞を1回洗浄し、次いで、PE−コンジュゲーテッドヤギ抗−マウスIgG(H+L)抗体(1:200希釈;Anwara)を含む同一緩衝液中でインキュベートした。引き続いて、細胞を抗−PEμビーズ(Miltenyi Biotec)と共にインキュベートし、Midi MACS LSカラムを通した。カラムに保持された細胞を溶出させ、抗生物質選択にて培養に戻した。TLR4/MD−2複合体を発現する細胞の均一に陽性の集団が得られるまで、数ラウンドのソーティングを継続した。
(B.マウスの免疫化)
8週齢雌BALB/cマウス(IFFA CREDO)を実施例1、サブセクションCに記載したように免疫化した。
(C.特異的血清力価測定)
マウス血清力価測定は、実施例1、サブセクションDにて前記したように行った。
(D.B細胞/ミエローマ融合)
特異的TLR4/MD−2血清抗体を有するマウスを、融合から3ないし4日先立って,TLR4/MD−2トランスフェクトされたHEK293で皮下(s.c.)「過剰ブースター注射」した。排出リンパ節を、マウスミエローマ細胞系P3−X63−Ag8.653との融合のためのB細胞の源として得た。B細胞抽出および細胞融合は、ここに引用してその全体を援用するBuell et al., Blood 92:3521−3528(1998)に先に記載されたように行った。細胞は10ミエローマ細胞/ウェルの近似的濃度で平板培養し、HAT(Sigma)を補足した培養基中で10ないし14日増殖させた。
(E.ハイブリドーマのスクリーニング)
ハイブリドーマは、実施例1、サブセクションFにて前記したようにスクリーニングした。
(F.モノクローナル抗体の特性)
16G7モノクローナル抗体の特異性は、実施例1、サブセクションGにて前記したように測定した。
(G.細胞アッセイ1)
細胞アッセイIは、実施例1、サブセクションJにて前記したように行った。
(H.細胞アッセイ2)
細胞アッセイIIは、実施例1、サブセクションKにて前記したように行った。
(I.16G7 VHおよびVL配列)
10ハイブリドーマ細胞を収穫し、PBSで1回洗浄し、その後、1mLのTrizolTM試薬(Invitrogen)に再懸濁した。引き続いて、製造業者のガイドラインに従って、全RNAを抽出した、16G7クローンからのVHおよびVLをコードするcDNAを、製造業者のガイドラインに従って、マウスScFvモジュール(Amersham Biosciences)でのRT−PCRによって創製した。増幅された産物をpGEM−Tイージーベクター(Promega Corp.)にクローン化し、T7およびSP6プライマーを用いて配列決定した。
(実施例10:ヒトTLR4/MD−2複合体に対して向けられた16G7 MAbの創製)
表面TLR4/MD−2を発現するCHO細胞で免疫化したマウスを特異的血清力価についてモニターした。TLR4/MD−2に対する応答を示すものは、HEK293 TLR4/MD−2トランスフェクタントで「過剰ブースター注射」した。この戦略は、TLR4/MD−2−特異的応答を同時に最大化しつつ、非−特異的CHO細胞抗原に対する応答を最小化するために選択した。B細胞/ミエローマ融合から得られたハイブリドーマからの上清のFACSによるスクリーニングを、モックトランスフェクトされたvs TLR4/MD−2トランスフェクトされたCHO細胞で行った。ここでは16G7といわれる特異的クローンからのモノクローナル抗体は、TLR4/MD−2トランスフェクトされたCHO細胞に対する特異的結合を示した(図9)。16G7は、マウスIgGイソタイピングCBAキット(Beckton Dikenson)を用いるFACSによって測定して、IgG1 κイソタイプを有することが判明した。
(実施例11:TLR4/MD−2トランスフェクトされたHEK293細胞についてのLPS活性の16G7中和)
LPSは、TLR4/MD−2複合体でトランスフェクトされたHEK293細胞においてIL−8産生を誘導する能力を有することが知られている。このIL−8誘導を阻害する16G7の能力は、LPS投与に先立って30分間細胞を各抗体と共にプレインインキュベーティングすることによって分析した。図10は、サブ−μグラム/mL濃度においてさえ、HEK293細胞に対するLPSの効果を16G7が阻害したことを示す。
(実施例12:ヒト全血に対するLPS活性の16G7中和)
ヒト全血においてLPS誘導IL−8産生を阻害する16G7の能力をテストした。0.5ないし5μg/mLの範囲のモノクローナル抗体の濃度を用いて、16G7中和活性を3つの異なるドナーからの血液でテストした。図11は、イソタイプがマッチした対照と比較して、全ての3つのドナーにおけるLPSによって誘導されたIL−8のレベルを16G7が有意に低下させたことを示す。16G7は以前記載された(e−biosciencesからの)α−TLR4ブロッキングモノクローナル抗体よりも優れていることが判明した。(Shimazu et al., J.Exp.Med.189:1777−1782(1999)参照)。幾つかの場合において、16G7は、やはり実験に含めたα−CD14ブロッキングモノクローナル抗体と同程度に優れていることが判明した。(Kirkland et al.,J.Biol.Chem.268:24818−24823(1993)参照)。これらの結果は、トランスフェクトされたHEK293細胞についての16G7によって認識される中和エピトープもまた全血中の細胞上の表面に暴露され、16G7は、1μg/mL未満の濃度においてさえ、全血においてLPSの活性を阻害するのに十分優れていることを示す。
(実施例13:16G7の特異性)
16G7モノクローナル抗体の特異性を測定するために、16G7が(以前クローン化された)TLR4/MD−2複合体のウサギオルソログを認識しないという事実を利用した。N−末端FLAGTMエピトープタグを持つウサギまたはヒトいずれかのTLR4、およびC−末端c−MycおよびプロテインCエピトープタグを持つMD−2についてのcDNAを、以下の組合せにおいてHEK293細胞においてトランスフェクトした:(1)ウサギTLR4およびウサギMD−2;(2)ヒトTLR4およびヒトMD−2;(3)ウサギTLR4およびヒトMD−2;(4)ヒトTLR4およびウサギMD−2.図12は抗体染色に続いてのこれらの細胞のFACS分析を示し、これは、16G7が、ウサギTLR4/MD−2複合体、またはウサギTLR4およびヒトMD−2の組合せではなく、ヒトTLR4/MD−2複合体、およびヒトTLR4およびウサギMD−2の組合せを発現する細胞を認識したことを明らかとした。これらの結果は、16G7によって認識されるエピトープがヒトTLR4に位置することを示す(図12)。
(実施例14:16G7 VHおよびVL配列)
16G7ハイブリドーマクローンからのVHおよびVL配列を、RT−PCRによって全RNAから増幅した。配列分析は図13Aないし13Fに示す。(http://imgt.cines.frに見出すことができるInternational Immunogenetics Information Systemを用いる)16G7 VHおよびVLヌクレオチド配列と既知のマウスVHおよびVL配列の整列により、16G7 VH配列はIgHV1サブファミリーに最も密接に似ており、他方、16G7 VLはIgKV1サブファミリーに属することを明らかとする。
16G7抗体は図13Aに示された配列番号11の核酸配列によってコードされる重鎖可変領域(配列番号12,図13B)、および図13Dに示される配列番号16の核酸配列によってコードされる軽鎖可変領域(配列番号17,図13E)を含む。Clothia et al., 1989, E.A.Kabat et al.,1991によって定義されたCDRを含むアミノ酸は図13Bおよび13Eにて下線を施し、イタリック体で強調し、図13Cおよび13Fに示す。16G7抗体の重鎖CDRは以下の配列を有する:DYWIE(配列番号13);EILPGSGSTNYNEDFKD(配列番号14);およびEERAYYFGY(配列番号15)。16G7抗体の軽鎖CDRは以下の配列を有する:RSSQSLENSNGNTYLN(配列番号18);RVSNRFS(配列番号19);およびLQVTHVPPT(配列番号20)。
(実施例15:15C1モノクローナル抗体の創製のための材料および方法)
(A.安定なTLR4/MD−2トランスフェクタントの創製)
安定なTLR4/MD−2トランスフェクタントは、実施例9、サブセクションAにて前記したようにCHO−K1およびHEK293細胞において創製した。
(B.組換えMD−2およびキメラTLR4/MD−2蛋白質の創製)
組換え可溶性MD−2を創製するために、検出および精製目的のC末端FLAGおよび6×HISタグを持つ上記蛋白質をコードするcDNAをpFASTBAC1にクローン化し、引き続いて、相同組換えによってバクミドDNAに挿入した。ウイルスストックの創製に続き、Sf9細胞をスーパー感染させた。48時間後、NiNTAアフィニティーマトリックス(Qiagen)を用い、組換え蛋白質を感染させた細胞上清から精製した。
組換えTLR4/MD−2キメラ蛋白質を創製するために、グリシンセリン(GGGGS)リンカーを介してMD−2に連結されたヒトTLR4の細胞外部分をコードするcDNAをPCRを用いて組み立てた。検出および精製目的で、FLAGおよび6×HISタグをMD−2のC−末端に含めた。cDNAカセットをバキュロウイルス発現ベクターpFASTBAC1(Invitrogen)にクローン化し、引き続いて、相同組換えによってバクミドDNAに挿入した。ウイルスストックの創製に続き、Sf9細胞をスーパー感染させた。48時間後、抗−FLAGTM M2 MAbアフィニティーマトリックス(Sigma)を用い、組換え融合蛋白質を細胞溶解物から精製した。
(C.マウスの免疫化)
8週齢雌BALB/cマウス(IFFA CREDO)を、実施例1、セクションCにて前記したように免疫化した。
(D.特異的血清力価測定)
マウス血清力価測定は、実施例1、サブセクションDにて前記したように行った。
(E.B細胞/ミエローマ融合)
B細胞抽出および細胞融合は、実施例9、サブセクションDにて前記したように行い、分析した。
(F.ハイブリドーマのスクリーニング)
ハイブリドーマのスクリーニングは、実施例1、サブセクションFにて前記したように行った。
(G.モノクローナル抗体の特性)
15C1モノクローナル抗体の特異性は、実施例1、サブセクションGにて前記したように行った。
(H.細胞アッセイ1)
細胞アッセイIは、実施例1、サブセクションJにて前記したように行った。
(I.細胞アッセイ2)
細胞アッセイIIは、実施例1、サブセクションKにて前記したように行った。
(J.15C1 VHおよびVL配列)
10ハイブリドーマ細胞を収穫し、PBSで1回洗浄し、その後、1mLのTrizolTM試薬(Invitrogen)に再懸濁した。引き続いて、製造業者のガイドラインに従って、全RNAを抽出した。15C1クローンからのVHおよびVLをコードするcDNAを、製造業者のガイドラインに従って、マウスScFvモジュール(Amersham BiosciencesにてRT−PCRによって創製した。増幅された産物をpGEM−Tイージーベクター(Promega Corp.)にクローン化し、T7およびSP6プライマーを用いて配列決定した。
引き続いて、VHおよびVLのcDNAを、各々、ヒトIgG1およびヒトκ定常領域を含有する哺乳動物発現ベクターにクローン化して、キメラMAbとして15C1を発現させた(「キメラ15C1」)。組換えキメラMAbを産生するために、10%FBSを含有する2mLの培養基中2.5×10細胞/ウェルの密度にて、HEK293細胞を6ウェルプレートに平板培養した。平板培養から16時間後、製造業者のガイドラインに従って、FugeneTM試薬(Roche)を用い、細胞を0.75μgの適当なベクターでトランスフェクトした。トランスフェクションから48時間後、上清を収穫し、プロテインGアフィニティークロマトグラフィーを用いて抗体を精製した。
(実施例16:ヒトTLR4/MD−2複合体に対して向けられたMAbの創製)
表面TLR4/MD−2を発現するCHO細胞で免疫化したマウスを、特異的血清力価についてモニターした。TLR4/MD−2に対する応答を示すものを、HEK293 TLR4/MD−2トランスフェクタントで「過剰ブースター注射」した。この戦略は、TLR4/MD−2−特異的応答を同時に最大化しつつ、非特異的CHO細胞抗原に対する応答を最小化するために選択した。B細胞/ミエローマ融合から得られたハイブリドーマからの上清のFACSによるスクリーニングを、モック−トランスフェクトされた vs TLR4/MD−2−トランスフェクトされたCHO細胞で行った。ここでは15C1という特異的クローンからのモノクローナル抗体は、TLR4/MD−2トランスフェクトされたCHO細胞への特異的結合を示した(図14)。15C1は、マウスIgイソタイピングCBAキット(Beckton Dickenson)を用いるFACSによって測定して、IgG1 κイソタイプを有することが判明した。
(実施例17:TLR4/MD−2トランスフェクトされたHEK293細胞についてのLPS活性の中和)
LPSは、TLR4/MD−2複合体でトランスフェクトされたHEK293細胞においてIL−8産生を誘導する能力を有することが知られている。このIL−8誘導を阻害する15C1の能力は、LPSの投与に先立って30分間、細胞を各抗体と共にプレインキュベートすることによって分析した。図15は、15C1が、サブ−マイクログラム/mL濃度においてさえ、HEK293細胞に対するLPSの効果を阻害したことを示す。
(実施例18:ヒト全血に対するLPS活性の中和)
ヒト全血におけるLPS誘導IL−8産生を阻害する15C1の能力をテストした。0.5ないし5μg/mLの範囲のモノクローナル抗体濃度を用い、15C1中和活性を3つの異なるドナーからの血液においてテストした。図16は、イソタイプがマッチした対照と比較して、全ての3つのドナーにおけるLPSによって誘導されたIL−8のレベルを15C1が有意に低下させたことを示す。15C1は、(e−biosciencesからの)以前記載されたα−TLR4ブロッキングモノクローナル抗体よりも優れていることが判明した。(Shimazu et al., J.Exp.Med.189:1777−1782(1999)参照)。幾つかの場合において15C1は、やはり実験に含めたα−CD14ブロッキングモノクローナル抗体と同程度に優れていることが判明した。(Kirkland et al.,J.Biol.Chem.268:24818−24823(1993)参照)。これらの結果は、トランスフェクトされたHEK293細胞についての15C1によって認識された中和エピトープもまた全血中の細胞上の表面に暴露され、および1μg/mL未満の濃度においてさえ、15C1が全血においてLPSの活性を阻害するのに十分に優れていることを示す。
(実施例19:15C1の特異性)
15C1モノクローナル抗体の特異性を測定するために、15C1は(以前クローン化された)TLR4/MD−2複合体のウサギオルソログを認識しないという事実を利用した。N−末端FLAGTMエピトープタグを持つウサギまたはヒトいずれかのTLR4、およびC−末端c−MycおよびプロテインCエピトープタグを持つMD−2についてのcDNAを、以下の組合せにてHEK293細胞においてトランスフェクトした:(1)モックベクター(2)ヒトTLR4単独(3)ヒトTLR4およびヒトMD−2(4)ウサギTLR4およびウサギMD−2;(5)ヒトTLR4およびウサギMD−2;(6)ウサギTLR4およびヒトMD−2。図17は抗体染色に続いてのこれらの細胞のFACSの抗体を示し、これは、15C1が、ウサギTLR4/MD−2複合体、またはウサギTLR4およびヒトMD−2ではなく、TLR4単独、ヒトTLR4/MD−2複合体、およびヒトTLR4およびウサギMD−2の組合せを発現する細胞を認識したことを明らかとした。これらは、15C1によって認識されたエピトープがヒトTLR4に位置することを示す(図17)。
(実施例20:15C1 VHおよびVL配列)
15C1ハイブリドーマクローンからのVHおよびVL配列をRT−PCRによって全RNAから増幅した。配列分析は図18Aないし18Fに示す。
上記15C1抗体は、図18Aに示された配列番号21の核酸配列によってコードされる重鎖可変領域(配列番号22,図18B)、および図18Dに示された配列番号26の核酸配列によってコードされた軽鎖可変領域(配列番号27,図18E)を含む。Chothia et al.,1989, E.A.Kabat et al.,1991によって定義されたCDRを含むアミノ酸は、図18Bおよび18Eにおいて下線を施し、イタリック体で強調し、図18Cおよび18Fに示す。15C1抗体の重鎖CDRは以下の配列を有する:GGYSWH(配列番号23);YIHYSGYTDFNPSLKT(配列番号24);およびKDPSDGFPY(配列番号25)。15C1抗体の軽鎖CDRは以下の配列を有する:RASQSISDHLH(配列番号28);YASHAIS(配列番号29);およびQNGHSFPLT(配列番号30)。
(実施例21:キメラ15C1はhTLR4 hMD−2トランスフェクトされたCHO細胞に結合する)
hTLR4/MD−2複合体についてのクローン化された15C1 VHおよびVLの特異性を示すために、キメラ15C1 MAbを用いるhTLR4/MD−2トランスフェクトされたCHO細胞についてのFACS分析を行った(図19)。示された濃度におけるMAbの特異的結合は、APC−標識ヤギ−抗−ヒトIgG(H+L)二次抗体を用いて検出した。無関係なイソタイプがマッチしたIgG1 MAbを対照として用いた。
(実施例22:キメラ15C1はhTLR4 hMD−2トランスフェクトされたHEK293細胞においてLPS誘導IL−8産生を阻害する)
LPSについてのクローン化された15C1 VHおよびVLの中和能力を示すために、hTLR4/MD−2トランスフェクトされたHEK293細胞のLPS依存性IL−8誘導を阻害する15C1の能力を(前記したように)テストした。図20は、キメラ15C1が、15C1 MAbのそれと非常に同様にHEK293細胞に対するLPSの効果を阻害したことを示す。
(実施例23:7E3モノクローナル抗体の創製についての材料および方法)
(A.安定なTLR4/MD−2トランスフェクタントの創製)
安定なTLR4/MD−2トランスフェクタントは、実施例9、サブセクションAにて前記したようにCHO−K1およびHEK293細胞において創製した。
(B.組換えMD−2およびキメラTLR4/MD−2蛋白質の創製)
組換え可溶性MD−2は、実施例15、サブセクションBにて前記したように創製した。
組換えTLR4/MD−2キメラ蛋白質を創製するために、グリシンセリン(GGGGS)リンカーを介してMD−2に連結されたヒトTLR4の細胞外部分をコードするcDNAをPCRを用いて組み立てた。検出および精製目的で、FLAGおよび6×HISタグをMD−2のC−末端に含めた。cDNAカセットをバキュロウイルス発現ベクターpFASTBAC1(Invitrogen)にクローン化し、引き続いて、相同組換えによってバクミドDNAに挿入した。ウイルスストックの創製に続き、Sf9細胞をスーパー感染させた。48時間後、抗−FLAGTM M2 MAbアフィニティーマトリックス(Sigma)を用い、組換え融合蛋白質を細胞溶解物から精製した。
(C.マウスの免疫化)
8週齢雌BALB/cマウス(IFFA CREDO)を実施例1、サブセクションCにて前記したように免疫化した。
(D.特異的血力価化測定)
マウス血清力価測定は実施例1、サブセクションDにて前記したように行った。
(E.B細胞/ミエローマ融合)
B細胞抽出および細胞融合を、実施例9、サブセクションDにて前記したように行い、分析した。
(F.ハイブリドーマのスクリーニング)
ハイブリドーマのスクリーニングは実施例1、サブセクションFにて前記したように行った。
(G.モノクローナル抗体の特異性)
7E3モノクローナル抗体の特異性は実施例1、サブセクションGにて前記したように測定した。
(H.細胞アッセイ1)
モノクローナル抗体はプロテインGアフィニティークロマトグラフィーを用いてハイブリドーマ細胞上清からまず精製した。
細胞アッセイIは実施例1、サブセクションJにて前記したように行った。
(I.細胞アッセイ2)
細胞アッセイIIは実施例1、サブセクションKにて前記したように行った。
(J.7E3 VHおよびVL配列)
10ハイブリドーマ細胞を収穫し、PBSで1回洗浄し、その後、1mLのTrizolTM試薬(Invitrogen)に再懸濁した。引き続いて、製造業者のガイドラインに従って、全RNAを抽出した。製造業者のガイドラインに従って、7E3クローンからのVHおよびVLをコードするcDNAを、マウスScFvモジュール(Amersham Biosciences)でのRT−PCRによって創製した。増幅された産物をpGEM−Tイージーベクター(Promega Corp.)にクローン化し、T7およびSP6プライマーを用いて配列決定した。
引き続いて、VHおよびVLのcDNAを、各々、ヒトIgG1およびヒトκ定常領域を含有する哺乳動物発現ベクターにクローン化して、キメラMAbとして7E3を発現させた(「キメラ7E3」)。組換えキメラMAbを産生するために、10%FBSを含有する2mLの培養基中2.5×10細胞/ウェルの密度にて、HEK293細胞を6ウェルプレートにて平板培養した。平板培養から16時間後、製造業者のガイドラインに従って,FugeneTM試薬(Roche)を用い、細胞を0.75μgの適当なベクターでトランスフェクトした。トランスフェクションから48時間後、上清を収穫し、プロテインGアフィニティークロマトグラフィーを用いて抗体を精製した。
(実施例24:ヒトTLR4/MD−2複合体に対して向けられたMAbの創製)
表面TLR4/MD−2を発現するCHO細胞で免疫化したマウスを、特異的血清力価についてモニターした。TLR4/MD−2に対する応答を示すものを、HEK293 TLR4/MD−2トランスフェクタント「過剰ブースター注射:」した。この戦略は、TLR4/MD−2−特異的応答を同時に最大化しつつ、非特異的CHO細胞抗原に対する応答を最小化するために選択された。B細胞/ミエローマ融合から得られたハイブリドーマからの上清をFACSによるスクリーニングを、モックトランスフェクトされたvs TLR4/MD−2トランスフェクトされたCHO細胞で行った。7E3とここではいわれる特異的クローンからのモノクローナル抗体は、TLR4/MD−2トランスフェクトされたCHO細胞への特異的結合を示した(図21)。7E3は、マウスIgイソタイピングCBAキット(Beckton Dickenson)を用いるFACSによって測定されるように、IgG1 κイソタイプを有することが判明した。
(実施例25:TLR4/MD−2トランスフェクトされたHEK293細胞についてのLPS活性の中和)
LPSは、TLR4/MD−2複合体でトランスフェクトされたHEK293細胞においてIL−8産生を誘導する能力を有することが知られている。このIL−8誘導を阻害する7E3の能力は、LPS投与に先立って30分間、細胞を各抗体と共にプレインキュベートすることによって分析した。図22は、サブ−マイクログラム/mLの濃度においてさえ、7E3がHEK293細胞に対するLPSの効果を阻害したことを示す。
(実施例26:ヒト全血についてのLPS活性の中和)
ヒト全血におけるLPS誘導IL−8産生を阻害する7E3の能力をテストした。7E3中和活性は、0.5ないし5μg/mLの範囲のモノクローナル抗体濃度を用いて3つの異なるドナーからの血液でテストした。図23は、7E3が、イソタイプがマッチした対照と比較して、全ての3つのドナーにおけるLPSによって誘導されたIL−8のレベルを有意に低下したことを示す。7E3は(e−biosciencesから購入された)以前記載されたα−TLR4ブロッキングモノクローナル抗体よりも優れていることが判明した。(Shimazu et al., J.Exp.Med.189:1777−1782(1999)参照)。幾つかの場合において7E3は、やはり実験に含めたα−CD14ブロッキングモノクローナル抗体と同程度優れていることが判明した。(Kirkland et al.,J.Biol.Chem.268:24818−24823(1993)参照)。これらの結果は、トランスフェクトされたHEK293細胞上の7E3によって認識される中和エピトープもまた全血中の細胞の表面に暴露され、および7E3が、1μg/mL未満の濃度においてさえ、全血におけるLPSの活性を阻害するのに十分優れていることを示す。
(実施例27:7E3の特異性)
7E3モノクローナル抗体の特異性を示すために、7E3は(以前クローン化された)TLR4/MD−2複合体のウサギオルソログを認識しないという事実を利用した。N−末端FLAGTMエピトープタグを持つウサギまたはヒトいずれかのTLR4、およびC−末端c−MycおよびプロテインCエピトープタグを持つMD−2についてのcDNAを以下の組合せにてHEK293細胞においてトランスフェクトした:(1)モックベクター(2)ヒトTLR4単独(3)ヒトTLR4およびヒトMD−2(4)ウサギTLR4およびウサギMD−2;(5)ヒトTLR4およびウサギMD−2;(6)ウサギTLR4およびヒトMD−2。図24は抗体染色に続いてのこれらの細胞のFACS分析を示し、これは、7E3が、ウサギTLR4/MD−2複合体、またはウサギTLR4およびヒトMD−2の組合せではなく、ヒトTLR4/MD−2複合体、およびヒトTLR4およびウサギMD−2の組合せを発現する細胞を認識することを明らかとした。これらの結果は、7E3によって認識されたエピトープがヒトTLR4に位置するが、MD−2の存在はMAb結合で必須でないことを示す(図24)。
(実施例28:7E3 VHおよびVl配列)
7E3ハイブリドーマクローンからのVHおよびVL配列を、RT−PCRによって全RNAから増幅した。配列分析は図25Aないし25Fに示す。
上記7E3抗体は、図25Aに示される配列番号31の核酸配列によってコードされる重鎖可変領域(配列番号32,図25B)、および図25Dに示される配列番号36の核酸配列によってコードされる軽鎖可変領域(配列番号37,図25E)を含む。Chothia et al.,1989,E.A.Kabat et al.,1991によって定義されるCDRを含むアミノ酸は図25Bおよび25Eにて下線を施し、イタリック体で強調し、図25Cおよび25Fに示される。7E3抗体の重鎖CDRは以下の配列を有する:TYNIGVG(配列番号33);HIWWNDNIYYNTVLKS(配列番号34);およびMAEGRYDAMDY(配列番号35)。7E3抗体の軽鎖CDRは以下の配列を有する:RASQDITNYLN(配列番号38);YTSKLHS(配列番号39);およびQQGNTFPWT(配列番号40)。
(実施例29:キメラ7E3はhTLR4 hMD−2トランスフェクトされたCHO細胞に結合する)
hTLR4/MD−2複合体についてのクローン化された7E3 VHおよびVLの特異性を示すために、キメラ7E3 MAbを用いるhTLR4/MD−2トランスフェクトされたCHO細胞についてのFACS分析を行った(図26)。示された濃度におけるMAbの特異的結合は、APC−標識ヤギ−抗−ヒトIgG(H+L)二次抗体を用いて検出した。無関係なイソタイプがマッチしたIgG1 MAbを対照として用いた。
(実施例30:キメラ7E3はhTLR4 hMD2トランスフェクトされたHEK293細胞においてLPS誘導IL−8産生を阻害する)
LPSについてのクローン化された7E3 VHおよびVLの中和能力を示すために、hTLR4/MD−2トランスフェクトされたHEK293細胞のLPS依存性IL−8誘導を阻害する7E3の能力を前記したようにテストした。図27は、キメラ7E3がHEK293細胞に対するLPSの効果を阻害したことを示す。
(実施例31:TLR4/MD−2融合蛋白質cDNAの構築およびpFASTBAC1へのクローニング)
グリシンセリン(GGGGS)リンカーを介してMD−2に連結されたTLR4の細胞外部分をPCRを用いて組み立てた。検出および精製目的で、FLAGおよび6×HISタグをMD−2のC−末端に含めた(図28)。
図28AないしCは、本発明によるこのTLR4/MD−2融合蛋白質cDNAの構築を説明する。ヒトTLR4の細胞外部分(sTLR4)をコードするcDNAをPCRによって増幅し、ユニークなNheI/XhoI制限部位を5’非−アニーリングプライマー延長に導入した。(GGGGS)コーディング配列およびユニークなXhoI部位をセンスプライマーの5’非−アニーリング延長に導入し、ユニークなHindIII部位をアンチセンスプライマーの5’非−アニーリング延長に導入した(パネルA)。パネルBは、増幅されたsTLR4および(GGGGS)/MD−2 cDNAの、ユニークなXbaIおよびHindIII制限部位の間のpFASTBAC1への順次のクローニングを示す。パネルCは、Sf9細胞におけるsTLR4/MD−2 cDNAの発現に続いての提案された蛋白質産物を示す。
(実施例32:Sf9細胞溶解物および上清におけるTLR4/MD−2キメラ蛋白質の発現)
実施例1のcDNAカセットをバキュロウイルス発現ベクターpFASTBAC1(Invitrogen)にクローン化し、引き続いて、相同組換えによってバクミドDNAに挿入した。ウイルスストックの創製に続いて、Sf9細胞をスーパー感染させ、TLR4/MD−2融合蛋白質の発現を、ウエスタンブロッティングによって、感染から48時間および72時間後に細胞溶解物において分析した(図29)。
図29は、Sf9細胞溶解物および上清における本発明のTLR4/MD−2キメラ蛋白質の発現を示す。Sf9細胞溶解物および上清における蛋白質発現は、抗−FLAG M2抗体を用いてウエスタンブロッティングによって検出した:レーン1は感染から48時間後における清澄化溶解物を示し;レーン2は感染から72時間後における清澄化溶解物を示し;レーン3は感染から48時間後における清澄化された上清を示し;レーン4は感染から72時間後における清澄化された上清を示し;およびレーン5は参照蛋白質(FLAGタグド)を含有する。図29における分子量マーカーのサイズはKDaで示す。予測されたTLR4/MD−2キメラ蛋白質の分子量はほぼ90KDaであり、可能性のある分解産物の出現はほぼ28KDaで起こる。
(実施例33:感染されたSf9細胞溶解物からのTLR4/MD−2キメラ蛋白質の精製)
融合蛋白質を精製するために、Sf9細胞をスーパー感染から48時間後に収穫し、5容量/グラム細胞の濃度のCOMPLETETMプロテアーゼ阻害剤(Roche)を含む20mMトリスpH7.4、150mM NaCl、1%NP40に溶解させた。4℃における15時間のインキュベーションに続く、溶解物を遠心(4000rpm)および濾過(0.22μm)によって清澄化し、抗−FLAG M2 MAbアフィニティーマトリックス(Sigma)を通過させた。20mMトリス(pH7.4)、150mM NaCl、1%NP40および20mMトリス(pH7.4)、150mM NaClで順次洗浄することによって、未結合蛋白質をマトリックスから除去した。結合蛋白質を100mMグリシン(pH2.75)でカラムから溶出させ、0.5mLの画分に収集した。50μLの1Mトリス(pH9)の添加を通じて、画分を迅速に中性pHとした。蛋白質の含有量は(ペルオキシダーゼコンジュゲーテッド抗−FLAG M2)でのウエスタンブロッティング、クーマシーブリリアンントブルー染色によって分析した(図30)。
図30は、感染したSf9細胞溶解物における精製されたTLR4/MD−2キメラ蛋白質の存在を示す。細胞溶解物中の蛋白質は、抗−FLAG M2抗体を用い、クーマシーブリリアントブルー染色(図30,左側パネル)またはウエスタンブロッティング(図30,右側パネル)によって検出した。レーン1ないし5は抗−FLAG M2アフィニティーカラムからの0.5mLの溶出した画分を示す。
(実施例34:キメラ可溶性TLR4/MD−2を用いるLPS誘導IL−8産生の阻害)
リポ多糖(LPS)(15ng/mL)を種々の濃度の本発明による精製されたキメラTLR4/MD−2と共にプレインキュベートし、引き続いて、TLR4/MD−2トランスフェクトされたHEK293細胞と共にインキュベートした。図31は、処理から24時間後における細胞培養基でのIL−8の産生を示すグラフである。
図31で分かるように、精製されたキメラTLR4/MD−2は、TLR4/MD−2トランスフェクトされたHEK細胞におけるLPS誘導IL−8産生に対する阻害効果を有することが示され、それにより、本発明の精製されたTLR4/MD−2蛋白質は少なくとも部分的には立体配座的に正しいことを示す。
(他の実施形態)
本発明をその詳細な記載に従って記載してきたが、これまでの記載は例示的なものであって、添付の請求の範囲の範囲によって規定される本発明の範囲を限定するものではない。他の態様、利点、および修飾は請求の範囲の範囲内のものである。
図1は、本発明の1つのモノクローナル抗体18H10のTLR4/MD−2複合体への結合を示すグラフである。結合の特異性は、モックトランスフェクトされた、またはTLR4/MD−2トランスフェクトされた細胞を用いるフローサイトメトリーによって示される。モック−トランスフェクトされた細胞を用いる結果は塗りつぶしたグラフ(左側)に示され、他方、TLR4/MD−2トランスフェクトされた細胞を用いる結果は概略グラフ(右側)に示される。 図2は、モノクローナル抗体18H10によるTLR4/MD−2トランスフェクトされたHEK293細胞におけるリポ多糖(LPS)誘導IL−8産生の阻害を示すグラフである。細胞を18H10、HTA125(商業的に入手可能な抗−ヒトTLR4非−ブロッキングMAb)または示された濃度における抗体対照いずれかと共にインキュベートし、引き続いて、LPS(15ng/mL)と共にインキュベートした。IL−8レベルはLPS処理から16時間後に評価した。 図3は、モノクローナル抗体18H10によるヒト全血におけるLPS誘導IL−8産生の阻害を示す一連のグラフである。全血は3人の健康なボランティアから吸い取り、ペパリンで処理し、RPMI培地中に1:4希釈した。以下の抗体を示された濃度で添加した:対照モノクローナル抗体;HTA125および18H10。引き続いて、LPSを10ng/mLの最終濃度のために加え、およびIL−8レベルはLPS処理から6時間後に測定した。 図4は、MD−2に対する18H10モノクローナル抗体の特異性を示す一連のグラフである。18H10抗体の特異性は、ヒトTLR4およびヒトMD―2(パネルA、EおよびI);ウサギTLR4およびウサギMD−2(パネルB、FおよびJ);ヒトTLR4およびウサギMD−2(パネルC、GおよびK);またはウサギTLR4およびヒトMD−2(パネルD、HおよびL)いずれかで一過的にトランスフェクトされたHEK293細胞のフローサイトメトリー分析によって示される。細胞を(TLR4発現を検出するための)α−FLAGTM抗体;(MD−2発現を検出するための)α−C−myc抗体または18H10モノクローナル抗体、続いて、APC−カップルドα−マウス(H+L)抗体いずれかと共にインキュベートした。 図4は、MD−2に対する18H10モノクローナル抗体の特異性を示す一連のグラフである。18H10抗体の特異性は、ヒトTLR4およびヒトMD―2(パネルA、EおよびI);ウサギTLR4およびウサギMD−2(パネルB、FおよびJ);ヒトTLR4およびウサギMD−2(パネルC、GおよびK);またはウサギTLR4およびヒトMD−2(パネルD、HおよびL)いずれかで一過的にトランスフェクトされたHEK293細胞のフローサイトメトリー分析によって示される。細胞を(TLR4発現を検出するための)α−FLAGTM抗体;(MD−2発現を検出するための)α−C−myc抗体または18H10モノクローナル抗体、続いて、APC−カップルドα−マウス(H+L)抗体いずれかと共にインキュベートした。 図4は、MD−2に対する18H10モノクローナル抗体の特異性を示す一連のグラフである。18H10抗体の特異性は、ヒトTLR4およびヒトMD―2(パネルA、EおよびI);ウサギTLR4およびウサギMD−2(パネルB、FおよびJ);ヒトTLR4およびウサギMD−2(パネルC、GおよびK);またはウサギTLR4およびヒトMD−2(パネルD、HおよびL)いずれかで一過的にトランスフェクトされたHEK293細胞のフローサイトメトリー分析によって示される。細胞を(TLR4発現を検出するための)α−FLAGTM抗体;(MD−2発現を検出するための)α−C−myc抗体または18H10モノクローナル抗体、続いて、APC−カップルドα−マウス(H+L)抗体いずれかと共にインキュベートした。 図5Aは、ELISAによって測定された、バキュロウィルス−感染昆虫細胞上積みから精製された組換え可溶性MD−2に対する18H10の特異性の欠如を示すグラフである。蛋白質を96−ウェルプレートに直接的に被覆し(5μg/mL)、続いて、示された濃度の精製されたMAb、および抗−マウスIgG(H+L)HRPで被覆した。 図5Bは、MD−2がそれを認識するためには18H10抗体につきTLR4と会合されなければならないことを示すグラフである。示されたように一過的にトランスフェクトされたHEK293細胞からの溶解物(パネル1、すなわち、上方パネル)または上積み(パネル2、すなわち、下方パネル)を、抗−FLAG M2で被覆されたウェル中でインキュベートした。18H10のビオチニル化形態の結合は、ストレプトアビジン−HRPを用いて検出した。ストレプトアビジン−HRPと共にビオチニル化12D4(抗−TLR4 MAb)、または抗−ウサギIgG−HRPと共に可溶性MD−2に対して生起したポリクローナルウサギAbは、各々、TLR4およびMD−2の存在を制御した。この実験において、TLR4は、N末端においてFLAGタグを有し、ベクターpCNDA3.1(−)hygro(Invitrogen)を用いて発現させた。MD−2はC末端にFLAGおよび6×ヒスチジンタグを有し、ベクターpCDNA3(Invitrogen)を用いて発現させた。モック細胞は空のプラスミドでトランスフェクトした。 図6Aないし図6Fは、VHヌクレオチド配列(配列番号1)(図6A)、VHアミノ酸配列(配列番号2)(図6B)、VLヌクレオチド配列(配列番号6)(図6D)、および18H10のためのVLアミノ酸配列(配列番号7)(図6E)を示す一連の説明図である。VH相補性決定領域(CDR)(配列番号3、4および5)(図6C)およびVL CDR(配列番号8,9および10)(図6F)は図6Bおよび6Eにおいて下線を施したイタリック体で強調する。 図6Aないし図6Fは、VHヌクレオチド配列(配列番号1)(図6A)、VHアミノ酸配列(配列番号2)(図6B)、VLヌクレオチド配列(配列番号6)(図6D)、および18H10のためのVLアミノ酸配列(配列番号7)(図6E)を示す一連の説明図である。VH相補性決定領域(CDR)(配列番号3、4および5)(図6C)およびVL CDR(配列番号8,9および10)(図6F)は図6Bおよび6Eにおいて下線を施したイタリック体で強調する。 図7は、キメラMAb(「キメラ18H10」)として発現される18H10のVHおよびVLヌクレオチド配列が、トランスフェクトされたCHO細胞の表面のヒトTLR4/MD−2複合体に特異的に結合することができることを示すグラフである。TLR4/MD−2トランスフェクトされたCHO細胞へのMAb結合は、示された濃度のキメラ18H10またはイソタイプにマッチした対照MAbを用いるフローサイトメトロイーによって示される。 図8は、キメラ18H10MAbによるTLR4/MD−2トランスフェクトされたHEK293細胞におけるリポ多糖(LPS)誘導IL−8産生の阻害を示すグラフである。細胞を示された濃度の18H10、またはキメラ18H10と共にインキュベートし、引き続いて、LPS(15ng/mL)と共にインキュベートした。IL−8レベルはLPS−処理から16時間後に評価した。キメラ18H10によるLPS誘導IL−8産生の阻害は、本発明の18H10マウスMAbによる阻害と同様であった。 図9は、本発明のモノクローナル抗体16G7の、TLR4/MD−2複合体への結合を示すグラフである。結合の特異性は、モック−トランスフェクトされたまたはTLR4/MD−2トランスフェクトされた細胞を用いるフローサイトメトリーによって示される。モックトランスフェクトされた細胞を用いる結果は塗りつぶしたグラフ(左側)で示され、他方、TLR4/MD−2トランスフェクトされた細胞を用いる結果は概略グラフ(右側)に示される。 図10は、モノクローナル抗体16G7によるTLR4/MD−2トランスフェクトされたHEK293細胞におけるリポ多糖(LPS)誘導IL−8産生の阻害を示すグラフである。細胞を示した濃度における16G7モノクローナル抗体、HTA125抗−TLR4 MAbまたは抗体対照と共にインキュベートし、引き続いて、LPS(15ng/mL)と共にインキュベートした。IL−8レベルはLPS処理から16時間後に評価した。 図11は、モノクローナル抗体16G7によるヒト全血におけるLPS誘導IL−8産生の阻害を示す一連のグラフである。全血が3人の健康なボランティアから吸い取り、ヘパリンで処理し、RPMI培地中に1:4希釈した。以下の抗体を示した濃度で添加した:イソタイプにマッチした対照;HTA125(抗−ヒトTLR4非−ブロッキングモノクローナル抗体);16G7および28C5(抗−ヒトCD14ブロッキングモノクローナル抗体)。引き続いて、10ng/mLの最終濃度のためにLPSを加えた。 図12は、TLR4に対する16G7モノクローナル抗体の特異性を示す一連のグラフである。16G7抗体の特異性は、ウサギTLR4およびウサギMD−2(パネルA、EおよびI);ヒトTLR4およびヒトMD−2(パネルB、FおよびJ);ウサギTLR4およびヒトMD−2(パネルC、GおよびK);またはヒトTLR4およびウサギMD−2(パネルD、HおよびL)いずれかで一過的にトランスフェクトされたHEK293細胞のフローサイトメトリー分析によって示される。細胞を(TLR4発現を検出するための)α−FLAGTM抗体;(MD−2発現を検出するための)α−C−myc抗体、または16G7モノクローナル抗体いずれかと共に、続いて、APC−カップルドα−マウス(H+L)抗体と共にインキュベートした。 図12は、TLR4に対する16G7モノクローナル抗体の特異性を示す一連のグラフである。16G7抗体の特異性は、ウサギTLR4およびウサギMD−2(パネルA、EおよびI);ヒトTLR4およびヒトMD−2(パネルB、FおよびJ);ウサギTLR4およびヒトMD−2(パネルC、GおよびK);またはヒトTLR4およびウサギMD−2(パネルD、HおよびL)いずれかで一過的にトランスフェクトされたHEK293細胞のフローサイトメトリー分析によって示される。細胞を(TLR4発現を検出するための)α−FLAGTM抗体;(MD−2発現を検出するための)α−C−myc抗体、または16G7モノクローナル抗体いずれかと共に、続いて、APC−カップルドα−マウス(H+L)抗体と共にインキュベートした。 図12は、TLR4に対する16G7モノクローナル抗体の特異性を示す一連のグラフである。16G7抗体の特異性は、ウサギTLR4およびウサギMD−2(パネルA、EおよびI);ヒトTLR4およびヒトMD−2(パネルB、FおよびJ);ウサギTLR4およびヒトMD−2(パネルC、GおよびK);またはヒトTLR4およびウサギMD−2(パネルD、HおよびL)いずれかで一過的にトランスフェクトされたHEK293細胞のフローサイトメトリー分析によって示される。細胞を(TLR4発現を検出するための)α−FLAGTM抗体;(MD−2発現を検出するための)α−C−myc抗体、または16G7モノクローナル抗体いずれかと共に、続いて、APC−カップルドα−マウス(H+L)抗体と共にインキュベートした。 図13Aないし図13Fは、VHヌクレオチド配列(配列番号11)(図13A)、VHアミノ酸配列(配列番号12)(図13B)、VLヌクレオチド配列(配列番号16)(図13D)、および16G7についてのVLアミノ酸配列(配列番号17)(図13E)を示す一連の説明図である。VH相補性決定領域(CDR)(配列番号13、14および15)(図13C)およびVL CDR(配列番号18,19および20)(図13F)は図13Bおよび図13Eにおいて下線を施したイタリック体で強調される。 図13Aないし図13Fは、VHヌクレオチド配列(配列番号11)(図13A)、VHアミノ酸配列(配列番号12)(図13B)、VLヌクレオチド配列(配列番号16)(図13D)、および16G7についてのVLアミノ酸配列(配列番号17)(図13E)を示す一連の説明図である。VH相補性決定領域(CDR)(配列番号13、14および15)(図13C)およびVL CDR(配列番号18,19および20)(図13F)は図13Bおよび図13Eにおいて下線を施したイタリック体で強調される。 図14は、本発明のモノクローナル抗体15C1の、TLR4/MD−2複合体への結合を示すグラフである。結合の特異性は、モックトランスフェクトされた、またはTLR4/MD−2トランスフェクトされた細胞を用いるフローサイトメトリーによって示される。モック−トランスフェクトされた細胞を用いる結果は塗りつぶしたグラフ(左側)に示され、他方、TLR4/MD−2トランスフェクトされた細胞を用いる結果は概略グラフ(右側)に示される。 図15は、モノクローナル抗体15C1によるTLR4/MD−2トランスフェクトされたHEK293細胞におけるリポ多糖(LPS)誘導IL−8産生の阻害を示すグラフである。細胞を示された濃度における15C1モノクローナル抗体、HTA125(抗−ヒトTLR4非−ブロッキングモノクローナル抗体)およびイソタイプがマッチした対照(IgG1)と共にインキュベートし、引き続いて、LPS(15ng/mL)と共にインキュベートした。IL−8レベルはLPS処理16時間後に評価した。 図16は、モノクローナル抗体15C1によるヒト全血におけるLPS誘導IL−8産生の阻害を示す一連のグラフである。全血は3人の健康なボランティアから吸い取り、ヘパリンで処理し、RPMI培地に1:4希釈した。以下の抗体を示された濃度で加えた:イソタイプがマッチした対照(IgG1);HTA125(抗−ヒトTLR4非−ブロッキングモノクローナル抗体);15C1および28C5(抗−ヒトCD14部ロッキングモノクローナル抗体)。引き続いて、10ng/mLの最終濃度のためにLPSを加えた。 図17は、TLR4に対する15C1モノクローナル抗体の特異性を示す一連のグラフである。15C1抗体の特異性は、モックベクター、すなわち、カラムベクター(パネルA)、ヒトTLR4(パネルB)、ヒトTLR4およびヒトMD−2(パネルC)、ウサギTLR4およびウサギMD−2(パネルD)、ヒトTLR4およびウサギMD−2(パネルE)、またはウサギTLR4およびヒトMD−2(パネルF)いずれかで一過的にトランスフェクトされたHEK293細胞のフローサイトメトリー分析によって示される。細胞を15C1モノクローナル抗体(10μg/mL)、続いて、APC−カップルドα−マウス(H+L)抗体と共にインキュベートした。 図17は、TLR4に対する15C1モノクローナル抗体の特異性を示す一連のグラフである。15C1抗体の特異性は、モックベクター、すなわち、カラムベクター(パネルA)、ヒトTLR4(パネルB)、ヒトTLR4およびヒトMD−2(パネルC)、ウサギTLR4およびウサギMD−2(パネルD)、ヒトTLR4およびウサギMD−2(パネルE)、またはウサギTLR4およびヒトMD−2(パネルF)いずれかで一過的にトランスフェクトされたHEK293細胞のフローサイトメトリー分析によって示される。細胞を15C1モノクローナル抗体(10μg/mL)、続いて、APC−カップルドα−マウス(H+L)抗体と共にインキュベートした。 図18Aないし18Fは、VHヌクレオチド配列(配列番号21)(図18A)、VHアミノ酸配列(配列番号22)(図18B)、VLヌクレオチド配列(配列番号26)(図18D)、および15C1についてのVLアミノ酸配列(配列番号27)(図18E)を示す一連の説明図である。VH相補性決定領域(CDR)(配列番号23、24および25)(図18C)およびVL CDR(配列番号28、29および30)(図18F)は図18Bおよび18Eにおいて下線を施したイタリック体で強調する。 図18Aないし18Fは、VHヌクレオチド配列(配列番号21)(図18A)、VHアミノ酸配列(配列番号22)(図18B)、VLヌクレオチド配列(配列番号26)(図18D)、および15C1についてのVLアミノ酸配列(配列番号27)(図18E)を示す一連の説明図である。VH相補性決定領域(CDR)(配列番号23、24および25)(図18C)およびVL CDR(配列番号28、29および30)(図18F)は図18Bおよび18Eにおいて下線を施したイタリック体で強調する。 図19は、キメラMAb(「キメラ15C1」)として発現された15C1のVHおよびVLヌクレオチド配列が、トランスフェクトされたCHO細胞の表面のヒトTLR4/MD−2複合体に特異的に結合することができることを示すグラフである。TLR4/MD−2複合体へのMAb結合は、示された濃度におけるキメラ15C1またはイソタイプがマッチした対照モノクローナル抗体を用いるフローサイトメトリーによって示される。 図20は、キメラ15C1 MAbによるTLR4/MD−2トランスフェクトされたHEK293細胞における多糖(LPS)誘導IL−8産生の阻害を示すグラフである。細胞を示された濃度における15C1またはキメラ15C1と共にインキュベートし、続いて、LPS(15ng/mL)と共にインキュベートした。IL−8レベルはLPS処理から16時間後に評価した。キメラ15C1によるLPS誘導IL−8産生の阻害は、本発明の15C1マウスMAbによる阻害と同様であった。 図21は、TLR4/MD−2複合体への、本発明のモノクローナル抗体7E3の結合を示すグラフである。結合の特異性は、モックトランスフェクトされた、またはTLR4/MD−2トランスフェクトされた細胞を用いるフローサイトメトリーによって示される。モック−トランスフェクトされた細胞を用いる結果は塗りつぶしたグラフ(左側)に示され、他方、TLR4/MD−2トランスフェクトされた細胞を用いる結果は概略グラフ(右側)に示される。 図22は、モノクローナル抗体7E3によるTLR4/MD−2トランスフェクトされたHEK293細胞におけるリポ多糖(LPS)誘導IL−8産生の阻害を示すグラフである。細胞を示された濃度における7E3モノクローナル抗体、HTA125(抗−ヒトTLR4非−ブロッキングモノクローナル抗体)およびイソタイプがマッチした対照(IgG1)と共にインキュベートし、引き続いて、LPS(15ng/mL)と共にインキュベートした。IL−8レベルはLPS処理から16時間後に評価した。 図23は、モノクローナル抗体7E3によるヒト全血におけるLPS誘導IL−8産生の阻害を示す一連のグラフである。全血は3人の健康なボランティアから吸い取り、ヘパリンで処理し、RPMI培地中に1:4希釈した。以下の抗体を示された濃度で加えた:イソタイプがマッチした対照(IgG1);HTA125(抗−ヒトTLR4非−ブロッキングモノクローナル抗体);7E3および28C5(抗−ヒトCD14ブロッキングモノクローナル抗体)。10ng/mLの最終濃度のために、引き続いて、LPSを加えた。 図24は、TLR4/MD−2複合体に対する7E3モノクローナル抗体の特異性を示す一連のグラフである。7E3の抗体の特異性は、モックベクター(パネルAS)、ヒトTLR4(パネルB)、ヒトTLR4およびヒトMD−2(パネルC)、ウサギTLR4およびウサギMD−2(パネルD)、ヒトTLR4およびウサギMD−2(パネルE)、またはウサギTLR4およびヒトMD−2(パネルF)いずれかで一過的にトランスフェクトされたHEK293細胞のフローサイトメトリー分析によって示される。細胞を7E3モノクローナル抗体(10μg/mL)、続いて、APC−カップルドα−マウス(H+L)抗体と共にインキュベートした。 図24は、TLR4/MD−2複合体に対する7E3モノクローナル抗体の特異性を示す一連のグラフである。7E3の抗体の特異性は、モックベクター(パネルAS)、ヒトTLR4(パネルB)、ヒトTLR4およびヒトMD−2(パネルC)、ウサギTLR4およびウサギMD−2(パネルD)、ヒトTLR4およびウサギMD−2(パネルE)、またはウサギTLR4およびヒトMD−2(パネルF)いずれかで一過的にトランスフェクトされたHEK293細胞のフローサイトメトリー分析によって示される。細胞を7E3モノクローナル抗体(10μg/mL)、続いて、APC−カップルドα−マウス(H+L)抗体と共にインキュベートした。 図25Aないし25Fは、VHヌクレオチド配列(配列番号31)(図25A)、VHアミノ酸配列(配列番号32)(図25B)、VLヌクレオチド配列(配列番号36)(図25D)、および7E3についてのVLアミノ酸配列(配列番号37(図25E)を示す一連の説明図である。VH相補性決定領域(CDR(配列番号33、34および35)(図25C)およびVL CDR(配列番号38、39および40)(図25F)は図25Bおよび25Eにおいて下線を施したイタリック体で強調される。 図25Aないし25Fは、VHヌクレオチド配列(配列番号31)(図25A)、VHアミノ酸配列(配列番号32)(図25B)、VLヌクレオチド配列(配列番号36)(図25D)、および7E3についてのVLアミノ酸配列(配列番号37(図25E)を示す一連の説明図である。VH相補性決定領域(CDR(配列番号33、34および35)(図25C)およびVL CDR(配列番号38、39および40)(図25F)は図25Bおよび25Eにおいて下線を施したイタリック体で強調される。 図26は、キメラMAb(「キメラ7E3」)として発現された7E3のVHおよびVLヌクレオチド配列が、トランスフェクトされたCHO細胞の表面のヒトTLR4/MD−2複合体に特異的に結合できることを示すグラフである。TLR4/MD−2トランスフェクトされたCHO細胞に結合するモノクローナル抗体は、示された濃度におけるキメラ7E3またはイソタイプがマッチした対照MAbを用いるフローサイトメトリーによって示される。 図27は、キメラ7E3 MAbによるTLR4/MD−2トランスフェクトされたHEK293細胞におけるリポ多糖(LPS)誘導IL−8産生の阻害を示すグラフである。細胞を示された濃度におけるキメラ7E3またはイソタイプがマッチしたMAb対照と共にインキュベートし、続いて、LPS(15ng/mL)と共にインキュベートした。IL−8レベルはLPS−処理から16時間後に評価した。 図28は、本発明によるTLR4/MD−2融合蛋白質cDNAの構築を示す説明図である。 図29は、Sf9細胞溶解物および上清における本発明のTLR4/MD−2キメラ蛋白質の発現を示す説明図である。 図30は、感染されたSf9細胞溶解物からの本発明によるTLR4/MD−2キメラ蛋白質の精製を示す説明図である。 図31は、本発明による可溶性キメラTLR4/MD−2蛋白質を用いるリポ多糖−(LPS)誘導IL−8産生の阻害を示すグラフである。 図32Aは、アクセサリー蛋白質MD−1をコードする核酸配列を示す(配列番号41)。図32Bは、本発明の好ましい実施形態における成熟MD−1アクセサリー蛋白質のアミノ酸配列を示す(配列番号42)。 図33Aは、アクセサリー蛋白質MD−2をコードする核酸配列を示す(配列番号43)。図33Bは、成熟MD−2アクセサリー蛋白質のアミノ酸配列を示す(配列番号44)。

Claims (52)

  1. Toll様レセプター4(TLR4)/MD−2複合体に免疫特異的に結合する抗体であって、ここで該抗体は、10μg/mlの濃度においてヒトTLR4/MD−2をトランスフェクトされたHEK293細胞におけるリポ多糖(LPS)誘導IL−8産生の50%を超える阻害を示す、抗体。
  2. 前記抗体が、TLR4に複合体化していない場合、MD−2蛋白質に免疫特異的に結合しない、請求項1に記載の抗体。
  3. 前記抗体が、さらに、可溶性TLR4に免疫特異的に結合する、請求項1に記載の抗体。
  4. 前記抗体が、さらに、細胞表面のTLR4に免疫特異的に結合する、請求項1に記載の抗体。
  5. 前記抗体がモノクローナル抗体である、請求項1に記載の抗体。
  6. 前記抗体がヒト化抗体である、請求項1に記載の抗体。
  7. 前記抗体が、DSYIH(配列番号3);WTDPENVNSIYDPRFQG(配列番号4)、GYNGVYYAMDY(配列番号5);DYWIE(配列番号13);EILPGSGSTNYNEDFKD(配列番号14);EERAYYFGY(配列番号15);GGYSWH(配列番号23);YIHYSGYTDFNPSLKT(配列番号24);KDPSDGFPY(配列番号25);TYNIGVG(配列番号33);HIWWNDNIYYNTVLKS(配列番号34);およびMAEGRYDAMDY(配列番号35)からなる群より選択されるアミノ酸配列を含む、3つの相補性決定領域(CDR)を有する重鎖を含む、請求項1に記載の抗体。
  8. 前記抗体が、SASSSVIYMH(配列番号8);RTYNLAS(配列番号9);HQWSSFPYT(配列番号10);RSSQSLENSNGNTYLN(配列番号18);RVSNRFS(配列番号19);LQVTHVPPT(配列番号20);RASQSISDHLH(配列番号28);YASHAIS(配列番号29);QNGHSFPLT(配列番号30);RASQDITNYLN(配列番号38);YTSKLHS(配列番号39);およびQQGNTFPWT(配列番号40)のアミノ酸配列からなる群より選択されるアミノ酸配列を含む、3つのCDRを有する軽鎖を含む、請求項1に記載の抗体。
  9. 前記抗体が、DSYIH(配列番号3);WTDPENVNSIYDPRFQG(配列番号4)、GYNGVYYAMDY(配列番号5);DYWIE(配列番号13);EILPGSGSTNYNEDFKD(配列番号14);EERAYYFGY(配列番号15);GGYSWH(配列番号23);YIHYSGYTDFNPSLKT(配列番号24);KDPSDGFPY(配列番号25);TYNIGVG(配列番号33);HIWWNDNIYYNTVLKS(配列番号34);およびMAEGRYDAMDY(配列番号35)からなる群より選択されるアミノ酸配列を含む3つの相補性決定領域(CDR)を有する重鎖と、SASSSVIYMH(配列番号8);RTYNLAS(配列番号9);HQWSSFPYT(配列番号10);RSSQSLENSNGNTYLN(配列番号18);RVSNRFS(配列番号19);LQVTHVPPT(配列番号20);RASQSISDHLH(配列番号28);YASHAIS(配列番号29);QNGHSFPLT(配列番号30);RASQDITNYLN(配列番号38);YTSKLHS(配列番号39);およびQQGNTFPWT(配列番号40)のアミノ酸配列からなる群より選択されるアミノ酸配列を含む3つのCDRを有する軽鎖とを含む、請求項1に記載の抗体。
  10. 前記抗体が、配列番号2、12、22および32からなる群より選択される重鎖可変アミノ酸配列を含む、請求項1に記載の抗体。
  11. 前記抗体が、配列番号7、17、27および37からなる群より選択される軽鎖可変アミノ酸配列を含む、請求項1に記載の抗体。
  12. 前記抗体が、配列番号2、12、22および32からなる群より選択される重鎖可変アミノ酸配列と、配列番号7、17、27および37からなる群より選択される軽鎖可変アミノ酸配列とを含む、請求項1に記載の抗体。
  13. 異常なTLR4シグナル伝達に関連する病理の症状を軽減する方法であって、該方法は、そのような軽減が所望される被験体に、該被験体において該病理の症状を軽減するのに十分な量にて請求項1に記載の抗体を投与する工程を包含する、方法。
  14. 前記被験体がヒトである、請求項13に記載の方法。
  15. 前記異常なTLR4シグナル伝達に関連する病理の症状を軽減するのに十分な請求項1に記載の抗体の量が、LPS誘導IL−8産生を低下させるのに十分な量である、請求項13に記載の方法。
  16. 前記病理が、敗血症、ベンチレーター誘導肺損傷、急性炎症、慢性炎症、自己免疫疾患、および内因性可溶性ストレス因子によって誘導される障害からなる群より選択される、請求項13に記載の方法。
  17. 前記慢性炎症が、アレルギー状態、または喘息に関連する、請求項16に記載の方法。
  18. 前記病理が、炎症性腸障害またはアテローム性動脈硬化症である、請求項16に記載の方法。
  19. 内因性可溶性ストレス因子によって誘導される前記障害が、変形性関節症または慢性関節リウマチである、請求項16に記載の方法。
  20. 前記内因性可溶性ストレス因子が、Hsp60、フィブロネクチン、ヘパラン硫酸、ヒアルロナン、gp96、β−ディフェンシン−2または界面活性剤プロテインAである、請求項16に記載の方法。
  21. 請求項1に記載の抗体とキャリアとを含む、薬学的組成物。
  22. 請求項1に記載の抗体を含む、キット。
  23. MD−2アクセサリーポリペプチド、またはその生物学的に活性な誘導体をコードする核酸配列に結合されたTLR4ポリペプチド、またはその生物学的に活性な誘導体をコードする核酸配列を含む、ベクター。
  24. 請求項22に記載のベクターを含む、細胞。
  25. Toll様レセプター4/MD−2(TLR4/MD2)複合体に免疫特異的に結合する抗体を作製する方法であって、該方法は、請求項24に記載の細胞の第一の投薬量を被験体に投与する工程を包含し、ここで該第一の投薬量は、該被験体において免疫応答を生じさせるのに十分である、方法。
  26. 前記細胞の第二の投薬量を前記被験体に投与する工程をさらに包含する方法であって、ここで該第二の投薬量は、該被験体において免疫応答を生じさせるのに十分である、請求項25に記載の方法。
  27. 産生された抗体が、前記被験体においてTLR4/MD−2複合体によって媒介されるシグナル伝達を中和する、請求項25に記載の方法。
  28. MDアクセサリーポリペプチドに作動可能に連結された、toll様レセプターポリペプチド、またはそのフラグメントを含む、単離されたキメラポリペプチド。
  29. 前記MDアクセサリーポリペプチドが、MD−1またはMD−2であって、前記toll様レセプターポリペプチドが、TLR1〜TLR10およびRP105からなる群より選択される、請求項28に記載の単離されたキメラポリペプチド。
  30. 前記toll様レセプターポリペプチドが、該toll様レセプターの細胞外部分の少なくともフラグメントを含む、請求項28に記載の単離されたキメラポリペプチド。
  31. 前記toll様レセプターポリペプチドが、リンカーによって前記MDアクセサリーポリペプチドに作動可能に連結される、請求項28に記載の単離されたキメラポリペプチド。
  32. 前記リンカーが、グリシン−セリンリンカーである、請求項31に記載の単離されたキメラポリペプチド。
  33. 前記グリシン−セリンリンカーが、GlySer(GGGGS)リンカーである、請求項31に記載の単離されたキメラポリペプチド。
  34. 可溶性キメラ融合蛋白質を産生するための方法であって、該方法は、toll様レセプターポリペプチドをMDアクセサリーポリペプチドに結合させる工程を包含する、方法。
  35. 前記MDアクセサリーポリペプチドが、MD−1またはMD−2であって、前記toll様レセプターポリペプチドが、TLR1〜TLR10およびRP105からなる群より選択される、請求項34に記載の方法。
  36. 前記toll様レセプターポリペプチドが、リンカーによって前記MDアクセサリーポリペプチドに作動可能に連結される、請求項34に記載の方法。
  37. 前記リンカーが、グリシン−セリンリンカーである、請求項34に記載の方法。
  38. 前記グリシン−セリンリンカーが、GlySer(GGGGS)リンカーである、請求項34に記載の方法。
  39. MDアクセサリーポリペプチド、またはその生物学的に活性な誘導体をコードする核酸配列に結合された、toll様レセプターポリペプチド、またはその生物学的に活性な誘導体をコードする核酸配列を含む、ベクター。
  40. 請求項39に記載のベクターを含む、細胞。
  41. 可溶性キメラ融合蛋白質を産生するための方法であって、該方法は、MDアクセサリーポリペプチドに結合されたtoll様レセプターポリペプチドを含む融合蛋白質の産生を可能とする条件下で、請求項40に記載の細胞を培養する工程を包含する、方法。
  42. 前記MDアクセサリーポリペプチドが、MD−1またはMD−2であって、前記toll様レセプターポリペプチドが、TLR1〜TLR10およびRP105からなる群より選択される、請求項41に記載の方法。
  43. 前記toll様レセプターポリペプチドが、グリシン−セリンリンカーによって前記MDアクセサリーポリペプチドに結合される、請求項41に記載の方法。
  44. 異常なtoll様レセプター機能に関連する病理の症状を軽減する方法であって、該方法は、そのような軽減が所望される被験体に、該被験体において該症状を軽減するのに十分な量にて請求項28に記載のポリペプチドを投与する工程を包含する、方法。
  45. 前記被験体がヒトである、請求項44に記載の方法。
  46. 前記異常なtoll様レセプター機能に関連する病理の症状を軽減するのに十分な請求項28に記載のポリペプチドの量が、前記被験体においてtoll様レセプターの活性化を低下させるのに十分な量である、請求項44に記載の方法。
  47. 前記病理が、敗血症、急性炎症、慢性炎症および自己免疫疾患からなる群より選択される、請求項44に記載の方法。
  48. 前記病理が関節炎である、請求項47に記載の方法。
  49. 請求項28に記載のポリペプチドに免疫特異的に結合する、抗体。
  50. 前記抗体がモノクローナル抗体である、請求項49に記載の抗体。
  51. 前記抗体がヒト化抗体である、請求項49に記載の抗体。
  52. toll様レセプターに結合し、そしてtoll様レセプター活性を調節するリガンドをスクリーニングする方法であって、該方法は、
    (a)請求項28に記載のポリペプチドに起因する特性または機能を有するポリペプチドを提供する工程;
    (b)細胞を候補化合物を含む組成物と接触させる工程;および
    (c)該候補化合物が、該ポリペプチドに起因する特性または機能を変更するか否かを決定する工程
    を包含し、それにより、該候補化合物の存在下における該ポリペプチドに起因する特性または機能の変更は、該候補化合物がtoll様レセプター活性を調節するリガンドであることを示す、方法。
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