JP2008285491A - Anticancer agent - Google Patents

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Eisuke Mekata
英輔 目加田
Shingo Miyamoto
新吾 宮本
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HANDAI BISEIBUTSUBIYOU KENKYUKAI
Osaka University NUC
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HANDAI BISEIBUTSUBIYOU KENKYUKAI
Osaka University NUC
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an anticancer agent effective for treating malignant tumors, especially ovarian cancer. <P>SOLUTION: The anticancer agent comprises a protein which is a variant of a diphtheria toxin and has activity of hindering an HB-EGF from binding to an EGF receptor and does not substantially have the toxicity of the diphtheria toxin, a protein which contains at least a receptor binding domain of the diphtheria toxin composed of part of the diphtheria toxin or a complex protein containing the protein or the like, has activity of hindering an HB-EGF from binding to an EGF receptor and does not substantially have the toxicity of the diphtheria toxin as an active ingredient. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、卵巣癌をはじめとする各種癌の治療に利用できる制癌剤に関する。 The present invention relates to an anticancer agent that can be used for the treatment of various cancers including ovarian cancer.

悪性腫瘍に対しては、各種の治療法及び治療薬が開発されているが、未だ充分な治療効果をあげることが出来ない場合が多い。特に、卵巣癌は婦人科領域の悪性腫瘍の中でも進行が早く、とりわけ予後の悪い悪性腫瘍である。
卵巣癌の治療法としては、現在タキソールを中心とした化学療法しか手立てが無いが、これらの化学療法も一時的効果はあるものの、後には再発を許すことが多く、新たな治療法の開発が求められている。
Various treatments and drugs have been developed for malignant tumors, but there are still many cases where a sufficient therapeutic effect cannot be obtained yet. In particular, ovarian cancer is a malignant tumor that progresses quickly among gynecological malignant tumors and has a particularly poor prognosis.
The only treatment for ovarian cancer is currently chemotherapy centered on taxol. Although these chemotherapy have temporary effects, they often allow recurrence later, and new treatments have been developed. It has been demanded.

HB−EGFはEGFファミリーの細胞増殖因子で、身体の形成や再生過程に必須であると同時に、血管狭窄、動脈硬化症などの発症に関係する分子として知られているが(例えば、非特許文献1参照)、この因子を悪性腫瘍の治療のターゲットとすることは現在まで全く行われていなかった。この分子は膜結合型前駆体(proHB−EGF)として合成され、細胞表面でプロテアーゼにより切断されて分泌型HB−EGFを生じる。分泌型には、増殖促進作用があるが、膜型には増殖抑制作用が観察され、分泌型と膜型は適宜使い分けられることで、組織の形成と維持に働いているものと考えられている。   HB-EGF is a cell growth factor of the EGF family, and is essential for the formation and regeneration processes of the body, and at the same time is known as a molecule related to the onset of vascular stenosis, arteriosclerosis, etc. (for example, non-patent literature) 1), this factor has never been targeted for the treatment of malignant tumors. This molecule is synthesized as a membrane-bound precursor (proHB-EGF) and is cleaved by proteases on the cell surface to produce secreted HB-EGF. The secretory type has a growth-promoting effect, but the membrane type has a growth-inhibiting effect, and it is thought that the secretory type and the membrane type are used properly to help form and maintain the tissue. .

HB−EGFは、EGFリセプター(Her1)及びEGFリセプターファミリーのHer4(ErbB−4)に結合し、活性化する。しかし、EGFリセプターファミリー(Her1、Her2、Her3、Her4)はホモダイマーを形成するほか、全ての組み合わせのヘテロダイマーを形成し得るので、結果的にHB−EGFは全てのEGFリセプターファミリー分子を活性化しうる。HB−EGFは種々の組織で発現されており、広範な細胞や組織で働いていると考えられているが、線維芽細胞、平滑筋細胞あるいはケラチノサイトの増殖をよく促進することが報告されている(例えば、非特許文献2参照)。   HB-EGF binds to and activates the EGF receptor (Her1) and the EGF receptor family Her4 (ErbB-4). However, the EGF receptor family (Her1, Her2, Her3, Her4) can form homodimers as well as all combinations of heterodimers, so that HB-EGF can activate all EGF receptor family molecules as a result. . HB-EGF is expressed in various tissues and is thought to work in a wide range of cells and tissues, but has been reported to promote the proliferation of fibroblasts, smooth muscle cells or keratinocytes. (For example, refer nonpatent literature 2).

HB−EGFは前記のように膜結合型前駆体(proHB−EGF)として合成されるが、proHB−EGFは、N末端から、シグナル配列、プロ配列、ヘパリン結合ドメイン、EGF様ドメイン、ジャクスタメンブレンドメイン、トランスメンブレンドメイン、細胞質ドメインからなる(図1)。このproHB−EGFは、図中矢印の部分でプロテアーゼによる切断(エクトドメインシェディング)を受けて分泌型となる。proHB−EGFのエクトドメインシェディングは、リゾホスファチジン酸(LPA)等がG蛋白共役型リセプターを介して、Ras−Raf−MEK経路を活性化する経路や、フォルボールエステルがPKCを活性化する経路により刺激されることが提唱されている(例えば、非特許文献3参照)。   HB-EGF is synthesized as a membrane-bound precursor (proHB-EGF) as described above, but proHB-EGF has a signal sequence, a prosequence, a heparin-binding domain, an EGF-like domain, and a JACKSTA membrane from the N-terminus. It consists of a main, transmembrane domain, and cytoplasmic domain (Fig. 1). This proHB-EGF is cleaved by a protease (ectodomain shedding) at the portion indicated by an arrow in the figure and becomes a secreted form. ProHB-EGF ectodomain shedding is a pathway in which lysophosphatidic acid (LPA) or the like activates the Ras-Raf-MEK pathway via a G protein-coupled receptor, or a pathway in which phorbol esters activate PKC. It is proposed to be stimulated by (see, for example, Non-Patent Document 3).

分泌型HB−EGFがEGFリセプターに結合し、EGFリセプターのリン酸化を促す作用はEGF様ドメインに存在する(例えば、非特許文献1参照)。   The secretory HB-EGF binds to the EGF receptor and promotes phosphorylation of the EGF receptor exists in the EGF-like domain (see, for example, Non-Patent Document 1).

一方ジフテリア毒素は、ジフテリア菌が産生する分子量約59000のタンパク質であるが、HB−EGFの膜結合型前駆体(proHB−EGF)を受容体とすることが知られている(例えば、非特許文献4参照)。また、CRM197のようなジフテリア毒素の変異体は、分泌型HB−EGFの阻害剤として知られている(例えば、非特許文献5参照)。ジフテリア毒素のデータベース情報は、遺伝子についてはEMBL;K01722、アミノ酸配列はSWISS−PROT;P00588、三次元構造はPDB;1MDTあるいは1XDTで見ることができる。ジフテリア毒素の遺伝子は菌体内に溶原化しているファージがコードしている。   On the other hand, diphtheria toxin is a protein having a molecular weight of about 59,000 produced by diphtheria, but it is known that a membrane-bound precursor (proHB-EGF) of HB-EGF is used as a receptor (for example, non-patent literature). 4). Moreover, a mutant of diphtheria toxin such as CRM197 is known as an inhibitor of secretory HB-EGF (see, for example, Non-Patent Document 5). Database information on diphtheria toxin can be found in the gene EMBL; K01722, amino acid sequence SWISS-PROT; P00588, three-dimensional structure PDB; 1MDT or 1XDT. The gene for diphtheria toxin is encoded by phage lysogenized in the microbial cells.

ジフテリア毒素は、アミノ酸535個からなる単純タンパク質であり(ジフテリア毒素のアミノ酸配列(配列番号1)とそれをコードする遺伝子の塩基配列(配列番号2)を図2及び図3に表し、イタリックはシグナル配列を表す)、還元剤で処理することにより分離されるフラグメントA部分とフラグメントB部分に分けられるが(図4)、立体構造解析等によれば、フラグメントB部分はさらに2つのドメインに分かれている。それぞれのドメインの機能は、フラグメントA部分に相当する触媒作用(catalytic)ドメイン(シグナル配列を除いたアミノ酸番号で1〜193)はADPリボシル化活性を、フラグメントB部分のN末端半分に相当する膜貫通(Transmembrane)ドメイン(シグナル配列を除いたアミノ酸番号で194〜378)はエンドソーム膜にチャネルを形成する性質を、フラグメントB部分のC末端半分に相当するレセプター結合(receptor−binding)ドメイン(シグナル配列を除いたアミノ酸番号で386〜535)は細胞表面のジフテリア毒素リセプターと結合する活性を有する。   Diphtheria toxin is a simple protein consisting of 535 amino acids (the amino acid sequence of diphtheria toxin (SEQ ID NO: 1) and the base sequence of the gene encoding it (SEQ ID NO: 2) are shown in FIG. 2 and FIG. (Representing the sequence), it is divided into a fragment A part and a fragment B part that are separated by treatment with a reducing agent (FIG. 4), but according to the three-dimensional structure analysis, the fragment B part is further divided into two domains. Yes. The function of each domain is as follows. The catalytic domain corresponding to the fragment A portion (amino acid number 1 to 193 excluding the signal sequence) exhibits ADP ribosylation activity and the membrane corresponding to the N-terminal half of the fragment B portion. The transmembrane domain (amino acid numbers 194 to 378 excluding the signal sequence) has a property of forming a channel in the endosomal membrane, and a receptor-binding domain (signal sequence) corresponding to the C-terminal half of the fragment B portion. The amino acid numbers excluding 386 to 535) have the activity of binding to the cell surface diphtheria toxin receptor.

ジフテリア毒素のフラグメントA(触媒作用ドメイン部分)は、NAD存在下でEF−2(ペプチド伸長因子2)をADPリボシル化する作用を有しており、これによりタンパク質合成を阻害する。したがって、ジフテリア毒素が毒性を発揮するためには、フラグメントAが細胞質内に入らなければならない。
フラグメントAが細胞質内に入る機構は、フラグメントBにあるレセプター結合ドメインが細胞表面のリセプターであるproHB−EGFに結合することにより、ジフテリア毒素はエンドサイトーシスによりエンドソームに取り込まれ、エンドソーム内で膜貫通ドメインがエンドソーム膜に挿入され、最終的にはフラグメントAがエンドソーム膜を通過して細胞質中に遊離され、そこでEF−2を失活させる(例えば、非特許文献6参照)。
Fragment A (catalytic domain portion) of diphtheria toxin has an action of ADP-ribosylating EF-2 (peptide elongation factor 2) in the presence of NAD, thereby inhibiting protein synthesis. Therefore, for diphtheria toxin to be toxic, fragment A must enter the cytoplasm.
The mechanism by which fragment A enters the cytoplasm is that the receptor binding domain in fragment B binds to proHB-EGF, which is a receptor on the cell surface, so that diphtheria toxin is incorporated into endosomes by endocytosis and transmembranes within endosomes. The domain is inserted into the endosomal membrane, and finally fragment A passes through the endosomal membrane and is released into the cytoplasm, where it deactivates EF-2 (see, for example, Non-Patent Document 6).

ジフテリア毒素が毒性を発揮するためには、フラグメントAとフラグメントBの両方が必要である。したがってどちらのフラグメントに変異があっても、ジフテリア毒素の毒性を有さないタンパク質ができる。   Both fragment A and fragment B are required for diphtheria toxin to exert toxicity. Thus, no matter which fragment is mutated, a protein that does not have the toxicity of diphtheria toxin is produced.

ジフテリア毒素には触媒作用ドメインに変異を有する無毒化された変異体、例えばCRM197が分離されている。   Diphtheria toxin has been isolated from a detoxified mutant having a mutation in the catalytic domain, such as CRM197.

一方、ジフテリア毒素の変異体が、HB−EGFとEGFレセプターとの結合を阻害する活性を有するのは、ジフテリア毒素が、分泌型HB−EGFのEGF様ドメインと結合するためである。また、この結合に関与するのはジフテリア毒素のレセプター結合ドメインである。ジフテリア毒素の516番目のLys、530番目のPheがHB―EGFの結合に重要であることが報告されている(例えば、非特許文献7参照)。また、ジフテリア毒素とHB―EGFのEGFドメインからなる複合体の結晶構造が解析されており、381−535までの間のHB―EGFとの結合に重要なアミノ酸が報告されている(例えば、非特許文献8参照)。   On the other hand, the mutant of diphtheria toxin has an activity of inhibiting the binding between HB-EGF and the EGF receptor because diphtheria toxin binds to the EGF-like domain of secreted HB-EGF. It is the receptor-binding domain of diphtheria toxin that is involved in this binding. It has been reported that the 516th Lys and 530th Phe of diphtheria toxin are important for the binding of HB-EGF (see, for example, Non-Patent Document 7). In addition, the crystal structure of a complex comprising diphtheria toxin and the EGF domain of HB-EGF has been analyzed, and amino acids important for binding to HB-EGF between 381 and 535 have been reported (for example, non- (See Patent Document 8).

このように、ジフテリア毒素変異体がHB−EGFに結合し、HB−EGFの活性を阻害することは認められていたが、HB−EGFを癌治療のターゲットとすること自体が知られていなかったこと、及び、HB−EGFを含む制御機構の複雑さから、ジフテリア毒素変異体を癌治療薬に使用しようとする試みは全くなされていなかった。
目加田英輔等著「遺伝子医学」株式会社メディカルドゥ社、vol.5 No.2 2001,p.131−134 Higashiyama, S. et al著 J.Cell Biol.(1993)122,p.933−940, Prenzel,N.et al著 Nature (1999) 402,p.884−888 J.G.Naglich et al著 Cell (1992) 69,p.1051−1061 T.Mitamura et al J.Biol.Chem.(1995) 270,p.1015 T.Umata et al著 J.Biol.Chem.(1998) 273,p.8351 Shen, HS et al著 J. Biol. Chem. (1994) 269,p.29077−29084 Gordon VL et al著 Molecular Cell (1997) 1, p.67−78
Thus, although it was recognized that the diphtheria toxin mutant binds to HB-EGF and inhibits the activity of HB-EGF, it has not been known that HB-EGF is a target for cancer treatment. Because of this and the complexity of the regulatory mechanism involving HB-EGF, no attempt has been made to use diphtheria toxin mutants in cancer therapeutics.
Eisuke Mekada et al. "Gene Medicine" Medical Do Co., Ltd., vol. 5 No. 2 2001, p. 131-134 Higashiyama, S .; et al. Cell Biol. (1993) 122, p. 933-940, Prezel, N .; et al Nature (1999) 402, p. 884-888 J. et al. G. Nagrich et al. Cell (1992) 69, p. 1051-1061 T.A. Mitamura et al J.M. Biol. Chem. (1995) 270, p. 1015 T.A. By Umata et al. Biol. Chem. (1998) 273, p. 8351 By Shen, HS et al. Biol. Chem. (1994) 269, p. 29077-29084 Gordon VL et al. Molecular Cell (1997) 1, p. 67-78

本発明は、従来における前記諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、悪性腫瘍、特に卵巣癌の治療に有効な制癌剤を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to solve the above-described problems and achieve the following objects. That is, an object is to provide an anticancer agent effective for the treatment of malignant tumors, particularly ovarian cancer.

発明者らは、これまで身体の形成や再生過程に必須であると同時に、血管狭窄、動脈硬化症などの発症に関係するタンパク質として知られていた分泌型HB−EGFの機能を再検討し、癌細胞の増殖、転移過程にHB−EGFが関与しているとの知見を得た。これに基づき、新たな治療法の開発を進め、その結果HB−EGF中和能を有するCRM197が、ヌードマウスに接種したヒト卵巣癌由来細胞の増殖を有意に抑制することを明らかにし、本発明に至った。   The inventors have reexamined the function of secretory HB-EGF, which has been indispensable for the formation and regeneration processes of the body, and has been known as a protein related to the onset of vascular stenosis, arteriosclerosis, The present inventors have found that HB-EGF is involved in the growth and metastasis process of cancer cells. Based on this, the development of a new treatment method was advanced, and as a result, it was clarified that CRM197 having the ability to neutralize HB-EGF significantly suppresses the growth of human ovarian cancer-derived cells inoculated into nude mice. It came to.

すなわち、本発明の前記課題を解決するための手段は以下の通りである。
<1> 以下の(a)、(b)及び(c)のいずれかのタンパク質であって、HB−EGFのEGFレセプターへの結合を阻害する活性を有しかつジフテリア毒素の毒性を実質的に有さないタンパク質を有効成分として含むことを特徴とする制癌剤である。
(a) ジフテリア毒素の一部からなり、該ジフテリア毒素のレセプター結合ドメインを少なくとも含むタンパク質
(b) (a)のタンパク質のアミノ酸配列において1若しくは数個のアミノ酸が欠失、置換若しくは付加されたアミノ酸配列からなるタンパク質
(c) (a)及び(b)のいずれかのタンパク質を含む複合タンパク質
<2> (a)、(b)及び(c)のいずれかのタンパク質が、ジフテリア毒素の触媒作用ドメインを有しない前記<1>に記載の制癌剤である。
<3> (c)のタンパク質が、GST−DTである前記<2>に記載の制癌剤である。
That is, the means for solving the problems of the present invention are as follows.
<1> A protein of any one of the following (a), (b) and (c), which has an activity of inhibiting the binding of HB-EGF to the EGF receptor and substantially reduces the toxicity of diphtheria toxin. It is a cancer drug characterized by containing a protein that does not have as an active ingredient.
(A) a protein comprising a part of diphtheria toxin and comprising at least the receptor binding domain of the diphtheria toxin (b) an amino acid in which one or several amino acids are deleted, substituted or added in the amino acid sequence of the protein of (a) Protein comprising sequence (c) Complex protein comprising any one of proteins (a) and (b) <2> The protein of any one of (a), (b) and (c) is a catalytic domain of diphtheria toxin It is an anticancer drug as described in <1> which does not have.
<3> The anticancer agent according to <2>, wherein the protein (c) is GST-DT.

本発明によると、悪性腫瘍、特に卵巣癌の治療に有効な制癌剤を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the anticancer agent effective in the treatment of a malignant tumor, especially ovarian cancer can be provided.

発明者らは、HB−EGFの機能を検討する中で、HB−EGFには造腫瘍性があるとの知見を得たことに基づき、HB−EGFのEGFレセプターへの結合阻害活性が知られているジフテリア毒素の無毒化変異体の制癌作用を実証した。   Based on the finding that HB-EGF has tumorigenicity in examining the function of HB-EGF, the inventors have known the inhibitory activity of HB-EGF on binding to the EGF receptor. We have demonstrated the anticancer effect of a detoxified mutant of diphtheria toxin.

本発明の第一の態様の制癌剤は、ジフテリア毒素の変異体であってHB−EGFとEGFレセプターとの結合を阻害する活性を有しかつジフテリア毒素の毒性を実質的に有さないタンパク質を、有効成分として含むことを特徴とする。
前記ジフテリア毒素の変異体とは、ジフテリア毒素のアミノ酸配列において1又は複数のアミノ酸が欠失、置換若しくは付加されたアミノ酸配列からなるタンパク質を表し、例えば1若しくは数個のアミノ酸が欠失、置換若しくは付加されたアミノ酸配列からなるタンパク質である。また、ジフテリア毒素の25個のシグナル配列は付いていても付いていなくてもよく、いずれの配列も本発明の範囲に含まれる。
The anticancer agent according to the first aspect of the present invention is a mutant of diphtheria toxin, which has an activity of inhibiting the binding between HB-EGF and the EGF receptor, and has substantially no toxicity of diphtheria toxin. It is characterized by containing as an active ingredient.
The mutant of diphtheria toxin represents a protein having an amino acid sequence in which one or more amino acids are deleted, substituted or added in the amino acid sequence of diphtheria toxin, for example, one or several amino acids are deleted, substituted or substituted It is a protein consisting of an added amino acid sequence. In addition, the 25 signal sequences of diphtheria toxin may or may not be attached, and any sequence is included in the scope of the present invention.

本発明の第二の態様の制癌剤は、以下の(a)、(b)及び(c)のいずれかのタンパク質であって、HB−EGFのEGFレセプターへの結合を阻害する活性を有しかつジフテリア毒素の毒性を実質的に有さないタンパク質を有効成分として含むことを特徴とする。(a) ジフテリア毒素の一部からなり、該ジフテリア毒素のレセプター結合ドメインを少なくとも含むタンパク質。(b) (a)のタンパク質のアミノ酸配列において1若しくは数個のアミノ酸が欠失、置換若しくは付加されたアミノ酸配列からなるタンパク質。(c) (a)及び(b)のいずれかのタンパク質を含む複合タンパク質。   The anticancer drug of the second aspect of the present invention is a protein of any one of the following (a), (b) and (c), which has an activity of inhibiting the binding of HB-EGF to the EGF receptor and It contains a protein that does not substantially have the toxicity of diphtheria toxin as an active ingredient. (A) A protein comprising a part of diphtheria toxin and comprising at least a receptor binding domain of the diphtheria toxin. (B) A protein comprising an amino acid sequence in which one or several amino acids have been deleted, substituted or added in the amino acid sequence of the protein of (a). (C) A complex protein comprising the protein of any one of (a) and (b).

前記タンパク質は、ジフテリア毒素の一部若しくはその変異体又はそれらのタンパク質を含む複合タンパク質であって、レセプター結合ドメインを保持するものをいう。   The protein refers to a part of diphtheria toxin or a variant thereof, or a complex protein containing these proteins and retaining a receptor binding domain.

ここで、ジフテリア毒素の毒性とは、ジフテリア毒素が細胞表面の受容体に結合し、細胞内に侵入し、フラグメントAが保持するEF−2(ペプチド伸長因子2)をADPリボシル化する活性(ADPリボシル化活性)でもって、細胞の蛋白質合成機能を阻害することを意味し、これはタンパク質合成阻害の程度により容易に測定することができる。すなわち、培養細胞に一定量のジフテリア毒素を加えて2〜8時間程度培養し、続いて、放射性のアミノ酸存在下で短時間培養し、タンパク質に取り込まれた放射性アミノ酸量を測定する方法である。   Here, the toxicity of diphtheria toxin refers to the activity (ADP-ribosylation) of EF-2 (peptide elongation factor 2) held by fragment A by binding to a cell surface receptor and entering into the cell. It means that the protein synthesis function of cells is inhibited by ribosylation activity), which can be easily measured by the degree of protein synthesis inhibition. That is, it is a method in which a certain amount of diphtheria toxin is added to cultured cells and cultured for about 2 to 8 hours, followed by short-time cultivation in the presence of radioactive amino acids to measure the amount of radioactive amino acids incorporated into the protein.

具体的には、Vero細胞(1×10細胞)を24ウェルプレートに接種して、COインキュベーターで16時間培養する。細胞が十分にプレートに接着していることを確認してから、各ウェルに冷PBS(150mM、NaCl−2.7mM KCl−10mMリン酸緩衝液、pH7.2)で1回洗う。この時の液の出し入れは細胞をはがさないように慎重に行う。血清を含むアッセイ用培養液0.5mlを加える。アッセイ用培養液は、通常の培地からロイシンの濃度を1/10程度に減らしたものを使用する。これは後で加える[H]ロイシンの取り込み効率を高めるためである。但し、Ham’s F12培地は、ロイシン含量が少ないのでこれをアッセイ用培養液とすることもできる。血清は通常用いている濃度で加える。
次に、種々の濃度のジフテリア毒素を加えて、COインキュベーターで2〜5時間培養する。3.7MBq/mlの[H]ロイシンを10μl加えて更に1時間培養する。
Specifically, Vero cells (1 × 10 5 cells) are inoculated on a 24-well plate and cultured in a CO 2 incubator for 16 hours. After confirming that the cells have sufficiently adhered to the plate, each well is washed once with cold PBS (150 mM, NaCl-2.7 mM KCl-10 mM phosphate buffer, pH 7.2). At this time, the liquid should be taken in and out carefully so as not to peel off the cells. Add 0.5 ml of assay medium with serum. As the assay culture medium, a culture medium in which the concentration of leucine is reduced to about 1/10 from a normal medium is used. This is to increase the efficiency of incorporation of [ 3 H] leucine added later. However, since Ham's F12 medium has a low leucine content, it can be used as a culture medium for assay. Serum is added at the usual concentration.
Next, various concentrations of diphtheria toxin are added and cultured in a CO 2 incubator for 2-5 hours. Add 10 μl of 3.7 MBq / ml [ 3 H] leucine and incubate for an additional hour.

培養液を捨て、ウェルをPBSで1度洗った後、細胞を0.5mlの0.1M NaOHで溶解し、その溶液をチューブに集める。0.5mlの0.1N NaOHで再度ウェルを洗浄し、その溶液を同じチューブに集める。   After discarding the culture and washing the wells once with PBS, the cells are lysed with 0.5 ml of 0.1 M NaOH and the solution is collected in a tube. Wash wells again with 0.5 ml of 0.1 N NaOH and collect the solution in the same tube.

これに20%のトリクロロ酢酸溶液0.5mlを加えて、Vortexミキサーでよく攪拌する。生じた沈殿をグラスフィルターでトラップし、フィルターをさらに5%トリクロロ酢酸溶液で洗浄する。   Add 0.5 ml of 20% trichloroacetic acid solution and stir well with a Vortex mixer. The resulting precipitate is trapped with a glass filter, and the filter is further washed with a 5% trichloroacetic acid solution.

最後にフィルターを100%エタノールで洗浄し、乾燥させる。   Finally, the filter is washed with 100% ethanol and dried.

フィルターをトルエン−PPOのシンチレーターにつけて、フィルターにトラップされた放射能を液体シンチレーションカウンターで測定する。ジフテリア毒素を加えなかった試料の値を測定し、これを100%として毒素を加えた時の値を%で求める。   The filter is attached to a scintillator of toluene-PPO, and the radioactivity trapped on the filter is measured with a liquid scintillation counter. The value of the sample to which no diphtheria toxin was added is measured, and this is taken as 100%, and the value when the toxin is added is determined in%.

ジフテリア毒素の毒性を実質的に有さないタンパク質とは、ジフテリア毒素の毒性を無毒化または極めて低レベルに弱毒化されたタンパク質をいい、本発明においては、ジフテリア毒素の毒性を1ng/mlの濃度で上記Vero細胞の系で測定した場合、ジフテリア毒素を加えなかった試料または触媒作用ドメインを有しないジフテリア毒素変異体を加えた試料の値と有意差がないものをいう。前記有意差は、t検定において有意水準5%として有意差が無いことが好ましく、有意水準1%として有意差が無いことがより好ましく、有意水準0.1%として有意差が無いことがさらに好ましい。   A protein having substantially no toxicity of diphtheria toxin refers to a protein in which the toxicity of diphtheria toxin is detoxified or attenuated to a very low level. In the present invention, the toxicity of diphtheria toxin is a concentration of 1 ng / ml. In the above-mentioned Vero cell system, it means that there is no significant difference from the value of the sample to which diphtheria toxin was not added or the sample to which a diphtheria toxin variant not having a catalytic domain was added. The significant difference is preferably no significant difference at a significance level of 5% in the t test, more preferably no significant difference as a significance level of 1%, and even more preferably no significant difference as a significance level of 0.1%. .

ただし、本発明のなかで、CRM197やDT52E148Kのようなこれまでジフテリア毒素の毒性が全くないとされていた変異体であっても、きわめて微弱な毒性(例えばCRM197では野生型のジフテリア毒素の1010分の1程度)が残存していることが証明され、このような微弱な毒性を有している変異体が本発明から排除されるものではない。ジフテリア毒素の毒性レベルとしては、CRM197と同じかそれ以下であることがジフテリア毒素の毒性による副作用を排除し、安全性を高める観点から好ましい。しかし、一方では該毒性が、制癌剤の効果に寄与することが本発明により示唆されるため、CRM197と同程度の極めて低レベルの毒性を有することも、制癌効果を高める観点から好ましい。したがって、製剤処方にあわせて、適宜ジフテリア毒素の毒性レベルを選択することができる。 However, among the present invention, CRM197 or even hitherto mutant toxicity of diphtheria toxin has been a no like DT52E148K, 10 10 of extremely weak toxicity (e.g. in CRM197 wildtype diphtheria toxin It is proved that about 1 / min) remains, and such a weakly toxic mutant is not excluded from the present invention. The toxicity level of diphtheria toxin is preferably the same as or lower than that of CRM197 from the viewpoint of eliminating side effects due to the toxicity of diphtheria toxin and improving safety. However, on the other hand, since the present invention suggests that the toxicity contributes to the effect of the anticancer agent, it is also preferable from the viewpoint of enhancing the anticancer effect that the toxicity is as low as that of CRM197. Therefore, the toxicity level of diphtheria toxin can be appropriately selected according to the formulation of the preparation.

ジフテリア毒素の毒性は、ペプチド伸長因子2をADPリボシル化するのに必須である触媒作用ドメインに変異を持たせること、または、触媒作用ドメインの一部または全部を欠損させることにより調整することができる。   Toxicity of diphtheria toxin can be adjusted by mutating the catalytic domain essential for ADP-ribosylation of peptide elongation factor 2 or by deleting part or all of the catalytic domain .

変異させた触媒作用ドメインの機能は、ADPリボシル化活性を直接測定することで、正確に調べることができる。ADPリボシル化活性は、分離精製したEF−2に、フラグメントAあるいはADPリボシル化活性を測定したい蛋白質(変異させた触媒作用ドメイン等)とラジオアイソトープで標識したNADを加えて、試験管内でEF−2をADPリボシル化させ、EF−2に取り込まれた放射能を測定することで、直接測定することができる。   The function of the mutated catalytic domain can be accurately examined by directly measuring ADP ribosylation activity. The ADP ribosylation activity is determined by adding fragment A or a protein (mutated catalytic domain, etc.) whose ADP ribosylation activity is to be measured and NAD labeled with a radioisotope to EF-2 which has been separated and purified. It can be directly measured by ADP-ribosylating 2 and measuring the radioactivity incorporated into EF-2.

具体的には、以下の文献(Moynihan, M.R. and Pappenheimer, A.M. Jr. Infect. Immun.(1981) 32, 575−582)で記載された方法で得たウサギ網状赤血球EF−2分画に、最終濃度20mMのトリス緩衝液(pH7.8)、1mMDTT(ジチオスレイトール)、0.1〜1μg/mlのフラグメントAあるいは0.1−100μg/mlのADPリボシル化活性を測定したい蛋白質を加え、さらに最終的に370KBq/mlになるように[32P]NAD(約740 GBq/mmol)を加えて混和し、37℃で10分間反応させる。 Specifically, the rabbit reticulocyte EF− obtained by the method described in the following literature (Moynihan, MR and Pappenheimer, AM Jr. Infect. Immun. (1981) 32, 575-582). In the two fractions, the final concentration of 20 mM Tris buffer (pH 7.8), 1 mM DTT (dithiothreitol), 0.1 to 1 μg / ml fragment A or 0.1 to 100 μg / ml ADP ribosylation activity was measured. The protein to be added is added, and [ 32 P] NAD (about 740 GBq / mmol) is added and mixed so that the final concentration is 370 KBq / ml, and the mixture is reacted at 37 ° C. for 10 minutes.

その反応液に同容量の10%−トリクロロ酢酸溶液を加えて蛋白質を沈殿させ、生じた沈殿をグラスフィルターでトラップし、フィルターをさらに5%トリクロロ酢酸溶液で洗浄する。   The same volume of 10% -trichloroacetic acid solution is added to the reaction solution to precipitate the protein, the resulting precipitate is trapped with a glass filter, and the filter is further washed with 5% trichloroacetic acid solution.

最後にフィルターを100%エタノールで洗浄し、乾燥させる。   Finally, the filter is washed with 100% ethanol and dried.

フィルターをトルエン−PPOのシンチレーターにつけて、フィルターにトラップされた放射能を液体シンチレーションカウンターで測定する。   The filter is attached to a scintillator of toluene-PPO, and the radioactivity trapped on the filter is measured with a liquid scintillation counter.

測定された放射能がADPリボシル化活性の程度を示しており、変異を加えないフラグメントAを用いたときの放射能を基準に、変異を加えた蛋白質のADPリボシル化活性の相対活性を求めることができる。   The measured radioactivity indicates the degree of ADP ribosylation activity, and the relative activity of the ADP ribosylation activity of the mutated protein is determined based on the radioactivity when using fragment A without the mutation. Can do.

また、分泌型HB−EGFとEGFレセプターとの結合を阻害する活性を有するという特徴は、発明者らが、ドメイン情報をもとに、より詳細に検討したところによると、レセプター結合ドメインを含む部分である378番目から535番目のアミノ酸配列を含んでいればよいことがわかった。すなわち、GST(Gluthathione−S−transferase)にジフテリア毒素の378番目から535番目までの配列を融合した遺伝子を作成し、これを大腸菌に発現させて、上記の構造を持つ融合タンパク質(GST−DT)を作成した。GST−DTは、125Iで標識したジフテリア毒素のHB―EGFへの結合を、濃度依存的に阻害した。阻害の程度から、GST−DTはジフテリア毒素と同程度の結合の強さで、HB―EGFに結合することがわかった。したがって、結合に必要なのは、378番目から535番目、すなわち、レセプター結合ドメインを含む部分であることがわかった。 In addition, the feature of having the activity of inhibiting the binding between secretory HB-EGF and the EGF receptor is that the inventors have examined in more detail based on domain information, a portion containing a receptor binding domain It was found that the amino acid sequence from the 378th to the 535th amino acid sequence should be included. That is, a gene in which GST (Glutathione-S-transferase) is fused with a sequence from 378th to 535th of diphtheria toxin is prepared and expressed in E. coli, and a fusion protein (GST-DT) having the above structure It was created. GST-DT inhibited the binding of 125 I-labeled diphtheria toxin to HB-EGF in a concentration-dependent manner. From the degree of inhibition, it was found that GST-DT binds to HB-EGF with the same binding strength as diphtheria toxin. Therefore, it was found that what is necessary for the binding is the 378th to 535th, that is, the portion containing the receptor binding domain.

ここで、HB−EGFとEGFリセプターの結合を阻害する活性を有するかどうかは、前記のような、125Iで標識したジフテリア毒素のHB―EGFへの結合に対する阻害実験により測定することができる。 Here, whether or not it has the activity of inhibiting the binding between HB-EGF and the EGF receptor can be determined by the inhibition experiment on the binding of 125 I-labeled diphtheria toxin to HB-EGF as described above.

そこで、HB−EGFとEGFレセプターとの結合を阻害する活性を有しかつジフテリア毒素の毒性を実質的に有さないタンパク質は、レセプター結合ドメインを保持しつつ、触媒作用ドメインに変異を持たせたジフテリア毒素変異体タンパク質や、ジフテリア毒素のレセプター結合ドメインを保持しつつ触媒作用ドメインの一部または全部を欠損させたジフテリア毒素の一部であるタンパク質を作成することにより得ることができる。   Therefore, a protein that has an activity of inhibiting the binding between HB-EGF and the EGF receptor and does not substantially have the toxicity of diphtheria toxin has a mutation in the catalytic domain while retaining the receptor binding domain. It can be obtained by preparing a diphtheria toxin mutant protein or a protein that is a part of diphtheria toxin that retains the receptor binding domain of diphtheria toxin and that lacks part or all of the catalytic domain.

このような変異体の例としては、CRM197、DT52E148K及びGST−DTが挙げられる。これらはジフテリア毒素の毒性を実質的に持たず、HB−EGFのEGFレセプターへの結合を阻害する。CRM197は、25個のシグナル配列を除いてカウントした場合の52番目のGlyがGluに変異した変異体であり、DT52E148Kは、前記変異に加えてシグナル配列を除いてカウントした場合の148番目のGluがLysに変異した変異体である。また、GST−DTはGSTにジフテリア毒素のシグナル配列を除いてカウントした場合の378番目から535番目を含む蛋白質である。CRM197に関するアミノ酸配列(最初の25個の配列がシグナル配列を表す)を配列番号3に、それをコードする遺伝子の塩基配列を配列番号4に表す。また、GST−DTのアミノ酸配列(配列番号5)及びそれをコードする遺伝子の塩基配列(配列番号6)を図5及び図6に表す。   Examples of such mutants include CRM197, DT52E148K and GST-DT. They are substantially free of diphtheria toxin toxicity and inhibit the binding of HB-EGF to the EGF receptor. CRM197 is a mutant in which the 52nd Gly when counted excluding 25 signal sequences is mutated to Glu, and DT52E148K is the 148th Glu when counted without the signal sequence in addition to the mutation. Is a mutant mutated to Lys. GST-DT is a protein containing 378th to 535th when GST is counted excluding the signal sequence of diphtheria toxin. The amino acid sequence relating to CRM197 (the first 25 sequences represent a signal sequence) is represented by SEQ ID NO: 3, and the base sequence of the gene encoding it is represented by SEQ ID NO: 4. The amino acid sequence of GST-DT (SEQ ID NO: 5) and the base sequence of the gene encoding it (SEQ ID NO: 6) are shown in FIGS.

ここで、CRM197については、ジフテリア毒素の毒性を有さない、即ちADPリボシル化活性を有さないとの報告が既になされている(T. Uchida and A.M. Pappenheimer Jr. (1972) Science 175, 901−903)。また、148Eに変異を有する148K変異体が極めて弱い活性しか持たないことは知られており(J.T.Barbieri and R.J. Collier (1987) Infect. Immun. 55, 1647−1651)、52E変異体であるCRM197にさらに148Kの変異を入れたダブルミュータントであるDT52E148Kは、さらに安全な変異体として好ましい。また、これらの変異体の毒性は、前記タンパク質合成阻害実験によってもジフテリア毒素を加えなかった試料の値と有意差がないことが確かめられた。ただし、前述のように、これらの変異体であっても、極めて微弱なジフテリア毒素の毒性が残存していることが、本発明の、より詳細な解析により明らかになっている。   Here, it has already been reported that CRM197 does not have the toxicity of diphtheria toxin, that is, has no ADP ribosylation activity (T. Uchida and AM Pappenheimer Jr. (1972) Science 175). , 901-903). In addition, it is known that a 148K mutant having a mutation in 148E has extremely weak activity (JT Barbieri and R. J. Collier (1987) Infect. Immun. 55, 1647-1651), 52E. DT52E148K, which is a double mutant obtained by further adding a mutation of 148K to CRM197, which is a mutant, is preferable as a safer mutant. Moreover, it was confirmed that the toxicity of these mutants was not significantly different from the value of the sample to which diphtheria toxin was not added even in the protein synthesis inhibition experiment. However, as described above, it is clear from the detailed analysis of the present invention that even these mutants still have extremely weak diphtheria toxin toxicity.

なお、GST−DTがジフテリア毒素の毒性を有しないことは、触媒作用ドメインを完全に欠如することから明らかである。
(配列番号3)
MSRKLFASILIGALLGIGAPPSAHAGADDVVDSSKSFVMENFSSYHGTKPGYVDSIQKGIQKPKSGTQGNYDDDWKEFYSTDNKYDAAGYSVDNENPLSGKAGGVVKVTYPGLTKVLALKVDNAETIKKELGLSLTEPLMEQVGTEEFIKRFGDGASRVVLSLPFAEGSSSVEYINNWEQAKALSVELEINFETRGKRGQDAMYEYMAQACAGNRVRRSVGSSLSCINLDWDVIRDKTKTKIESLKEHGPIKNKMSESPNKTVSEEKAKQYLEEFHQTALEHPELSELKTVTGTNPVFAGANYAAWAVNVAQVIDSETADNLEKTTAALSILPGIGSVMGIADGAVHHNTEEIVAQSIALSSLMVAQAIPLVGELVDIGFAAYNFVESIINLFQVVHNSYNRPAYSPGHKTQPFLHDGYAVSWNTVEDSIIRTGFQGESGHDIKITAENTPLPIAGVLLPTIPGKLDVNKSKTHISVNGRKIRMRCRAIDGDVTFCRPKSPVYVGNGVHANLHVAFHRSSSEKIHSNEISSDSIGVLGYQKTVDHTKVNSKLSLFFEIKS
(配列番号4)
GTGAGCAGAAAACTGTTTGCGTCAATCTTAATAGGGGCGCTACTGGGGATAGGGGCCCCACCTTCAGCCCATGCAGGCGCTGATGATGTTGTTGATTCTTCTAAATCTTTTGTGATGGAAAACTTTTCTTCGTACCACGGGACTAAACCTGGTTATGTAGATTCCATTCAAAAAGGTATACAAAAGCCAAAATCTGGTACACAAGGAAATTATGACGATGATTGGAAAGAGTTTTATAGTACCGACAATAAATACGACGCTGCGGGATACTCTGTAGATAATGAAAACCCGCTCTCTGGAAAAGCTGGAGGCGTGGTCAAAGTGACGTATCCAGGACTGACGAAGGTTCTCGCACTAAAAGTGGATAATGCCGAAACTATTAAGAAAGAGTTAGGTTTAAGTCTCACTGAACCGTTGATGGAGCAAGTCGGAACGGAAGAGTTTATCAAAAGGTTCGGTGATGGTGCTTCGCGTGTAGTGCTCAGCCTTCCCTTCGCTGAGGGGAGTTCTAGCGTTGAATATATTAATAACTGGGAACAGGCGAAAGCGTTAAGCGTAGAACTTGAGATTAATTTTGAAACCCGTGGAAAACGTGGCCAAGATGCGATGTATGAGTATATGGCTCAAGCCTGTGCAGGAAATCGTGTCAGGCGATCAGTAGGTAGCTCATTGTCATGCATAAATCTTGATTGGGATGTCATAAGGGATAAAACTAAGACAAAGATAGAGTCTTTGAAAGAGCATGGCCCTATCAAAAATAAAATGAGCGAAAGTCCCAATAAAACAGTATCTGAGGAAAAAGCTAAACAATACCTAGAAGAATTTCATCAAACGGCATTAGAGCATCCTGAATTGTCAGAACTTAAAACCGTTACTGGGACCAATCCTGTATTCGCTGGGGCTAACTATGCGGCGTGGGCAGTAAACGTTGCGCAAGTTATCGATAGCGAAACAGCTGATAATTTGGAAAAGACAACTGCTGCTCTTTCGATACTTCCTGGTATCGGTAGCGTAATGGGCATTGCAGACGGTGCCGTTCACCACAATACAGAAGAGATAGTGGCACAATCAATAGCTTTATCGTCTTTAATGGTTGCTCAAGCTATTCCATTGGTAGGAGAGCTAGTTGATATTGGTTTCGCTGCATATAATTTTGTAGAGAGTATTATCAATTTATTTCAAGTAGTTCATAATTCGTATAATCGTCCCGCGTATTCTCCGGGGCATAAAACGCAACCATTTCTTCATGACGGGTATGCTGTCAGTTGGAACACTGTTGAAGATTCGATAATCCGAACTGGTTTTCAAGGGGAGAGTGGGCACGACATAAAAATTACTGCTGAAAATACCCCGCTTCCAATCGCGGGTGTCCTACTACCGACTATTCCTGGAAAGCTGGACGTTAATAAGTCCAAGACTCATATTTCCGTAAATGGTCGGAAAATAAGGATGCGTTGCAGAGCTATAGACGGTGATGTAACTTTTTGTCGCCCTAAATCTCCTGTTTATGTTGGTAATGGTGTGCATGCGAATCTTCACGTGGCATTTCACAGAAGCAGCTCGGAGAAAATTCATTCTAATGAAATTTCGTCGGATTCCATAGGCGTTCTTGGGTACCAGAAAACAGTAGATCACACCAAGGTTAATTCTAAGCTATCGCTATTTTTTGAAATCAAAAGC
TGA
It is clear that GST-DT does not have the toxicity of diphtheria toxin because it completely lacks the catalytic domain.
(SEQ ID NO: 3)
MSRKLFASILIGALLGIGAPPSAHA GADDVVDSSKSFVMENFSSYHGTKPGYVDSIQKGIQKPKSGTQGNYDDDWKEFYSTDNKYDAAGYSVDNENPLSGKAGGVVKVTYPGLTKVLALKVDNAETIKKELGLSLTEPLMEQVGTEEFIKRFGDGASRVVLSLPFAEGSSSVEYINNWEQAKALSVELEINFETRGKRGQDAMYEYMAQACAGNRVRRSVGSSLSCINLDWDVIRDKTKTKIESLKEHGPIKNKMSESPNKTVSEEKAKQYLEEFHQTALEHPELSELKTVTGTNPVFAGANYAAWAVNVAQVIDSETADNLEKTTAALSILP GIGSVMGIADGAVHHNTEEIVAQSIALSSLMVAQAIPLVGELVDIGFAAYNFVESIINLFQVVHNSYNRPAYSPGHKTQPFLHDGYAVSWNTVEDSIIRTGFQGESGHDIKITAENTPLPIAGVLLPTIPGKLDVNKSKTHISVNGRKIRMRCRAIDGDVTFCRPKSPVYVGNGVHANLHVAFHRSSSEKIHSNEISSDSIGVLGYQKTVDHTKVNSKLSLFFEIKS
(SEQ ID NO: 4)
GTG AGCAGAAAACTGTTTGCGTCAATCTTAATAGGGGCGCTACTGGGGATAGGGGCCCCACCTTCAGCCCATGCAGGCGCTGATGATGTTGTTGATTCTTCTAAATCTTTTGTGATGGAAAACTTTTCTTCGTACCACGGGACTAAACCTGGTTATGTAGATTCCATTCAAAAAGGTATACAAAAGCCAAAATCTGGTACACAAGGAAATTATGACGATGATTGGAAAGAGTTTTATAGTACCGACAATAAATACGACGCTGCGGGATACTCTGTAGATAATGAAAACCCGCTCTCTGGAAAAGCTGGAGGCGTGGTCAAAGTGACGTATCCA GGACTGACGAAGGTTCTCGCACTAAAAGTGGATAATGCCGAAACTATTAAGAAAGAGTTAGGTTTAAGTCTCACTGAACCGTTGATGGAGCAAGTCGGAACGGAAGAGTTTATCAAAAGGTTCGGTGATGGTGCTTCGCGTGTAGTGCTCAGCCTTCCCTTCGCTGAGGGGAGTTCTAGCGTTGAATATATTAATAACTGGGAACAGGCGAAAGCGTTAAGCGTAGAACTTGAGATTAATTTTGAAACCCGTGGAAAACGTGGCCAAGATGCGATGTATGAGTATATGGCTCAAGCCTGTGCAGGAAATCGTGTCAGGCGATCAGTAGGTAGC CATTGTCATGCATAAATCTTGATTGGGATGTCATAAGGGATAAAACTAAGACAAAGATAGAGTCTTTGAAAGAGCATGGCCCTATCAAAAATAAAATGAGCGAAAGTCCCAATAAAACAGTATCTGAGGAAAAAGCTAAACAATACCTAGAAGAATTTCATCAAACGGCATTAGAGCATCCTGAATTGTCAGAACTTAAAACCGTTACTGGGACCAATCCTGTATTCGCTGGGGCTAACTATGCGGCGTGGGCAGTAAACGTTGCGCAAGTTATCGATAGCGAAACAGCTGATAATTTGGAAAAGACAACTGCTGCTCTTTCGATACTTCCT GTATCGGTAGCGTAATGGGCATTGCAGACGGTGCCGTTCACCACAATACAGAAGAGATAGTGGCACAATCAATAGCTTTATCGTCTTTAATGGTTGCTCAAGCTATTCCATTGGTAGGAGAGCTAGTTGATATTGGTTTCGCTGCATATAATTTTGTAGAGAGTATTATCAATTTATTTCAAGTAGTTCATAATTCGTATAATCGTCCCGCGTATTCTCCGGGGCATAAAACGCAACCATTTCTTCATGACGGGTATGCTGTCAGTTGGAACACTGTTGAAGATTCGATAATCCGAACTGGTTTTCAAGGGGAGAGTGGGCACGACATAAAAA TTACTGCTGAAAATACCCCGCTTCCAATCGCGGGTGTCCTACTACCGACTATTCCTGGAAAGCTGGACGTTAATAAGTCCAAGACTCATATTTCCGTAAATGGTCGGAAAATAAGGATGCGTTGCAGAGCTATAGACGGTGATGTAACTTTTTGTCGCCCTAAATCTCCTGTTTATGTTGGTAATGGTGTGCATGCGAATCTTCACGTGGCATTTCACAGAAGCAGCTCGGAGAAAATTCATTCTAATGAAATTTCGTCGGATTCCATAGGCGTTCTTGGGTACCAGAAAACAGTAGATCACACCAAGGTTAATTCTAAGCTATCGCTATTTT TGAAATCAAAAGC
TGA

なお、レセプター結合ドメインを含む断片は、プラスミッドに組み込まれたCRM197をコードする遺伝子(Pβ197)を鋳型にして、PCR法にてレセプター結合ドメイン部分のDNA配列を合成して、これをGST融合タンパク質やヒスチジンタグを合成させるための発現ベクター(pGEX−3X、pQE−30)のマルチクローニングサイトに挿入し、得られたプラスミッドを大腸菌に組み込み、プラスミッドがコードする遺伝子を大腸菌で合成させることで作成できる。   The fragment containing the receptor binding domain was synthesized by synthesizing the DNA sequence of the receptor binding domain by PCR using the gene (Pβ197) encoding CRM197 incorporated in the plasmid as a template, and using this as a GST fusion protein. Or histidine tag is inserted into the multicloning site of an expression vector (pGEX-3X, pQE-30), the resulting plasmid is incorporated into E. coli, and the gene encoded by the plasmid is synthesized in E. coli. Can be created.

また、触媒作用ドメインに変異を有する変異体は、以下のようにして作成することができる。プラスミッドに組み込まれたCRM197をコードする遺伝子(Pβ197)を鋳型にして、変異を持たせたい部位をプライマーとして、PCR法にてCRM197領域を合成する。プライマーは、変異を持つように点突然変異を導入したものを合成し、使用する。合成したDNAを、大腸菌用の遺伝子発現ベクター(pET−22b)に組み込み、大腸菌に形質導入を行い、変異体を大腸菌で発現させて、作成することができる。   A mutant having a mutation in the catalytic domain can be prepared as follows. The CRM197 region is synthesized by PCR using the gene (Pβ197) encoding CRM197 incorporated in the plasmid as a template and the site to be mutated as a primer. The primer is synthesized and used by introducing a point mutation so as to have a mutation. The synthesized DNA can be prepared by incorporating it into a gene expression vector for E. coli (pET-22b), transducing E. coli, and expressing the mutant in E. coli.

本発明の制癌剤は、乳癌、前立腺癌、甲状腺癌、卵巣癌等、悪性腫瘍全般の治療に用いることができるが、好ましくはHB−EGFを発現している悪性腫瘍に用いることができ、特に卵巣癌に好適に用いることができる。
本発明の制癌剤は、前記ジフテリア毒素の変異体に残存するジフテリア毒素の毒性を中和する活性を有し、かつ、前記ジフテリア毒素の変異体の細胞への結合を抑制しない前記ジフテリア毒素の変異体のモノクローナル抗体をさらに含み、
前記ジフテリア毒素の変異体のモノクローナル抗体と、ジフテリア毒素の変異体とが複合体を形成することも好ましい。
The anticancer agent of the present invention can be used for the treatment of all malignant tumors such as breast cancer, prostate cancer, thyroid cancer, ovarian cancer, etc., but preferably can be used for malignant tumors expressing HB-EGF, particularly ovary. It can be suitably used for cancer.
The anticancer agent of the present invention has the activity of neutralizing the toxicity of the diphtheria toxin remaining in the mutant of the diphtheria toxin, and the mutant of the diphtheria toxin that does not suppress the binding of the mutant of the diphtheria toxin to cells Further comprising a monoclonal antibody,
It is also preferable that the diphtheria toxin mutant monoclonal antibody and the diphtheria toxin mutant form a complex.

前記ジフテリア毒素の変異体は、変異を導入することによりジフテリア毒素の毒性が弱毒化されており、実質的にジフテリア毒素の毒性を有しないものであるが、極めて厳格なレベルで見ればジフテリア毒素の毒性が残存している場合を含むことは前述のとおりである。そこで、ジフテリア毒素の変異体は、該ジフテリア毒素の変異体に残存するジフテリア毒素の毒性を中和する活性を有し、かつ、該ジフテリア毒素の変異体の細胞への結合を抑制しないモノクローナル抗体と複合体を形成することによってさらにジフテリア毒素の毒性を低下させることができる。   The mutant of the diphtheria toxin is attenuated by introducing the mutation, and substantially has no toxicity of the diphtheria toxin. As described above, it includes the case where toxicity remains. Therefore, a mutant of diphtheria toxin has an activity to neutralize the toxicity of diphtheria toxin remaining in the mutant of diphtheria toxin and does not inhibit binding of the mutant of diphtheria toxin to cells. The toxicity of diphtheria toxin can be further reduced by forming a complex.

前記ジフテリア毒素の変異体のモノクローナル抗体であって、前記ジフテリア毒素の変異体に残存するジフテリア毒素の毒性を中和する活性を有し、ジフテリア毒素の変異体の細胞への結合を抑制しない(即ち、proHB−EGFとの結合活性を阻害しない)モノクローナル抗体は、以下の文献(Hayakawa S, J. Biol. Chem. 258, 4311−4317, 1983) によって示されるような常法に従い作成することができる。すなわち、ジフテリア毒素の変異体に対する抗体を作成しているクローンの中で、最終的にジフテリア毒素の毒性を中和する活性は持つが、ジフテリア毒素の変異体の細胞への結合を抑制しない抗体を作成しているクローンを分離して作成できる。また、公知のジフテリア毒素モノクローナル抗体の中から、使用するジフテリア毒素変異体に対して前記性質を有するものを選択することもできる。   The diphtheria toxin mutant monoclonal antibody has an activity to neutralize the toxicity of the diphtheria toxin remaining in the diphtheria toxin mutant, and does not inhibit binding of the diphtheria toxin mutant to cells (ie, Monoclonal antibody that does not inhibit the binding activity to proHB-EGF can be prepared according to a conventional method as shown by the following document (Hayakawa S, J. Biol. Chem. 258, 4311-4317, 1983). . That is, among the clones that are producing antibodies against diphtheria toxin mutants, antibodies that have the activity of finally neutralizing the toxicity of diphtheria toxin but do not inhibit the binding of diphtheria toxin mutants to cells. You can create a clone that is created separately. Moreover, what has the said property with respect to the diphtheria toxin mutant to be used can also be selected from well-known diphtheria toxin monoclonal antibodies.

ジフテリア毒素の毒性を中和する活性は、ジフテリア毒素の変異体と該ジフテリア毒素モノクローナル抗体との複合体をVero−H細胞に加えて、ジフテリア毒素の変異体を単体で加えたときに起きるコロニー形成の抑制が、阻害されるかどうかを見ることにより容易に測定できる。   The activity to neutralize the toxicity of diphtheria toxin is the colony formation that occurs when a complex of a diphtheria toxin mutant and the diphtheria toxin monoclonal antibody is added to Vero-H cells, and the diphtheria toxin mutant is added alone. Can be easily measured by seeing if inhibition of is inhibited.

一方、該モノクローナル抗体が、ジフテリア毒素の変異体の細胞への結合を抑制しないことは、前記125Iで標識したジフテリア毒素のHB―EGFへの結合の阻害や、後述するIL−3依存的に増殖能を示す32D cells(ATCCより入手)に上皮細胞増殖因子受容体遺伝子を発現させた、DER cellにおいて、HB−EGFの増殖活性阻害作用を測定すること等により調べることができる。 On the other hand, the fact that the monoclonal antibody does not inhibit the binding of the diphtheria toxin mutant to the cells is due to the inhibition of the binding of 125 I-labeled diphtheria toxin to HB-EGF and the IL-3 dependency described later. It can be examined by measuring the inhibitory action of HB-EGF on the proliferation activity of DER cell in which epidermal growth factor receptor gene is expressed in 32D cells (obtained from ATCC) showing proliferation ability.

ジフテリア毒素の変異体に残存するジフテリア毒素の毒性を中和する活性を有し、ジフテリア毒素の変異体の細胞への結合を抑制しないジフテリア毒素の変異体のモノクローナル抗体としては、例えば#2 anti−DT mAb(特許生物寄託センター 寄託番号:FERM P−19551のハイブリドーマより産生されるモノクローナル抗体)が挙げられる。   As a monoclonal antibody of a mutant of diphtheria toxin that has an activity to neutralize the toxicity of diphtheria toxin remaining in the mutant of diphtheria toxin and does not suppress binding of the mutant of diphtheria toxin to cells, for example, # 2 anti- DT mAb (patent biological deposit center deposit number: monoclonal antibody produced from a hybridoma of FERM P-19551).

ジフテリア毒素の変異体との複合体は、ジフテリア毒素の変異体とモノクローナル抗体とを適当な比により混合することにより作成できる。   A complex with a mutant of diphtheria toxin can be prepared by mixing a mutant of diphtheria toxin and a monoclonal antibody at an appropriate ratio.

本発明の制癌剤は、上記有効成分をそのまま、または、薬学的に許容される医薬用担体と組合せて製剤化することができる。   The anticancer agent of the present invention can be formulated as the active ingredient as it is or in combination with a pharmaceutically acceptable pharmaceutical carrier.

前記制癌剤は、経口的又は非経口的(例えば、静脈内、筋肉内、腹腔内、皮下又は皮内等への注射、直腸内投与、経粘膜投与、経気道投与など)に投与することができる。卵巣癌等腹腔内に播種する悪性腫瘍に適用する場合には、腹腔内に注射により投与することが、癌細胞に直接運搬される点で好ましい。   The anticancer agent can be administered orally or parenterally (for example, intravenous, intramuscular, intraperitoneal, subcutaneous or intradermal injection, rectal administration, transmucosal administration, airway administration, etc.). . When applied to malignant tumors that are disseminated intraperitoneally, such as ovarian cancer, administration by intraperitoneal injection is preferable because it is directly delivered to cancer cells.

経口投与に適する医薬組成物としては、例えば、錠剤、顆粒剤、カプセル剤、散剤、溶液剤、懸濁剤、シロップ剤などを挙げることができ、非経口投与に適する医薬組成物としては、例えば、注射剤、点滴剤、坐剤、経皮吸収剤などを挙げることができるが、剤形はこれらに限定されることはない。   Examples of the pharmaceutical composition suitable for oral administration include tablets, granules, capsules, powders, solutions, suspensions, syrups, etc. Examples of the pharmaceutical composition suitable for parenteral administration include , Injections, infusions, suppositories, transdermal absorption agents, and the like, but the dosage form is not limited thereto.

前記制癌剤の製造に用いられる製剤用添加物の種類は特に限定されず、当業者が適宜選択可能である。例えば、賦形剤、崩壊剤又は崩壊補助剤、結合剤、滑沢剤、コーティング剤、基剤、溶解剤又は溶解補助剤、分散剤、懸濁剤、乳化剤、緩衝剤、抗酸化剤、防腐剤、等張化剤、pH調節剤、溶解剤、安定化剤などを用いることができ、これらの目的で使用される個々の具体的成分は当業者に周知されている。   There are no particular limitations on the type of formulation additive used in the production of the anticancer drug, and a person skilled in the art can appropriately select it. For example, excipients, disintegrants or disintegration aids, binders, lubricants, coating agents, bases, solubilizers or solubilizers, dispersants, suspending agents, emulsifiers, buffers, antioxidants, antiseptics Agents, isotonic agents, pH adjusters, solubilizers, stabilizers, and the like can be used, and the individual specific components used for these purposes are well known to those skilled in the art.

経口投与用の製剤の調製に用いることができる製剤用添加物として、例えば、ブドウ糖、乳糖、D−マンニトール、デンプン、又は結晶セルロース等の賦形剤;カルボキシメチルセルロース、デンプン、又はカルボキシメチルセルロースカルシウム等の崩壊剤又は崩壊補助剤;ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ポリビニルピロリドン、又はゼラチン等の結合剤;ステアリン酸マグネシウム又はタルク等の滑沢剤;ヒドロキシプロピルメチルセルロース、白糖、ポリエチレングリコール又は酸化チタン等のコーティング剤;ワセリン、流動パラフィン、ポリエチレングリコール、ゼラチン、カオリン、グリセリン、精製水、又はハードファット等の基剤を用いることができる。   Examples of pharmaceutical additives that can be used in the preparation of pharmaceutical preparations for oral administration include excipients such as glucose, lactose, D-mannitol, starch, or crystalline cellulose; carboxymethylcellulose, starch, carboxymethylcellulose calcium, etc. Disintegrating agents or disintegrating aids; binders such as hydroxypropylcellulose, hydroxypropylmethylcellulose, polyvinylpyrrolidone, or gelatin; lubricants such as magnesium stearate or talc; coatings such as hydroxypropylmethylcellulose, sucrose, polyethylene glycol, or titanium oxide Agents: Bases such as petrolatum, liquid paraffin, polyethylene glycol, gelatin, kaolin, glycerin, purified water, or hard fat can be used.

注射あるいは点滴用の製剤の調製に用いることができる製剤用添加物としては、注射用蒸留水、生理食塩水、プロピレングリコール等の水性あるいは用時溶解型注射剤を構成しうる溶解剤又は溶解補助剤;ブドウ糖、塩化ナトリウム、D−マンニトール、グリセリン等の等張化剤;無機酸、有機酸、無機塩基又は有機塩基等のpH調節剤等の製剤用添加物を用いることができる。
前記本発明の制癌剤に含まれる有効成分の量は、制癌剤の製剤形態または投与経路によって異なり、一概に規定することはできないが、通常、最終製剤中に約0.0001%から70%の範囲から適宜選択して決定することができる。
Pharmaceutical additives that can be used for the preparation of pharmaceutical preparations for injection or infusion include aqueous solutions such as distilled water for injection, physiological saline, and propylene glycol, or solubilizers or solubilizers that can constitute dissolution-type injections when used Agents; tonicity agents such as glucose, sodium chloride, D-mannitol and glycerin; additives for preparation such as pH regulators such as inorganic acids, organic acids, inorganic bases and organic bases can be used.
The amount of the active ingredient contained in the anticancer agent of the present invention varies depending on the preparation form or administration route of the anticancer agent and cannot be generally defined, but is usually in the range of about 0.0001% to 70% in the final preparation. It can be selected and determined as appropriate.

本発明の制癌剤は、ヒトを含む哺乳動物に投与することができる。   The anticancer agent of the present invention can be administered to mammals including humans.

本発明の制癌剤の投与量は、患者の年齢、性別、体重、症状、及び投与経路などの条件に応じて適宜増減されるべきであるが、成人一日あたりの有効成分の量として、体重1kgあたり1μgから30mg程度の範囲であることが好ましい。上記投与量の医薬は一日一回に投与してもよいし、数回に分けて投与してもよい。また、数日から数週間に1度又は単発的に投与してもよい。また、ステロイド等、副作用を抑える成分とともに投与することもできる。   The dosage of the anticancer drug of the present invention should be appropriately increased or decreased according to conditions such as the patient's age, sex, weight, symptom, and administration route, but the amount of active ingredient per day for an adult is 1 kg of body weight. It is preferable that the range is about 1 μg to 30 mg per unit. The above-mentioned dose of medicine may be administered once a day or may be divided into several times. In addition, it may be administered once every several days to several weeks or once. Moreover, it can also administer with the component which suppresses a side effect, such as a steroid.

以下、本発明の実施例について説明するが、本発明はこの実施例に何ら限定されるものではない。
(実施例1)
CRM197タンパク質の生成
C7(β197)の溶原菌のストック(C7(β197)ファージを溶原化したジフテリア菌C7(beta197)M1としてATCC(American Type Culture Collection)Bacteria collection(No.39255)から入手可能)を培養し、対数増殖期の後期の菌液を、2%の濾過したマルトースを加えたC−Y培地に、最初のOD590が約0.05になるように加える。このODは、約5×10菌体/mlにあたる。フラスコは毎分200回転のロータリーシェーカーに載せ、35℃で16時間から17時間培養する。ODが10から15になった時点で、培養を終了する。
Hereinafter, although the Example of this invention is described, this invention is not limited to this Example at all.
Example 1
Production of CRM197 protein C7 (β197) lysogen stock (C7 (β197) available from ATCC (American Type Culture Collection) Bacteria collection (No. 39255) as C7 (β197) phage lysed diphtheria C7 (beta197) M1) ) And the late bacterial solution in the logarithmic growth phase is added to CY medium supplemented with 2% filtered maltose so that the initial OD590 is about 0.05. This OD corresponds to about 5 × 10 7 cells / ml. The flask is placed on a rotary shaker at 200 revolutions per minute and incubated at 35 ° C. for 16 to 17 hours. When the OD becomes 10 to 15, the culture is terminated.

前記C−Y培地は、以下のように調製する。即ち、10gのカサミノ酸、20gの酵母抽出液、5gのKHPOを1lの蒸留水に溶かす。2mlの50%CaCl.2HOを加えた後、pHを7.4に調整する。沸騰させた後、濾過する。2mlのMuellerとMillerの溶液II(22.5g MgSO、0.115g βアラニン、0.115g ニコチン酸、7.5mg ピメリン酸、1g CuSO・5HO、1g ZnSO・5HO、1g MnCl・4HO/100ml HO)と1mlのMuellerとMillerの溶液III(20g L−シスチン、20ml 濃塩酸/100ml HO)を加える。100mLずつ分注し、オートクレーブをかけることによりC−Y培地を得た。 The CY medium is prepared as follows. That is, 10 g of casamino acid, 20 g of yeast extract, and 5 g of KH 2 PO 4 are dissolved in 1 l of distilled water. 2 ml of 50% CaCl 2 . After adding 2H 2 O, the pH is adjusted to 7.4. Filter after boiling. 2 ml Mueller and Miller solution II (22.5 g MgSO 4 , 0.115 g β-alanine, 0.115 g nicotinic acid, 7.5 mg pimelic acid, 1 g CuSO 4 .5H 2 O, 1 g ZnSO 4 .5H 2 O, 1 g MnCl 2 .4H 2 O / 100 ml H 2 O) and 1 ml Mueller and Miller solution III (20 g L-cystine, 20 ml concentrated hydrochloric acid / 100 ml H 2 O) are added. A CY medium was obtained by dispensing 100 mL each and applying an autoclave.

CRMタンパクの精製は、以下のようにして行う。   The CRM protein is purified as follows.

培養液は、10000gで15分間遠心する。培養上清に硫安を65%の飽和状態になるように加える。氷室で24から48時間放置する。沈殿物を集めて0.02MのpH7.2のトリス−塩酸バッファーに溶かし、同液にて透析する。   The culture is centrifuged at 10,000g for 15 minutes. Add ammonium sulfate to the culture supernatant to a saturation state of 65%. Leave in an ice room for 24-48 hours. The precipitate is collected, dissolved in 0.02 M pH 7.2 Tris-HCl buffer, and dialyzed against the same solution.

遠心して、不溶物を除き、DE52カラムに添加し、0.02MのpH7.2のトリス−塩酸バッファー中のNaClの濃度勾配により溶出する。CRM197は、NaClが0.08Mのところで溶出する。溶出した液を硫安で65%飽和状態にする。沈殿物を0.01Mのトリス−塩酸バッファーに溶かし、再び平衡化する。そして、DE52カラムに再び掛け、再度硫安沈殿する。続いて、SephacrylS−200のカラムにかけ、HEPES−NaOH、pH7.2、0.15M NaClの溶液で溶出する。溶出されたCRM197をDeToxiゲルにアプライして、CRM197試料に含まれるLPS類似物質を取り除き、実験に使用する。CRM197の280nmにおける吸収は、1ODが約0.67 mg/mlに相当する。   Centrifuge to remove insolubles, add to DE52 column and elute with a gradient of NaCl in 0.02 M pH 7.2 Tris-HCl buffer. CRM197 elutes when NaCl is 0.08M. The eluted liquid is saturated with ammonium sulfate to 65%. The precipitate is dissolved in 0.01 M Tris-HCl buffer and equilibrated again. Then, it is applied again to the DE52 column and precipitated again with ammonium sulfate. Subsequently, it is applied to a Sephacryl S-200 column and eluted with a solution of HEPES-NaOH, pH 7.2, 0.15 M NaCl. The eluted CRM197 is applied to a DeToxi gel to remove the LPS analog contained in the CRM197 sample and used in the experiment. The absorption of CRM197 at 280 nm corresponds to 1 OD of about 0.67 mg / ml.

(実施例2)
ヌードマウスを用いた造腫瘍性実験を行った。
(Example 2)
A tumorigenicity experiment was conducted using nude mice.

RPMI+10%FBSで培養した卵巣癌細胞株SKOV−3(ATCCから入手可)を、EDTA/PBS(−)で洗浄し、0.25%トリプシンで回収した。RPMI+10%FBSで2回、RPMI(血清なし)で2回洗浄し、5×10細胞ずつRPMI(血清あり)250μLへ添加し、これをヌードマウスの背部に皮下注射により接種した。 The ovarian cancer cell line SKOV-3 (available from ATCC) cultured in RPMI + 10% FBS was washed with EDTA / PBS (−) and recovered with 0.25% trypsin. After washing twice with RPMI + 10% FBS and twice with RPMI (without serum), 5 × 10 6 cells were added to 250 μL of RPMI (with serum), and this was inoculated by subcutaneous injection on the back of nude mice.

一群のヌードマウスについては、SKOV−3細胞接種1週間後よりCRM197の投与を開始し、腹腔内に200μg/日で週5回を4週に渡って投与した(図7)。また、別の群のヌードマウスについては、SKOV−3細胞接種1週間後よりCRM197の投与を開始し、接種した腫瘍に直接100μg/日で週5回を4週に渡って投与した(図8)。さらに、別の群のヌードマウスについては、SKOV−3細胞接種20日後よりCRM197の投与を開始し、接種した腫瘍に直接100μg/日で週5回を3週に渡って投与した(図9)。いずれの場合もCRM197を投与しないヌードマウスを対照実験とした。投与時期と腫瘍体積の関係を図7から図9に示す。ここで、腫瘍体積は、できた腫瘍の長径、短径を3〜4日ごとに測定し、長径×短径×短径×1/2で求めた。   For a group of nude mice, administration of CRM197 was started 1 week after SKOV-3 cell inoculation, and intraperitoneally was administered 200 μg / day 5 times a week over 4 weeks (FIG. 7). In another group of nude mice, administration of CRM197 was started from 1 week after SKOV-3 cell inoculation, and 5 times a week at 100 μg / day was administered directly to the inoculated tumor over 4 weeks (FIG. 8). ). In addition, for another group of nude mice, administration of CRM197 was started 20 days after SKOV-3 cell inoculation, and 5 times a week was administered to the inoculated tumor at 100 μg / day for 3 weeks (FIG. 9). . In either case, nude mice that did not receive CRM197 were used as control experiments. The relationship between the administration time and the tumor volume is shown in FIGS. Here, the tumor volume was determined by measuring the major axis and minor axis of the formed tumor every 3 to 4 days, and the major axis x minor axis x minor axis x 1/2.

これらの結果から、いずれの場合も、CRM197の投与により、腫瘍の成長が抑えられることが分かった。   From these results, it was found that in any case, administration of CRM197 suppressed tumor growth.

(実施例3)
卵巣癌細胞株RMG−1(Japanese Collection of Research Bioresources Cell Bankに登録)、卵巣癌細胞株OV47、及び、卵巣癌細胞株SKOV−3細胞にHB−EGF遺伝子をトランスフェクションして作製した細胞であるSKOV−Hを、前記実施例2におけるSKOV−3細胞と同様に回収し、SKOV−3細胞の代わりにヌードマウス背部に皮下注射により接種した。
(Example 3)
It is a cell produced by transfecting the ovarian cancer cell line RMG-1 (registered with the Japan Collection of Research Bioresources Cell Bank), the ovarian cancer cell line OV47, and the ovarian cancer cell line SKOV-3 cells with the HB-EGF gene. SKOV-H was collected in the same manner as the SKOV-3 cells in Example 2, and inoculated by subcutaneous injection on the back of nude mice instead of SKOV-3 cells.

いずれの細胞を接種した場合にも、細胞接種直後と一週間後にCRM197を腹腔内に1mg投与した。また、それぞれCRM197を投与しないヌードマウスを対照実験とした。   Regardless of which cell was inoculated, 1 mg of CRM197 was administered intraperitoneally immediately after cell inoculation and one week later. In addition, nude mice that did not receive CRM197 were used as control experiments.

投与時期と腫瘍体積の関係を図10から図12に示す。図10はRMG−1細胞、図11はOV47細胞、図12はSKOV−H細胞を接種したヌードマウスの場合の結果を示す。   The relationship between the administration time and the tumor volume is shown in FIGS. FIG. 10 shows the results for RMG-1 cells, FIG. 11 for OV47 cells, and FIG. 12 for nude mice inoculated with SKOV-H cells.

これらの結果からも、いずれの場合も、CRM197の投与により、腫瘍の成長が抑えられることが分かった。   From these results, it was found that in all cases, tumor growth was suppressed by administration of CRM197.

(実施例4)
CRM197の細胞毒性試験
これまでの実験では、CRM197のフラグメントAにはADPリボース転移酵素活性が認められず、全く無毒の分子であると考えられてきたが、全く毒性がないか、わずかながらもジフテリア毒素としての毒性を有しているかを明らかにすることは、本発明において極めて重大であるので、CRM197のADPリボース転移酵素活性について、さらに詳しく解析した。
Example 4
CRM197 Cytotoxicity Test In the previous experiments, CRM197 Fragment A had no ADP-ribose transferase activity and was considered to be a completely non-toxic molecule. Since it is extremely important in the present invention to clarify whether it has toxicity as a toxin, the ADP ribose transferase activity of CRM197 was analyzed in more detail.

まず、CRM197の細胞毒性を調べるためにVero細胞(ATCCから入手可能)、及びVero細胞にHB−EGFを高発現させたVero−H細胞(OriGene Technologies社製ヒトHB−EGFcDNAをpCDNA3.1プラスミド(インビトロゲン社製)にクローニングしたものを、トランスフェクションして作成した細胞)に種々の濃度のCRM197を加えて1週間培養し、コロニー形成率を調べた。   First, in order to examine the cytotoxicity of CRM197, Vero cells (available from ATCC) and Vero-H cells in which HB-EGF was highly expressed in Vero cells (human HB-EGF cDNA manufactured by OriGene Technologies, Inc., pCDNA3.1 plasmid ( Cells cloned by Invitrogen) were transfected with cells prepared by transfection with various concentrations of CRM197 and cultured for 1 week, and the colony formation rate was examined.

図13はVero細胞及びVero−H細胞を6wellプレートに300cell/wellの密度で蒔き、10時間培養し、これにCRM197を加えて24時間培養し、その後CRM197を含まない培養液で6日間培養してコロニー数をカウントした場合のコロニー形成率を示している。図14はVero細胞及びVero−H細胞にCRM197を加えて一週間培養した場合のコロニー形成率を示している。その結果、Vero−H細胞は、CRM197を加えて24時間培養した場合には1μg/mlのCRM197で、CRM197存在下で一週間培養した場合には100ng/mlのCRM197で、コロニー数の減少が確認された。Vero細胞ではどちらの条件においても有意なコロニー数の減少は認められなかった。CRM197がVero細胞よりもVero−H細胞に対して強い毒性を示したことから、この毒性がジフテリア毒素リセプター(proHB−EGF)に関係したものであることが示唆された。なお、CRM197の代わりにジフテリア毒素を24時間作用させ、その後ジフテリア毒素を含まない培養液で6日間培養した場合、ジフテリア毒素は約1fg/mlの濃度でコロニーの出現をほとんど見なかった(毒素を加えない場合に得られるコロニー数の約3%)。したがって、ここで用いたコロニー形成法で測定されるCRM197の細胞毒性はジフテリア毒素の1010以下であり、CRM197の細胞毒性は極めて微弱なものであることがわかった。 FIG. 13 shows that Vero cells and Vero-H cells are seeded on a 6-well plate at a density of 300 cells / well, cultured for 10 hours, added with CRM197, cultured for 24 hours, and then cultured in a culture solution not containing CRM197 for 6 days. The colony formation rate when the number of colonies is counted is shown. FIG. 14 shows the colony formation rate when CRM197 was added to Vero cells and Vero-H cells and cultured for one week. As a result, Vero-H cells showed a decrease in the number of colonies when CRM197 was added and cultured for 24 hours with 1 μg / ml CRM197 and when cultured in the presence of CRM197 for one week with 100 ng / ml CRM197. confirmed. In Vero cells, no significant decrease in the number of colonies was observed under either condition. CRM197 was more toxic to Vero-H cells than Vero cells, suggesting that this toxicity was related to the diphtheria toxin receptor (proHB-EGF). In addition, when diphtheria toxin was allowed to act for 24 hours in place of CRM197 and then cultured for 6 days in a culture solution not containing diphtheria toxin, diphtheria toxin hardly observed the appearance of colonies at a concentration of about 1 fg / ml (toxin About 3% of the number of colonies obtained when not added). Therefore, it was found that the cytotoxicity of CRM197 measured by the colony formation method used here is 10 10 or less that of diphtheria toxin, and the cytotoxicity of CRM197 is extremely weak.

(実施例5)
CRM197によるタンパク合成阻害試験
ジフテリア毒素の毒素作用は、EF2のADPリボシル化に基づく、タンパク合成阻害作用である。そこで、CRM197の毒性がタンパク質合成阻害によるものかどうかを検討するために、CRM197によるタンパク合成阻害作用を調べた。実施例4で使用したのと同様のVero細胞、及びVero−H細胞にCRM197を36時間暴露させ、そのタンパク質合成阻害能を[H]Leuの蛋白への取り込み率から調べた。具体的には、24wellプレートにVero細胞、Vero−H細胞を1×10cell/mlの密度で蒔き、16時間培養後、CRM197を加えて、さらに36時間培養した。その後、[H]Leuを添加し、1時間インキュベートしたのち、タンパク質に取り込まれた[H]Leuの放射能量を液体シンチレーションカウンターにて測定し、タンパク質の合成阻害能を求めた。
(Example 5)
Protein Synthesis Inhibition Test by CRM197 The toxin action of diphtheria toxin is a protein synthesis inhibitory action based on ADP ribosylation of EF2. Therefore, in order to examine whether the toxicity of CRM197 is due to protein synthesis inhibition, the protein synthesis inhibition action by CRM197 was examined. CRM197 was exposed to Vero cells similar to those used in Example 4 and Vero-H cells for 36 hours, and the protein synthesis inhibitory ability was examined from the incorporation rate of [ 3 H] Leu into the protein. Specifically, Vero cells and Vero-H cells were seeded on a 24-well plate at a density of 1 × 10 5 cells / ml, cultured for 16 hours, added with CRM197, and further cultured for 36 hours. Thereafter, [ 3 H] Leu was added and incubated for 1 hour, and then the amount of [ 3 H] Leu incorporated into the protein was measured with a liquid scintillation counter to determine the ability to inhibit protein synthesis.

その結果、Vero−H細胞では100 ng/ml以上の濃度のCRM197でタンパク質合成の阻害が観察された。この条件でVero細胞ではタンパク合成阻害作用はほとんど観察されなかった(図15)。   As a result, in Vero-H cells, inhibition of protein synthesis was observed with CRM197 at a concentration of 100 ng / ml or more. Under these conditions, almost no protein synthesis inhibitory effect was observed in Vero cells (FIG. 15).

(実施例6)
DT52E148Kの細胞毒性試験
ジフテリアトキシンに2カ所の変異を持つ変異体であるDT52E148K及びリコンビナント蛋白GST−DTについても実施例4と同様にその毒性をコロニー形成法で測定した。その結果、CRM197よりもさらに微弱ではあるが、DT52E148KはVero−H細胞対して毒性を示した(図16)。一方、Vero細胞には細胞毒性は認められなかった(図17)。したがって、完全に毒性を消失させるためには、この2カ所の変異だけでは不十分であることが示された。GST−DTはVero細胞に対してもVero−H細胞に対しても、全く毒性を示さなかった。
(Example 6)
Cytotoxicity test of DT52E148K As in Example 4, the toxicity of DT52E148K, which is a mutant having two mutations in diphtheria toxin, and the recombinant protein GST-DT were measured by the colony formation method. As a result, DT52E148K was toxic to Vero-H cells, although it was weaker than CRM197 (FIG. 16). On the other hand, no cytotoxicity was observed in Vero cells (FIG. 17). Therefore, it was shown that these two mutations alone are insufficient to completely eliminate the toxicity. GST-DT did not show any toxicity against Vero cells or Vero-H cells.

(実施例7)
Vdtr細胞のCRM197及びDT52E148Kに対する耐性
これまで示されたCRM197及びDT52E148Kの細胞毒性、タンパク質合成阻害作用がジフテリア毒素の持つADPリボシル化活性によるEF−2の不活性化であるのかどうかを検討するために、ジフテリア毒素耐性株Vdtr細胞を作成した。具体的には以下の文献(Moehring JM and Moehring TJ, Somat. Cell Genet. 5, 453−468, 1979;
Kohno K et al., Somat. Cell Genet. 11, 421−423, 1985)に従って、Vero細胞をEMS処理した後、ジフテリア毒素を加えて培養し、生存する細胞を得た。これらの中から、高濃度のジフテリア毒素を加えても耐性である細胞を選別し、Vdtr細胞を得た。次ぎに、このVdtr細胞にHB−EGFを高発現させ、Vdtr−4H細胞を得た(OriGene Technologies社製ヒト由来HB−EGF遺伝子をpCDNA3.1プラスミッド(インビトロゲン社製)にクローニングしたものを、トランスフェクションして作成した細胞)。Vdtr−4H細胞にジフテリア毒素を加えたときの蛋白合成阻害率を図18に、この細胞より得た細胞破砕液にフラグメントAを加えたcell−freeのADPリボシル化アッセイの結果を図19に示す。この細胞ではcell−freeのADPリボシル化アッセイにおいてもEF2のADPリボシル化が全く認められないことから、この細胞ではジフテリア毒素耐性はEF2に原因があることが示された。
(Example 7)
Resistance to CRM197 and DT52E148K of Vdtr cells In order to examine whether the cytotoxicity and protein synthesis inhibitory action of CRM197 and DT52E148K shown so far is inactivation of EF-2 by the ADP ribosylation activity of diphtheria toxin Diphtheria toxin resistant strain Vdtr cells were prepared. Specifically, the following documents (Moehring JM and Moehring TJ, Somat. Cell Genet. 5, 453-468, 1979;
Kohno K et al. Somat. Cell Genet. 11, 421-423, 1985), Vero cells were treated with EMS and then added with diphtheria toxin and cultured to obtain viable cells. Among these, cells that were resistant even when a high concentration of diphtheria toxin was added were selected to obtain Vdtr cells. Next, HB-EGF was highly expressed in the Vdtr cells, and Vdtr-4H cells were obtained (obtained by cloning the human-derived HB-EGF gene from OriGene Technologies, Inc. into pCDNA3.1 plasmid (Invitrogen)). , Cells created by transfection). FIG. 18 shows the protein synthesis inhibition rate when diphtheria toxin was added to Vdtr-4H cells, and FIG. 19 shows the results of cell-free ADP ribosylation assay in which fragment A was added to the cell lysate obtained from these cells. . In this cell, no ADP ribosylation of EF2 was observed even in the cell-free ADP ribosylation assay, indicating that diphtheria toxin resistance was caused by EF2 in this cell.

CRM197の持つ細胞毒性がADPリボシル化活性によるものかどうかを確認するために、このVdtr細胞にHB−EGFを高発現させたVdtr−4H細胞に対する、CRM197の毒性を検討した。Vdtr−4H細胞にCRM197を加え、実施例4と同様にコロニー形成法によってその毒性を検討した。その結果、100μg/mlのCRM197を加えてもVdtr−4H細胞に全く毒性を示さなかった(図20)。また、DT52E148Kについても同様に全く毒性を示さなかった(図20)。この結果からCRM197の示す細胞毒性、及びタンパク合成阻害はフラグメントAのADPリボシルトランスフェラーゼ活性によるものであることが明らかとなった。   In order to confirm whether the cytotoxicity of CRM197 is due to ADP ribosylation activity, the toxicity of CRM197 to Vdtr-4H cells in which HB-EGF was highly expressed in the Vdtr cells was examined. CRM197 was added to Vdtr-4H cells, and the toxicity was examined by the colony formation method as in Example 4. As a result, even when 100 μg / ml CRM197 was added, no toxicity was shown to Vdtr-4H cells (FIG. 20). Similarly, DT52E148K showed no toxicity at all (FIG. 20). From these results, it was revealed that the cytotoxicity and protein synthesis inhibition shown by CRM197 are due to the ADP ribosyltransferase activity of fragment A.

(実施例8)
無細胞系でのEF−2のADPリボシル化実験
実施例7のVdtr細胞を用いた実験結果は、CRM197及びDT52E148Kに存在する細胞毒性が、残存するADPリボシルトランスフェラーゼ活性によるものであることを示している。これをさらに確認するために、Cell−freeの条件下でADPリボシル化実験を行った。以下の文献Gill, DM and Pappenheimer, AM Jr. J. Biol. Chem. 246, 1492−1495,1971) に示された方法を用いて、ウサギ肝より抽出したEF−2にCRM197又はDT52E148Kを加え、これに[32P]NADを加えて、37℃で10分間インキュベートし、cell−freeでADPリボシル化反応を行った。その後、液体シンチレーションカウンターにて放射能量を測定した。その結果、極めて弱い活性であるが、CRM197及びDT52E148KにEF−2をADPリボシル化する活性が認められた(図21及び図22)。なお、図21におけるの右上の図は、CRM197のADPリボシル化活性を縦軸の尺度を拡大して示したものである。この結果から、CRM197及びDT52E148Kの両者にEF2をADPリボシル化する活性がわずかではあるが残存することが結論づけられた。
(Example 8)
ADP-ribosylation experiment of EF-2 in cell-free system The experimental results using Vdtr cells of Example 7 show that the cytotoxicity present in CRM197 and DT52E148K is due to residual ADP-ribosyltransferase activity. Yes. In order to further confirm this, an ADP ribosylation experiment was performed under Cell-free conditions. The following documents Gill, DM and Pappenheimer, AM Jr. J. et al. Biol. Chem. 246, 1492-1495, 1971), CRM197 or DT52E148K was added to EF-2 extracted from rabbit liver, and [ 32 P] NAD was added thereto and incubated at 37 ° C. for 10 minutes. The ADP ribosylation reaction was performed with cell-free. Thereafter, the amount of radioactivity was measured with a liquid scintillation counter. As a result, although it was very weak activity, CRM197 and DT52E148K were found to have the activity of ADP-ribosylating EF-2 (FIGS. 21 and 22). The upper right diagram in FIG. 21 shows the ADP ribosylation activity of CRM197 on an enlarged scale on the vertical axis. From this result, it was concluded that both CRM197 and DT52E148K have a slight activity to ADP-ribosylate EF2.

(実施例9)
ジフテリア毒素モノクローナル抗体#2 anti−DT mAb(diphtheria toxin monoclonal antibodies ♯2)によるCRM197の細胞毒性の中和
CRM197をHB−EGF増殖活性阻害物質として利用する場合、CRM197に微弱ではあるが細胞毒性があることは、場合によっては望ましくない。そこで、次にCRM197に残る毒性を抑制する条件を検討した。ジフテリア毒素に対するモノクローナル抗体は、多数分離されている(Hayakawa S, J. Biol. Chem. 258, 4311−4317, 1983)。これらの中には、ジフテリア毒素の細胞毒性は抑制するが、ジフテリア毒素の受容体への結合は抑制しない抗体がある。これらの中で、#2 anti−DT mAbが、ジフテリア毒素の場合と同様にCRM197の毒性は中和するが、CRM197のHB−EGFへの結合は抑制しないことを見出した。
Example 9
Neutralization of cytotoxicity of CRM197 by diphtheria toxin monoclonal antibody # 2 anti-DT mAb (Diphtheria toxin monoclonal antibodies # 2)
When CRM197 is used as an inhibitor of HB-EGF growth activity, it is sometimes undesirable that CRM197 is weak but cytotoxic. Therefore, next, conditions for suppressing toxicity remaining in CRM197 were examined. Many monoclonal antibodies against diphtheria toxin have been isolated (Hayakawa S, J. Biol. Chem. 258, 4311-4317, 1983). Among these are antibodies that inhibit diphtheria toxin cytotoxicity but not diphtheria toxin binding to the receptor. Among these, it was found that # 2 anti-DT mAb neutralizes the toxicity of CRM197 as in the case of diphtheria toxin, but does not suppress the binding of CRM197 to HB-EGF.

CRM197と同時に#2 anti−DT mAb(特許生物寄託センター 受託番号:FERM P−19551のハイブリドーマより産生されるモノクローナル抗体)を加え、CRM197の毒性が中和されるかを検討した。   At the same time as CRM197, # 2 anti-DT mAb (patent biological deposit center accession number: monoclonal antibody produced from a hybridoma of FERM P-19551) was added to examine whether the toxicity of CRM197 was neutralized.

ジフテリア毒素に対するモノクローナル抗体の作成は、以下の文献(Hayakawa S,J. Biol. Chem. 258, 4311−4317, 1983) によって示されるが、簡単に記述すると以下のようになる。BALB/cマウスの腹腔に、ホルマリン処理したジフテリア毒素0.1 mgを、フロインドアジュバントと共に接種し、これを1週間ごとに合計3回行った。最後の接種から数日後に、このマウスの脾臓細胞を取り出し、これをマウスミエローマ細胞SP2/0細胞と融合させた。融合反応後の細胞をHAT選択培地で培養し、増殖細胞の中から、ジフテリア毒素に対する抗体を作成しているクローンを分離した。ジフテリア毒素に対する抗体を作成しているクローンの中で、最終的にジフテリア毒素の毒性を中和する活性は持つが、ジフテリア毒素の細胞への結合を抑制しない抗体を作成しているクローンを分離した。   The production of a monoclonal antibody against diphtheria toxin is shown by the following document (Hayakawa S, J. Biol. Chem. 258, 4311-4317, 1983), but briefly described as follows. The abdominal cavity of BALB / c mice was inoculated with 0.1 mg of formalin-treated diphtheria toxin together with Freund's adjuvant, and this was performed three times a week. Several days after the last inoculation, the spleen cells of this mouse were removed and fused with mouse myeloma cells SP2 / 0 cells. The cells after the fusion reaction were cultured in a HAT selection medium, and a clone producing an antibody against diphtheria toxin was isolated from the proliferating cells. Among clones making antibodies against diphtheria toxin, clones that finally produced antibodies that had the activity of neutralizing diphtheria toxin toxicity but did not inhibit diphtheria toxin binding to cells were isolated. .

CRM197/#2 anti−DT mAb 複合体は、まず、CRM197(1mg)と#2 anti−DT mAb(10mg)を混ぜ、37℃で1時間インキュベートして、作成した。Vero−H細胞にこの複合体を種々の濃度で加えて1週間培養し、コロニー形成率を調べた。その結果、たとえば、CRM197単独の場合は、100ng/mlのCRM197で死滅するが、CRM197/#2 anti−DT mAb 複合体の場合、最大量10μg/mLでもコロニーの形成は全く抑制されず、#2 anti−DT mAbがCRM197の細胞毒性を完全に阻害することがわかった(図23)。   The CRM197 / # 2 anti-DT mAb complex was prepared by first mixing CRM197 (1 mg) and # 2 anti-DT mAb (10 mg) and incubating at 37 ° C. for 1 hour. This complex was added to Vero-H cells at various concentrations and cultured for 1 week, and the colony formation rate was examined. As a result, for example, CRM197 alone is killed by 100 ng / ml CRM197, but in the case of CRM197 / # 2 anti-DT mAb complex, colony formation is not suppressed at all even at a maximum amount of 10 μg / mL. 2 It was found that anti-DT mAb completely inhibited the cytotoxicity of CRM197 (FIG. 23).

(実施例10)
CRM197/#2 anti−DT mAb 複合体のHB−EGF増殖活性阻害作用
CRM197/#2 anti−DT mAb 複合体のHB−EGF増殖活性阻害作用(HB−EGFの増殖活性を阻害する作用)について検討した。IL−3依存的に増殖能を示す32D cells(ATCCより入手)に上皮細胞増殖因子受容体遺伝子(EGFR遺伝子、OriGene Technologies社製)を発現させて、DER cellを作成した(EGFR遺伝子を、pCDNA3.1プラスミド(インビトロゲン社製)にクローニングしたものを、トランスフェクションして作成)。この細胞は、IL−3非存在下では、HB−EGFの増殖活性により増殖する。この細胞に対し、HB−EGF存在下で、CRM197及びCRM197/#2 anti−DT mAb 複合体を添加した。細胞を48時間培養し、増殖した細胞数をMTT assayによって測定した。CRM197及びCRM197/#2 anti−DT mAb 複合体が存在しない条件ではDER cellは増殖したが、CRM197やCRM197/#2 anti−DT mAb 複合体が存在する条件では、DER cellの増殖は抑制された(図24)。CRM197とCRM197/#2 anti−DT mAb複合体の増殖活性阻害作用を比較したところ、両者にはほとんど違いはなく、同様の阻害効果を示した。すなわち、CRM197/#2 anti−DT mAb 複合体は、CRM197が持つ細胞毒性は抑制されているが、HB−EGFの増殖活性阻害作用についてはCRM197単独と同様の阻害活性を保持していることがわかった。
(Example 10)
HB-EGF proliferative activity inhibitory action of CRM197 / # 2 anti-DT mAb complex HB-EGF proliferative activity inhibitory action of CRM197 / # 2 anti-DT mAb complex (action that inhibits proliferative activity of HB-EGF) did. An epidermal growth factor receptor gene (EGFR gene, manufactured by OriGene Technologies) was expressed in 32D cells (obtained from ATCC) showing proliferation ability in an IL-3 dependent manner to prepare a DER cell (EGFR gene was transformed into pCDNA3). .1 Cloned into plasmid (Invitrogen) and prepared by transfection). These cells grow in the absence of IL-3 due to the proliferative activity of HB-EGF. CRM197 and CRM197 / # 2 anti-DT mAb complex were added to the cells in the presence of HB-EGF. Cells were cultured for 48 hours and the number of expanded cells was determined by MTT assay. DER cell proliferated in the absence of CRM197 and CRM197 / # 2 anti-DT mAb complex, but in the presence of CRM197 and CRM197 / # 2 anti-DT mAb complex, DER cell proliferation was suppressed. (FIG. 24). When the growth activity inhibitory action of CRM197 and CRM197 / # 2 anti-DT mAb complex was compared, there was almost no difference between them and the same inhibitory effect was shown. That is, the CRM197 / # 2 anti-DT mAb complex has suppressed the cytotoxicity of CRM197, but has the same inhibitory activity as CRM197 alone with respect to the growth inhibitory action of HB-EGF. all right.

(実施例11)
CRM197/#2 anti−DT mAb 複合体による腫瘍抑制効果
一群のヌードマウス(3個体づつ)について、SKOV−H細胞をそれぞれ接種し、接種から1週間後よりCRM197(1mg/1個体/week)、あるいはCRM197/#2 anti−DT mAb 複合体(CRM197 1mgを含む/week)の投与を開始し、腹腔内に週1回を4週に渡って投与した)。CRM197/#2 anti−DT mAb 複合体は1mgのCRM197と8 mgの#2 anti−DT mAbを1時間、室温でインキュベーションしたものを使用した。また、CRM197を投与しないヌードマウスを対照実験とした。CRM197、あるいはCRM197/#2 anti−DT mAb 複合体投与と腫瘍体積の関係を図25に示す。腫瘍体積の測定は実施例2と同様に行った。この実験から、CRM197/#2 anti−DT mAb 複合体は腫瘍の増殖を抑制することが明らかになったが、その効果はCRM197単独よりも弱いことが示された。
(Example 11)
Tumor suppressive effect by CRM197 / # 2 anti-DT mAb complex Each group of nude mice (3 individuals) was inoculated with SKOV-H cells, and CRM197 (1 mg / 1 individual / week) from 1 week after inoculation, Alternatively, administration of a CRM197 / # 2 anti-DT mAb complex (containing 1 mg of CRM197 / week) was started and administered intraperitoneally once a week for 4 weeks). As the CRM197 / # 2 anti-DT mAb complex, 1 mg of CRM197 and 8 mg of # 2 anti-DT mAb were incubated for 1 hour at room temperature. A nude mouse to which CRM197 was not administered was used as a control experiment. FIG. 25 shows the relationship between administration of CRM197 or CRM197 / # 2 anti-DT mAb complex and tumor volume. The tumor volume was measured in the same manner as in Example 2. This experiment revealed that the CRM197 / # 2 anti-DT mAb complex suppressed tumor growth, but the effect was weaker than that of CRM197 alone.

CRM197/#2 anti−DT mAb 複合体は、すでに示した図から、CRM197の持つ微弱な細胞毒性を完全に抑えることから、CRM197単独使用よりもより高い安全性が期待できる。一方、CRM197を単独で用いると腫瘍の増殖を抑制する効果がより強い。これは、CRM197がもつHB−EGF増殖活性阻害作用に加えて、CRM197が持つ微弱な細胞毒性が加わった結果であると考えられる。したがって、CRM197の使用にあたっては、安全性をより重視する場合には#2 anti−DT mAbと複合体として投与することも可能であり、効果をより重視する場合にはCRM197単独投与も有効であることが考えられる。   Since the CRM197 / # 2 anti-DT mAb complex completely suppresses the weak cytotoxicity of CRM197, it can be expected that the CRM197 / # 2 anti-DT mAb complex is safer than using CRM197 alone. On the other hand, when CRM197 is used alone, the effect of suppressing tumor growth is stronger. This is considered to be a result of the addition of the weak cytotoxicity of CRM197 in addition to the HB-EGF growth activity inhibitory action of CRM197. Therefore, when using CRM197, it can be administered as a complex with # 2 anti-DT mAb when safety is more important, and CRM197 alone is also effective when effect is more important It is possible.

(実施例12)
DT52E148KとCRM197について、投与が週1回を3週にわたっての投与であった以外は、実施例11と同様に腫瘍抑制効果を調べた。DT52E148K又はCRM197と、腫瘍体積との関係を図26に示す。この実験から、DT52E148Kは腫瘍の増殖を抑制することが明らかになったが、その効果はCRM197よりも弱いことが示された。ADPリボース転移酵素活性を有するAフラグメントに2箇所の変異があり、細胞毒性が低い(図16)DT52E148Kに関するこの結果は、前記、CRM197においてはCRM197がもつHB−EGF増殖活性阻害作用に加えて、CRM197が持つ微弱な細胞毒性が腫瘍の増殖の抑制に効果を有しているという推定を裏付けるものである。
(Example 12)
Regarding DT52E148K and CRM197, the tumor suppressive effect was examined in the same manner as in Example 11 except that the administration was once a week for 3 weeks. FIG. 26 shows the relationship between DT52E148K or CRM197 and tumor volume. This experiment revealed that DT52E148K suppressed tumor growth, but its effect was weaker than CRM197. There are two mutations in the A fragment having ADP-ribose transferase activity, and the cytotoxicity is low (FIG. 16). This result regarding DT52E148K shows that in addition to the above-mentioned HB-EGF proliferation inhibitory activity of CRM197 in CRM197, This supports the presumption that the weak cytotoxicity of CRM197 has an effect on the suppression of tumor growth.

(参考例)
一群のヌードマウス(10個体づつ)について、SKOV−3細胞又はSKOV−H細胞をそれぞれ接種し、接種から1週間後及び2週間後に、タキソール(Taxol)40mg/kg/weekを腹腔内に投与した。結果を図27に示す。タキソールは、SKOV−3細胞には効果があるが、SKOV−H細胞には効果が少ないことが分かった。SKOV−H細胞は、HB−EGFを多く発現する性質があることから、タキソールは本発明の制癌剤とは作用機序が異なることが分かった。したがって、本発明の制癌剤は、タキソールがあまり有効でない症例にも効果があることが示唆される。
(Reference example)
A group of nude mice (each 10 mice) were inoculated with SKOV-3 cells or SKOV-H cells, respectively, and 1 week and 2 weeks after the inoculation, Taxol 40 mg / kg / week was administered intraperitoneally. . The results are shown in FIG. Taxol was found to be effective for SKOV-3 cells but less effective for SKOV-H cells. Since SKOV-H cells have the property of expressing a large amount of HB-EGF, it was found that taxol has a different mechanism of action from the anticancer agent of the present invention. Therefore, it is suggested that the anticancer agent of the present invention is effective in cases where taxol is not very effective.

本発明は、卵巣癌をはじめとする各種癌の治療に有効な制癌剤の製造に利用できる。   The present invention can be used for the production of anticancer agents effective for the treatment of various cancers including ovarian cancer.

図1は、proHB−EGFの構造を表す模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing the structure of proHB-EGF. 図2は、ジフテリア毒素のアミノ酸配列及び塩基配列を表す図である。FIG. 2 shows the amino acid sequence and base sequence of diphtheria toxin. 図3は、ジフテリア毒素のアミノ酸配列及び塩基配列を表す図である(図2の続き)。FIG. 3 shows the amino acid sequence and base sequence of diphtheria toxin (continuation of FIG. 2). 図4は、ジフテリア毒素のドメイン構造を表す模式図である。FIG. 4 is a schematic diagram showing the domain structure of diphtheria toxin. 図5は、GST−DTのアミノ酸配列及び塩基配列を表す図である。FIG. 5 shows the amino acid sequence and base sequence of GST-DT. 図6は、GST−DTのアミノ酸配列及び塩基配列を表す図である(図5の続き)。FIG. 6 shows the amino acid sequence and base sequence of GST-DT (continuation of FIG. 5). 図7は、SKOV−3細胞注射ヌードマウスにおけるCRM197腹腔内注射による腫瘍増殖に対する効果を表す図である。FIG. 7 is a graph showing the effect of CRM197 intraperitoneal injection on tumor growth in nude mice injected with SKOV-3 cells. 図8は、SKOV−3細胞注射ヌードマウスにおけるCRM197局所注射による腫瘍増殖に対する効果を表す図である。FIG. 8 is a graph showing the effect on tumor growth by local injection of CRM197 in nude mice injected with SKOV-3 cells. 図9は、SKOV−3細胞注射ヌードマウスにおけるCRM197局所注射による腫瘍増殖に対する効果を表す図である。FIG. 9 is a diagram showing the effect on tumor growth by local injection of CRM197 in nude mice injected with SKOV-3 cells. 図10は、RMG−1細胞注射ヌードマウスにおけるCRM197注射後の癌増殖率に対する効果を表す図である。FIG. 10 is a graph showing the effect on the cancer growth rate after CRM197 injection in RMG-1 cell-injected nude mice. 図11は、OV47細胞注射ヌードマウスにおけるCRM197注射後の癌増殖率に対する効果を表す図である。FIG. 11 is a graph showing the effect on cancer growth rate after CRM197 injection in OV47 cell-injected nude mice. 図12は、SKOV−H注射ヌードマウスにおけるCRM197注射後の癌増殖率に対する効果を表す図である。FIG. 12 is a graph showing the effect on cancer growth rate after CRM197 injection in SKOV-H-injected nude mice. 図13は、CRM197を24時間作用させた場合のVero細胞及びVero−H細胞に対する毒性を表す図である。FIG. 13 is a graph showing toxicity to Vero cells and Vero-H cells when CRM197 is allowed to act for 24 hours. 図14は、CRM197を1週間作用させた場合のVero細胞及びVero−H細胞に対する毒性を表す図である。FIG. 14 is a graph showing toxicity to Vero cells and Vero-H cells when CRM197 is allowed to act for 1 week. 図15は、CRM197によるタンパク合成阻害作用を表す図である。FIG. 15 is a diagram showing protein synthesis inhibitory action by CRM197. 図16は、CRM197、DT52E148K及びGST−DTのVero−H細胞に対する毒性を表す図である。FIG. 16 is a diagram showing the toxicity of CRM197, DT52E148K and GST-DT to Vero-H cells. 図17は、CRM197、DT52E148K及びGST−DTのVero細胞に対する毒性を表す図である。FIG. 17 shows the toxicity of CRM197, DT52E148K and GST-DT to Vero cells. 図18は、Vdtr−4H細胞のDT耐性を表す図である。FIG. 18 is a diagram showing DT resistance of Vdtr-4H cells. 図19は、無細胞条件におけるVdtr−4H細胞及びVero−H細胞破砕液のEF−2のADP−リボシル化反応を表す図である。FIG. 19 is a diagram showing an ADP-ribosylation reaction of EF-2 in Vdtr-4H cells and Vero-H cell lysate under cell-free conditions. 図20は、Vdtr−4H細胞のCRM197及びDT52E148Kに対する耐性を表す図である。FIG. 20 shows the resistance of Vdtr-4H cells to CRM197 and DT52E148K. 図21は、CRM197及びDTによるEF−2のADP−リボシル化を表す図である。FIG. 21 shows ADP-ribosylation of EF-2 by CRM197 and DT. 図22は、DT52E148KによるEF−2のADP−リボシル化を表す図である。FIG. 22 shows ADP-ribosylation of EF-2 by DT52E148K. 図23は、#2 anti−DT mAbによるCRM197の毒性の中和を表す図である。FIG. 23 shows neutralization of CRM197 toxicity by # 2 anti-DT mAb. 図24は、CRM197/#2 anti−DT mAb複合体による、HB−EGF細胞増殖活性の阻害を表す図である。FIG. 24 is a diagram showing inhibition of HB-EGF cell proliferation activity by CRM197 / # 2 anti-DT mAb complex. 図25は、CRM197及びCRM197/#2 anti−DT mAb複合体の腹腔内投与によるヌードマウスの癌細胞の増殖を表す図である。FIG. 25 is a diagram showing the proliferation of cancer cells in nude mice by intraperitoneal administration of CRM197 and CRM197 / # 2 anti-DT mAb complex. 図26は、CRM197及びDT52E148Kの腹腔内投与によるヌードマウスの癌細胞の増殖を表す図である。FIG. 26 is a graph showing proliferation of cancer cells in nude mice by intraperitoneal administration of CRM197 and DT52E148K. 図27は、タキソール投与の投与によるXenograftマウスの癌細胞の増殖を表す図である。FIG. 27 is a diagram showing the proliferation of cancer cells of Xenograft mice by administration of taxol.

Claims (3)

以下の(a)、(b)及び(c)のいずれかのタンパク質であって、HB−EGFのEGFレセプターへの結合を阻害する活性を有しかつジフテリア毒素の毒性を実質的に有さないタンパク質を有効成分として含むことを特徴とする制癌剤。
(a) ジフテリア毒素の一部からなり、該ジフテリア毒素のレセプター結合ドメインを少なくとも含むタンパク質
(b) (a)のタンパク質のアミノ酸配列において1若しくは数個のアミノ酸が欠失、置換若しくは付加されたアミノ酸配列からなるタンパク質
(c) (a)及び(b)のいずれかのタンパク質を含む複合タンパク質
Any one of the following proteins (a), (b) and (c), which has an activity of inhibiting the binding of HB-EGF to the EGF receptor and substantially has no toxicity of diphtheria toxin An anticancer agent comprising a protein as an active ingredient.
(A) a protein comprising a part of diphtheria toxin and comprising at least the receptor binding domain of the diphtheria toxin (b) an amino acid in which one or several amino acids are deleted, substituted or added in the amino acid sequence of the protein of (a) Protein consisting of sequence (c) Complex protein comprising any one of (a) and (b)
(a)、(b)及び(c)のいずれかのタンパク質が、ジフテリア毒素の触媒作用ドメインを有しない請求項1に記載の制癌剤。 The anticancer agent according to claim 1, wherein any one of the proteins (a), (b) and (c) does not have a catalytic domain of diphtheria toxin. (c)のタンパク質が、GST−DTである請求項2に記載の制癌剤。 The anticancer agent according to claim 2, wherein the protein of (c) is GST-DT.
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