JP2008535475A - Q3sparc欠失変異体及びその使用 - Google Patents

Q3sparc欠失変異体及びその使用 Download PDF

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Abstract

【要約書】
本発明は、ヒトSPARCタンパク質の成熟形態中の3番目のグルタミンの欠失に対応する変異を有するSPARCポリペプチド、このようなポリペプチドをコードする核酸、このようなポリペプチドに対する抗体、ならびにこのようなポリペプチド、核酸および抗体の使用方法を提供する。
【選択図】図1

Description

関連出願の相互参照
本特許出願は、本明細書中でその全体が参照により組み込まれる、2005年2月18日に出願された米国仮特許出願番号60/654,261の利益を主張する。
発明の分野
本発明は、抗体又はSPARCを認識する他の適切なリガンドを使用して、組織および器官において、癌、異常な増殖性、過形成性、再構築性及び炎症性の活性が関与する他の疾患を治療するための方法に関する。本発明はまた、変異体SPARCポリペプチド及び核酸並びにそれらの使用方法、並びに標的化の方法、画像化の方法、及び抗SPARC治療に対する哺乳動物腫瘍の応答を決定するための方法に関する。
発明の背景
酸性でシステインに富んだ分泌タンパク質(オステオネクチン、BM40又はSPARCとしても知られる)(本明細書中、以後「SPARC」)は、細胞形状の変化を惹起するマトリックス結合タンパク質であり、細胞周期の進行を阻害し、細胞外マトリックスの合成に影響を与える(Bradshaw et al.,Proc.Nat.Acad.Sci.USA 100:6045−6050(2003))。マウスSPARC遺伝子が1986年にクローニングされ(Mason et al.,EMBO J.5:1465−1472(1986))、全長ヒトSPARC cDNAは1987年にクローニングされ配列決定された(Swaroop et al.,Genomics 2:37−47(1988))。SPARC発現は、発生的に調節され、正常な発生の間又は損傷に応答して再構築を受けている組織において優勢に発現される。例えば、高レベルのSPARCタンパク質が、発生中の骨及び歯において発現される(例えば、Lane et al.,FASEB J.,8,163 173(1994);Yan & Sage,J.Histochem.Cytochem.47:1495−1505(1999)を参照のこと)。
SPARCは、数種の悪性度の高い癌でアップレギュレートされるが、対応する正常(inormal)組織には存在しない(Porter et al.,J.Histochem.Cytochem.,43,791(1995))。SPARC発現は、種々の腫瘍(例えば、膀胱、肝臓、卵巣、腎臓、腸及び乳房)で誘導される。例えば、膀胱癌において、SPARC発現は進行した癌腫に関連している。病期T2以上の浸潤性膀胱腫瘍は、病期T1の膀胱腫瘍(又はそれより低い病期の表在性腫瘍)と比較してより高レベルのSPARCを発現し、予後が悪いことが示されている(例えば、Yamanaka et al.,J.Urology,166,2495 2499(2001)を参照のこと)。髄膜腫において、SPARC発現は、浸潤性腫瘍のみと関連している(例えば、Rempel et al.,Clincal Cancer Res.,5,237 241(1999)を参照のこと)。SPARC発現はまた、in situ浸潤性乳癌病変の74.5%で検出され(例えば、Bellahcene,et al.,Am.J.Pathol.,146,95 100(1995)を参照のこと)、乳房の浸潤性乳管癌の54.2%で検出されている(例えば、Kim et al.,J.Korean Med.Sci.,13,652 657(1998)を参照のこと)。SPARC発現はまた、乳癌における頻繁な微小石灰化と関連しており(例えば、Bellahcene et al.(上記)を参照のこと)、このことは、SPARC発現が乳房転移の骨への親和性を担っている可能性があることを示唆している。
驚くべきことに、SPARCは、ある系では抗腫瘍活性を有することも示されている。SPARCは、G中期で細胞を停止させる強力な細胞周期インヒビターであり(Yan & Sage,J.Histochem.Cytochem.47:1495−1505(1999))、SPARCの誘導性の発現は、in vitroモデル系において乳癌細胞の増殖を阻害することが示されている(Dhanesuan et al.,Breast Cancer Res.Treat.75:73−85(2002))。同様に、外因性SPARCは、HOSE(ヒト卵巣表面上皮)細胞及び卵巣癌細胞の両方の増殖を、濃度依存的様式で低下させることができる。さらに、SPARCは、卵巣癌細胞においてアポトーシスを誘導する。SPARCレセプターが卵巣上皮細胞のような細胞上に存在することを示すさらなる証拠が報告されている。SPARCのそのレセプターへの結合は、その腫瘍抑制機能を媒介する組織特異的シグナル伝達経路を始動させる可能性が高いと提唱されている(Yiu et al.,Am.J.Pathol.159:609−622(2001))。in vivo異種移植片モデル系において、精製されたSPARCが、血管形成を強力に阻害し、神経芽細胞腫の増殖を顕著に減じることもまた報告されている(Chlenski et al.,Cancer Res.62:7357−7363(2002))。
SPARCは、非腫瘍性の増殖性疾患においても役割を果たす。メサンギウム細胞の増殖は、多くの糸球体疾患に特有の特徴であり、しばしば細胞外マトリックスの増大及び糸球体硬化症に先行する。実験的メサンギウム増殖性糸球体腎炎のモデルにおいて、SPARC mRNAは、7日目までに5倍増大し、in situハイブリダイゼーションによってメサンギウム中で同定された。しかし、組換えSPARC又は合成SPARCペプチドは、血小板由来増殖因子によって誘導されるメサンギウム細胞のDNA合成をin vitroで阻害した(Pichler et al.,Am.J.Pathol.148(4):1153−67(1996))。同様に、過形成、肥大及び細胞間マトリックスの増大に起因する腎臓の拡張は、ヒトにおける糖尿病に特有の特徴であるが、腎臓のSPARC mRNAレベルは糖尿病の動物では低下した。さらに、糖尿病関連の腎肥大の発症は、SPARCのmRNA及びタンパク質の減少と関連している(Gilbert et al,Kidney Int.48(4):1216−25(1995))。
SPARCは、アテローム硬化症病変の発病に関与している。血漿SPARCレベルは、冠動脈疾患を有する患者において上昇する(Masahiko et al.,Obesity Res.9:388−393(2001))。動脈内膜中の血管平滑筋細胞の増殖は、アテローム硬化症の発病において中心的役割を果たす。SPARCは、アテローム硬化症病変に関連する血管平滑筋細胞及びマクロファージにおいて発現される。さらに、SPARCは、血管損傷の間に血小板由来増殖因子の作用を調節すると仮説が立てられている(Masahiko et al.,Obesity Res.9:388−393(2001);Raines et al.,Proc.Nati.Acad.Sci.USA 89:1281−1285(1992))。内皮PAI−1産生に対するSPARCの刺激効果が血管損傷の部位で報告されており(Hasselaar et al.,J.Biol.Chem.266:13178−13184(1991))、アテローム硬化症を加速すると仮定されている(Masahiko et al.,Obesity Res.9:388−393(2001))。
SPARCは、カチオン(例えば、Ca2+、Cu2+、Fe2+)、増殖因子(例えば、血小板由来増殖因子(PDGF)及び血管内皮増殖因子(VEGF))、細胞外マトリックス(ECM)タンパク質(例えば、IV型コラーゲン及びIX型コラーゲン、ビトロネクチン並びにトロンボスポンジン1)、内皮細胞、血小板、アルブミン及びヒドロキシアパタイトを含む広範な種々のリガンドに対する親和性を有する(例えば、Lane et al.,FASEB J.,8,163 173(1994);Yan & Sage,J.Histochem.Cytochem.47:1495−1505(1999)を参照のこと)。SPARCは、アルブミンに結合することも知られている(例えば、Schnitzer,J.Biol.Chem.,269,6072(1994)を参照のこと)。
抗体治療は、特異的なタンパク質マーカーを同定できる疾患を制御するための有効な方法である。例としては、Avastin(抗VEGF抗体)、Rituxan(抗CD20抗体)及びRemicade(抗TNF抗体)が挙げられる。このように、SPARCに対する抗体は、SPARCタンパク質を発現する、ヒト及び他の哺乳動物の腫瘍又は他の増殖性、過形成性、再構築性及び炎症性の障害を治療するための重要な治療剤を提示する。
従って、新規形態のSPARC及びこのような新規形態のSPARCと反応性の抗体が必要とされる。本発明は、このような新規SPARCポリペプチド、このような新規SPARCポリペプチドをコードする核酸、並びにこのような新規SPARCポリペプチド及び核酸の使用方法を提供する。本発明はさらに、SPARCポリペプチドに対する抗体を提供する。
発明の要旨
配列番号1(プロセシングされていない1次翻訳産物の配列)中のアミノ酸20に対応するグルタミンは、成熟タンパク質(17アミノ酸のSPARCリーダー配列を有さないポリペプチド)中のアミノ酸位置3のグルタミン(「Q3」グルタミン)に対応する。本発明は、配列番号1中のアミノ酸20に対応するグルタミンが欠失したアミノ酸配列を含む、単離されたSPARCポリペプチド(本明細書中、以後「Q3 SPARC欠失変異体ポリペプチド」)を提供する。特に、本発明は、単離されたヒトQ3 SPARC欠失変異体ポリペプチドを提供する。本発明はまた、単離されたSPARCポリペプチドを提供し、このポリペプチドは、成熟Q3 SPARC欠失変異体ポリペプチドに対応する配列番号2のアミノ酸配列を含む。本発明はさらに、Q3 SPARC欠失変異体ポリペプチドをコードする単離された核酸分子を提供する。特に、本発明は、ヒトQ3 SPARC欠失変異体ポリペプチドをコードする単離された核酸分子を提供する。本発明が包含する単離された核酸としては、配列番号3の配列を含む核酸が挙げられるが、これらに限定されない。
本発明はまた、Q3 SPARC欠失変異体ポリペプチドをコードする核酸分子を含むベクターを提供し、このようなベクターとしては、Q3 SPARC欠失変異体ポリペプチドをコードする核酸配列の発現を制御するプロモーターをさらに含むベクターが挙げられるが、これに限定されない。さらに、本発明は、Q3 SPARC欠失変異体ポリペプチドをコードする核酸分子を含む細胞を提供し、この細胞は、原核細胞又は真核細胞のいずれかである。本発明はさらに、Q3 SPARC欠失変異体ポリペプチドを製造する方法を提供し、この方法は以下を含む:(a)Q3 SPARC欠失変異体ポリペプチドをコードする核酸で細胞を形質転換すること;(b)形質転換された細胞によるQ3 SPARC欠失変異体ポリペプチドの発現を誘導すること、及び(c)Q3 SPARC欠失変異体ポリペプチドを精製すること。
別の実施形態において、本発明は、Q3 SPARC欠失変異体ポリペプチド又はQ3 SPARC欠失変異体ポリペプチドをコードする核酸及び医薬上許容される担体を含む組成物、並びにQ3 SPARC欠失変異体ポリペプチド及び担体を投与することを含む疾患を治療する方法を提供する。このような方法は、細胞増殖性疾患である疾患(例えば、癌、良性腫瘍、アテローム硬化症、血管再狭窄)が含まれるがこれらに限定されない疾患を治療するために、本発明に従って使用され得る。本発明はまた、細胞増殖性疾患である疾患(例えば、癌、良性腫瘍、アテローム硬化症、血管再狭窄)を含む疾患を感作する方法を提供し、この方法は、Q3 SPARC欠失変異体ポリペプチドを投与することを含む。さらに、本発明は、Q3 SPARC欠失変異体ポリペプチドを含む組成物を提供し、このポリペプチドは、治療剤又は診断剤(例えば、放射性同位体若しくは放射性核種、薬物、ポリペプチド又は毒素など)にカップリングまたはコンジュゲート化されている。或いは、Q3 SPARC欠失変異体ポリペプチドは、Q3 SPARC欠失変異体ポリペプチドをin vivoで安定化する分子(例えばポリエチレングリコールなど)にカップリングまたはコンジュゲート化され得る。Q3 SPARC欠失変異体ポリペプチド又はQ3 SPARC欠失変異体ポリペプチドをコードする核酸及び医薬上許容される担体は、任意の適切な経路(静脈内、腹腔内、腫瘍内又は吸入が挙げられるがこれらに限定されない)を介して投与できる。
1実施形態において、本発明は、SPARCポリペプチド(特にQ3 SPARC欠失変異体ポリペプチド)を認識する抗体又はそのフラグメント及び医薬上許容される担体を提供する。SPARCポリペプチドを認識するこのような抗体は、例えば、補体活性化及び/又は腫瘍若しくは他の増殖性障害に対する細胞媒介性細胞傷害性を媒介するために、本発明に従って使用され得る。
なお別の実施形態において、本発明は、SPARCポリペプチド(特にQ3 SPARC欠失変異体ポリペプチド)を認識する抗体又はそのフラグメントにカップリングされた治療剤、及び医薬上許容される担体を含む組成物を提供する(この抗体又はそのフラグメントはヒト化されており、一価Fab’、二価Fab2、scfv、ダイアボディ(diabody)又はキメラを含むもの(本明細書中で、以後集合的に「抗Q3 SPARC欠失変異体抗体」)が挙げられるが、これらに限定されない)。本発明に従って調製される抗体は、モノクローナル又はポリクローナルであり得、非ヒト動物で製造され得、ヒト化され得る。さらに、本発明は、治療剤にカップリング又はコンジュゲート化された抗SPARC抗体(特に抗Q3 SPARC欠失変異体抗体)を提供し、この治療剤は、化学療法剤、放射性核種又はペプチドである。適切な治療剤には、生物学的分子(例えば、tTF及びTNFなど)である治療剤も含まれる。
Q3 SPARC欠失変異体ポリペプチド又は抗SPARC抗体(例えば、抗Q3 SPARC欠失変異体抗体など)及び医薬上許容される担体は、任意の適切な経路(静脈内、腹腔内、腫瘍内又は吸入が挙げられるがこれらに限定されない)を介して投与され得る。従って、本発明は、哺乳動物において疾患部位(例えば腫瘍など)に治療剤を送達するための方法を提供し、この方法は、治療上有効量の医薬組成物を哺乳動物に投与することを含み、ここでこの治療剤は、医薬上許容される担体にカップリングされた化学療法剤又は放射性剤及び医薬上許容される担体を含む。本発明に従って治療できる適切な腫瘍には、ヒト又は非ヒト動物の膀胱、肝臓、卵巣、腎臓、腸、脳又は乳房に位置する腫瘍が挙げられるが、これらに限定されない。
本発明はさらに、哺乳動物において疾患部位(例えば腫瘍など)に診断剤を送達するための方法を提供し、この方法は、診断上有効量の医薬組成物を哺乳動物に投与することを含む。このような適切な組成物には、抗SPARC抗体(例えば、抗Q3 SPARC欠失変異体抗体など)にカップリングされた診断剤及び医薬上許容される担体を含む組成物が挙げられるが、これに限定されない。適切な診断剤には、放射性剤、MRI造影剤、X線造影剤、超音波造影剤及びPET造影剤が挙げられるがこれらに限定されない。
本発明は、配列番号1中のアミノ酸位置20に対応するグルタミンの欠失を有するSPARCポリペプチドを検出すること(即ち、Q3 SPARC欠失変異体ポリペプチドを検出すること)を含む、疾患(細胞増殖によって特徴付けられる疾患(例えば、癌、良性腫瘍、アテローム硬化症、血管再狭窄など)が挙げられるがこれらに限定されない)を分類する方法を提供する。適切な疾患としては、血管新生が生じる疾患もまた挙げられるがそれらに限定されない。このように、本発明は、SPARCポリペプチドを検出する方法をさらに提供し、ここで検出されたポリペプチドは配列番号2のアミノ酸配列を含む。
本発明はさらに、Q3 SPARC欠失変異体ポリペプチドをコードする核酸を検出することを含む、疾患を分類する方法を提供し、この核酸はDNAまたはRNAである。さらに、本発明は、核酸を検出することを含む疾患を分類する方法を提供し、検出された核酸は、配列番号3の核酸配列を含む。
発明の詳細な説明
ヒトSPARC遺伝子は303アミノ酸のSPARCタンパク質をコードしているが、成熟SPARCは285アミノ酸の糖タンパク質である。シグナル配列の切断後、32kDの分泌形態が産生され、これはグリコシル化に起因してSDS−PAGE上で43kDに移動する。結晶学的データは、SPARCタンパク質が3つのモジュラードメインを有することを示している。N末端ドメインは酸性であり、カルシウムに結合する。中央の「フォリスタチン様ドメイン」は、血管形成及び接着斑形成の阻害に関与するアミノ酸並びに(K)GHK血管形成ペプチドを含む。カルボキシル末端の「E−Cドメイン」は、高親和性のカルシウム結合及び細胞伝播の阻害に関与するアミノ酸を含む(Yan & Sage,J.Histochem.Cytochem.7:1495−1505,1999)。
N末端のSPARCドメイン(17アミノ酸のシグナル配列の後の残基1〜52)は、アスパラギン酸及びグルタミン酸に富んだ酸性領域である。このN末端ドメインは、低い親和性でいくつかのカルシウムイオンに結合し、ヒドロキシアパタイトと相互作用し、骨石灰化において役割を果たすと仮説が立てられている。このN末端SPARCドメインは、細胞伝播及び走化性を阻害することもまた示されている(Yan & Sage,J.Histochem.Cytochem.47:1495−1505(1999))。さらに、このN末端ドメインは、SPARCの主要な免疫学的エピトープを含む。しかし、このドメインはSPARC様タンパク質のファミリー間で多様な配列であり、SPARCに対する抗体がSPARC様タンパク質と交差反応することもSPARC様タンパク質を認識することも見出されていない(Yan & Sage,J.Histochem.Cytochem.7:1495−1505,1999)。
成熟SPARCタンパク質中のアミノ酸位置3および4にある、N末端ドメイン内の2つの隣接グルタミン(プロセシングされていないタンパク質中のアミノ酸位置20及び21)は、トランスグルタミナーゼによる架橋の主な標的であるアミンアクセプター部位である(グルタミンは、1文字アミノ酸コードで「Q」で示され、従って、これらのアミノ酸は、成熟SPARCタンパク質中の「Q3」および「Q4」アミノ酸である)。トランスグルタミナーゼは、ペプチド結合したグルタミン残基のγ−カルボキサミド基と種々の1級アミンとの間のCa依存的な転移反応を触媒する。組織特異的な翻訳後修飾(例えばトランスグルタミナーゼ架橋)は、SPARCの生物学的機能のいくつかを調節し得ることが提唱されている(Hohenadl et al.,J.Biol.Chem.270:23415−23420(1995))。
本発明は、配列番号1中のアミノ酸20に対応するグルタミンが欠失したアミノ酸配列を含む単離されたSPARCポリペプチド(Q3 SPARC欠失変異体ポリペプチド)を提供する。特に、本発明は、単離されたヒトQ3 SPARC欠失変異体ポリペプチドを提供する。本発明はまた、単離されたSPARCポリペプチドを提供し、このポリペプチドは、成熟Q3 SPARC欠失変異体ポリペプチド(17アミノ酸のSPARCリーダー配列を有さないポリペプチド)に対応する、配列番号2のアミノ酸配列を含む。
本発明はさらに、Q3 SPARC欠失変異体ポリペプチドをコードする単離された核酸分子を提供する。特に、本発明は、ヒトQ3 SPARC欠失変異体ポリペプチドをコードする単離された核酸分子を提供する。本発明が包含する単離された核酸分子には、配列番号3の配列を含む核酸が挙げられるが、これに限定されない。従って、本発明は、単離されたSPARCポリペプチドを提供し、このポリペプチドは、配列番号3のDNA配列のヌクレオチド87から992までの翻訳に対応し、全長Q3 SPARC欠失変異体ポリペプチド(17アミノ酸のSPARCリーダー配列を有するポリペプチド)を生じる、配列番号4のアミノ酸配列を含む。また従って、本発明は、配列番号4および配列番号2のアミノ酸配列を有するポリペプチドをそれぞれコードする、配列番号5および配列番号6のDNA配列を有する単離された核酸を提供する。配列番号6のDNA配列は、配列番号3のヌクレオチド138〜992に相当する。
本発明は、配列番号1中のアミノ酸20に対応するグルタミンが欠失したアミノ酸配列を含む単離されたSPARCポリペプチドを提供する。従って、本発明は、単離されたQ3 SPARC欠失変異体ポリペプチドを提供し、このポリペプチドは、少なくとも約10アミノ酸長、好ましくは少なくとも約15アミノ酸長、より好ましくは少なくとも約20アミノ酸長、より好ましくは少なくとも約30アミノ酸長、より好ましくは少なくとも約40アミノ酸長、より好ましくは少なくとも約50アミノ酸長、なおより好ましくは少なくとも約100アミノ酸長である。さらに、本発明は、配列番号1中のアミノ酸20に対応するグルタミン以外の配列が、配列番号1の対応する配列に対して少なくとも約80%相同、好ましくは配列番号1の対応する配列に対して少なくとも約90%相同、なおより好ましくは配列番号1の対応する配列に対して少なくとも約95%相同、なおより好ましくは配列番号1の対応する配列に対して少なくとも約99%相同であるポリペプチドを含む、単離されたQ3 SPARC欠失変異体ポリペプチドを提供する。「配列番号1の対応する配列」とは、配列番号1の配列とアラインする配列であって、アラインメントの領域が少なくとも約10アミノ酸長、好ましくは少なくとも約15アミノ酸長、より好ましくは少なくとも約20アミノ酸長、より好ましくは少なくとも約30アミノ酸長、より好ましくは少なくとも約40アミノ酸長、より好ましくは少なくとも約50アミノ酸長、なおより好ましくは少なくとも約100アミノ酸長である配列を意味する。種々の配列アラインメント法がバイオテクノロジーの分野で公知である(例えば、Rosenberg,BMC Bioinformatics 6:278(2005);Altschul et al.,FEBS J.272(20):5101−5109(2005)を参照のこと)。
本発明はまた、単離されたSPARCポリペプチドを提供し、このポリペプチドは、配列番号2のアミノ酸配列を含み、これには、アミノ末端またはカルボキシル末端にさらなるアミノ酸が付加されていない配列番号2のアミノ酸配列を含むポリペプチド、ならびに少なくともさらに約1アミノ酸、好ましくは少なくともさらに約5アミノ酸、好ましくは少なくともさらに約10アミノ酸、より好ましくは少なくともさらに約15アミノ酸、より好ましくは少なくともさらに約20アミノ酸、より好ましくは少なくともさらに約30アミノ酸、より好ましくは少なくともさらに約40アミノ酸、なおより好ましくは少なくともさらに約50アミノ酸が、配列番号2のアミノ末端および/またはカルボキシ末端に付加した、配列番号2のアミノ酸配列を含むポリペプチドが含まれる。
本発明はさらに、アミノ酸配列中に保存的置換が生じたQ3 SPARC欠失変異体ポリペプチドを提供し、これには、置換されたアミノ酸が天然および/または非天然のアミノ酸を含むものが含まれる。保存的置換が意味するものを例示するために、群A〜Fを以下に列挙する。以下の群の1つのメンバーの、同じ群の別のメンバーによる置換が、保存的置換とみなされる。
群Aには、ロイシン、イソロイシン、バリン、メチオニン、フェニルアラニン、セリン、システイン、スレオニンならびに以下の側鎖:エチル、イソ−ブチル、−CHCHOH、−CHCHCHOH、−CHCHOHCHおよびCHSCH、を有する修飾アミノ酸が含まれる。
群Bには、グリシン、アラニン、バリン、セリン、システイン、スレオニンおよびエチル側鎖を有する修飾アミノ酸が含まれる。
群Cには、フェニルアラニン、フェニルグリシン、チロシン、トリプトファン、シクロヘキシルメチル、および置換されたベンジル側鎖もしくはフェニル側鎖を有する修飾アミノ残基が含まれる。
群Dには、グルタミン酸、アスパラギン酸、グルタミン酸またはアスパラギン酸の置換または非置換の脂肪族、芳香族またはベンジルエステル(例えば、メチル、エチル、n−プロピル、イソ−プロピル、シクロヘキシル、ベンジルまたは置換ベンジル)、グルタミン、アスパラギン、CO−NH−アルキル化グルタミンまたはアスパラギン(例えば、メチル、エチル、n−プロピルおよびイソ−プロピル)、および側鎖−(CHCOOHを有する修飾アミノ酸、それらのエステル(置換または非置換の脂肪族、芳香族またはベンジルエステル)、それらのアミド、およびそれらの置換または非置換のN−アルキル化アミドが含まれる。
群Eには、ヒスチジン、リジン、アルギニン、N−ニトロアルギニン、p−シクロアルギニン、g−ヒドロキシアルギニン、N−アミジノシトルリン、2−アミノグアニジノブタン酸、リジンのホモログ、アルギニンのホモログおよびオルニチンが含まれる。
群Fには、セリン、スレオニン、システイン、および−OHまたは−SHで置換されたC1〜C5の直鎖または分枝鎖アルキル側鎖を有する修飾アミノ酸が含まれる。
群A〜Fは例示であり、本発明を限定することを意図しない。
さらに、本発明は、配列番号1の配列中に、約1〜約5アミノ酸、好ましくは約1〜約3アミノ酸、より好ましくは1アミノ酸の、1つ以上のアミノ酸挿入または欠失を有する、単離されたQ3 SPARC欠失変異体ポリペプチドを提供する。
本発明はさらに、Q3 SPARC欠失変異体ポリペプチドをコードする単離された核酸分子を提供する。適切な単離された核酸としては、DNA、RNAおよびペプチド−核酸が挙げられるがこれらに限定されない。本発明が包含する単離された核酸には、配列番号3の5’側もしくは3’側にさらなるヌクレオチドを有さないか、または配列番号3の5’末端および/または3’末端に、少なくともさらに約1ヌクレオチド、好ましくは少なくともさらに約3ヌクレオチド、より好ましくは少なくとも約9ヌクレオチド、より好ましくは少なくとも約20ヌクレオチド、より好ましくは少なくとも約50ヌクレオチド、より好ましくは少なくとも約100ヌクレオチド、なおより好ましくは少なくとも約1,000ヌクレオチドが付加した、配列番号3の配列を含む核酸が挙げられるが、これらに限定されない。本発明はまた、Q3 SPARC欠失変異体ポリペプチドをコードする単離された核酸分子を提供し、その核酸配列は、配列番号3の対応する配列に対して少なくとも約80%相同、好ましくは配列番号3の対応する配列に対して少なくとも約90%相同、なおより好ましくは配列番号3の対応する配列に対して少なくとも約95%相同、なおより好ましくは配列番号3の対応する配列に対して少なくとも約99%相同である。「配列番号3の対応する配列」とは、配列番号3の配列とアラインする配列であって、アラインメントの領域が少なくとも約30ヌクレオチド長、好ましくは少なくとも約45ヌクレオチド長、より好ましくは少なくとも約60ヌクレオチド長、より好ましくは少なくとも約90ヌクレオチド長、より好ましくは少なくとも約120ヌクレオチド長、より好ましくは少なくとも約150ヌクレオチド長、なおより好ましくは少なくとも約300ヌクレオチド長である配列を意味する。種々の配列アラインメント法がバイオテクノロジーの分野で公知である(例えば、Rosenberg,BMC Bioinformatics 6:278(2005);Altschul et al.,FEBS J.272(20):5101−5109(2005)を参照のこと)。
さらに、本発明は、Q3 SPARC欠失変異体ポリペプチドポリペプチドをコードする単離された核酸分子を提供し、この単離された核酸分子は、低いストリンジェンシーの条件下で、好ましくは中程度にストリンジェントな条件下で、なおより好ましくは高度にストリンジェントな条件下で、配列番号3にハイブリダイズする。「高いストリンジェンシーの条件」は、好ましくは、核酸配列の約25%〜約5%のミスマッチ、より好ましくは約15%〜約5%のミスマッチ、最も好ましくは約10%〜約5%のミスマッチを許容する。「中程度にストリンジェントな条件」は、好ましくは、核酸配列の約40%〜約15%のミスマッチ、より好ましくは約30%〜約15%のミスマッチ、最も好ましくは約20%〜約15%のミスマッチを許容する。「低いストリンジェンシーの条件」は、好ましくは、核酸配列の約60%〜約35%のミスマッチ、より好ましくは約50%〜約35%のミスマッチ、最も好ましくは約40%〜約35%のミスマッチを許容する。
非特異的結合が存在しないことは、部分的な程度の相補性(例えば、約30%未満の同一性)さえ欠く第2の標的の使用によって試験され得る;非特異的結合が存在しない場合、プローブは第2の非相補的標的とハイブリダイズしないであろう。部分的な相同性または完全な相同性(即ち同一性)が存在し得る。部分的に相補的な配列は、完全に相補的な配列が標的核酸にハイブリダイズするのを少なくとも部分的に阻害する配列である。完全に相補的な配列の標的配列へのハイブリダイゼーションの阻害は、低いストリンジェンシーの条件下でのハイブリダイゼーションアッセイ(サザンまたはノザンブロット、溶液ハイブリダイゼーションなど)を使用して試験され得る。「実質的に相同な」配列またはプローブは、低いストリンジェンシーの条件下で、標的に対する完全に相補的な配列の結合(即ちハイブリダイゼーション)と競合し、これを阻害しよう。これは、低いストリンジェンシーの条件が、非特異的結合を許容するような条件であることを示しているわけではない;低いストリンジェンシーの条件は、2つの配列の互いに対する結合が特異的(即ち選択的)相互作用であることを必要とする。用語「相同性」とは、ある程度の相補性をいう。
例示的な中程度のストリンジェンシーの条件としては、20%ホルムアミド、5×SSC(150mM NaClおよび15mMクエン酸三ナトリウム)、50mMリン酸ナトリウム(pH7.6)、5×デンハルト溶液、10%硫酸デキストランおよび20mg/ml 変性剪断サケ精子DNAを含む溶液中での37℃で一晩のインキュベーション、その後の1×SSC中で約37〜50℃での洗浄、或いは実質的に類似の条件(例えば、Sambrook & Russell,Molecular Cloning:A Laboratory Manual,Cold Spring Harbor Laboratory Press,New York(2001),pp.6.1−6.62に記載される中程度にストリンジェントな条件)が挙げられる。高いストリンジェンシーの条件は、例えば以下のような条件である:(1)0.015M塩化ナトリウムおよび0.0015Mクエン酸ナトリウム、ならびに0.1%(w/v)ドデシル硫酸ナトリウム(SDS)を含む組成物を50℃で用いるなど、洗浄のために低いイオン強度および高い温度を使用する、(2)0.1%(w/v)ウシ血清アルブミン(BSA)、0.1% Ficoll、0.1% ポリビニルピロリドン(PVP)および50mMリン酸ナトリウム緩衝液(pH7.5)を750mM塩化ナトリウムおよび75mMクエン酸ナトリウムと共に含む、ホルムアミド(例えば、50%(v/v)ホルムアミド)を含む組成物などの変性剤を、ハイブリダイゼーションの間、42℃で使用する、あるいは(3)50%ホルムアミド、5×SSC(0.75M NaClおよび0.075Mクエン酸ナトリウム)、50mMリン酸ナトリウム(pH6.8)、0.1%ピロリン酸ナトリウム、5×デンハルト溶液および超音波処理したサケ精子DNA(50μg/ml)、0.1% SDS、ならびに10%硫酸デキストランを含む組成物を42℃で使用し、(i)0.2×SSC中で42℃、(ii)50%ホルムアミド中で55℃、および(iii)0.1×SSC(好ましくはEDTAと併用する)中で55℃で洗浄する。
本発明はさらに、保存的アミノ酸置換を有するQ3 SPARC欠失変異体ポリペプチドをコードする核酸を提供し、この保存的アミノ酸置換には、(a)ロイシン、イソロイシン、バリン、メチオニン、フェニルアラニン、セリン、システインまたはスレオニンの、ロイシン、イソロイシン、バリン、メチオニン、フェニルアラニン、セリン、システインまたはスレオニンへの変化、(b)グリシン、アラニン、バリン、セリン、システインまたはスレオニンの、グリシン、アラニン、バリン、セリン、システインまたはスレオニンへの変化、(c)フェニルアラニン、チロシンまたはトリプトファンの、フェニルアラニン、チロシンまたはトリプトファンへの変化、(d)グルタミン酸、アスパラギン酸、グルタミンまたはアスパラギンの、グルタミン酸、アスパラギン酸、グルタミンまたはアスパラギンへの変化、(e)ヒスチジン、リジンまたはアルギニンの、ヒスチジン、リジンまたはアルギニンへの変化、および(f)セリン、スレオニンまたはシステインの、セリン、スレオニンまたはシステインへの変化、ならびに(g)それらの組み合わせ、が挙げられる。
さらに、本発明は、配列番号1の配列中に、約1〜約5アミノ酸、好ましくは約1〜約3アミノ酸、より好ましくは1アミノ酸の、1つ以上のアミノ酸挿入または欠失を有する、Q3 SPARC欠失変異体ポリペプチドをコードする単離された核酸を提供する。
変異誘発は、当該分野で公知のいくつかの方法のいずれかによって実施され得る。一般に、変異誘発は、核酸配列を、配列の操作を容易にするために、プラスミドまたはいくつかの他のベクター中にクローニングすることによって、達成され得る。次いで、さらなる核酸配列をその核酸配列中に付加することができる独自の制限部位が、同定されるか、またはその核酸配列中に挿入される。二本鎖合成オリゴヌクレオチドは一般に、二本鎖オリゴヌクレオチドが標的配列に隣接する制限部位を組み込み、例えば置換DNAを組み込むために使用できるように、重複する合成一本鎖のセンスオリゴヌクレオチドおよびアンチセンスオリゴヌクレオチドから生成される。プラスミドまたは他のベクターは、制限酵素で切断され、適合する付着末端を有するオリゴヌクレオチド配列がこのプラスミドまたは他のベクター中にライゲーションされ、元のDNAを置換する。
in vitro部位特異的変異誘発の他の手段は当業者に公知であり、達成され得る(特に、オーバーラップ伸長ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)を使用して、例えば、Parikh & Guengerich,Biotechniques 24:428−431(1998)を参照のこと)。変化の部位と重複する相補的プライマーを使用して、500mMのdNTP、2単位のPfuポリメラーゼ、各250ngのセンスプライマーおよびアンチセンスプライマー、ならびにQ3 SPARC欠失変異体ポリペプチドをコードする配列を含むプラスミドDNA200ngを含む混合物中で、プラスミド全体をPCR増幅することができる。PCRは望ましくは、DNA 1Kbにつき2.5分間の伸長時間で18サイクルを要する。PCR産物は、DpnI(アデニンメチル化プラスミドDNAのみを消化する)で処理されて、Escherichia coli DH5α細胞中に形質転換され得る。形質転換体は、変化の組込みについて制限酵素消化によってスクリーニングされ得、次いでDNA配列分析によって確認され得る。
変異誘発された配列をコードする核酸フラグメントは、例えば、変異したヌクレオチドに隣接する5’プライマーおよび3’プライマー(好ましくは、さらなる独自の制限部位で終わるプライマー)を使用するPCR増幅によって、単離され得る。この様式でプライマーを使用することにより、独自の制限部位に隣接する増幅配列が生じる。独自の制限部位は、フラグメントのさらなる簡便なサブクローニングのために使用され得る。
本発明はさらに、例えば、Q3 SPARC欠失変異体ポリペプチドをコードする核酸配列の発現を制御するプロモーターをさらに含むベクターなどの、コードする核酸配列を含む組換えベクターを提供する。さらに、本発明は、請求項3に記載の核酸分子を含む細胞を提供し、この細胞は、原核細胞または真核細胞である。組織培養の方法は当業者に周知である(例えば、Sambrook & Russell,Molecular Cloning:A Laboratory Manual,Cold Spring Harbor Laboratory Press,New York(2001),pp.16.1−16.54を参照のこと)。従って、本発明は、請求項1に記載のポリペプチドを製造する方法をさらに提供し、この方法は以下を含む:(a)請求項1に記載のポリペプチドをコードする核酸で細胞を形質転換すること;(b)形質転換された細胞によるこのポリペプチドの発現を誘導すること;および(c)このポリペプチドを精製すること。
本発明はさらに、制御因子、およびQ3 SPARC欠失変異体ポリペプチドまたはQ3 SPARC欠失変異体ポリペプチド中に保存的アミノ酸変化を有する本明細書中に記載されるポリペプチドの発現のための制御因子(例えば、適切なプロモーター)に作動可能に連結された本明細書中に記載されるQ3 SPARC欠失変異体ポリペプチドの核酸分子を含む、核酸構築物を提供する。タンパク質発現は、RNA転写のレベルに依存し、次にDNAシグナルによって調節される。同様に、mRNAの翻訳は、最低限でも、メッセージの5’末端の10〜100ヌクレオチド以内に通常位置するAUG開始コドンを必要とする。AUG開始コドンに隣接する配列は、真核生物のリボソームによるその認識に影響を与えることが示されており、完全なKozakコンセンサス配列への服従が最適な翻訳を生じる(例えば、Kozak,J.Molec.Biol.196:947−950(1987)を参照のこと)。また、細胞における外因性核酸の首尾よい発現は、得られるタンパク質の翻訳後修飾を必要とし得る。従って、本発明は、ベクターが例えばpCDNA3.1またはその誘導体である、Q3 SPARC欠失変異体ポリペプチドをコードするプラスミドを提供し、これには、本明細書中で開示されるpVT1000Q3プラスミドが挙げられるがこれに限定されない。
本明細書中に記載される核酸分子は、適切なプロモーターに作動可能に連結されたコード領域を好ましくは含み、このプロモーターは、真核細胞中で機能的であることが好ましい。RSVプロモーターおよびアデノウイルス主要後期プロモーターなど(これらに限定されない)のウイルスプロモーターが、本発明において使用され得る。適切な非ウイルスプロモーターとしては、ホスホグリセロキナーゼ(PGK)プロモーターおよび伸長因子1αプロモーターが挙げられるが、これらに限定されない。非ウイルスプロモーターは、望ましくはヒトプロモーターである。さらなる適切な遺伝因子(これらの多くは当該分野で公知である)がまた、本発明の核酸および構築物にライゲーション、結合、またはこれらの中に挿入されて、さらなる機能、発現レベルまたは発現パターンを提供し得る。SPARCファミリー遺伝子の発現のためのネイティブのプロモーターもまた使用され得るが、その場合、その染色体を実質的に変化させるプロセスによって修飾されない限り、それらを天然にコードする染色体中では使用されないことが好ましい。このような実質的に変化した染色体としては、レトロウイルスベクターまたは類似のプロセスによってトランスフェクトおよび変更された染色体を挙げることができる。あるいは、このような実質的に変化した染色体は、HAC、YACまたはBACのような人工染色体を含み得る。
さらに、本明細書中に記載される核酸分子は、転写を促進するためにエンハンサーに作動可能に連結され得る。エンハンサーは、隣接遺伝子の転写を刺激する、DNAのシス作用性因子である。多数の種由来の多数の異なる細胞型において連結された遺伝子に対して高レベルの転写を付与するエンハンサーの例としては、SV40およびRSV−LTR由来のエンハンサーが挙げられるが、これらに限定されない。このようなエンハンサーは、細胞型特異的な効果を有する他のエンハンサーと組み合わせることができ、あるいは任意のエンハンサーを単独で使用してもよい。
タンパク質産生を最適化するために、本発明の核酸分子は、この核酸分子のコード領域の後にポリアデニル化部位をさらに含み得る。また、好ましくは全ての適切な転写シグナル(および必要に応じて翻訳シグナル)は、外因性核酸が導入される細胞中で適切に発現されるように正確に配置されよう。所望の場合、外因性核酸はまた、インフレームの全長転写物を維持したままmRNA産生を促進するために、スプライス部位(即ち、スプライスアクセプター部位およびスプライスドナー部位)を組み込み得る。さらに、本発明の核酸分子は、プロセシング、分泌、細胞内局在などのために適切な配列をさらに含み得る。
この核酸分子は、任意の適切なベクター中に挿入され得る。適切なベクターとしてはウイルスベクターが挙げられるがこれに限定されない。適切なウイルスベクターとしては、レトロウイルスベクター、アルファウイルスベクター、ワクシニアウイルスベクター、アデノウイルスベクター、アデノ随伴ウイルスベクター、ヘルペスウイルスベクターおよび家禽ポックスウイルスベクターが挙げられるが、これらに限定されない。ベクターは好ましくは、真核細胞(例えばCHO−K1細胞)を形質転換する、ネイティブまたは操作された能力を有する。さらに、本発明に関して有用なベクターは、プラスミドまたはエピソームのような「裸の」核酸ベクター(即ち、ベクターを封入するタンパク質、糖および/または脂質を殆どまたは全く有さないベクター)であり得るか、あるいはベクターは、他の分子と複合体化され得る。本発明の核酸と適切に組み合わせることができる他の分子としては、ウイルス被膜、カチオン性脂質、リポソーム、ポリアミン、金粒子、および細胞分子を標的化するリガンド、レセプターまたは抗体のような標的化部分が挙げられるが、これらに限定されない。
本明細書中に記載される核酸分子は、任意の適切な細胞、典型的には真核細胞(例えば、CHO、HEK293またはBHK)中へと形質転換され得、望ましくはQ3 SPARC欠失変異体ポリペプチド(例えば、本明細書中に記載されるような配列番号2またはその改変体からなるポリペプチド)の発現を生じる。核酸分子の発現、従ってQ3 SPARC欠失変異体ポリペプチド(例えば、本明細書中に記載されるような配列番号2のアミノ酸配列またはその改変体を含むポリペプチド)の産生を提供するために、細胞が培養され得る。
従って、本発明は、本明細書中に記載される本発明の核酸分子で形質転換またはトランスフェクトされた細胞を提供する。外因性DNA分子で細胞を形質転換またはトランスフェクトする手段は、当該分野で周知である。例えば、限定ではなく、DNA分子は、当該分野で周知の標準的な形質転換またはトランスフェクション技術(例えば、リン酸カルシウム媒介トランスフェクションまたはDEAE−デキストラン媒介トランスフェクション、プロトプラスト(protoblast)融合、エレクトロポレーション、リポソームおよび直接的マイクロインジェクション)を使用して細胞中に導入される(例えば、Sambrook & Russell,Molecular Cloning:A Laboratory Manual,Cold Spring Harbor Laboratory Press,New York(2001),pp.1.1−1.162,15.1−15.53,16.1−16.54を参照のこと)。形質転換に広く使用される方法は、リン酸カルシウムまたはDEAE−デキストランのいずれかによって媒介されるトランスフェクションである。細胞型に依存して、培養細胞集団の20%までが、いつでもトランスフェクトできる。
形質転換法の別の例はプロトプラスト融合法であり、高コピー数の目的のプラスミドを保有する細菌由来のプロトプラストが、培養哺乳動物細胞と直接混合される。細胞膜の融合(通常ポリエチレングリコールを用いる)後、細菌の内容物が哺乳動物細胞の原形質中に送達され、プラスミドDNAが核へ移行する。プロトプラスト融合は、一過性発現アッセイに一般に使用される細胞系統の多くについてはトランスフェクションほど効率的ではないが、DNAのエンドサイトーシスが非効率的に生じる細胞系統には有用である。プロトプラスト融合はしばしば、宿主染色体中にランダムに組み込まれた複数コピーのプラスミドDNAを生じる。
種々の哺乳動物細胞および植物細胞への短時間の高電圧の電気パルスの印加であるエレクトロポレーションは、原形質膜におけるナノメートルサイズの穴の形成を引き起こす。DNAは、これらの穴を通って、または穴の閉鎖を伴う膜成分の再分布の結果として、細胞の原形質中に直接取り込まれる。エレクトロポレーションは非常に効率的であり得、クローンの遺伝子の一過的な発現および組み込まれた目的の遺伝子のコピーを保有する細胞系統の樹立の両方のために使用できる。
リポソーム形質転換は、リポソーム内のDNAおよびRNAの封入と、その後のリポソームの細胞膜との融合を含む。さらに、合成カチオン性脂質で被覆されたDNAは、融合によって細胞中に導入され得る。あるいは、直鎖および/または分枝鎖のポリエチレンイミン(PEI)が、トランスフェクションにおいて使用され得る。
DNA分子の核への直接的マイクロインジェクションには、細胞区画(例えば、低pHのエンドソーム)へDNA分子を曝さないという利点がある。従って、マイクロインジェクションは、組み込まれた目的の遺伝子のコピーを保有する細胞の系統を樹立するための方法として主に使用される。
このような技術は、真核細胞の安定な形質転換および一過性の形質転換の両方のために使用できる。安定に形質転換された細胞の単離は、目的の遺伝子での形質転換と組み合わせて、選択マーカーの導入を必要とする。このような選択マーカーには、ネオマイシンへの耐性を付与する遺伝子、ならびにHPRT陰性細胞におけるHPRT遺伝子が挙げられる。選択は、少なくとも約2〜7日間、好ましくは少なくとも約1〜5週間の、選択培地中での長期培養を必要とし得る(例えば、Sambrook & Russell,Molecular Cloning:A Laboratory Manual,Cold Spring Harbor Laboratory Press,New York(2001),pp.16.1−16.54を参照のこと)。
本発明において使用するための核酸配列はまた、例えば、市販の自動化オリゴヌクレオチド合成器で実施され得る、Beaucage,et al.(Tetra.Letts.22:1859−1862(1987))に記載されるホスホロアミダイト法、またはトリエステル法(Matteucci et al.,J.Am.Chem.Soc.103:3185(1981))によって、化学合成によって一部または全体が生成され得る。二本鎖フラグメントは、相補鎖を合成し、適切な条件下で鎖を一緒にアニーリングすることか、または適切なプライマー配列と共にDNAポリメラーゼを使用して相補鎖を合成することのいずれかにより、化学合成の一本鎖産物から得てもよい。
遺伝子治療
遺伝子治療は、疾患と闘うために生きた細胞の遺伝物質を改変することを含む、医学的介入である。遺伝子治療は、多数の異なる型の癌および他の疾患についての臨床試験(ヒトを用いた研究試験)において研究されている。
本発明はさらに、「遺伝子治療」での使用に適切なQ3 SPARC欠失変異体ポリペプチドをコードする単離された核酸分子を提供する(例えば、Patil et al.,AAPS J.7(1):E61−77(2005)を参照のこと)。適切な核酸としては、配列番号3を含む核酸または本明細書中に記載されるそれらの修飾物およびホモログが挙げられるが、これらに限定されない。遺伝子治療の目的の1つは、例えば、Q3 SPARC欠失変異体ポリペプチドをコードする単離された核酸分子などの変更された遺伝子を細胞に供給することである。遺伝子治療はまた、例えば、免疫系の細胞を刺激して癌細胞を攻撃させることにより、細胞が如何に機能するかを変化させる方法としても研究されている。
一般に、遺伝子は、本明細書中に開示されたような「ベクター」を使用して細胞に送達される。遺伝子治療において使用される最も一般的な型のベクターはウイルスである。遺伝子治療においてベクターとして使用されるウイルスは、遺伝的に不能であり、自分自身を複製することができない。殆どの遺伝子治療の臨床試験は、所望の遺伝子を送達するのにマウスレトロウイルスに依存している。ベクターとして使用される他のウイルスとしては、アデノウイルス、アデノ随伴ウイルス、ポックスウイルスおよびヘルペスウイルスが挙げられる。適切なウイルス遺伝子治療ベクターならびにそれらのin vivoおよびex vivoでの投与様式は、当該分野で公知である。
遺伝子治療は、ex vivoおよびin vivoの両方で実施できる。典型的には、ex vivoの遺伝子治療の臨床試験において、患者の血液または骨髄から細胞が取り出され、実験室で増殖される。これらの細胞は、所望の遺伝子を保有するウイルスに曝露される。ウイルスは細胞に入り、所望の遺伝子が細胞のDNAの一部となる。細胞は実験室で増殖され、次いで静脈への注射によって患者に戻される。in vivoの遺伝子治療において、例えばウイルスまたはリポソームのようなベクターが、患者の身体の内側の細胞に所望の遺伝子を送達するために使用される。
Q3 SPARC欠失変異体ポリペプチドは、組換え宿主細胞から発現および精製され得る。組換え宿主細胞は、原核生物でも真核生物でもよく、E.coliなどの細菌、酵母などの真菌、ショウジョウバエおよびカイコ由来の細胞系統が含まれるがこれらに限定されない昆虫細胞、ならびに哺乳動物の細胞および細胞系統が挙げられるが、これらに限定されない。細胞(例えばヒト細胞)中でQ3 SPARC欠失変異体ポリペプチドを発現する場合、in vitroであれin vivoであれ、Q3 SPARCをコードするこのようなポリヌクレオチドのために選択されるコドンは、所定の細胞型(即ち種)について最適化され得る。コドン最適化のための多数の技術が当該分野で公知である(例えば、Jayaraj et al,Nucleic Acids Res.33(9):3011−6(2005);Fuglsang et al.,Protein Expr.Purif.31(2):247−9(2003);Wu et al.“The Synthetic Gene Designer:a Flexible Web Platform to Explore Sequence Space of Synthetic Genes for Heterologous Expression,”csbw,2005 IEEE Computational Systems Bioinformatics Conference−Workshops(CSBW’05),pp.258−259(2005)を参照のこと)。
特定の実施形態において、Q3 SPARC欠失変異体ポリペプチドを発現および精製する場合、タンパク質の可溶性を改善するための技術が、封入体(不溶性画分)の形成を防止するために使用され、従って、大量のポリペプチドが得られる。封入体中に蓄積したSPARCは、その生理学的活性を保持しない不活性型SPARCである。
精製されたQ3 SPARC欠失変異体ポリペプチドの可溶性は、当該分野で公知の方法によって改善できる。例えば、可溶性は、全長Q3 SPARC欠失変異体ポリペプチドではなく機能的フラグメントを発現させることによっても改善され得る。さらに、(例えばE.coli中で)発現されたタンパク質の可溶性を増大させるために、Georgiou & Valax(Current Opinion Biotechnol.7:190−197(1996))に記載されるように、増殖温度を低下させ、より弱いプロモーターを使用し、より低いコピー数のプラスミドを使用し、誘導因子濃度を低下させ、増殖培地を変化させることによって、タンパク質合成の速度を低下させることができる。これは、タンパク質合成の速度を低下させ、通常、より可溶性のタンパク質が得られる。適切な折り畳みまたはタンパク質の安定性に必須な補欠分子族(prostethic group)または補因子を添加するか、増殖の間の培地中のpHの変動を制御するための緩衝剤を添加するか、ラクトース(これは、殆どの栄養豊富な培地(例えば、LB、2×YT)中に存在する)によるlacプロモーターの誘導を抑制するために1%グルコースを添加することもできる。ポリオール(例えば、ソルビトール)およびスクロースの添加によって引き起こされる浸透圧の上昇は、細胞における浸透圧保護剤の蓄積を引き起こし、これがネイティブのタンパク質の構造を安定化するので、これらを培地に添加してもよい。エタノール、低分子量チオールおよびジスルフィド、ならびにNaClを添加してもよい。さらに、シャペロンおよび/またはホルダーゼ(foldase)が、所望のポリペプチドと共に同時発現され得る。分子シャペロンは、折り畳み中間体と一過的に相互作用することによって、適切な異性化および細胞標的化を促進する。E.coliのシャペロン系には、以下が挙げられるがこれらに限定されない:GroES−GroEL、DnaK−DnaJ−GrpE、CIpB。
ホルダーゼは、折り畳み経路に沿った律速段階を加速する。3つの型のホルダーゼが重要な役割を果たす:ペプチジルプロリルシス/トランスイソメラーゼ(PPI)、ジスルフィドオキシドレダクターゼ(DsbA)およびジスルフィドイソメラーゼ(DsbC)、タンパク質のシステインの酸化およびジスルフィド結合の異性化の両方を触媒する真核生物タンパク質であるタンパク質ジスルフィドイソメラーゼ(PDI)。1つ以上のこれらのタンパク質と標的タンパク質との同時発現は、より高いレベルの可溶性標的タンパク質を生じ得る。
Q3 SPARC欠失変異体ポリペプチドは、その可溶性および産生を改善するために、融合タンパク質として産生され得る。この融合タンパク質は、インフレームで一緒に融合したQ3 SPARC欠失変異体ポリペプチドおよび第2のポリペプチドを含む。第2のポリペプチドは、それが融合するポリペプチドの可溶性を改善するための、当該分野で公知の融合パートナーであり得る(例えば、NusA、バクテリオフェリチン(BFR)、GrpE、チオレドキシン(TRX)およびグルタチオン−S−トランスフェラーゼ(GST))。Novagen Inc.(Madison,WI)は、NusA−標的融合物の形成を可能にするpET43.1ベクターシリーズを提供している。DsbAおよびDsbCも、融合パートナーとして使用した場合、発現レベルに対して正の影響を示しており、従って、より高い可溶性を達成するためにSPARCポリペプチドとの融合に使用され得る。
1実施形態において、Q3 SPARC欠失変異体ポリペプチドは、本明細書でその全体が参照により組み込まれる、米国特許第6,387,664号に記載されるような、Q3 SPARC欠失変異体ポリペプチドおよび融合パートナーのチオレドキシンを含む融合ポリペプチドとして産生される。チオレドキシン−SPARC融合物は、生理学的活性を失うことなく、製剤化の容易な(easy−to−formulate)可溶性タンパク質としてE.coli中で大量に産生され得る。米国特許第6,387,664号は、チオレドキシンのC末端に融合したSPARCを有する融合SPARCタンパク質を提供しているが、本発明の目的のためには、Q3 SPARC欠失変異体ポリペプチドは、その感作機能が保持される限り、第2のポリペプチドのN末端またはC末端のいずれにも融合され得ることが理解される。
可溶性を増大させることに加えて、Q3 SPARC欠失変異体ポリペプチドを含む融合タンパク質は、細胞におけるQ3 SPARC欠失変異体ポリペプチドの発現の容易な検出のために構築され得る。1実施形態において、Q3 SPARC欠失変異体ポリペプチドに融合した第2のポリペプチドは、レポーターポリペプチドである。このレポーターポリペプチドは、このような検出目的のために提供される場合、Q3 SPARC欠失変異体ポリペプチドと融合される必要はない。レポーターポリペプチドは、Q3 SPARC欠失変異体ポリペプチドもまたコードする同じポリヌクレオチド(例えばベクター)によってコードされ、標的細胞中で同時導入および同時発現され得る。
好ましくは、本発明で使用されるレポーターポリペプチドは、自己蛍光タンパク質(例えば、GFP、EGFP)である。自己蛍光タンパク質は、目的のポリヌクレオチド(およびポリペプチド産物)の発現の同定のための即時のアッセイを提供する。レポーターポリペプチドの活性(および推論によりその発現レベル)は、フローソーターを使用して定量的にモニタリングできるので、多数の独立した形質転換体を、連続的またはバルク集団のいずれかでアッセイし易い。次いで、最高の発現を有する細胞がスクリーニングされるか、または集団から選択され得る。これは、本発明に従う感作処理のためのQ3 SPARC欠失変異体ポリペプチドまたはポリヌクレオチドを含む組換え細胞を選択する場合に有用である。
平均蛍光強度および分散のような定量的パラメータは、細胞集団の蛍光強度プロフィールから決定され得る(Shapiro,H.,1995,Practical Flow Cytometry,217−228)。本発明において有用なレポーター分子の非限定的な例には、ルシフェラーゼ(ホタルまたは他の種由来)、クロラムフェニコールアセチルトランスフェラーゼ、β−ガラクトシダーゼ、緑色蛍光タンパク質(GFP)、強化緑色蛍光タンパク質(EGFP)およびdsRedが挙げられる。
SPARCポリペプチド(単独か、または融合タンパク質としてのいずれか)の発現は、ELISA(酵素結合免疫測定法)(例えば、米国特許第5,962,320号;同第6,187,307号および同第6,194,205号を参照のこと)のようなイムノアッセイ、ウエスタンブロット、または当該分野で慣用的な他の方法によって直接決定することもできる。Q3 SPARC欠失変異体ポリペプチドの発現は、(例えば、ノザンブロットまたはDNAマイクロアレイのようなハイブリダイゼーション分析、あるいはPCRによって)タンパク質の転写物を検出することによって、間接的に検出され得る。
1実施形態において、第2のポリペプチドをコードするポリヌクレオチドは、リンカーポリペプチドをコードする介在リンカー配列を介して、Q3 SPARC欠失変異体ポリペプチドをコードするポリヌクレオチドに融合される。
別の実施形態において、リンカーポリペプチドは、プロテアーゼによって加水分解可能なペプチド結合を含むプロテアーゼ切断部位を含む。結果として、Q3 SPARC欠失変異体ポリペプチドは、タンパク質分解によって、発現後に第2のポリペプチドから分離され得る。リンカーは、プロテアーゼの触媒部位もまた結合する結合のいずれかの側に、1つ以上のさらなるアミノ酸を含み得る(例えば、Schecter & Berger,Biochem.Biophys.Res.Commun.27,157−62(1967)を参照のこと)。あるいは、リンカーの切断部位は、プロテアーゼの認識部位とは別個であり得、2つの切断部位および認識部位が、1つ以上(例えば、2〜4)のアミノ酸によって分離され得る。1態様において、リンカーは、少なくとも約2、3、4、5、6、7、8、9、約10、約20、約30、約40、約50またはそれより多いアミノ酸を含む。より好ましくは、リンカーは、約5〜約25アミノ酸長であり、最も好ましくは、リンカーは約8〜約15アミノ酸長である。
本発明に従って有用ないくつかのプロテアーゼが以下の文献中で考察されている:Hooper et al.,Biochem.J.321:265−279(1997);Werb,Cell 91:439−442(1997);Wolfsberg et al.,J.Cell Biol.131:275−278(1995);Murakami & Etlinger,Biochem.Biophys.Res.Comm.146:1249−1259(1987);Berg et al.,Biochem.J.307:313−326(1995);SmythおよびTrapani,Immunology Today 16:202−206(1995);Talanian et al.,J.Biol.Chem.272:9677−9682(1997);ならびにThornberry et al.,J.Biol.Chem.272:17907−17911(1997)。細胞表面プロテアーゼもまた、本発明に従う切断可能なリンカーと共に使用され得、これには以下が含まれるがこれらに限定されない:アミノペプチダーゼN;ピューロマイシン感受性アミノペプチダーゼ;アンギオテンシン変換酵素;ピログルタミルペプチダーゼII;ジペプチジルペプチダーゼIV;N−アルギニン二塩基性コンバターゼ;エンドペプチダーゼ24.15;エンドペプチダーゼ24.16;アミロイド前駆体タンパク質セクレターゼα、βおよびγ;アンギオテンシン変換酵素セクレターゼ;TGFαセクレターゼ;TNFαセクレターゼ;FASリガンドセクレターゼ;TNFレセプター−Iおよび−IIセクレターゼ;CD30セクレターゼ;KL1およびKL2セクレターゼ;IL6レセプターセクレターゼ;CD43、CD44セクレターゼ;CD16−IおよびCD16−IIセクレターゼ;L−セレクチンセクレターゼ;葉酸レセプターセクレターゼ;MMP1、2、3、7、8、9、10、11、12、13、14および15;ウロキナーゼプラスミノゲン活性化因子;組織プラスミノゲン活性化因子;プラスミン;トロンビン;BMP−1(プロコラーゲンC−ペプチダーゼ);ADAM1、2、3、4、5、6、7、8、9、10および11;ならびにグランザイムA、B、C、D、E、F、GおよびH。
細胞結合プロテアーゼに依存することの代替は、自己切断リンカーを使用することである。例えば、口蹄疫ウイルス(FMDV)2Aプロテアーゼがリンカーとして使用され得る。これは、2A/2B接合部でFMDVのポリタンパク質を切断する、17アミノ酸の短いポリペプチドである。FMDV 2Aプロペプチドの配列は、NFDLLKLAGDVESNPGPである。切断は、最後のグリシン−プロリンアミノ酸対でペプチドのC末端にて生じ、他のFMDV配列の存在とは無関係であり、異種配列の存在下であっても切断する。
2つのタンパク質コード領域間(即ち、本発明に従う融合タンパク質のQ3 SPARC欠失変異体ポリペプチドと第2のポリペプチドとの間)へのこの配列の挿入は、それ自身を、そのN末端に2AプロテアーゼのC末端プロリンを保有するC末端側フラグメントと、そのC末端に2Aプロテアーゼの残部を保有するN末端側フラグメントへと切断する、自己切断キメラの形成を生じる(例えば、de Felipe et al.,Gene Therapy 6:198−208(1999)を参照のこと)。自己切断リンカーおよびさらなるプロテアーゼ−リンカーの組み合わせは、PCT公報WO 01/20989(その全体が、本明細書中で参照として組み込まれる)にさらに記載されている。
上記リンカー配列をコードするポリヌクレオチドは、適切なプロテアーゼの天然の基質をコードする配列からクローニングされ得るか、あるいは当該分野で慣用的な方法を使用して化学合成され得る。
SPARCリガンドおよび/または抗SPARC抗体を使用するアフィニティクロマトグラフィーもまた、本発明に従うSPARCポリペプチドを精製するために使用され得る。アフィニティクロマトグラフィーは、単独でか、またはイオン交換、分子サイジングもしくはHPLCクロマトグラフィー技術と組み合わせて使用され得る。このようなクロマトグラフィーアプローチは、カラムを使用して、またはバッチ形式で実施され得る。このようなクロマトグラフィー精製法は、当該分野で周知である。
本発明は、SPARC、特にQ3 SPARC欠失変異体ポリペプチドに対する抗体の、SPARCが役割を果たす疾患に対する治療剤または画像化剤としての使用を提供する。抗体は、所定の条件設定下で、無関係の抗原または抗原混合物に対する結合に対して、適切な抗原に対する結合を比較することによって、結合の特異性について試験され得る。抗体が、無関係の抗原(例えば、野生型SPARCポリペプチドを含む)または抗原混合物に対するよりも、少なくとも約2倍、好ましくは少なくとも約5倍、より好ましくは少なくとも約7倍、より好ましくは少なくとも約10倍、適切な抗原に対してより強く結合する場合、その抗体は特異的であるとみなされる。さらに、本発明は、SPARCポリペプチド(例えば、Q3 SPARC欠失変異体ポリペプチド)に対する抗体を提供し、この抗体は、Q3 SPARC欠失変異体ポリペプチドおよび野生型SPARCポリペプチドの両方に結合するが、この抗体は、野生型SPARCポリペプチドに対するよりも、少なくとも約2倍、好ましくは少なくとも約5倍、より好ましくは少なくとも約7倍、より好ましくは少なくとも約10倍、Q3 SPARC欠失変異体ポリペプチドに対してより強く結合する。抗体結合強度を決定する種々の方法が、当業者に公知である(例えば、Harlow & Lane,Antibodies,A Laboratory Manual,Cold Spring Harbor(1988)を参照のこと)。
その抗体がSPARCポリペプチド(例えば、Q3 SPARC欠失変異体ポリペプチドなど)に対する特異的結合を示す限り、SPARCポリペプチド(例えば、Q3 SPARC欠失変異体ポリペプチドなど)に対する任意の適切な抗体が本発明の方法において使用され得る。抗体は、モノクローナルまたはポリクローナルのいずれかであり得;動物の免疫によって産生されるか、組換えDNA技術(例えば、ファージディスプレイおよび抗体重鎖遺伝子および軽鎖遺伝子の可変領域のin vitro変異誘発または合成)によって産生されるかのいずれかであり得る。ポリクローナル抗体としては、ヒト抗体、ならびに鳥類(例えばニワトリ)、げっ歯類(例えば、ラット、マウス、ハムスター、モルモット)、ウシ、ヤギ、ヒツジ、ウサギなどの動物由来のヒト化抗体が挙げられるが、これらに限定されない。モノクローナル抗体としては、単一クローンの抗体を産生する細胞(ヒト細胞が挙げられるがこれに限定されない)由来の抗体、および他の動物型(例えば、ニワトリ、ウサギ、ラット、マウス、ハムスター、モルモット、ウシ、ヤギ、ヒツジなど)の細胞由来の抗体が挙げられる。合成抗体には、重鎖遺伝子および軽鎖遺伝子の可変領域の遺伝子操作を介して組換えDNA手段を使用して産生される抗体が挙げられる。合成抗体には、Q3 SPARC欠失変異体ポリペプチドポリペプチド結合活性を有する化学合成された抗体フラグメント、またはファージディスプレイもしくは類似の技術由来の抗体も含まれる。抗体を製造する方法は、当該分野で周知である(例えば、Harlow & Lane,Antibodies,A Laboratory Manual,Cold Spring Harbor,pp.1−420(1988)を参照のこと)。
ヒトでの使用について、免疫原性および免疫応答を回避するために、ヒト化抗Q3 SPARC欠失変異体ポリペプチドポリペプチド抗体またはFcもしくはFabなどの適切なフラグメントを使用することが好ましい。ヒト化抗体またはそのフラグメントは、例えば、以下の確立された方法の1つを使用して産生される:(1)ヒト化抗体は、ヒトIgG骨格を使用してSPARCに対する抗体の可変CDR領域を置換して構築され得、重鎖および軽鎖は、別個のプロモーターの下で独立して発現されるか、IRES配列を有する1つのプロモーターの下で同時発現される;(2)SPARCに対するヒト化モノクローナル抗体は、ヒト免疫系を有するように操作されたマウスを使用して惹起される;あるいは(3)SPARCに対するヒト化抗体は、ファージミド(M13、λ大腸菌ファージ、または表面提示が可能な任意のファージ系)を使用して惹起される。全長抗体を構築するために、可変領域が、重鎖および軽鎖の両方のCDRに移入される。重鎖および軽鎖を哺乳動物細胞(例えばCHO、293またはヒト骨髄腫細胞)中で同時発現させることにより、全長抗体が生じる。同様に、FcまたはFabフラグメントおよび単鎖抗体は、充分確立された方法を使用して調製できる。
SPARCポリペプチド(例えば、本発明に従って作成されたQ3 SPARC欠失変異体ポリペプチド)に対する抗体はまた、抗体全体またはSPARCポリペプチド(例えば、Q3 SPARC欠失変異体ポリペプチド)に対する結合部位を保持する抗体のフラグメント(例えば、FabおよびFab2)に限定されない。抗体はまた、抗体のいずれか1つのクラス(例えば、IgM、IgA、IgG、IgE、IgDおよびIgY)に限定されない。抗体はまた、二価抗体、一価抗体、または1つの価がSPARCに対するものであり他方の価がエフェクター(例えば、tTFまたはリシンA)に対するものであるキメラに限定されない。ヒト化抗体はIgGに限定されない。同じ技術を使用して、IgE、IgA、IgD、IgMなどの抗体の全ての他のクラスを製造することができ、これらは各々、特定の疾患標的に適切な異なるADCC活性およびCDC活性を有する。抗体の機能的フラグメントは、限定的タンパク質分解によって生成され得る。これらのフラグメントは、Fab’などの一価またはFab2などの二価であり得る。フラグメントはまた、E.coli中で単鎖scfvまたはダイアボディとして合成できる。
本発明はまた、腫瘍および再狭窄組織などのSPARC発現組織の、抗Q3 SPARC欠失変異体ポリペプチド抗体による補体結合および/または細胞媒介性免疫応答のリクルートを介した破壊のための方法を提供する。この場合、抗CD20抗体Rituxanと同様に、エフェクター部分は、SPARC発現細胞の直接的破壊を伴う補体活性化、または細胞媒介性免疫応答を介した組織破壊を生じる、SPARC発現組織に対する免疫細胞のリクルートのいずれかを媒介できるFcフラグメントである。
本発明はまた、SPARCに対する中和抗体(例えば、抗Q3 SPARC欠失変異体ポリペプチドポリペプチド抗体)を使用した、SPARC活性の阻害のための方法を提供する。中和抗体は、SPARCとそのエフェクターとのin vivoでの相互作用、例えば、SPARCの細胞表面補体との相互作用、またはSPARCのその天然のリガンド(例えば、アルブミン、増殖因子およびCa2+)への結合を、遮断する能力を有する。
本発明は、抗SPARC治療(例えば、抗Q3 SPARC欠失変異体ポリペプチド治療)に対するヒトまたは他の哺乳動物の腫瘍の応答を決定するための方法を提供する。この方法は、(a)ヒトから生物学的サンプルを単離すること、(b)この生物学的サンプルにおいてSPARCタンパク質(例えば、Q3 SPARC欠失変異体ポリペプチドを含む)の発現を検出すること、および(c)この生物学的サンプル中のSPARCタンパク質の量を定量すること、を含む。抗SPARC治療は、疾患組織中のSPARCに対するSPARC抗体の結合に依存するので、疾患組織中のSPARCの存在が活性に必要である。
任意の適切な化学療法剤が、Q3 SPARC欠失変異体ポリペプチドまたはSPARCポリペプチド(例えば、Q3 SPARC欠失変異体ポリペプチドなど)に対する抗体にカップリング(またはコンジュゲート化)するために、本発明の方法において使用され得る。適切な化学療法剤としては、以下が挙げられるがこれらに限定されない:チロシンキナーゼインヒビター(ゲニステイン)、生物学的に活性な因子(TNFまたはtTF)、放射性核種(131I、90Y、111In、211At、32Pおよび他の公知の治療的放射性核種)、アドリアマイシン、アンサマイシン系抗生物質、アスパラギナーゼ、ブレオマイシン、ブスルファン、シスプラチン、カルボプラチン、カルムスチン、カペシタビン、クロラムブシル、シタラビン、シクロホスファミド、カンプトテシン、ダカルバジン、ダクチノマイシン、ダウノルビシン、デクスラゾキサン、ドセタキセル、ドキソルビシン、エトポシド、エポチロン、フロクスウリジン、フルダラビン、フルオロウラシル、ゲムシタビン、ヒドロキシウレア、イダルビシン、イホスファミド、イリノテカン、ロムスチン、メクロレタミン、メルカプトプリン、メルファラン(meplhalan)、メトトレキサート、ラパマイシン(シロリムス)および誘導体、マイトマイシン、ミトタン、ミトキサントロン、ニトロソウレア(nitrosurea)、パクリタキセル、パミドロネート、ペントスタチン、プリカマイシン、プロカルバジン、リツキシマブ、ストレプトゾシン、テニポシド、チオグアニン、チオテパ、タキサン、ビンブラスチン、ビンクリスチン、ビノレルビン、タキソール、コンブレスタチン、ディスコデルモライド、トランスプラチン、抗血管内皮増殖因子化合物(「抗VEGF」)、抗上皮増殖因子レセプター化合物(「抗EGFR」)、5−フルオロウラシルなど。1種以上の化学療法剤の用量が、本発明に従って投与され得る。本発明の方法において使用される化学療法剤の型および数は、特定の腫瘍型に対する標準的な化学療法レジメンに依存しよう。言い換えれば、特定の癌は単一の化学療法剤で慣用的に治療され得るが、別の癌は化学療法剤の組み合わせで慣用的に治療され得る。
用語「治療する(treating)」、「治療(treatment)」、「治療、療法(therapy)」および「治療的処置(therapeutic treatment)」は、本明細書中で使用する場合、治癒的治療、予防的治療(prophylactic therapy)または予防的治療(preventative therapy)をいう。「予防的治療(preventative therapy)」の例は、標的疾患(例えば、癌または他の増殖性疾患)またはそれに関連する状態の予防またはその機会の低減である。治療を必要とする者としては、その疾患または状態を既に有している者、ならびに予防すべき疾患または状態を有する素因を有する者が挙げられる。用語「治療する(treating)」、「治療(treatment)」、「治療、療法(therapy)」および「治療的処置(therapeutic treatment)」はまた、本明細書中で使用する場合、疾患または関連の状態と戦う目的のための哺乳動物の管理および介護を記述し、これは、症状、副作用、またはその疾患、状態の他の合併症を緩和するための組成物の投与を含む。癌のための治療的処置には、手術、化学療法、放射線療法、遺伝子治療および免疫治療が含まれるが、これらに限定されない。
「治療上有効量」とは、哺乳動物において疾患または状態の1つ以上の症状を(当業者たる医療従事者によって判断されるとおり、ある程度まで)緩和する量を意味する。さらに、「治療上有効量」とは、疾患または状態に関連するかまたはそれらの原因である生理学的または生化学的パラメータを、部分的または完全に、通常に戻す量を意味する。当業者たる臨床医は、例えば、静脈内、皮下、腹腔内、経口または吸入を介するなどによって投与される場合の、特定の疾患状態または障害を治療または予防するための組成物の治療上有効量を決定できる。治療上有効であるために必要な組成物の正確な量は、患者特異的な多数の考慮事項に加えて、多数の因子(例えば、活性剤の比活性、使用される送達デバイス、薬剤の物理的特徴、投与目的など)に依存しよう。治療上有効とするために投与しなければならない組成物の量の決定は、当該分野で慣用的であり、当業者たる臨床医の技術範囲内である。
本明細書中で使用する場合、用語「薬剤」または「薬物」または「治療剤」は、治療特性を有すると思われる、化学的化合物、化学的化合物の混合物、生物学的高分子、または生物学的材料(例えば、細菌、植物、真菌または動物(特に哺乳動物)の細胞または組織)から調製した抽出物をいう。薬剤または薬物は、精製されていても、実質的に精製されていても、部分的に精製されていてもよい。本発明に従う「薬剤」は、放射線療法剤をも含む。
本明細書中で使用する場合、用語「毒素」は、生物の代謝活動の特定の産物である毒性物質をいい、これには、細菌、植物および他の毒素(例えば、ジフテリア毒素、シュードモナス外毒素A、ブドウ球菌エンテロトキシンA、アブリン−A毒素、リシンA(脱グリコシル化リシンAおよびネイティブのリシンA)、TGF−α毒素、チャイニーズコブラ(naja naja atra)由来の細胞毒、およびゲロニン(植物毒素));植物、細菌および真菌由来のリボソーム不活化タンパク質(例えば、レストリクトシン(Aspergillus restrictusが産生するリボソーム不活化タンパク質)またはサポリン(Saponaria officinalis由来のリボソーム不活化タンパク質)など)が含まれる。
本明細書中で使用する場合、用語「増殖性疾患」とは、クローン性増殖(例えば癌)およびポリクローン性増殖(例えば、過形成;子宮内膜症、子宮内膜過形成、良性前立腺肥大症(BPH)が挙げられるが、これらに限定されない)の両方を含む細胞増殖(例えば、有糸分裂)によって特徴付けられる疾患をいう。
本明細書中で使用する場合、生物学的分子は、生物学的活性を有する、生物の代謝活動によって産生される分子であり、例えば、サイトカイン、インターロイキン、TNFまたは組織因子(TF)などである。本明細書中で使用する場合、生物学的分子には、生きた細胞中に通常見出されるサブユニットからなる他の分子またはそれらのアナログ(例えば、アンチセンスRNA、RNAi、リボザイム、阻害ペプチド−核酸などの、生物学的活性を有し得るRNAなど)が含まれる。
適切な治療剤、化学療法剤、放射性核種、ポリペプチドなどを抗体またはそのフラグメントにカップリングまたはコンジュゲート化するための方法は、当該分野で充分記載されている。例えば、本発明は、Q3 SPARC欠失変異体ポリペプチドまたは抗Q3 SPARC欠失変異体ポリペプチド抗体コンジュゲート(例えば、SPARC−放射性核種、SPARC−薬物、SPARC−免疫調節剤またはSPARC−毒素コンジュゲートなど)を提供する。任意の適切な方法が、SPARCコンジュゲートを形成するために本発明に従って使用され得る。例えば、限定ではなく、SPARCタンパク質中の遊離アミノ基(例えば、リジンのε−アミノ基)が、カルボジイミドまたはヘテロ二官能性(heterobiofunctional)剤などの試薬を用いてコンジュゲート化され得る。あるいは、例えばSPARCのスルフヒドリル基がコンジュゲート化に使用され得る。さらに、SPARC糖タンパク質または抗SPARC抗体(例えば、抗Q3 SPARC欠失変異体ポリペプチド抗体)に結合した糖部分が酸化されて、当該分野で公知の多数のカップリング手順において有用なアルデヒド基が形成され得る。本発明に従って形成されたコンジュゲートは、in vivoで安定であるか、あるいは酵素的に分解可能なテトラペプチド結合または酸に不安定なシス−アコニチル(cis−aconityl)結合もしくはヒドラゾン結合のように、不安定であり得る。
本発明はまた、SPARC−担体−治療剤分子または抗SPARCポリペプチド(例えば、抗Q3 SPARC欠失変異体ポリペプチド)抗体、コンジュゲート(例えば、SPARCおよび薬物の、担体とのコンジュゲート)を提供する。本発明に従って使用するのに適切な担体としては、デキストラン、ヒト血清アルブミンおよびヒドロキシプロピルメタクリルアミドが挙げられるが、これらに限定されない。さらに、本発明は、SPARCまたは抗SPARC抗体(例えば、抗Q3 SPARC欠失変異体ポリペプチド抗体)、被覆された薬物担体構造(例えば、リポソームなど)を提供する。
本発明は、ポリエチレングリコール(PEG)とコンジュゲート化した、SPARCポリペプチドおよびタンパク質を含むSPARC分子ならびに抗SPARC抗体(例えば、抗Q3 SPARC欠失変異体ポリペプチド抗体)を提供する。PEGコンジュゲート化は、タンパク質の循環半減期を増大させ、タンパク質の免疫原性および抗原性を低下させ、生物活性を改善し得る。例えば、メトキシ−PEGをSPARCタンパク質の利用可能なアミノ基または他の反応性部位(例えば、ヒスチジンまたはシステイン)と反応させることが挙げられるがこれに限定されない、コンジュゲート化の任意の適切な方法が使用され得る。さらに、組換えDNAアプローチが、PEG−反応性基を有するアミノ酸を本発明のSPARC分子および抗体に付加するために使用され得る。PEGは、本発明のSPARCタンパク質と反応させる前に加工され得る。例えば、リンカー基がPEGに付加され得る。さらに、放出可能なハイブリッドPEG化戦略(例えば、SPARC分子中の特定の部位に付加されたPEG分子がin vivoで放出されるようなSPARCのPEG化)が、本発明に従って使用され得る。このようなPEGコンジュゲート化方法は、当該分野で公知である(例えば、Greenwald et al.,Adv.Drug Delivery Rev.55:217−250(2003)を参照のこと)。
さらに、本発明は、SPARC融合タンパク質を提供し、これには、例えば、診断上有用なタンパク質ドメイン(例えば、ハプテン、GFP)、免疫学的に活性なタンパク質ドメイン(例えば、TFまたはTNF)または毒素ドメインの上流または下流にSPARC配列が融合したものが挙げられるが、これらに限定されない。
本発明はまた、SPARC認識基(例えば、上記抗Q3 SPARC欠失変異体ポリペプチド抗体またはそのフラグメントを含む抗体)にカップリングまたはコンジュゲート化された診断剤の使用方法を提供する。この診断剤には、放射性同位体または放射性核種、MRI造影剤、X線造影剤、超音波造影剤およびPET造影剤が含まれる。コンジュゲート化に利用される方法は当該分野で公知である。
サンプル中のSPARCタンパク質の発現は、当該分野で公知の任意の適切な方法によって検出および定量できる。タンパク質の検出および定量の適切な方法には、ウエスタンブロット、酵素結合免疫測定法(ELISA)、銀染色、BCAアッセイ(Smith et al.,Anal.Biochem.150,76−85(1985))、タンパク質−銅錯体に基づく比色アッセイであるLowryタンパク質アッセイ(例えば、Lowry et al.,J.Biol.Chem.193,265−275(1951)に記載される)、およびタンパク質結合の際のCoomassie Blue G−250における吸光度の変化に依存するBradfordタンパク質アッセイ(例えば、Bradford et al.,Anal.Biochem.72,248(1976)に記載される)が挙げられる。腫瘍生検は、上記のいずれかの方法によって分析され得るか、または抗SPARC抗体(例えば、抗Q3 SPARC欠失変異体ポリペプチド抗体(モノクローナルまたはポリクローナルのいずれか))を、適切な可視化システム(即ち、HRP基質およびHRPコンジュゲート化二次抗体)と組み合わせて使用する免疫組織化学によって分析され得る。
本発明に従って検出、感作および/または治療される腫瘍の型は一般に、ヒトおよび他の哺乳動物中で見出されるものである。腫瘍は、実験動物の場合のように、接種の結果でもあり得る。ヒトおよび他の動物の状態において多くの型および形態の腫瘍に遭遇し、本発明の方法の適用を、いずれか特定の腫瘍型または多様性に制限することは意図していない。腫瘍は、知られるように、制御されない進行性の細胞分裂から生じる組織の異常な塊を含み、典型的には「新生物」としても知られる。本発明の方法は、例えばヒトにおける、腫瘍細胞および関連の間質細胞、固形腫瘍ならびに軟組織に関連する腫瘍(例えば、軟組織肉腫)に有用である。腫瘍または癌は、口腔および咽頭、消化器系、呼吸器系、骨および関節(例えば、骨転移)、軟組織、皮膚(例えば、黒色腫)、乳房、生殖器系、泌尿器系、眼および眼窩、脳および中枢神経系(例えば、グリオーマ)、または内分泌系(例えば、甲状腺)中に位置し得、原発性の腫瘍または癌である必要はない。口腔に関連する組織には、舌、および口の組織が挙げられるがこれらに限定されない。癌は、消化器系の組織(例えば、食道、胃、小腸、結腸、直腸、肛門、肝臓、胆嚢および膵臓が挙げられる)で生じ得る。呼吸器系の癌は、喉頭、肺および気管支を侵し得、例えば、非小細胞肺癌が挙げられる。腫瘍は、雄性および雌性の生殖系を構成する子宮頸部、子宮体、卵巣、外陰部、膣、前立腺、精巣および陰茎、ならびに泌尿器系を構成する膀胱、腎臓、腎盂および尿管において生じ得る。腫瘍または癌は、頭部および/または頸部に位置し得る(例えば、喉頭癌および副甲状腺癌)。腫瘍または癌は、造血系またはリンパ系にも位置し得、例えば、リンパ腫(例えば、ホジキン病および非ホジキンリンパ腫)、多発性骨髄腫または白血病(例えば、急性リンパ性白血病、慢性リンパ性白血病、急性骨髄性白血病、慢性骨髄性白血病など)が挙げられる。好ましくは、腫瘍は、膀胱、肝臓、卵巣、腎臓、腸、脳または乳房に位置する。
本発明はさらに、Q3 SPARC欠失変異体ポリペプチドおよび医薬上許容される担体を患者に投与することを含む治療に対して、疾患を感作する方法を提供する。感作が必要なこのような適切な疾患には、治療抵抗性(例えば、化学療法または放射線療法抵抗性)の癌が含まれるが、これらに限定されない。本明細書中で使用する場合、用語「感作」とは、治療的処置に応答する癌サンプルまたは哺乳動物の感受性の増大または抵抗性の減少をいう。治療的処置に対する感受性の増大または感受性の減少は、特定の治療について当該分野で公知の方法および本明細書の以下に記載される方法(細胞増殖アッセイまたは細胞死アッセイが含まれるがこれらに限定されない)に従って測定される。感受性または抵抗性はまた、一定の期間(例えば、ヒトについては6ヶ月、マウスについては4〜6週間)にわたって腫瘍サイズの減少を測定することによって、動物において測定され得る。組成物または方法は、このような組成物または方法の非存在下での治療感受性または抵抗性と比較して、治療感受性の増大または抵抗性の減少が約25%以上(例えば、約30%、約40%、約50%、約60%、約70%、約80%、またはそれより大きい)または約2倍、約3倍、約4倍、約5倍、約10倍、約15倍、約20倍またはそれより大きい場合、治療的処置に対する応答を感作する。治療的処置に対する感受性または抵抗性の決定は、当該分野で慣用的であり、当業者たる臨床医の技術範囲内である。このように、本発明に従う疾患感作のためにSPARCを使用することは、1種以上の非SPARC治療剤(例えば、併用化学療法または他の薬物)を投与することをさらに含み得る。
本発明はまた、哺乳動物において腫瘍に化学療法剤を送達するための方法を提供する。この方法は、治療上有効量の送達剤(例えば、医薬組成物)をヒトまたは他の哺乳動物に投与することを含み、この送達剤(例えば、医薬組成物)は、Q3 SPARC欠失変異体ポリペプチドまたは抗Q3 SPARC欠失変異体ポリペプチド抗体にカップリングされた化学療法剤を含む。例えば、化学療法剤は、SPARCタンパク質を認識する抗体などのSPARC認識基またはSPARC抗体単独にカップリングされ得る。医薬組成物は、好ましくは、SPARC認識基にカップリングされた化学療法剤および医薬上許容される担体を含む。上記化学療法剤、腫瘍、哺乳動物およびそれらの成分の記載は、本発明の他の実施形態と組み合わせて、腫瘍に化学療法剤を送達する上記方法の同じ態様にも適用可能である。
別の好ましい実施形態において、本発明はまた、ヒトまたはそのようなタンパク質またはマーカーを発現する他の動物におけるSPARCの過剰発現によって特徴付けられる疾患の部位に、医薬上活性な薬剤(例えば、抗SPARC抗体または抗Q3 SPARC欠失変異体ポリペプチド抗体単独、あるいは抗SPARC抗体または抗Q3 SPARC欠失変異体ポリペプチド抗体とカップリングまたはコンジュゲート化された化学療法剤など)を送達するための方法を提供する。このような疾患には、身体組織(例えば、軟組織、結合組織、骨、実質臓器、血管など)における増殖、組織再構築、過形成および過大な創傷治癒の異常な状態が含まれる。Q3 SPARC欠失変異体ポリペプチドまたは抗SPARCポリペプチド抗体を含む医薬組成物(例えば、抗Q3 SPARC欠失変異体ポリペプチド抗体治療)を投与することによって治療可能であるかまたは診断される疾患の例としては、癌、糖尿病性または他の網膜症、炎症、関節炎、アテローム硬化症、腎糸球体間質疾患、血管、人工血管移植片またはデバイスにおける再狭窄などが挙げられる。
本発明の方法は、SPARCの過剰発現によって特徴付けられる疾患に罹患した哺乳動物に、Q3 SPARC欠失変異体ポリペプチドまたは抗SPARCポリペプチド(例えば、抗Q3 SPARC欠失変異体ポリペプチド抗体)にカップリングされた化学療法剤または放射性元素を含む医薬組成物の治療上有効な量を投与することを含む。化学療法剤または放射性剤は、任意の適切な方法を使用して、SPARCを認識する抗体にカップリングされ得る。好ましくは、化学療法剤は、例えばジスルフィド結合を含む共有結合を介して化合物に化学的にカップリングされ得る。
in vivoでの使用のために、治療剤にカップリングまたはコンジュゲート化されたQ3 SPARC欠失変異体ポリペプチドまたは抗SPARCポリペプチド抗体(例えば、抗Q3 SPARC欠失変異体ポリペプチド抗体)は、望ましくは、生理学的に許容される担体を含む医薬組成物へと製剤化される。任意の適切な生理学的に許容される担体が、本発明の文脈において使用され得、このような担体は当該分野で周知である。
担体は典型的には液体であるが、固体、または液体および固体の成分の組み合わせであってもよい。担体は望ましくは、生理学的に許容される(例えば、医薬上または薬理学的に許容される)担体(例えば、賦形剤または希釈剤)である。生理学的に許容される担体は周知であり、容易に入手可能である。担体の選択は、少なくとも一部は、標的組織および/または細胞の位置、ならびに組成物を投与するために使用される特定の方法によって決定されよう。
典型的には、このような組成物は、液体の溶液または懸濁液のいずれかとして、注射剤として調製され得る;注射の前の液体添加により溶液または懸濁液を調製するために使用するのに適切な固体形態もまた、調製され得る;これらの調製物は乳化もされ得る。注射剤での使用に適切な医薬製剤には、無菌の水溶液または水性分散物;公知のタンパク質安定剤および凍結保護剤を含む製剤、ゴマ油、ピーナツ油または水性プロピレングリコールを含む製剤、および無菌の注射可能な溶液または分散物の即時の調製のための無菌粉末、が挙げられる。全ての場合において、製剤は無菌であるべきであり、容易な注射可能性が存在する程度まで流動的であるべきである。製剤は、製造および保存の条件下で安定でなければならず、細菌および真菌などの微生物の汚染作用に対して保護されなければならない。遊離塩基または薬理学的に許容される塩としての活性化合物の溶液は、界面活性剤(例えばヒドロキシセルロース)と適切に混合した水中で調製され得る。分散物はまた、グリセロール、液体ポリエチレングリコールおよびそれらの混合物中、ならびに油中で調製され得る。保存および使用の通常の条件下で、これらの製剤は微生物の増殖を防止する保存剤を含む。
Q3 SPARC欠失変異体ポリペプチドまたは抗SPARC(例えば、抗Q3 SPARC欠失変異体ポリペプチドなど)治療は、中性または塩の形態で組成物へと製剤化され得る。医薬上許容される塩には、酸付加塩(タンパク質の遊離アミノ基と形成される)および無機酸(例えば、塩酸またはリン酸)と形成される塩または有機酸(酢酸、シュウ酸、酒石酸、マンデル酸など)と形成される塩が含まれる。遊離カルボキシル基と形成される塩はまた、無機塩基(例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化アンモニウム、水酸化カルシウムまたは水酸化第二鉄)および有機塩基(例えば、イソプロピルアミン、トリメチルアミン、ヒスチジン、プロカインなど)から誘導され得る。
この組成物は、特に組成物および/またはその末端使用の安定性を増強するための、任意の他の適切な成分をさらに含み得る。従って、本発明の組成物の広範な種々の適切な製剤が存在する。以下の製剤および方法は単なる例示であり、限定ではない。
吸入による投与に適切な製剤には、エアロゾル製剤が挙げられる。エアロゾル製剤は、加圧された適切な噴霧剤(例えば、ジクロロジフルオロメタン、プロパン、窒素など)中に配置され得る。これらは、ネブライザーまたはアトマイザーからの送達のために、非加圧調製物としても製剤化され得る。
非経口投与に適切な製剤としては、水性および非水性の、等張の無菌注射溶液(これは、酸化防止剤、緩衝剤、静菌剤、およびこの製剤を意図されたレシピエントの血液と等張にする溶質を含み得る)、ならびに水性および非水性の無菌懸濁液(これは、懸濁剤、可溶化剤、増粘剤、安定剤および保存剤を含み得る)が挙げられる。これらの製剤は、単回用量または複数用量の密封容器(例えば、アンプルおよびバイアル)中で提示され得、使用直前に、水などの注射用無菌液体賦形剤の添加のみを要する、フリーズドライ(凍結乾燥)状態で保存され得る。即席の注射溶液および懸濁液は、以前に記載された種類の無菌の粉末、顆粒および錠剤から調製され得る。本発明の好ましい実施形態において、Q3 SPARC欠失変異体ポリペプチドまたは抗SPARC(例えば、抗Q3 SPARC欠失変異体ポリペプチド治療)が、注射(例えば、非経口投与)のために製剤化される。これに関して、製剤は望ましくは腫瘍内投与に適しているが、静脈内注射、腹腔内注射、皮下注射などのためにも製剤化され得る。
肛門投与に適切な製剤は、活性成分を種々の基剤(例えば、乳化基剤または水溶性基剤)と混合することによって坐剤として調製され得る。膣投与に適切な製剤は、ペッサリー、タンポン、クリーム、ゲル、ペースト、フォームまたはスプレー製剤として提示され得、これらは、活性成分に加えて、適切であることが当該分野で公知の担体などを含む。
さらに、本発明の組成物は、さらなる治療剤または生物学的に活性な薬剤を含み得る。例えば、特定の適応症の治療において有用な治療因子が存在し得る。炎症を制御する因子(例えば、イブプロフェンまたはステロイド)は、医薬組成物のin vivo投与および生理学的苦痛に関連する膨潤および炎症を低減させるための組成物の一部であり得る。
本発明はさらに、配列番号1中のアミノ酸位置20に対応するグルタミンが欠失したSPARCポリペプチドを検出することを含む、疾患を分類する方法を提供する。この分類は、例えば、限定ではなく、疾患の存在を示すか、疾患の病期についての情報を提供するか、所定の患者についての予後を示すか、または治療に対する応答を予測し得る。適切な疾患には、血管新生が関与する疾患(例えば、癌または網膜症)または増殖性疾患(例えば、癌、良性腫瘍、糸球体腎症、アテローム硬化症、および増殖性血管再狭窄)が挙げられるが、これらに限定されない。適切なSPARCポリペプチドには、配列番号2のアミノ酸配列を含む、検出された変異体SPARCポリペプチドが挙げられるがこれに限定されない。
任意の適切な生物学的サンプルが、本発明の方法の文脈において哺乳動物から単離され、ポリペプチドおよび/または核酸の分析のために使用され得る。好ましくは、この生物学的サンプルは、腫瘍生検などにより、腫瘍から単離される。この生物学的サンプルは、当該分野で公知の方法を使用して哺乳動物から単離される。あるいは、生物学的サンプルは、例えば、脳脊髄液、血液、血漿、血清または尿を含む、哺乳動物の体液から単離され得る。特に、多数のタンパク質精製技術が当該分野で公知である(例えば、Harlow & Lane,Antibodies,A Laboratory Manual,Cold Spring Harbor,pp.421−696(1988)を参照のこと)。
抗Q3 SPARC欠失変異体抗体の使用(例えば、ウエスタンブロット、ELISA)、SPARC特異的結合タンパク質の使用(例えば、放射標識SPARCリガンド、ELISA様アッセイ)または部分的に精製されたもしくは精製されたSPARCポリペプチドの直接的配列決定(例えば、Sanger配列決定、HPLCペプチドマッピングおよびEdman分解、質量分析技術、酵素的分解)が含まれるがこれらに限定されない、配列番号1中のアミノ酸位置20に対応する位置でグルタミンが欠失したSPARCポリペプチドの検出のための任意の適切な方法が、本発明に従って使用され得る(例えば、Harlow & Lane,Antibodies,A Laboratory Manual,Cold Spring Harbor,pp.421−696(1988);Kirkpatrick et al.,Nature Cell Biol.7(8):750−7(2005);Tomita et al.,J.Biol.Chem.279(52):54161−72(2004)を参照のこと)。
本発明はまた、配列番号1のアミノ酸位置20に対応する位置にグルタミンの欠失を有するSPARCポリペプチドをコードする核酸(DNAまたはRNAである核酸が含まれる)を検出することを含む、疾患を分類する方法を検出することを含む、疾患を分類する方法を提供する。さらに、本発明は、検出される変異体SPARC核酸が配列番号3の核酸配列を含んでいるものが挙げられるがこれらに限定されない疾患を、分類する方法を提供する。この分類は、例えば、限定ではなく、疾患の存在を示すか、疾患の病期についての情報を提供するか、所定の患者についての予後を示すか、または治療に対する応答を予測し得る。適切な疾患には、血管新生が関与する疾患(例えば、癌または網膜症)または増殖性疾患(例えば、癌、良性腫瘍、糸球体腎症、アテローム硬化症、および増殖性血管再狭窄)が挙げられるが、これらに限定されない。
配列番号1のアミノ酸位置20に対応する位置にグルタミンの欠失を有するSPARCポリペプチドをコードする核酸の検出のために、任意の適切な方法が本発明に従って使用され得る。
核酸配列情報は、多数の異なる方法で遺伝物質、特に、目的の配列を含む核酸(遺伝物質)を含む生物学的サンプルから獲得され得る。生物学的サンプルから核酸を抽出するための多数の方法が当該分野で公知である。生物学的サンプルからのDNAおよびRNAの別々の単離または同時単離のための多数の公知の方法が存在する。典型的には、最初にサンプルが溶解され、次いでDNAが、種々の長さの時間がかかり得る、種々の複数工程プロトコルのうちいずれか1つに従ってこの溶解物から単離されるときに、DNAは生物学的サンプルから単離され得る。DNA単離方法は、フェノールの使用を含み得る(例えば、Sambrook & Russell,Molecular Cloning:A Laboratory Manual,Cold Spring Harbor Laboratory Press,New York(2001),pp.6.1−6.62を参照のこと)。例えば、生物学的サンプルは界面活性剤溶液中で溶解され、溶解物のタンパク質成分がプロテアーゼで12〜18時間消化される。次に、溶解物がフェノールで抽出され、殆どの細胞成分を除去し、残りの水相をさらに処理してDNAを単離する。van Ness et al.(米国特許第5,130,423号)に記載される別の方法において、非腐食性フェノール誘導体が核酸の単離のために使用され、RNAおよびDNAの混合物である調製物を生じている。
DNA単離のための他の方法は、非腐食性カオトロピック剤を利用する。グアニジン塩、尿素およびヨウ化ナトリウムの使用に基づくこれらの方法は、カオトロピック水溶液中での生物学的サンプルの溶解およびその後の低級アルコールでの粗製DNA画分の沈殿を含む(例えば、Analects,(1994)Vol 22,No.4,Pharmacia Biotech;米国特許第5,128,247号を参照のこと)。例えば、Chomczynski(米国特許第5,945,515号)に記載されるような、RNAおよびDNAの両方を単離するための多数の他の方法が当該分野で公知であり、これにより、遺伝物質が20分ほどの短時間で効率的に抽出できる。
一旦対象の核酸が対象から得られると、これは次いで、目的の配列中の1つ以上の多型または変異の存在または非存在を検出または決定するためにさらに分析され得る。ただし、得られた遺伝物質は目的の配列を含むものとする。特に、配列番号1中のアミノ酸20に対応するグルタミンが欠失しているアミノ酸配列を含むSPARCポリペプチドをコードする核酸配列を検出できる。目的の配列は、他の変異を含んでいてもよく、あるいは目的の変異の周囲の配列をいくらか含んでいてもよい。
ヌクレオチドの正体または1つ以上の一塩基多型の存在の検出または決定(SNPタイピング)は、当該分野で公知の多数の方法またはアッセイのいずれか1つによって達成され得る。多数のDNAタイピング方法論がSNPの検出に有用であり、これには、配列特異的ハイブリダイゼーション、プライマー伸長、オリゴヌクレオチドライゲーションおよび侵入切断法が含まれるがこれらに限定されない。適切な反応は、溶液中または固体支持体(例えば、ガラススライド、チップ、ビーズなど)上で生じ得る。
配列特異的ハイブリダイゼーションは、1つのヌクレオチド位置にて異なる2つのDNA標的間をハイブリダイゼーションによって識別できる、ハイブリダイゼーションプローブを含む。1つのアプローチにおいて、「分子ビーコン」は、3’ にレポーター分子を有し5’にクエンチャー分子を有するハイブリダイゼーションプローブであり、3’および5’の配列は、介在配列に対する適切な結合標的が存在しない場合にプローブがヘアピンループを形成するように、相補的である。ヘアピンループは、レポーターおよびクエンチャーを密に近づけて維持し、蛍光発光を減じるフルオロフォアのクエンチングを生じる。標的へのハイブリダイゼーションの際に、フルオロフォアとクエンチャーとは充分に分離され、フルオロフォアからの蛍光の発光を可能にする。プライマー伸長反応(即ち、ミニシークエンシング、ヌクレオチド特異的伸長または単純なPCR増幅)もまた、配列識別反応において有用であり得る。
オリゴヌクレオチドライゲーションアッセイは、SNP1つ当たり2つの配列特異的プローブおよび1つの共通ライゲーションプローブを必要とする。共通ライゲーションプローブは、配列特異的プローブに隣接してハイブリダイズし、適切な配列特異的プローブの完全一致が存在する場合、リガーゼが、配列特異的プローブおよび共通プローブの両者をライゲーションする。
侵入切断法は、1ヌクレオチドが重複して標的DNAにアニールする、「Invader(登録商標)」(Third Wave Technologies)プローブと呼ばれるオリゴヌクレオチドおよび配列特異的プローブを必要とする。配列特異的プローブが多型塩基に相補的である場合、インベーダーオリゴヌクレオチドの3’末端の重複は、Flapエンドヌクレアーゼによって認識および切断されてアレル特異的プローブの5’アームを放出する構造を形成する。
5’エキソヌクレアーゼ活性または「TaqMan(登録商標)」アッセイ(Applied Biosystems)は、標的DNAにハイブリダイズしたオリゴヌクレオチドプローブを置換および切断するTaqポリメラーゼの5’ヌクレアーゼ活性に基づき、蛍光シグナルを発生させる。これには、多型部位にて異なる2つのプローブが必要であり、一方のプローブは「正常」配列に相補的であり、他方のプローブは目的の変異に相補的である。これらのプローブは、5’末端に結合した種々の蛍光色素および3’末端に結合した1つのクエンチャーを有し、プローブがインタクトな場合には、クエンチャーはフルオロフォアと相互作用し、蛍光共鳴エネルギー転移(FRET)によってプローブの蛍光をクエンチする。DNAアニーリング工程の間に、ハイブリダイゼーションプローブが標的DNAにハイブリダイズする。伸長工程において、5’側の蛍光色素は、Taqポリメラーゼの5’ヌクレアーゼ活性によって切断され、レポーター色素の蛍光の増加を導く。ミスマッチしたプローブは、断片化せずに置換される。サンプル中の変異の存在は、2つの異なる色素のシグナル強度を測定することによって決定される。
さらに、配列の識別および検出のための多数の他の方法が存在し、アレイ化プライマー伸長ミニシークエンシング、タグマイクロアレイおよび配列特異的伸長などが、マイクロアレイ上で実施され得る。1つのこのようなアレイベースの遺伝子型決定プラットホームは、ミクロスフィアベースの「tag−it」ハイスループット遺伝子型決定アレイである(Bortolin et al.,Clinical Chemistry 50(11):2028−36(2004))。
変異検出方法には、以下も含まれ得るがこれらに限定されない:
制限断片長多型(RFLP)戦略−RFLPゲルベースの分析が、制限部位の存在または非存在に基づいて遺伝子内の多型部位での特定の変異の存在または非存在を示すために使用され得る;
配列決定−例えば、配列決定のためのMaxam−Gilbert技術(Maxam & Gilbert,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 74(4):560−564(1977))、またはジデオキシ法の配列決定がSanger et al.(Proc.Natl.Acad.Sci.USA 74(12):5463−5467(1977))により刊行されている。さらに、RNA配列決定法も公知である。例えば、ジデオキシヌクレオチドと共に逆転写酵素が、脳心筋炎ウイルスRNAを配列決定するために使用されている(Zimmern & Kaesberg,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 75(9):4257−4261(1978))。MillsおよびKramer(Proc.Natl.Acad.Sci.USA(1979)76(5):2232−2235)は、鎖停止機構でRNAを配列決定するための、Qβレプリカーゼおよびヌクレオチドアナログであるイノシンの使用を記載している。RNAを配列決定するための直接化学法も公知である(例えば、Peattie,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 76(4):1760−1764(1979))。核酸配列は、単一ヌクレオチドが蛍光増強マトリックス中に含まれたままで、切断されたヌクレオチドの天然の蛍光をレーザーで刺激することによっても読み取ることができる(米国特許第5,674,743号);
一塩基多型または数ヌクレオチドが関与する他の変異の同定のためのハイブリダイゼーション法が、米国特許第6,270,961号および同第6,025,136号に記載されている;
蛍光偏光検出を用いるテンプレート指向性ダイターミネーター取り込み(TDI−FP)法が、Freeman et al.(J.Mol.Diagnostics 4(4):209−215(2002))によって記載されている;
オリゴヌクレオチドライゲーションアッセイ(OLA)は、酵素イムノアッセイによる検出を用いる、ポリメラーゼ連鎖反応単位複製配列鎖にアニールしたプローブと検出子オリゴヌクレオチドとのライゲーションに基づく(例えば、Villahermosa,J.Hum.Virol.4(5):238−48(2001)を参照のこと);
ライゲーション−ローリングサークル増幅(L−RCA)もまた、Qi et al.(Nucleic Acids Res.29(22):E116(2001))に記載されるように、一塩基多型の遺伝子型決定に首尾よく使用されている;
5’ヌクレアーゼアッセイもまた、一塩基多型の遺伝子型決定に首尾よく使用されている(Aydin et al.,Biotechniques(4):920−2,924,926−8(2001));
ポリメラーゼプルーフリーディング法は、PCT公報WO 01/81631に記載されるように、SNPの正体を決定するために使用される;
酵素により増幅された電気的変換による単一塩基対のDNA変異の検出は、Patolsky et al.,Nature Biotech.(2001)19(3):253−257(2001)に記載されている;
遺伝子チップ技術もまた、一塩基多型の識別のために公知であり、それにより、多数の多型が単一のアレイ上で同時に試験され得る(例えば、Grilles et al.Nat.Biotechnology 17(4):365−70(1999)を参照のこと);
マトリックス支援レーザー脱離イオン化−飛行時間型(MALDI−TOF)質量分析もまた、マイクロシークエンシング産物の分析を介して一塩基多型を遺伝子型決定する際に有用である(例えば、Haff & Smirnov,Nucleic Acids Res.25(18):3749−50(1997)を参照のこと)。
配列特異的PCR法もまた、一塩基多型を遺伝子型決定するために首尾よく使用されている(Hawkins et al.,Hum.Mutat.(2002)19(5):543−553)。従って、本発明は、Q3 SPARC欠失変異体ポリペプチドをコードする核酸がポリメラーゼ連鎖反応(PCR)を含む方法を使用して検出される方法を提供する。さらに、本発明は、変異体および非変異体SPARC核酸がPCRを含む方法を使用して検出される方法を提供し、この方法において、1つ以上の順方向プライマーは配列番号7〜9の配列を含むプライマーから選択され、逆方向プライマーは配列番号10の配列を含む。
あるいは、対象の遺伝子配列データが既に知られている場合、得るとは、データベースから対象の核酸配列データを検索し、その後、多型部位において対象の核酸配列を読み取ることによって多型部位における核酸または遺伝子型の正体を決定または検出することを含み得る。
本発明はまた、内皮バリアを横切って血管から腫瘍間質へと治療組成物を輸送する手段を提供する。抗体治療および化学療法における主な障害は、内皮バリアを横切った腫瘍間質への移行である。アルブミンは、内皮バリアを横切るためにアルブミンレセプター輸送機構を利用する。この輸送機構は、文献に報告された機構(gp60およびアルボンジン(albondin))と同じ機構であるか、または他の機構によるものであり得る。アルブミンに担持された治療剤は、増強された腫瘍取り込みを示した(実施例−ABI−007の腫瘍取り込みおよびトランスサイトーシス)。内皮バリアを横切る増強された移行は、生理学的アルブミン輸送機構を使用して達成され得る。
低分子について、アルブミンに対する薬物の親和性が増大するように、修飾がなされ得る。低分子の製剤について、アルブミンに対する薬物の結合を防止する溶媒が除去され得る。あるいは、低分子は、以下に記載するような、アルブミン、アルブミンに対する抗体、そのフラグメント、またはアルブミン−レセプターに対するリガンドに連結され得る。
タンパク質、抗体およびそのフラグメントのような生物学的分子について、生物学的分子がアルブミンに対する親和性を示すように、アルブミン結合ペプチドで生物学的分子を操作することが可能である。このペプチドは、アルブミン結合配列、アルブミンに対する抗体もしくは抗体フラグメント、アルブミン担体(例えば、gp60/アルボンジン/スカベンジャーレセプター/またはTGF−βレセプター)に対する抗体もしくは抗体フラグメント、またはアルブミンのトランスポーターであるカベオラで見出される任意のタンパク質に対する抗体のいずれかであり得る。本発明はまた、1つの価がSPARCに対するものであり、他方の価が経内皮輸送のエフェクター(例えば、gp60/アルボンジン/スカベンジャーレセプター/またはTGF−βレセプター)に対するものであるキメラとして調製された抗体またはその適切なフラグメント、あるいは内皮細胞のカベオラ中に見出される任意のタンパク質に対する抗体またはその適切なフラグメントを企図する。
以下の実施例は、本発明をさらに説明しているが、本発明の範囲を限定するものとして解釈すべきでないことは当然である。
実施例1
この実施例は、MX−1腫瘍異種移植片における、SPARCとアルブミンとの同時局在を示す。
パクリタキセルアルブミンナノ粒子(Abraxane、ABXまたはABI−007)は、第III相転移性乳癌試験において、Taxol(TAX)を超える改善された応答率を有することが示されている(33%対19%、p<0.0001)(例えば、O’Shaughnessy,SABCS 2003を参照のこと)。TAXに対してABXで、パクリタキセル(P)のアルブミン媒介性の経内皮輸送およびパクリタキセルの腫瘍内蓄積の増加が、最近実証された(例えば、Desai,SABCS 2003を参照のこと)。アルブミンはSPARCに結合する(例えば、Schnitzer,J.Biol.Chem.269:6072−82(1994)を参照のこと)。
MX−1腫瘍細胞株は、ヒト乳癌由来である。ヒトMX−1腫瘍異種移植片、ヒト原発性乳癌組織(n=141)および正常ヒト乳房組織(n=115)の連続凍結切片を免疫染色し、アルブミン、SPARC(抗SPARC抗体を使用する)およびカベオリン−1染色についてスコアリングした(0〜4)。培養MX−1細胞もまたSPARCについて免疫染色した。パクリタキセルアルブミンナノ粒子(Abraxane、ABXまたはABI−007)およびTaxol(TAX)を、放射性パクリタキセル(P)を用いて調製し(20mg/kg 静脈内)、胸腺欠損マウスの正常組織におけるパクリタキセルの体内分布を決定するために使用した。
MX−1腫瘍におけるアルブミン染色は限局的であり、SPARCと同時局在した(図1)。カベオリン−1染色により、アルブミン含有領域の血管密度は、アルブミンを含まない領域と異ならないことが確認された。MX−1培養細胞によるSPARC発現は、抗SPARC抗体による陽性染色によって確認した。正常組織(SPARC陰性)におけるパクリタキセル蓄積は、7/10の組織について、TAXと比較してABXについて有意に低かった(p<0.004)。46%のヒト原発性乳癌は、正常組織についての1%と比較して、強いSPARC染色(スコア>2)を示した(p<0.0001)。50個の腫瘍組織のサブセットにおいて、SPARC発現は、病期とも、ER状態とも、PgR状態とも相関しなかったが、p53陰性腫瘍において高いSPARC発現の傾向があった。
アルブミンおよびSPARCの同時局在は、SPARCが、そのアルブミン結合活性により、乳腺腫瘍におけるアルブミン結合のための腫瘍内標的として挙動し得ることを示唆する。ABXにおけるパクリタキセルの輸送はアルブミンに依存するので(例えば、Desai SABCS,2003を参照のこと)、これは、TAXと比較して改善されたABXの腫瘍内蓄積を説明し得る。正常組織におけるSPARC発現の欠如と一致して、正常組織におけるABX蓄積はTAXよりも低かった。SPARCについての患者のスクリーニングにより、ABXに対してより応答性の患者の同定が可能となる。これらの腫瘍におけるSPARCの存在により、抗SPARC抗体を使用した標的化および治療が可能となる。
実施例2
この実施例は、パクリタキセルアルブミンナノ粒子(ABI−007)の、内皮レセプター(gp60)媒介性のカベオラトランスサイトーシスを示す。
パクリタキセル(P)アルブミンナノ粒子(Abraxane、ABXまたはABI−007)は、第III相転移性乳癌試験において、Taxolを超える改善された応答率を実証した(33%対19%、p<0.0001)(SABCS,O’Shaughnessy et al,2003)。Taxol(TAX)中のCremophorは、血漿においてミセル中にPを捕捉し、細胞区画に利用可能なパクリタキセルを減少させる(例えば、Sparreboom et al.,Cancer.Res.,59,1454(1999)を参照のこと)。胸腺欠損マウスにおける研究により、等用量のTAXと比較して、ABXでは30〜40%高い腫瘍内パクリタキセル濃度が示されている(SABCS,Desai et al,2003)。アルブミンは、特異的レセプター(gp60)媒介性カベオラ輸送によって、内皮細胞(EC)を横切って輸送される(例えば、John et al.,Am.J.Physiol.,284,Ll87(2001)を参照のこと)。ABX中のアルブミン結合パクリタキセルは、gp60によって腫瘍微小血管ECを横切って輸送され得、この機構は、TAXと比較してABXに対して特に活性であり得る。
一連の実験を実施して、ヒト臍帯静脈内皮細胞(HUVEC)およびヒト肺微小血管内皮細胞(HLMVEC)によるパクリタキセルの結合および輸送を、ABXおよびTAXについて評価した。蛍光パクリタキセル(FP)をプローブとして使用し、蛍光ABXおよびTAXを、FPを用いて調製して、パクリタキセルの結合およびトランスウェル装置上で増殖したEC単層を横切るパクリタキセルの輸送を探索した。
細胞(HUVEC)に対するパクリタキセルの結合は、TAXよりもABXについて10倍高かった。EC単層を横切るABXからのパクリタキセルの輸送は、HUVECおよびHMVECについてそれぞれ、TAXと比較して2〜3倍および2〜4倍増強された。輸送はアルブミン依存的であった。ABXからのパクリタキセルの輸送は、カベオラアルブミントランスサイトーシスに必要なレセプターであるgp60に結合することが知られている抗SPARC抗体の存在によって阻害された。カベオラトランスサイトーシスの公知のインヒビターであるNEMおよびβ−メチルシクロデキストリン(BMC)もまた、内皮単層を横切るABXからのパクリタキセルの輸送を阻害した(図2)。カベオラ輸送の阻害により、ABXからのPの輸送がTAX輸送のレベルまで減少した。
これらの結果は、ABXからのパクリタキセルがgp60媒介性のカベオラトランスサイトーシスによってECを横切って能動的に輸送されるが、TAXからのPは、主に傍細胞(非カベオラ)機構によって、2〜4分の1の速度で輸送されるようであることを実証している。この経路は、TAXと比較してABXで見られたパクリタキセルの腫瘍内濃度の増加を一部担う可能性がある。TAX中のCremophorは、内皮細胞を横切るパクリタキセルのトランスサイトーシスを阻害する。
実施例3
この実施例は、MX−1腫瘍細胞における表面SPARCの発現を示す。
MX−1細胞をカバーガラス上で培養し、当該分野で公知の方法を使用してヒトSPARCに対する抗体で染色した。MX−1がSPARCを発現していることを実証する抗体染色が観察された。これらの結果は、MX−1腫瘍細胞中で検出されたSPARC発現が、MX−1腫瘍細胞によるSPARC分泌の結果であることを示唆する。染色は、正常初代細胞(例えば、HUVEC(ヒト臍帯静脈内皮細胞)、HLMVEC(ヒト肺微小血管内皮細胞)およびHMEC(ヒト乳腺上皮細胞))よりもMX−1腫瘍細胞で強力であった。SPARC染色の大部分は内部SPARCであったが、共焦点顕微鏡および非透過化細胞の染色によって実証されるとおり、有意なレベルの表面SPARCが検出された。
実施例4
この実施例は、標識されたアルブミンのMX−1腫瘍細胞中への内在化およびMX−1細胞内での細胞内SPARC発現との同時局在を示す。
MX−1細胞をカバーガラス上で培養し、適切な薬剤を用いて透過化した。細胞を蛍光アルブミンに曝し、洗浄後にSPARC抗体に曝した。この後、アルブミンとは異なる蛍光タグを有する二次抗体に曝した。驚くべきことに、標識されたアルブミンは細胞内のSPARCの存在と同時局在することが観察され、このことは、アルブミンが迅速に内在化され、細胞内SPARCに標的化されたことを示す。
実施例5
この実施例は、パクリタキセルおよびアルブミンを含む医薬組成物の、Taxolと比較した、gp60(アルブミンレセプター)を介した内皮トランスサイトーシスの増加を実証する。
ヒト肺微小血管内皮細胞(HLMVEC)をコンフルエントになるまでトランスウェル上で増殖させた。パクリタキセルおよびアルブミンを含む本発明の医薬組成物または蛍光パクリタキセル(Flutax)を含むTaxolを、20μg/mLの濃度で、上部トランスウェルチャンバに添加した。
上部チャンバから下部チャンバへのトランスサイトーシスによるパクリタキセルの輸送は、蛍光光度計を用いて継続的にモニタリングした。Flutaxのみを含みアルブミンを含まないコントロールもまた使用した。Flutaxを含むコントロールは輸送を示さず、コンフルエントなHLMVEC単層の完全性が確認された。アルブミン−パクリタキセル組成物からのパクリタキセルの輸送は、5% HSA(生理学的濃度)の存在下で、Taxolからのパクリタキセルよりも速かった。アルブミン−パクリタキセル組成物およびTaxolについての輸送速度定数(K)は、それぞれ1.396/hおよび0.03/hであった。単層を横切って輸送されたパクリタキセルの総量は、アルブミン−パクリタキセル組成物ではTaxolよりも3倍高かった。従って、アルブミンまたは他の適切な模倣物(gp60レセプターまたは他の内皮細胞レセプターに対する抗体またはフラグメントを含む)の使用は、内皮バリアを横切った腫瘍間質への所望の治療剤の輸送を補助し得る。
実施例6
この実施例は、ヒト乳癌細胞におけるSPARCタンパク質の過剰発現を示す。
ヒト乳癌細胞におけるSPARC発現を、Cybrdi,Inc.(Gaithersburg,MD)製の腫瘍アレイを使用して決定した。この分析の結果を表1に示す。染色の強度を、「陰性」から4+までスコアリングした。より大きい数字はより高い過剰発現強度に対応する。乳癌の49%がSPARCについて陽性(2+以上)と染色され、それに対して正常組織では1%であった(p<0.0001)。
Figure 2008535475
実施例7
この実施例は、SPARCに対する抗SPARC抗体の特異的結合を実証する。
全細胞抽出物を、超音波処理によってHUVEC細胞から調製した。タンパク質を、5〜15%のSDS−PAGEで分離し、PVDFメンブレン上に移し、SPARCに対するポリクローナル抗体およびSPARCに対するモノクローナル抗体で可視化した。これらの抗体は共に、SPARCの正確な分子量である38kDaで単一バンドに反応した。MX−1を同じ方法で分析した場合、SPARCは、清澄化した細胞溶解物または膜に富んだ膜画分の両方で検出された。
実施例8
この実施例は、頭頸部扁平上皮癌においてナノ粒子アルブミン結合パクリタキセル(ABI−007)を使用して、SPARC過剰発現と高い応答率との相関を実証する。
頭頸部(H&N)および肛門管の扁平上皮癌(SCC)を有する患者の第I相および第II相の臨床試験において、動脈内送達されたナノ粒子アルブミン結合パクリタキセル(Abraxane、ABXまたはABI−007)について、それぞれ78%および64%の応答率が観察された(例えば、Damascelli et al.,Cancer,92(10),2592−2602(2001)およびDamascelli et al.,AJR,181,253−260(2003)を参照のこと)。ABXおよびTaxol(TAX)のin vitro細胞傷害性の比較において、本発明者らは、扁平上皮頸部(A431)株が、TAX(0.012μg/ml)に対して、ABX(0.004μg/ml)について改善されたIC50を実証することを観察した。TAXに対してABXでの、アルブミンにより媒介されるパクリタキセル(P)の経内皮カベオラ輸送およびPの腫瘍内蓄積の増大が、最近実証された(例えば、Desai,SABCS 2003を参照のこと)。ヒトH&N腫瘍組織(n=119)および正常ヒトH&N組織(n=15)を免疫染色し、腫瘍および正常組織アレイを使用して、SPARC染色についてスコアリングした(0〜4)。免疫染色は、ポリクローナルウサギ抗SPARC抗体を使用して実施した。SPARCは、H&N腫瘍の60%(72/119)において過剰発現され(スコア>2)、それに対して正常組織では0%(0/15)であった(p<0.0001)。これは、アルブミン結合パクリタキセルの、扁平上皮H&N癌で発現されたSPARCに対する結合に起因して、これらの腫瘍において以前に観察されたABXの高い単一薬剤活性を説明し得る。
新たな第I相用量増加試験(3週に1回、30分かけて静脈内で与えたABX)において、頭頸部癌患者のサブセット(n=3)を、ABXに対する応答について分析した。第I相試験において、2/3のH&N患者が、135mg/m(1pt)および225mg/m(1pt)の用量レベルでの2サイクルの処置後、部分的応答(PR)を達成した。3番目の患者は260mg/mで進行した。これらの患者からの腫瘍組織をSPARCについて染色したところ、1人の応答性患者は、SPARCについて強い過剰発現を示した。
動脈内Abraxaneで処置した頭頸部(H&N)の扁平上皮癌(SCC)を有する患者の別の第II相臨床試験において、68%の全体的応答率が示された。組織をSPARC染色について分析した10人の応答性患者において、70%がSPARCを強く過剰発現することが見出された。
実施例9
この実施例は、Q3 SPARC欠失変異体ポリペプチドをコードするヒトSPARC cDNAのクローニングおよび配列決定を実証する。
正常ヒト前立腺cDNAライブラリーを、米国特許第6,316,193号に記載されたようなハイスループットのスクリーニング方法を使用して、SPARC cDNAを含むクローンについてスクリーニングした。SPARC cDNAクローンを単離し、その長さに沿って分布したプライマーを使用して配列決定し、完全なcDNA配列を得た(図3を参照のこと)。配列決定データを、Vector NTIプログラムを使用してアセンブルした。ヒトSPARC cDNAについての参照Genebank配列(NM 003118[gi:48675809]、最終更新日は2005年12月4日)をアセンブリのために使用した。各プライマーについての配列決定データの分布を図3に示し、個々の配列反応の結果を図4に示す。
完全にアセンブルされた2,956塩基対のcDNA配列(配列番号3)を図5に示す。図5中の太字/下線のトリヌクレオチドはそれぞれ、コードされたQ3 SPARC欠失変異体ポリペプチドの翻訳開始部位およびコードされた成熟Q3 SPARC欠失変異体ポリペプチド(17アミノ酸のリーダー配列後のアミノ酸配列)中の第1コドンである。配列番号3のオープンリーディングフレームは、野生型SPARCアミノ酸配列(配列番号1)中の20位のグルタミンに対応するグルタミンの欠失を有する全長SPARCタンパク質をコードする。
配列番号3からの、Q3 SPARC欠失変異体ポリペプチドをコードする全長オープンリーディングフレームの翻訳を図6に示す。このオープンリーディングフレームの開始コドンは、配列番号3のヌクレオチド87にあり、このオープンリーディングフレームは配列番号3のヌクレオチド992で終わる。翻訳されたアミノ酸配列は302コドン長であり、配列番号4により開示される。全長オープンリーディングフレームのDNA配列は、配列番号5により開示される。
図7は、配列番号3によりコードされる成熟Q3 SPARC欠失変異体ポリペプチドのアミノ酸配列(17アミノ酸のリーダー配列を有さない配列)を示す。これは、配列番号3のヌクレオチド138〜992の翻訳から生じる。成熟Q3 SPARC欠失変異体ポリペプチドは配列番号2であり、成熟Q3 SPARC欠失変異体ポリペプチドをコードするDNA配列は配列番号6である。
実施例10
この実施例は、配列番号3によってコードされるSPARCポリペプチド中の、野生型SPARCアミノ酸配列(配列番号1)中の20位でのグルタミンの欠失(「Q3 SPARC欠失」)の同定を実証する。
Genebank中に登録されたヒトSPARC cDNA配列との、配列番号3のDNA配列のアラインメント(図8)は、配列番号3が、成熟SPARCタンパク質のQ3をコードするコドンに対応する3塩基対の欠失(太字)を含むことを実証した。さらに、配列番号3、配列番号4から翻訳されたSPARCのオープンリーディングのアラインメントは、野生型SPARCアミノ酸配列中の20位のグルタミン(Q3アミノ酸)の欠失を実証した(図9)。
実施例11
この実施例は、成熟SPARCタンパク質のアミノ酸位置3および位置4でのグルタミン残基(「Q3Q4」アミノ酸)の進化的保存を実証する。
系統樹にわたるSPARCのアミノ酸配列の試験により、Q3Q4の哺乳動物および両生類にわたる保存が明らかとなった。単一のグルタミンは、ラットおよびニワトリでのみ観察された。Q3もQ3Q4も魚類では観察されなかった。魚類および鳥類の骨格構造は、哺乳動物および両生類のものよりもかなり軽く、このことは、トランスグルタミナーゼのためのこの部位が、高度に架橋され、構造的に小型な骨格構造の形成に関与することを示唆している。Q3のみを有するSPARCが、血管形成、腫瘍増殖、アルブミン結合などの非骨格機能に関与するのは自由であり得る。
高等生物におけるグルタミンのQ3Q4対の保存は、Q3 SPARC欠失変異体ポリペプチドが新規特性を有し得ることを示唆する。
実施例12
この実施例は、Q3 SPARC欠失変異体ポリペプチドをコードするcDNAの、発現ベクターへのサブクローニングを実証する。
SPARC cDNAをNotIで切り出し、pCDNA3.1のNotI部位にサブクローニングして、pVT1000Q3を得た。CMVプロモーターに対する挿入物の配向を、制限消化(NotI、EcoRV、EcoRI、SspI)および配列決定によって確認した。制限消化により、4つ全ての制限酵素について予測されたサイズを有するフラグメントが生じた(図11)。pVT1000Q3構築物についての制限マップを図12に示す。
本発明者らは、pVT1000Q3が、当業者に周知のトランスフェクション法を使用して、CHO、MDA−MB−231、PC3、HT29およびMX−1細胞株を容易にトランスフェクトするであろうことを予測している。
実施例13
この実施例は、Q3のpVT1000Q3への挿入によるプライマー指向性変異誘発が、野生型SPARCポリペプチドをコードする配列を生じることを実証する。
Q3コドンを含むポリメラーゼ連鎖反応(PCR)プライマー(図13を参照のこと)を、当業者に周知のプライマー指向性変異誘発法で使用した。得られたプラスミドpVT1000wtは、予測された野生型Q3Q4 SPARC配列を示した。
実施例14
この実施例は、Q3 SPARC欠失変異体ポリペプチド(即ち、「Q3変異」)をコードする核酸のPCR検出を実証する。
SPARC cDNAのQ3変異および野生型形態を検出するために設計したプライマーの位置および配列を図14に示す。順方向プライマーとしての本発明のPCRプライマーSPARC−FQ3、SPARC−FWTおよびSPARC−FQ3&W(それぞれ、配列番号7〜9)および本発明の逆方向PCRプライマーとしての本発明の分子SPARC−RQ3&W(配列番号10)を、当業者に周知の標準的な逆転写PCR(RT−PCR)反応で使用した。Q3変異および野生型の配列を、表2に示されるように、PCR反応において本発明のプライマーを使用し、その後ゲル電気泳動して識別した。
Figure 2008535475
以下のPCR増幅条件を使用した:95℃で10分間のホットスタート、その後(95℃で30秒、62℃で30秒、72℃で40秒)×30サイクル、および72℃で10分間の最終伸長。Q3変異を保有するpVT1000Q3および野生型SPARCを保有するpVT1000wtを、コントロールとして使用する。309塩基対産物の非存在について反応ミックス#3および#4で、309塩基対産物の存在について反応ミックス#1および#2で、Q3変異を検出した。反応ミックス#3および#4での309塩基対産物の存在として、ならびに反応ミックス#2での309塩基対産物の非存在として、野生型配列を検出した。反応ミックス#1では、野生型配列は309塩基対産物を生じたが、反応ミックス#3および#4よりもかなり弱いレベルであった。従って、反応ミックス#3は、野生型SPARC配列(非Q3変異体配列)を検出するのにより強力である(図15)。
本明細書中に引用された全ての参考文献(刊行物、特許出願および特許を含む)は、各参考文献が参照により組み込まれることが個々にかつ具体的に示され、その全体が本明細書中に示されるのと同程度まで、本明細書で参照により組み込まれる。
本発明(特に、添付の特許請求の範囲に関して)を記載することに関して、用語「a」および「an」および「the」ならびに類似の指示対象の使用は、本明細書中に異なって示されるか、文脈と明らかに矛盾しない限り、単数および複数の両方をカバーすると解釈すべきである。用語「含む(comprising)」、「有する(having)」、「含む(including)」および「含む(containing)」は、異なって示されない限り、オープンエンドの用語(即ち、「含むがそれに限定されない」を意味する)と解釈すべきである。本明細書中の値の範囲の列挙は、本明細書中で異なって示されない限り、この範囲内に入る各個別の値に個々に言及する省略方法として機能することを意図するに過ぎず、各個別の値は、それが本明細書中に個々に列挙されるのかのように、本明細書中に組み込まれる。本明細書中に記載される全ての方法は、本明細書中に異なって示されるかさもなくば文脈と明らかに矛盾しない限り、任意の適切な順序で実施できる。本明細書中に提供される任意のおよび全ての例または例示的語句(例えば、「など」)の使用は、本発明をよりよく説明することのみを意図するものであり、異なって特許請求されない限り、本発明の範囲を限定しない。本明細書中の語句はいずれも、特許請求されていない任意の要素を本発明の実施に必須なものとして示していると解釈すべきではない。
本発明者らが知る発明を実施するための最良の形態を含む、本発明の好ましい実施形態を本明細書中に記載している。これらの好ましい実施形態のバリエーションは、上記の記載を読めば当業者に明らかとなり得る。本発明者らは、当業者がこのようなバリエーションを必要に応じて使用することを予測しており、また本発明者らは、本明細書中に具体的に記載されたもの以外の方法で本発明が実施されることを意図している。従って、本発明は、適用法により許容されるとおり、本明細書に添付した特許請求の範囲に列挙された対象の全ての改変物および均等物を包含する。さらに、全ての可能なそれらのバリエーションにおける上記要素の任意の組み合わせが、本明細書中に異なって示されるかさもなくば文脈と明らかに矛盾しない限り、本発明により包含される。
図1は、MX−1腫瘍異種移植片におけるアルブミンおよびSPARCの染色を示す。 図2は、内皮細胞単層を横切るパクリタキセルのトランスサイトーシスを示す。 図3は、ヒト前立腺cDNAライブラリーから単離されたSPARC cDNAクローンのSPARC DNA配列を決定するために使用した配列決定戦略を示す。 図4Aは、図3に示された配列決定反応の結果を開示する。 図4Bは、図3に示された配列決定反応の結果を開示する。 図4Cは、図3に示された配列決定反応の結果を開示する。 図4Dは、図3に示された配列決定反応の結果を開示する。 図4Eは、図3に示された配列決定反応の結果を開示する。 図4Fは、図3に示された配列決定反応の結果を開示する。 図4Gは、図3に示された配列決定反応の結果を開示する。 図4Hは、図3に示された配列決定反応の結果を開示する。 図4Iは、図3に示された配列決定反応の結果を開示する。 図4Jは、図3に示された配列決定反応の結果を開示する。 図4Kは、図3に示された配列決定反応の結果を開示する。 図4Lは、図3に示された配列決定反応の結果を開示する。 図4Mは、図3に示された配列決定反応の結果を開示する。 図4Nは、図3に示された配列決定反応の結果を開示する。 図4Oは、図3に示された配列決定反応の結果を開示する。 図4Pは、図3に示された配列決定反応の結果を開示する。 図4Qは、図3に示された配列決定反応の結果を開示する。 図4Rは、図3に示された配列決定反応の結果を開示する。 図4Sは、図3に示された配列決定反応の結果を開示する。 図4Tは、図3に示された配列決定反応の結果を開示する。 図4Uは、図3に示された配列決定反応の結果を開示する。 図5は、配列番号3のDNA配列を開示する。 図6は、配列番号5の翻訳である配列番号4のアミノ酸配列を開示する。 図7は、配列番号6の翻訳である配列番号2のアミノ酸配列を開示する。 図8Aは、配列番号3(Query)と野生型SPARC cDNA配列(Sbjct)との、DNA配列アラインメントを示す。 図8Bは、配列番号3(Query)と野生型SPARC cDNA配列(Sbjct)との、DNA配列アラインメントを示す。 図8Cは、配列番号3(Query)と野生型SPARC cDNA配列(Sbjct)との、DNA配列アラインメントを示す。 図9は、野生型SPARCアミノ酸配列(seq1)と配列番号4(seq2)との、アミノ酸配列アラインメントを示す。 図10Aは、SPARCアミノ酸配列の系統比較を開示する。 図10Bは、SPARCアミノ酸配列の系統比較を開示する。 図11は、pVT1000Q3プラスミドの確認的制限消化のゲル電気泳動結果を示す。 図12は、pVT1000Q3プラスミドの制限マップを示す。 図13は、部位特異的変異誘発法において使用した変異誘発プライマーおよび標的化した配列を示す。 図14は、Q3 SPARC欠失変異体ポリペプチドおよび/または野生型SPARCポリペプチドをコードする核酸の存在を検出するために使用したPCRプライマーの位置および配列を示す(「Query」、変異体配列;「Sbjct」、野生型配列)。 図11は、Q3 SPARC欠失変異体ポリペプチドおよび/または野生型SPARCポリペプチドをコードする核酸の存在を検出するために使用したPCR反応のゲル電気泳動結果を示す。

Claims (64)

  1. 配列番号1中のアミノ酸20に対応するグルタミンが欠失したアミノ酸配列を含む、単離されたSPARCポリペプチド。
  2. 配列番号2のアミノ酸配列を含む、請求項1に記載のSPARCポリペプチド。
  3. 請求項1に記載のSPARCポリペプチドをコードする、単離された核酸分子。
  4. 核酸配列が配列番号3の核酸配列を含む、請求項3に記載の核酸分子。
  5. 請求項3に記載の核酸配列を含むベクター。
  6. SPARCポリペプチドをコードする核酸配列の発現を制御するプロモーターをさらに含む、請求項5に記載のベクター。
  7. 請求項3に記載の核酸分子を含む、細胞。
  8. 原核細胞である、請求項7に記載の細胞。
  9. 真核細胞である、請求項7に記載の細胞。
  10. a.請求項1に記載のポリペプチドをコードする核酸で細胞を形質転換すること、
    b.形質転換された細胞による該ポリペプチドの発現を誘導すること、および
    c.該ポリペプチドを精製すること、
    を含む、請求項1に記載のポリペプチドを製造する方法。
  11. 請求項1に記載のポリペプチド及び医薬上許容される担体を含む、組成物。
  12. 請求項1に記載のポリペプチドを哺乳動物に投与することを含む、哺乳動物において疾患を治療する方法。
  13. 疾患が細胞増殖性疾患である、請求項12に記載の方法。
  14. 請求項1に記載のポリペプチドを哺乳動物に投与することを含む、哺乳動物において疾患を感作する方法。
  15. 1種以上の治療剤を投与することをさらに含む、請求項14に記載の方法。
  16. 疾患が癌である、請求項14に記載の方法。
  17. ポリペプチドが治療剤にカップリングされている、請求項11に記載の組成物。
  18. 治療剤が、放射性核種、薬物、ポリペプチド又は毒素である、請求項17に記載の組成物。
  19. ポリペプチドがポリエチレングリコールにカップリングされている、請求項11に記載の組成物。
  20. 請求項1に記載のポリペプチドを認識する抗体又はそのフラグメント及び医薬上許容される担体を含む、組成物。
  21. 治療剤が抗体又はそのフラグメントにカップリングされている、請求項20に記載の組成物。
  22. 抗体又はそのフラグメントがヒト化されており、一価Fab’、二価Fab2、scfv、ダイアボディ又はキメラを含むものである、請求項20に記載の組成物。
  23. 治療剤が、薬物、放射性核種、ポリペプチド又は毒素である、請求項20に記載の組成物。
  24. 抗体がポリクローナルであり、非ヒト動物で製造される、請求項20に記載の組成物。
  25. 抗体がヒト化されている、請求項20に記載の組成物。
  26. 抗体がモノクローナルであり、抗SPARC抗体を産生する単一系統と骨髄腫系統との融合によって製造される、請求項20に記載の組成物。
  27. 抗体が、ペプチド合成器によって、又はディスプレイファージの抗体への変換若しくは抗体の重鎖遺伝子及び軽鎖遺伝子の可変領域の変異誘発/合成のいずれかによってin vitroで製造される、請求項20に記載の組成物。
  28. 抗体が一価又は二価のいずれかであり、該抗体がさらに単一特異的又は二重特異的のいずれかである、請求項20に記載の組成物。
  29. 治療剤が細胞傷害性パクリタキセル、ドキソルビシン又はカンプトテシンである、請求項20に記載の組成物。
  30. 治療剤がキナーゼインヒビターである、請求項20に記載の組成物。
  31. 治療剤が生物学的分子である、請求項20に記載の組成物。
  32. 治療剤が放射性核種である、請求項20に記載の組成物。
  33. 治療剤が抗体自体であり、該抗体が、補体活性化、腫瘍に対する細胞媒介性細胞傷害性又はそれらの組み合わせを媒介する、請求項20に記載の組成物。
  34. 投与経路が、静脈内、腹腔内、腫瘍内又は吸入である、請求項20に記載の組成物。
  35. 治療剤及び医薬上許容される担体を含む医薬組成物の治療上有効量を哺乳動物に投与することを含む、哺乳動物において腫瘍に治療剤を送達するための方法であって、該治療剤は、請求項1に記載のポリペプチドを認識する抗体にカップリングされた化学療法剤又は放射性剤を含む、方法。
  36. 抗体がポリクローナルであり、非ヒト動物で製造される、請求項35に記載の方法。
  37. 抗体がヒト化されている、請求項35に記載の方法。
  38. 抗体がモノクローナルであり、抗SPARC抗体を産生する単一系統と骨髄腫系統との融合によって製造される、請求項35に記載の方法。
  39. 抗体が、ペプチド合成器によって、又はディスプレイファージの抗体への変換若しくは抗体の重鎖遺伝子及び軽鎖遺伝子の可変領域の変異誘発/合成のいずれかによってin vitroで製造される、請求項35に記載の方法。
  40. 抗体が一価又は二価のいずれかであり、該抗体がさらに単一特異的又は二重特異的のいずれかである、請求項35に記載の方法。
  41. 治療剤がパクリタキセル、ドキソルビシン又はカンプトテシンである、請求項35に記載の方法。
  42. 治療剤がキナーゼインヒビターである、請求項35に記載の方法。
  43. 治療剤が生物学的分子である、請求項35に記載の方法。
  44. 治療剤が放射性核種である、請求項35に記載の方法。
  45. 治療剤が抗体自体であり、該抗体が、補体活性化、腫瘍に対する細胞媒介性細胞傷害性又はそれらの組み合わせを媒介する、請求項35に記載の方法。
  46. 腫瘍が、膀胱、肝臓、卵巣、腎臓、腸、脳又は乳房に位置する、請求項35に記載の方法。
  47. 哺乳動物がヒトである、請求項35に記載の方法。
  48. 投与経路が、静脈内、腹腔内、腫瘍内又は吸入である、請求項35に記載の方法。
  49. 請求項1に記載のタンパク質を認識する抗体にカップリングされた診断剤及び医薬上許容される担体を含む医薬組成物の治療上有効量を哺乳動物に投与することを含む、哺乳動物において腫瘍に診断剤を送達するための方法。
  50. 診断剤が、放射性剤、MRI造影剤、造影剤、超音波造影剤及びPET造影剤を含むものである、請求項49に記載の方法。
  51. 抗体が、野生型SPARCポリペプチドにも結合する、請求項20に記載の組成物。
  52. 配列番号1中のアミノ酸位置20に対応する位置にグルタミンの欠失を有するSPARCポリペプチドを検出することを含む、疾患を分類する方法。
  53. 疾患が血管新生を伴う、請求項52に記載の方法。
  54. 疾患が増殖性疾患である、請求項52に記載の方法。
  55. 増殖性疾患が癌である、請求項54に記載の方法。
  56. 検出された変異体SPARCポリペプチドが、配列番号2のアミノ酸配列を含む、請求項52に記載の方法。
  57. 配列番号1のアミノ酸位置20に対応する位置にグルタミンの欠失を有するSPARCポリペプチドをコードする核酸を検出することを含む、疾患を分類する方法。
  58. 疾患が血管新生を伴う、請求項57に記載の方法。
  59. 疾患が増殖性疾患である、請求項57に記載の方法。
  60. 増殖性疾患が癌である、請求項59に記載の方法。
  61. 核酸がDNA又はRNAである、請求項57に記載の方法。
  62. 検出された変異体SPARC核酸が、配列番号3の核酸配列を含む、請求項57に記載の方法。
  63. SPARCポリペプチドをコードする核酸が、ポリメラーゼ連鎖反応を含む方法を使用して検出される、請求項57に記載の方法。
  64. ポリメラーゼ連鎖反応が、配列番号7〜9の配列を含むプライマーから選択される1以上の順方向プライマー及び請求項10の配列を含む逆方向プライマーを使用する、請求項63に記載の方法。
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