JP2009518361A - Fsh又はfsh変異体を精製するための方法 - Google Patents
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Abstract
(1)色素親和性クロマトグラフィー;
(2)弱陰イオン交換クロマトグラフィー;
(3)疎水性相互作用クロマトグラフィー;及び
(4)強陰イオン交換クロマトグラフィー;
に供する工程を含んでなる。これらの工程は如何なる順序で実施してもよい。
【選択図】なし
Description
(1)色素親和性クロマトグラフィー;
(2)弱陰イオン交換クロマトグラフィー;
(3)疎水性相互作用クロマトグラフィー;
(4)強陰イオン交換クロマトグラフィー;
に供する工程を含んでなる。
αサブユニットにおけるD3N及び/又はH83N、及び/又は、
βサブユニットにおけるE55N及び/又はV57T
のうち、1又は2以上の変異を含んでなることが好ましい。
本発明の説明では以下の略号を使用する。
FSH:卵胞刺激ホルモン;
r−FSH:組換えFSH;
hFSH:ヒトFSH;
r−hFSH:組換えヒトFSH
BV:床体積
DEAE:ジエチルアミノエチル
ELISA:酵素結合免疫吸着アッセイ
DAC:色素親和性クロマトグラフィー
OD:光学濃度
HIC:疎水性相互作用クロマトグラフィー
HPLC:高速液体クロマトグラフィー
IRMA:免疫放射線検定法
KD又はkD:キロダルトン
HCP:宿主細胞タンパク質、FSHの発現に使用される宿主細胞から生じたタンパク質
IPC:工程間管理
IEF:等電点電気泳動
PES:ポリエーテルスルホン
RP−HPLC:逆相高速液体クロマトグラフィー
Q FF:Q Sepharose FFによる陰イオン交換
RT:室温
UF:限外濾過
WFI:注射用水
(1)色素親和性クロマトグラフィー;
(2)弱陰イオン交換クロマトグラフィー;
(3)疎水性相互作用クロマトグラフィー;及び
(4)強陰イオン交換クロマトグラフィー;
に供する工程を含んでなることが好ましい。
本発明の方法は、色素親和性クロマトグラフィー工程(1)を有する。好ましい実施態様によれば、色素親和性クロマトグラフィー工程は、固定化されたリガンドとして、当業者に周知の色素化合物、即ちCibacron Blue F3G-Aを有する樹脂を用いて実施される。「固定化された」という語は当業者には周知であり、リガンドが樹脂に化学的に連結されるという意味で誘導体化されることを意味する。特に好ましい樹脂としては、Blue Sepharose FF(GE Biosciences Inc.から入手可能)が挙げられる。Blue Sepharose FFの技術的仕様を以下に示す。
本発明の方法は、弱陰イオン交換クロマトグラフィー工程(2)も含有する。好ましい樹脂としては、DEAE Sepharose FF(GE Biosciencesから入手可能)、又は同様の特徴を有する樹脂が挙げられる。或いは、弱陰イオン交換クロマトグラフィー工程は、Fractogel DEAE(Merck KgaA)、Toyopearl DEAE 650M(Tosoh Biosep Inc.)により実施してもよい。弱陰イオン交換クロマトグラフィー工程(2)は、pHが約7.5〜約9.5の酢酸アンモニウム緩衝液を用いて実施することが好ましい。
この方法は、疎水性相互作用クロマトグラフィー工程(3)も含有する。好ましい実施態様によれば、疎水性相互作用クロマトグラフィーは、Toyopearl Butyl 650M (Tosoh Biosep Inc.から入手可能)などの樹脂により実施される。
本発明の方法は、強陰イオン交換樹脂上で実施される、第2の陰イオン交換クロマトグラフィー工程(4)も含んでなる。好ましい樹脂は、Fractogel EMD TMAE HICAP(Merck KGaA、ダルムシュタット、独国から入手可能)である。
総容積(mmol/ml):0.18〜0.25
排除限界(球状タンパク質):4x106
ビーズ型:球形、直径45〜165μm
ビーズ構造:架橋したアガロース、6%
操作時のpH安定性:2〜12
清掃時のpH安定性:1〜14
25℃、1bar、床高15cm、XK 50/30カラムでの線流速:400〜700cm/時
色素親和性クロマトグラフィー工程(1)の前に、粗不純物を除去するために、捕捉工程を実施することが望ましい場合がある。捕捉工程は、Q Sepharose Fast Flow (GE Biosciences)を用いて実施することが好ましく、中等度のアルカリpH(例えば、約6.0〜約9.0、又は約6.5〜約8.5、最も好ましくは約7.0)を有する緩衝液を用いて実施することが好ましい。好適な緩衝液としては、例えば、ホウ酸緩衝液、トリエタノールアミン/イミノジ酢酸トリス、酢酸アンモニウム、トリシン、ビシン、TES、HEPES、TAPSが挙げられる。最も好ましいのは、pHが約7.0であるホウ酸緩衝液である。陰イオン交換樹脂からの溶離は、塩(好ましくはNaCl)を加えて、移動相の伝導度を上昇させることにより達成される。特に好ましい実施態様によれば、陰イオン交換クロマトグラフィーにおいて生成物と接触する緩衝液(平衡、洗浄、溶離)は、抗酸化剤、好ましくはL−メチオニンを含有する。代わりの抗酸化剤については前記した。
第2のイオン交換クロマトグラフィー工程(4)の前に、粗FSH又はFSH変異体を濃縮するために、限外濾過工程(3の2)を実施することが望ましい場合がある。限外濾過(又はダイアフィルトレーション)は、カットオフ値が約3〜10kD、最も好ましくは約8kDの膜を用いて実施することが好ましい。
FSH試料をナノ濾過工程に供することが望ましい場合がある。これは、特にウイルスクリアランス工程として、即ち、FSH調製剤の細胞培養物に由来するウイルス又はウイルス様粒子による汚染のリスクを低減するために行なわれる。ナノ濾過は、本精製方法の何れの段階で行なってもよいが、第2のイオン交換クロマトグラフィー工程後に行なうことが特に好ましい。ナノ濾過は2回以上実施してもよく、例えば2回行なってもよい。
(0)捕捉工程(好ましくはQ SFFカラムを使用);
(1)色素親和性クロマトグラフィー(好ましくはBlue Sepharose FFカラムを使用);
(2)弱陰イオン交換クロマトグラフィー(好ましくはDEAE Sepharose FFカラムを使用);
(3)疎水性相互作用クロマトグラフィー(HIC)(好ましくはButyl 650Mカラムを使用);
(3の2)限外濾過(好ましくはカットオフ値8kDの膜を使用);
(4)強塩基性陰イオン交換樹脂による陰イオン交換クロマトグラフィー(好ましくはTMAE hicap樹脂を使用);
(5)ナノ濾過。
本発明に係る最も好ましいFSH変異体は、配列番号1の配列を含んでなるFSHαサブユニットと、配列番号2の配列を含んでなるFSHβサブユニットとを有し、αサブユニットのN52及びN78がグリコシル化され、βサブユニットのN7、N24及びN55がグリコシル化されたものである。このFSH変異体を、トリグリコシル化βサブユニット含有GM1と呼ぶ。
カタログ番号 17-0147
粒子サイズS−型 15μm
クロマトグラフィーの種類 疎水性相互作用クロマトグラフィー
官能基 フェニル
モノマー構造 R−O−CH2−CHOH−CH2−O−CH2−CHOH−CH2−O−C6H5
タンパク質結合能 25mgBSA/mlゲル
pH安定範囲 pH2から最高pH12
pK値 NA
溶離条件 低塩濃度、好ましくは伝導度105±2mS/cm
圧力限界(床高30mm) 14bar(カラムに沿って圧力低下)
作業温度 4℃〜40℃
保存剤 20%エタノール
既製のカートリッジ 5/50−100−150mm及び10/50−100−150mm
バルク材料S−型 100ml;1L
線流速 2.5〜15cm/分
・FractogelフェニルS型(Merckから入手)
・TSKゲルフェニル5PW(Tosoh Biosciencesから入手)
・全疎水性樹脂タイプS'、Merckから入手
・全疎水性樹脂TSK、Tosoh Biosciencesから入手
(0)捕捉工程;
(1)色素親和性クロマトグラフィー;
(2)弱陰イオン交換クロマトグラフィー;
(3)疎水性相互作用クロマトグラフィー(HIC);
(3の2)限外濾過;
(4)強陰イオン交換クロマトグラフィー;
(5)ナノ濾過;
(6)疎水性相互作用クロマトグラフィー(HIC)。
・トリグリコシル化βサブユニットを有するFSH変異体約70〜80%
・ジグリコシル化βサブユニットを有するFSH変異体約20〜30%
トリグリコシル化βサブユニットを有するFSH変異体約30〜40%
ジグリコシル化βサブユニットを有するFSH変異体約70〜60%
前記の精製方法から得られる、糖タンパク質(好ましくはFSH又はFSH変異体)を含有する液体組成物は、そのまま凍結して保存してもよいが、精製後に溶媒を除去するべく、溶出液を凍結乾燥(lyophilisation, "freeze-drying")してもよい。得られる液体又は凍結乾燥生成物を「FSH変異体バルク」と呼ぶ。
本発明のFSH又はFSH変異体、或いは本発明の方法に従って精製されたFSH又はFSH変異体は、注射用に製剤することができる。これは筋肉内注射でも皮下注射でもよいが、皮下注射が好ましい。FSH変異体製剤は、凍結乾燥されてもよい。この場合、注射の直前に注射用水に溶解される。FSH又はFSH変異体の製剤は、液体製剤であってもよい。この場合、これは予め溶解させることなく、直接注射することができる。
本発明のFSH又はFSH変異体は、FSHが適応とされる全ての治療において、好適に使用される。特に、生殖補助医療のための排卵誘発、調節卵胞過剰刺激、並びに精子減少症の治療における皮下投与に適している。本発明のFSH又はFSH変異体は、他のゴナドトロピン、例えばLH及びhCG等と併用してもよい。また、FSHに対する反応を増強する更なる化合物、例えばクエン酸クロミフェン、アロマターゼ阻害剤、例えばアナストロゾール、レトロゾール、ファドロゾール及びYM-511等と併用してもよい。
配列番号1:FSH変異体(GM1)αサブユニット;
配列番号2:FSH変異体(GM1)βサブユニット
前記のように、FSH又はFSH変異体は、α及びβサブユニットから構成されるヘテロ二量体の糖タンパク質である。これらのサブユニットは、その一部が解離し得る。これは、試料中に存在する遊離αサブユニット量に注目することにより、監視することができる。加えて、このFSH変異体サブユニットは酸化される場合がある。酸化された夾雑物はRP−HPLCを用いて定量することができ、遊離サブユニットはSDS−PAGEを用いて評価することができる。
試料中のFSH変異体含量は、DELFIA FSHイムノアッセイ等の、FSH変異体に特異的なイムノアッセイを用いて決定することができる。
総タンパク質含量は、他の任意のタンパク質調製物と同様、Bradfordアッセイ、Lowryアッセイ又は280nm吸光度等の技術を用いて決定することができる。
前記のように、FSH又はFSH変異体は、複数のオリゴ糖残基を有する糖タンパク質であり、これらのオリゴ糖残基が両サブユニット上の様々な位置に結合してなる。オリゴ糖残基の分岐度は種々任意であり、シアル酸残基でキャッピングされていてもよい。シアル酸残基は(中性pHで)負に帯電している。キャッピングの差異は不均質状態を招き、異なる等電点(pI)を有する種の混合物を生じる。これは、等電点電気泳動(IEF)等の電荷に基づく分離技術を用いて評価することができる。
宿主細胞タンパク質は、ELISAアッセイを用いて分析することができる。例えば、FSH遺伝子を有さない宿主細胞の培養物である「偽(mock)培養物」に対して、抗体を産生させてもよい。
精製用のFSH変異体の出発材料は、組換えFSH変異体を含有する細胞培養収穫物から調製する。この変異体は、配列番号1の配列を含んでなるαサブユニットと、配列番号2の配列を含んでなるβサブユニットとを有するFSH変異体を、国際公開公報第2005/020934号に従い、CHO細胞を用いて組換えにより作製される。まず、色素親和性クロマトグラフィーカラム(Blue Sepharose FF樹脂)を、L−メチオニンを含有する低伝導度のpH7.0の緩衝液により平衡化する。次に、FSHを含有する液体を、この樹脂に直接添加する。添加後、平衡化緩衝液を用いて未結合の物質を洗浄除去する。最後に、L−メチオニンを含有するpH11.8の水酸化アンモニウム緩衝液でカラムをフラッシュすることにより、FSHを溶離する。溶離プールは直接、次工程に供する。この工程は室温で行なう。
工程(1)からのBlue sepharose FF溶出液を、酢酸アンモニウム及びL−メチオニンを含有する酢酸アンモニウム緩衝液(pH8.5)によって平衡化したDEAE Sepharose FFカラムに添加する。未結合の物質を平衡化緩衝液によりフラッシュ除去する。FSH変異体は未結合画分中に存在する。
工程(2)から得たBlue Sepharose FF溶出液を、硫酸アンモニウム及びL−メチオニンを含有するリン酸ナトリウム緩衝液(pH7.0)によって平衡化したToyopearl Butyl 650Mカラムに添加する。未結合の物質を平衡化緩衝液によりフラッシュ除去する。溶離は、硫酸アンモニウム及びL−メチオニンを含有するリン酸ナトリウム緩衝液(pH7.0)により行なう。
HIC溶出液(工程(3)由来)を、L−メチオニンを含有するホウ酸ナトリウム緩衝液(pH8.5)によって平衡化したFractogel EMD TMAE HICAPカラムに添加する。添加後、カラムを平衡化緩衝液で洗浄し、未結合の物質を全てフラッシュする。その後、NaCl(伝導度上昇のため)及びL−メチオニン(抗酸化剤として)を含有するホウ酸ナトリウム緩衝液(pH8.5)でカラムを溶離する。
精製用のFSH変異体の出発材料は、組換えFSH変異体を含有する細胞培養収穫物から調製される。即ち、配列番号1のαサブユニットと、配列番号2のβサブユニットとを有するFSH変異体は、国際公開公報第2005/020934号に従い、CHO細胞において組換えにより作製した。
粗r−FSH変異体を、デプスフィルター(Millipore Millistackフィルター又は同等物)を通して濾過した。
清澄化された収穫物を8kDa膜で濃縮し、Q SFFカラムに捕捉する。
精製用のFSH変異体の出発材料は、組換えFSH変異体を含有する細胞培養収穫物から調製される。即ち、FSH変異体は組換えにより、国際公開公報第2005/020934号に従い、血清中又は血清非含有培地中でCHO細胞によって作製された。まず、色素親和性クロマトグラフィーカラム(Blue Sepharose FF樹脂)を、L−メチオニンを含有する低伝導度のpH7.0の緩衝液により平衡化する。次に、FSHを含有する液体を、この樹脂へ直接添加する。添加後、未結合の物質を、平衡化緩衝液を用いて洗浄除去する。最後に、L−メチオニンを含有するpH11.8の水酸化アンモニウム緩衝液でカラムをフラッシュすることにより、FSHを溶離する。溶離プールは直接、次工程に供する。この工程は室温で行なう。
工程(1)からのBlue sepharose FF溶出液を、酢酸アンモニウム及びL−メチオニンを含有する酢酸アンモニウム緩衝液(pH8.5)によって平衡化したDEAE Sepharose FFカラムに添加する。未結合の物質を平衡化緩衝液によりフラッシュ除去する。FSH変異体は未結合画分中に存在する。
工程(2)からのBlue Sepharose FF溶出液を、硫酸アンモニウム及びL−メチオニンを含有するリン酸ナトリウム緩衝液(pH7.0)によって平衡化したToyopearl Butyl 650Mカラムに添加する。未結合の物質を平衡化緩衝液によりフラッシュ除去する。
工程(3)からのFSH変異体を、8KDポリエーテルスルホン膜を用いたタンジェンシャルフロー濾過により濃縮した。保持物質が当初のほぼ半分の容積となった時点で、この物質を、まずWFIを用い、続いて後述の陰イオン交換クロマトグラフィーで使用される平衡化緩衝液を用いたダイアフィルトレーションにより、緩衝液交換した。
Fractogel EMD TMAE HICAPカラムを、まず、L−メチオニンを含有するホウ酸ナトリウム緩衝液(pH8.5)で平衡化する。希釈した物質(工程(3)から)を、このカラムに添加する。未結合の物質を、平衡化緩衝液を用いてフラッシュ除去した。塩濃度を線形に上昇させ、FSHをカラムから溶離した。
Fractogel EMD-TMAE工程(4)からの溶出液を、窒素下で、20nmナノ濾過装置に、3barの圧力下で直接添加した。濾液を次工程に供した。操作は2〜8℃で行なった。
ナノ濾過からの濾液を伝導度調節し、硫酸アンモニウム、硫酸カリウム、及びL−メチオニンを含有するホウ酸ナトリウム(pH9.1)で平衡化したSource 15 HICカラムに添加する。未結合の物質を、平衡化緩衝液によりフラッシュ除去する。塩含量を段階的に低下させることにより、FSHをカラムから溶離させる。
トリグリコシル化βサブユニットを有するFSH変異体 76%
ジグリコシル化βサブユニットを有するFSH変異体 24%
精製されたr−FSH変異体の生物活性は、Steelman-Pohley卵巣重量増加法を用いて測定した。比活性は、以下に説明したように、SE−HPLC法により決定されたFSH変異体含量により、生物活性を割った値を用いて算出した。
(0)捕捉工程;
(1)色素親和性クロマトグラフィー;
(2)弱陰イオン交換クロマトグラフィー;
(3)疎水性相互作用クロマトグラフィー(HIC);
(3の2)限外濾過;
(4)強陰イオン交換クロマトグラフィー;
(5)ナノ濾過
(6)疎水性相互作用クロマトグラフィー(HIC)。
Claims (32)
- 糖タンパク質、好ましくはFSH又はFSH変異体を精製する方法であって、
該糖タンパク質を含有する液体を:
(1)色素親和性クロマトグラフィー;
(2)弱陰イオン交換クロマトグラフィー;
(3)疎水性相互作用クロマトグラフィー;及び
(4)強陰イオン交換クロマトグラフィー;
に供する工程を含んでなり、
前記クロマトグラフィー工程が任意の順序で実施される、方法。 - 配列番号1記載のαサブユニット及び配列番号2記載のβサブユニットを有するFSH変異体を精製するための方法であって、
該変異体を含有する液体を:
(1)色素親和性クロマトグラフィー;
(2)弱陰イオン交換クロマトグラフィー;
(3)疎水性相互作用クロマトグラフィー;及び
(4)強陰イオン交換クロマトグラフィー;
に供する工程を含んでなり、
前記クロマトグラフィー工程が任意の順序で実施される、請求項1記載の方法。 - 工程(1)の色素親和性クロマトグラフィーが、固定化されたCibacron Blue F3G-Aを有する樹脂を用いて行なわれる、請求項1又は2に記載の方法。
- 工程(1)の色素親和性クロマトグラフィーに用いられる樹脂が、Blue Sepharose FFである、請求項1〜3の何れか一項に記載の方法。
- 工程(1)の色素親和性クロマトグラフィーが、pH約9〜13の水酸化アンモニウム緩衝液を溶出液として行なわれる、請求項1〜4の何れか一項に記載の方法。
- 工程(2)の弱陰イオン交換クロマトグラフィーに用いられる樹脂が、DEAE Sepharose FFである、請求項1〜5の何れか一項に記載の方法。
- 工程(2)の弱陰イオン交換クロマトグラフィーが、pH約7.5〜9.5の酢酸アンモニウム緩衝液を用いて行なわれる、請求項1〜6の何れか1記載の方法。
- 工程(3)の疎水性相互作用クロマトグラフィー(HIC)が、Toyapearl Butyl 650Mを用いて行なわれる、請求項1〜7の何れか一項に記載の方法。
- 工程(3)の疎水性相互作用クロマトグラフィーが、pH約6〜8のリン酸ナトリウム/硫酸アンモニウムを溶出液として行われる、請求項1〜8の何れか一項に記載の方法。
- 工程(4)の強陰イオン交換クロマトグラフィーに用いられる樹脂が、Fractogel TMAE HiCapである、請求項1〜9の何れか一項に記載の方法。
- 工程(4)の強陰イオン交換クロマトグラフィー工程が、pH約7.2〜9のホウ酸ナトリウムを溶出液として行なわれる、請求項1〜10の何れか一項に記載の方法。
- 前記工程が:
(1)色素親和性クロマトグラフィー;
(2)弱陰イオン交換クロマトグラフィー;
(3)疎水性相互作用クロマトグラフィー;及び、
(4)強陰イオン交換クロマトグラフィー;
の順に実施される、請求項1〜11の何れか一項に記載の方法。 - 捕捉工程(0)を更に含んでなる、請求項1〜12の何れか一項に記載の方法。
- 捕捉工程(0)がQ Sepharose FFカラムを用いて行なわれる、請求項13記載の方法。
- 前記工程が:
(0)捕捉工程;
(1)色素親和性クロマトグラフィー;
(2)弱陰イオン交換クロマトグラフィー;
(3)疎水性相互作用クロマトグラフィー;及び、
(4)強陰イオン交換クロマトグラフィー;
の順に実施される、請求項13又は14に記載の方法。 - 濃縮工程、好ましくは限外濾過工程を更に含んでなる、請求項1〜15の何れか一項に記載の方法。
- 前記工程が:
(0)捕捉工程;
(1)色素親和性クロマトグラフィー;
(2)弱陰イオン交換クロマトグラフィー;
(3)疎水性相互作用クロマトグラフィー(HIC);
(3の2)限外濾過;
(4)強陰イオン交換クロマトグラフィー;
(5)ナノ濾過;
の順に実施される、請求項16記載の方法。 - 更なる疎水性相互作用クロマトグラフィーを含んでなる、請求項1〜17の何れか一項に記載の方法。
- 前記の更なる疎水性相互作用クロマトグラフィーが、最終工程として実施される、請求項18記載の方法。
- FSH又はFSH変異体の試料における、トリグリコシル化されたβサブユニットを有するタンパク質を濃縮する方法であって、試料を疎水性相互作用クロマトグラフィーに供する工程を含んでなる方法。
- 請求項1〜17の何れか一項に記載の工程を更に含んでなる、請求項20記載の方法。
- 疎水性相互作用クロマトグラフィーが、Source 15又は類似のカラムにより実施される、請求項18〜21の何れか一項に記載の方法。
- 溶出液及び/又は緩衝液の何れかが、抗酸化剤、特にL−メチオニンを含有していてもよい、請求項1〜22の何れか一項に記載の方法。
- FSH変異体が、配列番号1のαサブユニット及び配列番号2のβサブユニットを有する、請求項1〜23の何れか一項に記載の方法。
- 請求項1〜24の何れか一項に記載の方法により得られる、FSH又はFSH変異体。
- 配列番号1のαサブユニット及び配列番号2のβサブユニットを有し、比生物活性が11000〜17000IU/mgであるFSH変異体。
- 請求項18〜24の何れか一項に記載の方法により得られ得るFSH又はFSH変異体を含有する組成物。
- 配列番号1のαサブユニット及び配列番号2のβサブユニットを有し、比生物活性が11000〜17000IU/mg、好ましくは12000〜16000、最も好ましくは約15000IU/mgであるFSH変異体を含有する、請求項27記載の組成物。
- 少なくとも70%〜80%、好ましくは少なくとも90%のトリグリコシル化されたβサブユニットを含有する、請求項27又は28に記載の組成物。
- 請求項25〜29の何れか一項に記載のFSH又はFSH変異体と、医薬的に許容し得る賦形剤とを含んでなる、医薬組成物。
- 請求項25又は26に記載のFSH又はFSH変異体、或いは請求項27〜30の何れか一項に記載の組成物の使用であって、妊孕障害の治療用の医薬の調製における使用。
- 疎水性相互作用カラム、好ましくはSource 15、又は任意のカラムの使用であって、トリグリコシル化されたβサブユニットを有するタンパク質についてFSH又はFSH変異体の試料を濃縮するための使用。
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