JP2010524850A - Il−17f/il−17aの生物活性を調節するための方法および組成物 - Google Patents

Il−17f/il−17aの生物活性を調節するための方法および組成物 Download PDF

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Abstract

本発明は、新規マウスIL−17F/IL−17Aを提供し、IL−17F/IL−17Aヘテロダイマーの特徴づけでのこのようなマウスIL−17F/IL−17Aの使用をさらに提供する。本発明は、IL−17F/IL−17Aシグナル経路のポリヌクレオチドおよびポリペプチド、ならびにIL−17F/IL−17A関連障害を治療する方法におけるIL−17F/IL−17Aシグナル経路の標的化にも関連している。本発明はそれゆえ、たとえば気道炎症のマウスモデルでの単離IL−17F/IL−17Aヘテロダイマー、ならびに特異的または選択的IL−17F/IL−17Aモジュレータ(たとえばシグナル伝達拮抗作用薬またはシグナル伝達拮抗薬(たとえば特異的または選択的拮抗抗体、特異的または選択的拮抗小型分子など))を使用する方法を提供する。

Description

この出願は、2007年3月28日に出願された米国仮出願第60/920,591号および2007年4月5日に出願された米国仮出願第60/922,175号(この両方は、それらの全体が参考として本明細書に援用される)の利益を主張する。
発明の分野
本発明は、IL−17F/IL−17Aシグナル経路を作動させることが炎症、たとえば気道炎症を誘発するという発見と、IL−17F/IL−17Aシグナル経路を遮断することがIL−17F/IL−17A関連障害、たとえば炎症、たとえば気道炎症を予防および/または治療するという発見に関するものである。それゆえ本発明は、IL−17F/IL−17Aシグナル伝達拮抗薬、たとえばIL−17F/IL−17Aに対する拮抗抗体およびそのフラグメント、可溶性受容体、小型分子、抑制ポリヌクレオチドなどに関するものである。抗体および他のIL−17F/IL−17Aシグナル伝達拮抗薬は、IL−17F/IL−17A関連障害、たとえば炎症性障害(たとえば自己免疫疾患(たとえば関節炎)、呼吸器疾患(たとえば気道炎症、COPD、嚢胞性線維症、喘息、アレルギー、肺増悪(たとえば細菌感染による))、炎症性腸障害(たとえば潰瘍性大腸炎、クローン病))、および移植片拒絶を診断、予後診断、監視、予防、および/または治療する方法で有用である。
関連する背景技術
IL−17サイトカインファミリーは6種の構造的に関連するタンパク質(IL−17A、IL−17B、IL−17C、IL−17D、IL−17E、およびIL−17F)より成り、その機能がここで解明される。このファミリーで最も良く特徴付けられている分子は、IL−17Aである。IL−17Aは、CD4T細胞のサブセットであるTh17細胞によって主に発現され、2種の受容体IL−17RA(当分野ではIL−17Rとしても公知)およびIL−17RC(非特許文献1;非特許文献2;非特許文献3;Bettelliら、(2006)Nature 441:235−38;Manganら、(2006)Nature 441:231−34;Yaoら、(1995)Immunity 3:811−21;Toyら、(2006)J.Immunol.177:36−39)を通じてシグナルに認識される。これらの受容体は幅広く発現されるが、IL−17Aは線維芽細胞、上皮細胞、および内皮細胞などの実質細胞に対して主に作用すると考えられている。IL−17Aによるシグナル伝達は、マトリクスメタロプロテアーゼおよび炎症誘発性サイトカインの発現を上昇させる(Kolls and Linden(2004)Immunity 21:467−76;Weaverら、(2007)Annu.Rev.Immunol.25:821−52によって総説されているように)。IL−17Aは、CXCケモカインおよびG−CSFの誘導によって末梢部位に好中球を補充するようにも作用する。IL−17Aの発現は、重度の喘息、慢性閉塞性肺疾患(COPD)、および嚢胞性線維症を含む、好中球が存在する複数の肺疾患で上昇する(Barczykら、(2003)Respir.Med.97:726−33;Moletら、(2001)J Allergy Clin.Immunol.108:430−38;Wongら、(2001)Clin.Exp.Immunol.125:177−83;Shenら、(2004)Zhonghua Nei Ke Za Zhi 43:888−90;McAllisterら、(2005)J Immunol.175:404−12)。結果として、気道疾患の発病におけるIL−17Aの役割に、相当な注目が集まっている。
気道内へのIL−17の投与は、CXCL1(KC)およびCXCL2(MIP−2)発現の上昇による好中球の著しい増加を誘発するのに十分である(非特許文献4;Ferrettiら、(2003)J.Immunol.170:2106−12)。LPS主導の気道炎症モデルにおいて、IL−17Aの中和は好中球の数を著しく減少させる(Ferrettiら、(2003)上掲;Miyamotoら、(2003)J.Immunol.170:4665−72)。これらのデータは、気道炎症および好中球補充を調節するIL−17Aの重要な役割を指摘している。
残りの5種のIL−17ファミリーメンバーのうち、IL−17FがIL−17Aに最も密接に関連している。この2種の分子は、高度の相同性(約57%の類似性および52%の同一性)を共有しており、シンテニーである(どちらもマウス染色体1A4上に位置する)。IL−17Aと同様に、IL−17F mRNAおよびタンパク質はTh17細胞にて検出されている(非特許文献2;非特許文献5)。IL−17Fがホモダイマーとして存在し、その1個が鎖間結合に関与する4個のシステインの相互作用によって形成された、システインノットモチーフの形を取る(Hymowitzら、(2001)EMBO J.20:5332−41)。これらのシステインもIL−17Aで高度に保存され、IL−17AがIL−17Fに似たホモダイマー構造を有することが示唆される。IL−17AおよびIL−17Fも同じ受容体を共有すると考えられており、同様の機能が示唆される(Toyら、(2006)上掲;Kramerら、(2006)J.Immunol.176:711−15)。IL−17Fの機能研究の大部分がヒトサイトカインの効果を調査している。組換えヒトHL−17Fを使用する試験管内研究によって、IL−17Fが初代ヒト上皮細胞からC−GSFおよびCXCL1を誘導可能であることが示された(McAllisterら、(2005)上掲)。アデノウイルスベクターを使用するヒトIL−17Fの、またはマウス気道への肺遺伝子導入を使用するマウスIL−17Fの過剰発現は、好中球の数およびサイトカイン発現の著しい増大を誘発した(Hurstら、(2002)J.Immunol.169:443−53)。これらの研究はIL−17AおよびIL−17Fの気道での重複機能を指摘するが、冗長でない特徴もあると思われる。このことと一致して、IL−17A欠損マウスは、IL−17F発現によって代償されないと思われる著明な表現型を有する(Nakaeら、(2003)J.Immunol.171:6173−77)。
IL−17AとIL−17Fとの間の高度の配列相同性およびそのシステインの保存位置は、IL−17AおよびIL−17Fのヘテロダイマーが存在できることを示唆した;Th17細胞によるIL−17AおよびIL−17Fの同時発現は、この可能性をさらに裏付けた。近年、生化学的方法および物理化学的方法を使用して、ヒトIL−17F/IL−17Aヘテロダイマーの存在が証明された(非特許文献6;米国特許出願第11/353,161号明細書も参照、その全体が参照により本明細書に組み込まれている)。初代ヒトCD4T細胞によって産生された天然IL−17F/IL−17Aヘテロダイマーのマススペクトリー分析によって、IL−17Fからのペプチド1個およびIL−17Aからのペプチド1個を含有する、鎖間ジスルフィド結合ペプチドの存在が示された。このことは、新規機能を有する可能性があるIL−17F/IL−17Aヘテロダイマーの存在を示唆している。
IL−17AおよびIL−17Fを産生することに加えて、Th17細胞は、IL−10ファミリーメンバーであるIL−22も産生する(非特許文献5;非特許文献7;非特許文献8;非特許文献9)。IL−22は上皮細胞および一部の線維芽細胞に作用して、炎症における役割を果たすことが示されている。IL−22は、急性期応答を示す遺伝子発現を誘導する(非特許文献10)。IL−17AおよびIL−17Fと同様に、IL−22は、ある組織中でマトリクスメタロプロテイナーゼ、ケモカインおよびサイトカインの発現も上昇させることができる(非特許文献10;Ikeuchiら、(2005)Arthritis Rheum.52:1037−46;Andohら、(2005)Gastroenterology 129:969−84;Bonifaceら、(2005)J.Immunol.174:3695−02)。Th17細胞による、IL−22とIL−17AおよびIL−17Fとの同時発現によって、これらのサイトカインが共に作用して炎症に介在することが示唆される。しかし、本明細書で開示される発明の前には、ヒトIL−17F/IL−17Aヘテロダイマーの(複数の)受容体も、マウスIL−17F/IL−17Aヘテロダイマーの受容体も公知でなく、IL−17F/IL−17Aの生物活性の研究に利用できなかった。
Aggarwalら、J Biol.Chem.(2003)278:1910−14 Langrishら、J.Exp.Med.(2005)201:233−40 Veldhoenら、Immunity(2006)24:179−89 Laanら、J.Immunol.(1999)162:2347−52 Liangら、J.Exp.Med.(2006)203:2271−79 Wrightら、J Biol.Chem.(2007)282:13447−55 Chungら、Cell Res.(2006)16:902−07 Zhengら、Nature(2007)445:648−51 Renauld、Nat.Rev.Immunol.(2003)3:667−76 Wolkら、Immunity(2004)21:241−54
本発明は、ヒトIL−17F/IL−17Aヘテロダイマーの(複数の)受容体、それゆえヒトIL−17F/IL−17Aの生物活性を提供する。本発明は、IL−17F/IL−17Aヘテロダイマーである新規なマウスタンパク質も提供する。マウスTh17細胞によるマウスIL−17A、マウスIL−17F/IL−17A、およびマウスIL−17Fの発現の特徴、試験管内でのマウスIL−17A、マウスIL−17F/IL−17A、およびマウスIL−17Fの機能および活性の比較、生体内での好中球補充およびケモカイン産生においてマウスIL−17A、マウスIL−17F/IL−17A、およびマウスIL−17Fが果たす役割の比較も本明細書で開示される。加えて、気道炎症の調節におけるこれらのサイトカインの不可欠な役割を調べるためのTh17細胞養子移入モデルも確立される。本明細書では、mIL−17FおよびmIL−22が気道のmIL−17AまたはmIL−17F/IL−17Aと重複した機能を持たないことと、マウスIL−17F/IL−17Aが生物学的に活性であり、生体内で好中球補充を誘導可能であることが示される。それゆえ本発明は、IL−17F/IL−17Aシグナル経路を各種の疾患、たとえば気道炎症、関節炎、喘息、アレルギー、COPD、嚢胞性線維症、クローン病などの予防および/または治療の新たな標的として提供する。
本発明は、IL−17F/IL−17AヘテロダイマーおよびIL−17F/IL−17Aシグナル伝達に関連する各種の方法および組成物を提供する。それゆえ少なくとも1つの実施形態において、本発明は、IL−17F/IL−17AおよびIL−17Rを含有するサンプルを複数の試験化合物の1種と接触させるステップと;サンプル中のIL−17F/IL−17Aの生物活性が、試験化合物と接触していないサンプル中のIL−17F/IL−17Aの生物活性と比較して低下したか否かを判定するステップとを含み;それにより試験化合物と接触したサンプル中のIL−17F/IL−17Aの生物活性のこのような低下によって、化合物をIL−17F/IL−17Aシグナル伝達拮抗薬として同定する、IL−17F/IL−17Aシグナル伝達を拮抗することが可能な化合物をスクリーニングする方法を提供する。少なくとも1つの他の実施形態において、方法はさらに、IL−17F/IL−17Aシグナル伝達拮抗薬が特異的IL−17F/IL−17Aシグナル伝達拮抗薬であるか否かを同定する最初または最後のステップを含む。少なくとも1つの他の実施形態において、同定するステップがさらに、IL−17AおよびIL−17Rを含有するサンプルをIL−17F/IL−17Aシグナル伝達拮抗薬と接触させるステップと;サンプル中のIL−17Aの生物活性が、IL−17F/IL−17Aシグナル伝達拮抗薬と接触していないサンプル中のIL−17Aの生物活性と比較して低下したか否かを判定するステップと;IL−17FおよびIL−17Rを含有するサンプルをIL−17F/IL−17Aシグナル伝達拮抗薬と接触させるステップと;サンプル中のIL−17Fの生物活性が、IL−17F/IL−17Aシグナル伝達拮抗薬と接触していないサンプル中のIL−17Fの生物活性と比較して低下したか否かを判定するステップとを含み;それによりIL−17F/IL−17Aシグナル伝達拮抗薬がIL−17FおよびIL−17Aの両方の生物活性を低下させられなかったことによって、IL−17F/IL−17Aシグナル伝達拮抗薬を特異的IL−17F/IL−17Aシグナル伝達拮抗薬として同定する。少なくとも1つの他の実施形態において、本発明はこれらの方法の1つによって同定された化合物を提供する。
少なくとも1つの実施形態において、本発明は、IL−17F/IL−17AおよびIL−17RCを含有するサンプルを複数の試験化合物の1種と接触させるステップと;サンプル中のIL−17F/IL−17Aの生物活性が、試験化合物と接触していないサンプル中のIL−17F/IL−17Aの生物活性と比較して低下したか否かを判定するステップとを含み;それにより試験化合物と接触したサンプル中のIL−17F/IL−17Aの生物活性のこのような低下によって、化合物をIL−17F/IL−17Aシグナル伝達拮抗薬として同定する、IL−17F/IL−17Aシグナル伝達を拮抗することが可能な化合物をスクリーニングする方法を提供する。少なくとも1つの他の実施形態において、方法はさらに、IL−17F/IL−17Aシグナル伝達拮抗薬が特異的IL−17F/IL−17Aシグナル伝達拮抗薬であるか否かを同定する最初または最後のステップを含む。少なくとも1つの他の実施形態において、同定するステップがさらに、IL−17AおよびIL−17RCを含有するサンプルをIL−17F/IL−17Aシグナル伝達拮抗薬と接触させるステップと;サンプル中のIL−17Aの生物活性が、IL−17F/IL−17Aシグナル伝達拮抗薬と接触していないサンプル中のIL−17Aの生物活性と比較して低下したか否かを判定するステップと;IL−17FおよびIL−17RCを含有するサンプルをIL−17F/IL−17Aシグナル伝達拮抗薬と接触させるステップと;サンプル中のIL−17Fの生物活性が、IL−17F/IL−17Aシグナル伝達拮抗薬と接触していないサンプル中のIL−17Fの生物活性と比較して低下したか否かを判定するステップとを含み;それによりIL−17F/IL−17Aシグナル伝達拮抗薬がIL−17FおよびIL−17Aの両方の生物活性を低下させられなかったことによって、IL−17F/IL−17Aシグナル伝達拮抗薬を特異的IL−17F/IL−17Aシグナル伝達拮抗薬として同定する。少なくとも1つの他の実施形態において、本発明はこれらの方法の1つによって同定された化合物を提供する。
少なくとも1つの実施形態において、本発明は、対象にIL−17F/IL−17Aシグナル伝達拮抗薬を投与するステップを含む、対象のIL−17F/IL−17A生物活性を抑制する方法を提供する。少なくとも1つの他の実施形態において、本発明は、細胞集団にIL−17F/IL−17Aシグナル伝達拮抗薬を投与するステップを含む、細胞集団のGRO−α分泌を抑制する方法を提供する。少なくとも1つの他の実施形態において、本発明は、対象にIL−17F/IL−17Aシグナル伝達拮抗薬の治療的有効量を投与するステップを含む、IL−17F/IL−17A関連障害のリスクのある、またはIL−17F/IL−17A関連障害と診断された対象を治療する方法を提供する。少なくとも1つのさらなる実施形態において、IL−17F/IL−17Aシグナル伝達拮抗薬は、特異的IL−17F/IL−17Aシグナル伝達拮抗薬である。少なくとも1つの他のさらなる実施形態において、IL−17F/IL−17Aシグナル伝達拮抗薬は、拮抗小型分子および拮抗抗体からなる群より選択される。少なくとも1つの他の実施形態において、拮抗小型分子はIL−17F/IL−17Aに特異的である。少なくとも1つの他の実施形態において、拮抗抗体はIL−17F/IL−17Aに特異的である。少なくとも1つの他の実施形態において、IL−17F/IL−17Aシグナル伝達拮抗薬は、本発明の方法の1つによって同定された化合物である。少なくとも1つの他の実施形態において、IL−17F/IL−17A関連障害は炎症性障害である。少なくとも1つの他の実施形態において、IL−17F/IL−17A関連障害は呼吸器障害である。少なくとも1つのさらなる実施形態において、呼吸器障害は気道炎症、喘息、およびCOPDからなる群より選択される。
少なくとも1つの実施形態において、本発明はIL−17F/IL−17Aシグナル伝達拮抗薬および製薬的に許容される担体を含む製薬組成物を提供する。少なくとも1つの他の実施形態において、IL−17F/IL−17Aシグナル伝達拮抗薬は、拮抗小型分子および拮抗抗体からなる群より選択される。少なくとも1つの他の実施形態において、拮抗小型分子はIL−17F/IL−17Aに特異的である。少なくとも1つの他の実施形態において、拮抗抗体はIL−17F/IL−17Aに特異的である。少なくとも1つの他の実施形態において、IL−17F/IL−17Aシグナル伝達拮抗薬は、本発明の方法の1つによって同定された化合物である。
少なくとも1つの実施形態において、本発明はIL−17F/IL−17Aヘテロダイマーを特異的に結合な可能な単離抗体を提供する。少なくとも1つの他の実施形態において、抗体はIL−17F/IL−17Aシグナル伝達を抑制する。少なくとも1つの他の実施形態において、本発明はIL−17F/IL−17Aヘテロダイマーを特異的に結合な可能な小型分子を提供する。少なくとも1つの他の実施形態において、小型分子はIL−17F/IL−17Aシグナル伝達を抑制する。
少なくとも1つの実施形態において、本発明は、対象にIL−17F/IL−17Aを投与するステップを含む、対象において気道炎症を誘発する方法を提供する。少なくとも1つの他の実施形態において、対象はマウスである。
ELISAによって測定した、濃度が上昇するヒトIL−17A(hIL−17A;◆)、ヒトIL−17F(hIL−17F;●)、またはヒトIL−17F/IL−17A(hIL−17F/A;△)サイトカイン(ng/mlサイトカイン;x軸)のIL−17R.Fc受容体(図1A)またはIL−17RC.Fc受容体(図1B)への結合(O.D.450nm;y軸)を示す。 ELISAによって測定した、濃度が上昇するヒトIL−17A(hIL−17A;◆)、ヒトIL−17F(hIL−17F;●)、またはヒトIL−17F/IL−17A(hIL−17F/A;△)サイトカイン(ng/mlサイトカイン;x軸)のIL−17R.Fc受容体(図1A)またはIL−17RC.Fc受容体(図1B)への結合(O.D.450nm;y軸)を示す。 濃度が上昇するヒトIL−17A(IL−17A;◆)、ヒトIL−17F(IL−17F;▲)、またはヒトIL−17F/IL−17A(IL−17F/A;○)(ng/mlサイトカイン;x軸)による処置後のBJ細胞からのGRO−α放出によって表されるヒトIL−17A、ヒトIL−17F、およびヒトIL−17F/IL−17A機能(生物)活性(pg/ml GRO−アルファ;y軸)を示す。GRO−α放出はELISAによって測定した。 (図3A)溶解性受容体融合タンパク質hIL−17R.Fc、hIL−17RC.FcまたはhIL−17R.FcおよびhIL−17RC.Fcの組合せならびに(図3B)抗hIL−17R抗体および抗hIL−17RC抗体の存在下で、1ng/mlヒトIL−17A、50ng/mlヒトIL−17F、または5ng/mlヒトIL−17F/IL−17Aサイトカインによって誘発されたBJ細胞からの相対GRO−α放出(相対的応答;y軸)を示す。対照抗体は両方の実験に含まれていた。 (図3A)溶解性受容体融合タンパク質hIL−17R.Fc、hIL−17RC.FcまたはhIL−17R.FcおよびhIL−17RC.Fcの組合せならびに(図3B)抗hIL−17R抗体および抗hIL−17RC抗体の存在下で、1ng/mlヒトIL−17A、50ng/mlヒトIL−17F、または5ng/mlヒトIL−17F/IL−17Aサイトカインによって誘発されたBJ細胞からの相対GRO−α放出(相対的応答;y軸)を示す。対照抗体は両方の実験に含まれていた。 BJ細胞からのhIL−17AおよびhIL−17F誘発GRO−α放出(相対的応答;y軸)に対する、4種のIL−17R siRNA(R−1、R−2、R−3、およびR−4;x軸)および4種のIL−17RC siRNA(RC−1、RC−2、RC−3、RC−4;x軸)の効果をそれぞれ示す。「Taqman」は、処置条件下でのIL−17R(図4A)またはIL−17RC(図4B)mRNAの相対量を表す。「モック」は、培地およびトランスフェクション試薬のみによる処置を表し、「NTC1」は、非特異的対照siRNAによるトランスフェクションを示す。hIL−17RおよびhIL−17RCがそれぞれ移入されたHEK293細胞中でのhIL−17RおよびhIL−17RC発現に対するsiRNAトランスフェクションの効果は、ウェスタンブロットによって図4Cに示す。アクチンウェスタンブロットは、タンパク質添加対照を表す。 BJ細胞からのhIL−17AおよびhIL−17F誘発GRO−α放出(相対的応答;y軸)に対する、4種のIL−17R siRNA(R−1、R−2、R−3、およびR−4;x軸)および4種のIL−17RC siRNA(RC−1、RC−2、RC−3、RC−4;x軸)の効果をそれぞれ示す。「Taqman」は、処置条件下でのIL−17R(図4A)またはIL−17RC(図4B)mRNAの相対量を表す。「モック」は、培地およびトランスフェクション試薬のみによる処置を表し、「NTC1」は、非特異的対照siRNAによるトランスフェクションを示す。hIL−17RおよびhIL−17RCがそれぞれ移入されたHEK293細胞中でのhIL−17RおよびhIL−17RC発現に対するsiRNAトランスフェクションの効果は、ウェスタンブロットによって図4Cに示す。アクチンウェスタンブロットは、タンパク質添加対照を表す。 BJ細胞からのhIL−17AおよびhIL−17F誘発GRO−α放出(相対的応答;y軸)に対する、4種のIL−17R siRNA(R−1、R−2、R−3、およびR−4;x軸)および4種のIL−17RC siRNA(RC−1、RC−2、RC−3、RC−4;x軸)の効果をそれぞれ示す。「Taqman」は、処置条件下でのIL−17R(図4A)またはIL−17RC(図4B)mRNAの相対量を表す。「モック」は、培地およびトランスフェクション試薬のみによる処置を表し、「NTC1」は、非特異的対照siRNAによるトランスフェクションを示す。hIL−17RおよびhIL−17RCがそれぞれ移入されたHEK293細胞中でのhIL−17RおよびhIL−17RC発現に対するsiRNAトランスフェクションの効果は、ウェスタンブロットによって図4Cに示す。アクチンウェスタンブロットは、タンパク質添加対照を表す。 濃度が低下するヒトIL−17A(図5A)、ヒトIL−17F(図5B)、またはヒトIL−17F/IL−17A(図5C)(x軸)によって処置したBJ細胞におけるGRO−α放出(pg/ml GROα;y軸)に対する、IL−17R siRNA(R−3およびR−4)ならびにIL−17RC siRNA(RC−2およびRC−4)処置の効果を表す。NTC1は非特異的対照siRNAによるトランスフェクションを表す。 照射脾細胞、1μg/ml OVA323−339、および次の3種のサイトカイン処置のうち1つ:TGF−β、IL−6、またはTGF−βおよびIL−6の両方(TGF−β、IL−6)による4日間の活性化後の、IL−17F(y軸)およびIL−17A(x軸)について細胞内染色されたCD4CD62L(未処置)DO11 T細胞のフローサイトメトリーのドットプロットを示す。 活性化の1日、2日、3日、または4日後に細胞内マウスIL−17F(y軸)およびマウスIL−17A(x軸)について染色され、照射脾細胞、1μg/ml OVA323−339、ならびにTGF−βおよびIL−6の両方によって活性化されたCD4CD62L(未処置)DO11 T細胞のフローサイトメトリーのドットプロットを示す。すべてのプロットはCD4DO11T細胞にゲート設定された。データは3回の独立した実験の代表である。 (左パネル(i))抗IL−17A抗体または(右パネル(ii))抗IL−17F抗体を用いて分析した、精製組換えマウスIL−17F/IL−17A、マウスIL−17A、またはマウスIL−17Fタンパク質(レーン当り35ng)のウェスタンブロットを示す。マウスのIL−17F/IL−17Aのサイズは、その精製で使用されるタグの存在によって変更される(実施例2.2.2を参照)。 マウスIL−17A(図7B)、マウスIL−17F/IL−17A(図7C)、またはマウスIL−17F(図7D)定量ELISAによる、精製組換えマウスIL−17A(白丸)、マウスIL−17F/IL−17A(黒丸)またはマウスIL−17F(黒三角)の各種濃度(ng/ml;x軸)の検出(O.D.;y軸)を示す。挿入図は低濃度の拡大図を表し、点線は検出限界を表す。 マウスIL−17A(図7B)、マウスIL−17F/IL−17A(図7C)、またはマウスIL−17F(図7D)定量ELISAによる、精製組換えマウスIL−17A(白丸)、マウスIL−17F/IL−17A(黒丸)またはマウスIL−17F(黒三角)の各種濃度(ng/ml;x軸)の検出(O.D.;y軸)を示す。挿入図は低濃度の拡大図を表し、点線は検出限界を表す。 マウスIL−17A(図7B)、マウスIL−17F/IL−17A(図7C)、またはマウスIL−17F(図7D)定量ELISAによる、精製組換えマウスIL−17A(白丸)、マウスIL−17F/IL−17A(黒丸)またはマウスIL−17F(黒三角)の各種濃度(ng/ml;x軸)の検出(O.D.;y軸)を示す。挿入図は低濃度の拡大図を表し、点線は検出限界を表す。 照射脾細胞、1μg/ml OVA323−339、および表示されたサイトカイン(x軸)による7日間の1次活性化で活性化されたCD4CD62LDO11 T細胞による、マウスIL−17A(白棒)、マウスIL−17F/IL−17A(斜線棒)またはマウスIL−17F(黒棒)産生(ng/ml;y軸)を示す。 照射脾細胞、1μg/ml OVA323−339、および表示されたサイトカイン(x軸;「1次」(すなわちTGF−β、IL−6、およびIL−1β;またはTGF−β、IL−6、IL−1β、およびIL−23))による7日間の1次活性化で活性化され、収集され、一晩静止させられて、照射脾細胞、IL−2および1μg/ml OVA323−339単独(−);または以下:IL−23、抗IFN−γ抗体(αIFN−γ)、および抗IL−4抗体(αIL−4)の添加のどちらかを用いて2次活性化(x軸;「2次」)のために再刺激された、CD4CD62LDO11 T細胞による、マウスIL−17A(白棒)、マウスIL−17F/IL−17A(斜線棒)またはマウスIL−17F(黒棒)産生(ng/ml;y軸)を示す。図7Eおよび図7Fでは、各活性化の後、第4日にIL−17A、IL−17F/IL−17A、およびIL−17Fについて条件培地を分析して、表示されたデータは平均±SDであり、はIL−17Aの<1ng/mlを示す。図7Eおよび図7Fは、少なくとも3回の実験の代表である。 (図8A)各種濃度のマウスIL−17A(白四角)、マウスIL−17F/IL−17A(黒丸)、およびマウスIL−17F(黒三角)(サイトカイン(ng/ml);x軸);(図8B)50μg/mlの2つの異なる抗IL−17F抗体(αIL−17F(RK015−01)(黒丸)またはαIL−17F(RK016−17)(黒三角))あるいはラットIgG1(白四角)によって事前にインキュベートした、各種濃度のマウスIL−17F(IL−17F(ng/ml);x軸);あるいは(図8C)80μg/mlの表示された1種または複数の抗体によって事前にインキュベートした200ng/mlのマウスIL−17F/IL−17A(x軸)を用いて24時間インキュベートしたマウス肺上皮(MLE−12)細胞から単離した、条件培地のCXCL1濃度(CXCL1(pg/ml;y軸)を示す。図8A、図8B、および図8Cでは、点線は外因性サイトカインの非存在下でMLE−12細胞によって産生されたCXCL1の基底量を表す。すべてのデータは平均±SDとして表され、3回の実験の代表である。 (図8A)各種濃度のマウスIL−17A(白四角)、マウスIL−17F/IL−17A(黒丸)、およびマウスIL−17F(黒三角)(サイトカイン(ng/ml);x軸);(図8B)50μg/mlの2つの異なる抗IL−17F抗体(αIL−17F(RK015−01)(黒丸)またはαIL−17F(RK016−17)(黒三角))あるいはラットIgG1(白四角)によって事前にインキュベートした、各種濃度のマウスIL−17F(IL−17F(ng/ml);x軸);あるいは(図8C)80μg/mlの表示された1種または複数の抗体によって事前にインキュベートした200ng/mlのマウスIL−17F/IL−17A(x軸)を用いて24時間インキュベートしたマウス肺上皮(MLE−12)細胞から単離した、条件培地のCXCL1濃度(CXCL1(pg/ml;y軸)を示す。図8A、図8B、および図8Cでは、点線は外因性サイトカインの非存在下でMLE−12細胞によって産生されたCXCL1の基底量を表す。すべてのデータは平均±SDとして表され、3回の実験の代表である。 (図8A)各種濃度のマウスIL−17A(白四角)、マウスIL−17F/IL−17A(黒丸)、およびマウスIL−17F(黒三角)(サイトカイン(ng/ml);x軸);(図8B)50μg/mlの2つの異なる抗IL−17F抗体(αIL−17F(RK015−01)(黒丸)またはαIL−17F(RK016−17)(黒三角))あるいはラットIgG1(白四角)によって事前にインキュベートした、各種濃度のマウスIL−17F(IL−17F(ng/ml);x軸);あるいは(図8C)80μg/mlの表示された1種または複数の抗体によって事前にインキュベートした200ng/mlのマウスIL−17F/IL−17A(x軸)を用いて24時間インキュベートしたマウス肺上皮(MLE−12)細胞から単離した、条件培地のCXCL1濃度(CXCL1(pg/ml;y軸)を示す。図8A、図8B、および図8Cでは、点線は外因性サイトカインの非存在下でMLE−12細胞によって産生されたCXCL1の基底量を表す。すべてのデータは平均±SDとして表され、3回の実験の代表である。 (図9A)BAL液中のマウスIL−17F/IL−17A(IL−17F/IL−17A(pg/ml);y軸)およびマウスIL−22(IL−22(pg/ml);y軸)の濃度;(図9B)BAL液中の好中球、好酸球、リンパ球、および単球(x軸)の細胞数の差(細胞(×10);y軸);または(図9C)2.5×10 Th17細胞を投与して、続いて24時間後にPBSを1日1回、3日間連続して鼻内接種した、対照未処置BALB/c動物(白棒(図9Aおよび図9B);Th17/PBS)、Th17細胞を投与せず、続いてオボアルブミン(OVA)75μgを1日1回、3日間連続して鼻内接種した対照未処置BALB/c動物(斜線棒;細胞なし/OVA)、または2.5×10 Th17細胞を投与して、続いて24時間後にオボアルブミン(OVA)75μgを1日1回、3日間連続して鼻内接種した未処置BALB/c動物(黒棒;Th17/OVA)から単離した、肺の倍率40×でのH&E組織構造(「A」は気道内腔を示し、「V」は血管を示す)を表す。図9Aおよび図9Bでは、データは平均±SEMである。図9A、図9B、および図9Cでは、n=1グループ当りマウス5〜6匹で、データは少なくとも2回の実験の代表である。 (図9A)BAL液中のマウスIL−17F/IL−17A(IL−17F/IL−17A(pg/ml);y軸)およびマウスIL−22(IL−22(pg/ml);y軸)の濃度;(図9B)BAL液中の好中球、好酸球、リンパ球、および単球(x軸)の細胞数の差(細胞(×10);y軸);または(図9C)2.5×10 Th17細胞を投与して、続いて24時間後にPBSを1日1回、3日間連続して鼻内接種した、対照未処置BALB/c動物(白棒(図9Aおよび図9B);Th17/PBS)、Th17細胞を投与せず、続いてオボアルブミン(OVA)75μgを1日1回、3日間連続して鼻内接種した対照未処置BALB/c動物(斜線棒;細胞なし/OVA)、または2.5×10 Th17細胞を投与して、続いて24時間後にオボアルブミン(OVA)75μgを1日1回、3日間連続して鼻内接種した未処置BALB/c動物(黒棒;Th17/OVA)から単離した、肺の倍率40×でのH&E組織構造(「A」は気道内腔を示し、「V」は血管を示す)を表す。図9Aおよび図9Bでは、データは平均±SEMである。図9A、図9B、および図9Cでは、n=1グループ当りマウス5〜6匹で、データは少なくとも2回の実験の代表である。 (図9A)BAL液中のマウスIL−17F/IL−17A(IL−17F/IL−17A(pg/ml);y軸)およびマウスIL−22(IL−22(pg/ml);y軸)の濃度;(図9B)BAL液中の好中球、好酸球、リンパ球、および単球(x軸)の細胞数の差(細胞(×10);y軸);または(図9C)2.5×10 Th17細胞を投与して、続いて24時間後にPBSを1日1回、3日間連続して鼻内接種した、対照未処置BALB/c動物(白棒(図9Aおよび図9B);Th17/PBS)、Th17細胞を投与せず、続いてオボアルブミン(OVA)75μgを1日1回、3日間連続して鼻内接種した対照未処置BALB/c動物(斜線棒;細胞なし/OVA)、または2.5×10 Th17細胞を投与して、続いて24時間後にオボアルブミン(OVA)75μgを1日1回、3日間連続して鼻内接種した未処置BALB/c動物(黒棒;Th17/OVA)から単離した、肺の倍率40×でのH&E組織構造(「A」は気道内腔を示し、「V」は血管を示す)を表す。図9Aおよび図9Bでは、データは平均±SEMである。図9A、図9B、および図9Cでは、n=1グループ当りマウス5〜6匹で、データは少なくとも2回の実験の代表である。 Th17細胞を投与されていないが(−;x軸)、続いてオボアルブミンを鼻内接種された(OVA;+)対照動物から、もしくはTh17細胞を投与され(+)、未処置であり(−)、あるいはマウスIL−17A(抗IL−17A(50104))に対する中和抗体(mAb)、マウスIL−17F(抗IL−17F(RK015−01))に対する中和抗体、マウスIL−22(抗IL−22(Ab−01))に対する中和抗体、または適切なアイソタイプ対照抗体(IgG2aまたはIgG1)によって処置され、続いてオボアルブミンを鼻内接種された(OVA;+)動物から単離したBAL液中の、(図10A)好中球の数(細胞(×10);y軸)、(図10B)マウスCXCL1の濃度(ng/ml;y軸)、または(図10C)CXCL5の濃度(ng/ml;y軸)を示す。BAL液は最後のオボアルブミン接種の24時間後に収集した。データは平均±SEMであり、n=1グループ当りマウス8〜9匹で、抗体によって2〜3回の実験の代表である。 Th17細胞を投与されていないが(−;x軸)、続いてオボアルブミンを鼻内接種された(OVA;+)対照動物から、もしくはTh17細胞を投与され(+)、未処置であり(−)、あるいはマウスIL−17A(抗IL−17A(50104))に対する中和抗体(mAb)、マウスIL−17F(抗IL−17F(RK015−01))に対する中和抗体、マウスIL−22(抗IL−22(Ab−01))に対する中和抗体、または適切なアイソタイプ対照抗体(IgG2aまたはIgG1)によって処置され、続いてオボアルブミンを鼻内接種された(OVA;+)動物から単離したBAL液中の、(図10A)好中球の数(細胞(×10);y軸)、(図10B)マウスCXCL1の濃度(ng/ml;y軸)、または(図10C)CXCL5の濃度(ng/ml;y軸)を示す。BAL液は最後のオボアルブミン接種の24時間後に収集した。データは平均±SEMであり、n=1グループ当りマウス8〜9匹で、抗体によって2〜3回の実験の代表である。 Th17細胞を投与されていないが(−;x軸)、続いてオボアルブミンを鼻内接種された(OVA;+)対照動物から、もしくはTh17細胞を投与され(+)、未処置であり(−)、あるいはマウスIL−17A(抗IL−17A(50104))に対する中和抗体(mAb)、マウスIL−17F(抗IL−17F(RK015−01))に対する中和抗体、マウスIL−22(抗IL−22(Ab−01))に対する中和抗体、または適切なアイソタイプ対照抗体(IgG2aまたはIgG1)によって処置され、続いてオボアルブミンを鼻内接種された(OVA;+)動物から単離したBAL液中の、(図10A)好中球の数(細胞(×10);y軸)、(図10B)マウスCXCL1の濃度(ng/ml;y軸)、または(図10C)CXCL5の濃度(ng/ml;y軸)を示す。BAL液は最後のオボアルブミン接種の24時間後に収集した。データは平均±SEMであり、n=1グループ当りマウス8〜9匹で、抗体によって2〜3回の実験の代表である。 マウスに(A)マウスIL−17AまたはマウスIL−17F(x軸)の1.5μg鼻内1回用量、(B)マウスIL−17AまたはマウスIL−17F(x軸)の1日1.5μg、3日間連続の鼻内用量、または(C〜E)マウスIL−17A、マウスIL−17F/IL−17A、マウスIL−17F、またはマウスIL−22(x軸)の1.5μg鼻内1回用量を投与した24時間後に単離した、BAL液中の好中球の数(細胞;y軸)(A〜C)、CXCL1濃度(pg/ml;y軸)(A、BおよびD)、およびCXCL5濃度(pg/ml;y軸)(A、BおよびE)を示す。対照動物にはリン酸緩衝生理的食塩水(PBS)を投与した。データは平均±SEMであり、n=7で、2回の実験の代表である。すべてのp値は、PBSのみを投与された対照動物に対して計算される。 マウスに(A)マウスIL−17AまたはマウスIL−17F(x軸)の1.5μg鼻内1回用量、(B)マウスIL−17AまたはマウスIL−17F(x軸)の1日1.5μg、3日間連続の鼻内用量、または(C〜E)マウスIL−17A、マウスIL−17F/IL−17A、マウスIL−17F、またはマウスIL−22(x軸)の1.5μg鼻内1回用量を投与した24時間後に単離した、BAL液中の好中球の数(細胞;y軸)(A〜C)、CXCL1濃度(pg/ml;y軸)(A、BおよびD)、およびCXCL5濃度(pg/ml;y軸)(A、BおよびE)を示す。対照動物にはリン酸緩衝生理的食塩水(PBS)を投与した。データは平均±SEMであり、n=7で、2回の実験の代表である。すべてのp値は、PBSのみを投与された対照動物に対して計算される。 マウスに(A)マウスIL−17AまたはマウスIL−17F(x軸)の1.5μg鼻内1回用量、(B)マウスIL−17AまたはマウスIL−17F(x軸)の1日1.5μg、3日間連続の鼻内用量、または(C〜E)マウスIL−17A、マウスIL−17F/IL−17A、マウスIL−17F、またはマウスIL−22(x軸)の1.5μg鼻内1回用量を投与した24時間後に単離した、BAL液中の好中球の数(細胞;y軸)(A〜C)、CXCL1濃度(pg/ml;y軸)(A、BおよびD)、およびCXCL5濃度(pg/ml;y軸)(A、BおよびE)を示す。対照動物にはリン酸緩衝生理的食塩水(PBS)を投与した。データは平均±SEMであり、n=7で、2回の実験の代表である。すべてのp値は、PBSのみを投与された対照動物に対して計算される。 マウスに(A)マウスIL−17AまたはマウスIL−17F(x軸)の1.5μg鼻内1回用量、(B)マウスIL−17AまたはマウスIL−17F(x軸)の1日1.5μg、3日間連続の鼻内用量、または(C〜E)マウスIL−17A、マウスIL−17F/IL−17A、マウスIL−17F、またはマウスIL−22(x軸)の1.5μg鼻内1回用量を投与した24時間後に単離した、BAL液中の好中球の数(細胞;y軸)(A〜C)、CXCL1濃度(pg/ml;y軸)(A、BおよびD)、およびCXCL5濃度(pg/ml;y軸)(A、BおよびE)を示す。対照動物にはリン酸緩衝生理的食塩水(PBS)を投与した。データは平均±SEMであり、n=7で、2回の実験の代表である。すべてのp値は、PBSのみを投与された対照動物に対して計算される。 マウスに(A)マウスIL−17AまたはマウスIL−17F(x軸)の1.5μg鼻内1回用量、(B)マウスIL−17AまたはマウスIL−17F(x軸)の1日1.5μg、3日間連続の鼻内用量、または(C〜E)マウスIL−17A、マウスIL−17F/IL−17A、マウスIL−17F、またはマウスIL−22(x軸)の1.5μg鼻内1回用量を投与した24時間後に単離した、BAL液中の好中球の数(細胞;y軸)(A〜C)、CXCL1濃度(pg/ml;y軸)(A、BおよびD)、およびCXCL5濃度(pg/ml;y軸)(A、BおよびE)を示す。対照動物にはリン酸緩衝生理的食塩水(PBS)を投与した。データは平均±SEMであり、n=7で、2回の実験の代表である。すべてのp値は、PBSのみを投与された対照動物に対して計算される。 ヤギ抗ラットIgG1で事前にコーティングされたELISAプレートに結合した2つの異なる抗IL−17F抗体:(A)抗IL−17F(RK015−01)または(B)抗IL−17F(RK016−17)の一方を捕捉抗体として使用し、ヤギ抗マウスIL−17Aを検出試薬として使用した、組換えマウスIL−17A(白丸)またはマウスIL−17F/IL−17A(黒丸)の各種濃度(サイトカイン(ng/ml);x軸)の光学密度(O.D.;y軸)を測定するELISAの結果を示す。 ヤギ抗ラットIgG1で事前にコーティングされたELISAプレートに結合した2つの異なる抗IL−17F抗体:(A)抗IL−17F(RK015−01)または(B)抗IL−17F(RK016−17)の一方を捕捉抗体として使用し、ヤギ抗マウスIL−17Aを検出試薬として使用した、組換えマウスIL−17A(白丸)またはマウスIL−17F/IL−17A(黒丸)の各種濃度(サイトカイン(ng/ml);x軸)の光学密度(O.D.;y軸)を測定するELISAの結果を示す。 50μg/mlの以下の抗体の1種(x軸):IgG2a、抗マウスIL−17A(抗mIL17A(50104))、ラットIgG1(rIgG1)、抗マウスIL−17F(抗mIL17F(RK015−01))、および抗マウスIL−17F(抗mIL17F(RK016−17))で事前にインキュベートされた200ng/mlのIL−17Aで24時間培養したMLE−12細胞から単離した培地中のCXCL1(「CXCL−1pg/ml」;y軸)の濃度を示す。 Th17細胞を投与されていないが(−;x軸)、続いてオボアルブミンを鼻内接種された(OVA i.n.;+)対照動物から、もしくはTh17細胞を投与され(+)、未処置であり(−)、あるいはマウスIL−17Fに対する中和モノクローナル抗体(mAb)(抗IL−17F(RK016−17))または適切なアイソタイプ対照抗体(IgG1)によって処置され(+)、続いてオボアルブミンを鼻内接種された動物から単離されたBAL液中の好中球の数(細胞(×10);左パネル、y軸)およびCXCL5の濃度(ng/ml;右パネル、y軸)を示す。BAL液は最後のオボアルブミン接種の24時間後に収集した。データは平均±SEMであり、n=1グループ当りマウス8〜9匹で、抗体によって2〜3回の実験の代表である。
本発明は、一部は2つの研究に基づいており;一方の研究はヒト(h)IL−17F/IL−17Aのシグナル経路を解明し、他方は新規なマウス(m)IL−17F/IL−17Aヘテロダイマーおよび生体内でのその生物活性を明らかにした。これらの研究は単独でまたはひとまとめにされて、IL−17F/IL−17A関連障害を治療する方法において、IL−17F/IL−17Aシグナル経路を標的にするための基礎を提供する。
本発明者らは、IL−17サイトカインファミリーの最近同定されたメンバーであるhIL−17F/IL−17Aが、hIL−17FおよびhIL−17Aと同じ受容体複合体を利用することを示した。本発明者らは、ヒトIL−17F(hIL−17F)、ヒトIL−17A(hIL−17A)、およびヒトIL−17F/IL−17A(hIL−17F/IL−17A)ヘテロダイマーの生物活性に対するヒトIL−17R(hIL−17R)およびヒトIL−17RC(hIL−17RC)受容体の役割を検討した。BiacoreおよびsiRNAを含む各種の手法を使用して、本発明者らは、hIL−17RおよびhIL−17RCへのヒトIL−17F、hIL−17A、およびhIL−17F/IL−17A結合の相互作用および動力学パラメータを特徴付けた。溶解性hIL−17RおよびhIL−17RC受容体、これらの受容体に対する抗体、およびこれらの受容体に向けられた受容体siRNA分子を使用して、本発明者らは、3種のhIL−17サイトカイン(すなわちhIL−17A、hIL−17F、およびhIL−17F/IL−17A)の生物活性にはhIL−17Rと、より少ない程度のhIL−17RCが必要であることを示した。さらに本発明者らは、hIL−17A−およびhIL−17F/IL−17A−介在応答ではhIL−17Rが優勢であるが、hIL−17Fの生物活性ではhIL−17RCがIL−17Rよりも重要であると思われる証拠を提供する。それゆえ本発明は、一部は以下の発見:(1)hIL−17A、hIL−17F、およびhIL−17F/IL−17Aは、hIL−17RC受容体に同じ親和性で結合する;(2)hIL−17AはhIL−17R受容体に対して最強の親和性を有し、それにhIL−17F/IL−17Aヘテロダイマーが続き、それにhIL−17Fが続く;(3)hIL−17A、hIL−17F、およびhIL−17F/IL−17Aは、炎症誘発性サイトカイン(たとえばGRO−α)の放出を誘導する;(4)hIL−17RおよびhIL−17RCは、hIL−17F、hIL−17A、およびhIL−17F/IL−17Aシグナル伝達に必要であることに基づく。hIL−17F/IL−17AがhIL−17RおよびhIL−17RCを結合するという発見により、たとえば炎症性疾患、呼吸器障害、自己免疫疾患、および移植片拒絶を治療する方法における標的として本シグナル経路が与えられる。
hIL−17RがhIL−17AおよびhIL−17Fの機能活性に必要であることが先に報告された(McAllisterら、(2005)J Immunol.175:404−12)。また、hIL−17Rがリガンドの非存在下で細胞表面にて自己会合することと、受容体会合がhIL−17Aの存在下では立体配座変化のために減少することとが最近示された(Kramerら、(2006)J.Immunol.176:711−15)。別の研究は、リガンド結合がhIL−17Rの立体配座を変化させて、hIL−17RCとの機能的異型相互作用を促進することを提唱した(Toyら、(2006)J.Immunol.177:36−39)。本発明に関連する研究は、サイトカインの生物活性におけるIL−17R/IL−17RC細胞表面受容体複合体の役割を示唆している。
さらに本発明者らは、マウスTh17細胞がマウスIL−17F/IL−17A(mIL−17F/lL−17A)ヘテロダイマータンパク質も産生することを発見した。Th17へと分化する未処置CD4T細胞は、mIL−17F/IL−17Aを、mIL−17A(mIL−17A)ホモダイマーよりも多い量で、マウスIL−17F(mIL−17F)ホモダイマーより少ない量で発現したが、分化したTh17細胞は、両方のマウスホモダイマーに匹敵する量でmIL−17F/IL−17Aを発現した。これらの結果は、Th17細胞によって産生されたIL−17A、IL−17F/IL−17A、およびIL−17Fの相対量が分化の段階に応じて調節されることを示す。これらの試験管内観察は、適応的免疫反応の早期の間にTh17細胞が分化することによる、生体内でのIL−17A発現の制限を示唆している。最近、RORγtおよびSTAT3転写因子がTh17分化の調節因子であると同定された(Ivanovら(2006)Cell 126:1121−33;Chenら(2006)Proc.Natl.Acad.Sci U.S.A.103:8137−42)。観察された特徴的な特性は、未処置細胞対分化Th17細胞における、これらのまたは他の同定されていない転写因子の発現の差に関連する可能性がある。IL−17AおよびIL−17Fをコードする座の間の転写到達性にも相違がある可能性がある。
本発明者らは、試験管内のmIL−17F/IL−17AがmIL−17Fよりも効力が大きく、mIL−17Aよりも効力が小さいことも示した。mIL−17F特異的抗体によってではなく、IL−17A特異的抗体によるmIL−17F/IL−17Aの中和は、mIL−17F/IL−17A活性の大部分を低下させた。このことは、mIL−17AおよびmIL−17F/IL−17AがIL−17A特異的抗体によって遮断される少なくとも1種の保存受容体結合部位を有することを示唆する。
生体内でのこれらのサイトカインを研究するために、本発明者らは、気道での好中球増加を特徴とするTh17細胞養子移入モデルを樹立した。mIL−17A特異的抗体はTh17細胞が誘導した好中球増加およびCXCL5発現を完全に予防したのに対して、mIL−17FまたはmIL−22に特異的な抗体は、後者はTh17細胞によって産生されるサイトカインでもあるが、何ら効果がなかった。mIL−17FまたはmIL−22ではなく、mIL−17AまたはmIL−17F/IL−17Aタンパク質の気道への直接投与は、好中球およびケモカイン発現を著しく増加させた。ひとまとめにすると、マウスのデータによって、mIL−17FおよびmIL−17Aが同一の機能を有さないことが示される。その上、マウスのデータは、新規なmIL−17F/IL−17Aヘテロダイマーの発現および機能を示し、気道炎症、たとえば気道好中球増加における本サイトカインの生体内での役割を示している。IL−17F/IL−17Aヘテロダイマーは、Th17細胞のある機能に介在することが可能な新たなタンパク質に相当し、Th17系統で産生されるサイトカインの間の考えられる機能的協働に別の次元を加える。

IL−17A、IL−17F、IL−17R、およびIL−17RCのポリヌクレオチドおよびポリペプチド
別途指摘しない限り、そして文脈が別途要求しない限り、ヒト(h)またはマウス(m)のいずれの種名もない「IL−17A」、「IL−17F」、「IL−17F/IL−17A」、「IL−17R」、(または「IL−17RA」)および「IL−17RC」という用語は、他の哺乳動物種と同様に、ヒトおよびマウス種の両方の各IL−17A、IL−17F、およびIL−17F/IL−17Aサイトカインならびに各IL−17R(またはIL−17RA)およびIL−17RC受容体を幅広く指す。
本発明は、ヒトIL−17F/IL−17Aシグナル経路のさらなる特徴づけ、すなわちヒトIL−17A、ヒトIL−17F、およびヒトIL−17F/IL−17Aの共通受容体としてのヒトIL−17RおよびヒトIL−17RCの決定を提供する。したがって本発明は、ヒトIL−17F、ヒトIL−17A、ヒトIL−17R、およびヒトIL−17RCポリヌクレオチドおよびポリペプチドに関するものである。本発明は新規マウスIL−17F/IL−17Aヘテロダイマーも提供する。したがって本発明は、マウスIL−17FおよびマウスIL−17Aポリヌクレオチドおよびポリペプチドに関するものである。
IL−17Aヌクレオチドおよびアミノ酸配列は当分野で公知であり、提供される。ヒトIL−17AをコードするcDNAのヌクレオチド配列は配列番号:1として示され、ポリ(A)テールを含む。核酸残基54−521は、停止コドンを含む配列番号:1の読み取り枠を表す。配列番号:1によってコードされた全長ヒトIL−17Aタンパク質のアミノ酸配列は、配列番号:2として示される。マウスIL−17AをコードするcDNAのヌクレオチド配列は、配列番号:34として示される。配列番号:34によってコードされた全長マウスIL−17Aタンパク質のアミノ酸配列は、配列番号:35として示される。
IL−17Fヌクレオチドおよびアミノ酸配列は当分野で公知であり、提供される。ヒトIL−17FをコードするcDNAのヌクレオチド配列は、配列番号:3として示される。そのヌクレオチド配列によってコードされた全長ヒトIL−17Fタンパク質のアミノ酸配列は、配列番号:4として示される。成熟IL−17Fタンパク質のアミノ酸配列は、配列番号:4のほぼアミノ酸31から開始するタンパク質に相当する(たとえば参照によりその全体が本明細書に組み込まれている、米国特許出願第10/102,080号明細書を参照)。マウスIL−17FをコードするcDNAのヌクレオチド配列は、配列番号:36として示される。配列番号:36によってコードされた全長マウスIL−17Fタンパク質のアミノ酸配列は、配列番号:37として示される。
IL−17Rヌクレオチドおよびアミノ酸配列は当分野で公知であり、提供される。ヒトIL−17RをコードするcDNAのヌクレオチド配列は配列番号:5として示され、ポリ(A)テールを含む。核酸残基134−2734は、配列番号:5の読み取り枠を表し、停止コドンを含む。配列番号:5によってコードされた全長マウスIL−17Rタンパク質のアミノ酸配列は、配列番号:6として示される。ヒトIL−17Rのさらなる核酸配列は、NCBIアクセション番号BC011624によって提供され、配列番号:28として示される。配列番号:28は、配列番号:29で示される866アミノ酸タンパク質をコードする。
IL−17RCヌクレオチドおよびアミノ酸配列は当分野で公知であり、提供される。ヒトIL−17RCをコードする複数のcDNAのヌクレオチド配列は配列番号:7、9、11、13および15として示され、ポリ(A)テールを含む。核酸残基219−2594、219−2381、219−1835、219−1022、および219−494は、停止コドンを含む、配列番号:7、9、11、13、および15の読み取り枠をそれぞれ表す。配列番号:7、9、11、13、および15によってコードされる全長IL−17RCタンパク質のアミノ酸配列は、配列番号:8、10、12、14、および16によってそれぞれ示される。ヒトIL−17RCのさらなる核酸配列は、NCBIアクセション番号AY359098によって提供され、配列番号:26として示される。配列番号:26は、配列番号:27で示される705アミノ酸タンパク質をコードする。
本発明に関連する核酸は、DNAまたはRNAを含み、全体または一部が合成であってもよい。本明細書に記載するようなヌクレオチド配列への言及は、文脈が別途要求しない限り、規定の配列を持つDNA分子を含み、Tの代わりにUが使用された、規定の配列またはその補体を持つRNA分子をさらに含む。
本明細書に関連する単離されたポリヌクレオチドは、ハイブリダイゼーションプローブまたはプライマーとして使用されて、開示されたポリヌクレオチドをコードする配列と同じまたは類似の配列を有する核酸を同定および単離することがある。核酸を同定および単離するハイブリダイゼーション方法は、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)、サザンハイブリダイゼーション、インサイチューハイブリダイゼーションおよびノザンハイブリダイゼーションを含み、当業者に周知である。
ハイブリダイゼーション反応は、各種の厳密性条件下で実施されうる。ハイブリダイゼーション反応の厳密性は、2個の核酸分子が相互にハイブリダイズするのに伴う問題を含む。ハイブリダイズする各ポリヌクレオチドは、好ましくは低い厳密性条件下で、さらに好ましくは厳密性条件下で、最も好ましくは高い厳密性条件下で、その対応するポリヌクレオチドにハイブリダイズする。厳密性条件の例を下の表1に示す:高厳密性条件は、少なくともたとえば条件A〜Fと同程度の厳密性条件であり;厳密性条件は、少なくともたとえば条件G〜Lと同程度の厳密性条件であり;低厳密性条件は、少なくともたとえば条件M〜Rと同程度の厳密性条件である。
1:ハイブリッド長は、ハイブリダイズするポリヌクレオチドの(複数の)ハイブリダイズされた領域について予想されるハイブリッド長である。ポリヌクレオチドを配列が未知の標的ポリヌクレオチドにハイブリダイズするとき、ハイブリッド長はハイブリダイズするポリヌクレオチドのハイブリッド長であると見なす。配列が公知のポリヌクレオチドがハイブリダイズされるとき、ハイブリッド長は、ポリヌクレオチドの配列を配列比較して、最適な配列相補性の1つまたは複数の領域を同定することによって決定される。

2:SSPE(1×SSPEは、0.15M NaCl、10mM NaHPO、および1.25mM EDTA、pH7.4)をハイブリダイゼーションのSSC(1×SSCは、0.15M NaClおよび15mMクエン酸ナトリウムである)および洗浄緩衝液の代わりにすることが可能である;洗浄は、ハイブリダイゼーションが完了した後に15分間実施する。

−T :長さが50塩基対未満であると予測されたハイブリッドのハイブリダイゼーション温度は、ハイブリッドの融解温度(T)より5〜10℃低いはずであり、Tは次の式に従って決定される。長さが18塩基対未満のハイブリッドの場合、T(℃)=2(A+T塩基の数)+4(G+C塩基の数)。長さが18〜49塩基対のハイブリッドの場合、T(℃)=81.5+16.6(log10Na)+0.41(%G+C)−(600/N)、式中、Nはハイブリッド中の塩基の数であり、Naはハイブリダイゼーション緩衝液中のナトリウムイオンの濃度(1×SSCのNa=0.165M)である。

ポリヌクレオチドハイブリダイゼーションの厳密性条件のさらなる例は、参照により本明細書に組み込まれている、Sambrook,J.,E.F.Fritsch,and T.Maniatis,1989,Molecular Cloning:A Laboratory Manual,Cold Spring Harbor Laboratory Press,Cold Spring Harbor,NY,chapters 9 and 11、およびCurrent Protocols in Molecular Biology,1995,F.M.Ausubelら、eds.,John Wiley & Sons,Inc.,sections 2.10 and 6.3−6.4に与えられている。

本明細書に関連する単離されたポリヌクレオチドは、ハイブリダイゼーションプローブまたはプライマーとして使用されて、開示されたポリヌクレオチドの対立遺伝子変異体をコードする配列を有するDNAを同定および単離することがある。対立遺伝子変異体は、開示されたポリヌクレオチドによってコードされたポリペプチドと同一である、または著しい類似性を有するポリペプチドをコードする、開示されたポリヌクレオチドの自然に発生した別の形である。好ましくは、対立遺伝子変異体は、開示されたポリヌクレオチドと少なくとも90%の配列同一性(さらに好ましくは、少なくとも95%の同一性;最も好ましくは、少なくとも99%の同一性)を有する。あるいは、著しい類似性は、核酸セグメントが選択的ハイブリダイゼーション条件(たとえば高厳密性ハイブリダイゼーション条件)下で、開示されたポリヌクレオチドにハイブリダイズするときに存在する。
本明細書に関連する単離されたポリヌクレオチドはまた、ハイブリダイゼーションプローブまたはプライマーとして使用されて、開示されたポリヌクレオチドと相同のポリペプチドをコードする配列を有するDNAを同定および単離することがある。これらの相同体は、開示されたポリペプチドまたはポリヌクレオチドとは異なる種から単離された、または同じ種であるが、開示されたポリヌクレオチドおよびポリペプチドに著しい配列類似性がある、ポリヌクレオチドまたはポリペプチドである。好ましくは、ポリヌクレオチド相同体は、開示されたポリヌクレオチドと少なくとも50%の配列同一性(さらに好ましくは、少なくとも75%の同一性;最も好ましくは、少なくとも90%の同一性)を有するが、ポリペプチド相同体は、開示されたポリペプチドと少なくとも30%の配列同一性(さらに好ましくは、少なくとも45%の同一性;最も好ましくは、少なくとも60%の同一性)を有する。好ましくは、開示されたポリヌクレオチドおよびポリペプチドの相同体は、哺乳動物種から単離されたポリヌクレオチドおよびポリペプチドである。
2つの配列間の「相同性」または「配列同一性」の計算は次のように実施されることがある。配列は最適な比較を目的として、配列比較されることがある(たとえばギャップは最適な配列比較のために、第1および第2のアミノ酸または核酸配列の一方または両方に導入可能であり、非相同配列は比較目的のために、無視することができる)。好ましい実施形態において、比較を目的として配列比較された参照配列の長さは、参照配列の長さの、少なくとも30%、好ましくは少なくとも40%、さらに好ましくは少なくとも50%、なおさらに好ましくは少なくとも60%、なおさらに好ましくは少なくとも70%、80%、90%、100%である。次に対応するアミノ酸位置またはヌクレオチド位置でアミノ酸残基またはヌクレオチドが比較される。第1の配列内の位置が第2の配列内の対応する位置と同じアミノ酸残基またはヌクレオチドによって占有されているとき、ここで分子はその位置と同一であるか、または相同性を有する。2つの配列間の同一性のパーセントは、2つの配列の最適配列比較に導入する必要があるギャップの数、各ギャップの長さを考慮した、配列によって共有される同一位置の数の関数である。
2つの配列間の配列の比較および配列同一性のパーセントの決定は、数学的アルゴリズムを使用して達成される。一実施形態において、2つのアミノ酸配列間の同一性のパーセントは、GCGソフトウェアパッケージ(www.gcg.comで入手可能)内のGAPプログラムに組み込まれているNeedlemanおよびWunschアルゴリズム((1970)J Mol.Biol.48:444−53)を使用して、Blossum62マトリクスまたはPAM250マトリクスのどちらか、そして16、14、12、10、8、6、または4のギャップ重みおよび1、2、3、4、5、または6の長重みを用いて決定される。別の実施形態において、2つのヌクレオチド配列間のパーセント同一性は、GCGソフトウェアパッケージ(www.gcg.comで入手可能)内のGAPプログラムを使用して、NWSgapdna.CMPマトリクスおよび40、50、60、70、または80のギャップ重みおよび1、2、3、4、5、または6の長重みを用いて決定される。好ましいパラメータセット(および分子が本発明の配列同一性または相同性範囲内にあるか否かを判定するために適用すべきパラメータについて実務者に確信がない場合に、使用可能なパラメータセット)は、ギャップペナルティ12、ギャップ伸長ペナルティ4、およびフレームシフト・ギャップ・ペナルティ5のBlossum62スコアリングマトリクスである。2つのアミノ酸またはヌクレオチド配列間の同一性のパーセントは、ALIGNプログラム(バージョン2.0)に組み込まれているMeyers and Miller((1989)CABIOS 4:11−17)のアルゴリズムを使用して、PAM120重み残基表(weight residue table)、ギャップ長ペナルティ12およびギャップペナルティ4を用いて判定することも可能である。
本発明に関連するポリヌクレオチドをハイブリダイゼーションプローブおよびプライマーとしても使用して、本発明に関連するポリペプチドを発現する細胞および組織ならびにそれらが発現される条件を同定することがある。
さらに、本発明に関連するポリヌクレオチドの機能は、細胞または生物内の本発明に関連するポリヌクレオチドに対応する遺伝子の発現を変化させる(すなわち増強、低減、または修飾する)ために、ポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを使用することによって直接試験されることもある。これらの「対応する遺伝子」は、転写されて本発明に関連するポリペプチドが誘導されるmRNAを産生する本発明に関連するゲノムDNA配列である。
本発明に関連する遺伝子の発現の変化は、本発明に関連する遺伝子から転写されたmRNAを結合および/または切断するアンチセンスポリヌクレオチドおよびリボザイムなどの各種の抑制ポリヌクレオチドの使用によって、細胞または生物内で達成されることがある(たとえばGalderisiら、(1999)J.Cell Physiol.181:251−57;Sioud(2001)Curr.Mol.Med.1:575−88)。たとえばIL−17F、IL−17A、IL−17R、および/またはIL−17RCに対する(複数の)抑制ポリヌクレオチドは、たとえばIL−17F/IL−17Aのその受容体(たとえばIL−17Rおよび/またはIL−17RC)への結合を抑制するために、IL−17F/IL−17A拮抗薬(シグナル伝達拮抗薬)として使用してもよい。結果として、このような抑制ポリヌクレオチドは、IL−17F/IL−17A関連障害の予防または治療に有用である可能性がある。
本発明に関連するアンチセンスポリヌクレオチドまたはリボザイムは、本発明に関連する遺伝子のコーディング鎖全体、またはその部分のみに相補的である場合がある。あるいは、アンチセンスポリヌクレオチドまたはリボザイムは、本発明に関連する遺伝子のコーディング鎖の非コーディング領域に相補的であることも可能である。アンチセンスポリヌクレオチドまたはリボザイムは、当分野で周知の手順を用いた化学合成および酵素連結反応を使用して構築できる。化学合成されたポリヌクレオチドのヌクレオシド結合は修飾されて、その配列特異性を向上させるのと同様に、ヌクレアーゼ介在分解に抵抗するその能力を増強することができる。このような結合修飾としては、これに限定されるわけではないが、ホスホロチオエート、メチルホスホネート、ホスホロアミデート、ボラノホスフェート、モルホリノ、およびペプチド核酸(PNA)結合が挙げられる(Galderisiら、上掲;Heasman(2002)Dev.Biol.243:209−14;Micklefield(2001)Curr.Med.Chem.8:1157−79)。あるいは、これらの分子は、本発明に関連するポリヌクレオチドがその中へアンチセンス(すなわち逆)方向にサブクローニングされた発現ベクターを使用して生物的に産生できる。
本発明の抑制ポリヌクレオチドは、2本鎖DNAの主溝内で高い特異性および親和性で結合する3本鎖形成性オリゴヌクレオチド(TFO)も含む(Knauert and Glazer(2001)Hum.Mol.Genet.10:2243−51)。本発明に関連する遺伝子の発現は、遺伝子の調節領域に相補的なTFO(すなわちプロモータおよび/またはエンハンサ配列)を標的化して、遺伝子の転写を防止する3重らせん構造を形成することによって抑制できる。
本発明の一実施形態において、本発明の抑制ポリヌクレオチドは低分子干渉RNA(siRNA)分子である。これらのsiRNA分子は、標的mRNAの配列特異的分解を引き起こす、短い(好ましくは19〜25ヌクレオチド;最も好ましくは19または21ヌクレオチド)、2本鎖RNA分子である。この分解は、RNA干渉(RNAi)として公知である(たとえばBass(2001)Nature 411:428−29)。RNAiは、最初に下等生物で同定され、哺乳動物細胞に効果的に利用されており、最近ではFas mRNAを標的としたsiRNA分子で処置したマウスにおいて劇症肝炎を予防することが示されている((Songら(2003)Nat.Med.9:347−51)。加えて、髄腔内送達されたsiRNAがラットの2種のモデル(作用薬誘発疼痛モデルおよび神経因性疼痛モデル)での疼痛応答を遮断することが最近報告された(Dornら(2004)Nucleic Acids Res.32(5):e49)。
本発明のsiRNA分子は、2個の相補的1本鎖RNA分子(その1個が標的mRNAの部分に一致する)を共にアニーリングすることによって(Fireら、米国特許第6,506,559号明細書)、またはそれ自体折畳まれて必要な2本鎖部分を産生するヘアピンRNA分子の使用によって(Yuら(2002)Proc.Natl.Acad.Sci.USA 99:6047−52)産生されることがある。siRNA分子は、化学合成するか(Elbashirら(2001)Nature 411:494−98)、または1本鎖DNAテンプレートを使用する試験管内転写によって産生してもよい(Yuら、上掲)。あるいは、siRNA分子は、センスおよびアンチセンスsiRNA配列を含有する(複数の)発現ベクターを使用して、一過的(Yuら、上掲;Suiら(2002)Proc.Natl.Acad.Sci.USA 99:5515−20)または安定的(Paddisonら(2002)Proc.Natl.Acad Sci.USA 99:1443−48)に、生物学的に産生することが可能である。最近、1次ヒト細胞における標的mRNAのレベルの十分で配列特異的な方式での低下が、さらにsiRNA内へ処理されるヘアピンRNAを発現するアデノウイルスを使用して示された(Artsら(2003)Genome Res.13:2325−32)。
本発明に関連するポリヌクレオチドを標的とするsiRNA分子は、当分野で周知の基準に基づいて設計可能である(たとえばElbashirら(2001)EMBO J.20:6877−88)。たとえば標的mRNAの標的セグメントは、好ましくは、AA(最も好ましい)、TA、GA、またはCAで開始するべきである;siRNA分子のGC比は、好ましくは45〜55%でるべきである;siRNA分子は、好ましくは列内に同じヌクレオチドを3個含有しないべきである;siRNA分子は、好ましくは列内に7つの混合G/Cを含有しないべきである;そして標的セグメントは、好ましくは標的mRNAのORF領域内にあり、好ましくは開始ATGの少なくとも75bp後で、停止コドンの少なくとも75bp前であるべきである。これらの基準または他の公知の基準(たとえばReynoldsら(2004)Nat.Biotechnol.22:326−30)に基づいて、本発明に関連するmRNAを標的にした本発明に関連するsiRNA分子は、当業者によって設計されることがある。
表2は、本発明に関連するsiRNA分子が基づく例示的なポリヌクレオチド配列、代わりの配列名称、配列番号、およびそれぞれの標的を示す。表2に示すように、配列番号17−20として示した配列は、hIL−17RのsiRNA分子が基づくポリヌクレオチド配列を表し、配列番号:21−24は、hIL−17RCのsiRNA分子を基づいているポリヌクレオチド配列を表す。配列番号:17−20として示した配列に基づくsiRNA分子を使用して、hIL−17Rの発現を標的とすることに成功し、配列番号:21−24として示した配列に基づくsiRNA分子を使用して、hIL−17RCの発現を標的とすることに成功した(実施例1.2.6)。
IL−17Fの抑制ポリヌクレオチド、たとえばsiRNA、アンチセンスポリヌクレオチド、リボザイム、TFOなどはIL−17Fおよび/またはIL−17F/IL−17Aの発現を標的とすることがある。同様に、IL−17Aの抑制ポリヌクレオチドは、IL−17Aおよび/またはIL−17F/IL−17Aの発現を標的とすることがある。さらに、IL−17FおよびIL−17Aのどちらかまたは両方の抑制ポリヌクレオチドで細胞を処置することによって、IL−17F/IL−17Aヘテロダイマーの発現を標的とすることがある。それゆえ、IL−17FおよびIL−17Aのどちらかまたは両方の抑制ポリヌクレオチドは、IL−17F/IL−17Aシグナル伝達拮抗薬と見なされることもある。
生物における本発明に関連する遺伝子の発現の変化は、本発明に関連するポリヌクレオチドがそのゲノム内に導入された非ヒトトランスジェニック動物の作製によって達成されることもある。このようなトランスジェニック動物は、本発明の遺伝子(すなわち導入遺伝子)の複数のコピーを有する動物を含む。(複数の)組織特異的調節配列は、導入遺伝子に作動可能に連結されて、本明細書に関連するポリペプチドの特定の細胞または特定の発生段階への発現を指示することがある。胚操作および微量注入によってトランスジェニック動物、特にマウスなどの動物を産生する方法は、慣例的となり、当分野で周知である(たとえばBockampら(2002)Physiol.Genomics 11:115−32)。
生物における本発明に関連する遺伝子の発現の変化は、本発明に関連するポリヌクレオチドに相当するその内在性遺伝子が外来ポリヌクレオチド配列の挿入によって破壊された動物(すなわちノックアウト動物)の作製を通じて達成されることもある。内在性遺伝子のコード領域が破壊され、それにより非機能性タンパク質が産生されることがある。あるいは内在性遺伝子の上流調節領域が別の制御要素によって破壊または置換えられて、なお機能性のタンパク質の発現の変化を引き起こすことがある。ノックアウト動物を産生する方法は、相同組換えを含み、当分野で周知である(たとえばWolferら(2002)Trends Neurosci.25:336−40)。
本発明の単離ポリヌクレオチドも、本発明に関連するポリペプチド(活性フラグメントおよび/またはその融合ポリペプチドを含む)の組換え産生のために、発現制御配列に作動可能に連結されるか、および/または発現ベクター内へ連結されることがある。組換えタンパク質を発現する一般的な方法は、当分野で周知である。
発現ベクターは、本明細書で使用するように、それが結合されている別の核酸を運搬することができる核酸分子を指す。ベクターの1つの種類はプラスミドであり、中にさらなるDNAセグメントが結合されることのある円形2本鎖DNAループを指す。ベクターの別の種類は、さらなるDNAセグメントをウイルスゲノム内に結合できるウイルスベクターである。あるベクターは、それらが導入される宿主細胞において自律複製が可能である(たとえば細菌複製起点を有する細菌ベクターおよびエピソーム哺乳動物ベクター)。他のベクター(たとえば非エピソーム哺乳動物ベクター)は、宿主細胞への導入時に宿主細胞のゲノム内に組込むことが可能であり、それにより宿主ゲノムに沿って複製される。さらにあるベクターは、それらが作動可能に結合される遺伝子の発現を指示することができる。このようなベクターは本明細書では、組換え発現ベクター(または単に、発現ベクター)と呼ばれる。一般に、組換えDNA技法で有用な発現ベクターは、プラスミドの形であることが多い。本明細書において、プラスミドはベクターの最も一般に使用される形であるため、プラスミドおよびベクターは互換的に使用されることがある。しかし、本発明は、同等の機能を果たすウイルスベクター(たとえば複製欠損レトロウイルス、アデノウイルスおよびアデノ随伴ウイルス)などの発現ベクターの他の形を含むことを意図する。
一実施形態において、本発明に関連するポリヌクレオチドを使用して、組換えIL−17F/IL−17Aシグナル伝達作用薬、たとえば少なくとも1種のIL−17F/IL−17A「受容体結合モチーフ」の存在に基づいて同定できる作用薬を作製する。本明細書で使用するように、「受容体結合モチーフ」という用語は、サイトカインをその必要な受容体に結合するのに重要であるアミノ酸配列または残基を含む。たとえば、IL−17F/IL−17A作用薬(シグナル伝達作用薬)としては、IL−17F/IL−17Aおよび/またはそのフラグメント、たとえばIL−17RまたはIL−17RC結合フラグメントが挙げられる。別の実施形態において、本発明に関連するポリヌクレオチドを使用して、IL−17F、IL−17A、および/またはIL−17F/IL−17Aシグナル伝達の拮抗薬(たとえばIL−17F、IL−17A、IL−17R、および/またはIL−17RC抑制ポリヌクレオチド;溶解性IL−17Rおよび/またはIL−17RCポリペプチド(フラグメント(たとえばIL−17F、IL−17A、および/またはIL−17F/IL−17A結合フラグメント)および/またはその融合タンパク質を含む);抑制抗IL−17F、抗IL−17A、抗IL−17F/IL−17A、抗IL−17R、および/またはIL−17RC抗体;拮抗性小型分子など)を作製する。
融合タンパク質、すなわち第2のポリペプチド部分と連結された第1のポリペプチド部分を作製する方法は、当分野で周知である。たとえば本発明に関連するポリペプチド(たとえばIL−17Aホモダイマー、IL−17Fホモダイマー、IL−17F/IL−17Aヘテロダイマー、IL−17R、IL−17RC、およびそのフラグメント)は、第2のポリペプチド部分、たとえば免疫グロブリンまたはそのフラグメント(たとえばそのFc結合フラグメント)に融合されることがある。一部の実施形態において、第1のポリペプチド部分は、本発明に関連する全長ポリペプチドを含む。あるいは、第1のポリペプチドは、全長ポリペプチドより短いものを含むことがある。さらに、本発明に関連するポリペプチドの溶解形は、本発明に関連するポリペプチドおよび免疫グロブリンのFc部分を連結する「リンカー」配列を用いて、または用いずに、免疫グロブリンのFc部分に融合されることがある(たとえば実施例1.1.2を参照)。グルタチオン−S−トランスフェラーゼ(GST)、Lex−A、チオレドキシン(TRX)、ビオチン、またはマルトース結合タンパク質(MBP)などとの他の融合タンパク質も使用できる。
第2のポリペプチド部分は好ましくは溶解性である。一部の実施形態において、第2のポリペプチド部分は、連結されたポリペプチドの半減期(たとえば血中半減期)を延長させる。一部の実施形態において、第2のポリペプチド部分は、融合ポリペプチドの別のIL−17A、IL−17F、IL−17RCまたはIL−17Rポリペプチドとの会合、またはヘテロダイマーを形成するためのIL−17AおよびIL−17Fの会合を促進する配列を含む。一部の実施形態において、第2のポリペプチド部分は、少なくとも免疫グロブリンの領域を含む。免疫グロブリン融合ポリペプチドは当分野で公知であり、たとえば米国特許第5,516,964号明細書;5,225,538号明細書;5,428,130号明細書;5,514,582号明細書;5,714,147号明細書;および5,455,165号に記載されており、そのすべてはその全体が参照により本明細書に組み込まれている。融合タンパク質はさらに、そのフラグメントを含む第1のポリペプチド部分、たとえばIL−17F、IL−17A、IL−17F/IL−17A、IL−17R、またはIL−17RCを第2の部分に結合するリンカー配列を含む。このようなリンカー配列の使用は当分野で周知である。たとえば融合タンパク質は、ペプチドリンカー、たとえば長さが約2〜20、さらに好ましくは10未満のアミノ酸のペプチドリンカーを含むことができる。一実施形態において、ペプチドリンカーは長さが2アミノ酸であってもよい。
別の実施形態において、組換えタンパク質はそのN末端に異種配列(すなわちIL−17F、IL−17A、IL−17RまたはIL−17RC核酸によってコードされたポリペプチド中に存在しないポリペプチド配列)を含む。たとえば別のタンパク質からのシグナル配列が、そのフラグメントおよび/または融合タンパク質を含む、本発明に関連するポリペプチドと融合されることがある。ある宿主細胞(たとえば哺乳動物宿主細胞)において、組換えタンパク質の発現および/または分泌を異種シグナル配列の使用によって上昇させることができる。たとえば、融合タンパク質に含まれることがあるシグナルペプチドは、メリチン・シグナル・ペプチドMKFLVNVALVFMVVYISYIYA(配列番号:25)である。
本発明に関連する融合タンパク質は、標準組換えDNA技法によって産生されることもある。たとえば、異なるペプチド配列をコードするDNAフラグメントは在来の技法に従って、たとえば連結のための平滑またはねじれ形末端、適切な末端を与えるための制限酵素消化、必要に応じた付端の充填、望ましくない結合を回避するためのアルカリホスファターゼ処理、酵素連結を利用することによって、インフレームで共に連結される。別の実施形態において、融合遺伝子は、自動DNA合成装置を含む在来の技法によって合成することができる。あるいは、遺伝子フラグメントのPCR増幅は、2個の連続した遺伝子フラグメントの間に相補的なオーバーハングを生じるアンカープライマーを使用して実施され、続いてアニーリングおよび再増幅されて、キメラ遺伝子配列を産生することができる(たとえばAusubelら(Eds.)CURRENT PROTOCOLS IN MOLECULAR BIOLOGY,John Wiley & Sons,1992を参照)。さらに、融合部分(たとえば免疫グロブリン重鎖のFc領域)をコードする多くの発現ベクターが市販されている。たとえばIL−17F−、IL−17A−、IL−17R−および/またはIL−17RC−コード核酸は、融合部分が免疫グロブリンタンパク質にインフレームで結合されるようにこのような発現ベクター内にクローニングされることがある。一部の実施形態において、IL−17F、IL−17A、IL−17Rおよび/またはIL−17RC融合ポリペプチドは、ダイマー、トリマー、またはテトラマーなどのオリゴマーとして存在する。一実施形態において、IL−17FおよびIL−17A融合ポリペプチドはヘテロダイマーとして存在する。
本発明の組換え発現ベクターは、宿主細胞においてベクターの増幅を調節する配列(たとえば複製起点)などのさらなる配列および選択可能なマーカー遺伝子を保有することがある。選択可能なマーカー遺伝子は、中にベクターが導入されている宿主細胞の選択を容易にする。たとえば、通例、選択可能なマーカー遺伝子は、中にベクターが導入されている宿主細胞にG418、ハイグロマイシンまたはメトトレキサートなどの薬物に対する耐性を付与する。好ましい選択可能なマーカー遺伝子としては、ジヒドロ葉酸還元酵素(DHFR)遺伝子(dhfr宿主細胞にてメトトレキサート選択/増幅によって使用するための)およびneo遺伝子(G418選択のための)が挙げられる。
必要に応じてプロモータ配列、ターミネータ配列、ポリアデニル化配列、エンハンサ配列、マーカー遺伝子および他の配列、たとえば宿主細胞においてベクターの増幅を調節する配列(たとえば複製起点)を含む、適切な調節配列を含有する適切なベクターを選択または構築することが可能である。ベクターは、必要に応じて、プラスミドまたはウイルス性、たとえばファージ、あるいはファージミドであってもよい。さらなる詳細については、たとえばMolecular Cloning:A Laboratory Manual:2nd ed.,Sambrookら、Cold Spring Harbor Laboratory Press,1989を参照。核酸構築物の調製、突然変異誘発、配列決定、DNAの細胞内への導入および遺伝子発現、ならびにタンパク質の分析における核酸の操作のための多くの公知の技法およびプロトコルは、Current Protocols in Molecular Biology,2nd ed.,Ausubelら、eds.,John Wiley & Sons,1992に詳細に記載されている。
それゆえ、本発明のさらなる態様は、本明細書で開示するような核酸を含む宿主細胞を提供する。なおさらなる態様は、このような核酸を宿主細胞内に導入するステップを含む方法を提供する。導入はいずれの利用可能な技法を使用してもよい。真核細胞の場合、適切な技法としては、リン酸カルシウムトランスフェクション、DEAE−デキストラン、電気穿孔、リポソーム介在トランスフェクション、およびレトロウイルスまたは他のウイルス、たとえばワクシニア、または昆虫細胞の場合、バキュロウイルスを使用する形質導入が挙げられる。細菌細胞の場合、適切な技法としては、塩化カルシウム形質転換、電気穿孔、およびバクテリオファージを使用するトランスフェクションが挙げられる。導入の後に、たとえば遺伝子の発現条件下で宿主細胞を培養することによって、核酸からの発現を引き起こす、または許容することが続く場合がある。いくつかの細胞系が、本発明に関連するポリペプチドの組換え発現に適切な宿主細胞として作用することがある。哺乳動物細胞系としては、たとえばCOS細胞、CHO細胞、293細胞(たとえばHEK293細胞)、A431細胞、3T3細胞、CV−1細胞、HeLa細胞、L細胞、BHK21細胞、HL−60細胞、U937細胞、HaK細胞、ジャーカット細胞はもちろんのこと、1次組織および1次外植片の試験管内培養物に由来する細胞株も挙げられる。本発明の一実施形態において、IL−17F/IL−17Aヘテロダイマーは、1個の細胞にIL−17FおよびIL−17A含有ベクターの両方を同時に形質移入すること、または1個の細胞にIL−17FおよびIL−17Aの両方を含有するベクターを形質移入することのどちらかと、IL−17F/IL−17Aヘテロダイマーが発現されるようにIL−17AおよびIL−17Fの両方の組換え発現に適切な条件下で細胞を培養することによって産生されることがある。
あるいは、酵母などの下等真核生物、または原核生物中で本発明に関連するポリペプチドを組換え産生することも可能でありうる。潜在的に適切な酵母株としては、Saccharomyces cerevisiae、Schizosaccharomyces pombe、Kluyveromyces株、およびCandida株が挙げられる。潜在的に適切な細菌株としては、Escherichia coli、Bacillus subtilis、およびSalmonella typhimuriumが挙げられる。本発明に関連するポリペプチドが酵母または細菌内で作製される場合、機能性を得るために、たとえば適切な部位のホスホリル化またはグリコシル化によってそれらを修飾することが必要な場合がある。このような共有結合は、周知の化学的または酵素的方法を使用して実施されることがある。
細菌での発現は、組換えタンパク質を包含する封入体の形成をもたらすことがある。それゆえ、活性またはより活性な物質を産生するために、組換えタンパク質の再折畳みが必要な場合がある。細菌封入体から正確に折畳まれた異種タンパク質を得るいくつかの方法が当分野で公知である。これらの方法は一般に、封入体からのタンパク質を溶解させて、次にカオトロピック剤を使用してタンパク質を完全に変性することを含む。システイン残基がタンパク質の1次アミノ酸配列内に存在するとき、ジスルフィド結合の正確な形成を許容する環境(酸化還元系)において再折畳みを実施することが必要な場合が多い。再折畳みの一般的な方法は、Kohno(1990)Meth.Enzymol.185:187−95に開示されている。欧州特許第EP 0433225号明細書、および米国特許第5,399,677号明細書は他の適切な方法について記載している。
本発明に関連するポリペプチドは、本明細書の単離されたポリヌクレオチドをバキュロウイルスベクターなどの1個以上の昆虫発現ベクター内の適切な制御配列に作動可能に連結して、昆虫細胞発現系を利用することによって、組換えにより産生されることもある。バキュロウイルス/Sf9発現系の材料および方法は、キットの形で市販されている(たとえばMaxBac(登録商標)キット、Invitrogen,カールスバッド、カリフォルニア州)。
適切な宿主細胞内での組換え発現の後、本発明の組換えポリペプチドは次に、ゲル濾過およびイオン交換クロマトグラフィーなどの公知の精製プロセスを使用して培地または細胞抽出物から精製されることがある。たとえば、本発明に関連するポリペプチドの溶解形、たとえばIL−17F、IL−17A、IL−17F/IL−17A、IL−17R、IL−17RCタンパク質(そのフラグメント、および/または融合タンパク質を含む)、その拮抗物質およびその作用物質が条件培地から精製されることがある。本発明に関連するポリペプチドの膜結合形は、発現する細胞から全膜画分を調製して、Triton X−100などの非イオン性洗剤を用いて膜を抽出することによって精製できる。本発明に関連するポリペプチドは、市販のタンパク質濃縮フィルタ、たとえばAmiconまたはMillipore Pellicon限外濾過ユニットを使用して濃縮されることがある。濃縮ステップの後、濃縮物をゲル濾過媒体などの精製マトリクスに加えることができる。あるいは、アニオン交換樹脂、たとえばペンダントジエチルアミノエチル(DEAE)またはポリエチレンイミン(PEI)基を有するマトリクスまたは基材を利用することが可能である。マトリクスは、アクリルアミド、アガロース、デキストラン、セルロースまたはタンパク質精製で一般に利用される他のタイプでも可能である。あるいは、カチオン交換ステップを利用することが可能である。適切なカチオン交換体としては、スルホプロピルまたはカルボキシメチル基を含む各種の不溶性マトリクスが挙げられる。スルホプロピル基が好ましい(たとえばS−SEPHAROSE(登録商標)カラム)。培養物上清からの組換えタンパク質の精製には、コンカナバリンA−アガロース、ヘパリン−TOYOPEARL(登録商標)(Toyo Soda Manufacturing Co.,Ltd.,日本)またはCibacron blue 3GA SEPHAROSE(登録商標)などの親和性樹脂での;あるいはフェニルエーテル、ブチルエーテル、またはプロピルエーテルなどの樹脂を使用する疎水性相互作用クロマトグラフィーによる;あるいはイムノアフィニティークロマトグラフィーによる;1つ以上のカラムステップも含むことがある。最後に、組換えタンパク質をさらに精製するために、疎水性RP−HPLC媒体、たとえばペンダントメチルまたは他の脂肪族基を有するシリカゲルを利用する、1つ以上の逆相高速液体クロマトグラフィー(RP−HPLC)ステップを利用可能である。組換えタンパク質に対する抗体(たとえば本明細書の方法を使用して記載された抗体)を含むアフィニティカラムも、公知の方法による精製ステップで使用されることがある。上述の精製ステップの一部または全部はまた、各種の組合せで、または他の公知の方法と共に利用されて、実質的に精製された単離組換えタンパク質を供給することがある。好ましくは、単離された組換えタンパク質は、他の哺乳動物タンパク質を実質的に含まないように精製される。さらに、これらの精製プロセスは、天然源を含む他の源から本発明のポリペプチドを精製するために使用されることもある。たとえば、トランスジェニック動物の生成物として、たとえばトランスジェニックウシ、ヤギ、ブタ、またはヒツジの乳の成分として発現される、本発明に関連するポリペプチドは、上述のように精製されることがある。
あるいは、ポリペプチドは、精製を促進する形で組換え発現されることもある。たとえば、ポリペプチドは、マルトース結合タンパク質(MBP)、グルタチオン−S−トランスフェラーゼ(GST)、またはチオレドキシン(TRX)などのタンパク質との融合物として発現されることがある。このような融合タンパク質の発現および精製のためのキットは、New England BioLabs(ビバリー、マサチューセッツ州)、Pharmacia(ピスカタウェイ、ニュージャージー州)、およびInvitrogenからそれぞれ市販されている。組換えタンパク質は、小型エピトープで標識して、次にエピトープに対する特異的抗体を使用して同定または精製することが可能である。好ましいエピトープはFLAGエピトープであり、Eastman Kodak(ニューヘブン、コネチカット州)より市販されている。
あるいは、組換えIL−17FおよびIL−17Aは、IL−17F/IL−17Aヘテロダイマーの精製を可能にするために、異なるエピトープで標識されることがある。IL−17FおよびIL−17Aでの異なる標識の存在によって、IL−17AおよびIL−17Fホモダイマーの両方を実質的に含まないIL−17F/IL−17Aヘテロダイマーの単離が可能となる。たとえば、IL−17Aはエピトープ(たとえばFLAG、mycなどによって標識されることがあるが、IL−17Fは異なるエピトープ(たとえばHis、GSTなど)によって同時に標識され、両方のタンパク質は細胞内で同時に発現される。組換え宿主細胞、または宿主細胞が培養される培地からの抽出物が得られ、非還元条件下で2ステップアフィニティクロマトグラフィー精製を受けることがある。第1のアフィニティカラムは2つの異なる標識の一方、たとえばIL−17A(またはIL−17Aのフラグメント)に融合されたFLAGエピトープを結合して、したがって第1のカラムからの洗浄液はIL−17Fホモダイマーを(主に)含有して、第1のカラムからの溶離液はIL−17F/IL−17AヘテロダイマーおよびIL−17Aホモダイマーを含有する。次に第1のカラムからの溶離液を、2つの異なる標識の他方、たとえばIL−17Fに融合したHis標識を特異的に結合する第2のアフィニティカラム上に配置することができる。それゆえ第2のカラムからの洗浄液は、IL−17Aホモダイマーを含有し、第2のカラムからの溶離液は、IL−17AおよびIL−17Fホモダイマーの両方を実質的に含まない(すなわちIL−17F/IL−17Aヘテロダイマーのみを含有する)。組換え宿主細胞または宿主細胞培地からの抽出物は、タンパク質−タンパク質相互作用が妨害されない非還元条件下で得ることができるか、または還元条件下で得ることができ、次に処理されて、その中に含有されるIL−17FおよびIL−17Aモノマーの適正な再折畳みおよび相互作用を可能にする。当業者は、宿主細胞が両方のIL−17FおよびIL−17A融合タンパク質を発現する必要がないことをただちに認識する;むしろ1つのトランスフェクタントからの細胞または培地抽出物、たとえばIL−17AまたはIL−17F融合タンパク質のどちらかを発現する宿主細胞をIL−17AおよびIL−17Fモノマーのダイマー化を可能にする条件下で取得して、組合せることが可能である。IL−17F/IL−17Aヘテロダイマー精製の詳細な方法は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれている、米国特許出願第11/353,161号明細書に記載されている。
本発明に関連するポリペプチドは、公知の在来の化学合成によっても産生されることがある。このようなポリペプチドを化学合成する方法は、当業者に周知である。このような化学合成ポリペプチドは、天然の精製されたポリペプチドと共通の生物特性を所有することがあり、それゆえ天然ポリペプチドの生物活性または免疫学的代用物として利用されることがある。
IL−17F、IL−17A、およびIL−17F/IL−17Aシグナル伝達作用薬および拮抗薬を含む本発明に関連するポリペプチドは、開示されたポリペプチドと構造的に異なる(たとえばやや変更された配列を有する分子)を含むが、開示されたポリペプチドと実質的に同じ生物科学特性を有する(たとえば機能的に必須でないアミノ酸残基のみ変更されている)。このような分子としては、自然に発生した対立遺伝子変異体、および変化、置換(substitution)、置換(replacement)、挿入、または欠失を含有する、計画的に操作した(deliberately engineered)変異体が挙げられる。このような変化、置換、置換、挿入、または欠失の技法は、当業者に公知である。一部の実施形態において、ポリペプチド部分は、(非突然変異配列と比較して)タンパク質分解により耐性である配列を生じる自然に発生した配列(たとえば野生種)中に突然変異を有する変異ポリペプチドとして供給される。
本発明によるポリペプチドは、ペプチド模倣薬も含むことが可能である。ペプチド模倣薬は、タンパク質2次構造の要素を模倣するペプチド含有分子である。たとえばJohnsonら、“Peptide Turn Mimetics”in BIOTECHNOLOGY AND PHARMACY,Pezzutoら、Eds.,Chapman and Hall,New York(1993)(参照によりその全体が本明細書に組み込まれている)を参照。ペプチド模倣薬の使用に隠れた基礎を成す原理は、タンパク質のペプチド主鎖が主に、抗体と抗原との相互作用などの分子間相互作用を促進するような方法でアミノ酸側鎖を配向させるために存在するということである。ペプチド模倣薬は、天然分子と同様の分子相互作用を許容することが予測されている。これらの原理は、開示された標的化ペプチドまたはポリペプチドの天然特性の多くを有するが、変更された、そして改良されされた特徴を持たない第2世代分子を設計するのに使用されることがある。
本発明に関連するポリペプチドを使用して、IL−17F/IL−17Aを結合するおよび/またはIL−17F/IL−17A生物活性を抑制することが可能である薬剤(たとえば他のIL−17F、IL−17A、およびIL−17F/IL−17Aシグナル伝達拮抗薬、たとえば抗IL−17F、抗IL−17A、および抗IL−17F/IL−17A抗体)をスクリーニングすることがある。固定された、または固定されていない所望の結合タンパク質を利用する結合アッセイは、当分野で公知であり、本発明に関連するポリペプチドと共にこの目的に使用されることがある。精製細胞ベースまたはタンパク質ベース(細胞を含まない)スクリーニングアッセイを使用して、このような薬剤を同定することがある。たとえばIL−17F/IL−17Aタンパク質は精製された形を担体上に固定して、精製IL−17F/IL−17Aへの潜在的なリガンドの結合を測定してもよい。
抗体
一部の実施形態において、本発明は、IL−17F/IL−17Aヘテロダイマーのみに結合する、特異的抗IL−17F/IL−17A抗体、すなわち無処置抗体またはその抗原結合フラグメントを提供する。別の実施形態において、本発明は、IL−17F/IL−17Aヘテロダイマーに特異的ではないエピトープというよりはむしろIL−17FまたはIL−17Aに特異的なエピトープを認識する選択的抗体のために、IL−17F/IL−17Aの両方およびIL−17FまたはIL−17Aの一方を結合する選択的抗IL−17F/IL−17A抗体を提供する。一実施形態において、抗体はシグナル伝達拮抗薬(IL−17F/IL−17Aシグナル伝達に対して特異的および選択的拮抗薬を含む)であり、すなわちそれらは少なくとも1つのIL−17F/IL−17A生物活性(たとえばヘテロダイマーのその受容体への結合、シグナル伝達成分のヘテロダイマー介在活性化、サイトカイン産生(たとえばGRO−α)のヘテロダイマー介在誘導、気道炎症のヘテロダイマー誘導など)を抑制する。本発明の拮抗抗体は、IL−17F/IL−17A関連障害を診断、予後診断、監視および/または治療するのにも有用なことがある。当業者は、選択的および拮抗IL−17F/IL−17A抗体がIL−17F/IL−17Aの両方およびIL−17FまたはIL−17Aの一方の少なくとも1つの生物活性を抑制することを認識する。別の実施形態において、抗体(特異的および選択的抗体を含む)は、IL−17F/IL−17Aシグナル伝達に特異的に結合するが、それを抑制しない検出抗体であり、IL−17F/IL−17Aシグナル伝達に関連する(一または複数の)障害を診断、予後診断および/または監視するキットの一部として、IL−17F/IL−17Aの存在を検出するために使用されることがある。一実施形態において、抗体はモノクローナル抗体である。抗体は、ヒトIL−17A、IL−17F、および/またはIL−17F/IL−17Aに対するヒト、ヒト化、キメラ、または試験管内産生抗体であってもよい。好ましい実施形態において、本発明の抗体、たとえば拮抗抗体または検出抗体は、哺乳動物、たとえばヒトIL−17F/IL−17Aに向けられている。
当業者は、本明細書で使用するように、「抗体」という用語が、少なくとも1個の、好ましくは2個の重(H)鎖可変領域(本明細書ではVHと省略)と、少なくとも1個の、好ましくは2個の軽(L)鎖可変領域(本明細書ではVLと省略)を含むタンパク質を指すことを認識する。VHおよびVL領域は、より保存性の「フレームワーク領域」(「FR」)である領域と共に散在している、「相補性決定領域」(「CDR」)と呼ばれる超可変性領域にさらに細分することができる。FRおよびCDRの程度は、精密に定義されている(その全体が参照により本明細書に組み込まれている、Kabatら(1991)Sequences of Proteins of Immunological Interest,Fifth Edition,U.S.Department of Health and Human Services,NIH Publication No.91−3242;およびChothiaら(1987)J.Mol,Biol.196:901−17を参照)。各VHおよびVLは、アミノ末端からカルボキシ末端に以下の順序で配列されている3種のCDRおよび4種のFRで構成される:FR1、CDR1、FR2、CDR2、FR3、CDR3、FR4。
抗体は、重鎖および軽鎖定常領域をさらに含み、それにより免疫グロブリン重鎖および軽鎖をそれぞれ形成することがある。一実施形態において、抗体は2本の免疫グロブリン重鎖および2本の免疫グロブリン軽鎖のテトラマーであり、免疫グロブリン重鎖および軽鎖はジスルフィド結合によって相互結合されている。重鎖定常領域は、3種のドメイン、CH1、CH2およびCH3で構成されている。軽鎖定常領域は、1種のドメイン、CLで構成されている。重鎖および軽鎖の可変領域は、抗原と相互作用する結合ドメインを含有する。抗体の定常領域は通例、免疫系の各種の細胞(たとえばエフェクタ細胞)および古典的な補体系の第1成分(Clq)を含む、宿主組織または因子への抗体の結合に介在する。
免疫グロブリンは、免疫グロブリン遺伝子によって実質的にコードされた1つ以上のポリペプチドから成るタンパク質を指す。認識されたヒト免疫グロブリン遺伝子には、カッパ、ラムダ、アルファ(IgA1およびIgA2)、ガンマ(IgG1、IgG2、IgG3、IgG4)、デルタ、イプシロンおよびミュー定常領域遺伝子はもちろんのこと、無数の免疫グロブリン可変領域遺伝子も含まれる。全長免疫グロブリン「軽鎖」(約25Kd、すなわち214アミノ酸)は、NH末端の可変領域遺伝子(約110アミノ酸)およびCOOH末端のカッパまたはラムダ定常領域遺伝子によってコードされる。全長免疫グロブリン「重鎖」(約50Kd、すなわち446アミノ酸)は、可変領域遺伝子(約116アミノ酸)および残りの上述の定常領域遺伝子の1つ、たとえばガンマ(約330アミノ酸をコード)によってコードされる。免疫グロブリン重鎖定常領域遺伝子は、抗体クラス、すなわちアイソタイプ(たとえばIgMまたはIgG1)をコードする。抗体の抗原結合フラグメント(または単に「抗体部分」、すなわち「フラグメント」)は、本明細書で使用するように、抗原(たとえばCD3)に特異的に結合する能力を保持する全長抗体の1つ以上のフラグメントを指す。抗体の「抗原結合フラグメント」という用語に含まれる結合フラグメントの例としては、(i)VL、VH、CLおよびCH1ドメインから成る1価フラグメントである、Fabフラグメント;(ii)ジスルフィドブリッジによってヒンジ領域に結合された2個のFabフラグメントを含む2価フラグメントである、F(ab’)フラグメント;(iii)VHおよびCH1ドメインから成るFdフラグメント;(iv)抗体の1本のアームのVLおよびVHドメインから成るFvフラグメント、(v)VHドメインから成る、dAbフラグメント(Wardら(1989)Nature 341:544−46);および(vi)単離された相補性決定領域(CDR)、またはCDRのセット、たとえば2または3個のCDRを含む。さらに、Fvフラグメントの2つのドメイン、VLおよびVHは別々の遺伝子によってコードされているが、それらは、組換え方法を使用して、VLおよびVH領域が対になって1価分子を形成するタンパク質単鎖としてそれらが作製されるようにする合成リンカーによって結合されることがある(単鎖Fv(scFv)として公知;たとえばBirdら(1988)Science 242:423−26;およびHustonら(1988)Proc.Natl Acad.Sci.USA 85:5879−83を参照)。これらの単鎖抗体も、抗体の「抗原結合フラグメント」という用語に含まれることを意図する。これらの抗体フラグメントは、当業者に公知の在来の技法を使用して得られ、フラグメントは無処置抗体と同様の方式で有用性についてスクリーニングされる。
一部の実施形態において、本発明は単一ドメイン抗体を提供する。単一ドメイン抗体は、そのCDRが単一ドメインポリペプチドの一部である抗体を含むことができる。例としては、これに限定されるわけではないが、重鎖抗体、軽鎖が自然に欠失した抗体、在来の4本鎖抗体に由来する単一ドメイン抗体、改変抗体および単一ドメイン、抗体に由来するもの以外の単一ドメイン骨格が挙げられる。単一ドメイン抗体は、当分野で公知であるもののいずれでも、またはいずれの将来の単一ドメイン抗体でもよい。単一ドメイン抗体は、これに限定されるわけではないが、マウス、ヒト、ラクダ、ラマ、ヤギ、ウサギ、ウシを含むいずれの種に由来してもよい。本発明の一態様により、単一ドメイン抗体は、本明細書で使用するように、軽鎖が欠失した重鎖抗体として公知の、天然発生型単一ドメイン抗体である。このような単一ドメイン抗体は、たとえばWO 94/04678に開示されている。軽鎖が自然に欠失した重鎖抗体に由来するこの可変ドメインは、4本鎖免疫グロブリンの在来のVHからそれを区別するために、本明細書ではVHHまたはナノボディとして公知である。このようなVHH分子は、ラクダ種、たとえばラクダ、ラマ、ヒトコブラクダ、アルパカおよびグアナコで産生される抗体から誘導することが可能である。ラクダ科のこれら以外の他の種が、軽鎖が自然に欠失した重鎖抗体を産生することがある;このようなVHH分子は本発明の範囲内である。
本発明のポリペプチドに対する抗体分子は、当業者に周知の方法によって産生されてもよい。たとえばモノクローナル抗体は、公知の方法に従って、ハイブリドーマの生成によって産生されることがある。この方式で形成されたハイブリドーマを次に、酵素結合免疫吸着アッセイ(ELISA)などの標準方法を使用してスクリーニングして、本発明のポリペプチドと特異的に結合する抗体を産生する1種以上のハイブリドーマを同定する。たとえばIL−17F/IL−17Aを使用して動物を免疫化すると、IL−17F/IL−17Aヘテロダイマーを特異的に(すなわちIL−17FとIL−17Aのどちらも結合しない)または選択的に(すなわちIL−17F/IL−17Aの両方およびIL−17FまたはIL−17Aのどちらか(または両方)を結合する)結合するポリクローナルおよびモノクローナル抗体が得られることがある。同様に、IL−17RまたはIL−17RCタンパク質を使用すると、IL−17RまたはIL−17RCとそれぞれ反応する、そしてIL−17F/IL−17Aのみへの、あるいはIL−17F/IL−17Aの両方への、そしてIL−17FまたはIL−17Aのどちらか一方へのこれらの受容体の結合を抑制することがある、ポリクローナルおよびモノクローナル抗体が得られることがある。IL−17RまたはIL−17RCタンパク質を使用すると、IL−17RまたはIL−17RCのそれぞれと特異的に反応する、そしてIL−17A、IL−17F、および/またはIL−17F/IL−17Aサイトカインのいずれかへのこれらの受容体の結合を抑制することがある、ポリクローナルおよびモノクローナル抗体が得られることもある。ペプチド免疫原はさらにカルボキシル末端にシステイン残基を含有することがあり、キーホール・リンペット・ヘモシアニン(KLH)などのハプテンに結合することがある。さらなるペプチド免疫原は、チロシン残基を硫酸化チロシン残基で置換することによって生成されることがある。このようなペプチドを合成する方法は、たとえばMerrifield(1963)J.Amer.Chem.Soc.85:2149−54;Krstenanskyら(1987)FEBS Lett.211:10−16でのように、当分野で周知である。本発明の全長ポリペプチドは免疫原として使用されることがあるか、あるいはポリペプチドの抗原ペプチドフラグメントが使用されることがある。本発明のポリペプチドの抗原ペプチドは、少なくとも7個の連続したアミノ酸残基から成り、ペプチドに対して産生された抗体がポリペプチドと特異的免疫複合体を形成するようにエピトープを含む。好ましくは、抗原ペプチドは少なくとも10個のアミノ酸残基を、さらに好ましくは、少なくとも15個のアミノ酸残基を、なおさらに好ましくは、少なくとも20個のアミノ酸残基を、最も好ましくは、少なくとも30個のアミノ酸残基を含む。
モノクローナル抗体は、組換えDNA技法の当業者に公知の他の方法によって生成されることがある。モノクローナル抗体分泌ハイブリドーマを調製する代替方法として、組換えコンビナトリアル免疫グロブリンライブラリ(たとえば抗体ファージ提示ライブラリ)を本発明に関連するポリペプチドによってスクリーニングして、それにより本発明に関連するポリペプチドに結合する免疫グロブリンライブラリのメンバーを単離することによって、本発明のポリペプチドに対するモノクローナル抗体を同定および単離してもよい。ファージ提示ライブラリを生成およびスクリーニングするための技法および市販のキットは、当業者に周知である。加えて、抗体提示ライブラリの生成およびスクリーニングでの使用に特に適している方法および試薬の例は、文献に見出すことができる。たとえば、「コンビナトリアル抗体提示」方法は周知であり、特定の抗原特異性を有する抗体フラグメントを同定および単離するために開発され、モノクローナル抗体を産生するために使用可能である(コンビナトリアル抗体提示の説明については、たとえばSastryら(1989)Proc.Natl.Acad.Sci.USA 86:5728;Huseら(1989)Science 246:1275;Orlandiら(1989)Proc.Natl.Acad.Sci.USA 86:3833を参照)。上述のように動物を免疫原で免疫した後に、得られたB細胞プールの抗体レパートリーがクローニングされる。オリゴマプライマーおよびPCRの混合物を使用することによって、免疫グロブリン分子の多様な集団の可変領域のDNA配列を得る方法が一般に公知である。たとえば、5’リーダー(シグナルペプチド)配列および/またはフレームワーク1(FR1)配列に対応する混合オリゴヌクレオチドプライマーは、保存3’定常領域に対するプライマーと同様に、いくつかのマウス抗体からの重鎖および軽鎖可変領域のPCR増幅に使用することが可能である(Larrickら(1991)Biotechniques 11:152−56)。同様の方法を使用して、ヒト抗体からのヒト重鎖および軽鎖可変領域を増幅することが可能である(Larrickら(1991)Methods:Companion to Methods in Enzymology 2:106−10)。
ポリクローナル血清および抗体は、適切な対象を本発明に関連するポリペプチドで免疫することによって産生されることがある。免疫化対象の抗体力価は、固定化タンパク質を使用するELISAなどの標準技法によって、経時的に監視してもよい。所望ならば、本発明のポリペプチドに向けられた抗体分子を対象または培地から単離して、タンパク質Aクロマトグラフィーなどの周知の技法によってさらに精製して、IgG画分を得てもよい。
本発明のポリペプチドに対する抗体のフラグメントは、当分野で周知の方法による抗体の切断によって産生されることがある。たとえば、免疫学的活性FabおよびF(ab’)フラグメントは、抗体をペプシンなどの酵素によって処理することによって生成されることがある。
加えて、ヒトおよび非ヒト部分を含む、本発明のポリペプチドに対するキメラ、ヒト化、および単鎖抗体は、標準組換えDNA技法および/または組換えコンビナトリアル免疫グロブリンライブラリを使用して産生されることがある。ヒト化抗体は、内在性免疫グロブリン重鎖および軽鎖遺伝子を発現不可能であるが、ヒト重鎖および軽鎖遺伝子を発現可能であるトランスジェニックマウスを使用して産生されることもある。たとえば、たとえばIL−17F/IL−17Aに向けられたヒトモノクローナル抗体(mAb)は、マウス免疫グロブリン遺伝子ではなく、ヒト免疫グロブリン遺伝子を保持するトランスジェニックマウスを使用して生成されることがある。次に、対象となる抗原で免疫されたこれらのトランスジェニックマウスからの脾細胞を使用して、ヒトタンパク質からのエピトープに対する特異的親和性を持つヒトmAbを分泌するハイブリドーマを産生してもよい(たとえばWoodら、WO 91/00906;Kucherlapatiら、WO 91/10741;Lonbergら、WO 92/03918;Kayら、WO 92/03917;Lonbergら(1994)Nature 368:856−59;Greenら(1994)Nat.Genet.7:13−21;Morrisonら(1994)Proc.Natl.Acad.Sci.USA 81:6851−55;Bruggeman(1993)Year Immunol.7:33−40;Tuaillonら(1993)Proc.Natl.Acad.Sci.USA 90:3720−24;Bruggemanら(1991)Eur.J.Immunol.21:1323−26を参照)。
キメラ免疫グロブリン鎖を含むキメラ抗体は、当分野で公知の組換えDNA技法によって産生されることもある。たとえば、マウス(または他の種)のモノクローナル抗体分子のFc定常領域をコードする遺伝子を制限酵素で消化して、マウスFcをコード化する領域を除去し、ヒトFc定常領域をコードする遺伝子の相当部分を置換する(たとえばRobinsonら、国際特許出願PCT/US86/02269号明細書;Akiraら、欧州特許出願第EP 184,187号明細書;Taniguchi,欧州特許出願第EP 171,496号明細書;Morrisonら、欧州特許出願第EP 173,494号明細書;Neubergerら、WO 86/01533;Cabillyら、米国特許第4,816,567号明細書;Cabillyら、欧州特許出願第EP 125,023号明細書;Betterら(1988)Science 240:1041−43;Liuら(1987)Proc.Natl.Acad.Sci.USA 84:3439−43;Liuら(1987)J.Immunol.139:3521−26;Sunら(1987)Proc.Natl.Acad.Sci.USA 84:214−18;Nishimuraら(1987)Cancer Res.47:999−1005;Woodら(1985)Nature 314:446−49;およびShawら(1988)J Natl.Cancer Inst.80:1553−59を参照)。
抗体または免疫グロブリン鎖は、当分野で公知の方法によってヒト化されることがある。ヒト化免疫グロブリン鎖を含むヒト化抗体は、抗原結合に直接関与していないFv可変領域の配列をヒトFv可変領域からの同等の配列で置換することによって生成してもよい。ヒト化抗体を生成する一般的な方法は、Morrison(1985)Science 229:1202−07;Oiら(1986)BioTechniques 4:214;Queenら、米国特許第5,585,089号明細書;5,693,761号明細書;5,693,762号明細書によって提供され、そのすべての内容全体は参照により本明細書に組み込まれている。これらの方法としては、重鎖または軽鎖の少なくとも1つから免疫グロブリン可変領域の全部または一部をコードする核酸配列を単離、操作、および発現することが挙げられる。このような核酸配列源は当業者に周知であり、たとえば、所定の標的に対する抗体を産生するハイブリドーマから得られることがある。ヒト化抗体、またはそのフラグメントをコードする組換えDNAは次に、適切な発現ベクター内にクローニングすることが可能である。
ヒト化またはCDRグラフト抗体分子または免疫グロブリンは、CDRグラフト化または免疫グロブリン鎖の1個、2個、またはすべてのCDRが置換されるCDR置換によって産生されることもある。たとえば米国特許第5,225,539号明細書;Jonesら(1986)Nature 321:552−25;Verhoeyanら(1988)Science 239:1534;Beidlerら(1988)J.Immunol.141:4053−60;Winter,米国特許第5,225,539号明細書を参照、そのすべての内容全体は本明細書での参照により本明細書に組み込まれている。Winterは、本発明のヒト化抗体を調製するために使用されるCDRグラフト方法について記載しており(英国特許出願第GB 2188638A号明細書;Winter,米国特許第5,225,539号明細書)、そのすべての内容全体は本明細書での参照により本明細書に組み込まれている。特定のヒト抗体のCDRはすべて、非ヒトCDRの少なくとも一部によって置換され、またはCDRの一部のみが非ヒトCDRによって置換されることがある。所定の抗体へのヒト化抗体の結合に必要な数のCDRを置換することのみ必要である。
抗体の他の部分、たとえば定常領域を欠失、付加または置換することによって修飾されたモノクローナル、キメラおよびヒト化抗体も本発明の範囲内である。非制限的な例として、抗体は、定常領域を欠失させることにより、定常領域を別の定常領域、たとえば抗体の半減期、安定性、または親和性を向上させることを意図する定常領域、または別の種または抗体クラスからの定常領域を置換することにより、そしてたとえばグリコシル化部位の数、エフェクタ細胞機能、Fc受容体(FcR)結合、補体結合などを変化させるために定常領域内の1個以上のアミノ酸を修飾することより、修飾することが可能である。
抗体定常領域を変化させる方法は当分野で公知である。機能の変化、たとえば細胞上のFcR、または補体のC1成分などのエフェクタリガンドに対する親和性の変化がある抗体は、抗体の定常部分内の少なくとも1個のアミノ酸残基を別の残基で置換することによって産生可能である(たとえばEP 388151A1、U.S.5,624,821およびU.S.5,648,260を参照、そのすべての内容全体は本明細書での参照により本明細書に組み込まれている)。マウス(または他の種の)免疫グロブリンに対して同様の種類の変化を加えて、これらの機能を低減または除去してもよい;このような変化は当分野で公知である。
たとえば、指定された(複数の)残基を、その側鎖上に適切な官能基を有する(一または複数の)残基で置換することによって、あるいはグルタメートまたはアスパルテートなどの荷電官能基、あるいはフェニルアラニン、チロシン、トリプトファンまたはアラニンなどの芳香族非極性残基を導入することによって、FcR(たとえばFcガンマR1)、またはC1q結合に資する抗体(たとえばヒトIgGなどのIgG)のFc領域の親和性を変化させることが可能である(たとえばU.S.5,624,821を参照)。
本発明の抗体は、上清、細胞溶解液中、または細胞表面上の本発明のポリペプチドを単離、精製、および/または検出するのに有用なことがある。一実施形態において、抗IL−17F/IL−17A抗体を使用して、IL−17F/IL−17Aを単離、精製、および/または検出する。別の実施形態において、抗IL−17Aおよび抗IL−17F抗体は、それぞれIL−17AおよびIL−17Fのみを単離、精製、および/または検出することが可能である。なお別の実施形態において、抗IL−17Aおよび抗IL−17F抗体は、それぞれIL−17F/IL−17Aヘテロダイマーも単離、精製、および/または検出することが可能である。本発明で開示された抗体を使用して、臨床試験手順の一部としてたとえばIL−17F/IL−17Aタンパク質レベルを診断的に監視しても、または抗体の抗原を含む細胞または組織を臨床的に治療モジュレータの標的にしてもよい。たとえば小型分子などの治療薬、または本発明の他の治療薬は、本発明のポリペプチドを発現する細胞または組織を治療薬の標的とするために、本発明の抗体に結合されることもある。IL−17F、IL−17A、IL−17F/IL−17A、IL−17R、またはIL−17RCタンパク質に結合する拮抗抗体(好ましくはモノクローナル抗体)は、IL−17F/IL−17Aシグナル伝達に関連する(一または複数の)疾患の治療にも有用である。それゆえ、本発明は、特異的拮抗IL−17F/IL−17A抗体、すなわちIL−17F/IL−17Aに特異的に結合して、IL−17F/IL−17Aシグナル伝達を低下、制限、遮断、またはそうでなければ減少させる抗体を含む組成物を提供する。本発明は、IL−17F、IL−17A、およびIL−17F/IL−17Aのいずれかのシグナル伝達を低下させるシグナル伝達拮抗薬を含む組成物も提供して、それゆえ3種のサイトカインすべての下流でシグナル伝達を低下させる。同様に、抗IL−17F、抗IL−17A、抗IL17F/IL−17A、抗IL−17R、または抗IL−17RC抗体は、IL−17F、IL−17A、IL−17F/IL−17A、IL−17R、またはIL−17RCそれぞれを単離、精製、検出および/または診断的に監視するのに、ならびに/あるいはIL−17F、IL−17A、IL−17F/IL−17A、IL−17R、またはIL−17RCそれぞれを含む細胞または組織を臨床的に治療的モジュレータの標的とするのに有用である場合がある。抗IL−17Fおよび抗IL−17A抗体は、IL−17F/IL−17Aを単離、精製、検出および/または診断的に監視するのに、あるいはIL−17F/IL−17Aを含む細胞または組織を臨床的に治療的モジュレータの標的とするのにも有用でありうる。
本発明で使用する抗体に加えて、IL−17Fホモダイマー、IL−17Aホモダイマー、および/またはIL−17F/IL−17Aヘテロダイマーの活性を調節するために他の分子も利用されることがある。このような分子には、small modular immunopharmaceutical(SMIP(商標))薬(Trubion Pharmaceuticals、シアトル、ワシントン州)がある。SMIPは、抗原、対抗受容体などの同族構造体の結合ドメインと、システイン残基を1個有するか、または有さないヒンジ領域ポリペプチドと、免疫グロブリンCH2およびCH3ドメインより成る単鎖ポリペプチドである(www.trubion.comも参照)。SMIPならびにその使用および応用は、たとえば米国特許出願公開第2003/0118592号明細書、第2003/0133939号明細書、第2004/0058445号明細書、第2005/0136049号明細書、第2005/0175614号明細書、第2005/0180970号明細書、第2005/0186216号明細書、第2005/0202012号明細書、第2005/0202023号明細書、第2005/0202028号明細書、第2005/0202534号明細書、および第2005/0238646号明細書、ならびにその関連特許ファミリーメンバーに開示されており、そのすべてはその全体が本明細書での参照により本明細書に組み込まれている。
スクリーニングアッセイ
本発明に関連するポリヌクレオチドおよびポリペプチドは、細胞または生物中のIL−17F/IL−17Aの生物活性を調節することが可能であり、それにより炎症応答の潜在的な調節因子である薬剤のための薬理作用物質またはリード化合物を同定するスクリーニングアッセイに使用されることもある。たとえば、少なくともIL−17F/IL−17Aを含有するサンプルに複数の試験化合物の1種(生物因子または小型有機分子のどちらか)を接触させて、処置サンプルそれぞれにおけるIL−17F/IL−17Aの生物活性(たとえばIL−17F/IL−17AのIL−17RおよびIL−17RCのどちらかまたは両方への結合、IL−17F/IL−17A関連気道炎症(たとえば好中球補充、サイトカイン産生など))を未処置サンプルまたは別の試験化合物と接触させたサンプル中のIL−17F/IL−17Aの生物活性と比較することが可能である。このような比較によって、試験化合物のいずれが:1)それによりIL−17F/IL−17A拮抗薬を示す、IL−17F/IL−17Aの発現または生物活性のレベルの実質的な低下、または2)それによりIL−17F/IL−17A作用薬を示すIL−17F/IL−17Aの発現または生物活性のレベルの実質的な上昇を生じるか否かが判定される。一実施形態において、IL−17F/IL−17Aモジュレータ(たとえばIL−17F/IL−17A活性を調節できる試験化合物)の同定は、BIACORE(登録商標)(Biacore International AB、ウプサラ、スウェーデン)、BRET(生物発光共鳴エネルギー移動)およびFRET(蛍光共鳴エネルギー移動)アッセイなどの高スループットスクリーニングアッセイはもちろんのこと、ELISAおよび細胞ベースアッセイも使用して実施する。
当業者は、IL−17F/IL−17Aの生物活性を調節可能である薬理作用物質またはリード化合物が、IL−17Fおよび/またはIL−17Aのどちらかの生物活性も調節可能である場合があることを認識する。それゆえ本発明は、IL−17F/IL−17Aモジュレータ(たとえばIL−17F/IL−17Aシグナル伝達作用薬またはIL−17F/IL−17Aシグナル伝達拮抗薬)が特異的IL−17F/IL−17Aモジュレータ(すなわち、それはIL−17F/IL−17Aのみの生物活性を調節する)、または選択的IL−17F/IL−17Aモジュレータ(すなわち、それはIL−17F/IL−17Aの両方ならびにIL−17AおよびIL−17Fのどちらか1つまたは両方の生物活性を調節する)であるか否かを同定する方法を提供する。たとえば、IL−17F/IL−17Aの生物活性を調節する可能性がある化合物、たとえばIL−17RおよびIL−17RCのどちらかまたは両方に対するIL−17F/IL−17Aの相互作用を調節することが可能な化合物、IL−17F/IL−17A関連気道炎症(たとえば好中球補充、サイトカイン産生など)を調節することが可能な化合物などを少なくともIL−17Aを含有するサンプルに接触させて、処置したサンプルのIL−17Aの生物活性、たとえばIL−17AのIL−17Rおよび/またはIL−17RCへの結合、あるいはIL−17A関連気道炎症(たとえば好中球補充、サイトカイン産生など)などを未処置サンプルのIL−17Aの生物活性と比較することが可能である。化合物を少なくともIL−17Fを含有するサンプルにも接触させて、処置したサンプルのIL−17Fの生物活性、たとえばIL−17FのIL−17Rおよび/またはIL−17RCへの結合、あるいはIL−17F関連気道炎症(たとえば好中球補充、サイトカイン産生など)などを、未処置サンプルの生物活性と比較することが可能である。IL−17Aおよび/またはIL−17F生物活性(すなわち生物活性の上昇または低下)の調節は、IL−17F/IL−17Aモジュレータが特異的IL−17F/IL−17Aモジュレータではなく、むしろ選択的IL−17F/IL−17Aモジュレータであることを示すであろう。これに対して、化合物がIL−17AおよびIL−17Fの両方の生物活性を調節できないことは、IL−17F/IL−17Aモジュレータが特異的IL−17F/IL−17Aモジュレータであることを示す。当業者は、試験化合物がIL−17Aモジュレータであるか否かを同定するステップ[たとえばIL−17AならびにIL−17RおよびIL−17RCのどちらかまたは両方を含有するサンプルを試験化合物と接触させるステップと、サンプルのIL−17Aの生物活性が試験化合物と接触させていないサンプルのIL−17Aの生物活性と比較して調節される(たとえば上昇または低下する)か否かを判定するステップ]と、試験化合物がIL−17Fモジュレータであるか否かを同定するステップ[たとえばIL−17FならびにIL−17RおよびIL−17RCのどちらかまたは両方を含有するサンプルに試験化合物を接触させるステップと、サンプルのIL−17Fの生物活性が試験化合物と接触させていないサンプルのIL−17Fの生物活性と比較して調節される(たとえば上昇または低下する)か否かを判定するステップ]が、いずれかの順序で連続してまたは同時に実施され、試験化合物がIL−17F/IL−17Aの生物活性を調節可能であるか否かを同定する方法[たとえばIL−17F/IL−17AならびにIL−17RおよびIL−17RCのどちらかまたは両方を含有するサンプルを試験化合物と接触させるステップと、サンプルのIL−17F/IL−17Aの生物活性が試験化合物と接触させていないサンプルのIL−17F/IL−17Aの生物活性と比較して上昇または低下するか否かを判定して、それにより試験化合物と接触させたサンプルのIL−17F/IL−17Aの生物活性のこのような上昇または低下が、化合物をIL−17F/IL−17Aモジュレータ(たとえばIL−17F/IL−17Aシグナル伝達作用薬またはIL−17F/IL−17Aシグナル伝達拮抗薬)として同定するステップを含む]の前、後、またはその方法と同時に実施されることがあることを認識する。
別の実施形態において、特異的IL−17F/IL−17Aモジュレータ(たとえば特異的IL−17F/IL−17A拮抗薬)を含むIL−17F/IL−17Aモジュレータの同定は、実施例2.1.6および2.2.4に記載されているように気道炎症のマウスモデルを使用して実施される。たとえば、気道炎症を患っている実験対象(たとえばオボアルブミン反応性Th17細胞が養子移入され、オボアルブミンを接種されたマウス、IL−17F/IL−17A、IL−17A、またはIL−17Fの用量にさらされたマウス(たとえば鼻内))を複数の試験化合物の1種(たとえば生物因子または小型有機分子のどちらか)によって処置して、処置対象それぞれの気道炎症のレベル(たとえば好中球補充、炎症性サイトカイン濃度)を未処置対象または別の試験化合物と接触させた対象の気道炎症のレベルと比較することができる。このような比較によって、試験化合物のいずれが:1)それによりIL−17F/IL−17A拮抗薬を示す、気道炎症のレベルの実質的な低下、または2)それによりIL−17F/IL−17A作用薬を示す、気道炎症のレベルの実質的な上昇を生じるか否かが判定される。当業者は、(1)(たとえばIL−17F/IL−17Aの用量にさらされたマウスにおける)IL−17F/IL−17A関連気道炎症を調節する、(2)(たとえばIL−17Aの用量にさらされたマウスにおける)IL−17A関連気道炎症を調節しない、(3)(たとえばIL−17Fの用量にさらされたマウスにおける)IL−17F関連気道炎症を調節しない試験化合物が特異的IL−17F/IL−17Aモジュレータであることを認識する。
小型分子
IL−17F/IL−17Aシグナル伝達に関連する障害(たとえばIL−17F/IL−17A関連障害)に罹患した(またはそのリスクのある)生物(または対象)における、またはこのような障害に関与するこのような生物(または対象)からの細胞のIL−17A、IL−17F、および/またはIL−17F/IL−17A生物活性の低下は、IL−17F/IL−17Aを拮抗する、すなわちIL−17F/IL−17Aの活性を抑制する小型分子(通常は有機小型分子の使用)によっても達成されることがある。新規な拮抗小型分子は、本明細書に記載するスクリーニング方法によって同定されることがあり、後述する本発明の処置方法で使用されることがある。
反対に、たとえば免疫不全、たとえば好中球減少に罹患した(またはそのリスクのある)生物(または対象)、またはこのような障害に関与するこのような生物(または対象)からの細胞のIL−17F/IL−17A活性の上昇は、IL−17F/IL−17Aを作用させる、すなわちIL−17F/IL−17Aの活性を上昇させる小型分子(通常は有機小型分子の使用)によっても達成されることがある。新規な作用性小型分子は、たとえば米国特許第5,707,829号明細書;第6,043,344号明細書;第6,074,849号明細書および米国特許出願第10/102,080号明細書に記載されているように、本明細書に記載するスクリーニング方法によって同定されることがあり、免疫不全を治療する方法で使用されることがあり、そのすべてはその全体が本明細書での参照により組み込まれている。
本発明の一部の実施形態において、拮抗または作用小型分子は、IL−17F/IL−17Aヘテロダイマーに特異的であってもよい(すなわち小型分子はヘテロダイマーのみを結合して、ヘテロダイマーのみの生物活性を調節する)。当業者は、特異的IL−17F/IL−17A拮抗または作用小型分子がIL−17F/IL−17Aのみの活性をそれぞれ低下または上昇させるのに有用であり、それゆえIL−17F/IL−17A関連疾患(すなわち対象が正常対象のIL−17F/IL−17A生物活性と比較して変化したIL−17F/IL−17A生物活性を有する疾患)の治療において有用であろうことを認識する。本発明の他の実施形態において、拮抗または作用小型分子は、IL−17F/IL−17Aヘテロダイマーに選択的であってもよい(すなわちIL−17F/IL−17Aの両方およびIL−17AまたはIL−17Fのどちらか(あるいは両方)を結合して、IL−17F/IL−17Aの両方およびIL−17AまたはIL−17Fのどちらか(あるいは両方)の生物活性を調節する小型分子)。当業者は、選択的IL−17F/IL−17A拮抗または作用小型分子がIL−17F/IL−17AおよびたとえばIL−17FまたはIL−17Aのどちらか一方の活性を低下または上昇させるのに有用であり、それゆえIL−17F/IL−17A、IL−17Aおよび/またはIL−17F関連疾患/障害の治療に有用であろうことを認識する(たとえば、参照により本明細書に組み込まれている、米国特許出願第11/353,161号明細書を参照)。
小型分子という用語は、巨大分子ではない化合物を指す(たとえばKarp(2000)Bioinformatics Ontology 16:269−85;Verkman(2004)AJP−Cell Physiol.286:465−74を参照)。それゆえ、小型分子は1000ダルトン未満である化合物と見なされることが多い(たとえばVoet and Voet,Biochemistry,2nded,ed.N.Rose,Wiley and Sons,New York,14(1995))。たとえばDavisら(2005)Proc.Natl Acad.Sci.USA 102:5981−86は、葉酸塩、メトトレキセート、および神経ペプチドを表すために小型分子という句を使用しているが、Halpin and Harbury(2004)PLos Biology 2:1022−30は、小型分子遺伝子産物、たとえばDNA、RNAおよびペプチドを表すためにその句を使用している。天然小型分子の例としては、これに限定されるわけではないが、コレステロール、神経伝達物質、およびsiRNAが挙げられる;合成小型分子としては、これに限定されるわけではないが、多数の市販の小型分子データベース、たとえばFCD(Fine Chemicals Database)、SMID(Small Molecule Interaction Database)、ChEBI(Chemical Entities of Biological Interest)、およびCSD(Cambridge Structural Database)に記載された各種の化学薬品が挙げられる(たとえばAlfaranoら(2005)Nuc.Acids Res.Database Issue 33:D416−24を参照)。

IL−17F/IL−17Aシグナル伝達に関連する障害の進行を診断、予後診断および監視する方法
本発明は、IL−17F/IL−17A活性のアップレギュレーションを検出することによって、たとえばIL−17F/IL−17Aのアップレギュレーションを検出することによって、対象におけるIL−17F/IL−17A関連障害(たとえばIL−17F/IL−17Aの生物活性の上昇に直接的または間接的に関係する障害)の進行を診断、予後診断および監視する方法を提供し、これに限定されるわけではないが、ヒト対象におけるこのような方法の使用を含む。当業者は、IL−17F/IL−17Aに関連する障害がIL−17Aおよび/またはIL−17F生物活性にも関連する可能性があることを認識する。それゆえ、これらの方法はたとえば、本明細書で記載するような1種以上のIL−17F、IL−17A、IL−17R、またはIL−17RCポリヌクレオチドまたはそのフラグメント、1種以上のIL−17F、IL−17A、IL−17F/IL−17A、IL−17R、またはIL−17RCポリペプチドまたはそのフラグメント(その融合タンパク質を含む)、IL−17F、IL−17A、IL−17F/IL−17A、IL−17R、またはIL−17RCペプチドまたはその誘導体に対する1種以上の抗体、あるいはIL−17F、IL−17A、IL−17F/IL−17A、IL−17R、またはIL−17RCポリヌクレオチドおよび/またはポリペプチドの1種以上のモジュレータを含む群の少なくとも1つを含む、事前に包装された診断キットを利用することによって実施してもよい。これらはたとえば、臨床場面で好都合に使用されることがある。加えて、当業者は、たとえばIL−17F/IL−17Aのアップレギュレーションが、免疫細胞、たとえば好中球の数をカウントすることなどの間接方法によっても検出可能であることを認識する。
「診断の」または「診断すること」は、病態の存在または非存在を同定することを意味する。診断方法は、対象(たとえばヒトまたは非ヒト哺乳動物)からの生体サンプル中のIL−17F、IL−17Aおよび/またはIL−17F/IL−17Aの(複数の)IL−17F/IL−17A遺伝子産物(たとえば、そのフラグメントを含む、mRNA、cDNA、および/またはポリペプチド)の試験量を決定することと、試験量を正常な量または範囲(すなわちIL−17F/IL−17Aシグナル伝達に関連する障害を被っていないことが公知の個体からの量または範囲)を比較することとによって、IL−17F/IL−17Aシグナル伝達のアップレギュレーションを検出するステップを含む。特定の診断方法はIL−17F/IL−17Aシグナル伝達に関連する障害の確定診断を与えないこともあるが、方法が診断で役立つ確実な指標を与える場合にはそれで十分である。
本発明は、IL−17F/IL−17A活性のアップレギュレーションを検出することによって、たとえばIL−17F/IL−17Aのアップレギュレーションを検出することによって、このような障害を予後診断する方法も提供する。「予後診断の」または「予後診断すること」は、病態の考えられる発症および/または重症度を予測することを意味する。予後診断方法は、対象からの生体サンプル中のIL−17F/IL−17Aの(複数の)遺伝子産物の試験量を決定するステップと、試験量をIL−17F/IL−17Aの遺伝子産物の予後診断量または範囲(すなわちIL−17F/IL−17A関連障害の各種の重症度の個体からの量または範囲)と比較するステップを含む。試験サンプル中のIL−17F/IL−17A遺伝子産物の各種の量は、IL−17F/IL−17Aシグナル伝達に関連する障害のある予後診断と一致している。特定の予後診断レベルのIL−17F/IL−17A遺伝子産物の量の検出は、対象の予後診断を与える。
本発明は、IL−17F/IL−17A生物学的サイトカイン活性のアップレギュレーションを検出することによって、たとえばIL−17F/IL−17A遺伝子産物のアップレギュレーションを検出することによって、IL−17F/IL−17Aシグナル伝達に関連するこのような障害の進行または経過を監視する方法も提供する。監視方法は、対象から採取した生体サンプル中のIL−17F/IL−17Aの遺伝子産物の、たとえば1回目および2回目の試験量を決定することと、量を比較することを含む。1回目と2回目のIL−17F/IL−17A遺伝子産物の量の変化はIL−17F/IL−17A関連障害の経過における変化を示し、量の減少はこのような障害の寛解を示し、量の増加はこのような障害の進行を示す。このような監視アッセイは、たとえば自己免疫障害の治療を受けている患者での特定の治療介入の有効性を評価するのにも有用である。
上で概説した方法でのIL−17F/IL−17Aシグナル伝達の増加は、体液(たとえば全血、血漿、および尿)、細胞(たとえば細胞全体、細胞画分、および細胞抽出物)、および他の組織を含む、各種の生体サンプルで検出してもよい。生体サンプルは、組織学的な目的で採取された生検および凍結切片などの組織切片も含む。好ましい生体サンプルとしては、血液、血漿、リンパ、組織生検、尿、CSF(脳脊髄液)、滑液、およびBAL(気管支肺胞洗浄液)が挙げられる。生体サンプルの分析は対象からの細胞または組織の除去を必ずしも必要としないことが認識される。たとえば、IL−17F/IL−17Aシグナル伝達遺伝子産物(たとえば抗体、核酸)を結合する適切に標識された薬剤を対象に投与して、(標的に結合したときに)標準撮像技術(たとえばCAT、NMR(MRI)、およびPET)を使用して可視化することが可能である。
本発明の診断および予後診断アッセイにおいて、(複数の)IL−17F/IL−17A遺伝子産物を検出および定量して試験量を得る。試験量を次に正常な量または範囲と比較する。正常な量または範囲を著しく超えた量は、IL−17F/IL−17Aシグナル伝達に関連する障害の診断ではプラスの徴候である。IL−17F/IL−17A遺伝子産物の検出および定量の詳細な方法を後述する。
IL−17F/IL−17A遺伝子産物の正常な量およびベースラインレベルは、いずれの特定のサンプルタイプおよび集合についても決定できる。一般に、(複数の)IL−17F/IL−17A遺伝子産物のベースライン(正常)レベルは、正常(たとえば健常)対象からの生体サンプルタイプ中の(複数の)IL−17F/IL−17A遺伝子産物のそれぞれの量を測定することによって決定される。あるいは、(複数の)IL−17F/IL−17A遺伝子産物の正常値は、罹患(または罹患の可能性がある)試験細胞または組織細胞が採取されたのと同じ対象から採取した健常細胞または組織中の量を測定することによって決定されることもある。(複数の)IL−17F/IL−17A遺伝子産物の量(正常量または試験量のどちらか)は、細胞当り、全タンパク質当り、または体積ベース当りで決定および表現されることがある。サンプルの細胞量を決定するために、構成的に発現された遺伝子産物または生体サンプルが採取された種類の細胞内で公知のレベルにて発現された遺伝子産物のレベルを測定することが可能である。
本発明のアッセイ方法は、相対値がこれらの方法の多くの利用で十分であるため、(複数の)IL−17F/IL−17A遺伝子産物の絶対値の測定を必ずしも必要としないことが認識される。(複数の)IL−17F/IL−17A遺伝子産物の量またはアバンダンスに加えて、変異または異常IL−17F/IL−17A遺伝子産物またはその発現パターン(たとえば突然変異転写物、切断ポリペプチド)は、(複数の)正常遺伝子産物および発現パターンとの比較によって同定してもよいことも認識される。
2個のサンプル中の特定の遺伝子の発現が著しく類似しているか、または著しく異なっているか、たとえば所与のレベルを著しく超えているか、または著しく下回っているかは、遺伝子自体、特に異なる個体または異なるサンプル間での発現の可変性によって変わる。発現レベルが著しく類似している、または異なっているかを決定するのは、当分野の技術の範囲内である。2個のサンプル間でたとえばIL−17F/IL−17Aの発現レベルが著しく類似している、また著しくことなっている、たとえば所与のレベルを著しく超えているか否かを決定するときには、個体、種、臓器、組織、または細胞の間でのたとえばIL−17F/IL−17A発現レベルにおける遺伝的変異などの因子を、考慮に入れてもよい(必要なときおよび場合)。個体、種、臓器、組織、または細胞間の遺伝子発現における自然の異質性の結果として、「著しく類似した」または「著しく超えた」などの句は、精密なパーセンテージまたは値として定義することはできないが、むしろ本発明を実施するときに当業者によって確認できる。
本発明の診断、予後診断、および監視アッセイは、生体サンプル中の(複数の)IL−17F/IL−17A遺伝子産物を検出および定量することを含む。IL−17F/IL−17A遺伝子産物としては、mRNA、cDNA(たとえばIL−17AおよびIL−17F mRNAおよび/またはcDNA)ならびに/あるいはポリペプチド(たとえばIL−17F/IL−17A、IL−17F、IL−17Aポリペプチド)が挙げられ、どちらも当業者に周知の方法を使用して測定可能である。
たとえば、mRNAは、ノザンハイブリダイゼーション、インサイチューハイブリダイゼーション、ドットおよびスロットブロットなどのハイブリダイゼーションベースのアッセイ、ならびにオリゴヌクレオチドアッセイを使用して直接検出および定量することが可能である。ハイブリダイゼーションベースのアッセイは、プローブ核酸が標的核酸にハイブリダイズされるアッセイを指す。一部の形式では、標的、プローブ、または両方が固定化される。固定化核酸は、DNA、RNA、また別のオリゴヌクレオチドあるいはポリヌクレオチドでもよく、天然または非天然発生型ヌクレオチド、ヌクレオチド類似体、または主鎖から成ることがある。本発明で使用するための核酸プローブ配列を選択する方法は、IL−17Fおよび/またはIL−17Aの核酸配列に基づき、当分野で周知である。
あるいは、mRNAは検出および定量の前に増幅させることが可能である。このような増幅ベースアッセイは当分野で周知であり、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)、逆転写PCR(RT−PCR)、PCR−酵素結合免疫吸着アッセイ(PCR−ELISA)、およびリガーゼ連鎖反応(LCR)を含む。増幅IL−17Aおよび/またはIL−17F遺伝子産物(たとえばmRNAまたはcDNA)を産生および検出するためのプライマーまたはプローブは、IL−17AおよびIL−17Fそれぞれの核酸配列に基づいて、当業者による過度の実験なしにただちに設計および産生されることがある。非制限的な例として、増幅IL−17Aおよび/またはIL−17F遺伝子産物は、たとえばゲル電気泳動によって;プローブ核酸へのハイブリダイゼーションによって;配列決定によって;蛍光、リン光、または放射性シグナルの検出によって;あるいは各種の周知の方法のいずれかによって;直接分析してもよい。加えて、標的核酸配列の増幅によって産生されたシグナルを増加させる方法が当業者に公知である。当業者は、どの増幅方法が使用されようとも、遺伝子産物の定量が所望である場合には、当分野で公知の各種の定量的方法(定量的PCR)が使用されることを認識する。
本明細書に記載するように産生されることがある抗体IL−17A、抗IL−17F、および/または抗IL−17F/IL−17A抗体を利用する各種の周知の免疫アッセイを使用して、IL−17F/IL−17Aポリペプチド(またはそのフラグメント)を検出してもよい。免疫アッセイは、たとえばIL−17F/IL−17Aポリペプチド(またはそのフラグメント)に特異的に結合する抗体(たとえばポリクローナル、モノクローナル、キメラ、ヒト化、scFv、および/またはそのフラグメント)を利用するアッセイを指す。本発明の実施に適切な、このように周知の免疫アッセイとしては、ELISA、ラジオイムノアッセイ(RIA)、免疫沈降、免疫蛍光、蛍光活性化細胞選別装置(FACS)、およびウェスタンブロッティングが挙げられる。IL−17F/IL−17Aポリペプチドは、たとえばサンドイッチELISAを利用して、抗IL−17Aおよび抗IL−17F抗体の組合せを使用して検出してもよい。加えて、IL−17F/IL−17Aポリペプチドは、(複数の)標識IL−17Rおよび/またはIL−17RCポリペプチドを使用して検出してもよい。反対に、IL−17RまたはIL−17RCは標識IL−17F/IL−17Aポリペプチドを使用して検出してもよい。
当業者は、上述の方法がIL−17F/IL−17Aシグナル伝達に関連する障害に利用される場合があることを認識する。

療法でのIL−17F/IL−17Aに関連する分子の使用
参照によりその全体が本明細書に組み込まれている、米国特許出願第11/353,161号明細書は、hIL−17FおよびhIL−17Aの両方がhIL−17Rおよび/またはhIL−17RC受容体への結合を通じて類似の応答を誘導することを示す。本発明者らは、hIL−17F/IL−17Aヘテロダイマーが同じhIL−17RおよびhIL−17RC受容体にも結合して、hIL−17AおよびhIL−17Fホモダイマーに対する類似の応答を誘導することを最初に示している。さらに、発明者らは新規なマウスIL−17F/IL−17Aヘテロダイマーを提供して、ヘテロダイマーが生体内で生物活性であることと、IL−17F/IL−17A関連障害、たとえば気道炎症を治療および/または予防するために、ヘテロダイマーの遮断を生体内で使用できることとを示す。それゆえ当業者は、IL−17F/IL−17A関連障害がIL−17AおよびIL−17F関連障害も含むことがあり、それゆえIL−17F/IL−17Aシグナル伝達拮抗薬によって治療してもよいことを認識する。
上述の方法を使用して同定したモジュレータを含む、本明細書で開示したIL−17F/IL−17Aシグナル伝達を調節する分子は、試験管内、生体外で使用される、または製薬組成物中に包含されて、IL−17F/IL−17Aシグナル伝達拮抗薬(たとえばIL−17Aおよび/またはIL−17F抑制ポリヌクレオチド;可溶性IL−17Rおよび/またはIL−17RCポリペプチド(そのフラグメントおよび/または融合タンパク質を含む);抑制抗IL−17F、抗IL17A、抗IL−17F/IL−17A、抗IL−17R、または抗IL−17RC抗体;拮抗小型分子;など)の投与によって、たとえばIL−17F/IL−17Aシグナル伝達関連障害を治療する対象または個体に生体内で投与されることがある。IL−17F/IL−17Aシグナル伝達を調節する分子を投与するか否かの決定で検討される複数の薬理ゲノム手法は、当業者に周知であり、ゲノムワイド関連、候補遺伝子手法、および遺伝子発現プロファイリングが挙げられる。本発明の製薬組成物は、その意図する投与経路に適合するように調合される(たとえば経口組成物は一般に、不活性希釈剤または食用担体を含む)。投与経路の他の非制限的な例しては、非経口(たとえば静脈内)、皮内、皮下、経口(たとえば吸入)、経皮(局所)、経粘膜、および直腸投与が挙げられる。意図する各経路に適合する製薬組成物は、当分野で周知である。
IL−17F/IL−17Aシグナル伝達作用薬またはIL−17F/IL−17Aシグナル伝達拮抗薬は、製薬的に許容される担体と組合せたときに、製薬組成物として使用されることがある。このような組成物は、IL−17F/IL−17Aを調節する分子(たとえばIL−17F/IL−17Aシグナル伝達作用薬またはIL−17F/IL−17Aシグナル伝達拮抗薬)および担体に加えて、各種の希釈剤、充填剤、塩、緩衝剤、安定剤、可溶化剤、および当分野で周知の他の物質を含有してもよい。「製薬的に許容される」という用語は、(複数の)活性成分の生物活性の有効性を妨害しない非毒性物質を意味する。担体の特徴は、投与経路によって変わる。
本発明の製薬組成物は、サイトカイン、リンホカイン、またはM−CSF、GM−CSF、IL−I、IL−2、IL−3、IL−4、IL−5、IL−6、IL−7、IL−8、IL−9、IL−10、IL−11、IL−12、IL−14、IL−15、G−CSF、幹細胞因子、およびエリスロポエチンなどの他の造血因子も含有することがある。製薬組成物は、下でさらに詳細に記載されるような抗サイトカイン抗体を含むことがある。製薬組成物は、プラスミノーゲン活性化因子および第VIII因子などの血栓溶解因子または抗血栓因子を含有することがある。製薬組成物は、下で詳細にさらに記載されるような他の抗炎症剤を含有することがある。このようなさらなる因子および/または薬剤は、IL−17F/IL−17Aシグナル伝達作用薬またはIL−17F/IL−17Aシグナル伝達拮抗薬との相乗効果を産生するために、あるいはIL−17F/IL−17Aシグナル伝達作用薬またはIL−17F/IL−17Aシグナル伝達拮抗薬によって引き起こされる副作用を最小限に抑えるために、製薬組成物に含まれることがある。反対に、サイトカイン、リンホカイン、他の造血因子、血栓溶解因子または抗血栓因子、あるいは抗炎症剤の副作用を最小限に抑えるために、IL−17F/IL−17Aシグナル伝達作用薬またはIL−17F/IL−17Aシグナル伝達拮抗薬が、特定のサイトカイン、リンホカイン、他の造血因子、血栓溶解因子または抗血栓因子、あるいは抗炎症剤の調合物に含まれることがある。
本発明の製薬組成物は、他の製薬的に許容される担体、ミセルなどの凝集形で存在する脂質などの両親媒性剤、水溶液中の不溶性単層、液晶、またはラメラ層に加えて、(複数の)IL−17F/IL−17Aシグナル伝達作用薬または(複数の)IL−17F/IL−17Aシグナル伝達拮抗薬が組合されているリポソームの形でもよい。リポソーム調合物の適切な脂質としては、制限なく、モノグリセリド、ジグリセリド、スルファチド、リゾレシチン、リン脂質、サポニン、胆汁酸などが挙げられる。
本明細書で使用するように、「治療的有効量」という用語は、意味のある患者利益、たとえばこのような状態の、症状の改善、治癒、または治癒率の向上を示すのに十分である、製薬組成物または方法の各活性成分の総量を意味する。単独で投与される個々の活性成分に適用されるとき、この用語はその成分単独を指す。組合せに適用されるとき、この用語は、組合せて連続投与されるか、または同時に投与されるかにかかわらず、治療効果を生じる活性成分の合せた量を指す。
本発明の治療または使用の方法を実施するには、IL−17F/IL−17Aシグナル伝達モジュレータ(たとえばIL−17F/IL−17Aシグナル伝達作用薬またはIL−17F/IL−17Aシグナル伝達拮抗薬)の治療的有効量を対象、たとえば哺乳動物(たとえばヒト)に投与する。IL−17F/IL−17Aシグナル伝達モジュレータは、本発明の方法に従って、単独で、またはサイトカイン、リンホカイン、または他の造血因子、または抗炎症剤を利用する治療などの他の療法と組合せて投与してもよい。1種以上の薬剤と同時投与するときに、IL−17F/IL−17A作用薬または拮抗薬は、第2の薬剤と同時に、または連続的に投与されることがある。連続投与する場合、担当医は、たとえば特異的な抗IL−17F/IL−17A拮抗抗体を他の薬剤と組合せて投与する適切な順序を決定する。
IL−17F/IL−17Aモジュレータの治療的有効量を経口投与するとき、結合剤は錠剤、カプセル剤、粉剤、液剤またはエリキシル剤の形であろう。錠剤形で投与するとき、本発明の製薬組成物は、ゼラチンなどの固体担体またはアジュバントをさらに含有してもよい。錠剤、カプセル剤、および粉剤は、約5〜95%の結合剤、好ましくは約25〜90%の結合剤を含有する。液体形で投与する場合、水、石油、動物油またはラッカセイ油、鉱油、大豆油、またはゴマ油などの植物由来の油、あるいは合成油などの液体担体を添加してもよい。製薬組成物の液体形は、生理食塩溶液、デキストロースまたは他のサッカライド溶液、あるいはエチレングリコール、プロピレングリコール、またはポリエチレングリコールなどのグリコールをさらに含有することもある。液体形で投与するとき、製薬組成物は、約0.5〜90重量%の結合剤、好ましくは約1〜50重量%の結合剤を含有する。
IL−17F/IL−17Aモジュレータの治療的有効量を静脈内、皮膚または皮下注射によって投与するとき、IL−17F/IL−17Aモジュレータは発熱物質を含まない、非経口的に許容される水溶液の形であろう。pH、等張性、安定性などに十分な注意を払った、このような非経口的に許容されるタンパク質溶液の調製は、当業者の技術の範囲内である。静脈内、皮膚または皮下注射の好ましい製薬組成物は、IL−17F/IL−17Aモジュレータに加えて、塩化ナトリウム注射液、リンゲル注射液、デキストロース注射液、デキストロースおよび塩化ナトリウム注射液、乳酸加リンゲル注射液などの等張性ビヒクル、または当分野で公知の他のビヒクルを含有すべきである。本発明の製薬組成物は、安定剤、保存料、緩衝剤、抗酸化剤、または当業者に公知の他の添加剤も含有することがある。
本発明の製薬組成物中のIL−17F/IL−17Aモジュレータの量は、治療される状態の性質および重症度に、そして患者が受けた前治療の性質によって変わる。最終的に、担当医が個々の患者を治療するためのIL−17F/IL−17Aモジュレータの量を決定する。最初に、担当医は、低用量のIL−17F/IL−17Aモジュレータを投与して患者の応答を観察する。患者に対して最適治療効果が得られるまで、より高用量のIL−17F/IL−17Aモジュレータを投与してもよく、その時点で投薬量は一般にさらに増加されない。本発明の方法を実施するために使用される各種の治療組成物がIL−17F/IL−17Aモジュレータ、たとえば特異的拮抗抗IL−17F/IL−17A抗体を体重1kg当り約0.1μg〜約100mg含有すべきであることが考慮される。
本発明の製薬組成物を使用する静脈内(i.v.)療法の期間は、治療される疾患の重症度ならびに個々の患者の状態および潜在的な特異体質反応に応じて変化する。IL−17F/IL−17Aモジュレータの各利用の期間は、1時間を超える投与範囲内、たとえば約12〜約24時間の連続i.v.投与であることが考慮される。本発明の製薬組成物を使用する皮下(s.c.)療法も考慮される。これらの療法は、毎日、毎週、またはさらに好ましくは隔週、または毎月投与することができる。IL−17F/IL−17Aモジュレータが小型分子(たとえば経口送達用)である場合、療法を毎日、1日2回、1日3回などで投与してもよいことも考慮される。最終的に、担当医は本発明の製薬組成物を使用する、i.v.またはs.c.療法、あるいは小型分子を用いた療法の適切な期間、療法の投与のタイミングを決定する。
本発明のポリヌクレオチドおよびタンパク質は、下で示す使用または生物活性(本明細書で引用したアッセイと関連するものを含む)の1つ以上を示すことが予想される。本発明のタンパク質について記載された使用または活性は、(たとえばDNAの導入に適切な遺伝子療法またはベクターなどにおける)このようなタンパク質の投与または使用によって、あるいはこのようなタンパク質をコードするポリヌクレオチドの投与または使用によって与えられることがある。

免疫障害を治療するためのIL−17F/IL−17Aシグナル伝達拮抗薬の使用
IL−17F/IL−17Aシグナル伝達拮抗薬は、IL−17F/IL−17Aシグナル伝達の抑制が望ましい対象に投与されることもある。これらの状態としては、これに限定されるわけではないが、炎症性障害、たとえば自己免疫疾患(たとえば関節炎(関節リウマチを含む)、乾癬、全身性エリテマトーデス、多発性硬化症)、呼吸性疾患(たとえば気道炎症、COPD、嚢胞性線維症、喘息、アレルギー)、移植片拒絶(実質臓器移植片拒絶を含む)、および炎症性腸疾患(たとえば潰瘍性大腸炎、クローン病)が挙げられる。
これらの方法は、一部は、本発明に関連するhIL−17F、hIL−17A、および/またはhIL−17F/IL−17A拮抗薬(たとえばhIL−17R.Fc、hIL−17RC.Fc、抗hIL−17R抗体、抗hIL−17RC抗体)によって細胞を治療することが、ヒト包皮線維芽細胞からのhIL−17A、hIL−17F、および/またはhIL−17F/IL−17A誘導サイトカイン放出、たとえばGRO−αサイトカイン放出を抑制するという発見に基づいている(実施例1.2.4〜1.2.5)。加えて、これらの方法は、一部は、本発明に関連する抑制ポリヌクレオチド(たとえばIL−17R siRNAおよびIL−17RC siRNA)によって細胞を処置することが、hIL−17A、hIL−17F、およびhIL−17F/IL−17A誘導サイトカイン放出を抑制するという発見に基づいている(実施例1.2.6)。さらに、本発明者らは、IL−17F/IL−17Aが生体内の気道炎症で役割を果たすことと、サイトカインの遮断がこのような気道炎症を予防およびまたは低減することとを示す(実施例2.2.3〜2.2.5)。したがって、IL−17F/IL−17A拮抗薬(たとえばIL−17F/IL−17Aシグナル伝達拮抗薬)、すなわちIL−17F/IL−17A生物活性を抑制する分子は、たとえばIL−17F/IL−17A関連障害、たとえばIL−17F/IL−17Aシグナル伝達に関連する障害を治療または予防する目的で、生体内で炎症を低減するために使用されることもある。
IL−17F/IL−17A拮抗薬は、IL−17F/IL−17A生物活性を抑制するためにも使用されることがあり、それゆえ各種の免疫障害を治療または予防するために使用可能である。治療または予防可能である障害の非制限的な例としては、これに限定されるわけではないが、移植片拒絶、自己免疫疾患(たとえば真性糖尿病、関節炎(関節リウマチ、若年性関節リウマチ、骨関節炎、乾癬性関節炎、反応性関節炎を含む)、多発性硬化症、脳脊髄炎、重症筋無力症、全身性エリテマトーデス(SLE)、自己免疫性甲状腺炎、皮膚炎(アトピー性皮膚炎および湿疹性皮膚炎を含む)、ライテル症候群、乾癬、シェーグレン症候群、クローン病、アフタ性潰瘍、虹彩炎、結膜炎、角結膜炎、潰瘍性大腸炎、脊椎関節症、強直性脊椎炎、内因性喘息、アレルギー性喘息、皮膚エリテマトーデス、強皮症、膣炎、直腸炎、薬疹、ハンセン病逆転応答(leprosy reversal reactions)、癩性結節性紅斑、自己免疫性ブドウ膜炎、アレルギー性脳脊髄炎、急性壊死性出血性脳症、特発性両側性進行性感音難聴、再生不良性貧血、赤芽球ろう、特発性血小板減少、多発性軟骨炎、ヴェゲナー肉芽腫症、慢性活動性肝炎、スティーヴンズ−ジョンソン症候群、特発性スプルー、扁平苔癬、グレーヴズ病、サルコイドーシス、原発性胆汁性肝硬変、後部ブドウ膜炎、および間質性肺線維症)、移植片対宿主病、肺増悪(たとえば細菌感染による)、アトピー性アレルギーなどのアレルギーが挙げられる。IL−17A、IL−17F、および/またはIL−17F/IL−17Aヘテロダイマーシグナル伝達を妨害するIL−17F/IL−17Aシグナル伝達拮抗薬(たとえばIL−17A、IL−17Fおよび/またはIL−17F/IL−17Aに対する拮抗抗体およびそのフラグメント;溶解性受容体;小型分子;抑制ポリヌクレオチドなど)の投与を含む方法を使用して治療できる好ましい障害としては、これに限定されるわけではないが、炎症性障害、たとえば自己免疫疾患(たとえば関節炎(関節リウマチを含む)、乾癬、全身性エリテマトーデス、多発性硬化症)、呼吸性疾患(たとえば気道炎症、COPD、嚢胞性線維症、喘息、アレルギー)、移植片拒絶(実質臓器移植片拒絶を含む)、および炎症性腸疾患(たとえば潰瘍性大腸炎、クローン病)が挙げられる。
IL−17F/IL−17Aシグナル伝達拮抗薬(たとえばIL−17A、IL−17F、IL−17R、および/またはIL−17RC抑制ポリヌクレオチド;溶解性IL−17Rおよび/またはIL−17RCポリペプチド(そのフラグメントおよび/または融合タンパク質を含む);抑制抗IL−17F、抗IL−17A、抗IL−17F/IL−17A、抗IL−17R、またはIL−17RC抗体;ならびに/あるいは拮抗小型分子など)を使用して、いくつかの方法で免疫応答を調節(たとえばダウンレギュレート)することが可能である。ダウンレギュレーションは、すでに進行している炎症応答を抑制または遮断する形でもよく、炎症応答の誘導を防止することを含む場合がある。
一実施形態において、IL−17F/IL−17Aシグナル伝達拮抗薬は、その製薬組成物を含めて、併用療法で、すなわち免疫障害および炎症性疾患などの病態または障害を治療するのに有用である他の薬剤、たとえば治療剤と組合せて投与される。「組合せて」という用語は本文脈では、薬剤が、同時にまたは連続的にのどちらかで、実質的に同時期に投与されることを意味する。連続的に投与する場合、たとえば第2の化合物の投与開始時に、2種のうち最初の化合物は好ましくは、治療部位にて有効濃度でなお検出可能である。
たとえば、併用療法は、本明細書でさらに詳細に記載するように、1種以上のさらなる治療剤、たとえば1種以上のサイトカインおよび成長因子阻害薬、免疫抑制薬、抗炎症剤、代謝阻害薬、酵素阻害薬、ならびに/あるいは細胞傷害剤または細胞分裂阻害薬と同時調合、および/または同時投与される、1種以上のIL−17F/IL−17Aシグナル伝達拮抗薬(たとえばIL−17A、IL−17F、IL−17R、および/またはIL−17RC抑制ポリヌクレオチド;溶解性IL−17Rおよび/またはIL−17RCポリペプチド(そのフラグメント、および/または融合タンパク質を含む));抑制抗IL−17F、抗IL−17A、抗IL17F/IL−17A、抗IL−17R、またはIL−17RC抗体;拮抗小型分子など)を含むことが可能である。さらに、本明細書に記載する1種以上のIL−17F/IL−17Aシグナル伝達拮抗薬は、本明細書に記載する治療剤の2種以上と組合せて使用してもよい。このような併用療法は、投与された治療剤のより少ない投薬量を好都合に利用して、それゆえ各種の単剤療法に関連する、考えられる毒性および合併症を回避することがある。その上、本明細書で開示する治療剤は、抗IL17F/IL−17A受容体シグナル経路とは異なる経路に作用して、それゆえIL−17F/IL−17Aシグナル伝達拮抗薬の効果を向上させる、および/または効果と相乗作用することが予想される。
IL−17F/IL−17Aシグナル伝達拮抗薬と組合せて使用される好ましい治療剤は、炎症応答の各種の段階で妨害する薬剤である。一実施形態において、本明細書に記載する1種以上のIL−17F/IL−17Aシグナル伝達拮抗薬は、他のサイトカインまたは成長因子拮抗薬(たとえば溶解性受容体、ペプチド阻害薬、小型分子、リガンド融合物);あるいは他の標的に結合するその抗体または抗原結合フラグメント(たとえば他のサイトカインまたは成長因子、その受容体、あるいは他の細胞表面分子に結合する抗体);および抗炎症性サイトカインまたはその作用薬などの1種以上のさらなる薬剤と同時調合、および/または同時投与してもよい。本明細書に記載するIL−17F/IL−17Aシグナル伝達拮抗薬と組合せて使用可能である薬剤の例としては、これに限定されるわけではないが、1種以上のインターロイキン(IL)またはその受容体の拮抗薬、たとえばIL−I、IL−2、IL−6、IL−7、IL−8、IL−12、IL−13、IL−15、IL−16、IL−18、IL−21およびIL−22の拮抗薬;腫瘍壊死因子(TNF)、LT、EMAP−II、GM−CSF、FGFおよびPDGFなどのサイトカインまたは成長因子またはその受容体の拮抗薬が挙げられる。IL−17F/IL−17Aシグナル伝達拮抗薬は、たとえばCD2、CD3、CD4、CD8、CD20(たとえばCD20阻害薬リツキシマブ(リツキサン(登録商標)))、CD25、CD28、CD30、CD40、CD45、CD69、CD80(B7.1)、CD86(B7.2)、CD90、あるいはCD154(gp39またはCD40L)を含むそのリガンド、あるいはLFA−1/ICAM−1およびVLA−4/VCAM−1などの細胞表面分子に対する抗体の阻害薬と組合せることも可能である(Yusuf−Makagiansarら(2002)Med.Res.Rev.22:146−67)。本明細書に記載するIL−17F/IL−17Aシグナル伝達拮抗薬と組合せて使用可能である好ましい拮抗薬としては、IL−I、IL−12、TNFα、IL−15、IL−18、およびIL−22の拮抗薬が挙げられる。
これらの薬剤の例としては、IL−12(好ましくはヒトIL−12)に結合するキメラ、ヒト化、ヒトまたは試験管内産生抗体(またはその抗原結合フラグメント)などのIL−12拮抗薬、たとえばWO 00/56772に開示されている抗体;IL−12受容体阻害薬、たとえばヒトIL−12受容体に対する抗体;およびIL−12受容体、たとえばヒトIL−12受容体の溶解性フラグメントが挙げられる。IL−15拮抗薬の例としては、IL−15およびその受容体に対する抗体(またはその抗原結合フラグメント)、たとえばヒトIL−15またはその受容体に対するキメラ、ヒト化、ヒトまたは試験管内産生抗体、IL−15受容体の溶解性フラグメント、およびIL−15結合タンパク質が挙げられる。IL−18拮抗薬の例としては、ヒトIL−18に対する抗体、たとえばキメラ、ヒト化、ヒトまたは試験管内酸性抗体(またはその抗原結合フラグメント)、IL−18受容体の溶解性フラグメント、およびIL−18結合タンパク質(IL−18BP)が挙げられる。IL−1拮抗薬の例としては、Vx740などのインターロイキン−1変換酵素(ICE)阻害薬、IL−1拮抗薬、たとえばIL−IRA(アニキンラ、キネレット(商標)、Amgen)、sIL1RII(Immunex)、および抗IL−1受容体抗体(またはその抗原結合フラグメント)が挙げられる。
TNF拮抗薬の例としては、(ヒュミラ(商標)、D2E7、ヒトTNFα抗体)、CDP−571/CDP−870/BAY−10−3356(ヒト化抗TNFα抗体;Celltech/Pharmacia)、cA2(キメラ抗TNFα抗体;レミケード(登録商標)、Centocor);抗TNF抗体フラグメント(たとえばCPD870)などの、TNF(たとえばヒトTNFα)に対するキメラ、ヒト化、ヒトまたは試験管内産生抗体(またはその抗原結合フラグメント);TNF受容体、たとえばp55またはp75ヒトTNF受容体またはその誘導体の溶解性フラグメント、たとえば75kd TNFR−IgG(75kD TNF受容体−IgG融合タンパク質、エンブレル(商標);Immunex)、p55kd TNFR−IgG(55kD TNF受容体−IgG融合タンパク質(レネルセプト(登録商標));酵素拮抗体、たとえばTNFα変換酵素(TACE)阻害薬(たとえばアルファ−スルホニルヒドロキサム酸誘導体、およびN−ヒドロキシホルムアミドTACE受容体GW3333、−005、または−022);およびTNF−bp/s−TNFR(溶解性TNF結合タンパク質)が挙げられる。好ましいTNF拮抗薬は、TNF受容体、たとえばp55またはp75ヒトTNF受容体またはその誘導体の溶解性フラグメント、たとえば75kd TNFR−IgG、およびTNFα変換酵素(TACE)阻害薬である。
他の実施形態において、本明細書に記載するIL−17F/IL−17Aシグナル伝達拮抗薬は、以下:IL−13拮抗薬、たとえば溶解性IL−13受容体(sIL−13)および/またはIL−13に対する抗体;IL−2拮抗薬、たとえばDAB486−IL−2および/またはDAB389−IL−2(IL−2融合タンパク質、Seragen)、および/またはIL−2Rに対する抗体、たとえば抗Tac(ヒト化抗IL−2R、Protein Design Labs)の1種以上と組合せて投与してもよい。なお別の組合せとしては、非枯渇(nondepleting)抗CD4阻害薬(IDEC−CE9.1/SB 210396;非枯渇霊長類化抗CD4抗体;IDEC/SmithKline)と組合せたIL−17F/IL−17Aシグナル伝達拮抗薬が挙げられる。なお他の好ましい組合せとしては、抗体、溶解性受容体または拮抗リガンドを含む、共刺激経路CD80(B7.1)またはCD86(B7.2)の拮抗薬;はもちろんのこと、p−セレクチン糖タンパク質リガンド(PSGL)、抗炎症サイトカイン、たとえばIL−4(DNAX/Schering);IL−10(SCH52000;組換えIL−10DNAX/Schering);IL−13およびTGF−β、およびその作用薬(たとえば作用抗体)が挙げられる。
他の実施形態において、1種以上のIL−17F/IL−17Aシグナル伝達拮抗薬は、1種以上の抗炎症薬、免疫抑制薬または酵素阻害薬と同時調合、および/または同時投与することが可能である。本明細書に記載するIL−17F/IL−17Aシグナル伝達拮抗薬と組合せて使用することが可能である薬物または阻害薬の非制限的な例としては、これに限定されるわけではないが;(複数の)非ステロイド性抗炎症薬(NSAID)、たとえばイブプロフェン、テニダップ、ナプロキセン、メロキシカム、ピロキシカム、ジクロフェナク、およびインドメタシン;スルファサラジン;プレドニゾロンなどのコルチコステロイド;(複数の)サイトカイン抑制抗炎症薬(CSAID);ヌクレオチド生合成の阻害薬、たとえばプリン生合成の阻害薬、葉酸拮抗薬(たとえばメトトレキセート(N−[4−[[(2,4−ジアミノ−6−プテリジニル)メチル]メチルアミノ]ベンゾイル]−L−グルタミン酸);およびピリミジン生合成の阻害薬、たとえばジヒドロオロト酸脱水素酵素(DHODH)阻害薬の1種以上が挙げられる。IL−17F/IL−17Aシグナル伝達拮抗薬と組合せて使用するための好ましい治療剤としては、NSAID、CSAID、(DHODH)阻害薬(たとえばレフルノミド)、および葉酸拮抗薬(たとえばメトトレキセート)が挙げられる。
さらなる阻害薬の例としては;コルチコステロイド(経口、吸入および局所注射);免疫抑制剤、たとえばシクロスポリン、タクロリムス(FK−506);およびmTOR阻害薬、たとえばシロリムス(ラパマイシン−ラパミューン(商標)またはラパマイシン誘導体、たとえば溶解性ラパマイシン誘導体(たとえばエステルラパマイシン誘導体、たとえばCCI−779);TNFαまたはIL−1などの炎症誘発性サイトカインによるシグナル伝達を妨害する薬剤(たとえばIRAK、NIK、IKK、p38またはMAPキナーゼ阻害薬);COX2阻害薬、たとえばセレコキシブ、ロフェコキシブ、およびその変異体;ホスホジエステラーゼ阻害薬、たとえばR973401(ホスホジエステラーゼIV型阻害薬);ホスホリパーゼ阻害薬、たとえば細胞質型ホスホリパーゼ2(cPLA2)の阻害薬(たとえばトリフルオロメチルケトン類似体);血管内皮成長因子または成長因子受容体の阻害薬、たとえばVEGF阻害薬および/またはVEGF−R阻害薬;ならびに血管新生阻害薬の1種以上が挙げられる。IL−17F/IL−17Aシグナル伝達拮抗薬と組合せて使用するための好ましい治療剤は、免疫抑制剤、たとえばシクロスポリン、タクロリムス(FK−506);mTOR阻害薬、たとえばシロリムス(ラパマイシン)またはラパマイシン誘導体、たとえば溶解性ラパマイシン誘導体(たとえばエステルラパマイシン誘導体、たとえばCCI−779);COX2阻害薬、たとえばセレコキシブおよびその変異体;ならびにホスホリパーゼ阻害薬、たとえば細胞質型ホスホリパーゼ2(cPLA2)の阻害薬、たとえばトリフルオロメチルケトン類似体である。
IL−17F/IL−17Aシグナル伝達拮抗薬と組合せることが可能である治療剤のさらなる例としては:6−メルカプトプリン(6−MP);アザチオプリンスルファサラジン;メサラジン;オルサラジン;クロロキン/ヒドロキシクロロキン(プラキニル(登録商標));ペニシラミン;金チオリンゴ酸塩(筋肉内および経口);アザチオプリン;コルヒチン;ベータ−2アドレナリン受容体拮抗薬(サルブタモール、テルブタリン、サルメテロール);キサンチン(テオフィリン、アミノフィリン);クロモグリク酸塩;ネドクロミル;ケトチフェン;イプラトロピウムおよびオキシトロピウム;ミコフェノール酸モフェチル;アデノシン作用薬;抗血栓剤;補体阻害薬;およびアドレナリン作動薬の1種以上が挙げられる。
IL−17F/IL−17Aシグナル伝達に関連する特定の障害を治療または予防する他の治療剤と組合せた、本明細書で開示するIL−17F/IL−17Aシグナル伝達拮抗薬の使用を下でさらに詳細に議論する。
IL−17F/IL−17Aシグナル伝達拮抗薬が組合されることのある、関節障害(たとえば関節リウマチ、炎症性関節炎、関節リウマチ、若年性関節リウマチ、骨関節炎、および乾癬性関節炎)を治療または予防するための薬剤の非制限的な例としては、以下:本明細書に記載するIL−12拮抗薬;NSAID;CSAID;TNF、たとえば本明細書に記載するTNFα拮抗薬;本明細書に記載する非枯渇抗CD4抗体;本明細書に記載するIL−2拮抗薬;抗炎症性サイトカイン、たとえばIL−4、IL−10、IL−13およびTGFα、またはその作用薬;本明細書に記載するIL−1またはIL−1受容体拮抗薬;本明細書に記載するホスホジエステラーゼ阻害薬;本明細書に記載するCox−2阻害薬;イロプロスト;メトトレキセート;サリドマイドおよびサリドマイド関連薬(たとえばCelgen);レフルノミド;プラスミノーゲン活性化の阻害薬、たとえばトラネキサム酸;サイトカイン阻害薬、たとえばT−614;プロスタグランジンE1;アザチオプリン;インターロイキン−1変換酵素(ICE)の阻害薬;zap−70および/またはlck阻害薬(チロシンキナーゼzap−70またはlckの阻害薬);本明細書に記載する血管内皮成長因子または血管内皮成長因子受容体の阻害薬;本明細書に記載する血管新生阻害薬;コルチコステロイド抗炎症薬(たとえばSB203580);TNF−コンバターゼ阻害薬;IL−11;IL−13;IL−17阻害薬;金;ペニシラミン;クロロキン;ヒドロキシクロロキン;クロランブシル;シクロホスファミド;シクロスポリン;全リンパ照射;抗胸腺細胞グロブリン;CD5−毒素;経口投与ペプチドおよびコラーゲン;ロベンザリット2ナトリウム;サイトカイン調節剤(CRA)HP228およびHP466(Houghten Pharmaceuticals,Inc.);ICAM−1アンチセンスホスホロチオエートオリゴヌクレオチド(ISIS2302;Isis Pharmaceuticals,Inc.);溶解性補体受容体1(TP10;T Cell Sciences,Inc.);プレドニゾン;オルゴテイン;グリコサミノグリカンポリサルフェート;ミノサイクリン(MINOCIN(登録商標));抗IL2R抗体;海産脂質および植物脂質(魚類および植物種子脂肪酸);オーラノフィン;フェニルブタゾン;メクロフェナム酸;フルフェナム酸;静脈内免疫グロブリン;ジロートン;ミコフェノール酸(RS−61443);タクロリムス(FK−506);シロリムス(ラパマイシン);アミプリロース(テラフェクチン);クラドリビン(2−クロロデオキシアデノシン);およびアザリビンの1種以上が挙げられる。好ましい組合せは、メトトレキセートまたはレフルノミドと、中程度または重症の関節リウマチの症例ではシクロスポリンと組合せた、1種以上のIL−17F/IL−17Aシグナル伝達拮抗薬を含む。
関節炎障害を治療するためにIL−17F/IL−17Aシグナル伝達拮抗薬と組合せて使用する阻害薬の好ましい例としては、TNFに結合する、TNF拮抗薬(たとえばキメラ、ヒト化、ヒトまたは試験管内産生抗体、またはその抗原結合フラグメント;TNF受容体、たとえばp55またはp75ヒトTNF受容体またはその誘導体の溶解性フラグメント、たとえば75kd TNFR−IgG(75kD TNF受容体−IgG融合タンパク質、エンブレル(商標))、p55 kD TNF受容体−IgG融合タンパク質;TNF酵素拮抗薬、たとえばTNFα変換酵素(TACE)阻害薬);IL−12、IL−15、IL−18、IL−22の阻害薬;T細胞およびB細胞枯渇剤(たとえば抗CD4または抗CD22抗体);小型分子阻害薬、たとえばメトトレキセートおよびレフルノミド;シロリムス(ラパマイシン)およびその類似体、たとえばCCI−779;COX−2およびcPLA2阻害薬;NSAID;p38阻害薬、TPL−2、Mk−2およびNFκB阻害薬;RAGEまたは溶解性RAGE;P−セレクチンまたはPSGL−I阻害薬(たとえば小型分子阻害薬、それに対する抗体、たとえばP−セレクチンに対する抗体);エストロゲン受容体ベータ(ERB)作用薬またはERB−NFκB拮抗薬が挙げられる。1種以上のIL−17F/IL−17Aシグナル伝達拮抗薬と同時投与および/または同時調合可能である最も好ましいさらなる治療薬としては:TNF受容体、たとえばp55またはp75ヒトTNF受容体またはその誘導体の溶解性フラグメント、たとえば75kd TNFR−IgG(75kD TNF受容体−IgG融合タンパク質、エンブレル(商標));メトトレキセート、レフルノミド、あるいはシロリムス(ラパマイシン)またはその類似体、たとえばCCI−779の1種以上が挙げられる。
IL−17F/IL−17Aシグナル伝達拮抗薬を組合せることが可能である、多発性硬化症を治療または予防するための薬剤の非制限的な例としては、以下の:インターフェロン、たとえばインターフェロン−アルファ1a(たとえばアボネックス(商標);Biogen)およびインターフェロン−1b(ベタセロン(商標)Chiron/Berlex);コポリマー1(Cop−1;コパキソン(商標)Teva Pharmaceutical Industries,Inc.);高圧酸素;静脈内免疫グロブリン;クラドリビン;本明細書に記載するTNF拮抗薬;コルチコステロイド;プレドニゾロン;メチルプレドニゾロン;アザチオプリン;シクロホスファミド;シクロスポリン;シクロスポリンA、メトトレキセート;4−アミノピリジン;およびチザニジンが挙げられる。IL−17F/IL−17Aシグナル伝達の拮抗薬と組合せて使用可能であるさらなる拮抗薬としては、他のヒトサイトカインまたは成長因子、たとえばTNF、LT、IL−1、IL−2、IL−6、IL−7、IL−8、IL−12、IL−15、IL−16、IL−18、EMAP−11、GM−CSF、FGF、およびPDGFに対する抗体、またはそれらの拮抗薬が挙げられる。本明細書に記載したIL−17F/IL−17Aシグナル伝達拮抗薬は、CD2、CD3、CD4、CD8、CD25、CD28、CD30、CD40、CD45、CD69、CD80、CD86、CD90またはそのリガンドなどの細胞表面分子に対する抗体と組合せることが可能である。IL−17F/IL−17Aシグナル伝達拮抗薬は、メトトレキセート、シクロスポリン、FK506、ラパマイシン、ミコフェノール酸モフェチル、レフルノミド、NSAID、たとえばイブプロフェン、プレドニゾロンなどのコルチコステロイド、ホスホジエステラーゼ阻害薬、アデノシン作用薬、抗血栓剤、補体阻害薬、アドレナリン作動薬、本明細書に記載する炎症誘発性サイトカインによるシグナル伝達を妨害する薬剤、IL−Ib変換酵素阻害薬(たとえばVx740)、抗P7、PSGL、TACE阻害薬、キナーゼ阻害薬などのT細胞シグナル伝達阻害薬、メタロプロテイナーゼ阻害薬、スルファサラジン、アザチオプリン、6−メルカプトプリン、アンギオテンシン変換酵素阻害薬、本明細書に記載する溶解性サイトカイン受容体およびその誘導体、および抗炎症性サイトカイン(たとえばIL−4、IL−10、IL−13およびTGF)と組合されることもある。
IL−17F/IL−17Aシグナル伝達拮抗薬を組合せることが可能である、多発性硬化症の治療剤の好ましい例としては、インターフェロン−β、たとえばIFNβ−1aおよびIFNβ−1b;コパキソン、コルチコステロイド、IL−1阻害薬、TNF阻害薬、CD40リガンドおよびCD80に対する抗体、IL−12拮抗薬が挙げられる。
IL−17F/IL−17Aシグナル伝達拮抗を組合せることが可能である、炎症性腸疾患(たとえばクローン病、潰瘍性大腸炎)を治療または予防する薬剤の非制限的な例としては、以下:ブデノシド;上皮成長因子;コルチコステロイド;シクロスポリン;スルファサラジン;アミノサリチラート;6−メルカプトプリン;アザチオプリン;メトロニダゾール;リポキシゲナーゼ阻害薬;メサラミン;オルサラジン;バルサラジド;抗酸化薬;トロンボキサン阻害薬;IL−1拮抗薬;抗IL−1抗体;抗IL−6抗体;抗IL−22抗体;成長因子;エラスターゼ阻害薬;ピリジニル−イミダゾール化合物;本明細書に記載するTNF拮抗薬;IL−4、IL−10、IL−13および/またはTGFβサイトカインまたはその作用薬(たとえば作用抗体);IL−11;プレドニゾロン、デキサメタゾンまたはブデソニドのグルクロニドまたはデキストラン結合プロドラッグ;ICAM−1アンチセンスホスホロチオエートオリゴヌクレオチド(ISIS 2302;Isis Pharmaceuticals,Inc.);溶解性補体受容体1(TP10;T Cell Sciences,Inc.);低速放出メサラジン;メトトレキセート;血小板活性化因子(PAF)の拮抗薬;シプロフロキサシン;およびリグノカインが挙げられる。
IL−17F/IL−17Aシグナル伝達拮抗薬を組合せることが可能である、皮膚の炎症性疾患および障害(これに限定されるわけではないが、乾癬を含む)を治療または予防する薬剤の非制限的な例としては、以下の:IL−12、IL−15、IL−18、およびIL−22の拮抗薬が挙げられる。
一実施形態において、IL−17F/IL−17Aシグナル伝達拮抗薬は、免疫応答、たとえば移植片拒絶を調節するのに関与する他の標的に向けられた1種以上の抗体と組合せて使用することが可能である。本発明のIL−17F/IL−17Aシグナル伝達拮抗薬を組合せることが可能である、免疫応答を治療または予防する薬剤の非制限的例としては、以下の:これに限定されるわけではないが、CD25(インターロイキン−2受容体−a)、CD11a(LFA−1)、CD54(ICAM−1)、CD4、CD45、CD28/CTLA4(CD80(B7.1)、たとえばCTLA4Ig−アバタセプト(オレンシア(登録商標))、ICOSL、ICOSおよび/またはCD86(B7.2)を含む他の細胞表面分子に対する抗体が挙げられる。なお別の実施形態において、IL−17F/IL−17Aシグナル伝達拮抗薬は、シクロスポリンAまたはFK506などの1種以上の一般的な免疫抑制剤と組合せて使用される。
本発明の別の実施形態において、IL−17F/IL−17Aシグナル伝達拮抗薬は、抗原提示細胞融合物をダウンレギュレートする方法および/または免疫抑制を管理する療法と組合せて使用される。抗原提示細胞機能をダウンレギュレートする方法と;および2)免疫抑制を管理する併用療法は、当分野で周知である(たとえばXiaoら(2003)BioDrugs 17:103−11;Kuwana(2002)Hum.Immunol.63:1156−63;Luら(2002)Transplantation 73:S19−22;Rifleら(2002)Transplantation 73:S1−S2;Manciniら(2004)Crit.Care.Nurs.Q.27:61−64)。
他の実施形態において、IL−17F/IL−17Aシグナル伝達拮抗薬は、自己免疫障害、炎症性疾患などに対するワクチンアジュバントとして使用される。これらの種類の障害の治療のためのアジュバントの組合せは、標的化自己抗原、すなわち自己免疫に関与する自己抗原、たとえばミエリン塩基性タンパク質;炎症性自己抗原、たとえばアミロイドペプチドタンパク質、または移植抗原、たとえば同種抗原からの広範囲の抗原と組合せて使用するのに適切である。抗原は、タンパク質に由来するペプチドまたはポリペプチドはもちろんのこと、以下のいずれか:サッカライド、タンパク質、ポリヌクレオチドまたはオリゴヌクレオチド、自己抗原、アミロイドペプチドタンパク質、移植抗原、アレルゲン、または他の巨大分子成分のフラグメントを含むことがある。一部の例において、1種を超える抗原が抗原組成に含まれる。
たとえば、本発明のアジュバントの組合せを含有する、脊椎動物宿主においてアレルゲンに対する応答を緩和する所望のワクチンとしては、アレルゲンまたはそのフラグメントを含有するワクチンが挙げられる。このようなアレルゲンの例は、その全体が参照により本明細書に組み込まれている、米国特許第5,830,877号明細書および国際公開第99/51259号パンフレットに記載されており、花粉、昆虫毒、動物鱗屑、菌類胞子および薬物(ペニシリンなど)を含む。ワクチンは、アレルギー反応の公知の原因であるIgE抗体の産生を妨害する。別の例において、本発明のアジュバントの組合せを含有する、脊椎動物宿主においてアミロイド沈着を特徴とする疾患を予防または治療するための所望のワクチンは、アミロイドペプチドタンパク質(APP)の一部を含有するワクチンを含む。この疾患は、アルツハイマー病、アミロイドーシスまたはアミロイド生成疾患などと様々に呼ばれる。それゆえ、本発明のワクチンとしては、たとえば、Aβペプチドはもちろんのこと、AβペプチドのフラグメントおよびAβペプチドに対する抗体またはそのフラグメントも加えた本発明のアジュバントの組合せが挙げられる。
本発明の別の態様はしたがって、IL−17F/IL−17Aシグナル伝達拮抗薬を他の治療化合物と共に投与するためのキットに関する。一実施形態において、キットは、製薬的担体中で調合された1種以上の結合剤と、少なくとも1種の薬剤、たとえば、1種以上の別個の製薬的調製物中で必要に応じて調合された治療剤とを含む。
本出願を通じて引用されたすべての参考文献、特許、および特許出願の内容全体は、本明細書での参照により本明細書に組み込まれる。
以下の実施例は、本発明の例証的な実施形態を提供し、本発明を決して制限しない。当業者は、多数の他の実施形態が本発明の範囲内に含まれることを認識する。
実施例は、在来の方法、ベクターの構築、ポリペプチドをコードする遺伝子のこのようなベクターおよびプラスミドへの挿入、このようなベクターおよびプラスミドの宿主細胞への導入、および宿主細胞におけるこのようなベクターおよびプラスミドからのポリペプチドの発現で利用されるような方法の詳細な説明は含まない。このような方法は当業者に周知である。
(実施例1)
ヒトヘテロ受容体複合体IL−17RおよびIL−17RCをその機能活性のために必要とする、新規ヘテロダイマーヒトサイトカインIL−17F/IL−17A
(実施例1.1)
材料および方法
(実施例1.1.1)
試薬
ヒトIL−17R.FcおよびhIL−17RC.FcをR&D Systems(ミネアポリス、ミネソタ州)より購入した。ヒトIL−17F、hIL−17AおよびhIL−17/IL−17Aを先に記載された方法に従って精製した(どちらもその全体が参照により本明細書に組み込まれている、米国特許出願第11/353,161号明細書;Wrightら(2007)J.Biol.Chem.282:13447−55)。hIL−17F、hIL−17AおよびhIL−17/IL−17Aは、FLUOREPORTER(登録商標)Mini−biotin−XXタンパク質標識キットを製造者のプロトコルに従って使用して(Cat.#F−6347,Molecular Probes、グランドアイランド、ニューヨーク州)ビオチン化した。
(実施例1.1.2)
ヒトIL−17受容体融合タンパク質のクローニング
全長ヒトIL−17RおよびhIL−17RCを、未刺激MG63細胞から作製したcDNAからPCR増幅した。配列決定により、NCBIアクセションNo.AY359098に一致するヒトIL−17RCの核酸配列(配列番号:27として示される705アミノ酸タンパクをコードする、配列番号:26)およびNCBIアクセションNo.BC011624に一致するヒトIL−17Rの核酸配列(配列番号:29として示される866アミノ酸タンパクをコードする、配列番号:28)を確認した。全長クローンをレトロウイルス構築物中にそれぞれサブクローニングして、溶解性融合タンパク質の産生のためのテンプレートとしても使用した。ヒトIL−17R(配列番号:29の残基1−317)の細胞外部分をインフレームでリンカー(GSGSGSG、配列番号:30)およびヒトIgG1 Fc(配列番号:31として示される核酸配列、配列番号:32として示されるアミノ酸配列)と融合した。ヒトIL−17RCの細胞外部分(配列番号:27の残基1−452)をインフレームでリンカー(AGSGSGSG、配列番号:33)およびヒトIgG1 Fcと融合した。これらのPCR誘導融合受容体を、CMVプロモータ駆動哺乳動物発現構築物中に別々にサブクローニングした。構築物はすべて配列検証した。
(実施例1.1.3)
ヒトIL−17受容体融合タンパク質の発現
タンパク質は、HEK293細胞(TransIT−LT1、Mirus、マディソン、ウィスコンシン州)の一過性トランスフェクションによって発現した。トランスフェクションの24時間後、DNA/リポソーム混合物を含有する培地を除去して、無血清培地と交換した。条件培地を48時間後に収集して、タンパク質産生をウェスタン分析によって評価した。
(実施例1.1.4)
ヒトIL−17受容体融合タンパク質の精製
ヒトIL−17R.FcまたはhIL−17RC.Fcを含有する培地をタンパク質Aカラム(Amersham、ピスカタウェイ、ニュージャージー州)に流した。カラムをPBSで洗浄して、融合タンパク質を20mMクエン酸、200mM NaCl、pH3で溶離した。IL−17R.Fc凝集物は、PBS pH7.2ランニング緩衝液を使用してタンパク質をサイズ排除カラムに通過させることによって除去した。タンパク質をPBS pH7.2で透析して、SDS−PAGE、ウェスタン分析および分析的サイズ排除クロマトグラフィーによって特徴づけした。
(実施例1.1.5)
ヒトIL−17R.FcおよびヒトIL−17RC.Fcに結合するヒトIL−17A、IL−17F、またはIL−17F/IL−17AのELISA
ヒトIL−17R.Fc(hIL−17R.Fc)およびIL−17RC.Fc(hIL−17RC.Fc)へのヒトIL−17F、hIL−17AまたはhIL−17F/IL−17Aの結合を間接サンドイッチELISAによって判定した。ELISAプレート(Costar、ケンブリッジ、マサチューセッツ州)を10μg/mlヤギ抗ヒトIgG−Fc(Bethyl Laboratories、モンゴメリー、テキサス州)で一晩コーティングした。次にヒトIL−17R.FcまたはhIL17−RC.Fcをそれぞれ6ng/mlおよび30ng/mlにて3時間かけて、続いてビオチン化IL−17A、IL−17FまたはIL−17F/IL−17Aの連続希釈物を2時間かけて添加した。プレートをPoIy−HRPストレプトアビジン(Pierce Biotechnology、ロックフォード、イリノイ州)およびTMB基質(KPL Labs、ゲイサースバーグ、メリーランド州)で展開した。
(実施例1.1.6)
BJ包皮線維芽細胞の細胞培養
BJヒト包皮線維芽細胞(ATCC(商標)Cat.#CRL−2522、ベセズダ、メリーランド州)をDME+10% FCS、2mMグルタミン、1mMピルビン酸ナトリウム、0.1mM MEM非必須アミノ酸、100U/mlペニシリン、および100μg/mlストレプトマイシン中に維持した。
(実施例1.1.7)
IL−17F/IL−17A生物活性を測定するための細胞ベースアッセイ
トリプシン/EDTAを使用してBJ細胞を培養フラスコから放出させて、溶解性受容体を含む、または含まない培地にhIL−17A、hIL−17F、またはhIL−17F/IL−17Aが事前に希釈された96ウェルのマイクロタイタープレートに5x10細胞/ウェルで播種した。細胞表面受容体に対する抗体を使用する処置では、サイトカインを添加する前に抗体を含有するウェルに細胞を播種した。細胞を37℃で16〜24時間インキュベートして、次に上清を除去して、ELISA(マッチド抗体ペア(捕捉にはMAB275、検出にはBAF275),R&D Systems、ミネアポリス、ミネソタ州)によってGRO−αを分析した。
(実施例1.1.8)
HEK293細胞におけるヒトIL−17R.FcおよびヒトIL−17RC.Fc過剰発現
HEK293細胞を形質導入して、293 VSV−G細胞の一過性トランスフェクションから産生したレトロウイルス上清を使用して、ヒトIL−17R.Fc(hIL−17R.Fc)またはヒトおよびヒトIL−17RC.Fc(hIL−17RC.Fc)のどちらかを過剰発現させた。簡潔には、10mm培養皿に播種した293 VSV−G細胞に、FUGENE(登録商標)6(Roche、インディアナポリス、インディアナ州)9μlを製造者の説明に従って使用して、hIL−17R.FcまたはhIL−17RC.Fcのどちらかを含有するレトロウイルスプラスミド6μgをトランスフェクトした。37℃での24時間のインキュベーションの後、トランスフェクション培地を除去して、薬物を含まない培地6mlと交換して、培養皿を32℃で培養した。ウイルス上清を48時間後に、続いて14〜24時間間隔で3日間にわたって収集した。上清は収集直後に−80℃で凍結させた。形質導入の1日前に、HEK293細胞を6ウェルの培養プレートに播種した。培地を吸引して、6μg/mlポリブレンを含有する、新たに解凍したレトロウイルス上清2mlと交換した。プレートを730×g、32℃で1時間遠心分離して、次に37℃のインキュベータに戻した。6時間後、培地3mlを各ウェル内のウイルス上清に添加した。翌日、形質導入された細胞をより大型の培養皿に広げた。
(実施例1.1.9)
siRNAトランスフェクション
トランスフェクションの1日前にBJ線維芽細胞を96ウェルプレートの培地中に10細胞/ウェルで播種した。DHARMAFECT(登録商標)#1トランスフェクション試薬を製造者の説明に従って用いて(Cat.#T−2001−03,Dharmacon、ラファイエット、コロラド州)、BJ細胞をトランスフェクトした。OPTI−MEM(登録商標)(Invitrogen、カールスバッド、カリフォルニア州)を用いて10μlに希釈して、室温にて5分間、事前にインキュベートしたsiRNA 20nMの混合物を、OPTI−MEM(登録商標)9.7μlに添加したDHARMAFECT(登録商標)#1 0.3μlの混合物と合せて、十分に混合し、室温で20分間インキュベートした;次にトランスフェクションミックス20μlを、培地80μlを含有する細胞の各ウェルに添加した。24時間後、トランスフェクション培地を除去して、hIL−17F、hIL−17AまたはhIL−17F/IL−17Aを各種の濃度で含有する培地と交換した。上清を16時間後に収集して、細胞をPBSで1回洗浄し、ELISA(マッチド抗体ペア、R&D Systems)によってGRO−αについて分析した。
(実施例1.1.10)
標的mRNAのsiRNA介在分解の定量
TURBOCAPTURE(登録商標)mRNAキット(Qiagen)を製造者の説明に従って使用して、BJ線維芽細胞からmRNAを単離した。ワンステップEurogentec RTqPCR masterMix Plus、TAQMAN(登録商標)プロトコルを使用し、それによりサンプル当りmRNA 10μlを、ABI Prism 7700 DNA配列検出装置(Applied Biosystems、フォスターシティ、カリフォルニア州)で実施した25μl TAQMAN(登録商標)PCR反応物で使用した。TAQMAN(登録商標)PCRの条件は以下の通りである:MicroAmp Opticalキャップで覆ったMicroAmp Optical 96ウェルプレート上で、48℃で30分、95℃で10分、次に95℃で15秒、および60℃で1分それぞれを40サイクル。各プレートは、各反応ミックスの試験cDNAテンプレートおよび非テンプレート対照を3通り含有していた。各マウス遺伝子の発現をヒトベータ2−マイクログロブリン遺伝子発現に正規化した。IL−17R(Hs00234888_ml)およびIL−17RC(Hs00262062_ml)のTAQMAN(登録商標)遺伝子発現アッセイプローブ−プライマーセットをApplied Biosystemsより入手した。
(実施例1.1.11)
siRNAトランスフェクション効率のウェスタンブロット分析
ウェスタンブロット分析では、96ウェルプレートに播種したHEK293細胞1.2×10にIL−17RまたはIL−17RCプラスミドを、実施例1.1.9に記載した方法を使用してトランスフェクトした。トランスフェクションの48時間後、細胞をPBSで1回洗浄して、M−PER哺乳動物タンパク質抽出試薬(Cat.#78501、Pierce Biotechnology,Inc.、ロックフォード、イリノイ州)を使用して氷上で溶解させた。抽出後、次にタンパク質をSDS−PAGEゲルに添加して、ナイロン膜に移した。膜を0.1% Tween20を含むPBS中の5%脱脂粉乳によって30分間ブロックした。IL−17RまたはIL−17RC抗体を膜に1:4000で添加して一晩インキュベーションした(抗ヒトIL−17R抗体、Cat.#AF177、抗ヒトIL−17RC抗体、Cat.#AF2269、R&D Systems、ミネアポリス、ミネソタ州)。膜は、0.1% Tween20を含むPBSによって3回、それぞれ10分間洗浄した。1:2000でのロバ抗ヤギIgG−HRP(Cat.#SC−2020、Santa Cruz Biotechnology Inc、サンタクルーズ、カリフォルニア州)によるインキュベーションの1時間後、WESTERN LIGHTING(登録商標)Western Blot Chemiluminescence Reagent Plus(Cat.#NEL103001EA,Perkin−Elmer、ウェルズリー、マサチューセッツ州)を使用してタンパク質を描出した。
(実施例1.1.12)
IL−17RまたはIL−17RC受容体とのIL−17F、IL−17A、またはIL−17F/IL−17A結合の結合動力学
反応速度測定のためにBiacore 2000装置(Biacore、ピスカタウェイ、ニュージャージー州)を使用した。精製hIL−17R.FcまたはhIL−17RC.Fc(Wyeth、ケンブリッジ、マサチューセッツ州)を含むセンサチップ表面は、製造者の勧告(Biacore)に従ってアミンカップリングを使用して調製した。簡潔には、N−エチル−N−(2−ジメチルアミノプロピル)カルボジイミドヒドロクロライドおよびN−ヒドロキシスクシンイミド(NHS−EDC)の混合物(Biacore)を各フローセルに注入することによって、センサチップ表面を最初に活性化した。pH4.5の10mM酢酸ナトリウム中、5μg/mlのhIL−17R.FcまたはhIL−17RC.Fcを、所望の標的レベルが1000〜2000RUの独立したフローセルに注入した。残存する活性部位を1MエタノールアミンHClでブロックした。NHS−EDCの、続いて1MエタノールアミンHClの注射によって基準面を調製した。すべての実験は22℃で実施し、データ収集速度は10Hzであった。ヒトIL−17F、hIL−17AまたはhIL−17F/IL−17Aヘテロダイマーを初期濃度400nMでHBST緩衝液(0.15M NaCl、3.4mM EDTA、および0.005%界面活性剤P20を含む10mM Hepes)中にそれぞれ希釈して、同じ緩衝液で100nM、50nM、25nM、12.5nM、6.25nM、3.12nMおよび1.56nMに連続希釈した。サンプルを各センサ表面に50μL/分で3通り注入して、3分間結合させ、続いて10分間解離させた。各解離の終わりに、表面を1.83M MgCl、0.46M KSCN、0.92M尿素、および1.83Mグアニジン−HClの30%溶液の30秒間の注入と、続いての2回連続での15秒間のHBST注入によって再生した。サンプルを少なくとも2回試験して、2つ以上の固定化センサ表面による結果を得た。データはMyszka((1999)J Mol.Recognit,12:249−84)に記載されているように2重参照して、Scrubber2ソフトウェア(BioLogic Software v2.0a、キャンベル、オーストラリア)を用いてデータ品質を改善した。得られた反応速度データは、Biacore evaluationソフトウェアバージョン3.2を使用して、1:1結合モデルに適合させた。
(実施例1.2)
結果
(実施例1.2.1)
ヒトIL−17R.FcおよびヒトIL−17RC.Fcに結合するヒトIL−17F/IL−17A
hIL−17F、hIL−17AまたはhIL−17F/IL−17AのhIL−17R.Fcおよび/またはhIL−17RC.Fcへの結合を間接サンドイッチELISAによって評価した。3種のサイトカインすべてが18〜25ng/mlのほぼ同じEC50でhIL−17RC.Fcに結合した(図1B)。しかしhIL−17R.Fcへの結合では、3種のサイトカインのEC50は異なっていた。hIL−17AとhIL−17R.Fcとの間には25ng/mlのEC50で、最も固い結合が生じた。ヒトIL−17Fは、2000ng/mlを超えるEC50でhIL−17R.Fcに弱く結合した。hIL−17F/IL−17Aヘテロダイマーは、hIL−17Aの結合の10分の1の強さであるが、hIL−17Fの結合のほぼ10倍の強さである、300ng/mlのEC50を有する(図1A)。
(実施例1.2.2)
ヒトIL−17R.FcおよびヒトIL−17RC.FcとのヒトIL−17F/IL−17Aの結合動力学
ヒトIL−17F、hIL−17AおよびhIL−17F/IL−17AのhIL−17R.FcおよびhIL−17RC.Fc受容体の両方への結合動力学を比較した。会合および解離速度定数は、実施例1.1.12に記載したようにBiacoreを使用して、リアルタイム表面プラズモン共鳴によって直接測定した。計算した解離定数を表3に示す。ヒトIL−17Aは、hIL−17R.Fcに対して、Kが約2nMの最も強い結合を示した。これに対して、hIL−17Fは、約174nMのKでhIL−17R.Fcに比較的弱く結合した。興味深いことに、hIL−17F/IL−17Aヘテロダイマーは、hIL−17R.Fcに約26nMの、すなわちhIL−17AとhIL−17Fの間である、K値を有していた。これらのリガンド、hIL−17F、hIL−17A、およびhIL−17F/IL−17Aはそれぞれ同じオンおよびオフ速度でhIL−17RC.Fcを結合して、それゆえ約11〜20nMの同様のK値を有していた。
(実施例1.2.3)
ヒトIL−17F/IL−17Aの生物活性
ヒトIL−17F/IL−17Aの生物活性は、細胞ベースアッセイを使用して評価した。hIL−17A、hIL−17F、またはhIL−17F/IL−17Aヘテロダイマーを用いて培養したBJ細胞からの条件培地のELISA分析によって、3種すべてのサイトカインがBJ細胞でのGRO−α分泌を誘導することと、hIL−17FがhIL−17Aより効力が小さいことが示された。hIL−17F/IL−17Aヘテロダイマーは、hIL−17Aではなく、hIL−17Fと比較して、BJ細胞によるGRO−α産生のより効力が大きい誘導物質であることが見出された(図2)。BJ細胞以外の細胞系を使用したときに、同様の結果が得られた(データは示さず)。
(実施例1.2.4)
ヒトIL−17F/IL−17Aの生物活性に対するヒトIL−17R.FcおよびヒトIL−17RC.Fcの効果
hIL−17A、hIL−17FおよびhIL−17F/IL−17Aの観察された生物活性が2種の提唱された受容体のどちらかまたは両方との相互作用によるものか否かを評価するために、サイトカインの活性を溶解性受容体hIL−17R.FcおよびhIL−17RC.Fcの存在下および非存在下で測定した。図3Aに示すように、hIL−17Aの活性は、hIL−17R.Fcの存在下ではほぼバックグラウンドまで低下したが、この実験においてIL−17RC.Fc受容体の存在下ではIL−17A活性には著しい影響は見られなかった。IL−17R.FcおよびIL−17RC.Fcの両方による処置は、IL−17R.Fc単独での処置を超えてIL−17A活性の抑制を上昇させることはなかった。hIL−17Fの活性は、IL−17RC.Fc受容体の存在下で遮断されたが、IL−17R.Fc受容体の存在下では遮断されなかった;他方、IL−17R.FcおよびIL−17RC.Fcの両方の添加は、IL−17RC.Fc単独の添加を超えてIL−17F活性の抑制を上昇させることはなかった。対照的に、IL−17R.FcおよびIL−17RC.Fcの両方は、IL−17F/IL−17Aヘテロダイマーの活性に対して多少の抑制効果を有したが、2種の溶解性受容体の組合せは相加効果を有し、ヘテロダイマーの活性を著しく抑制した。非特異的ヒトIgGは、3種のサイトカインのいずれの活性に対しても効果を有しない。これらのデータは、溶解性IL−17RはIL−17Aの活性を抑制することが可能であり、溶解性IL−17RCはIL−17Fの活性を抑制することが可能であるが;IL−17F/IL−17Aヘテロダイマー活性に対する著しい効果には、2種の溶解性受容体の組合せが必要であることを示している。
(実施例1.2.5)
ヒトIL−17F/IL−17Aの生物活性に対する抗IL−17Rおよび抗IL−17RC抗体の効果
抗ヒトIL−17Rまたは抗ヒトIL−17RC抗体を用いて、そして用いずに事前にインキュベートしたBJ細胞を使用して、hIL−17F、hIL−17AおよびhIL−17F/IL−17Aの活性も評価した。図3Bに示すように、BJ細胞を抗ヒトIL−17R抗体で処置したときには、hIL−17サイトカインの活性は著しく低下した。しかし、抗ヒトIL−17RC抗体は、hIL−17AおよびhIL−17F/IL−17Aの活性と比較して、hIL−17Fの活性により甚大な効果を有した。これらの分子の活性を中和する抗体の能力は、溶解性受容体を使用して観察されたものと正反対である。
(実施例1.2.6)
ヒトIL−17F/IL−17Aの生物活性に対するヒトIL−17RおよびヒトIL−17RCの効果
hIL−17F、hIL−17AまたはhIL−17F/IL−17Aシグナル伝達におけるhIL−17RおよびhIL−17RCの役割をさらに評価した。BJ細胞に異なるhIL−17RまたはhIL−17RC siRNAをトランスフェクトして、続いてhIL−17FまたはhIL−17Aのどちらかを添加して、相対的な応答をELISAによって決定した(図4)。各受容体について評価したオリゴのうち、hIL−17R(R−3およびR−4)またはhIL−17RC(RC−2およびRC−4)に対する2種の最良のsiRNAオリゴを、TAQMAN(登録商標)結果(図4Aおよび4B)およびHEK293細胞のタンパク質レベルを低下させる能力(図4C)に基づいて選択した。3つの異なる濃度のヒトIL−17F、hIL−17AおよびhIL−17F/IL−17Aを、hIL−17RまたはhIL−17RC siRNAのどちらかがトランスフェクトされたBJ細胞に添加した(図5)。IL−17RおよびIL−17RC siRNAによって、3つの異なる濃度のhIL−17F、hIL−17AおよびhIL−17F/IL−17Aに対するGRO−α分泌の量が低下した。IL−17R siRNAは、IL−17RC siRNAと比較して、サイトカイン活性に対してより大きい効果を有していた。この結果は、3種のhIL−17サイトカインすべての活性がhIL−17RおよびhIL−17RCに依存していることを示唆する。
(実施例2)
マウスTh17細胞によって産生され、気道好中球補充を誘導するマウスIL−17F/IL−17Aヘテロダイマータンパク質
(実施例2.1)
材料および方法
(実施例2.1.1)
抗体および試薬
抗マウスIL−17A抗体(Cat.#50101、50104)をR&D Systemsより入手した。抗マウスIL−17F抗体(RK015−01、RK016−17)、抗マウスIL−22抗体(Ab−01)、および関連アイソタイプ対照抗体を、先に記載された方法を使用して産生した(Liangら(2006)上掲)。マウスIL−6、mIL−1β、mTNF−α、およびmIL−23をR&D Systemsより入手した。mTGF−βおよびオボアルブミン(OVA)をSigma(セントルイス、ミズーリ州)より入手した。OVA323339をNew England Peptide(ガーデナー、マサチューセッツ州)より入手した。抗IFN−γ(Cat.#XMG1.2)および抗IL−4(Cat.#BVD4−1D11)をBD Pharmingen(フランクリンレイクス、ニュージャージー州)より入手した。
(実施例2.1.2)
mIL−17A、mIL−17F/IL−17A、およびmIL−17Fの産生および精製
組換えタンパク質の配列を、先に記載した在来の方法を使用して発現ベクター内へ組込んだ(Liら(2004)Int.Immunopharmacol.4:693−708)。CHO細胞内で産生されたHisタグmIL−17AまたはHisタグmIL−17FをNickel NTA Superflowカラム(Qiagen)で精製した。タンパク質を250mMイミダゾールで溶離させて、ゲル濾過(Superdex200、Amersham)によってさらに精製し、いずれの高分子量タンパク質も除去した。精製したサイトカインを次にエンテロキナーゼ(サイトカインのエンテロキナーゼに対する1500:1の比で)によって室温にて4時間消化した。消化したタンパク質をNickel NTAに再度添加して、エンテロキナーゼ−Hisタグを除去した。
マウスIL−17F/IL−17Aヘテロダイマーは、FlagタグmIL−17AまたはHPC(タンパク質Cの重鎖)HisタグmIL−17Fをコードする等量のプラスミドによるHEK293細胞の一過性コトランスフェクションによって産生した(Lichtyら(2005)Protein Expr.Purif.41:98−105)。条件培地を72時間後に収集して、バッチは抗Flag M2アフィニティ樹脂(Sigma)に結合させた。結合したタンパク質(mIL−17AおよびmIL−17F/IL−17A)を200μg/mlのFlagペプチド(Sigma)によって溶離させた。マウスIL−17F/IL−17Aを次に、抗タンパク質Cアフィニティマトリクス(Roche)へのバッチ結合によってmIL−17Aから精製した。マウスIL−17F/IL−17Aを5mM EDTAによって溶離して、PBS(pH7.2)で透析し、次にSDS−PAGEゲル、ウェスタンブロット分析、質量分析法およびサイズ排除クロマトグラフィーによって特徴づけした。得られたmIL−17F/IL−17Aヘテロダイマーは、銀染色によって決定したように、99%を超える純度であった。組換えタンパク質すべてのエンドトキシンレベルは、3EU/mg未満であった。
ウェスタンブロット分析では、IL−17A、IL−17F/IL−17A、またはIL−17F 35ngを添加した。マウスIL−17Aは、ヤギ抗マウスIL−17A(AF421NA、1:2000希釈、R&D Systems)、続いてロバ抗ヤギHRP(Jackson Immunoresearch、ウェストグローブ、ペンシルベニア州)によるプロービングによって検出した。IL−17Fは、IL−17F反応性抗体に対して陽性反応を示したマウスIL−17Fで先に免疫化したラットからの血清(1:2000希釈)を使用して検出し、続いてヤギ抗ラットHRP(Pierce Biotechnology)によって検出した。
(実施例2.1.3)
試験管内T細胞活性化
CD4CD62L未処置DO11 T細胞はDO11.10マウスの脾臓から、MAC陽性および陰性選択(Miltenyi Biotech、オーバーン、カリフォルニア州)を、先に記載されたように(Liangら(2006)上掲)使用して精製した。2×10DO11T細胞を4x10照射脾細胞および1μg/mlのOVA323−339によって活性化した。サイトカインは以下の濃度:1ng/ml mTGF−β、20ng/ml mIL−6、10ng/ml mIL−1β、10ng/ml mTNF−α、および10ng/ml mIL−23で添加した。再刺激では、細胞を1次活性化の第7日に収集して、一晩静止させ、照射脾細胞、1μg/ml OVA323−339、5ng/ml mIL−2、場合によっては10ng/ml mIL−23、10μg/ml抗IFN−γ、および10μg/ml抗IL−4によって再刺激した。条件培地を1次および2次刺激の第4日に収集した。細胞内サイトカイン染色は、50ng/ml PMA(Sigma)、1μg/mlイノマイシン(Sigma)、およびGOLGIPLUG(登録商標)(BD Pharmingen)によって細胞を5時間再刺激することによって実施した。細胞を表面染色して、CYTOFIX/CYTOPERM(登録商標)を製造者の指示(BD Pharmingen)に従って使用して透過処理した。細胞内サイトカイン染色は、抗IL−17A PE(TC11−18H10)および抗IL−17F Alexa 647(RK015−01)を使用して実施した。10% FBS、2mM L−グルタミン、5mM HEPES、100U/ml Pen−Strep、および2.5μM β−メルカプトエタノールを添加したRPMI1640中ですべてのリンパ球を培養した。
(実施例2.1.4)
ELISA
mIL−17Aホモダイマーを定量するために、プレートを2μg/ml 抗IL−17A(Cat.#50101)で一晩コーティングした。プレートをPBS中1% BSAでブロックした後に、サンプルをプレート内で室温にて2時間インキュベートした。ビオチン化した同じ抗IL−17A抗体を次に1μg/mlにて使用して、プレート結合mIL−17Aを特異的に検出した。IL−17Fホモダイマーを定量するために、抗IL−17F(RK016−17)を捕捉試薬(2μg/ml)および検出試薬(1μg/ml)の両方として使用する同様の方法に従って、ELISAを実施した。mIL−17AおよびmIL−17F ELISAの検出限界はそれぞれ、1ng/mlおよび4ng/mlであった。mIL−17F/IL−17AヘテロダイマーELISAは、抗IL−17A(Cat.#50101、2μg/ml)を捕捉試薬として、ビオチン化ヤギ抗IL−17Fポリクローナル抗体(Cat.#BAF2057、200ng/ml、R&D Systems)を検出試薬として使用して実施した。mIL−17F/IL−17AヘテロダイマーELISAの検出限界は、40pg/mlであった。T細胞条件培地中でこれらの分子の発現を定量するために、本ELISAは最も感受性であるため、mIL−17F/IL−17Aヘテロダイマーの量を決定する適切な希釈物を最初に生成した。適切なELISAを使用するmIL−17AおよびmIL−17Fを次に定量した。各ホモダイマーELISAに対するmIL−17F/IL−17Aの考えられる寄与を補正するために、各サンプルについてELISAより得られたIL−17F/IL−17Aヘテロダイマーの量を利用して、ホモダイマーELISAでの組換えmIL−17F/IL−17Aの滴定に基づいて、mIL−17F/IL−17Aが寄与するO.D.の量を逆算した。存在するホモダイマーの量を計算する前に、ホモダイマーELISAでの各サンプルについて得られた実際のO.D.値からこのIL−17F/IL−17A O.D.の寄与を引いた。IL−22 ELISAは、先に記載されているように実施した(Liangら(2006)J.Exp.Med.203:2271−79)。CXCL1およびCXCL5は、DuoSet ELISAを製造者の指示に従って使用して定量した(R&D Systems)。
(実施例2.1.5)
MLE−12細胞の処置
2.5×10 MLE−12細胞(ATCC Cat.#CRL−2110)をサイトカイン、またはサイトカインおよび抗体の両方の事前にインキュベートした組合せによって、96ウェルプレート内で24時間インキュベートした。条件培地を24時間後に収集した。MLE細胞をHITES、2% FBS、および2mM L−グルタミン中で培養した。
(実施例2.1.6)
動物実験
BALB/cByJおよびCCg−Tg(DO11.10)10Dlo/J(DO11)マウスをJackson Laboratories(バーハーバー、メイン州)より入手した。DO11マウスからのCD4CD62LT細胞を、実施例2.1.3に記載されているように、TGF−β、IL−6、IL−1β、TNF−α、およびIL−23の存在下で5日間にわたって、Th17細胞に分化させた。Th17介在気道炎症を樹立するために、2.5×10 Th17細胞を未処置BALB/cレシピエントマウスに静脈内導入した(第0日)。マウスを24時間安静にして、次にOVA 75μgを3日連続で毎日、鼻内接種した(第1、2、および3日)。対照マウスには、Th17細胞および鼻内PBS、または単に鼻内OVAおよび無細胞のどちらかを投与した。抗体を用いた研究では、第1日の最初のOVA接種前に、抗体300μgを腹腔内注射した。第1、2、および3日にOVAの各鼻内接種の1時間前に、抗体(100μg)も鼻内投与した。最後の接種の24時間後に、マウスを殺処分して、PBSを含む0.7ml洗浄液を3回使用して、気管支肺胞洗浄(BAL)を実施した。3回の洗浄液のうちの最初の洗浄液を、遠心分離によって細胞を収集した後に、ケモカイン分析用に保管した。全細胞数を決定するために、3回の洗浄液すべてによる細胞を合せ、CellDyn血液分析装置(Abbott Diagnostic、アボットパーク、イリノイ州)を使用してカウントした。Hema−3ステインによって染色したサイトスピンスライドをカウントすることによって、示差細胞分析を実施した。各スライドで200細胞がカウントされた。BALを受けていないマウスによる肺を組織学的分析のために10%中性緩衝ホルマリンで固定した。鼻内研究では、BALB/cByJマウスに75μl中の組換えマウスIL−17A、mIL−17F、mIL−17F/IL−17A、またはmIL−22 1.5μgを、1回、または3日連続で毎日、鼻内接種した。接種24時間後、BAL液を上述のように収集して分析した。すべてのマウスは8〜12週齢を使用して、Wyeth Research IACUC規則に厳密に従って収容した。
(実施例2.1.7)
データ分析
すべての統計的に有意な値は、対応のないStudentのt検定によって決定した。
(実施例2.2)
結果
(実施例2.2.1)
マウスTh17細胞によって同時発現されるマウスIL−17AおよびマウスIL−17A
未処置T細胞からのTh17分化は、主にTGF−βおよびIL−6の組合せによって開始されるが、TNF−αおよびIL−1βなどの他の炎症誘発性サイトカインは応答をさらに増強することが可能である(Veldhoenら(2006)上掲;Bettelliら(2006)上掲;Manganら(2006)上掲)。これらの研究はIL−17Aタンパク質発現がこの方法で調節されることを明確に示しているが、IL−17Fタンパク質発現が同様に調節されるか否かは報告されていない。IL−17F発現の調節について調べるために、DO11.10(DO11)マウスから精製した未処置(CD4CD62L)T細胞を照射脾細胞、OVA323−339、および各種のサイトカインによって活性化して、IL−17Fの細胞内サイトカイン染色を実施した。IL−17Aと同様に、TGF−βおよびIL−6の両方の添加によって実質的なIL−17F発現が検出された(図6A)。Th17分化の間のmIL−17AおよびmIL−17Fの相対発現を、活性化後の複数の時点で分析した。全体として、mIL−17Fの発現はmIL−17Aよりも一貫して高く、両方のサイトカインの発現は第3日の後に低下した(図6B)。IL−17AIL−17F細胞はTh17細胞の実質的部分に相当し、第2日にmIL−17AはmIL−17Fと共に高度に同時発現された(IL−17A細胞の88%もmIL−17Fを発現させた)。第3日(65%)および第4日(40%)の同時発現の低下は、mIL−17AおよびmIL−17Fの発現の全体的な低下に関連している可能性がある。これらのデータによって、IL−17Fタンパク質がTGF−βおよびIL−6の組合せによって誘導されることが示される。さらに、IL−17AIL−17F細胞は、Th17細胞の実質的な集合に相当する。
(実施例2.2.2)
マウスIL−17AおよびマウスIL−17Fより成るヘテロダイマータンパク質を産生するマウスTh17細胞
ヒトIL−17F、およびおそらくhIL−17Aは、保存システイン・ジスルフィド・ブリッジによって共に保持されたヘテロダイマーとして存在する(Hymowitzら(2001)上掲;Wrightら(2007)上掲)。mIL−17FおよびmIL−17A内でのこれらのシステインの保存位置は、マウスTh17細胞によるmIL−17AおよびmIL−17Fの同時発現と共に、mIL−17AおよびmIL−17Fがヘテロダイマーも形成する可能性があることを示唆している。この可能性を調べるために、HEK293細胞内で異なってタグ付けされたmIL−17AおよびmIL−17Fを過剰発現することによって、組換えマウスmIL−17F/IL−17Aヘテロダイマーを産生した。推定上のmIL−17F/IL−17Aの精製は、タンパク質タグを使用する連続精製によって行った。非還元ゲルでのウェスタンブロット分析によって、この精製された2重タグタンパク質がmIL−17AおよびmIL−17Fエピトープの両方を同じバンド内に含有することが明らかになった(図7A)。別個のバンドが異なってグリコシル化された種を表す(データは示さず)。これらのデータによって、mIL−17AおよびmIL−17F遺伝子が試験管内で過剰発現されるときのmIL−17F/IL−17Aヘテロダイマーの形成が示される。
mIL−17F/IL−17AヘテロダイマーがマウスT細胞によって産生されるか否かを判定するために、mIL−17A、mIL−17F、およびmIL−17F/IL−17Aを定量するためのELISAが最初に樹立された。ホモダイマーを特異的に定量するために、同じモノクローナル抗体をサンドイッチELISAにおける捕捉抗体および検出抗体の両方として使用した。この形式により、ホモダイマーまたはより高次のマルチマーによってのみサンドイッチが正しく形成される。mIL−17F/IL−17Aヘテロダイマーを定量するために、検出試薬としてのmIL−17F特異的抗体と組合された捕捉抗体としてのmIL−17A特異的抗体を使用して、サンドイッチELISAを実施した。これらのELISAの特異性は、精製組換えmIL−17A、mIL−17F/IL−17A、およびmIL−17Fタンパク質を使用して検証した(図7B〜7D)。
異なる条件下で活性化されたTh17細胞によって産生された天然mIL−17A、mIL−17F、およびmIL−17F/IL−17Aの量を定量した。未処置DO11 T細胞は、mTGF−βおよびmIL−6によって活性化して、一部の場合では、mTNF−α、mIL−1β、mIL−23、または3つのサイトカインすべてをさらに添加した。これらすべての条件下で、mIL−17Fは最も豊富に産生され、mIL−17F/IL−17Aヘテロダイマーは中程度の発現を有し、mIL−17Aは最も少ない量で発現された(図7E)。mTGF−βおよびmIL−6の組合せを用いて活性化された細胞内で、またはこの条件にmTNF−αまたはmIL−23をさらに添加したときに、マウスIL−17Aは検出限界(1ng/ml)より低かった(図7E)。mIL−lβの添加により、mIL−17A発現は9倍、mIL−17F/IL−17Aは5倍、およびmIL−17Fは3倍上昇した。IL−23は、mIL−17F/IL−17A産生を1.8倍、IL−17F産生を2倍上昇させた。対照的に、mTNF−αまたはIL−23の添加によって、mIL−17F/IL−17AおよびmIL−17Fの発現は、仮に上昇したとしても、わずかに上昇した(たとえば図7Eを参照)。これらのデータによって、各種のTh17分化条件下で分化した未処置T細胞が3種の別個のIL−17タンパク質を産生し、IL−17Fが最大量で、続いてIL−17F/IL−17A、次にIL−17Aが発現したことを示す。
分化Th17によるこれらのタンパク質の発現を調べるために、最初に未処置DO11T細胞を1次活性化で指示されたサイトカインによって7日間活性化させた(図7F)。それらを一晩静止させた後に、これらの細胞をmIL−2およびOVA323−339の存在下で、またはmIL−2、OVA323−339、mIL−23ならびにIFN−γおよびIL−4に対する抗体によって.再刺激した。未処置細胞の発現プロフィールとは対照的に、mIL−17A、mIL−17F/IL−17A、およびmIL−17Fは、OVA323−339によって再刺激された分化Th17細胞によって、匹敵する量で産生された(図7F)。マウスIL−23によって、IFN−γおよびIL−4に対する抗体と共に3種のタンパク質すべての発現がかなり向上し、mIL−17F/IL−17Aは一貫して、mIL−17AまたはmIL−17Fよりも多い量で産生された。これらのデータによって、IL−17A発現は、新たに活性化された未処置細胞と比較して分化Th17細胞内で上昇することが証明される。さらに、IL−17F/IL−17Aヘテロダイマーは、IL−17誘導条件によって刺激された未処置T細胞および分化Th17細胞の両方によって発現した。
(実施例2.2.3)
生物活性タンパク質であるIL−17F/IL−17Aヘテロダイマー
IL−17AおよびIL−17Fは、上皮細胞および線維芽細胞によってケモカインの発現を向上させることが公知であるが、マウスサイトカインを使用する直接比較は報告されていない。mIL−17A、mIL−17F/IL−17A、およびmIL−17Fの活性を調べるために、マウス肺上皮細胞系、MLE−12をこれらのサイトカインで処置して、好中球化学誘引物質、CXCL1(KC)の発現について調べた。マウスIL−17AおよびmIL−17FはどちらもCXCL1の発現を向上させたが、mIL−17Fの活性はmIL−17Aの100〜1000分の1であった(図8A)。mIL−17F/IL−17AヘテロダイマーはCXCL1も上昇させて、一貫してmIL−17Aよりも効力が小さく、mIL−17Fよりも効力が大きい(図8A)。これらのデータによって、mIL−17F/IL−17Aが生物活性タンパク質であることが証明される。
mIL−17F/IL−17AにおけるmIL−17AおよびmIL−17Fの相対的寄与を調べるために、IL−17Fに対する中和抗体を産生した。MLE−12細胞に対するmIL−17Fの200ng/mlまでの活性を、50μg/mlの抗体によって完全に中和する2種の抗体を同定した(図8B)。これらの抗IL−17F抗体は、mIL−17Aを結合または中和せず、mIL−17F/IL−17Aヘテロダイマーに結合することが可能である(図12Aおよび12Bを参照)。mIL−17A特異的抗体(50104)も試験して、MLE−12細胞に対する、mIL−17Aの効果を中和することができるが(図12C)、mIL−17Fの効果を中和することができない(データは示さず)ことが判断された。mIL−17F/IL−17Aヘテロダイマーの中和に対するこれらの抗体の効果について調べた。MLE−12細胞を80μg/ml(〜100倍モル過剰)で使用されるモノクローナル抗体と組合せた200ng/ml mIL−17F/IL−17Aヘテロダイマーによって処置した。mIL−17A特異的抗体は、mIL−17F/IL−17Aの効果を、そのアイソタイプ対照(IgG2a)と比較して〜85%低下させた(図8C)。対照的に、抗IL−17F(RK015−01またはRK016−17)によるmIL−17F/IL−17Aの中和は、アイソタイプ対照(IgG1)と比較して、効果がないか、わずかな効果しかなかった(一部の実験では最大20%)。IL−17F特異的抗体をIL−17A特異的抗体と組合せて使用したとき、mIL−17F/IL−17Aの活性はほぼ完全に中和された(〜95%)。これらのデータによって、IL−17F/IL−17Aを完全に中和するためにIL−17A特異的抗体およびIL−17F特異的抗体の組合せが必要であるが、このサイトカインの活性の大部分がIL−17A特異的抗体のみを使用して中和できることが示される。
本明細書で示したデータの解釈は、mIL−17F特異的抗体がmIL−17F/IL−17Aとその(複数の)受容体との間の相互作用をうまく遮断するか否かによって変わる。mIL−17F特異的抗体がmIL−17F/IL−17Aに結合しているが、受容体との相互作用を遮断していない場合、これはmIL−17F/IL−17AとmIL−17Fとの間で受容体結合部位が1個もないことを示唆している。これはmIL−17F/IL−17AおよびmIL−17Fの受容体−結合部位の配座の違いによるか、または代わりの受容体と相互作用するmIL−17F/mIL−17Aでの別個の部位の存在による可能性がある。これらの可能性は、mIL−17F特異的抗体が結合されるときでさえ、受容体の相互作用を可能にしている。本モデルでは、抗体の組合せを使用するデータは次に、mIL−17F/IL−17AへのmIL−17A特異的抗体の結合が、mIL−17F特異的抗体によってここで中和が生成できるように、mIL−17F/mIL−17A受容体結合部位を変化させる可能性があることを示唆する。あるいは、mIL−17F特異的抗体のみがmIL−17F/mIL−17Aのその受容体との相互作用をうまく遮断する場合、データは次にこの相互作用が必要でなく、mIL−17F/mIL−17Aでの他の受容体部位の結合がシグナル伝達に十分であることを示す。発明者らは、mIL−17F特異的抗体がmIL−17A特異的抗体の組合せでさらに中和できることを観察した。これは、mIL−17F特異的抗体によって遮断された受容体結合部位がmIL−17A特異的抗体によって中和されたシグナルよりも強力でないシグナルを送達することを示唆する。
(実施例2.2.4)
IL−17Aに依存する気道における好中球増加を誘導するTh17細胞
試験管内データにより、組換えmIL−17AがmIL−17Fよりも生物学的に活性であるであり、mIL−17F/IL−17AがmIL17Aよりも活性が低く、mIL−17Fよりも活性が高いことが示される。試験管内でのIL−17AおよびIL−17F含有タンパク質の相対的な寄与を調べるために、Th17依存性気道炎症モデルを樹立した。DO11マウスからのCD4CD62LT細胞をmTGF−β、mIL−6、mIL−1β、mTNF−α、およびmIL−23によって5日間分化させて、その後、細胞を未処置BALB/c宿主に養子移入した。気道炎症を誘導するために、続いてマウスに3日間連続して、鼻内OVAを毎日接種した。対照マウスには、Th17細胞および鼻内PBS、または無細胞および鼻内OVAのどちらかを投与した。BAL液中のマウスIL−17AおよびmIL−17Fは、ホモダイマー特異的ELISA中の検出限界(それぞれ1ng/mlおよび4ng/ml)より下であった(データは示さず)。mIL−17F/IL−17Aヘテロダイマーの発現は検出レベル(40pg/ml)より上で検出され、Th17細胞が移入されてOVAに曝露されたマウスでは、対照マウスと比較して、IL−17F/IL−17Aヘテロダイマーの大幅な6倍の上昇が観察された(図9A)。Th17細胞によって発現されることが最近記載されたサイトカインである、mIL−22の大幅な6倍の上昇は(Liangら(2006)上掲;Chungら(2006)Cell Res.16:902−07;Zhengら(2007)Nature 445:648−51)も検出された(図9A)。mIL−17F/IL−17AおよびmIL−22の発現によって、気道にTh17細胞が存在して活性化されることが示される。次にこのモデルの細胞炎症を調べた。Th17細胞およびOVAを投与したマウスは、対照マウスのどちらの群と比較しても、BAL液中の好中球数およびリンパ球数が著しく増加した(図9B)。Th17細胞および鼻内OVAを投与されたマウスでは、単球および好酸球は増加しなかった(図9B)。肺組織の組織学的分析によっても、対照群と比較したときに、Th17細胞が移入されてOVAに曝露されたマウスでの気管支周囲炎および血管周囲炎の増大が明らかになった(図9C)。好中球は、BAL液で見られた結果と同様に、炎症の重要な構成要素である。まとめると、これらにデータによって、Th17細胞が好中球の補充を特徴とする気道炎症応答を誘導可能であることが示される。
Th17細胞は気道好中球増加を誘導することが可能であるが、これらの影響に特異的に寄与するサイトカインは不明である。この問題を調べるために、mIL−17A、mIL−17F、およびmIL−22に対する中和抗体を投与した。mIL−17A特異的抗体(Cat.#50104)による処置は、アイソタイプ(IgG2a)と比較して、好中球の数を対照マウスと同様のレベルまで著しく低下させた(図10A)。対照的に、mIL−17F(RK015−01またはRK016−17)またはmIL−22(Ab−01)に対する中和抗体は、好中球数に影響を及ぼさない(図10A、図13)mIL−17A、mIL−17F、またはmIL−22に特異的な抗体で処置したマウスでは、リンパ球数、好酸球数、または単球数に対する著しい効果は見られなかった(データは示さず)。CXCL1の濃度は処置群のいずれにおいても著しく調節されなかったが(図10B)、別の強力な好中球化学誘引物質、CXCL5(LIX)(Wuytsら(1996)J.Immunol.157:1736−43;Chandrasekarら(2001)Circulation 103:2296−02)は、IL−17A特異的抗体によって、対照マウスと同様の濃度まで著しく低下した(図10C)。mIL−17FまたはmIL−22に特異的な抗体は、CXCL5を変化させなかった(図10C)。これらのデータによって、IL−17A特異的抗体のみの投与が、Th17細胞に誘導された気道好中球増加を防止するのに十分であったことが示される。
(実施例2.2.5)
生体内でのマウスIL−17F/IL−17Aの好中球補充
本明細書で開示したTh17依存気道炎症モデルでは、BAL液中でのmIL−17AおよびmIL−17Fの発現が検出限界より低かった。結果として、mIL−17AまたはmIL−17Fが気道で発現されているのを示すことができなかった。しかし、分化Th17細胞によるmIL−17A、mIL−17F/IL−17A、およびmIL−17Fの匹敵する発現によって、ヘテロダイマータンパク質は存在するが、検出限界より低いことが示唆された。mIL−17AおよびmIL−17Fの効果を直接調べるために、組換えタンパク質1.5μgを気道内に1回(図11A)または3日間連続で毎日(図11B)投与した。最後の投与の24時間後のBAL液中での好中球補充およびケモカイン産生を調べた。ヒトIL−17は、1回投与時(図11A)または3回投与時(図11B)のどちらでも、好中球、CXCL1、およびCXCL5を著しく上昇させた。対照的に、mIL−17Fは、好中球数またはCXCL1を著しく増加させなかった(図11Aおよび11B)。mIL−17Fを3回投与したときのみ、CXCL5のわずかで重要な増加が見られた(図11B)。mIL−17Fの用量を10倍に増加すると(15μg)、1回投与時または3回投与時のどちらでも、1.5μgで見られたものと比較して、好中球、CXCL1、またはCXCL5はさらに増加しなかった(データは示さず)。組換えmIL−22によって、1回投与時には好中球またはケモカインの観察可能な上昇は一切生じなかった(図11C〜11E)。G−CSF、CXCL2、MCP−1、IL−6、TNF−α、およびIFN−γの発現は、これらのサンプルのいずれでも検出されなかった(データは示さず)。
mIL−17F/IL−17Aヘテロダイマーの活性を気道内のmIL−17AおよびmIL−17Fと比較した。mIL−17F/IL−17A 1.5μgの1回用量によって、好中球、CXCL1、およびCXCL5の著しい上昇が誘導された(図11C〜11E)。好中球の誘導はmIL−17AとmIL−17F/IL−17Aとの間で同様であったが(p=0.76)、CXCL1およびCXCL5の発現は、mIL−17F/IL−17Aで処置したマウスではmIL−17Aの2分の1〜3分の1であった。これらの発見は、mIL−17F/IL−17Aヘテロダイマーが生体内で生物活性分子であり、好中球の補充を誘導可能であることを示す。

Claims (29)

  1. IL−17F/IL−17Aシグナル伝達を拮抗可能である化合物をスクリーニングする方法であって:
    (a)IL−17F/IL−17AおよびIL−17Rを含有するサンプルを複数の試験化合物の1種と接触させるステップと;
    (b)前記サンプル中のIL−17F/IL−17Aの生物活性が、前記試験化合物と接触していないサンプル中のIL−17F/IL−17Aの生物活性と比較して低下したか否かを判定するステップと;
    を含み;
    ここで、前記試験化合物と接触した前記サンプル中のIL−17F/IL−17Aの生物活性のこのような低下によって、前記化合物をIL−17F/IL−17Aシグナル伝達拮抗薬として同定する;
    方法。
  2. 前記IL−17F/IL−17Aシグナル伝達拮抗薬が特異的IL−17F/IL−17Aシグナル伝達拮抗薬であるか否かを同定する最初または最後のステップをさらに含む、請求項1に記載の方法。
  3. 前記同定するステップが:
    (a)IL−17AおよびIL−17Rを含有するサンプルをIL−17F/IL−17Aシグナル伝達拮抗薬と接触させるステップと;
    (b)前記サンプル中のIL−17Aの生物活性が、前記IL−17F/IL−17Aシグナル伝達拮抗薬と接触していないサンプル中のIL−17Aの生物活性と比較して低下したか否かを判定するステップと;
    (c)IL−17FおよびIL−17Rを含有するサンプルを前記IL−17F/IL−17Aシグナル伝達拮抗薬と接触させるステップと;
    (d)前記サンプル中のIL−17Fの生物活性が、前記IL−17F/IL−17Aシグナル伝達拮抗薬と接触していないサンプル中のIL−17Fの生物活性と比較して低下したか否かを判定するステップと;
    を含み;
    ここで、前記IL−17F/IL−17Aシグナル伝達拮抗薬がIL−17FおよびIL−17Aの両方の生物活性を低下させられなかったことによって、前記IL−17F/IL−17Aシグナル伝達拮抗薬を特異的IL−17F/IL−17Aシグナル伝達拮抗薬として同定する;
    請求項2に記載の方法。
  4. IL−17F/IL−17Aシグナル伝達を拮抗可能である化合物をスクリーニングする方法であって:
    (a)IL−17F/IL−17AおよびIL−17RCを含有するサンプルを複数の試験化合物の1種と接触させるステップと;
    (b)前記サンプル中のIL−17F/IL−17Aの生物活性が、前記試験化合物と接触していないサンプル中のIL−17F/IL−17Aの生物活性と比較して低下したか否かを判定するステップと;
    を含み;
    ここで、前記試験化合物と接触したサンプル中のIL−17F/IL−17Aの生物活性のこのような低下によって、前記化合物をIL−17F/IL−17Aシグナル伝達拮抗薬として同定する;
    方法。
  5. 前記IL−17F/IL−17Aシグナル伝達拮抗薬が特異的IL−17F/IL−17Aシグナル伝達拮抗薬であるか否かを同定する最初または最後のステップをさらに含む、請求項4に記載の方法。
  6. 前記同定するステップが:
    (a)IL−17AおよびIL−17RCを含有するサンプルを前記IL−17F/IL−17Aシグナル伝達拮抗薬と接触させるステップと;
    (b)前記サンプル中のIL−17Aの生物活性が、前記IL−17F/IL−17Aシグナル伝達拮抗薬と接触していないサンプル中のIL−17Aの生物活性と比較して低下したか否かを判定するステップと;
    (c)IL−17FおよびIL−17RCを含有するサンプルを前記IL−17F/IL−17Aシグナル伝達拮抗薬と接触させるステップと;
    (d)前記サンプル中のIL−17Fの生物活性が、前記IL−17F/IL−17Aシグナル伝達拮抗薬と接触していないサンプル中のIL−17Fの生物活性と比較して低下したか否かを判定するステップと;
    を含み;
    ここで、前記IL−17F/IL−17Aシグナル伝達拮抗薬がIL−17FおよびIL−17Aの両方の生物活性を低下させられなかったことによって、前記IL−17F/IL−17Aシグナル伝達拮抗薬を特異的IL−17F/IL−17Aシグナル伝達拮抗薬として同定する;
    請求項5に記載の方法。
  7. 請求項1〜6のいずれか一項に記載の方法によって同定された化合物。
  8. 対象にIL−17F/IL−17Aシグナル伝達拮抗薬を投与するステップを含む、対象のIL−17F/IL−17A生物活性を抑制する方法。
  9. 前記IL−17F/IL−17A生物活性がGRO−α分泌である、請求項8に記載の方法。
  10. 前記IL−17F/IL−17Aシグナル伝達拮抗薬が拮抗小型分子、拮抗抗体、IL−17R融合ポリペプチド、およびIL−17RC融合ポリペプチドからなる群より選択される、請求項8に記載の方法。
  11. 前記IL−17F/IL−17Aシグナル伝達拮抗薬が特異的IL−17F/IL−17Aシグナル伝達拮抗薬である、請求項8に記載の方法。
  12. 前記IL−17F/IL−17Aシグナル伝達拮抗薬が請求項7に記載の化合物である、請求項8に記載の方法。
  13. 対象にIL−17F/IL−17Aシグナル伝達拮抗薬の治療的有効量を投与するステップを含む、IL−17F/IL−17A関連障害のリスクのある、またはIL−17F/IL−17A関連障害と診断された対象を治療する方法。
  14. 前記IL−17F/IL−17Aシグナル伝達拮抗薬が拮抗小型分子、拮抗抗体、IL−17R融合ポリペプチド、およびIL−17RC融合ポリペプチドからなる群より選択される、請求項13に記載の方法。
  15. 前記IL−17F/IL−17Aシグナル伝達拮抗薬が特異的IL−17F/IL−17Aシグナル伝達拮抗薬である、請求項13に記載の方法。
  16. 前記IL−17F/IL−17Aシグナル伝達拮抗薬が請求項7に記載の化合物である、請求項13に記載の方法。
  17. IL−17F/IL−17Aシグナル伝達拮抗薬および製薬的に許容される担体を含む製薬組成物。
  18. 前記IL−17F/IL−17Aシグナル伝達拮抗薬が拮抗小型分子、拮抗抗体、IL−17R融合ポリペプチド、およびIL−17RC融合ポリペプチドからなる群より選択される、請求項17に記載の組成物。
  19. 前記IL−17F/IL−17Aシグナル伝達拮抗薬が特異的IL−17F/IL−17Aシグナル伝達拮抗薬である、請求項17に記載の組成物。
  20. 前記IL−17F/IL−17Aシグナル伝達拮抗薬が請求項7に記載の化合物である、請求項17に記載の組成物。
  21. IL−17F/IL−17Aヘテロダイマーを特異的に結合することが可能である単離抗体。
  22. 前記抗体がIL−17F/IL−17Aシグナル伝達を抑制する、請求項21に記載の抗体。
  23. IL−17F/IL−17Aヘテロダイマーを特異的に結合することが可能である小型分子。
  24. 前記小型分子がIL−17F/IL−17Aシグナル伝達を抑制する、請求項23に記載の小型分子。
  25. 前記IL−17F/IL−17A関連障害が炎症性障害である、請求項13に記載の方法。
  26. 前記IL−17F/IL−17A関連障害が呼吸器障害である、請求項13に記載の方法。
  27. 前記呼吸器障害が気道炎症、喘息、およびCOPDからなる群より選択される、請求項26に記載の方法。
  28. 対象にIL−17F/IL−17Aを投与するステップを含む、対象の気道炎症を誘導する方法。
  29. 前記対象がマウスである、請求項28に記載の方法。
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