JP2013503626A - グルカゴン受容体に対する抗体と、それらの使用 - Google Patents

グルカゴン受容体に対する抗体と、それらの使用 Download PDF

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Abstract

免疫学的組成物と、グルカゴン受容体に対する抗体を使用して、グルカゴンシグナル伝達の活性度を減少させるための方法が公開された。

Description

本願の発明は、グルカゴン受容体に対する抗体およびこれらの抗体の誘導体や関連する方法および組成物に関するものである。本願の発明はさらに、これらの方法に有用な薬学組成物と誘導体に関するものである。より詳しく言えば、本願の発明は、グルカゴン受容体に特異的に結合する、モノクローナル抗体、ポリクローナル抗体、およびそれらの断片の生産、診断、および治療的使用に関するものである。
制御がうまくいかない第2型糖尿病患者の空腹時高血糖症は、高められた糖新生（gluconeogenesis）率を原因とする高められたグルコースの生成率と密接な関係がある。増加されたグルカゴンレベルの部分的な原因が第2型糖尿病患者の肝臓のグルコースの生産の増加という多数の研究報告がある。
グルカゴンは、膵臓のアルファ細胞から生産される29個のアミノ酸で構成されるホルモンであり、インスリン作用の主な拮抗作用（counter-regulatory）の役割をする。空腹時には低血糖のレベルに対応して、グルカゴン分泌が増加する。グルカゴンの高められたの分泌は、肝臓の糖新生とグリコーゲン分解を促進させることによりグルコースの生成を刺激する。また、グルカゴンは肝臓のグルコーゲン合成を減少させる。臨床的には、グルカゴンは、かなりの低血糖の危険がある患者に投与される。逆に、グルカゴン経路の阻害（inhibition）は、2型糖尿病の治療戦略を提供することもある。
グルカゴンの生物学的効果は、細胞表面の特定の受容体、すなわち、グルカゴン受容体との結合およびそれ以降のシグナル伝達経路を介して媒介される。グルカゴン受容体は、ファミリーB G-タンパク質共役受容体（family B G- protein coupled receptor、GPCR）に属する。グルカゴン受容体は、主に肝臓と腎臓で発現されるが、これはグルコースの生産とグリコーゲン分解の調整者として、この組織の主な役割を反映する。 肝臓でグルカゴン受容体の活性化は、アデニリルシクラーゼ （adenylyl cyclase）活性とホスホイノシトール（phosphoinositol）代謝回転（turnover）を促進させることにより、複数の糖新生酵素の発現増加をもたらす。高血糖症を制御（control）するグルカゴンの主要な役割を考慮すると、グルカゴンの活性化経路を阻害する戦略は、第2型糖尿病の治療手段を提供することができる。
本願の発明の目的は、グルカゴン受容体に対する抗体を提供することである。本願の発明のもう一つの目的は、遺伝子組換えベクターと宿主細胞、分離された細胞株（isolated cell line）と、上記の抗体の生産のためのハイブリドーマを提供するためのものである。
本願の発明のもう一つの目的は、上記の抗体を含む薬学組成物を提供することである。
本願の発明のもう一つの目的は、上記の抗体を利用して、2型糖尿病と関連疾患を治療する方法を提供することである
本願の発明の一つの側面はグルカゴン受容体に特異的に結合する分離された抗体、または抗原結合部位（antigen-binding portions）またはその誘導体に関するものである。
一実施例として、本願の発明は、
（a）配列番号2、4、6、8、10、12、14、16のいずれかに記載されたアミノ酸配列を含む、順番で一緒になることでCDR1、CDR2、CDR3が順番で一緒になった重鎖CDRsのアミノ酸配列を構成する、最初のCDRセットであるCDR1、CDR2、CDR3;
（b）配列番号18、20、22、24、26、28、30のいずれかに記載されたアミノ酸配列を含む、順番で一緒になることでCDR1、CDR2、CDR3が順番で一緒になった軽鎖CDRsのアミノ酸配列を構成する、2番目のCDRセットであるCDR1、CDR2、CDR3、または、
（c）最初のCDRのセット（a）と、2番目のCDRのセット（b）の組み合わせ
が含まれている分離された抗体、または抗原-結合部位またはその誘導体を提供する。
好ましい実施例では、抗体は重鎖または軽鎖、またはその両方を含んでおり、上記重鎖はHC1（配列番号2）、HC2（配列番号4）、HC3（配列番号6）、HC4（配列番号8）、HC5（配列番号10）、HC6（配列番号12）、HC7（配列番号14）、HC8（配列番号16）、およびこれらの抗原結合断片々で構成されている群から選択される重鎖可変部位（variable region）を含んでおり、上記の軽鎖はLC1（配列番号18）; LC2（配列番号20）; LC3（配列番号22）; LC4（配列番号24）; LC5（配列番号26）; LC6（配列番号28）; LC7（配列番号30）、および、これらの抗原結合断片々で構成されている群から選択される軽鎖の可変部位を含んでいる。
より好ましい実施例では、本願の抗体は、
（a）配列番号2と配列番号18（Ab1）のアミノ酸配列を含む抗体
（b）配列番号4と配列番号20（Ab2）のアミノ酸配列を含む抗体
（c）配列番号6と配列番号22（Ab3）のアミノ酸配列を含む抗体
（d）配列番号8と配列番号24（Ab4）のアミノ酸配列を含む抗体
（e）配列番号6と配列番号26（Ab5）のアミノ酸配列を含む抗体
（f）配列番号10と配列番号26（Ab6）のアミノ酸配列を含む抗体
（g）配列番号12と配列番号28（Ab7）のアミノ酸配列を含む抗体
（h）配列番号14と配列番号30（Ab8）のアミノ酸配列を含む抗体
（i）配列番号16と配列番号26（Ab9）のアミノ酸配列を含む抗体
（j）配列番号10と配列番号22（Ab10）のアミノ酸配列を含む抗体で構成される群から選択される。
もう一つの側面として、本願の発明は、グルカゴン受容体と結合するために競合する、分離された抗体、または抗原結合部位（antigen- binding portion）またはその誘導体に関するものである。
一実施例では、分離された抗原結合製剤（the isolated antigen binding agent）は、対照抗体（reference antibody）とだいたい同じKdとしてヒトグルカゴン受容体に結合するか、または対照抗体のIC50とだいたい同じくらいにグルカゴンの受容体の刺激を妨害したり、またはグルカゴン受容体との結合で、対照の抗体と競合する。
もう一つの側面として、本願の発明は、
（a）配列番号2、4、6、8、10、12、14、16のいずれかに記載されたアミノ酸配列を含む、順番で一緒になることでCDR1、CDR2、CDR3が順番で一緒になった重鎖CDRsを構成するアミノ酸配列と、少なくとも85％の同一性のある最初のCDRセットであるCDR1、CDR2、CDR3;
（b）配列番号18、20、22、24、26、28、30のいずれかに記載されたアミノ酸配列を含む、順番で一緒になることでCDR1、CDR2、CDR3が順番で一緒になった軽鎖CDRsを構成するアミノ酸配列と、少なくとも85 ％同一性のある2番目のCDRセットであるCDR1、CDR2、CDR3、または、
（c）最初のCDRのセット（a）と、2番目のCDRのセット（b）の組み合わせ
が含まれている分離された抗体、または抗原結合部位またはその誘導体に関するものであり、ここでは上記の分離された抗体、抗原結合部位または誘導体はグルカゴン受容体との結合において、グルカゴンと競争する。
抗体は、配列番号2、4、6、8、10、12、14または16から選択されたアミノ酸配列と少なくとも85％、好ましくは90％、より好ましくは95％、最も好ましくは99％同一の（identical）アミノ酸配列を含む可変部位を含んでいる重鎖を含まれている。さらに、抗体は、配列番号18、20、22、24、26、28または30から選択されたアミノ酸配列と少なくとも85％、好ましくは90％、より好ましくは95％、最も好ましくは99％同一のアミノ酸配列を含む可変部位を含む軽鎖を含むことができる。
もう一つの側面として、本願の発明は、
（a）配列番号2、4、6、8、10、12、14、16の中から選ばれたCDR3配列で計3個より少ない数のアミノ酸が付加、削除、および/または非保存的置換された重鎖CDR3配列;
（b）配列番号18、20、22、24、26、28、30の中から選ばれたCDR3配列で計3個より少ない数のアミノ酸が付加、削除、および/または非保存的置換された軽鎖のCDR3配列、または、
（c）重鎖CDR3配列（a）と軽鎖のCDR3配列（b）の組み合わせ
で構成される群から選択されるアミノ酸配列を含んでいる分離された抗体や抗原結合部位を提供し、上記の分離された抗体または抗原結合部位は、グルカゴン受容体と結合する。
本願の発明のもう一つの側面は、抗体またはその機能的断片（functional fragment thereof）、および薬学的に許容される担体を含む薬学組成物に関するものである。本願の発明の組成物は、重鎖および/または軽鎖、その可変領域（variable domain）、またはそれらの抗原結合部位、抗原をエンコードする核酸分子、抗体鎖（antibody chain）、またはその可変領域、および1つまたはそれ以上の薬学的に許容される担体または融合パートナー（fusion partner）との混合物を含んでいる。本願の発明の組成物はさらに、治療薬や診断薬のような別の成分を含むことができる。
本願の発明のもう一つの側面は、抗体の軽鎖可変領域、重鎖可変領域、または上記の両方をエンコードするポリヌクレオチド配列を含んでいる分離された核酸に関するものである。核酸は、配列番号1、3、5、7、9、11、13、15、17、19、21、23、25、27、29のいずれかまたは複数に記載されたヌクレオチド配列を含むことができる。
本願の発明の付加的な側面は、対照配列（reference sequences）の核酸を含む組換え発現ベクター（recombinant expression vector）に関するものである。
本願の発明のより多くの付加的な側面は、ベクターで形質転換された（transformed）宿主細胞に関するものである。
本願の発明のより多くの付加的な側面は、抗体、または重鎖または軽鎖、またはその抗原結合部位を生産する分離された細胞株に関するものである。
本願の発明のより多くの付加的な側面は、抗体、または重鎖または軽鎖、またはその抗原結合部位を生産するハイブリドーマに関するものである。
本願の発明のより多くの付加的な側面は、血糖値を下げるか、グルコース耐性（tolerance）を向上させたり、または第2型糖尿病、脂質異常症（dyslipodemia）、または関連する病気を治療、予防、または阻害するための方法についてものであり、上記の治療、予防、抑制は、抗体、抗原結合部位、またはその誘導体、または薬学組成物を対象に投与することを含んでいる。グルカゴン受容体抗体のみを投与されることもあり、付加的な抗体や他の薬剤と組み合わせて投与されることもある。
本願の発明は、グルカゴン受容体の細胞外の部分への結合による、しかし、そのことだけに限定されない、グルカゴン受容体活性化の妨害を根拠とする組成物と方法を提供します。ここに記載された本願の発明のアンタゴニストは、真性糖尿病および関連疾患と関連する病理学的状態を目標とする重要な治療薬や診断薬を提供する。したがって、本願の発明は、グルカゴン受容体経路を調節すること（modulating）に関連する方法、組成物、キット、および製品を提供する。
図1は、細胞表面に発現された、選択された抗体のグルカゴン受容体との結合能を示す図表である。様々な量の抗体が全長（full length）の人間のグルカゴン受容体を発現するCHO細胞に加えられた。洗浄後、細胞に残った抗体は、HRPで標識された抗ヒト抗体（HRP conjugated anti- human antibody）によって検出され、HRP活性のための基質が添加された。 図2は、グルカゴンの刺激に対して、グルカゴン受容体に対する抗体によりcAMPの生産が抑制されることを示すグラフである。全長の人間のグルカゴン受容体を発現する安定な細胞株が、さまざまな量の抗体と一緒に培養された。 15分後、500 pMのグルカゴンが、これらの細胞に添加され、cAMP HTRFキット（CIS Bio）を使用して、cAMPレベルが測定された。重複の実験を通じた平均値と標準偏差を示している。 図 3ないし図5は、分離された抗グルカゴン受容体抗体の軽鎖可変領域と重鎖可変領域の予測されたアミノ酸配列を示す。下線付きの配列は、左から右への順序で、CDR1、CDR2、CDR3を表す。 図6は、選択された抗体（Ab7）を1mg/kgと7mg/kg注入した高脂肪誘発の肥満マウスの血糖値のレベルを示しています。抗体または緩衝液コントロールのいずれかを一回の注入（single injection）した後、0、1、2、3日に血糖値が測定された。各グループの九ないし十匹のマウスの血糖値から血糖値の平均と標準偏差が計算された。 図7は、高脂肪の誘発肥満マウスの空腹時の血漿グルコースのレベルと肝臓の基礎グルコースの生産率（basal rates of hepatic glucose production（HGP））を表すグラフである。基礎HGPは、放射性同位体希釈方法（Choi CS et al、Proc Natl Acad Sci USA、2007、104:16480-85）により測定された。空腹時の血漿グルコースのレベルや基礎HGP率は、溶媒（vehicle）が注入された群に比べ、7mg/kgのAb7が注入されたマウスでかなり減る一方で、基礎グルコース除去率（clearance rates）は、二つのグループ間で違いがなかった。データは、グループごとに10匹のマウスに対する平均値（mean values）+/- SEMで示した。
定義
ここで使用される'一抗体（an antibody）'という用語は、認識された免疫グロブリン遺伝子（recognized immunoglobulin genes）の全部または一部が実質的にエンコードされた一つまたはそれ以上のポリペプチドからなる蛋白質を意味する。認識された免疫グロブリン遺伝子は、例えば人間では、無数の可変領域（variable region）遺伝子、および不変部位の遺伝子を一緒に含む、カッパ、ラムダ、および重鎖遺伝座位（genetic loci）を含んでいる。この明細書では、'抗体（antibody）'は'特異的抗原結合剤'を意味することができる。当業者は抗体が治療薬や診断試薬に使用することができるということを理解しやすいものであり、したがって、'抗体'は'治療剤'または'診断剤'を示すことができる。
ここで使用される'分離された抗体（isolated antibody）'は、他の抗原特異性（antigenic specificities）を持つ他の抗体を、実質的に含まれていない一抗体を指す。（例えば、グルカゴン受容体に特異的に結合の分離された抗体は、グルカゴン受容体以外の抗原に特異的に結合する抗体を実質的に含まれていない。）ただし、グルカゴン受容体に特異的に結合する分離された抗体は異種由来グルカゴン受容体のような他の抗原に交差反応性を持つことができる。なお、分離された抗体は、他の細胞物質および/または化合物を実質的に含んでいない。さらに、分離された抗体、例えば分離されたヒト抗体は、他の人間から由来する可変部位、CDR領域、またはアイソタイプ（isotypes）等が人間の親抗体（parent human antibody）へ移植された（grafted）キメラ抗体（chimeric antibody）である場合もある。
グルカゴン受容体のための'中和抗体（neutralizing antibody）'という用語は、グルカゴン受容体に対するグルカゴンの刺激を約10〜120％、好ましくは、分析方法に応じて、少なくとも30、50、70、80、90、100％またはそれ以上に阻害することができる一抗体を指す。グルカゴン受容体抗体のグルカゴンシグナル伝達阻害能力は、この明細書に記述されているような、および/または当業界に知られているような、少なくとも1つの適切な細胞の基礎分析法（cell based assay）によって評価されるのが良い。その一つの例は、グルカゴンの刺激によるcAMPの生産をcAMP HTRFキット（CisBio）のようなキットを用いて測定するものである。
この明細書で使用された'保存アミノ酸置換（conservative amino acid substitutions）'という用語は、当業者が認識するように、一つのアミノ酸残基が似ていたり、よりよい機能的、および/または化学的特徴を付与するものと交換される（replaced）置換である。保存アミノ酸置換は、アミノ酸残基が類似な側鎖を持つアミノ酸残基に置換されることを通常的に意味する。 類似な側鎖を持つアミノ酸残基のファミリー（families）が当業界に明らかになっている。例えば、塩基性側鎖を持つアミノ酸残基には、リジン、アルギニン、ヒスチジンがあり、酸性側鎖を持つアミノ酸残基は、アスパラギン酸、グルタミン酸があり、電荷を持ってない極性の側鎖を持つものには、グリシン、アスパラギン、グルタミン、セリン、スレオニン、チロシン、システイン、トリプトファン、無極性の側鎖を持つものには、アラニン、バリン、ロイシン、スレオニン、イソロイシン、プロリン、フェニルアラニン、メチオニン、方向性側鎖を持つアミノ酸残基は、チロシン、フェニルアラニン、クリプトパン、ヒスチジンがある。
両方のアミノ酸配列間のパーセント同一性（percent identity）は、両方のアミノ酸配列の最適な配置のために導入される必要があるギャップ（gaps）の数と、各ギャップの長さを考慮して、その二つの配列が同じように持つアミノ酸の場所の数（つまり、同じアミノ酸を持つ場所の数を合計位置数で割って100を乗じた数）の関数である。本願の発明の抗体は、抗体の1つまたはそれ以上の性質を改善するために、VHまたはVLの内骨格構造の残基（framework residues）に変形が加えられたものを含んでいる。典型的に、このような骨格構造（framework）の変形は、免疫原性を減少させたり、抗体の安定性を改善するために実行される。
骨格構造やCDR部位の内の変形だけではなく、本願の発明の抗体は、血清半減期、補体結合（complement fixation）、Fc受容体結合、および/または抗原依存的な細胞の細胞毒性（antigen dependent cellular cytotoxicity）などのような、抗体の1つまたはそれ以上の機能的特性を変更（alter）させるために、Fc部位内に変形（modifications）を含むように操作されることができる。抗体の断片（antibody fragments）、または誘導された製剤（agents）は、抗体の一部であるか、または、抗原に結合する部分と、選択的に、抗原結合タンパク質の抗原結合部位を抗原に許可するスキャフォールド（scaffold）、または骨格構造部分（framework portion）に結合する部分を含んでいる他の構成（format）の抗体である。例えば、アミノ酸置換、削除（deletions）、または付加（additions）のような骨格構造またはCDRの変更は、抗原結合能を維持するために実行することができる。また、本願の発明の抗原結合部位は、誘導体化されたり、他の分子（例えば、他のペプチド、蛋白質、ポリマー、または混合物）にリンクすることができる。
抗体の抗原結合部分は、一本鎖抗体（a single chain antibody）; ダイアボディ（diabody）;トリアボディ（triabody）;テトラボディ（tetrabody）; Fab断片（VL、CL、VH、CH1を持つ1価断片（monovalent fragment））; F（ab'）2断片（ジスルフィド架橋でリンクされている二つのFab 断片）; Fd（VH、CH1領域）; scFv（VLとVHがリンカーによって接続されている（joined））;ドメイン抗体;二重特異性抗体（bispecific antibodies）;ミニボディ;スカブ（scab）（CLまたはCH1のいずれかの一つだけでなく、VLとVHを含む抗体断片）; IgD抗体; IgE抗体; IgM抗体; IgG1抗体; IgG2抗体; IgG3抗体; IgG4抗体、または、抗体の不変領域の誘導体;フィブロネクチン型、アビマー（avimers）、またはサイトクロムBを含んでいるが、上記のものに限定されない、蛋白質のスキャフォールド（scaffolds）に基づく人工抗体に変更することができる。
［発明の詳細な説明］
本願の発明は、グルカゴン受容体に対する分離された組換えおよび/または合成された抗体だけではなく、組成物と、少なくとも1つの抗グルカゴン受容体抗体をエンコードする少なくとも1つのポリヌクレオチドを含む核酸分子を提供する。本願の発明は、グルカゴン受容体の細胞外部分に結合することで、グルカゴン受容体のシグナル伝達を妨害することに基づいて、しかし、それらのものに制限されていない方法や組成物を提供する。ここに記載された本願の発明のアンタゴニストは、糖尿病と関連の病気と関連する病理学的問題を対象とした重要な治療薬と診断剤を提供する。したがって、本願の発明は、グルカゴン受容体経路の調節（modulating）に関連する方法、組成物、キット、製品を提供する。
一つの側面として、本願の発明は、治療的使用に適し、グルカゴン受容体シグナル伝達経路に様々な程度の混乱を招くことができる抗グルカゴン受容体の治療薬を提供する。例えば、本願の発明は、抗グルカゴン受容体抗体、抗体断片、または抗体誘導体のすべてまたは一部をエンコードする核酸のような、グルカゴン受容体に結合するポリペプチドのすべてまたは一部をエンコードする一連のポリヌクレオチドを含む、グルカゴン受容体に対するヒト抗体、誘導体、その断片を提供する。
一実施例では、本願の発明の一抗体は、人間のグルカゴンとグルカゴン受容体の結合を阻害するヒト抗体である。例えば、本願の発明の一抗体は、1μM未満、好ましくは100nM未満、より好ましくは10nM未満、最も好ましくは1nM未満のIC50値でグルカゴンの結合を阻害する。他の実施例では、本願の発明の一抗体は、グルカゴンに依存するcAMPシグナル伝達を阻害する一抗体である。
他の実施例では、本願の発明は、グルカゴン受容体に特異的に分離された抗体分子を提供するために、これらの抗体の分子は、本願に公開された抗体に対応するアミノ酸配列と相同的な（homologous）アミノ酸配列を含んでいる重鎖および/または軽鎖の可変部位（variable regions）を含み、これらの抗体の分子は、グルカゴン受容体を介したグルカゴンシグナル伝達経路を阻害する。例えば、重鎖可変領域（variable domain）は、配列番号2、4、6、8、10、12、16からなる群から選択された重鎖可変領域の配列と少なくとも80、85、90、95、97、または99％同一のアミノ酸配列を含むことができる。さらに、軽鎖の可変領域は配列番号18、20、22、24、26、28、30からなる群から選択された軽鎖可変領域の配列と少なくとも80、85、90、95、97、または99％同一のアミノ酸配列を含むことができる。具体的な実施例は本願に記載された重鎖および/または軽鎖の可変部位と、少なくとも85％、好ましくは90％、より好ましくは95％、最も好ましくは99％の同一性のある重鎖および/または軽鎖の可変部位が含まれているアンタゴニストである。もう一つの実施例では、分離された抗原結合タンパク質は、配列番号らに記載された重鎖と軽鎖で構成された組み合わせの群から選択されている 軽鎖可変領域と重鎖可変領域の組み合わせを含んでいる。一具体的な実施例では、本願の発明は、配列番号2、4、6、8、10、12、16、18、20、22、24、26、28、30に記載された重鎖および/または軽鎖可変領域の配列の変異型とその保存的変異（conservative modifications）を含む分離された抗体分子を提供する。他の実施例では、本願の発明は、配列番号2、4、6、8、10、12、14、16、18、20、22、24、26、28、30に記載された各軽鎖と重鎖の可変領域配列の組み合わせによって形成することができる抗体と、1つまたは複数のCDR配列で一つ又はそれ以上の保存的アミノ酸置換があるそれらの均等物（equivalents thereof）を含めて、特定の実施例ではそのような抗体とその均等物は、グルカゴン受容体シグナル伝達経路でのグルカゴンによる活性化を阻害する。
本願の発明はまた、他の異種のポリペプチドまたはポリマーにリンクされたり融合されたグルカゴン受容体アンタゴニストを含むキメラ分子（chimeric molecules）を提供する。例えば、興味がある一抗体から、他のサブクラス（subclass）やアイソタイプの一抗体を誘導する技術、すなわち、サブクラスのスイッチング（subclass switching）が知られている。これらのことは、ヒト化抗体、キメラ抗体（chimeric antibody）、モノクローナル抗体、ポリクローナル抗体、組換え抗体、F（ab'）2、Fab、Fv、Fab'、Fc、Fd断片と同様の抗原結合抗体断片を含めて、一本鎖抗体（single chain antibodies）、マキシボディ（maxibodies）、ミニボディ（minibodies）、イントラボディ（intrabodies）、ダイアボディ（diabodies）、トリアボディ（triabodies）、テトラボディ（tetrabodies）、v - NAR、bis - scFv（Hollinger、P.、Hudson、PJ、2005、Nat Biotech、23：1126-36）などの単一領域抗体（single domain antibodies）に含めることができる。
追加の実施例では、抗体、断片、本願の発明の誘導体は、他のポリペプチドや化合物に融合することができる。融合パートナーは、ペプチドや蛋白質である場合もあり、または二重特異的（bispecific）であるか、または多重特異的な（multispecific）分子を作るために、または分子の物理化学的性質を向上させるために、他の蛋白質に特異的に結合能を持つ、一抗体の誘導体であることができる。さらに、抗体は、グリコシル化、ペグ（pegylate）化、架橋（crosslink）化されて変形することができたり、または他の蛋白質または混合物に標識されることができる。抗体のアミノ酸は、非天然 （non - natural）アミノ酸と置き換えられることができる。
グルカゴン受容体抗体は、毒素、放射性同位元素、放射性核種、リポソーム、標的部分（targeting moiety）、バイオセンサー、陽イオン性尾部（cationic tail）、または酵素を持ったり、そのことに標識されることができる。これらのアンタゴニスト組成物は、本願の発明の付加的な側面を形成する。
ある場合には、受容体に（グルカゴンのような）リガンドが結合することを妨げないグルカゴン受容体アンタゴニストの抗体を持つことが有利である。したがって、一実施例では、本願の発明は、グルカゴン受容体のグルカゴンの結合部位に結合しない一抗体を提供する。他の実施例では、本願の発明の一抗体は、グルカゴンがグルカゴン受容体に結合することを実質的に阻害しない。他の実施例では、本願の発明の一抗体は、グルカゴン受容体に結合するために、実質的にグルカゴンと競合しない。
別の側面として、本願の発明は、糖尿病などの病気の治療および/または予防的治療のための薬剤を準備するとき本願の発明のグルカゴン受容体アンタゴニストの抗体を使用することを提供する。
別の側面として、本願の発明は、糖尿病などの病気の治療および/または予防的治療のための薬剤を準備するにあたり、本願の発明の発現ベクターの使用を提供する。
追加的な側面として、本願の発明は、糖尿病などの病気の治療および/または予防的治療のための薬剤を準備するにあたり、本願の発明の宿主細胞の使用を提供する。
さらに追加的な側面として、本願の発明は、糖尿病などの病気の治療および/または予防治療のための薬剤を準備するにあたり、本願の発明の製品の使用を提供する。
本願の発明はまた、本願の発明の一抗体、またはそれらの抗原結合部位と薬学的に許容可能な担体を含む薬学組成物も提供する。一実施例では、薬学組成物は、グルカゴン受容体活性化が有害となる障害（disorder）を治療するための少なくとも1つの付加的な治療薬をさらに含んでいる。
本願の発明の抗体や抗原結合部位は、対象体に投与するのに適した薬学組成物に含めることができる。普通、薬学組成物は、本願の発明の一抗体または抗原結合部位および薬学的に許容可能な担体を含んでいる。ここで使用される"薬学的に許容可能な担体"は、どのような溶剤でも、すべての溶媒や、分散媒体、コーティング剤、抗生物質、抗カビ剤、 等張化剤（isotonic agents）、吸収抑制剤（absorption delaying agents）、そして生理学的に調和可能なものを含んでいる。薬学的に許容可能な担体の例は、水、生理食塩水（saline）、リン酸緩衝生理食塩水（phosphate buffered saline）、ブドウ糖、グリセロール、エタノール、およびその他の物質の一つまたはそれ以上、これらの物質の組み合わせを含んでいる。多くの場合において、等張化剤、例えばマンニトール、ソルビトールなどのポリアルコール、砂糖、または塩化ナトリウムの組成物に含まれていることが望ましい。薬学的に許容可能な担体は、賞味期限または抗体や抗原結合部位の効果を高める浸潤剤（wetting agents）や乳化剤、防腐剤または緩衝剤等の少量の補助物質をさらに含むことができる。
本願の発明の組成物は、さまざまな形である場合もある。これらの様々な形は、例えば、液体の溶液（例えば、注射と注入が可能な溶液）、分散液や懸濁液、精製、錠剤、散剤、リポソーム、座薬のような、液体、半固体、固体の剤形（dosage forms）を含んでいる。望ましい形態は、意図する投与形態や治療の適用範囲に応じて選ぶことができる。典型的な好ましい組成物は、他の抗体を用いて、人間の受動免疫に使用されるものと同様の組成物のように注射液または注入液の形である。
多くの治療的適用で推奨される投与ルート/形状は、皮下注射、静脈注射または注入のであるが、本願の発明の抗体や抗原結合部位は、当該技術分野で知られている様々の方法で投与することができる。当業者がよく知っているように、投与ルートおよび/または形状は、目的の結果に応じて変場合がある。
補助的な有効の化合物も組成物に含めることができる。ある実施例では、本願の発明の一抗体と抗原結合部位は、グルカゴン受容体活性化が有害となる障害を治療するのに有用な一つまたはそれ以上の付加的な治療薬と一緒に製造（co - formulated）および/または一緒に投与する（co - administered）ことができる。例えば、本願の発明の抗グルカゴン受容体抗体または抗原結合部位は、他のターゲットに結合する1つまたはそれ以上の付加的な抗体と一緒に製造（co - formulated）および/または一緒に投与する（co - administered）ことができる。さらに、本願の発明の一つまたはそれ以上の抗体は、2つまたはそれ以上の治療薬との組み合わせで使用することができる。このような組み合わせの治療は、投与される薬の少量投与量を有利に使用することができるので、可能性のある毒性またはさまざまな単一の薬物治療（monotherapies）に関連する合併症を避けることができる。
本願の発明の薬学組成物は、本願の発明の一抗体または抗原結合部位の"治療的に有効な量"または"予防的に有効な量"を含むことができる。 "治療的に有効な量"は、必要な治療の結果を得るために必要な用量（dosages）と時間の間に効果を表す量を指す。抗体と抗原結合部位の治療に効果的な量は、個人の病気の状態、年齢、性別、体重などの要因によって、そして個人から目的の反応を引き出すための抗体または抗原結合部位の能力に依存する。治療的に有効な量はまた、抗体や抗原結合部位のどのような毒性や有害な影響よりも治療効果の有益性がより大きいのである。 "予防的に有効な量"は、必要な予防の結果を得るために必要な用量と時間の間に効果を示す量を指す。普通、予防的な投与量（dose）は、病気の発症前の初期の対象体に使用されるものなので、予防的に有効な量は治療に効果的な量よりも少ないだろう。
本願の発明の一抗体と抗原結合部位の例示的で非限定的な治療的または予防的に有効な量の範囲は、0.01 - 100 mg / kg、より好ましくは0.1 - 30 mg / kgである。用量の値は、緩和されなければならない状態のタイプと程度（severity）によって異なる場合があることに注目しなければならない。ある特定の対象体について具体的な服用法は、個人的な必要性、組成物の投与を管理または監督する者の専門的な判断に基づいて時間をかけて調整されるべきなので、ここに記載された用量の範囲は、例示的であるだけで、請求された組成物の範囲または実施を制限するものではないということをもっと理解されなければならない。
以下、本願の発明は、以下に記載されている実施例と関連して、具体的に説明するものであり、これらの実施例は、本願の発明のよりよい理解のためにのみ提供されるものであって、何らかの方法で本願の発明の範囲を制限するものと解釈されてはならない。
グルカゴン受容体に結合する抗体のスクリーニング
C末端にGFPとの融合した全長の人間のグルカゴン受容体を発現するHEK293、CHO細胞が生成された。発現が安定化されたプール（pool）が蛍光細胞アナライザ（FACS）により分離され（sorted）、高いレベルでグルカゴン受容体を発現する細胞を濃縮（enrich）するように強い蛍光を発する細胞が分離された。
ヒトグルカゴン受容体の第1細胞外領域をエンコードするタンパク質を生成するために、ヒトグルカゴン受容体の第1細胞外領域で構成されている哺乳類の発現ベクターがヒトIgG1のFc部分のC末端（NTD - Fc）に融合された。上記の融合体は、HEK293細胞に一時的に形質導入（transfect）されており、培養液が収集された。 NTD - Fc融合蛋白質は、蛋白質Aアガロースビーズ（Pierce）を用いてアフィニティー精製（affinity purification）により精製された。
ヒト抗体のscFvを表示するファージライブラリに対し、ファージパニングするために、グルカゴン受容体を発現する細胞とNTD - Fcが用いられた。 scFvは、健康な人間から生成されてpIII融合を利用して、M13ファージに表示された人間のcDNAから準備された。パニング（panning）をするために、精製されたNTD - Fcが、蛋白質G磁気ビーズ（Invitrogen）に固定化され、結合されたファージは一段階としてトリエチルアミンを溶媒にして、溶出された。 GFP融合グルカゴン受容体を発現するHEK293細胞やCHO細胞がその後のパニング（panning）に使用された。 3回のパニングの後、個々のファージクローンのNTD - Fcの結合能が酵素結合免疫測定法（ELISA）で調査された。陽性反応を示すファージの結合能がGFPに融合されたグルカゴン受容体を発現するCHO細胞またはHEK293細胞でC - ELISA（cell based ELISA）でテストされた。
抗体の転換（conversion）と活性試験
選択されたファージのクローンの配列が確認され、単一のクローン（unique clones）は、完全なヒト抗体を生産するために、一時的な発現によって、ヒトIgG2に転換された。培養液が収集され、蛋白質Aアガロースビーズ（Pierce）を用いて精製された。ヒトグルカゴン受容体への結合能をC - ELISAで試験するために、様々な量の抗体が準備された。
精製された抗体の中和活性度がcAMP HTRFキット（CIsBio）を使用して、cAMPエッセイでテストされた。様々な量の抗体がグルカゴン受容体を発現する細胞に添加されており、グルカゴンが、これらの細胞に添加される前に15分間インキュベーションされた。グルカゴン受容体の刺激は、cAMPの生産量によって測定された。抗体の有効性（potency）は、500 pMのグルカゴンの刺激で、cAMPの生産を阻害するパーセント値で測定された。
高脂肪誘発の肥満のモデルで、抗体の生体内効能（in vivo）のテスト
抗体の生体内効能をテストするために、Ab7が一時的に発現され、精製された。蛋白質A精製後、抗体が定量され、cAMPのエッセイで、その活動が確認された。高脂肪食で誘発された肥満のモデルのために、C57BL / 6雄マウスが適応されており（acclimated）6週間の間に高脂肪食（カロリーで計算する時の60％が脂肪; Research Diet）が供給された。抗体の投与日に、血糖値のベースライン（baseline）を測定するために採血されており、まもなく体重が測定された。マウスの体重や血糖値をもとに同様の分布を示す三集団（一群当り9〜10匹）に分類された。 7 mg / kgと1 mg / kgの溶媒（vehicle）、または抗体を一回の腹腔内に注射で投与した。この一回の腹腔内に注射した後1,2,3,10日に後続的な血糖測定が行われた。
放射性同位元素希釈法で計算される、抗体の有効性の分子メカニズム（molecular mechanism）
抗体の血糖値の減少効果のメカニズムを調べるために、放射性同位元素が標識されたグルコースの注入により、肝臓と末梢のインスリン感受性が評価された（Choi CS et al、Proc Natl Acad Sci USA、2007、104:16480-85）。C57BL / 6雄マウスに適応され、6週間の間、高脂肪食（カロリーで計算する時の60％が脂肪; Research Diet）が供給された。研究が開始される7日前までに、マウスの静脈に留置カテーテル（indwelling catheters）が設置された。実験開始48時間前に7 mg / kgの溶媒（vehicle）、または抗体を一回の腹腔内に注射でマウスに投与した。一晩絶食後、基礎的な（basal）グルコース出現率（appearance rate）（肝臓の基本的なグルコース生産）を評価するために、[3-3H] - グルコース（Perkin Elmer）を2時間注入した。空腹時血漿グルコース濃度と[3-3H] - グルコース活性度を測定するために、基底期間（basal period）の最後に血液サンプル（20μl）が収集された。全身の基底グルコース出現率（Rates of basal whole body glucose appearance）は、基底期間の最後の血漿グルコース（dpm per mg）の特定の活動に対する[3-3H] - グルコース注入率（毎分壊変率[dpm]）の割合で決定された。
［配列リストのテキスト］
配列番号1は、重鎖可変領域HC1のヌクレオチド配列を示す;
配列番号2は、重鎖可変領域HC1のアミノ酸配列を示す;
配列番号3は、重鎖可変領域HC2のヌクレオチド配列を示す;
配列番号4は、重鎖可変領域HC2のアミノ酸配列を示す;
配列番号5は、重鎖可変領域HC3のヌクレオチド配列を示す;
配列番号6は、重鎖可変領域HC3のアミノ酸配列を示す;
配列番号7は、重鎖可変領域HC4のヌクレオチド配列を示す;
配列番号8は、重鎖可変領域HC4のアミノ酸配列を示す;
配列番号9は、重鎖可変領域HC5のヌクレオチド配列を示す;
配列番号10は、重鎖可変領域HC5のアミノ酸配列を示す;
配列番号11は、重鎖可変領域HC6のヌクレオチド配列を示す;
配列番号12は、重鎖可変領域HC6のアミノ酸配列を示す;
配列番号13は、重鎖可変領域HC7のヌクレオチド配列を示す;
配列番号14は、重鎖可変領域HC7のアミノ酸配列を示す;
配列番号15は、重鎖可変領域HC8のヌクレオチド配列を示す;
配列番号16は、重鎖可変領域HC8のアミノ酸配列を示す;
配列番号17は、軽鎖可変領域LC1のヌクレオチド配列を示す;
配列番号18は、軽鎖可変領域LC1のアミノ酸配列を示す;
配列番号19は、軽鎖可変領域LC2のヌクレオチド配列を示す;
配列番号20は、軽鎖可変領域LC2のアミノ酸配列を示す;
配列番号21は、軽鎖可変領域LC3のヌクレオチド配列を示す;
配列番号22は、軽鎖可変領域LC3のアミノ酸配列を示す;
配列番号23は、軽鎖可変領域LC4のヌクレオチド配列を示す;
配列番号24は、軽鎖可変領域LC4のアミノ酸配列を示す;
配列番号25は、軽鎖可変領域LC5のヌクレオチド配列を示す;
配列番号26は、軽鎖可変領域LC5のアミノ酸配列を示す;
配列番号27は、軽鎖可変領域LC6のヌクレオチド配列を示す;
配列番号28は、軽鎖可変領域LC6のアミノ酸配列を示す;
配列番号29は、軽鎖可変領域LC7のヌクレオチド配列を示す、
配列番号30は、軽鎖可変領域LC7のアミノ酸配列を示す。

Claims (17)

  1. （a）配列番号2、4、6、8、10、12、14、16のいずれかに記載のアミノ酸配列を含む、順番で一緒になることでCDR1、CDR2、CDR3が順番で一緒になった重鎖CDRsのアミノ酸配列を構成する、最初のCDRセットであるCDR1、CDR2、CDR3;
    （b）配列番号18、20、22、24、26、28、30のいずれかに記載のアミノ酸配列を含む、順番で一緒になることでCDR1、CDR2、CDR3が順番で一緒になった軽鎖CDRsのアミノ酸配列を構成する、2番目のCDRセットであるCDR1、CDR2、CDR3、または、
    （c）上記の最初のCDRのセット（a）と、上記の2番目のCDRのセット（b）の組み合わせ
    を含む分離された抗体、抗原結合部位またはその誘導体。
  2. 配列番号2、4、6、8、10、12、14、16のいずれかに記載のアミノ酸配列を持つ重鎖可変領域、またはその抗原結合フラグメントを含む重鎖；配列番号18、20、22、24、 26、28、30のいずれかに記載されたアミノ酸配列を有する軽鎖可変領域、またはその抗原結合フラグメントを含む軽鎖；または、その両方を含む、
    請求項１に記載の分離された抗体、抗原結合部位またはその誘導体。
  3. （a）配列番号2と配列番号18に記載されたアミノ酸配列を含む抗体
    （b）配列番号4と配列番号20に記載されたアミノ酸配列を含む抗体
    （c）配列番号6と配列番号22に記載されたアミノ酸配列を含む抗体
    （d）配列番号8と配列番号24に記載されたアミノ酸配列を含む抗体
    （e）配列番号6と配列番号26に記載されたアミノ酸配列を含む抗体
    （f）配列番号10と配列番号26に記載されたアミノ酸配列を含む抗体
    （g）配列番号12と配列番号28に記載されたアミノ酸配列を含む抗体
    （h）配列番号14と配列番号30に記載されたアミノ酸配列を含む抗体
    （i）配列番号16と配列番号26に記載されたアミノ酸配列を含む抗体
    （j）配列番号10と配列番号22に記載されたアミノ酸配列を含む抗体
    からなる群から選択される、請求項２に記載の分離された抗体、または抗原結合部位またはその誘導体。
  4. グルカゴン受容体との結合において、配列番号2、4、6、8、10、12、14、16のいずれかに記載されたアミノ酸配列と配列番号18、20、22、24、26、28、30のいずれかいずれかに記載されたアミノ酸配列との組み合わせが含まれている一抗体と競合する、分離された抗体、または抗原結合部位またはその誘導体。
  5. （a）配列番号2、4、6、8、10、12、14、16のいずれかに記載されたアミノ酸配列を含む、順番で一緒になることでCDR1、CDR2、CDR3のアミノ酸配列が順番で一緒になった重鎖CDRsを構成するアミノ酸配列と、少なくとも85％の同一性のある最初のCDRセットであるCDR1、CDR2、CDR3;
    （b）配列番号18、20、22、24、26、28、30のいずれかに記載されたアミノ酸配列を含む、順番で一緒になることでCDR1、CDR2、CDR3のアミノ酸配列が順番で一緒になった軽鎖CDRsを構成するアミノ酸配列と、少なくとも85 ％の同一性のある2番目のCDRセットであるCDR1、CDR2、CDR3、または、
    （c）上記の最初のCDRのセット（a）と、上記の2番目のCDRのセット（b）の組み合わせ
    を含む、グルカゴン受容体と結合する分離された抗体、または抗原結合部位またはその誘導体。
  6. （a）配列番号2、4、6、8、10、12、14、16の中から選ばれたCDR3配列で計3個より少ない数のアミノ酸が付加、削除、および/または非保存的に置換された重鎖CDR3配列;
    （b）配列番号18、20、22、24、26、28、30の中から選ばれたCDR3配列で計3個より少ない数のアミノ酸が付加、削除、および/または非保存的に置換された軽鎖のCDR3配列、または、
    （c）重鎖CDR3配列（a）と軽鎖のCDR3配列（b）の組み合わせ
    からなる群から選択されたアミノ酸配列を含んでおり、グルカゴン受容体と結合する分離された抗体または抗原結合部位。
  7. モノクローナル抗体である、請求項１〜６のいずれかに記載の分離された抗体、または抗原結合部位またはその誘導体。
  8. ヒト抗体が、ヒト化された抗体、抗原結合断片、一本鎖抗体、ダイアボディ、トリアボディ、テトラボディ、Fab断片、F（ab'）2フラグメント、Fd、scFv、ドメイン抗体、二重特異性抗体、ミニボディー、スカブ、IgD抗体、IgE抗体、IgM抗体、IgG1抗体、IgG2抗体、IgG3抗体、IgG4抗体、抗体の不変領域の誘導体、蛋白質のスキャフォールド（protein scaffolds）に基づく人工抗体で構成される群から選択される、請求項１〜７のいずれかに記載の分離された抗体、または抗原結合部位またはその誘導体。
  9. 他のポリペプチドに融合されるか、または他の化合物にリンクされる、請求項１〜８のいずれかに記載の分離された抗体、または抗原結合部位またはその誘導体。
  10. 請求項１〜９のいずれかに記載の分離された抗体、または抗原結合部位またはその誘導体；および1つまたはそれ以上の薬学的に許容可能な担体を含む薬学組成物。
  11. 請求項１〜９のいずれかに記載の抗体の、軽鎖可変領域、重鎖可変領域、またはその両方をエンコードするポリヌクレオチド配列が含まれている分離された核酸。
  12. 配列番号1、3、5、7、9、11、13、15、17、19、21、23、25、27、29に記載されたいずれかまたは複数のヌクレオチド配列を含む、請求項１１に記載の分離された核酸。
  13. 請求項１１又は１２に記載の核酸を含む組換え発現ベクター。
  14. 請求項１３に記載の組換え発現ベクターとして形質転換された宿主細胞。
  15. 請求項１〜９のいずれかに記載の抗体、または重鎖または軽鎖、またはその抗原結合部位を生産する分離された細胞株。
  16. 請求項１〜９のいずれかに記載の抗体、または重鎖または軽鎖、またはその抗原結合部位を生産するハイブリドーマ。
  17. 請求項１〜９のいずれかに記載の分離された抗体、抗原結合部位または誘導体、または請求項１０に記載の薬学組成物を対象に投与するステップを含み、血糖値を下げるか、グルコース耐性を改善させるか、または2型糖尿病、脂質異常症、またはそれに関連する病気を治療、予防、または阻害するための方法。
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