JP2014218510A - Fusion proteins forming trimers - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide fusion proteins forming trimers which allow efficient recombinant manufacture combined with good trimerization properties and improved pharmaceutical properties.SOLUTION: The present invention relates to a fusion protein comprising (i) a collectin family trimerization domain comprising a. a collectin family Carbohydrate Recognition Domain; and b. a collectin family neck region; (ii) a linker element; and(iii) an effector polypeptide, wherein the effector polypeptide is located N-terminally in the collectin family neck region. The fusion proteins, and the nucleic acid encoding the same are suitable as pharmaceutical composition or for therapeutic, diagnostic and/or research applications as described herein.

Description

(説明)
(発明の分野)
本発明は、コレクチン三量体化ドメインのネック領域および糖質認識ドメイン、リンカーエレメント、ならびにエフェクターポリペプチドを含む融合タンパク質に言及する。さらに、本発明は、前記融合タンパク質をコードする核酸に言及する。本明細書に記載されるように、この融合タンパク質、核酸および細胞は、薬学的組成物として、または治療、診断および/もしくは研究に応用するために、好適である。
(Description)
(Field of Invention)
The present invention refers to a fusion protein comprising a neck region of a collectin trimerization domain and a carbohydrate recognition domain, a linker element, and an effector polypeptide. Furthermore, the present invention refers to a nucleic acid encoding said fusion protein. As described herein, the fusion proteins, nucleic acids and cells are suitable as pharmaceutical compositions or for therapeutic, diagnostic and / or research applications.

(背景)
コレクチンタンパク質は、安定なオリゴマーを形成することが知られている。コレクチンは、C型レクチンドメインと呼ばれる構造タンパク質の折りたたみを含むタンパク質レクチンスーパーファミリーを構築する18個の群メンバーのうちの1つである(Zelenskyら,FEBS Journal 2005,Vol 272,p 6179−6217)。レクチンは、糖質に結合するタンパク質であり、C型レクチンは、結合にカルシウムを必要とする。C型レクチンドメインは、糖質結合に関与することから、このドメインは、糖質認識ドメイン(CRD)とも呼ばれる。コレクチンは、生得免疫に関係し、数ある機能の中で、(例えば、ウイルスおよび細菌上に存在する)糖質に結合することによって、病原体を中和する。加えて、コレクチンは、補体の活性化および炎症への影響等の免疫機能を調節する。コレクチンの基本的な構造的特徴は、コラーゲン様ドメインおよびレクチンドメインであり、これらは、コレクチンの名称を示す構成要素である。いくつかのメンバーは、追加の構造的特徴を含むことが示されており、従って、それらは以下の構成要素を含む:i)N末端コラーゲンドメイン、ii)このN末端コラーゲンドメインに接続された、ネック領域とも呼ばれるアルファへリックスセグメント、およびiii)C末端のCRD(図35)。コレクチンは、「三重らせんコラーゲン」領域、「コイルドコイルネック」領域およびCRD領域を介して非共有結合的に三量体化する。ヒトにおいて、コレクチン群は、血清マンノース結合タンパク質、肝臓、腎臓、胎盤および肺のコレクチンを含む。予め形成された三量体のジスルフィド媒介(mediatet)オリゴマー化に関与するN末端システインを含む、肺サーファクタントタンパク質−Aおよび−D(SP−AおよびSP−D)を包含する4種の肺コレクチンが公知である。例えば、SP−Dは、三量体の四量体を形成し、SP−Aは、三量体の六量体を形成する(Kishoreら,Mol.Immunol.2006,Vol.43,1293−1315)。
(background)
Collectin proteins are known to form stable oligomers. Collectin is one of 18 group members that make up the protein lectin superfamily containing a structural protein fold called C-type lectin domain (Zelensky et al., FEBS Journal 2005, Vol 272, p 6179-6217). . Lectins are proteins that bind to carbohydrates, and C-type lectins require calcium for binding. Since the C-type lectin domain is involved in carbohydrate binding, this domain is also called carbohydrate recognition domain (CRD). Collectins are involved in innate immunity and, among other functions, neutralize pathogens by binding to carbohydrates (eg present on viruses and bacteria). In addition, collectins regulate immune functions such as complement activation and inflammation effects. The basic structural features of collectins are the collagen-like domain and the lectin domain, which are constituents that represent the name of the collectin. Some members have been shown to contain additional structural features, thus they contain the following components: i) N-terminal collagen domain, ii) connected to this N-terminal collagen domain, Alpha helix segment, also called the neck region, and iii) C-terminal CRD (Figure 35). Collectins trimerize non-covalently through the “triple helix collagen” region, the “coiled coil neck” region and the CRD region. In humans, the collectin group includes serum mannose binding proteins, liver, kidney, placenta and lung collectins. Four lung collectins, including lung surfactant proteins -A and -D (SP-A and SP-D), containing an N-terminal cysteine involved in disulfide-mediated oligomerization of preformed trimers It is known. For example, SP-D forms a trimer tetramer and SP-A forms a trimer hexamer (Kisore et al., Mol. Immunol. 2006, Vol. 43, 1293-1315. ).

TNFスーパーファミリーサイトカインの三量体複合体を提供する試みにおいて、TNFサイトカインおよび多量体化構成要素を含む組換え融合タンパク質が、1つの可能なアプローチとして提案されてきた(例えば、特許文献1)。しかしながら、開示されたコンストラクトは、高分子量であり、かつ、非効率的な三量体化特性を有する、三量体化ドメインを呈した。   In an attempt to provide a trimer complex of TNF superfamily cytokines, recombinant fusion proteins comprising TNF cytokines and multimerization components have been proposed as one possible approach (eg, US Pat. However, the disclosed construct exhibited a trimerization domain that is high molecular weight and has inefficient trimerization properties.

Schneiderら(J Exp Med 187(1989),1205−1213)は、TNFサイトカインの三量体は、N末端に位置する安定化モチーフによって安定化されると記載している。CD95Lにおいて、CD95L受容体結合ドメイン三量体の安定化は、おそらく、細胞膜の近辺に配置されるN末端アミノ酸ドメインによって生じる。   Schneider et al. (J Exp Med 187 (1989), 1205-1213) describe that the trimer of TNF cytokines is stabilized by a stabilization motif located at the N-terminus. In CD95L, stabilization of the CD95L receptor binding domain trimer is probably caused by the N-terminal amino acid domain located in the vicinity of the cell membrane.

Shiraishiら(Biochem Biophys Res Commun 322(2004),197−202)は、CD95Lの受容体結合ドメインは、N末端に位置する人工的なα−へリックスコイルドコイル(ロイシンジッパー)モチーフによって安定化される可能性があると記載している。しかしながら、互いに対するポリペプチド鎖の方向(例えば、平行または逆平行方向)は、予測することがほとんど不可能であることが見出された。さらに、コイルドコイルジッパーモチーフにおけるヘプタッド(hepta−d−)反復の最適な回数を決定することは困難である。加えて、コイルドコイル構造は、pHおよび/またはイオン強度が変化した後、高分子凝集物を形成する傾向がある。   Shiraishi et al. (Biochem Biophys Res Commun 322 (2004), 197-202) suggests that the receptor binding domain of CD95L can be stabilized by an artificial α-helix coiled coil (leucine zipper) motif located at the N-terminus. It is described that there is sex. However, the orientation of the polypeptide chains relative to each other (eg, parallel or antiparallel directions) has been found to be almost impossible to predict. In addition, it is difficult to determine the optimal number of heptad repeats in a coiled coil zipper motif. In addition, coiled coil structures tend to form polymer aggregates after changes in pH and / or ionic strength.

McAlindenら(J of Biol Chem,2002,277(43):41274−41281)は、ヒトIIA型プロコラーゲンアミノ酸配列と、ラットサーファクタントタンパク質(SP−D)のネックドメインの最初の2ヘプタッド反復に対応する14アミノ酸配列との間の融合タンパク質の調製を開示している。   McAlinden et al. (J of Biol Chem, 2002, 277 (43): 41274-41281) correspond to the human type IIA procollagen amino acid sequence and the first two heptad repeats of the neck domain of rat surfactant protein (SP-D). The preparation of a fusion protein between 14 amino acid sequences is disclosed.

特許文献2は、シグナル配列、コラーゲンドメインおよびネックドメインを含むサーファクタントタンパク質−DとCD40Lとの間の融合タンパク質の調製を開示している。それらの融合タンパク質の不利な点は、それらが免疫原性の高い多量体凝集物を導き、それらが生化学的に規定される三量体リガンドを生成しないことである。   Patent Document 2 discloses the preparation of a fusion protein between surfactant protein-D and CD40L containing a signal sequence, a collagen domain and a neck domain. The disadvantage of these fusion proteins is that they lead to highly immunogenic multimeric aggregates and they do not produce biochemically defined trimer ligands.

制御された三量体を形成するための手段としてコレクチン三量体化ドメインを使用することによって、当該分野に存在する明示された問題の回避が達成され得る。これに対する試みが、当該分野において行われてきた。しかしながら、コレクチン三量体化ドメイン(CRD)のコイルドコイルネック領域のみが、そのような試みにおいて用いられてきた。特許文献3に記載されるように、NまたはC末端のいずれかでタンパク質ドメインに融合される三量体化ドメインとして、SP−D自体のコイルドコイル様ネック領域を使用することが可能である。   By using collectin trimerization domains as a means to form controlled trimers, avoidance of the stated problems existing in the art can be achieved. Attempts to do this have been made in the field. However, only the coiled-coil neck region of the collectin trimerization domain (CRD) has been used in such attempts. As described in U.S. Patent No. 6,047,032, it is possible to use the coiled coil-like neck region of SP-D itself as a trimerization domain fused to a protein domain at either the N or C terminus.

しかしながら、コイルドコイルネック領域単独を使用する場合、安定な三量体を得るためのヘプタッド反復の最適な回数(全長)を決定することは困難である。SP−Dネック領域の提示される部分は、それ自体は十分に安定な三量体を形成することはなく、安定化された三量体融合タンパク質を生じるためにその長さまたは反復の程度について最適化される必要がある。加えて、コイルドコイル構造は、pHおよび/またはイオン強度が変化した後、高分子凝集物を形成する傾向がある。従って、コレクチンネック領域αへリックスバンドルは、生理学的条件を模倣した条件または生理学的条件に近似した条件においてのみ、三量体分子として存在する。これは、pHの変動および/またはイオン強度の変更を使用する精製ストラテジーが、ネックのみに基づく融合タンパク質の三量体状態に対して悪影響を有するかもしれないことを暗示している。   However, when using a coiled coil neck region alone, it is difficult to determine the optimal number of heptad iterations (full length) to obtain a stable trimer. The presented portion of the SP-D neck region does not itself form a sufficiently stable trimer, but for its length or degree of repeat to produce a stabilized trimer fusion protein. Need to be optimized. In addition, coiled coil structures tend to form polymer aggregates after changes in pH and / or ionic strength. Thus, the collectin neck region α-helix bundle exists as a trimer molecule only under conditions that mimic or approximate physiological conditions. This implies that purification strategies using pH fluctuations and / or changes in ionic strength may have an adverse effect on the trimer state of the fusion protein based only on the neck.

また、コレクチン三量体化ドメインを使用することによって、抗体フラグメントのオリゴマー化が試みられてきた。例えば、組換えヒトフラグメントSP−Dに融合された抗CD89−Fabまたは抗CD64−Fabを含む融合タンパク質(ネック+CRDドメイン)が研究されており、それは、好中球に対して、病原体を標的にすることにおいて有効であると見出された。その提示される融合タンパク質は、化学的架橋によって作製されてきたが、その化学的架橋は、タンパク質産物の混合物を作り出すものであり、望まれるタンパク質種を得るためには、複雑な精製体制が必要である。   Attempts have also been made to oligomerize antibody fragments by using collectin trimerization domains. For example, fusion proteins containing anti-CD89-Fab or anti-CD64-Fab (neck + CRD domain) fused to recombinant human fragment SP-D have been studied, which target pathogens against neutrophils Has been found to be effective. The proposed fusion protein has been created by chemical cross-linking, which creates a mixture of protein products and requires a complex purification regime to obtain the desired protein species. It is.

ヒトSP−Dについて、アミノ酸フェニルアラニン335(配列番号21のアミノ酸355に対応する)がアラニンに変異された変異体(SPD_F335A,Crouchら,JBC 281:18008−18014)が記載されている。この変異体は、非常に弱い糖質結合を示した。   For human SP-D, a variant (SPD_F335A, Crouch et al., JBC 281: 18008-18014) in which the amino acid phenylalanine 335 (corresponding to amino acid 355 of SEQ ID NO: 21) is mutated to alanine is described. This mutant showed very weak carbohydrate binding.

国際公開01/49866号International Publication No. 01/49866 国際公開01/42298号International Publication No. 01/42298 国際公開95/31540号International Publication No. 95/31540

Fab−SP−Dに基づく融合タンパク質に対する効率的な製造プロセスを可能とするためには、面倒な精製手法を必要とするのではなく、粗混合物の代わりに規定された産物の制御された生成を可能とするプロセスが望ましい。   To enable an efficient manufacturing process for Fab-SP-D based fusion proteins, rather than requiring tedious purification techniques, controlled production of defined products instead of crude mixtures A process that enables it is desirable.

本発明者らは、本明細書に開示される融合タンパク質が、当該分野に存在する問題を克服し、TNFスーパーファミリーのサイトカイン等の様々なエフェクターポリペプチド、または抗体フラグメントもしくは1本鎖抗体の三量体の制御された作製を可能とすることを見出した。   The inventors have overcome the problems present in the art with the fusion proteins disclosed herein, and various effector polypeptides, such as cytokines of the TNF superfamily, or antibody fragments or single chain antibodies. It has been found that controlled production of the mer is possible.

本発明の目的は、良好な三量体化特性および改良された薬学的特性を兼ね備える組換え体の効率的な製造を可能とする、三量体を形成する融合タンパク質を提供することだった。   The object of the present invention was to provide a trimer-forming fusion protein that allows the efficient production of recombinants that combine good trimerization properties and improved pharmaceutical properties.

(発明の概要)
本発明は、
(i)a.コレクチンファミリー糖質認識ドメイン;および
b.コレクチンファミリーネック領域
を含むコレクチンファミリー三量体化ドメイン;
(ii)リンカーエレメント;ならびに
(iii)エフェクターポリペプチド(ここで、そのエフェクターポリペプチドは、コレクチンファミリーネック領域のN末端に配置される)
を含む融合タンパク質に関する。
(Summary of Invention)
The present invention
(I) a. A collectin family carbohydrate recognition domain; and b. A collectin family trimerization domain comprising a collectin family neck region;
(Ii) a linker element; and (iii) an effector polypeptide, wherein the effector polypeptide is located at the N-terminus of the collectin family neck region
A fusion protein comprising

本発明は、さらに、本明細書に記載されるような融合タンパク質をコードする核酸分子、本明細書に記載されるような核酸分子によって形質転換またはトランスフェクトされた細胞または非ヒト生物に関する。   The invention further relates to a nucleic acid molecule encoding a fusion protein as described herein, a cell or non-human organism transformed or transfected with a nucleic acid molecule as described herein.

また、本発明は、医薬品として使用するための、本明細書に記載されるような融合タンパク質、核酸分子または細胞に関する。   The invention also relates to a fusion protein, nucleic acid molecule or cell as described herein for use as a medicament.

本発明は、さらに、新生物、炎症性、感染性、変性、遺伝性、増殖性および血管性の疾患、ならびに前悪性がん状態および悪性がん性状態、がんおよび先天異常の治療および/または予防において使用するための(for us)、本明細書に記載されるような融合タンパク質、核酸分子、または細胞に関した。   The invention further provides for the treatment and / or treatment of neoplasms, inflammatory, infectious, degenerative, hereditary, proliferative and vascular diseases, and premalignant and malignant cancerous conditions, cancer and congenital abnormalities. Or, for use in prevention, related to fusion proteins, nucleic acid molecules, or cells as described herein.

また、本発明は、本明細書に記載されるような融合タンパク質、核酸分子または細胞を活性な薬剤として含む、薬学的組成物または診断用組成物に関する。本明細書に記載されるような融合タンパク質、核酸分子または細胞は、新生物、炎症性、感染性、変性、遺伝性、増殖性および血管性の疾患、ならびに前悪性がん状態および悪性がん性状態、がんおよび先天異常の予防および/または処置における薬学的組成物の調製のために使用され得る。
したがって、本発明は、以下の項目を提供する:
(項目1)
(i)a.コレクチンファミリー糖質認識ドメイン;および
b.コレクチンファミリーネック領域
を含むコレクチンファミリー三量体化ドメイン;
(ii)リンカーエレメント;ならびに
(iii)該コレクチンファミリーネック領域のN末端に配置される、エフェクターポリペプチド
を含む、融合タンパク質。
(項目2)
上記糖質認識ドメインが、サーファクタントタンパク質−D、サーファクタントタンパク質−A1、サーファクタントタンパク質−A2、マンナン結合タンパク質−C、肝臓コレクチン1、胎盤コレクチン1またはコレクチン−11の糖質認識ドメインである、項目1に記載の融合タンパク質。
(項目3)
上記糖質認識ドメインが、1つ以上のアミノ酸の変異または置換を含む、項目1または2のいずれか1項に記載の融合タンパク質。
(項目4)
上記糖質認識ドメインが、サーファクタントタンパク質Dの糖質認識ドメインであり、上記置換が、配列番号21のフェニルアラニン355の置換であり、アスパラギン酸、グルタミン酸、アスパラギンおよびグルタミンから選択される極性アミノ酸に変異される、項目3に記載の融合タンパク質。
(項目5)
上記コレクチンファミリーネック領域が、サーファクタントタンパク質−D、サーファクタントタンパク質−A1、サーファクタントタンパク質−A2、マンナン結合タンパク質−C、肝臓コレクチン1、胎盤コレクチン1またはコレクチン−11のネック領域である、項目1〜4のいずれか1項に記載の融合タンパク質。
(項目6)
上記リンカーエレメントが、25以下のアミノ酸長を有する、項目1〜5のいずれか1項に記載の融合タンパク質。
(項目7)
上記リンカーエレメントが、アラニン、トレオニン、グリシンおよびセリンから選択されるアミノ酸で構築される、項目1〜6のいずれか1項に記載の融合タンパク質。
(項目8)
上記エフェクターポリペプチドが、TNFスーパーファミリーのサイトカイン、その受容体結合ドメインまたはサイトカインに対する受容体である、項目1〜7のいずれか1項に記載の融合タンパク質。
(項目9)
上記エフェクターポリペプチドが、TNFスーパーファミリーのサイトカイン、その受容体結合ドメインまたはサイトカインに対する受容体の変異体である、項目1〜7のうちの1項に記載の融合タンパク質。
(項目10)
上記エフェクタータンパク質が、TNFスーパーファミリーのサイトカイン、その受容体結合ドメインまたは変異体であり、そのようなサイトカインのN末端ストーク領域が、上記融合タンパク質中に包含されない、項目8または9のいずれか1項に記載の融合タンパク質。
(項目11)
上記TNFスーパーファミリーのサイトカインまたはその受容体結合ドメインが、TRAIL、CD95L、APRIL、LIGHTおよびRANK−Lまたはそれらのそれぞれの受容体結合ドメインから選択される、項目1〜10のいずれか1項に記載の融合タンパク質。
(項目12)
サイトカインに対する上記受容体が、TRAIL−R1、TRAIL−R2、LTベータR、TNFRSF13B、TNFRSF17およびIL−4R−アルファから選択される、項目1〜10のいずれか1項に記載の融合タンパク質。
(項目13)
上記エフェクターポリペプチドが、抗体、1本鎖抗体または抗体もしくは1本鎖抗体のフラグメントである、項目1〜7のいずれか1項に記載の融合タンパク質。
(項目14)
上記抗体、1本鎖抗体または抗体もしくは1本鎖抗体のフラグメントが、TNFスーパーファミリーのサイトカイン、その受容体結合ドメインまたはサイトカインに対する受容体に対して作製されている、項目13に記載の融合タンパク質。
(項目15)
サイトカインに対する上記受容体が、IL4R−アルファである、項目14に記載の融合タンパク質。
(項目16)
上記コレクチンファミリー糖質認識ドメインのC末端に、抗体、1本鎖抗体または抗体もしくは1本鎖抗体のフラグメントを含む、上記項目のいずれか1項に記載の融合タンパク質。
(項目17)
医薬品として使用するための、項目1〜16のいずれか1項に記載の融合タンパク質。
(項目18)
腫瘍、感染症、炎症性疾患、代謝性疾患、自己免疫障害、変性疾患および移植拒絶を含む、TNFサイトカインの機能障害に関連する増殖性障害の処置のための、項目8〜12または項目14および15のいずれか1項に記載の融合タンパク質。
The present invention also relates to pharmaceutical or diagnostic compositions comprising a fusion protein, nucleic acid molecule or cell as described herein as an active agent. Fusion proteins, nucleic acid molecules or cells as described herein are neoplastic, inflammatory, infectious, degenerative, hereditary, proliferative and vascular diseases, as well as premalignant and malignant cancers. It can be used for the preparation of pharmaceutical compositions in the prevention and / or treatment of sexual conditions, cancer and birth defects.
Accordingly, the present invention provides the following items:
(Item 1)
(I) a. A collectin family carbohydrate recognition domain; and b. A collectin family trimerization domain comprising a collectin family neck region;
(Ii) a linker element; and (iii) a fusion protein comprising an effector polypeptide located at the N-terminus of the collectin family neck region.
(Item 2)
Item 1 wherein the carbohydrate recognition domain is a carbohydrate recognition domain of surfactant protein-D, surfactant protein-A1, surfactant protein-A2, mannan-binding protein-C, liver collectin 1, placental collectin 1 or collectin-11 The fusion protein described.
(Item 3)
Item 3. The fusion protein according to item 1 or item 2, wherein the carbohydrate recognition domain comprises one or more amino acid mutations or substitutions.
(Item 4)
The carbohydrate recognition domain is a carbohydrate recognition domain of surfactant protein D, and the substitution is a substitution of phenylalanine 355 of SEQ ID NO: 21, and is mutated to a polar amino acid selected from aspartic acid, glutamic acid, asparagine and glutamine 4. The fusion protein according to item 3.
(Item 5)
Item 1-4, wherein the collectin family neck region is a neck region of surfactant protein-D, surfactant protein-A1, surfactant protein-A2, mannan-binding protein-C, liver collectin 1, placental collectin 1 or collectin-11 The fusion protein according to any one of the above.
(Item 6)
6. The fusion protein according to any one of items 1 to 5, wherein the linker element has an amino acid length of 25 or less.
(Item 7)
Item 7. The fusion protein according to any one of items 1 to 6, wherein the linker element is constructed with an amino acid selected from alanine, threonine, glycine and serine.
(Item 8)
Item 8. The fusion protein according to any one of Items 1 to 7, wherein the effector polypeptide is a TNF superfamily cytokine, a receptor binding domain thereof, or a receptor for the cytokine.
(Item 9)
8. The fusion protein according to one of items 1 to 7, wherein the effector polypeptide is a TNF superfamily cytokine, a receptor binding domain thereof, or a mutant of a receptor for the cytokine.
(Item 10)
10. Any one of items 8 or 9, wherein the effector protein is a TNF superfamily cytokine, receptor binding domain or variant thereof, and the N-terminal stalk region of such cytokine is not included in the fusion protein. The fusion protein according to 1.
(Item 11)
Item 11. The item 1-10, wherein the TNF superfamily cytokine or its receptor binding domain is selected from TRAIL, CD95L, APRIL, LIGHT and RANK-L or their respective receptor binding domains. Fusion protein.
(Item 12)
11. The fusion protein according to any one of items 1 to 10, wherein the receptor for cytokine is selected from TRAIL-R1, TRAIL-R2, LTbetaR, TNFRSF13B, TNFRSF17 and IL-4R-alpha.
(Item 13)
Item 8. The fusion protein according to any one of Items 1 to 7, wherein the effector polypeptide is an antibody, a single chain antibody, or an antibody or a fragment of a single chain antibody.
(Item 14)
14. The fusion protein according to item 13, wherein the antibody, the single-chain antibody, or the fragment of the antibody or the single-chain antibody is prepared against a TNF superfamily cytokine, a receptor binding domain thereof, or a receptor for the cytokine.
(Item 15)
Item 15. The fusion protein according to item 14, wherein the receptor for cytokine is IL4R-alpha.
(Item 16)
The fusion protein according to any one of the above items, comprising an antibody, a single-chain antibody, or an antibody or a fragment of a single-chain antibody at the C-terminus of the collectin family carbohydrate recognition domain.
(Item 17)
The fusion protein according to any one of items 1 to 16, for use as a pharmaceutical product.
(Item 18)
Items 8-12 or 14 and 14 for the treatment of proliferative disorders associated with TNF cytokine dysfunction, including tumors, infections, inflammatory diseases, metabolic diseases, autoimmune disorders, degenerative diseases and transplant rejection 15. The fusion protein according to any one of 15.

図1は、親和性精製されたCD95L−ASPDのSECである。FIG. 1 is an SEC of affinity purified CD95L-ASPD. 図2は、親和性精製されたCD95L−ASPD由来のSEC画分A1〜A11の銀ゲルである。FIG. 2 is a silver gel of SEC fractions A1 to A11 derived from affinity-purified CD95L-ASPD. 図3は、親和性精製されたCD95L−ASPD由来のSEC画分A1〜A15によって誘導されたJurkat細胞におけるカスパーゼ活性である。FIG. 3 shows caspase activity in Jurkat cells induced by affinity purified CD95L-ASPD derived SEC fractions A1-A15. 図4は、WM35、HT1080およびHeLa細胞に対するCD95L−ASPDの細胞毒性である。FIG. 4 is the cytotoxicity of CD95L-ASPD against WM35, HT1080 and HeLa cells. 図5は、親和性精製されたLIGHT−ASPDのSECである。FIG. 5 is an SEC of affinity-purified LIGHT-ASPD. 図6は、固定化されたLIGHT−ASPDへのHVEM−Fcの結合である。FIG. 6 is the binding of HVEM-Fc to immobilized LIGHT-ASPD. 図7は、TRAILコンストラクトによって一過性にトランスフェクトされたHEK細胞からのウェスタンブロットである。FIG. 7 is a Western blot from HEK cells transiently transfected with the TRAIL construct. 図8は、Jurkat T細胞におけるカスパーゼ活性である。FIG. 8 shows caspase activity in Jurkat T cells. 図9は、TRAIL−ASPDのサイズ排除クロマトグラフィーである。FIG. 9 is a size exclusion chromatography of TRAIL-ASPD. 図10は、ヒトがん細胞に対するTRAIL−ASPDの細胞毒性活性である。FIG. 10 shows the cytotoxic activity of TRAIL-ASPD against human cancer cells. 図11は、JurkatにおけるTRAIL−ASPD誘導性カスパーゼ活性である。FIG. 11 shows TRAIL-ASPD-induced caspase activity in Jurkat. 図12は、HT1080細胞に対するTRAIL−ASPDまたはTRAIL−DSPDによる細胞毒性アッセイである。FIG. 12 is a cytotoxicity assay with TRAIL-ASPD or TRAIL-DSPD against HT1080 cells. 図13は、TRAIL−SPDコンストラクトまたはTRAIL受容体選択的SPDコンストラクトによって一過性にトランスフェクトされた一過性トランスフェクトHEK細胞からのウェスタンブロットである。FIG. 13 is a western blot from transiently transfected HEK cells transiently transfected with a TRAIL-SPD construct or a TRAIL receptor selective SPD construct. 図14は、Streptactinプレート上に固定化されたTRAIL受容体選択的リガンド(TRAILR1mutおよびTRAILR2mut)は、TRAIL受容体1−FcまたはTRAIL受容体2−Fcによって異なって検出される。FIG. 14 shows that TRAIL receptor selective ligands (TRAILR1mut and TRAILR2mut) immobilized on Streptactin plates are detected differently by TRAIL receptor 1-Fc or TRAIL receptor 2-Fc. 図15は、受容体選択的「ムテイン」リガンドへのTRAIL受容体の結合である。FIG. 15 is the binding of the TRAIL receptor to a receptor selective “mutein” ligand. 図16は、親和性精製されたTRAILR1mut−ASPDのサイズ排除クロマトグラフィーである。FIG. 16 is a size exclusion chromatography of affinity purified TRAILR1mut-ASPD. 図17は、親和性精製されたTRAILR1mut−ASPD由来のSEC画分A1〜A14の銀染色SDS−PAGEである。FIG. 17 is silver-stained SDS-PAGE of SEC fractions A1 to A14 derived from affinity-purified TRAILR1mut-ASPD. 図18は、親和性精製されたTRAILR1mut−ASPD由来のSEC画分A1〜A14のJurkat細胞におけるカスパーゼ活性である。FIG. 18 shows caspase activity in Jurkat cells of SEC fractions A1 to A14 derived from affinity-purified TRAILR1mut-ASPD. 図19は、親和性精製されたTRAILR2mut−ASPDのサイズ排除クロマトグラフィーである。FIG. 19 is a size exclusion chromatography of affinity purified TRAILR2mut-ASPD. 図20は、親和性精製されたTRAILR2mut−ASPD由来のSEC画分A1〜A14の銀染色SDS−PAGEである。FIG. 20 is a silver-stained SDS-PAGE of SEC fractions A1 to A14 derived from affinity-purified TRAILR2mut-ASPD. 図21は、親和性精製されたTRAILR2mut−ASPD由来のSEC画分A1〜A14のJurkat殺傷アッセイJurkatである。FIG. 21 is a Jurkat killing assay Jurkat of SEC fractions A1-A14 derived from affinity purified TRAILR2mut-ASPD. 図22は、ヒトがん細胞に対するTRAIL−ASPD、TRAILR1mut−ASPDおよびTRAILR2mut−ASPDの細胞毒性活性である。FIG. 22 is the cytotoxic activity of TRAIL-ASPD, TRAILR1mut-ASPD and TRAILR2mut-ASPD against human cancer cells. 受容体選択的TRAIL−SPDタンパク質は高度に可溶性である。The receptor selective TRAIL-SPD protein is highly soluble. 図24は、親和性精製されたTRAIL−ASPD_F335AのSECである。FIG. 24 is an SEC of affinity purified TRAIL-ASPD_F335A. 図25は、SEC画分A1〜A13の銀染色SDS−PAGEである。FIG. 25 is a silver-stained SDS-PAGE of SEC fractions A1 to A13. 図26は、ヒトがん細胞に対するTRAIL−ASPD_F335Aの細胞毒性の効果である。FIG. 26 shows the cytotoxic effect of TRAIL-ASPD_F335A on human cancer cells. 図27は、親和性精製されたTRAIL−ASPD_F335DのSECである。FIG. 27 is an SEC of affinity purified TRAIL-ASPD_F335D. 図28は、親和性精製されたTRAIL−ASPD_F335D由来のSECの銀染色SDS−PAGEである。FIG. 28 is a silver-stained SDS-PAGE of SEC derived from affinity purified TRAIL-ASPD_F335D. 図29は、ヒトがん細胞に対するTRAIL−SPD_F335Dの細胞毒性の効果である。FIG. 29 shows the cytotoxic effect of TRAIL-SPD_F335D on human cancer cells. 図30は、TRAIL−ASPD融合タンパク質の糖質への結合である。FIG. 30 shows the binding of TRAIL-ASPD fusion protein to carbohydrate. 図31は、TRAIL−ASPD(A)またはTRAIL−ASPD_F335D(B)融合タンパク質の薬物動態である。FIG. 31 is the pharmacokinetics of TRAIL-ASPD (A) or TRAIL-ASPD_F335D (B) fusion protein. 図32は、初代ヒト肝細胞におけるカスパーゼ活性である。FIG. 32 shows caspase activity in primary human hepatocytes. 図33は、三量体APRILコンストラクトによって一過性にトランスフェクトされたHEK293細胞由来の上清のウェスタンブロットである。FIG. 33 is a Western blot of supernatant from HEK293 cells transiently transfected with a trimeric APRIL construct. TACI−FcはAPRIL−ASPDに結合する。TACI-Fc binds to APRIL-ASPD. 図35は、コレクチンSP−Dのドメイン構成の概略図である。コラーゲン領域およびネック領域はコレクチンを三量体化し、N末端はさらに三量体を、三量体の四量体または六量体へとオリゴマー化する。CRDは糖質への結合を媒介し、また、三量体形成に関与する。FIG. 35 is a schematic diagram of the domain structure of collectin SP-D. The collagen region and neck region trimerize collectin, and the N-terminus further oligomerizes the trimer into a trimer tetramer or hexamer. CRD mediates binding to carbohydrates and is also involved in trimer formation. 図36は、TNF−SFタンパク質の一般的な構造を表わす概略図である。FIG. 36 is a schematic diagram showing the general structure of TNF-SF protein.

は、細胞膜を表わし;N末端は細胞内に配置され、1.受容体結合ドメイン(RBD)の逆平行βフォールド、2.RBDおよび細胞膜の境界面、3.プロテアーゼ切断部位である。
図37は、天然型TNF−SF三量体の構造を表わす概略図である。シリンダー型構造(1)は、RBDを表わし、N末端(2)はストークを形成し、RBDを細胞膜と接続する。 図38は、TNF−SF−RBDを最小化するために導入された改変を表わす概略図である。N末端ストークが削除されている。1.受容体結合ドメイン(RBD)の逆平行βフォールド、2.RBDと細胞膜の境界面。 図39は、親和性精製されたSp−sc006−ASPD−Stの銀ゲルである。 図40は、親和性精製されたSp−sc006−ASPD−Stのサイズ排除クロマトグラフィーである。
Represents the cell membrane; the N-terminus is located within the cell; 1. antiparallel β-fold of receptor binding domain (RBD); 2. RBD and cell membrane interface; Protease cleavage site.
FIG. 37 is a schematic diagram showing the structure of a natural TNF-SF trimer. The cylindrical structure (1) represents RBD, the N-terminus (2) forms a stalk and connects the RBD with the cell membrane. FIG. 38 is a schematic diagram illustrating the modifications introduced to minimize TNF-SF-RBD. N-terminal stalk has been deleted. 1. 1. antiparallel β-fold of receptor binding domain (RBD); Interface between RBD and cell membrane. FIG. 39 is an affinity purified Sp-sc006-ASPD-St silver gel. FIG. 40 is a size exclusion chromatography of affinity purified Sp-sc006-ASPD-St.

(発明の詳細な説明)
本明細書において開示されるような融合タンパク質は、単量体タンパク質または多量体タンパク質であり得る。好ましくは、その融合タンパク質は、同一であっても異なっていてもよい3つの単量体単位からなる三量体複合体として存在する。好ましくは、その三量体複合体は、3つの同一の融合タンパク質からなる。さらに好ましい実施態様において、その複合体は、本明細書に記載される3つの融合タンパク質間の共有結合(例えば、本明細書に記載されるような、コレクチン三量体化ドメインのシステイン間のジスルフィド架橋の共有結合)によって形成される。
(Detailed description of the invention)
A fusion protein as disclosed herein can be a monomeric protein or a multimeric protein. Preferably, the fusion protein exists as a trimeric complex consisting of three monomer units which may be the same or different. Preferably, the trimeric complex consists of three identical fusion proteins. In a further preferred embodiment, the complex comprises a covalent bond between the three fusion proteins described herein (eg, disulfides between cysteines of collectin trimerization domains as described herein. Formed by cross-linking covalent bonds).

そのような三量体複合体は、生物学的活性を示す。しかしながら、その三量体複合体のオリゴマー(例えば、基本的な三量体構造が2、3または4回存在する一定の複合体)もまた、生物学的活性を有することが見出された。従って、その三量体複合体のオリゴマーもまた好ましい。   Such a trimer complex exhibits biological activity. However, oligomers of the trimer complex (eg, certain complexes in which the basic trimer structure is present 2, 3 or 4 times) have also been found to have biological activity. Accordingly, oligomers of the trimer complex are also preferred.

上記融合タンパク質は、以下のエレメントを含む:
(i)a.コレクチンファミリー糖質認識ドメイン;および
b.コレクチンファミリーネック領域;]
を含むコレクチンファミリー三量体化ドメイン
(ii)リンカーエレメント;ならびに
(iii)エフェクターポリペプチド(ここで、そのエフェクターポリペプチドは、コレクチンファミリーネック領域のN末端に配置される)。
The fusion protein includes the following elements:
(I) a. A collectin family carbohydrate recognition domain; and b. Collectin family neck region;]
A collectin family trimerization domain comprising (ii) a linker element; and (iii) an effector polypeptide, wherein the effector polypeptide is located at the N-terminus of the collectin family neck region.

本明細書において使用されるようなコレクチン三量体化ドメインは、一般に、コレクチンポリペプチドのC末端部分に由来する。本明細書において使用されるような三量体化ドメインは、コイルドコイル領域(特定の実施態様においてネック領域と呼ばれる)および糖質認識ドメイン(本明細書においてCRDとも呼ばれる)を含む。   A collectin trimerization domain, as used herein, is generally derived from the C-terminal portion of a collectin polypeptide. A trimerization domain as used herein comprises a coiled-coil region (referred to as a neck region in certain embodiments) and a carbohydrate recognition domain (also referred to herein as a CRD).

コレクチン三量体化ドメインは、任意のコレクチンファミリーメンバーを含んでもよい。そのようなメンバーおよびそれらの構造は、例えば、Hakanssonら(Protein Science,2000,9:1607−1617)において要約されており、サーファクタントタンパク質−D(アクセッション番号:P35247)、サーファクタントタンパク質−A1(アクセッション番号:Q8IWL2)、サーファクタントタンパク質−A2(アクセッション番号:Q8IWL1)、マンナン結合タンパク質−C(アクセッション番号:P11226)、肝臓コレクチン1(アクセッション番号:Q9Y6Z7)、胎盤コレクチン1(アクセッション番号:Q5KU26)、またはコレクチン11(アクセッション番号:Q9BWP8)を含み得る。CRDと同様、コイルドコイル領域(ネック領域)は、上記コレクチンから選択されてもよい。しかし、コイルドコイル(coiled−coild)(ネック領域)およびCRDは、同一コレクチン由来である必要がないことが理解されなければならない。   The collectin trimerization domain may comprise any collectin family member. Such members and their structures have been summarized, for example, in Hkansson et al. (Protein Science, 2000, 9: 1607-1617), and include surfactant protein-D (accession number: P35247), surfactant protein-A1 (active protein). Session Number: Q8IWL2), Surfactant Protein-A2 (Accession Number: Q8IWL1), Mannan Binding Protein-C (Accession Number: P11226), Liver Collectin 1 (Accession Number: Q9Y6Z7), Placenta Collectin 1 (Accession Number: Q5KU26), or collectin 11 (accession number: Q9BWP8). Similar to the CRD, the coiled coil region (neck region) may be selected from the collectins. However, it should be understood that the coiled-coil (neck region) and the CRD need not be from the same collectin.

本明細書に記載されるようなコレクチン三量体化ドメインは、本明細書に記載されるようなTNFスーパーファミリーのサイトカインまたはその受容体結合ドメインとは異なる種由来であってもよい。あるいは、本明細書に記載されるようなコレクチン三量体化ドメインは、本明細書に記載されるTNFスーパーファミリーのサイトカインまたはその受容体結合ドメインと同一の種由来であってもよい。好ましい実施態様において、本明細書に記載されるようなコレクチンドメインは、ヒト由来であり、本明細書に記載されるようなTNFスーパーファミリーのサイトカインまたはその受容体結合ドメインは、ヒト由来である。   The collectin trimerization domain as described herein may be from a different species than the TNF superfamily cytokine or its receptor binding domain as described herein. Alternatively, the collectin trimerization domain as described herein may be derived from the same species as the TNF superfamily cytokine or receptor binding domain described herein. In a preferred embodiment, the collectin domain as described herein is human and the TNF superfamily cytokine or receptor binding domain thereof as described herein is human.

CRDは、変異体、例えば、サーファクタントタンパク質−Dまたはコレクチン−11の変異体(これは、マンノースに結合しない)を含み得る。そのような変異体は、当業者に公知の方法(例えば、Crouchら(J Biol Chem,2006,281(26):18008−18014)に開示される方法)によって同定され得る。コレクチン三量体化ドメイン(ii)は、本明細書に記載されるような少なくとも1つのアミノ酸置換を含む変異体をさらに含んでもよく、本明細書に記載されるように作製され得る。そのようなアミノ酸置換は、コレクチン三量体化ドメインがそのリガンドマンノースに結合することを改変する可能性があり、治療においておよび/または薬学的組成物として使用されるとき、本明細書に記載されるような融合タンパク質のクリアランス速度を変化させる可能性がある。その改変により、結果としてマンノースへの結合が低下するか、またはマンノースに結合しなくなり、低いクリアランス速度を生じる可能性がある。そのような改変は、例えば、配列番号21のヒトサーファクタントタンパク質−DのF355位のアミノ酸に作用するアミノ酸置換によって、特に、アミノ酸置換F355A、F355S、F355T、F355E、F355D、F355K、またはF355Rによって達成され得る。特に好ましくは、F355D置換である。あるいは、その改変は、マンノースへの結合の増強および高いクリアランス速度を生じる可能性がある。そのような改変は、例えば、配列番号21のヒトサーファクタントタンパク質−DのF355位のアミノ酸に作用するアミノ酸置換、特に、アミノ酸置換F355L、F355YまたはF355Wによって達成され得る。   The CRD may comprise a variant, for example a variant of surfactant protein-D or collectin-11, which does not bind to mannose. Such variants can be identified by methods known to those skilled in the art, such as the method disclosed in Crouch et al. (J Biol Chem, 2006, 281 (26): 18008-18014). The collectin trimerization domain (ii) may further comprise a variant comprising at least one amino acid substitution as described herein and can be made as described herein. Such amino acid substitutions may modify the collectin trimerization domain binding to its ligand mannose and are described herein when used in therapy and / or as a pharmaceutical composition. May change the clearance rate of such fusion proteins. The modification can result in reduced or no binding to mannose, resulting in a low clearance rate. Such a modification is achieved, for example, by an amino acid substitution acting on the amino acid at position F355 of human surfactant protein-D of SEQ ID NO: 21, in particular by the amino acid substitutions F355A, F355S, F355T, F355E, F355D, F355K, or F355R. obtain. Particularly preferred is F355D substitution. Alternatively, the modification can result in enhanced binding to mannose and high clearance rates. Such a modification can be achieved, for example, by an amino acid substitution acting on the amino acid at position F355 of human surfactant protein-D of SEQ ID NO: 21, in particular the amino acid substitution F355L, F355Y or F355W.

本明細書において使用されるようなネック領域は、コイルドコイル構造を含み得る。このネックは、コレクチンのCRDの近傍に配置されてもよいし、特定の場合は、CRDから離れて配置されてもよい。   The neck region as used herein may include a coiled coil structure. This neck may be located near the CRD of the collectin, or in certain cases, away from the CRD.

好ましい実施態様において、コレクチン三量体化ドメインは、サーファクタントタンパク質−Dのネックドメインおよび糖質結合ドメイン(CRD)ドメイン、特に、配列番号21のヒトサーファクタントタンパク質−D由来のアミノ酸217〜375、218〜375、219〜375、220〜375、221〜375、222〜375、223〜375、224〜375、225〜375を含む。別の好ましい実施態様において、コレクチン三量体化ドメインは、サーファクタントタンパク質−Dのネックドメイン、特に、配列番号21のヒトサーファクタントタンパク質−D由来のアミノ酸217〜257、218〜257、219〜257、220〜257、221〜257、222〜257、223〜257、224〜257または225〜257を含む。別の好ましい実施態様において、コレクチン三量体化ドメインは、コレクチン−11のネックおよび糖質結合ドメイン(CRD)ドメイン、特に、配列番号22のヒトコレクチン−11のアミノ酸110〜271、116〜271または121〜271を含む。別の好ましい実施態様において、コレクチン三量体化ドメインは、コレクチン−11のネックドメイン、特に、配列番号22のヒトコレクチン−11のアミノ酸   In a preferred embodiment, the collectin trimerization domain comprises surfactant protein-D neck and carbohydrate binding domain (CRD) domains, particularly amino acids 217-375, 218-derived from human surfactant protein-D of SEQ ID NO: 21. 375, 219-375, 220-375, 221-375, 222-375, 223-375, 224-375, 225-375. In another preferred embodiment, the collectin trimerization domain is a surfactant protein-D neck domain, particularly amino acids 217-257, 218-257, 219-257, 220, derived from human surfactant protein-D of SEQ ID NO: 21. -257, 221-257, 222-257, 223-257, 224-257 or 225-257. In another preferred embodiment, the collectin trimerization domain is a neck and carbohydrate binding domain (CRD) domain of collectin-11, particularly amino acids 110-271, 116-271 of human collectin-11 of SEQ ID NO: 22 or 121-271. In another preferred embodiment, the collectin trimerization domain is a neck domain of collectin-11, in particular the amino acid of human collectin-11 of SEQ ID NO: 22

を含む。 including.

可撓性リンカーエレメントは、本明細書に記載されるようなコレクチン三量体化ドメインとエフェクターポリペプチドポリペプチドの間に配置される。この可撓性リンカーエレメントは、好ましくは、25アミノ酸またはそれ未満の長さを有する。特定の実施態様において、そのリンカーエレメントは、3〜30アミノ酸長、特に、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28または30アミノ酸長を有する。1つの実施態様において、リンカーエレメントの長さは、5〜25アミノ酸、8〜20アミノ酸または10〜20アミノ酸である。より好ましくは、リンカーの長さは、9〜15アミノ酸である。一般に、本明細書において使用されるリンカーエレメントは、任意の公知のアミノ酸または人工アミノ酸誘導体で構成され得る。特定の実施態様において、リンカーエレメントは、低分子で疎水性の非荷電アミノ酸で構築される。一般に本発明に記載のリンカーエレメントは、G、S、AおよびTから選択されるアミノ酸を含み得る。リンカーエレメントは、好ましくはグリシン/セリンリンカー、すなわち、実質的にアミノ酸グリシンおよびセリンからなるペプチドリンカーである。特に好ましい実施態様において、リンカーは、アミノ酸配列(GSS)(SSG)(GSG)(式中、a、b、cは、それぞれ0、1、2、3、4、5または6である)を有する。TNFスーパーファミリーのサイトカインまたはその受容体結合ドメインがあらかじめGにより終止される場合(例えば、ヒトTRAIL(配列番号10))、そのようなGは、リンカー配列(GSS)(SSG)(GSG)におけるリンカーの最初のGを形成し得ることが、当業者に明らかである。原則的には、リンカーエレメントの基本単位(building block)は、1、2、3、4個またはそれより多い(or mor)アミノ酸で構成されてもよく、本明細書において有用なリンカーが、3エレメントの基本単位でできているリンカーに限定されないことが理解されなければならない。一般に、本明細書において使用されるようなリンカーエレメントは、基本単位で構成されてもよいし、ある一続きのアミノ酸から構成されてもよい。 A flexible linker element is disposed between the collectin trimerization domain and the effector polypeptide polypeptide as described herein. This flexible linker element preferably has a length of 25 amino acids or less. In certain embodiments, the linker element is 3-30 amino acids long, in particular 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18 , 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28 or 30 amino acids in length. In one embodiment, the length of the linker element is 5-25 amino acids, 8-20 amino acids or 10-20 amino acids. More preferably, the linker length is 9-15 amino acids. In general, the linker element used herein can be composed of any known amino acid or artificial amino acid derivative. In certain embodiments, the linker element is constructed of small, hydrophobic, uncharged amino acids. In general, a linker element according to the present invention may comprise an amino acid selected from G, S, A and T. The linker element is preferably a glycine / serine linker, ie a peptide linker consisting essentially of the amino acids glycine and serine. In a particularly preferred embodiment, the linker is the amino acid sequence (GSS) a (SSG) b (GSG) c , wherein a, b, c are 0, 1, 2, 3, 4, 5 or 6, respectively. ). When a TNF superfamily cytokine or its receptor binding domain is pre-terminated by G (eg, human TRAIL (SEQ ID NO: 10)), such G is a linker sequence (GSS) a (SSG) b (GSG) It will be apparent to one skilled in the art that the first G of the linker in c can be formed. In principle, the building block of the linker element may be composed of 1, 2, 3, 4 or more amino acids, and the linkers useful herein are 3 It should be understood that the invention is not limited to linkers made of the basic unit of elements. In general, a linker element as used herein may be composed of a basic unit or a series of amino acids.

本明細書において使用されるようなエフェクターポリペプチドは、細胞外ポリペプチドまたはそのようなタンパク質の細胞外部分を含むタンパク質のフラグメントである。一般に、タンパク質またはそのフラグメントが、エフェクターポリペプチドとして使用され得る。エフェクターポリペプチドは、任意の起源のポリペプチドであってもよく、例えば、哺乳動物ポリペプチド、脊椎動物ポリペプチド、昆虫ポリペプチド、細菌ポリペプチド、植物ポリペプチド、酵母ポリペプチドから選択され得る。哺乳動物ポリペプチドは、マウス、ラット、ヒト、ウマ、ヤギ、イヌ、ウサギ、ネコ、ヒツジ、ハムスター、ロバ、サルおよびその他のポリペプチドを含み得る。特定の実施態様において、ポリペプチドは、ヒトポリペプチドまたはヒト化ポリペプチドである。そのような細胞外タンパク質またはタンパク質の細胞外部分は、例えば、細胞表面タンパク質、分泌型の細胞外タンパク質、膜貫通型タンパク質の細胞外領域等から選択され得る。本発明の特定の実施態様において、エフェクターポリペプチドは、TNFスーパーファミリーのサイトカイン、その受容体結合ドメイン、サイトカインに対する受容体および/またはそれらの抗体またはフラグメントからなる群より選択される。   An effector polypeptide as used herein is an extracellular polypeptide or a fragment of a protein that includes the extracellular portion of such a protein. In general, a protein or fragment thereof can be used as an effector polypeptide. The effector polypeptide may be a polypeptide of any origin and may be selected from, for example, a mammalian polypeptide, a vertebrate polypeptide, an insect polypeptide, a bacterial polypeptide, a plant polypeptide, a yeast polypeptide. Mammalian polypeptides can include mouse, rat, human, horse, goat, dog, rabbit, cat, sheep, hamster, donkey, monkey and other polypeptides. In certain embodiments, the polypeptide is a human polypeptide or a humanized polypeptide. Such an extracellular protein or extracellular portion of the protein can be selected from, for example, a cell surface protein, a secreted extracellular protein, an extracellular region of a transmembrane protein, and the like. In a particular embodiment of the invention, the effector polypeptide is selected from the group consisting of a TNF superfamily cytokine, its receptor binding domain, a receptor for the cytokine and / or an antibody or fragment thereof.

1つの実施態様において、エフェクターポリペプチドは、TNFスーパーファミリーのサイトカインまたはその受容体結合ドメインである。好ましくは、サイトカインは、哺乳動物、特に、ヒトのサイトカインまたはその受容体結合ドメイン(その対立遺伝子改変体および/または誘導体を包含する)である。さらに、TNFサイトカインは、対応するサイトカイン受容体に結合することが可能でありかつ好ましくは受容体を活性化することが可能である(それによりアポトーシス活性または増殖活性が引き起こされ得る)、その受容体結合ドメインが好ましい。サイトカインは、例えば、TNFスーパーファミリーのメンバーから選択されてもよく、例えば、表1に示されるようなヒトTNFSF−1から−18、好ましくは   In one embodiment, the effector polypeptide is a TNF superfamily cytokine or a receptor binding domain thereof. Preferably, the cytokine is a mammalian, particularly human cytokine, or receptor binding domain thereof (including allelic variants and / or derivatives thereof). In addition, TNF cytokines can bind to the corresponding cytokine receptor and preferably can activate the receptor (which can cause apoptotic or proliferative activity) that receptor. A binding domain is preferred. Cytokines may be selected, for example, from members of the TNF superfamily, such as human TNFSF-1 to -18 as shown in Table 1, preferably

またはそれらの受容体結合ドメインから選択され得る。各タンパク質の好ましい受容体結合ドメインは、表1において示され(NH−aaからCOOH−aa)、例えば、LTA(配列番号1)のアミノ酸59〜205または60〜205、TNFα(配列番号2)のアミノ酸86〜233、LTB(配列番号3)のアミノ酸82〜244または86〜244、OX40L(配列番号4)のアミノ酸52〜183または55〜183、CD40L(配列番号5)のアミノ酸112〜261または117〜261、CD27L(配列番号7)のアミノ酸51〜193または56〜193、CD30L(配列番号8)のアミノ酸97〜234、98〜234または102〜234、CD137L(配列番号9)のアミノ酸86〜254、RANKL(配列番号11)のアミノ酸161〜317、TWEAK(配列番号12)のアミノ酸103〜249、104〜249または105〜249、APRIL1(配列番号13)のアミノ酸112〜247または113〜247、APRIL2(配列番号14)のアミノ酸112〜250または113〜250、BAFF(配列番号15)のアミノ酸140〜285、LIGHT(配列番号16)のアミノ酸91〜240、TL1A(配列番号17)のアミノ酸91〜251または93〜251、GITRL(配列番号18)のアミノ酸52〜177、EDA−A1(配列番号19)のアミノ酸245〜391、EDA−A2(配列番号20)のアミノ酸245〜389を含む。 Or they can be selected from their receptor binding domains. Preferred receptor binding domains for each protein are shown in Table 1 (NH 2 -aa to COOH-aa), eg, amino acids 59-205 or 60-205 of LTA (SEQ ID NO: 1), TNFα (SEQ ID NO: 2) Amino acids 86-233, LTB (SEQ ID NO: 3) amino acids 82-244 or 86-244, OX40L (SEQ ID NO: 4) amino acids 52-183 or 55-183, CD40L (SEQ ID NO: 5) amino acids 112-261 or 117-261, amino acids 51-193 or 56-193 of CD27L (SEQ ID NO: 7), amino acids 97-234, 98-234 or 102-234 of CD30L (SEQ ID NO: 8), amino acids 86- of CD137L (SEQ ID NO: 9) 254, amino acids 161-317 of RANKL (SEQ ID NO: 11), TW Amino acids 103-249, 104-249 or 105-249 of EAK (SEQ ID NO: 12), amino acids 112-247 or 113-247 of APRIL1 (SEQ ID NO: 13), amino acids 112-250 or 113- of APRIL2 (SEQ ID NO: 14) 250, amino acids 140-285 of BAFF (SEQ ID NO: 15), amino acids 91-240 of LIGHT (SEQ ID NO: 16), amino acids 91-251 or 93-251 of TL1A (SEQ ID NO: 17), amino acids of GITRL (SEQ ID NO: 18) 52 to 177, amino acids 245 to 391 of EDA-A1 (SEQ ID NO: 19), and amino acids 245 to 389 of EDA-A2 (SEQ ID NO: 20).

1つの実施態様において、エフェクターポリペプチドは、IL4R−アルファ(アクセッション番号P24394)であってもよい。   In one embodiment, the effector polypeptide may be IL4R-alpha (accession number P24394).

より好ましくは、TNFスーパーファミリーのサイトカインまたはその受容体結合ドメインは、CD95LもしくはTRAIL、またはそれらの受容体結合ドメインから選択される。特に好ましい実施態様において、TNFスーパーファミリーのサイトカインまたはその受容体結合ドメインは、膜配置ドメイン(membrane located domain)を伴わない受容体結合ドメインを含むTNFサイトカインの細胞外部分を含む。   More preferably, the TNF superfamily cytokine or its receptor binding domain is selected from CD95L or TRAIL, or their receptor binding domains. In a particularly preferred embodiment, the TNF superfamily cytokine or its receptor binding domain comprises the extracellular portion of a TNF cytokine comprising a receptor binding domain without a membrane located domain.

好ましい実施態様において、融合タンパク質のTNFスーパーファミリーのサイトカインまたはその受容体結合ドメインは、ヒトCD95L(配列番号6)、特に、ヒトCD95Lのアミノ酸142〜281または144〜281から選択される。   In a preferred embodiment, the TNF superfamily cytokine or its receptor binding domain of the fusion protein is selected from human CD95L (SEQ ID NO: 6), in particular amino acids 142-281 or 144-281 of human CD95L.

さらに好ましい実施態様において、融合タンパク質のTNFスーパーファミリーのサイトカインまたはその受容体結合ドメインは、ヒトTRAIL(配列番号10)、特に、ヒトTRAILのアミノ酸95〜281、116〜281、117〜281、118〜281、119〜281または120〜281である。別の好ましい実施態様において、ヒトTRAILは、開始アミノ酸として配列番号10の95〜120の任意のアミノ酸〜アミノ酸281を含む。   In a further preferred embodiment, the TNF superfamily cytokine of the fusion protein or its receptor binding domain is human TRAIL (SEQ ID NO: 10), in particular amino acids 95-281, 116-281, 117-281, 118- of human TRAIL. 281, 119-281 or 120-281. In another preferred embodiment, human TRAIL comprises any amino acid from amino acid 95 to amino acid 281 of SEQ ID NO: 10 as the starting amino acid.

本発明のさらに好ましい実施態様において、本明細書に記載されるような融合タンパク質のTNFスーパーファミリーのサイトカインまたはその受容体結合ドメインは、TRAIL−受容体1(TRAILR1)および/またはTRAIL−受容体2(TRAILR2)に結合し、そして/またはそれらを活性化する、TNFスーパーファミリーのサイトカインまたはその受容体結合ドメインの変異体を含む。この変異体の結合および/または活性は、例えば、本明細書に開示されるようなアッセイによって(例えば、実施例において、またはvan der Slootら(PNAS,2006,103:8634−8639)、Kelleyら(J.Biol.Chem.,2005,280:2205−2215)もしくはMacFarlaneら(Cancer Res.,2005,65:11265−11270)に開示されるアッセイによって)測定され得る。   In a further preferred embodiment of the invention, the cytokine of the TNF superfamily of fusion proteins as described herein or a receptor binding domain thereof is TRAIL-receptor 1 (TRAILR1) and / or TRAIL-receptor 2 It includes a variant of the TNF superfamily cytokine or its receptor binding domain that binds to (TRAILR2) and / or activates them. The binding and / or activity of this variant can be determined, for example, by assays such as those disclosed herein (eg, in the Examples or van der Slot et al. (PNAS, 2006, 103: 8634-8639), Kelley et al. (By the assay disclosed in J. Biol. Chem., 2005, 280: 2205-2215) or MacFarlane et al. (Cancer Res., 2005, 65: 1125-111270).

上記変異体は、任意の技術によって作製されてもよく、それは当業者に公知であり(例えば、an der Slootら(PNAS,2006,103:8634−8639)、Kelleyら(J.Biol.Chem.,2005,280:2205−2215)またはMacFarlaneら(Cancer Res.,2005,65:11265−11270)に開示される技術)、任意のタイプの構造的変異(例えば、アミノ酸の置換、欠失、重複および/または挿入)を含んでもよい。好ましい実施態様は、置換の生成である。置換は、本明細書に記載されるようなTNFスーパーファミリーのサイトカインまたはその受容体結合ドメインの少なくとも1つのアミノ酸に影響する可能性がある。好ましい実施態様において、置換は、TRAIL(例えば、ヒトTRAIL(例えば、配列番号10))のアミノ酸の少なくとも1つに影響し得る。この点に関して好ましい置換は、配列番号10のヒトTRAILの以下:   The mutants may be made by any technique, which is known to those skilled in the art (eg, and der Sloot et al. (PNAS, 2006, 103: 8634-8639), Kelley et al. (J. Biol. Chem. , 2005, 280: 2205-2215) or MacFarlane et al. (Technology disclosed in Cancer Res., 2005, 65: 112125-11270), any type of structural mutation (eg, amino acid substitution, deletion, duplication). And / or insertion). A preferred embodiment is the generation of substitution. The substitution may affect at least one amino acid of a TNF superfamily cytokine or its receptor binding domain as described herein. In preferred embodiments, the substitution may affect at least one amino acid of TRAIL (eg, human TRAIL (eg, SEQ ID NO: 10)). Preferred substitutions in this regard are the following of human TRAIL of SEQ ID NO: 10:

のアミノ酸のうちの少なくとも1つに影響する。配列番号10のヒトTRAILの好ましいアミノ酸置換は、以下: Affects at least one of the amino acids. Preferred amino acid substitutions of human TRAIL of SEQ ID NO: 10 are:

の置換のうちの少なくとも1つである。 At least one of the substitutions.

アミノ酸置換は、TRAIL(例えば、ヒトTRAIL)の、TRAILR1またはTRAILR2のいずれかへの結合および/またはいずれかに対する活性に影響し得る。あるいは、アミノ酸置換は、TRAIL(例えば、ヒトTRAIL)の、TRAILR1とTRAILR2の両方への結合および/または両方に対する活性に影響し得る。TRAILR1および/またはTRAILR2の結合および/または活性は、正に影響され得る(すなわち、より強く、より選択的な結合もしくはより特異的な結合および/または受容体のより大きな活性化)。あるいは、TRAILR1および/またはTRAILR2の結合および/または活性は、負に影響され得る(すなわち、より弱く、より選択的でない結合もしくはより特異的でない結合および/または受容体のより低い活性化もしくは受容体の活性化がない)。   Amino acid substitutions can affect the binding and / or activity of TRAIL (eg, human TRAIL) to either TRAILR1 or TRAILR2. Alternatively, amino acid substitutions can affect TRAIL (eg, human TRAIL) binding to and / or activity on both TRAILR1 and TRAILR2. The binding and / or activity of TRAILR1 and / or TRAILR2 can be positively influenced (ie, stronger, more selective binding or more specific binding and / or greater activation of the receptor). Alternatively, the binding and / or activity of TRAILR1 and / or TRAILR2 can be negatively affected (ie, weaker, less selective binding or less specific binding and / or lower activation or receptor of the receptor) No activation).

TRAILR1とTRAILR2の両方の結合および/または活性に影響するアミノ酸置換を有するTRAILの変異体の例は、例えば、MacFarlaneら(上記を参照)の表1に見られ、配列番号10の以下の2アミノ酸置換、Y213WおよびS215D、または以下の単一アミノ酸置換Y189Aを有するヒトTRAIL変異体を含み得る。   Examples of variants of TRAIL having amino acid substitutions that affect both the binding and / or activity of both TRAILR1 and TRAILR2 can be found in, for example, Table 1 of MacFarlane et al. (See above) and the following 2 amino acids of SEQ ID NO: 10 Human TRAIL variants with substitutions, Y213W and S215D, or the following single amino acid substitution Y189A may be included.

TRAILR1の結合および/または活性に影響するアミノ酸置換を有するTRAILの変異体の例は、例えば、MacFarlaneら(上記を参照)の表1に見られ、配列番号10の以下の4アミノ酸置換、N199V、K201R、Y213WおよびS215D、または以下の5アミノ酸置換、Q193S、N199V、K201R、Y213WおよびS215Dを有するヒトTRAIL変異体を含み得るか、またはKelleyら(上記を参照)の表2に見られ、以下の6アミノ酸置換、Y213W、S215D、Y189A、Q193S、N199VおよびK201RまたはY213W、S215D、Y189A、Q193S、N199RおよびK201Rを有するヒトTRAIL変異体を含み得る。   Examples of variants of TRAIL having amino acid substitutions that affect the binding and / or activity of TRAILR1 can be found in, for example, Table 1 of MacFarlane et al. (See above), the following four amino acid substitutions of SEQ ID NO: 10, K201R, Y213W and S215D, or human TRAIL variants with the following five amino acid substitutions, Q193S, N199V, K201R, Y213W and S215D, can be included, or can be found in Table 2 of Kelley et al. (See above): Human TRAIL variants with 6 amino acid substitutions, Y213W, S215D, Y189A, Q193S, N199V and K201R or Y213W, S215D, Y189A, Q193S, N199R and K201R may be included.

TRAILR2の結合および/または活性に影響するアミノ酸置換を有するTRAILの変異体の例は、例えば、MacFarlaneら(上記を参照)の表1またはKelleyら(上記を参照)の表2に見られ、配列番号14の以下の6アミノ酸置換、Y189Q、R191K、Q193R、H264R、I266LおよびD267Qを有するヒトTRAIL変異体を含み得るか、またはvan der Slootら(上記を参照)の表2に見られ、以下の単一アミノ酸置換D269H、以下の2アミノ酸置換、D269HおよびE195RまたはD269HおよびT214Rを有するヒトTRAIL変異体を含み得る。   Examples of variants of TRAIL having amino acid substitutions that affect TRAILR2 binding and / or activity are found, for example, in Table 1 of MacFarlane et al. (See above) or in Table 2 of Kelley et al. (See above). Human TRAIL variants having the following six amino acid substitutions of number 14, Y189Q, R191K, Q193R, H264R, I266L and D267Q, can be included, or can be found in Table 2 of van der Slot et al. Human TRAIL variants with a single amino acid substitution D269H, the following two amino acid substitutions, D269H and E195R or D269H and T214R may be included.

さらに好ましい実施態様において、融合タンパク質のサイトカイン部分は、ヒトLIGHT(配列番号16)、特に、配列番号16のアミノ酸91〜240に由来する。LIGHTは、TNFスーパーファミリーのメンバーであり、その受容体は、リンフォトキシン−ベータ受容体(LTベータR)およびヘルペスウイルス侵入メディエーター(herpesvirus entry mediator)(HVEM)/ATAR/TR2として同定されており、これらの両方は、「デスドメイン」と命名される細胞質配列を欠く。LIGHTは、細胞受容体としてのLTベータRおよびHVEMと会合するので、LTアルファおよびLTベータの生物学的機能に類似する生物学的機能を有すると予想される。以前の研究が示すように、LIGHTは、LTアルファが行うように、HT−29細胞の細胞死を誘導し(Harrop,J.Aetal.ら(1998)J.Biol.Chem.273,27548−27556;Zhai,Y.ら(1998)J.Clin.Invest.102,1142−1151およびRooney,I.A.ら(2000)J.Biol.Chem.275,14307−14315)、平滑筋細胞への発生的変化の後にRD細胞において成長停止を引き起こし、その細胞からのIL−8およびRANTESの分泌を刺激する(Hikichi,Y.ら(2001)Biochem.Biophys.Res.Commun.289,670−677)。また、LIGHTが、T細胞におけるCD28非依存性共刺激分子のうちの1つであることも報告されている(Tamada,K.ら(2000)J.Immunol.164,4105−4110)。   In a further preferred embodiment, the cytokine part of the fusion protein is derived from human LIGHT (SEQ ID NO: 16), in particular from amino acids 91 to 240 of SEQ ID NO: 16. LIGHT is a member of the TNF superfamily and its receptors have been identified as lymphotoxin-beta receptor (LTbetaR) and herpesvirus entry mediator (HVEM) / ATAR / TR2 Both of these lack the cytoplasmic sequence termed the “death domain”. Since LIGHT associates with LTbetaR and HVEM as cell receptors, it is expected to have a biological function similar to that of LTalpha and LTbeta. As previous studies have shown, LIGHT induces cell death of HT-29 cells, as does LT alpha (Harrop, J. Aetal. Et al. (1998) J. Biol. Chem. 273, 27548-27556. Zhai, Y. et al. (1998) J. Clin. Invest. 102, 1142-1151 and Rooney, IA et al. (2000) J. Biol. Chem. 275, 14307-14315), development into smooth muscle cells. It causes growth arrest in RD cells after a genetic change and stimulates secretion of IL-8 and RANTES from the cells (Hikichi, Y. et al. (2001) Biochem. Biophys. Res. Commun. 289, 670-677). It has also been reported that LIGHT is one of the CD28-independent costimulatory molecules in T cells (Tamada, K. et al. (2000) J. Immunol. 164, 4105-4110).

1つの実施態様において、TNFスーパーファミリーのサイトカインは、RANK−Lである。ヒトRANKリガンド(RANK−L)は、免疫系、骨発生およびホメオスタシスの重要な制御因子であると知られるタンパク質の腫瘍壊死因子スーパーファミリーのメンバーである(Andersonら,Nature390:175−179,1997)。また、このリガンドは、腫瘍壊死因子関連活性化誘導性サイトカイン(TRANCE)(Wongら,J.Exp.Med.186:2075,1997)、破骨細胞分化抑制因子リガンド(OPGL)(Laceyら,Cell 93:165,1998)、および破骨細胞分化因子(ODF)(Yasudaら,Proc.Natl.Acad.Sci.95:3597,1998)とも命名されている。腫瘍壊死ファミリーのメンバーは、増殖、アポトーシス、細胞生存および分化等の種々の、時に反対の生物学的反応を媒介する。   In one embodiment, the TNF superfamily cytokine is RANK-L. Human RANK ligand (RANK-L) is a member of the tumor necrosis factor superfamily of proteins known to be important regulators of the immune system, bone development and homeostasis (Anderson et al., Nature 390: 175-179, 1997). . In addition, this ligand includes tumor necrosis factor-related activation-inducing cytokine (TRANCE) (Wong et al., J. Exp. Med. 186: 2075, 1997), osteoclast differentiation inhibitory factor ligand (OPGL) (Lacey et al., Cell). 93: 165, 1998), and osteoclast differentiation factor (ODF) (Yasuda et al., Proc. Natl. Acad. Sci. 95: 3597, 1998). Tumor necrosis family members mediate various and sometimes opposite biological responses such as proliferation, apoptosis, cell survival and differentiation.

さらなる実施態様において、TNFスーパーファミリーのサイトカインは、TWEAKである。最近、ピコモル濃度のTWEAKが正常内皮細胞の増殖を促進すること、およびTWEAKがin vivoのラット角膜モデルにおいて血管新生を誘導することが観察されたことから(Lynchら,1999,The Jounal of Biological Chemistry,274(13)pp.8455−8459)、TWEAK(TNFLSFメンバー12)は、血管新生(血管の形成および成長)の直接的かつ強力な誘導因子であることが見出された。   In a further embodiment, the TNF superfamily cytokine is TWEAK. Recently, it was observed that picomolar concentrations of TWEAK promote normal endothelial cell proliferation and that TWEAK induces angiogenesis in an in vivo rat corneal model (Lynch et al., 1999, The Journal of Biological Chemistry). , 274 (13) pp. 8455-8459), TWEAK (TNFLSF member 12) was found to be a direct and potent inducer of angiogenesis (vascular formation and growth).

より一層の好ましい実施態様において、融合タンパク質のサイトカイン部分は、ヒトAPRIL(配列番号13または14)、特に、配列番号13のアミノ酸112〜247もしくは113〜247、または配列番号14の112〜250もしくは113〜250に由来する。APRIL(TNFLSメンバー13)は、受容体TNFRSF13BおよびTNFRSF17に結合する三量体サイトカインである。最近、様々な腫瘍細胞に組換えAPRILを添加することにより、それらの増殖が刺激されることが示され、それゆえにAPRILは、腫瘍細胞の成長の調節に関係がある可能性がある(Hahne M.ら,1998;J.Exp.Med.188:1185−1190)。また、APRILが単球/マクロファージ媒介免疫プロセスに関与し得ることも示唆されている。   In an even more preferred embodiment, the cytokine portion of the fusion protein is human APRIL (SEQ ID NO: 13 or 14), in particular amino acids 112-247 or 113-247 of SEQ ID NO: 13, or 112-250 or 113 of SEQ ID NO: 14. Derived from ~ 250. APRIL (TNFLS member 13) is a trimeric cytokine that binds to the receptors TNFRSF13B and TNFRSF17. Recently, it has been shown that the addition of recombinant APRIL to various tumor cells stimulates their proliferation and therefore APRIL may be involved in the regulation of tumor cell growth (Hahne M Et al., 1998; J. Exp. Med. 188: 1185-1190). It has also been suggested that APRIL may be involved in monocyte / macrophage mediated immune processes.

エフェクターポリペプチドとして本明細書において使用されるTNFスーパーファミリーサイトカインは、特定の実施態様においてN末端側で切断されてもよい。この点で使用されるような切断は、ストーク領域のすべてのアミノ酸の削除、またはストーク領域の一部のアミノ酸の削除を指すものとする。   The TNF superfamily cytokine used herein as an effector polypeptide may be cleaved N-terminally in certain embodiments. Cleavage as used in this respect shall refer to the deletion of all amino acids in the stalk region or the deletion of some amino acids in the stalk region.

TNFスーパーファミリーのタンパク質は、15〜30アミノ酸のN末端部分(いわゆるストーク領域)を介して膜につなぎ留められる。ストーク領域は、三量体化に寄与し、細胞膜に対して一定距離を提供する。しかしながら、ストーク領域は、受容体結合ドメイン(RBD)の一部を形成しない。   TNF superfamily proteins are tethered to the membrane via the 15-30 amino acid N-terminal portion (so-called stalk region). The stalk region contributes to trimerization and provides a certain distance to the cell membrane. However, the stalk region does not form part of the receptor binding domain (RBD).

重要なことには、RBDは、そのNおよびC末端のアミノ酸の特有の局在性によって特徴づけられる。前記アミノ酸は、三量体の軸のすぐ近くに隣接し、三量体の軸の中心となるよう配置される。RBDの最初のN末端アミノ酸は、RBDのC末端のアミノ酸と逆平行β鎖を形成する(図36および38)。   Importantly, RBD is characterized by a unique localization of its N- and C-terminal amino acids. The amino acids are located immediately adjacent to the trimer axis and are centered on the trimer axis. The first N-terminal amino acid of RBD forms an antiparallel β chain with the C-terminal amino acid of RBD (FIGS. 36 and 38).

従って、RBDの逆平行ベータ鎖は、細胞膜との境界面を形成し、それはストーク領域のアミノ酸を介して細胞膜に接続され、細胞膜内につなぎ留められる。本発明の特定の実施態様において、エフェクターポリペプチドとして使用されるTNFスーパーファミリーサイトカインのストーク領域が削除される。これは、ストーク領域とリンカーコレクチンとの間の立体障害を回避することができるという特有の長所を有する。そうでなければ、TNF−SF−RBDドメインのうちの1つのC末端をコレクチンドメインのN末端と接続するリンカーは、ストークによって立体的障害を受け、それにより、不安定性および/または凝集物形成が生じる可能性がある。   Therefore, the antiparallel beta chain of RBD forms an interface with the cell membrane, which is connected to the cell membrane via amino acids in the stalk region and is anchored in the cell membrane. In certain embodiments of the invention, the stalk region of the TNF superfamily cytokine used as an effector polypeptide is deleted. This has the unique advantage that steric hindrance between the stalk region and the linker collectin can be avoided. Otherwise, the linker connecting the C-terminus of one of the TNF-SF-RBD domains to the N-terminus of the collectin domain is sterically hindered by stalk, thereby causing instability and / or aggregate formation. It can happen.

特定の実施態様において、N末端のストーク領域の削除によってTNFスーパーファミリーサイトカインを切断することは、コレクチン三量体化ドメインのC末端のポジショニングにとって必要条件である。特定の実施態様において、コレクチンに基づく三量体融合タンパク質は、ストーク領域由来の任意のアミノ酸を欠くTNF−SFサイトカインの受容体結合ドメインを含むことが特に好ましい。   In certain embodiments, cleaving the TNF superfamily cytokine by deletion of the N-terminal stalk region is a prerequisite for C-terminal positioning of the collectin trimerization domain. In certain embodiments, it is particularly preferred that the collectin-based trimer fusion protein comprises a receptor binding domain of a TNF-SF cytokine lacking any amino acids from the stalk region.

コレクチンに基づく三量体TNF−SF融合ポリペプチド(ここで、エフェクターTNFスーパーファミリーサイトカインは、コレクチン三量体化ドメインのN末端に位置される)がそれぞれのサイトカイン受容体に対する少なくとも1つの機能的結合部位を含む規則正しい三量体構造を形成する能力は、本発明の特定の実施態様において、TNFスーパーファミリーサイトカインのストーク領域の全部または一部の削除に決定的に関連する。   At least one functional binding to each cytokine receptor is a collectin-based trimeric TNF-SF fusion polypeptide, where the effector TNF superfamily cytokine is located at the N-terminus of the collectin trimerization domain The ability to form ordered trimeric structures including sites is critically associated with the deletion of all or part of the stalk region of TNF superfamily cytokines in certain embodiments of the invention.

本明細書に記載されるような本発明の融合タンパク質において、コレクチン三量体化ドメインは、エフェクターポリペプチドのC末端に配置される。従って、その融合タンパク質は、本明細書に記載されるようなエフェクターポリペプチド、ならびにコレクチンファミリーネックドメインおよびコレクチンファミリーCRDドメイン(例えば、サーファクタントタンパク質DのネックドメインならびにCRDおよび/もしくはネックドメイン、またはコレクチン−11のネックドメインならびにCRDおよび/もしくはネックドメイン(両方とも本明細書に記載されるとおりのもの))を含むコレクチン三量体化ドメインを含み得、ここで、それらのドメインは、エフェクターポリペプチドのC末端に配置される。この実施態様において、コレクチン三量体化ドメインがネックドメインおよびCRDを含むことが好ましい。   In the fusion proteins of the invention as described herein, the collectin trimerization domain is located at the C-terminus of the effector polypeptide. Accordingly, the fusion protein comprises an effector polypeptide as described herein, and a collectin family neck domain and a collectin family CRD domain (eg, the neck domain of surfactant protein D and the CRD and / or neck domain, or collectin- 11 neck domains and a collectin trimerization domain comprising CRD and / or neck domains (both as described herein), wherein the domains of the effector polypeptide Located at the C-terminus. In this embodiment, it is preferred that the collectin trimerization domain comprises a neck domain and a CRD.

本明細書に開示される融合タンパク質は、コレクチン三量体化ドメインのN末端にエフェクターポリペプチドを含む。本発明者らは、この方向付けが満たされた場合にのみ、三量体の制御された形成がもたらされ得ることを見出した。コレクチン三量体化ドメインのN末端にエフェクターポリペプチドを有するコンストラクトのみが、制御された安定な三量体を導き、取り扱い中および精製中により大きな凝集物を形成する傾向が最小限である。組換えヒトSP−Dのネック−CRD部分の公開された結晶構造(Shrive,A.K.ら、2003,J.Mol.Biol.331:509−523)から、各単量体(monomera)のNおよびC末端のアミノ酸の相対的位置を得ることができる。三量体(trimere)のアミノ末端のアミノ酸(A205[A225])は、溶媒曝露され、平行なコイルドコイル構造の先頭に直接的に近接して配置されるが、一方で、三量体(trimere)のC末端(F355[F375])アミノ酸の側鎖は、CRDドメイン内に埋もれており、互いに対称的に離れた三角形の位置に置かれる。F355[F375]のCOOH基は、およそ23オングストロームの辺長の二等辺三角形を形成している。重要なことには、ネック−CRD三量体(trimere)のタンパク質コアはこの三角形内にあり、従って、そのネック−CRDコアに対して放射状の空間のみが融合パートナーに接近可能である。 The fusion proteins disclosed herein comprise an effector polypeptide at the N-terminus of the collectin trimerization domain. The inventors have found that controlled formation of trimers can only occur if this orientation is met. Only constructs having an effector polypeptide at the N-terminus of the collectin trimerization domain lead to a controlled and stable trimer and have a minimal tendency to form larger aggregates during handling and purification. From the published crystal structure of the neck-CRD portion of recombinant human SP-D (Shrive, AK et al., 2003, J. Mol. Biol. 331: 509-523), each monomer (monomera) The relative positions of the N and C terminal amino acids can be obtained. The amino terminal amino acid (A205 [A225] * ) of the trimer is solvent exposed and placed directly close to the top of the parallel coiled-coil structure, while the trimer (trimere) ) C-terminal (F355 [F375] * ) amino acid side chains are buried in the CRD domain and are placed in symmetrically spaced triangular positions. The COOH group of F355 [F375] * forms an isosceles triangle having a side length of approximately 23 angstroms. Importantly, the protein core of the neck-CRD trimer is within this triangle, and therefore only radial space relative to the neck-CRD core is accessible to the fusion partner.

SP−D三量体(trimere)のネック−CRD部分におけるNおよびC末端アミノ酸は、互いに対する相対的位置から、融合タンパク質の構築のための継目としての用途に関して等価ではないと結論付けられ得る。   From the relative position to each other, the N- and C-terminal amino acids in the neck-CRD part of the SP-D trimer can be concluded not to be equivalent for use as a seam for the construction of the fusion protein.

TNF−SFタンパク質の場合における不利な点として、ストーク領域を有する細胞外領域を含むC末端融合(これは、ネック−CRDのC末端のアミノ酸へTNF−SFフラグメントを融合することを意味する;F355[F375])は、TNF−SFフラグメント自体の三量体化する力により高分子の凝集物を生じ得る。
[]内に提示される数字は、配列番号21を参照する。
As a disadvantage in the case of TNF-SF protein, a C-terminal fusion comprising an extracellular region with a stalk region (which means fusing the TNF-SF fragment to the C-terminal amino acid of the neck-CRD; F355 [F375] * ) can give rise to macromolecular aggregates due to the trimerizing force of the TNF-SF fragment itself.
* The numbers presented in [] refer to SEQ ID NO: 21.

従って、その内因性ストークC末端を有するTNF−SF−RBDドメインをネック−CRDコンストラクトに融合しても、規定される三量体の集合体を生じないであろう。従って、本発明の特定の実施態様において、ストーク領域を欠くTNF−SF−RBD(TNFスーパーファミリー受容体結合ドメイン)の切断されたポリペプチドが、エフェクターポリペプチドとして使用される。   Thus, fusion of a TNF-SF-RBD domain with its endogenous stalk C-terminus to the neck-CRD construct will not yield a defined trimeric assembly. Thus, in a particular embodiment of the invention, a truncated polypeptide of TNF-SF-RBD (TNF superfamily receptor binding domain) lacking a stalk region is used as an effector polypeptide.

好ましい実施態様において、融合タンパク質は、TRAIL、特に、ヒトTRAILもしくはその受容体結合ドメインまたは本明細書に記載されるようなTRAILの変異体、好ましくは、ヒトTRAIL(配列番号10)の95〜281、116〜281、117〜281、118〜281、119〜281もしくは120〜281、および本明細書に記載されるようなコレクチン三量体化ドメインまたはその変異体、特に、サーファクタントタンパク質−DのCRDおよびネックドメイン、好ましくは、配列番号21のヒトサーファクタントタンパク質−Dのアミノ酸217〜375、218〜375、219〜375、220〜375、221〜375、222〜375、223〜375、224〜375、225〜375(ここで、そのコレクチン三量体化ドメインは、本明細書に記載されるようなTRAILまたは変異体TRAILのC末端に配置される)を含む。この点に関して好ましい融合タンパク質は、配列番号26または27である。あるいは、上記融合タンパク質は、本明細書に記載されるようなリンカー、例えば、アミノ酸配列(GSS)a(SSG)b(GSG)c(式中、a、b、cは、それぞれ0、1、2、3、4、5または6である)を有するリンカーを追加的に含んでもよい。好ましくは、リンカーは、9〜15アミノ酸長を有する。   In a preferred embodiment, the fusion protein is TRAIL, in particular human TRAIL or its receptor binding domain or a variant of TRAIL as described herein, preferably 95-281 of human TRAIL (SEQ ID NO: 10). 116-281, 117-281, 118-281, 119-281 or 120-281, and collectin trimerization domains or variants thereof as described herein, in particular, CRD of surfactant protein-D And the neck domain, preferably amino acids 217-375, 218-375, 219-375, 220-375, 221-375, 222-375, 223-375, 224-375 of human surfactant protein-D of SEQ ID NO: 21, 225-375 (where Collectin trimerization domain comprises TRAIL or are located at the C-terminus of the variant TRAIL) as described herein. A preferred fusion protein in this regard is SEQ ID NO: 26 or 27. Alternatively, the fusion protein can be a linker as described herein, eg, amino acid sequence (GSS) a (SSG) b (GSG) c, where a, b, c are 0, 1, A linker having (2, 3, 4, 5 or 6). Preferably, the linker has a length of 9-15 amino acids.

好ましい実施態様において、融合タンパク質は、TRAIL、特に、ヒトTRAILもしくはその受容体結合ドメインまたは本明細書に記載されるようなTRAILの変異体、好ましくは、ヒトTRAIL(配列番号10)の95〜281、116〜281、117〜281、118〜281、119〜281または120〜281、および本明細書に記載されるようなコレクチン三量体化ドメインまたはその変異体、特に、サーファクタントタンパク質−Dのネックドメイン、好ましくは、配列番号21のヒトサーファクタントタンパク質−Dのアミノ酸217〜257、218〜257、219〜257、220〜257、221〜257、222〜257、223〜257、224〜257または225〜257(ここで、そのコレクチン三量体化ドメインは、本明細書に記載されるようなTRAILまたは変異体TRAILのC末端に配置される)を含む。この点に関して好ましい融合タンパク質は、配列番号28である。あるいは、上記融合タンパク質は、本明細書に記載されるようなリンカー、例えば、アミノ酸配列(GSS)a(SSG)b(GSG)c(式中、a、b、cは、それぞれ0、1、2、3、4、5または6である)を有するリンカーを追加的に含んでもよい。   In a preferred embodiment, the fusion protein is TRAIL, in particular human TRAIL or its receptor binding domain or a variant of TRAIL as described herein, preferably 95-281 of human TRAIL (SEQ ID NO: 10). , 116-281, 117-281, 118-281, 119-281 or 120-281, and collectin trimerization domains or variants thereof as described herein, in particular, the neck of surfactant protein-D Domain, preferably amino acids 217-257, 218-257, 219-257, 220-257, 221-257, 222-257, 223-257, 224-257 or 225 of human surfactant protein-D of SEQ ID NO: 21 257 (where the collection Emissions trimerization domain comprises TRAIL or are located at the C-terminus of the variant TRAIL) as described herein. A preferred fusion protein in this regard is SEQ ID NO: 28. Alternatively, the fusion protein can be a linker as described herein, eg, amino acid sequence (GSS) a (SSG) b (GSG) c, where a, b, c are 0, 1, A linker having (2, 3, 4, 5 or 6).

別の好ましい実施態様において、融合タンパク質は、TRAIL、特に、ヒトTRAILもしくはその受容体結合ドメインまたは本明細書に記載されるようなTRAILの変異体、好ましくは、ヒトTRAIL(配列番号10)の95〜281、116〜281、117〜281、118〜281、119〜281または120〜281、および本明細書に記載されるようなコレクチン三量体化ドメインまたはその変異体、特に、コレクチン−11のCRDおよびネックドメイン、好ましくは、配列番号22のヒトコレクチン−11のアミノ酸110〜271、116〜271または121〜271(ここで、そのコレクチン三量体化ドメインは、本明細書に記載されるようなTRAILまたは変異体TRAILのC末端に配置される)を含む。この点に関して好ましい融合タンパク質は、配列番号29および30である。あるいは、上記融合タンパク質は、本明細書に記載されるようなリンカー、例えば、アミノ酸配列(GSS)a(SSG)b(GSG)c(式中、a、b、cは、それぞれ0、1、2、3、4、5または6である)を有するリンカーを追加的に含んでもよい。好ましくは、リンカーは、9〜15アミノ酸長を有する。   In another preferred embodiment, the fusion protein is TRAIL, in particular human TRAIL or its receptor binding domain or a variant of TRAIL as described herein, preferably 95 of human TRAIL (SEQ ID NO: 10). ~ 281, 116-281, 117-281, 118-281, 119-281 or 120-281, and a collectin trimerization domain or variant thereof as described herein, in particular of collectin-11 CRD and neck domain, preferably amino acids 110-271, 116-271 or 121-271 of human collectin-11 of SEQ ID NO: 22, wherein the collectin trimerization domain is as described herein Located at the C-terminus of TRAIL or mutant TRAIL) . Preferred fusion proteins in this regard are SEQ ID NOs: 29 and 30. Alternatively, the fusion protein can be a linker as described herein, eg, amino acid sequence (GSS) a (SSG) b (GSG) c, where a, b, c are 0, 1, A linker having (2, 3, 4, 5 or 6). Preferably, the linker has a length of 9-15 amino acids.

別の好ましい実施態様において、融合タンパク質は、TRAIL、特に、ヒトTRAILもしくはその受容体結合ドメイン、または本明細書に記載されるようなTRAILの変異体、好ましくは、ヒトTRAIL(配列番号10)の95〜281、116〜281、117〜281、118〜281、119〜281または120〜281、および本明細書に記載されるようなコレクチン三量体化ドメインまたはその変異体、特に、コレクチン−11のネックドメイン、好ましくは、配列番号22のヒトコレクチン−11のアミノ酸   In another preferred embodiment, the fusion protein is of TRAIL, in particular human TRAIL or its receptor binding domain, or a variant of TRAIL as described herein, preferably human TRAIL (SEQ ID NO: 10). 95-281, 116-281, 117-281, 118-281, 119-281 or 120-281, and collectin trimerization domains or variants thereof as described herein, in particular, collectin-11 Neck domain, preferably the amino acid of human collectin-11 of SEQ ID NO: 22

(ここで、そのコレクチン三量体化ドメインは、本明細書に記載されるようなTRAILまたは変異体TRAILのC末端に配置される)を含む。この点に関して好ましい融合タンパク質は、配列番号31である。あるいは、上記融合タンパク質は、本明細書に記載されるようなリンカー、例えば、アミノ酸配列(GSS)a(SSG)b(GSG)c(式中、a、b、cは、それぞれ0、1、2、3、4、5または6である)を有するリンカーを追加的に含んでもよい。 Wherein the collectin trimerization domain is located at the C-terminus of TRAIL or mutant TRAIL as described herein. A preferred fusion protein in this regard is SEQ ID NO: 31. Alternatively, the fusion protein can be a linker as described herein, eg, amino acid sequence (GSS) a (SSG) b (GSG) c, where a, b, c are 0, 1, A linker having (2, 3, 4, 5 or 6).

別の好ましい実施態様において、融合タンパク質は、CD95L、特に、ヒトCD95Lまたは本明細書に記載されるようなその受容体結合ドメイン、例えば、配列番号40のアミノ酸21〜160、ならびにヒトSP−DのネックドメインおよびCRD(例えば、それぞれ、配列番号40のアミノ酸172〜209および210〜327)を含むコレクチン三量体化ドメインまたは本明細書に記載されるようなその変異体を含む。上記融合タンパク質は、リンカー(例えば、可撓性リンカー)、より好ましくは、好ましくは9〜15のアミノ酸長を有する本明細書に記載されるようなグリシン/セリンリンカーを含んでもよい。この点に関して好ましい融合タンパク質は、配列番号40、特に、配列番号40のアミノ酸21〜327を含む。   In another preferred embodiment, the fusion protein is CD95L, in particular human CD95L or its receptor binding domain as described herein, eg, amino acids 21-160 of SEQ ID NO: 40, and human SP-D. It includes a collectin trimerization domain comprising a neck domain and a CRD (eg, amino acids 172 to 209 and 210 to 327 of SEQ ID NO: 40, respectively) or variants thereof as described herein. The fusion protein may comprise a linker (eg, a flexible linker), more preferably a glycine / serine linker as described herein having a length of preferably 9-15 amino acids. A preferred fusion protein in this regard comprises SEQ ID NO: 40, particularly amino acids 21-327 of SEQ ID NO: 40.

別の好ましい実施態様において、融合タンパク質は、LIGHT、特に、ヒトLIGHTまたは本明細書に記載されるようなその受容体結合ドメイン、好ましくは、配列番号41のアミノ酸21〜170、ならびにヒトSP−DのネックドメインおよびCRD(例えば、それぞれ、配列番号41のアミノ酸182〜219および220〜337)を含むコレクチン三量体化ドメインまたは本明細書に記載されるようなその変異体を含む。そのサイトカインおよびコレクチンドメインは、リンカー(例えば、好ましくは9〜15アミノ酸長を有する、本明細書に記載されるようなグリシン/セリンリンカー)によって接続される。この点に関して好ましい融合タンパク質は、配列番号41、特に、配列番号41のアミノ酸21〜327を含む。   In another preferred embodiment, the fusion protein is LIGHT, in particular human LIGHT or its receptor binding domain as described herein, preferably amino acids 21-170 of SEQ ID NO: 41, and human SP-D. A collectin trimerization domain comprising a neck domain and a CRD (eg, amino acids 182-219 and 220-337 of SEQ ID NO: 41, respectively) or a variant thereof as described herein. The cytokine and collectin domains are connected by a linker (eg, a glycine / serine linker as described herein, preferably having a length of 9-15 amino acids). A preferred fusion protein in this regard comprises SEQ ID NO: 41, particularly amino acids 21-327 of SEQ ID NO: 41.

別の好ましい実施態様において、融合タンパク質は、TRAIL、特に、ヒトTRAILもしくはその受容体結合ドメインまたは本明細書に記載されるようなTRAILの変異体(例えば、配列番号43(野生型TRAIL)のアミノ酸21〜181、配列番号47(TRAILR1mut)のアミノ酸21〜181または配列番号48(TRAILR2mut)のアミノ酸21〜181)を含む。さらに、上記融合タンパク質は、ヒトSP−Dのネックドメインおよび任意にCRD(例えば、それぞれ配列番号43のアミノ酸193〜230および231〜384)から選択されるコレクチン三量体化ドメイン、または本明細書に記載されるようなその変異体(例えば、配列番号49または50に示されるような変異体)を含む。上記融合ポリペプチドは、ヒトSP−Dのネック領域およびCRDの両方を含む。上記サイトカインおよびコレクチンドメインは、リンカー(例えば、本明細書に記載されるようなグリシン/セリンリンカー)によって接続される。好ましくは、リンカーは、9〜15のアミノ酸長を有する。   In another preferred embodiment, the fusion protein is TRAIL, in particular human TRAIL or its receptor binding domain or a variant of TRAIL as described herein (eg, amino acids of SEQ ID NO: 43 (wild type TRAIL)). 21-181, amino acids 21-181 of SEQ ID NO: 47 (TRAILR1mut) or amino acids 21-181 of SEQ ID NO: 48 (TRAILR2mut)). Further, the fusion protein can be a collectin trimerization domain selected from a neck domain of human SP-D and optionally a CRD (eg, amino acids 193 to 230 and 231 to 384 of SEQ ID NO: 43, respectively); And variants thereof as described in (eg, variants as shown in SEQ ID NO: 49 or 50). The fusion polypeptide includes both the human SP-D neck region and the CRD. The cytokine and collectin domains are connected by a linker (eg, a glycine / serine linker as described herein). Preferably, the linker has a length of 9-15 amino acids.

この点に関して好ましい融合タンパク質は、(i)配列番号43、特に、配列番号43のアミノ酸21〜348、(ii)配列番号44、特に、配列番号44のアミノ酸21〜230、(iii)配列番号47、特に、配列番号47のアミノ酸21〜348、(iv)配列番号48、特に、配列番号48のアミノ酸21〜348、(v)配列番号49、特に、配列番号49のアミノ酸21〜348、または(vi)配列番号50、特に、配列番号50のアミノ酸21〜348を含む。   Preferred fusion proteins in this regard are (i) SEQ ID NO: 43, particularly amino acids 21-348 of SEQ ID NO: 43, (ii) SEQ ID NO: 44, particularly amino acids 21-230 of SEQ ID NO: 44, (iii) SEQ ID NO: 47 In particular, amino acids 21 to 348 of SEQ ID NO: 47, (iv) SEQ ID NO: 48, in particular amino acids 21 to 348 of SEQ ID NO: 48, (v) SEQ ID NO: 49, in particular amino acids 21 to 348 of SEQ ID NO: 49, or ( vi) comprises amino acids 21 to 348 of SEQ ID NO: 50, in particular SEQ ID NO: 50;

別の好ましい実施態様において、融合タンパク質は、TRAIL、特に、ヒトTRAILもしくはその受容体結合ドメインまたは上記の本明細書に記載されたようなTRAILの変異体、ならびにヒトコレクチン11のネックドメインおよびヒトコレクチン11のCRD(例えば、それぞれ、配列番号45のアミノ酸193〜224および225〜347)であるコレクチン三量体化ドメインを含む。そのサイトカインおよびコレクチンドメインは、リンカー(例えば、好ましくは、9〜15アミノ酸長を有する、上記の本明細書に記載されたようなグリシン/セリンリンカー)によって接続される。この点に関して好ましい融合タンパク質は、配列番号45および配列番号46、特に、配列番号45のアミノ酸21〜347または配列番号46のアミノ酸21〜229を含む。   In another preferred embodiment, the fusion protein is TRAIL, in particular human TRAIL or its receptor binding domain or a variant of TRAIL as described herein above, and the neck domain of human collectin 11 and human collectin It contains 11 CRDs (eg, amino acids 193-224 and 225-347 of SEQ ID NO: 45, respectively), a collectin trimerization domain. The cytokine and collectin domains are connected by a linker (eg, a glycine / serine linker as described herein above, preferably having a length of 9-15 amino acids). Preferred fusion proteins in this regard include SEQ ID NO: 45 and SEQ ID NO: 46, particularly amino acids 21-347 of SEQ ID NO: 45 or amino acids 21-229 of SEQ ID NO: 46.

別の好ましい実施態様において、融合タンパク質は、APRIL、特に、ヒトAPRILまたは本明細書に記載されるようなその受容体結合ドメイン(例えば、配列番号51のアミノ酸21〜158)および本明細書に記載されるようなコレクチン三量体化ドメイン、特に、本明細書に記載されるようなヒトSP−Dまたはその変異体のネックドメインおよびCRD(例えば、それぞれ、配列番号51のアミノ酸170〜207および208〜325)を含む。そのサイトカインおよびコレクチンドメインは、リンカー(例えば、好ましくは、9〜15アミノ酸長を有する、本明細書に記載されるようなグリシン/セリンリンカー)によって接続される。この点に関して好ましい融合タンパク質は、配列番号51、特に、配列番号51のアミノ酸21〜325を含む。   In another preferred embodiment, the fusion protein is APRIL, particularly human APRIL or a receptor binding domain thereof as described herein (eg, amino acids 21-158 of SEQ ID NO: 51) and as described herein. Collectin trimerization domains such as those described above, particularly the neck domain and CRD of human SP-D or variants thereof as described herein (eg, amino acids 170-207 and 208 of SEQ ID NO: 51, respectively). ~ 325). The cytokine and collectin domains are connected by a linker (eg, a glycine / serine linker as described herein, preferably having a length of 9-15 amino acids). A preferred fusion protein in this regard comprises SEQ ID NO: 51, particularly amino acids 21-325 of SEQ ID NO: 51.

特定の実施態様において、エフェクターポリペプチドは、抗体である。本明細書において使用されるような抗体は、従来の野生型抗体ならびに改変および変更された抗体を含み得る。そのような改変は、1本鎖抗体、抗体フラグメント、ヒト化抗体等の作製を含み得る。一般に、抗体または抗原結合アミノ酸配列(相補性決定領域、CDR)は、任意の種由来の抗体またはCDR、ならびに組換え的に生成された抗体またはCDRであり得る。   In certain embodiments, the effector polypeptide is an antibody. Antibodies as used herein can include conventional wild type antibodies as well as modified and altered antibodies. Such modifications can include the production of single chain antibodies, antibody fragments, humanized antibodies and the like. In general, an antibody or antigen-binding amino acid sequence (complementarity determining region, CDR) can be an antibody or CDR from any species, as well as a recombinantly produced antibody or CDR.

抗体は、ヒトクラスA、E、D、MもしくはG、好ましくは、IgGからの完全抗体、またはその抗原結合フラグメントであり得る。好ましくは、抗体またはその抗原結合フラグメントは、ヒト定常領域を有するキメラ抗体またはヒト化抗体であり、好ましくは、IgG1、IgG2、IgG3もしくはIgG4サブクラスまたはそれらの組み合わせ、あるいは変更されたエフェクター機能を有する遺伝子操作された改変体である。エフェクター機能は、抗体依存性細胞傷害(ADCC)および補体依存性細胞傷害(CDC)であり得る(may by)。遺伝子操作されたFc部分は、変更された薬物動態学的特性も有し得る。さらに、完全なヒト抗体またはその抗原結合フラグメントが好ましい。より好ましくは、抗体は、ヒトまたは実質的にヒトのフレームワーク領域を追加的に含むヒト化抗体もしくはヒト抗体またはそれらのフラグメントである。また、抗体フラグメント(例えば、F(ab)2またはFabフラグメント等の二価または一価の抗体フラグメント)が好ましい。他方、抗体は、組換え抗体(例えば、1本鎖抗体またはそのフラグメント(例えば、scFvフラグメント(Fvフラグメントは、任意のアミノ酸配列、好ましくは、低分子極性アミノ酸によって接続され、より好ましくは、グリシンおよび/またはセリンおよび/またはトレオニンで構成される)))であり得る。さらに、組換えの抗体は、多量体scFv集合体(例えば、単一ポリペプチド上で共に連結された2以上のscFv−フラグメント)であり得る。   The antibody can be a complete antibody from human class A, E, D, M or G, preferably IgG, or an antigen-binding fragment thereof. Preferably, the antibody or antigen-binding fragment thereof is a chimeric antibody or humanized antibody having a human constant region, preferably an IgG1, IgG2, IgG3 or IgG4 subclass or a combination thereof, or a gene having altered effector function An engineered variant. Effector functions can be antibody-dependent cytotoxicity (ADCC) and complement-dependent cytotoxicity (CDC) (may by). A genetically engineered Fc portion may also have altered pharmacokinetic properties. Furthermore, fully human antibodies or antigen binding fragments thereof are preferred. More preferably, the antibody is a humanized or human antibody or fragment thereof additionally comprising a human or substantially human framework region. Also preferred are antibody fragments (eg, bivalent or monovalent antibody fragments such as F (ab) 2 or Fab fragments). On the other hand, antibodies are recombinant antibodies (eg, single chain antibodies or fragments thereof (eg, scFv fragments (Fv fragments are connected by any amino acid sequence, preferably small polar amino acids, more preferably glycine and And / or composed of serine and / or threonine))). Furthermore, the recombinant antibody can be a multimeric scFv assembly (eg, two or more scFv-fragments linked together on a single polypeptide).

特定の実施態様において、抗体、1本鎖抗体、または抗体もしくは1本鎖抗体のフラグメントは、TNFスーパーファミリーのサイトカイン、その受容体結合ドメインまたはサイトカインに対する受容体に対して作製される。特別の実施態様において、抗体は、IL4R−アルファに対して作製される。   In certain embodiments, antibodies, single chain antibodies, or fragments of antibodies or single chain antibodies are generated against a TNF superfamily cytokine, its receptor binding domain, or a receptor for a cytokine. In a particular embodiment, the antibody is raised against IL4R-alpha.

特定の実施態様において、上記抗体は、抗体または抗体フラグメント、例えば、ハイブリドーマ細胞株DSM ACC2882によって産生されるマウス抗体X2/45(Tonyら,1994)に由来するキメラ抗体またはヒト化抗体である。ハイブリドーマ細胞株DSM ACC2882は、Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen GmbH(DSZM),Mascheroder Weg 1b,38124 Braunschweig,Germanyにおいて2008年1月29日付で微生物の寄託に関するブダペスト条約のもと寄託された。特定の特別な実施態様において、抗体または抗体フラグメントは、ヒトIL4Ra受容体細胞外ドメインを認識する。さらなる実施態様において、マウスX2/45の重鎖および軽鎖の相補性決定領域は、ヒトIL4Raを認識するヒト抗体もしくはヒト化抗体または組換えヒト化抗体フラグメントを作製するために使用されている。好ましい実施態様において、配列番号52の21〜264位に示されるようなヒト化scFv抗体フラグメントが、エフェクターポリペプチドとして使用される。   In certain embodiments, the antibody is an antibody or antibody fragment, eg, a chimeric or humanized antibody derived from mouse antibody X2 / 45 (Tony et al., 1994) produced by hybridoma cell line DSM ACC2882. The hybridoma cell line DSM ACC2882 was deposited in Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen GmbH (DSZM), on the date of the microbiology of Mascheroder Weg 1b, 38124 Braunschweig, Germany. In certain special embodiments, the antibody or antibody fragment recognizes the human IL4Ra receptor extracellular domain. In a further embodiment, the heavy and light chain complementarity determining regions of mouse X2 / 45 have been used to generate human or humanized antibodies or recombinant humanized antibody fragments that recognize human IL4Ra. In a preferred embodiment, a humanized scFv antibody fragment as shown at positions 21-264 of SEQ ID NO: 52 is used as an effector polypeptide.

本明細書に記載されるような融合タンパク質は、N末端のシグナルペプチドドメインを追加的に含んでもよく、それによって、好適な宿主細胞中でのプロセッシング(例えば、細胞外分泌)が可能になる。好ましくは、N末端のシグナルペプチドドメインは、プロテアーゼ、例えば、シグナルペプチダーゼの切断部位を含み、従って、発現の後または発現の間に除去されることにより、成熟タンパク質が得られ得る。好ましい実施態様において、N末端のシグナルペプチドドメインは、配列番号23、配列番号24または配列番号25の配列を含む。   A fusion protein as described herein may additionally comprise an N-terminal signal peptide domain, thereby allowing processing (eg, extracellular secretion) in a suitable host cell. Preferably, the N-terminal signal peptide domain contains a cleavage site for a protease, such as a signal peptidase, and thus can be removed after or during expression to yield a mature protein. In a preferred embodiment, the N-terminal signal peptide domain comprises the sequence of SEQ ID NO: 23, SEQ ID NO: 24 or SEQ ID NO: 25.

さらに、融合タンパク質は、認識/精製ドメイン、例えば、Strep−tagドメインおよび/またはポリHisドメイン(これらはN末端またはC末端に配置され得る)を含んでもよい(may comprise comprises)。   In addition, the fusion protein may include a recognition / purification domain, such as a Strep-tag domain and / or a poly-His domain (which may be located at the N-terminus or C-terminus) (may comprises).

融合タンパク質は、例えば、1〜50、好ましくは、10〜30アミノ酸長を有し、本明細書において記載されるような認識/精製ドメインを含み得、および/またはそのドメインに接続され得る、C末端可撓性エレメントを追加的に含んでもよい。   The fusion protein is, for example, 1-50, preferably 10-30 amino acids long, can include and / or be connected to a recognition / purification domain as described herein, C Additional end flexible elements may be included.

特定の実施態様において、融合タンパク質は、CRDのC末端に融合された、抗体、1本鎖抗体、または抗体もしくは1本鎖抗体のフラグメントを追加的に含んでもよい。そのような抗体は、特定の実施態様において、例えば、融合タンパク質が特定の分子または部位を標的にするのに役立ち得る。また、そのようなコンストラクトは、少なくとも2つの異なる抗原特異性を有する融合ポリペプチドを作製する機会を提供し得る。   In certain embodiments, the fusion protein may additionally comprise an antibody, a single chain antibody, or a fragment of an antibody or single chain antibody fused to the C-terminus of the CRD. Such antibodies can be useful in certain embodiments, for example, to target a fusion protein to a particular molecule or site. Such constructs may also provide an opportunity to make fusion polypeptides having at least two different antigen specificities.

本発明のさらなる側面は、本明細書に記載されるような融合タンパク質をコードする核酸分子に関する。その核酸分子は、DNA分子(例えば、2本鎖または1本鎖のDNA分子)またはRNA分子であり得る。この核酸分子は、本明細書に記載されるようなシグナル配列、または分泌もしくは精製のための他の異種アミノ酸部分(好ましくは、本明細書に記載されるような融合タンパク質のNおよび/またはC末端に配置される)を含み得る融合タンパク質あるいはその前駆体(例えば、その融合タンパク質のプロフォームまたはプレプロフォーム)をコードし得る。その核酸分子は、異種アミノ酸部分が、プロテアーゼ切断部位(例えば、第X因子、トロンビンまたはIgAのプロテアーゼ切断部位)を介して第1および/または第2ドメインに連結され得る、融合タンパク質をコードしてもよい。 A further aspect of the invention relates to a nucleic acid molecule encoding a fusion protein as described herein. The nucleic acid molecule can be a DNA molecule (eg, a double-stranded or single-stranded DNA molecule) or an RNA molecule. This nucleic acid molecule can be a signal sequence as described herein, or other heterologous amino acid moiety for secretion or purification (preferably the N and / or C of the fusion protein as described herein. May encode a fusion protein or precursor thereof (eg, a proform or preproform of the fusion protein). The nucleic acid molecule encodes a fusion protein in which a heterologous amino acid moiety can be linked to the first and / or second domains via a protease cleavage site (eg, a factor cleavage site for factor Xa, thrombin or IgA). May be.

上記核酸分子は、発現制御配列(例えば、所望の宿主細胞において核酸分子を発現することを可能にする発現制御配列)に作動可能に連結されてもよい。その核酸分子は、ベクター(例えば、プラスミド、バクテリオファージ、ウイルスベクター、染色体組込みベクター等)に配置されてもよい。好適な発現制御配列およびベクターの例は、例えば、   The nucleic acid molecule may be operably linked to an expression control sequence (eg, an expression control sequence that allows the nucleic acid molecule to be expressed in a desired host cell). The nucleic acid molecule may be placed in a vector (eg, a plasmid, bacteriophage, viral vector, chromosomal integration vector, etc.). Examples of suitable expression control sequences and vectors include, for example,

またはさらにそれらの最新版に記載されている。 Or even listed in their latest version.

様々な発現ベクター/宿主細胞系を、本発明の融合タンパク質をコードする核酸配列を発現するために使用してもよい。好適な宿主細胞としては、細菌(例えば大腸菌)等の原核生物細胞、酵母細胞、昆虫細胞、植物細胞または動物細胞等の真核生物宿主細胞、好ましくは哺乳動物細胞、より好ましくは、ヒト細胞が挙げられるが、これらに限定されない。本明細書に記載されるような融合タンパク質をコードする核酸(nucliec acid)分子は、好適な宿主細胞(例えば、大腸菌、酵母細胞、植物細胞、昆虫細胞、動物細胞(例えば、哺乳動物細胞またはヒト細胞))における発現についてそのコドン使用頻度を考慮して最適化されてもよい。   A variety of expression vector / host cell systems may be used to express the nucleic acid sequence encoding the fusion protein of the invention. Suitable host cells include prokaryotic cells such as bacteria (eg E. coli), eukaryotic host cells such as yeast cells, insect cells, plant cells or animal cells, preferably mammalian cells, more preferably human cells. For example, but not limited to. Nucleic acid molecules encoding fusion proteins as described herein are suitable host cells (eg, E. coli, yeast cells, plant cells, insect cells, animal cells (eg, mammalian cells or humans). The expression in the cell)) may be optimized taking into account its codon usage.

さらに、本発明は、本明細書に記載されるような核酸分子により形質転換またはトランスフェクトされた、非ヒト生物(例えば、マウスまたはラット)に関する。そのような生物は、相同組換えを含む公知の遺伝学的移動方法によって作製されるノックアウト生物を含み得る。あるいは、そのような生物は、本明細書に記載されるような核酸分子の数コピーを含むトランスジェニック生物を含み得る。トランスジェニック生物の作製は、当該技術分野において公知である。   The present invention further relates to non-human organisms (eg, mice or rats) that have been transformed or transfected with nucleic acid molecules as described herein. Such organisms can include knockout organisms created by known genetic transfer methods including homologous recombination. Alternatively, such organisms can include transgenic organisms that contain several copies of a nucleic acid molecule as described herein. The production of transgenic organisms is known in the art.

融合タンパク質、それをコードする核酸、形質転換またはトランスフェクトされた細胞ならびに三量体複合体または三量体複合体のオリゴマー(すべて本明細書に記載されたとおりのもの)を、医薬、診断および/または研究に応用するために使用してもよい。これらの応用については、本明細書に記載されるようなエフェクターポリペプチドと本明細書に記載されるようなコレクチン三量体化ドメインの両方が、免疫学的作用を最小化するために同一種由来であること、例えば、ヒトにそのようなタンパク質を適用するときはヒト由来である融合タンパク質を使用することが好ましい。加えて、本明細書に記載されるようなネック−コレクチン三量体化ドメイン(例えば、サーファクタントタンパク質−Dまたはコレクチン−11由来のネックドメイン)への本明細書に記載されるようなエフェクターポリペプチドの融合は、迅速なクリアランスを導く可能性がある。あるいは、本明細書に記載されるようなTNFスーパーファミリーサイトカインまたはその受容体結合ドメインの、本明細書に記載されるようなネックドメインおよびCRD−コレクチン三量体化ドメイン(例えば、サーファクタントタンパク質−Dまたはコレクチン−11由来のネックドメインおよびCRDドメイン)への融合は、低いクリアランスを導く可能性がある。本明細書に記載されるようなコレクチン三量体化ドメインの変異体の使用は、本明細書に記載されるような方法で融合タンパク質のクリアランス速度を改変する可能性がある。   Fusion proteins, nucleic acids encoding them, transformed or transfected cells and trimer complexes or oligomers of trimer complexes (all as described herein) can be used as pharmaceuticals, diagnostics and And / or may be used for research applications. For these applications, both the effector polypeptide as described herein and the collectin trimerization domain as described herein may be of the same species to minimize immunological effects. For example, when such a protein is applied to a human, it is preferable to use a fusion protein derived from a human. In addition, an effector polypeptide as described herein to a neck-collectin trimerization domain as described herein (eg, a neck domain from surfactant protein-D or collectin-11). Fusion can lead to rapid clearance. Alternatively, a neck domain and CRD-collectin trimerization domain (eg, surfactant protein-D) as described herein of a TNF superfamily cytokine or receptor binding domain thereof as described herein. Or fusion to the collectin-11-derived neck and CRD domains) may lead to low clearance. Use of a variant of collectin trimerization domain as described herein may alter the clearance rate of the fusion protein in a manner as described herein.

本発明のさらなる側面は、少なくとも1つの融合タンパク質、それをコードする核酸、形質転換またはトランスフェクトされた細胞ならびに三量体複合体または三量体複合体のオリゴマー(すべて本明細書に記載されるとおりのもの)を活性な薬剤として含む薬学的組成物または診断用組成物に関する。   Further aspects of the invention include at least one fusion protein, nucleic acid encoding it, transformed or transfected cells and trimer complexes or oligomers of trimer complexes (all described herein). As a pharmaceutical agent or a diagnostic composition.

少なくとも1つの融合タンパク質、それをコードする核酸、形質転換またはトランスフェクトされた細胞ならびに三量体複合体または三量体複合体のオリゴマー(すべて本明細書中に記載されるとおりもの)は、増殖性障害、特に、TNFサイトカインの機能不全によって引き起こされる、それらと関連するおよび/またはそれらを伴う障害、例えば、腫瘍(例えば、固形腫瘍またはリンパ腫)、感染症、炎症性疾患、代謝性疾患、自己免疫障害(例えば、リウマチおよび/または関節炎疾患)、変性疾患(例えば、多発性硬化症等の神経変性疾患)、アポトーシス関連疾患および移植拒絶から選択される障害の治療(例えば、予防および/または処置)において使用され得る。   At least one fusion protein, nucleic acid encoding it, transformed or transfected cells and trimer complexes or oligomers of trimer complexes (all as described herein) Sexual disorders, especially disorders associated with and / or associated with TNF cytokine dysfunction, such as tumors (eg solid tumors or lymphomas), infectious diseases, inflammatory diseases, metabolic diseases, self Treatment (eg, prevention and / or treatment) of a disorder selected from immune disorders (eg, rheumatic and / or arthritic diseases), degenerative diseases (eg, neurodegenerative diseases such as multiple sclerosis), apoptosis-related diseases and transplant rejection. ).

本明細書に記載されるような融合タンパク質、核酸分子または細胞は、疾患の治療において、例えば、新生物、炎症性、感染性、変性性、遺伝性、増殖性および血管性の疾患、ならびに前悪性がん状態および悪性のがん性状態、がんおよび先天異常の予防および/または処置における医薬品として、または薬学的組成物の調製のために、使用され得る。   Fusion proteins, nucleic acid molecules or cells as described herein can be used in the treatment of diseases, for example, neoplastic, inflammatory, infectious, degenerative, hereditary, proliferative and vascular diseases, as well as previous It can be used as a medicament in the prevention and / or treatment of malignant and malignant cancerous conditions, cancer and birth defects, or for the preparation of pharmaceutical compositions.

本発明の特定の実施態様において、変性疾患は、神経変性疾患、骨および骨格の変性疾患、皮膚、粘膜上皮の変性疾患等の種々の組織または器官の変性疾患を含み得、例えば、骨粗鬆症(osteoporesis)、骨減少症、アルツハイマー病等を含み得る。   In certain embodiments of the invention, the degenerative disease can include various tissue or organ degenerative diseases, such as neurodegenerative diseases, bone and skeletal degenerative diseases, skin, mucosal epithelial degenerative diseases, eg, osteoporosis. ), Osteopenia, Alzheimer's disease and the like.

1つの実施態様において、増殖性疾患は、腫瘍である。腫瘍は、頭部および頚部の腫瘍、気管の腫瘍、肛門性器管(anogenital tract)の腫瘍、消化管の腫瘍、泌尿器系の腫瘍、生殖器系の腫瘍、内分泌系の腫瘍、中枢および末梢神経系の腫瘍、皮膚およびその付属器官の腫瘍、軟組織および骨の腫瘍、リンパ系および造血系の腫瘍等を含み得る。腫瘍は、例えば、新生物、例えば良性および悪性の腫瘍、カルシノーマ、肉腫、白血病、リンパ腫または形成不全を含み得る。特有の実施態様において、腫瘍は、例えば、頭部および頚部のがん、気管のがん、肛門性器管のがん、消化管のがん、皮膚およびその付属器官のがん、中枢および末梢神経系のがん、泌尿器系のがん、生殖器系のがん、内分泌系のがん、軟組織および骨のがん、造血系およびリンパ系のがんである。   In one embodiment, the proliferative disease is a tumor. Tumors include head and neck tumors, tracheal tumors, anogenital tract tumors, gastrointestinal tumors, urological tumors, genital tumors, endocrine tumors, central and peripheral nervous system tumors Tumors, tumors of the skin and its appendages, soft tissue and bone tumors, lymphoid and hematopoietic tumors, and the like. Tumors can include, for example, neoplasms such as benign and malignant tumors, carcinomas, sarcomas, leukemias, lymphomas or dysplasia. In particular embodiments, the tumor is, for example, cancer of the head and neck, cancer of the trachea, cancer of the anogenital tract, cancer of the gastrointestinal tract, cancer of the skin and its appendages, central and peripheral nerves. Cancers of the system, urological cancer, genital cancer, endocrine cancer, soft tissue and bone cancer, hematopoietic and lymphoid cancers.

エフェクターポリペプチドがTNSFポリペプチドまたはサイトカイン受容体ポリペプチドからなる群より選択される特定の実施態様において、本発明は、治療において使用するため、例えば、増殖性障害、特に、TNFサイトカインの機能不全によって引き起こされる、それらと関連する、および/またはそれらを伴う障害、例えば、腫瘍(例えば、固形腫瘍またはリンパ腫)、感染症、炎症性疾患、代謝性疾患、自己免疫障害(例えば、リウマチおよび/または関節炎疾患)、変性疾患(例えば、多発性硬化症等の神経変性疾患)、アポトーシス関連疾患および移植拒絶の予防および/または処置における薬学的組成物を調製するために本明細書に記載されるような融合タンパク質、核酸分子または細胞を使用するための、本明細書に記載されるような融合タンパク質、核酸分子または細胞にも関する。   In certain embodiments where the effector polypeptide is selected from the group consisting of a TNSF polypeptide or a cytokine receptor polypeptide, the present invention is for use in therapy, for example by proliferative disorders, in particular by dysfunction of TNF cytokines. Disorders caused, associated with and / or associated with them, such as tumors (eg solid tumors or lymphomas), infections, inflammatory diseases, metabolic diseases, autoimmune disorders (eg rheumatism and / or arthritis) Disease), degenerative diseases (eg, neurodegenerative diseases such as multiple sclerosis), apoptosis-related diseases and transplant rejection, as described herein for preparing a pharmaceutical composition Described herein for use of a fusion protein, nucleic acid molecule or cell. Also it relates to fusion proteins, nucleic acid molecules or cells as.

エフェクターポリペプチドが抗体、1本鎖抗体または抗体もしくは1本鎖抗体のフラグメントである特定の実施態様において、本発明は、さらに、治療において使用するため(例えば、増殖性障害、免疫学的障害、自己免疫障害、炎症性疾患、リンパ腫、感染症、代謝性疾患、自己免疫障害(例えば、リウマチおよび/または関節炎疾患)、変性疾患(例えば、多発性硬化症等の神経変性疾患)、アポトーシス関連疾患および移植拒絶の予防および/または処置における薬学的組成物を調製するために本明細書に記載されるような融合タンパク質、核酸分子または細胞を使用するため)の本明細書に記載されるような融合タンパク質、核酸分子または細胞に関する。   In certain embodiments where the effector polypeptide is an antibody, a single chain antibody, or a fragment of an antibody or single chain antibody, the present invention is further used for therapy (eg, proliferative disorder, immunological disorder, Autoimmune disorders, inflammatory diseases, lymphomas, infectious diseases, metabolic diseases, autoimmune disorders (eg, rheumatic and / or arthritic diseases), degenerative diseases (eg, neurodegenerative diseases such as multiple sclerosis), apoptosis related diseases And as described herein for using a fusion protein, nucleic acid molecule or cell as described herein for preparing a pharmaceutical composition in the prevention and / or treatment of transplant rejection. Pertains to fusion proteins, nucleic acid molecules or cells.

上記組成物は、単独療法として投与されてもよいし、さらなる医薬品(例えば、細胞増殖抑制剤もしくは化学療法剤、副腎皮質ステロイドおよび/または抗生物質)との組み合わせ療法として投与されてもよい。好ましくは、その組成物は、例えば、実施例2.8に記載されるような腫瘍選択的アポトーシス感作剤および/または腫瘍選択的アポトーシス誘発剤と共に投与される。   The composition may be administered as a monotherapy or as a combination therapy with additional pharmaceutical agents (eg, cytostatic or chemotherapeutic agents, corticosteroids and / or antibiotics). Preferably, the composition is administered with a tumor-selective apoptosis sensitizer and / or a tumor-selective apoptosis-inducing agent as described, for example, in Example 2.8.

上記融合タンパク質は、好適な手段によって具体的症状を処置するための十分な用量において、その必要のある被験体(特にヒト患者)に投与される。例えば、その融合タンパク質は、薬学的に許容され得るキャリア、希釈剤および/またはアジュバントと共に薬学的組成物として処方されてもよい。治療の効果および毒性は、標準的プロトコルに従って測定され得る。薬学的組成物は、全身的(例えば、腹腔内、筋肉内または静脈内)に投与されてもよいし、局所的(例えば、鼻腔内、皮下または髄腔内)に投与されてもよい。静脈内投与が好ましい。   The fusion protein is administered to a subject in need thereof (especially a human patient) in a sufficient dose to treat the specific condition by suitable means. For example, the fusion protein may be formulated as a pharmaceutical composition with a pharmaceutically acceptable carrier, diluent and / or adjuvant. The effect and toxicity of treatment can be measured according to standard protocols. The pharmaceutical composition may be administered systemically (eg, intraperitoneally, intramuscularly or intravenously) or locally (eg, intranasally, subcutaneously or intrathecally). Intravenous administration is preferred.

投与される融合タンパク質の用量は、処置される被験体、被験体の体重、疾患のタイプおよび重症度、投与方法ならびに処方医の判断に当然依存する。融合タンパク質の投与については、0.001〜100mg/kgの1日量が好適である。   The dose of fusion protein administered will, of course, depend on the subject being treated, the subject's weight, the type and severity of the disease, the mode of administration and the judgment of the prescribing physician. For administration of the fusion protein, a daily dose of 0.001 to 100 mg / kg is preferred.

(参考文献)   (References)

(融合タンパク質の基本構造)
以下において、本発明の組換えタンパク質の基本構造を、本明細書に記載されるようなTNF−スーパーファミリーサイトカインに関して例証して示す。この例証は、本発明の一般的な範囲を限定することを意図するのではなく、融合タンパク質に存在する構成要素の全体的な印象を与えるものである。
(Basic structure of fusion protein)
In the following, the basic structure of the recombinant protein of the present invention is illustrated and shown for a TNF-superfamily cytokine as described herein. This illustration is not intended to limit the general scope of the invention, but gives an overall impression of the components present in the fusion protein.

基本構造として、融合タンパク質は、以下のエレメントを含む:
(i)a.コレクチンファミリー糖質認識ドメイン;および
b.コレクチンファミリーネック領域;]
を含むコレクチンファミリー三量体化ドメイン
(ii)リンカーエレメント;ならびに
(iii)エフェクターポリペプチド(ここで、そのエフェクターポリペプチドは、コレクチンファミリーネック領域のN末端に配置される)。
As a basic structure, the fusion protein contains the following elements:
(I) a. A collectin family carbohydrate recognition domain; and b. Collectin family neck region;]
A collectin family trimerization domain comprising (ii) a linker element; and (iii) an effector polypeptide, wherein the effector polypeptide is located at the N-terminus of the collectin family neck region.

ヒトコレクチンサーファクタントタンパク質−Dおよびコレクチン−11の様々なフラグメントが、本明細書に記載されるような三量体化ドメインとして考えられる。 Various fragments of human collectin surfactant protein-D and collectin-11 are contemplated as trimerization domains as described herein.

1.4 可撓性リンカーエレメント
(GSS)a(SSG)b(GSG)c(式中、a、b、cはそれぞれ、0、1、2、3、4、5または6である。)
1.4 Flexible linker element (GSS) a (SSG) b (GSG) c (wherein a, b and c are 0, 1, 2, 3, 4, 5 or 6, respectively)

本明細書に記載されるように、TNFスーパーファミリーサイトカインの様々なフラグメント(例えば、受容体結合ドメイン)が考えられる。 As described herein, various fragments (eg, receptor binding domains) of TNF superfamily cytokines are contemplated.

(実施例)
(1.1 C末端に位置するコレクチン由来三量体化ドメインによって安定化されるTNF−SFタンパク質の構築)
ヒトコレクチン−11(Col11)、コレクチン−11の「コイルドコイル」(CC11)、ヒト肺サーファクタントタンパク質−D(SP−D)、SP−Dの「コイルドコイル」(CCSPD)から得られた三量体化モチーフ(表2および3)を、CD95Lのヒト受容体結合ドメイン(RBD)(「CD95L−RBD」;Glu142〜Leu281)、ヒトTRAIL−RBD(Gln120〜Gly281)、ヒトLIGHT−RBD(Glu91〜Val240)およびヒトAPRIL−RBD(Lys113〜Leu250)のC末端にそれぞれ融合した。
(Example)
(1.1 Construction of TNF-SF protein stabilized by collectin-derived trimerization domain located at C-terminal)
Trimerization motifs obtained from human collectin-11 (Col11), collectin-11 “coiled coil” (CC11), human lung surfactant protein-D (SP-D), SP-D “coiled coil” (CCSPD) (Tables 2 and 3), the human receptor binding domain (RBD) of CD95L (“CD95L-RBD”; Glu142-Leu281), human TRAIL-RBD (Gln120-Gly281), human LIGHT-RBD (Glu91-Val240) and It fused to the C-terminus of human APRIL-RBD (Lys113 to Leu250), respectively.

可撓性リンカー要素リンカーエレメントは、TNSF−RBDと三量体化ドメインとの間に様々な長さで配置された(表4)。 Flexible linker element The linker element was placed in various lengths between TNSF-RBD and the trimerization domain (Table 4).

(1.2 発現コンストラクトの作製)
本明細書に記載されるような融合タンパク質をコードする核酸分子は、融合タンパク質を発現するための好適なベクター中にクローニングされ得る。そのようなベクターを作製するために必要な分子ツールは、当業者に公知であり、そのツールには、制限酵素、ベクターおよびベクターを増やすための好適な宿主が含まれる。
(1.2 Preparation of expression construct)
A nucleic acid molecule encoding a fusion protein as described herein can be cloned into a suitable vector for expressing the fusion protein. The molecular tools necessary to make such vectors are known to those skilled in the art and include tools, restriction enzymes, vectors, and suitable hosts for growing vectors.

精製および分析ストラテジーのために、Step−tagII(アミノ酸配列WSHPQFEK)をC末端に付加した。この親和性タグは、可撓性リンカーエレメント(アミノ酸配列PSSSSSSA)によって三量体化ドメインに連結された。分泌に基づく発現を可能とするため、ヒトIgκ由来のシグナルペプチドを前記タンパク質のN末端に融合した。この融合タンパク質のアミノ酸配列を逆翻訳(backtranslated)し、それらのコドン使用頻度を哺乳動物細胞に基づく発現のために最適化した。遺伝子合成は、ENTELECHON GmbH(Regensburg,Germany)によって行われた。最終的な発現カセットを、プラスミドの唯一のHind−III部位およびNot−I部位を使用してpCDNA4−HisMax−骨格にサブクローニングした。すべての発現カセットを、DNA配列決定によって通常どおり確かめた。   Step-tag II (amino acid sequence WSHPQFEK) was added to the C-terminus for purification and analysis strategies. This affinity tag was linked to the trimerization domain by a flexible linker element (amino acid sequence PSSSSSSA). To enable expression based on secretion, a signal peptide derived from human Igκ was fused to the N-terminus of the protein. The amino acid sequence of this fusion protein was back translated and their codon usage was optimized for mammalian cell based expression. Gene synthesis was performed by ENTELECHON GmbH (Regensburg, Germany). The final expression cassette was subcloned into the pcDNA4-HisMax-backbone using the unique Hind-III and Not-I sites of the plasmid. All expression cassettes were verified as usual by DNA sequencing.

以下のコンストラクトについてのデータが本明細書中に提示される(表5aおよび5b)。   Data for the following constructs are presented herein (Tables 5a and 5b).

(1.3 TNFスーパーファミリーの遺伝子操作されたリガンドの発現および精製)
10%FBS、100単位/mlペニシリンおよび100μg/mlストレプトマイシンが補充されたDMEM+GlutaMax(GibCo)中で育成されたHek293T細胞を、本明細書に記載されるような融合タンパク質をコードするプラスミドで一過性にトランスフェクトした。組換えタンパク質を含有する細胞培養上清をトランスフェクトの3日後に収集し、300×gでの遠心分離により不純物を除去した後、0.22μmの滅菌フィルターに通して濾過した。親和性精製のために、4mlの50%Streptactin Sepharose(IBA GmbH,Goettingen,Germany)を2mlカラムに詰め、30mlのリン酸緩衝生理食塩水,pH7.4(PBS;Invitrogen Cat.10010)または緩衝液W(100mM Tris−HCl、150mM NaCl pH8.0)で平衡化した。上記細胞培養上清を4℃において2ml/分の流速でカラムに注いだ。その後、カラムをPBSまたは緩衝液Wで洗浄し、特異的に結合したタンパク質を5×2ml緩衝液E(2.5mMのデスチオビオチン,pH7.4を含むPBSまたは緩衝液W)の添加によって段階的に溶出した。溶出画分のタンパク質内容物を吸光分光法および銀染色SDS−PAGEによって分析した。陽性画分をその後、限外濾過(Sartorius,Vivaspin,10,000Daカットオフ)によって濃縮し、サイズ排除クロマトグラフィー(SEC)によってさらに分析した。
1.3 Expression and purification of genetically engineered ligands of the TNF superfamily
Hek293T cells grown in DMEM + GlutaMax (GibCo) supplemented with 10% FBS, 100 units / ml penicillin and 100 μg / ml streptomycin were transientized with a plasmid encoding a fusion protein as described herein. Transfected. Cell culture supernatant containing the recombinant protein was collected 3 days after transfection, removed impurities by centrifugation at 300 × g, and then filtered through a 0.22 μm sterile filter. For affinity purification, 4 ml of 50% Streptactin Sepharose (IBA GmbH, Goettingen, Germany) is packed into a 2 ml column and 30 ml phosphate buffered saline, pH 7.4 (PBS; Invitrogen Cat. 10010) or buffer. Equilibrated with W (100 mM Tris-HCl, 150 mM NaCl pH 8.0). The cell culture supernatant was poured onto the column at a flow rate of 2 ml / min at 4 ° C. The column is then washed with PBS or buffer W and the specifically bound protein is stepped by addition of 5 × 2 ml buffer E (PBS or buffer W containing 2.5 mM desthiobiotin, pH 7.4). Eluted. The protein content of the eluted fractions was analyzed by absorption spectroscopy and silver staining SDS-PAGE. The positive fraction was then concentrated by ultrafiltration (Sartorius, Vivaspin, 10,000 Da cutoff) and further analyzed by size exclusion chromatography (SEC).

Aektaクロマトグラフィーシステム(GE−Healthcare)を使用してSuperdex200カラムにおいてSECを行った。カラムをPBS(Invitrogen Cat.10010)で平衡化し、濃縮されたstreptactin精製タンパク質を0.5ml/分の流速でSECカラムに充填した。溶出物を(elution of was)280nmの吸光度によりモニターした。ゲル濾過標準タンパク質(Bio−Rad GmbH,Muenchen,Germany)を用いたSuperdex200カラムの較正に基づいて、精製タンパク質の見かけの分子量を測定した。   SEC was performed on a Superdex 200 column using an Aekta chromatography system (GE-Healthcare). The column was equilibrated with PBS (Invitrogen Cat. 10010) and the concentrated streptactin purified protein was loaded onto the SEC column at a flow rate of 0.5 ml / min. The eluate was monitored by absorbance at 280 nm. The apparent molecular weight of the purified protein was determined based on calibration of a Superdex 200 column using a gel filtration standard protein (Bio-Rad GmbH, Muenchen, Germany).

(1.4 細胞死アッセイ)
カスパーゼ活性化を分析するために、JurkatA3永久ヒトT細胞株(cat.no.CRL2570,ATCC)による細胞アッセイを使用した。Jurkat細胞を、10%FBS(Biochrom)、100単位/mlペニシリンおよび100μg/mlストレプトマイシン(GibCo)が補充されたRPMI1640培地+GlutaMAX(GibCo)を用いてフラスコ中で育成した。アッセイ前に、各ウェルについて100,000個の細胞を96ウェルのマイクロタイタープレートに播種した。架橋抗体ありまたはなしで上記タンパク質を含有する種々の溶液をウェルに添加した(最終容量:200μl)後、37℃で3時間のインキュベーションを行った。20μlの溶解緩衝液(250mM HEPES、50mM MgCl、10mM EGTA、5%Triton−X−100、100mM DTT、10mM AEBSF,pH7.5)を添加することによって細胞を溶解し、プレートを氷上で30分〜2時間インキュベートした。アポトーシスは、カスパーゼ活性の増加と並行して起こる。それゆえに、特異的なカスパーゼ基質Ac−DEVD−AFC(Biomol)の切断を用いることにより、アポトーシスの程度を測定した。カスパーゼ活性アッセイのために、20μlの細胞溶解物を黒色の96ウェルマイクロタイタープレートに移した。50mM HEPES、1%ショ糖、0.1%CHAPS、50μM Ac−DEVD−AFCおよび25mM DTT,pH7.5を含有する80μlの緩衝液の添加の後、プレートをTecan Infinite F500マイクロタイタープレートリーダーに移し、蛍光強度の増加をモニターした(励起波長400nm、発光波長505nm)。
(1.4 Cell death assay)
To analyze caspase activation, a cell assay with Jurkat A3 permanent human T cell line (cat.no.CRL2570, ATCC) was used. Jurkat cells were grown in flasks using RPMI 1640 medium + GlutaMAX (GibCo) supplemented with 10% FBS (Biochrom), 100 units / ml penicillin and 100 μg / ml streptomycin (GibCo). Prior to the assay, 100,000 cells were seeded in 96 well microtiter plates for each well. Various solutions containing the above proteins with or without cross-linked antibodies were added to the wells (final volume: 200 μl), followed by incubation at 37 ° C. for 3 hours. Cells are lysed by adding 20 μl lysis buffer (250 mM HEPES, 50 mM MgCl 2 , 10 mM EGTA, 5% Triton-X-100, 100 mM DTT, 10 mM AEBSF, pH 7.5) and the plates are on ice for 30 minutes. Incubated for ~ 2 hours. Apoptosis occurs in parallel with increased caspase activity. Therefore, the extent of apoptosis was measured by using cleavage of the specific caspase substrate Ac-DEVD-AFC (Biomol). For the caspase activity assay, 20 μl of cell lysate was transferred to a black 96 well microtiter plate. After the addition of 80 μl buffer containing 50 mM HEPES, 1% sucrose, 0.1% CHAPS, 50 μM Ac-DEVD-AFC and 25 mM DTT, pH 7.5, the plate is transferred to a Tecan Infinite F500 microtiter plate reader. The increase in fluorescence intensity was monitored (excitation wavelength 400 nm, emission wavelength 505 nm).

HT1080線維肉腫細胞、HeLa子宮頚がん細胞およびWM35メラノーマ細胞における細胞死を測定するため、15,000個の細胞を、10%FBS(Biochrom)が補充されたRPMI1640培地+GlutaMAX(GibCo)中で一晩、96ウェルプレートに置いておいた。Colo205細胞については、50,000個の細胞を一晩置いておいた。次の日に、示されるリガンドで細胞を刺激し、さらに18時間インキュベートした。HeLa細胞およびHT1080細胞については、シクロヘキシミド(Sigma)を、リガンドによる刺激の間、最終濃度2.5μg/mlで使用した。HT1080、HeLaおよびWM35の細胞死を、緩衝液KV(0.5%クリスタルバイオレット、20%メタノール)で染色することによって定量した。染色後、ウェルを水で洗浄し風乾した。染料をメタノールで溶出し、595nmにおける光学濃度を、ELISAリーダーを使用して計測した。Colo205細胞の生存率を、MTSアッセイ(Promega)によって定量した。   To measure cell death in HT1080 fibrosarcoma cells, HeLa cervical cancer cells and WM35 melanoma cells, 15,000 cells were cultured in RPMI 1640 medium supplemented with 10% FBS (Biochrom) + GlutaMAX (GibCo). Placed in a 96-well plate in the evening. For Colo205 cells, 50,000 cells were left overnight. The next day, cells were stimulated with the indicated ligand and incubated for an additional 18 hours. For HeLa and HT1080 cells, cycloheximide (Sigma) was used at a final concentration of 2.5 μg / ml during stimulation with ligand. Cell death of HT1080, HeLa and WM35 was quantified by staining with buffer KV (0.5% crystal violet, 20% methanol). After staining, the wells were washed with water and air dried. The dye was eluted with methanol and the optical density at 595 nm was measured using an ELISA reader. Viability of Colo205 cells was quantified by MTS assay (Promega).

(1.5 肝細胞細胞毒性アッセイ)
TRAIL融合タンパク質の影響を測定するため、初代ヒト肝細胞を健常ドナーから調製し、96ウェルプレートにおいて1ウェル当たり25,000個の細胞を使用してWilliams E培地中で培養した。2日目に、培地を10%FCS、ヒトインスリン、Pen/Strep、最小必須培地(MEM)、ピルビン酸ナトリウムおよび10mM Hepesが補充されたDMEM−F12に変更し、もう1日培養した。3日目に、架橋抗体(StrepMabImmo、IBA GmbH)の存在下または非存在下で、様々な濃度の示されるタンパク質によって細胞を刺激した。リガンドと化学療法剤との共処置(cotreatment)の潜在的な肝毒性の影響を評価するために、様々な濃度のTRAIL−ASPD_F335Dを、5mMのドキソルビシンまたは5mMのゲムシタビンと共に共インキュベートした。細胞を37℃かつ5%COで5または24時間インキュベートし、その後、「細胞死アッセイ」欄に記載されるようにカスパーゼ活性の測定のために溶解した。
(1.5 Hepatocyte cytotoxicity assay)
To measure the effect of TRAIL fusion protein, primary human hepatocytes were prepared from healthy donors and cultured in Williams E medium using 25,000 cells per well in a 96 well plate. On the second day, the medium was changed to DMEM-F12 supplemented with 10% FCS, human insulin, Pen / Strep, minimal essential medium (MEM), sodium pyruvate and 10 mM Hepes, and cultured for another day. On day 3, cells were stimulated with various concentrations of the indicated protein in the presence or absence of cross-linking antibody (StrepMabImo, IBA GmbH). To assess the potential hepatotoxic effects of ligand and chemotherapeutic treatment, various concentrations of TRAIL-ASPD_F335D were co-incubated with 5 mM doxorubicin or 5 mM gemcitabine. Cells were incubated for 5 or 24 hours at 37 ° C. and 5% CO 2 and then lysed for measurement of caspase activity as described in the “Cell Death Assay” column.

(1.6 Streptactin−ELISA)
構築されたリガンドへの受容体の結合を測定するために、streptactinでコーティングされた96ウェルマイクロプレートを使用した。従って、一過性にトランスフェクトされたHEK293細胞からの上清、マウス血清または精製タンパク質を、PBS中で1〜3時間、streptactinプレート(IBA GmbH)上に固定化した。試料を、ELISA結合/ブロッキング緩衝液(PBS、0.1%Tween−20、20%SuperBlock T20−PBS(Pierce))中に希釈した。プレートをPBS+0.1%Tween−20で洗浄し、マウス抗TRAIL抗体(Pharmingen、クローンRIK−2)、TRAIL受容体1−Fc(R&D Systems)、TRAIL受容体2−Fc(R&D Systems)、TACI−Fc(R&D
Systems)またはHVEM−Fc(R&D Systems)と共に室温で1時間インキュベートした。プレートを再度洗浄し、Fcタンパク質を抗ヒト−または抗マウス−Fc特異的ペルオキシダーゼ結合体化抗体(Sigma)で検出した。呈色反応は1ウェル当たり100μlのTMB基質(Kem−En−Tec Diagnostics)の添加により行われ、停止溶液として25μlの25%HSOを添加した後、450nmおよび630nmでの吸光度を、ELISAリーダーを用いて測定した。MS Excelを用いて450nm−630nmとして値を計算した。
(1.6 Streptactin-ELISA)
A 96 well microplate coated with streptactin was used to measure receptor binding to the assembled ligand. Therefore, supernatant, mouse serum or purified protein from transiently transfected HEK293 cells was immobilized on streptactin plates (IBA GmbH) for 1-3 hours in PBS. Samples were diluted in ELISA binding / blocking buffer (PBS, 0.1% Tween-20, 20% SuperBlock T20-PBS (Pierce)). Plates were washed with PBS + 0.1% Tween-20, mouse anti-TRAIL antibody (Pharmingen, clone RIK-2), TRAIL receptor 1-Fc (R & D Systems), TRAIL receptor 2-Fc (R & D Systems), TACI- Fc (R & D
Systems) or HVEM-Fc (R & D Systems) for 1 hour at room temperature. Plates were washed again and Fc protein was detected with anti-human- or anti-mouse-Fc specific peroxidase conjugated antibody (Sigma). The color reaction was performed by the addition of 100 μl TMB substrate (Kem-En-Tec Diagnostics) per well, and after adding 25 μl 25% H 2 SO 4 as stop solution, the absorbance at 450 nm and 630 nm was determined by ELISA. Measurement was performed using a reader. Values were calculated as 450 nm-630 nm using MS Excel.

(1.7 マンナン結合アッセイ)
ELISAプレート(Nunc Maxisorp)を、滅菌コーティング緩衝液(15mM NaCO、35mM NaHCO、0.025%NaN,pH9.6)中で、10μg/ウェルの酵母マンナン(Sigma)と共に4℃で一晩インキュベートした。プレートを、最初に緩衝液BB(20mM Tris、140mM NaCl、5mM CaCl、0.1%BSAおよび20%SuperBlock T20−PBS(Pierce))と共に室温で1時間インキュベートし、次に様々な濃度の示されるリガンドと共に緩衝液BB中でさらに90分間インキュベートした。プレートを緩衝液WB(20mM Tris、140mM NaCl、5mM CaCl、0.05%Tween−20)で洗浄し、緩衝液BB中においてstreptactin−HRP(IBA GmbH)を使用して検出を行った。プレートを洗浄し、TMB基質(Kem−En−Tec Diagnostics)を用いて発色させた。停止溶液として25μlの25%HSOを添加した後、450nmおよび630nmにおける吸光度を、ELISAリーダーを用いて測定した。MS Excelを用いて450nm−630nmとして値を計算した。
(1.7 Mannan binding assay)
ELISA plates (Nunc Maxisorp) were placed in sterile coating buffer (15 mM Na 2 CO 3 , 35 mM NaHCO 3 , 0.025% NaN 3 , pH 9.6) at 4 ° C. with 10 μg / well yeast mannan (Sigma). Incubate overnight. Plates first buffer BB (20mM Tris, 140mM NaCl, 5mM CaCl 2, 0.1% BSA and 20% SuperBlock T20-PBS (Pierce )) for 1 h at room temperature, then shown of various concentrations For 90 minutes in buffer BB. The plate was washed with buffer WB (20 mM Tris, 140 mM NaCl, 5 mM CaCl 2 , 0.05% Tween-20) and detection was performed in buffer BB using streptactin-HRP (IBA GmbH). Plates were washed and developed with TMB substrate (Kem-En-Tec Diagnostics). After adding 25 μl of 25% H 2 SO 4 as a stop solution, the absorbance at 450 nm and 630 nm was measured using an ELISA reader. Values were calculated as 450 nm-630 nm using MS Excel.

(1.8 TRAIL−SPD融合タンパク質の薬物動態)
雄性CD1マウス(Charles River)に、300μlのPBS(Invitrogen)に溶解された10μgのタンパク質を静脈注射した。0分後(投与前)、5分後、30分後、2時間後、6時間後および24時間後に血液を採取した。各時点について2試料を採取した。血液試料を処理して血清を得、−15℃で保存した。TRAIL融合タンパク質の濃度を、以下(1.9章)に記載されるようにELISAを用いて測定し、半減期を計算した(GraphPad Prism v4.0)。
(1.8 Pharmacokinetics of TRAIL-SPD fusion protein)
Male CD1 mice (Charles River) were intravenously injected with 10 μg of protein dissolved in 300 μl of PBS (Invitrogen). Blood was collected at 0 minutes (before administration), 5 minutes, 30 minutes, 2 hours, 6 hours and 24 hours. Two samples were taken for each time point. Blood samples were processed to obtain serum and stored at -15 ° C. The concentration of TRAIL fusion protein was measured using ELISA as described below (Chapter 1.9) and the half-life was calculated (GraphPad Prism v4.0).

(1.9 マウス血清中のTRAILコンストラクトを定量化するためのELISA)
マウス血清中のTRAILタンパク質(薬物動態研究起源)の濃度を定量するため、96ウェルマイクロプレートを使用するELISA法を使用した。
(1.9 ELISA for quantifying TRAIL constructs in mouse serum)
To quantify the concentration of TRAIL protein (from pharmacokinetic studies) in mouse serum, an ELISA method using 96 well microplates was used.

ELISAプレートを2μg/mlのマウス抗TRAIL(クローンRIK−2;Pharmingen)で37℃において1時間コーティングした。PBS+0.1%Tween−20で洗浄し、StartingBlockTM(Pierce)を用いて37℃で30分間プレートをブロッキングした後、0.2%および5%の濃度の血清試料、較正試料およびコントロール試料を添加し、そして37℃で1時間インキュベートした。較正試料およびコントロール試料を、各TRAILバッチ(TRAIL−ASPDまたはTRAIL−ASPD−F335AまたはTRAIL−ASPD−F335D)から調製し、潜在的なマトリクス効果を説明するために、それらに0.2%または5%のプールされた無処理CD1マウス血清を補充した。コントロール試料(高、中および低濃度のTRAILコンストラクト)を、TRAIL定量の精度および正確性を保証するための品質コントロール(quality control)として、定められたアッセイウィンドウ(assay window)において添加した。プレートを再度洗浄し、StrepTagを含むTRAILコンストラクトを、1:1000希釈されたStrep Tactin−POD(IBA)により検出した。すべての試料およびタンパク質をELISA緩衝液(PBS、0.1%Tween−20、5%StartingBlock(Pierce))により希釈した。呈色反応は、1ウェル当たり100μlのTMB基質(Kem−En−Tec Diagnostics)を添加した後、開始された。停止溶液として25μlの25%H2SO4を添加した後、450nmおよび630nmでの吸光度を、ELISAリーダーを用いて測定した。MS Excelを用いて450nm−630nmとして値を計算した。 ELISA plates were coated with 2 μg / ml mouse anti-TRAIL (clone RIK-2; Pharmingen) for 1 hour at 37 ° C. Wash with PBS + 0.1% Tween-20 and block the plate with StartingBlock (Pierce) for 30 minutes at 37 ° C, then add serum, calibration and control samples at 0.2% and 5% concentrations And incubated at 37 ° C. for 1 hour. Calibration samples and control samples are prepared from each TRAIL batch (TRAIL-ASPD or TRAIL-ASPD-F335A or TRAIL-ASPD-F335D) and 0.2% or 5 to them to account for potential matrix effects. % Pooled untreated CD1 mouse serum was supplemented. Control samples (high, medium and low concentrations of TRAIL constructs) were added in a defined assay window as a quality control to ensure the accuracy and accuracy of TRAIL quantification. Plates were washed again and TRAIL constructs containing StrepTag were detected by Strep Tactin-POD (IBA) diluted 1: 1000. All samples and proteins were diluted with ELISA buffer (PBS, 0.1% Tween-20, 5% StartingBlock (Pierce)). The color reaction was initiated after adding 100 μl TMB substrate (Kem-En-Tec Diagnostics) per well. After adding 25 μl of 25% H 2 SO 4 as a stop solution, the absorbance at 450 nm and 630 nm was measured using an ELISA reader. Values were calculated as 450 nm-630 nm using MS Excel.

(2.結果)
(2.1 CD95L融合タンパク質(CD95L−ASPD)の特徴づけ)
Streptactinで親和性精製されたCD95L−ASPDから、0.5ml(0.86mgのタンパク質)を、ランニング緩衝液(running buffer)としてPBSを用いて流速0.5ml/分でSuperdex200カラムに充填した。0.5mlの画分を採取した(A1〜A11が示される)。11.92mlにおける主要なピークの保持容量は、サイズ排除標準(size exclusion standard)から決定された170kDaに対応した。これは、そのタンパク質がグリコシル化された単量体で構成される三量体であることを示した。単量体ポリペプチドの計算された分子量は、38kDaである。画分A1〜A11のアリコートをSDS−PAGEおよびカスパーセ活性のために使用した。一定の三量体のピーク(画分A7〜A10)のみを最終分析に使用した。結果を図1に示す。
(2. Results)
(2.1 Characterization of CD95L fusion protein (CD95L-ASPD))
0.5 ml (0.86 mg protein) from CD95L-ASPD affinity purified with Streptactin was loaded onto a Superdex 200 column at a flow rate of 0.5 ml / min using PBS as a running buffer. 0.5 ml fractions were collected (A1-A11 are shown). The main peak retention capacity at 11.92 ml corresponded to 170 kDa as determined from the size exclusion standard. This indicated that the protein was a trimer composed of glycosylated monomers. The calculated molecular weight of the monomeric polypeptide is 38 kDa. Aliquots of fractions A1-A11 were used for SDS-PAGE and caspase activity. Only certain trimer peaks (fractions A7-A10) were used in the final analysis. The results are shown in FIG.

親和性精製されたCD95L−ASPDのサイズ排除クロマトグラフィーからのアリコートを還元SDS−PAGEに続く銀染色に使用した。およそ40〜45kDaに検出されたバンド(矢印によって示される)は、CD95L−ASPDに対応した。三量体種は、画分A7〜A10中に存在した。結果を図2に示す。   An aliquot from the size exclusion chromatography of affinity purified CD95L-ASPD was used for silver staining following reducing SDS-PAGE. A band (indicated by the arrow) detected at approximately 40-45 kDa corresponded to CD95L-ASPD. Trimeric species were present in fractions A7-A10. The results are shown in FIG.

親和性精製されたCD95L−ASPDを用いたSEC由来の画分A1〜A15からの最終8倍希釈におけるアリコートと共に、Jurkat細胞をインキュベートした。3時間のインキュベーションの後、細胞を溶解し、カスパーゼ活性を蛍光発生アッセイにより測定した。Jurkat細胞は高度に架橋されたリガンドを必要とすると知られているので、三量体ピーク(画分A7〜A10)に対応する画分は、Jurkatにおいて明確であるが弱いカスパーゼ活性を誘導した。ゆえに、画分A1〜A6中の凝集した未確定の種は、カスパーゼ活性化の強力な誘導物質である(さらに使用せず)。重要なことに、一定の三量体種(A7〜A10)のみが採取され、最終分析に使用された。結果を図3に示す。   Jurkat cells were incubated with aliquots in final 8-fold dilutions from SEC-derived fractions A1-A15 using affinity purified CD95L-ASPD. After 3 hours of incubation, cells were lysed and caspase activity was measured by a fluorogenic assay. Since Jurkat cells are known to require highly cross-linked ligands, the fraction corresponding to the trimeric peak (fractions A7-A10) induced clear but weak caspase activity in Jurkat. Thus, the aggregated and undefined species in fractions A1-A6 are strong inducers of caspase activation (not used further). Importantly, only certain trimer species (A7-A10) were collected and used for final analysis. The results are shown in FIG.

ヒトがん細胞株HT1080(A)、HeLa(B)またはWM35(C)を、架橋抗体(2.5マイクログラム/mlの抗Step−tagII)の存在下または非存在下で、示された濃度の精製された三量体CD95L−ASPDと共にインキュベートした。細胞を18時間インキュベートし、そして細胞毒性をクリスタルバイオレット染色によって分析した。その結果、CD95L−ASPDは、HeLa子宮頚がんおよびHT1080線維肉腫において細胞死を誘導したが、WM35メラノーマ細胞においては誘導しなかった。結果を図4に示す。   Human cancer cell lines HT1080 (A), HeLa (B) or WM35 (C) at the indicated concentrations in the presence or absence of cross-linked antibody (2.5 microgram / ml anti-Step-tag II) Of the purified trimeric CD95L-ASPD. Cells were incubated for 18 hours and cytotoxicity was analyzed by crystal violet staining. As a result, CD95L-ASPD induced cell death in HeLa cervical cancer and HT1080 fibrosarcoma, but not in WM35 melanoma cells. The results are shown in FIG.

CD95L−ASPDのアミノ酸配列を以下に示す。   The amino acid sequence of CD95L-ASPD is shown below.

1〜20:分泌シグナルペプチド(Sp;下線)
21〜160:CD95L受容体結合ドメイン
161〜171:可撓性リンカーエレメント(A−リンカー;イタリック)
172〜209:ヒトSP−Dのコイルドコイル「ネック」領域
210〜327:ヒトSP−DのC型レクチンドメイン
328〜338:リンカーエレメント(GGSPSSSSSSA)
339〜346:Strep−tagII(WSHPQFEK)。
1-20: Secretory signal peptide (Sp; underlined)
21-160: CD95L receptor binding domain 161-171: flexible linker element (A-linker; italic)
172 to 209: Coiled coil “neck” region of human SP-D 210 to 327: C-type lectin domain 328 to 338 of human SP-D: Linker element (GGSPSSSSSSSA)
339-346: Strep-tag II (WSHPQFEK).

(2.2 LIGHT融合タンパク質(LIGHT−ASPD)の特徴づけ)
親和性精製されたLIGHT−ASPDから、0.5ml(1.56mg)をSuperdex200カラムに充填し、ランニング緩衝液としてPBSを用いて、0.5ml/分で分離した。11.96mlで検出される主要なピークは、170〜180kDaのサイズに対応したことから、LIGHT−ASPDが3つのグリコシル化された単量体で構成される三量体であることが示された。三量体のピーク(画分A7〜A10)を採取し、最終的な分析に使用した。挿入図は、2つの独立する精製された三量体LIGHT−ASPDバッチ(0917および0918と命名される)の銀染色SDS−PAGEを示す。結果を図5に示す。
(2.2 Characterization of LIGHT-fusion protein (LIGHT-ASPD))
From the affinity-purified LIGHT-ASPD, 0.5 ml (1.56 mg) was loaded onto a Superdex 200 column and separated at 0.5 ml / min using PBS as a running buffer. The major peak detected at 11.96 ml corresponded to a size of 170-180 kDa, indicating that LIGHT-ASPD is a trimer composed of three glycosylated monomers. . Trimeric peaks (fractions A7-A10) were collected and used for final analysis. The inset shows silver stained SDS-PAGE of two independent purified trimer LIGHT-ASPD batches (named 0917 and 0918). The results are shown in FIG.

様々な濃度(0〜10マイクログラム)の親和性精製およびSEC精製された三量体LIGHT−ASPDを、Streptactinでコーティングされたマイクロプレート上へのStrep−tagIIを介する固定化に使用した。その後、LIGHT−ASPDを、それぞれ100ng/mlの受容体HVEMおよびTRAIL受容体1のFc融合タンパク質を用いるELISA設定において検出した。固定化されたリガンドの量の増加に伴ってHVEM−Fcに対するELISAシグナルが増加したが、一方で、分析された全範囲に亘ってTRAIL受容体1−Fcに対してはなんらのシグナルも検出されなかった。これは、LIGHT−ASPDがその受容体HVEMに結合することが可能な機能的分子であることを示した。結果を図6に示す。   Various concentrations (0-10 micrograms) of affinity purified and SEC purified trimer LIGHT-ASPD were used for immobilization via Strep-tagII on Streptactin-coated microplates. LIGHT-ASPD was then detected in an ELISA setup using 100 ng / ml of receptor HVEM and TRAIL receptor 1 Fc fusion protein, respectively. The ELISA signal for HVEM-Fc increased with increasing amount of immobilized ligand, while no signal was detected for TRAIL receptor 1-Fc over the entire range analyzed. There wasn't. This indicated that LIGHT-ASPD is a functional molecule capable of binding to its receptor HVEM. The results are shown in FIG.

LIGHT−ASPD融合タンパク質のアミノ酸配列を以下に示す。   The amino acid sequence of the LIGHT-ASPD fusion protein is shown below.

1〜20:分泌シグナルペプチド(Sp;下線)
21〜170:LIGHT受容体結合ドメイン
171〜181:可撓性リンカーエレメント(A−リンカー;イタリック)
182〜219:ヒトSP−Dのコイルドコイル「ネック」領域
220〜337:ヒトSP−DのC型レクチンドメイン
338〜348:リンカーエレメント(GGSPSSSSSSA)
349〜356:Strep−tagII(WSHPQFEK)。
1-20: Secretory signal peptide (Sp; underlined)
21-170: LIGHT receptor binding domains 171-181: flexible linker element (A-linker; italic)
182-219: Coiled coil “neck” region of human SP-D 220-337: C-type lectin domain 338-348 of human SP-D: linker element (GGSPSSSSSSSA)
349-356: Strep-tag II (WSHPQFEK).

(2.3 TRAIL融合タンパク質の特徴づけ)
HEK293細胞を、TRAIL融合タンパク質をコードする24個の異なる発現ベクターで一過性にトランスフェクトした(表6)。
(2.3 Characterization of TRAIL fusion protein)
HEK293 cells were transiently transfected with 24 different expression vectors encoding TRAIL fusion proteins (Table 6).

上清をSDS−PAGEに使用し、TRAILコンストラクトをStrep−tagIIに特異的な抗体を使用するウェスタンブロット分析によって検出した。 The supernatant was used for SDS-PAGE and the TRAIL construct was detected by Western blot analysis using an antibody specific for Strep-tag II.

検出された特異的なバンドは、矢印によって示される。発現強度は、構築に使用された三量体化モチーフのタイプ(SPD>69/T4/コレクチン11/CCSPD/CC11)、ならびにリンカーエレメントの長さ(A>B>C>D)に依存した。結果を図7に示す。   The specific band detected is indicated by the arrow. The expression intensity was dependent on the type of trimerization motif used in the construction (SPD> 69 / T4 / collectin 11 / CCSPD / CC11), as well as the length of the linker element (A> B> C> D). The results are shown in FIG.

Jurkat細胞を、一過性にトランスフェクトされたHEK細胞からの上清と共に、架橋抗体(2.5マイクログラム/mlの抗Strep−tagII)の存在下(黒色バー、抗Strep−tagII)または非存在下(白色バー)で3時間インキュベートした。上清は、様々なリンカーエレメント(A、B、CおよびDリンカー)を介して融合された様々な三量体化モチーフ(T4、69、SPD、CCSPD、Col11、CC11)を有するTRAIL融合タンパク質を含有した。ネガティブコントロールとして、トランスフェクトされていない細胞からの細胞上清を使用した。Jurkat細胞を溶解し、蛍光発生アッセイによりカスパーゼ活性について分析した。   Jurkat cells, along with supernatant from transiently transfected HEK cells, in the presence of cross-linked antibody (2.5 microgram / ml anti-Strep-tag II) (black bar, anti-Strep-tag II) or non- Incubated in presence (white bar) for 3 hours. The supernatant contains TRAIL fusion proteins with various trimerization motifs (T4, 69, SPD, CCSPD, Col11, CC11) fused via various linker elements (A, B, C and D linkers). Contained. As a negative control, cell supernatant from untransfected cells was used. Jurkat cells were lysed and analyzed for caspase activity by a fluorogenic assay.

その結果、カスパーゼ活性は使用されたリンカーエレメントのタイプ(A>B>C>D)、および使用されたFold−Onによって減少した。コレクチン−11またはコレクチン−11のコイルドコイル(CCCol11)を含むTRAILコンストラクトは、発現される(ウェスタンブロット分析により示される)が機能的ではなかった一方で、SPD由来フォールドオン(fold−on)モチーフは、機能的TRAILリガンドを生じた。結果を図8に示す。   As a result, caspase activity was reduced by the type of linker element used (A> B> C> D) and the used Fold-On. While TRAIL constructs containing collectin-11 or a coiled coil of collectin-11 (CCCol11) were expressed (as shown by Western blot analysis) but were not functional, the SPD-derived fold-on motif was A functional TRAIL ligand was generated. The results are shown in FIG.

親和性精製されたTRAIL−ASPDを、0.5ml(0.4mgのタンパク質)を、ランニング緩衝液としてPBSを用いて、0.5ml/分でSuperdex200カラムに充填することによりSECに供した。タンパク質溶出を280nmにおける吸光度によってモニターし、0.5mlの画分を採取した。12.28mlの保持容量は、サイズ排除標準から決定された135〜140kDaに対応する。これは、単量体ポリペプチドの計算された分子量が40kDaであるので、TRAIL−ASPDがホモ三量体であることを示した。重要なことに、野生型TRAIL−RBD配列からなるSECにより分析されたすべての融合タンパク質について、非活性かつ凝集したTRAIL融合タンパク質に対応するおよそ8mlにおける追加のピークが観察された。採取された画分A1〜A14から、三量体のピーク(A8〜A10)のみをさらなる分析に使用した。結果を図9に示す。   Affinity purified TRAIL-ASPD was subjected to SEC by loading 0.5 ml (0.4 mg protein) onto a Superdex 200 column at 0.5 ml / min using PBS as the running buffer. Protein elution was monitored by absorbance at 280 nm and 0.5 ml fractions were collected. A holding volume of 12.28 ml corresponds to 135-140 kDa determined from the size exclusion standard. This indicated that TRAIL-ASPD is a homotrimer because the calculated molecular weight of the monomeric polypeptide is 40 kDa. Importantly, for all fusion proteins analyzed by SEC consisting of the wild-type TRAIL-RBD sequence, an additional peak at approximately 8 ml was observed corresponding to the inactive and aggregated TRAIL fusion protein. From the collected fractions A1-A14, only the trimer peak (A8-A10) was used for further analysis. The results are shown in FIG.

ヒトがん細胞株HeLa、HT1080、Colo205またはWM35を、示される濃度の精製された三量体TRAIL−ASPDと共に、架橋抗体(2.5マイクログラム/mlの抗Strep−tagII)の存在下または非存在下で18時間インキュベートした。細胞死をクリスタルバイオレット染色(HeLa、WM35およびHT1080)またはMTSアッセイ(Colo205)によって定量した。高いリガンド濃度におけるColo205細胞の生存率の上昇は、架橋抗体の限界に起因するとみられる。結果を図10に示す。   Human cancer cell lines HeLa, HT1080, Colo205 or WM35 with the indicated concentration of purified trimeric TRAIL-ASPD in the presence or absence of cross-linked antibody (2.5 microgram / ml anti-Strep-tag II) Incubated for 18 hours in the presence. Cell death was quantified by crystal violet staining (HeLa, WM35 and HT1080) or MTS assay (Colo205). The increase in viability of Colo205 cells at high ligand concentrations appears to be due to the limitations of cross-linked antibodies. The results are shown in FIG.

様々な濃度(A)または一定濃度(B)の親和性精製およびSEC精製された三量体TRAIL−ASPDを、Streptactinでコーティングされた96ウェルプレート上への固定化のために使用した。プレートを、その後、1ウェル当たり100,000個のJurkat細胞と共に、37℃、5%CO2で5時間インキュベートし、蛍光発生アッセイによりカスパーゼ活性を測定した。特異性を分析するために、示される様々な濃度のアンタゴニスト抗TRAIL抗体(クローンRIK−2、Pharmingen)と共にプレート(B)を30分間インキュベートした後、細胞を添加した。結果を図11に示す。   Various concentrations (A) or constant concentrations (B) of affinity purified and SEC purified trimeric TRAIL-ASPD were used for immobilization on Streptactin coated 96 well plates. Plates were then incubated with 100,000 Jurkat cells per well for 5 hours at 37 ° C., 5% CO 2 and caspase activity was measured by fluorogenic assay. To analyze the specificity, cells were added after incubating plates (B) for 30 minutes with various concentrations of antagonist anti-TRAIL antibodies (clone RIK-2, Pharmingen) as indicated. The results are shown in FIG.

HT1080細胞を、示される濃度の精製された三量体TRAIL−ASPDまたはTRAIL−DSPDと共に、同じ96ウェルプレート上でインキュベートした。次の日に、細胞死をクリスタルバイオレット染色によって定量した。TRAIL−DSPDおよびTRAIL−ASPDに対するそれぞれ27ng/mlおよび6ng/mlのEC50値によって示されるように、Dリンカーの使用は、生物活性をおよそ4.5倍低下させた。結果を図12に示す。   HT1080 cells were incubated on the same 96-well plate with the indicated concentrations of purified trimeric TRAIL-ASPD or TRAIL-DSPD. The next day, cell death was quantified by crystal violet staining. Use of the D linker reduced biological activity approximately 4.5-fold, as indicated by EC50 values of 27 ng / ml and 6 ng / ml for TRAIL-DSPD and TRAIL-ASPD, respectively. The results are shown in FIG.

TRAIL融合ポリペプチドの核酸およびアミノ酸配列を以下に示す。   The nucleic acid and amino acid sequences of the TRAIL fusion polypeptide are shown below.

配列番号42:Sp−TRAIL−ASPDの発現カセット
エンドヌクレアーゼ制限部位に下線を付している(HindIII,AAGCTT;BamHI,GGATCC;NotI,GCGGCCGC)。翻訳開始コドンは太字である。
SEQ ID NO: 42: Sp-TRAIL-ASPD expression cassette endonuclease restriction sites are underlined (HindIII, AAGCTT; BamHI, GGATCC; NotI, GCGGCCGC). The translation initiation codon is bold.

1〜20:分泌シグナルペプチド(Sp;下線)
21〜181:TRAIL受容体結合ドメイン
182〜192:可撓性リンカーエレメント(A−リンカー;イタリック)
193〜230:ヒトSP−Dのコイルドコイル「ネック」領域
231〜348:ヒトSP−DのC型レクチンドメイン
349〜359:リンカーエレメント(GGSPSSSSSSA)
360〜367:Strep−tagII(WSHPQFEK)
1-20: Secretory signal peptide (Sp; underlined)
21-181: TRAIL receptor binding domains 182-192: flexible linker element (A-linker; italic)
193-230: Coiled coil “neck” region of human SP-D 231-348: C-type lectin domain 349-359 of human SP-D: Linker element (GGSPSSSSSSSA)
360-367: Strep-tag II (WSHPQFEK)

1〜20:分泌シグナルペプチド(Sp;下線)
21〜181:TRAIL受容体結合ドメイン
182〜192:可撓性リンカーエレメント(A−リンカー;イタリック)
193〜230:ヒトSP−Dのコイルドコイル「ネック」領域
231〜238:リンカーエレメント(PSSSSSSA)
239〜246:Strep−tagII(WSHPQFEK)
1-20: Secretory signal peptide (Sp; underlined)
21-181: TRAIL receptor binding domains 182-192: flexible linker element (A-linker; italic)
193-230: Coiled coil “neck” region 231-238 of human SP-D: Linker element (PSSSSSSA)
239-246: Strep-tag II (WSHPQFEK)

1〜20:分泌シグナルペプチド(Sp;下線)
21〜181:TRAIL受容体結合ドメイン
182〜192:可撓性リンカーエレメント(A−リンカー;イタリック)
193〜224:ヒトコレクチン−11のコイルドコイル「ネック」領域
225〜347:ヒトコレクチン−11のC型レクチンドメイン
348〜357:リンカーエレメント(GSPSSSSSSA)
358〜365:Strep−tagII(WSHPQFEK)
1-20: Secretory signal peptide (Sp; underlined)
21-181: TRAIL receptor binding domains 182-192: flexible linker element (A-linker; italic)
193-224: Coiled coil “neck” region of human collectin-11 225-347: C-type lectin domain 348-357 of human collectin-11: linker element (GSPSSSSSSA)
358-365: Strep-tag II (WSHPQFEK)

1〜20:分泌シグナルペプチド(下線)
21〜181:TRAIL受容体結合ドメイン
182〜193:可撓性リンカーエレメント(A−リンカー;GSS GSS GSS GSGイタリック)
194〜229:ヒトコレクチン11のコイルドコイル「ネック」領域
230〜238:リンカーエレメント(GPSSSSSSA)
239〜246:Strep−tagII(WSHPQFEK)。
1-20: Secretory signal peptide (underlined)
21-181: TRAIL receptor binding domains 182-193: flexible linker element (A-linker; GSS GSS GSS GSG italic)
194 to 229: Coiled coil “neck” region 230-238 of human collectin 11: Linker element (GPSSSSSSA)
239-246: Strep-tag II (WSHPQFEK).

(2.4 受容体選択的TRAIL(「ムテイン」)融合タンパク質の特徴づけ)
HEK293細胞を、種々のTRAIL受容体選択的SPDコンストラクトをコードする発現プラスミドで一過性にトランスフェクトした。
(2.4 Characterization of receptor selective TRAIL ("mutein") fusion proteins)
HEK293 cells were transiently transfected with expression plasmids encoding various TRAIL receptor selective SPD constructs.

トランスフェクトの3日後に上清を採取し、アリコートをSDS−PAGEおよびStrep−tagIIに特異的な抗体を使用するウェスタンブロッティングのために使用した。特異的なバンドは、およそ38kDa(SPD融合タンパク質)および28kDa(コイルドコイルSPD融合タンパク質)に検出された。発現されるタンパク質の量は、リガンド自体に依存し(TRAILR1ムテイン>TRAILR2ムテイン>TRAIL)、第2に、使用されたリガンド長に依存し(A>D)、そして第3に、使用された三量体化モチーフに依存した(SPD>CCSPD)。見かけの分子量は、計算されたサイズから予測されたとおりだった(SPDおよびCCSPD融合タンパク質についてそれぞれ40kDaおよび27kDa)。結果を図13に示す。 Supernatants were collected 3 days after transfection and aliquots were used for Western blotting using antibodies specific for SDS-PAGE and Strep-tag II. Specific bands were detected at approximately 38 kDa (SPD fusion protein) and 28 kDa (coiled coil SPD fusion protein). The amount of protein expressed depends on the ligand itself (TRAILR1 mutein> TRAILR2 mutein> TRAIL), secondly depends on the ligand length used (A> D), and thirdly, the three used Dependent on the merging motif (SPD> CCSPD). The apparent molecular weight was as expected from the calculated size (40 kDa and 27 kDa for SPD and CCSPD fusion proteins, respectively). The results are shown in FIG.

SPD/ccSPDとTRAIL、TRAILR1mutおよびTRAILR2mutの融合タンパク質に対するTRAIL受容体1またはTRAIL受容体2の選択性は、Streptactin−ELISAによって示された。従って、一過性にトランスフェクトされたHEK293細胞からの上清中のTRAIL−SPD融合タンパク質を、Streptactinでコーティングされたマイクロプレート上に固定化した。トランスフェクトされていない細胞からの細胞上清は、ネガティブコントロールとしての役割を果たした。結果を図14に示す。特異的に結合したタンパク質は、一定濃度(A、B)または様々な濃度(C、D)のTRAIL受容体1−FcまたはTRAIL受容体2−Fcのいずれかによって検出された。(A)に示されるように、SPDに融合されたリガンドTRAILR1mut改変体は、TRAIL受容体1によって検出される一方、リガンドTRAILR2mutは、検出されない。(B)に示されるように、リガンドTRAILR2mutは、TRAIL受容体2によって優先的に検出される一方、TRAILR1mutコンストラクトおよびTRAIL野生型コンストラクトは同様に、良好に検出される。Cに示されるように、TRAIL受容体1−Fcは、受容体測定(titration)範囲全体にわたって同様に、良好にTRAIL−R1mut−ASPDおよびTRAIL−ASPDに結合した一方、TRAIL−R2mut−ASPDは、検出されない。Dに示されるように、TRAIL受容体2−Fcは、分析された受容体測定範囲にわたって同様に、良好にTRAIL−R2mut−ASPDおよびTRAIL−ASPDに結合した一方、TRAIL−R1mut−ASPDに対するシグナルは、受容体濃度の減少に伴って迅速に減少した。   The selectivity of TRAIL receptor 1 or TRAIL receptor 2 for SPD / ccSPD and TRAIL, TRAILR1mut and TRAILR2mut fusion proteins was demonstrated by Streptactin-ELISA. Therefore, TRAIL-SPD fusion protein in the supernatant from transiently transfected HEK293 cells was immobilized on a microplate coated with streptactin. Cell supernatant from untransfected cells served as a negative control. The results are shown in FIG. Specifically bound protein was detected by either a constant concentration (A, B) or various concentrations (C, D) of either TRAIL receptor 1-Fc or TRAIL receptor 2-Fc. As shown in (A), the ligand TRAILR1mut variant fused to SPD is detected by TRAIL receptor 1, whereas the ligand TRAILR2mut is not detected. As shown in (B), the ligand TRAILR2mut is preferentially detected by TRAIL receptor 2, while the TRAILR1mut construct and the TRAIL wild type construct are similarly well detected. As shown in C, TRAIL receptor 1-Fc bound to TRAIL-R1mut-ASPD and TRAIL-ASPD as well throughout the receptor titration range, while TRAIL-R2mut-ASPD Not detected. As shown in D, TRAIL receptor 2-Fc bound similarly well to TRAIL-R2mut-ASPD and TRAIL-ASPD over the analyzed receptor measurement range, while the signal for TRAIL-R1mut-ASPD is , Decreased rapidly with decreasing receptor concentration.

100マイクロリットルのPBS中の1マイクログラム/mlの親和性精製された三量体TRAIL−ASPD、TRAILR1mut−ASPDまたはTRAILR2mut−ASPDを、Streptactinでコーティングされたマイクロプレート上へのStrep−tagIIを介した固定化のために使用した。結合したリガンドを、TRAIL受容体1(A)およびTRAIL受容体2(B)のFc融合タンパク質を用いてELISA設定において検出した。(A)に示されるように、TRAIL受容体1は、TRAILR2mut−ASPDに比べ、受容体選択的TRAILR1mut−ASPDに優先的に結合した。(B)に示されるように、TRAIL受容体2は、TRAILR1mut−ASPDに比べ、TRAILR2mut−ASPDに優先的に結合した。結論として、SPDに融合された構築されたTRAIL改変体は、受容体選択的である。結果を図15に示す。   1 microgram / ml affinity purified trimer TRAIL-ASPD, TRAILR1mut-ASPD or TRAILR2mut-ASPD in 100 microliters of PBS via Strep-tagII onto streptactin-coated microplates Used for immobilization. Bound ligand was detected in an ELISA setting using TRAIL receptor 1 (A) and TRAIL receptor 2 (B) Fc fusion proteins. As shown in (A), TRAIL receptor 1 preferentially bound to receptor-selective TRAILR1mut-ASPD compared to TRAILR2mut-ASPD. As shown in (B), TRAIL receptor 2 preferentially bound to TRAILR2mut-ASPD compared to TRAILR1mut-ASPD. In conclusion, constructed TRAIL variants fused to SPD are receptor selective. The results are shown in FIG.

親和性精製されたTRAILR1mut−ASPDを、Superdex200カラムに0.5ml(0.95mgのタンパク質)を充填することによってSECに供した。結果を図16に示す。タンパク質を、ランニング緩衝液としてPBSを用い、0.5ml/分で分離し、0.5mlの画分を採取した(画分A1〜A14が示される)。12.46mlの保持容量は、サイズ排除標準によって決定された140〜145kDaに対応した。10.83mlにおける小さなピークは、いくつかの凝集種を示したが、重要なことに、実行し始め(running front)(8ml)ではピークが検出されなかったことから、野生型TRAILアミノ酸配列の一部を含むタンパク質に比べて、この分子がより一層可溶性であることが示される。   Affinity purified TRAILR1mut-ASPD was subjected to SEC by filling a Superdex 200 column with 0.5 ml (0.95 mg protein). The results are shown in FIG. The protein was separated at 0.5 ml / min using PBS as a running buffer, and 0.5 ml fractions were collected (fractions A1-A14 are shown). A retention volume of 12.46 ml corresponded to 140-145 kDa as determined by the size exclusion standard. The small peak at 10.83 ml showed some aggregating species, but importantly, no peaks were detected at the beginning of running (8 ml), indicating that one of the wild type TRAIL amino acid sequences This molecule is shown to be much more soluble than the protein containing the part.

親和性精製されたTRAILR1mut−ASPDのサイズ排除クロマトグラフィーからのアリコートを、非還元(A)または還元(B)SDS−PAGEの後の、図17に示されるような銀染色に使用した。非還元条件下では、35および70kDaにおいて2つのバンドが検出された一方で、還元条件下では40kDaの単一バンド(矢印で示される)が検出された。これは、ジスルフィド架橋された分子の形成を示した。三量体種は、画分A8〜A11中に存在し、後の分析に使用された。   Aliquots from size-exclusion chromatography of affinity purified TRAILR1mut-ASPD were used for silver staining as shown in FIG. 17 after non-reducing (A) or reducing (B) SDS-PAGE. Two bands were detected at 35 and 70 kDa under non-reducing conditions, whereas a single band at 40 kDa (indicated by arrows) was detected under reducing conditions. This indicated the formation of disulfide bridged molecules. The trimer species was present in fractions A8-A11 and was used for later analysis.

Jurkat細胞を、親和性精製されたTRAILR1mut−ASPDのSEC由来の画分A1〜A14からの最終80倍希釈におけるアリコートと共に、2.5マイクログラム/mlの架橋抗体の非存在下(白色バー)または存在下(黒色バー)においてインキュベートした。結果を図18に示す。ネガティブコントロールとして、Jurkat細胞を培地のみでインキュベートした。3時間のインキュベーションの後、Jurkat細胞を溶解し、蛍光発生アッセイによってカスパーゼ活性を測定した。Jurkat細胞は、主にTRAIL受容体2を発現することが示されているので、TRAILR1mit−ASPDがStrep−tagII特異的抗体によって架橋されたときでさえも、どの画分も顕著なカスパーゼ活性を誘導しなかった。これは、TRAILR1mut−ASPDがTRAIL受容体2に結合しないことを示した。   Jurkat cells in the absence of 2.5 micrograms / ml cross-linked antibody (white bars) with aliquots in final 80-fold dilutions from SEC-derived fractions A1-A14 of affinity purified TRAILR1mut-ASPD (white bars) or Incubated in the presence (black bar). The results are shown in FIG. As a negative control, Jurkat cells were incubated with medium alone. After 3 hours of incubation, Jurkat cells were lysed and caspase activity was measured by a fluorogenic assay. Jurkat cells have been shown to primarily express TRAIL receptor 2, so that all fractions induce significant caspase activity even when TRAILR1mit-ASPD is cross-linked by a Strep-tag II specific antibody I did not. This indicated that TRAILR1mut-ASPD did not bind to TRAIL receptor 2.

親和性精製されたTRAILR2mut−ASPDを、図19に示されるように、Superdex200カラムに0.5ml(0.5mgのタンパク質)を充填することによって、サイズ排除クロマトグラフィーに供した。ランニング緩衝液としてPBSを用いて0.5ml/分でタンパク質を分離し、0.5mlの画分を採取した(画分A1〜A14が示される)。12.60mlの保持容量は、サイズ排除標準から決定された130〜135kDaに対応する。これは、40kDaという予測される単量体重量から計算されるように、TRAILR2mut−ASPDがホモ三量体であることを示した。重要なことに、95%超が三量体ピーク画分中に存在し、凝集物は検出されなかった。三量体ピークを後の分析に使用した。   Affinity purified TRAILR2mut-ASPD was subjected to size exclusion chromatography by loading 0.5 ml (0.5 mg protein) on a Superdex 200 column as shown in FIG. Protein was separated at 0.5 ml / min using PBS as a running buffer, and 0.5 ml fractions were collected (fractions A1-A14 are shown). A retention capacity of 12.60 ml corresponds to 130-135 kDa determined from the size exclusion standard. This indicated that TRAILR2mut-ASPD was a homotrimer, as calculated from the expected monomer weight of 40 kDa. Importantly, more than 95% was present in the trimer peak fraction and no aggregates were detected. The trimer peak was used for later analysis.

親和性精製されたTRAILR2mut−ASPDのサイズ排除クロマトグラフィーからのアリコートを、非還元(A)または還元(B)SDS−PAGEに続く、図20に示されるような銀染色に使用した。非還元条件下では、35および70kDaにおいて2つのバンドが検出された一方で、還元条件下では、およそ40kDaの単一バンド(矢印で示される)が検出された。これは、ジスルフィド架橋された分子の形成を示した。三量体種は、画分A9〜A11中に存在し、後の分析に使用された。   An aliquot from the size exclusion chromatography of affinity purified TRAILR2mut-ASPD was used for silver staining as shown in FIG. 20 following non-reducing (A) or reducing (B) SDS-PAGE. Under non-reducing conditions, two bands were detected at 35 and 70 kDa, while under reducing conditions, a single band of approximately 40 kDa (indicated by arrows) was detected. This indicated the formation of disulfide bridged molecules. The trimeric species was present in fractions A9-A11 and was used for later analysis.

TRAILR2mut−ASPDを用いたJurkat細胞殺傷アッセイの結果を図21に示す。Jurkat細胞を、親和性精製されたTRAILR2mut−ASPDのSEC由来画分A1〜A14からのアリコートと共に、架橋抗体(2.5マイクログラム/mlの抗Strep−tagII)の非存在下(白色バー)または存在下(黒色バー)においてインキュベートした。試料を最終640倍希釈で使用した。3時間のインキュベーションの後に細胞を溶解し、蛍光発生アッセイによってカスパーゼ活性を測定した。Jurkat細胞は、効率的なシグナル伝達のために多量体化リガンド型を必要とするTRAIL受容体2を主に発現することが示されているので、TRAILR2mut−ASPDは、架橋されるとき、カスパーゼ活性を誘導した。これは、TRAILR2mut−ASPDが機能的分子であることを示した。   The result of the Jurkat cell killing assay using TRAILR2mut-ASPD is shown in FIG. Jurkat cells with aliquots from SEC-derived fractions A1-A14 of affinity purified TRAILR2mut-ASPD in the absence of cross-linked antibody (2.5 microgram / ml anti-Strep-tagII) (white bar) or Incubated in the presence (black bar). Samples were used at a final 640-fold dilution. Cells were lysed after 3 hours of incubation and caspase activity was measured by fluorogenic assay. Jurkat cells have been shown to predominantly express TRAIL receptor 2, which requires a multimerizing ligand type for efficient signal transduction, so that TRAILR2mut-ASPD has caspase activity when cross-linked. Induced. This indicated that TAILR2mut-ASPD is a functional molecule.

種々のヒトがん細胞に対するTRAIL−ASPD、TRAILR1mut−ASPDおよびTRAILR2mut−ASPDの細胞毒性活性を図22に示す。示される細胞株HT1080(AおよびB)、Hela(CおよびD)またはColo205(EおよびF)を、架橋抗体(抗Strep−tagII)の非存在下(A、CおよびE)または存在下(B、DおよびF)で、様々な濃度の精製された三量体TRAIL−ASPD、TRAILR1mut−ASPDまたはTRAILR2mut−ASPDで処理した。細胞を、示される濃度のリガンドと共に18時間インキュベートし、クリスタルバイオレット染色(HT1080およびHeLa)またはMTSアッセイ(Colo205)によって細胞死を定量した。その結果、リガンドTRAIL−ASPDは、試験された3種の細胞株に対して細胞死を誘導し、TRAILR2mut−ASPDは、優れた細胞殺傷活性を示した。対照的に、TRAIL受容体1に選択的なTRAILR1mut−ASPDは、試験されたどの細胞株に対しても活性ではなかった。   The cytotoxic activity of TRAIL-ASPD, TRAILR1mut-ASPD and TRAILR2mut-ASPD against various human cancer cells is shown in FIG. The indicated cell lines HT1080 (A and B), Hela (C and D) or Colo205 (E and F) can be obtained in the absence (A, C and E) or presence (B , D and F) were treated with various concentrations of purified trimer TRAIL-ASPD, TRAILR1mut-ASPD or TRAILR2mut-ASPD. Cells were incubated with the indicated concentrations of ligand for 18 hours and cell death was quantified by crystal violet staining (HT1080 and HeLa) or MTS assay (Colo205). As a result, the ligand TRAIL-ASPD induced cell death against the three cell lines tested, and TRAILR2mut-ASPD showed excellent cell killing activity. In contrast, TRAILR1mut-ASPD selective for TRAIL receptor 1 was not active against any cell line tested.

親和性精製されたTRAILR2mut−ASPDを、10kDa膜に通す遠心分離によってPBS中に20倍に濃縮することにより、2.5mg/mlの溶液を得た。濃縮物から、0.1mlをサイズ排除クロマトグラフィーに供した。その結果、三量体ピークのみが検出され、凝集物は検出されなかったことから、この組成物が、改良された生成能力を有することが示される(図23)。同様の結果が、TRAILR1mut−ASPDについて達成され、ここで、5.4mg/mlの濃縮溶液でさえも凝集の徴候を示さなかった(示さず)。対照的に、野生型TRAIL配列で構成される受容体結合ドメインを含む試験されたすべての融合タンパク質は、0.4mg/mlもの低濃度で40%の凝集物を伴う凝集を示した。   Affinity purified TRAILR2mut-ASPD was concentrated 20-fold into PBS by centrifugation through a 10 kDa membrane to give a 2.5 mg / ml solution. From the concentrate, 0.1 ml was subjected to size exclusion chromatography. As a result, only the trimer peak was detected and no aggregates were detected, indicating that this composition has improved production capacity (FIG. 23). Similar results were achieved for TRAILR1mut-ASPD, where even 5.4 mg / ml concentrated solution showed no signs of aggregation (not shown). In contrast, all tested fusion proteins containing a receptor binding domain composed of a wild type TRAIL sequence showed aggregation with 40% aggregates at concentrations as low as 0.4 mg / ml.

受容体選択的なTRAILムテイン融合ポリペプチドのアミノ酸配列を以下に示す。   The amino acid sequence of the receptor selective TRAIL mutein fusion polypeptide is shown below.

1〜20:分泌シグナルペプチド(Sp;下線)
21〜181:TRAILR1mut受容体結合ドメイン
182〜192:可撓性リンカーエレメント(A−リンカー;イタリック)
193〜230:ヒトSP−Dのコイルドコイル「ネック」領域
231〜348:ヒトSP−DのC型レクチンドメイン
349〜359:リンカーエレメント(GGSPSSSSSSA)
360〜367:Strep−tagII(WSHPQFEK)
1-20: Secretory signal peptide (Sp; underlined)
21-181: TRAILR1mut receptor binding domain 182-192: flexible linker element (A-linker; italic)
193-230: Coiled coil “neck” region of human SP-D 231-348: C-type lectin domain 349-359 of human SP-D: Linker element (GGSPSSSSSSSA)
360-367: Strep-tag II (WSHPQFEK)

1〜20:分泌シグナルペプチド(Sp;下線)
21〜181:TRAILR2mut受容体結合ドメイン
182〜192:可撓性リンカーエレメント(A−リンカー;イタリック)
193〜230:ヒトSP−Dのコイルドコイル「ネック」領域
231〜348:ヒトSP−DのC型レクチンドメイン
349〜359:リンカーエレメント(GGSPSSSSSSA)
360〜367:Strep−tagII(WSHPQFEK)。
1-20: Secretory signal peptide (Sp; underlined)
21-181: TRAILR2mut receptor binding domain 182-192: flexible linker element (A-linker; italic)
193-230: Coiled coil “neck” region of human SP-D 231-348: C-type lectin domain 349-359 of human SP-D: Linker element (GGSPSSSSSSSA)
360-367: Strep-tag II (WSHPQFEK).

(2.5 SPD糖質−改変体の特徴づけ)
親和性精製されたTRAIL−ASPD_F335Aを、図24に示されるように、Superdex200カラムに0.5mlのPBS溶液(0.4mgのタンパク質)を充填することによってサイズ排除クロマトグラフィーに供した。タンパク質を、ランニング緩衝液としてPBSを用いて0.5ml/分で分離し、0.5mlの画分を採取した(A1〜A13が示される)。12.27mlの保持容量は、サイズ排除標準から決定された135〜145kDaに対応する。これは、40kDaという予測される単量体重量から計算されるように、TRAIL−ASPD_F335Aがホモ三量体であることを示した。8.32および10.68mlにおける2つの追加的ピークは、TRAIL−ASPD_F335A凝集物の形成を示した。三量体ピークのみを後の分析に使用した。
(2.5 SPD Carbohydrate-Characterization of Variant)
Affinity purified TRAIL-ASPD_F335A was subjected to size exclusion chromatography by packing a Superdex 200 column with 0.5 ml PBS solution (0.4 mg protein) as shown in FIG. Protein was separated at 0.5 ml / min using PBS as running buffer and 0.5 ml fractions were collected (A1-A13 are shown). A retention volume of 12.27 ml corresponds to 135-145 kDa determined from the size exclusion standard. This indicated that TRAIL-ASPD_F335A is a homotrimer, as calculated from the expected monomer weight of 40 kDa. Two additional peaks at 8.32 and 10.68 ml indicated the formation of TRAIL-ASPD_F335A aggregates. Only the trimer peak was used for later analysis.

サイズ排除クロマトグラフィーから、画分A1〜A13から採取されたアリコートを、還元SDS−PAGEにより分離し、ゲルを銀染色した(図25)。およそ40kDaにおいて検出されたバンドは、TRAIL−ASPD_F335Aに関する40kDaという計算された分子量に対応した。SEC実行(run)の三量体分子に対応する陽性画分(A8、A9、A10)をプールし、さらなる分析に使用した。   From size exclusion chromatography, aliquots taken from fractions A1-A13 were separated by reducing SDS-PAGE and the gel was silver stained (FIG. 25). The band detected at approximately 40 kDa corresponded to a calculated molecular weight of 40 kDa for TRAIL-ASPD_F335A. The positive fractions (A8, A9, A10) corresponding to the SEC run trimer molecule were pooled and used for further analysis.

TRAIL−SPD糖質改変体融合タンパク質のアミノ酸配列を以下に示す。   The amino acid sequence of the TRAIL-SPD carbohydrate variant fusion protein is shown below.

1〜20:分泌シグナルペプチド(Sp;下線)
21〜181:TRAIL受容体結合ドメイン
182〜192:可撓性リンカーエレメント(A−リンカー;イタリック)
193〜230:ヒトSP−Dのコイルドコイル「ネック」領域
231〜348:ヒトSP−DのC型レクチンドメイン(Phe変異(太字))
349〜359:リンカーエレメント(GGSPSSSSSSA)
360〜367:Strep−tagII(WSHPQFEK)
1-20: Secretory signal peptide (Sp; underlined)
21-181: TRAIL receptor binding domains 182-192: flexible linker element (A-linker; italic)
193-230: Coiled coil “neck” region of human SP-D 231-348: C-type lectin domain of human SP-D (Phe mutation (bold))
349-359: Linker element (GGSPSSSSSSSA)
360-367: Strep-tag II (WSHPQFEK)

1〜20:分泌シグナルペプチド(Sp;下線)
21〜181:TRAIL受容体結合ドメイン
182〜192:可撓性リンカーエレメント(A−リンカー;イタリック)
193〜230:ヒトSP−Dのコイルドコイル「ネック」領域
231〜348:ヒトSP−DのC型レクチンドメイン(Asp変異(太字))
349〜359:リンカーエレメント(GGSPSSSSSSA)
360〜367:Strep−tagII(WSHPQFEK)。
1-20: Secretory signal peptide (Sp; underlined)
21-181: TRAIL receptor binding domains 182-192: flexible linker element (A-linker; italic)
193-230: Coiled coil “neck” region of human SP-D 231-348: C-type lectin domain of human SP-D (Asp mutation (bold))
349-359: Linker element (GGSPSSSSSSSA)
360-367: Strep-tag II (WSHPQFEK).

ヒトがん細胞に対するTRAIL−ASPD_F335Aの細胞毒性の効果を図26に示す。示されるヒトがん細胞株を、様々な濃度の親和性精製およびSEC精製された三量体TRAIL−ASPD_F335Aと共に、架橋抗体(2.5マイクログラム/mlの抗Strep−tagII)の存在下または非存在下において一晩インキュベートした。細胞生存率を、クリスタルバイオレット染色(HT1080、HeLaおよびWM35)またはMTS(Colo205)によって定量した。高濃度のリガンドにおけるColo205細胞の生存率の上昇は、架橋抗体の限界に起因するとみられる。   FIG. 26 shows the cytotoxic effect of TRAIL-ASPD_F335A on human cancer cells. The indicated human cancer cell lines were combined with various concentrations of affinity purified and SEC purified trimer TRAIL-ASPD_F335A in the presence of cross-linked antibody (2.5 microgram / ml anti-Strep-tag II) or non- Incubated overnight in the presence. Cell viability was quantified by crystal violet staining (HT1080, HeLa and WM35) or MTS (Colo205). The increased viability of Colo205 cells at high concentrations of ligand appears to be due to the limitations of cross-linked antibodies.

親和性精製されたTRAIL−ASPD_F335Dを、図27に示されるように、Superdex200カラムに0.5ml(0.2mgのタンパク質)を充填することによってサイズ排除クロマトグラフィーに供した。ランニング緩衝液としてPBSを用いて0.5ml/分でタンパク質を分離し、0.5mlの画分を採取した(画分A1〜A13が示される)。12.29mlの保持容量は、サイズ排除標準から決定された135〜145kDaに対応する。これは、40kDaという予測される単量体重量から計算されるように、TRAIL−ASPD_F335Dがホモ三量体であることを示した。8.35におけるピークは、野生型TRAILアミノ酸配列の一部を含むすべての融合タンパク質について典型的に見出される非活性のTRAIL−ASPD_F335D凝集物に対応した。   Affinity purified TRAIL-ASPD_F335D was subjected to size exclusion chromatography by packing 0.5 ml (0.2 mg protein) into a Superdex 200 column as shown in FIG. Protein was separated at 0.5 ml / min using PBS as a running buffer, and 0.5 ml fractions were collected (fractions A1-A13 are shown). A retention volume of 12.29 ml corresponds to 135-145 kDa determined from the size exclusion standard. This indicated that TRAIL-ASPD_F335D is a homotrimer, as calculated from the expected monomer weight of 40 kDa. The peak at 8.35 corresponded to the inactive TRAIL-ASPD_F335D aggregate typically found for all fusion proteins containing part of the wild type TRAIL amino acid sequence.

サイズ排除クロマトグラフィーから、採取された画分A1〜A13からの親和性精製されたTRAIL−ASPD_F335Dのアリコートを、還元SDS−PAGEによって分離し、ゲルを銀染色した(図28)。およそ40kDaにおいて検出されたバンド(矢印で示される)は、TRAIL−ASPD_F335Dに関する40kDaという計算された分子量に対応した。三量体タンパク質を含有する画分(画分A8〜A10)をプールし、さらなる分析に使用した。   From size exclusion chromatography, aliquots of affinity purified TRAIL-ASPD_F335D from the collected fractions A1-A13 were separated by reducing SDS-PAGE and the gel was silver stained (FIG. 28). The band detected at approximately 40 kDa (indicated by the arrow) corresponded to a calculated molecular weight of 40 kDa for TRAIL-ASPD_F335D. Fractions containing trimer protein (fractions A8-A10) were pooled and used for further analysis.

ヒトがん細胞株HT1080(A)、HeLa(B)、WM35(C)またはColo205(D)を、架橋抗体(抗Strep−tagII)の存在下または非存在下において、様々な濃度の親和性精製された三量体TRAIL−ASPD_F335Dと共に、一晩インキュベートした。細胞生存率を、クリスタルバイオレット染色(HT1080、HeLaおよびWM35)またはMTS(Colo205)によって定量した。データは、TRAIL−ASPD_F335Dが、例示されたがん細胞株において細胞死を誘導することが可能であることを示している(図29)。高濃度のリガンドにおけるColo205細胞の生存率の上昇は、架橋抗体の限界に起因するとみられる。   Human cancer cell lines HT1080 (A), HeLa (B), WM35 (C) or Colo205 (D) were purified at various concentrations in the presence or absence of cross-linking antibody (anti-Strep-tag II). Incubated overnight with the trimer TRAIL-ASPD_F335D. Cell viability was quantified by crystal violet staining (HT1080, HeLa and WM35) or MTS (Colo205). The data shows that TRAIL-ASPD_F335D can induce cell death in the exemplified cancer cell lines (FIG. 29). The increased viability of Colo205 cells at high concentrations of ligand appears to be due to the limitations of cross-linked antibodies.

(2.6 SPD三量体化モチーフ改変体の糖質結合特性の分析)
いくつかの種由来の野生型の完全長オリゴマーSP−Dタンパク質ならびにヒトSP−Dの三量体ネック+CRDは、いくつかの異なる糖質に結合することが示されている。加えて、ヒトSP−Dのネック+CRDはまた、好中球等の免疫細胞に対する走化性因子として働くことによって、免疫調節効果を発揮することが示されている(Caiら,1999,Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol 276:131−136)。他の細胞も、SP−Dによってリクルートされ得る。マルトースの添加が走化性機能を阻害したので、ヒトSP−Dのネック+CRDの走化性作用は、糖結合機能に依存することが示された。従って、SP−D媒介走化性機能を有するTNFSFのリガンドは、天然アミノ酸配列を有するリガンドまたはそのコンストラクトに比べて、より優れた活性を有し得る。例えば、がんの処置等の細胞効果が望ましいシナリオでは、そのような記載されるリガンドが望ましいことがある。
(2.6 Analysis of carbohydrate binding characteristics of SPD trimerization motif variants)
Wild-type full-length oligomeric SP-D proteins from several species as well as human SP-D trimer neck + CRD have been shown to bind to several different carbohydrates. In addition, human SP-D neck + CRD has also been shown to exert immunomodulatory effects by acting as a chemotactic factor for immune cells such as neutrophils (Cai et al., 1999, Am J). Physiol Lung Cell Mol Physiol 276: 131-136). Other cells can also be recruited by SP-D. Since the addition of maltose inhibited chemotaxis function, it was shown that the chemotaxis effect of human SP-D neck + CRD depends on the sugar-binding function. Therefore, a ligand for TNFSF having SP-D mediated chemotaxis function may have a superior activity compared to a ligand having a natural amino acid sequence or a construct thereof. For example, in scenarios where cellular effects are desirable, such as cancer treatment, such described ligands may be desirable.

加えて、SP−Dが糖質機能を有しないリガンドが、他の設定では望ましいことがある。ヒトSP−Dについて、アミノ酸フェニルアラニン335(配列番号21のアミノ酸355に対応する)がアラニンに変異された変異体が記載されている(SPD_F335A,Crouchら,JBC 281:18008−18014)。この変異体は、非常に弱い糖質結合を示した。しかしながら、糖質結合が望まれない場合、荷電アミノ酸(例えば、酸性アミノ酸)の導入は、F335Aに比べてさらに良い可能性がある。従って、変異体SPD_F335Dは、F335A変異体よりも優れていることがある。   In addition, ligands where SP-D does not have a carbohydrate function may be desirable in other settings. For human SP-D, a variant in which the amino acid phenylalanine 335 (corresponding to amino acid 355 of SEQ ID NO: 21) has been mutated to alanine has been described (SPD_F335A, Crouch et al., JBC 281: 18008-18014). This mutant showed very weak carbohydrate binding. However, when carbohydrate linkage is not desired, the introduction of charged amino acids (eg, acidic amino acids) may be better than F335A. Therefore, mutant SPD_F335D may be superior to F335A mutant.

TRAIL融合タンパク質の糖質への結合を分析するために、酵母由来のマンナンをマイクロプレート上に固定化し、TRAIL−SPD、TRAIL−SPD_F335AまたはTRAIL−SPD_F335Dの結合をELISAによって検出した。結果を図30に示す。予測された通り、ELISAシグナルは、TRAIL−ASPD濃度の増加に伴って増強した。対照的に、糖質変異体型のTRAIL−ASPD_F335Aは、非常に低いELISAシグナルを示した。加えて、新たに構築された改変体TRAIL−ASPD_F335Dは、最も低いELISAシグナルを表わした(挿入図および矢印を参照のこと)。これは、変異体F335Dが、前述のSP−D変異体型のF335Aに比べて、より低いマンナン結合親和性を有することを示唆した。   To analyze the binding of TRAIL fusion protein to carbohydrate, mannan derived from yeast was immobilized on a microplate, and the binding of TRAIL-SPD, TRAIL-SPD_F335A or TRAIL-SPD_F335D was detected by ELISA. The results are shown in FIG. As expected, the ELISA signal increased with increasing TRAIL-ASPD concentration. In contrast, the carbohydrate variant form of TRAIL-ASPD_F335A showed a very low ELISA signal. In addition, the newly constructed variant TRAIL-ASPD_F335D represented the lowest ELISA signal (see inset and arrow). This suggested that mutant F335D had a lower mannan binding affinity compared to the SP-D mutant form of F335A described above.

(2.7 TRAIL−SPD融合タンパク質の薬物動態)
TRAIL−SPD融合タンパク質の半減期を測定するために、10マイクログラムのTRAIL−ASPD(A)またはTRAIL−ASPD_F335D(B)を雄性CD1マウスに静脈注射し、いくつかの時点の後(投与前、5分後、30分後、2時間後、6時間後および24時間後)、血清試料を採取した。マウス血清中のTRAILタンパク質をELISAによって定量し、そのデータを使用して半減期を計算した。結果を図31に示す。分析された2種のタンパク質については、TRAIL−ASPD(A)およびTRAIL−ASPD_F335D(B)に対して7〜14時間という半減期が計算された。観察期間中、動物は死亡せず、不耐性の徴候も示さなかった。このデータは、げっ歯類において3〜5分の範囲の半減期を有すると報告されている野生型TRAIL(Kelleyら2001)に比べ、少なくとも80倍の血清半減期の改良を示す。
(2.7 Pharmacokinetics of TRAIL-SPD fusion protein)
To measure the half-life of the TRAIL-SPD fusion protein, 10 micrograms of TRAIL-ASPD (A) or TRAIL-ASPD_F335D (B) was injected intravenously into male CD1 mice and after several time points (pre-dose, Serum samples were taken after 5 minutes, 30 minutes, 2 hours, 6 hours and 24 hours). TRAIL protein in mouse serum was quantified by ELISA and the data was used to calculate half-life. The results are shown in FIG. For the two proteins analyzed, a half-life of 7-14 hours was calculated for TRAIL-ASPD (A) and TRAIL-ASPD_F335D (B). During the observation period, the animals did not die and showed no signs of intolerance. This data shows at least an 80-fold improvement in serum half-life compared to wild-type TRAIL (Kelley et al. 2001) reported to have a half-life in the range of 3-5 minutes in rodents.

(2.8 TRAIL−ASPD融合タンパク質の細胞毒性)
TRAIL−ASPD、TRAIL−ASPD_F335AまたはTRAIL−ASPD_F335Dの潜在的な肝毒性の影響を分析するために、初代ヒト肝細胞(PHH)を、架橋抗体(抗Strep−tagII)有りまたは無しで、様々な濃度の示されるTRAIL−SPD融合タンパク質と共にインキュベートした。コントロールとして、CD95Lの安定化された改変体であるCD95L−T4(WO2008/025516に記載される)を使用した。結果を図32に示す。
(2.8 Cytotoxicity of TRAIL-ASPD fusion protein)
To analyze the potential hepatotoxic effects of TRAIL-ASPD, TRAIL-ASPD_F335A, or TRAIL-ASPD_F335D, primary human hepatocytes (PHH) were used at various concentrations with or without cross-linking antibody (anti-Strep-tag II). Incubated with the indicated TRAIL-SPD fusion protein. As a control, CD95L-T4 (described in WO2008 / 025516), a stabilized variant of CD95L, was used. The results are shown in FIG.

加えて、5mMの化学療法薬物とのPHHの同時インキュベーションの影響をTRAIL−ASPD_F335Dについて分析した。5時間(A、BおよびE)または24時間(C、DおよびF)のインキュベーションの後、細胞を溶解し、蛍光発生アッセイによってカスパーゼ活性を評価した。   In addition, the effect of co-incubation of PHH with 5 mM chemotherapeutic drug was analyzed for TRAIL-ASPD_F335D. After 5 hours (A, B and E) or 24 hours (C, D and F) incubation, cells were lysed and caspase activity was assessed by fluorogenic assay.

その結果、リガンドが抗体によって二次的に架橋された場合でさえも、分析されたすべてのTRAIL−SPD融合タンパク質は、肝毒性の影響を誘導しなかった。対照的に、CD95L−T4は、活性なカスパーゼの増加によって示されるように、肝毒性である(A〜D)。化学療法薬物と共に、初代ヒト肝細胞と三量体TRAIL−ASPD_F335Dとを5時間共インキュベートすることによっては、カスパーゼ活性は誘導されなかった(E)。しかしながら、ドキソルビシンと共に24時間インキュベートした後、可溶性TRAIL−ASPD_F335Dは、強いカスパーゼ活性シグナルを誘導した(F)。   As a result, all TRAIL-SPD fusion proteins analyzed did not induce hepatotoxic effects even when the ligand was secondarily cross-linked by the antibody. In contrast, CD95L-T4 is hepatotoxic as shown by an increase in active caspase (AD). Co-incubation of primary human hepatocytes with trimeric TRAIL-ASPD_F335D with chemotherapeutic drugs for 5 hours did not induce caspase activity (E). However, after 24 hours incubation with doxorubicin, soluble TRAIL-ASPD_F335D induced a strong caspase activity signal (F).

これは、本発明のTRAIL融合タンパク質が、医学的用途において望ましくない肝毒性を示さない可能性があることを示唆する。従って、TRAIL融合タンパク質は、好ましくは、アポトーシス感作剤および/またはアポトーシス誘発剤(例えば、オキサリプラチン、シスプラチン、5−フルオロウラシル、エトポシド、ゲムシタビン、イリノテカン等の化学療法薬物)、またはBcl2ファミリー、特に、Bcl2またはBclxlのポリペプチドに結合するBcl2結合分子(例えば、低分子またはペプチド化合物)である薬物と組み合わせて投与される。   This suggests that the TRAIL fusion proteins of the present invention may not exhibit undesirable hepatotoxicity in medical applications. Accordingly, TRAIL fusion proteins are preferably apoptotic sensitizers and / or apoptosis inducers (eg, chemotherapeutic drugs such as oxaliplatin, cisplatin, 5-fluorouracil, etoposide, gemcitabine, irinotecan), or the Bcl2 family, in particular, It is administered in combination with a drug that is a Bcl2 binding molecule (eg, a small molecule or peptide compound) that binds to Bcl2 or Bclxl polypeptide.

(2.9 APRIL融合タンパク質の特徴づけ)
HEK293細胞を、APRIL−A69(WO2008025516)、APRIL−ASPD、APRIL−ACCSPDまたはAPRIL−ACol11をコードする発現ベクターで一過性にトランスフェクトした。3日後、上清をウェスタンブロッティングによって分泌タンパク質について分析した。結果を図33に示す。APRIL融合タンパク質の検出のために、Strep−tagIIに特異的な抗体を使用した。矢印は、40kDa付近で検出された特異的バンド(それぞれ、APRIL−ASPDおよびAPRIL−ACol11を示す)ならびに25kDa付近で検出された特異的バンド(それぞれ、APRIL−A69およびAPRIL−ACCSPD)を示している。従って、APRIL発現カセットは、機能的であり、タンパク質の分泌は、タンパク質が適切に折り畳まれていることを示した。分析された他のTNFSFタンパク質については、最も高い分泌タンパク質のレベルが、ヒトSP−Dのコイルドコイル「ネック」+CRDで構成される三量体化モチーフに融合されたAPRILに対して見出された(APRIL−ASPD、レーン番号2)。APRIL−ASPDを、受容体TACIへの結合を分析するために使用した。
(2.9 Characterization of APRIL fusion protein)
HEK293 cells were transiently transfected with an expression vector encoding APRIL-A69 (WO20080255516), APRIL-ASPD, APRIL-ACCSPD or APRIL-ACol11. After 3 days, the supernatant was analyzed for secreted protein by Western blotting. The results are shown in FIG. For detection of APRIL fusion protein, an antibody specific for Strep-tag II was used. Arrows indicate specific bands detected around 40 kDa (representing APRIL-ASPD and APRIL-ACol11, respectively) and specific bands detected around 25 kDa (respectively APRIL-A69 and APRIL-ACCSPD). . Thus, the APRIL expression cassette was functional and protein secretion indicated that the protein was properly folded. For the other TNFSF proteins analyzed, the highest secreted protein level was found for APRIL fused to a trimerization motif composed of a coiled coil “neck” + CRD of human SP-D ( APRIL-ASPD, lane number 2). APRIL-ASPD was used to analyze binding to the receptor TACI.

構築されたAPRIL−ASPD融合タンパク質が機能的であることを示すために、APRILの公知の受容体、すなわちTACIへの結合を評価した(図34)。従って、一過性にトランスフェクトされたHEK293細胞からの上清中のAPRIL−ASPDを、Streptactinでコーティングされたマイクロプレート上に固定化した。トランスフェクトされていないHEK293細胞からの細胞上清は、ネガティブコントロールとしての役割を果たした。特異的に結合したタンパク質を、様々な濃度のTACI−Fcによって検出した後、ペルオキシダーゼに結合体化された抗ヒトFc特異的抗体と共にインキュベートした。その結果、TACI−Fcの濃度が増加するにつれてELISAシグナルが増強したことから、APRIL−ASPDが機能的分子であることが示される。   To demonstrate that the constructed APRIL-ASPD fusion protein is functional, the binding of APRIL to a known receptor, TACI, was evaluated (FIG. 34). Therefore, APRIL-ASPD in the supernatant from transiently transfected HEK293 cells was immobilized on a microplate coated with streptactin. Cell supernatant from untransfected HEK293 cells served as a negative control. The specifically bound protein was detected by various concentrations of TACI-Fc and then incubated with an anti-human Fc specific antibody conjugated to peroxidase. As a result, the ELISA signal was enhanced as the concentration of TACI-Fc was increased, indicating that APRIL-ASPD is a functional molecule.

APRIL融合タンパク質のアミノ酸配列を以下に示す。   The amino acid sequence of the APRIL fusion protein is shown below.

1〜20:シグナル分泌ペプチド(下線)
21〜158:APRIL−RBD
159〜169:可撓性リンカーエレメント(A−リンカー;GSS GSS GSS GSイタリック)
170〜207:ヒトSP−Dのコイルドコイル「ネック」領域
208〜325:ヒトSP−DのC型レクチンドメイン
326〜336:リンカーエレメント(GGSPSSSSSSA)
337〜344:Strep−tagII(WSHPQFEK)。
1-20: signal secretion peptide (underlined)
21-158: APRIL-RBD
159-169: flexible linker element (A-linker; GSS GSS GSS GS italic)
170-207: Coiled coil “neck” region of human SP-D 208-325: C-type lectin domain 326-336 of human SP-D: Linker element (GGSPSSSSSSSA)
337-344: Strep-tag II (WSHPQFEK).

(実施例3 エフェクターポリペプチドとしての1本鎖抗体との融合タンパク質の作製)
1本鎖(sc)Fv−SPD融合タンパク質に関して例となるアミノ酸配列を以下に示す(配列番号52、53)。
(Example 3 Production of fusion protein with single chain antibody as effector polypeptide)
An exemplary amino acid sequence for a single chain (sc) Fv-SPD fusion protein is shown below (SEQ ID NOs: 52, 53).

1〜20:シグナル分泌ペプチド(下線)
21〜140:重鎖可変ドメイン
141〜155:リンカーエレメント
156〜264:軽鎖可変ドメイン
265〜276:A−リンカー
277〜431:SPD−モチーフ(motiv)(ネック+CRD)
432〜441:リンカーエレメント
442〜450:Strep−tagII(WSHPQFEK)
1-20: signal secretion peptide (underlined)
21-140: heavy chain variable domain 141-155: linker element 156-264: light chain variable domain 265-276: A-linker 277-431: SPD-motif (motiv) (neck + CRD)
432-441: Linker element 442-450: Strep-tag II (WSHPQFEK)

1〜20:シグナル分泌ペプチド(下線)
21〜140:重鎖可変ドメイン
141〜155:リンカーエレメント
156〜264:軽鎖可変ドメイン
265〜276:A−リンカー
277〜431:SPD−モチーフ(motiv)(ネック+CRD)
432〜441:リンカーエレメント
442〜450:Strep−tagII(WSHPQFEK)。
1-20: signal secretion peptide (underlined)
21-140: heavy chain variable domain 141-155: linker element 156-264: light chain variable domain 265-276: A-linker 277-431: SPD-motif (motiv) (neck + CRD)
432-441: Linker element 442-450: Strep-tag II (WSHPQFEK).

上記タンパク質を発現させ、1.3欄に記載されたような親和性クロマトグラフィーに供した。溶出物のアリコートを、還元条件下または非還元条件下のSDS−PAGEによって分離した。45.8kDaという予測される分子量を有するsc006−ASPD−Stに対応する、矢印によって示される(図39を参照のこと)40〜50kDaにおける単一バンドが、検出され得る。   The protein was expressed and subjected to affinity chromatography as described in column 1.3. Aliquots of the eluate were separated by SDS-PAGE under reducing or non-reducing conditions. A single band at 40-50 kDa, indicated by the arrow (see FIG. 39), corresponding to sc006-ASPD-St with an expected molecular weight of 45.8 kDa can be detected.

上記タンパク質を発現させ、親和性精製し、そして1.3欄に記載されたようなサイズ排除クロマトグラフィーに供した。50マイクログラムの親和性精製されたタンパク質をSuperdex200カラムに充填し、クロマトグラムが示される(図40を参照のこと)。12.63mlにおける主要なピークは、SPDを介して三量体に構築された3つのscFv分子の予測された種に類似する、160±15kDaの分子量に対応する。その分子は、抗原を固定化しsc006−SPD−Stを検出することによってELISA設定において機能的に試験され得る。   The protein was expressed, affinity purified and subjected to size exclusion chromatography as described in column 1.3. 50 micrograms of affinity purified protein is loaded onto a Superdex 200 column and a chromatogram is shown (see FIG. 40). The main peak at 12.63 ml corresponds to a molecular weight of 160 ± 15 kDa, similar to the predicted species of three scFv molecules built into trimers via SPD. The molecule can be functionally tested in an ELISA setting by immobilizing the antigen and detecting sc006-SPD-St.

本実験において生成される融合タンパク質は、IL4R−アルファに対して作製された1本鎖抗体を含む。   The fusion protein produced in this experiment includes a single chain antibody made against IL4R-alpha.

Claims (12)

(i)a.コレクチンファミリー糖質認識ドメイン;および
b.コレクチンファミリーネック領域
を含むコレクチンファミリー三量体化ドメイン;
(ii)リンカーエレメント;ならびに
(iii)該コレクチンファミリーネック領域のN末端に配置される、エフェクターポリペプチドであって、該エフェクターポリペプチドは、抗体、1本鎖抗体または抗体もしくは1本鎖抗体のフラグメントである、エフェクターポリペプチド
を含む、融合タンパク質。
(I) a. A collectin family carbohydrate recognition domain; and b. A collectin family trimerization domain comprising a collectin family neck region;
(Ii) a linker element; is positioned at the N-terminus of and (iii) the collectin family neck region, it Oh effector polypeptide, the effector polypeptide is an antibody, single chain antibody or an antibody or single chain antibody A fusion protein comprising an effector polypeptide that is a fragment of
前記糖質認識ドメインが、サーファクタントタンパク質−D、サーファクタントタンパク質−A1、サーファクタントタンパク質−A2、マンナン結合タンパク質−C、肝臓コレクチン1、胎盤コレクチン1またはコレクチン−11の糖質認識ドメインである、請求項1に記載の融合タンパク質。 The carbohydrate recognition domain is a carbohydrate recognition domain of surfactant protein-D, surfactant protein-A1, surfactant protein-A2, mannan-binding protein-C, liver collectin 1, placental collectin 1 or collectin-11. The fusion protein according to 1. 前記糖質認識ドメインが、1つのアミノ酸の変異または置換を含む、請求項1または2に記載の融合タンパク質。 The fusion protein according to claim 1 or 2 , wherein the carbohydrate recognition domain comprises a single amino acid mutation or substitution. 前記糖質認識ドメインが、サーファクタントタンパク質Dの糖質認識ドメインであり、前記置換が、配列番号21のフェニルアラニン355の置換であり、アスパラギン酸、グルタミン酸、アスパラギンおよびグルタミンから選択される極性アミノ酸に変異される、請求項3に記載の融合タンパク質。 The carbohydrate recognition domain is a carbohydrate recognition domain of surfactant protein D, and the substitution is a substitution of phenylalanine 355 of SEQ ID NO: 21, and is mutated to a polar amino acid selected from aspartic acid, glutamic acid, asparagine and glutamine The fusion protein according to claim 3. 前記コレクチンファミリーネック領域が、サーファクタントタンパク質−D、サーファクタントタンパク質−A1、サーファクタントタンパク質−A2、マンナン結合タンパク質−C、肝臓コレクチン1、胎盤コレクチン1またはコレクチン−11のネック領域である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の融合タンパク質。 The collectin family neck region, surfactant protein -D, surfactant protein -A1, surfactant protein -A2, mannan-binding protein -C, liver collectin 1, a neck region of the placenta collectin 1 or collectin -11 Claim 1-4 The fusion protein according to any one of the above. 前記リンカーエレメントが、25以下のアミノ酸長を有する、請求項1〜5のいずれか1項に記載の融合タンパク質。 The fusion protein according to any one of claims 1 to 5 , wherein the linker element has an amino acid length of 25 or less. 前記リンカーエレメントが、アラニン、トレオニン、グリシンおよびセリンから選択されるアミノ酸で構築される、請求項1〜6のいずれか1項に記載の融合タンパク質。 The fusion protein according to any one of claims 1 to 6, wherein the linker element is constructed with an amino acid selected from alanine, threonine, glycine and serine. 前記抗体、1本鎖抗体または抗体もしくは1本鎖抗体のフラグメントが、TNFスーパーファミリーのサイトカイン、その受容体結合ドメインまたはサイトカインに対する受容体に対して作製されている、請求項1に記載の融合タンパク質。2. The fusion protein of claim 1, wherein the antibody, single chain antibody or antibody or fragment of a single chain antibody is made against a TNF superfamily cytokine, its receptor binding domain or a receptor for a cytokine. . サイトカインに対する前記受容体が、IL4R−アルファである、請求項8に記載の融合タンパク質。9. The fusion protein of claim 8, wherein the receptor for cytokine is IL4R-alpha. 前記コレクチンファミリー糖質認識ドメインのC末端に、抗体、1本鎖抗体または抗体もしくは1本鎖抗体のフラグメントを含む、請求項1〜9のいずれか1項に記載の融合タンパク質。The fusion protein according to any one of claims 1 to 9, comprising an antibody, a single chain antibody, or an antibody or a fragment of a single chain antibody at the C-terminus of the collectin family carbohydrate recognition domain. 請求項1〜10のいずれか1項に記載の融合タンパク質を含む医薬品。A pharmaceutical comprising the fusion protein according to any one of claims 1 to 10. 腫瘍、感染症、炎症性疾患、代謝性疾患、自己免疫障害、変性疾患および移植拒絶を含む、TNFサイトカインの機能障害に関連する増殖性障害の処置のための、請求項1または9に記載の融合タンパク質を含む医薬品10. The prophylactic disorder according to claim 1 or 9 for the treatment of proliferative disorders associated with TNF cytokine dysfunction, including tumors, infections, inflammatory diseases, metabolic diseases, autoimmune disorders, degenerative diseases and transplant rejection. Medicinal products containing fusion proteins.
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