JP2016204358A - Wt1由来ペプチド認識抗体 - Google Patents
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Abstract
Description
[1]配列表の配列番号8に示されるアミノ酸配列からなるVH−CDR1、配列番号9に示されるアミノ酸配列からなるVH−CDR2及び配列番号10に示されるアミノ酸配列からなるVH−CDR3を含む重鎖、並びに、配列表の配列番号11に示されるアミノ酸配列からなるVL−CDR1、配列番号12に示されるアミノ酸配列からなるVL−CDR2及び配列番号13に示されるアミノ酸配列からなるVL−CDR3を含む軽鎖からなる抗WT1ペプチド/HLA−A24複合体抗体又はその抗原結合性フラグメント、
[2]配列表の配列番号6に示されるアミノ酸配列からなる重鎖可変領域(VH)を含む重鎖及び配列番号7に示されるアミノ酸配列からなる軽鎖可変領域(VL)を含む軽鎖からなる、[1]記載の抗体又はその抗原結合性フラグメント、
[3]WT1ペプチドが配列表の配列番号1に示されるアミノ酸配列からなるペプチドである、[1]又は[2]記載の抗体又はその抗原結合性フラグメント、
[4]抗体の抗原結合性フラグメントが、Fab、Fab’、F(ab’)2、Fv、又は一本鎖Fv(scFv)である、[1]〜[3]のいずれか1項に記載の抗原結合性フラグメント、
[5][1]〜[4]のいずれか1項に記載の抗体又はその抗原結合性フラグメントをコードする単離された核酸、
[6]配列表の配列番号6に示されるアミノ酸配列をコードする塩基配列及び配列番号7に示されるアミノ酸配列をコードする塩基配列を含む[5]記載の核酸、
[7][5]又は[6]記載の核酸を含むベクター、
[8][5]又は[6]記載の核酸又は[7]のベクターを発現させる工程を含む、抗WT1ペプチド/HLA−A24複合体抗体又はその抗原結合性フラグメントの製造方法、
[9][1]〜[4]のいずれか1項に記載の抗体又はその抗原結合性フラグメントを含む組成物、
[10][1]〜[4]のいずれか1項記載の抗体又はその抗原結合性フラグメントとシグナル伝達タンパク質の細胞内ドメインを含むキメラ抗原受容体、
[11]シグナル伝達タンパク質がCD3ζ鎖である[10]記載のキメラ抗原受容体、
[12]さらにCD28の細胞内ドメインを含む[11]記載のキメラ抗原受容体、
[13][10]〜[12]のいずれか1項記載のキメラ抗原受容体をコードする核酸、
[14][13]に記載のキメラ抗原受容体をコードする核酸を含むベクター、
[15][10]〜[12]のいずれか1項記載のキメラ抗原受容体を発現する細胞、
[16][15]記載の細胞を有効成分として含有する医薬組成物。
に関する。
(1)本発明の抗体又はその抗原結合性フラグメント及びこれらをコードする核酸
本発明の抗WT1ペプチド/HLA−A24複合体抗体は、HLA−A24拘束性であるWT1の235−243ペプチド(CMTWNQMNL:配列番号1;以下、WT1ペプチドと記載する)と、HLA−A24からなる複合体を特異的に認識し結合する抗体である。ここで、HLA−A24は、HLA−A24α鎖(配列番号2)及びβ2−ミクログロブリン(配列番号3)から構成される。本発明の抗体は、単独で存在するWT1ペプチド又はHLA−A24に比べて、これらの複合体をより特異的に認識する。さらに、本発明の抗体は、WT1ペプチド以外のペプチドとHLA−A24の複合体及びWT1ペプチドとHLA−A24以外のHLAの複合体と結合しない、又は結合活性が低い。従って、本発明の抗体は、WT1ペプチド/HLA−A24複合体を特異的に検出又は標的化することができる。
本発明は、前記(1)記載の本発明の抗体又は抗原結合性フラグメントを含む組成物、ならびに本発明の抗体又は抗原結合性フラグメントをコードする核酸を含む組成物を提供する。
本発明は、前記(1)記載の本発明の抗体又は抗原結合性フラグメントとシグナル伝達タンパク質の細胞内ドメインを含むキメラ抗原受容体(CAR)を含む。本発明のCARは、WT1ペプチド/HLA−A24複合体に特異的に結合して、CARを発現する細胞にシグナルを伝達することができる。本発明のCARは、細胞外ドメイン、膜貫通ドメイン及び細胞内ドメインを含む。細胞外ドメインには本発明の抗体又は抗原結合性フラグメントが含まれる。細胞外ドメインと前記複合体が特異的に結合すると、CARの細胞内ドメインを介して細胞内にシグナルが伝達され、CARを発現している細胞を刺激する。刺激を受けた細胞はサイトカイン等を産生し、前記複合体を発現している標的細胞に対し細胞傷害性を発揮し、又は他の免疫細胞の細胞傷害性を誘導することができる。
実施例1 WT1ペプチド/HLA−A24複合体特異的scFvのスクリーニング
(1) WT1ペプチド/HLA−A24複合体の調製
配列番号1に示すアミノ酸配列を有するWT1ペプチドを合成した(北海道バイオシステムズ社)。また、C末端にビオチン化サイトを有するHLA−A24重鎖の細胞外フラグメント(配列番号2)及び配列番号3に示すアミノ酸配列を有するβ2−ミクログロブリン(β2M)を大腸菌で発現させ精製した。10mgのWT1ペプチド、13.2mgのβ2M、18.6mgのHLA−A24重鎖の細胞外フラグメントを200mLの溶液(100mM Tris−HCl(pH8)、400mM L−Arginine−HCl、2mM Na2EDTA、5mM red. glutathione、0.5M oxid.glutathione、0.1mM PMSF、0.2mg pepstatin、0.2mg leupeptin)中で混合したのち、蒸留水による透析、Labscale TFFシステム(ミリポア社製)及びアミコンウルトラ10k(ミリポア社製)による濃縮を行った。濃縮物をAKTA(GE社製)による分画に供してWT1ペプチド/HLA−A24複合体を取得した。WT1ペプチドと同様に、hTERT(ヒトテロメラーゼ逆転写酵素)、SAGE(肉種抗原)、Her2(ヒト表皮成長因子受容体2型)、CMV(サイトメガロウイルス)、EBNA(エプステインバーウイルス核内抗原)由来のHLA−A24拘束性ペプチドとHLA−A24の複合体を調製した。次いでWT1ペプチド/HLA−A24複合体をビオチンリガーゼ(AVIDITY社製)によりビオチン化した。ビオチン化物についてAKTAにて再度の精製を行い、これをA24−WT1とした。
実施例1−(1)で調製したA24−WT1 20μgを、ストレプトアビジンを結合させた磁気ビーズ200mgと混ぜ、0.05% Tween/PBS溶液中、4℃で通夜反応させたのち、これに3μLの2mM ビオチン/PBSを入れて1時間反応させた。これを0.05% Tween/PBS溶液にて2回洗浄したのち、0.05% Tween/PBS溶液400μLに懸濁し、これを抗原ビーズ液とした。
反応液として、ヒトBリンパ細胞に由来する抗体のファージライブラリ溶液1×1013cfu相当、100μgのストレプトアビジン(PIERCE社製)、実施例1−(1)で調製した50μgのA24−CMV、50μgのA24−Her2、1% Triton X−100/PBSを作製し、これを室温で1時間回転混和したのち、抗原ビーズ液100μLを混ぜて1時間回転混和した。
Maxisop loose(NUNC社製)にPBS 50μLに懸濁された500ng neutraavidin(PIERCE社製)を入れて4℃にて通夜振盪しプレートにneutraavidinを固定化した。終了後、液を捨て、200μLの2% BSA/PBSを入れ、通夜静置した。このプレートに、実施例1−(1)で調製したA24−WT1を300ng/50μL PBSとなるように入れ、4℃にて通夜振盪した。終了後、PBSにて洗浄し抗原plateとした。コントロールとして、実施例1−(1)で調製したA24−hTERT、A24−SAGE、A24−Her2、A24−CMV、A24−EBNAのHLA−A24拘束性ペプチドを使用し、実施例1−(1)と同様にビオチン化したHLA−A24複合体を調製して抗原固定化プレートを調製した。
それぞれの抗原固定化プレートに実施例1−(2)で調製したファージ液100μLを入れ、室温にて1時間振盪したのち、プレートをPBSにて洗浄し、次いで0.05% Tween20/PBSにて2000倍希釈した抗cp3ウサギ抗体100μLを入れて室温にて1時間振盪した。プレートをPBSにて洗浄したのち、0.05% Tween20/PBSにて4000倍希釈したHRP標識抗ウサギIgG(MBL社製)100μLを入れて室温にて1時間振盪した。プレートをPBSにて洗浄したのち、0.01% H2O2、0.1M Na2PO4、0.1M citric acid(pH5.1)にて懸濁させたOPD(WAKO社製)を反応させ、発色を確認したら2N 硫酸にて停止させ、SpectraMax M2(モレキュラーデバイス社製)にて490nmの波長にて吸光度を測定した。
WT#213クローンのscFvとWT1ペプチド/HLA−A24複合体の解離定数測定は、Biacore(GEヘルスケアバイオサイエンス社製)を使用した。WT#213クローンを固定化し、WT1ペプチド/HLA−A24複合体をアナライトとして測定した。ランニングバッファーとしてHBSバッファー(0.01M HEPES(pH7.4)、0.15M NaCl、3mM EDTA、0.005%(v/v) Surfactant P20)を用いた。データの解析には、分析ソフトウェアを用いて、結合速度定数(ka)、解離速度定数(kd)及びアフィニティー(KD)を算出した。その結果は、ka値は3.01e4、kd値は0.117、KD値は3.89μMであった。解析グラフを図3に示す。図3から、WT#213クローンのscFvはKD値が高く、kdの曲線もなだらかであることから、このscFvは抗原との結合力が強く、かつ離れにくいことが確認された。
(1) WT1scFvテトラマーの調製
WT#213クローンのscFvのVHの塩基配列を配列番号4に、VLの塩基配列を配列番号5に示す。また、VHのアミノ酸配列を配列番号6に、VLのアミノ酸配列を配列番号7に示す。なお、VHのCDR1、CDR2及びCDR3のアミノ酸配列を配列番号8、9、10に、VLのCDR1、CDR2及びCDR3のアミノ酸配列をそれぞれ配列番号11、12、13にそれぞれ示す。
さらに、scFvをコードするDNAフラグメントを、WT#213クローンから抽出したDNAを鋳型としたPCRにより調製した。プライマーは、Fプライマー(配列番号14)及びRプライマー(配列番号15)を使用した。米国科学アカデミー紀要(Proc.Natl.Acad.Sci.U S A)、2003年、第100巻、第13号、第7480−7485頁を参考に、増幅したDNAフラグメントをpHisAviの制限酵素サイトSalI−AscIに挿入し、得られたプラスミドをpWT#213scFvHisAviとした。pWT#213scFvHisAviは、PelBリーダー、Hisタグ、WT#213scFv及びAviタグを有する融合タンパク質、並びにPelBリーダー及びビオチンリガーゼ(BirA)を有する融合タンパク質を発現する。pWT#213scFvHisAviで形質転換した大腸菌DH5α株を、0.5mg/mL IPTG及び2μM ビオチンを含む2×YTA培地(2×YTAIB培地)500mLで、30℃通夜培養した。培養液を遠心(8000rpm、4℃で10分)して得られた上清に硫安145.5gを入れて50%飽和とし、完全に溶解させた。これを遠心(8000rpm、4℃で10分)して回収した沈殿をcomplete(ロシュ社製)を入れたPBSにて懸濁した。懸濁液を遠心(100,000rpm、4℃で30分)したのち、回収した上清を0.45μmフィルター(ミリポア社製)にてろ過し、次いでろ液をNi−NTA agarose(QIAGEN社製)カラムにアプライし、さらにカラムを0.1% Tween20/PBS、及びPBSにて洗浄した。カラムに結合したタンパク質を50mM citrate(pH2.5)にて溶出したのち、3M Trisにて中和した。次いで、PBSによる透析を行い、アミコンウルトラ(ミリポア社製)による濃縮を行った。
RPMI培地中で、HLA−A24陽性細胞であるリンパ芽球様細胞株(lymphoblastoid cell line、以下LCL)を実施例1−(1)で調製したWT1ペプチドで24時間パルスした。パルスしたLCLをPBSで洗浄し、実施例2−(1)で調製したWT#213scFvテトラマーを添加し、4℃で1時間静置した。LCLをPBSで洗浄し、1% パラホルムアルデヒドを含むPBSで固定化して、フローサイトメトリーを実施した。コントロールとしてペプチドをパルスしないLCLを同様に調製した。結果を図4に示す。図4から、WT#213scFvはWT1ペプチドをパルスしたLCLに反応性を示すことが確認された。
HLA−A24陽性細胞であるT2A24を使用し、実施例2−(2)と同様にWT1ペプチドをパルスし、WT#213scFvの反応性を確認した。コントロールとして、CMVペプチドをパルスした細胞を調製した。結果を図5に示す。図5から、WT#213scFvはWT1ペプチドに特異的に反応することが確認された。
HLA−A24陽性細胞で内因性にWT1を発現しているヒト巨核芽球白血病細胞株であるMEG−01を使用して、WT#213scFvとの反応性を実施例2−(2)と同様に確認した。コントロールとして、HLA−A24陽性細胞であるがWT1を発現しないヒト口腔扁平上皮がん細胞株であるHSC−2を使用した。結果を図6に示す。また、コントロールとして、HLA−A2及びWT1を発現するK562−A2細胞も使用し、WT#213scFvに反応性が見られないことを確認した。以上より、WT#213scFvはWT1ペプチドをHLA−A24拘束性に反応することが確認された。
(1) WT#213scFvを有するCARを発現するレトロウイルスプラスミドの調製
国際公開第2013/051718号パンフレットに記載されるpMS3−EGFR−LC−zG−CARプラスミドベクターの、EGFRに対するscFv及びヒトIgG−CL(軽鎖定常領域)ドメインコードするDNAを、実施例2−(1)で調製したWT#213scFvをコードするDNAフラグメントに置換してpMS3−WT#213−zG−CARプラスミドベクターを調製した。このベクターは、N末端から順に、リーダー配列、WT#213scFv、CD28膜貫通領域(TM)、CD3ζ鎖細胞内ドメイン、GITR(グルココルチコイド誘導腫瘍壊死因子受容体)細胞内ドメインを有するCARを発現する。このCARをWT#213CARとする。
実施例3−(1)で作製したプラスミドベクターにより大腸菌JM109を形質転換し、形質転換体を得た。これら形質転換体の保持するプラスミドDNAをNucleoBond Xtra Midi Kit(マッハライナーゲル社製)を用いてそれぞれ精製し、トランスフェクション用DNAとして以下の操作に供した。
調製したトランスフェクション用DNAのそれぞれとRetorovirus Packaging Kit Eco(タカラバイオ社製)に含有されるpGPベクター、pEecoベクターを293T細胞にそれぞれトランスフェクトした。この操作は前記キットの製品プロトコールに従って行った。得られた形質導入細胞のそれぞれよりエコトロピックウイルスを含有する上清液を獲得し、0.45μmフィルター(Milex HV、ミリポア社製)にてろ過した。この上清を用いて、ポリブレンを使用する方法によりPG13細胞(ATCC CRL−10686)にエコトロピックウイルスを感染させた。得られた細胞の培養上清を回収し、0.45μmフィルターによりろ過し、WT#213CAR発現用レトロウイルス溶液とした。
インフォームドコンセントを得て採取されたヒト末梢血より分離した末梢血単核球(PBMC)に、実施例3−(2)で作製したWT#213CAR発現用レトロウイルス溶液を、レトロネクチン(登録商標、タカラバイオ社製)を用いた標準的な方法で2回感染させ、WT#213CAR発現PBMCを作製した。
ウイルス感染から14日後の細胞(GMC)及びコントロールとしてベクターを導入しなかったPBMC(NGMC)を、抗ヒトIgG Lambda抗体及びAlexa Flour 488標識 抗Rabbit IgG抗体により染色した。また別に、PE(フィコエリスリン:ベクトンディッキンソン社製)標識WT1−A24テトラマーを添加した。フローサイトメーターを使用し、染色後の細胞について、蛍光標識陽性である細胞の割合、すなわちCARが陽性である細胞及びWT1ペプチド/HLA−A24複合体に結合するCARが陽性である細胞の割合を測定した。その結果を図7に示す。図7に示すように、高いCAR陽性率が確認され、細胞表面にWT1ペプチド/HLA−A24複合体に結合するCARが発現していることが分かった。
実施例3−(3)で調製したウイルス感染14日後のWT#213CAR発現細胞を回収し、96−wellプレートにて細胞内サイトカインの染色を以下の通り行った。細胞内輸送阻害剤BrefeldinA(シグマ社製)を含む培地で上記WT#213CAR発現細胞(GMC)及びコントロールとしてベクターを導入しなかったPBMC(NGMC)を1.0×106cells/mLとなるように懸濁した懸濁液を、前記プレートの1ウェルあたり100μL添加した。さらに、T2A24細胞株にWT1ペプチドをパルスした細胞の1.0×106cells/mL懸濁液を100μL添加し、5時間共培養させた。コントロールとして、WT1ペプチドをパルスしないT2A24細胞株及びCMVペプチドをパルスしたT2A24細胞株を使用し、同様の操作を行った。それぞれ共培養させた細胞を抗Human CD8抗体及び抗Human CD4抗体により染色した後、IntraPrep Reagent(ベックマンコールター社製)処理を行い、抗Human IFNγ抗体、抗Human CD107a抗体及び抗Human Mip1b抗体により染色を行った。フローサイトメーターを使用し、染色後の細胞について、CD8陽性細胞中又はCD4陽性細胞中の各サイトカイン産生細胞の割合を測定した。図8に結果を示す。図8に示す通り、WT#213CAR発現細胞(GMC)は、WT1ペプチドを認識して各種サイトカイン、マーカーを産生することが確認された。
実施例3−(3)で調製したウイルス感染14日後のWT#213CAR発現細胞(GMC)を回収し、96−wellプレートにてCalsein release assayによって細胞傷害活性を測定した。Calsein−AM(同仁化学社製)を取り込ませたT2A24細胞株、K562−A2細胞株及びMEG−01細胞株を1.0×105cells/mLとなるように懸濁した。T2A24細胞株については、WT1ペプチドをパルスした細胞、CMVペプチドをパルスした細胞及びパルスしない細胞を準備した。各細胞1ウェルあたり100μL添加し、上記WT#213CAR発現細胞及びコントロールとしてベクターを導入しなかったPBMC(NGMC)を懸濁し、ET比が20、10、5、2.5となるように100μL添加した。PBMCの代わりに、Low controlとして培地を、High controlとして0.1% Triton X−100を100μL添加するウェルを用意した。細胞及びコントロールを調製した後、96−wellプレートを5.0% CO2ガスで平衡化した37℃ CO2インキュベーター中で4時間保温した。次いで、上清100μLについてλex=490nm、λem=515nmにて蛍光強度を測定し、放出Calsein量を測定した。細胞傷害活性(Lysis)を下式によって算出した結果を図9に示す。
(1) WT#213CAR発現T細胞群の調製
インフォームドコンセントを得て採取されたヒト末梢血より分離したPBMC5.3×105cellsを、0.2%のヒト血清アルブミン(HSA)、600IU/mLのIL−2、0.6%の血漿を含むGT−T503培地(タカラバイオ社製)中に懸濁し、5μg/mLのOKT−3(eBioscience社製)及び25μg/mLのレトロネクチン(タカラバイオ社製)を固層化したプレートに播種し、5.0%CO2ガスで平衡化した37℃ CO2インキュベーター中で4日間培養しT細胞の拡大培養を行った。このT細胞に、実施例3−(2)で作製したWT#213CAR発現用レトロウイルス溶液を、標準的な方法で2回感染させた。感染させたT細胞を、0.2%のヒト血清アルブミン(HSA)、600IU/mLのIL−2、0.6%の血漿を含むGT−T503培地でさらに4日間培養し、WT#213CAR発現T細胞群を調製した。培養開始後8日目のT細胞群のCARの発現を実施例3−(3)と同様の方法で測定した。その結果、T細胞群に含まれるリンパ球のうち87.7%がCD8陽性細胞で、そのうち94%の細胞がCARを発現していることを確認した。また、T細胞群に含まれるリンパ球のうち7.8%がCD4陽性細胞で、そのうち98%の細胞がCARを発現しており、WT#213CARの高い発現率を確認した。
8〜10週令のNOGマウス(NOD/Shi−scid、IL−2γ KO)((財)実験動物中央研究所)に2.5Gyの放射線照射を行った。翌日、各マウスの左背部に、WT1陽性、HLA−A24陰性のK562細胞株2.5×106cellsを皮下注射し、右背部にWT1陽性、HLA−A24陽性のK562−A24細胞株2.5×106cellsを皮下注射した。同時に、実施例4−(1)で調製したWT#213CAR発現T細胞1.0×107cellsを静脈注射した。また、コントロールとして、ウイルス液を感染させていないT細胞を注射したマウス及びT細胞の代わりにPBSを注射したマウスを用意した。マウスは各群5匹を使用した。注射後2〜3日毎に腫瘍径及び体重を測定した。腫瘍径は、腫瘍の最大直径と最小直径を測定してその数値を乗じることにより算出した。
SEQ ID NO:2: Extracellular domain of HLA-A24 heavy chain amino acid sequence
SEQ ID NO:3: beta 2M amino acid sequence
SEQ ID NO:4: VH nucleic acid sequence
SEQ ID NO:5: VL nucleic acid sequence
SEQ ID NO:6: VH amino acid sequence
SEQ ID NO:7: VL amino acid sequence
SEQ ID NO:8: VH-CDR1 amino acid sequence
SEQ ID NO:9: VH-CDR2 amino acid sequence
SEQ ID NO:10: VH-CDR3 amino acid sequence
SEQ ID NO:11: VL-CDR1 amino acid sequence
SEQ ID NO:12: VL-CDR2 amino acid sequence
SEQ ID NO:13: VL-CDR3 amino acid sequence
SEQ ID NO:14: F primer sequence
SEQ ID NO:15: R primer sequence
Claims (16)
- 配列表の配列番号8に示されるアミノ酸配列からなるVH−CDR1、配列番号9に示されるアミノ酸配列からなるVH−CDR2及び配列番号10に示されるアミノ酸配列からなるVH−CDR3を含む重鎖、並びに、配列表の配列番号11に示されるアミノ酸配列からなるVL−CDR1、配列番号12に示されるアミノ酸配列からなるVL−CDR2及び配列番号13に示されるアミノ酸配列からなるVL−CDR3を含む軽鎖からなる抗WT1ペプチド/HLA−A24複合体抗体又はその抗原結合性フラグメント。
- 配列表の配列番号6に示されるアミノ酸配列からなる重鎖可変領域(VH)を含む重鎖及び配列番号7に示されるアミノ酸配列からなる軽鎖可変領域(VL)を含む軽鎖からなる、請求項1記載の抗体又はその抗原結合性フラグメント。
- WT1ペプチドが配列表の配列番号1に示されるアミノ酸配列からなるペプチドである、請求項1又は2記載の抗体又はその抗原結合性フラグメント。
- 抗体の抗原結合性フラグメントが、Fab、Fab’、F(ab’)2、Fv、又は一本鎖Fv(scFv)である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の抗原結合性フラグメント。
- 請求項1〜4のいずれか1項に記載の抗体又はその抗原結合性フラグメントをコードする単離された核酸。
- 配列表の配列番号6に示されるアミノ酸配列をコードする塩基配列及び配列番号7に示されるアミノ酸配列をコードする塩基配列を含む請求項5記載の核酸。
- 請求項5又は6記載の核酸を含むベクター。
- 請求項5又は6記載の核酸又は請求項7のベクターを発現させる工程を含む、抗WT1ペプチド/HLA−A24複合体抗体又はその抗原結合性フラグメントの製造方法。
- 請求項1〜4のいずれか1項に記載の抗体又はその抗原結合性フラグメントを含む組成物。
- 請求項1〜4のいずれか1項記載の抗体又はその抗原結合性フラグメントとシグナル伝達タンパク質の細胞内ドメインを含むキメラ抗原受容体。
- シグナル伝達タンパク質がCD3ζ鎖である請求項10記載のキメラ抗原受容体。
- さらにCD28の細胞内ドメインを含む請求項11記載のキメラ抗原受容体。
- 請求項10〜12のいずれか1項記載のキメラ抗原受容体をコードする核酸。
- 請求項13に記載のキメラ抗原受容体をコードする核酸を含むベクター。
- 請求項10〜12のいずれか1項記載のキメラ抗原受容体を発現する細胞。
- 請求項15記載の細胞を有効成分として含有する医薬組成物。
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