JP2017155044A - 破骨細胞関連蛋白質Siglec−15を標的とした抗体 - Google Patents

破骨細胞関連蛋白質Siglec−15を標的とした抗体 Download PDF

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Abstract

【課題】 破骨細胞で強く発現する遺伝子を用いた骨代謝異常の検出方法、骨代謝異常治
療及び/又は予防効果を有する化合物のスクリーニング法、及び骨代謝異常治療及び/又
は予防用医薬組成物を提供すること。
【解決手段】 ヒトSiglec−15遺伝子の発現を指標とした骨代謝異常の検出方法
、及びヒトSiglec−15を特異的に認識し、破骨細胞の形成を抑制する活性を有す
る抗体を含む医薬組成物の提供等。
【選択図】 なし

Description

本発明は、骨代謝異常の治療及び/又は予防薬として有用な物質、骨代謝異常の治療及
び/又は予防薬として有用な物質のスクリーニング方法、骨代謝異常の検査方法並びに骨
代謝異常の治療及び/又は予防方法に関する。
骨は、自らの形態変化や血中カルシウム濃度の維持のため、常に形成と吸収を繰り返し
再構築を行う動的な器官として知られている。正常な骨では骨芽細胞による骨形成と破骨
細胞による骨吸収とは平衡関係にあり、骨量は一定に保たれている。一方、骨形成と骨吸
収との平衡関係が崩れると、骨粗鬆症などの骨代謝異常になる(Endocrinolo
gical Review,(1992)13,p66−80, Principles
of Bone Biology, Academic Press, New Yo
rk,(1996)p87−102)。
骨代謝を調節する因子としては、全身性のホルモンや局所性のサイトカインが数多く報
告されており、それらの因子の共同作用により骨の形成と維持が営まれている(Endo
crinological Review,(1992)13,p66−80, End
ocrinological Review),(1996)17,p308−332)
。加齢による骨組織の変化としては、骨粗鬆症の発症が広く知られているが、その発症機
構は性ホルモンの分泌低下やそのレセプター異常、骨局所におけるサイトカイン発現の変
動、老化遺伝子の発現、破骨細胞や骨芽細胞の分化あるいは機能不全など多岐にわたって
おり、加齢による単純な生理現象として理解するのは困難である。原発性骨粗鬆症はエス
トロゲンの分泌低下による閉経後骨粗鬆症と加齢による老人性骨粗鬆症に大別されている
が、その発症機構の解明と治療薬開発の為には、骨吸収と骨形成の調節機構についての基
礎的研究の進展が必須である。
破骨細胞は、造血幹細胞に由来する多核の細胞であり、骨との接着面に塩素イオンと水
素イオンを放出することによって、細胞と骨の接着面の間隙を酸性化すると共に酸性プロ
テアーゼであるカテプシンKなどを分泌する(American Journal of
Physiology,(1991)260,C1315−C1324)。この結果、
リン酸カルシウムの分解、酸性プロテアーゼの活性化と骨基質蛋白質の分解が引き起こさ
れ、骨吸収が進行する。
破骨細胞の前駆細胞は骨表面の骨芽細胞/ストローマ細胞の細胞膜上に発現するRAN
KL(Receptor activator of NF−κB ligand)の刺
激を受けて、破骨細胞へ分化することが明らかにされた(Proceedings of
the National Academy of Science of the
United States of America,(1998)95,p3597−
3602, Cell,(1998)93,p165−176,)。RANKLは骨芽細
胞/ストローマ細胞が産生する膜蛋白質であり、その発現は骨吸収因子により調節される
こと、及びRANKLは破骨細胞前駆細胞から多核破骨細胞への分化を誘導することなど
が明らかにされた(Proceedings of the National Aca
demy of Science of the United States of
America,(1998)95,p3597−3602, Journal of
Bone and Mineral Research,(1998)23,S222)
。さらに、RANKLをノックアウトしたマウスが、大理石骨病様の病態を発症すること
が見出され、RANKLが生理的な破骨細胞分化誘導因子であることが証明された(Na
ture,(1999)397,p315−323)。
骨代謝疾患の治療や治療期間の短縮を図る医薬品として、ビスホスホネート、活性型ビ
タミンD、カルシトニン及びその誘導体、エストラジオール等のホルモン製剤、SER
Ms(Selective estrogen receptor modulator
s)、イプリフラボン、ビタミンK(メナテトレノン)、PTH製剤及びカルシウム製
剤等が使用されている。しかし、これらの薬剤は、治療結果において必ずしも満足できる
ものではなく、より治療効果の高い薬剤の開発が望まれていた。
免疫系細胞の細胞膜上はシアル酸などの多様な糖鎖によって高度に覆われており、様々
な糖鎖結合蛋白質によって認識されている。シアル酸結合免疫グロブリン様レクチン(S
ialic−acid−binding immunoglobulin−like l
ectins、以下、「Siglecs」という。)は、シアル酸含有糖鎖を認識して結
合するI型膜蛋白質ファミリーである。Siglecsは免疫系細胞の細胞膜上で多く発
現しており、同じく免疫系細胞の細胞膜上に存在するシアル酸を認識して細胞間相互作用
や細胞機能を調節し、免疫応答に関与していると考えられているが(Nature Re
views Immunology,(2007)7,p255−266)、生理的機能
が明らかとなっていないSiglecs分子も多い。Siglec−15(Sialic
−acid binding immunoglobulin−like lectin
15)は、Siglecsに属することが新たに報告された分子で(Glycobio
logy,(2007)17,p838−846)、CD33L3(CD33 mole
cule−like 3)と呼ばれる分子と同一である。この分子は魚類からヒトまで進
化的な保存度が高く、ヒト脾臓及びリンパ節において、樹状細胞/マクロファージ系の細
胞に強く発現することが明らかにされた。またシアル酸プローブを用いた結合試験の結果
、ヒトSiglec−15はNeu5Acα2−6GalNAcと、マウスSiglec
−15はさらにNeu5Acα2−3Galβ1−4Glcと結合することなども明らか
にされた(Glycobiology,(2007)17,p838−846)。最近ま
で、Siglec−15の生理的役割は明らかではなかったが、破骨細胞の分化、成熟に
伴ってSiglec−15の発現が亢進し、RNA干渉によってSiglec−15の発
現を低下させることによって破骨細胞の分化が抑制されることが報告された(国際公開パ
ンフレットWO2007/093042)。しかし、抗Siglec−15抗体が破骨細
胞分化におよぼす作用については、これまで明らかにされていなかった。
WO2007/093042
Endocrinological Review,(1992)13,p66−80 Principles of Bone Biology, Academic Press, New York,(1996)p87−102 Endocrinological Review,(1996)17,p308−332 American Journal of Physiology,(1991)260,C1315−C1324 Proceedings of the National Academy of Science of the United States of America,(1998)95,p3597−3602 Cell,(1998)93,p165−176 Journal of Bone and Mineral Research,(1998)23,S222 Nature,(1999)397,p315−323 Nature Reviews Immunology,(2007)7,p255−266 Glycobiology,(2007)17,p838−846
本発明の目的は、骨粗鬆症、関節リウマチ、癌の骨転移等に見られる、骨破壊等の種々
の骨代謝異常の際に特異的に発現する遺伝子、破骨細胞の分化成熟と活性を阻害する物質
、骨代謝異常の治療及び/又は予防剤をスクリーニングするための新規な方法、及び破骨
細胞の分化成熟と活性を阻害する物質、骨代謝異常の治療及び/又は予防剤を提供するこ
とにある。
本発明者らは、骨代謝異常の治療及び/又は予防効果を有する物質を探索する目的で、
破骨細胞の分化、成熟及び活性化の機構(メカニズム)の解明を目指した研究を行った結
果、破骨細胞の分化、成熟に伴いSiglec−15遺伝子の発現が上昇することを見出
し、Siglec−15と特異的に結合する抗体により、破骨細胞の分化が抑制されるこ
とを見出し、本発明を完成させた。
すなわち、本発明は、以下の発明を包含する。
(1)以下の(a)乃至(i)のいずれか一つに記載のアミノ酸配列からなる一つ又は二
つ以上のポリペプチドを特異的に認識し、破骨細胞の形成及び/又は破骨細胞による骨吸
収を抑制する抗体又は該抗体の機能性断片:
(a)配列表の配列番号2に示されるアミノ酸配列;
(b)配列表の配列番号2に示されるアミノ酸配列の21番目から328番目のアミノ酸
残基からなるアミノ酸配列;
(c)配列表の配列番号2に示されるアミノ酸配列の1番目から260番目のアミノ酸残
基からなるアミノ酸配列;
(d)配列表の配列番号2に示されるアミノ酸配列の21番目から260番目のアミノ酸
残基からなるアミノ酸配列;
(e)配列表の配列番号4に示されるアミノ酸配列;
(f)配列表の配列番号4に示されるアミノ酸配列の21番目から341番目のアミノ酸
残基からなるアミノ酸配列;
(g)配列表の配列番号4に示されるアミノ酸配列の1番目から258番目のアミノ酸残
基からなるアミノ酸配列;
(h)配列表の配列番号4に示されるアミノ酸配列の21番目から258番目のアミノ酸
残基からなるアミノ酸配列;
(i)(a)乃至(h)に記載のアミノ酸配列に1乃至数アミノ酸残基の置換、欠失又は
付加を伴うアミノ酸配列。
(2)以下の(j)乃至(n)のいずれか一つに記載のヌクレオチド配列にコードされる
アミノ酸配列からなる一つ又は二つ以上のポリペプチドを特異的に認識し、破骨細胞の形
成及び/又は破骨細胞による骨吸収を抑制する抗体又は該抗体の機能性断片:
(j)配列番号1に示されるヌクレオチド配列;
(k)配列番号3に示されるヌクレオチド配列;
(l)配列番号19に示されるヌクレオチド配列;
(m)配列番号43に示されるヌクレオチド配列;
(n)(j)乃至(m)に記載のヌクレオチド配列と相補的なヌクレオチド配列からなる
ポリヌクレオチドとストリンジェントな条件でハイブリダイズするポリヌクレオチドが保
有するヌクレオチド配列。
(3)破骨細胞の細胞融合の過程を抑制する(1)又は(2)に記載の抗体又は該抗体の
機能性断片。
(4)TNFαによって誘導される破骨細胞の形成を抑制する(1)乃至(3)のいずれ
か一つに記載の抗体又は該抗体の機能性断片。
(5)30μg/ml以下の濃度において、in vitroでの破骨細胞の形成を抑制
する(1)乃至(4)のいずれか一つに記載の抗体又は該抗体の機能性断片。
(6)3μg/ml以下の濃度において、in vitroでの破骨細胞の形成を抑制す
る(5)に記載の抗体又は該抗体の機能性断片。
(7)1μg/ml以下の濃度において、in vitroでの破骨細胞の形成を抑制す
る(6)に記載の抗体又は該抗体の機能性断片。
(8)63ng/mlから1μg/mlの濃度において、in vitroでの破骨細胞
の形成を抑制する(7)に記載の抗体又は該抗体の機能性断片。
(9)破骨細胞による骨吸収を抑制する(1)乃至(4)のいずれか一つに記載の抗体又
は該抗体の機能性断片。
(10)3μg/ml以下の濃度において、in vitroでの破骨細胞による骨吸収
を抑制する(9)に記載の抗体又は該抗体の機能性断片。
(11)0.3μg/mlから3μg/mlの濃度において、in vitroでの破骨
細胞による骨吸収を抑制する(10)に記載の抗体又は該抗体の機能性断片。
(12)以下の工程1)および2)を含む方法により得られる、(1)乃至(11)のい
ずれか一つに記載の抗体又は該抗体の機能性断片:
1)以下の(a)乃至(i)のいずれか一つに記載のアミノ酸配列:
のいずれか一つ又は二つ以上の配列を特異的に認識する抗体を作製する工程;
(a)配列表の配列番号2に示されるアミノ酸配列;
(b)配列表の配列番号2に示されるアミノ酸配列の21番目から328番目のアミノ酸
残基からなるアミノ酸配列;
(c)配列表の配列番号2に示されるアミノ酸配列の1番目から260番目のアミノ酸残
基からなるアミノ酸配列;
(d)配列表の配列番号2に示されるアミノ酸配列の21番目から260番目のアミノ酸
残基からなるアミノ酸配列;
(e)配列表の配列番号4に示されるアミノ酸配列;
(f)配列表の配列番号4に示されるアミノ酸配列の21番目から341番目のアミノ酸
残基からなるアミノ酸配列;
(g)配列表の配列番号4に示されるアミノ酸配列の1番目から258番目のアミノ酸残
基からなるアミノ酸配列;
(h)配列表の配列番号4に示されるアミノ酸配列の21番目から258番目のアミノ酸
残基からなるアミノ酸配列;
(i)(a)乃至(h)に記載のアミノ酸配列に1乃至数アミノ酸残基の置換、欠失又は
付加を伴うアミノ酸配列。
2)破骨細胞形成抑制活性及び/又は骨吸収抑制活性を示す抗体を選別する工程。
(13)以下の工程1)および2)を含む方法により得られる、(1)乃至(11)のい
ずれか一つに記載の抗体又は該抗体の機能性断片:
1)以下の(j)乃至(n)のいずれか一つに記載のヌクレオチド配列にコードされるア
ミノ酸配列:
(j)配列番号1に示されるヌクレオチド配列;
(k)配列番号3に示されるヌクレオチド配列;
(l)配列番号19に示されるヌクレオチド配列;
(m)配列番号43に示されるヌクレオチド配列;
(n)(j)乃至(m)に記載のヌクレオチド配列と相補的なヌクレオチド配列からなる
ポリヌクレオチドとストリンジェントな条件でハイブリダイズするポリヌクレオチドが保
有するヌクレオチド配列;
からなる一つ又は二つ以上のポリペプチドを特異的に認識する抗体を作製する工程;
2)破骨細胞形成抑制活性及び/又は骨吸収抑制活性を示す抗体を選別する工程。
(14)モノクローナル抗体であることを特徴とする、(1)乃至(13)のいずれか一
つに記載の抗体又は該抗体の機能性断片。
(15)ハイブリドーマ#32A1(FERM BP−10999)の産生する抗体と同
じエピトープ特異性を持つことを特徴とする、(14)に記載の抗体又は該抗体の機能性
断片。
(16)ハイブリドーマ#32A1(FERM BP−10999)の産生する抗体と競
合することを特徴とする、(14)に記載の抗体又は該抗体の機能性断片。
(17)ハイブリドーマ#32A1(FERM BP−10999)の産生する抗体であ
ることを特徴とする、(14)に記載の抗体又は該抗体の機能性断片。
(18)ハイブリドーマ#41B1(FERM BP−11000)の産生する抗体と同
じエピトープ特異性を持つことを特徴とする、(14)に記載の抗体又は該抗体の機能性
断片。
(19)ハイブリドーマ#41B1(FERM BP−11000)の産生する抗体と競
合することを特徴とする、(14)に記載の抗体又は該抗体の機能性断片。
(20)ハイブリドーマ#41B1(FERM BP−11000)の産生する抗体であ
ることを特徴とする、(14)に記載の抗体又は該抗体の機能性断片。
(21)キメラ抗体であることを特徴とする、(1)乃至(20)のいずれか一つに記載
の抗体又は該抗体の機能性断片。
(22)ヒト化されていることを特徴とする、(1)乃至(21)のいずれか一つに記載
の抗体又は該抗体の機能性断片。
(23)ヒト抗体であることを特徴とする、(1)乃至(16)、(18)、又は(19
)のいずれか一つに記載の抗体又は該抗体の機能性断片。
(24)IgG抗体であることを特徴とする、(1)乃至(23)のいずれか一つに記載
の抗体又は該抗体の機能性断片。
(25)Fab、F(ab’)2、Fab’及びFvからなる群から選択される、(1)
乃至(24)に記載の抗体の機能性断片。
(26)scFvであることを特徴とする、(1)乃至(16)、(18)、又は(19
)のいずれか一つに記載の抗体。
(27)(1)乃至(26)に記載の抗体又は該抗体の機能性断片の少なくともいずれか
一つを含有することを特徴とする、医薬組成物。
(28)骨代謝異常の治療及び/又は予防剤であることを特徴とする、(27)に記載の
医薬組成物。
(29)(1)乃至(26)に記載の抗体又は該抗体の機能性断片の少なくともいずれか
一つ、並びに、ビスホスホネート、活性型ビタミンD、カルシトニン及びその誘導体、
エストラジオール等のホルモン製剤、SERMs(selective estroge
n receptor modulators)、イプリフラボン、ビタミンK(メナ
テトレノン)、カルシウム製剤、PTH(parathyroid hormone)製
剤、非ステロイド性抗炎症剤、可溶性TNFレセプター製剤、抗TNFα抗体又は該抗体
の機能性断片、抗PTHrP(parathyroid hormone−relate
d protein)抗体又は該抗体の機能性断片、IL−1レセプターアンタゴニスト
、抗IL−6レセプター抗体又は該抗体の機能性断片、抗RANKL抗体、及び該抗体の
機能性断片及びOCIF(osteoclastogenesis inhibitor
y factor)からなる群から選択される少なくともいずれか一つを含有することを
特徴とする、骨代謝異常の治療及び/又は予防用医薬組成物。
(30)骨代謝異常が、骨粗鬆症、関節リウマチに伴う骨破壊、癌性高カルシウム血症、
多発性骨髄腫や癌の骨転移に伴う骨破壊、巨細胞腫、歯根膜炎による歯の喪失、人工関節
周囲の骨融解、慢性骨髄炎における骨破壊、骨ページェット病、腎性骨異栄養症、及び骨
形成不全症からなる群から選択される、(28)又は(29)に記載の医薬組成物。
(31)骨代謝異常が、骨粗鬆症、関節リウマチに伴う骨破壊、又は癌の骨転移に伴う骨
破壊であることを特徴とする、(28)に記載の医薬組成物。
(32)骨粗鬆症が、閉経後骨粗鬆症、老人性骨粗鬆症、ステロイドや免疫抑制剤等の治
療用薬剤の使用による続発性骨粗鬆症、又は関節リウマチに伴う骨粗鬆症であることを特
徴とする(29)に記載の医薬組成物。
(33)(1)乃至(26)に記載の抗体又は該抗体の機能性断片の少なくともいずれか
一つを投与することを特徴とする、骨代謝異常の治療及び/又は予防方法。
(34)(1)乃至(26)に記載の抗体又は該抗体の機能性断片の少なくともいずれか
一つ、並びに、ビスホスホネート、活性型ビタミンD、カルシトニン及びその誘導体、
エストラジオール等のホルモン製剤、SERMs(selective estroge
n receptor modulators)、イプリフラボン、ビタミンK(メナ
テトレノン)、カルシウム製剤、PTH(parathyroid hormone)製
剤、非ステロイド性抗炎症剤、可溶性TNFレセプター製剤、抗TNFα抗体又は該抗体
の機能性断片、抗PTHrP(parathyroid hormone−relate
d protein)抗体又は該抗体の機能性断片、IL−1レセプターアンタゴニスト
、抗IL−6レセプター抗体又は該抗体の機能性断片、抗RANKL抗体又は該抗体の機
能性断片、及びOCIF(osteoclastogenesis inhibitor
y factor)からなる群から選択される少なくともいずれか一つを同時又は連続し
て投与することを特徴とする、骨代謝異常の治療及び/又は予防方法。
(35)骨代謝異常が、骨粗鬆症、関節リウマチに伴う骨破壊、又は癌の骨転移に伴う骨
破壊であることを特徴とする、(33)又は(34)に記載の治療及び/又は予防方法。
(36)骨粗鬆症が、閉経後骨粗鬆症、老人性骨粗鬆症、ステロイドや免疫抑制剤等の治
療用薬剤の使用による続発性骨粗鬆症、又は関節リウマチに伴う骨粗鬆症であることを特
徴とする(35)に記載の治療及び/又は予防方法。
(37)ハイブリドーマ#32A1(FERM BP−10999)。
(38)ハイブリドーマ#41B1(FERM BP−11000)。
本発明によれば、破骨細胞の分化成熟と活性の阻害を作用機序とする、骨代謝異常の治
療剤及び/又は予防剤を得ることができる。
ヒト巨細胞腫組織におけるRANK、RANKL、カテプシンK及びTRAP遺伝子の発現プロファイル解析を示したグラフである。 ヒト巨細胞腫組織におけるSiglec−15遺伝子の発現プロファイル解析を示したグラフである。 RAW264.7あるいはマウス骨髄細胞から破骨細胞分化を誘導した際のSiglec−15遺伝子発現量の変化を示したグラフである。 RAW264.7細胞の破骨細胞分化に伴うカテプシンK及びTRAP遺伝子の発現を示したグラフである。 RAW264.7細胞の破骨細胞分化に伴うSiglec−15遺伝子の発現を示したグラフである。 293F細胞によるマウスSiglec−15−Hisの発現の培養時間による変動を、SDS−ポリアクリルアミド電気泳動と抗6 His−HRP抗体を用いたウェスタンブロッティングで検出した結果である。 293F細胞によるマウスSiglec−15−Fcの発現の培養時間による変動を、SDS−ポリアクリルアミド電気泳動と抗ヒトIgG Fc−HRP抗体を用いたウェスタンブロッティングで検出した結果である。 HisTrap HPカラムクロマトとResource Qカラムクロマトで精製したマウスSiglec−15−Hisの純度をSDS−ポリアクリルアミド電気泳動と銀染色で評価した結果である。 HisTrap HPカラムクロマトとResource Qカラムクロマトで精製したマウスSiglec−15−Hisの挙動を、SDS−ポリアクリルアミド電気泳動と抗V5−HRP抗体を用いたウェスタンブロッティングで検出した結果である。 HiTrap protein A カラムクロマトで精製したマウスSiglec−15−Fcの純度をSDS−ポリアクリルアミド電気泳動と銀染色で評価した結果である。 精製した抗マウスSiglec−15ポリクローナル抗体がSiglec−15−FcだけでなくSiglec−15−Hisにも結合することを、SDS−ポリアクリルアミド電気泳動と抗マウスSiglec−15ポリクローナル抗体と抗ウサギIgG−HRP抗体を用いたウェスタンブロッティングで確認した結果である。 抗マウスSiglec−15ポリクローナル抗体をマウスSiglec−15−Fcを固相化したアフィニティーカラムで精製したクロマトグラムである。 マウスSiglec−15−Fc固相化アフィニティーカラムクロマトで精製したマウスSiglec−15−Fcの純度をSDS−ポリアクリルアミド電気泳動と銀染色で評価した結果である。 抗マウスSiglec−15ポリクローナル抗体をSuperose 6・ゲルろ過カラムで精製したクロマトグラムである。 アフィニティー精製した抗マウスSiglec−15ポリクローナル抗体の添加による、マウス骨髄非付着細胞の破骨細胞分化(RANKL刺激)への影響を試験した結果である(N=3)。 ゲルろ過精製した抗マウスSiglec−15ポリクローナル抗体の添加による、マウス骨髄非付着細胞の破骨細胞分化(RANKL刺激)への影響をTRAP酵素活性で試験した結果である(N=3)。 抗マウスSiglec−15ポリクローナル抗体の添加によるマウス骨髄非付着細胞の破骨細胞分化(RANKL刺激)の抑制の抗原による中和をTRAP酵素活性で試験した結果である(N=3)。 抗マウスSiglec−15ポリクローナル抗体の添加による、マウス骨髄非付着細胞の破骨細胞分化(TNFα刺激)への影響をTRAP酵素活性で試験した結果である(N=3)。 抗マウスSiglec−15ポリクローナル抗体の添加による、マウス骨髄非付着細胞の破骨細胞分化(TNFα刺激)への影響をTRAP染色で評価した顕微鏡写真である。 抗マウスSiglec−15ポリクローナル抗体の添加による、マウス骨髄細胞からの破骨細胞分化(活性型ビタミンD刺激)の抑制をTRAP酵素活性で示したグラフである(N=6)。 抗マウスSiglec−15ポリクローナル抗体の添加による、マウス骨髄細胞からの巨大破骨細胞形成(活性型ビタミンD刺激)の抑制をTRAP染色で示した顕微鏡写真である。 抗マウスSiglec−15ポリクローナル抗体の添加による、マウス骨髄細胞からの巨大破骨細胞形成(ヒトRANKL刺激)の抑制をTRAP染色で示した顕微鏡写真である。 抗マウスSiglec−15ポリクローナル抗体の添加による、RAW264.7細胞からの巨大破骨細胞形成(ヒトRANKL刺激)の抑制及び可溶型Siglec−15による該抑制作用の解除をTRAP染色で示した顕微鏡写真である。 マウスSiglec−15−Fc固相化プレートに対するラット抗マウスSiglec−15モノクローナル抗体の結合をELISA法で試験した結果である。シンボル(◆)は#1A1抗体を、シンボル(■)は#3A1抗体を、シンボル(▲)は#8A1抗体を、シンボル(×)は#24A1抗体を、シンボル(●)は#32A1抗体を、シンボル(○)は#34A1抗体を、シンボル(+)は#39A1抗体を、シンボル(−)は#40A1抗体を、シンボル(−)は#41B1抗体を、シンボル(◇)は#61A1抗体を、シンボル(□)はコントロールIgGをそれぞれ表している。 抗マウスSiglec−15モノクローナル抗体(#3A1、#8A1又は#32A1)の添加による、マウス骨髄非付着細胞の破骨細胞分化(RANKL刺激)への影響を試験した結果である。なお、図中のラットコントロールIgGは、図25及び26で共通の陰性コンロールである。 抗マウスSiglec−15モノクローナル抗体(#34A1、#39A1又は#40A1)の添加による、マウス骨髄非付着細胞の破骨細胞分化(RANKL刺激)への影響を試験した結果である。なお、図中のウサギ抗マウスSiglec−15ポリクローナル抗体No.3は、図25及び26で共通の陽性コントロールである。 正常ヒト破骨前駆細胞から破骨細胞分化を誘導した際のカテプシンK、TRAPおよびSiglec−15遺伝子の発現変化を示したグラフである。 HisTrap HPカラムクロマトとResource Qカラムクロマトで精製したヒトSiglec−15−Hisの純度を、SDS−ポリアクリルアミド電気泳動で検討した結果である。 Protein Aカラムクロマトで精製したヒトSiglec−15−Fcの純度を、SDS−ポリアクリルアミド電気泳動で検討した結果である。 抗ヒトSiglec−15ポリクローナル抗体をヒトSiglec−15−Fcを固相化したアフィニティーカラムで精製したクロマトグラムである。 抗ヒトSiglec−15ポリクローナル抗体の添加による、正常ヒト破骨前駆細胞からの巨大破骨細胞形成の抑制をTRAP染色で示した顕微鏡写真である。 抗ヒトSiglec−15ポリクローナル抗体の添加による、正常ヒト破骨前駆細胞からの多核破骨細胞の形成への影響を、5個以上の核を有するTRAP陽性細胞を倒立顕微鏡で計数することによって評価した結果である。 ヒトSiglec−15−Fc固相化プレートに対するラット抗マウスSiglec−15モノクローナル抗体の結合をELISA法で試験した結果である。シンボル(◆)は#1A1抗体を、シンボル(■)は#3A1抗体を、シンボル(▲)は#8A1抗体を、シンボル(×)は#24A1抗体を、シンボル(●)は#32A1抗体を、シンボル(○)は#34A1抗体を、シンボル(+)は#39A1抗体を、シンボル(−)は#40A1抗体を、シンボル(−)は#41B1抗体を、シンボル(◇)は#61A1抗体を、シンボル(□)はコントロールIgGをそれぞれ表している。 ラット抗マウスSiglec−15モノクローナル抗体の添加による、正常ヒト破骨前駆細胞からの巨大破骨細胞形成の抑制をTRAP染色で示した顕微鏡写真である。 ラット抗マウスSiglec−15モノクローナル抗体(#32A1抗体)の添加による、正常ヒト破骨前駆細胞からの巨大破骨細胞形成の抑制をTRAP染色で示した顕微鏡写真である。 ラット抗マウスSiglec−15モノクローナル抗体(#32A1抗体)の添加による、正常ヒト破骨細胞の骨吸収活性の抑制を示したグラフである(N=6)。
本明細書中において、「遺伝子」という語には、DNAのみならずmRNA、cDNA
及びcRNAも含まれるものとする。
本明細書中において、「ポリヌクレオチド」という語は核酸と同じ意味で用いており、
DNA、RNA、プローブ、オリゴヌクレオチド、及びプライマーも含まれている。
本明細中においては、「ポリペプチド」と「蛋白質」は区別せずに用いている。
本明細書中において、「RNA画分」とは、RNAを含んでいる画分をいう。
本明細書中において、「細胞」には、動物個体内の細胞、培養細胞も含んでいる。
本明細書中において、「Siglec−15」は、Siglec−15蛋白質と同じ意
味で用いている。
本明細書中において、「破骨細胞の形成」は、「破骨細胞の分化」又は「破骨細胞の成
熟」と同じ意味で用いている。
本明細書中における「抗体の機能性断片」とは、抗原との結合活性を有する抗体の部分
断片を意味しており、Fab、F(ab’)2、scFv等を含む。また、F(ab’)
2を還元条件下で処理した抗体の可変領域の一価の断片であるFab’も抗体の機能性断
片に含まれる。但し、抗原との結合能を有している限りこれらの分子に限定されない。ま
た、これらの機能性断片には、抗体蛋白質の全長分子を適当な酵素で処理したもののみな
らず、遺伝子工学的に改変された抗体遺伝子を用いて適当な宿主細胞において産生された
蛋白質も含まれる。
本明細書における、「エピトープ」とは、特定の抗Siglec−15抗体の結合する
Siglec−15の部分ペプチドを意味する。前記のSiglec−15の部分ペプチ
ドであるエピトープは、免疫アッセイ法等当業者によく知られている方法によって決定す
ることができるが、例えば以下の方法によって行うことが出来る。Siglec−15の
様々な部分構造を作製する。部分構造の作製にあたっては、公知のオリゴペプチド合成技
術を用いることが出来る。例えば、Siglec−15のC末端あるいはN末端から適当
な長さで順次短くした一連のポリペプチドを当業者に周知の遺伝子組み換え技術を用いて
作製した後、それらに対する抗体の反応性を検討し、大まかな認識部位を決定した後に、
さらに短いペプチドを合成してそれらのペプチドとの反応性を検討することによって、エ
ピトープを決定することが出来る。第一の抗Siglec−15抗体の結合する部分ペプ
チドに第二の抗Siglec−15抗体が結合すれば、第一の抗体と第二の抗体が共通の
エピトープを有すると判定することができる。また、第一の抗Siglec−15抗体の
Siglec−15に対する結合に対して第二の抗Siglec−15抗体が競合する(
すなわち、第二の抗体が第一の抗体とSiglec−15の結合を妨げる)ことを確認す
ることによって、具体的なエピトープの配列が決定されていなくても、第一の抗体と第二
の抗体が共通のエピトープを有すると判定することができる。さらに、第一の抗体と第二
抗体が共通のエピトープに結合し、かつ第一の抗体が抗原の中和活性等の特殊な効果を有
する場合、第二の抗体も同様な活性を有することが期待できる。
本発明において、「ストリンジェントな条件下でハイブリダイズする」とは、市販のハ
イブリダイゼーション溶液ExpressHyb Hybridization Sol
ution(クロンテック社製)中、68℃でハイブリダイズすること、又は、DNAを
固定したフィルターを用いて0.7−1.0MのNaCl存在下68℃でハイブリダイゼ
ーションを行った後、0.1−2倍濃度のSSC溶液(1倍濃度SSCとは150 mM
NaCl、15 mM クエン酸ナトリウムからなる)を用い、68℃で洗浄すること
により同定することができる条件又はそれと同等の条件でハイブリダイズすることをいう
1.Siglec−15
本発明者らによって、Siglec−15遺伝子は巨細胞腫において特異的に発現して
いることが見出された。また、本発明者らによってSiglec−15遺伝子は単球由来
細胞株が破骨細胞に分化する際に発現量が増加することも見出された。
本発明で用いるSiglec−15は、ヒト、非ヒト哺乳動物(例えば、モルモット、
ラット、マウス、ウサギ、ブタ、ヒツジ、ウシ、サルなど)あるいはニワトリの単球細胞
あるいは骨髄細胞から直接精製して使用するか、あるいは上記の細胞の細胞膜画分を調製
して使用することができ、また、Siglec−15をin vitroにて合成する、
あるいは遺伝子操作により宿主細胞に産生させることによって得ることができる。遺伝子
操作では、具体的には、Siglec−15 cDNAを発現可能なベクターに組み込ん
だ後、転写と翻訳に必要な酵素、基質及びエネルギー物質を含む溶液中で合成する、ある
いは他の原核生物、又は真核生物の宿主細胞を形質転換させることによってSiglec
−15を発現させることにより、該蛋白質を得ることが出来る。
ヒトSiglec−15のcDNAのヌクレオチド配列は、GenBank にアクセ
ッション番号:NM_213602で登録され、配列表の配列番号1にも示されており、
そのアミノ酸配列は配列表の配列番号2に示されている。マウスSiglec−15のc
DNAのヌクレオチド配列は、GenBankにアクセッション番号:XM_88463
6で登録され、配列表の配列番号3にも示されており、そのアミノ酸配列は配列表の配列
番号4に示されている。シグナル配列が除かれた成熟ヒトSiglec−15は、配列番
号2に示されるアミノ酸配列の21番目から328番目のアミノ酸残基からなるアミノ酸
配列に相当する。また、シグナル配列が除かれたマウスSiglec−15は、配列番号
4に示されるアミノ酸配列の21番目から341番目のアミノ酸残基からなるアミノ酸配
列に相当する。なお、Siglec−15は、CD33 antigen−like 3
、CD33 molecule−like 3、CD33−like 3又はCD33L
3と呼ばれることがあり、これらは全て同じ分子を示している。
Siglec−15のcDNAは例えば、Siglec−15のcDNAを発現してい
るcDNAライブラリーを鋳型として、Siglec−15のcDNAを特異的に増幅す
るプライマーを用いてポリメラーゼ連鎖反応(以下「PCR」という)(Saiki,R
. K.,et al.,Science,(1988)239,487−49)を行な
う、いわゆるPCR法により取得することができる。
なお、配列表の配列番号1及び3から選択される少なくともいずれか一つに示されるヌ
クレオチド配列と相補的なヌクレオチド配列からなるポリヌクレオチドとストリンジェン
トな条件でハイブリダイズし、かつ、Siglec−15と同等の生物活性を有する蛋白
質をコードするポリヌクレオチドもSiglec−15のcDNAに含まれる。さらに、
ヒト若しくはマウスSiglec−15遺伝子座から転写されるスプライシングバリアン
ト又はこれにストリンジェントな条件でハイブリダイズするポリヌクレオチドであって、
かつ、Siglec−15と同等の生物活性を有する蛋白質をコードするポリヌクレオチ
ドもSiglec−15のcDNAに含まれる。
また、配列表の配列番号2及び4から選択される少なくともいずれか一つに示されるア
ミノ酸配列、又はこれらの配列からシグナル配列が除かれたアミノ酸配列において、1若
しくは数個のアミノ酸が置換、欠失、又は付加されたアミノ酸配列からなり、Sigle
c−15と同等の生物活性を有する蛋白質もSiglec−15に含まれる。さらに、ヒ
ト若しくはSiglec−15遺伝子座から転写されるスプライシングバリアントにコー
ドされるアミノ酸配列又は該アミノ酸配列において、1若しくは数個のアミノ酸が置換、
欠失、又は付加されたアミノ酸配列からなり、かつ、Siglec−15と同等の生物活
性を有する蛋白質もSiglec−15に含まれる。
2.骨代謝異常の検出
Siglec−15遺伝子は、ヒト各種骨組織検体群における遺伝子の発現量の解析を
すると、破骨細胞様の多核巨細胞が多数出現する骨腫瘍であり、臨床的所見として骨溶解
性の骨破壊を特徴とする(Bullough et al.,Atlas of Ort
hopedic Pathology 2nd edition, pp17.6−17
.8,Lippincott Williams & Wilkins Publish
ers(1992))巨細胞腫(Giant cell tumor; GCT)におい
て有意に発現量が増加していることが見出された。
また、Siglec−15遺伝子は単球由来細胞株が破骨細胞に分化する際に発現量が
増加することも見出された。
したがって、Siglec−15はGCTのような骨吸収が亢進するヒトの病態に関与
していると考えられる。すなわち、Siglec−15遺伝子及び/又はSiglec−
15の各細胞、及び/又は各組織における発現量を測定することでSiglec−15の
過剰発現を伴う骨代謝異常の状態を判定することができる。なお、本明細書における骨代
謝異常とは、骨粗鬆症(閉経後骨粗鬆症、老人性骨粗鬆症、ステロイドや免疫抑制剤等の
治療用薬剤の使用による続発性骨粗鬆症、関節リウマチに伴う骨粗鬆症)、関節リウマチ
に伴う骨破壊、癌性高カルシウム血症、多発性骨髄腫や癌の骨転移に伴う骨破壊、巨細胞
腫、歯根膜炎による歯の喪失、人工関節周囲の骨融解、慢性骨髄炎における骨破壊、骨ペ
ージェット病、腎性骨異栄養症、骨形成不全症などを挙げることができるが、これらに限
定されない。
なお、本発明においてSiglec−15遺伝子及び/又はSiglec−15の発現
量を調べる対象となる「検体」とは、被験者や臨床検体等から得られた、骨髄、骨、前立
腺、精巣、陰茎、膀胱、腎臓、口腔、咽頭、口唇、舌、歯肉、鼻咽頭、食道、胃、小腸、
大腸、結腸、肝臓、胆嚢、膵臓、鼻、肺、軟部組織、皮膚、乳房、子宮、卵巣、脳、甲状
腺、リンパ節、筋肉、脂肪組織等の組織、血液、体液又は排泄物等の試料を意味するが、
本発明においては血液又は骨髄がより好ましい。
3.破骨細胞への分化抑制物質のスクリーニング方法
本発明の一つの態様として、Siglec−15遺伝子及び/又は、Siglec−1
5の発現量を測定することによる、破骨細胞の分化抑制物質のスクリーニング方法を挙げ
ることができる。
本発明の一つの態様として、Siglec−15が持つ成熟破骨細胞への分化誘導活性
を阻害する物質を同定することによって、骨代謝異常の治療効果及び/又は予防効果を有
する物質をスクリーニングする方法を挙げることができる。
なお、「被験物質」とは、本発明のスクリーニング方法で破骨細胞への分化抑制活性を
調べる対象となる物質をいう。被験物質としては、化合物、微生物の代謝産物、植物や動
物組織の抽出物、それらの誘導体又はそれらの混合物等を挙げることができる。また、S
iglec−15の発現量を低下するように設計された核酸又はその誘導体(アンチセン
スオリゴヌクレオチド、リボザイム、dsRNA、siRNA等を含む)を、被験物質と
して使用することも可能である。被験物質の投与量や濃度は適宜設定するか、又は例えば
希釈系列を作製するなどして複数種の投与量を設定してもよく、固体、液体等適当な状態
で投与することができ、適当なバッファーに溶解するか、あるいは安定化剤等を加えても
よい。培養細胞を用いるスクリーニング方法の場合には、培地に添加して培養することが
できる。培地に添加する場合には培養開始時から添加してもよいし、培養途中で添加して
も良く、また、添加の回数も1回に限らない。被験物質存在下で培養する期間も適宜設定
してよいが、好ましくは30分乃至2週間であり、より好ましくは、30分乃至72時間
である。哺乳動物個体に被験物質を投与する場合は、被験物質の物性等により経口投与、
静脈注射、腹腔内注射、経皮投与、皮下注射等の投与形態を使い分ける。なお被験物質の
投与から、検体を得るまでの時間は適当に選択することができる。
本発明のスクリーニング方法において用いられる培養細胞は、Siglec−15を発
現する哺乳動物細胞である限りにおいて、正常な細胞でも、樹立細胞株でも、癌細胞等の
異常な増殖を示す細胞でもよく、例えば、正常ヒト破骨前駆細胞(Normal Hum
an Natural Osteoclast Precursor Cells、三光
純薬より購入可能、カタログ番号2T−110)、マウス単球由来細胞RAW264.7
(ATCC Cat.No. TIB−71)、RAW264細胞(ECACC Cat
.No. 85062803)、マウス骨髄由来初代培養細胞等を挙げることができるが
これらに限定されない。培養細胞の動物種としては、ヒト、マウス又はその他の哺乳動物
(モルモット、ラット、ウサギ、ブタ、ヒツジ、ウシ、サルなど)、及びニワトリなどが
好ましいが、これらに限定されない。なお、培養細胞としてはSiglec−15を過剰
発現している哺乳動物細胞を用いるのがより好ましく、例えばSiglec−15遺伝子
をそのプロモーター領域とともに導入し、Siglec−15を過剰発現するRAW26
4.7細胞、RAW264細胞、293細胞、CHO細胞、COS7細胞などを挙げるこ
とができる。
本発明のスクリーニング方法には、培養細胞を用いず、哺乳動物個体に被験物質を投与
して、その後該動物個体から摘出されたその臓器又は組織細胞におけるSiglec−1
5遺伝子の発現を検出する方法も含まれる。遺伝子発現の検出対象となる臓器又は組織は
、Siglec−15を発現するものであればよいが、好ましくは骨代謝異常に関係して
いる組織であり、より好ましくは骨組織及び骨髄である。哺乳動物種としては非ヒト哺乳
動物を用いることができ、マウス、ラット又はハムスターが好ましく、マウス又はラット
がより好ましい。なお、骨代謝異常を呈する動物モデルとして、卵巣摘除動物、精巣摘除
動物、腫瘍細胞を皮下、皮内、左心室、骨髄、静脈あるいは腹腔等に移植した担癌動物、
坐骨神経切除動物、アジュバント関節炎モデル動物、コラーゲン誘発性関節炎モデル動物
、グルココルチコイド誘発性骨粗鬆症モデル動物、老化促進マウス(SAMP6マウス、
Matsushita et al.,Am.J.Pathol.125,276−28
3(1986))、甲状腺・副甲状腺摘除動物、副甲状腺ホルモン関連ペプチド(PTH
rP)持続注入動物、破骨細胞形成抑制因子(OCIF)ノックアウトマウス(Mizu
no et al.,Biochem.Biophys.Res.Commun.,(1
998)247,610−615)、可溶型RANKL投与動物などを用いることができ
る。更に、歯周病による歯の喪失モデル動物や、Siglec−15を過剰発現させた動
物を用いることもできる。さらにスクリーニングで選択された被検物質を上記の動物モデ
ルに投与し、骨組織における成熟破骨細胞の数、骨密度、骨強度、骨形態計測により取得
可能な各パラメーター、血中及び尿中における骨代謝パラメーター(CTx、NTxなど
)、あるいは血中Ca濃度等、骨代謝異常により変動するパラメーターを測定することに
よって、該被検物質の骨代謝異常に対する治療効果及び/又は予防効果を評価することが
できる。
本発明の方法において用いられる培養細胞は、被験物質を添加しない場合にSigle
c−15を発現可能な条件であれば、いかなる条件で培養してもよい。例えば、該培養細
胞について公知の培養条件が知られており、該条件下において該細胞がSiglec−1
5を発現する場合は、該条件で培養してもよい。また、哺乳動物個体から摘出した臓器又
は組織におけるSiglec−15の発現を検出する場合における、該動物の飼育条件も
、被験物質を添加しない場合にSiglec−15を発現可能な条件であればよい。
なお、被験物質の、Siglec−15の発現に対する影響を調べるためには、Sig
lec−15遺伝子の発現量を測定する方法と、Siglec−15遺伝子の翻訳産物で
ある、Siglec−15の発現量を測定する方法がある。Siglec−15遺伝子、
及び/又は、Siglec−15の発現を抑える被験物質は骨代謝異常、好適には骨粗鬆
症、関節リウマチ及び/又は癌の骨転移に伴う骨破壊に対する治療効果及び/又は予防効
果を有する物質であると考えられる。
培養細胞におけるSiglec−15遺伝子の発現量の測定、Siglec−15の発
現量の測定については、Northern解析、定量的PCR法、ELISA法等により
行うことができる。なお、哺乳動物由来培養細胞を用いる場合には、必要に応じて培地に
は被験物質と共にRANKL、TNF−α、M−CSFあるいは活性型ビタミンD等を
適当量添加し、被験物質を添加しないコントロールにおいてもRANKL、TNF−α、
M−CSFあるいは活性型ビタミンD等を適当量添加する。
また、Siglec−15に対する内在性リガンドの結合量を測定する実験系を構築し
、被験物質の添加によって該内在性リガンドのSiglec−15への結合が阻害される
か否かを評価することによって破骨細胞への分化抑制物質のスクリーニングを行うことが
可能である。
以下の(1)から(3)において各スクリーニング法について述べる。
(1)Siglec−15遺伝子を用いる方法
本発明のスクリーニング方法としては例えば、哺乳動物由来培養細胞を用いる方法、及
び哺乳動物個体を用いる方法についてそれぞれ以下のようになる。
(a)哺乳動物由来培養細胞を用いる方法
(i)以下の工程a)乃至c)を含む:
a)被験物質を添加した培地で培養した哺乳動物由来培養細胞より、全RNAを抽出する
工程;
b)a)由来の全RNAと被験物質を添加しないで培養した哺乳動物培養細胞由来全RN
Aの間における、Siglec−15遺伝子の発現量の差を検出する工程;
c)b)に記載の遺伝子の発現量の差を解析し、被験物質の骨代謝異常に対する治療及び
/又は予防効果を判定する工程。
(ii)以下の工程a)乃至d)を含む:
a)被験物質を添加した培地で培養した哺乳動物由来培養細胞より、全RNAを抽出する
工程;
b)被験物質を添加しない培地で培養した哺乳動物由来培養細胞より、全RNAを抽出す
る工程;
c)上記a)由来の全RNAとb)由来の全RNAにおける、Siglec−15遺伝子
の発現量を測定する工程;
d)上記a)由来の全RNAとb)由来の全RNAとの間における上記c)によって測定
された遺伝子の発現量の差を解析し、被験物質の骨代謝異常に対する治療及び/又は予防
効果を判定する工程。
(b)哺乳動物個体を用いる方法
(i)以下の工程a)乃至c)を含む:
a)被験物質を投与した哺乳動物個体より採取した検体より、全RNAを抽出する工程;
b)a)由来の全RNAと被験物質を投与しなかった動物個体より採取した検体より得た
全RNAの間における、Siglec−15遺伝子の発現量の差を検出する工程;
c)上記b)に記載の遺伝子の発現量の差を解析し、被験物質の骨代謝異常に対する治療
及び/又は予防効果を判定する工程。
(ii)以下の工程a)乃至d)を含む:
a)被験物質を投与した哺乳動物個体より採取した検体より、全RNAを抽出する工程;
b)被験物質を投与しなかった哺乳動物個体より採取した検体より、全RNAを抽出する
工程;
c)上記工程a)由来の全RNAと上記工程b)由来の全RNAにおける、Siglec
−15遺伝子の発現量を測定する工程;
d)c)に記載の遺伝子の発現量の差を解析し、被験物質の骨代謝異常に対する治療及び
/又は予防効果を判定する工程。
(2)Siglec−15を用いる方法
Siglec−15の発現量を測定することを利用したスクリーニング方法については
哺乳動物培養細胞を用いた方法と動物個体を用いた方法についてそれぞれ以下の工程を含
む。
(a)哺乳動物由来培養細胞を用いる方法
(i)以下の工程a)及びb)を含む:
a)被験物質を添加した培地で培養した哺乳動物由来培養細胞における、Siglec−
15の発現量を測定する工程;
b)a)で測定された蛋白質の発現量と、被験物質を添加しない培地で培養した哺乳動物
由来培養細胞における該蛋白質の発現量の差を解析し、被験物質の骨代謝異常に対する治
療効果及び/又は予防効果を判定する工程。
(ii)以下の工程a)乃至c)を含む:
a)被験物質を添加した培地で培養した哺乳動物由来培養細胞における、Siglec−
15の発現量を測定する工程;
b)被験物質を添加しない培地で培養した哺乳動物由来培養細胞における、上記a)に記
載の蛋白質の発現量を測定する工程;
c)上記a)で測定された蛋白質の発現量と、上記b)で測定された該蛋白質の発現量の
差を検出し、被験物質の骨代謝異常に対する治療効果及び/又は予防効果を判定する工程
(iii)以下の工程a)乃至c)を含む:
a)被験物質を添加した培地で培養した哺乳動物由来培養細胞から得た全蛋白質を固相化
する工程;
b)上記固相化蛋白質における、Siglec−15の発現量を測定する工程;
c)上記b)で検出されたSiglec−15の発現量と、被験物質を添加しない培地で
培養した哺乳動物由来培養細胞から得た全蛋白質における該蛋白質の発現量の差を解析し
、被験物質の骨代謝異常に対する治療効果及び/又は予防効果を判定する工程。
(iv)以下の工程a)乃至e)を含む:
a)被験物質を添加した培地で培養した哺乳動物由来培養細胞から得た全蛋白質を固相化
する工程;
b)被験物質を添加しない培地で培養した哺乳動物由来培養細胞から得た全蛋白質を固相
化する工程;
c)上記工程a)に記載の固相化蛋白質におけるSiglec−15の発現量を該蛋白質
に特異的に結合する抗体又はリガンドを用いて測定する工程;
d)上記工程b)に記載の固相化蛋白質におけるSiglec−15の発現量を該蛋白質
に特異的に結合する抗体又はリガンドを用いて測定する工程;
e)上記工程c)で測定された蛋白質の発現量と、上記工程d)で測定された蛋白質の発
現量の差を解析し、被験物質の、骨代謝異常に対する治療効果及び/又は予防効果を判定
する工程。
(b)哺乳動物個体を用いる方法
(i)以下の工程a)及びb)を含む:
a)被験物質を投与された哺乳動物個体より採取した検体における、Siglec−15
の発現量を測定する工程;
b)上記工程a)で測定されたSiglec−15の発現量と、被験物質を投与されなか
った哺乳動物個体から採取した検体における該蛋白質の発現量の差を解析し、被験物質の
骨代謝異常に対する治療効果及び/又は予防効果を判定する工程。
(ii)以下の工程a)乃至c)を含む:
a)被験物質を投与された哺乳動物個体より採取した検体における、Siglec−15
の発現量を該蛋白質に特異的に結合する抗体又はリガンドを用いて測定する工程;
b)被験物質を投与されなかった哺乳動物個体より採取した検体における、該蛋白質の発
現量を測定する工程;
c)a)で測定されたSiglec−15の発現量と、b)で測定された該蛋白質の発現
量の差を解析し、被験物質の骨代謝異常に対する治療効果及び/又は予防効果を判定する
工程。
(iii)以下の工程a)乃至c)を含む:
a)被験物質を投与された哺乳動物個体より採取した検体中の全蛋白質を固相化する工程

b)上記固相化蛋白質における、Siglec−15の発現量を測定する工程;
c)上記b)で検出されたSiglec−15の発現量と、被験物質を投与されなかった
哺乳動物個体より採取した検体中における該蛋白質の発現量の差を解析し、被験物質の骨
代謝異常に対する治療及び/又は予防効果を判定する工程。
(iv)以下の工程a)乃至e)を含む:
a)被験物質を投与された哺乳動物個体より採取した検体中の全蛋白質を固相化する工程

b)被験物質を投与されなかった哺乳動物個体より採取した検体中の全蛋白質を固相化す
る工程;
c)上記工程a)に記載の固相化蛋白質における、Siglec−15の発現量を該蛋白
質に特異的に結合する抗体又はリガンドを用いて検出する工程;
d)上記b)に記載の固相化蛋白質における、Siglec−15の発現量を該蛋白質に
特異的に結合する抗体又はリガンドを用いて検出する工程;
e)上記c)で検出された蛋白質の発現量と、上記d)で検出された該蛋白質の発現量の
差を解析し、被験物質の骨代謝異常に対する治療効果及び/又は予防効果を判定する工程
(3)内在性リガンドを用いたスクリーニング方法
被験物質の添加によって内在性リガンドのSiglec−15への結合が阻害されるか
否かを観察することによっても破骨細胞の分化抑制物質のスクリーニングを行うことが可
能である。Siglec−15に対する内在性リガンドとして働くシアル酸含有糖鎖とし
ては、ヒト及びマウスSiglec−15に結合するNeu5Acα2−6GalNAc
及びマウスSiglec−15に結合するNeu5Acα2−3Galβ1−4Glcを
挙げることができるが、Siglec−15への結合能を有する限りこれらの糖鎖に限定
されない。これらの内在性リガンドは、Siglec−15との結合を試験する目的で、
適当なタグ、ラジオアイソトープ又は蛍光物質によってラベルすることができる。例えば
、Neu5Acα2−6GalNAcといったシアル酸含有オリゴ糖を結合させたビオチ
ン化ポリアクリルアミドは、Siglec−15に結合するプローブとしてスクリーニン
グに利用することができる。内在性リガンドを結合させるSiglec−15としては、
Siglec−15発現細胞又は該細胞から調製された膜画分を使用することができる。
また、Siglec−15発現細胞からSiglec−15を単離、精製してスクリーニ
ングに供することも可能である。なお、Siglec−15発現細胞としては、Sigl
ec−15を発現している培養細胞株、適当な培養細胞にSiglec−15遺伝子を遺
伝子工学的に一過的又は恒常的に発現させた細胞、又は生体内から得られるSiglec
−15を発現する細胞のいずれを用いることもできる。このような内在性リガンドを用い
たスクリーニング法は以下のような工程によって行うことができる。
(i)以下の工程a)及びb)を含む:
a)Siglec−15の内在性リガンド及び被験物質をSiglec−15発現細胞に
添加する工程;
b)被験物質の添加時と非添加時における内在性リガンドのSiglec−15発現細胞
に対する結合量を比較することによって、被験物質の、骨代謝異常に対する治療及び/又
は予防効果を判定する工程。
(ii)以下の工程a)乃至c)を含む:
a)Siglec−15発現細胞の細胞膜画分を調製する工程;
b)Siglec−15の内在性リガンド及び被験物質を該細胞膜画分に添加する工程;
c)被験物質の添加時と非添加時における内在性リガンドの該細胞膜画分に対する結合量
を比較することによって、被験物質の、骨代謝異常に対する治療及び/又は予防効果を判
定する工程。
(iii)以下のa)乃至c)の工程を含む:
a)Siglec−15を調製する工程;
b)Siglec−15の内在性リガンド及び被験物質をa)のSiglec−15に添
加する工程;
c)被験物質の添加時と非添加時における内在性リガンドのSiglec−15に対する
結合量を比較することによって、被験物質の骨代謝異常に対する治療及び/又は予防効果
を判定する工程。
適当な細胞に遺伝子工学的にSiglec−15を発現させ、これを精製してスクリー
ニングに供する場合、スクリーニングの標的となるSiglec−15は以下の(a)乃
至(i)に示すアミノ酸配列からなるポリペプチドから選択することができる;
(a)配列表の配列番号2に示されるアミノ酸配列;
(b)配列表の配列番号2に示されるアミノ酸配列の21番目から328番目のアミノ酸
残基からなるアミノ酸配列;
(c)配列表の配列番号2に示されるアミノ酸配列の1番目から260番目のアミノ酸残
基からなるアミノ酸配列;
(d)配列表の配列番号2に示されるアミノ酸配列の21番目から260番目のアミノ酸
残基からなるアミノ酸配列;
(e)配列表の配列番号4に示されるアミノ酸配列;
(f)配列表の配列番号4に示されるアミノ酸配列の21番目から341番目のアミノ酸
残基からなるアミノ酸配列;
(g)配列表の配列番号4に示されるアミノ酸配列の1番目から258番目のアミノ酸残
基からなるアミノ酸配列;
(h)配列表の配列番号4に示されるアミノ酸配列の21番目から258番目のアミノ酸
残基からなるアミノ酸配列;
(i)(a)乃至(h)に記載のアミノ酸配列に1乃至数アミノ酸残基の置換、欠失又は
付加を伴うアミノ酸配列。
スクリーニングの標的となるSiglec−15は以下の(j)乃至(n)に示すヌク
レオチド配列にコードされるアミノ酸配列からなるポリペプチドからも選択することが出
来る;
(j)配列番号1に示されるヌクレオチド配列;
(k)配列番号3に示されるヌクレオチド配列;
(l)配列番号19に示されるヌクレオチド配列;
(m)配列番号43に示されるヌクレオチド配列;
(n)(j)乃至(m)に記載のヌクレオチド配列と相補的なヌクレオチド配列からなる
ポリヌクレオチドとストリンジェントな条件でハイブリダイズするポリヌクレオチドが保
有するヌクレオチド配列。
また、これらのポリペプチドに適切なタグを連結したポリペプチド、又は他の可溶性蛋
白質と融合させたポリペプチドもスクリーニングの標的として使用することが可能である
。なお、配列表の配列番号2に記載アミノ酸配列の1番目から20番目のアミノ酸残基か
らなるポリペプチドはヒトSiglec−15のシグナルペプチドに相当し、21番目か
ら260番目のアミノ酸残基からなるポリペプチドはヒトSiglec−15の成熟蛋白
質の細胞外領域に相当する。また、配列表の配列番号4に記載のアミノ酸配列の1番目か
ら20番目のアミノ酸残基からなるポリペプチドはマウスSiglec−15のシグナル
ペプチドに相当し、21番目から258番目のアミノ酸残基からなるポリペプチドはマウ
スSiglec−15の成熟蛋白質の細胞外領域に相当する。さらに、配列番号43に示
されるヌクレオチド配列は配列番号1に示されるヌクレオチド配列にコードされるヒトS
iglec−15の細胞外領域をコードしており、配列番号19に示されるヌクレオチド
配列は配列番号3に示されるヌクレオチド配列にコードされるマウスSiglec−15
の細胞外領域をコードしている。
(1)乃至(3)のスクリーニング法で選抜された破骨細胞の分化抑制物質の候補物質
に対して、実施例17、19及び20に示される破骨細胞の酒石酸耐性酸性フォスファタ
ーゼ(Tartrate−Resistant Acid Phosphatase:T
RAP)活性の抑制を指標として二次評価を行うことができる。また、実施例19、21
、22及び35に示されるように、TRAP陽性多核破骨細胞の形成の抑制、すなわち破
骨細胞の細胞融合の抑制を指標としても、二次評価を行うことができる。
(4)その他の方法
Siglec−15を過剰発現させた哺乳動物個体に被験物質を投与した場合と投与し
なかった場合について、経時的に骨代謝異常の発生率、骨代謝異常の程度、及び/又は生
存率等を測定する。被験物質を投与した哺乳動物で骨代謝異常の発生率が有意に低下して
いる、骨代謝異常の程度が有意に小さい、及び/又は、生存率が約10%以上、好ましく
は約30%以上、より好ましくは、約50%以上上昇した場合に、被験物質は骨代謝異常
に対する治療及び/又は予防効果を有する化合物として選択することができる。
4.抗Siglec−15抗体の製造
本発明のSiglec−15に対する抗体は、常法を用いて、Siglec−15又は
Siglec−15のアミノ酸配列から選択される任意のポリペプチドを動物に免疫し、
生体内に産生される抗体を採取、精製することによって得ることができる。抗原となるS
iglec−15の生物種はヒトに限定されず、マウス、ラット等のヒト以外の動物に由
来するSiglec−15を動物に免疫することもできる。この場合には、取得された異
種Siglec−15に結合する抗体とヒトSiglec−15との交差性を試験するこ
とによって、ヒトの疾患に適用可能な抗体を選別できる。
また、公知の方法(例えば、Kohler and Milstein,Nature
(1975)256,p.495−497、Kennet,R.ed.,Monocl
onal Antibody,p.365−367,Prenum Press,N.Y
.(1980))に従って、Siglec−15に対する抗体を産生する抗体産生細胞と
ミエローマ細胞とを融合させることによりハイブリドーマを樹立し、モノクローナル抗体
を得ることもできる。
なお、抗原となるSiglec−15はSiglec−15遺伝子を遺伝子操作により
宿主細胞に産生させることによって得ることができる。
具体的には、Siglec−15遺伝子を発現可能なベクターを作製し、これを宿主細
胞に導入して該遺伝子を発現させ、発現したSiglec−15を精製すればよい。以下
、具体的にSiglec−15に対する抗体の取得方法を説明する。
(1) 抗原の調製
抗Siglec−15抗体を作製するための抗原としては、Siglec−15又はそ
の少なくとも6個の連続した部分アミノ酸配列からなるポリペプチド、あるいはこれらに
任意のアミノ酸配列や担体が付加された誘導体を挙げることができる。また、「3.破骨
細胞への分化抑制物質のスクリーニング方法」において、スクリーニングの標的として例
示したSiglec−15も抗Siglec−15抗体を作製するための抗原として挙げ
る事ができる。
Siglec−15は、ヒトの腫瘍組織あるいは腫瘍細胞から直接精製して使用するこ
とができ、また、Siglec−15をin vitroにて合成する、あるいは遺伝子
操作により宿主細胞に産生させることによって得ることができる。
遺伝子操作では、具体的には、Siglec−15のcDNAを発現可能なベクターに
組み込んだ後、転写と翻訳に必要な酵素、基質及びエネルギー物質を含む溶液中で合成す
る、あるいは他の原核生物、又は真核生物の宿主細胞を形質転換させることによってSi
glec−15を発現させることにより、抗原を得ることが出来る。
また、膜蛋白質であるSiglec−15の細胞外領域と抗体の定常領域とを連結した
融合蛋白質を適切な宿主・ベクター系において発現させることによって、分泌蛋白質とし
て抗原を得ることも可能である。
Siglec−15のcDNAは例えば、Siglec−15のcDNAを発現してい
るcDNAライブラリーを鋳型として、Siglec−15 cDNAを特異的に増幅す
るプライマーを用いてポリメラーゼ連鎖反応(以下「PCR」という)(Saiki,R
. K.,et al.Science(1988)239,p.487−489 参照
)を行なう、いわゆるPCR法により取得することができる。
ポリペプチドのイン・ビトロ(in vitro)合成としては、例えばロシュ・ダイ
アグノスティックス社製のラピッドトランスレーションシステム(RTS)を挙げること
ができるが、これに限定されない。
原核細胞の宿主としては、例えば、大腸菌(Escherichia coli)や枯
草菌(Bacillus subtilis)などを挙げることができる。目的の遺伝子
をこれらの宿主細胞内で形質転換させるには、宿主と適合し得る種由来のレプリコンすな
わち複製起点と、調節配列を含んでいるプラスミドベクターで宿主細胞を形質転換させる
。また、ベクターとしては、形質転換細胞に表現形質(表現型)の選択性を付与すること
ができる配列を有するものが好ましい。
真核細胞の宿主細胞には、脊椎動物、昆虫、酵母などの細胞が含まれ、脊椎動物細胞と
しては、例えば、サルの細胞であるCOS細胞(Gluzman,Y.Cell(198
1)23,p.175−182、ATCC CRL−1650)、マウス線維芽細胞NI
H3T3(ATCC No.CRL−1658)やチャイニーズ・ハムスター卵巣細胞(
CHO細胞、ATCC CCL−61)のジヒドロ葉酸還元酵素欠損株(Urlaub,
G. and Chasin,L.A.Proc.Natl.Acad.Sci.USA
(1980)77,p.4126−4220)等がよく用いられているが、これらに限定
されない。
上記のようにして得られる形質転換体は、常法に従い培養することができ、該培養によ
り細胞内、又は細胞外に目的のポリペプチドが産生される。
該培養に用いられる培地としては、採用した宿主細胞に応じて慣用される各種のものを
適宜選択でき、大腸菌であれば、例えば、LB培地に必要に応じて、アンピシリン等の抗
生物質やIPMGを添加して用いることができる。
上記培養により、形質転換体の細胞内又は細胞外に産生される組換え蛋白質は、該蛋白
質の物理的性質や化学的性質などを利用した各種の公知の分離操作法により分離・精製す
ることができる。
該方法としては、具体的には例えば、通常の蛋白質沈殿剤による処理、限外濾過、分子
ふるいクロマトグラフィー(ゲル濾過)、吸着クロマトグラフィー、イオン交換クロマト
グラフィー、アフィニティークロマトグラフィーなどの各種液体クロマトグラフィー、透
析法、これらの組合せなどを例示できる。
また、発現させる組換え蛋白質に6残基からなるヒスチジンを繋げることにより、ニッ
ケルアフィニティーカラムで効率的に精製することができる。あるいは、発現させる組換
え蛋白質にIgGのFc領域を繋げることにより、プロテインAカラムで効率的に精製す
ることができる。
上記方法を組合せることにより容易に高収率、高純度で目的とするポリペプチドを大量に
製造できる。
(2) 抗Siglec−15モノクローナル抗体の製造
Siglec−15と特異的に結合する抗体の例として、Siglec−15と特異的
に結合するモノクローナル抗体を挙げることができるが、その取得方法は、以下に記載す
る通りである。
モノクローナル抗体の製造にあたっては、一般に下記のような作業工程が必要である。
すなわち、
(a)抗原として使用する生体高分子の精製、
(b)抗原を動物に注射することにより免疫した後、血液を採取しその抗体価を検定して
脾臓摘出の時期を決定してから、抗体産生細胞を調製する工程、
(c)骨髄腫細胞(以下「ミエローマ」という)の調製、
(d)抗体産生細胞とミエローマとの細胞融合、
(e)目的とする抗体を産生するハイブリドーマ群の選別、
(f)単一細胞クローンへの分割(クローニング)、
(g)場合によっては、モノクローナル抗体を大量に製造するためのハイブリドーマの培
養、又はハイブリドーマを移植した動物の飼育、
(h)このようにして製造されたモノクローナル抗体の生理活性、及びその結合特異性の
検討、あるいは標識試薬としての特性の検定、等である。
以下、モノクローナル抗体の作製法を上記工程に沿って詳述するが、該抗体の作製法は
これに制限されず、例えば脾細胞以外の抗体産生細胞及びミエローマを使用することもで
きる。
(a)抗原の精製
抗原としては、前記したような方法で調製したSiglec−15又はその一部を使用
することができる。
また、Siglec−15発現組換え体細胞より調製した膜画分、又はSiglec−
15発現組換え体細胞自身、さらに、当業者に周知の方法を用いて、化学合成した本発明
の蛋白質の部分ペプチドを抗原として使用することもできる。
(b)抗体産生細胞の調製
工程(a)で得られた抗原と、フロインドの完全又は不完全アジュバント、又はカリミ
ョウバンのような助剤とを混合し、免疫原として実験動物に免疫する。実験動物は公知の
ハイブリドーマ作製法に用いられる動物を支障なく使用することができる。具体的には、
たとえばマウス、ラット、ヤギ、ヒツジ、ウシ、ウマ等を使用することができる。ただし
、摘出した抗体産生細胞と融合させるミエローマ細胞の入手容易性等の観点から、マウス
又はラットを被免疫動物とするのが好ましい。
また、実際に使用するマウス及びラットの系統は特に制限はなく、マウスの場合には、
たとえば各系統 A、AKR、BALB/c、BDP、BA、CE、C3H、57BL、
C57BL、C57L、DBA、FL、HTH、HT1、LP、NZB、NZW、RF、
R III、SJL、SWR、WB、129等が、またラットの場合には、たとえば、W
istar、Low、Lewis、Spraque、Daweley、ACI、BN、F
ischer等を用いることができる。
これらのマウス及びラットは例えば日本クレア、日本チャ−ルスリバー、等実験動物飼
育販売業者より入手することができる。
このうち、後述のミエローマ細胞との融合適合性を勘案すれば、マウスでは BALB
/c 系統が、ラットではWistar及びLow 系統が被免疫動物として特に好まし
い。
また、抗原のヒトとマウスでの相同性を考慮し、自己抗体を除去する生体機構を低下さ
せたマウス、すなわち自己免疫疾患マウスを用いることも好ましい。
なお、これらマウス又はラットの免疫時の週齢は、好ましくは5〜12週齢、さらに好
ましくは6〜8週齢である。
Siglec−15又はこの組換え体によって動物を免疫するには、例えば、Weir
, D.M.,Handbook of Experimental Immunolo
gy Vol.I.II.III.,Blackwell Scientific Pu
blications,Oxford(1987)、Kabat,E.A.and Ma
yer,M.M.,Experimental Immunochemistry,Ch
arles C Thomas Publisher Spigfield,Illin
ois(1964) 等に詳しく記載されている公知の方法を用いることができる。
これらの免疫法のうち、本発明において好適な方法を具体的に示せば、たとえば以下の
とおりである。
すなわち、まず、抗原である膜蛋白質画分、もしくは抗原を発現させた細胞を動物の皮
内又は腹腔内に投与する。
ただし、免疫効率を高めるためには両者の併用が好ましく、前半は皮内投与を行い、後
半又は最終回のみ腹腔内投与を行うと、特に免疫効率を高めることができる。
抗原の投与スケジュールは、被免疫動物の種類、個体差等により異なるが、一般には、
抗原投与回数3〜6回、投与間隔2〜6週間が好ましく、投与回数3〜4回、投与間隔2
〜4週間がさらに好ましい。
また、抗原の投与量は、動物の種類、個体差等により異なるが、一般には0.05〜5
mg、好ましくは0.1〜0.5mg程度とする。
追加免疫は、以上の通りの抗原投与の1〜6週間後、好ましくは2〜4週間後、さらに
好ましくは2〜3週間後に行う。
なお、追加免疫を行う際の抗原投与量は、動物の種類、大きさ等により異なるが、一般
に、例えばマウスの場合には0.05〜5mg、好ましくは0.1〜0.5mg、さらに
好ましくは0.1〜0.2mg程度とする。
上記追加免疫から1〜10日後、好ましくは2〜5日後、さらに好ましくは2〜3日後
に被免疫動物から抗体産生細胞を含む脾臓細胞又はリンパ球を無菌的に取り出す。
なお、その際に抗体価を測定し、抗体価が十分高くなった動物を抗体産生細胞の供給源
として用いれば、以後の操作の効率を高めることができる。
ここで用いられる抗体価の測定法としては、例えば、RIA法又はELISA法を挙げ
ることができるがこれらの方法に制限されない。
本発明における抗体価の測定は、例えばELISA法によれば、以下に記載するような
手順により行うことができる。
まず、精製又は部分精製した抗原をELISA用96穴プレート等の固相表面に吸着さ
せ、さらに抗原が吸着していない固相表面を抗原と無関係な蛋白質、例えばウシ血清アル
ブミン(以下「BSA」という)により覆い、該表面を洗浄後、第一抗体として段階希釈
した試料(例えばマウス血清)に接触させ、上記抗原に試料中の抗体を結合させる。
さらに第二抗体として酵素標識されたマウス抗体に対する抗体を加えてマウス抗体に結
合させ、洗浄後該酵素の基質を加え、基質分解に基づく発色による吸光度の変化等を測定
することにより、抗体価を算出する。
これらの脾臓細胞又はリンパ球からの抗体産生細胞の分離は、公知の方法(例えば、K
ohler et al.,Nature(1975)256,p.495,;Kohl
er et al.,Eur.J.Immnol.(1977)6,p.511,;Mi
lstein et al.,Nature(1977),266,p.550,;Wa
lsh,Nature,(1977)266,p.495,)に従って行うことができる
例えば、脾臓細胞の場合には、脾臓を細切して細胞をステンレスメッシュで濾過した後
、イーグル最小必須培地(MEM)に浮遊させて抗体産生細胞を分離する一般的方法を採
用することができる。
(c)骨髄腫細胞(以下、「ミエローマ」という)の調製
細胞融合に用いるミエローマ細胞には特段の制限はなく、公知の細胞株から適宜選択し
て用いることができる。ただし、融合細胞からハイブリドーマを選択する際の利便性を考
慮して、その選択手続が確立しているHGPRT(Hipoxanthine−guan
ine phosphoribosyl transferase)欠損株を用いるのが
好ましい。
すなわち、マウス由来のX63−Ag8(X63)、NS1−ANS/1(NS1)、
P3X63−Ag8.Ul(P3Ul)、X63−Ag8.653(X63.653)、
SP2/0−Ag14(SP2/0)、MPC11−45.6TG1.7(45.6TG
)、FO、S149/5XXO、BU.1等、ラット由来の210.RSY3.Ag.1
.2.3(Y3)等、ヒト由来のU266AR(SKO−007)、GM1500・GT
G−A12(GM1500)、UC729−6、LICR−LOW−HMy2(HMy2
)、8226AR/NIP4−1(NP41)等である。
これらのHGPRT欠損株は例えば、American Type Culture
Collection (ATCC)等から入手することができる。
これらの細胞株は、適当な培地、例えば8−アザグアニン培地[RPMI−1640培
地にグルタミン、2−メルカプトエタノール、ゲンタマイシン、及びウシ胎児血清(以下
「FCS」という)を加えた培地に8−アザグアニンを加えた培地]、イスコフ改変ダル
ベッコ培地(Iscove’s Modified Dulbecco’s Mediu
m;以下「IMDM」という)、又はダルベッコ改変イーグル培地(Dulbecco’
s Modified Eagle Medium;以下「DMEM」という)で継代培
養するが、細胞融合の3乃至4日前に正常培地[例えば、10% FCSを含むASF1
04培地(味の素(株)社製)]で継代培養し、融合当日に2×10以上の細胞数を確
保しておく。
(d)細胞融合
抗体産生細胞とミエローマ細胞との融合は、公知の方法(Weir,D.M.,Han
dbookof Experimental Immunology Vol.I.II
.III.,Blackwell Scientific Publications,
Oxford(1987)、Kabat,E.A.and Mayer,M.M.,Ex
perimental Immunochemistry,Charles C Tho
mas Publisher Spigfield,Illinois(1964)等)
に従い、細胞の生存率を極度に低下させない程度の条件下で適宜実施することができる。
そのような方法は、例えば、ポリエチレングリコール等の高濃度ポリマー溶液中で抗体
産生細胞とミエローマ細胞とを混合する化学的方法、電気的刺激を利用する物理的方法等
を用いることができる。
このうち、上記化学的方法の具体例を示せば以下のとおりである。
すなわち、高濃度ポリマー溶液としてポリエチレングリコールを用いる場合には、分子量
1500〜6000、好ましくは2000〜4000のポリエチレングリコール溶液中で
、30〜40℃、好ましくは35〜38℃の温度で抗体産生細胞とミエローマ細胞とを1
〜10分間、好ましくは5〜8分間混合する。
(e)ハイブリドーマ群の選択
上記細胞融合により得られるハイブリドーマの選択方法は特に制限はないが、通常HA
T(ヒポキサンチン・アミノブテリン・チミジン)選択法(Kohler et al.
, Nature(1975)256,p.495;Milstein et al.,
Nature(1977)266,p.550)が用いられる。
この方法は、アミノブテリンで生存し得ないHGPRT欠損株のミエローマ細胞を用い
てハイブリドーマを得る場合に有効である。
すなわち、未融合細胞及びハイブリドーマをHAT培地で培養することにより、アミノ
ブテリンに対する耐性を持ち合わせたハイブリドーマのみを選択的に残存させ、かつ増殖
させることができる。
(f)単一細胞クローンへの分割(クローニング)
ハイブリドーマのクローニング法としては、例えばメチルセルロース法、軟アガロース
法、限界希釈法等の公知の方法を用いることができる(例えばBarbara, B.M
. and Stanley, M.S.:Selected Methods in
Cellular Immunology,W.H. Freeman and Com
pany,San Francisco(1980)参照)。これらの方法のうち、特に
限界希釈法が好適である。
この方法では、マイクロプレートにラット胎児由来線維芽細胞株、あるいは正常マウス
脾臓細胞、胸腺細胞、腹水細胞などのフィーダー(feeder)を接種しておく。
一方、あらかじめハイブリドーマを0.2〜0.5個/0.2mlになるように培地中
で希釈し、この希釈したハイブリドーマの浮遊液を各ウェルに0.1mlずつ入れ、一定
期間毎(例えば3日毎)に約1/3の培地を新しいものに交換しながら2週間程度培養を
続けることによってハイブリドーマのクローンを増殖させることができる。
抗体価の認められたウェルについて、例えば限界希釈法によるクローニングを2〜4回
繰返し、安定して抗体価の認められたものを抗Siglec−15モノクローナル抗体産
生ハイブリドーマ株として選択する。
このようにしてクローニングされたハイブリドーマ株の例としては、ハイブリドーマ#
32A1及びハイブリドーマ#41B1を挙げることができる。ハイブリドーマ#32A
1及びハイブリドーマ#41B1は、日本国独立行政法人産業技術総合研究所特許生物寄
託センター(所在地:郵便番号305−8566 日本国 茨城県つくば市東1丁目1番
地1 中央第6)に2008年8月28日付けで寄託され、ハイブリドーマ#32A1は
anti−Siglec−15 Hybridoma #32A1の名称で寄託番号FE
RM BP−10999が付与され、ハイブリドーマ#41B1はanti−Sigle
c−15 Hybridoma #41B1の名称で寄託番号FERM BP−1100
0が付与されている。なお、本明細書中においては、ハイブリドーマ#32A1が産生す
る抗体を、「#32A1抗体」又は単に「#32A1」と記載し、ハイブリドーマ#41
B1が産生する抗体を、「#41B1抗体」又は単に「#41B1」と記載する。また、
本明細書の実施例において#32A1抗体及び#41B1抗体以外に取得された抗体につ
いても、同様な方法で抗体名を記載する。
(g)ハイブリドーマの培養によるモノクローナル抗体の調製
このようにして選択されたハイブリドーマは、これを培養することにより、モノクロー
ナル抗体を効率よく得ることができるが、培養に先立ち、目的とするモノクローナル抗体
を産生するハイブリドーマをスクリーニングすることが望ましい。
このスクリーニングにはそれ自体既知の方法が採用できる。
本発明における抗体価の測定は、例えば上記(b)の項目で説明したELISA法によ
り行うことができる。
以上の通りの方法によって得たハイブリドーマは、液体窒素中又は−80℃以下の冷凍
庫中に凍結状態で保存することができる。
クローニングを完了したハイブリドーマは、培地をHT培地から正常培地に換えて培養
される。
大量培養は、大型培養瓶を用いた回転培養、あるいはスピナー培養で行われる。
この大量培養における上清から、ゲル濾過等、当業者に周知の方法を用いて精製すること
により、本発明の蛋白質に特異的に結合するモノクローナル抗体を得ることができる。
また、同系統のマウス(例えば、上記のBALB/c)、あるいはNu/Nuマウスの
腹腔内にハイブリドーマを注射し、該ハイブリド−マを増殖させることにより、本発明の
モノクローナル抗体を大量に含む腹水を得ることができる。
腹腔内に投与する場合には、事前(3〜7日前)に2,6,10,14−テトラメチル
ペンタデカン(2,6,10,14−tetramethyl pentadecane
)(プリスタン)等の鉱物油を投与すると、より多量の腹水が得られる。
たとえば,ハイブリドーマと同系統のマウスの腹腔内に予め免疫抑制剤を注射し、T細
胞を不活性化した後、20日後に10〜10個のハイブリドーマ・クローン細胞を、
血清を含まない培地中に浮遊(0.5ml)させて腹腔内に投与し、通常腹部が膨満し、
腹水がたまったところでマウスより腹水を採取する。
この方法により、培養液中に比べて約100倍以上の濃度のモノクローナル抗体が得ら
れる。
上記方法により得たモノクローナル抗体は、例えばWeir,D.M.:Handbo
ok of Experimental Immunology,Vol.I,II,I
II,Blackwell Scientific Publications,Oxf
ord(1978)に記載されている方法で精製することができる。
すなわち、硫安塩析法、ゲル濾過法、イオン交換クロマトグラフィー法、アフィニティ
ークロマトグラフィー法等である。
精製の簡便な方法としては、市販のモノクローナル抗体精製キット(例えば、MAbT
rap GIIキット;ファルマシア社製)等を利用することもできる。
かくして得られるモノクローナル抗体は、Siglec−15に対して高い抗原特異性
を有する。
(h)モノクローナル抗体の検定
かくして得られたモノクローナル抗体のアイソタイプ及びサブクラスの決定は以下のよ
うに行うことができる。
まず、同定法としてはオクテルロニー(Ouchterlony)法、ELISA法、
又はRIA法を挙げることができる。
オクテルロニー法は簡便ではあるが、モノクローナル抗体の濃度が低い場合には濃縮操
作が必要である。
一方、ELISA法又はRIA法を用いた場合は、培養上清をそのまま抗原吸着固相と
反応させ、さらに第二次抗体として各種イムノグロブリンアイソタイプ、サブクラスに対
応する抗体を用いることにより、モノクローナル抗体のアイソタイプ、サブクラスを同定
することが可能である。
また、さらに簡便な方法として、市販の同定用のキット(例えば、マウスタイパーキッ
ト;バイオラッド社製)等を利用することもできる。
さらに、蛋白質の定量は、フォーリンロウリー法、及び280nmにおける吸光度[1
.4(OD280)=イムノグロブリン1mg/ml]より算出する方法により行うこと
ができる。
(3)その他の抗体
本発明の抗体には、上記Siglec−15に対するモノクローナル抗体に加え、ヒト
に対する異種抗原性を低下させること等を目的として人為的に改変した遺伝子組換え型抗
体、例えば、キメラ(Chimeric)抗体、ヒト化(Humanized)抗体、ヒ
ト抗体なども含まれる。これらの抗体は、既知の方法を用いて製造することができる。
キメラ抗体としては、抗体の可変領域と定常領域が互いに異種である抗体、例えばマウ
ス由来抗体の可変領域をヒト由来の定常領域に接合したキメラ抗体を挙げることができる
(Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.,81,6851−6855,
(1984)参照)。
ヒト化抗体としては、相補性決定領域(CDR;complementarity d
etermining region)のみをヒト由来の抗体に組み込んだ抗体(Nat
ure(1986)321,p.522−525参照)、CDR移植法によって、CDR
の配列に加え一部のフレームワークのアミノ酸残基もヒト抗体に移植した抗体(国際公開
パンフレットWO90/07861)を挙げることができる。
さらに、ヒト抗体を挙げることができる。抗Siglec−15ヒト抗体とは、ヒト染
色体由来の抗体の遺伝子配列のみを有するヒト抗体を意味する。抗Siglec−15ヒ
ト抗体は、ヒト抗体のH鎖とL鎖の遺伝子を含むヒト染色体断片を有するヒト抗体産生マ
ウスを用いた方法(Tomizuka,K.et al.,Nature Geneti
cs(1997)16,p.133−143,; Kuroiwa,Y.et.al.,
Nuc.Acids Res.(1998)26,p.3447−3448;Yoshi
da, H.et.al.,Animal Cell Technology:Basi
c and Applied Aspects vol.10,p.69−73(Kit
agawa, Y.,Matuda,T.and Iijima,S.eds.),Kl
uwer Academic Publishers,1999.;Tomizuka,
K.et.al.,Proc.Natl.Acad.Sci.USA(2000)97,
p.722−727等を参照。)によって取得することができる。
このようなトランスジェニック動物は、具体的には、非ヒト哺乳動物の内在性免疫グロ
ブリン重鎖及び軽鎖の遺伝子座が破壊され、代わりに酵母人工染色体(Yeast ar
tificial chromosome,YAC)ベクターなどを介してヒト免疫グロ
ブリン重鎖及び軽鎖の遺伝子座が導入された遺伝子組み換え動物を、ノックアウト動物及
びトランスジェニック動物の作製、及びこれらの動物同士を掛け合わせることにより作り
出すことができる。
また、遺伝子組換え技術により、そのようなヒト抗体の重鎖及び軽鎖の各々をコードす
るcDNA、好ましくは該cDNAを含むベクターにより真核細胞を形質転換し、遺伝子
組換えヒトモノクローナル抗体を産生する形質転換細胞を培養することにより、この抗体
を培養上清中から得ることもできる。
ここで、宿主としては例えば真核細胞、好ましくはCHO細胞、リンパ球やミエローマ
等の哺乳動物細胞を用いることができる。
また、ヒト抗体ライブラリーより選別したファージディスプレイ由来のヒト抗体を取得
する方法(Wormstone,I.M.et.al,Investigative O
phthalmology & Visual Science.(2002)43(7
),p.2301−2308;Carmen,S.et.al.,Briefings
in Functional Genomics and Proteomics(20
02),1(2),p.189−203;Siriwardena,D.et.al.,
Opthalmology(2002)109(3),p.427−431等参照。)も
知られている。
例えば、ヒト抗体の可変領域を一本鎖抗体(scFv)としてファージ表面に発現させ
て、抗原に結合するファージを選択するファージディスプレイ法(Nature Bio
technology(2005),23,(9),p.1105−1116)を用いる
ことができる。
抗原に結合することで選択されたファージの遺伝子を解析することによって、抗原に結
合するヒト抗体の可変領域をコードするDNA配列を決定することができる。
抗原に結合するscFvのDNA配列が明らかになれば、当該配列を有する発現ベクタ
ーを作製し、適当な宿主に導入して発現させることによりヒト抗体を取得することができ
る(WO92/01047,WO92/20791,WO93/06213,WO93/
11236,WO93/19172,WO95/01438,WO95/15388、A
nnu.Rev.Immunol(1994)12,p.433−455、Nature
Biotechnology(2005)23(9),p.1105−1116)。
抗体遺伝子を一旦単離した後、適当な宿主に導入して抗体を作製する場合には、適当な
宿主と発現ベクターの組み合わせを使用することができる。
真核細胞を宿主として使用する場合、動物細胞、植物細胞、真核微生物を用いることが
できる。
動物細胞としては、(1)哺乳類細胞、例えば、サルの細胞であるCOS細胞(Glu
zman,Y.Cell(1981)23,p.175−182、ATCC CRL−1
650)、マウス線維芽細胞NIH3T3(ATCC No.CRL−1658)やチャ
イニーズ・ハムスター卵巣細胞(CHO細胞、ATCC CCL−61)のジヒドロ葉酸
還元酵素欠損株(Urlaub,G.and Chasin,L.A.Proc.Nat
l.Acad.Sci.U.S.A.(1980)77,p.4126−4220)を挙
げることができる。
原核細胞を使用する場合は、例えば、大腸菌、枯草菌を挙げることができる。
これらの細胞に、目的とする抗体遺伝子を形質転換により導入し、形質転換された細胞
をin vitroで培養することにより抗体が得られる。
本発明の抗体のアイソタイプとしての制限はなく、例えばIgG(IgG1,IgG2
,IgG3,IgG4)、IgM、IgA(IgA1,IgA2)、IgDあるいはIg
E等を挙げることができるが、好ましくはIgG又はIgMを挙げることができる。
また本発明の抗体は、抗体の抗原結合部を有する抗体の機能性断片又はその修飾物であ
ってもよい。抗体をパパイン、ペプシン等の蛋白質分解酵素で処理するか、あるいは抗体
遺伝子を遺伝子工学的手法によって改変し適当な培養細胞において発現させることによっ
て、該抗体の断片を得ることができる。このような抗体断片のうちで、抗体全長分子の持
つ機能の全て又は一部を保持している断片を抗体の機能性断片と呼ぶことができる。抗体
の機能としては、一般的には抗原結合活性、抗原の活性を中和する活性、抗原の活性を増
強する活性、抗体依存性細胞障害活性、補体依存性細胞傷害活性及び補体依存性細胞性細
胞傷害活性を挙げることができる。本発明における抗体の機能性断片が保持する機能は、
好ましくは破骨細胞の形成を抑制する活性であり、より好ましくは破骨細胞の細胞融合の
過程を抑制する活性である。
例えば、抗体の断片としては、Fab、F(ab’)2、Fv、又は重鎖及び軽鎖のF
vを適当なリンカーで連結させたシングルチェインFv(scFv)、diabody(
diabodies)、線状抗体、及び抗体断片より形成された多特異性抗体などを挙げ
ることができる。また、F(ab’)2を還元条件下で処理した抗体の可変領域の一価の
断片であるFab’も抗体の断片に含まれる。
さらに、本発明の抗体は少なくとも2種類の異なる抗原に対して特異性を有する多特異
性抗体であってもよい。
通常このような分子は2個の抗原を結合するものであるが(即ち、二重特異性抗体(b
ispecific antibody))、本発明における「多特異性抗体」は、それ
以上(例えば、3種類)の抗原に対して特異性を有する抗体を包含するものである。
本発明の抗体は、多特異性抗体は全長からなる抗体、又はそのような抗体の断片(例え
ば、F(ab’)2二特異性抗体)でもよい。二重特異性抗体は2種類の抗体の重鎖と軽
鎖(HL対)を結合させて作製することもできるし、異なるモノクローナル抗体を産生す
るハイブリドーマを融合させて、二重特異性抗体産生融合細胞を作製することによっても
、作製することができる(Millstein et al.,Nature(1983
)305,p.537−539)。
本発明の抗体は一本鎖抗体(scFvとも記載する)でもよい。一本鎖抗体は、抗体の
重鎖V領域と軽鎖V領域とをポリペプチドのリンカーで連結することにより得られる(P
luckthun,The Pharmacology of Monoclonal
Antibodies,113(Rosenburg及びMoore編、Springe
r Verlag,New York,p.269−315(1994)、Nature
Biotechnology(2005),23,p.1126−1136)。また、
2つのscFvをポリペプチドリンカーで結合させて作製されるBiscFv断片を二重
特異性抗体として使用することもできる。
一本鎖抗体を作成する方法は当技術分野において周知である(例えば、米国特許第4,
946,778号、米国特許第5,260,203号、米国特許第5,091,513号
、米国特許第5,455,030号等を参照)。このscFvにおいて、重鎖V領域と軽
鎖V領域は、コンジュゲートを作らないようなリンカー、好ましくはポリペプチドリンカ
ーを介して連結される(Huston,J.S.et al.,Proc.Natl.A
cad.Sci.U.S.A.(1988),85,p.5879−5883)。scF
vにおける重鎖V領域及び軽鎖V領域は、同一の抗体に由来してもよく、別々の抗体に由
来してもよい。
V領域を連結するポリペプチドリンカーとしては、例えば12〜19残基からなる任意の
一本鎖ペプチドが用いられる。
scFvをコードするDNAは、前記抗体の重鎖又は重鎖V領域をコードするDNA、
及び軽鎖又は軽鎖V領域をコードするDNAのうち、それらの配列のうちの全部又は所望
のアミノ酸配列をコードするDNA部分を鋳型とし、その両端を規定するプライマー対を
用いてPCR法により増幅し、次いで、さらにポリペプチドリンカー部分をコードするD
NA、及びその両端が各々重鎖、軽鎖と連結されるように規定するプライマー対を組み合
わせて増幅することにより得られる。
また、一旦scFvをコードするDNAが作製されると、それらを含有する発現ベクタ
ー、及び該発現ベクターにより形質転換された宿主を常法に従って得ることができ、また
、その宿主を用いることにより、常法に従ってscFvを得ることができる。
これらの抗体断片は、前記と同様にして遺伝子を取得し発現させ、宿主により産生させ
ることができる。
本発明の抗体は、多量化して抗原に対する親和性を高めたものであってもよい。多量化
する抗体としては、1種類の抗体であっても、同一の抗原の複数のエピトープを認識する
複数の抗体であってもよい。抗体を多量化する方法としては、IgG CH3ドメインと
2つのscFvとの結合、ストレプトアビシンとの結合、へリックスーターン−へリック
スモチーフの導入等を挙げることができる。
本発明の抗体は、アミノ酸配列が異なる複数種類の抗Siglec−15抗体の混合物
である、ポリクローナル抗体であってもよい。ポリクローナル抗体の一例としては、CD
Rが異なる複数種類の抗体の混合物を挙げることができる。そのようなポリクローナル抗
体としては、異なる抗体を産生する細胞の混合物を培養し、該培養物から精製された抗体
を用いることが出来る(WO2004/061104号参照)。
抗体の修飾物として、ポリエチレングリコール(PEG)等の各種分子と結合した抗体
を使用することもできる。
本発明の抗体は、更にこれらの抗体と他の薬剤がコンジュゲートを形成しているもの(
Immunoconjugate)でもよい。このような抗体の例としては、該抗体が放
射性物質や薬理作用を有する化合物と結合している物を挙げることができる(Natur
e Biotechnology(2005)23,p.1137−1146)。
得られた抗体は、均一にまで精製することができる。抗体の分離、精製は通常の蛋白質
で使用されている分離、精製方法を使用すればよい。
例えばクロマトグラフィーカラム、フィルター、限外濾過、塩析、透析、調製用ポリア
クリルアミドゲル電気泳動、等電点電気泳動等を適宜選択、組み合わせれば、抗体を分離
、精製することができる(Strategies for Protein Purif
ication and Charcterization:A Laboratoy
Course Manual,Daniel R.Marshak et al.eds
.,Cold Spring Harbor Laboratory Press(19
96);Antibodies:A Laboratory Manual.Ed Ha
rlow and David Lane,Cold Spring Harbor L
aboratory(1988))が、これらに限定されるものではない。
クロマトグラフィーとしては、アフィニティークロマトグラフィー、イオン交換クロマ
トグラフィー、疎水性クロマトグラフィー、ゲル濾過クロマトグラフィー、逆相クロマト
グラフィー、吸着クロマトグラフィー等を挙げることができる。
これらのクロマトグラフィーは、HPLCやFPLC等の液体クロマトグラフィーを用
いて行うことができる。
アフィニティークロマトグラフィーに用いるカラムとしては、プロテインAカラム、プ
ロテインGカラムを挙げることができる。
例えばプロテインAカラムを用いたカラムとして、Hyper D,POROS,Se
pharose F.F.(Pharmacia)等を挙げることができる。
また抗原を固定化した担体を用いて、抗原への結合性を利用して抗体を精製することも可
能である。
5.抗Siglec−15抗体を含有する医薬
上述の「4.抗Siglec−15抗体の製造」の項に記載された方法で得られる抗S
iglec−15抗体の中から、Siglec−15の生物活性を中和する抗体を得るこ
とができる。これらSiglec−15の生物活性を中和する抗体は、生体内でのSig
lec−15の生物活性、即ち、破骨細胞の分化及び/又は成熟を阻害することから、医
薬として、破骨細胞の分化及び/又は成熟異常に起因する骨代謝異常に対する治療及び/
又は予防剤として用いることができる。骨代謝異常は正味の骨喪失(骨減少症又は骨溶解
症)によって特徴付けられるいずれの障害であってもよい。一般に、抗Siglec−1
5抗体による治療及び/又は予防は、骨吸収を抑制する必要がある場合に適用される。抗
Siglec−15抗体で治療及び/又は予防可能な骨代謝異常としては、骨粗鬆症(閉
経後骨粗鬆症、老人性骨粗鬆症、ステロイドや免疫抑制剤等の治療用薬剤の使用による続
発性骨粗鬆症、関節リウマチに伴う骨粗鬆症)、関節リウマチに伴う骨破壊、癌性高カル
シウム血症、多発性骨髄腫や癌の骨転移に伴う骨破壊、巨細胞腫、歯根膜炎による歯の喪
失、人工関節周囲の骨融解、慢性骨髄炎における骨破壊、骨ページェット病、腎性骨異栄
養症、骨形成不全症などを挙げることができるが、破骨細胞による正味の骨喪失を伴う疾
患であれば、これらに限定されない。上記の医薬としての抗Siglec−15抗体の例
として、#32A1抗体又は#41B1抗体から4.(3)「その他の抗体」に記載の方
法によって作製されたキメラ抗体又はヒト化抗体を挙げることができる。また、#32A
1抗体又は#41B1抗体と同じエピトープを有するキメラ抗体、ヒト化抗体及びヒト抗
体も医薬として使用可能である。ある抗Siglec−15抗体が、#32A1抗体又は
#41B1抗体と同じエピトープを持つことは、Siglec−15の特定の部分ペプチ
ドに対してこれらの抗体が共通に結合するか否かを観察することによって確認できる。ま
た、ある抗Siglec−15抗体が、Siglec−15との結合において#32A1
抗体又は#41B1抗体と競合するのであれば、これらの抗体が共通のエピトープを持つ
と判定することができる。
in vitroでの抗Siglec−15抗体によるSiglec−15の生物活性
の中和活性は例えば、Siglec−15を過剰発現している細胞の破骨細胞への分化の
抑制活性で測定することができる。例えば、マウス単球由来細胞株RAW264.7細胞
又はRAW264細胞に種々の濃度で抗Siglec−15抗体を添加し、RANKLあ
るいはTNF−α刺激による、破骨細胞への分化の抑制活性を測定することができる。ま
た、骨髄由来の初代培養細胞に種々の濃度で抗Siglec−15抗体を添加し、RAN
KL、TNF−αあるいは活性型ビタミンD刺激による、破骨細胞への分化の抑制活性
を測定することができる。さらに、正常ヒト破骨前駆細胞(Normal Human
Natural Osteoclast Precursor Cells、三光純薬よ
り購入可能、カタログ番号2T−110)に種々の濃度で抗Siglec−15抗体を添
加し、RANKLおよびM−CSF刺激による、破骨細胞への分化の抑制活性を測定する
ことができる。このような破骨細胞の分化抑制効果は、実施例17、19、20及び26
に示される破骨細胞の酒石酸耐性酸性フォスファターゼ(TRAP)活性の抑制を指標と
して測定できる。また、実施例19、21、22及び35に示されるように、TRAP陽
性多核破骨細胞の形成の抑制、すなわち破骨細胞の細胞融合の抑制を指標としても、破骨
細胞の分化抑制効果を測定することができる。上記の破骨細胞分化の試験系に対して、本
発明の抗体は30μg/ml以下の濃度で細胞融合の抑制効果を示し、いくつかの抗体は
3μg/ml以下、あるいは1μg/ml以下の濃度においても抑制効果を示した。さら
に低濃度側での効果を試験した場合に、63ng/mlから1μg/mlの範囲でも破骨
細胞の分化抑制効果が複数の抗体において観察された。さらに、大腿骨及び/又は脛骨由
来の細胞を用いたピットアッセイ(Takada et al.,Bone and M
ineral,(1992)17,347−359)実験において、大腿骨及び/又は脛
骨由来の細胞に種々の濃度で抗Siglec−15抗体を添加して象牙切片上のピットの
形成を観察することによって、in vitroにおける破骨細胞による骨吸収の抑制活
性を測定することができる。in vitroにおける破骨細胞による骨吸収の抑制活性
を測定系としては、実施例37に示されているように、ユーロピウムが結合したヒトコラ
ーゲンをコーティングしたプレートを使用することも可能である。上記の破骨細胞による
骨吸収の試験系において、本発明の抗体は3μg/ml以下の濃度、すなわち0.3μg
/mlから3μg/mlの範囲で骨吸収を抑制した。in vivoでの実験動物を利用
した抗Siglec−15抗体の骨代謝異常に対する治療又は予防効果は、例えば、骨粗
鬆症モデル動物又はSiglec−15を過剰に発現しているトランスジェニック動物に
抗Siglec−15抗体を投与し、破骨細胞の変化を測定することで確認することがで
きる。
このようにして得られたSiglec−15の生物活性を中和する抗体は、医薬として
、特に骨粗鬆症、関節リウマチに伴う骨破壊、癌の骨転移に伴う骨破壊等の骨代謝異常の
治療又は予防を目的とした医薬組成物として、あるいはこのような疾患の免疫学的診断の
ための抗体として有用である。
関節リウマチ(RA)の治療において、疾患の発症に伴って発生する骨喪失が大きな課
題になっている。RAに伴うこの骨喪失においては、破骨細胞が中心的な役割を果たして
いることが報告されている。RAにおける破骨細胞の誘導(分化、成熟)、活性化、及び
骨破壊の原因として最も重要と考えられているサイトカインはRANKLとTNF−αで
ある(Romas E et al., Bone 30, p340−346, 20
02)。本明細書の実施例19でも示したように、RANKLのデコイレセプターである
OCIF/OPGではRANKLで誘導される破骨細胞形成は抑制できるが、TNF−α
で誘導される破骨細胞形成は抑制されない。その一方で、本発明における抗Siglec
−15抗体によって、RANKLで誘導される破骨細胞形成とTNF−αで誘導される破
骨細胞形成の両方が効果的に抑制された。したがって、本発明の抗Siglec−15抗
体によって、RAなどにおけるTNF−αで誘導される骨喪失と骨破壊が、RANKLブ
ロッカー(OCIF/OPG、抗RANKL抗体など)以上に強力に抑制できることが期
待される。
抗Siglec−15抗体は、一つの例としては、骨代謝異常の治療又は予防に対して
は該抗体単独で、あるいは少なくとも一つの骨に関する疾患の治療剤と一緒に投与するこ
とができる。また一つの例として、抗Siglec−15抗体は治療上有効な量の抗骨代
謝異常治療薬剤と一緒に投与することができる。抗Siglec−15抗体と一緒に投与
できる治療剤としては、ビスホスホネート、活性型ビタミンD、カルシトニン及びその
誘導体、エストラジオール等のホルモン製剤、SERMs(Selective est
rogen receptor modulators)、イプリフラボン、ビタミンK
(メナテトレノン)、カルシウム製剤、PTH(parathyroid hormo
ne)製剤、非ステロイド性抗炎症剤、可溶性TNFレセプター製剤、抗TNFα抗体又
は該抗体の機能性断片、抗PTHrP(parathyroid hormone−re
lated protein)抗体又は該抗体の機能性断片、IL−1レセプターアンタ
ゴニスト、抗IL−6レセプター抗体又は該抗体の機能性断片、抗RANKL抗体又は該
抗体の機能性断片、及びOCIF(osteoclastogenesis inhib
itory factor)等を挙げることができるがこれらに限定されない。骨代謝異
常の状態やどの程度の治療及び/又は予防を目指すかによって、2、3あるいはそれ以上
の種類の薬剤を投与することもできるし、それらの薬剤は同じ製剤の中に封入することに
よって一緒に供給することができる。それらの薬剤と抗Siglec−15抗体は同じ製
剤の中に封入することによって一緒に供給することもできる。また、それらの薬剤は治療
及び/又は予防用キットとして封入することによって一緒に供給することもできる。また
、それらの薬剤と抗Siglec−15抗体は別々に供給することもできる。遺伝子治療
において投与する場合には、蛋白質性の骨疾患治療剤の遺伝子と抗Siglec−15抗
体の遺伝子は、別々のあるいは同じプロモーター領域の下流に挿入することができ、別々
のあるいは、同じベクターに導入することができる。
抗Siglec−15抗体、あるいはそのフラグメントに対し骨疾患治療剤を結合させ
ることにより、M.C.Garnet「Targeted drug conjugat
es: principles and progress」,Advanced Dr
ug Delivery Reviews,(2001)53,171−216記載の標
的型薬物複合体を製造することができる。この目的には、抗体分子のほか、破骨細胞の認
識性を完全消失していない限り、いずれの抗体フラグメントも適用可能であるが、例えば
、Fab、F(ab’)2、Fv等のフラグメントを例として挙げることができ、本発明
においても同様に、抗体及び該フラグメントを使用することができる。抗Siglec−
15抗体又は該抗体のフラグメントと骨疾患治療剤との結合様式は、M.C.Garne
t「Targeted drug conjugates:principles an
d progress」,Advanced Drug Delivery Revie
ws, (2001)53,171−216、G.T.Hermanson「Bioco
njugate Techniques」Academic Press, Calif
ornia (1996)、Putnam and J.Kopecek「Polyme
r Conjugates with Anticancer Activity」Ad
vances in Polymer Science(1995)122,55−12
3等に記載される種々の形態があり得る。すなわち、抗Siglec−15抗体と骨疾患
治療剤が化学的に直接あるいはオリゴペプチド等のスペーサーが介在して結合される様式
や、適当な薬物担体を介在して結合される様式を挙げることができる。薬物担体の例とし
ては、リポソームや水溶性高分子を挙げることができる。これら薬物担体が介在される様
式としては、より具体的には、抗体と骨疾患治療剤とがリポソームに包含され、該リポソ
ームと抗体とが結合した様式、及び、骨疾患治療剤が水溶性高分子(分子量1000乃至
10万程度の化合物)に化学的に直接あるいはオリゴペプチド等のスペーサーを介在させ
て結合され、該水溶性高分子に抗体が結合した様式、を例として挙げることができる。抗
体(又は該フラグメント)と骨疾患治療剤、リポソーム及び水溶性高分子等の薬物担体と
の結合は、G.T.Hermanson「Bioconjugate Techniqu
es」Academic Press, California(1996)、Putn
am and J. Kopecek「Polymer Conjugates wit
h Anticancer Activity」Advances in Polyme
r Science (1995)122, 55−123に記載の方法等の当業者周知
の方法により実施することができる。骨疾患治療剤のリポソームへの包含は、D.D.L
asic「Liposomes:From Physics to Applicati
ons」,Elsevier Science Publishers B.V., A
msterdam(1993)等に記載の方法等の当業者周知の方法により実施すること
ができる。骨疾患治療剤の水溶性高分子への結合は、D.Putnam and J K
opecek「Polymer Conjugates with Anticance
r Activity」Advances in Polymer Science(1
995)122,55−123記載の方法等の当業者周知の方法により、実施することが
できる。抗体(又は該フラグメント)と蛋白質性の骨疾患治療剤(又は該フラグメント)
との複合体は、上記の方法のほか、遺伝子工学的に、当業者周知の方法により作製するこ
とができる。
本発明は、治療及び/又は予防に有効な量の抗Siglec−15抗体と薬学上許容さ
れる希釈剤、担体、可溶化剤、乳化剤、保存剤及び/又は補助剤を含む医薬組成物も提供
する。
本発明は、治療及び/又は予防に有効な量の抗Siglec−15抗体と治療及び/又
は予防に有効な量の少なくとも一つの骨疾患治療剤と薬学上許容される希釈剤、担体、可
溶化剤、乳化剤、保存剤及び/又は補助剤を含む医薬組成物も提供する。骨疾患治療剤と
しては、ビスホスホネート、活性型ビタミンD、カルシトニン及びその誘導体、エスト
ラジオール等のホルモン製剤、SERMs(selective estrogen r
eceptor modulators)、イプリフラボン、ビタミンK(メナテトレ
ノン)、カルシウム製剤、PTH(parathyroid hormone)製剤、非
ステロイド性抗炎症剤、可溶性TNFレセプター製剤、抗TNFα抗体又は該抗体の機能
性断片、抗PTHrP(parathyroid hormone−related p
rotein)抗体又は該抗体の機能性断片、IL−1レセプターアンタゴニスト、抗I
L−6レセプター抗体又は該抗体の機能性断片、抗RANKL抗体又は該抗体の機能性断
片、及びOCIF(osteoclastogenesis inhibitory f
actor)等を挙げることができるがこれらに限定されない。
本発明の医薬組成物において許容される製剤に用いる物質としては好ましくは投与量や
投与濃度において、医薬組成物を投与される者に対して非毒性のものが好ましい。
本発明の医薬組成物は、pH、浸透圧、粘度、透明度、色、等張性、色、無菌性、安定
性、溶解率、徐放率、吸収率、浸透率を変えたり、保持したりするための製剤用の物質を
含むことができる。製剤用の物質として以下のものを挙げることができるが、これらに制
限されない:グリシン、アラニン、グルタミン、アスパラギン、アルギニン又はリジン等
のアミノ酸類、抗菌剤、アスコルビン酸、硫酸ナトリウム又は亜硫酸水素ナトリウム等の
抗酸化剤、リン酸、、クエン酸、ホウ酸バッファー、炭酸水素、トリス−塩酸(Tris
−Hcl)溶液等の緩衝剤、マンニトールやグリシン等の充填剤、エチレンジアミン四酢
酸(EDTA)等のキレート剤、カフェイン、ポリビニルピロリジン、β−シクロデキス
トリンやヒドロキシプロピル−β−シクロデキストリン等の錯化剤、グルコース、マンノ
ース又はデキストリン等の増量剤、単糖類、二糖類等の他の炭水化物、着色剤、香味剤、
希釈剤、乳化剤やポリビニルピロリジン等の親水ポリマー、低分子量ポリペプチド、塩形
成対イオン、塩化ベンズアルコニウム、安息香酸、サリチル酸、チメロサール、フェネチ
ルアルコール、メチルパラベン、プロピルパラベン、クロレキシジン、ソルビン酸又は過
酸化水素等の防腐剤、グリセリン、プロピレン・グリコール又はポリエチレングリコール
等の溶媒、マンニトール又はソルビトール等の当アルコール、懸濁剤、ソルビタンエステ
ル、ポリソルビテート20やポリソルビテート80等ポリソルビテート、トリトン(tr
iton)、トロメタミン(tromethamine)、レシチン又はコレステロール
等の界面活性剤、スクロースやソルビトール等の安定化増強剤、塩化ナトリウム、塩化カ
リウムやマンニトール・ソルビトール等の弾性増強剤、輸送剤、希釈剤、賦形剤、及び/
又は薬学上の補助剤。これらの製剤用の物質の添加量は、抗Siglec−15抗体の重
量に対して0.01〜100倍、特に0.1〜10倍添加するのが好ましい。製剤中の好
適な医薬組成物の組成は当業者によって、適用疾患、適用投与経路などに応じて適宜決定
することができる。
医薬組成物中の賦形剤や担体は液体でも固体でもよい。適当な賦形剤や担体は注射用の
水や生理食塩水、人工脳脊髄液や非経口投与に通常用いられている他の物質でもよい。中
性の生理食塩水や血清アルブミンを含む生理食塩水を担体に用いることもできる。医薬組
成物にはpH7.0−8.5のTrisバッファーやpH4.0−5.5の酢酸バッファ
ーやそれらにソルビトールや他の化合物を含むこともできる。本発明の医薬組成物には抗
Siglec−15抗体を含む医薬組成物並びに、抗Siglec−15抗体及び少なく
とも一つの骨疾患治療剤を含む医薬組成物を挙げることができ、本発明の医薬組成物は選
択された組成と必要な純度を持つ薬剤として、凍結乾燥品あるいは液体として準備される
。抗Siglec−15抗体を含む医薬組成物並びに、抗Siglec−15抗体及び少
なくとも一つの骨代謝異常治療薬剤を含む医薬組成物はスクロースのような適当な賦形剤
を用いた凍結乾燥品として成型されることもできる。
本発明の医薬組成物は非経口投与用に調製することもできるし、経口による消化管吸収
用に調製することもできる。製剤の組成及び濃度は投与方法によって決定することができ
るし、本発明の医薬組成物に含まれる、抗Siglec−15抗体のSiglec−15
に対する親和性、即ち、Siglec−15に対する解離定数(Kd値)に対し、親和性
が高い(Kd値が低い)ほど、ヒトへの投与量を少なく薬効を発揮することができるので
、この結果に基づいて本発明の医薬組成物の人に対する投与量を決定することもできる。
投与量は、ヒト型抗Siglec−15抗体をヒトに対して投与する際には、約0.1〜
100mg/kgを1〜180日間に1回投与すればよい。
本発明の医薬組成物の形態としては、点滴を含む注射剤、坐剤、経鼻剤、舌下剤、経皮
吸収剤などを挙げることができる。
6.直接相互作用する物質の探索
本発明の他の一つの態様としては、Siglec−15の活動を抑制するような物質を
得ることを目的とした、該蛋白質の立体構造をベースとしたドラッグデザインの手法を含
む。このような手法は、ラショナルドラッグデザイン法として知られており、酵素活性な
どや、リガンド、コファクター、又はDNAへの結合などを効率よく阻害もしくは活性化
させるような化合物の探索に利用されている。この例として、すでに上市されている抗H
IV剤であるプロテアーゼの阻害剤がよく知られている。本発明のSiglec−15の
三次元構造解析においても、X線結晶解析や核磁気共鳴法といった一般的によく知られて
いる手法が利用できる。さらに、Siglec−15の機能を抑制する物質の探索には、
コンピュータードラッグデザイン(CADD)を活用した設計も可能である。この例とし
ては、関節リウマチ治療の新たなゲノム新薬として期待されている、AP−1の働きを阻
害する低分子化合物(国際特許出願公開WO99/58515号)などが知られている。
このような方法により、Siglec−15に直接結合するか、あるいはSiglec−
15と他の因子との相互作用を阻害することにより、Siglec−15の機能を抑制す
るような物質を得ることができる。
さらに、他の一つの態様は、本発明のSiglec−15が会合するポリペプチド、す
なわちSiglec−15のパートナー蛋白質に関する。すなわち、本発明は、Sigl
ec−15の活性を調節するパートナー蛋白質のスクリーニング方法に関する。
このスクリーニング方法の一つの態様は、Siglec−15に被験蛋白質試料を接触
させ、Siglec−15に結合する蛋白質を選択する工程を含む。このような方法とし
ては、例えば、精製したSiglec−15を用いて、これに結合する蛋白質のアフィニ
ティー精製を行う方法を挙げることができる。具体的な方法の一例を示せば、Sigle
c−15にヒスチジン6個よりなる配列をアフィニティータグとして融合したものを作製
して、これを細胞の抽出液(予めニッケル−アガロースカラムにチャージして、このカラ
ムを素通りした画分)と4℃で12時間インキュベートし、次いで、この混合物に別途ニ
ッケル−アガロース担体を加えて4℃で1時間インキュベートする。ニッケル−アガロー
ス担体を洗浄バッファーで十分洗浄した後、100mMイミダゾールを加えることにより
、Siglec−15と特異的に結合する細胞抽出液中の蛋白質を溶出させて精製し、こ
の構造を決定する。このようにして、Siglec−15と直接結合する蛋白質、及びS
iglec−15との結合活性は持たないが、サブユニットとしてSiglec−15に
直接結合する蛋白質と複合体を形成することにより間接的にSiglec−15に結合す
る蛋白質が精製できる。別の方法としては、ファーウエスタンブロット法や、酵母や哺乳
類動物細胞を用いたツーハイブリッドシステム法によるクローニングも可能であるが、こ
れらの方法に限定されない。
このようにして、Siglec−15と直接もしくは間接的に相互作用するパートナー
蛋白質のcDNAが得られれば、Siglec−15と該パートナー蛋白質との相互作用
を阻害する物質の機能的スクリーニングに利用することができる。具体的には、例えば、
Siglec−15とグルタチオンS−トランスフェラーゼとの融合蛋白質を調製して、
抗グルタチオンS−トランスフェラーゼ抗体で覆ったマイクロプレートに結合させた後、
ビオチン化した該パートナー蛋白質をこの融合蛋白質と接触させ、該融合蛋白質との結合
をストレプトアビジン化アルカリホスファターゼで検出する。ビオチン化した該パートナ
ー蛋白質添加の際、被験物質も添加し、融合蛋白質と該パートナー蛋白質との結合を促進
あるいは阻害する物質を選択する。この方法では、融合蛋白質に直接作用する物質又は該
パートナー蛋白質に直接作用する物質が得られる。
融合蛋白質と該パートナー蛋白質との結合が間接的であり、何らかの別の因子を介して
いるような場合には、例えば該因子を含むような細胞抽出液存在下で、同様に上記アッセ
イを行う。この場合には、該因子に対して作用するような物質も選択される可能性がある
また、得られたパートナー蛋白質が、Siglec−15の機能を促進する活性を有し
ている場合には、既に記載したSiglec−15遺伝子の発現ベクターを応用した試験
方法に従って、骨代謝異常治療及び/又は予防剤、例えば、骨粗鬆症の治療及び/又は予
防剤として有用な候補物質のスクリーニングを行うことができる。また、得られたパート
ナー蛋白質が、Siglec−15の機能を抑制する活性を有している場合には、このよ
うな抑制因子をコードするポリヌクレオチドは、骨代謝異常の遺伝子治療に用いることが
できる。
そのようなポリヌクレオチドは、例えば同定された阻害因子のアミノ酸配列を解析し、
該アミノ酸配列をコードするオリゴヌクレオチドプローブを合成してcDNAライブラリ
ーやゲノムライブラリーのスクリーニングを行うことにより取得できる。また、Sigl
ec−15の機能の阻害活性を有するポリペプチドが、ランダムに合成された人工ペプチ
ドライブラリー由来である場合は、該ペプチドのアミノ酸配列をコードするヌクレオチド
配列からなるDNAを化学合成する。
遺伝子治療においては、そのようにして得られた阻害因子をコードする遺伝子を、例え
ばウイルスベクターに組み込んで、該組換えウイルスベクターを有するウイルス(無毒化
されたもの)を患者に感染させる。患者体内では抗骨破壊因子が産生され、破骨細胞の分
化抑制機能を有するので、骨代謝異常の治療及び/又は予防が可能となる。
遺伝子治療剤を細胞内に導入する方法としては、ウイルスベクターを利用した遺伝子導
入方法、あるいは非ウイルス性の遺伝子導入方法のいずれの方法も適用することができる
ウイルスベクターによる遺伝子導入方法としては、例えばレトロウイルス、アデノウイ
ルス、アデノ関連ウイルス、ヘルペスウイルス、ワクシニアウイルス、ポックスウイルス
、ポリオウイルス、シンビスウイルス等のDNAウイルス又はRNAウイルスに、Sig
lec−15の阻害因子あるいはその変異体をコードするDNAを組み込んで導入する方
法を挙げることができる。このうち、レトロウイルス、アデノウイルス、アデノ関連ウイ
ルス、ワクシニアウイルスを用いた方法が、特に好ましい。非ウイルス性の遺伝子導入方
法としては、発現プラスミドを直接筋肉内に投与する方法(DNAワクチン法)、リポソ
ーム法、リポフェクチン法、マイクロインジェクション法、リン酸カルシウム法、エレク
トロポレーション法等が挙げられ、特にDNAワクチン法、リポソーム法が好ましい。
また遺伝子治療剤を実際に医薬として作用させるには、DNAを直接体内に導入するイ
ンビボ(in vivo)法及びヒトからある種の細胞を取り出し体外でDNAを該細胞
に導入し、その細胞を体内に戻すエクスビボ(ex vivo)法がある。
例えば、該遺伝子治療剤がインビボ法により投与される場合は、疾患、症状等に応じ、
静脈、動脈、皮下、皮内、筋肉内等、適当な投与経路により投与される。またインビボ法
により投与する場合は、該遺伝子治療剤は一般的には注射剤とされるが、必要に応じて慣
用の担体を加えてもよい。また、リポソーム又は膜融合リポソーム(センダイウイルス−
リポソーム等)の形態にした場合は、懸濁剤、凍結剤、遠心分離濃縮凍結剤等のリポソー
ム製剤とすることができる。
配列表の配列番号1又は3に示されるヌクレオチド配列の全長配列又は部分配列に相補
的なヌクレオチド配列は、いわゆるアンチセンス治療に用いることができる。アンチセン
ス分子は、配列表の配列番号1又は3に示されるヌクレオチド配列から選択されるヌクレ
オチド配列の一部に相補的な、通常15乃至30merからなるDNA、もしくはそのホ
スホロチオエート、メチルホスホネート又はモルフォリノ誘導体などの安定なDNA誘導
体、2’−O−アルキルRNAなどの安定なRNA誘導体として用いられ得る。そのよう
なアンチセンス分子を、微量注入、リポソームカプセル化により、あるいはアンチセンス
配列を有するベクターを利用して発現させるなど、本発明の技術分野において周知の方法
で、細胞に導入することができる。このようなアンチセンス療法は、配列表の配列番号1
又は3に示されるヌクレオチド配列がコードする蛋白質の活性が増加しすぎることによっ
て引き起こされる病気の治療に有用である。
また、二本鎖の短鎖RNA(siRNA)を用いる方法を挙げることもできる(「ジー
ンズ・アンド・デヴェロップメンツ(Genes and Developments)
」)、2001年1月15日、第15巻、第2号、p.188−200)。例えば、Si
glec−15遺伝子に対するsiRNAを作製し、文献記載の方法に従って導入するこ
とによって、Siglec−15の過剰発現を伴う骨代謝性疾患の治療剤とすることがで
きる。
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるもので
はない。なお、下記実施例において遺伝子操作に関する各操作は特に明示がない限り、「
モレキュラークローニング(Molecular Cloning)」(Sambroo
k,J.,Fritsch,E.F.及びManiatis,T.著,Cold Spr
ing Harbor Laboratory Pressより1989年に発刊)に記
載の方法により行うか、又は、市販の試薬やキットを用いる場合には市販品の指示書に従
って使用した。
実施例1.巨細胞腫組織におけるヒトSiglec−15遺伝子の発現
巨細胞腫(Giant cell tumor;GCT)は、組織学的に破骨細胞様の
多核巨細胞が多数出現する骨腫瘍であり、臨床的所見として骨溶解性の骨破壊を特徴とす
る(Bullough et al.,Atlas of Orthopedic Pa
thology 2nd edition,17.6−17.8,Lippincott
Williams & Wilkins Publishers(1992))。ヒト
Siglec−15遺伝子と部分的に重複するヌクレオチド配列を有するESTプローブ
(Affymetrix Genechip HG−U133 probe 21585
6_at:アフィメトリクス社製)について、GeneLogic社製のデータベース(
Genesis 2006 Release 3.0)を用いてGCT組織における発現
プロファイル解析を行った。また、破骨細胞分化に重要な役割を果たしているRANK(
Affymetrix Genechip HG−U133 probe 207037
_at:アフィメトリクス社製)及びRANKL(Affymetrix Genech
ip HG−U133 probe 210643_at:アフィメトリクス社製)、さ
らに破骨細胞分化マーカーであるカテプシンK(Affymetrix Genechi
p HG−U133 probe 202450_s_at:アフィメトリクス社製)及
びTRAP(Affymetrix Genechip HG−U133 probe
204638_at:アフィメトリクス社製)のESTプローブについても、同様にGC
T組織における発現プロファイル解析を行った。
正常骨組織13例、GCT組織12例、GCT以外の骨腫瘍組織16例において発現量
を比較したところ、正常組織に比べGCT組織においてRANK及びRANKLの転写が
特異的に亢進していることが明らかとなった(図1−A)。一方、骨吸収の亢進が必ずし
も起こらないと考えられるGCT以外の骨腫瘍組織では、GCTに比べRANK及びRA
NKLの転写が低かったことから、GCTでは破骨細胞の形成及び活性化が促進される環
境であることが示唆された。また、カテプシンK及びTRAPの遺伝子発現量を比較した
ところ、GCTにおいて高く転写されており(図1−B)、骨吸収活性を持つ破骨細胞が
多数出現していることが示唆された。同様にSiglec−15遺伝子について転写量を
比較したところ、RANK、RANKL、カテプシンK及びTRAPの各遺伝子と同じよ
うにGCTで特異的に高く転写されていることが明らかとなった(図2)。このことから
、GCTのような骨吸収が亢進するヒトの病態において、Siglec−15が関与して
いることが示唆された。
実施例2.マウス由来成熟破骨細胞からの全RNAの抽出
a) マウス単球由来細胞RAW264.7(ATCC Cat.No.TIB−71
)を10%ウシ胎児血清を含むα−MEM培地で4.5×10細胞/mlに調製したも
のを75 cmフラスコ1枚あたりに10mlまき、ヒトRANKL(ぺプロテック社
製)を終濃度40ng/mlとなるように加え、COインキュベーター中で3日間培養
した。またヒトRANKL未添加の培養も同様に行った。
培養終了後、全RNA抽出用試薬(ISOGEN:ニッポンジーン社製)を試薬に添付
のプロトコールに従って用いることにより、それぞれの条件で培養したRAW264.7
より全RNAを抽出した。回収した全RNAは−80℃に保存した。
b) マウス骨髄由来初代培養細胞を、活性型ビタミンD存在下で培養すると、TR
AP陽性多核破骨細胞が多数出現する(Takahashi et al.,Endoc
rinology,(1988)122,1373−1382)。
8週齢雄性DDYマウスをエーテル麻酔下頚椎脱臼にて安楽死させ、大腿骨及び脛骨を
摘出した。軟組織を除去した後、大腿骨あるいは脛骨の両端を切り落とし、25ゲージの
注射針のついた注射筒を用いて10%ウシ胎児血清を含むα−MEM培地を骨髄中に注入
し、骨髄細胞を採取した。細胞数を計測後、10%ウシ胎児血清を含むα−MEM培地で
5 ×10細胞/mlに調製したものを96穴プレートに100μl/穴×60穴分ま
き、活性型ビタミンD(シグマ社製)を終濃度2×10−8 Mとなるように加え、C
インキュベーター中で8日間培養した。また活性型ビタミンD未添加の培養も同様
に行った。なお、培地交換及び活性型ビタミンDの添加は3及び6日目に実施した。
次いで、全RNA抽出用試薬(ISOGEN:ニッポンジーン社製)を試薬に添付のプ
ロトコールに従って用いることにより、それぞれの条件で培養した細胞より全RNAを抽
出した。回収した全RNAは使用時まで−80℃に保存した。
実施例3.マウスSiglec−15オープンリーディングフレーム(ORF)配列の
取得
a)ファーストストランドcDNA合成
実施例2、a)で作製した全RNA 1μgに、1μl 1U/μl DNAseI、
1μl 10×DNAseI Buffer(インビトロジェン社製)を加えHOで1
0μlにし、室温で15分間反応させた後、1μl 25mM EDTAを添加し65℃
で10分間加熱した。この溶液から8μlを分取し、1μl 50μM oligo(d
T)20プライマー及び1μl 10mM dNTPsを添加し、65℃で5分間加熱し
た後、氷中で保温した。この溶液に2μl 10×RT Buffer(インビトロジェ
ン社製)、4μl 25mM MgCl、2μl 0.1M dithiothrei
tol、1μl RNAse inhibitor(RNAseOUT、40U/μl、
インビトロジェン社製)、1μl SuperscriptIII逆転写酵素(200
U/μl、インビトロジェン社製)を加えて全量を20μlとし、50℃で50分間反応
させた後、85℃で5分間加熱し、氷中で1分間保温した後、−20℃で保存した。
b)PCR反応
マウスSiglec−15のORF cDNAをPCRで増幅するためのプライマーと
して
5’−agaattccac cATGGAGGGG TCCCTCCAAC TC−3
’(mSiglec−15−EcoRI kozak−F:配列表の配列番号5)
及び
5’−cgccgctcga gTTATTTCTC ATGGTGAATG AC−3
’(mSiglec−15−XhoI−R:配列表の配列番号6)、
の配列を有するオリゴヌクレオチドを常法に従って合成した。このプライマーの組み合わ
せとa)で作製したcDNAを用い、High fidelity polymeras
e(インビトロジェン社製)を使用して常法に従いPCRを行った。サーマルサイクラー
の設定条件は、94℃で2分間加熱した後、「94℃で0.5分、55℃で0.5分、6
8℃で1.5分」の温度サイクルを35回繰り返してから、68℃で5分加熱し、4℃で
保温とした。
c)pcDNA3.1(+)ベクターへのクローニング
b)で得られたPCR反応液及びpcDNA3.1(+)ベクター(インビトロジェン
社製)を制限酵素処理(EcoRI、XhoI)し、カラム精製後、常法に従いライゲー
ス反応を行った。大腸菌DH5α−T1へのトランスフォーメーションを行い、アンピシ
リン含有プレートに播種した。このようにして得られた大腸菌コロニーから、マウスSi
glec−15/pcDNA3.1(+)プラスミドを保持する形質転換大腸菌を単離し
た。
得られたプラスミドに挿入されているORF cDNAの全ヌクレオチド配列を、DN
Aシークエンサーを用いて解析した結果、配列表の配列番号3に示される配列であること
が判明した。このヌクレオチド配列は、NCBI GeneBankデータベースに「マ
ウスCD33L3」(登録番号:XM_884636)として登録されている予測配列の
ORFコード領域と同一であり、また、該ヌクレオチド配列にコードされるアミノ酸配列
(配列表の配列番号4)は、マウスCD33L3の予測アミノ酸配列と100%一致して
いた。
実施例4.マウス破骨細胞分化に伴うSiglec−15のmRNA発現(リアルタイ
ムPCR解析)
a) 実施例2、a)及びb)で作製した全RNA 1μgに、1μl 1U/μl
DNAseI、1μl 10×DNAseI Buffer(インビトロジェン社製)を
加えHOで10μlにし、室温で15分間反応させた後、1μl 25mM EDTA
を添加し65℃で10分間加熱した。この溶液から8μlを分取し、1μl 50μM
oligo(dT)20プライマー及び1μl 10mM dNTPsを添加し、65℃
で5分間加熱した後、氷中で保温した。この溶液に2μl 10×RT Buffer(
インビトロジェン社製)、4μl 25mM MgCl、2μl 0.1M dith
iothreitol、1μl RNAse inhibitor(RNAseOUT、
40U/μl、インビトロジェン社製)、1μl SuperscriptIII逆転写
酵素(200 U/μl、インビトロジェン社製)を加えて全量を20μlとし、50℃
で50分間反応させた後、85℃で5分間加熱し、氷中で保温した。
このようにして作製した一本鎖cDNAを用いて、以下のプライマー及び蛍光標識プロー
ブ(TaqManプローブ、アプライドバイオシステムズ社製)の組み合わせでリアルタ
イムPCRを実施した。
リアルタイムPCR条件:
マウスSiglec−15増幅用プライマー:
5’−tcaggctcag gagtccaatt at−3’(TqM−mSigl
ec−15−F:配列表の配列番号7)
及び
5’−ggtctagcct ggtactgtcc ttt−3’(TqM−mSig
lec−15−R:配列表の配列番号8)、
マウスSiglec−15検出用TaqManプローブ:
5’−Fam−atttgagcca gatgagtcct ccaggcca−TA
MRA−3’(TqM−mSiglec−15−probe:配列表の配列番号9)、
マウスL32リボソーム蛋白質増幅用プライマー:
5’−aagaagttca tcaggcacca gt−3’(TqM−mL32−
F:配列表の配列番号10)
及び
5’−cttgacattg tggaccagga ac−3’(TqM−mL32−
R:配列表の配列番号11)
マウスL32リボソーム蛋白質検出用TaqManプローブ:
5’−Fam−aaacccagag gcattgacaa cagggtgc−TA
MRA−3’(TqM−mL32−probe:配列表の配列番号12)
リアルタイムPCRシステム(ABIプリズム7700シークエンスディテクター、(株
)パーキンエルマージャパン・アプライドバイオシステムズ事業部製)を使用して以下の
条件でリアルタイムPCR解析を行った。なお反応にあたっては、TaqMan Uni
versal PCR Master Mix(アプライドバイオシステムズ社製)を使
用した。まず各25pmolのプライマー、8ngの一本鎖cDNA及び10pmolの
TaqManプローブに蒸留水を加えて25μlとし、25μl TaqMan Uni
versal PCR Master Mixを加えて50μlの反応液を調製した。こ
の反応液を、50℃で2分加熱した後95℃で10分加熱し、「95℃で0.25分、6
0℃で1分」の温度サイクルを40回繰り返してリアルタイムPCR解析を実施した。な
お、マウスSiglec−15のmRNA発現量は、L32リボソーム蛋白質のmRNA
発現量で補正した。
その結果、Siglec−15遺伝子の発現量は、RAW264.7にRANKLを添
加して破骨細胞を誘導した場合、またマウス骨髄由来初代培養細胞に活性型ビタミンD
を添加して破骨細胞を誘導した場合のいずれにおいても、発現量が顕著に上昇した(図3
)。
b) RAW264.7を10%ウシ胎児血清を含むα−MEM培地で4.5×10
細胞/mlに調製したものを75cmフラスコ1枚あたりに10mlまき、ヒトRAN
KL(ぺプロテック社製)を終濃度40ng/mlとなるように加え、COインキュベ
ーター中で0、1、2、3日間培養した。またヒトRANKL未添加の培養も同様に行っ
た。
培養終了後、全RNA抽出用試薬(ISOGEN:ニッポンジーン社製)を試薬に添付
のプロトコールに従って用いることにより、それぞれの条件で培養したRAW264.7
より全RNAを抽出した。回収した全RNAは−80℃に保存した。
回収した全RNA 1μgに、1μl 1U/μl DNAseI、1μl 10×D
NAseI Buffer(インビトロジェン社製)を加えHOで10μlにし、室温
で15分間反応させた後、1μl 25mM EDTAを添加し65℃で10分間加熱し
た。この溶液から8μlを分取し、1μl 50μM oligo(dT)20プライマ
ー及び1μl 10mM dNTPsを添加し、65℃で5分間加熱した後、氷中で保温
した。この溶液に2μl 10×RT Buffer(インビトロジェン社製)、4μl
25 mM MgCl、2μl 0.1M dithiothreitol、1μl
RNAse inhibitor(RNAseOUT、40U/μl、インビトロジェ
ン社製)、1μl SuperscriptIII逆転写酵素(200U/μl、インビ
トロジェン社製)を加えて全量を20μlとし、50℃で50分間反応させた後、85℃
で5分間加熱し、氷中で保温した。
このようにして作製した一本鎖cDNAを用いて、以下のプライマー及び蛍光標識プロー
ブ(TaqManプローブ、アプライドバイオシステムズ社製)の組み合わせでリアルタ
イムPCRを実施した。
リアルタイムPCR条件:
マウスカテプシンK増幅用プライマー:
5’−ggcatctttc cagttttaca gc−3’(TqM−mcatK
−F:配列表の配列番号13)
及び
5’−gttgttctta ttccgagcca ag−3’(TqM−mcatK
−R:配列表の配列番号14)、
マウスカテプシンK検出用TaqManプローブ:
5’−Fam−atgtgaacca tgcagtgttg gtggtggg−TA
MRA−3’(TqM−mcatK−probe:配列表の配列番号15)、
マウスTRAP増幅用プライマー:
5’−gaacttcccc agcccttact ac−3’(TqM−mTRAP
−F:配列表の配列番号16)
及び
5’−aactgctttt tgagccagga c−3’(TqM−mTRAP−
R:配列表の配列番号17)
マウスTRAP検出用TaqManプローブ:
5’−Fam−ttgccagtca gcagcccaaa atgcct−TAMR
A−3’(TqM−mTRAP−probe:配列表の配列番号18)、
マウスSiglec−15増幅用プライマー:
5’−tcaggctcag gagtccaatt at−3’(TqM−mSigl
ec−15−F:配列表の配列番号7)
及び
5’−ggtctagcct ggtactgtcc ttt−3’(TqM−mSig
lec−15−R:配列表の配列番号8)、
マウスSiglec−15検出用TaqManプローブ:
5’−Fam−atttgagcca gatgagtcct ccaggcca−TA
MRA−3’(TqM−mSiglec−15−probe:配列表の配列番号9)、
マウスL32リボソーム蛋白質増幅用プライマー:
5’−aagaagttca tcaggcacca gt−3’(TqM−mL32−
F:配列表の配列番号10)
及び
5’−cttgacattg tggaccagga ac−3’(TqM−mL32−
R:配列表の配列番号11)
マウスL32リボソーム蛋白質検出用TaqManプローブ:
5’−Fam−aaacccagag gcattgacaa cagggtgc−TA
MRA−3’(TqM−mL32−probe:配列表の配列番号12)
リアルタイムPCRシステム(ABIプリズム7700シークエンスディテクター、(株
)パーキンエルマージャパン・アプライドバイオシステムズ事業部製)を使用して以下の
条件でリアルタイムPCR解析を行った。なお反応にあたっては、TaqMan Uni
versal PCR Master Mix(アプライドバイオシステムズ社製)を使
用した。まず各25pmolのプライマー、8ngの一本鎖cDNA及び10pmolの
TaqManプローブに蒸留水を加えて25μlとし、25μl TaqMan Uni
versal PCR Master Mixを加えて50μlの反応液を調製した。こ
の反応液を、50℃で2分加熱した後95℃で10分加熱し、「95℃で0.25分、6
0℃で1分」の温度サイクルを40回繰り返してリアルタイムPCR解析を実施した。な
お、各遺伝子のmRNA発現量は、L32リボソーム蛋白質のmRNA発現量で補正した
その結果、破骨細胞のマーカー分子として知られているカテプシンK及びTRAP遺伝
子は、RANKL添加後2〜3日目にかけて発現量が顕著に上昇した(図4−A、B)。
同様に、Siglec−15遺伝子もRANKL添加後2〜3日目にかけて発現量が顕著
に上昇した(図5)。このことから、Siglec−15遺伝子は破骨細胞分化に伴い発
現が上昇し、特に分化後期に強く発現することが明らかとなった。
実施例5.可溶型マウスSiglec−15蛋白質の発現コンストラクトの作製
マウスSiglec−15蛋白質の細胞外領域をコードする部分の核酸配列は、配列表
の配列番号19であり、アミノ酸配列は、配列表の配列番号20である。このような部分
配列を利用することにより、動物細胞などの培養上清中に可溶型マウスSiglec−1
5蛋白質を産生させることができる。
a)可溶型マウスSiglec−15遺伝子のPCRによる増幅
マウスSiglec−15の細胞外領域cDNAをPCRで増幅するためのプライマー
として
5’−ggggacaagt ttgtacaaaa aagcaggctt cacc
ATGGAG GGGTCCCTCC AACTC−3’(mSiglec−15−EC
D−F:配列表の配列番号21)
及び
5’−ggggaccact ttgtacaaga aagctgggtc TCCG
GGGGCG CCGTGGAAGC GGAAC−3’(mSiglec−15−EC
D−R:配列表の配列番号22)、
の配列を有するオリゴヌクレオチドを常法に従って合成した。なお、これらのプライマー
は、Gatewayエントリークローン作製用増幅用プライマーとして、mSiglec
−15−ECD−FにはattB1配列が、mSiglec−15−ECD−Rにはat
tB2配列が付加されるように設計した。このプライマーの組み合わせと、テンプレート
として実施例3で作製したマウスSiglec−15/pcDNA3.1(+)プラスミ
ドを用い、常法に従いPCRを行った。サーマルサイクラーの設定条件は、94℃で5分
間加熱した後、「94℃で0.5分、55℃で0.5分、68℃で1.5分」の温度サイ
クルを15回繰り返してから、68℃で5分加熱し、4℃で保温とした。
b)Gateway BP反応によるエントリークローンの作製
λファージの部位特異的組換えシステムを応用したGatewayテクノロジー(イン
ビトロジェン社)により、マウスSiglec−15細胞外領域のcDNAを組み込んだ
エントリークローンを以下の方法で作製した。まず、a)で作製した、attB配列を両
端に持つPCR産物と、attP配列を有するドナーベクターであるpDNOR221(
インビトロジェン社製)との間で、BPクロナーゼを用いたBP反応を行った。この反応
液を用いて大腸菌DH10Bを形質転換し、薬剤耐性クローンに対してコロニーPCRを
行い、インサートサイズを確認した。インサートのサイズが正しく確認されたクローンに
ついて、インサートの全DNA配列のシークエンス解析を実施した結果、目的とするマウ
スSiglec−15蛋白質の細胞外領域をコードする核酸配列(配列表の配列番号19
)と完全に一致するエントリークローンが得られた。
c)Gateway LR反応による発現クローンの作製
λファージの部位特異的組換えシステムを応用したGatewayテクノロジー(イン
ビトロジェン社)により、マウスSiglec−15細胞外領域のcDNAを組み込んだ
発現クローンを以下の方法で作製した。b)で作製したエントリークローンは、インサー
トの両端にattL配列を有している。このエントリークローンと、attR配列を有す
る2種類のディストネーションベクターとの間でLRクロナーゼを用いたLR反応を行っ
た。なおディストネーションベクターは、インサートのC末側にV5エピトープと6×H
isタグが付加される様に設計されたpDONM、及びインサートのC末側にヒトFcタ
グが付加されるように設計されたphIgFcの2種類を用いた。LR反応により得られ
た反応液を用いて大腸菌DH10Bを形質転換し、得られた薬剤耐性クローンに対してコ
ロニーPCRを行い、インサートサイズを確認した。インサートのサイズが正しく確認さ
れたクローンについて、インサート側からベクター側への両末端のシークエンス解析を行
った。
シークエンス用プライマー配列:
5’−tgcgtgaagg tgcagggcag−3’(mSiglec−15−E
CD−seq−upstm:配列表の配列番号23)
及び
5’−cctcgcctgg tcgggtc−3’(mSiglec−15−ECD−
seq−dnstm:配列表の配列番号24)
シークエンス解析の結果、pDONM及びphIgFcの両方で正しく組換わった発現
クローン(可溶型マウスSiglec−15/pDONM及び可溶型マウスSiglec
−15/phIgFc)が、それぞれ得られた。可溶型マウスSiglec−15/pD
ONMを動物細胞などにトランスフェクションすることにより、配列表の配列番号25に
記載した塩基配列を有するmRNAが転写され、配列表の配列番号26に記載したアミノ
酸配列を有する蛋白質(マウスSiglec−15−His)が翻訳される。可溶型マウ
スSiglec−15/phIgFcを動物細胞などにトランスフェクションすることに
より、配列表の配列番号27に記載した塩基配列を有するmRNAが転写され、配列表の
配列番号28に記載したアミノ酸配列を有する蛋白質(マウスSiglec−15−Fc
)が翻訳される。
実施例6.可溶型マウスSiglec−15蛋白質作製のための至適培養時間の検討
a)293−F細胞を用いた蛋白質発現
実施例5で得られた2種類の発現プラスミド(可溶型マウスSiglec−15/pD
ONM及び可溶型マウスSiglec−15/phIgFc)をそれぞれ約100μg調
製した。調製したプラスミド各50μgをOpti−MEM(インビトロジェン社製)と
混合し、フィルター滅菌した後トランスフェクション試薬である293fectin(イ
ンビトロジェン社製)を64μl添加して室温で25分間インキュベーションした。これ
らの混和液を、FreeStyle 293 Expression Media(イン
ビトロジェン社製)中で1.0×10細胞/ml×50mlとなるように振盪フラスコ
中で培養したFreeStyle 293−F細胞(インビトロジェン社製)に添加し、
8.0% CO濃度、37℃で96時間(4日間)回転培養(125回転/分)した。
培養液は24時間おきに(培養時間:0、24、48、72、96時間)少量を回収し、
遠心分離後培養上清を調製した。このようにして調製した培養上清中には、マウスSig
lec−15の細胞外領域C末側にV5エピトープと6×Hisタグが付加された蛋白質
(マウスSiglec−15−His)及びC末側にヒトFcタグが付加された蛋白質(
マウスSiglec−15−Fc)が、それぞれ発現すると考えられる。
b)マウスSiglec−15−His発現293F細胞の培養時間による発現量の変

a)において調製したマウスSiglec−15−His発現293F細胞の培養液(
培養時間: 0、24、48、72、96時間)サンプルと市販のHisタグ含有蛋白質
遺伝子組換え型ヒトOsteoprotegerin/his(OPG−Fc−His)
(R&Dシステムズ社製)を用いて、還元条件下のSDS−ポリアクリルアミド電気泳動
とウェスタンブロッティングによる発現量の解析を行った。即ち各培養液をMicroc
on YM−10(ミリポア社製)で20倍濃縮したサンプルとOPG−Fc−His溶
液5μlに同量のSDS−処理液(1mM EDTA、2.5% SDS、0.1% ブ
ロモフェノールブルー、及び5% 2−メルカプトエタノールを含む10mM Tris
−HCl緩衝液(pH8.0))を加えて、95℃で10分間加熱した。熱処理した各サ
ンプル0.8μlをSDS−ポリアクリルアミド電気泳動に使用した。電気泳動のゲルと
して8−25%ポリアクリルアミドグラジエントゲル(アマシャムバイオサイエンス社製
)を用い、電気泳動はPhastSystem(アマシャムバイオサイエンス社製)を用
いて実施した。また分子量マーカーとしてECL Dua/Vue Western B
lotting Markers(アマシャムバイオサイエンス社製)を用いた。電気泳
動終了後にゲル中の蛋白質を、PhastTransfer Semi−dry Tra
nsfer Kit(アマシャムバイオサイエンス社製)とPhastSystemを用
いてPVDF膜(Hybond−P、アマシャムバイオサイエンス社製)に転写(ブロッ
ト)した。このPVDF膜を0.1% Tween 20を含むブロッキング剤(Blo
ckAce, 雪印乳業社製)10ml中に移し、室温で1時間緩やかに振とうした。こ
のブロッキング溶液にS−protein HRP溶液(ECL Dua/Vue We
stern Blotting Markers、アマシャムバイオサイエンス社製)5
μlと抗6His−HRP抗体(PentaHis HRP Conjugate ki
t、キアゲン社製)2μlを加えて、室温で更に1時間緩やかに振とうした。このPVD
F膜を0.01% Tween 20を含むリン酸塩緩衝生理食塩水(PBS)50ml
中で緩やかに5分間振とうしながら4回洗浄した。洗浄後、PVDF膜をECL det
ection kit(ECL Western blotting detectio
n reagents and analysis system、アマシャムバイオサ
イエンス社製)のプロトコールに従って処理してHisタグ含有蛋白質のバンドを発色さ
せ、その発色をECL mini−camera(アマシャムバイオサイエンス社製)と
ポラロイドフィルム(Polapan 3200B、ポラロイド社)を用いて検出した。
結果を図6に示した。この結果から、抗6His−HRP抗体に反応する分子量約35k
Daの蛋白質(マウスSiglec−15−His)を最も高濃度に生産する293F細
胞の培養時間として96時間を選択した。
c)マウスSiglec−15−Fc発現293F細胞の培養時間による発現量の変動
a)において調製したマウスSiglec−15−Fc発現293F細胞の培養液(培
養時間:0、24、48、72、96時間)サンプルとヒトIgG(シグマ社製)を用い
て、非還元条件下のSDS−ポリアクリルアミド電気泳動とウェスタンブロッティングに
よる発現量の解析を行った。即ち各培養液サンプルとヒトIgG溶液5μlに同量のSD
S−処理液を加えて、95℃で10分間加熱した。熱処理した各サンプル0.8μlを用
いて前記b)に記載の方法と同様の方法でSDS−ポリアクリルアミド電気泳動、PVD
F膜への転写(ブロッティング)、及びPVDF膜のブロッキングを実施した。ブロッキ
ングしたPVDF膜にS−protein HRP 溶液(ECL Dua/Vue W
estern Blotting Markers、アマシャムバイオサイエンス社製)
5 μlと抗ヒトIgG Fc−HRP抗体(Anti−Humam IgG(Fc s
pecific)Peroxidase Conjugate、シグマ社製)2μlを加
えて、室温で更に1時間緩やかに振とうした。前記b)に記載の方法と同様に洗浄した後
、Fc含有蛋白質のバンドの発色を検出した。結果を図7に示した。この結果から、抗ヒ
トFc抗体に反応する分子量約110kDaの蛋白質(マウスSiglec−15−Fc
)を最も高濃度に生産する293F細胞の培養時間として96時間を選択した。
実施例7.293−F細胞を用いた可溶型マウスSiglec−15蛋白質含有培養液
の大量調製
実施例5で得られた2種類の発現プラスミド(可溶型マウスSiglec−15/pD
ONM及び可溶型マウスSiglec−15/phIgFc)をそれぞれ約5mg調製し
た。なお、大量培養した大腸菌からのプラスミド精製には、インビトロジェン Pure
Link HiPure Plasmid Gigaprep Kit(インビトロジェ
ン社製)を使用した。調製したプラスミドをOpti−MEM(インビトロジェン社製)
と混合し、フィルター滅菌した後トランスフェクション試薬である293fectin(
インビトロジェン社製)を10 ml添加して室温で20分間インキュベーションした。
この混和液を、FreeStyle 293 Expression Media(イン
ビトロジェン社製)中で1.1×10細胞/ml×5L(1L/フラスコを5本)とな
るようにエルレンマイヤーフラスコ中で培養したFreeStyle 293−F細胞(
インビトロジェン社製)に添加した。8.0% CO濃度、37℃で96時間(4日間
)回転培養(125回転/分)した後培養液を回収し、遠心分離後培養上清を調製した。
このようにして調製した培養上清中には、マウスSiglec−15の細胞外領域C末側
にV5エピトープと6×Hisタグが付加された蛋白質(マウスSiglec−15−H
is)及びC末側にヒトFcタグが付加された蛋白質(マウスSiglec−15−Fc
)が、それぞれ発現すると考えられる。
実施例8.マウスSiglec−15−Hisの精製
a)HisTrap HPカラムクロマト
実施例7で調製したマウスSiglec−15−His 発現293F細胞の培養液2
Lに225mLの10xbuffer(500mM Tris,1.5M NaCl,
200mM Imidazole,pH8.0)を加えて良く攪拌した後にSteriv
ex GVフィルター(ミリポア社製)でろ過した。この培養液を、予めパイロジェン除
去剤・PyroCLEAN(ALerCHEK社製)で処理して注射用蒸留水で洗浄して
おいたHisTrap HP 5mLの3本直列カラム(アマシャムバイオサイエンス社
製)に流速2ml/minでかけた。300mM NaClを含む50mM Tris−
HCl緩衝液(pH8.0)60 mlを用いて流速1ml/minでカラムを洗浄した
後に、300mM NaCl,500mM Imidazoleを含む50mM Tri
s−HCl緩衝液(pH8.0)50 mlを用いて流速1ml/minでカラムに吸着
している蛋白質を溶出した。溶出した液は、予め10% Tween 20 10μlを
加えておいたMini−sorp tube(ヌンク社製)に1ml/Fr.にて分取し
た。溶出された蛋白質を含む画分約20ml(Fr.14−20)を遠心膜濃縮器Ami
con Ultra−15(ミリポア社製)で2.5mlに濃縮した後に、0.01%
Tween 20を含むリン酸塩緩衝生理食塩水(T−PBS)で平衡化しておいたPD
−10脱塩カラム(アマシャムバイオサイエンス社製)にかけ、T−PBSで溶出して、
溶媒をT−PBSに置換したサンプル3.5mlを得た。
b)Resource Qカラムクロマト
HisTrap HPカラムクロマトで精製したTBS−P置換サンプル3.5mlに
0.1% CHAPSを含有する50mM Tris−HCl緩衝液(pH7.5)22
.5mlを加えて攪拌した後に、4℃、3,000r.p.m.にて30分間遠心して沈
殿物を除去した。この上清液をMillex GVフィルター(ミリポア社製)でろ過し
た後、0.1% CHAPSを含有する50mM Tris−HCl緩衝液(pH7.5
)で予め平衡化しておいたResource Q 6mLカラム(アマシャムバイオサイ
エンス社製)に流速1ml/minでかけ、引き続きこの緩衝液を用いて流速1ml/m
inでカラムを洗浄して、カラムに吸着しない蛋白質画分を集めた。カラムに吸着した蛋
白質は、0.1% CHAPS,1M NaClを含有する50mM Tris−HCl
緩衝液(pH7.5)を用いて流速1ml/minで溶出した。カラムに吸着しなかった
画分26.5mlを、遠心膜濃縮器Amicon Ultra−15(ミリポア社製)で
2.0mlに濃縮した後に、4℃、3,000r.p.m.にて10分間遠心して沈殿物
を除去した。遠心後の上清液は使用するまで−80℃で凍結保存した。以上の精製操作(
HisTrap HPカラムクロマト、Resource Qカラムクロマト)を2回繰
り返して実施した。
c)精製したマウスSiglec−15−Hisの検出と純度検定
上記の精製操作(HisTrap HPカラムクロマト、Resource Qカラム
クロマト)で調製したサンプルを用いて還元条件下でSDS−ポリアクリルアミド電気泳
動と銀染色を行った。即ち各精製ステップのサンプル5μlに同量のSDS−処理液を加
えて、95℃で10分間熱処理した。熱処理した各サンプル0.3μlをSDS−ポリア
クリルアミド電気泳動に使用した。電気泳動の操作は分子量マーカーとしてレインボー分
子量マーカー(アマシャムバイオサイエンス社製)を用いた以外は、前記実施例6、b)
と同様の方法で実施した。電気泳動終了後にPhastGel Silver Kit(
アマシャムバイオサイエンス社製)とPhastSystemを用いて銀染色を行い、そ
の結果を図8に示した。Resource Qカラムに吸着しなかった蛋白質画分に分子
量約35kDaの蛋白質(マウスSiglec−15−His)が効率的に精製濃縮され
たことが示された。
分子量マーカーとしてECL Dua/Vue Western Blotting
Markers、アマシャムバイオサイエンス社製)を用いた以外は上記と同じ条件で電
気泳動したゲル中の蛋白質を、PhastTransfer Semi−dry Tra
nsfer Kit(アマシャムバイオサイエンス社製)とPhastSystemを用
いてPVDF膜(Hybond−P、アマシャムバイオサイエンス社製)に転写(ブロッ
ト)した。このPVDF膜を0.1% Tween 20を含むブロッキング剤(Blo
ckAce,雪印乳業社製)10ml中室温で1時間緩やかに振とうした。このブロッキ
ング溶液にS−protein HRP(アマシャムバイオサイエンス社)10μlと抗
V5−HRP抗体(Monoclonal Antibody to Pk−TAG−H
RP、Acris Antibodies社製)10μlを加えて、更に室温で1時間緩
やかに振とうした。PVDF膜を0.01% Tween 20を含むリン酸塩緩衝生理
食塩水(PBS)50ml中で緩やかに振とうしながら5分間4回洗浄した。洗浄後この
PVDF膜をECL detection kit(アマシャムバイオサイエンス社)の
プロトコールに従って処理して、蛋白質のバンドの発色をECL mini−camer
a(アマシャムバイオサイエンス社)ポラロイドフィルム(Polapan 3200B
、ポラロイド社)で検出した。結果を図9に示した。この結果からも、抗V5−HRP抗
体に反応する分子量約35kDaの蛋白質(マウスSiglec−15−His)がRe
source Qカラムに吸着しなかった蛋白質画分に効率良く精製濃縮されたことが確
認できた。
d)精製したマウスSiglec−15−Hisの蛋白質濃度の測定
精製マウスSiglec−15−His(Resource Qカラムに吸着しなかっ
た蛋白質画分)について、ウシ血清アルブミンを標準サンプルとして用い、DC−Pro
tein Assay kit(BioRad社製)で蛋白質濃度を測定した。表1に示
したように、2回の精製操作で合計1.66mgの精製マウスSiglec−15−Hi
s蛋白質を得た。
実施例9.マウスSiglec−15−Fcの精製
a)HiTrap protein Aカラムクロマト
実施例7で調製したマウスSiglec−15−Fc発現293F細胞の培養液1.8
LをSterivex GVフィルター(ミリポア社製)でろ過した後、予めダルベッ
コPBS(D−PBS、インビトロジェン社製)で平衡化しておいたHiTrap pr
otein A 5mLカラム(アマシャムバイオサイエンス社製)に流速5ml/mi
nでかけた。D−PBSを用いて流速5ml/minでカラムを洗浄した後に、0.1M
クエン酸ナトリウム緩衝液(pH3.0)50mlを用いて流速5ml/minでカラ
ムに吸着している蛋白質を溶出した。溶出した液は、Mini−sorp tube(ヌ
ンク社製)に5ml/Fr.にて分取した後に、1M Tris 1.3mlを直ちに加
えて中和した。溶出された蛋白質が検出された画分(Fr.1,2)を遠心膜濃縮器Am
icon Ultra−15(ミリポア社製)で2.5mlに濃縮した後に、0.01%
Tween 20を含む大塚注射用生理食塩水(TO−SS、大塚製薬社製)で平衡化
しておいたPD−10脱塩カラム(アマシャムバイオサイエンス社製)にかけてTO−S
Sで溶出して、溶媒をTO−SSに置換したサンプル3.5mlを得た。このサンプルは
、使用するまで−80℃で凍結保存した。2.9Lの293F細胞の培養液を用いて、同
様の精製操作を更に1回繰り返して実施した。
b)精製したマウスSiglec−15−Fcの検出と純度検定
上記の精製操作で調製したサンプルを用いて還元条件下のSDS−ポリアクリルアミド
電気泳動と銀染色を行った。即ち各精製ステップのサンプル5μlに同量のSDS−処理
液を加えて、95℃で10分間加熱した。熱処理した各サンプルを1/2濃度のSDS−
処理液で1/300又は1/900倍希釈したサンプル0.3μlをSDS−ポリアクリ
ルアミド電気泳動に使用した。電気泳動と銀染色は実施例8、c)に記載のマウスSig
lec−15−Hisの純度検定と同様の方法で実施して、その結果を小スケールでの予
備精製条件検討の結果(アプライした培養液のpHが8.9又は7.0)と共に図10に
示した。HiTrap protein A カラムから溶出した蛋白質画分に分子量約
55kDaの蛋白質(マウスSiglec−15−Fc)が効率的に精製濃縮されたこと
が示された。
c)精製したマウスSiglec−15−Fcの蛋白質濃度の測定
精製マウスSiglec−15−Fc(PD−10脱塩カラムから溶出された蛋白質画
分)について、ウシ血清アルブミンを標準サンプルとして用い、DC−Protein
Assay kit(BioRad社製)で蛋白質濃度を測定した。表2に示したように
、2回の精製操作で合計92mgの精製マウスSiglec−15−Fc蛋白質を得た。
実施例10.ウサギ抗マウスSiglec−15ポリクローナル抗体の作製(ウサギへ
の免疫)
a)抗原の調製
実施例9で作製した、マウスSiglec−15−Fc蛋白質を100μg/0.5m
lとなるように調製し、アジュバントを同量加えガラスシリンジにてエマルジョンを作製
した。なおアジュバントは、初回免疫時のみFreund’s Complete Ad
juvant(FCA、ディフコ社製)を使用し、2回目以降Freund’s Inc
omplete Adjuvant(FICA、ディフコ社製)を使用した。
b)ウサギへの免疫
ウサギ(日本白色種雌体重3kg)3羽を免疫動物として使用した。なお、免疫前に採
血を実施し、免疫前血清1ml/羽を得た。a)で得られたエマルジョン1ml/羽を皮
下及び皮内に27G注射針を用いて注射した。以降14日毎に合計8回の免疫を実施した
。8回目の免疫から7日後に全採血を実施し、1羽当たり76〜79mlの抗血清を得た
。免疫前血清中及び抗血清中の抗体力価を、抗原を固相化したELISA法により確認し
た結果、3羽のウサギ何れにおいても抗血清中の抗体価の上昇が認められた。抗血清は使
用するまで−20℃で保存した。
実施例11.抗マウスSiglec−15ポリクローナル抗体の精製
a)HiTrap protein Aカラムクロマト
実施例10で調製したウサギ抗血清3ロットの各々20mlにダルベッコPBS(D−
PBS、インビトロジェン社製)20mlを加えて混合し、Sterivex GVフィ
ルター(ミリポア社製)でろ過した後に、予めD−PBSで平衡化しておいたHiTra
p protein A 5mLカラム(アマシャムバイオサイエンス社製)に流速2m
l/minでかけた。D−PBS 37.5mlを用いて流速2.5ml/minでカラ
ムを洗浄した後に、0.1M クエン酸ナトリウム緩衝液(pH3.0)50mlを用い
て流速2.5ml/minでカラムに吸着している蛋白質を溶出した。溶出した液は、M
ini−sorp tube ヌンク社製)に2.5ml/Fr.にて分取した後に、1
M Tris 0.65mlを直ちに加えて中和した。溶出された蛋白質を含む画分約1
0ml(Fr.2〜5)を遠心膜濃縮器Amicon Ultra−15(ミリポア社製
)で2.5 mlに濃縮した後に、0.01% Tween 20を含む大塚注射用生理
食塩水(TO−SS)で平衡化しておいたPD−10脱塩カラム(アマシャムバイオサイ
エンス社製)にかけてTO−SSで溶出して、溶媒をTO−SSに置換したサンプル3.
5 mlを得た。調製したサンプルは、使用するまで−80℃で凍結保存した。
b)抗マウスSiglec−15ポリクローナル抗体の検出と純度検定
上記a)の精製操作で調製したサンプル(No.1,2,3の3ロット)を用いて還元
条件下のSDS−ポリアクリルアミド電気泳動と銀染色を行った。即ち各精製ステップの
サンプル5μlに同量のSDS−処理液(1mM EDTA、2.5% SDS、0.1
% ブロモフェノールブルー、及び5% 2−メルカプトエタノールを含む10mM T
ris−HCl緩衝液(pH8.0))を加えて、95℃で10分間加熱した。熱処理し
た各サンプルを1/2濃度のSDS−処理液で1/100,1/300,又は1/900
倍希釈したサンプル0.3μlをSDS−ポリアクリルアミド電気泳動に使用した。電気
泳動と銀染色は実施例8、c)に記載のマウスSiglec−15−Hisの純度検定と
同様の方法で実施した。PD−10脱塩カラムから溶出された蛋白質画分に、分子量約4
5kDaのheavy chainと分子量約21kDaのlight chainから
なるIgG蛋白質が効率的に精製濃縮されたことが示された。
c)精製した抗マウスSiglec−15ポリクローナル抗体の蛋白質濃度の測定
精製した抗マウスSiglec−15ポリクローナル抗体(PD−10脱塩カラムから
溶出された蛋白質画分)について、ウシIgGを標準サンプルとして用い、DC−Pro
tein Assay kit(BioRad社製)で蛋白質濃度を測定した。表3に示
したように、No.1〜3のロット毎に100〜170mgの抗マウスSiglec−1
5ポリクローナル抗体が精製できた。
d)精製した抗マウスSiglec−15ポリクローナル抗体のSiglec−15細
胞外領域への反応性の検討
上記a)項で調製した抗マウスSiglec−15ポリクローナル抗体がFcタグだけ
でなくSiglec−15蛋白質の細胞外領域にも結合することを確認する試験を実施し
た。精製したマウスSiglec−15−Hisサンプル(実施例8)とSiglec−
15−Fcサンプル(実施例9)5μlに同量のSDS−処理液(5% 2−メルカプト
エタノール添加又は非添加)を加えて、95℃で10分間加熱した。熱処理した各サンプ
ル0.3μlをSDS−ポリアクリルアミド電気泳動に使用して、前記実施例6、b)に
記載の方法と同様の方法で電気泳動とPVDF膜への転写(ブロット)を実施した。この
PVDF膜を0.1% Tween 20を含むブロッキング剤(BlockAce,雪
印乳業社製)8ml中室温で1時間緩やかに振とうした。このブロッキング溶液に抗マウ
スSiglec−15ポリクローナル抗体 No.1(表3)1.6μlを加えて、更に
室温で1時間緩やかに振とうした。このPVDF膜を0.01% Tween 20 を
含むPBS 50ml中で緩やかに5分間振とうしながら4回洗浄した。洗浄したPDV
F膜をAntibody Diluent ECL Advance Blocking
Agent(ECL Advance Western Blotting Dete
ction Kit、アマシャムバイオサイエンス社製)8mlに浸して、Anti r
abbit IgG−HRP(アマシャムバイオサイエンス社製)を最終濃度1/200
,000になるように添加し、S−protein HRP溶液(ECL Dua/Vu
e Western Blotting Markers、アマシャムバイオサイエンス
社製)0.8μlを加えて、更に室温で1時間緩やかに振とうした。このPVDF膜を0
.01% Tween 20を含むPBS 50ml中で緩やかに5分間振とうしながら
4回洗浄した。洗浄後、PVDF膜をECL Advance Western Blo
tting Detection Kit(アマシャムバイオサイエンス社製)のプロト
コールに従って処理して、蛋白質バンドの発色をECL mini−camera(アマ
シャムバイオサイエンス社製)とポラロイドフィルム(Polapan 3200B、ポ
ラロイド社製)で検出した。結果を図11に示した。この結果から、精製した抗マウスS
iglec−15ポリクローナル抗体はマウスSiglec−15−Hisにも結合する
ことが示され、抗マウスSiglec−15ポリクローナル抗体はFcタグだけでなくS
iglec−15蛋白質の細胞外領域にも結合することが確認できた。同様の試験を繰り
返し実施して、抗マウスSiglec−15ポリクローナル抗体No.2とNo.3もマ
ウスSiglec−15−Hisに結合することを確認した。
実施例12.免疫前ウサギIgGの精製
実施例10におけるマウスSiglec−15−Fcの免疫開始前に、使用したウサギ
3羽から予め採血して免疫前の血清を調製しておいた。この血清各0.8mlを混合した
後にダルベッコPBS(D−PBS、インビトロジェン社製)2.4mlを加えて、Mi
llex GVフィルター(ミリポア社製)でろ過した。この血清サンプルを、予めD−
PBSで平衡化しておいたHiTrap protein A 5mLカラム(アマシャ
ムバイオサイエンス社製)に流速1ml/minでかけた。D−PBS 50mlを用い
て流速2.5ml/minでカラムを洗浄した後に、0.1M クエン酸ナトリウム緩衝
液(pH3.0)50mlを用いて流速2.5ml/minでカラムに吸着している蛋白
質を溶出した。溶出した液は、Mini−sorp tube(ヌンク社製)に2.5m
l/Fr.にて分取した後に、1M Tris 0.65mlを直ちに加えて中和した。
溶出された蛋白質を含む画分(Fr.2〜4)を遠心膜濃縮器Amicon Ultra
−15(ミリポア社製)で2.5mlに濃縮した後に、0.01% Tween 20を
含む大塚注射用生理食塩水(TO−SS)で平衡化しておいたPD−10脱塩カラム(ア
マシャムバイオサイエンス社製)にかけてTO−SSで溶出して、溶媒をTO−SSに置
換したサンプル3.5mlを得た。精製したこの免疫前ウサギIgGサンプルについて、
前記実施例8、c)に記載の方法でポリアクリルアミド電気泳動と銀染色を行ってIgG
蛋白質が十分精製されていることを確認した後に、蛋白質濃度を測定した。精製したこの
サンプルは、使用するまで−80℃で凍結保存した。
実施例13.マウス Siglec−15−Fcを固相化したアフィニティーカラムの
調製
実施例9に記載の18.5mg/ml精製マウスSiglec−15−Fc溶液 0.
54ml(合計10mg蛋白質)の溶媒をPD−10脱塩カラムでcoupling b
uffer(0.2M NaHCO,0.5M NaCl,pH8.3)に置換した後
、遠心膜濃縮器Amicon Ultra 4(ミリポア社製)を用いて1mlに濃縮し
た。NHS−activated HiTrapカラム(1ml、アマシャムバイオサイ
エンス社製)内のイソプロパノールを1mM塩酸に置換した後、10mg/mlのマウス
Siglec−15−Fcを含むcoupling buffer 1mlをシリンジで
カラムに注入した。室温で30分間反応させた後、過剰な活性基を不活化するために、ア
マシャムバイオサイエンス社のプロトコールに従って、ブロッキングバッファー(0.5
M NaClを含むエタノールアミン緩衝液、pH8.3)、洗浄バッファー(0.5M
NaClを含む酢酸ナトリウム緩衝液、pH4.0)、ブロッキングバッファーの各6
mlを順番に注入した後に、室温で30分間放置した。その後、洗浄バッファー、ブロッ
キングバッファー、洗浄バッファーの各6mlを再度順番にカラムに注入して、最後にカ
ラム内の緩衝液を1M NaClと0.01% Tween 20を含む50mM Tr
is−HCl緩衝液(pH7.0)に置換した。このカラムは使用時まで4℃で保管した
実施例14.抗マウスSiglec−15ポリクローナル抗体のアフィニティーカラム
による精製
a)アフィニティーカラムクロマト
実施例11で調製した精製抗マウスSiglec−15ポリクローナル抗体 No.1
,2,3の各2 mlにApply Buffer(0.15M NaClを含む10m
M Tris−HCl緩衝液、pH7.2)8mlを加えた後に、予めApply Bu
fferで平衡化しておいたアフィニティーカラム(実施例13)に流速0.25ml/
minでかけた。Apply Buffer 5mlを用いて流速0.25ml/min
でカラムを洗浄した後に、先ず0.5M NaClを含む0.1M グリシン塩酸緩衝液
(pH2.7)5mlを用いて流速0.25ml/minでカラムに吸着している蛋白質
を溶出し、引き続いて0.5M NaClを含む0.1M クエン酸ナトリウム緩衝液(
pH2.0)5mlを用いて流速0.25ml/minでカラムに吸着している蛋白質を
溶出した。抗マウスSiglec−15ポリクローナル抗体No.3をアフィニティーカ
ラムで精製したクロマトグラムを図12に示した。溶出した液は、Mini−sorp
tube(ヌンク社製)に0.5ml/Fr.にて分取した後に、グリシン塩酸緩衝液溶
出画分0.5mlには1M Tris 16μlを、クエン酸ナトリウム緩衝液溶出画分
0.5mlには1M Tris 150μlを直ちに加えて中和した。殆どの抗マウスS
iglec−15ポリクローナル抗体は0.5M NaClを含む0.1M グリシン塩
酸緩衝液(pH2.7)で溶出された。グリシン塩酸緩衝液で溶出されたIgG蛋白質が
検出された画分約2.5ml(Fr.3〜7)の各々を、0.01% Tween 20
を含む大塚注射用生理食塩水(TO−SS)で平衡化しておいたPD−10脱塩カラム(
アマシャムバイオサイエンス社製)にかけてTO−SSで溶出して、溶媒をTO−SSに
置換したサンプル3.5mlを得た。クエン酸ナトリウム緩衝液で溶出されたIgG蛋白
質画分約2.5ml(Fr.16〜19)については、3ロット分を全て混合して遠心膜
濃縮器Amicon Ultra−4(ミリポア社製)を用いて2.5mlに濃縮した後
に、TO−SSで平衡化しておいたPD−10脱塩カラム(アマシャムバイオサイエンス
社製)にかけてTO−SSで溶出して、溶媒をTO−SSに置換したサンプル3.5ml
(Citrate−E)を得た。調製したサンプルは、使用するまで−80℃で凍結保存
した。
b)アフィニティー精製した抗マウスSiglec−15ポリクローナル抗体の蛋白質
濃度の測定
精製した抗マウスSiglec−15ポリクローナル抗体サンプル(PD−10脱塩カ
ラムから溶出された蛋白質画分)について、ウシIgGを標準サンプルとして用い、DC
−Protein Assay kit(BioRad社製)で蛋白質濃度を測定した。
蛋白質濃度を測定したサンプルについて、抗体濃度を15又は50μg/mlに揃えて、
実施例11、b)と同様の方法で電気泳動と銀染色を実施してその結果を図13に示した
。PD−10カラムから溶出された蛋白質画分に、分子量約45kDaのheavy c
hainと分子量約21kDaのlight chainからなるIgG蛋白質が効率的
に精製濃縮されたことが示された。表4に示したように、No.1〜3のロット毎、又は
Citrate−E画分として、約2.3〜7.4mgのアフィニティー精製した抗マウ
スSiglec−15ポリクローナル抗体が調製できた。
実施例15.アフィニティー精製した抗マウスSiglec−15ポリクローナル抗体
のゲルろ過カラムによる精製
a)Superose 6カラムクロマト
実施例14で調製したアフィニティー精製・抗マウスSiglec−15ポリクローナ
ル抗体からエンドトキシンや低分子の不純物を完全に除くためにゲルろ過カラムで更に精
製を行った。アフィニティー精製した抗マウスSiglec−15ポリクローナル抗体
No.2,3の各 1mlを、予めパイロジェン除去剤・PyroCLEAN(ALer
CHEK社製)で処理して0.01% Tween 20を含むダルベッコPBS(D−
PBS、インビトロジェン社製)で平衡化しておいたSuperose 6 HR 10
/30カラム(アマシャムバイオサイエンス社製)にアプライして、0.01% Twe
en 20を含むD−PBSを用いて流速0.4ml/minで溶出した。クロマトグラ
ムを図14に示した。溶出した液は、Mini−sorp tube(ヌンク社製)に0
.5ml/Fr.にて分取して、ゲルろ過・抗マウスSiglec−15ポリクローナル
抗体サンプル2.0ml(Frs.28〜31)を得た。調製したサンプルは、使用する
まで−80℃で凍結保存した。
b)ゲルろ過カラムで精製したウサギIgGの蛋白質濃度の測定
ゲルろ過精製・抗マウスSiglec−15ポリクローナル抗体サンプル(Super
ose 6カラムから溶出された蛋白質画分)についても、蛋白質濃度を測定した。表5
に示したように、No.2,3のロット毎に2.25mg又は3.34mgのゲルろ過精
製・抗マウスSiglec−15ポリクローナル抗体が調製できた。
実施例16.マウス骨髄非付着細胞の調製
5〜8週齢の雄ddYマウスより大腿骨と脛骨を摘出し、軟組織を除去した。この大腿
骨あるいは脛骨の両端を切り落とし、25ゲージの注射針付きシリンジによりD−PBS
を注入して骨髄細胞を押し出して、遠心チューブに回収した。室温で100g、5分間遠
心して上清を捨てた後に、細胞のペレットにHemolytic Buffer 1ml
(RED BLOOD CELL LYSING BUFFER、シグマ社製)を加えて
懸濁し、室温で5分間放置した。20mlのD−PBSを加えて室温で100g,5分間
遠心し、上清を捨てた後に細胞のペレットに5ng/ml M−CSF(R&D Sys
tems社製)、10% ウシ胎児血清(FBS)を含有するMEM−α培地(インビト
ロジェン社製)10mlを加えて懸濁し、セルストレイナー(40μm Nylon、B
Dファルコン社製)を通して凝集物を除いた。この細胞を75cm−T フラスコ(付
着細胞用)に移して、COインキュベーター中で1晩培養した。1晩培養後、T−フラ
スコに付着していない細胞を回収して、マウス骨髄非付着細胞として使用した。
実施例17.抗マウスSiglec−15ポリクローナル抗体添加による、マウス骨髄
非付着細胞の破骨細胞分化への影響(RANKL刺激)
実施例14,15において作製した抗マウスSiglec−15ポリクローナル抗体を
用い、マウス骨髄非付着細胞の破骨細胞分化への影響を検討した。上記実施例16の方法
で調製したマウス骨髄非付着細胞を10% FBSと10ng/ml M−CSF(R&
D Systems社製)を含むα−MEM培地で1.5×10細胞/mlに調製した
ものを96穴プレートの各ウェルに200μl播種して、COインキュベーター中で2
日間培養した。96穴プレート中の古い培養液を除去して、ヒトRANKL(RANKL
、ぺプロテック社製)を終濃度20ng/ml、M−CSFを10ng/mlになるよう
に添加した10% FBS含有MEM−α培地100μlを添加した。この細胞培養液に
、実施例12,14, 15で作製したアフィニティー精製No.3抗体、Citrat
e E抗体、ゲルろ過精製No.2抗体、ゲルろ過精製No.3抗体、免疫前ウサギIg
G(Pre−immune IgG)、及び市販のウサギコントロールIgG(Non−
immune Rabbit IgG CLRB00、CEDARLANE LABOR
ATORIES社製)を30〜1,000ng/mlの濃度になるように添加して、更に
3日間COインキュベーター中で培養した。培養終了後に、形成された破骨細胞の酒石
酸耐性酸性フォスファターゼ(TRAP)活性を以下の操作で測定した。96穴プレート
の各ウェルの培養液を吸引除去して、1% Triton X−100を含有する50m
Mクエン酸ナトリウム緩衝液(pH6.1)50μlを各ウェルに加え、プレート振とう
機で5分間振とうして細胞を可溶化した。これらの各ウェルに基質溶液(5mg/ml
p−nitrophenyl phosphate及び0.46% 酒石酸ナトリウムを
含有する50mMクエン酸ナトリウム緩衝液(pH6.1))50μlを加えて室温で5
分間インキュベートした。インキュベート後に96穴プレートの各ウェルに1N水酸化ナ
トリウム溶液50μlを加えて酵素反応を停止した。酵素反応停止後に各ウェルの405
nmの吸光度を測定してTRAP活性の指標にした。結果を図15、16に示した。免疫
前ウサギIgG、及び市販のウサギコントロールIgGでは顕著なTRAP活性の抑制は
認められなかった。その一方でアフィニティー精製No.3抗体では30ng/mlから
、Citrate E抗体では約130ng/mlから顕著なTRAP活性の抑制が認め
られた(図15)。ゲルろ過精製No.3抗体でも30ng/mlからTRAP活性の顕
著な抑制が認められ、しかもゲルろ過精製No.2抗体よりもゲルろ過精製No.3抗体
の方に強い抑制活性が認められた(図16)。ゲルろ過精製抗体でも破骨細胞形成抑制活
性が認められたことから、抗マウスSiglec−15ポリクローナル抗体に認められた
破骨細胞形成抑制活性は、抗体サンプル中に含まれているエンドトキシンや低分子不純物
によるのではなく、抗体分子そのものの作用であることが示された。以上の結果より、抗
マウスSiglec−15ポリクローナル抗体には破骨細胞形成(破骨細胞の分化と成熟
)を抑制する強い作用があることが示された。
実施例18.抗マウスSiglec−15ポリクローナル抗体の添加によるマウス骨髄
非付着細胞の破骨細胞分化の抑制の抗原による中和(RANKL刺激)
抗マウスSiglec−15ポリクローナル抗体に予め抗原を加えて免疫沈降させ、抗
マウスSiglec−15ポリクローナル抗体の作用がその抗原との結合に依存している
ことを確認した。実施例14で作製したアフィニティー精製No.3抗体10μg/ml
に実施例8,9で調製したマウスSiglec−15−His又はSiglec−15−
Fcを10,30,100,300μg/mlの濃度になるように添加して、37℃で2
時間インキュベートした。インキュベート後にChibitanで5分間遠心した上清を
Millex GVフィルター(ミリポア社製)でろ過して滅菌した。実施例16の方法
でマウス骨髄非付着細胞を96穴プレートに200μl/穴播種して、COインキュベ
ーター中で2日間培養した。96穴プレート中の古い培養液を除去して、ヒトRANKL
(RANKL、ぺプロテック社製)を終濃度20ng/ml、M−CSFを10ng/m
lになるように添加した10% FBS含有MEM−α培地100μlを添加した。この
細胞培養液に、上記で作製した被検サンプルを1/200(v/v)になるように添加し
て、更に3日間COインキュベーター中で培養した。培養終了後に、形成された破骨細
胞の酒石酸耐性酸性フォスファターゼ(TRAP)活性を実施例17に記載の方法で測定
した。結果を図17に示した。Siglec−15−Hisで抗体を中和した場合とSi
glec−15−Fcで抗体を中和した場合の何れの場合でも抗体の作用が中和されて消
失し、この結果から抗マウスSiglec−15ポリクローナル抗体の破骨細胞形成抑制
作用はSiglec−15蛋白質との結合とその機能のブロックによるものであることが
証明された。
実施例19.抗マウスSiglec−15ポリクローナル抗体の添加による、マウス骨
髄非付着細胞の破骨細胞分化への影響(TNF刺激)
抗マウスSiglec−15ポリクローナル抗体を用い、マウス骨髄非付着細胞のTN
F刺激による破骨細胞分化への影響を検討した。実施例16の方法で調製したマウス骨髄
非付着細胞を、10%ウシ胎児血清(FBS)、10ng/ml M−CSF、及び2n
g/ml TGF−β(R&Dシステムズ社製)を含むα−MEM培地で1.5×10
細胞/mlに調製したものを96穴プレートの各ウェルに200μl播種して、CO
ンキュベーター中で2日間培養した。96穴プレート中の古い培養液を除去して、ヒト遺
伝子組換え型TNFα(R&Dシステムズ社製)を終濃度30ng/ml、M−CSFを
10ng/mlになるように添加した10% FBS含有MEM−α培地100μlを添
加した。この細胞培養液に、実施例12,15で作製した免疫前IgG、ゲルろ過精製・
抗マウスSiglec−15 No.3抗体を30〜1,000ng/mlの濃度になる
ように添加して更に3日間 COインキュベーター中で培養した。同時に特許WO96
/26217の明細書に記載の方法で調製したヒト遺伝子組換え型OCIF/OPGを3
〜100ng/mlの濃度になるように添加して培養したウェルも準備した。培養終了後
に、形成された破骨細胞の酒石酸耐性酸性フォスファターゼ(TRAP)活性を実施例1
7に記載の方法で測定した。結果を図18に示した。免疫前IgG、及びOCIF/OP
Gでは顕著なTRAP活性の抑制は認められなかった。その一方で、ゲルろ過精製・抗マ
ウスSiglec−15 No.3抗体では250ng/ml以上の濃度から約50%の
TRAP活性の抑制が認められた。この結果より、OCIF/OPGでは抑制できないT
NF誘導性の破骨細胞形成(破骨細胞の分化と成熟)も抗マウスSiglec−15ポリ
クローナル抗体で抑制できることが示された。
上記と同じ方法で培養して調製した96穴プレートの各ウェルについて、Leukoc
yte Acid Phosphatase kit(シグマ社製)を用いて、キットに
添付のプロトコールに従いTRAP染色を行い、TRAP陽性多核破骨細胞の形成を観察
した。その結果、抗マウスSiglec−15ポリクローナル抗体の添加によってTRA
P陽性で巨大な多核破骨細胞の形成が抑制された(図19)。抗マウスSiglec−1
5ポリクローナル抗体を添加した場合でも単核破骨細胞は形成されたことから、抗マウス
Siglec−15ポリクローナル抗体はTNFで誘導される破骨細胞の分化成熟におけ
る細胞融合の過程を強く抑制することが示された。
実施例20.抗マウスSiglec−15ポリクローナル抗体添加によるマウス骨髄由
来初代培養細胞の破骨細胞分化への影響(TRAP活性)
7週齢雄性ddYマウスをエーテル麻酔下頚椎脱臼にて安楽死させ、大腿骨及び脛骨を
摘出した。軟組織を除去した後、大腿骨あるいは脛骨の両端を切り落とし、25ゲージの
注射針のついた注射筒を用いて10%ウシ胎児血清を含むα−MEM培地を骨髄中に注入
し、骨髄細胞を採取した。細胞数を計測後、10%ウシ胎児血清を含むα−MEM培地で
5×10細胞/mlに調製したものを96穴プレートに100μl/穴まき、活性型ビ
タミンD(シグマ社製)を終濃度2×10−8Mとなるように添加した。この細胞培養
上清に、実施例14において作製したアフィニティー精製・抗マウスSiglec−15
No. 3抗体及び実施例12において作製した免疫前ウサギIgGを終濃度4.57
、13.7、41.2、123、370、1,111、3,333、10,000ng/
mlとなるよう添加しCOインキュベーター中で8日間培養した。なお、培地交換及び
検体の添加は3及び6日目に実施した。培養8日目に培養上清を除去し、10%中性ホル
マリンを添加して細胞固定を行った。細胞固定後、蒸留水で2回洗浄し、TRAP基質液
(15mM p−ニトロフェニルリン酸、50mM酒石酸ナトリウム、0.1M酢酸ナト
リウム緩衝液(pH5.0))を100μl/穴添加し、室温で30分反応させた。1N
NaOHを50μl/穴添加して反応を停止し、マイクロプレートリーダーを用いて4
05nmにおける吸光度を測定することにより細胞内のTRAP活性を評価した。その結
果、添加した抗マウスSiglec−15ポリクローナル抗体の用量依存的にTRAP活
性が抑制された(図20−A)。一方、免疫前IgGを添加した場合では、TRAP活性
の低下は認められなかった(図20−B)。このように、Siglec−15と特異的に
結合する抗体により、活性型ビタミンDにより誘導されるマウス骨髄細胞からのTRA
P陽性破骨細胞形成が抑制されることが明らかとなった。
実施例21.抗マウスSiglec−15ポリクローナル抗体添加によるマウス骨髄由
来初代培養細胞の破骨細胞融合への影響(TRAP染色)
7週齢雄性ddYマウスをエーテル麻酔下頚椎脱臼にて安楽死させ、大腿骨及び脛骨を
摘出した。軟組織を除去した後、大腿骨あるいは脛骨の両端を切り落とし、25ゲージの
注射針のついた注射筒を用いて10%ウシ胎児血清を含むα−MEM培地を骨髄中に注入
し、骨髄細胞を採取した。細胞数を計測後、10%ウシ胎児血清を含むα−MEM培地で
5 ×10細胞/mlに調製したものを96穴プレートに100μl/穴播種した。こ
の培養上清に、破骨細胞の分化誘導因子として、活性型ビタミンD(シグマ社製)を終
濃度2×10−8Mとなるように添加したものと、ヒトRANKL(ぺプロテック社製)
を終濃度80ng/mlとなるように添加したものを用意した。これらの細胞培養上清に
、実施例14において作製したアフィニティー精製・抗マウスSiglec−15 No
.3抗体を終濃度370、3,333ng/mlとなるように、また実施例12において
作製した免疫前ウサギIgGを終濃度3,333ng/mlとなるよう添加した。活性型
ビタミンDで破骨細胞分化を誘導する培養系では、COインキュベーター中で8日間
培養し、ヒトRANKLで分化誘導する系ではCOインキュベーター中で6日間培養し
た。なお、培地交換及び検体の添加は3及び6日目に実施した。培養後上清を除去し、1
0%中性ホルマリンを添加して細胞固定を行った。細胞固定後、蒸留水で2回洗浄し、T
RAP染色液(0.27mMナフトールAS−MXリン酸(シグマ社製)、1.6mM
Fast red violet LB salt(シグマ社製)、1%ジメチルホルム
アミド、50mM酒石酸ナトリウム、0.1M酢酸ナトリウム緩衝液(pH5.0))を
100μl/穴添加し、室温で5分反応させた。蒸留水で2回洗浄し、顕微鏡下で細胞を
観察した。その結果、活性型ビタミンD(図21)、ヒトRANKL(図22)いずれ
の試薬で破骨細胞を誘導した場合でも、抗マウスSiglec−15ポリクローナル抗体
添加により破骨細胞の融合が抑制され、巨大な破骨細胞形成は認められなかった。一方、
免疫前IgGを添加した場合では、このような破骨細胞融合の抑制は認められなかった。
このように、活性型ビタミンDあるいはヒトRANKLにより誘導されるマウス骨髄細
胞からのTRAP陽性破骨細胞の多核化・細胞融合が、Siglec−15と特異的に結
合する抗体により抑制されることが明らかとなった。
実施例22.抗マウスSiglec−15ポリクローナル抗体添加によるRAW264
.7細胞の破骨細胞融合への影響(TRAP染色)
a)抗原蛋白質で吸収させた抗マウスSiglec−15ポリクローナル抗体の作製
実施例14において作製したアフィニティー精製・抗マウスSiglec−15 No
. 3抗体、実施例8,9において作製したマウスSiglec−15−His蛋白質及
びマウスSiglec−15−Fc蛋白質を、0.01% Tween 20を含むD−
PBS(インビトロジェン社製)を用いてそれぞれの濃度が表6に記載の濃度となるよう
に5つの混合液(A〜E)を調製した。これらの混合液を37℃で2時間インキュベーシ
ョンした後、20,000×gで10分遠心し、得られた上清を20倍濃度の試験サンプ
ルとした。
b)RAW264.7を用いたTRAP染色による評価
RAW264.7を10%ウシ胎児血清を含むα−MEM培地で2.25×10細胞
/mlに調製したものを96穴プレートに200μl/穴まき、ヒトRANKL(ぺプロ
テック社製)を終濃度40ng/mlとなるように添加した。この細胞培養上清に、a)
において作製したA〜Eの試験サンプルを終濃度で1/20となるように添加しCO
ンキュベーター中で3日間培養した。培養後上清を除去し、10%中性ホルマリンを添加
して細胞固定を行った。細胞固定後、蒸留水で2回洗浄し、TRAP染色液(0.27m
MナフトールAS−MXリン酸(シグマ社製)、1.6mM Fast red vio
let LB salt(シグマ社製)、1%ジメチルホルムアミド、50mM酒石酸ナ
トリウム、0.1M酢酸ナトリウム緩衝液(pH5.0))を100μl/穴添加し、室
温で5分反応させた。蒸留水で2回洗浄し、顕微鏡下で細胞を観察した。その結果、試験
サンプルを添加していないコントロール(図23−0)と比較し、抗マウスSiglec
−15ポリクローナル抗体を添加することにより破骨細胞の融合が顕著に抑制された(図
23−A)。しかし、抗マウスSiglec−15ポリクローナル抗体を、免疫抗原とし
て用いたマウスSiglec−15−Fc蛋白質で吸収させることにより、抗マウスSi
glec−15ポリクローナル抗体による破骨細胞融合の抑制作用は解除された(図23
−B、C)。さらに、抗マウスSiglec−15ポリクローナル抗体を、マウスSig
lec−15−His蛋白質で吸収させることでも、同様に抗マウスSiglec−15
ポリクローナル抗体による破骨細胞融合の抑制作用は解除された(図23−D、E)。こ
れらの結果から、Siglec−15と特異的に結合する抗体により、ヒトRANKLに
より誘導されるRAW264.7細胞からのTRAP陽性破骨細胞の多核化・細胞融合が
抑制されることが明らかとなった。なお、図23におけるA乃至Eの記号で示される結果
は、それぞれ表6におけるA乃至Eの試験サンプルと対応している。
実施例23.ラット抗マウスSiglec−15モノクローナル抗体産生ハイブリドー
マの樹立
a)抗原の調製
実施例8で作製した、マウスSiglec−15−His蛋白質を100μg/0.5
mlとなるように調製し、アジュバントを同量加えガラスシリンジにてエマルジョンを作
製した。なおアジュバントは、初回免疫時のみFreund’s Complete A
djuvant(FCA、ディフコ社製)を使用し、2回目以降Freund’s In
complete Adjuvant(FICA、ディフコ社製)を使用した。
b)ラットへの免疫
ラット(Wistar、雌、6週齢、日本クレア社より購入)4匹を免疫動物として使
用した。a)で得られたエマルジョンを、抗原量が50μg/ラットとなるよう皮下及び
皮内に27G注射針を用いて注射した。以降7日毎に合計4回の免疫を実施した。4回目
の免疫から7日後に尾静脈より少量(200μl)採血し、抗血清を調製した。抗血清の
抗体力価を確認するため、抗原として用いたマウスSiglec−15−His蛋白質、
実施例9で作製したマウスSiglec−15−Fc蛋白質、あるいはウシ血清アルブミ
ン(BSA)を固相化したELISAを実施した。その結果、4匹のラット(ラットNo
.1〜4)の何れにおいてもマウスSiglec−15−His蛋白質およびマウスSi
glec−15−Fc蛋白質への反応性が認められた。一方、BSAへの反応性は認めら
れなかった。以上より、免疫したラットの血清中抗体力価が上昇していることが確認され
たため、抗体価が最も高かったNo.2ラットについて細胞融合操作へ進めた。
c)細胞融合
細胞融合は、一般的なマウス(ラット)脾臓細胞とミエローマ細胞との融合法に従って
実施した。ラットをエーテル麻酔下で心臓より全採血して安楽死させ、その後脾臓を摘出
した。採取した脾臓細胞と、マウスミエローマ細胞であるP3X63Ag8.653細胞
(ATCC CRL 1580)を、ポリエチレングリコール(PEG)を用いて細胞融
合させた。96穴プレートに細胞を播種し、hypoxanthine(H)、amin
opterin(A)、thymidine(T)を含有した培地(HAT選択培地)を
添加して7〜10日間培養した。細胞融合したハイブリドーマの生存が確認された61穴
の培養上清を採取し、抗原として用いたマウスSiglec−15−His蛋白質、実施
例9で作製したマウスSiglec−15−Fc蛋白質、あるいはBSAを固相化したE
LISAにて抗体価を評価し、抗マウスSiglec−15モノクローナル抗体産生ハイ
ブリドーマをスクリーニングした。スクリーニングの結果から、抗体価の高い12穴を選
抜し、その中のハイブリドーマをクローニング操作へ進めた。
d)ハイブリドーマのクローニング
選抜したハイブリドーマについて、限界希釈法により1次クローニングした。限界希釈
後の培養は2週間行い、培養上清中の抗体価の確認を、実施例9で作製したマウスSig
lec−15−Fc蛋白質あるいはBSAを固相化したELISAにて実施した。陽性ク
ローンと認められた11クローンについて、さらに2次クローニングを実施(1次クロー
ニングと同様の作業)することにより、最終的に抗マウスSiglec−15モノクロー
ナル抗体産生ハイブリドーマを10クローン(#1A1、#3A1、#8A1、#24A
1、#32A1、#34A1、#39A1、#40A1、#41B1、#61A1)樹立
した。なお、ハイブリドーマ#32A1及びハイブリドーマ#41B1は、日本国独立行
政法人産業技術総合研究所特許生物寄託センター(所在地:郵便番号305−8566
日本国 茨城県つくば市東1丁目1番地1 中央第6)に2008年8月28日付けで寄
託され、ハイブリドーマ#32A1はanti−Siglec−15 Hybridom
a #32A1の名称で寄託番号FERM BP−10999が付与され、ハイブリドー
マ#41B1はanti−Siglec−15 Hybridoma #41B1の名称
で寄託番号FERM BP−11000が付与されている。
実施例24.ラット抗マウスSiglec−15モノクローナル抗体の調製
a)ヌードマウス腹水の調製
実施例23で樹立したハイブリドーマを、10% FCS含有TIL Media I
((株)免疫生物研究所製)培地を用いて培養した。なお細胞の継代は5×10細胞/
ml程度に増殖した時点を目安に4分の1程度に希釈する作業を、2〜3日に1度実施し
た。プリスタンを腹腔内に前投与(0.2ml/マウス)したヌードマウスに、培養した
ハイブリドーマを1×10細胞/マウスとなるように腹腔内に移植した。移植には、1
0クローンのハイブリドーマそれぞれにつき各3匹のヌードマウスを使用した。移植後、
腹水の蓄積が十分に見られた時点で腹水を採取し、各ハイブリドーマ3匹分を1つにまと
めて採取量を測定後、抗体の精製まで凍結保存した。各ハイブリドーマについて、腹水の
採取量を表7にまとめた。
b)抗体の精製
採取した腹水の全量を、20mlのProtein Gカラム(GE Healthc
are社製)を用いたIgGの精製に供した。精製されたIgGはゲルろ過分析(Sup
erdex 200カラムクロマト)により純度検定を行い、一部を遠心膜濃縮した。す
なわち、精製した抗マウスSiglec−15モノクローナル抗体の内、#24A1抗体
を除く9種類の抗体を、遠心膜濃縮器Amicon Ultra−15(ミリポア社製)
を用いて3000r.p.m.、4℃で30〜60分間遠心することによって約6倍〜8
倍濃縮した。続いて、#24A1抗体及び濃縮した他の9種類の抗体について、ウシ血清
アルブミン(BSA)を標準サンプルとして用い、DC−Protein Assay
Kit(BioRad社製)で蛋白質濃度を測定した。以上の操作により、抗マウスSi
glec−15モノクローナル抗体を調製した。
実施例25.ラット抗マウスSiglec−15モノクローナル抗体のマウスSigl
ec−15蛋白質に対する結合性評価
ラット抗マウスSiglec−15モノクローナル抗体のマウスSiglec−15蛋
白質に対する結合性をELISA法により評価した。実施例9で作製したマウスSigl
ec−15−Fc蛋白質を5μg/mlとなるように0.1M炭酸ナトリウムバッファー
(pH 9.5)で希釈し、96穴プレート(ナルジェヌンク社製、カタログ番号:43
0341)に100μl/穴添加した。室温で1時間放置後に溶液を除去し、300μl
/穴の洗浄バッファー(0.05% Tween 20含有リン酸塩緩衝生理食塩水)を
添加して、除去した。この洗浄作業をさらに1回行った後、25%ブロックエース(大日
本住友製薬社製)を含むリン酸塩緩衝生理食塩水を200μl/穴添加し、室温で1時間
放置することによりブロッキングを行った。液を除き300μl/穴の洗浄バッファーで
2回洗浄した後、実施例24で調製したラット抗マウスSiglec−15モノクローナ
ル抗体あるいはラットコントロールIgG(R&Dシステムズ社製)を、ELISAバッ
ファー(12.5%ブロックエース、0.05% Tween 20を含むリン酸塩緩衝
生理食塩水)を用いて終濃度が1.28〜20,000ng/ml(5倍希釈系列)とな
るように希釈し、100μl/穴添加した。室温で1時間放置後に液を除き、300μl
/穴の洗浄バッファーで3回洗浄した。続いてELISAバッファーを用いて1,000
倍希釈したHRP(西洋ワサビペルオキシダーゼ)標識ヤギ抗ラットIgG抗体(ベック
マンコールター社製)を100μl/穴添加し、室温で1時間放置した。液を除き、30
0μl/穴の洗浄バッファーで3回洗浄後、ペルオキシダーゼ用発色キット(住友ベーク
ライト社製)を用いて、キットに添付された説明書に従い発色させた。発色後、マイクロ
プレートリーダー(日本モレキュラーデバイス社製)を用いて492nmでの吸光度を測
定した。その結果、検討したラット抗マウスSiglec−15モノクローナル抗体10
検体全てにおいて、抗体の濃度に依存したマウスSiglec−15蛋白質への結合が確
認された(図24)。一方ラットコントロールIgGでは、マウスSiglec−15蛋
白質への結合が認められなかった。
実施例26.ラット抗マウスSiglec−15モノクローナル抗体のマウス破骨細胞
形成試験での生物活性評価
実施例24において作製した10検体全ての抗マウスSiglec−15モノクローナ
ル抗体を用い、マウス骨髄非付着細胞の破骨細胞分化への影響を検討した。実施例16の
方法で調製したマウス骨髄非付着細胞を10% FBSと10ng/ml M−CSF(
R&D Systems社製)を含むα−MEM培地で1.5×10細胞/mlに調製
したものを96穴プレートの各ウェルに200μl播種して、COインキュベーター中
で2日間培養した。96穴プレート中の古い培養液を除去して、ヒトRANKL(RAN
KL、ぺプロテック社製)を終濃度20ng/ml、M−CSFを10ng/mlになる
ように添加した10% FBS含有MEM−α培地100μlを添加した。この細胞培養
液に、実施例24で作製したラット抗マウスSiglec−15モノクローナル抗体、市
販のラットコントロールIgG(Purified Rat IgG、R&D Syst
ems社製)よりアジ化ナトリウムを除去したサンプル、及び実施例14で作製したウサ
ギ抗マウスSiglec−15ポリクローナル抗体(No.3)を32〜1,000ng
/mlの濃度になるように添加して、更に3日間COインキュベーター中で培養した。
培養終了後に、形成された破骨細胞の酒石酸耐性酸性フォスファターゼ(TRAP)活性
を実施例17に記載の方法で測定した。酵素反応停止後に各ウェルの405nmの吸光度
を測定してTRAP活性の指標にした。結果を図25及び26に示した。市販のラットコ
ントロールIgGでは顕著なTRAP活性の抑制は認められなかった。その一方で、#3
2A1抗体では32ng/mlから1000ng/mlの範囲で、#8A1抗体とアフィ
ニティー精製ウサギポリクローナルNo.3抗体では63ng/mlから1000ng/
mlの範囲で、顕著なTRAP活性の抑制が認められた。また#3A1抗体、#34A1
抗体、#39A1抗体においても、500ng/ml以上の比較的高濃度においてTRA
P活性の用量依存的な抑制が認められた。その他の抗体によるマウス破骨細胞形成の抑制
は認められなかった。以上の結果より、調製したラット抗マウスSiglec−15モノ
クローナル抗体の中に、マウスの破骨細胞形成(破骨細胞の分化と成熟)を強く抑制する
抗体が見出された。また、#3A1抗体、#8A1抗体、#32A1抗体、#34A1抗
体、#39A1抗体に共通な性質として、1000ng/ml、すなわち1μg/ml以
下の濃度において破骨細胞形成を阻害する作用を挙げることができる。
実施例27.ヒト由来成熟破骨細胞からの全RNAの抽出
正常ヒト破骨前駆細胞(Normal Human Natural Osteocl
ast Precursor Cells、三光純薬より購入、カタログ番号2T−11
0)を、ウシ胎児血清(終濃度10%)、ヒトRANKLおよびヒトM−CSF等を含む
OPGM添加因子セット(三光純薬より購入、カタログ番号PT−9501)を添加した
破骨前駆細胞用基礎培地(OPBM、三光純薬より購入、カタログ番号PT−8201)
で培養すると、3〜7日後にTRAP陽性多核破骨細胞が多数出現する。この細胞培養シ
ステムを、キットに添付されている説明書に従って用いることにより、ヒト由来成熟破骨
細胞を作製した。
a)正常ヒト破骨前駆細胞を、96穴プレートに1×10細胞/穴となるように60
穴分まき、ヒトRANKLを終濃度66ng/mlとなるように加え、COインキュベ
ーター中で4日間培養した。次いで、全RNA抽出用試薬(ISOGEN:ニッポンジー
ン社製)を試薬に添付のプロトコールに従って用いることにより、多核破骨細胞より全R
NAを抽出した。回収した全RNAは使用時まで−80℃で保存した。
b)正常ヒト破骨前駆細胞を、96穴プレート2枚に、それぞれ1×10細胞/穴と
なるように84穴分まき、1枚にはヒトRANKLを終濃度53.2ng/mlとなるよ
うに加え、もう1枚にはヒトRANKLを加えずにCOインキュベーター中で3日間培
養した。次いで、全RNA抽出用試薬(ISOGEN:ニッポンジーン社製)を試薬に添
付のプロトコールに従って用いることにより、細胞から全RNAを抽出した。回収した全
RNAは使用時まで−80℃で保存した。
実施例28.ヒトSiglec−15オープンリーディングフレーム(ORF)配列の
取得
a)ファーストストランドcDNA合成
実施例27、a)で作製した全RNAを鋳型とし、オリゴ(dT)プライマー(インビ
トロジェン社製)を用い、SuperscriptIII逆転写酵素(インビトロジェン
社製)によりcDNA合成を行った。操作は酵素に付属のプロトコールに従って実施した
b)PCR反応
ヒトSiglec−15のORF cDNAをPCRで増幅するためのプライマーとし

5’−attaagcttc accATGGAAA AGTCCATCTG GCTG
C−3’(hSiglec−15−HindIII kozak−F:配列表の配列番号
29)
及び
5’−agtggatccT CACGGTGAGC ACATGGTGGC−3’(h
Siglec−15−BamHI−R:配列表の配列番号30)、
の配列を有するオリゴヌクレオチドを常法に従って合成した。このプライマーの組み合わ
せとa)で作製したcDNAを用い、常法に従いPCRを行った。得られたPCR反応液
は、PureLink PCR Purification Kit(インビトロジェン
社製)を用いて精製した。
c)pcDNA3.1(+)ベクターへのクローニング
b)で得られた精製PCR反応液及びpcDNA3.1(+)ベクター(インビトロジ
ェン社製)を制限酵素処理(BamHI、HindIII)し、ゲル切り出し精製後、常
法に従いライゲース反応を行った。大腸菌TOP10を形質転換し、得られた薬剤耐性ク
ローンに対してコロニーPCRを行った。予想サイズの増幅産物が得られたクローンに対
して、プラスミドに挿入されているORF cDNAの全ヌクレオチド配列をDNAシー
クエンサーを用いて解析した結果、配列表の配列番号1に示される配列であることが判明
した。このヌクレオチド配列は、NCBI GeneBankデータベースに「ヒトSi
glec−15」(登録番号:NM_213602)として登録されている配列のORF
コード領域と同一であり、また、該ヌクレオチド配列にコードされるアミノ酸配列(配列
表の配列番号2)は、ヒトSiglec−15のアミノ酸配列と100%一致していた。
実施例29.ヒト破骨細胞分化に伴うヒトSiglec−15のmRNA発現(リアル
タイムPCR解析)
実施例27、b)で作製した全RNA 1μgに、1μl 1U/μl DNAseI
、1μl 10×DNAseI Buffer(インビトロジェン社製)を加えHOで
10μlにし、室温で15分間反応させた後、1μl 25mM EDTAを添加し65
℃で10分間加熱した。この溶液から8μlを分取し、1μl 50μM oligo(
dT)20プライマー及び1μl 10mM dNTPsを添加し、65℃で5分間加熱
した後、氷中で保温した。この溶液に2μl 10×RT Buffer(インビトロジ
ェン社製)、4μl 25mM MgCl、2μl 0.1M dithiothre
itol、1μl RNAse inhibitor(RNAseOUT、40U/μl
、インビトロジェン社製)、1μl SuperscriptIII逆転写酵素(200
U/μl、インビトロジェン社製)を加えて全量を20μlとし、50℃で50分間反
応させた後、85℃で5分間加熱し、氷中で保温した。
このようにして作製した一本鎖cDNAを用いて、以下のプライマー及び蛍光標識プロー
ブ(TaqManプローブ、アプライドバイオシステムズ社製)の組み合わせでリアルタ
イムPCRを実施した。
リアルタイムPCR条件:
ヒトカテプシンK増幅用プライマー:
5’−ccgcagtaat gacacccttt−3’(TqM−hcatK−F:
配列表の配列番号31)
及び
5’−aaggcattgg tcatgtagcc−3’(TqM−hcatK−R:
配列表の配列番号32)、
ヒトカテプシンK検出用TaqManプローブ:
5’−Fam−tcagggtcag tgtggttcct gttgggct−TA
MRA−3’(TqM−hcatK−probe:配列表の配列番号33)、
ヒトTRAP増幅用プライマー:
5’−ctgtcctggc tcaagaaaca−3’(TqM−hTRAP−F:
配列表の配列番号34)
及び
5’−ccatagtgga agcgcagata−3’(TqM−hTRAP−R:
配列表の配列番号35)
ヒトTRAP検出用TaqManプローブ:
5’−Fam−tgagaatggc gtgggctacg tgctgagt−TA
MRA−3’(TqM−hTRAP−probe:配列表の配列番号36)、
ヒトSiglec−15増幅用プライマー:
5’−cagccaccaa catccatttc−3’(TqM−hSiglec−
15−F:配列表の配列番号37)
及び
5’−cgctcaagct aatgcgtgta−3’(TqM−hSiglec−
15−R:配列表の配列番号38)、
ヒトSiglec−15検出用TaqManプローブ:
5’−Fam−aagaacaaag gccagtgcga ggcttggc−TA
MRA−3’(TqM−hSiglec−15−probe:配列表の配列番号39)、
ヒトL32リボソーム蛋白質増幅用プライマー:
5’−gagatcgctc acaatgtttc ct−3’(TqM−hL32−
F:配列表の配列番号40)
及び
5’−gatgccagat ggcagttttt ac−3’(TqM−hL32−
R:配列表の配列番号41)
ヒトL32リボソーム蛋白質検出用TaqManプローブ:
5’−Fam−accgcaaagc catcgtggaa agagctg−TAM
RA−3’(TqM−hL32−probe:配列表の配列番号42)
リアルタイムPCRシステム(ABIプリズム7700シークエンスディテクター、(株
)パーキンエルマージャパン・アプライドバイオシステムズ事業部製)を使用して以下の
条件でリアルタイムPCR解析を行った。なお反応にあたっては、TaqMan Uni
versal PCR Master Mix(アプライドバイオシステムズ社製)を使
用した。まず各25pmolのプライマー、8ngの一本鎖cDNA及び10pmolの
TaqManプローブに蒸留水を加えて25μlとし、25μl TaqMan Uni
versal PCR Master Mixを加えて50μlの反応液を調製した。こ
の反応液を、50℃で2分加熱した後95℃で10分加熱し、「95℃で0.25分、6
0℃で1分」の温度サイクルを40回繰り返してリアルタイムPCR解析を実施した。な
お、各遺伝子のmRNA発現量は、L32リボソーム蛋白質のmRNA発現量で補正した
その結果、破骨細胞のマーカー分子として知られているカテプシンK及びTRAP遺伝
子と同様に、Siglec−15遺伝子の発現量はRANKLを添加してヒト破骨細胞分
化を誘導した場合に顕著に上昇することが明らかとなった(図27)。
実施例30.可溶型ヒトSiglec−15蛋白質の発現コンストラクトの作製
ヒトSiglec−15蛋白質の細胞外領域をコードする部分の核酸配列は、配列表の
配列番号43であり、アミノ酸配列は、配列表の配列番号44である。このような部分配
列を利用することにより、動物細胞などの培養上清中に可溶型ヒトSiglec−15蛋
白質を産生させることができる。
a)可溶型ヒトSiglec−15遺伝子のPCRによる増幅
ヒトSiglec−15の細胞外領域cDNAをPCRで増幅するためのプライマーと
して
5’−ggggacaagt ttgtacaaaa aagcaggctt cacc
ATGGAA AAGTCCATCT GGCTGC−3’(hSiglec−15−E
CD−F:配列表の配列番号45)
及び
5’−ggggaccact ttgtacaaga aagctgggtc CCCG
CTGGCG CCATGGAAGC GG−3’(hSiglec−15−ECD−R
:配列表の配列番号46)、
の配列を有するオリゴヌクレオチドを常法に従って合成した。なお、これらのプライマー
は、Gatewayエントリークローン作製用増幅用プライマーとして、hSiglec
−15−ECD−FにはattB1配列が、hSiglec−15−ECD−Rにはat
tB2配列が付加されるように設計した。このプライマーの組み合わせと、テンプレート
として実施例28で作製したヒトSiglec−15/pcDNA3.1(+)プラスミ
ドを用い、常法に従いPCRを行った。得られたPCR反応液は、PureLink P
CR Purification Kit(インビトロジェン社製)を用いて精製した。
b)Gateway BP反応によるエントリークローンの作製
λファージの部位特異的組換えシステムを応用したGatewayテクノロジー(イン
ビトロジェン社)により、ヒトSiglec−15細胞外領域のcDNAを組み込んだエ
ントリークローンを以下の方法で作製した。まず、a)で作製した、attB配列を両端
に持つPCR産物と、attP配列を有するドナーベクターであるpDNOR221(イ
ンビトロジェン社製)との間で、BPクロナーゼを用いたBP反応を行った。この反応液
を用いて大腸菌TOP10を形質転換し、薬剤耐性クローンに対してコロニーPCRを行
い、インサートサイズを確認した。インサートのサイズが正しく確認されたクローンにつ
いて、インサートの全DNA配列のシークエンス解析を実施した結果、目的とするヒトS
iglec−15蛋白質の細胞外領域をコードする核酸配列(配列表の配列番号43)と
完全に一致するエントリークローンが得られた。
c)Gateway LR反応による発現クローンの作製
λファージの部位特異的組換えシステムを応用したGatewayテクノロジー(イン
ビトロジェン社)により、ヒトSiglec−15細胞外領域のcDNAを組み込んだ発
現クローンを以下の方法で作製した。b)で作製したエントリークローンは、インサート
の両端にattL配列を有している。このエントリークローンと、attR配列を有する
2種類のディストネーションベクターとの間でLRクロナーゼを用いたLR反応を行った
。なおディストネーションベクターは、インサートのC末側にV5エピトープと6×Hi
sタグが付加される様に設計されたpDONM、及びインサートのC末側にヒトFcタグ
が付加されるように設計されたphIgFcの2種類を用いた。LR反応により得られた
反応液を用いて大腸菌TOP10を形質転換し、得られた薬剤耐性クローンに対してシー
クエンス解析を行い、組換えが正しく行われたかを確認した。
シークエンス解析の結果、pDONM及びphIgFcの両方で正しく組換わった発現ク
ローン(可溶型ヒトSiglec−15/pDONM及び可溶型ヒトSiglec−15
/phIgFc)が、それぞれ得られた。可溶型ヒトSiglec−15/pDONMを
動物細胞などにトランスフェクションすることにより、配列表の配列番号47に記載した
塩基配列を有するmRNAが転写され、配列表の配列番号48に記載したアミノ酸配列を
有する蛋白質(ヒトSiglec−15−His)が翻訳される。可溶型ヒトSigle
c−15/phIgFcを動物細胞などにトランスフェクションすることにより、配列表
の配列番号49に記載した塩基配列を有するmRNAが転写され、配列表の配列番号50
に記載したアミノ酸配列を有する蛋白質(ヒトSiglec−15−Fc)が翻訳される
実施例31.293−F細胞を用いた可溶型ヒトSiglec−15蛋白質含有培養液
の大量調製
a)ヒトSiglec−15−His含有培養液の調製
実施例30で得られた可溶型ヒトSiglec−15/pDONMを約25mg調製し
た。なお、大量培養した大腸菌からのプラスミド精製には、インビトロジェン Pure
Link HiPure Plasmid Gigaprep Kit(インビトロジェ
ン社製)を使用した。調製したプラスミドをOpti−MEM(インビトロジェン社製)
と混合し、トランスフェクション試薬である293fectin(インビトロジェン社製
)を50 ml添加して室温で20分間インキュベーションした。この混和液を、1%ペ
ニシリン−ストレプトマイシンを含有するFreeStyle 293 Express
ion Media(インビトロジェン社製)中で1.0〜3.4×10細胞/mlと
なるように25Lバイオプロセス培養装置(WAVE Bioreactor)を用いて
培養したFreeStyle 293−F細胞(インビトロジェン社製)に添加した。6
〜12% CO濃度、37℃で96時間(4日間)攪拌培養(30回転/分)した後に
培養液を回収し、遠心分離して培養上清を調製した。このようにして調製した培養上清中
には、ヒトSiglec−15の細胞外領域C末側にV5エピトープと6×Hisタグが
付加された蛋白質(ヒトSiglec−15−His)が発現すると考えられる。
b) ヒトSiglec−15−Fc含有培養液の調製
実施例30で得られた可溶型ヒトSiglec−15/phIgFcを約5mg調製し
た。なお、大量培養した大腸菌からのプラスミド精製には、インビトロジェン Pure
Link HiPure Plasmid Gigaprep Kit(インビトロジェ
ン社製)を使用した。調製したプラスミドをOpti−MEM(インビトロジェン社製)
と混合し、フィルター滅菌した後トランスフェクション試薬である293fectin(
インビトロジェン社製)を10 ml添加して室温で20分間インキュベーションした。
この混和液を、FreeStyle 293 Expression Media(イン
ビトロジェン社製)中で1.0〜3.0×10細胞/ml×5L(1L/フラスコを5
本)となるようにエルレンマイヤーフラスコ中で培養したFreeStyle 293−
F細胞(インビトロジェン社製)に添加した。8.0% CO濃度、37℃で96時間
(4日間)回転培養(125回転/分)した後に培養液を回収し、遠心分離して培養上清
を調製した。このようにして調製した培養上清中には、ヒトSiglec−15の細胞外
領域C末側にヒトFcタグが付加された蛋白質(ヒトSiglec−15−Fc)が発現
すると考えられる。
実施例32.可溶型ヒトSiglec−15蛋白質の精製
a)可溶型ヒトSiglec−15−Hisの精製
a−i)HisTrap HPカラムクロマト
実施例31、a)で調製したヒトSiglec−15−Hisを発現させた293F細
胞の培養液12Lに1350mLの10xbuffer(500mM Tris,1.5
M NaCl,200mM Imidazole,pH8.0)を加えて良く攪拌した後
に、MilliPak 60フィルター(ミリポア社製)でろ過した。この培養液を、予
め純水(Milli Q水)で洗浄しておいたNi−Sepharose HP(アマシ
ャムバイオサイエンス社製)100mLカラムに流速10ml/minでかけた。300
mM NaClを含む50mM Tris−HCl緩衝液(pH8.0)400mlを用
いて流速8mL/minでカラムを洗浄した後に、300mM NaCl,500mM
Imidazoleを含む50mM Tris−HCl緩衝液(pH8.0)200mL
を用いて流速2.5mL/minでカラムに吸着している蛋白質を溶出して、Mini−
sorp tube(ヌンク社製)に分取した。溶出された蛋白質を含む画分約40mL
に蛋白質の沈殿を防止する目的で5M NaCl溶液8mLを加えて攪拌した後に、遠心
膜濃縮器Amicon Ultra−15(ミリポア社製)で約20mLに濃縮した。濃
縮時に発生した不溶物を3000r.p.m.、4℃で30分間遠心して除き、その上清
液2.5mLを予め1M NaClを含むリン酸塩緩衝生理食塩水(N−PBS)で平衡
化しておいたPD−10脱塩カラム(アマシャムバイオサイエンス社製)にかけ、N−P
BSで溶出して、溶媒をN−PBSに置換したサンプル3.5mLを得た。この操作を更
に7回繰り返して行い、ヒトSiglec−15−His粗精製溶液約28mLを得た。
a−ii)Resource Qカラムクロマト
Ni−Sepharose HPカラムクロマトで精製したN−PBS置換サンプル1
2mlを0.1% CHAPSを含有する50mM Tris−HCl緩衝液(pH7.
5)に4℃で一晩透析(1L、3回)した後に、4℃、3,000r.p.m.にて30
分間遠心して沈殿物を除去した。この上清液をMillex GVフィルター(ミリポア
社製)でろ過した後、0.1% CHAPSを含有する50mM Tris−HCl緩衝
液(pH7.5)で予め平衡化しておいたResource Q 6mLカラム(アマシ
ャムバイオサイエンス社製)に流速1ml/minでかけ、引き続きこの緩衝液を用いて
流速1ml/minでカラムを洗浄して、カラムに吸着しない蛋白質画分を集めた。カラ
ムに吸着した蛋白質は、0.1% CHAPS,1M NaClを含有する50mM T
ris−HCl緩衝液(pH7.5)を用いて流速1ml/minで溶出した。カラムに
吸着しなかった画分26.5mlを、遠心膜濃縮器Amicon Ultra−15(ミ
リポア社製)で3.0mlに濃縮した後に、4℃、3,000r.p.m.にて10分間
遠心して沈殿物を除去した。その上清液2.5mLを予め50mM アルギニン塩酸塩を
含むリン酸塩緩衝生理食塩水(pH7.0、A−PBS)で平衡化しておいたPD−10
脱塩カラム(アマシャムバイオサイエンス社製)にかけ、A−PBSで溶出して、溶媒を
A−PBSに置換したサンプル3.5mLを得た。調製したサンプルの溶媒中のアルギニ
ン塩酸塩は可溶型ヒトSiglec−15−Hisが沈殿することを防止するために添加
した。遠心後の上清液は使用するまで−80℃で凍結保存した。以上の精製操作(Res
ource Qカラムクロマト)を2回繰り返して実施した。
a−iii)精製したヒトSiglec−15−Hisの検出と純度検定
上記の精製操作(Ni−Sepharose HPカラムクロマト、Resource
Qカラムクロマト)で調製したサンプルを用いて還元条件下でSDS−ポリアクリルア
ミド電気泳動と銀染色を行った。即ち各精製ステップのサンプル5μlに同量のSDS−
処理液を加えて、95℃で10分間熱処理した。熱処理した各サンプル0.3μlをSD
S−ポリアクリルアミド電気泳動に使用した。電気泳動の操作は分子量マーカーとしてレ
インボー分子量マーカー(アマシャムバイオサイエンス社製)を用いた以外は、実施例8
と同様の方法で実施した。電気泳動終了後にPhastGel Silver Kit(
アマシャムバイオサイエンス社製)とPhastSystemを用いて銀染色を行い、そ
の結果を図28に示した。Resource Qカラムに吸着しなかった蛋白質画分に分
子量約35kDaの蛋白質(ヒトSiglec−15−His)が効率的に精製濃縮され
たことが示された。
a−iv)精製したヒトSiglec−15−Hisの蛋白質濃度の測定
精製ヒトSiglec−15−His(Resource Qカラムに吸着しなかった
蛋白質画分)について、ウシ血清アルブミンを標準サンプルとして用い、DC−Prot
ein Assay kit(BioRad社製)で蛋白質濃度を測定した。2回の精製
操作で合計1.66mgの精製ヒトSiglec−15−Hisを得た。
b)可溶型ヒトSiglec−15−Fcの精製
b−i)HiTrap protein Aカラムクロマト
実施例31、b)で調製したヒトSiglec−15−Fcを発現させた293F細胞
の培養液1.5 LをSterivex GVフィルター(ミリポア社製)でろ過した後
、予めダルベッコPBS(D−PBS、インビトロジェン社製)で平衡化しておいたHi
Trap protein A 5mLカラム(アマシャムバイオサイエンス社製)に流
速5ml/minでかけた。D−PBS 70mlを用いて流速5ml/minでカラム
を洗浄した後に、0.1M クエン酸ナトリウム緩衝液(pH3.0)24mlを用いて
流速1.2ml/minでカラムに吸着している蛋白質を溶出した。溶出した液は、Mi
ni−sorp tube(ヌンク社製)に1.2ml/Fr.にて分取した後に、1M
Tris 0.31mlを直ちに加えて中和した。溶出された蛋白質の画分(Fr.5
〜9)約7.5ml中の2.5mlを、50mM アルギニン塩酸塩を含むリン酸塩緩衝
生理食塩水(pH7.0、A−PBS)で平衡化しておいたPD−10脱塩カラム(アマ
シャムバイオサイエンス社製)にかけてA−PBSで溶出して、溶媒をA−PBSに置換
したサンプル3.5mlを得た。この作業を2回繰り返して実施した。溶媒中のアルギニ
ン塩酸塩は可溶型ヒトSiglec−15−Fcが沈殿することを防止するために添加し
た。溶出された蛋白質画分(Fr.5〜9)の残り2.5mlは、1M NaClを含む
リン酸塩緩衝生理食塩水(pH6.7、N−PBS)で平衡化しておいたPD−10脱塩
カラム(アマシャムバイオサイエンス社製)にかけてN−PBSで溶出して、溶媒をN−
PBSに置換したサンプル3.5mlを得た。調製したサンプルの溶媒中のNaClは、
アルギニン等のアミノ基含有化合物を添加せずに、可溶型ヒトSiglec−15−Fc
の沈殿を防止する目的で添加した。溶媒をN−PBSに置換したヒトSiglec−15
−Fcサンプルは、後出の実施例34、c)において固定化カラムを調製した際にのみに
使用し、それ以外の実施例では全てA−PBSに置換したヒトSiglec−15−Fc
を使用した。以上の操作で調製したサンプルは、使用するまで−80℃で凍結保存した。
b−ii)精製したヒトSiglec−15−Fcの検出と純度検定
上記の精製操作で調製したサンプルを用いて還元条件下のSDS−ポリアクリルアミド
電気泳動と銀染色を行った。即ち各精製ステップのサンプル5μlに同量のSDS−処理
液を加えて、95℃で10分間加熱した。熱処理した各サンプルを1/2濃度のSDS−
処理液で1/100又は1/300倍希釈したサンプル0.3μlをSDS−ポリアクリ
ルアミド電気泳動に使用した。電気泳動と銀染色は、a−iii)に記載のヒトSigl
ec−15−Hisの純度検定と同様の方法で実施して、その結果を図29に示した。H
iTrap protein A カラムから溶出した蛋白質画分に分子量約55kDa
の蛋白質(ヒトSiglec−15−Fc)が効率的に精製濃縮されたことが示された。
b−iii)精製したヒトSiglec−15−Fcの蛋白質濃度の測定
精製ヒトSiglec−15−Fc(PD−10脱塩カラムから溶出された蛋白質画分
)について、ウシ血清アルブミンを標準サンプルとして用い、DC−Protein A
ssay kit(BioRad社製)で蛋白質濃度を測定した。表8に示したように、
2回の精製操作で合計25.2mgの精製ヒトSiglec−15−Fcを得た。
実施例33.ウサギ抗ヒトSiglec−15ポリクローナル抗体の作製(ウサギへの
免疫)
a)抗原の調製
実施例32、b)で作製した、ヒトSiglec−15−Fc蛋白質を100μg/0
.5mlとなるように調製し、アジュバントを同量加えガラスシリンジにてエマルジョン
を作製した。なおアジュバントは、初回免疫時のみFreund’s Complete
Adjuvant(FCA、ディフコ社製)を使用し、2回目以降Freund’s
Incomplete Adjuvant(FICA、ディフコ社製)を使用した。
b)ウサギへの免疫
ウサギ(日本白色種雌体重3kg)3羽を免疫動物として使用した。なお、免疫前に採
血を実施し、免疫前血清10ml/羽を得た。a)で得られたエマルジョンを、抗原量が
50μg/羽となるよう皮下及び皮内に27G注射針を用いて注射した。以降14日毎に
合計8回の免疫を実施した。8回目の免疫から7日後に全採血を実施し、1羽当たり74
.4〜74.9mlの抗血清を得た。免疫前血清中及び抗血清中の抗体力価を、抗原を固
相化したELISA法により確認した結果、3羽のウサギ何れにおいても抗血清中の抗体
価の上昇が認められた。抗血清は使用するまで−20℃で保存した。
実施例34.ウサギ抗ヒトSiglec−15ポリクローナル抗体の精製
a)HiTrap protein Aカラムクロマト
実施例33、b)で調製したウサギ抗血清3ロットの各々40mlにダルベッコPBS
(D−PBS、インビトロジェン社製)40mlを加えて混合し、Sterivex G
Vフィルター(ミリポア社製)でろ過した後に、予めD−PBSで平衡化しておいたHi
Trap protein A 5mLx2カラム(2本のカラムを直列に連結、アマシ
ャムバイオサイエンス社製)に流速2ml/minでかけた。D−PBS 35mlを用
いて流速1ml/minでカラムを洗浄した後に、0.1M クエン酸ナトリウム緩衝液
(pH3.0)50mlを用いて流速1ml/minでカラムに吸着している蛋白質を溶
出した。溶出した液は、Mini−sorp tube(ヌンク社製)に2.5ml/F
r.にて分取した後に、1M Tris 0.6mlを直ちに加えて中和した。溶出され
た蛋白質を含む画分約15.5ml(Fr.3〜7)を遠心膜濃縮器Amicon Ul
tra−15(ミリポア社製)で5mlに濃縮した後に、その内の2.5mlを0.01
% Tween 20を含む大塚注射用生理食塩水(TO−SS)で平衡化しておいたP
D−10脱塩カラム(アマシャムバイオサイエンス社製)にかけてTO−SSで溶出して
、溶媒をTO−SSに置換したサンプル3.5mlを得た。この操作を2回繰り返して実
施した。調製したサンプルは、使用するまで−80℃で凍結保存した。
b)免疫前ウサギIgGの精製
実施例33におけるヒトSiglec−15−Fcの免疫開始前に、使用予定のウサギ
3羽から予め採血して免疫前の血清を調製しておいた。この血清各5mlを混合した後に
D−PBS 15mlを加えて、Millex GVフィルター(ミリポア社製)でろ過
した。この血清サンプルを、予めD−PBSで平衡化しておいたHiTrap prot
ein A 5mLx2カラム(アマシャムバイオサイエンス社製)に流速1ml/mi
nでかけた。D−PBS 35mlを用いて流速1ml/minでカラムを洗浄した後に
、0.1M クエン酸ナトリウム緩衝液(pH3.0)50mlを用いて流速1ml/m
inでカラムに吸着している蛋白質を溶出した。溶出した液は、Mini−sorp t
ube(ヌンク社製)に2.5ml/Fr.にて分取した後に、1M Tris 0.6
mlを直ちに加えて中和した。溶出された蛋白質を含む画分(Fr.4〜6)を遠心膜濃
縮器Amicon Ultra−15(ミリポア社製)で2.5mlに濃縮した後に、0
.01% Tween 20を含む大塚注射用生理食塩水(TO−SS)で平衡化してお
いたPD−10脱塩カラム(アマシャムバイオサイエンス社製)にかけてTO−SSで溶
出して、溶媒をTO−SSに置換したサンプル3.5mlを得た。精製したこの免疫前ウ
サギIgGサンプルについて、実施例8に記載の方法でポリアクリルアミド電気泳動と銀
染色を行ってIgG蛋白質が十分精製されていることを確認した後に、蛋白質濃度を測定
した。精製したこの免疫前ウサギIgGサンプルは、使用するまで−80℃で凍結保存し
た。
c)ヒトSiglec−15−Fcを固相化したアフィニティーカラムの調製
実施例32、b)で作製したN−PBSに溶媒置換した精製ヒトSiglec−15−
Fc 3ml(合計7.8 mg蛋白質)を遠心膜濃縮器Amicon Ultra 4
(ミリポア社製)を用いて2mlに濃縮した。濃縮液にcoupling buffer
(0.2M NaHCO,0.5M NaCl,pH8.3)を加えて2.5mlにし
た後に、その溶媒をPD−10脱塩カラムで3.5 mlのcoupling buff
erに置換した。NHS−activated HiTrapカラム(1ml、アマシャ
ムバイオサイエンス社製)内のイソプロパノールを1mM塩酸に置換した後、調製したヒ
トSiglec−15−Fc 3mlをシリンジでカラムに注入して、カラムの出口に接
続したもう一個のシリンジを用いて液を交互に注入することによってカップリング反応を
行った。室温で30分間反応させた後、過剰な活性基を不活化するために、アマシャムバ
イオサイエンス社のプロトコールに従って、ブロッキングバッファー(0.5M NaC
lを含むエタノールアミン緩衝液、pH8.3)、洗浄バッファー(0.5M NaCl
を含む酢酸ナトリウム緩衝液、pH4.0)、ブロッキングバッファーの各6mlを順番
に注入した後に、室温で30分間放置した。その後、洗浄バッファー、ブロッキングバッ
ファー、洗浄バッファーの各6mlを再度順番にカラムに注入して、最後にカラム内の緩
衝液を0.15M NaClを含む10mM Tris−HCl緩衝液(pH7.2)に
置換した。このカラムは使用時まで4℃で保管した。
d)ウサギ抗ヒトSiglec−15ポリクローナル抗体のアフィニティーカラムによ
る精製
d−i)アフィニティーカラムクロマト
a)で調製した精製抗ヒトSiglec−15ポリクローナル抗体(No.1,2,3
)各7 mlを、Millex GVフィルター(ミリポア社製)でろ過した後に、c)
で作製し、予めApply Bufferで平衡化しておいたヒトSiglec−15−
Fc固相化カラムに流速0.25ml/minでかけた。Apply Buffer 5
mlを用いて流速0.25ml/minでカラムを洗浄した後に、0.5M NaClを
含む0.1M グリシン塩酸緩衝液(pH2.7)5mlを用いて流速0.25ml/m
inでカラムに吸着している蛋白質を溶出した。抗ヒトSiglec−15ポリクローナ
ル抗体(No.1,2、3)をアフィニティーカラムで精製したクロマトグラムを図30
に示した。溶出した液は、Mini−sorp tube(ヌンク社製)に0.5ml/
Fr.にて分取した後に、1M Tris 16μlを直ちに加えて中和した。グリシン
塩酸緩衝液で溶出されたIgG蛋白質画分約2.5ml(Fr.3〜7)の各々を、0.
01% Tween 20を含むリン酸塩緩衝ダルベッコ平衡塩類溶液(T−PBS)で
平衡化しておいたPD−10脱塩カラム(アマシャムバイオサイエンス社製)にかけてT
−PBSで溶出して、溶媒をT−PBSに置換したサンプル3.5mlを得た。調製した
サンプルは、使用するまで−80℃で凍結保存した。
d−ii)アフィニティー精製したウサギ抗ヒトSiglec−15ポリクローナル抗
体の蛋白質濃度の測定
精製したウサギ抗ヒトSiglec−15ポリクローナル抗体サンプル(PD−10脱
塩カラムから溶出された蛋白質画分)について、ウシIgGを標準サンプルとして用い、
DC−Protein Assay kit(BioRad社製)で蛋白質濃度を測定し
た。表9に示したように、No.1〜3のロット毎に、約9.1〜11.9mgのアフィ
ニティー精製した抗ヒトSiglec−15ポリクローナル抗体が調製できた。
実施例35.ウサギ抗ヒトSiglec−15ポリクローナル抗体添加による正常ヒト
破骨前駆細胞の細胞融合への影響(TRAP染色)
正常ヒト破骨前駆細胞(Normal Human Natural Osteocl
ast Precursor Cells、三光純薬より購入、カタログ番号2T−11
0)を、細胞に添付のプロトコールに従い96穴プレートに1×10細胞/穴となるよ
うに播種した。なお培地は、ウシ胎児血清(終濃度10%)、ヒトRANKL(終濃度6
9ng/ml)およびヒトM−CSF(終濃度33 ng/ml)等を含むOPGM添加
因子セット(三光純薬より購入、カタログ番号PT−9501)を添加した破骨前駆細胞
用基礎培地(OPBM、三光純薬より購入、カタログ番号PT−8201)を用いた。こ
の培養上清中に、実施例34、d)において作製したアフィニティー精製・抗ヒトSig
lec−15 No.2抗体を終濃度3、30μg/mlとなるように、また実施例34
、b)において作製した免疫前ウサギIgGを終濃度30μg/mlとなるよう添加して
、COインキュベーター中で5日間培養した。培養後上清を除去し、10%中性ホルマ
リンを添加して細胞固定を行った。細胞固定後、蒸留水で2回洗浄し、TRAP染色液(
0.27mMナフトールAS−MXリン酸(シグマ社製)、1.6mM Fast re
d violet LB salt(シグマ社製)、1%ジメチルホルムアミド、50m
M酒石酸ナトリウム、0.1M酢酸ナトリウム緩衝液(pH5.0))を100μl/穴
添加し、室温で5分反応させた。蒸留水で2回洗浄し、顕微鏡下で細胞を観察した(図3
1)。その結果、高度に細胞融合した巨大破骨細胞の形成が抗ヒトSiglec−15ポ
リクローナル抗体添加により顕著に抑制された。一方、免疫前IgGを添加した場合では
、このような破骨細胞融合の抑制は認められなかった。これらの固定、染色したウェルに
ついて、核数が5個以上のTRAP陽性多核細胞数を倒立顕微鏡下で計数した(図32)
。その結果、アフィニティー精製・抗ヒトSiglec−15 No.2抗体を終濃度3
0μg/ml添加したウェルにおいて、多核破骨細胞の形成の顕著な抑制が観察された。
免疫前IgGを30μg/ml添加した場合にも多核破骨細胞の形成の抑制傾向が見られ
たが、これらのウェルと比較した場合でも、抗ヒトSiglec−15 No.2抗体の
添加によって多核破骨細胞の形成が顕著に抑制されることが示された。このように、正常
ヒト破骨前駆細胞からのTRAP陽性破骨細胞の多核化・細胞融合が、Siglec−1
5と特異的に結合する抗体により抑制されることが明らかとなった。
実施例36.ラット抗マウスSiglec−15モノクローナル抗体のヒトSigle
c−15蛋白質に対する結合性評価
ラット抗マウスSiglec−15モノクローナル抗体のヒトSiglec−15蛋白
質に対する結合性をELISA法により評価した。実施例32、b)で作製したヒトSi
glec−15−Fc蛋白質を5μg/mlとなるように0.1M炭酸ナトリウムバッフ
ァー(pH9.5)で希釈し、96穴プレート(ナルジェヌンク社製、カタログ番号:4
30341)に100μl/穴添加した。室温で1時間放置後に溶液を除去し、300μ
l/穴の洗浄バッファー(0.05% Tween 20含有リン酸塩緩衝生理食塩水)
を添加、除去した。この洗浄作業をさらに1回行った後、25%ブロックエース(大日本
住友製薬社製)を含むリン酸塩緩衝生理食塩水を200μl/穴添加し、室温で1時間放
置することによりブロッキングを行った。液を除き300μl/穴の洗浄バッファーで2
回洗浄した後、実施例24で調製したラット抗マウスSiglec−15モノクローナル
抗体あるいはラットコントロールIgG(R&Dシステムズ社製)を、ELISAバッフ
ァー(12.5%ブロックエース、0.05% Tween 20を含むリン酸塩緩衝生
理食塩水)を用いて終濃度が1.28〜20,000ng/ml(5倍希釈系列)となる
ように希釈し、100μl/穴添加した。室温で1時間放置後に液を除き、300μl/
穴の洗浄バッファーで3回洗浄した。続いてELISAバッファーを用いて1,000倍
希釈したHRP(西洋ワサビペルオキシダーゼ)標識ヤギ抗ラットIgG抗体(ベックマ
ンコールター社製)を100μl/穴添加し、室温で1時間放置した。液を除き、300
μl/穴の洗浄バッファーで3回洗浄後、ペルオキシダーゼ用発色キット(住友ベークラ
イト社製)を用いて、キットに添付された説明書に従い発色させた。発色後、マイクロプ
レートリーダー(日本モレキュラーデバイス社製)を用いて492nmでの吸光度を測定
した。その結果、検討したラット抗マウスSiglec−15モノクローナル抗体10検
体全てにおいて、抗体の濃度に依存したヒトSiglec−15蛋白質への結合が確認さ
れた(図33)。特に結合活性が強かったのは、#1A1、#3A1、#24A1、#3
2A1、#61A1の5検体であり、#8A1、#34A1、#39A1の3検体は比較
的結合活性が弱かった。一方ラットコントロールIgGは、ヒトSiglec−15蛋白
質への結合が認められなかった。以上の結果から、実施例24で調製したラット抗マウス
Siglec−15モノクローナル抗体は、マウスSiglec−15だけでなくヒトS
iglec−15にも結合することが示され、しかも一部の抗体はヒトSiglec−1
5に強く結合することが判明した。
実施例37.ラット抗マウスSiglec−15モノクローナル抗体添加による正常ヒ
ト破骨前駆細胞の細胞融合、及び骨吸収活性への影響(in vitro生物活性評価)
実施例36において、ラット抗マウスSiglec−15モノクローナル抗体がヒトS
iglec−15にも結合することが確認されたので、これらの抗体のヒト破骨細胞形成
および骨吸収活性に対する効果を検討した。
a)ラット抗マウスSiglec−15モノクローナル抗体添加による正常ヒト破骨前
駆細胞の破骨細胞融合への影響(TRAP染色)
正常ヒト破骨前駆細胞(Normal Human Natural Osteocl
ast Precursor Cells、三光純薬より購入、カタログ番号2T−11
0)を、細胞に添付のプロトコールに従い96穴プレートに1×10細胞/穴となるよ
うに播種した。なお培地は、ウシ胎児血清(終濃度10%)、ヒトRANKL(終濃度6
6 ng/ml)およびヒトM−CSF(終濃度33 ng/ml)等を含むOPGM添
加因子セット(三光純薬より購入、カタログ番号PT−9501)を添加した破骨前駆細
胞用基礎培地(OPBM、三光純薬より購入、カタログ番号PT−8201)を用いた。
この培養上清中に、実施例24で調製したラット抗マウスSiglec−15モノクロー
ナル抗体およびラットコントロールIgG(R&Dシステムズ社製)を終濃度30μg/
mlとなるように添加して、COインキュベーター中で4日間培養した。培養後上清を
除去し、10%中性ホルマリンを添加して細胞固定を行った。細胞固定後、蒸留水で2回
洗浄し、TRAP染色液(0.27mMナフトールAS−MXリン酸(シグマ社製)、1
.6mM Fast red violet LB salt(シグマ社製)、1%ジメ
チルホルムアミド、50mM酒石酸ナトリウム、0.1M酢酸ナトリウム緩衝液(pH5
.0))を100μl/穴添加し、室温で5分反応させた。蒸留水で2回洗浄し、顕微鏡
下で細胞を観察した(図34)。その結果、#32A1抗体添加により、高度に細胞融合
した巨大破骨細胞の形成がほぼ完全に抑制された。また、#41B1抗体でも、高度に細
胞融合した巨大破骨細胞の形成が顕著に抑制された。一方、それ以外のラット抗マウスS
iglec−15モノクローナル抗体(#1A1抗体他)およびラットコントロールIg
Gでは、このような破骨細胞融合の顕著な抑制は認められなかった。このように、正常ヒ
ト破骨前駆細胞からのTRAP陽性破骨細胞の多核化・細胞融合が、Siglec−15
蛋白質と特異的に結合するモノクローナル抗体により抑制されることが明らかとなった。
b)ラット抗マウスSiglec−15モノクローナル抗体(#32A1)添加による
正常ヒト破骨前駆細胞の破骨細胞融合への影響(TRAP染色)
正常ヒト破骨前駆細胞(Normal Human Natural Osteocl
ast Precursor Cells、三光純薬より購入、カタログ番号2T−11
0)を、細胞に添付のプロトコールに従い96穴プレートに1×10細胞/穴となるよ
うに播種した。なお培地は、ウシ胎児血清(終濃度10%)、ヒトRANKL(終濃度6
8.4 ng/ml)およびヒトM−CSF(終濃度33ng/ml)等を含むOPGM
添加因子セット(三光純薬より購入、カタログ番号PT−9501)を添加した破骨前駆
細胞用基礎培地(OPBM、三光純薬より購入、カタログ番号PT−8201)を用いた
。この培養上清中に、実施例24で調製したラット抗マウスSiglec−15モノクロ
ーナル抗体(#32A1抗体)を終濃度0.1、0.3、1、3μg/mlとなるように
添加して、COインキュベーター中で3日間培養した。培養後上清を除去し、10%中
性ホルマリンを添加して細胞固定を行った。細胞固定後、蒸留水で2回洗浄し、TRAP
染色液(0.27mMナフトールAS−MXリン酸(シグマ社製)、1.6mM Fas
t red violet LB salt(シグマ社製)、1%ジメチルホルムアミド
、50mM酒石酸ナトリウム、0.1M酢酸ナトリウム緩衝液(pH5.0))を100
μl/穴添加し、室温で5分反応させた。蒸留水で2回洗浄し、顕微鏡下で細胞を観察し
た(図35)。その結果、TRAP陽性多核破骨細胞形成が、#32A1抗体 0.3μ
g/mlから3μg/mlの範囲で濃度依存的に抑制された。
c)ラット抗マウスSiglec−15モノクローナル抗体(#32A1)添加による
正常ヒト破骨前駆細胞の骨吸収活性への影響(コラーゲンコートプレートを用いた評価)
破骨細胞はカテプシンKなどのプロテアーゼを放出することにより、骨組織の構成成分
であるI型コラーゲンを分解することが知られている。OsteoLyse Assay
Kit(Lonza社製、カタログ番号 PA−1500)は、ユーロピウムが結合し
たヒトコラーゲンをコーティングした96穴プレート(96−well OsteoLy
se cell culture plate)を提供しており、同プレート上で破骨細
胞を培養した際に上清に遊離される蛍光コラーゲン断片量を測定することにより、破骨細
胞の骨吸収活性をin vitroで評価することが可能である。
正常ヒト破骨前駆細胞(Normal Human Natural Osteocla
st Precursor Cells、三光純薬より購入、カタログ番号2T−110
)を、細胞に添付のプロトコールに従い96−well OsteoLyse cell
culture plateに1×10細胞/穴となるように播種した。なお培地は
、ウシ胎児血清(終濃度10%)、ヒトRANKL(終濃度68.4ng/ml)および
ヒトM−CSF(終濃度33ng/ml)等を含むOPGM添加因子セット(三光純薬よ
り購入、カタログ番号PT−9501)を添加した破骨前駆細胞用基礎培地(OPBM、
三光純薬より購入、カタログ番号PT−8201)を用いた。この培養上清中に、実施例
24で調製したラット抗マウスSiglec−15モノクローナル抗体(#32A1抗体
)を終濃度0.1、0.3、1、3μg/mlとなるように添加して、COインキュベ
ーター中で3日間培養した。培養上清10μlを採取し、OsteoLyse Assa
y Kitに付属のFluorophore Releasing Reagentを2
00μl添加して、蛍光プレートリーダー(ALVO MX、パーキンエルマー社製)を
用いて蛍光強度を測定(Excitation:340nm、Emission:615
nm)することにより、培養上清中に放出された遊離蛍光コラーゲン断片量を定量した(
図36)。その結果、RANKL添加により増加した蛍光コラーゲン断片量が、#32A
1抗体によって、0.3μg/mlから3μg/mlの範囲で濃度依存的に抑制された。
このことから、ヒト破骨細胞の骨吸収活性が、Siglec−15蛋白質と特異的に結合
するモノクローナル抗体により抑制されることが明らかとなった。
実施例38.マウス抗ヒトSiglec−15モノクローナル抗体の作製
抗ヒトSiglec−15抗体の作製は以下述べる工程によって行うことが可能である
(1)免疫
実施例30乃至32において取得された可溶性ヒトSiglec−15蛋白質を4〜1
0週令のBALB/cマウス雌腹腔内に投与する。2週間後、同様の膜画分溶液を腹腔内
に投与し追加免疫する。
(2)細胞融合
追加免疫3日後のマウスより脾臓を摘出し、これを無血清培地に入れ、メッシュ上でス
パーテルを用いてつぶす。メッシュを通過した細胞懸濁液を遠心して脾臓細胞を沈澱させ
る。
一方、ミエローマ細胞 NS1(American Type Culture Co
llection TIB−18)を同様に無血清培地で洗浄し、懸濁する。
得られたSiglec−15発現細胞とミエローマ細胞を用いて、常法に従って細胞融
合を行う。
(3)選別
抗ヒトSiglec−15抗体を産生する融合細胞は、細胞ELISAを用いる方法と
フローサイトメーターを用いる方法によって選別することができる。
(4)クローニング
上記(3)で選別される細胞群について、(3)の細胞ELISAを用いる方法とフロ
ーサイトメーターを用いる方法からなる一連の工程を5回繰返すことにより、ヒトSig
lec−15発現細胞と結合するが導入前の細胞と結合しない単一な抗体を産生するハイ
ブリドーマを数クローン得ることができる。
(5)抗体の精製
(1)から(4)の工程を経て作出されるマウス−マウスハイブリドーマを培養し、上
清を回収する。得られた上清を回収して透析した後に高速液体クロマトグラフィー装置を
用いて抗体の粗精製を行う。クロマトグラフィーの各分画中の抗ヒトSiglec−15
抗体価を、ヒトSiglec−15蛋白質を用いたELISA法により検定する。抗体価
の高かった分画を集め、抗体アフィニティー精製用カラムに供与する。カラム内をカラム
の平衡化緩衝液にて洗浄した後に、カラムの溶出緩衝液にて抗体を溶出する。それぞれの
溶出液は、溶出終了後ただちに遠心管型限外濾過器の上部に入れて、遠心する。濾過器下
部に回収された濾液を除去後、上部にPBSを加えて、5回洗浄する。濾過器上部に残っ
た液を抗ヒトSiglec−15抗体試料とする。
実施例39.ラット抗ヒトSiglec−15モノクローナル抗体の作製
実施例30乃至32において取得された可溶性ヒトSiglec−15蛋白質を用い、
実施例23及び24に記載の方法によって、ラット抗ヒトSiglec−15モノクロー
ナル抗体を作製することができる。
実施例40.抗ヒトSiglec−15モノクローナル抗体の示す、破骨細胞分化への
影響
実施例38又は39で得られた抗ヒトSiglec−15モノクローナル抗体を用いて
、該抗体の示す破骨細胞形成に対する抑制効果を試験することができる。マウス破骨細胞
形成に対する効果を試験するためには実施例17、19、20、21、22、又は26の
方法を用いることができる。ヒト破骨細胞形成に対する抑制効果を試験するためには実施
例35又は37の方法を用いることができる。
本発明の抗Siglec−15抗体は破骨細胞の分化又は骨吸収活性の抑制能を有し、
該抗Siglec−15抗体を含む医薬組成物は骨代謝異常疾患の治療又は予防剤となり
得る。

Claims (38)

  1. 以下の(a)乃至(i)のいずれか一つに記載のアミノ酸配列からなる一つ又は二つ以上
    のポリペプチドを特異的に認識し、破骨細胞の形成及び/又は破骨細胞による骨吸収を抑
    制する抗体又は該抗体の機能性断片:
    (a)配列表の配列番号2に示されるアミノ酸配列;
    (b)配列表の配列番号2に示されるアミノ酸配列の21番目から328番目のアミノ酸
    残基からなるアミノ酸配列;
    (c)配列表の配列番号2に示されるアミノ酸配列の1番目から260番目のアミノ酸残
    基からなるアミノ酸配列;
    (d)配列表の配列番号2に示されるアミノ酸配列の21番目から260番目のアミノ酸
    残基からなるアミノ酸配列;
    (e)配列表の配列番号4に示されるアミノ酸配列;
    (f)配列表の配列番号4に示されるアミノ酸配列の21番目から341番目のアミノ酸
    残基からなるアミノ酸配列;
    (g)配列表の配列番号4に示されるアミノ酸配列の1番目から258番目のアミノ酸残
    基からなるアミノ酸配列;
    (h)配列表の配列番号4に示されるアミノ酸配列の21番目から258番目のアミノ酸
    残基からなるアミノ酸配列;
    (i)(a)乃至(h)に記載のアミノ酸配列に1乃至数アミノ酸残基の置換、欠失又は
    付加を伴うアミノ酸配列。
  2. 以下の(j)乃至(n)のいずれか一つに記載のヌクレオチド配列にコードされるアミノ
    酸配列からなる一つ又は二つ以上のポリペプチドを特異的に認識し、破骨細胞の形成及び
    /又は破骨細胞による骨吸収を抑制する抗体又は該抗体の機能性断片:
    (j)配列番号1に示されるヌクレオチド配列;
    (k)配列番号3に示されるヌクレオチド配列;
    (l)配列番号19に示されるヌクレオチド配列;
    (m)配列番号43に示されるヌクレオチド配列;
    (n)(j)乃至(m)に記載のヌクレオチド配列と相補的なヌクレオチド配列からなる
    ポリヌクレオチドとストリンジェントな条件でハイブリダイズするポリヌクレオチドが保
    有するヌクレオチド配列。
  3. 破骨細胞の細胞融合の過程を抑制する請求項1又は2に記載の抗体又は該抗体の機能性断
    片。
  4. TNFαによって誘導される破骨細胞の形成を抑制する請求項1乃至3のいずれか一つに
    記載の抗体又は該抗体の機能性断片。
  5. 30μg/ml以下の濃度において、in vitroでの破骨細胞の形成を抑制する請
    求項1乃至4のいずれか一つに記載の抗体又は該抗体の機能性断片。
  6. 3μg/ml以下の濃度において、in vitroでの破骨細胞の形成を抑制する請求
    項5に記載の抗体又は該抗体の機能性断片。
  7. 1μg/ml以下の濃度において、in vitroでの破骨細胞の形成を抑制する請求
    項6に記載の抗体又は該抗体の機能性断片。
  8. 63ng/mlから1μg/mlの濃度において、in vitroでの破骨細胞の形成
    を抑制する請求項7に記載の抗体又は該抗体の機能性断片。
  9. 破骨細胞による骨吸収を抑制する請求項1乃至4のいずれか一つに記載の抗体又は該抗体
    の機能性断片。
  10. 3μg/ml以下の濃度において、in vitroでの破骨細胞による骨吸収を抑制す
    る請求項9に記載の抗体又は該抗体の機能性断片。
  11. 0.3μg/mlから3μg/mlの濃度において、in vitroでの破骨細胞によ
    る骨吸収を抑制する請求項10に記載の抗体又は該抗体の機能性断片。
  12. 以下の工程1)および2)を含む方法により得られる、請求項1乃至11のいずれか一つ
    に記載の抗体又は該抗体の機能性断片:
    1)以下の(a)乃至(i)のいずれか一つに記載のアミノ酸配列:
    (a)配列表の配列番号2に示されるアミノ酸配列;
    (b)配列表の配列番号2に示されるアミノ酸配列の21番目から328番目のアミノ酸
    残基からなるアミノ酸配列;
    (c)配列表の配列番号2に示されるアミノ酸配列の1番目から260番目のアミノ酸残
    基からなるアミノ酸配列;
    (d)配列表の配列番号2に示されるアミノ酸配列の21番目から260番目のアミノ酸
    残基からなるアミノ酸配列;
    (e)配列表の配列番号4に示されるアミノ酸配列;
    (f)配列表の配列番号4に示されるアミノ酸配列の21番目から341番目のアミノ酸
    残基からなるアミノ酸配列;
    (g)配列表の配列番号4に示されるアミノ酸配列の1番目から258番目のアミノ酸残
    基からなるアミノ酸配列;
    (h)配列表の配列番号4に示されるアミノ酸配列の21番目から258番目のアミノ酸
    残基からなるアミノ酸配列;
    (i)(a)乃至(h)に記載のアミノ酸配列に1乃至数アミノ酸残基の置換、欠失又は
    付加を伴うアミノ酸配列;
    からなる一つ又は二つ以上のポリペプチドを特異的に認識する抗体を作製する工程;
    2)破骨細胞形成抑制活性及び/又は骨吸収抑制活性を示す抗体を選別する工程。
  13. 以下の工程1)および2)を含む方法により得られる、請求項1乃至11のいずれか一つ
    に記載の抗体又は該抗体の機能性断片:
    1)以下の(j)乃至(n)のいずれか一つに記載のヌクレオチド配列にコードされるア
    ミノ酸配列:
    (j)配列番号1に示されるヌクレオチド配列;
    (k)配列番号3に示されるヌクレオチド配列;
    (l)配列番号19に示されるヌクレオチド配列;
    (m)配列番号43に示されるヌクレオチド配列;
    (n)(j)乃至(m)に記載のヌクレオチド配列と相補的なヌクレオチド配列からなる
    ポリヌクレオチドとストリンジェントな条件でハイブリダイズするポリヌクレオチドが保
    有するヌクレオチド配列;
    からなる一つ又は二つ以上のポリペプチドを特異的に認識する抗体を作製する工程;
    2)破骨細胞形成抑制活性及び/又は骨吸収抑制活性を示す抗体を選別する工程。
  14. モノクローナル抗体であることを特徴とする、請求項1乃至13のいずれか一つに記載の
    抗体又は該抗体の機能性断片。
  15. ハイブリドーマ#32A1(FERM BP−10999)の産生する抗体と同じエピト
    ープ特異性を持つことを特徴とする、請求項14に記載の抗体又は該抗体の機能性断片。
  16. ハイブリドーマ#32A1(FERM BP−10999)の産生する抗体と競合するこ
    とを特徴とする、請求項14に記載の抗体又は該抗体の機能性断片。
  17. ハイブリドーマ#32A1(FERM BP−10999)の産生する抗体であることを
    特徴とする、請求項14に記載の抗体又は該抗体の機能性断片。
  18. ハイブリドーマ#41B1(FERM BP−11000)の産生する抗体と同じエピト
    ープ特異性を持つことを特徴とする、請求項14に記載の抗体又は該抗体の機能性断片。
  19. ハイブリドーマ#41B1(FERM BP−11000)の産生する抗体と競合するこ
    とを特徴とする、請求項14に記載の抗体又は該抗体の機能性断片。
  20. ハイブリドーマ#41B1(FERM BP−11000)の産生する抗体であることを
    特徴とする、請求項14に記載の抗体又は該抗体の機能性断片。
  21. キメラ抗体であることを特徴とする、請求項1乃至20のいずれか一つに記載の抗体又は
    該抗体の機能性断片。
  22. ヒト化されていることを特徴とする、請求項1乃至21のいずれか一つに記載の抗体又は
    該抗体の機能性断片。
  23. ヒト抗体であることを特徴とする、請求項1乃至16、18、又は19のいずれか一つに
    記載の抗体又は該抗体の機能性断片。
  24. IgG抗体であることを特徴とする、請求項1乃至23のいずれか一つに記載の抗体又は
    該抗体の機能性断片。
  25. Fab、F(ab’)2、Fab’及びFvからなる群から選択される、請求項1乃至2
    4に記載の抗体の機能性断片。
  26. scFvであることを特徴とする、請求項1乃至16、18、又は19のいずれか一つに
    記載の抗体。
  27. 請求項1乃至26に記載の抗体又は該抗体の機能性断片の少なくともいずれか一つを含有
    することを特徴とする、医薬組成物。
  28. 骨代謝異常の治療及び/又は予防剤であることを特徴とする、請求項27に記載の医薬組
    成物。
  29. 請求項1乃至26に記載の抗体又は該抗体の機能性断片の少なくともいずれか一つ、並び
    に、ビスホスホネート、活性型ビタミンD、カルシトニン及びその誘導体、エストラジ
    オール等のホルモン製剤、SERMs(selective estrogen rec
    eptor modulators)、イプリフラボン、ビタミンK(メナテトレノン
    )、カルシウム製剤、PTH(parathyroid hormone)製剤、非ステ
    ロイド性抗炎症剤、可溶性TNFレセプター製剤、抗TNFα抗体又は該抗体の機能性断
    片、抗PTHrP(parathyroid hormone−related pro
    tein)抗体又は該抗体の機能性断片、IL−1レセプターアンタゴニスト、抗IL−
    6レセプター抗体又は該抗体の機能性断片、抗RANKL抗体又は該抗体の機能性断片、
    及びOCIF(osteoclastogenesis inhibitory fac
    tor)からなる群から選択される少なくともいずれか一つを含有することを特徴とする
    、骨代謝異常の治療及び/又は予防用医薬組成物。
  30. 骨代謝異常が、骨粗鬆症、関節リウマチに伴う骨破壊、癌性高カルシウム血症、多発性骨
    髄腫や癌の骨転移に伴う骨破壊、巨細胞腫、歯根膜炎による歯の喪失、人工関節周囲の骨
    融解、慢性骨髄炎における骨破壊、骨ページェット病、腎性骨異栄養症、及び骨形成不全
    症からなる群から選択される、請求項28又は29に記載の医薬組成物。
  31. 骨代謝異常が、骨粗鬆症、関節リウマチに伴う骨破壊、又は癌の骨転移に伴う骨破壊であ
    ることを特徴とする、請求項30に記載の医薬組成物。
  32. 骨粗鬆症が、閉経後骨粗鬆症、老人性骨粗鬆症、ステロイドや免疫抑制剤等の治療用薬剤
    の使用による続発性骨粗鬆症、又は関節リウマチに伴う骨粗鬆症であることを特徴とする
    請求項31に記載の医薬組成物。
  33. 請求項1乃至26に記載の抗体又は該抗体の機能性断片の少なくともいずれか一つを投与
    することを特徴とする、骨代謝異常の治療及び/又は予防方法。
  34. 請求項1乃至26に記載の抗体又は該抗体の機能性断片の少なくともいずれか一つ、並び
    に、ビスホスホネート、活性型ビタミンD、カルシトニン及びその誘導体、エストラジ
    オール等のホルモン製剤、SERMs(selective estrogen rec
    eptor modulators)、イプリフラボン、ビタミンK(メナテトレノン
    )、カルシウム製剤、PTH(parathyroid hormone)製剤、非ステ
    ロイド性抗炎症剤、可溶性TNFレセプター製剤、抗TNFα抗体又は該抗体の機能性断
    片、抗PTHrP(parathyroid hormone−related pro
    tein)抗体又は該抗体の機能性断片、IL−1レセプターアンタゴニスト、抗IL−
    6レセプター抗体又は該抗体の機能性断片、抗RANKL抗体又は該抗体の機能性断片、
    及びOCIF(osteoclastogenesis inhibitory fac
    tor)からなる群から選択される少なくともいずれか一つを同時又は連続して投与する
    ことを特徴とする、骨代謝異常の治療及び/又は予防方法。
  35. 骨代謝異常が、骨粗鬆症、関節リウマチに伴う骨破壊、又は癌の骨転移に伴う骨破壊であ
    ることを特徴とする、請求項33又は34に記載の治療及び/又は予防方法。
  36. 骨粗鬆症が、閉経後骨粗鬆症、老人性骨粗鬆症、ステロイドや免疫抑制剤等の治療用薬剤
    の使用による続発性骨粗鬆症、又は関節リウマチに伴う骨粗鬆症であることを特徴とする
    請求項35に記載の治療及び/又は予防方法。
  37. ハイブリドーマ#32A1(FERM BP−10999)。
  38. ハイブリドーマ#41B1(FERM BP−11000)。
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