JP2020534838A - イムノアッセイプラットフォームでの分析のための細胞ベースのアッセイを最適化するための分泌レポーターペプチド - Google Patents
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Abstract
Description
i)自動免疫検出プラットフォームでの分析の前に、細胞を溶解し、遠心分離によって細胞破片を除去する必要がなくなる、単一細胞培養からの複数サンプリングを可能にする複数の分析物の同時分析、
ii)ダイナミックレンジの拡大、
iii)感度の向上、
iv)細胞ベースのレポーター遺伝子アッセイの使用に比べてのコストの削減。
i)自動免疫検出プラットフォームでの分析の前に、細胞を溶解し、遠心分離によって細胞破片を除去する必要がなくなる、単一細胞培養からの複数サンプリングを可能にする複数の分析物の同時分析、
ii)ダイナミックレンジの拡大、及び
iii)感度の向上
を提供できるアッセイの提供の問題を解決することに関する。
本発明は、上述の問題を解決し、容易に自動化できる免疫検出プラットフォームを使用した分析のための細胞ベースのアッセイの大幅な改善を提供し、複数の分析物の同時分析、単一細胞培養からの複数サンプリングを可能とし、自動化された免疫検出プラットフォームでの分析に先立って細胞を溶解し、遠心分離によって細胞破片を除去する必要を回避する。本発明はまた、細胞ベースのアッセイのダイナミックレンジ、感度を増加させ、コストを削減する手段を提供する。
i)本発明による細胞;
及び
ii)ビオチン化されていてもいなくてもよいアンカー配列に対する抗体;及び
iii)MSDプラットフォームでのペプチドの検出を可能にするスルホタグ、又はGyrosプラットフォームでの検出を可能にするAlexa、又はPerkinElmer AlphaLISAプラットフォームでの検出を可能にするジゴキシゲニンで標識された又は標識されていない、又はBiacoreプラットフォームを用いるSPR若しくは他のSPRプラットフォームによる検出のために標識なしのままの、検出配列に対する抗体;
及び
iv)ストレプトアビジン被覆マイクロタイタープレート又はSPRチップなどの他のストレプトアビジン被覆表面。
a)治療を受けている患者から得られたサンプルを本発明による細胞と接触させるステップ、
b)本発明による細胞から培養上清を採取するステップ、
c)ELISA又は一般的に利用可能な免疫分析プラットフォームでサンプルを分析するステップ。
本発明は、酵素活性を欠く小さい分泌レポーターペプチドに関し、したがって、細胞内で発現される場合、培養条件及び他の外部因子による影響が少なく、ルシフェラーゼレポーター遺伝子、他の酵素検出システム、例えばクロラムフェニコールアセチルトランスフェラーゼ、β‐ガラクトシダーゼ、又はアルカリホスファターゼなどの従来のレポーター遺伝子とは対照的に、基質の活性の違いによる影響を受けない。本発明は、特定の細胞内又は細胞表面分子との相互作用の後に分析される薬理活性物質によって誘導され、細胞内でのペプチドの効率的な転写を可能にするTATAボックス、細胞内で発現されたときにペプチドの効率的な分泌を保証するシグナルペプチド、抗体を産生できるアンカー及び検出配列、及び細胞内の効率的な翻訳を保証するポリアデニル化配列に操作可能に連結された、1つ又は複数の転写因子によって活性化される応答要素を含む長さ15〜150アミノ酸の小さい分泌レポーターペプチドに関する。アンカー配列は、細胞タンパク質と交差反応せず、ブルータンウイルス由来のV5タンパク質などの抗体が市販されているペプチドをコードするか、又は細胞タンパク質との配列相同性が最小限で、免疫原性があり、配列番号4から7に示すようなペプチドに対する抗体を産生できると予測される新規の独自のペプチドをコードし得る。検出配列は、VSV Gカプシドタンパク質などのペプチド又は抗体が容易に市販されているc‐Myc癌原遺伝子、又は細胞タンパク質との配列相同性が最小限で、免疫原性があり、配列番号4から7に示すようなペプチドに対する抗体を産生できると予測される新規の独自のペプチドをコードする。配列番号4から7に示す配列はアンカー配列又は検出配列のいずれかとして用いることができる。
i)本発明による細胞;
及び
ii)ビオチン化されていてもいなくてもよいアンカー配列に対する抗体;
及び
iii)MSDプラットフォームでのペプチドの検出を可能にするスルホタグ、又はGyrosスプラットフォームでの検出を可能にするAlexa、又はPerkinElmer AlphaLISAプラットフォームでの検出を可能にするジゴキシゲニンで標識された又は標識されていない、又はBiacoreプラットフォームでのSPRによる検出のために標識なしのままの、検出配列に対する抗体;
及び
iv)ストレプトアビジン被覆マイクロタイタープレート又はストレプトアビジン被覆ビーズ、又はストレプトアビジン被覆SPRチップ。
a)治療を受けている患者から得られたサンプルを本発明による細胞と接触させるステップ
b)適切な時間の後に上清を回収するステップ
c)アンカー抗体及び検出抗体の追加のステップ
d)ELISAにより又は適切なイムノアッセイプラットフォームでのサンプルの分析のステップ。
HEK293細胞に、図2Aに示す2つの分泌レポーターペプチドを同時トランスフェクトした。各ペプチドは構成的プロモーターの制御下にあり、インターフェロンα2シグナルペプチドを保持する。また、各ペプチドは、ブルータンウイルスのV5タンパク質(アンカータグ)に由来するペプチドと、2つのペプチドの一方又は他方に特異的な認識配列を保持している。配列番号1によってコードされるペプチド番号1はc‐Myc認識配列を含み、配列番号2によってコードされるペプチド番号2は水疱性口内炎ウイルス(VSV)のGカプシドタンパク質に由来する認識配列を保持する。アンカーペプチドに対する抗体は、ビオチン標識されており、ストレプトアビジン被覆ELISAプレートに付着するようになっている。検出ペプチドに対する抗体は、西洋ワサビペルオキシダーゼ(HRP)で標識されている。両方のペプチドによるHEK293細胞の一過性トランスフェクションの18時間後に培養上清を収集し、ストレプタビジン被覆マイクロタイターアッセイプレートに結合したブルータンV5タンパク質(AbCamカタログ番号ab18617)に対するビオチン標識モノクローナル抗体及びHRP標識抗c‐Myc(AbCam、カタログ番号ab1261)及びHRP標識抗VSV Gタンパク質(AbCamカタログ番号ab3556)検出抗体からなる架橋ELISAを使用して分析した。実験の結果は、各ペプチド間又は他の分泌ペプチド又はタンパク質との交差反応なしに、培養上清で両方のレポーターペプチドを容易に検出できることを明確に示している(図2B)。
HEK293細胞を、gal4上流活性化配列(UAS)の5倍タンデムリピート、及びインターフェロンα2をコードする遺伝子に由来するシグナルペプチド、c‐Myc認識配列、ブルータンウイルスのV5タンパク質に由来するペプチド(アンカータグ)、及びポリA鎖に作動可能に連結されたTATAボックスからなるシス作用性キメラ調節配列の制御下で、配列番号3によりコードされる本発明による分泌レポーターペプチドで同時トランスフェクトした(図3)。細胞は、分泌レポーターペプチドのgal4 UASシス作用性調節配列に結合できる合成DNA結合ドメインに融合したElk‐1のトランス活性化ドメインを含むキメラ転写因子の発現ベクター、及びウミシイタケルシフェラーゼ正規化遺伝子とともに、チロシンキナーゼFGFR1c受容体鎖とβクロトー共受容体タンパク質を含む細胞表面結合ヘテロ二量体受容体タンパク質の発現ベクターで同時トランスフェクトされた(図4)。安定したクローン細胞株を単離し、FGF‐21の応答性について特徴付けた。分泌レポーターペプチドを含む組換え細胞を組換えFGF‐21で処理し、18時間後に細胞上清を回収し、ストレプトアビジン被覆マイクロタイターアッセイプレートに結合されたV5アンカー配列に特異的なビオチン標識付着抗体、及びc‐Mycに特異的なHRP標識検出抗体を用いた架橋ELISAでペプチドの発現を定量した。
HEK293細胞を、gal4上流活性化配列(UAS)の5倍タンデムリピート、及びインターフェロンα2をコードする遺伝子に由来するシグナルペプチド、c‐Myc認識配列、ブルータンウイルスのV5タンパク質に由来するペプチド(アンカー配列)、及びポリA鎖に作動可能に連結されたTATAボックスからなるシス作用性キメラ調節配列の制御下で、本発明による分泌レポーターペプチドで同時トランスフェクトした。HEK293細胞はまた、レポーターペプチドのgal4 UASシス作用性調節配列に結合することができる合成DNA結合ドメインに融合したElk‐1のトランス活性化ドメインを含むキメラ転写因子の発現ベクター、及び細胞表面結合VEGFR2受容体タンパク質の発現ベクターで、ウミシイタケルシフェラーゼ正規化遺伝子とともに、同時トランスフェクトされた(図5)。安定したクローン細胞株を単離し、VEGFの応答性について特徴付けした。分泌レポーターペプチドを含む組換え細胞を、組換えVEGFで処理し、18時間後に上清を回収し、分泌レポーターペプチドの発現を、ストレプトアビジン被覆アッセイプレートに結合しているV5アンカー配列に特異的なビオチン標識付着抗体、及びc‐Mycに特異的なHRP標識検出抗体を用いた架橋ELISAで定量化した。
HEK293細胞を、図2Aに示される配列番号3によりコードされる分泌レポーターペプチド番号1で一時的にトランスフェクトした。細胞上清を18時間後に回収し、分泌レポーターペプチドの発現を、SPRを使用して定量化した。ビオチン標識抗V5抗体をBiacore 3000機器のストレプトアビジン被覆金センサー表面に固定し、分泌レポーターペプチドでトランスフェクトした細胞の上清を含むサンプルを表面に注入した。
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1.1つ以上の転写因子が結合でき、TATAボックスに作動可能に連結された応答要素、抗体を産生できるシグナルペプチド、アンカー及び検出配列、及びポリアデニル化配列を含むポリヌクレオチドであって、その発現が
分析物と特異的に相互作用する細胞内又は細胞表面分子を有する細胞において、細胞上清へのレポーターペプチドの分泌、及びELISA又は一般的に利用可能な免疫検出プラットフォームを使用した分析後の、定量化できる分析物の活性に比例し、ここで、免疫検出プラットフォームは
‐ELISA
‐MSD
‐ジャイロ(Gyros)
‐アルファライザ(AlphaLISA)
‐SPR-バイアコア(SPR-Biacore)
‐又は同様の免疫検出プラットフォーム
である、上記ポリヌクレオチド。
本発明による細胞は、T又はBリンパ球などの初代細胞、CAR‐T細胞などの天然又は組換えのヒト又は動物起源の単球又はナチュラルキラー細胞、又は当技術分野で知られている任意の細胞株、例えばヒトJurkat、Raji、HEK293、KHYG1、又はマウスRAW264.7、又はDT‐40やMSB‐1などの鳥類細胞株、又はレポーター遺伝子を単独で又は他の組換え成分と一緒に含有する細胞株のような以前に確立された改変細胞株である、上記細胞。
i)本発明による細胞;
及び
ii)ビオチン化されていてもいなくてもよいアンカー配列に対する抗体;
及び
iii)ELISAによる検出のためにHRP又はMSDプラットフォームでの分泌レポーターペプチドの検出を可能にするスルホタグ、又はGyrosプラットフォームでの検出を可能にするAlexa、又はPerkinElmer AlphaLISAプラットフォームでの検出を可能にするジゴキシゲニンで標識された又は標識されていない、又はSPRによる分析用のために標識なしの、検出配列に対する抗体;
及び
iv)ストレプトアビジン被覆マイクロタイタープレート、又はストレプトアビジン被覆ビーズ、又はストレプトアビジン被覆SPRチップ
‐ここで、該方法は以下のステップを含んでもよい;
‐治療を受けている患者から得られたサンプルを、本発明による細胞と接触させるステップ、
‐適切な時間後に上清を回収するステップ、
‐アンカー抗体及び検出抗体の追加のステップ、
‐ELISAによる又は適切なイムノアッセイプラットフォームでのサンプルの分析のステップ。
配列番号5:<223>人工配列
配列番号6:<223>人工配列
配列番号7:<223>人工配列
Claims (24)
- i)1つ又は複数の転写因子を結合できる応答要素であって、該応答要素はTATAボックスに連結されている応答要素、及び
ii)抗体が産生されるレポーター/シグナルペプチド、アンカー配列、及び検出配列をコードする、
iii)及びポリアデニル化配列
を含むポリヌクレオチド。 - 分析物と特異的に相互作用する細胞内又は細胞表面分子を有する細胞において、前記ポリヌクレオチド配列の発現が、定量される分析物の活性に比例する、請求項1に記載のポリヌクレオチド。
- 分析物の活性の定量化が、細胞上清へのレポーター/シグナルペプチドの分泌の検出によって行われる、請求項1〜2のいずれか一項に記載のポリヌクレオチド。
- 応答要素が、配列番号1〜3に示される配列のいずれか1つ、又は配列番号1〜3と少なくとも75%の配列同一性、例えば配列番号1〜3に対して79%の配列同一性、例えば配列番号1〜3に対して85%の配列同一性、例えば配列番号1〜3に対して90%の配列同一性、例えば配列番号1〜3に対して95%の配列同一性、例えば配列番号1〜3に対して97%の配列同一性、例えば配列番号1〜3に対して98%の配列同一性、例えば配列番号1〜3に対して99%の配列同一性を有する配列、又は配列番号1〜3に示される配列を含むか、又はそれからなる、請求項1〜3のいずれか一項に記載のポリヌクレオチド。
- 応答要素が、配列番号1に示される配列のいずれか1つ、又は配列番号1に対して少なくとも75%の配列同一性、例えば配列番号1に対して79%の配列同一性、例えば配列番号1に対して85%の配列同一性、例えば配列番号1に対して90%の配列同一性、例えば配列番号1に対して95%の配列同一性、例えば配列番号1に対して97%の配列同一性、例えば配列番号1に対して98%の配列同一性、例えば配列番号1に対して99%の配列同一性を有する配列、又は配列番号1に示される配列を含むか、又はそれからなる、請求項1〜4のいずれか一項に記載のポリヌクレオチド。
- 応答要素が、配列番号2に示される配列のいずれか1つ、又は配列番号2に対して少なくとも75%の配列同一性、例えば配列番号2に対して79%の配列同一性、例えば配列番号2に対して85%の配列同一性、例えば配列番号2に対して90%の配列同一性、例えば配列番号2に対して95%の配列同一性、例えば配列番号2に対して97%の配列同一性、例えば配列番号2に対して98%の配列同一性、例えば配列番号2に対して99%の配列同一性を有する配列、又は配列番号2に示される配列を含むか、又はそれからなる、請求項1〜5のいずれか一項に記載のポリヌクレオチド。
- 応答要素が、配列番号3に示される配列のいずれか1つ、又は配列番号3に対して少なくとも75%の配列同一性、例えば配列番号3に対して79%の配列同一性、例えば配列番号3に対して85%の配列同一性、例えば配列番号3に対して90%の配列同一性、例えば配列番号3に対して95%の配列同一性、例えば配列番号3に対して97%の配列同一性、例えば配列番号3に対して98%の配列同一性、例えば配列番号3に対して99%の配列同一性を有する配列、又は配列番号3に示される配列を含むか、又はそれからなる、請求項1〜6のいずれか一項に記載のポリヌクレオチド。
- レポーターペプチドが、配列番号4〜7に示される配列のいずれか1つ、又は配列番号4〜7配列に対する少なくとも75%の配列同一性、例えば配列番号4〜7に対して79%の配列同一性、例えば配列番号4〜7に対して85%の配列同一性、例えば配列番号4〜7に対して90%の配列同一性、例えば配列番号4〜7に対して95%の配列同一性、例えば配列番号4〜7に対して97%の配列同一性、例えば配列番号に対して98%の配列同一性、例えば配列番号4〜7に対して99%の配列同一性を有する配列を含むか、又はそれからなる、請求項1〜7のいずれか一項に記載のポリヌクレオチド。
- レポーターペプチドがアンカー配列及び検出配列を含む、請求項1〜8のいずれか一項に記載のポリヌクレオチド。
- レポーターペプチドが異なるアンカー配列及び検出配列を含む、請求項1〜9のいずれか一項に記載のポリヌクレオチド。
- レポーターペプチドが、同一又は異なるアンカー配列及び検出配列であって、配列番号4〜7に示される配列のいずれか1つ、又は配列番号4〜7に対して少なくとも75%の配列同一性、例えば配列番号4〜7に対して79%の配列同一性、例えば配列番号4に対して85%の配列同一性、例えば配列番号4〜7に対して90%の配列同一性、例えば配列番号4〜7に対して95%の配列同一性、例えば配列番号4〜7に対して97%の配列同一性、例えば配列番号4〜7に対して98%の配列同一性、例えば配列番号4〜7に対して99%の配列同一性を有する配列から選択されるアンカー配列及び検出配列を含む、請求項1〜10のいずれか一項に記載のポリヌクレオチド。
- レポーター/シグナルペプチドの検出が、ELISA又は一般に利用可能な免疫検出プラットフォーム、例えば、
‐ MSD
‐ ジャイロス(Gyros)
‐ アルファライザ(AlphaLISA)
‐ SPR‐ビアコア(SPR‐Biacore)
‐ 又は同様の免疫検出プラットフォーム
を使用することにより行われる、請求項1〜11のいずれか一項に記載のポリヌクレオチド。 - 請求項1〜12のいずれか1項に記載の1つ以上のポリヌクレオチドでトランスフェクトされた細胞。
- ポリヌクレオチドのそれぞれが異なる応答要素をコードし、それぞれが異なる薬理学的に活性な分析物によって活性化される、請求項13に記載の細胞。
- 分析物と細胞内又は細胞表面分子との相互作用により、各ポリペプチド(レポーターペプチド)に特有の検出配列が得られる、請求項7〜8のいずれか一項に記載の細胞。
- 前記細胞が、初代細胞、例えばT又はBリンパ球、CAR‐T細胞などの天然又は組換えのヒト又は動物起源の単球又はナチュラルキラー細胞、又は当技術分野で公知の任意の細胞株、例えばヒトJurkat、Raji、HEK293、KHYG1、又はマウスRAW264.7、又はDT‐40やMSB‐1などの鳥類細胞株、又はレポーター遺伝子を単独で又は他の組換え成分と一緒に含む細胞株のような以前に確立された改変細胞株である、請求項13〜15のいずれか一項に記載の細胞。
- 自動化されたアッセイ又は自動化された診断設定における、請求項13〜16のいずれか一項に記載の細胞の使用。
- 以下を含むキット又はパーツのキット:
i)請求項13〜16のいずれか一項に記載の本発明による細胞;及び
ii)任意にビオチン化されていてもよいアンカー配列に対する抗体;及び
iii)ELISAによる検出のためにHRPで任意に標識された、又は分泌レポーターペプチドの検出を可能にするスルホタグで任意に標識された検出配列に対する抗体;及び
iv)ストレプトアビジン被覆マイクロタイタープレート、又はストレプトアビジン被覆ビーズ、又はストレプトアビジン被覆SPRチップ。 - アンカー配列及び検出配列が異なる、請求項18に記載のキット又はパーツのキット。
- アンカー配列又は検出配列が請求項11の配列番号4〜7に記載されている、請求項18〜19のいずれか一項に記載のキット又はパーツのキット。
- 検出が、例えば、MSDプラットフォーム、又はジャイロス(Gyros)プラットフォームでの検出を可能にするアレクサ(Alexa)、パーキンエルマーアルファライザ(PerkinElmer AlphaLISA)プラットフォームでの検出を可能にするジゴキシゲニンにより、又はSPRによる分析用のために標識なしによって行われる、請求項18〜20のいずれか一項に記載のキット又はパーツのキット。
- 1つ以上のバイアル、例えば、凍結バイアルに含まれるストレプトアビジン結合タンパク質をコードするアンカー配列の場合、単独で、又はアンカー抗体と検出抗体若しくは検出抗体のみとともに、請求項13〜16のいずれか一項に記載のアッセイ準備凍結細胞を含む2つ以上のバイアルを含む、請求項18〜21のいずれか一項に記載のキット又はパーツのキット。
- 薬物の活性を定量化する方法であって、
‐ 治療を受けている患者から得られたサンプルを、請求項13〜16のいずれか一項に記載の細胞と接触させるステップ、
‐ 適切な時間後に上清を回収するステップ、
‐ アンカー抗体及び検出抗体の添加のステップ、
‐ ELISAにより又は適切なイムノアッセイプラットフォームで、添加されたアンカー抗体及び検出抗体により上清を分析するステップ
を含む、上記方法。 - 薬物が、例えば、小分子、大型生物医薬品、AAV導入遺伝子、又はCAR‐T細胞などの細胞療法;又は、タンパク質ベースの薬物、又はAAVウイルスベクター又はAAV導入遺伝子、又はCAR‐T細胞などの細胞療法に対する抗体反応;又は治療用抗体又はFc融合タンパク質、又は治療用抗体、Fc融合タンパク質、又は細胞療法で治療された患者からの臨床サンプルにおけるエクスビボでの細胞療法のエフェクター細胞機能である、請求項23に記載の薬物の活性を定量化する方法。
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