JP2021137030A - Vlドメインを含む重鎖を発現するヒト化齧歯動物 - Google Patents

Vlドメインを含む重鎖を発現するヒト化齧歯動物 Download PDF

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Abstract

【課題】VLドメインを含む重鎖を発現するヒト化齧歯動物を提供すること。【解決手段】内因性非ヒト重鎖免疫グロブリン配列の改変を含み、且つ齧歯動物(例えば、マウス)において機能的なADAM6活性を含む、非ヒト動物、組織、細胞、および遺伝子材料が提供され、該非ヒト動物が、重鎖定常領域との関係でヒト免疫グロブリン軽鎖遺伝子セグメントを再配列し、軽鎖定常ドメインに融合したヒト免疫グロブリン軽鎖可変ドメインとコグネイトである、重鎖定常ドメインに融合したヒト免疫グロブリン軽鎖可変ドメインを含む免疫グロブリン様分子を発現する。【選択図】なし

Description

発明の分野
免疫グロブリン軽鎖可変ドメインと融合している免疫グロブリン重鎖定常領域を含むヒト免疫グロブリン様結合タンパク質を発現する遺伝子改変された非ヒト妊性動物の他、軽鎖定常ドメインに融合している免疫グロブリン軽鎖可変ドメインおよび重鎖定常ドメインに融合している免疫グロブリン軽鎖可変ドメインを有する結合タンパク質が提供される。機能的ADAM6タンパク質をコードする核酸配列を含む遺伝子改変されたマウス、細胞、胚、および組織が記載され、該マウス、細胞、胚、および組織は、1つまたは複数の非ヒト免疫グロブリン重鎖定常遺伝子に作動可能に連結したヒト免疫グロブリン軽鎖遺伝子セグメントを含む。改変は、ヒトおよび/またはヒト化免疫グロブリン遺伝子座を含む。ADAM6機能を含むマウスは、ADAM6タンパク質をコードする異所性核酸配列を含むマウスを含むと記載される。内因性マウス免疫グロブリンV領域遺伝子座の遺伝子改変を含み、且つさらにADAM6活性を含む遺伝子改変された雄マウスは、該雄マウスに妊性を回復させるかまたは維持させる異所性核酸配列を含むマウスを含むと記載される。例示的な妊性は、野生型マウスに匹敵する妊性である。
内因性ADAM6遺伝子またはそのホモログもしくはオルソログの欠失または改変を含み、ADAM6(またはそのホモログもしくはオルソログ)機能を全部または一部回復させる遺伝子改変を含む、遺伝子改変された非ヒト妊性動物が提供され、該非ヒト動物は、重鎖定常配列においてヒト免疫グロブリン軽鎖可変配列を発現する。そのような結合タンパク質を発現する細胞、それらを生成する齧歯動物(例えば、マウス)、ならびに関連した方法および組成物もまた提供される。
重鎖定常領域と融合した軽鎖可変領域を含む抗体を発現する、遺伝子操作された動物であって、該非ヒト動物が、機能的内因性ADAM6遺伝子を欠くが、ADAM6機能を保持する遺伝子操作された動物が記載され、該動物には、齧歯動物(例えば、マウス)であって、該マウスが機能的ADAM6タンパク質を生成できないようにされ、その結果として、妊性の喪失を生じる、内因性免疫グロブリン重鎖可変(V)領域遺伝子座の改変を含む齧歯動物(例えば、マウス)が挙げられる。複数のヒトV、J、および必要に応じてD遺伝子セグメント、またはそれらの組み合わせによって特徴づけられる免疫グロブリンV遺伝子座を含み、且つADAM6機能をさらに含む、遺伝子改変されたマウスが記載され、それらには、雄マウスに妊性を回復させる異所性核酸配列を含むマウスが挙げられる。上記遺伝子改変されたマウスは、重鎖可変ドメインを欠き、その代わりに、再配列した軽鎖遺伝子セグメントを含む可変ドメインを含む抗体を発現する。
機能的ADAM6遺伝子座をコードする核酸配列を含む遺伝子改変された齧歯動物(例えば、マウス)、細胞、胚、および組織が記載され、該マウス、細胞、胚、および組織は、ヒト軽鎖可変ドメインを含む免疫グロブリン重鎖を発現する。さらに、上記マウス、細胞、胚、および組織は、機能的内因性ADAM6遺伝子を欠くが、ADAM6タンパク質をコードする異所性核酸配列の存在によって特徴づけられるADAM6機能を保持する。抗原を結合するのに有用である、妊性非ヒト動物において抗体配列を作製するための方法が提供される。
背景
過去二十年にわたって、抗体の薬学的適用は、ヒト治療薬としての使用に好適である抗体の作製の多大な研究を喚起した。ヒトへとマウス抗体を反復して投与することは、長期処置レジメンを混乱させ得る免疫原性の問題を生じさせる結果となるので、マウス抗体に基づく初期抗体治療薬は、ヒト治療薬として理想的ではなかった。マウス抗体をよりヒトらしくし、あまりマウス様にしないようなマウス抗体のヒト化に基づく解決策が開発された。その後、抗体に使用するためのヒト免疫グロブリン配列を発現するための方法が続き、これらは、主として、ファージ、細菌または酵母におけるヒト免疫グロブリンライブラリのin vitro発現に基づくものであった。最終的に、ヒト造血細胞を生着させたマウスにおいて、および内因性免疫グロブリン遺伝子座が無能化された染色体導入マウスまたはトランスジェニックマウスにおいて、in vitroでヒトリンパ球から有用なヒト抗体を作製する試みがなされた。
これらのマウスの作製のために、ランダムに組み込まれた完全ヒト導入遺伝子が、該マウスにおいて発現される免疫グロブリンレパートリーとして機能するために、内因性マウス免疫グロブリン遺伝子を無能化する必要があった。かかるマウスは、ヒト治療薬としての使用に好適なヒト抗体を作製できるが、該マウスの免疫系に関わる重大な問題を提示する。これらの問題は、いくつかの実験的ハードルをもたらす。例えば、マウスは、十分に多様な抗体レパートリーの産生を実行できず、広範なリエンジニアリングフィックス(re−engineering fixes)の使用を必要とし、おそらくヒト要素とマウス要素間の不適合性のため、最適以下のクローン選択過程をもたらし、および、ヒト治療薬の作製に真に有用であるために必要なヒト可変配列の大きな且つ多様な集団の信頼できない源をもたらす。
完全なヒト抗体導入遺伝子を含有するトランスジェニックマウスは、ヒト重鎖定常配列に結合する再配列していないヒト免疫グロブリン重鎖可変配列(V、D、およびJ配列)およびヒト軽鎖定常配列に結合する再配列していないヒト免疫グロブリン軽鎖可変配列(VおよびJ)を含有するランダムに挿入された導入遺伝子を含有する。それゆえ、上記マウスは、完全にヒトである、内因性遺伝子座以外の遺伝子座から再配列した抗体遺伝子を産生する。一般に、少なくとも一部のヒトλ配列を有するマウスも報告されているが、上記マウスは、ヒト重鎖配列およびヒトκ軽鎖配列を含有する。トランスジェニックマウスは一般に、損傷を受け、非機能的内因性免疫グロブリン遺伝子座、または内因性免疫グロブリン遺伝子座のノックアウトを有し、そのため、上記マウスは、内因性免疫グロブリン遺伝子座でヒト抗体配列を再配列することができない。かかるトランスジェニックマウスの変化は、おそらく少なくとも一部、内因性選択系内の完全なヒト抗体分子を結合させる最適以下のクローン選択過程のため、およびこのようなマウスの内因性遺伝的構成への変化による有害な影響のため、マウスにおいて十分に多様なヒト抗体レパートリーを産生するにはあまり最適ではない。
ヒト抗体配列を含む免疫グロブリン配列を産生するのに有用であり、且つ伝統的な抗体分子とは別に、多様性を示す、免疫グロブリン様分子の多様なレパートリーを産生するのに有用である、改善された遺伝子改変非ヒト動物を作製し、同時に、該遺伝子改変に起因する可能性がある有害な変化を低減または消去する、必要性が依然として当技術分野にある。軽鎖定常ドメインとの関係におけるヒト免疫グロブリン軽鎖可変ドメインとコグネイトである、重鎖定常ドメインとの関係におけるヒト免疫グロブリン軽鎖可変ドメインを含む、有用な再配列した免疫グロブリン遺伝子を形成するように、免疫グロブリン遺伝子セグメントを再配列することができ、またはヒト軽鎖可変遺伝子セグメントの十分に多様なコレクションを含有する遺伝子座を含む変化した免疫グロブリン遺伝子座からタンパク質を生成することができる、非ヒト動物の必要性も依然としてある。免疫グロブリン様結合タンパク質を産生することができる非ヒト動物の必要性が依然としてあり、該結合タンパク質は、重鎖定常ドメインに連結したヒト免疫グロブリン軽鎖可変ドメインを含む。
免疫グロブリン遺伝子座を有する遺伝子改変非ヒト動物が提供され、該免疫グロブリン遺伝子座は、1つまたは複数の非ヒト定常領域に作動可能に連結した複数のヒト軽鎖可変(V)遺伝子セグメント、例えば、ヒトVκおよびJκ、またはヒトVλおよびJλを含み、様々な実施形態において、該遺伝子座は、内因性機能的ADAM6タンパク質をコードする配列を欠く。上記非ヒト動物には、齧歯動物、例えば、マウスおよびラットが挙げられる。
ヒト軽鎖VκまたはVλ遺伝子セグメント、およびヒトJκまたはJλ遺伝子セグメントに関わる再配列から導かれる軽鎖可変ドメインをコードする遺伝子、ならびに様々な実施形態において、追加として、D遺伝子セグメントを再配列し、形成することができる遺伝子座が提供され、様々な実施形態において、該遺伝子座は、内因性機能的ADAM6遺伝子またはその機能的断片を欠く。
改変免疫グロブリン遺伝子座には、内因性機能的ADAM6遺伝子を欠き、且つヒト免疫グロブリン配列、例えば、ヒト(またはヒト/非ヒトキメラ)または非ヒト免疫グロブリン定常配列に作動可能に連結した(ならびに、例えば、Vセグメントおよび/またはJセグメントと作動可能に連結した)ヒトVセグメントを含む遺伝子座が挙げられる。複数のV遺伝子セグメント、および非ヒト動物において機能的であるADAM6タンパク質またはその断片をコードする異所性ヌクレオチド配列を含む改変遺伝子座が提供される。非ヒト免疫グロブリン定常配列に作動可能に連結した、1つもしくは複数のDセグメントおよび/または1つもしくは複数のJもしくはJセグメントと作動可能に連結した複数のV遺伝子セグメント、例えば、齧歯動物(例えば、マウスまたはラット)配列またはヒト配列を含む改変遺伝子座が提供される。そのようなヒト化遺伝子座を含む非ヒト動物もまた提供され、該非ヒト動物は、野生型妊性を示す。
ヒトDおよび/またはヒトJ遺伝子セグメントに作動可能に連結した複数のヒトV遺伝子セグメントを含む免疫グロブリン重鎖可変遺伝子座を(導入遺伝子上に、または内因性非ヒト動物重鎖可変遺伝子座における挿入もしくは置き換えとして)含む非ヒト動物が提供される。様々な実施形態において、上記複数のヒトV遺伝子セグメントは、上記非ヒト動物の内因性免疫グロブリン重鎖可変遺伝子遺伝子座において1つもしくは複数のヒトDおよび/または1つもしくは複数のヒトJ遺伝子セグメントに作動可能に連結している。様々な実施形態において、上記非ヒト動物は、改変重鎖遺伝子座を含む雄非ヒト動物において機能的であるADAM6タンパク質またはそのホモログもしくはオルソログをコードする異所性ヌクレオチド配列をさらに含む。様々な実施形態において、上記異所性ヌクレオチド配列は、少なくとも1つのヒトVセグメント、D遺伝子セグメント、またはJ遺伝子セグメントと近接している。様々な実施形態において、上記異所性ヌクレオチド配列は、上記非ヒト動物のゲノムにおいて非免疫グロブリン配列と近接している。1つの実施形態において、上記異所性ヌクレオチド配列は、上記改変重鎖遺伝子座と同じ染色体上にある。1つの実施形態において、上記異所性ヌクレオチド配列は、上記改変重鎖遺伝子座とは異なる染色体上にある。
非ヒト動物であって、すべての、または実質的すべての内因性免疫グロブリンVセグメント(例えば、すべての機能的セグメント、またはほとんどすべての機能的セグメント)を欠失させるように、その免疫グロブリン重鎖可変領域遺伝子座において改変され、且つ該非ヒト動物の内因性免疫グロブリン重鎖可変領域遺伝子座においてDおよびJセグメントまたはJ遺伝子セグメントに作動可能に連結した複数のヒトV遺伝子セグメントを含む、非ヒト動物が提供される。そのような遺伝子座を含み、且つ内因性ADAM6遺伝子を欠く非ヒト動物もまた提供される。
非ヒト動物においてヒト免疫グロブリン配列を生成するための方法が提供される。様々な実施形態において、上記ヒト免疫グロブリン配列は、再配列され、且つ免疫グロブリン重鎖定常領域と作動可能に連結したヒトV遺伝子セグメントを含む免疫グロブリン重鎖配列のレパートリー、例えば、V、および1つもしくは複数のD、およびJセグメント、または1つもしくは複数のJセグメントに由来する。非ヒト動物、組織、および細胞においてヒト免疫グロブリン配列を生成するための方法が提供され、該ヒト免疫グロブリン配列は、対象の抗原を結合する。
1つの態様では、非機能的内因性齧歯動物(例えば、マウス)ADAM6タンパク質またはADAM6遺伝子を生じる改変(例えば、内因性ADAM6遺伝子のノックアウトまたは欠失)を含む齧歯動物(例えば、マウス)を作製するための核酸構築物、細胞、胚、齧歯動物(例えば、マウス)、および方法が提供され、該齧歯動物(例えば、マウス)は、同じ種類の雄齧歯動物(例えば、マウス)において機能的であるADAM6タンパク質またはそのオルソログもしくはホモログもしくは断片をコードする核酸配列を含む。1つの実施形態において、上記マウスは、齧歯動物ADAM6タンパク質またはそのオルソログもしくはホモログもしくは機能的断片をコードする異所性ヌクレオチド配列を含む;特定の実施形態において、上記齧歯動物ADAM6タンパク質は、マウスADAM6タンパク質である。1つの実施形態において、上記マウスは、1つまたは複数の齧歯動物ADAM6タンパク質をコードする異所性ヌクレオチド配列を含み、該1つまたは複数のタンパク質は、該マウスにおいて機能的である配列番号1または配列番号2、またはその断片を含む。
様々な態様では、ADAM6活性をコードする配列は、ヒト免疫グロブリン配列と隣接する。様々な態様では、ADAM6活性をコードする配列は、非ヒト免疫グロブリン配列と隣接する。様々な態様では、上記配列は、上記非ヒト動物の内因性非ヒト免疫グロブリン重鎖遺伝子座と同じ染色体上に存在する。様々な態様では、上記配列は、上記非ヒト動物の免疫グロブリン重鎖遺伝子座と異なる染色体上に存在する。
遺伝子改変された非ヒト動物は、ADAM6遺伝子またはそのホモログもしくはオルソログの活性を維持する改変を含み、上記改変は、1つまたは複数のヒト免疫グロブリン軽鎖遺伝子セグメントの、非ヒト免疫グロブリン重鎖定常領域の上流への挿入を含み、且つ上記非ヒト動物はさらに、ヒト免疫グロブリン軽鎖可変領域と同起源のヒト免疫グロブリン軽鎖可変領域を発現させることができる改変を含むと記載される。様々な態様では、上記ヒト免疫グロブリンλ軽鎖可変領域は、軽鎖および重鎖の定常領域との関係において発現する。
様々な態様では、1つまたは複数のヒト免疫グロブリン軽鎖遺伝子セグメントの挿入は、上記非ヒト動物のADAM6遺伝子の3’または下流で行われる。様々な態様では、1つまたは複数のヒト免疫グロブリン軽鎖遺伝子セグメントの挿入は、上記非ヒト動物のADAM6活性が、かかる挿入を含有しない非ヒト動物と同じまたは同等なレベルにあるように、上記非ヒト動物のADAM6遺伝子(単数もしくは複数)が破壊されず、欠失されず、且つ/または機能的にサイレンシングされないように行われる。例示的破壊、欠失および/または機能的にサイレンシングされる改変は、上記非ヒト動物のADAM6遺伝子(単数または複数)によりコードされるADAM6タンパク質(単数または複数)の活性の低減、消去および/または喪失を生じさせる結果となる任意の改変を含む。
1つの態様では、内因性免疫グロブリン遺伝子座の改変を含むマウスであって、雄マウスにおいて機能的であるADAM6タンパク質またはそのオルソログもしくはホモログもしくは断片を含むマウスを作製するための、核酸構築物、細胞、胚、マウスおよび方法を提供する。1つの実施形態において、上記内因性免疫グロブリン遺伝子座は、免疫グロブリン重鎖遺伝子座であり、上記改変は、雄マウスの細胞または組織のADAM6活性を低減させるまたは消去する。
1つの態様では、マウスADAM6またはそのオルソログもしくはホモログもしくは機能的断片をコードする異所性ヌクレオチド配列を含むマウスを提供する;マウスADAM6またはそのオルソログもしくはホモログもしくは機能的断片をコードする内因性ヌクレオチド配列を含み、重鎖免疫グロブリン遺伝子座の少なくとも1つの遺伝子改変を含むマウスも提供する。1つの実施形態において、マウスADAM6またはそのオルソログもしくはホモログもしくは機能的断片をコードする内因性ヌクレオチド配列は、野生型マウスの内因性ADAM6遺伝子と比較して、異所的な位置にある。
1つの態様では、内因性免疫グロブリン遺伝子座の改変を含むマウスであって、雄マウスにおいて機能的であるADAM6タンパク質またはそのオルソログもしくはホモログもしくは断片を含むマウスを作製するための方法を提供する。様々な実施形態において、上記改変は、上記内因性免疫グロブリン遺伝子座における1つまたは複数のヒトV遺伝子セグメントの挿入を含む。
1つの態様では、重鎖免疫グロブリン遺伝子座の遺伝子改変を含むマウスを作製するための方法を提供し、これらの方法の適用により、改変された重鎖免疫グロブリン遺伝子座(またはその欠失)を含む雄マウスが得られ、該雄マウスは、交配によって子孫を産生することができる。1つの実施形態において、上記雄マウスは、マウス子宮からマウス卵管を通って移行してマウス卵子を受精させることができる精子を産生できる。
1つの態様では、免疫グロブリン重鎖遺伝子座および免疫グロブリン軽鎖遺伝子座の遺伝子改変を含むマウスを作製するための方法を提供し、該重鎖遺伝子座を改変するためのこれらの方法の適用により、妊性の低減を示す雄マウスが得られ、および該マウスは、その妊性低減を全部または一部回復させる遺伝子改変を含む。様々な実施形態において、上記妊性の低減は、雄マウスの精子が、マウス子宮からマウス卵管を通って移動してマウス卵子を受精させることができないことを特徴とする。様々な実施形態において、上記妊性の低減は、in vivo移動欠陥を示す精子を特徴とする。様々な実施形態において、上記妊性の低減を全部または一部回復させる遺伝子改変は、雄マウスにおいて機能的であるマウスADAM6遺伝子またはそのオルソログもしくはホモログもしくは断片をコードする核酸配列である。
1つの実施形態において、上記遺伝子改変は、内因性免疫グロブリン重鎖可変遺伝子座の、別の種(例えば、非マウス種)の免疫グロブリン軽鎖可変遺伝子座での置き換えを含む。1つの実施形態において、上記遺伝子改変は、別の種(例えば、非マウス種)の免疫グロブリン軽鎖可変遺伝子座の内因性免疫グロブリン重鎖可変遺伝子座への挿入を含む。特定の実施形態において、上記種はヒトである。1つの実施形態において、上記遺伝子改変は、内因性免疫グロブリン重鎖可変遺伝子座の全部または一部欠失を含み、該欠失は、内因性ADAM6機能の喪失を生じさせる結果となる。特定の実施形態において、上記内因性ADAM6機能の喪失は、雄マウスにおける妊性の低減に関連する。
1つの実施形態において、上記遺伝子改変は、内因性非ヒト免疫グロブリン重鎖可変遺伝子座の全部または一部の不活性化であって、内因性ADAM6機能の喪失を生じさせる結果とならない不活性化を含む。不活性化は、内因性非ヒト遺伝子セグメントを含む抗体の重鎖をコードするように再配列することが実質的にできない内因性非ヒト免疫グロブリン重鎖遺伝子座を生じさせる結果となる1つまたは複数の内因性非ヒト遺伝子セグメントの置き換えまたは欠失を含み得る。不活性化は、上記内因性免疫グロブリン重鎖遺伝子座が、抗体の重鎖をコードするように再配列することができないようにする他の改変であって、内因性遺伝子セグメントの置き換えまたは欠失を含まない改変を含み得る。例示的改変は、分子技法を介した、例えば、部位特異的組み換え部位の正確な配置(例えば、Cre−lox技術)を使用する染色体逆位および/または転座を含む。他の例示的改変は、上記非ヒト免疫グロブリン可変遺伝子セグメントと上記非ヒト免疫グロブリン定常領域との間の作動可能な連結を無能化することを含む。
1つの実施形態において、上記遺伝子改変は、上記非ヒト動物のゲノムに、1つまたは複数の定常領域配列(例えば、IgMおよび/またはIgG遺伝子)に作動可能に連結する別の種(例えば、非マウス種)の1つまたは複数のヒトV遺伝子セグメント、および1つまたは複数のヒトJ遺伝子セグメント、および必要に応じて1つまたは複数のヒトD遺伝子セグメントを含有するDNA断片を挿入することを含む。1つの実施形態において、上記DNA断片は、上記非ヒト動物のゲノムにおいて再配列を行い、重鎖定常領域に作動可能に連結した軽鎖可変ドメインをコードする配列を形成することができる。1つの実施形態において、上記種はヒトである。1つの実施形態において、上記遺伝子改変は、ADAM6活性(例えば、コードされたタンパク質の発現および/または機能)が上記挿入を含まない非ヒト動物と同じまたは同等であるように、1つまたは複数のヒト免疫グロブリン軽鎖遺伝子セグメントの、上記非ヒト動物の内因性ADAM6遺伝子の下流または3’への挿入を含む。
1つの態様では、免疫グロブリン重鎖遺伝子座の遺伝子改変を含むマウスを作製するための方法を提供し、これらの方法の適用により、改変された重鎖免疫グロブリン遺伝子座(またはその欠失)を含む雄マウスが得られ、該雄マウスは、妊性の低減を示し、そして該マウスは、その妊性低減を全部または一部回復させる遺伝子改変を含む。様々な実施形態において、上記妊性の低減は、雄マウスの精子が、マウス子宮からマウス卵管を通って移動してマウス卵子を受精させることができないことを特徴とする。様々な実施形態において、上記妊性の低減は、in vivo移動欠陥を示す精子を特徴とする。様々な実施形態において、上記妊性の低減を全部または一部回復させる遺伝子改変は、雄マウスにおいて機能的であるマウスADAM6遺伝子またはそのオルソログもしくはホモログもしくは断片をコードする核酸配列である。
1つの実施形態において、上記遺伝子改変は、内因性免疫グロブリン重鎖可変遺伝子座を免疫グロブリン軽鎖可変遺伝子座、例えば、別の種(例えば、非マウス種)の1つもしくは複数の軽鎖可変(V)遺伝子セグメント、1つもしくは複数の重鎖多様性(D)遺伝子セグメントおよび1つもしくは複数の連結(J)遺伝子セグメント、または1つもしくは複数の軽鎖連結(J)遺伝子セグメントで置き換えることを含む。1つの実施形態において、上記遺伝子改変は、単一のオルソログ免疫グロブリン軽鎖可変遺伝子座V遺伝子セグメント、少なくとも1つのD遺伝子セグメントおよび少なくとも1つのJ遺伝子セグメント、または少なくとも1つのJ遺伝子セグメントの、内因性免疫グロブリン重鎖可変遺伝子座への挿入を含む。特定の実施形態において、上記種はヒトである。1つの実施形態において、上記遺伝子改変は、内因性免疫グロブリン重鎖可変遺伝子座の全部または一部欠失を含み、該欠失は、内因性ADAM6機能の喪失を生じさせる結果となる。特定の実施形態において、上記内因性ADAM6機能の喪失は、雄マウスにおける妊性の低減に関連する。1つの実施形態において、上記遺伝子改変は、内因性免疫グロブリン重鎖可変遺伝子座の全部または一部の不活性化を含み、その欠失は、内因性ADAM6機能の喪失を生じさせる結果とならない。不活性化は、内因性遺伝子セグメントを含む抗体の重鎖をコードするような再配列が実質的にできない内因性免疫グロブリン重鎖遺伝子座を生じる、1つまたは複数の内因性遺伝子セグメントの置き換えまたは欠失を含み得る。不活性化は、上記内因性免疫グロブリン重鎖遺伝子座を、抗体の重鎖をコードするように再配列することができないようにする他の改変を含んでもよく、該改変は、内因性遺伝子セグメントの置き換えまたは欠失を含まない。例示的な改変には、1つまたは複数の内因性定常領域と作動可能に連結していない重鎖遺伝子座を生じる染色体逆位および/または変化が挙げられる。
1つの実施形態において、上記遺伝子改変は、1つまたは複数の定常領域配列(例えば、IgM遺伝子および/またはIgG遺伝子)に作動可能に連結した別の種(例えば、非マウス種)の1つまたは複数のヒトV遺伝子セグメント、1つまたは複数のJ遺伝子セグメント、および必要に応じて1つまたは複数のD遺伝子セグメントを含有するDNA断片を上記マウスのゲノムへ挿入することを含む。様々な実施形態において、上記J遺伝子セグメントには、J遺伝子セグメントまたはJ遺伝子セグメントが挙げられる。1つの実施形態において、上記DNA断片は、抗体の重鎖をコードする配列を形成するように再配列を起こすことができ、該重鎖は、再配列した、重鎖定常領域に融合したヒト軽鎖可変遺伝子セグメントを含む。1つの実施形態において、上記遺伝子改変は、少なくとも6個、少なくとも16個、少なくとも30個、または少なくとも40個、またはそれより多くのヒトV遺伝子セグメント、および少なくとも1個または少なくとも5個のヒトJ遺伝子セグメントの上記マウスのゲノムへの挿入を含む。特定の実施形態において、上記種はヒトであり、上記遺伝子セグメントはヒトκ軽鎖遺伝子セグメントである。1つの実施形態において、上記遺伝子改変は、内因性免疫グロブリン重鎖遺伝子座を非機能的にするような、該内因性免疫グロブリン重鎖可変遺伝子座の全部または一部の欠失を含み、該欠失はさらに、内因性ADAM6機能の喪失を生じさせる結果となる。特定の実施形態において、内因性ADAM6機能の上記喪失は、雄マウスにおける妊性の低減に関連する。
1つの態様では、内因性ADAM6対立遺伝子からのマウスADAM6発現を低減させるまたは消去する改変を有する雄マウスが、内因性ADAM6機能の低減または消去に起因して、妊性低減(例えば、交配による子孫産生能力の高度低減)を示すまたは本質的に不妊性であるように、該改変を含み、さらに、異所性ADAM6配列またはそのホモログもしくはオルソログもしくは機能的断片を含む、マウスを提供する。1つの態様において、マウスADAM6発現を低減させるまたは消去する改変は、マウス免疫グロブリン遺伝子座の改変(例えば、挿入、欠失、置き換えなど)である。1つの実施形態において、上記免疫グロブリン遺伝子座は、免疫グロブリン重鎖遺伝子座である。
1つの実施形態において、ADAM6機能の低減または喪失は、マウスが、マウス子宮からマウス卵管を通って進んでマウス卵子を受精させることのできる精子を産生できないことまたは実質的に産生できないこと含む。特定の実施形態において、上記マウスの射精体積中の産生された精子細胞の少なくとも約95%、96%、97%、98%または99%は、交尾後にin vivoで卵管を通って進むことができず、マウス卵子を受精させることができない。
1つの実施形態において、ADAM6機能の低減または喪失は、上記マウスの精子細胞の表面でADAM2および/またはADAM3および/またはADAM6の複合体を形成できないことまたは実質的に形成できないことを含む。1つの実施形態において、ADAM6機能の喪失は、雌マウスとの交尾によってマウス卵子を受精させることが実質的にできないことを含む。
1つの態様において、機能的内因性ADAM6遺伝子を欠いているマウスであって、該マウスにADAM6機能性を付与するタンパク質(またはタンパク質をコードする異所性ヌクレオチド配列)を含むマウスを提供する。1つの実施形態において、上記マウスは雄マウスであり、上記機能性は、機能的内因性ADAM6遺伝子を欠いているマウスと比較して強化された妊性を含む。
1つの実施形態において、上記タンパク質は、上記マウスの生殖細胞系における免疫グロブリン遺伝子座内にあるゲノム配列によってコードされている。特定の実施形態において、上記免疫グロブリン遺伝子座は、重鎖遺伝子座である。もう1つの特定の実施形態において、上記重鎖遺伝子座は、少なくとも1つのヒトV、少なくとも1つのヒトDおよび少なくとも1つのヒトJ遺伝子セグメントを含む。もう1つの特定の実施形態において、上記重鎖遺伝子座は、少なくとも1つのヒトVおよび少なくとも1つのヒトJ遺伝子セグメントを含む。もう1つの特定の実施形態において、上記重鎖遺伝子座は、少なくとも1つのヒトV、少なくとも1つのヒトD、および少なくとも1つのヒトJを含む。もう1つの特定の実施形態において、上記重鎖遺伝子座は、少なくとも1つのヒトV、少なくとも1つのヒトD、および少なくとも1つのヒトJ遺伝子セグメントを含む。もう1つの特定の実施形態において、上記重鎖遺伝子座は、少なくとも1つのヒトVおよび少なくとも1つのヒトJ遺伝子セグメントを含む。もう1つの特定の実施形態において、上記重鎖遺伝子座は、少なくとも1つのヒトVおよび少なくとも1つのヒトJ遺伝子セグメントを含む。もう1つの特定の実施形態において、上記重鎖遺伝子座は、6つのヒトVκおよび5つのヒトJκ遺伝子セグメントを含む。もう1つの特定の実施形態において、上記重鎖遺伝子座は、16個のヒトVκおよび5個のヒトJκ遺伝子セグメントを含む。もう1つの特定の実施形態において、上記重鎖遺伝子座は、30個のヒトVκおよび5個のヒトJκ遺伝子セグメントを含む。もう1つの特定の実施形態において、上記重鎖遺伝子座は、40個のヒトVκおよび5個のヒトJκ遺伝子セグメントを含む。
1つの実施形態において、上記異所性タンパク質は、上記マウスの生殖細胞系における非免疫グロブリン遺伝子座内にあるゲノム配列によってコードされている。1つの実施形態において、上記非免疫グロブリン遺伝子座は、転写活性遺伝子座である。特定の実施形態において、上記転写活性遺伝子座は、ROSA遺伝子座である。特定の実施形態において、上記転写活性遺伝子座は、組織特異的発現と関連する。1つの実施形態において、上記組織特異的発現は、生殖組織に存在する。1つの実施形態において、上記タンパク質は、上記マウスの生殖細胞系にランダムに挿入されたゲノム配列によってコードされている。
1つの実施形態において、上記マウスは、ヒトまたはキメラヒト/マウスまたはキメラヒト/ラット軽鎖(例えば、ヒト可変、マウスまたはラット定常)とキメラヒト可変/マウスまたはラット定常重鎖とを含む。特定の実施形態において、上記マウスは、転写活性プロモーター、例えばROSA26プロモーター、に作動可能に連結しているキメラヒト可変/ラットまたはマウス定常軽鎖遺伝子を含む導入遺伝子を含む。さらなる特定の実施形態において、上記キメラヒト/マウスまたはラット軽鎖導入遺伝子は、上記マウスの生殖細胞系内に再配列ヒト軽鎖可変領域配列を含む。
1つの実施形態において、上記異所性ヌクレオチド配列は、上記マウスの生殖細胞系における免疫グロブリン遺伝子座内にある。特定の実施形態において、上記免疫グロブリン遺伝子座は、重鎖遺伝子座である。1つの実施形態において、上記重鎖遺伝子座は、少なくとも1つのヒトVおよび少なくとも1つのヒトJ遺伝子セグメントを含む。特定の実施形態において、上記重鎖遺伝子座は、少なくとも6個で、最高40個までのヒトVκ遺伝子セグメント、および5個のヒトJκ遺伝子セグメントを含む。1つの実施形態において、上記異所性ヌクレオチド配列は、上記マウスの生殖細胞系における非免疫グロブリン遺伝子座内にある。1つの実施形態において、上記非免疫グロブリン遺伝子座は、転写活性遺伝子座である。特定の実施形態において、上記転写活性遺伝子座は、ROSA26遺伝子座である。1つの実施形態において、上記異所性ヌクレオチド配列は、上記マウスの生殖細胞系にランダムに挿入された位置にある。
1つの態様では、機能的内因性ADAM6遺伝子を欠いているマウスであって、マウスADAM6機能の喪失を補う異所性ヌクレオチド配列を含むマウスを提供する。1つの実施形態において、上記異所性ヌクレオチド配列は、上記マウスに、機能的内因性ADAM6遺伝子を含有する対応する野生型マウスに匹敵する子孫産生能力を付与する。1つの実施形態において、上記配列は、上記マウスの精子細胞の表面でADAM2および/またはADAM3および/またはADAM6の複合体を形成する能力を、上記マウスに付与する。1つの実施形態において、上記配列は、上記マウスに、マウス子宮からマウス卵管を通ってマウス卵子へと進んで該卵子を受精させる能力を付与する。
1つの実施形態において、上記機能的内因性ADAM6遺伝子を欠き、上記異所性ヌクレオチド配列を含む上記マウスは、同じ年齢および系統の野生型マウスが6ヶ月の期間に産生する同腹子の数の少なくとも約50%、60%、70%、80%または90%の数の同腹子を産生する。
1つの実施形態において、上記機能的内因性ADAM6遺伝子を欠き、上記異所性ヌクレオチド配列を含む上記マウスは、6ヶ月に期間にわたって交配させたとき、実質的に同じ期間にわたって実質的に同じ条件下で交配させた、該機能的内因性ADAM6遺伝子を欠き該異所性ヌクレオチド配列を欠いている同じ年齢および同じまたは類似系統のマウスに比べて、少なくとも約1.5倍、約2倍、約2.5倍、約3倍、約4倍、約6倍、約7倍、約8倍または約10以上後代を産生する。
1つの実施形態において、上記機能的内因性ADAM6遺伝子を欠き、上記異所性ヌクレオチド配列を含む上記マウスは、4または6ヶ月の交配期間中に、該機能的内因性ADAM6遺伝子を欠いており該異所性ヌクレオチド配列を欠く、同じ期間交配させたマウスより、同腹子あたり平均少なくとも約2倍、3倍、4倍多い数の子を産生する。
1つの実施形態において、上記機能的内因性ADAM6遺伝子を欠き、上記異所性ヌクレオチド配列を含む上記マウスは雄マウスであり、該雄マウスは、交尾後約5〜6時間の時点で卵管から回収したとき、該機能的内因性ADAM6遺伝子を欠いており該異所性ヌクレオチド配列を欠くマウスに比べて少なくとも10倍、少なくとも20倍、少なくとも30倍、少なくとも40倍、少なくとも50倍、少なくとも60倍、少なくとも70倍、少なくとも80倍、少なくとも90倍、100倍、110倍または120倍以上である卵管移動を表わす精子を産生する。
1つの実施形態において、上記機能的内因性ADAM6遺伝子を欠き、上記異所性ヌクレオチド配列を含む上記マウスは、雌マウスと交尾させたとき、野生型マウスからの精子にほぼ等しい効率で約6時間以内に子宮を通過して卵管に入って卵管を通り抜けることができる精子を産生する。
1つの実施形態において、上記機能的内因性ADAM6遺伝子を欠き、上記異所性ヌクレオチド配列を含む上記マウスは、該機能的ADAM6遺伝子を欠いており該異所性ヌクレオチド配列を欠くマウスに比べて、匹敵する期間内に約1.5倍、約2倍、約3倍または約4倍以上の同腹子を産生する。
1つの態様では、免疫グロブリンタンパク質をコードする非マウス核酸配列をその生殖細胞系内に含むマウスを提供し、上記非マウス免疫グロブリン配列は、マウスADAM6遺伝子またはそのホモログもしくはオルソログもしくは機能的断片の挿入を含む。1つの実施形態において、上記非マウス免疫グロブリン配列は、ヒト免疫グロブリン配列を含む。1つの実施形態において、上記配列は、ヒト免疫グロブリン重鎖配列を含む。1つの実施形態において、上記配列は、ヒト免疫グロブリン軽鎖配列を含む。1つの実施形態において、上記配列は、ヒト軽鎖配列と隣接したヒト重鎖配列を含む。1つの実施形態において、上記配列は、1つまたは複数のV遺伝子セグメント、1つまたは複数のD遺伝子セグメントおよび1つまたは複数のJ遺伝子セグメントを含む;1つの実施形態において、上記配列は、1つまたは複数のV遺伝子セグメントおよび1つまたは複数のJ遺伝子セグメントを含む。1つの実施形態において、上記1つまたは複数のV、DおよびJ遺伝子セグメント、または1つまたは複数のVおよびJ遺伝子セグメントは、未再配列である。1つの実施形態において、上記1つまたは複数のV、DおよびJ遺伝子セグメント、または1つまたは複数のVおよびJ遺伝子セグメントは、再配列される。1つの実施形態において、上記1つまたは複数のV、DおよびJ遺伝子セグメント、または1つまたは複数のVおよびJ遺伝子セグメントの再配列後、上記マウスは、マウスADAM6遺伝子またはそのホモログもしくはオルソログもしくは機能的断片をコードする少なくとも1つの核酸配列をそのゲノム内に含む。1つの実施形態において、再配列後、上記マウスは、マウスADAM6遺伝子またはそのホモログもしくはオルソログもしくは機能的断片をコードする少なくとも2つの核酸配列をそのゲノム内に含む。1つの実施形態において、再配列後、上記マウスは、マウスADAM6遺伝子またはそのホモログもしくはオルソログもしくは機能的断片をコードする少なくとも1つの核酸配列をそのゲノム内に含む。1つの実施形態において、上記マウスは、上記ADAM6遺伝子またはそのホモログもしくはオルソログもしくは機能的断片をB細胞内に含む。1つの実施形態において、上記マウスは、上記ADAM6遺伝子またはそのホモログもしくはオルソログもしくは機能的断片を非B細胞内に含む。
1つの態様では、ヒト免疫グロブリン重鎖可変領域またはその機能的断片を内因性免疫グロブリン重鎖遺伝子座から発現するマウスであって、雄マウスにおいて機能的であるADAM6活性を含むマウスを提供する。1つの実施形態において、上記重鎖遺伝子座は、1つまたは複数のヒトV遺伝子セグメントおよび1つまたは複数のJ遺伝子セグメント、および必要に応じて、1つまたは複数のD遺伝子セグメントを含む。1つの実施形態において、上記重鎖遺伝子座は、少なくとも6個のヒトVκ遺伝子セグメントおよび5個のヒトJκ遺伝子セグメントを含む。1つの実施形態において、上記重鎖遺伝子座は、少なくとも16個のヒトVκ遺伝子セグメントおよび5個のヒトJκ遺伝子セグメントを含む。1つの実施形態において、上記重鎖遺伝子座は、少なくとも30個のヒトVκ遺伝子セグメントおよび5個のヒトJκ遺伝子セグメントを含む。1つの実施形態において、上記重鎖遺伝子座は、少なくとも40個のヒトVκ遺伝子セグメントおよび5個のヒトJκ遺伝子セグメントを含む。
1つの態様では、ヒト免疫グロブリン軽鎖可変領域またはその機能的断片を内因性免疫グロブリン重鎖遺伝子座から発現するマウスであって、雄マウスにおいて機能的であるADAM6活性を含むマウスを提供する。
1つの実施形態において、上記雄マウスは、単一の未改変内因性ADAM6対立遺伝子またはそのオルソログもしくは(of)ホモログもしくは機能的断片を内因性ADAM6遺伝子座に含む。
1つの実施形態において、上記雄マウスは、ADAM6機能を付与するタンパク質をコードする異所性マウスADAM6配列またはそのホモログもしくはオルソログもしくは機能的断片を含む。
1つの実施形態において、上記雄マウスは、内因性ADAM6対立遺伝子の場所に近いマウスゲノム内の場所(例えば、最後のV遺伝子セグメント配列の3’および最初のJ遺伝子セグメントの5’)にADAM6配列またはそのホモログもしくはオルソログもしくは機能的断片を含む。
1つの実施形態において、上記雄マウスは、内因性ADAM6対立遺伝子の場所とは異なるマウスゲノム内の場所(例えば、V遺伝子遺伝子座の最も5’のV遺伝子セグメント配列の5’)にADAM6配列またはそのホモログもしくはオルソログもしくは機能的断片を含む。
1つの実施形態において、上記雄マウスは、免疫グロブリンV遺伝子セグメントおよび/または免疫グロブリンJ遺伝子セグメントをコードする核酸配列の(ADAM6配列の転写方向に関して)上流、下流、または上流および下流に隣接するADAM6配列またはそのホモログもしくはオルソログもしくは機能的断片を含む。特定の実施形態において、上記免疫グロブリンVおよびJ遺伝子セグメントは、ヒト遺伝子セグメントである。1つの実施形態において、上記免疫グロブリンV遺伝子セグメントおよびJ遺伝子セグメントは、ヒト遺伝子セグメントであり、マウスにおいて機能的なマウスADAM6またはそのオルソログもしくはホモログもしくは断片をコードする配列は、ヒトV遺伝子セグメントとJ遺伝子セグメントとの間にある;1つの実施形態において、上記マウスは、2つ以上のヒトV遺伝子セグメントを含み、上記配列は、最も5’のヒトV遺伝子セグメントの5’の位置にある;1つの実施形態において、上記マウスは、2つ以上のヒトV遺伝子セグメントを含み、上記配列は、上記最後のV遺伝子セグメントと最後から二番目のV遺伝子セグメントとの間の位置にある;1つの実施形態において、上記マウスは、複数のヒトV遺伝子セグメントを含み、上記配列は、最も5’のヒトV遺伝子セグメントの上流の位置にある;1つの実施形態において、上記マウスは、D遺伝子セグメントをさらに含み、上記配列は、最も3’のV遺伝子セグメントおよび最も5’のD遺伝子セグメントの次に来る位置にあり、1つの実施形態において、上記配列は、V遺伝子セグメントとJ遺伝子セグメントとの間の位置にある。
1つの実施形態において、上記ヒトV遺伝子セグメントは、軽鎖V遺伝子セグメントである。特定の実施形態において、上記軽鎖V遺伝子セグメントは、Vκ遺伝子セグメントである。もう1つの特定の実施形態において、上記軽鎖V遺伝子セグメントは、Vλ遺伝子セグメントである。1つの実施形態において、上記J遺伝子セグメントは、J遺伝子セグメントおよびJ遺伝子セグメントから選択される。特定の実施形態において、上記J遺伝子セグメントは、Jκ遺伝子セグメントである。もう1つの特定の実施形態において、上記J遺伝子セグメントは、Jλ遺伝子セグメントである。
1つの実施形態において、上記雄マウスは、野生型雄マウスと同じまたは実質的に同じ内因性免疫グロブリン遺伝子座内の位置に配置されるADAM6配列またはそのホモログもしくはオルソログもしくは機能的断片を含む。特定の実施形態において、上記内因性遺伝子座は、抗体の重鎖可変領域であって、内因性非ヒト遺伝子セグメントを含み、またはそれに由来する可変領域をコードすることができない。特定の実施形態において、上記内因性遺伝子座は、上記遺伝子座の上記重鎖遺伝子セグメントが上記雄マウスにおいて抗体の重鎖可変領域をコードできないようにした該雄マウスのゲノムの位置に置かれる。様々な実施形態において、上記雄マウスは、ヒト免疫グロブリン遺伝子セグメントと同じ染色体上に位置するADAM6配列を含み、上記ADAM6配列は、機能的ADAM6タンパク質をコードする。
1つの態様では、非機能的内因性ADAM6遺伝子、または内因性ADAM6遺伝子の欠失をその生殖細胞系内に含む雄マウスを提供し、該マウスの精子細胞は、雌マウスの卵管を通過することができ、卵子を受精させることができる。1つの実施形態において、上記マウスは、雄マウスにおいて機能的であるマウスADAM6遺伝子またはそのオルソログもしくはホモログもしくは機能的断片の染色体外コピーを含む。1つの実施形態において、上記マウスは、雄マウスにおいて機能的である異所性マウスADAM6遺伝子またはそのオルソログもしくはホモログもしくは機能的断片を含む。
1つの態様では、機能的内因性ADAM6遺伝子および内因性免疫グロブリン重鎖遺伝子座に対する改変を含む雄マウスを提供する。1つの実施形態において、上記改変は、上記内因性ADAM6遺伝子または遺伝子座の下流または3’で作製される。1つの実施形態において、上記改変は、1つまたは複数の内因性免疫グロブリン重鎖遺伝子セグメントの、1つまたは複数のヒト免疫グロブリン軽鎖遺伝子セグメントによる置き換えである。1つの実施形態において、上記改変は、1つまたは複数のヒト免疫グロブリン軽鎖遺伝子セグメントの、内因性免疫グロブリン重鎖定常領域遺伝子の上流への挿入である。
1つの態様において、内因性ADAM6機能を低減させる遺伝子改変を含むマウスであって、全部もしくは一部機能的である内因性未改変対立遺伝子(例えば、ヘテロ接合体)によってあるいは雄マウスにおいて機能的であるADAM6またはそのオルソログもしくはホモログもしくは機能的断片をコードする異所性配列からの発現によってもたらされる、少なくともいくらかのADAM6機能性を含むマウスを提供する。様々な実施形態において、上記ADAM6またはそのオルソログもしくはホモログもしくは機能的断片は、配列番号1、配列番号2、またはそれらの組み合わせに示されたADAM6タンパク質をコードする核酸配列を含む。
1つの実施形態において、上記マウスは、機能的ADAM6を欠いている雄マウスと比較して、交配により子孫を産生する能力を雄マウスに付与するのに十分なADAM6機能を含む。1つの実施形態において、上記ADAM6機能は、マウスADAM6またはそのホモログもしくはオルソログもしくは機能的断片をコードする異所性ヌクレオチド配列の存在によって付与される。1つの実施形態において、上記ADAM6機能は、内因性免疫グロブリン遺伝子座に存在する内因性ADAM6遺伝子により付与され、ここで、上記マウスは、内因性免疫グロブリン重鎖遺伝子座セグメントを含む抗体を発現することができない。雄マウスにおいて機能的であるADAM6ホモログもしくはオルソログまたはその断片としては、十分な内因性ADAM6活性を欠く雄マウスにおいて観察される子孫産生能力の喪失、例えば、ADAM6ノックアウトマウスにおいて観察される能力の喪失を全部または一部回復させるものが挙げられる。この意味で、ADAM6ノックアウトマウスには、内因性遺伝子座またはその断片を含むが機能的でない、すなわち、ADAM6(ADAM6aおよび/もしくはADAM6b)をまったく発現しない、または野生型雄マウスの本質的に正常な子孫産生能力を支持するのに不十分であるレベルでADAM6(ADAM6aおよび/もしくはADAM6b)を発現するマウスが含まれる。機能の喪失は、例えば、上記遺伝子座の構造遺伝子(すなわちADAM6aもしくはADAM6bコーディング領域)の改変、または上記遺伝子座の調節領域(例えば、ADAM6a遺伝子に対して5’のまたはADAM6aもしくはADAM6bコーディング領域の3’の配列であって、ADAM6遺伝子の転写、ADAM6 RNAの発現またはADAM6タンパク質の発現を全部または一部制御する配列)の改変に起因し得る。様々な実施形態において、雄マウスにおいて機能的であるオルソログもしくはホモログまたはその断片は、雄マウスの精子(または雄マウスの射精液中の大部分の精子細胞)がマウス卵管を通過してマウス卵子を受精させることを可能にするものである。
1つの実施形態において、上記ヒト免疫グロブリン可変領域またはその機能的断片を発現する雄マウスは、雌マウスとの交配により子孫を産生する能力を該雄マウスに付与するのに十分なADAM6活性を含み、1つの実施形態において、雌マウスと交配するとき、上記雄マウスは、1つまたは2つの内因性未改変ADAM6対立遺伝子を有するマウスの子孫産生能力の、1つの実施形態では少なくとも25%、1つの実施形態では少なくとも30%、1つの実施形態では少なくとも40%、1つの実施形態では少なくとも50%、1つの実施形態では少なくとも60%、1つの実施形態では少なくとも70%、1つの実施形態では少なくとも80%、1つの実施形態では少なくとも90%、および1つの実施形態では該マウスの子孫産生能力とほぼ同じである、子孫産生能力を示す。
1つの実施形態において、雄マウスは、該雄マウスからの精子細胞が雌マウス卵巣を通り抜けることおよびマウス卵子を受精させることを可能にするために十分なADAM6(またはそのオルソログもしくはホモログもしくは機能的断片)を発現する。
1つの実施形態において、上記ADAM6機能性は、マウス染色体配列に隣接する核酸配列によって付与される(例えば、上記核酸は、マウス染色体にランダムに組み込まれている;または例えば、上記核酸を特定の場所にターゲティングすることにより、例えば部位特異的リコンビナーゼ媒介(例えば、Cre媒介)挿入もしくは相同組換えにより、特定の場所に配置されている)。1つの実施形態において、上記ADAM6配列は上記マウスの染色体とは異なる核酸上に存在する(例えば、上記ADAM6配列は、エピソーム上に、すなわち染色体外に、例えば、発現構築物、ベクター、YAC、導入染色体などに存在する)。
1つの態様では、内因性重鎖免疫グロブリン遺伝子座の改変を含む遺伝子改変マウスおよび細胞を提供し、該マウスは、免疫グロブリン軽鎖配列の少なくとも一部分、例えば、ヒト配列の少なくとも一部分を発現し、該マウスは、雄マウスにおいて機能的であるADAM6活性を含む。1つの実施形態において、上記改変は、上記マウスのADAM6活性を低減させるまたは根絶する。1つの実施形態では、上記マウスは、ADAM6活性をコードする両方の対立遺伝子が、不在であるように、または雄マウスにおいて正常交配を支持するように実質的に機能しないADAM6を発現するように、改変される。1つの実施形態において、上記マウスは、マウスADAM6またはそのオルソログもしくはホモログもしくは機能的断片をコードする異所性核酸配列をさらに含む。1つの実施形態において、上記改変は、上記マウスのADAM6活性を維持し、内因性免疫グロブリン重鎖遺伝子座が、抗体の重鎖をコードすることができないようにする。特定の実施形態において、上記改変は、上記内因性免疫グロブリン重鎖遺伝子座が、抗体の重鎖可変領域をコードするように再配列することができないようにする染色体逆位およびまたは(and or)転座を含む。
1つの態様では、内因性免疫グロブリン重鎖遺伝子座の改変を含む遺伝子改変マウスおよび細胞を提供し、該改変は、該遺伝子座のADAM6配列から発現するADAM6活性を低減させるまたは消去するものであり、および該マウスは、ADAM6タンパク質またはそのオルソログもしくはホモログもしくは機能的断片を含む。様々な実施形態において、上記ADAM6タンパク質またはその断片は、異所性ADAM6配列によってコードされている。様々な実施形態において、上記ADAM6タンパク質またはその断片は、内因性ADAM6対立遺伝子から発現する。様々な実施形態において、上記マウスは、第一の重鎖対立遺伝子からの機能的ADAM6の発現を低減させるまたは消去する第一の改変を含む第一の重鎖対立遺伝子と、第二の重鎖対立遺伝子からの機能的ADAM6の発現を実質的に低減させないまたは消去しない第二の改変を含む第二の重鎖対立遺伝子とを含む。
様々な実施形態において、上記改変は、1つまたは複数のヒト免疫グロブリン軽鎖遺伝子セグメントの、内因性免疫グロブリン重鎖定常領域遺伝子の上流、または5’への挿入である。様々な実施形態において、上記改変は、上記内因性免疫グロブリン重鎖遺伝子座に配置される上記内因性ADAM6遺伝子を維持する。
1つの実施形態において、上記第二の改変は、最後のマウスV遺伝子グメントの(マウスV遺伝子セグメントの転写方向性を基準にして)3’にあり、およびマウス(またはキメラヒト/マウス)免疫グロブリン重鎖定常遺伝子またはその断片(例えば、ヒトおよび/またはマウス:C1および/またはヒンジおよび/またはC2および/またはC3をコードする核酸配列)の(定常配列の転写方向性を基準にして)5’にある。
1つの実施形態において、上記改変は、第一のADAM6対立遺伝子をコードする第一の遺伝子座の第一の免疫グロブリン重鎖対立遺伝子におけるものであり、および上記ADAM6機能は、機能的ADAM6をコードする第二の遺伝子座の第二の免疫グロブリン重鎖対立遺伝子での内因性ADAM6の発現の結果として生じ、上記第二の免疫グロブリン重鎖対立遺伝子は、V、Dおよび/またはJ遺伝子セグメントの少なくとも1つの改変を含む。特定の実施形態において、上記V、DおよびまたはJ遺伝子セグメントの上記少なくとも1つの改変は、欠失、ヒトV、Dおよび/またはJ遺伝子セグメントでの置き換え、ラクダ科動物V、Dおよび/またはJ遺伝子セグメントでの置き換え、ヒト化またはラクダ化V、Dおよび/またはJ遺伝子セグメントでの置き換え、重鎖配列の軽鎖配列での置き換え、ならびにその組み合わせである。1つの実施形態において、上記少なくとも1つの改変は、上記重鎖遺伝子座における1つまたは複数の重鎖V、Dおよび/またはJ遺伝子セグメントの欠失ならびに1つまたは複数の軽鎖Vおよび/またはJ遺伝子セグメント(例えば、ヒト軽鎖Vおよび/またはJ遺伝子セグメント)での置き換えである。
1つの実施形態において、上記改変は、第一の遺伝子座の第一の免疫グロブリン重鎖対立遺伝子、および第二の遺伝子座の第二の免疫グロブリン重鎖対立遺伝子におけるものであり、上記ADAM6機能は、上記マウスの生殖細胞系における非免疫グロブリン遺伝子座での異所性ADAM6発現の結果として生ずる。特定の実施形態において、上記非免疫グロブリン遺伝子座は、ROSA26遺伝子座である。特定の実施形態において、上記非免疫グロブリン遺伝子座は、生殖組織において転写活性である。
1つの実施形態において、上記改変は、第一の遺伝子座の第一の免疫グロブリン重鎖対立遺伝子および第二の遺伝子座の第二の免疫グロブリン重鎖対立遺伝子におけるものであり、上記ADAM6機能は、上記マウスの生殖細胞系における内因性ADAM6遺伝子の結果として生ずる。特定の実施形態において、上記内因性ADAM6遺伝子は、マウス免疫グロブリン重鎖遺伝子セグメントのそばに並列される。
1つの実施形態において、上記改変は、第一の遺伝子座の第一の免疫グロブリン重鎖対立遺伝子および第二の遺伝子座の第二の免疫グロブリン重鎖対立遺伝子におけるものであり、上記ADAM6機能は、上記第一の免疫グロブリン重鎖対立遺伝子での異所性ADAM6配列の発現の結果として生ずる。1つの実施形態において、上記改変は、第一の遺伝子座の第一の免疫グロブリン重鎖対立遺伝子および第二の遺伝子座の第二の免疫グロブリン重鎖対立遺伝子におけるものであり、上記ADAM6機能または活性は、上記第二の免疫グロブリン重鎖対立遺伝子での異所性ADAM6の発現の結果として生ずる。
1つの態様では、ADAM6のヘテロ接合またはホモ接合ノックアウトを含むマウスを提供する。1つの実施形態において、上記マウスは、ヒトもしくはヒト化免疫グロブリン配列またはラクダ科動物もしくはラクダ化ヒトもしくはマウス免疫グロブリン配列である、改変免疫グロブリン配列をさらに含む。1つの実施形態において、上記改変免疫グロブリン配列は、内因性免疫グロブリン重鎖遺伝子座に存在する。1つの実施形態において、上記改変免疫グロブリン配列は、内因性免疫グロブリン重鎖遺伝子座にヒト軽鎖可変領域配列を含む。1つの実施形態において、上記ヒト軽鎖可変領域配列は、上記内因性免疫グロブリン重鎖遺伝子座の内因性重鎖可変配列を置き換える。1つの実施形態において、上記改変免疫グロブリン配列は、内因性免疫グロブリン重鎖遺伝子座にヒトκ軽鎖可変領域配列を含む。1つの実施形態において、上記改変免疫グロブリン配列は、内因性免疫グロブリン重鎖遺伝子座にヒトλ軽鎖可変領域配列を含む。
1つの態様では、内因性ADAM6遺伝子座から機能的内因性ADAM6を発現できないマウスを提供する。1つの実施形態において、上記マウスは、該マウスにおいて機能的であるADAM6またはその機能的断片をコードする異所性核酸配列を含む。特定の実施形態において、上記異所性核酸配列は、ADAM6ノックアウトに関してホモ接合性である雄マウスによって示される子孫産生能力の喪失をレスキューするタンパク質をコードする。特定の実施形態において、上記異所性核酸配列は、マウスADAM6タンパク質をコードする。
1つの態様では、機能的内因性ADAM6遺伝子座を欠いているマウスであって、該マウスにADAM6機能を付与する異所性核酸配列を含むマウスを提供する。1つの実施形態において、上記核酸配列は、内因性ADAM6配列またはその機能的断片を含む。1つの実施形態において、上記内因性ADAM6配列は、野生型マウスにおける最も3’側の(the 3’−most)マウス免疫グロブリン重鎖V遺伝子セグメント(V)と最も5’側の(the 5’−most)マウス免疫グロブリン重鎖D遺伝子セグメント(D)の間にあるADAM6aおよびADAM6bコード配列を含む。
1つの実施形態において、上記核酸配列は、マウスADAM6aもしくはその機能的断片をコードする配列、および/またはマウスADAM6bもしくはその機能的断片をコードする配列を含み、該ADAM6aおよび/もしくはADAM6bまたはその機能的断片(単数もしくは複数)は、プロモーターに作動可能に連結している。1つの実施形態において、上記プロモーターは、ヒトプロモーターである。1つの実施形態において、上記プロモーターは、マウスADAM6プロモーターである。特定の実施形態において、上記ADAM6プロモーターは、最も5’側のマウスD遺伝子セグメントに最も近い第一のADAM6遺伝子の第一コドンと、最も5’側のD遺伝子セグメントの組換えシグナル配列との間にある配列を含み、この場合の5’は、マウス免疫グロブリン遺伝子の転写方向に関して示される。1つの実施形態において、上記プロモーターは、ウイルスプロモーターである。特定の実施形態において、上記ウイルスプロモーターは、サイトメガロウイルス(CMV)プロモーターである。1つの実施形態において、上記プロモーターは、ユビキチンプロモーターである。
1つの実施形態において、上記プロモーターは、誘導性プロモーターである。1つの実施形態において、上記誘導性プロモーターは、非生殖組織での発現を調節する。1つの実施形態において、上記誘導性プロモーターは、生殖組織での発現を調節する。特定の実施形態において、上記マウスADAM6aおよび/もしくはADAM6b配列またはその機能的断片(単数もしくは複数)の発現は、生殖組織において誘導性プロモーターによって発生調節される。
1つの実施形態において、上記マウスADAM6aおよび/またはADAM6bは、配列番号1のADAM6aおよび/または配列番号2の配列(sequence SEQ ID NO:2)のADAM6bから選択される。
1つの実施形態において、上記マウスADAM6プロモーターは、配列番号3のプロモーターである。特定の実施形態において、上記ADAM6プロモーターは、ADAM6aの第一コドンの(ADAM6aの転写方向に関して)直ぐ上流の配列番号3の核酸配列であって、ADAM6コーディング領域の上流の配列番号3の端にわたる(extending)核酸配列を含む。もう1つの特定の実施形態において、上記ADAM6プロモーターは、ADAM6aの開始コドンの上流約5から約20ヌクレオチド以内からADAM6aの開始コドンの約0.5kb、1kb、2kbまたは3kb以上上流にわたる断片である。
1つの実施形態において、上記核酸配列は、ADAM6欠如のため不妊性であるまたは妊性が低いマウスの体内に配置されたとき、妊性を向上させるまたは妊性をほぼ野生型の妊性に回復させる、配列番号3またはその断片を含む。1つの実施形態において、配列番号3またはその断片は、雌マウス卵管を通過してマウス卵子を受精させることができる精子細胞を産生する能力を雄マウスに付与する。
1つの実施形態において、上記マウスADAM6プロモーターは、配列番号4のプロモーターである。特定の実施形態において、上記ADAM6プロモーターは、ADAM6aの第一コドンの(ADAM6aの転写方向に関して)直ぐ上流の配列番号4の核酸配列であって、ADAM6コーディング領域の上流の配列番号4の端にわたる(extending)核酸配列を含む。もう1つの特定の実施形態において、上記ADAM6プロモーターは、ADAM6aの開始コドンの上流約5から約20ヌクレオチド以内からADAM6aの開始コドンの約0.5kb、1kb、2kbまたは3kb以上上流にわたる断片である。
1つの実施形態において、上記核酸配列は、ADAM6欠如のため不妊性であるまたは妊性が低いマウスの体内に配置されたとき、妊性を向上させるまたは妊性をほぼ野生型の妊性に回復させる、配列番号4またはその断片を含む。1つの実施形態において、配列番号4またはその断片は、雌マウス卵管を通過してマウス卵子を受精させることができる精子細胞を産生する能力を雄マウスに付与する。
1つの実施形態において、上記マウスADAM6プロモーターは、配列番号5のプロモーターである。特定の実施形態において、上記マウスADAM6プロモーターは、ADAM6aの第1コドンの(ADAM6aの転写方向に関して)直ぐ上流の配列番号5の核酸配列を含み、ADAM6コーディング領域の上流の配列番号5の末端までわたる。もう1つの特定の実施形態において、上記ADAM6プロモーターは、ADAM6aの開始コドンの上流の約5ヌクレオチド〜約20ヌクレオチド以内からADAM6aの開始コドンの約0.5kb、1kb、2kbまたは3kb以上上流にわたる断片である。
1つの実施形態において、上記核酸配列は、ADAM6欠如のため不妊性であるまたは妊性が低いマウスの体内に配置されたとき、妊性を向上させるまたは妊性をほぼ野生型の妊性に回復させる、配列番号5またはその断片を含む。1つの実施形態において、配列番号5またはその断片は、雌マウス卵管を通過してマウス卵子を受精させることができる精子細胞を産生する能力を雄マウスに付与する。
様々な実施形態において、上記マウスにADAM6機能を付与する異所性核酸配列は、1つまたは複数のADAM6タンパク質をコードし、該1つまたは複数のADAM6タンパク質は、配列番号1、配列番号2、またはそれらの組み合わせを含む。
様々な実施形態において、上記異所性核酸配列は、配列番号3、配列番号4、および配列番号5から選択される配列を含み、該異所性核酸配列は、該異所性核酸配列によってコードされる1つまたは複数のADAM6タンパク質によって上記マウスにADAM6機能を付与する。
1つの実施形態において、上記核酸配列は、マウスの体内に配置され、またはマウスにおいて維持されたとき、野生型マウスと同じまたは同等の妊性のレベルを生ずる、ADAM6遺伝子またはそのホモログもしくはオルソログもしくは機能的断片をコードする任意の配列である。妊性の例示的レベルは、雄マウスの、雌マウス卵管を通過してマウス卵子を受精させることができる精子細胞を産生する能力により実証され得る。
1つの態様では、ADAM6タンパク質をコードする内因性ヌクレオチド配列の欠失と、内因性V遺伝子セグメントの、ヒトV遺伝子セグメントでの置き換えと、雄マウスにおいて機能的であるマウスADAM6タンパク質またはそのオルソログもしくはホモログもしくは断片をコードする異所性ヌクレオチド配列とを含むマウスを提供する。
1つの態様では、ADAM6タンパク質をコードする内因性ヌクレオチド配列の欠失と、内因性V遺伝子セグメントの、ヒトV遺伝子セグメントでの置き換えと、雄マウスにおいて機能的であるマウスADAM6タンパク質またはそのオルソログもしくはホモログもしくは断片をコードする異所性ヌクレオチド配列とを含むマウスを提供する。1つの実施形態において、上記ヒトV遺伝子セグメントは、Vκ遺伝子セグメントである。1つの実施形態において、上記V遺伝子セグメントは、Vλ遺伝子セグメントである。
1つの実施形態において、上記マウスはさらに、ヒトJ遺伝子セグメントを含み、雄マウスにおいて機能的であるマウスADAM6タンパク質またはそのオルソログもしくはホモログもしくは断片をコードする異所性ヌクレオチド配列は、ヒトV遺伝子セグメントと該ヒトJ遺伝子セグメントの間に位置する。1つの実施形態において、上記マウスは、1つまたは複数のヒトV遺伝子セグメント、および1つまたは複数のV遺伝子セグメントを含み、雄マウスにおいて機能的であるマウスADAM6タンパク質またはそのオルソログもしくはホモログもしくは断片をコードする異所性ヌクレオチド配列は、該1つまたは複数のヒトV遺伝子セグメントの上流(または5’側)に位置する。特定の実施形態において、上記ヒトVおよびJ遺伝子セグメントは、VκおよびJκ遺伝子セグメントである。
1つの実施形態において、上記マウスは、内因性ADAM6遺伝子を含む内因性免疫グロブリン遺伝子座ヌクレオチド配列の欠失を含む免疫グロブリン重鎖遺伝子座を含み、1つまたは複数のヒト免疫グロブリン遺伝子セグメントをコードするヌクレオチド配列を含み、および上記マウスADAM6タンパク質をコードする異所性ヌクレオチド配列は、該1つまたは複数のヒト免疫グロブリン遺伝子セグメントをコードするヌクレオチド配列内にある、または該1つまたは複数のヒト免疫グロブリン遺伝子セグメントをコードするヌクレオチド配列に直接隣接する。
1つの実施形態において、上記マウスは、1つまたは複数のヒトV遺伝子セグメントをコードするヌクレオチド配列でのすべてのまたは実質的にすべての内因性V遺伝子セグメントの置き換えを含み、上記マウスADAM6タンパク質をコードする異所性ヌクレオチド配列は、該1つまたは複数のヒトV遺伝子セグメントをコードするヌクレオチド配列内にあるか、該1つまたは複数のヒトV遺伝子セグメントをコードするヌクレオチド配列に直接隣接する。1つの実施形態において、上記マウスは、内因性D遺伝子遺伝子座における1つまたは複数の内因性D遺伝子セグメントの、1つまたは複数のヒトVおよび/またはヒトJ遺伝子セグメントでの置き換えをさらに含む。1つの実施形態において、上記マウスは、内因性J遺伝子遺伝子座における1つまたは複数の内因性J遺伝子セグメントの、1つまたは複数のヒトJ遺伝子セグメントでの置き換えをさらに含む。1つの実施形態において、上記マウスは、すべてのまたは実質的にすべての内因性V、DおよびJ遺伝子セグメントの置き換え、ならびに内因性V、DおよびJ遺伝子遺伝子座における、ヒトVおよびJ遺伝子セグメントでの置き換えを含み、この場合のマウスは、マウスADAM6タンパク質をコードする異所性配列を含む。1つの実施形態において、上記マウスは、1つまたは複数のヒトVおよびJ遺伝子セグメントの、内因性免疫グロブリン重鎖遺伝子座での挿入を含み、上記マウスは、該マウスにおいて機能的であるADAM6遺伝子を含む。特定の実施形態において、上記ヒトVおよびJ遺伝子セグメントは、VκおよびJκ遺伝子セグメントである。特定の実施形態において、上記マウスADAM6タンパク質をコードする異所性配列は、存在するヒトV遺伝子セグメントの最も3’側の末端から二番目のV遺伝子セグメントと、存在するヒトJ遺伝子セグメントの最終(ultimate)の最も5’側のJ遺伝子セグメントとの間に配置される。特定の実施形態において、上記マウスADAM6タンパク質をコードする異所性配列は、存在する上記ヒトV遺伝子セグメントの最も5’側のV遺伝子セグメントの上流(または5’側)に配置される。特定の実施形態において、上記マウスは、すべてのまたは実質的にすべてのマウスV遺伝子セグメントの欠失、および少なくとも40のヒトV遺伝子セグメントでの置き換えを含み、上記マウスADAM6タンパク質をコードする異所性ヌクレオチド配列は、ヒトVκ4−1遺伝子セグメントかつヒトJκ1遺伝子セグメントの上流に配置されている。特定の実施形態において、上記マウスは、すべてのまたは実質的にすべてのマウスV遺伝子セグメントの欠失、および少なくとも40個のヒトV遺伝子セグメントでの置き換えを含み、上記マウスADAM6タンパク質をコードする異所性ヌクレオチド配列は、ヒトVκ2−40遺伝子セグメントの上流に配置されている。
特定の実施形態において、上記マウスは、1つまたは複数のヒトV遺伝子セグメントをコードするヌクレオチド配列での、すべてのまたは実質的にすべての内因性V遺伝子セグメントの置き換えを含み、上記マウスADAM6タンパク質をコードする異所性ヌクレオチド配列は、該1つまたは複数のヒトV遺伝子セグメントをコードするヌクレオチド内にあるか、該1つまたは複数のヒトV遺伝子セグメントをコードするヌクレオチドに直接隣接する。
1つの実施形態において、上記V遺伝子セグメントはVκ遺伝子セグメントである。1つの実施形態において、上記V遺伝子セグメントはVλ遺伝子セグメントである。
1つの実施形態において、上記マウスADAM6タンパク質をコードする異所性ヌクレオチド配列は、上記マウスのゲノム内の導入遺伝子上に存在する。1つの実施形態において、上記マウスADAM6タンパク質をコードする異所性ヌクレオチド配列は、上記マウスの染色体外に存在する。
1つの態様では、内因性重鎖免疫グロブリン遺伝子座の改変を含むマウスであって、重鎖定常領域遺伝子配列に作動可能に連結している再配列免疫グロブリン配列を含むB細胞を発現するマウスを提供し、該B細胞は、雄マウスにおいて機能的であるADAM6またはそのオルソログもしくはホモログもしくは断片をコードする遺伝子をそのゲノム内(例えば、B細胞染色体上)に含む。1つの実施形態において、上記重鎖定常領域遺伝子配列に作動可能に連結している再配列免疫グロブリン配列は、ヒト軽鎖V、Jおよび必要に応じてD遺伝子配列;マウス重鎖V、Dおよび/またはJ配列;ヒトまたはマウス軽鎖Vおよび/またはJ配列を含む。1つの実施形態において、上記重鎖定常領域遺伝子配列は、C1、ヒンジ、C2、C3およびその組み合わせからなる群より選択されるヒトまたはマウス重鎖配列を含む。
1つの実施形態では、上記ヒト軽鎖Vおよび/またはJ配列は、ヒトVκ、Vλ、JκおよびJλ配列から選択される。
1つの態様では、機能的にサイレンシングされた内因性免疫グロブリン重鎖遺伝子座を含むマウスを提供し、ADAM6機能が上記マウス内に維持され、さらに、1つまたは複数のヒト免疫グロブリン遺伝子セグメントの挿入を含み、ここで、上記1つまたは複数のヒト免疫グロブリン遺伝子セグメントは、ヒトVおよびJL遺伝子セグメント、および必要に応じてヒトD遺伝子セグメントを含む。1つの実施形態において、上記1つまたは複数のヒト免疫グロブリン遺伝子セグメントは、ヒトVκ、Vλ、JκおよびJλ遺伝子配列を含む。
1つの態様では、遺伝子改変マウスであって、機能的にサイレンシングされた免疫グロブリン軽鎖遺伝子を含み、1つまたは複数の内因性免疫グロブリン重鎖可変領域遺伝子セグメントの、1つまたは複数のヒト免疫グロブリン軽鎖可変領域遺伝子セグメントでの置き換えをさらに含み;機能的内因性ADAM6遺伝子座を欠き;および雄マウスにおいて機能的であるマウスADAM6タンパク質またはそのオルソログもしくはホモログもしくは断片を発現する異所性ヌクレオチド配列を含む、遺伝子改変マウスを提供する。
1つの態様では、遺伝子改変マウスであって、機能的にサイレンシングされた免疫グロブリン軽鎖遺伝子遺伝子座を含み、1つまたは複数の内因性免疫グロブリン軽鎖可変遺伝子セグメントの、1つまたは複数のヒト免疫グロブリン軽鎖可変遺伝子セグメントでの置き換えをさらに含み;機能的内因性ADAM6遺伝子座を欠き;および雄マウスにおいて機能的であるマウスADAM6タンパク質またはそのオルソログもしくはホモログもしくは断片をコードする異所性ヌクレオチド配列を含む、遺伝子改変マウスを提供する。
1つの実施形態において、上記1つまたは複数のヒト免疫グロブリン軽鎖可変遺伝子セグメントは、上記異所性ヌクレオチド配列と近接している。
1つの態様では、機能的内因性マウスADAM6遺伝子座または配列を欠き、およびマウスADAM6遺伝子座またはマウスADAM6遺伝子座もしくは配列の機能的断片をコードする異所性ヌクレオチド配列を含むマウスであって、異性のマウスと交配して、該異所性ADAM6遺伝子座または配列を含む後代を産生することができるマウスを提供する。1つの実施形態において、上記マウスは雄である。1つの実施形態において、上記マウスは雌である。
1つの態様では、遺伝子改変マウスであって、内因性免疫グロブリン重鎖可変領域遺伝子遺伝子座にヒト免疫グロブリン軽鎖可変領域遺伝子セグメントを含み;該内因性免疫グロブリン重鎖可変領域遺伝子遺伝子座に内因性機能的ADAM6配列を欠き;および雄マウスにおいて機能的であるマウスADAM6タンパク質またはそのオルソログもしくはホモログもしくは断片を発現する異所性ヌクレオチド配列を含む、遺伝子改変マウスを提供する。
1つの態様では、遺伝子改変マウスであって、内因性免疫グロブリン重鎖可変領域遺伝子遺伝子座にヒト免疫グロブリン軽鎖可変遺伝子セグメントを含み;該内因性免疫グロブリン重鎖可変遺伝子遺伝子座に内因性機能的ADAM6配列を欠き;および雄マウスにおいて機能的であるマウスADAM6タンパク質またはそのオルソログもしくはホモログもしくは断片を発現する異所性ヌクレオチド配列を含む、遺伝子改変マウスを提供する。
1つの実施形態において、上記マウスADAM6タンパク質を発現する異所性ヌクレオチド配列は、染色体外のものである。1つの実施形態において、上記マウスADAM6タンパク質を発現する異所性ヌクレオチド配列は、上記マウスのゲノム内の1つまたは複数の遺伝子座に組み込まれている。特定の実施形態において、上記1つまたは複数の遺伝子座は、免疫グロブリン遺伝子座を含む。
1つの態様では、ヒトV遺伝子セグメントおよびJ遺伝子セグメント、および必要に応じてD遺伝子セグメントに由来する免疫グロブリン軽鎖配列を改変内因性免疫グロブリン重鎖遺伝子座から発現するマウスであって、該マウスにおいて機能的であるADAM6活性を含むマウスを提供する。1つの実施形態において、上記ヒトV遺伝子セグメントは、ヒトVκおよびVλ遺伝子セグメントから選択される。種々の実施形態において、上記J遺伝子セグメントは、J、JκまたはJλ遺伝子セグメントまたはそれらの組み合わせである。
1つの実施形態において、上記マウスは、複数のヒトV遺伝子セグメントおよび複数のJ遺伝子セグメントを含む。特定の実施形態では、J遺伝子セグメントはJ遺伝子セグメントである。
1つの態様では、免疫グロブリン軽鎖配列を改変内因性免疫グロブリン重鎖遺伝子座から発現するマウスであって、該重鎖が、ヒトV遺伝子セグメントおよびJ遺伝子セグメントに由来し、該マウスは、該マウスにおいて機能的であるADAM6活性を含むマウスを提供する。
1つの実施形態において、上記マウスは、複数のヒトV遺伝子セグメント、複数のJ遺伝子セグメント、および必要に応じて複数のD遺伝子セグメントを含む。1つの実施形態において、上記D遺伝子セグメントは、ヒトD遺伝子セグメントである。1つの実施形態において、上記J遺伝子セグメントは、ヒトJ遺伝子セグメントである。1つの実施形態において、上記マウスは、ヒト化重鎖定常領域配列をさらに含み、該ヒト化は、C1、ヒンジ、C2、C3およびその組み合わせから選択される配列の置き換えを含む。特定の実施形態において、上記重鎖は、ヒトV遺伝子セグメント、ヒトJ遺伝子セグメント、ヒトC1配列、ヒトまたはマウスヒンジ配列、マウスC2配列、およびマウスC3配列に由来する。もう1つの特定の実施形態において、上記マウスは、ヒト軽鎖定常配列をさらに含む。1つの実施形態において、上記マウスは、5’および3’が内因性免疫グロブリン重鎖遺伝子セグメントに隣接するADAM6遺伝子を含む。特定の実施形態において、上記内因性免疫グロブリン重鎖可変遺伝子セグメントは、抗体の重鎖可変領域をコードすることができない。特定の実施形態において、上記マウスのADAM6遺伝子は、野生型マウスのものと同じ位置にあり、上記マウスの内因性免疫グロブリン重鎖可変遺伝子遺伝子座は、抗体の重鎖をコードするように再配列することができない。
1つの実施形態において、上記複数のヒトV遺伝子セグメントは、(該V遺伝子セグメントの転写方向に関して)5’が、上記マウスにおいて機能的であるADAM6活性をコードする配列に隣接する。特定の実施形態において、上記複数のヒトV遺伝子セグメントは、ヒトVκ遺伝子セグメントVκ4−1、Vκ5−2、Vκ7−3、Vκ2−4、Vκ1−5、Vκ1−6、Vκ3−7、Vκ1−8、Vκ1−9、Vκ2−10、Vκ3−11、Vκ1−12、Vκ1−13、Vκ2−14、Vκ3−15、Vκ1−16、Vκ1−17、Vκ2−18、Vκ2−19、Vκ3−20、Vκ6−21、Vκ1−22、Vκ1−23、Vκ2−24、Vκ3−25、Vκ2−26、Vκ1−27、Vκ2−28、Vκ2−29、Vκ2−30、Vκ3−31、Vκ1−32、Vκ1−33、Vκ3−34、Vκ1−35、Vκ2−36、Vκ1−37、Vκ2−38、Vκ1−39およびVκ2−40を包含し、そしてヒトVκ2−40遺伝子セグメントは、(該ヒトVκ2−40遺伝子セグメントの転写方向に関して)5’が、上記マウスにおいて機能的であるADAM6活性をコードする配列に隣接する。特定の実施形態において、上記マウスにおいて機能的であるADAM6活性をコードする配列は、ヒトVκ遺伝子セグメントに関して同じ転写方向に配置される。特定の実施形態では、上記マウスにおいて機能的であるADAM6活性をコードする配列は、ヒトVκ遺伝子セグメントに関して反対の転写方向に配置される。
1つの実施形態において、上記V遺伝子セグメントは、(該V遺伝子セグメントの転写方向に関して)3’が、上記マウスにおいて機能的であるADAM6活性をコードする配列に隣接する。
1つの実施形態において、上記D遺伝子セグメントは、(該D遺伝子セグメントの転写方向に関して)5’が、上記マウスにおいて機能的であるADAM6活性をコードする配列に隣接する。
1つの実施形態において、上記J遺伝子セグメントは、(該J遺伝子セグメントの転写方向に関して)5’が、上記マウスにおいて機能的であるADAM6活性をコードする配列に隣接する。
1つの実施形態において、上記マウスにおいて機能的であるADAM6活性は、上記改変内因性重鎖免疫グロブリン遺伝子座の(V遺伝子セグメントの転写の方向を基準して)最も5’側のD遺伝子セグメントの5’および最も最も3’側のV遺伝子セグメントの3’にあるヌクレオチド配列の発現の結果として生ずる。
1つの実施形態において、上記マウスにおいて機能的であるADAM6活性は、上記改変内因性免疫グロブリン重鎖遺伝子座の(V遺伝子セグメントの転写の方向を基準して)最も5’側のJ遺伝子セグメントの5’および最も3’側のV遺伝子セグメントの3’に
あるヌクレオチド配列の発現の結果として生ずる。
1つの実施形態において、上記マウスにおいて機能的であるADAM6活性は、上記改変内因性免疫グロブリン重鎖遺伝子座における2つのヒトV遺伝子セグメントの間にあるヌクレオチド配列の発現の結果として生ずる。1つの実施形態において、上記2つのヒトV遺伝子セグメントは、ヒトVκ5−2遺伝子セグメントおよびVκ4−1遺伝子セグメントである。
1つの実施形態において、上記マウスにおいて機能的であるADAM6活性は、上記改変内因性免疫グロブリン重鎖遺伝子座におけるヒトV遺伝子セグメントとヒトJ遺伝子セグメントとの間にあるヌクレオチド配列の発現の結果として生ずる。1つの実施形態において、上記ヒトV遺伝子セグメントは、ヒトVκ4−1遺伝子セグメントであり、上記ヒトJセグメントはJκ1遺伝子セグメントである。
1つの実施形態において、上記ヌクレオチド配列は、マウスADAM6b配列またはその機能的断片、マウスADAM6a配列またはその機能的断片、およびその組み合わせから選択される配列を含む。
種々の実施形態において、上記マウスにおいて機能的であるADAM6活性をコードする配列は、配列番号2に示されるADAM6bタンパク質および/または配列番号1に示すADAM6aタンパク質をコードする。
1つの実施形態において、上記2つのヒトV遺伝子セグメント間のヌクレオチド配列は、該ヒトV遺伝子セグメントに関して反対の転写方向に配置されている。特定の実施形態において、上記ヌクレオチド配列は、ADAM6遺伝子の転写方向に関して5’から3’へ、ADAM6a配列、続いてADAM6b配列をコードする。1つの実施形態において。
1つの実施形態において、上記ヒトV遺伝子セグメントと上記ヒトJ遺伝子セグメントとの間のヌクレオチド配列は、該ヒトV遺伝子セグメントおよびヒトJ遺伝子セグメントに関して反対の転写方向に配置されている。特定の実施形態において、上記ヌクレオチド配列は、ADAM6遺伝子の転写方向に関して5’から3’へ、ADAM6a配列、続いてADAM6b配列をコードする。
1つの実施形態において、上記マウスは、ハイブリッド免疫グロブリン配列を含み、該ハイブリッド免疫グロブリン配列は、非ヒトADAM6配列と近接したヒト免疫グロブリンκ軽鎖配列を含む。
1つの実施形態において、上記マウスは、内因性免疫グロブリン重鎖遺伝子座にマウス配列と近接したヒト配列を含み、該近接した配列は、少なくとも1つのヒトV遺伝子セグメント、マウスADAM6配列またはそのオルソログもしくはホモログもしくは機能的断片、およびヒトJ遺伝子セグメントを含む。特定の実施形態において、上記マウスADAM6配列またはそのオルソログもしくはホモログもしくは機能的断片は、上記少なくとも1つのヒトV遺伝子セグメントに直接隣接して位置する。1つの実施形態において、上記ヒトV遺伝子セグメントは、ヒトVκ遺伝子セグメントである。1つの実施形態において、上記マウスADAM6配列またはそのオルソログもしくはホモログもしくは機能的断片は、上記少なくとも1つのヒトV遺伝子セグメントの3’側に直接隣接し、かつヒトJ遺伝子セグメントの5’側に直接隣接して位置する。特定の実施形態において、上記ヒトV遺伝子セグメントは、ヒトVκ遺伝子セグメントであり、上記ヒトJ遺伝子セグメントは、ヒトJκ遺伝子セグメントである。
1つの実施形態において、上記マウスにおいて機能的であるADAM6活性をコードする配列は、マウスADAM6配列またはその機能的断片である。
1つの実施形態において、上記マウスは、内因性マウスDFL16.1遺伝子セグメント(例えば、上記改変内因性マウス免疫グロブリン重鎖遺伝子座に関してヘテロ接合性のマウスの場合)またはヒトD1−1遺伝子セグメントを含む。1つの実施形態において、上記マウスによって発現する免疫グロブリン重鎖のD遺伝子セグメントは、内因性マウスDFL16.1遺伝子セグメントまたはヒトD1−1遺伝子セグメントに由来する。
1つの態様では、非再配列B細胞系列のDNA保有細胞内にマウスADAM6(またはそのホモログもしくはオルソログもしくは機能的断片)をコードする核酸配列を含むが、再配列免疫グロブリン遺伝子座を含むB細胞内に該マウスADAM6(またはそのホモログもしくはオルソログもしくは機能的断片)をコードする核酸配列を含まないマウスを提供し、該マウスADAM6(またはそのホモログもしくはオルソログもしくは機能的断片)をコードする核酸配列は、マウスADAM6遺伝子が野生型マウスにおいて出現する位置とは異なる、ゲノム内の位置に存在する。1つの実施形態において、上記マウスADAM6(またはそのホモログもしくはオルソログもしくは機能的断片)をコードする核酸配列は、再配列B細胞系列のものではないすべてのまたは実質的にすべてのDNA保有細胞に存在する;1つの実施形態において、上記核酸配列は、上記マウスの生殖細胞系細胞には存在するが、再配列B細胞の染色体には存在しない。
1つの態様では、再配列免疫グロブリン遺伝子座を含むB細胞をはじめとするすべてのまたは実質的にすべてのDNA保有細胞内にマウスADAM6(またはそのホモログもしくはオルソログもしくは機能的断片)をコードする核酸配列を含むマウスを提供し、該マウスADAM6(またはそのホモログもしくはオルソログもしくは機能的断片)をコードする核酸配列は、マウスADAM6遺伝子が野生型マウスにおいて出現する位置とは異なる、ゲノム内の位置に存在する。1つの実施形態において、上記マウスADAM6(またはそのホモログもしくはオルソログもしくは機能的断片)をコードする核酸配列は、上記再配列免疫グロブリン遺伝子座に隣接する核酸上にある。1つの実施形態において、上記再配列免疫グロブリン遺伝子座に隣接する核酸は、染色体である。1つの実施形態において、上記染色体は、野生型マウスにおいて見出される染色体であり、該染色体は、マウス免疫グロブリン遺伝子座の改変を含む。
1つの態様では、ADAM6配列またはそのオルソログもしくはホモログをそのゲノムに含むB細胞を含む、遺伝子改変マウスを提供する。1つの実施形態において、上記ADAM6配列またはそのオルソログもしくはホモログは、免疫グロブリン重鎖遺伝子座にある。特定の実施形態において、上記重鎖遺伝子座は、抗体の重鎖をコードするように再配列することができない内因性免疫グロブリン重鎖遺伝子セグメントを含む。1つの実施形態において、上記ADAM6配列またはそのオルソログもしくはホモログは、免疫グロブリン遺伝子座ではない遺伝子座にある。1つの実施形態において、上記ADAM6配列は、異種プロモーターによって駆動される導入遺伝子上にある。特定の実施形態において、上記異種プロモーターは、非免疫グロブリンプロモーターである。特定の実施形態において、B細胞は、ADAM6タンパク質またはそのオルソログもしくはホモログを発現する。
1つの実施形態において、上記マウスのB細胞の90%以上は、該マウスにおいて機能的であるADAM6タンパク質またはそのオルソログもしくはそのホモログまたはその断片をコードする遺伝子を含む。特定の実施形態において、上記マウスは雄マウスである。
1つの実施形態において、上記B細胞ゲノムは、上記ADAM6配列またはそのオルソログもしくはホモログを含む、第一の対立遺伝子および第二の対立遺伝子を含む。1つの実施形態において、上記B細胞ゲノムは、上記ADAM6配列またはそのオルソログもしくはホモログを含む、第一の対立遺伝子を含むが第二の対立遺伝子を含まない。
1つの態様では、1つまたは複数の内因性免疫グロブリン重鎖対立遺伝子での改変を含むマウスを提供し、上記改変は1つまたは複数の内因性ADAM6対立遺伝子を維持する。
1つの実施形態において、上記改変は、上記マウスが、少なくとも1つの重鎖対立遺伝子から再配列した内因性重鎖遺伝子セグメントを含む機能的重鎖を発現することができないようにさせ、上記少なくとも1つの内因性免疫グロブリン重鎖対立遺伝子内に配置される内因性ADAM6対立遺伝子を維持する。
1つの実施形態において、上記マウスは、上記内因性免疫グロブリン重鎖対立遺伝子の少なくとも1つから再配列した内因性重鎖遺伝子セグメントを含む機能的重鎖を発現することができず、上記マウスは、内因性ADAM6対立遺伝子からADAM6タンパク質を発現する。特定の実施形態において、上記マウスは、2つの内因性免疫グロブリン重鎖対立遺伝子から再配列した内因性重鎖遺伝子セグメントを含む機能的重鎖を発現することができず、上記マウスは、1つまたは複数の内因性ADAM6対立遺伝子からADAM6タンパク質を発現する。
1つの実施形態において、上記マウスは、各内因性重鎖対立遺伝子から機能的重鎖を発現することができず、上記マウスは、マウス免疫グロブリン重鎖定常領域配列の(上記マウス免疫グロブリン重鎖遺伝子座の転写方向に関して)1Mbp内、2Mbp内、3Mbp内、4Mbp内、5Mbp内、10Mbp内、20Mbp内、30Mbp内、40Mbp内、50Mbp内、60Mbp内、70Mbp内、80Mbp内、90Mbp内、100Mbp内、110Mbp内、または120Mbp内、または120超Mbp内の上流にある機能的ADAM6対立遺伝子を含む。特定の実施形態において、上記機能的ADAM6対立遺伝子は、上記内因性重鎖遺伝子座に(例えば、遺伝子間V−D領域内、2つのV遺伝子セグメント間、V遺伝子セグメントとD遺伝子セグメントとの間、D遺伝子セグメントとJ遺伝子セグメントとの間などに)ある。特定の実施形態において、上記機能的ADAM6対立遺伝子は、最後のマウスV遺伝子セグメントと最初のマウスD遺伝子セグメントとの間の90〜100kb遺伝子間配列内にある。もう1つの特定の実施形態において、上記内因性90〜100kb遺伝子間V−D配列が除去され、上記異所性ADAM6配列が、上記最後のV遺伝子セグメントと上記最初のD遺伝子セグメントの間に配置される。
1つの態様では、1つまたは複数の内因性ADAM6対立遺伝子での改変を含むマウスを提供する。
1つの実施形態において、上記改変は、上記マウスが、上記1つまたは複数の内因性ADAM6対立遺伝子の少なくとも1つから機能的ADAM6タンパク質を発現することができないようにする。特定の実施形態において、上記マウスは、上記内因性ADAM6対立遺伝子のそれぞれから機能的ADAM6タンパク質を発現することができない。
1つの実施形態において、上記マウスは、各内因性ADAM6対立遺伝子から機能的ADAM6タンパク質を発現することができず、上記マウスは異所性ADAM6配列を含む。
1つの実施形態において、上記マウスは、各内因性ADAM6対立遺伝子から機能的ADAM6タンパク質を発現することができず、上記マウスは、マウス免疫グロブリン重鎖定常領域配列の(上記マウス重鎖遺伝子座の転写方向に関して)1kb内、2kb内、3kb内、4kb内、5kb内、10kb内、20kb内、30kb内、40kb内、50kb内、60kb内、70kb内、80kb内、90kb内、100kb内、110kb内、または120kb内、またはそれより大きなkb内の上流にある異所性ADAM6配列を含む。特定の実施形態において、上記異所性ADAM6配列は、上記内因性免疫グロブリン重鎖遺伝子座に(例えば、遺伝子間V−D領域内、2つのV遺伝子セグメント間、V遺伝子セグメントとJ遺伝子セグメントとの間、D遺伝子セグメントとJ遺伝子セグメントとの間などに)ある。特定の実施形態において、上記異所性ADAM6配列は、最後のマウスV遺伝子セグメントと最初のマウスD遺伝子セグメントの間の90から100kb遺伝子間配列内にある。もう1つの特定の実施形態では、上記内因性90から100kb遺伝子間V−D配列が除去され、上記異所性ADAM6配列が、最後のヒトVκ遺伝子セグメントと最初のヒトJκ遺伝子セグメントとの間に配置されている。もう1つの特定の実施形態において、上記内因性90〜100kb遺伝子間V−D配列が除去され、上記異所性ADAM6配列が、ヒトVκ遺伝子セグメントの5’側または該セグメントの上流に配置され、該ヒトVκ遺伝子セグメントは、ヒトVκ4−1またはVκ2−40遺伝子セグメントから選択される。
1つの実施形態において、上記マウスは、1つまたは複数の内因性ADAM6対立遺伝子から機能的ADAM6タンパク質を発現することができ、上記改変は、免疫グロブリン可変ドメインをコードするヒト配列の挿入を含む。1つの実施形態において、上記ヒト配列は、再配列していない免疫グロブリン遺伝子セグメントを含む。特定の実施形態において、上記ヒト配列は、V遺伝子セグメントおよびJ遺伝子セグメントを含む。もう1つの特定の実施形態において、上記ヒト配列は、V遺伝子セグメント、J遺伝子セグメント、およびD遺伝子セグメントを含む。
1つの態様では、2つ以上の内因性ADAM6対立遺伝子の欠失を含む、不妊性雄マウスを提供する。1つの態様では、雄性不妊形質の保有者である雌マウスであって、非機能的ADAM6対立遺伝子または内因性ADAM6対立遺伝子ノックアウトをその生殖細胞系に含む雌マウスを提供する。
1つの態様では、抗体の重鎖をコードするように再配列することができない内因性免疫グロブリン重鎖V、D、およびまたは(and or)J遺伝子セグメントを含むマウスを提供し、上記マウスのB細胞の大部分が機能的ADAM6遺伝子を含む。様々な実施形態において、上記B細胞の大部分がさらに、マウス免疫グロブリン重鎖定常領域の上流に、1つまたは複数のヒトV遺伝子セグメントおよびJ遺伝子セグメントを含む。1つの実施形態では、ヒトV遺伝子セグメントおよびJ遺伝子セグメントは、Vκ遺伝子セグメントおよびJκ遺伝子セグメントである。
1つの実施形態において、上記マウスは、抗体の機能的重鎖をコードするように再配列することができないインタクトな内因性免疫グロブリン重鎖V、D、およびJ遺伝子セグメントを含む。1つの実施形態において、上記マウスは、少なくとも1つおよび89以下のV遺伝子セグメント、少なくとも1つおよび13以下のD遺伝子セグメント、少なくとも1つおよび4以下のJ遺伝子セグメントならびにその組み合わせを含み、上記少なくとも1つおよび89以下のV遺伝子セグメント、少なくとも1つおよび13以下のD遺伝子セグメント、少なくとも1つおよび4以下のJ遺伝子セグメントは、抗体の重鎖可変領域をコードするように再配列することができない。特定の実施形態において、上記マウスは、インタクトな内因性免疫グロブリン重鎖V、D、およびJ遺伝子セグメント内にある機能的ADAM6遺伝子を含む。1つの実施形態において、上記マウスは、内因性ADAM6遺伝子座を含む内因性重鎖遺伝子座を含み、上記内因性重鎖遺伝子座は、89のV遺伝子セグメント、13のD遺伝子セグメント、および4のJ遺伝子セグメントを含み、上記内因性重鎖遺伝子セグメントは、抗体の重鎖可変領域をコードするように再配列することができず、上記ADAM6遺伝子座は、上記マウスにおいて機能的であるADAM6タンパク質をコードする。
1つの態様では、不妊性雄マウスを作製するための方法を提供し、この方法は、ドナーES細胞の内因性ADAM6対立遺伝子を非機能的にすること(または該対立遺伝子をノックアウトすること)、該ドナーES細胞を宿主胚に導入すること、代理母において該宿主胚を妊娠させること、および該ドナーES細胞に全部または一部由来する後代を該代理母に出産させることを含む。1つの実施形態において、上記方法は、後代を交配させて不妊性雄マウスを得ることをさらに含む。
1つの態様では、対象となる遺伝子改変を有するマウスであって、不妊性であるマウスを作製するための方法を提供し、この方法は、(a)対象となる遺伝子改変をゲノム内で行う工程;(b)上記ゲノムを改変して、内因性ADAM6対立遺伝子をノックアウトするか、または内因性ADAM6対立遺伝子を非機能的にする工程;および(c)上記ゲノムをマウスの作製に用いる工程を含む。様々な実施形態において、上記ゲノムは、ES細胞からのものであり、または核移植実験で使用される。
1つの態様では、内因性免疫グロブリン重鎖V、DおよびJ遺伝子セグメントを欠くマウスであって、該マウスのB細胞の大部分がADAM6配列またはそのオルソログもしくはホモログを含むマウスを提供する。
1つの実施形態において、上記マウスには、2つ以上のV遺伝子セグメント、2つ以上のD遺伝子セグメント、2つ以上のJ遺伝子セグメントおよびその組み合わせから選択される内因性免疫グロブリン重鎖遺伝子セグメントを欠く。1つの実施形態において、上記マウスには、少なくとも1つ、かつ89以下のV遺伝子セグメント、少なくとも1つ、かつ13以下のD遺伝子セグメント、少なくとも1つ、かつ4以下のJ遺伝子セグメント、およびその組み合わせから選択される免疫グロブリン重鎖遺伝子セグメントを欠く。1つの実施形態において、上記マウスには、約3メガ塩基の上記内因性免疫グロブリン重鎖遺伝子座を含む染色体12由来のゲノムDNA断片を欠く。特定の実施形態において、上記マウスには、すべての機能的内因性重鎖V、DおよびJ遺伝子セグメントを欠く。特定の実施形態において、上記マウスには、89のV遺伝子セグメント、13のD遺伝子セグメントおよび4つのJ遺伝子セグメントを欠く。
1つの態様では、免疫グロブリン重鎖遺伝子座の改変を含むゲノムを生殖細胞系に有し、該免疫グロブリン重鎖遺伝子座への改変が、1つまたは複数のマウス免疫グロブリン可変領域配列の、1つまたは複数の非マウス免疫グロブリン可変領域配列での置き換えを含むものであるマウスであって、マウスADAM6タンパク質をコードする核酸配列を含むマウスを提供する。1つの実施形態において、上記内因性免疫グロブリン重鎖遺伝子座のDおよびJ配列ならびに少なくとも3、少なくとも10、少なくとも20、少なくとも40、少なくとも60または少なくとも80のV配列は、非マウス免疫グロブリン軽鎖配列によって置き換えられている。1つの実施形態において、上記内因性免疫グロブリン重鎖遺伝子座のD、JおよびすべてのV配列は、複数の非マウス免疫グロブリンV遺伝子セグメント、1つまたは複数のJ遺伝子セグメント、および必要に応じて1つまたは複数のD遺伝子セグメント配列によって置き換えられている。上記非マウス免疫グロブリン配列は、再配列していないものであってもよい。1つの実施形態において、上記非マウス免疫グロブリン配列は、非マウス種の完全な非再配列VおよびJ領域を含む。1つの実施形態において、上記非マウス免疫グロブリン配列は、1つまたは複数の内因性定常領域に作動可能に連結した、上記非マウス種の完全可変領域、すなわち、一緒に結合して軽鎖可変領域をコードする配列を形成する、V遺伝子セグメントおよびJ遺伝子セグメントを含む再配列した可変領域を形成することができる。上記非マウス種は、ホモサピエンスである場合があり、上記非マウス免疫グロブリン配列は、ヒト配列である場合がある。
1つの態様では、ヒト免疫グロブリン軽鎖可変遺伝子セグメントと近接しているADAM6タンパク質またはその機能的断片をコードするヌクレオチド配列を含む遺伝子改変されたマウスが提供される。
1つの実施形態において、上記マウスは、非改変の内因性ADAM6遺伝子配列を欠く。1つの実施形態において、上記マウスは、機能的内因性ADAM6遺伝子配列を欠く。
1つの実施形態において、上記ヒト免疫グロブリン軽鎖可変遺伝子セグメントは、免疫グロブリンκ軽鎖可変遺伝子セグメントである。1つの実施形態において、上記ヒト免疫グロブリン軽鎖可変遺伝子セグメントは、免疫グロブリンλ軽鎖可変遺伝子セグメントである。1つの実施形態において、上記ヒト免疫グロブリン軽鎖可変遺伝子セグメントは、免疫グロブリン重鎖定常遺伝子配列に作動可能に連結している。
1つの実施形態において、上記免疫グロブリン重鎖定常遺伝子配列は、マウスまたはラットまたはヒトの重鎖遺伝子配列である。1つの実施形態において、上記重鎖定常遺伝子配列は、C1および/またはヒンジ領域を含む。
1つの実施形態において、上記マウスは、1つまたは複数の内因性免疫グロブリン重鎖遺伝子配列の欠失または置き換えを含む。
1つの実施形態において、上記マウスはさらに、ヒトまたはマウスまたはラットの軽鎖定常領域配列に作動可能に連結した、再配列していないヒトVκまたは再配列していないヒトVλ遺伝子セグメントを含む。1つの実施形態において、上記マウスは、複数の再配列していないヒトVκ遺伝子セグメント(例えば、2つ以上のヒトVκセグメント、および1つまたは複数のヒトJκセグメント)、または複数の再配列していないヒトVλ遺伝子セグメント(例えば、2つ以上のヒトVλセグメント、および1つまたは複数のヒトJλセグメント)を含む。1つの実施形態において、上記再配列していないヒトVκまたは再配列していないヒトVλ遺伝子セグメントは、内因性免疫グロブリン軽鎖遺伝子座で定常領域配列と作動可能に連結している。
1つの実施形態において、上記マウスはさらに、内因性κ軽鎖遺伝子座および/または内因性λ軽鎖遺伝子座を非機能的にする改変を含む。1つの実施形態において、上記マウスは、内因性マウスκおよび/または内因性マウスλ軽鎖遺伝子座のノックアウトまたは欠失を含む。
1つの態様では、マウス免疫グロブリン重鎖配列の、1つまたは複数のヒト免疫グロブリン軽鎖配列での置き換えを含むマウス系統を維持するための方法を提供する。1つの実施形態において、上記1つまたは複数のヒト免疫グロブリン軽鎖配列は、ヒト免疫グロブリンVκおよび/またはJκ遺伝子セグメントである。
1つの実施形態において、上記マウス系統は、1つまたは複数のマウスV、Dおよび/またはJ遺伝子セグメントの欠失を含む。1つの実施形態において、上記マウスは、1つまたは複数のヒトV遺伝子セグメント、および1つまたは複数のヒトJ遺伝子セグメントをさらに含む。1つの実施形態において、上記マウスは、少なくとも6、少なくとも16、少なくとも30、または少なくとも40のヒトVκ遺伝子セグメント、ならびに少なくとも5のJκ遺伝子セグメントを含む。特定の実施形態において、上記ヒト軽鎖遺伝子セグメントは、定常領域遺伝子に作動可能に連結している。1つの実施形態において、上記定常領域遺伝子は、マウス定常領域遺伝子である。1つの実施形態において、上記定常領域遺伝子は、C1、ヒンジ、C2、C3および/もしくはC4またはその組み合わせから選択されるマウス定常領域遺伝子配列を含む。
1つの実施形態において、上記方法は、上記マウス免疫グロブリン重鎖配列の置き換えに関してヘテロ接合性の雄マウスを産生する工程、および上記ヘテロ接合雄マウスを野生型雌マウスとまたはヒト重鎖配列に関してホモ接合性もしくはヘテロ接合性である雌マウスと交配させる工程を含む。1つの実施形態において、上記方法は、ヘテロ接合雄と、野生型である雌またはヒト重鎖配列に関してホモ接合性もしくはヘテロ接合性である雌とを繰り返し交配させることにより上記系統を維持する工程を含む。
1つの実施形態において、上記方法は、ヒト重鎖配列に関してホモ接合性またはヘテロ接合性の雄または雌マウスから細胞を得る工程と、これらの細胞をドナー細胞として、またはこれらの細胞からの核をドナー核として利用する工程と、宿主細胞を使用してならびに/または代理母において該細胞および/もしくは核を妊娠させて遺伝子改変動物を作製するために該細胞または核を使用する工程とを含む。
1つの実施形態では、重鎖遺伝子座における置き換えに関してヘテロ接合性である雄マウスのみを雌マウスに交配させる。特定の実施形態において、上記雌マウスは、置き換えられる重鎖遺伝子座に関してホモ接合性、ヘテロ接合性または野生型である。
1つの実施形態において、上記マウスは、内因性免疫グロブリン軽鎖遺伝子座におけるλおよび/またはκ軽鎖可変配列の、異種免疫グロブリン軽鎖配列での置き換えをさらに含む。1つの実施形態において、上記異種免疫グロブリン軽鎖配列は、ヒト免疫グロブリンλおよび/またはκ軽鎖可変配列である。
1つの実施形態において、上記マウスは、内因性免疫グロブリン遺伝子座以外の遺伝子座に導入遺伝子をさらに含み、該導入遺伝子は、免疫グロブリン軽鎖定常領域配列に(非再領域配列については)作動可能に連結しているまたは(再配列の配列については)融合している、再配列または非再配列異種λまたはκ軽鎖配列(例えば、非再配列Vおよび非再配列J、または再配列VJ)をコードする配列を含む。1つの実施形態において、上記異種λまたはκ軽鎖配列はヒトのものである。1つの実施形態において、上記定常領域配列は、齧歯動物、ヒトおよび非ヒト霊長類から選択される。1つの実施形態において、上記定常領域配列は、マウス、ラットおよびハムスターから選択される。1つの実施形態において、上記導入遺伝子は、上記軽鎖配列の発現を駆動する非免疫グロブリンプロモーターを含む。特定の実施形態において、上記プロモーターは、転写活性プロモーターである。特定の実施形態において、上記プロモーターは、ROSA26プロモーターである。
1つの態様では、内因性ADAM6遺伝子の改変を含む妊性マウスが提供され、該マウスは、該マウスにADAM6機能を付与する異所性配列を含み、且つ該マウスは、免疫グロブリン重鎖配列をコードする核酸配列に作動可能に連結した、再配列していないヒト免疫グロブリン軽鎖遺伝子セグメントをその生殖細胞系内に含む。
1つの態様では、内因性ADAM6遺伝子座の改変を含む妊性マウスが提供され、該改変は、該ADAM6遺伝子座を非機能的にし、且つ該マウスは、重鎖定常配列に近接したヒト免疫グロブリン軽鎖可変ドメインを含む免疫グロブリン結合タンパク質を発現する。
1つの実施態様において、上記免疫グロブリン結合タンパク質はさらに、軽鎖定常配列と融合したコグネイトのヒト免疫グロブリン軽鎖改変ドメインを含む。
1つの実施形態において、上記重鎖定常配列および上記軽鎖定常配列は非ヒトである。
1つの態様では、内因性免疫グロブリン重鎖遺伝子座における1つまたは複数の免疫グロブリン重鎖可変領域(V)遺伝子セグメント、重鎖多様性(D)遺伝子セグメント、および重鎖連結(J)遺伝子セグメントの、1つまたは複数の軽鎖可変領域(V)遺伝子セグメントおよび1つまたは複数の軽鎖連結領域(J)遺伝子セグメントでの置き換えを含む免疫グロブリン重鎖遺伝子座を含むマウスであって、ADAM6タンパク質を発現することができるマウスが提供される。
一態様では、内因性重鎖遺伝子座(VL遺伝子座)においてV遺伝子セグメント配列を形成するための、全てのまたは実質的に全てのV遺伝子セグメント、D遺伝子セグメント、およびJ遺伝子セグメントの、1つまたは複数のV遺伝子セグメントおよび1つまたは複数のJ遺伝子セグメントによる置き換えであって、該VL遺伝子座が、内因性C遺伝子と組み換えられて、V遺伝子セグメント、J遺伝子セグメント、および内因性C遺伝子に由来する再配列した遺伝子を形成することが可能である置き換えを含む免疫グロブリン重鎖遺伝子座を含むマウスが提供される。
一実施形態では、上記Vセグメントが、ヒトVセグメントである。一実施形態では、上記Jセグメントが、ヒトJセグメントである。特定の実施形態では、上記VセグメントおよびJセグメントが、ヒトVセグメントおよびヒトJセグメントである。
一実施形態では、全てのまたは実質的に全てのV遺伝子セグメント、D遺伝子セグメント、およびJ遺伝子セグメントを、少なくとも6つのヒトVκ遺伝子セグメントおよび少なくとも1つのJκ遺伝子セグメントで置き換える。一実施形態では、全てのまたは実質的に全てのV遺伝子セグメント、D遺伝子セグメント、およびJ遺伝子セグメントを、少なくとも16のヒトVκ遺伝子セグメント(ヒトVκ)および少なくとも1つのJκ遺伝子セグメントで置き換える。一実施形態では、全てのまたは実質的に全てのV遺伝子セグメント、D遺伝子セグメント、およびJ遺伝子セグメントを、少なくとも30のヒトVκ遺伝子セグメントおよび少なくとも1つのJκ遺伝子セグメントで置き換える。一実施形態では、全てのまたは実質的に全てのV遺伝子セグメント、D遺伝子セグメント、およびJ遺伝子セグメントを、少なくとも40のヒトVκ遺伝子セグメントおよび少なくとも1つのJκ遺伝子セグメントで置き換える。一実施形態では、上記少なくとも1つのJκ遺伝子セグメントが、2つ、3つ、4つ、または5つのヒトJκ遺伝子セグメントを含む。
一実施形態では、上記Vセグメントが、ヒトVκセグメントである。一実施形態では、上記ヒトVκセグメントが、4−1、5−2、7−3、2−4、1−5、および1−6を含む。一実施形態では、上記ヒトVκセグメントが、3−7、1−8、1−9、2−10、3−11、1−12、1−13、2−14、3−15、および1−16を含む。一実施形態では、上記ヒトVκセグメントが、1−17、2−18、2−19、3−20、6−21、1−22、1−23、2−24、3−25、2−26、1−27、2−28、2−29、および2−30を含む。一実施形態では、上記ヒトVκセグメントが、3−31、1−32、1−33、3−34、1−35、2−36、1−37、2−38、1−39、および2−40を含む。
一実施形態では、上記Vセグメントが、ヒトVκセグメントであり、4−1、5−2、7−3、2−4、1−5、1−6、3−7、1−8、1−9、2−10、3−11、1−12、1−13、2−14、3−15および1−16を含む。一実施形態では、上記ヒトVκセグメントが、1−17、2−18、2−19、3−20、6−21、1−22、1−23、2−24、3−25、2−26、1−27、2−28、2−29、および2−30をさらに含む。一実施形態では、上記ヒトVκセグメントが、3−31、1−32、1−33、3−34、1−35、2−36、1−37、2−38、1−39、および2−40をさらに含む。
一実施形態では、上記Vセグメントが、ヒトVλセグメントであり、ヒトλ軽鎖遺伝子座のクラスターAの断片を含む。特定の実施形態では、上記ヒトλ軽鎖遺伝子座のクラスターAの断片が、hVλ3−27〜hVλ3−1に及ぶ。
一実施形態では、上記Vセグメントが、上記ヒトλ軽鎖遺伝子座のクラスターBの断片を含む。特定の実施形態では、上記ヒトλ軽鎖遺伝子座のクラスターBの断片が、hVλ5−52〜hVλ1−40に及ぶ。
一実施形態では、上記Vセグメントが、クラスターAのゲノム断片およびクラスターBのゲノム断片を含むヒトλ軽鎖可変領域配列を含む。一実施形態では、上記ヒトλ軽鎖可変領域配列が、クラスターAの少なくとも1つの遺伝子セグメントおよびクラスターBの少なくとも1つの遺伝子セグメントを含む。
一実施形態では、上記Vセグメントが、クラスターBの少なくとも1つの遺伝子セグメントおよびクラスターCの少なくとも1つの遺伝子セグメントを含む。
一実施形態では、上記Vセグメントが、hVλ3−1、hVλ4−3、hVλ2−8、hVλ3−9、hVλ3−10、hVλ2−11、およびhVλ3−12を含む。特定の実施形態では、上記Vセグメントが、Vλ3−12〜Vλ3−1にわたる上記ヒトλ軽鎖遺伝子座の隣接配列を含む。一実施形態では、上記隣接配列が、少なくとも2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、または12のhVλを含む。特定の実施形態では、上記hVλが、3−1、4−3、2−8、3−9、3−10、2−11、および3−12を包含する。特定の実施形態では、上記hVλが、Vλ3−12〜Vλ3−1にわたるヒトλ遺伝子座の隣接配列を含む。
一実施形態では、上記hVλが、13〜28またはそれより多くのhVλを含む。特定の実施形態では、上記hVλが、2−14、3−16、2−18、3−19、3−21、3−22、2−23、3−25、および3−27を包含する。特定の実施形態では、上記hVλが、Vλ3−27〜Vλ3−1にわたる上記ヒトλ遺伝子座の隣接配列を含む。
一実施形態では、上記Vセグメントが、29〜40のhVλを含む。特定の実施形態では、上記Vセグメントが、Vλ3−29〜Vλ3−1にわたる上記ヒトλ遺伝子座の隣接配列、およびVλ5−52〜Vλ1−40にわたる上記ヒトλ遺伝子座の隣接配列を含む。特定の実施形態では、上記遺伝子改変マウスにおけるhVλ1−40〜hVλ3−29における全てのまたは実質的に全ての配列が、天然では(例えば、ヒト集団では)上記hVλ1−40遺伝子セグメントの下流(3’側非翻訳部分の下流)に見出される約959bpのヒトλ配列、制限酵素認識部位(例えば、PI−SceI部位)、これに後続する、天然では上記hVλ3−29遺伝子セグメントの上流に見出される約3,431bpのヒトλ配列から本質的になる。
一実施形態では、上記Jκが、ヒトJκであり、Jκ1、Jκ2、Jκ3、Jκ4、Jκ5、およびこれらの組合せからなる群から選択される。特定の実施形態では、上記Jκが、Jκ1〜Jκ5を含む。
一実施形態では、上記Vセグメントが、ヒトVλセグメントであり、上記Jκ遺伝子セグメントが、12マーのスペーサーを有するRSSであって、上記Jκ遺伝子セグメントの上流端で近接する(is juxtaposed)RSSを含む。一実施形態では、上記V遺伝子セグメントが、ヒトVλであり、上記VL遺伝子座が、2つ以上のJκ遺伝子セグメントを含み、各Jκ遺伝子セグメントが、12マーのスペーサーを有するRSSであって、各Jκ遺伝子セグメントの上流端で近接するRSSを含む。
特定の実施形態では、上記Vセグメントが、上記ヒトκ遺伝子座Vκ4−1〜Vκ2−40にわたる隣接するヒトκ遺伝子セグメントを含み、上記Jセグメントが、上記ヒトκ遺伝子座Jκ1〜Jκ5にわたる隣接するκ遺伝子セグメントを含む。
上記VセグメントがVλセグメントであり、該VセグメントとJセグメントとの間にDセグメントが存在しない一実施形態では、該Vセグメントが、下流で23マーのRSSと隣接し(すなわち、その下流側で近接し)、存在する場合のJκセグメントまたは存在する場合のJλセグメントが、上流で12マーのRSSと隣接する(すなわち、その上流側で近接する)。
上記V遺伝子セグメントがVκ遺伝子セグメントであり、該V遺伝子セグメントとJ遺伝子セグメントとの間にD遺伝子セグメントが存在しない一実施形態では、該Vκ遺伝子セグメントの各々が、その下流側で、12マーのRSSと近接し、存在する場合のJκセグメントまたは存在する場合のJλセグメントの各々が、その上流側で、23マーのRSSと近接する。
一実施形態では、上記マウスが、V遺伝子セグメント、J遺伝子セグメント、および内因性C遺伝子に由来する再配列した遺伝子を含む。一実施形態では、上記再配列した遺伝子が、体細胞変異している。一実施形態では、上記再配列した遺伝子が、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10またはそれより多くのN付加(N addition)を含む。一実施形態では、上記Vセグメントおよび上記Jセグメントに由来する再配列した遺伝子において観察される上記N付加および/または上記体細胞変異が、内因性軽鎖遺伝子座において再配列する、再配列した軽鎖可変ドメイン(同じV遺伝子セグメントおよび同じJ遺伝子セグメントに由来する)において観察されるN付加および/または体細胞変異の数の1.5倍、2倍、2.5倍、3倍、3.5倍、4倍、4.5倍、または少なくとも5倍多い。一実施形態では、上記再配列した遺伝子が、対象の抗原に特異的に結合するB細胞であって、対象の抗原に低ナノモル濃度範囲以下のK(例えば、10ナノモル濃度以下のK)で結合するB細胞に存在する。特定の実施形態では、上記Vセグメント、上記Jセグメント、またはこれらの両方が、ヒト遺伝子セグメントである。特定の実施形態では、上記VセグメントおよびJセグメントが、ヒトκ遺伝子セグメントである。一実施形態では、上記マウスのC遺伝子が、IgM、IgD、IgG、IgA、およびIgEから選択される。特定の実施形態では、上記マウスのIgGが、IgG1、IgG2A、IgG2B、IgG2C、およびIgG3から選択される。別の特定の実施形態では、上記マウスのIgGが、IgG1である。
一実施形態では、上記マウスが、B細胞を含み、ここで、該B細胞が、該B細胞の染色体における遺伝子座から、4つのポリペプチド鎖から本質的になる結合タンパク質を発現し、ここで、該4つのポリペプチド鎖が、(a)V領域と融合している内因性C領域を含む、2つの同一のポリペプチドと、(b)該マウスC領域と融合しており、かつ一実施形態ではヒト(例えば、ヒトκ)V領域であるV領域に関してコグネイトであるV領域と融合している内因性C領域を含む、2つの同一のポリペプチドとから本質的になる。一実施形態では、上記内因性C領域と融合しているV領域が、ヒトV領域である。特定の実施形態では、上記マウスC領域と融合しているヒトV領域が、Vκ領域である。特定の実施形態では、上記マウスC領域と融合しているヒトV領域が、再配列したヒト生殖細胞系軽鎖ヌクレオチド配列によりコードされるV領域と同一である。特定の実施形態では、上記マウスC領域に融合しているヒトV領域が、2つ、3つ、4つ、5つ、6つまたはそれより多くの体細胞超変異を含む。一実施形態では、上記マウスC領域に融合しているヒトV領域が、1、2、3、4、5、6、7、8、9、または10またはそれより多くのN付加を含む再配列した遺伝子によりコードされる。
一実施形態では、上記マウスにより発現される全てのIgG分子のうちの少なくとも50%が、IgGアイソタイプのC領域およびV領域を含むポリペプチドを含み、ここで、該ポリペプチドの長さが、535、530、525、520、または515アミノ酸以下の長さである。一実施形態では、全てのIgG分子のうちの少なくとも75%が、本段落で列挙されるポリペプチドを含む。一実施形態では、全てのIgG分子のうちの少なくとも80%、85%、90%、または95%が、本段落で列挙されるポリペプチドを含む。特定の実施形態では、上記マウスにより発現される全てのIgG分子が、本段落で列挙されるポリペプチドの長さ以下であるポリペプチドを含む。
一実施形態では、上記マウスにより、再配列したヒトV遺伝子セグメントおよびJ遺伝子セグメントによりコードされるが、D遺伝子セグメントによってはコードされない可変ドメインと融合している内因性C領域を含む第1のポリペプチド、ならびに再配列したヒトV遺伝子セグメントおよびJ遺伝子セグメントによりコードされるが、D遺伝子セグメントによってはコードされないVドメインと融合している内因性C領域を含む第2のポリペプチドを含む結合タンパク質を発現し、この結合タンパク質は、マイクロモル濃度、ナノモル濃度、またはピコモル濃度の範囲のアフィニティで抗原に特異的に結合する。一実施形態では、上記Jセグメントが、ヒトJセグメント(例えば、ヒトκ遺伝子セグメント)である。一実施形態では、上記ヒトVセグメントが、ヒトVκセグメントである。一実施形態では、上記内因性C領域と融合している可変ドメインが、上記内因性C領域と融合している可変領域より多数の体細胞超変異を含み、特定の実施形態では、該内因性C領域と融合している可変領域が、該内因性C領域に融合しているV領域の約1.5、2、3、4、または5倍またはそれより大きな倍数の体細胞超変異を含み、特定の実施形態では、上記マウスC領域と融合しているV領域が、該マウスC領域と融合しているV領域より少なくとも6、7、8、9、10、11、12、13、14、または15またはそれより多くの体細胞超変異を含む。一実施形態では、上記マウスC領域と融合しているV領域が、1、2、3、4、5、6、7、8、9、または10またはそれより多くのN付加を含む再配列した遺伝子によりコードされる。
一実施形態では、上記マウスが、免疫グロブリン重鎖定常領域配列と融合している第1の軽鎖可変ドメイン(V1)、および免疫グロブリン軽鎖定常領域と融合している第2の軽鎖可変ドメイン(V2)を含む結合タンパク質を発現し、ここで、V1が、V2に存在する体細胞超変異の数の約1.5〜約5倍以上の数の体細胞超変異を含む。一実施形態では、V1における体細胞超変異の数が、V2における数の約2〜約4倍多い。一実施形態では、V1における体細胞超変異の数が、V2における数の約2〜約3倍多い。一実施形態では、V1が、1、2、3、4、5、6、7、8、9、または10またはそれより多くのN付加を含む配列によりコードされる。
一態様では、以下のポリペプチド:各々がV遺伝子セグメントおよびJ遺伝子セグメントから本質的になる遺伝子セグメントに由来する可変ドメインと融合しているC領域から本質的になる第1の2つの同一のポリペプチド、ならびに各々がVセグメントおよびJセグメントから本質的になる遺伝子セグメントに由来する可変ドメインと融合しているC領域から本質的になる第2の2つの同一のポリペプチド、から本質的になる免疫グロブリンを発現する遺伝子改変マウスが提供される。
特定の実施形態では、上記C領域を有する2つの同一のポリペプチドが、マウスC領域を有する。
特定の実施形態では、上記C領域を有する2つの同一のポリペプチドが、マウスC領域を有する。
一実施形態では、上記C領域と融合している可変ドメインが、上記C領域に融合している可変ドメインとコグネイトの可変ドメインである。
一実施形態では、上記内因性C領域と融合している可変ドメインが、上記内因性C領域と融合している可変ドメインより多数の体細胞超変異を含み、特定の実施形態では、上記内因性C領域と融合している可変ドメインが、該内因性C領域と融合している可変ドメインの約1.5倍、2倍、2.5倍、3倍、3.5倍、4倍、4.5倍、または5倍またはそれより大きな倍数の体細胞超変異を含む。一実施形態では、上記内因性C領域と融合している可変ドメインが、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10またはそれより多くのN付加を含む遺伝子によりコードされる。
一実施形態では、上記Vセグメントおよび上記Jセグメントのうちの1つまたは複数が、ヒト遺伝子セグメントである。特定の実施形態では、上記Vセグメントおよび上記Jセグメントの両方が、ヒトκ遺伝子セグメントである。別の特定の実施形態では、上記Vセグメントおよび上記Jセグメントの両方が、ヒトλ遺伝子セグメントである。一実施形態では、上記Vセグメントおよび上記Jセグメントが、ヒトκ遺伝子セグメントおよびヒトλ遺伝子セグメントから独立して選択される。特定の実施形態では、上記Vセグメントが、Vκセグメントであり、上記Jセグメントが、Jλセグメントである。別の特定の実施形態では、上記Vセグメントが、Vλセグメントであり、上記Jセグメントが、Jκセグメントである。
一実施形態では、上記C領域と融合している可変ドメインおよび上記C領域と融合している可変ドメインのうちの1つまたは複数が、ヒト可変ドメインである。特定の実施形態では、上記ヒト可変ドメインが、ヒトVκドメインである。別の特定の実施形態では、上記ヒト可変ドメインが、Vλドメインである。一実施形態では、上記ヒトドメインが、ヒトVκドメインおよびヒトVλドメインから独立して選択される。特定の実施形態では、上記C領域と融合しているヒト可変ドメインが、ヒトVλドメインであり、上記C領域と融合しているヒト可変ドメインが、ヒトVκドメインである。別の実施形態では、上記C領域と融合しているヒト可変ドメインが、ヒトVκドメインであり、上記C領域と融合しているヒト可変ドメインが、ヒトVλドメインである。
一実施形態では、上記第1の2つの同一のポリペプチドのうちのV遺伝子セグメントが、ヒトVλセグメントおよびヒトVκセグメントから選択される。一実施形態では、上記第2の2つの同一のポリペプチドのうちのVセグメントが、ヒトVλセグメントおよびヒトVκセグメントから選択される。特定の実施形態では、上記第1の2つの同一のポリペプチドのうちのVセグメントが、ヒトVκセグメントであり、上記第2の2つの同一のポリペプチドのうちのVセグメントが、ヒトVκセグメントおよびヒトVλセグメントから選択される。特定の実施形態では、上記第1の2つの同一のポリペプチドのうちのVセグメントが、ヒトVλセグメントであり、上記第2の2つの同一のポリペプチドのうちのVセグメントが、ヒトVλセグメントおよびヒトVκセグメントから選択される。特定の実施形態では、上記第1の2つの同一のポリペプチドのうちのヒトVセグメントが、ヒトVκセグメントであり、上記第2の2つの同一のポリペプチドのうちのヒトVセグメントが、ヒトVκセグメントである。
一実施形態では、上記マウスのIgGが、抗原に対する反応により作製された結合タンパク質を含み、ここで、該結合タンパク質が、可変ドメインおよびC領域から本質的になるポリペプチドを含み、ここで、該可変ドメインが、再配列したVセグメントおよび再配列したJセグメントから本質的になるヌクレオチド配列によりコードされ、ここで、該結合タンパク質が、該抗原のエピトープに、マイクロモル濃度、ナノモル濃度、またはピコモル濃度の範囲のKで特異的に結合する。
一態様では、マウスであって、抗原に対する反応により該マウスにより作製されるIgGのうちの全てまたは実質的に全てが、可変ドメインを含む重鎖を含み、ここで、該可変ドメインが、本質的にV遺伝子セグメントおよびJ遺伝子セグメントからなる遺伝子セグメントに由来する、再配列した遺伝子によりコードされるマウスが提供される。一実施形態では、上記再配列した遺伝子が、1、2、3、4、5、6、7、8、9、または10またはそれより多くのN付加を含む。
一実施形態では、上記Vセグメントが、軽鎖のVセグメントである。一実施形態では、上記軽鎖が、κ軽鎖およびλ軽鎖から選択される。特定の実施形態では、上記軽鎖がκ軽鎖である。特定の実施形態では、上記Vセグメントが、ヒトVセグメントである。特定の実施形態では、上記Vセグメントが、ヒトVκセグメントであり、上記Jセグメントが、ヒトJκセグメントである。
一実施形態では、上記Jセグメントが軽鎖のJセグメントである。一実施形態では、上記軽鎖が、κ軽鎖およびλ軽鎖から選択される。特定の実施形態では、上記軽鎖がκ軽鎖である。特定の実施形態では、上記JセグメントがヒトJセグメントである。別の実施形態では、上記Jセグメントが重鎖のJセグメント(すなわち、Jセグメント)である。特定の実施形態では、上記重鎖がマウス起源のものである。別の特定の実施形態では、上記重鎖がヒト起源のものである。
一実施形態では、VセグメントおよびJセグメントだけから作製される重鎖の可変ドメインが、体細胞変異している可変ドメインである。
一実施形態では、VセグメントおよびJセグメントだけから作製される重鎖の可変ドメインがマウスC領域に融合している。
特定の実施形態では、抗原に対する反応により上記マウスにより作製されるIgGのうちの全てまたは実質的に全てが、1つ以下のヒトVセグメントおよび1つ以下のヒトJセグメントに由来する可変ドメインを含み、該可変ドメインが、マウスIgG定常領域に融合しており、該IgGが、マウスC領域と融合しているヒトVドメインを含む軽鎖をさらに含む。特定の実施形態では、上記マウスC領域と融合しているVドメインが、ヒトVκセグメントおよびヒトJκセグメントに由来する。特定の実施形態では、上記マウスC領域と融合しているVドメインが、ヒトVλセグメントおよびヒトJλセグメントに由来する。
一態様では、C領域を含むポリペプチドにおける第1のCDR3およびC領域を含むポリペプチドにおける第2のCDR3を含むIgGを作製するマウスであって、ここで、該第1のCDR3および該第2のCDR3の両方が、各々独立して2つ以下の遺伝子セグメントに由来し、ここで、該2つの遺伝子セグメントが、本質的にV遺伝子セグメントおよびJ遺伝子セグメントからなるマウスが提供される。一実施形態では、上記C領域を含むポリペプチドにおけるCDR3が、1、2、3、4、5、6、7、8、9、または10またはそれより多くのN付加を含むCDR3のヌクレオチド配列に由来する配列を含む。
一実施形態では、上記Vセグメントおよび上記Jセグメントが、ヒト遺伝子セグメントである。一実施形態では、上記Vセグメントおよび上記Jセグメントが、κ遺伝子セグメントである。一実施形態では、上記Vセグメントおよび上記Jセグメントが、λ遺伝子セグメントである。
一態様では、C領域を含む第1のポリペプチドにおける第1のCDR3およびC領域を含む第2のポリペプチドにおける第2のCDR3を含むIgGを作製するマウスであって、ここで、該第1のCDR3および該第2のCDR3の両方が、各々アミノ酸の配列を含み、ここで、該アミノ酸のうちの75%超がV遺伝子セグメントに由来するマウスが提供される。一実施形態では、上記C領域を含むポリペプチドにおけるCDR3が、1、2、3、4、5、6、7、8、9、または10またはそれより多くのN付加を含むCDR3のヌクレオチド配列に由来する配列を含む。
一実施形態では、上記第1のCDR3のアミノ酸のうちの80%超、90%超、または95%超、ならびに上記第2のCDR3のアミノ酸のうちの80%超、90%超、または95%超が、軽鎖Vセグメントに由来する。
一実施形態では、上記第1のCDR3のうちの2つ以下のアミノ酸が、軽鎖Vセグメント以外の遺伝子セグメントに由来する。一実施形態では、上記第2のCDR3のうちの2つ以下のアミノ酸が、軽鎖Vセグメント以外の遺伝子セグメントに由来する。特定の実施形態では、上記第1のCDR3のうちの2つ以下のアミノ酸および上記第2のCDR3のうちの2つ以下のアミノ酸が、軽鎖Vセグメント以外の遺伝子セグメントに由来する。一実施形態では、上記IgGのCDR3が、D遺伝子セグメントに由来するアミノ酸配列を含まない。一実施形態では、上記第1のポリペプチドのCDR3が、Dセグメントに由来する配列を含まない。
一実施形態では、上記Vセグメントが、ヒトV遺伝子セグメントである。特定の実施形態では、上記Vセグメントが、ヒトVκ遺伝子セグメントである。
一実施形態では、上記第1および/または上記第2のCDR3が、少なくとも1つ、2つ、3つ、4つ、5つ、または6つの体細胞超変異を有する。一実施形態では、上記第1のCDR3 が1、2、3、4、5、6、7、8、9、または10またはそれより多くのN付加を含む核酸配列によりコードされる。
一実施形態では、上記第1のCDR3が、ヒト軽鎖V遺伝子セグメントおよびヒト軽鎖J遺伝子セグメントに由来するアミノ酸から本質的になり、上記第2のCDR3が、ヒト軽鎖V遺伝子セグメントおよびヒト軽鎖J遺伝子セグメントに由来するアミノ酸から本質的になる。一実施形態では、上記第1のCDR3が、1、2、3、4、5、6、7、8、9、または10またはそれより多くのN付加を含む核酸配列に由来する。一実施形態では、上記第1のCDR3が、2つ以下の遺伝子セグメントに由来し、ここで、該2つ以下の遺伝子セグメントが、ヒトVκ遺伝子セグメントおよびヒトJκ遺伝子セグメントであり、かつ、上記第2のCDR3が、2つ以下の遺伝子セグメントに由来し、ここで、該2つ以下の遺伝子セグメントが、ヒトVκ遺伝子セグメントならびにヒトJκセグメント、ヒトJλセグメント、およびヒトJセグメントから選択されるJ遺伝子セグメントである。一実施形態では、上記第1のCDR3が、2つ以下の遺伝子セグメントに由来し、ここで、該2つ以下の遺伝子セグメントが、ヒトVλセグメントならびにヒトJκセグメント、ヒトJλセグメント、およびヒトJセグメントから選択されるJセグメントである。
一態様では、D遺伝子セグメントに由来するアミノ酸配列を含有しないIgGであって、ここで、マウスC領域と融合している第1のVドメインを有する第1のポリペプチド、およびマウスC領域と融合している第2のVドメインを有する第2のポリペプチドを含み、ここで、該第1のVドメインおよび該第2のVドメインが同一ではないIgGを作製するマウスが提供される。一実施形態では、上記第1および第2のVドメインが、異なるVセグメントに由来する。別の実施形態では、上記第1および第2のVドメインが、異なるJセグメントに由来する。一実施形態では、上記第1および第2のVドメインが、同一のVセグメントおよびJセグメントに由来し、ここで、該第2のVドメインが、該第1のVドメインと比較してより多数の体細胞超変異を含む。
一実施形態では、上記第1および上記第2のVドメインが、ヒトVドメインおよびマウスVドメインから独立して選択される。一実施形態では、上記第1および第2のVドメインが、VκドメインおよびVλドメインから独立して選択される。特定の実施形態では、上記第1のVドメインが、VκドメインおよびVλドメインから選択され、上記第2のVドメインが、Vκドメインである。別の特定の実施形態では、上記Vκドメインが、ヒトVκドメインである。
一態様では、マウスであって、該マウスにより作製されるIgGのうちの全てまたは実質的に全てが、マウスCドメインと融合している第1のヒトVドメインを有する軽鎖、およびマウスCドメインと融合している第2のヒトVドメインを有する重鎖から本質的になるマウスが提供される。
一実施形態では、上記マウスCドメインと融合するヒトVドメインが、ヒトVκドメインである。
一実施形態では、上記第1および上記第2のヒトVドメインが同一ではない。
一態様では、マウスであって、ここで、該マウスにより作製される免疫グロブリンGのうちの少なくとも10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%、または約100%が、(a)免疫グロブリンVドメインおよび免疫グロブリンC領域から本質的になる第1のポリペプチドと、(b)535アミノ酸以下の長さの第2のポリペプチドであって、ここで、C領域およびD遺伝子セグメントに由来する配列を欠くVドメインから本質的になる第2のポリペプチドとの二量体から本質的になる、マウスが提供される。
一実施形態では、上記第2のポリペプチドが、約435〜535アミノ酸の長さである。特定の実施形態では、上記第2のポリペプチドが、約435〜530アミノ酸の長さである。特定の実施形態では、上記第2のポリペプチドが、約435〜525アミノ酸の長さである。特定の実施形態では、上記第2のポリペプチドが、約435〜520アミノ酸の長さである。特定の実施形態では、上記第2のポリペプチドが、約435〜515アミノ酸の長さである。
一実施形態では、上記マウスにより作製されるIgGのうちの約90%以上において、上記第2のポリペプチドが、約535アミノ酸以下の長さである。
一実施形態では、上記マウスにより作製されるIgGのうちの約50%以上において、上記第2のポリペプチドが、約535アミノ酸以下の長さである。一実施形態では、上記マウスにより作製される免疫グロブリンGのうちの約50%以上において、上記第2のポリペプチドが、約530アミノ酸以下、525アミノ酸以下、520アミノ酸以下、515アミノ酸以下、510アミノ酸以下、505アミノ酸以下、500アミノ酸以下、495アミノ酸以下、490アミノ酸以下、485アミノ酸以下、480アミノ酸以下、475アミノ酸以下、470アミノ酸以下、465アミノ酸以下、460アミノ酸以下、455アミノ酸以下、または450アミノ酸以下の長さである。一実施形態では、上記マウスにより作製されるIgGのうちの約60%、70%、80%、90%、または95%以上が、上記列挙される長さのIgGである。特定の実施形態では、上記マウスにより作製されるIgGのうちの全てまたは実質的に全てが、上記列挙される長さのIgGである。
一実施形態では、上記第2のポリペプチドのVドメインが、Vドメインである。特定の実施形態では、上記第2のポリペプチドのVドメインが、VκドメインおよびVλドメインから選択される。特定の実施形態では、上記第2のポリペプチドのVドメインが、ヒトVκドメインまたはヒトVλドメインである。
一態様では、マウスであって、その生殖細胞系におけるヌクレオチド配列から、軽鎖可変配列(例えば、V配列および/またはJ配列)、D配列、および重鎖定常領域を含むポリペプチドを発現するマウスが提供される。
一実施形態では、上記マウスが、全てのまたは実質的に全ての機能的な内因性重鎖遺伝子座可変遺伝子セグメント(endogenous heavy chain variable locus gene segment)の、内因性重鎖遺伝子座における複数のヒト遺伝子セグメントによる置き換えを含む、該内因性重鎖遺伝子座に由来するポリペプチドを発現する。
一実施形態では、上記ポリペプチドが、Vλ遺伝子セグメントまたはVκ遺伝子セグメントに由来するV配列を含み、該ポリペプチドが、D遺伝子セグメントに由来するCDR3を含み、該ポリペプチドが、J遺伝子セグメントまたはJλ遺伝子セグメントもしくはJκ遺伝子セグメントに由来する配列を含む。
一実施形態では、上記マウスは、内因性重鎖免疫グロブリン遺伝子座を含み、その遺伝子座は、全ての機能的なV遺伝子セグメントの、1つまたは複数のヒト軽鎖Vλ遺伝子セグメントによる置き換えを含み、ここで、該1つまたは複数のヒトVλセグメントの各々が、その下流側で、23マーのスペースを置いた(23−mer spaced)組換えシグナル配列(RSS)を近接させており、ここで、該Vλセグメントが、12マーのスペースを置いたRSSを上流および下流で近接させているヒトDセグメントまたはマウスDセグメントに作動可能に連結しており、該D遺伝子セグメントが、該D遺伝子セグメントを近接させている該12マーのスペースを置いたRSSで組み換える(recombining)のに適する、23マーのスペースを置いたRSSと上流で近接するJセグメントと作動可能に連結し、ここで、該Vセグメント、Dセグメント、およびJセグメントが、重鎖定常領域をコードする核酸配列に作動可能に連結する。
一実施形態では、上記マウスは、内因性重鎖免疫グロブリン遺伝子座を含み、その遺伝子座は、全ての機能的なV遺伝子セグメントの、12マーのスペースを置いた組換えシグナル配列(RSS)と各々がその下流側で近接する1つまたは複数のヒトVκ遺伝子セグメントによる置き換えを含み、ここで、上記Vセグメントが、23マーのスペースを置いたRSSと上流および下流の両方で近接するヒトDセグメントまたはマウスDセグメントに作動可能に連結し、該Dセグメントが、該Dセグメントを近接させる該23マーのスペースを置いたRSSで組み換えるのに適する、12マーのスペースを置いたRSSと上流側で近接するJセグメントと作動可能に連結し、ここで、該V遺伝子セグメント、D遺伝子セグメント、および遺伝子セグメントが、重鎖定常領域をコードする核酸配列に作動可能に連結する。
一実施形態では、上記重鎖定常領域が、内因性重鎖定常領域である。一実施形態では、その核酸配列が、C1配列、ヒンジ配列、C2配列、C3配列、およびこれらの組合せから選択される配列をコードする。一実施形態では、上記C1配列、ヒンジ配列、C2配列、およびC3配列のうちの1つまたは複数が、ヒト配列である。
一実施形態では、上記マウスは、内因性重鎖免疫グロブリン遺伝子座を含み、その遺伝子座は、全ての機能的なV遺伝子セグメントの、23マーのスペースを置いたRSSと各々が下流で近接する複数のヒトVλ遺伝子セグメントまたはヒトVκ遺伝子セグメント、12マーのスペースを置いたRSSによって上流および下流の両方で近接させられた複数のヒトDセグメント、23マーのスペースを置いたRSSと上流および下流の両方で近接する複数のヒトJセグメント(JセグメントまたはJλセグメントもしくはJκセグメント)による置き換えを含み、ここで、該遺伝子座が、C1配列、ヒンジ配列、C2配列、C3配列、およびこれらの組合せから選択される内因性定常領域配列を含む。特定の実施形態では、上記マウスが、全てのまたは実質的に全ての機能的なヒトVλセグメントまたはヒトVκセグメント、全てのまたは実質的に全ての機能的なヒトDセグメント、および全てのまたは実質的に全てのJセグメントまたはJλセグメントもしくはJκセグメントを含む。
一実施形態では、上記マウスが、(a)マウス配列を含む重鎖定常配列に連結したヒト軽鎖配列を含むポリペプチドと、(b)ヒト軽鎖定常配列またはマウス軽鎖定常配列に連結したヒト軽鎖可変領域を含むポリペプチドとを含む抗原結合タンパク質を発現する。特定の実施形態では、上記軽鎖配列が、ヒト軽鎖配列であり、抗体をFcおよびFabへと切断することが可能であるプロテアーゼに曝露されると、少なくとも4つの軽鎖CDRを含む完全ヒトFabが形成され、ここで、該少なくとも4つの軽鎖CDRが、λ配列、κ配列、およびこれらの組合せから選択される。一実施形態では、上記Fabが、少なくとも5つの軽鎖CDRを含む。一実施形態では、上記Fabが、6つの軽鎖CDRを含む。一実施形態では、上記Fabの少なくとも1つのCDRが、VλセグメントまたはVκセグメントに由来する配列を含み、該少なくとも1つのCDRが、Dセグメントに由来する配列をさらに含む。一実施形態では、上記少なくとも1つのCDRがCDR3であり、上記CDRがヒトVκセグメント、ヒトDセグメント、およびヒトJκセグメントに由来する。
一実施形態では、上記ポリペプチドが、ヒトVλ遺伝子セグメントまたはヒトVκ遺伝子セグメント、ヒトD遺伝子セグメント、およびヒトJ遺伝子セグメントまたはヒトJλ遺伝子セグメントもしくはヒトJκ遺伝子セグメントに由来する可変領域を含む。特定の実施形態では、上記重鎖定常配列が、ヒトC1配列およびマウスC2配列およびマウスC3配列に由来する。
一態様では、ヒトJ遺伝子セグメントおよび重鎖定常領域配列に作動可能に連結した、再配列していないヒトVκ遺伝子セグメントまたはヒトVλ遺伝子セグメントをその生殖細胞系に含むマウスであって、ここで、重鎖定常領域と融合しているヒトVκドメインおよび軽鎖定常ドメインと融合しているヒトVドメインを含むV結合タンパク質を発現する、マウスが提供される。1つの実施形態において、上記ヒトVドメインは、ヒトVκ遺伝子セグメントおよびヒトVλ遺伝子セグメントから選択される再配列したヒトV遺伝子セグメントを含む。特定の実施形態において、上記ヒトVドメインはさらに、ヒトJκ遺伝子セグメントおよびヒトJλ遺伝子セグメントから選択される再配列したヒトJ遺伝子セグメントを含む。
一態様では、マウスであって、その生殖細胞系における改変された内因性重鎖遺伝子座に由来する免疫グロブリンタンパク質を発現し、ここで、該改変された内因性重鎖遺伝子座が、機能的なマウス重鎖V遺伝子セグメントを欠き、かつ該遺伝子座が、再配列していない軽鎖V遺伝子セグメントおよび再配列していないJ遺伝子セグメントを含み、ここで、該再配列していない軽鎖V遺伝子セグメントおよび再配列していないJ遺伝子セグメントが、重鎖定常領域配列と作動可能に連結し、ここで、該免疫グロブリンタンパク質が、第1のポリペプチドおよび第2のポリペプチドから本質的になり、ここで、該第1のポリペプチドが、免疫グロブリン軽鎖配列および免疫グロブリン重鎖定常配列を含み、かつ、該第2のポリペプチドが、免疫グロブリン軽鎖可変ドメインおよび軽鎖定常領域を含む、マウスが提供される。
一態様では、免疫グロブリンタンパク質を発現するマウスであって、ここで、該免疫グロブリンタンパク質が、重鎖免疫グロブリン可変ドメインを欠き、該免疫グロブリンタンパク質が、軽鎖遺伝子に由来する第1の可変ドメイン、および軽鎖遺伝子に由来する第2の可変ドメインを含み、ここで、該第1の可変ドメインおよび該第2の可変ドメインが、互いに関してコグネイトであり、ここで、該第1および該第2の軽鎖可変ドメインが、同一ではなく、かつ、ここで、該第1および該第2の軽鎖可変ドメインが会合し、会合すると対象の抗原に特異的に結合する、マウスが提供される。
一態様では、マウスであって、その生殖細胞系における再配列していない遺伝子セグメントから、再配列していないヒト遺伝子セグメントから本質的になる遺伝子セグメントに完全に由来する可変領域を含む免疫グロブリンタンパク質を発現し、ここで、該免疫グロブリンタンパク質が、免疫グロブリン軽鎖定常配列およびC1配列、ヒンジ配列、C2配列、C3配列、およびこれらの組合せからなる群から選択される免疫グロブリン重鎖定常配列を含む、マウスが提供される。
一態様では、マウスであって、その生殖細胞系における再配列していない遺伝子セグメントから、可変領域を含む免疫グロブリンタンパク質を発現し、ここで、全ての可変領域の全てのCDR3が、もっぱら軽鎖V遺伝子セグメントおよび軽鎖J遺伝子セグメント(必要に応じて、1つまたは複数の体細胞超変異(例えば、1つまたは複数のN付加)のある)から生成する、マウスが提供される。
一態様では、マウスであって、再配列していないヒト免疫グロブリン軽鎖可変領域遺伝子セグメントに由来する、体細胞変異している免疫グロブリンタンパク質を該マウスの生殖細胞系に発現し、ここで該免疫グロブリンタンパク質が、D遺伝子セグメントに由来する配列を含むCDRを欠き、ここで該免疫グロブリンタンパク質が、軽鎖定常領域と融合している軽鎖可変ドメインにおける第1のCDR3を含み、重鎖定常領域と融合している軽鎖可変ドメインにおける第2のCDR3を含み、かつ、ここで該第2のCDR3が、1、2、3、4、5、6、7、8、9、または10またはそれより多くのN付加を含む、再配列した軽鎖可変領域配列に由来する、マウスが提供される。
一態様では、本明細書で記載されるマウスであって、λ遺伝子座、κ遺伝子座、およびこれらの組合せから選択される、機能的にサイレンシングされた軽鎖遺伝子座を含むマウスが提供される。一実施形態では、λ遺伝子座および/またはκ遺伝子座が非機能性となるように、上記マウスが、全体的または部分的に、該λ遺伝子座および/またはκ遺伝子座の欠失を含む。
一態様では、本明細書で記載される改変された免疫グロブリン遺伝子座を含む細胞を含むマウス胚が提供される。一実施形態では、上記マウスが、キメラであり、上記胚の細胞のうちの少なくとも10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、または95%が、本明細書で記載される、改変された免疫グロブリン遺伝子座を含む。一実施形態では、上記胚の細胞のうちの少なくとも96%、97%、98%、99%、または99.8%が、本明細書で記載される、改変された免疫グロブリン遺伝子座を含む。一実施形態では、上記胚が、宿主細胞およびドナーES細胞に由来する細胞を含み、ここで、該ドナーES細胞に由来する細胞が、本明細書で記載される改変された免疫グロブリン遺伝子座を含む。一実施形態では、上記胚が、2細胞期、4細胞期、8細胞期、16細胞期、32細胞期、または64細胞期の宿主胚、または胚盤胞であり、本明細書で記載される改変された免疫グロブリン遺伝子座を含むドナーES細胞をさらに含む。
一態様では、本明細書で記載される核酸構築物を用いて作製されたマウスまたは細胞が提供される。
一態様では、本明細書で記載される細胞を用いて作製されたマウスが提供される。一実施形態では、上記細胞が、マウスES細胞である。
1つの態様では、本明細書に記載の遺伝子改変を含む、ES細胞、多能性細胞および人工多能性(induced pluripotent)細胞をはじめとする(しかしこれらに限定されない)マウス細胞およびマウス胚を提供する。XXである細胞およびXYである細胞を提供する。本明細書に記載の改変、例えば、前核注入により細胞に導入される改変、を含有する核を含む細胞も提供する。ウイルス導入ADAM6遺伝子を含む細胞、胚およびマウス、例えば、該マウスにおいて機能的であるADAM6遺伝子を含む形質導入構築物を含む細胞、胚およびマウスも提供する。
1つの態様では、本明細書に記載のマウスに由来する細胞または組織を提供する。1つの実施形態において、上記細胞または組織は、本明細書に記載のマウスの脾臓、リンパ節または骨髄に由来する。1つの実施形態において、上記細胞はB細胞である。1つの実施形態において、上記細胞は、胚性幹細胞である。1つの実施形態において、上記細胞は生殖細胞である。
1つの実施形態において、上記組織は、結合組織、筋組織、神経組織および上皮組織から選択される。特定の実施形態において、上記組織は生殖組織である。
1つの実施形態において、本明細書に記載のマウス由来の細胞および/または組織を、1つまたは複数のex vivoアッセイに使用するために単離する。様々な実施形態において、上記1つまたは複数のex vivoアッセイは、物理特性、熱特性、電気特性、機械特性または光学特性、外科手術技法、異なる種類の組織の相互作用の測定、画像化技法の開発、またはそれらの組み合わせを含む。
態様では、抗体を作製するための、本明細書に記載のとおりマウス由来の細胞または組織の使用を提供する。1つの態様では、ハイブリドーマまたはクアドローマを作製するための、本明細書に記載のとおりマウス由来の細胞または組織の使用を提供する。
1つの態様では、非ヒト細胞は、本明細書に記載の非ヒト動物の染色体またはその断片を含む。1つの実施形態において、上記非ヒト細胞は、本明細書に記載の非ヒト動物の核を含む。1つの実施形態において、上記非ヒト細胞は、核移植の結果として上記染色体またはその断片を含む。
1つの態様では、本明細書に記載のマウスに由来する核を提供する。1つの実施形態において、上記核は、B細胞ではない2倍体細胞からのものである。
1つの態様では、遺伝子改変されたマウス細胞であって、再配列した内因性免疫グロブリン重鎖遺伝子セグメントを含む重鎖を発現することができず、且つマウスADAM6タンパク質またはその機能的断片をコードする機能的ADAM6遺伝子を含むマウス細胞が提供される。1つの実施形態において、上記細胞はさらに、ヒト免疫グロブリン軽鎖遺伝子セグメントの挿入を含む。特定の実施形態において、上記ヒト免疫グロブリン軽鎖遺伝子セグメントは、再配列するとマウス重鎖定常ドメインに融合した機能的軽鎖可変ドメインをコードするように、マウス重鎖定常領域に作動可能に連結しているVκおよび/またはJκ遺伝子セグメントである。
1つの態様では、遺伝子改変されたマウス細胞であって、機能的内因性ADAM6遺伝子座を欠き、且つマウスADAM6をコードする異所性ヌクレオチド配列を含むマウス細胞が提供される。1つの実施形態において、上記細胞はさらに、内因性免疫グロブリン重鎖可変領域配列の改変を含む。特定の実施形態において、上記内因性免疫グロブリン重鎖可変領域配列の改変は、マウスV遺伝子セグメントの欠失、マウスD遺伝子セグメントの欠失、マウスJ遺伝子セグメントの欠失、およびそれらの組み合わせから選択される欠失を含む。特定の実施形態において、上記マウスは、1つまたは複数のマウス免疫グロブリンV、D、および/またはJ配列の、ヒト免疫グロブリン配列での置き換えを含む。特定の実施形態において、上記ヒト免疫グロブリン配列は、ヒトV、ヒトV、ヒトD、ヒトJ、ヒトJ、およびそれらの組み合わせから選択される。
1つの実施形態において、上記細胞は、全能性細胞、多能性細胞、または人工多能性細胞である。特定の実施形態において、上記細胞は、マウスES細胞である。
1つの態様では、マウスB細胞であって、再配列した免疫グロブリン遺伝子を含み、該B細胞の染色体上に、雄マウスにおいて機能的であるADAM6タンパク質またはそのオルソログもしくはホモログもしくは断片をコードする核酸配列を含むマウスB細胞が提供される。1つの実施形態において、上記マウスB細胞は、上記核酸配列の2つの対立遺伝子を含む。1つの実施形態において、上記再配列した免疫グロブリン遺伝子は、重鎖定常配列と近接した、再配列した免疫グロブリン軽鎖配列を含む。1つの実施形態において、上記軽鎖配列は、κ配列であり、1つの実施形態において、上記軽鎖配列はλ配列である。
1つの実施形態において、上記核酸配列は、再配列したマウス重鎖免疫グロブリン遺伝子座と近接している核酸分子(例えば、B細胞染色体)上にある。
1つの実施形態において、上記核酸配列は、上記再配列したマウス重鎖免疫グロブリン遺伝子座を含む核酸分子とは異なる核酸分子(例えば、B細胞染色体)上にある。
1つの実施形態において、上記マウスB細胞は、マウスまたはヒト重鎖免疫グロブリン定常領域遺伝子に作動可能に連結した、再配列した非マウス軽鎖免疫グロブリン可変領域配列を含み、該B細胞は、雄マウスにおいて機能的であるADAM6タンパク質またはそのオルソログもしくはホモログもしくは断片をコードする核酸配列を含む。
1つの態様では、改変免疫グロブリン重鎖遺伝子座、および雄マウスにおいて機能的であるマウスADAM6またはそのオルソログもしくはホモログもしくは断片をコードする核酸配列を含む染色体を含む、マウス体細胞が提供される。1つの実施形態において、上記核酸配列は、上記改変免疫グロブリン重鎖遺伝子座と同じ染色体上にある。1つの実施形態において、上記核酸は、上記改変免疫グロブリン重鎖遺伝子座とは異なる染色体上にある。1つの実施形態において、上記体細胞は、上記核酸配列の単一のコピーを含む。1つの実施形態において、上記体細胞は、上記核酸配列の少なくとも2個のコピーを含む。特定の実施形態において、上記体細胞はB細胞である。1つの実施形態において、上記改変免疫グロブリン重鎖遺伝子座は、重鎖定常領域配列と作動可能に連結した、再配列していない免疫グロブリン軽鎖遺伝子セグメントを含む。
1つの態様では、マウス生殖細胞であって、該生殖細胞の染色体上に、マウスADAM6(またはそのホモログもしくはオルソログもしくは機能的断片)をコードする核酸配列を含むマウス生殖細胞が提供され、該マウスADAM6(またはそのホモログもしくはオルソログもしくは機能的断片)をコードする核酸配列は、野生型マウス生殖細胞の染色体における位置とは異なる染色体における位置にあり、該マウスがさらに、重鎖定常領域配列に作動可能に連結した、再配列していない軽鎖免疫グロブリン遺伝子セグメント(Vκ、および/またはVλ、および/またはVκとJκ、および/またはVλとJλ)を含む改変を含む。1つの実施形態において、上記核酸配列は、マウス免疫グロブリン遺伝子座にある。1つの実施形態において、上記核酸配列は、マウス免疫グロブリン遺伝子座と同じ上記生殖細胞の染色体上にある。1つの実施形態において、上記核酸配列は、上記マウス免疫グロブリン遺伝子座とは異なる上記生殖細胞の染色体上にある。1つの実施形態において、上記マウス免疫グロブリン遺伝子座は、少なくとも1つのマウス免疫グロブリン配列の、少なくとも1つの非マウス免疫グロブリン配列での置き換えを含む。特定の実施形態において、上記少なくとも1つの非マウス免疫グロブリン配列は、ヒト免疫グロブリン配列である。
1つの態様では、本明細書に記載のマウス由来の多能性、人工多能性、または全能性細胞が提供される。特定の実施形態において、上記細胞は、マウス胚性幹(ES)細胞である。
一態様では、本明細書で記載される改変された免疫グロブリン遺伝子座を含む細胞が提供される。一実施形態では、上記細胞が、全能性細胞、多能性細胞、人工多能性幹細胞(iPS細胞)、およびES細胞から選択される。特定の実施形態では、上記細胞が、マウス細胞、例えば、マウスES細胞である。一実施形態では、上記細胞が、上記改変された免疫グロブリン遺伝子座についてホモ接合性である。
一態様では、ヒト重鎖定常領域配列に融合した、体細胞変異させた、第1のヒトVκ配列または第1のヒトVλ配列を含む第1のポリペプチドをコードする核酸配列を含む細胞が提供される。
一実施形態では、上記細胞は、ヒト軽鎖定常領域配列に融合した、体細胞変異させた、第2のヒトVκ配列または第2のヒトVλ配列を含む第2のポリペプチド鎖をさらに含む。
一実施形態では、上記第1のポリペプチドの上記ヒトVκ配列または上記ヒトVλ配列が、上記第2のポリペプチドの上記ヒトVκ配列または上記ヒトVλ配列とコグネイトである。
一実施形態では、上記第1のポリペプチドの上記Vκまたは上記Vλおよび上記第2のポリペプチドの上記ヒトVκまたは上記ヒトVλが、会合すると、対象の抗原に特異的に結合する。特定の実施形態では、上記第1のポリペプチドが、ヒトVκから本質的になる可変ドメインを含み、上記第2のポリペプチドが、該第1のポリペプチドのヒトVκとコグネイトであるヒトVκからなる可変ドメインを含み、上記ヒト定常領域配列が、IgG配列である。
一実施形態では、上記細胞が、CHO細胞、COS細胞、293細胞、HeLa細胞、およびウイルス核酸配列を発現するヒト網膜細胞(例えば、PERC.6(商標)細胞)から選択される。
一態様では、本明細書で記載される遺伝子改変を含む染色体を含む齧歯動物(例えば、マウス)体細胞が提供される。
一態様では、本明細書で記載される遺伝子改変を含む核酸配列を含む齧歯動物(例えば、マウス)生殖細胞が提供される。
一態様では、本明細書で記載される齧歯動物(例えば、マウス)に由来する多能性細胞、人工多能性細胞、または全能性細胞が提供される。特定の実施形態では、上記細胞が、マウス胚性幹(ES)細胞である。
一態様では、齧歯動物(例えば、マウス)、細胞、または治療用タンパク質(例えば、抗体または他の抗原結合タンパク質)を製造するための、本明細書で記載される細胞の使用が提供される。1つの実施形態において、治療用タンパク質の製造のための本明細書に記載の細胞の使用が提供され、該治療用タンパク質は、ヒト可変ドメインを含む。特定の実施形態において、上記ヒト可変ドメインは、再配列したVκおよびJκ遺伝子セグメントを含む。
1つの態様では、本明細書に記載のターゲティングベクター、ヌクレオチド構築物、または細胞を用いて作製される齧歯動物(例えば、マウス)が提供される。
1つの態様では、齧歯動物(例えば、マウス)または細胞(例えば、マウスES細胞、マウス線維芽細胞など)の製造のための本明細書に記載のターゲティングベクターの使用が提供される。1つの実施形態において、上記ターゲティングベクターは、再配列していない免疫グロブリン遺伝子セグメントを含有するヒトゲノム断片を含む。特定の実施形態において、上記再配列していない免疫グロブリン遺伝子セグメントには、V遺伝子セグメントおよびJ遺伝子セグメントが挙げられる。特定の実施形態において、上記再配列していない免疫グロブリン遺伝子セグメントには、V遺伝子セグメント、D遺伝子セグメント、およびJ遺伝子セグメントが挙げられる。
1つの態様では、上流ホモロジーアームおよび下流ホモロジーアームを含む核酸構築物を提供し、該上流ホモロジーアームは、ヒト免疫グロブリン重鎖可変領域配列と同一または実質的に同一である配列を含み、該下流ホモロジーアームは、ヒトまたはマウス免疫グロブリン可変領域配列と同一または実質的に同一である配列を含み、マウスADAM6タンパク質をコードするヌクレオチド配列を含む配列が、該上流ホモロジーアームと該下流ホモロジーアームの間に配置されている。特定に実施形態において、上記マウスADAM6遺伝子をコードする配列は、野生型マウスの場合に該マウスADAM6が連結しているマウスプロモーターに作動可能に連結している。
1つの態様では、(a)ヒト可変領域遺伝子セグメントヌクレオチド配列と同一または実質的に同一であるヌクレオチド配列と(b)マウスにおいて機能的であるマウスADAM6またはそのオルソログもしくはホモログもしくは断片をコードするヌクレオチド配列とを含むターゲティングベクターを提供する。
1つの実施形態において、上記ターゲティングベクターは、上記マウスADAM6をコードする配列に作動可能に連結しているプロモーターをさらに含む。特定の実施形態において、上記プロモーターは、マウスADAM6プロモーターである。
1つの態様では、マウス免疫グロブリン重鎖可変遺伝子座を改変するためのヌクレオチド構築物であって、少なくとも1つの部位特異的リコンビナーゼ認識部位と、マウスにおいて機能的であるADAM6タンパク質またはそのオルソログもしくはホモログもしくは断片をコードする配列とを含む構築物を提供する。
一態様では、23マーのスペースを置いたRSSと上流および下流で近接するヒトD遺伝子セグメントを含む核酸構築物が提供される。特定の実施形態では、上記核酸構築物が、ヒトVκ遺伝子セグメントを含むヒトゲノム配列に相同なホモロジーアームを含む。一実施形態では、ターゲティング構築物は、23マーのスペースを置いたRSSと上流および下流で各々が近接する、全てのまたは実質的に全てのヒトD遺伝子セグメントを含む。
一態様では、12マーのスペースを置いたRSSと上流で近接するヒトJκ遺伝子セグメントを含む核酸構築物が提供される。特定の実施形態では、上記核酸構築物が、23マーのスペースを置いたRSSと上流および下流で近接するヒトゲノムD遺伝子配列に対し相同性を含有する第1のホモロジーアームを含む。一実施形態では、上記核酸構築物が、ヒトゲノムJ遺伝子配列に対し相同性を含有するか、またはマウス重鎖定常領域配列に対し相同性を含有するか、またはマウス定常領域重鎖配列の上流のJ−C遺伝子間配列に対し相同性を含有する第2のホモロジーアームを含む。
一態様では、23マーのスペースを置いたRSSと下流で近接するヒトVλセグメント、12マーのスペースを置いたRSSと上流および下流で近接するヒトDセグメント、ならびに23マーのスペースを置いたRSSと上流で近接するJκセグメント、23マーのスペースを置いたRSSと上流で近接するヒトJλセグメント、および、23マーのスペースを置いたRSSと上流で近接するヒトJセグメントから選択されるヒトJセグメントを含む核酸構築物が提供される。一実施形態では、上記構築物が、マウス定常領域配列、マウスJ−C遺伝子間配列、および/またはヒトVλ配列に対し相同性を含有するホモロジーアームを含む。
一実施形態では、上記核酸構築物が、上記ヒトλ軽鎖遺伝子座のクラスターAの断片を含むヒトλ軽鎖可変領域配列を含む。特定の実施形態では、上記ヒトλ軽鎖遺伝子座のクラスターAの断片が、hVλ3−27〜hVλ3−1に及ぶ。
一実施形態では、上記核酸構築物が、上記ヒトλ軽鎖遺伝子座のクラスターBの断片を含むヒトλ軽鎖可変領域配列を含む。特定の実施形態では、上記ヒトλ軽鎖遺伝子座のクラスターBの断片が、hVλ5−52〜hVλ1−40に及ぶ。
一実施形態では、核酸構築物が、クラスターAのゲノム断片およびクラスターBのゲノム断片を含むヒトλ軽鎖可変領域配列を含む。一実施形態では、上記ヒトλ軽鎖可変領域配列が、クラスターAの少なくとも1つの遺伝子セグメントおよびクラスターBの少なくとも1つの遺伝子セグメントを含む。
一実施形態では、上記ヒトλ軽鎖可変領域配列が、クラスターBの少なくとも1つの遺伝子セグメントおよびクラスターCの少なくとも1つの遺伝子セグメントを含む。
一態様では、通常天然ではJκセグメント、Jセグメント、Vλセグメント、またはVセグメントのいずれかと隣接して見出される、23マーのスペースを置いたRSSと上流および下流で近接するヒトDセグメントを含む核酸構築物が提供される。一実施形態では、上記核酸構築物が、ヒトV−J遺伝子間領域に相同であるか、またはヒトV遺伝子セグメントを含むヒトゲノム配列に相同な、第1のホモロジーアームを含む。一実施形態では、上記核酸構築物が、ヒト重鎖定常領域配列またはマウス重鎖定常領域配列に相同な、第2のホモロジーアームを含む。特定の実施形態では、上記ヒト重鎖定常領域配列またはマウス重鎖定常領域配列が、C1配列、ヒンジ配列、C2配列、C3配列、およびこれらの組合せから選択される。一実施形態では、上記核酸構築物が、上流で12マーのRSSと隣接するヒトJ遺伝子セグメントを含む。一実施形態では、上記核酸構築物が、12マーのRSSと上流で隣接するJ遺伝子セグメントに対し相同性を含有する第2のホモロジーアームを含む。一実施形態では、上記J遺伝子セグメントが、ヒトJκセグメント、ヒトJλセグメント、およびヒトJセグメントから選択される。
一態様では、23マーのスペースを置いたRSSと上流および下流で近接するヒトDセグメント、ならびに部位特異的リコンビナーゼ認識配列、例えば、Creタンパク質、Flpタンパク質、またはDreタンパク質などの部位特異的リコンビナーゼにより認識される配列を含む核酸構築物が提供される。
一態様では、ヒトVλセグメントまたはヒトVκセグメント、12マーまたは23マーのスペースを置いたRSSと上流および下流で近接するDセグメント、ならびに12マーまたは23マーのスペースを置いたRSSを伴うヒトJセグメントを含み、ここで上記12マーまたは23マーのスペースを置いたRSSが、ヒトJセグメントに対して(すなわち、転写方向に関して)すぐの5’側に位置する核酸構築物が提供される。一実施形態では、上記構築物が、23マーのスペースを置いたRSSと3’側で近接するヒトVλセグメント、12マーのスペースを置いたRSSと上流および下流で近接するヒトDセグメント、ならびに、23マーのスペースを置いたRSSと5’側で近接するヒトJκセグメントを含む。一実施形態では、上記構築物が、12マーのスペースを置いたRSSと3’側で近接するヒトVκ、23マーのスペースを置いたRSSと上流および下流で近接するヒトDセグメント、ならびに、12マーのスペースを置いたRSSと5’側で近接するヒトJλセグメントを含む。
一態様では、ターゲティングベクターであって、(a)ヒトターゲティングアームおよびマウスターゲティングアームから独立して選択され、そのベクターを、内因性免疫グロブリンV領域遺伝子の遺伝子座または改変された免疫グロブリンV領域遺伝子の遺伝子座へと方向付ける、第1のターゲティングアームおよび第2のターゲティングアームと、(b)(i)hVκ4−1〜hVκ1−6およびJκ1、(ii)hVκ4−1〜hVκ1−6およびJκ1〜Jκ2、(iii)hVκ4−1〜hVκ1−6およびJκ1〜Jκ3、(iv)hVκ4−1〜hVκ1−6およびJκ1〜Jκ4、(v)hVκ4−1〜hVκ1−6およびJκ1〜Jκ5、(vi)hVκ3−7〜hVκ1−16、(vii)hVκ1−17〜hVκ2−30、(viii)hVκ3−31〜hVκ2−40、および(ix)これらの組合せからなる群から選択される、ヒトV遺伝子セグメントの隣接配列、またはヒトV遺伝子セグメントおよび少なくとも1つのヒトJκ遺伝子セグメントの隣接配列とを含む、ターゲティングベクターが提供される。
一実施形態では、上記ベクターを、内因性免疫グロブリン遺伝子座または改変された免疫グロブリン遺伝子座へと方向付けるターゲティングアームが、該内因性免疫グロブリン遺伝子座または改変された免疫グロブリン遺伝子座における配列と同一であるか、または実質的に同一である。
1つの態様では、遺伝子改変マウスを作製するための方法を提供し、この方法は、該マウスの内因性ADAM6遺伝子座の(免疫グロブリン重鎖遺伝子セグメントの転写を基準にして)上流の1つまたは複数の免疫グロブリン重鎖遺伝子セグメントを、1つまたは複数のヒト免疫グロブリン軽鎖および/または重鎖遺伝子セグメントで置き換える工程、および該マウスの該ADAM6遺伝子座の(免疫グロブリン重鎖遺伝子セグメントの転写を基準にして)下流の1つまたは複数の免疫グロブリン遺伝子セグメントを、1つまたは複数のヒト免疫グロブリン重鎖または軽鎖の遺伝子セグメントで置き換える工程を含む。1つの実施形態において、上記マウスの内因性ADAM6遺伝子座の上流の1つまたは複数の内因性免疫グロブリン遺伝子セグメントを置き換える1つまたは複数のヒト免疫グロブリン遺伝子セグメントは、V遺伝子セグメントを含む。1つの実施形態において、上記マウスの内因性ADAM6遺伝子座の上流の1つまたは複数の内因性免疫グロブリン遺伝子セグメントを置き換える、上記ヒト免疫グロブリン遺伝子セグメントは、VおよびD遺伝子セグメントを含む。1つの実施形態において、上記マウスの内因性ADAM6遺伝子座の下流の1つまたは複数の内因性免疫グロブリン遺伝子セグメントを置き換える、上記1つまたは複数のヒト免疫グロブリン遺伝子セグメントは、J遺伝子セグメントを含む。1つの実施形態において、上記マウスの内因性ADAM6遺伝子座の下流の1つまたは複数の内因性免疫グロブリン遺伝子セグメントを置き換える、上記1つまたは複数のヒト免疫グロブリン遺伝子セグメントは、DおよびJ遺伝子セグメントを含む。1つの実施形態において、上記マウスの内因性ADAM6遺伝子座の下流の1つまたは複数の内因性免疫グロブリン遺伝子セグメントを置き換える、上記1つまたは複数のヒト免疫グロブリン遺伝子セグメントは、V、DおよびJ遺伝子セグメントを含む。
1つの態様では、遺伝子改変マウスを作製するための方法を提供し、この方法は、該マウスの内因性ADAM6遺伝子座の(免疫グロブリン重鎖遺伝子セグメントの転写を基準にして)上流の1つまたは複数の免疫グロブリン重鎖遺伝子セグメントを、1つまたは複数のヒト免疫グロブリン軽鎖遺伝子セグメントで置き換える工程、および該マウスの該ADAM6遺伝子座の(免疫グロブリン重鎖遺伝子セグメントの転写を基準にして)下流の1つまたは複数の免疫グロブリン遺伝子セグメントを、1つまたは複数のヒト免疫グロブリン軽鎖セグメントで置き換える工程を含む。1つの実施形態において、上記マウスの内因性ADAM6遺伝子座の上流の1つまたは複数の内因性免疫グロブリン遺伝子セグメントを置き換える、上記1つまたは複数のヒト免疫グロブリン遺伝子セグメントは、V遺伝子セグメントを含む。1つの実施形態において、上記マウスの内因性ADAM6遺伝子座の上流の1つまたは複数の内因性免疫グロブリン遺伝子セグメントを置き換えるヒト免疫グロブリン遺伝子セグメントは、VおよびJ遺伝子セグメントを含む。1つの実施形態において、上記マウスの内因性ADAM6遺伝子座の下流の1つまたは複数の内因性免疫グロブリン遺伝子セグメントを置き換える、上記1つまたは複数のヒト免疫グロブリン遺伝子セグメントは、J遺伝子セグメントを含む。1つの実施形態において、上記マウスの内因性ADAM6遺伝子座の下流の1つまたは複数の内因性免疫グロブリン遺伝子セグメントを置き換える、上記1つまたは複数のヒト免疫グロブリン遺伝子セグメントは、VおよびJ遺伝子セグメントを含む。1つの実施形態において、上記マウスの内因性ADAM6遺伝子座の下流の1つまたは複数の内因性免疫グロブリン遺伝子セグメントを置き換える、上記1つまたは複数のヒト免疫グロブリン遺伝子セグメントは、V遺伝子セグメントを含む。
特定の実施形態では、上記V遺伝子セグメントはV遺伝子セグメントである。別の特定の実施形態では、上記J遺伝子セグメントはJ遺伝子セグメントである。
1つの実施形態では、上記ADAM6遺伝子の上流および/または下流の上記1つまたは複数の免疫グロブリン重鎖遺伝子セグメントを多能性細胞、人工多能性細胞、または全能性細胞中で置き換えて、遺伝子改変前駆細胞を形成し;該遺伝子改変前駆細胞を宿主に導入し;そして、該遺伝子改変前駆細胞を含む該宿主を妊娠させて、該遺伝子改変前駆細胞に由来するゲノムを含むマウスを形成する。1つの実施形態において、上記宿主は胚である。特定の実施形態において、上記宿主は、マウス前桑実胚(pre−morula)(例えば8または4細胞期)、4倍体胚、胚性細胞の集合体、または胚盤胞から選択される。
1つの態様では、遺伝子改変マウスを作製する方法を提供し、この方法は、マウス免疫グロブリン遺伝子セグメントとマウスADAM6(または雄マウスにおいて機能的なそのオルソログもしくはホモログもしくは断片)ヌクレオチド配列とを含むマウスヌクレオチド配列を、ヒト免疫グロブリン遺伝子セグメントを含む配列で置き換えて、第一のキメラ遺伝子座を形成する工程、その後、マウスADAM6コード配列(またはそのオルソログもしくはホモログもしくは機能的断片をコードする配列)を、上記ヒト免疫グロブリン遺伝子セグメントを含む配列に挿入して、第二のキメラ遺伝子座を形成する工程を含む。
1つの実施形態において、上記第二のキメラ遺伝子座は、ヒト免疫グロブリン重鎖可変遺伝子セグメント(V)を含む。1つの実施形態において、上記第二のキメラ遺伝子座は、ヒト免疫グロブリン軽鎖可変遺伝子セグメント(V)を含む。特定の実施形態において、上記第二のキメラ遺伝子座は、ヒトD遺伝子セグメントおよびヒトJ遺伝子セグメントに作動可能に連結しているヒトV遺伝子セグメントまたはヒトV遺伝子セグメントを含む。特定の実施形態では、上記第二のキメラ遺伝子座は、ヒトJ遺伝子セグメントまたはヒトJ遺伝子セグメントに作動可能に連結しているヒトV遺伝子セグメントを含む。さらなる特定の実施形態において、上記第二のキメラ遺伝子座は、マウスC2+C3配列と融合するヒトC1配列、またはヒトC1およびヒトヒンジ配列を含む第三のキメラ遺伝子座に作動可能に連結している。
1つの態様では、(a)雄マウスにおける内因性マウスADAM6活性の低減または消去を生じさせる結果となるマウス重鎖免疫グロブリン遺伝子座の第1の改変を行う工程;および(b)雄マウスにおいて機能的であるADAM6活性を該マウスに付与する核酸配列を付加するように第2の改変を行う工程を含む、マウスの重鎖免疫グロブリン遺伝子座を改変するための方法が提供される。
1つの実施形態において、上記第1の改変は、ヒト免疫グロブリン配列の付加、またはマウス免疫グロブリン配列のヒト免疫グロブリン配列での置き換えを含む。
1つの実施形態において、上記ヒト免疫グロブリン配列は、重鎖配列である。1つの実施形態において、上記ヒト免疫グロブリン配列は、軽鎖配列である。
1つの実施形態において、上記第1および上記第2の改変は、単一のES細胞において行われ、該単一のES細胞は、上記マウスを作製するために宿主胚へと導入される。
1つの態様では、本明細書に記載のマウスの、野生型マウスである、または遺伝子改変されている第2のマウスとの交配の後代が提供される。
1つの態様では、妊性雄マウスを作製するための、マウスADAM6遺伝子座または配列を含む異所性ヌクレオチド配列を含むマウスの使用を提供し、この使用は、上記マウスADAM6遺伝子座または配列を含む上記異所性ヌクレオチド配列を含むマウスを、機能的内因性ADAM6遺伝子座または配列を欠いているマウスと交配させること、および該異所性ADAM6遺伝子座もしくは配列を有する後代を産生できる雌である後代を得ること、または該異所性ADAM6遺伝子座もしくは配列を含む雄であって、野生型雄マウスによって示される妊性とほぼ同じである妊性を示す雄である後代を得ることを含む。
1つの態様では、機能的内因性ADAM6配列を欠くマウスに異所性ADAM6配列を導入するための、本明細書に記載のマウスの使用を提供し、この使用は、本明細書に記載のマウスと、該機能的内因性ADAM6配列を欠くマウスとを交配させることを含む。
1つの態様では、異所性ADAM6配列を有するマウスを作製するための、本明細書に記載のマウスからの遺伝子材料の使用を提供する。1つの実施形態において、上記使用は、本明細書に記載のマウスの細胞の核を使用する核移植を含む。1つの実施形態において、上記使用は、本明細書に記載のマウスの細胞を、該細胞に由来する動物を産生するためにクローングすることを含む。1つの実施形態において、上記使用は、上記異所性ADAM6配列を含むマウスを作製するためのプロセスにおける、本明細書に記載のマウスの精子または卵子の利用を含む。
1つの態様では、改変免疫グロブリン重鎖遺伝子座を含む妊性雄マウスを作製するための方法であって、内因性重鎖免疫グロブリン遺伝子座の改変を含む第一のマウス生殖細胞を、雄マウスにおいて機能的であるADAM6遺伝子またはそのオルソログもしくはホモログもしくは断片を含む第二のマウス生殖細胞で受精させる工程;受精細胞を形成する工程;上記受精細胞を胚へと発生させる工程;および代理母において上記胚を妊娠させてマウスを得る工程を含む方法を提供する。
1つの実施形態において、上記受精は、雄マウスと雌マウスを交配させることによって達成される。1つの実施形態では、上記雌マウスが上記ADAM6遺伝子またはそのオルソログもしくはホモログもしくは断片を含む。1つの実施形態では、上記雄マウスが上記ADAM6遺伝子またはそのオルソログもしくはホモログもしくは断片を含む。
1つの態様では、免疫グロブリン重鎖遺伝子座の改変を含むゲノムを有するマウスの妊性を回復させるまたは強化するための、マウスADAM6タンパク質またはそのオルソログもしくはホモログまたは対応するADAM6タンパク質の機能的断片をコードする核酸配列の使用を提供し、この場合の改変は、内因性ADAM6機能を低減させるまたは消去する。
1つの実施形態では、上記核酸配列を上記マウスのゲノムの異所位置に組み込む。1つの実施形態では、上記核酸配列を上記マウスのゲノムの内因性免疫グロブリン遺伝子座に組み込む。特定の実施形態において、上記内因性免疫グロブリン遺伝子座は、重鎖遺伝子座である。1つの実施形態では、上記核酸配列を上記マウスのゲノムの内因性免疫グロブリン遺伝子座以外の位置に組み込む。
1つの態様では、内因性重鎖遺伝子座で、マウスの1つまたは複数の免疫グロブリン重鎖遺伝子セグメントを1つまたは複数のヒト免疫グロブリン軽鎖遺伝子セグメントで置き換える工程を含む、遺伝子改変されたマウスを作製するための方法が提供される。1つの実施形態において、上記置き換えは、すべての、または実質的にすべての機能的マウス免疫グロブリン重鎖セグメント(すなわち、V、D、およびJセグメント)の、1つまたは複数の機能的ヒト軽鎖セグメント(すなわち、VおよびJセグメント)での置き換えである。1つの実施形態において、上記置き換えは、すべての、または実質的にすべての機能的マウス重鎖V、D、およびJセグメントの、すべての、または実質的にすべてのヒトVλまたはVκセグメントおよび少なくとも1つのJλまたはJκセグメントでの置き換えである。特定の実施形態において、上記置き換えは、すべての、または実質的にすべての機能的ヒトJλまたはJκセグメントを包含する。
1つの態様では、内因性重鎖免疫グロブリン可変セグメント(V、D、およびJ)を少なくとも1つのヒトVλまたはVκセグメントおよび少なくとも1つのヒトJλまたはJκセグメントで置き換える工程を含む、マウス重鎖定常領域と融合した、ヒト免疫グロブリンVλもしくはVκおよび/またはJλもしくはJκセグメントに由来する配列を含むポリペプチドを発現するマウスを作製するための方法が提供され、該置き換えは、多能性、人工多能性、または全能性マウス細胞に存在して遺伝子改変マウス前駆細胞を形成し、該遺伝子改変マウス前駆細胞はマウス宿主へと導入され、該遺伝子改変前駆細胞を含む該マウス宿主を妊娠させて、該遺伝子改変マウス前駆細胞に由来するゲノムを含むマウスを形成する。1つの実施形態において、上記宿主は、胚である。特定の実施形態において、上記宿主は、マウス前桑実胚(例えば8または4細胞期)、4倍体胚、胚性細胞の集合体、または胚盤胞から選択される。
一態様では、本明細書で記載される遺伝子改変マウスを作製するための方法であって、核移植によって本明細書で記載される改変を含有する核酸を細胞へと導入する工程と、適切な条件下で該細胞を維持して、本明細書で記載されるマウスへと発生させる工程(例えば、該細胞を培養する工程、および代理母体において該細胞を含む胚を懐胎させる工程を含めた)とを含む方法が提供される。
一態様では、改変マウスを作製するための方法であって、マウスES細胞またはマウス多能性細胞もしくはマウス全能性細胞もしくはマウス人工多能性細胞を、本明細書で記載される通り、免疫グロブリン重鎖定常配列に作動可能に連結した、1つまたは複数の再配列していない免疫グロブリン軽鎖可変遺伝子セグメントを包含するように改変する工程と、該ES細胞を培養する工程と、その培養ES細胞を宿主胚へと導入してキメラ胚を形成する工程と、該キメラ胚を適切な宿主マウスへと導入して改変マウスへと発生させる工程とを含む方法が提供される。一実施形態では、上記1つまたは複数の再配列していない免疫グロブリン軽鎖可変領域遺伝子セグメントが、ヒトλ遺伝子セグメントまたはヒトκ遺伝子セグメントである。一実施形態では、上記1つまたは複数の再配列していない免疫グロブリン軽鎖可変領域遺伝子セグメントが、ヒトVλセグメントまたはヒトVκセグメントおよび1つまたは複数のJλセグメント、Jκセグメント、またはJセグメントを含む。一実施形態では、上記重鎖定常遺伝子配列が、C1配列、ヒンジ配列、C2配列、C3配列、およびこれらの組合せから選択されるヒト配列である。一実施形態では、上記1つまたは複数の再配列していない免疫グロブリン軽鎖可変遺伝子セグメントにより、上記内因性重鎖遺伝子座において、全てのまたは実質的に全ての機能的な内因性重鎖可変領域遺伝子セグメントを置き換え、上記重鎖定常配列が、C1配列、ヒンジ配列、C2配列、およびC3配列を含むマウス配列である。
一態様では、ヒトλまたはκ軽鎖可変ドメインおよびヒトまたはマウス重鎖定常領域配列を含むタンパク質を含めた、1つまたは複数のκ軽鎖および/またはλ軽鎖可変領域免疫グロブリン配列ならびに免疫グロブリン重鎖定常領域配列を含むタンパク質を作製するための核酸構築物、細胞、胚、マウス、および方法が提供される。
1つの態様では、本明細書に記載のマウスにおいて産生される、免疫グロブリン可変領域をコードするヌクレオチド配列が提供される。
1つの態様では、本明細書に記載のマウスにおいて産生される抗体の重鎖または軽鎖可変領域アミノ酸配列が提供される。
1つの態様では、本明細書に記載のマウスにおいて産生される抗体の可変領域をコードする重鎖または軽鎖可変領域ヌクレオチド配列が提供される。
1つの態様では、本明細書に記載のマウスにおいて産生される抗体またはその抗原結合断片(例えば、Fab、F(ab)、scFv)が提供される。
1つの態様では、軽鎖(すなわち、カッパ(κ)および/またはラムダ(λ))免疫グロブリン可変ドメインに由来するが、完全長重鎖免疫グロブリン可変ドメインに由来しない免疫グロブリン可変ドメインを含む結合タンパク質が記載される。遺伝子改変されたマウスを含む、結合タンパク質を作製するための方法および組成物もまた提供される。
1つの態様では、本明細書に記載のマウスを対象の抗原で免疫する工程、および該マウスが該対象の抗原を特異的に結合する抗原結合タンパク質を産生することを可能にする条件下で該マウスを維持する工程を含む、免疫グロブリン重鎖可変ドメインを含まない抗原結合タンパク質を作製するための方法が提供される。
1つの態様では、本明細書に記載のマウスを対象の抗原で免疫する工程、および該マウスが該対象の抗原を特異的に結合する抗原結合タンパク質を産生することを可能にする条件下で該マウスを維持する工程を含む、重鎖定常領域配列と近接した第1の免疫グロブリン軽鎖可変ドメイン、および軽鎖定常配列と近接している第2の免疫グロブリン軽鎖可変ドメインを含む抗原結合タンパク質を作製するための方法が提供される。
1つの態様では、重鎖定常領域配列と近接した免疫グロブリン軽鎖可変ドメインを含み、免疫グロブリン軽鎖を欠く抗原結合タンパク質を作製するための方法であって、内因性κおよびλ遺伝子座のノックアウトを含む(または非機能的内因性κおよび/またはλ遺伝子座を含む)本明細書に記載のマウスを対象の抗原で免疫する工程、および該マウスが該対象の抗原を特異的に結合する抗原結合タンパク質を産生することを可能にする条件下で該マウスを維持する工程を含む、方法が提供される。
1つの態様では、免疫グロブリン可変領域ヌクレオチド配列を作製するための本明細書に記載のマウスの使用が提供される。1つの実施形態において、上記可変領域ヌクレオチド配列は、再配列したV、D、およびJ遺伝子セグメントを含む。1つの実施形態において、上記可変領域ヌクレオチド配列は、再配列したV、D、およびJ遺伝子セグメントを含む。1つの実施形態において、上記可変領域ヌクレオチド配列は、再配列したVκおよびJκ遺伝子セグメントを含む。1つの実施形態において、上記可変領域ヌクレオチド配列は、再配列したVλおよびJλ遺伝子セグメントを含む。
1つの態様では、完全ヒトFabまたは完全ヒトF(ab)を作製するための本明細書に記載のマウスの使用が提供される。1つの実施形態において、上記完全ヒトFabまたは完全ヒトF(ab)は、再配列したV、D、およびJ遺伝子セグメントを含む。1つの実施形態において、上記完全ヒトFabまたは完全ヒトF(ab)は、再配列したV、D、およびJ遺伝子セグメントを含む。1つの実施形態において、上記完全ヒトFabまたは完全ヒトF(ab)は、再配列したVκおよびJκ遺伝子セグメントを含む。1つの実施形態において、上記完全ヒトFabまたは完全ヒトF(ab)は、再配列したVλおよびJλ遺伝子セグメントを含む。
1つの態様では、完全ヒトFab(ヒト軽鎖定常領域と融合した第1のヒトV、およびヒト重鎖定常領域配列と融合した第2のヒトV)または完全ヒトF(ab)を作製するための本明細書に記載のマウスの使用が提供される。
1つの態様では、不死化細胞系を作製するための本明細書に記載のマウスの使用が提供される。1つの実施形態において、上記不死化細胞系は、マウス定常領域核酸配列を含む核酸配列に作動可能に連結した、ヒトVλまたはVκドメインをコードする核酸配列を含む。1つの実施形態において、上記不死化細胞系は、ヒト可変ドメインを含む抗体を発現する。特定の実施形態において、上記ヒト可変ドメインは、軽鎖可変ドメインである。
1つの態様では、ハイブリドーマまたはクアドローマを作製するための、本明細書に記載のマウスの使用を提供する。1つの実施形態において、上記ハイブリドーマまたはクアドローマは、対象の抗原を結合するヒト可変ドメインを含むポリペプチドを発現する。
1つの態様では、ヒト軽鎖可変領域を含有するファージライブラリーを作製するための、本明細書に記載のマウスの使用を提供する。1つの実施形態において、上記軽鎖可変領域は、ヒトVκ領域である。
1つの態様では、ヒト抗原結合タンパク質を作製するための可変領域配列を生成するための、本明細書に記載のマウスの使用を提供し、この使用は、(a)本明細書に記載のマウスを対象の抗原で免疫すること、(b)(a)の免疫したマウスからリンパ球を単離すること、(c)上記リンパ球を1つまたは複数の標識抗体に曝露すること、(d)上記対象の抗原に結合できるリンパ球を同定すること、および(e)上記リンパ球からの1つまたは複数のヒト軽鎖可変領域核酸配列を増幅し、それによって可変領域配列を生成することを含む。
1つの実施形態では、上記リンパ球を上記マウスの脾臓に由来する。1つの実施形態では、上記リンパ球を上記マウスのリンパ節に由来する。1つの実施形態では、上記リンパ球を上記マウスの骨髄に由来する。
1つの実施形態において、上記標識抗体は、蛍光団結合体化抗体である。1つの実施形態において、1つまたは複数の上記蛍光団結合体化抗体は、IgM、IgGおよび/またはその組み合わせから選択される。
1つの実施形態において、上記リンパ球は、B細胞である。
1つの実施形態において、上記1つまたは複数の可変領域核酸配列は、軽鎖可変領域配列を含む。特定の実施形態において、上記軽鎖可変領域配列は、免疫グロブリンκ軽鎖可変領域配列である。1つの実施形態において、上記1つまたは複数の可変領域核酸配列は、λ軽鎖可変領域配列である。
1つの実施形態では、ヒト抗原結合タンパク質を作製するための1つまたは複数のκ軽鎖可変領域配列を生成するための、本明細書に記載のマウスの使用を提供し、この使用は、(a)本明細書に記載のマウスを対象の抗原で免疫すること、(b)(a)の免疫したマウスから脾臓を単離すること、(c)上記脾臓からのBリンパ球を1つまたは複数の標識抗体に曝露すること、(d)上記対象の抗原に結合できる(c)のBリンパ球を同定すること、および(e)上記Bリンパ球からのκ軽鎖可変領域核酸配列を増幅し、それによって該κ軽鎖可変領域配列を生成することを含む。
1つの実施形態において、ヒト抗原結合タンパク質を作製するためのκ軽鎖可変領域配列を生成するための、本明細書に記載のマウスの使用を提供し、この使用は、(a)本明細書に記載のマウスを対象の抗原で免疫すること、(b)(a)の免疫したマウスから1つまたは複数のリンパ節を単離すること、(c)上記1つまたは複数のリンパ節からのBリンパ球を1つまたは複数の標識抗体に曝露すること、(d)上記対象の抗原に結合できる(c)のBリンパ球を同定すること、および(e)上記Bリンパ球からのκ軽鎖可変領域核酸配列を増幅し、それによって該κ軽鎖可変領域配列を生成することを含む。
1つの実施形態では、ヒト抗原結合タンパク質を作製するためのκ軽鎖可変領域配列を生成するための、本明細書に記載のマウスの使用を提供し、この使用は、(a)本明細書に記載のマウスを対象の抗原で免疫すること、(b)(a)の免疫したマウスから骨髄を単離すること、(c)上記骨髄からのBリンパ球を1つまたは複数の標識抗体に曝露すること、(d)上記対象の抗原に結合できる(c)のBリンパ球を同定すること、および(e)上記Bリンパ球からのκ軽鎖可変領域核酸配列を増幅し、それによって該κ軽鎖可変領域配列を生成することを含む。様々な実施形態において、上記1つまたは複数の標識抗体は、IgM、IgGおよび/またはその組み合わせから選択される。
様々な実施形態では、ヒト抗原結合タンパク質を作製するためのκ軽鎖可変領域配列を生成するための、本明細書に記載のマウスの使用を提供し、この使用は、増幅κ軽鎖可変領域配列をヒト重もしくは軽鎖定常領域配列または必要に応じてヒト重鎖可変領域配列に融合させること、融合した配列を細胞において発現させること、および発現された配列を回収し、それによってヒト抗原結合タンパク質を産生させることをさらに含む。
様々な実施形態において、上記ヒト重鎖定常領域は、IgM、IgD、IgA、IgEおよびIgGから選択される。様々な特定の実施形態において、上記IgGは、IgG1、IgG2、IgG3およびIgG4から選択される。様々な実施形態において、上記ヒト重鎖定常領域は、C1、ヒンジ、C2、C3、C4またはその組み合わせを含む。様々な実施形態において、上記軽鎖定常領域は、免疫グロブリンκ定常領域である。様々な実施形態において、上記細胞は、HeLa細胞、DU145細胞、Lncap細胞、MCF−7細胞、MDA−MB−438細胞、PC3細胞、T47D細胞、THP−1細胞、U87細胞、SHSY5Y(ヒト神経芽腫)細胞、Saos−2細胞、Vero細胞、CHO細胞、GH3細胞、PC12細胞、ヒト網膜細胞(例えば、PER.C6(商標)細胞)およびMC3T3細胞から選択される。特定の実施形態において、上記細胞は、CHO細胞である。
1つの態様において、対象の抗原に対して特異的なヒト軽鎖可変領域を産生させるための方法を提供し、この方法は、本明細書に記載のマウスを該抗原で免疫する工程、該抗原に対して特異的なヒト軽鎖可変領域を産生するマウスから少なくとも1つの細胞を単離する工程、該抗原に対して特異的な軽鎖可変領域を含むヒト抗原結合タンパク質を産生する少なくとも1つの細胞を産生する工程、および該ヒト抗原結合タンパク質を産生する少なくとも1つの細胞を培養する工程、および該ヒト抗原結合タンパク質を得る工程を含む。1つの実施形態では、上記ヒト軽鎖可変領域はヒトVκ領域である。
様々な実施形態において、上記抗原に対して特異的なヒト軽鎖可変領域を産生するマウスから単離される少なくとも1つの細胞は、脾細胞またはB細胞である。
様々な実施形態において、上記抗原結合タンパク質は、抗体である。
様々な実施形態において、上記対象の抗原での免疫を、タンパク質、DNA、DNAとタンパク質の組み合わせ、または該抗原を発現する細胞を用いて行う。
1つの態様では、免疫グロブリン可変領域またはその断片をコードする核酸配列を作製するための、本明細書に記載のマウスの使用を提供する。1つの実施形態では、上記核酸配列を使用して、ヒト抗体またはその抗原結合断片を作製する。1つの実施形態では、上記マウスを使用して、抗体、多重特異性抗体(例えば、二重特異性抗体)、scFv、ビスscFv、ダイアボディー、トリアボディー、テトラボディー、V−NAR、VHH、V、F(ab)、F(ab)、DVD(すなわち、二重可変ドメイン抗原結合タンパク質)、SVD(すなわち、単一可変ドメイン抗原結合タンパク質)または二重特異性T細胞エンゲージャー(bispecific T−cell engager:BiTE)から選択される抗原結合タンパク質を作製する。
1つの態様では、ヒト疾患または障害の処置のために、薬物(例えば、抗原結合タンパク質)を製造するための、または薬物(例えば、抗原結合タンパク質)の可変配列をコードする配列を製造するための、本明細書に記載のマウスの使用を提供する。
一態様では、第2のヒト軽鎖免疫グロブリン可変配列(V2)とコグネイトである、第1のヒト軽鎖免疫グロブリン可変配列(V1)をコードする核酸配列を作製するための、本明細書で記載されるマウスの使用であって、ここで、ヒト免疫グロブリン軽鎖定常領域(ポリペプチド1)と融合している該V1が、ヒト免疫グロブリン重鎖定常領域(ポリペプチド2)と融合しているV2とともに、ポリペプチド1/ポリペプチド2の二量体として発現してV1−V2抗体を形成する。
一態様では、ヒト免疫グロブリン重鎖配列と融合しているヒト免疫グロブリン軽鎖可変配列をコードする核酸配列を作製するための、本明細書で記載されるマウスの使用であって、ここで該核酸配列がヒトV−Cポリペプチドをコードし、ここで該ヒトV−Cポリペプチドが二量体として発現し、かつ、ここで該二量体が免疫グロブリン軽鎖の非存在下において(例えば、ヒトλ軽鎖またはヒトκ軽鎖の非存在下において)発現する。一実施形態では、そのV−C二量体が、λ軽鎖の非存在下において、および、κ軽鎖の非存在下において、対象の抗原に特異的に結合する。
一態様では、免疫グロブリン可変ドメインの全部または一部をコードする核酸配列を作製するための、本明細書で記載されるマウスの使用。一実施形態では、上記免疫グロブリン可変ドメインが、ヒトVλドメインまたはヒトVκドメインである。
一態様では、マウス、細胞、または治療用タンパク質(例えば、抗体または他の抗原結合タンパク質)を製造するための、本明細書で記載される核酸構築物の使用が提供される。
一態様では、ヒト用治療剤を製造するための細胞系を作製するための、本明細書で記載されるマウス由来の核酸配列の使用が提供される。一実施形態では、上記ヒト用治療剤が、ヒト重鎖定常配列と融合しているヒト軽鎖可変配列(例えば、ヒトVλセグメントまたはヒトVκセグメントに由来するヒト軽鎖可変配列)を含む結合タンパク質である。一実施形態では、上記ヒト用治療剤が、ヒトλ免疫グロブリン軽鎖またはヒトκ免疫グロブリン軽鎖である第1のポリペプチド、およびヒト重鎖定常配列と融合しているヒトVλ可変配列またはヒトVκ可変配列を含む第2のポリペプチドを含む。
一態様では、ヒトCドメインと融合させた、体細胞変異させた、ヒトVドメインを含むポリペプチドをコードするDNA構築物でトランスフェクトした、哺乳動物細胞を含む発現系が提供される。
一実施形態では、上記発現系が、ヒトCドメインと融合している免疫グロブリンVドメインをコードするヌクレオチド配列をさらに含み、ここで該ヒトCドメインと融合している該Vドメインが、上記ヒトCドメインと融合しているVドメインとのコグネイト軽鎖である。
一実施形態では、上記哺乳動物細胞が、CHO細胞、COS細胞、Vero細胞、293細胞、およびウイルス遺伝子を発現する網膜細胞(例えば、PER.C6(商標)細胞)から選択される。
一態様では、結合タンパク質を作製するための方法であって、Vドメインをコードするヌクレオチド配列を、本明細書で記載されるマウスの細胞に由来するC領域に融合しているV領域をコードする遺伝子から得る工程と、ヒトC領域をコードする遺伝子とともにインフレームで該V領域配列をコードするヌクレオチド配列をクローニングしてヒト結合タンパク質配列を形成し、適切な細胞において上記ヒト結合タンパク質配列を発現させる工程とを含む方法が提供される。
一実施形態では、上記マウスを対象の抗原で免疫し、上記C領域に融合しているV領域が、対象の抗原エピトープに特異的に結合する(例えば、マイクロモル濃度、ナノモル濃度、またはピコモル濃度の範囲にあるKで特異的に結合する)。一実施形態では、上記C領域に融合しているV領域をコードするヌクレオチド配列を、上記マウスにおいて体細胞変異させる。
一実施形態では、上記適切な細胞が、B細胞、ハイブリドーマ、クァドローマ、CHO細胞、COS細胞、293細胞、HeLa細胞、およびウイルス核酸配列を発現するヒト網膜細胞(例えば、PERC.6(商標)細胞)から選択される。
一実施形態では、上記C領域が、ヒトIgGアイソタイプを含む。特定の実施形態では、上記ヒトIgGが、IgG1、IgG2、およびIgG4から選択される。別の特定の実施形態では、上記ヒトIgGが、IgG1である。別の特定の実施形態では、上記ヒトIgGが、IgG4である。別の特定の実施形態では、上記ヒトIgG4が、改変されたIgG4である。一実施形態では、上記改変されたIgG4が、ヒンジ領域における置換を含む。特定の実施形態では、上記改変されたIgG4が、野生型ヒトIgG4と比べて、KabatのEU番号付け指標により番号付けされたアミノ酸残基228における置換を含む。特定の実施形態では、アミノ酸残基228における置換が、KabatのEU番号付け指標により番号付けされたS228P置換である。
一実施形態では、上記細胞が、上記C領域に融合しているVドメインとコグネイトである軽鎖に由来するVドメインをコードするヌクレオチド配列をさらに含み、その方法が、ヒトCκドメインまたはヒトCλドメインに融合している該コグネイトVドメインをコードするヌクレオチド配列を発現する工程をさらに含む。
1つの態様では、二重特異性抗原結合タンパク質を作製するための方法であって、本明細書に記載の第1のマウスを、第1の対象の抗原に曝露し、該第1の対象の抗原を特異的に結合する第1のヒトVドメインの配列を同定する工程;本明細書に記載の第2のマウスを、第2の対象の抗原に曝露し、該第2の対象の抗原を特異的に結合する第2のヒトVドメインの配列を同定する工程であって、該第1のヒトVドメインは、該第2の対象の抗原を結合せず、且つ該第2のヒトVドメインは、該第1の対象の抗原を結合しない、工程;ならびに該第1のヒトVドメインの配列を第1の重鎖定常配列に融合させ、第1の抗原結合ポリペプチドを形成し、該第2のヒトVドメインの配列を第2の重鎖定常配列に融合させ、第2の抗原結合ポリペプチドを形成する工程;ならびに二重特異性結合タンパク質において該第1の抗原結合ポリペプチドおよび該第2の抗原結合ポリペプチドを利用する工程を含む、方法が提供される。
1つの実施形態において、上記抗原結合タンパク質はさらに、上記第1のヒトVドメインとコグネイトであるヒトκまたはλ可変ドメインを含む第1の免疫グロブリン軽鎖、および上記第2のヒトVドメインとコグネイトであるヒトκまたはλ可変ドメインを含む第2の免疫グロブリン軽鎖を含む。
1つの実施形態において、上記第1の重鎖定常配列は、上記第2の重鎖定常配列と同一である。1つの実施形態において、上記第1の重鎖定常配列は、その第1の重鎖定常領域のプロテインAへの結合性を低減または消失させる改変を含み、上記第2の重鎖定常配列は、プロテインAを結合する。
1つの実施形態において、上記第1および第2のヒトVドメインは、ヒトVκおよびヒトJκ遺伝子セグメントに由来する配列を含む。1つの実施形態において、上記第1および第2のヒトVドメインは、ヒトVλおよびヒトJλ遺伝子セグメントに由来する配列を含む。1つの実施形態において、上記第1および第2のヒトVドメインは、ヒトD遺伝子セグメントに由来する配列を含む。1つの実施形態において、上記第1および第2のヒトVドメインは、ヒトJ遺伝子セグメントに由来する配列を含む。特定の実施形態において、上記第1および第2のヒトVドメインは、ヒトDおよびヒトJ遺伝子セグメントに由来する配列を含む。特定の実施形態において、上記第1および第2のヒトVドメインは、ヒトDおよびヒトJκ遺伝子セグメントに由来する配列を含む。
1つの実施形態において、上記第1のヒトVドメインは、ヒトVκおよびヒトJκ遺伝子セグメントに由来する配列を含み、上記第2のヒトVドメインは、ヒトVλおよびヒトJλ遺伝子セグメントに由来する配列を含む。1つの実施形態において、上記第1のヒトVドメインは、ヒトVλおよびヒトJλ遺伝子セグメントに由来する配列を含み、上記第2のヒトVドメインは、ヒトVκおよびヒトJκ遺伝子セグメントに由来する配列を含む。
一態様では、本明細書で記載されるマウスにおいて作製された免疫グロブリン可変領域(VR)(例えば、ヒトJ配列、またはヒトJ配列、またはヒトD配列およびヒトJ配列、またはヒトD配列およびヒトJ配列と融合しているヒトV配列を含む)が提供される。特定の実施形態では、上記免疫グロブリンVRが、VκセグメントおよびVλセグメントから選択される生殖細胞系のヒト遺伝子セグメントに由来し、ここで該VRが該マウスに由来する再配列した配列によりコードされ、ここで該再配列した配列が体細胞超変異している。一実施形態では、上記再配列した配列が、1〜5カ所の体細胞超変異を含む。一実施形態では、上記再配列した配列が、少なくとも6、7、8、9、または10カ所の体細胞超変異を含む。一実施形態では、上記再配列した配列が、10カ所を超える体細胞超変異を含む。一実施形態では、上記再配列した配列を、1つまたは複数のヒト重鎖定常領域配列またはマウス重鎖定常領域配列(例えば、ヒトまたはマウスのC1配列、ヒンジ配列、C2配列、C3配列、およびこれらの組合せから選択される)と融合させる。
一態様では、本明細書で記載されるマウスにおいて作製された結合タンパク質の免疫グロブリン可変ドメインのアミノ酸配列が提供される。一実施形態では、上記VRを、1つまたは複数のヒト重鎖定常領域配列またはマウス重鎖定常領域配列(例えば、ヒトまたはマウスのC1配列、ヒンジ配列、C2配列、C3配列、およびこれらの組合せから選択される)と融合させる。
一態様では、本明細書で記載されるマウスに由来する核酸配列によりコードされる軽鎖可変ドメインが提供される。
一態様では、本明細書で記載されるマウスにおいて作製されるか、または本明細書で記載されるマウスにおいて作製された配列に由来する、抗体またはその抗原結合断片(例えば、Fab、F(ab)、scFv)が提供される。
特定の実施形態では、例えば以下が提供される:
(項目1)
非ヒト動物であって、以下:
(a)1つまたは複数のヒトV遺伝子セグメントおよび1つまたは複数のヒトJ遺伝子セグメントの、非ヒト免疫グロブリン軽鎖定常領域の上流への挿入、
(b)1つまたは複数のヒトV遺伝子セグメントおよび1つまたは複数のヒトJ遺伝子セグメントの、非ヒト免疫グロブリン重鎖定常領域の上流への挿入、および
(c)ADAM6タンパク質またはその機能的断片をコードするヌクレオチド配列であって、該ADAM6タンパク質が異所性ADAM6核酸配列から発現するヌクレオチド配列を含む、
非ヒト動物。
(項目2)
前記非ヒト重鎖および/または軽鎖定常領域が、齧歯動物定常領域である、項目1に記載の非ヒト動物。
(項目3)
前記軽鎖定常領域がマウスCκである、項目1または2に記載の非ヒト動物。
(項目4)
前記非ヒト免疫グロブリン軽鎖定常領域の上流の前記ヒトV遺伝子セグメントおよびヒトJ遺伝子セグメントがヒトVκ遺伝子セグメントおよびヒトJκ遺伝子セグメントである、先行する項目のいずれか1項に記載の非ヒト動物。
(項目5)
前記非ヒト免疫グロブリン重鎖定常領域の上流の前記ヒトV遺伝子セグメントおよびヒトJ遺伝子セグメントがヒトVκ遺伝子セグメントおよびヒトJκ遺伝子セグメントである、先行する項目のいずれか1項に記載の非ヒト動物。
(項目6)
ADAM6タンパク質またはその機能的断片をコードする前記ヌクレオチド配列が、野生型非ヒトADAM6遺伝子座に比較して同じ場所に存在する、先行する項目のいずれか1項に記載の非ヒト動物。
(項目7)
ADAM6タンパク質またはその機能的断片をコードする前記ヌクレオチド配列が、免疫グロブリン遺伝子セグメント内に存在する、先行する項目のいずれか1項に記載の非ヒト動物。
(項目8)
前記免疫グロブリン遺伝子セグメントが、ヒトκ軽鎖遺伝子セグメントである、項目7に記載の非ヒト動物。
(項目9)
前記免疫グロブリン遺伝子セグメントが、前記非ヒト動物の内因性重鎖遺伝子セグメントである、項目7または8に記載の非ヒト動物。
(項目10)
前記非ヒト動物が、該非ヒト動物において免疫グロブリンVドメインを形成するように再配列することができない、内因性免疫グロブリンVおよび/またはJ遺伝子セグメントを含む、先行する項目のいずれか1項に記載の非ヒト動物。
(項目11)
(a)前記非ヒト動物の内因性免疫グロブリン重鎖遺伝子座における1つまたは複数の再配列していないヒトVκ遺伝子セグメントおよび1つまたは複数の再配列していないヒトJκ遺伝子セグメント、
(b)該非ヒト動物の内因性免疫グロブリン軽鎖遺伝子座における1つまたは複数の再配列していないヒトVκ遺伝子セグメントおよび1つまたは複数の再配列していないヒトJκ遺伝子セグメント
を含む遺伝子改変された非ヒト動物であって、ADAM6タンパク質またはその機能的断片を発現することができる、非ヒト動物。
(項目12)
項目1または11に記載の非ヒト動物由来の細胞。
(項目13)
前記細胞がB細胞である、項目12に記載の細胞。
(項目14)
項目13に記載のB細胞から生成されたハイブリドーマ。
(項目15)
前記非ヒト動物が齧歯動物である、項目12に記載の細胞。
(項目16)
前記齧歯動物がマウスおよびラットから選択される、項目15に記載の細胞。
(項目17)
(a)項目1または11に記載の非ヒト動物を、対象の抗原に曝露させる工程と;
(b)該非ヒト動物の1つまたは複数のBリンパ球を単離する工程であって、該1つまたは複数のBリンパ球が、対象の該抗原を結合するV結合タンパク質を発現する、工程と;
(c)対象の該抗原を結合する該V結合タンパク質のVドメインをコードする核酸配列を同定する工程であって、該V結合タンパク質が、ヒトVκドメインおよび非ヒト軽鎖定常ドメイン、ならびにヒトVκドメインおよび非ヒト重鎖定常ドメインを含む、工程と;
(d)(c)の該核酸配列を、ヒト免疫グロブリン定常領域核酸配列と共に用いて、対象の該抗原を結合するヒト抗原結合タンパク質を作製する工程とを含む、対象の抗原に結合する抗原結合タンパク質を作製するための方法が提供される。
(項目18)
前記V結合タンパク質の非ヒト軽鎖定常領域がマウスCκであり、且つ前記非ヒト重鎖定常領域がマウス重鎖定常領域である、項目17に記載の方法。
(項目19)
前記非ヒト動物がマウスである、項目17または18に記載の方法。
(項目20)
非ヒト免疫グロブリン重鎖定常領域遺伝子に作動可能に連結した1つまたは複数のヒト免疫グロブリン軽鎖遺伝子セグメントを含む齧歯動物であって、1つまたは複数のADAM6タンパク質を発現する、齧歯動物。
(項目21)
前記1つまたは複数のヒト免疫グロブリン軽鎖遺伝子セグメントがヒトVκ遺伝子セグメントおよびヒトJκ遺伝子セグメントである、項目20に記載の齧歯動物。
(項目22)
前記非ヒト免疫グロブリン重鎖定常領域遺伝子がマウスまたはラット重鎖定常領域遺伝子である、項目20または21に記載の齧歯動物。
(項目23)
前記免疫グロブリン重鎖定常領域遺伝子がC1領域および/またはヒンジ領域を含む、項目20〜22のいずれか1項に記載の齧歯動物。
(項目24)
1つまたは複数の内因性免疫グロブリン重鎖遺伝子配列の欠失または置き換えを含む、項目20〜23のいずれか1項に記載の齧歯動物。
(項目25)
前記内因性V遺伝子セグメント、D遺伝子セグメント、およびJ遺伝子セグメントが、再配列したV/D/J配列を形成するように再配列することができない、項目20〜24のいずれか1項に記載の齧歯動物。
(項目26)
内因性ADAM6遺伝子の欠失を含み、且つ異所性マウスADAM6遺伝子をさらに含む、項目20〜25のいずれか1項に記載の齧歯動物。
(項目27)
マウスまたはラットから選択される、項目20〜26のいずれか1項に記載の齧歯動物。(項目28)
(a)雄齧歯動物において内因性ADAM6活性の低減または消失をもたらす齧歯動物重鎖免疫グロブリン遺伝子座の第1の改変を行う工程であって、該第1の改変が、1つまたは複数のヒトV遺伝子セグメント、1つまたは複数のヒトJ遺伝子セグメント、およびそれらの組み合わせから選択される遺伝子セグメントの挿入を包含する、工程;ならびに
(b)雄齧歯動物において機能的であるADAM6活性を該齧歯動物に付与する核酸配列を該齧歯動物に付加するように第2の改変を行う工程
を含む、齧歯動物の重鎖免疫グロブリン遺伝子座を改変するための方法。
(項目29)
前記第1の改変が、1つまたは複数のV遺伝子セグメントおよび1つまたは複数のJ遺伝子セグメントと共に再配列することができる1つまたは複数のヒトD遺伝子セグメントの挿入をさらに含む、項目28に記載の方法。
(項目30)
前記1つまたは複数のV遺伝子セグメントおよび1つまたは複数のヒトJ遺伝子セグメントが、Vκ遺伝子セグメントおよびJκ遺伝子セグメント、またはVλ遺伝子セグメントおよびJλ遺伝子セグメントである、項目28に記載の方法。
(項目31)
雄齧歯動物において機能的であるADAM6活性を前記齧歯動物に付与する前記核酸配列が、前記1つまたは複数のヒトV遺伝子セグメントおよび/または前記1つまたは複数のヒトJ遺伝子セグメントに近接している、項目28〜30のいずれか1項に記載の方法。
(項目32)
前記第1および前記第2の改変が、単一ES細胞において行われ、且つ該単一ES細胞が、前記齧歯動物を作製するために宿主胚へと導入される、項目28〜31のいずれか1項に記載の方法。
図1は、マウス重鎖遺伝子座(上図)およびヒトκ軽鎖遺伝子座(下図)の概要(一定の比率ではない)を例示する。マウス重鎖遺伝子座は、約3Mbの長さであり、約200の重鎖可変(V)遺伝子セグメント、13の重鎖多様性(D)遺伝子セグメント、および4つの重鎖連結(J)遺伝子セグメントの他、エンハンサー(Enh)および重鎖定常(C)領域を含有する。上記ヒトκ軽鎖遺伝子座は、それぞれ約440kb〜600kbにわたる、極性が反対である遠位コンティグおよび近位コンティグへと重複する。その2つのコンティグ間には、Vκ遺伝子セグメントを含まないと考えられる、約800kbのDNAが存在する。上記ヒトκ軽鎖遺伝子座は、約76のVκ遺伝子セグメント、5つのJκ遺伝子セグメント、イントロンエンハンサー(Enh)、および単一の定常領域(Cκ)を含有する。
図2は、結果として、マウス免疫グロブリン重鎖定常領域に作動可能に連結したヒトVκ遺伝子セグメントおよびヒトJκ遺伝子セグメントを含む改変マウス免疫グロブリン重鎖遺伝子座を生じる、40個のヒトVκ遺伝子セグメントおよび5個のヒトJκ遺伝子セグメントの、マウス重鎖遺伝子座へと順次挿入するための例示的なターゲティング戦略を示す。ハイグロマイシン(hyg)選択カセットおよびネオマイシン(neo)選択カセットを、リコンビナーゼ認識部位(R1、R2など)と共に示す。
図3は、複数のヒトVλ遺伝子セグメントおよび単一のヒトJλ遺伝子セグメントの、マウス重鎖遺伝子座へと順次挿入するための例示的なターゲティング戦略を示す。ハイグロマイシン(hyg)選択カセットおよびネオマイシン(neo)選択カセットを、リコンビナーゼ認識部位(R1、R2など)と共に示す。
図4は、複数のヒトVλ遺伝子セグメントおよび4つのヒトJλ遺伝子セグメントの、マウス重鎖遺伝子座へと順次挿入するための例示的なターゲティング戦略を示す。ハイグロマイシン(hyg)選択カセットおよびネオマイシン(neo)選択カセットを、リコンビナーゼ認識部位(R1、R2など)と共に示す。
図5は、ヒトVλ遺伝子セグメント、ヒトD遺伝子セグメントおよびヒトJ遺伝子セグメントの、マウス重鎖遺伝子座へと順次挿入するための例示的なターゲティング戦略を示す。ハイグロマイシン(hyg)選択カセットおよびネオマイシン(neo)選択カセットを、リコンビナーゼ認識部位(R1、R2など)と共に示す。
図6は、ヒトVλ遺伝子セグメント、ヒトD遺伝子セグメントおよびヒトJκ遺伝子セグメントの、マウス重鎖遺伝子座へと順次挿入するための例示的なターゲティング戦略を示す。ハイグロマイシン(hyg)選択カセットおよびネオマイシン(neo)選択カセットを、リコンビナーゼ認識部位(R1、R2など)と共に示す。
図7は、マウス免疫グロブリン重鎖V−D遺伝子間領域からマウスADAM6遺伝子をコードするゲノム断片をクローニングするための工程、および改変免疫グロブリン重鎖遺伝子座への挿入のために該ゲノム断片を改変するための操作工程(engineering step)を示す。
図8は、マウス免疫グロブリン重鎖定常領域に作動可能に連結した、ヒトVκおよびJκ遺伝子セグメントを含有する改変マウス免疫グロブリン重鎖遺伝子座のVκ−Jκ遺伝子間領域への、マウスADAM6遺伝子をコードするゲノム断片の挿入のためのターゲティング戦略を示す。
図9は、マウス免疫グロブリン重鎖定常領域に作動可能に連結した、ヒトVκおよびJκ遺伝子セグメントを含有する改変マウス免疫グロブリン重鎖遺伝子座のヒトVκ遺伝子セグメント(すなわち、hVκ2−40)の上流(5’側)での、マウスADAM6遺伝子をコードするゲノム断片の挿入のためのターゲティング戦略を示す。
詳細な説明
本発明は、記載する特定の方法および実験条件に限定されない。かかる方法および条件は変わることがあるからである。本発明の範囲を特許請求の範囲によって定義するので、本明細書において用いる専門用語は、特定の実施形態を説明することのみを目的としたものであり、限定することを意図したものではないことを理解されたい。
別様に定義しない限り、本明細書において用いるすべての用語および句は、その用語または句が用いられている文脈から相反することが明確に指摘されるまたは明確に分かる場合を除き、その用語および句が当該技術分野において獲得している意味を含む。本明細書に記載するものに類似したまたは等価の任意の方法および材料を本発明の実施または試験に用いることができるが、今は特定の方法および材料を記載する。言及するすべての出版物は、参照により本明細書に援用されている。
遺伝子セグメントの量を指すために用いるときの句「実質的な」または「実質的に」(例えば、「実質的にすべての」V遺伝子セグメント)は、機能的遺伝子セグメントと非機能的遺伝子セグメントの両方を含み、および様々な実施形態において、例えば、すべての遺伝子セグメントの80%以上、85%以上、90%以上、95%以上、96%以上、97%以上、98%以上または99%以上を含む;様々な実施形態において、「実質的にすべての」遺伝子セグメントは、例えば、機能的(すなわち、非偽遺伝子)遺伝子セグメントの少なくとも95%、96%、97%、98%または99%を含む。
用語「置き換え」は、ゲノム内の配列を該ゲノム配列の遺伝子座において異種配列(例えば、マウスにおけるヒト配列)で置き換えるようなやり方でDNA配列を細胞のゲノムに配置する場合のものを含む。そのようにして配置されたDNAは、そのようにして配置された配列を得るために使用した源DNAの一部である1つまたは複数の調節配列(例えば、プロモーター、エンハンサー、5’または3’非翻訳領域、適切な組換えシグナル配列など)を含み得る。例えば、様々な実施形態において、上記置き換えは、そのように置かれた(placed)DNA配列(異種配列を含む)から遺伝子産物の産生をもたらす結果となる、異種配列に代えての内因性配列の置き換えであり、該内因性配列の発現ではない;上記置き換えは、内因性ゲノム配列の、該内因性ゲノム配列によってコードされているタンパク質と類似の機能を有するタンパク質をコードするDNA配列での置き換えである(例えば、上記内因性ゲノム配列は、免疫グロブリン遺伝子またはドメインをコードしており、上記DNA断片は、一つ以上のヒト免疫グロブリン遺伝子またはドメインをコードする)。様々な実施形態において、内因性遺伝子またはその断片は、対応するヒト遺伝子またはその断片で置き換えられる。対応するヒト遺伝子またはその断片は、置き換えられる内因性遺伝子もしくは断片のオルソログである、置き換えられる内因性遺伝子もしくは断片のホモログである、または置き換えられる内因性遺伝子もしくは断片と構造および/もしくは機能の点で実質的に同一もしくは同じである、ヒト遺伝子または断片である。
用語「連続する」は、同じ核酸分子上に存在することに対する言及を包含し、例えば、2つの核酸配列が、同じ核酸(nucleic)分子上に存在するが別の核酸配列によって中断されている場合、それらは「連続している」。例えば、再配列したV(D)J配列の最後のコドンは、定常領域配列の最初のコドンに直接続いていないが、そのV(D)J配列は、定常領域遺伝子配列と「連続している」。別の例では、2個のV遺伝子セグメント配列が、同じゲノム断片上に存在する場合、それらは「連続している」が、それらは、V領域のコドンをコードしない配列によって分かれていることがあり、例えば、それらは、制御配列、例えば、プロモーターまたは他の非コード配列によって分かれていることがある。1つの実施形態において、連続配列は、野生型ゲノムに見出されるように配置されたゲノム配列を含むゲノム断片を含む。
語句「〜に由来する」は、言及されている遺伝子または遺伝子セグメント「に由来する」可変領域に関して使用されるとき、特定の再配列していない遺伝子セグメントまたはその可変ドメインを発現する遺伝子を形成するように再配列した遺伝子セグメントまでその配列をさかのぼることができること(適用可能な場合、スプライシングの差異(splice differences)および体細胞変異を説明する)を含む。
語句「機能的」は、可変領域遺伝子セグメントまたは連結遺伝子セグメントに関して使用されるとき、発現する抗体レパートリーの使用のことを指す;例えば、ヒトでは、Vλ遺伝子セグメント3−1、4−3、2−8などが機能的である一方、Vλ遺伝子セグメント3−2、3−4、2−5などは、非機能的である。
「重鎖遺伝子座」は、野生型マウスにおいて重鎖可変(V)、重鎖多様性(D)、重鎖連結(J)および重鎖定常(C)領域のDNA配列が見出される、染色体上の位置、例えば、マウス染色体上の位置を含む。
「二重特異性結合タンパク質」という語句は、2つ以上のエピトープに選択的に結合することが可能である結合タンパク質を包含する。二重特異性結合タンパク質は、第1のC領域と融合している第1の軽鎖可変ドメイン(V1)および第2のC領域と融合している第2の軽鎖可変ドメイン(V2)を含む2つの異なるポリペプチドを含む。一般に、上記第1および上記第2のC領域は、同一であるか、または1つまたは複数のアミノ酸置換(例えば、本明細書で記載されるアミノ酸置換)だけ異なる。V1およびV2は、異なるエピトープ(2つの異なる分子(例えば、抗原)に、または同じ分子(例えば、同じ抗原に)に)に特異的に結合する。二重特異性結合タンパク質が2つの異なるエピトープ(第1のエピトープおよび第2のエピトープ)に選択的に結合する場合、該第1のエピトープに対するV1のアフィニティは一般に、上記第2のエピトープに対するV1のアフィニティより、少なくとも1〜2または3または4桁小さく、V2についてはその逆である。上記二重特異性結合タンパク質により認識されるエピトープは、同じ標的に存在する場合もあり、異なる標的に存在する場合もある(例えば、同じ抗原に存在する場合もあり、異なる抗原に存在する場合もある)。二重特異性結合タンパク質は、例えば、同じ抗原の異なるエピトープを認識するV1とV2とを組み合わせることにより作製することができる。例えば、上記同じ抗原の異なるエピトープを認識するV配列をコードする核酸配列は、異なるC領域をコードする核酸配列に融合させることができ、このような配列は、免疫グロブリン軽鎖を発現する細胞で発現させることができ、免疫グロブリン軽鎖を発現しない細胞で発現させることもできる。典型的な二重特異性結合タンパク質は、各々が3つの軽鎖CDRと、それに続く(N末端からC末端へ)C1ドメイン、ヒンジ、C2ドメイン、およびC3ドメインを有する2つの重鎖と、抗原結合特異性は付与しないが、各重鎖と会合し得る免疫グロブリン軽鎖、または各重鎖と会合することが可能であり、V1および/もしくはV2が結合するエピトープのうちの1つまたは複数に結合し得る免疫グロブリン軽鎖、または各重鎖と会合することが可能であり、該重鎖のうちの一方もしくは両方がエピトープのうちの一方もしくは両方に結合することを可能とするかもしくはそれ支援する免疫グロブリン軽鎖とを有する。
したがって、二重特異性結合タンパク質の2つの一般的な種類は、(1)V1−C(二量体)、および(2)V1−C:軽鎖+V2−C:軽鎖(その軽鎖が同じであるかまたは異なる)である。いずれの場合においても、上記C(すなわち、上記重鎖定常領域)を、本明細書で記載される通りに示差的に改変することもでき(例えば、プロテインAに示差的に結合するように改変される、血清半減期を延長するように改変されるなど)、同じとすることもできる。
用語「細胞」は、配列を発現することに関連して使用されるとき、組み換え核酸配列を発現するのに適切な任意の細胞を含む。細胞は、原核生物および真核生物のもの(単一の細胞または複数の細胞)、細菌細胞(例えば、大腸菌、Bacillus spp.、Streptomyces spp.などの菌株)、マイコバクテリア細胞、真菌細胞、酵母細胞(例えば、S.cerevisiae、S.pombe、P.pastoris、P.methanolicaなど)、植物細胞、昆虫細胞(例えば、SF−9、SF−21、バキュロウイルス感染昆虫細胞、Trichoplusia niなど)、非ヒト動物細胞、ヒト細胞、B細胞、または細胞融合物、例えば、ハイブリドーマまたはクアドローマなどを含む。一部の実施形態において、上記細胞は、ヒト、サル、類人猿、ハムスター、ラットまたはマウス細胞である。一部の実施形態において、上記細胞は、真核生物細胞であり、以下の細胞から選択される:CHO(例えば、CHO K1、DXB−11 CHO、Veggie−CHO)、COS(例えば、COS−7)、網膜細胞、Vero、CV1、腎臓(例えば、HEK293、293EBNA、MSR293、MDCK、HaK、BHK)、HeLa、HepG2、WI38、MRC5、Colo205、HB8065、HL−60(例えば、BHK21)、Jurkat、Daudi、A431(表皮)、CV−1、U937、3T3、L細胞、C127細胞、SP2/0、NS−0、MMT060562、セルトリ細胞、BRL3A細胞、HT1080細胞、骨髄腫細胞、腫瘍細胞、および上記細胞由来の細胞系。一部の実施形態において、上記細胞は、1つまたは複数のウイルス遺伝子、例えば、ウイルス遺伝子を発現する網膜細胞(例えば、PER.C6(商標)細胞)を含む。
「〜とコグネイト」の意味、例えば、第2のVドメイン「〜とコグネイト」である第1のVドメインの意味で用いられる場合の「コグネイト」という用語は、本発明に従うマウスにより作製される同じ結合タンパク質に由来する2つのVドメイン間の関係に対する言及を包含することを意図する。例えば、本発明の実施形態に従い遺伝子改変されているマウス、例えば、V領域、D領域、およびJ領域が、V領域およびJ領域で置き換えられた重鎖遺伝子座を有するマウスにより、第1のヒトVドメインと融合している同じマウスC領域(例えば、IgGアイソタイプ)から作製された2つの同一のポリペプチド鎖、ならびに第2のヒトVドメインと融合している同じマウスC領域から作製された2つの同一のポリペプチド鎖を有する抗体様結合タンパク質が作製される。上記マウスにおけるクローン選択の間、単一の抗体様結合タンパク質との関係で共に現れるように、上記第1および上記第2のヒトVドメインを、クローン選択プロセスにより選択した。したがって、上記クローン選択プロセスの結果として、単一の抗体様分子において共に現れる第1および第2のVドメインを、「コグネイト」と称する。これに対し、第1および第2の抗体様分子が同一の重鎖を有するのでない限り(すなわち、上記第1のヒト重鎖領域に融合しているVドメインと上記第2のヒト重鎖領域に融合しているVドメインとが同一でない限り)、該第1の抗体様分子において現れるVドメインと該第2の抗体様分子において現れるVドメインとはコグネイトではない。
語句「相補性決定領域」、または用語「CDR」は、免疫グロブリン分子(例えば、抗体またはT細胞受容体)の軽鎖または重鎖の可変領域の2つのフレームワーク領域の間に典型的に(すなわち、野生型動物において)出現する生体の免疫グロブリン遺伝子の核酸配列によりコードされたアミノ酸配列を含む。CDRは、例えば、生殖細胞系配列または再配列しているもしくは再配列していない配列により、且つ例えば、ナイーブまたは成熟B細胞またはT細胞によりコードされることができる。一部の状況において(例えば、CDR3において)、CDRは、連続していない(例えば、再配列していない核酸配列において)が、B細胞の核酸配列において、例えば、上記配列をスプライシングまたは結合させた結果として(例えば、重鎖CDR3を形成するV−D−J組み換え)、連続する2つ以上の配列(例えば、生殖細胞系配列)によりコードされることができる。
語句「遺伝子セグメント」または「セグメント」は、V(軽鎖または重鎖)またはDもしくはJ(軽鎖または重鎖)免疫グロブリン遺伝子セグメントの言及を含み、再配列したV/JまたはV/D/J配列を形成する再配列(例えば、内因性リコンビナーゼにより媒介される)に関与することができる免疫グロブリン遺伝子座(例えば、ヒトおよびマウス)での再配列していない配列を含む。別段の指示がない限り、上記V、D、およびJセグメントは、12/23ルールに従ったV/J組み換えまたはV/D/J組み換えを可能にする組み換えシグナル配列(RSS)を含む。別段の指示がない限り、上記セグメントはさらに、天然の、またはその機能的等価物(例えば、Vセグメントプロモーター(単数または複数)およびリーダー(単数または複数))に関連する配列を含む。
「重鎖」または「免疫グロブリン重鎖」という語句は、任意の生物に由来する免疫グロブリン重鎖定常領域配列を包含し、別段に指定されない限り、重鎖可変ドメイン(V)を包含する。別段に指定されない限り、Vドメインは、3つの重鎖CDRおよび4つのフレームワーク(FR)領域を包含する。重鎖の断片は、CDR、CDRおよびFR、ならびにこれらの組合せを包含する。典型的な重鎖は、以下の可変ドメイン(N末端からC末端へ):C1ドメイン、ヒンジ、C2ドメイン、C3ドメイン、および、必要に応じて、C4ドメイン(例えば、IgMまたはIgEの場合)、ならびに膜貫通(M)ドメイン(例えば、リンパ球における膜結合免疫グロブリンの場合)から本質的になる。重鎖定常領域とは、FR4の外側から上記重鎖のC末端へと(N末端側からC末端側へと)広がる重鎖の領域である。わずかな異常(deviation)、例えば、上記C末端からの1つ、2つ、3つまたは数個のアミノ酸の切断を伴う重鎖定常領域の他、配列の改変、例えば、1、2、3、4、5、6、7、8、9、または10のアミノ酸置換を有する重鎖定常領域も、「重鎖定常領域」という語句により包含される。アミノ酸置換は、例えば(免疫グロブリン定常領域、例えば、ヒトIgG定常領域についてのEU付番を参照すると)、228位、233位、234位、235位、236位、237位、238位、239位、241位、248位、249位、250位、252位、254位、255位、256位、258位、265位、267位、268位、269位、270位、272位、276位、278位、280位、283位、285位、286位、289位、290位、292位、293位、294位、295位、296位、297位、298位、301位、303位、305位、307位、308位、309位、311位、312位、315位、318位、320位、322位、324位、326位、327位、328位、329位、330位、331位、332位、333位、334位、335位、337位、338位、339位、340位、342位、344位、356位、358位、359位、360位、361位、362位、373位、375位、376位、378位、380位、382位、383位、384位、386位、388位、389位、398位、414位、416位、419位、428位、430位、433位、434位、435位、437位、438位、および439位から選択される1つまたは複数の位置において作製することができる。
限定を目的とせずに述べると、例えば、血清半減期の延長(列挙される改変(複数可)のない、同じ重鎖定常領域と比較して)を呈示させるために、重鎖定常領域を改変し、250位(例えば、EまたはQ)、250位および428位(例えば、LまたはF)、252位(例えば、L/Y/F/WまたはT)、254位(例えば、SまたはT)、ならびに256位(例えば、S/R/Q/E/DまたはT)における改変、または428位および/もしくは433位(例えば、L/R/SI/P/QまたはK)および/もしくは434位(例えば、H/FまたはY)における改変、または250位および/もしくは428位における改変、または307位もしくは308位(例えば、308F、V308F)および434位における改変を有することができる。別の例では、上記改変が、428Lの改変(例えば、M428L)および434Sの改変(例えば、N434S)、428Lの改変、259Iの改変(例えば、V259I)、および308Fの改変(例えば、V308F)、433Kの改変(例えば、H433K)および434位(例えば、434Y)の改変、252、254、および256位(例えば、252Y、254T、および256E)の改変、250Qおよび428Lの改変(例えば、T250QおよびM428L)、307位および/もしくは308位(例えば、308Fまたは308P)の改変を含み得る。
「軽鎖」という語句は、任意の生物に由来する免疫グロブリン軽鎖定常(C)領域配列を包含し、別段に指定されない限り、ヒトκ軽鎖およびヒトλ軽鎖を包含する。別段に指定されない限り、軽鎖可変(V)ドメインは、典型的に、3つの軽鎖CDRおよび4つのフレームワーク(FR)領域を包含する。一般に、全長軽鎖(V+C)は、アミノ末端からカルボキシル末端へ、FR1−CDR1−FR2−CDR2−FR3−CDR3−FR4を包含するVドメイン、およびC領域を包含する。本発明で用い得る軽鎖(V+C)は、例えば、上記結合タンパク質が選択的に結合する第1のまたは第2の(二重特異性結合タンパク質の場合)エピトープ(例えば、上記Cドメインと融合しているVドメインが選択的に結合するエピトープ(複数可))に選択的には結合しない軽鎖を包含する。上記Cドメインと融合しているVドメインが結合するエピトープ(複数可)に選択的には結合しないVドメインは、既存の抗体ライブラリー(ウェットライブラリー(wet library)またはインシリコ(in silico))において最も一般的に用いられる軽鎖であって、上記結合タンパク質のエピトープ結合ドメインのアフィニティおよび/または選択性には実質的に干渉しない軽鎖についてのスクリーニングにより同定され得るVドメインを包含する。適切な軽鎖は、上記C領域に融合しているV領域が特異的に結合するエピトープに結合し得る(単独でまたは該C領域と融合しているそのコグネ
イトVと組み合わせて)軽鎖を包含する。
語句「マイクロモル濃度範囲(micromolar range)」は、1〜999マイクロモル濃度を意味することを意図し、語句「ナノモル濃度範囲」は、1〜999ナノモル濃度を意味することを意図し、語句「ピコモル濃度範囲」は、1〜999ピコモル濃度範囲を意味することを意図する。
用語「非ヒト動物」は、任意の非ヒト動物、例えば、円口類、硬骨魚、軟骨魚類、例えば、サメおよびエイ、両生類、爬虫類、哺乳類、および鳥類を含むことを意図する。適切な非ヒト動物は哺乳類を含む。適切な哺乳類は、非ヒト霊長類、ヤギ、ヒツジ、ブタ、イヌ、ウシ、および齧歯動物を含む。適切な非ヒト動物は、ラットおよびマウスを含む齧歯動物のファミリーから選択される。1つの実施形態において、上記非ヒト動物はマウスである。
遺伝モデルとしてのマウスは、トランスジェニックおよびノックアウト技術によって大きく向上され、これらの技術により特定の遺伝子の指向性過発現または欠失の効果の研究が可能になった。あらゆるその利点にもかかわらず、上記マウスは、マウスをヒト疾患についての不完全なモデルにならしめるおよびヒト治療薬を試験するまたはそれらを作製するための不完全なプラットホームにならしめる遺伝的障害をやはり提示する。第一に、ヒト遺伝子の約99%はマウスホモログを有する(Waterstonら(2002),Initial sequencing and comparative analysis of the mouse genome.Nature 420,520−562)が、可能性のある治療薬は、多くの場合、所期のヒト標的のマウスオルソログと交叉反応することができない、または不適切に交叉反応する。この問題を未然に防ぐために、選択標的遺伝子を「ヒト化」することができる、すなわち、マウス遺伝子を消去して、対応するオルソロガスヒト遺伝子配列により置き換えることができる(例えば、米国特許第6,586,251号、同第6,596,541号および同第7,105,348号明細書;これらは参照により本明細書に援用されている)。最初、「ノックアウト・プラス・トランスジェニックヒト化(knockout−plus−transgenic humanization)」戦略によりマウス遺伝子をヒト化する努力は、上記内因性遺伝子の欠失(すなわち、ノックアウト)を保有するマウスとランダムに組み込まれたヒト導入遺伝子を保有するマウスとの交配を必要とした(例えば、Brilら(2006),Tolerance to factor VIII in a transgenic mouse expressing human factor VIII cDNA carrying an Arg(593) to Cys substitution、Thromb Haemost 95:341−347;Homanicsら(2006),Production and characterization of murine models of classic and intermediate maple syrup urine disease、BMC Med Genet 7:33;Jamsaiら(2006)、A humanized BAC transgenic/knockout mouse model for HbE/beta−thalassemia、Genomics 88(3):309−15;Panら(2006)、Different role for mouse and human CD3delta/epsilon heterodimer in preT cell receptor(preTCR)function:human CD3delta/epsilon heterodimer restores the defective preTCR function in CD3gamma− and CD3gammadelta−deficient mice、Mol Immunol 43:1741−1750参照)。しかし、これらの努力は、サイズ制限によって妨げられた;従来のノックアウト技術は、大きなマウス遺伝子を該遺伝子の大きなヒトゲノムカウンターパートで直接置き換えるのに十分なものではなかった。該マウス遺伝子の同じまさにその遺伝子の場所で(すなわち内因性マウス遺伝子座で)ヒトカウンターパート遺伝子により内因性マウス遺伝子を直接置き換える直接相同置換の直接的なアプローチは、技術的な難しさのため、滅多に試みられない。今まで、直接置換に対する努力は手の込んだ厄介な手順を必要とし、それ故、取り扱うことができる遺伝子材料の長さおよび操作することができる精度が限定された。
外因的に導入されたヒト免疫グロブリン導入遺伝子は、マウスの前駆体B細胞内で再配列する(Altら(1985)、Immunoglobulin genes in transgenic mice、Trends Genet 1:231−236)。この発見は、ヒト抗体を発現させるためにノックアウト・プラス・トランスジェニックアプローチを用いるマウスの工学的作製に活用された(Greenら(1994)、Antigen−specific human monoclonal antibodies
from mice engineered with human Ig heavy and light chain YACs.Nat Genet 7:13−21;Lonberg,N.(2005)、Human antibodies from transgenic animals. Nat Biotechnol 23:1117−1125;Lonberg,N.ら(1994)Antigen−specific human antibodies from mice comprising four distinct genetic modifications、Nature 368:856−859;Jakobovitsら(2007)From XenoMouse technology to panitumumab,the first fully human antibody product from transgenic mice.Nat Biotechnol 25:1134−1143)。内因性マウス免疫グロブリン重鎖およびκ軽鎖遺伝子座は、これらのマウスにおいて、各内因性遺伝子座の小さいが重大な部分の標的欠失、続いて、上に記載したようなランダムに組み込まれた大きな導入遺伝子としての、またはミニ染色体としてのヒト免疫グロブリン遺伝子遺伝子座の導入により不活性化された(Tomizukaら(2000)、Double trans−chromosomic mice: maintenance of two individual human chromosome fragments containing Ig heavy and kappa loci and expression of fully human antibodies.PNAS USA 97:722−727)。かかるマウスは、遺伝子工学の重要な前進を象徴した;それらから単離された完全ヒトモノクローナル抗体は、様々なヒト疾患の処置に有望な治療的可能性をもたらした(Gibsonら(2006)、Randomized phase III trial results of panitumumab、a fully human anti−epidermal growth factor receptor monoclonal antibody,in
metastatic colorectal cancer、Clin Colorectal Cancer 6:29−31;Jakobovitsら、2007;Kimら(2007)Clinical efficacy of zanolimumab(HuMax−CD4):two Phase II studies in refractory cutaneous T−cell lymphoma.Blood 109(11):4655−62;Lonberg、2005;Makerら(2005)、Tumor regression and autoimmunity in patients treated with cytotoxic T lymphocyte−associated antigen 4 blockade and interleukin 2:a phase I/II study、Ann Surg Oncol 12:1005−1016;McClungら(2006)、Denosumab in postmenopausal women with low bone
mineral density、N Engl J Med 354,821−831)。しかし、上で論じたように、これらのマウスは、野生型マウスと比較して、損なわれたB細胞発生および免疫不全を示す。かかる問題は、活発な体液性応答を維持するおよびしたがって一部の抗原に対する完全ヒト抗体を産生するマウスの能力を潜在的に制限する。上記不全は、(1)ヒト免疫グロブリン導入遺伝子のランダムな導入に起因する不十分な機能性、ならびに上流および下流制御要素の欠如に起因する結果としての不正確な発現(Garrettら(2005)、Chromatin architecture near a potential 3’end of the Igh locus involves modular regulation of histone modifications during B−Cell development and in vivo occupancy at CTCF sites.Mol Cell Biol 25:1511−1525;Manisら(2003)、Elucidation of a downstream boundary of the 3’IgH regulatory region、Mol Immunol 39:753−760;Pawlitzkyら(2006)、Identification of
a candidate regulatory element within the 5’flanking region of the mouse igh locus defined by pro−B cell−specific hypersensitivity associated with binding of PU.1, Pax5,and E2A.J Immunol 176I6839−685
1);(2)B細胞の正常な成熟、増殖および生存に要求されるシグナル伝達過程を害し得る、ヒト定常ドメインと細胞表面のB細胞受容体シグナル伝達複合体のマウス要素の間の非効率的種間相互作用(Hombachら(1990)、Molecular components of the B−cell antigen receptor complex of the IgM class、Nature.343,760−762);および(3)親和性選択(Raoら(2002)、Differential expression of the inhibitory IgG Fc receptor FcgammaRIIB on germinal center cells: implications for selection of high−affinity B cells.J Immunol 169,1859−1868)および免疫グロブリン血清濃度(Brambellら(1964)、A Theoretical Model of Gamma−Globulin Catabolism、Nature 203:1352−1354;JunghansおよびAnderson(1996)、The protection receptor for IgG catabolism is the beta2−microglobulin−containing neonatal intestinal transport receptor.PNAS USA 93,5512−5516;Raoら、2002;Hjelmら(2006)、Antibody−mediated regulation of the immune response.Scand J Immunol 64:177−184;Nimmerjahn and Ravetch(2007)、Fc−receptors as regulators of immunity.Adv Immunol 96,179−204)を低減させ得る、可溶性ヒト免疫グロブリンとマウスFc受容体の間の非効率的種間相互作用に起因し得る。これらの不全は、内因性重および軽鎖遺伝子座におけるその天然の場所の中のマウス免疫グロブリン遺伝子座の可変領域のみのin situヒト化によって修正することができる。これは、マウス定常領域の保持に基づきマウス環境で正常な相互作用および選択が可能であろう「逆キメラ」(すなわち、ヒトV:マウスC)抗体を作製するマウスを有効に生じさせる結果となるであろう。さらに、かかる逆キメラ抗体は、治療のために完全ヒト抗体に容易に再配列することができる。
内因性免疫グロブリン軽鎖遺伝子座における挿入または置き換えと共に、または免疫グロブリン軽鎖導入遺伝子(例えば、キメラ免疫グロブリン軽鎖導入遺伝子もしくは完全ヒト完全マウスなど)と共に、上記内因性免疫グロブリン重鎖遺伝子座における異種(例えば、別の種からの)免疫グロブリン配列による挿入または置き換えを含む遺伝子改変動物を作製することができる。上記異種免疫グロブリン配列が由来する種は多種多様であり得る。例示的な異種免疫グロブリン配列は、ヒト配列を包含する。
様々な実施形態において、免疫グロブリン可変領域核酸配列、例えば、V、Dおよび/またはJセグメントは、ヒトまたは非ヒト動物から得られる。V、Dおよび/またはJセグメントの供給に好適な非ヒト動物としては、例えば、硬骨魚、軟骨魚、例えばサメおよびエイ、両生類、爬虫類、哺乳類、鳥類(例えば、ニワトリ)が挙げられる。非ヒト動物としては、例えば、哺乳類が挙げられる。哺乳類としては、例えば、非ヒト霊長類、ヤギ、ヒツジ、ブタ、イヌ、ウシ(例えば、雌ウシ、ウシ、バッファロー)、シカ、ラクダ、フェレットおよび齧歯動物および非ヒト霊長類(例えば、チンパンジー、オランウータン、ゴリラ、マーモセット、アカゲザル、ヒヒ)が挙げられる。好適な非ヒト動物は、ラット、マウスおよびハムスターを含む齧歯動物のファミリーから選択される。1つの実施形態において、上記非ヒト動物はマウスである。この文脈から明白であるように、様々な非ヒト動物(例えば、サメ、エイ、哺乳類(例えば、ラクダ、齧歯動物、例えばマウスおよびラット))を可変ドメインまたは可変領域遺伝子セグメントの源として使用することができる。
上記文脈によると、非ヒト動物は、可変配列またはセグメントと併用される定常領域配列の源としても使用される。例えば、ヒトまたは非ヒト可変配列に作動可能に連結する導入遺伝子(例えば、齧歯動物、例えばマウスもしくはラットもしくはハムスター、定常配列に作動可能に連結したヒトまたは非ヒト霊長類可変配列)において齧歯動物定常配列を使用することができる。したがって、様々な実施形態において、ヒトV、Dおよび/またはJセグメントを齧歯動物(例えば、マウスまたはラットまたはハムスター)定常領域遺伝子配列に作動可能に連結させる。一部の実施形態では、上記ヒトV、Dおよび/またはJセグメント(または1つまたは複数の再配列VDJもしくはVJ遺伝子)を、例えば内因性免疫グロブリン遺伝子座ではない遺伝子座に組み込まれる導入遺伝子におけるマウス、ラットまたはハムスター定常領域遺伝子配列に作動可能に連結または融合させる。
特定の実施形態では、内因性免疫グロブリン重鎖遺伝子座におけるV、DおよびJセグメントの、1つまたは複数のヒトV遺伝子セグメントおよび1つまたは複数のヒトJ遺伝子セグメントでの置き換えを含み、該1つまたは複数のヒトV遺伝子セグメントおよび1つまたは複数のJセグメントが、内因性免疫グロブリン重鎖遺伝子に作動可能に連結しているものであるマウスを提供し、この場合のマウスは、内因性免疫グロブリン遺伝子座以外の遺伝子座に導入遺伝子を含み、該導入遺伝子は、マウスまたはラットまたはヒト定常領域に作動可能に連結した非再配列または再配列ヒトVおよびヒトJ遺伝子セグメントを含む。様々な実施形態において、上記1つまたは複数のヒトV遺伝子セグメントには、ヒトVκ遺伝子セグメントまたはヒトVλ遺伝子セグメントが挙げられる。1つの実施形態において、上記1つまたは複数のヒトJ遺伝子セグメントには、ヒトJκ遺伝子セグメントまたはヒトJλ遺伝子セグメントが挙げられる。
子孫を産生する上記マウスの能力を維持しながら、マウス生殖細胞系免疫グロブリン重鎖可変遺伝子の、ヒト生殖細胞系免疫グロブリン軽鎖可変遺伝子での大きなインサイチュ遺伝子置換(large in situ genetic replacement)のための方法が記載される。具体的には、上記マウス定常領域を無傷の状態のままで、マウス重鎖可変遺伝子遺伝子座の、ヒト軽鎖可変遺伝子遺伝子座での正確な置き換えが記載される。結果として、内因性定常領域との関係において免疫グロブリン様結合タンパク質を発現するマウスが創製されている。上記ヒト軽鎖可変領域は、マウス重鎖定常領域に連結して、再配列して、固有の免疫グロブリン様分子を発現するキメラヒト−マウス免疫グロブリン遺伝子座を形成する。発現した上記免疫グロブリン様分子は、「逆キメラ(reverse chimera)」であり、すなわち、それらは、ヒト可変領域配列およびマウス定常領域配列を含む。
正確な位置、例えば、上記内因性マウス免疫グロブリン遺伝子座においてさえも、マウスのゲノムにおけるヒト免疫グロブリン配列の操作(engineering)は、マウスとヒトの間の免疫グロブリン遺伝子座の多岐にわたる進化のせいで、いくらかの困難が存在する可能性がある。例えば、免疫グロブリン遺伝子座内に散在する遺伝子間配列は、マウスとヒトの間で同一ではなく、一部の状況では、機能的に等価でないこともある。マウスとヒトの間の免疫グロブリン遺伝子座におけるその相違は、特に内因性マウス免疫グロブリン重鎖遺伝子座の一定の部分をヒト化または操作する(manipulating)とき、やはりヒト化マウスに異常を生じさせる結果となる場合がある。マウス免疫グロブリン重鎖遺伝子座における一部の改変は有害である。有害な改変としては、例えば、改変されたマウスの交配および子孫産生能力の喪失を挙げることができる。様々な実施形態において、マウスの上記ゲノムのヒト免疫グロブリン配列を工学的に作製することは、改変されたマウス系統に存在しないとき有害となる内因性配列を維持する方法を含む。例示的有害な作用は、改変系統の増殖不能であり、必須の遺伝子の機能の喪失、ポリペプチドを発現することの不能などを含み得る。かかる有害な作用は、上記マウスのゲノムに工学的に作製された改変に直接または間接的に関連し得る。
免疫グロブリン遺伝子座が置き換えられたマウスにおいて観察される野生型に近い体液性免疫機能にもかかわらず、ランダムに組み込まれた導入遺伝子を利用する一部のアプローチでは遭遇しない、免疫グロブリンの直接置換を利用すると遭遇する他の課題がある。マウスとヒトの間の免疫グロブリン遺伝子座の遺伝子組成の相違は、免疫グロブリン遺伝子セグメントが置き換えられたマウスの繁殖にとって有益な配列の発見をもたらした。具体的には、上記内因性免疫グロブリン重鎖遺伝子座内にあるマウスADAM遺伝子は、妊性におけるその役割のため、免疫グロブリン遺伝子座が置き換えられたマウスに最適に存在する。
すべてのマウス定常鎖遺伝子および遺伝子座転写調節領域を含め、そのハイブリッド遺伝子座内で隣接マウス配列を無傷且つ機能的な状態のままにしておく一方で、上記マウス重鎖免疫グロブリン遺伝子座の6メガ塩基(megabase)の可変領域(V−D−J)の、ヒト免疫グロブリン軽鎖可変遺伝子遺伝子座(V−J)での正確なインサイチュ置換が実施される(図2〜図6)。野生型マウスに匹敵する様式で交配して子孫を産生する能力をマウスに付与するそのマウス配列を維持するための操作工程を実施した(図7〜図9)。具体的には、近位アームを含有する約0.5メガ塩基のヒト免疫グロブリンκ軽鎖遺伝子座(すなわち、40個の機能的ヒトVκ遺伝子セグメントおよび5個のヒトJκ遺伝子セグメント)およびマウスADAM6遺伝子を、キメラBACターゲティングベクターによって、マウスES細胞へ、VELOCIGENE(登録商標)遺伝子操作テクノロジーを用いて導入した(例えば、米国特許第6,586,251号およびValenzuelaら、2003、High−throughput engineering of the mouse genome coupled with high−resolution expression analysis、Nat Biotechnol 21:652−659参照)。
マウスADAM6のゲノムの場所および機能
いずれかの機能的ADAM6タンパク質を発現する能力を欠く雄マウスは、交配して子孫を産生する該マウスの能力の重篤な欠陥を示す。これらのマウスには、すべてのまたは実質的にすべてのマウス免疫グロブリン重鎖可変遺伝子セグメントをヒト軽鎖可変遺伝子セグメントで置き換えることによって機能的ADAM6タンパク質を発現する能力を欠く。ADAM6遺伝子座が、D遺伝子セグメントの上流にあるV遺伝子セグメント遺伝子座の3’端の近位の、上記内因性免疫グロブリン重鎖可変遺伝子遺伝子座の領域内にあるため、このADAM6機能の喪失が生ずる結果となる。すべてのまたは実質的にすべての内因性重鎖可変遺伝子セグメントの、ヒト軽鎖可変遺伝子セグメントでの置き換えに関してホモ接合性であるマウスを交配させるために、それぞれが該置き換えに関してホモ接合性であり、生産的交配を待つ雄と雌を供給することは、一般に厄介なアプローチである。好結果の同腹子は、比較的稀であり、平均同腹仔のサイズは非常に小さい。その代り、上記置き換えに関してヘテロ接合性の雄を用いて、上記置き換えに関してホモ接合性の雌と交配させて、上記置き換えに対してヘテロ接合性の後代を産生し、その後、それらからホモ接合型マウスを繁殖させた。上記雄マウスの妊性の喪失についての可能性のある原因は、ホモ接合型雄マウスにおける機能的ADAM6タンパク質の不在であると本発明者らは決定した。
様々な態様において、損傷した(すなわち、非機能的またはわずかに機能的な)ADAM6遺伝子を含む雄マウスは、妊性の低減または消去を示す。マウス(および他の齧歯動物)ではADAM6遺伝子が免疫グロブリン重鎖遺伝子座にあるため、本発明者らは、内因性免疫グロブリン重鎖遺伝子座に改変を含むマウスを繁殖させるために、または該マウスの系統を作り、維持するために、様々な改変交配または繁殖スキームを利用することを決定した。内因性免疫グロブリン重鎖可変遺伝子遺伝子座の置き換えに関してホモ接合性の雄マウスの低い妊性または不妊性は、マウス系統のかかる改変の維持を困難にする。様々な実施形態において、上記系統の維持は、置き換えに関してホモ接合性の雄マウスによって示される不妊問題の回避を含む。
1つの態様では、本明細書に記載のマウスの系統を維持するための方法を提供する。マウスの上記系統は、異所性ADAM6配列を含む必要がなく、様々な実施形態において、マウスの上記系統は、ADAM6のノックアウト(例えば、機能的ノックアウト)に関してホモ接合性またはヘテロ接合性である。
上記マウス系統は、雄マウスにおいて妊性の低減または喪失を生じさせる結果となる内因性免疫グロブリン重鎖遺伝子座の改変を含む。1つの実施形態において、上記改変は、ADAM6遺伝子の調節領域および/またはコーディング領域の欠失を含む。特定の実施形態において、上記改変は、その改変を含む雄マウスの妊性を低減させるまたは消去する内因性ADAM6遺伝子(調節領域および/またはコーディング領域)の改変を含む;特定の実施形態において、上記改変は、その改変に関してホモ接合性である雄マウスの妊性を低減させるまたは消去する。
1つの実施形態において、上記マウス系統は、ADAM6遺伝子のノックアウト(例えば、機能的ノックアウト)または欠失に関してホモ接合性またはヘテロ接合性である。
1つの実施形態では、上記改変に関してホモ接合性またはヘテロ接合性であるマウスから細胞を単離すること、および宿主胚において上記ドナー細胞を用いること、および代理母において上記宿主胚およびドナー細胞を妊娠させること、および上記遺伝子改変を含む後代を上記代理母から得ることによって、上記マウス系統を維持する。1つの実施形態において、上記ドナー細胞は、ES細胞である。1つの実施形態において、上記ドナー細胞は、多能性細胞、例えば導入多能性細胞である。
1つの実施形態では、上記改変に関してホモ接合性またはヘテロ接合性であるマウスから、上記改変を含む核酸配列を単離すること、および上記核酸配列を宿主核に導入すること、および好適な動物において上記核酸配列および上記宿主核を含む細胞を妊娠させることによって、上記マウス系統を維持する。1つの実施形態では、上記核酸配列を宿主卵母細胞の胚に導入する。
1つの実施形態では、上記改変に関してホモ接合性またはヘテロ接合性であるマウスから核を単離すること、および上記核を宿主細胞に導入すること、および好適な動物において上記核および宿主細胞を妊娠させて、上記改変に関してホモ接合性またはヘテロ接合性である後代を得ることによって、上記マウス系統を維持する。
1つの実施形態では、上記遺伝子改変を含む雄マウスからの精液を用いる、雌マウス(野生型、上記改変に関してホモ接合性、または上記改変に関してヘテロ接合性)のin vitro受精(IVF)を用いることによって、上記マウス系統を維持する。1つの実施形態において、上記雄マウスは、上記遺伝子改変に関してヘテロ接合性である。1つの実施形態において、上記雄マウスは、上記遺伝子改変に関してホモ接合性である。
1つの実施形態では、上記遺伝子改変に関してヘテロ接合性である雄マウスを雌マウスと交配させて、上記遺伝子改変を含む後代を得ること、上記遺伝子改変を含む雄および雌後代を同定すること、および上記遺伝子改変に関してヘテロ接合性である雄を、野生型である、上記遺伝子改変に関してホモ接合性であるまたはヘテロ接合性である雌との交配に用いて、上記遺伝子改変を含む後代を得ることによって、上記マウス系統を維持する。1つの実施形態では、上記遺伝子改変に関してヘテロ接合性の雄と、野生型雌、上記遺伝子改変に関してヘテロ接合性の雌、または上記遺伝子改変に関してホモ接合性の雌とを交配させる工程を繰り返して、上記マウス系統での上記遺伝子改変を維持する。
1つの態様では、内因性免疫グロブリン重鎖可変遺伝子遺伝子座の、1つまたは複数のヒト免疫グロブリン軽鎖配列、および必要に応じて1つまたは複数のヒトD遺伝子セグメントでの置き換えを含むマウス系統を維持するための方法であって、上記マウス系統を交配させて、ヘテロ接合型雄マウスを産生する工程を含み、上記ヘテロ接合性雄マウスを交配させて、上記系統において上記遺伝子改変を維持する方法を提供する。特定の実施形態において、上記系統は、ホモ接合性雄と野生型雌、または上記遺伝子改変に関してホモ接合性もしくはヘテロ接合性の雌とのいずれの交配によっても維持されない。
上記ADAM6タンパク質は、タンパク質のA Disintegrin And Metalloprotease(ディスインテグリンおよびメタロプロテアーゼ)(ADAM)ファミリーのメンバーであり、タンパク質のADAMファミリーは、大きなファミリーであり、細胞接着をはじめとする多様な機能を有する。ADAMファミリーの一部のメンバーは、精子形成および受精に関与する。例えば、ADAM2は、精子−卵子相互作用に関与するタンパク質ファーティリンのサブユニットをコードする。ADAM3、すなわちシリテスティンは、透明帯への精子の結合に必要であるようである。ADAM2またはADAM3いずれかの不在は不妊性を生じさせる結果となる。ADAM2、ADAM3およびADAM6は、マウス精子細胞の表面で複合体を形成すると仮定されている。
ヒトにおいては、DAM6遺伝子は、報告によれば偽遺伝子であり、ヒトV遺伝子セグメントV1−2とV6−1との間に位置する。マウスには2つのADAM6遺伝子−ADAM6aおよびADAM6b−があり、これらは、マウスV遺伝子セグメントとD遺伝子セグメントの間の遺伝子間領域において位置し、周囲の免疫グロブリン遺伝子セグメントのものとは反対の転写配向に配向する。マウスの場合、正常な受精には機能的ADAM6遺伝子座が明らかに要求される。そこで、機能的ADAM6遺伝子座または配列は、内因性ADAM6遺伝子座が欠けているまたは損傷を受けた内因性ADAM6遺伝子座を有する雄マウスにおいて示される受精の徹底的低減を補うまたはレスキューすることができる、ADAM6遺伝子座または配列を指す。
ADAM6aおよびADAM6bをコードする、マウスにおける上記遺伝子間配列の位置が、内因性重鎖を改変するとき該遺伝子間配列に改変を受けやすくさせる。V遺伝子セグメントを欠失させるもしくは置き換えるとき、またはD遺伝子セグメントを欠失させるもしくは置き換えるとき、結果として得られるマウスは重度の妊性欠損を示す確率が高い。この欠損を補償するために、内因性ADAM6遺伝子座の改変に起因するADAM6活性の喪失を補うタンパク質をコードするヌクレオチド配列を含むようにマウスを改変する。様々な実施形態において、補足性ヌクレオチド配列は、妊性欠損をレスキューするマウスADAM6a、マウスADAM6b、またはそのホモログもしくはオルソログもしくは機能的断片をコードするものである。様々な実施形態において、補償するヌクレオチド配列は、配列番号1として示される通りのマウスADAM6aタンパク質をコードし、そして/または配列番号2として示される通りのマウスADMA6bタンパク質をコードする。代替として、上記内因性ADAM6遺伝子座を保存するのに適切な方法を、上記マウスADAM6遺伝子座に隣接する内因性免疫グロブリン重鎖配列が、機能的内因性重鎖可変領域をコードするように再配列することができないようにしながら、使用することができる。例示的な代替方法は、内因性重鎖定常遺伝子に作動可能に連結する機能的重鎖可変領域をコードするように再配列することができないような方法で、上記内因性免疫グロブリン重鎖可変領域遺伝子座を配置するマウス染色体の大部分の操作を含む。様々な実施形態において、上記方法は、内因性免疫グロブリン重鎖遺伝子セグメントを含有するマウス染色体断片の逆位および/または転座を含む。
妊性をレスキューする上記ヌクレオチド配列を任意の好適な位置に配置することができる。上記配列を遺伝子間領域(例えば、V遺伝子セグメントとJ遺伝子セグメントとの間またはV遺伝子セグメントの上流)に配置することができ、またはゲノム内の任意の好適な位置に(すなわち、異所的に)配置することができる。1つの実施形態では、上記ヌクレオチド配列を、マウスゲノムにランダムに組み込む導入遺伝子に導入することができる。1つの実施形態では、上記配列をエピソームで、すなわちマウス染色体上ではなく別々の核酸上で、維持することができる。好適な位置としては、転写許容性または活性である位置、例えば、ROSA26遺伝子座(Zambrowiczら、1997、PNAS USA 94:3789−3794)、BT−5遺伝子座(Michaelら、1999、Mech.Dev.85:35−47)またはOct4遺伝子座(Wallaceら、2000、Nucleic Acids Res.28:1455−1464)が挙げられる。転写活性遺伝子座へのヌクレオチド配列のターゲティングは、例えば米国特許第7,473,557号明細書に記載されており、この参考文献は参照により本明細書に援用されている。
あるいは、妊性をレスキューする上記ヌクレオチド配列を誘導性プロモーターとカップリングさせて、適切な細胞および/または組織、例えば生殖組織、での最適な発現を促進することができる。例示的誘導性プロモーターとしては、物理的手段によって活性化されるプロモーター(例えば、熱ショックプロモーター)および/または化学的手段によって活性化されるプロモーター(例えば、IPTGもしくはテトラサイクリン)が挙げられる。
さらに、上記ヌクレオチド配列の発現を他の遺伝子に関連づけて、特定の発生段階または特定の組織内での発現を実現することができる。かかる発現は、上記ヌクレオチド配列を、特定の発生段階で発現する遺伝子のプロモーターと作動可能に連結させることによって実現することができる。例えば、宿主種のゲノムへと工学的に作製された1つの種からの免疫グロブリン配列を、その宿主種からのCD19遺伝子(B細胞特異的遺伝子)のプロモーター配列と作動可能に連結させる。免疫グロブリンが発現する正確な発生段階でのB細胞特異的発現が実現される。
挿入されたヌクレオチド配列の頑強な発現を実現するためのさらにもう1つの方法は、構成的プロモーターの利用である。例示的構成的プロモーターとしては、SV40、CMV、UBC、EF1A、PGKおよびCAGGが挙げられる。同様に、所望のヌクレオチド配列を選択された構成的プロモーターと作動可能に連結させ、それにより、該ヌクレオチド配列によってコードされているタンパク質(単数または複数)の高い発現レベルが得られる。
用語「異所性」は、自然界で通常は遭遇しない位置への転位または配置(例えば、核酸配列の、該核酸配列が野生型マウスにおいて見出されるのと同じ位置でない位置への配置)を含むことを意図したものである。様々な実施形態において、この用語は、その対象がその正常なまたは正しい位置外にあるという意味で用いられる。例えば、「...をコードする異所性ヌクレオチド配列」という句は、マウスでは通常遭遇しない位置に出現するヌクレオチド配列を指す。例えば、マウスADAM6タンパク質(または雄マウスに対して同じまたは同様の妊性の恩恵をもたらすそのオルソログもしくはホモログもしくは断片)をコードする異所性ヌクレオチド配列の場合、該配列は、野生型マウスにおいて通常見出される位置とは異なるマウスのゲノム内の位置に配置されることがある。かかる場合、野生型マウスにおける位置とは異なるマウスのゲノム内の位置に上記配列を配置することにより、マウス配列の新規配列連結部を生み出すこととなる。マウスADAM6の機能的ホモログまたはオルソログは、ADAM6−/−マウスにおいて観察される妊性喪失(例えば、交配により子孫を産生する雄マウスの能力の喪失)のレスキューをもたらす配列である。機能的ホモログまたはオルソログは、ADAM6aのアミノ酸配列に対しておよび/またはADAM6bのアミノ酸配列に対して少なくとも約89%以上の同一性、例えば99%以下の同一性を有するタンパク質、ならびにADAM6aおよび/またはADAM6bの欠失またはノックアウトを含む遺伝子型を有するマウスの首尾よく交配する能力を補うまたはレスキューすることができるタンパク質を含む。
上記異所位置は、(例えば、マウスADAM6配列を含有する導入遺伝子のランダム挿入の場合のように)どこでもよく、または例えば、野生型マウスにおける(例えば、改変内因性免疫グロブリン遺伝子座内だがその天然の位置の上流または下流のいずれか、例えば、改変免疫グロブリン遺伝子座内だが、異なる遺伝子セグメント間、またはマウスV−D遺伝子間配列内の異なる位置における)その場所に近い(しかし、正確に同じではない)位置であってもよい。異所性の配置の一例は、上記周囲の内因性重鎖遺伝子セグメントが、内因性重鎖定常領域を含有する機能的重鎖をコードするように再配列することができないようにしながら、上記内因性免疫グロブリン重鎖遺伝子座内に、野生型マウスに通常見出される位置を維持することである。この例において、これは、例えば、上記可変領域遺伝子座に隣接する位置に配置された工学的に作製された部位特異的組み換え部位を使用する、上記内因性免疫グロブリン重鎖可変遺伝子座を含有する上記染色体断片の逆位により、実現され得る。従って、組み換えの際に、上記内因性重鎖可変領域遺伝子座を、上記内因性重鎖定常領域遺伝子からかなり離れた距離に配置し、それにより内因性重鎖定常領域を含有する機能的重鎖をコードする再配列を防止する。機能的ADAM6遺伝子座を維持しながら、上記内因性免疫グロブリン重鎖可変遺伝子遺伝子座の機能的サイレンシングを実現する他の例示的方法は、本開示および/または当技術分野において公知の方法と組み合わせて読むと、当業者であれば明らかである。上記内因性重鎖遺伝子座のかかる配置とともに、上記内因性ADAM6遺伝子は維持され、上記内因性免疫グロブリン重鎖遺伝子座は、機能的にサイレンシングされる。
異所性配置の別の例は、改変免疫グロブリン重鎖遺伝子座内への配置である。例えば、1つまたは複数の内因性V遺伝子セグメントの、ヒトV遺伝子セグメントでの置き換えであって、内因性ADAM6配列を除去する置き換えを含むマウスを、マウスADAM6配列がヒトV遺伝子セグメントを含有する配列内に配置されるように工学的に作製することができる。結果として得られる改変は、ヒト遺伝子配列内に(異所性)マウスADAM6配列を生じさせることとなり、このヒト遺伝子配列内へのマウスADAM6配列の(異所性)配置は、ヒトADAM6偽遺伝子の位置(すなわち、2つのVセグメント間)に近い場合もあり、またはマウスADAM6配列の位置(すなわち、V−D遺伝子間領域内)に近い場合もある。マウスの生殖細胞系内のヒト遺伝子配列(例えば、免疫グロブリン軽鎖遺伝子配列)内にまたは該ヒト遺伝子配列に隣接した(異所性)マウスADAM6配列の連結により作られる、結果として生ずる配列連結部は、野生型マウスのゲノム内の同じまたは同様の位置と比較して新しいものになる。
様々な実施形態において、ADAM6またはそのオルソログもしくはホモログを欠く非ヒト動物を提供し、この欠如が該非ヒト動物を不妊性にするか、該非ヒト動物の妊性を実質的に低減させる。様々な実施形態において、上記ADAM6またはそのオルソログもしくはホモログ欠如は、内因性免疫グロブリン重鎖遺伝子座の改変に起因する。妊性の実質的低減は、例えば、妊性(例えば、交配頻度、同腹子あたりの子、1年あたりの同腹子、など)の約50%、60%、70%、80%、90%または95%またはそれより多くの低減である。様々な実施形態では、非ヒト動物の雄において機能的であるマウスADAM6遺伝子またはそのオルソログもしくはホモログもしくは機能的断片を上記非ヒト動物に補充し、この補充されたADAM6遺伝子またはそのオルソログもしくはホモログもしくは機能的断片により、妊性低減の全部または実質的部分がレスキューされる。妊性の実質的部分のレスキューは、例えば、上記非ヒト動物が、非改変(すなわち、ADAM6遺伝子またはそのオルソログもしくはホモログへの改変を有さない動物)重鎖遺伝子座と比較して少なくとも70%、80%または90%またはそれより多い妊性を示すような妊性の回復である。
様々な実施形態において、上記遺伝子改変動物(すなわち、例えば免疫グロブリン重鎖遺伝子座の改変に起因して、機能的ADAM6またはそのオルソログもしくはホモログを欠く動物)に付与する配列は、ADAM6遺伝子またはそのオルソログもしくはホモログから選択される。例えば、マウスにおけるADAM6機能の喪失は、1つの実施形態では、マウスADAM6遺伝子の付加によってレスキューされる。1つの実施形態において、マウスにおけるADAM6機能の喪失は、マウス、例えば齧歯動物、に対して近縁の種、例えば、異なる系統または種のマウス、任意の種のラット、齧歯動物、のオルソログまたはホモログを付加することによってレスキューされ、この場合、上記マウスのオルソログまたはホモログの付加により、ADAM6機能の喪失またはADAM6遺伝子の喪失に起因する妊性の喪失がレスキューされる。他の種からのオルソログおよびホモログは、様々な実施形態において系統発生的に関連した種から選択され、および様々な実施形態において、約80%以上、85%以上、90%以上、95%以上、96%以上または97%以上である内因性ADAM6(またはオルソログ)との同一性パーセントを示し、およびADAM6に関連したまたは(非マウスの場合は)ADAM6オルソログに関連した妊性喪失をレスキューする。例えば、ADAM6機能を欠く遺伝子改変雄ラット(例えば、ヒト免疫グロブリン重鎖可変領域で置き換えられた内因性免疫グロブリン重鎖可変領域を有するラット、またはラット免疫グロブリン重鎖領域のノックアウトを有するラット)の場合、そのラットの妊性の喪失は、ラットADAM6の付加によって、または一部の実施形態ではラットADAM6のオルソログ(例えば、別のラット系統もしくは種からの、または1つの実施形態ではマウスからの、ADAM6オルソログ)の付加によってレスキューされる。
このように、様々な実施形態において、ADAM6タンパク質(またはそのオルソログもしくはホモログ)をコードする核酸配列、または該核酸配列と作動可能に連結した調節領域の改変に起因して妊性を示さないまたは妊性の低減を示す遺伝子改変動物は、妊性の喪失を補うまたは回復させる核酸配列を含み、この場合、妊性の喪失を補うまたは回復させる核酸配列は、同じ種の異なる系統からのものであるか、系統発生的に類縁の種からのものである。様々な実施形態において、上記補足性核酸配列は、ADAM6オルソログもしくはホモログまたはその機能的断片である。様々な実施形態において、上記補足性ADAM6オルソログもしくはホモログまたはその機能的断片は、妊性の欠陥を有する遺伝子改変動物に近縁である非ヒト動物からのものである。例えば、上記遺伝子改変動物が特定の系統のマウスである場合、ADAM6オルソログもしくはホモログまたはその機能的断片を、別の系統のマウスから得ることができ、類縁種のマウスから得ることができる。1つの実施形態において、上記妊性の欠陥を含む遺伝子改変動物が齧歯目(order Rodentia)のものである場合、上記ADAM6オルソログもしくはホモログまたはその機能的断片は、齧歯目の別の動物からのものである。1つの実施形態において、上記妊性の欠陥を含む遺伝子改変動物は、ネズミ亜目(suborder Myomoropha)(例えば、トビネズミ(jerboas)、ジャンピングマウス(jumping
mice)、カンガルーハムスター、ハムスター、新世界ラットおよびマウス、ハタネズミ、純種のマウスおよびラット(true mice and rat)、アレチネズミ、トゲマウス、タテガミネズミ、キノボリマウス、イワマウス、オジロキヌゲネズミ、マダガスカルラットおよびマウス、トゲヤマネ、デバネズミ、タケネズミ、モグラネズミ)のものであり、上記ADAM6オルソログもしくはホモログまたはその機能的断片は、齧歯目の動物、またはネズミ亜目の動物から選択される。
1つの実施形態において、上記遺伝子改変動物は、トビネズミ上科(superfamily Dipodoidea)からのものであり、上記ADAM6オルソログもしくはホモログまたはその機能的断片は、ネズミ上科(superfamily Muroidea)からのものである。1つの実施形態において、上記遺伝子改変動物は、ネズミ上科からのものであり、上記ADAM6オルソログもしくはホモログまたはその機能的断片は、トビネズミ上科からのものである。
1つの実施形態において、上記遺伝子改変動物は齧歯動物である。1つの実施形態において、上記齧歯動物は、ネズミ上科から選択され、上記ADAM6オルソログまたはホモログは、ネズミ上科内の異なる種からのものである。1つの実施形態において、上記遺伝子改変動物は、カンガルーハムスター科(Calomyscidae)(例えば、カンガルーハムスター)、キヌゲネズミ科(Cricetidae)(例えば、ハムスター、新世界ラットおよびマウス、ハタネズミ)、ネズミ科(Muridae)(純種のマウスおよびラット、アレチネズミ、トゲマウス、タテガミネズミ)、アシナガマウス科(Nesomyidae)(キノボリマウス、イワマウス、オジロキヌゲネズミ、マダガスカルラットおよびマウス)、トゲヤマネ科(Platacanthomyidae)(例えば、トゲヤマネ)およびメクラネズミ科(例えば、デバネズミ、タケネズミおよびモグラネズミ)から選択される科からのものであり;および上記ADAM6オルソログまたはホモログは、同じ科の異なる種から選択される。特定の実施形態において、上記遺伝子改変齧歯動物は、純種のマウスまたはラット(ネズミ科)から選択され、上記ADAM6オルソログまたはホモログは、アレチネズミ、トゲマウス、またはタテガミネズミから選択される種からのものである。1つの実施形態において、上記遺伝子改変マウスは、ネズミ科のメンバーからのものであり、および上記ADAM6オルソログまたはホモログは、ネズミ科の異なる種からのものである。特定の実施形態において、上記遺伝子改変齧歯動物は、ネズミ科のマウスであり、および上記ADAM6オルソログまたはホモログは、ネズミ科のラット、アレチネズミ、トゲマウスまたはタテガミネズミからのものである。
様々な実施形態において、1つの科の中の齧歯動物の1つまたは複数の齧歯動物ADAM6オルソログもしくはホモログまたはその機能的断片は、ADAM6オルソログまたはホモログを欠く同じ科(例えば、キヌゲネズミ科(例えば、ハムスター、新世界ラットおよびマウス、ハタネズミ);ネズミ科(例えば、純種のマウスおよびラット、アレチネズミ、トゲマウス、タテガミネズミ))の遺伝子改変齧歯動物に妊性を回復させる。
様々な実施形態において、ADAM6オルソログ、ホモログおよびその断片を、該オルソログ、ホモログまたは断片が、ADAM6活性を欠く遺伝子改変雄非ヒト動物(例えば、ADAM6またはそのオルソログのノックアウトを含む齧歯動物、例えばマウスまたはラット)に妊性を回復させるかどうか確認することにより、機能性について評価する。様々な実施形態において、機能性は、内因性ADAM6またはそのオルソログもしくはホモログを欠く遺伝子改変動物の精子の、遺伝子改変動物の同じ種の卵管を移動して卵子を受精させる能力と定義される。
様々な態様において、マウスADAM6(例えば、雄マウスにおいて機能的であるそのオルソログまたはホモログまたは断片)に同様の妊性の恩恵をもたらすタンパク質をコードする異所性ヌクレオチド配列を含有する、内因性重鎖可変領域遺伝子座またはその部分の欠失または置き換えを含むマウスを作製することができる。上記異所性ヌクレオチド配列としては、異なるマウス系統または異なる種、例えば異なる齧歯動物種、のADAM6ホモログまたはオルソログ(またはその断片)であるタンパク質をコードするヌクレオチド配列であって、妊性の恩恵、例えば、指定された期間にわたっての同腹子数の増加、および/または同腹子あたりの子の数の増加、および/またはマウス卵管を通過してマウス卵子を受精させる雄マウスの精子細胞の能力、を付与するヌクレオチド配列が挙げられる。
1つの実施形態において、上記ADAM6は、マウスADAM6タンパク質と少なくとも89%から99%同一である(例えば、マウスADAM6aまたはマウスADAM6bと少なくとも89%から99%同一である)ホモログまたはオルソログである。1つの実施形態において、上記異所性ヌクレオチド配列は、マウスADAM6aと少なくとも89%同一のタンパク質、マウスADAM6bと少なくとも89%同一のタンパク質、およびその組み合わせから独立して選択される1つまたは複数のタンパク質をコードする。1つの実施形態において、上記ホモログまたはオルソログは、マウスADAM6aおよび/またはマウスADAM6bと同一であるまたはマウスADAM6aおよび/またはマウスADAM6bと約89%以上同一であるように改変されているラット、ハムスター、マウス、またはモルモットタンパク質である。1つの実施形態において、上記ホモログまたはオルソログは、マウスADAM6aおよび/またはマウスADAM6bと同一であるか、マウスADAM6aおよび/またはマウスADAM6bと少なくとも90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%または99%同一である。特定の実施形態において、上記マウスADAM6aは、配列番号1またはその機能的断片を含み、上記マウスADAM6bは、配列番号2またはその機能的断片を含む。
1つの態様では、(a)1つまたは複数のヒトVおよびJ遺伝子セグメントの、非ヒト免疫グロブリン重鎖定常領域の上流への挿入、(b)1つまたは複数のヒトV、およびJ遺伝子セグメントの、非ヒト免疫グロブリン軽鎖定常領域の上流への挿入、および(c)ADAM6タンパク質またはその機能的断片をコードするヌクレオチド配列を含む非ヒト動物を提供する。1つの実施形態において、上記非ヒト重鎖および/または軽鎖定常領域は、齧歯動物定常領域である(例えば、マウス、ラットまたはハムスター定常領域から選択される)。1つの実施形態において、上記非ヒト軽鎖定常領域は、齧歯動物定常領域である。特定の実施形態において、上記軽鎖定常領域は、マウスCκまたはラットCκ領域である。特定の実施形態において、上記軽鎖定常領域は、マウスCλまたはラットCκ領域である。1つの実施形態において、上記ヒトVおよびJ遺伝子セグメントはVκおよびJκ遺伝子セグメントである。1つの実施形態において、上記ヒトVおよびJ遺伝子セグメントはVλおよびJλ遺伝子セグメントである。1つの実施形態において、上記非ヒト動物は、ヒトVおよびJ遺伝子セグメントの間に存在する1つまたは複数のヒトD遺伝子セグメントをさらに含む。適切な非ヒト動物は、齧歯動物、例えば、マウス、ラットおよびハムスターを含む。1つの実施形態において、上記齧歯動物は、マウスまたはラットである。
1つの実施形態において、上記非ヒト動物は、少なくとも6個〜少なくとも40個のヒトVκ遺伝子セグメントおよび少なくとも1個〜少なくとも5個のヒトJκ遺伝子セグメントを含む。特定の実施形態において、上記非ヒト動物は、6個のヒトVκ遺伝子セグメントおよび5個のヒトJκ遺伝子セグメントを含む。特定の実施形態において、上記非ヒト動物は、16個のヒトVκ遺伝子セグメントおよび5個のヒトJκ遺伝子セグメントを含む。特定の実施形態において、上記非ヒト動物は、30個のヒトVκ遺伝子セグメントおよび5個のヒトJκ遺伝子セグメントを含む。特定の実施形態において、上記非ヒト動物は、40個のヒトVκ遺伝子セグメントおよび5個のヒトJκ遺伝子セグメントを含む。様々な実施形態において、上記ヒトJκ遺伝子セグメントは、Jκ1、Jκ2、Jκ3、Jκ4、Jκ5、およびそれらの組み合わせから選択される。
1つの実施形態において、ADAM6タンパク質またはその機能的断片をコードするヌクレオチド配列は、上記非ヒト動物において異所性である。1つの実施形態において、ADAM6タンパク質またはその機能的断片(上記非ヒト動物において機能的である)をコードするヌクレオチド配列は、野生型非ヒトADAM6遺伝子座と比較して同じ場所に存在する。1つの実施形態において、上記非ヒト動物はマウスであり、上記ヌクレオチド配列は、マウスADAM6タンパク質またはその機能的断片をコードし、上記非ヒト動物のゲノムの異所的な場所に存在する。1つの実施形態において、上記非ヒト動物はマウスであり、上記ヌクレオチド配列はマウスADAM6タンパク質またはその機能的断片をコードし、免疫グロブリン遺伝子セグメント内に存在する。特定の実施形態において、上記免疫グロブリン遺伝子セグメントは、上記非ヒト動物の重鎖遺伝子セグメントである。特定の実施形態では、上記免疫グロブリン遺伝子セグメントは、別の種の軽鎖遺伝子セグメントである。1つの実施形態において、上記軽鎖遺伝子セグメントは、ヒトκ軽鎖遺伝子セグメントである。1つの実施形態において、上記マウスは、1つまたは複数の内因性の再配列していない重鎖遺伝子セグメントを含む異所性の連続配列を含み、上記ADAM6配列は、上記異所性の連続配列内にある。
1つの実施形態において、上記非ヒト動物は、内因性免疫グロブリン軽鎖遺伝子座に内因性免疫グロブリンVおよび/またはJ遺伝子セグメントを欠く。1つの実施形態において、上記非ヒト動物は、上記非ヒト動物の免疫グロブリンVドメインを形成するよう再配列することができない内因性免疫グロブリンVおよび/またはJ遺伝子セグメントを含む。1つの実施形態において、全てまたは実質的に全ての内因性免疫グロブリンVκおよびJκ遺伝子セグメントは、1つまたは複数のヒトVκおよびJκ遺伝子セグメントで置き換えられる。1つの実施形態において、全てまたは実質的に全ての内因性免疫グロブリンVλおよびJλ遺伝子セグメントは、全体としてまたは一部が欠失される。1つの実施形態において、全てまたは実質的に全ての内因性免疫グロブリンVおよびJ遺伝子セグメントは、上記非ヒト動物においてインタクトであり、上記非ヒト動物は、内因性免疫グロブリンVおよび/またはJ遺伝子セグメントと内因性免疫グロブリン軽鎖定常領域との間に挿入される1つまたは複数のヒトVκ遺伝子セグメントおよび1つまたは複数のヒトJκ遺伝子セグメントを含む。特定の実施形態において、上記インタクトな内因性免疫グロブリンVおよびJ遺伝子セグメントは、上記非ヒト動物において抗体のVドメインを形成するように再配列することができないようにする。様々な実施形態において、上記非ヒト動物の内因性免疫グロブリン軽鎖遺伝子座は、免疫グロブリンκ軽鎖遺伝子座である。1つの実施形態において、上記内因性免疫グロブリンVおよびJ遺伝子セグメントは、VκおよびJκ遺伝子セグメントである。
1つの態様では、本明細書に記載の非ヒト動物由来の細胞および/または組織を提供し、該細胞および/または組織は、(a)1つまたは複数のヒトVκおよびJκ遺伝子セグメントの、非ヒト免疫グロブリン軽鎖定常領域の上流への挿入、(b)1つまたは複数のヒトVκおよびJκ遺伝子セグメントの、非ヒト免疫グロブリン重鎖定常領域の上流への挿入、および(c)ADAM6タンパク質またはその機能的断片をコードするヌクレオチド配列を含む。1つの実施形態において、上記非ヒト重鎖および/または軽鎖定常領域は、マウス定常領域である。1つの実施形態において、上記非ヒト重鎖および/または軽鎖定常領域はラット定常領域である。1つの実施形態において、上記非ヒト重鎖および/または軽鎖定常領域は、ハムスター定常領域である。
1つの実施形態において、ADAM6タンパク質またはその機能的断片をコードするヌクレオチド配列は、上記細胞および/または組織において異所性である。1つの実施形態において、ADAM6タンパク質またはその機能的断片をコードするヌクレオチド配列は、野生型非ヒトADAM6遺伝子座に比較して同じ場所に存在する。1つの実施形態において、上記非ヒト細胞および/または組織はマウス由来であり、上記ヌクレオチド配列は、マウスADAM6タンパク質またはその機能的断片をコードし、異所的な場所に存在する。1つの実施形態において、上記非ヒト細胞および/または組織はマウス由来であり、上記ヌクレオチド配列は、マウスADAM6タンパク質またはその機能的断片をコードし、免疫グロブリン遺伝子セグメント内に存在する。特定の実施形態において、上記免疫グロブリン遺伝子セグメントは、重鎖遺伝子セグメントである。特定の実施形態において、上記免疫グロブリン遺伝子セグメントは、軽鎖遺伝子セグメントである。1つの実施形態において、内因性重鎖遺伝子セグメントの連続配列は、上記非ヒト動物において異所的に配置され、異所的に配置された内因性重鎖遺伝子セグメントの上記連続配列は、上記マウスにおいて(例えば、雄マウスにおいて)機能的であるADAM6遺伝子を含む。
1つの態様では、抗原結合タンパク質を作製するための、本明細書に記載の非ヒト動物の使用を提供し、該非ヒト動物は、(a)(i)ヒトVκドメインおよび非ヒト軽鎖定常領域を含む免疫グロブリン軽鎖および(ii)ヒトVκドメインおよび非ヒト定常領域を含む免疫グロブリン重鎖を含む抗体および(b)ADAM6タンパク質またはその機能的断片を発現する。1つの実施形態において、上記抗原結合タンパク質はヒトである。1つの実施形態において、上記非ヒト動物は、齧歯動物であり、上記非ヒト定常領域は、齧歯動物定常領域である。特定の実施形態において、上記齧歯動物はマウスである。
1つの態様では、本明細書に記載の非ヒト動物由来の非ヒト細胞または組織を提供する。1つの実施形態において、上記非ヒト細胞または組織は、非ヒト免疫グロブリン軽鎖定常領域遺伝子と隣接する1つまたは複数のヒト免疫グロブリンVκ遺伝子セグメントおよび少なくとも1つのヒト免疫グロブリンJκ遺伝子セグメントと、非ヒト免疫グロブリン重鎖定常領域遺伝子と隣接する1つまたは複数のヒトVκおよび1つまたは複数のヒトJκ遺伝子セグメントとを含み、上記細胞または組織は、ADAM6タンパク質またはその機能的断片を発現する。1つの実施形態において、上記非ヒト軽鎖定常領域遺伝子は、マウスCκである。
1つの実施形態において、上記ADAM6タンパク質またはその機能的断片をコードするヌクレオチド配列は、異所性である。1つの実施形態において、上記ADAM6タンパク質またはその機能的断片をコードするヌクレオチド配列は、野生型非ヒト細胞と同じ位置にある。様々な実施形態において、上記非ヒト細胞は、マウスB細胞である。様々な実施形態において、上記非ヒト細胞は、胚性幹細胞である。
1つの実施形態において、上記組織は、上記非ヒト動物の脾臓、骨髄またはリンパ節由来である。
1つの態様では、ハイブリドーマまたはクアドローマを作製するための、本明細書に記載の非ヒト動物由来の細胞または組織の使用を提供する。
1つの態様では、本明細書に記載の改変されたゲノムを含む非ヒト細胞を提供し、該非ヒト細胞は、卵母細胞、宿主胚または本明細書に記載の非ヒト動物からの細胞と、異なる非ヒト動物からの細胞との融合物である。
1つの態様では、ヒト抗原結合タンパク質を作製するための、本明細書に記載の非ヒト動物由来の細胞または組織の使用を提供する。1つの実施形態において、上記ヒト抗原結合タンパク質は、本明細書に記載の非ヒト動物から単離されたヒトVκドメインを含む。
1つの態様では、対象の抗原に結合する抗原結合タンパク質を作製する方法を提供し、該方法は、(a)対象の抗原に本明細書に記載の非ヒト動物を曝露させる工程、(b)上記非ヒト動物の1つまたは複数のBリンパ球を単離する工程(上記1つまたは複数のBリンパ球が上記対象の抗原と結合するV結合タンパク質を発現する)、および(c)対象の抗原と結合するV結合タンパク質のVドメインをコードする核酸配列を同定する工程(ここで、上記V結合タンパク質がが、ヒトVκドメインおよび非ヒト軽鎖定常ドメインおよびヒトVκドメインおよび非ヒト重鎖定常ドメインを含む)、ならびに(d)対象となる上記抗原と結合するヒト抗原結合タンパク質を作製するために、上記(c)の核酸配列とヒト免疫グロブリン定常領域核酸配列とを使用する工程を含む。
1つの実施形態において、上記V結合タンパク質の上記非ヒト軽鎖定常ドメインは、マウスCκである。1つの実施形態において、上記V結合タンパク質の上記非ヒト重鎖鎖定常ドメインは、マウスCγである。1つの実施形態において、上記非ヒト動物はマウスである。
1つの態様では、免疫グロブリン重鎖遺伝子座での改変を含む妊性雄マウスを提供し、該妊性雄マウスは、該雄マウスにおいて機能的である異所性ADAM6配列を含む。
改変免疫グロブリン重鎖遺伝子座における異所性ADAM6
遺伝子ターゲティングの進展、例えば、細菌人工染色体(BAC)の開発により、今や、比較的大きいゲノム断片の組換えが可能である。BAC工学は、マウスES細胞に大きな欠失および大きな挿入を施すことをできるようにした。
ヒト抗体(すなわち、ヒト可変領域)を作るマウスは、ここしばらくの間に利用可能になった。これらのマウスは、ヒト治療用抗体の開発の重要な前進の代表であるが、その有用性を制限する多数の重大な異常を提示する。例えば、これらのマウスは、損なわれたB細胞発生を提示する。この損なわれた発生は、トランスジェニックマウスと野生型マウスの間の様々な相違に起因し得る。
ヒト抗体は、成熟、増殖、またはクローン選択中の生存についてのシグナルを伝達するマウス細胞の表面のマウスプレB細胞受容体またはB細部受容体と最適に相互作用しない可能性がある。完全ヒト抗体は、マウスFc受容体系と最適に相互作用しない可能性があるし、マウスは、ヒトFc受容体との1対1の対応を提示しないFc受容体を発現する。結局、完全ヒト抗体を作る様々なマウスは、野生型B細胞発生に要求され得るすべての真正マウス配列を含まない、例えば、下流エンハンサー要素および他の遺伝子座制御要素を含まない。
完全ヒト抗体を作製するマウスは、何らかの形で無能化されている内因性免疫グロブリン遺伝子座を一般に含み、可変および定常免疫グロブリン遺伝子セグメントを含むヒト導入遺伝子が、そのマウスゲノム内のランダムな場所に導入される。内因性遺伝子座が、機能的免疫グロブリン遺伝子を形成するように遺伝子セグメントを再配列できないほど無能化されている限り、たとえB細胞発生が損なわれていたとしても、かかるマウスにおいて完全ヒト抗体を作製するという目的を達成することができる。
ヒト導入遺伝子遺伝子座から完全ヒト抗体を作製せざるを得ないのだが、マウスにおけるヒト抗体の産生は、好ましくない過程であるようである。一部のマウスでは、この過程は、トランススイッチの機序によりキメラヒト可変/マウス定常重鎖(軽鎖ではなく)が形成される結果をもたらすには好ましいものではない。この機序により、完全ヒト抗体をコードする転写産物は、ヒトアイソタイプからマウスアイソタイプへとトランスでアイソタイプスイッチされる。完全ヒト導入遺伝子は、マウス重鎖定常領域遺伝子の非損傷コピーを保持する内因性遺伝子座から離れた場所にあるため、この過程はトランスでの過程となる。かかるマウスではトランススイッチが容易に分かるが、この現象はB細胞発生のレスキューにやはり不十分であり、B細胞発生は明らかに害されたままである。いずれにせよ、トランススイッチ現象は軽鎖に関して起こらないので、かかるマウスにおいてトランススイッチされた抗体は、完全ヒト軽鎖を保持する;おそらく、トランススイッチは、シスでの正常なアイソタイプスイッチに(それとは異なるにせよ)用いられる内因性遺伝子座におけるスイッチ配列に依存する。したがって、完全ヒト抗体を作製するように工学的に作製されたマウスが、マウス定常領域を有する抗体を作製するためにトランススイッチ機序を選択する場合であっても、その戦略は、正常B細胞発生のレスキューにやはり不十分である。
抗体ベースのヒト治療薬の作製における主な関心事は、特定のエピトープを特異的に認識し、望ましい親和性で、通常は−常にではないが−高い親和性で、そのエピトープを結合する有用な可変ドメインを同定するために十分多様なヒト免疫グロブリン可変領域配列を作製することである。(本明細書に記載する)VELOCIMMUNE(登録商標)マウスの開発前は、マウス定常領域と共にヒト可変領域を発現するマウスが、導入遺伝子からヒト抗体を作製するマウスとの何らかの有意差を示すことになるという指摘はなかった。しかし、その仮定は間違っていた。
内因性遺伝子座におけるヒト免疫グロブリン可変領域でのマウス免疫グロブリン可変領域の正確な置き換えを含有するVELOCIMMUNE(登録商標)マウスは、B細胞発生に関して野生型マウスとの驚くべき、また注目すべき類似性を提示する。驚くべき、また実にすばらしい発生の点で、VELOCIMMUNE(登録商標)マウスは、免疫に応答して産生される可変領域が完全ヒトのものであるという1つの重要な点のみが野生型マウスと異なる、本質的に正常な野生型応答を免疫に対して提示した。
VELOCIMMUNE(登録商標)マウスは、内因性遺伝子座におけるマウス免疫グロブリン重鎖(IgH)および免疫グロブリン軽鎖(例えば、κ軽鎖、Igκ)の生殖細胞系可変領域の、対応するヒト免疫グロブリン可変領域での正確な大規模置き換えを含有する。合計で約6メガ塩基のマウス遺伝子座が約1.5メガ塩基のヒトゲノム配列で置き換えられる。この正確な置き換えにより、結果として、ヒト可変領域とマウス定常領域を有する重および軽鎖を作製するハイブリッド免疫グロブリン遺伝子座を有するマウスが得られる。マウスV−D−JおよびVκ−Jκセグメントの正確な置き換えは、隣接するマウス配列をインタクトなままおよび機能的なままハイブリッド免疫グロブリン遺伝子座に残す。上記マウスの体液性免疫系は、野生型マウスのものと同様に機能する。B細胞発生はいずれの重要な点でも妨害されず、抗原チャレンジすると上記マウスにおいて多様性に富んだヒト可変領域が産生される。
VELOCIMMUNE(登録商標)マウスは、重およびκ軽鎖についての免疫グロブリン遺伝子セグメントがヒトおよびマウスにおいて同様に再配列するので実現可能であるのだが、その遺伝子座は同じまたはほぼ同じであるというわけではない――明らかにそれらはそうではない。しかし、その遺伝子座は、すべてのV、DおよびJ遺伝子セグメントを含有する約300万塩基対の連続するマウス配列を、ヒト免疫グロブリン遺伝子座からの等価の配列を基本的にカバーする約100万塩基の連続するヒトゲノム配列で置き換えることによって重鎖可変遺伝子遺伝子座のヒト化を達成することができるほどに類似する。
一部の実施形態では、一定のマウス定常領域遺伝子配列の、ヒト遺伝子配列でのさらなる置き換え(例えば、マウスC1配列の、ヒトC1での置き換え、およびマウスC配列の、ヒトC配列での置き換え)により、結果として、例えば完全ヒト抗体断片、例えば完全ヒトFabの作製に好適な、ヒト可変領域および部分ヒト定常領域を有する抗体を作製するハイブリッド免疫グロブリン遺伝子座を有するマウスが得られる。ハイブリッド免疫グロブリン遺伝子座を有するマウスは、正常な可変遺伝子セグメント再配列、正常な体細胞超変異および正常なクラススイッチを示す。これらのマウスは、野生型マウスと区別できない体液性免疫系を示し、および、マウスにヒト可変領域遺伝子セグメントの完全レパートリーを欠く場合でさえ、正常な細胞集団をすべてのB細胞発生段階で提示し、正常なリンパ器官構造を提示する。これらのマウスの免疫は、可変遺伝子セグメント使用頻度の広範な多様性を提示する頑強な体液性応答を生じさせる結果となる。
マウス生殖細胞系可変領域遺伝子セグメントの正確な置き換えにより、部分ヒト免疫グロブリン遺伝子座を有するマウスの作製が可能になる。部分ヒト免疫グロブリン遺伝子座は、再配列し、超変異し、正常にクラススイッチするため、ヒト可変領域を含むマウスでは部分ヒト免疫グロブリン遺伝子座により抗体が産生される。その可変領域をコードするヌクレオチド配列を同定し、クローニングして、選ばれた任意の配列、例えば、特定の用途に好適な任意の免疫グロブリンアイソタイプと(例えばin vitro系において)融合させ、その結果、全部がヒト配列に由来する抗体または抗原結合タンパク質を得ることができる。
上記マウスV、D、およびJ遺伝子セグメントの本質的にすべてを含む3メガ塩基までの上記マウス重鎖免疫グロブリン遺伝子座を、本質的にすべてのヒトVκおよびJκ遺伝子セグメントをコードする2つのリピートの一方を含むヒトゲノムの0.5メガ塩基までのセグメントで正確に置き換えることにより、組換え方法によるラージスケールヒト化を用いて、マウス胚性幹(ES)細胞を改変し、固有の免疫グロブリン重鎖遺伝子座を創製した。さらに、本質的にすべてのヒトVκおよびJκ遺伝子セグメントをコードする2つのリピートの一方を含むヒトゲノムの二分の一メガ塩基以下のセグメントを使用して、マウスVκおよびJκ遺伝子セグメントの本質的にすべてを含有するマウス免疫グロブリンκ軽鎖遺伝子座の3メガ塩基セグメントを置き換えた。かかる置換免疫グロブリン遺伝子座を有するマウスは、マウス免疫グロブリン重鎖遺伝子座の最も3’側のV遺伝子セグメントと最も5’側のD遺伝子セグメントの間で通常は見出されるマウスADAM6遺伝子座の破壊または欠失を含み得る。この領域の破壊は、マウスADAM6遺伝子座の機能性の低減または消去をもたらし得る。
上記の置換遺伝子座を含み、マウスADAM6をコードする異所性核酸配列も含むマウスであって、本質的に正常な妊性を示すマウスを記載する。1つの実施形態において、上記異所性核酸配列は、上記改変内因性重鎖遺伝子座のヒトV遺伝子セグメントとヒトJ遺伝子セグメントの間に、または最も5’側のヒトV遺伝子セグメントの上流に配置される。ADAM6遺伝子の転写方向は、周囲のヒトV遺伝子セグメントの転写の方向に対して逆であってもよく(図7)、または同じであってもよい(図8)。本明細書における例は、示されるヒトVおよびJ遺伝子セグメント間に、または最も5’側のヒトトV遺伝子セグメントの上流に異所性配列を配置することによる妊性のレスキューを示すが、マウスゲノム内の任意の好適な転写許容遺伝子座への(またはさらには染色体外への)異所性配列の配置が雄マウスの妊性を同様にレスキューすると予想されることは、当業者であれば認める。様々な実施形態において、上記異所性核酸配列は、配列番号3、配列番号4、および配列番号5から選択され、該異所性核酸配列は、1つまたは複数のADAM6タンパク質をコードし、該1つまたは複数のADAM6タンパク質は、配列番号1、配列番号2、またはそれらの組み合わせを含む。
マウスADAM6遺伝子またはそのオルソログもしくはホモログもしくは機能的断片を含む異所性配列を有する機能的ADAM6遺伝子座を欠いているマウスを補足する現象は、非機能的なまたは最小機能的な内因性ADAM6遺伝子座を有する任意のマウスのレスキューに適用できる一般的な方法である。それ故、免疫グロブリン重鎖遺伝子座のADAM6破壊改変を含む非常に多数のマウスを本発明の組成物および方法でレスキューすることができる。したがって、本発明は、内因性ADAM6機能を含む免疫グロブリン重鎖遺伝子座の多種多様な改変を有するマウスを含む。一部の(非限定的)例を本明細書に提供する。記載するマウスに加えて、ADAM6に関する組成物および方法を非常に多くの用途に、例えば、重鎖遺伝子座を多種多様な方法で改変するときに用いることができる。
1つの態様では、機能的ADAM6タンパク質(またはそのオルソログもしくはホモログもしくは機能的断片)をコードする異所性ADAM6配列と、すべてのまたは実質的にすべてのマウスV遺伝子セグメントの、1つまたは複数のヒトV遺伝子セグメントでの置き換えと、すべてのまたは実質的にすべてのマウスD遺伝子セグメントおよびJ遺伝子セグメントの、ヒトJ遺伝子セグメントでの置き換えとを含むマウスであって、C1領域および/またはヒンジ領域を欠くマウスを提供する。1つの実施形態において、上記マウスは、(a)ヒトV−マウスC1−マウスC2−マウスC3;(b)ヒトV−マウスヒンジ−マウスC2−マウスC3;および(c)ヒトV−マウスC2−マウスC3から選択される免疫グロブリン鎖の二量体である単一可変ドメイン結合タンパク質を作製する。
1つの態様では、全てまたは実質的に全てのマウス免疫グロブリン軽鎖可変遺伝子セグメント(mV、mDおよびmJ)の、1つまたは複数のヒト免疫グロブリンκ軽鎖可変遺伝子セグメント(hVκおよびhJκ)での置き換えを有するマウスであって、全てまたは実質的に全てのマウス免疫グロブリンκ軽鎖可変遺伝子セグメント(mVκ、mJκ)の、1つまたは複数のヒト免疫グロブリンκ軽鎖可変遺伝子セグメント(hVκおよびhJκ)での置き換えをさらに含むマウスにおいて、妊性をレスキューするヌクレオチド配列をヒト免疫グロブリン重鎖可変領域配列内(例えば、ヒトVκ4−1遺伝子セグメントとJκ1遺伝子セグメントの間)に配置する。
1つの態様では、機能的マウスADAM6遺伝子座(またはそのオルソログもしくはホモログもしくは機能的断片)は、ヒトV遺伝子セグメントの中に、または最も5’側のヒトV遺伝子セグメントの上流に配置することができ、該ヒトV遺伝子セグメントは、内因性V遺伝子セグメントを置き換える。1つの実施形態において、すべてのまたは実質的にすべてのマウスV遺伝子セグメントは除去され、1つまたは複数のヒトV遺伝子セグメントで置き換えられ、上記マウスADAM6遺伝子座は、最も5’側のヒトV遺伝子セグメントの5’末端に直接隣接して配置されるか、または2つのヒトV遺伝子セグメントの間に配置される。特定の実施形態において、上記マウスADAM6遺伝子座は、挿入された上記ヒトV遺伝子セグメントの3’末端近くの2つのV遺伝子セグメントの間に配置される。特定の実施形態において、次には、ヒトV遺伝子セグメントの配列は、以下である(上記ヒトV遺伝子セグメントの転写方向に関して上流から下流へ):ヒトVκ5−2−マウスADAM6遺伝子座−ヒトVκ4−1。特定の実施形態において、次には、ヒトV遺伝子セグメントの配列は、以下である(上記ヒトV遺伝子セグメントの転写方向に関して上流から下流へ):マウスADAM6遺伝子座−ヒトVκ2−40であって、ここで、ヒトVκ2−40は、上記改変免疫グロブリン重鎖遺伝子座において最も5’側のヒトV遺伝子セグメントである。1つの実施形態において、上記マウスADAM6遺伝子座のマウスADAM6aおよびマウスADAM6bのうちの1つまたは複数の配向は、上記ヒトV遺伝子セグメントの配向と比較して、転写方向に関して反対である。1つの実施形態において、上記マウスADAM6遺伝子座のマウスADAM6aおよびマウスADAM6bのうちの1つまたは複数の配向は、上記ヒトV遺伝子セグメントの配向と比較して、転写方向に関して同じである。
1つの態様では、機能的マウスADAM6遺伝子座(またはそのオルソログもしくはホモログもしくは機能的断片)は、ヒトV遺伝子セグメントとヒトJ遺伝子セグメントの間(すなわち、最も3’側のヒトV遺伝子セグメントと最も5’側のヒトJ遺伝子セグメントの間の遺伝子間領域内)に配置することができ、該ヒトVおよびJ遺伝子セグメントは内因性V遺伝子セグメントを置き換えている。1つの実施形態において、すべてのまたは実質的にすべてのマウスV遺伝子セグメントは除去され、1つまたは複数のヒトV遺伝子セグメントおよび1つまたは複数のヒトJ遺伝子セグメントで置き換えられ、上記マウスADAM6遺伝子座は、最も3’側のヒトV遺伝子セグメントの3’末端に直接隣接し、且つ最も5’側のヒトJ遺伝子セグメントの5’末端に直接隣接して配置される。特定の実施形態において、上記1つまたは複数のヒトV遺伝子セグメントおよび1つまたは複数のヒトJ遺伝子セグメントは、Vκ遺伝子セグメントおよびJκ遺伝子セグメントである。特定の実施形態において、次には、ヒトV遺伝子セグメントの配列は、以下である(上記ヒトV遺伝子セグメントの転写方向に関して上流から下流へ):ヒトVκ4−1−マウスADAM6遺伝子座−ヒトJκ1。1つの実施形態において、上記マウスADAM6遺伝子座のマウスADAM6aおよびマウスADAM6bのうちの1つまたは複数の配向は、上記ヒトV遺伝子セグメントの配向と比較して、転写方向に関して反対である。1つの実施形態において、上記マウスADAM6遺伝子座のマウスADAM6aおよびマウスADAM6bのうちの1つまたは複数の配向は、上記ヒトV遺伝子セグメントの配向と比較して、転写方向に関して同じである。
すべてのまたは実質的にすべての内因性V遺伝子セグメントを置き換える、上記1つまたは複数のヒトV遺伝子セグメント(例えば、VκまたはVλセグメント)で改変されるマウスは、上に記載したように、例えばマウスADAM6遺伝子座もしくはその機能的断片を含む下流ホモロジーアームを有するターゲティングベクターを利用することにより、内因性ADAM6遺伝子座を維持するように改変することができ、あるいは2つのヒトV遺伝子セグメント間に、またはヒトV遺伝子セグメントとD遺伝子セグメントとの間(ヒトであろうとマウスであろうと、例えば、Vλ+m/hD)もしくはJ遺伝子セグメントとの間(ヒトであろうとマウスであろうと、例えば、Vκ+J)に位置する異所配列で損傷マウスADAM6遺伝子座を置き換えるように改変することができる。1つの実施形態において、上記置き換えは、2つ以上のヒトV遺伝子セグメントを含み、および上記マウスADAM6遺伝子座またはその機能的断片は、2つの最も3’側のV遺伝子セグメント間に配置される。そこで、特定の実施形態において、ヒトV遺伝子セグメントの構成は、以下のものである(ヒト遺伝子セグメントの転写方向に関して上流から下流に):ヒトV3’−1−マウスADAM6遺伝子座−ヒトV3’。1つの実施形態において、転写方向に関して、マウスADAM6遺伝子座のマウスADAM6aおよびマウスADAM6bのうちの1つまたは複数の配向は、ヒトV遺伝子セグメントの配向と比較して逆である。あるいは、マウスADAM6遺伝子座は、最も3’側のヒトV遺伝子セグメントと最も5’側のJ遺伝子セグメントの間の遺伝子間領域に配置され得る。
1つの態様では、1つまたは複数の内因性V遺伝子セグメントの置き換えを有する、および少なくとも1つの内因性D遺伝子セグメントを含むマウスを提供する。かかるマウスにおいて、上記内因性V遺伝子セグメントの改変は、最も5’側のD遺伝子セグメントではなく、最も3’側のV遺伝子セグメントの1つまたは複数についての改変を含み得、この場合、上記1つまたは複数の最も3’側のV遺伝子セグメントの改変が、上記内因性ADAM6遺伝子座を破壊しないようにまたは非機能的にしないように注意する。例えば、1つの実施形態において、上記マウスは、すべてのまたは実質的にすべての内因性V遺伝子セグメントの、1つまたは複数のヒトV遺伝子セグメントでの置き換えを含み、および上記マウスは、1つまたは複数の内因性D遺伝子セグメントおよび機能的内因性ADAM6遺伝子座を含む。
もう1つの実施形態において、上記マウスは、最も3’側の内因性V遺伝子セグメントの改変、および1つまたは複数の内因性D遺伝子セグメントの改変を含み、該改変は、内因性ADAM6遺伝子座が機能的なままである程度まで該内因性ADAM6遺伝子座の完全性が維持されるように行う。一例では、かかる改変を二工程で行う:(1)上流ホモロジーアームと、機能的マウスADAM6遺伝子座のすべてまたは部分を含む下流ホモロジーアームとを有するターゲティングベクターを利用して、最も3’側の内因性V遺伝子セグメントを1つまたは複数のヒトV遺伝子セグメントで置き換える工程;(2)次に、マウスADAM6遺伝子座のすべてまたは機能的部分を含む上流ホモロジーアームを有するターゲティングベクターで内因性D遺伝子セグメントを置き換える工程。
様々な態様において、改変が内因性マウスADAM6の機能を破壊する場合、マウスADAM6タンパク質またはそのオルソログもしくはホモログもしくは機能的ホモログをコードする異所性配列を含有するマウスの利用は有用である。内因性マウスADAM6機能を破壊する確率は、マウス免疫グロブリン遺伝子座への改変を行うとき、特に、マウス免疫グロブリン重鎖可変領域および周囲の配列を改変するときに高い。したがって、かかるマウスは、全部もしくは一部が欠失している、全部もしくは一部がヒト化されている、または全部もしくは一部が(例えば、VκもしくはVλ配列で)置き換えられている免疫グロブリン重鎖遺伝子座を有するマウスを作製するときに特に有益である。下に記載するマウスに対して記載の遺伝子改変を行うための方法は当業者に公知である。
マウスADAM6タンパク質をコードする異所性配列またはマウスADAM6タンパク質の妊性の恩恵をもたらす実質的に同一もしくは同様のタンパク質をコードする異所性配列を含有するマウスは、内因性ADAM6配列を破壊するかまたは欠失させるマウス免疫グロブリン重鎖可変遺伝子遺伝子座への改変に関連して特に有用である。ヒト可変領域およびマウス定常領域を有する抗体を発現するマウスに関連して主として記載したが、かかるマウスは、内因性ADAM6遺伝子を破壊する任意の遺伝子改変に関連して有用である。これが、マウス免疫グロブリン重鎖可変遺伝子遺伝子座の改変を含有する多種多様な遺伝子改変マウスを包含することは、当業者であれば認める。これらには、例えば、マウス免疫グロブリン重鎖遺伝子セグメントのすべてまたは一部分の欠失または置き換えを、他の改変にかかわらず有するマウスが含まれる。非限定的な例を下に記載する。
一部の態様では、マウスにおいて機能的な異所性マウス、齧歯動物または他のADAM6遺伝子(またはオルソログもしくはホモログもしくは断片)と1つまたは複数のヒト免疫グロブリン可変および/または定常領域遺伝子セグメントとを含む遺伝子改変マウスを提供する。様々な実施形態において、マウスにおいて機能的である他のADAM6遺伝子オルソログまたはホモログまたは断片は、ウシ、イヌ、霊長類、ウサギまたは他の非ヒト配列を含み得る。
1つの態様では、機能的ADAM6タンパク質をコードする異所性ADAM6配列と、すべてのまたは実質的にすべてのマウスV遺伝子セグメントの、1つまたは複数のヒトV遺伝子セグメントでの置き換えと、すべてのまたは実質的にすべてのマウスD遺伝子セグメントおよびマウスJ遺伝子セグメントの、1つまたは複数のヒトJ遺伝子セグメントでの置き換えとを含むマウスを提供する。
1つの実施形態において、上記マウスは、マウスC1ヌクレオチド配列の、ヒトC1ヌクレオチド配列での置き換えをさらに含む。1つの実施形態において、上記マウスは、マウスヒンジヌクレオチド配列の、ヒトヒンジヌクレオチド配列での置き換えをさらに含む。1つの実施形態において、上記マウスは、免疫グロブリン軽鎖可変遺伝子座(VおよびJ)の、ヒト免疫グロブリン軽鎖可変遺伝子座での置き換えをさらに含む。1つの実施形態において、上記マウスは、マウス免疫グロブリン軽鎖定常領域ヌクレオチド配列の、ヒト免疫グロブリン軽鎖定常領域ヌクレオチド配列での置き換えをさらに含む。特定の実施形態において、上記V、JおよびCは、免疫グロブリンκ軽鎖配列である。特定の実施形態において、上記マウスは、ヒトヒンジおよびヒトC1配列と融合したマウスC2およびマウスC3免疫グロブリン定常領域配列を含むので、該マウス免疫グロブリン遺伝子座が再配列して、(a)ヒト可変領域、ヒトC1領域、ヒトヒンジ領域ならびにマウスC2およびマウスC3領域を有する重鎖と、(b)ヒト可変ドメインおよびヒト定常領域を含む免疫グロブリン軽鎖をコードする遺伝子とを含む結合タンパク質をコードする遺伝子を形成する。
1つの態様では、機能的ADAM6タンパク質をコードする異所性ADAM6配列と、すべてのまたは実質的にすべてのマウスV遺伝子セグメントの、1つまたは複数のヒトV遺伝子セグメントでの置き換えと、必要に応じて、すべてのもしくは実質的にすべてのD遺伝子セグメントおよび/もしくはJ遺伝子セグメントの、1つまたは複数のヒトD遺伝子セグメントおよび/もしくはヒトJ遺伝子セグメントでの置き換えと、または必要に応じて、すべてのもしくは実質的にすべてのD遺伝子セグメントおよびJ遺伝子セグメントの、1つまたは複数のヒトJ遺伝子セグメントでの置き換えとを含むマウスを提供する。
1つの実施形態において、上記マウスは、すべてのまたは実質的にすべてのマウスV、DおよびJ遺伝子セグメントの、1つまたは複数のV、1つまたは複数のD、および1つまたは複数のJ遺伝子セグメント(例えば、JκまたはJλ)での置き換えを含み、これらの遺伝子セグメントは、マウスヒンジ領域に作動可能に連結しており、該マウスは、転写方向に5’から3’へと、ヒトV−ヒトまたはマウスD−ヒトまたはマウスJ−マウスヒンジ−マウスC2−マウスC3を含有する再配列免疫グロブリン鎖遺伝子を形成する。1つの実施形態において、上記J領域は、ヒトJκ領域である。1つの実施形態において、上記J領域は、ヒトJ領域である。1つの実施形態において、上記J領域は、ヒトJλ領域である。1つの実施形態において、上記ヒトV領域は、ヒトVλ領域およびヒトVκ領域から選択される。
特定の実施形態において、上記マウスは、マウスまたはヒト定常領域と、ヒトVκ、ヒトDおよびヒトJκ;ヒトVκ、ヒトDおよびヒトJ;ヒトVλ、ヒトDおよびヒトJλ;ヒトVλ、ヒトDおよびヒトJ;ヒトVκ、ヒトDおよびヒトJλ;ヒトVλ、ヒトDおよびヒトJκに由来する可変領域とを有する、単一可変ドメイン抗体を発現する。特定の実施形態では、列挙したV、DおよびJ遺伝子セグメント間でのまたは列挙したVおよびJ遺伝子セグメント間での生産的再配列の発生が可能になるように、組換え認識配列を改変する。
1つの態様では、機能的ADAM6タンパク質(またはそのオルソログもしくはホモログもしくは機能的断片)をコードする異所性ADAM6配列と、すべてのまたは実質的にすべてのマウスV遺伝子セグメントの、1つまたは複数のヒトV遺伝子セグメントでの置き換えと、すべてのもしくは実質的にすべてのD遺伝子セグメントおよびJ遺伝子セグメントの、ヒトJ遺伝子セグメントでの置き換えとを含むマウスであって、C1および/またはヒンジ領域を欠くマウスを提供する。
1つの実施形態において、上記マウスにはC1ドメインをコードする配列を欠く。1つの実施形態において、上記マウスにはヒンジ領域をコードする配列を欠く。1つの実施形態において、上記マウスにはC1ドメインおよびヒンジ領域をコードする配列を欠く。
特定の実施形態において、上記マウスは、マウスC3ドメインに結合しているマウスC2ドメインに融合しているヒト免疫グロブリン軽鎖可変ドメイン(λまたはκ)を含む結合タンパク質を発現する。
1つの態様では、機能的ADAM6タンパク質(またはそのオルソログもしくはホモログもしくは機能的断片)をコードする異所性ADAM6配列と、すべてのまたは実質的にすべてのマウスV遺伝子セグメントの、1つまたは複数のヒトV遺伝子セグメントでの置き換えと、すべてのもしくは実質的にすべてのマウスDおよびJ遺伝子セグメントの、ヒトJ遺伝子セグメントでの置き換えとを含むマウスを提供する。
1つの実施形態において、上記マウスは、C1領域、ヒンジ領域、C1およびヒンジ領域、またはC1領域およびヒンジ領域およびC2領域をコードする免疫グロブリン重鎖定常領域遺伝子配列の欠失を含む。
1つの実施形態において、上記マウスは、以下のものから選択されるホモ二量体を含む単一可変ドメイン結合タンパク質を作製する:(a)ヒトV−マウスC1−マウスC2−マウスC3;(b)ヒトV−マウスヒンジ−マウスC2−マウスC3;(c)ヒトV−マウスC2−マウスC3。
1つの態様では、非ヒト動物であって、改変免疫グロブリン重鎖遺伝子座を含み、該改変免疫グロブリン重鎖遺伝子座が非ヒトADAM6配列またはそのオルソログもしくはホモログを含む、非ヒト動物を提供する。
1つの実施形態において、上記非ヒト動物は、マウス、ラットおよびハムスターから選択される齧歯動物である。
1つの実施形態において、上記非ヒトADAM6オルソログまたはホモログは、マウスADAM6配列とオルソロガスおよび/または相同性である配列であり、そのオルソログまたはホモログは、非ヒト動物において機能的である。
1つの実施形態において、上記非ヒト動物は、マウス、ラットおよびハムスターから選択され、上記ADAM6オルソログまたはホモログは、マウス、ラットおよびハムスターから選択される非ヒト動物からのものである。特定の実施形態において、上記非ヒト動物はマウスであり、上記ADAM6オルソログまたはホモログは、異なるマウス種、ラットおよびハムスターから選択される動物からのものである。特定の実施形態において、上記非ヒト動物はラットであり、上記ADAM6オルソログまたはホモログは、異なるラット種、マウスおよびハムスターから選択される齧歯動物からのものである。特定の実施形態において、上記非ヒト動物はハムスターであり、上記ADAM6オルソログまたはホモログは、異なるハムスター種、マウスおよびラットから選択される齧歯動物からのものである。
特定の実施形態において、上記非ヒト動物は、ネズミ亜目からのものであり、上記ADAM6配列は、トビネズミ上科の齧歯動物およびネズミ上科の齧歯動物から選択される動物からのものである。特定の実施形態において、上記齧歯動物は、ネズミ上科のマウスであり、上記ADAM6オルソログまたはホモログは、ネズミ上科のマウスまたはラットまたはハムスターからのものである。
1つの実施形態において、上記改変免疫グロブリン重鎖遺伝子座は、1つまたは複数のヒトV遺伝子セグメントおよび1つまたは複数のヒトJ遺伝子セグメントを含む。特定の実施形態において、上記1つまたは複数のヒトV遺伝子セグメントおよび1つまたは複数のヒトJλ遺伝子セグメントは、1つまたは複数のヒト、キメラおよび/または齧歯動物(例えば、マウスもしくはラット)定常領域遺伝子に作動可能に連結している。1つの実施形態において、上記定常領域遺伝子はマウスである。1つの実施形態において、上記定常領域遺伝子はラットである。1つの実施形態において、上記定常領域遺伝子はハムスターである。1つの実施形態において、上記定常領域遺伝子は、ヒンジ、C2、C3およびその組み合わせから選択される配列を含む。特定の実施形態において、上記定常領域遺伝子は、ヒンジ、C2およびC3配列を含む。1つの実施形態において、上記ヒトVL遺伝子セグメントおよびヒトJL遺伝子セグメントは、ヒトVκ遺伝子セグメントおよびヒトJκ遺伝子セグメントである。
1つの実施形態において、上記非ヒトADAM6配列は、ヒト免疫グロブリン軽鎖配列に隣接する。1つの実施形態において、上記非ヒトADAM6配列は、ヒト免疫グロブリン軽鎖配列内に位置する。特定の実施形態において、上記ヒト免疫グロブリン軽鎖配列は、Vおよび/またはJ遺伝子セグメントを含む。
1つの実施形態において、上記非ヒトADAM6配列は、2つのV遺伝子セグメント間に位置する。1つの実施形態において、上記非ヒトADAM6配列は、V遺伝子セグメントとJ遺伝子セグメントとの間に並置されている。1つの実施形態において、上記マウスADAM6配列は、2つのJ遺伝子セグメントの間に並置されている。
1つの態様では、免疫グロブリン遺伝子座からヒトVドメインと同起源のヒトVドメインを発現するB細胞を含む遺伝子改変非ヒト動物であって、該免疫グロブリン遺伝子座から非免疫グロブリン非ヒトタンパク質を発現する遺伝子改変非ヒト動物を提供する。1つの実施形態において、上記非免疫グロブリン非ヒトタンパク質は、ADAMタンパク質である。特定の実施形態において、上記ADAMタンパク質は、ADAM6タンパク質またはそのホモログもしくはオルソログもしくは機能的断片である。
1つの実施形態において、上記非ヒト動物は、齧歯動物(例えば、マウスまたはラット)である。1つの実施形態において、上記齧歯動物は、ネズミ科のものである。1つの実施形態において、上記齧歯動物は、ネズミ上科のものである。特定の実施形態において、上記ネズミ上科の齧歯動物は、マウスおよびラットから選択される。
1つの実施形態において、上記非免疫グロブリン非ヒトタンパク質は、齧歯動物タンパク質である。1つの実施形態において、上記齧歯動物は、ネズミ科のものである。1つの実施形態において、上記齧歯動物は、ネズミ上科のものである。特定の実施形態において、上記齧歯動物は、マウス、ラットおよびハムスターから選択される。
1つの実施形態において、上記ヒトVドメインは、免疫グロブリン定常ドメイン配列に直接またはリンカーによって結合する。特定の実施形態において、上記定常ドメイン配列は、ヒンジ、C2、C3およびその組み合わせから選択される配列を含む。特定の実施形態において、上記ヒトVドメインは、VκまたはVλドメインから選択される。
種々の実施形態において、上記ヒトVドメインは、ヒトVκドメインである。
1つの態様では、遺伝子改変非ヒト動物であって、その生殖細胞系にヒト免疫グロブリン配列を含み、雄非ヒト動物の精子がin vivo移動欠陥を特徴とする、遺伝子改変非ヒト動物を提供する。1つの実施形態において、上記in vivo移動欠陥は、上記雄非ヒト動物の精子が同じ種の雌非ヒト動物の子宮から卵管を通って移動することができないことを含む。1つの実施形態において、上記非ヒト動物には、ADAM6タンパク質またはその機能的断片をコードするヌクレオチド配列を欠く。特定の実施形態において、上記ADAM6タンパク質またはその機能的断片は、ADAM6aおよび/もしくはADAM6bタンパク質またはその機能的断片を含む。1つの実施形態において、上記非ヒト動物は齧歯動物である。特定の実施形態において、上記齧歯動物は、マウス、ラットおよびハムスターから選択される。
1つの態様では、ADAM6タンパク質またはそのオルソログもしくはホモログもしくは機能的断片をコードする非ヒト配列に隣接するヒト免疫グロブリン配列を含む非ヒト動物を提供する。1つの実施形態において、上記非ヒト動物は齧歯動物である。特定の実施形態において、上記齧歯動物は、マウス、ラットおよびハムスターから選択される。
1つの実施形態において、上記ヒト免疫グロブリン配列は、免疫グロブリン軽鎖配列である。1つの実施形態において、上記免疫グロブリン配列は、1つまたは複数のV遺伝子セグメントを含む。1つの実施形態において、上記ヒト免疫グロブリン配列は、1つまたは複数のJ遺伝子セグメントを含む。1つの実施形態において、上記ヒト免疫グロブリン配列は、1つまたは複数のV遺伝子セグメントおよび1つまたは複数のJ遺伝子セグメントを含む。種々の実施形態において、上記ヒトV遺伝子セグメントおよびヒトJ遺伝子セグメントは、ヒトVκ遺伝子セグメントおよびヒトJκ遺伝子セグメントである。
1つの態様では、無能化された、または欠失した内因性ADAM6遺伝子座を含む、無能化された内因性免疫グロブリン重鎖遺伝子座を有するマウスであって、ヒト抗体、またはマウス抗体、またはヒト/マウス抗体、または他のキメラ抗体を発現する核酸配列を含むマウスが提供される。1つの実施形態において、上記核酸配列は、上記マウスゲノムへランダムに組み込まれている、組み込まれた導入遺伝子に存在する。1つの実施形態において、上記核酸配列は、野生型マウスには見出されないエピソーム(例えば、染色体)にある。
1つの態様では、機能的内因性ADAM6遺伝子座を含む、無能化された内因性免疫グロブリン重鎖遺伝子座を有するマウスであって、ヒト抗体、またはマウス抗体、またはヒト/マウス抗体、または他のキメラ抗体を発現する核酸配列を含むマウスが提供される。1つの実施形態において、上記核酸配列は、上記内因性免疫グロブリン重鎖遺伝子座において、1つまたは複数の内因性重鎖定常領域遺伝子から上流の位置に存在する。1つの実施形態において、上記核酸配列は、上記マウスゲノムへランダムに組み込まれている、組み込まれた導入遺伝子に存在する。1つの実施形態において、上記核酸配列は、野生型マウスには見出されないエピソーム(例えば、染色体)にある。
二重特異性結合タンパク質
本明細書で記載される結合タンパク質およびそれらをコードするヌクレオチド配列は、多重特異性結合タンパク質、例えば、二重特異性結合タンパク質を作製するのに用いることができる。この態様では、C領域と融合している第1のVドメインから本質的になる第1のポリペプチドが、C領域と融合している第2のVドメインから本質的になる第2のポリペプチドと会合することができる。上記第1のVドメインと上記第2のVドメインとが異なるエピトープに特異的に結合する場合は、その2つのVドメインを用いて二重特異性結合分子を作製することができる。上記C領域は、同じ場合もあり、異なる場合もある。一実施形態では、例えば、上記C領域のうちの1つが、プロテインAに対する結合決定基を消失させるように改変され得る一方、他の重鎖定常領域は、そのように改変されない。この特定の配列は、例えば、ホモ二量体(例えば、上記第1のポリペプチドのホモ二量体または上記第2のポリペプチドのホモ二量体)の混合物からの二重特異性結合タンパク質の単離を単純化する。
一態様では、本明細書で記載される方法および組成物を用いて二重特異性結合タンパク質を作製する。この態様では、C領域に融合している第1のVおよびC領域に融合している第2のVの各々を、同じアイソタイプのヒトIgG配列(例えば、ヒトIgG1配列、ヒトIgG2配列、ヒトIgG3配列、またはヒトIgG4配列)とインフレームで独立してクローニングする。上記第1のVは、第1のエピトープに特異的に結合し、上記第2のVは、第2のエピトープに特異的に結合する。上記第1および第2のエピトープは、異なる抗原に存在する場合もあり、同じ抗原に存在する場合もある。
一実施形態では、上記第1のVに融合しているC領域のIgGアイソタイプと上記第2のVに融合しているC領域のIgGアイソタイプとが同じアイソタイプであるが、1つのIgGアイソタイプが少なくとも1つのアミノ酸置換を含む点で異なる。一実施形態では、上記少なくとも1つのアミノ酸置換により、該置換を保有する重鎖が、その置換を欠く重鎖と比較して、プロテインAに結合することが不可能となるかまたは実質的に不可能となる。
一実施形態では、上記第1のC領域が、IgG1、IgG2、およびIgG4から選択されるヒトIgGの第1のC3ドメインを含み、上記第2のC領域が、IgG1、IgG2、およびIgG4から選択されるヒトIgGの第2のC3ドメインを含み、ここで該第2のC3ドメインが、プロテインAに対する該第2のC3ドメインの結合性を低減するかまたは消失させる改変を含む。
一実施形態では、上記第2のC3ドメインが、KabatのEU指標により番号付けられた435R改変を含む。別の実施形態では、上記第2のC3ドメインが、KabatのEU指標により番号付けられた436F改変をさらに含む。
一実施形態では、上記第2のC3ドメインが、KabatのEU指標により番号付けられたD356E、L358M、N384S、K392N、V397M、およびV422Iからなる群から選択される改変を含むヒトIgG1のC3ドメインである。
一実施形態では、上記第2のC3ドメインが、KabatのEU指標により番号付けられたN384S、K392N、およびV422Iからなる群から選択される改変を含むヒトIgG2のC3ドメインである。
一実施形態では、上記第2のC3ドメインが、KabatのEU指標により番号付けられたQ355R、N384S、K392N、V397M、R409K、E419Q、およびV422Iからなる群から選択される改変を含むヒトIgG4のC3ドメインである。
一実施形態では、上記結合タンパク質が、1つまたは複数の本明細書で列挙される改変を有するC領域を含み、ここで該結合タンパク質の定常領域が、ヒトにおいて非免疫原性であるかまたは実質的に非免疫原性である。特定の実施形態では、上記C領域が、ヒトにおいて免疫原性エピトープを提示しないアミノ酸配列を含む。別の特定の実施形態では、上記結合タンパク質が野生型ヒト重鎖では見出されないC領域を含み、そのC領域がT細胞エピトープを生成する配列を含まない。
以下の実施例は、本発明の方法および組成物をどのようにして作製し用いるかについて記載するように提供されるものであり、本発明者らが自らの発明と考えるものの範囲を限定することを意図するものではない。別段に示されない限り、温度は摂氏で示し、圧力は大気圧または大気圧近傍である。
(実施例1)
ヒト軽鎖遺伝子セグメントの重鎖遺伝子座への導入
VELOCIGENE(登録商標)遺伝子操作技術(例えば、米国特許第6,586,251号、およびValenzuelaら(2003年)、「High−throughput engineering of the mouse genome coupled with high−resolution expression analysis」、Nat Biotechnol、21巻、652〜659頁を参照されたい)を用いて、マウスゲノムの細菌人工染色体(BAC)ライブラリーを改変するための多様なターゲティング構築物を作製した。再配列していないヒト生殖細胞系のκ軽鎖遺伝子配列の挿入(例えば、図2の上図を参照されたい)を確実にするために、マウスBAC DNAを相同組換えにより改変して、V遺伝子セグメント、D遺伝子セグメント、およびJ遺伝子セグメントの標的とした欠失を介してマウス内因性重鎖遺伝子座を不活化した。
略述すると、リコンビナーゼを介する組換えを用いて、2回にわたる継続的なターゲティングイベントにおいて、マウス重鎖遺伝子座を欠失させた。その第1のターゲティングイベントは、上記マウス重鎖遺伝子座の5’端において、5’側から3’側への、マウス5’側ホモロジーアーム、リコンビナーゼ認識部位、ネオマイシンカセット、および3’側ホモロジーアームを含むターゲティングベクターを用いるターゲティングを包含した。上記5’側ホモロジーアームおよび3’側ホモロジーアームは、上記マウス重鎖遺伝子座の5’側配列を含有した。その第2のターゲティングイベントは、上記J遺伝子セグメントの領域内のマウス重鎖遺伝子座の3’端において、5’側から3’側への、マウス5’側ホモロジーアーム、5’側リコンビナーゼ認識部位、第2のリコンビナーゼ認識部位、ハイグロマイシンカセット、第3のリコンビナーゼ認識部位、およびマウス3’側ホモロジーアームを含有する第2のターゲティングベクターを用いる、ターゲティングを包含した。上記5’側ホモロジーアームおよび3’側ホモロジーアームは、上記マウスJ遺伝子セグメントおよび上記イントロンエンハンサーの5’および定常領域に隣接する配列を含有した。両方のターゲティングベクター(上に記載した)でターゲティングされた、改変された重鎖遺伝子座を含有する陽性ES細胞は、核型分析(karyotyping)により確認した。次いで、DNAを、その二重ターゲティングされたES細胞から単離し、リコンビナーゼによる処理に供し、これにより、上記第1のターゲティングベクターにおける5’側リコンビナーゼ認識部位と上記第2のターゲティングベクターにおける5’側リコンビナーゼ認識部位との間におけるマウス重鎖遺伝子座のゲノムDNAの欠失が媒介され、単一のリコンビナーゼ認識部位および2つのリコンビナーゼ認識部位が隣接するハイグロマイシンカセットが残される(図2の上図)。したがって、下記で記載されるターゲティングベクターを用いて、正確な様式で順次ヒトκ生殖細胞系遺伝子セグメントを挿入するために、完全なC遺伝子を含有する、改変されたマウス重鎖遺伝子座を創製した。
当技術分野において認められている標準的な分子的技法を用いて、4つの個別のターゲティングベクターを操作して、40のヒトVκ遺伝子セグメントおよび5つのヒトJκ遺伝子セグメントを、不活化させたマウス重鎖遺伝子座(上に記載した)へと順次挿入した(図2)。その4つのターゲティング構築物を操作するのに用いたヒトκ遺伝子セグメントは、天然では、ヒト生殖細胞系κ軽鎖遺伝子座の近位コンティグにおいて見出される(図1の下図および表1)。
その最初の6つのヒトVκ遺伝子セグメントおよび5つのヒトJκ遺伝子セグメントを含有する、約110,499bpのヒトゲノム断片を、該ヒトJκ5遺伝子セグメントの431bp下流(3’側)におけるPI−SceI部位を含有するように工学的に作製した(engineered)。別のPI−SceI部位を、上記マウス重鎖のイントロンエンハンサー、IgMのスイッチ領域(Sμ)、および上記マウス重鎖遺伝子座のIgM遺伝子を含有する、約7,852bpのゲノム断片の5’端に工学的に作製した。その約110.5kbのヒト断片とのライゲーションにより、このマウス断片を3’側ホモロジーアームとして用い、これにより、5’側から3’側への、上記最初の6つの連続するVκ遺伝子セグメントおよび5つのJκ遺伝子セグメントを含有する、約110.5kbにわたるヒトκ軽鎖遺伝子座のゲノム配列、PI−SceI部位、上記マウスイントロンエンハンサー、SμおよびマウスIgM定常遺伝子を含有する、約7,852bpのマウス重鎖配列を含有する3’側連結部を創製した。上記ヒトVκ1−6遺伝子セグメントの上流(5’側)には、上記マウス重鎖遺伝子座の5’側の配列に対応する19,752bpのマウスゲノムDNAを含有する、マウス5’側ホモロジーアームの始点の前に、さらなる3,710bpのヒトκ配列が存在した。上記5’側ホモロジーアームと上記ヒトκ配列の開始部との間には、3つのリコンビナーゼ認識部位が隣接するネオマイシンカセットが存在した(図2のターゲティングベクター1を参照されたい)。ヒトκ配列を最初に挿入するための最終のターゲティングベクターは、5’側から3’側への、上記重鎖遺伝子座の5’側に約20kbのマウスゲノム配列を含有する5’側ホモロジーアーム、第1のリコンビナーゼ認識部位(R1)、ネオマイシンカセット、第2のリコンビナーゼ認識部位(R2)、第3のリコンビナーゼ認識部位(R3)、上記最初の6つの連続するヒトVκ遺伝子セグメントおよび5つのヒトJκ遺伝子セグメントを含有する、約110.5kbのヒトゲノムκ配列、PI−SceI部位、ならびに上記イントロンエンハンサー、Sμ、および上記マウスIgM定常遺伝子を含めた約8kbのマウスゲノム配列を含有する3’側ホモロジーアームを包含した(図2のターゲティングベクター1)。このターゲティングベクターで相同組換えすることにより、組み換えられるとハイブリッド重鎖(すなわち、ヒトVκドメインおよびマウスC領域)の形成をもたらす、内因性重鎖定常遺伝子に作動可能に連結した6つのヒトVκ遺伝子セグメントおよび5つのヒトJκ遺伝子セグメントを含有する、改変されたマウス重鎖遺伝子座を創製した。
Figure 2021137030
10のさらなるヒトVκ遺伝子セグメントのハイブリッド重鎖遺伝子座への導入:10のさらなるヒトVκ遺伝子セグメントを、上記で記載した改変されたマウス重鎖遺伝子座へと導入するために、第2のターゲティングベクターを工学的に作製した(図2のターゲティングベクター2を参照されたい)。上記ヒトκ軽鎖遺伝子座に由来する12の連続するヒトVκ遺伝子セグメントを含有する、140,058bpのヒトゲノム断片を、上記マウス重鎖遺伝子座の5’側にマウスゲノム配列を含有する5’側ホモロジーアームおよびヒトゲノムκ配列を含有する3’側ホモロジーアームで工学的に作製した。上記ヒトVκ1−16遺伝子セグメントの上流(5’側)には、ターゲティングベクター1を構築するために用いた同じ5’側ホモロジーアームである、マウス5’側ホモロジーアームの始点の前に、さらなる10,170bpのヒトκ配列が存在した(図2)。上記5’側ホモロジーアームと上記ヒトκ配列の開始部との間には、リコンビナーゼ認識部位が隣接するハイグロマイシンカセットが存在した。上記3’側ホモロジーアームは、ターゲティングベクター1のヒトゲノムκ配列の約110.5kbの断片と同等の5’端に対応する、ヒトゲノムκ配列の31,165bpの重複を含んだ(図2)。10のさらなるヒトVκ遺伝子セグメントを挿入するための最終のターゲティングベクターは、5’側から3’側への、上記重鎖遺伝子座の5’側に約20kbのマウスゲノム配列を含有する5’側ホモロジーアーム、第1のリコンビナーゼ認識部位(R1)、ハイグロマイシンカセット、第2のリコンビナーゼ認識部位(R2)、およびそのうちの約31kbが、ターゲティングベクター1のヒトκ配列の5’端と重複し、このターゲティング構築物のための3’側ホモロジーアームとして働く、12の連続するヒトVλ遺伝子セグメントを含有する、約140kbのヒトゲノムκ配列を包含した。このターゲティングベクターで相同組換えすることにより、組み換えられるとハイブリッド重鎖の形成をもたらす、上記マウス重鎖定常遺伝子に作動可能に連結した16のヒトVκ遺伝子セグメントおよび5つのヒトJκ遺伝子セグメントを含有する、改変されたマウス重鎖遺伝子座を創製した。
14のさらなるヒトVκ遺伝子セグメントのハイブリッド重鎖遺伝子座への導入:14のさらなるヒトVκ遺伝子セグメントを、上記で記載した改変されたマウス重鎖遺伝子座へと導入するために、第3のターゲティングベクターを工学的に作製した(図2のターゲティングベクター3)。15の連続するヒトVκ遺伝子セグメントを含有する、160,579bpのヒトゲノム断片を、上記マウス重鎖遺伝子座の5’側にマウスゲノム配列を含有する5’側ホモロジーアームおよびヒトゲノムκ配列を含有する3’側ホモロジーアームで工学的に作製した。上記ヒトVκ2−30遺伝子セグメントの上流(5’側)には、上記の2つのターゲティングベクターに用いた同じ5’側ホモロジーである、マウス5’側ホモロジーアームの始点の前に、さらなる14,687bpのヒトκ配列が存在した(上に記載した、図2もまた参照されたい)。上記5’側ホモロジーアームと上記ヒトκ配列の開始部との間には、リコンビナーゼ認識部位が隣接するネオマイシンカセットが存在した。上記3’側ホモロジーアームは、ターゲティングベクター2のヒトゲノムκ配列の約140kbの断片と同等の5’端に対応する、ヒトゲノムκ配列の21,275bpの重複を包含した(図20)。14のさらなるヒトVκ遺伝子セグメントを挿入するための最終のターゲティングベクターは、5’側から3’側のへ、上記マウス重鎖遺伝子座の5’側に約20kbのマウスゲノム配列を含有する5’側ホモロジーアーム、第1のリコンビナーゼ認識部位(R1)、ネオマイシンカセット、第2のリコンビナーゼ認識部位(R2)、およびそのうちの約21kbが、ターゲティングベクター2のヒトκ配列の5’端と重複し、このターゲティング構築物のための3’側ホモロジーアームとして働く、15のヒトVκ遺伝子セグメントを含有する、約161kbのヒトゲノムκ配列を包含した。このターゲティングベクターで相同組換えすることにより、組み換えられるとキメラκ重鎖の形成をもたらす、上記マウス重鎖定常遺伝子に作動可能に連結した30のヒトVκ遺伝子セグメントおよび5つのヒトJκ遺伝子セグメントを含有する、改変されたマウス重鎖遺伝子座を創製した。
10のさらなるヒトVκ遺伝子セグメントのハイブリッド重鎖遺伝子座への導入:10のさらなるヒトVκ遺伝子セグメントを、上記で記載した改変されたマウス重鎖遺伝子座へと導入するために、第4のターゲティングベクターを工学的に作製した(図2のターゲティングベクター4)。16の連続するヒトVκ遺伝子セグメントを含有する、90,398bpのヒトゲノム断片を、上記マウス重鎖遺伝子座の5’側にマウスゲノム配列を含有する5’側ホモロジーアームおよびヒトゲノムκ配列を含有する3’側ホモロジーアームで工学的に作製した。上記ヒトVκ2−40遺伝子セグメントの上流(5’側)には、上記のターゲティングベクターと同じ5’側ホモロジーである、マウス5’側ホモロジーアームの始点の前に、さらなる8,484bpのヒトκ配列が存在した(上に記載した、図2)。上記5’側ホモロジーアームと上記ヒトκ配列の開始部との間には、リコンビナーゼ認識部位が隣接するハイグロマイシンカセットが存在した。上記3’側ホモロジーアームは、ターゲティングベクター3のヒトゲノムκ配列の約160kbの断片と同等の5’端に対応する、ヒトゲノムκ配列の61,615bpの重複を包含した(図2)。10のさらなるヒトVκ遺伝子セグメントを挿入するための最終のターゲティングベクターは、5’側から3’側への、上記マウス重鎖遺伝子座の5’側に約20kbのマウスゲノム配列を含有する5’側ホモロジーアーム、第1のリコンビナーゼ認識部位(R1)、ハイグロマイシンカセット、第2のリコンビナーゼ認識部位(R2)、およびそのうちの約62kbが、ターゲティングベクター3のヒトκ配列の5’端と重複し、このターゲティング構築物のための3’側ホモロジーアームとして働く、16のヒトVκ遺伝子セグメントを含有する、約90kbのヒトゲノムκ配列を包含した。このターゲティングベクターで相同組換えすることにより、組み換えられるとキメラκ重鎖の形成をもたらす、上記マウス重鎖定常遺伝子に作動可能に連結した40のヒトVκ遺伝子セグメントおよび5つのヒトJκ遺伝子セグメントを含有する、改変されたマウス重鎖遺伝子座を創製した(図2の下図)。
上記で記載したのと同様の手法を用いて、マウス重鎖定常領域との関係でヒト軽鎖可変ドメイン他の組合せを構築する。さらなる軽鎖可変ドメインは、ヒトVλ遺伝子セグメントおよびヒトJλ遺伝子セグメントに由来し得る(図3および図4)。
上記ヒトλ軽鎖遺伝子座は、1,000kbを超えて広がり、可変(V)セグメントまたは連結(J)セグメントをコードする、80を超える遺伝子を含有する。公表された報告によれば、上記ヒトλ軽鎖遺伝子座のうちの70のVλ遺伝子セグメントでは、30〜38のいずれかの数のものが機能的な遺伝子セグメントであると考えられている。上記70のVλ配列は、その全てが異なるV遺伝子ファミリー群の異なるメンバーを含有する3つのクラスター(クラスターA、B、およびC)に整理されている。上記ヒトλ軽鎖遺伝子座内では、全ての観察されるVλドメインの過半が、遺伝子セグメント1−40、1−44、2−8、2−14、および3−21によりコードされている。存在する7つのJλ遺伝子セグメントのうち、4つだけが、一般に機能的なJλ遺伝子セグメント(Jλ1、Jλ2、Jλ3、およびJλ7)と考えられている。一部の対立遺伝子では、第5のJλ−Cλ遺伝子セグメント対が、偽遺伝子(Cλ6)であると報告されている。複数のヒトJλ遺伝子セグメントの、本明細書で記載されるハイブリッド重鎖遺伝子座への組込みは、新規の合成により構築される。このように、生殖細胞系配置(germline configuration)において複数のヒトJλ遺伝子セグメントを含有するゲノム断片を、複数のヒトVλ遺伝子セグメントで工学的に作製すると、重鎖定常領域との関係で正常なV−J組換えが可能となる。
軽鎖可変ドメインの重鎖定常領域との結合は、非ヒト動物においてヒトV領域を有する固有のV結合タンパク質を生成させるための潜在的に豊富な多様性のある供給源を表す。マウスにおいて上記ヒトλ軽鎖遺伝子座(または上記で記載したヒトκ遺伝子座)のこの多様性を利用することにより、固有のハイブリッド重鎖の工学的作製が結果としてもたらされ、遺伝子改変動物の免疫レパートリーにとって別次元の結合タンパク質がもたらされ、治療剤の産出ための次世代のプラットフォームとしてのそれらのその後の使用がもたらされる。
加えて、ヒトD遺伝子セグメントおよびヒトJ(またはJκ)遺伝子セグメントを、ヒトVκ遺伝子セグメントまたはヒトVλ遺伝子セグメントとともに取り込ませて、組み換えられると工学的に作製された新規の可変ドメインをもたらす新規のハイブリッド遺伝子座を構築することもできる(図5および図6)。この後者の場合、通常は単一の遺伝子座に含有されない遺伝子セグメントの組合せを工学的に作製すれば、それらを単一の遺伝子座へと組み合わせるときに正常な組換えを達成し得るように、それぞれの遺伝子セグメントと関連する組換えシグナル配列(RSS)に対する特別の注意が必要となる。例えば、V(D)J組換えは、組換えが生じる正確な位置において各遺伝子セグメントに隣接して見出されるヘプタマー配列およびノナマー配列として公知である保存された非コードDNA配列により誘導されることが公知である。これらの非コードDNA配列の間には、12または23塩基対(bp)の長さである非保存のスペーサー領域が存在する。一般に、組換えは、同じ染色体に位置する遺伝子セグメントだけで生じ、12bpのスペーサーが隣接するこれらの遺伝子セグメントは、23bpのスペーサーが隣接する遺伝子セグメントに連結し得る(すなわち12/23ルール)が、抗体のうちのごく一部では、2つのD遺伝子セグメント(各々に12bpのスペーサーが隣接する)の連結も観察されている。通常では適合性のスペーサーを有さない遺伝子セグメント間における組換え(例えば、VκとDとの間における組換え、またはDとJλとの間における組換え)を可能とするには、軽鎖可変領域を含有する固有の重鎖を形成するための組換えの成功を可能とする固有のハイブリッド重鎖を構築するために所望される遺伝子セグメントと隣接する位置に、固有の適合性のスペーサーを合成する。
したがって、ヒトκ軽鎖遺伝子セグメントを、内因性重鎖遺伝子座へと組み込むために、上記で概括された戦略を用いることにより、他のヒトλ軽鎖遺伝子セグメントの組合せ、ならびに特定のヒト重鎖遺伝子セグメント(例えば、D遺伝子セグメントおよびJ遺伝子セグメント)およびこれらの組合せの使用が可能となる。
(実施例2)
標的とされたES細胞の同定および内因性重鎖遺伝子座にヒト軽鎖遺伝子セグメントを保有する遺伝子改変されたマウスの作製
マウスES細胞を電気穿孔して、V結合タンパク質(すなわち、マウス重鎖定常領域に作動可能に連結したヒトκ軽鎖遺伝子セグメント)を発現するキメラマウスを生成するための、改変されたES細胞を創製するのに、上記の実施例で作製した、標的BAC DNAを用いる。再配列していないヒトκ軽鎖遺伝子セグメントの挿入を含有する、標的とされたES細胞は、定量的PCRアッセイであるTAQMAN(登録商標)により同定される(Lie,Y.S.およびPetropoulos,C.J.(1998年)Advances in quantitative PCR technology: 5’
nuclease assays. Curr Opin Biotechnol 9(1):43〜48頁)。ヒトκ配列および関連する選択カセットの挿入、マウス重鎖配列の喪失、および、内因性重鎖遺伝子座に隣接するマウス配列の保持を検出するために、特異的なプライマーセットおよびプローブをデザインする。
ヒトκ遺伝子セグメントを含有するターゲティング構築物の挿入により導入される任意の所望されない選択カセットを除去するために、上記ヒトκ軽鎖遺伝子セグメントを保有するES細胞を、リコンビナーゼを発現する構築物でトランスフェクトすることができる。必要に応じて、上記ヒトκ軽鎖遺伝子セグメントを含有する操作された重鎖遺伝子座を有するマウスは、例えば、ES細胞期に、または胚において除去されないターゲティングベクターにより導入されたいかなるFrtカセットも除去するために、FLPeディリーター(deletor)マウス系統(例えば、Rodriguez,C.I.ら(2000)High−efficiency deletor mice show that
FLPe is an alternative to Cre−loxP.Nature Genetics 25:139−140;米国特許第6,774,279号参照)へ交配させることができる。必要に応じて、上記選択カセットは、上記マウスにおいて保持される。
上記の標的としたES細胞を、ドナーES細胞として用い、上記VELOCIMOUSE(登録商標)方法(上掲)によって8細胞期マウス胚へ導入する。マウス免疫グロブリン重鎖定常領域遺伝子に作動可能に連結したヒトVκおよびJκ遺伝子セグメントを有する改変重鎖遺伝子座を有するマウスを、カセット配列、該ヒトVκおよびJκ遺伝子セグメント、および内因性重鎖配列の存在および/または非存在を検出した改変型の対立遺伝子アッセイ(Valenzuelaら、上掲)を用いるジェノタイピングにより同定する。
仔をジェノタイピングし、免疫グロブリン重鎖レパートリーを特徴づけるために、内因性マウス免疫グロブリン重鎖定常遺伝子に作動可能に連結したヒトκ軽鎖遺伝子セグメントを含有する改変重鎖遺伝子座についてヘテロ接合性の仔を選択する。
(実施例3)
結合タンパク質を発現するマウスの増殖
結合タンパク質の新規の生成を創出するために、上記再配列していないヒトκ遺伝子セグメントを保有するマウスを、反対側の(opposite)または標的としていない内因性重鎖対立遺伝子(すなわち、上記改変についてヘテロ接合性のマウス)の欠失を含有する別のマウスに交配させることができる。このようにすれば、得られる後代は、実施例1で記載したハイブリッド重鎖だけを発現する。交配は、当技術分野において認められている標準的な技法により実施するが、代替的には、企業、例えば、Jackson Laboratoryにより実施される。改変された
重鎖遺伝子座を保有するマウス系統を、ヒト軽鎖可変ドメインを含む固有の重鎖の存在についてスクリーニングする。
代替的に、上記マウス重鎖遺伝子座において、上記再配列していないヒトκ遺伝子セグメントを保有するマウスは、上記マウス軽鎖遺伝子座(κおよびλ)に1つまたは複数の欠失を含有する他のマウスに交配させることにより、最適化することができる。このようにすれば、得られる後代は、実施例1で記載した固有のヒトκ重鎖抗体だけを発現する。交配は、当技術分野において認められている標準的な技法により同様に実施するが、代替的には、企業、例えば、Jackson Laboratoryにより実施される。改変重鎖遺伝子座および1つまたは複数の上記マウス軽鎖遺伝子座の欠失を保有するマウス系統を、ヒトκ軽鎖ドメインおよびマウス重鎖定常ドメインを含有する固有の重鎖の存在ならびに内因性軽鎖の非存在についてスクリーニングする。
また、(上記の)改変された重鎖遺伝子座を保有するマウスを、上記内因性κ軽鎖可変遺伝子遺伝子座の、ヒトκ軽鎖可変遺伝子遺伝子座による置き換え(US6,596,541、Regeneron Pharmaceuticals、VELOCIMMUNE(登録商標)ヒト化マウス技術(Humanized Mouse Technology)を参照されたい)を含有するマウスとも交配させる。抗原刺激に対する反応により、上記マウスが、ヒトκ軽鎖可変ドメインおよびマウス重鎖定常ドメインを含む抗体を生成するように、VELOCIMMUNE(登録商標)ヒト化マウス(Humanized Mouse)は、部分的に、内因性κ軽鎖可変定常領域遺伝子座に作動可能に連結する、ヒトκ軽鎖可変領域を含むゲノムを有することを包含する。上記抗体の軽鎖の可変領域をコードするDNAは、単離して、上記ヒト軽鎖定常領域をコードするDNAに作動可能に連結することができる。次いで、上記DNAを、上記抗体の完全ヒト軽鎖を発現することが可能である細胞において発現させることができる。適切な交配スケジュールでは、実施例1による、上記内因性κ軽鎖の、上記ヒトκ軽鎖遺伝子座による置き換え、および改変された重鎖遺伝子座を保有するマウスが得られる。対象の抗原で免疫して、体細胞変異したヒトVκドメインを含有する固有のV結合タンパク質を単離することができる。
(実施例4)
ADAM遺伝子の改変重鎖遺伝子座への再操作(reengineering)
内因性可変領域遺伝子セグメント(すなわち、VDJ)が置き換えられている、および/または欠失している改変免疫グロブリン重鎖遺伝子座を有するマウスは、内因性ADAM6遺伝子の発現を欠く。特に、上記免疫グロブリン重鎖遺伝子座のそのような改変を含む雄マウスは、妊性の低減を明らかに示す。この実施例は、実施例1による改変重鎖遺伝子座を有するマウスへADAM6を発現する能力を再操作する(reengineer)ための2つの方法を明らかに示し、それにしたがって、通常の育種方法を用いて該改変マウス系統の維持を可能にする。
ヒト軽鎖遺伝子セグメント内でのADAM6遺伝子の再操作。
ヒトVκおよびJκ遺伝子セグメントを含有する改変免疫グロブリン重鎖遺伝子座を、BAC DNAを用いる相同組換えにより、マウスADAM6aおよびADAM6bをコードするゲノム断片を含有するように再操作した。これは、マウスADAM6遺伝子に近接したヒトVκおよびJκ遺伝子セグメントならびにマウス重鎖定常領域を含有する最終ターゲティングベクターを生じる、マウスおよびヒト配列を含有するBAC DNAの改変を含む一連の6工程においてVELOCIGENE(登録商標)遺伝子操作テクノロジー(上掲)によって達成された。
5’から3’へ、固有の制限部位(I−CeuI)、マウスAdam6aおよびAdam6b遺伝子、IGCR1制御エレメント(Guoら、2011)、免疫グロブリンDおよびJ遺伝子セグメント、Eμエンハンサー、ならびにIgM定常領域遺伝子を含有するマウスBACクローン(VI149)を、VおよびJ遺伝子セグメントを含有する改変重鎖遺伝子座へのADAM6遺伝子の再操作のための出発材料として用いた(図7)。VI149を、細菌相同組換え(BHR)により改変して、上記BACの最も遠位のDセグメント(DFL16.1)の5’側の約53bpから3’末端までの、上記DおよびJ遺伝子セグメントならびに上記IgM遺伝子の全部を欠失させた。この領域を、その5’末端に固有AscI部位を含有するスペクチノマイシン耐性カセット(pSVi0029)によって置き換えて、BACクローンVI413を生じた。
追加のBHR改変を行って、マウスAdam6aおよびAdam6b遺伝子、ならびにIGCR1エレメントを含有するBACクローンを創製した。固有のI−CeuI(5’)およびAscI(3’)制限部位を有するFrtネオマイシン耐性カセット(pLMa0294)で、Adam6aとAdam6bの間の47199bpを置き換えることにより、第1のBACクローンを創製した。この欠失は、Adam6b CDSの3’側の4779bpからAdam6b CDSの5’側の290bpまでの領域にわたった。生じたBACクローンをVI421と名付けた。同じFrtカセットを、VI413において、Adam6aとAdam6bの間のAdam6a CDSの3’側の4782bpの位置に挿入することにより第2のBACクローンを創製して、VI422を生じた。
上記VI421 BACクローンは、5’から3’へ、固有のI−CeuI部位、上記CDSの5’側の751bpおよび3’側の4779bpを含むAdam6a、Frtネオマイシン耐性カセット、上記CDSの5’側の290bpおよび3’側の7320bpを含むAdam6b、IGCR1、および固有のAscI部位を含有した(配列番号3)。
上記VI422 BACクローンは、5’から3’へ、固有のI−CeuI部位、上記CDSの5’側の751bpおよび3’側の4779bpを含むAdam6a、Frtハイグロマイシン耐性カセット、上記CDSの5’側の47490bpおよび3’側の7320bpを含むAdam6b、IGCR1、および固有のAscI部位を含有した(配列番号4)。
ADAM6遺伝子の再操作を、実施例1に記載されているように、VI421およびVI422の、ターゲティングベクター1の改変型(図2)の遺伝子間領域への挿入により達成した。ターゲティングベクター1を2つのBHR工程により改変して、VI421およびVI422からマウスADAM6断片を挿入した。第1のBHR工程について、ターゲティングベクター1からネオマイシンカセットを、ハイグロマイシンカセット(pLMa0100)を用いて欠失させた。生じたBACクローンをVI425と名付け、それは、5’から3’へ、ハイグロマイシン耐性カセット、4個の最も近位のヒトVκセグメント、23,552bpのVκ−Jκ遺伝子間領域、および全部の5個のヒトJκセグメントを含有し、そのヒトJκセグメントは、マウスEμエンハンサーおよびIgM定常領域遺伝子を含有する8kbの3’マウスホモロジーアームに機能的に連結している。第2のBHRについて、Vκ−Jκ遺伝子間領域内の740bpを、固有のI−CeuIおよびAscI制限部位が隣接したクロラムフェニコール耐性カセット(pDBa0049;図8)で置き換えてVI425を改変した。その740bp欠失の位置は、最も近位のヒトVκ遺伝子セグメント(Vκ4−1)の3’側の16,858bpから17,597bpまでであった。両方のBHRから生じたBACクローンをVI426と名付けた(図8)。
VI421およびVI422由来のマウスADAM6遺伝子を含有するDNA断片を独自に用いて、VI426のクロラムフェニコールカセットをI−CeuI/AscI消化および適合性末端の再ライゲーション(relegation)によって置き換えた。図8は、それぞれVI429およびVI428と名付けられた、最終ターゲティングベクターを示す。実施例1に従って改変された固有の重鎖遺伝子座での組換えおよびマウスADAM6遺伝子をコードするDNA断片の挿入を可能にするように(実施例1に記載されているような;図2参照)ターゲティングベクター4で前もって改変されたES細胞へと、それぞれを用いて電気穿孔した。陽性コロニーを、ネオマイシンを用いて選択した。
ヒト軽鎖遺伝子セグメントに隣接するADAM6の再操作
すべての上記内因性重鎖定常領域の上流に位置するヒトVκおよびJκ遺伝子セグメントを含有する改変免疫グロブリン重鎖遺伝子座を、BAC DNAを用いる相同組換えにより、マウスADAM6aおよびADAM6bをコードするゲノム断片を含有するように再操作した。これは、マウスADAM6遺伝子に近接したヒトVκおよびJκ遺伝子セグメントならびにマウス重鎖定常領域を含有する最終ターゲティングベクターを生じる、マウスおよびヒト配列を含有するBAC DNAの改変を含む一連の工程においてVELOCIGENE(登録商標)遺伝子操作テクノロジー(上掲)によって達成された。
実施例1に従って作製されたターゲティングベクター4(図2および図9の上図を参照)を、Frtハイグロマイシンカセットを、固有のAscI(5’)およびI−CeuI(3’)制限部位を含有するクロラムフェニコールカセット(pLMa0231;図9)で置き換えるようにBHRにより改変した。ターゲティングベクター4は、5’から3’へ、約20kbマウス遠位IgHホモロジーアーム、Frtハイグロマイシン耐性カセット、およびヒトVκ2−40〜ヒトVκ3−25遺伝子セグメントを含有した。
次に、VI444と名付けられたBACクローンを用いて、AscI/I−CeuI消化および適合性末端の再ライゲーション(relegation)によって、VI477
BACクローンのヒトVκ遺伝子セグメントの5’側の位置にマウスADAM6遺伝子をコードするDNA断片を挿入した。上記VI444クローンは、5’から3’へ、固有のI−CeuI部位、上記CDSの5’側の751bpおよび3’側の4779bpを含むAdam6a遺伝子、Frtネオマイシン耐性カセット、上記CDSの5’側の290bpおよび3’側の1633bpを含むAdam6b遺伝子、ならびに固有のAscI部位を含有した(配列番号5)。ヒトVκ遺伝子セグメントの上流のマウスADAM6遺伝子の挿入のためのターゲティングベクターとして用いられた、結果として生じたBACクローンを、VI478と名付け、VI421およびVI422とは対照的に、VI478においてマウスADAM6遺伝子は逆配向に置かれている(すなわち、ヒトVκ遺伝子セグメントに対して同じ転写方向;図9)。上記ヒトVκ遺伝子セグメントの遠位末端におけるマウスADAM6遺伝子の挿入のための最終ターゲティングベクターは、5’から3’へ、約20kbのマウス遠位IgHホモロジーアーム、固有のAscI部位、マウスAdam6b、Frtネオマイシン耐性カセット、マウスAdam6a、固有のI−CeuI部位、およびヒトVκ2−40〜ヒトVκ3−25遺伝子セグメントを含有した。実施例1に従って改変された固有の重鎖遺伝子座での組換えおよびマウスADAM6遺伝子をコードするDNA断片の挿入を可能にするようにターゲティングベクター4(図2)で前もって改変されたES細胞へと、このターゲティングベクターを用いて電気穿孔した。陽性コロニーを、ネオマイシンを用いて選択した。
標的とされたES細胞の選択および確認
(上記の)最終ターゲティングベクターのそれぞれを用いて、マウスES細胞を電気穿孔し、ヒトVκおよびJκ遺伝子セグメントを含有する改変重鎖遺伝子座内にマウスADAM6aおよびADAM6b配列を含む、異所性に配置されたマウスゲノム配列を含む改変ES細胞を創製した。上記改変重鎖遺伝子座内に異所性マウスゲノム断片を含有する陽性ES細胞を、TAQMAN(商標)プローブを用いる定量的PCRアッセイにより同定した(LieおよびPetropoulos(1998)、上掲)。
上に記載した標的ES細胞をドナーES細胞として使用し、VELOCIMOUSE(登録商標)マウスの工学的作製方法(例えば、米国特許第7,6598,442号、同第7,576,259号および同第7,294,754号参照)により8細胞期マウス胚に導入した。ヒトκ軽鎖遺伝子セグメントならびにマウスADAM6aおよびADAM6b配列を含む異所性マウスゲノム配列を含有する改変重鎖遺伝子座を保有するマウスを、該改変重鎖遺伝子座ならびにヒトκ軽鎖配列内のマウスADAM6aおよびADAM6b遺伝子の存在を検出する対立遺伝子アッセイ(Valenzuelaら、2003)の改良法を用いる遺伝子型解析によって同定した。
子を遺伝子型解析し、マウスADAM6aおよびADAM6b配列を含む異所性マウスゲノム断片を含有する改変重鎖遺伝子座についてヘテロ接合性の子を、マウスADAM6遺伝子発現および妊性の特徴づけのために選択した。

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  1. 非ヒト動物、細胞、ハイブリドーマ、齧歯動物、または、方法。
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