JP2022023078A - Muc1に特異的に結合する抗体及びその用途 - Google Patents

Muc1に特異的に結合する抗体及びその用途 Download PDF

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Abstract

【課題】Mucin1(MUC1)に特異的に結合する抗MUC1抗体に薬物が接合された抗体-薬物接合体を提供する。【解決手段】特定の配列を有する抗MUC1抗体又はその抗原結合断片、該抗体又はその抗原結合断片を含む抗体-薬物接合体を開示する。MUC1に特異的に結合する抗体又はその抗原結合断片は、MUC1に対する優れた親和度及び結合力を示し、前記抗体又はその抗原結合断片に薬物が接合された抗体-薬物接合体は、MUC1発現細胞に特異的に結合することによって、薬物を効果的に、且つ特異的又は選択的に伝達することができる。したがって、本発明による抗MUC1抗体及び抗体-薬物接合体は、MUC1関連疾病、例えば、癌の治療に有用に適用可能である。【選択図】図23

Description

本発明は、MUC1(Mucin 1)に特異的に結合する抗MUC1抗体及びその用途に関し、より詳細には、抗MUC1抗体又はその抗原結合断片、該抗体又はその抗原結合断片を含む抗体-薬物接合体又は二重特異性抗体、これを含む癌の予防又は治療用医薬組成物及び前記抗体又はその抗原結合断片をコードする核酸、該核酸を含むベクター及び宿主細胞、これを用いた抗MUC1抗体又はその抗原結合断片の作製方法に関する。
ムチン1(Mucin 1;MUC1)は、多数の糖化した細胞外ドメインを含む膜貫通糖タンパク質である。MUC1の長さは細胞表面から200~500nmであり、MUC1は正常上皮細胞の頂端膜に位置する。MUC1は、乳房、胃、食道、膵臓、尿道、肺、腎臓及び胆嚢のような多くの臓器の腺上又は内腔上皮細胞で発現する。正常組織においてMUC1の負電荷炭水化物は、脱水、pH変化、花粉及び微生物から基底上皮を保護する物理的障壁を形成する。
MUC1遺伝子は単一転写物を暗号化する。翻訳後、MUC1はウニ精子タンパク質、エンテロキナーゼ及びアグリン(SEA)ドメイン内に位置するGSVVVモチーフで自己切断(autocleave)される。これらはN末端サブユニット(MUC1-N)及びC末端サブユニット(MUC1-C)の2個のペプチド断片で構成される。
MUC1-N末端サブユニットは、様々な数の反復配列(Tandem Repeats)を有し、プロリン/トレオニン/セリンに富む(PTS:Proline/Threonine/Serine-rich)ドメイン及びSEAドメインで構成される。MUC1-C末端サブユニットは、58個のアミノ酸細胞外ドメイン(ECD:Extracellular Domain)、28個の膜貫通ドメイン(TMD:Transmembrane Domain)及び72個のアミノ酸細胞質ドメイン(CD:Cytoplasmic Domain)で構成される。MUC1は、細胞外ドメインに広くO-結合型糖化(O-linked glycosylation)が起きる。N-糖化パターンの程度によって、MUC1-Cの大きさは23~25kDaになり、N-糖化が欠乏する場合には17kDaとなる。初めてMUC1が生成された後、MUC1は、細胞に結合している部分と細胞外に放出(release)され得る部分が非共有相互作用(noncovalent interaction)によって結合し、この時、クリベージ(cleavage)はSheddaseという酵素によって起きる。MUC1複合体は、IFN-γ及びTNF-αのようなサイトカインの刺激によって分離される。MUC1-N放出は、TNF-アルファ転換酵素(TACE:TNF-α Converting Enzyme)及びマトリックス基質金属タンパク質分解酵素(MMP:Matrix Metallo-protease)を含む酵素によって起きる。これらの酵素はMUC1-CのECDを切断して2つの切片に分け、癌が進行するにつれて、この細胞外切片は癌細胞から離れて身体の血液内を浮遊し、細胞と結合している切片は癌細胞と共に持続的に結合した状態で存在する。MUC1は癌細胞の成長に重要であるが、その理由は、他の癌細胞に存在する癌細胞増殖に関連している細胞膜タンパク質との結合によって持続的な細胞増殖シグナルを送り、癌細胞増殖に決定的な役割をするためである。また、この部分は癌細胞の成長から消滅時まで常にその運命を共にするため、癌検出の良いターゲットとなり、または癌を除去し得る決定的なバイオマーカーとなる。また、MUC1の他の部分とは違い、この部分は唯一にグリコシル化(glycosylation)されない部分として知られており、癌と正常細胞におけるMUC1を区別できる明確な違いを見せる部分として考えられた。そこで、本発明者らは、MUC1の細胞に結合して癌と運命を共にし、正常細胞のMUC1と癌細胞のMUC1を区別できるこの切片を抗体の最適の抗原と見なし、本発明の抗体を開発した。
一方、抗体-薬物接合体(Antibody-drug conjugate;ADC)は、リンカーを用いて抗体に細胞毒性薬物を結合させたものである。モノクローナル抗体がターゲット特異的特性を示すので、抗体-薬物接合体中の薬物は、選択的標的能を持つモノクローナル抗体によって認知される抗原/標的を発現する腫瘍に伝達され得る。理想的には、投与後に血中プロドラッグ状態の抗体-薬物接合体は毒性があってはならず、抗体が標的腫瘍抗原に結合した後に癌細胞内に内在化すると、薬物が活性形態で放出され、腫瘍細胞を殺害する。
このように抗体が結合する標的/抗原を決定することが、抗体-薬物接合体の作製に最も重要な点である。特に、抗体が結合する標的/抗原は腫瘍細胞で優勢に、理想的には癌細胞特異的発現(過発現)する細胞表面タンパク質とされてきた。
かかる技術的背景下で、本発明者らは、正常細胞で発現するMUC1とは異なる部分を認識する癌細胞-MUC1に特異的に結合する抗体を開発し、ADCの特性上、癌細胞に結合してADC効能を極大化し得るように癌細胞と運命を共にする“細胞に結合している部分”と結合する抗MUC1抗体及びこれを含む抗体-薬物接合体がMUC1発現細胞に特異的に結合してMUC1発現により誘発される疾患を治療できることを確認し、本発明を完成した。
この背景技術の部分に記載された上記情報は、単に本発明の背景に関する理解を向上させるためのもので、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者にとって既に知られた先行技術を形成する情報を含まなくてもよい。
本発明の目的は、MUC1の“細胞に結合している部分”に特異的に結合する抗体又はその抗原結合断片、該抗体又はその抗原結合断片に薬物が接合された抗体-薬物接合体、及び前記抗体又はその抗原結合断片を含む二重特異性抗体を提供することにある。
本発明の他の目的は、前記抗MUC1抗体の産生のためのハイブリドーマ(KCLRFBP00395)を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、前記抗MUC1抗体又はその抗原結合断片、前記抗体-薬物接合体又は二重特異性抗体を含む癌の予防又は治療用組成物及び治療方法を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、前記抗MUC1抗体又はその抗原結合断片を含む癌の診断用組成物及び診断方法を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、リポソーム内にMUC1-C末端部位、MUC1のSEAドメイン又はMUC1のC末端細胞外ドメイン及びCpG-DNAをカプセル化した複合体を含む免疫原性組成物を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、前記免疫原性組成物をマウスに接種する段階を含む抗MUC1モノクローナル抗体の作製方法を提供することにある。
また、本発明のさらに他の目的は、前記抗MUC1抗体又はその抗原結合断片をコードする核酸、該核酸を含むベクター及び宿主細胞、これを用いた抗MUC1抗体又はその抗原結合断片の作製方法を提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明は、MUC1のC末端細胞外ドメイン内の連続する5個以上のアミノ酸を含むポリペプチドを認識する抗MUC1抗体又はその抗原結合断片を提供する。
好ましくは、抗MUC1抗体又はその抗原結合断片は、6個の相補性決定部位(CDR)を含み、該抗体又はその抗原結合断片は、配列番号1(GYTFTSYWMH)の重鎖CDR1;配列番号2(YINPGTGYIEYNQKFKD)の重鎖CDR2;配列番号3(STAPFDY)の重鎖CDR3;配列番号4(KASQDIKSYLS)の軽鎖CDR1;配列番号5(YATRLAD)の軽鎖CDR2;及び配列番号6(LQYDESPYT)の軽鎖CDR3からなる群から選ばれるいずれか一つ以上の配列を含むことを特徴とする。
本発明はまた、前記抗MUC1抗体の産生のためのハイブリドーマ(KCLRFBP00395)を提供する。
本発明はまた、抗MUC1抗体又はその抗原結合断片を含む抗体-薬物接合体及び二重特異性抗体を提供する。
本発明はまた、前記抗MUC1抗体又はその抗原結合断片、抗体-薬物接合体又は二重特異性抗体を含む癌の予防又は治療用医薬組成物及び治療方法を提供する。
本発明はまた、癌の予防又は治療のための前記抗MUC1抗体又はその抗原結合断片の用途を提供する。
本発明はまた、癌の予防又は治療用薬剤の製造のための前記抗MUC1抗体又はその抗原結合断片の使用を提供する。
本発明はまた、前記抗MUC1抗体又はその抗原結合断片を含む癌の診断用組成物及び診断方法を提供する。
本発明はまた、リポソーム内に、(1)MUC1のC末端部位、MUC1のSEAドメイン又はMUC1のC末端細胞外ドメイン、及び(2)CpG-DNAをカプセル化した複合体を含む免疫原性組成物及び該免疫原性組成物をマウスに接種する段階を含む抗MUC1モノクローナル抗体の作製方法を提供する。
本発明はまた、前記抗MUC1抗体又はその抗原結合断片をコードする核酸、該核酸を含むベクター及び宿主細胞、これを用いた抗MUC1抗体又はその抗原結合断片の作製方法を提供する。
図1Aは、rhMUC1-Cタンパク質で免疫化されたマウスでのIgG総量を示すグラフである。図1B~図1Cは、免疫化されたマウスから分離されたハイブリドーマ細胞をスクリーニングした結果を示す図であり、図1BはHAT培地を用いたスクリーニング結果で、図1CはHT培地を用いたスクリーニング結果である。 図2Aは、ハイブリドーマ細胞で(hMUC1-1H7クローン)免疫化されたマウスの腹水に対してELISAを行った結果を示すグラフであり、rhMUC1-C特異的抗体の存在を示す。図2Bは、精製した抗-hMUC1モノクローナル抗体をSDS-PAGE及びCoommassie染色によって分析した結果を示す。図2Cは、ELISAによって抗MUC1抗体のアイソタイプを確認した結果を示すグラフである。 図3Aは、乳癌細胞溶解物にhMUC1-1H7クローンから精製した抗-hMUC1モノクローナル抗体及び抗MUC1-CT抗体を用いてウエスタンブロットを行った結果を示す。図3Bは、MCF-7、MDA-MB-231、T47D及びZR75-1細胞の細胞溶解物をマウス正常IgG又はhMUC1-1H7クローンから精製した抗-hMUC1モノクローナル抗体で免疫沈降し、抗MUC1-CT抗体を用いて免疫ブロットした結果を示す。図3Cは、T47D細胞溶解物をPNGase Fで処理し、hMUC1-1H7クローンから精製した抗-hMUC1モノクローナル抗体を用いてウエスタンブロットした結果を、他の抗体を用いた場合と比較して示す。図3Dは、PNGase Fで処理したT47D細胞溶解物をhMUC1-1H7クローンから精製した抗-hMUC1モノクローナル抗体で免疫沈降した後、抗MUC1-CT又は抗MUC1-CT2抗体で免疫ブロットした結果を示す。 図4Aは、膵癌細胞溶解物に対して抗MUC1-CT抗体、hMUC1-1H7クローンから精製した抗hMUC1抗体、又は抗β-アクチン抗体を用いてウエスタンブロットした結果を示す。図4Bは、膵癌細胞溶解液に対してマウス正常IgG又はhMUC1-1H7クローンから精製した抗-hMUC1モノクローナル抗体で免疫沈降し、抗MUC1-CT抗体及び抗-hMUC1モノクローナル抗体を用いて免疫ブロッキングした結果を示す。 図5Aは、乳癌細胞にhMUC1-1H7クローンから精製した抗hMUC1抗体を4℃で処理し(Surface)又は0.1% Triton X-100で細胞を溶解させた後に抗体を処理して(intracellular)得られた蛍光イメージを示す。図5Bは、乳癌細胞に蛍光探針されたhMUC1-1H7クローンから精製した抗hMUC1抗体を処理し、6時間37℃で培養して得られた蛍光イメージを示す。 膵癌細胞にhMUC1-1H7クローンから精製した抗hMUC1抗体を4℃で処理し(Surface)又は0.1% Triton X-100で細胞を溶解させた後に抗体を処理して(intracellular)得られた蛍光イメージを示す。 膵癌細胞に蛍光探針されたhMUC1-1H7クローンから精製した抗hMUC1抗体を処理し、24時間37℃で培養して得られた蛍光イメージを示す。 図8Aは、組換え発現プラスミドpFabE-hMUC1-1H7を模式的に示す開裂地図である。図8Bは、組換え発現プラスミドpFabE-hMUC1-1H7によって発現する組換えタンパク質を模式的に示す。図8Cは、MCF-7、MDA-MB-231、T47D及びZR75-1細胞に、hMUC1-1H7クローンに由来した抗hMUC1抗体のFab断片を処理して得られた蛍光イメージである。 MDA-MB-231、T47D及びZR75-1細胞に、hMUC1-1H7クローンに由来した抗hMUC1抗体を処理した場合の細胞増殖変化を示すグラフである。 図10A~図10Hは、乳癌を有するマウスに、蛍光標識されたhMUC1-1H7クローンに由来した抗-hMUC1モノクローナル抗体を静脈投与して得られた蛍光イメージである。 図11A~図11Cは、膵癌を有するマウスに、蛍光標識されたhMUC1-1H7クローンに由来した抗-hMUC1モノクローナル抗体を静脈投与して得られた蛍光イメージである。 図12Aは、異種移植マウスモデルから摘出された腫瘍組織である。図12Bは、hMUC1-1H7クローンに由来した抗-hMUC1モノクローナル抗体が投与された異種移植マウスモデルから摘出された腫瘍のサイズ((幅*長さ)/2)を示すグラフである。図12Cは、抗-hMUC1モノクローナル抗体が投与された異種移植マウスモデルから摘出された腫瘍の重さを示すグラフである。図12Dは、抗-hMUC1モノクローナル抗体が投与された異種移植マウスモデルの体重を示すグラフである。 乳癌組織におけるMUC1タンパク質発現の有無を示す結果である。 膵癌組織におけるMUC1タンパク質発現の有無を示す結果である。 乳癌細胞株におけるhMUC1-1H7抗体-薬物接合体の細胞毒性を示す結果である。 乳癌組織におけるhMUC1-1H7抗体-薬物接合体の癌細胞増殖抑制効果を示す結果である。 ELISAによってヒト化抗体(hMUC1-G3)とhMUC1-Cとの結合親和度を確認した結果である。 hMUC1-G3抗体とhMUC1-1H7抗体が認識するhMUC1-Cのエピトープ同質性の有無をELISAで確認した結果である。 流細胞分析器を用いて、hMUC1-G3抗体が、細胞に発現したhMUC1を特異的に認知することを示す結果である。 流細胞分析器を用いて、hMUC1-G3抗体とhMUC1-1H7抗体が、ZR75-1乳癌細胞に発現したhMUC1を濃度依存的に認知することを示す結果である。 乳癌細胞株のうち、MUC1が発現する細胞株(ZR75-1、T47D)とMUC1が発現しない細胞株(MDA-MB-231)において、hMUC1-G3抗体-薬物接合体がMUC1発現によって選択的に乳癌細胞を殺すことを示す結果である。 骨髄性白血病細胞株におけるhMUC1-G3抗体-薬物接合体の細胞毒性を示す結果である。 乳癌患者由来TNBC組織移植によって作製した異種移植マウスモデルにおけるhMUC1-G3抗体-薬物接合体の癌細胞を選択的に抑制する効果を示す結果である。
特に定義しない限り、本明細書で使われた全ての技術的及び科学的用語は、本発明の属する技術の分野における熟練した専門家によって通常理解される意味を有する。一般に、本明細書で使われた命名法は、本技術の分野で周知であり、通常使われているものである。
MUC1(Mucin1;ムチン1)は一般に、正常上皮細胞の一面(頂端膜:apical membrane)で発現し、基底上皮を乾燥、pH変化、汚染、及び微生物から保護する。しかし、MUC1は、様々なヒト癌腫で高いレベルで異常発現し、糖化程度が減少し、細胞の全表面で均一に発現し、癌細胞の増殖、侵襲、転移及び血管形成を促進させることに関与する。MUC1は癌特異性治療のためのターゲットとなる。
MUC1は、N末端サブユニット(MUC1-N)及びC末端サブユニット(MUC1-C)を含み、該MUC1-NとMUC1-CはSEAドメイン(Sea urchin sperm protein enterokinase and agrin domain)内の切断部位で自己切断して形成される。SEAドメインは安定した異型二量体複合体を形成することに寄与する。MUC1切断が起きると、細胞外MUC1-N(MUC1のN末端サブユニット)が放出され、多くの抗MUC1-SEA抗体を隔離させることができる。今まで知られた大部分の抗MUC1-SEA抗体は、MUC1-N反復配列ドメインをターゲットとするものと知られている(Prinssen et al.1998; Gillespie et al.2000)。MUC1-Nは、細胞表面から直接発見されず、末梢循環から観察されるので、制限された循環抗MUC1-N抗体しかMUC1-陽性腫瘍細胞で使用できないという限界がある。また、MUC1-C(MUC1のC末端サブユニット)のエピトープを選択することも困難であるが、大部分の場合において、MUC1-Cドメインが膜貫通であるか細胞質に位置するためである。このような問題を克服するために、本発明は、MUC1切断後に細胞表面に残るMUC1-C末端部位(細胞外ドメイン)をターゲットとする新規なMUC1に特異的に結合する抗体を提供する。
本発明は一観点において、MUC1に特異的に結合する抗MUC1抗体又はその抗原結合断片に関する。より詳細には、MUC1のC末端細胞外ドメイン内の連続する5個以上のアミノ酸を含むポリペプチドを認識する抗MUC1抗体又はその抗原結合断片に関する。
特に、本発明では、PCT/KR2010/003879特許“リポソームに捕集されたオリゴヌクレオチド及びエピトープを含む免疫増強用組成物”の技術を用いて、ヒトMucin1(CD227)の全体タンパク質の1134個アミノ酸のうち、SEAドメインを含む961アミノ酸から1152アミノ酸までの192個のアミノ酸が発現した抗原を用いた。Mucin1は様々なヒトアデノカルチノーマの様々な癌腫で約100倍程度高い発現(Immunology,2018,225-240)を示しており、特異にも細胞で合成された後SEAドメイン内で切断が起き、SEAドメインを含む細胞に結合している部分とその残りの部分とに分けられるようになり、2つのサブユニットは非共有結合的(noncovalent)に結合している。正常細胞の場合、MUC1は非常にグリコシル化(heavily glycosylated)されているが、この部分切断された部分で主に起き、細胞と結合している部分では相対的にグリコシル化されていない。本発明ではこの事実を認知し、クリベージされてから細胞と結合している190個のアミノ酸を抗原として用いて、グリコシル化が起きなかった大腸菌で発現をした。
本発明による抗体は、大腸菌で発現した抗原で作られたので、グリコシル化されない抗原を認知する。本発明ではマウスハイブリドーマ技術を用いて抗体を開発し、開発された抗体は特異にもアミノ酸配列の一次的構造を認識せず、3次構造を認識することを確認した。
本発明の一実施例において、乳癌細胞株であるT47DとZR75-1を用いてFACSをした時、MUC-1特異に認知することを確認したが、細胞を破砕して得た破砕液では一次構造を認識するウエスタンブロットでは認知されなかった。3次構造を認識することを検証するために、細胞破砕液と本発明による抗体を用いて免疫沈降(Immunoprecipitaion)方法で沈殿後にウエスタンブロットをしたとき、抗原を検出(detection)し、よって、本発明による抗体は特異的に3次構造を認識する抗体であることを立証した。
本発明において、前記MUC1のC末端細胞外ドメインは、配列番号10(SVV VQLTLAFREG TINVHDVETQ FNQYKTEAAS RYNLTISDVS VSDVPFPFSA QS)のアミノ酸配列からなることを特徴とし得る。
本明細書でいう“抗体”とは、免疫系内で抗原の刺激によって作られる物質を総称し、その種類は特に制限されない。前記抗体は、特定抗原と免疫学的に反応性である免疫グロブリン分子で、抗原を特異的に認識する受容体の役目をするタンパク質分子を意味し、多クローン抗体(polyclonal antibody)及びモノクローナル抗体(monoclonal antibody)と全抗体及び抗体断片のいずれをも含むことができる。前記抗体は、非自然的に生成されたもの、例えば、組換え的に又は合成的に生成されたものであり得る。前記抗体は、動物抗体(例えば、マウス抗体など)、キメラ抗体、ヒト化抗体又はヒト抗体であり得る。前記抗体はモノクローナル抗体であり得る。また、抗体は、特別な言及がない限り、抗原結合能を保有した抗体の抗原結合断片も含むものと理解できよう。
本明細書でいう“相補性決定部位(Complementarity-determining regions;CDR)”とは、抗体の可変部位のうち、抗原との結合特異性を付与する部位を意味する。先に説明した抗体の抗原結合断片は、前記相補性決定部位を一つ以上含む抗体断片であり得る。
本発明において、前記抗MUC1抗体は、ハイブリドーマhMUC1-1H7(KCLRF-BP-00395)から産生されたものであり得る。また、前記抗MUC1抗体又はその抗原結合断片は、前記ハイブリドーマhMUC1-1H7(KCLRF-BP-00395)から産生された抗体の相補性決定部位(CDR-H1、CDR-H2、CDR-H3、CDR-L1、CDR-L2及びCDR-L3)又は重鎖可変領域及び軽鎖可変領域を含むことを特徴とし得る。
一側面において、本発明による抗MUC1抗体又はその抗原結合断片は、6個の相補性決定部位(CDR)を含む。前記抗体又はその抗原結合断片は、配列番号1(GYTFTSYWMH)の重鎖CDR1;配列番号2(YINPGTGYIEYNQKFKD)の重鎖CDR2;配列番号3(STAPFDY)の重鎖CDR3;配列番号4(KASQDIKSYLS)の軽鎖CDR1;配列番号5(YATRLAD)の軽鎖CDR2;及び配列番号6(LQYDESPYT)の軽鎖CDR3からなる群から選ばれるいずれか一つ以上の配列を含むことを特徴とし得る。
本発明において、前記抗体又はその抗原結合断片は、配列番号1の重鎖CDR1;配列番号2の重鎖CDR2;配列番号3の重鎖CDR3;配列番号4の軽鎖CDR1;配列番号5の軽鎖CDR2;及び配列番号6の軽鎖CDR3を全て含むことができる。
本発明において、前記抗体又はその抗原結合断片は、配列番号22又は24の重鎖可変領域及び配列番号23又は25の軽鎖可変領域を含むことを特徴とし得る。より具体的に、前記抗体又はその抗原結合断片は、配列番号22の重鎖可変領域及び配列番号23の軽鎖可変領域;又は配列番号24の重鎖可変領域及び配列番号25の軽鎖可変領域を含むことを特徴とし得る。
本発明において、前記抗MUC1抗体又はその抗原結合断片は、MUC1に対する阻害効果を有する。
MUC1遺伝子は一つの転写体を暗号化し、翻訳後に、MUC1タンパク質はSEAドメイン内に位置するGSVVVモチーフのうち“G”で自己切断される。本発明において、MUC1タンパク質はヒトMUC1タンパク質であり得、例えば、GenBank Accession No.P15941のアミノ酸配列(配列番号7)を含むか、或いはこれと80%以上、85%以上、90%以上、95%以上、96%以上、97%以上、98%以上、又は99%以上の配列相同性を有するものであり得る。前記MUC1タンパク質の細胞外ドメインはヒトMUC1タンパク質の細胞外ドメインであり得、例えば、GenBank Accession No.P15941のアミノ酸配列(配列番号7)のうち、961番目から1152番目までの192個のアミノ酸を含むタンパク質断片(配列番号8)であり得る。前記MUC1タンパク質の細胞外ドメインはSEAドメインを含み、一例において、前記SEAドメインはGenBank Accession No.P15941のアミノ酸配列(配列番号7)のうち1034番目から1152番目までの119個のアミノ酸を含むタンパク質断片(配列番号9)であり得る。前記SEAドメインに存在するGSVVVモチーフのうち“G”が切断部位であり、ここで切断が発生した場合、前記“G”以降(C末端方向に)の部位はMUC1タンパク質のC末端細胞外ドメイン(或いは、‘MUC1-C末端(部位)細胞外ドメイン’又は‘MUC1-Cサブユニット’と称する。)(配列番号10)となる(表1)。
Figure 2022023078000002
Figure 2022023078000003
本発明において、前記抗MUC1抗体又はその抗原結合断片は、MUC1タンパク質(例えば、配列番号7)、具体的に、MUC1タンパク質のC末端細胞外ドメイン(例えば、配列番号10)内の5個、7個、10個、12個以上、又は好ましくは15個以上のアミノ酸を含むポリペプチド(エピトープ)を認識するか或いは特異的に結合することを特徴とし得る。前記抗体又はその抗原結合断片は、MUC1タンパク質の細胞外ドメイン(例えば、配列番号8)、MUC1タンパク質のSEAドメイン(例えば、配列番号9)又はMUC1タンパク質のC末端細胞外ドメイン(例えば、配列番号10)を認識する、及び/又はここに特異的に結合することを特徴とし得る。
本明細書でいう用語“MUC1特異的抗体”又は“MUC1に特異的に結合する抗体”は、MUC1に結合してMUC1の生物学的活性の抑制を招く抗体を意味し、“抗MUC1抗体”と同じ意味で使われる。
本発明でいう“抗MUC1抗体”は、動物抗体(例えば、マウス抗体)、キメラ抗体(例えば、マウス-ヒトキメラ抗体)又はヒト化抗体であり得、モノクローナル抗体又は多クローン抗体でよく、例えばモノクローナル抗体でよい。多クローン抗体(polyclonal antibody)及びモノクローナル抗体(monoclonal antibody)を全て含む概念であって、好ましくはモノクローナル抗体であり、正常の全抗体(whole antibody)形態を有することができる。全抗体は2個の全長の軽鎖及び2個の全長の重鎖を有する構造であって、不変領域を含む構造であり、それぞれの軽鎖は重鎖とジスルフィド結合で連結されている。
本発明による抗MUC1抗体の全抗体は、IgA、IgD、IgE、IgM及びIgG形態を含む概念であり、IgGは亜型(subtype)としてIgG1、IgG2、IgG3及びIgG4を含む。
完全なIgG形態の抗体は2個の全長(full length)軽鎖及び2個の全長重鎖を有する構造であり、それぞれの軽鎖は重鎖と二硫化結合で連結されている。抗体の不変領域は重鎖不変領域と軽鎖不変領域とに分けられ、重鎖不変領域は、ガンマ(γ)、ミュー(μ)、アルファ(α)、デルタ(δ)及びエプシロン(ε)タイプを有し、サブクラスとしてガンマ1(γ1)、ガンマ2(γ2)、ガンマ3(γ3)、ガンマ4(γ4)、アルファ1(α1)及びアルファ2(α2)を有する。軽鎖の不変領域はキャパ(κ)及びラムダ(λ)タイプを有する。
本発明において、用語“重鎖(heavy chain)”は、抗原に特異性を付与するために十分の可変領域配列を持つアミノ酸配列を含む可変領域ドメインVH及び3個の不変領域ドメインCH1、CH2及びCH3とヒンジ(hinge)を含む全長重鎖及びその断片を全て含む意味として解釈される。また、用語“軽鎖(light chain)”は、抗原に特異性を付与するための十分の可変領域配列を持つアミノ酸配列を含む可変領域ドメインVL及び不変領域ドメインCLを含む全長軽鎖及びその断片を全て含む意味として解釈される。
本発明において、“CDR(complementarity determining region)”は、免疫グロブリンの重鎖及び軽鎖の高可変領域(hypervariable region)のアミノ酸配列を意味する。重鎖及び軽鎖はそれぞれ3個のCDRを含むことができる(CDRH1、CDRH2、CDRH3、及びCDRL1、CDRL2、CDRL3)。前記CDRは、抗体が抗原又はエピトープに結合する上で主要な接触残基を提供することができる。
一方、用語“特異的に結合”又は“特異的に認識”は、当業者に通常公知されている意味であり、抗原及び抗体が特異的に相互作用して免疫学的反応をすることを意味する。
本発明による抗MUC1抗体の“抗原結合断片”は、抗MUC1抗体の抗原、すなわちMUC1と結合できる機能を保有している断片を意味し、Fab、Fab’、F(ab’)、scFv(scFv)、scFv-Fc、及びFvなどを含む概念であり、本明細書では“抗体断片”と同じ意味で使われる。抗原結合断片は例えば、scFv、(scFv)2、Fab、Fab’又はF(ab’)であり得るが、これに限定されるものではない。前記抗原結合断片のうちFabは、軽鎖及び重鎖の可変領域と軽鎖の不変領域及び重鎖の最初の不変領域(CH1)を有する構造であり、1個の抗原結合部位を有する。Fab’は、重鎖CH1ドメインのC末端に一つ以上のシステイン残基を含むヒンジ領域(hinge region)を有するという点でFabと異なる。F(ab’)抗体は、Fab’のヒンジ領域のシステイン残基がジスルフィド結合をなしながら生成される。Fvは重鎖可変部位及び軽鎖可変部位だけを持っている最小の抗体断片であり、Fv断片を生成する組換え技術は当業界に公知である。二重鎖Fv(two-chain Fv)は、非共有結合で重鎖可変部位と軽鎖可変部位とが連結されており、単鎖Fv(single-chain Fv)は一般的にペプチドリンカーによって重鎖の可変領域と単鎖の可変領域とが共有結合で連結されるか或いはC末端で直接連結されているので、二重鎖Fvのように二量体のような構造をなすことができる。前記抗原結合断片は、タンパク質加水分解酵素を用いて得ることができ(例えば、全抗体をパパインで制限切断すればFabが得られ、ペブシンで切断すればF(ab’)断片が得られる。)、遺伝子組換え技術で作製することができる。
本発明において、用語“ヒンジ領域(hinge region)”は、抗体の重鎖に含まれている領域であり、CH1及びCH2領域の間に存在し、抗体内抗原結合部位の柔軟性(flexibility)を提供する機能を果たす領域を意味する。
前記抗MUC1抗体はモノクローナル抗体であり得る。モノクローナル抗体は、当業界に周知の方法で製造することができる。例えば、ファージディスプレイ手法を用いて製造することができる。または、抗MUC1抗体を用いて通常の方法によってマウス由来のモノクローナル抗体として製造することもできる。
一方、典型的なELISA(Enzyme-Linked ImmunoSorbent Assay)フォーマットを用いてMUC1との結合能に基づいて個別のモノクローナル抗体をスクリーニングすることができる。結合体に対して分子的相互作用を検定するための競合的ELISA(Competitive ELISA)のような機能性分析又は細胞ベース分析(cell-based assay)のような機能性分析によって阻害活性に対して検定することができる。その後、強い阻害活性に基づいて選択されたモノクローナル抗体メンバーに対してMUC1に対するそれぞれの親和度(Kd values)を検定する。
本発明による抗MUC1抗体又はその抗原結合断片の権利範囲には、本発明による抗MUC1抗体又はその抗原結合断片に含まれた軽鎖及び重鎖のCDR1~CDR3のいずれか一つ以上を有する上に、実質的に同じMUC1抗原に対する結合能及び特異性を有するペプチド(peptide)及びアプタマー(aptamer)も含まれる。
本発明は他の観点において、前記抗MUC1抗体を産生するハイブリドーマに関する。本発明において、前記ハイブリドーマは受託番号KCLRF-BP-00395である。
本発明は、前記ハイブリドーマが産生する抗MUC1抗体又はその抗原結合断片を提供する。他の例は、前記ハイブリドーマが産生する抗MUC1抗体の重鎖相補性決定部位(CDR-H1、CDR-H2、CDR-H3、又はそれらの組合せ)、軽鎖相補性決定部位(CDR-L1、CDR-L2、CDR-L3、又はそれらの組合せ)、又はそれらの組合せ;又は前記ハイブリドーマが産生する抗MUC1抗体の重鎖可変領域、軽鎖可変領域、又はそれらの組合せを含む抗MUC1抗体又はその抗原結合断片を提供する。この時、前記相補性決定部位は通常のいずれの方法によって決定されてもよく、例えば、IMGTの定義(http://www.imgt.org/IMGT_vquest/share/textes/)又はKabatの定義(http://www.bioinf.org.uk/abs/)によって決定され得るが、これに制限されない。
本発明において、前記抗MUC1抗体又はその抗原結合断片は、MUC1-C末端細胞外ドメインを特異的に認識することによって、MUC1-C末端細胞外ドメインが正常細胞に比べて高いレベルで発現し、少なく糖化された癌又は腫瘍細胞で特異的に作用でき、かつ細胞の一面だけでなく全表面に発現したMUC1タンパク質を認識/結合させることができる。また、前記抗MUC1抗体又はその抗原結合断片は、MUC1タンパク質、特にMUC1-C末端細胞外ドメインと結合するだけでなく、細胞内に内在化(internalization)されることによって(実施例9-8、実施例18参照)MUC1媒介の伝達経路(pathway)を効果的に阻害して薬理的効果を極大化させることができる。また、前記抗MUC1抗体又はその抗原結合断片の内在化特性は、抗体-薬物接合体(ADC)として適用される場合に、接合された薬物を効果的に細胞内に伝達させることができるという利点を有する。
本発明は更に他の観点において、本発明による抗MUC1抗体又はその抗原結合断片を含むCAR(Chimeric antigen receptor)-T細胞治療剤及び/又はCAR(Chimeric antigen receptor)-NK(natural killer cell)に関する。前記CAR-T又はCAR-NKに含まれる抗MUC1抗体又はその抗原結合断片の形態はscFvが好ましいが、これに限定されるものではない。
本発明はさらに他の観点において、前記抗MUC1抗体又はその抗原結合断片に薬物が接合された抗体-薬物接合体(Antibody-drug conjugate;ADC)に関する。
本発明の一実施例において、前記抗体-薬物接合体の薬物は、モノメチルアウリスタチンE(monomethyl auristatin E;MMAE)である。前記抗体-薬物接合体はMUC1発現細胞に結合した後、MUC1発現腫瘍細胞に内在化し、タンパク質分解性切断(proteolytic cleavage)によってMMAEが標的MUC1細胞に選択的に放出される。放出されたMMAEがチューブリン(Tubulin)に結合すると、細胞内微細管網を分裂させ、細胞周期停止を誘導し、微細管分裂が発生しながら細胞死滅が進行する。
抗体-薬物接合体(Antibody-drug conjugate;ADC)は、ターゲット癌細胞に坑癌薬物を伝達するまで坑癌薬物が抗体に安定的に結合している必要がある。ターゲットに伝達された薬物は抗体から遊離してターゲット細胞の死滅を誘導しなければならない。そのためには、薬物が抗体に安定的に結合すると同時に、ターゲット細胞で遊離する時はターゲット細胞の死滅を誘導するような十分の細胞毒性を有する必要がある。
本発明において、前記抗MUC1抗体又はその抗原結合断片と抗癌剤などの薬物を含む細胞毒性物質とが互いに結合(例えば、共有結合、ペプチド結合などによる)して接合体(conjugate)又は融合タンパク質(細胞毒性物質及び/又は標識物質がタンパク質である場合)の形態で使用され得る。前記細胞毒性物質は、癌細胞、特に固形癌細胞に対して毒性を有するいかなる物質であってもよく、放射性同位元素、細胞毒素化合物(small molecule)、細胞毒性タンパク質、抗癌剤などからなる群から選ばれる1種以上であり得るが、これに制限されない。前記細胞毒素タンパク質は、リシン(ricin)、サポリン(saporin)、ゲロニン(gelonin)、モモルジン(momordin)、デボウガニン(debouganin)、ジフテリア毒素、緑膿菌毒素(pseudomonas toxin)などからなる群から選ばれる1種以上であり得るが、これに制限されない。前記放射性同位元素として131I、188Rh、90Yなどからなる群から選ばれる1種以上を挙げることができるが、これに制限されない。前記細胞毒素化合物は、デュオカルマイシン(duocarmycin)、モノメチルアウリスタチンE(monomethyl auristatin E;MMAE)、モノメチルアウリスタチンF(monomethyl auristatin F;MMAF)、N2’-ジアセチル-N2’-(3-メルカプト-1-オキソプロピル)メイタンシン(N2’-deacetyl-N2‘-(3-mercapto-1-oxopropyl)maytansine;DM1)、PBD(Pyrrolobenzodiazepine)二量体などからなる群から選ばれる1種以上であり得るが、これに制限されない。
本発明において、前記抗体-薬物接合体は、本発明の属する技術分野における周知の技術によるものであり得る。
本発明において、前記抗体-薬物接合体は、前記抗体又はその抗原結合断片がリンカーによって薬物と結合することを特徴とし得る。
本発明において、前記リンカーは切断性リンカー又は非切断性リンカーであることを特徴とし得る。
前記リンカーは抗MUC1抗体と薬物とを連結する部位であり、例えば、前記リンカーは、細胞内条件で切断可能な形態、すなわち、細胞内環境で抗体から薬物がリンカーの切断によって放出され得るようにする。
前記リンカーは、細胞内環境、例えば、リソソーム又はエンドソームに存在する切断剤により切断可能であり、細胞内ペプチダーゼ又はプロテアーゼ酵素、例えば、リソソーム又はエンドソームプロテアーゼによって切断可能なペプチドリンカーであり得る。一般に、ペプチドリンカーは少なくとも2個のアミノ酸長を有する。前記切断剤は、カテプシンB及びカテプシンD、プラスミンを含むことができ、ペプチドを加水分解して薬物を標的細胞内に放出させ得る。前記ペプチドリンカーは、チオール依存性プロテアーゼカテプシン-Bによって切断可能であり、これは癌組織で高発現し、例えばPhe-Leu又はGly-Phe-Leu-Glyリンカーが使用され得る。また、前記ペプチドリンカーは、例えば、細胞内プロテアーゼによって切断可能なものであり、Val-Citリンカー又はPhe-Lysリンカーであり得る。
本発明において、前記切断性リンカーはpH敏感性であり、特定pH値で加水分解に敏感であり得る。一般に、pH敏感性リンカーは、酸性条件で加水分解され得るものを指す。例えば、リソソームで加水分解され得る酸性不安定リンカー、例えば、ヒドラゾン、セミカルバゾン、チオセミカルバゾン、cis-アコニットアミド(cis-aconitic amide)、オルトエステル、アセタール、ケタールなどであり得る。
前記リンカーは還元条件で切断されてもよく、例えば二硫化リンカーがこれに当たる。SATA(N-succinimidyl-S-acetylthioacetate)、SPDP(N-succinimidyl-3-(2-pyridyldithio)propionate)、SPDB(N-succinimidyl-3-(2-pyridyldithio)butyrate)及びSMPT(N-succinimidyl-oxycarbonyl-alpha-methyl-alpha-(2-pyridyl-dithio)toluene)によって様々な二硫化結合が形成され得る。
本発明において、前記薬物及び/又は薬物-リンカーは、抗体のリシンで無作為に接合されるか、或いは二硫化結合鎖を還元した時に露出されるシステインで接合され得る。場合によって、遺伝工学的に作製されたタグ、例えば、ペプチド又はタンパク質に存在するシステインによってリンカー-薬物が結合し得る。前記遺伝工学的に作製されたタグ、例えば、ペプチド又はタンパク質は、例えば、イソプレノイドトランスフェラーゼによって認識され得るアミノ酸モチーフを含むことができる。前記ペプチド又はタンパク質は、ペプチド又はタンパク質のカルボキシ末端で欠失(deletion)を有するか、ペプチド又はタンパク質のカルボキシ(C)末端にスぺーサユニットの共有結合による付加を有する。前記ペプチド又はタンパク質は、アミノ酸モチーフと直接に共有結合するか或いはスぺーサユニットと共有結合してアミノ酸モチーフと連結され得る。前記アミノ酸スぺーサユニットは1~20個のアミノ酸で構成され、中でもグリシン(glycine)ユニットが好ましい。
前記リンカーはリソソームで多数存在するか、或いはいくつかの腫瘍細胞で過発現するβ-グルクロニダーゼ(β-glucuronidase)によって認識されて加水分解されるβ-グルクロニドリンカーを含むことができる。ペプチドリンカーとは違い、親水性(hydrophilicity)が大きいので、疎水性の性質が高い薬物と結合時に抗体-薬物複合体の溶解度を増加させることができるという長所をもつ。
これと関連して、本発明では大韓民国特許公開公報第2015-0137015号に開示されているβ-グルクロニドリンカー、例えば自己犠牲基(self-immolative group)を含むβ-グルクロニドリンカーを使用することができる。
また、前記リンカーは、例えば非切断性リンカーでよく、抗体加水分解した段階のみによって薬物が放出され、例えばアミノ酸-リンカー-薬物複合体を産生する。このような類型のリンカーはチオエーテル基又はマレイミドカプロイル(maleimidocaproyl)基でよく、血液内安定性を維持することができる。
本発明において、前記薬物は、化学療法剤、毒素、マイクロRNA(miRNA)、siRNA、shRNA又は放射性同位元素であることを特徴とし得る。前記薬物は薬理学的効果を表す製剤であり、抗体に結合し得る。
前記化学療法剤は細胞毒性製剤又は免疫抑制剤であり得る。具体的に、マイクロチューブリン抑制剤、有糸分裂抑制剤、トポイソメラーゼ抑制剤、又はDNAインターカレータとして機能し得る化学療法剤を含むことができる。また、免疫調節化合物、抗癌剤、抗ウイルス剤、抗バクテリア剤、抗真菌剤、駆虫剤又はそれらの組合せを含むことができる。
前記薬物は、例えば、メイタンシノイド、オーリスタチン、アミノプテリン、アクチノマイシン、ブレオマイシン、タリソマイシン、カンプトテシン、N8-アセチルスペルミジン、1-(2クロロエチル)-1,2-ジメチルスルホニルヒドラジド、エスペラミシン、エトポシド、6-メルカプトプリン、ドラスタチン、トリコテセン、カリケアミシン、タキソール(taxol)、タキサン、パクリタキセル(paclitaxel)、ドセタキセル(docetaxel)、メトトレキサート、ビンクリスチン、ビンブラスチン、ドキソルビシン、メルファラン、マイトマイシンA、マイトマイシンC、クロラムブシル、デュオカルマイシン、L-アスパラギナーゼ(L-asparaginase)、メルカプトプリン(mercaptopurine)、チオグアニン(thioguanine)、ヒドロキシウレア(hydroxyurea)、シタラビン(cytarabine)、シクロホスファミド(cyclophosphamide)、イホスファミド(ifosfamide)、ニトロソウレア(nitrosourea)、シスプラチン(cisplatin)、カルボプラチン(carboplatin)、マイトマイシン(mitomycin)、ダカルバジン(dacarbazine)、プロカルバジン(procarbazine)、トポテカン(topotecan)、窒素マスタード(nitrogen mustard)、シトキサン(cytoxan)、エトポシド(etoposide)、5-フルオロウラシル(5-fluorouracil)、CNU(bischloroethylnitrosourea)、イリノテカン(irinotecan)、カンプトテシン(camptothecin)、ブレオマイシン(bleomycin)、イダルビシン(idarubicin)、ダウノルビシン(daunorubicin)、ダクチノマイシン(dactinomycin)、プリカマイシン(plicamycin)、ミトキサントロン(mitoxantrone)、アスパラギナーゼ(asparaginase)、ビノレルビン(vinorelbine)、クロラムブシル(chlorambucil)、メルファラン(melphalan)、カルムスチン(carmustine)、ロムスチン(lomustine)、ブスルファン(busuLfan)、トレオサルファン(treosulfan)、デカルバジン(decarbazine)、エトポシド(etoposide)、テニポシド(teniposide)、トポテカン(topotecan)、9-アミノカンプトテシン(9-aminocamptothecin)、クリスナトール(crisnatol)、マイトマイシンC(mitomycin C)、トリメトレキサート(trimetrexate)、ミコフェノール酸(mycophenolic acid)、チアゾフリン(tiazofurin)、リバビリン(ribavirin)、EICAR(5-ethynyl-1-beta-Dribofuranosylimidazole-4-carboxamide)、ヒドロキシウレア(hydroxyurea)、デフェロキサミン(deferoxamine)、フロキシウリジン(floxuridine)、ドキシフルリジン(doxifluridine)、ラルチトレキセド(raltitrexed)、シタラビン(cytarabine(ara C))、シトシンアラビノシド(cytosine arabinoside)、フルダラビン(fludarabine)、タモキシフェン(tamoxifen)、ラロキシフェン(raloxifene)、メゲストロール(megestrol)、ゴセレリン(goserelin)、酢酸ロイプロリド(leuprolide acetate)、フルタミド(flutamide)、ビカルタミド(bicalutamide)、EB1089、CB1093、KH1060、ベルテポルフィン(verteporfin)、フタロシアニン(phthalocyanine)、光感作剤Pe4(photosensitizer Pe4)、デメトキシ-ハイポクレリンA(demethoxy-hypocrellin A)、インターフェロン-α(Interferon-α)、インターフェロン-γ(Interferon-γ)、腫瘍壊死因子(tumor necrosis factor)、ゲムシタビン(Gemcitabine)、ベルケイド(velcade)、レブリミド(revamid)、タルアミド(thalamid)、ロバスタチン(lovastatin)、1-メチル-4-フェニルピリジニウムイオン(1-methyl-4-phenylpyridinium ion)、スタウロスポリン(staurosporine)、アクチノマイシンD(actinomycin D)、ダクチノマイシン(dactinomycin)、ブレオマイシンA2(bleomycin A2)、ブレオマイシンB2(bleomycinB2)、ペプロマイシン(peplomycin)、エピルビシン(epirubicin)、ピラルビシン(pirarubicin)、ゾルビシン(zorubicin)、ミトキサントロン(mitoxantrone)、ベラパミル(verapamil)及びタプシガルギン(thapsigargin)、核酸分解酵素及び細菌や動植物由来の毒素からなる群から選ばれる一つ以上であるが、これに限定されるものではない。
本発明において、前記薬物は、リンカー及びリンカー試薬上の親電子性基と共有結合を形成するために反応できるアミン、チオール、ヒドロキシル、ヒドラジド、オキシム、ヒドラジン、チオセミカルバゾン、ヒドラジンカルボキシレート、及びアリールヒドラジド基から構成された群から選ばれる一つ以上の親核基を含むことができる。
本発明はさらに他の観点において、前記抗MUC1抗体又はその抗原結合断片を含む二重特異性抗体(Bispecific antibody)に関する。
前記二重特異性抗体は、抗体の2個のアーム(arm)のうち、一つのアームは、本発明による抗MUC1抗体又はその抗原結合断片を含み、他のアームはMUC1以外の抗原、好ましくは癌関連抗原又は免疫関門タンパク質抗原に特異的な抗体又は免疫エフェクター細胞関連抗原に特異的に結合する抗体又はその抗原結合断片を含む形態を意味する。
本発明による二重抗体に含まれる抗MUC1抗体以外の抗体が結合する抗原は、好ましくは癌関連抗原又は免疫関門タンパク質抗原であり、Her2、EGFR、VEGF、VEGF-R、CD-20、MUC16、CD30、CD33、CD52、PD-1、PD-L1、CTLA4、BTLA4、EphB2、E-セレクチン(selectin)、EpCam、CEA、PSMA、PSA、ERB3、c-METなどから選択でき、免疫エフェクター細胞関連抗原としてはTCR/CD3、CD16(FcγRIIIa)CD44、CD56、CD69、CD64(FcγRI)、CD89及びCD11b/CD18(CR3)などを選択できるが、これに限定されるものではない。
本発明はさらに他の観点において、前記抗MUC1抗体又はその抗原結合断片、前記抗体-薬物接合体又は前記二重特異性抗体を含むMUC1関連疾病の予防及び/又は治療用医薬組成物に関する。
前記MUC1関連疾病は、MUC1の発現又は過発現、MUC1の細胞の全表面への発現、及び/又は正常細胞に比べてMUC1タンパク質の糖化減少と関連した疾病であり、例えば癌であり得る。前記正常細胞は非腫瘍細胞であり得る。これによって、前記MUC1関連疾病は好ましくは癌又は腫瘍であるが、これに限定されない。
用語“癌”又は“腫瘍”は典型的に調節されない細胞成長/増殖を特徴とする哺乳動物の生理学的状態を指したり意味する。
本発明の組成物で治療可能な癌又は癌腫は特に制限されず、固形癌及び血液癌を全て含む。このような癌の例には、黒色腫などの皮膚癌、肝癌、肝細胞癌(hepatocellular carcinoma)、肝細胞性癌、胃癌、乳癌、肺癌、卵巣癌、気管支癌、鼻咽頭癌、喉頭癌、膵癌、膀胱癌、大腸癌、結腸癌、胆嚢癌、子宮頸癌、脳癌、前立腺癌、骨癌、皮膚癌、甲状腺癌、副甲状腺癌、腎臓癌、食道癌、胆道癌、精巣癌、直膓癌、頭頸部癌、頸椎癌、尿管癌、骨肉腫、神経芽細胞腫、線維肉腫、横紋筋肉腫、星状細胞腫、神経母細胞腫及び神経膠腫からなる群から選ばれるものを挙げることができるが、これに限定されるものではない。
より好ましくは、前記癌はMUC1タンパク質が発現したことを特徴とし、乳癌、膵癌、前立腺癌、肺癌、甲状腺癌、胃癌、卵巣癌、大腸癌、肝癌、胆嚢癌、腎臓癌、子宮頸癌、又は膀胱癌であり得るが、これに制限されない。前記癌は原発性癌又は転移性癌であり得る。
前記MUC1関連疾病は、NASH(Non-Alcoholic SteatoHepatitis)又はTGF-β-媒介免疫疾患(TGF-β-mediated immune disease)であるが、これに制限されない。
本発明の一実施例において、前記癌の予防及び/又は治療用医薬組成物、方法及び用途において、前記抗MUC1抗体又はその抗原結合断片は単独有効成分として提供されるか、抗癌剤などの細胞毒性物質と併用投与されるか、或いは抗癌剤などの細胞毒性物質と接合された接合体(antibody-drug conjugate;ADC)形態で提供され得る。
また、本発明による抗MUC1抗体又はその抗原結合断片、及びこれを含む医薬組成物は、従来の治療剤と併用する用途に用いることができる。すなわち、本発明による抗MUC1抗体又はその抗原結合断片、及びこれを含む医薬組成物は、既存の抗癌剤などの治療剤と同時に投与されるか、或いは順次に投与される用途に用いることができる。
本発明はさらに他の観点において、前記抗MUC1抗体又はその抗原結合断片又は前記抗体-薬物接合体の治療的有効量を、MUC1関連疾病の予防及び/又は治療を必要とする患者に投与する段階を含む、MUC1関連疾病の予防及び/又は治療方法に関する。前記予防及び/又は治療方法は、前記投与段階前に前記疾病の予防及び/又は治療を必要とする患者を確認する段階をさらに含むことができる。
前記組成物において薬物の局所的伝達のための抗体接合体の使用により、薬物を抗MUC1抗体で標的化された抗原を表す細胞に伝達することができる。
前記医薬組成物は、薬学的に許容可能な担体をさらに含むことができる。前記薬学的に許容可能な担体は、薬物の製剤化に通常用いられるもので、ラクトース、デキストロース、スクロース、ソルビトール、マンニトール、澱粉、アカシアゴム、リン酸カルシウム、アルジネート、ゼラチン、ケイ酸カルシウム、微結晶性セルロース、ポリビニルピロリドン、セルロース、水、シロップ、メチルセルロース、ヒドロキシ安息香酸メチル、ヒドロキシ安息香酸プロピル、滑石、ステアリン酸マグネシウム、ミネラルオイルなどからなる群から選ばれる1種以上であり得るが、これに限定されるものではない。前記医薬組成物はまた、医薬組成物の製造に通常用いられる希釈剤、賦形剤、潤滑剤、湿潤剤、甘味剤、香味剤、乳化剤、懸濁剤、保存剤などからなる群から選ばれる1種以上をさらに含むことができる。
前記医薬組成物は、経口又は非経口で投与することができる。非経口投与の場合は、静脈内注入、皮下注入、筋肉注入、腹腔注入、内皮投与、鼻内投与、肺内投与、直腸内投与、又は病変部位局所投与などで投与できる。経口投与時、タンパク質又はペプチドは消化されるため、経口用組成物は、活性薬剤をコートするか、或いは胃での分解から保護されるように剤形化することができる。また、前記組成物は、活性物質が標的細胞に移動し得る任意の装置で投与できる。
前記医薬組成物内の抗MUC1抗体又はその抗原結合断片の含有量又は投与量は、製剤化方法、投与方式、患者の年齢、体重、性別、病的状態、食餌、投与時間、投与間隔、投与経路、排泄速度及び反応感応性のような要因によって様々に処方できる。例えば、前記抗MUC1抗体又はその抗原結合断片の1日投与量は0.001~1000mg/kg、具体的に0.01~100mg/kg、より具体的に0.1~50mg/kg、さらに具体的に0.1~20mg/kg範囲であり得るが、これに制限されない。前記1日投与量は、単位容量の形態で一つの製剤として製剤化されるか、適度に分量して製剤化されるか、或いは多用量容器内に内入させて製造可能である。
前記医薬組成物は、オイル又は水性媒質中の溶液、懸濁液、シロップ剤又は乳化液の形態であるか、エキス剤、散剤、粉末剤、顆粒剤、錠剤又はカプセル剤などの形態で剤形化でき、剤形化のために分散剤又は安定化剤をさらに含むことができる。
前記医薬組成物の投与対象患者は、ヒト、サルなどを含む霊長類、マウス、ラットなどを含む齧歯類などを含む哺乳類であり得る。
本明細書において癌の治療は、癌細胞の増殖阻害、癌細胞死滅、転移抑制などのように癌の症状の悪化を防止したり、緩和又は好転させたり、癌を部分的又は全部消滅させたりする全ての坑癌作用を意味できる。
本発明はさらに他の観点において、癌の予防又は治療のための前記抗MUC1抗体又はその抗原結合断片の用途に関する。
本発明はさらに他の観点において、癌の予防又は治療用薬剤の製造のための前記抗MUC1抗体又はその抗原結合断片の使用に関する。
前記抗MUC1抗体又はその抗原結合断片は、MUC1タンパク質、特に、MUC1-C末端細胞外ドメインに特異的に結合するので、これを用いてMUC1タンパク質又はMUC1-C末端細胞外ドメインを検出又は確認することができる。したがって、本発明はさらに他の観点において、前記抗MUC1抗体又はその抗原結合断片を含むMUC1タンパク質、例えばMUC1-C末端細胞外ドメインの検出用組成物及び生物試料に前記抗MUC1抗体又はその抗原結合断片を処理する段階を含むMUC1の検出方法に関する。
前記検出方法は、前記処理する段階後に、抗原-抗体反応の有無を確認する段階をさらに含むことができる。前記検出方法において、抗原-抗体反応が探知される場合、前記生物試料にMUC1、例えばMUC1-C末端細胞外ドメインが存在すると決定(判断)できる。したがって、前記検出方法は、前記確認する段階後に、抗原-抗体反応が探知される場合、前記生物試料にMUC1が存在すると決定する段階をさらに含むことができる。前記生物試料は、哺乳類、例えばヒト(例えば癌患者)から得た(分離された)細胞、組織、体液、それらの培養物などからなる群から選ぶことができる。
MUC1タンパク質、例えばMUC1タンパク質のC末端部位(又は、MUC1タンパク質のSEAドメイン又はMUC1-C末端細胞外ドメイン)の発現は、いろいろな疾病、例えば癌と関連しているので、本発明はさらに他の観点において、前記抗MUC1抗体又はその抗原結合断片を含むMUC1タンパク質関連疾病、例えば、癌の検出、又は診断用組成物及び対象から分離された生物試料に前記抗MUC1抗体又はその抗原結合断片を処理(投与)する段階を含む、癌の検出又は診断方法、若しくは検出又は診断に情報を提供する方法に関する。
前記検出又は診断方法は、前記処理する段階後に、抗原-抗体反応の有無を確認する段階をさらに含むことができる。前記方法において、抗原-抗体反応が探知される場合、前記生物試料又は前記生物試料が由来した患者に、MUC1関連疾病、例えば癌が存在すると決定(判断)することができる。したがって、前記方法は、前記確認する段階後に、抗原-抗体反応が探知される場合、前記生物試料又は前記患者をMUC1関連疾病患者、例えば癌患者として決定する段階をさらに含むことができる。前記生物試料は、哺乳類、例えばヒト(例えば癌患者)から得た(分離された)細胞、組織、体液、それらの培養物などからなる群から選ばれるものであり得る。
前記抗原-抗体反応の有無を確認する段階は、当業界に公知された様々な方法で行うことができる。例えば、通常の酵素反応、蛍光、発光及び/又は放射線検出によって測定することができ、具体的に、免疫クロマトグラフィー(Immunochromatography)、免疫組織化学染色(Immunohistochemistry)、酵素結合免疫吸着分析(enzyme linked immunosorbent assay:ELISA)、放射線免疫測定法(radioimmunoassay:RIA)、酵素免疫分析(enzyme immunoassay:EIA)、蛍光免疫分析(Floresence immunoassay:FIA)、発光免疫分析(luminescence immunoassay:LIA)、ウエスタンブロット(Western blotting)、マイクロアレイ、免疫沈降分析などからなる群から選ばれる方法によって測定することができるが、これに制限されない。
このとき、前記抗MUC1抗体又はその抗原結合断片は、標識物質をさらに含むことができる。前記標識物質は、放射性同位元素、蛍光物質、クロモーゲン(chromogen)、染色物質などからなる群から選ばれる1種以上であり得る。前記標識物質は、前記抗体又は抗原結合断片に通常の方法(例えば、共有結合、配位結合、イオン結合などの化学結合)で結合(連結)され得る。前記抗体(又は抗原結合断片)と標識物質との結合は、本発明の属する技術分野によく知られた技術によって行われ得る。
本発明の一実施例において、MUC1のC末端部位を乳癌細胞株からクローニングし、Rosettaコンピテント細胞で発現させてMUC1に対するモノクローナル抗体を製造した。MUC1のC末端部位をCpG-DNA(例えば、MB-ODN 4531(O))と剤形化してDOPE:CHEMS複合体内にカプセル化し、マウス免疫化に使用した。マウスを[MUC1のC末端部位]-[MB-ODN 4531(O)]-[DOPE:CHEMS]複合体で免疫すれば、MUC1-特異的モノクローナル抗体の生成が著しく増加することを確認した。また、抗-hMUC1-SEAモノクローナル抗体は、[hMUC1-SEA]-[MB-ODN4531(O)]-[DOPE:CHEMS]複合体で免疫化されたマウスから得られた脾臓細胞をSP2/0細胞と融合して得ることができる。
したがって、本発明はさらに他の観点において、MUC1のC末端部位、MUC1のSEAドメイン、又はMUC1のC末端細胞外ドメインを含む免疫原性組成物に関する。他の例は、リポソーム内に、(1)MUC1のC末端部位、MUC1のSEAドメイン、又はMUC1のC末端細胞外ドメイン、及び(2)CpG-DNAをカプセル化した複合体、を含む免疫原性組成物を提供する。前記免疫原性組成物は、生きている有機体生体内に注入(接種)時に免疫反応を誘発して抗体を生成させる能力を有する組成物を意味する。
本発明において、前記リポソームは、陽イオン性リポソーム、例えば、DOPE(dioleoylphosphatidylethanolamine)及びCHEMS(cholesteryl hemisuccinate)が1:0.5~1:2、より具体的に1:0.67~1:1.5(DOPE:CHEMS)のモル比、例えば約1:1のモル比で混合された混合物又はこれから得られたもの(例えば、無溶媒リピッドフィルムなど)であるが、これに制限されない。
本発明において、前記CpG-DNAは、CpGモチーフを一つ以上、例えば1~3個含む総10~20個のヌクレオチドを含むオリゴデオキシヌクレオチド(ODN:Oligodeoxynucleotide)を意味する。本発明の一実施例において、前記CpG-DNAは、‘AGCAGCGTTCGTGTCGGCCT’(配列番号11)の核酸配列を含むものであり得るが、これに制限されない。
前記リポソームとオリゴデオキシヌクレオチドは、アジュバントとして働くことができる。アジュバント(Adjuvant)は、免疫システムと共に抗原をより容易に認識するように助け、免疫反応を向上させる。合成オリゴデオキシヌクレオチド(ODN:Oligodeoxynucleotide)及び特定塩基配列によってフランクされた非メチル化したCpGジヌクレオチドを含有するバクテリアDNAは、Bリンパ球、自然殺細胞、大食細胞、及び樹枝状細胞において重要な免疫調節効果を有する。
陽イオン性リポソーム(例えば、リポフェクトアミン、ホスファチジル-ベータ-オレオイル-パルミトイルエタノールアミン(DOPE):コレステロールヘミスクシネート(CHEMS))が抗体生成を増加させ、抗体運搬及びCTL反応を増加させる。したがって、DOPE:CHEMS(1:1比率)複合体内にカプセル化されたCpG-DNA(Lipoplex(O))は、ヒト及びマウス細胞内で効果的な免疫反応を促進させることができる。
本発明はさらに他の観点において、MUC1のC末端部位、MUC1のSEAドメイン、又はMUC1のC末端細胞外ドメイン又はリポソーム内に(1)MUC1のC末端部位、MUC1のSEAドメイン、又はMUC1のC末端細胞外ドメイン、及び(2)CpG-DNAをカプセル化した複合体を、哺乳類、例えばマウスに接種する段階を含む抗MUC1-SEAモノクローナル抗体の作製方法に関する。該抗体の作製方法は、前記接種する段階後に、前記マウスの血清から抗体を通常の方法で分離及び/又は精製する段階をさらに含むことができる。
本発明はさらに他の観点において、本発明による抗MUC1抗体をコードする核酸に関する。本明細書で使われる核酸は、細胞、細胞溶解物(lysate)中に存在するか、或いは部分的に精製された形態又は実質的に純粋な形態で存在し得る。核酸はアルカリ/SDS処理、CsClバンド化(banding)、カラムクロマトグラフィー、アガロースゲル電気泳動及び当該技術分野によく知られたその他を含む標準技術によって他の細胞成分又はその他汚染物質、例えば他の細胞の核酸又はタンパク質から精製して出て場合に“単離”されたり“実質的に純粋になった”ものである。本発明の核酸は、例えばDNA又はRNAでよく、イントロン配列を含んでも含まなくてもよい。
本発明において、前記抗MUC1抗体をコードする核酸は、配列番号34~配列番号45からなる群から選ばれるいずれか一つ以上の配列を含むことを特徴とし得る。具体的に、本発明による抗体の重鎖をコードするポリヌクレオチド配列は配列番号34~39、及び/又は本発明による抗体の軽鎖をコードするポリヌクレオチド配列は配列番号40~45である。
本発明はさらに他の観点において、前記核酸を含む組換え発現ベクターに関する。本発明による抗MUC1抗体又はその抗原結合断片の発現のために、部分的又は全長の軽鎖及び重鎖をコードするDNAを標準分子生物学技術(例えば、PCR増幅又は目的抗体を発現するハイブリドーマを用いたcDNAクローニング)により得ることができ、DNAが転写及び翻訳制御配列に“作動するように結合”して発現ベクター内に挿入され得る。
本明細書で使われる用語“作動するように結合”は、ベクター内の転写及び翻訳制御配列が抗体遺伝子の転写及び翻訳を調節する意図した機能をするように抗体をコードする遺伝子がベクター内にライゲーションされることを意味できる。発現ベクター及び発現制御配列は、用いられる発現用宿主細胞と相溶性を持つように選択される。抗体の軽鎖遺伝子及び抗体の重鎖遺伝子は、別個のベクター内に挿入されるか、或いは両遺伝子とも同じ発現ベクター内に挿入される。抗体は、標準方法(例えば、抗体遺伝子断片及びベクター上の相補性制限酵素部位のライゲーション、又は制限酵素部位が全く存在しない場合に、鈍端(blunt end)ライゲーション)で発現ベクター内に挿入される。場合によって、前記組換え発現ベクターは、宿主細胞からの抗体鎖の分泌を容易にする信号ペプチドをコードすることができる。抗体鎖遺伝子は、信号ペプチドがフレームに対応して抗体鎖遺伝子のアミノ末端に結合するようにベクター内にクローニングされ得る。信号ペプチドは、免疫グロブリン信号ペプチド又は異種性信号ペプチド(すなわち、免疫グロブリン以外のタンパク質由来の信号ペプチド)であり得る。また、前記組換え発現ベクターは、宿主細胞において抗体鎖遺伝子の発現を制御する調節配列を有する。“調節配列”は、抗体鎖遺伝子の転写又は翻訳を制御するプロモーター、エンハンサー及びその他発現制御要素(例えば、ポリアデニル化信号)を含むことができる。通常の技術者は、形質転換させる宿主細胞の選択、タンパク質の発現レベルなどのような因子にしたがって異なる調節配列を選択することにより、発現ベクターのデザインが変わり得ることが認識できる。
本発明はさらに他の観点において、前記核酸又は前記ベクターを含む宿主細胞に関する。本発明による宿主細胞は、動物細胞、植物細胞、酵母、大腸菌及び昆虫細胞からなる群から選ばれることが好ましいが、これに限定されない。
具体的には、本発明による宿主細胞は、大腸菌、バチルス・サブチリス(Bacillus subtilis)、ストレプトマイセス属(Streptomyces sp.)、シュードモナス属(Pseudomonas sp.)、プロテウス・ミラビリス(Proteus mirabilis)又はスタフィロコカス属(Staphylococcus sp.)のような原核細胞であり得る。また、アスペルギルス属(Aspergillus sp.)のような真菌、ピチアパストリス(Pichia pastoris)、サッカロマイセス・セレビシアエ(Saccharomyces cerevisiae)、シゾサッカロミケス属(Schizosaccharomyces sp.)及びノイロスポラ・クラサ(Neurospora crassa)のような酵母、その他下等真核細胞、及び昆虫からの細胞のような高等真核生物の細胞のような真核細胞であり得る。
また、植物や哺乳動物から由来してもよい。好ましくは、サル腎臓細胞7(COS7:monkey kidney cells)細胞、NSO細胞、SP2/0、チャイニーズハムスター卵巣(CHO:Chinese hamster ovary)細胞、W138、べービハムスター腎臓(BHK:baby hamster kidney)細胞、MDCK、骨髄腫細胞株、HuT78細胞及びHEK293細胞などを用いることができるが、これに限定されない。特に好ましくは、CHO細胞を用いることができる。
前記核酸又は前記ベクターは宿主細胞に形質注入又はトランスフェクション(transfection)される。“形質注入”又は“トランスフェクション”させるために原核又は真核宿主細胞内に外因性核酸(DNA又はRNA)を導入することに通常用いられる種々の技術、例えば電気泳動法、リン酸カルシウム沈殿法、DEAE-デキストラントランスフェクション又はリポフェクション(lipofection)などを用いることができる。本発明による抗グリピカン3抗体を発現させるために様々な発現宿主/ベクター組合せを用いることができる。真核宿主に適した発現ベクターには、これらに限定されるものではないが、SV40、ウシ乳頭腫ウイルス、アデノウイルス、アデノ関連ウイルス(adeno-associated virus)、サイトメガロウイルス及びレトロウイルスから由来した発現調節配列が含まれる。細菌宿主に使用可能な発現ベクターには、pET、pRSET、pBluescript、pGEX2T、pUCベクター、col E1、pCR1、pBR322、pMB9及びそれらの誘導体のように、大腸菌(Escherichia coli)から得られる細菌性プラスミド、RP4のようにより広い宿主範囲を有するプラスミド、λgt10とλgt11、NM989といった非常に様々なファージラムダ(phage lambda)誘導体のようなファージDNA、及びM13とフィラメント性一本鎖のDNAファージのようなその他DNAファージが含まれる。酵母細胞に有用な発現ベクターは2μプラスミド及びその誘導体である。昆虫細胞に有用なベクターはpVL941である。
本発明はさらに他の観点において、宿主細胞を培養して本発明による抗MUC1抗体又はその抗原結合断片を発現させる段階を含む、本発明による抗MUC1抗体又はその抗原結合断片の作製方法に関する。
前記抗MUC1抗体又はその抗原結合断片を発現させ得る組換え発現ベクターが哺乳類宿主細胞内に導入される場合、抗体は、宿主細胞で抗体が発現するに十分な期間、又はより好ましくは宿主細胞が培養される培養培地内に抗体を分泌させるに十分な期間にわたって宿主細胞を培養することによって製造することができる。
場合によって、発現した抗体は宿主細胞から分離して均一に精製することができる。前記抗体の分離又は精製は、通常のタンパク質で用いられている分離、精製方法、例えばクロマトグラフィーによって行うことができる。前記クロマトグラフィーは、例えば、プロテインAカラム、プロテインGカラムを含む親和性クロマトグラフィー、イオン交換クロマトグラフィー又は疎水性クロマトグラフィーを含むことができる。前記クロマトグラフィーに加えて、濾過、超濾過、塩析、透析などを組み合わせることによって抗体を分離、精製することができる。
以下、実施例を挙げて本発明をより詳細に説明する。これらの実施例は単に本発明を例示するためのものであり、本発明の範囲がこれらの実施例によって制限されるものとして解釈されないことは、当業界で通常の知識を有する者にとって明らかであろう。
実施例1:組換えhMUC1-Cタンパク質の作製
MCF7細胞からMUC1-C末端(以下、“hMUC1-Cタンパク質”と称する;P15941の961番目から1152番目までの192個アミノ酸を含むタンパク質、この中で1034-1152aaはMUC-SEAドメインである。)を暗号化するヒトcDNAを得、次のプライマーセットを用いてRT-PCRして増幅した。
センスプライマー:hMUC1C-Nco I-S35’-CC ATG GCC TCA GGC TCT GCA TC-3’(配列番号12);
アンチセンスプライマー:hMUC1C-Xho I-AS45’-CTC GAG AGA CTG GGC AGA GAA AGG AAA T-3’(配列番号13)。
得られたhMUC1-C末端タンパク質暗号化配列はDNAシーケンシングで確認し、GenBank Accession No.J05582.1の2954番目から3529までの576個のヌクレオチドを含む核酸配列と同じ配列を有することを確認した(配列番号26)。
実施例2:組換えhMUC1-C(rhMUC1-C)タンパク質の発現及び精製
前記増幅されたcDNA断片を、C末端His-tagを含む発現ベクターpET-22b(Novagen,Darmstadt,Germany)にクローニングした。前記得られたプラスミドをEscherichia coli RosettaTM(Invitrogen,Carlsbad,CA)受容細胞(competent cells)に形質転換させ、1mMイソプロピル-D-1-チオガラクトピラノシド(isopropyl-D-1-thiogalactopyranoside)(IPTG,Sigma-Aldrich,Saint Louis,MO)を用いて37℃で8時間誘導させた。前記得られた細胞を氷上の溶解バッファー(50mM Tris-HCl、100mM NaCl、5mM EDTA、0.5% Triton X100、1g/ml lysozyme、proteinase inhibitor cocktail)でソニケーションによって溶解させた。遠心分離後、封入体(inclusion body)分画をバッファーB(100mM NaHPO、10mM Tris-HCl、8Mウレア、pH8.0)と混合し、Ni-NTAアガロ-ス(Qiagen,Valencia,CA)システムを用いて精製した。該得られた混合物をNi-NTAカラム上にロードし、洗浄バッファーC(100mM NaHPO、10mM Tris-HCl、8Mウレア、pH6.3)で洗浄した。結合したタンパク質を溶出(elution)バッファー(100mM NaHPO、10mM Tris-HCl、8Mウレア、pH4.5)で溶出させ、SDS-PAGE及びウエスタンブロットで分析した。ウェスタンブロットは抗-His-tag抗体(Santa Cruz)を用いて行った。
実施例3:Lipoplex(O)複合体の製造
MB-ODN4531は3個のCpGモチーフ(下線で表示)を含む20個の塩基で構成されている(AGCAGCGTTCGTGTCGGCCT:配列番号11)。前記CpG ODN(oligodeoxynucleotide)(以下、“CpG-DNA4531(O)”と称する。)は、Samchully Pharm(韓国、ソウル)及びGenoTech(韓国、大田)から購入した。ホスファチジル-ベータ-オレオイル-ガンマ-マルミトイルエタノールアミン(DOPE)及びコレステロールヘミスクシネート(CHEMS)をエタノールで1:1モル比で混合した後、窒素ガスで蒸発させて無溶媒リピッドフィルム(solvent-free lipid film)を製造した。無溶媒リピッドフィルムを、同一体積の水溶性CpG-DNA4531(O)50μg及びrhMUC1-Cタンパク質(実施例2)50μgを含む混合物に再懸濁し、室温で30分間激しく撹拌し、DOPE及びCHEMS複合体内に共同カプセル化(coencapsulated)されたCpG-DNA4531(O)及びrhMUC1-Cタンパク質を製造した。“Lipoplex(O)複合体”は、CpG-DNA4531(O)がDOPE及びCHEMS複合体内にカプセル化されたものを指す。pHを7.0にした後、rhMUC1-Cタンパク質及びLipoplex(O)複合体を超音波発生装置で30秒間超音波処理し、溶液を0.22μgフィルターを用いて濾過した後に液体窒素で3回凍結-融解し、下記試験に使用した。
実施例4:動物の準備
4週齢雌BALB/cマウス(OrientBio,Inc.(韓国、ソウル))及びBALB/cAnNCri-nu/nuマウス(four-week-old)をNara Biotech,Inc(Seoul,Korea)から購入した。該マウスを、特定病源体のない条件の無菌条件で20~25℃及び32~37%湿度下に保存した。全ての動物試験過程はハンリム大学校実験動物運営委員会(Institutional Animal Care and Use Committee)の承認を受けて“Guide for the Care and Use of Laboratory Animals of the National Veterinary Research & Quarantine Service of Korea”にしたがって行った。前記マウスをイソフルラン吸入によって犠牲させ、苦痛を最小化するためのあらゆる努力を払った。
実施例5:マウスの免疫化
50μgのrhMUC1-Cタンパク質及び50μgのCpG-DNA4531がホスファチジル-ベータ-オレオイル-ガンマ-マルミトイルエタノールアミン:コレステロールヘミスクシネート(DOPE:CHEMS複合体)に共同カプセル化された複合体を含むリポソーム複合体を、BALB/cマウスに10日間隔で4回腹腔内注入して免疫化した。
実施例6:抗原-特異的Ig ELISA
rhMUC1-C特異的IgG総量をELISAによって測定した。96-ウェル免疫プレートを10μg/mlのrhMUC1-Cタンパク質(実施例2)でコートし、PBS-T(0.1%(v/v)Tween-20を含むPBS)内の1%(w/v)ウシ血清アルブミン(BSA)で遮断させた。前記実施例5で免疫化されたマウス血清、ハイブリドーマ細胞培養上澄み液、又は精製された抗体をPBS-Tで希釈し、室温で2時間培養した。プレートをPBS-Tで3回洗浄し、ヤギ抗-マウスIgG HRP-接合された2次抗体と共に1時間培養した。TMB基質溶液A及びB(1:1比率)(Kirkegaard and Perry Laboratories、米国メリーランド州ゲイサーズバーグ)を用いて展開させ、Spectra Max250マイクロプレートリーダー(Molecular Devices,Sunnyvale,USA)を用いて450nmにおける吸光度を測定し、比色分析(colorimetric assay)を行った。
実施例7:抗-hMUC1モノクローナル抗体の作製及び精製
前記実施例5でrhMUC1-Cタンパク質で免疫化されたマウスの脾臓細胞を、ポリエチレングリコール(PEG,Sigma-Aldrich)を用いてSP2/0骨髄腫細胞(ATCC)と融合させた。融合した細胞を培養し、HAT(hypoxanthine-aminopterin-thymidine)(Sigma-Aldrich)培地として選択した。前記選択されたハイブリドーマ細胞の培養上澄み液をELISAによってrhMUC1-Cタンパク質に対する結合を試験し、結合陽性を示す、すなわちrhMUC1-Cタンパク質特異的な抗体を生成するハイブリドーマ細胞をスクリーニングした。ハイブリドーマクローンは標準ハイブリドーマ技術によって選別された(Yokoyama et al.2006)。該得られたハイブリドーマクローン(KCLRF-BP-00395;以下、前記ハイブリドーマ細胞及びこれから産生される抗体を“hMUC1-1H7”と命名する。)をHT(hypoxanthine-thymidine)培地で培養した。ELISA-陽性ハイブリドーマ細胞集団をサブクローニングした。モノクローナル抗体産生のために、初期及び10日後、マウスにハイブリドーマ細胞(hMUC1-1H7クローン)をi.p.接種した。10日後に腹腔液を採取し、3,000rpmで30分間遠心分離した。上澄み液をProtein-Aクロマトグラフィー(Repligen,Waltham,MA)を用いてrhMUC1-Cタンパク質に結合する抗-hMUC1モノクローナル抗体を精製した。
実施例8:抗-hMUC1モノクローナル抗体のIgGアイソタイプ(Isotype)確認
前記実施例7で得られた抗-hMUC1モノクローナル抗体のIgGアイソタイプを測定するために、96-ウェル免疫プレート(Nalgene Nunc International、米国ペンフィールド)を1μg/mlのhMUC1-Cタンパク質でコートし、1% BSAを含有するPBS中の0.05%Tween-20(PBST)で遮断した。抗-hMUC1-Cモノクローナル抗体を各プレートの上部列に添加し、一連のPBST内1:4希釈は次の列に位置させた。プレートを室温で2時間培養し、PBSTで洗浄した。次に、ホースラディッシュペルオキシダーゼ(HRP:Horseradish Peroxidase)(BD Pharmingen)と結合した抗-マウス総IgG、IgG1、IgG2a、IgG3b、IgG3抗体を各ウェルに添加し(1:500希釈)、室温で1時間培養した。TMB基質溶液A及びB(1:1比率)(Kirkegaard and Perry Laboratories、米国メリーランド州ゲイサーズバーグ)を用いて全量分析し、Spectra Max250マイクロプレートリーダ(Molecular Devices、米国カリフォルニア州サニーデール)を用いて450nm吸光度で測定した。
実施例9:抗-hMUC1-SEAモノクローナル抗体の反応性試験
実施例9-1:細胞培養
ヒト乳癌細胞株(MCF-7,MDA-MB-231)及び膵癌細胞株(Capan-2,CFPAC-1)はAmerican Type Culture Collection(ATCC,Manassas,VA)から購入し、ヒト乳癌細胞株(T47D,ZR75-1)及び膵癌細胞株Capan-1,PANC-1)はKorean Cell Line Bank(KCLB,Seoul,Korea)から購入した。
MCF-7細胞は、0.01mg/mlのヒト組換えインスリンが補充されたイーグル最小必須培地(Eagle’s Minimum Essential Medium)で培養し;MDA-MB-231細胞はLeibovitz’s L-15培地(Thermo Fisher Scientific)で培養し;T47D、ZR75-1、及びCapan-1細胞はRPMI-1640培地(Thermo Fisher Scientific)で培養した。Capan-2細胞はMcMcoy’s 5A培地(Thermo Fisher Scientific)で、CFPAC-1細胞はイスコフ改変ダルベッコ培地(Iscove’s modified Dulbecco’s medium;IMDM)(Thermo Fisher Scientific)で、PANC-1細胞はダルベッコ改変イーグル培地(Dulbecco’s modified Eagle’s medium;DMEM)(Thermo Fisher Scientific)でそれぞれ培養した。いずれの培地も10%(w/v)ウシ胎児血清(FBS)(Thermo Fisher Scientific)、100U/mlペニシリン、及び100mg/mlストレプトマイシンを補充して使用した。MCF-7、T47D、ZR75-1Capan-1、Capan-2、CFPAC-1、及びPANC-1細胞は37℃及び5%CO条件で培養し、MDA-MB-231細胞は37℃の無CO条件で培養した。
実施例9-2:試験のための抗体の準備
ウエスタンブロット及び免疫沈降によって細胞からMUC1を検出するために、商業的に入手可能な抗MUC1-CT抗体及び抗MUC1-CT2抗体をAbcam(Cambridge,UK)から入手した。抗MUC1-CT抗体及び抗MUC1-CT2抗体はMUC1の細胞質尾部領域を認識する。抗β-アクチン抗体はSigma-Aldrichから購入した。
実施例9-3:ウエスタンブロット分析
前記細胞を溶解緩衝液(20mM Tris-HCl、pH8.0、150mM NaCl、5mM EDTA、100mM NaF、2mM NaVo、プロテアーゼ阻害剤カクテル、1%(w/v)NP-40)で溶解させ、4℃で14,000rpmで20分間遠心分離した。4~12%Bis-Tris勾配ゲル(Thermo Fisher Scientific)で同じ量のタンパク質を分離し、室温で1時間PBS-T中の3%(w/v)BSAで遮断されたニトロセルロースメンブレインに移した。このニトロセルロースメンブレインを4℃で一晩、抗hMUC1抗体(hMUC1-1H7;実施例7)、抗MUC1-CT抗体(Abacam,EPR1023)、抗MUC1-CT2抗体(Abcam,ab80952)、又は抗β-アクチン抗体(Sigma-Aldrich)と恒温培養した。免疫反応性タンパク質は、ホースラディッシュペルオキシダーゼが結合している2次抗体と向上した化学発光試薬(Thermo Fisher Scientific)を用いて測定した。
実施例9-4:免疫沈降分析
細胞溶解緩衝液(20mM Tris-HCl、pH8.0、150mM NaCl、5mM EDTA、100mM NaF、2mM NaVo、プロテアーゼ阻害剤カクテル、1%(w/v)NP-40)を抗hMUC1抗体と4℃で一晩恒温培養した。タンパク質Aビーズを混合物に添加し、4℃で1時間培養した。遠心分離によって収集された免疫複合体を洗浄し、ウエスタンブロットで分析した。メンブレインを抗hMUC1抗体(hMUC1-1H7)、抗MUC1-CT抗体(Abacam,EPR1023)、抗MUC1-CT2抗体(Abcam,ab80952)、又は抗β-アクチン抗体(Sigma-Aldrich)抗体と培養した。
実施例9-5:脱グリコシル化分析(Deglycosylation assay)
T47D細胞の細胞溶解物を溶解緩衝液(0.5%(w/v)SDS、1%(w/v)ベータ-メルカプトエタノール)で抽出し、100℃で10分間沸かした。その後、試料を37℃で2時間PNGase F(Elpis-Biotech,Daejeon,Korea)と共に培養し、100℃で10分間沸かした。得られた試料を溶解緩衝液で希釈し、抗-hMUC1モノクローナル抗体で免疫沈降した。生成された免疫複合体を抗MUC-CT抗体又は抗MUC1-CT2抗体でウエスタンブロットして分析した。
実施例9-6:共焦点顕微鏡分析(Confocal microscopy)
細胞を12-ウェル培養板のポリ-L-リシンでコートされたガラスカバースリップ上で培養した。細胞表面染色のために、細胞を4%(w/v)パラホルムアルデヒドで固定させ、3%(w/v)BSAで遮断させ、氷上で2時間抗hMUC1抗体で染色した。細胞内部染色のために、細胞を4%(w/v)パラホルムアルデヒドで固定させ、0.1%(w/v)Triton X-100で透過性化させ、3%(w/v)BSAで遮断させ、室温で2時間抗hMUC1抗体で染色させた。PBS-Tで洗浄した後、得られた細胞試料をAlexa Fluor488接合2次抗体(Invitrogen,Eugene,OR)と共に1時間培養した。細胞核はHoechst 33258で染色した。全細胞試料を共焦点レーザー走査顕微鏡システム(CLSM)(LSM710、Carl Zeiss,Jena,Germany)に装着して観察した。
実施例9-7:細胞内在化分析(Internalization assay)
抗-hMUC1モノクローナル抗体をDyLight488で製造者の指示(Thermo Fisher Scientific)にしたがって標識した。乳癌細胞及び膵癌細胞をDyLight488標識抗hMUC1抗体で処理し、37℃で指示時間培養した。抗体が内在化された細胞から発生する蛍光信号はCLSM(LSM710,Carl Zeiss)で検出した。
実施例10:抗-hMUC1モノクローナル抗体の可変部位のクローニング
抗-hMUC1モノクローナル抗体(hMUC1-1H7;実施例7)をマウスモノクローナル抗体アイソタイプタイピングキット(Dipstick format,Bibco BRL又はRoche,Mannheim,Germany)を用いて培養した。RNeasy Mini Kit(Qiagen)を用いて前記ハイブリドーマ細胞からtotal RNAを抽出してcDNAを生成した。hMUC1-1H7から生成された抗-hMUC1モノクローナル抗体の重鎖可変部位及び軽鎖可変部位(VH及びVL)をクローニングするために、前記生成されたcDNAを下記プライマーセットを有するベントポリメラーゼ(Vent polymerase;NEB)を用いて増幅した。
重鎖用プライマー:IGG1(5’-GGA AGA TCT ATA GAC AGA TGG GGG TGT CGT TTT GGC-3’;配列番号14)及び5’MH2(5’-CTT CCG GAA TTC SAR GTN MAG CTG SAG SAG TCW GG-3’;配列番号15)
軽鎖(kappa chain)用プライマー:3’Kc(5’-GGT GCA TGC GGA TAC AGT TGG TGC AGC ATC-3’;配列番号16)及び5’Mk(5’-GG GAG CTC GAY ATT GTG MTS ACM CAR WCT MCA-3’;配列番号17)。
標準PCR反応を25サイクル行った。得られたPCR産物をpGEM-Tイージーベクター(Promega)に直接ライゲーションした。クローニングされたマウスIg挿入物をDNAシーケンシングで分析した。
実施例11:抗-hMUC1モノクローナル抗体の抗原結合断片(Fab)の発現
抗-hMUC1モノクローナル抗体(hMUC1-1H7;実施例7)の軽鎖可変部位及び重鎖可変部位(VH及びVL)を暗号化する配列を増幅し、それぞれSfi I及びBstX Iを用いて細菌発現ベクターFabEでサブクローニングし(Jeon等、Mol.Immunol.44:827-836(2007)、Kwon等、Oncol.Rep.18:513-517(2007))、得られた組換え発現プラスミドをpFabE-hMUC1-1H7(図8A)と命名した。
この時に用いられたプライマーは、次の通りである。
重鎖可変部位暗号化配列(393bp)増幅用プライマー
Forward primer:5’-ggc cca gcc ggc cat ggc cSA RGT NMA GCT GSA GSA GTC WGG-3’(配列番号18);
Reverse primer:5’-GGC CGT GCT GGC CCC GAC AGA TGG GGG TGT CGT TTT GGC-3’(配列番号19)、
軽鎖可変部位暗号化配列(396bp)増幅用プライマー
Forward primer:5’-CCA TTG CAG TGG CAC TGG CTG GTT TCG CTA CCG TAG CAC AGG CAG CCG AYA TTG TGM TSA CMC ARW CTM CA-3’(配列番号20);
Reverse primer:5’-CCA CCG TAC TGG CGG ATA CAG TTG GTG CAG CAT C-3’(配列番号21)。
組換え発現プラスミドpFabE-hMUC1-1H7を制限分析(restriction analysis)及びDNAシーケンシングで確認した。pFabE-hMUC1-1H7をTG1大腸菌細胞に形質転換させ、組換えタンパク質の発現を最適化し、抗-His抗体を用いてウエスタンブロットして確認した。
組換えFab(pFabE-hMUC1-1H7)の大規模の産生及び精製のために、ハイブリドーマhMUC1-1H7クローンの培養液500mlを0.5mM IPTGで処理し、18℃で16時間培養した。この培養物を遠心分離して培養上澄み液を収穫し、Ni-NTA親和性カラム(Clontech)に入れ、VH-CH融合タンパク質におけるHisタグを用いて適切に折り畳まれ且つ組み立てられたFabタンパク質を分離した。
カラムに結合した組換えFabを10mMイミダゾール(pH8.0)で溶出させ、タンパク質溶液を4℃で遠心分離(3,500xg)し、centriconを用いて透析し濃縮させた。
実施例12:MTT分析
5日間抗-hMUC1モノクローナル抗体(10μg/ml)で処理された癌細胞の成長は3-(4,5-ジメチルチアゾール-2-イル)-2,5-ジフェニルテトラゾリウムブロミド(MTT,Sigma-Aldrich)溶液を用いて測定した。指示された時間にMTT溶液を各ウェルに添加し、プレートを37℃でさらに4時間培養した。培地を除去した後、ホルマザン結晶(formazan crystals)をDMSOに溶解させた。発色は、650nmの基準波長を持つ595nmの分光光度計を用いてモニターした。
実施例13:生体内分布イメージング(Biodistribution imaging in vivo)
50%(w/v)Matrigel中の5×10Capan-2細胞を4週齢の雄BALB/cAnCrj-nu/nuマウスの背中側の右脇腹に皮下接種した。乳癌細胞株注入のために、17βエストラジオールペレット(米国、FL,Sarasota,Innovative Research of America、ペレット、60日放出)をマウスに皮下移植した。翌日、50%(w/v)Matrigel中の5×10細胞(T47D,ZR75-1)を前記マウスの背中側の右脇腹に皮下接種した。
腫瘍体積が平均約100mmに達すると、前記マウスに正常マウスIgG-DyLight755(5mg/kg)又は抗hMUC1抗体-DyLight755(5mg/kg)を静脈注射した。次に、0時間、24時間、48時間で生体内映像システム(IVIS200,Xenogen Corporation,MA)を用いて抗体標的イメージをモニターした。生体内で抗-hMUC1モノクローナル抗体の細胞内局所位置化を検出するために、DyLight488-標識された抗hMUC1抗体(5mg/kg)を静脈内に注射した。2日後、腫瘍組織を採取し、凍結切片を作製した。抗体の内在化はCLSM(LSM710,Carl Zeiss)で腫瘍切片から検出された。
実施例14:膵癌マウスモデルの作製
異種移植(xenograft)分析のために、50% Matrigel中の5×10Capan-2細胞を16匹のBALB/cAnCrj-nu/nuマウスの背中側の右脇腹に皮下接種した(n=8)。腫瘍体積が75mmになった時、前記マウスを無作為に2個の処理群に分けた(eight mice/group):PBS処理群及び抗-hMUC1モノクローナル抗体処理群。前記抗体は10mg/kgの量で1週に2回静脈内投与した。カリパスを用いて7日間隔で腫瘍径を測定し、次の数式によって腫瘍体積を計算した:(幅*長さ)/2。抗-hMUC1モノクローナル抗体処理して11週後にマウスを犠牲させ、腫瘍の重さを測定した。
実施例15:組織アレイ及び免疫組織化学(immunohistochemistry)
パラフィン埋め込みヒト乳癌組織切片をISU ABXIS(Seoul,Korea)から購入した。該組織切片にキシレンを30分間処理してパラフィンを除去し、エタノールで再び水和させた後、3%過酸化水素溶液と共に10分間インキュベートした。クエン酸溶液(pH6.0)で抗原回復(Antigen retrieval)を行った。前記切片を正常ウマ血清を用いて30分間ブロッキングし、室温で2時間抗hMUC1抗体(1μg/slide)と共にインキュベートした。この切片を洗浄し、ビオチン化された抗-マウスIgG抗体(Vector Laboratories,Burlingame,CA)と共に1時間インキュベートした。その後、洗浄し、HRP-ストレプタビジンと共に30分間インキュベートした。3,3-diaminobenzidine(DAB)(Thermo Fisher Scientific)を用いて免疫反応性を検出し、ヘマトキシリン(Muto Pure Chemicals,Tokyo,Japan)で対照染色した。顕微鏡(Eclipse E-200,Nikon,and
Tokyo,Japan)を用いて全てのイメージを試験した。
実施例16:抗-hMUC1モノクローナル抗体の特性確認
PBS(control)又はrhMUC1-CとLipoplex(O)複合体でマウス(n=4)を免疫化させた後(実施例5参照)、3次免疫接種後、マウス血清を収集し、ELISAを用いてrhMUC1-C特異的IgG総量を測定して(実施例6参照)、rhMUC1-Cに対する抗体形成を確認した。その結果を図1Aに示した。図1AでcontrolはPBS接種群であり、rhMUC1-C-1、-2、-3、及び-4はマウスの各個体を意味する。図1Aに見られるように、rhMUC1-C特異的IgGが有意に誘導されたことが確認できる。
次に、前記免疫化されたマウスから分離されたハイブリドーマ細胞を実施例7によってスクリーニングした結果を、図1B及び図1Cに示した。図1BはHAT培地を用いたスクリーニング結果であり、図1CはHT培地を用いたスクリーニング結果である。図1B及び図1Cで、#は、96-ウェルプレートの個数であり、A~Hは、プレートの横区画を命名したものである。図1B及び図1Cの結果から、hMUC1-1H7クローンをrhMUC1-C特異的モノクローナル抗体を産生するハイブリドーマとして選定した。
前記選ばれたハイブリドーマhMUC1-1H7細胞を2017年3月8日付に韓国細胞株研究財団(KCLRF)(大韓民国ソウル、ゾンロ-ク、ヨンコン-ドン)に寄託し、受託番号KCLRF-BP-00395を受けた。
次に、前記分離されたハイブリドーマhMUC1-1H7クローンから抗-hMUC1モノクローナル抗体を精製し、SDS-PAGE及びCoommassie染色を用いて精製された抗体を分析した。図2Aは、ハイブリドーマhMUC1-1H7クローンをマウスの腹腔に注射した後、腹水を回収し、ELISAによってrhMUC1-C特異的抗体の存在を分析した結果であり、control serumはPBS接種群の結果を意味する。その結果、hMUC1-1H7クローンが注入されたマウスの腹水にrhMUC1-C特異的抗体が存在することを確認し、これを分離、精製した。前記分離、精製された抗-hMUC1モノクローナル抗体をSDS-PAGE及びCoommassie染色によって分析し、その結果を図2Bに示した。図2Bで、HCは重鎖、LCは軽鎖、をそれぞれ表す。
いくつかのIgGアイソタイプに対するELISAを行って、前記得られた抗MUC1抗体のアイソタイプを確認し(実施例8参照)、その結果を図2Cに示した。図2Cから、前記精製された抗MUC1抗体はIgG1タイプであることを確認した。
実施例17:乳癌細胞及び膵癌細胞における抗MUC1抗体特異性試験
前記得られた抗-hMUC1モノクローナル抗体が乳癌細胞でMUC1タンパク質(正常細胞でMUC1タンパク質がMUC1-NサブユニットドメインとMUC1-Cサブユニットドメインの二量体で構成されており、高グリコシル化されているのと違い、癌細胞株では主にMUC1-Cサブユニットドメインが存在し、低グリコシル化されている。)を認識するかどうかを評価するために、乳癌細胞(MCF-7、MDA-MB-231、T47D及びZR75-1)の細胞溶解物をSDS-PAGEによって分離し、抗-hMUC1モノクローナル抗体及び抗MUC1-CT抗体を用いてウエスタンブロットを行った(実施例9.4参照)。この得られた結果を、図3Aに示した。その結果、抗MUC1-CT抗体はMCF-7、T47D及びZR75-1からMUC1タンパク質を検出したが、MDA-MB-231からは検出できなかった。反面、抗-hMUC1モノクローナル抗体は全ての細胞試料でMUC1タンパク質を認識できなかった。MDA-MB-231細胞からMUC-1タンパク質が検出されなかったため、この細胞株を全ての試験で陰性対照群として用いた。
抗-hMUC1モノクローナル抗体が内在(endogenous)MUC1タンパク質を固有の状態で認知できるかどうか調べるために、MCF-7、MDA-MB-231、T47D及びZR75-1細胞の細胞溶解物をマウス正常IgG又は抗-hMUC1モノクローナル抗体で免疫沈降させ、抗MUC1-CT抗体を用いて免疫ブロットして(実施例9.5参照)、その結果を図3Bに示した。図3Bに見られるように、抗-hMUC1モノクローナル抗体がMCF-7、T47D及びZR75-1細胞において自然状態のMUC1タンパク質を効率的に免疫沈降させることが分かる。
上述した図3Aの結果は、抗-hMUC1モノクローナル抗体がウエスタンブロットで使用された変性(denature)MUC1タンパク質は認識できないことを示すのに対し、図3Bの結果は、抗-hMUC1モノクローナル抗体が免疫沈降によって癌において固有の形態のMUC1タンパク質を認識できることを示し、これは、抗-hMUC1モノクローナル抗体がMUC1タンパク質固有の3次構造を認識することを立証するといえる。
MUC1の細胞外ドメインは細胞表面から200~500nmまで稠密に糖化されている。したがって、抗-hMUC1モノクローナル抗体が脱グリコシル化されたタンパク質コアを認識できるか否かを調べた(実施例9.6参照)。T47D細胞溶解物をPNGase Fで処理し、抗MUC1-CT抗体、抗MUC1-CT2抗体、抗-hMUC1モノクローナル抗体(実施例7)、又は抗β-アクチン抗体を用いてウエスタンブロットした結果を、図3Cに示した。図3Cに見られるように、抗-hMUC1モノクローナル抗体はMUC1タンパク質を検出しないことが分かる。一方、PNGase Fで処理したT47D細胞溶解物を抗-hMUC1モノクローナル抗体で免疫沈降した後、抗MUC1-CT又は抗MUC1-CT2抗体で免疫ブロットした結果を、図3Dに示した。図3Dに示すように、抗-hMUC1モノクローナル抗体はT47D細胞において脱グリコシル化されたMUC1タンパク質を免疫沈降させ得ることを確認した。このような結果は、抗-hMUC1モノクローナル抗体がグリコシル化状態と関係なく天然状態のMUC1タンパク質を成功的に認識できることを立証する。
抗-hMUC1モノクローナル抗体が膵癌細胞で損傷されなかった(intact)MUC1タンパク質を認識するか否かを試験するために、膵癌細胞(Capan-1、Capan-2、CFPAC-1、及びPANC-1)の細胞溶解物をSDS-PAGEによって分離させ、抗MUC1-CT抗体、抗hMUC1抗体、又は抗β-アクチン抗体を用いてウエスタンブロットを行い、その結果を図4Aに示した。図4Aに見られるように、抗-hMUC1モノクローナル抗体は試験された全ての細胞試料でMUC1タンパク質を認識できなかった。
一方、抗-hMUC1モノクローナル抗体が内因性MUC1タンパク質を固有の状態で認知できるか否かを調べるために、様々な膵癌細胞(Capan-1、Capan-2、CFPAC-1、及びPANC-1)の細胞溶解液に対して免疫沈降を行い、抗MUC1-CT抗体及び抗-hMUC1モノクローナル抗体を用いて免疫ブロッキングした。前記得られた結果を図4Bに示した。図4Bに示すように、抗-hMUC1モノクローナル抗体は膵癌細胞(Capan-2及びCFPAC-1)で自然状態のMUC1タンパク質を効率的に免疫沈降できることが確認される。
実施例18:抗-hMUC1モノクローナル抗体の細胞表面及び細胞内MUC1タンパク質の認知及び細胞内在化(internalization)確認
抗-hMUC1モノクローナル抗体が損傷されなかった細胞でMUC1タンパク質を認識し結合できるか否かを確認するために、乳癌細胞(MCF-7、MDA-MB-231、T47D及びZR75-1)及び膵癌細胞(Capan-1、Capan-2、CFPAC-1、PANC-1)に対して免疫蛍光染色し、その結果を共焦点顕微鏡で分析した(実施例9-7参照)。
より具体的に、MCF-7、MDA-MB-231、T47D及びZR75-1細胞を抗-hMUC1モノクローナル抗体又はマウス正常IgGと共に4℃(細胞表面MUC1タンパク質の場合)又は室温(細胞内MUC1タンパク質の場合)で恒温培養した後、Alexa488(緑色)-接合された2次抗体と共に1時間培養し、細胞核はHoechst33258(青色)で染色した。得られた蛍光イメージは共焦点顕微鏡(CLSM,LSM710,Carl Zeiss,Jena,Germany)で観察し、これを図5のAに示した(scale bar:10μm)。また、乳癌細胞での抗-hMUC1モノクローナル抗体の内在化を確認するために、MCF-7、MDA-MB-231、T47D及びZR75-1細胞をDyLight488(緑色)-標識された抗-hMUC1モノクローナル抗体で処理し、37℃で6時間培養し、核はHoechst 33258で染色した後、得られた蛍光イメージを共焦点顕微鏡(CLSM)(LSM710,Carl Zeiss,Jena,Germany)で観察し、図5のBに示した(scale bar:10μm)。
また、膵癌細胞での細胞表面及び細胞内領域に位置しているMUC1タンパク質に対する抗-hMUC1モノクローナル抗体の結合を試験した。膵癌細胞株Capan-1、Capan-2、CFPAC-1及びPANC-1細胞を抗-hMUC1モノクローナル抗体又はマウス正常IgGと共に4℃(表面)又は室内温度(細胞内)で培養した後、Alexa488接合2次抗体と共に1時間培養した。核はHoechst33258で染色した。得られた蛍光イメージは共焦点顕微鏡(CLSM)(LSM710,Carl Zeiss,Jena,Germany)で観察し、図6に示した(scale bar:10μm)。
前記図5及び図6の結果から、抗hMUC1抗体が乳癌細胞(MCF-7、T47D及びZR75-1)と膵癌細胞(Capan-2及びCFPAC-1)においてMUC1を明確に染色することが分かり、それらは細胞表面及び細胞内に位置することが分かる。
このような結果は、抗体がMUC1C末端のサブユニットの細胞外領域を認識するということを示唆する。抗体の治療剤としての効能は細胞内在化にさらに依存するといえる。したがって、抗hMUC1抗体をDyLight488と結合させ、これを乳癌細胞と膵癌細胞に6時間処理した後、抗体の細胞内在化の有無を蛍光イメージから確認した。膵癌細胞(Capan-1、Capan-2、CFPAC-1及びPANC-1)をDyLight488-標識された抗-hMUC1モノクローナル抗体で処理し、0、30分、1時間、3時間、6時間、12時間及び24時間37℃で培養した。核はHoechst33258で染色した。得られた蛍光イメージは共焦点顕微鏡(CLSM)(LSM710,Carl Zeiss,Jena,Germany)で観察し、図7に示した(scale bar:10μm)。乳癌での細胞内在化は図5のBで確認することができる。
すなわち、これらの結果から、抗-hMUC1モノクローナル抗体が生きている細胞においてMUC1タンパク質を標的し内在化できることが確認できる。
実施例19:抗-hMUC1モノクローナル抗体の可変部位クローニング結果
抗-hMUC1モノクローナル抗体を産生するハイブリドーマ細胞(hMUC1-1H7)から抗-hMUC1モノクローナル抗体の重鎖及び軽鎖の可変部位をクローニングし、DNAシーケンシングした(実施例10)。前記DNAシーケンシングによって確認された配列をBLASTプログラム(http://www.ncbi.nlm.nih.gov)によって分析し、公知の配列との相同性を分析した。hMUC1-1H7抗体の重鎖及び軽鎖の可変部位をコードするcDNA(重鎖可変部位コーディングcDNA:393bp;軽鎖可変部位コーディングcDNA:396bp)は、公知のマウス免疫グロブリン(IgG1)の重鎖及び軽鎖の可変部位の暗号化配列とそれぞれ約80~95%及び93~98%の配列相同性を示した。
前記得られたDNA配列に基づいて重鎖及び軽鎖のCDRを公知の方法(kabat CDR definition)で確認した(表2)。重鎖及び軽鎖の可変領域配列は下記表3に示した。
Figure 2022023078000004
Figure 2022023078000005
実施例20:抗-hMUC1モノクローナル抗体から誘導された組換えFab断片の発現確認及び該組換えFab断片の癌細胞のMUC1タンパク質認識試験
発現ベクターpFabEを用いて大腸菌で組換えFabを発現させた(実施例11)。
ベクターpFabEは、軽鎖の不変部位(CL)、重鎖の不変部位(CH1)、軽鎖の可変部位(VL)、及び重鎖の可変部位(VH)が挿入され得る2個のクローニングサイトBstX I及びSfi Iをそれぞれ含む。hMUC1-1H7のVL及びVH配列を順次にサブクローニングすることによって組換え発現プラスミドpFabE-hMUC1-1H7を構築した(図8A)。前記組換えプラスミドは大腸菌でLacZプロモーターの制御下でVL-CL融合タンパク質及びVH-CH1融合タンパク質を二重シストロン発現(bi-cistronic expression)させる。VL-CL融合タンパク質はN末端OmpAタグ及びC末端Pre-S1タグを含むが、VH-CH1融合タンパク質はN末端pelBタグ及びC末端Hisタグを含む(図8B)。組換えVH-CH1融合タンパク質がHisタグを含むので、Ni-NTA親和性カラムクロマトグラフィーを用いて大腸菌の大規模培養と培養上澄み液からhMUC1-1H7の組換えFab精製を行った。
該精製された組換えFab(以下、“組換えFab-hMUC1-1H7”)が癌細胞のMUC1を認識(結合)できる否かを試験するために、乳癌細胞(MCF-7、MDA-MB-231、T47D及びZR75-1)に対して免疫蛍光染色試験を行った。乳癌細胞MCF-7、MDA-MB-231、T47D及びZR75-1細胞をそれぞれ組換えFab-hMUC1-1H7と共に培養した後、Alexa488-接合2次抗体と共に培養した。核は、Hoechst33258で染色した。得られた蛍光イメージは共焦点顕微鏡(CLSM)(LSM710,Carl Zeiss,Jena,Germany)で観察し、図8Cに示した(scale bar:10μm)。
図8Cに見られるように、共焦点映像は、組換えFab-hMUC1-1H7が乳癌細胞(MCF-7、T47D及びZR75-1)でMUC1を明確に染色し、これは、前記組換えFab-hMUC1-1H7が乳癌細胞のMUC1を認識することを意味する。
実施例21:抗-hMUC1モノクローナル抗体の乳癌細胞の増殖抑制効果
MUC1は様々な類型の癌組織で過発現して細胞の増殖を促進する。抗-hMUC1モノクローナル抗体の癌治療剤としての有効性を確認するために、抗-hMUC1モノクローナル抗体が乳癌細胞増殖に及ぼす影響を試験した。
MDA-MB-231、T47D及びZR75-1細胞を抗hMUC1抗体(10μg/ml;実施例7)又は正常マウスIgG1(10μg/ml)で処理し、図9に表示された時間間隔でMTT分析(実施例12)によって細胞増殖に及ぼす影響を試験した。
この得られた結果を図9に示した。図9で、controlは抗体を処理していない群である。図9に見られるように、抗hMUC1抗体の処理によって、対照群IgG処理と比較して、T47D及びZR75-1細胞の増殖が著しく遅延されることが確認された。対照的に、抗hMUC1抗体はMDA-MB-231細胞の増殖を変化させなかった。このような結果は、抗-hMUC1モノクローナル抗体は、MUC1を発現する癌細胞に選択的に坑癌効果を示すことを意味する。
実施例22:乳癌及び膵癌に注入された抗-hMUC1モノクローナル抗体の生体内位置化確認
生体内抗-hMUC1モノクローナル抗体の効果を立証するために、T47D、ZR75-1、又はCapan-2腫瘍を持つBALB/C nu/nuマウスに、DyLight755-標識された正常IgG(5mg/kg)又はDyLight755-標識された抗-hMUC1モノクローナル抗体(5mg/kg)を静脈投与し、全身蛍光イメージングを行った(実施例13)。標識された抗体の分布は、0時間、24時間及び48時間で蛍光
の総フラックス(photon/sec)を測定することによって定量化した。
この得られた結果を、図10A~図10H(乳癌)、及び図11A~図11C(膵癌)に示した。
図10A~図10Dは、乳癌細胞であるT47D細胞が皮下注入されて腫瘍が誘導されたマウスにおける結果であり、図10E~図10Hは、乳癌細胞であるZR75-1細胞が皮下注入されて腫瘍が誘導されたマウスにおける結果である。図10B及び図10Fで、解剖マウスのイメージングは、実時間IVISイメージングシステム200を用いて行った。図10C及び図10Gでは、いろいろな機関と腫瘍を分離して抗体分布した結果を示す。図10D及び図10Hは、腫瘍切片を核に対してDAPIで染色し、共焦点顕微鏡で評価した結果を示している(scale bar:10μm)。
図10A、図10B、図10E、図10F、図11A、及び図11Bの結果から、前記抗hMUC1抗体が腫瘍領域に特異的に限定して位置することが分かる。また、図10C及び図10Gの結果から、腫瘍及びその他臓器が分離された時、抗hMUC1抗体は他の重要な機関に影響を及ぼさず、腫瘍組織にのみ位置することが確認された。
また、前記結果から、DyLightで標識された抗-hMUC1モノクローナル抗体は腫瘍切片で明確な染色結果を示すのに対し、DyLightで標識された正常IgGは、このような効果を示さないことが確認できる。また、図10D、図10H及び図11Cの共焦点映像から、抗-hMUC1モノクローナル抗体の腫瘍特異的細胞内位置化がさらに確認された。
前記結果は、抗-hMUC1モノクローナル抗体を動物モデルにおいて乳癌と膵癌を特異的に標的化するのに使用できることを示唆する。
実施例23:抗-hMUC1モノクローナル抗体の異種移植マウスモデルでの坑癌効果試験
異種移植マウスモデルを用いてin vivoで膵癌細胞の成長に対するMUC1標的モノクローナル抗体の効果を試験した。まず、Capan-2細胞を用いてnorsマウス(n=8)を背中側の右脇腹に皮下注射して腫瘍成長を許容した。腫瘍サイズが75mm3に到達すると、抗-hMUC1モノクローナル抗体を1週に2回静脈内投与し、11週間腫瘍サイズをモニターした。前記異種移植マウスモデルの準備及び腫瘍サイズ試験は実施例14にしたがって行った。
異種移植マウスモデル実験の間に、PBS投与グループにおいて8匹のマウスのうち2匹が死亡し、8匹のマウスのうち1匹が抗-hMUC1モノクローナル抗体投与グループで死亡した。
前記異種移植マウスモデルから摘出された腫瘍組織の様子を図12Aに示し、腫瘍のサイズ((幅*長さ)/2)、重さ、及びマウスの体重をそれぞれ、図12B、図12C、及び図12Dにそれぞれ示した。図12A~図12Dに示すように、抗-hMUC1モノクローナル抗体投与によって膵臓腫瘍の進行が弱化すること、及び前記抗体治療が試験体の体重に不利な影響を及ぼさないこと、が確認できた。
実施例24:ヒト乳癌及び膵癌組織におけるMUC1タンパク質の発現試験
免疫染色によって乳癌及び膵癌組織におけるMUC1タンパク質の発現の有無を調べた。正常組織を対照群として乳癌組織及び膵癌組織を試験した。その結果を、図13(乳癌)及び図14(膵癌)に示した。図13及び図14から、大部分の乳癌組織及び膵癌組織でMUC1が発現するのに対し、正常乳房組織ではMUC1が発現しないことを確認した。
乳癌組織及び膵癌組織におけるMUC1発現を確認した免疫組織化学分析結果を、表4(乳癌組織)及び表5(膵癌組織)にそれぞれ示した。
Figure 2022023078000006
Figure 2022023078000007
表4に示したように、51個の乳癌試料を分析した結果、全試料のうち18%が腫瘍細胞の75%以上でMUC1陽性反応を示した。癌細胞試料の14%と25%は、腫瘍細胞の50~74%と11~49%でMUC1発現が陽性だった。しかし、乳癌標本の12%はMUC1の発現を示さなかった。
また、表5に示したように、33個の膵癌標本の場合、3%の試料が腫瘍細胞の75%以上でMUC1陽性反応を示した。癌試料の9.1%と48.5%は腫瘍細胞の50~74%と11~49%でMUC1発現に陽性だった。
このような結果は、MUC1の発現が乳癌診断及び治療標的に有用であることを示唆する。
実施例25:抗-hMUC1マウス抗体(1H7)ADCの細胞毒性(cytotoxicity)確認
Levena Biopharma(USA)でMMAEを1H7抗体に結合させてADCを作製した。作製されたADCの抗体に対するMMAEの比率(DAR)は5.80だった。1H7-ADCの細胞毒性確認のために、MDA-MB-231、T47D、ZR75-13種の細胞株を使用した。各細胞株は96-ウェルプレートで培養し、培養開始24時間後、図15のように設定された濃度の1H7-ADCを処理した。1H7-ADC処理して72時間後に、CCK-8キット(Dojindo,USA)を用いて細胞生存率を比較した。CCK-8の処理方法は、提供されたマニュアルにしたがって行い、吸光値はI3Xマイクロプレートリーダ(Molecular Devices,USA)を用いて測定した。1H7-ADCを処理したT47D及びZR75-1細胞の生存率は、1H7-ADCを処理しなかった対照群に比べて著しく低くなることを確認した。対照的に、1H7-ADCを処理したMDA-MB-231細胞の生存は、対照群と有意の差を示さなかった。このような結果は、1H7-ADCはMUC1が発現する癌細胞に選択的に坑癌効果を示すことを意味する。
実施例26:患者由来乳癌組織における抗-hMUC1モノクローナル抗体(1H7)-ADCの癌増殖抑制効果
前記実施例25で言及された1H7-ADCの癌増殖抑制効果を動物モデルから確認しようとした。ジュンアバイオ(ソウル、韓国)から購入したMUC1が過発現する患者由来乳癌組織(TNBC)をNRGAマウスに移植し、マウスに移植した乳癌組織が一定サイズ以上に育った時(100~200mm)、1H7-ADCを血管注射で投与した。図16に示すように、1H7-ADCを投与したマウスの癌組織のサイズは時間の経過と共に減少したが、1H7-ADCを投与しなかった対照群マウスの癌組織は時間の経過に比例してサイズが大きくなることを確認した。この結果は、MUC1が発現した患者由来の癌組織において1H7-ADCが組織レベルで癌細胞の成長を抑制する効果を持つことを意味する。
実施例27:1H7に基づくヒト化抗体の作製
ADC製造によって細胞毒性及び動物モデルでの坑癌効果を確認した1H7抗体に基づいてヒト化抗体を作製した。ヒト化抗体は、オソン先端医療産業振興財団の新薬開発支援センター(オソン、韓国)とフュージョンアンチボディース(Fusion antibodies、英国)に依頼して作製した。1H7抗体の抗原認識部位を同一視し、抗原認識部位を除く可変部位配列に変化を与えて、重鎖配列6種、軽鎖配列6種を作製した。それぞれのアミノ酸配列は、表6に示した。
Figure 2022023078000008
実施例28:ヒト化抗体とhMUC1-Cの結合親和度(Binding affinity)測定
前記実施例27で作製された抗-hMUC1-Cヒト化抗体とhMUC1-Cタンパク質の結合に関する親和度測定は、ELISA方法を用いて測定した。ELISAによる親和度分析は、作製された抗-hMUC1-Cヒト化抗体を同一濃度で96-ウェル免疫プレートにコートし、、super block溶液で遮断させた。この後、MBP-hMUC1-Cタンパク質を希釈し、これを抗-hMUC1-Cヒト化抗体がコートされた免疫プレートに入れ、37℃インキュベータで静置して結合させた。プレートを洗浄溶液で3回洗浄し、HRPの接合された抗-MBP抗体と共に反応させた。TMB基質溶液を用いて反応を展開させ、2N HClを用いて反応を終了した。その後、抗原-抗体結合反応によって表された吸光値はI3Xマイクロプレートリーダ(Molecular Devices,USA)で測定し、比色分析(colorimetric assay)を行った。図17は、コートされたヒト化抗体によるMBP-hMUC1-Cに対する結合親和度の差を示す。
実施例29:抗-hMUC1-Cヒト化抗体と抗-hMUC1-Cマウス抗体(1H7)のエピトープ同質性確認
作製された抗-hMUC1-Cヒト化抗体と抗-hMUC1-Cマウス抗体のエピトープ同質性確認は、競合的ELISA(Competitive ELISA)によって確認した。MBP-hMUC1-Cタンパク質を希釈し、様々な濃度で96-ウェル免疫プレートにコートした。その後、ビオチンが標識された50nM抗-hMUC1-Cヒト化抗体と抗-hMUC1-Cマウス抗体を5uMから始めて連続的希釈し、MBP-hMUC1-Cタンパク質のコートされたプレートに同時に入れて静置状態で反応させた。HRP標識されたストレプトアビジンを一定濃度で処理し、抗-hMUC1-Cヒト化抗体に標識されたビオチンを感知した。比色分析のために、親和性確認のために用いたTMB基質溶液を使用した。反応による吸光値はI3Xマイクロプレートリーダ(Molecular Devices,USA)で測定して分析した。図18にその結果を示した。ビオチンが標識されなかった抗-hMUC1-Cマウス抗体の濃度増加による吸光値の減少は、抗-hMUC1-Cヒト化抗体と抗-hMUC1-Cマウス抗体が同一のエピトープを認知することを示す。
実施例30:抗-hMUC1-Cヒト化抗体のhMUC1-Cに対する細胞結合様相の分析(FACS analysis)
hMUC1の発現が知られた細胞株における抗-hMUC1ヒト化抗体のhMUC1-Cに対する細胞結合様相を分析するためにFACS分析を行った。各細胞株は、培養培地で培養後、一定数の細胞を各チューブに分けて準備した。その後、4%パラホルムアルデヒドで)固定させ、遠心分離後にFACS分析溶液で1回洗浄した。準備した細胞株に抗-hMUC1ヒト化抗体を処理し、4℃で培養によって細胞に当該ヒト化抗体が結合するように処置した。その後、FITC標識された抗-ヒトIgG抗体を処理し、FACS分析はBD FACS Canto(BD,USA)を用いて実施した。分析結果は、図19に示し、対照物質としてヒトIgGを用いて比較した。hMUC1の発現が知られた3種の細胞株では抗-hMUC1ヒト化抗体とhMUC1-Cの結合によって蛍光値が増加し、hMUC1を発現しないMDA-MB-231細胞株では蛍光値の変化がなかった。これは、作製された抗-hMUC1ヒト化抗体が細胞に発現したhMUC1を特異的に認知することを意味する。
hMUC1の発現が確認されたZR75-1細胞株で抗-hMUC1-Cヒト化抗体(G3)と抗-hMUC1-Cマウス抗体(1H7)を様々な濃度で処理し、抗体の濃度依存的に蛍光値が増加することをFACS分析によって確認した。分析結果は、図20に示した。
実施例31:抗-hMUC1ヒト化抗体ADC(G3-ADC)の細胞毒性(cytotoxicity)の確認
実施例31-1:乳癌細胞株における細胞毒性の確認
Alteogen(デジョン、Korea)でMMAEを抗-hMUC1ヒト化抗体に結合させてADCを作製した。作製されたADCの抗体に対するMMAEの比率(DAR)は4.8だった。作製されたADCの細胞毒性確認のために、MDA-MB-231(MUC1-、HER2-)、T47D(MUC1+、HER2+)、ZR75-1(MUC1+、HER2+)の3種の細胞株を使用した。各細胞株は96-ウェルプレートで培養し、培養開始24時間後に、MUC1-ADC(G3-ADC)と対照群として用いたKadcyla(HER2-ADC)を該当の濃度で処理した。ADC処理して72時間後、CellTiterGloキット(Promega,USA)を用いて細胞生存率を比較した。CellTiterGlo処理方法はマニュアルに従って行い、発光値はI3Xマイクロプレートリーダ(Molecular Devices,USA)を用いて測定した。G3-ADCを処理したT47D及びZR75-1細胞の成長率は、G3-ADCを処理しなかった対照群に比べて著しく低くなることを確認した(図21)。対照的に、ADCを処理したMDA-MB-231細胞の生存は、対照群と有意の差を示さなかった。このような結果は、G3-ADCはMUC1が発現する癌細胞に選択的に坑癌効果を示すことを意味する。対照群として用いたKadcylaの場合、G3-ADCに比べて低い細胞毒性を示したが、これは、Her2の発現レベルが実験の細胞で低く発現するためと考えられる。
実施例31-2:骨髄性白血病細胞株における細胞毒性の確認
実施例31-1で使った同一の抗-hMUC1ヒト化抗体ADCを用いて、骨髄性白血病細胞株における細胞毒性を確認した。骨髄性白血病細胞株は、K562(MUC1+)、KG-1(MUC1-)2種を使用した。各細胞株は96-ウェルプレートで培養し、培養開始24時間後に、抗-hMUC1ヒト化抗体ADCを該当の濃度で処理した。抗-hMUC1ヒト化抗体ADC処理して72時間後に、MTTアッセイを用いて細胞生存率を比較した。抗-hMUC1ヒト化抗体ADCを処理した細胞の生存率は、処理しなかった対照群に比べて著しく低くなることを確認した。これは図22に示した。2種の細胞株のうち、MUC1発現が確認されたK562細胞株のみから細胞毒性が確認された。
実施例32:患者由来乳癌組織における抗-hMUC1-Cヒト化抗体-ADCの癌増殖抑制効果
前記実施例31で言及された抗-hMUC1-Cヒト化抗体-薬物接合体の癌増殖抑制効果を、動物モデルから確認した。ジュンアバイオ(ソウル、Korea)から購入したMUC1が過発現している患者由来乳癌組織(TNBC)をNRGAマウス総24匹に移植し、マウスに移植した乳癌組織が一定サイズ以上育った時(100~200mm)、無作為的に選択して4つのグループ(n=5)に分けた。各グループは、陰性対照群、Kadcyla(5mg/kg)、抗-hMUC1-G3-ADC(5mg/kg及び10mg/kg)であり、1週に1回、総3回を血管注射で投与した。図23に示すように、抗-hMUC1-Cヒト化抗体-薬物接合体を投与したマウスの癌組織の大きさは減少したが、抗-hMUC1-Cヒト化抗体-薬物接合体を投与しなかった対照群マウスの癌組織の大きさは統計的に有意の差を示さなかった。この結果は、MUC1の発現した癌組織に対して抗-hMUC1-Cヒト化抗体-薬物接合体がTNBC乳癌組織の成長を阻害する効果があることを意味する。実験された全ての動物個体において統計的に有意の体重変化は観察されず、濃度依存的に癌細胞成長を効果的に抑制することを確認した。統計的分析は2元配置分散分析(Two-way ANOVA)で行った。
寄託機関名:韓国細胞株研究財団
受託番号:KCLRFBP00395
受託日:20170308
本発明によれば、MUC1に特異的に結合する抗体又はその抗原結合断片は、MUC1に対する優れた親和度及び結合力を示し、前記抗体又はその抗原結合断片に薬物が接合された抗体-薬物接合体は、MUC1発現細胞に特異的に結合することによって、薬物を効果的に、且つ特異的又は選択的に伝達することができる。したがって、本発明による抗MUC1抗体及び抗体-薬物接合体はMUC1関連疾病、例えば、癌の治療に有用に適用可能である。
以上、本発明内容の特定の部分を詳細に記述したが、当業界の通常の知識を有する者にとってこのような具体的技術は単に好ましい実施様態であり、それらによって本発明の範囲が制限されない点は明白であろう。したがって、本発明の実質的な範囲は、添付する請求項とそれらの等価物によって定義されるといえよう。

Claims (27)

  1. MUC1のC末端細胞外ドメイン内の連続する5個以上のアミノ酸を含むポリペプチドを認識する、抗MUC1抗体又はその抗原結合断片。
  2. 前記MUC1のC末端細胞外ドメインは、配列番号10のアミノ酸配列からなることを特徴とする、請求項1に記載の抗MUC1抗体又はその抗原結合断片。
  3. 配列番号1の重鎖CDR1;配列番号2の重鎖CDR2;配列番号3の重鎖CDR3;及び
    配列番号4の軽鎖CDR1;配列番号5の軽鎖CDR2;配列番号6の軽鎖CDR3を含むことを特徴とする、請求項1に記載の抗MUC1抗体又はその抗原結合断片。
  4. 配列番号22又は24の重鎖可変領域、及び配列番号23又は25の軽鎖可変領域を含む、請求項3に記載の抗MUC1抗体又はその抗原結合断片。
  5. 配列番号22の重鎖可変領域及び配列番号23の軽鎖可変領域;又は
    配列番号24の重鎖可変領域及び配列番号25の軽鎖可変領域を含む、請求項4に記載の抗MUC1抗体又はその抗原結合断片。
  6. 受託番号KCLRF-BP-00395の抗MUC1抗体の産生のためのハイブリドーマ。
  7. 請求項1に記載の抗MUC1抗体又はその抗原結合断片に薬物が接合された抗体-薬物接合体。
  8. 前記抗体又はその抗原結合断片はリンカーを介して薬物と結合することを特徴とする、請求項7に記載の抗体-薬物接合体。
  9. 前記リンカーは、切断性リンカー又は非切断性リンカーであることを特徴とする、請求項8に記載の抗体-薬物接合体。
  10. 前記薬物は、化学療法剤、毒素、マイクロRNA(miRNA)、siRNA、shRNA又は放射性同位元素であることを特徴とする、請求項7に記載の抗体-薬物接合体。
  11. 請求項1に記載の抗MUC1抗体又はその抗原結合断片を含む二重特異性抗体(bispecific antibody)。
  12. 前記二重特異性抗体は、抗MUC1抗体又はその抗原結合断片と、癌関連抗原又は免疫関門タンパク質抗原又は免疫エフェクター細胞特異的標的分子に対する結合能を有する抗体とからなることを特徴とする、請求項11に記載の二重特異性抗体。
  13. 請求項1~5のいずれか一項に記載の抗MUC1抗体又はその抗原結合断片、請求項7~10のいずれか一項に記載の抗体-薬物接合体、若しくは請求項11又は12に記載の二重特異性抗体を含む、癌の予防又は治療用医薬組成物。
  14. 前記癌は、MUC1タンパク質が発現したことを特徴とする、請求項13に記載の癌の予防又は治療用医薬組成物。
  15. 前記癌は、乳癌、膵癌、前立腺癌、肺癌、甲状腺癌、胃癌、卵巣癌、大腸癌、肝癌、甲状腺癌、腎臓癌、卵巣癌、大腸癌、肝臓癌、胆嚢癌、腎臓癌、子宮頸癌、又は膀胱癌である、請求項14に記載の癌の予防又は治療用医薬組成物。
  16. 請求項1~5のいずれか一項に記載の抗MUC1抗体又はその抗原結合断片を含む、癌の診断用組成物。
  17. 前記癌は、MUC1タンパク質が発現したことを特徴とする、請求項16に記載の癌の診断用組成物。
  18. リポソーム内に(1)MUC1のC末端部位、MUC1のSEAドメイン、又はMUC1のC末端細胞外ドメイン、及び(2)CpG-DNAをカプセル化した複合体を含む、免疫原性組成物。
  19. 前記リポソームは、ジオレオイルホスファチジルエタノールアミン(dioleoylphosphatidylethanolamine;DOPE)及びコレステリルヘミスクシナート(cholesteryl hemisuccinate;CHEMS)が1:0.5~1:2のモル比で混合された混合物であることを特徴とする、請求項18に記載の免疫原性組成物。
  20. 前記CpG-DNAは、1~3個のCpGモチーフを含む総10~20個のヌクレオチドを含むオリゴデオキシヌクレオチドであることを特徴とする、請求項18に記載の免疫原性組成物。
  21. 請求項18~20のいずれか一項に記載の免疫原性組成物をマウスに接種する段階を含む、抗MUC1-SEAモノクローナル抗体の作製方法。
  22. 請求項1~5のいずれか一項に記載の抗MUC1抗体又はその抗原結合断片をコードする核酸。
  23. 請求項22に記載の核酸を含む組換え発現ベクター。
  24. 請求項23に記載の組換え発現ベクターで形質転換された宿主細胞。
  25. 動物細胞、植物細胞、酵母、大腸菌及び昆虫細胞からなる群から選ばれることを特徴とする、請求項24に記載の宿主細胞。
  26. サル腎臓細胞(COS7細胞:monkey kidney cells)、NSO細胞、SP2/0細胞、チャイニーズハムスター卵巣(CHO:Chinese hamster ovary)細胞、W138、ベビーハムスター腎臓(BHK:baby hamster kidney)細胞、MDCK、骨髄腫細胞株、HuT78細胞及びHEK293細胞、大腸菌、バチルス・サブチリス(Bacillus subtilis)、ストレプトマイセス属(Streptomyces sp.)、シュードモナス属(Pseudomonas sp.)、プロテウス・ミラビリス(Proteus mirabilis)又はスタフィロコッカス属(Staphylococcus sp.)、アスペルギルス属(Aspergillus sp.)、ピチアパストリス(Pichiapastoris)、サッカロマイセス・セレビシアエ(Saccharomyces cerevisiae)、シゾサッカロミケス属(Schizosaccharomyces sp.)及びノイロスポラ・クラサ(Neurospora crassa)からなる群から選ばれることを特徴とする、請求項25に記載の宿主細胞。
  27. 請求項24~26のいずれか一項に記載の宿主細胞を培養する段階を含む、抗MUC1抗体又はその抗原結合断片の作製方法。
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