JP2022058412A - 修飾自己エピトープに対する抗腫瘍免疫応答 - Google Patents
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Abstract
【課題】がん免疫療法のための標的として使用することができる修飾ペプチドを提供する。【解決手段】本発明は、がん免疫療法のための標的として使用することができる修飾シトルリン化エノラーゼペプチドに関する。このペプチドは、ワクチンとしてまたはモノクローナル抗体(mAb)療法のための標的として使用することができる。そのようなワクチンまたはmAbは、がんの処置において使用してもよい。【選択図】なし
Description
本発明は、全般的に、がん免疫療法のための標的として使用することができる修飾ペプチドに関する。修飾ペプチドは、シトルリン化エノラーゼペプチドであってもよい。この修飾ペプチドは、ワクチンとしてまたはモノクローナル抗体(mAb)療法のための標的として使用することができる。そのようなワクチンまたはmAbは、がんの処置において使用してもよい。
効果的であるためには、がんワクチンは、寛容性を破壊し、免疫抑制腫瘍環境を克服することができる強力な免疫応答を誘導する必要がある。腫瘍破壊を媒介するCD4 T細胞の重要性が最近着目されてきたが、自己特異的CD4応答の誘導はより難しいことが分かってきた。対照的に、修飾自己エピトープを認識するCD4 T細胞は、いくつかの自己免疫疾患、たとえば、関節リウマチ(RA)、コラーゲンII誘導関節炎、サルコイドーシス、セリアック病、および乾癬の病理において役割を果たすことが示されてきた(Choy, 2012、Grunewald and Eklund, 2007、Coimbra et al., 2012、Holmdahl et al., 1985)。これらの一般的修飾の1つは、アルギニンの正荷電アルジミン基(=NH)からシトルリンの中性荷電ケトン基(=O)への変換を含む、アルギニンのシトルリン化である。シトルリン化は、様々な組織で見出されるカルシウム依存性酵素のファミリーであるペプチジルアルギニンデイミナーゼ(PAD:peptidyl arginine deiminase)によって媒介される。Ireland et al. 2011による最近の報告により、APC上のシトルリン化T細胞エピトープの提示が、オートファジーおよびPAD活性にも依存していることが実証されている。さらにこのプロセスは、プロフェッショナルAPCならびに上皮細胞におけるMHCクラスII分子上の提示のための内因性抗原のプロセシングを可能にする効率的なメカニズムであることも実証された(Munz, 2012、Schmid et al., 2007)。オートファジーは、APCでは構成的であるが、他の細胞ではストレスによってのみ誘導される(Green and Levine, 2014)。したがって、シトルリン化エピトープを認識するT細胞は、通常の健常な細胞は標的としない。オートファジーは、ストレス、たとえば、低酸素および栄養飢餓によって引き起こされ、腫瘍生存を促進するために上方調節される(Green and Levine, 2014)。
シトルリン化される一つのタンパク質は、細胞質で見出される解糖系酵素のエノラーゼである。エノラーゼは、細胞表面でも発現してプラスミノーゲン受容体として作用する(Miles et al., 1991)。哺乳類では、4つの別個の遺伝子によってコードされている、エノラーゼ酵素の4つのアイソフォームがある(Diaz-Ramos et al., 2012)。ENO1遺伝子は、ほぼ全ての成体組織において発現しているα-エノラーゼをコードしている。ENO2(β-エノラーゼ)は、筋肉組織で発現しており、ENO3(γ-エノラーゼ)は、ニューロンで見出される(Marangos et al., 1978)。より最近では、専ら精子で発現している第4の変異型ENO4が特定された(Nakamura et al., 2013)。酵素的に活性なエノラーゼは、ホモまたはヘテロ二量体であることができる2つのサブユニットで形成されている(Pancholi, 2001)。
ENO1およびENO3は、CNSにおいてシトルリン化タンパク質として特定され(Jang et al., 2008、Jang et al., 2010)、関節リウマチにおいて自己抗原として特定された(Kinloch et al., 2005、Kinloch et al., 2008、Lundberg et al., 2008、Mahdi et al., 2009)。ENO1におけるArg9のシトルリン化、ENO1およびENO3におけるArg9のシトルリン化、ならびにENO3におけるArg9のシトルリン化を認識するモノクローナル抗体が最近記述され(Jang et al., 2012)、シトルリン化エノラーゼはその酵素活性を失っており、カルパイン-1により急速に分解されるが、シトルリン化はENO1およびENO3のプラスミノーゲン結合活性を増加させることが示された。いくつかのシトルリン化エノラーゼペプチドは、ヒトMHC IIに結合し(WO2012/138294 A1)、関節リウマチ患者におけるT細胞を活性化してIL-17を産生できることが記述されている。
嫌気的解糖および細胞表面でのプラスミノーゲン局在化におけるエノラーゼの役割により、エノラーゼは、抗腫瘍療法のための潜在的標的として着目されてきた。第1に、腫瘍微小環境における低酸素は、固体腫瘍の増殖における主要因子である。したがって、解糖系酵素の上方調節が、腫瘍生存のために必要となる。ENO1プロモータは、低酸素ストレスに応答して細胞内で上方調節される低酸素応答エレメントを含有している(Semenza et al., 1996)。第2に、細胞表面エノラーゼは、プラスミノーゲン活性化因子によるプラスミノーゲンのプラスミンへの切断を可能にするプラスミノーゲン結合分子として作用する。このプロセスは、悪性腫瘍と関連するプラスミノーゲン活性化因子のレベル上昇を伴う細胞浸潤にとって重要である(Andreasen et al., 2000)。これらの機能はまとまって、エノラーゼが腫瘍増殖および転移において積極的役割を果たしていることを意味する。エノラーゼを治療的に標的にする複数のアプローチが開発されてきた。ENO1サイレンシングは、in vitroで子宮内膜細胞の解糖、増殖および遊走を減少させ、in vivoで細胞増殖を顕著に阻害した(Zhou et al., 2010)。同様に、抗ENO1mAbの投与は、ヒト膵臓細胞株CFPAC-1のin vivo増殖および転移を減少させることが示されている(Principe et al., 2015)。ENO1は、子宮内膜癌、膵管腺癌および非小細胞肺がんを含むいくつかのがん組織において過剰発現することが示されている(Zhao et al., 2015、Cappello et al., 2009、Fu et al., 2015)。さらにエノラーゼの高発現は、乳房、肝細胞および胃を含むいくつかの腫瘍について、不良な臨床転帰と相関していた(Capello et al., 2011のレビュー)。肺がんにおいて、腫瘍細胞におけるENO1発現の上方調節が、17人の患者のうち11人で観察された。ENO1発現が高いことは、疾患再発および腫瘍ステージの進行と関連していた(Chang et al., 2006)。
膵臓、白血病、メラノーマ、頭頸部、乳房および肺を含む多くの患者において、ENO1は、自己抗原であることが示されている(Capello et al., 2011)。膵臓がんにおいて、ENO1は、in vitroとin vivoの両方において、CD4およびCD8 T細胞応答を誘発し(Cappello et al., 2009)、これにより膵管腺癌細胞の増殖を阻害したが、特異的Tエピトープは特定されなかった。頭頸部がんにおいて、HLA-DR8制限ペプチド(aa321-336)は、細胞障害性CD4 T細胞応答を刺激した(Kondo et al., 2002)。膵臓腺癌の遺伝子モデルにおいて、ENO1 DNAを用いたワクチン接種は、腫瘍に対する体性および細胞性免疫応答を誘発し、腫瘍進行を遅延し、著しく生存を延長した(Cappello et al., 2013)。がんにおける診断および治療剤として野生型エノラーゼ抗原の使用が記述されている(US7645453 B2)。さらにα-エノラーゼを標的とする薬剤が、化学療法剤に対する新生細胞の感受性を増加させる手法として記述されている(WO2007/072219 A2)。我々は以前に、シトルリン化ビメンチンペプチドが、腫瘍拒絶および長期生存をもたらすCD4媒介免疫応答を誘導しうることを示した(WO2014/023957 A2)。しかしながら、エノラーゼに対して測定された免疫応答の全てが、野生型またはリン酸化エノラーゼを認識したがシトルリン化エノラーゼは認識せず、この酵素が、がんにおいてシトルリン化されていなかったことが示唆される。
本発明者らは、正常ドナーおよびHLAトランスジェニックマウスにおいて、シトルリン化エノラーゼペプチドを認識し、IFNγを産生するT細胞のレパートリが存在することを示した。さらに本発明者らは、ある特定のシトルリン化エノラーゼペプチドがin vivoでT細胞応答を生じ、そのようにがん療法に対するワクチン標的として使用しうることも示した。
本発明の第1の側面によれば、
VIGMDVAASEFFcitSGKYDLD(Eno1 241-259)、
VIGMDVAASEFYcitSGKYDLD(Eno2/3 241-259)、EVDLFTSKGLFcitAAVPSGAS(Eno1 21-40)、
EVDLYTAKGLFcitAAVPSGAS(Eno3 21-40)、
KGVPLYcitHIADLAGNSEVIL(Eno1 126-145)、
KGVPLYcitHIADLAGNPEVIL(マウスEno1 126-145)、VGDDLTVTNPKcitIAKAVNEK(Eno1 316-335)、またはVGDDLTVTNPKcitIAKAASEK(マウスEno1 316-335)、IFDScitGNPTVEVDLF(Eno1 11-25)、
IFDScitGNPTVEVDLY(Eno3/マウスEno1 11-25)
(ここで「cit」は、シトルリンを表す)から選択されるアミノ酸配列、あるいは
iii)非シトルリン位置での1、2もしくは3個のアミノ酸置換および/または1、2もしくは3個のアミノ酸挿入および/または1、2もしくは3個のアミノ酸欠失を有するi)のアミノ酸配列
を含むか、またはそのアミノ酸配列から本質的になるか、またはそのアミノ酸配列からなるペプチドが提供される。
VIGMDVAASEFFcitSGKYDLD(Eno1 241-259)、
VIGMDVAASEFYcitSGKYDLD(Eno2/3 241-259)、EVDLFTSKGLFcitAAVPSGAS(Eno1 21-40)、
EVDLYTAKGLFcitAAVPSGAS(Eno3 21-40)、
KGVPLYcitHIADLAGNSEVIL(Eno1 126-145)、
KGVPLYcitHIADLAGNPEVIL(マウスEno1 126-145)、VGDDLTVTNPKcitIAKAVNEK(Eno1 316-335)、またはVGDDLTVTNPKcitIAKAASEK(マウスEno1 316-335)、IFDScitGNPTVEVDLF(Eno1 11-25)、
IFDScitGNPTVEVDLY(Eno3/マウスEno1 11-25)
(ここで「cit」は、シトルリンを表す)から選択されるアミノ酸配列、あるいは
iii)非シトルリン位置での1、2もしくは3個のアミノ酸置換および/または1、2もしくは3個のアミノ酸挿入および/または1、2もしくは3個のアミノ酸欠失を有するi)のアミノ酸配列
を含むか、またはそのアミノ酸配列から本質的になるか、またはそのアミノ酸配列からなるペプチドが提供される。
本発明者らは、エノラーゼから誘導されたこれらのシトルリン化ペプチドが、腫瘍、たとえば、限定されないが、膵臓、白血病、メラノーマ、頭頸部、乳房および肺腫瘍に対して、免疫応答を高めるために使用しうることを予想外に見出した。本発明者らは、わずか2つのペプチド:
VIGMDVAASEFFcitSGKYDLD/VIGMDVAASEFYcitSGKYDLD - 253位でシトルリン化されたエノラーゼ241-260、および
EVDLFTSKGLFcitAAVPSGAS/EVDLYTAKGLFcitAAVPSGAS - 32位でシトルリン化されたエノラーゼ21-40
が、シトルリン化自己エノラーゼエピトープに対してin vivoでT細胞応答を生じさせたことを示した。3つのペプチド:
KGVPLYcitHIADLAGNSEVIL/KGVPLYcitHIADLAGNPEVIL - 132位でシトルリン化されたエノラーゼ126-145、
VGDDLTVTNPKcitIAKAVNEK/VGDDLTVTNPKcitIAKAASEK - 328位でシトルリン化されたエノラーゼ316-335、および
IFDScitGNPTVEVDLF/IFDScitGNPTVEVDLY - 15位でシトルリン化されたエノラーゼ11-25
は、マウスに対して相同でないシトルリン化ヒトエピトープに対してin vivoでT細胞応答を生じさせ、それゆえ外来抗原として認識されていた。
VIGMDVAASEFFcitSGKYDLD/VIGMDVAASEFYcitSGKYDLD - 253位でシトルリン化されたエノラーゼ241-260、および
EVDLFTSKGLFcitAAVPSGAS/EVDLYTAKGLFcitAAVPSGAS - 32位でシトルリン化されたエノラーゼ21-40
が、シトルリン化自己エノラーゼエピトープに対してin vivoでT細胞応答を生じさせたことを示した。3つのペプチド:
KGVPLYcitHIADLAGNSEVIL/KGVPLYcitHIADLAGNPEVIL - 132位でシトルリン化されたエノラーゼ126-145、
VGDDLTVTNPKcitIAKAVNEK/VGDDLTVTNPKcitIAKAASEK - 328位でシトルリン化されたエノラーゼ316-335、および
IFDScitGNPTVEVDLF/IFDScitGNPTVEVDLY - 15位でシトルリン化されたエノラーゼ11-25
は、マウスに対して相同でないシトルリン化ヒトエピトープに対してin vivoでT細胞応答を生じさせ、それゆえ外来抗原として認識されていた。
シトルリン化ペプチドは、共通HLA DR4DR4モチーフを有する自己免疫患者においてT細胞応答を刺激することが知られている。これに対して、本発明者らは、253位でシトルリン化されたエノラーゼ241-260が、HLA-DP4トランスジェニックマウスにおいて強力なT細胞応答を刺激しうることを初めて示す。HLA-DP4は集団の70%で発現しているので、固形腫瘍の処置のためのワクチンとして有望である。253位でシトルリン化されたエノラーゼ241-260に対する応答を示す全ての正常ドナーは、HLA-DP4を発現した。253位でシトルリン化されたエノラーゼ241-260に対する応答が最も強く、非修飾配列に対する最小の反応性を示した。このシトルリン化ペプチドエピトープに対して特異的なT細胞は、腫瘍細胞を標的として強力な抗腫瘍効果をin vivoで誘発することができ、したがって、シトルリン化エノラーゼ241-260をがん療法のためのワクチン標的として使用することの第1の根拠が提供される。
ENO1、ENO2およびENO3は高度に保存されており、全て、253位でシトルリン化された2つのエノラーゼ241-260の一方または他方を発現する。対照的に、ENO4は、遺伝子配列のこの位置で大きな逆位を有する。したがって、253位でシトルリン化されたエノラーゼ241-260ならびにそれをコードする核酸は、ENO1、ENO2またはENO3を標的とするために使用することができる。
先の研究において、253位でシトルリン化されたエノラーゼ241-260が、RA患者においてT細胞応答を刺激できることが示されている(WO2012/138294)。ここでの例において詳細に記述しているように、DNA構築物内のエノラーゼエピトープがシトルリン化エノラーゼに対する免疫応答を刺激するかどうかを試験するために、マウスを、エノラーゼエピトープをコードするDNAで免疫化し、非修飾およびシトルリン化エピトープに対する応答についてスクリーニングした。全エノラーゼ配列をコードするDNAで免疫化したマウスは、253位でシトルリン化されたエノラーゼ241-260に対してのみ応答した。このことは、DNAが翻訳されたとき、エノラーゼ241-260ペプチドが優先的にシトルリン化され、シトルリン化ペプチドがより高い親和性でMHCに結合するか、または非修飾エノラーゼエピトープで刺激されたT細胞がシトルリン化ペプチドをより貪欲に認識することを示唆する。
DNA内のコード化エピトープがシトルリン化T細胞応答を与えることが示されたことに加えて、253位でシトルリン化したエノラーゼ241-260ペプチドは、単独で、修飾エピトープのみを認識するTh1応答を刺激し、野生型ペプチドに対する交差反応はなかった。正常ドナーを253位でシトルリン化したエノラーゼ241-260ペプチドで刺激したとき、4/6のドナーは、253位でシトルリン化したエノラーゼ241-260に対して応答を示したが、野生型ペプチドに対しては応答を示さなかった。この応答は、CD4 Th1応答であることが示された。RA患者とは極めて対照的に、IL-17は産生されなかった。
253位でシトルリン化したエノラーゼ241-260ペプチドを、様々なアジュバントと共に免疫化した。免疫刺激アジュバント、たとえばCpG/MPLA、ポリI:Cおよびイミキモド(Immiquimod)は、Th1応答を刺激したが、アジュバントが無いと応答がなかったので、これらのアジュバントはTh1応答に必要であった。不活性アジュバント、たとえば不完全フロイントアジュバントは、主にIL-10応答の誘導を引き起こすことから、iTreg応答の誘導が示唆される。
挿入アミノ酸および置きかえアミノ酸は、天然に存在するアミノ酸であってもよくまたは天然に存在しないアミノ酸であってもよく、たとえば、非天然側鎖を含んでもよい。2以上のアミノ酸残基が置換および/または挿入される場合、置きかえ/挿入アミノ酸残基は、互いに同じであってもよくまたは互いに異なっていてもよい。それぞれの置きかえアミノ酸は、置きかえられるアミノ酸に対して異なる側鎖を含んでもよい。
エノラーゼは、遺伝子がクローニングされた種(ニワトリ、マウス、イヌ、ヒツジ、ウシ、ウマ、ブタ、およびヒト)の間で高度に保存されている。したがって、本発明のペプチドは、任意に、そのようなペプチドをコードする配列を含む核酸と組み合わされて、非ヒト哺乳類におけるがんを処置するために使用することができる。
さらに本発明は、その範囲内において、上記に示すアミノ酸配列およびそのアミノ酸配列と実質的同一性を有する、たとえばそのアミノ酸配列と70%、80%、85%、90%、95%または99%の同一性を有する配列を有するペプチド、ならびに薬、および特にがんを処置するための方法におけるそれらのペプチドの使用を含む。2つのアミノ酸配列または2つの核酸配列の同一性パーセントは、一般に、最適に比較されるように配列を整列し(たとえば、第2配列との最良のアラインメントのために第1の配列内にギャップを導入してもよい)、アミノ酸残基またはヌクレオチドを対応する位置で比較することにより決定される。「最良のアラインメント」とは、2つの配列が最も高い同一性パーセントに至るアラインメントである。同一性パーセントは、配列内の同一のアミノ酸残基またはヌクレオチドの数を比較することにより決定される(つまり、同一性%=同一の位置の数/位置の総数×100)。
2つの配列間の同一性パーセントの決定は、当業者に既知の数学的アルゴリズムを使用して達成することができる。2つの配列を比較するための数学的アルゴリズムの一例は、(Karlin and Altschul, 1993)に示される、KarlinおよびAltschulの改変されたアルゴリズムである。AltschulらのNBLASTおよびXBLASTプログラムは、そのようなアルゴリズム(Altschul et al., 1990)を取り入れている。本発明の核酸分子に相同なヌクレオチド配列を得るために、NBLASTプログラム、スコア=100、ワード長=12を用いて、BLASTヌクレオチド検索を実施してもよい。本発明のタンパク質分子に相同なアミノ酸配列を得るために、XBLASTプログラム、スコア=50、ワード長=3を用いて、BLASTタンパク質検索を実施してもよい。比較のためのギャップアラインメントを得るために、(Altschul et al., 1997)に記載されるギャップBLASTを利用してもよい。あるいは、PSI-Blastを使用して、分子間の遠い関係を検出する反復検索を実施してもよい。BLAST、ギャップBLAST、およびPSI-Blastプログラムを利用するとき、各プログラム(たとえば、XBLASTおよびNBLAST)のデフォルトパラメータを使用してもよい。http://www.ncbi.nlm.nih.gov参照。配列の比較のために利用される数学的なアルゴリズムの別の例は、MyersおよびMillerのアルゴリズムである(Myers and Miller, 1989)。GCG配列アラインメントソフトウェアパッケージの一部であるALIGNプログラム(バージョン2.0)は、そのようなアルゴリズムを取り入れている。配列解析のための当該技術分野で既知の他のアルゴリズムとしては、(Torelli and Robotti, 1994)に記載されているADVANCEおよびADAM、ならびに(Pearson and Lipman, 1988)に記載されるFASTAが含まれる。FASTA内において、ktupは、検索の感度および速度を設定する制御オプションである。
本発明のペプチドは、Fmoc化学または当業者に既知の他の標準技術を使用して合成されてもよい。
本発明によるペプチドを作製する別の便利な方法は、発現系における核酸の利用により、そのペプチドをコードする核酸を発現させることである。
本発明者らは、本発明のペプチドをコードする核酸を用いた免疫化が、シトルリン化ペプチドに対する免疫応答を生じさせるが、野生型の非シトルリン化ペプチドに対する免疫応答は生じさせないことを示した。したがって、本発明は、本発明のペプチドをコードする単離された核酸をさらに提供する。好ましい側面では、本発明は、上記で定義された本発明のペプチドをコードする核酸を提供する。
また本発明者らは、全長エノラーゼをコードしている核酸、たとえばDNAまたはRNAの投与が、253位でシトルリン化されたエノラーゼ241-260のみに強い免疫応答を生じさせることも見出した。このことは、本発明のさらなる側面を形成する。全長エノラーゼのアミノ酸配列の例は、ここでの例および図面に提供されており、そのようなアミノ酸配列をコードする核酸配列を得ることは、当業者の技能の範囲内である。
当業者であれば、本発明のペプチドを依然としてもたらす、そのような核酸への置換、欠失および/または付加を決定することができるであろう。核酸は、クローニングにより取得されるもしくは化学合成により製造されるDNA、cDNA、またはRNA、たとえばmRNAであってもよい。治療的使用について、核酸は、好ましくは、処置される対象において発現することが可能な形態である。本発明のペプチドまたは本発明の核酸は、単離体、単離されたおよび/または精製された形態、天然と関連する材料を含まないまたは実質的に含まないものとして提供されてもよい。核酸の場合に、おそらくは発現のための1つ以上の制御配列を除いて、ヒトゲノム内の遺伝子に隣接する核酸は無くてもよくまたは実質的に無くてもよい。核酸は全体または一部が合成されたものでもよく、ゲノムDNA、cDNAまたはRNAを含んでいてもよい。本発明による核酸がRNAを含む場合、示される配列に対する参照は、Tの代わりにUを有するRNA等価物に対する参照として解釈されるべきである。
本発明のペプチドをコードする核酸配列は、たとえばここに含まれる情報および参考文献ならびに当該技術分野で既知の技術(たとえば、Sambrook, 1989、Ausubel, 1992を参照)を使用して、核酸配列およびクローンが入手可能であれば、当業者が容易に調製することができる。これらの技術には、(i)そのような核酸の試料をたとえばゲノム源から増幅するためのポリメラーゼ連鎖反応(PCR)の使用、(ii)化学合成、または(iii)cDNA配列の調製が含まれる。ポリペプチドをコードするDNAは、当業者に既知の任意の適切な方法で、たとえばコード化DNAを取得し、発現される部分のいずれかの端で適切な制限酵素認識部位を特定し、DNAから前記部分を切断することによって、生成し、使用してもよい。その部分を、次いで、標準的な市販の発現系における適切なプロモータに操作可能に連結してもよい。別の組換えアプローチは、DNAの関連部分を適切なPCRプライマーを用いて増幅することである。修飾ペプチドの発現を導くために、または核酸を発現するために使用される宿主細胞内のコドン優先性を考慮して、配列に対する修飾を、たとえば部位特異的変異誘発を使用して行ってもよい。
また本発明は、少なくとも1つの上記の核酸を含む、プラスミド、ベクター、転写または発現カセットの形態の構築物を提供する。さらに本発明は、上記の1つ以上の構築物を含む組換え宿主細胞を提供する。上述のように、本発明のペプチドをコードする核酸は本発明の一側面を形成し、同様に、コード化核酸からの発現を含む、組成物を製造する方法も、本発明の一側面を形成する。発現は、核酸を含有する組換え宿主細胞を、適切な条件下で培養することにより、便宜に達成してもよい。発現による産生後、任意の適切な技術を使用して、組成物を単離および/または精製してもよく、次いで適宜使用してもよい。
様々に異なる宿主細胞において、ポリペプチドをクローニングおよび発現するための系は周知である。適切な宿主細胞には、細菌、哺乳類細胞、酵母、およびバキュロウイルス系が含まれる。異種ポリペプチドの発現のために当該技術分野で利用可能な哺乳類細胞株としては、チャイニーズハムスター卵巣細胞、HeLa細胞、ベビーハムスター腎臓細胞、NSOマウスメラノーマ細胞および他の多くの細胞が含まれる。一般的な好ましい細菌宿主は、大腸菌である。原核細胞、たとえば、大腸菌における抗体および抗体断片の発現は、当該技術分野において十分確立されている。真核細胞の培養での発現も、特定の結合メンバーを作製するためのオプションとして当業者が容易に利用可能である。最近の総説について、たとえば、Reff, 1993、Trill et al., 1995を参照。総説について、たとえば、Pluckthun, 1991を参照。真核細胞の培養での発現も、特定の結合メンバーを作製するためのオプションとして当業者が容易に利用可能である。最近の総説について、たとえば、Reff, 1993、Trill et al., 1995を参照。
適切なベクターは、プロモータ配列、ターミネーター配列、ポリアデニル化配列、エンハンサー配列、マーカー遺伝子、および必要に応じて他の配列を含む、適切な制御配列を含んで選択または構築することができる。ベクターは、プラスミド、ウイルス、たとえばファージ、または必要に応じてファージミドであってもよい。さらなる詳細について、たとえば、Molecular Cloning: A Laboratory Manual (Sambrook, 1989)を参照のこと。核酸の操作、たとえば核酸構築物の調製における操作、変異誘発、シーケンシング、DNAの細胞への導入、および遺伝子発現、ならびにタンパク質の解析に関する多くの既知の技術およびプロトコルは、Short Protocols in Molecular Biology (Ausubel, 1992)において詳細に記述されている。
そのように、本発明のさらなる側面は、ここで開示されている核酸を含有する、単離されてもよい宿主細胞を提供する。なおさらなる側面は、そのような核酸を宿主細胞に導入することを含む方法を提供する。導入は、任意の利用可能な技術を使用してもよい。真核細胞について、適切な技術は、リン酸カルシウムトランスフェクション、DEAE-デキストラン、エレクトロポレーション、リポソーム媒介トランスフェクション、ならびにレトロウイルスまたは他のウイルス、たとえばワクシニアウイルス、または昆虫細胞について、バキュロウイルスを使用する形質導入を含んでもよい。細菌細胞について、適切な技術は、塩化カルシウム形質転換、エレクトロポレーション、およびバクテリオファージを用いたトランスフェクションを含んでもよい。導入に続き、たとえば遺伝子を発現する条件下で宿主細胞を培養することによって、核酸からの発現を生じさせてもよくまたは発現を可能としてもよい。
一態様では、本発明の核酸は、宿主細胞のゲノム(たとえば、染色体)に組み込まれる。組み込みは、標準技術に従って、ゲノムの組換えを促進する配列を含有することにより促進されてもよい。
また本発明は、上記に示すポリペプチドを発現するために、上記に示す構築物を発現系で使用することを含む方法も提供する。
本発明のポリペプチドは、本発明のポリペプチドに特異的に結合する結合部分を特定および/または単離するために使用することができる。そのような結合部分は、免疫療法試薬として使用されてもよく、抗体を含んでもよい。したがって、さらなる側面では、本発明は、本発明のポリペプチドに結合する結合部分を提供する。
本発明の結合部分は、抗体であってもよい。用語「抗体」は、ここで使用されるとき、天然に産生されたものであろうとまたは部分的もしくは全体的に合成により製造されたものであろうと、免疫グロブリン分子および免疫グロブリン分子の免疫学的に活性な部分、つまり、抗原に特異的に結合する抗原結合部位を含有する分子を指す。用語「抗体」は、抗体断片、抗体の誘導体、機能的等価体および相同体、ヒト化抗体を含み、たとえば、天然物であろうとまたは全体的にもしくは部分的に合成されたものであろうと、免疫グロブリン結合ドメインを含む任意のポリペプチド、および抗体結合ドメインであるまたは抗体結合ドメインと相同である結合ドメインを有する任意のポリペプチドまたはタンパク質を含む。したがって、別のポリペプチドに融合した免疫グロブリン結合ドメインまたは等価体を含むキメラ分子が含まれる。キメラ抗体のクローニングおよび発現は、EP-A-0120694およびEP-A-0125023に記載されている。ヒト化抗体は、非ヒト抗体、たとえばマウス抗体の可変領域およびヒト抗体の定常領域を有する修飾抗体であってもよい。ヒト化抗体を作製するための方法は、たとえば、米国特許第5225539号に記載されている。抗体の例は、免疫グロブリンのアイソタイプ(たとえば、IgG、IgE、IgM、IgD、およびIgA)ならびにそれらのアイソタイプのサブクラス、抗原結合ドメイン、たとえば、Fab、scFv、Fv、dAb、Fdを含む断片、ならびにダイアボディである。抗体は、ポリクローナルであってもモノクローナルであってもよい。モノクローナル抗体は、ここで「mab」として参照されてもよい。
抗体、たとえばモノクローナル抗体を利用すること、また組換えDNA技術を使用して、元の抗体の特異性を保持する他の抗体またはキメラ分子を製造することも可能である。そのような技術は、抗体の免疫グロブリン可変領域または相補性決定領域(CDR)をコードするDNAを、異なる免疫グロブリンの定常領域に、またはフレームワーク領域を加えた定常領域に導入することを含んでもよい(たとえば、EP-A-184187、GB2188638 AまたはEP-A-239400を参照)。ハイブリドーマ(または抗体を産生する他の細胞)は、産生する抗体の結合特異性を変化させてもよく変化させなくてもよい遺伝子変異または他の変更が施されてもよい。
抗体全体の断片が、結合抗原の機能を果たしうることが知られている。結合断片の例は、(i)VL、VH、CLおよびCH1ドメインからなるFab断片;(ii)VHおよびCH1ドメインからなるFd断片、(iii)単一抗体のVLおよびVHドメインからなるFv断片、(iv)VHドメインからなるdAb断片(Ward, E.S. et al., Nature 341:544-546 (1989))、(v)単離CDR領域、(vi)F(ab’)2断片、2つの連結されたFab断片を含む二価断片、(vii)単鎖Fv分子(scFv)であって、VHドメインとVLドメインとが2つのドメインを会合させて抗原結合部位を形成させるペプチドリンカーにより連結されている分子(Bird et al., Science 242:423-426 (1988)、Huston et al., PNAS USA 85:5879-5883 (1988))、(viii)二重特異性単鎖Fvダイマー(PCT/US92/09965)、ならびに(ix)「ダイアボディ」、遺伝子融合により構築された多価または多重特異的断片(WO94/13804、P. Hollinger et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 90: 6444-6448 (1993))である。ダイアボディは、ポリペプチドのマルチマーであり、各ポリペプチドは、免疫グロブリン軽鎖の結合領域を含む第1のドメインと免疫グロブリン重鎖の結合領域を含む第2ドメインとを含み、2つのドメインは(たとえばペプチドリンカーにより)連結されているが互いに会合して抗原結合部位を形成することはできない:抗原結合部位は、マルチマー内の1つのポリペプチドの第1ドメインと、マルチマー内の別のポリペプチドの第2ドメインとの会合により形成される(WO94/13804)。二重特異性抗体が使用される場合、これらの抗体は、様々な方法(Hollinger & Winter, Current Opinion Biotechnol. 4:446-449 (1993))で製造することができ、たとえば化学的にまたはハイブリッドハイブリドーマから調製される従来の二重特異性抗体であってもよく、または上述のいずれかの二重特異性抗体断片であってもよい。全抗体でなくむしろscFvダイマーまたはダイアボディを使用することが好ましくてもよい。ダイアボディおよびscFvは、Fc領域なしで、可変ドメインのみを使用し、潜在的に抗イディオタイプ反応の影響を低減させて構築することができる。二重特異性抗体の他の形態には、Traunecker et al., EMBO Journal 10:3655-3659 (1991)に記載の単鎖「Janusins」が含まれる。また二重特異性ダイアボディは、二重特異性全抗体とは対照的に、大腸菌内で容易に構築され発現されうるために有用であってもよい。適切な結合特異性を有するダイアボディ(および多くの他のポリペプチド、たとえば抗体断片)は、ライブラリからファージディスプレイ(WO94/13804)を使用して容易に選択することができる。ダイアボディの一方のアームが、たとえば、抗原Xに対する特異性を一貫して維持すべきである場合は、他のアームを変動させたライブラリを作製し、適切な特異性を有する抗体を選択してもよい。「抗原結合ドメイン」は、抗原の部分または全てに特異的に結合し、相補的である領域を含む、抗体の部分である。抗原が大きい場合には、抗体は、エピトープと称される抗原の特定の部分にのみに結合してもよい。抗原結合ドメインは、1つ以上の抗体可変ドメインにより提供されてもよい。抗原結合ドメインは、抗体軽鎖可変領域(VL)および抗体重鎖可変領域(VH)を含んでもよい。
改変タンパク質骨格に基づく結合部分も本発明に包含される。タンパク質骨格は、目的の標的分子に対して結合部位を与えるように修飾された、安定で可溶性の天然のタンパク質構造から誘導される。改変タンパク質骨格の例には、限定されないが、そのα-ヘリックスの2つに結合面を提供するブドウ球菌蛋白質AのZドメインに基づくアフィボディ(Nygren, P. A. (2008). FEBS J 275(11): 2668-76)、リポカリンから誘導され、β-バレル折り畳みの開口端に小リガンドのための結合部位を組み込むアンチカリン(Skerra, A. (2008) FEBS J 275(11): 2677-83)、ナノボディ、およびDARPinが含まれる。改変タンパク質骨格は、通常、抗体と同じ抗原タンパク質に結合するように標的化されており、有望な治療剤である。それらは阻害剤またはアンタゴニストとして、または標的分子に対する送達ビヒクルとして、たとえばin vivoで特定の組織に対する毒素として、作用してもよい(Gebauer, M. and A. Skerra (2009). Curr Opin Chem Biol 13(3): 245-55)。短いペプチドを、標的タンパク質に結合するために使用してもよい。フィロマー(Phylomer)は、細菌ゲノムから誘導された天然の構造化ペプチドである。そのようなペプチドは、タンパク質の構造折り畳みの多様なアレイを表し、in vivoタンパク質-タンパク質相互作用を阻害/破壊するために使用することができる(Watt, P. M. (2006). Nat Biotechnol 24(2): 177-83)。
さらなる側面において、本発明は、薬における使用のための、本発明の第1の側面のペプチドおよび/またはそのようなペプチドをコードする配列を含む核酸および/または結合部分を提供する。
さらに本発明は、がんを処置する方法に使用するための、本発明の第1の側面のペプチドおよび/またはそのようなペプチドをコードする配列を含む核酸および/または結合部分、ならびにがんの処置のための医薬の製造におけるそのようなペプチドおよび/または核酸および/または結合部分の使用を提供する。本発明は、本発明の第1の側面のペプチドおよび/またはそのようなペプチドをコードする配列を含む核酸および/または結合部分を、がんの処置を必要とする対象に投与することを含む、がんを処置する方法も提供する。がんは、エストロゲン受容体陰性乳がんを含む乳がん、結腸直腸がん、胃がん、非小細胞肺がん、子宮内膜癌を含む卵巣がん、膵管腺癌を含む膵臓がん、白血病、メラノーマ、頭頸部がんまたは肺がんであってもよい。
ペプチドは、TまたはB細胞エピトープであってもよい。本発明によるペプチドは、単独で使用してもよくまたは組み合わせで使用してもよい。さらにそれらは、他の治療剤、たとえば抗がん剤、たとえば、限定されないがチェックポイント阻害薬、たとえばイピリムマブと組み合わせて使用されてもよい。
本発明によるペプチドは、in vivoでペプチドとして、任意にWO02/058728に開示されるペプチドの形態で、送達されてもよい。本発明者らは、驚くべきことに、本発明のペプチドが、ペプチドとして投与されるとき、強力な免疫応答を生じることを見出した。そのようなペプチドは、ペプチドのみの配列として、またはペプチドを含有するポリペプチドとして、またはさらには全長タンパク質として投与されてもよい。あるいは、本発明によるペプチドは、ペプチドをコードする核酸、ペプチドを含有するポリペプチドをコードする核酸、またさらには全長タンパク質をコードする核酸としてin vivoで投与されてもよい。そのような核酸は、ミニ遺伝子の形態、つまりリーダー配列とペプチドまたはリーダー配列と全長タンパク質をコードする形態であってもよい。本発明で有用なエピトープをコードする核酸は、PAD酵素、好ましくはPAD4酵素を発現する抗原提示細胞および他の細胞を標的としてもよい。本発明の核酸は、標的化剤、たとえばFc、またはAPC上の様々な抗原を標的とするモノクローナル抗体、たとえば抗DEC205mAbをコードする核酸を含めることによって、または皮膚が多数のAPCを有するとき皮内注射によって、標的化されてもよい。
ここで使用されるとき、用語「処置」は、ヒトまたは非ヒト動物に利益を与えることができるあらゆるレジメンを含む。ポリペプチドおよび/または核酸および/または結合部分は、薬学的に許容される担体(単数または複数)と組み合わされて、医薬組成物を形成してもよい。そのような担体は、限定されないが、生理食塩水、緩衝食塩水、デキストロース、リポソーム、水、グリセロール、エタノール、およびそれらの組み合わせを含んでもよい。
本発明の組成物の治療的投与の主な経路は注射であるが、カテーテルまたは他の外科チューブを通じた送達も使用されてよいことが企図されている。いくつかの適切な投与経路には、静脈内、皮下、皮内、腹腔内および筋肉内投与が含まれる。液体製剤は、粉末製剤から再構成後に利用されるものでもよい。
静脈内注射または患部での注射について、活性成分は、発熱物質不含で、適切なpHであり、等張であり、安定性を維持する非経口的(parentally)に許容される水溶液の形態であろう。当該技術分野で関連する技能を有する者は、たとえば、塩化ナトリウム注射液、リンゲル液、または乳酸加リンゲル液などの等張ビヒクルを使用して、適切な溶液を十分に調製することができる。保存剤、安定剤、バッファー、抗酸化剤、および/または他の添加剤を、必要に応じて含めてもよい。
経口投与のための医薬組成物は、錠剤、カプセル、粉末または液体の形態であってもよい。錠剤は、固体担体、たとえばゼラチン、またはアジュバントを含んでもよい。液体医薬組成物は、一般に、液体担体、たとえば、水、石油、動物もしくは植物油、鉱物油または合成油を含む。生理食塩液、ブドウ糖もしくは他の糖類溶液、またはグリコール、たとえばエチレングリコール、プロピレングリコール、ポリエチレングリコールなどが含まれていてもよい。製剤が液体の場合、製剤は、たとえば、pH6.8~7.6の非リン酸バッファーを含む生理食塩水、または凍結乾燥粉末であってもよい。
組成物は、腫瘍部位または他の所望の部位に局在化する様式で投与されてもよく、または腫瘍もしくは他の細胞を標的とする様式で送達されてもよい。
組成物は、好ましくは、個体への利益を示すために十分な「治療有効量」で個体に投与される。投与される実際の量ならびに投与の速度および時間経過は、処置されるものの性質および重症度に依存する。処置の処方、たとえば投与量の決定などは、一般開業医および他の医師の責任能力の範囲内であり、処置される障害、個々の患者の状態、送達部位、投与方法、および開業医に既知の他の因子が、通常、考慮に入れられる。本発明の組成物は、がんの処置および初回の処置または手術後のそのような状態の再発の予防に特に関連する。上述の技術および手順の例は、Remington’s Pharmaceutical Sciences (Remington, 1980)において見出すことができる。組成物は、単独で、または他の処置との組み合わせで、処置される状態に応じて同時にまたは逐次に投与されてもよい。他のがん処置には、当該技術分野で既知の他のモノクローナル抗体、他の化学療法剤、他の放射線療法技術、または他の免疫療法が含まれる。本発明の組成物のある特定の適用は、手術の補助としての適用、つまり、腫瘍を除去した後にがんが再発するリスクを減少させることを助けるための適用である。本発明の組成物は、化学合成により全体的にまたは部分的に生成されてもよい。組成物は、十分に確立された、標準的な液相、または好ましくは固相のペプチド合成方法に従って容易に調製することができ、これらの一般的な説明は、広く入手可能である(たとえば、Solid Phase Peptide Synthesis, 2nd edition (Stewart, 1984), in The Practice of Peptide Synthesis (Bodanzsky, 1984)及びApplied Biosystems 430A User’s Manual, ABI Inc.を参照)。または、組成物は、溶液中で、液相法により、または固相、液相、および溶液化学の任意の組み合わせにより、たとえば、各ペプチド部分を最初に完了させ、その後、望ましくはおよび適切であれば、存在する任意の保護基を除去した後に、それぞれの炭酸または硫酸の反応により、残基Xまたはその反応誘導体を導入することにより、調製してもよい。
本発明のポリペプチド、複合体、核酸分子、ベクター、細胞および結合部分は、天然に存在しないおよび/または精製されたおよび/または改変されたおよび/または組換えおよび/または単離されたおよび/または合成物であってもよい。
本発明のペプチドは、
VAASEFFRSGKYDLDFKSPD
VAASEFYRSGKYDLDFKSPD
TSKGLFcitAAVPSGASTGIYE
TAKGLcitAAVPSGASTGIYE
AGAVEKGVPLYcitHIADLAGN
TVTNPKcitIAKAVNEKSCNCL、または
TVTNPKcitIAKAASEKSCNCL
から選択される配列を含まない、その配列から本質的になるものでない、またはその配列からなるものでないことが好ましい。
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から選択される配列を含まない、その配列から本質的になるものでない、またはその配列からなるものでないことが好ましい。
本発明の各側面の好ましい特徴は、必要な変更を加えて、他の側面のそれぞれにも準用される。ここで言及する先行文献は、法で認められる最大限の範囲まで組み込まれる。
本発明を、以下の例および添付の図面を参照してさらに記述する。
ヒトエノラーゼサブユニットENOA(ENO1、α)、ENOB(ENO3、β)、ENOG(ENO2、γ)およびENO4の、相同性を示すアライメント。薄い灰色はENO4と相同な領域、濃い灰色はENO4と相同でない領域。
DR4マウスを、B16DR4腫瘍でチャレンジした。生存(B)および腫瘍移植後17日目の腫瘍サイズ(C)を、非免疫化対照動物および腫瘍移植後4日でエノラーゼ241citペプチドを用いて免疫化した動物についての生存を示す。n=10。示した結果は2つの独立した実験からのものである。
DR4マウスを、IFNγ誘導性DR4を発現しているB16腫瘍でチャレンジした。生存(D)および腫瘍移植後17日目の腫瘍サイズ(E)を、非免疫化対照動物と腫瘍移植後4日でエノラーゼ241citペプチドを用いて免疫化した動物とについて示す。n=10。免疫化群からの生存マウスを、初回腫瘍移植後42日目に、同じ腫瘍細胞株で再チャレンジした(矢印で示す)。再チャレンジしたマウスおよび以前にチャレンジしていない対照群についての統計データを示す(F)。有意なp値を示す。腫瘍体積について、マン・ホイットニー(Mann Whitney)U検定によって決定される中央値およびp値を示す。
方法
2.1.市販mAb
抗HLA-DR抗体(クローンL243)を、セファロースタンパク質GアフィニティクロマトグラフィーによるHB-55ハイブリドーマ細胞(ATCC, USA)培養上清から精製した。ENO1に対するウサギモノクローナル抗体[EPR10864(B)]を使用した。抗マウスCD4(クローンGK1.5)および抗マウスCD8(クローン2.43)を、BioXcell, USAから購入した。
2.1.市販mAb
抗HLA-DR抗体(クローンL243)を、セファロースタンパク質GアフィニティクロマトグラフィーによるHB-55ハイブリドーマ細胞(ATCC, USA)培養上清から精製した。ENO1に対するウサギモノクローナル抗体[EPR10864(B)]を使用した。抗マウスCD4(クローンGK1.5)および抗マウスCD8(クローン2.43)を、BioXcell, USAから購入した。
2.2.細胞株
マウスメラノーマB16F1およびマウスLewis肺癌LLC/2細胞株は、ATCCから取得した。マウスPan02細胞株を、米国国立がん研究所腫瘍レポジトリから取得した。B16F1細胞株をRPMI培地1640(GIBCO/BRL)中で培養し、LLC/2およびPan02をDMEM中で培養する。別様に示されない限り、両方に10%FCS、L-グルタミン(2mM)および炭酸水素ナトリウム緩衝液を補足する。
マウスメラノーマB16F1およびマウスLewis肺癌LLC/2細胞株は、ATCCから取得した。マウスPan02細胞株を、米国国立がん研究所腫瘍レポジトリから取得した。B16F1細胞株をRPMI培地1640(GIBCO/BRL)中で培養し、LLC/2およびPan02をDMEM中で培養する。別様に示されない限り、両方に10%FCS、L-グルタミン(2mM)および炭酸水素ナトリウム緩衝液を補足する。
2.3.免疫原
2.3.1.ペプチド
純度>90%のペプチドをGenscriptPeptide Synthetics(New Jersey, USA)により合成した。0.2mgのアリコート中に凍結乾燥物を-80℃で保存した。使用の当日に、PBSで適切な濃度に再構成した。
2.3.1.ペプチド
純度>90%のペプチドをGenscriptPeptide Synthetics(New Jersey, USA)により合成した。0.2mgのアリコート中に凍結乾燥物を-80℃で保存した。使用の当日に、PBSで適切な濃度に再構成した。
2.4.プラスミド
マウスαエノラーゼ(ENO-1)をコードする哺乳類発現ベクターpCMVSPORT6全長cDNA(IMAGE ID 5376359)を、Source Bioscienceから取得した。
マウスαエノラーゼ(ENO-1)をコードする哺乳類発現ベクターpCMVSPORT6全長cDNA(IMAGE ID 5376359)を、Source Bioscienceから取得した。
プラスミドpVITRO2ヒトHLA-DP4を構築するために、FspI/EcoRIにより隣接された全長ヒトHLA-DPA*0103α鎖およびBamHI/SalI制限部位により隣接されたHLA-DPB*0401β鎖をコードするヌクレオチド配列を合成した。配列確認後、HLA-DPA*0103鎖を、ベクターpVITRO2-hygro-mcs(Invivogen)のFspI/EcoRI mcs2にクローニングした。続いて、HLA-DPB*0401鎖を、哺乳類発現ベクターのBamHI/SalI mcs1に、mcs2中に存在するαHLA-DPA*0103鎖と並べて、挿入した。
HHDIIプラスミドを生成するために、cDNAを、EL4-HHD細胞から単離した全RNAから合成した。これをテンプレートとして使用し、フォワードおよびリバースプライマーを用いてHHDを増幅し、pCR2.1にサブクローニングした。ヒトHLA-A2リーダー配列、ヒトHLA-0201MHCクラス1分子のα1および2ドメインにグリシンセリンリンカーを介して共有結合されたヒトβ2-ミクログロブリン(β2M)分子、ならびにマウスH-2Dbクラス1分子のα3、膜貫通および細胞質ドメインを含むHHD鎖を、Invitrogenから取得した哺乳類発現ベクターpCDNA3.1のEcoRV/HindIII部位に挿入した。
プラスミドpVitro2キメラHLA-DR401を生成するために、トランスジェニックHLA-DR4マウスの脾細胞から単離したmRNAから、cDNAを生成した。これをテンプレートとして使用し、FspI/EcoRIおよびBamHI/SalI部位をそれぞれ組み込んだフォワードおよびリバースプライマーを使用して、キメラα鎖およびβ鎖を別個に増幅した。配列を確認したら、マウスH2-EaおよびヒトHLA-DRAα1ドメインを含む全長キメラα鎖を、ベクターpVITRO2-hygro-mcs(Invivogen)のFspI/EcoRI mcs2にライゲートした。次いで、マウスH2-EbおよびヒトDRB1*0401β1ドメインを含むβ鎖を、ベクターのBamHI/SalI mcs1に、キメラα鎖と並べて、挿入した。
IFNγ誘導性プラスミドpDCGASキメラHLA-DR401を構築するために、キメラα鎖およびβ鎖を、他に記載(Metheringham et al., 2009)のpDCOrigベクターに、重および軽鎖を置きかえてクローニングした。TATAボックスおよびGAS(IFNγ活性化配列)直接リピートエンハンサーエレメントからなるIFNγ誘導性プロモータを、テンプレートとしてベクターpGAS-Luc(Agilent)を利用してPCRにより増幅した。各カセット内のCMVプロモータを切り出し、pDCOrigベクター骨格内のHLA-DR401鎖の発現を駆動するIFNγ誘導性プロモータで置きかえた。
エンドトキシンフリーのプラスミドDNAを、endofree Qiagenマキシプレップキット(Qiagen, Crawley)を使用して生成した。
2.5.トランスフェクション
LLC2細胞を、Lipofectamineトランスフェクション試薬(Invitrogen)を使用して、全長キメラα鎖とβ鎖の両方をコードする4μgのプラスミドpVitro2キメラHLA-DR401で、製造業者の指示に従ってトランスフェクトした。Zinc finger Technology(Sigma Aldrich)によりマウスMHCクラスIIについて先にノックアウトしたB16F1細胞株を、pDC GASキメラHLA-DR401またはpVitro2キメラHLA-DR401プラスミドのいずれかでトランスフェクトした。この場合、キメラHLA-DR401は、高レベル発現をそれぞれ駆動するIFNγ誘導性プロモータまたは構成性プロモータの発現下に置かれている。トランスフェクトした細胞を、ハイグロマイシンB(300μg/ml)またはゼオシン(300μg/ml)の存在下での増殖により選択した。株を限界希釈によりクローニングし、発現をeBioscience社製の抗ヒトHLA-DR PE-Cy7コンジュゲート抗体(クローンL243)を使用してフローサイトメトリーにより確認した。細胞をIFNγ誘導性プラスミドでトランスフェクトし、マウスIFNγ(30ng/ml,Gibco life technologies)の非存在または存在下で一晩インキュベートした後、抗体で染色した。
LLC2細胞を、Lipofectamineトランスフェクション試薬(Invitrogen)を使用して、全長キメラα鎖とβ鎖の両方をコードする4μgのプラスミドpVitro2キメラHLA-DR401で、製造業者の指示に従ってトランスフェクトした。Zinc finger Technology(Sigma Aldrich)によりマウスMHCクラスIIについて先にノックアウトしたB16F1細胞株を、pDC GASキメラHLA-DR401またはpVitro2キメラHLA-DR401プラスミドのいずれかでトランスフェクトした。この場合、キメラHLA-DR401は、高レベル発現をそれぞれ駆動するIFNγ誘導性プロモータまたは構成性プロモータの発現下に置かれている。トランスフェクトした細胞を、ハイグロマイシンB(300μg/ml)またはゼオシン(300μg/ml)の存在下での増殖により選択した。株を限界希釈によりクローニングし、発現をeBioscience社製の抗ヒトHLA-DR PE-Cy7コンジュゲート抗体(クローンL243)を使用してフローサイトメトリーにより確認した。細胞をIFNγ誘導性プラスミドでトランスフェクトし、マウスIFNγ(30ng/ml,Gibco life technologies)の非存在または存在下で一晩インキュベートした後、抗体で染色した。
Zinc finger Technology(Sigma Aldrich)によるマウスMHCクラスIおよびIIについて先にノックアウトしたB16F1細胞株を、Lipofectamineトランスフェクション試薬(Invitrogen)を使用して、それぞれ4μgのプラスミドpCDNA3 HHDIIおよびpVITRO2ヒトHLA-DP4プラスミドでトランスフェクトした。トランスフェクトした細胞を、G418(500μg/ml)およびハイグロマイシンB(300μg/ml)の存在下での増殖により、選択した。株を限界希釈によりクローニングし、発現を、それぞれSerotecおよびAbcamの抗ヒトβ2ミクログロブリンFITCおよび抗ヒトHLA-DR/DP/DQ(クローンWR18)PE抗体を使用して、フローサイトメトリーにより確認した。
2.6 ウェスタンブロッティング
細胞溶解液を、プロテアーゼ阻害剤カクテル(Sigma)を含むRIPAバッファー中で調製し、タンパク質を4~12%NuPAGE Bis-Trisゲル(Invitrogen)で分離し、PVDF膜上に移した。膜を、3%BSAで1時間ブロッキングし、次いで、抗体を用いてヒト/マウスENO-1(クローンEPR10863(B)、Abcam)1対1000およびβアクチン(クローンAC-15,Sigma)1対15000について探索した。タンパク質は、ウサギに対する蛍光二次抗体IRDye800RD(ENO-1に関して)およびIRDye680RD二次抗マウス(βアクチンに関して)を使用して視覚化した。膜を、Licor Odysseyスキャナーを使用して画像化した。
細胞溶解液を、プロテアーゼ阻害剤カクテル(Sigma)を含むRIPAバッファー中で調製し、タンパク質を4~12%NuPAGE Bis-Trisゲル(Invitrogen)で分離し、PVDF膜上に移した。膜を、3%BSAで1時間ブロッキングし、次いで、抗体を用いてヒト/マウスENO-1(クローンEPR10863(B)、Abcam)1対1000およびβアクチン(クローンAC-15,Sigma)1対15000について探索した。タンパク質は、ウサギに対する蛍光二次抗体IRDye800RD(ENO-1に関して)およびIRDye680RD二次抗マウス(βアクチンに関して)を使用して視覚化した。膜を、Licor Odysseyスキャナーを使用して画像化した。
2.7.免疫化
2.7.1.免疫化プロトコル
8~12週齢のC57BL/6マウス(Charles River, UK)、HLA-DR4マウス(Taconic, USA)、HHDII/DR1マウス(Pasteur institute, France)および特許文献WO2013/017545 A1(EMMA repository, France)に記載のマウスのHHD/HLA-DP4トランスジェニック株を使用し、Nottingham Trent Universityのスタッフにより飼育した。全ての作業は、Home Officeプロジェクトライセンス下に実施した。ペプチドを、PBSで溶解して1mg/mlとし、次いで様々なアジュバント:CpGおよびMPLA6μg/各マウス(Invivogen, UK)、不完全フロイント50μl/マウス(Sigma, UK)、ポリI:C10μg/マウス(Invivogen, UK)、イミキモド25μg/マウス(Invivogen, UK)およびGMCSF10μg/マウス(Peprotech, UK)を用いて(一連の希釈液)で乳化した。ペプチド(25μg/マウス)を尾の基部に皮下注射した。DNA(1μg/マウス)を1.0μmの金粒子(BioRad, Hemel Hempstead, UK)に製造業者の指示書を使用して被覆し、遺伝子銃(BioRad)で皮膚内に投与した。Homspera(10nM/マウス)(PeptideSynthetics, UK)を、遺伝子銃免疫化により皮膚内に注射した。マウスは、別様に示されない限り、ペプチド免疫化について0日目、または遺伝子銃免疫化について0および7日目のいずれかで免疫化した。脾臓は、別のことが示されない限り、ペプチド免疫化の14日目におよびペプチドもしくは遺伝子銃免疫化の20日目に、解析のために取り出した。
2.7.1.免疫化プロトコル
8~12週齢のC57BL/6マウス(Charles River, UK)、HLA-DR4マウス(Taconic, USA)、HHDII/DR1マウス(Pasteur institute, France)および特許文献WO2013/017545 A1(EMMA repository, France)に記載のマウスのHHD/HLA-DP4トランスジェニック株を使用し、Nottingham Trent Universityのスタッフにより飼育した。全ての作業は、Home Officeプロジェクトライセンス下に実施した。ペプチドを、PBSで溶解して1mg/mlとし、次いで様々なアジュバント:CpGおよびMPLA6μg/各マウス(Invivogen, UK)、不完全フロイント50μl/マウス(Sigma, UK)、ポリI:C10μg/マウス(Invivogen, UK)、イミキモド25μg/マウス(Invivogen, UK)およびGMCSF10μg/マウス(Peprotech, UK)を用いて(一連の希釈液)で乳化した。ペプチド(25μg/マウス)を尾の基部に皮下注射した。DNA(1μg/マウス)を1.0μmの金粒子(BioRad, Hemel Hempstead, UK)に製造業者の指示書を使用して被覆し、遺伝子銃(BioRad)で皮膚内に投与した。Homspera(10nM/マウス)(PeptideSynthetics, UK)を、遺伝子銃免疫化により皮膚内に注射した。マウスは、別様に示されない限り、ペプチド免疫化について0日目、または遺伝子銃免疫化について0および7日目のいずれかで免疫化した。脾臓は、別のことが示されない限り、ペプチド免疫化の14日目におよびペプチドもしくは遺伝子銃免疫化の20日目に、解析のために取り出した。
腫瘍チャレンジ実験について、一次免疫化の3日前に、マウスを2.5×104B16DR4細胞または1×106LLC2/LLC2 DR4細胞、マトリゲル中の2.5×105Pan02DR4細胞、または4×105B16 HHDII DP4細胞で、皮下的に右側腹部にチャレンジし、次いで上記のように免疫化した。腫瘍増殖を3~4日間隔でモニターし、腫瘍が直径≧10mmに達したら、マウスを人道的に安楽死させた。
2.8.免疫応答の解析
2.8.1.ex vivoエリスポットアッセイ
エリスポットアッセイを、マウスIFNγ、IL-17およびIL-10捕捉および検出試薬を使用して、製造業者の指示(Mabtech, Sweden)に従って実施した。簡単に述べると、抗IFNγ、IL-17およびIL-10抗体を96ウェルのImmobilin-Pプレートのウェル上にコートした。合成ペプチド(各種濃度)およびウェルあたり5×105の脾細胞をプレートのウェルに3連で添加した。腫瘍標的細胞を、適所に、5×104/ウェルに3連で加え、プレートを37℃で40時間インキュベートした。インキュベーション後、捕捉されたIFNγおよびIL-10をビオチン化抗IFNγおよびIL-10抗体で検出し、ストレプトアビジンアルカリホスファターゼおよび発色基質で発色させた。スポットを解析し、自動プレートリーダー(Cellular Technologies Ltd)を使用して計数した。
2.8.1.ex vivoエリスポットアッセイ
エリスポットアッセイを、マウスIFNγ、IL-17およびIL-10捕捉および検出試薬を使用して、製造業者の指示(Mabtech, Sweden)に従って実施した。簡単に述べると、抗IFNγ、IL-17およびIL-10抗体を96ウェルのImmobilin-Pプレートのウェル上にコートした。合成ペプチド(各種濃度)およびウェルあたり5×105の脾細胞をプレートのウェルに3連で添加した。腫瘍標的細胞を、適所に、5×104/ウェルに3連で加え、プレートを37℃で40時間インキュベートした。インキュベーション後、捕捉されたIFNγおよびIL-10をビオチン化抗IFNγおよびIL-10抗体で検出し、ストレプトアビジンアルカリホスファターゼおよび発色基質で発色させた。スポットを解析し、自動プレートリーダー(Cellular Technologies Ltd)を使用して計数した。
2.8.2 Luminexマルチプレックスアッセイ
3工程の間接的手法を、IL-10、IL-17、IFNγ、TNFα、IL-2&IL-4に対するIgG抗体のマルチプレックスLuminexアッセイ(Invitrogen)について使用した。標準、対照、および未知の血清を、50%アッセイ希釈バッファー(Invitrogen)&50%無血清RPMIで1:2希釈した。標準段階希釈を、各アッセイに加えた。標準、対照,および未知の血清の各希釈液を、96ウェル濾過プレート(Millipore Multiscreen; Millipore Corporation, Bedford, Mass.)中で一組の対のLuminexマイクロスフェアと混合し、室温で振盪しながら2時間インキュベートした。マイクロスフェアを真空濾過により収集し、PBSTで洗浄した。ビオチン化検出抗体を、室温で1時間、各ウェルに振盪しながら加えた。マイクロスフェアを真空濾過により収集し、PBSTで洗浄した。ストレプトアビジン共役R-フィコエリトリンを各ウェルに加えた。30分のインキュベーションおよび洗浄工程後、マイクロスフェアをPBST中に再懸濁し、XYプラットフォーム搭載Biorad BioPlex Luminex解析機で読んだ。データ取得および解析を、Luminexソフトウェア(BioPlex Systems)で実施した。
3工程の間接的手法を、IL-10、IL-17、IFNγ、TNFα、IL-2&IL-4に対するIgG抗体のマルチプレックスLuminexアッセイ(Invitrogen)について使用した。標準、対照、および未知の血清を、50%アッセイ希釈バッファー(Invitrogen)&50%無血清RPMIで1:2希釈した。標準段階希釈を、各アッセイに加えた。標準、対照,および未知の血清の各希釈液を、96ウェル濾過プレート(Millipore Multiscreen; Millipore Corporation, Bedford, Mass.)中で一組の対のLuminexマイクロスフェアと混合し、室温で振盪しながら2時間インキュベートした。マイクロスフェアを真空濾過により収集し、PBSTで洗浄した。ビオチン化検出抗体を、室温で1時間、各ウェルに振盪しながら加えた。マイクロスフェアを真空濾過により収集し、PBSTで洗浄した。ストレプトアビジン共役R-フィコエリトリンを各ウェルに加えた。30分のインキュベーションおよび洗浄工程後、マイクロスフェアをPBST中に再懸濁し、XYプラットフォーム搭載Biorad BioPlex Luminex解析機で読んだ。データ取得および解析を、Luminexソフトウェア(BioPlex Systems)で実施した。
2.8.3 増殖アッセイ(チミジン)
PBMCを、新たに採取したヘパリン化血液からFicol-Hypaque(Sigma)勾配遠心分離により単離した。PBMC(1.5×106細胞/ウェル)を、5%のプールされた自家ヒト血清、2mMのグルタミン、20mMのHEPES、およびペニシリン-ストレプトマイシン(1%)を含有する最終体積2mlのRPMI中の単一ペプチド(最終濃度10μg/ml)で刺激した。精製タンパク質誘導体PPD(最終濃度10μg/ml)を用いた刺激を、PBMCの増殖能力についての陽性対照とした。陰性対照として、PBMCを培地のみと共にインキュベートした。PBMCを5%CO2の雰囲気中で4、7および11日間37℃で培養した。これらの時間点で増殖を評価するために、各培養物から100μlを3連で96ウェルプレートの丸底ウェルにアリコートし、3H-チミジンを加え(0.0185MBq/ウェル)、37℃でさらに8時間インキュベートした。培養物をunifilterプレート上に採集し、3H-チミジンの取り込みをβ-シンチレーション計数によって決定した。結果は、未刺激培養物の平均に対するエピトープ刺激物の1分あたりの計数(cpm)の平均の比として、刺激指標(SI)を計算することにより評価した。SI>2.5であるとき、増殖アッセイを陽性と考えた。
PBMCを、新たに採取したヘパリン化血液からFicol-Hypaque(Sigma)勾配遠心分離により単離した。PBMC(1.5×106細胞/ウェル)を、5%のプールされた自家ヒト血清、2mMのグルタミン、20mMのHEPES、およびペニシリン-ストレプトマイシン(1%)を含有する最終体積2mlのRPMI中の単一ペプチド(最終濃度10μg/ml)で刺激した。精製タンパク質誘導体PPD(最終濃度10μg/ml)を用いた刺激を、PBMCの増殖能力についての陽性対照とした。陰性対照として、PBMCを培地のみと共にインキュベートした。PBMCを5%CO2の雰囲気中で4、7および11日間37℃で培養した。これらの時間点で増殖を評価するために、各培養物から100μlを3連で96ウェルプレートの丸底ウェルにアリコートし、3H-チミジンを加え(0.0185MBq/ウェル)、37℃でさらに8時間インキュベートした。培養物をunifilterプレート上に採集し、3H-チミジンの取り込みをβ-シンチレーション計数によって決定した。結果は、未刺激培養物の平均に対するエピトープ刺激物の1分あたりの計数(cpm)の平均の比として、刺激指標(SI)を計算することにより評価した。SI>2.5であるとき、増殖アッセイを陽性と考えた。
2.8.4 増殖アッセイ(CFSE)
PBMCを、新たに採取したヘパリン化血液からFicol-Hypaque(Sigma)勾配遠心分離により単離した。PBMC(1.5×106細胞/ウェル)を、5%のプールされた自家ヒト血清、2mMのグルタミン、20mMのHEPES、およびペニシリン-ストレプトマイシン(1%)を含む、最終体積2mlのRPMI中の単一ペプチド(最終濃度10μg/ml)で刺激した。陰性対照として、PBMCを培地のみとインキュベートした。PBMCを5%CO2の雰囲気中で7および10日間35℃で培養した。これらの時間点での増殖を評価するために、細胞を試料採取し、PE-Cy5およびefluor450でそれぞれ標識した表面マーカーCD4およびCD8抗体を用いて染色した。染色後、細胞を固定し、Milteny MACSQuantフローサイトメーターで解析した。
PBMCを、新たに採取したヘパリン化血液からFicol-Hypaque(Sigma)勾配遠心分離により単離した。PBMC(1.5×106細胞/ウェル)を、5%のプールされた自家ヒト血清、2mMのグルタミン、20mMのHEPES、およびペニシリン-ストレプトマイシン(1%)を含む、最終体積2mlのRPMI中の単一ペプチド(最終濃度10μg/ml)で刺激した。陰性対照として、PBMCを培地のみとインキュベートした。PBMCを5%CO2の雰囲気中で7および10日間35℃で培養した。これらの時間点での増殖を評価するために、細胞を試料採取し、PE-Cy5およびefluor450でそれぞれ標識した表面マーカーCD4およびCD8抗体を用いて染色した。染色後、細胞を固定し、Milteny MACSQuantフローサイトメーターで解析した。
2.8.5 PBMC培養およびIFNγエリスポット
PBMCを、新たに採取したヘパリン化血液からFicol-Hypaque(Sigma)勾配遠心分離により単離した。PBMC(1.5×106細胞/ウェル)を、5%のプールされた自家ヒト血清、2mMのグルタミン、20mMのHEPES、ペニシリン-ストレプトマイシン(1%)、10ng/mlの組換えヒトIL-15および5ng/ml組換えヒトIL-7を含む、最終体積2mlのRPMI中の単一ペプチド(最終濃度10μg/ml)で刺激した。組換えヒトIL-2を、3日目に20IU/mlで加えた。13日目に細胞を洗浄し、ヒトIFNγエリスポットアッセイに加えた。エリスポットアッセイを、ヒトIFNγ捕捉および検出試薬を使用して、製造業者の指示(Mabtech, Sweden)に従って実施した。簡単に述べると、抗IFNγ抗体を、96ウェルのImmobilin-Pプレートのウェルにコートした。合成ペプチド(10μg/ml)およびウェルあたり1×105のPBMCを、プレートのウェルに4連で加え、プレートを37℃で20時間インキュベートした。インキュベーション後、捕捉されたIFNγをビオチン化抗IFNγ抗体で検出し、ストレプトアビジンアルカリホスファターゼおよび発色基質で発色させた。スポットを解析し、自動プレートリーダー(Cellular Technologies Ltd)を使用して計数した。
PBMCを、新たに採取したヘパリン化血液からFicol-Hypaque(Sigma)勾配遠心分離により単離した。PBMC(1.5×106細胞/ウェル)を、5%のプールされた自家ヒト血清、2mMのグルタミン、20mMのHEPES、ペニシリン-ストレプトマイシン(1%)、10ng/mlの組換えヒトIL-15および5ng/ml組換えヒトIL-7を含む、最終体積2mlのRPMI中の単一ペプチド(最終濃度10μg/ml)で刺激した。組換えヒトIL-2を、3日目に20IU/mlで加えた。13日目に細胞を洗浄し、ヒトIFNγエリスポットアッセイに加えた。エリスポットアッセイを、ヒトIFNγ捕捉および検出試薬を使用して、製造業者の指示(Mabtech, Sweden)に従って実施した。簡単に述べると、抗IFNγ抗体を、96ウェルのImmobilin-Pプレートのウェルにコートした。合成ペプチド(10μg/ml)およびウェルあたり1×105のPBMCを、プレートのウェルに4連で加え、プレートを37℃で20時間インキュベートした。インキュベーション後、捕捉されたIFNγをビオチン化抗IFNγ抗体で検出し、ストレプトアビジンアルカリホスファターゼおよび発色基質で発色させた。スポットを解析し、自動プレートリーダー(Cellular Technologies Ltd)を使用して計数した。
2.8.6 細胞内サイトカイン解析
PBMC培養物を上記の通り設定した。14日目にPBMCを洗浄し、ブレフェルジンAの存在下で合成ペプチド(10μg/ml)と共に37℃で20時間培養した。細胞を、PE-Cy5およびefluor450でそれぞれ標識した抗体を用いて細胞表面マーカーCD4およびCD8で染色した。続いて細胞を固定し、浸透させ、IFNγPE-Cy7標識抗体を用いて染色した。染色後、細胞を固定し、Miltenyi MACSQuantフローサイトメーターで解析した。
PBMC培養物を上記の通り設定した。14日目にPBMCを洗浄し、ブレフェルジンAの存在下で合成ペプチド(10μg/ml)と共に37℃で20時間培養した。細胞を、PE-Cy5およびefluor450でそれぞれ標識した抗体を用いて細胞表面マーカーCD4およびCD8で染色した。続いて細胞を固定し、浸透させ、IFNγPE-Cy7標識抗体を用いて染色した。染色後、細胞を固定し、Miltenyi MACSQuantフローサイトメーターで解析した。
2.9 免疫組織化学解析
正常および腫瘍組織の結合を、先に記述されているように(Durrant et al., 2006)、免疫組織化学(IHC)により解析した。免疫組織化学染色を、4μm切片に、Novolinkポリマー検出システム(Leica Biosystems, RE7150-K)を使用して実施した。簡単に述べると、スライドをキシレンで脱パラフィンし、3回のアルコール交換を通じて再水和し、抗原賦活化を、クエン酸バッファー(pH6.0)中で20分間、電子レンジを使用して実施した。内因性ペルオキシダーゼ活性を、Peroxidase Blockにより5分間ブロッキングした。スライドをTBS(pH7.6)で洗浄し、続いて、Protein Blockを5分間適用した。さらに1回のTBS洗浄後、Leica抗体希釈液(RE7133)で至適希釈した一次抗体を適用し、60分間インキュベートした。抗ENO1ウサギモノクローナルEPR10864(B)は1/200で使用した。スライドをTBSで洗浄し、続いてPost-Primary Blockと共に30分間インキュベーションした後、TBSで洗浄した。Novolinkポリマーを30分間適用した。DAB色素原のDAB基質緩衝液1:20で構成されるDAB作用溶液を調製し、5分間適用した。スライドを、Novolinkヘマトキシリンで6分間対比染色し、脱水した。
正常および腫瘍組織の結合を、先に記述されているように(Durrant et al., 2006)、免疫組織化学(IHC)により解析した。免疫組織化学染色を、4μm切片に、Novolinkポリマー検出システム(Leica Biosystems, RE7150-K)を使用して実施した。簡単に述べると、スライドをキシレンで脱パラフィンし、3回のアルコール交換を通じて再水和し、抗原賦活化を、クエン酸バッファー(pH6.0)中で20分間、電子レンジを使用して実施した。内因性ペルオキシダーゼ活性を、Peroxidase Blockにより5分間ブロッキングした。スライドをTBS(pH7.6)で洗浄し、続いて、Protein Blockを5分間適用した。さらに1回のTBS洗浄後、Leica抗体希釈液(RE7133)で至適希釈した一次抗体を適用し、60分間インキュベートした。抗ENO1ウサギモノクローナルEPR10864(B)は1/200で使用した。スライドをTBSで洗浄し、続いてPost-Primary Blockと共に30分間インキュベーションした後、TBSで洗浄した。Novolinkポリマーを30分間適用した。DAB色素原のDAB基質緩衝液1:20で構成されるDAB作用溶液を調製し、5分間適用した。スライドを、Novolinkヘマトキシリンで6分間対比染色し、脱水した。
TMAスライドを、最初に、光学顕微鏡評価により、染色性(staining quality)および特異性について評価した。次いで、スライドを、NanoZoomerスライドスキャナー(Hamamtsu Photonics, Welwyn Garden City, UK)を使用して高解像度デジタル画像(0.45μm/pixel)へスキャンし、ウェブベースのインターフェイスNDPビューア(Nanozoomer Digital Pathology)を使用してアクセスした。それらを最小2400の高解像度スクリーン(91920 1080)を使用して920倍率でスコア化した。事例は、ENO1状態および患者の転帰の情報なしにスコア化され、2人(MGおよびMM)によりスコア化された。染色の評価は、染色の強度および染色細胞の割合を考慮に入れた改変された組織学的スコア(Hスコア)を使用する半定量的アプローチに基づいた。強度について、陰性、弱い、中程度、および強い染色強度に対応するスコアインデックス0、1、2、および3を使用し、各強度での陽性細胞の割合を、主観的に評価した。統計解析は、SPSS13.0(SPSS Inc, Chicago)を使用して実施した。生存解析についての統計カットポイント(cut-point)はX-Tileソフトウェア(Camp et al., 2004)を使用して決定し、<0.05のP値を有意とみなした。
患者コホート
試験集団は、NottinghamまたはDerby大学病院で、組織学的に証拠付けられたがんの待機的外科手術を受けた患者から取得した、462のアーカイブ結腸直腸がんの連続的シリーズ(Simpson et al., 2010)検体(1994-2000;追跡期間中央値42ケ月;打ち切り2003年12月;リンパ節陽性疾患を有する患者は日常的に5-フルオロウラシル/フォリン酸のアジュバント化学療法を受けた)、350の卵巣がん(Duncan et al., 2007)試料(1982-1997;追跡期間中央値192ケ月:打ち切り2005年11月:疾患ステージII~IVを有する患者は、後年に白金ベースであった標準的アジュバント化学療法を受けた)、142の胃がん(Abdel-Fatah et al., 2013)試料(2001-2006;追跡期間中央値66ケ月;打ち切り2009年1月;化学療法なし)、68の膵臓および120の胆道(billary)/膨大部がん(Storr et al., 2012)試料(1993-2010:中央値45ケ月;打ち切り2012;25~46%の患者は、5-フルオロウラシル/フォリン酸およびゲムシタビンでのアジュバント化学療法を受けた)、220の非小細胞肺がん(01/1996-07/2006:追跡期間中央値36ケ月、打ち切り2013年5月;いずれの患者も手術前は化学療法を受けなかったが、手術後に11人の患者は放射線療法を受け、9人の患者は少なくとも1サイクルのアジュバント化学療法を受けた)のコホートを含んだ。関連する臨床-病理学的材料/データが入手不可能な場合を除き、除外した事例は無かった。この遡及研究は、1987年から1998年に診断され、Nottingham Tenovus原発性乳癌シリーズに組み入れられた原発浸潤性乳癌を有する902人の患者の連続的シリーズに基づく。これは、長期追跡期間のある、71歳未満の患者(中央値55歳)で良く特徴付けられたシリーズである。全ての患者は単一の機関で統一された方法で処置を受け、広範囲のタンパク質の発現について調査を受けた。
試験集団は、NottinghamまたはDerby大学病院で、組織学的に証拠付けられたがんの待機的外科手術を受けた患者から取得した、462のアーカイブ結腸直腸がんの連続的シリーズ(Simpson et al., 2010)検体(1994-2000;追跡期間中央値42ケ月;打ち切り2003年12月;リンパ節陽性疾患を有する患者は日常的に5-フルオロウラシル/フォリン酸のアジュバント化学療法を受けた)、350の卵巣がん(Duncan et al., 2007)試料(1982-1997;追跡期間中央値192ケ月:打ち切り2005年11月:疾患ステージII~IVを有する患者は、後年に白金ベースであった標準的アジュバント化学療法を受けた)、142の胃がん(Abdel-Fatah et al., 2013)試料(2001-2006;追跡期間中央値66ケ月;打ち切り2009年1月;化学療法なし)、68の膵臓および120の胆道(billary)/膨大部がん(Storr et al., 2012)試料(1993-2010:中央値45ケ月;打ち切り2012;25~46%の患者は、5-フルオロウラシル/フォリン酸およびゲムシタビンでのアジュバント化学療法を受けた)、220の非小細胞肺がん(01/1996-07/2006:追跡期間中央値36ケ月、打ち切り2013年5月;いずれの患者も手術前は化学療法を受けなかったが、手術後に11人の患者は放射線療法を受け、9人の患者は少なくとも1サイクルのアジュバント化学療法を受けた)のコホートを含んだ。関連する臨床-病理学的材料/データが入手不可能な場合を除き、除外した事例は無かった。この遡及研究は、1987年から1998年に診断され、Nottingham Tenovus原発性乳癌シリーズに組み入れられた原発浸潤性乳癌を有する902人の患者の連続的シリーズに基づく。これは、長期追跡期間のある、71歳未満の患者(中央値55歳)で良く特徴付けられたシリーズである。全ての患者は単一の機関で統一された方法で処置を受け、広範囲のタンパク質の発現について調査を受けた。
全ての患者は、乳房切除または広範囲局所切除と放射線療法の標準的な外科処置を受けた。1988年より前に、患者は全身アジュバント療法を受けていなかった。1988年以降、患者は、NPIスコアおよびホルモン受容体の状態に基づき、全身アジュバント処置について選択された。NPI<3.4の患者はアジュバント療法を受けなかった;アジュバントスコアが3.4より高い患者は、エストロゲン受容体陽性(閉経前であれば±ゴセレリン)の場合はタモキシフェンを受け、またはER陰性で化学療法を忍容する十分な適性があれば、古典的なシクロホスファミド、メトトレキサートおよびフルオロウラシルを受けた。生存データは、前向きに維持された。乳がん特異的生存率(BCSS:Breast cancer specific survival)は、初回外科処置の日から乳がんによる死亡時までの時間(年)として定義した。生存は、患者が依然として生きていたか、追跡不能であるか(n=73)または他の原因により死亡した場合は、打ち切りとした。
実施例1 エノラーゼの配列アラインメントおよび相同性
哺乳類では、エノラーゼ酵素の4つの異性体ENO1(A)、ENO2(B)、ENO3(G)およびENO4があり、これらは4つの別個の遺伝子でコードされている。それらは高度に保存されており、高いアミノ酸相同性を有する(図1)。
哺乳類では、エノラーゼ酵素の4つの異性体ENO1(A)、ENO2(B)、ENO3(G)およびENO4があり、これらは4つの別個の遺伝子でコードされている。それらは高度に保存されており、高いアミノ酸相同性を有する(図1)。
実施例2 シトルリン化エノラーゼに対するCD4応答
ヒトα-エノラーゼペプチド配列を、重複する20merに分断した。アルギニンを含有する任意の20merを選択し、アルギニン残基をシトルリン(cit)で置きかえた。選択された20merのペプチドを表1に列挙する。
ヒトα-エノラーゼペプチド配列を、重複する20merに分断した。アルギニンを含有する任意の20merを選択し、アルギニン残基をシトルリン(cit)で置きかえた。選択された20merのペプチドを表1に列挙する。
エノラーゼペプチド応答のスクリーニング
マウスにおける候補シトルリン化エノラーゼエピトープを特定するためにスクリーニングを実施した。マウスを4~6ヒトシトルリン化ペプチドのプールで免疫化した。潜在的な交差反応性の影響を減少するために、各プール内のペプチドを、任意の重複するアミノ酸配列を含まないように選択した。各プールを、20μgの各ペプチドおよびアジュバントとしてCpG/MPLAを含有する単回免疫化として投与した。14日目に、マウスを選別し、免疫化プール内の各ペプチドに対する免疫応答をex vivoエリスポットにより評価した(図2)。さらに、脾細胞を、マウス等価配列に対してスクリーニングした。我々は、トランスジェニックDR4マウス株においてシトルリン化ペプチドが応答を誘導しうることを以前に示している。様々なマウス株が異なるMHCレパートリを有することを考慮して、いくつかの株をスクリーニングに使用した。ペプチド応答を、C57BL/6マウスおよびC57BL/6バックグラウンドでヒトDR4またはHHD/DR1を発現するトランスジェニック株で評価した(材料および方法参照)。
マウスにおける候補シトルリン化エノラーゼエピトープを特定するためにスクリーニングを実施した。マウスを4~6ヒトシトルリン化ペプチドのプールで免疫化した。潜在的な交差反応性の影響を減少するために、各プール内のペプチドを、任意の重複するアミノ酸配列を含まないように選択した。各プールを、20μgの各ペプチドおよびアジュバントとしてCpG/MPLAを含有する単回免疫化として投与した。14日目に、マウスを選別し、免疫化プール内の各ペプチドに対する免疫応答をex vivoエリスポットにより評価した(図2)。さらに、脾細胞を、マウス等価配列に対してスクリーニングした。我々は、トランスジェニックDR4マウス株においてシトルリン化ペプチドが応答を誘導しうることを以前に示している。様々なマウス株が異なるMHCレパートリを有することを考慮して、いくつかの株をスクリーニングに使用した。ペプチド応答を、C57BL/6マウスおよびC57BL/6バックグラウンドでヒトDR4またはHHD/DR1を発現するトランスジェニック株で評価した(材料および方法参照)。
有意なIFNγ応答がいくつかの異なるペプチドで検出された。DR4マウスにおいて、エノラーゼ241-260シトルリン化ペプチドを含有するプールは、ヒト241cit(p<0.05)およびマウス241cit(p<0.0001)に対して有意な応答を誘導した。他のペプチドは、DR4マウスにおいて有意なIFNγ応答を示さなかった。HHD/DR1マウスにおいて、エノラーゼペプチド126-145を有するプールは、ヒト126cit(p<0.05)に対して有意な応答を誘導したが、マウス126citに対しては有意な応答を誘導しなかった。エノラーゼペプチド316-335を有するプールは、ヒト316cit(p<0.05)に対して有意な応答を誘導したが、マウス316citに対しては有意な応答を誘導しなかった。ペプチドエノラーゼ1-20を含有するプールは、ヒトペプチドに対して有意な応答を誘導しなかったが、マウス1citに対しては有意な応答を誘導した(p<0.05)。C57BL/6マウスにおいて、ペプチドエノラーゼ21-40を含有するプールは、ヒト21cit(p<0.05)に対して有意な応答を誘導したが、マウス21citに対しては有意な応答を誘導しなかった。エノラーゼペプチド126-145を有するプールは、マウス126cit(p<0.05)に対して有意な応答を誘導したが、ヒト126citに対しては有意な応答を誘導しなかった。エノラーゼペプチド261-280を有するプールは、ヒト261cit(p<0.05)に対して有意な応答を誘導したが、マウス261citに対しては有意な応答を誘導しなかった。このことは、ペプチド21-40、126-145、241-260および316-335がさらなる調査に適当であることを示唆する。
初回スクリーニングから、DR4マウスにおけるエノラーゼ241cit免疫化は最強の免疫応答を誘導した。したがって、このペプチドをさらに調べた。DR4マウスに、25μgのヒト241citペプチドおよびCpG/MPLAで単回免疫化を行った。脾細胞に対するex vivoエリスポットにより、マウス(p=0.0008)配列とヒト(p = 0.0124)配列の両方において、培地対照と比較してシトルリン化ペプチドに対する有意なIFNγ応答が示された(図3A)。マウス配列は、実際に、ENO2およびENO3由来のaa241-260と同じ配列であり、したがって依然として自己抗原である。興味深いことに、253位のアルギニン残基がシトルリンで置きかえられていないヒトまたはマウス野生型(wt)配列のいずれも免疫応答を生じなかった。これにより、エノラーゼ241citがDR4マウスにおいてシトルリン特異的IFNγ応答を誘導したことが確認された。
エノラーゼ241citペプチドにより生じたサイトカイン応答の種類を決定するために、ex vivo IL-10も評価した。ペプチド刺激に対する応答におけるエリスポットアッセイにおいて、IL-10産生の有意な増加は観察されなかった(図3B)。
以前にシトルリン化ペプチド特異的応答は、CD4媒介されていることが示された。241citに対する応答がCD4依存性であるかを決定するために、エリスポットアッセイを、ヒトMHCクラスIIブロッキング抗体を用いて行った(クローンL243)(図3C)。IFNγ応答は、ヒトエノラーゼ241cit(p=0.0171)とマウス241cit(p=0.0023)の両方に対する応答において、L243により有意に減少した。241cit特異的応答がCD4媒介されたかをさらに確認するために、エリスポットアッセイを、マウスCD4もしくはCD8ブロッキング抗体(それぞれクローンGK1.5もしくはクローン2.43)を含めてまたはCD4濃縮または枯渇細胞画分を使用して実施した。ヒトエノラーゼ241citに対する応答は、CD4ブロッキング抗体の存在下において有意に減少したが、CD8ブロッキング抗体の存在下においては有意に減少しなかった(図15A)。応答も、CD4濃縮画分ではあったが、CD4枯渇画分ではなかった(図15B)。エノラーゼ241-260は長いペプチドであるため、応答を認識する最適な15mer配列を決定することとした。241-260配列にまたがる2つの15merペプチドを応答について試験し、aa241-255は特異的応答を刺激したが、aa246-260について応答はなかった(図15C)。
初回スクリーニングでみられた低頻度の応答を確認するために、DR4、C57Bl/6およびHHD/DR1マウスに、21-40、126-145および316-335の位置の配列に対応するヒトシトルリン化エノラーゼペプチドの単回免疫化を行った(図4)。エノラーゼ21citは、DR4マウスにおいてマウス配列に対して低レベルであるが有意な応答を誘導したが(p<0.01)、ヒト配列に対しては有意な応答は誘導しなかった。C57Bl/6マウスにおいて、シトルリン化されたペプチドに対して応答する強力なIFNγ応答が観察されたが、wtペプチドに対しては観察されなかった(図21a)。これらの応答は、CD4ブロッキング抗体で効率的にブロッキングされるが、CD8ブロッキング抗体では効率的にブロッキングされないので、CD4媒介されているようである(図21b)。エノラーゼ126citは、DR4マウスにおいてヒトペプチドに対して低レベルの有意な応答を誘導したが(p<0.05)、DR1/HHDマウスにおいては有意な応答は誘導しなかった。エノラーゼ316citは、DR4(p<0.01)マウスとDR1/HHD(p<0.01)マウスの両方において、ヒト配列に対して中程度の応答を誘導したが、マウス配列に対しては誘導しなかった。
またエノラーゼ配列を、オンラインIEDB予測プログラムを使用して、ヒトおよびマウスMHCクラスIIに対して高い結合親和性を有するペプチド配列についてin silico解析にかけた。これにより、aa11-25配列が、マウスMHCクラスII(I-Ab)に対して強力であることが示唆され、したがって、シトルリン化aa11-25ペプチドをC57Bl/6マウスにおける応答について試験した。マウスは、wtペプチドに対して最小の反応性を有するマウス配列由来の等価配列と交差反応するこのシトルリン化ペプチドに対して、IFNγ応答を示した(図22a)。IL-10応答は、シトルリン化eno11ペプチドに対しては見られなかった(図22b)。エノラーゼ11cit特異的IFNγ応答は、CD4細胞によって媒介されており、その理由は、CD4ブロッキング抗体を用いてこれらをブロッキングすると応答が抑制されるが、一方でCD8ブロッキング抗体を使用する場合は応答が影響されないからである(図22c)。
またHLA-DP4がエノラーゼ241citペプチドを提示することができるかを決定するために、トランスジェニックDP4マウスを利用した。DP4マウスを、ヒトまたはマウスエノラーゼ241citペプチドのいずれかの3用量で免疫化した。IFNγ応答をエリスポットにより決定した(図5)。ヒトエノラーゼ241citペプチドで免疫化したマウスは、ヒトエノラーゼ241cit(p<0.0001)とマウス241cit(p<0.0001)の両方に対して応答を示し、野生型ペプチドと比較して増加したIFNγ応答を示した(図5A)。これらの応答は、1~0.1ug/mlのペプチドのアビディティを示す(図16A)。ヒト241-260citペプチドで免疫化したマウス由来の細胞は、citペプチドではグランザイムBを放出し、IL-10は放出しない応答を示したが、wtペプチドでは応答を示さなかった(図16BおよびC)。またDP4マウスにおけるヒト241-260citペプチドに対して特異的な応答も、CD4ブロッキング抗体によりブロックされるが、CD8ブロッキング抗体ではブロックされず、aa241-255にわたるより短いペプチドに対して交差反応性を示す(図16DおよびE)。マウスエノラーゼ241-260ペプチドを用いたDP4トランスジェニックマウスの免疫化も、シトルリン化ペプチドに対して特異的な応答を誘導したが、野生型に対しては誘導しなかった(図16F)。
実施例3 腫瘍細胞上に提示されるCitエノラーゼペプチドは、腫瘍療法のための標的とすることができる。
我々は、メラノーマB16F1およびLewis肺癌細胞株が構成的にαエノラーゼを発現することをウェスタンブロッティングにより既に確立している(図6A)。次に、エノラーゼ241citペプチド免疫化の抗腫瘍効果をin vivoで評価した。構成性ヒトDR4(B16DR4)でトランスフェクトしたマウスB16メラノーマ細胞株の増殖に対するエノラーゼ免疫化の効果を評価した。マウスは、エノラーゼ241citペプチドで免疫化する前に、B16DR4で3日間チャレンジした。エノラーゼ241citペプチド免疫化マウスは、対照マウスに対して有意な生存優位性を示した(図6B)。非免疫化マウスでは、45日後に15%の生存を示したが、エノラーゼ241cit免疫化マウスは50%の生存を示した(p=0.0001)。腫瘍体積(図6C)は、腫瘍移植後17日目に、対照群(中央値49mm3)と比較して、エノラーゼ241cit免疫化マウス(中央値0mm3)で有意に低かった(p=0.0043)。
241-260citエピトープに対する応答がDP4マウスでも実証されたので、DP4トランスジェニックマウスを、構成性ヒトDP4(B16DP4)を発現するマウスB16メラノーマ株でチャレンジし、続いてエノラーゼ241citペプチドで免疫化した。エノラーゼ241citペプチド免疫化マウスは、非免疫化マウスに対して有意な生存優位性(p=0.0058)を示し、60日後の生存率はそれぞれ70%および10%であった(図17)。
生存がこの腫瘍細胞株におけるMHCクラスIIの構成性発現により影響されるかを決定するために、抗腫瘍効果をHLA-DR4発現がIFNγ誘導性である(iDR4)B16細胞で評価した。マウスは、エノラーゼ241citペプチドで免疫化する前に、B16iDR4で4日間チャレンジした(図6D)。生存は、42日目で、非免疫化対照動物(生存0%)と比較してエノラーゼ241cit免疫化群(90%)で有意に増加した(p<0.0001)。腫瘍移植後17日目の腫瘍体積(図6E)も、非免疫化対照マウス(中央値65mm3)と比較して、エノラーゼ241cit免疫化マウス(中央値0mm3)で有意に低かった(p=0.0048)。免疫化群での高い生存%を考慮して、メモリが確立されていたかどうかを確認するために、これらのマウスをB16iDR4で42日目に再チャレンジした。新たな未処置マウスも、対照群として腫瘍でチャレンジした。エノラーゼ免疫化生存マウスは、先の未処置対照マウスと比較して、再チャレンジで有意な生存優位性を示した(図6F)。再チャレンジの39日後、エノラーゼ241cit免疫化群の生存は67%であり、一方で対照群の全ては29日目で死亡した(p=0.0112)。
この抗腫瘍効果がB16DR4モデルに特異的であるかどうかを決定するために、マウスを次いでLewis肺癌細胞株LLC2でチャレンジした(図7A)。予備的研究により、LLC2細胞はB16細胞と比較して一貫した増殖を得るために、高い移植細胞数が要求されることが示唆された(データ示さず)。この理由により、我々の掌握している範囲で、LLC2モデルはB16モデルより攻撃的である。マウスを、親LLC2または構成的にDR4(LLCDR4)を発現するようにトランスフェクトしたLLC2でチャレンジして、4日後エノラーゼ241citペプチドで免疫化した。生存データは、エノラーゼ241cit免疫化が、LLCDR4腫瘍(p=0.0142)に対して生存優位性を与えることを示し、40%のマウスが58日目に生存していたが、対照では全てのマウスが48日目に死亡した。しかしながら、親LLC2腫瘍でチャレンジし、エノラーゼ241citで免疫化したマウスでは、わずかだが有意な生存時間の延長を示した(p=0.0005)。これらの結果は、腫瘍細胞におけるヒトDR4発現は、このモデルの腫瘍拒絶のために重要であることを示唆する。
エノラーゼは、膵臓腫瘍株Pan02によっても発現される(図6A)。この株を、構成的にHLA-DR4を発現するように改変し、DR4トランスジェニックマウスを腫瘍でチャレンジし、その4日後に、エノラーゼ241citペプチドで免疫化した。エノラーゼ241citペプチド免疫化マウスは、非免疫化対照DR4マウスと比較してPan02DR4モデルにおける有意に増強された生存(p=0.0076)を示す。50%のマウスが60日目で生存を示したが、非免疫化マウスは60日目に生存していなかった(図18)。
実施例4 DNA免疫化によりシトルリン化エノラーゼに対する応答がもたらされる
APCはシトルリン化エピトープを構成的に発現することができるので、エノラーゼをコードしているDNA構築物は、シトルリン化されており、応答を刺激してもよい可能性があった。したがって、HLA-DR4トランスジェニックマウスを、マウスエノラーゼをコードしているDNA構築物で免疫化した。これらのマウスからの刺激されたT細胞を、シトルリン化と非シトルリン化エノラーゼ241ペプチドの両方に対するIFNγの応答についてin vitroでスクリーニングした。図8Aは、マウスが、シトルリン化マウスペプチドに対してのみ応答したことを示す(平均:IFNγ180/100万個の脾細胞;p=0.0001)。Il-10応答は観察されなかった(図8B)。
APCはシトルリン化エピトープを構成的に発現することができるので、エノラーゼをコードしているDNA構築物は、シトルリン化されており、応答を刺激してもよい可能性があった。したがって、HLA-DR4トランスジェニックマウスを、マウスエノラーゼをコードしているDNA構築物で免疫化した。これらのマウスからの刺激されたT細胞を、シトルリン化と非シトルリン化エノラーゼ241ペプチドの両方に対するIFNγの応答についてin vitroでスクリーニングした。図8Aは、マウスが、シトルリン化マウスペプチドに対してのみ応答したことを示す(平均:IFNγ180/100万個の脾細胞;p=0.0001)。Il-10応答は観察されなかった(図8B)。
次に、エノラーゼDNA免疫化の抗腫瘍効果をin vivoで評価した。マウスは、B16DR4でチャレンジし、4日後にエノラーゼDNAで免疫化した。エノラーゼDNA免疫化マウスは、対照マウスに対して有意な生存優位性を示した(図8C)。非免疫化マウスでは、45日後に15%の生存を示したが、エノラーゼDNA免疫化マウスは60%の生存を示した(p=0.0001)。また腫瘍体積(図8D)は、腫瘍移植後17日目に、対照群(中央値150mm3)と比較して、エノラーゼDNA免疫化マウス(中央値20mm3)で有意に低かった(p=0.0088)。
実施例5 様々なアジュバントおよび様々な用量で比較するとき、エノラーゼペプチドに対するCD4応答が変動するかどうかの決定
エノラーゼ241citペプチドは、25ugの用量でアジュバントCpG/MPLAと共に単回投与するとき、強力なIFNγ応答を誘導する。生成される応答に対するアジュバントおよび用量レジメンの影響を調査した。マウスを、単回用量のエノラーゼ241citペプチドで、アジュバントとしてCpG/MPLAまたは不完全フロイントアジュバント(IFA)のいずれかを用いて、免疫化した。CpG/MPLA(p=0.0028)をアジュバントとしたとき、エノラーゼ241citペプチドに対するIFNγ応答がエリスポットにより検出されたが、IFAをアジュバントとして使用したときは、IFNγ応答は見られなかった(図9A)。IL-10応答は、エノラーゼ241citペプチドをIFA(p<0.0001)と一緒に投与したときはエリスポットにより検出されたが、CpG/MPLAと一緒に投与したときは検出されなかった(図9B)。これらのアジュバントに加えて、他のTLRアゴニストポリI:C(TLR3)およびイミキモド(TLR7)と組み合わせた応答を、DR4マウスとDP4トランスジェニックマウスの両方で評価した。ポリI:Cとの組み合わせは、両方のマウス株でIFNγ応答を誘導するが、IL-10応答は誘導しない(図19)。イミキモドと組み合わせたエノラーゼ241citペプチドは、DP4トランスジェニックマウスでIFNγ応答を誘導するが、DR4トランスジェニックマウスでは誘導しない(図19)。このことは、エノラーゼ241citペプチドを用いた免疫化により生じるサイトカイン応答の種類は、選択したアジュバントにより強く影響を受けうることを示唆している。
エノラーゼ241citペプチドは、25ugの用量でアジュバントCpG/MPLAと共に単回投与するとき、強力なIFNγ応答を誘導する。生成される応答に対するアジュバントおよび用量レジメンの影響を調査した。マウスを、単回用量のエノラーゼ241citペプチドで、アジュバントとしてCpG/MPLAまたは不完全フロイントアジュバント(IFA)のいずれかを用いて、免疫化した。CpG/MPLA(p=0.0028)をアジュバントとしたとき、エノラーゼ241citペプチドに対するIFNγ応答がエリスポットにより検出されたが、IFAをアジュバントとして使用したときは、IFNγ応答は見られなかった(図9A)。IL-10応答は、エノラーゼ241citペプチドをIFA(p<0.0001)と一緒に投与したときはエリスポットにより検出されたが、CpG/MPLAと一緒に投与したときは検出されなかった(図9B)。これらのアジュバントに加えて、他のTLRアゴニストポリI:C(TLR3)およびイミキモド(TLR7)と組み合わせた応答を、DR4マウスとDP4トランスジェニックマウスの両方で評価した。ポリI:Cとの組み合わせは、両方のマウス株でIFNγ応答を誘導するが、IL-10応答は誘導しない(図19)。イミキモドと組み合わせたエノラーゼ241citペプチドは、DP4トランスジェニックマウスでIFNγ応答を誘導するが、DR4トランスジェニックマウスでは誘導しない(図19)。このことは、エノラーゼ241citペプチドを用いた免疫化により生じるサイトカイン応答の種類は、選択したアジュバントにより強く影響を受けうることを示唆している。
次に、GM-CSFを用いた免疫化に対する用量応答を評価した。マウスに25μgまたは5μgのエノラーゼ241citペプチドのいずれかを用いて単回または3回免疫化を行った。IFNγ応答をエリスポットにより評価した(図9C)。検出可能な応答が25μgのペプチドを用いた1回または3回用量後に観察できた。次に、マウスを、B16DR4でチャレンジし、GM-CSF中5μgのエノラーゼの3用量を3週間にわたって与え、抗腫瘍応答を誘導するために十分であるかを決定した(図9D)。エノラーゼ241cit免疫化マウスは、45日目に70%のマウスが生存したのに対して、対照群では28日目に生存が0%であり、対照マウスに対して有意な生存優位性を有した(p=0.0045)。
実施例6 エノラーゼ241citメモリ応答
様々なアジュバントがエノラーゼ241citペプチドを用いた免疫化に対する応答を分極化する能力は、関与するT細胞集団の柔軟性を示唆し得る。これは既存のまたはメモリ応答を示してもよい。したがって、次に、エノラーゼcit応答が発生する速さを決定した。マウスを、CpG/MPLA中のエノラーゼ241citペプチドの単回用量で、屠殺される2、6または14日前に免疫化した。ex vivoエリスポットを使用して、IFNγ応答を決定した(図10)。ペプチドのマウスバージョンを用いた免疫化によりIFNγ応答が誘導され、2日後に検出することができた。2、6または14日後にみられる応答の間に有意な差異はなかった。ヒトエノラーゼ241citペプチドを用いた免疫化によりIFNγ応答が導かれ、6日後に検出可能であった。応答は、2日後の応答と比較して、6日後(p=0.0009)および14日後(p=0.0092)に有意に増加した。これらの結果は、内因性マウスペプチドに特異的であるエノラーゼ241citペプチドに対する既存の応答があってもよいことを示唆する。
様々なアジュバントがエノラーゼ241citペプチドを用いた免疫化に対する応答を分極化する能力は、関与するT細胞集団の柔軟性を示唆し得る。これは既存のまたはメモリ応答を示してもよい。したがって、次に、エノラーゼcit応答が発生する速さを決定した。マウスを、CpG/MPLA中のエノラーゼ241citペプチドの単回用量で、屠殺される2、6または14日前に免疫化した。ex vivoエリスポットを使用して、IFNγ応答を決定した(図10)。ペプチドのマウスバージョンを用いた免疫化によりIFNγ応答が誘導され、2日後に検出することができた。2、6または14日後にみられる応答の間に有意な差異はなかった。ヒトエノラーゼ241citペプチドを用いた免疫化によりIFNγ応答が導かれ、6日後に検出可能であった。応答は、2日後の応答と比較して、6日後(p=0.0009)および14日後(p=0.0092)に有意に増加した。これらの結果は、内因性マウスペプチドに特異的であるエノラーゼ241citペプチドに対する既存の応答があってもよいことを示唆する。
実施例7 健常ヒトドナーにおける応答
エノラーゼ241citペプチドに対するマウス応答は、免疫化後早くも2日目に検出することができる。このことは、ヒトがエノラーゼ241citペプチドに対する検出可能な既存の応答を有しているかどうかという疑問を提起する。このことを調査するために、PBMCを、6人の健常ドナーから単離し、ヒトエノラーゼペプチドの存在下で培養した。チミジン増殖アッセイを4、7および11日後に細胞に対して実施し、それぞれについての増殖指標を計算した(図11A)。5/6のドナーが、試料採取日の少なくとも1つで、エノラーゼ241citペプチドに対する増殖を示した。たとえば、ドナー1は、エノラーゼ241citに対する増殖応答を11日目(平均20.4)および7日目(平均28.6)に示したが、4日目は示さなかった(平均0.8)。エノラーゼ241wtに対する応答は、11日目(平均0.9)、7日目(平均1.2)および4日目(平均0.3)で一貫して低かった。対照的に、ドナー2は、11日目で低レベルの応答(平均2.7)のみを示し、ドナー6は非応答者であった。それぞれのドナーについて、HLA型を決定し、図に示す。
エノラーゼ241citペプチドに対するマウス応答は、免疫化後早くも2日目に検出することができる。このことは、ヒトがエノラーゼ241citペプチドに対する検出可能な既存の応答を有しているかどうかという疑問を提起する。このことを調査するために、PBMCを、6人の健常ドナーから単離し、ヒトエノラーゼペプチドの存在下で培養した。チミジン増殖アッセイを4、7および11日後に細胞に対して実施し、それぞれについての増殖指標を計算した(図11A)。5/6のドナーが、試料採取日の少なくとも1つで、エノラーゼ241citペプチドに対する増殖を示した。たとえば、ドナー1は、エノラーゼ241citに対する増殖応答を11日目(平均20.4)および7日目(平均28.6)に示したが、4日目は示さなかった(平均0.8)。エノラーゼ241wtに対する応答は、11日目(平均0.9)、7日目(平均1.2)および4日目(平均0.3)で一貫して低かった。対照的に、ドナー2は、11日目で低レベルの応答(平均2.7)のみを示し、ドナー6は非応答者であった。それぞれのドナーについて、HLA型を決定し、図に示す。
ドナー4は、4日目(平均12.5)、7日目(平均28)および11日目(4.4)に高い増殖指標を示した。このドナーをさらなる解析のために選択した。上清を各時間点で細胞から取り出し、サイトカインレベルをLuminexにより解析した。培地のみの対照のバックグラウンドレベルを超える応答を、各サイトカインについて計算した(図11B)。IFNγおよびIL-10は、経時的に増加したシトルリン化ペプチド特異的応答を示した。IL-17、グランザイムBおよびTNFαレベルのいくらかの増加が野生型刺激細胞でみられたが、これらの応答はシトルリン化ペプチド刺激試料においてより高かった。
次いで、ドナー4からのPBMCをカルボキシフルオレセインスクシンイミジルエステル(CFSE:carboxyfluorescein succinimidyl ester)で標識した後、ペプチドの存在下でex vivo培養した。7および10日目に、細胞を除去し、抗CD8および抗CD4蛍光色素(fluorochome)コンジュゲート抗体で染色し、フローサイトメトリーにより解析した(図11C)。増殖CFSElow集団のうち、73~96%の細胞はCD4+であり、0~2%はCD8+であった。エノラーゼ241citペプチドは、エノラーゼ241wtペプチドと比較して、CFSElowCD4+細胞の割合増加を示した。10日目に、15%のエノラーゼ241citリンパ球がCFSElowCD4+であり、一方で1%のエノラーゼ241wtペプチドがCFSElowCD4+であった。
IFNγ応答は、エノラーゼ241citまたはwtペプチドで13日間培養したPBMCをシトルリン化またはwtエノラーゼ241ペプチドで再刺激し、サイトカイン放出を測定したIFNγエリスポットアッセイによっても、示された。図20Aは、ドナー1および4についてのIFNγエリスポットアッセイの結果を示す。両方のドナーからの細胞は、シトルリン化ペプチドに対して応答を示すが、wtペプチドに対しては応答を示さない。さらに、細胞内サイトカイン染色によるこれらの応答の解析は、IFNγ応答が、CD4媒介されていることを明らかにする。図20Bは、ドナー4由来であり、13日間エノラーゼ241citペプチドで培養し、シトルリン化またはwtペプチドのいずれかで再刺激したPBMCに対する細胞内サイトカイン染色を示す。IFNγ陽性CD4細胞は、シトルリン化ペプチド(0.44%)を用いた刺激で観察されるが、wtペプチドでは観察されない。3人のドナーの培養物からのLuminexデータは、シトルリン化エノラーゼ241ペプチドに対するIFNγ応答を示しており、wtペプチドに対する応答は最小であり、IL-10、TNFαまたはIL-17応答は低レベルである(図20C)。
これらの結果は、健常なヒトが、シトルリン特異的であってTh1サイトカインを産生可能である、エノラーゼ241citペプチドに対するCD4増殖応答を発生しうることを示唆する。
実施例8 免疫組織化学
シトルリン化は、PAD酵素、特にPAD2およびPAD4酵素によって実施される。これらは高レベルのカルシウムを必要とし、通常、死細胞、瀕死の細胞、またはオートファジーを経ている細胞において活性化される。健常細胞はシトルリン化タンパク質を発現しないが、腫瘍は、低酸素または栄養ストレスにより、オートファジーおよびシトルリン化エノラーゼを活性化する。それゆえ、結腸直腸、胃、肺、乳房および卵巣腫瘍は、エノラーゼの発現について染色された。
シトルリン化は、PAD酵素、特にPAD2およびPAD4酵素によって実施される。これらは高レベルのカルシウムを必要とし、通常、死細胞、瀕死の細胞、またはオートファジーを経ている細胞において活性化される。健常細胞はシトルリン化タンパク質を発現しないが、腫瘍は、低酸素または栄養ストレスにより、オートファジーおよびシトルリン化エノラーゼを活性化する。それゆえ、結腸直腸、胃、肺、乳房および卵巣腫瘍は、エノラーゼの発現について染色された。
結腸直腸腫瘍: 232結腸直腸腫瘍を、ENO-1特異的モノクローナル抗体で染色した(表2)。28%の腫瘍は染色されなかったが、56%は弱い染色(Hスコア1-100)を示し、13%は中程度の染色(Hスコア101-200)を示し、3%は強い染色(Hスコア201-300)を示し、ほとんどの細胞が激しく染色された。
胃腫瘍: 70の胃腫瘍を、ENO-1特異的モノクローナル抗体で染色した(表3)。16%の腫瘍は染色されなかったが、62%は弱い染色(Hスコア1-100)を示し、19%は中程度の染色(Hスコア101-200)を示し、3%は強い染色(Hスコア201-300)を示し、ほとんどの細胞が激しく染色された。
非小細胞肺腫瘍: 223の非小細胞肺腫瘍を、ENO-1特異的モノクローナル抗体で染色した(表4)。20%の腫瘍は染色されなかったが、59%は弱い染色(Hスコア1-100)を示し、17%は中程度の染色(Hスコア101-200)を示し、4%は強い染色(Hスコア201-300)を示し、ほとんどの細胞が激しく染色された。
卵巣腫瘍: 223の卵巣腫瘍をENO-1特異的モノクローナル抗体(表5)で染色した。42%の腫瘍は染色されなかったが、51%は弱い染色(Hスコア1-100)を示し、2%は中程度の染色(Hスコア101-200)を示し、5%は強い染色(Hスコア201-300)を示し、ほとんどの細胞が激しく染色された。
乳房腫瘍: 858の乳房腫瘍を、ENO-1特異的モノクローナル抗体で染色した(表6)。28%の腫瘍は染色されなかったが、19%は弱い染色(Hスコア1-100)を示し、36%は中程度の染色(Hスコア101-200)を示し、17%は強い染色(Hスコア201-300)を示し、ほとんどの細胞が激しく染色された。
エストロゲン受容体陰性乳房腫瘍: 249のエストロゲン受容体陰性乳房腫瘍を、ENO-1特異的モノクローナル抗体で染色した(表7)。8%の腫瘍は染色されなかったが、14%は弱い染色(Hスコア1-100)を示し、55%は中程度の染色(Hスコア101-200)を示し、23%は強い染色(Hスコア201-300)を示し、ほとんどの細胞が激しく染色された。
実施例9
異なる種間のエノラーゼの相同性
エノラーゼは、マウス、イヌ、ヒツジ、ウシ、ウマ、ブタおよびヒトの間で高度に保存されている(図12~14)。ワクチンはヒトおよびマウスにおけるT細胞応答ならびにマウスにおける抗腫瘍応答を誘導するので、同様の応答が他種でもみられると推定することができる。
異なる種間のエノラーゼの相同性
エノラーゼは、マウス、イヌ、ヒツジ、ウシ、ウマ、ブタおよびヒトの間で高度に保存されている(図12~14)。ワクチンはヒトおよびマウスにおけるT細胞応答ならびにマウスにおける抗腫瘍応答を誘導するので、同様の応答が他種でもみられると推定することができる。
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Claims (10)
- VIGMDVAASEFFcitSGKYDLD、
VIGMDVAASEFYcitSGKYDLD、
EVDLFTSKGLFcitAAVPSGAS、
EVDLYTAKGLFcitAAVPSGAS、
KGVPLYcitHIADLAGNSEVIL、
KGVPLYcitHIADLAGNPEVIL、
VGDDLTVTNPKcitIAKAVNEK、
VGDDLTVTNPKcitIAKAASEK、
IFDScitGNPTVEVDLF、または
IFDScitGNPTVEVDLY
(ここで「cit」は、シトルリンを表す)から選択されるアミノ酸配列、あるいは
iii)非シトルリン位置での1、2もしくは3個のアミノ酸置換および/または1、2もしくは3個のアミノ酸挿入および/または1、2もしくは3個のアミノ酸欠失を有するi)のアミノ酸配列
を含むか、またはそのアミノ酸配列から本質的になるか、またはそのアミノ酸配列からなるペプチド。 - 請求項1に記載のペプチドをコードする核酸。
- 請求項1に記載のペプチドに結合する結合部分。
- 抗体である、請求項3に記載の結合部分。
- 請求項1に記載のポリペプチドおよび/または請求項2に記載の核酸および/または請求項3もしくは請求項4に記載の結合部分を、薬学的に許容される担体と組み合わせて含む、医薬組成物。
- 薬における使用のための、請求項1に記載のペプチドおよび/または請求項2に記載の核酸および/または請求項3もしくは請求項4に記載の結合部分。
- がんの処置における使用のための、請求項4に記載の使用のためのペプチドおよび/または核酸および/または結合部分。
- 前記がんが、エストロゲン受容体陰性乳がんを含む乳がん、結腸直腸がん、胃がん、非小細胞肺がん、子宮内膜癌を含む卵巣がん、膵管腺癌を含む膵臓がん、白血病、メラノーマ、頭頸部がんまたは肺がんである、請求項5に記載の使用のためのペプチドおよび/または核酸および/または結合部分。
- 前記使用が、ヒトまたは獣医学的使用である、請求項7または請求項8に記載の使用のためのペプチドおよび/または核酸および/または結合部分。
- 前記核酸がエノラーゼをコードしている、請求項7、8または9に記載の使用のための核酸。
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