JP2022177131A - 真核細胞においてポリペプチドを発現させるための発現構築物及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】選択的スプライシングを使用して宿主細胞においてポリペプチドを発現させるための発現構築物及び方法を提供する。【解決手段】５’から３’の方向にプロモーター；任意選択の第１のスプライスドナー部位；第１の隣接するイントロン；スプライスアクセプター部位；第１のポリペプチドをコードする第１のエクソン；任意選択の第２のスプライスドナー部位；第２の隣接するイントロン；第２のスプライスアクセプター部位；及び第２のポリペプチドをコードする第２のエクソン、を含み、宿主細胞に入れると、第１のエクソンの転写により第１のポリペプチドが発現する、及び／又は第２のエクソンの転写により第２のポリペプチドが発現する、発現構築物を提供する。【選択図】図１ａ

Description

本発明は、選択的スプライシングを使用して真核細胞においてポリペプチド及び／又は
ポリペプチド多量体を発現させるための発現構築物及び方法に関する。タンパク質の効率
的な産生のために、これらの構築物を含有する宿主細胞を作製する方法、並びにこれらの
構築物の使用及びそこから発現されるポリペプチドが含まれる。

真核細胞においてタンパク質を産生するには、このタンパク質をコードするＤＮＡは、
タンパク質に翻訳されることになるメッセンジャーＲＮＡ（ｍＲＮＡ）に転写されなけれ
ばならない。ｍＲＮＡは、イントロン及びエクソンを含有するｍＲＮＡ前駆体として最初
に核において転写される。ｍＲＮＡ前駆体が成熟ｍＲＮＡに成熟する間に、イントロンは
、スプライセオソームと呼ばれるタンパク質機構によって切り出される（「スプライスさ
れる」）。エクソンは一緒に融合され、ｍＲＮＡは、その５’末端におけるいわゆるＣＡ
Ｐ及びその３’末端におけるポリ（Ａ）尾部の付加によって修飾される。成熟ｍＲＮＡは
細胞質に輸送され、そこにコードされるタンパク質を翻訳するための鋳型として機能する
。

選択的スプライシングとは、同じｍＲＮＡ前駆体転写産物が、異なる様式でスプライス
され、それにより異なる成熟ｍＲＮＡ、一部の場合には異なるタンパク質になる可能性が
ある現象について記述する用語である。この機序は、タンパク質の発現レベルを変化させ
る又は発達中の特定のタンパク質の活性を修飾するために天然に使用されている［Ｃｏｏ
ｐｅｒ ＴＡ及びＯｒｄａｈｌ ＣＰ （１９８５）、Ｊ Ｂｉｏｌ Ｃｈｅｍ、２６０
（２０）：１１１４０～８頁］。選択的スプライシングは、多くの因子の複雑な相互作用
によって通常制御される［Ｏｒｅｎｇｏ ＪＰら、（２００６） Ｎｕｃｌｅｉｃ Ａｃ
ｉｄｓ Ｒｅｓ、３４ （２２）：ｅ１４８］。

スプライシングは、文献において周知であり、コンセンサス配列が、ヒト細胞における
スプライシングに関して発表されているにもかかわらず、スプライシングに影響し得る因
子が複数のため、選択的スプライス事象の正確な結論を予測することは容易でない。スプ
ライシングに影響することが公知の因子には、分岐点のコンセンサス配列、スプライスド
ナー及びスプライスアクセプター領域、エクソン及びイントロンのサイズ並びにスプライ
シングの増減をもたらす調節タンパク質の結合部位がある［Ａｌｂｅｒｔｓ Ｂら、（２
００２） Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｂｉｏｌｏｇｙ ｏｆ ｔｈｅ Ｃｅｌｌ、第４版、Ｎ
ｅｗ Ｙｏｒｋ：Ｇａｒｌａｎｄ Ｓｃｉｅｎｃｅを参照のこと］。

選択的スプライシングを使用して、ポリペプチド、特に、多量体タンパク質、例えば抗
体の発現レベルを増加させることができる。抗体発現のレベルは、軽鎖発現に対する重鎖
の比で決まる。重鎖より軽鎖を多く発現することが有利であることを示唆する文献がある
が［Ｄｏｒａｉ Ｈら、（２００６） Ｈｙｂｒｉｄｏｍａ（Ｌａｒｃｈｍｔ）、２５（
１）：１～９頁］、本申請者らは、最大の発現をもたらす重鎖に対する軽鎖の最適比は、
主に抗体によって決まることを決定した。二重特異性抗体に関しても同様であり、本発明
者らは、抗体発現レベルが二重特異性抗体を形成する異なる鎖の比によって決まることを
示した。

選択的スプライシングを使用して宿主細胞においてポリペプチドを発現させる方法につ
いては、当業者によりこれまでに記述されてきた。例えば、Ｐｒｅｎｔｉｃｅ（ＷＯ２０
０５８９２８５）は、単一のプロモーターの制御下に２つ以上の発現カセットを含む発現
ベクターについて記述しており、発現カセットは、それらの選択的スプライシングを可能
にするスプライス部位を有する。この構築物において、ポリアデニル化［ポリ（Ａ）］部
位は、各オープンリーディングフレームの後に含まれる。同様に、Ｆａｌｌｏｔら（ＷＯ
２００７１３５５１５）は、２つ以上のｍＲＮＡにスプライスされその後ポリペプチドを
発現することができるｍＲＮＡ前駆体の転写を駆動するために単一のプロモーターを使用
する、宿主細胞中で発現させ得る発現カセットについても記述している。この発現カセッ
トは、その３’末端に位置するポリアデニル化シグナルを含み、本申請者らによると、そ
のシグナルは、スプライス部位と転写終結過程の間の競合に関係するどんな追加の調節も
回避させる。加えて、選択マーカーに作動的に連結されたＩＲＥＳも３’ポリアデニル化
シグナルの前に含め、安定な細胞系の選択を可能にする。Ｌｕｃａｓら［Ｎｕｃｌｅｉｃ
Ａｃｉｄｓ Ｒｅｓｅａｒｃｈ、１９９６年、２４（９）：１７７４～９頁］による代
わりの構築物は、イントロンを１つ、スプライスドナーを１つ及びスプライスアクセプタ
ー部位を１つだけ含み、イントロンはスプライスされるかスプライスされないかいずれか
である。

選択的スプライシングを使用して、最も高い力価が得られる比で、抗体に必要とされる
サブユニットを発現できる可能性がある。例えば、重鎖及び軽鎖は、同じ構築物上にクロ
ーニングされる。スプライシングは、重鎖又は軽鎖を発現するｍＲＮＡの特定の比をもた
らすことになる。この比は、最終的な抗体の発現に際して最適条件に近づくように調節で
きる可能性がある。二重特異性分子の産生において、比は、発現レベルだけでなく産物の
品質にも影響を及ぼす場合がある。最適比は、対象の産物種の最も高い発現を見ることに
よって同定できることもある。副産物の産生が最も小さくなる比を選ぶことが、有益にな
ることもある。

本発明は一般に、組換えポリペプチド産生において発現を増加させる並びに産物の品質
を最適化するために使用できる発現構築物及び発現ベクターなどの発現系に関する。本明
細書に記載の発現構築物を使用して、一過性の及び安定な高い力価を得ることができ、一
過性の発現の場合その力価は、これまでの先行技術試験において観察される一過性の力価
と比較して６０倍まで高いことが判明した。

第一の態様において、本発明は、ポリペプチドの効率的な発現に使用することができる
発現構築物に関する。好ましくは、発現構築物は、５’から３’の方向に
プロモーター；
任意選択の第１のスプライスドナー部位；
第１の隣接するイントロン；
スプライスアクセプター部位；
第１のポリペプチドをコードする第１のエクソン；
任意選択の第２のスプライスドナー部位；
第２の隣接するイントロン；
スプライスアクセプター部位；及び
第２のポリペプチドをコードする第２のエクソン、を含み、
宿主細胞に入れると、第１のエクソンの転写により第１のポリペプチドが発現する、及び
／又は第２のエクソンの転写により第２のポリペプチドが発現する。

本発明の発明者らは、第１のエクソンの前後に隣接し、互いに少なくとも８０％の核酸
配列相同性を共有するイントロン又はそのフラグメントの使用が、ポリペプチド発現のレ
ベルに対して有意な影響を有することを見出した。本発明の実施形態において、第１のエ
クソンに隣接するイントロンは、選択的にスプライスされる天然に存在するイントロンか
ら、及びまた構成的にスプライスされるイントロンからも得ることができる。好ましくは
、イントロンは、ニワトリトロポニン（ｃＴＮＴ）イントロン４、ｃＴＮＴイントロン５
及びヒトＥＦ１α遺伝子のイントロン、好ましくはヒトＥＦ１α遺伝子の第１イントロン
からなる群から選択できる。より好ましくは、第１のエクソンに隣接するイントロンは、
ニワトリトロポニンイントロン４（ｃＴＮＴ－Ｉ４）から得られる。好ましくは、隣接す
るイントロンは、８０％の核酸配列相同性、より好ましくは９０％の核酸配列相同性及び
最も好ましくは９５％の核酸配列相同性を共有する。本発明の更に好ましい実施形態にお
いて、隣接するイントロンは、９８％の核酸配列相同性を共有する。本発明の最も好まし
い実施形態において、隣接するイントロンは、１００％の核酸配列相同性を共有し、同一
の核酸配列を有する。隣接するイントロン配列間の配列相同性のパーセンテージは、ポリ
（Ｙ）トラクト配列を除いた核酸のストレッチを比較することによって決定できる。

好ましくは、隣接するイントロンは、少なくとも長さ５０ヌクレオチドの核酸のストレ
ッチについて相同性を共有する。好ましくは、隣接するイントロンは、長さ少なくとも５
０～１００ヌクレオチド、好ましくは長さ少なくとも５０～１５０ヌクレオチド、好まし
くは長さ少なくとも５０～２００ヌクレオチド、好ましくは長さ少なくとも５０～２５０
ヌクレオチド、より好ましくは長さ少なくとも５０～３００ヌクレオチド、より好ましく
は長さ少なくとも５０～３５０ヌクレオチド、更により好ましくは長さ少なくとも５０～
４００ヌクレオチド、最も好ましくは長さ少なくとも５０～４５０ヌクレオチドの核酸の
ストレッチの間で相同性を共有する。本発明の実施形態において、隣接するイントロンの
最大長は、４５０ヌクレオチドである。

本発明の態様において、発現構築物は、少なくとも１つのポリピリミジン［ポリ（Ｙ）
］トラクトを含む。これは、第１のエクソンの上流にある分岐点とスプライスアクセプタ
ーの間に位置することができる。一実施形態において、ポリ（Ｙ）トラクトにあるピリミ
ジン塩基の数の減少は、第２のエクソンからの第２のポリペプチドの発現の増加をもたら
す。ポリ（Ｙ）トラクトに存在するピリミジン塩基の数は、３０個又はそれ未満、好まし
くは２０個又はそれ未満、より好ましくは１０個又はそれ未満、更により好ましくは７個
又はそれ未満、最も好ましくは５個又はそれ未満であり得る。別法として、ポリ（Ｙ）ト
ラクトは、第１のエクソンの下流に位置することができる。

本発明の更なる態様において、第２のスプライスドナー部位は除去される。好ましい実
施形態において、第２のスプライスドナー部位の除去は、第１のエクソンの上流のポリ（
Ｙ）トラクトにあるピリミジン塩基の数の減少と組み合わされる。

本発明の別の実施形態において、発現構築物は５’ＵＴＲ、第３のスプライスドナー部
位、イントロン、第３のスプライスアクセプター部位及び更なる５’ＵＴＲを更に含む。
好ましくは、成熟ｍＲＮＡにおいてイントロンが構成的にスプライスされるように、スプ
ライスドナー部位、イントロン及びスプライスアクセプター部位は構成的である。好まし
くはこれらの構成的成分は、プロモーターと第１の隣接するイントロンの前にあるスプラ
イスドナー部位との間に位置する。

本発明の好ましい実施形態において、ポリアデニル化［ポリ（Ａ）］部位は、発現構築
物中に存在しない。好ましくは、ポリ（Ａ）部位は、発現構築物の終端に存在することに
なる。

本発明において生成される、分岐点から始まり後ろにあるエクソンの始めに至る隣接す
るイントロンの配列は、全て固有の人工配列である。好ましくは、これらの人工配列は、
配列番号３８～１２８からなる群から選択される配列に含まれる。より好ましくは、人工
配列は、分岐点から始まり後にあるエクソンの始めに至る配列を有し、配列番号１２９～
１７５からなる群から選択される。

本発明の態様において、第１及び第２のエクソンにコードされるポリペプチドは、タン
パク質多量体、即ち組換え抗体又はそのフラグメントなどのヘテロ多量体ポリペプチドで
あることができる。抗体フラグメントは、Ｆａｂ、Ｆｄ、Ｆｖ、ｄＡｂ、Ｆ（ａｂ´）₂
及びｓｃＦｖからなるリストから選択することができる。一実施形態において、発現構築
物によって発現される第１のポリペプチドは、抗体重鎖若しくは抗体軽鎖又はそのフラグ
メントであることができる。発現される第１のポリペプチドが抗体重鎖である場合、発現
構築物によって発現される第２のポリペプチドは抗体軽鎖である。別法として、発現され
る第１のポリペプチドが抗体軽鎖である場合、第２のポリペプチドは抗体重鎖である。

本発明の更なる態様において、発現構築物は、宿主細胞における二重特異性抗体の発現
に使用することができる。一実施形態において、発現される第１のポリペプチドは、抗体
重鎖であり、発現される第２のポリペプチドは、抗体Ｆｃ領域に連結された抗体のフラグ
メントである。抗体フラグメントは、Ｆａｂ、Ｆｄ、Ｆｖ、ｄＡｂ、Ｆ（ａｂ´）₂及び
ｓｃＦｖからなるリストから選択することができる。好ましくは、抗体フラグメントは、
Ｆａｂ又はｓｃＦｖである。より好ましくは、抗体フラグメントは、ｓｃＦｖである。

加えて、別の発現構築物を、宿主細胞における抗体軽鎖の発現のために提供することが
できる。宿主細胞における抗体重鎖及び抗体フラグメント－Ｆｃをコードする発現構築物
と抗体軽鎖をコードする発現構築物との同時発現により、二重特異性抗体の発現を得るこ
とができる。本発明の更に好ましい実施形態において、抗体重鎖のＦｃ領域並びに第１及
び第２のポリペプチドによって発現される抗体フラグメントに連結されたＦｃ領域は、こ
れらＦｃ領域の相互作用が向上するような修飾を含む。更に、Ｆｃ領域に対する修飾は、
二重特異性抗体の安定性を増加させることができる。

本発明の選択的スプライシング構築物の概略図である。構築物は、４つのエクソンを含有する。エクソン１及びエクソン２は、第１のイントロン（ＡＳイントロン＃１）によって分離されており、細胞のスプライス機構によって構成的に切り出される。エクソン３（「選択的エクソン」と称すされる）は、含まれるか又は切り出されるかいずれかである。エクソン３は、ｄｓＲＥＤをコードする第１のオープンリーディングフレームを含有する。このエクソンは、上流で（基本的な構築物において）ニワトリトロポニンイントロン４（ｃＴＮＴ－Ｉ４）から得られるＡＳイントロン＃２に、下流でニワトリトロポニンイントロン５（ｃＴＮＴ－Ｉ５）から得られるＡＳイントロン＃３（基本的な構築物において）に隣接される。エクソン４は、ｍＲＮＡに構成的に含まれる。にもかかわらず、ＧＦＰをコードするオープンリーディングフレームが、成熟ｍＲＮＡの第１のオープンリーディングフレームになる場合、それしか発現されない。従って、選択的エクソン３が構築物に含まれる場合、エクソン３にコードされるｄｓＲＥＤしか翻訳されないことになる（一番上の図）。エクソン３がスプライスされた場合、エクソン４は、ｍＲＮＡの第１のオープンリーディングフレームを含有し、ＧＦＰが発現されることになる（最下部の図）。 ＦＡＣＳ結果の分析に適用したゲートの例を示す図である：トランスフェクトした細胞だけを考慮し、４つの集団に分離した：ｄｓＲＥＤ^-ＧＦＰ⁺、ｄｓＲＥＤ⁺ＧＦＰ⁺⁺、ｄｓＲＥＤ⁺⁺ＧＦＰ⁺及びｄｓＲＥＤ⁺ＧＦＰ^-。これらの集団のそれぞれにおけるトランスフェクトした細胞のパーセンテージを、結果の分析に考慮した。 スプライシング構築物の詳細を示す図である。（２ａ）ｄｓＲＥＤのオープンリーディングフレームを含有する選択的エクソンのスプライスアクセプター部位における修飾。修飾には、ポリ（Ｙ）トラクトと呼ばれる、分岐点とイントロン－エクソンコンセンサス領域の間の領域にあるピリミジンの数（Ｙ；塩基Ｃ及びＴ）、分岐点領域における修飾、及びイントロン－エクソンコンセンサス配列における修飾がある。（２ｂ）ＧＦＰをコードするエクソンの上流の第２のスプライスアクセプターのポリ（Ｙ）トラクトにおける修飾。元の構築物において、ｃＴＮＴ－Ｉ５を使用した。ポリ（Ｙ）トラクトは、Ｙに富んでいた。元の構築物（Ｉ５）と比較して、Ｙの量を、ほぼ３倍まで増加させた。（２ｃ）選択的エクソンの下流に位置するｃＴＮＴ－Ｉ４のスプライスドナー部位の除去。天然のＩ４配列とエクソン－イントロンコンセンサス配列を欠く短縮されたバージョンＩ４（ｓｈ）との整列を示す。 ポリ（Ｙ）トラクトに修飾を持つ選択的スプライシング構築物のＨＥＫ２９３（３ａ）又はＣＨＯ－Ｓ（３ｂ）細胞の一過性トランスフェクションを示す図である。ゲーティングを、図１に記載の通り実施した。数は、トランスフェクトした細胞のそれぞれの集団（ｄｓＲＥＤ^-ＧＦＰ⁺、ｄｓＲＥＤ⁺ＧＦＰ⁺⁺、ｄｓＲＥＤ⁺⁺ＧＦＰ⁺及びｄｓＲＥＤ⁺ＧＦＰ^-）のパーセンテージを表す。元となる構築物ＧＳＣ２２５０は、ＧＦＰ（エクソン＃４にある、図１を参照のこと）よりもｄｓＲＥＤ（エクソン＃３にある、選択的エクソン、図１を参照のこと）の発現に対して強い優先傾向を示す。ＡＳイントロン＃２のポリ（Ｙ）トラクトにあるＹの含有量を低下させてｄｓＲＥＤをコードするエクソンのスプライスアクセプター部位を弱め、ＡＳイントロン＃３のポリ（Ｙ）トラクトにあるＹの含有量を増加させてＧＦＰをコードするエクソンのスプライスアクセプター部位を強めた。有意だが少しの移行が、ｄｓＲＥＤ、特に構築物５Ｙ－５、５Ｙｎｕｄｅ及び０Ｙをコードするエクソンのスプライスアクセプター部位の低下について観察された。ＧＦＰをコードするエクソンのスプライスアクセプター部位の増加について効果は観察できなかった。一般的な傾向は、ＣＨＯ－Ｓ及びＨＥＫ２９３細胞で同一であった。陽性対照として、細胞をＧＦＰ又はｄｓＲＥＤだけでトランスフェクトした。 ＨＥＫ２９３細胞（４ａ）及びＣＨＯ－Ｓ細胞（４ｂ）に対する、分岐点領域及びイントロン－エクソンコンセンサス配列（それぞれ４ａ及び４ｂの一番上の行）における、並びにイントロン構成（それぞれ４ａ及び４ｂの中間の行）の修飾を示す図である。（４ａ）及び（４ｂ）の最下部の行、それぞれ：陽性対照として細胞をｄｓＲＥＤ又はＧＦＰだけでトランスフェクトした。構築物ＧＳＣ２２５０を、元となる構築物（ｃＴＮＴ－Ｉ４｜ｃＴＮＴ－Ｉ５）のスプライス比の参照として含めた。数は、トランスフェクトした細胞のそれぞれの集団（ｄｓＲＥＤ^-ＧＦＰ⁺、ｄｓＲＥＤ⁺ＧＦＰ⁺⁺、ｄｓＲＥＤ⁺⁺ＧＦＰ⁺及びｄｓＲＥＤ⁺ＧＦＰ^-）のパーセンテージを表す。ゲーティングを、図１に記載の通り実施した。 分岐点領域の配列修飾及び構築物ｃＴＮＴ－Ｉ４｜ｃＴＮＴ－Ｉ４のポリ（Ｙ）トラクトにあるＹの減少を示す図である。（５ａ）ＨＥＫ２９３細胞のトランスフェクション。一番上の行：ポリ（Ｙ）トラクトにあるＹの量の減少は、ＧＦＰの発現に対して大きな影響を有する。中間の行：分岐点領域における修飾。ＧＦＰの発現における大きな増加は同定できなかった。最下部の行：細胞を、ｄｓＲＥＤ又はＧＦＰだけでトランスフェクトした。構築物ＧＳＣ２２５０を、元となる構築物のスプライス比の参照として含めた。（５ｂ）ＣＨＯ－Ｓ細胞のトランスフェクション。実験の設定は（５ａ）の一番上及び最下部の行と等しく、結果は同様であった。数は、トランスフェクトした細胞のそれぞれの集団（ｄｓＲＥＤ^-ＧＦＰ⁺、ｄｓＲＥＤ⁺ＧＦＰ⁺⁺、ｄｓＲＥＤ⁺⁺ＧＦＰ⁺及びｄｓＲＥＤ⁺ＧＦＰ^-）のパーセンテージを表す。ゲーティングを、図１に記載の通り実施した。 第２のスプライスドナー部位の除去が、選択的スプライシングの比を更に移行させることを示す図である。トランスフェクションを、ＣＨＯ－Ｓ細胞に行った。一部の構築物において、第２のスプライスドナー部位の除去は、第１のエクソンの隣接領域にあるポリ（Ｙ）トラクトの減少と組み合わされた。ここで、第２のオープンリーディングフレームへの選択的スプライシングの移行は、なお更に顕著だった。ｄｓＲＥＤ及びＧＦＰを、それぞれの細胞にトランスフェクトし、対照として使用した。基本的な構築物ｃＴＮＴ－Ｉ４｜ｃＴＮＴ－Ｉ４を含めて、先の構築物のスプライス比の対照として機能させた。数は、トランスフェクトした細胞のそれぞれの集団（ｄｓＲＥＤ^-ＧＦＰ⁺、ｄｓＲＥＤ⁺ＧＦＰ⁺⁺、ｄｓＲＥＤ⁺⁺ＧＦＰ⁺及びｄｓＲＥＤ⁺ＧＦＰ^-）のパーセンテージを表す。ゲーティングを、図１に記載の通り実施した。 ｄｓＲＥＤ発現対ＧＦＰ発現の概略図である。選択的スプライシング事象は、構築物によって異なる平衡を有する。ｄｓＲＥＤが大多数、ｄｓＲＥＤ及びＧＦＰが中間の量又はＧＦＰが大多数のいずれかを発現する構築物を作製した。 ８つのランダムに選んだクローンの典型的なＧＦＰ及びｄｓＲＥＤ発現を示す図である。 構築物の配列整列を示す図である。 ｐＧＬＥＸ３骨格において抗ＨＥＲ２抗体を発現する構築物の発現結果を示す図である。構築物は、第１に選択的エクソンの順序で、第２に構築物内のポリ（Ｙ）が低下する順序で順序付けられる。最高に発現している２つの構築物は、配置ＬＣ－ＨＣ：Ｉ４（０Ｙ）－Ｉ４及び配置ＨＣ－ＬＣ：Ｉ４（７Ｙｎｕｄｅ）－Ｉ４ｓｈのものである。 イントロン－エクソンコンセンサス領域の修飾及び分岐点突然変異を使用する抗ＨＥＲ２抗体選択的スプライシングカセットの微調整を示す図である。１２ウェルプレートスケールで表７に挙げた構築物を事前選択した後に（データ不掲載）、選択した構築物をチューブスピンスケールで再評価した。トランスフェクションの６日後に、力価を、Ｏｃｔｅｔ装置（Ｆｏｒｔｅｂｉｏ、Ｍｅｌｏ Ｐａｒｋ、ＣＡ）を使用して決定した。 選択的エクソンの上流及び下流にある同一のイントロンが、より高い発現をもたらすことを示す図である。異なる２つの配置の場合、同じイントロンを選択的エクソンの前後に使用した場合に最も高い発現が観察された。選択的エクソンに隣接するｃＴＮＴ－Ｉ４イントロンを使用した場合に発現レベルが最も高くなることが示された。 振盪バイオリアクタで、３７℃、５％ ＣＯ２及び８０％湿度で２週間の補充バッチの最後に、チューブスピン５０ｍＬバイオリアクタ形式中の７２個のミニプールの発現レベルを示す図である。クローンを、発現レベルの低下によってランク付けする。 振盪バイオリアクタで、３７℃、５％ ＣＯ２及び８０％湿度で２週間の補充バッチの最後に、チューブスピン５０ｍＬバイオリアクタ形式中の親ミニプール＃６８、１６４及び１８４に関して２３個の最高のクローン並びに親ミニプール＃１４８に関して２５個の最高のクローンの発現レベルをそれぞれ示す図である。親ミニプールの発現レベルを白抜きの棒で、それぞれのミニプールから得られるクローンの発現を黒棒で示す。 振盪バイオリアクタで、３７℃、５％ ＣＯ２及び８０％湿度で２週間の補充バッチの最後に、チューブスピン５０ｍＬバイオリアクタ形式中の親ミニプール＃６８、１６４及び１８４に関して２３個の最高のクローン並びに親ミニプール＃１４８に関して２５個の最高のクローンの発現レベルをそれぞれ示す図である。親ミニプールの発現レベルを白抜きの棒で、それぞれのミニプールから得られるクローンの発現を黒棒で示す。 異なる比で軽鎖と同時トランスフェクトした選択的スプライシング構築物の発現レベルを示す図である。

本発明は、宿主細胞において選択的スプライシングを使用して、ポリペプチド、特に組
換え抗体若しくはそのフラグメント又は二重特異性抗体などのヘテロ多量体ポリペプチド
を発現するための発現構築物及び方法を提供する。本発明は、２つ以上のｍＲＮＡにスプ
ライスされその後異なるポリペプチドへと翻訳され得るｍＲＮＡ前駆体の転写を駆動する
ために単一のプロモーターを使用する、宿主細胞中で発現させ得る構築物を提供する。

本明細書において互換的に使用される用語「発現構築物」又は「構築物」は、発現させ
ようとするポリペプチドをコードするポリヌクレオチド配列並びにシス作動性転写制御因
子の任意の組合せを含めたプロモーター及び任意選択でエンハンサー配列などの発現を制
御する配列を含む。遺伝子の発現（即ちその遺伝子の転写及び転写産物の翻訳）を制御し
ている配列は、一般に調節単位と呼ばれる。調節単位の大部分は、遺伝子のコード配列の
上流に位置し、それに作動的に連結されている。発現構築物は、ポリアデニル化部位を含
む下流の３’非翻訳領域を含有することもできる。本発明の調節単位は、発現させようと
する遺伝子に作動的に連結されている、即ち転写単位か、又は例えば異種遺伝子の５’非
翻訳領域（５’ＵＴＲ）によってなど介在ＤＮＡによってそれから分離されているかいず
れかである。好ましくは、発現構築物は、ベクターへの発現構築物の挿入及び／又はその
ベクターからの切除を可能にするために１つ若しくは複数の適当な制限部位に隣接される
。従って、本発明による発現構築物を使用して、発現ベクター、特に哺乳動物の発現ベク
ターを構築することができる。

本明細書では用語「ポリペプチドをコードするポリヌクレオチド配列」は、遺伝子、好
ましくはポリペプチドを発現する異種遺伝子をコードするＤＮＡを含む。

用語「異種コード配列」、「異種遺伝子配列」、「異種遺伝子」、「組換え遺伝子」又
は「遺伝子」は、互換的に使用される。これらの用語は、組換え遺伝子、特に、宿主細胞
、好ましくは哺乳動物細胞において発現させ、回収しようとする組換え異種タンパク質産
物をコードするＤＮＡ配列のことを指す。遺伝子の産物は、ポリペプチドであることがで
きる。異種遺伝子配列は、天然には宿主細胞に存在せず、同一又は異なる種の生物から得
られ、遺伝子操作されていてもよい。

用語「タンパク質」及び「ポリペプチド」は互換的に使用されて、隣接する残基のαア
ミノとカルボキシ基とのペプチド結合により他と接続された一連のアミノ酸残基を含む。

本明細書では用語「プロモーター」は、ＲＮＡポリメラーゼがＤＮＡに結合するように
指示し、ＲＮＡ合成を開始することによって転写の開始を媒介する、遺伝子の上流に一般
に位置する調節ＤＮＡ配列を定義する。本発明に使用するプロモーターには、高レベルの
発現を提供する、例えばウィルス、哺乳動物、昆虫及び酵母プロモーター、例えば哺乳動
物サイトメガロウイルス若しくはＣＭＶプロモーター、ＳＶ４０プロモーター、又は真核
細胞における発現に適した当業者に公知の任意のプロモーターがある。

用語「５’非翻訳領域（５’ＵＴＲ）」とは、ｍＲＮＡ前駆体又は成熟ｍＲＮＡの５’
末端にある非翻訳セグメントのことを指す。成熟ｍＲＮＡにおいて、５’ＵＴＲは、一般
にその５’末端に７－メチルグアノシンキャップを保有し、スプライシング、ポリアデニ
ル化、細胞質へのｍＲＮＡ輸送、翻訳機構によるｍＲＮＡの５’末端の識別及び分解に対
するｍＲＮＡの保護など多くの過程に関係する。

用語「イントロン」とは、転写されｍＲＮＡ前駆体に存在するが、スプライシング機構
によってイントロンの５’及び３’末端でそれぞれドナースプライス部位並びにアクセプ
タースプライス部位の配列に基づいて切除され、従って成熟ｍＲＮＡ転写産物には存在し
ない非コード核酸配列セグメントのことを指す。一般に、イントロンは、３’スプライス
部位の上流２０～５０ヌクレオチドの間に位置する分岐点と呼ばれる内部部位を有する。
本発明において使用するイントロンの長さは、長さ５０～４５０ヌクレオチドであること
ができる。短縮されたイントロンは、５０又はより長いヌクレオチドを含むことができる
。完全長イントロンは、４５０ヌクレオチドまでを含むことができる。

用語「エクソン」とは、ｍＲＮＡに転写される核酸配列のセグメントのことを指す。

用語「スプライス部位」とは、切断及び／又は対応するスプライス部位にライゲーショ
ンされるのに適するような、真核細胞のスプライシング機構によって認識され得る特定の
核酸配列のことを指す。スプライス部位は、ｍＲＮＡ前駆体転写産物に存在するイントロ
ンの切除を可能にする。一般に、スプライス部位の５’部分は、スプライスドナー部位と
称され、対応する３’スプライス部位は、アクセプタースプライス部位と称される。用語
スプライス部位には、例えば、天然に存在するスプライス部位、操作されたスプライス部
位、例えば、合成スプライス部位、標準的な若しくはコンセンサススプライス部位及び／
又は標準的でないスプライス部位、例えば、隠れたスプライス部位がある。

用語「ポリ（Ｙ）トラクト」とは、分岐点とイントロン－エクソン境界の間に見られる
核酸セグメントのことを指す（図２ａ又は２ｂに例示する）。核酸のこのセグメントは、
ポリピリミジン（Ｙ）を豊富に有し、ピリミジン塩基Ｃ又はＴが豊富なことを意味する。

用語「３’非翻訳領域（３’ＵＴＲ）」とは、ｍＲＮＡ前駆体又は成熟ｍＲＮＡの３’
末端にある非翻訳セグメントのことを指す。成熟ｍＲＮＡにおいて、この領域は、ポリ（
Ａ）尾部を保有し、ｍＲＮＡの安定性、翻訳開始及びｍＲＮＡの輸出に多くの役割を有す
ることが公知である。

本明細書では用語「エンハンサー」は、遺伝子の同一性、遺伝子に対する配列の位置、
又は配列の方向とは無関係に遺伝子の転写を強化するように作用するヌクレオチド配列を
定義する。本発明のベクターは、エンハンサーを任意選択で含む。

用語「ポリアデニル化シグナル」とは、ｍＲＮＡ転写産物に存在する核酸配列のことを
指し、ポリ（Ａ）ポリメラーゼが存在する場合に、転写産物が、ポリ（Ａ）シグナルの１
０～３０塩基下流に位置するポリアデニル化部位でポリアデニル化されることを可能にす
る。多くのポリアデニル化シグナルが当業者に公知であり、本発明において有用になり得
る。例には、ヒトバリアント成長ホルモンポリアデニル化シグナル、ＳＶ４０後期ポリア
デニル化シグナル及びウシ成長ホルモンポリアデニル化シグナルがある。

用語「機能的に連結された」及び「作動的に連結された」は、互換的に使用され、２つ
以上のＤＮＡセグメント、特に発現させようとする遺伝子配列とその発現を制御する配列
との機能的関係のことを指す。例えば、シス作動性転写制御因子が、適当な宿主細胞又は
他の発現系においてコード配列の転写を刺激若しくは変調する場合、その任意の組合せを
含めたプロモーター及び／若しくはエンハンサー配列は、コード配列に作動的に連結され
ている。転写される遺伝子配列に作動的に連結されているプロモーター調節配列は、転写
される配列と物理的に連続している。

「配置」とは、所与のＤＮＡ配列におけるヌクレオチドの順序のことを指す。例えば、
別のＤＮＡ配列に関して反対方向のＤＮＡ配列の配置とは、別の配列に関して配列の５’
から３’の順序が、配列が得られたＤＮＡ中の参照の点と比較した場合に逆転している配
置である。そのような参照点は、供給源ＤＮＡ及び／又はその配列を含有する複製可能な
ベクターの複製起点における他の特定のＤＮＡ配列の転写の方向を含むことができる。

本明細書では用語「核酸配列相同性」又は「ヌクレオチド配列相同性」は、配列を整列
させ、必要に応じてギャップを導入して最大のパーセント配列同一性を達成した後に、比
較配列のヌクレオチド配列と同一である候補配列中のヌクレオチドのパーセンテージ、例
えば第２の隣接するイントロンのヌクレオチド配列と同一である第１の隣接するイントロ
ン中のヌクレオチドのパーセンテージを含む。従って、配列同一性は、２つのヌクレオチ
ド配列のヌクレオチドの位置の類似性を比較するために一般に使用される標準的な方法に
よって決定することができる。通常、互いに隣接するイントロン配列の核酸配列相同性は
、少なくとも８０％、好ましくは少なくとも８５％、より好ましくは少なくとも９０％及
び最も好ましくは少なくとも９５％、特に９６％、より特別に９７％、更により特別には
９８％、最も特別には９９％であり、例えば、８０％、８１％、８２％、８３％、８４％
、８５％、８６％、８７％、８８％、８９％、９０％、９１％、９２％、９３％、９４％
、９５％、９６％、９７％、９８％、９９％、及び１００％を含む。

本明細書では用語「発現ベクター」は、単離され、精製されたＤＮＡ分子を含み、適当
な宿主細胞へのトランスフェクションに対して宿主細胞内の組換え遺伝子産物の高レベル
発現を提供する。組換え又は遺伝子産物をコードするＤＮＡ配列に加えて、発現ベクター
は、宿主細胞系におけるＤＮＡコード配列からｍＲＮＡへの効率的な転写及びｍＲＮＡか
らタンパク質への効率的な翻訳に必要とされる調節ＤＮＡ配列を含む。

本明細書では、核酸配列の長さに関して用語「約」は、記載された値の最大±５０％、
好ましくは最大±１０％の逸脱を含み、例えば約５０ヌクレオチドは、２５～７５ヌクレ
オチド、好ましくは４５～５５ヌクレオチドの値を含み、約４５０ヌクレオチドは、２２
５～６７５ヌクレオチド、好ましくは４０５～４９５ヌクレオチドの値を含む。

本明細書では用語「宿主細胞」又は「宿主細胞系」は、任意の細胞、特に哺乳動物細胞
を含み、その細胞は培養で増殖し、所望の組換え産物タンパク質を発現することができる
。

組換えポリペプチド及びタンパク質は、原核生物［例えば大腸菌（Ｅ．ｃｏｌｉ）］、
真核生物（例えば、酵母、昆虫、脊椎動物、哺乳動物）など様々な発現系並びにｉｎ ｖ
ｉｔｒｏ発現系で産生することができる。タンパク質性生物学的製剤の大規模な産生に最
も一般的に使用される方法は、ＤＮＡベクターのトランスフェクションによる宿主細胞へ
の遺伝物質の導入を利用する。ポリペプチドの一過性の発現は、宿主細胞の一過性のトラ
ンスフェクションで達成することができる。宿主細胞ゲノムへのベクターＤＮＡの組み込
みにより、安定にトランスフェクトされた細胞系が得られ、そのような安定な細胞系の増
殖を使用して、ポリペプチド及びタンパク質を大規模に産生することができる。

これまでに記述した選択的スプライシング手法に対して、本申請者らは、発現構築物中
で複数のスプライスドナー及びアクセプター部位を使用することにより所望の比でポリペ
プチドを発現させる選択的スプライシング手法を設計した。そのような手法により、産生
すべきポリペプチドの一過性の及び安定な高い力価が可能になり、従来の手法で得られる
それと比較して６０倍までの高い一過性の力価を持つ。例えば、本発明の発現構築物を使
用する一過性のトランスフェクションの後に、例えば、上記ＷＯ２００５８９２８５の表
１において観察された０．２５μｇ／ｍＬのレベルと比較して、１５μｇ／ｍＬまでの抗
体の力価が観察された。安定にトランスフェクトした細胞系の場合、バッチ培養（図１３
）において２００μｇ／ｍＬまでの抗体の力価が観察され、その力価は、２回目の限界希
釈後に２５０μｇ／ｍＬまで増加した（実施例４）。上記、ＷＯ２００５８９２８５との
比較において、安定なプールの特定の生産性のうち最も高い力価が３７７ｎｇ／ｍＬであ
ると観察された場合（上記、ＷＯ２００５８９２８５の表４を参照のこと）、本申請者ら
によって得られた力価レベルは６５０倍以上高く、先行技術において観察されたそれと比
べて大きな増加であった。

本発明の発現構築物は、２つの選択的エクソンを含み、それぞれがポリペプチドをコー
ドしている。スプライスドナー部位は、第１のエクソンの上流と下流の両方に含まれる。
加えて、スプライスアクセプター部位は、第１のエクソンの上流と下流の両方に含まれる
。本発明の好ましい実施形態において、第１のエクソンは、同じイントロンの２つの機能
的コピーに隣接されている。スプライス事象の間に、これらの同じイントロン配列は、切
り出され、成熟ｍＲＮＡには存在しない。そのような構築物は、天然に存在する選択的エ
クソンと機能的に類似している。本発明の発現構築物における使用に適したイントロンは
、β－グロビン／ＩｇＧキメライントロン、β－グロビンイントロン、ＩｇＧイントロン
、マウスＣＭＶ第１イントロン、ラットＣＭＶ第１イントロン、ヒトＣＭＶ第１イントロ
ン、Ｉｇ可変領域イントロン及びスプライスアクセプター配列［Ｂｏｔｈｗｅｌｌら、（
１９８１） Ｃｅｌｌ、２４：６２５～６３７頁；米国特許第５，０２４，９３９号］、
ニワトリＴＮＴ遺伝子のイントロン及びＥＦ１αのイントロン、好ましくはＥＦ１αの第
１イントロンからなるリストから選択することができる。好ましい実施形態において、第
１のエクソンに隣接するイントロンは、ｃＴＮＴイントロン４番（ｃＴＮＴ－Ｉ４）、ｃ
ＴＮＴイントロン５番（ｃＴＮＴ－Ｉ５）又はＥＦ１α第１イントロンであることができ
る。より好ましい実施形態において、第１のエクソンに隣接するイントロンは、ｃＴＮＴ
－Ｉ４である。

第１及び第２のエクソンの発現の比を調節するために、第１のエクソンの上流のイント
ロンに小さな変形を導入することができる。そのような変形は、第１のエクソンの上流に
位置するポリピリミジン［ポリ（Ｙ）］トラクトにあるピリミジン塩基の数を改変するこ
とを含む。実施例２において実証されているように、ポリ（Ｙ）トラクトにあるピリミジ
ン塩基の数の改変は、第１及び第２のエクソンの発現に大きな影響が有り得る。例えば、
ポリ（Ｙ）トラクトにあるピリミジン塩基の数の増加は、第２のポリペプチドをコードす
る第２のエクソンのスプライスアクセプター部位を強める。別法として、ポリ（Ｙ）トラ
クトにあるピリミジン塩基の数の低下は、第１のポリペプチドをコードする第１のエクソ
ンのスプライスアクセプター部位を弱める。第１のエクソンの上流の第１のスプライスア
クセプター部位の強度を低下させることにより、第１のエクソンの排除がもたらされ、従
って、第２のエクソンからの高い発現を得られることが判明した。本発明の実施形態にお
いて、発現構築物は、第１のエクソンの上流にポリ（Ｙ）トラクトを含む。ポリ（Ｙ）ト
ラクトにあるピリミジン塩基の数は、０～３０塩基を含むことができる。好ましくは、ポ
リ（Ｙ）トラクトは、２８、２７、２６、２５及び２４塩基からなる群から選択されるい
くつかのピリミジン塩基を含む。より好ましくは、ポリ（Ｙ）トラクトは、１０ピリミジ
ン塩基又はより少ない、更により好ましくは７塩基又はより少ない、最も好ましくは５塩
基又はより少ない塩基を含む。本発明の一実施形態において、ポリ（Ｙ）トラクトは、発
現構築物中に無い。

本発明の別の実施形態において、発現の比を第１のエクソンから第２のエクソンへ移行
させるために、第２のエクソンの上流の第２のスプライスドナー部位を除去することがで
きる。そのような欠失は、エクソン－イントロンコンセンサス領域及び第２のスプライス
アクセプター領域の上流の全イントロンを欠失させることによって達成することができる
。そのような欠失は、第１のポリペプチドの発現から第２のポリペプチドの発現へと移行
を増加させた。好ましい実施形態において、第２のスプライスドナー部位の除去は、発現
構築物の第１のエクソンの上流のポリ（Ｙ）トラクトにあるピリミジン塩基の数の減少と
組み合わせることができる。実施例１において実証されたように、これら２つの特徴の組
合せにより、第２のエクソン、従って第２のポリペプチドのほぼ支配的な発現が得られた
。

本発明の態様において、第１及び第２のエクソンの発現の比は、同じ配列のイントロン
を使用して第１のエクソンに隣接させる、ポリ（Ｙ）トラクトにあるピリミジン塩基の数
を改変する及び／又は第２の隣接するイントロンの上流のスプライスドナー部位を除去す
ることにより改変できる。

本発明の別の実施形態において、発現構築物は、発現構築物の５’末端でプロモーター
領域の下流のイントロンに隣接するスプライスドナー部位及びスプライスアクセプター部
位を更に含む。これらの構成的イントロン、スプライスドナー及びスプライスアクセプタ
ー部位は、ｍＲＮＡ前駆体が成熟ｍＲＮＡに成熟する間に構成的にスプライスされる。発
現構築物のこれら構成的成分は、５’非翻訳領域によって第１のエクソンの上流のイント
ロンから分離されている。本発明の更なる実施形態において、ポリアデニル化部位は、構
築物の３’末端で第２のエクソンの下流に位置する。

本発明の態様において、発現構築物は、２つ以上のポリペプチド、特にポリペプチド多
量体、例えば抗体又はそのフラグメントを発現するのに適している。

本明細書において称される用語「抗体」は、全抗体及び任意の抗原結合フラグメント又
はその単一鎖を含む。「抗体」とは、ジスルフィド結合によって相互接続された少なくと
も２つの重鎖（Ｈ）及び２つの軽鎖（Ｌ）を含む糖タンパク質又はその抗原結合フラグメ
ントのことを指す。各重鎖は、重鎖可変領域（本明細書においてＶＨと略記する）及び重
鎖定常領域から構成される。重鎖定常領域は、３つのドメイン、ＣＨ１、ＣＨ２及びＣＨ
３から構成される。各軽鎖は、軽鎖可変領域（本明細書においてＶＬと略記する）及び軽
鎖定常領域から構成される。軽鎖定常領域は、１つのドメイン、ＣＬから構成される。Ｖ
Ｈ及びＶＬ領域は、相補性決定領域（ＣＤＲ）と称される超可変性の領域に更に再分割で
き、これら領域は、配列が超可変であり及び／若しくは抗原認識に関係しており、並びに
／又はフレームワーク領域（ＦＲ又はＦＷ）と称されるより保存されている領域が散在し
ている構造的に定義されたループを通常形成する。各ＶＨ及びＶＬは、３つのＣＤＲ及び
４つのＦＷから構成され、アミノ末端からカルボキシ末端に次の順序で配置される：ＦＷ
１、ＣＤＲ１、ＦＷ２、ＣＤＲ２、ＦＷ３、ＣＤＲ３、ＦＷ４。本明細書において称され
るように、ＦＷ１、ＦＷ２、ＦＷ３及びＦＷ４のアミノ酸配列は全てまとまって、ＶＨ又
はＶＬの「非ＣＤＲ領域」若しくは「非拡張（ｎｏｎ－ｅｘｔｅｎｄｅｄ）ＣＤＲ領域」
を構成する。

重鎖及び軽鎖の可変領域は、抗原と相互作用する結合ドメインを含有する。抗体の定常
領域は、免疫系の様々な細胞（例えば、エフェクター細胞）及び古典的な補体系の第１成
分（Ｃ１ｑ）を含めた宿主組織又は因子に対する免疫グロブリンの結合を媒介することが
できる。

抗体は、定常領域によって遺伝的に決定されるアイソタイプとも称されるクラスに分類
される。ヒト定常軽鎖は、カッパ（Ｃκ）及びラムダ（Ｃλ）軽鎖に分類される。重鎖は
、ミュー（μ）、デルタ（δ）、ガンマ（γ）、アルファ（α）又はイプシロン（ε）に
分類され、抗体のアイソタイプをそれぞれＩｇＭ、ＩｇＤ、ＩｇＧ、ＩｇＡ及びＩｇＥと
定義する。ＩｇＧクラスは、治療目的で最も一般に使用される。ヒトにおいて、このクラ
スは、サブクラスＩｇＧ１、ＩｇＧ２、ＩｇＧ３及びＩｇＧ４を含む。

本明細書では用語「Ｆａｂ」又は「Ｆａｂ領域」は、ＶＨ、ＣＨ１、ＶＬ及びＣＬ免疫
グロブリンドメインを含むポリペプチドを含む。Ｆａｂとは、単離においてこの領域、又
は完全長抗体若しくは抗体フラグメントの文脈においてこの領域のことを指すことができ
る。

本明細書では用語「Ｆｃ」又は「Ｆｃ領域」は、第１の定常領域免疫グロブリンドメイ
ンを除いた抗体の定常領域を含むポリペプチドを含む。従って、Ｆｃとは、ＩｇＡ、Ｉｇ
Ｄ及びＩｇＧの最後の２つの定常領域免疫グロブリンドメイン、及びＩｇＥ及びＩｇＭの
最後の３つの定常領域免疫グロブリンドメイン並びにこれらのドメインに対してＮ末端側
の柔軟なヒンジのことを指す。ＩｇＡ及びＩｇＭの場合、ＦｃはＪ鎖を含むことができる
。ＩｇＧの場合、Ｆｃは、免疫グロブリンドメインＣガンマ２及びＣガンマ３（Ｃγ２及
びＣγ３）並びにＣガンマ１（Ｃγ１）とＣガンマ２（Ｃγ２）の間のヒンジを含む。Ｆ
ｃ領域の境界は変化し得るにもかかわらず、ヒトＩｇＧ重鎖Ｆｃ領域は、そのカルボキシ
ル末端に残基Ｃ２２６又はＰ２３０を含むと通常定義され、番号付けはＥＵ付番方式に従
う。ヒトＩｇＧ１の場合、本明細書においてＦｃ領域は、そのカルボキシル末端に残基Ｐ
２３２を含むと定義され、番号付けはＥＵ付番方式に従う［Ｅｄｅｌｍａｎ ＧＭら、（
１９６９） Ｐｒｏｃ Ｎａｔｌ Ａｃａｄ Ｓｃｉ ＵＳＡ、６３（１）：７８～８５
頁］。Ｆｃは、単離においてこの領域、又はＦｃポリペプチド、例えば抗体の文脈におい
てはこの領域のことを指すことができる。

本明細書では用語「完全長抗体」は、抗体の天然の生物学的形態を構成する構造を含み
、可変及び定常領域を含む。例えば、ヒト並びにマウスを含む大部分の哺乳動物において
、ＩｇＧクラスの完全長抗体は四量体であり、２つの免疫グロブリン鎖の２つの同一の対
からなり、各対は１つの軽鎖及び１つの重鎖を有し、各軽鎖は免疫グロブリンドメインＶ
Ｌ及びＣＬを含み、各重鎖は免疫グロブリンドメインＶＨ、ＣＨ１（Ｃγ１）、ＣＨ２（
Ｃγ２）及びＣＨ３（Ｃγ３）を含む。一部の哺乳動物、例えばラクダ及びラマにおいて
、ＩｇＧ抗体は、２つの重鎖だけからなることができ、各重鎖は、Ｆｃ領域に結合してい
る可変ドメインを含む。

抗体フラグメントには、それだけには限らないが、（ｉ）ＶＬ、ＶＨ、ＣＬ及びＣＨ１
ドメインからなる、Ｆａｂ´並びにＦａｂ´－ＳＨを含めたＦａｂフラグメント、（ｉｉ
）ＶＨ及びＣＨ１ドメインからなるＦｄフラグメント、（ｉｉｉ）単一抗体のＶＬ及びＶ
ＨドメインからなるＦｖフラグメント；（ｉＶ）単一の可変からなるｄＡｂフラグメント
［Ｗａｒｄ ＥＳら、（１９８９） Ｎａｔｕｒｅ、３４１：５４４～５４６頁］、（ｖ
）２つの連結されたＦａｂフラグメントを含む二価フラグメントであるＦ（ａｂ´）₂フ
ラグメント、（ｖｉ）ＶＨドメイン及びＶＬドメインが、２つのドメインを結合させて抗
原結合部位を形成できるようにするペプチドリンカーによって連結されている、一本鎖Ｆ
ｖ分子（ｓｃＦｖ）［Ｂｉｒｄ ＲＥら、（１９８８）Ｓｃｉｅｎｃｅ ２４２：４２３
～４２６頁；Ｈｕｓｔｏｎ ＪＳら、（１９８８）Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃ
ｉ．ＵＳＡ、８５：５８７９～８３頁］、（ｖｉｉ）二重特異性一本鎖Ｆｖ二量体（ＰＣ
Ｔ／ＵＳ９２／０９９６５）、（ｖｉｉｉ）遺伝子融合によって構築される多価若しくは
多重特異的フラグメントである「ダイアボディ」又は「トリアボディ」［Ｔｏｍｌｉｎｓ
ｏｎ Ｉ及びＨｏｌｌｉｎｇｅｒ Ｐ、（２０００）Ｍｅｔｈｏｄｓ Ｅｎｚｙｍｏｌ．
３２６：４６１～７９頁；ＷＯ９４／１３８０４；Ｈｏｌｌｉｇｅｒ Ｐら、（１９９３
）Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．ＵＳＡ、９０：６４４４～４８頁］、及び（
ｉｘ）同一の又は異なる抗体に遺伝的に融合されたｓｃＦｖ［Ｃｏｌｏｍａ ＭＪ及びＭ
ｏｒｒｉｓｏｎ ＳＬ、（１９９７）Ｎａｔｕｒｅ Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、１５
（２）：１５９～１６３頁］がある。

本明細書に記載の発現構築物によって発現できる抗体及びそのフラグメントは、ＡＸＬ
、Ｂｃｌ２、ＨＥＲ２、ＨＥＲ３、ＥＧＦ、ＥＧＦＲ、ＶＥＧＦ、ＶＥＧＦＲ、ＩＧＦＲ
、ＰＤ－１、ＰＤ－１Ｌ、ＢＴＬＡ、ＣＴＬＡ－４、ＧＩＴＲ、ｍＴＯＲ、ＣＳ１、ＣＤ
３、ＣＤ１６、ＣＤ１６ａ、ＣＤ１９、ＣＤ２０、ＣＤ２２、ＣＤ２５、ＣＤ２７、ＣＤ
２８、ＣＤ３０、ＣＤ３２ｂ、ＣＤ３３、ＣＤ３８、ＣＤ４０、ＣＤ５２、ＣＤ６４、Ｃ
Ｄ７９、ＣＤ８９、ＣＤ１３７、ＣＤ１３８、ＣＡ１２５、ｃＭｅｔ、ＣＣＲ６、ＭＵＣ
Ｉ、ＰＥＭ抗原、Ｅｐ－ＣＡＭ、ＥｐｈＡ２、１７－１ａ、ＣＥＡ、ＡＦＰ、ＨＬＡクラ
スＩＩ、ＨＬＡ－ＤＲ、ＨＳＧ、ＩｇＥ、ＩＬ－１２、ＩＬ－１７ａ、ＩＬ－１８、ＩＬ
－２３、ＩＬ－１α、ＩＬ－１β、ＧＤ２－ガングリオシド、ＭＣＳＰ、ＮＧ２、ＳＫ－
Ｉ抗原、Ｌａｇ３、ＰＡＲ２、ＰＤＧＦＲ、ＰＳＭＡ、Ｔｉｍ３、ＴＦ、ＣＴＬＡ４、Ｔ
Ｌ１Ａ、ＴＩＧＩＴ、ＳＩＲＰａ、ＩＣＯＳ、Ｔｒｅｍｌ２、ＮＣＲ３、ＨＶＥＭ、ＯＸ
４０、ＶＬＡ－２及び４－１ＢＢ：からなるリストから選択される抗原に結合することが
できる。

二重特異性又はヘテロ二量体抗体は、長年当業者に利用可能であった。しかしながら、
そのような抗体の生成は、しばしば誤対合した副産物の存在を伴い、副産物は所望の二重
特異性抗体の産生収率を有意に減少させ、産物の均一性を達成するには複雑な精製手順を
必要とする。免疫グロブリン重鎖の誤対合は、いくつかの合理的な設計戦略を使用するこ
とにより減少させることができ、そのほとんどは、ＣＨ３ドメインホモ二量体の２つのサ
ブユニット間における人工相補的ヘテロ二量体界面の設計によってヘテロ二量体化するた
めに抗体重鎖を操作する。操作されたＣＨ３ヘテロ二量体ドメイン対の最初の報告は、ヘ
テロ二量体Ｆｃ部分を生成するための「プロチューベランスイントゥキャビティ（protub
erance-into-cavity）」手法について記述しているＣａｒｔｅｒらによって行われた［米
国特許第５，８０７，７０６号；「ノブイントゥホール（knobs-into-holes）」；Ｍｅｒ
ｃｈａｎｔ ＡＭら、（１９９８）、Ｎａｔ Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌ、１６（７）：６７
７～８１頁］。代わりの設計が最近開発され、ＷＯ２００７１１０２０５に記載のモジュ
ールの中心組成を修飾することによる新たなＣＨ３モジュール対の設計又はＷＯ２００７
１４７９０１若しくはＷＯ２００９０８９００４に記載のモジュール間の相補的塩橋の設
計のいずれかを含んだ。ＣＨ３操作戦略の短所は、これらの技術でもなお有意な量の望ま
しくないホモ二量体が産生することである。ヘテロ二量体が支配的に産生される二重特異
性抗体を生成するためのより好ましい技術が、ＷＯ２０１２１３１５５５に記述されてい
る。二重特異性抗体は、いくつかの標的、例えば、腫瘍細胞に位置する標的及び／又はエ
フェクター細胞に位置する標的に対して生成することができる。好ましくは、二重特異性
抗体は、ＡＸＬ、Ｂｃｌ２、ＨＥＲ２、ＨＥＲ３、ＥＧＦ、ＥＧＦＲ、ＶＥＧＦ、ＶＥＧ
ＦＲ、ＩＧＦＲ、ＰＤ－１、ＰＤ－１Ｌ、ＢＴＬＡ、ＣＴＬＡ－４、ＧＩＴＲ、ｍＴＯＲ
、ＣＳ１、ＣＤ３、ＣＤ１６、ＣＤ１６ａ、ＣＤ１９、ＣＤ２０、ＣＤ２２、ＣＤ２５、
ＣＤ２７、ＣＤ２８、ＣＤ３０、ＣＤ３２ｂ、ＣＤ３３、ＣＤ３８、ＣＤ４０、ＣＤ５２
、ＣＤ６４、ＣＤ７９、ＣＤ８９、ＣＤ１３７、ＣＤ１３８、ＣＡ１２５、ｃＭｅｔ、Ｃ
ＣＲ６、ＭＵＣＩ、ＰＥＭ抗原、Ｅｐ－ＣＡＭ、ＥｐｈＡ２、１７－１ａ、ＣＥＡ、ＡＦ
Ｐ、ＨＬＡクラスＩＩ、ＨＬＡ－ＤＲ、ＨＳＧ、ＩｇＥ、ＩＬ－１２、ＩＬ－１７ａ、Ｉ
Ｌ－１８、ＩＬ－２３、ＩＬ－１α、ＩＬ－１β、ＧＤ２－ガングリオシド、ＭＣＳＰ、
ＮＧ２、ＳＫ－Ｉ抗原、Ｌａｇ３、ＰＡＲ２、ＰＤＧＦＲ、ＰＳＭＡ、Ｔｉｍ３、ＴＦ、
ＣＴＬＡ４、ＴＬ１Ａ、ＴＩＧＩＴ、ＳＩＲＰａ、ＩＣＯＳ、Ｔｒｅｍｌ２、ＮＣＲ３、
ＨＶＥＭ、ＯＸ４０、ＶＬＡ－２及び４－１ＢＢ：からなるリストから選択される２つの
標的に結合できる。

更なる態様において、本発明は、上記の通り、発現構築物又は発現ベクターを含む宿主
細胞を提供する。宿主細胞は、ヒト又はヒト以外の細胞であることができる。好ましい宿
主細胞は、哺乳動物細胞である。哺乳動物宿主細胞の好ましい例には、制限されないが、
ヒト胎生腎細胞［Ｇｒａｈａｍ ＦＬら、（１９７７）、Ｊ．Ｇｅｎ．Ｖｉｒｏｌ．３６
：５９～７４頁］、ＭＲＣ５ヒト線維芽細胞、９８３Ｍヒト黒色腫細胞、ＭＤＣＫイヌ腎
臓細胞、スプレーグドーリーラットから単離されＲＦ培養されたラット肺線維芽細胞、Ｂ
１６ＢＬ６マウス黒色腫細胞、Ｐ８１５マウス肥満細胞腫細胞、ＭＴｌ Ａ２マウス乳房
腺癌細胞、ＰＥＲ：Ｃ６細胞（Ｌｅｉｄｅｎ、Ｎｅｔｈｅｒｌａｎｄｓ）及びチャイニー
ズハムスター卵巣（ＣＨＯ）細胞又は細胞系［Ｐｕｃｋ ＴＴら、（１９５８）、Ｊ．Ｅ
ｘｐ．Ｍｅｄ．１０８：９４５～９５５頁］がある。

特定の好ましい実施形態において、宿主細胞は、チャイニーズハムスター卵巣（ＣＨＯ
）細胞又は細胞系である。適切なＣＨＯ細胞系には、例えば、ＣＨＯ－Ｓ（Ｉｎｖｉｔｒ
ｏｇｅｎ、Ｃａｒｌｓｂａｄ，ＣＡ，ＵＳＡ）、ＣＨＯ Ｋｌ（ＡＴＣＣ登録番号ＣＣＬ
－６１）、ＣＨＯ ｐｒｏ３－、ＣＨＯ ＤＧ４４、ＣＨＯ Ｐ１２若しくはｄｈｆｒ－
ＣＨＯ細胞系ＤＵＫ－ＢＩＩ［Ｕｒｌａｕｂ Ｇ及びＣｈａｓｉｎ ＬＡ、（１９８０
）ＰＮＡＳ ７７（７）：４２１６～４２２０頁］、ＤＵＸＢＩ ｌ［Ｓｉｍｏｎｓｅｎ
ＣＣ及びＬｅｖｉｎｓｏｎ ＡＤ、（１９８３）ＰＮＡＳ ８０（９）：２４９５～２
４９９頁］、又はＣＨＯ－Ｋ１ＳＶ（Ｌｏｎｚａ、Ｂａｓｅｌ，Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ
）がある。

本発明の好ましい態様において、第２のポリペプチドに対する第１のポリペプチドの発
現の最適比は、一過性のトランスフェクション実験において決定されることになる。スプ
ライシングの比は、一過性の及び安定な細胞系においてそのまま類似している。次いで最
適なスプライス比を持つ構築物を、安定な細胞系の生成に使用し、例えば、抗体の重鎖及
び軽鎖（又は二重特異性分子の全てのサブユニット）を最適比で発現する細胞系を得るこ
とができる。本発明の実施形態において、実施例２に示すように、発現構築物は、複数世
代にわたり変わらない比での安定発現を可能にする。更に、選択圧の使用は、所望の比で
の安定な発現を維持するために必要としない。

一態様において、最適な発現のための抗体軽鎖に対する重鎖のスプライス比は、１：１
であることができる。好ましくは、最適な発現のための抗体軽鎖に対する重鎖のスプライ
ス比は、１：２又は１：３又は２：３であることができる。別法として、最適な発現のた
めの抗体軽鎖に対する重鎖のスプライス比は、２：１又は３：１又は３：２であることが
できる。最適な発現のためのそのような比は、それぞれの抗体によって決まることになる
。

更なる態様において、二重特異性抗体の最適な発現のために、選択的スプライシングを
使用して異なるサブユニットを異なる比で発現できる。本発明の好ましい二重特異性抗体
は、重鎖、軽鎖及びＦｃ－ｓｃＦｖのサブユニットを含む。二重特異性抗体の場合、本発
明で示すように、Ｆｃ－ｓｃＦｖ発現に対する重鎖の比が、最も重要な引数になると判明
した。従って、最適な発現のためのＦｃ－ｓｃＦｖに対する重鎖のスプライス比は、１：
１であることができる。好ましくは、最適な発現のためのＦｃ－ｓｃＦｖに対する重鎖の
スプライス比は、１：２又は１：３又は２：３であることができる。別法として、最適な
発現のためのＦｃ－ｓｃＦｖに対する重鎖のスプライス比は、２：１又は３：１又は３：
２であることができる。最適な発現のためのそのような比は、それぞれの抗体によって決
まることになる。

更なる態様において、本開示は、上記の通り発現構築物又は発現ベクターで宿主細胞を
トランスフェクトするステップと、宿主細胞を培養するステップと、ポリペプチドを回収
するステップとを含む、ポリペプチドの発現のためのｉｎ ｖｉｔｒｏの方法を提供する
。ポリペプチドは、好ましくは異種であり、より好ましくはヒトポリペプチドである。

本発明による宿主細胞に発現構築物又は発現ベクターをトランスフェクトする場合、所
与の宿主細胞型に適切であれば、当業技術分野において周知の技術、例えばエレクトロポ
レーション、リン酸カルシウム共沈殿、ＤＥＡＥデキストラントランスフェクション、リ
ポフェクションなど任意のトランスフェクション技術を利用することができる。本発明の
発現構築物若しくは発現ベクターでトランスフェクトされた宿主細胞は、一過性又は安定
にトランスフェクトされた細胞系であると解釈されるべきことに注意されたい。従って、
本発明によると、本発現構築物若しくは発現ベクターを、エピソーム的に維持する、即ち
一過性にトランスフェクトすることができ、又は宿主細胞のゲノムに安定に組み込む、即
ち安定にトランスフェクトすることができる。

一過性のトランスフェクションは、ベクターが持つ選択マーカーに対するどんな選択圧
も加えないことによって特徴づけられる。トランスフェクション後、一般に２～１０日間
まで持続する一過性の発現実験において、トランスフェクトした発現構築物又は発現ベク
ターは、エピソーム成分として維持されるが、まだゲノムには組み込まれていない。即ち
、トランスフェクトしたＤＮＡは、宿主細胞ゲノムに通常組み込まれない。一過性にトラ
ンスフェクトした細胞プールの培養において、宿主細胞は、トランスフェクトしたＤＮＡ
を失う傾向があり、集団内でトランスフェクトした細胞よりも増殖する。従って、発現は
、トランスフェクション直後の期間に最も強く、経時的に低下する。好ましくは、本発明
による一過性の形質転換体は、トランスフェクション後２～１０日間までの時間、選択圧
無しの細胞培養において維持される細胞と理解される。

本発明の好ましい実施形態において、宿主細胞、例えばＣＨＯ宿主細胞は、本発明の発
現構築物又は発現ベクターで安定にトランスフェクトされる。安定なトランスフェクショ
ンとは、通常ランダムな非相同組換え事象により、ベクターＤＮＡなど新しく導入された
外来ＤＮＡが、ゲノムＤＮＡに組み込まれるようになることを意味する。ベクターＤＮＡ
のコピー数及び付随する遺伝子産物の量は、宿主細胞のＤＮＡに組み込まれた後にベクタ
ー配列が増幅された細胞系を選択することにより増加させることができる。従って、ＣＨ
Ｏ細胞において遺伝子増幅のために更に高い選択圧に曝露することにより、そのような安
定な組み込みが、二重微小染色体を生じることもあり得る。更に、安定なトランスフェク
ションにより、例えばゲノム組み込みに際して不要になる細菌のコピー数制御領域など、
組換え遺伝子産物の発現に直接は関連しないベクター配列部分が消失することがある。従
って、トランスフェクトされた宿主細胞は、発現構築物又は発現ベクターの少なくとも部
分又は異なる部分をゲノムに組み込んでいる。

更なる態様において、本開示は、哺乳動物宿主細胞から異種ポリペプチドを発現させる
ための上記の発現構築物若しくは発現ベクターの使用、特に、哺乳動物宿主細胞から異種
ポリペプチドをｉｎ ｖｉｔｒｏで発現させるための上記の発現構築物又は発現ベクター
の使用を提供する。

本発明に記載の発現構築物は、対象のタンパク質の発現レベルを最適化する方法に使用
することができる。例えば、対象のタンパク質が抗体である場合、宿主細胞中で発現させ
たときに重鎖に対する軽鎖の発現比又はその逆を改変して抗体の最適発現レベルを達成す
ることができる。５’から３’方向に、
プロモーター；
任意選択の第１のスプライスドナー部位；
第１の隣接するイントロン；
スプライスアクセプター部位；
第１のポリペプチドをコードする第１のエクソン；
任意選択の第２のスプライスドナー部位；
第２の隣接するイントロン；
スプライスアクセプター部位；及び
第２のポリペプチドをコードする第２のエクソンを含む発現構築物を使用して、
対象のタンパク質の発現レベルを、
（ｉ）少なくとも５０ヌクレオチドの核酸のセグメントについて少なくとも８０％の核酸
配列相同性を有する第１及び第２の隣接するイントロンを使用するステップ；
（ｉｉ）第１のエクソンの上流に位置するポリ（Ｙ）トラクトにあるピリミジン塩基の数
を減少させる若しくは第１のエクソンの下流に位置するポリ（Ｙ）トラクトにあるピリミ
ジン塩基の数を増加させるステップ；並びに／又は
（ｉｉｉ）第２の隣接するイントロンの上流のスプライスドナー部位を欠失させるステッ
プを含む方法により最適化することができる。

更に、本発明に記載の発現構築物は、対象のタンパク質のヘテロ二量体化レベルを最適
化する方法に使用することができる。例えば、対象のタンパク質が二重特異性抗体である
場合、そのような二重特異性抗体は、本発明による１つ若しくは複数の発現構築物にコー
ドされてもよく、その発現構築物は、重鎖、軽鎖及びＦｃ－ｓｃＦｖをコードする。本明
細書に記載の選択的スプライシングの方法を使用することにより、宿主細胞中で発現させ
たときにＦｖ－ｓｃＦｖに対する重鎖の発現比又はその逆を、例えば、改変して二重特異
性抗体の最適発現レベルを達成することができる。５’から３’方向に、
プロモーター；
任意選択の第１のスプライスドナー部位；
第１の隣接するイントロン；
スプライスアクセプター部位；
第１のポリペプチドをコードする第１のエクソン；
任意選択の第２のスプライスドナー部位；
第２の隣接するイントロン；
スプライスアクセプター部位；及び
第２のポリペプチドをコードする第２のエクソンを含む発現構築物を使用して、
対象のタンパク質のヘテロ二量体化レベルを、
（ｉ）少なくとも５０ヌクレオチドの核酸のセグメントについて少なくとも８０％の核酸
配列相同性を有する第１及び第２の隣接するイントロンを使用するステップ；
（ｉｉ）第１のエクソンの上流のポリ（Ｙ）トラクトにあるピリミジン塩基の数を減少さ
せる若しくは第１のエクソンの下流のポリ（Ｙ）トラクトにあるピリミジン塩基の数を増
加させるステップ；並びに／又は
（ｉｉｉ）第２の隣接するイントロンの上流のスプライスドナー部位を欠失させるステッ
プを含む方法により最適化することができる。

タンパク質の発現及び回収は、当技術に熟達した者に公知の方法に従って実行すること
ができる。

更なる態様において、本開示は、障害を治療するための医薬を調製するための上記の発
現構築物又は発現ベクターの使用を提供する。

更なる態様において、本開示は、障害を治療するための医薬に使用する上記の発現構築
物又は発現ベクターを提供する。

更なる態様において、本開示は、遺伝子治療に使用する上記の発現構築物又は発現ベク
ターを提供する。

材料及び方法
ＬＢ培養プレート
水５００ｍＬを、ＬＢ Ａｇａｒ（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ、Ｃａｒｌｓｂａｄ、ＣＡ、
ＵＳＡ）１６ｇと混合し、沸騰させた（１リットルのＬＢは、トリプトン１０ｇ、イース
ト抽出物５ｇ及びＮａＣｌ １０ｇを含有する）。冷却後、それぞれの抗生物質を溶液に
添加し（１００μｇ／ｍＬアンピシリンプレート、５０μｇ／ｍＬカナマイシンプレート
）、次いで培養皿に広げた。

ポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）
全てのＰＣＲを、最終容量５０μＬにｄＮＴＰ（各ｄＮＴＰ １０ｍＭ；Ｉｎｖｉｔｒ
ｏｇｅｎ、Ｃａｒｌｓｂａｄ，ＣＡ，ＵＳＡ）１μＬ、Ｐｈｕｓｉｏｎ（登録商標）ＤＮ
Ａポリメラーゼ（Ｆｉｎｎｚｙｍｅｓ Ｏｙ、Ｅｓｐｏｏ、フィンランド）２単位、プラ
イマーＡ（Ｍｙｃｒｏｓｙｎｔｈ、Ｂａｌｇａｃｈ、スイス）２５ｎｍｏｌ、プライマー
Ｂ（Ｍｙｃｒｏｓｙｎｔｈ、Ｂａｌｇａｃｈ、スイス）２５ｎｍｏｌ、５×ＨＦ緩衝液（
７．５ｍＭ ＭｇＣｌ２、Ｆｉｎｎｚｙｍｅｓ、Ｅｓｐｏｏ、フィンランド）１０μＬ、
ジメチルスルフォキシド（ＤＭＳＯ、Ｆｉｎｎｚｙｍｅｓ、Ｅｓｐｏｏ、フィンランド）
１．５μＬ及び鋳型（１０～２０ｎｇ）１～３μＬを使用して実施した。

ＰＣＲは、９８℃で３分間の初期変性によって開始され、その後、９８℃で３０秒間の
変性、プライマー特異的温度（ＣＧ含有量による）で３０秒間のアニーリング及び７２℃
での伸長（３０秒間／鋳型ｋＢ）を３５サイクル続けた。７２℃で１０分間の最終伸長を
実施し、その後冷却し、４℃で保った。この実施例に使用した全てのプライマーを、次の
表１に挙げる。

制限消化
全ての制限消化について、プラスミドＤＮＡ（Ｎａｎｏ Ｄｒｏｐで定量化した）１μ
ｇを、各酵素１０～２０単位、対応する１０×ＮＥＢｕｆｆｅｒ（ＮＥＢ、Ｉｐｓｗｉｃ
ｈ、ＭＡ、ＵＳＡ）４μＬに混合し、無菌Ｈ₂Ｏで容積を４０μＬに揃えた。更なる指示
なく、消化物を、３７℃で１時間インキュベートした。骨格の各予備消化の後に、仔ウシ
腸由来アルカリホスファターゼ（ＣＩＰ；ＮＥＢ、Ｉｐｓｗｉｃｈ，ＭＡ，ＵＳＡ）１単
位を添加し、混合物を３７℃で３０分間インキュベートした。

ＰＣＲ精製及びゲルアガロース電気泳動
消化を可能にするために、全てのＰＣＲフラグメントを、製造業者のマニュアルに従っ
てＭａｃｈｅｒｅｙ Ｎａｇｅｌ ＮｕｃｌｅｏＳｐｉｎ Ｅｘｔｒａｃｔ ＩＩキット
（Ｍａｃｈｅｒｅｙ Ｎａｇｅｌ、Ｏｅｎｓｉｎｇｅｎ、スイス）を使用してクリーニン
グし、その後制限消化した。この手順を、ＤＮＡサンプルの緩衝液を変えるためにも使用
した。

ゲル電気泳動のために、１％ゲルを、ＵｌｔｒａＰｕｒｅＴＭアガロース（Ｉｎｖｉｔ
ｒｏｇｅｎ、Ｃａｒｌｓｂａｄ，ＣＡ，ＵＳＡ）及び５０×トリス酢酸ＥＤＴＡ緩衝液（
ＴＡＥ、ｐＨ８．３；Ｂｉｏ ＲＡＤ、Ｍｕｎｉｃｈ，ドイツ）を使用して調製した。Ｄ
ＮＡを染色するために、Ｇｅｌ Ｒｅｄ Ｄｙｅ（Ｂｉｏｔｕｍ、Ｈａｙｗａｒｄ、ＣＡ
，ＵＳＡ）１μＬを、アガロースゲル１００ｍＬに添加した。サイズマーカーとして、１
ｋｂ ＤＮＡラダー（ＮＥＢ、Ｉｐｓｗｉｃｈ，ＭＡ，ＵＳＡ）２μｇを使用した。電気
泳動は、１２５ボルトで１時間流した。対象のバンドをアガロースゲルから切り出し、製
造業者のマニュアルに従ってキットＮｕｃｌｅｏＳｐｉｎ Ｅｘｔｒａｃｔ ＩＩ（Ｍａ
ｃｈｅｒｅｙ－Ｎａｇｅｌ、Ｏｅｎｓｉｎｇｅｎ、スイス）を使用して精製した。

ライゲーション
各ライゲーションのために、１０μＬ容積において、挿入物４μＬを、ベクター１μＬ
、リガーゼ（Ｔ４ ＤＮＡリガーゼ、ＮＥＢ、Ｉｐｓｗｉｃｈ， ＭＡ， ＵＳＡ）４０
０単位、１０Ｘリガーゼ緩衝液（Ｔ４ ＤＮＡリガーゼ緩衝液；ＮＥＢ、Ｉｐｓｗｉｃｈ
， ＭＡ， ＵＳＡ）１μＬに混合した。混合物を、室温で１～２時間インキュベートし
た。

コンピテント細菌［Ｏｎｅ Ｓｈｏｔ（登録商標）ＴＯＰ１０コンピテント大腸菌；Ｉ
ｎｖｉｔｒｏｇｅｎ、Ｃａｒｌｓｂａｄ，ＣＡ，ＵＳＡ］２５～５０μＬを、氷上で５分
間解凍した。ライゲーション産物５μＬを、コンピテント細菌に添加し、氷上で２０～３
０分間インキュベートし、その後４２℃で１分間熱ショックした。次いで、１チューブに
つきＳ．Ｏ．Ｃ培地（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ、Ｃａｒｌｓｂａｄ，ＣＡ，ＵＳＡ）５００
μＬを添加し、サーモシェーカーで、６００ｒｐｍの撹拌下で、３７℃で１時間インキュ
ベートした。最終的に、アンピシリン（Ｓｉｇｍａ－Ａｌｄｒｉｃｈ、Ｓｔ．Ｌｏｕｉｓ
，ＭＯ，ＵＳＡ）又はカナマイシンを含むＬＢプレートに細菌をまき、３７℃で終夜イン
キュベートした。

小（ミニ）及び中スケール（ミディ）でのプラスミド調製
ミニ調製の場合、形質転換した細菌のコロニーを、ＬＢ及びアンピシリン又はカナマイ
シン２．５ｍＬ中で、２００ｒｐｍで、３７℃で６～１６時間増殖させた。ＤＮＡを、提
供されたマニュアルに従って、大腸菌用のプラスミド精製キット［ＮｕｃｌｅｏＳｐｉｎ
ＱｕｉｃｋＰｕｒｅ又はＮｕｃｌｅｏＳｐｉｎ Ｐｌａｓｍｉｄ（Ｌｉｄなし）、Ｍａ
ｃｈｅｒｅｙ Ｎａｇｅｌ、Ｏｅｎｓｉｎｇｅｎ、スイス］で抽出した。

ミディ調製の場合、形質転換した細菌を、ＬＢ及びアンピシリン（又は、カナマイシン
）２００ｍＬ中で、３７℃で終夜増殖させた。次いで、培養物を、７２５ｇで２０分間遠
心分離し、プラスミドを、製造業者のマニュアルに提供される手順に従って市販のキット
（ＮｕｃｌｅｏＢｏｎｄ Ｘｔｒａ Ｍｉｄｉ；Ｍａｃｈｅｒｅｙ Ｎａｇｅｌ、Ｏｅｎ
ｓｉｎｇｅｎ、スイス）を使用して精製した。ミディ調製のプラスミドＤＮＡを、Ｎａｎ
ｏ Ｄｒｏｐ ＮＤ－１０００分光光度計で３回定量化し、制限消化によって確認し、最
終的に配列決定のために送付した（Ｆａｓｔｅｒｉｓ ＳＡ、Ｇｅｎｅｖａ，スイス）。

細胞の培養及びトランスフェクション
細胞を、増殖培地［ＣＨＯ－Ｓ細胞にはＰｏｗｅｒＣＨＯ２（Ｌｏｎｚａ、Ｖｅｒｖｉ
ｅｒｓ、Ｂｅｌｇｉｕｍ）、４ｍＭ Ｇｌｎ、及びＨＥＫ２９３細胞にはＥｘ－ｃｅｌｌ
２９３（Ｓｉｇｍａ－Ａｌｄｒｉｃｈ、Ｓｔ．Ｌｏｕｉｓ、ＭＯ）、４ｍＭ Ｇｌｎ］１
００ｍＬ中で通常の継代培養のために培養した。細胞を、週２回０．５Ｅ６個細胞／ｍＬ
で播種し、５％ＣＯ２、８０％湿度の雰囲気中で、振盪インキュベーター内でインキュベ
ートした。

構築物を、ＣＨＯ－Ｓ細胞及びＨＥＫ２９３細胞にトランスフェクトした。トランスフ
ェクションの場合、細胞を、トランスフェクションの前日に、１Ｅ６個細胞／ｍＬの密度
で播種した。トランスフェクションの日、細胞をＯｐｔｉｍｅｍ（ＣＨＯ－Ｓ）又はＲＰ
ＭＩ（ＨＥＫ２９３）のいずれかに再懸濁し、製造業者のマニュアルに従ってＪｅｔＰＥ
Ｉ（商標）（Ｐｏｌｙｐｌｕｓ－ｔｒａｎｓｆｅｃｔｉｏｎ、Ｓｔｒａｓｂｏｕｒｇ、フ
ランス）を用いてトランスフェクトした。５時間後に、それぞれの増殖培地１容積を添加
した（ＨＥＫ２９３細胞の場合、Ｐｌｕｒｏｎｉｃ Ｆ６８で補充した）。トランスフェ
クションの３～５日後に、細胞を、ＦＡＣＳでＧＦＰ及びｄｓＲＥＤの発現について分析
した。トランスフェクションを、１２若しくは２４ウェルプレート（ＴＰＰ、Ｔｒａｓａ
ｄｉｎｇｅｎ、スイス）中でそれぞれ２ｍＬ又は１ｍＬの最終容量を使用して、或いは５
０ｍＬバイオリアクタチューブ（「チューブスピン」、ＴＰＰ）中で最終的な培地容積１
０ｍＬを使用して行った。

ＦＡＣＳ分析
細胞を、前方及び側方散乱を使用して生細胞に対してゲートした。ｄｓＲＥＤ及びＧＦ
Ｐ発現細胞の比の分析のために、補正を、ｄｓＲＥＤをトランスフェクトした細胞及びＧ
ＦＰをトランスフェクトした細胞を使用して実施した。ｄｓＲＥＤ発現細胞からＧＦＰへ
の移行を評価するために、非トランスフェクト細胞を、追加のゲートにより除いた。

結果
構築物の設計及びクローニングステップ
同じ一次転写産物の異なる２つのエクソン上に位置する２つの選択的オープンリーディ
ングフレームの発現を可視化できるように、蛍光マーカーＧＦＰ及びｄｓＲＥＤを使用し
た。両方のタンパク質は、高レベルで、細胞内で発現することができ、細胞によく許容さ
れ、ＦＡＣＳ分析において又は蛍光顕微鏡下で容易に区別することができる。蛍光マーカ
ーを使用する短所は、測定された蛍光が、タンパク質の量に帰するとは容易に考えられな
い、従って、他方と比較した一方のタンパク質の相対的発現レベルに関する結論しか見込
めないという事実である。従って、この初期の実験段階では、異なる構築物を作製して、
エクソン１及び２からの異なる相対的発現レベルの範囲を得た（図１ａの模式図を参照の
こと）。

選択的スプライシング構築物を、選択的ｃＴＮＴエクソン５を囲むニワトリトロポニン
（ｃＴＮＴ）イントロン４及び５に基づいて作った。トロポニンを、心筋及び胚骨格筋に
おいて排他的に発現させる。初期胚の心臓及び骨格筋においてｍＲＮＡの９０％以上はエ
クソンを含むが、成人においてｍＲＮＡの＞９５％はエクソンを除外している［Ｃｏｏｐ
ｅｒ Ｏｒｄａｈｌ （１９８５） ＪＢＣ ２６０（２０）：１１１４０～８頁］。本
発明の構築物において、ｃＴＮＴイントロンを、一次転写産物の第２及び第３のイントロ
ンとしてクローニングした。第１のイントロンは、ｍＣＭＶ又はｈＣＭＶプロモーターと
組み合わせて使用される構成的イントロンである。この実施例で使用するｃＴＮＴイント
ロン名は、イントロンの配列を指定するものであり、構築物中のイントロンの位置ではな
い点に注意することが重要である（ｃＴＮＴイントロン４は、構築物中でイントロン番号
２又は３である場合がある）。混乱を避けるために、ｃＴＮＴイントロン４はｃＴＮＴ－
Ｉ４と省略することとし、ｃＴＮＴイントロン５はｃＴＮＴ－Ｉ５と省略することとし、
一方で、それぞれの構築物中のイントロンの位置は、ＡＳイントロン番号を使用して数え
ることとする（例えば基本的な構築物において、ｃＴＮＴ－Ｉ４は、位置ＡＳイントロン
＃２にクローニングされている）。基礎構築物（ＧＳＣ２２５０）において、イントロン
配列ｃＴＮＴ－Ｉ４（ＡＳイントロン＃２）及びｃＴＮＴ－Ｉ５（ＡＳイントロン＃３）
は、ｄｓＲＥＤをコードするオープンリーディングフレームを含有する修飾された選択的
エクソンに隣接する。ＡＳイントロン＃３（基礎構築物においてｃＴＮＴ－Ｉ５）の下流
にＧＦＰのオープンリーディングを含有するエクソンが続く（概略図については図１ａを
参照のこと）。

Ｏｒｅｎｇｏらに記述されるベクターのクローニング
本発明の選択的スプライシング構築物は、Ｏｒｅｎｇｏらによって記述される構築物に
基づいている［Ｏｒｅｎｇｏ ＪＲら、（２００６） Ｎｕｃｌｅｉｃ Ａｃｉｄｓ Ｒ
ｅｓ．２００６；３４（２２）：ｅ１４８］。この構築物において、発現カセットの開始
コドンは、ｄｓＲＥＤ及びＧＦＰをコードするオープンリーディングフレーム間で共有さ
れており、後ろにフラグタグ及び短い核局在化配列が続く。ニワトリトロポニンイントロ
ン４及び５に隣接される非常に短い選択的エクソンは、著者らによって長さが調節されて
、およそ５０％を除かれた。除かれた場合、ｄｓＲＥＤのオープンリーディングは、開始
コドンとフレームが合っており、ｄｓＲＥＤだけが発現される。小さい選択的エクソンの
包含は、読み枠にフレームシフトを導入することになる。ｄｓＲＥＤのオープンリーディ
ングフレームは、第２のフレーム（ｄｓＲＥＤのこのフレームに停止コドンは存在しない
）で読みとられることになり、ｄｓＲＥＤ（第２のフレームで読まれる）とＧＦＰとの融
合タンパク質をもたらす。この技術は短所が非常に多い。第１に、タンパク質のうち１つ
は、必然的に第１のタンパク質の第２のフレームと第２のタンパク質との融合タンパク質
である。第２に、停止コドン無しに第２のオープンリーディングフレームを有するタンパ
ク質は多くなく、Ｎ末端に融合している無意味なタンパク質を伴って生物活性を示すタン
パク質は極めて少なくなる。更に、折り畳まれていない融合タンパク質の免疫原性の潜在
性のため、この技術は、治療的な場面における使用には不適当であり、従って、この構築
物は、ｄｓＲＥＤ及びＧＦＰの選択的発現の対照として並びに更なる及び最適化された構
築物の基礎として使用した。

ＤＮＡ構築物を、ＧｅｎｅＡｒｔ（Ｒｅｇｅｎｓｂｕｒｇ、ドイツ、現在はＬｉｆｅ
Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ）に注文した。ＧｅｎｅＡｒｔからの凍結乾燥プラスミドＤＮ
Ａを、ＧｅｎｅＡｒｔの説明書に従って再懸濁し、プライマーＧｌｎＰｒ１０９５及びＧ
ｌｎＰｒ１０９６を使用するＰＣＲ増幅の鋳型として使用した。これは、５’末端にＮｈ
ｅＩ部位を付加した。３’末端のＳａｃＩＩ制限部位をＡｐａＩに置き換え、追加のＢｓ
ｔＢＩ部位を３’末端に付加した。制限酵素ＮｈｅＩ及びＢｓｔＢＩによるこのフラグメ
ントの消化により、同じ酵素を使用して開環し、ＣＩＰ処理したｐＧＬＥＸ３ＨＭ－ＭＣ
Ｓの骨格へのライゲーションを可能にした。ｐＧＬＥＸ３ＨＭ－ＭＣＳベクターは、ｈＣ
ＭＶプロモーターの制御下に発現カセットを含有する。ｐＧＬＥＸ３ＨＭ－ＭＣＳ骨格内
にＧｅｎｅＡｒｔフラグメントを持つ新たなベクターを、ｐＧＬＥＸ３－ＡＳＣと呼んだ
。

ＥＧＦＰを、プライマーＧｌｎＰｒ１０９７及びＧｌｎＰｒ１０９８を使用してｐＧＬ
ＥＸ３［プラスミドｐＥＧＦＰ－Ｎ１（Ｃｌｏｎｔｅｃｈ）から得られるＥＧＦＰ（要す
るに：ＧＦＰ）をコードするオープンリーディングフレームを含有する、事前に組織内で
クローニングしたベクター］から増幅した。増幅は、ＧＦＰのオープンリーディングフレ
ームから開始コドンＡＴＧを除去し、５’末端にＡｐａＩ部位及び３’末端にＢｓｔＢＩ
部位を付加する。制限酵素ＡｐａＩ、ＢｓｔＢＩを使用するアンプリコンの消化及び同じ
酵素で開環したｐＧＬＥＸ３－ＡＳＣへのライゲーションにより、ベクターｐＧＬＥＸ３
－ＡＳＣ－ＧＦＰを得た。

ｄｓＲＥＤオープンリーディングフレームを、プライマーＧｌｎＰｒ１０９９及びＧｌ
ｎＰｒ１１００を使用してプラスミドｐｄｓＲＥＤ－Ｅｘｐｒｅｓｓ１（Ｃｌｏｎｔｅｃ
ｈ）から増幅した。これらのプライマーは、５’末端から開始コドンＡＴＧを除去し、５
’末端にＡｇｅＩ制限部位及び３’末端にＡｐａＩ部位を付加する。アンプリコンを、制
限酵素ＡｇｅＩ及びＡｐａＩを使用して消化し、同じ酵素を使用して消化し、ＣＩＰ処理
したｐＧＬＥＸ３－ＡＳＣ－ＧＦＰにライゲーションした。これにより、プラスミドｐＧ
ＬＥＸ３－ＡＳＣ－ｄｓＲＥＤ－ＧＦＰを生成した。このベクターは、上記Ｏｒｅｎｇｏ
らによって作製された構築物を含有する。

ベクターｐＧＬＥＸ３－ＡＳＣ－ｄｓＲＥＤ－ＧＦＰ－ｗｏＦＬＡＧｃｏｒｒのクローニ
ング
選択的スプライシング構築物の修飾を、ＰＣＲを修飾することによって行った。第１の
ＰＣＲを、プライマーＧｌｎＰｒ１１４２及びＧｌｎＰｒ９９１並びに鋳型ｐＧＬＥＸ３
－ＡＳＣ－ｄｓＲＥＤ－ＥＧＦＰを使用して実施した。ＰＣＲ産物を、制限酵素ＡｇｅＩ
及びＢｓｔＢＩを使用して切断し、同じ酵素を使用して開環し、ＣＩＰ処理したｐＧＬＥ
Ｘ－ＡＳＣ－ｄｓＲＥＤ－ＧＦＰにクローニングし、中間構築物ｐＧＬＥＸ－ＡＳＣ－ｄ
ｓＲＥＤ－ＧＦＰ－ｉｎｔｅｒｍを得た。鋳型としてプラスミドｐＧＬＥＸ３－ＡＳＣ－
ｄｓＲＥＤ－ＥＧＦＰを使用し、プライマーＧｌｎＰｒ１１３８及びＧｌｎＰｒ１１３９
を使用して第２のアンプリコン、並びにプライマーＧｌｎＰｒ１１４０及びＧｌｎＰｒ１
１４１を使用して第３のアンプリコンを得た。次いで、これらの２つのアンプリコンを、
プライマーＧｌｎＰｒ１１３８及びＧｌｎＰｒ１１４１を使用する融合ＰＣＲの鋳型とし
て使用した。この融合生成物を、制限酵素ＮｈｅＩ及びＥｃｏＲＩを使用して切断し、同
じ酵素により開環し、ＣＩＰ処理したベクターｐＧＬＥＸ－ＡＳＣ－ｄｓＲＥＤ－ＧＦＰ
－ｉｎｔｅｒｍにクローニングして、最終的な構築物ｐＧＬＥＸ３－ＡＳＣ－ｄｓＲＥＤ
－ＧＦＰ－ｓｅｐを得た。このベクターを、ＧＳＤ６３４と付番した。

ｐＧＬＥＸ３－ＡＳＣ－ｄｓＲＥＤ－ＧＦＰ－ｓｅｐにまだ存在するフラグタグは、翻
訳開始点（開始コドン）として使用される可能性がある配列モチーフＡＴＧを含有する。
欠失は、プライマーＧｌｎＰｒ１１５８及び１１３９並びに鋳型としてプラスミドＧＳＤ
６３４を使用してＰＣＲを修飾することによって行った。ＰＣＲ産物を、制限酵素Ｎｈｅ
Ｉ及びＥｃｏＲＶを使用して消化し、同じ酵素を使用して開環し、その後ＣＩＰ処理した
ＧＳＤ６３４にクローニングして、再環状化を最小化した。得られたプラスミドを、バッ
チ番号ＧＳＣ２２２３（配列番号１１０）を持つｐＧＬＥＸ３－ＡＳＣ－ｄｓＲＥＤ－Ｇ
ＦＰ－ｓｅｐｗｏＦＬＡＧと呼んだ。得られたこのプラスミドのミディスケール調製は、
バッチ番号ＧＳＤ６７９を付与し、ＧＳＣ２２２３と同じ配列を有する。

ＧＦＰのヌクレオチドの２つが、標準的なＧＦＰ配列と比較して異なっていることを観
察した。これは、フォワードプライマーの設計によった。プライマーＧｌｎＰｒ９９１及
び１１８０並びに鋳型ｐＧＬＥＸ３を使用して、ＧＦＰフラグメントを、正しい配列で再
増幅した。このフラグメントを、酵素ＡｇｅＩを使用して消化し、ＡｇｅＩを使用して開
環し、その後ＣＩＰ処理したＧＳＤ６７９骨格のベクターにクローニングし、ベクターｐ
ＧＬＥＸ３－ＡＳＣ－ｄｓＲＥＤ－ＧＦＰ－ｗｏＦＬＡＧｃｏｒｒを得た。ｐＧＬＥＸ３
－ＡＳＣ－ｄｓＲＥＤ－ＧＦＰ－ｗｏＦＬＡＧｃｏｒｒのミニプレップにバッチ番号ＧＳ
Ｃ２２４６及びミディプレップにバッチ番号ＧＳＣ２２５０（配列番号３８）を付与し、
従って、これら構築物は両方とも同じ配列を有した。

選択的スプライシング様式による構築物のクローニング
構築物ＧＳＣ２２５０を更に修飾して、異なる比の選択的スプライシングを持つ構築物
を得ることにより、その構築物において第１のオープンリーディングフレームから第２へ
の発現の移行が得られた。修飾を、修飾したプライマーを使用するニワトリトロポニンイ
ントロン４又は５の増幅によって導入した。これらのアンプリコンを、ＡＳイントロン＃
２の位置にクローニングするために制限酵素ＮｈｅＩ及びＥｃｏＲＶ並びにＡＳイントロ
ン＃３の位置にクローニングするためにＥｃｏＲＩ及びＡｇｅＩを使用してＧＳＣ２２５
０又は類似のプラスミドの骨格に次いで再クローニングした（配置については図１を参照
のこと）。次の表２及び表３は、位置ＡＳイントロン＃２及び３におけるイントロンの必
要なクローニングステップに使用したプライマー及び鋳型をそれぞれ要約する。表４は、
クローニングした全ての組合せを示す。

ＧＦＰ及びｄｓＲＥＤを使用する一過性の選択的スプライシング構築物のスクリーニング
異なる構築物を、表４に挙げた組合せでクローニングし、ミディスケールで産生し、配
列決定（Ｆａｓｔｅｒｉｓ、Ｐｌａｎ－ｌｅｓ－Ｏｕａｔｅｓ、スイス）によって十分に
検証した。導入した全ての修飾の整列化を図２に示す。プラスミドを、ＣＨＯ－Ｓ及びＨ
ＥＫ２９３細胞にトランスフェクトした。陽性対照として、ｄｓＲＥＤ［ｐＤｓＲＥＤ－
Ｅｘｐｒｅｓｓ１（Ｃｌｏｎｔｅｃｈ）から得たｄｓＲＥＤ遺伝子を発現するｐＧＬＥＸ
３に基づく組織内ベクターであるＧＳＤ６３６］及びＧＦＰ（ｐＥＧＦＰ－Ｎ１、Ｃｌｏ
ｎｔｅｃｈ）だけを発現するベクターを、それぞれ宿主細胞にトランスフェクトした。分
析を、フローサイトメトリーによって行い、適切なフィルターを使用して蛍光顕微鏡によ
って裏づけた。

トランスフェクションを、ＨＥＫ２９３及びＣＨＯ－Ｓ細胞を使用して材料及び方法の
部分に記載の通り１２ウェルプレートスケールで行った。このトランスフェクションスケ
ールは強力であるが、トランスフェクション効率の変動を、個々の構築物の絶対的発現レ
ベルに対する結果とすることはできない。

ポリ（Ｙ）トラクトに修飾を持つ構築物の発現
基礎構築物ＧＳＣ２２５０は、ＡＳイントロン＃２として無修飾のｃＴＮＴ－Ｉ４配列
及びＡＳイントロン＃３として無修飾のｃＴＮＴ－Ｉ５配列に隣接されるｄｓＲＥＤのオ
ープンリーディングフレームをコードする選択的エクソンを含有し、後ろにＧＦＰのオー
プンリーディングフレームをコードするエクソンが続く（つまり配置ｃＴＮＴ－Ｉ４｜ｃ
ＴＮＴ－Ｉ５）。トランスフェクトしたＣＨＯ－Ｓ又はＨＥＫ２９３細胞において、構築
物は、ｄｓＲＥＤ及びＧＦＰの発現を示す（図３を参照のこと）。これにより、構築物が
選択的スプライシングをもたらすことを確認した。にもかかわらず、ｄｓＲＥＤ発現が、
ＧＦＰ発現よりも概して有利に働いた（図３ａ及びｂを参照のこと）。ｄｓＲＥＤをコー
ドする選択的エクソンのスプライスアクセプター部位は、ＧＦＰをコードするエクソンの
第２のスプライスアクセプター部位と競合する。分岐点とイントロン－エクソン境界の間
［いわゆるポリ（Ｙ）トラクト］のＹ（ピリミジン塩基Ｃ又はＴ）の存在量が、スプライ
スアクセプター部位の強度にとって重要であることが示された［例えばＤｏｍｉｎｉｓｋ
ｉ及びＫｏｌｅ、（１９９２）Ｍｏｌ Ｃｅｌｌ Ｂｉｏｌ １２（５）：２１０８～１
４頁を参照のこと］。Ｙの量を減少させることによるスプライスアクセプター強度の減少
により、ｄｓＲＥＤをコードする選択的エクソンの優先的な排除が起こり、従って最終的
にＧＦＰのより高い発現が期待された。

位置ＡＳイントロン＃２におけるｃＴＮＴ－Ｉ４のポリ（Ｙ）トラクト（整列化につい
ては図２ａを参照のこと）においてＹの量を低下させた異なる構築物（基本的な構築物ｃ
ＴＮＴ－Ｉ４の修飾バージョンにおいて２８個から０個に至る）を、ＣＨＯ－Ｓ及びＨＥ
Ｋ２９３細胞にトランスフェクトした。３～６日後に、細胞を、フローサイトメトリーを
使用して分析した。ポリ（Ｙ）トラクトにあるＹの量の減少により、ｄｓＲＥＤ及びＧＦ
Ｐについて二重陽性である細胞集団の適度な増加が得られる（図３を参照のこと）。ＧＦ
Ｐを最も高い相対的比率で発現する構築物は、無変化のｃＴＮＴ－Ｉ４（２７Ｙ）と比較
してポリ（Ｙ）トラクトに有意に少ないＹ（０～５個）を含有する構築物Ｉ４（０Ｙ）、
Ｉ４（５Ｙ－５）及びＩ４（５Ｙｎｕｄｅ）であった。これは、位置ＡＳイントロン＃２
におけるスプライスアクセプターの強度の低下が、ＧＳエクソン＃３（ｄｓＲＥＤをコー
ドする）の排除へ、従ってＧＳエクソン＃４（ＧＦＰをコードする）のより高い発現をも
たらすことを確証するように見える。

これら初期の構築物の発現から、新たな構築物の基礎発現レベルが、ｄｓＲＥＤ発現に
大いに有利であったことが明らかだった。ニワトリトロポニン選択的エクソンの場合、エ
クソンのサイズが選択的スプライシング事象の主要因であることが記述されている。Ｘｕ
ら、１９９３年［Ｍｏｌ Ｃｅｌｌ Ｂｉｏｌ、１３（６）：３６６０～７４頁］は、ス
プライスエンハンサー要素（本発明の構築物には存在しない）を欠く場合、４９ヌクレオ
チド未満の人工エクソンは、スプライス機構に認識されないことについて記述している。
他方で、彼らは、４９～１１９ヌクレオチドのサイズのエクソンが、選択的にスプライス
されることを示している。ｄｓＲＥＤを持つエクソンは、７１８ヌクレオチドのサイズ（
上記、Ｘｕらによって分析された最大エクソンサイズの６倍）を有し、主に含まれている
。従って、第１のエクソンの発現への移行は、単にエクソンのサイズによる可能性がある
。

ポリ（Ｙ）の修飾によるｄｓＲＥＤからＧＦＰへの発現の移行の変化は、文献に記述さ
れているデータと比較して［例えばＦａｌｌｏｔら、２００９年、Ｎｕｃｌｅｉｃ Ａｃ
ｉｄｓ Ｒｅｓ、３７（２０）：ｅ１３４に記述されている変化と比較して］期待外れだ
った。明らかに、選択的スプライシングは、選択的エクソンの上流のイントロンのポリ（
Ｙ）含有量を単に減少させることによって得られる可能性はない。

選択的エクソン（ＡＳイントロン＃３）の下流にクローニングしたイントロンｃＴＮＴ
－Ｉ５は、かなり減少させたポリ（Ｙ）トラクトを有し、わずか１０個のＹしか含有しな
い。ＡＳイントロン＃２におけるＹの数の減少（スプライスアクセプター強度を弱める可
能性がある）は、ＧＦＰ発現への移行に有利に働くので、ＡＳイントロン＃３におけるＹ
の含有量の増加により、スプライスアクセプター強度の増加、従ってｄｓＲＥＤ発現から
ＧＦＰへの移行をもたらす可能性があることが推察された。２８個（元の構築物に存在し
た１０個と比較して）までのＹを含有する修飾ｃＴＮＴ－Ｉ５イントロン配列を、位置Ａ
Ｓイントロン＃３にクローニングした（配列の整列化については図２ｂを参照のこと）。
にもかかわらず、ＧＦＰ発現における有意な移行は、観察されなかった（図３）。従って
、元のｃＴＮＴ－Ｉ５配列を使用して、分岐点及びイントロン－エクソンコンセンサス領
域の修飾の効果を分析した。

分岐点及びイントロン－エクソン境界に修飾を持つ構築物のトランスフェクション
ＧＦＰ発現に有利にスプライス比を更に移行させるために、配列修飾を、選択的エクソ
ン（図１ａにおけるエクソン＃３）の上流のＡＳイントロン＃２の分岐点領域及びイント
ロン－エクソンコンセンサス領域に導入した。これらの修飾は、スプライスアクセプター
領域の強度を更に低下させると考えられた。導入した修飾の詳細を、図２ｂに整列化して
示す。これらの修飾のいずれも、ｄｓＲＥＤ発現からＧＦＰへの有意な移行をもたらさな
かった（図４、一番上の行を参照のこと）。これらの修飾は、選択的スプライシングに大
きく影響すると示されていたので、これは意外だった（例えば、上記、Ｆａｌｌｏｔらを
参照のこと）。

更に、イントロンｃＴＮＴ－Ｉ４及びｃＴＮＴ－Ｉ５を、異なる方法で再編成した。最
初に、ｄｓＲＥＤを発現する選択的エクソンが、位置ＡＳイントロン＃２においてｃＴＮ
Ｔ－Ｉ５に、並びに位置ＡＳイントロン＃３においてｃＴＮＴ－Ｉ４に隣接されるように
、イントロンｃＴＮＴ－Ｉ４及びｃＴＮＴ－Ｉ５を交換した。次いで、配列ｃＴＮＴ－Ｉ
４を、ＡＳイントロン＃２及びＡＳイントロン＃３に使用した。同一の実験を、イントロ
ン配列ｃＴＮＴ－Ｉ５を使用して行った。選択的エクソンを２つの同一のイントロンと隣
接させることにより、二重陽性（ｄｓＲＥＤ及びＧＦＰ）集団が有意に増加した。ＨＥＫ
２９３及びＣＨＯ－Ｓ細胞において最高の構築物（ＧＳＣ２６１４；ｃＴＮＴ－Ｉ５｜ｃ
ＴＮＴ－Ｉ５）は、二重陽性集団を有意に増加させた（図４中間の行を参照のこと）。Ｃ
ＨＯ－Ｓ及びＨＥＫ２９３細胞において配置ｃＴＮＴ－Ｉ４｜ｃＴＮＴ－Ｉ４を有する構
築物ＧＳＣ２６１９も、二重陽性細胞の量の有意な増加を示し、更なる構築物のために使
用した。選択的なエクソンに隣接するイントロンの類似性が、スプライス比に影響する可
能性があることを示唆する文献がないので、これは非常に意外だった。にもかかわらず、
データは、エクソンに隣接する２つの同一のイントロンが、エクソンの選択的スプライシ
ングをもたらすことを示唆している。これは、ニワトリトロポニンイントロン４、ニワト
リトロポニンイントロン５、更に、構成的に切断されるヒトＥＦ１α遺伝子の第１イント
ロンについても示された（実施例３に示す）。

ｃＴＮＴ－Ｉ４｜ｃＴＮＴ－Ｉ４の組合せにおけるポリ（Ｙ）及び分岐点修飾の組合せ
これまでの実験において、ＧＦＰへの有意であるが小さい移行を、ポリ（Ｙ）トラクト
にあるＹの含有量を減少させた構築物及び選択的エクソンに隣接して同じイントロンを有
する構築物に対して観察できた（配置ｃＴＮＴ－Ｉ４｜ｃＴＮＴ－Ｉ４又はｃＴＮＴ－Ｉ
５｜ｃＴＮＴ－Ｉ５）。これらの修飾を組み合わせることによってＧＦＰの発現への更な
る移行を得られるかどうか分析するために、ＡＳイントロン＃２のポリ（Ｙ）トラクト並
びに分岐点の修飾を、選択的エクソンの上流及び下流にｃＴＮＴ－Ｉ４イントロンを含有
する構築物ＧＳＣ２６１９（配置ｃＴＮＴ－Ｉ４｜ｃＴＮＴ－Ｉ４）に導入した。これら
の実験のために、ＧＦＰ発現に対して最も高い移行を示すポリ（Ｙ）修飾を使用した［Ｉ
４（５Ｙ－５）、Ｉ４（０Ｙ）、Ｉ４（５Ｙｎｕｄｅ）］。構築物ＧＳＣ２２５０（ｃＴ
ＮＴ－Ｉ４｜ｃＴＮＴ－Ｉ５）を、基礎構築物のスプライス比の参照として含めた。ポリ
（Ｙ）トラクトの減少とｃＴＮＴ－Ｉ４｜ｃＴＮＴ－Ｉ４構成の使用との組み合わせは、
ＨＥＫ２９３及びＣＨＯ－Ｓ細胞において３つ全ての構築物についてＧＦＰ発現への有意
な移行を示した（図５ａ中央の行及び図５ｂの最も上の行）。興味深いことに、同じイン
トロンの使用（ここではｃＴＮＴ－Ｉ４）とポリ（Ｙ）トラクトの合わせた減少との組み
合わせは、第２のオープンリーディングフレームへのスプライス比の移行に対して相乗効
果を有した。他方で、分岐点領域における修飾とＩ４（５Ｙ）｜ｃＴＮＴ－Ｉ４構築物を
使用するポリ（Ｙ）トラクトの減少との組み合わせは、ｄｓＲＥＤからＧＦＰへの有意な
移行をもたらさなかった（図５ａ最も上の行を参照のこと）。

スプライスドナー部位の除去
ｄｓＲＥＤを発現する第１のエクソンからＧＦＰを発現する第２のエクソンへとスプラ
イス比を更にもっと移行させるために、位置ＡＳイントロン＃３にあるｃＴＮＴ－Ｉ４の
スプライスドナー部位を除去した（整列化については図２ｃを参照のこと）。これは、Ａ
Ｓイントロン＃３のエクソン－イントロンコンセンサス領域及びスプライスアクセプター
領域の上流（５’）の全イントロン［分岐点、ポリ（Ｙ）及びイントロン－エクソンコン
センサスは、修飾されなかった］を欠失させることによって行われた。スプライスドナー
の除去は、ｄｓＲＥＤ発現からＧＦＰ発現への移行を更に増加させた。ポリ（Ｙ）トラク
トにあるＹの減少と組み合わせて、これは、ほぼ支配的なＧＦＰ発現をもたらした（図６
）。

ＧＦＰ－ｄｓＲＥＤ発現実験の概要
選択的スプライシング構築物の異なる設計を、ｃＴＮＴ選択的エクソン５に隣接するイ
ントロンに基づいて試験した。基本的な構築物（ｃＴＮＴ－Ｉ４｜ｃＴＮＴ－Ｉ５）は、
選択的エクソンの包含に対する優先傾向を示し、第１のオープンリーディングフレームで
発現されるレポータータンパク質であるｄｓＲＥＤを主に発現した。選択的エクソンのサ
イズが、選択的なエクソンの排除（小さいエクソンの場合）又は包含（より大きいエクソ
ンの場合）に対して大きな影響を有することが文献に示されてきた。ポリ（Ｙ）トラクト
にあるＹの量の減少並びに選択的エクソンの上流及び下流における同じイントロン、特に
ｃＴＮＴ－Ｉ４の使用は、ｄｓＲＥＤ発現（選択的エクソンで）からＧＦＰの発現（第２
のオープンリーディングフレームで発現する）への有意な移行をもたらすことが示された
。この移行は、ポリ（Ｙ）減少と選択的エクソンの上流及び下流におけるｃＴＮＴ－Ｉ４
とを組み合わせることによって、更に増加させることができた。最近の文献は、エクソン
の上流及び下流における同じイントロン配列の使用が、隣接するエクソンの排除への移行
をもたらすことを示唆していないので、これは意外な発見であった。更により意外なこと
に、この効果は、ＥＦ１α第１イントロンを使用して確認できた。このイントロンは、選
択的スプライシングを通常受けない。このことは、選択的スプライシングをもたらす一般
的な機序を実証している。

最終的に、選択的エクソンの下流のスプライスドナー部位（ＡＳイントロン＃３）の欠
失は、選択的エクソンの更なる排除をもたらした。これらの構築物でトランスフェクトし
た細胞は、主にＧＦＰを発現するようであった。最終的な選択的スプライシング構築物は
、選択的スプライシングの両極端（支配的なＧＦＰ発現を主にもたらす選択的エクソンの
排除に対して支配的なｄｓＲＥＤ発現を主にもたらす選択的エクソンの包含）及び中間の
比を包含した（概略図については図７を参照のこと）。

上述の通り、使用した２つのレポータータンパク質のタンパク質当たりの蛍光シグナル
、検出レベル及び生産効率が有意に異なることを、完全に排除することはできない。しか
し、上で同定した３つの条件［選択的エクソン前後における同じイントロンの使用、ポリ
（Ｙ）トラクトにあるＹの量の低下、スプライスドナー部位の除去］は、選択的スプライ
シングを使用して発現される異なるタンパク質にも有効であるべきである。

ｄｓＲＥＤ及びＧＦＰを発現する安定細胞
材料及び方法
実施例２の材料及び方法は、実施例１に記述されるそれと同様であった。

結果
発現構築物のクローニング
ＧＦＰ及びｄｓＲＥＤの発現をもたらすｍＲＮＡ前駆体の選択的スプライシングのため
の異なる構築物について、実施例１に記述した。構築物のうち１つを、安定なＣＨＯ細胞
系の開発のために選んだ。ｐＧＬＥＸ３ベクター骨格が、ＨＥＫ２９３細胞における一過
性の発現に最も適しているので、選択した構築物ＧＳＣ２７３９の選択的スプライシング
カセットを、所有権の保持されている発現ベクターｐＧＬＥＸ４１に挿入した（バッチ番
号ＧＳＣ２８１）。このベクターにおいて、選択的スプライシングカセットは、ｍＣＭＶ
プロモーターによって駆動され、そのプロモーターは、ＣＨＯ細胞における安定な発現に
よく適している。発現カセットを、酵素ＮｈｅＩ及びＢｓｔＢＩを使用して切り出し、同
じ酵素を使用して開環し、ＣＩＰ処理したｐＧＬＥＸ４１の骨格にクローニングした。得
られたベクターを、ｐＧＬＥＸ４１－ＡＳＣ－ｃＴＮＴ－Ｉ４（５Ｙ－５）｜ｃＴＮＴ－
Ｉ４－ｄｓＲＥＤ－ＧＦＰと呼び、バッチ番号ＧＳＣ３１６６（配列番号１１１）を与え
た。抗生物質ピューロマイシンに対する耐性遺伝子を付与するベクターは、ｐＳＥＬ３、
ｐＧＬ３（Ｐｒｏｍｅｇａ、Ｍａｄｉｓｏｎ，ＷＩ）由来ベクターであった。このベクタ
ーにあるピューロマイシン耐性は、ＳＶ４０プロモーターの制御下にある。

安定なトランスフェクション
ＣＨＯ－Ｓの通常の細胞培養及びトランスフェクションについては、実施例１に記述し
た。安定な細胞系をもたらすこのトランスフェクションに使用したＤＮＡカクテルは、ｐ
ＧＬＥＸ４１ ９５％及びｐＳＥＬ３ ５％（モル比）の混合物であった。トランスフェ
クション後に、細胞をオービタルシェイカーで１日間インキュベートした。次の日、細胞
を、選択圧下で、９６ウェルプレートで、異なる希釈で平板培養した。安定な集団はクロ
ーン集団ではなく異なる安定な組み込み事象の混合物で有り得るので、選択に使用したピ
ューロマイシンの濃度は、「ミニプール」と称される集団を確実与える。１週間後に、選
択圧を新しくした。２週間後に、ミニプールを含有するウェルのスクリーニングを、エラ
イザプレートリーダーを使用して実施した。高い蛍光シグナルを示す細胞を、２４ウェル
プレートスケールに展開し、ＦＡＣＳによって分析した。クローン集団を得るために、ミ
ニプールを１つ選び、２回目の限界希釈を行った。このために、細胞を異なる濃度で希釈
し、９６ウェルプレート中で平板培養した。クローン集団を、プレート上で増殖している
コロニーの量及びウェル内に複数の増殖中心がないことに基づいて選択し、展開した。２
４ウェルへの展開後に、クローン集団のｄｓＲＥＤ及びＧＦＰ発現を、ＦＡＣＳによって
評価した。

全体の発現レベルは異なるクローン間で変化するが、限界希釈２の後に得られたクロー
ンのｄｓＲＥＤ及びＧＦＰの相対的発現レベルの比較は、大部分のクローンについてＧＦ
Ｐ発現に対するｄｓＲＥＤの非常によく似た比を示した。全てのクローンは、ｄｓＲＥＤ
及びＧＦＰについて二重陽性だった。ＧＦＰ又はｄｓＲＥＤだけを発現するクローンは、
観察されなかった。図８は、８つのランダムに選んだクローンの典型的なＧＦＰ及びｄｓ
ＲＥＤ発現を示す。

同じ親ミニプールから得られる異なるクローンの類似のスプライシング比は、スプライ
ス比が２つのエクソンのうち一方へ移行することなく複数の世代にわたって安定なままで
あることを示す。これは、どのクローンも選択的エクソンに対してわずかに異なるスプラ
イシング比を有する（ｄｓＲＥＤ発現に対するＧＦＰの比において小さな差異をもたらす
）可能性があるが、選択的スプライシング比がＤＮＡ構築物によって大部分定義されるこ
とを示している。組換えタンパク質の発現に対する選択的スプライシングの使用に対して
強い選択圧がないことも示し、さもなければ、多くのクローンが、発現を消失したはずで
ある。

要約すると、この実施例において生成されたクローン集団は、本発明の選択的スプライ
シング構築物が、選択圧を使用せずに複数世代にわたり変わらない比で安定な発現を可能
にすることを示す。

抗体の一過性の発現
材料及び方法
構築物のクローニング
抗ＨＥＲ２抗体を、レポーター構築物の調製に使用した。抗ＨＥＲ２抗体の重鎖及び軽
鎖は、ＣＨＯ細胞における発現用にコドンを最適化した。遺伝子を、実施例１に記述され
るベクターのＧＦＰ及びｄｓＲＥＤの位置に考え得る組み合わせの両方でクローニングし
た。選択した構築物を、更なる分析のためにプラスミドｐＧＬＥＸ４１にクローニングし
た。このベクターにおいて、選択的スプライシング構築物の発現は、マウスＣＭＶプロモ
ーターによって制御される。

細胞のトランスフェクション及び分泌された抗ＨＥＲ２抗体の定量化
実施例１並びに２に記載の通り、構築物を、２４ウェル形態又は５０ｍＬバイオリアク
タ形態でＣＨＯ－Ｓ細胞及びＨＥＫ２９３細胞にトランスフェクトした。トランスフェク
ション後に、細胞を、３７℃、５％ ＣＯ２及び８０％湿度で、振盪台上でインキュベー
トした。トランスフェクションの３～６日間後に、分泌された抗体を、プロテインＡバイ
オプローブを用いるＯｃｔｅｔ ＱＫシステム（Ｆｏｒｔｅｂｉｏ）を使用して製造業者
の説明書に従って定量化した。較正曲線を、精製した抗ＨＥＲ２抗体を使用して作製した
。

選択的スプライシング構築物を使用する抗ＨＥＲ２の一過性の発現
抗ＨＥＲ２抗体を、選択的スプライシングを使用する抗体の発現のモデルタンパク質と
して使用した。この抗体は、よく発現され、産生段階の間、培養上清中で安定である。こ
れまでの同時トランスフェクション実験において、重鎖を、軽鎖より２倍のモル過剰でト
ランスフェクトする場合、この抗ＨＥＲ２抗体がよりよく発現されることが示された。こ
の比は、それぞれの抗体によって決まることが示された。従って、本研究において最高の
構築物は、問題の抗ＨＥＲ２抗体に対してしか高発現を示さない可能性がある。他の抗体
は、軽鎖に対する重鎖の異なる最適比を有する可能性があり、異なるスプライシング構築
物を必要とする可能性がある。

実施例１の２つの蛍光マーカーであるＧＦＰ及びｄｓＲＥＤの位置において、抗ＨＥＲ
２抗体の重鎖及び軽鎖をコードするオープンリーディングフレームを、２つの異なる配置
（配置１：最初に軽鎖、次いで重鎖；配置２：最初に重鎖、次いで軽鎖）でクローニング
した。

実施例１に記載の通り、第１のイントロン（ＡＳイントロン＃１）は、全ての構築物に
存在する構成的にスプライスされるイントロン配列である。第２のイントロン（ＡＳイン
トロン＃２）は、選択的エクソンの上流に位置し、そのエクソンは、２つのオープンリー
ディングフレームのうち第１を含有する。第３のイントロン（ＡＳイントロン＃３）は、
選択的エクソンの下流にある。このイントロンは、第２のオープンリーディングフレーム
を含有するエクソンの上流にある。スプライス事象に応じて、最終的な成熟ｍＲＮＡは、
選択的エクソンのオープンリーディングフレーム１又はオープンリーディングフレーム２
のいずれかをコードすることになる（選択的スプライシング事象の概略図については図１
ａを参照のこと）。

様々な量のポリ（Ｙ）を持つ発現構築物を、絶対的発現レベル及び第１のオープンリー
ディングフレーム（ｄｓＲＥＤ）から第２（ＧＦＰ）への発現の移行に基づいてＧＦＰ及
びｄｓＲＥＤを使用して予備研究から選択した（表１を参照のこと）。これらを、全長Ａ
Ｓイントロン＃３又は第２のオープンリーディングフレームの効率的な発現をもたらすこ
とが示されたその短縮バージョン（「ｓｈ」）と組み合わせた。

ＧＦＰに対するｄｓＲＥＤ比において小さい移行しか示さない構築物が、抗ＨＥＲ２抗
体の発現レベルに影響する可能性があるかどうか調べるために、明らかな効果を示さなか
った構築物の一部（分岐点修飾及びイントロン－エクソンコンセンサス領域修飾）を、レ
ポータータンパク質として抗ＨＥＲ２抗体を使用して再評価し、ポリ（Ｙ）トラクトの影
響を、更に詳細に分析した（全ての構築物については表６を及び配列情報については図９
の整列化を参照のこと）。

抗体の発現の場合、重鎖と軽鎖の両方が妥当なレベルで発現されなければならず、抗Ｈ
ＥＲ２抗体の場合、２倍過剰のＨＣ発現が、一過性のトランスフェクションにおける抗体
分泌に有利であることが示された。ポリ（Ｙ）トラクトに異なる量のＹを持つ構築物をク
ローニングし、ＣＨＯ－Ｓ細胞にトランスフェクトした。６日目に、上清に蓄積した抗Ｈ
ＥＲ２抗体の量を、Ｏｃｔｅｔによって定量化した。

配置ＬＣ－ＨＣ及び配置ＨＣ－ＬＣを持つ構築物の発現レベルを、図１０に示す。全体
の発現レベルは、選択的（第１）エクソン上に軽鎖、及び全長第２のイントロンを持つ配
置ＬＣ－ＨＣにおいて最も高い。得られた力価は、軽鎖に対する重鎖の最適比を使用する
同時トランスフェクション対照の６０％までであった。これは、抗体の発現に対する選択
的スプライシングの潜在性を示す。

全ての構築物の発現レベルは、ポリ（Ｙ）トラクトにあるＹの量の低下に伴って増加し
た（配置ＨＣ－ＬＣにおけるシリーズＩ４Ｉ４を除く）。第１のイントロンにおけるより
少ないＹは、支配的に発現している第１のエクソンから離れて第２の選択的エクソンへ、
従って第２の選択的エクソンに存在するオープンリーディングフレームのより高い相対的
発現へとスプライシング比を移行させる。抗体は、良好な組立並びに分泌に重鎖及び軽鎖
の発現を必要とするので、これは、完全抗体の発現に有益である。ポリ（Ｙ）トラクトが
７個又はより少ないＹを有する場合、発現レベルが、有意に増加し始めることを観察した
。これは、（効果が、Ｉ４Ｉ４ｓｈ構築物について両方の配置で観察されるので）選択的
スプライシングが、２つの選択的エクソンのおよそ等モルの発現へと移行する場合である
可能性がある。驚くべきことに、ＡＳイントロン＃３の短縮は、最高の発現をもたらすポ
リ（Ｙ）トラクトにあるＹの量に対してほとんど効果がない。これはレポーターシステム
の非感受性による可能性があり、比較的広範囲のＨＣ：ＬＣ比が可能になる。

配置ＬＣ－ＨＣの構築物の場合、構築物３Ｙｎｕｄｅ及び１Ｙｎｕｄｅは、ポリ（Ｙ）
トラクト中により少ない（０Ｙ）又はより多いＹ（５Ｙｎｕｄｅ）を持つ構築物と比較し
てより少ない発現を示す。これは、配列の小さい変動がスプライス比にも影響を与え、ポ
リ（Ｙ）トラクトにあるＹの数及びエクソンサイズが、スプライス効率に影響する唯一の
因子ではないことを示している。

これに対して、ＨＣ－ＬＣ配置を持つＩ４Ｉ４－構築物は、ポリ（Ｙ）含有量と独立し
て相対的に高い発現レベルを示す。選択的エクソンの長さの増加が、選択的（第１）エク
ソン（従って、オープンリーディングフレーム１）へスプライス比を移行させることが文
献に記述されている。短縮したＡＳイントロン＃３を使用する場合、ポリ（Ｙ）含有量は
、試験する抗ＨＥＲ２抗体の発現、従ってスプライス比に影響する。これらの実験結果の
１つ説明は、第１の位置において重鎖のオープンリーディングフレームをコードする大き
いエクソンが、スプライス比に対するポリ（Ｙ）トラクトの影響を弱め、２つのスプライ
スバリアントの固定比をもたらすということである。スプライシング事象が、第２のイン
トロンの短縮及び第２のイントロンのスプライスドナーの除去によって更に不安定化され
る場合にだけ、ポリ（Ｙ）トラクトが、スプライス比に影響する可能性がある。

上記のスクリーニングにおいて、構築物５Ｙ－５、５Ｙｎｕｄｅ及び０Ｙを、配置ＬＣ
－ＨＣの最も高い一過性の発現結果を与える構築物として同定した。これらの発現構築物
を、安定な細胞系の開発に使用する発現ベクターにクローニングした。前スプライシング
ＲＮＡ構築物は、変わらないまま（プロモーターだけは変えられた）なので、このクロー
ニングステップが、スプライシング比に有意な違いをもたらすとは期待していなかった。

レポータータンパク質としてＧＦＰ及びｄｓＲＥＤを使用する場合、イントロン－エク
ソンコンセンサス修飾又は分岐点修飾の効果は、観察できなかった（実施例１を参照のこ
と）。しかしながら、スプライシング比における小さい移行を、ＧＦＰ／ｄｓＲＥＤレポ
ーターシステムを使用して検出できる可能性はない。イントロン－エクソン修飾又は分岐
点修飾が、抗体発現に対するスプライス比を微調整するのに有用になり得るかどうか検証
するために、新たな構築物を、５Ｙ－５、５Ｙｎｕｄｅ及び０Ｙ構築物に基づいてｐＧＬ
ＥＸ４１にクローニングした（構築物の完全なリストについては表７、０Ｙ構築物の発現
結果については図１１を参照のこと）。

図１１に示すように、分岐点修飾もイントロン－エクソンコンセンサス領域も、一過性
のトランスフェクションにおいて得られた抗ＨＥＲ２抗体価の有意な増加を示さなかった
。これらの修飾は、発現に対して中性（ＡＴＧ）又は陰性（例えばｂ－ｙ）のようである
。

分岐点及びイントロン－エクソン修飾の発現レベルにおいて小さな差異しか観察されな
かったので、安定な細胞系開発用の２つの構築物を、利便性及び有効性で選んだ。両方の
構築物は、Ｉ４（０Ｙ）－Ｉ４及びＩ４（０Ｙ，ｂ－２）－Ｉ４と類似の発現レベルを示
す。

選択的エクソンが類似のイントロンに隣接される場合、選択的スプライシングは向上する
これまでの実験（実施例１）において、選択的エクソンの上流及び下流に同じイントロ
ン（ｃＴＮＴイントロン４又はｃＴＮＴイントロン５のいずれか）を使用することにより
、第２のオープンリーディングフレームのより高い発現を得られることを観察した。これ
が、選択的スプライシングに天然に含まれるイントロンに対してだけ真であるかどうか分
析するために、ヒトＥＦ１α遺伝子由来の構成的イントロンを使用して、抗ＨＥＲ２抗体
を発現させた。ＥＦ１αイントロンを、選択的エクソンの上流及び下流にクローニングし
た。第１のイントロンとしてＥＦ１α及び第２のイントロンとしてｃＴＮＴ－Ｉ４を持つ
中間構築物を、同様にクローニングした。

結果を、図１２に示す。選択的エクソンの上流及び下流に隣接して同一のイントロンを
持つ構築物は、異なるイントロンを有する構築物と比較してより高い発現レベルを示し、
抗ＨＥＲ２抗体の重鎖又は軽鎖のいずれが選択的エクソン上で発現されるかは関係ない。

ヒトＥＦ１αイントロンは、エンハンサー活性を有すると記述されているが、ｃＴＮＴ
イントロンを使用する場合、発現レベルはＥＦ１αイントロンと比較してより高い。この
意外な結果は、選択的スプライシングに天然に含まれるイントロンを使用することにより
、第２のエクソンのより高い発現、従って抗体の様な多量体タンパク質のより良い発現を
得られることを示している。選択的エクソンに隣接する同じイントロンを使用する別の例
を、実施例１におけるｃＴＮＴイントロン５で示した。ここでも同じイントロンの使用に
より、２つの選択的エクソンのより平衡化された発現を得られる。

抗ＨＥＲ２抗体を発現する安定な細胞系の作製
ＣＨＯ－Ｓ細胞においてレポーター抗ＨＥＲ２抗体の安定な発現を得るために、実施例
３に記述される選択的スプライシング構築物Ｉ４（０Ｙ）Ｉ４－抗ＨＥＲ２－ＬＣ－ＨＣ
を、マウスＣＭＶプロモーター並びにＩｇ可変領域イントロン及びスプライスアクセプタ
ー配列の制御下で発現ベクターｐＧＬＥＸ４１にクローニングした（Ｂｏｔｈｗｅｌｌら
、上記）。このクローニングステップにより、ベクターｐＧＬＥＸ４１－ＡＳＣ－Ｉ４（
０Ｙ）Ｉ４－抗ＨＥＲ２－ＬＣ－ＨＣを得られる。

追加の２つのベクターは、ピューロマイシン及びネオマイシンに対する耐性遺伝子を持
つ。両方の耐性遺伝子は、ＳＶ４０プロモーターの制御下にある。

細胞を、製造業者により推奨される手順に従って、ＪｅｔＰＥＩ（商標）（Ｐｏｌｙｐ
ｌｕｓ－ｔｒａｎｓｆｅｃｔｉｏｎｓ、Ｓｔｒａｓｂｏｕｒｇ、フランス）を使用してト
ランスフェクトした。産物遺伝子を持つ発現ベクター及び選択に使用する抗生物質に耐性
の遺伝子（ピューロマイシン及びジェネティシン）を提供する２つのベクターを線状化し
、ＣＨＯ－Ｓ（ｃＧＭＰバンク化）宿主細胞に同時トランスフェクトした。プラスミドを
、ＣＨＯ－Ｓ宿主細胞系のゲノム内のランダムな組み込み部位に導入する。制御下に、こ
の過程は、安定な高発現の細胞系を速やかに且つ効率的に生成するのに高い再現性がある
。

細胞のトランスフェクション及びその後の培養を、動物由来成分を含まない培地中で実
施した。トランスフェクション後の日に、細胞を、異なる細胞密度で９６ウェルプレート
中の選択培地（ピューロマイシン及びジェネティシンを含有する増殖培地）に播種した。
両方の抗生物質が、タンパク質生合成の効果的なインヒビターである。二重選択による高
い選択圧は、トランスフェクトしていない細胞だけでなく非産生及び低産生のクローンも
効率的に除去する。３７℃、５％ ＣＯ₂及び８０％湿度でのインキュベーションの１週
間後に、細胞に１容積の選択培地を添加することにより選択圧を新しくした。更に１週間
の静置インキュベーション後に、３０％未満の増殖を示すウェルを産する希釈を同定した
。増殖を示すウェルの上清を、Ｏｃｔｅｔ（Ｆｏｒｔｅｂｉｏ、Ｍａｎｌｏ Ｐａｒｋ、
ＣＡ）を使用して蓄積した抗ＨＥＲ２抗体について分析した。最も高い発現を示す７２個
のミニプールを、最初に２４ウェルプレート、次いで懸濁液でチューブスピンスケールに
展開し、チューブスピン５０ｍＬバイオリアクタ中で１４日間の補充バッチで評価した。
バッチ培養の終了時に得られた最も高い力価は、１９７μｇ／ｍＬであった（図１３を参
照のこと）。

クローン集団を得るために、１５０～１９７μｇ／ｍＬの発現レベルで最高に発現して
いるミニプールを４つ選び、２回目の限界希釈をした。これは、９６ウェルプレート中の
増殖培地において異なる希釈で細胞を平板培養することによって行った。２週間後に、異
なる希釈において増殖したコロニーの数を評価した。クローン集団を、最初に２４ウェル
プレート、次いで５０ｍＬバイオリアクタチューブスケールに展開した。このスケールで
得られた最も高い力価は、培地１０ｍＬを使用する５０ｍＬバイオリアクタチューブ中の
非最適化補充バッチにおける２５０μｇ／ｍＬであった（図１４を参照のこと）。この段
階で同じ抗体により得られる通常の力価と比較して、選択的スプライシングにより得られ
る最大の力価は、およそ３×低い。にもかかわらず、これらの力価は、選択的スプライシ
ング技術に基づいて抗体を産生する安定な細胞系の最初の産業的に妥当な産生レベルを表
す。

選択的スプライシング構築物を使用する二重特異性抗体の発現
二重特異性抗体は、２つの異なるエピトープを認識するために操作された抗体である。
治療適用の二重特異性抗体の開発における主要な問題は、産業的に妥当なスケールでの産
生である。従って、二重特異性抗体のより高い発現又はより高い純度（二重特異性抗体の
副産物のより少ない混入）での二重特異性抗体の産生のいずれかを可能にする技術の開発
が、最も重要なものである。

二重特異性抗体は、複数のサブユニットによって構成される。発現に必要なサブユニッ
トの数は、選んだ形態によって決まる。本発明の態様において、二重特異性抗体構築物は
、軽鎖、重鎖及びＦｃ－ｓｃＦｖをコードする３つの異なるサブユニットによって構成さ
れる。重鎖及び軽鎖が最適比でトランスフェクトされる必要がある標準の抗体と同様に、
二重特異性構築物は、特定の比の３つのサブユニットで最高に発現される。この比は、二
重特異性抗体によって決まり、更にある形態から別の形態まで様々である可能性がある。

実施例１から３において開発した選択的スプライシング発現カセットは、２つの異なる
タンパク質（ＧＦＰ又はｄｓＲＥＤ）又は同じタンパク質のサブユニット（抗体の重鎖及
び軽鎖）の固定比率での同時発現を可能にする。特定のモル比で二重特異性抗体のサブユ
ニットを発現することが有利なので、選択的スプライシング構築物は、最も高い発現又は
最も低い副産物の混入をもたらす比での２つのサブユニットの発現に有用である可能性が
ある。組織内で生成された二重特異性抗体は、３つの異なるサブユニット：重鎖、軽鎖及
びＦｃ－ｓｃＦｖから構成される。一過性の同時トランスフェクション実験において、正
しく構成された産物の最適な発現には、Ｆｃ－ｓｃＦｖに対する重鎖の比が最も重要な引
数になることが示された。軽鎖の相対比は、重要性が小さかった。

この知見に基づいて、重鎖及びＦｃ－ｓｃＦｖを、実施例３に記述される選択的スプラ
イシング構築物Ｉ４（７Ｙ）Ｉ４ｓｈにクローニングし、ベクターＧＳＣ５６４２（配置
：ＨＣ－ｓｃＦｖ）、ＧＳＣ５６４３（配置：ｓｃＦｖ－ＨＣ）及び軽鎖発現用としてＧ
ＳＣ５６４１を得た。

選択的スプライシング構築物を持つベクター及び軽鎖用のベクターを、異なる比の選択
的スプライシング構築物及び軽鎖をコードするベクターを使用してＣＨＯ－Ｓ細胞に同時
トランスフェクトした。得られた抗体の発現レベルを、図１５に示す。

一般に、発現レベルは、軽鎖構築物に対する選択的スプライシング構築物の比の増加と
共に両方の構築物で増加する。より高い軽鎖の発現は、上清中の抗体量を減少させる。最
も高い発現レベルは、３倍のモル過剰で観察された。プラトーは観察されなかったので、
真の最適条件は、更により高いモル過剰である可能性がある。様々な量のポリ（Ｙ）を使
用して、分泌タンパク質中の二重特異性抗体の発現レベル又は副産物のレベルを最適化す
るための実験は実施しなかった。従って、使用した構築物におけるより高い発現又はより
低い副産物混入に対して追加の潜在性がある可能性がある。

二重特異性抗体の存在を、ＥＬＩＳＡ（二重特異性抗体の２本の腕に特異的）によって
確認した。選択的スプライシング構築物Ｉ４（７Ｙ）Ｉ４ｓｈを使用する二重特異性抗体
の良好な発現は、選択的スプライシングを使用して、標準的な抗体及び２種類以上のサブ
ユニットを持つ二重特異性抗体を良好に発現できることを実証している。最適比での発現
は、同時トランスフェクションによって達成される可能性もある（最適比を同定するため
に行った通り）。にもかかわらず、選択的スプライシングカセットを使用することの主要
な長所は、安定な細胞形態において最適比を直接翻訳するという可能性である。

Claims (27)

1. ５’から３’の方向に
   プロモーター；
   任意選択の第１のスプライスドナー部位；
   第１の隣接するイントロン；
   スプライスアクセプター部位；
   第１のポリペプチドをコードする第１のエクソン；
   任意選択の第２のスプライスドナー部位；
   第２の隣接するイントロン；
   第２のスプライスアクセプター部位；及び
   第２のポリペプチドをコードする第２のエクソン、を含み、
   宿主細胞に入れると、第１のエクソンの転写により第１のポリペプチドが発現する、及び
   ／又は第２のエクソンの転写により第２のポリペプチドが発現する、発現構築物。
2. 前記第１及び前記第２の隣接するイントロンが、ニワトリトロポニン（ｃＴＮＴ）イン
   トロン４、ｃＴＮＴイントロン５並びにヒトＥＦ１α遺伝子の第１イントロンからなる群
   から選択される、請求項１に記載の発現構築物。
3. 前記第１及び前記第２の隣接するイントロンが、少なくとも５０ヌクレオチドについて
   少なくとも８０％の核酸配列相同性を有する、請求項１又は請求項２に記載の発現構築物
   。
4. 前記第１及び前記第２の隣接するイントロンが、少なくとも５０ヌクレオチドについて
   少なくとも９５％の核酸配列相同性を有する、請求項１又は請求項２に記載の発現構築物
   。
5. 前記第１及び前記第２の隣接するイントロンが、少なくとも４５０ヌクレオチドについ
   て少なくとも９５％の核酸配列相同性を有する、請求項１又は請求項２に記載の発現構築
   物。
6. 少なくとも１つのポリピリミジン［ポリ（Ｙ）］トラクトを更に含む、請求項１、２又
   は３のいずれか一項に記載の発現構築物。
7. ポリ（Ｙ）トラクトが、第１のエクソンの上流にある、請求項６に記載の発現構築物。
8. ポリ（Ｙ）トラクトが、第１のエクソンの下流にある、請求項６に記載の発現構築物。
9. 前記ポリ（Ｙ）トラクトが３０個未満のピリミジン塩基を含む、請求項６、７又は８の
   いずれか一項に記載の発現構築物。
10. ポリ（Ｙ）トラクトが１０個以下のピリミジン塩基を含む、請求項６又は７又は８に記
    載の発現構築物。
11. 前記発現構築物が、第２のスプライスドナー部位を欠いている、請求項１～１０のいず
    れか一項に記載の発現構築物。
12. 前記プロモーターの下流に位置する第３のスプライスドナー部位、イントロン及び第３
    のスプライスアクセプター部位を更に含む、請求項１～１１のいずれか一項に記載の発現
    構築物。
13. 前記スプライスドナー部位、イントロン及びスプライスアクセプター部位が、構成的で
    ある、請求項１２に記載の発現構築物。
14. 前記第３のスプライスドナー部位の前に５’ＵＴＲがあり、及び／又は前記第３のスプ
    ライスアクセプター部位の後ろに５’ＵＴＲがある、請求項１２に記載の発現構築物。
15. 前記隣接するイントロン配列が、配列番号１２９～１７５からなる群から選択される、
    請求項１～１４のいずれか一項に記載の発現構築物。
16. 前記第１のポリペプチドが、抗体重鎖若しくはそのフラグメントであり、前記第２のポ
    リペプチドが、抗体軽鎖若しくはそのフラグメントである、又は前記第１のポリペプチド
    が、抗体軽鎖若しくはそのフラグメントであり、前記第２のポリペプチドが、抗体重鎖若
    しくはそのフラグメントである、請求項１～１５のいずれか一項に記載の発現構築物。
17. 前記第１のポリペプチドが、抗体重鎖であり、前記第２のポリペプチドがＦｃ－ｓｃＦ
    ｖである、又は前記第１のポリペプチドが、Ｆｃ－ｓｃＦｖであり、前記第２のポリペプ
    チドが抗体重鎖である、請求項１～１６のいずれか一項に記載の発現構築物。
18. 請求項１～１７のいずれか一項に記載の発現構築物をコードするポリヌクレオチド。
19. 請求項１８に記載のポリヌクレオチドを１つ若しくは複数含む、クローニング又は発現
    ベクター。
20. 請求項１９に記載のクローニング又は発現ベクターを１つ若しくは複数含む、宿主細胞
    。
21. 抗体軽鎖又は重鎖の発現をコードするポリヌクレオチドを含む請求項１７に記載の発現
    構築物をコードするポリヌクレオチドを含む発現ベクターを含む、請求項２０に記載の宿
    主細胞。
22. 発現ベクターが、宿主細胞に安定にトランスフェクトされる、請求項２０又は請求項２
    １に記載の宿主細胞。
23. 宿主細胞が、哺乳動物細胞、昆虫細胞及び酵母細胞からなる群から選択される、請求項
    ２０から２２のいずれか一項に記載の宿主細胞。
24. 培養において請求項２０から２３のいずれか一項に記載の宿主細胞を培養するステップ
    と、培養から発現されるポリペプチドを単離するステップとを含む、ポリペプチドを産生
    する方法。
25. 請求項２１に記載の宿主細胞を培養するステップと、培養から発現されるポリペプチド
    を単離するステップとを含む、二重特異性抗体を産生する方法。
26. （ｉ）少なくとも５０ヌクレオチドについて少なくとも８０％の核酸配列相同性を有す
    る第１及び第２の隣接するイントロンを使用するステップ；
    （ｉｉ）第１のエクソンの上流のポリ（Ｙ）トラクトにあるピリミジン塩基の数を減少
    させる若しくは第１のエクソンの下流のポリ（Ｙ）トラクトにあるピリミジン塩基の数を
    増加させるステップ；並びに／又は
    （ｉｉｉ）第２の隣接するイントロンの上流のスプライスドナー部位を欠失させるステ
    ップを含む、請求項１に記載の１つ若しくは複数の発現カセットによってコードされる対
    象のタンパク質の発現レベルを最適化する方法。
27. （ｉ）少なくとも５０ヌクレオチドについて少なくとも８０％の核酸配列相同性を有す
    る第１及び第２の隣接するイントロンを使用するステップ；
    （ｉｉ）第１のエクソンの上流のポリ（Ｙ）トラクトにあるピリミジン塩基の数を減少
    させる若しくは第１のエクソンの下流のポリ（Ｙ）トラクトにあるピリミジン塩基の数を
    増加させるステップ；並びに／又は
    （ｉｉｉ）第２の隣接するイントロンの上流のスプライスドナー部位を欠失させるステ
    ップを含む、請求項１に記載の１つ若しくは複数の発現カセットによってコードされる対
    象のタンパク質のヘテロ二量体化レベルを最適化する方法。

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