JP2023510893A - 抗腫瘍融合タンパク質及びその製造方法と使用 - Google Patents
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Abstract
本発明は抗腫瘍融合タンパク質及びその製造方法と使用を提供する。具体的に、本発明の融合タンパク質はCPPエレメント、任意に連結エレメント及びSHP2又はSHP1のSH2ドメイン又はその活性断片を含有し、本発明で得られる融合タンパク質は非常に優れた抗腫瘍作用を有する。【選択図】なし
Description
本発明は、生物及び薬物の分野に関し、より具体的に、抗腫瘍融合タンパク質及びその製造方法と使用に関する。
免疫チェックポイント阻害剤は既に腫瘍免疫療法の重要な標的になっており、PD-1/PD-L1を標的とする免疫チェックポイント阻害療法は人体自身の免疫系を利用して悪性腫瘍を抵抗し、実質的に患者の全生存期間を改善する新世代の抗癌免疫療法である。しかしながら、多くの研究では、わずか20~30%の少数の患者が当該阻害剤に応答し、そして一部の患者は薬物治療を受けると、薬剤耐性が生じることが報告された。単独投与の応答率が低い現状において、新規な免疫チェックポイント阻害剤の開発及び異なる免疫チェックポイント薬物の併用策は、現在、患者の応答率を向上させる新たなアプローチになっている。
しかし、完全に臨床における低応答率及び薬剤耐性の問題を解決することができず、そして複数の療法の併用に併用の時系列、投与量の最適化、薬剤経済学などの問題がある。そのため、異なる免疫チェックポイントの共通標的を設計するユニバーサル免疫チェックポイント阻害剤(Universal immune check point blockade、UICB)は上記問題の重要な突破口になる可能性がある。
よって、本分野では、より有効的な抗腫瘍融合タンパク質の開発が切望されている。
本発明の目的は、より有効的な抗腫瘍融合タンパク質を提供することである。
本発明の第一の側面では、N末端からC末端の式I又はIIで表される構造を有する融合タンパク質を提供する。
(式中において、Z1はCPPエレメントである。Lはなしか、連結エレメントである。Z2はSHP2及び/又はSHP1のSH2ドメイン又はその活性断片である。「-」は上記エレメントを連結するペプチド結合又はペプチドリンカーを表す。)
もう一つの好適な例において、前記Z1、Z2は頭-頭、頭-尾、尾-頭、又は尾-尾の様態で連結している。
もう一つの好適な例において、前記の「頭部」とは、ポリペプチド又はその断片のN末端、特に、野生型ポリペプチド又はその断片のN末端である。
もう一つの好適な例において、前記の「尾部」とは、ポリペプチド又はその断片のC末端、特に、野生型ポリペプチド又はその断片のC末端である。
もう一つの好適な例において、前記Z1、Z2はD型又はL型アミノ酸である。
もう一つの好適な例において、前記Z1、Z2が頭-頭の様態で連結している場合、前記Z1、Z2はL型又はD型アミノ酸である。
もう一つの好適な例において、前記Z1、Z2が尾-尾の様態で連結している場合、前記Z1、Z2はL型又はD型アミノ酸である。
もう一つの好適な例において、前記のCPPエレメントはヒトに又は非ヒト哺乳動物由来のものである。
もう一つの好適な例において、前記のCPPエレメントは野生型及び突然変異型を含む。
もう一つの好適な例において、前記のCPPエレメントは全長の、成熟形態のCPP、又はその活性断片を含み、好ましくは長さが5-30アミノ酸である。
もう一つの好適な例において、前記CPPエレメントはTAT膜透過ペプチドである。
もう一つの好適な例において、前記CPPエレメントは、ポリアルギニン(R5-9)、MPG、CADY、pVEC、ペネトラチン(Penetratin)、カポジ線維芽細胞成長因子ペプチド、VP22、又はこれらの組み合わせからなる群から選ばれる。
もう一つの好適な例において、前記CPPエレメントの配列は配列番号1、15-21のいずれかで示される。
もう一つの好適な例において、Lはグリシン及びセリンからなる。
もう一つの好適な例において、Lは-(Gly-Ser)n-の構造を有し、ただし、nは1-5、好ましくは1-3である。
もう一つの好適な例において、Lは-(Gly-Ser-Ser-Ser-Ser)n-の構造を有し、ただし、nは1-5、好ましくは1-3である。
もう一つの好適な例において、Lは1-6個のプロリン、好ましくは1-3個のプロリンを含む。
もう一つの好適な例において、前記のZ2はヒトに又は非ヒト哺乳動物由来のものである。
もう一つの好適な例において、前記のZ2は野生型及び突然変異型を含む。
もう一つの好適な例において、前記のZ2は全長の、成熟形態のSHP2又はSHP1のSH2ドメイン、又はその活性断片を含む。
もう一つの好適な例において、Z2は、N末端SH2ドメイン、C末端SH2ドメイン、又はこれらの組み合わせからなる群から選ばれる。
もう一つの好適な例において、Z2は、さらに、C末端SH2ドメインのITIMモチーフ結合領域を含む。
もう一つの好適な例において、Z2はSHP2のN末端SH2ドメインで、配列番号2における1-99番目又は9-51番目のアミノ酸を有し、好ましくは配列番号2における9、28、49及び51番目のアミノ酸を含有し、そして長さが43-99アミノ酸である。
もう一つの好適な例において、Z2はSHP2のC末端SH2ドメインで、配列番号3における27-39番目又は29-37番目のアミノ酸を有し、好ましくは配列番号3における29、31、36及び37番目のアミノ酸を含有し、そして長さが9-108又は13-108アミノ酸である。
もう一つの好適な例において、Z2はSHP1のN末端SH2ドメインで、配列番号12における9-51番目のアミノ酸を有し、好ましくは配列番号12における9、28、49、51番目のアミノ酸を含有し、そして長さが43-99アミノ酸である。
もう一つの好適な例において、Z2はSHP1のC末端SH2ドメインで、配列番号13における29-37番目のアミノ酸を有し、好ましくは配列番号13における29、31、36、37番目のアミノ酸を含有し、そして長さが9-107アミノ酸である。
もう一つの好適な例において、Z2はN末端からC末端の式IIIで表される構造を有する。
(ただし、AはSHP2又はSHP1のN末端SH2ドメイン又はその活性断片である。Lはなしか、連結エレメントである。BはSHP2又はSHP1のC末端SH2ドメイン又はその活性断片である。「-」は上記エレメントを連結するペプチド結合又はペプチドリンカーを表す。)
もう一つの好適な例において、エレメントAはSHP2のN末端SH2ドメインで、配列番号2における1-99番目又は番目9-51番目を有し、好ましくは配列番号2における9、28、49及び51番目を含有し、そして長さが43-99アミノ酸である。
もう一つの好適な例において、エレメントBはSHP2のC末端SH2ドメインで、配列番号で示される配列を有し、かつ配列番号3における27-39番目又は29-37番目を含有し、好ましくは配列番号3における29、31、36及び37番目を含有し、そして長さが9-108又は13-108アミノ酸である。
もう一つの好適な例において、エレメントAはSHP1のN末端SH2ドメインで、配列番号12における9-51番目のアミノ酸を有し、好ましくは配列番号12における9、28、49、51番目のアミノ酸を含有し、そして長さが43-99アミノ酸である。
もう一つの好適な例において、エレメントBをSHP1のC末端SH2ドメインで、配列番号13における29-37番目のアミノ酸を有し、好ましくは配列番号13における29、31、36、37番目のアミノ酸を含有し、そして長さが9-107アミノ酸である。
もう一つの好適な例において、前記L’の長さは1~20aa、好ましくは3~15aa、より好ましくは5~10aaである。
もう一つの好適な例において、前記L’のアミノ酸配列は、以下の群から選ばれる:
(1)アミノ酸配列が配列番号10で示されるポリペプチド;
(2)配列番号10で示されるアミノ酸配列が、1個又は複数個、好ましくは1~20個、より好ましくは1~15個、さらに好ましくは1~10個、さらに好ましくは1~8個、さらに好ましくは1~3個、最も好ましくは1個のアミノ酸残基の置換、欠失又は付加を経てなるもので、(1)に記載のポリペプチドの機能を有する、配列番号10で示されるアミノ酸配列のポリペプチドから誘導されたポリペプチド。
(1)アミノ酸配列が配列番号10で示されるポリペプチド;
(2)配列番号10で示されるアミノ酸配列が、1個又は複数個、好ましくは1~20個、より好ましくは1~15個、さらに好ましくは1~10個、さらに好ましくは1~8個、さらに好ましくは1~3個、最も好ましくは1個のアミノ酸残基の置換、欠失又は付加を経てなるもので、(1)に記載のポリペプチドの機能を有する、配列番号10で示されるアミノ酸配列のポリペプチドから誘導されたポリペプチド。
もう一つの好適な例において、Z2は配列番号11又は14で示される配列を有する。
もう一つの好適な例において、Z2の配列は配列番号11又は14で示される。
もう一つの好適な例において、前記のペプチドリンカーの長さは0-10アミノ酸、好ましくは0-5アミノ酸である。
もう一つの好適な例において、前記融合タンパク質は、以下の群から選ばれる:
(A)配列番号4-8のいずれかで示されるアミノ酸配列を有するポリペプチド;
(B)配列番号4-8のいずれかで示されるアミノ酸配列と80%以上の相同性(好ましくは90%以上の相同性、好ましくは95%以上の相同性、最も好ましくは97%以上、例えば98%以上、99%以上の相同性)を有し、かつ腫瘍抑制活性を有するポリペプチド;
(C)配列番号4-8のいずれかで示されるアミノ酸配列が1-5個のアミノ酸残基の置換、欠失又は付加を経てなるもので、かつ残腫瘍抑制活性が維持された誘導ポリペプチド。
(A)配列番号4-8のいずれかで示されるアミノ酸配列を有するポリペプチド;
(B)配列番号4-8のいずれかで示されるアミノ酸配列と80%以上の相同性(好ましくは90%以上の相同性、好ましくは95%以上の相同性、最も好ましくは97%以上、例えば98%以上、99%以上の相同性)を有し、かつ腫瘍抑制活性を有するポリペプチド;
(C)配列番号4-8のいずれかで示されるアミノ酸配列が1-5個のアミノ酸残基の置換、欠失又は付加を経てなるもので、かつ残腫瘍抑制活性が維持された誘導ポリペプチド。
もう一つの好適な例において、前記の融合タンパク質のアミノ配列は配列番号4-8のいずれかで示される。
本発明の第二の側面では、単離されたポリヌクレオチドであって、本発明の第一の側面に記載の融合タンパク質をコードするポリヌクレオチドを提供する。
もう一つの好適な例において、前記のポリヌクレオチドは、前記突然変異タンパク質又は融合タンパク質のORFの横に、さらに、シグナルペプチド、分泌ペプチド、タグ配列(例えば6His)、又はこれらの組み合わせからなる群から選ばれる補助エレメントを含有する。
もう一つの好適な例において、前記のポリヌクレオチドは、DNA配列、RNA配列、又はこれらの組み合わせからなる群から選ばれる。
本発明第三の側面では、本発明の第二の側面に記載のポリヌクレオチドを含むベクターを提供する。
もう一つの好適な例において、前記ベクターは一つ又は複数のプロモーターを含み、前記プロモーターは操作可能に前記核酸配列、エンハンサー、転写終結シグナル、ポリアデニル化配列、複製開始点、選択的マーカー、核酸制限部位、及び/又は相同組換え部位と連結している。
もう一つの好適な例において、前記ベクターはプラスミド、ウイルスベクターを含む。
もう一つの好適な例において、前記のウイルスベクターは、アデノ随伴ウイルス(AAV)、アデノウイルス、レンチウイルス、レトロウイルス、ヘルペスウイルス、SV40、ポックスウイルス、又はこれらの組み合わせからなる群から選ばれる。
もう一つの好適な例において、前記ベクターは、発現ベクター、シャトルベクター、組込みベクターを含む。
本発明第四の側面では、本発明の第三の側面に記載のベクターを含むか、あるいはそのゲノムに本発明の第二の側面に記載のポリヌクレオチドが組み込まれた宿主細胞を提供する。
もう一つの好適な例において、前記の宿主細胞は真核細胞、例えば酵母細胞、植物細胞又は哺乳動物細胞(ヒト及び非ヒト哺乳動物を含む)である。
もう一つの好適な例において、前記の宿主細胞は原核細胞、例えば大腸菌である。
もう一つの好適な例において、前記酵母細胞は、ピキア酵母、クルイウェロマイセス酵母、又はこれらの組み合わせからなる群から選ばれる一つ又は複数の由来の酵母で、好ましくは、前記の酵母細胞は、クルイウェロマイセス酵母を含み、より好ましくはクリュイベロミセス・マルシアヌス、及び/又はクルイベロミセス・ラクチスである。
もう一つの好適な例において、前記宿主細胞は、大腸菌、小麦胚芽細胞、昆虫細胞、SF9、Hela、HEK293、CHO、酵母細胞、又はこれらの組み合わせからなる群から選ばれる。
本発明の第五の側面では、本発明の第一の側面に記載の融合タンパク質を生成する方法であって、以下の工程を含む方法を提供する:
発現に適切な条件において、本発明の第四の側面に記載の宿主細胞を培養することにより、融合タンパク質を発現させる工程;及び/又は前記融合タンパク質を単離する工程。
発現に適切な条件において、本発明の第四の側面に記載の宿主細胞を培養することにより、融合タンパク質を発現させる工程;及び/又は前記融合タンパク質を単離する工程。
本発明の第六の側面では、本発明の第一の側面に記載の融合タンパク質及びその薬物学的に許容される担体を含有する薬物組成物を提供する。
もう一つの好適な例において、前記薬物組成物は、さらに、腫瘍の活性を抑制するためのほかの薬物を含む。
もう一つの好適な例において、腫瘍の活性を抑制するためのほかの薬物は、PD-1抗体、PD-L1抗体、HER2モノクローナル抗体、BTLA抗体、CTLA-4抗体、CD47抗体、NKG2A抗体、NKTR-214, GDF-15抗体、LILRB4抗体、LAIR1抗体、Tim-3抗体、Lag-3抗体、Tight抗体、 CD160抗体、KLRG-1抗体、GP49B抗体、CD31抗体、CD38抗体、Lair-1抗体、CD200/CD200R抗体、カツマキソマブ(Catumaxomab)、ブリナツモマブ(Blinatumomab)、EGFRモノクローナル抗体、CD20モノクローナル抗体、VEGF/VEGFRモノクローナル抗体、リカーチン(Licartin)、ゼバリン(Zevalin)、ベキサール(Bexxar)、マイロターグ(Mylotarg)、カドサイラ(Kadcyla)、アフリベルセプト(Aflibercept)、コンベルセプト(Conbercept)、アパルタミド (ARN-509)、Rova-T、TNFα、IFNγ、IL-2、Tβ4、EGFRを標的とする小分子阻害剤、タキソール(PTX)、ドセタキセル(TXT)、シスプラチン(DDP)、カルボプラチン(CBP)、オキサリプラチン、ネダプラチン、シクロホスファミド(CTX)、イホスファミド(IFO)、ドキソルビシン(ADM)、ピラルブシン(THP)、エピルビシン(EPI)、フルオロウラシル(5-Fu)、ゲムシタビン(GEM)、ビノレルビン(NVB)、ペメトレキセド(PEM)、イリノテカン(CPT-11)、エトポシド(VP-16)、カペシタビン(ゼローダ)、酢酸ロイプロリド、ゴセレリン酢酸塩、又はこれらの組み合わせからなる群から選ばれる。
もう一つの好適な例において、前記PD-1抗体は、ニボルマブ(nivolumab)、ペムブロリズマブ(pembrolizumab)、セミプリマブ(Cemiplimab)、トリパリマブ、シンチリマブ、カムレリズマブ、チスレリズマブ、又はこれらの組み合わせからなる群から選ばれる。
もう一つの好適な例において、前記PD-L1抗体は、アテゾリズマブ(atezolizumab)、デュルバルマブ(durvalumab)、アベルマブ(avelumab)、又はこれらの組み合わせからなる群から選ばれる。
もう一つの好適な例において、前記HER2モノクローナル抗体は、トラスツズマブ、ペルツズマブ、T-DM1、又はこれらの組み合わせからなる群から選ばれる。
もう一つの好適な例において、前記CTLA-4抗体はイピリムマブ(Ipilimumab)を含む。
もう一つの好適な例において、前記EGFRモノクローナル抗体はネシツムマブ(Necitumumab)、パニツムマブ(Panitumumab)、ニモツズマブ(Nimotuzumab)、セツキシマブ(Cetuximab)を含む。
もう一つの好適な例において、前記CD20モノクローナル抗体は、リツキシマブ、イブリツモマブ、トシツモマブ、オファツムマブ、オクレリズマブ、アテゾリズマブ、又はこれらの組み合わせからなる群から選ばれる。
もう一つの好適な例において、前記VEGF/VEGFRモノクローナル抗体は、ベバシズマブ、ラムシルマブ、ラニビズマブ、又はこれらの組み合わせからなる群から選ばれる。
もう一つの好適な例において、前記EGFRを標的とする小分子阻害剤は、エルロチニブ、ゲフィチニブ、ゲフィチニブ、ゲフィチニブ(アファチニブマレイン酸塩を含む)、ダコチニブ、オシメルチニブ、ナザルチニブ(Nazartinib)、ネラチニブ(マレイン酸ネラチニブを含む)、ソラフェニブ (Sorafenib)、アパチニブ(例えばAitan、メシル酸アパチニブ)、イマチニブ、スニチニブ、ダサチニブ、ラパチニブ、パゾパニブ、クリゾチニブ、バンデタニブ、レゴラフェニブ、アキシチニブ、ポナチニブ、ネラチニブ、ザヌブルチニブ、アンロチニブ、セリチニブ、フルキンチニブ、ピロチニブ、レンバチニブ、又はこれらの組み合わせからなる群から選ばれる。
本発明の第七の側面では、本発明の第一の側面に記載の融合タンパク質、本発明の第二の側面に記載のポリヌクレオチド、本発明の第三の側面に記載のベクター、本発明の第四の側面に記載の宿主細胞の使用であって、腫瘍を治療又は予防するための組成物又は製剤の製造における使用を提供する。
もう一つの好適な例において、前記組成物又は製剤は、さらに、以下の群から選ばれる一つ又は複数の用途に使用される:
(a)T細胞の腫瘍細胞に対する殺傷作用の増強;
(b)腫瘍の生長の抑制;
(c)T細胞のアポトーシスの抑制;
(d)T細胞のIL-2を分泌するレベルの増加;
(e)NK細胞の腫瘍細胞に対する殺傷作用の増強;
(f)NK細胞のCD107aの発現レベルの増加;
(g)NK細胞のパーフォリン、グランザイムの分泌の増加;
(h)NK細胞のIFN-γ、TNF-αの分泌の増加;
(i)マクロファージの貪食機能の増強;
(j)マクロファージの腫瘍細胞に対する貪食殺傷作用の増強;
(k)マクロファージのNO、TNF-α及びIL-1βの分泌の増加。
(a)T細胞の腫瘍細胞に対する殺傷作用の増強;
(b)腫瘍の生長の抑制;
(c)T細胞のアポトーシスの抑制;
(d)T細胞のIL-2を分泌するレベルの増加;
(e)NK細胞の腫瘍細胞に対する殺傷作用の増強;
(f)NK細胞のCD107aの発現レベルの増加;
(g)NK細胞のパーフォリン、グランザイムの分泌の増加;
(h)NK細胞のIFN-γ、TNF-αの分泌の増加;
(i)マクロファージの貪食機能の増強;
(j)マクロファージの腫瘍細胞に対する貪食殺傷作用の増強;
(k)マクロファージのNO、TNF-α及びIL-1βの分泌の増加。
もう一つの好適な例において、前記の組成物は薬物組成物である。
もう一つの好適な例において、前記腫瘍は、乳癌、結腸癌、肺癌、大腸癌、胃癌、食道癌、膵臓腺癌、卵巣癌、前立腺癌、腎臓癌、肝臓癌、脳癌、黒色腫、多発性骨髄腫、、白血病、リンパ腫、頭頸部腫瘍、甲状腺癌、又はこれらの組み合わせからなる群から選ばれる。
もう一つの好適な例において、前記腫瘍細胞は、乳癌、結腸癌、肺癌、大腸癌、胃癌、食道癌、膵臓腺癌、卵巣癌、前立腺癌、腎臓癌、肝臓癌、脳癌、黒色腫、多発性骨髄腫、白血病、リンパ腫、頭頸部腫瘍、甲状腺癌、又はこれらの組み合わせからなる群から選ばれる1種又は複数種の腫瘍由来のものである。
本発明の第八の側面では、体外で非治療的に腫瘍の生長を抑制する方法であって、本発明の第一の側面に記載の融合タンパク質の存在下において、腫瘍細胞を培養することにより、腫瘍の生長を抑制する工程を含む方法を提供する。
もう一つの好適な例において、前記腫瘍細胞は体外で培養される細胞である。
本発明の第九の側面では、腫瘍を治療する方法であって、必要な対象に本発明の第一の側面に記載の融合タンパク質を投与する工程を含む方法を提供する。
本発明の第九の側面では、腫瘍を治療する方法であって、必要な対象に本発明の第一の側面に記載の融合タンパク質を投与する工程を含む方法を提供する。
もう一つの好適な例において、前記の融合タンパク質は単量体及び/又は二量体の様態で施用される。
もう一つの好適な例において、前記の対象はヒトである。
もちろん、本発明の範囲内において、本発明の上記の各技術特徴及び下記(例えば実施例)の具体的に記述された各技術特徴は互いに組合せ、新しい、又は好適な技術方案を構成できることが理解される。紙数に限りがあるため、ここで逐一説明しない。
本発明の主な利点は以下の通りである。
(a) 本発明では、初めて、1種類の融合タンパク質を見出し、当該融合タンパク質はCCPタンパク質、任意に連結エレメント及びSHP2又はSHP1のSH2ドメイン又はその活性断片を含有し、本発明で得られる融合タンパク質は非常に優れた腫瘍に対する殺傷活性を有する。
(b) 本発明の融合タンパク質は、また、顕著なT細胞の腫瘍細胞に対する殺傷作用の増強、及び/又は腫瘍の生長の抑制、及び/又はT細胞のアポトーシスの抑制、及び/又はT細胞のIL-2を分泌するレベルの増加ができる。
(c) 本発明の融合タンパク質は、また、NK細胞の腫瘍細胞に対する殺傷作用の増強、NK細胞のCD107a発現レベルの増加、NK細胞のパーフォリン、グランザイムの分泌の増加、 NK細胞のIFN-γ、TNF-αの分泌の増加ができる。
(d) 本発明の融合タンパク質は、また、マクロファージの貪食機能の増強、マクロファージの腫瘍細胞に対する貪食殺傷作用の増強、マクロファージのNO、TNF-α及びIL-1βの分泌の増強ができる。
(e) 本発明では、初めて、免疫細胞内におけるSHP2又はSHP1のN-SH2及びC-SH2ドメインとITIMの結合の遮断を切口に、遺伝子工学及びポリペプチド固相合成技術を利用してそれぞれITIMと結合可能なSHP2又はSHP1のN-SH2和C-SH2ドメインの融合タンパク質及び模擬ポリペプチドを設計・製造した。融合タンパク質及びポリペプチドが細胞に入るように、融合タンパク質のN末端及びポリペプチドのC末端に膜透過ペプチドTATを融合させた。HIV1のトランス活性化タンパク質(transactivator protein、TAT)は、細胞の正常の構造と機能に影響せず、ポリペプチド及びタンパク質が効率的に快速に細胞内に導入することができる。融合タンパク質及びポリペプチドが細胞に入ると、T細胞/NK細胞/マクロファージ内において正常に発現されるSHP2又はSHP1と競争して阻害受容体の細胞内領域におけるITIMと結合し、免疫細胞内におけるSHP2又はSHP1が常に非活性化状態にあるようにさせることで、免疫阻害受容体の抑制作用がなくなる。
(f) 本発明の融合タンパク質は幅広い抗腫瘍作用を有する。
本発明者は、深く研究したところ、意外に1種類の融合タンパク質を見出し、当該融合タンパク質はCPPエレメント、任意に連結エレメント及びSHP2又はSHP1のSH2ドメイン又はその活性断片を含有し、本発明で得られる融合タンパク質は非常に優れた腫瘍に対する殺傷活性を有し、かつ、本発明の融合タンパク質は、顕著にT細胞の腫瘍細胞に対する殺傷作用を増強させることもできる。これに基づき、本発明を完成させた。
<CPPエレメント>
細胞膜は細胞と細胞外環境の主な障壁で、この天然の障壁が存在するため、多くの生体高分子が細胞膜を透過して細胞に入ることが困難で、現段階の標的送達の大きな障害の一つである。細胞膜透過ペプチド(cell penetration peptide、CPP)は、5~30個のアミノ酸残基で構成され、細胞膜透過能力を有するポリペプチドで、タンパク質、核酸などの生体高分子を担持して細胞に入ることができる。CPPを介する生体高分子の細胞への導入は従来の手段よりも安全で効率的で、現在最も成功している体内・外で直接生体高分子を輸送する送達システムである。最初のCPPの研究では、ヒト免疫不全ウイルス(HIV-1)の逆転写活性化タンパク質のうちの一つのアルギニン配列に富むポリペプチド(TAT)が有効に細胞膜を透過して相応するウイルスプロモーターの転写を活性化させることができることが見出された。TATは効率的に薬物を細胞内に送達することができる。TATの膜透過機能が11アミノ酸のコア領域(aa47-aa57)にあることが精確に確認され、当該領域はTAT-タンパク質形質導入ドメイン(protein transduction domain、TAT-PTD)と名付けられ、そして異なる異種タンパク質の細胞内輸送への応用に成功した。
細胞膜は細胞と細胞外環境の主な障壁で、この天然の障壁が存在するため、多くの生体高分子が細胞膜を透過して細胞に入ることが困難で、現段階の標的送達の大きな障害の一つである。細胞膜透過ペプチド(cell penetration peptide、CPP)は、5~30個のアミノ酸残基で構成され、細胞膜透過能力を有するポリペプチドで、タンパク質、核酸などの生体高分子を担持して細胞に入ることができる。CPPを介する生体高分子の細胞への導入は従来の手段よりも安全で効率的で、現在最も成功している体内・外で直接生体高分子を輸送する送達システムである。最初のCPPの研究では、ヒト免疫不全ウイルス(HIV-1)の逆転写活性化タンパク質のうちの一つのアルギニン配列に富むポリペプチド(TAT)が有効に細胞膜を透過して相応するウイルスプロモーターの転写を活性化させることができることが見出された。TATは効率的に薬物を細胞内に送達することができる。TATの膜透過機能が11アミノ酸のコア領域(aa47-aa57)にあることが精確に確認され、当該領域はTAT-タンパク質形質導入ドメイン(protein transduction domain、TAT-PTD)と名付けられ、そして異なる異種タンパク質の細胞内輸送への応用に成功した。
CPPは、その化学的性質により、以下の3種に分かれる:(1)陽イオン型は、アルギニン及びリシン残基に富み、生理pHにおいて強い正電荷を有し、主にTAT、R9、hLFなどを含む。(2)両親媒型ペプチド類は、正電荷がリシン残基によって提供され、このようなCPPは疎水性と親水性のドメインを含み、そしてその両親媒性の特徴はその一次構造と二次構造の両者によって決定され、主にMPG、CADY、pVEC、SAPなどを含む。(3)疎水型CPPは、低いネット電荷を有し、主に非極性アミノ酸からなる。例えば、カポジ線維芽細胞成長因子(K-FGF)ペプチドが挙げられる。
一つの好適な実施形態において、本発明のCPPエレメントはTAT膜透過ペプチドである。
一つの好適な実施形態において、本発明のCPPエレメントは、ポリアルギニン(R5-9)、MPG(ヒト免疫不全ウイルス1型のgp41タンパク質の融合タンパク質ドメイン及びサル空胞ウイルス大T抗原の核局在化配列領域からなるもの、アミノ酸配列:GLAFLGFLGAAGSTMGAWSQPKKKRKV(配列番号15))、CADY(トリプトファン残基及びアルギニン残基を含有する20アミノ酸からなる二次両親媒性ペプチド、アミノ酸配列:GLWRALWRLLRSLWRLLWKA(配列番号16)-CyA)、pVEC(マウス血管内皮細胞由来カドヘリン、アミノ酸配列:LLIILRRRIRKQAHAHSK(配列番号17))、ペネトラチン(ショウジョウバエのアンテナペディアタンパク質における3番目のαヘリックスのうちの正電荷を多く有する配列43-58、アミノ酸配列:RQIKIWFQNRRMKWKK(配列番号18))、カポジ線維芽細胞成長因子ペプチド(K-FGF、アミノ酸配列:AAVLLPVLLAAP(配列番号19))、VP22(1型単純ヘルペスウイルスの中間層タンパク質、アミノ酸配列:DAATATRGRSAASRPTERPRAPARSASRPRRVD(配列番号20))、又はこれらの組み合わせからなる群から選ばれる。
<免疫受容体チロシン依存性抑制モチーフ(ITIM)>
現在、多くの免疫チェックポイント阻害受容体(PD-1、BTLA、KIR、CD31及びSIRPαなど)が知られており、細胞外領域が異なるが、その細胞内領域には、いずれも、一つ又は複数の免疫受容体チロシン依存性抑制モチーフ(Immunorector tyrosine based inhibitor motifs、ITIM)が含まれ、ITIMにおけるチロシンがリン酸化すると、シグナル分子のタンパク質チロシンホスファターゼ1又は2(SH2 domain-containing inositol phosphatase-1、SHP1;SH2 domain-containing inositol phosphatase-2、SHP2)が集まり、抑制シグナルが生じ、エフェクターT細胞の機能喪失及び/又はアポトーシスにつながる。そのため、ITIMは多くの免疫チェックポイントの抑制作用を発揮する共通のドメインで、免疫チェックポイントに対して汎用性薬物を設計するための重要な標的でもある。SHP1とSHP2は高度に相同的で、かつ同様の結合部位に集められ、SHP1とSHP2ホスファターゼの異なる作用はまだ不明である。
現在、多くの免疫チェックポイント阻害受容体(PD-1、BTLA、KIR、CD31及びSIRPαなど)が知られており、細胞外領域が異なるが、その細胞内領域には、いずれも、一つ又は複数の免疫受容体チロシン依存性抑制モチーフ(Immunorector tyrosine based inhibitor motifs、ITIM)が含まれ、ITIMにおけるチロシンがリン酸化すると、シグナル分子のタンパク質チロシンホスファターゼ1又は2(SH2 domain-containing inositol phosphatase-1、SHP1;SH2 domain-containing inositol phosphatase-2、SHP2)が集まり、抑制シグナルが生じ、エフェクターT細胞の機能喪失及び/又はアポトーシスにつながる。そのため、ITIMは多くの免疫チェックポイントの抑制作用を発揮する共通のドメインで、免疫チェックポイントに対して汎用性薬物を設計するための重要な標的でもある。SHP1とSHP2は高度に相同的で、かつ同様の結合部位に集められ、SHP1とSHP2ホスファターゼの異なる作用はまだ不明である。
<SHP1>
タンパク質チロシンホスファターゼ1(SH2 domain-containing protein tyrosine phosphates, SHP1)は、主に人体の各造血細胞において発現され、リンパ細胞間のシグナル伝達経路におけるチロシンリン酸化レベルを制御する重要な負調節因子である。SHP1は、それぞれN-SH2(3~101)とC-SH2(109~215)の2つのSH2ドメイン、1つの触媒(PTP)ドメイン(272~514)、1つのプロリンに富む基及びチロシンリン酸化部位の尾部を含む。
タンパク質チロシンホスファターゼ1(SH2 domain-containing protein tyrosine phosphates, SHP1)は、主に人体の各造血細胞において発現され、リンパ細胞間のシグナル伝達経路におけるチロシンリン酸化レベルを制御する重要な負調節因子である。SHP1は、それぞれN-SH2(3~101)とC-SH2(109~215)の2つのSH2ドメイン、1つの触媒(PTP)ドメイン(272~514)、1つのプロリンに富む基及びチロシンリン酸化部位の尾部を含む。
<SHP2>
SHP2は非受容体型タンパク質チロシンホスファターゼ11(Protein Tyrosine Phosphatase,Non Receptor Type 11,PTPN11)遺伝子によってコードされるタンパク質チロシンホスファターゼで、それぞれN-SH2(5~103)とC-SH2(111~218)の2つのSH2ドメイン、1つの触媒(PTP)ドメイン(276~523)、1つのプロリンに富む基及びチロシンリン酸化部位の尾部を含む。PTPN11遺伝子は、16のエクソンを含み、幅広く発現される7kb転写物を生成させ、593アミノ酸のタンパク質をコードする1.779bp読み枠を含む。また、ヒトとマウスのSHP2遺伝子配列の相同性は100%である。
SHP2は非受容体型タンパク質チロシンホスファターゼ11(Protein Tyrosine Phosphatase,Non Receptor Type 11,PTPN11)遺伝子によってコードされるタンパク質チロシンホスファターゼで、それぞれN-SH2(5~103)とC-SH2(111~218)の2つのSH2ドメイン、1つの触媒(PTP)ドメイン(276~523)、1つのプロリンに富む基及びチロシンリン酸化部位の尾部を含む。PTPN11遺伝子は、16のエクソンを含み、幅広く発現される7kb転写物を生成させ、593アミノ酸のタンパク質をコードする1.779bp読み枠を含む。また、ヒトとマウスのSHP2遺伝子配列の相同性は100%である。
非活性化(inactive)SHP2/SHP1のN-SH2ドメインは電荷-電荷相互作用によって触媒ドメインPTPと幅広く接触し、そして一部のSH2ドメイン(NXGDY/Fモチーフ)が触媒クレフトに挿入し、基質の活性化部位への進入が阻止されて触媒活性がなくなる。リン酸化チロシン残基を含有するリガンドとN-SH2ドメインの結合は当該SH2ドメインにおけるアロステリックスイッチの非活性化状態から活性化状態への変換につながる。このようなSHP2/SHP1のN-SH2ドメインの配座の変化はSH2ドメインとホスファターゼドメインの間の相互作用を阻害し、自身の抑制がなくなることで、基質の進入が許されるようになる。
本発明において、免疫細胞内におけるSHP2/SHP1のN-SH2及びC-SH2ドメインとITIMの結合の遮断を切口に、遺伝子工学及びポリペプチド固相合成技術を利用してそれぞれITIMと結合可能なSHP2/SHP1のN-SH2和C-SH2ドメインの融合タンパク質及び模擬ポリペプチドを設計・製造した。融合タンパク質及びポリペプチドが細胞に入るように、融合タンパク質のN末端及びポリペプチドのC末端に膜透過ペプチドTATを融合させた。HIV1のトランス活性化タンパク質(transactivator protein、TAT)は、細胞の正常の構造と機能に影響せず、ポリペプチド及びタンパク質が効率的に快速に細胞内に導入することができる。融合タンパク質及びポリペプチドが細胞に入ると、T細胞内において正常に発現されるSHP2/SHP1と競争して阻害受容体の細胞内領域におけるITIMと結合し、免疫細胞内におけるSHP2/SHP1が常に非活性化状態にあるようにさせることで、免疫阻害受容体の抑制作用がなくなるというのは、本発明で設計されるITIMを標的とする汎用性免疫チェックポイント阻害剤の研究開発の構想である。
<融合タンパク質>
本明細書で用いられるように、「本発明のの融合タンパク質」、又は「ポリペプチド」とはいずれも本発明の第一の側面に記載の融合タンパク質のことである。
本明細書で用いられるように、「本発明のの融合タンパク質」、又は「ポリペプチド」とはいずれも本発明の第一の側面に記載の融合タンパク質のことである。
もう一つの好適な例において、前記融合タンパク質の構造はZ1-L-Z2 (I)又はZ2-L-Z1 (II)で示され、式中において、BはCCPタンパク質で、Lは無しか連結エレメントで、そしてZ2はSHP2又はSHP1のSH2ドメイン又はその活性断片である。
もう一つの好適な例において、前記融合タンパク質は配列番号4-8のいずれかで示されるアミノ配列を有する。
本明細書で用いられるように、用語「融合タンパク質」は、さらに、上記活性を有する融合タンパク質(配列番号4-8のいずれかで示される配列)の変異の様態を含む。これらの変異の様態は、1~3個(通常は1~2個、より好ましくは1個)のアミノ酸の欠失、挿入及び/又は置換、ならびにC末端及び/又はN末端への1個又は複数(通常は3個以内、好ましくは2個以内、より好ましくは1個以内)のアミノ酸の付加又は欠失を含むが、これらに限定されない。例えば、本分野において、機能が近い、又は類似のアミノ酸で置換する場合、通常、蛋白質の機能を変えることがない。また、例えば、C末端及び/又はN末端への一つ又は複数のアミノ酸の付加又は欠失も、通常、タンパク質の構造及び機能を変えることはない。また、前記用語は、単量体と多量体の様態の本発明のポリペプチドを含む。当該用語は、さらに、線形及び非線形のポリペプチド(例えば環状ペプチド)を含む。
本発明は、さらに、上記融合タンパク質の活性断片、誘導体及び類似体を含む。本明細書で用いられるように、用語「断片」、「誘導体」及び「類似体」とは、基本的に本発明の融合タンパク質の機能又は活性を維持するポリペプチドのことである。本発明のポリペプチドの断片、誘導体や類似体は、(i)1個又は複数個の保存的又は非保存的なアミノ酸残基(好ましくは保存的なアミノ酸残基)が置換されたポリペプチドでもよく、又は(ii)1個又は複数個のアミノ酸残基に置換基があるポリペプチドでもよく、又は(iii)抗原ペプチドと別の化合物(例えば、ポリエチレングリコールようなポリペプチドの半減期を延ばす化合物)が融合したポリペプチドでもよく、又は(iv)付加のアミノ酸配列がこのポリペプチドに融合したポリペプチド(リーダー配列、分泌配列又は6×Hisなどのタグ配列と融合した融合タンパク質)でもよい。本明細書の開示に基づき、これらの断片、誘導体及び類似体は当業者に公知の範囲に入っている。
1種類の好適な活性誘導体とは、式I又は式IIのアミノ酸配列と比べ、3個以下、好ましくは2個以下、より好ましくは1個以下のアミノ酸が性質の類似又は近似のアミノ酸で置換されてなるポリペプチドである。これらの保存的突然変異のポリペプチドは、表Aのようにアミノ酸の置換を行って生成することが好ましい。
また、本発明は、本発明の融合タンパク質の類似体を提供する。これらの類似体と配列番号4-8のいずれかで示されるポリペプチドの違いは、アミノ酸配列の違いでもよく、配列に影響を与えない修飾形態の違いでもよく、あるいは両者でもよい。類似体は、さらに、天然L-アミノ酸と異なる残基(例えばD-アミノ酸)を有する類似体、及び非天然又は合成のアミノ酸(例えばβ、γ-アミノ酸)を有する類似体を含む。もちろん、本発明のポリペプチドは、上記で挙げられた代表的なポリペプチドに限定されない。
修飾(通常は一次構造が変わらない)形態は、体内又は体外のポリペプチドの化学的に誘導された形態、例えばアセチル化又はカルボキシ化を含む。修飾は、さらにグリコシル化、例えばポリペプチドの合成及び加工で又はさらなる加工の工程でグリコシル化修飾を行ったポリペプチドも含む。このような修飾は、ポリペプチドをグルコシル化する酵素(例えば哺乳動物のグリコシル化酵素又は脱グリコシル化酵素)に露出させることによって完成する。修飾形態は、さらにリン酸化アミノ酸残基(例えばリン酸チロシン、リン酸セリン、リン酸トレオニン)を有する配列を含む。さらに、修飾によって抗タンパク質加水分解性を向上させたポリペプチド又は溶解性を改善したポリペプチドを含む。
<発現ベクター及び宿主細胞>
本発明は、本発明のポリヌクレオチドを含むベクター、及び本発明のベクター又は本発明の融合タンパク質のコード配列を利用して遺伝子工学によって生成する宿主細胞、ならびに組み換え技術によって本発明に係るポリペプチドを生成する方法にも関する。
本発明は、本発明のポリヌクレオチドを含むベクター、及び本発明のベクター又は本発明の融合タンパク質のコード配列を利用して遺伝子工学によって生成する宿主細胞、ならびに組み換え技術によって本発明に係るポリペプチドを生成する方法にも関する。
通常の組み換えDNA技術によって、本発明のポリヌクレオチド配列で組み換えの融合タンパク質を発現又は生産することができる。一般的に、以下の工程を含む:
(1)本発明の本発明の融合タンパク質をコードするポリヌクレオチド(又は変異体)を使用し、あるいはこのポリヌクレオチドを含む組換え発現ベクターを使用し、適切な宿主細胞を形質転換又は形質導入する。
(2)適切な培地において宿主細胞を培養する;
(3)培地又は細胞からタンパク質を分離し、精製する。
(1)本発明の本発明の融合タンパク質をコードするポリヌクレオチド(又は変異体)を使用し、あるいはこのポリヌクレオチドを含む組換え発現ベクターを使用し、適切な宿主細胞を形質転換又は形質導入する。
(2)適切な培地において宿主細胞を培養する;
(3)培地又は細胞からタンパク質を分離し、精製する。
本発明において、融合タンパク質をコードするポリヌクレオチド配列は組換え発現ベクターに挿入してもよい。用語「組み換え発現ベクター」とは、本分野でよく知られている細菌プラスミド、ファージ、酵母プラスミド、植物細胞ウイルス、哺乳動物ウイルス、例えばアデノウイルス、レトロウイルス又はほかのベクターである。宿主体内で安定して複製することができれば、どんなプラスミド及びベクターでも使用できる。発現ベクターの重要な特徴の一つは、通常、複製起点、プロモーター、マーカー遺伝子及び翻訳制御エレメントを含むことである。
本発明の融合タンパク質のコードDNA配列及び適切な転写/翻訳制御シグナルを含む発現ベクターの構築に当業者によく知られている方法を使用することができる。これらの方法は、体外組み換えDNA技術、DNA合成技術、体内組み換え技術などを含む。前記のDNA配列は、有効に発現ベクターにおける適切なプロモーターに連結し、mRNA合成を指導することができる。これらのプロモーターの代表的な例として、大腸菌のlac又はtrpプロモーター、λファージのPLプロモーター、CMV前初期プロモーター、HSVチミジンキナーゼプロモーター、初期及び後期SV40プロモーターを含む真核プロモーター、レトロウイルスのLTRsやほかの既知の制御可能な遺伝子の原核又は真核細胞あるいはそのウイルスにおける発現されるプロモーターが挙げられる。発現ベクターは、さらに、翻訳開始用リボゾーム結合部位及び転写ターミネーターを含む。
また、発現ベクターは、好ましくは1つ又は2つ以上の選択性マーカー遺伝子を含み、形質転換された宿主細胞を選択するための形質、例えば真核細胞培養用のジヒドロ葉酸レダクターゼ、ネオマイシン耐性及び緑色蛍光タンパク質(GFP)、あるいは大腸菌用のテトラサイクリン又はアンピシリン耐性を提供する。
上記の適切なDNA配列及び適切なプロモーター又は制御配列を含むベクターは、適切な宿主細胞を形質転換し、タンパク質を発現するようにすることができる。
宿主細胞は、原核細胞(例えば大腸菌)、あるいは低等真核細胞、あるいは高等真核細胞、例えば、酵母細胞、植物細胞又は哺乳動物細胞(ヒト及び非ヒト哺乳動物を含む)でもよい。代表的な例として、大腸菌、小麦胚芽細胞、昆虫細胞、SF9、Hela、HEK293、CHO、酵母細胞などがある。本発明の一つの好適な実施形態において、宿主細胞として酵母細胞(例えば、ピキア酵母、クルイウェロマイセス酵母、又はこれらの組み合わせで、好ましくは、前記の酵母細胞は、クルイウェロマイセス酵母を含み、より好ましくはクリュイベロミセス・マルシアヌス、及び/又はクルイベロミセス・ラクチスである)が選ばれる。
本発明のポリヌクレオチドが高等真核細胞において発現される場合、ベクターにエンハンサー配列を挿入すると転写が強化される。エンハンサーは、DNAのシスエレメントで、通常、約10~300bpで、プロモーターに作用して遺伝子の転写を強化する。例を挙げると、複製起点の後期側にある100~270bpのSV40エンハンサー、複製起点の後期側にあるポリオーマエンハンサー及びアデノウイルスエンハンサーなどを含む。
当業者は、どうやって適切なベクター、プロモーター、エンハンサー及び宿主細胞を選択するか、よくわかる。
宿主が原核細胞、例えば大腸菌である場合、DNAを吸収できるコンピテントセルは指数成長期後収集でき、CaCl2法で処理し、用いられる工程は本分野では周知のものである。もう一つの方法は、MgCl2を使用する。必要により、形質転換はエレクトロポレーションの方法でもよい。宿主が真核生物の場合、リン酸カルシウム沈殿法、マイクロインジェクション、エレクトロポレーションのような通常の機械方法、リポフェクションなどのDNAトランスフェクションの方法が用いられる。
得られる形質転換体は通常の方法で培養し、本発明の遺伝子がコードするポリペプチドを発現することができる。用いられる宿主細胞によって、培養に用いられる培地は通常の培地を選んでもよい。宿主細胞の成長に適する条件で培養する。宿主細胞が適当の細胞密度に成長したら、適切な方法(例えば温度転換もしくは化学誘導)で選んだプロモーターを誘導し、さらに細胞を培養する。
上記の方法における組み換えポリペプチドは細胞内又は細胞膜で発現し、あるいは細胞外に分泌することができる。必要であれば、その物理・化学的特性及びほかの特性を利用して各種の単離方法で組み換えタンパク質を単離・精製することができる。これらの方法は、本分野の技術者に熟知である。これらの方法の例として、通用の再生処理、タンパク質沈殿剤による処理(塩析法)、遠心、浸透圧ショック、超音波処理、超遠心、分子篩クロマトグラフィー(ゲルろ過)、吸着クロマトグラフィー、イオン交換クロマトグラフィー、高速液体クロマトグラフィー(HPLC)及びほかの各種の液体クロマトグラフィー技術、ならびにこれらの方法の組合せを含むが、これらに限定されない。
<ペプチドリンカー>
本発明は、任意にペプチドリンカーを含有する融合タンパク質を提供する。タンパク質の活性はペプチドリンカーの大きさ及び複雑性によって影響される。通常、ペプチドリンカーは、連結する2つのタンパク質が空間的に機能の発揮に十分な自由度があるように、十分な長さとしなやかさを有する必要がある。同時に、融合タンパク質の安定性への影響を避けるために、ペプチドリンカーにαヘリックス又はβシートなどの形成がないようにする。
本発明は、任意にペプチドリンカーを含有する融合タンパク質を提供する。タンパク質の活性はペプチドリンカーの大きさ及び複雑性によって影響される。通常、ペプチドリンカーは、連結する2つのタンパク質が空間的に機能の発揮に十分な自由度があるように、十分な長さとしなやかさを有する必要がある。同時に、融合タンパク質の安定性への影響を避けるために、ペプチドリンカーにαヘリックス又はβシートなどの形成がないようにする。
連結ペプチドの長さは、一般的に、0-10アミノ酸、好ましく0-5アミノ酸である。
<薬物組成物>
さらに、本発明は薬物組成物を提供する。好適な例において、前記の組成物は薬物組成物で、上記の融合タンパク質、及び薬学的に許容される担体、希釈剤、安定剤及び/又は増稠剤を含有し、凍結乾燥粉末、錠剤、カプセル、シロップ、溶液又は懸濁液のような剤形として製造することができる。
さらに、本発明は薬物組成物を提供する。好適な例において、前記の組成物は薬物組成物で、上記の融合タンパク質、及び薬学的に許容される担体、希釈剤、安定剤及び/又は増稠剤を含有し、凍結乾燥粉末、錠剤、カプセル、シロップ、溶液又は懸濁液のような剤形として製造することができる。
「薬学的に許容される担体又は賦形剤(excipient)」とは、ヒトに適用でき、かつ十分な純度及び充分に低い毒性を持たなければならない、1つ又は複数の相溶性固体又は液体フィラー又はゲル物質をいう。「相溶性」とは、組成物における各成分が本発明の活性成分と、またその同士の間で配合することができ、活性成分の効果を顕著に低下させないことをいう。
組成物は液体でも固体でもよく、例えば粉末、ゲル又はペースト剤でもよい。好適に、組成物は液体、好ましくは注射可能な液体である。適切な賦形剤は当業者に既知のものである。
薬学的に許容される担体の例の一部として、セルロース及びその誘導体(例えばカルボキシメチルセルロースナトリウム、エチルセルロースナトリウム、セルロースアセテートなど)、ゼラチン、タルク、固体潤滑剤(例えばステアリン酸、ステアリン酸マグネシウム)、硫酸カルシウム、植物油(例えば大豆油、ゴマ油、落花生油、オリーブオイルなど)、多価アルコール(例えばプロピレングリコール、グリセリン、マンニトール、ソルビトールなど)、乳化剤(例えばツイン(登録商標))、湿潤剤(例えばドデシル硫酸ナトリウム)、着色剤、調味剤、安定剤、酸化防止剤、防腐剤、発熱性物質除去蒸留水などがある。
組成物は、生理的に許容される無菌の水含有又は無水溶液、分散液、懸濁液や乳液、及び再溶解して無菌の注射可能な溶液又は分散液にするための無菌粉末を含んでもよい。適切な水含有又は非水性担体、希釈剤、溶媒又は賦形剤は、水、エタノール、多価アルコール及びその適切な混合物を含む。
通常、これらの物質を無毒で不活性で薬学的に許容される水系担体で配合し、pH値は配合される物質の性質及び治療しようとする疾患にもよるが、pH値は通常5~8程度、好ましくは6~8程度である。配合された薬物組成物は通常の経路で給与することができ、腹膜内、静脈内、あるいは局部給与が含まれるが、これらに限定されない。前記薬物組成物は、 (a) 腫瘍の治療又は予防、(b) T細胞の腫瘍細胞に対する殺傷作用の増強、(c) 腫瘍の生長の抑制、(d) T細胞のアポトーシスの抑制、(e) T細胞のIL-2を分泌するレベルの増加に使用される。(a) NK細胞の腫瘍細胞に対する殺傷作用の増強、(b) NK細胞のCD107a発現レベルの増加、(c) NK細胞のパーフォリン、グランザイムの分泌の増加、(d) NK細胞のIFN-γ、TNF-αの分泌の増加、(a) M細胞の貪食機能の増強、(b) M細胞の腫瘍細胞に対する貪食殺傷作用の増強、(c) M細胞のNO、TNF-α及びIL-1βの分泌の増強。
以下、具体的な実施例によって、さらに本発明を説明する。これらの実施例は本発明を説明するために用いられるものだけで、本発明の範囲の制限にはならないと理解されるものである。下記実施例で具体的な条件が示されていない実験方法は、通常、例えばSambrookら、「モレキュラー・クローニング:研究室マニュアル」(ニューヨーク、コールド・スプリング・ハーバー研究所出版社、1989) に記載の条件などの通常の条件に、あるいは、メーカーのお薦めの条件に従う。特に説明しない限り、百分率及び部は重量百分率及び重量部である。
特に説明しない限り、本発明の実施例における試薬及び材料はいずれも市販品である。
<実施例1:組み換えTAT-N-SH2融合タンパク質及びその製造方法>
本発明の組み換えTAT-N-SH2融合タンパク質は、グリシン及びセリンでTAT膜透過ペプチドとN-SH2を連結したもので(TAT-N-SH2)、連結形態がTAT-Gly-Ser- N-SH2で、アミノ酸配列が配列番号4で示される。
当該組み換えTAT-N-SH2融合タンパク質のヌクレオチド配列は、BamHI酵素切断部位でTAT膜透過ペプチドとSHP2のN末端のSH2ドメインを連結したヌクレオチド配列で、5’末端にNdeI酵素切断部位、3’末端に終止コドンTGA及びSalI酵素切断部位が加わっており、連結形態がNdeI酵素切断部位-TAT遺伝子-BamHI酵素切断部位-N-SH2遺伝子-TGA-SalI酵素切断部位で、ヌクレオチド配列が配列番号9で示される。
組み換えTAT-N-SH2融合タンパク質のヌクレオチドは発現ベクター又は組み換えプラスミドpET-22b(+)-TAT-N-SH2において構築され、前記のpET-22b(+)-TAT-N-SH2はNdeI酵素切断部位及びSalI酵素切断部位でプラスミドpET-22b(+)と請求項3に記載の組み換えTAT-N-SH2融合タンパク質のヌクレオチドを二重酵素切断して連結する。
組み換えTAT-N-SH2融合タンパク質の製造方法は以下の工程によって行われる。
1.組み換えTAT-N-SH2融合タンパク質の遺伝子の発現ベクター又は組み換えプラスミドpET-22b(+)-TAT-N-SH2の構築
1)TAT-N-SH2の設計と合成
大腸菌に好適なコドンで、TAT及びN-SH2のアミノ酸配列を遺伝子配列に変換し、BamHI酵素切断部位でTATとN-SH2の遺伝子配列を連結し、さらに5’末端にNdeI酵素切断部位、3’末端に終止コドンTGA及びSalI酵素切断部位を加え、TAT-N-SH2遺伝子を合成したが、そのヌクレオチド配列は以下に示される。
大腸菌に好適なコドンで、TAT及びN-SH2のアミノ酸配列を遺伝子配列に変換し、BamHI酵素切断部位でTATとN-SH2の遺伝子配列を連結し、さらに5’末端にNdeI酵素切断部位、3’末端に終止コドンTGA及びSalI酵素切断部位を加え、TAT-N-SH2遺伝子を合成したが、そのヌクレオチド配列は以下に示される。
上記TAT-N-SH2遺伝子の合成を他社に依頼した。
2)発現ベクターpET-22b(+)-TAT-N-SH2の同定
組み換えプラスミドpET-22b(+)-TAT-N-SH2でBL21感受性細胞を形質転換させ、37℃のインキュベーターで12h培養した後、単一クローンの集落を選んで100 mg/Lアンピシリン含有LB培養液に接種し、シェーカーにおいて37℃で培養した後、菌を回収してプラスミドを抽出し、NdeI及びSalIで二重酵素切断を行い、アガロースゲル電気泳動によって同定したところ、予想された大きさ342bpの挿入断片を得たが(図1)、DNAシークエンシング結果(図2)から、合成された配列と合致し、pET-22b(+)-TAT-N-SH2組み換えプラスミドの構築に成功したことが示された。
組み換えプラスミドpET-22b(+)-TAT-N-SH2でBL21感受性細胞を形質転換させ、37℃のインキュベーターで12h培養した後、単一クローンの集落を選んで100 mg/Lアンピシリン含有LB培養液に接種し、シェーカーにおいて37℃で培養した後、菌を回収してプラスミドを抽出し、NdeI及びSalIで二重酵素切断を行い、アガロースゲル電気泳動によって同定したところ、予想された大きさ342bpの挿入断片を得たが(図1)、DNAシークエンシング結果(図2)から、合成された配列と合致し、pET-22b(+)-TAT-N-SH2組み換えプラスミドの構築に成功したことが示された。
Nde I及びSal I酵素で得られた組み換えプラスミドpET-22b(+)TAT-SHP2-N-SH2に対して二重酵素切断を行った後、アガロースゲル電気泳動を行ったが、赤色の矢印は目的断片である。
2.組み換えTAT-N-SH2融合タンパク質の発現
組み換えプラスミドpET-22b(+)-TAT-N-SH2で大腸菌BL21の感受性細胞を形質転換させ、37℃のインキュベーターで12h培養した後、周縁が揃い、生長状態が良好な集落を選び、100 mg/Lアンピシリン含有LB培養液に接種し、シェーカーにおいて37℃で一晩培養した。翌日に、1:100の比率で新鮮な100 mg/Lアンピシリン含有LB培養液に接種し、37℃で続いて細菌の密度がOD600 = 0.4~0.6になるまで培養し、0.01~0.1 mM IPTGを入れて4 h誘導した後、12000 rpmで20 min延伸して菌を回収し、-20℃で保存した。
3.組み換えTAT-N-SH2融合タンパク質の精製
1)菌液を秤量し、1:7の比率でpH 6.5のPB分解緩衝液を入れ、4℃の冷蔵庫で溶解するまで均一に撹拌した。出力300 W、稼働時間5 s、間隔時間10 sで、氷浴において超音波で20 min処理した。4℃、12000 rpmで20 min遠心し、上清を収集した。
2)25 mLの菌分解上清を事前に用意された透析バッグに取り、30倍体積の平衡A液(20 mM pH 6.5,PB)を外液とし、4℃で撹拌して一晩透析し、4℃、12000 rpmで20 min遠心し、上清を収集して0.22 μmのろ膜を通させ、体積を記録した。事前に用意された25 mLSP-陽イオン交換クロマトグラフィーカラムを取り、平衡A液でカラムをベースラインが安定するまで平衡化し、ゼロを校正し、1 mL/minの流速で仕込み、通過ピークを収集し、ベースラインが安定するとピークの収集を停止した。流速1.5 mL/minで、平衡A液及び溶離B液(20 mM pH(5.4,6.5,7.4)PB,1 M NaCl)で0~100%の線形溶離を行い、そして溶離ピーク4を収集した。30倍体積のPBSで目的タンパク質の溶離ピークに対して透析を行った。透析後、0.22 μmろ膜でろ過して菌を除去し、目的タンパク質であるTAT-N-SH2融合タンパク質を得た。
4.組み換えTAT-N-SH2融合タンパク質の誘導発現及び精製結果の同定
1)SDS-PAGE(ポリアクリルアミドゲル電気泳動)によって目的タンパク質の発現量を分析し(図3に示す)、未誘導群と比較し、誘導群ではいずれも特異的なタンパク質のバンドがあり、大きさが理論分子量(12.870 KD)に合致する。
超音波で菌を分解させた後、それぞれ上清及び沈殿を収集し、SDS-PAGEによって目的タンパク質が上清で発現されるか検出した結果、図4に示すように、菌分解上清及び菌分解沈殿のいずれにも目的タンパク質があったが、菌分解上清と比べ、菌分解沈殿の量がわずかで、無視できる程度であった。そのため、後の実験において、いずれも菌分解上清を原料として精密に分離した。
菌分解・粗抽出を経た分解上清は、透析、遠心した後、さらにSP-陽イオン交換クロマトグラフィーカラムによって分離し、異なる検出波長においてピーク液を収集し、最後に215nmの波長においてしか目的タンパク質が検出されず、全部で1つの通過ピーク及び4つの溶離ピークが得られ、それぞれ通過ピーク、SPピーク1、SPピーク2、SPピーク3、SPピーク4であった(図5に示す)。SDS-PAGEによって各ピークを分析したところ、目的タンパク質が存在するピークがSP4であった(図6に示す)。
5.組み換えTAT-N-SH2融合タンパク質の特異性及び純度の同定
ウェスタンブロットによって目的タンパク質を定性的に検出したところ、ウサギ抗ヒトSHP2ポリクローナル抗体は特異的に目的タンパク質と結合することができたことが見出され(図7に示す)、精製で得られたのは目的タンパク質であることが証明された。
精製で得られた融合タンパク質をHPLCによって検出したが、20 μLのサンプルを取って仕込み、稼働時間20 min、流速0.8 mL/min、検出波長280 nmで、主ピークの面積からサンプルの純度を判定した。結果から、当該融合タンパク質の純度は95.92%であった(図8)。
<実施例2:4種のTAT膜透過ペプチドとSHP2のC末端SH2ドメインのITIMモチーフ結合領域の融合ポリペプチド>
1.TAT膜透過ペプチドとSHP2のC末端SH2ドメインのITIMモチーフ結合領域の融合ポリペプチドであって、2つのプロリンでTAT膜透過ペプチドとC-SH2のITIMモチーフ結合領域を連結したもので(TAT-C-SH2)、連結形態がTAT-Phe-Phe-C-SH2で、アミノ酸配列が以下の通りであることを特徴とするもの。
YGRKKRRQRRR-PP-VRESQSHPGDFVL (配列番号5)
YGRKKRRQRRR-PP-VRESQSHPGDFVL (配列番号5)
全部L型アミノ酸を使用し、上記TAT-C-SH2ポリペプチド(L1と名付けた)の合成を他社に依頼した。ポリペプチドL1の配列を参照とし、それぞれL1のリバース配列、D型アミノ酸を使用したL1配列、D型アミノ酸を使用したL1リバース配列を合成し、それぞれL2、D1、D2と名付けた。そのアミノ酸配列は以下の通りである。
1)リバースL型ポリペプチド(L2): LVFDGPHSQSERVPPRRRQRRKKRGY (配列番号6)
2)D型ポリペプチド(D1):YGRKKRRQRRRPPVRESQSHPGDFVL (配列番号7)
3)リバースD型ポリペプチド(D1):LVFDGPHSQSERVPPRRRQRRKKRGY (配列番号8)
全部化学合成で他社に依頼した。
2)D型ポリペプチド(D1):YGRKKRRQRRRPPVRESQSHPGDFVL (配列番号7)
3)リバースD型ポリペプチド(D1):LVFDGPHSQSERVPPRRRQRRKKRGY (配列番号8)
全部化学合成で他社に依頼した。
2.ポリペプチドの同定
HPLCによって合成されたポリペプチドの純度を分析したが、20μLのサンプルを取って仕込み、稼働時間20 min、流速1.0 mL/min、検出波長220nm、主ピークの面積からサンプルの純度を判定した。結果から、L1ポリペプチドの純度は96.74%(図9A)、L2ポリペプチドの純度は98.1%(図9B)、D1ポリペプチドの純度は99.27%(図9C)、D2ポリペプチドの純度は96.66%(図9D)であった。
HPLCによって合成されたポリペプチドの純度を分析したが、20μLのサンプルを取って仕込み、稼働時間20 min、流速1.0 mL/min、検出波長220nm、主ピークの面積からサンプルの純度を判定した。結果から、L1ポリペプチドの純度は96.74%(図9A)、L2ポリペプチドの純度は98.1%(図9B)、D1ポリペプチドの純度は99.27%(図9C)、D2ポリペプチドの純度は96.66%(図9D)であった。
質量分析によって合成されたポリペプチドの分子量を検出した。結果から、L1ポリペプチドの分子量は3206(図10A)、L2ポリペプチドの分子量は3206.67(図10B)、D1ポリペプチドの分子量は3206.63(図10C)、D2ポリペプチドの分子量は3206.79(図10D)で、理論分子量に一致した。
結果から、ポリペプチドの合成に成功し、さらなる体内外実験の研究に使用できることが示された。
<実施例3:膜透過ペプチドTATの組み換え融合タンパク質及びポリペプチドのT細胞への進入に対する協力>
組み換えTAT-N-SH2融合タンパク質及びポリペプチドのT細胞内への進入はその細胞膜における阻害受容体の細胞内領域のITIMと結合して作用を発揮する前提条件である。膜透過ペプチドTATは正電荷を帯びた短鎖ペプチドで、多くの物質の膜透過及びその生物学的機能の発揮を協力することができる。TAT膜透過配列を含む融合タンパク質及びポリペプチドがT細胞に進入できるか検出するため、TAT-N-SH2融合タンパク質、L1ポリペプチド及び対照ペプチドに対してFITC標識を行い、共焦点顕微鏡でT細胞への進入の様子を観察し、作用時間は0、0.5、4、24、72、96、120及び144 hであった(図11)。結果、TAT膜透過配列を持つ融合タンパク質が24 hで多くT細胞に入り、120 hで段々減少していったことがわかる(図11c)。一方、TAT膜透過配列を持つL1ポリペプチドが0.5 hで既に多くT細胞に入り、72 hで段々減少していったことがわかる(図11b)。TAT膜透過配列のない対照ペプチドはT細胞に入ることができなかったことがわかる(図11a)。この結果から、TAT膜透過配列は融合タンパク質及びポリペプチドの目的細胞への進入を協力することができることが示され、そしてポリペプチドと融合タンパク質はT細胞に入る時間が異なり、これは分子量の大きさに関連する可能性がある。
<実施例4:組み換え融合タンパク質及びポリペプチドのT細胞の機能に対する影響>
1.組み換えTAT-N-SH2融合タンパク質及びL1(TAT-SHP2-C-SH2)ポリペプチドのT細胞の増殖に対する影響
組み換えTAT- N-SH2融合タンパク質及びL1(TAT-SHP2 -C-SH2)ポリペプチドがT細胞の増殖を向上させるか検出するため、それぞれ使用量が80 μg/mLのTAT-SHP2-N-SH2融合タンパク質及びTAT-SHP2-C-SH2ポリペプチドでT細胞を3 d刺激した後、CFSEによって細胞の増殖を検出した結果、対照群のT細胞の増殖率は62.83%(図12a)、組み換えTAT-N-SH2融合タンパク質群のT細胞の増殖率は61.05%(図12b)、L1(TAT-SHP2-C-SH2)ポリペプチド群のT細胞の増殖率は60.33%(図12c)であった。統計結果から、対照群と比較し、組み換えTAT-N-SH2融合タンパク質及びL1ポリペプチドでは、明らかにT細胞の増殖を向上させなかったことが示され(図12d)、当該結果から、組み換えTAT- N-SH2融合タンパク質及びL1(TAT-SHP2-C-SH2)ポリペプチドがT細胞の増殖に影響しないことがわかる。
2.組み換えTAT-N-SH2融合タンパク質及びL1(TAT-SHP2-C-SH2)ポリペプチドのT細胞のアポトーシスに対する影響
組み換えTAT-N-SH2融合タンパク質及びL1ポリペプチドで3 d刺激した後のT細胞は、フローサイトメトリーによって各処理群のT細胞のアポトーシスの状況を検出した。図13のa-dはAnnexin V-FITCによるポリペプチドのT細胞のアポトーシスに対する影響の検出を示すが、細胞を再懸濁させて各群に応じて未投与群はSHP2-NCを、ほかはSHP2-N-SH2(80 μg/mL)、TAT-SHP2-C-SH2ポリペプチド(80 μg/mL)を入れて処理した後、続いてEASY-Tで刺激された培養プレートにおいて(細胞混合液を入れる3 h前に50ng PD-L1抗体を入れて37℃で24ウェルプレートをコーティングした)3 d培養し、細胞を収集し、FITCとPIで染色した後、フローサイトメーターによって検出した。図13eでは、フローサイトメトリーによる検出結果から、アポトーシス細胞の比率を統計し、対照群と比較し、*p<0.05又は**p<0.01である。上記のように、対照群と比較し、組み換えTAT- N-SH2融合タンパク質及びL1ポリペプチドの処理群では、T細胞のアポトーシスが明らかに低下した。
3.組み換えTAT-N-SH2融合タンパク質及びL1(TAT-SHP2-C-SH2)ポリペプチドのT細胞を介する下流シグナル分子のリン酸化レベルに対する影響
組み換えTAT-N-SH2融合タンパク質及びL1(TAT-SHP2-C-SH2)ポリペプチドで3 d刺激した後のT細胞を収集してERK、AKT及びJNK分子のリン酸化レベルの変化を検出した結果、未投与群と比較し、ERK、AKT及びJNKの発現レベルに明らかな変化がなかったが、TAT-SHP2 -N-SH2融合タンパク質刺激群では、p-ERK及びp-AKTの発現レベルの変化が最も明らかで、TAT-SHP2-C-SH2ポリペプチド刺激群では、p-AKTの発現レベルの変化が最も明らかであったことがわかる(図14 a-d)。
4.組み換えTAT-N-SH2融合タンパク質及びL1(TAT-SHP2-C-SH2)ポリペプチドのT細胞が分泌するサイトカインIL-2に対する影響
組み換えTAT-N-SH2融合タンパク質及びL1ポリペプチドで3 d刺激した後のT細胞を収集してそのサイトカインIL-2を分泌するレベルを検出した結果、対照群と比較し、TAT-SHP2-N-SH2融合タンパク質及びSHP2-C-SHポリペプチドで刺激したT細胞が分泌するIL-2レベルが顕著に向上したことがわかる(図15)。
<実施例5:組み換えTAT-N-SH2融合タンパク質及びL1(TAT-SHP2-C-SH2)ポリペプチドの腫瘍細胞に対する直接殺傷能力の研究>
組み換えTAT-N-SH2融合タンパク質及びL1ポリペプチドが腫瘍細胞に対して直接殺傷作用があるか検出するため、異なる濃度(20 μg/mL、40 μg/mL、80 μg/mL)の組み換えTAT-N-SH2融合タンパク質及びL1ポリペプチドを腫瘍細胞MDA-MB-231及びSW480とともに培養した後、zenCell owl生細胞動的イメージング分析システムによってリアルタイムで腫瘍細胞に対する影響を観察した。実験結果から、未投与群と比較し、組み換えTAT-N-SH2融合タンパク質及びL1ポリペプチドは腫瘍細胞MDA-MB-231及びSW480に直接毒性作用がなかったことがわかるが、当該結果から、組み換えTAT-N-SH2融合タンパク質及びL1ポリペプチドはT細胞に作用することによって腫瘍細胞を殺傷する作用を発揮することが示された(図16)。
<実施例6:組み換え融合タンパク質及びポリペプチドの体外におけるT細胞の腫瘍細胞に対する殺傷能力への増強の研究>
1.組み換えTAT-N-SH2融合タンパク質のT細胞の乳癌細胞MDA-MB-231及び結腸癌細胞SW480を殺傷する作用に対する影響
3つのタンパク質濃度(20 μg/mL、40 μg/mL、80 μg/mL)のTAT-SHP2-N-SH2融合タンパク質を選んでヒトT細胞を刺激し、そしてCytoTox 96非放射性細胞毒性法によって30:1のエフェクター細胞対標的細胞比でそれぞれ腫瘍細胞MDA-MB-231及びSW480に対する殺傷作用を検出した。実験結果から、標的細胞が乳癌細胞株MDA-MB-231である場合、40 μg/mL及び80 μg/mLの濃度のTAT-SHP2-N-SH2融合タンパク質群では、いずれも殺傷が対照群よりも顕著に高かったことがわかる(p=0.0379とp=0.0367)。標的細胞が結腸癌細胞株SW480である場合、3つの濃度のタンパク質群では、いずれも未投与群よりも明らかに高かったことがわかる(図17、表1)。TAT-SHP2-N-SH2融合タンパク質はT細胞の腫瘍細胞を殺傷する作用を向上させることができ、そして結腸癌に対する殺傷効果が乳癌細胞よりも良いことが示された。
2.L1(TAT-SHP2-C-SH2)ポリペプチドのT細胞の乳癌細胞MDA-MB-231及び結腸癌細胞SW480を殺傷する作用に対する影響
CytoTox 96非放射性細胞毒性法によってTAT-SHP2-C-SH2(20 μg/mL、40 μg/mL、80 μg/mL)でヒトT細胞を4 d刺激した後のそれぞれ腫瘍細胞MDA-MB-231及びSW480に対する殺傷作用を検出した。エフェクター細胞対標的細胞比が30:1でかつTAT-SHP2-C-SH2ポリペプチドの濃度がそれぞれ40 μg/mL及び80 μg/mLである場合、対照群と比較し、TAT-SHP2-C-SH2ポリペプチドで刺激されたT細胞のMDA-MB-231及びSW480を殺傷する能力が顕著に向上した(図18、表2)。
3.L1、L2、D1、D2ポリペプチドのT細胞の肺癌細胞H460を殺傷する作用に対する影響
<実施例7:組み換え融合タンパク質及びポリペプチドの体内における抗腫瘍作用の研究>
1.組み換えTAT-N-SH2融合タンパク質のマウス結腸癌に対する効果の検出
MC38結腸癌マウス皮下移植腫瘍モデルを構築し、50 μg/匹のαPD-1抗体投与量を陽性対照薬物とし、濃度が1.25 μg/匹(N1.25)、2.5 μg/匹(N2.5)、5 μg/匹(N5)及び10 μg/匹(N10)のTAT-SHP2-N-SH2融合タンパク質を腹腔注射によって投与した。8回投与した後、腫瘍担持マウスを解剖して腫瘍重量を秤量したところ、TAT-SHP2-N-SH2融合タンパク質では、腫瘍重量が明らかに対照群よりも低く、そしてN5群は腫瘍重量がαPD-1抗体群よりも低く(図20,a-b)、N5群の腫瘍抑制率が最もたく(表4)、80.9%に達したが、当該結果から、5 μg/匹のTAT-SHP2-N-SH2融合タンパク質の投与量は結腸癌腫瘍を抑制する効果が最も良いことが示された。
2.L1(TAT-SHP2-C-SH2)ポリペプチドのマウス結腸癌に対する腫瘍抑制効果の検出
構築されたMC38結腸癌マウス皮下腫瘍担持モデルによってTAT-SHP2-C-SH2ポリペプチドのマウスの腫瘍生長に対する影響を評価したが、それぞれ1.25 μg/匹(C1.25)、2.5 μg/匹(C2.5)、5 μg/匹(C5)及び10 μg/匹(C10)でTAT-SHP2-C-SH2ポリペプチドを腹腔注射によって投与し、同時に50 μg/匹のαPD-1抗体(αPD-1)投与量を陽性対照薬物とし、そしてTAT-SHP2-N-SH2(5 μg/匹)群及び併用群(TAT-SHP2-N-SH2融合タンパク質及びTAT-SHP2C-SH2ポリペプチドは5 μg/匹ずつ)加え、対照群と比較し、TAT-SHP2-C-SH2ポリペプチド群、αPD-1抗体群、TAT-SHP2 -N-SH2融合タンパク質群及び併用群では、腫瘍重量が明らかに低下したことが見出された。また、併用群では、腫瘍抑制効果が最も良く、次はN5群で、TAT-SHP2-C-SH2ポリペプチドは投与量が5 μg/匹の場合、腫瘍の生長が最も遅かった(図21,a-b)。併用群では、腫瘍抑制率が最も良く、次はN5群であったが(表5)、当該結果から、各投与量群では、いずれもマウスの腫瘍生長に抑制作用があり、そのうち、併用群では効果が最も良かったことがわかる。
3.組み換えTAT-N-SH2融合タンパク質及びL1(TAT-SHP2-C-SH2)ポリペプチドのマウスの乳癌に対する腫瘍抑制効果の検出
さらに構築されたEMT乳癌マウス皮下腫瘍担持モデルによってTAT-SHP2SHP2-N-SH2融合タンパク質及びTAT-SHP2SHP2-C-SH2ポリペプチドのマウスの腫瘍生長に対する影響を評価したが、それぞれ5 μg/匹(C5)、10 μg/匹(C10)、15 μg/匹(C15)のTAT-SHP2SHP2-C-SH2ポリペプチド及び2 μg/匹(N2)、5 μg/匹(N5)、10 μg/匹(N10)、15 μg/匹(N15)のTAT-SHP2SHP2-N-SH2融合タンパク質で腹腔注射によって投与し、同時に50 μg/匹のαPD-1抗体(αPD-1)の投与量を陽性対照薬物とし、結果から、TAT-SHP2SHP2-C-SH2ポリペプチド群、αPD-1抗体群、TAT-SHP2SHP2-N-SH2融合タンパク質群の各治療群では、腫瘍体積が明らかに対照群よりも小さかったがわかる。TAT-SHP2SHP2-N-SH2融合タンパク質(5 μg/匹)及びTAT-SHP2SHP2又はSHP1-C-SH2ポリペプチド(5 μg/匹)群では、腫瘍重量が最も低く、腫瘍抑制率が最も良かったことがわかる(図22,a-b、表6)。当該結果から、各投与量群では、いずれもマウスの腫瘍生長に抑制作用を示し、そのうち、融合タンパク質及びポリペプチドはいずれも5μg/匹の場合、効果が最も良く、結腸癌の腫瘍抑制効果と一致したことがわかる。
4.組み換えTAT-N-SH2融合タンパク質及びL1(TAT-SHP2-C-SH2)ポリペプチドのヌードマウスの移植腫瘍に対する腫瘍抑制作用
1)組み換えTAT-N-SH2融合タンパク質及びL1(TAT-SHP2-C-SH2)ポリペプチドのMC38結腸癌ヌードマウスに対する腫瘍抑制作用
組み換えTAT-N-SH2融合タンパク質及びL1(TAT-SHP2-C-SH2)ポリペプチドの腫瘍に対する直接抑制作用を排除するため、免疫不全のヌードマウスを選んでMC38結腸癌腫瘍を接種し、14 dで腫瘍が形成した後、投与を開始し、4 dで腫瘍体積を1回測量し、30 d後、マウスを殺処分して解剖し、腫瘍重量を測量したところ、組み換えTAT-N-SH2融合タンパク質及びL1(TAT-SHP2-C-SH2)ポリペプチドでは、マウスの腫瘍体積及び腫瘍重量、腫瘍抑制率が対照群と統計学的に有意差がなかったが(図23,a-c、表7)、当該結果から、TAT-SHP2-N-SH2融合タンパク質及びTAT-SHP2-C-SH2ポリペプチドは結腸癌に直接抑制作用がないことが示された。
2)組み換えTAT-N-SH2融合タンパク質及びL1(TAT-SHP2-C-SH2)ポリペプチドのEMT-6乳癌ヌードマウスに対する腫瘍抑制作用
同時に免疫不全のヌードマウスを選んでEMT-6乳癌腫瘍を接種し、5 dで腫瘍が形成した後、ランダムに3群に6匹ずつ分け、投与を開始し、投与量が上記と同様で、1日おきに1回投与し、計8回投与し、4 dで腫瘍体積を測量し、生長曲線を作成し、21 dでマウスを殺処分して体重を測量したところ、対照群と比較し、組み換えTAT-N-SH2融合タンパク質及びL1(TAT-SHP2-C-SH2)ポリペプチド処理群では、腫瘍体積及び腫瘍重量、腫瘍抑制率に明らかな差がなかったことがわかるが、当該結果から、組み換えTAT-N-SH2融合タンパク質及びL1(TAT-SHP2-C-SH2)ポリペプチドは直接腫瘍細胞を抑制することができないが、免疫細胞を介して乳癌の腫瘍生長を抑制する効果を発揮することが示された(図24,a-c、表8)。
5.組み換えTAT-N-SH2融合タンパク質及びL1(TAT-SHP2-C-SH2)ポリペプチドのPD-L1ノックアウトマウスの乳癌移植腫瘍に対する腫瘍抑制効果の検出
組み換えTAT-N-SH2融合タンパク質及びL1(TAT-SHP2-C-SH2)ポリペプチドは阻害受容体のITIMモチーフに対するものであるため、単にPD-1という阻害受容体を遮断するPD-1モノクローナル抗体よりも治療範囲が広く、理論上、PD-1抗体の治療が効かない腫瘍を治療することができる。そのため、PD-L1安定ノックアウト乳癌EMT-6細胞系(PD-L1-KO-EMT6)を構築し、マウスの乳腺の脂肪パッドの下に接種し、それぞれ5 μg/匹の組み換えTAT-N-SH2融合タンパク質(N5)及びTAT-SHP2-C-SH2ポリペプチド(C5)を腹腔注射によって投与し、同時に50 μg/匹のαPD-1抗体(αPD-1)の投与量を対照薬物とした。結果から、N5、C5はいずれも顕著にPD-L1-KO-EMT6腫瘍の生長を抑制することができるが、PD-1抗体による治療は効かなかったことがわかる(図25,a-c、表9)。
6.L1、L2、D1、D2ポリペプチドのマウスの肺癌に対する腫瘍抑制効果の検出
さらに構築されたマウスLewis肺癌移植腫瘍モデルによってL1、L2、D1、D2ポリペプチドのマウスの腫瘍生長に対する影響を評価したが、それぞれ5 μg/匹のL1、L2、D1、D2ポリペプチドを腹腔注射によって投与し、同時に5μg/匹の対照ペプチド(Rペプチド)の投与量を陰性対照薬物とし、生理食塩水をブランク対照群(NC)とし、1日置きに1回投与した。計8回投与した。結果から、L1、L2、D1、D2ポリペプチドはいずれも顕著に腫瘍の生長を抑制することができ、D2群では腫瘍抑制効果が最も良く、腫瘍抑制率が最も高かったことがわかるが(P<0.001)、体外殺傷実験結果と一致した(図26,a-c、表10)。
各文献がそれぞれ単独に引用されるように、本発明に係るすべての文献は本出願で参考として引用する。また、本発明の上記の内容を読み終わった後、当業者が本発明を各種の変動や修正をすることができるが、それらの等価の形態のものは本発明の請求の範囲に含まれることが理解されるはずである。
Claims (10)
- 前記Z1、Z2は頭-頭、頭-尾、尾-頭、又は尾-尾の様態で連結していることを特徴とする請求項1に記載の融合タンパク質。
- 前記Z1、Z2はD型又はL型アミノ酸であることを特徴とする請求項1に記載の融合タンパク質。
- 単離されたポリヌクレオチドであって、請求項1に記載の融合タンパク質をコードすることを特徴とするポリヌクレオチド。
- 請求項4に記載のポリヌクレオチドを含むことを特徴とするベクター。
- 請求項5に記載のベクターを含有するか、あるいはゲノムに請求項4に記載のポリヌクレオチドが組み込まれていることを特徴とする宿主細胞。
- 請求項1に記載の融合タンパク質を生成する方法であって、以下の工程を含むことを特徴とする方法:
発現に適切な条件において、請求項6に記載の宿主細胞を培養することにより、融合タンパク質を発現させる工程;及び/又は前記融合タンパク質を単離する工程。 - 請求項1に記載の融合タンパク質及びその薬物学的に許容される担体を含むことを特徴とする薬物組成物。
- 請求項1に記載の融合タンパク質、請求項4に記載のポリヌクレオチド、請求項5に記載のベクター、請求項6に記載の宿主細胞の使用であって、腫瘍を治療又は予防するための組成物又は製剤の製造に使用されることを特徴とする使用。
- 体外で非治療的に腫瘍の生長を抑制する方法であって、請求項1に記載の融合タンパク質の存在下において、腫瘍細胞を培養することにより、腫瘍の生長を抑制する工程を含むことを特徴とする方法。
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