JP2023526335A - 免疫賦活活性を有する融合タンパク質 - Google Patents
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Abstract
本発明は、融合タンパク質、そのような融合タンパク質をコードするヌクレオチド配列、アジュバント又はワクチンとしてのその使用に関する。融合タンパク質は、細菌外毒素、及び抗原提示細胞上の表面マーカに特異的に結合する一本鎖抗体フラグメント(scFv)を含む。融合タンパク質は、有利には、鼻腔内、経口又は肺内に投与される。
Description
本発明は、一般に、免疫賦活活性を有する融合タンパク質をコードするヌクレオチド配列、そのような融合タンパク質、及びアジュバント又はワクチンとしてのその使用に関する。
ほとんどの市販のワクチンは注射され、生きている弱毒化又は死滅した全生物からなる。しかし、将来のワクチンをより合理的に設計するには、どの成分を含むか、製剤、送達経路及び使用する免疫増強剤又はアジュバントを検討する必要がある可能性がある。例えば、注射ワクチンとは対照的な粘膜ワクチン接種の利点は、局所免疫グロブリンA(IgA)抗体及び組織常在性メモリーT細胞がより効果的に誘導されることである。これは、コレラ、結核、ロタウイルス及びインフルエンザウイルスワクチンについて観察されているように、感染に対する免疫防御を刺激するために絶対的に重要であり得る。サブユニット又はコンジュゲートワクチンにおけるカスタマイズされたタンパク質を使用することにより、ワクチン製剤及び誘発された免疫応答に対する制御を増加させることができる。しかし、粘膜ワクチンの潜在的な問題は、それらが比較的大量の抗原及び有効で安全かつ非毒性の粘膜アジュバントを必要とすることである。
これは、粘膜ワクチンに一般的な用途を見出すことができる粘膜アジュバントを同定する目的で研究を促した。強力な粘膜アジュバントは、非毒性であり、免疫原性を大幅に改善し、ワクチン抗原に対する免疫学的記憶を生成すべきである。ほとんどの抗原は、経口投与又は鼻腔内投与された場合、通常、免疫原が不十分であり、これがアジュバントが必要とされる理由である。粘膜送達ワクチン抗原の免疫原性を改善するために、2つの主に異なるアプローチがとられている。1つ目は、米国特許第7,452,982号に開示されているような、カプセル化されたマイクロ粒子、ナノ粒子又は免疫刺激複合体(イスコム)などの経口抗原のための強力な送達系の構築に焦点を当てている。この米国特許は、イスコム複合体又はマトリックスに組み込まれた少なくとも1つのグリコシド及び少なくとも1つの脂質と、イスコム複合体に組み込まれた、又はイスコム複合体若しくはイスコムマトリックス複合体に結合された、又はそれと混合された少なくとも1つの抗原とを含む免疫原性複合体を開示している。第2のアプローチは、粘膜送達ワクチン抗原に対する免疫応答を調節し、大幅に増強するアジュバントを構築することである。これは、ワクチン特異的IgA及びT細胞免疫の増強、並びに粘膜及びリンパ節及び脾臓における全身的な免疫記憶の発達をもたらす。米国特許第5,917,026号は、混合ワクチン抗原に対する免疫応答を増強することができ、それによって補助タンパク質として有用な融合タンパク質をコードするデオキシリボ核酸(DNA)配列を開示している。DNA配列は、(i)コレラ毒素(CT)及び大腸菌(Escherichia coli)易熱性エンテロトキシン(LT)からなる群から選択される細菌エンテロトキシンのA1サブユニットをコードする第1のDNA配列、及び(ii)主要組織適合遺伝子複合体(MHC)クラスI又はクラスII抗原を発現する抗原提示細胞(APC)上に発現される受容体に特異的に結合するペプチドをコードする第2のDNA配列を含む。APCは、リンパ球、マクロファージ、樹状細胞、ランゲルハンス細胞、上皮細胞及び他の可能性のある細胞からなる群から選択される。融合タンパク質は水溶性であり、第2のDNA配列によってコードされるペプチドによって認識される細胞受容体に特異的に結合する。融合タンパク質は、受容体を発現するか、又は何らかの他の方法でアジュバントに結合することができるAPCによって内在化される。
アジュバント効果、特に粘膜ワクチン接種に関連して使用される粘膜アジュバントを改善する必要性が依然として存在する。
特に粘膜ワクチン接種に関連して、改善されたアジュバント効果及び/又はワクチン接種効果を提供することが一般的な目的である。
この目的及び他の目的は、本明細書に開示される実施形態によって満たされる。
本発明は、独立請求項に定義されている。本発明の更なる実施形態は、従属請求項に定義されている。
本発明の一態様は、融合タンパク質をコードするヌクレオチド配列に関する。ヌクレオチド配列は、細菌外毒素をコードする第1のヌクレオチド配列、及び抗原提示細胞上の表面マーカに特異的に結合する一本鎖抗体フラグメント(scFv)をコードする第2のヌクレオチド配列を含む。
本発明はまた、医薬品として使用するための、ワクチンアジュバントとして使用するための、又はヌクレオチド配列が少なくとも1つのウイルス若しくは細菌エピトープをコードする第3のヌクレオチド配列を含む場合、ワクチンとして使用するための上記のヌクレオチド配列に関する。
本発明は更に、上記のヌクレオチド配列を含む発現ベクター、並びに上記のヌクレオチド配列及び/又は発現ベクターを含む細胞に関する。
本発明の別の態様は、細菌外毒素、及び抗原提示細胞上の表面マーカに特異的に結合するscFvを含む融合タンパク質に関する。
本発明はまた、上記の融合タンパク質と薬学的に許容される担体とを含むアジュバント組成物、並びに細菌外毒素、抗原提示細胞上の表面マーカに特異的に結合するscFv、及び薬学的に許容される担体中の少なくとも1つのウイルス又は細菌エピトープを含む融合タンパク質を含むワクチン組成物に関する。
本発明の更なる態様は、医薬品として使用するための、アジュバントとして使用するための、又はワクチンとして使用するための上記の融合タンパク質に関する。
本発明の一態様はまた、ウイルス又は細菌の感染又は疾患に対して対象にワクチン接種する方法に関する。方法は、本発明によるワクチン組成物を対象に投与することを含む。
実施形態の融合タンパク質は、免疫賦活活性を有し、ワクチン組成物中のアジュバントとして、又は実際にそれ自体ワクチンとして有用である。融合タンパク質は、粘膜アジュバントとして、及び粘膜ワクチン接種に特に適している。
実施形態は、その更なる目的及び利点と共に、添付の図面と共に以下の説明を参照することによって最もよく理解することができる。
本発明は、一般に、免疫賦活活性又は免疫増強活性を有する融合タンパク質をコードするヌクレオチド配列、そのような融合タンパク質、及びアジュバント又はワクチンとしてのその使用に関する。
本発明は、アジュバント又はワクチンとして、特に粘膜ワクチン接種に関連して有用な融合タンパク質に関する。そのような粘膜ワクチン接種は、局所IgA抗体並びに組織常在性メモリーCD4及びCD8 T細胞がより効果的に誘導されるという点で、従来の注射ワクチンを超える利点を有する。例えば、インフルエンザウイルス感染に対する鼻腔内(i.n.)ワクチンは、IgA及び肺組織常在性記憶T細胞の誘導に対して効果が劇的に増強されるため、ワクチンの筋肉内注射よりも優れている。
粘膜ワクチンは、効果的であるために比較的大量の抗原を必要とする。これは、有効で安全で非毒性の粘膜アジュバントを使用することによって少なくとも部分的に解決することができる。本発明は、融合タンパク質をコードするヌクレオチド配列、及び粘膜ワクチンなどのアジュバントとして使用することができるそのような融合タンパク質、すなわち、アジュバントタンパク質に関する。融合タンパク質は、安全かつ非毒性であり、樹状細胞(DC)並びに濾胞樹状細胞(FDC)に作用し、CD4及びCD8T細胞応答、胚中心(GC)反応並びにメモリーB細胞及び形質細胞の発生を大幅に増強する強力な免疫増強剤であるアジュバント活性成分を含む。融合タンパク質はまた、流入領域リンパ節においてCD4及びCD8T細胞をプライミングすることが知られている細胞サブセットに融合タンパク質及びワクチンを標的化する細胞結合成分を含む。それにより、この細胞結合成分は、アジュバント又はワクチンの特異性を有意に改善し、それにより、非常に低濃度であってもその有効性を改善する。特に、細胞結合成分は、流入領域リンパ節において、組織常在性メモリーT細胞を含むエフェクターT細胞をプライミング及び刺激するために重要である、抗原提示細胞(APC)、好ましくはDCの別個の1つ又は複数のサブセットを標的とする。
本発明の一態様は、融合タンパク質をコードするヌクレオチド配列に関する。ヌクレオチド配列は、細菌外毒素をコードする第1のヌクレオチド配列、及び抗原提示細胞(APC)に特異的に結合する一本鎖抗体フラグメント(scFv)をコードする第2のヌクレオチド配列を含む。
ヌクレオチド配列は、典型的には、デオキシリボ核酸(DNA)配列の形態である。しかし、ヌクレオチド配列は、代わりに、メッセンジャーRNA(mRNA)配列などのリボ核酸(RNA)配列の形態であってもよい。
ヌクレオチド配列は、細菌外毒素及びscFvをそれぞれコードする、部分配列とも呼ばれる少なくとも2つのヌクレオチド配列を含む。
哺乳動物細胞において強い酵素活性を発揮する細菌外毒素の群が存在する。これらの外毒素としては、細菌エンテロキシン及び百日咳毒素が挙げられる。
コレラ毒素(CT)及び大腸菌(Escherichia coli)易熱性毒素(LT)を含むこれらの細菌外毒素は、標的細胞の細胞膜中のグアノシン三リン酸(GTP)結合タンパク質のアデノシン二リン酸(ADP)リボシル化によって作用する。ADP-リボース化反応では、ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド(NAD+)が遊離ニコチンアミドと、刺激Gタンパク質(Gs)のαサブユニット(αs)中のアルギニンのグアニジニウム基に結合しているADP-リボース部分とに分割される。Gsタンパク質は永続的に活性化され、アデニル酸シクラーゼを刺激し、大量の細胞内環状アデノシン一リン酸(cAMP)の形成をもたらす。次いで、cAMPの増加は、Bリンパ球分化の増加、APCの共刺激の増強、様々なT細胞機能の阻害若しくは促進、及び/又はリンパ球細胞のアポトーシスの調節など、多くの多様な免疫反応を免疫調節するように作用することができる。cAMPがその機能を発揮する機構は多面的であり、細胞内cAMPの増加は異なる方法で異なる細胞に影響を及ぼす可能性がある。また、特定の細胞系統の細胞は、分化の1つの段階でcAMPに対して阻害された機能で応答し得るが、異なる段階で強力な増強効果が観察され得る。この効果はcAMPに依存しない場合もある。細菌外毒素はまた、H+ポンプに対する酵素効果による酸性化の増強を伴って、肝臓エンドソームプロセシングに対する効果を増強する。実際、これらの細菌外毒素は、ATP依存性の定常状態の血管内H+濃度を最大数100%増加させることが示されている。この機序は、小胞イオン輸送体の大きな変化を反映する可能性は低いが、むしろエンドソームあたりのH+ポンプの数の増加及び/又はcAMPに応答した初期エンドサイトーシス小胞の融合、再構築及び成熟の変化を示す。細菌外毒素はまた、液胞H+ポンプの再分布又は活性化を引き起こす可能性があり、その結果、毒素処理エンドソーム膜は、小胞の幾何学的形状に他の変化を伴うことなく、より多くの数(又は密度)の活性ポンプを含有する。これは、特にDCだけでなく他のAPCにおいても、タンパク質分解のためのエンドソーム機構の機能の増加、典型的にはAPC機能及び共刺激の増強をもたらす可能性がある。
CTは、分子のA2サブユニット又はフラグメント(CTA2)及び毒性で酵素的に活性なA1サブユニット又はフラグメント(CTA1)を介して、五量体へのリンカーを含む単一のAサブユニットを取り囲む五量体構造に一緒に保持された5つの酵素的に不活性な非毒性のBサブユニット(CTB)から構成される。毒性CTA1は強力なADP-リボシルトランスフェラーゼ活性を有し、いくつかのGタンパク質に作用すると考えられており、その活性はGsに対して最も強い。これは、アデニル酸シクラーゼの活性化及びその後のcAMPの細胞内増加をもたらす。CTBは、リンパ球及び腸上皮細胞を含むほとんどの哺乳動物細胞に存在するガングリオシドモノシアロテトラヘキソシルガングリオシド(GM1)受容体に結合し、その後、CTAは、CTA1及びCTA2が解離している細胞の細胞膜/サイトゾルに移行する。コレラにおける大量の下痢応答は、腸上皮におけるCTA1誘導性のcAMPレベルの増加と、その後の電解質及び水の喪失に起因すると考えられる。
一実施形態では、細菌外毒素は、細菌エンテロトキシンのA1サブユニット及び百日咳毒素からなる群から選択される。
細菌エンテロトキシンは、好ましくは、コレラ毒素(CT)及び大腸菌(Escherichia coli)易熱性エンテロトキシン(LT)からなる群から選択される。百日咳毒素は、好ましくは百日咳毒素サブユニットS1である。
百日咳毒素(PT)は、百日咳を引き起こす百日咳菌(Bordetella pertussis)によって産生されるタンパク質系AB5型外毒素である。PTは、不活性形態で百日咳菌(B.pertussis)から放出される。PTが細胞膜受容体に結合した後、エンドソームに取り込まれ、その後、トランスゴルジ網及び小胞体への逆行輸送を受ける。この輸送中のある時点で、Aサブユニット(S1サブユニット)が活性化される。実際、PTは、小胞体内で酵素的に活性なAサブユニット(S1サブユニット)と細胞結合Bサブユニットの2つの部分に解離することが知られている。PTは、ヘテロ三量体Gタンパク質のαiサブユニットのADP-リボース化を触媒する。これにより、Gタンパク質が細胞膜上のGタンパク質共役受容体と相互作用するのを防ぎ、したがって細胞内コミュニケーションが妨害される。Giサブユニットは、それらのGDP結合不活性状態に固定されたままであり、したがってアデニル酸シクラーゼ活性を阻害することができず、cAMPの細胞内濃度の増加をもたらし、受容体媒介性シグナル伝達を含む正常な細胞機能と相互作用する。
一実施形態では、細菌外毒素が細菌エンテロトキシンのA1サブユニットである場合、第1のヌクレオチド配列は、A1サブユニット以外の細菌エンテロトキシンの任意のサブユニットをコードするヌクレオチド配列を欠く。これに対応して、細菌外毒素がPTのS1サブユニットである場合、第1のヌクレオチド配列は、好ましくは、S1サブユニット以外のPTの任意のサブユニットをコードするヌクレオチド配列を欠く。
別の実施形態では、第1のヌクレオチド配列は、大腸菌(E.coli)LT(LTA1)のA1サブユニットをコードする。特定の実施形態では、LTA1をコードする第1のヌクレオチド配列は、配列番号2を含み、好ましくはそれからなる。
更なる実施形態では、第1のヌクレオチド配列は、PT S1サブユニット(PTS1)をコードする。特定の実施形態では、PTS1をコードする第1のヌクレオチド配列は、配列番号3を含み、好ましくはそれからなる。
一実施形態では、第1のヌクレオチド配列は、CTA1の複数の、すなわち少なくとも2つのコピー、LTA1の複数のコピー、PTS1の複数のコピー、CTA1の少なくとも1つのコピー及びLTA1の少なくとも1つのコピー、CTA1の少なくとも1つのコピー及びPTS1の少なくとも1つのコピー、LTA1の少なくとも1つのコピー及びPTS1の少なくとも1つのコピー、又はCTA1の少なくとも1つのコピー、LTA1の少なくとも1つのコピー及びPTS1の少なくとも1つのコピーをコードする。
第2のヌクレオチド配列は、APC上の表面マーカに特異的に結合するscFvをコードする。したがって、ヌクレオチド配列によってコードされ、細菌外毒素に加えてscFvを含む融合タンパク質は、APCを特異的に標的化し、それによって正確な標的化及び改善された免疫増強効果を達成する。
一実施形態では、第2のヌクレオチド配列は、樹状細胞(DC)上の表面マーカに特異的に結合するscFvをコードする。したがって、この実施形態では、標的とされるAPCはDCである。
標的とされる特定のAPC、好ましくはDCが定義され、それに基づいて、scFvが特異的に結合する樹状細胞上の分子又は表面マーカが定義される。したがって、表面マーカは、APC、好ましくはDCの細胞膜に固定されているか、そうでなければ付着しているタンパク質であり、それによってscFvがタンパク質中のエピトープに結合するためにアクセス可能となる。そのような表面マーカは、細胞外部分又はドメイン、膜貫通部分又はドメイン、及び場合により細胞内部分又はドメインを含むことが多い。そのような表面マーカについて、scFvは、好ましくは、細胞外ドメイン中のエピトープ又は表面マーカの一部に特異的に結合する。
一実施形態では、表面マーカは、APC、好ましくはDCによって発現されることが好ましく、APC、好ましくはDCの外側からアクセス可能であることが好ましい受容体、膜結合タンパク質又は他の分子である。
scFvの特異性は、親和性及び/又は結合活性に基づいて決定することができる。抗原とscFvとの解離(KD)の平衡定数によって表される親和性は、抗原決定基とscFv上の抗原結合部位との間の結合強度の尺度である。KDの値が小さいほど、抗原決定基とscFvとの間の結合強度が強くなる。或いは、親和性は、1/KDである親和定数(KA)として表すこともできる。当業者に明らかなように、親和性は、目的の特異的抗原に応じて、それ自体公知の方法で決定することができる。
結合活性は、scFvと関連抗原との間の結合の強さの尺度である。結合活性は、抗原決定基とscFv上のその抗原結合部位との間の親和性と、scFv上に存在する適切な結合部位の数の両方に関連する。
典型的には、scFvは、10-5~10-12モル/リットル(M)以下、好ましくは10-7~10-12M以下、より好ましくは10-8~10-12Mの解離定数(KD)で、すなわち105~1012M-1以上、好ましくは107~1012M-1以上、より好ましくは108~1012M-1の会合定数(KA)でそれらの抗原に結合する。
一般に、10-4Mより大きい任意のKD値(又は104M-1より低い任意のKA値)は、一般に、非特異的結合を示すと考えられる。
エピトープ又は抗原決定基へのscFvの特異的結合は、例えばスキャッチャード分析及び/又は競合結合アッセイ、例えばラジオイムノアッセイ(RIA)、酵素イムノアッセイ(EIA)及びサンドイッチ競合アッセイ、並びに当技術分野でそれ自体公知のその異なる変形を含む、それ自体公知の任意の適切な方法で決定することができる。
樹状細胞は、伝統的に、以前は骨髄性樹状細胞(mDC)と呼ばれていたいわゆる従来の又は古典的な樹状細胞(cDC)と、以前はインターフェロン産生細胞と呼ばれていた形質細胞様樹状細胞(pDC)とに分けられる。DCはまた、血液及びリンパDC、皮膚組織DC又は炎症性/単球由来DCに分けることができる。cDCは骨髄中の共通の単球-DC前駆細胞から生じるが、pDCは共通のリンパ系前駆細胞から生じる。
cDCは、それぞれCD4 Th1又は制御性T細胞(Treg)及び細胞傷害性リンパ球(CD8)をもたらすCD4及びCD8 T細胞の主要刺激因子である従来の又は古典的な1型樹状細胞(cDC1又はmDC-1)、並びにCD4 T細胞活性化、特に濾胞性ヘルパーT細胞(Tfh)、TH17及びTh2型細胞の発達に重要な従来の又は古典的な2型樹状細胞(cDC2又はmDC-2)の少なくとも2つのサブセットで構成される。cDCは、インターロイキン12(IL-12)、IL-1、IL-6、IL-10、IL-23、IL-27、腫瘍壊死因子(TNF)及びケモカインを分泌し、TLR2及びTLR4などのToll様受容体(TLR)を発現する。pDCは、表面マーカB220を発現し、形質細胞に類似し、TLRを発現し、大量のインターフェロン-α(IFNα)を産生することができる。cDCは、pDCとは対照的に、CD11c表面インテグリンαX(補体成分3受容体4サブユニット)(ITGAX)を発現する。インテグリンは、α鎖及びβ鎖から構成されるヘテロ二量体内在性膜タンパク質である。このタンパク質は、β2鎖(ITGB2)と結合して、不活性化C3b(iC3b)受容体4(CR4)と呼ばれる白血球特異的インテグリンを形成する。CD11cは、ヒト樹状細胞上に高レベルで見出されるI型膜貫通タンパク質である。CD11c+樹状細胞は、組織及びリンパ節に見られるcDCである。遊走CD11c+樹状細胞は、高レベルのCD11c及びMHCクラスIIを発現する。組織における活性化の後、これらの細胞は、それらがCD4及びCD8 T細胞のプライミングの中心である流入領域リンパ節に移動する。
一実施形態では、第2のヌクレオチド配列は、cDC1及びcDC2型の両方の従来の又は古典的な樹状細胞(cDC)上の表面マーカに特異的に結合するscFvをコードする。
特定の実施形態では、第2のヌクレオチド配列は、cDC1s上の表面マーカである、分化抗原群141(CD141)又はBDCA-3とも呼ばれるトロンボモジュリン(TM)に特異的に結合するscFvをコードする。
TMは、内皮細胞の表面上に発現される内在性膜タンパク質であり、トロンビンの補因子として働く。TMは、トロンビンを凝固促進酵素から抗凝固酵素に変換することによって血液凝固を減少させる。トロンボモジュリンはまた、ヒト中皮細胞、単球及びcDC上に発現する。
一実施形態では、第2のヌクレオチド配列は、cDC1s上の表面マーカに特異的に結合するscFVをコードする。したがって、この実施形態では、融合タンパク質はcDC1sを特異的に標的化する。
特定の実施形態では、第2のヌクレオチド配列は、cDC1sの表面マーカである、CD103、c型レクチンドメインファミリー9メンバーA(Clec9A)、XCR1、リンパ球抗原75(LY75)(CD205)、細胞接着分子1(CADM1)、Bリンパ球及びTリンパ球アテニュエータ(BTLA)、ジペプチジルペプチダーゼ-4(DPP4)、並びにCD226からなる群から選択される表面マーカに特異的に結合するscFvをコードする。
インテグリンαE(ITGAE)とも呼ばれるCD103は、ヒトにおいてITGAE遺伝子によってコードされるインテグリンタンパク質である。CD103はインテグリンβ7(β7又はITGB7)に結合して、完全なヘテロ二量体インテグリン分子αEβ7を形成する。CD103+は、cDC1並びに二重陽性cDC2(CD103+CD11b+)DCによって保持され、これらは、流入領域リンパ節におけるCD4及びCD8 T細胞のプライミング並びに組織常在性メモリーT細胞の刺激のための重要な細胞である。
Clec9Aは、活性化受容体として機能し、cDC1sを含む骨髄系列細胞上に発現されるV群C型レクチン様受容体(CTLR)である。CLEC9A+cDC1sは、CD8 T細胞応答及びCD4 Th1又はTreg型の応答を交差提示して活性化することができる。
XCR1はGPR5とも呼ばれる。XCR1+cDC1細胞は、CD8 T細胞とCD4 Th1又はTreg型の応答とを交差提示して活性化することができる。
LY75は、CD205又はDEC205とも呼ばれ、pH依存的に死細胞を認識する樹状細胞上のエンドサイトーシス受容体である。
CADM1は、ネクチン様タンパク質2(NECL2)と呼ばれることもある細胞接着分子である。CADM1はpre-cDC1s上に主に発現する。
BTLAは、CD272とも呼ばれ、T細胞の活性化中に誘導され、BTLA+樹状細胞は末梢Treg細胞を誘導する。
DPP4は、アデノシンデアミナーゼ複合体化タンパク質2又はCD26とも呼ばれ、免疫調節、シグナル伝達、及びアポトーシスに関連する。DDP4+DCは炎症に関与し得る。
CD226は、PTA1血小板及びT細胞活性化抗原1(PTA1)又はDNAXアクセサリー分子1(DNAM-1)とも呼ばれ、cDC上で発現する。
一実施形態では、第2のヌクレオチド配列は、CD103、XCR1及びClec9Aからなる群から選択される表面マーカに特異的に結合するscFvをコードする。
ヒトcDC1は、CD141+(BDCA3+)樹状細胞として定義され、XCR1、CADM1、Clec9A及びCD103の発現を含む多くの類似性をマウスcDC1と共有する。
特定の実施形態では、第2のヌクレオチド配列は、CD103に特異的に結合するscFvをコードする。この実施形態では、樹状細胞のサブセットは、CD103発現樹状細胞(CD103+DC)である。そのようなCD103+DCは、cDC1サブセット又は二重陽性cDC2 CD103+、CD11b+)サブセットに属する。
別の特定の実施形態では、第2のヌクレオチド配列は、LY75(CD205)に特異的に結合するscFvをコードする。この実施形態では、樹状細胞のサブセットは、LY75+発現樹状細胞(LY75+DC又はCD205+DC)である。
XCR1、Clec9A及び/又はCD103の細胞表面発現によって同定されるcDC1sは、インターフェロンコンセンサス配列結合タンパク質(ICSBP)としても知られるインターフェロン調節因子8(IRF8)、及び塩基性ロイシンジッパー転写因子ATF様3(BATF3)に発達的に依存する。cDC1sは、抗原を交差提示し、細胞内病原体に対する細胞傷害性CD8 T細胞応答をプライミングし、それらはまた、Th1又はTreg機能のCD4 T細胞のプライミングに関連する。cDC1sは、比較的均一な集団である。
別の実施形態では、第2のヌクレオチド配列は、cDC2s上の表面マーカに特異的に結合するscFvをコードする。
cDC2sは、CD11bの細胞表面発現によって定義され、IRF4及びNotchシグナル伝達に対する可変依存性を示す細胞の異種集団を含み、特にTfh、Th2及びTh17型のCD4 T細胞応答のプライミングにおいて異なる機能的役割を有する。
一実施形態では、第2のヌクレオチド配列は、cDC2s上の表面マーカである、CD1c/BDCA-1、CD11b、CD2、シグナル調節タンパク質α(SIRPA)/CD172a、FcεRI(FCER1)、白血球免疫グロブリン様受容体サブファミリーAメンバー2(LILRA2)、C型レクチンドメインファミリー4メンバーA(Clec4A)及びClec10Aからなる群から選択される表面マーカに特異的に結合するscFvをコードする。
CD1c/BDCA-1は、ヒト抗原提示細胞の表面上に発現される糖タンパク質ファミリーのメンバーであり、T細胞への脂質抗原の提示に関与している。CD1c+樹状細胞はヒトの血液及び組織に存在し、CD4 T細胞を効率的にプライミングすることが見出されている。
CD11bはインテグリンαM(ITGAM)とも呼ばれる。CD11b+DCは、組織cDCとマクロファージとの混合物からなる。
CD2は、T細胞表面抗原T11/Leu-5、LFA-2、LFA-3受容体、赤血球受容体又はロゼットレセプターとも呼ばれる。
FCER1は、高親和性IgE受容体又はFcεRIとも呼ばれる。FCER1は、IgEに結合した抗原に対してこれらの活性を集中させることによって、樹状細胞が抗原を内在化し、処理し、提示する能力を強化する。
LILRA1は、ILT1又はCD85hとも呼ばれ、Clec4Aは、DCIRとも呼ばれる。
一実施形態では、第2のヌクレオチド配列は、scFvの複数のコピーをコードするか、又は第1のscFVの少なくとも1つのコピー及び第2の異なるscFvの少なくとも1つのコピーをコードする。
scFvが特異的に結合する表面マーカは、樹状細胞の表面マーカであり、好ましくは樹状細胞のサブセット、例えばcDC、すなわちcDC1及びcDC2、cDC1又はcDC2、より好ましくはcDC1である。樹状細胞上に存在する表面マーカは、他の種類の細胞、又は非DC、又は樹状細胞の他のサブタイプにも存在することができる。しかし、樹状細胞の所与のサブセットに対する表面マーカは、典型的には、樹状細胞の他のサブセットと比較して、樹状細胞の所与のサブセットの細胞表面においてより高い量及び密度で存在する。例えば、CD103+樹状細胞は、CD103-樹状細胞と比較して有意により多くのCD103分子を含む。
一実施形態では、ヌクレオチド配列は、少なくとも1つのウイルス又は細菌エピトープをコードする第3のヌクレオチド配列を含む。したがって、この実施形態では、ヌクレオチド配列は、少なくとも3つの部分配列を含む。少なくとも1つのウイルスエピトープは、好ましくはウイルス感染又は疾患に関連する、すなわち、ウイルス感染又は疾患を引き起こすウイルスによって発現される。これは、少なくとも1つのウイルスエピトープが、T細胞受容体(TCR)又はB細胞受容体(BCR)によってプロセシング及び認識され得るワクチン抗原として機能することを意味する。これに対応して、少なくとも1つの細菌エピトープは、好ましくは細菌感染又は疾患に関連し、すなわち細菌感染又は疾患を引き起こす細菌によって発現される。これは、少なくとも1つの細菌エピトープが、TCR又はBCRによってプロセシング及び認識され得るワクチン抗原として機能することを意味する。
樹状細胞はAPCとして作用し、主要組織適合遺伝子複合体(MHC)分子又は複合体(MCS)上にペプチドの形態でプロセシングされた抗原を提示する。TCRは、MHC分子との複合体中のユニークなワクチン抗原ペプチドを認識し、活性化される、すなわちプライミングされる。
TCR認識のために、抗原は、APC内で小さなフラグメント、すなわちペプチドにプロセシングされ、細胞表面上のMHCクラスI又はII分子によって提示される。これらの複合体は、ほとんどの場合、免疫応答を誘発するのに十分ではなく、したがって、免疫増強剤、すなわち「助ける」と言う意味のラテン語であるアジュバントが必要である。第1のヌクレオチド配列によってコードされる細菌外毒素は、そのような免疫増強剤として作用する。
一実施形態では、第3のヌクレオチド配列は、少なくとも1つのウイルスエピトープ、好ましくはインフルエンザAウイルスのマトリックスタンパク質2(M2e)エピトープの少なくとも1つの外部ドメインをコードする。M2eタンパク質の細胞外ドメインは、インフルエンザAウイルスにおいて進化的に保存された領域であり、ユニバーサルインフルエンザワクチンを設計するための有望なエピトープである。M2は、97個のアミノ酸を含む四量体型III型膜タンパク質である。M2タンパク質は、3つの部分である細胞外N末端ドメイン(M2e、位置1~24)、膜貫通(TM)ドメイン(位置25~46)及び細胞内C末端ドメイン(位置47~97)に分けることができる。
一実施形態では、第3のヌクレオチド配列は、複数のM2eエピトープをコードする。例えば、第3のヌクレオチド配列は、2つ、3つ、4つ又はそれ以上のM2eエピトープ、好ましくは3つのM2eエピトープをコードすることができる。一実施形態では、第3のヌクレオチド配列によってコードされる複数のM2eエピトープは、場合により、リンカー、例えばM2e-リンカー-M2e-リンカー-M2eによって相互接続されてもよい。一実施形態では、任意のリンカーは、少なくとも1つのグリシン(G)、少なくとも1つのセリン(S)、及びそれらの組み合わせ、好ましくはGSからなる群から選択される。
一実施形態では、M2eエピトープは、以下のアミノ酸配列、配列番号6(SLLTEVETPIRNEWGS)、配列番号7(SLLTEVETPIRNEWGCRCNDSSD)及び配列番号8(MSLLTEVETPTRNEWECRCSDSS)のいずれかを含む、好ましくはそれらからなる。
一実施形態では、第3のヌクレオチド配列は、配列番号9(AGCCTGCTGACCGAGGTGGAGACCCCCATCAGGAACGAGTGGGGCAGC)、配列番号10(AGCCTGCTGACCGAGGTGGAGACCCCCATCAGGAACGAGTGGGGCTGCAGGTGCAACGACAGCAGCGAC)、及び配列番号11(ATGAGCCTGCTGACCGAGGTGGAGACCCCCACCAGGAACGAGTGGGAGTGCAGGTGCAGCGACAGCAGC)を含み、好ましくはそれからなる。
しかし、実施形態は、M2eエピトープの使用に限定されず、代わりに、他のエピトープ、例えば、インフルエンザA若しくはBウイルス株由来の核タンパク質及び他の内部タンパク質(PB1、M1)由来の保護エピトープ、又はノロウイルス、ロタウイルス、コロナウイルス若しくはHIVなどの他のウイルス由来の関連する保護エピトープを使用することができる。実施形態は、クラミジア・トラコマチス(Chlamydia trachomatis)由来のエピトープなどの細菌エピトープと共に使用することもできる。
例えば、コロナウイルス保存S表面糖タンパク質及び/又はORF1abポリタンパク質(ORF1ab)、又はその1つ又は複数の部分を、M2eエピトープの代わりに、又はM2eエピトープと一緒にエピトープとして使用することができる。そのような場合、エピトープは、以下のアミノ酸配列、配列番号17(FGAGAALQIPFAMQMAYRFNGI)、配列番号18(QLIRAAEIRASANLAATK)及び配列番号19 ORF1ab(MMISAGFSL)のうちの1つ又は複数の中から選択することができた。
特定の実施形態では、第3のヌクレオチド配列は、少なくとも1つの重症急性呼吸器症候群コロナウイルス2(SARS-CoV-2)エピトープ及び/又は少なくとも1つのSARS-CoV-1エピトープをコードする。例えば、スパイク(S)グリコールタンパク質のステムドメインは、全てのSARS-CoVウイルスにおいて進化的に保存された領域である。Sは、1500個のアミノ酸を含む三量体タンパク質である。一実施形態では、第3のヌクレオチド配列が少なくとも1つのSエピトープをコードし、好ましくは第3のヌクレオチド配列が、配列番号20と配列番号21との組み合わせの1つ又は複数のコピーを含む、配列番号20(TTTGGCGCGGGCGCGGCGCTGCAGATTCCGTTTGCGATGCAGATGGCGTATCGCTTTAAC)、配列番号21(CAGCTGATTCGCGCGGCGGAAATTCGCGCGAGCGCGAACCTGGCGGCGACCAAA)のヌクレオチド配列の1つ又は複数のコピーを含む。或いは、又は更に、各配列の第3のヌクレオチドは、SARS-CoV-2 ORF1abなどのコロナウイルスORF1abの少なくとも1つのエピトープをコードする。ORF1abは、主にウイルスのポリメラーゼ酵素を産生し、7000個のアミノ酸からなる。そのような場合、第3のヌクレオチド配列は、配列番号22(ATGATGATTAGCGCGGGCTTTAGCCTG)の1つ又は複数のコピーを含む。
いくつかの場合、ウイルス又は細菌エピトープは、APC、好ましくはDCで切断することができ、それによって抗原としてあまり効率的ではない。このような問題は、第3のヌクレオチド配列に余分な切断部位を付加することによって解決することができる。したがって、これは、ヌクレオチド配列によってコードされる融合タンパク質が、APC、好ましくはDC中のプロテアーゼによって標的化され得る余分な切断部位を含むことを意味する。したがって、タンパク質切断は、これらの専用の余分な切断部位を標的とし、ウイルス又は細菌エピトープの望ましくない切断のリスクを低減する。そのような任意の余分な切断部位の特定のタイプ及び数は、関連するAPC、好ましくはDCに存在するプロテアーゼのタイプの情報に基づいて選択することができる。
一実施形態では、ヌクレオチド配列は、5’末端から3’末端に、第1のヌクレオチド配列、第3のヌクレオチド配列及び第2のヌクレオチド配列を含む。したがって、ヌクレオチド配列によってコードされる融合タンパク質は、好ましくは、N末端からC末端に、細菌外毒素(例えばCTA1、LTA1及び/又はPTS1)、少なくとも1つのウイルスエピトープ(少なくとも1つのM2eエピトープなど)及びscFvを含む。
一実施形態では、ヌクレオチド配列は、5’末端から3’末端に、CTA1をコードする第1のヌクレオチド配列、M2eエピトープの3つのコピーをコードする第3のヌクレオチド配列、及びCD103結合scFvをコードする第2のヌクレオチド配列を含む、配列番号12を含み、好ましくはその配列からなる。
本発明はまた、薬剤として使用するための上記のヌクレオチド配列にも関する。本発明は更に、ワクチンアジュバントとして使用するための、又はヌクレオチド配列が少なくとも1つのウイルス若しくは細菌エピトープをコードする第3のヌクレオチド配列を含む場合、ワクチンとして使用するための上記のヌクレオチド配列に関する。
本発明はまた、本発明によるヌクレオチド配列を含む発現ベクターに関する。
ヌクレオチド配列を含む発現ベクターは、発現ベクターを含む宿主細胞中で発現、すなわち転写及び翻訳することができる。一実施形態では、発現ベクターは、プラスミド、エピソーマルプラスミド及びウイルスベクターの中から選択される。
一実施形態では、発現ベクターはウイルスベクターである。特定の実施形態では、ウイルスベクターは、レンチウイルスベクター、アデノウイルスベクター、アデノ随伴ウイルスベクター、レトロウイルスベクター及びハイブリッドベクターからなる群から選択される。
レンチウイルスはレトロウイルスのサブクラスである。それらは、非分裂細胞のゲノムに組み込まれる能力のおかげで遺伝子送達ビヒクル(ベクター)として適合され、これは、他のレトロウイルスが分裂細胞のみに感染することができるため、レンチウイルスの固有の特徴である。RNAの形態のウイルスゲノムは、ウイルスが細胞に侵入してDNAを産生すると逆転写され、次いでこれがウイルスインテグラーゼ酵素によってある位置でゲノムに挿入される。ここではプロウイルスと呼ばれるベクターは、ゲノム内に留まり、細胞が分裂する場合、細胞の子孫に伝えられる。安全上の理由から、レンチウイルスベクターは、典型的には、それらの複製に必要な遺伝子を決して保有しない。レンチウイルスを作製するために、いくつかのプラスミドをいわゆるパッケージング細胞株、一般的にはHEK293にトランスフェクトする。一般にパッケージングプラスミドと呼ばれる1つ又は複数のプラスミドは、キャプシド及び逆転写酵素などのビリオンタンパク質をコードする。別のプラスミドは、ベクターによって送達されるべき遺伝物質を含有する。遺伝物質は転写されて一本鎖RNAウイルスゲノムを生成し、ψ(プシー)配列の存在によってマークされる。この配列は、ゲノムをビリオンにパッケージングするために使用される。
レトロウイルスは、現在の遺伝子治療アプローチの主流の1つである。モロニーマウス白血病ウイルスなどの組換えレトロウイルスは、安定した様式で宿主ゲノムに一体化する能力を有する。それらは、宿主ゲノムへの組み込みを可能にする逆転写酵素を含有する。レトロウイルスベクターは、複製適格性又は複製欠損性のいずれかであってもよい。ウイルスは、ビリオン複製及びパッケージングの更なるラウンドに必要な遺伝子のコード領域が他の遺伝子で置き換えられているか、又は欠失されているので、複製欠損ベクターが最も一般的な選択肢である。これらのウイルスは、様々な細胞に感染し、それらのウイルスペイロードを送達することができるが、その後、細胞溶解及び細胞死をもたらす典型的な溶解経路を継続することができない。
発現ベクターがレンチウイルスベクター又はレトロウイルスベクターである場合、融合タンパク質をコードするヌクレオチド配列は、好ましくはRNA配列である。
本明細書で使用されるアデノウイルスベクターには、アデノウイルスベクター及びアデノウイルス由来ウイルスベクターが含まれる。アデノウイルスDNAはゲノムに組み込まれず、細胞分裂中に複製されない。アデノ由来ウイルスベクターは、アデノウイルスに基づくが、複製タンパク質、調節タンパク質、ウイルス表面タンパク質などをコードするヌクレオチド配列に関連するなど、様々な修飾が行われている。アデノ随伴ウイルス(AAV)は、ヒト及びいくつかの他の霊長類種に感染する小型ウイルスである。AAVは、分裂細胞及び非分裂細胞の両方に感染することができ、そのゲノムを宿主細胞のゲノムに組み込むことができる。更に、AAVはほとんどがエピソームとして留まり、長く安定した発現を行う。AAVはDNAの一本鎖をパッケージングし、第2鎖合成のプロセスを必要とするが、自己相補的アデノ随伴ウイルス(scAAV)は、二本鎖DNAを形成するために一緒にアニーリングする両方の鎖をパッケージングする。第2鎖合成をスキップすることによって、scAAVは細胞における迅速な発現を可能にする。発現ベクターがアデノウイルスベクターである場合、融合タンパク質をコードするヌクレオチド配列は、好ましくはDNA配列である。
ハイブリッドベクターは、2つ以上のベクターの性質を有するように遺伝子操作されたベクターウイルスである。例えば、ハイブリッドベクターは、アデノウイルスとレンチウイルスの組み合わせであってもよい。
発現ベクターはまた、ヌクレオチド配列の発現を制御するプロモータを含むことができる。したがって、そのような実施形態では、ヌクレオチド配列は、宿主細胞などの細胞におけるヌクレオチド配列の発現を指示するためにプロモータによって作動可能に制御される。プロモータは、発現ベクターの内因性プロモータ、例えばウイルスベクターの場合はウイルスプロモータであってもよい。別の実施形態では、対象において活性又は誘導的に活性な外因性プロモータ、誘導性プロモータ又は構成的プロモータを含む他のプロモータを使用することができる。
本発明は更に、本発明による核酸配列及び/又は本発明による発現ベクターを含む細胞に関する。
細胞は、細菌細胞、真菌細胞、酵母細胞、哺乳動物細胞などの動物細胞、例えばヒト細胞であってもよい。細胞は、例えば、インビトロで増殖させることができるヒト起源の細胞又は細胞株であってもよい。
細胞は、培養培地中への融合タンパク質の産生及び好ましくは放出のためにインビトロで有利に培養することができる。例えば、細胞は、バイオリアクター、発酵槽又は他の、好ましくは大規模なタンパク質産生設備において培養及び融合タンパク質産生のために選択された細菌細胞、真菌細胞又は酵母細胞であってもよい。
本発明の別の態様は、細菌外毒素、抗原提示細胞上の表面マーカに特異的に結合する一本鎖抗体フラグメント(scFv)を含む融合タンパク質に関する。
一実施形態では、細菌外毒素は、細菌エンテロトキシンのA1サブユニット及び百日咳毒素からなる群から選択される。
特定の実施形態では、細菌エンテロトキシンは、コレラ毒素(CT)及び大腸菌(Escherichia coli)易熱性エンテロトキシン(LT)からなる群から選択される。
別の実施形態では、細菌エンテロトキシンのA1サブユニットは、大腸菌(E.coli)易熱性エンテロトキシン(LTA1)のA1サブユニットである。特定の実施形態では、LTA1は、配列番号14のアミノ酸配列を含み、好ましくはそれからなる。
一実施形態では、融合タンパク質は、細菌外毒素が細菌エンテロトキシンである場合、A1サブユニット以外の細菌エンテロトキシンの任意のサブユニットを欠き、細菌外毒素が百日咳毒素である場合、S1サブユニット以外の百日咳毒素の任意のサブユニットを欠く。
融合タンパク質は、CTA1の複数のコピー、LTA1の複数のコピー、PTS1の複数のコピー、CTA1の少なくとも1つのコピー及びLTA1の少なくとも1つのコピー、CTA1の少なくとも1つのコピー及びPTS1の少なくとも1つのコピー、LTA1の少なくとも1つのコピー及びPTS1の少なくとも1つのコピー、又はCTA1の少なくとも1つのコピー、LTA1の少なくとも1つのコピー及びPTS1の少なくとも1つのコピーを含むことができる。
一実施形態では、scFvは、樹状細胞(cDC)上の表面マーカに特異的に結合する。
特定の実施形態では、scFvは、従来の又は古典的な樹状細胞(cDC)上の表面マーカに特異的に結合する。特定の実施形態では、scFvは、cDC上の表面マーカであるトロンボモジュリン(TM)に特異的に結合する。したがって、そのような実施形態では、scFvは樹状細胞のcDCサブタイプに特異的に結合する。
別の実施形態では、scFvは、従来の又は古典的な1型樹状細胞(cDC1)上の表面マーカに特異的に結合する。特定の実施形態では、scFvは、分化抗原群103(CD103)、c型レクチンドメインファミリー9メンバーA(Clec9A)、XCR1、リンパ球抗原75(LY75)/CD250、細胞接着分子1(CADM1)、Bリンパ球及びTリンパ球アテニュエータ(BTLA)、ジペプチジルペプチダーゼ-4(DPP4)、並びにCD226からなる群から選択される表面マーカに特異的に結合し、好ましくは、第2のヌクレオチド配列は、CD103、XCR1及びClec9Aからなる群から選択される表面マーカに特異的に結合するscFvをコードする。これらのタンパク質は、cDC1上の表面マーカである。したがって、この実施形態では、scFvは、樹状細胞のcDC1サブタイプに特異的に結合する。
更なる実施形態では、第2のヌクレオチド配列は、従来の又は古典的な2型樹状細胞(cDC2)上の表面マーカに特異的に結合するscFvをコードする。特定の実施形態では、scFvは、分化抗原群1c(CD1c/BDCA-1)、CD11b、CD2、FcεRI(FCER1)、シグナル調節タンパク質α(SIRPA)/CD172a、白血球免疫グロブリン様受容体サブファミリーAメンバー2(LILRA2)、C型レクチンドメインファミリー4メンバーA(Clec4A)及びClec10Aからなる群から選択される表面マーカに特異的に結合する。これらのタンパク質は、cDC2の表面マーカである。したがって、この実施形態では、scFvは、樹状細胞のcDC2サブタイプに特異的に結合する。
特定の実施形態では、scFvはCD103に特異的に結合し、樹状細胞のサブセットは、cDC1サブタイプ及び二重陽性cDC2(CD103+、CD11b+)サブタイプを含むCD103発現樹状細胞(CD103+樹状細胞)である。別の特定の実施形態では、scFvはLY75(CD205)に特異的に結合し、樹状細胞のサブセットは、LY75(CD205)発現樹状細胞(LY75+又はCD205+樹状細胞)である。更なる特定の実施形態では、scFvはXCR1に特異的に結合し、樹状細胞のサブセットはXCR1発現樹状細胞(XCR1+樹状細胞)である。更に別の特定の実施形態では、scFvはClec9Aに特異的に結合し、樹状細胞のサブセットは、Clec9A発現樹状細胞(Clec9A+樹状細胞)である。特定の実施形態では、scFvはCD11cに特異的に結合し、樹状細胞のサブセットは、CD11c発現樹状細胞(CD11c+樹状細胞)、cDC1及びcDC2細胞である。
scFvは、ファージディスプレイ技術を含むがこれに限定されない、当技術分野で周知の様々な技術に従って製造することができる。クローニングされると、免疫応答中に体細胞高頻度変異を模倣することによって抗原結合の親和性及び特異性を高めることが可能である。ファージディスプレイ技術は、ほぼあらゆる抗原に対して実質的に無制限の量の抗体を合成及び発現することができる細菌系を介して、動物免疫化及びハイブリドーマ開発の既存の慣行を置き換えることさえ可能にする。
scFv抗体フラグメントを得るために、mRNAを最初にハイブリドーマ(又は脾臓、リンパ細胞、及び骨芽細胞)から単離し、続いてcDNAに逆転写して、PCRを用いた抗体遺伝子増幅のための鋳型として働く。この技術により、多様な範囲の抗体VH及びVL遺伝子を有する大きなライブラリーを作製することができる。バイオパニング工程を使用して、最良の親和性及び特異性を有するscFv抗体フラグメントを得る。scFvの構築において、ドメインの順序は、VH-リンカー-VL又はVL-リンカー-VHのいずれかであってもよい。
scFv抗体フラグメントの発現及び産生は、抗体ライブラリーを用いた抗体発見を支援するための日常的な研究である。抗体遺伝子が首尾よくクローニング及び配列決定されると、scFvフラグメントは、大腸菌(E.coli)などの微生物発現系で容易に発現することができる。一過性トランスフェクションによって哺乳動物系(例えば、HEK293細胞)で発現させることもできる。
適切な精製タグは、典型的には、抗体scFvフラグメントタンパク質のC末端に付加される。一般的に使用される精製タグは、ポリヒスチジンタグ、FLAGタグ、HAタグ、及びMycタグである。プロテアーゼ切断部位をタグとscFvとの間に含めて、精製後のタグ除去を可能にすることができる。
本発明に従って使用することができるscFvは、例えば、Molecular Immunology(2005)42(8):979-985、PLoS One(2012)7(9):e45102、Clinical Cancer Research(2009),15:4612-4621、Blood(2010)116(13):2277-2285、並びに米国特許出願第2004/0146948号及び第2020/0347138号に開示されている。
一実施形態では、融合タンパク質は、複数のscFv、例えば少なくとも1つの第1のscFv及び少なくとも1つの第2の異なるscFv又は同じscFvの複数のコピーを含む。
一実施形態では、融合タンパク質は、少なくとも1つのウイルス又は細菌エピトープを含む。様々なそのようなウイルスエピトープ、例えば、インフルエンザA若しくはBウイルス、ノロウイルス、ロタウイルス、コロナウイルス又はHIV由来のエピトープ又は抗原を、本明細書で前述した実施形態に従って使用することができる。細菌エピトープの例は、クラミジア・トラコマチス(Chlamydia trachomatis)のエピトープである。
一実施形態では、少なくとも1つのウイルスエピトープは、インフルエンザAウイルスのマトリックスタンパク質2(M2e)エピトープの少なくとも1つの外部ドメインである。
特定の実施形態では、M2eエピトープは、以下のアミノ酸配列、配列番号6(SLLTEVETPIRNEWGS)、配列番号7(SLLTEVETPIRNEWGCRCNDSSD)及び配列番号8(MSLLTEVETPTRNEWECRCSDSS)のいずれかを含む、好ましくはそれらからなる。
別の特定の実施形態では、少なくとも1つのウイルスエピトープは、好ましくは配列番号17(FGAGAALQIPFAMQMAYRFNGI)、配列番号18(QLIRAAEIRASANLAATK)及び配列番号19(MMISAGFSL)からなる群から選択される少なくとも1つのコロナウイルスのエピトープである。
融合タンパク質は、単一のウイルス若しくは細菌エピトープ、同じウイルス若しくは細菌エピトープの複数のコピー、又は同じ若しくは異なるウイルス若しくは細菌からの実際には異なるウイルスエピトープを含むことができる。例えば、融合タンパク質は、複数のM2eエピトープ、好ましくは3つのM2eエピトープを含むことができる。そのような場合、複数のウイルスエピトープ、例えばM2eエピトープは、少なくとも1つのグリシン(G)、少なくとも1つのセリン(S)、及びそれらの組み合わせ、好ましくはGSからなる群から選択されるリンカーによって相互接続されてもよい。融合タンパク質は、複数のコロナウイルスのエピトープ又は少なくとも1つのコロナウイルスのエピトープ、例えば、S糖タンパク質及び/又はORF1abからの少なくとも1つのエピトープ、及び少なくとも1つのM2eエピトープを含むことができる。
一般に、融合タンパク質がウイルス又は細菌エピトープの複数のコピーを含む場合、単にウイルス又は細菌エピトープの単一のコピーを含む場合と比較して、融合タンパク質、又はむしろその中のウイルス若しくは細菌エピトープは、より免疫原性である。したがって、一実施形態では、融合タンパク質は、好ましくはウイルス又は細菌エピトープのN個のタンデムリピートとして、ウイルス又は細菌エピトープのN個のコピーを含み、Nは2以上であり、好ましくは2~10の範囲内、好ましくは2~8の範囲内、より好ましくは2~6の範囲内、例えば2~4の範囲内、例えばN=3である。したがって、融合タンパク質は、2、3、4、5、6、7、8、9又は10個のコピーのウイルス又は細菌エピトープを含むことができる。
一実施形態では、融合タンパク質は、N末端からC末端に、細菌エンテロトキシンのA1サブユニット、少なくとも1つのウイルス又は細菌エピトープ及びscFvを含む。融合タンパク質の異なるサブユニットは、少なくとも1つのグリシン(G)、少なくとも1つのセリン(S)、及びそれらの組み合わせ、好ましくはGSからなる群から選択されるリンカーによって相互接続されてもよい。
一実施形態では、融合タンパク質は水溶性である。CTA1及びLTA1単独では、一般に生理学的水溶液への溶解度が低い。しかし、CTA1及び/又はLTA1に加えて、少なくともscFv及び場合により少なくとも1つのウイルス又は細菌エピトープも含む実施形態の融合タンパク質は、CTA1及びLTA1単独と比較して高い溶解度を有する。したがって、融合タンパク質は水溶性であることが好ましい。
一実施形態では、融合タンパク質は、樹状細胞のサブセットに特異的に結合する。したがって、融合タンパク質中のscFvの存在は、融合タンパク質が、scFvが特異性を有し、特異的に結合する、膜結合タンパク質又は膜貫通タンパク質などの分子を発現する樹状細胞の特定のサブセットを特異的に標的として結合することができることを意味する。scFvの存在による融合タンパク質のこの標的化効果は、アジュバントとして、又は少なくとも1つのウイルスエピトープを含む場合、ワクチンとしての融合タンパク質の有効性を増加させる。例えば、CD103に特異的に結合するscFvは、粘膜樹状細胞のCD103+サブセットを特異的に標的とする。樹状細胞のこのサブセットは、エフェクター及び中枢並びに組織常在性メモリーCD4及びCD8T細胞の刺激に重要である。T細胞のこれらの集団は、他のリンパ球を補助し、これにはB細胞の形質細胞及びメモリーB細胞への成熟、並びに細胞傷害性CD8T細胞及びマクロファージ並びに自然免疫系に属する多くの他の細胞の活性化が含まれる。CD4 T細胞がCD103+樹状細胞によって活性化されると、それらは急速に分裂し、免疫応答を調節及び補助する特異的サイトカインを分泌する機能的サブセットに発達する。
樹状細胞のこのサブセットは、エフェクター及び中枢並びに組織常在性メモリーCD4及びCD8T細胞の刺激に重要である。T細胞のこれらの集団は、他のリンパ球を補助し、これにはB細胞の形質細胞及びメモリーB細胞への成熟、並びに細胞傷害性CD8T細胞及びマクロファージ並びに自然免疫系に属する多くの他の細胞の活性化が含まれる。CD4 T細胞がCD103+樹状細胞によって活性化されると、それらは急速に分裂し、免疫応答を調節及び補助する特異的サイトカインを分泌する機能的サブセットに発達する。
したがって、少なくともM2eエピトープを含む融合タンパク質の実施形態は、対象、好ましくはヒト対象に投与された場合、Th17細胞を誘導することができる。
一実施形態では、融合タンパク質は、融合タンパク質のscFv部分が樹状細胞上の表面マーカに結合することによって、樹状細胞に特異的に結合する。融合タンパク質は、樹状細胞によって内在化されることが好ましい。したがって、実施形態の融合タンパク質は、好ましくは、標的樹状細胞によって取り込まれ、内在化されてもよい。次いで、樹状細胞は、融合タンパク質を処理し、融合タンパク質が少なくとも1つのウイルスエピトープを含む場合、少なくとも1つのウイルス又は細菌エピトープを処理し、MHC分子と共に細胞表面に提示することができる。
実施形態の融合タンパク質は、ワクチン、特に粘膜ワクチンのためのアジュバントとして使用することができる。したがって、本発明の一態様は、本発明による融合タンパク質と、薬学的に許容される担体とを含む、アジュバント組成物に関する。
実施形態の融合タンパク質は、様々なワクチン、特に粘膜ワクチンのためのアジュバントとして使用することができる。次いで、融合タンパク質を、特定の疾患に対する能動獲得免疫を提供する薬剤と組み合わせて使用することができる。この薬剤は、例えば、疾患を引き起こす微生物、その毒素及び/又は疾患を引き起こす微生物の界面活性剤内部タンパク質の脆弱形態又は死滅形態であってもよい。
そのような場合、薬剤は、融合タンパク質及び薬学的に許容される担体と混合されて、ワクチン組成物を達成することができる。したがって、そのような実施形態では、薬剤及び融合タンパク質は、対象に一緒に投与される。或いは、薬剤と融合タンパク質又はアジュバント組成物とを、同じ又は異なる投与経路を使用して、任意の順序で対象に別々に投与してもよい。
しかし、ワクチン抗原の免疫原性に対する融合タンパク質のアジュバント効果は、免疫保護ウイルス又は細菌エピトープが融合タンパク質に含まれる場合に改善される。そのような場合、少なくとも1つのウイルス又は細菌エピトープは、分離された融合タンパク質(アジュバント)及びウイルス又は細菌エピトープ(薬剤)を有する場合と比較して、はるかに免疫原性及び保護性である。
したがって、本発明の別の態様は、本発明による融合タンパク質を含み、少なくとも1つのウイルス又は細菌エピトープ及び薬学的に許容される担体を含むワクチン組成物に関する。
アジュバント又はワクチン組成物の薬学的に許容される担体は、特定の投与経路に基づいて選択することができる。一実施形態では、薬学的に許容される担体は、水又は水溶液、例えば生理食塩水、又は緩衝水溶液、例えばリン酸緩衝生理食塩水(PBS)である。一実施形態では、薬学的に許容される担体は、リポソーム、ポリマーミセル、ミクロスフェア、ナノ粒子及びナノファイバーからなる群から選択される。
ワクチン、特に粘膜ワクチンの潜在的な問題は、粘膜投与が、粘膜表面でのワクチンの免疫原性を低下させる、酵素分解及び迅速なクリアランスからの抗原の保護を必要とすることである。したがって、薬学的に許容される担体は、ワクチンの免疫原性及び分解に対する耐性を高めるために使用することができる。例えば、脂質ベースのナノ粒子(LNP)は、特にそれらの物理化学的特性が容易かつ大幅にカスタマイズ可能であるため、有望で汎用性のある選択肢である。これらのナノ粒子は、ワクチンの送達を増強することによって機能することができるが、アジュバント特性をワクチンに加えることによって免疫原性を増大させることもでき、この現象は、ワクチン投与とLNP投与とを最大48時間までに分離した場合、増強されたワクチン免疫原性が依然として記録されていることを示す研究によって支持されている。
したがって、一実施形態では、アジュバント又はワクチン組成物は、脂質ナノ粒子(LNP)を含む。
LNPは、タンパク質又はプラスミドの負荷を可能にするそれらの比較的単純さ、安全性及び柔軟性のためにワクチンアジュバントとして有効である。脂質組成を変化させることによって、ナノスケールのディスク形状のより剛性の脂質-タンパク質複合体を含む、より複雑な粒子形態、例えば、立方体、六角形、又はスポンジ相構造を作成することができる。LNPは、アジュバント及びワクチン抗原を分解から保護し、酵素活性の喪失を防止することも公知である。しかし、LNPはインビボで免疫応答をプライムすることができるが、異なるDCサブセットに対する選択性を示さず、B細胞及びマクロファージなどの非DCによっても取り込まれる。したがって、DCの異なるサブセットへのLNPの標的化は、ワクチンエピトープ担体及び強力な免疫増強剤としても機能することができる本発明の融合タンパク質によって達成することができる。
本発明の融合タンパク質は、薬学的に許容される担体に負荷され、薬学的に許容される担体の表面に吸着又は吸収され、及び/又は薬学的に許容される担体に共有結合することができる。
実施形態では、融合タンパク質は、場合によりスペーサ又はリンカーを使用して、LNPに共有結合される。例えば、融合タンパク質は、ポリマーリンカー、ポリ(エチレングリコール)(PEG)、グリカン、ポリペプチド及びオリゴヌクレオチドからなる群から選択されるリンカーによってLNPに共有結合することができる。
特定の実施形態では、リンカーは、PEGリンカー又はPEGスペーサ、例えばPEG(2000)-スペーサである。
一実施形態では、融合タンパク質は、トラウト試薬(2-イミノチオラン塩酸塩)を使用して第一級アミンをチオール基に変換した後、チオール-マレイミド反応を使用してLNPに共有結合される。簡単に説明すると、トラウト試薬(HBS中0.02mg/ml:10mM HEPES、150nM NaCl、2mM EDTAを含む、pH=7.8)及び融合タンパク質(10mM NaH2PO4、0.16M NaCl、pH7.4中1.6mg/ml)を5:3の体積比に混合し、4℃で20分間インキュベートする。4mMの脂質濃度の粒子を、5:4の体積比で、新たにチオール化した融合タンパク質に添加し、穏やかに振盪しながら室温で1時間インキュベートする。未反応の融合タンパク質は、Amicon Ultra 100kDaカットオフ遠心フィルター(VWR、スウェーデン)を以下のように使用して、125μlのNaAc生理食塩水及び約290μlのLNP懸濁液を各フィルターに添加し、遠心分離し(5分又は約250μlの溶液が残るまで、8000×g、10℃)、続いて各フィルター中の150μlのNaAc生理食塩水で更に希釈し、別の遠心分離(5分又は約250μlの溶液が残るまで、8000×g、10℃)を行い、除去することができる。懸濁液は、フィルターを反転させ、遠心分離(1分、8000×g、10℃)することによって回収することができる。
一実施形態では、LNPは、平均で少なくとも50個の共有結合した融合タンパク質、好ましくは少なくとも75個の共有結合した融合タンパク質、より好ましくは少なくとも100個の共有結合した融合タンパク質を含む。
一実施形態では、LNPは、50nm~250nmの範囲内、好ましくは75nm~200nmの範囲内、より好ましくは100~150nmの範囲内の平均直径を有する。
一実施形態では、LNPはゲル相である。それらの液相対応物と比較して、ゲル相LNPは抗原提示を改善するのにより効率的である。それらはまた、共刺激分子CD80及びCD86の上方制御、並びにサイトカインIL-6及びIL-1βの放出の増加においても優れている。特定の実施形態では、LNPは、1,2-ジステアロイル-sn-グリセロ-3-ホスホコリン(DSPC)を含むリポソームである。そのようなDSPCリポソームは、ゲル相であるLNPを形成する。
実施形態に従って使用することができるLNPの他の例としては、1,2-ジオレオイル-sn-グリセロ-3-ホスホコリン(DOPC)が挙げられる。これらのDOPC LNPは液相である。
実施形態の更なる態様は、医薬品として使用するための、アジュバントとして使用するための、及び/又はワクチンとして使用するための本発明による融合タンパク質を含む。後者の使用では、すなわちワクチンとして、融合タンパク質は少なくとも1つのワクチンエピトープを含む。これに対応して、本発明は、医薬品を製造するための、アジュバントを製造するための、又はワクチンを製造するための本発明による融合タンパク質の使用に関する。
本発明の実施形態は、ウイルスによって引き起こされる感染性疾患、すなわちウイルス性疾患、又は細菌によって引き起こされる感染性疾患、すなわち細菌性疾患、及びがん疾患を含むがこれらに限定されない様々な疾患に対するワクチンとして使用することができる。特に興味深いのは、粘膜を介して身体にアクセスするウイルス又は細菌によって引き起こされる感染症である。このカテゴリーには、呼吸器、胃腸及び生殖管に感染するものが含まれる。例示的な例としては、クラミジア・トラコマチス(Chlamydia trachomatis)、インフルエンザA若しくはBウイルス、ノロウイルス、ロタウイルス、コロナウイルス又はHIVによって引き起こされる疾患が挙げられる。
本発明はまた、アジュバントとして使用するためのリポソーム又は1,2-ジステアロイル-sn-グリセロ-3-ホスホコリン(DSPC)製のLNPに関する。そのような場合、リポソーム又はLNPはゲル状態である。
一実施形態では、LNPは、50nm~250nmの範囲内、好ましくは75nm~200nmの範囲内、より好ましくは100~150nmの範囲内の平均直径を有する。
一実施形態では、リポソーム又はLNPは、生理学的温度、好ましくは37℃でゲル状態又はゲル相状態である。
一実施形態では、リポソーム又はLNPは、場合によりスペーサ又はリンカーを使用して、リポソーム又はLNPに共有結合した少なくとも1つのタンパク質を含む。一実施形態では、リンカー又はスペーサは、ポリマーリンカー、ポリ(エチレングリコール)(PEG)、グリカン、ポリペプチド及びオリゴヌクレオチドからなる群から選択される。特定の実施形態では、リンカー又はスペーサは、PEGリンカー又はスペーサ、例えばPEG(2000)-スペーサである。
一実施形態では、少なくとも1つのタンパク質は、トラウト試薬(2-イミノチオラン塩酸塩)を使用して第一級アミンをチオール基に変換した後、チオール-マレイミド反応を使用して、リポソーム又はLNPに共有結合される。簡単に説明すると、トラウト試薬(HBS中0.02mg/ml:10mM HEPES、150nM NaCl、2mM EDTAを含む、pH=7.8)及びタンパク質(10mM NaH2PO4、0.16M NaCl、pH7.4中1.6mg/ml)を5:3の体積比に混合し、4℃で20分間インキュベートする。4mMの脂質濃度のリポソーム又はLNPを、5:4の体積比で、新たにチオール化したタンパク質に添加し、穏やかに振盪しながら室温で1時間インキュベートする。未反応のタンパク質は、Amicon Ultra 100kDaカットオフ遠心フィルター(VWR、スウェーデン)を以下のように使用して、125μlのNaAc生理食塩水及び約290μlのLNP懸濁液を各フィルターに添加し、遠心分離し(5分又は約250μlの溶液が残るまで、8000×g、10℃)、続いて各フィルター中の150μlのNaAc生理食塩水で更に希釈し、別の遠心分離(5分又は約250μlの溶液が残るまで、8000×g、10℃)を行い、除去することができる。懸濁液は、フィルターを反転させ、遠心分離(1分、8000×g、10℃)することによって回収することができる。
一実施形態では、単一のタイプのタンパク質がリポソーム又はLNPに共有結合している。別の実施形態では、複数の異なるタンパク質の混合物をリポソーム又はLNPに共有結合させる。
リポソーム又はLNPに共有結合した少なくとも1つのタンパク質は、好ましくは上記のように、リポソーム又はLNPに共有結合することができる任意のタンパク質又はペプチドであってもよい。そのようなタンパク質の例示的であるが非限定的な例としては、タンパク質薬、抗体、酵素、融合タンパク質、無細胞タンパク質ワクチン、タンパク質標識などが挙げられる。
本発明はまた、細菌又はウイルスの感染又は疾患に対して対象にワクチン接種する方法に関する。方法は、本発明によるワクチン組成物を対象に投与することを含む。
一実施形態では、ワクチン組成物の投与としては、ワクチン組成物の鼻腔内、経口、直腸、膣内又は肺内投与が挙げられる。特定の実施形態では、ワクチン組成物は、エアロゾル又はスプレーとして投与される。
対象は、好ましくはヒト対象である。しかし、本発明は、対象が動物、好ましくは哺乳動物、例えばネコ、イヌ、ウマ、ウシ、ヒツジ、ヤギ、ウサギ、モルモット、ラット又はマウスである獣医学目的にも使用することができる。
本発明はまた、本明細書に提示されるヌクレオチド配列及びアミノ酸配列と相同体であるヌクレオチド配列及びアミノ酸配列を包含する。ヌクレオチド配列又はアミノ酸配列の「ホモログ」は、ヌクレオチド配列又はアミノ酸配列と実質的な配列同一性、すなわち少なくとも約70%、75%、80%、81%、82%、83%、84%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%及び/又は100%の配列同一性を有する。
特に、本発明は、特定の宿主細胞又は種に基づいてコドン適合又は最適化することができるヌクレオチド配列を包含する。したがって、本発明はまた、本明細書に開示されるヌクレオチド配列のコドン適合バージョン又は最適化バージョンを包含する。そのようなコドン適合ヌクレオチド配列は、好ましくは、元のヌクレオチド配列と同じアミノ酸配列をコードするが、少なくとも1つのコドンが元のヌクレオチド配列中の対応するコドンとは異なる。一般に、ほとんどのタンパク質のアミノ酸配列は、遺伝暗号の縮重性のためにいくつかの異なるヌクレオチド配列によってコードされ得る。異なるコドン割り当てを介して同じアミノ酸配列をコードするヌクレオチド配列は、異なる宿主細胞で発現されるタンパク質の量が劇的に異なり得る。
本明細書で使用される場合、「配列同一性」は、2つの最適にアラインメントされたヌクレオチド酸又はアミノ酸配列が、成分、例えばヌクレオチド又はアミノ酸のアラインメントのウィンドウ全体にわたって不変である程度を指す。「同一性」は、限定するものではないが、Computational Molecular Biology(Lesk,A.M.,ed.)Oxford University Press,New York(1988)、Biocomputing:Informatics and Genome Projects(Smith,D.W.,ed.)Academic Press,New York(1993)、Computer Analysis of Sequence Data,Part I(Griffin,A.M.,and Griffin,H.G.,eds.)Humana Press,New Jersey(1994)、Sequence Analysis in Molecular Biology(von Heinje,G.,ed.)Academic Press(1987)、及びSequence Analysis Primer(Gribskov,M.and Devereux,J.,eds.)Stockton Press,New York(1991)に記載されているものを含む公知の方法によって容易に計算することができる。
本明細書で使用される場合、「配列同一性パーセント」又は「同一性パーセント」という用語は、2つの配列が最適にアラインメントされた場合、試験(「対象」)核酸分子(又はその相補鎖)と比較した、参照(「クエリ」)核酸分子(又はその相補鎖)の直鎖核酸配列中の同一のヌクレオチドのパーセンテージを指す。いくつかの実施形態では、「同一性パーセント」は、アミノ酸配列中の同一のアミノ酸のパーセンテージを指すことができる。
本明細書で使用される場合、2つの核酸分子、ヌクレオチド配列又はアミノ酸配列の文脈における「実質的に同一」という語句は、以下の配列比較アルゴリズムの1つを使用して又は目視検査によって測定される場合、最大一致について比較及びアラインメントされたとき、少なくとも約70%、少なくとも約75%、少なくとも約80%、少なくとも約81%、少なくとも約82%、少なくとも約83%、少なくとも約84%、少なくとも約85%、少なくとも約86%、少なくとも約87%、少なくとも約88%、少なくとも約89%、少なくとも約90%、少なくとも約91%、少なくとも約92%、少なくとも約93%、少なくとも約94%、少なくとも約95%、少なくとも約96%、少なくとも約97%、少なくとも約98%、又は少なくとも約99%のヌクレオチド又はアミノ酸残基の同一性を有する2つ以上の配列又は部分配列を指す。本発明のいくつかの実施形態では、実質的な同一性は、少なくとも約50残基~約150残基の長さである配列の領域にわたって存在する。したがって、本発明のいくつかの実施形態では、実質的な同一性は、長さが少なくとも約16、少なくとも約18、少なくとも約22、少なくとも約25、少なくとも約30、少なくとも約40、少なくとも約50、約60、約70、約80、約90、約100、約110、約120、約130、約140、約150、又はそれ以上の残基、及びその中の任意の範囲である配列の領域にわたって存在する。
配列比較のために、典型的には、1つの配列が、試験配列が比較される参照配列として作用する。配列比較アルゴリズムを使用する場合、試験配列及び参照配列をコンピュータに入力し、必要に応じて部分配列座標を指定し、配列アルゴリズムプログラムパラメータを指定する。次いで、配列比較アルゴリズムは、指定されたプログラムパラメータに基づいて、基準配列に対する試験配列の配列同一性パーセントを計算する。
比較ウィンドウを整列させるための配列の最適なアラインメントは、当業者に周知であり、Smith及びWatermanの局所相同性アルゴリズム、Needleman及びWunschの相同性アラインメントアルゴリズム、Pearson及びLipmanの類似性法の検索などのツールによって、並びに場合により、GCG(登録商標)Wisconsin Package(登録商標)(Accelrys Inc.、カリフォルニア州サンディエゴ)の一部として入手可能なGAP、BESTFIT、FASTA及びTFASTAなどのこれらのアルゴリズムのコンピュータ化された実施態様によって行うことができる。試験配列及び参照配列のアラインメントされたセグメントに対する「同一性割合」は、2つのアラインメントされた配列によって共有される同一の構成要素の数を、参照配列セグメントにおける構成要素の総数、すなわち、参照配列全体又は参照配列のより小さい定義された部分で割ったものである。パーセント配列同一性は、100を掛けた同一性割合として表される。1つ又は複数のポリヌクレオチド配列の比較は、完全長ポリヌクレオチド配列若しくはその一部、又はより長いポリヌクレオチド配列に対するものであってもよい。本発明の目的のために、「同一性パーセント」はまた、翻訳されたヌクレオチド配列についてはBLASTXバージョン2.0を使用し、ポリヌクレオチド配列についてはBLASTNバージョン2.0を使用して決定することができる。
BLAST分析を行うためのソフトウェアは、アメリカ国立生物工学情報センターを通して公的に入手可能である。このアルゴリズムは、最初に、クエリ配列中の長さWの短いワードを識別することによって高スコア配列対(HSP)を同定することを含み、これは、データベース配列中の同じ長さのワードとアラインメントされたときにいくつかの正の値の閾値スコアTと一致するか又はそれを満たす。Tは、近傍ワードスコア閾値と呼ばれる。これらの初期近傍ワードヒットは、それらを含むより長いHSPを見つけるために検索を開始するためのシードとして作用する。次いで、ワードヒットは、累積アラインメントスコアを増加させることができる限り、各配列に沿って両方向に拡張される。累積スコアは、ヌクレオチド配列について、パラメータM(一対のマッチング残差に対する報酬スコア、常に>0)及びN(ミスマッチ残差に対するペナルティスコア、常に<0)を使用して計算される。アミノ酸配列の場合、スコアマトリックスを使用して累積スコアを計算する。各方向へのワードヒットの伸長は、累積アラインメントスコアがその最大達成値から量Xだけ低下するか、累積スコアが1つ又は複数の負スコア残基アラインメントの蓄積により0以下になるか、又はいずれかの配列の末端に達すると停止される。BLASTアルゴリズムパラメータW、T、及びXは、アライメントの感度及び速度を決定する。BLASTNプログラム(ヌクレオチド配列の場合)は、デフォルトとしてワード長(W)11、期待値(E)10、カットオフ100、M=5、N=-4、及び両鎖の比較を使用する。アミノ酸配列の場合、BLASTPプログラムは、ワード長(W)3、期待値(E)10及びBLOSUM62スコアマトリックス(Henikoff&Henikoff,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 89:10915(1989)を参照されたい)をデフォルトとして使用する。
配列同一性パーセントの計算に加えて、BLASTアルゴリズムはまた、2つの配列間の類似性の統計分析も行う(例えば、Karlin&Altschul,Proc.Nat’l.Acad.Sci.USA 90:5873-5787(1993)を参照されたい)。BLASTアルゴリズムによって提供される類似性の1つの尺度は、最小和確率(P(N))であり、これは、2つのヌクレオチド又はアミノ酸配列間のマッチが偶然に起こる確率の指標を提供する。例えば、試験核酸配列は、試験ヌクレオチド配列と参照ヌクレオチド配列との比較における最小和確率が約0.1未満~約0.001未満である場合、参照配列と類似していると見なされる。したがって、本発明のいくつかの実施形態では、試験ヌクレオチド配列と参照ヌクレオチド配列との比較における最小和確率は、約0.001未満である。
2つのヌクレオチド配列は、2つの配列がストリンジェントな条件下で互いにハイブリダイズする場合、実質的に同一であると見なすこともできる。いくつかの代表的な実施形態では、実質的に同一であると考えられる2つのヌクレオチド配列は、高度にストリンジェントな条件下で互いにハイブリダイズする。
サザンハイブリダイゼーション及びノーザンハイブリダイゼーションなどの核酸ハイブリダイゼーション実験の文脈における「ストリンジェントなハイブリダイゼーション条件」及び「ストリンジェントなハイブリダイゼーション洗浄条件」は、配列依存性であり、異なる環境パラメータの下では異なる。核酸のハイブリダイゼーションの広範なガイドは、Tijssen Laboratory Techniques in Biochemistry and Molecular Biology-Hybridization with Nucleic Acid Probes part I chapter 2’’Overview of principles of hybridization and the strategy of nucleic acid probe assays’’Elsevier,New York(1993)に見られる。一般に、高度にストリンジェントなハイブリダイゼーション及び洗浄条件は、規定のイオン強度及びpHでの特定の配列の熱融点(Tm)よりも約5℃低いように選択される。
Tmは、標的配列の50%が完全にマッチしたプローブにハイブリダイズする(規定のイオン強度及びpHの下での)温度である。非常にストリンジェントな条件は、特定のプローブのTmに等しくなるように選択される。サザンブロット又はノーザンブロットにおいてフィルター上に100個を超える相補的残基を有する相補的ヌクレオチド配列のハイブリダイゼーションのためのストリンジェントなハイブリダイゼーション条件の例は、42℃で1mgのヘパリンを含む50%ホルムアミドであり、ハイブリダイゼーションは一晩実施される。高度にストリンジェントな洗浄条件の例は、72℃で約15分間の0.15M NaClである。ストリンジェントな洗浄条件の例は、65℃で15分間の0.2×SSC洗浄である(SSC緩衝液の説明については、下記のSambrookを参照されたい。)。多くの場合、バックグラウンドのプローブシグナルを除去するために、高ストリンジェンシー洗浄の前に低ストリンジェンシー洗浄が行われる。例えば100個を超えるヌクレオチドの二本鎖に対する中ストリンジェンシー洗浄の例は、45℃で15分間の1×SSCである。例えば100個を超えるヌクレオチドの二本鎖に対する低ストリンジェンシー洗浄の例は、40℃で15分間の4~6×SSCである。短いプローブ(例えば、約10~50ヌクレオチド)の場合、ストリンジェントな条件は、典型的には、pH7.0~8.3で約1.0M未満のNaイオンの塩濃度、典型的には約0.01~1.0MのNaイオン濃度(又は他の塩)を伴い、温度は典型的には少なくとも約30℃である。ストリンジェントな条件は、ホルムアミドなどの不安定化剤の添加によっても達成することができる。一般に、特定のハイブリダイゼーションアッセイにおいて無関係なプローブについて観察されるシグナル対ノイズ比よりも2倍(又はそれを超える)のシグナル対ノイズ比は、特異的ハイブリダイゼーションの検出を示す。ストリンジェントな条件下で互いにハイブリダイズしないヌクレオチド配列は、それらがコードするタンパク質が実質的に同一である場合、依然として実質的に同一である。これは、例えば、遺伝暗号によって許容される最大コドン縮重を使用してヌクレオチド配列のコピーが作成される場合に起こり得る。
以下は、本発明の参照ヌクレオチド配列と実質的に同一である相同ヌクレオチド配列をクローニングするために使用することができるハイブリダイゼーション/洗浄条件のセットの例である。一実施形態では、参照ヌクレオチド配列は、50℃で2×SSC、0.1%ドデシル硫酸ナトリウム(SDS)で洗浄する、50℃で7%SDS、0.5M NaPO4、1mM EDTA中の「試験」ヌクレオチド配列にハイブリダイズする。別の実施形態では、参照ヌクレオチド配列は、50℃で1×SSC、0.1%ドデシル硫酸ナトリウム(SDS)で洗浄する、50℃で7%SDS、0.5M NaPO4、1mM EDTA中、又は50℃で0.5×SSC、0.1%ドデシル硫酸ナトリウム(SDS)中で洗浄する、50℃7%SDS、0.5M NaPO4、1mM EDTA中で「試験」ヌクレオチド配列にハイブリダイズする。なお更なる実施形態では、参照ヌクレオチド配列は、50℃で0.1×SSC、0.1%ドデシル硫酸ナトリウム(SDS)で洗浄する、50℃で7%SDS、0.5M NaPO4、1mM EDTA中、又は65℃で0.1×SSC、0.1%ドデシル硫酸ナトリウム(SDS)中で洗浄する、50℃7%SDS、0.5M NaPO4、1mM EDTA中で「試験」ヌクレオチド配列にハイブリダイズする。
特定の実施形態では、2つのヌクレオチド配列又は2つのアミノ酸配列が実質的に同一であるという更なる指標は、ペプチド又は第1の核酸によってコードされるペプチドが、第2の核酸によってコードされるペプチドタンパクと免疫学的に交差反応性であるか、又は特異的に結合することであってもよい。したがって、いくつかの実施形態では、ポリペプチドは、例えば、2つのポリペプチドが保存的置換によってのみ異なる場合、第2のポリペプチドと実質的に同一であってもよい。
そのような保存的置換の例としては、脂肪族アミノ酸、すなわちグリシン、アラニン、バリン、ロイシン及びイソロイシンの間の置換、ヒドロキシル又は硫黄含有アミノ酸、すなわちセリン、システイン、トレオニン及びメチオニンの間の置換、芳香族アミノ酸、すなわちフェニルアラニン、チロシン及びトリプトファンの間の置換、塩基性アミノ酸、すなわちヒスチジン、リジン及びアルギニンの間の置換、並びに酸性アミノ酸及びそれらのアミド、すなわちアスパラギン酸、グルタミン酸、アスパラギン及びグルタミンの間の置換が挙げられる。
例1:
CTA1-CD103融合分子を有する異なるエピトープのDNA構築、発現及び精製は、原核生物である大腸菌(Escherichia coli)及び真核生物である昆虫細胞系の両方で行った。
CTA1-CD103融合分子を有する異なるエピトープのDNA構築、発現及び精製は、原核生物である大腸菌(Escherichia coli)及び真核生物である昆虫細胞系の両方で行った。
DNA構築
M290ハイブリドーマからの全細胞RNAを、RNA easy mini kit(QIAGEN)を用いて抽出した。Phusion reverse transcription polymerase chain reaction(RT-PCR)Kit(Finnzymes F-546S)を用いて、抽出したメッセンジャーRNA(mRNA)に対する相補的DNA(cDNA)合成を、鋳型RNA 5μl(1μg)、10mM dNTPミックス1μl、オリゴ(dT)プライマー1μl、10μlになるようにRNaseフリーH2Oを添加して行った。プライマー伸長を25℃で10分、cDNA合成を40℃で30分、反応停止を85℃で5分行った。
M290ハイブリドーマからの全細胞RNAを、RNA easy mini kit(QIAGEN)を用いて抽出した。Phusion reverse transcription polymerase chain reaction(RT-PCR)Kit(Finnzymes F-546S)を用いて、抽出したメッセンジャーRNA(mRNA)に対する相補的DNA(cDNA)合成を、鋳型RNA 5μl(1μg)、10mM dNTPミックス1μl、オリゴ(dT)プライマー1μl、10μlになるようにRNaseフリーH2Oを添加して行った。プライマー伸長を25℃で10分、cDNA合成を40℃で30分、反応停止を85℃で5分行った。
重鎖及び軽鎖の可変領域の第2セットのネステッドPCR増幅を反応マスターミックスである、H2O 50μl、5×Phusion(商標)HF緩衝液10μl 1×、10mM dNTP 1μl(それぞれ200μM)、プライマーペア(重鎖についてはM290_VHフォワードプライマー1μl(0.5μM)及びM290_VHリバースプライマー1μl(0.5μM)、(軽鎖についてはM290_VLフォワードプライマー1μl(0.5μM)及びM290_VLフォワードプライマー1μl(0.5μM)、cDNA合成反応混合物5μl及びPhusionホットスタートDNAポリメラーゼ0.5μl(0.02U/μl)中で行った。
98℃で30秒の初期変性、続いて40サイクルの(変性98℃で100秒、アニーリング65℃(重鎖)又は60℃(軽鎖)で10秒、及び長72℃で40秒)。
GSリンカー生成
以下のフォワードプライマー及びバックワードプライマーを使用して、GSリンカーに対応するヌクレオチド配列を合成して、VH配列の末端の15bpと、それに続くGSリンカーと、それに続くVL配列の開始部の15bpとを含む構築物を形成した。
GS-M290フォワード(配列番号31)
gtc acc gtg tcc tca GGT GGA GGC GGT TCA GGC GGA GGT GGC TCT GGC GGT GGA GGG AGC GGT GGA GGG AGT aac atc cag atg acc
GS-M290リバース(配列番号32)
ggt cat ctg gat gtt ACT CCC TCC ACC GCT CCC TCC ACC GCC AGA GCC ACC TCC GCC TGA ACC GCC TCC ACC tga gga cac ggt gac
以下のフォワードプライマー及びバックワードプライマーを使用して、GSリンカーに対応するヌクレオチド配列を合成して、VH配列の末端の15bpと、それに続くGSリンカーと、それに続くVL配列の開始部の15bpとを含む構築物を形成した。
GS-M290フォワード(配列番号31)
gtc acc gtg tcc tca GGT GGA GGC GGT TCA GGC GGA GGT GGC TCT GGC GGT GGA GGG AGC GGT GGA GGG AGT aac atc cag atg acc
GS-M290リバース(配列番号32)
ggt cat ctg gat gtt ACT CCC TCC ACC GCT CCC TCC ACC GCC AGA GCC ACC TCC GCC TGA ACC GCC TCC ACC tga gga cac ggt gac
生成したVH及びVLとGSリンカーとの混合物を用いたアニーリング及び増幅により、以下の完成した配列がもたらされた。
完全なCD103フラグメント=VH-GS-VL(配列番号33)
最終コアCD103 scFvアミノ酸配列(配列番号16)
完全なCD103フラグメント=VH-GS-VL(配列番号33)
最終コアCD103 scFvアミノ酸配列(配列番号16)
上記のコアCD103(M290)scFvを使用して、CD103 scFv配列に続いてHisタグ及びFLAGタグ配列が続くArg7Lys変異(CTA1(R7K))-X)を有するCTA1-X又はCTA1を含む融合タンパク質を産生し、最終的な以下のDNA配列産物を作製した。
細菌発現用DNA構築物
以下の構築物を、GoldenGateクローニングシステムを使用して、PTrcプロモータの制御下で標準的なpTrc-BsaI大腸菌(E.coli)発現ベクター骨格に作製した。全ての配列を、GeneArtのツールを使用して大腸菌(E.coli)発現のために最適化した。また、最初Mの後に挿入されたアミノ酸KNをコードするDNA配列を、より良好なタンパク質発現プロファイルのために含めた。
pTrc-CTA1-3(M2e)-3(Ea)-SIINFEKL-p323-scFvCD103-FLAG-His:
>CTA1(配列番号34):
>3M2e-3Ea-SIIN-p323(配列番号35)
>scFvCD103-FLAG His(配列番号36):
>pTtc-BsaI(配列番号37):
以下の構築物を、GoldenGateクローニングシステムを使用して、PTrcプロモータの制御下で標準的なpTrc-BsaI大腸菌(E.coli)発現ベクター骨格に作製した。全ての配列を、GeneArtのツールを使用して大腸菌(E.coli)発現のために最適化した。また、最初Mの後に挿入されたアミノ酸KNをコードするDNA配列を、より良好なタンパク質発現プロファイルのために含めた。
pTrc-CTA1-3(M2e)-3(Ea)-SIINFEKL-p323-scFvCD103-FLAG-His:
>CTA1(配列番号34):
>3M2e-3Ea-SIIN-p323(配列番号35)
>scFvCD103-FLAG His(配列番号36):
>pTtc-BsaI(配列番号37):
以下の反応条件である37℃で40分間、続いて55℃で5分間のインキュベートを使用した。各反応物2μlを使用して、20μlのコンピテントライブラリーDH5a細胞を形質転換した。
以下の配列を合成し、Europhingenomicsにより、AarIクローニング部位を介して標準的なpSY-BsaI(5)大腸菌(E.coli)発現ベクター骨格にクローニングした。これにより、pSY-CTA1-SIINFEKL(I)-P232(II)-CD103 scFv-FLAGタグ-Hisタグ、CTA1-P232(II)-CD103 scFv-FLAGタグ-Hisタグ及びpSY-CTA1(R7k)-P323-CD103 scFv-FLAGタグ-Hisタグが得られた。全ての配列を、GeneArtのツールを使用して大腸菌(E.coli)発現のために最適化した。
CTA1-SIINFEKL(I)-P232(II)-CD103 scFv-FLAGタグ-Hisタグ(配列番号38)
CTA1-P232(II)-CD103 scFv-FLAGタグ-Hisタグ(配列番号39)
CTA1(R7k)-P323-CD103 scFv-FLAGタグ-Hisタグ(配列番号40)
pSY-AaRI(配列番号41)
CTA1-SIINFEKL(I)-P232(II)-CD103 scFv-FLAGタグ-Hisタグ(配列番号38)
CTA1-P232(II)-CD103 scFv-FLAGタグ-Hisタグ(配列番号39)
CTA1(R7k)-P323-CD103 scFv-FLAGタグ-Hisタグ(配列番号40)
pSY-AaRI(配列番号41)
昆虫細胞における発現のためのDNA構築設計
融合タンパク質の正常発現を、Bac-to-Bacバキュロウイルス発現系公開番号MAN0000414のプロトコルに従って、バキュロウイルス発現(BEV)系(Invitrogen)で行った。手短に言えば、63bpのメリチン分泌シグナル配列(MSS)で始まるMSS-CTA1-3(M2e)-3(Ea)-CD103 scFv-Flagタグ-Hisタグ配列を合成し、ポリヒドリンプロモータ(PPH)BamHI及びKpnI部位下で、Europhingenomicsにより、pFASTBAC1バキュロウイルス標準発現シャトルベクターにクローニングした。
mSS-CTA1-3(M2e)-3(Ea)-CD103 scFv-FLAGタグ-Hisタグ(配列番号42)
融合タンパク質の正常発現を、Bac-to-Bacバキュロウイルス発現系公開番号MAN0000414のプロトコルに従って、バキュロウイルス発現(BEV)系(Invitrogen)で行った。手短に言えば、63bpのメリチン分泌シグナル配列(MSS)で始まるMSS-CTA1-3(M2e)-3(Ea)-CD103 scFv-Flagタグ-Hisタグ配列を合成し、ポリヒドリンプロモータ(PPH)BamHI及びKpnI部位下で、Europhingenomicsにより、pFASTBAC1バキュロウイルス標準発現シャトルベクターにクローニングした。
mSS-CTA1-3(M2e)-3(Ea)-CD103 scFv-FLAGタグ-Hisタグ(配列番号42)
生成したpFASTBAC1-CTA1-3(M2e)-3(Ea)-CD103 scFv-FLAGタグ-Hisタグドナープラスミドを標準DH5a大腸菌(E.coli)に形質転換し、増幅し、Qiagenミニプラスミド精製キット(Qiagen)を用いて精製した。次いで、pFASTBAC1-CTA1-3(M2e)-3(Ea)-CD103 scFv-FLAGタグ-Hisドナープラスミドを使用して、CTA1-3(M2e)-3(Ea)-CD103 scFv-FLAGタグをバキュロウイルスゲノム(バクミド)に、BAC-TO-BACとして知られる部位特異的転移事象においてBacmidを含有するMAX efficiency DH10 BAC大腸菌(E.coli)に移入した。バクミドをDH10Bac単一クローンから精製し、プロトコルに従ってPUC/M13フォワードプライマー及びリバースプライマーを用いた特異的PCRで4163bpのバンドを有することによって、CTA1-3(M2e)-3(Ea)-CD103 scFv-FLAGタグ遺伝子を保有していることを確認した。抽出した組換えバクミドを、HiPure Plasmid Miniprep Kit(Invitrogen)を使用して精製し、組換えBaculoベクター産生及びタンパク質発現の次の工程で使用した。重量(64.43KDa)を有する以下の成熟タンパク質配列は、SS切断後に発現すると(SignalP 5.0による予測に従って)予想された(配列番号43):
図1Aは、アジュバント活性融合タンパク質のインシリコクローニング戦略の概略図であり、原核生物(大腸菌(E.coli))発現系におけるCTA1-3M2e-3Eα-SIINFEKL-P323-CD103-FLAG-His及び真核細胞系(バキュロウイルス)におけるCTA1-3M2e-3Eα-SIINFEKL-P323-CD103-FLAG-Hisを示す図である。
タンパク質発現
原核生物系
pTcr構築物を形質転換し、グリセロールストックから大腸菌(E.coli)DH5a中で凍結した。グリセロール中のDH5a中のCTA1-3M2e-3Ea-SIINFEKL-Ova-CD103-FLAG-Hisを含む500ml振盪フラスコに、50mlの2xYT(+50μlのカナマイシン(1μg/μL))を接種した。37℃、260rpmで一晩インキュベートした。2×1LのSYPPG培地+1mlのカナマイシン(100mg/ml)を、5Lの振盪フラスコ中で種培養物と共に1/10の比率で接種した。37℃、260rpmでのインキュベーションの2時間後、プロセスは1mlの1M IPTG/Lとのインキュベーションによって進行する。培養物を一晩維持し、次いで、7000×g(Beckman Coulter Avanti J-20 XP、ロータJLA8.1000)で4℃で25分間の遠心分離によって回収した。ペレットを50mlファルコンチューブに移し、溶解、可溶化及び再形成工程まで-20℃で保存した。
原核生物系
pTcr構築物を形質転換し、グリセロールストックから大腸菌(E.coli)DH5a中で凍結した。グリセロール中のDH5a中のCTA1-3M2e-3Ea-SIINFEKL-Ova-CD103-FLAG-Hisを含む500ml振盪フラスコに、50mlの2xYT(+50μlのカナマイシン(1μg/μL))を接種した。37℃、260rpmで一晩インキュベートした。2×1LのSYPPG培地+1mlのカナマイシン(100mg/ml)を、5Lの振盪フラスコ中で種培養物と共に1/10の比率で接種した。37℃、260rpmでのインキュベーションの2時間後、プロセスは1mlの1M IPTG/Lとのインキュベーションによって進行する。培養物を一晩維持し、次いで、7000×g(Beckman Coulter Avanti J-20 XP、ロータJLA8.1000)で4℃で25分間の遠心分離によって回収した。ペレットを50mlファルコンチューブに移し、溶解、可溶化及び再形成工程まで-20℃で保存した。
pSY構築物を形質転換し、グリセロールストックLB+Cbからの大腸菌(E.coli)BL21中で凍結した。グリセロールストックからのコロニーを50mLの2×YT培地+Cb、100μg/Lに移し、シェーカ中37℃で7.5時間インキュベートし、次いで4℃で一晩保存した。フラスコ中2Lの2×YT培地+AMP、100μg/mLに、前培養物からの16mL/2Lを接種し、37℃のシェーカでインキュベートした。培養物を7000×g(Beckman Coulter Avanti J-20 XP、ロータJLA 8.1000)で4℃で25分間の遠心分離によって回収した。上清を廃棄し、ペレットを回収し、溶解、可溶化及び再形成工程まで-20℃で凍結した。
真核生物系
組換えバキュロウイルスを、System BEV Publication Number MAN0000414プロトコルに従って作製した。要約すると、対数期中期増殖の8×105個の接着性ツマジロクサヨトウ(Spodoptra feragipedra)(SF9)細胞(生存率>98%)を6ウェル培養プレート(nunc)のウェルに播種し、500ngの精製組換えバクミドを、補充されていないGrace培地中でセルフェクチンIIトランスフェクション試薬を使用してトランスフェクトした。Grace培地を無血清培地SF-900 II(Invitrogenカタログ番号10902-088)に置き換え、プレートを27℃で十分に曝気しながらインキュベートした。ウイルス特異的細胞病理効果(CPE)についてトランスフェクションの72時間後に細胞を調べた。CPE陽性培養物から上清を回収し、ウイルス力価をプラークアッセイによって5×106プラーク形成単位(PFU)/mLと決定した。上清を第1世代の組換えバキュロウイルスベクターシード(P1)として使用した。2mLのP1を使用して、100rpmの速度で、バッフルボトム125mLコーニングベントキャップ細胞培養三角フラスコ(Sigma Aldright)中の50mL懸濁培養物中の新鮮な中間対数期SF9 2×106細胞/mLを形質導入した。第2世代のウイルスストックシード(P2)を作製するために感染多重度(MOI)=0.1に達する最終接種量は、以下の式を使用して計算される。
組換えバキュロウイルスを、System BEV Publication Number MAN0000414プロトコルに従って作製した。要約すると、対数期中期増殖の8×105個の接着性ツマジロクサヨトウ(Spodoptra feragipedra)(SF9)細胞(生存率>98%)を6ウェル培養プレート(nunc)のウェルに播種し、500ngの精製組換えバクミドを、補充されていないGrace培地中でセルフェクチンIIトランスフェクション試薬を使用してトランスフェクトした。Grace培地を無血清培地SF-900 II(Invitrogenカタログ番号10902-088)に置き換え、プレートを27℃で十分に曝気しながらインキュベートした。ウイルス特異的細胞病理効果(CPE)についてトランスフェクションの72時間後に細胞を調べた。CPE陽性培養物から上清を回収し、ウイルス力価をプラークアッセイによって5×106プラーク形成単位(PFU)/mLと決定した。上清を第1世代の組換えバキュロウイルスベクターシード(P1)として使用した。2mLのP1を使用して、100rpmの速度で、バッフルボトム125mLコーニングベントキャップ細胞培養三角フラスコ(Sigma Aldright)中の50mL懸濁培養物中の新鮮な中間対数期SF9 2×106細胞/mLを形質導入した。第2世代のウイルスストックシード(P2)を作製するために感染多重度(MOI)=0.1に達する最終接種量は、以下の式を使用して計算される。
P2力価は108PFU/mLであった。CTA1-3(M2e)-3(Ea)-CD103 scFv-FLAGタグ-Hisタグを発現させるために、対数期中期に1LのHigh Five昆虫細胞(1×106細胞/mL)(生存率>98%)を、バッフルボトム2Lコーニングベントキャップ細胞培養三角フラスコ(Sigma Aldright)中で、5μg/mLのE-64システイン阻害剤(Selecchemカタログ番号S7379)を補充した無血清Express Five培地(Invitrogen)中で増殖させた。10mLのP2接種材料を培養物に添加し、27℃で十分に曝気しながら80rpmの速度でインキュベートした。ウイルスベクター接種の72時間後、4℃で15分間、560×g(Beckman Coulter Avanti J-20 XP、ロータJLA 8.1000)で遠心分離することによって培養物を回収した。上清を分離し、4℃で25分間、7000×g(Beckman Coulter Avanti J-20 XP、ロータJLA 8.1000)で遠心分離した。上清を分離し、精製工程に進んだ。
溶解、可溶化及びリフォールディング工程
溶解
ペレットを120mlの溶解緩衝液(0.1Mトリス、0.1M NaCl pH7.4)+120μlのリゾチーム(30mg/ml)に再懸濁し、250rpmで撹拌しながら、ビーカ中室温で15分インキュベートした。細胞再懸濁液をオークリッジチューブに4×30mlに分割した。各チューブを氷上で3×2分間(15秒オン5秒オフ、70%振幅)超音波処理した。チューブをJA25.50、22000×g、30分、4℃で遠心分離した。上清を捨て、ペレットを+4℃で保存した。
溶解
ペレットを120mlの溶解緩衝液(0.1Mトリス、0.1M NaCl pH7.4)+120μlのリゾチーム(30mg/ml)に再懸濁し、250rpmで撹拌しながら、ビーカ中室温で15分インキュベートした。細胞再懸濁液をオークリッジチューブに4×30mlに分割した。各チューブを氷上で3×2分間(15秒オン5秒オフ、70%振幅)超音波処理した。チューブをJA25.50、22000×g、30分、4℃で遠心分離した。上清を捨て、ペレットを+4℃で保存した。
洗浄
各ペレットを30mlの洗浄緩衝液(0.1Mトリス、0.1M NaCl、2M尿素、2%Triton X-100 pH7.4)-合計4×30mlに再懸濁し、氷上で3×2分間(15秒オン、5秒オフ、65%振幅)超音波処理した。チューブをJA25.50、22000×g、30分、4℃で遠心分離し、上清を廃棄した。洗浄手順を3回行い、最終ペレットを-20℃で保存した。
各ペレットを30mlの洗浄緩衝液(0.1Mトリス、0.1M NaCl、2M尿素、2%Triton X-100 pH7.4)-合計4×30mlに再懸濁し、氷上で3×2分間(15秒オン、5秒オフ、65%振幅)超音波処理した。チューブをJA25.50、22000×g、30分、4℃で遠心分離し、上清を廃棄した。洗浄手順を3回行い、最終ペレットを-20℃で保存した。
可溶化
溶解調製物からの1つのペレットを30mlの総可溶化緩衝液(20mMトリス、6MグアニジニウムHCl、0.15M NaCl、pH7.4)に再懸濁し、室温で10分間放置し、氷上で2分間(15秒オン、5秒オフ、65%振幅)超音波処理した。次いで、チューブを室温で2時間20分間放置した後、JA25.50、38000×g、1時間30分、20℃で遠心分離した。上清を50mlファルコンチューブに移し、可溶化したタンパク質濃度を決定した。
溶解調製物からの1つのペレットを30mlの総可溶化緩衝液(20mMトリス、6MグアニジニウムHCl、0.15M NaCl、pH7.4)に再懸濁し、室温で10分間放置し、氷上で2分間(15秒オン、5秒オフ、65%振幅)超音波処理した。次いで、チューブを室温で2時間20分間放置した後、JA25.50、38000×g、1時間30分、20℃で遠心分離した。上清を50mlファルコンチューブに移し、可溶化したタンパク質濃度を決定した。
リフォールディング
溶解したタンパク質を、蠕動ポンプ(スピード0.5 1×流速)を用いて約6℃で2Lのリフォールディング緩衝液(20mMトリス、2M尿素、10%グリセロール、5%スクロース、20mMイミダゾールpH7.4)に滴下した。緩衝液を6時間ゆっくり撹拌した。リフォールディングを可能にするために緩衝液を添加した後、融合タンパク質を、以下の工程においてHisタグ親和性カラムを使用する親和性クロマトグラフィーによって精製した。
溶解したタンパク質を、蠕動ポンプ(スピード0.5 1×流速)を用いて約6℃で2Lのリフォールディング緩衝液(20mMトリス、2M尿素、10%グリセロール、5%スクロース、20mMイミダゾールpH7.4)に滴下した。緩衝液を6時間ゆっくり撹拌した。リフォールディングを可能にするために緩衝液を添加した後、融合タンパク質を、以下の工程においてHisタグ親和性カラムを使用する親和性クロマトグラフィーによって精製した。
精製工程
リフォールディングしたタンパク質を、緩衝液A(20mMトリス、6MグアニジニウムHCl、0.15M NaCl、20mMイミダゾールpH7.4)で平衡化したHisTrapFF粗5mlカラムに一晩負荷した。タンパク質を緩衝液A(20mM NaP、0.5M NaCl、30mMイミダゾールpH7.4)と緩衝液B(20mM NaP、0.5M NaCl、500mMイミダゾールpH7.4)との間の段階で溶出した。
リフォールディングしたタンパク質を、緩衝液A(20mMトリス、6MグアニジニウムHCl、0.15M NaCl、20mMイミダゾールpH7.4)で平衡化したHisTrapFF粗5mlカラムに一晩負荷した。タンパク質を緩衝液A(20mM NaP、0.5M NaCl、30mMイミダゾールpH7.4)と緩衝液B(20mM NaP、0.5M NaCl、500mMイミダゾールpH7.4)との間の段階で溶出した。
2.5ml/分の流量で350ml SEC緩衝液(10mM NaP、160mM NaCl pH7.4)によるSuperdex200カラム精製。次いで、以下の方法でサンプルをスーパーループに負荷した。
1.0.00 ベースボリューム
2.0.00 勾配0.00{%B}0.00{ベース}
3.0.00 流量2.5{ml/分}
4.0.00 注入バルブ 注入
5.12.00 注入バルブ 負荷
6.350.00 終了_方法
1.0.00 ベースボリューム
2.0.00 勾配0.00{%B}0.00{ベース}
3.0.00 流量2.5{ml/分}
4.0.00 注入バルブ 注入
5.12.00 注入バルブ 負荷
6.350.00 終了_方法
精製された融合タンパク質の純度は、SDS-PAGEによって93~97%であると決定された。融合タンパク質の同一性を、ウエスタンブロットAP抗FLAGタグ(Sigma)によって確認した(1:10,000希釈)。タンパク質収率は、BCL法によって決定された場合、担持タンパク質沈殿物材料の10~15%の範囲であった(図1B)。
使用するまで、タンパク質を中性pHでPBS中に-80℃で保存した。調製物を、NAD-アグマチンアッセイを使用してADP-リボース化について試験した。簡潔には、融合タンパク質のADP-リボシルトランスフェラーゼ活性を、[U-14C]アデニンの取り込みを評価することによって決定した。60分間のインキュベーション後、[U-14C]アデニン標識ADP-リボシル-アグマチンを含有するAG1-X4カラムから回収した溶出液を放射能の測定のために収集した。融合タンパク質のcpm活性を、インタクトなCT(List Biologicals Laboratories、カリフォルニア州キャンベル)の希釈によって生成された標準曲線から計算した(図1E)。
図1Cは、CTA1-DD構築物対CTA1-CD103構築物におけるCTA1からのアラインメントを示し、図1Dは、CTA1-II-DD(1)、CTA1(R7K)-II-DD(2)、CTA1-II-CD103(3)及びCTA(R7K)-II-CD103(4)分子のウエスタンブロット分析である。
例2
抗体応答の誘導に対するCD103標的化融合タンパク質のアジュバント能力をDD構築物のアジュバント能力と比較した。この目的のために、C57Bl/6マウス(6~12週齢の雌マウス)を、破傷風トキソイド(TT)(5mg)又はニワトリガンマグロブリン(NP-CGG)にコンジュゲートさせたNP-ハプテン(5mg)で3回鼻腔内(i.n.)免役し(20ml)、異なる用量(mM)のCTA1-CD103アジュバント構築物(例1)又はCTA1-DDアジュバント構築物(Agren et al.,J Immunol 1997 158(8):3936-3946)と混合した。粘膜での免疫保護は分泌型IgA(SIgA)の局所産生によって媒介されるので、本発明者らは、気管支洗浄(BAL)を用いて、ELISAを使用して最後の免疫化の7日後に抗TT又はNP特異的SIgAのlog10力価の存在について評価した。CD103標的化アジュバントは、BALにおける特異的SIgA応答の促進において有意により効果的であった(図2A)。SIgAの局所産生とは別に、インフルエンザなどのウイルス感染に対する保護は、血清IgG抗体、特にIgG2a(Balb/cマウス)/IgG2c(C57Bl/6マウス)抗体によって媒介される。鼻腔内免疫に対する血清抗体応答は、ELISAによって評価されるように、CTA1-DDアジュバントを使用した免疫化と比較して、CTA1-CD103アジュバント免疫化後に明らかにはるかに強かった(図2B)。実際、IgG2c血清応答はCTA1-CD103群では強力であったが、CTA1-DD群では0.05mMアジュバントの用量では検出不能であり、同等の力価は5mMの用量、すなわち100倍高用量のCTA1-DDでのみ達成された。CTA1-DDの用量を100倍増加させるための同様の要件は、BALのSIgA応答にも適用された(図2C)。したがって、CTA1-CD103は、鼻腔内アジュバントとしてCTA1-DDよりも非常に強力であり、実際には、鼻腔内免疫後の血清IgG応答の検出に必要な用量は0.014mM以下であり、これは、鼻腔内免疫で使用される標準的なCTA1-DDアジュバント用量(5mM)よりも350倍超低い。これは、同様の結果を有する3つの独立した実験の代表的な実験である。各群は5匹のマウスを宿主とし、値は平均log10力価±SDである。統計的有意性は、ダネットの事後検定を用いた分散分析を用いて計算し、p<0.001***であった。
抗体応答の誘導に対するCD103標的化融合タンパク質のアジュバント能力をDD構築物のアジュバント能力と比較した。この目的のために、C57Bl/6マウス(6~12週齢の雌マウス)を、破傷風トキソイド(TT)(5mg)又はニワトリガンマグロブリン(NP-CGG)にコンジュゲートさせたNP-ハプテン(5mg)で3回鼻腔内(i.n.)免役し(20ml)、異なる用量(mM)のCTA1-CD103アジュバント構築物(例1)又はCTA1-DDアジュバント構築物(Agren et al.,J Immunol 1997 158(8):3936-3946)と混合した。粘膜での免疫保護は分泌型IgA(SIgA)の局所産生によって媒介されるので、本発明者らは、気管支洗浄(BAL)を用いて、ELISAを使用して最後の免疫化の7日後に抗TT又はNP特異的SIgAのlog10力価の存在について評価した。CD103標的化アジュバントは、BALにおける特異的SIgA応答の促進において有意により効果的であった(図2A)。SIgAの局所産生とは別に、インフルエンザなどのウイルス感染に対する保護は、血清IgG抗体、特にIgG2a(Balb/cマウス)/IgG2c(C57Bl/6マウス)抗体によって媒介される。鼻腔内免疫に対する血清抗体応答は、ELISAによって評価されるように、CTA1-DDアジュバントを使用した免疫化と比較して、CTA1-CD103アジュバント免疫化後に明らかにはるかに強かった(図2B)。実際、IgG2c血清応答はCTA1-CD103群では強力であったが、CTA1-DD群では0.05mMアジュバントの用量では検出不能であり、同等の力価は5mMの用量、すなわち100倍高用量のCTA1-DDでのみ達成された。CTA1-DDの用量を100倍増加させるための同様の要件は、BALのSIgA応答にも適用された(図2C)。したがって、CTA1-CD103は、鼻腔内アジュバントとしてCTA1-DDよりも非常に強力であり、実際には、鼻腔内免疫後の血清IgG応答の検出に必要な用量は0.014mM以下であり、これは、鼻腔内免疫で使用される標準的なCTA1-DDアジュバント用量(5mM)よりも350倍超低い。これは、同様の結果を有する3つの独立した実験の代表的な実験である。各群は5匹のマウスを宿主とし、値は平均log10力価±SDである。統計的有意性は、ダネットの事後検定を用いた分散分析を用いて計算し、p<0.001***であった。
例3
CD4 T細胞応答を刺激するCTA1-CD103アジュバント系の能力を、鼻腔内免疫後のC57Bl/6マウス(6~12週齢の雌マウス)で分析した。CTA1-CD103とCTA1-DDの両方を5mMの飽和用量で使用し、CFSE標識OTII CD4 T細胞(106個の細胞)を養子移入したマウスに単回免疫し、それぞれ、CTA1-p323-CD103及びCTA1-p323-DDのアジュバント構築物にも組み込まれたオボアルブミン由来のp323ペプチドを特異的に認識させた。このようにして、本発明者らは、このMHCクラスII拘束性ペプチドによるCD4 T細胞の免疫プライミング有効性を評価することができた。鼻腔内免疫により、流入領域縦隔リンパ節(mLN)における4日後のCD4 T細胞応答(OTII細胞)を評価し、等モル用量のアジュバントを比較した。対照目的のために、1群のマウスに等モル用量の卵白アルブミンを鼻腔内投与し、別の群のマウスを免疫しなかった。CD4 T細胞(OTII細胞)増殖は、FACSによる各細胞からのCFSEシグナルの希釈によって評価されるように細胞分裂を監視することによって検出した。応答はまた、増殖しているCD4 T細胞(OTII細胞)を、それぞれIFNγ及びIL-17を産生するTh1サブセット及びTh17サブセットなどの異なる機能的サブグループに分化させることについて、ELISPOTによって評価した。CTA1-酵素がアジュバント作用に必要であるかどうかを評価するために、CTA1部分のR9K変異に起因してADPリボシル化酵素活性を欠く融合タンパク質CTA1R9K-p323-CD103を操作した(アグマチンアッセイによって評価した)。この融合タンパク質の効果を、等モル投与量のインタクトなCTA1-p323-CD103の効果と比較した。
CD4 T細胞応答を刺激するCTA1-CD103アジュバント系の能力を、鼻腔内免疫後のC57Bl/6マウス(6~12週齢の雌マウス)で分析した。CTA1-CD103とCTA1-DDの両方を5mMの飽和用量で使用し、CFSE標識OTII CD4 T細胞(106個の細胞)を養子移入したマウスに単回免疫し、それぞれ、CTA1-p323-CD103及びCTA1-p323-DDのアジュバント構築物にも組み込まれたオボアルブミン由来のp323ペプチドを特異的に認識させた。このようにして、本発明者らは、このMHCクラスII拘束性ペプチドによるCD4 T細胞の免疫プライミング有効性を評価することができた。鼻腔内免疫により、流入領域縦隔リンパ節(mLN)における4日後のCD4 T細胞応答(OTII細胞)を評価し、等モル用量のアジュバントを比較した。対照目的のために、1群のマウスに等モル用量の卵白アルブミンを鼻腔内投与し、別の群のマウスを免疫しなかった。CD4 T細胞(OTII細胞)増殖は、FACSによる各細胞からのCFSEシグナルの希釈によって評価されるように細胞分裂を監視することによって検出した。応答はまた、増殖しているCD4 T細胞(OTII細胞)を、それぞれIFNγ及びIL-17を産生するTh1サブセット及びTh17サブセットなどの異なる機能的サブグループに分化させることについて、ELISPOTによって評価した。CTA1-酵素がアジュバント作用に必要であるかどうかを評価するために、CTA1部分のR9K変異に起因してADPリボシル化酵素活性を欠く融合タンパク質CTA1R9K-p323-CD103を操作した(アグマチンアッセイによって評価した)。この融合タンパク質の効果を、等モル投与量のインタクトなCTA1-p323-CD103の効果と比較した。
飽和5mM用量の鼻腔内投与でのCTA1-p323-CD103及びCTA1-p323-DDの両方は、FACS及び特異的抗体によって評価されるように、CD4 T細胞活性化及び細胞分裂を刺激するのに有効であった(図3A)。しかし、CTA1-p323-CD103は、CTA1-p323-DDと比較して、特に鼻腔内投与でプライミングしたマウスに4日後にOTII細胞を与えた場合、OTII増殖を刺激するのに有意に有効であった(図3B)。また、サイトカイン産生への分化は、鼻腔内免疫後にOTII CD4 T細胞がIFNγ(Th1)又はIL-17(Th17)を産生する能力によって決定されるように、CTA1-p323-DD融合タンパク質と比較して、CTA1-p323-CD103構築物でより良好であった(図3C)。特に、CTA1-p323-CD103はTh17細胞の促進に有効であった。CTA1の酵素活性は、FACSによって決定されるように、特異的抗体を使用して、CTA1-p323-CD103構築物のアジュバント効果にとって絶対的に重要であった(図3D)。これらは、同様の結果を有する各カテゴリーにおける3つの独立した実験の代表的な実験である。各群は5匹のマウスを宿主とし、T細胞応答をFACSによって分析し、値は、OTII細胞の免疫化又は養子移入の4日後に評価した平均±SDである。ELISPOT値は、スポット形成細胞(SFC/106細胞)として与えられる。統計的有意性は、ダネットの事後検定を用いた分散分析を用いて計算し、p<0.001***であった。
例4
CTA1-CD103アジュバントは、樹状細胞(DC)、特に、インビボでアジュバント機能の効果を決定的に媒介するcDC1サブセットを標的とする。CTA1-CD103アジュバント構築物によって特異的に標的化されたDCサブセットを実証するために、流入領域縦隔リンパ節(mLN)からの移動性DC(MHChigh/CD11chigh)細胞を単離し、特異的抗体を使用するFACSによってアジュバントとの結合について調べた。等モル用量(1mM)のCTA1-DDを比較のために使用した。CTA1-CD103アジュバントは、CD103を発現するDCサブセットに排他的に結合し、CD103が遺伝的に欠損したマウス(CD103-/-マウス)を使用した場合、CTA1-CD103アジュバントはDCに完全には結合しなかった(図4A)。CTA1-CD103構築物は、CD103+DC、特にcDC1細胞(CD103+、CD11b-)を特異的に標的としたが、いくらかのアジュバントはcDC2細胞(CD103+、CD11b+)にも結合した。しかし、より低い濃度(0.1mM)では、CTA1-CD103アジュバントはcDC1細胞のみに結合した(図4B)。これは、単一の陽性cDC2サブセット(CD103-、CD11b+)を含む3つ全てのDC集団に結合したCTA1-DDとは対照的であった(図4B)。したがって、CTA1-DDは、CTA1-CD103アジュバントと比較して、DCに対するより広い結合レパートリーを有していた。これは、明確な欠損を有するマウスを免疫化に使用し、CTA1-CD103アジュバントの効果をCTA1-DD構築物の効果と比較した場合にインビボで確認された。CD103発現DCを完全に欠いている(CD103-/-)か、又はcDC1細胞を有しない(Batf3-/-)マウスは、CTA1-CD103(5mM)の単回鼻腔内免疫に対してFACSで評価したCD4 T細胞の活性化/増殖(OTII細胞及びCFSE-希釈)で反応しなかったが、等モル投与量のCTA1-DDに対する反応は、無傷であったか(CD103-/-)検出することができた(Batf3-/-)(図4C)。興味深いことに、ナイーブCD4 T細胞(OTII細胞)は、CTA1-p323-CD103アジュバント(Stem cell kit)の鼻腔内投与後24時間、新たに単離したcDC1細胞と共培養すると、強い増殖(CFSE希釈)とTh17表現型(rorgt+)への分化を示した(図4D)。重要なことに、以前のデータは、cDC1細胞がTh17分化を促進することができることを裏付けておらず、したがって、この発見は予想外で新規である(図4D)。CTA1-p323-CD103で鼻腔内免疫した後、mLNから移動性cDC1細胞を単離し、DC(10,000個のDC)及びナイーブCD4 T細胞(各ウェルに100,000個のOTII細胞)の共培養を試験した。これは、FACS及びELISAによって評価されるように、インビトロでのCD4 T細胞のTh17分化(rorgt+)及びIL-17産生をもたらした(図4D)。これらは、同様の結果を与える各カテゴリーにおける3つの独立した実験の代表的な実験である。インビトロ培養を3連で行い、値を平均±SDとして示す。インビボ実験のために、各群は5匹のマウスを宿主とし、T細胞(OTII細胞)応答をFACSによって分析し、値は免疫化の4日後に評価した平均±SDである。統計的有意性は、ダネットの事後検定を使用した分散分析を用いて計算し、p<0.001***であった。
CTA1-CD103アジュバントは、樹状細胞(DC)、特に、インビボでアジュバント機能の効果を決定的に媒介するcDC1サブセットを標的とする。CTA1-CD103アジュバント構築物によって特異的に標的化されたDCサブセットを実証するために、流入領域縦隔リンパ節(mLN)からの移動性DC(MHChigh/CD11chigh)細胞を単離し、特異的抗体を使用するFACSによってアジュバントとの結合について調べた。等モル用量(1mM)のCTA1-DDを比較のために使用した。CTA1-CD103アジュバントは、CD103を発現するDCサブセットに排他的に結合し、CD103が遺伝的に欠損したマウス(CD103-/-マウス)を使用した場合、CTA1-CD103アジュバントはDCに完全には結合しなかった(図4A)。CTA1-CD103構築物は、CD103+DC、特にcDC1細胞(CD103+、CD11b-)を特異的に標的としたが、いくらかのアジュバントはcDC2細胞(CD103+、CD11b+)にも結合した。しかし、より低い濃度(0.1mM)では、CTA1-CD103アジュバントはcDC1細胞のみに結合した(図4B)。これは、単一の陽性cDC2サブセット(CD103-、CD11b+)を含む3つ全てのDC集団に結合したCTA1-DDとは対照的であった(図4B)。したがって、CTA1-DDは、CTA1-CD103アジュバントと比較して、DCに対するより広い結合レパートリーを有していた。これは、明確な欠損を有するマウスを免疫化に使用し、CTA1-CD103アジュバントの効果をCTA1-DD構築物の効果と比較した場合にインビボで確認された。CD103発現DCを完全に欠いている(CD103-/-)か、又はcDC1細胞を有しない(Batf3-/-)マウスは、CTA1-CD103(5mM)の単回鼻腔内免疫に対してFACSで評価したCD4 T細胞の活性化/増殖(OTII細胞及びCFSE-希釈)で反応しなかったが、等モル投与量のCTA1-DDに対する反応は、無傷であったか(CD103-/-)検出することができた(Batf3-/-)(図4C)。興味深いことに、ナイーブCD4 T細胞(OTII細胞)は、CTA1-p323-CD103アジュバント(Stem cell kit)の鼻腔内投与後24時間、新たに単離したcDC1細胞と共培養すると、強い増殖(CFSE希釈)とTh17表現型(rorgt+)への分化を示した(図4D)。重要なことに、以前のデータは、cDC1細胞がTh17分化を促進することができることを裏付けておらず、したがって、この発見は予想外で新規である(図4D)。CTA1-p323-CD103で鼻腔内免疫した後、mLNから移動性cDC1細胞を単離し、DC(10,000個のDC)及びナイーブCD4 T細胞(各ウェルに100,000個のOTII細胞)の共培養を試験した。これは、FACS及びELISAによって評価されるように、インビトロでのCD4 T細胞のTh17分化(rorgt+)及びIL-17産生をもたらした(図4D)。これらは、同様の結果を与える各カテゴリーにおける3つの独立した実験の代表的な実験である。インビトロ培養を3連で行い、値を平均±SDとして示す。インビボ実験のために、各群は5匹のマウスを宿主とし、T細胞(OTII細胞)応答をFACSによって分析し、値は免疫化の4日後に評価した平均±SDである。統計的有意性は、ダネットの事後検定を使用した分散分析を用いて計算し、p<0.001***であった。
例5
CTA1-CD103アジュバントは、生ウイルス感染に対する防御免疫を刺激する際に、CTA1-DDアジュバントと比較して有意に有効である。防御免疫を刺激する能力を、インフルエンザウイルスマウスモデルにおいて試験した。Balb/cマウスを、インフルエンザAウイルスに特異的なワクチンエピトープ(M2e)を有するCTA1-3M2e-CD103又はCTA1-3M2e-DD(5mM)で免疫し、インフルエンザウイルスによる生攻撃感染に対する免疫防御を刺激する能力を評価した。M2eペプチドは、CD4 T細胞拘束性エピトープである。飽和及び等モル投与量(5mM)の融合タンパク質を3回鼻腔内免疫した後、最後の免疫化の3週間後に、4×LD50のPR8異種変異型ウイルスによる生攻撃感染を行った。次いで、チャレンジ後2週間、マウスの体重減少及び生存を監視した。CTA1-3M2e-CD103で免疫した全てのマウスは攻撃感染から生き残ったが、CTA1-3M2e-DD免疫群では50%を超えるマウスが死亡した(図5A)。CTA1-3M2e-CD103で免疫したマウスは、肺のウイルス力価が有意に低下していた(図5A)。CTA1-3M2e-CD103融合タンパク質は、M2e特異的四量体及びFACSによって同定されるように、M2e特異的CD4 T細胞を刺激するのにはるかに有効であった(図5B)。CTA1-3M2e-CD103で免疫したマウスでは、CTA1-3M2e-DD構築物と比較して、肺常在性M2e特異的メモリーCD4 T細胞がはるかに高頻度であった(図5B)。肺におけるM2e特異的CD4 T細胞のほとんどはTh17型(rorgt+)であった。したがって、CTA1-CD103アジュバント系は、M2e特異的Th17応答の増強と相関する機構であるインフルエンザウイルス感染に対する完全な防御を刺激することにおいて優れていた。これらは、同様の結果を与える各カテゴリーにおける3つの独立した実験の代表的な実験である。10匹のマウスを収容した各群及びM2e特異的CD4 T細胞をFACSによって分析し、値は攻撃感染の10日後に評価した平均±SDである。統計的有意性は、ダネットの事後検定を使用した分散分析を用いて計算し、p<0.001***であった。
CTA1-CD103アジュバントは、生ウイルス感染に対する防御免疫を刺激する際に、CTA1-DDアジュバントと比較して有意に有効である。防御免疫を刺激する能力を、インフルエンザウイルスマウスモデルにおいて試験した。Balb/cマウスを、インフルエンザAウイルスに特異的なワクチンエピトープ(M2e)を有するCTA1-3M2e-CD103又はCTA1-3M2e-DD(5mM)で免疫し、インフルエンザウイルスによる生攻撃感染に対する免疫防御を刺激する能力を評価した。M2eペプチドは、CD4 T細胞拘束性エピトープである。飽和及び等モル投与量(5mM)の融合タンパク質を3回鼻腔内免疫した後、最後の免疫化の3週間後に、4×LD50のPR8異種変異型ウイルスによる生攻撃感染を行った。次いで、チャレンジ後2週間、マウスの体重減少及び生存を監視した。CTA1-3M2e-CD103で免疫した全てのマウスは攻撃感染から生き残ったが、CTA1-3M2e-DD免疫群では50%を超えるマウスが死亡した(図5A)。CTA1-3M2e-CD103で免疫したマウスは、肺のウイルス力価が有意に低下していた(図5A)。CTA1-3M2e-CD103融合タンパク質は、M2e特異的四量体及びFACSによって同定されるように、M2e特異的CD4 T細胞を刺激するのにはるかに有効であった(図5B)。CTA1-3M2e-CD103で免疫したマウスでは、CTA1-3M2e-DD構築物と比較して、肺常在性M2e特異的メモリーCD4 T細胞がはるかに高頻度であった(図5B)。肺におけるM2e特異的CD4 T細胞のほとんどはTh17型(rorgt+)であった。したがって、CTA1-CD103アジュバント系は、M2e特異的Th17応答の増強と相関する機構であるインフルエンザウイルス感染に対する完全な防御を刺激することにおいて優れていた。これらは、同様の結果を与える各カテゴリーにおける3つの独立した実験の代表的な実験である。10匹のマウスを収容した各群及びM2e特異的CD4 T細胞をFACSによって分析し、値は攻撃感染の10日後に評価した平均±SDである。統計的有意性は、ダネットの事後検定を使用した分散分析を用いて計算し、p<0.001***であった。
例6
CD103-DC標的化CTA1-CD103アジュバントは、細胞傷害性CD8 T細胞を効果的に刺激し、がん細胞の増殖及び転移を防止する。オボアルブミンSIINFEKL由来のMHCクラスI拘束性エピトープを融合タンパク質、CTA1-SIINFEKL-CD103に使用して、アジュバント系がマウスモデルにおいてCD8 T細胞拘束性細胞傷害性を刺激できるかどうかを決定した。その効果を、等モル投与量(5mM)のアジュバントによる鼻腔内免疫後のCTA1-SIINFEKL-DDの効果と比較した。最初に、本発明者らは、SIINFEKLなどのMHCクラスI拘束性ペプチドの交差提示が標的アジュバント分子によって促進され得ることを確立した。CD103+cDC1細胞はこの機能について公知なので、これは重要であった(図6A)。CTA1-SIINFEKL-CD103は、鼻腔内免疫後のCD8 T細胞の交差提示及び誘導並びに細胞傷害性を促進する能力について、DD構築物よりも優れていた(図6A~6C)。オボアルブミン発現メラノーマB16F1細胞モデルを用いて、5mM用量の融合タンパク質により治療的鼻腔内免疫したところ、細胞傷害性の促進、並びに腫瘍増殖及び転移の予防の効果が明らかになった(図6D)。転移のモデル及び固形腫瘍増殖のモデルの両方を使用し、200,000個のB16F1細胞をレシピエントマウスへ移入すると、転移又は固形腫瘍を確立するのに十分であることが見出された。固形腫瘍を2週間にわたって定着させ、腫瘍が米粒の大きさに達したときに治療的ワクチン接種を行った。細胞傷害性を、10日間の間に3回、予防的に鼻腔内免疫されたC57Bl/6マウスへの養子移入後のSIINFEKL特異的OTI細胞において評価した。FACSを使用して標識B16F1メラノーマ細胞を投与した5~7日後に細胞傷害性を評価した。これらは、同様の結果を与える各カテゴリーにおける3つの独立した実験の代表的な実験である。各群は3~5匹のマウスを宿主とし、OTI特異的CD8 T細胞をFACSによって分析し、値は平均±SDである。統計的有意性は、ダネットの事後検定を使用した分散分析を用いて計算し、p<0.001***であった。
CD103-DC標的化CTA1-CD103アジュバントは、細胞傷害性CD8 T細胞を効果的に刺激し、がん細胞の増殖及び転移を防止する。オボアルブミンSIINFEKL由来のMHCクラスI拘束性エピトープを融合タンパク質、CTA1-SIINFEKL-CD103に使用して、アジュバント系がマウスモデルにおいてCD8 T細胞拘束性細胞傷害性を刺激できるかどうかを決定した。その効果を、等モル投与量(5mM)のアジュバントによる鼻腔内免疫後のCTA1-SIINFEKL-DDの効果と比較した。最初に、本発明者らは、SIINFEKLなどのMHCクラスI拘束性ペプチドの交差提示が標的アジュバント分子によって促進され得ることを確立した。CD103+cDC1細胞はこの機能について公知なので、これは重要であった(図6A)。CTA1-SIINFEKL-CD103は、鼻腔内免疫後のCD8 T細胞の交差提示及び誘導並びに細胞傷害性を促進する能力について、DD構築物よりも優れていた(図6A~6C)。オボアルブミン発現メラノーマB16F1細胞モデルを用いて、5mM用量の融合タンパク質により治療的鼻腔内免疫したところ、細胞傷害性の促進、並びに腫瘍増殖及び転移の予防の効果が明らかになった(図6D)。転移のモデル及び固形腫瘍増殖のモデルの両方を使用し、200,000個のB16F1細胞をレシピエントマウスへ移入すると、転移又は固形腫瘍を確立するのに十分であることが見出された。固形腫瘍を2週間にわたって定着させ、腫瘍が米粒の大きさに達したときに治療的ワクチン接種を行った。細胞傷害性を、10日間の間に3回、予防的に鼻腔内免疫されたC57Bl/6マウスへの養子移入後のSIINFEKL特異的OTI細胞において評価した。FACSを使用して標識B16F1メラノーマ細胞を投与した5~7日後に細胞傷害性を評価した。これらは、同様の結果を与える各カテゴリーにおける3つの独立した実験の代表的な実験である。各群は3~5匹のマウスを宿主とし、OTI特異的CD8 T細胞をFACSによって分析し、値は平均±SDである。統計的有意性は、ダネットの事後検定を使用した分散分析を用いて計算し、p<0.001***であった。
例7
脂質ベースのナノ粒子は、近年、医薬品担体としてますます注目されている。特に、抗原を分解から保護する能力と組み合わされた固有のアジュバント特性を有すると報告されており、ワクチンベクターとして適している。しかし、ワクチン送達のための理想的なナノ粒子の物理化学的プロファイルは、まだ十分に定義されていない。ここで、本発明者らは、インビトロ樹状細胞アッセイを使用して、ワクチン担体及びアジュバントとしての様々なリポソーム製剤の免疫原性を評価した。フローサイトメトリーを使用して、リポソーム支援抗原提示、並びに細胞表面上の関連する共刺激分子の発現を評価した。サイトカイン分泌をELISAアッセイで更に評価した。本発明者らは、リポソームが、単独で投与されたワクチン融合タンパク質(CTA1-3Eα-DD)と比較して、樹状細胞の抗原提示及び成熟を首尾よく高めることができることを示す。特に、膜の脂質相状態は、樹状細胞によるワクチン抗原プロセシングに大きく影響することが分かった。それらの液相対応物と比較して、ゲル相リポソームは、抗原提示の改善においてより効率的であった。それらはまた、共刺激分子CD80及びCD86の上方制御、並びにサイトカインIL-6及びIL-1βの放出の増加においても優れていた。まとめると、本発明者らは、ゲル相リポソームが、それ自体は非免疫原性であるが、樹状細胞の抗原提示能力を有意に増強し、ワクチン免疫原性を改善するための有望な方法であると思われることを実証している。
脂質ベースのナノ粒子は、近年、医薬品担体としてますます注目されている。特に、抗原を分解から保護する能力と組み合わされた固有のアジュバント特性を有すると報告されており、ワクチンベクターとして適している。しかし、ワクチン送達のための理想的なナノ粒子の物理化学的プロファイルは、まだ十分に定義されていない。ここで、本発明者らは、インビトロ樹状細胞アッセイを使用して、ワクチン担体及びアジュバントとしての様々なリポソーム製剤の免疫原性を評価した。フローサイトメトリーを使用して、リポソーム支援抗原提示、並びに細胞表面上の関連する共刺激分子の発現を評価した。サイトカイン分泌をELISAアッセイで更に評価した。本発明者らは、リポソームが、単独で投与されたワクチン融合タンパク質(CTA1-3Eα-DD)と比較して、樹状細胞の抗原提示及び成熟を首尾よく高めることができることを示す。特に、膜の脂質相状態は、樹状細胞によるワクチン抗原プロセシングに大きく影響することが分かった。それらの液相対応物と比較して、ゲル相リポソームは、抗原提示の改善においてより効率的であった。それらはまた、共刺激分子CD80及びCD86の上方制御、並びにサイトカインIL-6及びIL-1βの放出の増加においても優れていた。まとめると、本発明者らは、ゲル相リポソームが、それ自体は非免疫原性であるが、樹状細胞の抗原提示能力を有意に増強し、ワクチン免疫原性を改善するための有望な方法であると思われることを実証している。
材料及び方法
特に明記しない限り、全ての化学物質はスウェーデンのSigma Aldrichから、全ての脂質は米国のAvanti polar lipidsから購入した。使用した脂質は、1,2-ジオレオイル-sn-グリセロ-3-ホスホコリン(DOPC)、1,2-ジステアロイル-sn-グリセロ-3-ホスホコリン(DSPC)、1,2-ジステアロイル-sn-グリセロ-3-ホスホエタノールアミン-N-[マレイミド(ポリエチレングリコール)-2000](DSPEPEGMCC)であった。融合タンパク質は、スウェーデンのMIVACによって提供された。
特に明記しない限り、全ての化学物質はスウェーデンのSigma Aldrichから、全ての脂質は米国のAvanti polar lipidsから購入した。使用した脂質は、1,2-ジオレオイル-sn-グリセロ-3-ホスホコリン(DOPC)、1,2-ジステアロイル-sn-グリセロ-3-ホスホコリン(DSPC)、1,2-ジステアロイル-sn-グリセロ-3-ホスホエタノールアミン-N-[マレイミド(ポリエチレングリコール)-2000](DSPEPEGMCC)であった。融合タンパク質は、スウェーデンのMIVACによって提供された。
粒子の調製
リポソームは、脂質フィルムの再水和及び押出し法によって作成した。メタノール/クロロホルム(1:1v/v%)混合物に溶解した脂質の様々な溶液を丸底フラスコに入れた。溶媒を、温水浴中で減圧下(液相リポソーム)又は窒素流(ゲル相リポソーム)で約30分間蒸発させ、引き続いて一晩真空にした。
リポソームは、脂質フィルムの再水和及び押出し法によって作成した。メタノール/クロロホルム(1:1v/v%)混合物に溶解した脂質の様々な溶液を丸底フラスコに入れた。溶媒を、温水浴中で減圧下(液相リポソーム)又は窒素流(ゲル相リポソーム)で約30分間蒸発させ、引き続いて一晩真空にした。
次いで、液相リポソームを作成するために、DOPC及びDSPEPEGMCC(99:1mol%)で構成される薄い脂質膜をNaAc生理食塩水(10mM酢酸ナトリウム、150mM NaCl、pH=5.0)中で8mMの脂質濃度に再水和させた。次いで、懸濁液を、液体窒素及び50℃の水浴を使用して10回凍結解凍した。懸濁液をNaAc生理食塩水で4mMの脂質濃度に更に希釈し、小型押出機(Avanti Polar Lipids Inc.、米国)及び1バールの圧力を使用して、100nmのヌクレオポアトラックエッチポリカルボナート膜(ワットマン、英国)を通して21回押し出した。
ゲル相リポソームを作成するために、DSPC及びDSPEPEGMCC(99:1mol%)で構成される薄い脂質膜をNaAc生理食塩水で8mMの脂質濃度に再水和させた。再水和を65℃の水浴中で1分間行い、続いて少なくとも10サイクルの凍結融解及び穏やかなボルテックスを行った。次いで、リポソーム懸濁液を、小型押出機及び1バールの圧力を使用して、70℃で100nmのヌクレオポアトラックエッチドのポリカルボナート膜を通して21回押し出した。
トラウト試薬(2-イミノチオラン塩酸塩)を使用して第一級アミンをチオール基に変換した後、チオール-マレイミド反応を使用して融合タンパク質をリポソームに共有結合させた。簡単に説明すると、トラウト試薬(HBS中0.02mg/ml:10mM HEPES、150nM NaCl、2mM EDTAを含む、pH=7.8)及び融合タンパク質(10mM NaH2 PO4、0.16M NaCl、pH7.4中1.6mg/ml)を5:3の体積比に混合し、4℃で20分間インキュベートした。4mMの脂質濃度の粒子を、5:4の体積比で、新たにチオール化した融合タンパク質に添加し、穏やかに振盪しながら室温で1時間インキュベートした。未反応の融合タンパク質は、Amicon Ultra 100kDaカットオフ遠心フィルター(VWR、スウェーデン)を以下のように使用して、125μlのNaAc生理食塩水及び約290μlのリポソーム懸濁液を各フィルターに添加し、遠心分離し(5分又は約250μlの溶液が残るまで、8000×g、10℃)、続いて各フィルター中の150μlのNaAc生理食塩水で更に希釈し、別の遠心分離(5分又は約250μlの溶液が残るまで、8000×g、10℃)を行い、除去した。懸濁液は、フィルターを反転させ、遠心分離(1分、8000×g、10℃)することによって回収した。脂質粒子懸濁液を使用するまで4℃で保存した。
総タンパク質定量
融合タンパク質含量を、CBQCA Protein Quantitation Kit(Thermo Fisher Scientific Inc.、スウェーデン)を製造者の説明書に従って使用して決定した。必要に応じて、融合タンパク質が共有結合していない粒子のタンパク質含有量を測定することによって、カプセル化された抗原の量を決定した。全ての場合において、CBQCA試薬の5mMストック溶液を使用し、0.1%Triton X-100を反応緩衝液に添加した。反応を96ウェルプレートで行い、蛍光を、FLUOstar OPTIMAマイクロプレートリーダ(BMG Labtech、ドイツ)(励起:440nm、発光:520nm)を用いて測定した。
融合タンパク質含量を、CBQCA Protein Quantitation Kit(Thermo Fisher Scientific Inc.、スウェーデン)を製造者の説明書に従って使用して決定した。必要に応じて、融合タンパク質が共有結合していない粒子のタンパク質含有量を測定することによって、カプセル化された抗原の量を決定した。全ての場合において、CBQCA試薬の5mMストック溶液を使用し、0.1%Triton X-100を反応緩衝液に添加した。反応を96ウェルプレートで行い、蛍光を、FLUOstar OPTIMAマイクロプレートリーダ(BMG Labtech、ドイツ)(励起:440nm、発光:520nm)を用いて測定した。
粒径及び濃度決定
Hamamatsu C11440-50B/A11893-02カメラ及び488nmレーザを備えたNanoSight LM10(Malvern、英国)を使用して、ナノ粒子追跡分析(NTA)によってリポソームの流体力学的直径を決定した。測定は、5つの60秒間映像からなっていた。カメラレベル:11及び検出閾値:2でNTAソフトウェアバージョン3.2を使用して分析を行った。
Hamamatsu C11440-50B/A11893-02カメラ及び488nmレーザを備えたNanoSight LM10(Malvern、英国)を使用して、ナノ粒子追跡分析(NTA)によってリポソームの流体力学的直径を決定した。測定は、5つの60秒間映像からなっていた。カメラレベル:11及び検出閾値:2でNTAソフトウェアバージョン3.2を使用して分析を行った。
リポソーム濃度は、NTAを使用して、通常10,000、20,000及び40,000倍の3つの異なる希釈液を測定することによって決定した。比較測定は、相対変動を小さく保つために、同じ日に同じプロトコルを使用して、実際の濃度と測定された濃度との間に良好な一致がある範囲内の濃度で行った。
粒子あたりの融合タンパク質の数の推定
CBQCAを介して得られたタンパク質含量値及びNTAで測定された粒子濃度から、リポソームあたりの融合タンパク質の平均数を計算した。
CBQCAを介して得られたタンパク質含量値及びNTAで測定された粒子濃度から、リポソームあたりの融合タンパク質の平均数を計算した。
レーザドップラー電気泳動を用いたゼータ電位の測定
粒子のゼータ電位を、DTS1070折り畳みキャピラリーセルを備えたZetasizer Nano ZS(Malvern、英国)を使用して、25℃で2mM HEPES緩衝液(製造者の説明書(Thermo Fisher Scientific Inc.、スウェーデン)に従って、illustra Microspin S-200 HRカラムを使用して緩衝液交換を行った)、pH=7.4で測定した。分散剤の粘度は0.8872cPとした。分散剤及びリポソームの屈折率をそれぞれ1.33及び1.45とし、Smoluchowski近似を使用した。
粒子のゼータ電位を、DTS1070折り畳みキャピラリーセルを備えたZetasizer Nano ZS(Malvern、英国)を使用して、25℃で2mM HEPES緩衝液(製造者の説明書(Thermo Fisher Scientific Inc.、スウェーデン)に従って、illustra Microspin S-200 HRカラムを使用して緩衝液交換を行った)、pH=7.4で測定した。分散剤の粘度は0.8872cPとした。分散剤及びリポソームの屈折率をそれぞれ1.33及び1.45とし、Smoluchowski近似を使用した。
フローサイトメトリーを使用した時間依存性抗原提示
様々なワクチン製剤が樹状細胞の抗原プロセシング能力にどのように影響するかを評価するために、Eα/YAe系と共にマウス由来樹状細胞株D1を含むインビトロモデルを使用した。MHCIIに結合した場合、Eαペプチドは、モノクローナルYAe抗体を使用して検出することができ、したがって、機能的に提示された抗原の定量化が可能になる。脾臓起源であり、雌性C57BL/6マウスに由来するD1細胞株は、P.Ricciardi-Castagnoli(イタリア、ミラノのMilan-Bicocca大学)の好意により提供されたものである。細胞を、10%熱不活性化ウシ胎児血清(Biochrom、ドイツ)、50μM 2-メルカプトエタノール、1mM L-グルタミン(Biochrom、ドイツ)及び50μg/mlゲンタマイシン及び30%NIH/3T3上清を補充したイスコフ改変ダルベッコ培地(Biochrom、ドイツ)中、37℃及び5%CO2で培養した。細胞を24ウェルプレートに蒔き、最終タンパク質濃度0.2μMの融合タンパク質の様々な製剤で活性化する前に、様々な時間付着させた。
様々なワクチン製剤が樹状細胞の抗原プロセシング能力にどのように影響するかを評価するために、Eα/YAe系と共にマウス由来樹状細胞株D1を含むインビトロモデルを使用した。MHCIIに結合した場合、Eαペプチドは、モノクローナルYAe抗体を使用して検出することができ、したがって、機能的に提示された抗原の定量化が可能になる。脾臓起源であり、雌性C57BL/6マウスに由来するD1細胞株は、P.Ricciardi-Castagnoli(イタリア、ミラノのMilan-Bicocca大学)の好意により提供されたものである。細胞を、10%熱不活性化ウシ胎児血清(Biochrom、ドイツ)、50μM 2-メルカプトエタノール、1mM L-グルタミン(Biochrom、ドイツ)及び50μg/mlゲンタマイシン及び30%NIH/3T3上清を補充したイスコフ改変ダルベッコ培地(Biochrom、ドイツ)中、37℃及び5%CO2で培養した。細胞を24ウェルプレートに蒔き、最終タンパク質濃度0.2μMの融合タンパク質の様々な製剤で活性化する前に、様々な時間付着させた。
フローサイトメトリー分析の前に、D1細胞を機械的に採取し、洗浄し、I-Ab分子に結合したE52-68ペプチドを認識する7AAD、CD11c-PE、MHCII-FITC及びYAe-ビオチンで染色して、機能的抗原提示の量を評価した。4℃で30分間インキュベートし、続いて洗浄した後、ストレプトアビジン-ブリリアントバイオレット421による二次染色を、抗体インキュベーションと同じ実験パラメータを使用して行った。全ての抗体は、米国のeBiosciencesから入手した。細胞を再度洗浄し、BD-FACS LSR II(BD Bioscience、米国)を用いて分析した。FlowJo(TreeStar、米国)を使用してデータ分析を行った。
フローサイトメトリーを使用した24時間での抗原提示及び共刺激分子の定量
D1細胞を前述のように培養し、異なる脂質粒子製剤である、融合タンパク質に結合した1%のDSPEPEGMCCを含有するDOPC及びDSPCリポソーム(DOPC-PEG-FP及びDSPC-PEG-FP)、遊離融合タンパク質と同時投与された1%のDSPEPEGMCCを含有するDOPC及びDSPCリポソーム(DOPC-PEG+遊離FP及びDSPC-PEG+遊離FP)、並びに融合タンパク質なしで与えられた1%のDSPEPEGMCCを含有するDOPC及びDSPCリポソーム(DOPC-PEG及びDSPC-PEG)で活性化した。24時間のインキュベーション後、上清を破棄し、サイトカイン定量のためにサイトカイン酵素結合免疫吸着アッセイ(ELISA)が行われるまで-20℃で保存した。
D1細胞を前述のように培養し、異なる脂質粒子製剤である、融合タンパク質に結合した1%のDSPEPEGMCCを含有するDOPC及びDSPCリポソーム(DOPC-PEG-FP及びDSPC-PEG-FP)、遊離融合タンパク質と同時投与された1%のDSPEPEGMCCを含有するDOPC及びDSPCリポソーム(DOPC-PEG+遊離FP及びDSPC-PEG+遊離FP)、並びに融合タンパク質なしで与えられた1%のDSPEPEGMCCを含有するDOPC及びDSPCリポソーム(DOPC-PEG及びDSPC-PEG)で活性化した。24時間のインキュベーション後、上清を破棄し、サイトカイン定量のためにサイトカイン酵素結合免疫吸着アッセイ(ELISA)が行われるまで-20℃で保存した。
D1細胞を機械的に採取し、洗浄し、7AAD、CD11c-BV421、MHCII-PE、CD80-A647、CD86-BV605及びYAe-ビオチンで4℃にて30分間染色した。細胞を洗浄し、ストレプトアビジン-APC/Cy7による二次染色を行った。洗浄後、細胞をBD LSR Fortessa(BD Bioscience、米国)を使用して分析した。FlowJo(TreeStar、米国)を使用してデータ分析を行った。
酵素結合免疫吸着アッセイを使用した放出サイトカインの定量
上清中のサイトカインの定量を、DuoSet ELISAキット(R&D systems、米国)を使用して行った。簡単に記載すると、96ウェルマイクロプレート(MaxiSorp、Nunc、デンマーク)を50μl/ウェルの捕捉抗体と一緒に加湿チャンバーにおいて室温で一晩インキュベーションした。0.05%Tweenを含むPBSで3回洗浄した後、50μl/ウェルの組換え標準溶液又は25μl/ウェルの上清を二連で添加し、プレートをインキュベートした(2時間、加湿チャンバー、室温)。プレートを洗浄し、50μlの捕捉抗体を添加し、インキュベートした(2時間、加湿チャンバー、室温)。プレートを洗浄し、50μl/ウェルのストレプトアビジン-西洋ワサビペルオキシダーゼを20分間インキュベートした(加湿チャンバー、室温)。プレートを洗浄し、50μl/ウェルの基質溶液を添加した。暗所で室温の加湿チャンバー中で20分間インキュベートした後、25μl/ウェルの停止溶液を添加し、吸着を450nmで読み取った。
上清中のサイトカインの定量を、DuoSet ELISAキット(R&D systems、米国)を使用して行った。簡単に記載すると、96ウェルマイクロプレート(MaxiSorp、Nunc、デンマーク)を50μl/ウェルの捕捉抗体と一緒に加湿チャンバーにおいて室温で一晩インキュベーションした。0.05%Tweenを含むPBSで3回洗浄した後、50μl/ウェルの組換え標準溶液又は25μl/ウェルの上清を二連で添加し、プレートをインキュベートした(2時間、加湿チャンバー、室温)。プレートを洗浄し、50μlの捕捉抗体を添加し、インキュベートした(2時間、加湿チャンバー、室温)。プレートを洗浄し、50μl/ウェルのストレプトアビジン-西洋ワサビペルオキシダーゼを20分間インキュベートした(加湿チャンバー、室温)。プレートを洗浄し、50μl/ウェルの基質溶液を添加した。暗所で室温の加湿チャンバー中で20分間インキュベートした後、25μl/ウェルの停止溶液を添加し、吸着を450nmで読み取った。
統計
特に明記しない限り、定量値は平均±平均の標準誤差として示した。一元配置分散分析及びテューキーの事後検定を使用して、累積YAe及びMHCII強度、共刺激受容体、並びにサイトカイン放出量の変化についての統計的比較を行った。p<0.05を統計的に有意と見なした。
特に明記しない限り、定量値は平均±平均の標準誤差として示した。一元配置分散分析及びテューキーの事後検定を使用して、累積YAe及びMHCII強度、共刺激受容体、並びにサイトカイン放出量の変化についての統計的比較を行った。p<0.05を統計的に有意と見なした。
結果
ワクチンベクターのどの物理化学的特性がより詳細な調査に値するかを選択するために、6つの異なる組成物を使用した予備スクリーニングを実施した。この調査は、脂質組成、ポリ(エチレングリコール)(PEG)含有量、タンパク質負荷及びナノ粒子のサイズ/形状の影響に対処し、DCによる抗原提示の状況において有望であることが証明されたのはゲル相脂質を含有するリポソーム製剤のみであることを示した。しかし、DSPCベースのリポソームと同じ相状態を有するリポディスクが効果を有さないという事実は、タンパク質/粒子のサイズ、形状、又は量などの他の要因も役割を果たし得ることを示唆している。相状態の影響を具体的に研究するために、本発明者らは、ここでは、1,2-ジオレオイル-sn-グリセロ-3-ホスホコリン(DOPC)又は1,2-ジステアロイル-sn-グリセロ-3-ホスホコリン(DSPC)のいずれかに基づくリポソーム製剤に焦点を当てている。これらのリン脂質は両方とも、等しい長さ(18個の炭素)の2つの脂肪酸を有するが、各アシル鎖に1つの不飽和が存在するため、DOPC脂質は-17℃の相転移温度を有するが、完全飽和変異体であるDSPCの場合、相転移温度は55℃である(図7A)。結果として、DOPCベースの膜は、生理学的温度にあるとき、流体相状態にあり、一方、DSPCベースのリポソームは、ゲル相状態にある。ここで、CTA1-3Eα-DD融合タンパク質(本明細書ではFPと呼ぶ)を、DSPE固定PEG(2000)スペーサを用いてリポソームに結合させるか、又は単にリポソームと混合した(図7B)。
ワクチンベクターのどの物理化学的特性がより詳細な調査に値するかを選択するために、6つの異なる組成物を使用した予備スクリーニングを実施した。この調査は、脂質組成、ポリ(エチレングリコール)(PEG)含有量、タンパク質負荷及びナノ粒子のサイズ/形状の影響に対処し、DCによる抗原提示の状況において有望であることが証明されたのはゲル相脂質を含有するリポソーム製剤のみであることを示した。しかし、DSPCベースのリポソームと同じ相状態を有するリポディスクが効果を有さないという事実は、タンパク質/粒子のサイズ、形状、又は量などの他の要因も役割を果たし得ることを示唆している。相状態の影響を具体的に研究するために、本発明者らは、ここでは、1,2-ジオレオイル-sn-グリセロ-3-ホスホコリン(DOPC)又は1,2-ジステアロイル-sn-グリセロ-3-ホスホコリン(DSPC)のいずれかに基づくリポソーム製剤に焦点を当てている。これらのリン脂質は両方とも、等しい長さ(18個の炭素)の2つの脂肪酸を有するが、各アシル鎖に1つの不飽和が存在するため、DOPC脂質は-17℃の相転移温度を有するが、完全飽和変異体であるDSPCの場合、相転移温度は55℃である(図7A)。結果として、DOPCベースの膜は、生理学的温度にあるとき、流体相状態にあり、一方、DSPCベースのリポソームは、ゲル相状態にある。ここで、CTA1-3Eα-DD融合タンパク質(本明細書ではFPと呼ぶ)を、DSPE固定PEG(2000)スペーサを用いてリポソームに結合させるか、又は単にリポソームと混合した(図7B)。
粒子特性評価
ワクチン製剤をFP含有量、サイズ及びゼータ電位に関して特性評価した(表3)。粒子あたりのFP結合量を、総タンパク質濃度(材料及び方法を参照)及びナノ粒子追跡分析(NTA)を使用して推定した総粒子濃度から推定した。表3及び図8に示すように、リポソームの流体力学的直径、半値全幅及びゼータ電位は、それらの組成とは無関係であった。タンパク質負荷量はバッチごとに幾分異なっていたが、各個々の細胞実験内では、タンパク質/粒子の数は同等であった。ゼータ電位の正味の電荷は、生理学的pHで負に帯電している1%の脂質(DSPEPEGMCC)と共に双性イオン性ホスホコリン(PC)脂質を主に含有する両方のリポソームタイプと、融合タンパク質が生理学的pHで負に帯電しているという事実と一致する。
ワクチン製剤をFP含有量、サイズ及びゼータ電位に関して特性評価した(表3)。粒子あたりのFP結合量を、総タンパク質濃度(材料及び方法を参照)及びナノ粒子追跡分析(NTA)を使用して推定した総粒子濃度から推定した。表3及び図8に示すように、リポソームの流体力学的直径、半値全幅及びゼータ電位は、それらの組成とは無関係であった。タンパク質負荷量はバッチごとに幾分異なっていたが、各個々の細胞実験内では、タンパク質/粒子の数は同等であった。ゼータ電位の正味の電荷は、生理学的pHで負に帯電している1%の脂質(DSPEPEGMCC)と共に双性イオン性ホスホコリン(PC)脂質を主に含有する両方のリポソームタイプと、融合タンパク質が生理学的pHで負に帯電しているという事実と一致する。
ゲル相DSPCベースのリポソームは、樹状細胞上の抗原提示を増加させる
D127細胞及びEα/YAe mAb系を用いた本発明者らのインビトロモデルを使用して、様々なワクチン製剤についてワクチン抗原を処理する能力を分析した。YAe mAb結合のレベルは、D1細胞上のEα-MHCII複合体発現を反映し、フローサイトメトリーによって検出された。アッセイは、固定融合タンパク質濃度(0.2μM)及び0~24時間の範囲の様々なインキュベーション時間で行った。図9Ai-iiiは、フローサイトメトリー分析に使用したゲーティング手順を視覚化している。単独で使用した可溶性FPと比較して、DSPC-PEG-FP製剤についてはペプチド提示の増加を伴うDC集団全体の明確なシフトが見出されたが、DOPC-PEG-FPについては見出されなかった(図9B)。経時的な抗原提示を評価するために、本発明者らは、YAeの蛍光強度中央値(MFI)をインキュベーション時間に対してプロットした。抗原提示の主な増加は最初の数時間以内に起こり、その後の時点でプラトーが続いた。このパターンは、DSPC-PEG-FP(図9C)で最も顕著であり、異なるデータセット及びDSPC-PEG-FPの異なるバッチで一貫していた。全期間にわたるペプチド発現の定量的推定値を提供するために、本発明者らは、各個々のデータセットについて遊離可溶性FPと比較して、様々なリポソーム製剤によって誘導されたシグナルの累積値を計算した。DSPC-PEG-FP値は、遊離可溶性FPの値よりも3.7±0.6倍大きかったが、これは、DSPC-PEG-FPがペプチド提示の統計的に有意な増加を誘導したことを更に確認する。一方、DOPC-PEG-FP製剤は、全期間にわたって有意な増加を示さなかった(0.8±0.06倍)。
D127細胞及びEα/YAe mAb系を用いた本発明者らのインビトロモデルを使用して、様々なワクチン製剤についてワクチン抗原を処理する能力を分析した。YAe mAb結合のレベルは、D1細胞上のEα-MHCII複合体発現を反映し、フローサイトメトリーによって検出された。アッセイは、固定融合タンパク質濃度(0.2μM)及び0~24時間の範囲の様々なインキュベーション時間で行った。図9Ai-iiiは、フローサイトメトリー分析に使用したゲーティング手順を視覚化している。単独で使用した可溶性FPと比較して、DSPC-PEG-FP製剤についてはペプチド提示の増加を伴うDC集団全体の明確なシフトが見出されたが、DOPC-PEG-FPについては見出されなかった(図9B)。経時的な抗原提示を評価するために、本発明者らは、YAeの蛍光強度中央値(MFI)をインキュベーション時間に対してプロットした。抗原提示の主な増加は最初の数時間以内に起こり、その後の時点でプラトーが続いた。このパターンは、DSPC-PEG-FP(図9C)で最も顕著であり、異なるデータセット及びDSPC-PEG-FPの異なるバッチで一貫していた。全期間にわたるペプチド発現の定量的推定値を提供するために、本発明者らは、各個々のデータセットについて遊離可溶性FPと比較して、様々なリポソーム製剤によって誘導されたシグナルの累積値を計算した。DSPC-PEG-FP値は、遊離可溶性FPの値よりも3.7±0.6倍大きかったが、これは、DSPC-PEG-FPがペプチド提示の統計的に有意な増加を誘導したことを更に確認する。一方、DOPC-PEG-FP製剤は、全期間にわたって有意な増加を示さなかった(0.8±0.06倍)。
可溶性FPのナノ粒子への結合がDC表面上のより高いペプチド発現レベルを達成するために必要であるかどうかを評価するために、本発明者らは、混合DOPC-PEG+FP又はDSPC-PEG+FPによって誘導されたシグナル(24時間後)を、結合したFPを有するリポソームによって生成されたシグナルと比較した。FPをDOPC-PEGではなくDSPC-PEGと一緒に投与すると、リポソームは、ペプチド提示が増加した(FPがナノ粒子に結合した場合よりも少ない程度ではある、約2.5対8.5、図9D)。この観察は、FPのDSPC-PEGへの結合が有益であったが、ペプチド提示に対するいくつかの増強効果がDSPC-PEG+FPでも見られたことを実証している。予想通り、FPを含まない対照リポソームは、YAe mAbの検出可能な結合をもたらさなかった(図9D)。
ゲル相DSPCベースのリポソーム担体はペプチド負荷効率を高める
MHCII分子に向けられた抗体を使用して、ペプチド提示の増加が、細胞表面に提示されたMHCII分子のレベルの対応する増加を伴うかどうかを評価した。本発明者らは、24時間後、DOPC-PEGベクターではなく、DSPC-PEG-FP及びDSPC-PEG+FP製剤が、FP単独で見られるペプチド発現と比較して1.8倍のペプチド発現増加をもたらすことを見出した(図10A)。ペプチド対MHCII分子発現のMFI比は、DSPC-PEG-FPが、可溶性FP単独について記録されたものと比較して、ペプチド/MHCII占有率を6倍増加させるように見えたことを明らかにした(図10B)。この増加は経時的に維持され、DSPC-PEG-FPが、DCにおけるMHCIIのペプチド負荷効率に影響を及ぼすことが示唆された。しかし、DSPC-PEGと混合して投与された可溶性FP(DSPC-PEG+FP)は、改善されたペプチド負荷効率をわずかしか増加させなかったので、この特徴はDSPC-PEG-FP製剤に限定されたと結論付けることができ、(図10B)ナノキャリアへのFP結合が改善されたペプチド負荷効率に必須であることを示している。
MHCII分子に向けられた抗体を使用して、ペプチド提示の増加が、細胞表面に提示されたMHCII分子のレベルの対応する増加を伴うかどうかを評価した。本発明者らは、24時間後、DOPC-PEGベクターではなく、DSPC-PEG-FP及びDSPC-PEG+FP製剤が、FP単独で見られるペプチド発現と比較して1.8倍のペプチド発現増加をもたらすことを見出した(図10A)。ペプチド対MHCII分子発現のMFI比は、DSPC-PEG-FPが、可溶性FP単独について記録されたものと比較して、ペプチド/MHCII占有率を6倍増加させるように見えたことを明らかにした(図10B)。この増加は経時的に維持され、DSPC-PEG-FPが、DCにおけるMHCIIのペプチド負荷効率に影響を及ぼすことが示唆された。しかし、DSPC-PEGと混合して投与された可溶性FP(DSPC-PEG+FP)は、改善されたペプチド負荷効率をわずかしか増加させなかったので、この特徴はDSPC-PEG-FP製剤に限定されたと結論付けることができ、(図10B)ナノキャリアへのFP結合が改善されたペプチド負荷効率に必須であることを示している。
ゲル相DSPCベースのリポソームはまた、DC共刺激を増強する
ペプチド提示に加えて、DCは、流入領域リンパ節においてT細胞を効果的にプライミングするための共刺激シグナルを提供する。これらの共刺激シグナルは、DC細胞表面で発現され、及び/又は可溶性因子、すなわちサイトカインとして分泌される。公知の最も重要な細胞表面共刺激分子の中には、CD80及びCD86があり、それらの発現は、DCがナイーブT細胞を活性化する能力に大きく影響する。ワクチンリポソーム製剤の存在下又は可溶性FP単独で24時間培養した後、本発明者らは、特異的標識mAb及びフローサイトメトリーを使用して、それぞれCD80及びCD86の発現を決定した。ここで、追加のゲーティング工程を導入して、YAe+細胞を選択した。本発明者らは、ペプチド提示について見たように、共刺激分子の発現が全体的な傾向に従うことを見出した。したがって、CD80及びCD86の発現は、遊離可溶性FPと比較して、DSPC-PEG-FPによってそれぞれ3.7倍及び2.8倍有意に増加したが、DOPC-PEG-FPはわずかな効果しか有しなかった(CD80及びCD86についてそれぞれ1.4倍及び1.3倍)。これらの結果は、DSPCベースのリポソームを有する製剤が、DOPCベースの製剤よりも共刺激に対して強い刺激効果を有することを示している(図11A)。興味深いことに、CD86発現の上方制御は、FPがリポソームに結合した又は混合されたかに関係なく増加するようであった(図11C)。これはCD80発現では見られず、結合したDSPC-PEG-FPはDSPC-PEG+FPよりも有意に高いCD80発現を刺激したが(それぞれFPと比較して3.7倍及び2.2倍)、後者は依然として全てのDOPC-PEG変異体よりもわずかに良好であった(図11B)。集団全体を分析したときに非常に類似した傾向が観察され、融合タンパク質を含まないリポソームで処理した細胞ではCD80又はCD86の発現の増加は観察されず、単独で投与したDSPC-PEGリポソームの免疫原性が低いことを示した。
ペプチド提示に加えて、DCは、流入領域リンパ節においてT細胞を効果的にプライミングするための共刺激シグナルを提供する。これらの共刺激シグナルは、DC細胞表面で発現され、及び/又は可溶性因子、すなわちサイトカインとして分泌される。公知の最も重要な細胞表面共刺激分子の中には、CD80及びCD86があり、それらの発現は、DCがナイーブT細胞を活性化する能力に大きく影響する。ワクチンリポソーム製剤の存在下又は可溶性FP単独で24時間培養した後、本発明者らは、特異的標識mAb及びフローサイトメトリーを使用して、それぞれCD80及びCD86の発現を決定した。ここで、追加のゲーティング工程を導入して、YAe+細胞を選択した。本発明者らは、ペプチド提示について見たように、共刺激分子の発現が全体的な傾向に従うことを見出した。したがって、CD80及びCD86の発現は、遊離可溶性FPと比較して、DSPC-PEG-FPによってそれぞれ3.7倍及び2.8倍有意に増加したが、DOPC-PEG-FPはわずかな効果しか有しなかった(CD80及びCD86についてそれぞれ1.4倍及び1.3倍)。これらの結果は、DSPCベースのリポソームを有する製剤が、DOPCベースの製剤よりも共刺激に対して強い刺激効果を有することを示している(図11A)。興味深いことに、CD86発現の上方制御は、FPがリポソームに結合した又は混合されたかに関係なく増加するようであった(図11C)。これはCD80発現では見られず、結合したDSPC-PEG-FPはDSPC-PEG+FPよりも有意に高いCD80発現を刺激したが(それぞれFPと比較して3.7倍及び2.2倍)、後者は依然として全てのDOPC-PEG変異体よりもわずかに良好であった(図11B)。集団全体を分析したときに非常に類似した傾向が観察され、融合タンパク質を含まないリポソームで処理した細胞ではCD80又はCD86の発現の増加は観察されず、単独で投与したDSPC-PEGリポソームの免疫原性が低いことを示した。
次に、本発明者らは、ナノ粒子が、T細胞プライミングの促進に役立ち得る関連サイトカインの産生に影響を及ぼし得るかどうかを分析した。本発明者らは、IL-6及びIL-1βの産生が、FP単独又はDOPC-PEG-FP(IL-6のみ)で刺激した培養物と比較して、DSPC-PEG-FPと共にインキュベートしたD1細胞からの培養上清において増加したが、DSPC-PEG+FPで刺激した培養物は、遊離FPと比較してIL-6又はIL-1βの有意な増加を示さなかったことを見出した(図12)。したがって、本発明者らは、FPとDSPC-PEGリポソームとの結合が、サイトカイン産生を誘導するそれらの能力に最も重要であり、全体として、DSPC-PEG-FPが、標的DCにおいて共刺激を誘導するための最も効果的なワクチンベクター製剤であると結論付けることができる。
本発明者らは、ナノ粒子製剤が融合タンパク質の抗原プロセシング及びT細胞プライミング能力に影響を及ぼし得るかどうかを解明するために還元論的アプローチを取った。融合タンパク質自体は、強力なアジュバント分子CTA1を担持し、DCプライミング機能を促進する高度に免疫原性の分子であることに留意されたい。組み合わせたベクターを使用して、本発明者らは、ナノ粒子の脂質組成がDCプライミング能力に増強効果を有するかどうかを見出すことに興味を持った。これを、樹状細胞株を用いてインビトロで調べ、DC上の抗原提示及び共刺激分子の変化の検出をフローサイトメトリーによって分析した。本発明者らは、ゲル相リポソームが、活性化DCにおいて液相リポソームよりも優れており、抗原プロセシング及び共刺激能力が有意に改善されることを見出した。ゲル相リポソーム(DSPC-PEG-FP)は、ペプチド提示及び共刺激の両方を刺激するための最も効率的な製剤であった。したがって、リポソームの膜相状態は、標的DCにおける抗原プロセシング及び提示に有意に影響を及ぼす。更に、本発明者らのデータはまた、DSPC-PEG-FP製剤が、ペプチドとMHCII発現との間の比によって示されるように、MHCIIのペプチド負荷の有意な増加をもたらしたが、細胞表面上のMHCIIの総量の増加はより控えめであったことを示している。
ペプチド占有率の増加は、いくつかの細胞変化に関連する可能性がある。第一に、ペプチドの負荷及び提示は非常に動的なプロセスであり、細胞表面でペプチドが結合したMHCII及び空のMHCII分子との両方を絶えず交換することを含む。このプロセスでは、ペプチドを含まない新しく産生されたMHCII分子は、エンドソーム系を介して細胞表面から再循環され、後期エンドソーム中のプロセシングされたペプチドに結合する前にクラスリン依存性エンドサイトーシスによって内在化されると考えられる。次いで、成熟MHCII-ペプチド複合体を細胞表面に輸送することができ、そこでMARCH1はMHCIIβサブユニットの細胞質尾部をユビキチン化し、内在化及び分解のために複合体を標的化する。樹状細胞が成熟すると、MHCIIの輸送が調節され、細胞表面でその半減期が長くなる。成熟時の半減期のこの増加は、MARCH1の下方制御を伴う成熟時のエンドサイトーシス活性の全体的な減少に起因し、MHCII-ペプチド複合体の内在化の減少を引き起こす。したがって、占有率の観察された増加は、MARCH1を介したユビキチン化に関連する、細胞表面からのMHCIIのリサイクルの減少に関連する可能性がある、この文脈において、MARCH1媒介ユビキチン化がCD86発現の調節における重要なプロセスであることも興味深い。本発明者らは、リポソームへのFP結合がCD86発現を増加させるのに必要ではないが(DSPC-PEG-FP及びDSPC-PEG+FPは、非常に類似したレベルのCD86を生じさせた、図11C)、この態様が最大抗原提示の中心である(DSPC-PEG-FPは、DSPC-PEG+FPよりも有意に高いペプチド占有率をもたらす、図11B)ことを観察した。これは、MARCH1媒介性MHCIIリサイクルの減少が関与する唯一の機構ではない可能性が高いことを示唆している。
ペプチド発現の増加に対する代替的な説明は、エンドソーム輸送の変化に関連する可能性がある。実際、直径約4μmのカプセルの剛性の増加は、エンドサイトーシス輸送を延長することが示されている。
MHCIIにおけるペプチド占有の増強及びより強い共刺激として観察される抗原プロセシング又は提示の増加はまた、液相DOPC-PEG-FP又は遊離FPと比較して、このナノ粒子のより良好な取り込みを反映することができる。この解釈は、剛性粒子のより良好な取り込み、変形した粒子を包み込むのに必要なより高い曲げエネルギー及び接着エネルギーに起因する効果を実証する以前の研究によって支持されており、細胞表面に捕捉されたままになりやすい。更に、液相に特徴的な高いリガンド移動度は、細胞表面への粒子の多価結合及び取り込みを担う生理学的プロセスに大きな影響を及ぼす可能性が高いため、取り込みプロセスは膜流動性によって影響され得る。膜相の更なる効果は、ゲル相PCリポソームが、平滑液相リポソームとは異なり、面のある外観を有し、FP結合PEG-脂質が多価相互作用を助長する高い局所濃度で集まり得る高度に無秩序な粒界によって接続されたゲル相ドメインからなることである。最後に、取り込みプロセスは、FPのリポソームへの結合の安定性によって影響される可能性がある。実際、リポソーム薬物送達文献ではあまり考慮されていなかった態様は、膜相の変化が脂質結合抗原の膜分配の変化にも関連し、液相脂質は、ゲル相脂質と比較して脂質膜中にあまり保持されないことが知られており、この効果はPEG化FP-脂質コンジュゲートの親水性によって悪化する可能性があることである。したがって、液相DOPC-PEG-FPの場合、ゲル相DSPC-PEG-FPよりも大部分のFP-脂質複合体が水溶液中に見られることを排除することはできない。この考えは、不規則な膜からの脂質の抽出が、規則的な膜からの抽出よりも少ない力を必要とすることが証明されていることを示す観察結果と一致しており、これは、取り込みプロセス中に細胞が粒子に及ぼす力が、ゲル相のものよりも液相の膜からFP-脂質複合体を除去する可能性が高いことを意味し得る。FPがDOPC-PEGに結合したか否かにかかわらず(図11及び12)、CD86及びサイトカインの非常に類似した発現レベルを示すデータは、融合タンパク質がリポソームからより容易に除去され得る可能性があることを示すことができ、このシナリオは、FP構築物の取り込みの経路及び効率に直接影響を及ぼす可能性が高い。したがって、これは、ゲル相状態のリポソームとそれらの液相対応物との間の本研究で報告された抗原提示の差が、少なくとも部分的に、リポソーム取り込みの差に起因し得ることを示唆している。しかし、DSPC-PEG+FPもまた、遊離FP単独と比較して、抗原提示及び樹状細胞活性化の統計学的に有意な増加を引き起こすことは注目に値する。したがって、リポソームに結合したFPを維持する能力の違いは明らかに重要であるが、DSPC-PEGリポソームのアジュバント効果についての唯一の説明ではない可能性が高い。
インビトロモデル系を使用して得られた結果は、DSPC-PEG-FPが融合タンパク質の免疫原性を増加させる可能性を有することを示しており、膜流動性、膜剛性及び脂質分配が、担体リポソームが免疫細胞とどのように相互作用し、免疫細胞によって処理されるかに有意に影響を及ぼす可能性があることを示唆している。例は、ゲル相リポソームが、ナノ粒子ベクター設計に利用されるアジュバント、保護及び送達態様とワクチン抗原を合わせるワクチン製剤を更に改善するための効率的な手段であり得るという説得力のある証拠を提供する。この効果の背後にある機構は、安定した粒子の完全性、取り込みの増加、並びに迅速な樹状細胞の成熟及びペプチド負荷のための好ましい条件の組み合わせに関連し得る。
上記の実施形態は、本発明のいくつかの例示的な例として理解されるべきである。当業者であれば、本発明の範囲から逸脱することなく、実施形態に様々な修正、組み合わせ、及び変更を加えることができることを理解するであろう。特に、異なる実施形態における異なる部分の解決策は、技術的に可能な場合、他の構成で組み合わせることができる。しかし、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲によって定義される。
配列表4 <223>CD103結合scFv
配列表5 <223>CD205結合scFv
配列業12 <223>CTA1-3M2e-CD103結合scFvをコードするNt配列
配列表16 <223>CD103結合scFv
配列表17~22 <223>SARS-CoV-2
配列表23~24 <223>M290ハイブリドーマからの増殖されたcDNA
配列表25 <223>M290 VHフォワードプライマー
配列表26 <223>M290 VHリバースプライマー
配列表27 <223>M290 VLフォワードプライマー
配列表28 <223>M290 VLリバースプライマー
配列表29 <223>VH配列
配列表30 <223>VL配列
配列表31 <223>GS-M290フォワードプライマー
配列表32 <223>GS-M290リバースプライマー
配列表33 <223>CD103 scFv
配列表35 <223>3M2e-3Ea-SIIN-p323
配列表36 <223>FLAG及びHisタグを有するCD103結合scFv
配列表37 <223>大腸菌(E.coli)発現ベクター
配列表38 <223>CTA1-SIINFEKL(I)-P232(II)-CD103 scFv-FLAGタグ-Hisタグ
配列表39 <223>CTA1-P232(II)-CD103 scFv-FLAGタグ-Hisタグ
配列表40 <223>CTA1(R7k)-P323-CD103 scFv-FLAGタグ-Hisタグ
配列表41 <223>pSY-AaRI
配列表42 <223>mSS-CTA1-3(M2e)-3(Ea)-CD103 scFv-FLAGタグ-Hisタグ
配列表43 <223>CTA1-3M2e-3Ea-CD103結合scFv-FLAGタグ-Hisタグ
配列表5 <223>CD205結合scFv
配列業12 <223>CTA1-3M2e-CD103結合scFvをコードするNt配列
配列表16 <223>CD103結合scFv
配列表17~22 <223>SARS-CoV-2
配列表23~24 <223>M290ハイブリドーマからの増殖されたcDNA
配列表25 <223>M290 VHフォワードプライマー
配列表26 <223>M290 VHリバースプライマー
配列表27 <223>M290 VLフォワードプライマー
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配列表29 <223>VH配列
配列表30 <223>VL配列
配列表31 <223>GS-M290フォワードプライマー
配列表32 <223>GS-M290リバースプライマー
配列表33 <223>CD103 scFv
配列表35 <223>3M2e-3Ea-SIIN-p323
配列表36 <223>FLAG及びHisタグを有するCD103結合scFv
配列表37 <223>大腸菌(E.coli)発現ベクター
配列表38 <223>CTA1-SIINFEKL(I)-P232(II)-CD103 scFv-FLAGタグ-Hisタグ
配列表39 <223>CTA1-P232(II)-CD103 scFv-FLAGタグ-Hisタグ
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配列表41 <223>pSY-AaRI
配列表42 <223>mSS-CTA1-3(M2e)-3(Ea)-CD103 scFv-FLAGタグ-Hisタグ
配列表43 <223>CTA1-3M2e-3Ea-CD103結合scFv-FLAGタグ-Hisタグ
Claims (47)
- 融合タンパク質をコードするヌクレオチド配列であって、該ヌクレオチド配列が、
細菌外毒素をコードする第1のヌクレオチド配列と、
抗原提示細胞上の表面マーカに特異的に結合する一本鎖抗体フラグメント(scFv)をコードする第2のヌクレオチド配列と、
を含む、上記ヌクレオチド配列。 - 細菌外毒素が、細菌エンテロトキシンのA1サブユニット及び百日咳毒素からなる群から選択される、請求項1に記載のヌクレオチド配列。
- 細菌エンテロトキシンが、コレラ毒素(CT)及び大腸菌(Escherichia coli)易熱性エンテロトキシン(LT)からなる群から選択される、請求項2に記載のヌクレオチド配列。
- 細菌エンテロトキシンが、コレラ毒素のA1サブユニット(CTA1)である細菌エンテロトキシンのA1サブユニットである、請求項3に記載のヌクレオチド配列。
- 百日咳毒素が百日咳毒素サブユニットS1である、請求項2から4のいずれか一項に記載のヌクレオチド配列。
- 第2のヌクレオチド配列が、樹状細胞上の表面マーカに特異的に結合するscFvをコードする、請求項1から5のいずれか一項に記載のヌクレオチド配列。
- 第2のヌクレオチド配列が、従来の1型樹状細胞(cDC1)上の表面マーカに特異的に結合するscFvをコードする、請求項6に記載のヌクレオチド配列。
- 第2のヌクレオチド配列が、分化抗原群103(CD103)、c型レクチンドメインファミリー9メンバーA(Clec9A)、XCR1、リンパ球抗原75(LY75)、細胞接着分子1(CADM1)、Bリンパ球及びTリンパ球アテニュエータ(BTLA)、ジペプチジルペプチダーゼ-4(DPP4)、並びにCD226からなる群から選択される表面マーカに特異的に結合するscFvをコードする、請求項7に記載のヌクレオチド配列。
- 第2のヌクレオチド配列が、CD103、XCR1及びClec9Aからなる群から選択される表面マーカに特異的に結合するscFvをコードする、請求項8に記載のヌクレオチド配列。
- 第2のヌクレオチド配列が、従来の樹状細胞(cDC)上の表面マーカに特異的に結合するscFvをコードする、請求項6に記載のヌクレオチド配列。
- 第2のヌクレオチド配列が、トロンボモジュリン(TM)に特異的に結合するscFvをコードする、請求項10に記載のヌクレオチド配列。
- 第2のヌクレオチド配列が、従来の2型樹状細胞(cDC2)上の表面マーカに特異的に結合するscFvをコードする、請求項6に記載のヌクレオチド配列。
- 第2のヌクレオチド配列が、分化抗原群1c(CD1c)、CD11b、CD2、FcεRI(FCER1)、シグナル調節タンパク質α(SIRPA)、白血球免疫グロブリン様受容体サブファミリーAメンバー2(LILRA2)、C型レクチンドメインファミリー4メンバーA(Clec4A)及びClec10Aからなる群から選択される表面マーカに特異的に結合するscFvをコードする、請求項12に記載のヌクレオチド配列。
- 少なくとも1つのウイルス又は細菌エピトープをコードする第3のヌクレオチド配列を更に含む、請求項1から13のいずれか一項に記載のヌクレオチド配列。
- 第3のヌクレオチド配列が、インフルエンザAウイルスのマトリックスタンパク質2(M2e)エピトープの少なくとも1つの外部ドメインをコードする、請求項14に記載のヌクレオチド配列。
- 第3のヌクレオチド配列が、複数のM2eエピトープをコードする、請求項15に記載のヌクレオチド配列。
- ヌクレオチド配列が、5’末端から3’末端に、第1のヌクレオチド配列、第3のヌクレオチド配列及び第2のヌクレオチド配列を含む、請求項14から16のいずれか一項に記載のヌクレオチド配列。
- 医薬品として使用するための、請求項1から17のいずれか一項に記載のヌクレオチド配列。
- ワクチンアジュバントとして使用するための、請求項1から13のいずれか一項に記載のヌクレオチド配列。
- ワクチンとして使用するための、請求項14から17のいずれか一項に記載のヌクレオチド配列。
- 請求項1から17のいずれか一項に記載のヌクレオチド配列を含む発現ベクター。
- 請求項1から17のいずれか一項に記載のヌクレオチド配列及び/又は請求項20に記載の発現ベクターを含む細胞。
- 融合タンパク質であって、
細菌外毒素と、
抗原提示細胞上の表面マーカに特異的に結合する一本鎖抗体フラグメント(scFv)と、
を含む、上記融合タンパク質。 - 細菌外毒素が、細菌エンテロトキシンのA1サブユニット及び百日咳毒素からなる群から選択される、請求項23に記載の融合タンパク質。
- 細菌エンテロトキシンが、コレラ毒素(CT)及び大腸菌(Escherichia coli)易熱性エンテロトキシン(LT)からなる群から選択される、請求項24に記載の融合タンパク質。
- 細菌エンテロトキシンが、コレラ毒素のA1サブユニット(CTA1)である、請求項25に記載の融合タンパク質。
- 百日咳毒素が百日咳毒素サブユニットS1である、請求項24から26のいずれか一項に記載の融合タンパク質。
- scFvが、樹状細胞上の表面マーカに特異的に結合する、請求項23から27のいずれか一項に記載の融合タンパク質。
- scFvが、従来の1型樹状細胞(cDC1)上の表面マーカに特異的に結合する、請求項28に記載の融合タンパク質。
- scFvが、分化抗原群103(CD103)、c型レクチンドメインファミリー9メンバーA(CLEC9A)、XCR1、リンパ球抗原75(LY75)、細胞接着分子1(CADM1)、Bリンパ球及びTリンパ球アテニュエータ(BTLA)、ジペプチジルペプチダーゼ-4(DPP4)、並びにCD226からなる群から選択される表面マーカに特異的に結合する、請求項29に記載の融合タンパク質。
- scFvが、CD103、XCR1及びCLEC9Aからなる群から選択される表面マーカに特異的に結合する、請求項30に記載の融合タンパク質。
- scFvが、従来の樹状細胞(cDC)上の表面マーカに特異的に結合する、請求項28に記載の融合タンパク質。
- scFvが、トロンボモジュリン(TM)に特異的に結合する、請求項32に記載の融合タンパク質。
- 第2のヌクレオチド配列が、従来の2型樹状細胞(cDC2)上の表面マーカに特異的に結合するscFvをコードする、請求項28に記載の融合タンパク質。
- scFvが、分化抗原群1c(CD1c)、CD11b、CD2、FcεRI(FCER1)、シグナル調節タンパク質α(SIRPA)、白血球免疫グロブリン様受容体サブファミリーAメンバー2(LILRA2)、C型レクチンドメインファミリー4メンバーA(CLEC4A)及びCLEC10Aからなる群から選択される表面マーカに特異的に結合する、請求項34に記載の融合タンパク質。
- 少なくとも1つのウイルス又は細菌エピトープを更に含む、請求項23から35のいずれか一項に記載の融合タンパク質。
- 少なくとも1つのウイルスエピトープが、インフルエンザAウイルスのマトリックスタンパク質2(M2e)エピトープの少なくとも1つの外部ドメインである、請求項36に記載の融合タンパク質。
- 融合タンパク質が、複数のM2eエピトープを含む、請求項37に記載の融合タンパク質。
- 融合タンパク質が、N末端からC末端に、細菌外毒素、少なくとも1つのウイルス又は細菌エピトープ及びscFvを含む、請求項36から38のいずれか一項に記載の融合タンパク質。
- 請求項23から35のいずれか一項に記載の融合タンパク質と、薬学的に許容される担体とを含む、アジュバント組成物。
- 請求項36から39のいずれか一項に記載の融合タンパク質と、薬学的に許容される担体とを含む、ワクチン組成物。
- 脂質ナノ粒子(LNP)を更に含む、請求項40又は41に記載の組成物。
- 融合タンパク質が、LNPに共有結合しており、好ましくは、融合タンパク質が、ポリマーリンカー、ポリ(エチレングリコール)(PEG)、グリカン、ポリペプチド及びオリゴヌクレオチドからなる群から選択されるリンカーによってLNPに共有結合している、請求項42に記載の組成物。
- 医薬品として使用するための、請求項23から39のいずれか一項に記載の融合タンパク質。
- ワクチンアジュバントとして使用するための、請求項23から35のいずれか一項に記載の融合タンパク質。
- ワクチンとして使用するための、請求項36から39のいずれか一項に記載の融合タンパク質。
- ウイルス感染又は細菌感染又は疾患に対して対象にワクチン接種する方法であって、該方法が、請求項41から43のいずれか一項に記載のワクチン組成物を対象に投与することを含む、上記方法。
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