JP2024519500A - 単鎖三量体mhcクラスi核酸およびタンパク質ならびに使用方法 - Google Patents
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Abstract
ペプチド主要組織適合性(MHC)クラスI核酸およびタンパク質が提供される。例えば、抗原特異的T細胞を同定する方法および養子細胞療法におけるそれらの使用方法も提供される。本開示は、アセンブリされると、主要組織適合遺伝子複合体(MHC)クラスI単鎖三量体(SCT)タンパク質をコードする第1の核酸断片および第2の核酸断片を含む核酸断片対を提供し、SCTは、作動可能に連結されたサブユニットとして、ペプチド、β2ミクログロブリン(β2m)タンパク質、およびヒト白血球抗原(HLA)重鎖タンパク質を含み、第1の核酸断片および第2の核酸断片は各々、β2ミクログロブリンタンパク質のアセンブリ部位の一部を含み得る。
Description
関連出願への相互参照
本出願は、2021年5月7日に出願された米国仮出願第63/185,942号に基づく利益を主張するものであり、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
本出願は、2021年5月7日に出願された米国仮出願第63/185,942号に基づく利益を主張するものであり、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
分野
本開示は、ペプチド主要組織適合性(MHC)クラスI核酸およびタンパク質、ならびに例えば養子細胞療法の方法におけるそれらの使用方法に関する。
本開示は、ペプチド主要組織適合性(MHC)クラスI核酸およびタンパク質、ならびに例えば養子細胞療法の方法におけるそれらの使用方法に関する。
政府支援の承認
本発明は、米国保健福祉省の機関であるBiomedical Advanced Research and Development Authorityによって授与された契約番号HHSO10020160031Cの下で政府の支援を受けてなされた。政府は、本発明に一定の権利を有する。
本発明は、米国保健福祉省の機関であるBiomedical Advanced Research and Development Authorityによって授与された契約番号HHSO10020160031Cの下で政府の支援を受けてなされた。政府は、本発明に一定の権利を有する。
背景
新規の病原性ウイルス株の出現(およびそのような事象の予測される加速)により、エピトープベースの試薬生産へのハイスループットアプローチの必要性が高まっている。特に、抗原特異的T細胞を捕捉するためのペプチド-MHC(pMHC)試薬の使用は、関連するT細胞受容体(TCR)配列の同定を可能にし得、宿主免疫応答において免疫優性エピトープによって果たされる役割を明らかにすることができる。この目的のために、ワクチン療法は、最も顕著な免疫原性ウイルスペプチドを予測および同定するためのヒト白血球抗原(HLA)ハプロタイプおよびHLAベースのエピトープランドスケープの評価を伴わなければならない。HLA対立遺伝子当たりの適合性エピトープの数は、所望の包含範囲、各HLA対立遺伝子のペプチドモチーフへの結合ポケットの天然の受容性、および既存のペプチド結合予測アルゴリズムの精度に基づいて、ほんの一握りから数百または数千にまで及んで、非常に異なる可能性がある。この規模に対応するために、可溶性pMHC試薬は、末梢血単核細胞(PBMC)からの免疫応答性TCRを同定およびランク付けするために、ハイスループット様式でペプチドごと、HLAごとに生産されなければならない。可溶性pMHCは、通常、E.coli(大腸菌)内でMHCのサブユニットを個々に発現させた後、標的ペプチドの存在下でHLA重鎖およびβ2-ミクログロブリン(β2m)サブユニット封入体をインビトロでリフォールディングすることによって産生される。リフォールディングされたpMHC複合体を産生するための改良型では、反応中にUV切断可能ペプチドが使用される。このペプチドはプレースホルダーとして機能し、UV光曝露が切断可能ペプチドの標的ペプチドへの交換を促進するUV交換pMHC(UV-pMHC)の迅速な産生を可能にする。しかしながら、リフォールディングされたpMHCおよびUV-pMHCの産生は、いくつかの技術的問題を生じやすい。リフォールディングからの全体的なタンパク質収率はHLA依存性であり、UV交換の成功は個々のペプチドの化学的・物理的特性に大きく依存する。
新規の病原性ウイルス株の出現(およびそのような事象の予測される加速)により、エピトープベースの試薬生産へのハイスループットアプローチの必要性が高まっている。特に、抗原特異的T細胞を捕捉するためのペプチド-MHC(pMHC)試薬の使用は、関連するT細胞受容体(TCR)配列の同定を可能にし得、宿主免疫応答において免疫優性エピトープによって果たされる役割を明らかにすることができる。この目的のために、ワクチン療法は、最も顕著な免疫原性ウイルスペプチドを予測および同定するためのヒト白血球抗原(HLA)ハプロタイプおよびHLAベースのエピトープランドスケープの評価を伴わなければならない。HLA対立遺伝子当たりの適合性エピトープの数は、所望の包含範囲、各HLA対立遺伝子のペプチドモチーフへの結合ポケットの天然の受容性、および既存のペプチド結合予測アルゴリズムの精度に基づいて、ほんの一握りから数百または数千にまで及んで、非常に異なる可能性がある。この規模に対応するために、可溶性pMHC試薬は、末梢血単核細胞(PBMC)からの免疫応答性TCRを同定およびランク付けするために、ハイスループット様式でペプチドごと、HLAごとに生産されなければならない。可溶性pMHCは、通常、E.coli(大腸菌)内でMHCのサブユニットを個々に発現させた後、標的ペプチドの存在下でHLA重鎖およびβ2-ミクログロブリン(β2m)サブユニット封入体をインビトロでリフォールディングすることによって産生される。リフォールディングされたpMHC複合体を産生するための改良型では、反応中にUV切断可能ペプチドが使用される。このペプチドはプレースホルダーとして機能し、UV光曝露が切断可能ペプチドの標的ペプチドへの交換を促進するUV交換pMHC(UV-pMHC)の迅速な産生を可能にする。しかしながら、リフォールディングされたpMHCおよびUV-pMHCの産生は、いくつかの技術的問題を生じやすい。リフォールディングからの全体的なタンパク質収率はHLA依存性であり、UV交換の成功は個々のペプチドの化学的・物理的特性に大きく依存する。
単鎖三量体(SCT)は、リフォールディングおよびUV交換によって提起される問題に対処し得るpMHCを構築するための代替的なアプローチである。簡潔には、SCTフォーマットは、ペプチド、β2mおよびHLAを含むコンストラクトからなる。連結して単鎖を与えるこれらの3つの主要単位は、単一のタンパク質単位として分泌される。最初に細菌細胞で発現されるSCTは、哺乳動物発現系に採用されている。
要旨
複数のペプチドからの、複数のTCRの迅速な発見のために使用することができるMHCクラスI SCTおよびアッセイ、例えばハイスループットアッセイが本明細書で提供される。
複数のペプチドからの、複数のTCRの迅速な発見のために使用することができるMHCクラスI SCTおよびアッセイ、例えばハイスループットアッセイが本明細書で提供される。
いくつかの実施形態では、本開示は、アセンブリされると、主要組織適合遺伝子複合体(MHC)クラスI単鎖三量体(SCT)タンパク質をコードする第1の核酸断片および第2の核酸断片を含む核酸断片対を提供し、SCTは、作動可能に連結されたサブユニットとして、ペプチド、β2ミクログロブリン(β2m)タンパク質、およびヒト白血球抗原(HLA)重鎖タンパク質を含み、第1の核酸断片および第2の核酸断片は各々、β2ミクログロブリンタンパク質のアセンブリ部位の一部を含む。いくつかの例では、アセンブリ部位はギブソンアセンブリ部位である。
いくつかの実施形態では、核酸断片は、アセンブリされると、以下の順序(N末端からC末端)でタンパク質サブユニットをコードする:分泌シグナル、ペプチド、ペプチド-β2mリンカー(L1)、β2m、β2m-HLAリンカー(L2)、HLA重鎖、および必要に応じて1つまたはそれを超える精製タグであって、アセンブリ部位がβ2mの不変領域内に位置決めされているもの。いくつかの例では、分泌シグナルは、HLA分泌シグナル、インターフェロン-α2分泌シグナル、およびインターフェロン-γ分泌シグナルから選択される。
いくつかの例では、核酸断片対はまた、1つまたはそれを超える精製タグをコードする。特定の例では、1つまたはそれを超える精製タグは、ビオチン化可能なペプチド(例えば、配列番号136)およびポリヒスチジンペプチドから選択される。
いくつかの例では、核酸断片対は、H74L、D74L、Y84C、Y84A、A139C、D227K、T228A、およびA245V(配列番号3に対応するナンバリング)からなる群より選択される1つまたはそれを超えるアミノ酸置換を含むHLAタンパク質をコードする。
いくつかの実施形態では、核酸断片対によってコードされるペプチドは、抗原ペプチド、自己ペプチド、またはプレースホルダーペプチド(例えば、配列番号135)である。抗原ペプチドは、腫瘍関連ペプチド、ネオアンチゲンペプチド、自己免疫ペプチド、真菌ペプチド、細菌ペプチド、およびウイルスペプチドから選択され得る。
いくつかの実施形態では、核酸断片対は、ヒト細胞における発現などの哺乳動物発現のためにコドン最適化されている。
開示されるアセンブリされた核酸断片対を含む核酸分子も提供される。アセンブリされた核酸断片対は、第2の核酸断片に作動可能に連結された第1の核酸断片を含む。更なる実施形態では、アセンブリされた核酸は、哺乳動物発現ベクターなどのベクターに含まれる。一例では、哺乳動物発現ベクターはプラスミドpcDNA3.1である。
本明細書に開示されるのは、本明細書に記載されるアセンブリされた核酸分子を含むベクターで形質転換されたヒト細胞株である。一例では、ヒト細胞株は、Expi293F(商標)細胞などのHEK293細胞株である。
複数の開示された核酸断片対または複数のアセンブリされた核酸断片対を含むライブラリも提供される。
本明細書に開示されるのは、ヒト-グリコシル化MHCクラスI SCTタンパク質である。いくつかの例では、ヒト-グリコシル化MHCクラスI SCTタンパク質は可溶性である。
いくつかの実施形態では、ヒト-グリコシル化MHCクラスI SCTタンパク質は、抗原ペプチド、自己ペプチド、またはプレースホルダーペプチドなどのペプチドを含む。一例では、プレースホルダーペプチドは、配列番号135のアミノ酸配列を含む。抗原ペプチドは、腫瘍関連ペプチド、ネオアンチゲンペプチド、自己免疫ペプチド、真菌ペプチド、細菌ペプチド、およびウイルスペプチドから選択され得る。
いくつかの実施形態では、可溶性ヒト-グリコシル化MHCクラスI SCTタンパク質は、N末端からC末端の順序で、ペプチド、ペプチド-β2ミクログロブリン(β2m)タンパク質リンカー(L1)、β2mタンパク質、β2m-HLAリンカー(L2)、およびHLA重鎖タンパク質を含む。いくつかの例では、ヒト-グリコシル化MHCクラスI SCTタンパク質は、H74L、D74L、Y84C、Y84A、A139C、D227K、T228A、およびA245Vからなる群より選択される1つまたはそれを超えるアミノ酸置換を含むHLAタンパク質を含む。他の例では、可溶性ヒト-グリコシル化MHCクラスI SCTタンパク質はまた、1つまたはそれを超える精製タグを含む。特定の例では、精製タグは、ビオチン化可能なペプチド(例えば、配列番号136)である。他の例では、精製タグはポリヒスチジンペプチドである。
いくつかの実施形態では、可溶性ヒト-グリコシル化MHCクラスI SCTタンパク質は、安定な多量体、例えば安定な四量体としてアセンブリされる。更なる実施形態では、可溶性ヒト-グリコシル化MHCクラスI SCTタンパク質は、表面、ポリマー(例えばビーズ)、またはナノ粒子足場に結合している
複数の可溶性ヒト-グリコシル化MHCクラスI SCTタンパク質を含むライブラリ、または可溶性ヒト-グリコシル化MHCクラスI SCTタンパク質の複数の安定な多量体を含むライブラリも提供される。
抗原特異的CD8+T細胞を同定する方法がさらに開示される。いくつかの実施形態では、本方法は、T細胞集団を開示される可溶性ヒトグリコシル化MHCクラスI SCTタンパク質の1つまたはそれを超えるもの(例えば可溶性ヒト-グリコシル化MHCクラスI SCTタンパク質の1つまたはそれを超える安定な多量体)と接触させることと、それに対して反応性のCD8+T細胞を同定することとを含む。いくつかの例では、本方法はさらに、例えば、TCRを配列決定することによって、同定された抗原特異的T細胞受容体(TCR)の同一性を決定することと、同定されたTCRを発現するT細胞(例えば、CD8+T細胞)の集団を産生することとを含む。
いくつかの実施形態では、本方法はまた、抗原特異的TCRを発現するT細胞の集団を、その投与を必要とする対象に投与するステップを含む。いくつかの例では、対象は癌(例えば腫瘍)を有し、TCRは対象から得られた腫瘍サンプルからの抗原に対して反応性である。
本開示の上記および他の特徴は、添付の図面を参照して進められる以下の詳細な説明からより明らかになるであろう。
配列
本明細書に列挙される任意の核酸およびアミノ酸配列は、37C.F.R.§1.822で定義されているように、ヌクレオチド塩基およびアミノ酸の標準的な文字の略語を使用して示されている。少なくともいくつかの場合、各核酸配列の一本鎖のみが示されているが、相補鎖は、提示された鎖に対する任意の参照によって含まれると理解される。
本明細書に列挙される任意の核酸およびアミノ酸配列は、37C.F.R.§1.822で定義されているように、ヌクレオチド塩基およびアミノ酸の標準的な文字の略語を使用して示されている。少なくともいくつかの場合、各核酸配列の一本鎖のみが示されているが、相補鎖は、提示された鎖に対する任意の参照によって含まれると理解される。
配列番号1は、ウィルムス腫瘍1(WT1)ペプチドである。
配列番号2は、MART-1ペプチドである。
配列番号3は、例示的なHLAタンパク質(A*02:01)のアミノ酸配列(シグナル配列、膜貫通ドメイン、および細胞内部分を欠く)の細胞外ドメインのアミノ酸配列である。下線が引かれた残基は、本明細書で考察される例示的なアミノ酸置換の位置である:
配列番号4および5は、HPV E7ペプチドである。
配列番号6~21は、SCTライブラリテンプレート最適化研究に使用される更なるペプチドである。
配列番号22は、更なるWT1ペプチドである。
配列番号23~58は、A*02:01ウイルス抗原である。
配列番号59~88は、A*24:02ウイルス抗原である。
配列番号89~100は、TCR CDR3α配列である。
配列番号101~112は、TCR CDR3β配列である。
配列番号113~133は、CoV-2ペプチドである。
配列番号134は、更なる抗原ペプチドである。
配列番号135は、例示的なプレースホルダーペプチドである:SALSEGATPQDLNTML
配列番号136は、ビオチンリガーゼによってビオチン化可能な精製タグのアミノ酸配列である:GLNDIFEAQKIEWHE
配列番号137~144は、例示的なグリシン-セリンペプチドリンカー配列またはGS部分である:
配列番号145~307は、更なるSARS-CoV-2ペプチドである。
配列番号308~327は、更なるCDR3アルファ配列である。
配列番号328~347は、更なるCDR3ベータ配列である。
配列番号348~352は、ネオアンチゲンペプチドである。
配列番号353は、M.tuberculosis(結核菌)ペプチドである。
配列番号354~356は、更なるYMLペプチドである。
配列番号357~358は、更なるSARS-CoV-2ペプチドである
配列番号2は、MART-1ペプチドである。
配列番号3は、例示的なHLAタンパク質(A*02:01)のアミノ酸配列(シグナル配列、膜貫通ドメイン、および細胞内部分を欠く)の細胞外ドメインのアミノ酸配列である。下線が引かれた残基は、本明細書で考察される例示的なアミノ酸置換の位置である:
配列番号6~21は、SCTライブラリテンプレート最適化研究に使用される更なるペプチドである。
配列番号22は、更なるWT1ペプチドである。
配列番号23~58は、A*02:01ウイルス抗原である。
配列番号59~88は、A*24:02ウイルス抗原である。
配列番号89~100は、TCR CDR3α配列である。
配列番号101~112は、TCR CDR3β配列である。
配列番号113~133は、CoV-2ペプチドである。
配列番号134は、更なる抗原ペプチドである。
配列番号135は、例示的なプレースホルダーペプチドである:SALSEGATPQDLNTML
配列番号136は、ビオチンリガーゼによってビオチン化可能な精製タグのアミノ酸配列である:GLNDIFEAQKIEWHE
配列番号137~144は、例示的なグリシン-セリンペプチドリンカー配列またはGS部分である:
配列番号308~327は、更なるCDR3アルファ配列である。
配列番号328~347は、更なるCDR3ベータ配列である。
配列番号348~352は、ネオアンチゲンペプチドである。
配列番号353は、M.tuberculosis(結核菌)ペプチドである。
配列番号354~356は、更なるYMLペプチドである。
配列番号357~358は、更なるSARS-CoV-2ペプチドである
詳細な説明
本明細書で提供されるのは、ペプチドとクラスI HLA対立遺伝子との任意の対合のためのSCTの産生を可能にするハイスループットSCT発現プラットフォームである。従来のpMHCフォールディングでは、エピトープおよびHLAモジュラリティは、それぞれペプチド合成およびリフォールディングされたMHCサブユニットによって決定されるが、本明細書に記されるSCTプラットフォームは、プライマーおよびPCRテンプレートプラスミドを利用してこれら2つの変数を決定する。これらのPCR試薬の取り扱いおよびスケールアップの容易な性質は、pMHCを最適化するためのペプチドライブラリおよびHLAテンプレートバリアントのリストにわたる迅速なスクリーニングを可能にするミックスアンドマッチアプローチを可能にする。
本明細書で提供されるのは、ペプチドとクラスI HLA対立遺伝子との任意の対合のためのSCTの産生を可能にするハイスループットSCT発現プラットフォームである。従来のpMHCフォールディングでは、エピトープおよびHLAモジュラリティは、それぞれペプチド合成およびリフォールディングされたMHCサブユニットによって決定されるが、本明細書に記されるSCTプラットフォームは、プライマーおよびPCRテンプレートプラスミドを利用してこれら2つの変数を決定する。これらのPCR試薬の取り扱いおよびスケールアップの容易な性質は、pMHCを最適化するためのペプチドライブラリおよびHLAテンプレートバリアントのリストにわたる迅速なスクリーニングを可能にするミックスアンドマッチアプローチを可能にする。
SCTタンパク質発現および熱安定性に対するペプチド同一性およびL1/HLAテンプレートの影響を二次元的に評価するために、9つの異なるL1/HLAテンプレートを利用して、HLA-A*02:01に対する18個の腫瘍関連抗原(TAA)の試験症例にこのシステムを最初に適用した。次に、疾患状況におけるこれらのSCTの機能性を、一般的なウイルス株に由来するエピトープを負荷したHLA-A*02:01およびA*24:02 SCTをアセンブリすることによって評価し、これらのエピトープの合成形態に対して刺激された健常ドナーT細胞に結合できることを実証した。
I.用語
特に明記しない限り、技術用語は従来の用法に従って使用される。分子生物学における一般的な用語の定義は、Lewin’s Genes X,ed.Krebsら、Jones and Bartlett Publishers,2009(ISBN 0763766321);Kendrewら(編)、The Encyclopedia of Molecular Biology,published by Blackwell Publishers,1994(ISBN 0632021829);Robert A.Meyers(編)、Molecular Biology and Biotechnology:a Comprehensive Desk Reference,published by Wiley,John&Sons,Inc.,1995(ISBN 0471186341);George P.Redei,Encyclopedic Dictionary of Genetics,Genomics,Proteomics and Informatics,3rd Edition,Springer,2008(ISBN:1402067534);および他の同様の参考文献に見出すことができる。
特に明記しない限り、技術用語は従来の用法に従って使用される。分子生物学における一般的な用語の定義は、Lewin’s Genes X,ed.Krebsら、Jones and Bartlett Publishers,2009(ISBN 0763766321);Kendrewら(編)、The Encyclopedia of Molecular Biology,published by Blackwell Publishers,1994(ISBN 0632021829);Robert A.Meyers(編)、Molecular Biology and Biotechnology:a Comprehensive Desk Reference,published by Wiley,John&Sons,Inc.,1995(ISBN 0471186341);George P.Redei,Encyclopedic Dictionary of Genetics,Genomics,Proteomics and Informatics,3rd Edition,Springer,2008(ISBN:1402067534);および他の同様の参考文献に見出すことができる。
別段の説明がない限り、本明細書で使用されるすべての技術用語および科学用語は、本開示が属する技術分野の当業者によって一般的に理解されるのと同じ意味を有する。単数形の用語「a」、「an」および「the」は、文脈上明らかにそうでないことを示さない限り、複数の指示対象を含む。「AまたはBを含む」とは、AもしくはB、またはAおよびBを含むことを意味する。さらに、核酸またはポリペプチドについて与えられるすべての塩基サイズまたはアミノ酸サイズ、およびすべての分子量または分子質量値は近似値であり、説明のために提供されることを理解されたい。
本明細書に記載される方法および材料と類似または同等の方法および材料を本開示の実施または試験に使用することができるが、適切な方法および材料を以下に記載する。本明細書で言及されるすべての刊行物、特許出願、特許、および他の参考文献は、その全体が参照により組み込まれる。矛盾する場合には、用語の説明を含む本明細書が優先される。さらに、材料、方法、および実施例は例示にすぎず、限定することを意図するものではない。
本開示の様々な実施形態の検討を容易にするために、特定の用語の以下の説明が提供される。
自家:個体自身の組織から採取された組織、細胞または核酸のことを指す。例えば、T細胞の自家移植または移植では、ドナーおよびレシピエントは同一人物である。自家(autologous)(または「自家(autogeneic)」または「自家(autogenous)」)は、自己に関連しているか、または生物自体の中で生じる。
ヒト白血球抗原(HLA):MHC遺伝子複合体によってコードされるタンパク質。MHCクラスIからのHLAは、HLA-A、HLA-B、およびHLA-C遺伝子を含み、高度に可変であり、いくつかの遺伝子座に最大数百のバリアント対立遺伝子を有する。HLA遺伝子座は、HLAと命名され、その後に遺伝子座(例えば、A)と、遺伝子座における特異的対立遺伝子を示す番号(例えば、01:01)が続く(例えば、HLA-A*01:01またはHLA-B*07:02)。
リンカー:2つの核酸またはアミノ酸セグメントを連結する(例えば、共有結合的に連結する)核酸またはアミノ酸配列。いくつかの例では、連結されたポリペプチドドメインに回転自由度を提供し、それによって適切なドメインフォールディングならびにドメイン間およびドメイン内結合を促進するために、リンカー配列を含めることができる。リンカーは、天然配列(例えば、天然に存在するMHCクラスIタンパク質に見出されるもの)であってもよく、組換え配列または人工配列であってもよい。1つの非限定的な例では、リンカー配列は、様々な数のグリシンおよびセリン残基(例えば、グリシン(4)-セリン)を含む、グリシン-セリンアミノ酸配列(またはアミノ酸配列をコードする核酸配列)を含む。
主要組織適合遺伝子複合体(MHC)クラスI:MHCクラスI分子は、2つの非共有結合的に会合したタンパク質、HLA重鎖(本明細書ではHLAα鎖とも呼ばれる)およびβ2-ミクログロブリンから形成されるヘテロ二量体である。HLA重鎖は、3つの異なるドメインであるα1、α2およびα3を含む。α1およびα2ドメインの三次元構造は、抗原がT細胞への提示に適合する溝を形成する。α3ドメインは、α鎖をAPCの細胞膜に固定する膜貫通配列を含むIgフォールド様ドメインである。MHCクラスI複合体は、抗原と会合すると(および適切な共刺激シグナルの存在下で)、CD8細胞傷害性T細胞を刺激し、これは、特異的に認識する任意の細胞を死滅させるように機能する。
核酸断片:少なくとも1つの他の核酸断片とアセンブリ(例えば、動作可能に連結)されると、完全な核酸分子を産生する任意の長さの核酸配列(例えば線状配列)。いくつかの実施形態では、少なくとも2つの核酸断片のアセンブリが、本開示のMHCクラスI SCTをコードする核酸を産生する。
動作可能に連結:第1の核酸が第2の核酸と機能的関係にある場合、第1の核酸は第2の核酸と動作可能に連結されている。例えば、プロモーターがコード配列の転写または発現に影響を及ぼす場合、プロモーターはコード配列に動作可能に連結されている。2つのタンパク質コード領域を連結する必要がある場合、オープンリーディングフレームがアライメントされる。同様に、タンパク質(タンパク質サブユニット、ドメイン、および/またはペプチドを含む)は、互いに機能的関係に置かれたときに作動可能に連結される。いくつかの例では、動作可能に連結されたセグメントは、自然界では起こらない配置である。リンカーは、核酸セグメントまたはタンパク質セグメントの間に含まれ得る。
組換え:組換え核酸分子は、天然に存在しない配列を有するか、そうでなければ分離された2つの配列セグメントの人工的な組み合わせによって作製された配列を有するものである。この人工的な組み合わせは、化学合成によって、または遺伝子工学技術などによる核酸分子の単離されたセグメントの人工的な操作によって達成することができる。
単鎖三量体(SCT):複合体のすべての部分(HLA重鎖、β2m、およびペプチド)を単一の連結分子として含む組換えMHCクラスI分子。いくつかの例では、SCTは、HLA重鎖、β2m、ペプチド抗原、および1つまたはそれを超えるリンカーをコードする核酸を指す。他の例では、SCTはタンパク質を指す。
対象:ヒトおよび非ヒト哺乳動物を含む、ヒトおよび獣医学的対象の両方を含むカテゴリーである、生きている多細胞脊椎動物。
T細胞:免疫応答の重要なメディエーターである白血球(リンパ球)。T細胞には、CD4+T細胞およびCD8+T細胞が含まれるが、これらに限定されない。CD4+T細胞は、「分化抗原群4」(CD4)として知られる、その表面にマーカーを有する免疫細胞である。ヘルパーT細胞としても知られるこれらの細胞は、抗体応答の他にキラーT細胞応答も含む免疫応答を調整するのに役立つ。CD8+T細胞は、「分化抗原群8」(CD8)マーカーを有する。一実施形態では、CD8+T細胞は、細胞傷害性Tリンパ球(CTL)である。別の実施形態では、CD8+細胞は、サプレッサーT細胞である。
活性化T細胞は、細胞増殖および/または1つもしくはそれを超えるサイトカイン(例えば、IL-2、IL-4、IL-6、IFNγ、もしくはTNFα)の発現もしくは分泌の増加によって検出することができる。CD8+T細胞の活性化は、抗原に応答した細胞溶解活性の増加によっても検出することができる。
T細胞受容体(TCR):抗原(MHC分子に結合した抗原、例えば、抗原提示細胞上の抗原など)に結合するT細胞の表面上のヘテロ二量体タンパク質。TCRにはα鎖およびβ鎖が含まれ、各々が膜貫通糖タンパク質である。各鎖は、免疫グロブリン可変ドメインおよび定常ドメインと相同性を有する可変領域および定常領域、ヒンジ領域、膜貫通ドメイン、ならびに細胞質尾部を有する。免疫グロブリンと同様に、TCR遺伝子セグメントが、発生中に再編成して完全な可変ドメインを産生する。
T細胞は、それぞれ抗原提示細胞上のペプチド結合主要組織適合遺伝子複合体および相補的共刺激分子へのそれらのTCRおよび共刺激分子の同時結合によって活性化される。例えば、CD8+T細胞は、細胞上の特定のHLA分子によって提示された場合に特定のエピトープを認識するT細胞受容体を有する。抗原提示細胞によって刺激されて細胞傷害性Tリンパ球になったCTL前駆体が、そのようなHLA-ペプチド複合体を有する細胞と接触すると、CTLは細胞とコンジュゲートを形成し、それを破壊する。
形質導入および形質転換:ベクターは、核酸を細胞に移入するときに細胞を「形質導入」する。細胞は、DNAが細胞ゲノムへの核酸の組み込み、またはエピソーム複製のいずれかによって、細胞により安定に複製されるようになると、細胞に形質導入された核酸によって「形質転換」される。本明細書で使用される場合、形質転換という用語は、プラスミドベクターによる形質転換、ならびにエレクトロポレーション、リポフェクション、およびパーティクルガン加速法による裸のDNAの導入を含む、核酸分子を細胞に導入するすべての技術を包含する。
症状の処置または阻害:症状の「処置」とは、疾患または病的症状が発症し始めた後にその徴候または症候を改善する治療的介入を指す。「阻害」とは、疾患または症状の完全な発症を阻害することを指す。ある症状の阻害は、その症状の部分的な阻害から実質的に完全な阻害までの範囲に及ぶことができる。いくつかの例では、「阻害」という用語は、疾患の発症または進行を軽減または遅延させることを指す。処置される対象は、例えば、疾患または障害を発症する徴候および症候、家族歴、ならびに/または危険因子に基づいて、そのような障害の標準的な診断技術によって同定されることができる。
ベクター:宿主細胞内で複製および/または統合するベクターの能力を破壊することなく外来核酸の挿入を可能にする核酸分子。ベクターは、複製起点などの宿主細胞内での複製を可能にする核酸配列を含み得る。ベクターはまた、1つまたはそれを超える選択マーカー遺伝子および他の遺伝要素を含み得る。発現ベクターは、挿入された1つまたはそれを超える遺伝子の転写および翻訳を可能にするために必要な調節配列を含むベクターである。いくつかの非限定的な例では、ベクターは哺乳動物発現ベクターである。
II.MHCクラスI SCT核酸およびライブラリ
本明細書に開示されるのは、MHCクラスI SCTをコードする核酸およびその核酸を含むライブラリである。いくつかの実施形態では、核酸は、アセンブリされたときにMHCクラスI SCTをコードする2つまたはそれを超える核酸断片として提供される。特定の例では、SCTは一対の核酸断片から構築される。しかしながら、複数のアセンブリ部位を使用してSCTをコードする最終核酸を生成することによって、3つ以上の核酸断片(例えば、3つ、4つ、またはそれを超える)を利用することもできる。
本明細書に開示されるのは、MHCクラスI SCTをコードする核酸およびその核酸を含むライブラリである。いくつかの実施形態では、核酸は、アセンブリされたときにMHCクラスI SCTをコードする2つまたはそれを超える核酸断片として提供される。特定の例では、SCTは一対の核酸断片から構築される。しかしながら、複数のアセンブリ部位を使用してSCTをコードする最終核酸を生成することによって、3つ以上の核酸断片(例えば、3つ、4つ、またはそれを超える)を利用することもできる。
諸実施形態では、アセンブリされたときに主要組織適合遺伝子複合体(MHC)クラスI単鎖三量体(SCT)タンパク質をコードする第1の核酸断片および第2の核酸断片を含む核酸断片対が提供される。アセンブリされた核酸断片対によってコードされるSCTは、作動可能に連結されたサブユニットとして、ペプチド(例えばペプチド抗原)、β2mタンパク質およびHLA重鎖を含む。第1の核酸断片および第2の核酸断片は各々、第1の核酸断片および第2の核酸断片がアセンブリされたときに、コードされたMHCクラスI SCTタンパク質のβ2m内の不変領域をコードする位置にアセンブリ部位の一部を含む。特定の例では、アセンブリ部位は、ギブソンアセンブリ部位(例えば、Gibsonら、Nature Methods,6:343-345,2009を参照されたい)である。他の例では、アセンブリ部位は制限酵素部位である。
いくつかの実施形態では、核酸断片対は、精製タグをコードする核酸配列をさらに含む。いくつかの例では、精製タグはポリヒスチジンタグ(例えば6×Hisタグ)である。他の例では、精製タグは、ビオチンリガーゼによってビオチン化可能なアミノ酸配列である。一例では、精製タグは、アミノ酸配列GLNDIFEAQKIEWHE(配列番号136)をコードする。いくつかの例では、核酸断片対は、2つまたはそれを超える精製タグ(例えば6×Hisタグおよびビオチン化可能なペプチド)をコードする核酸配列を含む。
開示される核酸断片(例えば核酸断片対)は、異なるHLA重鎖を有する異なるペプチド(例えば異なる抗原ペプチド)のモジュール式の組み合わせを提供する。いくつかの例では、ペプチド置換は、逆PCRなどのPCRに基づく方法によって達成される。例えば、所望のペプチドの逆相補体をコードするリバースプライマーを、ユニバーサルフォワードプライマー(リンカーL1中の配列に結合するユニバーサルフォワードプライマーなど)と組み合わせて使用する。これを図1Cに概略的に示す。他の例では、所望のペプチドをコードする重複プライマーを使用して、SCTテンプレート中のペプチドに隣接する制限酵素部位に対応する5’および3’末端に制限酵素認識部位を含む二本鎖アセンブリする。二本鎖コンストラクトおよびSCTテンプレートを制限酵素で消化し、ライゲーションして全長コンストラクトを産生する。
いくつかの実施形態では、アセンブリされた核酸断片対は、以下の順序(N末端からC末端)でタンパク質サブユニットを有するSCTをコードする:分泌シグナル、ペプチド(例えばペプチド抗原またはプレースホルダーペプチド)、第1のリンカー(L1)、β2mタンパク質、第2のリンカー(L2)、およびHLA重鎖。いくつかの実施形態では、分泌シグナルは、HLA分泌シグナル(例えばHLAα分泌シグナル)である。しかしながら、ヒトβ2m、ヒトインターフェロン(IFN)-α2、ヒトIFNγ、ヒトインターロイキン-2、ヒト血清アルブミン、ヒトIgG重鎖またはGaussia princeps(カイアシ類)ルシフェラーゼからの分泌シグナルを含むがこれらに限定されない他の分泌シグナルを使用することができる。所望される場合、当業者であれば、1つもしくはそれを超える分泌シグナルを試験して、増加したまたは最適化されたSCTの発現レベルを提供する1つもしくはそれを超えるものを同定することができる。
いくつかの例では、L1は、配列番号137~139のいずれか1つのアミノ酸配列などのグリシン-セリンリンカーをコードする。いくつかの例では、L2は、グリシン-セリンリンカー、例えば配列番号137または配列番号140もコードする。更なる例では、第3のリンカー(L3)がHLAα鎖と精製タグ(含まれる場合)との間に含まれ得る。いくつかの例では、L3は、アミノ酸配列GGをコードする。
いくつかの実施形態では、開示される核酸断片対は、アセンブリされると、可溶性SCTをコードする。いくつかの実施形態では、HLA重鎖は、HLA重鎖タンパク質の細胞外ドメインである。したがって、いくつかの例では、HLA重鎖の膜貫通ドメインおよび細胞内ドメインは含まれない。HLAα分泌シグナルを除去することができる(例えば、HLAα鎖がSCTの内部にある場合)。他の実施形態では、開示される核酸断片対は、アセンブリされると、膜結合SCTをコードする。そのような実施形態では、核酸断片対は、HLA重鎖の細胞外ドメイン、膜貫通ドメインおよび細胞質ドメインをコードする。
いくつかの実施形態では、HLA重鎖は、ヒトHLA重鎖またはマウスHLA重鎖である。いくつかの例では、ヒトHLA重鎖は、HLA-A、HLA-B、またはHLA-C重鎖から選択される。他の例では、マウスHLA重鎖は、H-2K、H-2D、またはH-2L重鎖である。各遺伝子座についてのHLA重鎖対立遺伝子のアミノ酸および核酸配列は、例えばEMBL-EBI(例えば、ftp.ebi.ac.uk/pub/databases/ipd/imgt/hla/fasta/)から公的に入手可能である。当業者は、更新情報とともに、他の情報源または配列データベースを同定することができる。いくつかの例では、HLA重鎖は、HLA重鎖コード断片ライブラリに含まれる。
いくつかの実施形態では、本明細書に開示される核酸断片によってコードされるHLA重鎖は、野生型HLA重鎖と比較して1つまたはそれを超えるアミノ酸置換を含む。アミノ酸置換は、安定性の増加、ペプチド結合溝へのペプチド負荷、免疫原性、および/またはジチオール結合の可能化など、アセンブリされた核酸断片対によってコードされるSCTの特性または機能を改善するように選択され得る。例示的なアミノ酸置換には、配列番号3のアミノ酸74に対応するアミノ酸位置のロイシン(例えば、H74LもしくはD74L)、配列番号3のアミノ酸84に対応するアミノ酸位置のシステインもしくはロイシン(例えば、Y84CもしくはY84L)、配列番号3のアミノ酸139に対応するアミノ酸位置のシステイン(例えば、A139C)、またはそれらの2つもしくはそれを超える任意の組み合わせが含まれる。アミノ酸置換の例示的な組み合わせには、図2BのSCTテンプレート1~9について示されるものが含まれる。他の実施形態では、T細胞上のCD8補助受容体とのpMHC相互作用を減少させるアミノ酸置換が含まれる。そのようなアミノ酸置換の1つまたはそれを超えるものを有するSCTは、例えば、抗原特異的T細胞集団から低親和性TCRを除去するためのフィルタとして、pMHCに対する高親和性を有するTCRに対して成功した結合相互作用をゆがめるのに有用であり得る。いくつかの例では、アミノ酸置換には、配列番号3のアミノ酸227に対応するアミノ酸位置のリジン(例えば、D227K)、配列番号3のアミノ酸228に対応するアミノ酸位置のアラニン(例えば、T228A)、配列番号3のアミノ酸245に対応するアミノ酸位置のバリン(例えば、A245V)、またはそれらの2つもしくはそれを超える任意の組み合わせが含まれる。いくつかの実施形態では、HLAα鎖は、H74L、Y84C、Y84A、A139C、D227K、T228A、およびA254Vの1つまたはそれを超えるものを含み、アミノ酸位置は配列番号3のものに対応する。
いくつかの実施形態では、開示されるSCTに含まれるペプチドは、ペプチド抗原、プレースホルダーペプチド、自己ペプチド(例えば、健常な組織に存在し、突然変異していないペプチド)、陰性対照ペプチド、または陽性対照ペプチドである。いくつかの実施形態では、プレースホルダーペプチドは、リバースプライマーのペプチドコード化領域がオーバーレイするための「空間」を提供するか(例えば、図1Cに示すように)、またはペプチド置換中に除去される断片として機能する。制限酵素消化によるペプチド置換の場合、プレースホルダーペプチドは、切断中の制限酵素間の空間的干渉を防止または最小化するために、酵素切断部位間の間隔を提供し得る。したがって、いくつかの例では、プレースホルダーペプチドは、少なくとも4アミノ酸長であり得る。逆PCRを利用する例では、プレースホルダーペプチドは必要とされない場合があり、任意である。したがって、いくつかの例では、プレースホルダーペプチドは、約4~25アミノ酸長である。他の例では、プレースホルダーペプチドは存在しない(すなわち、ペプチドは、この状況では0アミノ酸である)。一例では、プレースホルダーペプチドはHIV GAGアミノ酸173~188であり、アミノ酸配列SALSEGATPQDLNTML(配列番号135)を有する。しかしながら、上で考察したように、他のプレースホルダーペプチド配列を利用することもできるし、場合によっては省略することさえもできる。
いくつかの実施形態では、ペプチドはペプチド抗原である。ペプチド抗原は、MHCクラスIタンパク質複合体またはMHCクラスI SCTタンパク質の結合ポケットに適合し、CD8+T細胞によって認識されるペプチドである。いくつかの実施形態では、ペプチドは、約8~14アミノ酸長(例えば、8、9、10、11、12、13、14アミノ酸長)である。しかしながら、より長いまたはより短いペプチド抗原も利用することができる。典型的には、陽性対照および/または陰性対照ペプチドは、標的ペプチド(例えばペプチド抗原)と同じ長さ、または約8~14アミノ酸長である。いくつかの例では、ペプチド抗原は、腫瘍関連ペプチド、ネオアンチゲンペプチド、自己免疫ペプチド(例えば自己反応性の自己ペプチド)、真菌ペプチド、細菌ペプチド、またはウイルスペプチド(例えばインフルエンザウイルスペプチド、コロナウイルスペプチド、ヒト免疫不全ウイルス(HIV)ペプチド、ヒトパピローマウイルス(HPV)ペプチド、サイトメガロウイルス(CMV)ペプチド、肝炎ウイルスペプチド(例えば、HBVもしくはHCVペプチド)、エプスタイン・バーウイルス(EBV)、またはロタウイルスペプチド)である。いくつかの例では、ペプチド抗原は、配列番号23~88および115~132のいずれか1つから選択される。
本明細書に開示される複数の核酸断片対を含むライブラリも本明細書で提供される。いくつかの実施形態では、ライブラリは、2つもしくはそれを超える核酸断片対、例えば2~500(例えば、2~50、10~100、20~200、75~150、200~400、または300~500)の核酸断片対を含む。ライブラリは、いくつかの例では、複数のHLAα鎖および複数のペプチドをコードする核酸断片を含む。したがって、いくつかの例では、核酸断片対のライブラリは、本明細書に開示される複数のSCTをコードする核酸のモジュール式構築に使用することができる。
いくつかの実施形態では、ライブラリは2つのサブセットを含み、第1のサブセットは対の複数の第1の核酸断片を含み、第2のサブセットは対の複数の第2の核酸断片を含む。いくつかの例では、第1の核酸断片は各々、ペプチドおよびβ2mの一部をコードする少なくとも核酸を含み、第2の核酸断片は各々、β2mおよびHLAα鎖の一部をコードする少なくとも核酸を含む。
いくつかの実施形態では、本明細書に開示される核酸断片のSCT成分の1つまたはそれを超えるものをコードする核酸配列は、ヌクレオチド配列が変更されているが、それにもかかわらずペプチド配列と同一のアミノ酸配列を有するペプチドをコードするように、遺伝暗号の縮重を利用することによって変更され得る。遺伝暗号の縮重に基づいて、バリアントDNA分子は、標準的なDNA突然変異誘発技術を使用して、またはDNA配列の合成によって、本明細書に開示されるかまたは当業者に公知の核酸配列から誘導され得る。したがって、本開示はまた、対象SCTをコードするが、遺伝暗号の縮重のために開示された核酸配列とは異なる核酸配列も包含する。
本明細書で提供される核酸断片はさらに、哺乳動物細胞における発現のためにコドン最適化され得る。いくつかの実施形態では、核酸断片は、ヒト細胞における発現のためにコドン最適化されている。コドン最適化」核酸とは、コドンが特定の系(特定の種または種の群など)における発現に最適であるように変更された核酸配列を指す。コドン最適化は、コードされたタンパク質のアミノ酸配列を変更させない。いくつかの例では、コドン最適化とは、核酸配列中の少なくとも1つのコドン(例えば、少なくとも5個のコドン、少なくとも10個のコドン、少なくとも25個のコドン、少なくとも50個のコドン、少なくとも75個のコドン、少なくとも100個のコドンまたはそれを超える)を、目的の特定の生物(例えばヒト)においてより頻繁に使用される(好ましい)同義コドン(同じアミノ酸をコードするもの)で置き換えることを指す。各生物は、アミノ酸ごとに特定のコドン使用頻度バイアスを有し、これは、例えば、公的に入手可能なコドン使用頻度表(例えば、Nakamuraら、Nucleic Acids Res.,28:292,2000を参照されたい)から決定することができる。例えば、コドン使用頻度データベースは、ワールド・ワイド・ウェブ上のkazusa.or.jp/codonで利用可能である。当業者は、特定のアミノ酸配列をコードする核酸を、特定の細胞型(例えばヒト細胞)での発現に最適化しながら、同じアミノ酸配列をコードするように改変することができる。コドン最適化のために適用され得る更なる基準には、GC含有量(例えば、所与のウィンドウ長(例えば約30~60塩基)にわたって、全体の平均GC含量が約50%またはGC含量が約50%など)および含まれてはならない配列(例えば、特定の制限酵素認識部位)の回避が含まれる。いくつかの例では、コドン最適化配列は、Integrated DNA Technologies(アイオワ州コーラルビル、ワールド・ワイド・ウェブ上のidtdna.com/CodonOptで入手可能)、GenScript(ニュージャージー州ピスカタウェイ、)またはEntelechon(Eurofins Genomics、ドイツ国エーバースベルク、ワールド・ワイド・ウェブ上のentelechon.com/2008/10/backtranslation-tool/で入手可能)から入手可能なコドン最適化ツールなどのソフトウェアを使用して生成される。
本明細書に開示される核酸断片(例えば核酸断片対)からアセンブリされた核酸分子も提供される。アセンブリされた核酸は、核酸断片中に存在するアセンブリ部位を使用して調製される。したがって、いくつかの例では、核酸分子はギブソンアセンブリによってアセンブリされる。他の例では、核酸分子は、制限酵素消化および消化された断片のライゲーションによってアセンブリされる。アセンブリされた核酸断片は、第1の核酸断片および第2の核酸断片が連続しており、タンパク質コード配列がインフレームであるように、作動可能に連結される。
更なる実施形態では、複数のアセンブリされた核酸分子を含むライブラリも提供される。いくつかの実施形態では、ライブラリは、2個またはそれを超える、例えば2~2500個(例えば、2~25、5~50、10~100、20~200、75~150、200~400、300~500、400~600、500~750、600~800、700~1000、1000~1500、1250~1750、1500~2000、または2000~2500個)のアセンブリされた核酸を含む。いくつかの例では、アセンブリされた核酸のライブラリは、コードされたHLAα鎖および/またはペプチドの1つもしくはそれを超えるものが異なる複数のSCTをコードする。所望に応じて、目的のペプチドをHLAα鎖とβ2mとの各組み合わせに挿入することができる。いくつかの例では、例えば、結合親和性についてペプチド-HLA対をランク付けするアルゴリズムを使用して、HLAα鎖のライブラリサイズを狭める。あるいは、単一のSCT HLAα鎖が選択され、アセンブリされた核酸のライブラリが調製され、各メンバーは同じHLAを有するが異なるペプチドを有する。
いくつかの実施形態では、核酸断片からアセンブリされた核酸分子(例えばアセンブリされた核酸断片対)は、ベクターに含まれる。いくつかの例では、ベクターは、アセンブリされた核酸の発現が発現制御配列と適合する条件下で達成されるように、アセンブリされた核酸に作動可能に連結された1つまたはそれを超える発現制御配列をさらに含む。発現制御配列には、適切なプロモーター、エンハンサー、転写ターミネーター、リボソーム結合配列、タンパク質コード核酸の開始コドン(例えば、ATG)5’、mRNAの適切な翻訳を可能にするその遺伝子の正しいリーディングフレームの維持、および終止コドンが含まれ得るが、これらに限定されない。いくつかの例における発現制御配列は、例えばタンパク質コード核酸以外の供給源からの異種発現制御配列である。したがって、異種発現制御配列(例えばプロモーター)に作動可能に連結されたタンパク質コード核酸は、天然に存在しない核酸を含む。ベクターは、複製起点、1つもしくはそれを超える選択マーカー遺伝子(例えば1つもしくはそれを超える抗生物質耐性遺伝子)、または当業者に公知の他の要素などの1つもしくはそれを超える追加の要素をさらに含み得る。
アセンブリされた核酸分子のクローニング、複製および/または発現のためのベクターには、細菌プラスミド、例えば細菌クローニングまたは発現プラスミド(その一部は細菌および/または哺乳動物細胞における発現のために使用することができる)が含まれる。核酸をクローニングすることができる例示的な細菌プラスミドとしては、E.coli(大腸菌)プラスミド、例えばpBR322、pUCプラスミド(例えばpUC18もしくはpUC19)、pBluescript、pACYC184、pCD1、pGEM(登録商標)プラスミド(例えばpGEM(登録商標)-3、pGEM(登録商標)-4、pGEM-T(登録商標)プラスミド;Promega、ウィスコンシン州マディソン)、TAクローニングベクター、例えばpCR(登録商標)プラスミド(例えば、pCR(登録商標)II、pCR(登録商標)2.1、もしくはpCR(登録商標)4プラスミド;Life Technologies、ニューヨーク州グランドアイランド)またはpcDNAプラスミド(例えば、pcDNA(商標)3.1もしくはpcDNA(商標)3.3プラスミド;Life Technologies)が挙げられる。いくつかの例では、ベクターは、細菌におけるタンパク質発現を可能にする異種プロモーターを含む。例示的なベクターとしては、pETベクター(例えば、pET-21b)、pDEST(商標)ベクター(Life Technologies)、pRSETベクター(Life Technologies)、pBADベクター、およびpQEベクター(Qiagen)が挙げられる。
他の実施形態では、ベクターは哺乳動物発現ベクターである。いくつかの例では、哺乳動物発現ベクターは、CMVプロモーターなどの構成的プロモーターを含む。他の例では、ベクターは、形質転換された哺乳動物細胞におけるプラスミドの複製を可能にするウイルス複製起点(例えば、エプスタイン・バーウイルスまたはSV40複製起点)を含む。1つの非限定的な例では、哺乳動物発現ベクターはpcDNA(商標)3ベクター、例えば、pcDNA(商標)3.1ベクター(ThermoFisher Scientific)である。しかしながら、多くの哺乳動物発現ベクターが利用可能であり、適切な代替物が当業者によって選択され得ることが認識されるべきである。
MHCクラスI SCTをコードするアセンブリされた核酸分子を含むベクターで形質転換された宿主細胞、例えば哺乳動物細胞も提供される。本明細書で利用される場合、「宿主細胞」という用語はまた、対象宿主細胞の任意の子孫も含む。外来DNAが宿主内で連続的に維持されることを意味する、一過性発現または安定な移入の方法は、当該技術分野で公知である。培養中の哺乳動物細胞の増殖のための技術は、当業者に公知である。一般的に使用される哺乳動物宿主細胞株の例は、HEK293細胞、VERO細胞、HeLa細胞、CHO細胞、WI38細胞、BHK細胞およびCOS細胞株であるが、改善された発現、望ましいグリコシル化パターン、または他の特徴を提供するように設計された細胞などの他の細胞株を使用してもよい。いくつかの非限定的な例では、哺乳動物宿主細胞は、Expi293F(商標)細胞(ThermoFisher Scientific)などのHEK293細胞である。
組換えDNAによる宿主細胞の形質転換は、当業者に公知の技術によって行うことができる。宿主が真核生物である場合、リン酸カルシウム共沈物としてのDNAのトランスフェクション、例えばマイクロインジェクション、エレクトロポレーションなどの機械的手順を含む方法、リポソームに包まれたプラスミドの挿入、またはウイルスベクターを使用することができる。
III.ヒトSCTタンパク質
本明細書に開示されるのは、ヒトMHCクラスI単鎖三量体タンパク質、例えば上記の核酸断片対およびアセンブリされた核酸によってコードされるものである。セクションIIで考察されるように、いくつかの実施形態では、開示されるSCTをコードする核酸で形質転換された哺乳動物宿主細胞が提供される。いくつかの実施形態では、ヒトMHCクラスI SCTは可溶性である。加えて、哺乳動物細胞(例えば、細菌または昆虫細胞とは対照的に)での発現の結果として、SCTは、ヒト細胞で発現されるpMHCを表す翻訳後修飾を含み得、および/または適切にフォールディングされ、例えば非哺乳動物系で産生されるものよりも高い効率で機能性タンパク質を生成する。特定の実施形態では、SCTはグリコシル化される。
本明細書に開示されるのは、ヒトMHCクラスI単鎖三量体タンパク質、例えば上記の核酸断片対およびアセンブリされた核酸によってコードされるものである。セクションIIで考察されるように、いくつかの実施形態では、開示されるSCTをコードする核酸で形質転換された哺乳動物宿主細胞が提供される。いくつかの実施形態では、ヒトMHCクラスI SCTは可溶性である。加えて、哺乳動物細胞(例えば、細菌または昆虫細胞とは対照的に)での発現の結果として、SCTは、ヒト細胞で発現されるpMHCを表す翻訳後修飾を含み得、および/または適切にフォールディングされ、例えば非哺乳動物系で産生されるものよりも高い効率で機能性タンパク質を生成する。特定の実施形態では、SCTはグリコシル化される。
セクションIIに記載される核酸断片対またはアセンブリされた核酸によってコードされるSCTのいずれも、可溶性ヒトグリコシル化MHCクラスI SCTとして産生されることができる。したがって、いくつかの実施形態では、可溶性ヒトグリコシル化MHCクラスI SCTは、N末端からC末端の順序で、分泌シグナル、ペプチド(例えばペプチド抗原またはプレースホルダーペプチド)、第1のリンカー(L1)、β2mタンパク質、第2のリンカー(L2)、およびHLA重鎖の構成を有する。SCTは、精製タグも含み得る。
いくつかの実施形態では、可溶性ヒトグリコシル化MHCクラスI SCTは、野生型HLA重鎖と比較して1つまたはそれを超えるアミノ酸置換を含む。例示的なアミノ酸置換には、配列番号3のアミノ酸74に対応するアミノ酸位置のロイシン(例えば、H74LもしくはD74L)、配列番号3のアミノ酸84に対応するアミノ酸位置のシステインもしくはロイシン(例えば、Y84CもしくはY84L)、配列番号3のアミノ酸139に対応するアミノ酸位置のシステイン(例えば、A139C)、またはそれらの2つもしくはそれを超える任意の組み合わせが含まれる。アミノ酸置換の例示的な組み合わせには、図2BのSCTテンプレート1~9について示されるものが含まれる。他の例では、アミノ酸置換には、配列番号3のアミノ酸227に対応するアミノ酸位置のリジン(例えば、D227K)、配列番号3のアミノ酸228に対応するアミノ酸位置のアラニン(例えば、T228A)、配列番号3のアミノ酸245に対応するアミノ酸位置のバリン(例えば、A245V)、またはそれらの2つもしくはそれを超える任意の組み合わせが含まれる。いくつかの実施形態では、HLAα鎖は、H74L、Y84C、Y84A、A139C、D227K、T228A、およびA254Vの1つまたはそれを超えるものを含み、アミノ酸位置は配列番号3のものに対応する。
いくつかの例では、ペプチドは、抗原ペプチドまたはプレースホルダーペプチドである。いくつかの例では、抗原ペプチドは、腫瘍関連ペプチド、ネオアンチゲンペプチド、自己免疫ペプチド(例えば、「自己」ペプチド)、真菌ペプチド、細菌ペプチド、およびウイルスペプチドから選択される。例示的なペプチドは、セクションIIで考察される。
いくつかの実施形態では、可溶性ヒト-グリコシル化MHCクラスI SCTタンパク質は、安定な多量体としてアセンブリされる。特定の例では、可溶性ヒト-グリコシル化MHCクラスI SCTタンパク質は、安定な四量体としてアセンブリされる。いくつかの実施形態では、安定な多量体(例えば四量体)のアセンブリは、ビオチン化SCTを使用して行われる。
一例では、ビオチン化SCTモノマーが、フルオロフォア標識化ストレプトアビジン(例えばストレプトアビジン-フィコエリトリン)で四量体化される。他の例では、ビオチン化SCTモノマーが、相補的なssDNA-ビオチン分子へのその後の結合を可能にする、例えばストレプトアビジン被覆ビーズに固定されたカスタムストレプトアビジン-DNAコンジュゲートを使用して四量体化される。更なる例では、SCTモノマーが10倍適合性DNAバーコード化デキストラマーにコンジュゲートさせる。これらのデキストラマーはまた、フルオロフォアで標識されてもよく、したがって、上記のSCT-四量体と同様にフローサイトメトリーのために、SCTコンジュゲーション後に使用され得る。
単量体または安定な多量体(例えば四量体)としての可溶性ヒト-グリコシル化MHCクラスI SCTタンパク質のライブラリも提供される。いくつかの実施形態では、ライブラリは、2個またはそれを超える、例えば2~2500個(例えば、2~25、5~50、10~100、20~200、75~150、200~400、300~500、400~600、500~750、600~800、700~1000、1000~1500、1250~1750、1500~2000、または2000~2500個)の可溶性ヒト-グリコシル化MHCクラスI SCTタンパク質を含む。いくつかの例では、可溶性ヒト-グリコシル化MHCクラスI SCTタンパク質のライブラリは、HLA重鎖、ペプチド、またはその両方が異なる複数のSCTを含む。
更なる実施形態では、安定な多量体は、ポリマー、平坦表面、ビーズ、またはナノ粒子足場などの固体支持体に結合している。1つの非限定的な例では、固体支持体は、磁気ビーズ(例えばDynabeads)である。いくつかの例では、複数の固体支持体(例えばビーズまたはナノ粒子)を含むライブラリが提供され、各々が支持体に結合または連結された異なるSCT多量体を含む。いくつかの実施形態では、ビオチン化SCTモノマーまたは四量体が、ストレプトアビジンを含む足場、例えばストレプトアビジン被覆ビーズもしくはナノ粒子またはストレプトアビジン被覆表面(例えばマルチウェルプレート)上に組み込まれる。
IV.使用方法
開示されたMHCクラスI SCTを使用する方法も本明細書に開示される。この方法は、抗原特異的CD8+T細胞を同定することを含む。いくつかの実施形態では、本方法はさらに、抗原特異的T細胞のT細胞受容体(TCR)を同定することと、いくつかの例では、同定されたTCRを発現するT細胞の集団を産生することとを含む。更なる実施形態では、T細胞の集団は、その投与を必要とする対象に投与され得る。
開示されたMHCクラスI SCTを使用する方法も本明細書に開示される。この方法は、抗原特異的CD8+T細胞を同定することを含む。いくつかの実施形態では、本方法はさらに、抗原特異的T細胞のT細胞受容体(TCR)を同定することと、いくつかの例では、同定されたTCRを発現するT細胞の集団を産生することとを含む。更なる実施形態では、T細胞の集団は、その投与を必要とする対象に投与され得る。
いくつかの実施形態では、本方法は、本明細書に開示される可溶性ヒトグリコシル化MHCクラスI SCTタンパク質の1つまたはそれを超える安定な多量体でT細胞の集団をスクリーニングすること(例えば、T細胞の集団を接触させること)を含む。いくつかの例では、T細胞の集団を、例えば複数の異なるSCT多量体を含む安定な多量体のライブラリと接触させ、各SCT多量体は、異なるペプチド配列(例えば複数の異なるペプチド抗原および/または複数のHLAα鎖)を含む。これにより、いくつかの例では「抗原特異的T細胞」と呼ばれる特定のペプチドに反応性である集団中の1つまたはそれを超えるT細胞の検出が可能になる。いくつかの例では、SCTでスクリーニングされたT細胞は、複数のSCTに含まれるペプチドで刺激された末梢血単核細胞(PBMC)から産生される。
集団中の反応性T細胞は、例えばフローサイトメトリーを使用して選別および捕捉することができる。いくつかの例では、反応性T細胞は、当業者に公知の細胞培養方法を使用してインビトロで増殖される。いくつかの実施形態では、T細胞は、反応性細胞に発現されるTCRを同定するために分析される。一例では、TCRは、例えば次世代シーケンシング法(例えば、バルクシーケンシングまたは10倍単一細胞シーケンシング)を使用して配列決定される。
同定されたTCRを発現ベクターにクローニングし、TCRをコードする発現ベクターでT細胞の集団を形質転換して、TCRを発現するT細胞の集団(例えば、CD8T細胞)を産生する。異種タンパク質(例えば同定されたTCR)を発現するようにT細胞を形質転換する方法は、当業者に公知である。形質転換されたT細胞のこの集団は、その投与を必要とする対象に投与され得る。養子細胞移入の方法は、当業者に公知である。いくつかの例では、TCRを発現するT細胞は、腫瘍関連抗原またはネオアンチゲンに対して反応性であり、癌を有する対象に投与される。他の例では、TCRを発現するT細胞は、ウイルスまたは細菌抗原に対して反応性であり、ウイルスまたは細菌に感染した対象に投与される。
いくつかの例では、SCTを生成し、T細胞の集団をスクリーニングするために使用されるペプチドは、癌を有する対象などの対象からのものである。いくつかの例では、同定されたTCRを発現するT細胞の集団も対象からのものである(例えば、自家T細胞)。方法の具体的な実施形態を図21に示し、実施例8に記載する。しかしながら、当業者は、これらの方法に対する修正が可能であることを認識するであろう。
以下の実施例は、特定の特徴および/または実施形態を説明するために提供される。これらの例は、本開示を記載された特定の特徴または実施形態に限定すると解釈されるべきではない。
実施例1
材料および方法
SCTテンプレートの作製:クラスIのSCTコード化プラスミドを、pcDNA3.1 Zeo(+)プラスミド(Thermo Fisher Scientific)に挿入するためのギブソンアセンブリ法と制限酵素消化法との組み合わせを使用して構築した(図1A)。簡潔には、L1の任意の選択をHLA対立遺伝子の任意の選択と対にすることができるように、SCTインサートをモジュール式に設計した。β2mはヒト種において対立遺伝子変異を有しないので、HLAからのL1の分離を可能にするために、SCTをこの領域内で2つのギブソンアセンブリ断片に分割した。断片をTwist Bioscienceから購入し、KOD HotStart Hi-Fiポリメラーゼ(MilliporeSigma)でPCR増幅し、NEBuilder HiFi DNA Assembly Master Mix(New England Biolabs)を使用してギブソンアセンブリによって結合した。PCR増幅ギブソン産物の隣接領域をEcoRIおよびXhoI(New England Biolabs)によって消化して、同じ酵素認識部位(図1B)でpcDNA3.1のMCS領域にライゲーションした。コドン最適化は、以下の3つの考慮の下で設計された断片に適用された:1)ヒト種において非常に一般的なコドンのみの選択、2)GC含有量が60%を超える連続遺伝子セグメント(24+bp)の回避(合成中のエラー率を回避するため)、および3)断片内の主要な認識切断部位の回避(pcDNAベクターへの挿入のためには、Gibson産物の側面にのみ存在しなければならない)。この戦略は、最初に3つのHLA対立遺伝子にわたって首尾よく使用された(A*01:01、A*02:01、A*03:01)。その後、第2の断片(HLA対立遺伝子をコードする)の設計を、すべての前述の設計基準を包含し、クラスI HLA-A、B、C遺伝子座からのすべての対立遺伝子を考慮して、Pythonスクリプトを用いて自動化した。各HLA対立遺伝子のタンパク質配列は、The Immuno Polymorphism Database(ftp.ebi.ac.uk/pub/databases/ipd/imgt/hla/fasta/)がホストするFTPサーバから得た。今日まで、IMGTデータベースからのすべての既存のクラスI HLA配列は、このようにしてレディ・トゥ・オーダー(ready-to-order)のDNA配列に変換されている。これらの配列から、24のHLA-A、HLA-BおよびHLA-C対立遺伝子を包含する少なくとも40のユニークなプラスミドテンプレートが構築されている。
材料および方法
SCTテンプレートの作製:クラスIのSCTコード化プラスミドを、pcDNA3.1 Zeo(+)プラスミド(Thermo Fisher Scientific)に挿入するためのギブソンアセンブリ法と制限酵素消化法との組み合わせを使用して構築した(図1A)。簡潔には、L1の任意の選択をHLA対立遺伝子の任意の選択と対にすることができるように、SCTインサートをモジュール式に設計した。β2mはヒト種において対立遺伝子変異を有しないので、HLAからのL1の分離を可能にするために、SCTをこの領域内で2つのギブソンアセンブリ断片に分割した。断片をTwist Bioscienceから購入し、KOD HotStart Hi-Fiポリメラーゼ(MilliporeSigma)でPCR増幅し、NEBuilder HiFi DNA Assembly Master Mix(New England Biolabs)を使用してギブソンアセンブリによって結合した。PCR増幅ギブソン産物の隣接領域をEcoRIおよびXhoI(New England Biolabs)によって消化して、同じ酵素認識部位(図1B)でpcDNA3.1のMCS領域にライゲーションした。コドン最適化は、以下の3つの考慮の下で設計された断片に適用された:1)ヒト種において非常に一般的なコドンのみの選択、2)GC含有量が60%を超える連続遺伝子セグメント(24+bp)の回避(合成中のエラー率を回避するため)、および3)断片内の主要な認識切断部位の回避(pcDNAベクターへの挿入のためには、Gibson産物の側面にのみ存在しなければならない)。この戦略は、最初に3つのHLA対立遺伝子にわたって首尾よく使用された(A*01:01、A*02:01、A*03:01)。その後、第2の断片(HLA対立遺伝子をコードする)の設計を、すべての前述の設計基準を包含し、クラスI HLA-A、B、C遺伝子座からのすべての対立遺伝子を考慮して、Pythonスクリプトを用いて自動化した。各HLA対立遺伝子のタンパク質配列は、The Immuno Polymorphism Database(ftp.ebi.ac.uk/pub/databases/ipd/imgt/hla/fasta/)がホストするFTPサーバから得た。今日まで、IMGTデータベースからのすべての既存のクラスI HLA配列は、このようにしてレディ・トゥ・オーダー(ready-to-order)のDNA配列に変換されている。これらの配列から、24のHLA-A、HLA-BおよびHLA-C対立遺伝子を包含する少なくとも40のユニークなプラスミドテンプレートが構築されている。
SCTペプチドライブラリの作製:PCR促進アプローチを、ペプチドのSCTコード化プラスミドへのハイスループット置換を可能にするために実施した。プラスミドの隣に結合された様々なL1選択のためのコスト、使いやすさ、および柔軟性を考慮した後、他の可能性のあるアプローチの中から伸長PCR法を選択した(図1C)。簡潔には、任意の所与のペプチド置換のために、ペプチドにコードされたリバースプライマー(ペプチド領域の上流のシグナル配列に結合する)およびフォワードプライマー(ペプチド領域の下流のL1に結合する)が必要とされる。ペプチドにコードされたプライマーは任意の所与のペプチドについて変化するが、フォワードプライマーはすべてのペプチドエレメントにわたって固定されたままである(異なるL1/HLAテンプレートプラスミドを使用することを選択しない限り)。この様式では、n個のペプチドおよびm個のテンプレートを包含するSCTプラスミドライブラリは、n+m個の全プライマーの購入を必要とする。KOD Hot Startポリメラーゼ(MilliporeSigma)を用いて伸長PCRを行った。産物をリン酸化し、T4ポリヌクレオチドキナーゼとT4 DNAリガーゼとの混合物でライゲーションした後、テンプレートDNAをDpnI(New England Biolabs)で消化した。次いで、ペプチド置換プラスミドをOne Shot TOP10 Chemically Competent E.coli(Thermo Fisher Scientific)に形質転換した。トランスフェクションに使用する前に、Pythonスクリプトを使用してサンガーシーケンシングによってプラスミドを検証した。
SCT発現:精製SCTプラスミドを24ウェル(2.5ml容量)プレート内のExpi293細胞(Thermo Fisher Scientific)にトランスフェクトした。簡潔には、1.25μgのプラスミドを75μlのOpti-MEM還元血清培地と混合した。7.5μlのExpiFectamine試薬を70μlのOpti-MEM還元血清培地と混合し、室温で5分間インキュベートし、プラスミド混合物と合わせた。15分間の室温インキュベーション後、溶液を1.25mlのExpi293細胞に300万細胞/mlで24ウェルプレートに添加し、次いでこれを225RPM、37℃、8%CO2で一晩振盪した。20時間後、ExpiFectamine Transfection Enhancer 1を7.5μl、ExpiFectamine Transfection Enhancer 2を75μl含有する溶液を各ウェルに添加した。プレートを、トランスフェクションの開始から合計4日間、上述の設定を使用してシェーカー上に保持した。トランスフェクション溶液の上清を回収し、0.22μm PVFD膜シリンジフィルタ(MilliporeSigma)に通して濾過した後、SDS-PAGEによる収率分析を行った。高収率で発現したSCTの上清溶液を、30kDa遠心フィルタユニット(Amicon)を使用して200μlのPBSまで濃縮し、続いてBirA酵素キット(Avidity)で一晩ビオチン化した。次いで、ビオチン化SCTをHisTag樹脂チップ(Phynexus)で精製し、Zeba 7KMWCOスピン脱塩カラム(Thermo Fisher Scientific)を含むPBS緩衝液に戻して脱塩した。長期保存のために、SCTを20%グリセロールw/vに再懸濁した後、-20℃で保存した。
SCT収率特性評価:トランスフェクションの4日後、トランスフェクション上清と10%β-メルカプトエタノールを含むLaemmli緩衝液との3:1混合物を含有する15μl溶液を100℃で10分間変性させ、続いてSDSPAGE用Bio-Rad Stain-Freeゲル(200V、30分)にロードした。20%グリセロールPBS溶液(約2μgを含有する)中の還元精製WT1(RMFPNAPYL;配列番号1)A*02:01SCTサンプルを各ゲルに泳動して、相対タンパク質収率計算のための陽性対照および強度基準として用いた。画像は、Bio-Rad ChemiDoc MPgelイメージングシステム(手動設定:45秒のUV活性化、0.5秒の露光)を使用して得た。SCT発現を分析するための一貫したアプローチを特定するために、Stain-Freeゲル(Bio-Rad)上で実行されるSCTタンパク質の分析のためのカスタムPythonスクリプトを特に開発した。スクリプトは、目的のタンパク質バンドのユーザ定義の選択を可能にし、対照タンパク質レーンの一貫した使用を考えると、バックグラウンド低減およびすべてのゲルにわたるSCT収率の均一な正規化を提供する。このアプローチの精度は、真のタンパク質A280濃度(NanoDrop 8000分光光度計によって測定)と定量化された相対バンド強度との間の99%の相関を実証するために、精製SCTの滴定された予備定量化サンプルのSDS-PAGEによって測定された。確立された収率カットオフ値を超えて発現したSCTを、その後のビオチン化および精製ステップのために選択した。
熱安定性特性評価:SYPRO(商標)Orange Protein Gel StainをThermoFisher Scientificから購入し、水で希釈して100倍の作業溶液を得た。クラスI SCTタンパク質溶液(可能であれば10μMに希釈)の各19μlアリコートに、1μlの100倍の色素溶液を添加した。CFX96リアルタイムPCR検出システムを備えたBio-RadサーマルサイクラーをPrecision Melt Analysisソフトウェアと組み合わせて使用して、各SCTサンプルの融解曲線を得た。熱勾配設定は、25℃~95℃、30秒当たり0.2℃であった。
ペプチド刺激:解凍したPBMCを、1μMのペプチドおよび抗CD40抗体(1μg/mL)を添加することによって完全R10培地(500mlのRPMI1640;50mLの熱不活性化FBS;5mlのPen/strep(100U/mLペニシリンおよび100ug/mLストレプトマイシン);1×GlutaMAX)中で16時間インキュベートした。翌日、PBMCを洗浄し、アネキシンV-BV421(1μg/mL)、CD8-FITC抗体(1μg/mL)およびCD137-PE抗体(1μg/mL)で4℃にて10分間染色した。ペプチド刺激によるCD137の活性化誘導発現は、FACSソーター装置を使用した抗原特異的T細胞のチューブへの選別を可能にする。
SCT多量体形成:ビオチン化SCTモノマーは、少なくとも3つの異なるフォーマットでの使用に成功している。まず、従来のフローサイトメトリー染色試薬として使用するために、ストレプトアビジン-フィコエリチン(PE)(BioLegend)で四量体化した。第2に、それらを特注のストレプトアビジン-DNAコンジュゲートで四量体化して、ストレプトアビジン被覆磁性Dynabeads(Thermo Fisher Scientific)上に固定された相補的なssDNA-ビオチン分子へのその後の結合を可能にした。これらの試薬は、ナノ粒子-核酸細胞選別プラットフォーム(NP-NACS)(Pengら、Cell Reports,28:2728-2738,2019)で利用することができ、これにより、pMHC-TCRアビディティーの増強ならびに抗原特異的T細胞のマイクロ流体誘導抽出および分析が可能になる。SCTモノマーは、10倍適合性DNAバーコード化デキストラマー(Immudex)上にコンジュゲートされている。これらの試薬は、捕捉されたCD8 T細胞ならびにその対応するTCRαおよびβ鎖配列の抗原特異的同一性(デキストラマー上にバーコード化されたDNA)のカップリングを可能にする(単一細胞mRNAシーケンシング)。
実施例2
SCTライブラリの発現
初期SCTライブラリは、様々な供給源に由来する18のHLA-A*02:01抗原からなっていた(表1)。SCTに導入する候補L1/HLA突然変異を同定するために、SCT設計に対して行われた工学的改良について文献調査を行った。3世代のL1-HLAの組み合わせ(閉じた溝(野生型HLA Y84)、開いた溝(HLA Y84A)、およびチオールリンカー(HLA Y84C))が以前に調査されており、pMHC安定性の漸進的な改善を実証することが示されている。これらの3つの世代は、D1(L1=(GGGGS)3(配列番号137);閉じた溝)、D2(L1=(GGGGS)3(配列番号137);開いた溝)、D3(L1=GCGGS(GGGGS)2(配列番号138)チオールリンカー)、D4(L1=GGCGS(GGGGS)2(配列番号138);チオールリンカー)、およびD5(L1=GCGAS(GGGGS)2(配列番号139);チオールリンカー)と略される5つのユニークな設計に実装された(図2Aおよび図2B)。リンカーにシステインを含有する設計(D3~D5)はまた、HLAサブユニットにY84C突然変異を組み込んでジチオール結合を可能にした。次に、直交HLA突然変異H74Lを3つのテンプレート(D6~D8)に導入した。H74L突然変異は、HLAサブユニットのペプチド結合溝内のCポケットの一部を形成し、ペプチド負荷およびpMHC免疫原性を促進することが報告されているので、それが包含されていると全体的なpMHC安定性および機能が改善され得る。最終的な設計(D9、DS-SCTと呼ばれる)には、HLA結合ポケットに対合したY84C-A139C突然変異が含まれており、リフォールディングされたpMHCコンストラクトに更なる安定化をもたらす可能性がある。
SCTライブラリの発現
初期SCTライブラリは、様々な供給源に由来する18のHLA-A*02:01抗原からなっていた(表1)。SCTに導入する候補L1/HLA突然変異を同定するために、SCT設計に対して行われた工学的改良について文献調査を行った。3世代のL1-HLAの組み合わせ(閉じた溝(野生型HLA Y84)、開いた溝(HLA Y84A)、およびチオールリンカー(HLA Y84C))が以前に調査されており、pMHC安定性の漸進的な改善を実証することが示されている。これらの3つの世代は、D1(L1=(GGGGS)3(配列番号137);閉じた溝)、D2(L1=(GGGGS)3(配列番号137);開いた溝)、D3(L1=GCGGS(GGGGS)2(配列番号138)チオールリンカー)、D4(L1=GGCGS(GGGGS)2(配列番号138);チオールリンカー)、およびD5(L1=GCGAS(GGGGS)2(配列番号139);チオールリンカー)と略される5つのユニークな設計に実装された(図2Aおよび図2B)。リンカーにシステインを含有する設計(D3~D5)はまた、HLAサブユニットにY84C突然変異を組み込んでジチオール結合を可能にした。次に、直交HLA突然変異H74Lを3つのテンプレート(D6~D8)に導入した。H74L突然変異は、HLAサブユニットのペプチド結合溝内のCポケットの一部を形成し、ペプチド負荷およびpMHC免疫原性を促進することが報告されているので、それが包含されていると全体的なpMHC安定性および機能が改善され得る。最終的な設計(D9、DS-SCTと呼ばれる)には、HLA結合ポケットに対合したY84C-A139C突然変異が含まれており、リフォールディングされたpMHCコンストラクトに更なる安定化をもたらす可能性がある。
9個のHLAテンプレートおよび18個のペプチドを含むこの162エレメントプラスミドライブラリをExpi293細胞にトランスフェクトした(図2B)。SCTタンパク質バンドの還元SDS-PAGE分析により、ペプチドおよびテンプレートに依存するタンパク質収率の有意な変動が明らかになった(図2B)。SCT収率に対するトランスフェクション効率の影響を切り離すために、設計D3下のライブラリのサブセットをさらに改変してIRES-GFP配列を組み込んで、ペプチド同一性またはSCT発現の程度にかかわらず、トランスフェクト細胞を誘導して細胞内GFPを発現させた。GFP陽性細胞のフローサイトメトリーに基づく検出は、トランスフェクション効率の程度が、試験したすべてのSCTコンストラクトにわたってほぼ均一(70%)であることを示した(図3A)。IRES-GFPインサートの有無にかかわらず、このサブセットの生物学的三連を実施して、ペプチド依存性SCT収率変動が一貫していることを実証した(図3B)。ライブラリの中の3つのH74L突然変異テンプレートは、一般に、それらの野生型対応物と比較して改善されたタンパク質発現を示し、チオールリンカーを使用するテンプレートは、SCTの総収率が最も高かった(図2B)。ペプチドAIQDLCLAV(配列番号18)などのいくつかの場合では、おそらくジチオール突然変異によって付与されるFポケットでの安定性のために、H74Lおよびチオールリンカーの両方の特徴を組み込んだD8テンプレート、またはD9テンプレートでのみSCT発現を得ることができた。VLQELNVTVについてのSCTバンドのわずかな上方シフトがあり(配列番号11)、ペプチド領域におけるNXTグリコシル化コンセンサス配列に起因する質量の増加を示している(図2B)。この現象は、ペプチドの外因性導入を必要とするアセンブリ方法には存在せず、SCTが分泌前に生物学的タンパク質プロセシング経路を経ることを示している。したがって、このライブラリのSDS-PAGE分析は、SCT発現がペプチドおよび骨格テンプレートの選択に依存し、翻訳後修飾を含むタンパク質を産生することを明らかにした。
その後、収率閾値を超えて発現したSCTを、熱シフトアッセイのためにpH7.4のPBS緩衝液中でHisTag精製した。測定されたTm値は、ネイティブなpMHC対応物と比較して報告されたSCTの予想値内であり、野生型溝(D1およびD6)から開溝(D2およびD7)からチオール化リンカー/溝(D3、D4、D5、D8、D9)までの同じペプチドの安定性が増加する傾向を提供した(図2C)。各ペプチドのSCT熱安定性もまた、H74Lバリアントについて野生型対応物よりも高かった。SCTがいくつかのテンプレートについてのみ発現するいくつかのペプチド(例えば、AIQDLCLAV(配列番号18)またはFLKANLPLL(配列番号11))については、2つの異なるTm値が検出され、そのうちの低い方が不適切にフォールディングされたSCT種を示している可能性がある。
実施例3
腫瘍関連抗原に対するSCT機能アッセイ
SCTコンストラクトの機能性を検証するために、公知のTCRに対して様々な設計にわたってSCT結合効率を評価した。ウィルムス腫瘍1(WT1)ペプチド(RMFNAPYL;配列番号22)について、この一連の6つのSCT(D1、D2、およびD7収率は、使用するには低すぎた)の結合を、インビボでの該ペプチドに対する反応性について他のものによって特徴付けられているWT1特異的C4 TCR(図4)に対して評価した。発現WT1 SCTを精製し、C4 TCRを形質導入したJurkat細胞とMART-1特異的F5 TCRを形質導入したJurkat細胞との95/5混合集団に対する結合アッセイに使用した。WT1特異的Jurkat細胞に対するWT1 SCTによる結合の程度の有意差が観察された。H74L SCTバリアント(D6およびD8)は、最も低い性能を示し、野生型H74対応物と比較して、ゲート内でおよそ2倍少ない細胞を捕捉した。WT1のDS-SCTバリアントは、C4 TCR形質導入Jurkat細胞に対する同じアッセイで最良の結合効率を示し、WT1特異的細胞集団の97.3%を捕捉した。同様のアッセイを、F5 TCR形質導入TCR Jurkat細胞の純粋な集団に対するMART-1エピトープについて実施して、同様の結果を得た。その結果、DS-SCTテンプレートを、将来の実験におけるペプチドライブラリのために使用した。
腫瘍関連抗原に対するSCT機能アッセイ
SCTコンストラクトの機能性を検証するために、公知のTCRに対して様々な設計にわたってSCT結合効率を評価した。ウィルムス腫瘍1(WT1)ペプチド(RMFNAPYL;配列番号22)について、この一連の6つのSCT(D1、D2、およびD7収率は、使用するには低すぎた)の結合を、インビボでの該ペプチドに対する反応性について他のものによって特徴付けられているWT1特異的C4 TCR(図4)に対して評価した。発現WT1 SCTを精製し、C4 TCRを形質導入したJurkat細胞とMART-1特異的F5 TCRを形質導入したJurkat細胞との95/5混合集団に対する結合アッセイに使用した。WT1特異的Jurkat細胞に対するWT1 SCTによる結合の程度の有意差が観察された。H74L SCTバリアント(D6およびD8)は、最も低い性能を示し、野生型H74対応物と比較して、ゲート内でおよそ2倍少ない細胞を捕捉した。WT1のDS-SCTバリアントは、C4 TCR形質導入Jurkat細胞に対する同じアッセイで最良の結合効率を示し、WT1特異的細胞集団の97.3%を捕捉した。同様のアッセイを、F5 TCR形質導入TCR Jurkat細胞の純粋な集団に対するMART-1エピトープについて実施して、同様の結果を得た。その結果、DS-SCTテンプレートを、将来の実験におけるペプチドライブラリのために使用した。
実施例4
ウイルス抗原に対するSCT機能アッセイ
感染症における使用事例に向けてプラットフォームを拡張するために、一般的なウイルスエピトープを標的とする小さなSCTライブラリを発現させた。文献に一般的に報告されている合計66個のA*02:01またはA*24:02ウイルスエピトープに対するプラスミドテンプレートを構築した(表2および3)。以前のライブラリと同様に、すべてのプラスミドはペプチド依存性SCT発現を示した(図5)。SCTをタンパク質発現によってランク付けし、2つのHLA型の各々からの一般的なウイルス株(CMV、EBV、インフルエンザ、およびロタウイルス)に由来し、最も高いSCT発現をもたらす10個のエピトープを、抗原特異的特異的T細胞の同定における更なる使用のために選択した。HLA一致健常ドナーから得たPBMCを、これらのエピトープを含有する対応するペプチドプールでおよそ1ヶ月にわたって毎週再刺激して、ペプチド特異的クローン型の増殖を誘導した。各ドナーについて、同じPBMC由来の10株の細胞をこれらの条件下で刺激した。ペプチドで刺激され、増殖したT細胞株を、SCT四量体で選別し、ほとんどのペプチドについて、刺激されていない対応物と比較して、有意に多い量の四量体結合集団を示した。これは、SCTが、ネイティブな表面結合MHC複合体に結合した同じエピトープを認識する同族TCRを捕捉できることを実証している。
ウイルス抗原に対するSCT機能アッセイ
感染症における使用事例に向けてプラットフォームを拡張するために、一般的なウイルスエピトープを標的とする小さなSCTライブラリを発現させた。文献に一般的に報告されている合計66個のA*02:01またはA*24:02ウイルスエピトープに対するプラスミドテンプレートを構築した(表2および3)。以前のライブラリと同様に、すべてのプラスミドはペプチド依存性SCT発現を示した(図5)。SCTをタンパク質発現によってランク付けし、2つのHLA型の各々からの一般的なウイルス株(CMV、EBV、インフルエンザ、およびロタウイルス)に由来し、最も高いSCT発現をもたらす10個のエピトープを、抗原特異的特異的T細胞の同定における更なる使用のために選択した。HLA一致健常ドナーから得たPBMCを、これらのエピトープを含有する対応するペプチドプールでおよそ1ヶ月にわたって毎週再刺激して、ペプチド特異的クローン型の増殖を誘導した。各ドナーについて、同じPBMC由来の10株の細胞をこれらの条件下で刺激した。ペプチドで刺激され、増殖したT細胞株を、SCT四量体で選別し、ほとんどのペプチドについて、刺激されていない対応物と比較して、有意に多い量の四量体結合集団を示した。これは、SCTが、ネイティブな表面結合MHC複合体に結合した同じエピトープを認識する同族TCRを捕捉できることを実証している。
SCTの機能的能力をさらに評価するために、SCTデキストラマーによって捕捉されたTCRα鎖およびβ鎖由来のCDR3領域の配列を照会した。健常A*02:01ドナーは、ヒトサイトメガロウイルス(CMV)pp65タンパク質に由来するペプチドNLVPMVATV(配列番号44)に対して陽性反応性を有すると同定された。このSCT要素およびそのフォールディングされたpMHC対応物を使用して、ドナーPBMC(図6)からCMV特異的T細胞を選別した。選別された集団の10倍の単一細胞シーケンシングにより、2つの試薬によって捕捉された抗原特異的クローンの同様の分布が明らかになった。表4に見られるように、公開データベース(VDJdb)に対するCDR3αおよびCDR3β鎖のレーベンシュタイン距離(LD)は低く、検出されたCMV特異的TCR鎖と以前に報告されたものとの間の高い類似性を示している。2対のクローン(図6の赤色および薄オレンジ色のウェッジ)は、文献の結果と正確に一致するCDR3α鎖を含んでいた(LD=0)。更なるクローン(図6の薄緑色のウェッジ)は、両方の鎖がCMV特異的であると報告されているα/β対を含み、10倍高い頻度でSCTによって捕捉された。これらの結果は、SCT四量体が、フォールディングされたpMHCのゴールドスタンダードと少なくとも同様のフローサイトメトリー性能を有することを示している。
実施例5
SARS-CoV-2に対する抗原特異的T細胞の計数
この実施例は、2020年5月8日にChourら、medRxiv,doi.org/10.1101/2020.05.04.20085779として(修正された形式で)以前に公開されており、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
SARS-CoV-2に対する抗原特異的T細胞の計数
この実施例は、2020年5月8日にChourら、medRxiv,doi.org/10.1101/2020.05.04.20085779として(修正された形式で)以前に公開されており、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
方法
pMHCは、候補SARS-CoV-2由来スパイクタンパク質またはNsp3エピトープ、MHCのβ-2ミクログロブリンサブユニット、およびMHCのヒト白血球抗原(HLA)サブユニットを含むプラスミドにコードされた単鎖三量体の形態で設計された。最適化されたプラットフォームを利用して、スパイクタンパク質に対して約118個、Nsp3に対して75個の生存SCTコンストラクトを発現させた。88個のスパイクSCTおよび75個のNsp3 SCTを四量体としてナノ粒子核酸細胞選別(NP-NACS)システムに組み込み、高アビディティーTCR捕捉剤を生成した。最後に、NP-NACSを、目的の3つのHLA対立遺伝子をカバーする8名のCOVID-19参加者、ならびに4つのHLA適合健常ドナーPBMCサンプルの採血から得られた抗原特異的T細胞の同定および分析に適用した。
pMHCは、候補SARS-CoV-2由来スパイクタンパク質またはNsp3エピトープ、MHCのβ-2ミクログロブリンサブユニット、およびMHCのヒト白血球抗原(HLA)サブユニットを含むプラスミドにコードされた単鎖三量体の形態で設計された。最適化されたプラットフォームを利用して、スパイクタンパク質に対して約118個、Nsp3に対して75個の生存SCTコンストラクトを発現させた。88個のスパイクSCTおよび75個のNsp3 SCTを四量体としてナノ粒子核酸細胞選別(NP-NACS)システムに組み込み、高アビディティーTCR捕捉剤を生成した。最後に、NP-NACSを、目的の3つのHLA対立遺伝子をカバーする8名のCOVID-19参加者、ならびに4つのHLA適合健常ドナーPBMCサンプルの採血から得られた抗原特異的T細胞の同定および分析に適用した。
サンプル採取:すべてのヒトサンプル(血液)を、COVID-19参加者を試験するためのSwedish InstituteのINCOV試験の一環として、研究機関の承認および参加者の書面によるインフォームドコンセントの後に得た。末梢血単核細胞(PBMC)を単離し、凍結保存した。それらは、3つの時点までの参加者から採取された:T1(診断)、T2(診断後4~5日)、およびT3(回復期)。186個のユニークな参加者サンプルをHLAハプロタイピング(Cisco Genetics)のために提出した。すべてのサンプルの中で、本発明者らは、A*02:01、A*24:02、およびB*07:02対立遺伝子が最も一般的であると同定し、したがって、SCTコンストラクトを使用した更なる分析のために、これらの対立遺伝子を有する参加者についてフィルタリングした。
SCTプラスミド構築およびタンパク質発現:SARS-CoV-2 SCTライブラリを構築するために、同定されたペプチドをテンプレートSCTプラスミドへの挿入のためのプライマーにコード化した(実施例1で考察)。その後、ペプチド置換SCTプラスミドライブラリをExpi293細胞に約4日間トランスフェクトした。分泌されたSCTタンパク質を上清から回収し、ビオチン化し、HisTagカラムによって精製した。
SCT多量体アッセイ:SCT単量体ライブラリをビオチン化し、種々の下流アッセイのための標準的な四量体足場に組み込むことができる。次いで、SCT四量体を磁性ナノ粒子の表面上に集合させて、血球計算蛍光顕微鏡アッセイのためのpMHC-ナノ粒子(pNP)ライブラリを形成することができる。さらに、これらのSCTは、10倍単一細胞シーケンシング実験で使用するためのデキストラマーを形成するためにImmudex Klickmer試薬とともに使用することができる。pNPライブラリは、すべての分析が溶液中で行われるので、エアロゾル化されたCOVID-19患者の生体サンプルからのリスクを回避するという点で有利である。NP-NACSシステムを使用する以前の研究は、このプラットフォームの感度の向上を強調しており、PBMCから直接抽出された非増殖CD8+T細胞でのその使用を可能にする。しかしながら、捕捉された細胞からのTCR配列の計数は困難であり、単一細胞シーケンシングを可能にするために更なるマイクロ流体適合を必要とする。NP-NACSと比較して、SCT四量体を使用するフローサイトメトリーアッセイはスループットが高く、バルクシーケンシングアッセイと組み合わせて抗原特異的TCR配列を同定することができるが、四量体による特異的結合の程度は、顕微鏡レベルで四量体染色を視覚化することができないため、解決がより困難である。デキストラマー/10倍アッセイは、フローサイトメトリーのための四量体と同様の様式で利用され、TCR配列の抗原対合を可能にするが、他のアプローチと比較して、比較的高価であり、スループットが低く、1回のランで最大10,000個の細胞の分析しか可能でない。配列決定されたTCRが抗原特異的T細胞に由来するという信頼性を最大化するために、後者の2つのアッセイは、SCT捕捉またはペプチド刺激のいずれかの後に増殖させたCD8+T細胞を用いて行った。
システイン修飾ストレプトアビジン-DNA(SAC-DNA)コンジュゲートの作製:以下のようにしてSAC-DNAコンジュゲートを作製した。簡潔には、SAC遺伝子(Addgene)を含有するpTSA-CプラスミドからSACを最初に発現させた。DNAへのコンジュゲーションの前に、SAC(1mg/ml)を、Zeba脱塩カラム(Pierce)を使用して、トリス(2-カルボキシエチル)ホスフィン塩酸塩(TCEP、5mM)を含有するPBSに緩衝液交換した。次いで、DMF中3-N-マレイミド-6-ヒドラジニウムピリジン塩酸塩(MHPH、100mM、Solulink)を300:1のモル過剰でSACに添加した。一方、DMF中の4-ホルミル安息香酸スクシンイミジル(SFB、100mM、Solulink)を、5’-アミン修飾ssDNA(500μM)に40:1のモル比で添加した。室温(RT)で4時間反応させた後、MHPH標識SACとSFB標識DNAとをクエン酸緩衝液(50mMクエン酸ナトリウム、150mM NaCl、pH6.0)に緩衝液交換し、DNA:SAC=20:1の割合で混合し、RTで一晩反応させた。SAC-DNAコンジュゲートを、Superdex 200ゲル濾過カラム(GE health)を使用して精製し、10K MWCO超遠心フィルタ(Millipore)で濃縮した。
COVID SCT pNPライブラリの構築:ストレプトアビジン被覆NP(半径500nm、Invitrogen Dynabeads MyOne T1)を、ビオチン化核酸結合のための製造業者の推奨プロトコルに従って調製した。これらのNPをバーコード化ビオチン-ssDNA(100μM)と1:20の体積比で混合してNP-DNAを得た。過剰なDNAを、NPを3回洗浄することによって除去した。並行して、SCTモノマーライブラリを4:1の比でSACDNAに添加して、SCT四量体-DNAを形成した。蛍光pNPを生成するために、等モル量(DNA比に関して)のNP-DNAおよびpMHC四量体-DNAを、AlexaFluor 750、AlexaFluor 488またはCy5に結合した0.25μlの100μM ssDNA(IDT-DNA)とともに37℃で20分間ハイブリダイズさせ、緩衝液(0.1%BSA、2mM MgCl2 PBS)で1回洗浄した。3つの色素の使用は、分析ごとに最大3つのユニークな抗原pNPの多重化を可能にする。典型的には、100,000個未満の細胞の各NPバーコード化NACS分析は、ライブラリ要素当たり2.5μLのストックNP(合計2820万粒子)を使用する。
PBMC懸濁液からのCD8+T細胞の調製および単離:PBMCを解凍し、10%FBSおよびIL2(100U/mL)を添加したRPMI1640培地中でインキュベートして、37℃、5%CO2で一晩回収した。回収された細胞生存率は、すべてのサンプルについて>95%で測定された。CD8+T細胞単離キット(Miltenyi Biotec、ドイツ国ベルギッシュグラートバハ)を使用して、CD8+T細胞集団をネガティブ選択した。簡潔には、回収した細胞を、PBMC中のCD8-細胞を捕捉するビオチン化抗体カクテル、続いてストレプトアビジン被覆マイクロビーズとともにインキュベートした。触れていないCD8+T細胞を、LSカラムを使用して15mLファルコンチューブで分離した。次いで、CD8+T細胞を含むチューブを500gで5分間遠心分離し、ペレットをPBS緩衝液に再懸濁した。多重細胞標識のために、CD8+T細胞を、Calcein Blue、AM(Thermo Fisher Scientific)またはCellTracker(商標)Orange CMRA Dye(Thermo Fisher Scientific)により、それぞれ4μMおよび400nMの濃度で個々に染色した。5%CO2下、37℃で10分間インキュベートした後、細胞をPBSで2回洗浄し、細胞懸濁緩衝液(PBS中0.1%BSA、2mM MgCl2)に再懸濁した。
NP-NACSによる抗原特異的CD8+T細胞の同定:pNPライブラリを3つのpNPの群に合わせ、3つのバーコード色素のうちの1つで染色した群の各pNP要素を用いた。各pNP群から、7.5μlを染色CD8+T細胞の各アリコートとともに室温で30分間インキュベートした。抗原特異的細胞を磁気プルダウンによって濃縮し、6μlの0.1%BSA 2mM MgCl2 PBS緩衝液に再懸濁した。次いで、捕捉した細胞を4チップ使い捨て血球計(Bulldog-Bio)にロードした。血球計チップ内の全領域を撮像して、総プルダウン細胞数を得た。非特異的結合事象の検出および排除を含む抗原特異的T細胞の同定を、cellSens OlympusソフトウェアおよびRプログラミング言語を用いて行った。
四量体結合フローアッセイ:フローアッセイのための四量体フォーマットのSCTの使用については、実施例1を参照されたい。10倍用のデキストラマーフォーマットのSCTの使用も同様のプロトコルに従い、ストレプトアビジンをImmudexデキストラマー/Klickmer試薬で置き換え、染色および洗浄のための下流プロトコルは同一であった。10倍単一細胞サンプル提出のために、製造業者の推奨およびプロトコルを利用した。
結果
SARS-CoV-2に対する抗原特異的CD8+T細胞応答を広く調査するために、診断(T1)から診断後4~5日(T2)~回復期(T3)までの3つの時点にわたって、入院COVID参加者のPBMCサンプルを採血から収集した。SARS-CoV-2構造タンパク質のペプチドプールによる刺激に基づくELISpotアッセイは、2つのCOVID参加者PBMCサンプルからのIFN-γ産生の有意な増加を健常ドナー対照に対して示した(図7)。INCOV参加者の中では、IFN-シグネチャーの増加が主にT2で検出され、SARS-CoV-2に対するエピトープ特異的応答が感染後に経時的に発症したことが示された。
SARS-CoV-2に対する抗原特異的CD8+T細胞応答を広く調査するために、診断(T1)から診断後4~5日(T2)~回復期(T3)までの3つの時点にわたって、入院COVID参加者のPBMCサンプルを採血から収集した。SARS-CoV-2構造タンパク質のペプチドプールによる刺激に基づくELISpotアッセイは、2つのCOVID参加者PBMCサンプルからのIFN-γ産生の有意な増加を健常ドナー対照に対して示した(図7)。INCOV参加者の中では、IFN-シグネチャーの増加が主にT2で検出され、SARS-CoV-2に対するエピトープ特異的応答が感染後に経時的に発症したことが示された。
最近の報告では、入院しているCOVID患者のSARS-CoV-2特異的T細胞レパートリーが、疲弊した表現型の大部分と、疾患重症度と相関する全体的に低いCD8+T細胞数とからなることが示されている。潜在的に希少なものまたは枯渇したものを含む、SARS-CoV-2特異的CD8+T細胞のエピトープランドスケープを列挙するために、PBMCを、刺激/拡大に基づく方法に頼るのではなく、直接プローブした。このアプローチは、検出されたエピトープの分布をゆがめる可能性がある、拡大不可能な表現型を有する抗原特異的T細胞に対する潜在的なバイアスを防止する。増殖ステップが存在しないことを説明するために、磁性粒子上に数千の四量体を付着させるNP-NACSプラットフォームを使用して捕捉感度を最大化し、0.001%という低い周波数でクローンCD8+T細胞の高感度の磁気単離および検出を可能にした。未増殖CD8+T細胞の中で可能な限り多くの抗原特異性を捕捉するために、SCTプラットフォームを使用して捕捉幅を広げ、数百のpMHCを作製した。目的のタンパク質由来の9~11量体のペプチド配列を、NetMHC4.0結合予測アルゴリズムに登録した。スパイクタンパク質については、500nMまたはより強い結合親和性を有する、HLA-A*02:01、B*07:02およびA*24:02対立遺伝子についてそれぞれ96、33および51のペプチドを同定した(図示せず)。
このフィルタリングされたペプチドリストを使用して、SCTプラットフォームを使用してpMHCコード化プラスミドを開発した。スパイクタンパク質ドメインマップに沿ったエピトープに対するSCTタンパク質発現の分布は、各ハプロタイプに固有であった。A*02:01SCTは、TM(弱い発現)を除くすべてのドメインにわたってエピトープについて比較的不均一なレベルの発現を示した(図8A~図8D)。B*07:02 SCT発現は、NTD、S1/S2切断部位およびS2サブユニットの一部に対する優先性を示したが、高度に発現したA*24:02 SCTは、NTD、RBDおよびTM領域の周りに集中しているようであった。これらの分布は、SCT産生前のフィルタリングステップとしてのNetMHC4.0の使用に起因する人工的な選択バイアスによって部分的にゆがんでいる。したがって、これらのSCTのある程度の表現は、アルゴリズムの予測強度を反映したものである。さらに、結果は、HLA対立遺伝子にわたって存在する生物学的差異の解釈とみなすことができる。各HLAの結合内の親水性/疎水性の優先性の差は、スパイクドメインに見られる特定のペプチドモチーフについての各pMHCコンストラクトの安定性を偏らせる。
SCT多量体は、健常ドナーおよびCOVID-19ドナーからの抗原特異的T細胞を同定することができる:3つのライブラリの各々からの最も高発現のSCTをNP-NACS試薬として利用して、ハプロタイプ当たり2名の参加者および少なくとも1名の健常対照からのCOVID PBMC中の抗原特異的T細胞を同定した(図9)。各HLAハプロタイプについて、NP NACSアッセイは、サンプルの疾患状態にかかわらず、ライブラリごとにエピトープの共有サブセットに対して抗原特異的T細胞を同定することができた。しかしながら、COVID参加者は、健常対照と比較して、各上位エピトープに対して有意に高い頻度の抗原特異的T細胞を含んでいた。これらの共有免疫優性エピトープは、COVID参加者のサンプル採取の両方の時点で検出され、各々の相対頻度の変動があり、おそらく免疫応答全体にわたる各エピトープに対するクローン型拡張の変動を示している。これらの知見は、免疫優性エピトープが、健常な対照の間でさえ、同じHLAハプロタイプの個体の間に存在すること、および検出の程度が疾患状態の経過を通して進化することを示唆している。
抗原特異的T細胞はNP-NACSによって検出されたが、これらの細胞がそれらのエピトープによって誘導されて実際の免疫応答を起こすことができるのかについては疑問が残った。A*02:01アッセイまたはB*07:02アッセイのいずれかから検出されたエピトープを含む5つのペプチドを合成し、HLA適合PBMCを刺激するためにELISpotアッセイで使用した。A*02:01アッセイ(図10A)では、疾患および健常なPBMCの両方において、ペプチドへの曝露時にIFN-γ分泌が上方制御された。しかし、ペプチドごとにIFN-γのアップレギュレーションの程度にばらつきがあった。RLDKVEAEV(配列番号113)は、INCOV PBMCにおいて最も強い応答を誘導したが、健常なPBMCについては、KLPDDFTGCV(配列番号114)は、INCOVサンプルで見られる他のペプチド応答と比較した場合、最も強い応答を、より大きな程度まで誘導した。KLPDDFTGCV(配列番号114)SCTがNP-NACSにおいて最も高い頻度の細胞を捕捉したが、INCOVサンプルにおいて有意に低下したIFN-g応答をもたらした一方で、健常ドナーは反対の結果をもたらしたという事実は、このペプチドがおそらく免疫原性であるが、疾患状態においてT細胞疲弊を引き起こし得ることを示している。別のペプチドのセット(図10B)を使用して、B*07:02 PBMCについて同様のアッセイを行った。ここで、健常B*07:02ドナーPBMCは、いかなるペプチドによる刺激にも応答しなかったが、INCOV PBMCは、ペプチド刺激のみでIFN-γを分泌した。しかしながら、KLPDDFTGCV(配列番号114)は、A*02:01HLA対立遺伝子のみに対する予測されたバインダーであったので、これらのPBMCに対するIFN-γ分泌を誘導すると予想されなかった。INCOV-004サンプルのより深いHLA分析により、この参加者もA*02:01に対して陽性であることが明らかになったので、このペプチドによる活性化が予想された。しかしながら、INCOV-006は、A*02:01ハプロタイプを保有しなかった。KLPDDFTGCV(配列番号114)ペプチドは、この参加者の他のHLA対立遺伝子によって提示され得ることであり得る。
他のウイルス研究で報告されているように、非構造タンパク質はCD8+T細胞活性化に優先的である傾向がある。この知見は、SARS-CoV-2の文脈に適用可能であれば、標的ワクチン開発に非常に有益であろう。そのような目的のドメインの1つであるNsp3は、パパイン様プロテアーゼ(PLpro)をコードし、これは、感染サイクルの初期段階で重要な役割を果たすことが他のコロナウイルス株において同定されており、感染および構造ウイルス要素の構築を担う他の非構造要素を処理する。したがって、Nsp3は、スパイクタンパク質などの構造要素よりもはるかに早く発現される。したがって、Nsp3エピトープはまた、構造タンパク質に由来するエピトープよりも早く免疫系によって調査される可能性がある。191個のNsp3ペプチドにコードされたHLA-A*02:01SCTプラスミドを作製し、それらのおよそ100個をビオチン化および四量体化に十分な程度まで発現させ、上位75個の発現されたSCTをNP-NACSにおいて利用して、2名のCOVID参加者および2名の健常対照において抗原特異的T細胞を同定した(図11)。ここでも、健常なPBMCとCOVID PBMCとの両方が、同じエピトープに対する反応性を示した。しかしながら、PLproエピトープについての相対カウントは、スパイクエピトープについての相対カウントよりもはるかに高かった。驚くべきことに、いくつかのエピトープについて、健常なPBMCは、ちょうど高い応答を与えた。この知見は、類似のエピトープを有するコロナウイルス株に以前から曝露されていたことを暗示している可能性がある。
SCTは、SARS-CoV-2特異的な高スループット発見を可能にする
TCR配列:NP-NACSプラットフォームは、初代CD8+T細胞からの免疫原性抗原の迅速な同定を可能にしたが、TCR配列は更なる機能的検証に必要であった。NP-NACSナノ粒子骨格によって付与される更なる結合活性がなければ、四量体/デキストラマー結合アッセイは、ある程度のユニークな非特異的結合を有すると予想される。これは、初代CD8+T細胞を用いて作業する場合、それらの頻度が低く、一般に細胞の質が低いため、抗原特異性の同定を困難にするであろう。したがって、各患者のSCT四量体プールを使用して、細胞を最初に初代CD8+T細胞について選別した(四量体プールは、参加者のHLAハプロタイプと一致する合成されたすべてのSARS-CoV-2 SCTからなっていた)。次いで、選別された各集団を約2週間増殖させて、量および生存率を改善した。その後、細胞を、それぞれのライブラリ内の個々のSCT四量体によって選別し、TCRクローン型の選別された各集団を標的抗原と会合させることができるようにした。サンプルのNGSバルクシーケンシングにより、ほとんどの患者にわたってスパイク抗原およびPLpro抗原のサブセットに対する抗原特異的集団が明らかにされた(図12)。検出可能なT細胞集団を有する21個のユニークなペプチドのうち、8つが複数の患者にわたって見出された。患者サンプルのうちの2つは、おそらく、プールされた四量体選別ステップ中に低計数の四量体結合細胞を採取した後の非特異的T細胞の生存率の低下または偏った増殖のために、増殖プロセス後にバルクシーケンシングによって捕捉された細胞を有していなかった。
TCR配列:NP-NACSプラットフォームは、初代CD8+T細胞からの免疫原性抗原の迅速な同定を可能にしたが、TCR配列は更なる機能的検証に必要であった。NP-NACSナノ粒子骨格によって付与される更なる結合活性がなければ、四量体/デキストラマー結合アッセイは、ある程度のユニークな非特異的結合を有すると予想される。これは、初代CD8+T細胞を用いて作業する場合、それらの頻度が低く、一般に細胞の質が低いため、抗原特異性の同定を困難にするであろう。したがって、各患者のSCT四量体プールを使用して、細胞を最初に初代CD8+T細胞について選別した(四量体プールは、参加者のHLAハプロタイプと一致する合成されたすべてのSARS-CoV-2 SCTからなっていた)。次いで、選別された各集団を約2週間増殖させて、量および生存率を改善した。その後、細胞を、それぞれのライブラリ内の個々のSCT四量体によって選別し、TCRクローン型の選別された各集団を標的抗原と会合させることができるようにした。サンプルのNGSバルクシーケンシングにより、ほとんどの患者にわたってスパイク抗原およびPLpro抗原のサブセットに対する抗原特異的集団が明らかにされた(図12)。検出可能なT細胞集団を有する21個のユニークなペプチドのうち、8つが複数の患者にわたって見出された。患者サンプルのうちの2つは、おそらく、プールされた四量体選別ステップ中に低計数の四量体結合細胞を採取した後の非特異的T細胞の生存率の低下または偏った増殖のために、増殖プロセス後にバルクシーケンシングによって捕捉された細胞を有していなかった。
バルクシーケンシングアプローチを補完するために、拡大されたT細胞集団に対する単一細胞シーケンシングを行って、見逃された可能性がある任意の一般的なクローン型を同定した。増殖させた細胞をDNAハッシュタグで染色して、患者の身元をコード化した。次いで、各々が抗原コードDNAバーコードを含有する指定された組のSCTデキストラマーで染色した。過剰なデキストラマーを洗浄した後、複数の患者からの染色されたT細胞を一緒に組み合わせ、10倍単一細胞シーケンシングにかけた。SCT捕捉の質を評価するために、デキストラマー結合頻度および不均一性を定量化した。10倍データを最初に選別して、クローン型当たりの優勢なデキストラマーに対して検出された24~959個の抗原特異的細胞の頻度範囲を包含する、最も高い頻度の均質なデキストラマー結合(細胞当たり1つのユニークなデキストラマーバーコードからのみのシグナル)を有する上位20個のクローン型を同定した(図13および表5)。これらの20個のクローン型のデキストラマーIDを、A*02:01およびB*07:02にわたる6つのユニークなエピトープに対する特異性を明らかにするためにそれらの関連するSCT同一性まで遡った。6つのエピトープのうち5つはスパイクタンパク質に由来し、1つはPLproに由来した。各クローン型について、不均一に結合したデキストラマーを有する細胞(非特異的)は、均一に結合した細胞のものと同じSCTに由来する支配的なデキストラマーシグナルを示したが(図示せず)、このシグナルは総デキストラマーシグナルの有意に小さい割合を含んでいた。これは、拡大ステップとそれに続くデキストラマーシグナルフィルタリングが、非特異的なデキストラマー結合によって引き起こされるバックグラウンドノイズの良好な低減を可能にすることを示している。単一細胞からの捕捉されたTCRデータとバルクシーケンシングとの比較により、6つのTCRクローン型の重複が明らかになった。四量体フォーマット(バルクシーケンシング)またはデキストラマーフォーマット(10倍単一細胞)のいずれであっても、これらの6つのクローン型のうちの5つから同定されたSCT特異性は一致していた。
同定されたTCRはSARS-CoV-2に対して機能的に応答性である
ペプチド:TCRを機能的に検証するために、バルクおよび10倍単一細胞法からの配列決定結果を有病率によって選別し、CRISPR/Cas9形質導入による初代CD8+T細胞へのクローニングのために86個のユニークなSARS-CoV-2特異的TCRを選択した。ペプチド特異性について最も一般的なクローン型を完全にスキャンするために、選択されたTCRクローン型のいくつかは、二重TCR受容体が検出された細胞についてa/b対の異なる組み合わせからなる(例えば、TCR087および092は同じTCRβ鎖を共有する)。形質導入されたT細胞を、対応する抗原特異性のSCT四量体で選別し、少なくとも2週間増殖させて細胞株を作製した。86個のTCR配列のうち、少なくとも13個は、増殖後にSCT四量体に特異的に結合することができた(図14)。他のT細胞株による強力な四量体結合の欠如は、以下の原因によって説明することができた:1)二重TCRを有する細胞に由来する非産生TCR対;2)10倍またはバルク法によるPBMCからのT細胞の初期選別からのバックグラウンド細胞の採取;3)非産生T細胞の偏った増殖。10倍由来TCR配列のより大きな割合は、単一細胞シーケンシングアプローチの精度が向上したため、バルク由来TCR配列と比較して生産的であった。
ペプチド:TCRを機能的に検証するために、バルクおよび10倍単一細胞法からの配列決定結果を有病率によって選別し、CRISPR/Cas9形質導入による初代CD8+T細胞へのクローニングのために86個のユニークなSARS-CoV-2特異的TCRを選択した。ペプチド特異性について最も一般的なクローン型を完全にスキャンするために、選択されたTCRクローン型のいくつかは、二重TCR受容体が検出された細胞についてa/b対の異なる組み合わせからなる(例えば、TCR087および092は同じTCRβ鎖を共有する)。形質導入されたT細胞を、対応する抗原特異性のSCT四量体で選別し、少なくとも2週間増殖させて細胞株を作製した。86個のTCR配列のうち、少なくとも13個は、増殖後にSCT四量体に特異的に結合することができた(図14)。他のT細胞株による強力な四量体結合の欠如は、以下の原因によって説明することができた:1)二重TCRを有する細胞に由来する非産生TCR対;2)10倍またはバルク法によるPBMCからのT細胞の初期選別からのバックグラウンド細胞の採取;3)非産生T細胞の偏った増殖。10倍由来TCR配列のより大きな割合は、単一細胞シーケンシングアプローチの精度が向上したため、バルク由来TCR配列と比較して生産的であった。
健常ドナーから得られたTCR001および002の初期機能検証により、ペプチド刺激がCD137発現を誘導し得ることが実証された(図15)。これは、同定されたTCRが実際に生物学的pMHCに結合し、下流活性化シグナルを誘導することができることを示す。さらに、ELISA、ELISpotおよびフローサイトメトリーアッセイは、ペプチド刺激T細胞が、活性化時のCD8+T細胞からの細胞傷害性応答に特徴的なサイトカイン(具体的には、TNF-αは観察されたが、IFN-γは観察されなかった)およびプロテアーゼ(グランザイムB)を放出するように誘導され得ることを実証した(図15)。
実施例6
CD8阻害突然変異がSCT機能に及ぼす影響
pMHCとのCD8相互作用を遮断することが以前に報告されている2つの突然変異(D227KおよびD227K+T2238A)をSCTプラットフォームに導入して、WT1ペプチドをロードしたA*02:01SCTバリアントの小さなライブラリを作製した(RMFPNAPYL;配列番号1)。WT1 SCTは、特定のテンプレート変異(図2Bおよび図16A)についてのみ発現することができた。その後、発現に成功したプラスミドテンプレートを、すべてのテンプレートにわたってD227KまたはD227K+T228Aのいずれかを一緒に導入するように突然変異させた。3つのCD8相互作用バリアント(野生型(HLA変異なし)、D227KまたはD227K+T228A)にわたる7つのコアテンプレートを含むこのライブラリの標準的なトランスフェクションを4日間にわたって実施し、SDS-PAGEを実施して収率を特徴付けた(図16A)。WT1特異的A*02:01拘束性TCR(CD4ba)をCD8+細胞株またはCD4+細胞株のいずれかに形質導入して、CD8補助受容体と相互作用するそれらの能力に対する様々なHLA突然変異の影響を評価した。
CD8阻害突然変異がSCT機能に及ぼす影響
pMHCとのCD8相互作用を遮断することが以前に報告されている2つの突然変異(D227KおよびD227K+T2238A)をSCTプラットフォームに導入して、WT1ペプチドをロードしたA*02:01SCTバリアントの小さなライブラリを作製した(RMFPNAPYL;配列番号1)。WT1 SCTは、特定のテンプレート変異(図2Bおよび図16A)についてのみ発現することができた。その後、発現に成功したプラスミドテンプレートを、すべてのテンプレートにわたってD227KまたはD227K+T228Aのいずれかを一緒に導入するように突然変異させた。3つのCD8相互作用バリアント(野生型(HLA変異なし)、D227KまたはD227K+T228A)にわたる7つのコアテンプレートを含むこのライブラリの標準的なトランスフェクションを4日間にわたって実施し、SDS-PAGEを実施して収率を特徴付けた(図16A)。WT1特異的A*02:01拘束性TCR(CD4ba)をCD8+細胞株またはCD4+細胞株のいずれかに形質導入して、CD8補助受容体と相互作用するそれらの能力に対する様々なHLA突然変異の影響を評価した。
これらのSCTのトランスフェクションは、各HLA突然変異型にわたってテンプレート依存性収率をもたらした。システイン修飾L1リンカーを含有せず、D9に見られるポケット安定化ジチオール突然変異も有しないテンプレートD6およびD7は、他のテンプレートと比較して一貫して低い収率を与えた。非還元性のSDS-PAGE環境では、SCTの二重バンドパターンが観察された。このパターンはシステインリンカーを実装したテンプレートでのみ観察されたため、これは二重バンド化の原因であると考えられるが、機能に影響を与えることは予想されない(図16Bの左上のプロットを参照されたい)。
TCRを形質導入された細胞株に対する四量体結合アッセイは、各HLAバリアントについて特徴的な結合パターンを示した。野生型SCTは、TCRを形質導入されたCD8+T細胞を染色するために使用された場合、同族TCRへの結合の成功度合いが様々であった(図16Bおよび図4)。この野生型サブセットの中で、D3およびD9テンプレートは著しく高い結合効率を示し、全細胞の少なくとも90%を捕捉した。D227KまたはD227K_T228A突然変異のいずれかが導入されると、依然としてある程度の結合能力を示したD227K_T228A D9バリアントを除いて、すべてのSCTバリアントにわたるTCR結合の本質的に完全な消失が起こった(図16B、左中および左下のプロット)。
TCRを形質導入されたCD4+T細胞も試験して、これらのT細胞上にCD8が存在しない場合でも、いずれかのSCTバリアントによる結合をもたらし得るかどうかを調べた。図16Bの上段のプロットに見られるように、野生型SCTは、CD8+T細胞に対する結合と比較して、CD4+T細胞に対する結合の劇的な減少を示し、これらのSCTバリアントのほとんどが、pMHC-TCR親和性を促進するためにCD8補助受容体に依存していたことを示している。CD8阻害変異を含むすべてのSCTバリアントについて、CD8+またはCD4+T細胞に対する結合効率は実質的に変化しなかった。
すべての細胞株およびHLA突然変異にわたって、D9 SCTテンプレートは、103MFI閾値を超えるシグナル保持に関して最良のバインダーであるようであった。実際、CD8相互作用が(CD8阻害性突然変異の導入またはCD4によるCD8の置換のいずれかによって)除去されるすべての場合にわたって見られるように、D9四量体は、ノイズを超えていくらかのシグナルを依然として生成することができた。他のペプチドおよび他のHLAのためのD9 SCTは非特異的に結合しない(図示せず)。したがって、これらの結果は、TCRに対する親和性を高めるためのエピトープ提示に関して、D9テンプレートが他の設計と比較して改善され得ることを示すと解釈される。
別のHLA突然変異A245Vは、TCR活性化中にpMHCとのCD8相互作用を減少させることが以前に実証されている。この突然変異は、非特異的T細胞の結合からバックグラウンドノイズを有意に減少させるその能力を示す、SCTのプライベートネオアンチゲンコード化ライブラリに対して実施された。メラノーマ患者のA*03:01拘束性ペプチドについて、A245V突然変異を有するA*03:01SCT(D3テンプレート)を作製した。このライブラリの発現結果(データは示さず)は、その野生型(A245V突然変異なし)バリアントに対するペプチドにコードされたSCT当たりの発現タンパク質バンド強度に関して一致し、変異がトランスフェクト細胞のタンパク質発現能力に有意な影響を及ぼさなかったことを示した。続いて、ビオチン化精製SCTを、抗原特異的T細胞を検出するためにメラノーマ患者由来のPBMCサンプルに対して使用するために四量体化した。四量体を3つの群で利用して、フロー実験ごとに3つの抗原特異性を評価し、1つの抗原特異性をストレプトアビジン-PEで四量体化し、他の2つの特異性をストレプトアビジン-APCで四量体化した。この様式では、二重陽性蛍光シグナルの検出は、SCT四量体の非特異的交差結合を示すであろう。APCではなく有意なPEシグナルを示す細胞は、真に特異的なT細胞である。
A245V突然変異を使用せずに3つのSCTのセットに対してこの実験を行った場合(図17A)、有意な交差結合が観察され、四量体結合集団をフロープロット上の対角線で強くゆがんだ。
しかしながら、同じ抗原特異性のSCTに対してA245V突然変異を実施した場合、この交差結合集団は本質的に除去された。さらに、PE特異的シグナル(多角形に結合した領域)に基づくSLHAHGLSYK(配列番号134)特異的T細胞のカウントが増加した。これは、A245V突然変異がなければ、非特異的に結合した細胞が四量体陽性集団を圧倒し、本質的に真の陽性リードが適切に検出されないことを隠すことを示唆する。CD8相互作用を阻害するためにA245V突然変異が挿入されると、真にPE特異的集団の一部(図17Aの左側の楕円結合領域に見出される)は、ペプチド関連PE四量体にのみ結合し、したがってPE特異的結合数を増加させる。
この実験設定をさらに3回繰り返し(図17B)、各場合はストレプトアビジン-PEで四量化された1つのSCTと、ストレプトアビジン-APCで四量化された2つのSCTとのユニークな配置を有した。すべての場合において、野生型SCT対A245V SCTの結合結果を比較すると、2つの主要な観察があった。まず、ほとんどの細胞が103MFI(特異的結合を確立するためのカットオフ閾値)未満を示すように、全体的なシグナル強度が減少した。第2に、A245V SCT四量体染色の場合、103MFIを超えるシグナルを生成した細胞は、一軸にのみ生じる傾向があり、これは、評価された3つのSCT四量体のうちの1つに対してのみ特異性を有し得ることを示している。これは、野生型SCTで観察されるものとは強く対照的であり、ここでも図17Aと同様に、非特異的結合事象が発生して斜めの対角線を生成する傾向が明らかにあった。
A*03:01ネオアンチゲンのためのSCTライブラリ産生設計と同様に、A245V突然変異を含有するA*02:01SCTライブラリ(D8設計)を作製して、様々なA*02:01ウイルスペプチドおよび細菌ペプチドをコードした。これらの要素のうちの4つを選択して、健常A*02:01ドナーサンプルから得られたPBMCに対する四量体結合アッセイに利用し、各アッセイについて、3つのウイルスペプチドSCT要素(ストレプトアビジン-PEで四量体化)のうちの1つを染色前に細菌SCT要素(ストレプトアビジン-APCで四量体化)と混合した。ウイルス性SCTは、実質的にすべてのA*02:01個体において同族TCRを有することが文献で報告されているEBV、CMV、およびインフルエンザウイルスに由来するペプチドをコードするが、細菌性SCTは、この疾患の低い有病率を考慮すると、たいして反応性が予想されなかったM.tuberculosis(結核菌)由来のペプチドをコードする。したがって、前者の要素は染色アッセイにおいて本質的に陽性対照として機能し、後者の要素は陰性対照として機能する。
図18に見られるように、これらのA245V SCTのフローサイトメトリー結果は、A*03:01A245V SCT(図17B)のプロファイルと著しく類似したプロファイルを示し、染色シグナルの大部分は左下象限内に含まれ、対角のゆがみは存在しなかった。これは、野生型SCTと比較して非特異的結合の強い減少を非常に示唆している。さらに、この実験において陽性シグナルを生成する細胞については、3つすべてのアッセイにおいて、これは四量体-PEについてのみ観察され、共通のウイルスエピトープを提示するように設計された四量体によってのみ特異的結合が示された。M.tuberculosis(結核菌)抗原SCT四量体による結合の欠如は、陰性対照結果の予想と一致している。
実施例7
ペプチド長がSCT発現に及ぼす影響
様々なテンプレート(図2)にわたるSCT発現の初期分析中に、驚くべきことに、12量体のYMLペプチドが発現可能であることが見出された。HPV E7タンパク質(YMLDLQPETTDLYC;配列番号5)のペプチド配列を8~14アミノ酸の長さに適合させた。これらのペプチドをコードするプライマーを逆PCR反応で利用して、これらのコドンをA*02:01SCTテンプレートのペプチド領域に挿入した(合計8設計)。プラスミドをExpi293細胞にトランスフェクトし、4日間インキュベートし、SCT発現をSDS-PAGE分析によって測定した。熱シフトアッセイを行うことによって、SCTの熱安定性をさらに評価した。
ペプチド長がSCT発現に及ぼす影響
様々なテンプレート(図2)にわたるSCT発現の初期分析中に、驚くべきことに、12量体のYMLペプチドが発現可能であることが見出された。HPV E7タンパク質(YMLDLQPETTDLYC;配列番号5)のペプチド配列を8~14アミノ酸の長さに適合させた。これらのペプチドをコードするプライマーを逆PCR反応で利用して、これらのコドンをA*02:01SCTテンプレートのペプチド領域に挿入した(合計8設計)。プラスミドをExpi293細胞にトランスフェクトし、4日間インキュベートし、SCT発現をSDS-PAGE分析によって測定した。熱シフトアッセイを行うことによって、SCTの熱安定性をさらに評価した。
YML 8量体を含有するすべてのSCTは、一般に最も弱い発現を生じた(図19)。8量体ペプチドのすべての設計テンプレートにわたる最も高い発現収率は、システインリンカーを含まないテンプレート設計を使用したものであった(D1、D2、D6、D7)。1つの仮説は、システインリンカーが8量体を、安定化および発現に適していないHLAの結合ポケット内の構成にすることである。高収率を有した8量体SCTの中で、D1バリアントはD2よりも高い発現をもたらし、Y84A突然変異が安定化においてわずかに悪化し得ることを示した。これらの2つのテンプレート間の発現差は、H74L突然変異が加えられたときに中程度に減少し(D6対D7)、収率は同等に見える。
9量体~13量体のペプチドを有するSCTは、すべてのテンプレートにわたって一貫した発現レベルを示した。9量体、10量体、11量体のSCTは、D1では他のペプチドよりも相対的に発現が悪かったが、9量体はD2では相対的に悪かった。8量体と同様に、14量体は、システインリンカーテンプレートを使用した場合、発現が著しく低下するようであった。D3、D4、D5、D8について、14量体は、同じテンプレートの9~13量体と比較して著しく低い発現を示した。しかしながら、非システインリンカーテンプレート(D1、D2、D6、D7)の場合、14量体は、同じテンプレートのペプチドと比較して高発現SCTの中にランク付けされた。14量体は、システインリンカーの存在によって拘束され得る。システイン連結の上流のすべてのアミノ酸をC末端ポケットエンクロージャの前方の結合溝に収まるようにすることで、導入された立体障害によりエピトープが溝に安定に結合したままにならない可能性が高くなる。この問題は、ペプチド長が増加するにつれてより明らかになり、他の長さに対する14量体の発現差を説明する。
システインリンカーを有するすべてのテンプレートは、非還元性SDS-PAGEにおいて二重バンドパターンを示した。これは、WT1 SCTを発現するときに以前に観察されたものと同様のテンプレート依存性現象である。
これらのSCTの安定性をさらに評価するために、タンパク質の融解温度を実施した。図20に見られるように、ペプチド系列にわたるTm値は、SCTテンプレートおよびペプチド長に対する依存性を示した。すべてのペプチドにわたって、最も安定なコンストラクトは、システインリンカーテンプレートを使用したテンプレートからなっていた。システイン突然変異のないテンプレートは融解温度の劇的な低下を経て、およそ6℃低下した。
H74L突然変異もまた、タンパク質安定性を増加させる別の重要な因子であった。この突然変異の存在を除いて同一であるテンプレート(D1対D6、D2対D7、D3対D8)を比較すると、H74L突然変異を有するテンプレートは典型的にはより安定であった。ペプチド長に基づいてTm値を調べると、8量体SCTの安定性が明らかに低下した。この長さを超えると、すべてのSCTは安定性の実質的な改善を経験したが、9量体を除いて、9量体~14量体についてテンプレート当たりの明確なTm差はなく、D1およびD2は、10量体またはそれよりも長いものについてそれらの対応物の予想される安定性よりもわずかに低い安定性を与えるようである。すべてのテンプレートにわたって最も安定なテンプレートは、一貫してD8テンプレートであった。D3 SCT(H74L突然変異を含まない)が常にD8よりも安定性が低かったことを考えると、H74L突然変異は安定性の改善を説明する可能性が最も高い。
実施例8
養子移入細胞療法
この実施例は、抗原特異的T細胞受容体を発現するT細胞の集団を産生し、細胞を対象に投与するために使用することができる方法を記載する。特定の方法が提供されるが、当業者は、1つまたはそれを超えるステップの追加または省略を含む、これらの特定の方法から逸脱する方法も使用できることを認識するであろう。
養子移入細胞療法
この実施例は、抗原特異的T細胞受容体を発現するT細胞の集団を産生し、細胞を対象に投与するために使用することができる方法を記載する。特定の方法が提供されるが、当業者は、1つまたはそれを超えるステップの追加または省略を含む、これらの特定の方法から逸脱する方法も使用できることを認識するであろう。
腫瘍を有する対象などの対象から抗原特異的T細胞受容体を同定し、TCRを発現するT細胞の集団を対象に投与するための例示的な方法を図21に概略的に示す。健常な(非腫瘍)組織および腫瘍組織を抽出し、トランスクリプトームの配列決定によって分析して、対象のネオアンチゲンおよびHLAハプロタイプも同定する。ペプチド-MHC結合親和性予測を行って、pMHC生成のためのネオアンチゲンの最良のペプチド候補を同定する。次いで、本明細書に記載されるように、安定なpMHCを作製し、四量化する。これらは、抗原特異的T細胞を捕捉するために使用される。捕捉されたT細胞由来のTCRを配列決定し、プラスミド発現コンストラクト中で合成する。これらを健常なT細胞に形質転換し、養子細胞療法プロトコルによって対象に投与する。いくつかの例では、抗原特異的T細胞、形質転換T細胞、またはその両方は、処置中の対象に由来するが、他の例では、一方または両方が別の対象に由来し得る。
本開示の実施形態
実施形態1は、第1の核酸断片および第2の核酸断片を含む核酸断片対であって、アセンブリされると、主要組織適合遺伝子複合体(MHC)クラスI単鎖三量体(SCT)タンパク質をコードし、前記SCTは、作動可能に連結されたサブユニットとして、ペプチド、β2ミクログロブリン(β2m)タンパク質、およびヒト白血球抗原(HLA)タンパク質を含み、前記第1の核酸断片および前記第2の核酸断片は各々、前記β2ミクログロブリンタンパク質のアセンブリ部位の一部を含む、核酸断片対を含む。
実施形態2は、前記アセンブリ部位がギブソンアセンブリ部位である、実施形態1に記載の核酸断片対を含む。
実施形態3は、前記アセンブリされた核酸断片対によってコードされる前記MHCクラスI SCTタンパク質が、以下の順序:分泌シグナル、ペプチド、ペプチド-β2mリンカー(L1)、β2m、β2m-HLAリンカー(L2)、HLA、および必要に応じて1つまたはそれを超える精製タグ、でコードされるタンパク質サブユニットを含み、前記アセンブリ部位がβ2mの不変領域内に位置決めされている、実施形態1または2に記載の核酸断片対を含む。
実施形態4は、前記分泌シグナルが、HLA分泌シグナル、インターフェロン-α2分泌シグナル、およびインターフェロン-γ分泌シグナルから選択される、実施形態3に記載の核酸断片対を含む。
実施形態5は、前記MHCクラスI SCTタンパク質が1つまたはそれを超える精製タグを含み、前記1つまたはそれを超える精製タグが、ビオチン化可能なペプチドおよびポリヒスチジンペプチドから選択される、実施形態3または4に記載の核酸断片対を含む。
実施形態6は、前記第2の核酸断片が、H74L、D74L、Y84C、Y84A、A139C、D227K、T228A、およびA245Vからなる群より選択される1つまたはそれを超えるアミノ酸置換を含むHLAタンパク質をコードし、前記アミノ酸位置が配列番号3に対応する、実施形態1~5のいずれか1つに記載の核酸断片対を含む。
実施形態7は、前記ペプチドが、抗原ペプチド、自己ペプチドまたはプレースホルダーペプチドである、実施形態1~6のいずれか1つに記載の核酸断片対を含む。
実施形態8は、前記抗原ペプチドが、腫瘍関連ペプチド、ネオアンチゲンペプチド、自己免疫ペプチド、真菌ペプチド、細菌ペプチド、およびウイルスペプチドから選択される、実施形態7に記載の核酸断片対を含む。
実施形態9は、前記核酸断片対が、哺乳動物の発現のためにコドン最適化されている、実施形態1~8のいずれか1つに記載の核酸断片対を含む。
実施形態10は、実施形態1~9のいずれか1つに記載のアセンブリされた核酸断片対を含む核酸分子であって、前記アセンブリされた核酸断片対が、前記第2の核酸断片に作動可能に連結された前記第1の核酸断片を含む、核酸分子を含む。
実施形態11は、実施形態10に記載の核酸分子を含むベクターを含む。
実施形態12は、前記ベクターが、哺乳動物発現ベクターである、実施形態11に記載のベクターを含む。
実施形態11は、前記哺乳動物発現ベクターがプラスミドpcDNA3.1である、実施形態12に記載のベクターを含む。
実施形態14は、実施形態11~13のいずれか1つに記載のベクターで形質転換されたヒト細胞株を含む。
実施形態15は、前記細胞株がHEK293細胞株である、実施形態14に記載のヒト細胞株を含む。
実施形態16は、前記細胞株がExpi293F(商標)細胞株である、実施形態15に記載のヒト細胞株を含む。
実施形態17は、実施形態1~9のいずれか1つに記載の核酸断片対を複数含むライブラリを含む。
実施形態18は、実施形態17に記載のアセンブリされた核酸断片対を複数含むライブラリを含む。
実施形態19は、ヒト-グリコシル化MHCクラスI単鎖三量体(SCT)タンパク質を含む。
実施形態20は、前記SCTタンパク質が可溶性である、実施形態19に記載のヒト-グリコシル化MHCクラスI SCTタンパク質を含む。
実施形態21は、抗原ペプチド、自己ペプチド、またはプレースホルダーペプチドを含む、実施形態20に記載の可溶性ヒト-グリコシル化MHCクラスI SCTタンパク質を含む。
実施形態22は、前記抗原ペプチドが、腫瘍関連ペプチド、ネオアンチゲンペプチド、自己免疫ペプチド、真菌ペプチド、細菌ペプチド、およびウイルスペプチドから選択される、実施形態21に記載の可溶性ヒト-グリコシル化MHCクラスI SCTタンパク質を含む。
実施形態23は、N末端からC末端の順序で、ペプチド、ペプチド-β2ミクログロブリン(β2m)タンパク質リンカー(L1)、β2mタンパク質、β2m-HLAリンカー(L2)、およびHLAタンパク質を含む、実施形態20~22のいずれか1つに記載の可溶性ヒト-グリコシル化MHCクラスI SCTタンパク質を含む。
実施形態24は、前記HLAタンパク質が、H74L、D74L、Y84C、Y84A、A139C、D227K、T228A、およびA245Vからなる群より選択される1つまたはそれを超えるアミノ酸置換を含み、前記アミノ酸位置が配列番号3に対応する、実施形態23に記載のヒト-グリコシル化MHCクラスI SCTタンパク質を含む。
実施形態25は、1つまたはそれを超える精製タグをさらに含む、実施形態23または24に記載の可溶性ヒト-グリコシル化MHCクラスI SCTタンパク質を含む。
実施形態26は、前記1つまたはそれを超える精製タグが、ビオチン化可能なペプチドおよびポリヒスチジンペプチドから選択される、実施形態25に記載の可溶性ヒト-グリコシル化MHCクラスI SCTタンパク質を含む。
実施形態27は、前記SCTタンパク質が、安定な多量体としてアセンブリされる、実施形態20~26のいずれか1つに記載の可溶性ヒト-グリコシル化MHCクラスI SCTタンパク質を含む。
実施形態28は、前記安定な多量体が四量体である、実施形態27に記載の可溶性ヒト-グリコシル化MHCクラスI SCTタンパク質を含む。
実施形態29は、前記安定な多量体がポリマーまたはナノ粒子足場に結合している、実施形態27または28に記載の可溶性ヒト-グリコシル化MHCクラスI SCTタンパク質を含む。
実施形態30は、実施形態20~26のいずれか1つに記載の可溶性ヒト-グリコシル化MHCクラスI SCTタンパク質を複数含むライブラリを含む。
実施形態31は、実施形態27~29のいずれか1つに記載の安定な多量体を複数含むライブラリを含む。
実施形態32は、抗原特異的CD8+T細胞を同定する方法であって、
T細胞集団を、実施形態27~29のいずれか1つに記載の可溶性ヒトグリコシル化MHCクラスI SCTタンパク質の前記安定な多量体のうちの1つまたはそれを超えるものと接触させることと、
それに対して反応性のCD8+T細胞を同定することと
を含む、方法を含む。
実施形態33は、前記同定された抗原特異的CD8+T細胞のT細胞受容体(TCR)を配列決定することと、
前記抗原特異的TCRを発現するT細胞の集団を産生することと
をさらに含む、実施形態32に記載の方法を含む。
実施形態34は、前記抗原特異的TCRを発現する前記T細胞の集団を、前記T細胞の集団の投与を必要とする対象に投与することをさらに含む、実施形態33に記載の方法を含む。
実施形態35は、前記対象が癌を有し、前記抗原特異的TCRが前記対象から得られた腫瘍サンプルからの抗原に対して反応性である、実施形態34に記載の方法を含む。
実施形態1は、第1の核酸断片および第2の核酸断片を含む核酸断片対であって、アセンブリされると、主要組織適合遺伝子複合体(MHC)クラスI単鎖三量体(SCT)タンパク質をコードし、前記SCTは、作動可能に連結されたサブユニットとして、ペプチド、β2ミクログロブリン(β2m)タンパク質、およびヒト白血球抗原(HLA)タンパク質を含み、前記第1の核酸断片および前記第2の核酸断片は各々、前記β2ミクログロブリンタンパク質のアセンブリ部位の一部を含む、核酸断片対を含む。
実施形態2は、前記アセンブリ部位がギブソンアセンブリ部位である、実施形態1に記載の核酸断片対を含む。
実施形態3は、前記アセンブリされた核酸断片対によってコードされる前記MHCクラスI SCTタンパク質が、以下の順序:分泌シグナル、ペプチド、ペプチド-β2mリンカー(L1)、β2m、β2m-HLAリンカー(L2)、HLA、および必要に応じて1つまたはそれを超える精製タグ、でコードされるタンパク質サブユニットを含み、前記アセンブリ部位がβ2mの不変領域内に位置決めされている、実施形態1または2に記載の核酸断片対を含む。
実施形態4は、前記分泌シグナルが、HLA分泌シグナル、インターフェロン-α2分泌シグナル、およびインターフェロン-γ分泌シグナルから選択される、実施形態3に記載の核酸断片対を含む。
実施形態5は、前記MHCクラスI SCTタンパク質が1つまたはそれを超える精製タグを含み、前記1つまたはそれを超える精製タグが、ビオチン化可能なペプチドおよびポリヒスチジンペプチドから選択される、実施形態3または4に記載の核酸断片対を含む。
実施形態6は、前記第2の核酸断片が、H74L、D74L、Y84C、Y84A、A139C、D227K、T228A、およびA245Vからなる群より選択される1つまたはそれを超えるアミノ酸置換を含むHLAタンパク質をコードし、前記アミノ酸位置が配列番号3に対応する、実施形態1~5のいずれか1つに記載の核酸断片対を含む。
実施形態7は、前記ペプチドが、抗原ペプチド、自己ペプチドまたはプレースホルダーペプチドである、実施形態1~6のいずれか1つに記載の核酸断片対を含む。
実施形態8は、前記抗原ペプチドが、腫瘍関連ペプチド、ネオアンチゲンペプチド、自己免疫ペプチド、真菌ペプチド、細菌ペプチド、およびウイルスペプチドから選択される、実施形態7に記載の核酸断片対を含む。
実施形態9は、前記核酸断片対が、哺乳動物の発現のためにコドン最適化されている、実施形態1~8のいずれか1つに記載の核酸断片対を含む。
実施形態10は、実施形態1~9のいずれか1つに記載のアセンブリされた核酸断片対を含む核酸分子であって、前記アセンブリされた核酸断片対が、前記第2の核酸断片に作動可能に連結された前記第1の核酸断片を含む、核酸分子を含む。
実施形態11は、実施形態10に記載の核酸分子を含むベクターを含む。
実施形態12は、前記ベクターが、哺乳動物発現ベクターである、実施形態11に記載のベクターを含む。
実施形態11は、前記哺乳動物発現ベクターがプラスミドpcDNA3.1である、実施形態12に記載のベクターを含む。
実施形態14は、実施形態11~13のいずれか1つに記載のベクターで形質転換されたヒト細胞株を含む。
実施形態15は、前記細胞株がHEK293細胞株である、実施形態14に記載のヒト細胞株を含む。
実施形態16は、前記細胞株がExpi293F(商標)細胞株である、実施形態15に記載のヒト細胞株を含む。
実施形態17は、実施形態1~9のいずれか1つに記載の核酸断片対を複数含むライブラリを含む。
実施形態18は、実施形態17に記載のアセンブリされた核酸断片対を複数含むライブラリを含む。
実施形態19は、ヒト-グリコシル化MHCクラスI単鎖三量体(SCT)タンパク質を含む。
実施形態20は、前記SCTタンパク質が可溶性である、実施形態19に記載のヒト-グリコシル化MHCクラスI SCTタンパク質を含む。
実施形態21は、抗原ペプチド、自己ペプチド、またはプレースホルダーペプチドを含む、実施形態20に記載の可溶性ヒト-グリコシル化MHCクラスI SCTタンパク質を含む。
実施形態22は、前記抗原ペプチドが、腫瘍関連ペプチド、ネオアンチゲンペプチド、自己免疫ペプチド、真菌ペプチド、細菌ペプチド、およびウイルスペプチドから選択される、実施形態21に記載の可溶性ヒト-グリコシル化MHCクラスI SCTタンパク質を含む。
実施形態23は、N末端からC末端の順序で、ペプチド、ペプチド-β2ミクログロブリン(β2m)タンパク質リンカー(L1)、β2mタンパク質、β2m-HLAリンカー(L2)、およびHLAタンパク質を含む、実施形態20~22のいずれか1つに記載の可溶性ヒト-グリコシル化MHCクラスI SCTタンパク質を含む。
実施形態24は、前記HLAタンパク質が、H74L、D74L、Y84C、Y84A、A139C、D227K、T228A、およびA245Vからなる群より選択される1つまたはそれを超えるアミノ酸置換を含み、前記アミノ酸位置が配列番号3に対応する、実施形態23に記載のヒト-グリコシル化MHCクラスI SCTタンパク質を含む。
実施形態25は、1つまたはそれを超える精製タグをさらに含む、実施形態23または24に記載の可溶性ヒト-グリコシル化MHCクラスI SCTタンパク質を含む。
実施形態26は、前記1つまたはそれを超える精製タグが、ビオチン化可能なペプチドおよびポリヒスチジンペプチドから選択される、実施形態25に記載の可溶性ヒト-グリコシル化MHCクラスI SCTタンパク質を含む。
実施形態27は、前記SCTタンパク質が、安定な多量体としてアセンブリされる、実施形態20~26のいずれか1つに記載の可溶性ヒト-グリコシル化MHCクラスI SCTタンパク質を含む。
実施形態28は、前記安定な多量体が四量体である、実施形態27に記載の可溶性ヒト-グリコシル化MHCクラスI SCTタンパク質を含む。
実施形態29は、前記安定な多量体がポリマーまたはナノ粒子足場に結合している、実施形態27または28に記載の可溶性ヒト-グリコシル化MHCクラスI SCTタンパク質を含む。
実施形態30は、実施形態20~26のいずれか1つに記載の可溶性ヒト-グリコシル化MHCクラスI SCTタンパク質を複数含むライブラリを含む。
実施形態31は、実施形態27~29のいずれか1つに記載の安定な多量体を複数含むライブラリを含む。
実施形態32は、抗原特異的CD8+T細胞を同定する方法であって、
T細胞集団を、実施形態27~29のいずれか1つに記載の可溶性ヒトグリコシル化MHCクラスI SCTタンパク質の前記安定な多量体のうちの1つまたはそれを超えるものと接触させることと、
それに対して反応性のCD8+T細胞を同定することと
を含む、方法を含む。
実施形態33は、前記同定された抗原特異的CD8+T細胞のT細胞受容体(TCR)を配列決定することと、
前記抗原特異的TCRを発現するT細胞の集団を産生することと
をさらに含む、実施形態32に記載の方法を含む。
実施形態34は、前記抗原特異的TCRを発現する前記T細胞の集団を、前記T細胞の集団の投与を必要とする対象に投与することをさらに含む、実施形態33に記載の方法を含む。
実施形態35は、前記対象が癌を有し、前記抗原特異的TCRが前記対象から得られた腫瘍サンプルからの抗原に対して反応性である、実施形態34に記載の方法を含む。
本開示の原理が適用され得る多くの可能な実施形態を考慮して、例示された実施形態は単なる例であり、本発明の範囲を限定するものとして解釈されるべきではないことを認識されたい。むしろ、本発明の範囲は、以下の特許請求の範囲によって定義される。したがって、本発明者らは、これらの特許請求の範囲および精神の範囲に含まれるすべてのものを本発明として主張する。
Claims (35)
- 第1の核酸断片および第2の核酸断片を含む核酸断片対であって、アセンブリされると、主要組織適合遺伝子複合体(MHC)クラスI単鎖三量体(SCT)タンパク質をコードし、前記SCTは、作動可能に連結されたサブユニットとして、ペプチド、β2ミクログロブリン(β2m)タンパク質、およびヒト白血球抗原(HLA)タンパク質を含み、前記第1の核酸断片および前記第2の核酸断片は各々、前記β2ミクログロブリンタンパク質のアセンブリ部位の一部を含む、核酸断片対。
- 前記アセンブリ部位がギブソンアセンブリ部位である、請求項1に記載の核酸断片対。
- 前記アセンブリされた核酸断片対によってコードされる前記MHCクラスI SCTタンパク質が、以下の順序:分泌シグナル、ペプチド、ペプチド-β2mリンカー(L1)、β2m、β2m-HLAリンカー(L2)、HLA、および必要に応じて1つまたはそれを超える精製タグ、でコードされるタンパク質サブユニットを含み、前記アセンブリ部位がβ2mの不変領域内に位置決めされている、請求項1に記載の核酸断片対。
- 前記分泌シグナルが、HLA分泌シグナル、インターフェロン-α2分泌シグナル、およびインターフェロン-γ分泌シグナルから選択される、請求項3に記載の核酸断片対。
- 前記MHCクラスI SCTタンパク質が1つまたはそれを超える精製タグを含み、前記1つまたはそれを超える精製タグが、ビオチン化可能なペプチドおよびポリヒスチジンペプチドから選択される、請求項3に記載の核酸断片対。
- 前記第2の核酸断片が、H74L、D74L、Y84C、Y84A、A139C、D227K、T228A、およびA245Vからなる群より選択される1つまたはそれを超えるアミノ酸置換を含むHLAタンパク質をコードし、前記アミノ酸位置が配列番号3に対応する、請求項1~5のいずれか1項に記載の核酸断片対。
- 前記ペプチドが、抗原ペプチド、自己ペプチドまたはプレースホルダーペプチドである、請求項1~5のいずれか1項に記載の核酸断片対。
- 前記抗原ペプチドが、腫瘍関連ペプチド、ネオアンチゲンペプチド、自己免疫ペプチド、真菌ペプチド、細菌ペプチド、およびウイルスペプチドから選択される、請求項7に記載の核酸断片対。
- 前記核酸断片対が、哺乳動物の発現のためにコドン最適化されている、請求項1~5のいずれか1項に記載の核酸断片対。
- 請求項1~5のいずれか1項に記載のアセンブリされた核酸断片対を含む核酸分子であって、前記アセンブリされた核酸断片対が、前記第2の核酸断片に作動可能に連結された前記第1の核酸断片を含む、核酸分子。
- 請求項10に記載の核酸分子を含むベクター。
- 前記ベクターが、哺乳動物発現ベクターである、請求項11に記載のベクター。
- 前記哺乳動物発現ベクターがプラスミドpcDNA3.1である、請求項12に記載のベクター。
- 請求項11に記載のベクターで形質転換されたヒト細胞株。
- 前記細胞株がHEK293細胞株である、請求項14に記載のヒト細胞株。
- 前記細胞株がExpi293F(商標)細胞株である、請求項15に記載のヒト細胞株。
- 請求項1~5のいずれか1項に記載の核酸断片対を複数含むライブラリ。
- 請求項17に記載のアセンブリされた核酸断片対を複数含むライブラリ。
- ヒト-グリコシル化MHCクラスI単鎖三量体(SCT)タンパク質。
- 前記SCTタンパク質が可溶性である、請求項19に記載のヒト-グリコシル化MHCクラスI SCTタンパク質。
- 抗原ペプチド、自己ペプチド、またはプレースホルダーペプチドを含む、請求項20に記載の可溶性ヒト-グリコシル化MHCクラスI SCTタンパク質。
- 前記抗原ペプチドが、腫瘍関連ペプチド、ネオアンチゲンペプチド、自己免疫ペプチド、真菌ペプチド、細菌ペプチド、およびウイルスペプチドから選択される、請求項21に記載の可溶性ヒト-グリコシル化MHCクラスI SCTタンパク質。
- N末端からC末端の順序で、ペプチド、ペプチド-β2ミクログロブリン(β2m)タンパク質リンカー(L1)、β2mタンパク質、β2m-HLAリンカー(L2)、およびHLAタンパク質を含む、請求項20~22のいずれか1項に記載の可溶性ヒト-グリコシル化MHCクラスI SCTタンパク質。
- 前記HLAタンパク質が、H74L、D74L、Y84C、Y84A、A139C、D227K、T228A、およびA245Vからなる群より選択される1つまたはそれを超えるアミノ酸置換を含み、前記アミノ酸位置が配列番号3に対応する、請求項23に記載のヒト-グリコシル化MHCクラスI SCTタンパク質。
- 1つまたはそれを超える精製タグをさらに含む、請求項23に記載の可溶性ヒト-グリコシル化MHCクラスI SCTタンパク質。
- 前記1つまたはそれを超える精製タグが、ビオチン化可能なペプチドおよびポリヒスチジンペプチドから選択される、請求項25に記載の可溶性ヒト-グリコシル化MHCクラスI SCTタンパク質。
- 前記SCTタンパク質が、安定な多量体としてアセンブリされる、請求項20~22のいずれか1項に記載の可溶性ヒト-グリコシル化MHCクラスI SCTタンパク質。
- 前記安定な多量体が四量体である、請求項27に記載の可溶性ヒト-グリコシル化MHCクラスI SCTタンパク質。
- 前記安定な多量体がポリマーまたはナノ粒子足場に結合している、請求項27に記載の可溶性ヒト-グリコシル化MHCクラスI SCTタンパク質。
- 請求項20~22のいずれか1項に記載の可溶性ヒト-グリコシル化MHCクラスI SCTタンパク質を複数含むライブラリ。
- 請求項27に記載の安定な多量体を複数含むライブラリ。
- 抗原特異的CD8+T細胞を同定する方法であって、
T細胞集団を、請求項27に記載の可溶性ヒトグリコシル化MHCクラスI SCTタンパク質の前記安定な多量体のうちの1つまたはそれを超えるものと接触させることと、
それに対して反応性のCD8+T細胞を同定することと
を含む、方法。 - 前記同定された抗原特異的CD8+T細胞のT細胞受容体(TCR)を配列決定することと、
前記抗原特異的TCRを発現するT細胞の集団を産生することと
をさらに含む、請求項32に記載の方法。 - 前記抗原特異的TCRを発現する前記T細胞の集団を、前記T細胞の集団の投与を必要とする対象に投与することをさらに含む、請求項33に記載の方法。
- 前記対象が癌を有し、前記抗原特異的TCRが前記対象から得られた腫瘍サンプルからの抗原に対して反応性である、請求項34に記載の方法。
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2022
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