JP3587664B2 - Reshaped human anti-HM1.24 antibody - Google Patents

Reshaped human anti-HM1.24 antibody Download PDF

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【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は再構成ヒト抗HM1.24抗体及びキメラ抗HM1.24抗体、並びにこれらをコードする遺伝子、該抗体の製造方法、及び該抗体の使用に関する。本発明の再構成ヒト抗体及びキメラ抗体は、骨髄腫の治療剤等として特に有用である。
【0002】
【従来の技術】
ヒトB 細胞は、発現している表面抗原により分類されるいくつかの段階を通して最終的に抗体産生形質細胞へと成熟する。B 細胞の終末分化段階では、細胞質免疫グロブリン産生能を獲得する一方で、細胞表面免疫グロブリン、HLA−DR、CD20、Fcレセプターおよび補体C3レセプターなどのB 細胞関連抗原が消失する(Ling, N. R. et al., Leucocyte TypingIII (1986) p320, Oxford, UK, Oxford )。
【0003】
これまで、形質細胞の細胞膜上の抗原を認識する抗PCA−1 (Anderson, K. C. et al., J.Immunol. (1983) 130, 1132 )、抗PC−1(Anderson, K. C. et al., J. Immunol. (1983)132, 3172 )、抗MM4 (Tong, A. W. et al., Blood (1987) 69, 238)等のモノクローナル抗体が報告されてきたが、形質細胞と骨髄腫細胞の検出には依然として抗CD38モノクローナル抗体が使用されている(Epstein, J. et al., N. Engl. J. Med. (1990) 322, 664、Terstappen, L. W. M. M. et al., Blood (1990) 76, 1739 、Leo, R. et al., Ann. Hematol. (1992) 64, 132、Shimazaki, C. et al., Am. J. Hematol. (1992) 39, 159 、Hata, H. et al., Blood (1993) 81, 3357、Harada, H. et al., Blood (1993) 81, 2658、Billadeau, D. et al., J. Exp. Med. (1993) 178, 1023 )。
【0004】
しかしながら、抗CD38モノクローナル抗体は、B 細胞の分化に関連する抗原というよりもむしろ、T 細胞の活性化に関連する抗原であり、B 細胞以外の種々の細胞上にも発現する。さらに、CD38はリンパ形質細胞様腫瘍細胞(lymphoplasmacytoid)の一部には発現しないにもかかわらず、造血前駆細胞上で強く発現している。これらの理由から、抗CD38モノクローナル抗体はヒトB 細胞の分化、成熟に関する研究および形質細胞の疾患の治療に適していないと考えられる。
【0005】
Goto, T.らはヒト形質細胞を免疫して得られた、B 細胞系列に特異的に発現する分子量が29−33kDaの抗原を認識するマウスモノクローナル抗体HM1.24を報告している(Blood (1994) 84, 1922−1930)。モノクローナル抗体HM1.24が認識する抗原は、B 細胞の終末分化に関連した抗原であると考えられること(Goto, T. et al., Jpn. J. Clin. Immun. (1992) 16, 688−691)、および形質細胞腫を移植したマウスにモノクローナル抗体HM1.24を投与すると、この抗体が腫瘍に特異的に集積したこと(尾崎修治ら、第19回日本骨髄腫研究会総会プログラム、一般演題3 )から、モノクローナル抗体HM1.24は、ラジオアイソトープで標識することによる腫瘍局在の診断や、ラジオイムノセラピー(radioimmunotherapy)などのミサイル療法に応用することが可能であることが示唆されている。
【0006】
また、上記Blood には、モノクローナル抗体HM1.24がin vitroにおいてヒト骨髄腫細胞株RPMI8226に対して補体依存性細胞障害活性を有することが述べられている。
骨髄腫は、モノクローナルな形質細胞(骨髄腫細胞)の骨髄内集積を特徴とする腫瘍性疾患である。骨髄腫は免疫グロブリンを産生分泌する終末分化B 細胞、すなわち形質細胞がモノクローナルに主として骨髄に増加する疾患で、血清中にモノクローナルな免疫グロブリンもしくはその構成成分であるL 鎖、H 鎖などが検出される(小阪昌明ら、日本臨床 (1995) 53, 91−99 )。
骨髄腫の治療としては、これまで化学療法剤等が使用されているが、骨髄腫を寛解に導き、骨髄腫患者の生存期間を延長するような有効な治療剤は見いだされておらず、骨髄腫の治療効果を有する薬剤の登場が待たれていた。
【0007】
マウスのモノクローナル抗体は、ヒトにおいて高度に免疫原性(「抗原性」という場合もある)があり、このため、ヒトにおけるマウスモノクローナル抗体の医学療法的価値は制限されている。例えば、マウス抗体をヒトに投与すると異物として代謝されうるので、ヒトにおけるマウス抗体の半減期は比較的短く、期待された効果を充分に発揮できない。さらに、投与したマウス抗体に対して発生するヒト抗マウス抗体(HAMA)は、血清病あるいは他のアレルギー反応など、患者にとって不都合で危険な免疫応答を惹起する。したがって、マウモノクローナル抗体をヒトに頻回投与することはできない。
【0008】
これらの問題を解決するため、非ヒト由来の抗体、例えばマウス由来のモノクローナル抗体の免疫原性を低減させる方法が開発された。その一つとして、抗体の可変領域(V領域)はもとのマウスモノクローナル抗体に由来し、定常領域(C領域)は適当なヒト抗体に由来するキメラ抗体を作製する方法がある。
得られるキメラ抗体はもとのマウス抗体の可変領域を完全な形で含有するので、もとのマウス抗体と同一の特異性をもって抗原に結合することが期待できる。さらに、キメラ抗体ではヒト以外に由来するアミノ酸配列の比率が実質的に滅少しており、それ故にもとのマウス抗体に比べて免疫原性が低いと予想される。キメラ抗体はもとのマウスモノクローナル抗体と同等に抗原に結合しそして免疫原性が低いが、それでもなおマウス可変領域に対する免疫応答が生ずる可能性がある(LoBuglio,A.F.ら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA,86,4220−4224,l989)。
【0009】
マウス抗体の免疫原性を低減させるための第二の方法は一層複雑であるが、しかしマウス抗体の潜在的な免疫原性をさらに大幅に低下させるものである。この方法においては、マウス抗体の可変領域から相補性決定領域(complementarity determining region;CDR)のみをヒト抗体可変領域に移植して「再構成」(reshaped)ヒト抗体可変領域を作製する。
【0010】
ただし必要によっては、再構成ヒト抗体可変領域のCDRの構造をより一層もとのマウス抗体の構造に近づけるために、CDRを支持しているフレームワーク領域(FR)の一部のアミノ酸配列をマウス抗体の可変領域からヒト抗体可変領域に移植する場合がある。次に、これらのヒト型化された再構成ヒト抗体可変領域をヒト抗体定常領域に連結する。最終的に再構成されたヒト型化抗体のヒト以外のアミノ酸配列に由来する部分はCDR、および、極く一部のFRのみである。CDRは超可変アミノ酸配列により構成されており、これらは種特異的配列を示さない。このため、マウスCDRを担持するヒト型化抗体はもはやヒト抗体CDRを含有する天然ヒト抗体より強い免疫原性を有しないはずである。
【0011】
ヒト型化抗体についてはさらに、Riechmann,L.ら、Nature,332,323−327,l988;Verhoeye,M.ら、Science,239,l534−l536,l988;Kettleborough,C.A.ら、Protein Engng.,4,773−783,l99l;Maeda,H.ら、Human Antibodies and Hybridoma,2,l24−l34,l99l;Gorman,S.D.ら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA,88,4l8l−4l85,l99l;Tempest,P.R.ら、Bio/Technology,9,266−27l,l99l;Co,M.S.ら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA,88,2869−2873,l99l;Carter,P.ら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA,89,4285−4289,l992;Co,M.S.ら、J.Immunol.,l48,ll49−ll54,l992;およびSato,K.ら、Cancer Res.,53,85l−856,l993を参照のこと。
【0012】
Queen et al(国際特許出願公開番号WO90−07861) には、抗IL−2レセプター抗体Anti−Tacのヒト型化抗体の作成方法が記載されている。しかしながら、WO90−07861に記載されているヒト型化抗体の作成方法にしたがっても全ての抗体を完全にヒト型化することは困難である。すなわち、WO90−07861には一般的な抗体のヒト型化方法が記載されているのではなく、単に抗IL−2レセプター抗体の一つである特定の抗体であるAnti−Tac抗体のヒト型化方法が記載されているに過ぎない。また、例えWO90−07861の方法に従っても、完全に元のマウス抗体と同程度の活性を有するヒト型化抗体を作製することは難しい。
【0013】
一般に、個々の抗体のCDR ・FRのアミノ酸配列は各々異なる。したがって、ヒト型化抗体の構築に必要な置換されるべきアミノ酸残基の決定とそのアミノ酸残基と置換するアミノ酸残基の選択は各々の抗体により異なる。したがって、WO90−07861に記載されたヒト型化抗体の作製方法は全ての抗体のヒト型化に適用することはできない。
Queen et al., Proc.Natl.Acad.Sci. USA (1989) 86, 10029−10033にはWO90−07861と同じ内容が記載されている。この文献にはWO90−07861の方法にしたがってもヒト型化抗体の元のマウス抗体の約1/3 の活性しか得られなかったことが記載されている。すなわち、WO90−07861の方法自体が元のマウス抗体と同程度の活性を有する完全なヒト型化抗体を作製することができないことを示している。
【0014】
Co et al., Cancer Research (1996) 56, 1118−1125 は上記Queen et al のグループにより発行された。この文献にはWO90−07861のヒト型化抗体の作成方法にしたがっても元のマウス抗体と同程度の活性を有するヒト型化抗体を構築することができなかったことが記載されている。すなわち、WO90−07861の方法自体が元のマウス抗体と同程度の活性を有する完全なヒト型化抗体を作製することができないことと共に、WO90−07861のヒト型化抗体の作製方法が全ての抗体のヒト型化に適用できないことを示している。
【0015】
Ohtomo et al., Molecular Immunology (1995) 32, 407−416にはマウスONS−M21 抗体のヒト型化が記載されている。この文献にはWO90−07861に記載のAnti−Tac抗体のヒト型化で示唆されたアミノ酸残基は何ら活性に関係せず、WO90−07861に記載された方法は適用できないことを示している。
Kettleborough et al., Protein Eng. (1991) 4, 773−783には、アミノ酸残基を置換することによりマウス抗体からいくつかのヒト型化抗体を作製したことを記載している。しかしながら、WO90−07861に記載のAnti−Tac抗体のヒト型化方法で示唆された以上のアミノ酸残基の置換が必要だった。
これらの文献が示すのは、WO90−07861に記載されたヒト型化抗体の作製方法はその中に記載されたAnti−Tac抗体のヒト型化にのみ適用可能な技術であること、及びその技術を使用しても元のマウス抗体と同程度の活性を得ることはできないことである。
【0016】
これらの文献に記載された元のマウス抗体はWO90−07861に記載されたAnti−Tac抗体と異なるアミノ酸配列を有する。したがって、Anti−Tac抗体に適用可能なヒト型化抗体作製方法を他の抗体に適用することはできなかった。同様に本件発明のマウス抗HM1.24抗体は、Anti−Tac抗体と異なるアミノ酸配列を有するためにAnti−Tac抗体のヒト型化作製方法を適用することはできない。さらに、構築に成功した本件発明のヒト型化抗体は、WO90−07861に記載のヒト型化Anti−Tac抗体と異なるアミノ酸配列を有しており、このことも異なるCDR−FRの配列を有する抗体をヒト型化するために全く同じ手法は適用できないことを示している。
【0017】
したがって、ヒト型化の元となるマウス抗体が知られていたとしても、いかなるCDR ・FRの配列を有するヒト型化抗体が活性を示すのかは試行錯誤の実験により初めて成功する。WO90−07861には、そのCDR の配列はおろか、本願発明で構築されたヒト型化抗体において組み合わされるFRの配列及びそのFRとの組み合わせにより活性を有するヒト型化抗体が得られることはいっさい記載されていない。前記のごとく、ヒト型化抗体は療法目的のために有用であると予想されるが、ヒト型化抗HM1.24抗体は知られておらず、示唆もなされていない。また、ヒト型化抗体の製造方法において任意の抗体に普遍的に適用し得る画一的な方法は存在せず、特定の抗原に対して十分な結合活性、結合阻害活性および中和活性を示すヒト型化抗体を作製するためには種々の工夫が必要である(例えば、Sato,K.ら、Cancer Res.,53,85l−856,l993)。
【0018】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は抗HM1.24抗体の再構成ヒト抗体を提供する。本発明はまた、該再構成ヒト抗体の作製の過程で有用であるヒト/マウスキメラ抗体を提供する。本発明はさらに、再構成ヒト抗体の断片を提供する。並びに本発明はキメラ抗体、再構成ヒト抗体およびそれらの断片の製造のための発現系を提供する。本発明はさらにまた、抗HM1.24抗体のキメラ抗体およびそれらの断片の製造方法、及び抗HM1.24抗体の再構成ヒト抗体およびそれらの断片の製造方法を提供する。
【0019】
【課題を解決するための手段】
さらに具体的には、本発明は、配列番号:103 に示すアミノ酸配列を有するポリペプチドを特異的に認識するキメラ抗体及び再構成ヒト抗体を提供する。該ポリペプチドをコードするcDNAはpUC19 ベクターのXbaI切断部位の間に挿入されて、プラスミドpRS38−pUC19 として調製されている。このプラスミドpRS38−pUC19 を含む大腸菌(E. coli) は平成5年(1993年)10月5日付で工業技術院生命工学工業技術研究所(茨城県つくば市東1丁目1番3号)にEscherichia coli DH5α(pRS38−pUC19) として、受託番号FERM BP−4434としてブダペスト条約に基づき国際寄託されている(特開平7−196694参照)。
【0020】
このようなキメラ抗体あるいは再構成ヒト抗体の一つの態様として、キメラ抗HM1.24抗体あるいは再構成ヒト抗HM1.24抗体が挙げられる。以下に、具体例としてキメラ抗HM1.24抗体及び再構成ヒト抗HM1.24抗体について詳細に述べる。
すなわち、本発明はまた、
ヒト軽(L)鎖定常領域(C領域)、及び抗HM1.24抗体のL鎖可変(V)領域を含んでなるキメラL鎖、並びにヒト重(H)鎖C領域、及び抗HM1.24抗体のH鎖V領域を含んでなるキメラH鎖を提供する。
本発明はまた、
(1)ヒトL鎖C領域、及び抗HM1.24抗体のL鎖V領域を含んでなるL鎖;並びに
(2)ヒトH鎖C領域、及び抗HM1.24抗体のH鎖V領域を含んでなるH鎖;
を含んでなるキメラ抗体を提供する。
【0021】
本発明はさらに、
(1)ヒトL鎖V領域のフレームワーク領域 (FR) 、及び
(2)抗HM1.24抗体のL鎖V領域のCDR、を含んでなる抗HM1.24抗体の再構成(reshaped)ヒトL鎖V領域;並びに、
(1)ヒトH鎖V領域のFR、及び
(2)抗HM1.24抗体のH鎖V領域のCDR、を含んでなる抗HM1.24抗体の再構成ヒトH鎖V領域;
を提供する。
【0022】
本発明はさらに、
(1)ヒトL鎖C領域、並びに
(2)ヒトL鎖FR、及び抗HM1.24抗体のL鎖CDRを含んでなるL鎖V領域、を含んでなる抗HM1.24抗体の再構成ヒトL鎖;並びに
(1)ヒトH鎖C領域、並びに
(2)ヒトH鎖FR、及び抗HM1.24抗体のH鎖CDRを含んでなるH鎖V領域、を含んでなる抗HM1.24抗体の再構成ヒトH鎖;
を提供する。
【0023】
本発明はまた、
(A)(1)ヒトL鎖C領域、及び
(2)ヒトL鎖FR、及び抗HM1.24抗体のL鎖CDRを含んでなるL鎖V領域、を含んでなるL鎖;並びに
(B)(1)ヒトH鎖C領域、及び
(2)ヒトH鎖FR、及び抗HM1.24抗体のH鎖CDRを含んでなるH鎖V領域、を含んでなるH鎖;
を含んでなる抗HM1.24抗体の再構成ヒト抗体、
を提供する。
【0024】
本発明はまた、抗HM1.24抗体のL鎖V領域をコードするDNA及び抗HM1.24抗体のH鎖V領域をコードするDNAを提供する。
本発明はさらに、
(1)ヒトL鎖C領域;及び
(2)抗HM1.24抗体のL鎖V領域;を含んでなる、キメラL鎖をコードするDNA;並びに
(1)ヒトH鎖C領域;及び
(2)抗HM1.24抗体のH鎖V領域を含んでなる、キメラH鎖をコードするDNA;
を提供する。
【0025】
(1)ヒトL鎖V領域のFR、及び
(2)抗HM1.24抗体のL鎖V領域のCDR、を含んでなる抗HM1.24抗体の再構成ヒトL鎖V領域をコードするDNA;並びに
(1)ヒトH鎖V領域のFR、及び
(2)抗HM1.24抗体のH鎖V領域のCDR、を含んでなる抗HM1.24抗体の再構成ヒトH鎖V領域をコードするDNA;
を提供する。
【0026】
本発明はさらに、
(1)ヒトL鎖C領域;並びに
(2)ヒトL鎖FR、及び抗HM1.24抗体のL鎖CDRを含んでなるL鎖V領域;を含んでなる抗HM1.24抗体の再構成ヒトL鎖をコードするDNA;並びに
(1)ヒトH鎖C領域;並びに
(2)ヒトH鎖FR、及び抗HM1.24抗体のH鎖CDRを含んでなるH鎖V領域;を含んでなる抗HM1.24抗体の再構成ヒトH鎖をコードするDNA;
を提供する。
本発明はさらに、上記種々のDNAのいずれかを含んで成るベクターを提供する。
本発明はさらに、上記のベクターにより形質転換された宿主細胞を提供する。
【0027】
本発明はまた、抗HM1.24抗体のキメラ抗体の製造方法であって、前にキメラL鎖をコードするDNAを含んでなる発現ベクター及び前記H鎖をコードするDNAを含んでなる発現ベクターにより同時形質転換された宿主細胞を培養し、そして目的とする抗体を回収する、段階を含んでなる方法を提供する。
本発明はさらに、抗HM1.24抗体の再構成ヒト抗体の製造方法であって、前記再構成ヒトL鎖をコードするDNAを含んでなる発現ベクター及び前記構成ヒトH鎖をコードするDNAを含んでなる発現ベクターにより同時形質転換された宿主細胞を培養し、そして目的とする抗体を回収する、ことを含んでなる方法を提供する。
【0028】
本発明はさらに、前記のキメラ抗体あるいは再構成ヒト抗体を含んで成る医薬組成物、特に骨髄腫治療剤を提供する。
本発明はさらに、配列番号:103 に示すアミノ酸配列を有するポリペプチドを特異的に認識するキメラ抗体を有効成分として含有する医薬組成物、及び配列番号:103 に示すアミノ酸配列を有するポリペプチドを特異的に認識する再構成ヒト抗体を有効成分として含有する医薬組成物を提供する。医薬組成物としては、特に骨髄腫治療剤を提供する。
【0029】
【発明の実施の形態】
1.キメラ抗体の構築
(1)マウス抗HM1.24モノクローナル抗体のV領域をコードするDNA のクローニング
mRNA の調製
マウス抗HM1.24モノクローナル抗体のV領域をコードするDNAのクローニングを行うため、回収されたハイブリドーマから公知の方法、例えばグアニジン−超遠心法(Chirgwin,J.M.ら、Biochemistry、(1979)、18、5294−5299)、AGPC法(Chomczynski,Pら(1987)、162、156−159)等により全RNAを調製し、mRNA Purification Kit(Pharmacia社製)添付のOligo(dT)−cellulose spun column等によりmRNAを調製する。また、QuickPrep mRNA Purification Kit(Pharmacia社製)を用いることにより、全RNAの抽出操作を経ずに、mRNAの調製を行うこともできる。
【0030】
cDNAの調製及び増幅
上記mRNA の調製で得たmRNAから、逆転写酵素を用いてL鎖及びH鎖のV領域におけるcDNAをそれぞれ合成する。L鎖V領域のcDNAの合成は、AMV Reverse Transcriptase First−StrandcDNA Synthesis Kitを用いて行う。合成したcDNAの増幅は抗体遺伝子のリーダー配列及びC領域とハイブリダイズする適当なプライマー(例えば配列番号29−39で表される塩基配列を有するMKVプライマー及び配列番号40で表わされる塩基配列を有するMKCプライマー)を用いることが出来る。
【0031】
H鎖V領域のcDNAの合成と増幅は、5′−Ampli FINDER RACE kit(CLONTECH社)を用いた5’−RACE法(Frohman,M.A.ら Proc.Natl.Acad.USA 85,8998−9002,1988、Belyavsky,A.ら Nucleic Acids Res.17,2919−2932,1989)でPCR(ポリメラーゼ連鎖反応)にて行うことが出来る。上記で合成したcDNAの5′末端にAmpli FINDER Anchorを連結しH鎖V領域の増幅のためのプライマーとして例えばAnchorプライマー(配列番号77)及びマウスH鎖定常領域(Cγ領域)に特異的にハイブリダイズするプライマー(例えば配列番号42で表される塩基配列を有するMHC2aプライマー)を用いることが出来る。
【0032】
DNAの精製及び塩基配列の決定
PCR産物について、公知手法に従ってアガロースゲル電気泳動を行い、目的とするDNA断片を切り出した後、DNAの回収及び精製を行い、ベクターDNAに連結する。
DNAの精製は、市販のキット(例えばGENECLEAN II; BIO101) を用いて行われる。DNA断片を保持するためのベクターDNAには公知のもの(例えばpUC19 、Bluescript等) を用いることができる。
【0033】
前記DNAと上記ベクターDNAとを、公知のライゲーションキット(宝酒造製)を用いて連結させ、組換えベクターを得る。次に、得られる組換えベクターを大腸菌JM109 等に導入した後アンピシリン耐性コロニーを選抜し、公知方法に基づいてベクターDNAを調製する(J.Sambrook, et al., ”Molecular Cloning”, Cold Spring Harbor Laboratory Press, 1989) 。目的とするDNAの塩基配列は、上記ベクターDNAを制限酵素で消化した後、公知方法(例えばジデオキシ法)により決定する(J.Sambrook, et al., ”Molecular Cloning”, Cold Spring Harbor Laboratory Press, 1989) 。本発明では、自動塩基配列決定装置(DNA Sequencer 373A; ABI 社) を用いることができる。
【0034】
相補性決定領域
H鎖V領域およびL鎖V領域は、抗原結合部位を形成し、その全般の構造は互いに類似性を有している。すなわち、それぞれ4つのフレームワーク領域(FR)が3つの超可変領域、すなわち相補性決定領域(CDR)により連結されている。FRのアミノ酸配列は、比較的よく保存されているが、一方、CDR領域のアミノ酸配列の変異性は極めて高い(Kabat,E.A.ら、「Sequence of Proteins of Immunological Interest」US Dept. Health and Human Services,1983)。
【0035】
前記4個のFRの多くの部分は、β−シート構造をとり、その結果3個のCDRはループを形成する。CDRはある場合にはβ−シート構造の一部を形成することもある。3個のCDRはFRによって相互に立体的に非常に近い位置に保持され、そして対をなす領域の3個のCDRと共に抗原結合部位を形成する。
このような事実に基づき、マウス抗HM1.24モノクローナル抗体の可変領域のアミノ酸配列をKabatらにより作成された抗体のアミノ酸配列のデータベース(「Sequence of Proteins of Immunological Interest」 US Dept. Health andHuman Services,1983)にあてはめて、相同性を調べることによりCDR領域を見いだすことが出来る。
【0036】
(2)キメラ抗体の発現ベクターの作製
マウスモノクローナル抗体のマウスL鎖及びH鎖V領域をコードするDNA断片がクローニングされれば、これらのマウスV領域をヒト抗体定常領域をコードするDNAと連結して発現させることによってキメラ抗HM1.24抗体が得られる。
キメラ抗体を作製するための基本的な方法は、クローニングされたcDNAに存在するマウスリーダー配列及びV領域配列を、哺乳類細胞発現ベクター中にすでに存在するヒト抗体C領域をコードする配列に連結することを含んで成る。あるいは、クローニングされたcDNAに存在するマウスリーダー配列及びV領域配列をヒト抗体C領域をコードする配列に連結した後、哺乳類細胞発現ベクターに連結することを含んで成る。
【0037】
ヒト抗体C領域は任意のヒトH鎖C領域およびヒトL鎖C領域であることができ、例えばヒトH鎖Cγ1、Cγ2、Cγ3やCγ4あるいはL鎖CλやCκを各々挙げることができる。
キメラ抗体の製造のためには2種類の発現ベクター、すなわちエンハンサー/プロモーター系のごとき発現制御領域による制御のもとでマウスL鎖V領域及びヒトL鎖C領域をコードするDNAを含んで成る発現ベクター、並びにエンハンサー/プロモーター系のごとき発現制御領域のもとでマウスH鎖V領域及びヒトH鎖C領域をコードするDNAを含んで成る発現ベクターを作製する。次に、これらの発現ベクターにより哺乳類細胞のごとき宿主細胞を同時形質転換し、そして形質転換された細胞をインビトロ又はインビボで培養してキメラ抗体を製造する(例えばWO91−16928)。
【0038】
あるいは、クローニングされたcDNAに存在するマウスリーダー配列及びL鎖V領域及びヒトL鎖C領域をコードするDNA並びにマウスリーダー配列及びH鎖V領域及びヒトH鎖C領域をコードするDNAを単一の発現ベクターに導入し(国際特許出願公開番号WO94−11523参照)、そして該ベクターを用いて宿主細胞を形質転換し、次にこの形質転換された宿主をインビボ又はインビトロで培養して目的とするキメラ抗体を生産させる。
【0039】
1)キメラ抗体H鎖の構築
キメラ抗体のH鎖発現ベクターは、マウスH鎖V領域をコードするcDNAを、ヒト抗体のH鎖C領域をコードするゲノムDNAまたはcDNAを含む適当な発現ベクターに導入することにより得ることが出来る。H鎖C領域としては例えばCγ1、Cγ2、Cγ3あるいはCγ4が挙げられる。
【0040】
Cγ1ゲノムDNAを含むキメラH鎖発現ベクターの構築
H鎖C領域としてCγ1のゲノムDNAを有している発現ベクターとしては、例えばHEF−PMh−gγ1(国際特許出願公開番号WO92/19759参照)あるいはDHFR−△E−RVh−PM1f(国際特許出願公開番号WO92/19759参照)を用いることが出来る。
【0041】
マウスH鎖V領域をコードするcDNAをこれらの発現ベクターに挿入するためには、PCR法により適当な塩基配列を導入することが出来る。例えば、5’−末端に適当な制限酵素の認識配列と、翻訳効率をよくするために開始コドン直前にKozakコンセンサス配列を有するように設計したPCRプライマー、及び、3’−末端に適当な制限酵素の認識配列とゲノムDNAの一次転写産物が正しくスプライスされmRNAとなるためのスプライスドナー部位を有するように設計したPCRプライマーを用いてPCRを行うことで、これら適当な塩基配列を導入する。
こうして構築したマウスH鎖V領域をコードするcDNAを適当な制限酵素で処理して、上記発現ベクターに挿入して、Cγ1ゲノムDNAを含むキメラH鎖発現ベクターを構築する。
【0042】
cDNAキメラH鎖発現ベクターの構築
H鎖C領域としてCγ1のcDNAを有している発現ベクターは、以下のようにして構築することができる。すなわち、ヒト型化PM1抗体H鎖V領域およびヒト抗体H鎖C領域Cγ1のゲノムDNA(N. Takahashi, et al., Cell 29, 671−679 1982 )をコードする発現ベクターDHFR−△E−RVh−PM1f(国際特許出願公開番号WO92/19759参照)とヒト型化PM1抗体L鎖V領域およびヒト抗体L鎖κ鎖C領域のゲノムDNAをコードする発現ベクターRVl−PM1a(国際特許出願公開番号WO92/19759参照)を導入したCHO細胞からmRNAを調製し、RT−PCR法でヒト型化PM1抗体H鎖V領域及びヒト抗体H鎖C領域Cγ1を含むcDNAをクローニングし、適当な動物細胞発現用ベクターに適当な制限酵素部位を利用することで連結し構築できる。
【0043】
マウスH鎖V領域をコードするcDNAをヒト抗体H鎖C領域Cγ1を含むcDNAと直接連結するためには、PCR法により適当な塩基配列を導入することが出来る。例えば、5’−末端に適当な制限酵素の認識配列と、翻訳効率をよくするために開始コドン直前にKozakコンセンサス配列を有するように設計したPCRプライマー、及び、3’−末端にH鎖C領域Cγ1と直接連結するための適当な制限酵素の認識配列を有するように設計したPCRプライマーを用いてPCRを行うことで、これら適当な塩基配列を導入する。
【0044】
こうして構築したマウスH鎖V領域をコードするcDNAを適当な制限酵素で処理して、上記H鎖C領域Cγ1を含むcDNAと連結して、pCOS1またはpCHO1のごとき発現ベクターに挿入することにより、cDNAキメラH鎖を含む発現ベクターを構築することが出来る。
2)キメラ抗体L鎖の構築
キメラ抗体のL鎖発現ベクターは、マウスL鎖V領域をコードするcDNAと、ヒト抗体のL鎖C領域をコードするゲノムDNAまたはcDNAとを連結し、適当な発現ベクターに導入することにより得ることが出来る。L鎖C領域としては例えばκ鎖あるいはλ鎖が挙げられる。
【0045】
cDNAキメラL鎖κ鎖発現ベクターの構築
マウスL鎖V領域をコードするcDNAを含む発現ベクターを構築するためには、PCR法により適当な塩基配列を導入することが出来る。例えば、5’−末端に適当な制限酵素の認識配列と、翻訳効率をよくするためのKozakコンセンサス配列を有するように設計したPCRプライマー、及び、3’−末端に適当な制限酵素の認識配列を有するように設計したPCRプライマーを用いてPCRを行うことで、これら適当な塩基配列を導入する。
【0046】
マウスL鎖V領域と連結させるためのヒトL鎖κ鎖C領域は、例えばゲノムDNAを含むHEF−PM1k−gk(国際特許出願公開番号WO92/19759参照)から構築することが出来る。PCR法にてL鎖κ鎖C領域をコードするDNAの5’−末端および3’−末端に適当な制限酵素の認識配列を導入し、上記のようにして構築したマウスL鎖V領域とL鎖κ鎖C領域を連結し、pCOS1またはpCHO1のごとき発現ベクターに挿入することにより、cDNAキメラ抗体L鎖κ鎖の発現ベクターを構築することが出来る。
【0047】
2.再構成ヒト抗体の作製
(1)再構成ヒト抗HM1.24抗体V領域の設計
マウスモノクローナル抗体のCDRがヒト抗体に移植されている再構成ヒト抗体を作製するためには、マウスモノクローナル抗体のFRとヒト抗体のFRとの間に高い相同性が存在することが望ましい。従って、マウス抗HM1.24抗体のL鎖及びH鎖のV領域を、Protein Data Bankを用いて構造が解明されているすべての既知抗体のV領域と比較する。
【0048】
マウス抗HM1.24抗体のL鎖V領域はヒト抗体L鎖V領域のサブグループIV(HSGIV)のコンセンサス配列に最も類似しており、66.4%の相同性が存在する。一方、HSGI、HSGII、HSGIII とはそれぞれ56.9%、55.8%、61.5%の相同性を示す。
マウス抗HM1.24抗体のL鎖V領域は既知ヒト抗体L鎖V領域との比較において、ヒト抗体L鎖V領域のサブグループIの一つであるヒト抗体REIのL鎖V領域に67.0%の相同性を示す。従って、再構成ヒト抗HM1.24抗体L鎖V領域の作製のための出発材料としてREIのFRを使用した。
【0049】
再構成ヒト抗HM1.24抗体L鎖V領域のバージョンaを設計した。このバージョンにおいては、ヒト抗体FRは再構成ヒトCAMPATH−1H抗体中に存在するREIに基くFR(Riechmann,L.ら、Nature 322,21−25,(1988)を参照、国際特許出願公開番号WO92−19759に記載の再構成ヒトPM−1抗体のL鎖V領域のバージョンaに含まれるFR)と同一であり、そしてマウスCDRはマウス抗HM1.24抗体のL鎖V領域中のCDRと同一とした。
【0050】
マウス抗HM1.24抗体のH鎖V領域はヒト抗体H鎖V領域のHSGIのコンセンサス配列に最も類似しており、54.7%の相同性が存在する。一方、HSGII、HSGIII とはそれぞれ34.6%、48.1%の相同性を示す。マウス抗HM1.24抗体のH鎖V領域は既知のヒト抗体H鎖V領域との比較において、FR1からFR3までは、ヒト抗体H鎖V領域のサブグループIの一つであるヒト抗体HG3のH鎖V領域(Rechavi,G.ら、Proc.Nat.Acad.Sci.USA80,855−859)に非常に類似しており、67.3%の相同性を示す。
【0051】
このため、ヒト抗体HG3のFRを、再構成ヒト抗HM1.24抗体のH鎖V領域の作製のための出発材料として用いた。
しかしながら、ヒト抗体HG3のFR4のアミノ酸配列は記述されていないために、FR4に関してはマウス抗HM1.24抗体のH鎖のFR4と最も高い相同性を示すヒト抗体JH6(Ravetch,J.V.ら、Cell,27,583−591)のFR4のアミノ酸配列を用いた。JH6のFR4は一つのアミノ酸を除いてマウス抗HM1.24抗体のH鎖のFR4と同一のアミノ酸配列を有する。
【0052】
再構成ヒト抗HM1.24抗体のH鎖V領域の第一のバージョンaにおいて、ヒトFR1中の30位およびヒトFR3中の71位のアミノ酸をマウス抗HM1.24抗体のアミノ酸と同一とした以外、FR1からFR3まではヒト抗体HG3のFR1からFR3と同一であり、そしてCDRはマウス抗HM1.24抗体のH鎖V領域中のCDRと同一とした。
【0053】
(2)再構成ヒト抗HM1.24抗体L鎖V領域の作製
再構成ヒト抗HM1.24抗体L鎖を、PCR法によるCDRグラフティングにより作製する。この方法を図4に模式的に示す。ヒト抗体REI由来のFRを有する再構成ヒト抗HM1.24抗体(バージョンa)作製のために8個のPCRプライマーを使用する。外部プライマーA(配列番号:47)及びH(配列番号:48)は、HEF発現ベクターHEF−VL−gκのDNA配列とハイブリダイズするように設計する。
【0054】
CDR−グラフティングプライマーL1S(配列番号:49)、L2S(配列番号:50)及びL3S(配列番号:51)はセンスDNA配列を有する。CDR−グラフティングプライマーL1A(配列番号:52)、L2A(配列番号:53)及びL3A(配列番号:54)はアンチ−センスDNA配列を有し、そしてそれぞれプライマーL1S、L2S及びL3Sの5′−末端のDNA配列に対する相補的DNA配列(20〜23bp)を有する。
【0055】
第一PCR段階において4つの反応A−L1A、L1S−L2A、L2S−L3A、及びL3S−Hを行い、そして各PCR生成物を精製する。第一PCRからの4つのPCR生成物をそれら自体の相補性によりアッセンブリさせる(WO92−19759参照)。次に、外部プライマーA及びHを加えて、再構成ヒト抗HM1.24抗体L鎖V領域をコードする全長DNAを増幅する(第2PCR)。前記PCRにおいては、ヒト抗体REIからのFRに基く再構成ヒトONS−M21抗体L鎖V領域バージョンaをコードするプラスミドHEF−RVL−M21a(国際特許出願公開番号WO95−14041を参照)を鋳型として用いることができる。
【0056】
第一PCR段階においては、鋳型DNA、及び各プライマーを用いる。
PCR生成物A−L1A(215bp)、L1S−L2A(98bp)、L2S−L3A(140bp)及びL3S−H(151bp)を1.5%低融点アガロースゲルを用いて精製し、第二PCRでアッセンブリする。第二PCRにおいては、各第一PCRの生成物及び各外部プライマー(A及びH)を用いる。
第二PCRにより生じた516bpのDNA断片を1.5%低融点アガロースゲルで精製し、BamHI及びHindIII で消化し、得られたDNA断片をHEF発現ベクターHEF−VL−gκにクローニングする。DNA配列決定の後、再構成ヒト抗HM1.24抗体L鎖V領域の正しいアミノ酸配列をコードするDNA断片を含むプラスミドをHEF−RVLa−AHM−gκと命名した。本プラスミドHEF−RVLa−AHM−gκに含まれるL鎖V領域のアミノ酸配列および塩基配列を配列番号:9に示す。
【0057】
再構成ヒト抗HM1.24抗体L鎖V領域のバージョンbを、PCRを用いる変異誘発法によって作製することができる。変異原プライマーFTY−1(配列番号:55)およびFTY−2(配列番号:56)は、71位のフェニルアラニンがチロシンに変異するように設計する。
プラスミドHEF−RVLa−AHM−gκを鋳型とし、上記プライマーを用いて増幅した後、最終生成物を精製し、BamHIおよびHindIII で消化し、得られたDNA断片をHEF発現ベクターHEF−VL−gκにクローニングし、プラスミドHEF−RVLb−AHM−gκを得る。本プラスミドHEF−RVLb−AHM−gκに含まれるL鎖V領域のアミノ酸配列および塩基配列を配列番号:10に示す。
【0058】
(3)再構成ヒト抗HM1.24抗体H鎖V領域の作製
3−1. 再構成ヒト抗HM1.24抗体H鎖V領域バージョンa−eの作製
再構成ヒト抗HM1.24抗体H鎖V領域をコードするDNAを次の様にして設計することができる。ヒト抗体HG3のFR1〜3およびヒト抗体JH6のFR4をコードするDNA配列を、マウス抗HM1.24抗体H鎖V領域のCDRをコードするDNA配列とつなげることにより、再構成ヒト抗HM1.24抗体H鎖V領域をコードする全長DNAを設計する。
次に、このDNA配列のそれぞれ5′−側及び3′−側にHindIII 認識部位/KOZAKコンセンサス配列及びBamHI認識部位/スプライスドナー配列を付加して、HEF発現ベクターに挿入できるようにする。
【0059】
こうして設計したDNA配列を4個のオリゴヌクレオチドに分け、そして次に、これらのオリゴヌクレオチドのアセンブリーを妨害する可能性のあるオリゴヌクレオチド中の二次構造についてコンピューター解析する。
4個のオリゴヌクレオチド配列RVH1〜RVH4を配列番号:57〜60に示す。これらのオリゴヌクレオチドは119〜144塩基の長さを有し、25〜26bpのオーバラップ領域を有する。オリゴヌクレオチドの内のRVH2(配列番号:58)、RVH4(配列番号:60)はセンスDNA配列を有し、そして他のRVH1(配列番号:57)、RVH3(配列番号:59)はアンチセンスDNA配列を有する。これら4個のオリゴヌクレオチドのPCR法によるアセンブリーの方法を図に示す(図5参照)。
【0060】
4種のオリゴヌクレオチド並びにRHP1(配列番号:60)及びRHP2(配列番号:62)を外部プライマーとして用い、PCRを行う。
増幅した438bpのDNA断片を精製し、HindIII 及びBamHIにより消化し、そして次にHEF発現ベクターHEF−VH−gγ1にクローニングする。DNA配列決定の後、正しいH鎖V領域のアミノ酸配列をコードするDNA断片を含むプラスミドをHEF−RVHa−AHM−gγ1と命名した。本プラスミドHEF−RVHa−AHM−gγ1に含まれるH鎖V領域のアミノ酸配列および塩基配列を配列番号:11に示す。
【0061】
再構成ヒト抗HM1.24抗体H鎖V領域の各バージョンb、c、d、eを以下のようにして作製する。なお、再構成ヒト抗HM1.24抗体H鎖V領域のバージョンb以降の各バージョンを作製する際、置換するアミノ酸残基の抗体分子中での位置を推察するために、マウス抗HM1.24抗体V領域の立体構造モデルを構築することができる。
バージョンbは、変異原プライマーとして66位のアルギニンがリジンに変異するように設計したBS(配列番号:63)およびBA(配列番号:64)を用い、プラスミドHEF−RVHa−AHM−gγ1を鋳型DNAとして、PCR法により増幅し、プラスミドHEF−RVHb−AHM−gγ1を得る。本プラスミドHEF−RVHb−AHM−gγ1に含まれるH鎖V領域のアミノ酸配列および塩基配列を配列番号:12に示す。
【0062】
バージョンcは、変異原プライマーとして73位のトレオニンがリジンに変異するように設計したCS(配列番号:65)およびCA(配列番号:66)を用い、プラスミドHEF−RVHa−AHM−gγ1を鋳型DNAとして、PCR法により増幅し、プラスミドHEF−RVHc−AHM−gγ1を得る。本プラスミドHEF−RVHc−AHM−gγ1に含まれるH鎖V領域のアミノ酸配列および塩基配列を配列番号:13に示す。
バージョンdは、変異原プライマーとして66位のアルギニンがリジンに、73位のトレオニンがリジンに変異するように設計したDS(配列番号:67)およびDA(配列番号:68)を用い、プラスミドHEF−RVHa−AHM−gγ1を鋳型DNAとしてプラスミドHEF−RVHd−AHM−gγ1を得る。本プラスミドHEF−RVHd−AHM−gγ1に含まれるH鎖V領域のアミノ酸配列および塩基配列を配列番号:14に示す。
【0063】
バージョンeは、変異原プライマーとして67位のバリンがアラニンに、69位のメチオニンがロイシンに変異するように設計したES(配列番号:69)およびEA(配列番号:70)を用い、プラスミドHEF−RVHa−AHM−gγ1を鋳型DNAとして増幅し、プラスミドHEF−RVHe−AHM−gγ1を得る。本プラスミドHEF−RVHe−AHM−gγ1に含まれるH鎖V領域に含まれるアミノ酸配列および塩基配列を配列番号:15に示す。
【0064】
3−2. H鎖ハイブリッドV領域の作製
H鎖ハイブリッドV領域を構築することにより、ヒト型化抗体V領域のどのFRが、ヒト型化抗体の結合活性および結合阻害活性に寄与するかを調べることができる。構築した2種類のうち、1つはFR1とFR2のアミノ酸配列がマウス抗HM1.24抗体由来であり、FR3とFR4のアミノ酸配列が再構成ヒト抗HM1.24抗体のH鎖V領域のバージョンa由来となるもの(マウス・ヒトハイブリッド抗HM1.24抗体)、もう1つはFR1とFR2のアミノ酸配列が再構成ヒト抗HM1.24のH鎖V領域のバージョンa由来であり、FR3とFR4のアミノ酸配列がマウス抗HM1.24抗体由来となるもの(ヒト・マウスハイブリッド抗HM1.24抗体)である。CDR領域のアミノ酸配列はすべてマウス抗HM1.24抗体由来である。
【0065】
2種のH鎖ハイブリッドV領域はPCR法により作製する。この方法を図6及び7に模式的に示す。2種のH鎖ハイブリッドV領域作製のために4種のプライマーを使用することができる。外部プライマーa(配列番号:71)及びh(配列番号:72)は、HEF発現ベクターHEF−VH−gγ1のDNA配列とハイブリダイズするように設計される。H鎖ハイブリッド作製プライマーHYS(配列番号:73)はセンスDNA配列を有し、H鎖ハイブリッドプライマーHYA(配列番号:74)はアンチセンスDNA配列を有しそしてたがいに相補的なDNA配列となるよう設計される。
【0066】
FR1とFR2のアミノ酸配列がマウス抗HM1.24抗体由来であり、FR3とFR4のアミノ酸配列が再構成ヒト抗HM1.24抗体のH鎖V領域のバージョンa由来となるH鎖ハイブリッドV領域の作製のために、第一PCR段階においてプラスミドHEF−1.24H−gγ1を鋳型とし外部プライマーaとH鎖ハイブリッドプライマーHYAを用いたPCRと、プラスミドHEF−RVHa−AHM−gγ1を鋳型としH鎖ハイブリッドプライマーHYSと外部プライマーhを用いたPCRを行い、そして各PCR産物を精製する。
【0067】
第一PCRからの2つのPCR精製物をそれら自体の相補性によりアッセンブリさせる(国際特許出願公開番号WO92−19759参照)。次に、外部プライマーa及びhを加えて、FR1とFR2のアミノ酸配列がマウス抗HM1.24抗体由来であり、FR3とFR4のアミノ酸配列が再構成ヒト抗HM1.24抗体のH鎖V領域のバージョンa由来となるH鎖ハイブリッドV領域をコードする全長DNAを第二PCR段階で増幅する。
【0068】
FR1とFR2のアミノ酸配列が再構成ヒト抗HM1.24抗体のH鎖V領域のバージョンa由来であり、FR3とFR4のアミノ酸配列がマウス抗HM1.24抗体由来となるH鎖ハイブリッドV領域の作製のために、第一PCR段階においてプラスミドHEF−RVHa−AHM−gγ1を鋳型とし外部プライマーaとH鎖ハイブリッドプライマーHYAを用いたPCRと、プラスミドHEF−1.24H−gγ1を鋳型としH鎖ハイブリッドプライマーHYSと外部プライマーhを用いたPCRを行い、そして各PCR産物を精製する。
【0069】
第一PCRからの2つのPCR精製物をそれら自体の相補性によりアッセンブリさせる(国際特許出願公開番号WO92−19759参照)。次に、外部プライマーa及びhを加えて、FR1とFR2のアミノ酸配列が再構成ヒト抗HM1.24抗体のH鎖V領域のバージョンa由来であり、FR3とFR4のアミノ酸配列がマウス抗HM1.24抗体由来となるH鎖ハイブリッドV領域をコードする全長DNAを第二PCR段階で増幅する。
【0070】
第一PCR、PCR産物の精製、アッセンブリ、第二PCR、及びHEF発現ベクターHEF−VH−gγ1へのクローニングの方法は実施例9.再構成ヒトHM1.24抗体L鎖V領域の作製に示す方法に準じ行うことができる。DNA配列決定の後、FR1とFR2のアミノ酸配列がマウス抗HM1.24抗体由来であり、FR3とFR4のアミノ酸配列が再構成ヒト抗HM1.24抗体のH鎖V領域のバージョンa由来となるH鎖ハイブリッドV領域の正しいアミノ酸配列をコードするDNA断片を含むプラスミドをHEF−MH−RVH−AHM−gγ1と命名した。
【0071】
本プラスミドHEF−MH−RVH−AHM−gγ1に含まれるH鎖V領域のアミノ酸配列及び塩基配列を配列番号:75に示す。また、FR1とFR2のアミノ酸配列が再構成ヒト抗HM1.24抗体由来であり、FR3とFR4のアミノ酸配列がマウス抗HM1.24抗体のH鎖V領域のバージョンa由来となるH鎖ハイブリッドV領域の正しいアミノ酸配列をコードするDNA断片を含むプラスミドをHEF−HM−RVH−AHM−gγ1と命名した。本プラスミドHEF−HM−RVH−AHM−gγ1に含まれるH鎖V領域のアミノ酸配列及び塩基配列を配列番号:76に示す。
【0072】
3−3. 再構成ヒト抗HM1.24抗体H鎖V領域バージョンf〜sの作製
再構成ヒト抗HM1.24抗体H鎖V領域の各バージョンf、g、h、i、j、k、l、m、n、o、p、q、r及びsを以下のようにして作製する。なお、再構成するヒト抗HM1.24抗体H鎖V領域のバージョンf以降の各バージョンを作製する際、置換するアミノ酸残基の抗体分子中での位置を推察するために、前記の通りマウス抗HM1.24抗体V領域の立体構造モデルを構築することができる。
【0073】
バージョンfは、変異原プライマーとして75位のトレオニンがセリンに、78位のバリンがアラニンに変異するように設計したFS(配列番号:78)およびFA(配列番号:79)を用い、プラスミドHEF−RVHe−AHM−gγ1を鋳型DNAとして、PCR法により増幅し、プラスミドHEF−RVHf−AHM−gγ1を得る。本プラスミドHEF−RVHf−AHM−gγ1に含まれるH鎖V領域のアミノ酸配列および塩基配列を配列番号:16に示す。
【0074】
バージョンgは、変異原プライマーとして40位のアラニンがアルギニンに変異するように設計したGS(配列番号:80)およびGA(配列番号:81)を用い、プラスミドHEF−RVHa−AHM−gγ1を鋳型DNAとして増幅し、プラスミドHEF−RVHg−AHM−gγ1を得る。本プラスミドHEF−RVHg−AHM−gγ1に含まれるH鎖V領域のアミノ酸配列および塩基配列を配列番号:17に示す。
【0075】
バージョンhは、変異原プライマーとしてFSおよびFAを用い、プラスミドHEF−RVHb−AHM−gγ1を鋳型DNAとして増幅し、プラスミドHEF−RVHh−AHM−gγ1を得る。本プラスミドHEF−RVHh−AHM−gγ1に含まれるH鎖V領域のアミノ酸配列および塩基配列を配列番号:18に示す。
バージョンiは、変異原プライマーとして83位のアルギニンがアラニンに、84位のセリンがフェニルアラニンに変異するように設計したIS(配列番号:82)およびIA(配列番号:83)を用い、プラスミドHEF−RVHh−AHM−gγ1を鋳型DNAとして増幅し、プラスミドHEF−RVHi−AHM−gγ1を得る。本プラスミドHEF−RVHi−AHM−gγ1に含まれるH鎖V領域のアミノ酸配列および塩基配列を配列番号:19に示す。
【0076】
バージョンjは、変異原プライマーとして66位のアルギニンがリジンに変異するように設計したJS(配列番号:84)とJA(配列番号:85)を用い、プラスミドHEF−RVHf−AHM−gγ1を鋳型DNAとして増幅し、プラスミドHEF−RVHj−AHM−gγ1を得る。本プラスミドHEF−RVHj−AHM−gγ1に含まれるH鎖V領域のアミノ酸配列および塩基配列を配列番号:20に示す。
【0077】
バージョンkは、変異原プライマーとして81位のグルタミン酸がグルタミンに変異するように設計したKS(配列番号:86)およびKA(配列番号:87)を用い、プラスミドHEF−RVHh−AHM−gγ1を鋳型DNAとして増幅し、プラスミドHEF−RVHk−AHM−gγ1を得る。本プラスミドHEF−RVHk−AHM−gγ1に含まれるH鎖V領域のアミノ酸配列および塩基配列を配列番号:21に示す。
【0078】
バージョンlは、変異原プライマーとして81位のグルタミン酸がグルタミンに、82B位のセリンがイソロイシンに変異するように設計したLS(配列番号:88)およびLA(配列番号:89)を用い、プラスミドHEF−RVHh−AHM−gγ1を鋳型DNAとして増幅し、プラスミドHEF−RVHl−AHM−gγ1を得る。本プラスミドHEF−RVHl−AHM−gγ1に含まれるH鎖V領域のアミノ酸配列および塩基配列を配列番号:22に示す。
【0079】
バージョンmは、変異原プライマーとして81位のグルタミン酸がグルタミンに、82bのセリンがイソロイシンに、87位のトレオニンがセリンに変異するように設計したMS(配列番号:90)とMA(配列番号:91)を用い、プラスミドHEF−RVHh−AHM−gγ1を鋳型DNAとして増幅し、プラスミドHEF−RVHm−AHM−gγ1を得る。本プラスミドHEF−RVHm−AHM−gγ1に含まれるH鎖V領域のアミノ酸配列および塩基配列を配列番号:23に示す。
【0080】
バージョンnは、変異原プライマーとして82B位のセリンがイソロイシンに変異するように設計したNS(配列番号:92)およびNA(配列番号:93)を用い、プラスミドHEF−RVHh−AHM−gγ1を鋳型DNAとしてプラスミドHEF−RVHn−AHM−gγ1を得る。本プラスミドHEF−RVHn−AHM−gγ1に含まれるH鎖V領域のアミノ酸配列および塩基配列を配列番号:24に示す。
【0081】
バージョンoは変異原プライマーとして87位のトレオニンがセリンに変異するように設計したOS(配列番号:94)およびOA(配列番号:95)を用い、プラスミドHEF−RVHh−AHM−gγ1を鋳型DNAとしてプラスミドHEF−RVHo−AHM−gγ1を得る。本プラスミドHEF−RVHo−AHM−gγ1に含まれるH鎖V領域のアミノ酸配列および塩基配列を配列番号:25に示す。
【0082】
バージョンpは、変異原プライマーとして78位のバリンがアラニンに変異するように設計したPS(配列番号:96)およびPA(配列番号:97)を用い、プラスミドHEF−RVHa−AHM−gγ1を鋳型DNAとして、PCR法により増幅し、プラスミドHEF−RVHp−AHM−gγ1を得る。本プラスミドHEF−RVHp−AHM−gγ1に含まれるH鎖V領域のアミノ酸配列および塩基配列を配列番号:26に示す。
【0083】
バージョンqは、変異原プライマーとして75位のトレオニンがセリンに変異するように設計したQS(配列番号:98)およびQA(配列番号:99)を用い、プラスミドHEF−RVHa−AHM−gγ1を鋳型DNAとして、PCR法により増幅し、プラスミドHEF−RVHq−AHM−gγ1を得る。本プラスミドHEF−RVHq−AHM−gγ1に含まれるH鎖V領域のアミノ酸配列および塩基配列を配列番号:27に示す。
【0084】
バージョンrは、変異原プライマーとしてCS(配列番号:65)およびCA(配列番号:66)を用い、プラスミドHEF−RVHp−AHM−gγ1を鋳型DNAとして、PCR法により増幅し、プラスミドHEF−RVHr−AHM−gγ1を得る。本プラスミドHEF−RVHr−AHM−gγ1に含まれるH鎖V領域のアミノ酸配列および塩基配列を配列番号:28に示す。
【0085】
バージョンsは、変異原プライマーとして69位のメチオニンがイソロイシンに変異するように設計した変異原プライマーSS(配列番号:100)および変異原プライマーSA(配列番号:101)を用い、プラスミドHEF−RVHr−AHM−gγ1 を鋳型DNA として、プラスミドHEF−RVHs−AHM−gγ1 を得る。本プラスミドHEF−RVHs−AHM−gγ1 に含まれるH鎖V領域のアミノ酸配列および塩基配列を配列番号102 に示す。
なお、作製したL鎖V領域のアミノ酸配列を表1に示し、H鎖V領域のアミノ酸配列を表2〜4に示す。
【0086】
【表1】

Figure 0003587664
【0087】
【表2】
Figure 0003587664
【0088】
【表3】
Figure 0003587664
【0089】
【表4】
Figure 0003587664
【0090】
3.キメラ抗体及び再構成ヒト抗体の製造
キメラ抗体あるいは再構成ヒト抗体の製造のためには、前記のようなそれぞれ2種類の発現ベクター、すなわちエンハンサー/プロモーター系のごとき発現制御領域による制御のもとでマウスH鎖V領域及びヒトH鎖C領域をコードするDNAを含んで成る発現ベクター、並びにエンハンサー/プロモーター系のごとき発現制御領域のもとでマウスL鎖V領域及びヒトL鎖C領域をコードするDNAを含んで成る発現ベクター、またはエンハンサー/プロモーター系のごとき発現制御領域による制御のもとでヒト型化H鎖V領域及びヒトH鎖C領域をコードするDNAを含んで成る発現ベクター、並びにエンハンサー/プロモーター系のごとき発現制御領域のもとでヒト型化L鎖V領域及びヒトL鎖C領域をコードするDNAを含んで成る発現ベクターを作製する。
【0091】
次に、これらの発現ベクターにより哺乳類細胞のごとき宿主細胞を同時形質転換し、そして形質転換された細胞をインビトロ又はインビボで培養してキメラ抗体あるいは再構成ヒト抗体を製造する(例えば国際特許出願公開番号WO91−16928)。また、ヤギなどの哺乳動物に抗体遺伝子を導入してトランスジェニック動物を作製し、その乳汁等からキメラ抗体あるいは再構成ヒト抗体を得ることができる。
【0092】
また、H鎖V領域及びH鎖C領域ならびにL鎖V領域及びL鎖C領域を単一ベクターに連結し、適当な宿主細胞を形質転換し、抗体を産生させることができる。すなわち、キメラ抗体の発現には、クローニングされたcDNAに存在するマウスリーダー配列及びH鎖V領域及びヒトH鎖C領域をコードするDNA並びにマウスリーダー配列及びL鎖V領域及びヒトL鎖C領域をコードするDNAを単一の発現ベクターに導入する(国際特許出願公開番号WO94−11523参照)。
【0093】
再構成ヒト抗体の発現には、ヒト型化H鎖V領域及びヒトH鎖C領域をコードするDNA並びにヒト型化L鎖V領域及びヒトL鎖C領域をコードするDNAを単一の発現ベクターに導入する(国際特許出願公開番号WO94−11523参照)。そして該ベクターを用いて宿主細胞を形質転換し、次にこの形質転換された宿主をインビボ又はインビトロで培養して目的とするキメラ抗体または再構成ヒト抗体を生産させる。
以上のようにして目的とするキメラ抗体あるいは再構成ヒト抗体をコードする遺伝子で形質転換した形質転換体を培養し、産生したキメラ抗体あるいは再構成ヒト抗体は、細胞内または細胞外から分離し均一にまで精製することができる。
【0094】
なお、本発明の目的蛋白質であるキメラ抗体あるいは再構成ヒト抗体の分離・精製を、アフィニティーカラムを用いて行うことができる。例えば、プロテインAを用いたカラムとして、HyperD,POROS,SepharoseF.F.等が挙げられる。また、その他に、通常の蛋白質で用いられる分離・精製方法を使用すればよく、何ら限定されるものではない。例えば各種クロマトグラフィー、限外濾過、塩折、透析等を適宜選択、組合せれば、キメラ抗体あるいは再構成ヒト抗体は分離・精製することができる。
【0095】
本発明のキメラ抗HM1.24抗体又は再構成ヒト抗HM1.24抗体の製造のために任意の発現系、例えば真核細胞、例えば動物細胞、例えば樹立された哺乳類細胞系、昆虫細胞系、真糸状菌細胞、及び酵母細胞、並びに原核細胞、例えば細菌細胞、例えば大腸菌細胞等を使用することができる。好ましくは、本発明のキメラ抗体又は再構成ヒト抗体は哺乳類細胞、例えばCOS細胞、CHO細胞Hela細胞、Vero細胞、ミエローマ細胞又はBHK細胞中で発現される。
【0096】
これらの場合、哺乳類細胞での発現のために有用な常用のプロモーターを用いることができる。例えば、ヒト・サイトメガロウィルス前期(human cytomegalovirus immediate early;HCMV)プロモーターを使用するのが好ましい。HCMVプロモーターを含有する発現ベクターの例には、HCMV−VH−HCγ1,HCMV−VL−HCκ等であって、pSV2neoに由来するもの(国際特許出願公開番号WO92−19759)が含まれる。
【0097】
また、その他に、本発明のために用いることのできる哺乳動物細胞における遺伝子発現のプロモーターとしてはレトロウイルス、ポリオーマウイルス、アデノウイルス、シミアンウイルス40(SV40)などのウイルスプロモーターやヒト・ポリペプチド・チェーン・エロンゲーション・ファクター1α(HEF−1α)などの哺乳動物細胞由来のプロモーターを用いればよい。例えばSV40のプロモーターを使用する場合は、Mulliganらの方法(Nature 277 108(1979))、また、HEF−1αプロモーターを使用する場合は、Mizushima,S.らの方法(Nucleic Acids Research,18,5322,1990)に従えば容易に実施することができる。
【0098】
複製起原としては、SV40、ポリオーマウイルス、アデノウイルス、牛パピローマウイルス(BPV)等の由来のものを用いることができ、さらに宿主細胞系中での遺伝子コピー数増幅のため、発現ベクターは選択マーカーとして、アミノグリコシドホスホトランスフェラーゼ(APH)遺伝子、チミジンキナーゼ(TK)遺伝子、大腸菌キサンチン−グアニンホスホリボシルトランスフェラーゼ(Ecogpt)遺伝子、ジヒドロ葉酸還元酵素(DHFR)遺伝子等を含むことができる。
【0099】
4.キメラ抗体及びヒト型化抗体の結合阻害活性
(1)抗体の濃度測定
精製抗体の濃度の測定は、ELISA または吸光度の測定により行う。
抗体濃度測定のためのELISAプレートを次のようにして調製する。ELISA用96穴プレート(例えばMaxisorp, NUNC )の各穴を例えば1μg/mlの濃度に調製したヤギ抗ヒトIgG抗体100μlを固相化する。
【0100】
100μlの希釈バッファー(例えば50mM Tris−HCl、1mM MgCl、0.15M NaCl、0.05% Tween20、0.02%NaN、1% 牛血清アルブミン(BSA)、pH8.1)でブロッキングの後、キメラ抗体、ハイブリッド抗体または再構成ヒト抗体を発現させた細胞の培養上清、例えばCOS細胞又はCHO細胞の培養上清あるいは精製キメラ抗体、ハイブリッド抗体または再構成ヒト抗体を段階希釈して各穴に加え、次にアルカリフォスファターゼ結合ヤギ抗ヒトIgG抗体100μlを加え、1mg/mlの基質溶液(Sigma104、p−ニトロフェニルリン酸、SIGMA)を加え、次に405nmでの吸光度をmicroplate reader(Bio Rad)で測定する。濃度測定のスタンダードとして、ヒトIgG1κ(The Binding Site)を用いることができる。精製抗体の濃度は、280nmの吸光度を測定し、1mg/mlを1.35ODとして算出する。
【0101】
(2)抗原結合活性
抗原結合活性の測定は、ヒト羊膜細胞株WISH(ATCCCCL25)を用いたCell−ELISAで行うことができる。Cell−ELISAプレートは次のようにして調製する。96穴プレートに10%ウシ胎児血清を含有するPRMI1640培地により適切な濃度に調製したWISH細胞を加え、一晩培養した後、PBS(−)で2回洗浄後0.1%グルタルアルデヒド(ナカライテスク社製)にて固定する。
【0102】
ブロッキングの後、キメラ抗HM1.24抗体、ハイブリッド抗HM1.24抗体または再構成ヒト抗HM1.24抗体を発現させた細胞、例えばCOS細胞やCHO細胞の培養上清、あるいは精製したキメラ抗HM1.24抗体、ハイブリッド抗HM1.24抗体または再構成ヒト抗HM1.24抗体を段階希釈して各穴に100μl加え、室温にて2時間インキュベーションおよび洗浄の後、ペルオキシダーゼ標識ウサギ抗ヒトIgG抗体(DAKO社製)を加える。
室温にて1時間インキュベーションおよび洗浄の後、基質溶液を加えインキュベーションする。次いで、6N硫酸50μlで反応を停止させ、MICROPLATE READER Model 3550(Bio−Rad社製)を用いて490nmでの吸光度を測定する。
【0103】
(3)結合阻害活性の測定
ビオチン標識マウス抗HM1.24抗体による結合阻害活性は、ヒト羊膜細胞株WISH(ATCCCCL25)を用いたCell−ELISAで行うことができる。Cell−ELISAプレートは上記(2)に従い調製できる。96穴プレートに10%ウシ胎児血清を含有するRPMI1640培地により適切な濃度に調製したWISH細胞を加え、一晩培養した後、PBS(−)で2回洗浄後0.1%グルタルアルデヒド(ナカライテスク社製)にて固定する。
【0104】
ブロッキングの後、キメラ抗HM1.24抗体、ハイブリッド抗HM1.24抗体または再構成ヒト抗HM1.24抗体を発現させた細胞、例えばCOS細胞やCHO細胞の培養上清、あるいは精製したキメラ抗HM1.24抗体、ハイブリッド抗HM1.24抗体または再構成ヒト抗HM1.24抗体を段階希釈して各穴に50μl加え、同時に2μg/mlのビチオン標識マウス抗HM1.24抗体50μlを添加し、室温にて2時間インキュベーションおよび洗浄の後、ペルオキシダーゼ標識ウサギ抗ヒトIgG抗体(DAKO社製)を加える。
室温にて1時間インキュベーションした後洗浄し、基質溶液を加えインキュベーションした後6N硫酸50μlで反応を停止させ、MICROPLATE READER Model 3550(Bio−Rad社製)用いて490nmでの吸光度を測定する。
【0105】
ADCC活性の測定
本発明のキメラ抗体あるいは再構成ヒト抗体のADCC活性は、次のようにして測定することができる。まず、ヒトの抹消血や骨髄より比重遠心法で単核球を分離し、エフェクター細胞として調製する。また、ヒト骨髄腫細胞、例えば、RPMI 8226細胞(ATCC CCL 155)を51Crにより標識して、標的細胞として調製する。次いで、標識した標的細胞にADCC活性を測定するキメラ抗体あるいは再構成ヒト抗体を加えインキュベートし、その後、標的細胞に対し適切な比のエフェクター細胞を加えインキュベートする。
【0106】
インキュベートした後上清をとり、ガンマカウンターで放射活性を測定する。その際、最大遊離放射能測定用に1%のNP−40を用いることができる。細胞障害活性(%)は、(A−C)/(B−C)×100で計算することができる。なお、Aは抗体存在下において遊離された放射活性(cpm)、BはNP−40による遊離された放射活性(cpm)、およびCは抗体を含まず培養液のみで遊離された放射活性(cpm)である。
また、抗体C領域にADCC活性あるいはCDC活性を期待する場合、抗体C領域としてヒトCγ1、ヒトCγ3を用いることができる。さらに、抗体C領域のアミノ酸を一部付加、改変、修飾することにより、より強力なADCC活性あるいはCDC活性を誘導することができる。
【0107】
例えば、アミノ酸置換によるIgGのIgM様ポリマー化(Smith, R.I. F. & Morrison, S.L, BIO/TECHNOLOGY(1994)12, 683−688)、アミノ酸付加によるIgGのIgM様ポリマー化(Smith, R. I. F. et al., J.Immunol.(1995)154, 2226−2236) 、L鎖をコードする遺伝子の直列連結での発現(Shuford, W.et al., Science(1991)252,724−727)、アミノ酸置換によるIgGの二量体化(Caron, P.C.et al., J.Exp.Med.(1992)176, 1191−1195 、Shopes, B.J.Immunology(1992)148, 2918−2922) 、化学的修飾によるIgGの二量体化(Wolff, E.A.et al., Cancer Res.(1993)53, 2560−2565)および抗体ヒンジ領域のアミノ酸改変によるエフェクター機能の導入(Norderhaug, L.et al., Eur.J.Immunol.(1991)21, 2379−2384) が挙げられる。これらは、プラマーを使用したオリゴマー部位特異的変異導入法、制限酵素切断部位を利用した塩基配列の付加、共有結合をもたらす化学修飾剤を使用することによって達成される。
【0108】
骨髄腫体内診断薬
本発明のキメラ抗HM1.24抗体あるいは再構成ヒト抗HM1.24抗体は、ラジオアイソトープ等の標識化合物と結合させることにより、骨髄腫体内診断薬として用いることができる。
さらには、キメラ抗HM1.24抗体あるいは再構成ヒト抗HM1.24抗体の断片、例えばFab、F(ab′)、FvまたはH鎖とL鎖のFvを適当なリンカーで連結させたシングルチェインFv(scFv)とラジオアイソトープ等の標識化合物を結合させたものも、同様に骨髄腫体内診断薬として用いることができる。
【0109】
具体的には、これら抗体の断片は、これら抗体の断片をコードする遺伝子を構築し、これを発現ベクターに導入した後、適当な宿主細胞で発現させるか、あるいはキメラ抗HM1.24抗体または再構成ヒト抗HM1.24抗体を適当な酵素を用いて消化することで得られる。
上記の骨髄腫体内診断薬は、非経口的に全身に投与することができる。
医薬組成物および骨髄腫治療剤
本発明のキメラ抗体HM1.24抗体あるいはヒト型化抗HM1.24抗体の治療効果を確認するには、前記抗体を骨髄腫細胞を移植された動物に投与し、抗腫瘍効果を評価することにより行われる。
【0110】
動物に移植する骨髄腫細胞としては、ヒト骨髄腫細胞が好ましく、例えば、KPMM2(特許出願公開番号特開平7−236475)、RPMI8226(ATCC CCL 155)、ARH77(ATCC CRL 1621)、S6B45(Suzuki, H.ら、 Eur.J.Immunol.(1992)22, 1989−1993)が挙げられる。移植される動物としては、免疫機能が低下または欠失した動物が好ましく、ヌードマウス、SCIDマウス、ベージュマウス、ヌードラットが挙げられる。
また、評価する抗腫瘍効果の確認は、血清中のヒトイムノグロブリン量の変化、腫瘍体積・重量の測定、尿中のヒトベンズジョーンズタンパク質量の変化あるいは動物の生存期間等に従い行うことができる。
【0111】
本発明のキメラ抗HM1.24抗体あるいは再構成ヒト抗HM1.24抗体を有効成分として含む医薬組成物および骨髄腫治療剤は、非経口的に全身あるいは局所的に投与することができる。例えば、点滴などの静脈内注射、筋肉内注射、腹腔内注射、皮下注射を選択することができ、患者の年齢、症状により適宜投与方法を選択することができる。
有効投与量は、一回につき体重1kg あたり0.01mgから1000mgの範囲で選ばれる。あるいは、患者あたり5mg/body、好ましくは50−100mg/body の投与量を選ぶことができる。
本発明のキメラ抗HM1.24抗体あるいは再構成ヒト抗HM1.24抗体を有効成分として含む医薬組成物および骨髄腫治療剤は、投与経路次第で医薬的に許容される担体や添加物を共に含むものであってもよい。
【0112】
このような担体および添加物の例として、水、医薬的に許容される有機溶剤、コラーゲン、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、カルボキシビニルポリマー、カルボキシメチルセルロースナトリウム、ポリアクリル酸ナトリウム、アルギン酸ナトリウム、水溶性デキストラン、カルボキシメチルスターチナトリウム、ペクチン、メチルセルロース、エチルセルロース、キサンタンガム、アラビアゴム、カゼイン、ゼラチン、寒天、ジグリセリン、グリセリン、プロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ワセリン、パラフィン、ステアリルアルコール、ステアリン酸、ヒト血清アルブミン(HSA )、マンニトール、ソルビトール、ラクトース、医薬添加物として許容される界面活性剤などが挙げられる。使用される添加物は、本発明の剤形に応じて上記の中から適宜あるいは組み合わせて選択されるが、これらに限定されるものではない。
【0113】
【実施例】
次に、本発明を実施例によりさらに具体的に説明する。
実施例1 マウス抗 HM1.24 抗体可変領域をコードする cDNA のクローニング
1. メッセンジャーRNA (mRNA)の単離
マウス抗HM1.24抗体を産生する2 x 10個のハイブリドーマ細胞(FERM BP−5233)からFast Track mRNA Isolation Kit Version 3.2 (Invitrogen社製)を用いてキット添付の指示書に従い、mRNAの単離を行った。
【0114】
2. 抗体可変領域をコードする遺伝子のPCR 法による増幅
Thermal Cycler(Perkin Elmer Cetus社製)を用いてPCR を行った。
2−1. マウスL 鎖V 領域をコードする遺伝子の増幅および断片化
単離したmRNAよりAMV Reverse Transcriptase First−strand cDNA Synthesis Kit (Life Science社製)を用いて一本鎖cDNAを合成し、PCR に用いた。また、PCR 法に使用するプライマーは、マウスカッパ型L 鎖リーダー配列とハイブリダイズする配列番号:29〜39に示すMKV (Mouse Kappa Variable)プライマー(Jones, S. T. ら、Bio/Technology, 9, 88−89, (1991))を用いた。
【0115】
PCR 溶液100 μl は、10 mM Tris−HCl (pH8.3)、50 mM KCl 、0.1 mM dNTPs (dATP, dGTP, dCTP, dTTP) 、1.5 mM MgCl、5ユニットのDNA ポリメラーゼAmpli Taq (Perkin Elmer Cetus社製)、0.25 mM の配列番号:29〜39に示すMKV プライマーと3 mMの配列番号:40に示すMKC プライマーおよび一本鎖cDNA 100 ng を含有し、これを50μl の鉱油で覆った後、94℃の初期温度にて3分間そして次に94℃にて1分間、55℃にて1分間および72℃にて1分間、この順序で加熱した。この温度サイクルを30回反復した後、反応混合物をさらに72℃にて10分間インキュベートした。増幅したDNA 断片を低融点アガロース(Sigma 社製)にて精製し、XmaI(New England Biolabs 社製)およびSalI(宝酒造製)により37℃にて消化した。
【0116】
2−2. マウスH 鎖V 領域をコードするcDNAの増幅および断片化
マウスH 鎖V 領域をコードする遺伝子は5’−RACE 法(Rapid Amplification of cDNA ends; Frohman, M.A. ら、Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 85, 8998−9002, (1988) 、Edwards, J.B.D.M.,ら、Nucleic Acids Res., 19, 5227−5232, (1991) )により増幅した。マウスIgG2a 定常領域に特異的にハイブリダイズするプライマーP1(配列番号;41)を用いてcDNAを合成した後、5’−AmpliFINDER RACE KIT (CLONETECH 社製)を用いてマウスH 鎖V 領域をコードするcDNAの増幅をマウスIgG2a 定常領域に特異的にハイブリダイズするプライマーMHC2a (配列番号:42)およびキット添付のアンカープライマー(配列番号:77)を用いて行った。増幅したDNA 断片を低融点アガロース(Sigma 社製)にて精製し、そしてEcoRI (宝酒造社製)およびXmaI(New England Biolabs 社製)により37℃にて消化した。
【0117】
3. 連結および形質転換
上記のようにして調製したマウスカッパ型L 鎖V 領域をコードする遺伝子を含んで成るDNA 断片を、SalIおよびXmaIで消化することにより調製したpUC19 ベクターと、50 mM Tris−HCl (pH7.6)、10 mM MgCl、10 mM ジチオスレイトール、1 mM ATP、50 mg/mlのポリエチレングリコール(8000)および1ユニットT4 DNAリガーゼ(GIBCO−BRL 社製)を含有する反応混合物中で、16℃にて2.5 時間反応させ連結した。同様にマウスH 鎖V 領域をコードする遺伝子を含んで成るDNA 断片を、EcoRI およびXmaIで消化することにより調製したpUC19 ベクターと16℃にて3 時間反応させ連結した。
【0118】
次に、10μl の上記連結混合物を大腸菌DH5 αのコンピテント細胞50μl に加え、そしてこの細胞を氷上で30分間、42℃にて1分間そして再び氷上で1分間静置した。次いで400 μl の2xYT培地(Molecular Cloning : A Laboratory Manual, Sambrook ら、Cold Spring Harbor Laboratory Press, (1989) )を加え、37℃にて1時間インキュベートした後、50μg/ml のアンピシリンを含有する2xYT寒天培地(Molecular Cloning : A Laboratory Manual, Sambrook ら、Cold Spring Harbor Laboratory Press, (1989) )上にこの大腸菌をまき、37℃にて一夜インキュベートして大腸菌形質転換体を得た。
【0119】
この形質転換体を、50μg/mlのアンピシリンを含有する2xYT培地10 ml 中で37℃にて一夜培養し、そしてこの培養物から、アルカリ法(Molecular Cloning : A Laboratory Manual, Sambrook ら、Cold Spring Harbor Laboratory Press, (1989) )に従ってプラスミドDNA を調製した。
こうして得られた、抗HM1.24抗体を産生するハイブリドーマに由来するマウスカッパ型L 鎖V 領域をコードする遺伝子を含有するプラスミドをpUCHMVL9と命名した。上記の方法に従って得られた、抗HM1.24抗体を産生するハイブリドーマに由来するマウスH 鎖V 領域をコードする遺伝子を含有するプラスミドをpUCHMVHR16と命名した。
【0120】
実施例2 DNA の塩基配列の決定
前記のプラスミド中のcDNAコード領域の塩基配列を、自動DNA シークエンサー(Applied Biosystem Inc.製)およびTaq Dye Deoxy Terminator Cycle Sequencing Kit (Applied Biosystem Inc. 製)を用いて、メーカー指定のプロトコールに従って塩基配列を決定した。
プラスミドpUCHMVL9に含まれるマウス抗HM1.24抗体のL 鎖V 領域をコードする遺伝子の塩基配列を配列番号:1に示す。また、プラスミドpUCHMVHR16に含まれるマウス抗HM1.24抗体H 鎖V 領域をコードする遺伝子の塩基配列を配列番号:2に示す。
【0121】
実施例3 CDR の決定
L 鎖およびH 鎖のV 領域の全般的構造は、互いに類似性を有しており、それぞれ4つのフレームワーク部分が3つの超可変領域、すなわち相補性決定領域(CDR )により連結されている。フレームワークのアミノ酸配列は、比較的良く保存されているが、一方CDR 領域のアミノ酸配列の変異性は極めて高い(Kabat, E.A., ら、「Sequences of Proteins of Immunological Interest 」US Dept. Health and Human Services, 1983)。
このような事実に基づき、抗HM1.24抗体の可変領域のアミノ酸配列をKabat らにより作製された抗体のアミノ酸配列のデータベースに当てはめて、相同性を調べることによりCDR 領域を表5に示すごとく決定した。
【0122】
【表5】
Figure 0003587664
【0123】
実施例4 クローニングした cDNA の発現の確認(キメラ抗 HM1.24 抗体の作製)
1.発現ベクターの作製
キメラ抗HM1.24抗体を発現するベクターを作製するため、それぞれのマウス抗HM1.24抗体L 鎖およびH 鎖V 領域をコードするcDNAクローンpUCHMVL9およびpUCHMVHR16をPCR 法により修飾した。そしてHEF 発現ベクター(国際特許出願公開番号WO92−19759参照)に導入した。
【0124】
L 鎖V 領域のための後方プライマーONS−L722S (配列番号:43)およびH 鎖V 領域のための後方プライマーVHR16S(配列番号:44)は、各々のV 領域のリーダー配列の最初をコードするDNA にハイブリダイズし且つKozak コンセンサス配列(Kozak, M, ら、J. Mol. Biol., 196, 947−950, (1987) )およびHindIII 制限酵素認識部位を有するように設計した。L 鎖V 領域のための前方プライマーVL9A(配列番号:45)およびH 鎖V 領域のための前方プライマーVHR16A(配列番号:46)は、J 領域の末端をコードするDNA 配列にハイブリダイズし且つスプライスドナー配列およびBamHI 制限酵素認識部位を有するように設計した。
【0125】
10 mM Tris−HCl (pH8.3)、50 mM KCl 、0.1 mM dNTPs、1.5 mM MgCl、100 pmole ずつの各プライマー、100 ngの鋳型DNA (pUCHMVL9又はpUCHMVHR16)、および5 unitのAmpli Taq 酵素を含有する100 μl のPCR 反応混合物を50μl の鉱油で覆い、94℃にて最初の変性の後、94℃にて1分間、55℃にて1分間、72℃にて1分間のサイクルを30回行い、最後に72℃にて10分間インキュベートした。
PCR 生成物を1.5%低融点アガロースゲルを用いて精製し、HindIII およびBamHI で消化し、そしてL 鎖V 領域についてはHEF−VL−gκに、H 鎖V 領域についてはHEF−VH−gγ1 にそれぞれクローニングした。DNA 配列決定の後、正しいDNA 配列を有するDNA 断片を含むプラスミドをそれぞれHEF−1.24L−gκ及びHEF−1.24H−gγ1 と命名した。
【0126】
前記プラスミドHEF−1.24L−gκ及びHEF−1.24H−gγ1 からそれぞれの可変領域をコードする領域を制限酵素Hind IIIおよびBamHI により制限断片とし、これらをプラスミドベクターpUC 19のHind IIIおよびBamHI 部位に挿入し、各々、pUC19−1.24L−gκ及びpUC19−1.24H−gγ1 と命名した。
なお、それぞれのプラスミドpUC19−1.24L−gκ又はpUC19−1.24H−gγ1 を含有する大腸菌は、それぞれ、Escherichia coli DH5α(pUC19−1.24L−gκ)およびEscherichia coli DH5α(pUC19−1.24H−gγ1 )と称し、それぞれFERM BP−5646及びFERM BP−5644として、工業技術院生命工学工業技術研究所(茨城県つくば市東1丁目1番3号)に平成8年8月29日にブダペスト条約に基づき国際寄託された。
【0127】
2.COS−7細胞へのトランスフェクション
キメラ抗HM1.24抗体の一過性発現を観察するため、前記発現ベクターをCOS−7(ATCC CRL−1651 )細胞において試験した。HEF−1.24L−gκ及びHEF−1.24H−gγ1 をGene Pulser 装置(BioRad社製)を用いてエレクトロポレーションによりCOS−7細胞に同時形質転換した。各DNA (10μg )を、PBS 中1 x 10細胞/ml の0.8ml のアリコートに加え、1500V、25μFの容量にてパルスを与えた。
室温にて10分間の回復期間の後、エレクトロポレーション処理された細胞を、10%のγ−グロブリンフリーウシ胎児血清を含有するDMEM培養液(GIBCO 社製)30 ml に加えた。COインキュベーターBNA120D (TABAI 社製)中で72時間のインキュベーションの後、培養上清を集め、遠心分離により細胞破片を除去し、これを以下の実験に用いた。
【0128】
3. FCM 解析
キメラ抗HM1.24抗体の抗原結合活性は、KPMM2細胞を用いたFCM (フローサイトメトリー)解析で行った。4.7 x 10個のKPMM2細胞(特許出願公開番号 特開平7−236475)をPBS(−) で洗浄した後、上記キメラ抗HM1.24抗体産生COS−7細胞培養液50μlおよびFACS緩衝液(2 %ウシ胎児血清、0.1 %アジ化ナトリウム含有PBS(−))50μl 、または500 μg/mlの精製マウス抗HM1.24抗体 5μl およびFACS緩衝液95μl を加え、氷温下1時間インキュベートした。
【0129】
コントロールとしてキメラ抗HM1.24抗体産生COS 細胞培養液の代わりに2 μg/mlのキメラSK2 (国際特許出願公開番号WO94−28159)50μl およびFACS緩衝液50μl 、または精製マウス抗HM1.24抗体の代わりに500 μg/mlの精製マウス IgG2aκ(UPC10 )(CAPPEL社製)5 μl およびFACS緩衝液95μl を加え、同様にインキュベートした。FACS緩衝液で洗浄した後、25μg/mlのFITC標識ヤギ抗ヒト抗体(GAH )(CAPPEL社製)、または10μg/mlのFITC標識ヤギ抗マウス抗体(GAM )(Becton Dickinson社製)100 μl を加え、氷温下30分間インキュベートした。FACS緩衝液で洗浄した後、1 ml のFACS緩衝液に懸濁し、FACScan(Becton Dickinson社製)で各細胞の蛍光強度を測定した。
【0130】
図1に示す通り、キメラ抗HM1.24抗体を添加した細胞では、マウス抗HM1.24抗体を添加した場合同様、コントロールと比較して蛍光強度のピークが右側にシフトしたことから、キメラ抗HM1.24抗体がKPMM2細胞と結合したことが明らかになった。このことより、クローニングしたcDNAはマウス抗HM1.24抗体のV領域をコードしていることが確認された。
【0131】
実施例5 キメラ抗 HM1.24 抗体安定産生 CHO 細胞株の樹立
1. キメラH 鎖発現ベクターの作製
前記プラスミドHEF−1.24H−gγ1 を制限酵素PvuIおよびBamHI にて消化し、EF1 プロモーターおよびマウス抗HM1.24抗体H 鎖V 領域をコードするDNA を含む約2.8kbpの断片を1.5%低融点アガロースゲルを用いて精製した。次に、DHFR遺伝子およびヒトH 鎖定常領域をコードする遺伝子を含むヒトH 鎖発現ベクターDHFR− △E−RVh−PM1f(国際特許出願公開番号WO92/19759参照)に使用されている発現ベクターをPvuIおよびBamHI にて消化することにより調製した約6kbpの断片内に上記DNA 断片を挿入し、キメラ抗HM1.24抗体H 鎖発現ベクター DHFR−△E−HEF−1.24H−gγ1 を構築した。
【0132】
2. CHO細胞への遺伝子導入
キメラ抗HM1.24抗体安定産生系を樹立するために、PvuIで消化して直鎖状にした前記発現ベクターHEF−1.24L−gκおよび DHFR−△E−HEF−1.24H−gγ1 をエレクトロポレーション法により前述と同様(前記COS−7 細胞へのトランスフェクション)の条件下で同時にCHO 細胞DXB11 (Medical Research Council Collaboration Center より供与)に遺伝子導入した。
【0133】
3. MTXによる遺伝子増幅
遺伝子導入したCHO 細胞は500 μg/mlのG418(GIBCO−BRL 社製)および10% のウシ胎児血清を添加したヌクレオシド不含α−MEM培養液(GIBCO−BRL 社製)中ではL 鎖およびH 鎖発現ベクターが共に導入されたCHO 細胞のみが生存でき、それらを選別した。次に、上記培養液中に10 nM のMTX (Sigma 社製)を加え、増殖したクローンの内、キメラ抗HM1.24抗体の産生量が高いものを選択した結果、約20μg/mlのキメラ抗体産生効率を示すクローン#8−13 を得、キメラ抗HM1.24抗体産生細胞株とした。
【0134】
実施例6 キメラ抗 HM1.24 抗体の作製
キメラ抗HM1.24抗体の作製は以下の方法で行った。上記キメラ抗HM1.24抗体産生CHO 細胞を、培地として5%γ−グロブリンフリー新生仔ウシ血清(GIBCO−BRL 社製)含有 Iscove’s Modified Dulbecco’s Medium(GIBCO−BRL 社製)を用い、高密度細胞培養装置Verax system 20 (CELLEX BIOSCIENCE Inc.社製)で30日間連続培養した。
【0135】
培養開始後13、20、23、26及び30日目に培養液を回収し、加圧式ろ過フィルターユニットSARTOBRAN (Sartorius 社製)を用いてろ過した後、抗体大量分取システムAfi−Prep System (日本ガイシ社製)およびSuper Protein A column(bed volume : 100 ml 、日本ガイシ社製)を用いて、付属の説明書に基づき吸着/ 洗浄緩衝液としてPBS(−)、溶出緩衝液として0.1M クエン酸ナトリウム緩衝液(pH3 )を用いてキメラ抗HM1.24抗体をアフィニティー精製した。溶出画分は直ちに1M Tris−HCl(pH8.0 )を添加して、pH7.4 付近に調整した。抗体濃度は、280nmの吸光度を測定し、1mg/ml を1.35ODとして算出した。
【0136】
実施例7 キメラ抗 HM1.24 抗体の活性測定
キメラ抗HM1.24抗体は下記の結合阻害活性にて評価を行った。
1. 結合阻害活性の測定
1−1. ビオチン標識抗HM1.24抗体の作製
マウス抗HM1.24 抗体を0.1 M 重炭酸緩衝液で4 mg/ml に希釈した後、50 mg/mlのBiotin−N− hydroxy succinimide(EY LABS Inc.社製)4 μl を添加し、室温で3 時間反応させた。その後、0.2 M グリシン溶液1.5 mlを加え室温で30分間インキュベートし反応を停止させ、PD−10 カラム(Pharmacia Biotech 社製)を用いてビオチン化IgG 画分を分取した。
【0137】
1−2. 結合阻害活性の測定
ビオチン標識マウス抗HM1.24抗体による結合阻害活性は、ヒト羊膜細胞株WISH細胞(ATCC CCL 25 )を用いたCell−ELISAで行った。Cell−ELISA プレートは次のようにして調製した。96穴プレートに10%ウシ胎児血清を含有するRPMI1640培地により4 x 10細胞/ml に調製したWISH細胞懸濁液100 μl を加え、一晩培養した後、PBS(−)で2回洗浄後0.1 %グルタルアルデヒド(ナカライテスク社製)にて固定した。
【0138】
ブロッキングの後、アフィニティー精製により得られたキメラ抗HM1.24抗体あるいはマウス抗HM1.24抗体を段階希釈して各穴に50μl 加え、同時に2 μg/mlのビオチン標識マウス抗HM1.24抗体50μl を添加し、室温にて2時間インキュベーションおよび洗浄の後、ペルオキシダーゼ標識ストレプトアビジン(DAKO社製)を加えた。室温にて1時間インキュベーションした後洗浄し、基質溶液を加えインキュベーションの後、6N 硫酸50μl で反応を停止させ、MICROPLATE READER Model 3550(Bio−Rad 社製)を用いて490 nmでの吸光度を測定した。
その結果、図2に示す通り、ビオチン標識マウス抗HM1.24抗体に対してキメラ抗HM1.24抗体はマウス抗HM1.24抗体と同等の結合阻害活性を示した。このことより、キメラ抗体はマウス抗HM1.24抗体と同じV 領域を有することが示された。
【0139】
実施例8 キメラ抗 HM1.24 抗体の ADCC 活性の測定
ADCC(Antibody−dependent Cellular Cytotoxicity)活性の測定はCurrent protocols in Immunology, Chapter 7. Immunologic studies in humans, Editor, John E, Coligan et al., John Wiley & Sons, Inc., 1993の方法に従った。
1. エフェクター細胞の調製
健常人および多発性骨髄腫患者の末梢血および骨髄より比重遠心法で単核球を分離した。すなわち健常人および多発性骨髄腫患者の末梢血および骨髄に等量のPBS(−)を加え、Ficoll(Pharmacia 社製)− Conrey(第一製薬社製)(比重1.077 )に積層し、400 g で30分間遠心した。単核球層を分取し、10% ウシ胎児血清(Witaker 社製)を含むRPMI1640(Sigma 社製)で2回洗浄後、同培養液で細胞数が5 x 10/mlになるように調製した。
【0140】
2. 標的細胞の調製
ヒト骨髄腫細胞株RPMI 8226 (ATCC CCL 155)を0.1mCiの51Cr−sodium chromateとともに10% ウシ胎児血清(Witaker 社製)を含むRPMI1640(Sigma 社製)中で37℃にて60分インキュベートすることにより放射性標識した。放射性標識の後、細胞をHanks balanced salt solution (HBSS) で3回洗浄し、2 x 10/mlに調製した。
【0141】
3. ADCCアッセイ
96ウエルU 底プレート(Corning 社製)に放射性標識した2 x 10/mlの標的細胞を50μl と、アフィニティー精製によって得られた1 μg/mlのキメラ抗HM1.24抗体、マウス抗HM1.24抗体、あるいはコントロールヒトIgG1(Serotec 社製)50μl 加え、4 ℃で15分間反応させた。
その後、5 x 10/mlのエフェクター細胞を100 μl を加え、炭酸ガス培養器内で4 時間培養した。その際、エフェクター細胞(E )と標的細胞(T )の比(E:T )を 0:1、:5:1、20:1又は50:1とした。
【0142】
100 μl の上清をとり、ガンマカウンター(ARC361, Aloka 社製)で培養上清中に遊離された放射活性を測定した。最大遊離放射能測定用には1 %NP−40 (BRL 社製)を用いた。細胞障害活性(%)は(A−C )/(B−C )x100で計算した。なおA は抗体存在下において遊離された放射活性(cpm )、B はNP−40 により遊離された放射活性(cpm )および Cは抗体を含まず培養液のみで遊離された放射活性(cpm )を示す。
図3に示す通り、ヒトコントロールIgG1と比較してキメラ抗HM1.24抗体を添加した場合、E:T 比の上昇に従い細胞障害活性が上昇したことから、このキメラ抗HM1.24抗体がADCC活性を有することが示された。さらに、マウス抗HM1.24抗体を添加しても細胞障害活性は全く見られないことから、エフェクター細胞がヒト由来の細胞の場合、ADCC活性を得るためにはヒト抗体のFc部分が必要であることが示された。
【0143】
実施例9 再構成ヒト抗HM 1.24 抗体の作製
1. 再構成ヒト抗HM1.24抗体V領域の設計
マウスモノクローナル抗体のCDR がヒト抗体に移植されている再構成ヒト抗体を作製するためには、マウスモノクローナル抗体のFRとヒト抗体のFRとの間に高い相同性が存在することが望ましい。従って、マウス抗HM1.24抗体のL鎖及びH鎖のV領域を、Protein Data Bank を用いて構造が解明されているすべての既知抗体のV領域と比較した。
【0144】
マウス抗HM1.24抗体のL鎖V領域はヒトL鎖V領域のサブグループIV(HSGIV )のコンセンサス配列に最も類似しており、66.4%の相同性が存在する。一方、HSGI、HSGII 及びHSG III とはそれぞれ56.9%、55.8%及び61.5%の相同性を示した。
マウス抗HM1.24抗体のL鎖V領域は既知ヒト抗体L鎖V領域との比較において、ヒトL鎖V領域のサブグループIの一つであるヒトL鎖V領域REI に67.0%の相同性を示した。従って、再構成ヒト抗HM1.24抗体L鎖V領域の作製のための出発材料としてREI のFRを使用した。
【0145】
再構成ヒト抗HM1.24抗体L鎖V領域のバージョンaを設計した。このバージョンにおいては、ヒトFRは再構成ヒトCAMPATH−1H抗体中に存在するREI に基くFR(Riechmann, L. ら、Nature 322, 21−25,(1988)を参照、国際特許出願公開番号WO92−19759に記載の再構成ヒトPM−1のL鎖V領域のバージョンaに含まれるFR)と同一であり、そしてマウスCDR はマウス抗HM1.24抗体のL鎖V領域中のCDR と同一とした。
【0146】
マウス抗HM1.24抗体のH鎖V領域はヒトH鎖V領域のHSG Iのコンセンサス配列に最も類似しており、54.7%の相同性が存在する。一方、HSGII 及びHSGIIIとはそれぞれ34.6%及び48.1%の相同性を示した。マウス抗HM1.24抗体のH鎖V領域は既知のヒト抗体H鎖V領域との比較において、FR1 からFR3 までは、ヒトH鎖V領域のサブグループIの一つであるヒト抗体HG3 のH鎖V領域(Rechavi, G. ら、Proc. Nat. Acad. Sci. USA 80, 855−859 )に非常に類似しており、その相同性は67.3%であった。
【0147】
このため、ヒト抗体HG3 のFRを、再構成ヒト抗HM1.24抗体のH鎖V領域の作製のための出発材料として用いた。しかしながら、ヒト抗体HG3 のFR4 のアミノ酸配列は記述されていないために、今回FR4 に関してはマウス抗HM1.24抗体のH鎖のFR4 と最も高い相同性を示すヒト抗体JH6 (Ravetch, J. V.ら、Cell, 27, 583−591 )のFR4 のアミノ酸配列を用いた。JH6 のFR4 は一つのアミノ酸を除いてマウス抗HM1.24抗体のH鎖のFR4 と同一のアミノ酸配列を有する。
再構成ヒト抗HM1.24抗体のH鎖V領域の第一のバージョンaにおいて、ヒトFR1 中の30位およびヒトFR3 中の71位のアミノ酸をマウス抗HM1.24抗体のアミノ酸と同一とした以外、FR1 からFR3 まではヒトHG3 のFR1 からFR3 と同一であり、そしてCDR はマウス抗HM1.24抗体のH鎖V領域中のCDR と同一とした。
【0148】
2. 再構成ヒト抗HM1.24抗体L鎖V領域の作製
再構成ヒト抗HM1.24抗体L鎖を、PCR 法によるCDR グラフティングにより作製した。この方法を図4に模式的に示す。ヒト抗体REI 由来のFRを有する再構成ヒト抗HM1.24抗体(バージョンa)の作製のために8個のPCR プライマーを使用した。外部プライマーA(配列番号:47)及びH(配列番号:48)は、HEF 発現ベクターHEF−VL−gκのDNA 配列とハイブリダイズするように設計された。
CDR −グラフティングプライマーL1S (配列番号:49)、L2S (配列番号:50)及びL3S (配列番号:51)はセンスDNA 配列を有し、そしてCDR −グラフティングプライマーL1A (配列番号:52)、L2A (配列番号:53)及びL3A (配列番号:54)はアンチ−センスDNA 配列を有しそしてそれぞれプライマーL1S 、L2S 及びL3S の5′−末端のDNA 配列に対する相補的DNA 配列(20〜23bp)を有する。
【0149】
第一PCR 段階において4つの反応A−L1A 、L1S−L2A 、L2S−L3A 、及びL3S−H を行い、そして各PCR 生成物を精製した。第一PCR からの4つのPCR 生成物をそれら自体の相補性によりアッセンブリさせた(国際特許出願公開番号WO92−19759参照)。次に、外部プライマーA及びHを加えて、再構成ヒト抗HM1.24抗体L鎖V領域をコードする全長DNA を増幅した(第2PCR )。前記PCR においては、ヒト抗体REI からのFRに基く再構成ヒトONS−M21 抗体L鎖V領域バージョンaをコードするプラスミドHEF−RVL−M21a(国際特許出願公開番号WO95−14041を参照)を鋳型として用いた。
【0150】
第一PCR 段階においては、10 mM Tri−HCl (pH8.3 )、50 mM KCl 、0.1mM dNTPs 、1.5 mM MgCl、100 ngの鋳型DNA 、100 pmole の各プライマー及び5uのAmpli Taq を含有するのPCR 混合物を用いた。各PCR チューブは50μl の鉱油で覆膜した。最初に94℃で変性した後、94℃にて1分間、55℃にて1分間及び72℃にて1分間の反応サイクルを行い、次に72℃にて10分間インキュベートした。
PCR 生成物A−L1A (215bp )、L1S−L2A (98bp)、L2S−L3A (140bp )及びL3S−H (151bp )を1.5 %低融点アガロースゲルを用いて精製し、第二PCR でアッセンブリした。第二PCR においては、1μg の各第一PCR の生成物、及び5uのAmpli Taq を含有する98μl のPCR 混合物を、94℃にて2分間、55℃にて2分間及び72℃にて2分間で2サイクルインキュベートし、そして次に100 pmole の各外部プライマー(A及びH)を加えた。PCR チューブを50μl の鉱油で覆い、そして前記と同一の条件で30サイクルのPCR を行った。
【0151】
第二PCR により生じた516bp のDNA 断片を1.5 %低融点アガロースゲルで精製し、BamHI 及びHindIII で消化し、得られたDNA 断片をHEF 発現ベクターHEF−VL−gκにクローニングした。DNA 配列決定の後、再構成ヒト抗HM1.24抗体L鎖V領域の正しいアミノ酸配列をコードするDNA 断片を含むプラスミドをHEF−RVLa−AHM−gκと命名した。本プラスミドHEF−RVLa−AHM−gκに含まれるL鎖V領域のアミノ酸配列および塩基配列を配列番号:9に示す。
再構成ヒト抗HM1.24抗体L鎖V領域のバージョンbを、PCR を用いる変異誘発法によって作製した。変異原プライマーFTY−1 (配列番号:55)およびFTY−2 (配列番号:56)は、71位のフェニルアラニンがチロシンに変異するように設計した。
【0152】
プラスミドHEF−RVLa−AHM−gκを鋳型とし、上記プライマーを用いて増幅した後、最終生成物を精製し、BamHI およびHindIII で消化し、得られたDNA 断片をHEF 発現ベクターHEF−VL−gκにクローニングし、プラスミドHEF−RVLb−AHM−gκを得た。本プラスミドHEF−RVLb−AHM−gκに含まれるL鎖V領域のアミノ酸配列および塩基配列を配列番号:10に示す。
【0153】
3. 再構成ヒト抗HM1.24抗体H鎖V領域の作製
3−1. 再構成ヒト抗HM1.24抗体H鎖V領域バージョンa− eの作製
再構成ヒト抗HM1.24抗体H鎖V領域をコードするDNA を次の様にして設計した。ヒト抗体HG3 のFR1 〜3 およびヒト抗体JH6 のFR4 をコードするDNA 配列を、マウス抗HM1.24抗体H鎖V領域のCDR をコードするDNA 配列とつなげることにより、再構成ヒト抗HM1.24抗体H鎖V領域をコードする全長DNA を設計した。
次に、このDNA 配列のそれぞれ5′−側及び3′−側にHindIII 認識部位/Kozak コンセンサス配列及びBamHI 認識部位/スプライスドナー配列を付加して、HEF 発現ベクターに挿入できるようにした。
【0154】
こうして設計したDNA 配列を4個のオリゴヌクレオチドに分け、そして次に、これらのオリゴヌクレオチドのアセンブリーを妨害する可能性のあるオリゴヌクレオチド中の二次構造についてコンピューター解析した。4個のオリゴヌクレオチド配列RVH1〜RVH4を配列番号:57〜60に示す。これらのオリゴヌクレオチドは119 〜144 塩基の長さを有し、25〜26bpのオーバラップ領域を有する。オリゴヌクレオチドの内のRVH2(配列番号:58)、RVH4(配列番号:60)はセンスDNA 配列を有し、そして他のRVH1(配列番号:57)、RVH3(配列番号:59)はアンチセンスDNA 配列を有する。これら4個のオリゴヌクレオチドのPCR 法によるアセンブリーの方法を図に示す(図5参照)。
【0155】
100 ngずつの4種のオリゴヌクレオチド及び5uのAmpli Taq を含有する98μl のPCR 混合物を、94℃にて2分間の最初の変性の後、94℃にて2分間、55℃にて2分間及び72℃にて2分間のから成る2サイクルのインキュベーションを行った。100 pmole ずつのRHP1(配列番号:61)及びRHP2(配列番号:62)を外部プライマーとして添加した後、PCR チューブを50μl の鉱油で覆い、そして94℃にて1分間の最初の変性の後、94℃にて1分間、55℃にて1分間及び72℃にて1分間の38サイクルを行い、そして次に72℃にて10分間インキュベートした。
【0156】
438bp のDNA 断片を1.5 %低融点アガロースゲルを用いて精製し、HindIII 及びBamHI により消化し、そして次にHEF 発現ベクターHEF−VH−gγ1 にクローニングした。DNA 配列決定の後、正しいH鎖V領域のアミノ酸配列をコードするDNA 断片を含むプラスミドをHEF−RVHa−AHM−gγ1 と命名した。本プラスミドHEF−RVHa−AHM−gγ1 に含まれるH鎖V領域のアミノ酸配列および塩基配列を配列番号:11に示す。
再構成ヒト抗HM1.24抗体H鎖V領域の各バージョンb、c、d及びeを以下のようにして作製した。
【0157】
バージョンbは、変異原プライマーとして66位のアルギニンがリジンに変異するように設計したBS(配列番号:63)およびBA(配列番号:64)を用い、プラスミドHEF−RVHa−AHM−gγ1 を鋳型DNA として、PCR 法により増幅し、プラスミドHEF−RVHb−AHM−gγ1 を得た。本プラスミドHEF−RVHb−AHM−gγ1 に含まれるH鎖V領域のアミノ酸配列および塩基配列を配列番号:12に示す。
バージョンcは、変異原プライマーとして73位のトレオニンがリジンに変異するように設計したCS(配列番号:65)およびCA(配列番号:66)を用い、プラスミドHEF−RVHa−AHM−gγ1 を鋳型DNA として、PCR 法により増幅し、プラスミドHEF−RVHc−AHM−gγ1 を得た。本プラスミドHEF−RVHc−AHM−gγ1 に含まれるH鎖V領域のアミノ酸配列および塩基配列を配列番号:13に示す。
【0158】
バージョンdは、変異原プライマーとして66位のアルギニンがリジンに、73位のトレオニンがリジンに変異するように設計したDS(配列番号:67)およびDA(配列番号:68)を用い、プラスミドHEF−RVHa−AHM−gγ1 を鋳型DNA としてプラスミドHEF−RVHd−AHM−gγ1 を得た。本プラスミドHEF−RVHd−AHM−gγ1 に含まれるH鎖V領域のアミノ酸配列および塩基配列を配列番号:14に示す。
バージョンeは、変異原プライマーとして67位のバリンがアラニンに、69位のメチオニンがロイシンに変異するように設計したES(配列番号:69)およびEA(配列番号:70)を用い、プラスミドHEF−RVHa−AHM−gγ1 を鋳型DNA として増幅し、プラスミドHEF−RVHe−AHM−gγ1 を得た。本プラスミドHEF−RVHe−AHM−gγ1 に含まれるH鎖V領域に含まれるアミノ酸配列および塩基配列を配列番号:15に示す。
【0159】
3−2. H鎖ハイブリッドV領域の作製
H鎖ハイブリッドV領域を2種構築した。1つはFR1 とFR2 のアミノ酸配列がマウス抗HM1.24 抗体由来であり、FR3 とFR4 のアミノ酸配列が再構成ヒト抗HM1.24抗体のH鎖V領域のバージョンa由来となるマウス・ヒトハイブリッド抗HM1.24抗体、もう1つはFR1 とFR2 のアミノ酸配列が再構成ヒト抗HM1.24抗体のH鎖V領域のバージョンa由来であり、FR3 とFR4 のアミノ酸配列がマウス抗HM1.24抗体由来となるヒト・マウスハイブリッド抗HM1.24抗体である。CDR 領域のアミノ酸配列はすべてマウス抗HM1.24抗体由来である。
【0160】
2種のH鎖ハイブリッドV領域はPCR 法により作製した。この方法を図6及び7に模式的に示す。2種のH鎖ハイブリッドV領域作製のために4種のプライマーを使用した。外部プライマーa(配列番号:71)及びh(配列番号:72)は、HEF 発現ベクターHEF−VH−gγ1 のDNA 配列とハイブリダイズするように設計された。H鎖ハイブリッド作製プライマーHYS (配列番号:73)はセンスDNA 配列を有し、H鎖ハイブリッドプライマーHYA (配列番号:74)はアンチセンスDNA 配列を有しそしてたがいに相補的なDNA 配列となるよう設計された。
【0161】
FR1 とFR2 のアミノ酸配列がマウス抗HM1.24抗体由来であり、FR3 とFR4 のアミノ酸配列が再構成ヒト抗HM1.24抗体のH鎖V領域のバージョンa由来となるH鎖ハイブリッドV領域の作製のために、第一PCR 段階においてプラスミド HEF−1.24H−gγ1 を鋳型とし外部プライマーaとH鎖ハイブリッドプライマーHYA を用いたPCR と、プラスミドHEF−RVHa−AHM−gγ1 を鋳型としH鎖ハイブリッドプライマーHYS (配列番号:73)と外部プライマーh(配列番号:72)を用いたPCR を行い、そして各PCR 産物を精製した。第一PCR からの2つのPCR 生成物をそれら自体の相補性によりアッセンブリさせた(国際特許出願公開番号WO92−19759参照)。
【0162】
次に、外部プライマーa(配列番号:71)及びh(配列番号:72)を加えて、FR1 とFR2 のアミノ酸配列がマウス抗HM1.24抗体由来であり、FR3 とFR4 のアミノ酸配列が再構成ヒト抗HM1.24抗体のH鎖V領域のバージョンa由来となるH鎖ハイブリッドV領域をコードする全長DNA を第二PCR 段階で増幅した。
FR1 とFR2 のアミノ酸配列が再構成ヒト抗HM1.24抗体のH鎖V領域のバージョンa由来であり、FR3 とFR4 のアミノ酸配列がマウス抗HM1.24抗体由来となるH鎖ハイブリッドV領域の作製のために、第一PCR 段階においてプラスミドHEF−RVHa−AHM−gγ1 を鋳型とし外部プライマーaとH鎖ハイブリッドプライマーHYA を用いたPCR と、プラスミド HEF−1.24H−gγ1 を鋳型としH鎖ハイブリッドプライマーHYS と外部プライマーhを用いたPCR を行い、そして各PCR 産物を精製した。第一PCR からの2つのPCR 生成物をそれら自体の相補性によりアッセンブリさせた(国際特許出願公開番号WO92−19759参照)。
【0163】
次に、外部プライマーa及びhを加えて、FR1 とFR2 のアミノ酸配列が再構成ヒト抗HM1.24抗体のH鎖V領域のバージョンa由来であり、FR3 とFR4 のアミノ酸配列がマウス抗HM1.24 抗体由来となるH鎖ハイブリッドV領域をコードする全長DNA を第二PCR 段階で増幅した。
第一PCR 、PCR 産物の精製、アッセンブリ、第二PCR 、及びHEF 発現ベクターHEF−VH−gγ1 へのクローニングの方法は実施例 9. 再構成ヒトHM1.24抗体L鎖V領域の作製に示す方法に準じた。
【0164】
DNA 配列決定の後、FR1 とFR2 のアミノ酸配列がマウス抗HM1.24抗体由来であり、FR3 とFR4 のアミノ酸配列が再構成ヒト抗HM1.24抗体のH鎖V領域のバージョンa由来となるH鎖ハイブリッドV領域の正しいアミノ酸配列をコードするDNA 断片を含むプラスミドをHEF−MH−RVH−AHM−gγ1 と命名した。本プラスミドHEF−MH−RVH−AHM−gγ1 に含まれるH鎖V領域のアミノ酸配列及び塩基配列を配列番号:75に示す。また、FR1 とFR2 のアミノ酸配列が再構成ヒト抗HM1.24抗体H鎖V領域のバージョンa由来であり、FR3 とFR4 のアミノ酸配列がマウス抗体HM1.24 抗体由来となるH鎖ハイブリッドV領域の正しいアミノ酸配列をコードするDNA 断片を含むプラスミドをHEF−HM−RVH−AHM−gγ1 と命名した。本プラスミドHEF−HM−RVH−AHM−gγ1 に 含まれるH鎖V領域のアミノ酸配列及び塩基配列を配列番号:76に示す。
【0165】
3−3. 再構成ヒト抗HM1.24抗体H鎖V領域バージョンf〜sの作製
再構成ヒト抗HM1.24抗体H鎖V領域の各バージョンf、g、h、i、j、k、l、m、n、o、p、q、r及びsを以下のようにして作製した。
バージョンfは、変異原プライマーとして75位のトレオニンがセリンに、78位のバリンがアラニンに変異するように設計したFS(配列番号:78)およびFA(配列番号:79)を用い、プラスミドHEF−RVHe−AHM−gγ1 を鋳型DNA として、PCR 法により増幅し、プラスミドHEF−RVHf−AHM−gγ1 を得た。本プラスミドHEF−RVHf−AHM−gγ1 に含まれるH鎖V領域のアミノ酸配列および塩基配列を配列番号:16に示す。
【0166】
バージョンgは、変異原プライマーとして40位のアラニンがアルギニンに変異するように設計したGS(配列番号:80)およびGA(配列番号:81)を用い、プラスミドHEF−RVHa−AHM−gγ1 を鋳型DNA として増幅し、プラスミドHEF−RVHg−AHM−gγ1 を得た。本プラスミドHEF−RVHg−AHM−gγ1 に含まれるH鎖V領域のアミノ酸配列および塩基配列を配列番号:17に示す。
バージョンhは、変異原プライマーとしてFS(配列番号:78)およびFA(配列番号:79)を用い、プラスミドHEF−RVHb−AHM−gγ1 を鋳型DNA として増幅し、プラスミドHEF−RVHh−AHM−gγ1 を得た。本プラスミドHEF−RVHh−AHM−gγ1 に含まれるH鎖V領域のアミノ酸配列および塩基配列を配列番号:18に示す。
【0167】
バージョンiは、変異原プライマーとして83位のアルギニンがアラニンに、84位のセリンがフェニルアラニンに変異するように設計したIS(配列番号:82)およびIA(配列番号:83)を用い、プラスミドHEF−RVHh−AHM−gγ1 を鋳型DNAとして増幅し、プラスミドHEF−RVHi−AHM−gγ1 を得た。本プラスミドHEF−RVHi−AHM−gγ1 に含まれるH鎖V領域のアミノ酸配列および塩基配列を配列番号:19に示す。
バージョンjは、変異原プライマーとして66位のアルギニンがリジンに変異するように設計したJS(配列番号:84)とJA(配列番号:85)を用い、プラスミドHEF−RVHf−AHM−gγ1 を鋳型DNA として増幅し、プラスミドHEF−RVHj−AHM−gγ1 を得た。本プラスミドHEF−RVHj−AHM−gγ1 に含まれるH鎖V領域のアミノ酸配列および塩基配列を配列番号:20に示す。
【0168】
バージョンkは、変異原プライマーとして81位のグルタミン酸がグルタミンに変異するように設計したKS(配列番号:86)およびKA(配列番号:87)を用い、プラスミドHEF−RVHh−AHM−gγ1 を鋳型DNA として増幅し、プラスミドHEF−RVHk−AHM−gγ1 を得た。本プラスミドHEF−RVHk−AHM−gγ1 に含まれるH鎖V領域のアミノ酸配列および塩基配列を配列番号:21に示す。
バージョンlは、変異原プライマーとして81位のグルタミン酸がグルタミンに、82B 位のセリンがイソロイシンに変異するように設計したLS(配列番号:88)およびLA(配列番号:89)を用い、プラスミドHEF−RVHh−AHM−gγ1 を鋳型DNA として増幅し、プラスミドHEF−RVHl−AHM−gγ1 を得た。本プラスミドHEF−RVHl−AHM−gγ1 に含まれるH鎖V領域のアミノ酸配列および塩基配列を配列番号:22に示す。
【0169】
バージョンmは、変異原プライマーとして81位のグルタミン酸がグルタミンに、82b 位のセリンがイソロイシンに、87位のトレオニンがセリンに変異するように設計したMS(配列番号:90)とMA(配列番号:91)を用い、プラスミドHEF−RVHh−AHM−gγ1 を鋳型DNA として増幅し、プラスミドHEF−RVHm−AHM−gγ1 を得た。本プラスミドHEF−RVHm−AHM−gγ1 に含まれるH鎖V領域のアミノ酸配列および塩基配列を配列番号:23に示す。
バージョンnは、変異原プライマーとして82B 位のセリンがイソロイシンに変異するように設計したNS(配列番号:92)およびNA(配列番号:93)を用い、プラスミドHEF−RVHh−AHM−gγ1 を鋳型DNA としてプラスミドHEF−RVHn−AHM−gγ1 を得た。本プラスミドHEF−RVHn−AHM−gγ1 に含まれるH鎖V領域のアミノ酸配列および塩基配列を配列番号:24に示す。
【0170】
バージョンoは、変異原プライマーとして87位のトレオニンがセリンに変異するように設計したOS(配列番号:94)およびOA(配列番号:95)を用い、プラスミドHEF−RVHh−AHM−gγ1 を鋳型DNA としてプラスミドHEF−RVHo−AHM−gγ1 を得た。本プラスミドHEF−RVHo−AHM−gγ1 に含まれるH鎖V領域のアミノ酸配列および塩基配列を配列番号:25に示す。
バージョンpは、変異原プライマーとして78位のバリンがアラニンに変異するように設計したPS(配列番号:96)およびPA(配列番号:97)を用い、プラスミドHEF−RVHa−AHM−gγ1 を鋳型DNA として、PCR 法により増幅し、プラスミドHEF−RVHp−AHM−gγ1 を得た。本プラスミドHEF−RVHp−AHM−gγ1 に含まれるH鎖V領域のアミノ酸配列および塩基配列を配列番号:26に示す。
【0171】
バージョンqは、変異原プライマーとして75位のトレオニンがセリンに変異するように設計したQS(配列番号:98)およびQA(配列番号:99)を用い、プラスミドHEF−RVHa−AHM−gγ1 を鋳型DNA として、PCR 法により増幅し、プラスミドHEF−RVHq−AHM−gγ1 を得た。本プラスミドHEF−RVHq−AHM−gγ1 に含まれるH鎖V領域のアミノ酸配列および塩基配列を配列番号:27に示す。
バージョンrは、変異原プライマーとしてCS(配列番号:65)およびCA(配列番号:66)を用い、プラスミドHEF−RVHp−AHM−gγ1 を鋳型DNA として、PCR 法により増幅し、プラスミドHEF−RVHr−AHM−gγ1 を得た。本プラスミドHEF−RVHr−AHM−gγ1 に含まれるH鎖V領域のアミノ酸配列および塩基配列を配列番号:28に示す。
【0172】
再構成ヒト抗HM1.24抗体H鎖V領域のバージョンsを、PCR を用いる変異誘発法によって作製した。変異原プライマーSS(配列番号:100)およびSA(配列番号:101)は、69位のメチオニンがイソロイシンに変異するように設計した。
プラスミドHEF−RVHr−AHM−gγ1 を鋳型とし、上記プライマーを用いて増幅した後、最終生成物を精製し、BamHI およびHindIII で消化し、得られたDNA 断片をHEF 発現ベクターHEF−VH−gγ1 にクローニングし、プラスミドHEF−RVHs−AHM−gγ1 を得た。本プラスミドHEF−RVHs−AHM−gγ1 に含まれるH鎖V領域のアミノ酸配列および塩基配列を配列番号:102 に示す。
【0173】
なお、前記プラスミドHEF−RVLa−AHM−gκ及びHEF−RVHr−AHM−gγ1 からそれぞれの可変領域をコードする領域を制限酵素HindIII およびBamHI により制限断片とし、これらをプラスミドベクターpUC19 のHindIII およびBamHI 部位に挿入した。それぞれのプラスミドはpUC19−RVLa−AHM−gκ及びpUC19−RVHr−AHM−gγ1 と命名した。
なお、それぞれのプラスミドpUC19−RVLa−AHM−gκおよびpUC19−RVHr−AHM−gγ1 を含有する大腸菌は、それぞれ、Escherichia coli DH5α(pUC19−RVLa−AHM−gκ)およびEscherichia coli DH5α(pUC19−RVHr−AHM−gγ1 )と称し、工業技術院生命工学工業技術研究所(茨城県つくば市東1丁目1番3号)に平成8年8月29日に、各々FERM BP−5645およびFERM BP−5643としてブダペスト条約に基づき国際寄託された。
【0174】
なお、前記プラスミドHEF−RVHs−AHM−gγ1 からの可変領域をコードする領域を制限酵素HindIII およびBamHI により制限断片とし、これをプラスミドベクターpUC19 のBamHI およびHindIII 部位に挿入した。得られたプラスミドをpUC19−RVHs−AHM−gγ1 と命名した。
プラスミドpUC19−RVHs−AHM−gγ1 を含有する大腸菌は、Escherichia coli DH5α(pUC19−RVHs−AHM−gγ1 )と称し、工業技術院生命工学工業技術研究所(茨城県つくば市東1丁目1番3号)に平成9年(1997年)9月29日にFERM BP−6127としてブダペスト条約に基づき国際寄託された。
【0175】
4. 再構成ヒト抗HM1.24抗体、キメラ抗HM1.24抗体、及びH鎖ハイブリッド抗
体の作製
再構成ヒト抗HM1.24抗体の各鎖を評価するために再構成ヒト抗HM1.24抗体とポジティブコントロール抗体としてキメラ抗HM1.24抗体を発現させた。そして再構成ヒト抗HM1.24抗体H鎖V領域のバージョンb以降の各バージョンを作製する際、どのFR内のアミノ酸残基を置換すべきかを検討するためにH鎖ハイブリッド抗体を発現させた。また、再構成ヒト抗HM1.24抗体L鎖バージョンaの評価のためにキメラH鎖との組合せで発現させた。
【0176】
4−1. 再構成ヒト抗HM1.24抗体の発現(1)
再構成ヒト抗HM1.24抗体H鎖のための発現ベクター(HEF−RVHa−AHM−gγ1 〜HEF−RVHr−AHM−gγ1 )と再構成ヒト抗HM1.24抗体L鎖のための発現ベクター(HEF−RVLa−AHM−gκあるいはHEF−RVLb−AHM−gκ)各10μg をGene Pulser 装置(BioRad社製)を用いてエレクトロポレーションによりCOS−7細胞に同時形質転換した。各DNA (10μg )を、PBS 中1 x 10細胞/ml の0.8ml のアリコートに加え、1500V、25μFの容量にてパルスを与えた。
【0177】
室温にて10分間の回復期間の後、エレクトロポレーション処理された細胞を、10%のγ−グロブリンフリーウシ胎児血清を含有するDMEM培養液30 ml (GIBCO 社製)に加えた。37℃、5%COの条件下で72時間の培養をCOインキュベーターBNA120D (TABAI 社製)を用いて行った後、培養上清を集め、遠心ローター03(HITACHI 社製)を装着した遠心機15PR−22(HITACHI 社製)により1000 rpm、5分間の遠心分離を行い細胞破片を除去し、マイクロコンセントレーター(Centricon 100 、Amicon社製)を遠心ローターJA−20 ・1 (BECKMAN 社製)を装着した遠心器J2−21 (BECKMAN 社製)により2000 rpmの条件下で限外濾過濃縮をおこない、Cell−ELISAに用いた。
【0178】
再構成ヒト抗HM1.24抗体の発現(2)
再構成ヒト抗HM1.24抗体H鎖バージョンsのための発現ベクター(HEF−RVHs−AHM−gγ1)と再構成ヒト抗HM1.24抗体L鎖のための発現ベクター(HEF−RVLa−AHM−gκ) 各10μg をGene Pulser 装置(BioRad社製)を用いてエレクトロポレーションによりCOS 細胞に同時形質転換した。各DNA(10μg)を、PBS 中1 x 10細胞/ml の0.8ml のアリコートに加え、1,500V、25μF の容量にてパルスを与えた。
【0179】
室温にて10分間の回復期間の後、エレクトロポレーション処理された細胞を、10%のγ−グロブリンフリーウシ胎児血清を含有するDMEM培養液30ml(GIBCO社製)に加えた。37℃、5% COの条件下で72時間の培養をCOインキュベーターBNA120D (TABAI社製)を用いて行った後、培養上清を集め、遠心ローター03(HITACHI社製)を装着した遠心機05PR−22 (HITACHI社製)により1000rpm 、5分間の遠心分離を行い細胞破片を除去し、マイクロコンセントレーター(Centricon 100、Amicon社製)を遠心ローターJA−20 ・1 (BECKMAN社製)を装着した遠心器J2−21 (BECKMAN社製)により2000rpm の条件下で限外濾過濃縮をおこない、濾過フィルター、マイレクスGV13mm(ミリポア社製)用いて濾過滅菌したものをCell−ELISAに用いた。
【0180】
4−2. キメラ抗HM1.24抗体の発現
キメラ抗HM1.24抗体H鎖のための発現ベクター HEF−1.24H−gγ1 とキメラ抗HM1.24抗体L鎖のための発現ベクター HEF−1.24L−gκ各10μg を用い、上記再構成ヒト抗HM1.24抗体の発現の方法にしたがってCell−ELISAに用いるためのキメラ抗HM1.24抗体を調製した。
【0181】
4−3. ヒト型化L鎖バージョンaとキメラH鎖からなる抗HM1.24抗体の発現
キメラ抗HM1.24抗体H鎖のための発現ベクターHEF−1.24H−g γ1 と再構成ヒト抗HM1.24抗体L鎖バージョンaのための発現ベクターHEF−RVLa−AHM−Gκ各10μgを用い、上記再構成ヒト抗HM1.24抗体の発現の方法に従って、Cell−ELISAに用いるためのヒト型化L鎖バージョンaとキメラH鎖からなる抗HM1.24抗体を調製した。
【0182】
4−4. H鎖ハイブリッド抗体の発現
H鎖ハイブリッドV領域のための発現ベクター(HEF−MH−RVH−AHM−gγ1 或いはHEF−HM−RVH−AHM−gγ1 )と再構成ヒト抗HM1.24抗体L鎖のための発現ベクターHEF−RVLa−AHM−gκ各10μg を用い、上記再構成ヒト抗HM1.24抗体の発現の方法にしたがってCell−ELISAに用いるためのH鎖ハイブリッド抗体を調製した。
【0183】
4−5. 抗体濃度の測定
得られた抗体の濃度測定はELISA により行った。ELISA 用96穴プレート(Maxisorp, NUNC社製)の各穴にコーティングバッファー(0.1M NaHCO, 0.02% NaN,pH9.6 )により1μg/mlの濃度に調製したヤギ抗ヒトIgG 抗体(BIO SOURCE社製)100μlを加え、室温で1時間のインキュベーションを行い固相化した。100 μlの希釈バッファー(50mM Tris−HCl, 1mM MgCl, 0.15M NaCl,0.05%Tween20, 0.02%NaN, 1%牛血清アルブミン(BSA),pH8.1)でブロッキングした後、限外濾過濃縮を行った再構成ヒト抗HM1.24抗体、キメラ抗HM1.24抗体、及びH鎖ハイブリッド抗体を順次段階希釈して各穴に100 μlずつ加え室温で1時間のインキュベーションおよび洗浄の後、アルカリフォスファターゼ標識ヤギ抗ヒトIgG 抗体(DAKO社製)100 μlを加えた。
【0184】
室温にて1時間のインキュベーションおよび洗浄の後、基質バッファー(50mM NaHCO, 10mM MgCl(pH9.8)) に溶解した1mg/ml の基質溶液(Sigma104, p−ニトロフェニルリン酸、SIGMA 社製)100 μlを加え、405nm での吸光度をMICROPLATE READER Model 3550(Bio−Rad社製)を用いて測定した。濃度測定の標品としてヒトIgG1κ(The Binding Site社製)を用いた。
【0185】
5. 再構成ヒト抗HM1.24抗体安定産生CHO細胞株の樹立
5−1. 再構成ヒト抗HM1.24抗体H鎖発現ベクターの作製
プラスミドHEF−RVHr−AHM−gγ1 を制限酵素PvuI及びBamHI にて消化し、EF1 プロモーター及び再構成ヒト抗HM1.24抗体H鎖V領域をコードするDNA を含む約 2.8 kbpの断片を 1.5%低融点アガロースゲルを用いて精製した。次に、DHFR遺伝子およびヒトH鎖定常領域をコードする遺伝子を含むヒトH鎖発現ベクターDHFR− ΔE−RVh− PM1f(国際特許出願公開番号WO92−19759)に使用されている発現ベクターをPvuI及びBamHI にて消化することにより調製した約6kbp の断片内に上記DNA 断片を挿入し、再構成ヒト抗HM1.24抗体H鎖発現ベクターDHFR− ΔE−HEF−RVHr−AHM−gγ1 を構築した。
【0186】
5−2. CHO 細胞への遺伝子導入
再構成ヒト抗HM1.24抗体安定産生系を樹立するために、PvuIで消化して直鎖状にした前記発現ベクターDHFR− ΔE−HEF−RVHr−AHM−gγ1 及びHEF−RVLa−AHM−gκをエレクトロポレーション法により前述と同様(前記COS−7 細胞へのトランスフェクション)の条件下で同時にCHO 細胞DXB−11に遺伝子導入した。
【0187】
5−3. MTX による遺伝子増幅
遺伝子導入した CHO細胞は500 μg/mlのG418(GIBCO−BRL 社製)及び10%のウシ胎児血清を添加したヌクレオシド不含α−MEM培養液中(GIBCO−BRL 社製)ではL鎖及びH鎖発現ベクターが共に導入されたCHO 細胞のみが増殖でき、それらを選別した。次に、上記培養液中に10 nM のMTX(Sigma 社製)を加え、増殖したクローンのうち再構成ヒト抗HM1.24抗体の産生量が高いものを選択した結果、約3μg/mlの再構成ヒト抗HM1.24抗体産生率を示すクローン#1を得、再構成ヒト抗HM1.24抗体産生細胞株とした。
【0188】
5−4. 再構成ヒト抗HM1.24抗体の作製
再構成ヒト抗HM1.24抗体の作製は以下の方法で行った。上記再構成ヒト抗HM1.24抗体産生CHO 細胞を、培地として10%のγ−グロブリンフリーウシ胎児血清(GIBCO−BRL 社製)を含有する500 μg/mlのG418(GIBCO−BRL 社製)を添加したヌクレオシド不含α−MEM培養液(GIBCO−BRL 社製)を用い、37℃、5%COの条件下で10日の培養をCOインキュベーターBNA120D (TABAI 社製)を用いて行った。培養開始後8、10日目に培養液を回収し、TS−9ローターを装着した遠心機RL−500SP(トミー精工社製)を用いて2000rpm 、10分間の遠心分離を行い培養液中の細胞破片を除去した後、0.45μm 径のメンブレンをもつボトルトップフィルター(FALCON社製)により濾過滅菌した。
【0189】
この再構成ヒト抗HM1.24抗体産生CHO 細胞培養液に等量のPBS(−)を加えた後、高速抗体精製装置ConSep LC100(MILLIPORE 社製)およびHyper D Protein A カラム(日本ガイシ社製)を用い、付属の説明書に基づき吸着緩衝液としてPBS(−)、溶出緩衝液として0.1M クエン酸ナトリウム緩衝液(pH3 )を用いて再構成ヒト抗HM1.24抗体をアフィニティー精製した。溶出画分は直ちに1M Tris−HCl(pH8.0 )を添加してpH7.4 付近に調整した後、遠心限外濃縮器Centriprep 10 (MILLIPORE 社製)を用いて濃縮およびPBS(−)への緩衝液置換を行い、孔径0.22μmのメンブレンフィルターMILLEX−GV (MILLIPORE 社製)を用いて濾過滅菌し精製再構成ヒト抗HM1.24抗体を得た。精製抗体の濃度は、280nm の吸光度を測定し、1mg/ml を1.350Dとして算出した。
【0190】
実施例11 再構成ヒト抗 HM1.24 抗体の活性測定
再構成ヒト抗HM1.24抗体は下記の抗原結合活性および結合阻害活性にて評価を行った。
1.抗原結合活性および結合阻害活性の測定法
1−1. 抗原結合活性の測定
抗原結合活性の測定は、WISH細胞を用いたCell−ELISAで行った。Cell−ELISA プレートは前記実施例7.1−2で記載の通り作製した。
【0191】
ブロッキングの後、COS−7 細胞の培養上清を濃縮して得られた、またはCHO 細胞の培養上清より精製された再構成ヒト抗HM1.24抗体を段階希釈して各穴に100 μl 加え、室温にて2時間インキュベーションおよび洗浄の後、ペルオキシダーゼ標識ウサギ抗ヒトIgG 抗体(DAKO社製)を加えた。室温にて1時間インキュベーションおよび洗浄の後、基質溶液を加えインキュベーションの後、6N 硫酸50μl で反応を停止させ、MICROPLATE READER Model 3550(Bio−Rad 社製)を用いて490nm での吸光度を測定した。
【0192】
1−2. 結合阻害活性の測定
ビオチン標識マウス抗HM1.24抗体による結合阻害活性は、WISH細胞を用いたCell−ELISAで行った。Cell−ELISA プレートは前述の通り作製した。ブロッキングの後、COS−7 細胞の培養上清を濃縮して得られた、またはCHO 細胞の培養上清より精製された再構成ヒト抗HM1.24抗体を段階希釈して各穴に50μl 加え、同時に2 μg/mlのビオチン標識マウス抗HM1.24抗体50μl を添加し、室温にて2時間インキュベーションおよび洗浄の後、ペルオキシダーゼ標識ストレプトアビジン(DAKO社製)を加えた。室温にて1時間インキュベーションした後洗浄し、基質溶液を加えインキュベーションの後、6N 硫酸50μl で反応を停止させ、MICROPLATE READER Model 3550(Bio−Rad 社製)を用いて490nm での吸光度を測定した。
【0193】
2. 再構成ヒト抗HM1.24抗体の評価
2−1. L鎖
再構成ヒト抗HM1.24抗体のL鎖バージョンaの評価は、前記の抗原結合活性の測定により行った。図8に示す通り、L鎖バージョンaはキメラH鎖と組合わせて発現させると、キメラ抗HM1.24抗体と同程度の抗原結合活性を示した。しかし、さらなる活性の上昇またはH 鎖との相性を考慮し、新たにL鎖バージョンbを作製した。そして、H 鎖のバージョンa、b、f又はhと組み合わせたときの抗原結合活性および結合阻害活性の測定を行いL 鎖バージョンa、bを共に評価した。図9、10、11及び12に示すとおり、H 鎖a、b、f及びhの全てのバージョンで、L鎖バージョンaがバージョンbに比べて両活性とも強かった。従って、再構成ヒト抗HM1.24抗体のL鎖バージョンaを以下の実験に用いた。
【0194】
2−2. H鎖バージョンa− e
再構成ヒト抗HM1.24抗体のH鎖バージョンa− eの評価はL鎖バージョンaとの組合せで、前記の抗原結合活性および結合阻害活性の測定により行った。その結果、図11、13、14及び15に示す通り、全てのバージョンにおいてキメラ抗HM1.24抗体と比較して両活性とも弱く、さらなるアミノ酸の変換が必要であると考えられた。
【0195】
2−3. H鎖ハイブリッド抗体
H鎖ハイブリッド抗体の評価は前記の抗原結合活性の測定により行った。その結果、図16に示す通り、抗原結合活性はヒト− マウスハイブリッド抗HM1.24抗体ではキメラ抗HM1.24抗体と同等の活性を有している一方、マウス・ヒトハイブリッド抗HM1.24抗体はキメラ抗HM1.24抗体と比較してその活性が弱かった。従って、マウス抗HM1.24抗体、あるいはキメラ抗HM1.24抗体と同等の抗原結合活性を有する再構成ヒトHM1.24抗体を作成するためには、H 鎖V 領域のうち、FR3 あるいはFR4 に含まれるアミノ酸を変換する必要があることが示された。
【0196】
2−4. H鎖バージョン f− r
再構成ヒト抗HM1.24抗体のH鎖バージョンfの評価は前記の抗原結合活性測定により行った。その結果、図17に示す通り、抗原結合活性はキメラ抗HM1.24抗体と比較すると劣るが、上記バージョンa− cと比較して活性が向上したことから、本バージョンで新たに変換した67、69、75及び78番目の4つのアミノ酸のうちいずれかが再構成ヒト抗体の活性に関与していることが示唆された。
再構成ヒト抗HM1.24抗体のH鎖バージョンgの評価は前記の抗原結合活性、および結合阻害活性の測定により行った。その結果、図18及び19に示す通り、本バージョンは上記バージョンaと同程度の活性しか示さなかったことから、上記H鎖ヒト・マウスハイブリッド抗体の評価で示した通り、本バージョンで変換した40番目のアミノ酸は再構成ヒト抗体の活性の向上には寄与していないことが示された。
【0197】
再構成ヒト抗HM1.24抗体のH鎖バージョンh− jの評価は前記の抗原結合活性、および結合阻害活性の測定により行った。その結果、図20、21、22、23に示す通り、全てのversion で両活性ともキメラ抗HM1.24抗体と比較すると弱く、上記バージョンfと同程度であることから、バージョンfで新たに変換した4アミノ酸のうち、67及び69番目のアミノ酸は再構成ヒト抗体の活性の向上に寄与していないことが示唆された。
再構成ヒト抗HM1.24抗体のH鎖バージョンk− pの評価は前記の抗原結合活性、および結合阻害活性の測定により行った。その結果、図24、25、26及び27に示す通り、全てのバージョンで両活性ともキメラ抗HM1.24抗体と比較すると弱く、上記バージョンhと同程度であることから、これら6つのバージョンで新たに変換した80番目以降のアミノ酸は再構成ヒト抗体の活性の向上に寄与していないことが示唆された。
【0198】
再構成ヒト抗HM1.24抗体のH鎖バージョンqの評価は前記の抗原結合活性、および結合阻害活性の測定により行った。その結果、図25及び27に示す通り、本バージョンは両活性とも上記バージョンhあるいはバージョンpと比較すると弱く、上記バージョンaと同程度の活性しか持たなかったことから、78番目のアミノ酸の置換が再構成ヒト抗体の活性の向上に必須であることが示唆された。
再構成ヒト抗HM1.24抗体のH鎖バージョンrの評価は前記の測定により行った。その結果、図15及び28に示す通り、バージョンrはキメラ抗HM1.24抗体と同程度の抗原結合活性および結合阻害活性を有することが示された。
【0199】
以上の結果より、再構成ヒト抗HM1.24抗体がマウス抗HM1.24抗体あるいはキメラ抗HM1.24抗体と同程度の抗原結合能を持つための、H 鎖における必要で最小の変換は30、71及び78番目、さらには73番目のアミノ酸であることが示された。
なお、再構成ヒト抗HM1.24抗体H鎖バージョンa− rについて、その抗原結合活性、および結合阻害活性を表6にまとめた。
【0200】
【表6】
Figure 0003587664
【0201】
2.5. H鎖バージョンs
再構成ヒト抗HM1.24抗体のH鎖バージョンsの評価は、L鎖バージョンaとの組合せで前記の抗原結合活性、および結合阻害活性の測定により行った。その結果、図29、30に示すようにバージョンsはバージョンrと同程度の抗原結合活性および結合阻害活性を有することが示された。
また、上記のごとく、本発明の再構成ヒト抗HM1.24抗体はFR中の1個又は複数個のアミノ酸残基を他のアミノ酸に置換してもなお、抗原に結合する能力を維持している。したがって、本発明は、その本来の性質を維持している限り、H鎖又はL鎖のV領域において、1個又は複数個のアミノ酸残基が他のアミノ酸残基に置換されている再構成ヒト抗HM1.24抗体をも包含する。
【0202】
3. 精製再構成ヒト抗HM1.24抗体の評価
前記精製再構成ヒト抗HM1.24抗体は前記の抗原結合活性および結合阻害活性にて評価を行った。その結果、図31及び32に示す通り再構成ヒト抗HM1.24抗体は、キメラ抗HM1.24抗体と同程度の抗原結合活性および結合阻害活性を有することが示された。このことより、再構成ヒト抗HM1.24抗体はマウス抗HM1.24抗体と同じ抗原結合能を持つことが示された。
【0203】
実施例12 キメラ抗 HM1.24 抗体のヒト骨髄腫マウスモデルに対する抗腫瘍効果
1. 投与抗体の調製
1−1. キメラ抗HM1.24抗体の調製
前記実施例6で得られた精製キメラ抗HM1.24抗体を、遠心限外濃縮器Centriprep 10 (MILLIPORE 社製)で濃縮およびPBS(−)への緩衝液置換を行い、孔径0.22μmのメンブレンフィルターMILLEX−GV (MILLIPORE 社製)を用いて濾過滅菌した。これを濾過滅菌したPBS(−)を用いて200 μg/mlに調製し、以下の実験に用いた。抗体濃度は、280nm の吸光度を測定し、1mg/ml を1.350Dとして算出した。
【0204】
1−2. コントロールヒトIgG1の精製
キメラ抗HM1.24抗体のコントロールとして用いるヒトIgG1は以下のように精製した。Hu IgG1 Kappa Purified(BINDING SITE社製)に等量のPBS(−)を加えた後、高速抗体精製装置ConSep LC100(MILLIPORE 社製)およびHyper D Protein A カラム(日本ガイシ社製)を用い、付属の説明書に基づき吸着緩衝液としてPBS(−)、溶出緩衝液として0.1M クエン酸ナトリウム緩衝液(pH3 )を用いてアフィニティー精製した。溶出画分は直ちに1M Tris−HCl(pH8.0 )を添加してpH7.4 付近に調整した後、遠心限外濃縮器Centriprep 10 (MILLIPORE 社製)を用いて濃縮およびPBS(−)への緩衝液置換を行い、孔径0.22μmのメンブレンフィルターMILLEX−GV (MILLIPORE 社製)を用いて濾過滅菌した。これを濾過滅菌したPBS(−)を用いて200 μg/mlに調製し、以下の実験に用いた。抗体の濃度は、280nm の吸光度を測定し、1mg/ml を1.350Dとして算出した。
【0205】
2. マウス血清ヒトIgG 定量法
マウスの血清中に含まれるヒトIgG の定量は以下のELISA で行った。0.1M重炭酸緩衝液(pH9.6 )で1 μg/mlに希釈したヤギ抗ヒトIgG (TAGO社製)100 μl を96穴プレート(Nunc社製)に加え、4℃で一晩インキュベーションし、抗体を固相化した。ブロッキングの後、段階希釈したマウス血清あるいは標品としてヒトIgG (CAPPEL社製)100 μl を添加し、室温にて1時間インキュベーションした。洗浄後、2000倍希釈したアルカリフォスファターゼ標識抗ヒトIgG (CAPPEL社製)100 μl を加え、室温にて1時間インキュベートした。洗浄後、基質溶液を加えインキュベーションの後、MICROPLATE READER Model 3550(Bio−Rad 社製)を用いて405nm での吸光度を測定した。
【0206】
3. キメラ抗HM1.24抗体のヒト骨髄腫移植マウスに対する抗腫瘍効果
3−1. ヒト骨髄腫移植マウスの作製
ヒト骨髄腫移植マウスは以下のように作製した。SCIDマウス(日本クレア)を用いてin vivo 継代したKPMM2 細胞を、10%ウシ胎児血清(GIBCO−BRL 社製)を含むRPMI1640培地(GIBCO−BRL 社製)で3 x 10個 / ml になるように調製した。あらかじめ前日抗アシアロGM1 (和光純薬社製)100 μl を腹腔内投与したSCIDマウス(オス、8週令)(日本クレア)に上記KPMM2 細胞懸濁液 200μl を尾静脈より注入した。
【0207】
3−2. 抗体投与
上記ヒト骨髄腫移植マウスよりKPMM2 細胞移植後12日目に血清を採取し、上記2 のELISA を用いて、血清中のヒトIgG を定量した。血清中のヒトIgG の上昇によりKPMM2 細胞の骨髄生着を確認した。これらマウスに対し、KPMM2 細胞移植後14、21、28日目に上記1で調製した抗体をそれぞれ100 μl 腹腔内投与した。
3−3. キメラ抗HM1.24抗体のヒト骨髄腫移植マウスに対する抗腫瘍効果の評価
キメラ抗HM1.24抗体の抗腫瘍効果については、マウスの生存期間で評価した。図33に示す通り、キメラ抗HM1.24抗体を投与したマウスではコントロールヒトIgG1を投与したマウスと比較して、生存期間の延長が認められた。従って、キメラ抗HM1.24抗体がヒト骨髄腫移植マウスに対して抗腫瘍効果を有することが示された。
【0208】
実施例 13 再構成ヒト抗 HM1.24 抗体の ADCC 活性の測定
ADCC (Antibody−dependent Cellular Cytotoxicity) 活性の測定はCurrent protocols in Immunology, Chapter 7. Immunologic studies in humans, Editor, John E, Coligan et al., John Wiley & Sons, Inc., 1993の方法に従った。
1. エフェクター細胞の調製
健常人の末梢血より比重遠心法で単核球を分離した。すなわち健常人の末梢血に等量のPBS(−)を加え、Ficoll−Paque PLUS (Pharmacia社製)に積層し、 400gで40分間遠心した。単核球層を分取し、10%ウシ胎児血清(GIBCO BRL社製)を含むRPMI 1640 (GIBCO BRL社製)で4回洗浄後、同培養液で細胞数が5 x 10/mlになるように調製した。
【0209】
SCIDマウス(日本クレア)の骨髄細胞よりLAK (Limphokine Activated Killer Cell)を誘導した。すなわちマウスの大腿骨より骨髄細胞を分離し10%ウシ胎児血清(GIBCO BRL社製)を含むRPMI 1640 (GIBCO BRL社製)で2回洗浄後、同培養液で細胞数が2 x 10/mlになるように調製した。50ng/ml のリコンビナントヒトIL−2(R & D SYSTEMS社製)および10ng/ml のリコンビナントマウスGM−CSF(R & D SYSTEMS社製)とともに、炭酸ガス培養器(TABAI社製)内で7日間培養した。同培養液で細胞数が2 x 10/mlになるように調製した。
【0210】
2. 標的細胞の調製
ヒト骨髄腫細胞株KPMM2(特開平7−236475)あるいは形質細胞腫由来ARH−77 (ATCC CRL−1621)を0.1mCiの51Cr−sodium chromate(ICN社製)とともに10%ウシ胎児血清(GIBCO BRL社製)を含むRPMI 1640 (GIBCO BRL社製)中で37℃にて60分インキュベートすることにより放射性標識した。放射性標識の後、細胞を同培養液で3回洗浄し、2 x 10/mlに調製した。
【0211】
3. ADCCアッセイ
96ウエルU底プレート(ベクトンディッキンソン社製)に放射性標識した2 x 10/mlの標的細胞を50μl と、再構成ヒト抗HM1.24抗体、マウス抗HM1.24抗体、コントロールヒトIgG1(The Binding Site Limited社製)、あるいはコントロールマウスIgG2a(UPC10 、CAPPEL社製)50μl を加え、4℃で15分間反応させた。
その後、エフェクター細胞100 μl を、炭酸ガス培養器内で4時間培養した。その際、エフェクター細胞(E)と標的細胞(T)の比(E:T)を 0:1、3.2:1 、8:1 、20:1又は50:1とした。
【0212】
100 μl の上清をとり、ガンマカウンター (ARC−300 、Aloka 社製)で培養上清中に遊離された放射活性を測定した。最大遊離放射能測定用には1%NP−40 (半井社製)を用いた。細胞障害活性(%)は(A−C)/(B−C)X 100 で計算した。なおAは抗体存在下において遊離された放射活性(cpm)、BはNP−40 により遊離された放射活性(cpm)およびCは抗体を含まず培養液のみで遊離された放射活性(cpm)を示す。
【0213】
図34にエフェクター細胞として健常人末梢血より調製した細胞を用い、標的細胞にKPMM2 を用いた場合の結果を示す。図35にエフェクター細胞として健常人末梢血より調製した細胞を用い、標的細胞にARH77 を用いた場合の結果を示す。コントロールヒトIgG1と比較して再構成ヒト抗HM1.24抗体を添加した場合、抗体濃度の上昇に従い細胞障害活性が上昇したことから、この再構成ヒト抗HM1.24抗体がADCC活性を有することが示された。
【0214】
また、再構成ヒト抗HM1.24抗体を添加した場合、マウス抗HM1.24抗体を添加した場合と比べて明らかに細胞障害活性が上昇したことから、この再構成ヒト抗HM1.24抗体がマウス抗HM1.24抗体よりも高いADCC活性を有することが示された。さらに、標的細胞がKPMM2 の場合、 0.1μg/ml以上の濃度で再構成ヒト抗HM1.24抗体を添加した場合、細胞障害活性が変わらないことから、 0.1μg/ml以上の濃度で十分なADCC活性を有することが示された。標的細胞がARH77 の場合、1μg/ml以上の濃度で再構成ヒト抗HM1.24抗体を添加した場合、細胞障害活性が変わらないことから、1μg/ml以上の濃度で十分なADCC活性を有することが示された。
【0215】
図36にエフェクター細胞としてSCIDマウス骨髄より調製した細胞を用いた場合の結果を示す。コントロールヒトIgG1と比較して再構成ヒト抗HM1.24抗体を添加した場合、抗体濃度の上昇に従い細胞障害活性が上昇したことから、この再構成ヒト抗HM1.24抗体がADCC活性を有することが示された。また、 0.1μg/ml以上の濃度で再構成ヒト抗HM1.24抗体を添加した場合、細胞障害活性が変わらないことから、 0.1μg/ml以上の濃度で十分なADCC活性を有することが示された。
これらの結果から再構成ヒト抗HM1.24抗体は、エフェクター細胞としてヒト由来、あるいはマウス由来の細胞を用いた場合でもADCC活性を有することが示された。
【0216】
実施例 14 再構成ヒト抗 HM1.24 抗体のヒト骨髄腫マウスモデルに対する抗腫瘍効果
1. 投与抗体の調製
プラスミドHEF−RVLa−AHM−gκとプラスミドHEF−RVHr−AHM−gγ1を細胞に導入して得られた再構成ヒト抗HM1.24抗体については、濾過滅菌したPBS(−)を用いて40、200 、1000μ/ml に、また、実施例12.1−2で得たコントロールヒトIgG1については、濾過滅菌したPBS(−)を用いて 200μg/mlに調製し、投与抗体とした。
2. 再構成ヒト抗HM1.24抗体のヒト骨髄腫移植マウスに対する抗腫瘍効果
2−1. ヒト骨髄腫移植マウスの作製
ヒト骨髄腫移植マウスは、実施例12.3−1に従い作製した。マウスは、SCIDマウス(5週令)(日本クレア)を用いた。
【0217】
2−2. 抗体投与
上記2−1 で作製したヒト骨髄腫移植マウスよりKPMM2 細胞移植9日目に血清を採取し、実施例12.2のELISA を用いて、血清中のヒトIgG を定量した。血清中のヒトIgG の上昇によりKPMM2 細胞の骨髄生着を確認した。これらマウスに対し、KPMM2 細胞移植後10日目に上記1で調製した抗体をそれぞれ 100μl 静脈内投与した。
【0218】
2−3. 再構成ヒト抗HM1.24抗体のヒト骨髄腫移植マウスに対する抗腫瘍効果の評価
再構成ヒト抗HM1.24抗体の抗腫瘍効果については、マウスの血清ヒトIgG 量の変化、および生存期間で評価した。
マウスの血清ヒトIgG 量の変化については、KPMM2 細胞移植35日目に血清を採取し、実施例12.2のELISA を用いてヒトIgG を定量した。その結果、図37に示すようにコントロールヒトIgG1投与群では、KPMM2 細胞移植35日目の血清ヒトIgG 量は移植9日目(抗体投与前日)と比較して約1000倍程度まで増加しているのに対し、再構成ヒト抗HM1.24抗体投与群ではいずれの投与量でも、移植9日目とほぼ同じかあるいはそれ以下であり、再構成ヒト抗HM1.24抗体がKPMM2 細胞の増殖を抑制していることが示された。
【0219】
一方、生存期間についても図38に示す通り、再構成ヒト抗HM1.24抗体投与群ではコントロールヒトIgG1投与群と比較して、生存期間の延長が認められた。以上より、再構成ヒト抗HM1.24抗体投与がヒト骨髄腫移植マウスに対して抗腫瘍効果を有することが示された。
【0220】
実施例 15 ヒト骨髄腫マウスモデルにおける、再構成ヒト抗 HM1.24 抗体と既存薬剤メルファランとの抗腫瘍効果の比較
1. 投与薬剤の調製
1−1. 投与抗体の調製
プラスミドHEF−RVLa−AHM−gκとプラスミドHEF−RVHr−AHM−gγ1を細胞に導入して得られた再構成ヒト抗HM1.24抗体については、濾過滅菌したPBS(−)を用いて40、200 μg/mlに、また、実施例12.1−2で得たコントロールヒトIgG1については、濾過滅菌したPBS(−)を用いて 200μg/mlに調製し、投与抗体とした。
1−2. メルファランの調製
骨髄腫に対する既存薬剤であるメルファラン(SIGMA製)は、 0.2%カルボメチルセルロース(CMC)(ダイセル化学工業製)を用いて、0.1mg/mlになるように調製した。
【0221】
2. ヒト骨髄腫移植マウスに対する再構成ヒト抗HM1.24抗体およびメルファランの抗腫瘍効果
2−1. ヒト骨髄腫移植マウスの作製
ヒト骨髄腫移植マウスは、実施例14.2−1に従い作製した。
2−2. 薬剤投与
上記2−1 で作製したヒト骨髄腫移植マウスよりKPMM2 細胞移植9日目に血清を採取し、実施例12.2のELISA を用いて、血清中のヒトIgG を定量した。血清中のヒトIgG の上昇によりKPMM2 細胞の骨髄生着を確認した。これらマウスに対し、KPMM2 細胞移植後10日目に上記1−1 で調製した抗体をそれぞれ 100μl 静脈内投与した。さらに、移植後10日目から1日1回、5日間 0.2% CMC溶液 200μl を経口投与した。一方、メルファラン投与群については、上記1−2 で調製したメルファラン溶液をKPMM2 細胞移植後10日目から1日1回、5日間体重10g あたり 100μl(メルファランとして1mg/kg) を経口投与した。
【0222】
2−3. 再構成ヒト抗HM1.24抗体のヒト骨髄腫移植マウスに対する抗腫瘍効果の評価
再構成ヒト抗HM1.24抗体の抗腫瘍効果については、マウスの血清ヒトIgG 量の変化、および生存期間で評価した。
マウスの血清ヒトIgG 量の変化については、KPMM2 細胞移植35日目に血清を採取し、実施例12.2のELISA を用いてヒトIgG を定量した。その結果、図39に示すようにコントロールヒトIgG1投与群では、KPMM2 細胞移植35日目の血清ヒトIgG 量は移植9日目(抗体投与前日)と比較して1000倍程度増加し、マウス中でKPMM2 細胞が増殖しているものと思われた。
【0223】
また、既存薬であるメルファランを投与した群でも、コントロールヒトIgG1投与群ほどではないものの、血清ヒトIgG 量は薬剤投与前より増加しており、メルファランの投与ではマウス中のKPMM2 細胞の増殖を完全には抑制できないと思われた。一方、再構成ヒト抗HM1.24抗体投与群ではいずれの投与量でも、移植9日目より血清ヒトIgG 量が減少しており、再構成ヒト抗HM1.24抗体がKPMM2 細胞の増殖を抑制していることが示された。
【0224】
一方、生存期間についても図40に示す通り、再構成ヒト抗HM1.24抗体投与群ではコントロールヒトIgG1投与群、あるいはメルファラン投与群と比較して、生存期間の延長が認められた。以上より、再構成ヒト抗HM1.24抗体投与がヒト骨髄腫移植マウスに対して抗腫瘍効果を有すること、さらに本抗体の抗腫瘍効果は既存薬剤のメルファランよりも強いことが示された。
以上より、ヒト由来のエフェクター細胞を用いた場合、マウス抗HM1.24抗体は殆どヒト骨髄腫細胞に対して、細胞障害活性を示さなかったのに比して、再構成ヒト抗HM1.24抗体およびキメラ抗HM1.24抗体は強い細胞障害活性を示した。この事実は抗体をヒト型化することの重要性を示し、再構成ヒト抗HM1.24抗体のヒトでの有用性を期待させる。
【0225】
ヒト骨髄腫移植SCIDマウスにおいて、再構成ヒト抗HM1.24抗体が非常に強い抗腫瘍効果を示したが、ヒトにおいては当然エフェクターはヒト由来であり、リンパ球も正常に存在していることから、再構成ヒト抗HM1.24抗体のさらに強い抗腫瘍効果が期待できる。
骨髄腫モデルにおいて、再構成ヒト抗HM1.24抗体は既存の骨髄腫治療薬に比べ強い抗腫瘍効果を示したことより、再構成ヒト抗HM1.24抗体が画期的な骨髄腫治療薬になることが期待される。
【0226】
参考例1. マウス抗 HM1.24 モノクローナル抗体産生ハイブリドーマの調製
Goto, T. et al., Blood (1994) 84, 1992−1930 に記載の方法にて、マウス抗HM1.24モノクローナル抗体産生ハイブリドーマを調製した。
ヒト多発性骨髄腫患者の骨髄に由来するエプスタインーバーウィルスー核抗原(EBNA)ー陰性形質細胞株KPC−32(1x10個)(Goto, T. et al., Jpn. J. Clin. Hematol. (11991) 32, 1400)をBALB/Cマウス(チャールスリバー製)の腹腔内に6 週間おきに2 回注射した。
【0227】
このマウスを屠殺する3 日前にマウスの抗体産生価をさらに上昇させるために、1.5 x 10個のKPC−32細胞をマウスの脾臓内に注射した(Goto, T. et al., Tokushima J. Exp. Med. (1990) 37, 89 )。マウスを屠殺した後に脾臓を摘出し、Groth, de St. & Schreideggerの方法(Cancer Research (1981) 41, 3465 )に従い摘出した脾臓細胞とミエローマ細胞SP2/0 を細胞融合に付した。
【0228】
KPC−32細胞をコートしたプレートを使用するELISA (Posner, M. R. et al., J. Immunol. Methods (1982) 48, 23 )によりハイブリドーマ培養上清中の抗体のスクリーニングを行った。5 x 10個のKPC−32細胞を50 ml のPBS に懸濁し、96ウエルプレート(U 底型、Corning 、Iwaki 製)に分注した。1%ウシ血清アルブミン(BSA )を含むPBS でブロックした後、ハイブリドーマ培養上清を加え4 ℃にて2 時間インキュベートした。次いで、4 ℃にて1 時間ペルオキシダーゼ標識抗マウスIgG ヤギ抗体(Zymed 製)を反応させ、一度洗浄して、室温にて30分間o−フェニレンジアミン基質溶液(Sumitomo Bakelite 製)を反応させた。
【0229】
2N硫酸で反応を停止させ、ELISA reader(Bio−Rad 製)で492nm における吸光度を測定した。ヒト免疫グロブリンに対する抗体を産生するハイブリドーマを除去するために、陽性ハイブリドーマ培養上清をヒト血清にあらかじめ吸着させ、他の細胞下部に対する反応性をELISA にてスクリーニングした。陽性のハイブリドーマを選択し、種々の細胞株およびヒトの標本に対する反応性をフローサイトメトリーで調べた。最後に選択されたハイブリドーマクローンを二度クローン化し、これをプリスタン処理したBALB/Cマウスの腹腔に注射して、腹水を取得した。
【0230】
モノクローナル抗体は、硫酸アンモニウムによる沈澱とプロテインA アフィニティクロマトグラフィーキット(Ampure PA 、Amersham製)によりマウス腹水より精製した。精製抗体は、Quick Tag FITC結合キット(ベーリンガーマンハイム製)を使用することによりフルオロセイニチオシアネート(FITC)と結合させた。
その結果、30のハイブリドーマクローンが産生するモノクローナル抗体がKPC−32およびRPMI 8226 細胞と反応した。クローニングの後、これらのハイブリドーマの培養上清を他の細胞株と末梢血由来単核球との反応性を調べた。
【0231】
このうち、3 つのクローンが形質細胞に特異的に反応するモノクローナル抗体であった。これらの3 つのクローンのうち、最もフローサイトメトリー分析に有用であり、かつRPMI 8226 細胞に対する補体依存性細胞障害活性を有するハイブリドーマクローンを選択し、HM1.24と名付けた。このハイブリドーマが産生するモノクローナル抗体のサブクラスを、サブクラス特異的抗マウスウサギ抗体(Zymed 製)を用いたELISA にて決定した。抗HM1.24抗体は、IgG2a κのサブクラスを有していた。抗HM1.24抗体を産生するハイブリドーマHM1.24は、工業技術院生命工学工業研究所(茨城県つくば市東1丁目1番3号)に、平成7年9月14日にFERM BP−5233としてブタペスト条約に基づき国際寄託された。
【0232】
参考例2. HM1.24 抗原ポリペプチドをコードする cDNA のクローニング
1. cDNAライブラリーの作製
1)全RNA の調製
マウスモノクローナル抗体HM1.24が特異的に認識する抗原ポリペプチドであるHM1.24抗原をコードするcDNAを以下のように単離した。
ヒト多発性骨髄腫細胞株KPMM2 から、全RNA をChirgwinら(Biochcmistry, 18, 5294 (1979))の方法に従って調製した。すなわち、2.2 x 10個のKPMM2 を20mlの4Mグアニジンチオシアネート(ナカライテスク製)中で完全にホモジナイズさせた。
【0233】
ホモジネートを遠心管中の5.3M塩化セシウム溶液層状に重層し、次にこれをBeckman SW40ローター中で31,000rpm にて20℃で24時間遠心分離することによりRNA を沈殿させた。RNA 沈殿物を70%エタノールにより洗浄し、そして1mM EDTA及び 0.5% SDSを含有する10mM Tris−HCl (pH 7.4) 300μl 中に溶解し、それにPronase(Boehringer製)を0.5mg/mlとなるように添加した後、37℃にて30分間インキュベートした。混合物をフェノール及びクロロホルムで抽出し、RNA をエタノールで沈殿させた。次に、RNA 沈殿物を1mM EDTAを含有する10mM Tris−HCl (pH 7.4) 200μl に溶解した。
【0234】
2)poly(A) +RNA の調製
前記のようにして調製した全RNA の約 500μg を材料としてFast Track 2.0m RNA Isolation Kit(Invitrogen製)を用いてキット添付の処方に従ってpoly(A) +RNA を精製した。
3)cDNAライブラリーの構築
上記poly(A) +RNA 10μg を材料としてcDNA合成キットTimeSaver cDNA Synthesis Kit(Pharmacia製)を用いてキット添付の処方に従って二本鎖cDNAを合成し、更にDirectional Cloning Toolbox (Pharmacia製)を用いてキット付属のEcoRI アダプターをキット添付の処方に従って連結した。EcoRI アダプターのカイネーション及び制限酵素NotI処理はキット添付の処方に従って行った。更に、約500bp 以上の大きさのアダプター付加二本鎖cDNAを 1.5%低融点アガロースゲル(Sigma製)を用いて分離、精製し、アダプター付加二本鎖cDNA約40μl を得た。
【0235】
このようにして作製したアダプター付加二本鎖cDNAを、あらかじめ制限酵素EcoRI 、NotI及びアルカリフォスファターゼ(宝酒造製)処理したpCOS1 ベクター(特願平8−255196)とT4 DNAリガーゼ(GIBCO−BRL製)を用いて連結し、cDNAライブラリーを構築した。構築したcDNAライブラリーは、大腸菌細胞株DH5 α(GIBCO−BRL製)に形質導入され、全体のサイズは約2.5 x 10個の独立したクローンであると推定された。
【0236】
2. 直接発現法によるクローニング
1)COS−7 細胞へのトランスフェクション
上記の形質導入した大腸菌約5 x 10クローンを50μg/mlのアンピシリンを含む2−YT培地(Molecular Cloning : A Laboratory Mannual. Sambrookら、Cold Spring Harbor Laboratory Press (1989)) にて培養することによりcDNAの増幅を行い、アルカリ法(Molecular Cloning : A Laboratory Mannual. Sambrookら、Cold Spring Harbor Laboratory Press (1989)) により大腸菌からプラスミドDNA を回収した。得られたプラスミドDNA はGene Pulser 装置(Bio−Rad製)を用いてエレクトロポレーション法によりCOS−7 細胞にトランスフェクションした。
【0237】
すなわち、精製したプラスミドDNA 10μg を1 x 10細胞/ml でPBS 中に懸濁したCOS−7 細胞液0.8ml に加え、1500V 、25μFDの容量にてパルスを与えた。室温にて10分間の回復期間の後、エレクトロポレーション処理された細胞は、10%牛胎児血清(GIBCO−BRL製)を含むDMEM培養液(GIBCO−BRL製)にて、37℃、5% COの条件下で3日間培養した。
【0238】
2)パンニングデイッシュの調製
マウス抗HM1.24抗体をコーティングしたパンニングデイッシュを、B.Seedら(Proc.Natl.Acad.Sci. USA, 84, 3365−3369 (1987)) の方法に従って調製した。すなわち、マウス抗HM1.24抗体を10μg/mlになるように50mM Tris−HCl (pH 9.5)に加えた。このようにして調製した抗体溶液3ml を直径60mmの細胞培養皿に加え、室温にて2時間インキュベートした。0.15M NaCl溶液にて3回洗浄した後、5%牛胎児血清、1mM EDTA、0.02% NaNを含むPBS を加え、ブロッキングした後、下記クローニングに用いた。
【0239】
3)cDNAライブラリーのクローニング
前述のようにトランスフェクトしたCOS−7 細胞は、5mM EDTAを含むPBS にて剥がし、5%牛胎児血清を含むPBS で一回洗浄した後、約1 x 10細胞/ml となるように5%牛胎児血清及び0.02% NaNを含むPBS に懸濁し、上記のように調製したパンニングデイシュに加え、室温にて約2時間インキュベートした。5%牛胎児血清及び0.02% NaNを含むPBS で3度緩やかに洗浄した後、 0.6% SDS及び10mM EDTA を含む溶液を用いてパンニングデイシュに結合した細胞からプラスミドDNA の回収を行った。
【0240】
回収したプラスミドDNA を再び大腸菌DH5 αに形質導入し、前述のようにプラスミドDNA を増幅後、アルカリ法にて回収した。回収したプラスミドDNA をCOS−7 細胞にエレクトロポレーション法によりトランスフェクトして前述と同様に結合した細胞よりプラスミドDNA の回収を行った。同様の操作を更に1回繰り返し、回収したプラスミドDNA を制限酵素EcoRI およびNotIで消化した結果、約0.9kbpのサイズのインサートの濃縮が確認された。さらに、回収したプラスミドDNA の一部を形質導入した大腸菌を50μg/mlのアンピシリンを含む2−YTアガープレートに接種し、一晩培養後、単一のコロニーよりプラスミドDNA を回収した。制限酵素EcoRI およびNotIにて消化し、インサートのサイズが約0.9kbpを示すクローンp3.19 を得た。
【0241】
本クローンについては、PRISM, Dye Terminater Cycle Sequencingキット(Perkin Elmer製)を用いて、キット添付の処方に従い反応を行い、ABI 373A DNA Sequencer (Perkin Elmer製)にて塩基配列の決定を行った。このアミノ酸配列および塩基配列を配列番号103 に示す。
配列番号:103 に示すアミノ酸配列を有するポリペプチドをコードするcDNAはpUC19 ベクターのXbaI切断部位の間に挿入されて、プラスミドpRS38−pUC19 として調製されている。このプラスミドpRS38−pUC19 を含む大腸菌(E. coli) は平成5年(1993年)10月5日付で工業技術院生命工学工業技術研究所(茨城県つくば市東1丁目1番3号)にEscherichia coli DH5α (pRS38−pUC19)として、受託番号FERM BP−4434としてブダペスト条約に基づき国際寄託されている(特開平7−196694参照)。
【0242】
【発明の効果】
キメラ抗HM1.24抗体はマウス抗HM1.24抗体の可変領域とヒト抗体定常領域からなり、再構成抗HM1.24抗体はマウス抗HM1.24抗体の相捕性決定領域とヒト抗体フレームワーク領域およびヒト抗体定常領域からなることから、ヒトにおける抗原性が低く、それ故に医薬組成物、特に骨髄腫治療剤として期待される。
【0243】
【配列表】
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【0244】
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【0245】
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【0246】
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【0247】
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【0250】
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【0252】
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【0253】
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【0254】
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【0255】
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【0257】
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【0260】
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【0261】
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【0262】
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【0345】
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【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、ヒト骨髄腫細胞株KPMM2 を用いたFCM 解析において、キメラ抗HM1.24抗体の蛍光強度がマウス抗HM1.24抗体の蛍光強度と同様に、コントロール抗体に比べシフトしていることを示すグラフである。
【図2】図2は、WISH細胞を用いたCell−ELISAにおいて、キメラ抗HM1.24抗体はマウス抗HM1.24抗体と同様に、ビオチン化マウス抗HM1.24抗体のWISH細胞への結合を濃度依存的阻害していることを示すグラフである。
【図3】図3は、コントロールヒトIgG1、あるいはマウス抗HM1.24抗体は、RPMI8226細胞に対する細胞障害活性を持たないのに対し、キメラ抗HM1.24抗体はE/T 比の上昇に伴い、RPMI 8226 細胞に対する細胞障害活性が上昇していることを示すグラフである。
【図4】図4は、PCR 法によるCDR グラフティングにより再構成ヒト抗HM1.24抗体L 鎖を、作製する方法を示す模式図である。
【図5】図5は、再構成ヒト抗HM1.24抗体H 鎖の作製において、PCR 法によりRVH1、RVH2、RVH3及びRVH4のオリゴヌクレオチドをアセンブリーする方法を示す模式図である。
【図6】図6は、PCR 法によりヒト・マウスハイブリッド抗HM1.24抗体H 鎖V 領域を作製する方法を示す模式図である。
【図7】図7は、PCR 法によりマウス・ヒトハイブリッド抗HM1.24抗体H 鎖V 領域を作製する方法を示す模式図である。
【図8】図8は、再構成ヒト抗HM1.24抗体L 鎖バージョンaはキメラ抗HM1.24抗体と同程度の抗原結合活性を有することを示すグラフである。なお、−1, −2はロットの違いを示す。
【図9】図9は、L 鎖バージョンaとH 鎖バージョンa、b、f又はhを組み合わせた再構成ヒト抗HM1.24抗体およびキメラ抗体HM1.24抗体の抗原結合活性を示すグラフである。
【図10】図10は、L 鎖バージョンbとH 鎖バージョンa、b、f又はhを組み合わせた再構成ヒト抗HM1.24抗体およびキメラ抗体HM1.24抗体の結合活性を示すグラフである。
【図11】図11は、L 鎖バージョンaとH 鎖バージョンa、b、f又はhを組み合わせた再構成ヒト抗HM1.24抗体およびキメラ抗体HM1.24抗体の結合阻害活性を示すグラフである。
【図12】図12は、L 鎖バージョンbとH 鎖バージョンa、b、f又はhを組み合わせた再構成ヒト抗HM1.24抗体およびキメラ抗体HM1.24抗体の結合阻害活性を示すグラフである。
【図13】図13は、再構成ヒト抗HM1.24抗体H 鎖バージョンa、b、c、d及びキメラ抗HM1.24抗体の抗原結合活性を示すグラフである。
【図14】図14は、再構成ヒト抗HM1.24抗体H 鎖バージョンa、e及びキメラ抗HM1.24抗体の抗原結合活性を示すグラフである。なお、−1, −2はロットの違いを示す。
【図15】図15は、再構成ヒト抗HM1.24抗体H 鎖バージョンa、c、p、r及びキメラ抗HM1.24抗体の結合阻害活性を示すグラフである。
【図16】図16は、ヒト・マウスハイブリッド抗HM1.24抗体、マウス・ヒトハイブリッド抗HM1.24抗体およびキメラ抗HM1.24抗体の抗原結合活性を示すグラフである。
【図17】図17は、再構成ヒト抗HM1.24抗体H 鎖バージョンa、b、c、f及びキメラ抗HM1.24抗体の抗原結合活性を示すグラフである。
【図18】図18は、再構成ヒト抗HM1.24抗体H 鎖バージョンa、g及びキメラ抗HM1.24抗体の抗原結合活性を示すグラフである。
【図19】図19は、再構成ヒト抗HM1.24抗体H 鎖バージョンa、g及びキメラ抗HM1.24抗体の結合阻害活性を示すグラフである。
【図20】図20は、再構成ヒト抗HM1.24抗体H 鎖バージョンh、i及びキメラ抗HM1.24抗体の抗原結合活性を示すグラフである。
【図21】図21は、再構成ヒト抗HM1.24抗体H 鎖バージョンf、h、j及びにキメラ抗HM1.24抗体の抗原結合活性を示す。
【図22】図22は、再構成ヒト抗HM1.24抗体H 鎖バージョンh、i及びキメラ抗HM1.24抗体の結合阻害活性を示すグラフである。
【図23】図23は、再構成ヒト抗HM1.24抗体H 鎖バージョンf、h、j及びキメラ抗HM1.24抗体の結合阻害活性を示すグラフである。
【図24】図24は、再構成ヒト抗HM1.24抗体H 鎖バージョンh、k、l、m、n、o及びキメラ抗HM1.24抗体の抗原結合活性を示すグラフである。
【図25】図25は、再構成ヒト抗HM1.24抗体H 鎖バージョンa、h、p、q及びキメラ抗HM1.24抗体の抗原結合活性を示すグラフである。
【図26】図26は、再構成ヒト抗HM1.24抗体H 鎖バージョンh、k、l、m、n、o及びキメラ抗HM1.24抗体のWISH細胞への結合阻害活性を示すグラフである。
【図27】図27は、再構成ヒト抗HM1.24抗体H 鎖バージョンa、h、p、q及びキメラ抗HM1.24抗体の結合阻害活性を示すグラフである。
【図28】図28は、再構成ヒト抗HM1.24抗体H 鎖バージョンa、c、p、r及びキメラ抗HM1.24抗体の抗原結合活性を示すグラフである。
【図29】図29は、再構成ヒト抗HM1.24抗体バージョンsが、再構成ヒト抗HM1.24抗体バージョンrと同程度の抗原結合活性を有することを示すグラフである。
【図30】図30は、再構成ヒト抗HM1.24抗体バージョンsが、再構成ヒト抗HM1.24抗体バージョンrと同程度の結合阻害活性を有することを示すグラフである。
【図31】図31は、精製再構成ヒト抗HM1.24抗体は、キメラ抗HM1.24抗体と同程度の抗原結合活性を有することを示すグラフである。
【図32】図32は、精製再構成ヒト抗HM1.24抗体は、キメラ抗HM1.24抗体と同程度の結合阻害活性を有することを示すグラフである。
【図33】図33は、ヒト骨髄腫移植マウスにおいて、キメラ抗HM1.24抗体の投与により、コントロールヒトIgG1投与に比べて、生存期間が延長していることを示すグラフである。
【図34】図34は、エフェクター細胞としてヒト健常人末梢血由来細胞を用いた場合、コントロールヒトIgG1はKPMM2 細胞に対して細胞障害活性を示さず、また、マウス抗HM1.24抗体も細胞障害活性が弱いのに対し、再構成ヒト抗HM1.24抗体は、KPMM2 細胞に対して強い細胞障害活性を示していることを示す表すグラフである。
【図35】図35は、エフェクター細胞としてヒト健常人末梢血由来細胞を用いた場合、コントロールヒトIgG1はARH−77細胞に対して細胞障害活性を示さず、また、マウス抗HM1.24抗体も細胞障害活性が弱いのに対し、再構成ヒト抗HM1.24抗体は、ARH−77細胞に対して強い細胞障害活性を示していることを示す表すグラフである。
【図36】図36は、エフェクター細胞としてSCIDマウス骨髄由来細胞を用いた場合、コントロールヒトIgG1はKPMM2 細胞に対する細胞障害活性を持たないのに対し、再構成ヒト抗HM1.24抗体は抗体温度の上昇に伴い、KPMM2 細胞に対する細胞障害活性が上昇していることを表すグラフである。
【図37】図37は、ヒト骨髄腫移植マウスにおいて、コントロールヒトIgG1では投与前に比べ投与後も血清ヒトIgG 量が増加しているのに対し、再構成ヒト抗HM1.24抗体では、抗体投与により、血清ヒトIgG 量の増加を抑制していることを示すグラフである。
【図38】図38は、ヒト骨髄腫移植マウスにおいて、再構成ヒト抗HM1.24抗体の投与により、コントロールヒトIgG1投与に比べ、生存期間が延長していることを示すグラフである。
【図39】図39は、ヒト骨髄腫移植マウスにおいて、メルファラン、およびコントロールヒトIgG1では投与前に比べ投与後も血清ヒトIgG 量が増加しているのに対し、再構成ヒト抗HM1.24抗体では、抗体投与により、血清ヒトIgG 量の増加を抑制していることを示すグラフである。
【図40】図40は、ヒト骨髄腫移植マウスにおいて、再構成ヒト抗HM1.24抗体の投与により、メルファラン、あるいはコントロールヒトIgG1投与に比べ、生存期間が延長していることを示すグラフである。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a reshaped human anti-HM1.24 antibody and a chimeric anti-HM1.24 antibody, a gene encoding them, a method for producing the antibody, and use of the antibody. The reshaped human antibody and chimeric antibody of the present invention are particularly useful as therapeutic agents for myeloma and the like.
[0002]
[Prior art]
Human B cells eventually mature into antibody-producing plasma cells through several stages that are classified by the surface antigens that are expressed. In the terminal differentiation stage of B cells, B cell-related antigens such as cell surface immunoglobulin, HLA-DR, CD20, Fc receptor and complement C3 receptor are lost while acquiring the ability to produce cytoplasmic immunoglobulin (Ling, N). R. et al., Leucocyte Typing III (1986) p320, Oxford, UK, Oxford).
[0003]
Heretofore, anti-PCA-1 (Anderson, KC et al., J. Immunol. (1983) 130, 1132), which recognizes an antigen on the plasma membrane of plasma cells, and anti-PC-1 (Anderson, KC) Et al., J. Immunol. (1983) 132, 3172), and monoclonal antibodies such as anti-MM4 (Tong, AW et al., Blood (1987) 69, 238) have been reported. Anti-CD38 monoclonal antibodies are still used for the detection of cells and myeloma cells (Epstein, J. et al., N. Engl. J. Med. (1990) 322, 664, Terstappen, L.W. M. M. et al., Blood (1. 90) 76, 1739, Leo, R. et al., Ann. Hematol. (1992) 64, 132, Shimakizaki, C. et al., Am. J. Hematol. (1992) 39, 159, Hata, H., et al. et al., Blood (1993) 81, 3357, Harada, H. et al., Blood (1993) 81, 2658, Billadeau, D. et al., J. Exp. Med. (1993) 178, 1023).
[0004]
However, the anti-CD38 monoclonal antibody is an antigen associated with T cell activation rather than an antigen associated with B cell differentiation, and is expressed on various cells other than B cells. Furthermore, CD38 is strongly expressed on hematopoietic progenitor cells, although it is not expressed on some lymphoplasmacytoids. For these reasons, anti-CD38 monoclonal antibodies are not considered suitable for studies on human B cell differentiation and maturation and for the treatment of plasma cell disorders.
[0005]
Goto, T .; Have reported a mouse monoclonal antibody, HM1.24, obtained by immunizing human plasma cells and specifically recognizing an antigen with a molecular weight of 29-33 kDa, which is specifically expressed in the B cell lineage (Blood (1994) 84, 1922-1930). The antigen recognized by the monoclonal antibody HM1.24 is considered to be an antigen associated with terminal differentiation of B cells (Goto, T. et al., Jpn. J. Clin. Immun. (1992) 16, 688-). 691), and that when the monoclonal antibody HM1.24 was administered to mice transplanted with plasmacytoma, this antibody specifically accumulated in the tumor (Shuji Ozaki et al., Program of the 19th Annual Meeting of the Myeloma Society of Japan, General Abstracts) From 3), it has been suggested that the monoclonal antibody HM1.24 can be applied to diagnosis of tumor localization by labeling with a radioisotope, and to missile therapy such as radioimmunotherapy.
[0006]
The above-mentioned Blood also states that the monoclonal antibody HM1.24 has complement-dependent cytotoxicity against the human myeloma cell line RPMI8226 in vitro.
Myeloma is a neoplastic disease characterized by accumulation of monoclonal plasma cells (myeloma cells) in the bone marrow. Myeloma is a disease in which terminally differentiated B cells that produce and secrete immunoglobulins, that is, plasma cells mainly increase in the bone marrow in a monoclonal manner. Monoclonal immunoglobulins or their constituent light chains such as light chains and heavy chains are detected in serum. (Masaaki Kosaka et al., Japanese Clinical Laboratory (1995) 53, 91-99).
Chemotherapeutic agents have been used to treat myeloma, but no effective therapeutic agent has been found to lead to remission of myeloma and prolong the survival of myeloma patients. The emergence of drugs that have therapeutic effects on tumors has been awaited.
[0007]
Mouse monoclonal antibodies are highly immunogenic (sometimes referred to as "antigenic") in humans, which limits the therapeutic value of mouse monoclonal antibodies in humans. For example, when a mouse antibody is administered to humans, it can be metabolized as a foreign substance, so that the half-life of mouse antibodies in humans is relatively short, and the expected effects cannot be sufficiently exerted. In addition, human anti-mouse antibodies (HAMA) raised against administered mouse antibodies elicit inconvenient and dangerous immune responses to patients, such as serum sickness or other allergic reactions. Therefore, the Mau monoclonal antibody cannot be administered to humans frequently.
[0008]
In order to solve these problems, methods have been developed to reduce the immunogenicity of non-human-derived antibodies, such as mouse-derived monoclonal antibodies. One method is to prepare a chimeric antibody in which the variable region (V region) of the antibody is derived from the original mouse monoclonal antibody and the constant region (C region) is derived from an appropriate human antibody.
Since the resulting chimeric antibody contains the complete variable region of the original mouse antibody, it can be expected to bind to the antigen with the same specificity as the original mouse antibody. Furthermore, the ratio of amino acid sequences derived from non-human is substantially reduced in the chimeric antibody, and therefore, it is expected that the immunogenicity is lower than that of the original mouse antibody. Chimeric antibodies bind antigen similarly to the original mouse monoclonal antibody and are less immunogenic, but may still produce an immune response to the mouse variable regions (LoBuglio, AF et al., Proc. Natl. Acad.Sci.USA, 86, 4220-4224, 1989.).
[0009]
The second method for reducing the immunogenicity of a mouse antibody is more complex, but one that further reduces the potential immunogenicity of the mouse antibody. In this method, only a complementarity determining region (CDR) is transplanted from a mouse antibody variable region into a human antibody variable region to prepare a "reshaped" human antibody variable region.
[0010]
However, if necessary, in order to make the CDR structure of the reshaped human antibody variable region more similar to that of the original mouse antibody, the amino acid sequence of a part of the framework region (FR) supporting the CDR may be replaced with a mouse. In some cases, a variable region of an antibody is transplanted to a human antibody variable region. Next, these humanized reshaped human antibody variable regions are ligated to human antibody constant regions. The portion of the finally reconstructed humanized antibody derived from the non-human amino acid sequence is only CDRs and only a part of FRs. CDRs are composed of hypervariable amino acid sequences, which do not show species-specific sequences. Thus, a humanized antibody carrying a mouse CDR should no longer have stronger immunogenicity than a native human antibody containing a human antibody CDR.
[0011]
Humanized antibodies are further described in Riechmann, L .; Et al., Nature, 332, 323-327, l988; Verhoey, M .; Et al., Science, 239, l534-l536, l988; Kettleborough, C. et al. A. Et al., Protein Engng. Maeda, H., 4,773-783, 199l; Gorman, S. et al., Human Antibodies and Hybridoma, 2, 124-134, 199l; D. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 88, 418- 185, 199l; Tempest, P .; R. Et al., Bio / Technology, 9, 266-271, 199l; S. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 88, 2869-2873, 199l; Carter, P .; Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 89, 4285-4289, 1992; S. J. et al. Immunol. Sato, K., 148, 114-114, 1992; Et al., Cancer Res. , 53, 851-856, 1993.
[0012]
Queen et al (International Patent Application Publication No. WO 90-07861) describes a method for preparing a humanized anti-IL-2 receptor antibody Anti-Tac antibody. However, it is difficult to completely humanize all antibodies even according to the method for preparing humanized antibodies described in WO90-07861. That is, WO90-07861 does not describe a general method for humanizing an antibody, but merely humanizes an anti-Tac antibody which is a specific antibody which is one of anti-IL-2 receptor antibodies. Only the method is described. Also, even according to the method of WO90-07861, it is difficult to prepare a humanized antibody having the same activity as the original mouse antibody completely.
[0013]
In general, the CDR / FR amino acid sequences of individual antibodies are different. Therefore, the determination of the amino acid residue to be substituted and the selection of the amino acid residue to be substituted for the amino acid residue required for constructing a humanized antibody differ depending on each antibody. Therefore, the method for producing a humanized antibody described in WO90-07861 cannot be applied to humanization of all antibodies.
Queen et al. , Proc. Natl. Acad. Sci. USA (1989) 86, 10029-1000033 describes the same contents as WO90-07861. This document describes that only about 1/3 of the activity of the original humanized mouse antibody was obtained by the method of WO90-07861. In other words, it shows that the method of WO90-07861 itself cannot produce a fully humanized antibody having the same activity as the original mouse antibody.
[0014]
Co et al. , Cancer Research (1996) 56, 1118-1125, was issued by the group of Queen et al., Supra. This document describes that a humanized antibody having the same activity as that of the original mouse antibody could not be constructed even according to the method for preparing a humanized antibody of WO90-07861. That is, the method of WO90-07861 itself cannot produce a fully humanized antibody having the same activity as that of the original mouse antibody, and the method of producing the humanized antibody of WO90-07861 requires all antibodies. Is not applicable to humanization of
[0015]
See Ohtomo et al. , Molecular Immunology (1995) 32, 407-416 describes the humanization of the mouse ONS-M21 antibody. This document shows that the amino acid residues suggested in the humanization of the Anti-Tac antibody described in WO90-07861 are not related to any activity, and that the method described in WO90-07861 cannot be applied.
Kettleborough et al. , Protein Eng. (1991) 4, 773-783 describes that some humanized antibodies were prepared from mouse antibodies by substituting amino acid residues. However, substitution of amino acid residues beyond those suggested by the humanization method of Anti-Tac antibody described in WO90-07861 was required.
These documents indicate that the method for preparing a humanized antibody described in WO90-07861 is a technique applicable only to humanization of the Anti-Tac antibody described therein, and that the technique Cannot achieve the same level of activity as the original mouse antibody.
[0016]
The original mouse antibody described in these documents has an amino acid sequence different from that of the Anti-Tac antibody described in WO90-07861. Therefore, the humanized antibody preparation method applicable to the Anti-Tac antibody could not be applied to other antibodies. Similarly, since the mouse anti-HM1.24 antibody of the present invention has an amino acid sequence different from that of the Anti-Tac antibody, the method for preparing a humanized Anti-Tac antibody cannot be applied. Furthermore, the humanized antibody of the present invention, which has been successfully constructed, has an amino acid sequence different from that of the humanized Anti-Tac antibody described in WO90-07861, and this is also an antibody having a different CDR-FR sequence. Shows that the exact same technique is not applicable for humanizing
[0017]
Therefore, even if a mouse antibody that is the source of humanization is known, it is only after trial and error experiments that the humanized antibody having any CDR / FR sequence exhibits the activity. WO90-07861 describes not only the CDR sequence, but also the FR sequence combined with the humanized antibody constructed according to the present invention and that a humanized antibody having an activity can be obtained by combination with the FR. It has not been. As noted above, humanized antibodies are expected to be useful for therapeutic purposes, but humanized anti-HM1.24 antibodies are not known or suggested. In addition, there is no uniform method that can be universally applied to any antibody in the method for producing a humanized antibody, and it shows sufficient binding activity, binding inhibitory activity and neutralizing activity for a specific antigen Various devices are required to prepare a humanized antibody (for example, Sato, K., et al., Cancer Res., 53, 851-856, 1993).
[0018]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention provides a reshaped human antibody of the anti-HM1.24 antibody. The present invention also provides a human / mouse chimeric antibody useful in the process of producing the reshaped human antibody. The present invention further provides fragments of the reshaped human antibody. In addition, the present invention provides an expression system for producing chimeric antibodies, reshaped human antibodies and fragments thereof. The present invention further provides a method for producing a chimeric antibody of an anti-HM1.24 antibody and a fragment thereof, and a method for producing a reshaped human antibody of an anti-HM1.24 antibody and a fragment thereof.
[0019]
[Means for Solving the Problems]
More specifically, the present invention provides chimeric antibodies and reshaped human antibodies that specifically recognize a polypeptide having the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 103. The cDNA encoding the polypeptide has been inserted into the pUC19 vector between the XbaI sites and prepared as plasmid pRS38-pUC19. Escherichia coli (E. coli) containing this plasmid pRS38-pUC19 was sent to Escherichia coli on October 5, 1993 at the Institute of Biotechnology and Industrial Technology (1-1-3 Higashi, Tsukuba City, Ibaraki Prefecture) on October 5, 1993. It has been deposited internationally under the Budapest Treaty under the accession number FERM BP-4434 as DH5α (pRS38-pUC19) (see JP-A-7-196694).
[0020]
One embodiment of such a chimeric antibody or a reshaped human antibody includes a chimeric anti-HM 1.24 antibody or a reshaped human anti-HM 1.24 antibody. Hereinafter, the chimeric anti-HM1.24 antibody and the reshaped human anti-HM1.24 antibody will be described in detail as specific examples.
That is, the present invention also provides
A chimeric L chain comprising a human light (L) chain constant region (C region), and an L chain variable (V) region of an anti-HM 1.24 antibody, and a human heavy (H) chain C region, and anti-HM 1.24 A chimeric H chain comprising the V region of the H chain of the antibody is provided.
The present invention also provides
(1) a light chain comprising a human light chain C region and a light chain V region of an anti-HM1.24 antibody;
(2) an H chain comprising a human H chain C region and an H chain V region of an anti-HM1.24 antibody;
And a chimeric antibody comprising:
[0021]
The present invention further provides
(1) framework region (FR) of human L chain V region, and
(2) a reshaped human L chain V region of the anti-HM 1.24 antibody, comprising a CDR of the L chain V region of the anti-HM 1.24 antibody;
(1) FR of human H chain V region, and
(2) a reshaped human H chain V region of the anti-HM 1.24 antibody, comprising a CDR of the H chain V region of the anti-HM 1.24 antibody;
I will provide a.
[0022]
The present invention further provides
(1) human L chain C region, and
(2) a reshaped human L chain of an anti-HM 1.24 antibody comprising a human L chain FR and an L chain V region comprising the L chain CDR of the anti-HM 1.24 antibody;
(1) human H chain C region, and
(2) a reshaped human H chain of an anti-HM 1.24 antibody comprising a human H chain FR and an H chain V region comprising the H chain CDR of the anti-HM 1.24 antibody;
I will provide a.
[0023]
The present invention also provides
(A) (1) human L chain C region, and
(2) an L chain comprising a human L chain FR and an L chain V region comprising an L chain CDR of an anti-HM1.24 antibody; and
(B) (1) human H chain C region, and
(2) an H chain comprising a human H chain FR and an H chain V region comprising an H chain CDR of an anti-HM 1.24 antibody;
A reshaped human antibody of an anti-HM1.24 antibody, comprising:
I will provide a.
[0024]
The present invention also provides a DNA encoding the L chain V region of the anti-HM 1.24 antibody and a DNA encoding the H chain V region of the anti-HM 1.24 antibody.
The present invention further provides
(1) a human L chain C region;
(2) a DNA encoding a chimeric L chain, comprising a V region of an L chain of an anti-HM1.24 antibody;
(1) human H chain C region; and
(2) a DNA encoding the chimeric H chain, comprising the V region of the H chain of the anti-HM 1.24 antibody;
I will provide a.
[0025]
(1) FR of human L chain V region, and
(2) a DNA encoding the reshaped human L chain V region of the anti-HM 1.24 antibody, comprising a CDR of the L chain V region of the anti-HM 1.24 antibody;
(1) FR of human H chain V region, and
(2) a DNA encoding the reshaped human H chain V region of the anti-HM 1.24 antibody, comprising a CDR of the H chain V region of the anti-HM 1.24 antibody;
I will provide a.
[0026]
The present invention further provides
(1) human L chain C region;
(2) a DNA encoding a reshaped human L chain of an anti-HM 1.24 antibody comprising: a human L chain FR; and an L chain V region comprising the L chain CDR of the anti-HM 1.24 antibody;
(1) human H chain C region;
(2) a DNA encoding a reshaped human H chain of an anti-HM 1.24 antibody, comprising: a human H chain FR; and an H chain V region comprising the H chain CDR of the anti-HM 1.24 antibody;
I will provide a.
The present invention further provides a vector comprising any of the various DNAs described above.
The present invention further provides a host cell transformed with the above vector.
[0027]
The present invention also relates to a method for producing a chimeric antibody of an anti-HM1.24 antibody, wherein the expression vector comprises a DNA encoding the chimeric L chain and an expression vector comprising the DNA encoding the H chain. Culturing a co-transformed host cell and recovering the antibody of interest.
The present invention further relates to a method for producing a reshaped human antibody of an anti-HM1.24 antibody, comprising an expression vector comprising the DNA encoding the reshaped human L chain and a DNA encoding the structured human H chain. And culturing a host cell co-transformed with an expression vector comprising: recovering an antibody of interest.
[0028]
The present invention further provides a pharmaceutical composition, particularly a therapeutic agent for myeloma, comprising the above-mentioned chimeric antibody or reshaped human antibody.
The present invention further provides a pharmaceutical composition containing, as an active ingredient, a chimeric antibody that specifically recognizes a polypeptide having the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 103, and a polypeptide having the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 103. Provided is a pharmaceutical composition comprising, as an active ingredient, a reshaped human antibody that specifically recognizes. As the pharmaceutical composition, in particular, a therapeutic agent for myeloma is provided.
[0029]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
1. Construction of chimeric antibody
(1) Cloning of DNA encoding V region of mouse anti-HM1.24 monoclonal antibody
mRNA Preparation of
To perform cloning of the DNA encoding the V region of the mouse anti-HM1.24 monoclonal antibody, a method known from the recovered hybridomas, for example, guanidine-ultracentrifugation (Chirgwin, JM et al., Biochemistry, (1979), 18, 5294-5299), the total RNA is prepared by the AGPC method (Chomczynski, P et al. (1987), 162, 156-159) and the like, and Oligo (dT) -cellulose spun column attached to the mRNA Purification Kit (Pharmacia). The mRNA is prepared as described above. In addition, by using QuickPrep mRNA Purification Kit (manufactured by Pharmacia), mRNA can be prepared without performing an extraction operation of total RNA.
[0030]
Preparation and amplification of cDNA
the abovemRNA Preparation ofCDNAs in the V regions of the L chain and the H chain are synthesized from the mRNA obtained in the above using reverse transcriptase. The synthesis of the cDNA for the L chain V region is performed using the AMV Reverse Transcriptase First-Strand cDNA Synthesis Kit. Amplification of the synthesized cDNA is carried out by using an appropriate primer that hybridizes with the leader sequence and C region of the antibody gene (for example, an MKV primer having the nucleotide sequence represented by SEQ ID NOS: 29 to 39 and an MKC having the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 40) Primer).
[0031]
The synthesis and amplification of the cDNA of the H chain V region is carried out by the 5′-RACE method using 5′-Ampli FINDER RACE kit (CLONTECH) (Frohman, MA, et al., Proc. Natl. Acad. USA 85, 8998-). 9002, 1988, Belyavsky, A. et al., Nucleic Acids Res. 17, 2919-2932, 1989) by PCR (polymerase chain reaction). An Ampli FINDER Anchor was ligated to the 5 'end of the cDNA synthesized above, and specifically hybridized to an Anchor primer (SEQ ID NO: 77) and a mouse H chain constant region (Cγ region) as primers for amplifying the H chain V region. A soybean primer (for example, an MHC2a primer having the base sequence represented by SEQ ID NO: 42) can be used.
[0032]
DNA purification and nucleotide sequence determination
The PCR product is subjected to agarose gel electrophoresis according to a known method to cut out a target DNA fragment, and then the DNA is recovered and purified, and ligated to a vector DNA.
The DNA is purified using a commercially available kit (for example, GENECLEAN II; BIO101). Known vector DNAs (eg, pUC19, Bluescript, etc.) can be used as the vector DNA for retaining the DNA fragments.
[0033]
The DNA and the vector DNA are ligated using a known ligation kit (Takara Shuzo) to obtain a recombinant vector. Next, the resulting recombinant vector is introduced into Escherichia coli JM109 or the like, and ampicillin-resistant colonies are selected, and vector DNA is prepared according to a known method (J. Sambrook, et al., "Molecular Cloning", Cold Spring Harbor). Laboratory Press, 1989). The base sequence of the target DNA is determined by a known method (for example, the dideoxy method) after digesting the vector DNA with a restriction enzyme (J. Sambrook, et al., “Molecular Cloning”, Cold Spring Harbor Laboratory Press, J. Am. 1989). In the present invention, an automatic base sequencer (DNA Sequencer 373A; ABI) can be used.
[0034]
Complementarity determining region
The H chain V region and the L chain V region form an antigen binding site, and their overall structures are similar to each other. That is, each of the four framework regions (FR) is connected by three hypervariable regions, namely, complementarity determining regions (CDRs). The amino acid sequence of the FR is relatively well conserved, while the amino acid sequence of the CDR region has extremely high variability (Kabat, EA, et al., "Sequence of Proteins of Immunological Interest", US Dept. Health and Human Services, 1983).
[0035]
Most of the four FRs have a β-sheet structure, so that the three CDRs form a loop. CDRs may in some cases form part of a β-sheet structure. The three CDRs are held sterically very close to each other by the FR and form an antigen binding site with the three CDRs of the paired region.
Based on these facts, the amino acid sequence of the variable region of the mouse anti-HM1.24 monoclonal antibody was converted into a database of the amino acid sequence of the antibody prepared by Kabat et al. (“Sequence of Proteins of Immunological Interest” US Dept. Health and Human Services, 1983). The CDR regions can be found by examining the homology by applying the above method.
[0036]
(2) Preparation of expression vector for chimeric antibody
Once the DNA fragments encoding the mouse L and H chain V regions of the mouse monoclonal antibody have been cloned, these mouse V regions are ligated with the DNA encoding the human antibody constant region and expressed to produce chimeric anti-HM 1.24. An antibody is obtained.
The basic method for producing a chimeric antibody is to ligate the mouse leader sequence and V region sequence present in the cloned cDNA to a sequence encoding a human antibody C region already present in a mammalian cell expression vector. Comprising. Alternatively, the method comprises ligating a mouse leader sequence and a V region sequence present in the cloned cDNA to a sequence encoding a human antibody C region, and then ligating the sequence to a mammalian cell expression vector.
[0037]
The human antibody C region can be any human H chain C region and human L chain C region, and examples include human H chain Cγ1, Cγ2, Cγ3 and Cγ4, and L chain Cλ and Cκ.
For the production of chimeric antibodies, two different expression vectors are used, namely an expression comprising a DNA encoding a mouse L chain V region and a human L chain C region under the control of an expression control region such as an enhancer / promoter system. A vector and an expression vector comprising DNA encoding a mouse H chain V region and a human H chain C region under an expression control region such as an enhancer / promoter system are prepared. Next, host cells, such as mammalian cells, are co-transformed with these expression vectors, and the transformed cells are cultured in vitro or in vivo to produce chimeric antibodies (eg, WO 91-16928).
[0038]
Alternatively, the DNA encoding the mouse leader sequence and the L chain V region and the human L chain C region and the DNA encoding the mouse leader sequence and the H chain V region and the human H chain C region present in the cloned cDNA are combined into a single An expression vector is introduced (see International Patent Application Publication No. WO94-11523), and a host cell is transformed with the vector, and the transformed host is cultured in vivo or in vitro to obtain the desired chimera. Produce antibodies.
[0039]
1) Construction of chimeric antibody H chain
An H chain expression vector for a chimeric antibody can be obtained by introducing a cDNA encoding the mouse H chain V region into an appropriate expression vector containing genomic DNA or cDNA encoding the H chain C region of a human antibody. Examples of the H chain C region include Cγ1, Cγ2, Cγ3 and Cγ4.
[0040]
Construction of chimeric H chain expression vector containing Cγ1 genomic DNA
Examples of expression vectors having Cγ1 genomic DNA as the H chain C region include HEF-PMh-gγ1 (see International Patent Application Publication No. WO92 / 19759) or DHFR-ΔE-RVh-PM1f (International Patent Application Publication). No. WO92 / 19759) can be used.
[0041]
In order to insert the cDNA encoding the mouse H chain V region into these expression vectors, an appropriate nucleotide sequence can be introduced by PCR. For example, a PCR primer designed to have an appropriate restriction enzyme recognition sequence at the 5'-end, a Kozak consensus sequence immediately before the initiation codon to improve translation efficiency, and an appropriate restriction enzyme at the 3'-end These appropriate nucleotide sequences are introduced by performing PCR using a PCR primer designed to have a splice donor site for correctly recognizing the recognition sequence and the primary transcript of genomic DNA into mRNA.
The cDNA encoding the mouse H chain V region thus constructed is treated with an appropriate restriction enzyme and inserted into the above expression vector to construct a chimeric H chain expression vector containing Cγ1 genomic DNA.
[0042]
Construction of cDNA chimeric H chain expression vector
An expression vector having Cγ1 cDNA as the H chain C region can be constructed as follows. That is, an expression vector DHFR-ΔE-RVh encoding the genomic DNA of the humanized PM1 antibody H chain V region and human antibody H chain C region Cγ1 (N. Takahashi, et al., Cell 29, 671-679 1982). -PM1f (see International Patent Application Publication No. WO92 / 19759) and an expression vector RV1-PM1a encoding genomic DNA of a humanized PM1 antibody L chain V region and human antibody L chain κ chain C region (International Patent Application Publication No. MRNA was prepared from the CHO cells into which the humanized PM1 antibody H chain V region and human antibody H chain C region Cγ1 were cloned by RT-PCR, and used for appropriate animal cell expression. The vector can be linked and constructed by using an appropriate restriction enzyme site.
[0043]
In order to directly link the cDNA encoding the mouse H chain V region to the cDNA containing the human antibody H chain C region Cγ1, an appropriate nucleotide sequence can be introduced by PCR. For example, a PCR primer designed to have an appropriate restriction enzyme recognition sequence at the 5′-end, a Kozak consensus sequence immediately before the start codon to improve translation efficiency, and an H chain C region at the 3′-end These appropriate nucleotide sequences are introduced by performing PCR using PCR primers designed to have a recognition sequence for an appropriate restriction enzyme for direct ligation with Cγ1.
[0044]
The thus constructed cDNA encoding the mouse H chain V region is treated with an appropriate restriction enzyme, ligated to the cDNA containing the H chain C region Cγ1, and inserted into an expression vector such as pCOS1 or pCHO1, thereby obtaining a cDNA. An expression vector containing a chimeric H chain can be constructed.
2) Construction of chimeric antibody L chain
An L-chain expression vector for a chimeric antibody can be obtained by ligating a cDNA encoding the mouse L-chain V region and a genomic DNA or cDNA encoding the L-chain C region of a human antibody, and introducing the resultant into an appropriate expression vector. Can be done. Examples of the L chain C region include a κ chain and a λ chain.
[0045]
Construction of cDNA chimeric L chain κ chain expression vector
In order to construct an expression vector containing a cDNA encoding the mouse L chain V region, an appropriate nucleotide sequence can be introduced by PCR. For example, an appropriate restriction enzyme recognition sequence at the 5′-end, a PCR primer designed to have a Kozak consensus sequence for improving translation efficiency, and an appropriate restriction enzyme recognition sequence at the 3′-end. The appropriate base sequence is introduced by performing PCR using a PCR primer designed to have such a base sequence.
[0046]
The human L chain κ chain C region to be linked to the mouse L chain V region can be constructed, for example, from HEF-PM1k-gk containing genomic DNA (see International Patent Application Publication No. WO92 / 19759). The mouse L chain V region and the L region constructed as described above were constructed by introducing appropriate restriction enzyme recognition sequences into the 5'-end and 3'-end of the DNA encoding the L chain κ chain C region by PCR. By linking the chain k chain C regions and inserting it into an expression vector such as pCOS1 or pCHO1, an expression vector for the cDNA chimeric antibody L chain k chain can be constructed.
[0047]
2. Production of reshaped human antibody
(1) Design of reshaped human anti-HM1.24 antibody V region
In order to produce a reshaped human antibody in which the CDRs of a mouse monoclonal antibody have been grafted onto a human antibody, it is desirable that there be high homology between the FR of the mouse monoclonal antibody and the FR of the human antibody. Therefore, the V regions of the L chain and the H chain of the mouse anti-HM1.24 antibody are compared with the V regions of all known antibodies whose structures have been elucidated using Protein Data Bank.
[0048]
The L chain V region of the mouse anti-HM 1.24 antibody is most similar to the consensus sequence of human antibody L chain V region subgroup IV (HSGIV), with 66.4% homology. On the other hand, they show 56.9%, 55.8% and 61.5% homology with HSGI, HSGII and HSGIII, respectively.
The L-chain V region of the mouse anti-HM1.24 antibody was compared to the L-chain V region of a known human antibody by adding 67. It shows 0% homology. Therefore, FR of REI was used as a starting material for production of the reshaped human anti-HM1.24 antibody L chain V region.
[0049]
Version a of the reshaped human anti-HM1.24 antibody L chain V region was designed. In this version, the human antibody FR is based on the REI-based FR present in the reshaped human CAMPATH-1H antibody (see Riechmann, L. et al., Nature 322, 21-25, (1988); International Patent Application Publication No. WO 92 And the mouse CDR is the same as the CDR in the L chain V region of the mouse anti-HM1.24 antibody. And
[0050]
The H chain V region of the mouse anti-HM 1.24 antibody is most similar to the HSGI consensus sequence of the H chain V region of the human antibody, with 54.7% homology. On the other hand, HSGII and HSGIII show 34.6% and 48.1% homology, respectively. In comparison with the known human antibody H chain V region, the H chain V region of the mouse anti-HM 1.24 antibody shows that from FR1 to FR3, the human antibody HG3, which is one of the subgroup I of the human antibody H chain V region, It is very similar to the H chain V region (Rechavi, G. et al., Proc. Nat. Acad. Sci. USA 80, 855-859) and shows 67.3% homology.
[0051]
For this reason, the FR of the human antibody HG3 was used as a starting material for the production of the V region of the H chain of the reshaped human anti-HM1.24 antibody.
However, since the amino acid sequence of FR4 of the human antibody HG3 is not described, the human antibody JH6 (Ravetch, JV, et al.) Showing the highest homology with FR4 of the H chain of the mouse anti-HM1.24 antibody is not described. , Cell, 27, 583-591). FR4 of JH6 has the same amino acid sequence as FR4 of the H chain of mouse anti-HM1.24 antibody except for one amino acid.
[0052]
In the first version a of the H chain V region of the reshaped human anti-HM 1.24 antibody, except that the amino acid at position 30 in human FR1 and the amino acid at position 71 in human FR3 were the same as the amino acid of the mouse anti-HM 1.24 antibody. , FR1 to FR3 were the same as FR1 to FR3 of the human antibody HG3, and the CDR was the same as the CDR in the H chain V region of the mouse anti-HM1.24 antibody.
[0053]
(2) Preparation of V region of reshaped human anti-HM1.24 antibody L chain
A reshaped human anti-HM1.24 antibody L chain is prepared by CDR grafting by PCR. This method is schematically shown in FIG. Eight PCR primers are used to generate a reshaped human anti-HM1.24 antibody (version a) with FR from human antibody REI. The external primers A (SEQ ID NO: 47) and H (SEQ ID NO: 48) are designed to hybridize with the DNA sequence of the HEF expression vector HEF-VL-gκ.
[0054]
The CDR-grafting primers L1S (SEQ ID NO: 49), L2S (SEQ ID NO: 50) and L3S (SEQ ID NO: 51) have a sense DNA sequence. The CDR-grafting primers L1A (SEQ ID NO: 52), L2A (SEQ ID NO: 53) and L3A (SEQ ID NO: 54) have an anti-sense DNA sequence, and the 5'-primers L1S, L2S and L3S, respectively. It has a complementary DNA sequence (20-23 bp) to the terminal DNA sequence.
[0055]
In the first PCR stage, four reactions A-L1A, L1S-L2A, L2S-L3A, and L3S-H are performed, and each PCR product is purified. The four PCR products from the first PCR are assembled by their own complementarity (see WO 92-19759). Next, external primers A and H are added to amplify the full-length DNA encoding the reshaped human anti-HM1.24 antibody L chain V region (second PCR). In the PCR, the plasmid HEF-RVL-M21a encoding the reshaped human ONS-M21 antibody L chain V region version a based on FR from the human antibody REI (see International Patent Application Publication No. WO95-14401) was used as a template. Can be used.
[0056]
In the first PCR step, a template DNA and each primer are used.
The PCR products A-L1A (215 bp), L1S-L2A (98 bp), L2S-L3A (140 bp) and L3S-H (151 bp) were purified using a 1.5% low melting point agarose gel and assembled in a second PCR. I do. In the second PCR, the products of each first PCR and each external primer (A and H) are used.
The 516 bp DNA fragment generated by the second PCR is purified on a 1.5% low melting point agarose gel, digested with BamHI and HindIII, and the obtained DNA fragment is cloned into the HEF expression vector HEF-VL-gκ. After DNA sequencing, the plasmid containing the DNA fragment encoding the correct amino acid sequence of the reshaped human anti-HM1.24 antibody L chain V region was named HEF-RVLa-AHM-gκ. The amino acid sequence and the base sequence of the L chain V region contained in this plasmid HEF-RVLa-AHM-gκ are shown in SEQ ID NO: 9.
[0057]
Version b of the reshaped human anti-HM1.24 antibody L chain V region can be prepared by a mutagenesis method using PCR. The mutagenic primers FTY-1 (SEQ ID NO: 55) and FTY-2 (SEQ ID NO: 56) are designed so that phenylalanine at position 71 is mutated to tyrosine.
After amplification using the plasmid HEF-RVLa-AHM-gκ as a template and the above primers, the final product was purified, digested with BamHI and HindIII, and the obtained DNA fragment was inserted into an HEF expression vector HEF-VL-gκ. Cloning yields plasmid HEF-RVLb-AHM-gκ. The amino acid sequence and the base sequence of the L chain V region contained in this plasmid HEF-RVLb-AHM-gκ are shown in SEQ ID NO: 10.
[0058]
(3) Production of reshaped human anti-HM1.24 antibody H chain V region
3-1. Production of reshaped human anti-HM1.24 antibody H chain V region version ae
DNA encoding the reshaped human anti-HM1.24 antibody H chain V region can be designed as follows. A reshaped human anti-HM1.24 antibody was obtained by connecting a DNA sequence encoding FR1 to FR3 of human antibody HG3 and FR4 of human antibody JH6 to a DNA sequence encoding the CDR of the H chain V region of mouse anti-HM1.24 antibody. A full-length DNA encoding the H chain V region is designed.
Next, a HindIII recognition site / KOZAK consensus sequence and a BamHI recognition site / splice donor sequence are added to the 5'-side and 3'-side of this DNA sequence, respectively, so that they can be inserted into the HEF expression vector.
[0059]
The DNA sequence thus designed is divided into four oligonucleotides, and then the computer analyzes for secondary structures in the oligonucleotides that may interfere with the assembly of these oligonucleotides.
The four oligonucleotide sequences RVH1-RVH4 are shown in SEQ ID NOs: 57-60. These oligonucleotides are 119-144 bases in length and have an overlap region of 25-26 bp. Of the oligonucleotides, RVH2 (SEQ ID NO: 58), RVH4 (SEQ ID NO: 60) have a sense DNA sequence, and the other RVH1 (SEQ ID NO: 57), RVH3 (SEQ ID NO: 59) are antisense DNA Has an array. The method of assembling these four oligonucleotides by PCR is shown in the figure (see FIG. 5).
[0060]
PCR is performed using four oligonucleotides and RHP1 (SEQ ID NO: 60) and RHP2 (SEQ ID NO: 62) as external primers.
The amplified 438 bp DNA fragment is purified, digested with HindIII and BamHI, and then cloned into the HEF expression vector HEF-VH-gγ1. After DNA sequencing, the plasmid containing the DNA fragment encoding the amino acid sequence of the correct H chain V region was named HEF-RVHa-AHM-gγ1. The amino acid sequence and the base sequence of the V region of the H chain contained in this plasmid HEF-RVHa-AHM-gγ1 are shown in SEQ ID NO: 11.
[0061]
Each version b, c, d, and e of the reshaped human anti-HM1.24 antibody H chain V region is prepared as follows. In preparing each version of the reshaped human anti-HM1.24 antibody H chain V region after version b, a mouse anti-HM1.24 antibody was used to infer the position of the amino acid residue to be substituted in the antibody molecule. A three-dimensional structure model of the V region can be constructed.
Version b uses BS (SEQ ID NO: 63) and BA (SEQ ID NO: 64) designed such that arginine at position 66 is mutated to lysine as a mutagenic primer, and uses plasmid HEF-RVHa-AHM-gγ1 as a template DNA. To obtain the plasmid HEF-RVHb-AHM-gγ1. The amino acid sequence and the base sequence of the H chain V region contained in this plasmid HEF-RVHb-AHM-gγ1 are shown in SEQ ID NO: 12.
[0062]
Version c uses CS (SEQ ID NO: 65) and CA (SEQ ID NO: 66) designed such that threonine at position 73 mutates to lysine as a mutagenic primer, and uses plasmid HEF-RVHa-AHM-gγ1 as a template DNA. To obtain the plasmid HEF-RVHc-AHM-gγ1. The amino acid sequence and the base sequence of the V region of the H chain contained in this plasmid HEF-RVHc-AHM-gγ1 are shown in SEQ ID NO: 13.
Version d uses DS (SEQ ID NO: 67) and DA (SEQ ID NO: 68) designed to mutate arginine at position 66 to lysine and threonine at position 73 to lysine as mutagenic primers. Plasmid HEF-RVHd-AHM-gγ1 is obtained using RVHa-AHM-gγ1 as a template DNA. The amino acid sequence and the base sequence of the V region of the H chain contained in this plasmid HEF-RVHd-AHM-gγ1 are shown in SEQ ID NO: 14.
[0063]
Version e was used as a mutagenic primer using ES (SEQ ID NO: 69) and EA (SEQ ID NO: 70) designed to mutate valine at position 67 to alanine and methionine at position 69 to leucine, and used plasmid HEF- Amplification is performed using RVHa-AHM-gγ1 as a template DNA to obtain plasmid HEF-RVHe-AHM-gγ1. The amino acid sequence and the base sequence contained in the V region of the H chain contained in this plasmid HEF-RVHe-AHM-gγ1 are shown in SEQ ID NO: 15.
[0064]
3-2. Construction of H chain hybrid V region
By constructing the H chain hybrid V region, it is possible to examine which FR of the humanized antibody V region contributes to the binding activity and the binding inhibitory activity of the humanized antibody. Of the two types constructed, one is that the amino acid sequences of FR1 and FR2 are derived from mouse anti-HM1.24 antibody, and the amino acid sequences of FR3 and FR4 are version a of the H chain V region of the reshaped human anti-HM1.24 antibody. The other (mouse / human hybrid anti-HM1.24 antibody), and the other is that the amino acid sequences of FR1 and FR2 are derived from version a of the H chain V region of reshaped human anti-HM1.24, and that of FR3 and FR4. The amino acid sequence is derived from a mouse anti-HM 1.24 antibody (human / mouse hybrid anti-HM 1.24 antibody). All amino acid sequences of CDR regions are derived from mouse anti-HM1.24 antibody.
[0065]
Two types of H chain hybrid V regions are prepared by the PCR method. This method is schematically illustrated in FIGS. Four primers can be used to create two H chain hybrid V regions. External primers a (SEQ ID NO: 71) and h (SEQ ID NO: 72) are designed to hybridize with the DNA sequence of the HEF expression vector HEF-VH-gγ1. The H-chain hybrid generation primer HYS (SEQ ID NO: 73) has a sense DNA sequence, and the H-chain hybrid primer HYA (SEQ ID NO: 74) has an antisense DNA sequence and thus has a complementary DNA sequence. Designed.
[0066]
Preparation of H chain hybrid V region in which amino acid sequences of FR1 and FR2 are derived from mouse anti-HM 1.24 antibody, and amino acid sequences of FR3 and FR4 are derived from version a of H chain V region of reshaped human anti-HM 1.24 antibody In the first PCR step, PCR using plasmid HEF-1.24H-gγ1 as a template and external primer a and H-chain hybrid primer HYA, and H-chain hybrid primer using plasmid HEF-RVHa-AHM-gγ1 as a template Perform PCR using HYS and external primer h and purify each PCR product.
[0067]
The two PCR purified products from the first PCR are assembled by their own complementarity (see International Patent Application Publication No. WO 92-19759). Next, by adding external primers a and h, the amino acid sequences of FR1 and FR2 are derived from the mouse anti-HM1.24 antibody, and the amino acid sequences of FR3 and FR4 are derived from the H chain V region of the reshaped human anti-HM1.24 antibody. The full-length DNA encoding the heavy chain hybrid V region from version a is amplified in a second PCR step.
[0068]
Preparation of H-chain hybrid V region in which amino acid sequences of FR1 and FR2 are derived from version a of H-chain V region of reshaped human anti-HM1.24 antibody, and amino acid sequences of FR3 and FR4 are derived from mouse anti-HM1.24 antibody Therefore, in the first PCR step, PCR using the plasmid HEF-RVHa-AHM-gγ1 as a template and the external primer a and the H-chain hybrid primer HYA, and the H-chain hybrid primer using the plasmid HEF-1.24H-gγ1 as a template Perform PCR using HYS and external primer h and purify each PCR product.
[0069]
The two PCR purified products from the first PCR are assembled by their own complementarity (see International Patent Application Publication No. WO 92-19759). Next, by adding external primers a and h, the amino acid sequences of FR1 and FR2 are derived from version a of the V region of the H chain of the reshaped human anti-HM1.24 antibody, and the amino acid sequences of FR3 and FR4 are derived from mouse anti-HM1. The full-length DNA encoding the H chain hybrid V region derived from antibody 24 is amplified in the second PCR step.
[0070]
The method of the first PCR, purification of the PCR product, assembly, second PCR, and cloning into the HEF expression vector HEF-VH-gγ1 are described in Example 9. The method can be performed according to the method described in Preparation of L chain V region of reshaped human HM1.24 antibody. After DNA sequencing, the amino acid sequences of FR1 and FR2 were derived from mouse anti-HM1.24 antibody, and the amino acid sequences of FR3 and FR4 were derived from version a of the H chain V region of reshaped human anti-HM1.24 antibody. A plasmid containing a DNA fragment encoding the correct amino acid sequence of the chain hybrid V region was designated as HEF-MH-RVH-AHM-gγ1.
[0071]
The amino acid sequence and the base sequence of the H chain V region contained in this plasmid HEF-MH-RVH-AHM-gγ1 are shown in SEQ ID NO: 75. Further, the amino acid sequences of FR1 and FR2 are derived from the reshaped human anti-HM1.24 antibody, and the amino acid sequences of FR3 and FR4 are derived from version a of the H chain V region of the mouse anti-HM1.24 antibody. The plasmid containing the DNA fragment coding for the correct amino acid sequence was named HEF-HM-RVH-AHM-gγ1. The amino acid sequence and the base sequence of the V region of the H chain contained in this plasmid HEF-HM-RVH-AHM-gγ1 are shown in SEQ ID NO: 76.
[0072]
3-3. Preparation of reshaped human anti-HM1.24 antibody H chain V region version fs
Each version f, g, h, i, j, k, l, m, n, o, p, q, r, and s of the reshaped human anti-HM1.24 antibody H chain V region is prepared as follows. . When preparing each version of the human anti-HM1.24 antibody H chain V region to be reconstructed after version f, in order to infer the position of the amino acid residue to be substituted in the antibody molecule, as described above, the mouse antibody A three-dimensional structural model of the HM1.24 antibody V region can be constructed.
[0073]
Version f uses FS (SEQ ID NO: 78) and FA (SEQ ID NO: 79) designed to mutate threonine at position 75 to serine and valine at position 78 to alanine as mutagenic primers. Using RVHe-AHM-gγ1 as a template DNA, amplification is performed by the PCR method to obtain plasmid HEF-RVHf-AHM-gγ1. The amino acid sequence and the base sequence of the V region of the H chain contained in this plasmid HEF-RVHf-AHM-gγ1 are shown in SEQ ID NO: 16.
[0074]
Version g uses GS (SEQ ID NO: 80) and GA (SEQ ID NO: 81) designed such that alanine at position 40 is mutated to arginine as a mutagenic primer, and uses plasmid HEF-RVHa-AHM-gγ1 as a template DNA To obtain plasmid HEF-RVHg-AHM-gγ1. The amino acid sequence and the base sequence of the V region of the H chain contained in this plasmid HEF-RVHg-AHM-gγ1 are shown in SEQ ID NO: 17.
[0075]
Version h uses FS and FA as mutagenic primers and amplifies plasmid HEF-RVHb-AHM-gγ1 as template DNA to obtain plasmid HEF-RVHh-AHM-gγ1. The amino acid sequence and the base sequence of the V region of the H chain contained in this plasmid HEF-RVHh-AHM-gγ1 are shown in SEQ ID NO: 18.
Version i was designed using mutagenic primers such as IS (SEQ ID NO: 82) and IA (SEQ ID NO: 83) designed to mutate arginine at position 83 to alanine and serine at position 84 to phenylalanine, and used plasmid HEF- Amplification is performed using RVHh-AHM-gγ1 as a template DNA to obtain plasmid HEF-RVHi-AHM-gγ1. The amino acid sequence and the base sequence of the V region of the H chain contained in this plasmid HEF-RVHi-AHM-gγ1 are shown in SEQ ID NO: 19.
[0076]
Version j uses JS (SEQ ID NO: 84) and JA (SEQ ID NO: 85) designed such that arginine at position 66 mutates to lysine as a mutagenic primer, and uses plasmid HEF-RVHf-AHM-gγ1 as a template DNA. To obtain plasmid HEF-RVHj-AHM-gγ1. The amino acid sequence and the base sequence of the H chain V region contained in this plasmid HEF-RVHj-AHM-gγ1 are shown in SEQ ID NO: 20.
[0077]
Version k uses KS (SEQ ID NO: 86) and KA (SEQ ID NO: 87) designed such that glutamic acid at position 81 mutates to glutamine as a mutagenic primer, and uses plasmid HEF-RVHh-AHM-gγ1 as a template DNA To obtain plasmid HEF-RVHk-AHM-gγ1. The amino acid sequence and the base sequence of the H chain V region contained in this plasmid HEF-RVHk-AHM-gγ1 are shown in SEQ ID NO: 21.
[0078]
Version 1 used LS (SEQ ID NO: 88) and LA (SEQ ID NO: 89) designed to mutate glutamic acid at position 81 to glutamine and serine at position 82B to isoleucine as mutagenic primers, and used plasmid HEF- Amplification is performed using RVHh-AHM-gγ1 as a template DNA to obtain plasmid HEF-RVH1-AHM-gγ1. The amino acid sequence and the base sequence of the V region of the H chain contained in this plasmid HEF-RVH1-AHM-gγ1 are shown in SEQ ID NO: 22.
[0079]
Version m was designed to mutate glutamic acid at position 81 to glutamine, serine at 82b to isoleucine, and threonine at position 87 to serine as mutagenic primers (MS: SEQ ID NO: 90) and MA (SEQ ID NO: 91). ) Is amplified using plasmid HEF-RVHh-AHM-gγ1 as a template DNA to obtain plasmid HEF-RVHm-AHM-gγ1. The amino acid sequence and the base sequence of the V region of the H chain contained in this plasmid HEF-RVHm-AHM-gγ1 are shown in SEQ ID NO: 23.
[0080]
Version n uses NS (SEQ ID NO: 92) and NA (SEQ ID NO: 93) designed so that serine at position 82B mutates to isoleucine as a mutagenic primer, and uses plasmid HEF-RVHh-AHM-gγ1 as a template DNA. To obtain the plasmid HEF-RVHn-AHM-gγ1. The amino acid sequence and the nucleotide sequence of the H chain V region contained in this plasmid HEF-RVHn-AHM-gγ1 are shown in SEQ ID NO: 24.
[0081]
Version o uses OS (SEQ ID NO: 94) and OA (SEQ ID NO: 95) designed to mutate threonine at position 87 to serine as a mutagenic primer, and uses plasmid HEF-RVHh-AHM-gγ1 as a template DNA. Obtain the plasmid HEF-RVHo-AHM-gγ1. The amino acid sequence and the base sequence of the H chain V region contained in this plasmid HEF-RVHo-AHM-gγ1 are shown in SEQ ID NO: 25.
[0082]
Version p uses PS (SEQ ID NO: 96) and PA (SEQ ID NO: 97) designed so that valine at position 78 mutates to alanine as a mutagenic primer, and uses plasmid HEF-RVHa-AHM-gγ1 as a template DNA. To obtain the plasmid HEF-RVHp-AHM-gγ1. The amino acid sequence and the base sequence of the V region of the H chain contained in this plasmid HEF-RVHp-AHM-gγ1 are shown in SEQ ID NO: 26.
[0083]
Version q uses QS (SEQ ID NO: 98) and QA (SEQ ID NO: 99) designed to mutate threonine at position 75 to serine as a mutagenic primer, and uses plasmid HEF-RVHa-AHM-gγ1 as a template DNA. To obtain plasmid HEF-RVHq-AHM-gγ1. The amino acid sequence and the base sequence of the V region of the H chain contained in this plasmid HEF-RVHq-AHM-gγ1 are shown in SEQ ID NO: 27.
[0084]
Version r was amplified by the PCR method using CS (SEQ ID NO: 65) and CA (SEQ ID NO: 66) as mutagenic primers, plasmid HEF-RVHp-AHM-gγ1 as a template DNA, and plasmid HEF-RVHr- AHM-gγ1 is obtained. The amino acid sequence and the base sequence of the V region of the H chain contained in this plasmid HEF-RVHr-AHM-gγ1 are shown in SEQ ID NO: 28.
[0085]
Version s uses a mutagen primer SS (SEQ ID NO: 100) and a mutagen primer SA (SEQ ID NO: 101) designed to mutate methionine at position 69 to isoleucine as a mutagen primer, and uses plasmid HEF-RVHr- Plasmid HEF-RVHs-AHM-gγ1 is obtained using AHM-gγ1 as a template DNA. The amino acid sequence and the base sequence of the V region of the H chain contained in this plasmid HEF-RVHs-AHM-gγ1 are shown in SEQ ID NO: 102.
The amino acid sequence of the prepared L chain V region is shown in Table 1, and the amino acid sequences of the H chain V region are shown in Tables 2 to 4.
[0086]
[Table 1]
Figure 0003587664
[0087]
[Table 2]
Figure 0003587664
[0088]
[Table 3]
Figure 0003587664
[0089]
[Table 4]
Figure 0003587664
[0090]
3. Production of chimeric and reshaped human antibodies
For the production of a chimeric antibody or a reshaped human antibody, the mouse H chain V region and the human H chain are controlled under the control of expression control regions such as an enhancer / promoter system. An expression vector comprising a DNA encoding a C region, an expression vector comprising a DNA encoding a mouse L chain V region and a human L chain C region under an expression control region such as an enhancer / promoter system, or An expression vector comprising a DNA encoding a humanized H chain V region and a human H chain C region under the control of an expression control region such as an enhancer / promoter system, and an expression vector comprising an expression control region such as an enhancer / promoter system. The invention comprises DNA encoding the humanized L chain V region and the human L chain C region. To produce a vector.
[0091]
Next, a host cell such as a mammalian cell is co-transformed with these expression vectors, and the transformed cell is cultured in vitro or in vivo to produce a chimeric antibody or a reshaped human antibody (for example, published in International Patent Application Publication). No. WO91-16928). In addition, a transgenic animal can be prepared by introducing an antibody gene into a mammal such as a goat, and a chimeric antibody or a reshaped human antibody can be obtained from the milk or the like.
[0092]
Further, the H chain V region and H chain C region and the L chain V region and L chain C region are ligated to a single vector, and an appropriate host cell can be transformed to produce an antibody. That is, for expression of the chimeric antibody, DNA encoding the mouse leader sequence, the H chain V region and the human H chain C region, and the mouse leader sequence, the L chain V region and the human L chain C region existing in the cloned cDNA are used. The encoding DNA is introduced into a single expression vector (see International Patent Application Publication No. WO 94-11523).
[0093]
For expression of the reshaped human antibody, a DNA encoding a humanized H chain V region and a human H chain C region and a DNA encoding a humanized L chain V region and a human L chain C region are expressed in a single expression vector. (See International Patent Application Publication No. WO 94-11523). Then, a host cell is transformed with the vector, and then the transformed host is cultured in vivo or in vitro to produce a desired chimeric antibody or reshaped human antibody.
The transformant transformed with the gene encoding the chimeric antibody or reshaped human antibody of interest as described above is cultured, and the produced chimeric antibody or reshaped human antibody is separated from the inside or outside of the cell and homogenized. Can be purified.
[0094]
The chimeric antibody or the reshaped human antibody which is the target protein of the present invention can be separated and purified using an affinity column. For example, as a column using Protein A, HyperD, POROS, Sepharose F. F. And the like. In addition, other separation / purification methods used for ordinary proteins may be used, and there is no particular limitation. For example, a chimeric antibody or a reshaped human antibody can be separated and purified by appropriately selecting and combining various types of chromatography, ultrafiltration, salt filtration, dialysis and the like.
[0095]
For the production of the chimeric anti-HM1.24 antibody or the reshaped human anti-HM1.24 antibody of the present invention, any expression system, such as a eukaryotic cell, such as an animal cell, such as an established mammalian cell line, an insect cell line, a true Filamentous fungal and yeast cells, as well as prokaryotic cells, such as bacterial cells, such as E. coli cells, can be used. Preferably, the chimeric or reshaped human antibodies of the invention are expressed in mammalian cells, such as COS cells, CHO cells, Hela cells, Vero cells, myeloma cells or BHK cells.
[0096]
In these cases, conventional promoters useful for expression in mammalian cells can be used. For example, it is preferable to use the human cytomegalovirus immediate early (HCMV) promoter. Examples of expression vectors containing the HCMV promoter include HCMV-VH-HCγ1, HCMV-VL-HCκ and the like derived from pSV2neo (International Patent Application Publication No. WO92-19759).
[0097]
In addition, other promoters for gene expression in mammalian cells that can be used for the present invention include viral promoters such as retrovirus, polyoma virus, adenovirus, simian virus 40 (SV40), human polypeptides and the like. A promoter derived from a mammalian cell such as chain elongation factor 1α (HEF-1α) may be used. For example, when using the SV40 promoter, the method of Mulligan et al. (Nature 277 108 (1979)), and when using the HEF-1α promoter, see Mizushima, S. et al. According to these methods (Nucleic Acids Research, 18, 5322, 1990), it can be easily carried out.
[0098]
As the origin of replication, those derived from SV40, polyoma virus, adenovirus, bovine papilloma virus (BPV) and the like can be used. Further, for amplification of gene copy number in a host cell system, an expression vector is selected. Markers can include aminoglycoside phosphotransferase (APH) gene, thymidine kinase (TK) gene, Escherichia coli xanthine-guanine phosphoribosyltransferase (Ecogpt) gene, dihydrofolate reductase (DHFR) gene and the like.
[0099]
4. Binding inhibitory activity of chimeric and humanized antibodies
(1) Measurement of antibody concentration
The concentration of the purified antibody is measured by ELISA or absorbance measurement.
An ELISA plate for antibody concentration measurement is prepared as follows. Each well of a 96-well plate for ELISA (eg, Maxisorp, NUNC) is immobilized with 100 μl of a goat anti-human IgG antibody prepared at a concentration of, for example, 1 μg / ml.
[0100]
100 μl of dilution buffer (for example, 50 mM Tris-HCl, 1 mM MgCl2, 0.15 M NaCl, 0.05% Tween 20, 0.02% NaN3After blocking with 1% bovine serum albumin (BSA), pH 8.1), culture supernatant of cells expressing chimeric, hybrid or reconstituted human antibodies, such as culture supernatant of COS cells or CHO cells or Purified chimeric, hybrid or reconstituted human antibodies are serially diluted and added to each well, then 100 μl of alkaline phosphatase-conjugated goat anti-human IgG antibody is added and a 1 mg / ml substrate solution (Sigma 104, p-nitrophenyl phosphate) , SIGMA) and then the absorbance at 405 nm is measured with a microplate reader (Bio Rad). As a standard for concentration measurement, human IgG1κ (The Binding Site) can be used. The concentration of the purified antibody is determined by measuring the absorbance at 280 nm and calculating 1 mg / ml as 1.35 OD.
[0101]
(2) Antigen binding activity
The antigen binding activity can be measured by Cell-ELISA using a human amniotic cell line WISH (ATCC CCL25). A Cell-ELISA plate is prepared as follows. WISH cells adjusted to an appropriate concentration with a PRMI1640 medium containing 10% fetal bovine serum were added to a 96-well plate, cultured overnight, washed twice with PBS (-), and then washed with 0.1% glutaraldehyde (Nacalai Tesque, Inc.). Fixed by the company).
[0102]
After blocking, cells expressing chimeric anti-HM1.24 antibody, hybrid anti-HM1.24 antibody or reshaped human anti-HM1.24 antibody, for example, culture supernatant of COS cells or CHO cells, or purified chimeric anti-HM1. 24 antibody, hybrid anti-HM1.24 antibody or reconstituted human anti-HM1.24 antibody was serially diluted, and 100 μl was added to each well. After incubation and washing at room temperature for 2 hours, peroxidase-labeled rabbit anti-human IgG antibody (DAKO) Made).
After 1 hour incubation and washing at room temperature, the substrate solution is added and incubated. Next, the reaction is stopped with 50 μl of 6N sulfuric acid, and the absorbance at 490 nm is measured using MICROPLATE READER Model 3550 (manufactured by Bio-Rad).
[0103]
(3) Measurement of binding inhibitory activity
The binding inhibitory activity by the biotin-labeled mouse anti-HM1.24 antibody can be performed by Cell-ELISA using human amniotic cell line WISH (ATCC CCL25). The Cell-ELISA plate can be prepared according to the above (2). WISH cells adjusted to an appropriate concentration in RPMI1640 medium containing 10% fetal bovine serum were added to a 96-well plate, cultured overnight, washed twice with PBS (-), and then washed with 0.1% glutaraldehyde (Nacalai Tesque, Inc.). Fixed by the company).
[0104]
After blocking, cells expressing chimeric anti-HM1.24 antibody, hybrid anti-HM1.24 antibody or reshaped human anti-HM1.24 antibody, for example, culture supernatant of COS cells or CHO cells, or purified chimeric anti-HM1. 24 antibody, hybrid anti-HM1.24 antibody or reconstituted human anti-HM1.24 antibody was serially diluted and added to each well in an amount of 50 µl. After 2 hours of incubation and washing, a peroxidase-labeled rabbit anti-human IgG antibody (DAKO) is added.
After incubation at room temperature for 1 hour, washing is performed, a substrate solution is added, incubation is performed, the reaction is stopped with 50 μl of 6N sulfuric acid, and absorbance at 490 nm is measured using MICROPLATE READER Model 3550 (manufactured by Bio-Rad).
[0105]
Measurement of ADCC activity
ADCC activity of the chimeric antibody or reshaped human antibody of the present invention can be measured as follows. First, mononuclear cells are separated from human peripheral blood and bone marrow by specific gravity centrifugation, and prepared as effector cells. In addition, human myeloma cells, for example, RPMI 8226 cells (ATCC CCL 155)51Labeled with Cr and prepared as target cells. Next, a chimeric antibody or reconstituted human antibody for measuring ADCC activity is added to the labeled target cells and incubated, and then an effector cell at an appropriate ratio to the target cells is added and incubated.
[0106]
After incubation, remove the supernatant and measure the radioactivity with a gamma counter. At that time, 1% of NP-40 can be used for measuring the maximum free radioactivity. The cytotoxic activity (%) can be calculated by (A−C) / (B−C) × 100. A is the radioactivity released in the presence of the antibody (cpm), B is the radioactivity released by NP-40 (cpm), and C is the radioactivity released in the culture medium alone without the antibody (cpm). ).
When ADCC activity or CDC activity is expected in the antibody C region, human Cγ1 and human Cγ3 can be used as the antibody C region. Furthermore, stronger ADCC activity or CDC activity can be induced by partially adding, altering, or modifying amino acids in the antibody C region.
[0107]
For example, an IgG-like polymerization of IgG by amino acid substitution (Smith, RIFF & Morrison, SL, BIO / TECHNOLOGY (1994) 12, 683-688), and an IgG-like polymerization of IgG by amino acid addition ( Smith, RIFF et al., J. Immunol. (1995) 154, 2226-2236), and the expression of a gene encoding an L chain in tandem ligation (Shuford, W. et al., Science (1991)). 252, 724-727), dimerization of IgG by amino acid substitution (Caron, PC et al., J. Exp. Med. (1992) 176, 1191-1195), Shopes, B. J. Immunology. (1992) 148, 2 18-2922), IgG dimerization by chemical modification (Wolff, EA et al., Cancer Res. (1993) 53, 2560-2565) and introduction of effector functions by amino acid modification of the antibody hinge region. (Norderhaug, L. et al., Eur. J. Immunol. (1991) 21, 2379-2384). These can be achieved by using an oligomer site-directed mutagenesis method using a pramer, adding a base sequence using a restriction enzyme cleavage site, and using a chemical modifier that causes a covalent bond.
[0108]
Myeloma internal diagnostics
The chimeric anti-HM1.24 antibody or the reshaped human anti-HM1.24 antibody of the present invention can be used as a diagnostic agent in myeloma by binding to a labeled compound such as a radioisotope.
Furthermore, chimeric anti-HM1.24 antibodies or fragments of reshaped human anti-HM1.24 antibodies, such as Fab, F (ab ')2, Fv or a combination of a single chain Fv (scFv) obtained by linking an Fv of an H chain and an L chain with an appropriate linker and a labeling compound such as a radioisotope can also be used as a diagnostic agent in myeloma. .
[0109]
Specifically, fragments of these antibodies can be prepared by constructing a gene encoding these antibody fragments and introducing them into an expression vector and then expressing them in a suitable host cell, or by using a chimeric anti-HM1.24 antibody or It is obtained by digesting the constituent human anti-HM1.24 antibody using an appropriate enzyme.
The above diagnostic agent for myeloma can be systemically administered parenterally.
Pharmaceutical composition and therapeutic agent for myeloma
In order to confirm the therapeutic effect of the chimeric antibody HM1.24 antibody or the humanized anti-HM1.24 antibody of the present invention, the antibody is administered to an animal into which myeloma cells have been transplanted, and the antitumor effect is evaluated. Done.
[0110]
As the myeloma cells to be transplanted into an animal, human myeloma cells are preferable. H. et al., Eur. J. Immunol. (1992) 22, 1989-1993). The animal to be transplanted is preferably an animal having reduced or deleted immune function, and includes nude mice, SCID mice, beige mice, and nude rats.
The antitumor effect to be evaluated can be confirmed according to changes in the amount of human immunoglobulin in serum, measurement of tumor volume and weight, changes in the amount of human benzjones protein in urine, or the life span of animals.
[0111]
The pharmaceutical composition and the therapeutic agent for myeloma containing the chimeric anti-HM1.24 antibody or reshaped human anti-HM1.24 antibody of the present invention as an active ingredient can be administered parenterally systemically or locally. For example, intravenous injection such as infusion, intramuscular injection, intraperitoneal injection, or subcutaneous injection can be selected, and the administration method can be appropriately selected depending on the age and symptoms of the patient.
The effective dose is selected in the range of 0.01 mg / kg to 1000 mg / kg of body weight at a time. Alternatively, a dose of 5 mg / body, preferably 50-100 mg / body per patient can be chosen.
The pharmaceutical composition and the therapeutic agent for myeloma containing the chimeric anti-HM1.24 antibody or the reshaped human anti-HM1.24 antibody of the present invention as an active ingredient contain pharmaceutically acceptable carriers and additives depending on the administration route. It may be something.
[0112]
Examples of such carriers and additives include water, pharmaceutically acceptable organic solvents, collagen, polyvinyl alcohol, polyvinylpyrrolidone, carboxyvinyl polymers, sodium carboxymethylcellulose, sodium polyacrylate, sodium alginate, water-soluble dextran, Sodium carboxymethyl starch, pectin, methylcellulose, ethylcellulose, xanthan gum, gum arabic, casein, gelatin, agar, diglycerin, glycerin, propylene glycol, polyethylene glycol, petrolatum, paraffin, stearyl alcohol, stearic acid, human serum albumin (HSA), Mannitol, sorbitol, lactose, surfactants acceptable as pharmaceutical additives, and the like. The additives to be used are appropriately or in combination selected from the above according to the dosage form of the present invention, but are not limited thereto.
[0113]
【Example】
Next, the present invention will be described more specifically with reference to examples.
Example 1 .  Mouse anti HM1.24 Encodes an antibody variable region cDNA Cloning
1. Isolation of messenger RNA (mRNA)
2 x 10 producing mouse anti-HM1.24 antibody8From the hybridoma cells (FERM BP-5233), mRNA was isolated using Fast Track mRNA Isolation Kit Version 3.2 (manufactured by Invitrogen) according to the instructions attached to the kit.
[0114]
2. Amplification of the gene encoding the antibody variable region by PCR
PCR was performed using a Thermal Cycler (manufactured by Perkin Elmer Cetus).
2-1. Amplification and fragmentation of gene encoding mouse L chain V region
Single-stranded cDNA was synthesized from the isolated mRNA using AMV Reverse Transcriptase First-Strand cDNA Synthesis Kit (manufactured by Life Science) and used for PCR. The primers used in the PCR method are MKV (Mouse Kappa Variable) primers (Jones, ST, et al., Bio / Technology, 9) shown in SEQ ID NOs: 29 to 39 that hybridize with the mouse kappa-type L chain leader sequence. , 88-89, (1991)).
[0115]
100 μl of the PCR solution is composed of 10 mM Tris-HCl (pH 8.3), 50 mM KCl, 0.1 mM dNTPs (dATP, dGTP, dCTP, dTTP), 1.5 mM MgCl25 units of DNA polymerase Ampli Taq (manufactured by Perkin Elmer Cetus), 0.25 mM of MKV primer shown in SEQ ID NOs: 29 to 39, and 3 mM of MKC primer shown in SEQ ID NO: 40 and 100 ng of single-stranded cDNA After covering with 50 μl of mineral oil for 3 minutes at an initial temperature of 94 ° C. and then 1 minute at 94 ° C., 1 minute at 55 ° C. and 1 minute at 72 ° C., in this order. Heated. After repeating this temperature cycle 30 times, the reaction mixture was further incubated at 72 ° C. for 10 minutes. The amplified DNA fragment was purified with low melting point agarose (manufactured by Sigma) and digested at 37 ° C. with Xmal (manufactured by New England Biolabs) and SalI (manufactured by Takara Shuzo).
[0116]
2-2. Amplification and fragmentation of cDNA encoding mouse H chain V region
The gene encoding the mouse H chain V region is obtained by the 5'-RACE method (Rapid Amplification of cDNA ends; Frohman, MA, et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 85, 8998-9002, (1988)). The amplification was performed by Edwards, JBDM, et al., Nucleic Acids Res., 19, 5227-5232, (1991). After synthesizing cDNA using primer P1 (SEQ ID NO: 41) that specifically hybridizes to the mouse IgG2a constant region, the mouse H chain V region is encoded using 5′-AmpliFINDER RACE KIT (manufactured by CLONETECH). Amplification of the cDNA was performed using a primer MHC2a (SEQ ID NO: 42) that specifically hybridizes to the mouse IgG2a constant region and an anchor primer (SEQ ID NO: 77) attached to the kit. The amplified DNA fragment was purified with low melting point agarose (manufactured by Sigma) and digested with EcoRI (manufactured by Takara Shuzo) and XmaI (manufactured by New England Biolabs) at 37 ° C.
[0117]
3. Ligation and transformation
A pUC19 vector prepared by digesting the DNA fragment containing the gene encoding the mouse kappa-type L chain V region prepared as described above with SalI and XmaI, and 50 mM Tris-HCl (pH 7.6) , 10 mM MgCl22.5 hours at 16 ° C. in a reaction mixture containing 10 mM dithiothreitol, 1 mM ATP, 50 mg / ml polyethylene glycol (8000) and 1 unit T4 DNA ligase (GIBCO-BRL). The reaction was performed and ligated. Similarly, a DNA fragment comprising the gene encoding the mouse H chain V region was ligated with a pUC19 vector prepared by digesting with EcoRI and XmaI at 16 ° C. for 3 hours.
[0118]
Next, 10 μl of the ligation mixture was added to 50 μl of competent E. coli DH5α cells, and the cells were placed on ice for 30 minutes, 42 ° C. for 1 minute and again on ice for 1 minute. Then, 400 μl of 2 × YT medium (Molecular Cloning: A Laboratory Manual, Sambrook et al., Cold Spring Harbor Laboratory Press, (1989)) was added, and the mixture was incubated at 37 ° C. for 1 hour, and then 50 μg / T The Escherichia coli was spread on a medium (Molecular Cloning: A Laboratory Manual, Sambrook et al., Cold Spring Harbor Laboratory Press, (1989)) and incubated at 37 ° C. overnight to obtain an E. coli transformant.
[0119]
The transformants were cultured overnight at 37 ° C. in 10 ml of 2 × YT medium containing 50 μg / ml of ampicillin, and from the culture, an alkaline method (Molecular Cloning: A Laboratory Manual, Sambrook et al., Cold Spring Harbor) was used. The plasmid DNA was prepared according to Laboratory Press, (1989).
The thus obtained plasmid containing the gene encoding the mouse kappa-type L chain V region derived from the hybridoma producing the anti-HM1.24 antibody was named pUCHMVL9. The plasmid containing the gene encoding the mouse H chain V region derived from the hybridoma producing the anti-HM1.24 antibody, obtained according to the above method, was named pUCHMMVHR16.
[0120]
Example 2 .  DNA Of the nucleotide sequence of
The nucleotide sequence of the cDNA coding region in the above plasmid was determined using an automatic DNA sequencer (manufactured by Applied Biosystem Inc.) and a Taq Dye Deoxy Terminator Cycle Sequencing Kit (manufactured by Applied Biosystem Inc. under the protocol specified by Applied Biosystem Inc.) Were determined.
SEQ ID NO: 1 shows the nucleotide sequence of the gene encoding the L chain V region of the mouse anti-HM1.24 antibody contained in the plasmid pUCHMVL9. In addition, SEQ ID NO: 2 shows a nucleotide sequence of a gene encoding a mouse anti-HM1.24 antibody H chain V region contained in plasmid pUCHMMVHR16.
[0121]
Example 3 .  CDR Decision
The overall structure of the V regions of the light and heavy chains is similar to each other, with each of the four framework portions being linked by three hypervariable regions, the complementarity determining regions (CDRs). The amino acid sequence of the framework is relatively well conserved, while the amino acid sequence of the CDR regions is extremely variable (Kabat, EA, et al., "Sequences of Proteins of Immunological Interest", US Dept. Health). and Human Services, 1983).
Based on this fact, the CDR region was determined as shown in Table 5 by applying the amino acid sequence of the variable region of the anti-HM1.24 antibody to a database of the amino acid sequence of the antibody prepared by Kabat et al. And examining homology. did.
[0122]
[Table 5]
Figure 0003587664
[0123]
Example 4 .  Cloned cDNA Confirmation of the expression of HM1.24 Preparation of antibody)
1. Preparation of expression vector
In order to prepare a vector expressing the chimeric anti-HM1.24 antibody, cDNA clones pUCHMVL9 and pUCHMMVHR16 encoding the respective L and H chain V regions of the mouse anti-HM1.24 antibody were modified by PCR. Then, it was introduced into an HEF expression vector (see International Patent Application Publication No. WO92-19759).
[0124]
The rear primer ONS-L722S (SEQ ID NO: 43) for the L chain V region and the rear primer VHR16S (SEQ ID NO: 44) for the H chain V region are DNAs encoding the beginning of the leader sequence of each V region. And a Kozak consensus sequence (Kozak, M, et al., J. Mol. Biol., 196, 947-950, (1987)) and a HindIII restriction enzyme recognition site. The forward primer VL9A for the L chain V region (SEQ ID NO: 45) and the forward primer VHR16A for the H chain V region (SEQ ID NO: 46) hybridize to the DNA sequence encoding the end of the J region and splice. It was designed to have a donor sequence and a BamHI restriction enzyme recognition site.
[0125]
10 mM Tris-HCl (pH 8.3), 50 mM KCl, 0.1 mM dNTPs, 1.5 mM MgCl2, 100 pmole of each primer, 100 ng of template DNA (pUCHMVL9 or pUCHMMVHR16), and 5 units of Ampli Taq enzyme. Cover 100 μl of PCR reaction mixture with 50 μl of mineral oil and Thereafter, a cycle of 94 ° C. for 1 minute, 55 ° C. for 1 minute, and 72 ° C. for 1 minute was performed 30 times, and finally, incubation was performed at 72 ° C. for 10 minutes.
The PCR product was purified using a 1.5% low melting point agarose gel, digested with HindIII and BamHI, and HEF-VL-gκ for the light chain V region and HEF-VH-gγ1 for the heavy chain V region. Respectively. After DNA sequencing, plasmids containing DNA fragments having the correct DNA sequence were named HEF-1.24L-gκ and HEF-1.24H-gγ1, respectively.
[0126]
The regions encoding the respective variable regions from the plasmids HEF-1.24L-gκ and HEF-1.24H-gγ1 were converted into restriction fragments with the restriction enzymes HindIII and BamHI, and these were used as HindIII and BamHI sites in the plasmid vector pUC19. And were named pUC19-1.24L-gκ and pUC19-1.24H-gγ1, respectively.
In addition, Escherichia coli containing each of the plasmids pUC19-1.24L-gκ or pUC19-1.24H-gγ1 was Escherichia coli DH5α (pUC19-1.24L-gκ) and Escherichia coli DH5α (pUC19-1.24H, respectively). -Gγ1), respectively, as FERM BP-5646 and FERM BP-5644, respectively, at the Institute of Biotechnology and Industrial Technology (1-3 1-3, Higashi, Tsukuba, Ibaraki Prefecture) as a Budapest Treaty on August 29, 1996. Was deposited internationally.
[0127]
2. Transfection into COS-7 cells
The expression vector was tested in COS-7 (ATCC CRL-1651) cells to observe the transient expression of the chimeric anti-HM1.24 antibody. HEF-1.24L-gκ and HEF-1.24H-gγ1 were co-transformed into COS-7 cells by electroporation using a Gene Pulser device (BioRad). Each DNA (10 μg) was added to 1 × 107A 0.8 ml aliquot of cells / ml was added and pulsed at 1500 V, 25 μF volume.
After a 10 minute recovery period at room temperature, the electroporated cells were added to 30 ml of DMEM culture medium (GIBCO) containing 10% γ-globulin-free fetal bovine serum. CO2After 72 hours of incubation in the incubator BNA120D (TABAI), the culture supernatant was collected and cell debris was removed by centrifugation, which was used in the following experiments.
[0128]
3. FCM analysis
The antigen binding activity of the chimeric anti-HM1.24 antibody was determined by FCM (flow cytometry) analysis using KPMM2 cells. 4.7 x 105After washing the KPMM2 cells (Patent Application Publication No. JP-A-7-236475) with PBS (-), 50 μl of the chimeric anti-HM1.24 antibody-producing COS-7 cell culture and FACS buffer (2% fetal bovine serum) , PBS (-) containing 0.1% sodium azide), 5 μl of 500 μg / ml purified mouse anti-HM1.24 antibody and 95 μl of FACS buffer, and incubated at ice temperature for 1 hour.
[0129]
As a control, 50 μl of 2 μg / ml chimeric SK2 (International Patent Application Publication No. WO94-28159) and 50 μl of FACS buffer instead of the chimeric anti-HM 1.24 antibody-producing COS cell culture solution, or instead of the purified mouse anti-HM 1.24 antibody 5 μl of 500 μg / ml purified mouse IgG2aκ (UPC10) (manufactured by Cappel) and 95 μl of FACS buffer were added thereto, and incubated in the same manner. After washing with FACS buffer, 100 μl of 25 μg / ml FITC-labeled goat anti-human antibody (GAH) (manufactured by Cappel) or 10 μg / ml of FITC-labeled goat anti-mouse antibody (GAM) (manufactured by Becton Dickinson) was used. In addition, the mixture was incubated at an ice temperature for 30 minutes. After washing with a FACS buffer, the cells were suspended in 1 ml of a FACS buffer, and the fluorescence intensity of each cell was measured with a FACScan (manufactured by Becton Dickinson).
[0130]
As shown in FIG. 1, in the cells to which the chimeric anti-HM1.24 antibody was added, the peak of the fluorescence intensity was shifted to the right as compared with the control similarly to the case where the mouse anti-HM1.24 antibody was added. .24 antibody bound to KPMM2 cells. This confirmed that the cloned cDNA encoded the V region of the mouse anti-HM1.24 antibody.
[0131]
Example 5 .  Chimera anti HM1.24 Antibody stable production CHO Establishment of cell line
1. Construction of chimeric H chain expression vector
The plasmid HEF-1.24H-gγ1 was digested with the restriction enzymes PvuI and BamHI, and a fragment of about 2.8 kbp containing the EF1 promoter and DNA encoding the mouse anti-HM1.24 antibody H chain V region was 1.5%. Purification was performed using a low melting point agarose gel. Next, the expression vector used in the human H chain expression vector DHFR-ΔE-RVh-PM1f containing the DHFR gene and the gene encoding the human H chain constant region (see International Patent Application Publication No. WO92 / 19759) was PvuI. And the above DNA fragment was inserted into a fragment of about 6 kbp prepared by digestion with BamHI to construct a chimeric anti-HM1.24 antibody H chain expression vector DHFR-ΔE-HEF-1.24H-gγ1.
[0132]
2. Gene transfer into CHO cells
In order to establish a chimeric anti-HM1.24 antibody stable production system, the expression vectors HEF-1.24L-gκ and DHFR-ΔE-HEF-1.24H-gγ1 which had been linearized by digestion with PvuI were electroporated. The gene was simultaneously transfected into CHO cells DXB11 (provided by Medical Research Council Laboratories Center) by the poration method under the same conditions as described above (transfection into the COS-7 cells).
[0133]
3. Gene amplification by MTX
The transfected CHO cells were cultured in a nucleoside-free α-MEM culture solution (GIBCO-BRL) supplemented with 500 μg / ml G418 (GIBCO-BRL) and 10% fetal bovine serum, and the light chain and H chain were added. Only CHO cells into which the chain expression vector had been introduced were able to survive and were selected. Next, 10 nM MTX (manufactured by Sigma) was added to the above culture solution, and a clone having a high production amount of the chimeric anti-HM1.24 antibody was selected from the grown clones. As a result, about 20 μg / ml of the chimeric antibody was obtained. Clone # 8-13 showing the production efficiency was obtained and used as a chimeric anti-HM1.24 antibody-producing cell line.
[0134]
Example 6 .  Chimera anti HM1.24 Production of antibodies
Preparation of the chimeric anti-HM1.24 antibody was performed by the following method. Using the above-mentioned chimeric anti-HM1.24 antibody-producing CHO cells as a medium, Iscover's Modified Dulbecco's Medium (GIBCO-BRL) containing 5% γ-globulin-free neonatal calf serum (GIBCO-BRL) was used. The cells were continuously cultured in a high-density cell culture apparatus Verax system 20 (manufactured by CELLEX BIOSCIENCE Inc.) for 30 days.
[0135]
At 13, 20, 23, 26, and 30 days after the start of the culture, the culture solution was collected and filtered using a pressurized filtration filter unit SARTOBRAN (manufactured by Sartorius), and then a large-scale antibody fractionation system Afi-Prep System (Japan) GS) and Super Protein A column (bed volume: 100 ml, NGK) based on the attached instructions, using PBS (-) as an adsorption / washing buffer and 0.1M quenching as an elution buffer. The chimeric anti-HM1.24 antibody was affinity-purified using a sodium acid buffer (pH 3). The eluted fraction was immediately adjusted to around pH 7.4 by adding 1 M Tris-HCl (pH 8.0). The antibody concentration was determined by measuring the absorbance at 280 nm and calculating 1 mg / ml as 1.35 OD.
[0136]
Example 7 .  Chimera anti HM1.24 Antibody activity measurement
The chimeric anti-HM1.24 antibody was evaluated based on the following binding inhibitory activities.
1. Measurement of binding inhibitory activity
1-1. Preparation of biotin-labeled anti-HM1.24 antibody
After diluting the mouse anti-HM1.24 antibody to 4 mg / ml with 0.1 M bicarbonate buffer, 4 μl of 50 mg / ml Biotin-N-hydroxysuccinimide (manufactured by EY LABS Inc.) was added. The reaction was performed at room temperature for 3 hours. Thereafter, 1.5 ml of a 0.2 M glycine solution was added, and the mixture was incubated at room temperature for 30 minutes to stop the reaction, and a biotinylated IgG fraction was collected using a PD-10 column (manufactured by Pharmacia Biotech).
[0137]
1-2. Measurement of binding inhibitory activity
The binding inhibition activity by the biotin-labeled mouse anti-HM1.24 antibody was performed by Cell-ELISA using human amniotic cell line WISH cells (ATCC CCL 25). Cell-ELISA plates were prepared as follows. 4 × 10 6 in a 96-well plate with RPMI 1640 medium containing 10% fetal bovine serum.5100 μl of a WISH cell suspension prepared at cells / ml was added, cultured overnight, washed twice with PBS (−), and fixed with 0.1% glutaraldehyde (manufactured by Nacalai Tesque).
[0138]
After blocking, the chimeric anti-HM1.24 antibody or mouse anti-HM1.24 antibody obtained by affinity purification was serially diluted and added to each well in an amount of 50 μl. At the same time, 50 μl of 2 μg / ml biotin-labeled mouse anti-HM1.24 antibody was added. After addition, incubation and washing at room temperature for 2 hours, peroxidase-labeled streptavidin (manufactured by DAKO) was added. After incubation at room temperature for 1 hour, washing was performed, a substrate solution was added, and after incubation, the reaction was stopped with 50 μl of 6N sulfuric acid, and the absorbance at 490 nm was measured using MICROPLATE READER Model 3550 (manufactured by Bio-Rad). .
As a result, as shown in FIG. 2, the chimeric anti-HM1.24 antibody exhibited the same binding inhibitory activity as the mouse anti-HM1.24 antibody against the biotin-labeled mouse anti-HM1.24 antibody. This indicated that the chimeric antibody had the same V region as the mouse anti-HM1.24 antibody.
[0139]
Example 8 .  Chimera anti HM1.24 Antibody ADCC Activity measurement
ADCC (Antibody-dependent Cellular Cytotoxicity) activity is measured in Current Protocols in Immunology, Chapter 7. See Immunological studies in humans, Editor, John E, Coligan et al. , John Wiley & Sons, Inc. , 1993.
1. Preparation of effector cells
Mononuclear cells were isolated from peripheral blood and bone marrow of healthy individuals and patients with multiple myeloma by specific gravity centrifugation. That is, an equal amount of PBS (-) was added to peripheral blood and bone marrow of a healthy person and a patient with multiple myeloma, and laminated on Ficoll (Pharmacia) -Conley (Daiichi Pharmaceutical) (specific gravity 1.077), Centrifuged at 400 g for 30 minutes. The mononuclear cell layer was separated and washed twice with RPMI1640 (Sigma) containing 10% fetal bovine serum (Witaker), and the cell number was 5 × 10 5 in the same culture solution.6/ Ml.
[0140]
2. Preparation of target cells
The human myeloma cell line RPMI 8226 (ATCC CCL 155) was51Radiolabeling was performed by incubating with Cr-sodium chromate in RPMI1640 (Sigma) containing 10% fetal calf serum (Witaker) at 37 ° C for 60 minutes. After radiolabeling, the cells were washed three times with Hanks balanced salt solution (HBSS) and 2 x 105/ Ml.
[0141]
3. ADCC assay
Radioactively labeled 2 × 10 6 in a 96-well U-bottom plate (Corning)5Of 50 μl / ml target cells and 50 μl of 1 μg / ml chimeric anti-HM1.24 antibody, mouse anti-HM1.24 antibody or control human IgG1 (manufactured by Serotec) obtained by affinity purification. Allowed to react for minutes.
Then 5 x 106/ Ml of the effector cells was added to 100 μl, and cultured in a carbon dioxide incubator for 4 hours. At that time, the ratio (E: T) of the effector cell (E) and the target cell (T) was set to 0: 1,: 5: 1, 20: 1 or 50: 1.
[0142]
100 μl of the supernatant was taken, and the radioactivity released into the culture supernatant was measured with a gamma counter (ARC361, manufactured by Aloka). For the measurement of the maximum free radioactivity, 1% NP-40 (manufactured by BRL) was used. The cytotoxic activity (%) was calculated as (A−C) / (B−C) × 100. A is the radioactivity released in the presence of the antibody (cpm), B is the radioactivity released by NP-40 (cpm), and C is the radioactivity released in the culture medium alone without the antibody (cpm). Show.
As shown in FIG. 3, when the chimeric anti-HM 1.24 antibody was added as compared with the human control IgG1, the cytotoxic activity increased with an increase in the E: T ratio. It was shown to have Furthermore, since no cytotoxic activity is observed even when mouse anti-HM1.24 antibody is added, when the effector cells are human-derived cells, the Fc portion of the human antibody is required to obtain ADCC activity. It was shown.
[0143]
Example 9 .  Reconstituted human anti-HM 1.24 Production of antibodies
1. Design of reshaped human anti-HM1.24 antibody V region
In order to produce a reshaped human antibody in which the CDRs of a mouse monoclonal antibody have been grafted onto a human antibody, it is desirable that there be high homology between the FR of the mouse monoclonal antibody and the FR of the human antibody. Therefore, the V regions of the L and H chains of the mouse anti-HM1.24 antibody were compared with the V regions of all known antibodies whose structures were elucidated using Protein Data Bank.
[0144]
The L chain V region of the mouse anti-HM 1.24 antibody is most similar to the consensus sequence of human L chain V region subgroup IV (HSGIV), with 66.4% homology. On the other hand, it showed 56.9%, 55.8% and 61.5% homology with HSGI, HSGII and HSG III, respectively.
Compared with the known human antibody L chain V region, the L chain V region of the mouse anti-HM 1.24 antibody has 67.0% of the human L chain V region REI, which is one of the subgroup I of the human L chain V region. Showed homology. Therefore, FR of REI was used as a starting material for the production of the reshaped human anti-HM1.24 antibody L chain V region.
[0145]
Version a of the reshaped human anti-HM1.24 antibody L chain V region was designed. In this version, the human FRs are based on the REI present in the reshaped human CAMPATH-1H antibody (see Riechmann, L. et al., Nature 322, 21-25, (1988); International Patent Application Publication No. WO92- FR contained in version a of the L chain V region of reshaped human PM-1 described in 19759, and the mouse CDR was the same as the CDR in the L chain V region of the mouse anti-HM1.24 antibody. .
[0146]
The H chain V region of the mouse anti-HM 1.24 antibody is most similar to the HSGI consensus sequence of the human H chain V region, with 54.7% homology. On the other hand, HSGII and HSGIII showed 34.6% and 48.1% homology, respectively. In comparison with the known human antibody H chain V region, the H chain V region of the mouse anti-HM 1.24 antibody shows that H1 of the human antibody HG3, which is one of the subgroup I of the human H chain V region, It is very similar to the chain V region (Rechavi, G. et al., Proc. Nat. Acad. Sci. USA 80, 855-859), with a homology of 67.3%.
[0147]
For this reason, the FR of the human antibody HG3 was used as a starting material for producing the H chain V region of the reshaped human anti-HM1.24 antibody. However, since the amino acid sequence of FR4 of the human antibody HG3 is not described, the human antibody JH6 (Ravetch, J. V. et al.) Showing the highest homology with FR4 of the H chain of the mouse anti-HM1.24 antibody was described. Et al., Cell, 27, 583-591). FR4 of JH6 has the same amino acid sequence as FR4 of the H chain of mouse anti-HM1.24 antibody except for one amino acid.
In the first version a of the V region of the H chain of the reshaped human anti-HM1.24 antibody, the amino acids at position 30 in human FR1 and position 71 in human FR3 were the same as those in the mouse anti-HM1.24 antibody. , FR1 to FR3 were the same as FR1 to FR3 of human HG3, and the CDR was the same as the CDR in the H chain V region of the mouse anti-HM1.24 antibody.
[0148]
2. Preparation of reshaped human anti-HM1.24 antibody L chain V region
A reshaped human anti-HM1.24 antibody L chain was prepared by CDR grafting by PCR. This method is schematically shown in FIG. Eight PCR primers were used for generation of a reshaped human anti-HM1.24 antibody (version a) with FR from human antibody REI. External primers A (SEQ ID NO: 47) and H (SEQ ID NO: 48) were designed to hybridize with the DNA sequence of the HEF expression vector HEF-VL-gκ.
CDR-grafting primers L1S (SEQ ID NO: 49), L2S (SEQ ID NO: 50) and L3S (SEQ ID NO: 51) have a sense DNA sequence and CDR-grafting primer L1A (SEQ ID NO: 52), L2A (SEQ ID NO: 53) and L3A (SEQ ID NO: 54) have an anti-sense DNA sequence and the complementary DNA sequence (20-23 bp) to the DNA sequence at the 5'-end of primers L1S, L2S and L3S, respectively. Having.
[0149]
In the first PCR stage, four reactions A-L1A, L1S-L2A, L2S-L3A, and L3S-H were performed and each PCR product was purified. The four PCR products from the first PCR were assembled by their own complementarity (see International Patent Application Publication No. WO 92-19759). Next, external primers A and H were added to amplify the full-length DNA encoding the reshaped human anti-HM1.24 antibody L chain V region (second PCR). In the PCR, the plasmid HEF-RVL-M21a encoding the reshaped human ONS-M21 antibody L chain V region version a based on FR from the human antibody REI (see International Patent Application Publication No. WO95-14401) was used as a template. Using.
[0150]
In the first PCR step, 10 mM Tri-HCl (pH 8.3), 50 mM KCl, 0.1 mM dNTPs, 1.5 mM MgCl2, 100 ng of template DNA, 100 pmole of each primer and 5 u of Ampli Taq. Each PCR tube was covered with 50 μl of mineral oil. After first denaturation at 94 ° C, a reaction cycle of 94 ° C for 1 minute, 55 ° C for 1 minute and 72 ° C for 1 minute was performed, followed by incubation at 72 ° C for 10 minutes.
The PCR products A-L1A (215 bp), L1S-L2A (98 bp), L2S-L3A (140 bp) and L3S-H (151 bp) were purified using a 1.5% low melting point agarose gel and assembled in a second PCR. did. In the second PCR, 1 μg of each first PCR product and 98 μl of the PCR mixture containing 5 u of Ampli Taq were mixed at 94 ° C. for 2 minutes, 55 ° C. for 2 minutes and 72 ° C. for 2 minutes For 2 cycles and then 100 pmole of each external primer (A and H) was added. The PCR tube was covered with 50 μl of mineral oil and 30 cycles of PCR were performed under the same conditions as above.
[0151]
The 516 bp DNA fragment generated by the second PCR was purified on a 1.5% low melting point agarose gel, digested with BamHI and HindIII, and the obtained DNA fragment was cloned into the HEF expression vector HEF-VL-gκ. After DNA sequencing, the plasmid containing the DNA fragment encoding the correct amino acid sequence of the reshaped human anti-HM1.24 antibody L chain V region was named HEF-RVLa-AHM-gκ. The amino acid sequence and the base sequence of the L chain V region contained in this plasmid HEF-RVLa-AHM-gκ are shown in SEQ ID NO: 9.
Version b of the reshaped human anti-HM1.24 antibody L chain V region was prepared by a mutagenesis method using PCR. Mutagenic primers FTY-1 (SEQ ID NO: 55) and FTY-2 (SEQ ID NO: 56) were designed such that phenylalanine at position 71 was mutated to tyrosine.
[0152]
After amplification using the plasmid HEF-RVLa-AHM-gκ as a template and the above primers, the final product was purified, digested with BamHI and HindIII, and the resulting DNA fragment was inserted into a HEF expression vector HEF-VL-gκ. Cloning resulted in plasmid HEF-RVLb-AHM-gκ. The amino acid sequence and the base sequence of the L chain V region contained in this plasmid HEF-RVLb-AHM-gκ are shown in SEQ ID NO: 10.
[0153]
3. Preparation of H chain V region of reshaped human anti-HM1.24 antibody
3-1. Preparation of reshaped human anti-HM1.24 antibody H chain V region version ae
DNA encoding the reshaped human anti-HM1.24 antibody H chain V region was designed as follows. A reshaped human anti-HM1.24 antibody was obtained by connecting a DNA sequence encoding FR1 to FR3 of the human antibody HG3 and FR4 of the human antibody JH6 to a DNA sequence encoding the CDR of the H chain V region of the mouse anti-HM1.24 antibody. A full-length DNA encoding the H chain V region was designed.
Next, a HindIII recognition site / Kozak consensus sequence and a BamHI recognition site / splice donor sequence were added to the 5'-side and 3'-side of this DNA sequence, respectively, so that the DNA sequence could be inserted into the HEF expression vector.
[0154]
The DNA sequence designed in this way was divided into four oligonucleotides, and then analyzed for secondary structures in the oligonucleotides that could interfere with the assembly of these oligonucleotides. The four oligonucleotide sequences RVH1-RVH4 are shown in SEQ ID NOs: 57-60. These oligonucleotides are 119-144 bases in length and have an overlap region of 25-26 bp. Of the oligonucleotides, RVH2 (SEQ ID NO: 58), RVH4 (SEQ ID NO: 60) have a sense DNA sequence, and the other RVH1 (SEQ ID NO: 57), RVH3 (SEQ ID NO: 59) are antisense DNA Has an array. The method of assembling these four oligonucleotides by PCR is shown in the figure (see FIG. 5).
[0155]
98 μl of the PCR mixture containing 100 ng of each of the four oligonucleotides and 5 u of Ampli Taq was first denatured at 94 ° C. for 2 minutes, followed by 2 minutes at 94 ° C., 2 minutes at 55 ° C. Two cycles of incubation consisting of 2 minutes at 72 ° C. were performed. After adding 100 pmole of RHP1 (SEQ ID NO: 61) and RHP2 (SEQ ID NO: 62) as external primers, cover the PCR tube with 50 μl of mineral oil and after the first denaturation at 94 ° C. for 1 minute, 38 cycles of 1 minute at 94 ° C, 1 minute at 55 ° C and 1 minute at 72 ° C were performed, and then incubated at 72 ° C for 10 minutes.
[0156]
The 438 bp DNA fragment was purified using a 1.5% low melting point agarose gel, digested with HindIII and BamHI, and then cloned into the HEF expression vector HEF-VH-gγ1. After DNA sequencing, the plasmid containing the DNA fragment encoding the amino acid sequence of the correct H chain V region was named HEF-RVHa-AHM-gγ1. The amino acid sequence and the base sequence of the V region of the H chain contained in this plasmid HEF-RVHa-AHM-gγ1 are shown in SEQ ID NO: 11.
Each version b, c, d and e of the reshaped human anti-HM1.24 antibody H chain V region was prepared as follows.
[0157]
Version b uses BS (SEQ ID NO: 63) and BA (SEQ ID NO: 64) designed such that arginine at position 66 is mutated to lysine as a mutagenic primer, and uses plasmid HEF-RVHa-AHM-gγ1 as a template DNA. Was amplified by a PCR method to obtain a plasmid HEF-RVHb-AHM-gγ1. The amino acid sequence and the base sequence of the V region of the H chain contained in this plasmid HEF-RVHb-AHM-gγ1 are shown in SEQ ID NO: 12.
Version c uses CS (SEQ ID NO: 65) and CA (SEQ ID NO: 66) designed such that threonine at position 73 mutates to lysine as a mutagenic primer, and uses plasmid HEF-RVHa-AHM-gγ1 as a template DNA Was amplified by a PCR method to obtain a plasmid HEF-RVHc-AHM-gγ1. The amino acid sequence and the base sequence of the V region of the H chain contained in this plasmid HEF-RVHc-AHM-gγ1 are shown in SEQ ID NO: 13.
[0158]
Version d uses DS (SEQ ID NO: 67) and DA (SEQ ID NO: 68) designed to mutate arginine at position 66 to lysine and threonine at position 73 to lysine as mutagenic primers. Plasmid HEF-RVHd-AHM-gγ1 was obtained using RVHa-AHM-gγ1 as a template DNA. The amino acid sequence and the base sequence of the V region of the H chain contained in this plasmid HEF-RVHd-AHM-gγ1 are shown in SEQ ID NO: 14.
Version e was used as a mutagenic primer using ES (SEQ ID NO: 69) and EA (SEQ ID NO: 70) designed to mutate valine at position 67 to alanine and methionine at position 69 to leucine, and used plasmid HEF- RVHa-AHM-gγ1 was amplified as a template DNA to obtain plasmid HEF-RVHe-AHM-gγ1. The amino acid sequence and the base sequence contained in the V region of the H chain contained in this plasmid HEF-RVHe-AHM-gγ1 are shown in SEQ ID NO: 15.
[0159]
3-2. Construction of H chain hybrid V region
Two types of heavy chain hybrid V regions were constructed. One is a mouse / human hybrid in which the amino acid sequences of FR1 and FR2 are derived from a mouse anti-HM1.24 antibody, and the amino acid sequences of FR3 and FR4 are derived from version a of the H chain V region of a reshaped human anti-HM1.24 antibody. An anti-HM1.24 antibody; the other is that the amino acid sequence of FR1 and FR2 is derived from version a of the V region of the H chain of the reshaped human anti-HM1.24 antibody, and the amino acid sequence of FR3 and FR4 is a mouse anti-HM1.24 antibody It is a human / mouse hybrid anti-HM1.24 antibody from which it is derived. All amino acid sequences of the CDR regions are derived from a mouse anti-HM1.24 antibody.
[0160]
Two types of H chain hybrid V regions were prepared by a PCR method. This method is schematically illustrated in FIGS. Four primers were used to generate two H chain hybrid V regions. External primers a (SEQ ID NO: 71) and h (SEQ ID NO: 72) were designed to hybridize with the DNA sequence of the HEF expression vector HEF-VH-gγ1. The H-chain hybrid-producing primer HYS (SEQ ID NO: 73) has a sense DNA sequence, and the H-chain hybrid primer HYA (SEQ ID NO: 74) has an antisense DNA sequence and thus has a complementary DNA sequence. Designed.
[0161]
Preparation of H-chain hybrid V region in which the amino acid sequences of FR1 and FR2 are derived from mouse anti-HM1.24 antibody, and the amino acid sequences of FR3 and FR4 are derived from version a of H-chain V region of reshaped human anti-HM1.24 antibody In the first PCR step, PCR using the plasmid HEF-1.24H-gγ1 as a template and the external primer a and the H chain hybrid primer HYA, and the plasmid HEF-RVHa-AHM-gγ1 as a template and the H chain hybrid primer PCR using HYS (SEQ ID NO: 73) and external primer h (SEQ ID NO: 72) was performed, and each PCR product was purified. The two PCR products from the first PCR were assembled by their own complementarity (see International Patent Application Publication No. WO 92-19759).
[0162]
Next, by adding external primers a (SEQ ID NO: 71) and h (SEQ ID NO: 72), the amino acid sequences of FR1 and FR2 are derived from mouse anti-HM1.24 antibody, and the amino acid sequences of FR3 and FR4 are reconstructed. The full-length DNA encoding the H chain hybrid V region derived from version H of the H chain V region of the human anti-HM1.24 antibody was amplified in the second PCR step.
Preparation of H chain hybrid V region in which the amino acid sequences of FR1 and FR2 are derived from version a of the H chain V region of reshaped human anti-HM 1.24 antibody, and the amino acid sequences of FR3 and FR4 are derived from mouse anti-HM 1.24 antibody In the first PCR step, PCR using the plasmid HEF-RVHa-AHM-gγ1 as a template and the external primer a and the H-chain hybrid primer HYA, and the H-chain hybrid primer using the plasmid HEF-1.24H-gγ1 as a template PCR using HYS and external primer h was performed and each PCR product was purified. The two PCR products from the first PCR were assembled by their own complementarity (see International Patent Application Publication No. WO 92-19759).
[0163]
Next, by adding external primers a and h, the amino acid sequences of FR1 and FR2 are derived from version a of the V region of the H chain of the reshaped human anti-HM1.24 antibody, and the amino acid sequences of FR3 and FR4 are derived from mouse anti-HM1. The full-length DNA encoding the H chain hybrid V region derived from the 24 antibody was amplified in a second PCR step.
The method for the first PCR, purification of the PCR product, assembly, second PCR, and cloning into the HEF expression vector HEF-VH-gγ1 is described in Example 9. The method was the same as that described for the preparation of the reshaped human HM1.24 antibody L chain V region.
[0164]
After DNA sequencing, the amino acid sequences of FR1 and FR2 were derived from the mouse anti-HM1.24 antibody, and the amino acid sequences of FR3 and FR4 were derived from version a of the H chain V region of the reshaped human anti-HM1.24 antibody. The plasmid containing the DNA fragment encoding the correct amino acid sequence of the chain hybrid V region was designated as HEF-MH-RVH-AHM-gγ1. The amino acid sequence and the base sequence of the V region of the H chain contained in this plasmid HEF-MH-RVH-AHM-gγ1 are shown in SEQ ID NO: 75. The amino acid sequences of FR1 and FR2 are derived from version a of the reshaped human anti-HM1.24 antibody H chain V region, and the amino acid sequences of FR3 and FR4 are derived from the mouse antibody HM1.24 antibody. The plasmid containing the DNA fragment encoding the correct amino acid sequence was designated as HEF-HM-RVH-AHM-gγ1. The amino acid sequence and the base sequence of the V region of the H chain contained in this plasmid HEF-HM-RVH-AHM-gγ1 are shown in SEQ ID NO: 76.
[0165]
3-3. Preparation of reshaped human anti-HM1.24 antibody H chain V region version fs
Each version f, g, h, i, j, k, l, m, n, o, p, q, r and s of the reshaped human anti-HM1.24 antibody H chain V region was prepared as follows. .
Version f uses FS (SEQ ID NO: 78) and FA (SEQ ID NO: 79) designed to mutate threonine at position 75 to serine and valine at position 78 to alanine as mutagenic primers. Using RVHe-AHM-gγ1 as a template DNA, amplification was performed by the PCR method to obtain a plasmid HEF-RVHf-AHM-gγ1. The amino acid sequence and the base sequence of the V region of the H chain contained in this plasmid HEF-RVHf-AHM-gγ1 are shown in SEQ ID NO: 16.
[0166]
Version g uses GS (SEQ ID NO: 80) and GA (SEQ ID NO: 81) designed so that alanine at position 40 is mutated to arginine as a mutagenic primer, and uses plasmid HEF-RVHa-AHM-gγ1 as a template DNA To obtain plasmid HEF-RVHg-AHM-gγ1. The amino acid sequence and the base sequence of the V region of the H chain contained in this plasmid HEF-RVHg-AHM-gγ1 are shown in SEQ ID NO: 17.
Version h uses FS (SEQ ID NO: 78) and FA (SEQ ID NO: 79) as mutagenic primers, amplifies plasmid HEF-RVHb-AHM-gγ1 as template DNA, and converts plasmid HEF-RVHh-AHM-gγ1 into plasmid HEF-RVHh-AHM-gγ1. Obtained. The amino acid sequence and the base sequence of the V region of the H chain contained in this plasmid HEF-RVHh-AHM-gγ1 are shown in SEQ ID NO: 18.
[0167]
Version i was designed using mutagenic primers such as IS (SEQ ID NO: 82) and IA (SEQ ID NO: 83) designed to mutate arginine at position 83 to alanine and serine at position 84 to phenylalanine, and used plasmid HEF- Amplification was performed using RVHh-AHM-gγ1 as a template DNA to obtain plasmid HEF-RVHi-AHM-gγ1. The amino acid sequence and base sequence of the V region of the H chain contained in this plasmid HEF-RVHi-AHM-gγ1 are shown in SEQ ID NO: 19.
Version j uses JS (SEQ ID NO: 84) and JA (SEQ ID NO: 85) designed to mutate arginine at position 66 to lysine as a mutagenic primer, and uses plasmid HEF-RVHf-AHM-gγ1 as a template DNA To obtain plasmid HEF-RVHj-AHM-gγ1. The amino acid sequence and the base sequence of the V region of the H chain contained in this plasmid HEF-RVHj-AHM-gγ1 are shown in SEQ ID NO: 20.
[0168]
Version k uses KS (SEQ ID NO: 86) and KA (SEQ ID NO: 87) designed such that glutamic acid at position 81 mutates to glutamine as a mutagenic primer, and uses plasmid HEF-RVHh-AHM-gγ1 as a template DNA To obtain plasmid HEF-RVHk-AHM-gγ1. The amino acid sequence and the base sequence of the V region of the H chain contained in this plasmid HEF-RVHk-AHM-gγ1 are shown in SEQ ID NO: 21.
Version 1 uses LS (SEQ ID NO: 88) and LA (SEQ ID NO: 89) designed to mutate glutamic acid at position 81 to glutamine and serine at position 82B to isoleucine as mutagenic primers, and to use plasmid HEF- RVHh-AHM-gγ1 was amplified as a template DNA to obtain plasmid HEF-RVH1-AHM-gγ1. The amino acid sequence and the base sequence of the V region of the H chain contained in this plasmid HEF-RVH1-AHM-gγ1 are shown in SEQ ID NO: 22.
[0169]
Version m was designed to mutate glutamic acid at position 81 to glutamine, serine at position 82b to isoleucine, and threonine at position 87 to serine as mutagenic primers, MS (SEQ ID NO: 90) and MA (SEQ ID NO: 91), plasmid HEF-RVHh-AHM-gγ1 was amplified as a template DNA to obtain plasmid HEF-RVHm-AHM-gγ1. The amino acid sequence and the base sequence of the V region of the H chain contained in this plasmid HEF-RVHm-AHM-gγ1 are shown in SEQ ID NO: 23.
Version n uses NS (SEQ ID NO: 92) and NA (SEQ ID NO: 93) designed so that serine at position 82B mutates to isoleucine as a mutagenic primer, and uses plasmid HEF-RVHh-AHM-gγ1 as a template DNA. As a result, a plasmid HEF-RVHn-AHM-gγ1 was obtained. The amino acid sequence and the base sequence of the V region of the H chain contained in this plasmid HEF-RVHn-AHM-gγ1 are shown in SEQ ID NO: 24.
[0170]
Version o uses OS (SEQ ID NO: 94) and OA (SEQ ID NO: 95) designed such that threonine at position 87 mutates to serine as a mutagenic primer, and uses plasmid HEF-RVHh-AHM-gγ1 as a template DNA As a result, a plasmid HEF-RVHo-AHM-gγ1 was obtained. The amino acid sequence and the base sequence of the V region of the H chain contained in this plasmid HEF-RVHo-AHM-gγ1 are shown in SEQ ID NO: 25.
Version p uses PS (SEQ ID NO: 96) and PA (SEQ ID NO: 97) designed so that valine at position 78 mutates to alanine as a mutagenic primer, and uses plasmid HEF-RVHa-AHM-gγ1 as a template DNA. Was amplified by a PCR method to obtain a plasmid HEF-RVHp-AHM-gγ1. The amino acid sequence and the base sequence of the V region of the H chain contained in this plasmid HEF-RVHp-AHM-gγ1 are shown in SEQ ID NO: 26.
[0171]
Version q uses QS (SEQ ID NO: 98) and QA (SEQ ID NO: 99) designed such that threonine at position 75 mutates to serine as a mutagenic primer, and uses plasmid HEF-RVHa-AHM-gγ1 as a template DNA Was amplified by a PCR method to obtain a plasmid HEF-RVHq-AHM-gγ1. The amino acid sequence and the base sequence of the V region of the H chain contained in this plasmid HEF-RVHq-AHM-gγ1 are shown in SEQ ID NO: 27.
Version r was amplified by the PCR method using CS (SEQ ID NO: 65) and CA (SEQ ID NO: 66) as mutagenic primers, plasmid HEF-RVHp-AHM-gγ1 as template DNA, and plasmid HEF-RVHr- AHM-gγ1 was obtained. The amino acid sequence and the base sequence of the V region of the H chain contained in this plasmid HEF-RVHr-AHM-gγ1 are shown in SEQ ID NO: 28.
[0172]
Version s of the reshaped human anti-HM1.24 antibody H chain V region was prepared by a mutagenesis method using PCR. Mutagenic primers SS (SEQ ID NO: 100) and SA (SEQ ID NO: 101) were designed such that methionine at position 69 was mutated to isoleucine.
After amplification using the plasmid HEF-RVHr-AHM-gγ1 as a template and the above primers, the final product was purified, digested with BamHI and HindIII, and the resulting DNA fragment was used as a HEF expression vector HEF-VH-gγ1. By cloning, plasmid HEF-RVHs-AHM-gγ1 was obtained. The amino acid sequence and the base sequence of the V region of the H chain contained in this plasmid HEF-RVHs-AHM-gγ1 are shown in SEQ ID NO: 102.
[0173]
The regions encoding the respective variable regions from the plasmids HEF-RVLa-AHM-gκ and HEF-RVHr-AHM-gγ1 were converted into restriction fragments with the restriction enzymes HindIII and BamHI, and these were inserted into the HindIII and BamHI sites of the plasmid vector pUC19. Inserted. The respective plasmids were named pUC19-RVLa-AHM-gκ and pUC19-RVHr-AHM-gγ1.
In addition, Escherichia coli containing each of the plasmids pUC19-RVLa-AHM-gκ and pUC19-RVHr-AHM-gγ1 was Escherichia coli DH5α (pUC19-RVLa-AHM-gκ) and EscherichiaVH-AHC-HHC-DH19-HHC-DH19-E. -Gγ1) and submitted to the Research Institute of Biotechnology and Industrial Technology (1-3 1-3, Higashi, Tsukuba, Ibaraki Prefecture) on August 29, 1996, as FERM BP-5645 and FERM BP-5643, respectively. Was deposited internationally.
[0174]
The region encoding the variable region from the plasmid HEF-RVHs-AHM-gγ1 was converted into a restriction fragment with restriction enzymes HindIII and BamHI, which were inserted into the BamHI and HindIII sites of the plasmid vector pUC19. The resulting plasmid was designated as pUC19-RVHs-AHM-gγ1.
Escherichia coli containing the plasmid pUC19-RVHs-AHM-gγ1 is referred to as Escherichia coli DH5α (pUC19-RVHs-AHM-gγ1), and the Institute of Biotechnology, Industrial Science and Technology Institute (1-1-3 Higashi, Tsukuba, Ibaraki) Was deposited internationally on September 29, 1997 under the Budapest Treaty as FERM BP-6127.
[0175]
4. Reshaped human anti-HM1.24 antibody, chimeric anti-HM1.24 antibody, and heavy chain hybrid antibody
Making the body
To evaluate each chain of the reshaped human anti-HM 1.24 antibody, a reshaped human anti-HM 1.24 antibody and a chimeric anti-HM 1.24 antibody as a positive control antibody were expressed. When preparing each version of the reshaped human anti-HM1.24 antibody H chain V region after version b, an H chain hybrid antibody was expressed in order to examine which amino acid residue in which FR should be substituted. For evaluation of the reshaped human anti-HM1.24 antibody light chain version a, it was expressed in combination with a chimeric heavy chain.
[0176]
4-1. Expression of reshaped human anti-HM1.24 antibody (1)
Expression vectors for the reshaped human anti-HM 1.24 antibody heavy chain (HEF-RVHa-AHM-gγ1 to HEF-RVHr-AHM-gγ1) and the expression vector for the reshaped human anti-HM 1.24 antibody light chain (HEF) 10 μg each of -RVLa-AHM-gκ or HEF-RVLb-AHM-gκ) was co-transformed into COS-7 cells by electroporation using a Gene Pulser device (BioRad). Each DNA (10 μg) was added to 1 × 107A 0.8 ml aliquot of cells / ml was added and pulsed at 1500 V, 25 μF volume.
[0177]
After a 10 minute recovery period at room temperature, the electroporated cells were added to 30 ml of DMEM culture (GIBCO) containing 10% γ-globulin-free fetal bovine serum. 37 ° C, 5% CO2Culture for 72 hours under the conditions of2After performing the culture using an incubator BNA120D (manufactured by TABAI), the culture supernatant was collected, and centrifuged at 1000 rpm for 5 minutes by a centrifuge 15PR-22 (manufactured by HITACHI) equipped with a centrifugal rotor 03 (manufactured by HITACHI). To remove cell debris, and a microconcentrator (Centricon 100, manufactured by Amicon) using a centrifuge J2-21 (manufactured by BECKMAN) equipped with a centrifugal rotor JA-20-1 (manufactured by BECKMAN) at 2000 rpm. The solution was subjected to ultrafiltration and concentration under the following conditions and used for Cell-ELISA.
[0178]
Expression of reshaped human anti-HM1.24 antibody (2)
An expression vector for the reshaped human anti-HM1.24 antibody heavy chain version s (HEF-RVHs-AHM-gγ1) and an expression vector for the reshaped human anti-HM1.24 antibody light chain (HEF-RVLa-AHM-gκ) ) 10 µg of each was co-transformed into COS cells by electroporation using a Gene Pulser device (BioRad). Each DNA (10 μg) was added to 1 × 107A 0.8 ml aliquot of cells / ml was added and pulsed at 1,500 V, 25 μF volume.
[0179]
After a 10 minute recovery period at room temperature, the electroporated cells were added to 30 ml of DMEM culture (GIBCO) containing 10% γ-globulin-free fetal bovine serum. 37 ° C, 5% CO2Culture for 72 hours under the conditions of2After performing using an incubator BNA120D (manufactured by TABAI), the culture supernatant was collected, and centrifuged at 1000 rpm for 5 minutes by a centrifuge 05PR-22 (manufactured by HITACHI) equipped with a centrifugal rotor 03 (manufactured by HITACHI). The cell debris was removed, and a microconcentrator (Centricon 100, manufactured by Amicon) was centrifuged with a centrifuge J2-21 (manufactured by BECKMAN) equipped with a centrifugal rotor JA-20-1 (manufactured by BECKMAN) under the condition of 2000 rpm. Ultrafiltration and concentration were performed, and a filter sterilized using a filter, Millex GV 13 mm (manufactured by Millipore) was used for Cell-ELISA.
[0180]
4-2. Expression of chimeric anti-HM1.24 antibody
Using the expression vector HEF-1.24H-gγ1 for the chimeric anti-HM1.24 antibody H chain and 10 μg each of the expression vector HEF-1.24L-gκ for the chimeric anti-HM1.24 antibody L chain, A chimeric anti-HM1.24 antibody for use in Cell-ELISA was prepared according to the method of expressing an anti-HM1.24 antibody.
[0181]
4-3. Expression of anti-HM1.24 antibody consisting of humanized L chain version a and chimeric H chain
Using an expression vector HEF-1.24H-gγ1 for the chimeric anti-HM1.24 antibody heavy chain and 10 μg each of an expression vector HEF-RVLa-AHM-Gκ for the reshaped human anti-HM1.24 antibody light chain version a According to the method for expressing the reshaped human anti-HM 1.24 antibody, an anti-HM 1.24 antibody comprising a humanized L chain version a and a chimeric H chain for use in Cell-ELISA was prepared.
[0182]
4-4. Expression of H chain hybrid antibody
An expression vector (HEF-MH-RVH-AHM-gγ1 or HEF-HM-RVH-AHM-gγ1) for the H chain hybrid V region and an expression vector HEF-RVLa for the reshaped human anti-HM1.24 antibody L chain Using 10 μg of each of -AHM-gκ, an H-chain hybrid antibody to be used for Cell-ELISA was prepared according to the method of expressing the reshaped human anti-HM1.24 antibody.
[0183]
4-5. Measurement of antibody concentration
The concentration of the obtained antibody was measured by ELISA. A coating buffer (0.1 M NaHCO3) was added to each well of a 96-well plate for ELISA (Maxisorp, manufactured by NUNC).3, 0.02% NaN3, PH 9.6) and 100 μl of a goat anti-human IgG antibody (manufactured by BIO SOURCE) adjusted to a concentration of 1 μg / ml, and incubated at room temperature for 1 hour to solidify. 100 μl of dilution buffer (50 mM Tris-HCl, 1 mM MgCl2, 0.15 M NaCl, 0.05% Tween 20, 0.02% NaN3, 1% bovine serum albumin (BSA), pH 8.1), followed by ultrafiltration and concentration, followed by reconstituted human anti-HM1.24 antibody, chimeric anti-HM1.24 antibody, and H-chain hybrid antibody. After dilution and addition of 100 μl to each well, incubation and washing at room temperature for 1 hour, 100 μl of alkaline phosphatase-labeled goat anti-human IgG antibody (manufactured by DAKO) was added.
[0184]
After 1 hour incubation and washing at room temperature, the substrate buffer (50 mM NaHCO3)3, 10 mM MgCl2(PH 9.8)), 100 μl of a 1 mg / ml substrate solution (Sigma 104, p-nitrophenyl phosphate, manufactured by SIGMA) was added, and the absorbance at 405 nm was measured using MICROPLATE READER Model 3550 (manufactured by Bio-Rad). It measured using. A human IgG1κ (manufactured by The Binding Site) was used as a sample for concentration measurement.
[0185]
5. Establishment of CHO cell line stably producing reshaped human anti-HM1.24 antibody
5-1. Preparation of H chain expression vector for reshaped human anti-HM1.24 antibody
The plasmid HEF-RVHr-AHM-gγ1 was digested with restriction enzymes PvuI and BamHI, and a fragment of about 2.8 kbp containing the EF1 promoter and DNA encoding the H chain V region of the reshaped human anti-HM1.24 antibody was obtained. Purification was performed using a 5% low melting point agarose gel. Next, the expression vectors used in the human H chain expression vector DHFR-ΔE-RVh-PM1f (International Patent Application Publication No. WO92-19759) containing the DHFR gene and the gene encoding the human H chain constant region were PvuI and BamHI. The above DNA fragment was inserted into a fragment of about 6 kbp prepared by digestion with the above, to construct a reshaped human anti-HM1.24 antibody H chain expression vector DHFR-ΔE-HEF-RVHr-AHM-gγ1.
[0186]
5-2. Gene transfer into CHO cells
In order to establish a stable production system of a reshaped human anti-HM1.24 antibody, the expression vectors DHFR-ΔE-HEF-RVHr-AHM-gγ1 and HEF-RVLa-AHM-gκ which had been digested with PvuI and made linear were used. The gene was simultaneously introduced into CHO cells DXB-11 by electroporation under the same conditions as described above (transfection into COS-7 cells).
[0187]
5-3. Gene amplification by MTX
The transfected CHO cells were isolated from the light chain and H chain in a nucleoside-free α-MEM culture solution (GIBCO-BRL) supplemented with 500 μg / ml G418 (GIBCO-BRL) and 10% fetal bovine serum. Only CHO cells into which the chain expression vector had been introduced were able to grow and were selected. Next, 10 nM MTX (manufactured by Sigma) was added to the above culture solution, and a clone having a high production of reconstituted human anti-HM1.24 antibody was selected from the grown clones. Clone # 1 showing the production rate of the constituent human anti-HM1.24 antibody was obtained and used as a reconstituted human anti-HM1.24 antibody-producing cell line.
[0188]
5-4. Production of reshaped human anti-HM1.24 antibody
Preparation of the reshaped human anti-HM1.24 antibody was performed by the following method. The reconstituted human anti-HM1.24 antibody-producing CHO cells were transformed with 500 μg / ml G418 (GIBCO-BRL) containing 10% γ-globulin-free fetal bovine serum (GIBCO-BRL) as a medium. Using the added nucleoside-free α-MEM culture solution (manufactured by GIBCO-BRL) at 37 ° C., 5% CO 22Culture for 10 days under the conditions of2This was performed using an incubator BNA120D (manufactured by TABAI). On days 8 and 10 after the start of the culture, the culture solution was collected, and centrifuged at 2,000 rpm for 10 minutes using a centrifuge RL-500SP (manufactured by Tommy Seiko) equipped with a TS-9 rotor to perform cell separation in the culture solution. After removing the debris, the mixture was sterilized by filtration through a bottle top filter (manufactured by FALCON) having a 0.45 μm diameter membrane.
[0189]
After adding an equal amount of PBS (-) to the reconstituted human anti-HM1.24 antibody-producing CHO cell culture solution, a high-speed antibody purifier ConSep LC100 (manufactured by MILLIPORE) and a Hyper D Protein A column (manufactured by NGK Insulators, Ltd.) The reconstituted human anti-HM1.24 antibody was affinity purified using PBS (-) as the adsorption buffer and 0.1 M sodium citrate buffer (pH 3) as the elution buffer based on the attached instructions. Immediately after adding the 1M Tris-HCl (pH 8.0) to adjust the pH to around 7.4, the eluted fraction was concentrated using a centrifugal ultraconcentrator Centriprep 10 (manufactured by MILLIPORE) and concentrated into PBS (-). The solution was replaced with a buffer, and sterilized by filtration using a membrane filter MILLEX-GV (manufactured by MILLIPORE) having a pore size of 0.22 μm to obtain a purified and reconstituted human anti-HM1.24 antibody. The concentration of the purified antibody was calculated by measuring the absorbance at 280 nm and setting 1 mg / ml to 1.350D.
[0190]
Example 11 .  Reconstituted human anti HM1.24 Antibody activity measurement
The reshaped human anti-HM1.24 antibody was evaluated based on the following antigen binding activity and binding inhibition activity.
1. Methods for measuring antigen binding activity and binding inhibitory activity
1-1. Measurement of antigen binding activity
The antigen-binding activity was measured by Cell-ELISA using WISH cells. Cell-ELISA plates were prepared as described in Example 7.1-2 above.
[0191]
After blocking, the reconstituted human anti-HM1.24 antibody obtained by concentrating the culture supernatant of COS-7 cells or purified from the culture supernatant of CHO cells was serially diluted, and 100 μl was added to each well. After incubation and washing at room temperature for 2 hours, a peroxidase-labeled rabbit anti-human IgG antibody (DAKO) was added. After incubation and washing at room temperature for 1 hour, a substrate solution was added, and after incubation, the reaction was stopped with 50 μl of 6N sulfuric acid, and the absorbance at 490 nm was measured using MICROPLATE READER Model 3550 (manufactured by Bio-Rad).
[0192]
1-2. Measurement of binding inhibitory activity
The binding inhibition activity by the biotin-labeled mouse anti-HM1.24 antibody was performed by Cell-ELISA using WISH cells. Cell-ELISA plates were prepared as described above. After blocking, the reconstituted human anti-HM1.24 antibody obtained by concentrating the culture supernatant of COS-7 cells or purified from the culture supernatant of CHO cells was serially diluted, and 50 μl was added to each well. At the same time, 50 μl of 2 μg / ml biotin-labeled mouse anti-HM1.24 antibody was added, and after incubation and washing at room temperature for 2 hours, peroxidase-labeled streptavidin (manufactured by DAKO) was added. After incubation at room temperature for 1 hour, washing was performed, a substrate solution was added, and after incubation, the reaction was stopped with 50 μl of 6N sulfuric acid, and the absorbance at 490 nm was measured using MICROPLATE READER Model 3550 (manufactured by Bio-Rad).
[0193]
2. Evaluation of reshaped human anti-HM1.24 antibody
2-1. L chain
The evaluation of the light chain version a of the reshaped human anti-HM1.24 antibody was performed by measuring the antigen binding activity described above. As shown in FIG. 8, when the L chain version a was expressed in combination with the chimeric H chain, it exhibited an antigen binding activity comparable to that of the chimeric anti-HM1.24 antibody. However, in consideration of further increase in activity or compatibility with the H chain, a new L chain version b was prepared. Then, the antigen binding activity and the binding inhibitory activity when combined with the H chain versions a, b, f or h were measured to evaluate both the L chain versions a and b. As shown in FIGS. 9, 10, 11 and 12, in all versions of H chains a, b, f and h, L chain version a was stronger in both activities than version b. Therefore, the light chain version a of the reshaped human anti-HM1.24 antibody was used in the following experiments.
[0194]
2-2. H chain version ae
The evaluation of the H chain version ae of the reshaped human anti-HM1.24 antibody was performed by measuring the antigen binding activity and the binding inhibitory activity in combination with the L chain version a. As a result, as shown in FIGS. 11, 13, 14, and 15, both activities were weaker in all versions compared to the chimeric anti-HM1.24 antibody, and it was considered that further amino acid conversion was required.
[0195]
2-3. H chain hybrid antibody
The evaluation of the H-chain hybrid antibody was performed by measuring the antigen-binding activity described above. As a result, as shown in FIG. 16, the antigen-binding activity of the human-mouse hybrid anti-HM1.24 antibody is equivalent to that of the chimeric anti-HM1.24 antibody, while the mouse-human hybrid anti-HM1.24 antibody has Its activity was weaker than that of the chimeric anti-HM1.24 antibody. Therefore, in order to prepare a reshaped human HM1.24 antibody having an antigen-binding activity equivalent to that of a mouse anti-HM1.24 antibody or a chimeric anti-HM1.24 antibody, it is necessary to include FR3 or FR4 in the H chain V region. It has been shown that certain amino acids need to be changed.
[0196]
2-4. H chain version fr
The evaluation of the H chain version f of the reshaped human anti-HM1.24 antibody was performed by the above-mentioned antigen binding activity measurement. As a result, as shown in FIG. 17, the antigen-binding activity was inferior to that of the chimeric anti-HM1.24 antibody, but the activity was improved as compared to the above-mentioned versions ac, and thus the newly converted 67, It was suggested that any of the four amino acids at positions 69, 75 and 78 were involved in the activity of the reshaped human antibody.
The H chain version g of the reshaped human anti-HM1.24 antibody was evaluated by measuring the antigen binding activity and the binding inhibitory activity described above. As a result, as shown in FIGS. 18 and 19, this version showed only the same activity as that of version a, and as shown in the evaluation of the H chain human / mouse hybrid antibody, the version was converted by this version. It was shown that the second amino acid did not contribute to improving the activity of the reshaped human antibody.
[0197]
The H chain version hj of the reshaped human anti-HM1.24 antibody was evaluated by measuring the antigen binding activity and the binding inhibitory activity described above. As a result, as shown in FIGS. 20, 21, 22, and 23, both activities were weak in all versions as compared to the chimeric anti-HM1.24 antibody, and were almost the same as those in version f. It was suggested that out of the four amino acids, amino acids 67 and 69 did not contribute to the improvement of the activity of the reshaped human antibody.
Evaluation of the version k-p of the H chain of the reshaped human anti-HM1.24 antibody was performed by measuring the antigen binding activity and the binding inhibitory activity described above. As a result, as shown in FIGS. 24, 25, 26, and 27, both activities were weaker than those of the chimeric anti-HM1.24 antibody in all versions, and were similar to those of the above-mentioned version h. It has been suggested that the 80th and subsequent amino acids converted to are not contributing to the improvement of the activity of the reshaped human antibody.
[0198]
The evaluation of the H chain version q of the reshaped human anti-HM1.24 antibody was performed by measuring the antigen binding activity and the binding inhibitory activity. As a result, as shown in FIGS. 25 and 27, this version was weaker in both activities as compared to version h or version p, and had only the same activity as version a. It is suggested that it is essential for improving the activity of the reshaped human antibody.
The evaluation of the H chain version r of the reshaped human anti-HM1.24 antibody was performed by the above-described measurement. As a result, as shown in FIGS. 15 and 28, version r was shown to have the same antigen-binding activity and binding-inhibitory activity as the chimeric anti-HM1.24 antibody.
[0199]
From the above results, the minimum necessary conversion in the H chain for the reshaped human anti-HM 1.24 antibody to have the same antigen binding ability as the mouse anti-HM 1.24 antibody or the chimeric anti-HM 1.24 antibody is 30, It was shown to be amino acids 71 and 78, and even amino acid 73.
Table 6 summarizes the antigen-binding activity and the binding-inhibiting activity of the reshaped human anti-HM1.24 antibody H-chain version ar.
[0200]
[Table 6]
Figure 0003587664
[0201]
2.5. H chain version s
Evaluation of the H chain version s of the reshaped human anti-HM1.24 antibody was carried out by measuring the antigen binding activity and the binding inhibitory activity in combination with the L chain version a. As a result, as shown in FIGS. 29 and 30, version s was shown to have the same antigen binding activity and binding inhibitory activity as version r.
Further, as described above, the reshaped human anti-HM1.24 antibody of the present invention retains its ability to bind to an antigen even after substituting one or more amino acid residues in FR with another amino acid. I have. Therefore, the present invention relates to a reshaped human in which one or more amino acid residues are substituted with another amino acid residue in the V region of an H chain or an L chain as long as the original properties are maintained. Also encompasses anti-HM1.24 antibodies.
[0202]
3. Evaluation of purified reshaped human anti-HM1.24 antibody
The purified and reconstituted human anti-HM1.24 antibody was evaluated based on the antigen binding activity and binding inhibition activity described above. As a result, as shown in FIGS. 31 and 32, the reshaped human anti-HM1.24 antibody was shown to have the same antigen binding activity and binding inhibitory activity as the chimeric anti-HM1.24 antibody. This indicated that the reshaped human anti-HM1.24 antibody had the same antigen-binding ability as the mouse anti-HM1.24 antibody.
[0203]
Example 12 .  Chimera anti HM1.24 Antitumor effect of antibody on human myeloma mouse model
1. Preparation of administration antibody
1-1. Preparation of chimeric anti-HM1.24 antibody
The purified chimeric anti-HM 1.24 antibody obtained in Example 6 was concentrated using a centrifugal ultracentrifuge Centriprep 10 (manufactured by MILLIPORE), and the buffer solution was replaced with PBS (-) to give a membrane having a pore size of 0.22 μm. The solution was sterilized by filtration using a filter MILLEX-GV (manufactured by MILLIPORE). This was adjusted to 200 μg / ml using filter-sterilized PBS (−) and used for the following experiments. The antibody concentration was measured by measuring the absorbance at 280 nm and calculating 1 mg / ml as 1.350D.
[0204]
1-2. Purification of control human IgG1
Human IgG1 used as a control for the chimeric anti-HM1.24 antibody was purified as follows. After adding an equal amount of PBS (-) to Hu IgG1 Kappa Purified (manufactured by BINDING SITE), a high-speed antibody purifier ConSep LC100 (manufactured by MILLIPORE) and a Hyper D Protein A column (manufactured by NGK) were used. Affinity purification was carried out using PBS (-) as the adsorption buffer and 0.1 M sodium citrate buffer (pH 3) as the elution buffer based on the instructions in the above. Immediately after adding the 1M Tris-HCl (pH 8.0) to adjust the pH to around 7.4, the eluted fraction was concentrated using a centrifugal ultraconcentrator Centriprep 10 (manufactured by MILLIPORE) and concentrated into PBS (-). The solution was replaced with a buffer, and sterilized by filtration using a membrane filter MILLEX-GV (manufactured by MILLIPORE) having a pore size of 0.22 μm. This was adjusted to 200 μg / ml using filter-sterilized PBS (−) and used for the following experiments. The antibody concentration was measured by measuring the absorbance at 280 nm and calculating 1 mg / ml as 1.350D.
[0205]
2. Mouse serum human IgG assay
Quantification of human IgG contained in mouse serum was performed by the following ELISA. 100 μl of goat anti-human IgG (manufactured by TAGO) diluted to 1 μg / ml with 0.1 M bicarbonate buffer (pH 9.6) was added to a 96-well plate (manufactured by Nunc) and incubated at 4 ° C. overnight. The antibody was immobilized. After blocking, 100 μl of serially diluted mouse serum or human IgG (manufactured by Cappel) as a standard was added, and the mixture was incubated at room temperature for 1 hour. After washing, 100 μl of alkaline phosphatase-labeled anti-human IgG (manufactured by Cappel) diluted 2000-fold was added, and the mixture was incubated at room temperature for 1 hour. After washing, a substrate solution was added, and after incubation, absorbance at 405 nm was measured using MICROPLATE READER Model 3550 (manufactured by Bio-Rad).
[0206]
3. Antitumor effect of chimeric anti-HM1.24 antibody on human myeloma transplanted mice
3-1. Preparation of mice transplanted with human myeloma
Mice transplanted with human myeloma were prepared as follows. In vivo passage of KPMM2 cells using SCID mice (CLEA Japan) was performed at 3 × 10 5 in RPMI1640 medium (GIBCO-BRL) containing 10% fetal bovine serum (GIBCO-BRL).7/ Ml. 200 μl of the above KPMM2 cell suspension was injected from the tail vein into SCID mice (male, 8 weeks old) (CLEA Japan) to which 100 μl of anti-asialo GM1 (manufactured by Wako Pure Chemical Industries) was intraperitoneally administered the day before.
[0207]
3-2. Antibody administration
Serum was collected from the human myeloma-transplanted mouse on day 12 after KPMM2 cell transplantation, and human IgG in the serum was quantified using the ELISA described in 2 above. Elevation of human IgG in serum confirmed the engraftment of BM in KPMM2 cells. These mice were intraperitoneally administered with 100 μl each of the antibody prepared in 1 above on days 14, 21, and 28 after transplantation of KPMM2 cells.
3-3. Evaluation of antitumor effect of chimeric anti-HM1.24 antibody on human myeloma transplanted mice
The antitumor effect of the chimeric anti-HM1.24 antibody was evaluated by the survival time of the mouse. As shown in FIG. 33, the mice to which the chimeric anti-HM1.24 antibody was administered exhibited a longer survival time than the mice to which control human IgG1 was administered. Therefore, it was shown that the chimeric anti-HM1.24 antibody has an antitumor effect on human myeloma transplanted mice.
[0208]
Example Thirteen .  Reconstituted human anti HM1.24 Antibody ADCC Activity measurement
ADCC (Antibody-dependent Cellular Cytotoxicity) activity was measured in Current Protocols in Immunology, Chapter 7. See Immunological studies in humans, Editor, John E, Coligan et al. , John Wiley & Sons, Inc. , 1993.
1. Preparation of effector cells
Mononuclear cells were separated from peripheral blood of a healthy person by specific gravity centrifugation. That is, an equal amount of PBS (-) was added to peripheral blood of a healthy person, laminated on Ficoll-Paque PLUS (manufactured by Pharmacia), and centrifuged at 400 g for 40 minutes. The mononuclear cell layer was separated, washed four times with RPMI 1640 (GIBCO BRL) containing 10% fetal bovine serum (GIBCO BRL), and the cell number was 5 × 10 5 in the same culture solution.6/ Ml.
[0209]
LAK (Limphokine Activated Killer Cell) was induced from bone marrow cells of SCID mice (CLEA Japan). That is, bone marrow cells were separated from the femur of a mouse, washed twice with RPMI 1640 (GIBCO BRL) containing 10% fetal bovine serum (GIBCO BRL), and the cell number was 2 × 105/ Ml. Together with 50 ng / ml recombinant human IL-2 (R & D SYSTEMS) and 10 ng / ml recombinant mouse GM-CSF (R & D SYSTEMS) in a carbon dioxide incubator (TABAI) for 7 days Cultured. 2 x 10 cells in the same culture6/ Ml.
[0210]
2. Preparation of target cells
Human myeloma cell line KPMM2 (Japanese Unexamined Patent Publication No. Hei 7-236475) or plasma cell tumor-derived ARH-77 (ATCC CRL-1621) was used at 0.1 mCi.51Radioactive labeling was carried out by incubating with Cr-sodium chromate (ICN) in RPMI 1640 (GIBCO BRL) containing 10% fetal bovine serum (GIBCO BRL) at 37 ° C for 60 minutes. After radiolabeling, the cells were washed three times with the same medium and 2 x 105/ Ml.
[0211]
3. ADCC assay
Radiolabeled 2 × 10 on a 96-well U-bottom plate (manufactured by Becton Dickinson)5/ Ml target cells and 50 μl of reconstituted human anti-HM1.24 antibody, mouse anti-HM1.24 antibody, control human IgG1 (The Binding Site Limited) or control mouse IgG2a (UPC10, Cappel). The reaction was performed at 4 ° C. for 15 minutes.
Thereafter, 100 μl of the effector cells were cultured in a carbon dioxide incubator for 4 hours. At that time, the ratio (E: T) between the effector cells (E) and the target cells (T) was set to 0: 1, 3.2: 1, 8: 1, 20: 1 or 50: 1.
[0212]
100 μl of the supernatant was taken, and the radioactivity released into the culture supernatant was measured with a gamma counter (ARC-300, manufactured by Aloka). For the measurement of the maximum free radioactivity, 1% NP-40 (manufactured by Hanoi) was used. The cytotoxic activity (%) was calculated as (AC) / (BC) X100. A represents the radioactivity released in the presence of the antibody (cpm), B represents the radioactivity released by NP-40 (cpm), and C represents the radioactivity released in the culture medium alone without the antibody (cpm). Show.
[0213]
FIG. 34 shows the results obtained when cells prepared from peripheral blood of a healthy subject were used as effector cells, and KPMM2 was used as target cells. FIG. 35 shows the results obtained when cells prepared from healthy human peripheral blood were used as effector cells and ARH77 was used as target cells. When the reshaped human anti-HM1.24 antibody was added as compared to the control human IgG1, the cytotoxic activity was increased as the antibody concentration was increased. Therefore, it is considered that this reshaped human anti-HM1.24 antibody has ADCC activity. Indicated.
[0214]
In addition, when the reshaped human anti-HM 1.24 antibody was added, the cytotoxic activity was clearly increased as compared with the case where the mouse anti-HM 1.24 antibody was added. It was shown to have higher ADCC activity than anti-HM1.24 antibody. Furthermore, when the target cell is KPMM2, the cytotoxic activity does not change when reconstituted human anti-HM1.24 antibody is added at a concentration of 0.1 μg / ml or more. Therefore, a concentration of 0.1 μg / ml or more is sufficient. It has been shown to have significant ADCC activity. When the target cell is ARH77, the cytotoxic activity does not change when reconstituted human anti-HM1.24 antibody is added at a concentration of 1 μg / ml or more. Therefore, sufficient ADCC activity is required at a concentration of 1 μg / ml or more. It has been shown.
[0215]
FIG. 36 shows the results obtained when cells prepared from the bone marrow of a SCID mouse were used as effector cells. When the reshaped human anti-HM1.24 antibody was added as compared to the control human IgG1, the cytotoxic activity was increased as the antibody concentration was increased. Therefore, it is considered that this reshaped human anti-HM1.24 antibody has ADCC activity. Indicated. When reconstituted human anti-HM1.24 antibody is added at a concentration of 0.1 μg / ml or more, the cytotoxic activity does not change. Indicated.
These results indicated that the reshaped human anti-HM1.24 antibody had ADCC activity even when human- or mouse-derived cells were used as effector cells.
[0216]
Example 14 .  Reconstituted human anti HM1.24 Antitumor effect of antibody on human myeloma mouse model
1. Preparation of administration antibody
The reconstituted human anti-HM1.24 antibody obtained by introducing the plasmid HEF-RVLa-AHM-gκ and the plasmid HEF-RVHr-AHM-gγ1 into cells was subjected to filtration using sterilized PBS (−) to obtain 40, 200 The control human IgG1 obtained in Example 12.1-2 was adjusted to 200 μg / ml using filter-sterilized PBS (−), and used as an administration antibody.
2. Antitumor effect of reshaped human anti-HM1.24 antibody on human myeloma transplanted mice
2-1. Preparation of mice transplanted with human myeloma
Human myeloma-transplanted mice were prepared according to Example 12.3-1. SCID mice (5-week-old) (CLEA Japan) were used as mice.
[0217]
2-2. Antibody administration
From the human myeloma-transplanted mouse prepared in 2-1 above, serum was collected on the 9th day of the KPMM2 cell transplantation, and human IgG in the serum was quantified using the ELISA of Example 12.2. Elevation of human IgG in serum confirmed the engraftment of BM in KPMM2 cells. On day 10 after the transplantation of the KPMM2 cells, 100 μl of the antibody prepared in 1 above was intravenously administered to these mice.
[0218]
2-3. Evaluation of antitumor effect of reshaped human anti-HM1.24 antibody on human myeloma transplanted mice
The antitumor effect of the reshaped human anti-HM1.24 antibody was evaluated based on the change in the amount of mouse serum human IgG and the survival time.
Regarding the change in the amount of mouse serum human IgG, the serum was collected on day 35 of the KPMM2 cell transplantation, and human IgG was quantified using the ELISA of Example 12.2. As a result, as shown in FIG. 37, in the control human IgG1 administration group, the amount of serum human IgG on the 35th day of KPMM2 cell transplantation was increased to about 1000 times as compared with the 9th day of transplantation (the day before the antibody administration). In contrast, in the reconstituted human anti-HM1.24 antibody administration group, the dose was almost the same as or less than that on day 9 after transplantation, and the reconstituted human anti-HM1.24 antibody suppressed the proliferation of KPMM2 cells. It was shown that.
[0219]
On the other hand, as shown in FIG. 38, the survival time of the reconstituted human anti-HM1.24 antibody administration group was longer than that of the control human IgG1 administration group. From the above, it was shown that administration of the reshaped human anti-HM1.24 antibody has an antitumor effect on human myeloma-transplanted mice.
[0220]
Example Fifteen .  Reconstituted human antibodies in a mouse model of human myeloma HM1.24 Comparison of antitumor effect between antibody and existing drug melphalan
1. Preparation of drug for administration
1-1. Preparation of administration antibody
The reconstituted human anti-HM1.24 antibody obtained by introducing the plasmid HEF-RVLa-AHM-gκ and the plasmid HEF-RVHr-AHM-gγ1 into cells was subjected to filtration using sterilized PBS (−) to obtain 40, 200 μg / ml, and the control human IgG1 obtained in Example 12.1-2 was adjusted to 200 μg / ml using filter-sterilized PBS (−), and used as an administration antibody.
1-2. Preparation of melphalan
Melphalan (manufactured by SIGMA), which is an existing drug for myeloma, was prepared to have a concentration of 0.1 mg / ml using 0.2% carbomethylcellulose (CMC) (manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd.).
[0221]
2. Antitumor effect of reshaped human anti-HM1.24 antibody and melphalan on human myeloma transplanted mice
2-1. Preparation of mice transplanted with human myeloma
Human myeloma transplanted mice were prepared according to Example 14.2-1.
2-2. Drug administration
From the human myeloma-transplanted mouse prepared in 2-1 above, serum was collected on the 9th day of the KPMM2 cell transplantation, and human IgG in the serum was quantified using the ELISA of Example 12.2. Elevation of human IgG in serum confirmed the engraftment of BM in KPMM2 cells. On day 10 after KPMM2 cell transplantation, 100 μl of the antibody prepared in 1-1 above was intravenously administered to these mice. Furthermore, 200 μl of a 0.2% CMC solution was orally administered once a day from the 10th day after transplantation for 5 days. On the other hand, for the melphalan-administered group, 100 μl (1 mg / kg as melphalan) of the melphalan solution prepared in the above 1-2 was orally administered once a day from day 10 after the KPMM2 cell transplantation for 5 days for 10 days. did.
[0222]
2-3. Evaluation of antitumor effect of reshaped human anti-HM1.24 antibody on human myeloma transplanted mice
The antitumor effect of the reshaped human anti-HM1.24 antibody was evaluated based on the change in the amount of mouse serum human IgG and the survival time.
Regarding the change in the amount of mouse serum human IgG, the serum was collected on day 35 of the KPMM2 cell transplantation, and human IgG was quantified using the ELISA of Example 12.2. As a result, as shown in FIG. 39, in the control human IgG1-administered group, the amount of serum human IgG on the 35th day of the KPMM2 cell transplantation was increased about 1000-fold compared to the 9th transplantation day (the day before the antibody administration), and KPMM2 cells appeared to be proliferating.
[0223]
In the group to which the existing drug, melphalan, was administered, the serum human IgG amount was higher than that before the drug administration, though not as much as the control human IgG1 administration group, and the proliferation of KPMM2 cells in mice was increased by the administration of melphalan. Did not seem to be completely controlled. On the other hand, in each of the groups to which the reconstituted human anti-HM1.24 antibody was administered, the amount of serum human IgG decreased from day 9 after transplantation, and the reconstituted human anti-HM1.24 antibody suppressed the proliferation of KPMM2 cells. It was shown that.
[0224]
On the other hand, as shown in FIG. 40, the survival period was prolonged in the reshaped human anti-HM1.24 antibody administration group as compared with the control human IgG1 administration group or the melphalan administration group, as shown in FIG. From the above, it was shown that administration of the reshaped human anti-HM1.24 antibody has an antitumor effect on human myeloma-transplanted mice, and that the antitumor effect of this antibody is stronger than that of the existing drug melphalan.
As described above, when human-derived effector cells were used, mouse anti-HM1.24 antibody showed almost no cytotoxic activity against human myeloma cells. And the chimeric anti-HM1.24 antibody showed strong cytotoxic activity. This fact indicates the importance of humanizing the antibody, and expects the usefulness of the reshaped human anti-HM1.24 antibody in humans.
[0225]
In human myeloma-transplanted SCID mice, the reshaped human anti-HM1.24 antibody showed a very strong antitumor effect, but in humans, the effector is naturally derived from humans and lymphocytes are also normally present. Further, a stronger antitumor effect of the reshaped human anti-HM1.24 antibody can be expected.
In a myeloma model, reconstituted human anti-HM1.24 antibody showed a stronger antitumor effect than existing myeloma therapeutic agents, and thus reconstituted human anti-HM1.24 antibody is a breakthrough myeloma therapeutic agent. It is expected to become.
[0226]
Reference Example 1.  Mouse anti HM1.24 Preparation of monoclonal antibody producing hybridoma
Goto, T .; et al. , Blood (1994) 84, 1992-1930, to prepare a mouse anti-HM1.24 monoclonal antibody-producing hybridoma.
Epstein-Barr virus-nuclear antigen (EBNA) derived from bone marrow of a human multiple myeloma patient-negative plasma cell line KPC-32 (1 × 107(Goto, T. et al., Jpn. J. Clin. Hematol. (11991) 32, 1400) were injected twice intraperitoneally into BALB / C mice (Charles River) every 6 weeks.
[0227]
Three days before sacrifice of the mouse, 1.5 × 10 56KPC-32 cells were injected into the spleen of mice (Goto, T. et al., Tokushima J. Exp. Med. (1990) 37, 89). After sacrifice of the mouse, the spleen was removed and Groth, de St. Spleen cells and myeloma cells SP2 / 0 were subjected to cell fusion according to the method of Schreidger (Cancer Research (1981) 41, 3465).
[0228]
Antibodies in the hybridoma culture supernatant were screened by ELISA (Posner, MR et al., J. Immunol. Methods (1982) 48, 23) using a plate coated with KPC-32 cells. 5 x 104KPC-32 cells were suspended in 50 ml of PBS, and dispensed into a 96-well plate (U-bottom type, manufactured by Corning, Iwaki). After blocking with PBS containing 1% bovine serum albumin (BSA), the hybridoma culture supernatant was added and incubated at 4 ° C for 2 hours. Then, a peroxidase-labeled anti-mouse IgG goat antibody (manufactured by Zymed) was reacted at 4 ° C. for 1 hour, washed once, and reacted with an o-phenylenediamine substrate solution (manufactured by Sumitomo Bakerite) at room temperature for 30 minutes.
[0229]
The reaction was stopped with 2N sulfuric acid, and the absorbance at 492 nm was measured using an ELISA reader (manufactured by Bio-Rad). In order to remove hybridomas producing antibodies against human immunoglobulin, the positive hybridoma culture supernatant was adsorbed to human serum in advance, and the reactivity to other lower cells was screened by ELISA. Positive hybridomas were selected and tested for their reactivity to various cell lines and human specimens by flow cytometry. Finally, the selected hybridoma clone was cloned twice and injected into the abdominal cavity of BALB / C mice treated with pristane to obtain ascites.
[0230]
Monoclonal antibodies were purified from mouse ascites by precipitation with ammonium sulfate and Protein A affinity chromatography kit (Ampure PA, manufactured by Amersham). The purified antibody was bound to fluoroseinithiocyanate (FITC) by using a Quick Tag FITC binding kit (Boehringer Mannheim).
As a result, the monoclonal antibodies produced by 30 hybridoma clones reacted with KPC-32 and RPMI 8226 cells. After cloning, the culture supernatants of these hybridomas were examined for reactivity between other cell lines and peripheral blood-derived mononuclear cells.
[0231]
Of these, three clones were monoclonal antibodies that specifically reacted with plasma cells. Among these three clones, a hybridoma clone most useful for flow cytometry analysis and having complement-dependent cytotoxicity against RPMI 8226 cells was selected and named HM1.24. The subclass of the monoclonal antibody produced by this hybridoma was determined by ELISA using a subclass-specific anti-mouse rabbit antibody (Zymed). The anti-HM1.24 antibody had a subclass of IgG2a κ. Hybridoma HM1.24, which produces an anti-HM1.24 antibody, was submitted to Budapest as FERM BP-5233 on September 14, 1995 by the Institute of Biotechnology, Institute of Industrial Science and Technology (1-1-3 Higashi, Tsukuba, Ibaraki, Japan). Deposited internationally under the Convention.
[0232]
Reference example 2.  HM1.24 Encodes an antigenic polypeptide cDNA Cloning
1. Preparation of cDNA library
1) Preparation of total RNA
A cDNA encoding the HM1.24 antigen, which is an antigen polypeptide specifically recognized by the mouse monoclonal antibody HM1.24, was isolated as follows.
Total RNA was prepared from the human multiple myeloma cell line KPMM2 according to the method of Chirgwin et al. (Biochcmistry, 18, 5294 (1979)). That is, 2.2 × 108Pieces of KPMM2 were completely homogenized in 20 ml of 4M guanidine thiocyanate (Nacalai Tesque).
[0233]
The homogenate was overlaid in a 5.3 M cesium chloride solution layer in a centrifuge tube, and the RNA was precipitated by centrifugation at 31,000 rpm in a Beckman SW40 rotor at 20 ° C. for 24 hours. The RNA precipitate is washed with 70% ethanol and dissolved in 300 μl of 10 mM Tris-HCl (pH 7.4) containing 1 mM EDTA and 0.5% SDS, to which Pronase (manufactured by Boehringer) is added at 0.5 mg / ml. After adding to a volume of 0.1 ml, the mixture was incubated at 37 ° C. for 30 minutes. The mixture was extracted with phenol and chloroform, and the RNA was precipitated with ethanol. Next, the RNA precipitate was dissolved in 200 μl of 10 mM Tris-HCl (pH 7.4) containing 1 mM EDTA.
[0234]
2) Preparation of poly (A) + RNA
Using about 500 μg of the total RNA prepared as described above as a material, poly (A) + RNA was purified using the Fast Track 2.0 mRNA Isolation Kit (manufactured by Invitrogen) according to the prescription attached to the kit.
3) Construction of cDNA library
Using 10 μg of the above poly (A) + RNA as a material, a double-stranded cDNA was synthesized using a cDNA synthesis kit TimeSaver cDNA Synthesis Kit (manufactured by Pharmacia) according to the instructions attached to the kit, and further using a Directional Cloning Toolbox (manufactured by Pharmacia). EcoRI adapters were ligated according to the instructions included in the kit. EcoRI adaptation of the adapter and NotI restriction enzyme treatment were performed according to the prescription attached to the kit. Further, the adapter-added double-stranded cDNA having a size of about 500 bp or more was separated and purified using 1.5% low melting point agarose gel (manufactured by Sigma) to obtain about 40 μl of the adapter-added double-stranded cDNA.
[0235]
The pCOS1 vector (Japanese Patent Application No. 8-255196) and the T4 DNA ligase (GIBCO-BRL) were prepared by treating the adapter-added double-stranded cDNA thus prepared with the restriction enzymes EcoRI, NotI and alkaline phosphatase (Takara Shuzo) in advance. To construct a cDNA library. The constructed cDNA library was transduced into E. coli cell line DH5α (manufactured by GIBCO-BRL), and the total size was about 2.5 × 10 56Was estimated to be independent clones.
[0236]
2. Cloning by direct expression method
1) Transfection into COS-7 cells
About 5 x 105The cDNA was amplified by culturing the clone by alkaline cloning by culturing the clone by alkaline cloning (Molecular Cloning) by culturing the clone in a 2-YT medium (Molecular Cloning: A Laboratory Manual. Sambrook et al., Cold Spring Harbor Laboratory Press (1989)) containing 50 μg / ml ampicillin (Molecular Cloning). Plasmid DNA was recovered from Escherichia coli by the Laboratory Manual, Sambrook et al., Cold Spring Harbor Laboratory Press (1989). The obtained plasmid DNA was transfected into COS-7 cells by an electroporation method using a Gene Pulser apparatus (manufactured by Bio-Rad).
[0237]
That is, 10 μg of the purified plasmid DNA was added to 1 × 107COS-7 cell suspension suspended in PBS at cells / ml was added to 0.8 ml and pulsed at 1500 V, 25 μFD volume. After a recovery period of 10 minutes at room temperature, the electroporated cells were incubated at 37 ° C., 5% CO2For 3 days.
[0238]
2) Preparation of panning dish
A panning dish coated with a mouse anti-HM1.24 antibody was applied to B.I. Seed et al. (Proc. Natl. Acad. Sci. USA,84, 3365-3369 (1987)). That is, a mouse anti-HM1.24 antibody was added to 50 mM Tris-HCl (pH 9.5) at a concentration of 10 μg / ml. 3 ml of the antibody solution thus prepared was added to a cell culture dish having a diameter of 60 mm, and incubated at room temperature for 2 hours. After washing three times with a 0.15 M NaCl solution, 5% fetal calf serum, 1 mM EDTA, 0.02% NaN3Was added and PBS was blocked, and then used for the following cloning.
[0239]
3) Cloning of cDNA library
The COS-7 cells transfected as described above were detached with PBS containing 5 mM EDTA, washed once with PBS containing 5% fetal bovine serum, and then washed with about 1 × 10 565% fetal calf serum and 0.02% NaN to give cells / ml3Was added to the panning dish prepared as described above, and incubated at room temperature for about 2 hours. 5% fetal calf serum and 0.02% NaN3After gently washing with PBS containing 3 times, plasmid DNA was recovered from the cells bound to the panning dish using a solution containing 0.6% SDS and 10 mM EDTA.
[0240]
The recovered plasmid DNA was transduced again into Escherichia coli DH5α, and the plasmid DNA was amplified as described above and recovered by the alkali method. The recovered plasmid DNA was transfected into COS-7 cells by electroporation, and the plasmid DNA was recovered from the ligated cells in the same manner as described above. The same operation was repeated once more, and the recovered plasmid DNA was digested with restriction enzymes EcoRI and NotI. As a result, it was confirmed that the insert having a size of about 0.9 kbp was concentrated. Further, Escherichia coli transduced with a part of the recovered plasmid DNA was inoculated on a 2-YT agar plate containing 50 μg / ml of ampicillin, and after overnight culture, plasmid DNA was recovered from a single colony. After digestion with restriction enzymes EcoRI and NotI, clone p3.19 having an insert size of about 0.9 kbp was obtained.
[0241]
This clone was subjected to a reaction using PRISM, Dye Terminator Cycle Sequencing Kit (manufactured by Perkin Elmer) according to the instructions attached to the kit, and the nucleotide sequence was determined using ABI 373A DNA Sequencer (manufactured by Perkin Elmer). The amino acid sequence and the base sequence are shown in SEQ ID NO: 103.
The cDNA encoding the polypeptide having the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 103 is inserted between the XbaI cleavage sites of the pUC19 vector, and prepared as plasmid pRS38-pUC19. Escherichia coli (E. coli) containing this plasmid pRS38-pUC19 was sent to Escherichia coli on October 5, 1993 at the Institute of Biotechnology and Industrial Technology (1-1-3 Higashi, Tsukuba City, Ibaraki Prefecture) on October 5, 1993. It has been internationally deposited as DH5α (pRS38-pUC19) under the accession number FERM BP-4434 based on the Budapest Treaty (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-196694).
[0242]
【The invention's effect】
The chimeric anti-HM 1.24 antibody is composed of the variable region of a mouse anti-HM 1.24 antibody and the constant region of a human antibody. Since it consists of a human antibody constant region and low antigenicity in humans, it is expected as a pharmaceutical composition, particularly as a therapeutic agent for myeloma.
[0243]
[Sequence list]
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[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows that in the FCM analysis using the human myeloma cell line KPMM2, the fluorescence intensity of the chimeric anti-HM1.24 antibody shifted from the control antibody similarly to the fluorescence intensity of the mouse anti-HM1.24 antibody. It is a graph which shows that it is.
FIG. 2 shows that in a Cell-ELISA using WISH cells, a chimeric anti-HM1.24 antibody binds a biotinylated mouse anti-HM1.24 antibody to WISH cells similarly to a mouse anti-HM1.24 antibody. It is a graph which shows that it inhibits concentration-dependently.
FIG. 3 shows that control human IgG1 or mouse anti-HM1.24 antibody has no cytotoxic activity against RPMI8226 cells, whereas chimeric anti-HM1.24 antibody has an increased E / T ratio. It is a graph which shows that the cytotoxic activity with respect to RPMI 8226 cells is increasing.
FIG. 4 is a schematic diagram showing a method for producing a reshaped human anti-HM1.24 antibody L chain by CDR grafting by PCR.
FIG. 5 is a schematic diagram showing a method for assembling oligonucleotides of RVH1, RVH2, RVH3 and RVH4 by PCR in production of a reshaped human anti-HM1.24 antibody H chain.
FIG. 6 is a schematic diagram showing a method for preparing a human / mouse hybrid anti-HM1.24 antibody H chain V region by a PCR method.
FIG. 7 is a schematic diagram showing a method for preparing a mouse / human hybrid anti-HM1.24 antibody H chain V region by a PCR method.
FIG. 8 is a graph showing that reshaped human anti-HM1.24 antibody light chain version a has the same level of antigen binding activity as a chimeric anti-HM1.24 antibody. In addition, -1 and -2 indicate differences between lots.
FIG. 9 is a graph showing the antigen-binding activity of reshaped human anti-HM1.24 antibody and chimeric antibody HM1.24 antibody obtained by combining L-chain version a and H-chain version a, b, f or h. .
FIG. 10 is a graph showing the binding activity of a reshaped human anti-HM1.24 antibody and a chimeric antibody HM1.24 antibody obtained by combining L-chain version b and H-chain version a, b, f or h.
FIG. 11 is a graph showing the binding inhibitory activity of reshaped human anti-HM1.24 antibody and chimeric antibody HM1.24 antibody in which L-chain version a and H-chain version a, b, f or h are combined. .
FIG. 12 is a graph showing the binding inhibitory activity of a reshaped human anti-HM1.24 antibody and a chimeric antibody HM1.24 antibody obtained by combining L-chain version b and H-chain version a, b, f or h. .
FIG. 13 is a graph showing the antigen-binding activity of reshaped human anti-HM1.24 antibody H chain versions a, b, c, d and chimeric anti-HM1.24 antibody.
FIG. 14 is a graph showing the antigen-binding activity of the reshaped human anti-HM1.24 antibody H chain versions a and e and the chimeric anti-HM1.24 antibody. In addition, -1 and -2 indicate differences between lots.
FIG. 15 is a graph showing the binding inhibitory activities of reshaped human anti-HM1.24 antibody H chain versions a, c, p, r and a chimeric anti-HM1.24 antibody.
FIG. 16 is a graph showing the antigen-binding activity of a human-mouse hybrid anti-HM1.24 antibody, a mouse-human hybrid anti-HM1.24 antibody, and a chimeric anti-HM1.24 antibody.
FIG. 17 is a graph showing the antigen-binding activity of reshaped human anti-HM1.24 antibody H chain versions a, b, c, f and chimeric anti-HM1.24 antibody.
FIG. 18 is a graph showing the antigen-binding activity of reshaped human anti-HM1.24 antibody H chain versions a and g and chimeric anti-HM1.24 antibody.
FIG. 19 is a graph showing the binding inhibitory activities of reshaped human anti-HM1.24 antibody H chain versions a and g and a chimeric anti-HM1.24 antibody.
FIG. 20 is a graph showing the antigen-binding activity of the reshaped human anti-HM1.24 antibody H chain versions h and i and the chimeric anti-HM1.24 antibody.
FIG. 21 shows the antigen-binding activity of reshaped human anti-HM1.24 antibody H chain versions f, h, j and chimeric anti-HM1.24 antibody.
FIG. 22 is a graph showing the binding inhibitory activities of reshaped human anti-HM1.24 antibody H chain versions h and i and a chimeric anti-HM1.24 antibody.
FIG. 23 is a graph showing the binding inhibitory activities of reshaped human anti-HM1.24 antibody H chain versions f, h, j and chimeric anti-HM1.24 antibody.
FIG. 24 is a graph showing the antigen-binding activity of the reshaped human anti-HM1.24 antibody H chain version h, k, 1, m, n, o and the chimeric anti-HM1.24 antibody.
FIG. 25 is a graph showing the antigen-binding activity of reshaped human anti-HM1.24 antibody H chain versions a, h, p, q and a chimeric anti-HM1.24 antibody.
FIG. 26 is a graph showing the binding inhibitory activities of reshaped human anti-HM1.24 antibody H chain versions h, k, l, m, n, o and chimeric anti-HM1.24 antibody to WISH cells. .
FIG. 27 is a graph showing the binding inhibitory activities of reshaped human anti-HM1.24 antibody H chain versions a, h, p, q and a chimeric anti-HM1.24 antibody.
FIG. 28 is a graph showing the antigen-binding activity of reshaped human anti-HM1.24 antibody H chain versions a, c, p, r and chimeric anti-HM1.24 antibody.
FIG. 29 is a graph showing that reshaped human anti-HM1.24 antibody version s has the same level of antigen-binding activity as reshaped human anti-HM1.24 antibody version r.
FIG. 30 is a graph showing that reshaped human anti-HM1.24 antibody version s has a binding inhibitory activity comparable to that of reshaped human anti-HM1.24 antibody version r.
FIG. 31 is a graph showing that purified reconstituted human anti-HM1.24 antibody has a similar level of antigen binding activity as chimeric anti-HM1.24 antibody.
FIG. 32 is a graph showing that purified reconstituted human anti-HM1.24 antibody has a similar binding inhibitory activity as a chimeric anti-HM1.24 antibody.
FIG. 33 is a graph showing that administration of a chimeric anti-HM1.24 antibody prolongs survival time in human myeloma-transplanted mice as compared to control human IgG1 administration.
FIG. 34 shows that when human healthy human peripheral blood-derived cells were used as effector cells, control human IgG1 did not show cytotoxic activity against KPMM2 cells, and mouse anti-HM1.24 antibody also showed cytotoxicity. FIG. 4 is a graph showing that the reshaped human anti-HM1.24 antibody shows strong cytotoxic activity against KMPM2 cells, whereas the activity is weak.
FIG. 35 shows that when human healthy human peripheral blood-derived cells were used as effector cells, control human IgG1 did not show cytotoxic activity against ARH-77 cells, and mouse anti-HM1.24 antibody was also used. FIG. 4 is a graph showing that the reshaped human anti-HM1.24 antibody shows strong cytotoxic activity against ARH-77 cells, whereas cytotoxic activity is weak.
FIG. 36 shows that when SCID mouse bone marrow-derived cells were used as effector cells, control human IgG1 had no cytotoxic activity against KPMM2 cells, whereas reshaped human anti-HM1.24 antibody It is a graph showing that the cytotoxic activity with respect to KPMM2 cell is increasing with the rise.
FIG. 37 shows that in human myeloma-transplanted mice, control human IgG1 increased serum human IgG after administration compared to before administration, whereas reconstituted human anti-HM1.24 antibody 4 is a graph showing that administration suppresses an increase in the amount of serum human IgG.
FIG. 38 is a graph showing that administration of a reshaped human anti-HM1.24 antibody prolongs survival time in human myeloma-transplanted mice as compared to control human IgG1 administration.
FIG. 39 shows that in human myeloma-transplanted mice, melphalan and control human IgG1 increased the amount of serum human IgG after administration compared to before administration, whereas reconstituted human anti-HM1.24 3 is a graph showing that administration of an antibody suppresses an increase in the amount of serum human IgG.
FIG. 40 is a graph showing that administration of reconstituted human anti-HM1.24 antibody prolongs survival time in human myeloma-transplanted mice compared to melphalan or control human IgG1 administration. is there.

Claims (9)

配列番号103に示すアミノ酸配列からなるポリペプチドに結合する再構成ヒト抗体のL鎖V領域であって、配列番号9のアミノ酸番号1〜107に示すアミノ酸配列を含んで成る再構成ヒトL鎖V領域。A L chain V region of a reshaped human antibody which binds to a polypeptide consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 103, wherein the reshaped human L chain V region comprises the amino acid sequence shown in amino acid numbers 1 to 107 of SEQ ID NO: 9. region. 配列番号103に示すアミノ酸配列からなるポリペプチドに結合する再構成ヒト抗体のL鎖であって、配列番号9のアミノ酸番号1〜107に示すアミノ酸配列を含んで成るL鎖V領域と、ヒトL鎖C領域とを含んで成る再構成ヒトL鎖。A light chain of a reshaped human antibody which binds to a polypeptide consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 103, wherein the light chain V region comprises the amino acid sequence shown in amino acid numbers 1 to 107 of SEQ ID NO: 9; A reshaped human light chain comprising a chain C region. 前記ヒトL鎖C領域がCκである、請求項2に記載の再構成ヒトL鎖。The reshaped human L chain according to claim 2, wherein the human L chain C region is CK. 配列番号103に示すアミノ酸配列からなるポリペプチドに結合する再構成ヒト抗体のH鎖V領域であって、配列番号28のアミノ酸番号1〜120に示すアミノ酸配列又は配列番号102のアミノ酸番号1〜120に示すアミノ酸配列を含んで成る再構成ヒトH鎖V領域。An H chain V region of a reshaped human antibody which binds to a polypeptide consisting of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 103, wherein the amino acid sequence is represented by amino acids 1 to 120 of SEQ ID NO: 28 or the amino acids 1 to 120 of SEQ ID NO: 102 3. A reshaped human H chain V region comprising the amino acid sequence shown in FIG. 配列番号103に示すアミノ酸配列からなるポリペプチドに結合する再構成ヒト抗体のH鎖であって、配列番号28のアミノ酸番号1〜120に示すアミノ酸配列又は配列番号102のアミノ酸番号1〜120に示すアミノ酸配列を含んで成るH鎖V領域と、ヒトH鎖C領域とを含んで成る再構成ヒトH鎖。An H chain of a reshaped human antibody which binds to a polypeptide consisting of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 103, which is represented by the amino acid sequence represented by amino acid numbers 1 to 120 of SEQ ID NO: 28 or the amino acid sequence represented by amino acid numbers 1 to 120 of SEQ ID NO: 102 A reshaped human H chain comprising an H chain V region comprising an amino acid sequence and a human H chain C region. 前記ヒトH鎖C領域がCγ1である、請求項5に記載の再構成ヒトH鎖。The reshaped human H chain according to claim 5, wherein the human H chain C region is Cγ1. 配列番号103に示すアミノ酸配列からなるポリペプチドに結合する再構成ヒト抗体であって、
(A) 配列番号9のアミノ酸番号1〜107に示すアミノ酸配列を含んで成るL鎖V領域と、ヒトL鎖C領域とを含んで成る再構成ヒトL鎖;並びに
(B) 配列番号28のアミノ酸番号1〜120に示すアミノ酸配列又は配列番号102のアミノ酸番号1〜120に示すアミノ酸配列を含んで成る再構成ヒトH鎖V領域と、ヒトH鎖C領域とを含んで成る再構成ヒトH鎖;
とを含んで成る再構成ヒト抗体、あるいは
前記再構成ヒト抗体の断片であって、配列番号103に示すアミノ酸配列からなるポリペプチドに結合する当該断片。
A reshaped human antibody which binds to a polypeptide consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 103,
(A) a reshaped human L chain comprising an L chain V region comprising the amino acid sequence shown in amino acid Nos. 1 to 107 of SEQ ID NO: 9 and a human L chain C region;
(B) a reshaped human H chain V region comprising the amino acid sequence shown in amino acid numbers 1-120 of SEQ ID NO: 28 or the amino acid sequence shown in amino acid numbers 1-120 of SEQ ID NO: 102, and a human H chain C region A reshaped human heavy chain comprising:
Or a fragment of the reshaped human antibody, wherein the fragment binds to a polypeptide consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 103.
前記ヒトL鎖C領域がCκであり、そして前記ヒトH鎖C領域がCγ1である、請求項7に記載の再構成ヒト抗体、又はその断片。The reshaped human antibody according to claim 7, wherein the human L chain C region is Cκ and the human H chain C region is Cγ1. 前記断片が、Fab、F(ab')2、Fv 又はシングルチェインFvである、請求項7又は8に記載の再構成ヒト抗体の断片。The fragment of the reshaped human antibody according to claim 7 or 8, wherein the fragment is Fab, F (ab ') 2 , Fv or single chain Fv.
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