JP4304274B2 - Chicken-human chimeric antibody expression vector, method for producing chicken-human chimeric antibody using the same, and use thereof - Google Patents
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Description
本発明は、ニワトリ−ヒトキメラ抗体発現用ベクターおよびこれを用いたニワトリ−ヒトキメラ抗体生産方法、並びにその利用に関するものであり、特に、哺乳動物細胞内で実用性の高いニワトリ−ヒトキメラ抗体を容易に生産することができるニワトリ−ヒトキメラ抗体発現用ベクター、これを用いて実用性の高いニワトリ−ヒトキメラ抗体を効率的に生産する生産方法、並びに、当該発現用ベクターや生産方法により得られる実用性の高いニワトリ−ヒトキメラ抗体等に関するものである。 The present invention relates to a vector for expression of a chicken-human chimeric antibody, a method for producing a chicken-human chimeric antibody using the same, and the use thereof, and in particular, easily produces a chicken-human chimeric antibody that is highly practical in mammalian cells. Chicken-human chimeric antibody expression vector that can be produced, a production method for efficiently producing a highly practical chicken-human chimeric antibody using the same, and a highly practical chicken obtained by the expression vector or production method -It relates to human chimeric antibodies and the like.
モノクローナル抗体は、抗原の特定部分のみを認識する単一抗体であり、ポリクローナル抗体(抗血清)と比較して、抗原特異性が均一で抗体の力価が高いといった利点を有する。それゆえ、モノクローナル抗体は、バイオサイエンスの研究全般において広く汎用される研究試薬として重要であるが、近年では、研究開発レベルから、例えばヒトの各種疾患の診断薬や治療薬等のような実用化レベルにまでその技術が進歩している。 A monoclonal antibody is a single antibody that recognizes only a specific part of an antigen, and has the advantages of uniform antigen specificity and high antibody titer compared to a polyclonal antibody (antiserum). Therefore, monoclonal antibodies are important as research reagents that are widely used in bioscience research in general, but in recent years, they have been put into practical use, such as diagnostics and therapeutics for various human diseases, from the research and development level. The technology has advanced to the level.
モノクローナル抗体は、一般的に、マウスを用いて作製される。ヒトの臨床にモノクローナル抗体を利用するための最初の技術として、マウス−ヒトキメラ抗体が1984年に報告されている(非特許文献1・2参照)。その後、技術の進歩により、簡単にキメラ抗体を発現させるための技術として、遺伝子組換え技術を利用した様々なマウス−ヒトキメラ抗体発現用ベクターが報告されている(非特許文献3〜6参照)。
Monoclonal antibodies are generally produced using mice. A mouse-human chimeric antibody was reported in 1984 as the first technique for utilizing monoclonal antibodies in human clinical practice (see Non-Patent
現在では、マウス−ヒトキメラ抗体は治療薬として実用化されている。具体的には、例えば、B細胞リンパ腫の治療に用いられる抗体“Rituximab”(非特許文献7・8参照、難治療性慢性リウマチおよびクローン病の治療に用いられる抗体“Infliximab”(非特許文献9・10参照)等が挙げられる。 Currently, mouse-human chimeric antibodies are put into practical use as therapeutic agents. Specifically, for example, the antibody “Rituximab” used for the treatment of B-cell lymphoma (see Non-patent Documents 7 and 8; the antibody “Infliximab” used for the treatment of refractory chronic rheumatism and Crohn's disease (Non-Patent Document 9). -Refer to 10).
ところで、例えばプリオンタンパク質のように対象となる抗原が哺乳動物間で相同性の高い抗原である場合、当該抗原に対してマウス−ヒトキメラ抗体を作製することは、免疫寛容のために非常に難しい。一方、鳥類は、精緻な免疫機能を備えているが系統学的には哺乳動物から遠い。そのため、免疫動物として鳥類を選択すれば、免疫寛容により哺乳動物では抗体の生じにくい抗原についても、モノクローナル抗体を作製することが可能である。 By the way, when the target antigen is an antigen having high homology among mammals, for example, prion protein, it is very difficult to produce a mouse-human chimeric antibody against the antigen because of immune tolerance. On the other hand, birds have fine immune functions but are phylogenetically far from mammals. Therefore, if birds are selected as immunized animals, it is possible to produce monoclonal antibodies even for antigens that are difficult to produce antibodies in mammals due to immune tolerance.
鳥類を免疫動物として用いる場合、具体的な種としてニワトリ(Gallus gallus)を挙げることができる。ニワトリは食用家畜として古くから飼育されており、特に、鶏卵は、食用ではなくタンパク質という素材を生産するという観点から見れば、高い生産性を有する原料として用いることができる。それゆえ、ニワトリは、免疫動物としての信頼性を有し、かつ、抗体生産の効率性も有しているため、免疫動物として好適に用いることができる。 When birds are used as immunized animals, specific species include chickens (Gallus gallus). Chickens have been bred for a long time as edible livestock. In particular, chicken eggs can be used as raw materials having high productivity from the viewpoint of producing a material called protein rather than edible. Therefore, chickens can be suitably used as immunized animals because they have reliability as immunized animals and also have antibody production efficiency.
ニワトリを免疫動物としてモノクローナル抗体を生産する技術としては、まず、ニワトリハイブリドーマを用いた方法が本発明者らのグループによって報告されている(非特許文献11参照)。また、遺伝子組換えを利用した技術も種々提案されている。遺伝子組換えを利用したモノクローナル抗体の生産技術としては、組換え抗体をファージ表面に発現させるファージディスプレイを応用した方法が報告されている(非特許文献12・13参照)。本発明者らは、ニワトリCλ鎖(L鎖定常領域)をコードする遺伝子が導入されている発現用ベクターを用いる方法を提案している(特許文献1参照)。
As a technique for producing a monoclonal antibody using a chicken as an immunized animal, a method using a chicken hybridoma has been reported by the present inventors group (see Non-Patent Document 11). Various techniques using gene recombination have also been proposed. As a production technique of a monoclonal antibody using gene recombination, a method using phage display in which a recombinant antibody is expressed on the surface of a phage has been reported (see Non-Patent
また、ニワトリ−ヒトキメラ抗体の発現方法としては、上記ファージディスプレイを応用した技術がある。例えば、ニワトリVL遺伝子とヒトCκ遺伝子、ニワトリVH遺伝子とヒトCH遺伝子とをPCRにて連結し、ファージディスプレイ用のベクターであるpCob3に組み込んでFab型のニワトリ−ヒトキメラ抗体を発現させる方法が知られている(非特許文献14参照)。
しかしながら、ファージディスプレイを応用したニワトリモノクローナル抗体の生産技術は、実用性の高いニワトリ−ヒトキメラ抗体を有効に生産するには不十分な点を残している。 However, the production technique of chicken monoclonal antibodies using phage display remains inadequate to effectively produce chicken-human chimeric antibodies with high practicality.
具体的には、上記Fab型のニワトリ−ヒトキメラ抗体の発現方法では、モノクローナル抗体のフラグメントを得ることはできるものの完全な抗体分子を発現させることはできない。完全な抗体分子は治療に有効なエフェクター機能を有しており、生体内での半減期が長いという利点がある。それゆえ、実用性の高いニワトリ−ヒトキメラ抗体を効率的に生産するために、抗体分子そのものを容易に生産できる技術の確立が求められていた。 Specifically, in the method for expressing a Fab-type chicken-human chimeric antibody, a monoclonal antibody fragment can be obtained, but a complete antibody molecule cannot be expressed. A complete antibody molecule has an effector function effective for treatment and has an advantage of a long half-life in vivo. Therefore, in order to efficiently produce a highly practical chicken-human chimeric antibody, establishment of a technique capable of easily producing the antibody molecule itself has been required.
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、抗体フラグメントではなく、実用性の高いニワトリ−ヒトキメラ抗体を容易に生産する技術と、その代表的な利用方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a technique for easily producing a highly practical chicken-human chimeric antibody, not an antibody fragment, and a typical method for using the same. There is to do.
本発明者は上記課題に鑑み鋭意検討した結果、ニワトリモノクローナル抗体における最も免疫原性の高い領域である定常域をニワトリ型からヒト型に置換させて哺乳動物細胞内で発現させることにより、完全なニワトリ−ヒトキメラ抗体分子を哺乳動物細胞内で容易に生産できることを見出し、本発明を完成させるに至った。 As a result of intensive studies in view of the above problems, the present inventor has completely replaced the constant region, which is the most immunogenic region of the chicken monoclonal antibody, from the chicken type to the human type and expressed in mammalian cells. It has been found that chicken-human chimeric antibody molecules can be easily produced in mammalian cells, and the present invention has been completed.
すなわち、本発明にかかるニワトリ−ヒトキメラ抗体発現用ベクターは、哺乳動物細胞を宿主としてタンパク質を発現させることが可能なベクターであって、DNAセグメントとして、少なくとも、プロモーター、ニワトリ可変域遺伝子を組み込むための組込みサイト、ニワトリイムノグロブリンのリーダー配列、および、ヒトイムノグロブリン定常域遺伝子を含んでいることを特徴としている。 That is, the chicken-human chimeric antibody expression vector according to the present invention is a vector capable of expressing a protein using a mammalian cell as a host, and for incorporating at least a promoter and a chicken variable region gene as a DNA segment. It contains an integration site, a chicken immunoglobulin leader sequence, and a human immunoglobulin constant region gene.
上記ニワトリ−ヒトキメラ抗体発現用ベクターは、上記ヒトイムノグロブリン定常域遺伝子が重鎖または軽鎖の定常域をコードする遺伝子である。このとき、ヒトイムノグロブリン重鎖定常域遺伝子として、例えば、配列番号1または2に示される塩基配列を有するポリヌクレオチドの少なくとも何れかが用いられ、ヒトイムノグロブリン軽鎖定常域遺伝子として、例えば、配列番号3に示される塩基配列を有するポリヌクレオチドが用いられる。 In the chicken-human chimeric antibody expression vector, the human immunoglobulin constant region gene is a gene encoding a heavy chain or light chain constant region. At this time, as the human immunoglobulin heavy chain constant region gene, for example, at least one of the polynucleotides having the base sequence shown in SEQ ID NO: 1 or 2 is used, and as the human immunoglobulin light chain constant region gene, for example, the sequence A polynucleotide having the base sequence shown in No. 3 is used.
上記ニワトリ−ヒトキメラ抗体発現用ベクターでは、さらに、ニワトリイムノグロブリンのリーダー配列として、例えば、配列番号4に示される塩基配列を有するポリヌクレオチドが用いられる。 In the above chicken-human chimeric antibody expression vector, for example, a polynucleotide having the base sequence shown in SEQ ID NO: 4 is used as the leader sequence of chicken immunoglobulin.
上記ニワトリ−ヒトキメラ抗体発現用ベクターでは、上記組込みサイトは、AscI、BamHIおよびHindIIIの少なくとも何れか一つの制限酵素により認識される制限酵素サイトを含んでいることが好ましい。この組込みサイトは、制限酵素サイトが複数つながったマルチクローニングサイトとなっていてもよい。 In the chicken-human chimeric antibody expression vector, the integration site preferably contains a restriction enzyme site that is recognized by at least one of AscI, BamHI, and HindIII. This integration site may be a multicloning site in which a plurality of restriction enzyme sites are connected.
上記ニワトリ−ヒトキメラ抗体発現用ベクターでは、上記プロモーターとして、例えば、サイトメガロウイルス由来のプロモーターを用いることができる。 In the chicken-human chimeric antibody expression vector, for example, a promoter derived from cytomegalovirus can be used as the promoter.
上記ニワトリ−ヒトキメラ抗体発現用ベクターは、さらに、哺乳動物細胞にベクターが導入されたか否かを判定するための選択マーカーを有していることが好ましく、上記選択マーカーとしては、例えば、ゼオシン耐性遺伝子またはネオマイシン耐性遺伝子を挙げることができる。 The chicken-human chimeric antibody expression vector preferably further has a selection marker for determining whether or not the vector has been introduced into mammalian cells. Examples of the selection marker include a zeocin resistance gene. Or a neomycin resistance gene can be mentioned.
上記ニワトリ−ヒトキメラ抗体発現用ベクターは、さらに、複製開始点を有していることが好ましく、当該複製開始点がpUC由来およびSV40由来であることが好ましい。 The chicken-human chimeric antibody expression vector preferably further has a replication origin, and the replication origin is preferably derived from pUC and SV40.
上記ニワトリ−ヒトキメラ抗体発現用ベクターには、さらに、ポリ(A)付加シグナルが含まれることが好ましく、当該ポリ(A)付加シグナルとしては、例えば、ウシ成長ホルモン由来のものを挙げることができる。 The chicken-human chimeric antibody expression vector preferably further includes a poly (A) addition signal, and examples of the poly (A) addition signal include those derived from bovine growth hormone.
本発明にかかるニワトリ−ヒトキメラ抗体の生産方法は、上記ニワトリ−ヒトキメラ抗体発現用ベクターを用いることを特徴としており、具体的には、まず、上記ニワトリ−ヒトキメラ抗体発現用ベクターとして、ヒトイムノグロブリン定常域遺伝子が重鎖の定常域をコードする遺伝子となっている重鎖用発現用ベクターと、ヒトイムノグロブリン定常域遺伝子が軽鎖の定常域をコードする遺伝子となっている軽鎖用発現用ベクターとを用い、上記重鎖用発現用ベクターにニワトリ重鎖の可変域遺伝子を導入するとともに、軽鎖発現用ベクターにニワトリ軽鎖の可変域遺伝子を導入するニワトリV域導入工程を含む方法を挙げることができる。さらに、この生産方法では、上記ニワトリ可変域遺伝子を導入した重鎖用発現用ベクターおよび軽鎖用発現用ベクターを哺乳動物細胞で共発現させる形質移入工程とを含むことが好ましい。 The method for producing a chicken-human chimeric antibody according to the present invention is characterized by using the above-mentioned chicken-human chimeric antibody expression vector. Specifically, first, as the above-described chicken-human chimeric antibody expression vector, a human immunoglobulin constant vector is used. Expression vector for heavy chain in which the region gene is a gene encoding the constant region of the heavy chain, and expression vector for light chain in which the human immunoglobulin constant region gene is the gene encoding the constant region of the light chain And a method including a chicken V region introduction step of introducing a chicken heavy chain variable region gene into the heavy chain expression vector and introducing a chicken light chain variable region gene into the light chain expression vector. be able to. Furthermore, the production method preferably includes a transfection step in which the expression vector for heavy chain and the expression vector for light chain into which the chicken variable region gene is introduced are co-expressed in mammalian cells.
このとき用いられる哺乳動物細胞としては特に限定されるものではないが、例えばCHO細胞を好ましく用いることができる。また、上記形質移入工程で用いられる方法は、具体的には特に限定されるものではないが、リポフェクション法を好ましく用いることができる。 The mammalian cells used at this time are not particularly limited, but for example, CHO cells can be preferably used. Further, the method used in the transfection step is not particularly limited, but the lipofection method can be preferably used.
さらに、上記生産方法においては、重鎖用発現用ベクターおよび軽鎖用発現用ベクターを共発現させた哺乳動物細胞からニワトリ−ヒトキメラ抗体を回収する抗体回収工程を含むことが好ましく、さらに、哺乳動物細胞から回収したニワトリ−ヒトキメラ抗体を精製する抗体精製工程を含むことが好ましい。 Furthermore, the production method preferably includes an antibody recovery step of recovering a chicken-human chimeric antibody from mammalian cells co-expressed with the heavy chain expression vector and the light chain expression vector. It is preferable to include an antibody purification step for purifying the chicken-human chimeric antibody recovered from the cells.
なお、本発明には、上記ニワトリ−ヒトキメラ抗体の生産方法により得られ、ニワトリ由来の可変域およびヒト由来の定常域を有するニワトリ−ヒトキメラ抗体も含まれる。 The present invention also includes a chicken-human chimeric antibody obtained by the above-described method for producing a chicken-human chimeric antibody and having a variable region derived from chicken and a constant region derived from human.
本発明の代表的な利用方法としては、例えば、上記ニワトリ−ヒトキメラ抗体の生産方法を行うためのニワトリ−ヒトキメラ抗体生産キットを挙げることができる。こののニワトリ−ヒトキメラ抗体生産キットは、少なくとも、ヒトイムノグロブリン定常域遺伝子が重鎖の定常域をコードする遺伝子となっている重鎖用発現用ベクターと、ヒトイムノグロブリン定常域遺伝子が軽鎖の定常域をコードする遺伝子となっている軽鎖用発現用ベクターとを含んでおり、さらに、哺乳動物細胞に発現用ベクターを導入するための試薬群、および、発現用ベクターにニワトリ可変域遺伝子を組み込むための試薬群の少なくとも何れかを含むことが好ましい。さらに、哺乳動物細胞からニワトリ−ヒトキメラ抗体を回収するための試薬群、および、哺乳動物細胞から回収したニワトリ−ヒトキメラ抗体を精製する試薬群の少なくとも何れかを含むことがより好ましい。 As a typical utilization method of the present invention, for example, a chicken-human chimeric antibody production kit for carrying out the above-described method for producing a chicken-human chimeric antibody can be mentioned. This chicken-human chimeric antibody production kit comprises at least a heavy chain expression vector in which a human immunoglobulin constant region gene is a gene encoding a heavy chain constant region, and a human immunoglobulin constant region gene having a light chain. A light chain expression vector that is a gene encoding the constant region, and further, a reagent group for introducing the expression vector into mammalian cells, and a chicken variable region gene in the expression vector. It is preferable to include at least one of reagent groups for incorporation. Furthermore, it is more preferable to include at least one of a reagent group for recovering chicken-human chimeric antibodies from mammalian cells and a reagent group for purifying chicken-human chimeric antibodies recovered from mammalian cells.
また、本発明の代表的な応用技術としては、上記のようにして得られたニワトリ−ヒトキメラ抗体を用いてなる薬剤を挙げることができる。 Moreover, as a typical application technique of the present invention, a drug using the chicken-human chimeric antibody obtained as described above can be mentioned.
以上のように、本発明では、ニワトリイムノグロブリンのリーダー配列、ヒト定常域遺伝子およびニワトリ可変域遺伝子を組込むための組込みサイト等を有しており、哺乳動物細胞で発現が可能である。さらに、発現用ベクターとして、軽鎖用および重鎖用を用いて哺乳動物細胞内で共発現させることにより機能的な抗体分子を生成することができる。また、これらの発現用ベクターは哺乳動物細胞に導入しても、一過性発現および安定発現の何れも可能となっている。 As described above, the present invention has a leader sequence of chicken immunoglobulin, an integration site for incorporating a human constant region gene and a chicken variable region gene, and the like, and can be expressed in mammalian cells. Furthermore, functional antibody molecules can be generated by co-expression in mammalian cells using light chain and heavy chain as expression vectors. In addition, these expression vectors can be transiently expressed or stably expressed even when introduced into mammalian cells.
ニワトリは系統学的に哺乳動物より遠いため、免疫寛容によりマウス等では抗体を作成することが困難であったヒト抗原に対しても抗体を容易に作製することができる。そこで、本発明では、ニワトリを用いてモノクローナル抗体を作製し、これをキメラ化(ニワトリ−ヒトキメラ抗体)して哺乳動物細胞で発現させる。これにより、より広範囲のヒト抗原に対して臨床に有用なキメラ抗体を容易に作製することが可能となる。その結果、本発明により、抗体新薬開発の可能性をより高めることができるという効果を奏する。 Since chickens are phylogenetically distant from mammals, antibodies can be easily produced against human antigens that have been difficult to produce antibodies in mice or the like due to immune tolerance. Therefore, in the present invention, a monoclonal antibody is prepared using a chicken, which is chimerized (chicken-human chimeric antibody) and expressed in mammalian cells. This makes it possible to easily produce a clinically useful chimeric antibody against a wider range of human antigens. As a result, according to the present invention, there is an effect that the possibility of developing a new antibody drug can be further increased.
本発明の一実施形態について、図1ないし3も参照して説明すると以下の通りであるが、本発明はこれに限定されるものではない。本実施の形態では、本発明にかかるニワトリ−ヒトキメラ抗体発現用ベクター、本発明にかかるニワトリ−ヒトキメラ抗体生産方法、本発明にかかるニワトリ−ヒトキメラ抗体、並びに、本発明の利用の順で、本発明を詳細に説明する。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 3, but the present invention is not limited to this. In the present embodiment, the chicken-human chimeric antibody expression vector according to the present invention, the chicken-human chimeric antibody production method according to the present invention, the chicken-human chimeric antibody according to the present invention, and the use of the present invention are used in this order. Will be described in detail.
(I)本発明にかかるニワトリ−ヒトキメラ抗体発現用ベクター
本発明にかかるニワトリ−ヒトキメラ抗体発現用ベクター(以下、適宜発現用ベクターと略す)は、哺乳動物細胞を宿主とする発現用ベクターであり、DNAセグメントとして、少なくとも、プロモーター、ニワトリ可変域遺伝子を組み込むための組込みサイト、ニワトリイムノグロブリンのリーダー配列、および、ヒトイムノグロブリン定常域遺伝子を含んでいるものである。これを哺乳動物細胞に導入して発現させることにより、ニワトリ−ヒトキメラ抗体(以下、適宜キメラ抗体と略す)を発現させることができる。
(I) Vector for expression of chicken-human chimeric antibody according to the present invention A vector for expression of chicken-human chimeric antibody according to the present invention (hereinafter abbreviated as appropriate expression vector) is an expression vector using a mammalian cell as a host, The DNA segment contains at least a promoter, an integration site for incorporating a chicken variable region gene, a chicken immunoglobulin leader sequence, and a human immunoglobulin constant region gene. By introducing this into mammalian cells and expressing it, a chicken-human chimeric antibody (hereinafter abbreviated as a chimeric antibody as appropriate) can be expressed.
<ニワトリ−ヒトキメラ抗体発現用ベクターの概要>
本発明にかかる発現用ベクターの具体的な構成は特に限定されるものではないが、例えば、後述する実施例で説明するが、図1(a)に示す軽鎖用発現用ベクターpcSLCκ、および図1(b)に示す重鎖用発現用ベクターpcSLCγ1またはpcLSCγ4を挙げることができる。
<Outline of chicken-human chimeric antibody expression vector>
The specific configuration of the expression vector according to the present invention is not particularly limited. For example, as will be described in the examples described later, the light chain expression vector pcSLCκ shown in FIG. Examples include the heavy chain expression vector pcSLCγ1 or pcLSCγ4 shown in 1 (b).
軽鎖用発現用ベクターpcSLCκは、プロモーターとしてサイトメガロウイルス(CMV)由来のプロモーター(図中pCMV)を含んでおり、組込みサイトとしてHindIIIサイト(図中H)、AscIサイト(図中A)、およびBamHIサイト(図中B)を有している。なお、制限酵素により認識され切断される制限酵素サイトについては、単に「制限酵素名」サイトと称するものとする。HindIIIサイトおよびAscIサイトの間にはリーダー配列(図中L)が位置している。さらに、pcSLCκには、ヒトイムノグロブリン定常域遺伝子としてヒト軽鎖定常域遺伝子(図中Cκ)が含まれている。 The light chain expression vector pcSLCκ contains a cytomegalovirus (CMV) -derived promoter (pCMV in the figure) as a promoter, a HindIII site (H in the figure), an AscI site (A in the figure) as an integration site, and It has a BamHI site (B in the figure). A restriction enzyme site that is recognized and cleaved by a restriction enzyme is simply referred to as a “restriction enzyme name” site. A leader sequence (L in the figure) is located between the HindIII site and the AscI site. Furthermore, pcSLCκ includes a human light chain constant region gene (Cκ in the figure) as a human immunoglobulin constant region gene.
さらに、pcSLCκには、ウシ成長ホルモン由来のポリ(A)付加シグナル(図中BGApA)、SV40由来の複製開始点およびプロモーター(図中SV40ori/p)、ネオマイシン耐性遺伝子(図中Neo)、アンピシリン耐性遺伝子(図中Amp)が含まれている。ネオマイシン耐性遺伝子およびアンピシリン耐性遺伝子は宿主細胞に細胞にベクターが導入されたか否かを判定するための選択マーカーである。 Furthermore, pcSLCκ includes poly (A) addition signal derived from bovine growth hormone (BGApA in the figure), SV40-derived replication origin and promoter (SV40ori / p in the figure), neomycin resistance gene (Neo in the figure), ampicillin resistance. The gene (Amp in the figure) is included. The neomycin resistance gene and the ampicillin resistance gene are selection markers for determining whether a vector has been introduced into a host cell.
軽鎖用発現用ベクターpcSLCκは6.3kbのサイズを有しており、上記各DNAセグメントの配列は、選択マーカーを除けば、プロモーター、組込みサイト/リーダー配列、ヒトイムノグロブリン定常域遺伝子、ポリ(A)付加シグナル、複製開始点(およびプロモーター)の順となっている。そして、ニワトリの軽鎖可変域遺伝子(図中VL)を導入することができる。 The light chain expression vector pcSLCκ has a size of 6.3 kb, and the sequence of each of the above DNA segments, except for the selectable marker, is a promoter, an integration site / leader sequence, a human immunoglobulin constant region gene, a poly ( A) The order of the additional signal and the replication origin (and promoter) are as follows. Then, a chicken light chain variable region gene (V L in the figure) can be introduced.
重鎖発現用ベクターpcSLCγ1・pcLSCγ4は7.1kbのサイズを有しているが、ヒトイムノグロブリン定常域遺伝子として、ヒト軽鎖定常域遺伝子に代えてヒト重鎖定常域遺伝子(図中Cγ1/Cγ4)を、ネオマイシン耐性遺伝子に代えてゼオシン耐性遺伝子(図中Zeo)を導入している以外は、基本的にpcSLCκと同じ構成となっている。そして、ニワトリの重鎖可変域遺伝子(図中VH)を導入することができる。 The heavy chain expression vectors pcSLCγ1 and pcLSCγ4 have a size of 7.1 kb, but instead of the human light chain constant region gene, the human heavy chain constant region gene (Cγ1 / Cγ4 in the figure) is used. ) Is basically the same as pcSLCκ except that a zeocin resistance gene (Zeo in the figure) is introduced instead of the neomycin resistance gene. Then, a chicken heavy chain variable region gene (V H in the figure) can be introduced.
上記の構成から明らかなように、pcSLCκはキメラ抗体のうち軽鎖を発現させるための発現用ベクターであり、pcSLCγ1・pcLSCγ4はキメラ抗体のうち重鎖を発現させるための発現用ベクターであるが、基本的な構成は何れも同一となっている。したがって、本発明にかかる発現用ベクターにおいては、上述したように、プロモーター、組込みサイト、リーダー配列、および、ヒトイムノグロブリン定常域遺伝子を含んでいればよく、そのより具体的な構成は特に限定されるものではない。以下、各DNAセグメントについて具体的に説明する。 As is apparent from the above configuration, pcSLCκ is an expression vector for expressing the light chain of the chimeric antibody, and pcSLCγ1 and pcLSCγ4 are expression vectors for expressing the heavy chain of the chimeric antibody. All the basic configurations are the same. Therefore, the expression vector according to the present invention only needs to contain a promoter, an integration site, a leader sequence, and a human immunoglobulin constant region gene as described above, and the specific configuration thereof is particularly limited. It is not something. Hereinafter, each DNA segment will be specifically described.
<ヒトイムノグロブリン定常域遺伝子>
本発明にかかる発現用ベクターにおいては、上記ヒトイムノグロブリン定常域遺伝子としては、上述したように、重鎖の定常域をコードする遺伝子であってもよいし、軽鎖の定常域をコードする遺伝子であってもよい。これら定常域遺伝子としては特に限定されるものではなく、ヒト抗体由来の定常域遺伝子であればどのような遺伝子でも用いることができる。
<Human immunoglobulin constant region gene>
In the expression vector according to the present invention, the human immunoglobulin constant region gene may be a gene encoding a heavy chain constant region, or a gene encoding a light chain constant region, as described above. It may be. These constant region genes are not particularly limited, and any gene can be used as long as it is a constant region gene derived from a human antibody.
例えば、実施例で用いている定常域遺伝子としては、重鎖定常域遺伝子が、配列番号1に示される塩基配列を有するポリヌクレオチド(Cγ1遺伝子)、または、配列番号2に示される塩基配列を有するポリヌクレオチド(Cγ4遺伝子)となっている。また、軽鎖定常域遺伝子が、配列番号3に示される塩基配列を有するポリヌクレオチド(Cκ遺伝子)となっている。 For example, as the constant region gene used in the examples, the heavy chain constant region gene has a polynucleotide (Cγ1 gene) having the base sequence shown in SEQ ID NO: 1 or the base sequence shown in SEQ ID NO: 2. It is a polynucleotide (Cγ4 gene). The light chain constant region gene is a polynucleotide (Cκ gene) having the base sequence shown in SEQ ID NO: 3.
また、ヒト抗体由来の定常域遺伝子の取得方法も特に限定されるものではなく、従来公知の方法を好適に用いることができる。例えば、後述する実施例では、ヒト血液から単離したヒト末梢血リンパ球からゲノムDNAを調製し、PCRにより目的の遺伝子を増幅している。 Further, the method for obtaining a human antibody-derived constant region gene is not particularly limited, and a conventionally known method can be suitably used. For example, in the examples described later, genomic DNA is prepared from human peripheral blood lymphocytes isolated from human blood, and the target gene is amplified by PCR.
後述するように、本発明では、重鎖用発現用ベクターと軽鎖用発現用ベクターとの双方を宿主である哺乳動物細胞に導入し、共発現させることで、完全なキメラ抗体分子を生産することができる。したがって、本発明では、キメラ抗体の軽鎖のみ、あるいは重鎖のみを取得するような用途以外は、必ず重鎖定常域遺伝子および軽鎖定常域遺伝子を一組で取得し、これらをそれぞれ導入した重鎖用発現用ベクターおよび軽鎖用発現用ベクターを作製することが非常に好ましい。 As described later, in the present invention, a complete chimeric antibody molecule is produced by introducing and co-expressing both a heavy chain expression vector and a light chain expression vector into a host mammalian cell. be able to. Therefore, in the present invention, except for the use for obtaining only the light chain or only the heavy chain of the chimeric antibody, the heavy chain constant region gene and the light chain constant region gene were always obtained as a set, and these were respectively introduced. It is highly preferred to produce a heavy chain expression vector and a light chain expression vector.
<ニワトリイムノグロブリンのリーダー配列>
本発明にかかる発現用ベクターにおいては、ニワトリイムノグロブリンのリーダー配列についても特に限定されるものではなく、ニワトリ抗体のリーダー配列であればどのようなものでも用いることができる。例えば、実施例で用いているリーダー配列として、配列番号4に示される塩基配列を有するポリヌクレオチドが用いられる。また、このリーダー配列の取得方法も特に限定されるものではなく、従来公知の方法を好適に用いることができる。
<Chicken immunoglobulin leader sequence>
In the expression vector according to the present invention, the leader sequence of chicken immunoglobulin is not particularly limited, and any chicken antibody leader sequence can be used. For example, a polynucleotide having the base sequence shown in SEQ ID NO: 4 is used as the leader sequence used in the examples. Further, the method for obtaining the leader sequence is not particularly limited, and a conventionally known method can be suitably used.
<ニワトリ可変域遺伝子を組み込むための組込みサイト>
本発明にかかる発現用ベクターにおいては、上記組込みサイトについても特に限定されるものではない。本発明では、後述する実施例にも示すように、発現用ベクターの主骨格となるベクターを切断しない制限酵素について、ニワトリ可変域遺伝子を切断するか否かを調べることにより、具体的な制限酵素サイトを決定している。その結果、AscI、HindIIIおよびBamHIはデータベースに登録されているニワトリ可変域遺伝子を切断しないことが明らかとなったので、本発明にかかる発現用ベクターには、組込みサイトとしてこれら3種類の制限酵素サイトが選択されている。したがって、上記組込みサイトは、AscI、BamHIおよびHindIIIの少なくとも何れか一つの制限酵素により認識される制限酵素サイトを含んでいればよい。
<Integration site for incorporating chicken variable region genes>
In the expression vector according to the present invention, the integration site is not particularly limited. In the present invention, as shown in Examples described later, a specific restriction enzyme is examined by examining whether or not to cleave a chicken variable region gene for a restriction enzyme that does not cleave the vector that is the main skeleton of the expression vector. Determine the site. As a result, it was revealed that AscI, HindIII and BamHI do not cut the chicken variable region genes registered in the database. Therefore, the expression vector according to the present invention has these three restriction enzyme sites as integration sites. Is selected. Therefore, the integration site may contain a restriction enzyme site that is recognized by at least one restriction enzyme of AscI, BamHI, and HindIII.
つまり、本発明では、発現用ベクターの主骨格および導入した遺伝子(リーダー配列、定常域遺伝子)を切断せず、かつ、ニワトリ可変域遺伝子を切断しない制限酵素サイトであれば、上記3種類の制限酵素に限定されるものではない。換言すれば、主骨格として採用するベクター(便宜上、ベースベクターと称する)の種類に応じて、適切な制限酵素サイトを実施例に記載したような手法で探し出せばよい。 In other words, in the present invention, the restriction enzyme site does not cut the main skeleton of the expression vector and the introduced gene (leader sequence, constant region gene) and does not cut the chicken variable region gene. It is not limited to enzymes. In other words, an appropriate restriction enzyme site may be found by the technique described in the examples according to the type of vector (referred to as a base vector for convenience) employed as the main skeleton.
ここで、上記pcSLCκ、pcSLCγ1およびpcLSCγ4においては、HindIIIサイトおよびAscIサイトの間にはリーダー配列が位置する構成となっているが、本発明はこれに限定されるものではなく、組込みサイトとして、制限酵素サイトが複数つながっており、他の遺伝子等が間に介在していないマルチクローニングサイトが用いられてもよい。もちろん組込みサイトは一つの制限酵素サイトからなっていてもよい。 Here, in the pcSLCκ, pcSLCγ1 and pcLSCγ4, a leader sequence is located between the HindIII site and the AscI site. However, the present invention is not limited to this, and is limited as an integration site. A multiple cloning site in which a plurality of enzyme sites are connected and no other gene or the like is interposed between them may be used. Of course, the embedded site may consist of one restriction enzyme site.
組込みサイトのデザインは、用いられる発現用ベクターの種類、組み込もうとするニワトリ可変域遺伝子の種類、発現用ベクターの構築ストラテジー等に応じて適宜変更することができる。なお、組込みサイトは、制限酵素サイトを含むオリゴヌクレオチドを公知の方法で合成し、これをベクターに導入すればよい。 The design of the integration site can be appropriately changed according to the type of expression vector used, the type of chicken variable region gene to be incorporated, the construction strategy of the expression vector, and the like. In addition, the integration site should just synthesize | combine the oligonucleotide containing a restriction enzyme site by a well-known method, and introduce | transduce this to a vector.
<プロモーター>
本発明にかかる発現用ベクターは、少なくとも哺乳動物細胞中でキメラ抗体を発現可能とすることを目的とするため、プロモーターは必須の構成となる。ただし、具体的なプロモーターとしては特に限定されるものではなく、宿主となる哺乳動物細胞の種類等に応じて公知のプロモーターを適宜用いることができる。具体的には、上記pcSLCκ、pcSLCγ1およびpcLSCγ4においては、プロモーターとして、サイトメガロウイルス由来のCMVプロモーターを用いている。
<Promoter>
Since the expression vector according to the present invention is intended to enable expression of a chimeric antibody at least in mammalian cells, a promoter is an essential component. However, the specific promoter is not particularly limited, and a known promoter can be appropriately used according to the type of mammalian cell serving as a host. Specifically, in the above-described pcSLCκ, pcSLCγ1, and pcLSCγ4, a cytomegalovirus-derived CMV promoter is used as the promoter.
<選択マーカー>
本発明にかかる発現用ベクターには、さらに、哺乳動物細胞に当該発現用ベクターが導入されたか否かを判定するための選択マーカーが含まれていることが非常に好ましい。この選択マーカーとしては、通常、抗生物質耐性遺伝子が用いられる。具体的には、上記pcSLCκ、pcSLCγ1およびpcLSCγ4においては、選択マーカーとしてゼオシン耐性遺伝子またはネオマイシン耐性遺伝子を用いているがこれらに限定されるものではなく、宿主となる哺乳動物細胞の種類等に応じて公知の選択マーカーを適宜用いることができる。
<Selection marker>
It is very preferable that the expression vector according to the present invention further contains a selection marker for determining whether or not the expression vector has been introduced into mammalian cells. As this selection marker, an antibiotic resistance gene is usually used. Specifically, in the above-described pcSLCκ, pcSLCγ1 and pcLSCγ4, a zeocin resistance gene or a neomycin resistance gene is used as a selection marker. However, the present invention is not limited to these, depending on the type of mammalian cell serving as a host. A known selection marker can be used as appropriate.
また、本発明にかかる発現用ベクターのようなプラスミドは、遺伝子組換えのため、および、当該発現用ベクター増殖のために大腸菌中で増殖可能としておくことが一般的である。それゆえ、本発明にかかる発現用ベクターは、大腸菌にベクターが導入されたか否かを判定するための選択マーカーが含まれていることが非常に好ましい。この選択マーカーとしても、通常、抗生物質耐性遺伝子が用いられ、上記pcSLCκ、pcSLCγ1およびpcLSCγ4においては、選択マーカーとしてアンピシリン耐性遺伝子が用いられているが、もちろん本発明はこれに限定されるものではない。 In general, a plasmid such as an expression vector according to the present invention is allowed to grow in E. coli for gene recombination and for the propagation of the expression vector. Therefore, it is highly preferable that the expression vector according to the present invention contains a selection marker for determining whether or not the vector has been introduced into E. coli. As this selection marker, an antibiotic resistance gene is usually used, and in the above-mentioned pcSLCκ, pcSLCγ1 and pcLSCγ4, an ampicillin resistance gene is used as a selection marker, but the present invention is not limited to this. .
<複製開始点>
本発明にかかる発現用ベクターは、宿主となる哺乳動物細胞中で一過性発現が可能なように複製開始点を有していることが非常に好ましい。複製開始点の具体的な種類は特に限定されるものではなく、宿主となる哺乳動物細胞の種類や、発現用ベクターの主骨格の種類等に応じて公知のものを適宜選択すればよい。具体的には、上記pcSLCκ、pcSLCγ1およびpcLSCγ4においては、複製開始点として、SV40由来のものを用いているが、もちろん本発明はこれに限定されるものではない。
<Replication start point>
It is very preferable that the expression vector according to the present invention has an origin of replication so that transient expression is possible in mammalian cells as a host. The specific type of the replication start point is not particularly limited, and a known one may be appropriately selected according to the type of mammalian cell serving as a host, the type of the main skeleton of the expression vector, and the like. Specifically, in the above-described pcSLCκ, pcSLCγ1 and pcLSCγ4, those starting from SV40 are used as the replication start point, but the present invention is of course not limited thereto.
また、本発明にかかる発現用ベクターは、大腸菌で安定して維持されるための複製開始点も有していることが好ましい。大腸菌用の複製開始点の具体的な種類は特に限定されるものではなく、宿主となる大腸菌の種類や発現用ベクターの主骨格の種類等に応じて公知のものを適宜選択すればよい。具体的には、上記pcSLCκ、pcSLCγ1およびpcLSCγ4においては、複製開始点として、pUC由来のものを用いているが、もちろん本発明はこれに限定されるものではない。 In addition, the expression vector according to the present invention preferably also has a replication origin for stable maintenance in Escherichia coli. The specific type of the replication origin for E. coli is not particularly limited, and a known type may be appropriately selected according to the type of E. coli serving as a host, the type of the main skeleton of the expression vector, and the like. Specifically, in the above-described pcSLCκ, pcSLCγ1 and pcLSCγ4, those derived from pUC are used as the replication start point, but the present invention is of course not limited thereto.
<その他のDNAセグメント>
本発明にかかる発現用ベクターにおいては、宿主内でのキメラ抗体の発現に寄与するものであれば、上述した以外の公知のDNAセグメントを含んでいてもよい。具体的には、例えば、ポリ(A)付加シグナルを挙げることができる。真核生物の転写後のmRNAは、3’末端側にポリ(A)が付加されているが、これによりmRNAの安定性が向上し、その結果、タンパク質(本発明ではキメラ抗体)の発現性を向上させることができる。このようなポリ(A)付加シグナルとしては特に限定されるものではないが、上記pcSLCκ、pcSLCγ1およびpcLSCγ4においては、ポリ(A)付加シグナルとしては、ウシ成長ホルモン由来のものが用いられている。
<Other DNA segments>
The expression vector according to the present invention may contain known DNA segments other than those described above as long as they contribute to the expression of the chimeric antibody in the host. Specific examples include poly (A) addition signals. The eukaryotic mRNA after transcription has a poly (A) added to the 3 ′ end, which improves the stability of the mRNA and, as a result, the expression of the protein (chimeric antibody in the present invention). Can be improved. Such poly (A) addition signal is not particularly limited, but in the above-mentioned pcSLCκ, pcSLCγ1 and pcLSCγ4, those derived from bovine growth hormone are used as the poly (A) addition signal.
<発現用ベクターの作製方法・生産方法>
本発明にかかる発現用ベクターの作製方法については、特に限定されるものではなく、主骨格となるベクター(ベースベクター)に、上述した各DNAセグメントを所定の順序となるように導入すればよい。これらDNAセグメントを導入する際に用いられる試薬、すなわち制限酵素やライゲーション酵素等の種類についても特に限定されるものではなく、市販のものを適宜選択して用いればよい。
<Methods for producing and producing expression vectors>
The method for producing the expression vector according to the present invention is not particularly limited, and the DNA segments described above may be introduced into a vector (base vector) serving as a main skeleton in a predetermined order. There are no particular limitations on the types of reagents used when introducing these DNA segments, ie, restriction enzymes and ligation enzymes, and commercially available ones may be appropriately selected and used.
また、本発明にかかる発現用ベクターを作製するためのストラテジーについても特に限定されるものではなく、上記各DNAセグメントを、所定の順序で効率的に配列させることができるようなストラテジーであればよい。例えば、後述する実施例では、図2に示すように、プラスミドベクターを組み換えることにより3段階で発現用ベクターを作製している。 The strategy for producing the expression vector according to the present invention is not particularly limited as long as it is a strategy that allows the DNA segments to be efficiently arranged in a predetermined order. . For example, in the examples described later, as shown in FIG. 2, an expression vector is prepared in three stages by recombining a plasmid vector.
まず、重鎖用発現用ベクターpcSLCγ1またはpcLSCγ4の作製ストラテジーについてみると、図2に示すように、ヒトゲノムDNAからヒト重鎖定常域遺伝子(図中Human Cγ1/Cγ4)をクローニングし、任意のベクターに導入して定常域遺伝子ベクターを作製する。このとき用いられるベクターは特に限定されるものではない。後述する実施例では、pGEM−T Easy ベクター(Promega社製、図中pGEM)を用いており、定常域遺伝子ベクターとして、pGCγ1/Cγ4(サイズ4.8kb)が得られる。 First, regarding the production strategy of the heavy chain expression vector pcSLCγ1 or pcLSCγ4, as shown in FIG. 2, a human heavy chain constant region gene (Human Cγ1 / Cγ4 in the figure) was cloned from human genomic DNA and cloned into an arbitrary vector. Introduce a constant region gene vector. The vector used at this time is not particularly limited. In Examples described later, a pGEM-T Easy vector (Promega, pGEM in the figure) is used, and pGCγ1 / Cγ4 (size 4.8 kb) is obtained as a constant region gene vector.
次に、定常域遺伝子ベクターから適切な制限酵素を用いてヒト重鎖定常域遺伝子を切り出し、任意のベクターに導入して中間ベクターを作製する。このとき用いられるベクターは特に限定されるものではないが、本ストラテジーでは実質的に主骨格となるベクターを用いている。後述する実施例では、pcDNA4/myc-HisA(Invitrogen社製)を用いており、中間ベクターとして、pcDCγ1/Cγ4(サイズ6.9kb)が得られる。 Next, a human heavy chain constant region gene is excised from the constant region gene vector using an appropriate restriction enzyme, and introduced into an arbitrary vector to prepare an intermediate vector. The vector used at this time is not particularly limited, but a vector that is substantially the main skeleton is used in this strategy. In Examples described later, pcDNA4 / myc-HisA (manufactured by Invitrogen) is used, and pcDCγ1 / Cγ4 (size 6.9 kb) is obtained as an intermediate vector.
これとは別に、ニワトリゲノムDNAからニワトリ重鎖リーダー配列(図中Leader)をクローニングし、これを任意のベクターの導入して、リーダー配列ベクターを作製する。後述する実施例では、pBluescript II SK(-)を用いており、リーダー配列ベクターとして、pBSL(サイズ3.2kb)が得られる。 Separately, a chicken heavy chain leader sequence (Leader in the figure) is cloned from chicken genomic DNA, and an arbitrary vector is introduced to prepare a leader sequence vector. In Examples described later, pBluescript II SK (−) is used, and pBSL (size 3.2 kb) is obtained as a leader sequence vector.
上記リーダー配列ベクターから適切な制限酵素を用いてリーダー配列を切り出し、中間ベクターに導入することで、重鎖用発現用ベクターpcSLCγ1/Cγ4(サイズ7.1kb)が得られる。 A leader sequence is excised from the above leader sequence vector using an appropriate restriction enzyme and introduced into an intermediate vector to obtain a heavy chain expression vector pcSLCγ1 / Cγ4 (size 7.1 kb).
また、軽鎖用発現用ベクターpcSLCκの作製ストラテジーについてみると、基本的には重鎖用発現用ベクターと同じ過程となっている。図2に示すように、ヒトゲノムDNAからヒト軽鎖定常域遺伝子をクローニングし、任意のベクター(この場合はpBluescript II SK(-)を使用)に導入して定常域遺伝子ベクター(pBCκ、サイズ3.6kb)を作製する。これからヒト軽鎖定常域遺伝子を切り出し、任意のベクター(この場合はpcDNA3/myc-HisA(Invitrogen社製))に導入して中間ベクター(pcDCκ、サイズ6.1kb)を作製する。
The production strategy of the light chain expression vector pcSLCκ is basically the same as that for the heavy chain expression vector. As shown in FIG. 2, a human light chain constant region gene is cloned from human genomic DNA and introduced into an arbitrary vector (in this case, pBluescript II SK (−)), and the constant region gene vector (pBCκ,
その後、上記リーダー配列ベクターからリーダー配列を切り出し、中間ベクターに導入することで、軽鎖用発現用ベクターpcSLCκ(サイズ6.3kb)が得られる。 Thereafter, the leader sequence is cut out from the leader sequence vector and introduced into an intermediate vector to obtain a light chain expression vector pcSLCκ (size 6.3 kb).
このようにして構築された発現用ベクターの生産方法、すなわち、上記作製方法で作製された発現用ベクターを増殖させる方法についても特に限定されるものではなく、公知の方法を用いることができる。一般的には、大腸菌をホストとして当該大腸菌細胞内で増殖させればよい。このときベースベクターや作製された発現用ベクターの種類に応じて、好ましい大腸菌の種類を選択してもよい。また、大腸菌細胞から増殖した発現用ベクターを回収する方法も特に限定されるものではなく、公知の方法を用いればよい。
(II)本発明にかかるニワトリ−ヒトキメラ抗体の生産方法
本発明にかかるキメラ抗体の生産方法(以下、生産方法と略す)は、上述した発現用ベクターを用いる方法であり、その具体的な工程は特に限定されるものではないが、好ましくは、重鎖用発現用ベクターと軽鎖用発現用ベクターとを用い、これらにニワトリ抗体の可変域領域をそれぞれ導入して宿主となる哺乳動物細胞で発現させる方法を挙げることができる。
The production method of the expression vector thus constructed, that is, the method of propagating the expression vector produced by the above production method is not particularly limited, and a known method can be used. In general, Escherichia coli may be used as a host and grown in the E. coli cells. At this time, a preferred E. coli type may be selected according to the type of the base vector or the produced expression vector. Further, the method for recovering the expression vector grown from E. coli cells is not particularly limited, and a known method may be used.
(II) Method for Producing Chicken-Human Chimeric Antibody According to the Present Invention The method for producing a chimeric antibody according to the present invention (hereinafter abbreviated as “production method”) is a method using the expression vector described above. Although not particularly limited, preferably, expression vectors for heavy chains and expression vectors for light chains are used, and the variable region regions of chicken antibodies are introduced into these, respectively, and expressed in mammalian cells as hosts. Can be mentioned.
<宿主となる哺乳動物細胞>
本発明で宿主として用いられる哺乳動物細胞としては特に限定されるものではなく、公知の培養細胞(セルライン)を好適に用いることができる。具体的には、例えば、COS細胞株、CHO細胞株、SP2/0細胞株、NSO細胞株等を挙げることができる。後述する実施例では、COS細胞およびCHO細胞を用いている。特にCHO細胞は、遺伝子組換え技術によって、エリスロポエチンや血液凝固第VIII因子等の生産に実用化されているので、本発明でもより好ましく用いることができる。
<Mammalian cells as hosts>
The mammalian cells used as a host in the present invention are not particularly limited, and known cultured cells (cell lines) can be suitably used. Specific examples include COS cell line, CHO cell line, SP2 / 0 cell line, NSO cell line and the like. In the examples described later, COS cells and CHO cells are used. In particular, since CHO cells have been put into practical use for the production of erythropoietin, blood coagulation factor VIII and the like by gene recombination technology, they can be used more preferably in the present invention.
上記哺乳動物細胞を培養する条件も特に限定されるものではなく、細胞株の種類に応じた公知の培地(培養液)や培養温度等を適宜選択して用いることができる。 The conditions for culturing the mammalian cells are not particularly limited, and a known medium (culture solution), culture temperature, or the like corresponding to the type of cell line can be appropriately selected and used.
なお、本発明で宿主として用いることのできる細胞は、公知のセルラインに限定されるものではなく、任意の哺乳動物から取得した細胞を培養して用いることもできる。換言すれば、本発明で用いられる宿主は、樹立培養細胞株であってもよいし、新規に作出される培養細胞であってもよい。 In addition, the cell which can be used as a host by this invention is not limited to a well-known cell line, The cell acquired from arbitrary mammals can also be cultured and used. In other words, the established culture cell line may be sufficient as the host used by this invention, and the culture cell produced newly may be sufficient as it.
<ニワトリV域導入工程>
本発明にかかる生産方法で用いられる上記発現用ベクターは、組込みサイトを有しているので、目的の抗体に応じて任意のニワトリ可変域(V域)を導入することができる。それゆえ、本発明にかかる生産方法には、発現用ベクターにニワトリ可変域遺伝子を導入するニワトリV域導入工程が含まれていることが好ましい。
<Chicken V range introduction process>
Since the expression vector used in the production method according to the present invention has an integration site, any chicken variable region (V region) can be introduced according to the target antibody. Therefore, the production method according to the present invention preferably includes a chicken V region introduction step for introducing a chicken variable region gene into the expression vector.
本発明にかかる発現用ベクターにニワトリ可変域遺伝子を導入する具体的な方法は特に限定されるものではなく、目的に応じたニワトリ可変域遺伝子を公知の方法等により取得し、これを発現用ベクターに導入すればよい。このとき、上記重鎖用発現用ベクターにはニワトリ重鎖の可変域遺伝子を導入し、軽鎖発現用ベクターにはニワトリ軽鎖の可変域遺伝子を導入する。後述する実施例では、抗原としてプリオンタンパク質を選択し、これに対するキメラ抗体を作製するために、ハイブリドーマまたはファージディスプレイからニワトリ可変域遺伝子を取得している。 The specific method for introducing the chicken variable region gene into the expression vector according to the present invention is not particularly limited, and a chicken variable region gene according to the purpose is obtained by a known method or the like, and this is expressed as an expression vector. Should be introduced. At this time, the chicken heavy chain variable region gene is introduced into the heavy chain expression vector, and the chicken light chain variable region gene is introduced into the light chain expression vector. In examples described later, a prion protein is selected as an antigen, and a chicken variable region gene is obtained from a hybridoma or phage display in order to produce a chimeric antibody against the prion protein.
<形質移入工程>
本発明にかかる生産方法では、上記ニワトリV域導入工程の後に、ニワトリ可変域遺伝子を導入した重鎖用発現用ベクターおよび軽鎖用発現用ベクターを哺乳動物細胞で共発現させる形質移入工程を行う。
<Transfection process>
In the production method according to the present invention, after the above-described chicken V region introduction step, a transfection step of co-expressing a heavy chain expression vector and a light chain expression vector into which a chicken variable region gene has been introduced in mammalian cells is performed. .
このとき用いられる発現ベクターの導入方法、すなわち形質移入方法(トランスフェクション方法)は特に限定されるものではなく、リポフェクション法、電気穿孔法、リン酸カルシウム法、リポソーム法、DEAEデキストラン法、マイクロインジェクション法等の従来公知の方法を好適に用いることができる。後述する実施例では、Polyfect transfection reagent(Qiagen社製)法を用いたリポフェクション法を用いている。 The method of introducing the expression vector used at this time, that is, the transfection method (transfection method) is not particularly limited, and includes lipofection method, electroporation method, calcium phosphate method, liposome method, DEAE dextran method, microinjection method and the like. Conventionally known methods can be suitably used. In Examples described later, a lipofection method using a Polyfect transfection reagent (Qiagen) method is used.
上記形質移入工程では、発現用ベクターに含まれている選択マーカーにより、発現用ベクターが哺乳動物細胞に導入されたか否かを判定するようになっていることが好ましい。選択マーカーとしては、発現用ベクターの説明でも述べたように抗生物質耐性遺伝子を用いることが多いので、哺乳動物細胞の培地に抗生物質を添加しておけば、生育できた哺乳動物細胞がトランスフェクションに成功していることが確認できる。 In the transfection step, it is preferable to determine whether or not the expression vector has been introduced into the mammalian cell based on the selection marker contained in the expression vector. As described in the description of the expression vector, an antibiotic resistance gene is often used as a selectable marker, so if an antibiotic is added to the mammalian cell culture medium, the grown mammalian cells can be transfected. Can be confirmed.
<抗体回収工程・抗体精製工程>
本発明にかかる生産方法では、上記形質移入工程の後に、重鎖用発現用ベクターおよび軽鎖用発現用ベクターを共発現させた哺乳動物細胞からキメラ抗体を回収する抗体回収工程を行う。抗体回収工程で行われるキメラ抗体の回収方法は特に限定されるものではなく、公知の方法を用いることができる。後述する実施例のように、キメラ抗体が培地上清に分泌されている場合には培地上清を回収すればよいが、培地成分を除去して純度の高いキメラ抗体分子するために精製を行ってもよい。したがって、本発明にかかる生産方法には、哺乳動物細胞から回収したキメラ抗体を精製する抗体精製工程を含んでいてもよい。抗体精製工程で行われるキメラ抗体の精製方法は特に限定されるものではなく、公知の方法を用いることができる。
<Antibody recovery process / antibody purification process>
In the production method according to the present invention, after the transfection step, an antibody recovery step of recovering the chimeric antibody from mammalian cells co-expressed with the heavy chain expression vector and the light chain expression vector is performed. The method for recovering the chimeric antibody performed in the antibody recovery step is not particularly limited, and a known method can be used. If the chimeric antibody is secreted into the culture supernatant as in the examples described later, the culture supernatant may be recovered. However, purification is performed to remove the culture medium components to obtain a high-purity chimeric antibody molecule. May be. Therefore, the production method according to the present invention may include an antibody purification step for purifying the chimeric antibody recovered from the mammalian cells. The purification method of the chimeric antibody performed in the antibody purification step is not particularly limited, and a known method can be used.
なお、本発明にかかる生産方法においては、上記各工程の全てが必須ではなく、また、本発明にかかる生産方法においては、上記各工程以外の工程が含まれていてもよい。
(III)本発明にかかるキメラ抗体
上述した本発明にかかる発現用ベクター、または本発明にかかる生産方法を用いれば、ニワトリ−ヒトキメラ抗体を容易に生産することができる。本発明で生産されるキメラ抗体の構造について具体的に説明すると、図3(a)に示すように、まず、軽鎖(L鎖)10は、N末端側のニワトリ由来の軽鎖可変域(ニワトリVL)11と、これにつながりC末端側となるヒト由来の軽鎖定常域(ヒトCL)12とを有した構成となっている。
In the production method according to the present invention, all of the above steps are not essential, and in the production method according to the present invention, steps other than the above steps may be included.
(III) Chimeric antibody according to the present invention By using the expression vector according to the present invention described above or the production method according to the present invention, a chicken-human chimeric antibody can be easily produced. Specifically, the structure of the chimeric antibody produced in the present invention will be described. As shown in FIG. 3 (a), first, the light chain (L chain) 10 has a light chain variable region derived from a chicken on the N-terminal side ( (Chicken V L ) 11 and a human-derived light chain constant region (human C L ) 12 connected to the C-terminal side.
また、図3(b)に示すように、重鎖(H鎖)20は、N末端側のニワトリ由来の重鎖可変域(ニワトリVH)21と、これにつながるヒト由来の重鎖定常域(ヒトCH)22aと、ヒンジ部23を介してつながるヒト由来の重鎖定常域(ヒトCH)22b・22c(C末端側)とを有した構成となっている。
As shown in FIG. 3B, the heavy chain (H chain) 20 is composed of a chicken-derived heavy chain variable region (chicken V H ) 21 on the N-terminal side and a human-derived heavy chain constant region connected thereto. The structure has (human C H ) 22 a and human-derived heavy chain constant regions (human C H ) 22 b and 22 c (C-terminal side) connected via the
これら軽鎖10と重鎖20とがS−S結合により結合し、さらに重鎖20同士がS−S結合により結合することにより、図3(c)に示すように、互いに結合した2本のヒトCH22b・22cからFc(crystallizable fragment)31が形成されるとともに、軽鎖10と重鎖20のニワトリVH21およびヒトCH22aとにより、ヒンジ部23を介してFcから分かれるように広がるFab(antigen binding fragment)32が形成され、キメラ抗体分子30が形成される。このように本発明で得られるキメラ抗体は、可変域(V域)がニワトリ由来、定常域(C域)がヒト由来の構成を有しているため、免疫寛容のために抗体を生成しにくい抗原に対しても有効に抗体を生成させることができる。
(IV)本発明の利用
<キメラ抗体生産キット>
本発明の代表的な利用の一例としては、上記生産方法を行うためのニワトリ−ヒトキメラ抗体生産キット(便宜上、生産キットと略す)を挙げることができる。
When the
(IV) Use of the present invention <Chimeric antibody production kit>
A typical example of the use of the present invention is a chicken-human chimeric antibody production kit (for convenience, abbreviated as a production kit) for carrying out the above production method.
生産キットの具体的な構成は特に限定されるものではないが、例えば、次の各発現ベクターや試薬群を含む構成を挙げることができる。
(a)ヒトイムノグロブリン定常域遺伝子が重鎖の定常域をコードする遺伝子となっている重鎖用発現用ベクター
(b)ヒトイムノグロブリン定常域遺伝子が軽鎖の定常域をコードする遺伝子となっている軽鎖用発現用ベクター
(c)哺乳動物細胞に発現用ベクターを導入するための試薬群(形質移入工程用試薬群)
(d)発現用ベクターにニワトリ可変域遺伝子を組み込むための試薬群(ニワトリV域導入工程用試薬群)
(e)哺乳動物細胞からニワトリ−ヒトキメラ抗体を回収するための試薬群(抗体回収工程用試薬群)
(f)哺乳動物細胞から回収したニワトリ−ヒトキメラ抗体を精製する試薬群(抗体精製工程用試薬群)
なお、ここでいう「試薬群」には、酵素や塩類等の一般的な試薬の他に、一連の操作に使用される器具やベクター等の素材も含んでもよいものとする。また、本発明にかかる生産キットには、上記(a)〜(f)以外の試薬群が含まれていてもよい。
Although the specific structure of a production kit is not specifically limited, For example, the structure containing each following expression vector and reagent group can be mentioned.
(A) Expression vector for heavy chain in which the human immunoglobulin constant region gene is a gene encoding the constant region of the heavy chain (b) Human immunoglobulin constant region gene is a gene encoding the constant region of the light chain Light chain expression vector (c) Reagent group for introducing expression vector into mammalian cells (Reagent group for transfection step)
(D) Reagent group for incorporating the chicken variable region gene into the expression vector (chicken V region introduction step reagent group)
(E) Reagent group for recovering chicken-human chimeric antibody from mammalian cells (reagent group for antibody recovery step)
(F) Reagent group for purifying chicken-human chimeric antibody recovered from mammalian cells (Reagent group for antibody purification step)
The “reagent group” mentioned here may include materials such as instruments and vectors used for a series of operations in addition to general reagents such as enzymes and salts. In addition, the production kit according to the present invention may include a reagent group other than the above (a) to (f).
これら試薬群のうち、(a)・(b)は必須の構成であるが、他の試薬群は必要に応じて含まれていればよい。好ましくは、(a)・(b)に加えて(c)・(d)が含まれており、より好ましくは、さらに(e)・(f)が含まれているとよい。 Of these reagent groups, (a) and (b) are indispensable components, but other reagent groups may be included as necessary. Preferably, (c) and (d) are included in addition to (a) and (b), and more preferably (e) and (f) are further included.
上記(a)・(b)の試薬群は、前記(I)の項で説明した発現用ベクターであるため、その具体的な説明は省略する。上記(c)の試薬群は形質移入用の試薬群であり、採用される形質移入方法に応じた薬剤類やバッファー等を含んでいればよい。 Since the reagent groups (a) and (b) are the expression vectors described in the above section (I), their specific description is omitted. The reagent group (c) is a reagent group for transfection, and may contain drugs, buffers, and the like according to the transfection method employed.
上記(d)の試薬群としては、まず一般的な遺伝子組換え用の試薬類を挙げることができる。具体的には、発現用ベクターの組込みサイトに応じた制限酵素、ライゲーション酵素、バッファー、リンカーとなるオリゴヌクレオチド等を挙げることができる。また、この(d)の試薬群には、ニワトリ可変域遺伝子を取得するための試薬群を含めてもよい。例えば、可変域遺伝子を増幅するためのプライマーやPCR用の試薬等を挙げることができる。 Examples of the reagent group (d) include general reagents for gene recombination. Specific examples include restriction enzymes, ligation enzymes, buffers, oligonucleotides serving as linkers, and the like according to the integration site of the expression vector. Further, the reagent group of (d) may include a reagent group for obtaining a chicken variable region gene. For example, a primer for amplifying a variable region gene, a reagent for PCR, and the like can be mentioned.
上記(e)・(f)の試薬群は、採用されるキメラ抗体の回収方法や精製方法に応じた薬剤類や器具類を含んでいればよい。なお、抗体回収工程および抗体精製工程の内容から見れば回収方法と精製方法とが手法上で重なる場合も考えられる(例えば、カラムなどを用いて培地上清からキメラ抗体を回収する場合は、回収と精製とを同時に行うことになる)ので、(e)・(f)の試薬群は兼用されるような構成となっていても構わない。 The reagent groups (e) and (f) only need to contain drugs and instruments according to the method for recovering and purifying the chimeric antibody employed. In view of the contents of the antibody recovery step and the antibody purification step, the recovery method and the purification method may overlap in terms of technique (for example, when recovering a chimeric antibody from a culture supernatant using a column or the like, Therefore, the reagent groups (e) and (f) may be combined.
<本発明の応用>
本発明によれば、哺乳動物細胞でニワトリ−ヒトキメラ抗体を容易に生産することができる。しかも、得られるキメラ抗体は完全な抗体分子となっている。完全な抗体分子は治療に有効なエフェクター機能を有しており、生体内での半減期が長いという利点がある。それゆえ、本発明にかかるキメラ抗体は、臨床分野への応用が期待される。
<Application of the present invention>
According to the present invention, chicken-human chimeric antibodies can be easily produced in mammalian cells. Moreover, the resulting chimeric antibody is a complete antibody molecule. A complete antibody molecule has an effector function effective for treatment and has an advantage of a long half-life in vivo. Therefore, the chimeric antibody according to the present invention is expected to be applied in the clinical field.
より具体的には、応用可能な技術・製品としては、抗体医薬品や診断薬を挙げることができる。抗体は特定の抗原に対して特異的に結合する能力を有する。そのため、例えば、抗体医薬品として用いる場合は、患部の特定細胞(がん細胞等)に生じている抗原に対する抗体を作製すれば、当該特定細胞のみを殺すことができるので、高い治療効果を発揮できるとともに、副作用も軽減することが可能となる。また、診断薬として用いる場合には、特定の疾患に特異的なタンパク質を抗原として、これに対する抗体を作製すれば、抗原抗体反応により検体中に抗原が存在するか否かを確認することができる。 More specifically, examples of applicable technologies and products include antibody drugs and diagnostic drugs. Antibodies have the ability to specifically bind to a particular antigen. Therefore, for example, when used as an antibody drug, if an antibody against an antigen generated in a specific cell (cancer cell or the like) in an affected area is prepared, only the specific cell can be killed, and thus a high therapeutic effect can be exhibited. At the same time, side effects can be reduced. In addition, when used as a diagnostic agent, if a protein specific to a specific disease is used as an antigen and an antibody against it is prepared, it can be confirmed whether or not the antigen is present in the sample by an antigen-antibody reaction. .
本発明は、これまで免疫寛容により抗体を作製することが困難であった、哺乳動物間で相同性の高い抗原に対しても抗体を作製することができるので、上記抗体医薬品や診断薬として幅広い応用が期待される。 Since the present invention can produce antibodies against antigens that have been difficult to produce antibodies by immunological tolerance and has high homology between mammals, it is widely used as the above-mentioned antibody drugs and diagnostic agents. Application is expected.
以下、本発明を実施例および図1、2、4〜6に基づいてより具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described more specifically based on Examples and FIGS. 1, 2, 4 to 6, but the present invention is not limited thereto.
〔実施例1:発現用ベクターの構築〕
(1−1)ヒト重鎖定常域遺伝子のクローニング
健康なボランティアのヘパリン処理した血液から単離したヒト末梢血単球細胞からゲノムDNAを調製した。ヒト重鎖定常域(CH領域)遺伝子は、EcoRIサイトを含むプライマーIgGF(配列番号5)と、IgGR(配列番号6)を用いてGCリッチバッファー中のLA Taq DNAポリメラーゼ(TaKaRa社製)を用いてPCRすることによりゲノムDNAから増幅した。これらプライマーは、それぞれCH1エキソンの5’イントロンおよびCH3エキソンの3’末端にハイブリダイズした。
[Example 1: Construction of expression vector]
(1-1) Cloning of human heavy chain constant region gene Genomic DNA was prepared from human peripheral blood mononuclear cells isolated from heparinized blood of healthy volunteers. The human heavy chain constant region (CH region) gene uses LA Taq DNA polymerase (manufactured by TaKaRa) in GC rich buffer using primer IgGF (SEQ ID NO: 5) containing EcoRI site and IgGR (SEQ ID NO: 6). And was amplified from genomic DNA by PCR. These primers hybridized to the 5 ′ intron of the CH1 exon and the 3 ′ end of the CH3 exon, respectively.
精製したPCR産物は、pGEM−T Easy ベクター(Promega社製)につなげ、シークエンシングにより確認した。シークエンシングは、BigDye Terminator Cycle Sequencing KitおよびABI PRISM 3100 Genetic Analyzer(Applied Biosystems社製)を用いて行った。Cγ1またはCγ4遺伝子を含みセンス変異の無いコンストラクトを選択し、これらをそれぞれpGCγ1またはpGCγ4とした(図2参照)。 The purified PCR product was connected to the pGEM-T Easy vector (Promega) and confirmed by sequencing. Sequencing was performed using BigDye Terminator Cycle Sequencing Kit and ABI PRISM 3100 Genetic Analyzer (Applied Biosystems). A construct containing the Cγ1 or Cγ4 gene and having no sense mutation was selected and designated as pGCγ1 or pGCγ4, respectively (see FIG. 2).
(1−2)ヒト軽鎖定常域遺伝子のクローニング
ヒト軽鎖定常域領域(Cκ領域)遺伝子は、EcoRIサイトを含むプライマーIgKF(配列番号7)およびIgKR(配列番号8)を用いてKODプラスDNAポリメラーゼ(TOYOBO社製)を用いてPCRによりゲノムDNAから増幅した。これらプライマーは、それぞれCκエキソンの5’イントロンおよび3’末端にハイブリダイズした。精製したPCR産物は、EcoRIで消化し、pBluescript II SK(-)のEcoRI/HincII部位につなげた。正確なサイズの挿入コンストラクトをシークエンシングにより確認し、pBCκとした(図2参照)。
(1-2) Cloning of human light chain constant region gene The human light chain constant region (Cκ region) gene is expressed as KOD plus DNA using primers IgKF (SEQ ID NO: 7) and IgKR (SEQ ID NO: 8) containing an EcoRI site. Amplification was performed from genomic DNA by PCR using polymerase (TOYOBO). These primers hybridized to the 5 ′ intron and 3 ′ end of the Cκ exon, respectively. The purified PCR product was digested with EcoRI and ligated to the EcoRI / HincII site of pBluescript II SK (−). The correct size insert construct was confirmed by sequencing and designated pBCκ (see FIG. 2).
(1−3)ニワトリ重鎖リーダー配列のクローニング
ニワトリゲノムDNAは、ニワトリハイブリドーマHUC2−13(Matsuda et al., 1999. FEMS Immunol. Med. Microbiol. 23, 189-194参照)から調製した。ニワトリ重鎖リーダー配列は、HindIIIサイトおよびKozak配列を含むプライマーVH3F(配列番号9)、および、KpnIおよびAscIサイトを含むVH−LeR(配列番号10)を用いて、KODプラスDNAポリメラーゼ(TOYOBO社製)を用いてPCRによりゲノムDNAから増幅した。
(1-3) Cloning of chicken heavy chain leader sequence Chicken genomic DNA was prepared from chicken hybridoma HUC2-13 (see Matsuda et al., 1999. FEMS Immunol. Med. Microbiol. 23, 189-194). A chicken heavy chain leader sequence was prepared by using a primer VH3F (SEQ ID NO: 9) containing a HindIII site and a Kozak sequence, and VH-LeR (SEQ ID NO: 10) containing a KpnI and AscI site. ) Was used to amplify from genomic DNA by PCR.
これらプライマーは、それぞれ重鎖リーダーエキソンの5’末端、並びに、リーダーVイントロンおよび2ndエキソンのリーダー配列にハイブリダイズした。精製したPCR産物は、HindIIIおよびKpnIで消化し、pBluescript II SK(-)のHindIII/KpnIサイトにつなげた。正確なサイズの挿入コンストラクトをシークエンシングにより確認し、pBSLとした(図2参照)。 These primers hybridized to the 5 'end of the heavy chain leader exon and the leader sequence of the leader V intron and 2nd exon, respectively. The purified PCR product was digested with HindIII and KpnI and ligated to the HindIII / KpnI site of pBluescript II SK (−). The correct size insert construct was confirmed by sequencing and designated pBSL (see FIG. 2).
(1−4)ニワトリ可変域遺伝子組込みサイトの選択
ニワトリ可変域遺伝子を発現用ベクターに組み込むための制限酵素サイトを決定するために、発現用ベクター、pcSLCκ、pcSLCγ1、およびpcSLCγ4の何れも切断しない制限酵素について、ニワトリ可変域遺伝子を切断するか否かを調べた。その結果、AscI、HindIIIおよびBamHIはデータベースに登録されているニワトリ可変域遺伝子を切断しないことが明らかとなったので、これら3種の制限酵素サイトを組込みサイトとして選択した。
(1-4) Selection of chicken variable region gene integration site Restriction that does not cut any of the expression vector, pcSLCκ, pcSLCγ1, and pcSLCγ4 to determine the restriction enzyme site for incorporating the chicken variable region gene into the expression vector The enzyme was examined to cleave the chicken variable region gene. As a result, it was revealed that AscI, HindIII and BamHI do not cleave the chicken variable region genes registered in the database. Therefore, these three restriction enzyme sites were selected as integration sites.
(1−5)発現用ベクターの構築1:pscSLCγ1
上記pGCγ1をEcoRIにより消化してCγ1遺伝子を切り出し、pcDNA4/myc-HisAのEcoRIサイトに挿入した。挿入の向きをシークエンシングにより確認し、正しい方向のものを得てpcDCγ1とした。また、上記pBSLをHindIIIおよびKpnIで消化してリーダー配列を切り出し、上記pcDCγ1のHindIII/KpnIサイトに導入した。これによって発現用ベクターとしてのpcSLCγ1を得た(図2参照)。
(1-5) Construction of expression vector 1: pscSLCγ1
The pGCγ1 was digested with EcoRI to excise the Cγ1 gene, and inserted into the EcoRI site of pcDNA4 / myc-HisA. The direction of insertion was confirmed by sequencing, and the correct orientation was obtained as pcDCγ1. The pBSL was digested with HindIII and KpnI to excise the leader sequence and introduced into the HindIII / KpnI site of the pcDCγ1. As a result, pcSLCγ1 as an expression vector was obtained (see FIG. 2).
得られたpcSLCγ1は、図1(b)に示すように、7.1kbのサイズで、ニワトリイムノグロブリンのリーダー配列、ヒト定常域遺伝子(Cγ1)およびニワトリ可変域遺伝子組込みサイトを有しており、さらに選択マーカーとして、ゼオシン耐性遺伝子(哺乳動物細胞用)とアンピシリン耐性遺伝子(大腸菌用)を有している。また、CMVプロモーター、ウシ成長ホルモンのポリ(A)付加シグナル、SV40の複製開始点を有している。 The obtained pcSLCγ1 has a size of 7.1 kb, a chicken immunoglobulin leader sequence, a human constant region gene (Cγ1), and a chicken variable region gene integration site, as shown in FIG. Furthermore, it has a zeocin resistance gene (for mammalian cells) and an ampicillin resistance gene (for E. coli) as selection markers. It also has a CMV promoter, a bovine growth hormone poly (A) addition signal, and an SV40 replication origin.
(1−6)発現用ベクターの構築2:pscSCLγ4
上記pGCγ4をNotIにより消化してCγ4遺伝子を切り出し、pcDNA4/myc-HisA(Invitrogen社製)のNotIサイトに挿入した。挿入の向きをシークエンシングにより確認し、正しい方向のものを得てpcDCγ4とした。また、上記pBSLをHindIIIおよびKpnIで消化してリーダー配列を切り出し、上記pcDCγ4のHindIII/KpnIサイトに導入した。これによって発現用ベクターとしてのpcSLCγ4を得た(図2参照)。
(1-6) Construction of expression vector 2: pscSCLγ4
The pGCγ4 was digested with NotI to excise the Cγ4 gene, and inserted into the NotI site of pcDNA4 / myc-HisA (Invitrogen). The direction of insertion was confirmed by sequencing, and the correct orientation was obtained as pcDCγ4. The pBSL was digested with HindIII and KpnI to excise the leader sequence, and introduced into the HindIII / KpnI site of pcDCγ4. As a result, pcSLCγ4 as an expression vector was obtained (see FIG. 2).
得られたpcSLCγ4は、図1(b)に示すように、7.1kbのサイズで、ニワトリイムノグロブリンのリーダー配列、ヒト定常域遺伝子(Cγ4)およびニワトリ可変域遺伝子組込みサイトを有しており、さらに選択マーカーとして、ゼオシン耐性遺伝子(哺乳動物細胞用)とアンピシリン耐性遺伝子(大腸菌用)を有している。また、CMVプロモーター、ウシ成長ホルモンのポリ(A)付加シグナル、SV40の複製開始点を有している。 The obtained pcSLCγ4 has a size of 7.1 kb, a chicken immunoglobulin leader sequence, a human constant region gene (Cγ4), and a chicken variable region gene integration site, as shown in FIG. 1 (b). Furthermore, it has a zeocin resistance gene (for mammalian cells) and an ampicillin resistance gene (for E. coli) as selection markers. It also has a CMV promoter, a bovine growth hormone poly (A) addition signal, and an SV40 replication origin.
(1−7)発現用ベクターの構築3:pcSLCK
上記pBCκをEcoRIおよびXhoIにより消化してCκ遺伝子を切り出し、pcDNA3/myc-His(Invitorogen社製)のEcoRI/XhoIサイトに挿入した。挿入の向きをシークエンシングにより確認し、正しい方向のものを得てpcDCκとした。また、上記pBSLをHindIIIおよびKpnIで消化してリーダー配列を切り出し、上記pcDCκのHindIII/KpnIサイトに導入した。これによって発現用ベクターとしてのpcSLCκを得た(図2参照)。
(1-7) Construction of expression vector 3: pcSLCK
The pBCκ was digested with EcoRI and XhoI to excise the Cκ gene, and inserted into the EcoRI / XhoI site of pcDNA3 / myc-His (Invitrogen). The direction of insertion was confirmed by sequencing, and the correct orientation was obtained as pcDCκ. The pBSL was digested with HindIII and KpnI to excise the leader sequence and introduced into the HindIII / KpnI site of the pcDCκ. As a result, pcSLCκ as an expression vector was obtained (see FIG. 2).
得られたpcSLCκは、図1(a)に示すように、7.1kbのサイズで、ニワトリイムノグロブリンのリーダー配列、ヒト定常域遺伝子(Cκ)およびニワトリ可変域遺伝子組込みサイトを有しており、さらに選択マーカーとして、ネオマイシン耐性遺伝子(哺乳動物細胞用)とアンピシリン耐性遺伝子(大腸菌用)を有している。また、CMVプロモーター、ウシ成長ホルモンのポリ(A)付加シグナル、SV40の複製開始点を有している。 The obtained pcSLCκ has a size of 7.1 kb, a chicken immunoglobulin leader sequence, a human constant region gene (Cκ), and a chicken variable region gene integration site, as shown in FIG. 1 (a). Furthermore, it has a neomycin resistance gene (for mammalian cells) and an ampicillin resistance gene (for E. coli) as selection markers. It also has a CMV promoter, a bovine growth hormone poly (A) addition signal, and an SV40 replication origin.
〔実施例2:発現用ベクターを用いたニワトリ−ヒトキメラ抗体の作製〕
(2−1)発現用ベクター中のニワトリ可変域遺伝子のクローニング
ニワトリ可変域遺伝子は、2つの異なる抗体からクローニングした。一つはニワトリハイブリドーマHUNN1由来遺伝子、もう一つはファージディスプレイライブラリーから選択されたscFV、phAb3−15の遺伝子である。
[Example 2: Preparation of chicken-human chimeric antibody using expression vector]
(2-1) Cloning of chicken variable region gene in expression vector The chicken variable region gene was cloned from two different antibodies. One is a gene derived from chicken hybridoma HUNN1, and the other is a gene of scFV, phAb3-15 selected from a phage display library.
全RNAは、ISOGEN-LS(ニッポンジーン社製)によりHUNN1から抽出した。第1のcDNAストランドは、オリゴ(dT)12-18 プライマー(Roche Diagnostics社製)でプライムし、Superscript II Synthesis cDNA Kit(GIBCO BRL社製)で合成した。可変域遺伝子は、重鎖についてはセンスプライマーVH3F(配列番号9)およびアンチセンスプライマーVH4R(配列番号11)を用いて、軽鎖についてはVL3F(配列番号12)およびVL4R(配列番号13)を用いて、KODプラスDNAポリメラーゼを用いてPCRにより増幅した。双方のセンスプライマーは、HindIII制限サイト、Kozak配列を含む一方、アンチセンスプライマーは、BamHI制限サイト、スプライスドナーサイトを含んでいる。 Total RNA was extracted from HUN1 by ISOGEN-LS (Nippon Gene). The first cDNA strand was primed with oligo (dT) 12-18 primer (Roche Diagnostics) and synthesized with Superscript II Synthesis cDNA Kit (GIBCO BRL). The variable region gene uses sense primer VH3F (SEQ ID NO: 9) and antisense primer VH4R (SEQ ID NO: 11) for the heavy chain and VL3F (SEQ ID NO: 12) and VL4R (SEQ ID NO: 13) for the light chain. Amplified by PCR using KOD plus DNA polymerase. Both sense primers contain a HindIII restriction site, Kozak sequence, while the antisense primer contains a BamHI restriction site, a splice donor site.
テンプレートとしてphAb3−15を用い、重鎖についてはAscI制限サイトを含むVH5F(配列番号14)およびVH4R(配列番号11)を用いて、軽鎖については、AscI制限サイトを含むVL5F(配列番号15)およびVL4R(配列番号13)を用いてPCRを行った。増幅した可変域遺伝子は、まず、中間ベクターに導入してシークエンシングし、続いて発現用ベクターに導入した。導入には、HindIII/BamHIまたはAscI/BamHIサイトを用いた。 PhAb3-15 as template, VH5F (SEQ ID NO: 14) and VH4R (SEQ ID NO: 11) containing AscI restriction sites for the heavy chain and VL5F (SEQ ID NO: 15) containing the AscI restriction site for the light chain PCR was performed using VL4R (SEQ ID NO: 13). The amplified variable region gene was first introduced into an intermediate vector, sequenced, and then introduced into an expression vector. HindIII / BamHI or AscI / BamHI sites were used for introduction.
(2−2)発現用ベクターの哺乳動物細胞への導入および選択
COS−7およびCHO−K1セルラインをトランスフェクションに用いた。COS−7細胞は、10%胎仔ウシ血清(FBS)およびカナマイシン(60μg/ml)を添加したDMEM培地(Invitrogen社製)で維持した。CHO−K1細胞は、10%FBSを添加したF-12 Ham's培地(Invitrogen社製)で維持した。
(2-2) Introduction and selection of expression vector into mammalian cells COS-7 and CHO-K1 cell lines were used for transfection. COS-7 cells were maintained in DMEM medium (Invitrogen) supplemented with 10% fetal bovine serum (FBS) and kanamycin (60 μg / ml). CHO-K1 cells were maintained in F-12 Ham's medium (Invitrogen) supplemented with 10% FBS.
抗体生産は、一過性発現および安定発現の双方でテストした。一過性発現では、軽鎖および重鎖の発現用ベクターは、Polyfect transfection reagent(Qiagen社製)を用いてCOS−7細胞にともに導入した。具体的には、150μlの血清フリー培地中に溶解した2.5μgのプラスミドDNAをPolyfect transfection reagent15μlと混合し、4×105 cellに添加した。72時間のインキュベート後、培養上清を回収し、定量的ELISAによりアッセイした。 Antibody production was tested with both transient and stable expression. For transient expression, light chain and heavy chain expression vectors were introduced into COS-7 cells using Polyfect transfection reagent (Qiagen). Specifically, 2.5 μg of plasmid DNA dissolved in 150 μl of serum-free medium was mixed with 15 μl of Polyfect transfection reagent and added to 4 × 10 5 cells. After 72 hours of incubation, culture supernatants were collected and assayed by quantitative ELISA.
安定発現では、同じ方法で両方の発現用ベクターをCHO−K1細胞に導入した。48時間のインキュベート後、細胞を回収し、ゼオチン(200μg/ml、Invitrogen社製)およびゼネティシン(400μg/ml、Sigma社製)を含む選択培地に再度懸濁した。細胞を2週間選択培地で培養し、3〜4日毎に培地を交換した。抵抗性を示した細胞を回収し、抗生物質の濃度を半分とした培地に再度懸濁し、96穴培養プレートに1ウェル1細胞以下となるようにプレーティングした。2週間後、ELISAにより抗体生産(産生)クローンを選択した。PrPと反応したポジティブクローンを選択し、さらに培養した。抗体生産の評価のため、24hr培養した106 cellから培養上清を回収し、定量的ELISAによりアッセイした。 For stable expression, both expression vectors were introduced into CHO-K1 cells in the same manner. After 48 hours of incubation, the cells were harvested and resuspended in selective medium containing zeotin (200 μg / ml, Invitrogen) and geneticin (400 μg / ml, Sigma). Cells were cultured for 2 weeks in selective media and the media was changed every 3-4 days. Cells exhibiting resistance were collected, resuspended in a medium in which the antibiotic concentration was halved, and plated in a 96-well culture plate so that there were 1 cell per well. Two weeks later, antibody producing (producing) clones were selected by ELISA. Positive clones that reacted with PrP were selected and further cultured. For evaluation of antibody production, culture supernatants were collected from 10 6 cells cultured for 24 hours and assayed by quantitative ELISA.
(2−3)ELISA
ELISAプレートは、50μlの組換えマウスPrPまたはコントロール抗原としてのBSA(5μg/ml)を用いて4℃、オーバーナイトでコートした。プレートは、25%BlockAceを含む350μlのPBSにより37℃1時間でブロックした。移した細胞の培養上清をそれぞれのウェルに加え、37℃1時間インキュベートした。キメラ抗体の結合は、ペルオキシダーゼでラベルした抗ヒトIgG抗体(Cappel社製)を用いて検出した。
(2-3) ELISA
ELISA plates were coated overnight at 4 ° C. using 50 μl of recombinant mouse PrP or BSA (5 μg / ml) as a control antigen. Plates were blocked with 350 μl PBS containing 25% BlockAce at 37 ° C. for 1 hour. The culture supernatant of the transferred cells was added to each well and incubated at 37 ° C. for 1 hour. The binding of the chimeric antibody was detected using a peroxidase-labeled anti-human IgG antibody (Cappel).
プレートを洗浄した後、o−フェニレンジアミンサルフェート(KATAYMA CHEMICAL社製)を加え、490nmの吸光度を測定した。抗体生産は、捕獲のために抗ヒトIgκ鎖抗体を用い、検出のためにペルオキシダーゼでラベルした抗ヒトIgG(Fc)抗体(Zymed社製)を用いた定量的ELISAにより測定した。精製したヒトIgG1 またはIgG4 (The Binding Site社製)をスタンダードとした。 After washing the plate, o-phenylenediamine sulfate (manufactured by KATAYMA CHEMICAL) was added, and the absorbance at 490 nm was measured. Antibody production was measured by quantitative ELISA using anti-human Igκ chain antibody for capture and peroxidase-labeled anti-human IgG (Fc) antibody (Zymed) for detection. Purified human IgG 1 or IgG 4 (The Binding Site) was used as a standard.
一過性発現におけるELISAアッセイの結果、72時間(3日)培養後の抗体発現レベルは、1.5〜2.5μg/mlであった。 As a result of the ELISA assay for transient expression, the antibody expression level after 72 hours (3 days) of culture was 1.5 to 2.5 μg / ml.
一方、安定発現におけるELISAアッセイの結果を図4に示す。同図の縦軸は抗体生産量を示し、単位はμg/106 cell/dayである。横軸は選択されたポジティブクローン名を示し、クローン名のうち、“C/H”はニワトリ−ヒトキメラ抗体を示し、“1”または“4”はIgG1 またはIgG4 を示し、“HU”はHUNN1抗体を示し、“ph”はファージ由来のphAb3−15抗体を示す。同図から明らかなように、抗体の生産レベルは3.5〜16.4μg/106 cell/dayの範囲内となっている。一般にCHO−K1細胞での抗体生産量は1〜10μg/106 cell/24hrとされている。図4に示すように、本実施例では、安定発現株においてこれらと同程度、あるいはそれ以上の抗体生産量を示したので、このベクターを用いることにより、高い発現量を得ることができると考えられる。 On the other hand, the result of ELISA assay in stable expression is shown in FIG. The vertical axis of the figure shows the amount of antibody production, and the unit is μg / 10 6 cell / day. The abscissa indicates the selected positive clone name. Among the clone names, “C / H” indicates a chicken-human chimeric antibody, “1” or “4” indicates IgG 1 or IgG 4 , and “HU” indicates HUNN1 antibody, and “ph” indicates a phage-derived phAb3-15 antibody. As is clear from the figure, the antibody production level is in the range of 3.5 to 16.4 μg / 10 6 cell / day. In general, the amount of antibody production in CHO-K1 cells is 1 to 10 μg / 10 6 cell / 24 hr. As shown in FIG. 4, in the present example, stable production strains showed antibody production levels similar to or higher than these, so it is considered that high expression levels can be obtained by using this vector. It is done.
(2−4)ウェスタンブロッティング
標準的な手順を用いてキメラ抗体のサイズおよびIgGサブクラスを解析した。上記(2−2)の安定発現で得られたクローンについて、20ngの抗体を含む培養上清を還元条件下または非還元条件下でSDS−PAGEにかけた。ゲル濃度は還元条件下で10%、非還元条件下で12.5%とした。タンパク質は、3時間180mAの条件でImmun-BlotTM PVDFメンブレン(BIO RAD社製)に移した。ブロッティングは種々のモノクローナル抗体とともに1時間室温でインキュベートし、ECL−plus(Amersham Pharmacia Biotech社製)により検出した。モノクローナル抗体としては、抗ヒトIgγ鎖抗体(Sigma社製)、抗ヒトIgκ鎖抗体(Sigma社製)、抗ヒトIgG1 抗体(Biosciences社製)、抗ヒトIgG4 抗体(Biosciences社製)、ペルオキシダーゼラベルロバ抗ニワトリIgG抗体(Chemicon International社製)、ペルオキシダーゼラベルヤギ抗ヒトIgG抗体(Cappel社製)を最初の反応に用いた。ペルオキシダーゼラベルウサギ抗ヤギ抗体IgGおよびヤギ抗マウスIgG抗体(Southern Biotech社製)を次の反応に用いた。
(2-4) Western Blotting Chimeric antibody size and IgG subclass were analyzed using standard procedures. About the clone obtained by the stable expression of the above (2-2), the culture supernatant containing 20 ng of the antibody was subjected to SDS-PAGE under reducing or non-reducing conditions. The gel concentration was 10% under reducing conditions and 12.5% under non-reducing conditions. The protein was transferred to an Immun-Blot ™ PVDF membrane (manufactured by BIO RAD) at 180 mA for 3 hours. Blotting was incubated with various monoclonal antibodies for 1 hour at room temperature and detected by ECL-plus (Amersham Pharmacia Biotech). As monoclonal antibodies, anti-human Igγ chain antibody (manufactured by Sigma), anti-human Igκ chain antibody (manufactured by Sigma), anti-human IgG 1 antibody (manufactured by Biosciences), anti-human IgG 4 antibody (manufactured by Biosciences), peroxidase Label donkey anti-chicken IgG antibody (Chemicon International) and peroxidase-labeled goat anti-human IgG antibody (Cappel) were used in the initial reaction. Peroxidase-labeled rabbit anti-goat antibody IgG and goat anti-mouse IgG antibody (Southern Biotech) were used for the next reaction.
上記(2−2)の培養上清から得られたキメラ抗体の構造の特徴をウェスタンブロッティングにより確認した。まず、発現したキメラ抗体が、アミノ酸配列により推定されるサイズを有するか否かを確認した。クローンC/H1−ph16およびC/H4−ph24についての非還元条件下での結果を図5Aに、還元条件下での結果を図5Bにそれぞれ示す。なお、図5Aのレーン1、図5Bのレーン1・3はC/H1−ph16の結果を示し、図5Aのレーン2、図5Bのレーン2・4はC/H1−ph24の結果を示す。また、図5Bのレーン1・2は重鎖の、レーン3・4は軽鎖の結果を示す。
The characteristics of the structure of the chimeric antibody obtained from the culture supernatant of (2-2) above were confirmed by Western blotting. First, it was confirmed whether or not the expressed chimeric antibody had a size estimated by the amino acid sequence. The results of the clones C / H1-ph16 and C / H4-ph24 under non-reducing conditions are shown in FIG. 5A, and the results under reducing conditions are shown in FIG. 5B.
非還元条件下では、レーン2において分子量約150kDa以上のバンド(H2L2)が検出されたとともに、C/H1−ph24についてはその下方(50〜100kDaの間)に弱いバンド(HL)が検出された。これにより、重鎖2分子、軽鎖2分子が会合して機能的な抗体分子を生成していることが推定される。ただし、非還元条件下では、立体構造によりゲル中での移動度が異なるため、バンドは分子量に応じた位置に移動しない。
Under non-reducing conditions, a band (H 2 L 2 ) having a molecular weight of about 150 kDa or more was detected in
一方、還元条件下では、重鎖は約50kDa(レーン1・2)、軽鎖は約25kDa(レーン3・4)の分子量を有することが明らかとなった。これはアミノ酸配列より推定される分子量とほぼ等しい大きさである。
On the other hand, under reducing conditions, the heavy chain has a molecular weight of about 50 kDa (
次に、発現したキメラ抗体の抗原特異性について確認した。クローンC/H1−ph16およびC/H4−ph24についての結果を図6に示す。この結果から、(i)キメラ抗体は、抗ニワトリ抗体に反応するニワトリ部分と抗ヒト抗体に反応するヒト部分を有すること、並びに、(ii)ヒト部分についてはは、pcSLCγ1ベクターを導入した株が生産するキメラ抗体は抗IgG1抗体に反応し、pcSLCγ4ベクターを導入した株が生産するキメラ抗体は抗IgG4抗体に反応することが明らかとなった。
それゆえ、クローンC/H1−ph16は、phAb3−15の可変域とヒトCκ・Cγ1の定常域を有しており、クローンC/H4−ph24は、C/H1−ph16と同様に、Cγ1の代わりにCγ4の定常域を有していることがわかり、本発明で生産されるキメラ抗体は予想される特異性を示すことが明らかとなった。
Next, the antigen specificity of the expressed chimeric antibody was confirmed. The results for clones C / H1-ph16 and C / H4-ph24 are shown in FIG. From this result, (i) the chimeric antibody has a chicken part that reacts with the anti-chicken antibody and a human part that reacts with the anti-human antibody, and (ii) for the human part, a strain into which the pcSLCγ1 vector has been introduced. It was revealed that the chimeric antibody produced reacts with the anti-IgG1 antibody, and the chimeric antibody produced by the strain introduced with the pcSLCγ4 vector reacts with the anti-IgG4 antibody.
Therefore, clone C / H1-ph16 has the variable region of phAb3-15 and the constant region of human Cκ · Cγ1, and clone C / H4-ph24, like C / H1-ph16, has Cγ1 Instead, it was found that it has a constant region of Cγ4, and it was revealed that the chimeric antibody produced in the present invention exhibits the expected specificity.
以上のように、本発明によれば、完全なニワトリ−ヒトキメラ抗体分子の発現が可能となる。そのため、ニワトリモノクローナル抗体をヒト臨床に応用する道が開かれたことになる。したがって、本発明は、医薬品、特に、抗体医薬品や診断薬に関わる産業に広く用いることができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to express a complete chicken-human chimeric antibody molecule. This opens the way to apply chicken monoclonal antibodies to human clinical practice. Therefore, the present invention can be widely used in industries related to pharmaceuticals, particularly antibody pharmaceuticals and diagnostic agents.
10 ニワトリ−ヒトキメラ抗体の軽鎖
11 ニワトリ由来軽鎖可変域
12 ヒト由来軽鎖定常域
20 ニワトリ−ヒトキメラ抗体の重鎖
21 ニワトリ由来重鎖可変域
22a・22b・22c ヒト由来重鎖定常域
30 ニワトリ−ヒトキメラ抗体
31 Fc
32 Fab
DESCRIPTION OF
32 Fab
Claims (23)
DNAセグメントとして、少なくとも、プロモーター、ニワトリ可変域遺伝子を組み込むための組込みサイト、ニワトリイムノグロブリンのリーダー配列、および、ヒトイムノグロブリン定常域遺伝子を含んでいることを特徴とするニワトリ−ヒトキメラ抗体発現用ベクター。 A vector capable of expressing a protein using a mammalian cell as a host,
A chicken-human chimeric antibody expression vector comprising, as DNA segments, at least a promoter, an integration site for incorporating a chicken variable region gene, a leader sequence of chicken immunoglobulin, and a human immunoglobulin constant region gene .
上記重鎖用発現用ベクターにニワトリ重鎖の可変域遺伝子を導入するとともに、軽鎖用発現用ベクターにニワトリ軽鎖の可変域遺伝子を導入するニワトリV域導入工程と、Introducing a chicken heavy chain variable region gene into the heavy chain expression vector and introducing a chicken light chain variable region gene into the light chain expression vector;
上記ニワトリ可変域遺伝子を導入した重鎖用発現用ベクターおよび軽鎖用発現用ベクターを哺乳動物細胞で共発現させる形質移入工程とを含むことを特徴とする請求項15に記載のニワトリ−ヒトキメラ抗体の生産方法。The chicken-human chimeric antibody according to claim 15, further comprising a transfection step in which the expression vector for heavy chain and the expression vector for light chain into which the chicken variable region gene is introduced are coexpressed in a mammalian cell. Production method.
ヒトイムノグロブリン定常域遺伝子が重鎖の定常域をコードする遺伝子となっている重鎖用発現用ベクターと、ヒトイムノグロブリン定常域遺伝子が軽鎖の定常域をコードする遺伝子となっている軽鎖用発現用ベクターとを含むことを特徴とするニワトリ−ヒトキメラ抗体生産キット。 A heavy chain expression vector in which the human immunoglobulin constant region gene is a gene encoding the heavy chain constant region, and a light chain in which the human immunoglobulin constant region gene is a gene encoding the light chain constant region A chicken-human chimeric antibody production kit comprising an expression vector for use.
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