JP5532401B2 - ヘパリン結合上皮細胞増殖因子様増殖因子に結合するモノクローナル抗体 - Google Patents
ヘパリン結合上皮細胞増殖因子様増殖因子に結合するモノクローナル抗体 Download PDFInfo
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Description
一方、細胞表面には相当量の膜型HB−EGFが、分泌型へ切断されないまま発現していることが報告されている(非特許文献17)。膜型HB−EGFは、細胞表面でCD9などのテトラスパニンや、インテグリンα3β1と複合体を形成していることが知られており、ジャクスタクライン増殖因子として近接する細胞と相互作用するとの報告もある(非特許文献17〜22)。また、Naglichらは、膜型HB−EGFがジフテリアトキシンのレセプターとして機能し、ジフテリアトキシンの細胞内への進入に関与していることを報告している(非特許文献23)。
次に目加田らは、プロテアーゼによる切断部位に変異を入れることにより、分泌型に変換されなくなったHB−EGF(以下、HBucと称す。)、および膜貫通領域が欠損したプロテアーゼ非依存的に分泌されるHB−EGF(以下、HB△tmと称す。)の、2種類の遺伝子を作製した。それぞれのHB−EGF変異体を発現する遺伝子組換えマウスを作製し、膜型および分泌型HB−EGFの生理的機能を解析した(非特許文献25)。その結果、HBuc発現マウスはHB−EGF KOマウスに類似した症状を示したことから、分泌型HB−EGFが活性型タンパク質として機能していると考えられた。HB△tm発現マウスは新生児期以前または新生児期に大半が死亡した。さらに、対立遺伝子の片方のみに変異を導入したHB△tm/+マウスでは、ケラチノサイトの過形成、および新生児期から心室肥大が認められた。これらの症状は、HB−EGF KOマウスやHBuc発現マウスとは正反対の表現型であった。ジフテリアトキシンの変異体として知られているCRM197(非特許文献26)は、HB−EGFの細胞増殖促進活性を特異的に阻害し、かつ細胞膜を透過しない。このCRM197が、HB△tm発現マウスの表現型である過形成や心室肥大を抑制したことから、HB△tm発現マウスで生成したHB△tmは、分泌前に細胞内の受容体に結合して作用するのではなく、細胞外に分泌された後に細胞表面の受容体に結合して作用することが推定されている。したがって、生体内の膜型HB−EGFと分泌型HB−EGFとの量的バランスが、正常な生理機能の維持に必須であり、また生体内ではHB−EGFの膜型から分泌型への変換プロセスが、制御されていると考えられる。
東山らは、胸部大動脈を狭窄して心肥大を誘発させたマウスで、心臓内の分泌型HB−EGFタンパク質が増加することを見出している。このマウスに、膜型HB−EGFを分泌型に変換するプロテアーゼを阻害する低分子化合物を投与すると、心臓における膜型HB−EGFの分泌型への変換が抑制された結果、心肥大が抑制されることを報告している(非特許文献27)。
ヒト型キメラ抗体やヒト化抗体は、マウス抗体などのヒト以外の動物の抗体と比較してヒトへの臨床応用上、様々な利点を有している。例えば、サルを用いた実験でマウス抗体に比べ免疫原性が低下し、血中半減期が延長したことが報告されている(非特許文献45、46)。すなわち、ヒト型キメラ抗体やヒト化抗体は、ヒト以外の動物の抗体に比べ、ヒトにおいて副作用が少なく、その治療効果が長期間持続することが期待される。
Science,Vol.251,936,1991 J. Biol. Chem. 267(1992)6205−6212 Nature,Vol.402,884,1999 EMBO J. 16(1997)1268−1278 EMBO J. 20(2001)3342−3350 J.Biol.Chem.269(1994)20060−20066 Biochem Biophys. Res. Commun. 198(1994)25−31 J. Pathol. 189(1999)431−438 Proc.Natl. Acad. Sci. U.S.A. 90(1993)3889−3893 J. Cell Biol. 151(2000)209−219 J. Clin. Invest.,95,404,1995 Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol. 16 (1996)1524−1531 J. Biol. Chem. 277 (2002)37487−37491 Am.J.Pathol.143(1993)784−793 Hepatology 22 (1995) 1584−1590 Brain Res. 827(1999)130−138 Biochem.Biophys.Acta.,Vol.1333,F179,1997 J.Cell Biol.128 (1995)929−938 J. Cell Biol. 129(1995)1691−1705 Cytokine Growth Factor Rev.,Vol.11,335,2000 Int.J.Cancer,Vol.98,505,2002 J.Histochem.Cytochem.,Vol.49,439,2001 Cell,Vol.69,1051,1992 PNAS,Vol.100,3221,2003 J. of Cell Biology,Vol.163,469,2003 J. Biol.Chem.,Vol.270,1015,1995 Nat.Med.,Vol.8,35,2002 Breast Cancer Res. Treat.,Vol.67,81,2001 Oncol. Rep.,Vol.8,903,2001 Biochem. Biophys. Res. Commun.,Vol.202,1705,1994 Cancer Res.,Vol.61,6227,2001 Cancer Res.,Vol.64,5720,2004 Cancer Res.,Vol.64,5283,2004 Clin.Cancer Res.,Vol.11,4783, 2005 Clin.Cancer Res.,Vol.11,4639, 2005 Nat.Rev.Drug.Discov.,Vol.2,52−62,2003 J.Clin.Oncol.,2,881(1984) Blood,65,1349(1985) J.Natl.Cancer Inst.,80,932(1988) Proc.Natl.Acad.Sci.USA,82,1242(1985) J.Nucl.Med.,26,1011(1985) J.Natl.Cancer Inst.,80,937(1988) J.Immunol.,135,1530(1985) Cancer Res.,46,6489(1986) Cancer Res.,56,1118(1996) Immunol.,85,668(1995) J.Immunol.,144,1382(1990) Nature,322,323(1988) Science,242,423(1988) Nature Biotechnol.,15,629(1997) Molecular Immunol.,32,249(1995) J.Biol.Chem.,271,2966(1996) Cancer Res.,52,3402(1992)
(1)細胞膜に結合しているHB−EGF、膜型HB−EGFおよび分泌型HB−EGFに結合するモノクローナル抗体またはその抗体断片。
(2)細胞膜に結合しているHB−EGF、膜型HB−EGFおよび分泌型HB−EGFの上皮増殖因子様ドメイン(EGF様ドメイン)に結合する(1)記載のモノクローナル抗体またはその抗体断片。
(3)分泌型HB−EGFとHB−EGF受容体との結合を阻害する、(1)または(2)に記載のモノクローナル抗体またはその抗体断片。
(4)分泌型HB−EGFに対して中和活性を有する(1)〜(3)のいずれか1項に記載のモノクローナル抗体またはその抗体断片。
(5)分泌型HB−EGFと、HB−EGF受容体またはジフテリアトキシンとの結合領域に結合する(1)〜(4)のいずれか1項に記載のモノクローナル抗体またはその抗体断片。
(6)配列番号2で表されるアミノ酸配列の133番目、135番目、および147番目のうち、少なくとも1つのアミノ酸を含むエピトープに結合する(1)〜(5)のいずれか1項に記載のモノクローナル抗体またはその抗体断片。
(7)配列番号2で表されるアミノ酸配列の133番目、135番目および147番目のアミノ酸を含むエピトープに結合する(6)に記載のモノクローナル抗体またはその抗体断片。
(8)配列番号2で表されるアミノ酸配列の141番目のアミノ酸を含むエピトープに結合する(1)〜(5)のいずれか1項に記載のモノクローナル抗体またはその抗体断片。
(9)ハイブリドーマKM3579(FERM BP−10491)が生産するモノクローナル抗体が結合するエピトープと同じエピトープに結合する(1)〜(3)、(5)および(8)のいずれか1項に記載のモノクローナル抗体またはその抗体断片。
(10)ハイブリドーマKM3567(FERM BP−10573)が生産するモノクローナル抗体が結合するエピトープと同じエピトープに結合する(1)〜(7)のいずれか1項に記載のモノクローナル抗体またはその抗体断片。
(11)ハイブリドーマKM3566(FERM BP−10490)が生産するモノクローナル抗体が結合するエピトープと同じエピトープに結合する(1)〜(7)のいずれか1項に記載のモノクローナル抗体またはその抗体断片。
(12)モノクローナル抗体が、遺伝子組換え抗体である、(1)〜(11)のいずれか1項に記載の抗体またはその抗体断片。
(13)遺伝子組換え抗体が、ヒト型キメラ抗体、ヒト化抗体およびヒト抗体から選ばれる、(12)に記載の抗体またはその抗体断片。
(14)抗体の重鎖可変領域(以下、VHと記す)の相補鎖決定領域(complementarity determining region、以下CDRと記す)1、CDR2およびCDR3が、それぞれ配列番号12、13および14で表されるアミノ酸配列を含み、かつ、抗体の軽鎖可変領域(以下、VLと記す)のCDR1、CDR2およびCDR3が、それぞれ配列番号15、16および17で表されるアミノ酸配列を含む、(13)に記載の遺伝子組換え抗体またはその抗体断片。
(15)ヒト型キメラ抗体のVHが、配列番号9で表されるアミノ酸配列を含み、かつ、VLが、配列番号11で表されるアミノ酸配列を含む、(13)に記載のヒト型キメラ抗体またはその抗体断片。
(16)ヒト化抗体のVHが、配列番号22で表されるアミノ酸配列または配列番号22で表されるアミノ酸配列の9番目のAlaをThrに、20番目のValをLeuに、30番目のThrをArgに、38番目のArgをLysに、41番目のProをThrに、48番目のMetをIleに、67番目のArgをLysに、68番目のValをAlaに、70番目のIleをLeuに、95番目のTyrをPheに、および118番目のValをLeuに置換する改変から選ばれる少なくとも1つの改変が導入されたアミノ酸配列を含み、かつ、
ヒト化抗体のVLが、配列番号23で表されるアミノ酸配列または配列番号23で表されるアミノ酸配列の15番目のLeuをValに、19番目のAlaをValに、21番目のIleをMetに、49番目のProをSerに、および84番目のLeuをValに置換する改変から選ばれる少なくとも1つの改変が導入されたアミノ酸配列を含む、(13)に記載のヒト化抗体またはその抗体断片。
(17)ヒト化抗体のVHが、配列番号22で表されるアミノ酸配列の20番目のValをLeuに、30番目のThrをArgに、48番目のMetをIleに、68番目のValをAlaに、70番目のIleをLeuに、95番目のTyrをPheに、および118番目のValをLeuに置換する改変から選ばれる少なくとも1つの改変が導入されたアミノ酸配列を含み、かつ、
ヒト化抗体のVLが、配列番号23で表されるアミノ酸配列または配列番号23で表されるアミノ酸配列の15番目のLeuをValに、19番目のAlaをValに、21番目のIleをMetに、49番目のProをSerに、および84番目のLeuをValに置換する改変から選ばれる少なくとも1つの改変が導入されたアミノ酸配列を含む、(13)に記載のヒト化抗体またはその抗体断片。
(18)ヒト化抗体のVHが、配列番号22で表されるアミノ酸配列を含み、かつVLが、配列番号43で表されるアミノ酸配列を含む、(13)に記載のヒト化抗体またはその抗体断片。
(19)ヒト化抗体のVHが、配列番号42で表されるアミノ酸配列を含み、かつVLが、配列番号23で表されるアミノ酸配列を含む、(13)に記載のヒト化抗体またはその抗体断片。
(20)ヒト化抗体のVHが、配列番号42で表されるアミノ酸配列を含み、かつVLが、配列番号43で表されるアミノ酸配列を含む、(13)に記載のヒト化抗体またはその抗体断片。
(21)抗体断片が、Fab、Fab’、F(ab’)2、一本鎖抗体(scFv)、二量体化V領域(Diabody)、ジスルフィド安定化V領域(dsFv)および6個のCDRを含むペプチドから選ばれる抗体断片である(1)〜(20)のいずれか1項に記載の抗体断片。
(22)(1)〜(21)のいずれか1項に記載の抗体またはその抗体断片をコードするDNA。
(23)(22)に記載のDNAを含有する組換え体ベクター。
(24)(23)に記載の組換え体ベクターを宿主細胞に導入して得られる形質転換体。
(25)(24)に記載の形質転換体を培地で培養し、培養物中に(1)〜(21)のいずれか1項に記載の抗体またはその抗体断片を生成蓄積させ、培養物から該抗体または該抗体断片を採取することを特徴とする(1)〜(21)のいずれか1項に記載の抗体またはその抗体断片の製造方法。
(26)(1)〜(21)のいずれか1項に記載の抗体またはその抗体断片を有効成分として含有する医薬。
(27)(1)〜(21)のいずれか1項に記載の抗体またはその抗体断片を有効成分として含有する、HB−EGFが関与する疾患の治療剤。
(28)HB−EGFが関与する疾患が癌である、(27)に記載の治療剤。
細胞膜において、分泌型HB−EGFが結合する物質としては、細胞膜上に存在し、分泌型HB−EGFが結合する物質であれば、いかなるものでも良いが、具体的には多糖類、より好ましくはグリコサミノグリカンがあげられ、特に好ましくはヘパラン硫酸などがあげられる。
膜型HB−EGFとしては、下記(a)、(b)、(c)のタンパク質などがあげられる。
(a)配列番号2で表されるアミノ酸配列からなるタンパク質;
(b)配列番号2で表されるアミノ酸配列において、1つ以上のアミノ酸が欠失、置換、挿入および/または付加されたアミノ酸配列からなり、かつ、ジフテリアトキシンが結合する活性を有するタンパク質;
(c)配列番号2で表されるアミノ酸配列と80%以上の相同性を有するアミノ酸配列からなり、かつ、ジフテリアトキシンが結合するタンパク質;
また、分泌型HB−EGFとしては、下記(a)、(b)、(c)のタンパク質などがあげられる。
(a)配列番号3、4または5で表されるアミノ酸配列からなるタンパク質;
(b)配列番号3、4または5で表されるアミノ酸配列において、1つ以上のアミノ酸が欠失、置換、挿入および/または付加されたアミノ酸配列からなり、かつ、EGF受容体ErbB1、またはErbB4が結合する活性を有するタンパク質;
(c)配列番号3、4または5で表されるアミノ酸配列と80%以上の相同性を有するアミノ酸配列からなり、かつ、EGF受容体ErbB1、またはErbB4が結合するタンパク質;
配列番号2、3、4または5で表されるアミノ酸配列において1以上のアミノ酸が欠失、置換、挿入および/または付加されたアミノ酸配列からなり、かつ、ジフテリアトキシンまたはEGF受容体ErbB1、またはErbB4が結合するタンパク質とは、Molecular Cloning 2nd Edition、Current protpcols in Molecular Biology、Nucleic Acids Research,10,6487(1982)、Proceedings National Academic Science.USA,79,6409(1982)、Gene,34,315(1985)、などに記載の部位特異的変異導入法を用いて、例えば配列番号2、3、4または5で表されるアミノ酸配列を有するタンパク質をコードするDNAに、部位特異的変異を導入することにより取得できるタンパク質を意味する。欠失、置換、挿入および/または付加されるアミノ酸の数は1個以上でありその数は特に限定されないが、上記部位特異的変異導入法などの周知の技術により、欠失、置換、もしくは付加できる程度の数であり、例えば、1〜数十個、好ましくは1〜20個、より好ましくは1〜10個、さらに好ましくは1〜5個である。
EGF様ドメインとは、具体的には配列番号4または5で表されるアミノ酸配列を有するポリペプチドなどがあげられる。
当該EGF様ドメインに結合する抗体とは、分泌型HB−EGFとHB−EGF受容体との結合を阻害するモノクローナル抗体を包含する。
分泌型HB−EGFとHB−EGF受容体の結合を阻害する抗体としては、分泌型HB−EGFと、HB−EGF受容体またはジフテリアトキシンとの結合領域に結合するモノクローナル抗体などがあげられる。
本発明の抗体の具体例としては、配列番号2で表されるアミノ酸を有するポリペプチドの115番目から147番目のアミノ酸のうち、少なくとも1つのアミノ酸を含むエピトープに結合するモノクローナル抗体、好ましくは133番目から147番目のうち、少なくとも1つのアミノ酸を含むエピトープに結合するモノクローナル抗体、より好ましくは115番目、122番目、124番目、125番目、127番目、129番目、133番目、135番目、141番目、および147番目のアミノ酸のうち、少なくとも1つのアミノ酸を含むエピトープに結合するモノクローナル抗体、更に好ましくは133番目、135番目、および147番目のアミノ酸のうち、少なくとも133番目および135番目のアミノ酸を含むエピトープに結合するモノクローナル抗体、最も好ましくは133番目、135番目および147番目のアミノ酸を含むエピトープに結合するモノクローナル抗体などがあげられる。
更に具体的には、ハイブリドーマKM3566(FERM BP−10490)、ハイブリドーマKM3567(FERM BP−10573)が生産するモノクローナル抗体、またはハイブリドーマKM3579(FERM BP−10491)が生産するモノクローナル抗体と競合反応するモノクローナル抗体、およびこれらモノクローナル抗体が結合するエピトープと同じエピトープに結合するモノクローナル抗体が、本発明の抗体として例示される。
モノクローナル抗体とは、単一クローンの抗体産生細胞が分泌する抗体であり、ただ一つのエピトープ(抗原決定基とも言う)を認識し、アミノ酸配列(1次構造)が均一である。本発明のモノクローナル抗体としては、ハイブリドーマが産生する抗体、遺伝子組換え抗体などがあげられる。
エピトープとは、モノクローナル抗体が認識し、結合する単一のアミノ酸配列、アミノ酸配列からなる立体構造、糖鎖が結合したアミノ酸配列および糖鎖が結合したアミノ酸配列からなる立体構造などがあげられる。本発明のエピトープとしては具体的には、配列番号2で表されるアミノ酸を有するポリペプチドの115番目から147番目のアミノ酸のうち、少なくとも1つのアミノ酸を含むエピトープ、より好ましくは115番目、122番目、124番目、125番目、127番目、129番目、133番目、135番目、141番目、および147番目のアミノ酸のうち、少なくとも1つのアミノ酸を含むエピトープ、更に好ましくは133番目、135番目、および147番目のアミノ酸のうち、少なくとも133番目および135番目のアミノ酸を含むエピトープ、最も好ましくは133番目、135番目および147番目のアミノ酸を含むエピトープなどがあげられる。
遺伝子組換え抗体としては、ヒト型キメラ抗体、ヒト化抗体、ヒト抗体またはそれらの抗体断片など、遺伝子組換えにより製造される抗体を包含する。遺伝子組換え抗体において、モノクローナル抗体の特徴を有し、抗原性が低く、血中半減期が延長されたものは、治療薬として好ましい。
本発明の遺伝子組換え抗体の具体例としては、抗体のVHのCDR1、CDR2およびCDR3が、それぞれ配列番号12、13および14でそれぞれ表されるアミノ酸配列、および抗体のVLのCDR1、CDR2およびCDR3が、それぞれ配列番号15、16および17で表されるアミノ酸配列を含む遺伝子組換え抗体があげられる。
ヒト化抗体は、ヒト以外の動物の抗体のVHおよびVLのCDRのアミノ酸配列をヒト抗体のVHおよびVLの適切な位置に移植した抗体をいい、CDR移植抗体、再構成抗体(reshaped−antibody)などともいう。
抗体のVHのアミノ酸配列については、抗体のVHが配列番号22で表されるアミノ酸配列中の20番目のVal、30番目のThr、38番目のArg、48番目のMet、67番目のArg、68番目のVal、70番目のIle、95番目のTyr、および118番目のValが、他のアミノ酸残基に置換されたアミノ酸配列を有するヒト化抗体。
好ましくは抗体のVHが配列番号22で表されるアミノ酸配列中の20番目のVal、30番目のThr、48番目のMet、68番目のVal、70番目のIle、95番目のTyr、および118番目のValが、他のアミノ酸残基に置換されたアミノ酸配列を有するヒト化抗体。
好ましくは30番目のThr、48番目のMet、68番目のVal、70番目のIleが、他のアミノ酸残基に置換されたアミノ酸配列を有するヒト化抗体。
好ましくは30番目のThr、68番目のVal、70番目のIle、95番目のTyrが、他のアミノ酸残基に置換されたアミノ酸配列を有するヒト化抗体。
好ましくは30番目のThr、68番目のVal、70番目のIleが、他のアミノ酸残基に置換されたアミノ酸配列を有するヒト化抗体。
好ましくは30番目のThr、70番目のIleが、他のアミノ酸残基に置換されたアミノ酸配列を含むヒト化抗体などがあげられる。
9番目のAlaをThrに、20番目のValをLeuに、30番目のThrをArgに、41番目のProをThrに、48番目のMetをIleに、67番目のArgをLysに、68番目のValをAlaに、70番目のIleをLeuに、および95番目のTyrをPheに置換したアミノ酸配列、
および
20番目のValをLeuに、30番目のThrをArgに、38番目のArgをLysに、48番目のMetをIleに、67番目のArgをLysに、68番目のValをAlaに、70番目のIleをLeuに、95番目のTyrをPheに、および118番目のValをLeuに置換したアミノ酸配列、などがあげられる。
9番目のAlaをThrに、20番目のValをLeuに、30番目のThrをArgに、41番目のProをThrに、48番目のMetをIleに、68番目のValをAlaに、70番目のIleをLeuに、および95番目のTyrをPheに置換したアミノ酸配列、
20番目のValをLeuに、30番目のThrをArgに、48番目のMetをIleに、67番目のArgをLysに、68番目のValをAlaに、70番目のIleをLeuに、95番目のTyrをPheに、および118番目のValをLeuに置換したアミノ酸配列、および
20番目のValをLeuに、30番目のThrをArgに、38番目のArgをLysに、48番目のMetをIleに、68番目のValをAlaに、70番目のIleをLeuに、95番目のTyrをPheに、および118番目のValをLeuに置換したアミノ酸配列、などがあげられる。
9番目のAlaをThrに、30番目のThrをArgに、41番目のProをThrに、48番目のMetをIleに、68番目のValをAlaに、70番目のIleをLeuに、および95番目のTyrをPheに置換したアミノ酸配列、および
20番目のValをLeuに、30番目のThrをArgに、48番目のMetをIleに、68番目のValをAlaに、70番目のIleをLeuに、95番目のTyrをPheに、および118番目のValをLeuに置換したアミノ酸配列、
などがあげられる。
9番目のAlaをThrに、30番目のThrをArgに、48番目のMetをIleに、68番目のValをAlaに、70番目のIleをLeuに、および95番目のTyrをPheに置換したアミノ酸配列、および
20番目のValをLeuに、30番目のThrをArgに、48番目のMetをIleに、68番目のValをAlaに、70番目のIleをLeuに、および95番目のTyrをPheに置換したアミノ酸配列、などがあげられる。
9番目のAlaをThrに、30番目のThrをArgに、48番目のMetをIleに、68番目のValをAlaに、および70番目のIleをLeuに置換したアミノ酸配列、および
30番目のThrをArgに、48番目のMetをIleに、68番目のValをAlaに、70番目のIleをLeuに、および95番目のTyrをPheに置換したアミノ酸配列、などがあげられる。
9番目のAlaをThrに、30番目のThrをArgに、68番目のValをAlaに、および70番目のIleをLeuに置換したアミノ酸配列、
30番目のThrをArgに、48番目のMetをIleに、68番目のValをAlaに、および70番目のIleをLeuに置換したアミノ酸配列、
20番目のValをLeuに、30番目のThrをArgに、68番目のValをAlaに、および70番目のIleをLeuに置換したアミノ酸配列、
30番目のThrをArgに、38番目のArgをLysに、68番目のValをAlaに、および70番目のIleをLeuに置換したアミノ酸配列、
30番目のThrをArgに、41番目のProをThrに、68番目のValをAlaに、および70番目のIleをLeuに置換したアミノ酸配列、
30番目のThrをArgに、67番目のArgをLysに、68番目のValをAlaに、および70番目のIleをLeuに置換したアミノ酸配列、
30番目のThrをArgに、68番目のValをAlaに、70番目のIleをLeuに、および95番目のTyrをPheに置換したアミノ酸配列、および
30番目のThrをArgに、68番目のValをAlaに、70番目のIleをLeuに、および118番目のValをLeuに置換したアミノ酸配列、
などがあげられる。
30番目のThrをArgに、68番目のValをAlaに、および70番目のIleをLeuに置換したアミノ酸配列、
9番目のAlaをThrに、30番目のThrをArgに、および70番目のIleをLeuに置換したアミノ酸配列、
20番目のValをLeuに、30番目のThrをArgに、および70番目のIleをLeuに置換したアミノ酸配列、
30番目のThrをArgに、38番目のArgをLysに、および70番目のIleをLeuに置換したアミノ酸配列、
30番目のThrをArgに、41番目のProをThrに、および70番目のIleをLeuに置換したアミノ酸配列、
30番目のThrをArgに、48番目のMetをIleに、および70番目のIleをLeuに置換したアミノ酸配列、
30番目のThrをArgに、67番目のArgをLysに、および70番目のIleをLeuに置換したアミノ酸配列、
30番目のThrをArgに、70番目のIleをLeuに、および95番目のTyrをPheに置換したアミノ酸配列、および
30番目のThrをArgに、70番目のIleをLeuに、および118番目のValをLeuに置換したアミノ酸配列、
などがあげられる。
30番目のThrをArgに、および70番目のIleをLeuに置換したアミノ酸配列、
9番目のAlaをThrに、および70番目のIleをLeuに置換したアミノ酸配列、
20番目のValをLeuに、および70番目のIleをLeuに置換したアミノ酸配列、
38番目のArgをLysに、および70番目のIleをLeuに置換したアミノ酸配列、
41番目のProをThrに、および70番目のIleをLeuに置換したアミノ酸配列、
48番目のMetをIleに、および70番目のIleをLeuに置換したアミノ酸配列、
67番目のArgをLysに、および70番目のIleをLeuに置換したアミノ酸配列、
68番目のValをAlaに、および70番目のIleをLeuに置換したアミノ酸配列、
70番目のIleをLeuに、および95番目のTyrをPheに置換したアミノ酸配列、
70番目のIleをLeuに、および118番目のValをLeuに置換したアミノ酸配列、
9番目のAlaをThrに、および30番目のThrをArgに置換したアミノ酸配列、
20番目のValをLeuに、および30番目のThrをArgに置換したアミノ酸配列、
30番目のThrをArgに、および38番目のArgをLysに置換したアミノ酸配列、
30番目のThrをArgに、および41番目のProをThrに置換したアミノ酸配列、
30番目のThrをArgに、および48番目のMetをIleに置換したアミノ酸配列、
30番目のThrをArgに、および67番目のArgをLysに置換したアミノ酸配列、
30番目のThrをArgに、および68番目のValをAlaに置換したアミノ酸配列、
30番目のThrをArgに、および95番目のTyrをPheに置換したアミノ酸配列、および
30番目のThrをArgに、および118番目のValをLeuに置換したアミノ酸配列、
などがあげられる。
9番目のAlaをThrに置換したアミノ酸配列、20番目のValをLeuに置換したアミノ酸配列、30番目のThrをArgに置換したアミノ酸配列、38番目のArgをLysに置換したアミノ酸配列、41番目のProをThrに置換したアミノ酸配列、48番目のMetをIleに置換したアミノ酸配列、67番目のArgをLysに置換したアミノ酸配列、68番目のValをAlaに置換したアミノ酸配列、70番目のIleをLeuに置換したアミノ酸配列、95番目のTyrをPheに置換したアミノ酸配列、および118番目のValをLeuに置換したアミノ酸配列、があげられる。
好ましくは、配列番号23で表されるアミノ酸配列中の19番目のAla、21番目のIle、および84番目のLeuが、他のアミノ酸残基に置換されたアミノ酸配列があげられる。
上記のアミノ酸改変の結果得られるVLのアミノ酸配列としては、配列番号23で表されるアミノ酸配列中の15番目のLeuをValに、19番目のAlaをValに、21番目のIleをMetに、49番目のProをSerに、および84番目のLeuをValに置換する改変から選ばれる少なくとも1つの改変が導入されたアミノ酸配列があげられる。
15番目のLeuをValに、19番目のAlaをValに、21番目のIleをMetに、および49番目のProをSerに置換したアミノ酸配列、
15番目のLeuをValに、19番目のAlaをValに、21番目のIleをMetに、および84番目のLeuをValに置換したアミノ酸配列、
15番目のLeuをValに、19番目のAlaをValに、49番目のProをSerに、および84番目のLeuをValに置換したアミノ酸配列、
15番目のLeuをValに、21番目のIleをMetに、49番目のProをSerに、および84番目のLeuをValに置換したアミノ酸配列、および
19番目のAlaをValに、21番目のIleをMetに、49番目のProをSerに、および84番目のLeuをValに置換したアミノ酸配列、
などがあげられる。
15番目のLeuをValに、19番目のAlaをValに、および21番目のIleをMetに置換したアミノ酸配列、
15番目のLeuをValに、19番目のAlaをValに、および49番目のProをSerに置換したアミノ酸配列、
15番目のLeuをValに、19番目のAlaをValに、および84番目のLeuをValに置換したアミノ酸配列、
15番目のLeuをValに、21番目のIleをMetに、および49番目のProをSerに置換したアミノ酸配列、
15番目のLeuをValに、21番目のIleをMetに、および84番目のLeuをValに置換したアミノ酸配列、
15番目のLeuをValに、49番目のProをSerに、および84番目のLeuをValに置換したアミノ酸配列、
19番目のAlaをValに、21番目のIleをMetに、および49番目のProをSerに置換したアミノ酸配列、
19番目のAlaをValに、21番目のIleをMetに、および84番目のLeuをValに置換したアミノ酸配列、
19番目のAlaをValに、49番目のProをSerに、および84番目のLeuをValに置換したアミノ酸配列、および
21番目のIleをMetに、49番目のProをSerに、および84番目のLeuをValに置換したアミノ酸配列、
などがあげられる。
15番目のLeuをValに、および19番目のAlaをValに置換したアミノ酸配列、
15番目のLeuをValに、および21番目のIleをMetに置換したアミノ酸配列、
15番目のLeuをValに、および49番目のProをSerに置換したアミノ酸配列、
15番目のLeuをValに、および84番目のLeuをValに置換したアミノ酸配列、
19番目のAlaをValに、および21番目のIleをMetに置換したアミノ酸配列、
19番目のAlaをValに、および49番目のProをSerに置換したアミノ酸配列、
19番目のAlaをValに、および84番目のLeuをValに置換したアミノ酸配列、
21番目のIleをMetに、および49番目のProをSerに置換したアミノ酸配列、
21番目のIleをMetに、および84番目のLeuをValに置換したアミノ酸配列、
および49番目のProをSerに、および84番目のLeuをValに置換したアミノ酸配列、
などがあげられる。
欠失、置換、挿入および/または付加されるアミノ酸の数は1個以上でありその数は特に限定されないが、Molecular Cloning 2nd Edition、Current protpcols in Molecular Biology、Nucleic Acids Research,10,6487(1982)、Proc. Natl. Acad. Sci., USA,79,6409(1982)、Gene,34,315(1985)、Nucleic Acids Research,13,4431(1985)、Proc. Natl. Acad. Sci USA,82,488(1985)等に記載の部位特異的変異導入法等の周知の技術により、欠失、置換もしくは付加できる程度の数である。、例えば、1〜数十個、好ましくは1〜20個、より好ましくは1〜10個、さらに好ましくは1〜5個である。
A群:ロイシン、イソロイシン、ノルロイシン、バリン、ノルバリン、アラニン、2−アミノブタン酸、メチオニン、O−メチルセリン、t−ブチルグリシン、t−ブチルアラニン、シクロヘキシルアラニン
B群:アスパラギン酸、グルタミン酸、イソアスパラギン酸、イソグルタミン酸、2−アミノアジピン酸、2−アミノスベリン酸
C群:アスパラギン、グルタミン
D群:リジン、アルギニン、オルニチン、2,4−ジアミノブタン酸、2,3−ジアミノプロピオン酸
E群:プロリン、3−ヒドロキシプロリン、4−ヒドロキシプロリン
F群:セリン、スレオニン、ホモセリン
G群:フェニルアラニン、チロシン
本発明の抗体断片としては、Fab、Fab’、F(ab’)2、scFv、diabody、dsFv、6個のCDRを含むペプチドなどがあげられる。
本発明のFabは、抗体をタンパク質分解酵素パパインで処理して得ることができる。または、該抗体のFabをコードするDNAを原核生物用発現ベクターあるいは真核生物用発現ベクターに挿入し、該ベクターを原核生物あるいは真核生物へ導入することにより、Fabを発現させ、製造することができる。
本発明のF(ab’)2は、抗体をタンパク質分解酵素ペプシンで処理して得ることができる。または、下記のFab’をチオエーテル結合あるいはジスルフィド結合させ、作製することができる。
本発明のFab’は、F(ab’)2を還元剤ジチオスレイトール処理して得ることができる。または、該抗体のFab’断片をコードするDNAを原核生物用発現ベクターあるいは真核生物用発現ベクターに挿入し、該ベクターを原核生物あるいは真核生物へ導入することによりFab’を発現させ、製造することができる。
本発明のCDRを含むペプチドは、HB−EGFに特異的に反応する抗体のVHおよびVLのCDRをコードするcDNAを構築し、該cDNAを原核生物用発現ベクターあるいは真核生物用発現ベクターに挿入し、該発現ベクターを原核生物あるいは真核生物へ導入することにより発現させ、CDRを含むペプチドを製造することができる。また、CDRを含むペプチドは、Fmoc法(フルオレニルメチルオキシカルボニル法)、tBoc法(t−ブチルオキシカルボニル法)などの化学合成法によって製造することもできる。
上述の抗体または該抗体断片に、放射性同位元素、タンパク質または薬剤を結合させた抗体の誘導体も、本発明で用いることができる。
または、細胞膜に結合しているHB−EGF、膜型HB−EGFおよび分泌型HB−EGFに特異的に結合する抗体または該抗体断片をコードするDNAと、結合させたいタンパク質などの薬剤をコードするDNAを連結させて発現ベクターに挿入し、該発現ベクターを宿主細胞へ導入するという遺伝子工学的手法によっても製造することができる。
タンパク質としては、サイトカイン、増殖因子、毒素タンパク質などがあげられる。
さらに、抗体または該抗体断片に結合させる薬剤は、プロドラッグの形態でもよい。本発明におけるプロドラッグとは、腫瘍環境に存在する酵素などによって化学的な修飾を受け、癌細胞を傷害する作用を有する物質に変換される薬剤をいう。
抗体医薬としては、抗体の結合によりアポトーシスが誘導される抗原、腫瘍の病態形成に関わる抗原または免疫機能を調節する抗原、病変部位の血管新生に関与する抗原に対する抗体があげられる。
抗体の結合によりアポトーシスが誘導される抗原としては、Cluster of differentiation(以下、CDと記載する)19、CD20、CD21、CD22、CD23、CD24、CD37、CD53、CD72、CD73、CD74、CDw75、CDw76、CD77、CDw78、CD79a、CD79b、CD80 (B7.1)、CD81、CD82、CD83、CDw84、CD85、CD86 (B7.2)、human leukocyte antigen(HLA)−Class II、EGFRなどがあげられる。
腫瘍の病態形成に関わる抗原または免疫機能を調節する抗体の抗原としては、CD4、CD40、CD40リガンド、B7ファミリー分子(CD80、CD86、CD274、B7−DC、B7−H2、B7−H3、B7−H4)、B7ファミリー分子のリガンド(CD28、CTLA−4、ICOS、PD−1、BTLA)、OX−40、OX−40リガンド、CD137、tumor necrosis factor(TNF)受容体ファミリー分子(DR4、DR5、TNFR1、TNFR2)、TNF−related apoptosis−inducing ligand receptor (TRAIL)ファミリー分子、TRAILファミリー分子の受容体ファミリー(TRAIL−R1、TRAIL−R2、TRAIL−R3、TRAIL−R4)、receptor activator of nuclear factor kappa B ligand(RANK)、RANKリガンド、CD25、葉酸受容体4、サイトカイン[interleukin−1α(以下、interleukinをILと記す)、IL−1β、IL−4、IL−5、IL−6、IL−10、IL−13、transforming growth factor(TGF)β、TNFα等]、これらのサイトカインの受容体、ケモカイン(SLC、ELC、I−309、TARC、MDC、CTACK等)、これらのケモカインの受容体があげられる。
免疫賦活剤としては、イムノアジュバントとして知られている天然物でもよく、具体例としては、免疫を亢進する薬剤が、β(1→3)グルカン(レンチナン、シゾフィラン)、αガラクトシルセラミド(KRN7000)、菌体粉末(ピシバニール、BCG)、菌体抽出物(クレスチン)があげられる。
サイトカインまたは増殖因子としては、NK細胞、マクロファージ、好中球などの細胞を亢進するサイトカインまたは増殖因子であればいかなるものでもよいが、例えば、インターフェロン(以下、INFと記す)−α、INF−β、INF−γ、IL−2、IL−12、IL−15、IL−18、IL−21、IL−23、顆粒球刺激因子(G−CSF)、顆粒球・マクロファージ刺激因子(GM−CSF)、マクロファージ刺激因子(M−CSF)などがあげられる。
放射性同位元素としては、131I、125I、90Y、64Cu、99Tc、77Lu、211At等があげられる。放射性同位元素は、クロラミンT法等によって抗体に直接結合させることができる。また、放射性同位元素をキレートする物質を抗体に結合させてもよい。キレート剤としては、methylbenzyldiethylene−triaminepentaacetic acid (MX−DTPA)などがあげられる。
本発明においては、本発明で用いられる抗体と、1つ以上の他の薬剤と組み合わせて投与することや、または放射線照射とを組み合わせることもできる。他の薬剤としては、上述の化学療法剤、抗体医薬、免疫賦活剤、サイトカインまたは増殖因子などがあげられる。
放射線照射としては、X線、γ線などの光子(電磁波)照射、電子線、陽子線、重粒子線などの粒子線照射などが含まれる。
組み合わせて投与する方法としては、本発明で用いられる抗体との同時投与でもよいし、また、本発明で用いられる抗体の投与と前後して投与しても構わない。
1.遺伝子組換え抗体の製造方法
(1)抗原の調製
分泌型HB−EGFまたは分泌型HB−EGFの部分長(以下、これらを単に分泌型HB−EGFと称することもある)をコードするcDNAを含む発現ベクターを大腸菌、酵母、昆虫細胞、動物細胞等に導入し、発現させることにより、分泌型HB−EGFまたは分泌型HB−EGFの部分断片を得ることができる。また、HB−EGFを発現している細胞から、プロテアーゼ処理することにより細胞外領域のHB−EGFを精製することができる。分泌型HB−EGFを多量に発現している各種ヒト腫瘍培養細胞、ヒト組織などから分泌型HB−EGFを精製することもできる。さらに、分泌型HB−EGFの部分配列を有する合成ペプチドを調製し、抗原に用いることもできる。
発現ベクターとしては、使用する宿主細胞において自律複製可能又は染色体中への組込が可能で、分泌型HB−EGFをコードするDNAを転写できる位置に適当なプロモーターを含有しているものが用いられる。
組換えベクターの導入方法としては、上記宿主細胞へDNAを導入する方法であればいずれも用いることができ、例えば、カルシウムイオンを用いる方法[Proc. Natl. Acad. Sci. USA,69,2110(1972)]、Gene,17,107(1982)やMolecular & General Genetics,168,111(1979)に記載の方法等を挙げることができる。
組換えベクターの導入方法としては、動物細胞にDNAを導入する方法であればいずれも用いることができ、例えば、エレクトロポレーション法[Cytotechnology,3,133(1990)]、リン酸カルシウム法(特開平2−227075)、リポフェクション法[Proc. Natl. Acad.Sci. USA,84,7413(1987)]等を挙げることができる。
以上のようにして得られる形質転換体を培地に培養し、培養物中に該HB−EGFを生成蓄積させ、該培養物から採取することにより、分泌型HB−EGFを製造することができる。該形質転換体を培地に培養する方法は、宿主の培養に用いられる通常の方法に従って行うことができる。
遺伝子の発現方法としては、直接発現以外に、Molecular Cloning, A Laboratory Manual, Second Edition, Cold Spring Harbor Laboratory Press(1989)に記載されている方法等に準じて、分泌生産、融合タンパク質発現等を行うことができる。
分泌型HB−EGFが宿主細胞内又は宿主細胞外膜上に生産される場合、ポールソンらの方法[J. Biol. Chem., 264, 17619(1989)]、ロウらの方法[Proc. Natl. Acad. Sci., USA,86,8227(1989)、Genes Develop.,4,1288(1990)]、又は特開平05−336963、WO94/23021等に記載の方法を準用することにより、該遺伝子産物を宿主細胞外に積極的に分泌させることができる。
また、本発明において用いられる分泌型HB−EGFは、Fmoc法(フルオレニルメチルオキシカルボニル法)、tBoc法(t−ブチルオキシカルボニル法)等の化学合成法によっても製造することができる。また、Advanced ChemTech社、パーキン・エルマー社、Pharmacia社、Protein Technology Instrument社、Synthecell−Vega社、PerSeptive社、島津製作所等のペプチド合成機を利用して化学合成することもできる。
3〜20週令のマウス、ラットまたはハムスターに上記のように調製した抗原を免疫して、その動物の脾、リンパ節、末梢血中の抗体産生細胞を採取する。また、免疫原性が低く上記の動物で充分な抗体価の上昇が認められない場合には、HB−EGFノックアウトマウスを被免疫動物として用いる方法もある。
骨髄腫細胞としては、マウスから得られた株化細胞を使用する。たとえば、8−アザグアニン耐性マウス(BALB/c由来)骨髄腫細胞株P3−X63Ag8−U1(P3−U1)(Current Topics in Microbiology and Immunology、18:1−7,1978)、P3−NS1/1−Ag41(NS−1)(European J.Immunology,6:511−519,1976)、SP2/O−Ag14(SP−2)(Nature,276:269−270,1978)、P3−X63−Ag8653(653)(J.Immunology,123:1548−1550,1979)、P3−X63−Ag8(X63)(Nature,256:495−497,1975)などが用いられる。これらの細胞株は、8−アザグアニン培地〔RPMI−1640培地にグルタミン(1.5mmol/L)、2−メルカプトエタノール(5×10−5mol/L)、ジェンタマイシン(10μg/mL)および牛胎児血清(FCS)を加えた培地(以下、正常培地という。)に、さらに8−アザグアニン(15μg/mL)を加えた培地〕で継代するが、細胞融合の3〜4日前に正常培地に継代し、融合当日2×107個以上の細胞数を確保する。
前述した抗体産生細胞と骨髄腫細胞をMEM培地またはPBS(リン酸二ナトリウム1.83g、リン酸一カリウム0.21g、食塩7.65g、蒸留水1L、pH7.2)でよく洗浄し、細胞数が、抗体産生細胞:骨髄腫細胞=5〜10:1になるよう混合し、遠心分離(1,200rpm、5分間)した後、上清を捨て、沈澱した細胞群をよくほぐした後、攪拌しながら、37℃で、ポリエチレングリコール−1,000(PEG−1,000)2g、MEM2mLおよびジメチルスルホキシド0.7mLの混液を抗体産生細胞数108当たり0.2〜1mLの容量で加え、1〜2分間毎にMEM培地1〜2mlを数回加えた後、MEM培地を加えて全量が50mLになるようにする。遠心分離(900rpm、5分間)後、上清を捨て、ゆるやかに細胞をほぐした後、メスピペットによる吸込み、吹出しでゆるやかに細胞をHAT培地〔正常培地にヒポキサンチン(10−4mol/L)、チミジン(1.5×10−5mol/L)およびアミノプテリン(4×10−7mol/L)を加えた培地〕100mL中に懸濁する。この懸濁液を96ウェル培養用プレートに100μL/ウェルずつ分注し、5%CO2インキュベーター中、37℃で7〜14日間培養する。
培養後、培養上清の一部をとり、後述するバインディングアッセイなどにより、細胞膜に結合しているHB−EGF、分泌型HB−EGFおよび膜型HB−EGFのいずれにも反応性を有するモノクローナル抗体を産生するハイブリドーマもしくは精製抗体を選択する。
また、ついで、限界希釈法によりクローニングを2回繰り返し〔1回目は、HT培地(HAT培地からアミノプテリンを除いた培地)、2回目は、正常培地を使用する〕、安定して強い抗体価の認められたものをモノクローナル抗体産生ハイブリドーマ株として選択する。
プリスタン処理〔2,6,10,14−テトラメチルペンタデカン(Pristane)0.5mLを腹腔内投与し、2週間飼育する〕した8〜10週令のマウスまたはヌードマウスに、(4)で得られた抗HB−EGFモノクローナル抗体産生ハイブリドーマ細胞2×106〜5×107細胞/匹を腹腔内注射する。10〜21日でハイブリドーマは腹水癌化する。このマウスから腹水を採取し、遠心分離(3,000rpm、5分間)して固形分を除去後、40〜50%硫酸アンモニウムで塩析した後、カプリル酸沈殿法、DEAE−セファロースカラム、プロテインA−カラムあるいはゲル濾過カラムによる精製を行い、IgGあるいはIgM画分を集め、精製モノクローナル抗体とする。
抗体のサブクラスの決定は、サブクラスタイピングキットを用いて酵素免疫測定法により行う。蛋白量の定量は、ローリー法および280nmでの吸光度より算出する。
抗原としては、(1)に記載の方法により、本発明において用いられるHB−EGFをコードするcDNAを含む発現ベクターを大腸菌、酵母、昆虫細胞、動物細胞等に導入して得た遺伝子導入細胞やリコンビナントタンパク質、あるいはヒト組織から得た精製HB−EGFや部分ペプチドを用いる。抗原が部分ペプチドである場合には、BSA(ウシ血清アルブミン)やKLH(Keyhole Limpet Hemocyanin)などのキャリアタンパク質とコンジュゲートを作製して、これを用いる。
これらの抗原のうち、分泌型HB−EGFおよびHB−EGFが細胞に結合している細胞株を96ウェルプレートに分注し固層化した後、第一抗体として、被免疫動物血清、モノクローナル抗体を産生するハイブリドーマの培養上清もしくは精製抗体を分注して反応させる。PBSまたはPBS−0.05%Tweenでよく洗浄した後、第二抗体としてビオチン、酵素、化学発光物質あるいは放射線化合物等で標識した抗イムノグロブリン抗体を分注して反応させる。PBS−Tweenでよく洗浄した後、第二抗体の標識物質に応じた反応を行う。
前述したような方法で、細胞膜に結合しているHB−EGF、分泌型HB−EGFおよび膜型HB−EGFのいずれにも反応性を有するモノクローナル抗体を産生するハイブリドーマもしくは精製抗体を選択することができる。
また、本発明の抗HB−EGFモノクローナル抗体と競合してHB−EGFに結合するモノクローナル抗体は、上述のバインティングアッセイ系に、被検抗体を添加して反応させることで取得できる。すなわち、被検抗体を加えた時にモノクローナル抗体の結合が阻害される抗体をスクリーニングすることにより、HB−EGFへの結合について、取得したモノクローナル抗体と競合するモノクローナル抗体を取得することができる。
更に、本発明の抗HB−EGFモノクローナル抗体が認識するエピトープと同じエピトープに結合する抗体は、上述のバインティングアッセイ系で取得された抗体のエピトープを同定し、同定したエピトープの、部分的な合成ペプチド、またはエピトープの立体構造に擬態させた合成ペプチド等を作製し、免疫することで、取得することができる。
更に、得られたモノクローナル抗体が分泌型HB−EGFに対して中和活性を有しているか否かは、HB−EGF依存性細胞を用いた細胞増殖阻害アッセイを行うことにより確認することができる。
細胞増殖阻害アッセイに用いる細胞としては、分泌型HB−EGFが結合することができる受容体を有する細胞であればいかなる細胞でもよいが、具体的にはEGF受容体遺伝子をマウス骨髄性由来細胞株32D clone3(ATCC No. CRL−11346)に導入して得られた細胞株などがあげられる。
得られたモノクローナル抗体と分泌型HB−EGFとをプレート上で反応させた後に上述の細胞株を加えて培養を行う。対照として、分泌型HB−EGFを添加しモノクローナル抗体を添加しないプレート、およびモノクローナル抗体と分泌型HB−EGFのいずれも添加しないプレートに、同様に上述の細胞株を加えて培養を行う。各プレートでの細胞数を計測することにより、細胞増殖阻害率を求めることができる。細胞増殖阻害率が高いモノクローナル抗体は、中和活性を有するモノクローナル抗体として選択することができる。
中和活性を有するモノクローナル抗体の具体例としては、ハイブリドーマ細胞株KM3566が生産するモノクローナル抗体KM3566、およびハイブリドーマ細胞株KM3567が産生するモノクローナル抗体KM3567をあげることができる。ハイブリドーマ細胞株KM3566およびKM3567は、ブダペスト条約に基づき独立行政法人産業技術総合研究所 特許生物寄託センター(日本国茨城県つくば市東1丁目1番地1 中央第6)にそれぞれ平成18年1月24日付でFERM BP−10490、および平成18年3月23日付でFERM BP−10573として寄託されている。
(1)ヒト化抗体発現用ベクターの構築
遺伝子組換え抗体発現用ベクターとしては、ヒト抗体のCHおよび/またはCLをコードする遺伝子が組み込まれた動物細胞用発現ベクターであればいかなるものでもよい。ヒト化抗体発現用ベクターは、動物細胞用発現ベクターにヒト抗体のCHおよびCLをコードする遺伝子をそれぞれクローニングすることにより構築することができる。
(2)ヒト以外の動物の抗体のV領域をコードするcDNAの取得およびアミノ酸配列の解析
ヒト以外の動物の抗体、例えば、マウス抗体のVHおよびVLをコードするcDNAは以下のようにして取得することができる。
ハイブリドーマから全RNAを調製する方法としては、チオシアン酸グアニジン−トリフルオロ酢酸セシウム法(Methods in Enzymology,154,3−28,1987)、また全RNAからmRNAを調製する方法としては、オリゴ(dT)固定化セルロースカラム法(Molecular Cloning:ALaboratory Manual, Cold Spring Harbor Lab. Press New York,1989)などがあげられる。また、ハイブリドーマからmRNAを調製するキットとしては、Fast Track mRNA Isolation Kit(Invitrogen社製)、Quick Prep mRNA Purification Kit(Pharmacia社製)などがあげられる。
さらに、VHおよびVLの完全なアミノ酸配列を用いて任意のデータベース、例えば、SWISS−PROTやPIR−Proteinなどに対してBLAST法(Journal of Molecular Biology,215,403−410,1990)などの配列の相同性検索を行い、配列の新規性を検討することができる。
上記2(1)に記載の遺伝子組換え抗体発現用ベクターのヒト抗体のCHおよびCLをコードする遺伝子の上流に、ヒト以外の動物の抗体のVHおよびVLをコードするcDNAをクローニングし、ヒト型キメラ抗体発現ベクターを構築することができる。例えば、ヒト以外の動物の抗体のVHおよびVLをコードするcDNAを、ヒト以外の動物の抗体のVHおよびVLの3’末端側の塩基配列とヒト抗体のCHおよびCLの5’末端側の塩基配列とから成り、かつ適当な制限酵素の認識配列を両端に有する合成DNAとそれぞれ連結し、それぞれを上記2(1)に記載のヒト化抗体発現用ベクターのヒト抗体のCHおよびCLをコードする遺伝子の上流にそれらが適切な形で発現するようにクローニングし、ヒト型キメラ抗体発現ベクターを構築することができる。また、ヒト以外の動物の抗体のVHおよびVLをコードするcDNAを含むプラスミドを鋳型として、5’末端に適当な制限酵素の認識配列を有するプライマーを用いてPCR法によりVHおよびVLをコードするcDNAを増幅し、それぞれを上記2(1)に記載のヒト化抗体発現用ベクターのヒト抗体のCHおよびCLをコードする遺伝子の上流にそれらが適切な形で発現するようにクローニングし、ヒト型キメラ抗体発現ベクターを構築することができる。
ヒト化抗体のVHおよびVLをコードするcDNAは、以下のようにして構築することができる。まず、目的のヒト以外の動物の抗体のVHおよびVLのCDRのアミノ酸配列を移植するヒト抗体のVHおよびVLのFRのアミノ酸配列を選択する。ヒト抗体のVHおよびVLのFRのアミノ酸配列としては、ヒト抗体由来のものであれば、いかなるものでも用いることができる。例えば、Protein Data Bankなどのデータベースに登録されているヒト抗体のVHおよびVLのFRのアミノ酸配列、ヒト抗体のVHおよびVLのFRの各サブグループの共通アミノ酸配列(Sequences of Proteins of Immunological Interest, US Dept. Health and Human Services,1991)などがあげられるが、その中でも、十分な活性を有するヒト化抗体を作製するためには、目的のヒト以外の動物の抗体のVHおよびVLのFRのアミノ酸配列とできるだけ高い相同性(少なくとも60%以上)を有するアミノ酸配列を選択することが望ましい。次に、選択したヒト抗体のVHおよびVLのFRのアミノ酸配列に、目的のヒト以外の動物の抗体のVHおよびVLのCDRのアミノ酸配列を移植し、ヒト化抗体のVHおよびVLのアミノ酸配列を設計する。設計したアミノ酸配列を抗体の遺伝子の塩基配列に見られるコドンの使用頻度(Sequences of Proteins of Immunological Interest, US Dept. Health and Human Services,1991)を考慮して塩基配列に変換し、ヒト化抗体のVHおよびVLのアミノ酸配列をコードする塩基配列を設計する。設計した塩基配列に基づき、150塩基前後の長さからなる数本の合成DNAを合成し、それらを用いてPCR法を行う。この場合、PCRでの反応効率および合成可能なDNAの長さから、VH、VLとも4本の合成DNAを設計することが好ましい。
ヒト化抗体は、目的のヒト以外の動物の抗体のVHおよびVLのCDRのみをヒト抗体のVHおよびVLのFRに移植しただけでは、その抗原結合活性は元のヒト以外の動物の抗体に比べて低下してしまうことが知られている(BIO/TECHNOLOGY,9,266−271,1991)。この原因としては、元のヒト以外の動物の抗体のVHおよびVLでは、CDRのみならず、FRのいくつかのアミノ酸残基が直接的あるいは間接的に抗原結合活性に関与しており、それらアミノ酸残基がCDRの移植に伴い、ヒト抗体のVHおよびVLのFRの異なるアミノ酸残基へと変化してしまうことが考えられている。この問題を解決するため、ヒト化抗体では、ヒト抗体のVHおよびVLのFRのアミノ酸配列の中で、直接抗原との結合に関与しているアミノ酸残基やCDRのアミノ酸残基と相互作用したり、抗体の立体構造を維持し、間接的に抗原との結合に関与しているアミノ酸残基を同定し、それらを元のヒト以外の動物の抗体に見出されるアミノ酸残基に改変し、低下した抗原結合活性を上昇させることが行われている(BIO/TECHNOLOGY,9,266−271,1991)。ヒト化抗体の作製においては、それら抗原結合活性に関わるFRのアミノ酸残基を如何に効率よく同定するかが、最も重要な点であり、そのためにX線結晶解析(Journal of Molecular Biology,112,535−542,1977)あるいはコンピューターモデリング(Protein Engineering,7,1501−1507,1994)などによる抗体の立体構造の構築および解析が行われている。これら抗体の立体構造の情報は、ヒト化抗体の作製に多くの有益な情報をもたらして来たが、その一方、あらゆる抗体に適応可能なヒト型CDR移植抗体の作製法は未だ確立されておらず、現状ではそれぞれの抗体について数種の改変体を作製し、それぞれの抗原結合活性との相関を検討するなどの種々の試行錯誤が必要である。
ヒト抗体のVHおよびVLのFRのアミノ酸残基の改変は、改変用合成DNAを用いて上記2(4)に記載のPCR法を行うことにより、達成できる。PCR後の増幅産物について上記2(2)に記載の方法により、塩基配列を決定し、目的の改変が施されたことを確認する。
上記2(1)に記載の遺伝子組換え抗体発現用ベクターのヒト抗体のCHおよびCLをコードする遺伝子の上流に、上記2(4)および(5)で構築したヒト化抗体のVHおよびVLをコードするcDNAをクローニングし、ヒト化抗体発現ベクターを構築することができる。例えば、上記2(4)および(5)でヒト化抗体のVHおよびVLを構築する際に用いる合成DNAのうち、両端に位置する合成DNAの5’末端に適当な制限酵素の認識配列を導入することで、上記2(1)に記載の遺伝子組換え抗体発現用ベクターのヒト抗体のCHおよびCLをコードする遺伝子の上流にそれらが適切な形で発現するようにクローニングすることができる。
作製した多種類の遺伝子組換え抗体の抗原結合活性を効率的に評価するために、上記2(3)および(6)に記載の遺伝子組換え抗体発現ベクター、あるいはそれらを改変した発現ベクターを用いて遺伝子組換え抗体の一過性発現を行うことができる。発現ベクターを導入する宿主細胞としては、遺伝子組換え抗体を発現できる宿主細胞であれば、いかなる細胞でも用いることができるが、その発現量の高さから、COS−7細胞(ATCC CRL1651)が一般に用いられる(Methods in Nucleic Acids Research, CRC press,283,1991)。COS−7細胞への発現ベクターの導入法としては、DEAE−デキストラン法(Methods in Nucleic Acids Research, CRC press,283,1991)、リポフェクション法(Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America,84,7413−7417,1987)などがあげられる。
上記2(3)および(6)に記載の遺伝子組換え抗体発現ベクターを適当な宿主細胞に導入することにより遺伝子組換え抗体を安定に発現する形質転換細胞を得ることができる。宿主細胞への発現ベクターの導入法としては、エレクトロポレーション法(Cytotechnology,3,133−140,1990)などがあげられる。遺伝子組換え抗体発現ベクターを導入する宿主細胞としては、遺伝子組換え抗体を発現させることができる宿主細胞であれば、いかなる細胞でも用いることができる。例えば、マウスSP2/0−Ag14細胞(ATCC CRL1581)、マウスP3X63−Ag8.653細胞(ATCC CRL1580)、ジヒドロ葉酸還元酵素遺伝子(以下、dhfrと表記する)が欠損したCHO細胞(Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America,77,4216−4220,1980)、ラットYB2/3HL.P2.G11.16Ag.20細胞(ATCC CRL1662、以下、YB2/0細胞と表記する)などがあげられる。
遺伝子組換え抗体と抗原との結合活性評価は、上記に記載のELISA法や、フローサイトメーターを用いたバインディングアッセイを用いて行うことができる。また、モノクローナル抗体と競合する抗体およびモノクローナル抗体が認識するエピトープに反応する遺伝子組換え抗体は、バインディングアッセイにおいて、対象の遺伝子組換え抗体を共存させて反応させ、モノクローナル抗体の結合を阻害できるか否かを確かめることにより選択できる。
3.抗体断片の作製
抗体断片は、上記1および2に記載の抗体をもとに遺伝子工学的手法あるいはタンパク質化学的手法により、作製することができる。
タンパク質化学的手法としては、ペプシン、パパインなどのタンパク質分解酵素を用いた部位特異的切断、精製などの方法があげられる。
Fabは、タンパク質化学的にはIgGをタンパク質分解酵素パパインで処理することにより、作製することができる。パパインの処理後は、元の抗体がプロテインA結合性を有するIgGサブクラスであれば、プロテインAカラムに通すことで、IgG分子やFc断片と分離し、均一なFabとして回収することができる(Monoclonal Antibodies: Principles and Practice, third edition,1995)。プロテインA結合性を持たないIgGサブクラスの抗体の場合は、イオン交換クロマトグラフィーにより、Fabは低塩濃度で溶出される画分中に回収することができる(Monoclonal Antibodies: Principles and Practice, third edition,1995)。また、Fabは遺伝子工学的には、多くは大腸菌を用いて、また、昆虫細胞や動物細胞などを用いて作製することができる。例えば、上記2(2)、2(4)および2(5)に記載の抗体のV領域をコードするDNAを、Fab発現用ベクターにクローニングし、Fab発現ベクターを作製することができる。Fab発現用ベクターとしては、Fab用のDNAを組み込み発現できるものであればいかなるものも用いることができる。例えば、pIT106(Science,240,1041−1043,1988)などがあげられる。Fab発現ベクターを適当な大腸菌に導入し、封入体あるいはペリプラズムにFabを生成蓄積させることができる。封入体からは、通常タンパク質で用いられるリフォールディング法により、活性のあるFabとすることができ、また、ペリプラズムに発現させた場合は、培養上清中に活性を持ったFabが漏出する。リフォールディング後あるいは培養上清からは、抗原を結合させたカラムを用いることにより、均一なFabを精製することができる(Antibody Engineering, A Practical Guide,W. H. Freeman and Company,1992)。
F(ab’)2は、タンパク質化学的にはIgGをタンパク質分解酵素ペプシンで処理することにより、作製することができる。ペプシンの処理後は、Fabと同様の精製操作により、均一なF(ab’)2として回収することができる(Monoclonal Antibodies: Principles and Practice, third edition, Academic Press,1995)。また、下記3(3)に記載のFab’をo−PDMやビスマレイミドヘキサンなどのようなマレイミドで処理し、チオエーテル結合させる方法や、DTNB[5,5’−dithiobis(2−nitrobenzoic acid)]で処理し、S−S結合させる方法によっても作製することができる(Antibody Engineering, A Practical Approach, IRL PRESS,1996)。
Fab’は、上記3(2)に記載のF(ab’)2をジチオスレイトールなどの還元剤で処理して得ることができる。また、Fab’は遺伝子工学的には、多くは大腸菌、また、昆虫細胞や動物細胞などを用いて作製することができる。例えば、上記2(2)、2(4)および2(5)に記載の抗体のV領域をコードするDNAを、Fab’発現用ベクターにクローニングし、Fab’発現ベクターを作製することができる。Fab’発現用ベクターとしては、Fab’用のDNAを組み込み発現できるものであればいかなるものも用いることができる。例えば、pAK19(BIO/TECHNOLOGY,10,163−167,1992)などがあげられる。Fab’発現ベクターを適当な大腸菌に導入し、封入体あるいはペリプラズムにFab’を生成蓄積させることができる。封入体からは、通常タンパク質で用いられるリフォールディング法により、活性のあるFab’とすることができ、また、ペリプラズムに発現させた場合は、リゾチームによる部分消化、浸透圧ショック、ソニケーションなどの処理により菌を破砕し、菌体外へ回収させることができる。リフォールディング後あるいは菌の破砕液からは、プロテインGカラムなどを用いることにより、均一なFab’を精製することができる(Antibody Engineering, A Practical Approach, IRL PRESS,1996)。
scFvは遺伝子工学的には、ファージまたは大腸菌、また、昆虫細胞や動物細胞などを用いて作製することができる。例えば、上記2(2)、2(4)および2(5)に記載の抗体のV領域をコードするDNAを、scFv発現用ベクターにクローニングし、scFv発現ベクターを作製することができる。scFv発現用ベクターとしては、scFvのDNAを組み込み発現できるものであればいかなるものも用いることができる。例えば、pCANTAB5E(Pharmacia社製)、pHFA(Human Antibodies &Hybridomas,5,48−56,1994)などがあげられる。scFv発現ベクターを適当な大腸菌に導入し、ヘルパーファージを感染させることで、ファージ表面にscFvがファージ表面タンパク質と融合した形で発現するファージを得ることができる。また、scFv発現ベクターを導入した大腸菌の封入体あるいはペリプラズムにscFvを生成蓄積させることができる。封入体からは、通常タンパク質で用いられるリフォールディング法により、活性のあるscFvとすることができ、また、ペリプラズムに発現させた場合は、リゾチームによる部分消化、浸透圧ショック、ソニケーションなどの処理により菌を破砕し、菌体外へ回収することができる。リフォールディング後あるいは菌の破砕液からは、陽イオン交換クロマトグラフィーなどを用いることにより、均一なscFvを精製することができる(Antibody Engineering, A Practical Approach, IRL PRESS,1996)。
Diabodyは遺伝子工学的には、多くは大腸菌、また、昆虫細胞や動物細胞などを用いて作製することができる。例えば、上記2(2)、2(4)および2(5)に記載の抗体のVHとVLをリンカーがコードするアミノ酸残基が8残基以下となるように連結したDNAを作製し、diabody発現用ベクターにクローニングし、diabody発現ベクターを作製することができる。diabody発現用ベクターとしては、diabodyのDNAを組み込み発現できるものであればいかなるものも用いることができる。例えば、pCANTAB5E(Pharmacia社製)、pHFA(Human Antibodies Hybridomas,5,48,1994)などがあげられる。diabody発現ベクターを導入した大腸菌の封入体あるいはペリプラズムにdiabodyを生成蓄積させることができる。封入体からは、通常タンパク質で用いられるリフォールディング法により、活性のあるdiabodyとすることができ、また、ペリプラズムに発現させた場合は、リゾチームによる部分消化、浸透圧ショック、ソニケーションなどの処理により菌を破砕し、菌体外へ回収することができる。リフォールディング後あるいは菌の破砕液からは、陽イオン交換クロマトグラフィーなどを用いることにより、均一なdiabodyを精製することができる(Antibody Engineering, A Practical Approach, IRL PRESS,1996)。
dsFvは遺伝子工学的には、多くは大腸菌、また、昆虫細胞や動物細胞などを用いて作製することができる。まず、上記2(2)、2(4)および2(5)に記載の抗体のVHおよびVLをコードするDNAの適当な位置に変異を導入し、コードするアミノ酸残基がシステインに置換されたDNAを作製する。作製した各DNAをdsFv発現用ベクターにクローニングし、VHおよびVLの発現ベクターを作製することができる。dsFv発現用ベクターとしては、dsFv用のDNAを組み込み発現できるものであればいかなるものも用いることができる。例えば、pULI9(Protein Engineering,7,697−704,1994)などがあげられる。VHおよびVLの発現ベクターを適当な大腸菌に導入し、封入体あるいはペリプラズムにdsFvを生成蓄積させることができる。封入体あるいはペリプラズムからVHおよびVLを取得し、混合した後に、通常タンパク質で用いられるリフォールディング法により、活性のあるdsFvとすることができる。リフォールディング後は、イオン交換クロマトグラフィーおよびゲル濾過などにより、さらに精製することができる(Protein Engineering,7,697−704,1994)。
6個のCDRを含むペプチドは、Fmoc法あるいはtBoc法等の化学合成法によって作製することができる。また、CDRを含むペプチドをコードするDNAを作製し、作製したDNAを適当な発現用ベクターにクローニングし、CDRペプチド発現ベクターを作製することができる。発現用ベクターとしては、CDRペプチドをコードするDNAを組み込み発現できるものであればいかなるものも用いることができる。例えば、pLEX(Invitrogen社)、pAX4a+(Invitrogen社)などがあげられる。発現ベクターを適当な大腸菌に導入し、封入体あるいはペリプラズマ層にを生成蓄積させることができる。封入体あるいはペリプラズマ層からCDRペプチドを得、イオン交換クロマトグラフィーおよびゲル濾過等により、精製することができる(Protein Engineering,7,697,1994)。
本発明のヒト化抗体を有効成分として含有する医薬は、HB−EGFが関与する各種疾患を治療することができる。
HB−EGFが関与する疾患としては、癌、心疾患、動脈硬化などがあげられる。
癌としては、乳癌、肝癌、膵癌、膀胱癌、卵巣癌、卵巣胚細胞腫瘍などの固形癌があげられる。また、いずれかの固形癌に伴う連続性転移、血行性転移またはリンパ性転移、腹膜播種などによる転移癌などもあげられる。また白血病(急性骨髄性白血病、T細胞性白血病など)、リンパ腫、ミエローマなどの造血細胞由来の癌(血液癌、hematological cancer、blood cancer)などの癌種があげられる。
本発明の抗体またはその抗体断片を有効成分とする医薬は、通常は薬理学的に許容される1つ以上の担体と一緒に混合し、製剤学の技術分野においてよく知られる任意の方法により製造した医薬製剤として提供するのが望ましい。
以下の実施例により本発明をより具体的に説明するが、実施例は本発明の例示であり、本発明の範囲を限定するものでない。
抗HB−EGFモノクローナル抗体の作製
R&Dシステム社製リコンビナント分泌型ヒトHB−EGF(カタログ番号 259−HE/CF)凍結乾燥品をダルベッコリン酸バッファー(Phosphate buffered saline:PBS)にて溶解し、免疫原として用いた。
実施例1(1)で調製したリコンビナント分泌型ヒトHB−EGF 25μgを水酸化アルミニウムアジュバント〔Antibodies−A Laboratory ManuaL, CoLd Spring Harbor Laboratory,p99、1988〕2 mgおよび百日咳ワクチン(千葉県血清研究所製)1×109細胞とともにHB−EGF欠損マウス(大阪大学微生物病研究所 細胞機能分野研究室より供与、PNAS、VOL.100、NO.100、3221−3226、2003)に投与した。投与2週間後より、該HB−EGF 25μgのみを1週間に1回、計4回投与した。該マウスの眼底静脈より部分採血し、その血清抗体価を以下に示す酵素免疫測定法で調べ、十分な抗体価を示したマウスから最終免疫3日後に脾臓を摘出した。脾臓をMEM(Minimum Essential Medium)培地(日水製薬社製)中で細断し、ピンセットでほぐし、遠心分離(1200rpm、5分間)した。得られた沈殿画分にトリス−塩化アンモニウム緩衝液(PH7.6)を添加し、1〜2分間処理することにより赤血球を除去した。得られた沈殿画分(細胞画分)をMEM培地で3回洗浄し、細胞融合に用いた。
アッセイには実施例1(1)のリコンビナントヒトHB−EGFを96ウェルのELISA用プレート(グライナー社)に0.5μg/mL、50μL/ウェルで分注し、4℃で一晩放置して吸着させたものを用いた。該プレートを洗浄後、1%牛血清アルブミン(BSA)−PBSを50μL/ウェル加え、室温で1時間放置し、残っている活性基をブロックした。放置後、1%BSA−PBSを捨て、該プレートに一次抗体として被免疫マウス抗血清、ハイブリドーマ培養上清を50μL/ウェル分注し、2時間放置した。該プレートを0.05%ポリオキシエチレン(20)ソルビタンモノラウレート[(ICI社商標Tween 20相当品:和光純薬社製)]/PBS(以下Tween−PBSと表記)で洗浄後、2次抗体としてペルオキシダーゼ標識ウサギ抗マウスIgGガンマ鎖(キルケガード アンド ペリー ラボラトリーズ社)を50μL/ウェル加えて室温、1時間放置した。該プレートをTween−PBSで洗浄後、ABTS〔2.2−アジノビス(3−エチルベンゾチアゾール−6−スルホン酸)アンモニウム〕基質液〔1mmoL/L ABTS/0.1moL/L クエン酸バッファー(PH4.2)、0.1%H2O2〕を添加し、発色させOD415nmの吸光度をプレートリーダー(Emax;Molecular Devices社)を用いて測定した。
8−アザグアニン耐性マウス骨髄腫細胞株P3X63Ag8U.1(P3−U1:ATCCより購入)を10%ウシ胎児血清添加RPMI1640(インビトロジェン社)で培養し、細胞融合時に2×107個以上の細胞を確保し、細胞融合に親株として供した。
実施例1(2)で得られたマウス脾細胞と実施例1(4)で得られた骨髄腫細胞とを10:1になるよう混合し、遠心分離(1200rpm、5分間)した。得られた沈澱画分の細胞群をよくほぐした後、攪拌しながら、37℃で、ポリエチレングリコール−1000(PEG−1000)1g、MEM培地1mL、およびジメチルスルホキシド0.35mLの混液を108個のマウス脾細胞あたり0.5mL加え、該懸濁液に1〜2分間毎にMEM培地1mLを数回加えた後、MEM培地を加えて全量が50mLになるようにした。該懸濁液を遠心分離(900rpm、5分間)し、得られた沈澱画分の細胞をゆるやかにほぐした後、該細胞を、メスピペットによる吸込み吸出しでゆるやかにHAT培地〔10%ウシ胎児血清添加RPMI1640培地にHAT Media Supplement(インビトロジェン社製)を加えた培地〕100mL中に懸濁した。該懸濁液を96ウェル培養用プレートに200μL/ウェルずつ分注し、5%CO2インキュベーター中、37℃で10〜14日間培養した。培養後、培養上清を実施例1(3)に記載した酵素免疫測定法で調べ、リコンビナントヒトHB−EGFに反応するウェルを選び、そこに含まれる細胞から限界希釈法によるクローニングを2回繰り返し、抗HB−EGFモノクローナル抗体産生ハイブリドーマ株KM3566、KM3567およびKM3579を確立した。
プリスタン処理した8週令ヌード雌マウス(BALB/c)に実施例1(5)で得られたハイブリドーマ株を5〜20×106細胞/匹それぞれ腹腔内注射した。10〜21日後、ハイブリドーマが腹水癌化することにより腹水のたまったマウスから、腹水を採取(1〜8mL/匹)した。該腹水を遠心分離(3000rpm、5分間)し固形分を除去した。精製IgGモノクローナル抗体は、カプリル酸沈殿法〔Antibodies−A Laboratory ManuaL, Cold Spring Harbor Laboratory,1988〕により精製することにより取得した。モノクローナル抗体のサブクラスはサブクラスタイピングキットを用いたELISA法により決定した。モノクローナル抗体KM3566のサブクラスはIgG1、KM3567のサブクラスはIgG1、モノクローナル抗体KM3579はIgG2bであった。
HB−EGFに対する抗HB−EGFモノクローナル抗体の反応性
実施例1(3)に示した方法に従って行なった。1次抗体には抗HB−EGFモノクローナル抗体KM3566、KM3567、KM3579、市販抗HB−EGFモノクローナル抗体MAB259(R&D社製)、および陰性対照抗体KM511(抗GCSF誘導体モノクローナル抗体)の各精製抗体を、10μg/mLから5倍希釈で段階的に希釈したものを用いた。結果を図1Aに示した。
抗HB−EGFモノクローナル抗体KM3566、KM3567、KM3579、およびMAB259は、いずれもリコンビナントヒトHB−EGFに反応し、BSAには全く反応しなかった。
1レーンあたり、20ngのリコンビナントヒトHB−EGF(R&D社製)をSDS−ポリアクリルアミド電気泳動にて分画し、泳動後のゲルをPVDF膜に転写した。該膜を10%BSA−PBSでブロッキング後、抗HB−EGFモノクローナル抗体KM3566、KM3567、KM3579、MAB259および陰性対照抗体KM511の精製抗体を、それぞれ10%BSA−PBSを用いて1μg/mLに希釈し、室温で2時間反応させた。該膜をTween−PBSでよく洗浄した後、希釈したペルオキシターゼ標識マウスイムノグロブリン(ザイメット社)を、室温で1時間反応させた。該膜をTween−PBSでよく洗浄し、ECLTM western blotting detection reagents(アマシャムファルマシア社製)を用いてバンドを検出した。
抗HB−EGFモノクローナル抗体KM3566、KM3567、KM3579およびMAB259はいずれも、リコンビナント分泌型ヒトHB−EGFの分子量に該当する15〜30kDa付近のバンドを検出した。
抗HB−EGFモノクローナル抗体KM3566、KM3567、KM3579およびMAB259のHB−EGF−EGFR結合阻害活性を32D/EGFR細胞(EGFR遺伝子をマウス骨髄由来細胞株32D clone3(ATCC CRL−11346)に導入して造成した細胞株。以下、32D/EGFRと記す。)とビオチン標識HB−EGFを用いて検討した。
リコンビナント分泌型HB−EGFはEZ−Link Sulfo−NHS−Biotin(ピアス社製)を用いて常法によりビオチン標識を行った。
KM3566、KM3567、KM3579およびMAB259を10μg/mLより5倍希釈で段階的に希釈し、50μL/ウェルで96ウェルプレートに分注した。その後、32D/EGFR細胞を1×104個/50μL/ウェルで分注した。更に、至適濃度に希釈したビオチン標識HB−EGFとアレクサ647標識ストレプトアビジンをそれぞれ10μL/ウェル、50μL/ウェルで分注し、混合後、室温遮光下で3時間反応させた。レーザー光633nm He/Neで励起される650nm〜685nmの波長を8200 Cellular Detection System(アプライドバイオシステム社製)で測定した。
その結果、図1Bに示すように、KM3566、KM3567、KM3579およびMAB259は、いずれも抗体濃度依存的に、ビオチン化HB−EGFのEGFRへの結合を阻害した。従って、全ての抗HB−EGFモノクローナル抗体は、HB−EGFとEGFRとの結合を阻害することが明らかになった。
HB−EGFに対する抗HB−EGFモノクローナル抗体の中和活性の検討
更に、同様にしてKM3567の中和活性を検討した結果を図2Bに示した。その結果、KM3567は、KM3566と比べて活性は弱いものの、HB−EGF依存性細胞増殖の阻害活性を有していた。
膜型HB−EGFに対する抗HB−EGFモノクローナル抗体の反応性の検討
抗HB−EGFモノクローナル抗体の可変領域をコードするcDNAの単離、解析
実施例1に記載のハイブリドーマKM3566より、RNAeasy Maxi kit(QIAGEN社製)およびOligotexTM−dT30<Super>mRNA Purification Kit(Takara社製)を用いて、添付の使用説明書に従い、ハイブリドーマ細胞5×107細胞より約4.8μgのmRNAを調製した。
実施例5(1)で取得した抗HB−EGFモノクローナル抗体KM3566のmRNAの1μgから、BD SMARTTM RACE cDNA Amplification Kit(BD Biosciences社製)を用いて、添付の使用説明書に従い、5’側にキット添付のBD SMART IITM A Oligonucleotide配列を有するcDNAを取得した。そのcDNAを鋳型として、キット添付のユニバーサルプライマーAmixと、配列番号6で表される塩基配列を有するマウスIg(γ)特異的プライマーとを用いてPCR反応を行い、VHのcDNA断片を増幅した。またIg(γ)特異的プライマーの代わりに配列番号7で表される塩基配列を有するマウスIg(κ)特異的プライマーを用いてPCRを行い、VLのcDNA断片を増幅した。PCRは、94℃で5分間加熱後、94℃で30秒間、72℃で3分間からなる反応サイクルを5回、94℃で30秒間、70℃で30秒間、72℃で3分間からなる反応サイクルを5回、94℃で30秒間、68℃で30秒間、72℃で3分間からなる反応サイクルを30回それぞれ行った後、72℃で10分間反応させた。PCRはPTC−200 DNA Engine(BioRad社製)を用いて行った。
プラスミドKM3566VH10G2に含まれていたVHの全塩基配列を配列番号8に、該配列から推定された、シグナル配列を含んだVHの全アミノ酸配列を配列番号9に、プラスミドKM3566VL10K2に含まれていたVLの全塩基配列を配列番号10におよび該配列から推定された、シグナル配列を含んだVLの全アミノ酸配列を配列番号11にそれぞれ示した。既知のマウス抗体の配列データ[SEQUENCES of Proteins of Immunological Interest、US Dept.Health and Human Services(1991)]との比較、並びに精製した抗HB−EGFモノクローナル抗体KM3566のH鎖及びL鎖のN末端アミノ酸配列をプロテインシーケンサー(島津製作所社製:PPSQ−10)を用いて解析した結果との比較から、単離した各々のcDNAは分泌シグナル配列を含む抗HB−EGFモノクローナル抗体KM3566をコードする完全長cDNAであり、H鎖については配列番号9に記載のアミノ酸配列の1から19番目が、L鎖については配列番号11に記載のアミノ酸配列の1から20番目が分泌シグナル配列であることが明らかとなった。
また、抗HB−EGFモノクローナル抗体KM3566のVHおよびVLのCDRを、既知の抗体のアミノ酸配列と比較することにより同定した。抗HB−EGFモノクローナル抗体KM3566のVHのCDR1、CDR2およびCDR3のアミノ酸配列を配列番号12、13および14に、VLのCDR1、CDR2およびCDR3のアミノ酸配列を配列番号15、16および17にそれぞれ示した。
抗HB−EGFキメラ抗体の作製
WO97/10354に記載のヒト化抗体発現用ベクターpKANTEX93と、実施例5(2)で得られたプラスミドKM3566VH10G2およびKM3566VL10K2を用いて、抗HB−EGFキメラ抗体発現ベクターpKANTEX3566を以下のようにして構築した。
プラスミドKM3566VH10G2を鋳型として100ng使用し、10×KOD緩衝液10μL、2mmol/L dNTP 10μL、25mmol/Lの塩化マグネシウムを2μL、10μmol/Lの配列番号18および19記載の塩基配列を有するプライマーをそれぞれ1μL、KOD polymerase(東洋紡績社製)1μL、を含む総量100μLからなる溶液を、96℃で3分間加熱後、94℃で1分間、55℃で1分間、72℃で1分間の反応を25サイクル、72℃で8分間反応させた。この反応によって、pKANTEX93に挿入するための制限酵素認識配列が付加されたKM3566のVHをコードする遺伝子配列を合成した。同様に、プラスミドKM3566VL10K2を鋳型として100ng、10×KOD緩衝液10μL、2mmol/LのdNTPを10μL、25mmol/Lの塩化マグネシウムを2μL、10μmol/Lの配列番号20および21記載の塩基配列を有するプライマーをそれぞれ1μL、KOD polymerase(東洋紡績社製)1μL、を含む総量100μLからなる溶液を、96℃で3分間加熱後、94℃で1分間、55℃で1分間、72℃で1分間の反応を25サイクル、72℃で8分間反応させた。この反応によって、pKANTEX93に挿入するための制限酵素認識配列が付加されたKM3566のVLをコードする遺伝子配列を合成した。それぞれのPCR反応産物をエタノール沈殿することにより精製、濃縮し、SmaIで消化したpBluescriptII SK(−)ベクターにクローニングすることで、KM3566のVHをコードする遺伝子配列を含むプラスミドpKM3566VHと、VLをコードする遺伝子配列を含むプラスミドpKM3566VLとを取得した。
上記(1)で得られた抗HB−EGFキメラ抗体発現ベクターpKANTEX3566を用いて抗HB−EGFキメラ抗体の動物細胞での発現を、常法[Antibody Engineering, A Practical Guide,W.H.Freeman and Company(1992)]により行い、抗HB−EGFキメラ抗体を産生する形質転換株KM3966を取得した。
上記(2)で得られた形質転換株KM3966を、通常の培養法で培養した後、細胞懸濁液を回収し、3000rpm、4℃の条件で10分間の遠心分離を行って培養上清を回収した後、0.22μm孔径MillexGVフィルター(Millipore社製)を通して濾過滅菌した。得られた培養上清よりProtein A High−capacityレジン(Millipore社製)カラムを用いて、添付の説明書に従い、抗HB−EGFキメラ抗体KM3966を精製した。得られた抗HB−EGFキメラ抗体KM3966の精製標品の精製度および発現分子サイズを、グラジュエントゲル(ATTO社製、E−T520L)を用いて、添付の説明書に従い、SDS−PAGEにより確認した。
結果を図6に示した。精製した抗HB−EGFキメラ抗体KM3966は、非還元条件下では分子量が150〜200kDa付近に1本のバンドが、還元条件下では約50kDaと約25kDaの2本のバンドが認められた。これらの分子量は、IgGクラスの抗体が、非還元条件下では分子量は約150kDaであり、還元条件下では、分子内のS−S結合が切断され、約50kDaの分子量のH鎖と、約25kDaの分子量のL鎖に分解されるという報告[Antibodies−A Laboratory Manual、Cold Spring Harbor Laboratory、Chapter 14(1988)、Monoclonal Antibodies−Principles and Practice、Academic Press Limited(1996)]と一致している。よって、抗HB−EGFキメラ抗体KM3966が正しい構造の抗体分子として発現されていることが確認された。
抗HB−EGFキメラ抗体の活性評価
実施例6で得られた抗HB−EGFキメラ抗体KM3966のヒト固形癌細胞株に対する結合性を評価するため、蛍光抗体法により以下のように検討した。
ヒト卵巣癌細胞株のMCAS(JCRB0240)、RMG−I(JCRB IF050315)、ES−2(CRL1978)、ヒト乳癌細胞株のMDA−MB−231(ATCC HTB−26)、T47D(HTB−133)、SK−BR−3(ATCC HTB−30)、ZR−75−1(ATCC CRL−1500)、ヒト胃癌細胞株のMKN−28(HSRRB JCRB0253)の各種細胞株を、0.02%−EDTA Solution(ナカライテスク社製)で剥離しPBSで洗浄後、96ウェルU底プレート(FALCON社製)に、1〜2×105個/50μL/ウェルずつ分注した。1%BSA−PBSで20μg/mLに調製した抗HB−EGFキメラ抗体KM3966溶液を、50μL/ウェルずつ分注してプレートミキサーで攪拌し、氷上に30分間静置した。PBSにより2回洗浄後、100倍希釈した2次抗体FITC−conjugated AffiniPure F(ab’)2 Fragment Rabbit Anti−Human IgG(H+L)(Jackson Laboratories社製)を、50μL/ウェルずつ添加し、プレートミキサーで攪拌し、遮光して氷上に30分間静置した。PBSで2回洗浄後、フローサイトメーターEPICS XL System II v3.0(BECKMAN COULTER社製)を用いて蛍光強度を測定した。陰性対照抗体としては抗FGF8キメラ抗体KM3034(US2004−0253234)を用いた。
結果を図7に示した。いずれのヒト固形癌細胞株の膜型および細胞膜に結合したHB−EGFに対しても、抗HB−EGFキメラ抗体KM3966は結合した。
その結果、両抗体とも本抗体濃度域では、ヒトHB−EGFと結合後、ほとんど解離反応が認められないことが明らかとなり、解離速度定数については算出できなかった。一方で結合速度定数については、算出が可能であり、その結果を表1に示した。本結果より、両抗体は、ヒトHB−EGFに対してほぼ同等の結合活性を有することが確認された。
細胞株を0.02%−EDTA Solution(ナカライテスク社製)で剥離しPBSで洗浄後、RPMI1640培地(GIBCO−BRL社製)を加え、300G、5分間遠心して上清を除去した。細胞に、0.1%BSA−PBSで希釈したリコンビナントヒトHB−EGF(R&D社製)を1μg/mLで添加し、37℃で10分間反応させた。リコンビナントヒトHB−EGFを添加しない場合は、0.1%BSA−PBSのみを添加し、同様に37℃で10分間反応させた。1%BSA−PBSにより2回洗浄後、1%BSA−PBSで10μg/mLに調製した抗HB−EGFキメラ抗体KM3966溶液を、50μL/ウェルで分注してプレートミキサーで攪拌し、氷上に30分間静置した。PBSにより2回洗浄後、100倍希釈した2次抗体FITC−conjugated AffiniPure F(ab’)2 Fragment Rabbit Anti−Human IgG(H+L)(Jackson Laboratories社製)を50μL/ウェルずつ添加し、プレートミキサーで攪拌して遮光し、氷上に30分間静置した。PBSにより2回洗浄後、フローサイトメーターEPICS XL System II v3.0(BECKMAN COULTER社製)にて蛍光強度を測定した。陰性対照抗体としては抗FGF8キメラ抗体KM3034(US2004−0253234)を用いた。
その結果、全ての細胞株において、リコンビナントHB−EGFを処理した細胞は、処理していない細胞に比べて、抗HB−EGFキメラ抗体KM3966の反応性が増加した(図8)。従って、本発明の抗HB−EGFキメラ抗体KM3966は、膜型および細胞膜に結合したHB−EGFの両方に結合することが明らかになった。
実施例6で得られた、抗HB−EGFキメラ抗体KM3966のHB−EGFに対する中和活性を評価するため、HB−EGF依存性増殖阻害活性を測定した。HB−EGF依存性細胞としては、HB−EGF陽性ヒト卵巣癌細胞株RMG−I(JCRB IF050315)およびヒト胃癌細胞株MKN−28(HSRRB JCRB)を用いた。
細胞株を0.02%−EDTA Solution(ナカライテスク社製)で剥離しPBSで洗浄後、RPMI1640培地(GIBCO−BRL社製)(無血清)を加え、300G、5分間遠心分離して上清を除去した。同培地で細胞を懸濁後、RMG−Iは2.5×103個/50μL/ウェル、MKN−28は1×104個/50μL/ウェルで96ウェルプレートに播種した。0.1%BSA−PBSで希釈したリコンビナントヒトHB−EGF(R&D社製)を、RMG−Iの場合は3ng/mLの濃度のものを50μL/ウェル、MKN−28の場合は30ng/mLの濃度のものを50μL/ウェルで添加した後、抗HB−EGFキメラ抗体KM3966を30μg/mLから10倍で4段階に希釈し、50μL/ウェルで添加して混合した。陰性対照抗体としてhuman IgG(三菱ウェルファーマ社製)を用いた。37℃で72時間培養した後、生細胞数測定試薬WST−1(ナカライテスク社製)15μL/ウェルを添加し、2時間後にOD450nmの吸光度をプレートリーダー(Emax;Molecular Devices社製)を用いて測定した。
結果を図9に示した。RMG−I、MKN−28ともに、HB−EGF添加による細胞増殖が認められ、HB−EGF依存性増殖を示した。抗HB−EGFキメラ抗体KM3966はHB−EGF依存性細胞増殖を抗体濃度依存的に抑制し、中和活性を示した。
実施例6で得られた抗HB−EGFキメラ抗体KM3966のADCC活性を、以下に示す方法に従って測定した。
(5)−1 標的細胞溶液の調製
ヒト卵巣癌細胞株のMCAS、RMG−I、ES−2、ヒト乳癌細胞株のMDA−MB−231、T47D、SK−BR−3、ZR−75−1、ヒト胃癌細胞株のMKN−28の各種細胞株を0.02%−EDTA Solution(ナカライテスク社製)で剥離し、1%FCS(JRH社製)を含むフェノールレッド不含RPMI1640培地(Invitrogen社製)(以下、ADCC用培地と記す)で洗浄後、同培地で至適濃度に調製して標的細胞溶液とした。
末梢血単核球(Peripheral blood mononuclear cell:PBMC)は、健常人末梢血から以下に示した方法により分離した。ヘパリンナトリウム注N「シミズ」(清水製薬社製)を少量含ませたシリンジで健常人末梢血50mLを採血した。採取した末梢血に同量の生理食塩水(大塚製薬製)を加えて希釈し、良く攪拌した。15mLチューブ(Greiner社製)に約6.5mLずつ分注したPolymorphprep(NYCOMED社製)の上に、同量の希釈末梢血を静かに重層し、室温で800G、30分間遠心分離して単核球層を分離した。ADCC用培地を用いて2回洗浄した後、同培地により至適濃度に調製し、エフェクター細胞溶液とした。
96ウェルU底プレート(FALCON社製)の各ウェルに、抗体希釈溶液を50μL分注しておき、(5)−1で調製した標的細胞溶液を50μL、(5)−2で調製したエフェクター細胞溶液を50μL添加して(エフェクター細胞(E)と標的細胞(T)の比は25とした)、全量を150μLとし、37℃で4時間反応させた。標的細胞自然遊離の値は、標的細胞溶液50μL、培地100μLを加えることにより、また、標的細胞およびエフェクター細胞自然遊離の値は、標的細胞溶液50μL、エフェクター細胞50μL、培地50μLを加えることにより取得した。標的細胞全遊離の値は、標的細胞溶液50μL、培地80μLを加え、反応終了45分前に9%Triton X−100溶液を20μL添加することにより取得した。反応後、プレートを遠心分離し、上清中の乳酸デヒドロゲナーゼ(LDH)活性を、LDH−Cytotoxic Test(Wako社製)を用いて、添付説明書に従って吸光度を測定することで検出した。ADCC活性は次式により求めた。
(式)
ADCC活性(%)=([検体の吸光度]−[標的細胞およびエフェクター細胞自然遊離の吸光度])/([標的細胞全遊離の吸光度]−[標的細胞自然遊離の吸光度])×100
結果を図10に示した。抗HB−EGFキメラ抗体KM3966はHB−EGF陽性ヒト固形癌細胞株に対して、抗体濃度依存的に細胞傷害活性を示した。
実施例6で得られた抗HB−EGFキメラ抗体KM3966の抗腫瘍活性を評価するため、ヒト卵巣癌、ヒト乳癌のマウスゼノグラフト初期癌および進行癌モデルを用いて評価を行なった。
ヒト卵巣癌細胞株のMCASおよびES−2を0.02%−EDTA Solution(ナカライテスク社製)で剥離しPBSで洗浄後、RPMI1640培地(GIBCO−BRL社製)を加え、300G、5分間遠心分離して上清を除去した。同培地を加えて遠心分離操作により洗浄後、至適濃度に調製した細胞懸濁液をSCIDマウス雌6−8週齢(日本クレア社製)の右脇下にそれぞれ100μLで皮下移植した。同日から、抗体投与群はPBSで希釈した抗体溶液を、コントロール群はPBSのみを100μLずつ尾静脈投与した(1群5−7匹)。投与は1週間に2回、計8回行い、腫瘍が観察された時点からノギスで腫瘍径を測定した。腫瘍体積は以下の式により算出した。
(式) 腫瘍体積(mm3)=長径×短径2 ×0.5
結果を図11に示した。抗HB−EGFキメラ抗体KM3966は、卵巣癌細胞株MCASおよびES−2の腫瘍増殖を有意に阻害した。従って、抗HB−EGFキメラ抗体KM3966は、移初期癌モデルにおいて、抗腫瘍効果を有することが明らかになった。。
ヒト卵巣癌細胞株のMCASおよびES−2、ヒト乳癌細胞株MDA−MB−231を0.02%−EDTA Solution(ナカライテスク社製)で剥離しPBSで洗浄後、RPMI1640培地(GIBCO−BRL社製)を加え、300 G、5分間遠心して上清を除去した。同培地を加えて遠心分離操作により洗浄後、至適濃度に調製した細胞懸濁液をSCIDマウス雌6−8週齢(日本クレア社製)の右脇下にそれぞれ100μLで皮下移植した。経過を観察して、腫瘍体積が100mm3前後になった段階でマウスを選抜し、各群の平均腫瘍体積が同等になるように群分けを行った。同日から、抗体投与群はPBSで希釈した抗体溶液を、コントロール群はPBSのみを100μLずつ尾静脈投与した(1群6−7匹)。投与は1週間に2回、計8回行い、抗体投与時点からノギスで腫瘍径を測定した。腫瘍体積は以下の式により算出した。
(式) 腫瘍体積(mm3)=長径×短径2 ×0.5
結果を図12に示した。その結果、抗HB−EGFキメラ抗体KM3966は、卵巣癌細胞株MCAS、ES−2および乳癌細胞株MDA−MB−231の腫瘍増殖を有意に阻害した。従って、抗HB−EGFキメラ抗体KM3966は、進行癌モデルでおいて、抗腫瘍活性を有することが明らかになった。
抗HB−EGF抗体のヒト血液癌細胞株に対する反応性および抗体依存性細胞傷害活性(ADCC活性)の評価
ヒト血液癌細胞株におけるHB−EGF発現を評価するため、蛍光抗体法により検討した。ヒト急性骨髄性白血病細胞株のML−1(DSMZ ACC464)、MOLM−13(DSMZ ACC554)、MV−4−11(ATCC CRL9591)、HL−60(ATCC CCL−240)、NB−4(DSMZ ACC207)、KG−1a(ATCC CCL−246.1)およびヒトT細胞性白血病細胞株のKarpas299(DSMZ ACC31)、Jurkat(RCB RCB0806)をPBSで洗浄後、至適濃度に調製し、96ウェルU底プレート(FALCON社製)に50μL/ウェル(約2×105cells)で分注した。1%BSA−PBSにて20μg/mLに調製した抗HB−EGFマウス抗体KM3566溶液を50μL/ウェルを分注してプレートミキサーで攪拌し、氷上に30分間静置した。PBSにより2回洗浄後、50倍希釈した2次抗体Anti−mouse Igs/FITC Goat F(ab’)2(DAKO社製)を50μL/ウェルで添加し、プレートミキサーで攪拌して遮光して氷上に30分間静置した。PBSで2回洗浄後、フローサイトメーターEPICS XL System II v3.0(BECKMAN COULTER社製)を用いて、蛍光強度を測定した。陰性対照抗体としてはmouse IgG1(DAKO社製)を用いた。
結果を図13に示した。KM3566は、T細胞性白血病および急性骨髄性白血病細胞株に特異的に結合した。従って、ヒト血液癌細胞株おいて、HB−EGFが発現していることが確認された。
HB−EGF発現が確認された急性骨髄性白血病細胞株に対する、HB−EGFキメラ抗体KM3966のADCC活性を、以下に示す方法に従って測定した。
ヒト急性骨髄性白血病細胞株のML−1、MOLM−13、MV−4−11、HL−60、NB−4およびKG−1aをPBSで洗浄後、ADCC用培地で洗浄後、同培地で至適濃度に調製して標的細胞溶液とした。
末梢血単核球(Peripheral blood mononuclear cell:PBMC)は、健常人末梢血から以下に示した方法により分離した。ヘパリンナトリウム注N「シミズ」(清水製薬社製)を少量含ませたシリンジで健常人末梢血50mLを採血した。採取した末梢血に同量の生理食塩水(大塚製薬製)を加えて希釈し、良く攪拌した。15mLチューブ(Greiner社製)に約6.5mLずつ分注したPolymorphprep(NYCOMED社製)の上に、同量の希釈末梢血を静かに重層し、室温で800G、30分間遠心分離して単核球層を分離した。ADCC用培地を用いて2回洗浄した後、同培地により至適濃度に調製し、エフェクター細胞溶液とした。
96ウェルU底プレート(FALCON社製)の各ウェルに、抗体希釈溶液を50μL分注しておき、(2)−1で調製した標的細胞溶液を50μL、(2)−2で調製したエフェクター細胞溶液を50μL添加して(エフェクター細胞(E)と標的細胞(T)の比は25とした)、全量を150μLとし、37℃で4時間反応させた。標的細胞自然遊離の値は、標的細胞溶液50μL、培地100μLを加えることにより、また、標的細胞およびエフェクター細胞自然遊離の値は、標的細胞溶液50μL、エフェクター細胞50μL、培地50μLを加えることにより取得した。標的細胞全遊離の値は、標的細胞溶液50μL、培地80μLを加え、反応終了45分前に9%Triton X−100溶液を20μL添加することにより取得した。反応後、プレートを遠心分離し、上清中の乳酸デヒドロゲナーゼ(LDH)活性を、LDH−Cytotoxic Test(Wako社製)を用いて、添付説明書に従って吸光度を測定することで検出した。ADCC活性は次式により求めた。
(式)
ADCC活性(%)=([検体の吸光度]−[標的細胞およびエフェクター細胞自然遊離の吸光度])/([標的細胞全遊離の吸光度]−[標的細胞自然遊離の吸光度])×100
結果を図14に示した。抗HB−EGFキメラ抗体KM3966はHB−EGF陽性ヒト血液癌細胞株に対して、抗体濃度依存的に細胞傷害活性を示した。従って、本発明の抗EB−EGFモノクローナル抗体および遺伝子組換え抗体が、HB−EGFを発現している卵巣癌などの固形癌のみならず、急性骨髄性白血病、およびT細胞性白血病などの血液癌に対しても有効な可能性が示唆された。
抗HB−EGFヒト化抗体の作製
まず、抗HB−EGFヒト化抗体のVHのアミノ酸配列を以下のようにして設計した。
配列番号15〜17でそれぞれ表される抗体VLのCDR1〜3のアミノ酸配列を移植するためのヒト抗体のVLのFRのアミノ酸配列を選択した。カバットらは、既知の様々なヒト抗体のVLをそのアミノ酸配列の相同性から4種類のサブグループ(HSG I〜IV)に分類し、更に、それらのサブグループ毎に共通配列を報告している[Sequences of Proteins of Immunological Interest, US Dept. Health and Human Services(1991)]。そこでVHの場合と同様にして、ヒト抗体のVLの4種類のサブグループの共通配列のFRのアミノ酸配列のうち、抗HB−EGFマウス抗体KM3566のVLのFRのアミノ酸配列と最も高い相同性を有するFRのアミノ酸配列を選択した。
本実施例(1)で設計した抗HB−EGFヒト化抗体のVHのアミノ酸配列HV0をコードするcDNAを、PCRを用いて以下のようにして構築した。
0.1μmol/Lのアミノ酸変異を有する合成DNA(配列番号32〜35)と、その両端に位置するプライマーM13RVプライマー(Takara Shuzo社製)および、M13M4プライマー(Takara Shuzo社製)を0.4μmol/L加え、PCR反応を行った。PCR反応液を、Gel extraction kit(QIAGEN社製)を用いて精製し、0.8〜1.5%のアガロース電気泳動を行い、目的の0.45kbp付近の遺伝子断片をGel extraction kit(QIAGEN社製)を用いて抽出した。特異的な制限酵素SmaIで処理したpBlusecript II SK(−)(以下、pBS)にサブクローニングを行い、抗HB−EGFヒト化抗体のVHのアミノ酸配列HV7をコードする遺伝子(配列番号36)を含むベクターpBS/HV7を取得した。
本実施例(1)で設計した抗HB−EGFヒト化抗体のVLのアミノ酸配列をコードするcDNAを、PCRを用いて以下のようにして構築した。
PCR反応は94℃30秒間、55℃30秒間、72℃60秒間のサイクルを、35サイクルで、KOD−plus polymerase(TOYOBO社製)を使用して行った。また、使用した合成DNAはファスマック社製のものを使用した。
次に、LV0のLeu15Ala19Ile21Pro49Leu84をVal15Val19Met21Ser49Val84に改変したVL(以下、LV5)を以下のように作製した。
0.1μmol/Lのアミノ酸変異を有する合成DNA(配列番号37〜40)と、その両端に位置するプライマーM13RVプライマー(Takara Shuzo社製)および、M13M4プライマー(Takara Shuzo社製)を0.4μmol/L加え、PCR反応を行った。PCR反応液を、Gel extraction kit(QIAGEN社製)を用いて精製し、0.8−1.5%のアガロース電気泳動を行い、目的の0.45kbp付近の遺伝子断片をGel extraction kit(QIAGEN社製)を用いて抽出した。特異的な制限酵素SmaIで処理したpBSにサブクローニングを行い、抗HB−EGFヒト化抗体のVLのアミノ酸配列LV5をコードする遺伝子(配列番号41)を含むベクターpBS/LV5を取得した。
WO97/10354に記載のヒト化抗体発現用ベクターpKANTEX93の適当な位置に本実施例(2)および(3)で得られたHV0およびLV0をコードするそれぞれのcDNA、あるいはそれらの改変体をコードするcDNAを挿入し、各種抗HB−EGFヒト化抗体発現ベクターを構築した。
抗HB−EGFヒト化抗体の動物細胞を用いた安定発現および培養上清からの抗体の精製は、実施例6(2)および(3)に記載の方法と同様にして行った。その結果、抗体のVHがHV0、VLがLV0からなる抗HB−EGFヒト化抗体HV0LV0、抗体のVHがHV7、VLがLV0からなるHV7LV0、および抗体のVHがHV7、VLがLV5からなるHV7LV5の3種類を作製した。
(1)抗HB−EGFヒト化抗体のヒトHB−EGFに対する結合活性測定
抗HB−EGFヒト化抗体のヒトHB−EGFに対する結合活性を反応速度論的に解析するため、BIACORE T100(BIACORE社製)を用いて実施例7(2)と同様にして測定した。
その結果、実施例9で作製した抗HB−EGFヒト化抗体は、実施例2(2)における抗HB−EGFキメラ抗体KM3966の結果と同様に、ヒトHB−EGFと結合後、ほとんど解離反応が認められず、解離速度定数については算出できなかった。
一方で結合速度定数については算出が可能であり、その結果を表2に示した。その結果、抗HB−EGFキメラ抗体KM3966のCDRを単にヒトフレームワークに移植した抗HB−EGFヒト化抗体HV0LV0は、ヒトHB−EGFに対する結合活性が抗HB−EGFキメラ抗体KM3966の約1/2近くまで減少したが、H鎖のみアミノ酸改変を加えた抗HB−EGFヒト化抗体HV7LV0、H鎖およびL鎖にアミノ酸改変を加えた抗HB−EGFヒト化抗体HV7LV5は、抗HB−EGFキメラ抗体KM3966とほぼ同等まで結合活性が増加した。
抗HB−EGFヒト化抗体のHB−EGF発現癌細胞に対する反応性について実施例2(1)と同様にして測定した。細胞株はヒト卵巣癌細胞株のMCAS(JCRB0240)を使用した。結果を図15に示した。全てのヒト化抗体は抗HB−EGFキメラ抗体KM3966と同様にMCASに対して反応した。
抗HB−EGFヒト化抗体の中和活性を、実施例2(4)と同様にして測定した。
結果を図16に示した。HB−EGF非添加時の細胞増殖を1とした時、MKN−28は外因性HB−EGFにより細胞増殖が認められ、HB−EGF依存性増殖を示した。結合活性が抗HB−EGFキメラ抗体KM3966の約1/2であった抗HB−EGFヒト化抗体HV0LV0は抗HB−EGFキメラ抗体KM3966に比べてわずかに中和活性が低い傾向にあったが、ヒトHB−EGFに対する結合活性が抗HB−EGFキメラ抗体KM3966とほぼ同等であった抗HB−EGFヒト化抗体HV7LV0およびHV7LV5は、抗HB−EGFキメラ抗体KM3966と同等の中和活性を示した。
抗HB−EGFヒト化抗体のADCC活性を、実施例2(5)と同様にして測定した。
結果を図17に示した。結合活性が抗HB−EGFキメラ抗体KM3966の約1/2であった抗HB−EGFヒト化抗体HV0LV0は抗HB−EGFキメラ抗体KM3966に比べてADCC活性が約1/10まで減少したが、ヒトHB−EGFに対する結合活性が抗HB−EGFキメラ抗体KM3966とほぼ同等であった抗HB−EGFヒト化抗体HV7LV0およびHV7LV5は、抗HB−EGFキメラ抗体KM3966と同等のADCC活性を示した。
抗HB−EGF抗体の結合エピトープに関する解析
ヒトHB−EGFに対する抗HB−EGF抗体KM3566、KM3579、及びKM3966の結合エピトープについて、下記の解析を行った。
抗HB−EGF抗体 KM3566、KM3579、及びKM3966はいずれもヒトHB−EGFに反応し、マウスHB−EGFには交差反応性を示さない。そこで、ヒトHB−EGFのEGF様ドメインのアミノ酸配列中で、マウスHB−EGFと異なる10個のアミノ酸を、各々1個ずつマウス由来のアミノ酸に置換した10種類の変異型ヒトHB−EGF全長タンパク質(以下、変異HB−EGFと記す。)を発現する遺伝子導入細胞を造成し、これらに対する抗HB−EGF抗体の結合活性を測定することにより、結合エピトープの解析を行った。作製した10種類の変異HB−EGFを以下に示す。
(1)N末端より115番目のフェニルアラニンをチロシンに置換した変異HB−EGF(以下、F115Yと表記)、
(2)N末端より122番目のリジンをアルギニンに置換した変異HB−EGF(以下、K122Rと表記)、
(3)N末端より124番目のバリンをロイシンに置換した変異HB−EGF(以下、V124Lと表記)、
(4)N末端より125番目のリジンをグルタミンに置換した変異HB−EGF(以下、K125Qと表記)、
(5)N末端より127番目のロイシンをフェニルアラニンに置換した変異HB−EGF(以下、L127Fと表記)、
(6)N末端より129番目のアラニンをスレオニンに置換した変異HB−EGF(以下、A129Tと表記)、
(7)N末端より133番目のイソロイシンをリジンに置換した変異HB−EGF(以下、I133Kと表記)、
(8)N末端より135番目のヒスチジンをロイシンに置換した変異HB−EGF(以下、H135Lと表記)、
(9)N末端より141番目のグルタミン酸をヒスチジンに置換した変異HB−EGF(以下、E141Hと表記)、
(10)N末端より147番目のセリンをスレオニンに置換した変異HB−EGF(以下、S147Tと表記)。
さらに陽性対照として以下のヒト/マウスキメラ型HB−EGF全長遺伝子導入細胞を造成した。
(11)N末端より1番目から49番目までの配列がマウスHB−EGF由来配列、N末端より50番目から208番目までの配列がヒトHB−EGF由来配列から成る、ヒト/マウスキメラ型HB−EGF(以下、pRTHGC−6と記す。)を作製した。EGF様ドメインは、全てヒトHB−EGF由来配列である為、陽性対照として用いた。
上記の変異HB−EGFおよびヒト/マウスキメラ型HB−EGFの一過性発現用プラスミドは、目加田らの方法(J.Bio.Chem., Vol.272, 27084−27090, 1997)を用いて作製した。マウスLMTK−細胞(ATCC CCL−1.3)は、100 unit/mL penicillin G、100μg/mL streptomycin、10 %ウシ胎児血清を添加したDulbecco’s modified Eagle’s mediumにて培養した。上記の各発現プラスミドをリン酸カルシウム法によりマウスLMTK−細胞に導入後、48時間培養したものを以降の実験に用いた。
陰性対照には、ベクターのみをマウスLMTK−細胞に導入した細胞(以下、mockと表記)を用いた。
まず、1×105個の変異HB−EGF遺伝子導入細胞、ヒト/マウスキメラ型HB−EGF遺伝子導入細胞、およびmockに、結合バッファー(Ham’s F12に非必須アミノ酸、20mM Hepes−NaOH(pH7.2)、10%ウシ胎児血清を添加したもの)で2 μg/mLに希釈したビオチン標識抗HB−EGF抗体(KM3566、KM3579、KM3966)を4℃、2時間反応させた。反応後、氷冷した洗浄バッファー(PBSに0.5mM CaCl2、0.5mM MgCl2、0.1%ウシ胎児血清を添加したもの)で2回洗浄し、続いて1回PBS(+)(PBSに0.5mM CaCl2、0.5mM MgCl2を添加したもの)で洗浄した。洗浄した細胞に、PBS(+)で1.8%に希釈したホルムアルデヒド溶液を加え、4℃、20分間、細胞を固定した。次に、PBS(+)で1回洗浄した後、グリシン溶液(0.2M−glycine、100mM−Tris、pH8.1)で4℃、20分間処理し、続いて洗浄バッファーで4℃、20分間インキュベートした。次に、結合バッファーで0.1μg/mLに希釈したHRP結合ストレプトアビジンを、4℃、1時間反応させ、洗浄バッファーで2回洗浄、PBS(+)で2回洗浄した。ペルオキシダーゼ検出用キット(ナカライテスク社製、ELISA POD基質OPDキット)を用いて発色を行い、492nmにおける吸光度を測定し、細胞に結合したHRP活性を測定した。
抗HB−EGF抗体の各種変異HB−EGF遺伝子導入細胞、およびヒト/マウスキメラ型HB−EGF遺伝子導入細胞に対する吸光度より、mockに対する吸光度を差し引いた値をA値とした。
遺伝子導入細胞の発現量の差を補正する為、A値をB値で除することによりA/B値を求めた。抗HB−EGF抗体の陽性対照pRTHGC−6に対するA/B値を100%とした時の、各種変異型HB−EGFに対するA/B値の割合を算出し、これを各種変異HB−EGFに対する相対的結合活性とした。
抗HB−EGFモノクローナル抗体KM3579は、pRTHGC−6と比べて、E141Hのみに結合せず、他の変異HB−EGFには全て、pRTHGC−6と同等の結合活性を示した。従って、抗HB−EGFモノクローナル抗体KM3579は、141番目のE(Glu)のアミノ酸を含むエピトープを認識していることが、明らかになった。
以上の結果から、抗HB−EGFモノクローナル抗体KM3566および抗HB−EGFキメラ抗体KM3966と、抗HB−EGFモノクローナル抗体KM3579は、HB−EGFの異なるエピトープを認識していることが明らかになった。
なお、本出願は、2007年12月5日付けで出願された日本特許出願(特願2007−315068)に基づいており、その全体が引用により援用される。
また、ここに引用されるすべての参照は全体として取り込まれる。
配列番号19−人工配列の説明:KM3966H増幅プライマー
配列番号20−人工配列の説明:KM3966L増幅プライマー
配列番号21−人工配列の説明:KM3966L増幅プライマー
配列番号22−人工配列の説明:抗HB−EGFヒト化抗体HV0のアミノ酸配列
配列番号23−人工配列の説明:抗HB−EGFヒト化抗体LV0のアミノ酸配列
配列番号24−人工配列の説明:HV0増幅プライマー
配列番号25−人工配列の説明:HV0増幅プライマー
配列番号26−人工配列の説明:HV0増幅プライマー
配列番号27−人工配列の説明:HV0増幅プライマー
配列番号28−人工配列の説明:LV0増幅プライマー
配列番号29−人工配列の説明:LV0増幅プライマー
配列番号30−人工配列の説明:LV0増幅プライマー
配列番号31−人工配列の説明:LV0増幅プライマー
配列番号32−人工配列の説明:HV7増幅プライマー
配列番号33−人工配列の説明:HV7増幅プライマー
配列番号34−人工配列の説明:HV7増幅プライマー
配列番号35−人工配列の説明:HV7増幅プライマー
配列番号36−人工配列の説明:HV7のDNA配列
配列番号37−人工配列の説明:LV5増幅プライマー
配列番号38−人工配列の説明:LV5増幅プライマー
配列番号39−人工配列の説明:LV5増幅プライマー
配列番号40−人工配列の説明:LV5増幅プライマー
配列番号41−人工配列の説明:LV5のDNA配列
配列番号42−人工配列の説明:抗HB−EGFヒト化抗体HV7のアミノ酸配列
配列番号43−人工配列の説明:抗HB−EGFヒト化抗体LV5のアミノ酸配列
Claims (18)
- 細胞膜に結合しているヘパリン結合上皮細胞増殖因子様増殖因子(heparin binding epidermal growth factor−like growth factor 以下、HB−EGFと称す。)、膜型HB−EGFおよび分泌型HB−EGFに結合する遺伝子組換えヒト化モノクローナル抗体であって、
抗体の重鎖可変領域(以下、VHと記す)が、配列番号22で表されるアミノ酸配列を含み、かつ抗体の軽鎖可変領域(以下、VLと記す)が、配列番号43で表されるアミノ酸配列を含む抗体または抗原結合活性を有するその抗体断片。 - 細胞膜に結合しているHB−EGF、膜型HB−EGFおよび分泌型HB−EGFに結合する遺伝子組換えヒト化モノクローナル抗体であって、
VHが、配列番号42で表されるアミノ酸配列を含み、かつVLが、配列番号23で表されるアミノ酸配列を含む抗体または抗原結合活性を有するその抗体断片。 - 細胞膜に結合しているHB−EGF、膜型HB−EGFおよび分泌型HB−EGFに結合する遺伝子組換えヒト化モノクローナル抗体であって、
VHが、配列番号42で表されるアミノ酸配列を含み、かつVLが、配列番号43で表されるアミノ酸配列を含む抗体または抗原結合活性を有するその抗体断片。 - 細胞膜に結合しているHB−EGF、膜型HB−EGFおよび分泌型HB−EGFの上皮増殖因子様ドメイン(EGF様ドメイン)に結合する請求項1〜3のいずれか1項に記載の抗体または抗体断片。
- 分泌型HB−EGFとHB−EGF受容体との結合を阻害する、請求項1〜4のいずれか1項に記載の抗体または抗体断片。
- 分泌型HB−EGFに対して中和活性を有する請求項1〜5のいずれか1項に記載の抗体または抗体断片。
- 分泌型HB−EGFと、HB−EGF受容体またはジフテリアトキシンとの結合領域に結合する請求項1〜6のいずれか1項に記載の抗体または抗体断片。
- 配列番号2で表されるアミノ酸配列の133番目、135番目、および147番目のうち、少なくとも1つのアミノ酸を含むエピトープに結合する請求項1〜7のいずれか1項に記載の抗体または抗体断片。
- 配列番号2で表されるアミノ酸配列の133番目、135番目および147番目のアミノ酸を含むエピトープに結合する請求項8に記載の抗体または抗体断片。
- ハイブリドーマKM3566(FERM BP−10490)が生産するモノクローナル抗体が結合するエピトープと同じエピトープに結合する請求項1〜9のいずれか1項に記載の抗体または抗体断片。
- 抗体断片が、Fab、Fab’、F(ab’)2、一本鎖抗体(scFv)、二量体化V領域(Diabody)、ジスルフィド安定化V領域(dsFv)および6個のCDRを含むペプチドから選ばれる抗体断片である請求項1〜10のいずれか1項に記載の抗体断片。
- 請求項1〜11のいずれか1項に記載の抗体または抗体断片をコードするDNA。
- 請求項12に記載のDNAを含有する組換え体ベクター。
- 請求項13に記載の組換え体ベクターを宿主細胞に導入して得られる形質転換体。
- 請求項14に記載の形質転換体を培地で培養し、培養物中に請求項1〜11のいずれか1項に記載の抗体または抗体断片を生成蓄積させ、培養物から該抗体または該抗体断片を採取することを特徴とする請求項1〜11のいずれか1項に記載の抗体または抗体断片の製造方法。
- 請求項1〜11のいずれか1項に記載の抗体または抗体断片を有効成分として含有する医薬。
- 請求項1〜11のいずれか1項に記載の抗体または抗体断片を有効成分として含有する、HB−EGFが関与する疾患の治療剤。
- HB−EGFが関与する疾患が癌である、請求項17に記載の治療剤。
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