JP5546448B2 - MHCクラスII分子に提示されるサーバイビン(Survivin)の部分ペプチドとその利用法 - Google Patents

MHCクラスII分子に提示されるサーバイビン(Survivin)の部分ペプチドとその利用法 Download PDF

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Description

本発明は、癌免疫療法に利用可能な抗原性ポリペプチドと、当該ポリペプチドを含む悪性新生物治療剤に関する。
難治性の疾患である癌(悪性新生物)に対する治療法の一つに、患者個体の持つ免疫系を利用して癌細胞を退縮させる、いわゆる癌免疫療法が挙げられる。この方法における重要な点は、如何にして免疫系に癌細胞を異物として認識させ、癌細胞に対して攻撃性を有する免疫細胞を導くか、である。
抗腫瘍免疫に関与する重要な免疫細胞に、細胞表面蛋白質であるCD8を発現している細胞傷害性(CD8陽性T細胞)と、細胞表面蛋白質であるCD4を発現しているT細胞(CD4陽性T細胞)とがある。CD8陽性T細胞は、活性化された場合、HLAクラスI分子に結合する抗原を提示している細胞を溶解するT細胞である。CD4陽性T細胞はサイトカインを分泌するTh細胞であって、HLAクラスII分子により抗原を提示するマクロファージ及びあるいは樹状細胞等により活性化され、CD8陽性T細胞の誘導及び維持のためのヘルパー機能を発揮する。
また、Th細胞は分泌するサイトカインの種類によってTh1細胞(IFN−γ等を産生する) 、Th2細胞(IL−4等を産生する) 及びTh0細胞(サイトカイン産生能は低いか、あるいはIFN−γ、IL−4等を共に産生する)に分類されることが知られており、各細胞の役割も解明されつつある。またCD4陽性T細胞は、MHCクラスII分子陰性腫瘍(MHCクラスII−腫瘍)に対する間接的な機構によって、例えばマクロファージの活性化を介して、又はMHCクラスII陽性腫瘍に対する直接的な機構によって、エフェクター機能を持つこともできる。
これまで、ヒトの癌免疫治療におけるT細胞の研究は、CD8陽性HLAクラスI拘束性CTL応答(CD8+ HLA class I restricted CTL response)の同定及び誘導に、主に焦点が絞られていた(特許文献1)。CD4陽性T細胞については、癌抗原の一つであるチロシナーゼとそのCD4陽性T細胞に対するエピトープの同定その他いくつかのエピトープが報告されている(特許文献2)が、その数はCD8陽性HLAクラスI拘束性ペプチドの報告例と比較し著しく少ない。
また、既報のチロシナーゼは、メラノサイト系列の正常細胞及び腫瘍細胞の中で発現され、CD4陽性メラノーマ反応性T細胞の特異的標的として示された、MHCクラスII分子に結合する唯一のメラノーマ会合性組織特異的抗原である(非特許文献1)。しかし、チロシナーゼは限られた型の腫瘍でのみ発現する抗原であり、癌免疫治療における有望な癌抗原であるとは言い難い。
最近になって、サーバイビン(Survivin)と称される、CD8陽性T細胞によって認識される腫瘍特異抗原をコードしている遺伝子が報告されている(非特許文献2)。Survivinは、アポトーシス作用を阻害する物質として同定された、全142アミノ酸残基からなるタンパク質である。Survivinの発現は、正常組織では胎児組織、成人における胸腺及び精巣等の限定的な組織と、腫瘍組織、特に腫瘍化した肺、結腸、乳腺、脾臓、前立腺及びリンパ腫等において増加調節されていることが、際立った特徴として報告されている(非特許文献2)。
Survivinは、その発現の増加調節が腫瘍性疾患における予後に好ましくない関連があるとの報告もあり、腫瘍抗原としては非常に重要な役割を示すタンパク質であると考えられており、SurvivinにおけるMHCクラスII拘束性ペプチドの同定が行われている(非特許文献3)。しかし、非特許文献3に報告されたペプチドが拘束するHLAクラスIIは限られたHLAタイプに対したものであり、臨床に適応するためには、より多くのHLAタイプに適応する複数のペプチドを用いることが必要である。
Topalian、S.L.ら、1994年、Proc. Natl. Acad. Sci. USA、第91巻、第9461−9465頁 Chiara Casatiら、CANCER RESEARCH、2003年、第63号、第4507−4515頁 Matthias Piescheら、Human Immunology、2007年、第68巻、第572−576頁 WO95/19783号公報 WO97/11669号公報
本発明は、新たな腫瘍抗原、及び該腫瘍抗原を利用して悪性新生物を治療する方法において有用な新たな治療剤と、該治療剤に利用可能な腫瘍抗原を提供するものである。
本発明者らは、腫瘍抗原と、該腫瘍抗原に対して特異的なTh細胞とを含む治療剤が、該腫瘍抗原を発現している悪性新生物を著しく退縮させる効果を有していることを実験的に見いだし、さらに該腫瘍抗原として利用可能な新規な抗原性ペプチドを特定し、下記の各発明を完成した。
(1)下記のa)〜g)のいずれかのアミノ酸配列からなり、かつSurvivinに特異的なTh細胞にサイトカインを産生させる活性を有するポリペプチド。
a)配列番号17に示されるアミノ酸配列;
b)配列番号17に示されるアミノ酸配列のN末端及び/又はC末端に任意のアミノ酸が1〜数十個付加されたアミノ酸配列;
c)配列番号17に示されるアミノ酸配列のN末端の1〜4アミノ酸が欠失したアミノ酸配列;
d)配列番号17に示されるアミノ酸配列のC末端の1〜5アミノ酸が欠失したアミノ酸配列;
e)配列番号17に示されるアミノ酸配列の1〜数個のアミノ酸残基が置換及び/又は欠失したアミノ酸配列。
f)配列番号17に示されるアミノ酸配列の1〜数個のアミノ酸残基が置換及び/又は欠失したアミノ酸配列のN末端及び/又はC末端に任意のアミノ酸が1〜数十個付加されたアミノ酸配列;
g)配列番号17に示されるアミノ酸配列のN末端及び/又はC末端の1〜5アミノ酸が欠失したアミノ酸配列においてさらに1〜数個のアミノ酸残基が置換したアミノ酸配列。
(2)b)〜g)のアミノ酸配列からなるポリペプチドが、配列番号17に示されるアミノ酸配列からなるポリペプチドが有するエピトープであって、CD4陽性T細胞からSurvivinに特異的なTh細胞を誘導する当該エピトープを有するポリペプチドである、(1)に記載のポリペプチド。
(3)(1)又は(2)に記載のポリペプチドをコードする核酸。
(4)(3)に記載の核酸を含むベクター。
(5)(1)又は(2)に記載のポリペプチドに特異的に結合する抗体。
(6)(1)又は(2)に記載のポリペプチドの少なくとも一種以上を有効成分として含む、悪性新生物免疫治療用ワクチン。
(7)(1)又は(2)に記載のポリペプチドの少なくとも一種以上と抗原提示細胞とCD4陽性T細胞とをインビトロでインキュベーションする工程を含む、Survivinに特異的なTh細胞を誘導する方法。
(8)(1)又は(2)に記載のポリペプチドと該ポリペプチド又はSurvivinに対して特異的なTh細胞とを含む、悪性新生物治療剤。
本発明のペプチドは、これを抗原提示細胞及びCD4陽性T細胞とインキュベーションすることで、Survivinに特異的なTh細胞(以下、Sur/Th細胞と表す)を誘導し、またこのSur/Th細胞に対してサイトカインを産生させる活性を有している。このSur/Th細胞はSurvivinを発現している悪性新生物を特異的に攻撃するので、本発明のペプチドは悪性新生物治療剤の成分として利用することができる。
また本発明のポリペプチドは、構成アミノ酸残基数が少なく、遺伝子組み換え手法に限らず、有機合成的方法によって大量に製造することができるので、臨床研究あるいは臨床応用において、安定的にかつ安価に供給され得る。
また本発明のポリペプチドを含む悪性新生物治療剤は、腫瘍抗原を当該腫瘍抗原に対して特異的なTh細胞と組み合わせることで、Th細胞に対してサイトカインの産生をより強く促すことができる。産生されたサイトカインは該腫瘍抗原を発現している悪性新生物に対して特異的な抗腫瘍免疫反応を生体に惹起し、腫瘍を退縮させる。
HLAの遺伝子型がHLA−DRB1*0101/HLA−DRB1*0901であるヒトから誘導したSur/Th細胞を含む細胞群に混合ペプチドMIX1〜MIX5をそれぞれ加えたときの、Sur/Th細胞によるIFN−γの産生を測定した結果を示す細胞内染色結果の図である。図中、縦軸はCD4の発現強度を、横軸がIFN−γの発現強度を示す。 HLAの遺伝子型がHLA−DRB1*0101/HLA−DRB1*0901であるヒトから誘導したSur/Th細胞を含む細胞群にポリペプチドSU16〜SU22をそれぞれ加えたときの、Sur/Th細胞によるIFN−γの産生を測定した結果を示す細胞内染色結果の図である。図中、縦軸はCD4の発現強度を、横軸がIFN−γの発現強度を示す。 HLAの遺伝子型がHLA−DRB1*0101/HLA−DRB1*0901であるヒトから誘導したSur/Th細胞を含む細胞群に抗HLA−DP抗体、抗HLA−DQ抗体及び抗HLA−DR抗体をそれぞれ加えたときの、Sur/Th細胞によるIFN−γの産生をELISAで測定した結果を示す図である。図中、縦軸はIFN−γ(IFN−g)の産生量を示す。 HLAの遺伝子型がHLA−DRB1*0101/HLA−DRB1*0901であるヒトから誘導したSur/Th細胞を含む細胞群と、HLAの遺伝子型がそれぞれ、HLA−DRB1*1201/HLA−DRB1*1405、HLA−DRB1*0410/HLA−DRB1*1201、HLA−DRB1*0405/HLA−DRB1*0901、HLA−DRB1*0401/HLA−DRB1*0901、HLA−DRB1*0101/HLA−DRB1*0802及びHLA−DRB1*0101/HLA−DRB1*0101であるallogeneicなPBMCに、SU18(congnate)及びコントロールペプチド(irrelevant)をそれぞれ加えたときの、Sur/Th細胞によるIFN−γの産生をELISAで測定した結果を示す図である。図中、縦軸はそれぞれ抗原提示細胞として用いられたPBMCのHLA遺伝子型を示し、横軸はIFN−γ(IFN−g)の産生量を示す。 HLAの遺伝子型がHLA−DRB1*0101であるヒトから誘導したSur/Th細胞にポリペプチドT1〜T11をそれぞれ加えたときの、Sur/Th細胞によるIFN−γの産生をELISAで測定した結果を示す図である。図中、縦軸は加えたポリペプチドのアミノ酸配列を示し、横軸はIFN−γ(IFN−g)の産生量を示す。 HLAの遺伝子型がHLA−DRB1*1201/HLA−DRB1*1502であるヒトから誘導したSur/Th細胞にポリペプチドT1〜T10をそれぞれ加えたときの、Sur/Th細胞によるIFN−γ(IFN−g)の産生細胞数を測定した結果を示すELISPOTassayの図である。 HLAの遺伝子型がHLA−DQB1*0302/HLA−DQB1*0601であるヒトから誘導したSur/Th細胞を含む細胞群に抗HLA−DP、抗HLA−DQ及び抗HLA−DRをそれぞれ加えたときの、Sur/Th細胞によるIFN−γの産生をELISAで測定した結果を示す図である。図中、縦軸はIFN−γ(IFN−g)の産生量を示す。 HLAの遺伝子型がHLA−DQB1*0302/HLA−DQB1*0601であるヒトから誘導したSur/Th細胞を含む細胞群と、HLAの遺伝子型がそれぞれ、HLA−DQB1*0301/HLA−DQB1*0302、HLA−DQB1*0401/HLA−DQB1*0602、HLA−DQB1*0302/HLA−DQB1*0401及びHLA−DQB1*0301/HLA−DQB1*0601であるallogeneicなPBMCに、SU18(congnate)及びコントロールペプチド(irrelevant)をそれぞれ加えたときの、Sur/Th細胞によるIFN−γの産生をELISAで測定した結果を示す図である。図中、縦軸はHLAの遺伝型を示し、横軸はIFN−γ(IFN−g)の産生量を示す。 HLAの遺伝子型がHLA−DQB1*0601であるヒトから誘導したSur/Th細胞にポリペプチドT1〜T10をそれぞれ加えたときの、Sur/Th細胞によるIFN−γの産生をELISAで測定した結果を示す図である。図中、縦軸は加えたポリペプチドのアミノ酸配列を示し、横軸はIFN−γ(IFN−g)の産生量を示す。 HLAの遺伝子型がHLA−DQB1*0601であるヒトから誘導したSur/Th細胞にポリペプチドS1〜S17をそれぞれ加えたときの、Sur/Th細胞によるIFN−γの産生をELISAで測定した結果を示す図である。図中、縦軸は加えたポリペプチドのアミノ酸配列を示し、横軸はIFN−γ(IFN−g)の産生量を示す。
本発明は、Survivinの部分ポリペプチド、該部分ポリペプチドを含む腫瘍抗原、及び該腫瘍抗原と該腫瘍抗原に対して特異的なTh細胞とを含む、悪性新生物治療剤に関する。本発明の悪性新生物治療剤は、好ましくは、Survivinの部分ポリペプチドを含む腫瘍抗原と、治療対象患者から回収されるCD4陽性T細胞から該腫瘍抗原によって誘導される、該腫瘍抗原に対して特異的なTh細胞とを含む治療剤である。
本発明の悪性新生物治療剤は、Survivinの部分ポリペプチドである腫瘍抗原と該腫瘍抗原に特異的なTh細胞を組み合わせてなるという構成によって、該腫瘍抗原又は該腫瘍抗原に特異的なTh細胞をそれぞれ単独で患者に投与した場合に比べて、悪性新生物の退縮作用において顕著な効果を奏する。
Survivinの部分ポリペプチドを含む腫瘍抗原に対して特異的なTh細胞とは、該腫瘍抗原によって特異的に刺激されることによってサイトカインを産生するTh細胞であれば、Th0細胞、Th1細胞、Th2細胞のいずれであってもよいが、Th1細胞であればなおよい。かかる腫瘍抗原に対して特異的なTh細胞は、該腫瘍抗原、HLAクラスII分子を発現している抗原提示細胞及びCD4陽性T細胞を適当な条件下でインキュベーションすることで、該CD4陽性T細胞から誘導し、調製することができる。
本発明の方法で利用可能なCD4陽性T細胞は、採取された血液から一般的な方法、例えばMACS(Miltenyi Biotech社)等を用いた方法で単離することができる。本発明では、治療対象となる悪性新生物を有する患者から回収されたCD4陽性T細胞の利用が好ましい。
本発明の方法で利用可能な抗原提示細胞は、表面にHLAクラスII分子を発現している細胞であればよく、樹状細胞の他にB細胞、マクロファージ、単球、非増殖性のトランスフェクタント等を挙げることができるが、これらには限定されない。
インキュベーションは、Survivinの部分ポリペプチドを含む腫瘍抗原と抗原提示細胞とCD4陽性T細胞とを同時にインキュベーションしてもよく、あるいは該腫瘍抗原と抗原提示細胞を先にインキュベーションし、その後にCD4陽性T細胞を共存させてインキュベーションしてもよい。インキュベーションの条件は、IL−2の存在下で、抗原提示細胞に所望の抗原を、HLAクラスII分子を介して提示させ、CD4陽性T細胞から当該抗原に特異的な成熟したTh細胞を誘導するための一般的な方法、例えばTimら(Immunology Today、1996年、第17巻、第3号、第138−146頁)に記載の方法に従えばよい。また、西村ら(J. Exp. Med.、1999年、第190巻、第5号、第617−627頁)の記載に基づいて、インキュベーションの諸条件を種々に変更することによって、CD4陽性T細胞から、Th0細胞、Th1細胞、又はTh2細胞のいずれかを特異的に誘導することが可能である。
Th0細胞、Th1細胞、又はTh2細胞が誘導されたことは、Survivinの部分ポリペプチドである腫瘍抗原で再刺激したときに産生される細胞毎のサイトカイン(例えば前述のTimら)を確認することで行うことができる。サイトカイン産生の確認は、ELISA法、細胞内染色法、エリスポット法、その他の種々の方法を利用することができる。
本発明のポリペプチドの一態様は、Survivinと称される腫瘍抗原蛋白質(前記非特許文献2)の76〜94番目のアミノ酸配列(配列番号17、以下SU18とする)に相当する抗原性ポリペプチドである。
さらに、SU18(配列番号17)のポリペプチドのアミノ酸配列に対して、以下のb)〜g)のような関係にあるアミノ酸配列からなるポリペプチドも、本発明の腫瘍抗原として利用することができる。
b)配列番号17に示されるアミノ酸配列のN末端及び/又はC末端に任意のアミノ酸が1〜数十個付加されたアミノ酸配列;
c)配列番号17に示されるアミノ酸配列のN末端の1〜4アミノ酸が欠失したアミノ酸配列;
d)配列番号17に示されるアミノ酸配列のC末端の1〜5アミノ酸が欠失したアミノ酸配列;
e)配列番号17に示されるアミノ酸配列の1〜数個のアミノ酸残基が置換及び/又は欠失したアミノ酸配列;
f)配列番号17に示されるアミノ酸配列の1〜数個のアミノ酸残基が置換及び/又は欠失したアミノ酸配列のN末端及び/又はC末端に任意のアミノ酸が1〜数十個付加されたアミノ酸配列;
g)配列番号17に示されるアミノ酸配列のN末端及び/又はC末端の1〜5アミノ酸が欠失したアミノ酸配列においてさらに1〜数個のアミノ酸残基が置換したアミノ酸配列。
上記のb)〜g)のアミノ酸配列は、SU18に存在するエピトープを保持し、Sur/Th細胞に対してサイトカインを産生させる活性を有する、あるいはCD4陽性T細胞からSurvivin又はSU18に特異的なTh細胞を誘導するエピトープを有するポリペプチドを構成するアミノ酸配列として規定したものである。
b)〜g)において規定される置換、欠失あるいは付加されるアミノ酸残基の種類は、先に示したポリペプチドの活性ないし機能を保持する範囲において特に制限はないが、b)ならびにf)における1〜数十個のアミノ酸の付加とは、1〜50アミノ酸、好ましくは1〜30アミノ酸、さらに好ましくは1〜15アミノ酸の付加である。
上記におけるアミノ酸の置換、欠失あるいは付加の好ましい例はサイレント置換、欠失、及び付加であり、特に保存性アミノ酸間の置換が好ましい。これらは、本発明のポリペプチドにおけるSur/Th細胞に対してサイトカインを産生させる活性、あるいはCD4陽性T細胞からSurvivin又はSU18に特異的なTh細胞を誘導するエピトープを変化させない。代表的な保存性置換としては、疎水性アミノ酸Ala、Val、Leu、及びIleの間での相互の置換、ヒドロキシルアミノ酸Ser及びThrの相互の置換、酸性残基Asp及びGluの相互の置換、アミド型アミノ酸Asn及びGlnの相互の置換、塩基性アミノ酸Lys及びArgの相互の置換、芳香属アミノ酸Phe及びTyrの相互の置換等が挙げられる。
SU18は、Survivinと抗原提示細胞とCD4陽性T細胞とをインキュベーションすることで、CD4陽性T細胞から誘導されるSur/Th細胞に対してサイトカインを産生させる活性を有している。このことは、SU18がSur/Th細胞によって認識されるエピトープを有しており、さらに当該エピトープが、Survivinを取り込んだ抗原提示細胞の表面に発現しているMHCクラスII分子によって提示されるエピトープであることを意味する。従って、Survivin、SU18とSur/Th細胞とを含む悪性新生物治療剤は、本発明の一態様である。また、Survivin及び/又はSU18と抗原提示細胞とCD4陽性T細胞とをインキュベーションすることでCD4陽性T細胞から誘導されるSU18に特異的なTh細胞とを含む悪性新生物治療剤も、本発明の一態様である。
SU18はHLA−DRB1*0101というHLAの遺伝子型を有するヒトに対して腫瘍抗原となると同時に、HLAの遺伝子型がHLA−DRB1*1201/HLA−DRB1*1502、あるいはHLA−DQB1*0601であるヒトに対しても腫瘍抗原となるポリペプチドであると考えられる。
上記の各ポリペプチドは、いずれも悪性新生物治療剤の一成分として利用可能な新規なポリペプチドであり、CD4陽性T細胞から該ポリペプチドに特異的なTh細胞を誘導する活性及び/又はかかるTh細胞又はSur/Th細胞にサイトカインを産生させる活性を有する。上記の各ポリペプチドにおける、該ポリペプチド又はSurvivinに特異的なTh細胞にサイトカインを産生させる活性は、該Th細胞を該ポリペプチドで刺激し、産生されるサイトカインを種々の公知の方法で測定することで確認することができる。例えば、インターフェロンγ(IFN−γ)の産生は、BD Bioscience製その他の市販のELISAキットを用いて、簡便に測定、確認することができる。
なお、本発明の一態様である前記の各ポリペプチドは、それらを構成するアミノ酸配列を有する限り、例えば蛋白質の分離精製に有用なタグ配列として汎用されているHis−Tagや、適当なリンカー配列、GFPの様なマーカー蛋白質のアミノ酸配列等をさらに付加したり、あるいはビオチン等の標識化合物をポリペプチドに付加させたりすることも可能である。従って、本発明の一態様であるポリペプチドを構成するアミノ酸配列に、それらのポリペプチドに特異的なTh細胞やSur/Th細胞にサイトカインを産生させること、あるいはCD4陽性T細胞から前記細胞を誘導すること以外の目的のために利用される任意のアミノ酸残基が付加されたアミノ酸配列からなるポリペプチドや、本発明のポリペプチドに適当な標識化合物が付加されたポリペプチドであっても、該細胞にサイトカインを産生させる活性あるいはCD4陽性T細胞から特異的なTh細胞を誘導するエピトープを有する限り、その様なポリペプチドは依然として本発明の範囲内である。
本発明のポリペプチドは、それらをコードするDNAに種々の公知の遺伝子組み換え手法を適用することで、当該ポリペプチドを組み換え蛋白質として製造することが可能である。典型的には、本発明のポリペプチドをコードするDNAを適当なDNA合成機を用いて合成し、当該技術分野における参考書、例えばSambrookらのMolecular Cloning:A Laboratory Manual、第2版(Cold Spring Harbor Laboratory Press、1989年等)に紹介されている種々の手法を適当に選択あるいは組み合わせて本発明のポリペプチドを発現する発現ベクターを構築し、大腸菌等の適当な宿主細胞をこの発現ベクターで形質転換させ、当該ポリペプチドを生産させればよい。その際、先に述べたように、His−tagの付加等の様に、組み換えポリペプチドの製造に利用される種々の操作を加えることができる。
また、本発明のポリペプチドは、種々の保護基で修飾されたアミノ酸を原料として化学合成的に製造することもできる。ポリペプチドを遺伝子や宿主細胞を用いずに有機化学的に合成する方法は当業者に広く知られている。例えば、「第5版 実験化学講座16 有機化合物の合成IV」(相本三郎ら著、日本化学会編)等は、ポリペプチドの化学合成法を種々紹介しており、本発明のポリペプチドはこれらのいずれの方法を用いても合成することができる。また、一般にペプチドシンセサイザーと称される市販機器を用いて合成することもできる。
上記のポリペプチドは、適当な条件下での抗原提示細胞とCD4陽性T細胞とのインキュベーションにより、CD4陽性T細胞をTh細胞に誘導することができる。この様に、本発明は、HLAクラスII分子を発現している抗原提示細胞と、CD4陽性T細胞と、上記のポリペプチドとをインビトロでインキュベーションして、上記のポリペプチド及び/又はSurvivinに特異的なTh細胞を誘導する方法も提供する。インキュベーションにおいて、IL−2に加えて、IFN−γ、IL−12、又は抗IL−4抗体の1以上を添加することが好ましく、かかる条件において、IFN−γを産生し、かつIL−4の産生が低いTh1細胞を誘導することができる。
この方法で利用可能な抗原提示細胞は、前述と同様に、表面にHLAクラスII分子を発現している細胞であれば利用可能であり、樹状細胞の他にB細胞、マクロファージ、単球、非増殖性のトランスフェクタント等を挙げることができるが、これらには限定されない。また、インキュベーションは、上記のポリペプチドと抗原提示細胞とCD4陽性T細胞とを同時にインキュベーションしてもよく、また本発明のポリペプチドと抗原提示細胞を先にインキュベーションし、その後CD4陽性T細胞を共存させてインキュベーションしてもよい。また、本発明のペプチドと細胞表面にHLAクラスII分子を発現している抗原提示細胞とCD4陽性T細胞とのインキュベーションの諸条件は、前述の通り、抗原提示細胞に所望の抗原を、HLAクラスII分子を介して提示させ、CD4陽性T細胞から当該抗原に特異的な成熟したTh細胞を誘導するための一般的な方法、例えば前記Timらに記載の方法におけるインキュベーションの条件に準じて定めることができる。
本発明の方法によれば、患者から抗原提示細胞とCD4陽性T細胞を回収し、これらと本発明のポリペプチドとをインキュベーションすることにより、Sur/Th細胞をインビトロで誘導、培養することができる。この方法によって誘導されたSur/Th細胞を患者に戻すことによって、患者自身の免疫系を活性化させ、腫瘍細胞を退縮させることができるものと期待される。
また本発明のポリペプチドは、これをウサギ等の適当な動物に投与することで、Survivinを特異的に認識することのできる抗体を当該動物において誘導することができる。この様な抗体は、Survivinが発現している細胞の存在、すなわち癌細胞の存在を特異的に検出することができ、効率的な悪性新生物の診断に利用することができる。
本発明の悪性新生物治療剤は、腫瘍抗原と該該腫瘍特異抗原に対して特異的なTh細胞の他に、これらの作用を阻害しない範囲で、医薬の製剤化のために一般的に利用される種々の賦形剤や他の医薬活性成分等を含んでいてもよい。特に、本発明の悪性新生物治療剤は、腫瘍抗原と該該腫瘍特異抗原に対して特異的なTh細胞を安定に保持できる緩衝液あるいは液体培地の形態にあることが好ましい。
緩衝液の非限定的な例としては、中性の緩衝化生理食塩水又はリン酸緩衝化生理食塩水等を挙げることができる。また、例えばグルコース、マンノース、スクロース、デキストラン、マンニトール等の糖質、タンパク質、アミノ酸、抗酸化剤、静菌剤、キレート剤(例えば、EDTA又はグルタチオン)、アジュバント(例えば、水酸化アルミニウム)、浸透圧調節剤、懸濁剤、増粘剤及び/又は保存剤等をさらに含んでいてもよい。
また本発明の悪性新生物治療剤は、腫瘍抗原と該該腫瘍特異抗原に対して特異的なTh細胞とが混合されている形態にあることが好ましいが、腫瘍抗原と該該腫瘍特異抗原に対して特異的なTh細胞とが別々に保存され、使用時に混合して投与することのできる、いわゆるキットの形態であってもよい。
以下、実施例を示して本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
サーバイビン−2B(配列番号56)の1〜20番目のアミノ酸配列からなるペプチド、8〜27番目のアミノ酸配列からなるペプチド、14〜34番目のアミノ酸配列からなるペプチドの様に、C末端及び/又はN末端に7〜8アミノ酸のオーバーラップ配列を有する19〜20アミノ酸残基からなるペプチド(表1)を、サーバイビン−2BのN末端からC末端に至るまで全25種類(SU1〜SU27とする)設計し、それぞれ化学合成した。
Figure 0005546448
さらに、SU1〜SU5のペプチド混合物、SU6〜SU10のペプチド混合物というように、SU1〜SU27の順序(ただしSU17、19は欠番とした)で、5種類のペプチドからなるペプチド混合物を5種類(MIX1〜MIX5)調製した。
2)単球由来樹状細胞及びCD4陽性T細胞の調製
HLAの遺伝子型がHLA−DRB1*0101/HLA−DRB1*0901である健常人Xの末梢血より、ファイコール (Ficoll−Paque PLUS; GE HealThcare社)重層法を用いてperipheral blood mononuclear cell(以下PBMCと表す)を分離した。PBMC(2×10cells/well)を24穴プレートに播き、recombinant IFN−γ(最終濃度10ng/mL)を添加した5%ヒト血清含有培地(5% human serum in AIM−V 1mLにて、37℃、COインキュベーター内で培養した。2時間後、マイトマイシンC(MMC、協和発酵工業社)にて45分間処理し、PBMCを不活化させた。MMCの洗浄後に残った付着性PBMCを、単球由来抗原提示細胞(PBMC−Ad)とした。さらに、PBMC−Adを誘導する際に得られた非付着性PBMC(PBMC−nonAd)からEasy Sep(VERITAS社)を用いてCD4陽性T細胞を得た。
3)合成ペプチドを用いたSur/Th細胞を含むTh細胞群の樹立
本実施例2)で調製したPBMC−AdとCD4陽性T細胞(1×10cells/well)とを、本実施例1)で作製したSurvivinオーバーラッピングペプチドを5種類ずつ混合したペプチド(MIX1〜5、最終濃度10μg/mL)存在下で5% human serum in AIM−V 1mLにて、37℃、COインキュベーター内で共培養を開始した。
共培養開始から7日後、初日と同様にrecombinant IFN−γ処理したPBMC−AdとペプチドMIX1〜5とを用いて、培養中の自己CD4陽性T細胞を再刺激し、さらにその2日後、recombinant IL−2を最終濃度10U/mLになるように添加した。さらに 共培養開始から14日目に、7日目と同様の処理にて作製したPBMC−Adと14日間培養した自己CD4陽性T細胞に対し2回目の再刺激を行った。さらに、共培養開始から21日後に、14日目と同様の再刺激を繰り返した。
細胞を回収し、96穴Uプレート (BD biosciences社)及び5% human serum in AIM−V 200μLにて、PBMC(1×10 cells/well)と、あらかじめPE標識抗CD4抗体で染色を行ったSur/Th細胞を含むTh細胞群(4×10cell/well)とに、それぞれMIX1、MIX2,MIX3,MIX4,MIX5(10μg/mL)を加え、37℃、COインキュベーター内で2時間共培養を行った後、brefeldine A 500μg/mL(BFA;Sigma、Ayrshire社)を4μL加え、さらに4時間共培養を行った。細胞を回収し、Fixation and Permeabilization solution(BD Biosciences社)200μLを加え室温で20分間置いた後、0.5%BSA/PBSで洗浄を行い、FITC標識IFN−γ抗体を加え室温で15分間染色した。0.5%BSA/PBSで洗浄し、flowcytometry(FACS Calibur、BD biosciences社)を用いて蛍光シグナルを取り込み、CellQuestTM(BD biosciences社)を用いて3−colour解析を行った。その結果を図1に示す。
図1に示すように、MIX4に特異的に反応するSur/Th細胞を含むTh細胞群が得られた。
4)ポリペプチドの同定
本実施例3)で得られたMIX4に特異的に反応するSur/Th細胞を含むTh細胞群を用いて、ポリペプチドの同定を行った。
96穴Uプレート (BD biosciences社)及び5% human serum in AIM−V 200μLにて、PBMC(1×10cells/well)と、あらかじめPE標識抗CD4抗体で染色を行った上記MIX4を用いた細胞に特異的に反応するSur/Th細胞を含むTh細胞群(4×10cell/well)とに、それぞれSU16、SU18、SU20、SU21及びSU22のそれぞれを、最終濃度が10μg/mLとなるように加え、37℃、COインキュベーター内で2時間共培養を行った後、brefeldine A 500μg/mL(BFA;Sigma、Ayrshire社)を4μLずつ加え、さらに4時間共培養を行った。細胞を回収し、Fixation and Permeabilization solution(BD Biosciences社)200μLを加え室温で20分間おいた後、0.5% BSA/PBSで洗浄を行い、FITC標識IFN−γ抗体をそれぞれ加え室温で15分間染色した。0.5%BSAを含むPBSで洗浄し、flowcytometry(FACS Calibur、BD biosciences社)を用いて蛍光シグナルを取り込み、CellQuestTM(BD biosciences社)を用いて3−colour解析を行った。その結果を図2に示す。
図2に示すように、SU18を添加した細胞において、抗原特異的にIFN−γを発現する細胞が確認できたことから、SU18がSurvivin特異的なHLAクラスII分子によって提示されるエピトープを有するポリペプチドであることを確認した。
<実施例2> HLA−DRB1*0101拘束性のSU18認識部位の検討
1)HLA拘束性の確認
実施例1の4)で得られたSU18に特異的に反応するSur/Th細胞を含むTh細胞群と阻害抗体とを用いて、SU18に対するHLA拘束性を確認した。
96穴Uプレート(BD bioscience社)及び5% human serum in AIM−V 200μLにて、PBMC(1×10 cells/well)と上記SU18に特異的に反応するSur/Th細胞を含むTh細胞群(5×10 cell/well)とに、抗HLA−DP抗体(Serotech社)、抗HLA−DQ抗体(Serotech社)及び抗HLA−DR抗体(BD bioscience社)のそれぞれを最終濃度が5μg/mLとなるように加え、SU18ペプチド存在下、37℃、CO インキュベーター内で24時間共培養を行った。培養後、培養上清中に含まれるIFN−γを、ELISAキット(BD Bioscience社)を用いて測定した。その結果を図3に示す。
図3に示すように、抗HLA−DR抗体によりIFN−γ産生が阻害されたことから、SU18はHLA−DRに拘束されることが確認された。
2)HLA−DR拘束性の確認
実施例1の2)で末梢血を採取した健常人のHLAの遺伝子型がHLA−DRB1*0101及びHLA−DRB1*0901であることから、実施例1の4)で得られたSU18に特異的に反応するSur/Th細胞を含むTh細胞群に対するアロジェニックな抗原提示細胞を用いて、HLA−DR拘束性を確認した。
SU18(congnate)及びコントロールペプチド(irrelevant)のそれぞれを最終濃度が10μg/mLとなるようにして、HLAの遺伝子型がそれぞれ、HLA−DRB1*1201/HLA−DRB1*1405、HLA−DRB1*0410/HLA−DRB1*1201、HLA−DRB1*0405/HLA−DRB1*0901、HLA−DRB1*0401/HLA−DRB1*0901、HLA−DRB1*0101/HLA−DRB1*0802及びHLA−DRB1*0101/HLA−DRB1*0101であるallogeneicなPBMC(1×10 cells/well)に加え、2時間処理した後、上記SU18に特異的に反応するSur/Th細胞を含むTh細胞群(5×10 cell/well)とともに、それぞれ96穴Uプレート(BD Bioscience社)及び5% human serum in AIM−V 200μLにて、37℃、CO インキュベーター内で24時間共培養を行った。培養後、培養上清中に含まれるIFN−γを、ELISAキット(BD Bioscience社)を用いて測定した。その結果を図4に示す。
図4に示すように、HLAの遺伝子型がHLA−DRB1*0101/HLA−DRB1*0802及びHLA−DRB1*0101/HLA−DRB1*0101であるPBMCを用いた場合にIFN−γが産生されたことから、SU18は、HLA−DRのうちHLA−DRB1*0101に拘束されることが確認された。
3)SU18の部分欠損における認識部位の確認
実施例1の4)で得られたSU18に特異的に反応するSur/Th細胞を含むTh細胞群と、表2に示した刺激用ペプチドであるオーバーラッピングペプチドT1〜T11とを用いて、SU18の部分欠損における認識部位を確認した。
Figure 0005546448
96穴Uプレート(BD bioscience社)及び5% human serum in AIM−V 200μLにて、PBMC(1×10 cells/well)と上記SU18に特異的に反応するSur/Th細胞を含むTh細胞群(5×10 cell/well)とに、オーバーラッピングペプチドT1〜T11のそれぞれを最終濃度が10μg/mLとなるように加え、37℃、CO インキュベーター内で24時間共培養を行った。培養後、培養上清中に含まれるIFN−γを、ELISAキット(BD Bioscience社)を用いて測定した。その結果を図5に示す。
図5に示すように、オーバーラッピングペプチドT6(SU18よりN末端より2アミノ酸及びC末端より2アミノ酸欠落したもの)、T7(SU18よりN末端より1アミノ酸及びC末端より3アミノ酸欠落したもの)、T8(SU18よりC末端より4アミノ酸欠落したもの)、T9(SU18よりC末端より5アミノ酸欠落したもの)、T10(SU18よりC末端より6アミノ酸欠落したもの)及びT11(SU18よりC末端より7アミノ酸欠落したもの)を用いた場合にIFN−γが産生され、抗原特異的な反応を確認することができたことから、少なくとも配列番号37のペプチドGCAFLSVKKQ(それぞれ、G;グリシン、C;システイン、A;アラニン、F;フェニルアラニン、L;ロイシン、S;セリン、V;バリン、K;リシン、Q;グルタミンを示す)を含むペプチドが、Survivin特異的なSur/Th細胞を誘導できることが確認された。
<実施例3> HLA−DRB1*1201/HLA−DRB1*1502拘束性のSU18認識部位の検討
1)Sur/Th細胞を含むTh細胞群の樹立
実施例1の2)及び3)に記載された方法に従って28日間の共培養を行って、HLAの遺伝子型がHLA−DRB1*1201/HLA−DRB1*1502である健常人の末梢血から、Sur/Th細胞を含むTh細胞群を調製した。さらに、単一細胞群を樹立するために96穴Uプレートにヒト血清とウシ胎児血清の混合培地(2.5% human serum、2.5% fetal calf serum in AIM−V)200μL、PBMC−Ad(5×10cells/well)、recombinant IL−2(最終濃度20U/mL)、recombinant IL−7(最終濃度10ng/mL)、及びphytohemagglutinin(PHA、SEIKAGAKU Co.、最終濃度5μg/mL)を含む培地を用意し、前記Th細胞群(1cell/well)を加えて、37℃、COインキュベーター内で共培養を行なった。
共培養開始14日後に細胞のブラストがみられたwellを48穴プレート、5% fetal calf serum in AIM−V 500μLにスケールアップを行った。以後、1週間間隔でSU18を用いてパルスしたPBMC−Adにより再刺激を行い、Sur/Th細胞クローンを得た。
2)SU18の部分欠損における認識部位の確認
本実施例1で調製したSur/Th細胞クローンと、表3に示したT1〜T10を刺激用ペプチドとを用いて、以下に示すELISPOTassayによりSU18の部分欠損における認識部位を確認した。
Figure 0005546448
ELISPOTプレート(MAHA S4510、Millipore社)とELISPOTキット(Mabtech、Nacka社)を用いてELISPOTassayを行った。キットの使用方法に従い、特異的に誘導したTh細胞とT−APCsを、2μg/mLの濃度で抗ヒトIFN−γ抗体(クローン名1−D1K、mAb社)をコーティングしたELISPOTプレート上で、十分量の抗原ペプチド存在下にて培養した。培養開始20時間後に培養上清を洗浄液(0.05%Tween20/PBS)で洗浄した。さらにプレートにビオチン化抗ヒトIFN−γ抗体(mAb社)0.2μg/mLの濃度で添加し、4℃の状態で16時間反応させた。再び上記洗浄液で洗浄し、各穴にPBS/ストレプトアビジンAP液(上記キット)100μLで満たし、室温で1時間反応させた。その後、上清を上記洗浄液で洗い流し、BCIP/NBT−Bule Liquid substrate solution(Sigma社)を満たし10分反応後、蒸留水で洗浄し反応を停止した。反応終了後、プレートを乾燥後、CTL ImmunoSpot Plate Reader(Cellular Technology社).を用いて測定を行った。その結果を図6に示す。
図6に示すように、T3(SU18よりN末端より5アミノ酸欠落したもの)及びT8(SU18よりC末端より4アミノ酸欠落したもの)において抗原特異的な反応を確認することができた。このためSU18はC末端より4アミノ酸欠落又はN末端より5アミノ酸欠落があってもSurvivin特異的なSur/Th細胞を誘導できることが確認された。また、SU18は、HLAの遺伝子型がHLA−DRB1*0101/HLA−DRB1*0901である患者だけではなく、HLAの遺伝子型がHLA−DRB1*1201/HLA−DRB1*1502である患者に対しても、免疫療法において有効なポリペプチドであることが明らかとなった。
<実施例4> HLA−DQB1*0601拘束性のSU18認識部位の検討
1)HLA拘束性の確認
HLAの遺伝子型がHLA−DQB1*0302/HLA−DQB1*0601である健常人Yの末梢血より、実施例1の2)と同様の手法によってCD4陽性T細胞を調製し、実施例1の3)及び4)と同様の手法によってSU18に特異的に反応するSur/Th細胞を含むTh細胞群を得た。このSU18に特異的に反応するSur/Th細胞群と阻害抗体とを用いて、SU18に対するHLA拘束性を確認した。
96穴Uプレート(BD bioscience社)及び5% human serum in AIM−V 200μLにて、PBMC(1×10 cells/well)と上記SU18に特異的に反応するSur/Th細胞を含むTh細胞群(5×10 cell/well)とに、抗HLA−DP抗体(Serotech社)、抗HLA−DQ抗体(Serotech社)及び抗HLA−DR抗体(BD bioscience社)のそれぞれを最終濃度が5μg/mLとなるように加え、SU18ペプチド存在下、37℃、CO インキュベーター内で24時間共培養を行った。培養後、培養上清中に含まれるIFN−γを、ELISAキット(BD Bioscience社)を用いて測定した。その結果を図7に示す。
図7に示すように、抗HLA−DQ抗体によりIFN−γ産生が阻害されたことから、SU18はHLA−DQに拘束されることが確認された。
2)HLA−DQ拘束性の確認
本実施例1)で得られたSU18に特異的に反応するSur/Th細胞を含むTh細胞群に対するアロジェニックな抗原提示細胞を用いて、HLA−DQ拘束性を確認した。
SU18(congnate)及びコントロールペプチド(irrelevant)のそれぞれを最終濃度が10μg/mLとなるようにして、HLAの遺伝子型がそれぞれ、HLA−DQB1*0301/HLA−DQB1*0302、HLA−DQB1*0401/HLA−DQB1*0602、HLA−DQB1*0302/HLA−DQB1*0401及びHLA−DQB1*0301/HLA−DQB1*0601であるallogeneicなPBMC(1×10 cells/well)に加え、2時間処理した後、上記SU18に特異的に反応するSur/Th細胞を含むTh細胞群(5×10 cell/well)とともに、それぞれ96穴Uプレート(BD Bioscience社)及び5% human serum in AIM−V 200μLにて、37℃、CO インキュベーター内で24時間共培養を行った。培養後、培養上清中に含まれるIFN−γを、ELISAキット(BD Bioscience社)を用いて測定した。その結果を図8に示す。
図8に示すように、HLAの遺伝子型がHLA−DQB1*0301/HLA−DQB1*0302及びHLA−DQB1*0302/HLA−DQB1*0401であるPBMCを用いた場合にIFN−gが産生されず、HLA−DQB1*0301/HLA−DQB1*0601であるPBMCを用いた場合にIFN−γが産生されたことから、SU18は、HLA−DQのうちHLA−DQB1*0601に拘束されることが確認された。
本実施例1)で得られたSU18に特異的に反応するSur/Th細胞を含むTh細胞群と、表3に示した刺激用ペプチドであるオーバーラッピングペプチドT1〜T10とを用いて、SU18の部分欠損における認識部位を確認した。
96穴Uプレート(BD bioscience社)及び5% human serum in AIM−V 200μLにて、PBMC(1×10 cells/well)と上記SU18に特異的に反応するSur/Th細胞を含むTh細胞群(5×10 cell/well)とに、オーバーラッピングペプチドT1〜T10のそれぞれを最終濃度が10μg/mLとなるように加え、37℃、CO インキュベーター内で24時間共培養を行った。培養後、培養上清中に含まれるIFN−γを、ELISAキット(BD Bioscience社)を用いて測定した。その結果を図9に示す。
図9に示すように、オーバーラッピングペプチドT3(SU18よりN末端より5アミノ酸欠落したもの)、T4(SU18よりN末端より4アミノ酸欠落したもの)、T5(SU18よりN末端アミノ酸より3アミノ酸及びC末端より1アミノ酸欠落したもの)T6(SU18よりN末端より2アミノ酸及びC末端より2アミノ酸欠落したもの)及びT7(SU18よりN末端より1アミノ酸及びC末端より3アミノ酸欠落したもの)を用いた場合にIFN−γが産生され、抗原特異的な反応を確認することができたことから、少なくとも配列番号57のペプチドKHSSGCAFLSV(それぞれ、K;リシン、H;ヒスチジン、S;セリン、G;グリシン、C;システイン、A;アラニン、F;フェニルアラニン、L;ロイシン、V;バリンを示す)を含むペプチドが、Survivin特異的なSur/Th細胞を誘導できることが確認された。
4)SU18の部分置換における認識部位の確認
本実施例1)で得られたSU18に特異的に反応するSur/Th細胞を含むTh細胞群と、表4に示す刺激用ペプチドである、SU18の各アミノ酸をアラニン(A)又はグリシン(G)で置換した部分置換ペプチドS1〜S17とを用いて、SU18の部分置換における認識部位を確認した。
96穴Uプレート(BD bioscience社)及び5% human serum in AIM−V 200μLにて、PBMC(1×10 cells/well)と上記SU18に特異的に反応するSur/Th細胞を含むTh細胞群(5×10 cell/well)とに、部分置換ペプチドS1〜S17のそれぞれを最終濃度が10μg/mLとなるように加え、37℃、CO インキュベーター内で24時間共培養を行った。培養後、培養上清中に含まれるIFN−γを、ELISAキット(BD Bioscience社)を用いて測定した。その結果を図10に示す。
図10に示すように、部分置換ペプチドS4(SU18のC末端から4番目のリシンをアラニンに置換したもの)、S5(Su18のC末端から5番目のヒスチジンをアラニンに置換したもの)、S7(SU18のC末端から7番目のセリンをアラニンに置換したもの)及びS9(SU18のC末端から9番目のシステインをグリシンに置換したもの)を用いた場合には、INF−γがほとんど産生されないことが確認された。すなわち、少なくとも配列番号55のペプチドXXXKHXSXCXXXXXXXXXX(それぞれ、Xaa;任意のアミノ酸、K;リシン、H;ヒスチジン、S;セリン、C;システインを示す)であるペプチドが、Survivin特異的なSur/Th細胞を誘導できることが確認された。

Claims (7)

  1. 下記のa)〜d)のいずれかのアミノ酸配列からなり、かつ配列番号17に示されるアミノ酸配列からなるポリペプチドをHLAの遺伝子型がHLA−DRB1*0101又はHLA−DQB1*0601の抗原提示細胞及びCD4陽性細胞とインキュベーションすることで誘導された、サーバイビン又は配列番号56に示されるアミノ酸配列からなるサーバイビン−2Bに特異的なTh細胞にサイトカインを産生させる活性を有するポリペプチド。
    a)配列番号17に示されるアミノ酸配列;
    b)配列番号17に示されるアミノ酸配列のN末端及び/又はC末端に任意のアミノ酸が1〜30付加されたアミノ酸配列(ただしEEHKKHSSGCAFLSVKKQFEELTLGEFLKLDRERであるアミノ酸配列を除く)
    c)配列番号17に示されるアミノ酸配列のN末端の1〜3アミノ酸及び/又はC末端の1アミノ酸が欠失したアミノ酸配列;及び
    d)配列番号17に示されるアミノ酸配列のN末端から1〜3、6、8及び10〜19番目のいずれかにおいて1個のアミノ酸残基が置換されたアミノ酸配列。
  2. b)〜d)のアミノ酸配列からなるポリペプチドが、配列番号17に示されるアミノ酸配列からなるポリペプチドが有するエピトープであって、CD4陽性T細胞からサーバイビン又は配列番号56に示されるアミノ酸配列からなるサーバイビン−2Bに特異的なTh細胞を誘導する当該エピトープを有するポリペプチドである、請求項1に記載のポリペプチド。
  3. 請求項1又は2に記載のポリペプチドをコードする核酸。
  4. 請求項3に記載の核酸を含むベクター。
  5. 請求項1又は2に記載のポリペプチドの少なくとも一種以上を有効成分とする、悪性新生物免疫治療用ワクチン。
  6. 請求項1又は2に記載のポリペプチドの少なくとも一種以上と抗原提示細胞とCD4陽性T細胞とをインビトロでインキュベーションする工程を含む、サーバイビン又は配列番号56に示されるアミノ酸配列からなるサーバイビン−2Bに特異的なTh細胞を誘導する方法。
  7. 請求項1又は2に記載のポリペプチドと請求項6に記載の方法で誘導されたサーバイビン又は配列番号56に示されるアミノ酸配列からなるサーバイビン−2Bに対して特異的なTh細胞とを含む、悪性新生物治療剤。
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