JP5994007B2 - リポソームに被包されたオリゴヌクレオチド及びエピトープを含む免疫増強用組成物 - Google Patents
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Description
(i)癌(例えば、胃癌、肺癌、乳房癌、卵巣癌、肝癌、気管支癌、鼻咽頭癌、喉頭癌、膵臓癌、膀胱癌、大腸癌、結腸癌、子宮頸部癌、脳癌、前立腺癌、骨癌、皮膚癌、甲状腺癌、副甲状腺癌及び尿管癌);
(ii)ウイルス(例えば、アデノウイルス、ヘルペスウイルス(例えば、HSV−I、HSV−II、CMV又はVZV)、ポックスウイルス(例えば、天然痘(variola)又はワクシニアのようなオルソポックスウイルス(orthopoxvirus)又は伝染性軟いぼウイルス(molluscum contagiosum))、ピコルナウイルス(例えば、リノウイルス又はエンテロウイルス)、オルソミキソウイルス(例えば、H5N1鳥インフルエンザウイルスを含むインフルエンザウイルス)、パラミキソウイルス(例えば、5−パラインフルエンザウイルス、流行性耳下腺炎ウイルス(mumps virus)、はしかウイルス及びRSV(respiratoy syncytial virus))、コロナウイルス(例えば、SARS)、パポバウイルス(例えば、コンジローマ、尋常性いぼ又は足底疣贅を誘発するパピローマウイルス)、ヘパドナウイルス(例えば、B型肝炎ウイルス)、フラビウイルス(例えば、C型肝炎ウイルス又はデングウイルス(Dengue virus))又はレトロウイルス(例えば、HIVのようなレンチウイルス))により誘発される感染性疾患;
(iii)バクテリア(例えば、エスケリチア、エンテロバクター、サルモネラ、スタフィロコッカス、シゲラ、リステリア、エアロバクター、ヘリコバクター、クレブシエラ、プロテウス、シュードモナス、ナイセリア、クロストリジウム、バシラス、コリネバクテリウム、マイコバクテリウム、カンピロバクター、ビブリオ、セラチア、プロビデンシア、クロモバクテリウム、ブルセラ、エルシニア、ヘモフィルス又はボルデテラ属)により誘発される感染性疾患;
(iv)クラミジアのような他の感染性疾患、カンジダ症、アスペルギルス症、ヒストプラスマ症及びクリプトコッカス脳膜炎を含むが、これに限定されない真菌性疾病、又はマラリア、ニューモシスチス性肺炎、リーシュマニア症、クリプトスポリジウム症、トキソプラズマ症及びトリパノゾーマ肝炎を含むが、これらに限定されない寄生虫性疾患;
(v)アトピー性皮膚炎又は湿疹、好酸球増加症、喘息、アレルギー、アレルギー鼻炎及びOmenn様症候群のようなTh2媒介のアトピー疾患;
(vi)アロペシアグレアタ(alopecia greata)、強直性脊椎炎、抗リン脂質抗体症候群、自己免疫アジソン疾患、副腎の自己免疫疾患、自己免疫溶血性貧血、自己免疫肝炎、自己免疫卵巣炎及び睾丸炎、自己免疫血小板減少症、ベーチェット病、水疱性類天疱瘡、心筋症、腹腔スプルー皮膚炎(celiac sprue−dermatitis)、慢性疲労免疫異常症候群、慢性炎症性脱髄多発性神経病症、チャーグ・ストラウス症候群(Churg−Strauss syndrome)、瘢痕性類天疱瘡、CREST症候群、寒冷凝集素症、クローン病、円板状狼瘡、本態性複合寒冷グロブリン血症、線維筋痛−線維筋炎、糸球体腎炎、グレーヴス病、ギラン・バレー症候群、ハシモト甲状腺炎、特発性肺線維症、特発性血小板減少性紫斑症、IgA神経炎、若年性関節炎、扁平苔癬、紅斑性狼瘡、メニエル病、混合性結合組織疾患、多発性硬化症、タイプI又は免疫−媒介糖尿病、重症筋無力症、尋常性天疱瘡、悪性貧血、結晶性多発動脈炎、多発軟骨炎、多腺性自己免疫症候群、リウマチ性多発筋痛、多発性筋炎と皮膚筋炎、一次性無ガンマグロブリン血症、一次性胆汁性肝硬変、乾癬、乾癬性関節炎、レイノー症候群、ライター症候群、リウマチ性関節炎、サルコイド症、強皮症、スティッフマン症候群、全身性紅斑性狼瘡、紅斑性狼瘡、高安動脈炎、一時的動脈炎、巨大細胞動脈炎、潰瘍性大腸炎、ぶどう膜炎、白斑症及びウェゲナー肉芽腫症のような自己免疫疾患;
(vii)喘息、エンセフィリチス(encephilitis)、炎症性腸疾患、慢性閉塞性肺疾患、アレルギー性障害、敗血症性ショック、肺線維症、未分化脊椎関節症、未分化関節症、関節炎、炎症性骨溶解、及び慢性ウイルス又はバクテリア感染による慢性炎症を含む炎症性疾患;及び
(viii)慢性傷を含むケロイド及び他の形態の傷跡生成抑制及び傷治癒の促進のような傷治癒に係わる疾患。
(a)陰イオン性界面活性剤及び中性リン脂質を含むリポソームに(i)免疫刺激オリゴヌクレオチド及び(ii)エピトープ候補物質としてのペプチドを被包させる段階と、
(b)前記(i)免疫刺激オリゴヌクレオチド及び(ii)エピトープ候補物質としてのペプチドが被包されたリポソームを利用して、ヒトを除く動物を免疫化させる段階と、
(c)前記免疫化された動物における免疫反応を測定する段階。
(a)陰イオン性界面活性剤及び中性リン脂質を含むリポソームに(i)免疫刺激オリゴヌクレオチド及び(ii)エピトープ候補物質として前記蛋白質抗原のペプチドを被包させる段階と、
(b)前記(i)免疫刺激オリゴヌクレオチド及び(ii)エピトープ候補物質としてのペプチドが被包されたリポソームを利用して、ヒトを除く動物を免疫化させる段階と、
(c)前記免疫化された動物における免疫反応を測定して、免疫原性を示すペプチドエピトープを選別する段階と、
(d)前記選別されたペプチドエピトープと分析対象の抗体とを接触させる段階と、
(e)前記段階(d)の結果物と前記蛋白質抗原とを接触させる段階と、
(f)前記蛋白質抗原と前記分析対象の抗体との結合を分析する段階。
(a)陰イオン性界面活性剤及び中性リン脂質を含むリポソームに(i)免疫刺激オリゴヌクレオチド及び(ii)エピトープ候補物質として前記蛋白質抗原のペプチドを被包させる段階と、
(b)前記(i)免疫刺激オリゴヌクレオチド及び(ii)エピトープ候補物質としてのペプチドが被包されたリポソームを利用して、ヒトを除く動物を免疫化させる段階と、
(c)前記免疫化された動物における免疫反応を測定して、免疫原性を示すペプチドエピトープを選別する段階と、
(d)前記選別されたペプチドエピトープを利用して、ヒトを除く動物を免疫化させて抗体を生産する段階。
(a)本発明は、免疫増強用組成物、免疫原性を有するエピトープ、これらのスクリーニング方法及びこれらの製造方法、そして蛋白質抗原に対する抗体及びこれらのスクリーニング方法及びこれらの製造方法を提供する。
(b)本発明の組成物及び方法は、免疫強化を通じて癌、インフルエンザウイルス、C型肝炎ウイルス、RSV(respiratory syncytial virus)を始めとした多様な免疫欠乏関連疾患の予防又は医療に効果的に利用できる。
オリゴジオキシヌクレオチド(ODNs)は、Samchully Pharm(Seoul, Korea)で合成した。MB−ODN 4531は、三つのCpGモチーフ(下線で表示)を含む20塩基からなっている: AGCAGCGTTCGTGTCGGCCT。本発明で使用されたMB−ODN 4531配列は、ホスホジエステルバックボーン(O)であっても、ホスホロチオエート−変形されたバックボーン(S)であってもよい。MB−ODN 4531(O)のホスホロチオエート形態は、MB−ODN 4531(S)である。MB−ODN 4531GCは、CG配列の一つがGC配列に順番が逆転された(下線で表示)MB−ODN 4531の誘導体である: AGCAGGCTTCGTGTCGGCCT。蛍光物質又はビオチンタグ(tags)は、各ODNの3’−末端にコンジュゲーションされた。ODNsのエンドトキシンの含量は、リムルス・アメボサイト(Limulus amebocyte)アッセイ(Whittaker Bioproducts, Walkersville, MD, USA)により測定された通り、ODN 1mg当たり1ng以下である。
合成ODN誘導体
CGジヌクレオチド配列のGC又はCT配列への変化は、下線の太字で表示される。MB−ODN 4531(S)CSは、MB−ODN 4531に相補的な配列である。変形:無し、ホスホジエステルバックボーン連結;及びS、ホスホロチオエートバックボーン変形。
エピトープスクリーニングのためのペプチド配列は、親水性、疎水性、2次構造、抗原性指標(antigenicity index)及び両親媒性(amphipathicity)に基づいて選別した。エピトープ−基盤のペプチドの効果を確認するために、本発明者らは、種々のインフルエンザAストレインのHA蛋白質(表2、3、4、5、6、7、8及び9)、肝癌のhTM4SF5(human tetraspanin transmembrane 4 superfamily member 5)蛋白質、HCVの外皮(envelope)蛋白質、RSVの付着(G)糖蛋白質(G(hRSV−G))(表10)、RSVの融合蛋白質F(HRSV−F)(表11及び表12)及びヒトインテグリンβ4(hIB4)(表13)から14個又は17個のアミノ酸配列からなるペプチドを合成した。インフルエンザAウイルスHA蛋白質のアミノ酸配列は、ヒトH3配列(A/Aichi/2/68)との配列比較に基づいてナンバリングされる。ペプチドは、自動ペプチド合成機(Peptron III−R24, Peptron, Daejeon, Korea)を利用して、Fmoc固体−相(solid−phase)方法で合成した。合成されたペプチドからレジン保護膜を除去した後、ペプチドを90%以上の純度で精製して、Vydac C8分析RPカラムを利用した逆相(reverse−phase) HPLC(Prominence HPLC, SHIMADZU Corp., Tokyo, Japan)で分析した。前記合成されたペプチドは、質量分析機(HP 1100 Series LC/MSD, Hewlett−Packard, Roseville, USA)を利用して同定した。
A/ベトナム/1203/2004 hH5N1のHA蛋白質の候補エピトープ
インフルエンザA H5N1ストレイン及びH1N1ストレイン内hH5N1 HA370エピトープに相応する配列の保存性
インフルエンザAウイルスHA蛋白質のアミノ酸配列は、ヒトH3配列(A/Aichi/2/68)との配列比較に基づいてナンバリングされる。
豚−起源インフルエンザA H1N1ストレイン内hH5N1 HA370エピトープに相応する配列の保存性
(分離ナンバー)*は、現在まで分離された豚−起源インフルエンザA H1N1ウイルス1,750個のストレインのうち、特異配列を含むストレインナンバーを示す。
A/ベトナム/1203/2004から得られたhH5N1 HA233エピトープと他のH5N1ストレインから得られた相応する配列間の配列比較(sequence alignment)
(分離ナンバー)*は、現在まで分離されたヒトH5N1ウイルス279個のストレインのうち、特異配列を含むストレインナンバーを示す。
インフルエンザAウイルス亜型内H5N1 HA233エピトープに相応する配列の保存性
現在まで報告されたH1N1ストレイン内H5N1 HA233エピトープに相応する配列の保存性
(分離ナンバー)*は、現在まで分離されたヒトH1N1ウイルス2,209個のストレインのうち、H5N1 HA233エピトープに相応する特異配列を含むストレインナンバーを示す。
〔表7−2〕
現在まで報告されたH1N1ストレイン内H5N1 HA233エピトープに相応する配列の保存性
(分離ナンバー)*は、現在まで分離されたヒトH1N1ウイルス2,209個のストレインのうち、H5N1 HA233エピトープに相応する特異配列を含むストレインナンバーを示す。
現在まで報告された豚−起源インフルエンザA H1N1ストレイン内H5N1 HA233エピトープに相応する配列の保存性
(分離ナンバー)*は、現在まで分離された豚−起源インフルエンザA H1N1ウイルス1,751個のストレインのうち、H5N1 HA233エピトープに相応する特異配列を含むストレインナンバーを示す。
現在まで報告されたインフルエンザAウイルス亜型内A/H1N1 HA370エピトープに相応する配列の保存性
ヒト肝癌のhTM4SF5、HCVの外皮蛋白質(E protein; HCV−E)、そしてヒトRSVの付着糖蛋白質G(hRSV−G)及び融合蛋白質(HRSV−F)の候補エピトープ
hRSV A長いストレインF蛋白質(hRSV A strain long F protein)の候補エピトープ
エピトープスクリーニングのためのペプチド配列が、親水性、疎水性、2次構造、抗原性指標及び両親媒性に基づいてhRSV A長いストレインF蛋白質から選択された。
hRSV A長いストレイン内候補エピトープの配列変異性
ヒトインテグリンβ4(hIB4)の候補エピトープ
本発明で利用されたリポソームは、下記のようである:CHEMS、Chol、DOPE及びDSPCは、Sigmaから購入した。DC−Chol及びPEG−PEは、Avanti−Polar Lipids(Alabaster, AL, USA)から購入した。CpG−DNA及び蛋白質(又はペプチド)は、製造者の説明書にしたがって、DOTAP(Roche, Indianapolis, IN, USA)、リポフェクタミン(Invitrogen, Carlsbad, CA, USA)又はリポフェクチン(Invitrogen, Carlsbad, CA, USA)と複合体として製造された。DOPE/CHEMS、DSPC/Chol、DSPC/CHEMS/PEG−PE、Chol/DOPE/PEG−PE又はDc−Chol/DOPE/PEG−PEに共同で被包されたCpG−DNA及び蛋白質(又はペプチド)から構成されたリポソーム複合体は、以前報告された方法にしたがって製造されて(Simoes, S., et al., Adv. Drug Deliv. Rev. 56: 947−965 (2004).及びGursel, I et al., J. Immunol. 167: 3324−3328 (2001).参照)変形された。簡略に説明すると、DOPE及びCHEMSを1:1のモル比率で混合し、混合物を窒素ガスと共に蒸発させて、無溶媒(solvent−free)脂質フィルムを作った。その後、エタノール(最終濃度10%)で混合し、同一な容量の水溶性CpG−DNA及び蛋白質(又はペプチド)混合物に再混濁して、30分間常温で強く掻き混ぜた。pHを7.0の調整した後、前記リポプレックス溶液を超音波分解機で30秒間弱く超音波分解させた。その後、0.22μmフィルターでろ過し、液体窒素で冷凍−解凍(freeze−thawed)を3回繰り返した(Simoes, S., et al., Adv. Drug Deliv. Rev. 56: 947−965 (2004).及びGursel, I et al., J. Immunol. 167: 3324−3328 (2001).参照)。
<4−1>免疫化(immunization)
マウスは、特定病原菌のない条件で飼育した。4週齢の雄性Balb/cマウス(H−2b)をCentral Lab. Animal Inc.(Seoul, Korea)から購入した。本発明者らの動物実験は、ハンリム大学校動物実験委員会の承認を受けた。
前記マウスを、注入後10日目に犠牲させた。前記マウスから血清を獲得して−70℃に保管した。IgG、IgG1及びIgG2a力価を測定するために、本発明者らは、HEL(10μg/ml)で96−ウェル免疫プレート(immunoplates; Nalgen Nunc International)をコーティングした後、1質量%BSAを含むPBSTで前記プレートをブロッキングした。前記血清を各プレートの上側列に添加した後、前記血清とPBSTを1:3で混合して連続的に希釈した血清希釈液を下の列に添加した。本発明者らは、常温で4時間プレートで反応し、PBSTで洗浄した。次に、本発明者らは、ホースラディッシュペルオキシダーゼとコンジュゲーションされたヤギ抗−マウスIgG抗体、抗−マウスIgG1抗体又は抗−マウスIgG2a抗体を添加して、2時間プレートで反応した。本発明者らは、1−Step ABTS(Pierce Biotechnology Inc., Rockford, IL, USA)を利用して発色アッセイ(colorimetric assay)を行って、Labsystems Multiskanマイクロプレート判読機(GMI Inc., Ramsey, MI, USA)を利用して405nmで吸光度を測定した(Chu, R. S., et al., J. Exp. Med. 186: 1623−1631 (1997).参照)。
マウスは、特定病原菌のない条件で飼育した。4週齢の雄性Balb/cマウス(H−2b)をCentral Lab. Animal Inc.(Seoul, Korea)から購入した。本発明者らの動物実験は、ハンリム大学校動物実験委員会の承認を受けた。
前記マウスを、注入後10日目に犠牲させた。前記マウスから得られた血清は、PBS/0.2質量%アジ化ナトリウムと1:10で混合して希釈した後、−20℃に保管した。IgG、IgG1及びIgG2aの総量を測定するために、本発明者らは、各ペプチド(10μg/ml)で96−ウェル免疫プレート(Nalgen Nunc International, Rochester, NY, USA)をコーティングした後、1質量%BSA及び0.05質量%Tween 20を含むPBSTで前記プレートをブロッキングした。前記血清とPBSTを1:400で混合して希釈した後、前記血清希釈液を各プレートのウェルに添加した。
<5−1> CpG−DNA−H5N1(又は他のインフルエンザストレイン) HAペプチド−リポソーム複合体の免疫化
候補エピトープ(表2から表9)は、親水性、疎水性、2次構造、抗原性及び両親媒性を考慮して、多様なインフルエンザAウイルスのHA(hemagglutinin)蛋白質から選別して、前記実施例3と同様にCpG−DNA−ペプチド−リポソーム複合体を製造した。前記製造されたCpG−DNA−ペプチド−リポソーム複合体(50μg/マウス)をBalb/cマウスに10日間隔で3回にわたって腹腔投与した。最後の投与後10日経過時、心臓パンチング方法で血液を採取して、遠心分離し、血球を沈殿させて血清を獲得した。前記獲得した血清から抗−ペプチド抗体(総IgG、IgG1及びIgG2a)の力価及び量をELISAで測定した。
前記マウスを、注入後10日目に犠牲させた。前記マウスから得られた血清は、PBS/0.2質量%アジ化ナトリウムと1:10で混合して希釈した後、−20℃に保管した。本発明者らは、各ペプチド(10μg/ml;炭酸水素ナトリウム緩衝液、pH 9.6)を96−ウェル免疫プレート(Nalgen Nunc International, Rochester, NY, USA)に添加した後、16時間4℃で反応した。その後、各ペプチドに特異的に結合する総IgG(図2a、2d、2e、5a、5d、6a、6d及び7)、IgG1(図2b、2e、5b、6b及び7)及びIgG2a(図2c、2e、5c、6c及び7)の量及び力価を実施例<4−4>に記載のように分析した。
MB−ODN 4531−ペプチド(hH5N1 HA233)を多様な種類のリポソーム(DOPE:CHEMS(6:4、1:1、1:0及び0:1)、リポフェクチン、リポフェクタミン、DOTAP及びポロキサマ407)で前記実施例3と同様にそれぞれ複合体を製造し、前記実施例<4−3>のようにBALB/cマウスに3回にわたって腹腔投与した後、血清を採取した。hH5N1 HA233ペプチド−特異的総IgG(図3a)の量を測定した結果、前記血清においてDOPE:CHEMSの比率が1:1で総IgGの量が最も高く表れた。また、DOPE:CHEMSの比率が1:1でH5N1 HA233ペプチド−特異的総IgGの力価が最も高く表れた(図3b)。
<7−1>組み換えH5N1ウイルス
A/ベトナム/1203/2004(H5N1)及びA/プエルトリコ/8/34(PR8)(H1N1)インフルエンザウイルスの遺伝子切片(segments)がウイルスレスキュー(rescue)のためにプラスミドでクローニングされて8個のプラスミド逆方向遺伝学的(reverse genetics)方法を利用して遺伝子再編成(reassortment)された(Hoffmann, E., et al., Vaccine 20: 3165−3170 (2002).参照)。前記プラスミド由来のウイルスが、10日齢の胚芽鶏エッグの尿膜腔(allantoic cavities)に群集した。上述の再編成ウイルスは、“PR8/H5Lo”を含み、これは、鳥類系(avian−lineage) A/ベトナム/1203/2004(H5N1)のHA遺伝子切片及びPR8内7個の遺伝子切片に相応する遺伝子切片を有する。
血球凝集反応−抑制アッセイは、公知の方法にしたがって行われた(Palmer, D. F., et al., Immunol. Ser. 6: 51−52 (1975).参照)。簡略に説明すると、ウイルスを4 HAユニットで希釈し、同一な容量の二倍希釈された受容体−破壊酵素(receptor−destroying enzyme)を処理した血清試料と共に常温で1時間培養した。同一な容量の0.5質量%鶏赤血球をウェルに添加して、30分間培養し、HI力価を測定した。
MDCK細胞に対して、ウイルス中和アッセイを公知の方法により行った(Kida, H., et al., Virology 122: 38−47 (1982).参照)。約100PFU(plaque forming unit)/mlのインフルエンザウイルス(rH5N1ウイルス及びA/WSN/1933)を同一容量の2倍順次希釈された熱−不活性化された血清試料と共に37℃で1時間反応した。培養後、前記混合物を10質量%FBS及びTPCK(L−tosylamido−2−phenylethyl chloromethyl ketone、1μg/ml)−処理されたトリプシンで補充された最小培地(minimum essential medium, MEM)でMDCK細胞のコンフルエント単一膜に添加した。前記細胞を細胞変性(cytopathic)効果を測定する前に、細胞を72時間培養した。中和百分率は、下記の方程式を利用して計算した:中和(%、抑制率)=[(ウイルスだけが処理された区のプラーク数−順次に希釈された血清−混合されたウイルス処理区のプラーク数) / ウイルスだけが処理された区のプラーク数]×100。
<8−1>ワクチン接種及びウイルスチャレンジ実験
4週齢のBALB/cマウスにDOPE/CHEMSリポソームに被包された50μgのMB−ODN 4531(O)に添加した50μgのペプチドを10日間隔で2回にわたって腹腔注射した。2回目免疫化して10日後、マウスに鼻腔吸入の方法で10LD50 maA/WSN/1933又は10LD50 rH5N1ウイルスでチャレンジした。
感染後、マウスの臨床的症状と体重を毎日観察した。10LD50 rH5N1ウイルスの鼻腔感染後3日目から、マウスの体重が減少し始めて、12日後に全て死ぬことを観察した。しかし、PO−DNA−ペプチド(hH5N1 HA370、hH5N1 HA233又はhH1N1−WSN HA230)−リポソーム(DOPE:CHEMS)を2回にわたって接種し、10LD50 rH5N1ウイルスを鼻腔に感染させた時、9日までは体重が減少したが、以後段々回復されて生存することが分かった(図9a、図9b、図11a、図11b、図13a及び図13b)。
マウスを、指定された時間にジエチルエーテル吸入麻酔により死亡させて、全体肺組織を収得した。病理組織学的調査のために、前記肺組織を4%緩衝ホルマリン溶液で固定させて、伝統的な方法によってパラフィンに入れて4μmの厚みで切った。標本をヘマトキシリン及びエオシンで染色した。PO−DNA−ペプチド(hH5N1 HA233又はhH5N1 HA370)−リポソーム(DOPE:CHEMS)で2回にわたって接種されたマウスに10LD50 rH5N1ウイルス又は10LD50 maA/WSN/1933ウイルスを鼻腔に感染させた時、前記肺組織が正常状態に回復されることを観察した(図9c、図10c、図11c)。
マウス10LD50 rH5N1ウイルス又は10LD50 maA/WSN/1933ウイルスの鼻腔感染後3日及び6日目に、肺組織を分離して、1ml PBSに均質化させてウイルスの力価を分析した。ウイルス又は肺組織均質液の順次的に10倍希釈された懸濁液が6−ウェルプレート内MDCK細胞のコンフルエント単一膜に添加された後、吸収のために常温で1時間(10分毎に振ってやる)反応させた。前記懸濁液を除去して、細胞に2質量%オキソイド(oxoid)アガ、5質量%NaHCO3、1質量%DEAEデキストラン及びTPCK(1μg/ml)−処理されたトリプシンを含むMEMを添加した。前記ディッシュを37℃で3日間反応した後、前記ディッシュ内細胞を1mlのクリスタルバイオレットで15分間染色して、プラーク(plaques)を視覚化させた。前記プラークの数がウイルスの力価を決定するためにカウンティングされた。PO−DNA−ペプチド(hH5N1 HA370)−リポソーム(DOPE:CHEMS)で2回にわたって接種された後、10LD50 rH5N1ウイルス又は10LD50 maA/WSN/1933ウイルスを鼻腔に感染させたマウスにおいて、肺組織のウイルス力価が減少された(図9d又は図10d)。
PO−DNA−ペプチド(hH5N1 HA233、hH5N1 HA370、hH1N1−WSN HA233又はhH1N1−HK HA233)−リポソーム(DOPE:CHEMS)で2回にわたって接種された後、10LD50 rH5N1ウイルスを鼻腔に感染させたマウスにおいて、生産された抗体により誘導された血球凝集反応の抑制が顕著に増加した(図15a)。
マウスをPO−DNA−ペプチド(hH5N1 HA233、hH5N1 HA370、hH1N1−WSN HA233又はhH1N1−HK HA23)−リポソーム(DOPE:CHEMS)で2回にわたって接種させた後、10LD50 rH5N1ウイルス又は10LD50 maA/WSN/1933ウイルスを鼻腔に感染させた。前記感染後、6日目にマウスから血清を収得した。また、BALF(Bronchoalveolar lavage fluid)を分離してhH5N1 HA229又はhH5N1 HA371ペプチド−特異的抗体(総IgG及びIgA)の量を測定した。10LD50 rH5N1ウイルスで感染させた場合、血清内総IgGの量及びBALF内IgAの量が顕著に増加した(図16a、16c及び16f)。10LD50 maA/WSN/1933ウイルスで感染させた場合、血清内総IgGの量及びBALF内IgAの量が明らかに増加した(図16b、16d、16e及び16f)。
<9−1>ワクチン接種及びウイルスチャレンジ実験
4週齢のBALB/cマウスにDOPE/CHEMSリポソームに被包された50μgのMB−ODN 4531(O)に添加した50μgのペプチドを10日間隔で2回にわたって腹腔注射した。2回目免疫化して二ヶ月後、マウスに鼻腔吸入の方法で10LD50 rH5N1ウイルスでチャレンジした。
感染後、マウスの臨床的症状と体重を毎日観察した。10LD50 rH5N1ウイルスの鼻腔感染後3日目から、マウスの体重が減少し始めて、14日後に全て死ぬことを観察した。しかし、PO−DNA−ペプチド(hH5N1 HA370)−リポソーム(DOPE:CHEMS)を2回にわたって接種し、10LD50 rH5N1ウイルスを鼻腔に感染させた時、11日までは体重が減少したが、以後段々回復されて生存することが分かった(図17a及び図17b)。
マウスを、指定された時間にジエチルエーテル吸入麻酔により死亡させて、全体肺組織を収得した。病理組織学的調査のために、前記肺組織を4%緩衝ホルマリン溶液で固定させて、伝統的な方法によってパラフィンに入れて4μm厚みで切った。標本をヘマトキシリン及びエオシンで染色した。PO−DNA−ペプチド(hH5N1 HA370)−リポソーム(DOPE:CHEMS)で2回にわたって接種されたマウスに10LD50 rH5N1ウイルスを鼻腔に感染させた時、前記肺組織が正常状態に回復されることを観察した(図17c)。
マウス10LD50 rH5N1ウイルス又は10LD50 rH5N1ウイルスの鼻腔感染後3日及び6日目に、肺組織を分離して、1ml PBSに均質化させてウイルスの力価を分析した。ウイルスの力価は、実施例<8−4>と同様にプラークアッセイを通じて測定した。PO−DNA−ペプチド(hH5N1 HA370)−リポソーム(DOPE:CHEMS)で2回にわたって接種された後、10LD50 rH5N1ウイルスを鼻腔に感染させたマウスにおいて、肺組織のウイルス力価が、感染後6日目に顕著に減少された(図17d)。
<10−1>組み換え鳥インフルエンザAウイルスの不活性化
ウイルスを不活性化させるために、rH5N1ウイルス(PR8/H5Lo)が254 nmのUV波長に5分間5cmの距離で露出された。ウイルス感染性(infectivity)の不活性化は、プラークアッセイで確認した。
4週齢のBalb/cマウスに不活性化されたrH5N1ウイルス又は不活性化されたrH5N1ウイルスとリポソーム複合体混合物又は不活性化されたrH5N1ウイルス−MB−ODN4531(50μg/マウス)−リポソーム複合体を腹腔内投与した。同量の不活性化されたrH5N1ウイルスとMB−ODN4531混合物を10日間隔で3回にわたって投与した。10日経過後、心臓パンチング方法で血液を採取し、遠心分離して沈殿させ、血清を獲得した。前記獲得された血清から抗−組み換えH5N1ウイルス抗体(総IgG、IgG1及びIgG2a)の量及び力価を確認するために、実施例<4−4>の方法でELISAを行った。
前記マウスを、注入後10日目に犠牲させた。前記マウスから得られた血清は、PBS/0.2質量%アジ化ナトリウムと1:10で混合して希釈した後、−20℃に保管した。本発明者らは、各選択されたペプチド(rH5N1 HA233又はrH5N1 HA370)又は不活性化されたrH5N1ウイルス(10μg/ml;炭酸水素ナトリウム緩衝液、pH 9.6)を96−ウェル免疫プレート(Nalgen Nunc International, Rochester, NY, USA)に添加した後、16時間4℃で反応した。その後、rH5N1ウイルス又は各ペプチドに特異的に結合する総IgG、IgG1及びIgG2a(図18)の生産を実施例<4−4>に記載のように分析した。
<11−1> CpG−DNA−HCVペプチド−リポソーム複合体の免疫化
HCV E1及びE2蛋白質のうち、親水性、疎水性、2次構造、抗原性及び両親媒性を考慮して、三つの候補エピトープ(表10)を選別して、前記実施例3と同様にCpG−DNA−HCVペプチド−リポソーム複合体を製造した。前記製造されたCpG−DNA−HCVペプチド−リポソーム複合体(50μg/マウス)を、前記実施例<4−3>と同様にBalb/cマウスに10日間隔で3回にわたって腹腔投与した。最後の投与後10日経過時、心臓パンチング方法で血液を採取して、遠心分離し、血球を沈殿させて血清を獲得した。前記獲得した血清から抗−ペプチド抗体(総IgG、IgG1及びIgG2a)の力価をELISAで確認した。
前記マウスを、注入後10日目に犠牲させた。前記マウスから得られた血清は、PBS/0.2質量%アジ化ナトリウムと1:10で混合して希釈した後、−20℃に保管した。本発明者らは、各選択されたペプチド(10μg/ml;炭酸水素ナトリウム緩衝液、pH 9.6)を96−ウェル免疫プレート(Nalgen Nunc International, Rochester, NY, USA)に添加した後、16時間4℃で反応した。その後、各ペプチドに特異的に結合する総IgG(図19a)、IgG1及びIgG2a(図19b及び図19c)の生産を実施例<4−4>に記載のように分析した。
MB−ODN 4531−ペプチド(HCV−E1 202)を種々のリポソーム(DOPE:CHEMS(1:1)、DSPC:Chol(1:1)、DSPC:CHEMS:PEG−PE(1:1:1)、Chol:DOPE:PEG−PE(1:1:1)、Dc−Chol:DOPE:PEG−PE(1:1))で前記実施例3のようにそれぞれ複合体を製造し、前記実施例<4−4>と同様にBALB/cマウスに3回にわたって腹腔投与した後、血清を採取した。前記血清からHCV−E2 202ペプチド−特異的総IgG力価を確認した結果、DOPE:CHEMSの比率が1:1の場合、HCV−E2 202ペプチド−特異的総IgGの力価が最も高く表れた(図19d)。
<12−1> CpG−DNA−hRSVペプチド−リポソーム複合体の免疫化
RSVのG蛋白質及びF蛋白質のうち、親水性、疎水性、2次構造、抗原性及び両親媒性を考慮して、20個の候補エピトープ(表10、表11及び表12)を選別して、前記実施例3と同様にCpG−DNA−各hRSVペプチド−リポソーム(DOPE:CHEMS)複合体を製造した。前記製造されたCpG−DNA−各hRSVペプチド−リポソーム複合体(50μg/マウス)を、前記実施例<4−3>と同様にBalb/cマウスに10日間隔で3回にわたって腹腔投与した。最後の投与後10日経過時、心臓パンチング方法で血液を採取して、遠心分離し、血球を沈殿させて血清を獲得した。前記獲得した血清から抗−ペプチド抗体(総IgG、IgG1及びIgG2a)の力価をELISAで確認した。
前記マウスを、注入後10日目に犠牲させた。前記マウスから得られた血清は、PBS/0.2質量%アジ化ナトリウムと1:10で混合して希釈した後、−20℃に保管した。本発明者らは、各選択されたペプチド(10μg/ml;炭酸水素ナトリウム緩衝液、pH 9.6)を96−ウェル免疫プレート(Nalgen Nunc International, Rochester, NY, USA)に添加した後、16時間4℃で反応した。その後、各ペプチドに特異的に結合する総IgG(図20a及び図21)、IgG1及びIgG2a(図21b及び図21c)の生産を実施例<4−4>に記載のように分析した。
<13−1> CpG−DNA−hIB4ペプチド−リポソーム複合体の免疫化
大部分の癌腫細胞で発現されるヒトインテグリンβ4蛋白質(hIB)のうち、親水性、疎水性、2次構造、抗原性及び両親媒性を考慮して、6個の候補エピトープ(表13)を選別して、前記実施例3と同様にCpG−DNA−各hIB4ペプチド−リポソーム(DOPE:CHEMS)複合体を製造した。前記製造されたCpG−DNA−各hIB4ペプチド−リポソーム複合体(50μg/マウス)を、前記実施例<4−3>と同様にBalb/cマウスに10日間隔で3回又は4回にわたって腹腔投与した。最後の投与後10日経過時、心臓パンチング方法で血液を採取して、遠心分離し、血球を沈殿させて血清を獲得した。前記獲得した血清から抗−ペプチド抗体(総IgG、IgG1及びIgG2a)の力価をELISAで確認した。
前記マウスを、注入後10日目に犠牲させた。前記マウスから得られた血清は、PBS/0.2質量%アジ化ナトリウムと1:10で混合して希釈した後、−20℃に保管した。本発明者らは、各選択されたペプチド(10μg/ml;炭酸水素ナトリウム緩衝液、pH 9.6)を96−ウェル免疫プレート(Nalgen Nunc International, Rochester, NY, USA)に添加した後、16時間4℃で反応した。その後、総IgGの量(図22a)及び力価(図22b)を実施例<4−4>に記載のように分析した。
<14−1> CpG−DNA−TM4SF5ペプチド−リポソーム複合体の免疫化
肝癌細胞のTM4SF5蛋白質のうち、親水性、疎水性、2次構造、抗原性及び両親媒性を考慮して、6個の候補エピトープ(表10)を選別して、前記実施例3と同様にCpG−DNA−TM4SF5ペプチド−リポソーム(DOPE:CHEMS)複合体を製造した。前記製造されたCpG−DNA−各TM4SF5ペプチド−リポソーム複合体(50μg/マウス)を、前記実施例<4−3>と同様にBalb/cマウスに10日間隔で3回にわたって腹腔投与した。最後の投与後10日経過時、心臓パンチング方法で血液を採取して、遠心分離し、血球を沈殿させて血清を獲得した。前記獲得した血清から抗−ペプチド抗体(総IgG、IgG1及びIgG2a)の力価をELISAで確認した。
前記マウスを、注入後10日目に犠牲させた。前記マウスから得られた血清は、PBS/0.2質量%アジ化ナトリウムと1:10で混合して希釈した後、−20℃に保管した。本発明者らは、各選択されたペプチド(10μg/ml;炭酸水素ナトリウム緩衝液、pH 9.6)を96−ウェル免疫プレート(Nalgen Nunc International, Rochester, NY, USA)に添加した後、16時間4℃で反応した。その後、各ペプチドに特異的に結合する総IgG(図23a)、IgG1及びIgG2a(図23b)の量を実施例<4−4>に記載のように分析した。
MB−ODN 4531−ペプチド(TM4SF5)を種々のリポソーム(DOPE:CHEMS(1:1)、DSPC:Chol(1:1)、DSPC:CHEMS:PEG−PE(1:1:1)、Chol:DOPE:PEG−PE(1:1:1)、Dc−Chol:DOPE:PEG−PE(1:1))で前記実施例3のようにそれぞれ複合体を製造し、前記実施例<4−4>と同様にBALB/cマウスに3回にわたって腹腔投与した後、血清を採取した。前記血清からTM4SF5 R2−3ペプチド−特異的総IgG力価を確認した結果、DOPE:CHEMSの比率が1:1の場合、TM4SF5 R2−3ペプチド−特異的総IgGの力価が最も高く表れた(図23c)。
TM4SF5 R2−3ペプチド−リポソーム(DOPE:CHEMS(1:1))と表1に提示された種々のPO−DNA(MB−ODN4531(O)、MB−ODN 4531(GCO))又はPS−DNA(MB−ODN 4531(S))で前記実施例3のようにそれぞれ複合体を製造して、前記実施例<4−4>と同様にBALB/cマウスに3回にわたって腹腔投与した後、血清を採取した。前記実施例<4−4>と同様に、血清からTM4SF5 R2−3ペプチド−特異的総IgGの力価を確認した結果、PO−DNA(MB−ODN4531(O))又はPS−DNA(MB−ODN 4531(S))を利用した複合体で最も高く表れた(図23d)。
DOPE:CHEMSリポソーム複合体に共同複合体に共同で被包されたhTM4SF5R2−3ペプチド及びMB−ODN4531(O)が注入されたマウスから、抗体生産上のTLR9の機能を調べるために、本発明者らは、BALB/c TLR9ノックアウトマウス及び野生型マウスを利用してIgG生産を分析した。予想の通り、DOPE:CHEMSリポソーム複合体に共同で被包されたhTM4SF5R2−3ペプチド及びMB−ODN4531(O)が注入されたTLR9ノックアウトマウスは全くIgGを生産しなかったため、DOPE:CHEMSリポソーム複合体に共同で被包されたhTM4SF5R2−3ペプチド及びMB−ODN4531(O)のIgG−生産能は、TLR9に絶対的に依存的であった(図23e)。これと対照的に、IFAと組み合わされたHELの注入は、野生型マウス及びTLR9ノックアウトマウスにおいて、IgG生産を増加させた(図23f)。
DOPE:CHEMSリポソーム複合体に共同で被包されたエピトープ及びMB−ODN4531(O)による免疫化に対する反応で抗体生産の動力学(kinetics)を評価するために、本発明者らは、DOPE:CHEMSリポソーム複合体に共同で被包されたhTM4SF5R2−3及びMB−ODN4531(O)をBALB/cマウスに10日間隔で3回にわたって腹腔投与した。前記BALB/cマウスは、2次及び3次反応で非常に多い量のペプチド−特異的IgG(IgG2a)を生産した(図24a)。次に、本発明者らは、DOPE:CHEMSリポソーム複合体に共同で被包されたhTM4SF5R2−3及びMB−ODN4531(O)に対する反応で、IgG生産においてMHCクラスII−媒介された提示(presentation)の必要性を調べた。図24bから分かるように、抗−CD4抗体がBALB/cマウスに腹腔投与されて誘導されたCD4+細胞の欠乏は、ペプチド−特異的IgGの生産を顕著に減少させた。また、本発明者らは、DOPE:CHEMSリポソーム複合体に共同で被包されたhTM4SF5R2−3及びMB−ODN4531(O)による免疫化に対する反応から、MHCクラスIIノックアウトマウス及びOT−IIトランスジェニックマウスにおいてIgG及びIgG2aの生産減少を確認した(図24c及び図24d)。更に、本発明者らは、DOPE:CHEMSリポソーム複合体に共同で被包されたhTM4SF5R2−3及びMB−ODN4531(O)による免疫化に対する反応で、IgG生産においてTh1分化の連関性(involvement)を調べた。本発明者らは、STAT4ノックアウトマウスでIgG及びIgG2aの生産減少(図24e)を確認したが、これは、DOPE:CHEMSリポソーム複合体に共同で被包されたhTM4SF5R2−3及びMB−ODN4531(O)による免疫化に対する反応において、STAT4がT細胞のTh1細胞への分化を促進するいうことを意味する。しかし、DOPE:CHEMSリポソーム複合体に共同で被包されたhTM4SF5R2−3及びMB−ODN4531(O)−誘導されたIgG生産は、STAT6ノックアウトマウスでは観察されなかった(図24f)。上述の結果は、DOPE:CHEMSリポソーム複合体に共同で被包されたB細胞エピトープ及びMB−ODN4531(O)免疫化に対する反応で、IgG(IgG2a)生産はCD4+細胞 MHCクラスII−媒介された提示及びTh1分化を必要とするということを意味する。
本発明者らは、DOPE:CHEMSリポソーム複合体に共同で被包されたhTM4SF5R2−3ペプチド(50μg)及びMB−ODN4531(O)(50μg)をBALB/cマウスに10日間隔で3回にわたって腹腔投与した後、標準ハイブリドーマ技術にしたがって、抗−hTM4SF5R2−3ペプチド−特異的単一クローン抗体を生産するハイブリドーマ細胞をスクリーニングした(Yokoyama, W. M. Production of monoclonal antibody, p.2.5.1−2.5.17. In J.E. Ciligan, A.M. Kruisbeek, D. H. Margulies, E. M. Shevach, & W. Strober (eds.), Current protocols in Immunology, John Wiley & Sons. Inc., Newcastle, United Kingdom. (2001).参照)。前記抗−hTM4SF5R2−3ペプチド−特異的単一クローン抗体(IgG2a)が、蛋白質Aカラムクロマトグラフィー(Amersham Pharmacia Biotech, Piscataway, NJ, USA)を利用して、腹水液(ascites fluid)から精製された。
<16−1>ヒト肝癌細胞株においてTM4SF5発現の分析
ヒト肝癌細胞株(Human hepatocarcinoma cell lines; Huh−7)は、ATCC(American Type Culture Collection; Manassas, VA, USA)から購入した。ヒト肝細胞株(Human hepatic cell lines;SNU−398、SNU−423、SNU−739及びSNU−761)は、韓国細胞株バンク(Seoul, Korea)から購入した。前記Huh−7、SNU−398、SNU−423、SNU−739及びSNU−761細胞は、10質量%FBS(fetal bovine serum; Hyclone, Logan, UT, USA)を含むRPMI 1640培地で培養した。ヒト正常肝細胞(Promo Cell, Heidelberg, Germany)は、販売者の説明書にしたがって培養した。全ての細胞は、95%空気と5% CO2の大気状態で37℃で培養した。hTM4SF5 mRNAの発現を分析するために、RT−PCRを行った。総RNAを、RNeasy Mini Kit(Qiagen, Germantown, MD, USA)を利用して抽出し、cDNA製造は、公知の方法で行った(Kim, D., et al., Immunol. Invest. 38: 132−152 (2009).参照)。標準PCR反応は、下記のプライマーセットを利用して25サイクルを行った:ヒトβ−アクチン、5’−GGGTCAGAAGGATTCCTATG−3’及び5’−CCTTAATGTCACGCACGATTT−3’(500 bp);hTM4SF5。前記Huh−7及びSNU−761細胞株において、TM4SF5 mRNAの発現が高く表れることを、RT−PCRを通じて確認した(図25a)。
抗体結合分析において、肝癌細胞を、0.1質量%BSAを含むPBSで洗浄した後、Fc受容体との結合をブロッキングするために、10μg/mlのヒトIgG(Sigma)と共に4℃で20分間反応した。ブロッキング後、細胞を、精製された抗−TM4SF5 R2−3ペプチド抗体<実施例15>と共に1時間反応した。その後、細胞を、0.1質量%BSAを含むPBSで洗浄した後、FITC−コンジュゲーションされたヤギ抗−マウスIgG抗体(BD Biosciences)と共に4℃で30分間反応した。RT−PCRを通じてTM4SF5のmRNA発現が確認されたHuh−7及びSNU−761に、精製した抗−TM4SF5 R2−3ペプチド抗体が結合することを、FACS分析を通じて確認した(図25c)。
<17−1>抗−TM4SF5 R2−3ペプチド単一クローン抗体による細胞成長の抑制
抗−TM4SF5 R2−3ペプチド抗体(10μg/ml)を72時間処理した後、MTTアッセイを通じて、ヒト肝癌細胞株(Huh−7及びSNU−739)の成長を分析した。
肝癌細胞株(Huh−7及びSNU−739)に抗−TM4SF5 R2−3ペプチド抗体(10μg/ml)を72時間処理した後、細胞周期を観察した。本発明者らは、前記細胞を、RNase(200 μg/ml)−PBSに溶かしたよう化プロピジウム(PI; 20μg/ml)溶液と反応させることにより、DNA含量を分析した。細胞を常温で30分間染色して、FACScanフローサイトメトリー(BD Biosciences)で分析した。細胞周期の分布データは、ModFit LT 3.0ソフトウェアを利用して分析した。
TM4SF5を発現する肝癌細胞が細胞−細胞接触抑制能力を失い、肝癌細胞に成長することが知られていた(Lee, S. A., et al., J. Clin. Invest. 118: 1354−1365 (2008).参照)。TM4SF5を発現する肝癌細胞は、非正常的なアクチン束(actin bundling)を有する反面、TM4SF5を発現しない細胞は、広く広げられた多角形形態(overspread polygonal shape)を支持するストレス線維(stress fiber)の明確な輪郭(outline)を示す(41)。したがって、本発明者らは、肝癌細胞株(Huh−7及びSNU−739)に抗−TM4SF5 R2−3ペプチド抗体(10μg/ml)を72時間処理した後、細胞のアクチンを観察した。
<18−1>ヌードマウス(nude mice)において異種移植(xenograft)実験
5×106個のヒト肝癌細胞株(Huh−7)をヌードマウスの右側脇に皮下注射した。癌の直径が5mmまで育った後、試料は三つの群[PBS、正常IgG及び抗−TM4SF5 R2−3ペプチド抗体処理群(n=5/処理群)]に分けた。各処理群は、PBS及び各抗体(100mg/Kgマウス)を3日間隔で5回にわたって前記癌組織(5mm)に注入した。5週間観察しながら、癌の総量(volume;直径)を、カリパース(calipers)を利用して測定した。異種移植実験の分析を通じて、腫瘍成長をインビボで減少させるには、肝癌細胞への抗−TM4SF5 R2−3ペプチド抗体ターゲッティングだけで十分であることを究明した(図26a及び図26b)。
<19−1>マウス腫瘍自己移植(allograft)実験
4週齢のBALB/cマウスにMB−ODN 4531(O)−hTM4SF5R2−3ペプチド−リポソーム(DOPE:CHEMS)複合体を10日間隔で3回にわたって腹腔注入した。3回目免疫化させて10日後に、50質量%マトリゲルを含むBNL−HCC細胞(5×106個)をBALB/cマウスの右側脇に皮下注射した。7週間観察しながら癌の総量(volume;直径)を、カリパース(calipers)を利用して測定した。MB−ODN 4531(O)−hTM4SF5R2−3ペプチド−リポソーム(DOPE:CHEMS)複合体で免疫化されたマウスは、処理されなかったマウスと比較し、腫瘍成長(tumor volume)が顕著に減少した(図27a及び図27b)。
Claims (2)
- 配列番号10及び配列番号11からなる群から選択されるアミノ酸配列からなるペプチドを含む肝癌に対するペプチドワクチン組成物。
- 配列番号10及び配列番号11からなる群から選択されるアミノ酸配列からなるペプチド。
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