JP6059205B2 - CDR改変抗Siglec−15抗体 - Google Patents

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Description

本発明は、骨代謝異常の治療及び/又は予防薬として有用な物質、並びに骨代謝異常の治療及び/又は予防方法に関する。
骨は、自らの形態変化や血中カルシウム濃度の維持のために、常に形成と吸収を繰り返して再構築を行う動的な器官として知られている。正常な骨では骨芽細胞による骨形成と破骨細胞による骨吸収とは平衡関係にあり、骨量は一定に保たれている。一方、骨形成と骨吸収との平衡関係が崩れると、骨粗鬆症などの骨代謝異常になる(例えば、非特許文献1及び2を参照)。
骨代謝を調節する因子としては、全身性のホルモンや局所性のサイトカインが数多く報告されており、それらの因子の共同作用により骨の形成と維持が営まれている(例えば、非特許文献1及び3を参照)。加齢による骨組織の変化としては、骨粗鬆症の発症が広く知られているが、その発症機構は性ホルモンの分泌低下やそのレセプター異常、骨局所におけるサイトカイン発現の変動、老化遺伝子の発現、破骨細胞や骨芽細胞の分化あるいは機能不全など多岐にわたっており、加齢による単純な生理現象として理解するのは困難である。原発性骨粗鬆症はエストロゲンの分泌低下による閉経後骨粗鬆症と加齢による老人性骨粗鬆症に大別されているが、その発症機構の解明と治療薬開発の為には、骨吸収と骨形成の調節機構についての基礎的研究の進展が必須である。
破骨細胞は、造血幹細胞に由来する多核の細胞であり、骨との接着面に塩素イオンと水素イオンを放出することによって、細胞と骨の接着面の間隙を酸性化すると共に酸性プロテアーゼであるカテプシンKなどを分泌する(例えば、非特許文献4を参照)。この結果、リン酸カルシウムの分解、酸性プロテアーゼの活性化と骨基質蛋白質の分解が引き起こされ、骨吸収が進行する。
破骨細胞の前駆細胞は骨表面の骨芽細胞/ストローマ細胞の細胞膜上に発現するRANKL(Receptor activator of NF−κB ligand)の刺激を受けて、破骨細胞へ分化することが明らかにされた(例えば、非特許文献5及び6を参照)。RANKLは骨芽細胞/ストローマ細胞が産生する膜蛋白質であり、その発現は骨吸収因子により調節されること、及びRANKLは破骨細胞前駆細胞から成熟多核破骨細胞への分化を誘導することなどが明らかにされた(例えば、非特許文献5及び7を参照)。さらに、RANKLをノックアウトしたマウスが、大理石骨病様の病態を発症することが見出され、RANKLが生理的な破骨細胞分化誘導因子であることが証明された(例えば、非特許文献8を参照)。
骨代謝疾患の治療や治療期間の短縮を図る医薬品として、ビスホスホネート、活性型ビタミンD、カルシトニン及びその誘導体、エストラジオール等のホルモン、SERMs(Selective estrogen receptor modulators)、イプリフラボン、ビタミンK(メナテトレノン)、PTH及びカルシウム製剤等が使用されている。しかし、これらの薬剤は、治療結果において必ずしも満足できるものではなく、より治療効果の高い薬剤の開発が望まれていた。
免疫系細胞の細胞膜上はシアル酸含有糖鎖などの多様な糖鎖によって高度に覆われており、様々な糖鎖結合蛋白質によって認識されている。シアル酸結合免疫グロブリン様レクチン(Sialic−acid−binding immunoglobulin−like lectins、以下、「Siglecs」という。)は、シアル酸含有糖鎖を認識して結合するI型膜蛋白質ファミリーである。Siglecsは免疫系細胞の細胞膜上で多く発現しており、同じく免疫系細胞の細胞膜上に存在するシアル酸を認識して細胞間相互作用や細胞機能を調節し、免疫応答に関与していると考えられている(例えば、非特許文献9を参照)が、生理的機能が明らかとなっていないSiglecs分子も多い。Siglec−15(Sialic−acid binding immunoglobulin−like lectin 15)は、Siglecsに属することが新たに報告された分子で(例えば、非特許文献10を参照)、CD33L3(CD33 molecule−like 3)と呼ばれる分子と同一である。この分子は魚類からヒトまで進化的な保存度が高く、ヒト脾臓及びリンパ節において、樹状細胞/マクロファージ系の細胞に強く発現することが明らかにされた。またシアル酸プローブを用いた結合試験の結果、ヒトSiglec−15はNeu5Acα2−6GalNAcと、マウスSiglec−15はさらにNeu5Acα2−3Galβ1−4Glcと結合することなども明らかにされた(例えば、非特許文献10を参照)。最近まで、Siglec−15の生理的役割は明らかではなかったが、破骨細胞の分化、成熟に伴ってSiglec−15の発現が亢進し、RNA干渉によってSiglec−15の発現を低下させると破骨細胞の分化が抑制されることが報告された(例えば、特許文献1を参照)。さらに、抗Siglec−15抗体が破骨細胞分化におよぼす作用について、特許文献2(2009年4月16日公開)及び特許文献3(2010年10月14日公開)において初めて明らかにされた。さらに特許文献4においても破骨細胞の分化を抑制する抗体が開示されたが、より強力な作用を示す抗体の探索が続けられている。
国際公開第WO07/093042号パンフレット 国際公開第WO09/048072号パンフレット 国際公開第WO10/117011号パンフレット 国際公開第WO11/041894号パンフレット
Endocrinological Review,(1992)13,p66−80 Principles of Bone Biology, Academic Press, New York,(1996)p87−102 Endocrinological Review,(1996)17,p308−332 American Journal of Physiology,(1991)260,C1315−C1324 Proceedings of the National Academy of Science of the United States of America,(1998)95,p3597−3602、 Cell,(1998)93,p165−176 Journal of Bone and Mineral Research,(1998)23,S222 Nature,(1999)397,p315−323 Nature Reviews Immunology,(2007)7,p255−266 Glycobiology,(2007)17,p838−846
本発明の目的は、骨粗鬆症、関節リウマチ、癌の骨転移等に見られる種々の骨代謝異常の際に特異的に発現する遺伝子、破骨細胞の分化成熟と活性を阻害する物質、及び骨代謝異常の治療及び/又は予防剤を提供することにある。
本発明者らは、骨代謝異常の治療及び/又は予防効果を有する物質を探索する目的で、破骨細胞の分化、成熟及び活性化の機構(メカニズム)の解明を目指した研究を行った結果、破骨細胞の分化、成熟に伴いSiglec−15遺伝子の発現が上昇することを見出した。また、本発明者らは、Siglec−15と特異的に結合する抗体により、破骨細胞の分化が抑制されることを見出した。さらに発明者らは、得られたラット抗マウスSiglec−15抗体をヒト化し、さらに当該ヒト化抗体のCDRを改変して本発明を完成させた。
すなわち、本発明は、以下の発明を包含する。

(1)重鎖配列が、CDRH1、CDRH2、CDRH3を有する可変領域を含み、前記CDRH1は配列番号7に示されるアミノ酸配列からなり、前記CDRH2は配列番号9に示されるアミノ酸配列からなり、前記CDRH3は、配列番号11に示されるアミノ酸配列からなること;及び
軽鎖配列がCDRL1、CDRL2、CDRL3を有する可変領域を含み、前記CDRL1は配列番号12に示されるアミノ酸配列からなり、前記CDRL2は配列番号13に示されるアミノ酸配列からなり、前記CDRL3は、配列番号14に示されるアミノ酸配列からなること;
を特徴とする抗体又は該抗体の抗原結合断片。
(2)配列番号6に示されるアミノ酸配列の20乃至140番目のアミノ酸残基からなる重鎖可変領域配列及び配列番号4に示されるアミノ酸配列の21乃至133番目のアミノ酸残基からなる軽鎖可変領域配列を含むことを特徴とする(1)に記載の抗体又は該抗体の抗原結合断片。
(3)配列番号6に示されるアミノ酸配列の20乃至466番目のアミノ酸残基からなる重鎖配列及び配列番号4に示されるアミノ酸配列の21乃至238番目のアミノ酸残基からなる軽鎖配列からなることを特徴とする(1)に記載の抗体又は該抗体の抗原結合断片。
(4)配列番号6に示されるアミノ酸配列の20乃至465番目のアミノ酸残基からなる重鎖配列及び配列番号4に示されるアミノ酸配列の21乃至238番目のアミノ酸残基からなる軽鎖配列からなることを特徴とする(1)に記載の抗体又は該抗体の抗原結合断片。
(5)Fab、F(ab’)2、Fab’及びFvからなる群から選択される、(1)又は(2)に記載の抗体の抗原結合断片。
(6)scFvであることを特徴とする、(1)又は(2)に記載の抗体。
(7)(1)乃至(6)に記載の抗体又は該抗体の抗原結合断片の少なくともいずれか一つを含有することを特徴とする、医薬組成物。
(8)骨代謝異常の治療及び/又は予防剤であることを特徴とする、(7)に記載の医薬組成物。
(9)(1)乃至(6)に記載の抗体又は該抗体の抗原結合断片の少なくともいずれか一つ、並びに、ビスホスホネート、活性型ビタミンD、カルシトニン及びその誘導体、エストラジオール等のホルモン、SERMs(selective estrogen receptor modulators)、イプリフラボン、ビタミンK(メナテトレノン)、カルシウム製剤、PTH(parathyroid hormone)、非ステロイド性抗炎症剤、可溶性TNFレセプター、抗TNFα抗体又は該抗体の抗原結合断片、抗PTHrP(parathyroid hormone−related protein)抗体又は該抗体の抗原結合断片、IL−1レセプターアンタゴニスト、抗IL−6レセプター抗体又は該抗体の抗原結合断片、抗RANKL抗体又は該抗体の抗原結合断片、及びOCIF(osteoclastogenesis inhibitory factor)からなる群から選択される少なくともいずれか一つを含有することを特徴とする、骨代謝異常の治療及び/又は予防用医薬組成物。
(10)骨代謝異常が、骨粗鬆症、関節リウマチに伴う骨破壊、癌性高カルシウム血症、多発性骨髄腫や癌の骨転移に伴う骨破壊、巨細胞腫、骨減少症、歯根膜炎による歯の喪失、人工関節周囲の骨融解、慢性骨髄炎における骨破壊、骨ページェット病、腎性骨異栄養症、及び骨形成不全症からなる群から選択される、(8)又は(9)に記載の医薬組成物。
(11)骨代謝異常が、骨粗鬆症、関節リウマチに伴う骨破壊、又は癌の骨転移に伴う骨破壊であることを特徴とする、(10)に記載の医薬組成物。
(12)骨代謝異常が、骨粗鬆症であることを特徴とする、(11)に記載の医薬組成物。
(13)骨粗鬆症が、閉経後骨粗鬆症、老人性骨粗鬆症、ステロイドや免疫抑制剤等の治療用薬剤の使用による続発性骨粗鬆症、又は関節リウマチに伴う骨粗鬆症であることを特徴とする(12)に記載の医薬組成物。
(14)(1)乃至(6)に記載の抗体、該抗体の抗原結合断片、又は(8)若しくは(9)に記載の医薬組成物の少なくともいずれか一つを投与することを特徴とする、骨代謝異常の治療及び/又は予防方法。
(15)(1)乃至(6)に記載の抗体、該抗体の抗原結合断片、又は(8)に記載の医薬組成物の少なくともいずれか一つ、並びに、ビスホスホネート、活性型ビタミンD、カルシトニン及びその誘導体、エストラジオール等のホルモン、SERMs(selective estrogen receptor modulators)、イプリフラボン、ビタミンK(メナテトレノン)、カルシウム製剤、PTH(parathyroid hormone)、非ステロイド性抗炎症剤、可溶性TNFレセプター、抗TNFα抗体又は該抗体の抗原結合断片、抗PTHrP(parathyroid hormone−related protein)抗体又は該抗体の抗原結合断片、IL−1レセプターアンタゴニスト、抗IL−6レセプター抗体又は該抗体の抗原結合断片、抗RANKL抗体又は該抗体の抗原結合断片、及びOCIF(osteoclastogenesis inhibitory factor)からなる群から選択される少なくともいずれか一つを同時又は連続して投与することを特徴とする、骨代謝異常の治療及び/又は予防方法。
(16)骨代謝異常が、骨粗鬆症、関節リウマチに伴う骨破壊、又は癌の骨転移に伴う骨破壊であることを特徴とする(14)又は(15)に記載の治療及び/又は予防方法。
(17)骨代謝異常が、骨粗鬆症であることを特徴とする、(16)に記載の治療及び/又は予防方法。
(18)骨粗鬆症が、閉経後骨粗鬆症、老人性骨粗鬆症、ステロイドや免疫抑制剤等の治療用薬剤の使用による続発性骨粗鬆症、又は関節リウマチに伴う骨粗鬆症であることを特徴とする(17)に記載の治療及び/又は予防方法。
(19)(1)乃至(6)のいずれか一つに記載の抗体をコードするポリヌクレオチド。
(20)配列番号5に示されるヌクレオチド配列の58乃至420番目のヌクレオチドからなるヌクレオチド配列からなるポリヌクレオチド及び配列番号3に示されるヌクレオチド配列の61乃至399番目のヌクレオチドからなるヌクレオチド配列からなるポリヌクレオチドを含むことを特徴とする(19)に記載のポリヌクレオチド。
(21)配列番号5に示されるヌクレオチド配列の58乃至1398番目のヌクレオチドからなるヌクレオチド配列からなるポリヌクレオチド及び配列番号3に示されるヌクレオチド配列の61乃至714番目のヌクレオチドからなるヌクレオチド配列からなるポリヌクレオチドを含むことを特徴とする(19)に記載のポリヌクレオチド。
(22)(19)乃至(21)に記載のいずれか一つのポリヌクレオチドを含むベクター。
(23)(19)乃至(21)に記載のいずれか一つのポリヌクレオチドを含む形質転換宿主細胞。
(24)(22)に記載のベクターを含む形質転換宿主細胞。
(25)(23)又は(24)に記載の宿主細胞を培養し、培養産物から抗体を精製する工程を含む(1)乃至(6)のいずれか一つに記載の抗体の生産方法。
本発明によれば、破骨細胞の分化成熟、及び骨吸収活性の阻害を作用機序とする、骨代謝異常の治療剤及び/又は予防剤を得ることができる。
K3−1115抗体重鎖のヌクレオチド配列、及びアミノ酸配列を示した図である。 K3−1115抗体軽鎖のヌクレオチド配列、及びアミノ酸配列を示した図である。 K3−1115/T103E抗体重鎖のヌクレオチド配列、及びアミノ酸配列を示した図である。なお、K3−1115/T103抗体の軽鎖は、K3−1115抗体の軽鎖と共通である。 #32A1抗体及びK3−1115/T103E抗体の各CDRのアミノ酸配列を示した図である。 K3−1115/T103E抗体の添加による、正常ヒト破骨細胞の骨吸収活性の抑制を示したグラフである(N=6)。
本明細書中において、「遺伝子」という語には、DNAのみならずmRNA、cDNA及びcRNAも含まれるものとする。
本明細書中において、「ポリヌクレオチド」という語は核酸と同じ意味で用いており、DNA、RNA、プローブ、オリゴヌクレオチド、及びプライマーも含まれている。
本明細中においては、「ポリペプチド」と「蛋白質」は区別せずに用いている。
本明細書中において、「RNA画分」とは、RNAを含んでいる画分をいう。
本明細書中において、「細胞」には、動物個体内の細胞、培養細胞も含んでいる。
本明細書中において、「Siglec−15」は、Siglec−15蛋白質と同じ意味で用いている。
本明細書中において、「破骨細胞の形成」は、「破骨細胞の分化」又は「破骨細胞の成熟」と同じ意味で用いている。
本明細書中における「抗体の抗原結合断片」とは、「抗体の機能性断片」とも呼ばれ、抗原との結合活性を有する抗体の部分断片を意味しており、Fab、F(ab’)2、Fv、scFv、diabody、線状抗体、及び抗体断片より形成された多特異性抗体等を含む。また、F(ab’)2を還元条件下で処理した抗体の可変領域の一価の断片であるFab’も抗体の抗原結合断片に含まれる。但し、抗原との結合能を有している限りこれらの分子に限定されない。また、これらの抗原結合断片には、抗体蛋白質の全長分子を適当な酵素で処理したもののみならず、遺伝子工学的に改変された抗体遺伝子を用いて適当な宿主細胞において産生された蛋白質も含まれる。
抗体分子の重鎖及び軽鎖にはそれぞれ3箇所の相補性決定領域(CDR:Complemetarity determining region)があることが知られている。相補性決定領域は、超可変領域(hypervariable domain)とも呼ばれ、抗体の重鎖及び軽鎖の可変領域内にあって、一次構造の変異性が特に高い部位であり、重鎖及び軽鎖のポリペプチド鎖の一次構造上において、それぞれ3ヶ所に分離している。本明細書中においては、抗体の相補性決定領域について、重鎖の相補性決定領域を重鎖アミノ酸配列のアミノ末端側からCDRH1、CDRH2、CDRH3と表記し、軽鎖の相補性決定領域を軽鎖アミノ酸配列のアミノ末端側からCDRL1、CDRL2、CDRL3と表記する。これらの部位は立体構造の上で相互に近接し、結合する抗原に対する特異性を決定している。
本発明において、「ストリンジェントな条件下でハイブリダイズする」とは、市販のハイブリダイゼーション溶液ExpressHyb Hybridization Solution(クロンテック社製)中、68℃でハイブリダイズすること、又は、DNAを固定したフィルターを用いて0.7−1.0MのNaCl存在下68℃でハイブリダイゼーションを行った後、0.1−2倍濃度のSSC溶液(1倍濃度SSCとは150 mM NaCl、15 mM クエン酸ナトリウムからなる)を用い、68℃で洗浄することにより同定することができる条件又はそれと同等の条件でハイブリダイズすることをいう。

1.Siglec−15
本発明者らによって、Siglec−15遺伝子は巨細胞腫において特異的に発現していることが見出された。また、本発明者らによってSiglec−15遺伝子は単球由来細胞株が破骨細胞に分化する際に発現量が増加することも見出された。
本発明で用いるSiglec−15は、ヒト、ヒト以外の哺乳動物(例えば、モルモット、ラット、マウス、ウサギ、ブタ、ヒツジ、ウシ、サルなど)あるいはニワトリの単球細胞あるいは骨髄細胞から直接精製して使用するか、あるいは上記の細胞の細胞膜画分を調製して使用することができ、また、Siglec−15をin vitroにて合成する、あるいは遺伝子操作により宿主細胞に産生させることによって得ることができる。遺伝子操作では、具体的には、Siglec−15 cDNAを発現可能なベクターに組み込んだ後、転写と翻訳に必要な酵素、基質及びエネルギー物質を含む溶液中で合成する、あるいは他の原核生物、又は真核生物の宿主細胞を形質転換させることによってSiglec−15を発現させることにより、該蛋白質を得ることが出来る。
ヒトSiglec−15のcDNAのヌクレオチド配列は、GenBankにアクセッション番号:NM_213602で登録されている。マウスSiglec−15のcDNAのヌクレオチド配列は、GenBankにアクセッション番号:XM_884636で登録されている。なお、Siglec−15は、CD33 antigen−like 3、CD33 molecule−like 3、CD33−like 3又はCD33L3と呼ばれることがあり、これらは全て同じ分子を示している。
Siglec−15のcDNAは例えば、Siglec−15のcDNAを発現しているcDNAライブラリーを鋳型として、Siglec−15のcDNAを特異的に増幅するプライマーを用いてポリメラーゼ連鎖反応(以下「PCR」という)(Saiki,R. K.,et al.,Science,(1988)239,487−49)を行なう、いわゆるPCR法により取得することができる。
なお、ヒト又はマウスのSiglec−15をコードするヌクレオチド配列と相補的なヌクレオチド配列からなるポリヌクレオチドとストリンジェントな条件でハイブリダイズし、かつ、Siglec−15と同等の生物活性を有する蛋白質をコードするポリヌクレオチドもSiglec−15のcDNAに含まれる。さらに、ヒト若しくはマウスSiglec−15遺伝子座から転写されるスプライシングバリアント又はこれにストリンジェントな条件でハイブリダイズするポリヌクレオチドであって、かつ、Siglec−15と同等の生物活性を有する蛋白質をコードするポリヌクレオチドもSiglec−15のcDNAに含まれる。
また、ヒト又はマウスのSiglec−15のアミノ酸配列、又はこれらの配列からシグナル配列が除かれたアミノ酸配列において、1若しくは数個のアミノ酸が置換、欠失、又は付加されたアミノ酸配列からなり、Siglec−15と同等の生物活性を有する蛋白質もSiglec−15に含まれる。さらに、ヒト若しくはマウスSiglec−15遺伝子座から転写されるスプライシングバリアントにコードされるアミノ酸配列又は該アミノ酸配列において、1若しくは数個のアミノ酸が置換、欠失、又は付加されたアミノ酸配列からなり、かつ、Siglec−15と同等の生物活性を有する蛋白質もSiglec−15に含まれる。

2.骨代謝異常の検出
Siglec−15遺伝子は、ヒト各種骨組織検体群における遺伝子の発現量の解析をすると、破骨細胞様の多核巨細胞が多数出現する骨腫瘍であり、臨床的所見として骨溶解性の骨破壊を特徴とする(Bullough et al.,Atlas of Orthopedic Pathology 2nd edition, pp17.6−17.8,Lippincott Williams & Wilkins Publishers(1992))巨細胞腫(Giant cell tumor; GCT)において有意に発現量が増加していることが見出された。
また、Siglec−15遺伝子は単球由来細胞株が破骨細胞に分化する際に発現量が増加することも見出された。
したがって、Siglec−15はGCTのような骨吸収が亢進するヒトの病態に関与していると考えられる。すなわち、Siglec−15遺伝子及び/又はSiglec−15の各細胞、及び/又は各組織における発現量を測定することでSiglec−15の過剰発現を伴う骨代謝異常の状態を判定することができる。なお、本明細書における骨代謝異常とは、正味の骨喪失によって特徴付けられる障害であり、具体的には骨粗鬆症(閉経後骨粗鬆症、老人性骨粗鬆症、ステロイドや免疫抑制剤等の治療用薬剤の使用による続発性骨粗鬆症、関節リウマチに伴う骨粗鬆症)、関節リウマチに伴う骨破壊、癌性高カルシウム血症、多発性骨髄腫や癌の骨転移に伴う骨破壊、巨細胞腫、骨減少症、歯根膜炎による歯の喪失、人工関節周囲の骨融解、慢性骨髄炎における骨破壊、骨ページェット病、腎性骨異栄養症、骨形成不全症等を挙げることができるが、これらに限定されない。
本発明においてSiglec−15遺伝子及び/又はSiglec−15の発現量を調べる対象となる「検体」とは、被験者や臨床検体等から得られた、骨髄、骨、前立腺、精巣、陰茎、膀胱、腎臓、口腔、咽頭、口唇、舌、歯肉、鼻咽頭、食道、胃、小腸、大腸、結腸、肝臓、胆嚢、膵臓、鼻、肺、軟部組織、皮膚、乳房、子宮、卵巣、脳、甲状腺、リンパ節、筋肉、脂肪組織等の組織、血液、体液又は排泄物等の試料を意味するが、本発明においては血液又は骨髄がより好ましい。
破骨細胞の分化に関連することが知られているRANKLについては、ノックアウトマウスが作製されており、RANKLの機能が失われた場合の表現型について解析がなされている(Young−Yun Kong,et.al.,Nature(1999)397,p.315−323)。Siglec−15についても同様にノックアウトマウスを作製することによって,Siglec−15の機能が失われた場合の表現型の解析を行うことができる。

3.抗Siglec−15抗体の製造
本発明のSiglec−15に対する抗体は、常法を用いて、Siglec−15又はSiglec−15のアミノ酸配列から選択される任意のポリペプチドを動物に免疫し、生体内に産生される抗体を採取、精製することによって得ることができる。抗原となるSiglec−15の生物種はヒトに限定されず、マウス、ラット等のヒト以外の動物に由来するSiglec−15を動物に免疫することもできる。この場合には、取得された異種Siglec−15に結合する抗体とヒトSiglec−15との交差性を試験することによって、ヒトの疾患に適用可能な抗体を選別できる。
また、公知の方法(例えば、Kohler and Milstein,Nature (1975)256,p.495−497、Kennet,R.ed.,Monoclonal Antibodies,p.365−367,Plenum Press,N.Y.(1980))に従って、Siglec−15に対する抗体を産生する抗体産生細胞とミエローマ細胞とを融合させることによりハイブリドーマを樹立し、モノクローナル抗体を得ることもできる。このような方法の具体的な例は、国際公開第WO09/48072号パンフレット(2009年4月16日公開)及び第WO10/117011号(2010年10月14日公開)パンフレットに記載されている。
なお、抗原となるSiglec−15はSiglec−15遺伝子を遺伝子操作により宿主細胞に産生させることによって得ることができる。具体的には、Siglec−15遺伝子を発現可能なベクターを作製し、これを宿主細胞に導入して該遺伝子を発現させ、発現したSiglec−15を精製すればよい。
このようにして樹立されたされたハイブリドーマ株の例としては、国際公開WO09/48072号パンフレットに記載のハイブリドーマ#32A1を挙げることができる。ハイブリドーマ#32A1は、日本国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(所在地:郵便番号305−8566 日本国 茨城県つくば市東1丁目1番地1 中央第6)に2008年8月28日付けで寄託され、anti−Siglec−15 Hybridoma #32A1の名称で受託番号FERM BP−10999が付与されている。なお、本明細書中においては、ハイブリドーマ#32A1が産生する抗体を、「#32A1抗体」又は単に「#32A1」と記載する。#32A1抗体の重鎖可変領域又は軽鎖可変領域を含む部分断片は、国際公開第WO2010/117011号パンフレットに記載されている。
上記Siglec−15に対するモノクローナル抗体の配列を、ヒトに対する異種抗原性を低下させること等を目的として人為的に改変して、遺伝子組換え型抗体であるヒト化(Humanized)抗体を作製することができる。本発明の抗体には、前記ヒト化抗体のCDRを改変した抗体が含まれる。これらの抗体は、既知の方法を用いて製造することができる。
ヒト化抗体としては、相補性決定領域(CDR;complementarity determining region)のみをヒト由来の抗体に組み込んだ抗体(Nature(1986)321,p.522−525参照)、CDR移植法によって、CDRの配列に加え一部のフレームワークのアミノ酸残基もヒト抗体に移植した抗体(国際公開第WO90/07861号パンフレット)を挙げることができる。ラット抗体#32A1のヒト化抗体の実例としては、配列番号2の20乃至140番目のアミノ酸残基からなるアミノ酸配列からなる重鎖可変領域を含む重鎖、及び配列番号4の21乃至133番目のアミノ酸残基からなるアミノ酸配列からなる軽鎖可変領域を含む軽鎖の組合せを挙げることができる。
さらに好適な抗体としては、配列番号2の20乃至466番目のアミノ酸残基からなるアミノ酸配列を有する重鎖及び配列番号4の21乃至238番目のアミノ酸残基からなるアミノ酸配列を有する軽鎖からなる抗体を挙げることができる。本明細書においては、前記の抗体を「K3−1115」あるいは「K3−1115抗体」と呼称する。
但し、#32A1抗体由来のヒト化抗体としては、#32A1の6種全てのCDR配列を保持し、破骨細胞の形成を抑制する活性を持つ限り、上記のヒト化抗体に限定されない。なお、#32A1抗体の重鎖可変領域は、配列番号7に示されるアミノ酸配列からなるCDRH1(DYFMN)、配列番号8に示されるアミノ酸配列からなるCDRH2(QIRNKIYTYATFYAESLEG)又は配列番号9に示されるCDRH2(QIRNKIYTYATFYA)のいずれか一つ、及び配列番号10に示されるアミノ酸配列からなるCDRH3(SLTGGDYFDY)を保有している。配列番号8に示されるCDRH2は、Kabatの定義(SEQUENCES OF PROTEINS OF IMMUNOLOGICAL INTEREST VOL.I,FIFTH EDTION(1991))によるものである。配列番号9に示されるCDRH2では、C末端がKabatの定義より5残基短縮されている。このCDRH2を含む重鎖配列においては、ラット由来のCDR配列を減らしてヒトフレームワーク配列をより多く取り入れているために、ヒトに投与した際に異種抗原としてより一層認識されにくい。また、#32A1抗体の軽鎖可変領域は、配列番号12に示されるアミノ酸配列からなるCDRL1(RASQSVTISGYSFIH)、配列番号13に示されるアミノ酸配列からなるCDRL2(RASNLAS)、及び配列番号14に示されるアミノ酸配列からなるCDRL3(QQSRKSPWT)を保有している。なお、上記の配列番号7乃至10、及び12乃至14のCDRのアミノ酸配列は、図4にも記載されている。
#32A1抗体由来のヒト化抗体のCDR改変体の一例としては、配列番号10のCDRH3の3番目のスレオニン残基をグルタミン酸残基に置換した抗体を挙げることができる。Siglec−15は塩基性の蛋白質であり、アスパラギン酸、グルタミン酸などの酸性アミノ酸残基の抗体配列への導入により、抗原−抗体間のイオン結合が形成されて結合能が向上することが期待される。抗体の認識部位で最も重要と考えられるCDRH3ループの中央に位置し、X線結晶構造解析により抗原側に向いていると予想されるスレオニン残基に酸性アミノ酸で側鎖の長いグルタミン酸残基を導入する置換体を設計した。前記の置換を有するCDRH3(SLEGGDYFDY)は、配列表の配列番号11のアミノ酸配列に相当する。なお、配列番号11のCDRH3のアミノ酸配列は、図4にも記載されている。
上記のCDR改変体として好適な抗体としては、配列番号6の20乃至140番目のアミノ酸残基からなるアミノ酸配列からなる重鎖可変領域を含む重鎖、及び配列番号4の21乃至133番目のアミノ酸残基からなるアミノ酸配列からなる軽鎖可変領域を含む軽鎖の組合せを挙げることができる。
さらに好適な抗体としては、配列番号6の20乃至466番目のアミノ酸残基からなるアミノ酸配列を有する重鎖及び配列番号4の21乃至238番目のアミノ酸残基からなるアミノ酸配列を有する軽鎖からなる抗体を挙げることができる。本明細書においては、前記の抗体を「K3−1115/T103E」あるいは「K3−1115/T103E抗体」と呼称する。なお、K3−1115/T103E抗体重鎖は、配列番号2に記載のK3−1115重鎖配列からシグナル配列を除いたアミノ酸配列の103番目のスレオニン残基がグルタミン酸残基に置換された配列である。
但し、本発明のヒト化#32A1のCDR改変体は、配列番号11のCDRH3配列を保有する限り、上記のCDR改変体に限定されない。また、本発明のヒト化#32A1のCDR改変体のCDRH2配列は、配列番号8又は配列番号9に示されるCDRH2のいずれであっても良い。
なお、哺乳類培養細胞で生産される抗体の重鎖のカルボキシル末端のリジン残基が欠失することが知られており(Journal of Chromatography A,705:129−134(1995))、また、同じく重鎖カルボキシル末端のグリシン、リジンの2アミノ酸残基が欠失し、新たにカルボキシル末端に位置するプロリン残基がアミド化されることが知られている(Analytical Biochemistry,360:75−83(2007))。しかし、これらの重鎖配列の欠失及び修飾は、抗体の抗原結合能及びエフェクター機能(補体の活性化や抗体依存性細胞障害作用など)には影響を及ぼさない。従って、本発明には当該修飾を受けた抗体も含まれ、重鎖カルボキシル末端において1又は2つのアミノ酸が欠失した欠失体、及びアミド化された当該欠失体(例えば、カルボキシル末端部位のプロリン残基がアミド化された重鎖)等を挙げることができる。但し、抗原結合能及びエフェクター機能が保たれている限り、本発明に係る抗体の重鎖のカルボキシル末端の欠失体は上記の種類に限定されない。本発明に係る抗体を構成する2本の重鎖は、完全長及び上記の欠失体からなる群から選択される重鎖のいずれか一種であっても良いし、いずれか二種を組み合わせたものであっても良い。各欠失体の量比は本発明に係る抗体を産生する哺乳類培養細胞の種類及び培養条件に影響を受け得るが、本発明に係る抗体の主成分としては2本の重鎖の双方でカルボキシル末端の1つのアミノ酸残基が欠失している場合を挙げることができる。
以上の方法によって得られた抗体は、実施例3に示された方法等によって抗原に対する結合性を評価し、好適な抗体を選抜することができる。抗体の性質を比較する際の別の指標の一例としては、抗体の安定性を挙げることができる。示差走査カロリメトリー(DSC)は、蛋白の相対的構造安定性の良い指標となる熱変性中点(Tm)を素早く、また正確に測定することができる方法である。DSCを用いてTm値を測定し、その値を比較することによって、熱安定性の違いを比較することができる。抗体の保存安定性は、抗体の熱安定性とある程度の相関を示すことが知られており(Lori Burton,et. al.,Pharmaceutical Development and Technology(2007)12,p.265−273)、熱安定性を指標に、好適な抗体を選抜することができる。抗体を選抜するための他の指標としては、適切な宿主細胞における収量が高いこと、及び水溶液中での凝集性が低いことを挙げることができる。例えば収量の最も高い抗体が最も高い熱安定性を示すとは限らないので、以上に述べた指標に基づいて総合的に判断して、ヒトへの投与に最も適した抗体を選抜する必要がある。
また、抗体の重鎖及び軽鎖の全長配列を適切なリンカーを用いて連結し、一本鎖イムノグロブリン(single chain immunoglobulin)を取得する方法も知られている(Lee,H−S,et.al.,Molecular Immunology(1999)36,p.61−71;Shirrmann,T.et.al.,mAbs(2010),2,(1)p.1−4)。このような一本鎖イムノグロブリンは二量体化することによって、本来は四量体である抗体と類似した構造と活性を保持することが可能である。また、本発明の抗体は、単一の重鎖可変領域を有し、軽鎖配列を有さない抗体であっても良い。このような抗体は、単一ドメイン抗体(single domain antibody:sdAb)またはナノボディ(nanobody)と呼ばれており、実際にラクダ又はラマで観察され、抗原結合能が保持されていることが報告されている(Muyldemans S.et.al.,Protein Eng.(1994)7(9),1129−35,Hamers−Casterman C.et.al.,Nature(1993)363(6428)446−8)。上記の抗体は、本発明における抗体の抗原結合断片の一種と解釈することも可能である。
また、本発明の抗体に結合している糖鎖修飾を調節することによって、抗体依存性細胞障害活性を増強することが可能である。抗体の糖鎖修飾の調節技術としては、WO99/54342、WO00/61739、WO02/31140等が知られているが、これらに限定されるものではない。
抗体遺伝子を一旦単離した後、適当な宿主に導入して抗体を作製する場合には、適当な宿主と発現ベクターの組み合わせを使用することができる。 抗体遺伝子の具体例としては、本明細書に記載された抗体の重鎖配列をコードする遺伝子、及び軽鎖配列をコードする遺伝子を組み合わせたものを挙げることができる。宿主細胞を形質転換する際には、重鎖配列遺伝子と軽鎖配列遺伝子は、同一の発現ベクターに挿入されていることが可能であり、又別々の発現ベクターに挿入されていることも可能である。真核細胞を宿主として使用する場合、動物細胞、植物細胞、真核微生物を用いることができる。動物細胞としては、(1)哺乳類細胞、例えば、サルの細胞であるCOS細胞(Gluzman,Y.Cell(1981)23,p.175−182、ATCC CRL−1650)、マウス線維芽細胞NIH3T3(ATCC No.CRL−1658)やチャイニーズ・ハムスター卵巣細胞(CHO細胞、ATCC CCL−61)のジヒドロ葉酸還元酵素欠損株(Urlaub,G.and Chasin,L.A.Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.(1980)77,p.4126−4220)を挙げることができる。また、原核細胞を使用する場合は、例えば、大腸菌、枯草菌を挙げることができる。これらの細胞に目的とする抗体遺伝子を形質転換により導入し、形質転換された細胞をin vitroで培養することにより抗体が得られる。以上の培養法においては抗体の配列によって収量が異なる場合があり、同等な結合活性を持つ抗体の中から収量を指標に医薬としての生産が容易なものを選別することが可能である。
本発明の抗体のアイソタイプとしての制限はなく、例えばIgG(IgG1,IgG2,IgG3,IgG4)、IgM、IgA(IgA1,IgA2)、IgDあるいはIgE等を挙げることができるが、好ましくはIgG又はIgM、さらに好ましくはIgG1又はIgG2を挙げることができる。
また本発明の抗体は、抗体の抗原結合部を有する抗体の抗原結合断片又はその修飾物であってもよい。抗体をパパイン、ペプシン等の蛋白質分解酵素で処理するか、あるいは抗体遺伝子を遺伝子工学的手法によって改変し適当な培養細胞において発現させることによって、該抗体の断片を得ることができる。このような抗体断片のうちで、抗体全長分子の持つ機能の全て又は一部を保持している断片を抗体の抗原結合断片と呼ぶことができる。抗体の機能としては、一般的には抗原結合活性、抗原の活性を中和する活性、抗原の活性を増強する活性、抗体依存性細胞障害活性、補体依存性細胞傷害活性及び補体依存性細胞性細胞傷害活性を挙げることができる。本発明における抗体の抗原結合断片が保持する機能は、Siglec−15に対する結合活性であり、好ましくは破骨細胞の形成を抑制する活性であり、より好ましくは破骨細胞の細胞融合の過程を抑制する活性である。
例えば、抗体の断片としては、Fab、F(ab’)2、Fv、又は重鎖及び軽鎖のFvを適当なリンカーで連結させたシングルチェインFv(scFv)、diabody(diabodies)、線状抗体、及び抗体断片より形成された多特異性抗体などを挙げることができる。また、F(ab’)2を還元条件下で処理した抗体の可変領域の一価の断片であるFab’も抗体の断片に含まれる。
さらに、本発明の抗体は少なくとも2種類の異なる抗原に対して特異性を有する多特異性抗体であってもよい。通常このような分子は2種類の抗原に結合するものであるが(即ち、二重特異性抗体(bispecific antibody))、本発明における「多特異性抗体」は、それ以上(例えば、3種類)の抗原に対して特異性を有する抗体を包含するものである。
本発明の多特異性抗体は、全長からなる抗体、又はそのような抗体の断片(例えば、F(ab’)2二重特異性抗体)でもよい。二重特異性抗体は2種類の抗体の重鎖と軽鎖(HL対)を結合させて作製することもできるし、異なるモノクローナル抗体を産生するハイブリドーマを融合させて、二重特異性抗体産生融合細胞を作製することによっても、作製することができる(Millstein et al.,Nature(1983)305,p.537−539)。
本発明の抗体は一本鎖抗体(scFvとも記載する)でもよい。一本鎖抗体は、抗体の重鎖可変領域と軽鎖可変領域とをポリペプチドのリンカーで連結することにより得られる(Pluckthun,The Pharmacology of Monoclonal Antibodies,113(Rosenberg及びMoore編、Springer Verlag,New York,p.269−315(1994)、Nature Biotechnology(2005),23,p.1126−1136)。また、2つのscFvをポリペプチドリンカーで結合させて作製されるBiscFv断片を二重特異性抗体として使用することもできる。
一本鎖抗体を作製する方法は当技術分野において周知である(例えば、米国特許第4,946,778号、米国特許第5,260,203号、米国特許第5,091,513号、米国特許第5,455,030号等を参照)。このscFvにおいて、重鎖可変領域と軽鎖可変領域は、コンジュゲートを作らないようなリンカー、好ましくはポリペプチドリンカーを介して連結される(Huston,J.S.et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.(1988),85,p.5879−5883)。scFvにおける重鎖可変領域及び軽鎖可変領域は、同一の抗体に由来してもよく、別々の抗体に由来してもよい。可変領域を連結するポリペプチドリンカーとしては、例えば12〜19残基からなる任意の一本鎖ペプチドが用いられる。
scFvをコードするDNAは、前記抗体の重鎖又は重鎖可変領域をコードするDNA、及び軽鎖又は軽鎖可変領域をコードするDNAのうち、それらの配列のうちの全部又は所望のアミノ酸配列をコードするDNA部分を鋳型とし、その両端を規定するプライマー対を用いてPCR法により増幅し、次いで、さらにポリペプチドリンカー部分をコードするDNA、及びその両端が各々重鎖、軽鎖と連結されるように規定するプライマー対を組み合わせて増幅することにより得られる。
また、一旦scFvをコードするDNAが作製されると、それらを含有する発現ベクター、及び該発現ベクターにより形質転換された宿主を常法に従って得ることができ、また、その宿主を用いることにより、常法に従ってscFvを得ることができる。これらの抗体断片は、前記と同様にして遺伝子を取得し発現させ、宿主により産生させることができる。
本発明の抗体は、多量化して抗原に対する親和性を高めたものであってもよい。多量化する抗体としては、1種類の抗体であっても、同一の抗原の複数のエピトープを認識する複数の抗体であってもよい。抗体を多量化する方法としては、IgG CH3ドメインと2つのscFvとの結合、ストレプトアビジンとの結合、へリックスーターン‐へリックスモチーフの導入等を挙げることができる。
本発明の抗体は、アミノ酸配列が異なる複数種類の抗Siglec−15抗体の混合物である、ポリクローナル抗体であってもよい。ポリクローナル抗体の一例としては、CDRが異なる複数種類の抗体の混合物を挙げることができる。そのようなポリクローナル抗体としては、異なる抗体を産生する細胞の混合物を培養し、該培養物から精製された抗体を用いることが出来る(WO2004/061104号参照)。
抗体の修飾物として、ポリエチレングリコール(PEG)等の各種分子と結合した抗体を使用することもできる。
本発明の抗体は、更にこれらの抗体と他の薬剤がコンジュゲートを形成しているもの(Immunoconjugate)でもよい。このような抗体の例としては、該抗体が放射性物質や薬理作用を有する化合物と結合している物を挙げることができる(Nature Biotechnology(2005)23,p.1137−1146)。
得られた抗体は、均一にまで精製することができる。抗体の分離、精製は通常の蛋白質で使用されている分離、精製方法を使用すればよい。例えばカラムクロマトグラフィー、フィルター濾過、限外濾過、塩析、透析、調製用ポリアクリルアミドゲル電気泳動、等電点電気泳動等を適宜選択、組み合わせれば、抗体を分離、精製することができる(Strategies for Protein Purification and Characterization:A Laboratory Course Manual,Daniel R.Marshak et al.eds.,Cold Spring Harbor Laboratory Press(1996);Antibodies:A Laboratory Manual.Ed Harlow and David Lane,Cold Spring Harbor Laboratory(1988))が、これらに限定されるものではない。
クロマトグラフィーとしては、アフィニティークロマトグラフィー、イオン交換クロマトグラフィー、疎水性クロマトグラフィー、ゲル濾過クロマトグラフィー、逆相クロマトグラフィー、吸着クロマトグラフィー等を挙げることができる。これらのクロマトグラフィーは、HPLCやFPLC等の液体クロマトグラフィーを用いて行うことができる。アフィニティークロマトグラフィーに用いるカラムとしては、プロテインAカラム、プロテインGカラムを挙げることができる。例えばプロテインAカラムを用いたカラムとして、Hyper D,POROS,Sepharose F.F.(ファルマシア)等を挙げることができる。また、抗原を固定化した担体を用いて、抗原への結合性を利用して抗体を精製することも可能である。

4.抗Siglec−15抗体を含有する医薬
上述の「3.抗Siglec−15抗体の製造」の項に記載された方法で得られる抗Siglec−15抗体の中から、Siglec−15の生物活性を中和する抗体を得ることができる。これらSiglec−15の生物活性を中和する抗体は、生体内でのSiglec−15の生物活性、即ち、破骨細胞の分化及び/又は成熟を阻害することから、医薬として、破骨細胞の分化及び/又は成熟異常に起因する骨代謝異常に対する治療及び/又は予防剤として用いることができる。骨代謝異常は正味の骨喪失(骨減少症又は骨溶解症)によって特徴付けられるいずれの障害であってもよい。一般に、抗Siglec−15抗体による治療及び/又は予防は、骨吸収を抑制する必要がある場合に適用される。抗Siglec−15抗体で治療及び/又は予防可能な骨代謝異常としては、骨粗鬆症(閉経後骨粗鬆症、老人性骨粗鬆症、ステロイドや免疫抑制剤等の治療用薬剤の使用による続発性骨粗鬆症、関節リウマチに伴う骨粗鬆症)、関節リウマチに伴う骨破壊、癌性高カルシウム血症、多発性骨髄腫や癌の骨転移に伴う骨破壊、巨細胞腫、骨減少症、歯根膜炎による歯の喪失、人工関節周囲の骨融解、慢性骨髄炎における骨破壊、骨ページェット病、腎性骨異栄養症、骨形成不全症などを挙げることができるが、破骨細胞による正味の骨喪失を伴う疾患であれば、これらに限定されない。上記の医薬としての抗Siglec−15抗体の例として、#32A1抗体から作製されたヒト化抗体およびこれのCDR改変体を挙げることができる。
in vitroでの抗Siglec−15抗体によるSiglec−15の生物活性の中和活性は例えば、Siglec−15を過剰発現している細胞の破骨細胞への分化の抑制活性で測定することができる。例えば、マウス単球由来細胞株RAW264.7細胞又はRAW264細胞に種々の濃度で抗Siglec−15抗体を添加し、RANKLあるいはTNF−α刺激による、破骨細胞への分化の抑制活性を測定することができる。また、骨髄由来の初代培養細胞に種々の濃度で抗Siglec−15抗体を添加し、RANKL、TNF−αあるいは活性型ビタミンD刺激による、破骨細胞への分化の抑制活性を測定することができる。さらに、正常ヒト破骨前駆細胞(Normal Human Natural Osteoclast Precursor Cells、三光純薬より購入可能、カタログ番号2T−110)に種々の濃度で抗Siglec−15抗体を添加し、RANKL及びM−CSF刺激による、破骨細胞への分化の抑制活性を測定することができる。このような破骨細胞の分化抑制効果は、破骨細胞の酒石酸耐性酸性フォスファターゼ(TRAP)活性の抑制を指標として測定できる。また、TRAP陽性多核破骨細胞の形成の抑制、すなわち破骨細胞の細胞融合の抑制を指標としても、破骨細胞の分化抑制効果を測定することができる。さらに、大腿骨及び/又は脛骨由来の細胞を用いたピットアッセイ(Takada et al.,Bone and Mineral,(1992)17,347−359)実験において、大腿骨及び/又は脛骨由来の細胞に種々の濃度で抗Siglec−15抗体を添加して象牙切片上のピットの形成を観察することによって、in vitroにおける破骨細胞による骨吸収の抑制活性を測定することができる。in vitroにおける破骨細胞による骨吸収の抑制活性の測定系としては、ユーロピウムが結合したヒトコラーゲンをコーティングしたプレートを使用することも可能である。in vivoでの実験動物を利用した抗Siglec−15抗体の骨代謝異常に対する治療又は予防効果は、例えば、骨粗鬆症モデル動物又はSiglec−15を過剰に発現しているトランスジェニック動物に抗Siglec−15抗体を投与し、破骨細胞の変化を測定することで確認することができる。前記の骨粗鬆症モデル動物として、卵巣摘出ラット又は卵巣摘出サルを挙げることができる。これらの実験動物に抗Siglec−15抗体を投与した後に骨密度又は骨代謝マーカーを測定することによって、抗Siglec−15抗体による骨吸収活性の抑制効果を測定することができる。骨代謝マーカーとしては、骨吸収マーカーである尿中デオキシピリジノリン、尿中N−telopeptide of type I collagen(NTX)、尿中C−telopeptide of type I collagen(CTX)、血中NTX、血中CTX、血中Tartrate−resistant acid phosphatase(TRAP5b)等や、骨形成マーカーである血中骨型アルカリホスファターゼ(BAP)、血中オステオカルシン(BGP)、Procollagen type I C-peptide(P1NP)等を挙げることができるが、これらの骨代謝マーカーに限定されるものではない。
このようにして得られたSiglec−15の生物活性を中和する抗体は、医薬として、特に骨粗鬆症、関節リウマチに伴う骨破壊、癌の骨転移に伴う骨破壊等の骨代謝異常の治療又は予防を目的とした医薬組成物として、あるいはこのような疾患の免疫学的診断のための抗体として有用である。
関節リウマチ(RA)の治療において、疾患の発症に伴って発生する骨喪失が大きな課題になっている。RAに伴うこの骨喪失においては、破骨細胞が中心的な役割を果たしていることが報告されている。RAにおける破骨細胞の誘導(分化、成熟)、活性化、及び骨破壊の原因として最も重要と考えられているサイトカインはRANKLとTNF−αである(Romas E et al., Bone 30, p340−346, 2002)。RANKLのデコイレセプターであるOCIF/OPGではRANKLで誘導される破骨細胞形成は抑制できるが、TNF−αで誘導される破骨細胞形成は抑制されない。その一方で、本発明における抗Siglec−15抗体によって、RANKLで誘導される破骨細胞形成とTNF−αで誘導される破骨細胞形成の両方が効果的に抑制された。したがって、本発明の抗Siglec−15抗体によって、RAなどにおけるTNF−αで誘導される骨喪失と骨破壊が、RANKLブロッカー(OCIF/OPG、抗RANKL抗体など)以上に強力に抑制できることが期待される。
抗Siglec−15抗体は、一つの例としては、骨代謝異常の治療又は予防に対しては該抗体単独で、あるいは少なくとも一つの他の骨疾患治療剤と併用して投与することができる。また一つの例として、抗Siglec−15抗体は治療上有効な量の抗骨代謝異常治療薬剤と併用して投与することができる。抗Siglec−15抗体と併用して投与できる他の治療剤としては、ビスホスホネート(例えば、alendronate、etidronate、ibandronate、incadronate、pamidronate、risedronate、又はzoledronate)、活性型ビタミンD、カルシトニン及びその誘導体、エストラジオール等のホルモン、SERMs(Selective estrogen receptor modulators)、イプリフラボン、ビタミンK(メナテトレノン)、カルシウム製剤、PTH(parathyroid hormone)、非ステロイド性抗炎症剤(例えば、celecoxib又はrofecoxib)、可溶性TNFレセプター(例えば、etanercept)、抗TNFα抗体又は該抗体の抗原結合断片(例えば、infliximab)、抗PTHrP(parathyroid hormone−related protein)抗体又は該抗体の抗原結合断片、IL−1レセプターアンタゴニスト(例えばanakinra)、抗IL−6レセプター抗体又は該抗体の抗原結合断片(例えば、tocilizumab)、抗RANKL抗体又は該抗体の抗原結合断片(例えば、denosumab)、及びOCIF(osteoclastogenesis inhibitory factor)等を挙げることができるがこれらに限定されない。骨代謝異常の状態やどの程度の治療及び/又は予防を目指すかによって、2、3あるいはそれ以上の種類の他の治療剤を投与することもできるし、それらの他の治療剤は同じ製剤の中に封入することによって同時に投与することができる。他の治療剤と抗Siglec−15抗体は同じ製剤の中に封入することによって同時に投与することもできる。また、抗Siglec−15抗体と他の治療剤を別々の製剤に封入して同時に投与することもできる。さらに、他の治療剤と抗Siglec−15抗体を相前後して別々に投与することもできる。すなわち、他の治療剤を投与した後に抗Siglec−15抗体又は該抗体の抗原結合断片を有効成分として含有する治療剤を投与するか、あるいは抗Siglec−15抗体又は該抗体の抗原結合断片を有効成分として含有する治療剤を投与した後に他の治療剤を投与しても良い。遺伝子治療において投与する場合には、蛋白質性の骨疾患治療剤の遺伝子と抗Siglec−15抗体の遺伝子は、別々のあるいは同じプロモーター領域の下流に挿入することができ、別々のあるいは、同じベクターに導入することができる。
抗Siglec−15抗体、あるいはそのフラグメントに対し骨疾患治療剤を結合させることにより、M.C.Garnet「Targeted drug conjugates: principles and progress」,Advanced Drug Delivery Reviews,(2001)53,171−216記載の標的型薬物複合体を製造することができる。この目的には、抗体分子のほか、破骨細胞の認識性を完全消失していない限り、いずれの抗体フラグメントも適用可能であるが、例えば、Fab、F(ab’)2、Fv等のフラグメントを例として挙げることができ、本発明においても同様に、抗体及び該フラグメントを使用することができる。抗Siglec−15抗体又は該抗体のフラグメントと骨疾患治療剤との結合様式は、M.C.Garnet「Targeted drug conjugates:principles and progress」,Advanced Drug Delivery Reviews, (2001)53,171−216、G.T.Hermanson「Bioconjugate Techniques」Academic Press, California (1996)、Putnam and J.Kopecek「Polymer Conjugates with Anticancer Activity」Advances in Polymer Science(1995)122,55−123等に記載される種々の形態があり得る。すなわち、抗Siglec−15抗体と骨疾患治療剤が化学的に直接あるいはオリゴペプチド等のスペーサーを介在して結合される様式や、適当な薬物担体を介在して結合される様式を挙げることができる。薬物担体の例としては、リポソームや水溶性高分子を挙げることができる。これら薬物担体が介在される様式としては、より具体的には、抗体と骨疾患治療剤とがリポソームに包含され、該リポソームと抗体とが結合した様式、及び、骨疾患治療剤が水溶性高分子(分子量1000乃至10万程度の化合物)に化学的に直接あるいはオリゴペプチド等のスペーサーを介在させて結合され、該水溶性高分子に抗体が結合した様式、を例として挙げることができる。抗体(又は該フラグメント)と骨疾患治療剤、リポソーム及び水溶性高分子等の薬物担体との結合は、G.T.Hermanson「Bioconjugate Techniques」Academic Press, California(1996)、Putnam and J. Kopecek「Polymer Conjugates with Anticancer Activity」Advances in Polymer Science (1995)122, 55−123に記載の方法等の当業者周知の方法により実施することができる。骨疾患治療剤のリポソームへの包含は、D.D.Lasic「Liposomes:From Physics to Applications」,Elsevier Science Publishers B.V., Amsterdam(1993)等に記載の方法等の当業者周知の方法により実施することができる。骨疾患治療剤の水溶性高分子への結合は、D.Putnam and J Kopecek「Polymer Conjugates with Anticancer Activity」Advances in Polymer Science(1995)122,55−123記載の方法等の当業者周知の方法により、実施することができる。抗体(又は該フラグメント)と蛋白質性の骨疾患治療剤(又は該フラグメント)との複合体は、上記の方法のほか、遺伝子工学的に、当業者周知の方法により作製することができる。
本発明は、治療及び/又は予防に有効な量の抗Siglec−15抗体と薬学上許容される希釈剤、担体、可溶化剤、乳化剤、保存剤及び/又は補助剤を含む医薬組成物も提供する。
本発明は、治療及び/又は予防に有効な量の抗Siglec−15抗体と治療及び/又は予防に有効な量の少なくとも一つの骨疾患治療剤と薬学上許容される希釈剤、担体、可溶化剤、乳化剤、保存剤及び/又は補助剤を含む医薬組成物も提供する。骨疾患治療剤としては、ビスホスホネート(例えば、alendronate、etidronate、ibandronate、incadronate、pamidronate、risedronate、又はzoledronate)、活性型ビタミンD、カルシトニン及びその誘導体、エストラジオール等のホルモン、SERMs(selective estrogen receptor modulators)、イプリフラボン、ビタミンK(メナテトレノン)、カルシウム製剤、PTH(parathyroid hormone)、非ステロイド性抗炎症剤(例えば、celecoxib又はrofecoxib)、可溶性TNFレセプター(例えば、etanercept)、抗TNFα抗体又は該抗体の抗原結合断片(例えば、infliximab)、抗PTHrP(parathyroid hormone−related protein)抗体又は該抗体の抗原結合断片、IL−1レセプターアンタゴニスト(例えばanakinra)、抗IL−6レセプター抗体又は該抗体の抗原結合断片(例えば、tocilizumab)、抗RANKL抗体又は該抗体の抗原結合断片(例えば、denosumab)、及びOCIF(osteoclastogenesis inhibitory factor)等を挙げることができるがこれらに限定されない。
本発明の医薬組成物において許容される製剤に用いる物質としては好ましくは投与量や投与濃度において、医薬組成物を投与される者に対して非毒性のものが好ましい。
本発明の医薬組成物は、pH、浸透圧、粘度、透明度、色、等張性、無菌性、安定性、溶解率、徐放率、吸収率、浸透率を変えたり、保持したりするための製剤用の物質を含むことができる。製剤用の物質として以下のものを挙げることができるが、これらに制限されない:グリシン、アラニン、グルタミン、アスパラギン、アルギニン又はリジン等のアミノ酸類、抗菌剤、アスコルビン酸、硫酸ナトリウム又は亜硫酸水素ナトリウム等の抗酸化剤、リン酸、、クエン酸、ホウ酸バッファー、炭酸水素ナトリウム、トリス−塩酸(Tris−Hcl)溶液等の緩衝剤、マンニトールやグリシン等の充填剤、エチレンジアミン四酢酸(EDTA)等のキレート剤、カフェイン、ポリビニルピロリジン、β−シクロデキストリンやヒドロキシプロピル−β−シクロデキストリン等の錯化剤、グルコース、マンノース又はデキストリン等の増量剤、単糖類、二糖類等の他の炭水化物、着色剤、香味剤、希釈剤、乳化剤やポリビニルピロリジン等の親水ポリマー、低分子量ポリペプチド、塩形成対イオン、塩化ベンズアルコニウム、安息香酸、サリチル酸、チメロサール、フェネチルアルコール、メチルパラベン、プロピルパラベン、クロレキシジン、ソルビン酸又は過酸化水素等の防腐剤、グリセリン、プロピレン・グリコール又はポリエチレングリコール等の溶媒、マンニトール又はソルビトール等の糖アルコール、懸濁剤、ソルビタンエステル、ポリソルベート20やポリソルベート80等のポリソルベート、トリトン(triton)、トロメタミン(tromethamine)、レシチン又はコレステロール等の界面活性剤、スクロースやソルビトール等の安定化増強剤、塩化ナトリウム、塩化カリウムやマンニトール・ソルビトール等の弾性増強剤、輸送剤、賦形剤、及び/又は薬学上の補助剤。これらの製剤用の物質の添加量は、抗Siglec−15抗体の重量に対して0.01〜100倍、特に0.1〜10倍添加するのが好ましい。製剤中の好適な医薬組成物の組成は当業者によって、適用疾患、適用投与経路などに応じて適宜決定することができる。
医薬組成物中の賦形剤や担体は液体でも固体でもよい。適当な賦形剤や担体は注射用の水や生理食塩水、人工脳脊髄液や非経口投与に通常用いられている他の物質でもよい。中性の生理食塩水や血清アルブミンを含む生理食塩水を担体に用いることもできる。医薬組成物にはpH7.0−8.5のTrisバッファー、pH4.0−5.5の酢酸バッファー、pH3.0−6.2のクエン酸バッファーを含むことができる。また、これらのバッファーにソルビトールや他の化合物を含むこともできる。本発明の医薬組成物には抗Siglec−15抗体を含む医薬組成物並びに、抗Siglec−15抗体及び少なくとも一つの骨疾患治療剤を含む医薬組成物を挙げることができ、本発明の医薬組成物は選択された組成と必要な純度を持つ薬剤として、凍結乾燥品あるいは液体として準備される。抗Siglec−15抗体を含む医薬組成物並びに、抗Siglec−15抗体及び少なくとも一つの骨代謝異常治療薬剤を含む医薬組成物はスクロースのような適当な賦形剤を用いた凍結乾燥品として成型されることもできる。
本発明の医薬組成物は非経口投与用に調製することもできるし、経口による消化管吸収用に調製することもできる。製剤の組成及び濃度は投与方法によって決定することができるし、本発明の医薬組成物に含まれる、抗Siglec−15抗体のSiglec−15に対する親和性、即ち、Siglec−15に対する解離定数(Kd値)に対し、親和性が高い(Kd値が低い)ほど、ヒトへの投与量を少なくしても薬効を発揮することができるので、この結果に基づいて本発明の医薬組成物の人に対する投与量を決定することもできる。投与量は、ヒト型抗Siglec−15抗体をヒトに対して投与する際には、約0.1〜100mg/kgを1〜180日間に1回投与すればよい。
本発明の医薬組成物の形態としては、点滴を含む注射剤、坐剤、経鼻剤、舌下剤、経皮吸収剤などを挙げることができる。

実施例
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、下記実施例において遺伝子操作に関する各操作は特に明示がない限り、「モレキュラークローニング(Molecular Cloning)」(Sambrook,J.,Fritsch,E.F.及びManiatis,T.著,Cold Spring Harbor Laboratory Pressより1989年に発刊)に記載の方法により行うか、又は、市販の試薬やキットを用いる場合には市販品の指示書に従って使用した。
参考例1
ヒト化#32A1抗体K3−1115の遺伝子の作製
本明細書では、比較試験の対照となる抗体として国際公開第WO2010/117011号パンフレットに記載のh#32A1−H1−1/L2−15を使用した。抗体遺伝子は、国際公開第WO2010/117011号パンフレットに従って作製することが可能である。なお、本明細書においては前記のh#32A1−H1−1/L2−15抗体を「K3−1115」あるいは「K3−1115抗体」と呼称している。
K3−1115重鎖のアミノ酸配列は、配列表の配列番号2に記載されている。配列番号2のアミノ酸配列の1乃至19番目のアミノ残基からなる配列、20乃至140番目のアミノ酸残基からなる配列、141乃至466番目のアミノ酸残基からなる配列が、それぞれシグナル配列、重鎖可変領域、重鎖定常領域に相当する。配列番号2のアミノ酸配列をコードするヌクレオチド配列は、配列表の配列番号1に記載されている。配列番号1のヌクレオチド配列の1乃至57番目のヌクレオチドからなる配列、58乃至420番目のヌクレオチドからなる配列、421乃至1398番目のヌクレオチドからなる配列が、それぞれシグナル配列、重鎖可変領域配列、重鎖定常領域配列をコードしている。配列番号1のヌクレオチド配列及び配列番号2のアミノ酸配列は、図1にも記載されている。
K3−1115軽鎖のアミノ酸配列は、配列表の配列番号4に記載されている。配列番号4のアミノ酸配列の1乃至20番目のアミノ残基からなる配列、21乃至133番目のアミノ酸残基からなる配列、134乃至238番目のアミノ酸残基からなる配列が、それぞれシグナル配列、軽鎖可変領域、軽鎖定常領域に相当する。配列番号4のアミノ酸配列をコードするヌクレオチド配列は、配列表の配列番号3に記載されている。配列番号3のヌクレオチド配列の1乃至60番目のヌクレオチドからなる配列、61乃至399番目のヌクレオチドからなる配列、400乃至714番目のヌクレオチドからなる配列が、それぞれシグナル配列、軽鎖可変領域配列、軽鎖定常領域配列をコードしている。配列番号3のヌクレオチド配列及び配列番号4のアミノ酸配列は、図2にも記載されている。
K3−1115の遺伝子へのT103E変異の導入(発現コンストラクトの作製)
Siglec−15は塩基性の蛋白質であり、アスパラギン酸、グルタミン酸などの酸性アミノ酸残基の抗体配列への導入により、抗原−抗体間でイオン結合が形成されて結合能が向上することが期待される。抗体の認識部位で最も重要と考えられるCDRH3ループの中央に位置し、X線結晶構造解析により抗原側に向いていると予想されるスレオニン残基に酸性アミノ酸で側鎖の長いグルタミン酸残基を導入する置換体を設計した。置換を導入する重鎖配列としてK3−1115重鎖を選択し、K3−1115重鎖配列のCDRH3配列の3番目のアミノ酸残基であるスレオニン残基をグルタミン酸残基に置換した重鎖配列を「K3−1115/T103E重鎖」と命名した。アミノ酸残基の置換の位置は、シグナル配列を除いたK3−1115重鎖配列の103番目に相当する。なお、「K3−1115/T103E重鎖」は「K3−1115/T103E抗体重鎖」と呼称されることもある。
国際公開第WO2010/117011号パンフレットの実施例28に記載のpEG2/h#32A1−H1−1をテンプレートとして、例えば、QuikChange Lightning Site−Directed Mutagenesis Kit(Agilent Technologies社)と下記のプライマーセットを用いて、キットのマニュアルにしたがって塩基置換を行うことにより、K3−1115/T103E重鎖発現ベクターを構築することができる。得られた発現ベクターを「pEG2/K3−1115/T103E」と命名した。
塩基置換導入用プライマーセット
5’−CTACTACTGCGCCAGGTCCTTGGAGGGCGGCGAC−3’(32A1_HT103EFw:配列表の配列番号15)
5’−GTCGCCGCCCTCCAAGGACCTGGCGCAGTAGTAG−3’(32A1_HT103ERv:配列表の配列番号16)

K3−1115/T103E重鎖のアミノ酸配列は、配列表の配列番号6に記載されている。配列番号6のアミノ酸配列の1乃至19番目のアミノ残基からなる配列、20乃至140番目のアミノ酸残基からなる配列、141乃至466番目のアミノ酸残基からなる配列が、それぞれシグナル配列、重鎖可変領域、重鎖定常領域に相当する。配列番号6のアミノ酸配列をコードするヌクレオチド配列は、配列表の配列番号5に記載されている。配列番号5のヌクレオチド配列の1乃至57番目のヌクレオチドからなる配列、58乃至420番目のヌクレオチドからなる配列、421乃至1398番目のヌクレオチドからなる配列が、それぞれシグナル配列、重鎖可変領域配列、重鎖定常領域配列をコードしている。配列番号5のヌクレオチド配列及び配列番号6のアミノ酸配列は、図3にも記載されている。
K3−1115抗体及びK3−1115/T103E抗体の調製
2−1) K3−1115抗体及びK3−1115/T103E抗体の生産
以下の方法あるいはこれに準じた方法によって、抗体の生産を行った。FreeStyle 293F細胞(Invitrogen社)はマニュアルに従い、継代、培養をおこなった。対数増殖期の1.2×10個のFreeStyle 293F細胞(Invitrogen社)を3L Fernbach Erlenmeyer Flask(CORNING社)に播種し、FreeStyle293 expression medium (Invitrogen社)で希釈して1.0×10細胞/mlに調製したのちに、37℃、8%COインキュベーター内で90rpmで一時間振とう培養した。Polyethyleneimine(Polyscience #24765)3.6mgをOpti−Pro SFM培地(Invitrogen社)20mlに溶解し、次にNucleoBond Xtra(TaKaRa社)を用いて調製した重鎖発現ベクター(0.4mg)及び軽鎖発現ベクター(0.8mg)を20mlのOpti−Pro SFM培地(Invitrogen社)に懸濁した。Polyethyleneimine/Opti−Pro SFM混合液20mlに、発現ベクター/Opti−Pro SFM混合液20mlを加え穏やかに攪拌し、さらに5分間放置した後にFreeStyle 293F細胞に添加した。37℃、8%COインキュベーターで7日間、90rpmで振とう培養して得られた培養上清をDisposable Capsule Filter (Advantec #CCS−045−E1H)でろ過した。
上記の培養において、国際公開第WO2010/117011号パンフレットに記載の重鎖発現ベクターpEG2/h#32A1−H1−1及び軽鎖発現ベクターpEF6KCL/h#32A1−L2−15を組み合わせることによって、K3−1115抗体を作製することが可能である。
また、実施例1で作製された重鎖発現ベクターpEG2/K3−1115/T103E及び国際公開第WO2010/117011号パンフレットに記載の軽鎖発現ベクターpEF6KCL/h#32A1−L2−15を組み合わせることによって、ラット抗マウスSiglec−15モノクローナル抗体#32A1のヒト化抗体の1アミノ酸残基置換体を作製することが可能である。前記の1アミノ酸残基置換体を「K3−1115/T103E」と命名した。本明細書では「K3−1115/T103E」は、「K3−1115/T103E抗体」と呼称されることもある。上記の抗体の調製法で述べたように、K3−1115抗体及びK3−1115/T103E抗体の軽鎖配列は同一である。すなわち、K3−1115抗体及びK3−1115/T103E抗体の間では、重鎖のCDRH3中の1アミノ酸残基のみ異なっている。


2−2)K3−1115及びK3−1115/T103E抗体の精製
K3−1115及びK3−1115/T103E抗体は、以下の方法あるいはこれに準じた方法によって精製された。
上記2−1)で得られた培養上清を、rProteinAアフィニティークロマトグラフィー(4−6℃下)とセラミックハイドロキシアパタイト(室温下)の2段階工程で精製した。rProteinAアフィニティークロマトグラフィー精製後とセラミックヒドロキシルアパタイト精製後のバッファー置換工程は室温下で実施した。最初に、培養上清1100−1200mlを、PBSで平衡化したMabSelectSuRe(GE Healthcare Bioscience社製、HiTrapカラム:容積1ml×2連結)にアプライした。培養液がカラムに全て入ったのち、PBS15−30mlでカラムを洗浄した。次に2Mアルギニン塩酸塩溶液(pH4.0)で溶出し、抗体の含まれる画分を集めた。その画分を脱塩カラム(GE Healthcare Bioscience社製、HiTrap Desaltingカラム:容積5ml×2連結)で5mM リン酸ナトリウム/50mM MES/20mM NaCl/pH6.5のバッファーへ置換を行った。さらにその置換した抗体溶液を、5mM NaPi/50mM MES/20mM NaCl/pH6.5のバッファーで平衡化されたセラミックハイドロキシルアパタイトカラム(日本バイオラッド、Bio−Scale CHT2−1 Hydroxyapatite Column:容積2ml)にアプライした。塩化ナトリウムによる直線的濃度勾配溶出を実施し、抗体の含まれる画分を集めた。その画分を脱塩カラム(GE Healthcare Bioscience社製、HiTrap Desaltingカラム:容積5mlx2連結)でCBS(10mMクエン酸緩衝液/140mM塩化ナトリウム、pH6.0)への液置換を行った。最後にCentrifugal UF Filter Device VIVASPIN20(分画分子量30K,Sartorius社,4℃下)にて濃縮し、IgG濃度を1.0mg/ml以上に調製し精製サンプルとした。
K3−1115/T103E抗体のヒトSiglec−15蛋白質に対する結合性評価
3−1)ヒトSiglec−15 V−setドメインの発現精製
ヒトSiglec−15 V−setドメイン(NCBIの蛋白データベースのACCESSION番号NP_998767のアミノ酸配列の39乃至165番目のアミノ酸残基からなるポリペプチド)のN末端側にHisタグ、および、FactorXa認識配列を連結させた蛋白をコードするDNAをベクターpDEST14(インビトロジェン社、カタログ番号:11801−016)に組み込んだ。このプラスミドを用いて、大腸菌Rosetta−gamiB(DE3)(ノバジェン社、カタログ番号:71136−4)を形質転換し、TB培地(インビトロジェン社、カタログ番号:22711−022)で培養した。培養後、超音波破砕した菌体を遠心分離し、上清をHisTrap HPカラム(GEヘルスケア社、カタログ番号:17−5247−01)で精製した。その後、FactorXa(NEW ENGLAND BioLabs社、カタログ番号P8010L)でHisタグを切断後、Mono S5/50 GLカラム(GEヘルスケア社、カタログ番号:17−5168−01)、さらに、Superdex 75 10/300カラム(GEヘルスケア社、カタログ番号:17−5174−01)を用いて、電気泳動で分子量14kDaの単一バンドになるまでヒトSiglec−15 V−setドメインを精製した。

3−2)K3−1115又はK3−1115/T103EのヒトSiglec−15 V−setドメインとの解離定数の測定
K3−1115又はK3−1115/T103E抗体とhSiglec−15(39ー165)V−setドメインの解離定数測定は、Biacore T200(GEヘルスケアバイオサイエンス(株))を使用し、抗体をリガンドとして固定化し、抗原をアナライトとして測定した。K3−1115又はK3−1115/T103E抗体は、アミンカップリング法にてセンサーチップCM5(GEヘルスケアバイオサイエンス(株))へ固定化した抗ヒトIgG抗体(GEヘルスケアバイオサイエンス(株))を介し、約50RUを結合させた。ランニングバッファーとしてHBS−EP+(10mM HEPES pH7.4、0.15M NaCl,3mM EDTA、0.05%Surfactant P20)を用いた。抗体を結合したチップ上に、抗原の希釈系列溶液(0.003-7nM)を流速90μl/分で233秒間添加し、引き続き2000〜3600秒間の解離相をモニターした。再生溶液として、3M MgCl2を流速10μl/分で30秒間添加した。データの解析には、分析ソフトウェア(Biacore T200 Evaluation Software, version 1.0)の1:1結合モデルを用いて、結合速度定数kon、解離速度定数koff及び解離定数(KD;KD=koff/kon)を算出した。その結果、K3−1115のKD値は2.6E−10[M]、K3−1115/T103EのKD値は4.1E−12[M]であり、K3−1115/T103Eにおける1アミノ酸残基の置換によって、K3−1115と比較して親和性が約60倍増強されることが明らかとなった。なお、K3−1115の1アミノ酸置換体として121種の抗体が実施例2の方法又はこれに準じた方法によって作製され、実施例3の方法又はこれに準じた方法に従ってヒトSiglec−15蛋白質に対する結合性評価が行われた。これらの121種の置換体において、ヒトSiglec−15蛋白質に対してK3−1115より強い親和性を示す抗体は6種類存在し、K3−1115/T103Eは最も高い親和性を示した。
K3−1115/T103E抗体によるマウス破骨細胞形成に対する影響
5〜8週齢の雄ddYマウスより大腿骨と脛骨を摘出し、軟組織を除去する。この大腿骨あるいは脛骨の両端を切り落とし、25ゲージの注射針付きシリンジによりD−PBSを注入して骨髄細胞を押し出して、遠心チューブに回収する。室温で100g、5分間遠心して上清を捨てた後に、細胞のペレットにHemolytic Buffer 1ml(RED BLOOD CELL LYSING BUFFER、シグマ社製)を加えて懸濁し、室温で5分間放置する。20mlのD−PBSを加えて室温で100g,5分間遠心し、上清を捨てた後に細胞のペレットに5ng/ml M−CSF(R&D Systems社製)、10% ウシ胎児血清(FBS)を含有するMEM−α培地(インビトロジェン社製)10mlを加えて懸濁し、セルストレイナー(40μm Nylon、BDファルコン社製)を通して凝集物を除く。この細胞を75cm−T フラスコ(付着細胞用)に移して、COインキュベーター中で1晩培養する。1晩培養後、T−フラスコに付着していない細胞を回収して、マウス骨髄非付着細胞として使用する。上記の方法で調製されるマウス骨髄非付着細胞を10% FBSと10ng/ml M−CSF(R&D Systems社製)を含むα−MEM培地で1.5×10細胞/mlに調製したものを96穴プレートの各ウェルに200μl播種して、COインキュベーター中で2日間培養する。96穴プレート中の古い培養液を除去して、ヒトRANKL(RANKL、ぺプロテック社製)を終濃度20ng/ml、M−CSFを10ng/mlになるように添加した10% FBS含有MEM−α培地100μlを添加する。この細胞培養液に、実施例2で調製したK3−1115/T103E抗体を3〜100ng/mlの濃度になるように添加して、更に3日間COインキュベーター中で培養する。培養終了後に、形成された破骨細胞の酒石酸耐性酸性フォスファターゼ(TRAP)活性を以下の操作で測定する。96穴プレートの各ウェルの培養液を吸引除去して、1% Triton X−100を含有する50mMクエン酸ナトリウム緩衝液(pH6.1)50μlを各ウェルに加え、プレート振とう機で5分間振とうして細胞を可溶化する。これらの各ウェルに基質溶液(5mg/ml p−nitrophenyl phosphate及び0.46% 酒石酸ナトリウムを含有する50mMクエン酸ナトリウム緩衝液(pH6.1))50μlを加えて室温で10分間インキュベートする。インキュベート後に96穴プレートの各ウェルに1N水酸化ナトリウム溶液50μlを加えて酵素反応を停止させる。酵素反応停止後に各ウェルの405nmの吸光度を測定してTRAP活性の指標とする。抗体非添加時とのTRAP活性の比較により、K3−1115/T103E抗体のマウス破骨細胞形成抑制効果を評価することができる。
K3−1115/T103E抗体によるヒト正常破骨細胞の骨吸収活性に対する影響(in vitro生物活性評価)
破骨細胞はカテプシンKなどのプロテアーゼを放出することにより、骨組織の構成成分であるI型コラーゲンを分解することが知られている。OsteoLyse Assay Kit(Lonza社製、カタログ番号 PA−1500)は、ユーロピウムが結合したヒトコラーゲンをコーティングした96穴プレート(96−well OsteoLyse cell culture plate)を提供しており、同プレート上で破骨細胞を培養した際に上清に遊離される蛍光コラーゲン断片量を測定することにより、破骨細胞の骨吸収活性をin vitroで評価することが可能である。
正常ヒト破骨前駆細胞(Normal Human Natural Osteoclast Precursor Cells、三光純薬より購入、カタログ番号2T−110)を、細胞に添付のプロトコールに従い96−well OsteoLyse cell culture plateに1×10細胞/穴となるように播種した。なお培地は、ウシ胎児血清(終濃度10%)、ヒトRANKL(終濃度63.8ng/ml)及びヒトM−CSF(終濃度33ng/ml)等を含むOPGM添加因子セット(三光純薬より購入、カタログ番号PT−9501)を添加した破骨前駆細胞用基礎培地(OPBM、三光純薬より購入、カタログ番号PT−8201)を用いた。この培養上清中に、実施例2で調製したK3−1115抗体およびK3−1115/T103E抗体を終濃度0.8、4、20、100ng/mlとなるように添加して、COインキュベーター中で5日間培養した。培養上清10μlを採取し、OsteoLyse Assay Kitに付属のFluorophore Releasing Reagentを200μl添加して、蛍光プレートリーダー(ARVO MX、パーキンエルマー社製)を用いて蛍光強度を測定(Excitation:340nm、Emission:615nm)することにより、培養上清中に放出された遊離蛍光コラーゲン断片量を定量した(図5)。その結果、遊離コラーゲン断片量が、K3−1115抗体によって、20ng/mlから100ng/mlの範囲で濃度依存的に抑制された。一方、K3−1115/T103E抗体添加では、4ng/mlから100ng/mlの範囲で濃度依存的に抑制された。このことから、K3−1115/T103E抗体はK3−1115抗体よりもより低濃度からヒト破骨細胞の骨吸収活性を強く抑制することが明らかとなった。
K3−1115/T103E抗体の卵巣摘出ラットを用いた生物学的評価
a)動物実験のプロトコール
12週齢雌性F344ラット(日本チャールス・リバー社より入手)に両側卵巣摘除を施術し、溶媒投与群、K3−1115/T103E抗体投与群の2群に分ける。また偽手術群についても1群設定する。抗体を投与する群については、実施例2で調製したK3−1115/T103E抗体を、各1mg/kgの用量で腹腔内に週3回、手術翌日から4週間反復投与する。溶媒投与群及び偽手術群には、溶媒として0.01% Tween20含有PBSを腹腔内に投与する。投与開始4週後に絶食下で24時間採尿を行い、尿検体は測定まで−80℃で保存する。採尿終了後にラットを安楽死させ、腰椎を摘出する。

b)腰椎骨密度の測定
摘出した腰椎に付着している軟組織を除去し、第4〜6腰椎を切り出す。エタノール中で振とう後に風乾することにより脱脂及び脱水し、骨密度測定装置(DCS−600EX、アロカ社製)を用いて骨密度を測定する。偽手術群に対し、卵巣摘除群では有意な腰椎骨密度の減少が認められるが、K3−1115/T103E抗体投与群では卵巣摘除による骨密度の減少が有意に抑制される。a)に記載のプロトコールにK3−1115を投与する1群を追加すれば、K3−1115とK3−1115/T103Eによる骨密度現象に対する抑制効果を比較することができる。

c)尿中デオキシピリジノリン排泄量の測定
I型コラーゲン架橋の各種代謝産物は骨の代謝回転、特に骨吸収を鋭敏に反映し、なかでもデオキシピリジノリンは主として骨のコラーゲンに局在することから骨吸収の指標として信頼性が高いとされている。
凍結保存していた尿検体を融解し、遠心操作により不溶物質を沈殿させて上清を得る。この上清中に含まれるデオキシピリジノリン量を、オステオリンクス「DPD」(DSファーマバイオメディカル社製)を用いて測定する。また、クレアチニン−テストワコー(和光純薬工業社製)を用いて上清中のクレアチニン含量も測定し、クレアチニン補正を行ったデオキシピリジノリン量を算出する。偽手術群に対し、卵巣摘除群では尿中デオキシピリジノリン排泄量が有意に増加することから、卵巣摘除ラットでは破骨細胞による骨吸収が亢進していることが示唆される。一方K3−1115/T103E抗体投与群では、卵巣摘除によるデオキシピリジノリン排泄量の増加が偽手術群と同程度まで抑制される。このことから、Siglec−15に特異的に結合するモノクローナル抗体が破骨細胞の骨吸収を抑制することが動物モデルでも確認され、この骨吸収抑制作用により卵巣摘除ラットの腰椎骨密度減少を抑制したことが強く示唆される。a)に記載のプロトコールにK3−1115を投与する1群を追加すれば、K3−1115とK3−1115/T103Eによる骨密度現象に対する抑制効果を比較することができる。
K3−1115/T103E抗体の卵巣摘出サル用いた生物学的評価
K3−1115/T103E抗体の卵巣摘出サルにおける骨吸収活性の抑制効果は、以下に示す方法により評価が可能である。
7〜15才雌性カニクイザルに両側卵巣摘除を施術し、1ヵ月後に溶媒投与群、K3−1115/T103E抗体投与群に分ける。抗体を投与する群については、実施例2で調製したK3−1115/T103E抗体を、0.1〜30mg/kgの用量で皮下に単回投与する。投与後2ヶ月程度まで経時的に採尿、採血し、尿中および血中における骨代謝マーカーを測定することにより抗体の骨吸収抑制活性を評価する。骨吸収マーカーである尿中N−telopeptide of type I collagen(NTX)、尿中C−telopeptide of type I collagen(CTX)、血中NTX、血中CTX、血中Tartrate−resistant acid phosphatase(TRAP5b)等や、骨形成マーカーである血中骨型アルカリホスファターゼ(BAP)、血中オステオカルシン(BGP)、Procollagen type I C-peptide(P1NP)等を骨代謝マーカーとして挙げることができる。
本発明のヒト化抗Siglec−15抗体のCDR改変体は、公知の抗体より強力な破骨細胞の分化又は骨吸収活性の抑制能を有し、該抗Siglec−15抗体を含む医薬組成物は骨代謝異常疾患の治療又は予防剤となり得る。
配列番号1:K3−1115抗体重鎖のヌクレオチド配列
配列番号2:K3−1115抗体重鎖のアミノ酸配列
配列番号3:K3−1115抗体軽鎖のヌクレオチド配列
配列番号4:K3−1115抗体軽鎖のアミノ酸配列
配列番号5:K3−1115/T103E抗体重鎖のヌクレオチド配列
配列番号6:K3−1115/T103E抗体重鎖のアミノ酸配列
配列番号7:#32A1抗体のCDRH1のアミノ酸配列
配列番号8:#32A1抗体のCDRH2のアミノ酸配列(19アミノ酸残基からなる)
配列番号9:#32A1抗体のCDRH2のアミノ酸配列(14アミノ酸残基からなる)
配列番号10:#32A1抗体のCDRH3のアミノ酸配列
配列番号11:K3−1115/T103E抗体のCDRH3のアミノ酸配列
配列番号12:#32A1抗体のCDRL1のアミノ酸配列
配列番号13:#32A1抗体のCDRL2のアミノ酸配列
配列番号14:#32A1抗体のCDRL3のアミノ酸配列
配列番号15:PCRプライマー32A1_HT103EFw
配列番号16:PCRプライマー32A1_HT103ERv

Claims (23)

  1. 重鎖配列が、CDRH1、CDRH2、CDRH3を有する可変領域を含み、前記CDRH1は配列番号7に示されるアミノ酸配列からなり、前記CDRH2は配列番号9に示されるアミノ酸配列からなり、前記CDRH3は、配列番号11に示されるアミノ酸配列からなること;及び
    軽鎖配列がCDRL1、CDRL2、CDRL3を有する可変領域を含み、前記CDRL1は配列番号12に示されるアミノ酸配列からなり、前記CDRL2は配列番号13に示されるアミノ酸配列からなり、前記CDRL3は、配列番号14に示されるアミノ酸配列からなること;
    を特徴とするSiglec−15に特異的に結合する抗体又は該抗体の抗原結合断片。
  2. 配列番号6に示されるアミノ酸配列の20乃至140番目のアミノ酸残基からなる重鎖可変領域配列及び配列番号4に示されるアミノ酸配列の21乃至133番目のアミノ酸残基からなる軽鎖可変領域配列を含むことを特徴とする請求項1に記載の抗体又は該抗体の抗原結合断片。
  3. 配列番号6に示されるアミノ酸配列の20乃至466番目のアミノ酸残基からなる重鎖配列及び配列番号4に示されるアミノ酸配列の21乃至238番目のアミノ酸残基からなる軽鎖配列からなることを特徴とする請求項1に記載の抗体又は該抗体の抗原結合断片。
  4. 配列番号6に示されるアミノ酸配列の20乃至465番目のアミノ酸残基からなる重鎖配列及び配列番号4に示されるアミノ酸配列の21乃至238番目のアミノ酸残基からなる軽鎖配列からなることを特徴とする請求項1に記載の抗体又は該抗体の抗原結合断片。
  5. Fab、F(ab’)2、Fab’及びFvからなる群から選択される、請求項1又は2に記載の抗体の抗原結合断片。
  6. scFvであることを特徴とする、請求項1又は2に記載の抗体。
  7. 請求項1乃至6に記載の抗体又は該抗体の抗原結合断片の少なくともいずれか一つを含有することを特徴とする、医薬組成物。
  8. 骨代謝異常の治療及び/又は予防剤であることを特徴とする、請求項7に記載の医薬組成物。
  9. 請求項1乃至6に記載の抗体又は該抗体の抗原結合断片の少なくともいずれか一つ、並びに、ビスホスホネート、活性型ビタミンD、カルシトニン及びその誘導体、エストラジオール等のホルモン、SERMs(selective estrogen receptor modulators)、イプリフラボン、ビタミンK(メナテトレノン)、カルシウム製剤、PTH(parathyroid hormone)、非ステロイド性抗炎症剤、可溶性TNFレセプター、抗TNFα抗体又は該抗体の抗原結合断片、抗PTHrP(parathyroid hormone−related protein)抗体又は該抗体の抗原結合断片、IL−1レセプターアンタゴニスト、抗IL−6レセプター抗体又は該抗体の抗原結合断片、抗RANKL抗体又は該抗体の抗原結合断片、及びOCIF(osteoclastogenesis inhibitory factor)からなる群から選択される少なくともいずれか一つを含有することを特徴とする、骨代謝異常の治療及び/又は予防用医薬組成物。
  10. 骨代謝異常が、骨粗鬆症、関節リウマチに伴う骨破壊、癌性高カルシウム血症、多発性骨髄腫や癌の骨転移に伴う骨破壊、巨細胞腫、骨減少症、歯根膜炎による歯の喪失、人工関節周囲の骨融解、慢性骨髄炎における骨破壊、骨ページェット病、腎性骨異栄養症、及び骨形成不全症からなる群から選択される、請求項8又は9に記載の医薬組成物。
  11. 骨代謝異常が、骨粗鬆症、関節リウマチに伴う骨破壊、又は癌の骨転移に伴う骨破壊であることを特徴とする、請求項10に記載の医薬組成物。
  12. 骨代謝異常が、骨粗鬆症であることを特徴とする、請求項11に記載の医薬組成物。
  13. 骨粗鬆症が、閉経後骨粗鬆症、老人性骨粗鬆症、ステロイドや免疫抑制剤等の治療用薬剤の使用による続発性骨粗鬆症、又は関節リウマチに伴う骨粗鬆症であることを特徴とする請求項12に記載の医薬組成物。
  14. 請求項1乃至6のいずれか一つに記載の抗体をコードするポリヌクレオチド。
  15. 配列番号5に示されるヌクレオチド配列の58乃至420番目のヌクレオチドからなるヌクレオチド配列からなるポリヌクレオチド及び配列番号3に示されるヌクレオチド配列の61乃至399番目のヌクレオチドからなるヌクレオチド配列からなるポリヌクレオチドを含むことを特徴とする請求項14に記載のポリヌクレオチド。
  16. 配列番号5に示されるヌクレオチド配列の58乃至1398番目のヌクレオチドからなるヌクレオチド配列からなるポリヌクレオチド及び配列番号3に示されるヌクレオチド配列の61乃至714番目のヌクレオチドからなるヌクレオチド配列からなるポリヌクレオチドを含むことを特徴とする請求項14に記載のポリヌクレオチド。
  17. 請求項14乃至16に記載のいずれか一つのポリヌクレオチドを含むベクター。
  18. 請求項14乃至16に記載のいずれか一つのポリヌクレオチドを含む形質転換宿主細胞。
  19. 請求項17に記載のベクターを含む形質転換宿主細胞。
  20. 請求項18又は19に記載の宿主細胞を培養し、培養産物から抗体を精製する工程を含む請求項1乃至6のいずれか一つに記載の抗体の生産方法。
  21. 重鎖カルボキシル末端において1又は2つのアミノ酸が欠失している、請求項1乃至4のいずれか一つに記載の抗体又は該抗体の抗原結合断片。
  22. 糖鎖修飾が調節されている、請求項1乃至4のいずれか一つに記載の抗体又は該抗体の抗原結合断片。
  23. 請求項1乃至4のいずれか一つに記載の抗体又は該抗体の抗原結合断片と他の薬剤が結合しているイムノコンジュゲート。
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