JP6169608B2 - アスパルチルtRNAシンテターゼ−Fcコンジュゲート - Google Patents

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Description

関連出願への相互参照
本出願は、2011年12月29日に出願された米国仮出願第61/581,550号の利益を米国特許法§119(e)の下で主張し、この出願はその全体が参照として援用される。
配列表に関する記載
本出願に関連する配列表は、紙の写しの代わりに、テキスト形式で提供され、これによって参照によって本明細書に組み込まれる。配列表を含有するテキストファイルの名称は、ATYR_109_01WO.ST25.txtである。テキストファイルは、約263KBであり、2012年12月20日に作成されたものであり、EFS−Webを介して電子的に提出されている。
背景
技術分野
本発明は、一般に、1つ以上のアスパルチルtRNAシンテターゼ(DRS)ポリペプチド(複数可)および免疫グロブリンFc領域(複数可)の融合タンパク質などのようなコンジュゲート、コンジュゲートを含む組成物、ならびに様々な状態を処置するまたは診断するためにそのようなポリペプチドおよび組成物を使用するための方法に関する。
関連技術の説明
アスパルチルtRNAシンテターゼ(DRS)ならびにそのフラグメントおよび変異体(総称してDRSまたはAspRSポリペプチド)は、治療および診断関連性の様々な非標準活性を有することが最近示された。特に、あるアスパルチルtRNAシンテターゼフラグメントは、非常に効力がある、内因的に産生されるToll様受容体モデュレーターであることが確立された。作用のいずれか1つの特定の理論に拘束されるものではないが、そのようなDRSポリペプチドは、タンパク質分解切断と同時にまたは完全長DRS tRNAシンテターゼの選択的スプライシングを通して、マクロファージ細胞から放出され、免疫調節性の細胞型および他の細胞型に対して結合し、その活性を調整することができると考えられる。そのようなDRSポリペプチドは、投与された場合に、ステロイドなどのような従来の抗炎症剤に典型的に関連する副作用プロファイルを伴うことなく、炎症応答を選択的に調整する新規なメカニズムをもたらす。
Toll様受容体(TLR)は、生物において迅速な自然免疫応答を開始する際に重要な役割を果たすパターン認識受容体のファミリーである。TLRは、それぞれ病原体関連分子パターン(PAMP)または損傷関連分子パターン分子(DAMPS)であるとして一般に特徴付けることができる、ある病原体または宿主由来細胞構成成分を認識する。PAMPSは、典型的に、所定の種類の病原体に特有であり、たとえば、グラム陰性細菌のリポ多糖などのような細菌の構成成分、ウイルス特異的な核酸モチーフ、またはRNAもしくはDNAのウイルス特異的な修飾を含む。対照的に、DAMPSは、典型的に、細胞のストレスまたは組織損傷と同時に、死にかかっている宿主細胞から放出される内因性分子である。
TLRは、感染病原体が疾患進行を開始することが提唱されたものを含む、いくつかの慢性炎症性および免疫媒介性障害に、様々な潜在的なメカニズムによって、関係している。たとえば、内因性の損傷シグナルまたは自己抗原が、TLR依存性の方法で慢性炎症を引き起こすという、またはTLRが免疫寛容の崩壊に関与し得るというシナリオにおいて、TLRは、炎症性腸疾患、関節リウマチ、乾癬、および多発性硬化症などのような慢性炎症性疾患の病因に関係してきた。
組織のいくつかの自己免疫性および炎症性状態の処置の成功には、患者の免疫を低下させることなく、組織の完全性および機能を保護するための、炎症反応の有効なコントロールを必要とすることが、現在、ますます認識されつつある。最近の実験による証拠は、TLR経路の特異的な調整が、組織機能を含むことなくまたは細菌もしくはウイルス感染を増強することなく、いくつかの炎症性状態における改善を誘発し、有意に改善された副作用プロファイルを備えた、新しい治療抗炎症戦略についての可能性を示唆することを示した。さらに、TLRアゴニストは、アレルギー性、感染性、および自己免疫性疾患における臨床試験において有用であることが既に分かっており、癌、関節炎、多発性硬化症、炎症性腸疾患を含む広範囲の他の疾患のために開発中であり、全般的に、Zhu and Mohan(2010)Mediators of Inflammation doi:10.1155/2010/781235;Hennessyら、Nat.Rev.9:293−307、2010)を参照されたい。そのため、TLRは、幅広い疾患および障害の調整のための新規な可能性のある治療標的としてますます認識されるようになっている。
治療または診断環境において、これらのおよび他の活性を最も良く活用するために、薬物動態学的特性が改善されたDRSポリペプチドについての必要性が当技術分野にある。DRSポリペプチドのこれらの改善された治療形態は、様々な疾患および障害の処置のための、より有効な治療レジメンの開発を可能にし、未修飾タンパク質よりも、かなり低頻度の投与しか必要としない。
Zhu and Mohan(2010)Mediators of Inflammation doi:10.1155/2010/781235 Hennessyら、Nat.Rev.9:293−307、2010
発明の簡単な要旨
本発明の実施形態は、一般に、共有結合された1つ以上の免疫グロブリンFc領域を有するアスパルチルtRNAシンテターゼ(DRS)ポリペプチドコンジュゲート、そのような分子を含む医薬組成物、製造のための方法、およびそれらの治療上の使用のための方法に関する。数ある利点の中でも、本発明のDRS−Fcコンジュゲートは、対応する非修飾DRSポリペプチドに比べて、改善された薬物動態学的特性および/または改善された治療上適切な生物学的活性を有することができる。
そのため、ある実施形態は、配列番号1、3〜24、29、31、または154〜197のいずれか1つに対して、少なくとも80%同一なDRSアミノ酸配列、およびDRSポリペプチドのC−末端、N−末端、またはその両方に対して融合された少なくとも1つのFc領域を含むDRS融合ポリペプチドを含む。いくつかの実施形態において、DRSポリペプチドが、配列番号1、3〜24、29、31、または154〜197のいずれかに対して、少なくとも90%同一なアミノ酸配列を含む。特定の実施形態において、DRSポリペプチドが、配列番号1、3〜24、29、31、または154〜197のいずれか1つのアミノ酸配列を含む。
ある実施形態において、DRSポリペプチドが、約130〜300アミノ酸長であり、配列番号1のアミノ酸残基1〜154、11〜146、13〜146、23〜154、1〜171、もしくは1〜174、1〜182、1〜184、1〜224、または1〜274または配列番号1の残基1〜154、11〜146、13〜146、23〜154、1〜171、もしくは1〜174、1〜182、1〜184、1〜224、または1〜274に対して、少なくとも90%同一なアミノ酸配列を含む。いくつかの実施形態において、DRSポリペプチドが、約130〜200アミノ酸長であり、配列番号1のアミノ酸残基1〜154、11〜146、13〜146、23〜154、1〜171、1〜174、1〜182、もしくは1〜184または配列番号1の残基1〜154、11〜146、13〜146、23〜154、1〜171、1〜174、1〜182、もしくは1〜184に対して、少なくとも90%同一なアミノ酸配列を含む。ある実施形態において、DRSポリペプチドが、約130〜175アミノ酸長であり、配列番号1のアミノ酸残基1〜154、23〜154、1〜171、もしくは1〜174または配列番号1の残基1〜154、23〜154、1〜171、もしくは1〜174に対して、少なくとも90%同一なアミノ酸配列を含む。ある実施形態において、DRSポリペプチドが、配列番号1のアミノ酸残基1〜154、11〜146、13〜146、23〜154、1〜171、または1〜174を含む。特定の実施形態において、DRSポリペプチドが、配列番号1のアミノ酸残基1〜154から本質的になる。いくつかの実施形態において、DRSポリペプチドが、配列番号1のアミノ酸残基13〜146から本質的になる。特定の実施形態において、DRSポリペプチドが、OBフォールドドメイン、N−末端両親媒性ヘリックス、またはその両方を含む。
いくつかの実施形態において、Fc領域およびDRSポリペプチドが、ペプチドリンカーによって分離される。ある実施形態において、ペプチドリンカーが、約1〜200アミノ酸長、約1〜150アミノ酸長、約1〜100アミノ酸長、約1〜90アミノ酸長、約1〜80アミノ酸長、約1〜70アミノ酸長、約1〜60アミノ酸長、約1〜50アミノ酸長、約1〜40アミノ酸長、約1〜30アミノ酸長、約1〜20アミノ酸長、約1〜10アミノ酸長、または約1〜5アミノ酸長である。特定の実施形態において、ペプチドリンカーが、約1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、60、70、80、90、または100アミノ酸長である。ある実施形態において、ペプチドリンカーが、Glyおよび/またはSer残基からなるまたはそれから本質的になる。いくつかの実施形態において、ペプチドリンカーが、生理学的に安定なリンカーである。他の実施形態において、ペプチドリンカーが、放出可能なリンカー、任意選択で、酵素により切断可能なリンカーである。特定の実施形態において、ペプチドリンカーが、配列番号80〜139のいずれか1つの配列を含む。
いくつかの実施形態において、Fc領域が、DRSポリペプチドのC−末端に対して融合される。ある実施形態において、Fc領域が、DRSポリペプチドのN−末端に対して融合される。
ある実施形態において、Fc領域が、哺乳動物IgA1、IgA2、IgD、IgE、IgG1、IgG2、IgG3、IgG4、および/またはIgM由来の、ヒンジ、CH、CH、および/またはCHドメインの1つ以上を含む。特定の実施形態において、DRS融合ポリペプチドが、免疫グロブリンのCH、C、V、およびV領域を含まない。特定の実施形態において、Fc領域が、配列番号38〜64またはその変異体もしくはフラグメントもしくは組み合わせのいずれか1つを含む。
ある実例において、DRS融合ポリペプチドが、対応するDRSポリペプチドに比べて、薬物動態が改変されている。前記改変された薬物動態の例は、血清半減期の増加、生物学的利用率の増加、および/またはクリアランスの減少を含む。いくつかの実例において、DRS融合ポリペプチドが、対応するDRSポリペプチドに比べて、改変された免疫エフェクター活性を有する。そのような免疫エフェクター活性の例は、1つ以上の補体活性化、補体依存性細胞傷害(CDC)、抗体依存性細胞媒介性細胞傷害(ADCC)、または抗体依存性細胞媒介性食作用(ADCP)を含む。
ある実施形態において、Fc領域が、野生型Fc領域に比べて、変異Fc領域を含む。いくつかの実施形態において、変異Fc領域が、配列番号38〜64のいずれか1つに対して、少なくとも90%同一な配列または前記配列の組み合わせを含む。ある実施形態において、変異Fc領域が、異なる種、異なるIgクラス、または異なるIgサブクラス由来の1つ以上のFc領域のハイブリッドを含む。特定の実施形態において、変異Fc領域が、異なる種、異なるIgクラス、および/または異なるIgサブクラス由来のFc領域のヒンジ、CH、CH、および/またはCHドメインの1つ以上のハイブリッドを含む。
ある実施形態において、変異Fc領域が、対応する野生型Fc領域に比べて、修飾されたグリコフォームである。特定の実施形態において、変異Fc領域が、対応する野生型Fc領域に比べて、薬物動態が改変されている。そのような改変された薬物動態の例は、血清半減期、生物学的利用率、および/またはクリアランスを含む。いくつかの実施形態において、変異Fc領域が、対応する野生型Fc領域に比べて、改変されたエフェクター活性を有する。そのようなエフェクター活性の例は、1つ以上の補体活性化、補体依存性細胞傷害(CDC)、抗体依存性細胞媒介性細胞傷害(ADCC)、または抗体依存性細胞媒介性食作用(ADCP)を含む。
ある実施形態において、変異Fc領域が、対応する野生型Fc領域に比べて、1つ以上のFcγ受容体に対する結合性が改変されている。例示的なFcγ受容体は、本明細書において記載され、当技術分野において知られている。
いくつかの実施形態において、変異Fc領域が、対応する野生型Fc領域に比べて、溶解性が改変されており(たとえば増加しており)、DRS−Fc融合タンパク質が、対応する未修飾DRSポリペプチドに比べて、溶解性が改変されている。
特定の実施形態において、DRS−Fc融合ポリペプチドが、生理学的溶液中でまたはインビボ条件などのような他の生理学的条件下で、実質的に二量体の形態である。特定の実施形態において、DRS−Fc融合ポリペプチドが、UV円偏光二色性分析を介して決定されるように、対応する未修飾または修飾が異なるDRSポリペプチドと、実質的に同じ二次構造を有する。
いくつかの実施形態において、DRS−Fc融合ポリペプチドが、哺乳動物に対して投与された場合に、対応する未修飾DRSポリペプチドよりも、少なくとも5倍を超える、プラスマまたは血清薬物動態学的AUCプロファイルを有する。
ある実施形態において、DRS−Fc融合ポリペプチドが、TLR2またはTLR4ベースのアッセイにおいて、対応する未修飾または修飾が異なるDRSポリペプチドと実質的に同じ活性を有する。
ある実施形態において、DRS−Fc融合ポリペプチドが、TLR2またはTLR4ベースのアッセイにおいて、対応する未修飾または修飾が異なるDRSポリペプチドの2倍を超える活性を有する。
ある実施形態において、DRS−Fc融合ポリペプチドが、pH7.4のPBS中で7日間、室温で同様の条件下で比較された場合に、対応する未修飾または修飾が異なるDRSポリペプチドよりも、少なくとも30%を超える安定性を有する。
DRS−Fc融合ポリペプチドの特定の例は、配列番号36もしくは37を含むまたは配列番号36もしくは37と少なくとも80%、90%、95%、98%同一なアミノ酸配列を含む。
一実施形態において、本発明が、3日間またはそれより長い投薬間隔を使用する場合に、約0.3μg/ml〜約3μg/mlの、被験体のプラスマにおけるDRSポリペプチドの定常状態の平均濃度を維持する投薬レジメンであって、治療用量の本明細書において記載されるDRS−Fc融合ポリペプチドのいずれかを患者に対して投与するステップを含む投薬レジメンを含む。
一実施形態において、本発明が、最小限の有効な治療レベルを超えるDRSポリペプチドレベルをその必要がある被験体において維持するための方法であって、治療用量の本明細書において記載されるDRS−Fc融合ポリペプチドのいずれかを被験体に対して投与するステップを含む方法を含む。
他の態様において、本発明が、被験体における炎症応答を治療するための方法であって、本明細書において記載される先に開示されるDRS−Fc融合ポリペプチドのいずれかをその必要がある被験体に対して投与するステップを含む方法を含む。
他の態様において、本発明が、TLR関連疾患をその必要がある被験体において治療するための方法であって、治療用量の本明細書において記載されるDRS−Fc融合ポリペプチドのいずれかを被験体に対して投与するステップを含む方法を含む。
他の態様において、本発明が、被験体におけるTLR活性を調整する方法のための方法であって、治療用量の本明細書において記載されるDRS−Fc融合ポリペプチドのいずれかを被験体に対して投与するステップを含む方法を含む。
他の態様において、本発明が、癌細胞を死滅させる方法のための方法であって、本明細書において記載されるDRS−Fc融合ポリペプチドのいずれかを含むワクチンまたは免疫原性組成物をその必要がある被験体に対して投与するステップを含む方法を含む。
他の態様において、本発明が、癌を有する被験体を処置するまたは被験体における癌の発症を予防するための方法であって、本明細書において記載されるDRS−Fc融合ポリペプチドのいずれかを含むワクチンまたは免疫原性組成物をその必要がある被験体に対して投与するステップを含む方法を含む。
他の態様において、本発明が、被験体における抗原に対する寛容を克服するための方法であって、本明細書において記載されるDRS−Fc融合ポリペプチドのいずれかを含むワクチンまたは免疫原性組成物をその必要がある被験体に対して投与するステップを含む方法を含む。
本明細書において記載されるDRS−Fc融合ポリペプチドをコードするヌクレオチド配列を含む単離ポリヌクレオチドもまた含まれ、そのようなポリヌクレオチドを含むベクター、ならびに前記ポリヌクレオチドおよび/またはベクターを含む宿主細胞が含まれる。
いくつかの実施形態は、本明細書において記載されるDRS−Fc融合ポリペプチドを製造するための方法であって、a)DRS−Fc融合ポリペプチドを発現させるために宿主細胞を培養するステップであって、宿主細胞が、調節エレメントに作動可能に連結された、本明細書において記載されるDRS−Fc融合ポリペプチドをコードするポリヌクレオチドを含むステップおよびb)宿主細胞からDRS−Fc融合ポリペプチドを単離するステップを含む方法を含む。
特定の実施形態では、例えば以下が提供される:
(項目1)
アスパルチルtRNAシンテターゼ(DRS)融合ポリペプチドであって、配列番号1、3〜24、29、31、または154〜197のいずれかに対して、少なくとも80%同一なアミノ酸配列、および前記DRSポリペプチドのC−末端、N−末端、またはその両方に対して融合された少なくとも1つのFc領域を含むアスパルチルtRNAシンテターゼ(DRS)融合ポリペプチド。
(項目2)
配列番号1、3〜24、29、31、または154〜197のいずれかに対して、少なくとも90%同一なアミノ酸配列を含む、項目1に記載のDRS融合ポリペプチド。
(項目3)
配列番号1または3〜24のいずれか1つのアミノ酸配列を含む、項目1に記載のDRS融合ポリペプチド。
(項目4)
前記DRSポリペプチドが、約130〜300アミノ酸長であり、配列番号1のアミノ酸残基1〜154、11〜146、13〜146、23〜154、1〜171、もしくは1〜174、1〜182、1〜184、1〜224、もしくは1〜274、または配列番号1の残基1〜154、23〜154、1〜171、もしくは1〜174、1〜182、1〜184、1〜224、もしくは1〜274に対して、少なくとも90%同一なアミノ酸配列を含む、項目1に記載のDRS融合ポリペプチド。
(項目5)
前記DRSポリペプチドが、約130〜200アミノ酸長であり、配列番号1のアミノ酸残基1〜154、11〜146、13〜146、23〜154、1〜171、1〜174、1〜182、もしくは1〜184、または残基1〜154、23〜154、1〜171、1〜174、1〜182、もしくは1〜184に対して、少なくとも90%同一なアミノ酸配列を含む、項目1に記載のDRS融合ポリペプチド。
(項目6)
前記DRSポリペプチドが、約130〜175アミノ酸長であり、配列番号1のアミノ酸残基1〜154、11〜146、13〜146、23〜154、1〜171、もしくは1〜174、または配列番号1の残基1〜154、23〜154、1〜171、もしくは1〜174に対して、少なくとも90%同一なアミノ酸配列を含む、項目1に記載のDRS融合ポリペプチド。
(項目7)
前記DRSポリペプチドが、配列番号1のアミノ酸残基1〜154、11〜146、13〜146、23〜154、1〜171、または1〜174を含む、項目6に記載のDRS融合ポリペプチド。
(項目8)
前記DRSポリペプチドが、配列番号1のアミノ酸残基1〜154から本質的になる、項目7に記載のDRS融合ポリペプチド。
(項目9)
前記DRSポリペプチドが、配列番号1のアミノ酸残基13〜146から本質的になる、項目7に記載のDRS融合ポリペプチド。
(項目10)
前記DRSポリペプチドが、Cys76、Cys130、Cys203、Cys259、Cys334、およびCys349から選択されるシステイン残基に少なくとも1つの変異を含む、項目1〜9のいずれか一項に記載のDRS融合ポリペプチド。
(項目11)
前記Fc領域および前記DRSポリペプチドが、ペプチドリンカーによって分離されている、項目1〜10のいずれか一項に記載のDRS融合ポリペプチド。
(項目12)
前記ペプチドリンカーが、約1〜200アミノ酸長、1〜150アミノ酸長、1〜100アミノ酸長、1〜90アミノ酸長、1〜80アミノ酸長、1〜70アミノ酸長、1〜60アミノ酸長、1〜50アミノ酸長、1〜40アミノ酸長、1〜30アミノ酸長、1〜20アミノ酸長、1〜10アミノ酸長、または1〜5アミノ酸長である、項目11に記載のDRS融合ポリペプチド。
(項目13)
前記ペプチドリンカーが、約1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、60、70、80、90、または100アミノ酸長である、項目11に記載のDRS融合ポリペプチド。
(項目14)
前記ペプチドリンカーが、Glyおよび/またはSer残基から本質的になる、項目11〜13のいずれか一項に記載のDRS融合ポリペプチド。
(項目15)
前記ペプチドリンカーが、生理学的に安定なリンカーである、項目11〜13のいずれか一項に記載のDRS融合ポリペプチド。
(項目16)
前記ペプチドリンカーが、放出可能なリンカー、任意選択で、酵素により切断可能なリンカーである、項目11〜13のいずれか一項に記載のDRS融合ポリペプチド。
(項目17)
前記ペプチドリンカーが、配列番号80〜139のいずれか1つの配列を含む、項目11〜16のいずれか一項に記載のDRS融合ポリペプチド。
(項目18)
前記Fc領域が、前記DRSポリペプチドのC−末端に対して融合される、項目1〜17のいずれか一項に記載のDRS融合ポリペプチド。
(項目19)
前記Fc領域が、前記DRSポリペプチドのN−末端に対して融合される、項目1〜17のいずれか一項に記載のDRS融合ポリペプチド。
(項目20)
前記Fc領域が、哺乳動物IgA1、IgA2、IgD、IgE、IgG1、IgG2、IgG3、IgG4、および/またはIgM由来の、ヒンジ、CH 、CH 、および/またはCH ドメインの1つ以上を含む、項目1〜19のいずれか一項に記載のDRS融合ポリペプチド。
(項目21)
前記DRS融合ポリペプチドが、免疫グロブリンのCH 、C 、V 、およびV 領域を含まない、項目1〜20のいずれか一項に記載のDRS融合ポリペプチド。
(項目22)
前記Fc領域が、配列番号38〜64またはその変異体もしくはフラグメントもしくは組み合わせのいずれか1つを含む、項目1〜21のいずれか一項に記載のDRS融合ポリペプチド。
(項目23)
対応するDRSポリペプチドに比べて、改変された薬物動態を有する、項目1〜22のいずれか一項に記載のDRS融合ポリペプチド。
(項目24)
前記改変された薬物動態が、血清半減期の増加、生物学的利用率の増加、および/またはクリアランスの減少である、項目23に記載のDRS融合ポリペプチド。
(項目25)
対応するDRSポリペプチドに比べて、改変された免疫エフェクター活性を有する、請求項1〜22のいずれか一項に記載のDRS融合ポリペプチド。
(項目26)
前記免疫エフェクター活性が、1つ以上の補体活性化、補体依存性細胞傷害(CDC)、抗体依存性細胞媒介性細胞傷害(ADCC)、または抗体依存性細胞媒介性食作用(ADCP)である、項目23に記載のDRS融合ポリペプチド。
(項目27)
前記Fc領域が、野生型Fc領域に比べて、変異Fc領域を含む、項目1〜26のいずれか一項に記載のDRS融合ポリペプチド。
(項目28)
前記変異Fc領域が、配列番号38〜64のいずれか1つに対して、少なくとも90%同一な配列または前記配列の組み合わせを含む、項目27に記載のDRS融合ポリペプチド。
(項目29)
前記変異Fc領域が、異なる種、異なるIgクラス、または異なるIgサブクラス由来の1つ以上のFc領域のハイブリッドを含む、項目27または28に記載のDRS融合ポリペプチド。
(項目30)
前記変異Fc領域が、異なる種、異なるIgクラス、および/または異なるIgサブクラス由来のFc領域の、CH 、CH 、および/またはCH ドメインの1つ以上のヒンジハイブリッドを含む、項目27〜29のいずれか一項に記載のDRS融合ポリペプチド。
(項目31)
前記変異Fc領域が、対応する野生型Fc領域に比べて、修飾されたグリコフォームである、項目27〜30のいずれか一項に記載のDRS融合ポリペプチド。
(項目32)
前記変異Fc領域が、対応する野生型Fc領域に比べて、改変された薬物動態をを有する、項目27〜31のいずれか一項に記載のDRS融合ポリペプチド。
(項目33)
前記改変された薬物動態が、血清半減期、生物学的利用率、および/またはクリアランスを含む、項目32に記載のDRS融合ポリペプチド。
(項目34)
前記変異Fc領域が、対応する野生型Fc領域に比べて、改変されたエフェクター活性を有する、項目27〜33のいずれか一項に記載のDRS融合ポリペプチド。
(項目35)
前記エフェクター活性が、1つ以上の補体活性化、補体依存性細胞傷害(CDC)、抗体依存性細胞媒介性細胞傷害(ADCC)、または抗体依存性細胞媒介性食作用(ADCP)である、項目34に記載のDRS融合ポリペプチド。
(項目36)
前記変異Fc領域が、対応する野生型Fc領域に比べて、1つ以上のFcγ受容体に対する改変された結合を有する、項目27〜35のいずれか一項に記載のDRS融合ポリペプチド。
(項目37)
前記変異Fc領域が、対応する野生型Fc領域に比べて、溶解性が改変されている、項目27〜36のいずれか一項に記載のDRS融合ポリペプチド。
(項目38)
生理学的溶液において実質的に二量体の形態である、項目1〜37のいずれか一項に記載のDRS融合ポリペプチド。
(項目39)
UV円偏光二色性分析を介して決定されるように、対応する未修飾DRSポリペプチドと、実質的に同じ二次構造を有する、項目1〜38のいずれか一項に記載のDRS融合ポリペプチド。
(項目40)
哺乳動物に対して投与された場合に、対応する未修飾DRSポリペプチドよりも、少なくとも5倍を超える、プラスマまたは血清薬物動態学的AUCプロファイルを有する、項目1〜39のいずれか一項に記載のDRS融合ポリペプチド。
(項目41)
配列番号36または37に対して、少なくとも80%同一なアミノ酸配列を含む、アスパルチルtRNAシンテターゼ(DRS)−Fc融合ポリペプチド。
(項目42)
3日間またはそれより長い投薬間隔を使用する場合に、約0.3μg/ml〜約3μg/mlの、被験体のプラスマにおけるDRS融合ポリペプチドの定常状態の平均濃度を維持する投薬レジメンであって、治療用量の項目1〜41のいずれか一項に記載のDRS融合ポリペプチドを前記患者に対して投与するステップを含む、投薬レジメン。
(項目43)
最小限の有効な治療レベルを超えるDRSポリペプチドレベルをその必要がある被験体において維持するための方法であって、治療用量の項目1〜41のいずれかに記載のDRS融合ポリペプチドを前記被験体に対して投与するステップを含む、方法。
(項目44)
被験体における炎症応答を処置するための方法であって、治療用量の項目1〜41のいずれかに記載のDRS融合ポリペプチドをその必要がある被験体に対して投与するステップを含む、方法。
(項目45)
TLR関連疾患を処置する必要がある被験体においてTLR関連疾患を処置するための方法であって、前記被験体に対して、治療用量の項目1〜41のいずれかに記載のDRS融合ポリペプチドをその必要がある被験体に対して投与するステップを含む、方法。
(項目46)
被験体におけるTLR活性を調整するための方法についての方法であって、前記被験体に対して、治療用量の項目1〜41のいずれかに記載のDRS融合ポリペプチドをその必要がある被験体に対して投与するステップを含む、方法。
(項目47)
癌細胞を死滅させるための方法についての方法であって、項目1〜41のいずれかに記載のDRS融合ポリペプチドを含むワクチンまたは免疫原性組成物をその必要がある被験体に対して投与するステップを含む、方法。
(項目48)
癌を有する被験体を処置するか、または被験体における癌の発症を予防するための方法であって、項目1〜41のいずれかに記載のDRS融合ポリペプチドを含むワクチンまたは免疫原性組成物をその必要がある被験体に対して投与するステップを含む、方法。
(項目49)
被験体における抗原に対する寛容を克服するための方法であって、項目1〜41のいずれかに記載のDRS融合ポリペプチドを含むワクチンまたは免疫原性組成物をその必要がある被験体に対して投与するステップを含む、方法。
(項目50)
項目1〜41のいずれかに記載のDRS融合ポリペプチドおよび薬学的に許容され得るキャリヤまたは賦形剤を含む医薬組成物。
(項目51)
前記組成物が、約10nM〜約100nMのアルギニンを含む、項目50に記載の医薬組成物。
(項目52)
項目1〜41のいずれか一項に記載のDRS融合ポリペプチドをコードするヌクレオチド配列を含む単離ポリヌクレオチド。
(項目53)
項目52に記載の単離ポリヌクレオチドを含むベクター。
(項目54)
項目53に記載のベクターを含む宿主細胞。
(項目55)
項目1〜41のいずれかに記載のDRS融合ポリペプチドを製造するための方法であって、
a)DRS融合ポリペプチドを発現させるために宿主細胞を培養するステップであって、前記宿主細胞が、調節エレメントに作動可能に連結された項目49に記載のポリヌクレオチドを含むステップおよび
b)前記宿主細胞から前記DRS融合ポリペプチドを単離するステップを含む、方法。
図1は、精製タンパク質AspRS1N1(C76S)(DRS(1〜154)(C76S)(配列番号29)および対応する非変異タンパク質AspRS1N1(DRS(1〜154))(配列番号31)のSDS−PAGE分析を示す図である。レーン1〜3は、還元条件下で実行し、レーン4〜6は、非還元条件下で実行した。レーン1および4:AspRS1N1 DRS(1〜154)ロット#D−N1−V5H−046、レーン2および5 AspRS1N1(DRS(1〜154))ロット#D−N1−V5H−047、レーン3および6:AspRS1N1(C76S)(配列番号29)ロット#D−N1:1−V5H−048。 図2は、HEK−Blue2細胞においてTLR2受容体によって媒介されるレポーター遺伝子活性を刺激するそれらの能力についての、AspRS1N1(配列番号31)(灰色の正方形)およびAspRS1N1(C76S)(配列番号29)(黒色の丸)の直接的な比較を示す図である。灰色の三角形−Pam3C SK4。 図3は、HEK−Blue4細胞においてTLR4受容体によって媒介されるレポーター遺伝子活性を刺激するそれらの能力についての、AspRS1N1(配列番号31)(灰色の正方形)およびAspRS1N1(C76S)(配列番号29)(黒色の丸)の直接的な比較を示す図である。 図4は、DRS−Fc(配列番号37)精製についてのSDS−PAGE分析を示す図である。レーン1、浄化した溶解物1;レーン2、MabSelect通過;レーン3、MabSelect洗浄;レーン4、精製DRS−Fc。 図5は、DRS−Fc融合タンパク質(配列番号37)のSEC分析を示す図である。上位のトレースは280nmの吸光度であり、より下位のトレースは260nmの吸光度である。 図6は、例示的な免疫グロブリンの構造的な性質を例証し、抗体クラスおよびサブクラスの概要を提供する図である。 図7は、ヒトIgA1(配列番号66)、IgA2(配列番号67)、IgM(配列番号68)、IgG1(配列番号69)、IgG2(配列番号70)、IgG3(配列番号71)、IgG4(配列番号72)、およびIgE(配列番号73)由来のFc領域のアライメントを示す図である。Fcαの二次構造を、配列の上に示す。カレット(^)およびアスタリスク()は、結合表面の0〜4%および5〜12%にそれぞれ寄与する残基を示す。 図8は、部分的身体照射生存モデルにおけるAspRS1N1(C76S)の投与の結果を示す図である。AspRS1N1(C76S)は正方形で示し、PBSコントロールは菱形で示す。 図9Aおよび9Bは、ビヒクルコントロール(PBS)菱形およびポジティブコントロール(デキサメタゾン(三角形))と比較した、痛風炎症のMSU誘発モデルにおけるAspRS1N1(C76S)の投与の結果(正方形)を示す図である。書き込みは、ビヒクルコントロールと比較した、AspRS1N1(C76S)(「Homeokine」)についての統計的有意性を示す。 図9Aおよび9Bは、ビヒクルコントロール(PBS)菱形およびポジティブコントロール(デキサメタゾン(三角形))と比較した、痛風炎症のMSU誘発モデルにおけるAspRS1N1(C76S)の投与の結果(正方形)を示す図である。書き込みは、ビヒクルコントロールと比較した、AspRS1N1(C76S)(「Homeokine」)についての統計的有意性を示す。
発明の詳細な説明
本発明の実施には、当技術分野の技術の範囲内の分子生物学の従来の方法および組換えDNA技術が、それと反対に特に指示されない限り、用いられるであろう、また、それらの多くは、例説の目的で下記に記載される。そのような技術は、文献において十分に説明されている。たとえばSambrookら、Molecular Cloning:A Laboratory Manual(3rd Edition、2000);DNA Cloning:A Practical Approach、vol.I&II(D.Glover,ed.);Oligonucleotide Synthesis(N.Gait,ed.、1984);Oligonucleotide Synthesis:Methods and Applications(P.Herdewijn,ed.、2004);Nucleic Acid Hybridization(B.Hames&S.Higgins,eds.、1985);Nucleic Acid Hybridization:Modern Applications(Buzdin and Lukyanov,eds.、2009);Transcription and Translation(B.Hames&S.Higgins,eds.、1984);Animal Cell Culture(R.Freshney,ed.、1986);Freshney,R.I.(2005)Culture of Animal Cells,a Manual of Basic Technique,5th Ed.Hoboken NJ、John Wiley&Sons;B.Perbal、A Practical Guide to Molecular Cloning(3rd Edition 2010);Farrell,R.、RNA Methodologies:A Laboratory Guide for Isolation and Characterization(3rd Edition 2005).Poly(ethylene glycol),Chemistry and Biological Applications、ACS、Washington、1997;Veronese,F.,and J.M.Harris,Eds.、Peptide and protein PEGylation,Advanced Drug Delivery Reviews,54(4)453−609(2002);Zalipsky,S.ら、“Use of functionalized Poly(Ethylene Glycols)for modification of polypeptides” in Polyethylene Glycol Chemistry:Biotechnical and Biomedical Applicationsを参照されたい。
本明細書において引用される刊行物、特許、および特許出願はすべて、これによってそれらの全体が参照によって組み込まれる。
定義
特に定義されない限り、本明細書において使用される場合、技術用語および科学用語はすべて、本発明が属する当技術分野の当業者らによって一般に理解されるものと同じ意味を有する。本明細書において記載されるものに類似するまたはそれと等価であるいかなる方法および材料も、本発明の実施または試験において使用することができるが、好ましい方法および材料が記載される。本発明の目的のために、以下の用語が下記に定義される。
冠詞「1つの(a)」および「1つの(an)」は、1つのまたは1つを超える(つまり少なくとも1つの)、冠詞の文法上の目的語を指すために本明細書において使用される。例として、「エレメント」は、1つのエレメントまたは1つを超えるエレメントを意味する。
「約」によって、参照の数量、レベル、値、数、頻度、パーセンテージ、寸法、サイズ、量、重さ、または長さに対して、30、25、20、15、10、9、8、7、6、5、4、3、2、または1%ほど変動する数量、レベル、値、数、頻度、パーセンテージ、寸法、サイズ、量、重さ、または長さを指す。
本明細書において使用される場合、用語「アミノ酸」は、天然に存在するおよび天然に存在しないアミノ酸の両方ならびにアミノ酸アナログおよびミメティックを意味することが意図される。天然に存在するアミノ酸は、タンパク質生合成の間に利用される20種の(L)−アミノ酸ならびにたとえば4−ヒドロキシプロリン、ヒドロキシリシン、デスモシン、イソデスモシン、ホモシステイン、シトルリン、およびオルニチンなどのような他のものを含む。天然に存在しないアミノ酸は、たとえば(D)−アミノ酸、ノルロイシン、ノルバリン、p−フルオロフェニルアラニン、エチオニン、およびその他同種のものを含み、これらは、当業者に知られている。アミノ酸アナログは、天然に存在するおよび天然に存在しないアミノ酸の修飾形態を含む。そのような修飾は、たとえば、アミノ酸上のまたはアミノ酸の誘導体化による化学基および成分の置換または交換を含むことができる。アミノ酸ミメティックは、たとえば、参照アミノ酸に特徴的な電荷および電荷の間隔などのような、機能的に類似する特性を示す有機構造を含む。たとえばアルギニン(ArgまたはR)を模倣する有機構造は、類似する分子空間に位置し、天然に存在するArgアミノ酸の側鎖のe−アミノ基と同じ程度の可動性を有する正電荷成分を有するであろう。ミメティックはまた、アミノ酸またはアミノ酸官能基の最適な間隔および電荷相互作用を維持するように束縛された構造をも含む。当業者らは、どの構造が機能的に等価なアミノ酸アナログおよびアミノ酸ミメティックとなるかを知っているまたは決定することができる。
本明細書の全体にわたって、文脈上他の意味に解すべき場合を除き、語「含む(comprise)」、「含む(comprises)」、および「含むこと(comprising)」は、あらゆる他のステップもしくはエレメントまたはステップもしくはエレメントの群の排除ではなく、明示されるステップもしくはエレメントまたはステップもしくはエレメントの群の包含を暗示することが理解されるであろう。「からなる」によって、語句「からなる」に後続するいかなるものも含み、かつそれらに限定されることを意味する。したがって、語句「からなる」は、列挙されるエレメントが必要とされまたは必須であり、他のエレメントが存在しなくてもよいことを示す。「から本質的になる」によって、その語句の後に列挙されるあらゆるエレメントおよび列挙されるエレメントについての本開示において指定される活性または作用に干渉しないまたはその一因とならない他のエレメントに限定されるあらゆるエレメントを含むことを意味する。したがって、語句「から本質的になる」は、列挙されるエレメントが必要とされるまたは必須であるが、他のエレメントが任意選択であり、それらが列挙されるエレメントの活性または作用に実質的に影響を及ぼすかどうかに依存して存在してもよい、または存在しなくてもよいことを示す。
用語「コンジュゲート」は、免疫グロブリンFc領域に対する分子、たとえば生物学的に活性な分子の共有結合の結果として形成される実体を指すことが意図される。コンジュゲートポリペプチドの1つの例は、「融合タンパク質」または「融合ポリペプチド」、すなわち、もとは別々のポリペプチドをコードしていた2つ以上のコード配列の接合を通して生成されるポリペプチドであり、接合されたコード配列の翻訳により、典型的に、別々のポリペプチドのそれぞれに由来する機能特性を有する、単一の融合ポリペプチドがもたらされる。
「エンドトキシンなし」または「実質的にエンドトキシンなし」という記述は、一般に、せいぜい微量(たとえば、被験体に対して臨床的に不利な生理学的影響を有していない量)のエンドトキシン、好ましくは検出不可能な量のエンドトキシンを含有する組成物、溶媒、および/または器に関する。エンドトキシンは、Listeria monocytogenesなどのようなグラム陽性菌において見つけられ得るが、エンドトキシンは、ある細菌、典型的にグラム陰性菌に関連する毒素である。最も主要なエンドトキシンは、様々なグラム陰性菌の外膜において見つけられるリポ多糖(LPS)またはリポオリゴ糖(LOS)であり、これらは、疾患を引き起こすこれらの細菌の能力において中心的な病原性の特徴に相当する。ヒトにおける少量のエンドトキシンは、数ある不利な生理学的効果の中でも、発熱、血圧の低下、ならびに炎症および凝固の活性化をもたらし得る。
そのため、医薬品の産生において、少量でさえヒトにおいて不利な影響を引き起こし得るので、ほとんどまたはすべての微量のエンドトキシンを薬剤産物および/または薬剤容器から除去することは、多くの場合、望ましい。300℃を超える温度が、ほとんどのエンドトキシンを破壊するのに典型的に必要とされるので、パイロジェン除去オーブンが、この目的のために使用されてもよい。たとえば、注射器またはバイアルなどのような主要な包装材料に基づいて、250℃のガラス温度および30分間の保持時間の組み合わせが、エンドトキシンレベルにおける3対数の低下を実現するのに多くの場合、十分である。本明細書において記載され、当技術分野において知られているように、たとえば、クロマトグラフィーおよびろ過法を含む、エンドトキシンを除去するための他の方法が、企図される。本発明の組成物中に存在するエンドトキシンの危険性を、排除しないにしても、低下させるために、哺乳動物細胞などのような真核細胞においてDRSポリペプチドを産生し、真核細胞からDRSポリペプチドを単離するための方法もまた、含まれる。無血清細胞においてDRSポリペプチドを産生し、無血清細胞からDRSポリペプチドを単離するための方法が、好ましい。
エンドトキシンは、当技術分野において知られている通常の技術を使用して検出することができる。たとえば、カブトガニ由来の血液を利用するリムルスアメーバ細胞溶解物アッセイは、エンドトキシンの存在を検出するための非常に高感度なアッセイである。この試験において、非常に低レベルのLPSが、この反応を増幅する強力な酵素カスケードにより、リムルス溶解物の検出可能な凝固を引き起こすことができる。エンドトキシンはまた、酵素結合免疫吸着アッセイ(ELISA)によって定量化することができる。実質的にエンドトキシンなしとなるためには、エンドトキシンレベルは、約0.001、0.005、0.01、0.02、0.03、0.04、0.05、0.06、0.08、0.09、0.1、0.5、1.0、1.5、2、2.5、3、4、5、6、7、8、9、または10EU/ml未満であってもよい。典型的に、1ngリポ多糖(LPS)は、約1〜10EUに相当する。
本明細書において使用される場合、用語「機能」および「機能的」およびその他同種のものは、生物学的な、酵素の、または治療上の機能を指す。
「相同性」は、同一であるまたは保存的置換を構成するアミノ酸のパーセンテージ数を指す。相同性は、GAPなどのような配列比較プログラムを使用して決定されてもよく(Deverauxら、Nucleic Acids Research.12、387−395、1984)、これは、参照によって本明細書において組み込まれる。この方法で、本明細書において挙げられる配列と類似するまたは実質的に異なる長さの配列は、アライメントへのギャップの挿入によって比較することができ、そのようなギャップは、たとえば、GAPによって使用される比較アルゴリズムによって決定される。
「生理学的に安定な」リンカーは、水中でまたは生理学的条件(たとえばインビボ、インビトロ培養条件、たとえば1つ以上のプロテアーゼの存在下において)下で実質的に安定なリンカーを指す、すなわち、それは、生理学的条件下で、長期間にわたって、認識可能なほどの分解反応(たとえば酵素分解性の反応)を受けない。一般に、生理学的に安定なリンカーは、生理学的条件下で、1日当たり約0.5%、約1%、約2%、約3%、約4%、または約5%未満の分解率を示すリンカーである。
「単離」によって、物質の天然の状態において通常、物質に付随する構成成分が実質的にまたは本質的にない物質を意味する。たとえば、本明細書において使用される場合、「単離ペプチド」または「単離ポリペプチド」およびその他同種のものは、その天然の細胞環境からのおよび細胞の他の構成成分との関連からの、ペプチドまたはポリペプチド分子のインビトロにおける単離および/または精製を含む、つまり、それは、インビボにおける物質に有意に関連していない。
用語「半最大有効濃度」または「EC50」は、本明細書において記載されるDRS−Fcコンジュゲートが、いくらかの特定の曝露時間の後にベースラインおよび最大値の中間の応答を誘発する、DRS−Fcコンジュゲートの濃度を指し、そのため、段階的用量応答曲線のEC50は、その最大の効果の50%が観察される化合物の濃度に相当する。ある実施形態において、本明細書において提供される作用物質のEC50が、上記に言及されるように、「非標準」活性に関して示される。EC50はまた、インビボにおいて最大の効果の50%を得るために必要なプラスマ濃度に相当する。同様に、「EC90」は、その最大の効果の90%が観察される作用物質または組成物の濃度を指す。「EC90」は、「EC50」およびHill slopeから計算することができる、またはそれは、当技術分野における通常の知識を使用して、データから直接決定することができる。いくつかの実施形態において、DRS−FcコンジュゲートのEC50が、約0.01、0.05、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、25、30、40、50、60、70、80、90、または100nM未満である。好ましくは、生物療法(biotherapeutic)組成物は、約1nM以下のEC50値を有するであろう。
DRS−Fcコンジュゲートの「半減期」は、コンジュゲートが、その薬理的、生理学的、または他の活性の半分を、生物の血清もしくは組織への投与時のそのような活性に比べてまたは任意の他の定められた時点に比べて、失うのにかかる時間を指すことができる。「半減期」はまた、DRS−Fcコンジュゲートの量または濃度が、生物の血清もしくは組織への投与時のそのような量もしくは濃度に比べてまたは任意の他の定められた時点に比べて、生物の血清または組織に投与される出発量の半分、低下するのにかかる時間を指すこともできる。半減期は、血清および/または任意の1つ以上の選択される組織において測定することができる。
用語「連結」、「リンカー」、「リンカー成分」、または「L」は、他のDRSポリペプチドからおよび/または1つ以上のFc領域からDRSポリペプチドを分離するために使用することができるリンカーを指すために、本明細書において使用される。リンカーは、生理学的に安定性であってもよい、または酵素分解性のリンカー(たとえばタンパク質分解切断可能なリンカー)などのような放出可能なリンカーを含んでいてもよい。ある態様において、リンカーが、たとえば、DRS−Fc融合タンパク質の一部としてのペプチドリンカーであってもよい。いくつかの態様において、リンカーが、非ペプチドリンカーであってもよい。
用語「調整すること」および「改変すること」は、典型的に、コントロールに比べて、統計的に有意なまたは生理学的に有意な量または程度で、「増加させること」、「増強すること」、または「刺激すること」および「減少させること」または「低下させること」を含む。「増加した」、「刺激された」、または「増強された」量は、典型的に、「統計的に有意な」量であり、組成物なし(たとえば本発明のDRS−Fcコンジュゲートのいずれかの非存在下において)またはコントロール組成物、サンプル、もしくは試験対象によって産生される量の1.1、1.2、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、30倍、またはそれ以上(たとえば500、1000倍)(1を超える、中間の整数および小数点をすべて含む、たとえば1.5、1.6、1.7.1.8など)の増加を含んでいてもよい。「減少した」または「低下した」量は、典型的に、「統計的に有意な」量であり、中間の整数をすべて含む、組成物なし(作用物質もしくは化合物の非存在下における)またはコントロール組成物によって産生される量における、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、11%、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、19%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、または100%の減少を含んでいてもよい。1つの非限定的な例として、標準および非標準活性の比較におけるコントロールとして、対応する(配列に関して)未修飾または修飾が異なるDRSポリペプチドと比較する関心のあるDRS−Fcコンジュゲートを含むことができる。比較および「統計的に有意な」量の他の例は、本明細書において記載される。
本明細書において使用される場合、「非標準」活性は、一般に、i)インタクトな天然の完全長親タンパク質が、有意な程度まで有しない、本発明のDRSポリペプチドが有する新しい活性またはii)インタクトな天然の完全長親タンパク質が有した活性、ここで、DRSポリペプチドは、インタクトな天然の完全長親タンパク質と比較して、非標準活性に関して有意により高い(つまり、少なくとも20%大きな)特異的活性を示すまたはたとえば、インタクトな天然の完全長親タンパク質が有する他の活性からその活性を切り離すことによって、新しい状況においてその活性を示す、を指す。DRSポリペプチドの場合において、非標準活性の非限定的な例は、TLRの調整、細胞増殖の調整、細胞遊走の調整、細胞分化(たとえば造血、神経発生、筋発生、骨形成、および脂質生成)の調整、遺伝子転写の調整、アポトーシスまたは細胞死の他の形態の調整、細胞シグナル伝達の調整、細胞の取込みまたは分泌の調整、血管新生の調整、細胞結合性の調整、細胞の代謝の調整、サイトカイン産生または活性の調整、サイトカイン受容体活性の調整、炎症、免疫原性、およびその他同種のものの調整を含む細胞外シグナル伝達を含む。
ある実施形態において、組成物における任意の所定の作用物質(たとえば融合タンパク質などのようなDRS−Fcコンジュゲート)の「純度」が、詳細に定義されてもよい。たとえば、ある組成物は、たとえば、決してこれに限定されないが、化合物を分離し、同定し、かつ定量化するために、生化学および分析化学において頻繁に使用されるカラムクロマトグラフィーのよく知られている形態である高圧液体クロマトグラフィー(HPLC)によって測定されるように、中間のすべての小数を含む、少なくとも80、85、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、または100%純粋である作用物質を含んでいてもよい。
あらゆる特定の理論によって束縛されることを望むものではないが、「酵素分解性のリンカー」は、1つ以上の酵素、たとえばペプチダーゼまたはプロテアーゼによる分解を受けやすいリンカー、たとえばアミノ酸配列を意味する。
用語「ポリペプチド」および「タンパク質」は、アミノ酸残基のポリマーならびにアミノ酸残基のポリマーの変異体および合成類似体を指すように本明細書において区別なく使用される。したがって、これらの用語は、天然に存在するアミノ酸ポリマーと同様に、対応する天然に存在するアミノ酸の化学的な類似体などのような、1つ以上のアミノ酸残基が合成の、天然に存在しないアミノ酸である、アミノ酸ポリマーに適用される。
「放出可能なリンカー」は、生理学的に切断可能なリンカーおよび酵素分解性のリンカーを含むが、これらに限定されない。したがって、「放出可能なリンカー」は、生理学的条件下での自発的な加水分解またはいくつかの他のメカニズム(たとえば酵素触媒、酸触媒、塩基触媒など)による切断を受け得るリンカーである。たとえば、「放出可能なリンカー」は、推進力として、プロトン(たとえばイオン化可能な水素原子、Hα)の塩基引抜きを有する脱離反応を伴い得る。本明細書における目的のために、「放出可能なリンカー」は、「分解性のリンカー」と同義である。特定の実施形態において、放出可能なリンカーが、pH7.4、25℃、たとえば生理学的pH、ヒトの体温で(たとえはインビボにおいて)、約30分間、約1時間、約2時間、約3時間、約4時間、約5時間、約6時間、約12時間、約18時間、約24時間、約36時間、約48時間、約72時間、または約96時間以上の半減期を有する。
「統計的に有意な」によって、結果が偶然に起こったものではなさそうであったことを意味する。統計的有意性は、当技術分野において知られている任意の方法によって決定することができる。有意性について一般に使用される測定値は、p−値を含み、これは、帰無仮説が真実である場合に、観察されるイベントが起こるであろう頻度または確率である。得られたp−値が有意性レベルよりも小さい場合、帰無仮説が棄却される。単純なケースでは、有意性レベルは、0.05以下のp−値に定められる。
用語「溶解性」は、液体溶媒中に溶解し、均質の溶液を形成する、本明細書において提供されるDRS−Fcコンジュゲートポリペプチドの特性を指す。溶解性は、典型的に、溶媒の単位容積当たりの溶質の質量(溶媒1kg当たりの溶質のg、dL(100mL)当たりのg、mg/mlなど)、モル濃度、質量モル濃度、モル分率、または濃度についての他の類似する説明によって、濃度として表現される。溶媒の量当たりに溶解することができる溶質の最大平衡量は、温度、圧力、pH、および溶媒の性質を含む特定の条件下での、その溶媒におけるその溶質の溶解性となる。ある実施形態において、溶解性が、生理学的pHまたは他のpHで、たとえばpH5.0、pH6.0、pH7.0、またはpH7.4で測定される。ある実施形態において、溶解性が、水、またはPBSもしくはNaCl(NaPありもしくはなし)などのような生理学的バッファーにおいて測定される。特定の実施形態において、溶解性が、比較的低いpH(たとえばpH6.0)および比較的高い塩(たとえば500mM NaClおよび10mM NaP)で測定される。ある実施形態において、溶解性が、血液または血清などのような生体液(溶媒)において測定される。ある実施形態において、温度が、約室温(たとえば約20、21、22、23、24、25℃)または約体温(37℃)とすることができる。ある実施形態において、DRS−Fcコンジュゲートポリペプチドが、室温でまたは37℃で、少なくとも約0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、25、または30mg/mlの溶解性を有する。
本明細書において使用される場合、「被験体」は、本発明のDRS−Fcコンジュゲートポリペプチドにより処置するまたは診断することができる症状を示すまたは症状を示す危険性がある任意の動物を含む。適した被験体(患者)は、実験動物(マウス、ラット、ウサギ、またはモルモットなど)、家畜、および飼いならされた動物またはペット(ネコまたはイヌなど)を含む。非ヒト霊長動物、好ましくはヒト患者が、含まれる。
「実質的に」または「本質的に」は、ほぼ完全にまたは余すところなくということ、たとえば95%、96%、97%、98%、99%以上のいくらかの所定の数量を意味する。
本明細書において使用される場合、用語「治療有効量」は、有意な負のまたは不利な副作用を引き起こすことなく、状態を処置するもしくは改善するまたは傷害もしくは損傷を低下させるために必要とされる、DRS−Fcコンジュゲートポリペプチドまたはその誘導体などのような作用物質のレベルまたは量を指す。
本明細書において使用される場合、「処置」または「処置すること」は、疾患または状態の症状または病態に対する任意の望ましい効果を含み、処置されている疾患または状態の1つ以上の測定可能なマーカーにおける、最小限の変化または改善さえも、含んでいてもよい。「処置」または「処置」は、必ずしも、疾患もしくは状態またはその関連する症状の完全な根絶または治癒を示すものではない。この処置を受けている被験体は、その必要がある任意の被験体である。臨床的改善の例示的なマーカーは、当業者らに明らかであろう。
アスパルチルtRNAシンテターゼ由来のポリペプチド
本発明の実施形態は、野生型配列、天然に存在する配列、および天然に存在しない配列を含む、アスパルチルtRNAシンテターゼポリペプチド(DRSまたはAspRSポリペプチド)の使用に関し、また、その変異体およびフラグメントをも含む。アスパルチルtRNAシンテターゼ由来のポリペプチドの特定の例は、システイン含有量が改変されたものを含む。
アスパルチルtRNAシンテターゼは、クラスI tRNAシンテターゼファミリーに属し、これは、活性部位、HIGH(配列番号152)およびKMSKS(配列番号153)に、2つの高度に保存された配列モチーフを有する。クラスI tRNAシンテターゼは、2ステップの反応において、その関連するtRNAに対するアミノ酸の特異的な付加を担うとして広く認識されている:アミノ酸(AA)は、ATPによって最初に活性化されて、AA−AMPを形成し、次いで、tRNAのアクセプター末端部に移行される。完全長アスパルチルtRNAシンテターゼは、典型的に、ホモ二量体として存在し、また、タンパク質AIMP1、AIMP2、EEF1A1、ならびにArg、Asp、Glu、Gln、Ile、Leu、Lys、Met、およびProに対するtRNAシンテターゼを典型的に含む多サブユニット複合体の一部をも形成する。
より最近では、いくつかの生物学的フラグメントまたは真核生物アスパルチルtRNAシンテターゼの選択的スプライスアイソフォームまたはいくつかの状況において、インタクトなシンテターゼは、多サブユニット複合体から解離し、ある細胞シグナル経路を活性化することができるまたは転写を調整するために核内で作用することができることが確立された。タンパク質合成におけるtRNAシンテターゼの古典的役割とは異なるこれらの活性は、総称して「非標準活性」と本明細書において称される。これらのDRSポリペプチドは、選択的スプライシングまたはタンパク質分解によって天然に産生されてもよく、細胞自主的(つまり宿主細胞内で)なまたは非細胞自主的な様式(つまり宿主細胞外で)で作用して、様々な恒常性メカニズムを調節することができる。たとえば、本発明において提供されるように、アスパルチルtRNAシンテターゼのN−末端フラグメント、DRS(1〜154)は、インビボにおいて、あるTLRの活性を調整することができる。そのうえ、完全長DRSポリペプチド配列に比べた、ある変異または欠失により、TLR結合性または他の非標準活性の増加が与えられる。様々な例示的なDRSポリペプチドの配列は、表D1〜D5およびD7において提供される。
多くの天然に存在するアスパルチルtRNAシンテターゼ一塩基多型(SNP)およびヒト遺伝子の天然に存在する変異体は、配列決定されており、当技術分野において、少なくとも部分的に、機能的に交換できることが知られている。そのうえ、ヒト遺伝子の相同体およびオルソログは、他の種において存在し、したがって、表D1〜D5またはD7において列挙されるDRSポリペプチド配列のいずれかの代わりに、SNPによってコードされるDRSポリペプチドなどのような天然に存在する変異体または他の天然に存在する変異体を選択することは、ルーチン的な事柄になるであろう。アスパルチルtRNAシンテターゼのいくつかのそのような変異体(つまり代表的なアスパルチルtRNAシンテターゼSNP)は、表D6において示される。
したがって、本明細書において使用される場合、用語「DRSポリペプチド」「DRSタンパク質」、または「DRSタンパク質フラグメント」は、少なくとも1つの非標準活性を任意選択で保持する、アスパルチルtRNAシンテターゼの天然に存在する形態および合成形態をすべて含む。そのようなDRSポリペプチドは、とりわけ、完全長ヒトタンパク質、表D1〜D5において列挙される完全長タンパク質に由来するDRSペプチド、たとえば表D6において開示される、天然に存在する変異体、表D7において列挙される、例示的なシステイン変異体、ならびに表D9における核酸配列によって例証される合成コドン最適化形態および他のコード配列を含む。特定の実施形態において、DRSポリペプチドという用語が、Cys76またはCys130に少なくとも1つの変異を含む、ヒトアスパルチルtRNAシンテターゼ(表D1における配列番号1)に由来するポリペプチド配列を指す。
DRS変異体
したがって、アスパルチルtRNAシンテターゼのすべてのそのようなホモログ、オルソログ、および天然に存在するまたは合成アイソフォーム(たとえば、表D1〜D9において列挙されるまたはそれから誘導可能なタンパク質または核酸のいずれか)は、本明細書において記載されるコンジュゲート、方法、キット、および医薬組成物のいずれかに含まれる。これらのDRSの変異体は、任意選択で、抗炎症活性などのような少なくとも1つの非標準活性を保持する。
DRSポリペプチドは、それらの天然の形態をしていてもよい、つまり、様々な変異体が様々な種において自然界において現われる限り、ヒトアスパルチルtRNAシンテターゼの機能的に等価な変異体と見なされ得る様々な変異体であってもよい、またはそれらは、その機能的に等価な天然の誘導体であってもよく、これらは、たとえば切断(たとえばN−もしくはC−末端またはその両方からの)または他のアミノ酸欠失、追加、挿入、置換、もしくは翻訳後修飾によって、それらのアミノ酸配列において異なっていてもよい。任意のDRSポリペプチドの翻訳後修飾体および分解産物を含む天然に存在する化学的誘導体もまた、本発明の方法および医薬組成物のいずれかにおいて特に含まれ、たとえばDRSポリペプチドのピログルタミル、イソ−アスパルチル、タンパク分解性、リン酸化、グリコシル化、酸化、異性化、脱アミノ化変異体を含む。
タンパク質またはペプチドの配列を、それらの有用な活性を保持しながら、合成的に修飾することが当技術分野において知られており、これは、当技術分野において標準的であり、文献において広く記載される技術、たとえばランダムもしくは部位特異的変異誘発、核酸の切断およびライゲーションを使用してまたはアミノ酸もしくはポリペプチド鎖の化学合成もしくは修飾を介して実現されてもよい。同様に、DRSポリペプチドまたはその変異体を使用すると免疫原性の問題が発生する場合に、たとえば、潜在的なT細胞エピトープを同定するための自動化コンピューター認識プログラムおよびそれほど免疫原性でない形態を同定するための定向進化(directed evolution)アプローチの使用によって、それらについて検討するおよび/またはそれを軽減することは、当技術分野における技術の範囲内にある。
上記に言及されるように、本発明の実施形態は、アスパルチルtRNAシンテターゼのホモログ、オルソログ、および天然に存在するアイソフォームをすべて含む(たとえば、少なくとも1つの検出可能な非標準活性を任意選択で保持する、表D1〜D9において列挙されるまたはそれから誘導可能なタンパク質またはそれらの対応する核酸のいずれか)。これらのDRS参照ポリペプチドの「変異体」もまた、含まれる。ポリペプチド「変異体」という記述は、少なくとも1つのアミノ酸残基の追加、欠失、および/または置換によって参照DRSポリペプチドと識別され、典型的に、参照DRSポリペプチドの1つ以上の非標準活性を保持する(たとえば模倣する)または調整する(たとえばアンタゴナイズする)ポリペプチドを指す。ヒトアスパルチルtRNAシンテターゼの構造は、1.7Aの解像度まで決定されており(国際公開第2010/120509号パンフレットを参照されたい)、タンパク質の詳細な物理的説明を提供し、これは、一次アミノ酸配列と共に、タンパク質内の特定のアミノ酸によって果たされる役割に対する詳細な見識を提供する。したがって、ルーチン的に過ぎない実験により、置換に適したアミノ酸を同定し、活性が実質的に不変の、改善された、または減少した変異体を設計することは、当業者らの技術の範囲内にある。
ある実施形態において、ポリペプチド変異体が、本明細書において記載され、当技術分野において知られているように、保存的または非保存的なものであってもよい、1つ以上の置換によって、参照ポリペプチドと識別される。ある実施形態において、ポリペプチド変異体が、保存的置換を含み、この点に関して、いくつかのアミノ酸を、ポリペプチドの活性の性質を変化させることなく、おおまかに類似する特性を有する他のアミノ酸に変化させてもよいことは、当技術分野において十分に理解される。
本発明の方法および組成物のいずれかにおいて有用なDRSポリペプチド変異体の特定の例は、完全長DRSポリペプチドまたはその切断型もしくはスプライス変異体を含む(たとえば、i)任意選択で検出可能な非標準活性を保持するおよびii)1つ以上のさらなるアミノ酸置換、挿入、または欠失を有する、表D1〜D9において列挙されるまたはそれから誘導可能なタンパク質または核酸のいずれか)。ある実施形態において、変異体ポリペプチドが、本明細書において記載されるように、DRS参照ポリペプチドの対応する配列に対して、少なくとも約50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、またはそれ以上の配列同一性または類似性を有するアミノ酸配列を含む(例えば、その参照ポリペプチドの非標準活性を実質的に保持する、表D1〜D9において列挙されるまたはそれから誘導可能なタンパク質または核酸のいずれか)。1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、またはそれ以上のアミノ酸の追加、欠失、または置換によって、参照DRS配列と異なるが、参照DRSポリペプチドの特性を保持する配列もまた、含まれる。ある実施形態において、アミノ酸追加または欠失が、DRS参照ポリペプチドのC−末端および/またはN−末端に存在する。ある実施形態において、アミノ酸追加が、DRS参照ポリペプチドのC−末端および/またはN−末端に近位にある、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、30、40、50、またはそれ以上の野生型残基を含む(たとえば、対応する完全長DRSポリペプチドまたは表D1〜D9において列挙されるもしくはそれから誘導可能なポリペプチド由来の)。
ある例証となる実施形態は、サイズが約20〜50、20〜100、20〜150、20〜200、20〜250、20〜300、20〜400、または20〜500アミノ酸長の範囲にわたるDRSポリペプチドフラグメントを含む。他の実施形態において、DRSポリペプチドフラグメントは、サイズが約50〜100、50〜150、50〜200、50〜250、50〜300、50〜400、または50〜500アミノ酸長の範囲にわたる。他の実施形態において、DRSポリペプチドフラグメントは、サイズが約100〜120、100〜130、100〜140、100〜150、100〜200、100〜250、100〜300、100〜400、もしくは100〜500アミノ酸長または約130〜150、150〜175、150〜200、150〜250、150〜300、150〜400、もしくは150〜500アミノ酸長の範囲にわたる。さらに他の例証となる実施形態において、DRSポリペプチドフラグメントは、サイズが約200〜300、200〜250、200〜400、または200〜500アミノ酸長の範囲にわたる。いくつかの実施形態において、DRSポリペプチドまたはフラグメントが、Cys76またはCys130(配列番号1のナンバリングを使用)に少なくとも1つの変異を任意選択で含む、配列番号1において記載されるDRSポリペプチド配列のアミノ酸1〜224、1〜184、1〜174、1〜171、1〜154、11〜146、13〜146、または23〜154およびその変異体を含むまたはそれから本質的になるであろう。ある実施形態は、約50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、200、210、220、230、240、250、またはそれ以上のアミノ酸までの、完全長アスパルチルtRNAシンテターゼのポリペプチドフラグメントを含み、これが、Cys76またはCys130(配列番号1のナンバリングを使用)に少なくとも1つの変異を任意選択で含む、配列番号1において記載されるDRSポリペプチド配列のアミノ酸1〜224、1〜184、1〜174、1〜171、1〜154、11〜146、13〜146、または23〜154およびその変異体を含むまたはそれから本質的になる。
ある実施形態において、本発明のDRSポリペプチドが、インビボにおいて、TLR活性などを調整することができるまたは他の望ましい非標準アスパルチルtRNAシンテターゼ活性を有する、完全長DRSポリペプチドの最小限の活性フラグメントを含む。一態様において、そのような最小限の活性フラグメントが、アンチコドン結合ドメイン(たとえば、配列番号1の約アミノ酸23〜154または13〜146)から本質的になる。ある実施形態において、DRSポリペプチドが、配列番号1の約残基1〜22のN−末端両親媒性ヘリックスなどのような両親媒性ヘリックスおよび/またはOBフォールドドメインを含む。いくつかの態様において、最小限の活性フラグメントが、アンチコドン結合ドメインおよびN−末端両親媒性ヘリックス(たとえば配列番号1の約アミノ酸1〜154)から本質的になる。これらの実施形態のいずれかのいくつかの態様において、最小限の活性フラグメントが、アンチコドン結合ドメインおよびN−末端両親媒性ヘリックスおよび様々な量の可動性29アミノ酸リンカー(たとえば配列番号1のアミノ酸154〜182)から本質的になる。様々な実施形態において、そのような最小限の活性フラグメントが、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、または全29アミノ酸の可動性リンカーを含んでいてもよい。
いずれか1つの理論によって束縛されることを望むものではないが、あるDRSポリペプチドにおけるアンチコドン認識ドメインのユニークな方向またはコンホメーションは、これらのタンパク質において観察される非標準活性の増強の一因となり得る。ある実施形態において、非標準活性が、両親媒性ヘリックスドメイン、アンチコドン認識ドメイン、またはアミノアシル化ドメインの全体または一部における選択的な欠失によって調整されてもよい。そのような実施形態を達成するスプライス変異体の特定の例は、たとえばAspRS1N6およびAspRS1C2(アンチコドン結合ドメインの部分的な欠失)、AspRS1N7(アンチコドン結合ドメインおよびアミノアシル化ドメインの両方の部分的な欠失)、AspRS1N7(アミノアシル化ドメインの部分的な欠失)を含む。本発明のいくつかの実施形態において、そのようなDRSポリペプチドがすべて、Cys76、Cys130、Cys 203、Cys259、Cys334、またはCys349(配列番号1のナンバリングを使用)に、少なくとも1つの変異を含む。
本明細書において使用される場合、「配列同一性」またはたとえば「〜に50%同一な配列」を含むという記述は、比較のウィンドウにわたってヌクレオチドごとまたはアミノ酸ごとに基づいて、配列が同一である程度を指す。したがって、「配列同一性のパーセンテージ」は、比較のウィンドウにわたる2つの最適にアライメントされた配列を比較し、同一の核酸塩基(たとえばA、T、C、G、I)または同一のアミノ酸残基(たとえばAla、Pro、Ser、Thr、Gly、Val、Leu、Ile、Phe、Tyr、Trp、Lys、Arg、His、Asp、Glu、Asn、Gln、Cys、およびMet)が、両方の配列に存在する位置の数を決定して、一致した位置の数を得、一致した位置の数を、比較のウィンドウにおける位置の総数(つまりウィンドウサイズ)で割り、その結果に100を掛けて、配列同一性のパーセンテージを得ることによって、計算されてもよい。
2つ以上のポリペプチドの間の配列の関係について説明するために使用される用語は、「参照配列」、「比較ウィンドウ」、「配列同一性」、「配列同一性のパーセンテージ」、および「実質的な同一性」を含む。「参照配列」は、長さが、ヌクレオチドおよびアミノ酸残基を含む、少なくとも12であるが、しばしば15〜18、多くの場合、少なくとも25個のモノマー単位である。2つのポリペプチドが、それぞれ、(1)2つのポリペプチドの間で類似する配列(つまり完全なポリペプチド配列の一部分のみ)および(2)2つのポリペプチドの間で異なる配列を含み、2つの(またはそれ以上の)ポリペプチドの間の配列比較は、配列類似性の局所的な領域を同定し、比較するために、「比較ウィンドウ」にわたって2つのポリペプチドの配列を比較することによって典型的に実行される。「比較ウィンドウ」は、少なくとも6つの隣接する位置、普通約50〜約100、より普通では約100〜約150の概念的なセグメントを指し、配列は、2つの配列が最適にアライメントされた後に、同数の隣接する位置の参照配列と比較される。比較ウィンドウは、2つの配列の最適なアライメントのために、参照配列(追加も欠失も含まない)と比較して、約20%以下の追加または欠失(つまりギャップ)を含んでいてもよい。比較ウィンドウをアライメントするための配列の最適なアライメントは、アルゴリズムのコンピューターによる実行によって(Wisconsin Genetics Software Package Release 7.0、Genetics Computer Group、575 Science Drive Madison、WI、USAのGAP、BESTFIT、FASTA、およびTFASTA)または調査および選択された様々な方法のいずれかによって生成される最良のアライメント(つまり、比較ウィンドウにわたって最も高いパーセンテージ相同性をもたらす)によって、行われてもよい。たとえばAltschulら、Nucl.Acids Res.25:3389、1997によって開示されるBLASTファミリーのプログラムもまた、参照されてもよい。配列分析についての詳細な議論は、Ausubelら、“Current Protocols in Molecular Biology,” John Wiley&Sons Inc、1994−1998、Chapter 15のUnit 19.3において見つけることができる。
配列の間の配列類似性または配列同一性(これらの用語は本明細書において区別なく使用される)の計算は、以下のように実行することができる。2つのアミノ酸配列または2つの核酸配列の同一性パーセントを決定するために、配列は、最適な比較目的のためにアライメントすることができる(たとえば、ギャップは、最適なアライメントのために、第1のおよび第2のアミノ酸配列または核酸配列の一方または両方に導入することができ、非相同的配列は、比較目的のために無視することができる)。ある実施形態において、比較目的のためにアライメントされた参照配列の長さが、参照配列の長さの少なくとも30%、好ましくは少なくとも40%、より好ましくは少なくとも50%、60%、さらにより好ましくは少なくとも70%、80%、90%、100%である。次いで、対応するアミノ酸位置またはヌクレオチド位置のアミノ酸残基またはヌクレオチドが、比較される。第1の配列における位置が、第2の配列における対応する位置と同じアミノ酸残基またはヌクレオチドによって占められる場合、分子は、その位置で同一となる。
2つの配列の間の同一性パーセントは、2つの配列の最適なアライメントのために導入されることを必要とするギャップの数およびそれぞれのギャップの長さを考慮に入れた、配列によって共有される同一の位置の数についての関数である。
配列の比較および2つの配列の間の同一性パーセントの決定は、数学的なアルゴリズムを使用して達成することができる。好ましい実施形態において、2つのアミノ酸配列の間の同一性パーセントが、GCGソフトウェアパッケージにおけるGAPプログラムの中に組み込まれたNeedleman and Wunsch(1970、J.Mol.Biol.48:444−453)アルゴリズムを使用し、Blossum 62マトリックスまたはPAM250マトリックスならびに16、14、12、10、8、6または4のギャップウェイトおよび1、2、3、4、5、または6の長さウェイトを使用して決定される。他の好ましい実施形態において、2つのヌクレオチド配列の間の同一性パーセントが、GCGソフトウェアパッケージにおけるGAPプログラムを使用し、NWSgapdna.CMPマトリックスおよび40、50、60、70、または80のギャップウェイトおよび1、2、3、4、5、または6の長さウェイトを使用して、決定される。パラメーターの特に好ましいセット(および別段の定めがない限り使用されるべきもの)は、12のギャップペナルティー、4のギャップ拡張ペナルティー、および5のフレームシフトギャップペナルティーと、Blossum 62スコアリングマトリックスである。2つのアミノ酸配列またはヌクレオチド配列の間の同一性パーセントはまた、ALIGNプログラム(バージョン2.0)の中に組み込まれた、E.Meyers and W.Miller(1989、Cabios,4:11−17)のアルゴリズムを使用し、PAM120ウェイト残基テーブル、12のギャップ長ペナルティー、および4のギャップペナルティーを使用して、決定することもできる。
本明細書において記載される核酸およびタンパク質配列は、公的なデータベースに対して検索を実行するために、たとえば、他のファミリーメンバーまたは関係する配列を同定するために、「クエリー配列」として使用することができる。そのような検索は、Altschulら(J.Mol.Biol,215:403−10、1990)のNBLASTおよびXBLASTプログラム(バージョン2.0)を使用して実行することができる。BLASTヌクレオチド検索は、本発明の核酸分子に対して相同なヌクレオチド配列を得るために、NBLASTプログラム、スコア=100、ワード長=12により実行することができる。BLASTタンパク質検索は、本発明のタンパク質分子に対して相同なアミノ酸配列を得るために、XBLASTプログラム、スコア=50、ワード長=3により実行することができる。比較目的のために、ギャップアラインメント(gapped alignment)を得るために、Gapped BLASTは、Altschulら(Nucleic Acids Res,25:3389−3402、1997)において記載されるように利用することができる。BLASTおよびGapped BLASTプログラムを利用する場合、それぞれのプログラム(たとえばXBLASTおよびNBLAST)のデフォルトパラメーターを使用することができる。
ある実施形態において、変異体ポリペプチドが、残基の少なくとも1%であるが、20%、15%、10%、または5%未満、対応するDRS参照配列と異なる。(この比較がアライメントを必要とする場合、配列は、最大の類似性を目的としてアライメントされるべきである。欠失もしくは挿入による「ループ(Looped)」アウト配列またはミスマッチは、差異と考えられる)。差異は、適切には、非必須残基での差異もしくは変化または保存的置換である。ある実施形態において、変異体DRSポリペプチドの分子量が、約1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、11%、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、19%、20%、またはそれ以上、DRS参照ポリペプチドと異なる。
一実施形態において、上記に言及されるように、ポリヌクレオチドおよび/またはポリペプチドが、BLASTアライメントツールを使用して評価することができる。ローカルアライメントは、単純に、1対の配列セグメントからなり、ある配列セグメントと、配列のそれぞれの配列セグメントが比較される。Smith−WatermanまたはSellersアルゴリズムの修正版は、ハイスコアリングセグメントペア(HSP)と呼ばれる、スコアを伸長または削減によって改善することができないすべてのセグメント対を見つけるであろう。BLASTアライメントの結果は、BLASTスコアが偶然のみから予想され得るという見込みを示す統計的な測定値を含む。
素点、Sは、それぞれのアライメントされた配列に関連するギャップおよび置換の数から計算され、より高い類似性スコアは、より有意なアライメントを示す。置換スコアは、ルックアップテーブルによって定められている(PAM、BLOSUMを参照されたい)。
ギャップスコアは、G、ギャップオープニングペナルティーおよびL、ギャップ伸長ペナルティーの合計として典型的に計算される。長さがnのギャップについては、ギャップコストは、G+Lnとなるであろう。ギャップコスト、G、およびLの選択は、経験的なものであるが、Gについては高い値(10〜15)、たとえば11およびLについては低い値(1〜2)、たとえば1を選ぶことが習慣的である。
ビットスコア、S’は、アライメント素点Sに由来し、使用されるスコアリングシステムの統計的な特性が考慮に入れられている。ビットスコアは、スコアリングシステムに関して標準化され、そのため、それらは、様々な検索からのアライメントスコアを比較するために使用することができる。用語「ビットスコア」および「類似性スコア」は、区別なく使用される。ビットスコアは、アライメントがどれくらい好適であるかについての指標を示し、スコアが高いほど、アライメントは好適となる。
E−値または期待値は、類似するスコアを有する配列がデータベースにおいて偶然生じる見込みについて説明する。それは、データベース検索において偶然生じることが期待される、Sと等価なまたはそれよりも好適なスコアを有する、異なるアライメントの数の予測である。E−値が小さいほど、アライメントは有意となる。たとえば、e−117のE値を有するアライメントは、類似するスコアを有する配列が単純に偶然生じる可能性がきわめて低いということを意味する。そのうえ、ランダムな1対のアミノ酸をアライメントするための期待スコアは、負であることが必要とされ、そうでなければ、アライメントされたセグメントが関係しているかどうかとは無関係に、長いアライメントは、高いスコアを有する傾向があるであろう。そのうえ、BLASTアルゴリズムは、適切な置換マトリックス、ヌクレオチド、またはアミノ酸を使用し、ギャップアラインメントのために、ギャップ生成および伸長ペナルティーを使用する。たとえば、BLASTアライメントおよびポリペプチド配列の比較は、BLOSUM62マトリックス、11のギャップ存在ペナルティー、および1のギャップ伸長ペナルティーを使用して、典型的に行われる。
一実施形態において、配列類似性スコアが、BLOSUM62マトリックス、11のギャップ存在ペナルティー、および1のギャップ伸長ペナルティーを使用して行われたBLAST分析から報告される。
特定の実施形態において、本明細書において提供される配列同一性/類似性スコアが、以下のパラメーターを使用して、GAP Version 10(GCG、Accelrys、San Diego、Calif.)を使用して得られた値を指す:50のGAPウェイトおよび3の長さウェイトおよびnwsgapdna.cmpスコアリングマトリックスを使用するヌクレオチド配列についての同一性%および類似性%;8のGAPウェイトおよび2の長さウェイトおよびBLOSUM62スコアリングマトリックスを使用するアミノ酸配列についての同一性%および類似性%(Henikoff and Henikoff、PNAS USA.89:10915−10919、1992)。GAPは、一致の数を最大限にし、ギャップの数を最小限にする、2つの完全配列のアライメントを見つけるために、Needleman and Wunsch(1970)J Mol Biol 48:443−453のアルゴリズムを使用する。
特定の一実施形態において、DRSポリペプチドが、本明細書において記載されるDRS参照ポリペプチド配列(たとえば、Cys76もしくはCys130(配列番号1のナンバリングを使用)に少なくとも1つの変異を任意選択で含む、配列番号1において記載されるDRSポリペプチド配列のアミノ酸残基1〜224、1〜184、1〜174、1〜171、1〜154、11〜146、13〜146、もしくは23〜154;または配列番号1、3〜24、29、31、もしくは154〜197のいずれか1つ)と、中間の整数および範囲をすべて含めて、少なくとも約50、60、70、80、90、100、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、200、210、220、230、240、250、260、270、280、290、300、310、320、330、340、350、360、370、380、390、400、410、420、430、440、450、460、470、480、490、500、510、520、530、540、550、560、570、580、590、600、610、620、630、640、650、660、670、680、690、700、710、720、730、740、750、760、770、780、790、800、810、820、830、840、850、860、870、880、890、900、910、920、930、940、950、960、970、980、990、1000、またはそれ以上のBLASTビットスコアまたは配列類似性スコアを生成するように、最適にアライメントすることができるアミノ酸配列を含み、BLASTアライメントが、BLOSUM62マトリックス、11のギャップ存在ペナルティー、および1のギャップ伸長ペナルティーを使用した。
DRS参照ポリペプチドの生物学的に活性な「フラグメント」、つまり、DRSタンパク質フラグメントの生物学的に活性なフラグメントもまた、含まれる。代表的な生物学的に活性なフラグメントは、一般に、相互作用、たとえば分子内または分子間相互作用に関与する。分子間相互作用は、特異的な結合相互作用または酵素相互作用とすることができる。分子間相互作用は、DRSポリペプチドおよびDRSポリペプチドの非標準活性に関与する細胞受容体または他の宿主分子などのような細胞結合パートナーの間のものとすることができる。
DRS参照ポリペプチドの生物学的に活性なフラグメントは、本明細書において記載されるDRS参照ポリペプチドのいずれか1つにおいて記載されるアミノ酸配列の、たとえば、中間の整数(たとえば101、102、103)および範囲(たとえば50〜100、50〜150、50〜200)をすべて含めて、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、200、220、240、260、280、300、320、321、322、323、324、325、326、327、328、329、330、331、332、333、334、335、336、337、338、339、340、341、342、343、344、345、346、347、348、349、350、351、352、353、354、355、356、357、38、359、360、361、362、363、364、365、380、400、450、500、またはそれ以上の隣接または非隣接アミノ酸のポリペプチドフラグメントとすることができる。ある実施形態において、生物学的に活性なフラグメントが、非標準活性に関係する配列、ドメイン、またはモチーフを含む。ある実施形態において、任意のDRS参照ポリペプチドのC−末端またはN−末端領域は、切断型DRSポリペプチドが参照ポリペプチドの非標準活性を保持する限り、中間の整数および範囲(たとえば101、102、103、104、105)をすべて含めて、約1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、25、30、35、40、45、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、200、250、300、350、400、450、500、もしくはそれ以上のアミノ酸または約10〜50、20〜50、50〜100、100〜150、150〜200、200〜250、250〜300、300〜350、350〜400、400〜450、450〜500、もしくはそれ以上のアミノ酸が切断されていてもよい。典型的に、生物学的に活性なフラグメントは、それが由来する生物学的に活性な(つまり非標準活性)DRS参照ポリペプチドの活性の約1%、10%、25%、または50%以上を有する。そのような非標準活性を測定するための例示的な方法は、実施例において記載される。
いくつかの実施形態において、DRSタンパク質、その変異体、および生物学的に活性なフラグメントが、少なくとも約0.01、0.05、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、40、50、100、または150nMの親和性で、1つ以上の細胞結合パートナーに対して結合する。いくつかの実施形態において、選択された細胞結合パートナー、特に非標準活性に関与する結合パートナーに対するDRSタンパク質フラグメントの結合親和性が、対応する完全長DRSポリペプチドまたは特異的な選択的スプライスDRSポリペプチド変異体のものよりも、少なくとも約1.5x、2x、2.5x、3x、3.5x、4x、4.5x、5x、6x、7x、8x、9x、10x、15x、20x、25x、30x、40x、50x、60x、70x、80x、90x、100x、200x、300x、400x、500x、600x、700x、800x、900x、1000x、またはそれ以上(中間の整数をすべて含む)強いものとすることができる。
上記に言及されるように、DRSポリペプチドは、アミノ酸置換、欠失、切断、および挿入を含む様々な方法において改変されてもよい。そのような操作のための方法は、当技術分野において一般に知られている。たとえば、DRS参照ポリペプチドのアミノ酸配列変異体は、DNAにおける変異によって調製することができる。変異誘発およびヌクレオチド配列改変のための方法は、当技術分野においてよく知られている。たとえばKunkel(Proc.Natl.Acad.Sci.USA.82:488−492、1985)、Kunkelら(Methods in Enzymol.154:367−382、1987)、米国特許第4,873,192号明細書、Watson,J.D.ら(“Molecular Biology of the Gene,” Fourth Edition、Benjamin/Cummings、Menlo Park、Calif.、1987)、およびその中に引用される参考文献を参照されたい。興味のあるタンパク質の生物学的活性に影響を与えない適切なアミノ酸置換に関する教示は、Dayhoffら(1978)Atlas of Protein Sequence and Structure(Natl.Biomed.Res.Found.、Washington,D.C.)のモデルにおいて見つけられてもよい。
生物学的に活性な切断型および/または変異体DRSポリペプチドは、参照DRSアミノ酸残基と比較して、それらの配列に沿って様々な位置に保存的アミノ酸置換を含有してもよく、そのようなさらなる置換は、システイン含有量が改変されたDRSポリペプチドの活性または安定性をさらに増強してもよい。「保存的アミノ酸置換」は、類似する側鎖を有するアミノ酸残基とアミノ酸残基が交換されることである。類似する側鎖を有するアミノ酸残基のファミリーは、当技術分野において決定されており、これらは、一般に、以下のようにサブクラスに分けることができる。
酸性:残基は、生理学的pHでHイオンの損失により負電荷を有し、残基は、ペプチドが生理学的pHで水性媒体中にある場合に、残基が含有されるペプチドのコンホメーションにおいて表面位置を求めるように水溶液によって誘引される。酸性側鎖を有するアミノ酸は、グルタミン酸およびアスパラギン酸を含む。
塩基性:残基は、生理学的pHでまたはその1もしくは2pH単位の範囲内で(たとえばヒスチジン)Hイオンとの関連により正電荷を有し、残基は、ペプチドが生理学的pHで水性媒体中にある場合に、残基が含有されるペプチドのコンホメーションにおいて表面位置を求めるように水溶液によって誘引される。塩基性側鎖を有するアミノ酸は、アルギニン、リシン、およびヒスチジンを含む。
荷電:残基は、生理学的pHで荷電しており、そのため、酸性または塩基性側鎖を有するアミノ酸を含む(つまりグルタミン酸、アスパラギン酸、アルギニン、リシン、およびヒスチジン)。
疎水性:残基は、生理学的pHで荷電しておらず、残基は、ペプチドが水性媒体中にある場合に、残基が含有されるペプチドのコンホメーションにおいて内側の位置を求めるように水溶液と反発する。疎水性側鎖を有するアミノ酸は、チロシン、バリン、イソロイシン、ロイシン、メチオニン、フェニルアラニン、およびトリプトファンを含む。
中性/極性:残基は、生理学的pHで荷電していないが、残基は、ペプチドが水性媒体中にある場合に、残基が含有されるペプチドのコンホメーションにおいて内側の位置を求めるように水溶液と十分には反発しない。中性/極性側鎖を有するアミノ酸は、アスパラギン、グルタミン、システイン、ヒスチジン、セリン、およびトレオニンを含む。
こういった説明はまた、あるアミノ酸を、それらの側鎖が、たとえ極性基を欠いていたとしても、疎水性を与えるのに十分に大きくないという理由で、「小さい」とも特徴付ける。プロリンを例外として、「小さい」アミノ酸は、少なくとも1つの極性基が側鎖上にある場合、4つ以下の炭素を有するものおよび極性基がない場合、3つ以下の炭素を有するものである。小さい側鎖を有するアミノ酸は、グリシン、セリン、アラニン、およびトレオニンを含む。遺伝子にコードされた第二アミノ酸プロリンは、ペプチド鎖の二次コンホメーションに対するその知られている影響により、特殊な事例となる。プロリンの構造は、その側鎖が、α−アミノ基の窒素およびα−炭素に対して結合しているという点で、他のすべての天然に存在するアミノ酸と異なる。いくつかのアミノ酸類似性マトリックスは、当技術分野において知られている(たとえば、たとえばDayhoffら、1978、A model of evolutionary change in proteinsによって開示されるPAM120マトリックスおよびPAM250マトリックスを参照されたい)。M.O.Dayhoff,(ed.)、Atlas of protein sequence and structure、Vol.5、pp.345−358、National Biomedical Research Foundation、Washington DCにおけるおよびGonnetら(Science.256:14430−1445、1992)による、距離関係を決定するためのマトリックスは、しかしながら、グリシン、セリン、アラニン、およびトレオニンと同じグループにプロリンを含む。したがって、本発明の目的のために、プロリンは、「小さい」アミノ酸として分類される。
極性または無極性として分類するために必要とされる誘引または反発の程度は、任意的なものであり、そのため、本発明によって特に企図されるアミノ酸は、どちらかに分類した。特に指定されていないほとんどのアミノ酸は、知られている挙動に基づいて分類することができる。
アミノ酸残基は、環式または非環式および芳香族または非芳香族、残基の側鎖置換基に関して自明の分類、ならびに小さいまたは大きいとしてさらにサブクラスに分けることができる。残基は、さらなる極性置換分が存在することを条件として、カルボキシル炭素を含めて、それが合計4つ以下、極性置換分を有しない場合、3つ以下の炭素原子を含有する場合、小さいと考えられる。小さな残基は、もちろん、常に非芳香族である。それらの構造上の特性に依存して、アミノ酸残基は、2つ以上のクラスに入ってもよい。天然に存在するタンパク質アミノ酸について、この手法に従うサブクラス分類を、表Aに示す。
保存的アミノ酸置換はまた、側鎖に基づいたグルーピングを含む。たとえば、脂肪族側鎖を有するアミノ酸のグループは、グリシン、アラニン、バリン、ロイシン、およびイソロイシンである;脂肪族ヒドロキシル側鎖を有するアミノ酸のグループは、セリンおよびトレオニンである;アミド含有側鎖を有するアミノ酸のグループは、アスパラギンおよびグルタミンである;芳香族側鎖を有するアミノ酸のグループは、フェニルアラニン、チロシン、およびトリプトファンである;塩基性側鎖を有するアミノ酸のグループは、リシン、アルギニン、およびヒスチジンである;硫黄含有側鎖を有するアミノ酸のグループは、システインおよびメチオニンである。たとえば、イソロイシンもしくはバリンとのロイシン、グルタミン酸とのアスパラギン酸、セリンとのトレオニンの交換、または構造的に関係するアミノ酸とのアミノ酸の類似する交換が、結果として生じる変異体ポリペプチドの特性に重要な影響を有していないであろうということを予想することは、合理的である。アミノ酸の変化が、機能的な切断型および/または変異体DRSポリペプチドをもたらすかどうかは、本明細書において記載されるように、その非標準活性をアッセイすることによって容易に決定することができる。保存的置換は、表Bにおいて、例示的な置換についての項目に示される。本発明の範囲内にあるアミノ酸置換は、一般に、(a)置換のエリアにおけるペプチド骨格の構造、(b)標的部位での分子の電荷もしくは疎水性、(c)側鎖の容積、または(d)生物学的機能、の維持に対するそれらの影響において有意に異ならない置換を選択することによって達成される。置換が導入された後、変異体は、生物学的活性についてスクリーニングされる。
その代わりに、保存的置換を行うための類似するアミノ酸は、側鎖の同一性に基づいて3つのカテゴリーに分類することができる。Zubay,G.、Biochemistry、third edition、Wm.C.Brown Publishers(1993)において記載されるように、第1のグループは、グルタミン酸、アスパラギン酸、アルギニン、リシン、ヒスチジンを含み、これらすべては、荷電側鎖を有する;第2のグループは、グリシン、セリン、トレオニン、システイン、チロシン、グルタミン、アスパラギンを含む;第3のグループは、ロイシン、イソロイシン、バリン、アラニン、プロリン、フェニルアラニン、トリプトファン、メチオニンを含む。
したがって、切断型および/または変異体DRSポリペプチド中の予測される非必須アミノ酸残基は、同じ側鎖ファミリー由来の他のアミノ酸残基と典型的に交換される。その代わりに、変異は、飽和変異誘発によってなどのように、DRSコード配列のすべてまたは一部に沿ってランダムに導入することができ、結果として生ずる変異体は、親ポリペプチドの活性について、その活性を保持する変異体を同定するためにスクリーニングすることができる。コード配列の変異誘発後に、コードされたペプチドは組換えで発現させることができ、ペプチドの活性は決定することができる。「非必須」アミノ酸残基は、1つ以上のその非標準活性を消失させるまたは実質的に改変することなく、実施形態のポリペプチドの参照配列から改変することができる残基である。適切には、改変は、これらの活性のうちの1つを実質的に消失させず、たとえば、活性は、参照DRS配列の少なくとも20%、40%、60%、70%、もしくは80%、100%、500%、1000%、またはそれ以上である。「必須」アミノ酸残基は、DRSポリペプチドの参照配列から改変された場合に、親分子の活性の消失をもたらし、その結果、参照活性の20%未満しか存在しない、残基である。たとえば、そのような必須アミノ酸残基は、様々な供給源由来のDRSポリペプチドの活性な結合部位(複数可)またはモチーフ(複数可)において保存される配列を含む、様々な種にわたってDRSポリペプチドにおいて保存されるものを含む。
DRSポリペプチドは、1つ以上のシステイン置換を有していてもよく、1つ以上の天然に存在する(非システイン)残基は、たとえば、他の分子のチオールベースの付加を促進するためにシステインと置換される。いくつかの実施形態において、システイン置換が、DRSポリペプチド(たとえば配列番号1、3〜24、29、31、または154〜197)のN−末端および/またはC−末端に近い。特定の実施形態は、配列番号1、3〜24、29、31、または154〜197のいずれか1つのN−末端および/またはC−末端に関して0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、または25アミノ酸の範囲内の1つ以上の残基が、システイン残基と置換される。いくつかの実施形態において、システイン残基が、N−末端またはC−末端融合タンパク質の生成を通してDRSポリペプチドに対して追加されてもよい。そのような融合タンパク質は、任意の長さをしていてもよいが、典型的に、約1〜5または約5〜10、約10〜20、もしくは約20〜30のアミノ酸長であろう。いくつかの実施形態において、C−末端に対する融合が、好ましい。
N−末端システイン置換を有するそのようなDRSポリペプチドの特定の実施形態は、たとえば、配列番号1、3〜24、29、31、または154〜197のいずれかのDRSポリペプチドを含む、最初の23アミノ酸内にシステイン置換を有するものを含む。C−末端システイン置換を有するそのようなDRSポリペプチドの特定の実施形態は、たとえば、配列番号1、3〜24、29、31、または154〜197のいずれかのDRSポリペプチドを含む、最初の20アミノ酸にシステイン置換を有するものを含む。
これらのおよび関係するDRSポリペプチドはまた、C76および/またはC130にさらなる置換を有して、天然に存在するシステイン残基を除去してもよい。特定の実施形態は、C76および/またはC130に変異を有する、配列番号1、3〜24、29、31、もしくは154〜197またはその変異体のいずれか1つを含む。これらの位置での例示的な変異は、たとえば、セリン、アラニン、ロイシン、またはグリシンへのシステインの変異を含む。システイン含有量が低下した様々な例示的なタンパク質は、表D7に列挙される。
DRSポリペプチドは、1つ以上のグルタミン置換を有していてもよく、1つ以上の天然に存在する(非グルタミン)残基は、グルタミンと置換される。いくつかの実施形態において、グルタミン置換が、DRSポリペプチド(たとえば配列番号1、3〜24、29、31、または154〜197)のN−末端および/またはC−末端の近くに導入される。特定の実施形態は、配列番号1、3〜24、29、31、または154〜197のいずれか1つのN−末端および/またはC−末端に関して0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、または25アミノ酸の範囲内の1つ以上の残基が、グルタミン残基と置換される。これらのおよび関係するDRSポリペプチドはまた、任意の天然に存在するグルタミン残基を除去するために、置換(たとえば保存的置換)を含むこともできる。
DRSポリペプチドは、1つ以上のリシン置換を有していてもよく、1つ以上の天然に存在する(非リシン)残基は、リシンと置換される。いくつかの実施形態において、リシン置換が、DRSポリペプチド(たとえば配列番号1、3〜24、29、31、または154〜197)のN−末端および/またはC−末端に近い。特定の実施形態は、配列番号1、3〜24、29、31、または154〜197のいずれか1つのN−末端および/またはC−末端に対して0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、または25アミノ酸の範囲内の1つ以上の残基が、リシン残基と置換される。これらのおよび関係するDRSポリペプチドはまた、所望される場合、任意の天然に存在するリシン残基を除去するために、置換(たとえば保存的置換)を含むこともできる。
DRS変異体はまた、DRSポリペプチドの1つ以上の溶媒接触可能表面アミノ酸を置換することによってまたはその代わりに、溶媒接触可能表面アミノ酸の置換を回避することによって、生成されてもよい。適した溶媒接触可能アミノ酸は、例示的なDRSポリペプチドの公開されている結晶構造(国際公開第2010/120509号パンフレット)を使用し、SPPIDERサーバー(http://sppider.cchmc.org/)を使用して、予測される溶媒接触性に基づいて決定されてもよい。この分析に基づいて、表面上のいくつかのアミノ酸は、たとえば、表面相互作用に対する影響を最小限にするために保存的置換によってまたはある表面相互作用に干渉するように非保存的置換によって、変異部位として可能性として使用されてもよい。以下の表D8は、上記の結晶構造に基づいたアミノ酸の表面接触性スコアを列挙する。この表において、より高いスコアは、より好適な接触性を示す。したがって、いくつかの実施形態において、表D8から選択されるアミノ酸位置が、システイン、リシン、グルタミン、または天然に存在しないアミノ酸を導入するために使用されてもよい。他の実施形態において、表D8から選択されるアミノ酸位置が、保存的または非保存的置換を導入するために使用されてもよい。さらに他の実施形態において、DRS変異体が、表D8からの、1つ以上またはすべてのアミノ酸残基を保持してもよい。特定の実施形態において、DRS変異体が、約45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、または63を超えるスコアを有する表D8のアミノ酸残基を保持してもよい(my retain)。
特定の実施形態において、表D8からの溶媒接触可能表面アミノ酸が、アラニン、グリシン、およびセリンからなる群から選択され、システイン、グルタミン、もしくはリシンを含むが、これらに限定されない天然に存在するアミノ酸または天然に存在しないアミノ酸と置換することができる。ある実施形態において、DRSポリペプチドの1つ以上の溶媒接触可能表面アミノ酸が、C130、G129、A107、A72、およびG95からなる群から選択され、システイン、グルタミン、リシン、または天然に存在しないアミノ酸と置換される。
上記に言及されるように、あるDRSポリペプチドは、1つ以上の天然に存在しないアミノ酸を含有してもよい。天然に存在しないアミノ酸の例は、限定を伴うことなく、セレノシステインおよび以下の遺伝的にコードされた20種のアルファアミノ酸:アラニン、アルギニン、アスパラギン、アスパラギン酸、システイン、グルタミン、グルタミン酸、グリシン、ヒスチジン、イソロイシン、ロイシン、リシン、メチオニン、フェニルアラニン、プロリン、セリン、トレオニン、トリプトファン、チロシン、バリン以外の任意のアミノ酸、修飾アミノ酸、またはアミノ酸類似体を含む。アルファアミノ酸の一般的な構造は、以下の式によって示される。
非天然アミノ酸は、典型的に前述の式を有する任意の構造をしており、R基は、20種の天然のアミノ酸において使用されるもの以外の任意の置換分である。たとえば、20種の天然のアミノ酸の構造について、Biochemistry by L.Stryer、3rd ed.1988、Freeman and Company、New Yorkなどのような、任意の生化学テキストを参照されたい。本明細書において開示される非天然アミノ酸が、20種の上記のアルファアミノ酸以外の天然に存在する化合物であってもよいことに注意されたい。本明細書において開示される非天然アミノ酸が、典型的に、側鎖においてのみ天然のアミノ酸と異なるので、非天然アミノ酸は、たとえば天然のまたは非天然の他のアミノ酸とアミド結合を、それらが天然に存在するタンパク質において形成されるのと同じ方式で形成する。しかしながら、非天然アミノ酸は、それらと天然のアミノ酸を識別する側鎖基を有する。たとえば、前述の式におけるRは、任意選択で、アルキル−、アリール−、ハロゲン化アリール、ハロゲン化ビニル、ハロゲン化アルキル、アセチル、ケトン、アジリジン、ニトリル、ニトロ、ハロゲン化物、アシル−、ケト−、アジド−、ヒドロキシル−、ヒドラジン、シアノ−、ハロ−、ヒドラジド、アルケニル、アルキニル、エーテル、チオエーテル、エポキシド、スルホン、ボロン酸、ボロン酸エステル、ボラン、フェニルボロン酸、チオール、セレノ−、スルホニル−、ボレート、ボロネート、ホスホ、ホスホノ、ホスフィン、複素環式−、ピリジル、ナフチル、ベンゾフェノン、シクロオクチンなどのような束縛された環、チオエステル、エノン、イミン、アルデヒド、エステル、チオ酸、ヒドロキシルアミン、アミノ、カルボン酸、アルファ−ケトカルボン酸、アルファもしくはベータ不飽和酸およびアミド、グリオキシルアミド、またはオルガノシラン基、またはその他同種のものもしくは任意のその組み合わせを含む。
非天然アミノ酸の特定の例は、これらに限定されないが、p−アセチル−L−フェニルアラニン、O−メチル−L−チロシン、L−3−(2−ナフチル)アラニン、3−メチル−フェニルアラニン、O−4−アリル−L−チロシン、4−プロピル−L−チロシン、トリ−O−アセチル−GlcNAcβ−セリン、β−O−GlcNAc−L−セリン、トリ−O−アセチル−GalNAc−α−トレオニン、α−GalNAc−L−トレオニン、L−ドーパ、フッ化フェニルアラニン、イソプロピル−L−フェニルアラニン、p−アジド−L−フェニルアラニン、p−アシル−L−フェニルアラニン、p−ベンゾイル−L−フェニルアラニン、L−ホスホセリン、ホスホノセリン、ホスホノチロシン、p−ヨード−フェニルアラニン、p−ブロモフェニルアラニン、p−アミノ−L−フェニルアラニン、イソプロピル−L−フェニルアラニン、下記にまたは本明細書において他のところに列挙されるもの、およびその他同種のものを含む。
ある態様において、非天然アミノ酸の使用が、DRSポリペプチドの選択された非標準活性を修飾する(たとえば増加させる)またはタンパク質のインビボもしくはインビトロにおける半減期を改変するために利用することができる。非天然アミノ酸はまた、DRSタンパク質の(選択的な)化学修飾(たとえばペグ化)を促進するために使用することができる。たとえば、ある非天然アミノ酸は、DRSポリペプチドに対するFc領域の選択的なタンパク質間付加を可能にし、それによって、それらの薬物動態学的特性を改善する。
アミノ酸アナログおよびミメティックの特定の例は、たとえば、Roberts and Vellaccio、The Peptides:Analysis,Synthesis,Biology,Eds.Gross and Meinhofer、Vol.5、p.341、Academic Press,Inc.、New York、N.Y.(1983)において記載されていることが分かり、その全巻が、参照によって本明細書において組み込まれる。他の例は、過アルキル化(peralkylated)アミノ酸、特に過メチル化(permethylated)アミノ酸を含む。たとえばCombinatorial Chemistry、Eds.Wilson and Czarnik、Ch.11、p.235、John Wiley&Sons Inc.、New York、N.Y.(1997)を参照されたい、また、その全編が、参照によって本明細書において組み込まれる。さらに他の例は、たとえば糖環、ステロイド、ベンゾジアゼピン、またはカルボサイクルによってそのアミド部分(および、そのため、結果として生じるペプチドのアミド骨格)が、交換されたアミノ酸を含む。たとえばBurger’s Medicinal Chemistry and Drug Discovery、Ed.Manfred E.Wolff、Ch.15、pp.619−620、John Wiley&Sons Inc.、New York、N.Y.(1995)を参照されたい、また、その全編が、参照によって本明細書において組み込まれる。ペプチド、ポリペプチド、ペプチドミメティック、およびタンパク質を合成するための方法は、当技術分野においてよく知られている(たとえば、それぞれ、参照によって本明細書において組み込まれる米国特許第5,420,109号明細書;M.Bodanzsky、Principles of Peptide Synthesis(1st ed.&2d rev.ed.)、Springer−Verlag、New York、N.Y.(1984&1993)、Chapter 7を参照されたい;Stewart and Young、Solid Phase Peptide Synthesis,(2d ed.)、Pierce Chemical Co.、Rockford,Ill.(1984)を参照されたい)。したがって、本発明のDRSポリペプチドは、天然に存在するおよび天然に存在しないアミノ酸ならびにアミノ酸アナログおよびミメティックから構成されてもよい。
これらの方法、組成物、およびキットのいずれかの一実施形態において、DRSポリペプチドが、Cys76および/またはCys130に少なくとも1つの変異を含むAspRS1N1/DRS(1−154)である。
これらの方法、組成物、およびキットのいずれかの一実施形態において、DRSポリペプチドが、Cys76および/またはCys130に少なくとも1つの変異を含むDRS(11−146)である。
これらの方法、組成物、およびキットのいずれかの一実施形態において、DRSポリペプチドが、Cys76および/またはCys130に少なくとも1つの変異を含むDRS(13−146)である。
これらの方法、組成物、およびキットのいずれかの一実施形態において、DRSポリペプチドが、Cys76、Cys130、Cys203、Cys259、Cys334、および/またはCys339に少なくとも1つの変異を含む完全長DRS(配列番号1)である。
いくつかの実施形態において、DRSポリペプチドが、Cys76、Cys130、Cys203、Cys259、Cys334、および/またはCys339に変異を含んでいてもよく、置換アミノ酸が、Cys以外の19種の代わりとなる天然に存在するアミノ酸すべてまたは天然に存在しないアミノ酸からなる群から独立して選択される。
いくつかの実施形態において、DRSポリペプチドが、Cys76、Cys130、Cys203、Cys259、Cys334、および/またはCys339に変異を含んでいてもよく、置換アミノ酸が、Ser、Ala、Gly、Met、Leu、Val、Ile、およびThrからなる群から独立して選択される。
いくつかの実施形態において、DRSポリペプチドが、Cys76、Cys130、Cys203、Cys259、Cys334、および/またはCys339に変異を含んでいてもよく、置換アミノ酸が、SerおよびAlaからなる群から独立して選択される。
いくつかの実施形態において、DRSポリペプチドが、Cys76、Cys130、Cys203、Cys259、Cys334、および/またはCys339に変異を含んでいてもよく、置換アミノ酸が、Asp、Glu、Arg、Lys、Gln、およびAsnからなる群から独立して選択される。
いくつかの実施形態において、DRSポリペプチドが、Cys76、Cys130、Cys203、Cys259、Cys334、および/またはCys339に変異を含んでいてもよく、置換アミノ酸が、His、Pro、Tyr、Trp、およびPheからなる群から独立して選択される。
いくつかの実施形態において、DRSポリペプチドが、Cys76、Cys130、Cys203、Cys259、Cys334、および/またはCys339に変異を含んでいてもよく、置換が、Ser、Ala、Gly、Met、Leu、Val、Ile、およびThrならびに天然に存在しないアミノ酸から独立して選択される。
これらの様々な実施形態のいずれかにおいて、Cys76および/またはCys203が、選択的に修飾されてもよく、Cys130が、未修飾のままである。逆に、いくつかの実施形態において、Cys130および/またはCys203が、選択的に修飾されてもよく、Cys76が、未修飾のままである。いくつかの実施形態において、Cys76、Cys130、および/またはCys203が、上記に列挙されるサブグルーピングの任意の組み合わせを使用して、独立して修飾されてもよい。
これらの様々な実施形態のいずれかにおいて、Cys203、Cys259、Cys334、およびCys349が、選択的に修飾されてもよく、Cys130が、未修飾のままである。これらの様々な実施形態のいずれかにおいて、Cys76、Cys203、Cys259、Cys334、およびCys349が、選択的に修飾されてもよく、Cys130が、未修飾のままである。いくつかの実施形態において、Cys76が、選択的に修飾されてもよく、位置130でのシステインが、Fc領域などのような他の分子を選択的に化学的にカップルするために使用される。
ポリヌクレオチド
ある実施形態は、DRS−Fc融合タンパク質などのようなDRSポリペプチドをコードするポリヌクレオチドに関する。単独でまたはDRSコード配列と組み合わせて、本明細書において記載される、任意の1つ以上のFc領域をコードするポリヌクレオチドもまた、含まれる。数ある使用の中でも、これらの実施形態は、所望のDRS、Fc領域、もしくはDRS−Fcポリペプチドまたはその変異体を組換えで産生するためにまたは選択された細胞もしくは被験体において、DRS、Fc領域、もしくはDRS−Fcポリペプチドを発現させるために利用されてもよい。遺伝子コードの縮重の結果として、本明細書において記載されるDRSポリペプチドをコードする多くのヌクレオチド配列があることは、当業者らによって十分に理解されるであろう。これらのポリヌクレオチドのいくつかは、任意の天然の遺伝子のヌクレオチド配列に対して最小限の相同性を有していてもよい。それにもかかわらず、コドン使用頻度における差異により変動するポリヌクレオチド、たとえばヒト、酵母、または細菌のコドン選択のために最適化されるポリヌクレオチドが、本発明によって特に企図される。
そのため、複数のポリヌクレオチドが、本発明のDRSポリペプチド、Fc領域、および融合タンパク質をコードすることができる。さらに、ポリヌクレオチド配列は、様々な理由で操作することができる。例として、様々な生物においてポリヌクレオチドの発現を増強するための好ましいコドンの組み込みを含むが、これらに限定されない(一般にNakamuraら、Nuc.Acid.Res.28:292、2000を参照されたい)。そのうえ、サイレント変異は、制限部位を導入するもしくは排除する、CpGジヌクレオチドモチーフの密度を減少させる(たとえばKamedaら、Biochem.Biophys.Res.Commun.349:1269−1277、2006を参照されたい)またはステムループ構造を形成する一本鎖配列の能力を低下させる(たとえばZuker M.、Nucl.Acid Res.31:3406−3415、2003を参照されたい)ために組み込むことができる。そのうえ、哺乳動物発現は、開始コドンにKozakコンセンサス配列(つまり(a/g)cc(a/g)ccATGg)(配列番号79)を含むことによってさらに最適化することができる。この目的のために有用なKozakコンセンサス配列は、当技術分野において知られている(Mantyhら、PNAS 92:2662−2666、1995;Mantyh et al,.Prot.Exp.&Purif.6:124、1995)。野生型完全長DRSポリペプチドおよびAspRS1N1の例示的なコドン最適化バージョンは、以下の表D9において提供される。
さらなるコード配列または非コード配列は、本発明のポリヌクレオチド内に存在してもよいが、存在する必要はない、また、ポリヌクレオチドは、他の分子および/または支持物質に連結されてもよいが、連結される必要はない。よって、本発明のポリヌクレオチドは、コード配列自体の長さにかかわらず、プロモーター、ポリアデニル化シグナル、さらなる制限酵素部位、マルチプルクローニングサイト、他のコードセグメント、およびその他同種のものなどのような他のDNA配列と組み合わせられてもよく、それらの全長は、かなり変動してもよい。
そのため、ほぼ任意の長さのポリヌクレオチドフラグメントが用いられてもよいことがが企図され、全体の長さは、好ましくは、意図される組換えDNAプロトコールにおける調製および使用の容易性によって制限される。約10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、41、43、44、45、46、47、48、49、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、200、220、240、260、270、280、300、350、400、450、500、550、600、650、700、750、800、850、900、950、1000、1100、1200、1300、1400、1500、1600、1700、1800、1900、2000、2100、2200、2300、2400、2500、2600、2700、2800、2900、3000、またはそれ以上の(中間の整数をすべて含む)塩基長のポリヌクレオチドが、DRS参照ポリヌクレオチドの任意の部分もしくはフラグメント(たとえば、約6、7、8、9、もしくは10ヌクレオチド長を超える)(たとえば塩基数X〜Y、Xは約1〜3000もしくはそれ以上であり、Yは約10〜3000もしくはそれ以上である)またはその相補体を含めて、含まれる。
本発明の実施形態はまた、DRS参照ポリヌクレオチド配列の「変異体」をも含む。ポリヌクレオチド「変異体」は、参照ポリヌクレオチドに関して、1つ以上の置換、追加、欠失、および/または挿入を含有してもよい。一般に、DRS参照ポリヌクレオチド配列の変異体は、デフォルトパラメーターを使用して、本明細書において別記される配列アラインメントプログラムによって決定されるように、その特定のヌクレオチド配列(たとえば配列番号2、25〜28、30、32〜35、または198〜241など)に対して、少なくとも約30%、40%、50%、55%、60%、65%、70%、一般に少なくとも約75%、80%、85%、望ましくは約90%〜95%またはそれ以上、およびより適切には、約98%またはそれ以上の配列同一性を有してもよい。ある実施形態において、変異体は、約1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、41、43、44、45、46、47、48、49、50、60、70、80、90、100、またはそれ以上の(中間の整数をすべて含む)塩基が参照配列と異なってもよい。ある実施形態において、ポリヌクレオチド変異体が、非標準活性を有するDRSポリペプチドをコードする場合などのように、コードDRSポリペプチドの所望の活性が、未修飾ポリペプチドに比べて、実質的に小さくない。コードポリペプチドの活性に対する効果は、一般に、本明細書において記載されるように評価されてもよい。
ある実施形態は、下記に記載されるストリンジェンシー条件下で、参照DRSポリヌクレオチド配列(たとえば配列番号2、25〜28、30、32〜35、もしくは198〜241など)に対してまたはそれらの相補体に対してハイブリダイズするポリヌクレオチドを含む。本明細書において使用される場合、用語「低ストリンジェンシー、中ストリンジェンシー、高ストリンジェンシー、または非常に高いストリンジェンシー条件下でハイブリダイズする」は、ハイブリダイゼーションおよび洗浄のための条件について説明するものである。ハイブリダイゼーション反応を実行するための教示は、Ausubelら(1998、上掲)、Sections 6.3.1−6.3.6において見つけることができる。水性および非水性方法は、その参考文献において記載され、いずれかを使用することができる。
低ストリンジェンシー条件に対する本明細書における言及は、少なくとも約1%v/v〜少なくとも約15%v/vのホルムアミドならびに42℃でのハイブリダイゼーションのための少なくとも約1M〜少なくとも約2Mの塩および42℃での洗浄のための少なくとも約1M〜少なくとも約2Mの塩を含み、かつ包含する。低ストリンジェンシー条件はまた、65℃でのハイブリダイゼーションのために、1%ウシ血清アルブミン(BSA)、1mM EDTA、0.5M NaHPO(pH7.2)、7%SDSおよび室温での洗浄のために(i)2×SSC、0.1% SDSまたは(ii)0.5% BSA、1mM EDTA、40mM NaHPO(pH7.2)、5% SDSを含んでいてもよい。低ストリンジェンシー条件の一実施形態は、約45℃での6×塩化ナトリウム/クエン酸ナトリウム(SSC)におけるハイブリダイゼーション、その後に続く、少なくとも50℃での、0.2×SSC、0.1% SDSにおける2回の洗浄を含む(洗浄の温度は、低いストリンジェンシー条件について55℃まで増加させることができる)。
中ストリンジェンシー条件は、少なくとも約16%v/v〜少なくとも約30%v/vのホルムアミドならびに42℃でのハイブリダイゼーションのための少なくとも約0.5M〜少なくとも約0.9Mの塩および55℃での洗浄のための少なくとも約0.1M〜少なくとも約0.2Mの塩を含み、かつ包含する。中ストリンジェンシー条件はまた、65℃でのハイブリダイゼーションのために、1%ウシ血清アルブミン(BSA)、1mM EDTA、0.5M NaHPO(pH7.2)、7%SDSおよび60〜65℃での洗浄のために(i)2×SSC、0.1% SDSまたは(ii)0.5% BSA、1mM EDTA、40mM NaHPO(pH7.2)、5% SDSを含んでいてもよい。中ストリンジェンシー条件の一実施形態は、約45℃での6×SSCにおけるハイブリダイズ、その後に続く、60℃での、0.2×SSC、0.1% SDSにおける1回以上の洗浄を含む。高ストリンジェンシー条件は、少なくとも約31%v/v〜少なくとも約50%v/vのホルムアミドならびに42℃でのハイブリダイゼーションのための約0.01M〜約0.15Mの塩および55℃での洗浄のための約0.01M〜約0.02Mの塩を含み、かつ包含する。
高ストリンジェンシー条件はまた、65℃でのハイブリダイゼーションのために、1% BSA、1mM EDTA、0.5M NaHPO(pH7.2)、7%SDSおよび65℃を超える温度での洗浄のために(i)0.2×SSC、0.1% SDSまたは(ii)0.5% BSA、1mM EDTA、40mM NaHPO(pH7.2)、1% SDSを含んでいてもよい。高ストリンジェンシー条件の一実施形態は、約45℃での6×SSCにおけるハイブリダイズ、その後に続く、65℃での、0.2×SSC、0.1% SDSにおける1回以上の洗浄を含む。非常に高いストリンジェンシー条件の一実施形態は、65℃での0.5M リン酸ナトリウム、7% SDSにおけるハイブリダイズ、その後に続く、65℃での、0.2×SSC、1% SDSにおける1回以上の洗浄を含む。
他のストリンジェンシー条件は、当技術分野においてよく知られており、当業者は、ハイブリダイゼーションの特異性を最適化するために、様々な因子を操作することができることを認識するであろう。最終の洗浄のストリンジェンシーの最適化は、高度のハイブリダイゼーションを確実にする役目を果たすことができる。詳細な例については、Ausubelら、上掲 at pages 2.10.1 to 2.10.16およびSambrookら(1989、上掲)at sections 1.101 to 1.104を参照されたい。ストリンジェントな洗浄は、約42℃〜68℃の温度で典型的に実行されるが、当業者は、他の温度がストリンジェントな条件に適し得ることを認識するであろう。最大のハイブリダイゼーション率は、典型的に、DNA−DNAハイブリッドの形成のために、T未満の約20℃〜25℃で生じる。Tが、融解温度または2つの相補的なポリヌクレオチド配列が解離する温度であることは、当技術分野においてよく知られている。Tを推測するための方法は、当技術分野においてよく知られている(Ausubelら、上掲 at page 2.10.8を参照されたい)。
一般に、DNAの完全に一致する二重鎖のTは、式:T=81.5+16.6(log10 M)+0.41(%G+C)−0.63(%ホルムアミド)−(600/長さ)によって近似として予測されてもよく、Mは、好ましくは0.01モル〜0.4モルの範囲のNaの濃度であり、%G+Cは、30%〜75% G+Cの範囲内の、塩基の総数のうちのパーセンテージとしての、グアノシンおよびシトシン塩基の合計であり、%ホルムアミドは、容積によるホルムアミド濃度のパーセントであり、長さは、DNA二重鎖における塩基対の数である。二重鎖DNAのTは、ランダムにミスマッチした塩基対の数が1%増加するごとに、およそ1℃減少する。洗浄は、一般に、高ストリンジェンシーについてT−15℃または中ストリンジェンシーについてT−30℃で実行される。
ハイブリダイゼーション手順の一実施例において、固定されたDNAを含有する膜(たとえばニトロセルロース膜またはナイロン膜)が、標識プローブを含有するハイブリダイゼーションバッファー(50%脱イオン化ホルムアミド、5×SSC、5×デンハート液(0.1%フィコール、0.1%ポリビニルピロリドン(polyvinylpyrollidone)、および0.1%ウシ血清アルブミン)、0.1% SDS、ならびに200mg/mL変性サケ精子DNA)において、42℃で、一晩、ハイブリダイズされる。次いで、膜は、2回の連続する中ストリンジェンシー洗浄(つまり、45℃での15分間の2×SSC、0.1% SDS、その後に続く、50℃での15分間の2×SSC、0.1% SDS)、その後に続く、2回の連続する、より高いストリンジェンシー洗浄にかけられる(つまり、55℃での12分間の0.2×SSC、0.1% SDS、その後に続く、65〜68℃での12分間の0.2×SSCおよび0.1% SDS溶液。
DRSポリペプチドおよびDRS−Fcポリペプチドの産生
DRS−Fcコンジュゲートポリペプチドは、たとえば標準的な固相ペプチド合成を使用することによって(Merrifield,J.Am.Chem.Soc.85:2149−2154(1963))または遺伝子修飾宿主を使用する組換え技術によって、当業者らに知られている任意の適した手順によって調製されてもよい。タンパク質合成は、手動式の技術を使用してまたは自動操作によって実行されてもよい。自動式の合成は、たとえばApplied Biosystems 431A Peptide Synthesizer(Perkin Elmer)を使用して、実現されてもよい。その代わりに、様々なフラグメントは、化学的に別々に合成され、所望の分子を産生するために、化学的方法を使用して組み合わせられてもよい。
DRSポリペプチドはまた、よく知られている技術によって適した宿主細胞において問題となっているDRSポリペプチドをコードするDNA配列を発現させることによって産生することができる。DRSポリペプチドをコードするポリヌクレオチド配列は、確立された標準的な方法、たとえば、Beaucageら、Tetrahedron Letters 22:1859−1869、1981によって記載される亜リン酸アミダイト法またはMatthesら、EMBO Journal 3:801−805、1984によって記載される方法によって合成的に調製されてもよい。ホスホラミダイト方法によれば、オリゴヌクレオチドは、たとえば自動的DNAシンセサイザーにおいて合成され、精製され、二重にされ、ライゲーションされ、合成DNA構築物が形成される。その代わりに、DNA構築物は、制限酵素媒介性のクローニングおよびPCRベースの遺伝子増幅を含む、標準的な組換え分子の生物学的技術を使用して、構築することができる。
ポリヌクレオチド配列はまた、混合ゲノム、cDNA、および合成起源のものであってもよい。たとえば、リーダーペプチドをコードするゲノムまたはcDNA配列は、DRSポリペプチドをコードするゲノムまたはcDNA配列に接合されてもよく、この後、DNA配列は、よく知られている手順に従って、相同組換えのために、所望のアミノ酸配列をコードする合成オリゴヌクレオチドを挿入することまたは好ましくは、適したオリゴヌクレオチドを使用してPCRによって所望の配列を生成することによって、ある部位で修飾されてもよい。いくつかの実施形態において、シグナル配列を、コード配列の前に含めることができる。この配列は、ポリペプチドを細胞表面に向けるまたは培地の中にポリペプチドを分泌するように宿主細胞と連絡する、コード配列に対してN−末端のシグナルペプチドをコードする。典型的に、タンパク質が細胞を出る前に、シグナルペプチドは、宿主細胞によって切り取られる。シグナルペプチドは、原核生物および真核生物における様々なタンパク質中に見つけることができる。
様々な発現ベクター/宿主系が、知られており、ポリヌクレオチド配列を含有し、発現するために利用されてもよい。これらは、組換えバクテリオファージ、プラスミド、またはコスミドDNA発現ベクターにより形質転換された細菌などのような微生物;酵母発現ベクターにより形質転換された酵母;ウイルス発現ベクター(たとえばバキュロウイルス)に感染した昆虫細胞系;ウイルス発現ベクター(たとえばカリフラワーモザイクウイルス、CaMV;タバコモザイクウイルス、TMV)または細菌発現ベクター(たとえばTiもしくはpBR322プラスミド)により形質転換された植物細胞系;または哺乳動物細胞を含む動物細胞系、より詳細には、ウイルス、プラスミド、エピソーム、もしくは統合発現ベクターにより形質転換されたヒト細胞系を含むが、これらに限定されない。
発現ベクター中に存在する「コントロールエレメント」または「調節配列」は、転写および翻訳を実行するために宿主細胞タンパク質と相互作用する、ベクターの非翻訳領域、エンハンサー、プロモーター、5’および3’非翻訳領域である。そのようなエレメントは、それらの強度および特異性において変動してもよい。利用されるベクター系および宿主に依存して、構成的および誘導性プロモーターを含む、任意の数の適した転写および翻訳エレメントが、使用されてもよい。たとえば、細菌系においてクローニングする場合、PBLUESCRIPTファージミド(Stratagene、La Jolla、Calif.)またはPSPORT1プラスミド(Gibco BRL、Gaithersburg、Md.)のハイブリッドlacZプロモーターおよびその他同種のものなどのような誘導性プロモーターが、使用されてもよい。哺乳動物細胞系において、哺乳動物遺伝子または哺乳動物ウイルス由来のプロモーターが、一般に、好ましい。ポリペプチドをコードする配列の複数のコピーを含有する細胞株を生成することが必要な場合、SV40またはEBVベースのベクターが、適切な選択可能マーカーと共に好都合に使用されてもよい。
ある実施形態は、大腸菌ベースの発現系を用いてもよい(たとえばStructural Genomics Consortiumら、Nature Methods.5:135−146、2008を参照されたい)。これらのおよび関係する実施形態は、適した発現ベクターを産生するために、ライゲーション非依存性のクローニング(LIC)に部分的にまたは完全に依存してもよい。特定の実施形態において、タンパク質発現が、T7 RNAポリメラーゼ(たとえばpETベクターシリーズ)によってコントロールされてもよい。これらのおよび関係する実施形態は、T7媒介性の発現を支持し、標的タンパク質安定性の改善のためにlonおよびompTプロテアーゼが欠損している、BL21のλDE3溶原菌である発現宿主株BL21(DE3)を利用してもよい。ROSETTA(商標)(DE3)およびRosetta2(DE3)株などのような、大腸菌においてめったに使用されないtRNAをコードするプラスミドを持つ発現宿主株もまた、含まれる。細胞溶解およびサンプル処理はまた、商標BENZONASE(登録商標)ヌクレアーゼおよびBUGBUSTER(登録商標)タンパク質抽出試薬の下で売られている試薬を使用して改善されてもよい。細胞培養については、自動誘発培地が、ハイスループット発現系を含む多くの発現系の効率を改善することができる。このタイプの培地(たとえばOVERNIGHT EXPRESS(商標) Autoinduction System)は、IPTGなどのような人工誘発剤の追加を伴うことなく、代謝の変化を通して、タンパク質発現を徐々に誘起する。
特定の実施形態は、ヘキサヒスチジンタグ(商標HIS・TAG(登録商標)融合物の下で売られるものなど)を用い、固定金属アフィニティークロマトグラフィー(IMAC)精製または関係する技術が後続する。ある態様において、しかしながら、臨床グレードタンパク質が、アフィニティータグを伴わずにまたは使用することなく、大腸菌封入体から単離することができる(たとえばShimpら、Protein Expr Purif.50:58−67、2006を参照されたい)。さらなる例として、ある実施形態は、低温での大腸菌におけるタンパク質の過剰発現がそれらの溶解性および安定性を改善するので、寒冷ショック誘発性の大腸菌高収量産生系を用いてもよい(たとえばQingら、Nature Biotechnology.22:877−882、2004を参照されたい)。
高密度細菌発酵系もまた、含まれる。たとえば、Ralstonia eutrophaの高細胞密度培養は、150g/Lを超える細胞密度でのタンパク質産生および10g/Lを超過する力価での組換えタンパク質の発現を可能にする。酵母Saccharomyces cerevisiaeにおいて、アルファ因子、アルコールオキシダーゼ、およびPGHなどのような構成的または誘導性プロモーターを含有する多くのベクターが、使用されてもよい。概説については、Ausubelら(上掲)およびGrantら、Methods Enzymol.153:516−544、1987を参照されたい。Pichia pandoris発現系もまた、含まれる(たとえばLiら、Nature Biotechnology.24、210−215、2006;およびHamiltonら、Science,301:1244、2003を参照されたい)。ある実施形態は、とりわけヒト化N−グリコシル化経路を有する酵母を含む、タンパク質を選択的にグリコシル化するために遺伝子操作される酵母系を含む(たとえばHamiltonら、Science.313:1441−1443、2006;Wildtら、Nature Reviews Microbiol.3:119−28、2005;およびGerngrossら、Nature−Biotechnology.22:1409−1414、2004;米国特許第7,629,163号明細書;米国特許第7,326,681号明細書;および米国特許第7,029,872号明細書を参照されたい)。単に例として、組換え酵母培養物は、とりわけフェルンバッハフラスコまたは15L、50L、100L、および200Lの発酵槽において成長させることができる。
植物発現ベクターが使用される場合、ポリペプチドをコードする配列の発現は、多くのプロモーターのいずれかによって駆動されてもよい。たとえば、CaMVの35Sおよび19Sプロモーターなどのようなウイルスプロモーターは、単独でまたはTMV由来のオメガリーダー配列と組み合わせて使用されてもよい(Takamatsu、EMBO J.6:307−311,1987)。その代わりに、RUBISCOの小サブユニットなどのような植物プロモーターまたは熱ショックプロモーターが、使用されてもよい(Coruzziら、EMBO J.3:1671−1680、1984;Broglieら、Science.224:838−843、1984;およびWinterら、Results Probl.Cell Differ.17:85−105、1991)。これらの構築物は、直接的なDNA形質転換または病原体媒介性のトランスフェクションによって植物細胞の中に導入することができる。そのような技術は、多くの一般に入手可能な概説において記載される(たとえばHobbs in McGraw Hill、Yearbook of Science and Technology、pp.191−196、1992を参照されたい)。
昆虫系もまた、関心のあるポリペプチドを発現するために使用されてもよい。たとえば、あるそのような系において、Autographa californica核多角体病ウイルス(AcNPV)は、Spodoptera frugiperda細胞またはTrichoplusia細胞において外来遺伝子を発現させるためのベクターとして使用される。ポリペプチドをコードする配列は、ポリヘドリン遺伝子などのようなウイルスの非必須領域にクローニングされ、ポリヘドリンプロモーターのコントロール下に配置されてもよい。ポリペプチドコード配列の挿入の成功により、ポリヘドリン遺伝子が不活性にされ、コートタンパク質を欠く組換えウイルスが産生されるであろう。次いで、組換えウイルスは、たとえば、興味のあるポリペプチドが発現されてもよいS.frugiperda細胞またはTrichoplusia細胞を感染させるために使用されてもよい(Engelhardら、PNAS USA.91:3224−3227、1994)。SF9、SF21、およびT.ni細胞を利用するものを含むバキュロウイルス発現系もまた、含まれる(たとえばMurphy and Piwnica‐Worms,Curr Protoc Protein Sci.Chapter 5:Unit5.4、2001を参照されたい)。昆虫系は、哺乳動物系に類似する翻訳後修飾を提供することができる。
哺乳動物宿主細胞において、多くの発現系は、当技術分野においてよく知られており、市販で入手可能である。例示的な哺乳動物ベクター系は、たとえば、InvitrogenのpCEP4、pREP4、およびpREP7、CrucellのPerC6系、ならびにInvitrogenのpLP1などのようなレンチウイルスベースの系ならびに他のものを含む。たとえば、アデノウイルスが発現ベクターとして使用される場合、興味のあるポリペプチドをコードする配列は、後期プロモーターおよび三連リーダー配列(tripartite leader sequence)からなるアデノウイルス転写/翻訳複合体にライゲーションされてもよい。ウイルスゲノムの非必須E1またはE3領域中への挿入は、感染宿主細胞においてポリペプチドを発現させることができる、生存可能なウイルスを得るために使用されてもよい(Logan&Shenk、PNAS USA.81:3655−3659、1984)。そのうえ、ラウス肉腫ウイルス(RSV)エンハンサーなどのような転写エンハンサーが、哺乳動物宿主細胞において発現を増加させるために使用されてもよい。
有用な哺乳動物宿主細胞株の例は、SV40によって形質転換されたサル腎臓CV1株(COS−7、ATCC CRL 1651);ヒト胎児腎臓株(293細胞または浮遊培養における成長のためにサブクローニングされた293細胞、Grahamら、J.Gen Virol.36:59、1977);ベビーハムスター腎臓細胞(BHK、ATCC CCL 10);マウスセルトリ細胞(TM4、Mather、Biol.Reprod.23:243−251、1980);サル腎臓細胞(CV1 ATCC CCL 70);アフリカミドリザル腎臓細胞(VERO−76、ATCC CRL−1587);ヒト子宮頸部がん腫細胞(HELA、ATCC CCL 2);イヌ腎臓細胞(MDCK、ATCC CCL 34);バッファローラット肝臓細胞(BRL 3A、ATCC CRL 1442);ヒト肺細胞(W138、ATCC CCL 75);ヒト肝臓細胞(Hep G2、HB 8065);マウス乳房腫瘍(MMT 060562、ATCC CCL51);TR1細胞(Matherら、Annals N.Y.Acad.Sci.383:44−68、1982);MRC 5細胞;FS4細胞;およびヒト肝癌株(Hep G2)を含む。他の有用な哺乳動物宿主細胞株は、DHFR−CHO細胞を含むチャイニーズハムスター卵巣(CHO)細胞(Urlaubら、PNAS USA.77:4216、1980);ならびにNSOおよびSp2/0などのような骨髄腫細胞株を含む。抗体産生に適したある哺乳動物宿主細胞株の概説については、たとえばYazaki and Wu、Methods in Molecular Biology、Vol.248(B.K.C Lo,ed.、Humana Press、Totowa、N.J.、2003)、pp.255−268を参照されたい。ある好ましい哺乳動物細胞発現系は、CHOおよびHEK293細胞ベースの発現系を含む。哺乳動物発現系は、たとえばT−フラスコ、ローラーボトル、もしくは細胞工場(cell factory)中の付着細胞株またはたとえば、当技術分野において知られている、とりわけ1Lおよび5Lスピナ、5L、14L、40L、100L、および200L撹拌タンクバイオリアクター、または20/50Lおよび100/200L WAVEバイオリアクターにおける浮遊培養物を利用することができる。
タンパク質の無細胞発現もまた、含まれる。これらのおよび関係する実施形態は、典型的に、精製されたRNAポリメラーゼ、リボソーム、tRNA、およびリボヌクレオチドを利用し、これらの試薬は、細胞からまたは細胞ベースの発現系から抽出によって産生されてもよい。
そのうえ、宿主細胞株は、所望の様式において、挿入された配列の発現を調整するまたは発現されたタンパク質をプロセシングするためのその能力について選ばれてもよい。ポリペプチドのそのような修飾は、アセチル化、カルボキシル化、グリコシル化、リン酸化、脂質化(lipidation)、およびアシル化などのような翻訳後修飾または天然に存在しないアミノ酸の挿入を含むが、これらに限定されない(一般に、米国特許第7,939,496号明細書;米国特許第7,816,320号明細書;米国特許第7,947,473号明細書;米国特許第7,883,866号明細書;米国特許第7,838,265号明細書;米国特許第7,829,310号明細書;米国特許第7,820,766号明細書;米国特許第7,820,766号明細書;米国特許第7,7737,226号明細書、米国特許第7,736,872号明細書;米国特許第7,638,299号明細書;米国特許第7,632,924号明細書;および米国特許第7,230,068号明細書を参照されたい)。いくつかの実施形態において、そのような天然に存在しないアミノ酸が、位置Cys130に挿入されてもよい。タンパク質の「プレプロ」形態を切断する翻訳後プロセシングはまた、正確な挿入、フォールディング、および/または機能を促進するために使用されてもよい。そのような翻訳後活性のための特異的な細胞機構および特徴的なメカニズムを有するまたはそれどころか欠く、細菌細胞に加えて、酵母、CHO、HeLa、MDCK、HEK293、およびW138などのような様々な宿主細胞が、外来タンパク質の正確な修飾およびプロセシングを確実にするために選ばれてもよい。
組換え細胞によって産生されるDRSポリペプチドは、当技術分野において知られている様々な技術に従って精製し、特徴付けることができる。タンパク質精製を実行し、タンパク質の純度を分析するための例示的なシステムは、高速タンパク質液体クロマトグラフィー(FPLC)(たとえばAKTAおよびBio−Rad FPLCシステム)、高圧液体クロマトグラフィー(HPLC)(たとえばBeckmanおよびWaters HPLC)を含む。精製についての例示的な化学作用は、当技術分野において知られている、とりわけイオン交換クロマトグラフィー(たとえばQ、S)、サイズ排除クロマトグラフィー、塩勾配、アフィニティー精製(たとえばNi、Co、FLAG、マルトース、グルタチオン、プロテインA/G)、ゲルろ過、逆相、セラミックHYPERD(登録商標)イオン交換クロマトグラフィー、および疎水性相互作用カラム(HIC)を含む。いくつかの例示的な方法はまた、実施例のセクションにおいても開示される。
DRS−Fcポリペプチド
上記に言及されるように、本発明の実施形態は、1つ以上のDRSポリペプチド(複数可)に対して共有結合される少なくとも1つのFc領域を含むDRS−Fcコンジュゲートに関する。DRS−Fcコンジュゲートの例は、融合タンパク質および化学的に架橋されたタンパク質の様々な形態を含む。種々様々のFc領域配列は、本発明のDRS−Fcコンジュゲートにおいて用いられてもよく、任意の数の種由来の野生型配列ならびにその変異体、フラグメント、ハイブリッド、および化学的に修飾された形態を含む。DRS−Fcポリペプチドはまた、典型的にDRSポリペプチド(複数可)からFc領域(複数可)を分離する1つ以上のリンカーを(任意選択で)含んでいてもよく、本明細書において記載され、当技術分野において知られているペプチドリンカーおよび化学リンカーを含む。
DRS−Fcコンジュゲートポリペプチドは、非コンジュゲートまたは未修飾DRSポリペプチド、たとえば、Fc領域(複数可)が付加されていない同じまたは類似する配列の対応するDRSポリペプチドに比べて、様々な利点を提供することができる。そのようなDRS−Fcコンジュゲートにおいて、Fc領域は、任意の位置でDRSポリペプチドに接続されてもよい。ある実施形態において、Fc領域が、N末端、C−末端でDRSポリペプチドにまたは表面曝露アミノ酸を介してDRSポリペプチドと接続される。ある実施形態において、Fc領域が、DRSポリペプチド内のシステイン残基で接続される。いくつかの態様において、システイン残基が、Cys76、Cys130、Cys203、Cys259、Cys334、およびCys349(配列番号1のナンバリングを使用)から選択される。単に例説として、1つ以上のFc領域の共有結合は、DRSポリペプチドの溶解性、半減期(たとえば、保存条件下で、たとえば室温でもしくは冷凍下で血清において、選択された組織において、試験管において)、二量体化もしくは多量体化特性、たとえばFc領域関連性のエフェクター機能(たとえば、古典的補体カスケードの活性化、Fc受容体(FcR)を介しての免疫エフェクター細胞との相互作用、免疫グロブリンの区画化)を提供することによる生物学的活性(複数可)、細胞の取込み、細胞内輸送、組織分布、および/または生物学的利用率を、同じまたは類似する配列を有する未修飾DRSポリペプチドに比べて、改変する(たとえば増加させる、減少させる)ことができる。ある態様において、Fc領域が、補体依存性細胞傷害(CDC)、抗体依存性細胞媒介性細胞傷害(ADCC)、および/または抗体依存性細胞媒介性食作用(ADCP)に関するエフェクター機能を与えることができ、これらは、腫瘍細胞および感染細胞などのような特異的な標的細胞を取り除く際に役割を果たすと考えられる。
ある実施形態は、DRS−Fc融合タンパク質を用いる。「融合タンパク質」は、本明細書において他のところで定義され、融合タンパク質を作製するための方法のように当技術分野においてよく知られている(Fc融合タンパク質に関する一般的な開示および方法については、たとえば米国特許第5,116,964号明細書;米国特許第5,428,130号明細書;米国特許第5,455,165号明細書;米国特許第5,514,582号明細書;米国特許第6,406,697号明細書;米国特許第6,291,212号明細書;および米国特許第6,300,099号明細書を参照されたい)。DRS−Fc融合タンパク質において、Fc領域は、DRSポリペプチドのN−末端、C−末端、またはその両方に対して融合することができる。いくつかの実施形態において、1つ以上のFc領域が、たとえば、第1のDRS配列(たとえばドメイン)および第2のDRS配列(たとえばドメイン)の間にFc領域を配置することによって、DRSの配列に比べて内部に融合することができ、第1のDRS配列が、Fc領域のN−末端に対して融合され、第2のDRS配列が、Fc領域のC−末端に対して融合される。特定の実施形態において、第1および第2のDRS配列が、同一である。他の実施形態において、第1および第2のDRS配列が、異なる(たとえば、それらは、DRSポリペプチドの異なる機能的なドメインを含む)。あるDRS−Fc融合タンパク質はまた、さらなる異種タンパク質配列、すなわち非Fc領域および非DRSポリペプチド配列を含むこともできる。
用語「DRS−Fc」は、DRSポリペプチドに対するFc領域のN−末端またはC−末端の付加を示すことができるが、必ずしも示すものではない。たとえば、ある実例において、用語「Fc−DRS」は、DRSポリペプチドのN−末端に対するFc領域の融合を示し、用語「DRS−Fc」は、DRSポリペプチドのC−末端に対するFc領域の融合を示す。しかしながら、いずれかの用語は、Fc領域およびDRSポリペプチドの任意の融合タンパク質またはコンジュゲートを指すためにより一般に使用することができる。
ある実施形態は、DRS−Fcコンジュゲートに関し、たとえば、1つ以上のFc領域が、DRSポリペプチド(複数可)に対して化学的にコンジュゲートされているまたは架橋されている。これらのおよび関係する態様において、Fc領域が、N−末端領域(たとえば最初の10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、もしくはそのくらいのアミノ酸内)、内部領域(N−末端およびC−末端領域の間)、ならびに/またはC−末端領域(たとえば最後の10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、もしくはそのくらいのアミノ酸内)で、DRSポリペプチドに対してコンジュゲートすることができる。ポリペプチドは、当技術分野における様々な通常の技術に従って他のポリペプチドに対してコンジュゲートするまたは架橋することができる。たとえば、ある技術は、カルボキシル反応性カルボジイミド架橋剤EDC(またはEDAC)を用い、これは、D、E、およびC−末端カルボキシル基を介して共有結合する。他の技術は、活性化されたEDCを用い、これは、KおよびN−末端アミノ基を介して共有結合する。さらに他の技術は、m−マレイミドベンゾイル−N−ヒドロキシスクシンイミドエステル(MBS)またはスルホ−MBSを用い、これらは、システイン残基のチオール基を介して共有結合する(チオールコンジュゲーションに使用することができるシステイン遺伝子操作Ig領域についての米国特許出願第2007/0092940号明細書もまた参照されたい)。そのような架橋タンパク質はまた、切断可能なまたはそうでなければ放出可能なリンカー(たとえば酵素切断可能なリンカー、加水分解性リンカー)を含むリンカーおよび切断可能でないリンカー(つまり生理学的に安定なリンカー)を含むことができる。ある実施形態は、たとえば米国特許出願第2006/0269553号明細書において記載されるように、Fc領域(複数可)およびDRSポリペプチド(複数可)の間の架橋剤として、非ペプチドポリマー(たとえばPEGポリマー;DRS−N−PEG−N−Fcコンジュゲート)を用いてもよい。Fc領域コンジュゲーション部位の例示的な説明について、米国特許出願第2007/0269369号明細書もまた参照されたい。
より詳細に下記に議論されるある実施形態において、野生型Fc領域(複数可)に比べて特性または生物学的活性が改変されたものを含む変異体またはそうでなければ修飾Fc領域を、用いることができる。修飾Fc領域の例は、たとえば、野生型配列に比べて1つ以上のアミノ酸の置換、挿入、欠失、または切断によって変異した配列を有するもの、異なる免疫グロブリンクラス/サブクラス由来のドメインから構成されるハイブリッドFcポリペプチド、改変されたグリコシル化/シアリル化パターンを有するFcポリペプチド、およびたとえばビオチン化(たとえば米国特許出願第2010/0209424号明細書を参照されたい)、リン酸化、硫酸化など、または前述のものの任意の組み合わせによって修飾されたまたは誘導体化されたFcポリペプチドを含む。そのような修飾は、対応する野生型Fc配列に比べて、本明細書において記載される数ある特性の中でも、1つ以上の特定のFcR(たとえばFcγRI、FcγRIIa、FcγRIIb、FcγRIIc、FcγRIIIa、FcγRIIIb)に対するFc領域の結合特性、その薬物動態学的特性(たとえば安定性もしくは半減期、生物学的利用率、組織分布、分布容積、濃度、排出速度定数、排出速度、曲線下面積(AUC)、クリアランス、Cmax、tmax、Cmin、変動)、その免疫原性、その補体結合もしくは活性化、および/またはFc領域のCDC/ADCC/ADCP関連性の活性、を改変する(たとえば増加させる、減少させる)ために用いることができる。
本明細書において提供されるDRS−Fcコンジュゲートの「Fc領域」は、普通、免疫グロブリン(Ig)分子の重鎖に由来する。典型的なIg分子は、2つの重鎖および2つの軽鎖から構成される。重鎖は、少なくとも3つの機能的領域:Fd領域、Fc領域(フラグメント結晶化可能領域)、およびヒンジ領域(図6を参照されたい)に分割することができ、後者は、IgG、IgA、およびIgD免疫グロブリンにおいてのみ見つけられる。Fd領域は、重鎖の可変(V)および定常(CH)ドメインを含み、軽鎖の可変(V)および定常(C)ドメインと一緒に、抗原結合フラグメントまたはFab領域を形成する。
IgG、IgA、およびIgD免疫グロブリンのFc領域は、CHおよびCH領域としてそれぞれ指定される重鎖定常ドメイン2および3を含み、IgEおよびIgM免疫グロブリンのFc領域は、CH、CH、およびCH領域としてそれぞれ指定される重鎖定常ドメイン2、3、および4を含む。Fc領域は、主として、たとえば補体結合およびエフェクター細胞の関連するFc受容体に対する結合を含む免疫グロブリンエフェクター機能を担う。
ヒンジ領域(IgG、IgA、およびIgDにおいて見つけられる)は、Fab部分が、Fc領域に関して、空間において自由に動くのを可能にする可動性のスペーサーとして作用する。定常領域とは対照的に、ヒンジ領域は、構造的に多様であり、免疫グロブリンクラスおよびサブクラス間で、配列および長さの両方が変動する。ヒンジ領域はまた、炭水化物付加のための多くの構造的に別個のタイプの部位を含む、1つ以上のグリコシル化部位(複数可)を含有してもよい。たとえば、IgA1は、ヒンジ領域の17アミノ酸セグメント内に5つのグリコシル化部位を含有し、腸管プロテアーゼに対するヒンジ領域ポリペプチドの有意な抵抗性を与えている。CHドメインのヒンジに近位の領域における残基もまた、免疫グロブリンおよびそのそれぞれのFc受容体(複数可)の間の相互作用の特異性に影響を及ぼし得る(たとえばShinら、Intern.Rev.Immunol.10:177−186、1993を参照されたい)。
本明細書において使用される場合、用語「Fc領域」または「Fcフラグメント」または「Fc」は、したがって、フラグメントおよび変異体ならびにその組み合わせを含む、1つ以上の選択される免疫グロブリン(複数可)由来の1つ以上のCH領域、CH領域、および/またはCH領域を含有するタンパク質を指す。「Fc領域」はまた、免疫グロブリンの重鎖定常領域の1つ以上のヒンジ領域(複数可)を含んでいてもよい。ある実施形態において、Fc領域が、免疫グロブリンの1つ以上のCH、C、V、および/またはV領域を含有しない。
Fc領域は、サブクラスを含むIgA、IgD、IgE、IgG、IgM、およびその組み合わせを含むが、これらに限定されない、任意の1つ以上の免疫グロブリンクラスのCH領域、CH領域、CH領域、および/またはヒンジ領域(複数可)に由来し得る。いくつかの実施形態において、Fc領域が、サブクラスIgA1および/またはIgA2を含むIgA免疫グロブリンに由来する。ある実施形態において、Fc領域が、IgD免疫グロブリンに由来する。特定の実施形態において、Fc領域が、IgE免疫グロブリンに由来する。いくつかの実施形態において、Fc領域が、サブクラスIgG1、IgG2、IgG2、IgG3、および/またはIgG4を含むIgG免疫グロブリンに由来する。ある実施形態において、Fc領域が、IgM免疫グロブリンに由来する。図7は、ヒトIgA1(配列番号66)、IgA2(配列番号67)、IgM(配列番号68)、IgG1(配列番号69)、IgG2(配列番号70)、IgG3(配列番号71)、IgG4(配列番号72)、およびIgE(配列番号73)由来のFc領域のアライメントを示す。
あるFc領域は、1つ以上のFc受容体(FcR)に対して特異的な結合を示す。Fc受容体のクラスの例は、Fcγ受容体(FcγR)、Fcα受容体(FcαR)、Fcε受容体(FcεR)、および新生児型Fc受容体(FcRn)を含む。たとえば、あるFc領域は、FcαR、FcεR、および/またはFcRnに比べて、1つ以上のFcγRに対する結合(または親和性)が増加している。いくつかの実施形態において、Fc領域が、1つ以上のFcγR、FcεR、および/またはFcRnに比べて、FcαRに対する結合が増加している。他の実施形態において、Fc領域が、1つ以上のFcγR、FcαR、および/またはFcRnに比べて、FcεR(たとえばFcαRI)に対する結合が増加している。特定の実施形態において、Fc領域が、1つ以上のFcγR、FcαR、および/またはFcεRに比べて、FcRnに対する結合が増加している。ある実施形態において、1つ以上の選択されるFcRに対するFc領域の結合(または親和性)が、典型的に約1.5×、2×、2.5×、3×、3.5×、4×、4.5×、5×、6×、7×、8×、9×、10×、15×、20×、25×、30×、40×、50×、60×、70×、80×、90×、100×、200×、300×、400×、500×、600×、700×、800×、900×、1000×、またはそれ以上(中間の整数をすべて含む)、1つ以上の異なるFcRに対するその結合(または親和性)に比べて、増加している。
FcγRの例は、FcγRI、FcγRIIa、FcγRIIb、FcγRIIc、FcγRIIIa、およびFcγRIIIbを含む。FcγRI(CD64)は、マクロファージおよび樹状細胞上に発現され、食作用、呼吸バースト、サイトカイン刺激、および樹状細胞エンドサイトーシス輸送において役割を果たす。FcγRIの発現は、GM−CSFおよびγ−インターフェロン(γ−IFN)の両方によってアップレギュレートされ、インターロイキン4(IL−4)によってダウンレギュレートされる。FcγRIIaは、多形核白血球(PMN)、マクロファージ、樹状細胞、および肥満細胞上に発現される。FcγRIIaは、食作用、呼吸バースト、およびサイトカイン刺激において役割を果たす。FcγRIIaの発現は、GM−CSFおよびγ−IFNによってアップレギュレートされ、IL−4によって減少する。FcγIIbは、B細胞、PMN、マクロファージ、および肥満細胞上に発現される。FcγIIbは、免疫受容体チロシンベースの活性化モチーフ(ITAM)媒介性の応答を阻害し、したがって、阻害性受容体である。FcγRIIcの発現は、静脈内免疫グロブリン(IVIG)およびIL−4によってアップレギュレートされ、γ−IFNによって減少する。FcγRIIcは、NK細胞上に発現される。FcγRIIIaは、ナチュラルキラー(NK)細胞、マクロファージ、肥満細胞、および血小板上に発現される。この受容体は、食作用、呼吸バースト、サイトカイン刺激、血小板凝集および脱顆粒、ならびにNK媒介性のADCCに関与する。FcγRIIIの発現は、C5a、TGF−β、およびγ−IFNによってアップレギュレートされ、IL−4によってダウンレギュレートされる。FcγRIIIbは、PMN上に発現されるGPI連結受容体である。
あるFc領域は、FcγRIIa、FcγRIIb、FcγRIIc、FcγRIIIa、および/またはFcγRIIIbに比べて、FcγRIに対する結合が増加している。いくつかの実施形態は、FcγRI、FcγRIIb、FcγRIIc、FcγRIIIa、および/またはFcγRIIIbに比べて、FcγRIIaに対する結合が増加している。特定のFc領域は、FcγRI、FcγRIIa、FcγRIIc、FcγRIIIa、および/またはFcγRIIIbに比べて、FcγRIIbに対する結合が増加している。あるFc領域は、FcγRI、FcγRIIa、FcγRIIb、FcγRIIIa、および/またはFcγRIIIbに比べて、FcγRIIcに対する結合が増加している。いくつかのFc領域は、FcγRI、FcγRIIa、FcγRIIb、FcγRIIc、および/またはFcγRIIIbに比べて、FcγRIIIaに対する結合が増加している。特異的なFc領域は、FcγRI、FcγRIIa、FcγRIIb、FcγRIIc、および/またはFcγRIIIaに比べて、FcγRIIIbに対する結合が増加している。
FcαRは、FcαRI(CD89)を含む。FcαRIは、好中球、好酸球、単球、あるマクロファージ(たとえばクッパー細胞)、およびある樹状細胞の表面上に見つけられる。FcαRIは、2つの細胞外Ig様ドメインから構成され、免疫グロブリンスーパーファミリーおよび多重鎖免疫認識受容体(MIRR)ファミリーの両方のメンバーであり、2つのFcRγシグナル伝達鎖と関連することによってシグナル伝達する。
FcεRは、FcεRIおよびFcεRIIを含む。高親和性受容体FcεRIは、免疫グロブリンスーパーファミリーのメンバーであり、表皮ランゲルハンス細胞、好酸球、肥満細胞、および好塩基球上に発現され、アレルギー応答をコントロールする際に主な役割を果たす。FcεRIもまた、抗原提示細胞上に発現され、炎症促進性サイトカインの産生を調節する。低親和性受容体FcεRII(CD23)は、膜結合または可溶性受容体として機能することができるC型レクチンである。FcεRIIは、B細胞成長および分化を調節し、好酸球、単球、および好塩基球のIgE結合をブロックする。あるFc領域は、FcεRIIに比べて、FcεRIに対する結合が増加している。他のFc領域は、FcεRIに比べて、FcεRIIに対する結合が増加している。
下記の表F1は、あるFcRの特徴について概説する。
Fc領域は、雌ウシ、ヤギ、イノシシ(swine)、イヌ、マウス、ウサギ、ハムスター、ラット、モルモット、非ヒト霊長動物、およびヒトなどのような哺乳動物などのような脊椎動物を含む、任意の動物の免疫グロブリン分子に由来し得る。例示的な野生型ヒトIgA1、IgA2、IgD、IgE、IgG1、IgG2、IgG3、IgG4、およびIgM免疫グロブリン由来のCH、CH、CH、およびヒンジ領域のアミノ酸配列を下記に示す(配列番号38〜64)。
配列番号38は、ヒトIgA1ヒンジ領域のアミノ酸配列(VPSTPPTPSPSTPPTPSPS)である。
配列番号39は、ヒトIgA1 CH2領域のアミノ酸配列(CCHPRLSLHRPALEDLLLGSEANLTCTLTGLRDASGVTFTWTPSSGKSAVQGPPERDLCGCYSVSSVLPGCAEPWNHGKTFTCTAAYPESKTPLTATLSKS)である。
配列番号40は、ヒトIgA1 CH3領域のアミノ酸配列(GNTFRPEVHLLPPPSEELALNELVTLTCLARGFSPKDVLVRWLQGSQELPREKYLTWASRQEPSQGTTTFAVTSILRVAAEDWKKGDTFSCMVGHEALPLAFTQKTIDRLAGKPTHVNVSVVMAEVDGTCY)である。
配列番号41は、ヒトIgA2ヒンジ領域のアミノ酸配列(VPPPPP)である。
配列番号42は、ヒトIgA2 CH2領域のアミノ酸配列(CCHPRLSLHRPALEDLLLGSEANLTCTLTGLRDASGATFTWTPSSGKSAVQGPPERDLCGCYSVSSVLPGCAQPWNHGETFTCTAAHPELKTPLTANITKS)である。
配列番号43は、ヒトIgA2 CH3領域のアミノ酸配列(GNTFRPEVHLLPPPSEELALNELVTLTCLARGFSPKDVLVRWLQGSQELPREKYLTWASRQEPSQGTTTFAVTSILRVAAEDWKKGDTFSCMVGHEALPLAFTQKTIDRLAGKPTHVNVSVVMAEVDGTCY)である。
配列番号44は、ヒトIgDヒンジ領域のアミノ酸配列(ESPKAQASSVPTAQPQAEGSLAKATTAPATTRNTGRGGEEKKKEKEKEEQEERETKTP)である。
配列番号45は、ヒトIgD CH2領域のアミノ酸配列(ECPSHTQPLGVYLLTPAVQDLWLRDKATFTCFVVGSDLKDAHLTWEVAGKVPTGGVEEGLLERHSNGSQSQHSRLTLPRSLWNAGTSVTCTLNHPSLPPQRLMALREP)である。
配列番号46は、ヒトIgD CH3領域のアミノ酸配列(AAQAPVKLSLNLLASSDPPEAASWLLCEVSGFSPPNILLMWLEDQREVNTSGFAPARPPPQPRSTTFWAWSVLRVPAPPSPQPATYTCVVSHEDSRTLLNASRSLEVSYVTDHGPMK)である。
配列番号47は、ヒトIgE CH2領域のアミノ酸配列(VCSRDFTPPTVKILQSSCDGGGHFPPTIQLLCLVSGYTPGTINITWLEDGQVMDVDLSTASTTQEGELASTQSELTLSQKHWLSDRTYTCQVTYQGHTFEDSTKKCA)である。
配列番号48は、ヒトIgE CH3領域のアミノ酸配列(DSNPRGVSAYLSRPSPFDLFIRKSPTITCLVVDLAPSKGTVNLTWSRASGKPVNHSTRKEEKQRNGTLTVTSTLPVGTRDWIEGETYQCRVTHPHLPRALMRSTTKTS)である。
配列番号49は、ヒトIgE CH4領域のアミノ酸配列(GPRAAPEVYAFATPEWPGSRDKRTLACLIQNFMPEDISVQWLHNEVQLPDARHSTTQPRKTKGSGFFVFSRLEVTRAEWEQKDEFICRAVHEAASPSQTVQRAVSVNPGK)である。
配列番号50は、ヒトIgG1ヒンジ領域のアミノ酸配列(EPKSCDKTHTCPPCP)である。
配列番号51は、ヒトIgG1 CH2領域のアミノ酸配列(APELLGGPSVFLFPPKPKDTLMISRTPEVTCVVVDVSHEDPEVKFNWYVDGVEVHNAKTKPREEQYNSTYRVVSVLTVLHQDWLNGKEYKCKVSNKALPAPIEKTISKAK)である。
配列番号52は、ヒトIgG1 CH3領域のアミノ酸配列(GQPREPQVYTLPPSRDELTKNQVSLTCLVKGFYPSDIAVEWESNGQPENNYKTTPPVLDSDGSFFLYSKLTVDKSRWQQGNVFSCSVMHEALHNHYTQKSLSLSPGK)である。
配列番号53は、ヒトIgG2ヒンジ領域のアミノ酸配列(ERKCCVECPPCP)である。
配列番号54は、ヒトIgG2 CH2領域のアミノ酸配列(APPVAGPSVFLFPPKPKDTLMISRTPEVTCVVVDVSHEDPEVQFNWYVDGVEVHNAKTKPREEQFNSTFRVVSVLTVVHQDWLNGKEYKCKVSNKGLPAPIEKTISKTK)である。
配列番号55は、ヒトIgG2 CH3領域のアミノ酸配列(GQPREPQVYTLPPSREEMTKNQVSLTCLVKGFYPSDIAVEWESNGQPENNYKTTPPMLDSDGSFFLYSKLTVDKSRWQQGNVFSCSVMHEALHNHYTQKSLSLSPGK)である。
配列番号56は、ヒトIgG3ヒンジ領域のアミノ酸配列(ELKTPLGDTTHTCPRCPEPKSCDTPPPCPRCPEPKSCDTPPPCPRCPEPKSCDTPPPCPRCP)である。
配列番号57は、ヒトIgG3 CH2領域のアミノ酸配列(APELLGGPSVFLFPPKPKDTLMISRTPEVTCVVVDVSHEDPEVQFKWYVDGVEVHNAKTKPREEQYNSTFRVVSVLTVLHQDWLNGKEYKCKVSNKALPAPIEKTISKTK)である。
配列番号58は、ヒトIgG3 CH3領域のアミノ酸配列(GQPREPQVYTLPPSREEMTKNQVSLTCLVKGFYPSDIAVEWESSGQPENNYNTTPPMLDSDGSFFLYSKLTVDKSRWQQGNIFSCSVMHEALHNRFTQKSLSLSPGK)である。
配列番号59は、ヒトIgG4ヒンジ領域のアミノ酸配列(ESKYGPPCPSCP)である。
配列番号60は、ヒトIgG4 CH2領域のアミノ酸配列(APEFLGGPSVFLFPPKPKDTLMISRTPEVTCVVVDVSQEDPEVQFNWYVDGVEVHNAKTKPREEQFNSTYRVVSVLTVLHQDWLNGKEYKCKVSNKGLPSSIEKTISKAK)である。
配列番号61は、ヒトIgG4 CH3領域のアミノ酸配列(GQPREPQVYTLPPSQEEMTKNQVSLTCLVKGFYPSDIAVEWESNGQPENNYKTTPPVLDSDGSFFLYSRLTVDKSRWQEGNVFSCSVMHEALHNHYTQKSLSLSLGK)である。
配列番号62は、ヒトIgM CH2領域のアミノ酸配列(VIAELPPKVSVFVPPRDGFFGNPRKSKLICQATGFSPRQIQVSWLREGKQVGSGVTTDQVQAEAKESGPTTYKVTSTLTIKESDWLGQSMFTCRVDHRGLTFQQNASSMCVP)である。
配列番号63は、ヒトIgM CH3領域のアミノ酸配列(DQDTAIRVFAIPPSFASIFLTKSTKLTCLVTDLTTYDSVTISWTRQNGEAVKTHTNISESHPNATFSAVGEASICEDDWNSGERFTCTVTHTDLPSPLKQTISRPK)である。
配列番号64は、ヒトIgM CH4領域のアミノ酸配列(GVALHRPDVYLLPPAREQLNLRESATITCLVTGFSPADVFVQWMQRGQPLSPEKYVTSAPMPEPQAPGRYFAHSILTVSEEEWNTGETYTCVVAHEALPNRVTERTVDKSTGKPTLYNVSLVMSDTAGTCY)である。
本発明のDRS−Fcコンジュゲートは、したがって、配列番号38〜73の、その変異体、フラグメント、相同体、オルソログ、パラログ、および組み合わせを含む、1つ以上のヒトFc領域アミノ酸配列を含む、それからなる、またはそれから本質的になるものとすることができる。ある例証となる実施形態は、サイズが、約20〜50、20〜100、20〜150、20〜200、20〜250、20〜300、20〜400、50〜100、50〜150、50〜200、50〜250、50〜300、50〜400、100〜150、100〜200、100〜250、100〜300、100〜350、100〜400、200〜250、200〜300、200〜350、または200〜400アミノ酸長の範囲にわたるFc領域を含み、任意選択で、任意の1つ以上の配列番号38〜64を含む、それからなる、またはそれから本質的になる。ある実施形態は、任意選択で、任意の1つ以上の配列番号38〜64を含む、それからなる、またはそれから本質的になる、約50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、200、210、220、230、240、250、300、350、400、またはそれ以上のアミノ酸までのFc領域を含む。
あるFc領域は、配列番号38〜40または66において記載されるヒトIgA1配列を、その組み合わせ(たとえば配列番号38および39および40、配列番号38および39;配列番号38および40;配列番号39および40)ならびにその変異体およびフラグメントを含めて、N−末端からC−末端に読んで、任意の順序で、含む、それからなる、またはそれから本質的になる。あるFc領域は、配列番号39において記載されるヒトIgA1配列を含む、それからなる、またはそれから本質的になる。あるFc領域は、配列番号38において記載されるヒトIgA1配列を含む、それからなる、またはそれから本質的になる。あるFc領域は、配列番号40において記載されるヒトIgA1配列を含む、それからなる、またはそれから本質的になる。
いくつかのFc領域は、配列番号41〜43または67において記載されるヒトIgA2配列を、その組み合わせ(たとえば配列番号41および42および43、配列番号41および42;配列番号41および43;配列番号42および43)ならびにその変異体およびフラグメントを含めて、N−末端からC−末端に読んで、任意の順序で、含む、それからなる、またはそれから本質的になる。あるFc領域は、配列番号41において記載されるヒトIgA2配列を含む、それからなる、またはそれから本質的になる。あるFc領域は、配列番号42において記載されるヒトIgA2配列を含む、それからなる、またはそれから本質的になる。あるFc領域は、配列番号43において記載されるヒトIgA2配列を含む、それからなる、またはそれから本質的になる。
あるFc領域は、配列番号44〜46において記載されるヒトIgD配列を、その組み合わせ(たとえば配列番号44および45および46、配列番号44および45;配列番号44および46;配列番号45および46)ならびにこれらの配列の変異体およびフラグメントならびに組み合わせを含めて、N−末端からC−末端に読んで、任意の順序で、含む、それからなる、またはそれから本質的になる。あるFc領域は、配列番号44において記載されるヒトIgD配列を含む、それからなる、またはそれから本質的になる。あるFc領域は、配列番号45において記載されるヒトIgD配列を含む、それからなる、またはそれから本質的になる。あるFc領域は、配列番号46において記載されるヒトIgD配列を含む、それからなる、またはそれから本質的になる。
あるFc領域は、配列番号47〜49または73において記載されるヒトIgE配列を、その組み合わせ(たとえば配列番号47および48および49、配列番号47および48;配列番号47および49;配列番号48および49)ならびにこれらの配列の変異体およびフラグメントならびに組み合わせを含めて、N−末端からC−末端に読んで、任意の順序で、含む、それからなる、またはそれから本質的になる。あるFc領域は、配列番号47において記載されるヒトIgE配列を含む、それからなる、またはそれから本質的になる。あるFc領域は、配列番号48において記載されるヒトIgE配列を含む、それからなる、またはそれから本質的になる。あるFc領域は、配列番号49において記載されるヒトIgE配列を含む、それからなる、またはそれから本質的になる。
あるFc領域は、配列番号50〜52または69において記載されるヒトIgG1配列を、その組み合わせ(たとえば配列番号50および51および52、配列番号50および51;配列番号50および52;配列番号51および52)ならびにこれらの配列の変異体およびフラグメントならびに組み合わせを含めて、N−末端からC−末端に読んで、任意の順序で、含む、それからなる、またはそれから本質的になる。あるFc領域は、配列番号50において記載されるヒトIgG1配列を含む、それからなる、またはそれから本質的になる。あるFc領域は、配列番号51において記載されるヒトIgG1配列を含む、それからなる、またはそれから本質的になる。あるFc領域は、配列番号52において記載されるヒトIgG1配列を含む、それからなる、またはそれから本質的になる。
あるFc領域は、配列番号53〜55または70において記載されるヒトIgG2配列を、その組み合わせ(たとえば配列番号53および54および55、配列番号53および54;配列番号53および55;配列番号54および55)ならびにこれらの配列の変異体およびフラグメントならびに組み合わせを含めて、N−末端からC−末端に読んで、任意の順序で、含む、それからなる、またはそれから本質的になる。あるFc領域は、配列番号53において記載されるヒトIgG2配列を含む、それからなる、またはそれから本質的になる。あるFc領域は、配列番号54において記載されるヒトIgG2配列を含む、それからなる、またはそれから本質的になる。あるFc領域は、配列番号55において記載されるヒトIgG2配列を含む、それからなる、またはそれから本質的になる。
あるFc領域は、配列番号56〜58または71において記載されるヒトIgG3配列を、その組み合わせ(たとえば配列番号56および57および58、配列番号56および57;配列番号56および58;配列番号57および58)ならびにこれらの配列の変異体およびフラグメントならびに組み合わせを含めて、N−末端からC−末端に読んで、任意の順序で、含む、それからなる、またはそれから本質的になる。あるFc領域は、配列番号56において記載されるヒトIgG3配列を含む、それからなる、またはそれから本質的になる。あるFc領域は、配列番号57において記載されるヒトIgG3配列を含む、それからなる、またはそれから本質的になる。あるFc領域は、配列番号58において記載されるヒトIgG3配列を含む、それからなる、またはそれから本質的になる。
あるFc領域は、配列番号59〜61または72において記載されるヒトIgG4配列を、その組み合わせ(たとえば配列番号59および60および61、配列番号59および60;配列番号59および61;配列番号60および61)ならびにこれらの配列の変異体およびフラグメントならびに組み合わせを含めて、N−末端からC−末端に読んで、任意の順序で、含む、それからなる、またはそれから本質的になる。あるFc領域は、配列番号59において記載されるヒトIgG4配列を含む、それからなる、またはそれから本質的になる。あるFc領域は、配列番号60において記載されるヒトIgG4配列を含む、それからなる、またはそれから本質的になる。あるFc領域は、配列番号61において記載されるヒトIgG4配列を含む、それからなる、またはそれから本質的になる。
あるFc領域は、配列番号62〜64または68において記載されるヒトIgM配列を、その組み合わせ(たとえば配列番号62および63および64、配列番号62および63;配列番号62および64;配列番号63および64)ならびにこれらの配列の変異体およびフラグメントならびに組み合わせを含めて、N−末端からC−末端に読んで、任意の順序で、含む、それからなる、またはそれから本質的になる。あるFc領域は、配列番号62において記載されるヒトIgM配列を含む、それからなる、またはそれから本質的になる。あるFc領域は、配列番号63において記載されるヒトIgM配列を含む、それからなる、またはそれから本質的になる。あるFc領域は、配列番号64において記載されるヒトIgM配列を含む、それからなる、またはそれから本質的になる。
上記に言及されるように、ある実施形態は、本明細書において記載され、当技術分野において知られているFc領域(たとえば配列番号38〜73のヒトIg配列)の変異体、フラグメント、ハイブリッド、および/またはそうでなければ修飾形態を用いる。
配列番号38〜64において記載される任意の1つ以上の参照配列などのような参照配列に比べて、1つ以上のアミノ酸置換、挿入、欠失、および/または切断を有する変異体が、含まれる。ある実施形態において、変異Fc領域が、任意の1つ以上の配列番号38〜73に対して、少なくとも約50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、またはそれ以上の配列同一性または類似性または相同性を有するアミノ酸配列を含む。1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、またはそれ以上のアミノ酸の追加、欠失、挿入、または置換によって、1つ以上の配列番号38〜64と異なるFc領域もまた、含まれる。ある実施形態において、アミノ酸追加または欠失が、Fc参照配列のC−末端および/またはN−末端で生じる。
特定の実施形態において、変異Fc領域が、中間の整数および範囲をすべて含む、少なくとも約50、60、70、80、90、100、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、200、210、220、230、240、250、260、270、280、290、300、310、320、330、340、350、360、370、380、390、400、410、420、430、440、450、460、470、480、490、500、510、520、530、540、550、560、570、580、590、600、610、620、630、640、650、660、670、680、690、700、710、720、730、740、750、760、770、780、790、800、810、820、830、840、850、860、870、880、890、900、910、920、930、940、950、960、970、980、990、1000、またはそれ以上のBLASTビットスコアまたは配列類似性スコアを生成するように、任意の1つ以上の配列番号38〜73と最適にアライメントすることができるアミノ酸配列を含み、BLASTアライメントが、BLOSUM62マトリックス、11のギャップ存在ペナルティー、および1のギャップ伸長ペナルティーを使用する。
ハイブリッドFc領域、たとえば、異なる種、異なるIgクラス、および/または異なるIgサブクラスの免疫グロブリン由来のFcドメイン(たとえばヒンジ、CH、CH、CH)の組み合わせを含むFc領域もまた、含まれる。一般的な例として、CH/CHドメインの以下の組み合わせを含み、それからなり、またはそれから本質的になり:IgA1/IgA1、IgA1/IgA2、IgA1/IgD、IgA1/IgE、IgA1/IgG1、IgA1/IgG2、IgA1/IgG3、IgA1/IgG4、IgA1/IgM、IgA2/IgA1、IgA2/IgA2、IgA2/IgD、IgA2/IgE、IgA2/IgG1、IgA2/IgG2、IgA2/IgG3、IgA2/IgG4、IgA2/IgM、IgD/IgA1、IgD/IgA2、IgD/IgD、IgD/IgE、IgD/IgG1、IgD/IgG2、IgD/IgG3、IgD/IgG4、IgD/IgM、IgE/IgA1、IgE/IgA2、IgE/IgD、IgE/IgE、IgE/IgG1、IgE/IgG2、IgE/IgG3、IgE/IgG4、IgE/IgM、IgG1/IgA1、IgG1/IgA2、IgG1/IgD、IgG1/IgE、IgG1/IgG1、IgG1/IgG2、IgG1/IgG3、IgG1/IgG4、IgG1/IgM、IgG2/IgA1、IgG2/IgA2、IgG2/IgD、IgG2/IgE、IgG2/IgG1、IgG2/IgG2、IgG2/IgG3、IgG2/IgG4、IgG2/IgM、IgG3/IgA1、IgG3/IgA2、IgG3/IgD、IgG3/IgE、IgG3/IgG1、IgG3/IgG2、IgG3/IgG3、IgG3/IgG4、IgG3/IgM、IgG4/IgA1、IgG4/IgA2、IgG4/IgD、IgG4/IgE、IgG4/IgG1、IgG4/IgG2、IgG4/IgG3、IgG4/IgG4、IgG4/IgM、IgM/IgA1、IgM/IgA2、IgM/IgD、IgM/IgE、IgM/IgG1、IgM/IgG2、IgM/IgG3、IgM/IgG4、IgM/IgM(またはそのフラグメントもしくは変異体)、任意選択で、1つ以上のIgA1、IgA2、IgD、IgG1、IgG2、IgG3、もしくはIgG4由来のヒンジならびに/またはIgEおよび/もしくはIgM由来のCHドメインを含むハイブリッドFc領域を含む。特定の実施形態において、ヒンジ、CH、CH、およびCHドメインが、ヒトIg由来のものである。
さらなる例として、CH/CHドメインの以下の組み合わせを含み、それからなり、またはそれから本質的になり:IgA1/IgE、IgA2/IgE、IgD/IgE、IgE/IgE、IgG1/IgE、IgG2/IgE、IgG3/IgE、IgG4/IgE、IgM/IgE、IgA1/IgM、IgA2/IgM、IgD/IgM、IgE/IgM、IgG1/IgM、IgG2/IgM、IgG3/IgM、IgG4/IgM、IgM/IgM(またはそのフラグメントもしくは変異体)、任意選択で、1つ以上のIgA1、IgA2、IgD、IgG1、IgG2、IgG3、IgG4由来のヒンジならびに/または1つ以上のIgA1、IgA2、IgD、IgE、IgG1、IgG2、IgG3、IgG4、もしくはIgM由来のCHドメインを含むハイブリッドFc領域を含む。特定の実施形態において、ヒンジ、CH、CH、およびCHドメインが、ヒトIg由来のものである。
ある例として、CH/CHドメインの以下の組み合わせを含み、それからなり、またはそれから本質的になり:IgA1/IgE、IgA2/IgE、IgD/IgE、IgE/IgE、IgG1/IgE、IgG2/IgE、IgG3/IgE、IgG4/IgE、IgM/IgE、IgA1/IgM、IgA2/IgM、IgD/IgM、IgE/IgM、IgG1/IgM、IgG2/IgM、IgG3/IgM、IgG4/IgM、IgM/IgM(またはそのフラグメントもしくは変異体)、任意選択で、1つ以上のIgA1、IgA2、IgD、IgG1、IgG2、IgG3、IgG4由来のヒンジならびに/または1つ以上のIgA1、IgA2、IgD、IgE、IgG1、IgG2、IgG3、IgG4、もしくはIgM由来のCHドメインを含むハイブリッドFc領域を含む。特定の実施形態において、ヒンジ、CH、CH、およびCHドメインが、ヒトIg由来のものである。
特定の例として、ヒンジ/CHドメインの以下の組み合わせを含み、それからなり、またはそれから本質的になり:IgA1/IgA1、IgA1/IgA2、IgA1/IgD、IgA1/IgE、IgA1/IgG1、IgA1/IgG2、IgA1/IgG3、IgA1/IgG4、IgA1/IgM、IgA2/IgA1、IgA2/IgA2、IgA2/IgD、IgA2/IgE、IgA2/IgG1、IgA2/IgG2、IgA2/IgG3、IgA2/IgG4、IgA2/IgM、IgD/IgA1、IgD/IgA2、IgD/IgD、IgD/IgE、IgD/IgG1、IgD/IgG2、IgD/IgG3、IgD/IgG4、IgD/IgM、IgG1/IgA1、IgG1/IgA2、IgG1/IgD、IgG1/IgE、IgG1/IgG1、IgG1/IgG2、IgG1/IgG3、IgG1/IgG4、IgG1/IgM、IgG2/IgA1、IgG2/IgA2、IgG2/IgD、IgG2/IgE、IgG2/IgG1、IgG2/IgG2、IgG2/IgG3、IgG2/IgG4、IgG2/IgM、IgG3/IgA1、IgG3/IgA2、IgG3/IgD、IgG3/IgE、IgG3/IgG1、IgG3/IgG2、IgG3/IgG3、IgG3/IgG4、IgG3/IgM、IgG4/IgA1、IgG4/IgA2、IgG4/IgD、IgG4/IgE、IgG4/IgG1、IgG4/IgG2、IgG4/IgG3、IgG4/IgG4、IgG4/IgM(またはそのフラグメントもしくは変異体)、任意選択で、1つ以上のIgA1、IgA2、IgD、IgE、IgG1、IgG2、IgG3、IgG4、もしくはIgM由来のCHドメインならびに/またはIgEおよび/もしくはIgM由来のCHドメインを含むハイブリッドFc領域を含む。特定の実施形態において、ヒンジ、CH、CH、およびCHドメインが、ヒトIg由来のものである。
ある例として、ヒンジ/CHドメインの以下の組み合わせを含み、それからなり、またはそれから本質的になり:IgA1/IgA1、IgA1/IgA2、IgA1/IgD、IgA1/IgE、IgA1/IgG1、IgA1/IgG2、IgA1/IgG3、IgA1/IgG4、IgA1/IgM、IgA2/IgA1、IgA2/IgA2、IgA2/IgD、IgA2/IgE、IgA2/IgG1、IgA2/IgG2、IgA2/IgG3、IgA2/IgG4、IgA2/IgM、IgD/IgA1、IgD/IgA2、IgD/IgD、IgD/IgE、IgD/IgG1、IgD/IgG2、IgD/IgG3、IgD/IgG4、IgD/IgM、IgG1/IgA1、IgG1/IgA2、IgG1/IgD、IgG1/IgE、IgG1/IgG1、IgG1/IgG2、IgG1/IgG3、IgG1/IgG4、IgG1/IgM、IgG2/IgA1、IgG2/IgA2、IgG2/IgD、IgG2/IgE、IgG2/IgG1、IgG2/IgG2、IgG2/IgG3、IgG2/IgG4、IgG2/IgM、IgG3/IgA1、IgG3/IgA2、IgG3/IgD、IgG3/IgE、IgG3/IgG1、IgG3/IgG2、IgG3/IgG3、IgG3/IgG4、IgG3/IgM、IgG4/IgA1、IgG4/IgA2、IgG4/IgD、IgG4/IgE、IgG4/IgG1、IgG4/IgG2、IgG4/IgG3、IgG4/IgG4、IgG4/IgM(またはそのフラグメントもしくは変異体)、任意選択で、1つ以上のIgA1、IgA2、IgD、IgE、IgG1、IgG2、IgG3、IgG4、もしくはIgM由来のCHドメインならびに/またはIgEおよび/もしくはIgM由来のCHドメインを含むハイブリッドFc領域を含む。特定の実施形態において、ヒンジ、CH、CH、およびCHドメインが、ヒトIg由来のものである。
いくつかの例として、ヒンジ/CHドメインの以下の組み合わせを含み、それからなり、またはそれから本質的になり:IgA1/IgE、IgA1/IgM、IgA2/IgE、IgA2/IgM、IgD/IgE、IgD/IgM、IgG1/IgE、IgG1/IgM、IgG2/IgE、IgG2/IgM、IgG3/IgE、IgG3/IgM、IgG4/IgE、IgG4/IgM(またはそのフラグメントもしくは変異体)、任意選択で、1つ以上のIgA1、IgA2、IgD、IgE、IgG1、IgG2、IgG3、IgG4、もしくはIgM由来のCHドメインならびに/または1つ以上のIgA1、IgA2、IgD、IgE、IgG1、IgG2、IgG3、IgG4、もしくはIgM由来のCHドメインを含むハイブリッドFc領域を含む。
ハイブリッドFc領域の特定の例は、たとえば国際公開第2008/147143号パンフレットにおいて見つけることができ、これは、IgGサブクラスの組み合わせまたはヒトIgDおよびIgGの組み合わせに由来する。
誘導体化されたまたはそうでなければ修飾されたFc領域もまた、含まれる。ある態様において、Fc領域が、たとえば、野生型または天然に存在するFc領域に比べて、リン酸化、硫酸化、アクリレート化、グリコシル化、メチル化、ファルネシル化、アセチル化、アミド化、およびその他同種のものによって修飾されてもよい。ある実施形態において、Fc領域が、野生型もしくは天然のグリコシル化パターンを含んでいてもよい、またはその代わりに、それは、天然の形態に比べて、増加したグリコシル化、天然の形態に比べて、減少したグリコシル化を含んでいてもよい、またはそれは、完全に脱グリコシル化されていてもよい。修飾Fcグリコフォームのある例として、Fc領域のグリコシル化の減少は、第1の補体構成成分C1のC1q領域に対する結合、ADCC関連性の活性における減少、および/またはCDC関連性の活性における減少を低下させる。ある実施形態は、したがって、脱グリコシル化またはアグリコシル化(aglycosylated)Fc領域を用いる。例示的なアグリコシル化Fc領域の産生については、たとえば国際公開第2005/047337号パンフレットを参照されたい。Fc領域グリコフォームの他の例は、Kabatらのナンバリング方式に従って、システイン残基とQ295位置を置換することによって生成することができる(たとえば米国特許出願第2010/0080794号明細書を参照されたい)。ある実施形態は、Fc領域における糖タンパク質の約80〜100%が、フルクトースを欠く成熟コア炭水化物構造を含むFc領域を含んでいてもよい(たとえば米国特許出願第2010/0255013号明細書を参照されたい)。いくつかの実施形態は、フコシル化のレベルを低下させるために、たとえば、FcγRI、FcγRIa、もしくはFcγRIIIaに対する親和性を増加させるために、および/またはFcγRIIa発現細胞による食作用を改善するために、置換または欠失によって最適化されたFc領域を含んでいてもよい(米国特許出願第2010/0249382号明細書および米国特許出願第2007/0148170号明細書を参照されたい)。
修飾Fcグリコフォームの他の例として、Fc領域は、オリゴマンノース型N−グリカンを含んでいてもよく、任意選択で、複合型N−グリカンを含有する対応するFc領域またはDRS−Fcコンジュゲートに比べて、1つ以上の以下のものを有していてもよい:ADCC活性の増加、FcγRIIIA(およびある他のFcR)に対する結合親和性の増加、DRSポリペプチドの標的に対する類似するもしくは増加した結合特異性、DRSポリペプチドの標的に対する類似するもしくは高い結合親和性、ならびに/またはマンノース受容体に対する類似するもしくは低い結合親和性(たとえば米国特許出願第2007/0092521号明細書および米国特許第7,700,321号明細書を参照されたい)。他の例として、FcγRに対するFc領域の親和性の増強は、遺伝子操作された細胞株または変異細胞株における抗体の発現によって生成される遺伝子操作グリコフォームを使用して実現された(たとえばUmanaら、Nat Biotechnol.17:176−180、1999;Daviesら、Biotechnol Bioeng.74:288−294、2001;Shieldsら、J Biol Chem.277:26733−26740、2002;Shinkawaら、2003、J Biol Chem.278:3466−3473、2003;および米国特許出願第2007/0111281号明細書を参照されたい)。あるFc領域グリコフォームは、割合が増加したN−グリコシド結合型複合糖鎖を含み、これは、糖鎖の還元性末端部のN−アセチルグルコサミンの6位に結合したフコースの1位を有していない(たとえば米国特許出願第2010/0092997号明細書を参照されたい)。特定の実施形態は、α−2,6連結によって、それぞれの末端シアル酸成分に接続された、少なくとも1つのガラクトース成分によりグリコシル化されたIgG Fc領域を含んでいてもよく、任意選択で、Fc領域が、対応する野生型Fc領域に比べて、高い抗炎症活性を有する(米国特許出願第2008/0206246号明細書を参照されたい)。これらのおよび関係する改変されたグリコシル化アプローチのあるものは、FcγRIIIなどのようなFcRに選択的に結合する、ADCCを媒介する、および本明細書において記載される、Fc領域の他の特性を改変するFc領域の能力の実質的な増強を起こした。
ある変異、フラグメント、ハイブリッド、または修飾Fc領域は、対応する野生型Fc配列(たとえば同じ種、同じIgクラス、同じIgサブクラス)に比べて、1つ以上のFcRに対する結合が改変されてもよい。たとえば、そのようなFc領域は、対応する野生型Fc配列に比べて、1つ以上のFcγ受容体、Fcα受容体、Fcε受容体、および/または新生児型Fc受容体に対する結合が増加していてもよい。他の実施形態において、変異、フラグメント、ハイブリッド、またはそうでなければ修飾Fc領域が、対応する野生型Fc配列に比べて、1つ以上のFcγ受容体、Fcα受容体、Fcε受容体、および/または新生児型Fc受容体に対する結合が減少していてもよい。特定のFcRについては、本明細書において別記される。
たとえば、FcR結合が改変された(たとえば増加した、減少した)Fc変異体の特定の例は、米国特許第5,624,821号明細書および米国特許第7,425,619号明細書;米国特許出願第2009/0017023号明細書、米国特許出願第2009/0010921号明細書、および米国特許出願第2010/0203046号明細書;ならびに国際公開第2000/42072号明細書および国際公開第2004/016750号明細書において見つけることができる。ある例として、位置298、333、および/または334に1つ以上の置換、たとえばS298A、E333A、および/またはK334Aを有するヒトFc領域を含み(KabatらのEUインデックスのナンバリングに基づく)、これは、活性化受容体FcγRIIIaに対する結合を増加させ、阻害性受容体FcγRIIbに対する結合を低下させることが示されている。これらの変異は、FcRに対する結合においてさらなる改善を有する二重および三重変異変異体を得るために組み合わせることができる。ある実施形態は、S298A/E333A/K334A三重変異体を含み、これは、FcγRIIIaに対する結合が増加しており、FcγRIIbに対する結合が減少しており、ADCCが増加している(たとえばShieldsら、J Biol Chem.276:6591−6604、2001;およびPrestaら、Biochem Soc Trans.30:487−490、2002を参照されたい)。Umanaら、上掲;および米国特許第7,662,925号明細書において開示される、FcRに対する結合が増加している、遺伝子操作Fcグリコフォームもまた、参照されたい。いくつかの実施形態は、KabatらのEUのインデックスに基づいて、434S、252Y/428L、252Y/434S、および428L/434Sから選択される、1つ以上の置換を含むFc領域を含む(米国特許出願第2009/0163699号明細書および米国特許出願第20060173170号明細書を参照されたい)。
ある変異、フラグメント、ハイブリッド、または修飾Fc領域は、対応する野生型Fc配列に比べて、エフェクター機能が改変されていてもよい。たとえば、そのようなFc領域は、対応する野生型Fc配列に比べて、補体結合もしくは活性化が増加していてもよい、Clq結合親和性が増加していてもよい、CDC関連性の活性が増加していてもよい、ADCC関連性の活性が増加していてもよい、および/またはADCP関連性の活性が増加していてもよい。他の実施形態において、そのようなFc領域が、対応する野生型Fc配列に比べて、補体結合もしくは活性化が減少していてもよい、Clq結合親和性が減少していてもよい、CDC関連性の活性が減少していてもよい、ADCC関連性の活性が減少していてもよい、および/またはADCP関連性の活性が減少していてもよい。単に1つの例証となる例として、Fc領域は、C1q結合部位などのような補体結合部位における欠失もしくは置換および/またはADCC部位における欠失もしくは置換を含んでいてもよい。そのような欠失/置換の例は、たとえば米国特許第7,030,226号明細書において記載される。ADCCなどのような多くのFcエフェクター機能は、当技術分野における通常の技術に従ってアッセイすることができる(たとえばZuckermanら、CRC Crit Rev Microbiol.7:1−26、1978を参照されたい)。そのようなアッセイに有用なエフェクター細胞は、ナチュラルキラー(NK)細胞、マクロファージ、および他の末梢血単核球(PBMC)を含むが、これらに限定されない。その代わりにまたはそのうえ、あるFcエフェクター機能は、たとえば、Clynesら PNAS.95:652−656、1998において記載される動物モデルを用いることによって、インビボにおいて評価されてもよい。
ある変異ハイブリッドまたは修飾Fc領域は、対応する野生型Fc配列に比べて、安定性または半減期が改変されていてもよい。ある実施形態において、そのようなFc領域は、対応する野生型Fc配列に比べて、半減期が増加していてもよい。他の実施形態において、変異ハイブリッドまたは修飾Fc領域は、対応する野生型Fc配列に比べて、半減期が減少していてもよい。半減期は、放射標識、ELISA、または他の方法などのような、当技術分野における通常の技術に従って、インビトロにおいて(たとえば生理学的条件下で)またはインビボにおいて、測定することができる。安定性または半減期のインビボにおける測定値は、血液、血清、プラスマ、尿、もしくは脳脊髄液を含む1つ以上の体液または肝臓、腎臓、筋肉、中枢神経系組織、骨などのような所定の組織において測定することができる。ある例として、FcRnに結合するその能力を改変する、Fc領域に対する修飾は、インビボにおけるその半減期を改変することができる。インビボにおける薬物動態学的特性(たとえばインビボにおける平均排出半減期)を測定するためのアッセイおよびFcRnに対するその結合を改変するFc修飾の非限定的な例は、たとえば米国特許第7,217,797号明細書および米国特許第7,732,570号明細書;ならびに米国特許出願第2010/0143254明細書および米国特許出願第2010/0143254明細書において記載される。
安定性または半減期を改変する修飾のさらなる非限定的な例は、Kabatらのナンバリング方式に従って、CHドメインにおける251〜256、285〜290、および308〜314ならびにCHドメインにおける385〜389および428〜436から選択される1つ以上のアミノ酸残基での置換/欠失を含む。米国特許出願第2003/0190311号明細書を参照されたい。特定の例として、位置251でのロイシンとの置換、位置252でのチロシン、トリプトファン、もしくはフェニルアラニンとの置換、位置254でのトレオニンもしくはセリンとの置換、位置255でのアルギニンとの置換、位置256でのグルタミン、アルギニン、セリン、トレオニン、もしくはグルタミン酸との置換、位置308でのトレオニンとの置換、位置309でのプロリンとの置換、位置311でのセリンとの置換、位置312でのアスパラギン酸との置換、位置314でのロイシンとの置換、位置385でのアルギニン、アスパラギン酸、もしくはセリンとの置換、位置386でのトレオニンもしくはプロリンとの置換、位置387でのアルギニンもしくはプロリンとの置換、位置389でのプロリン、アスパラギン、もしくはセリンとの置換、位置428でのメチオニンもしくはトレオニンとの置換、位置434でのチロシンもしくはフェニルアラニンとの置換、位置433でのヒスチジン、アルギニン、リシン、もしくはセリンとの置換、および/または位置436でのヒスチジン、チロシン、アルギニン、もしくはトレオニンとの置換を含み、その任意の組み合わせを含む。そのような修飾は、任意選択で、対応する野生型Fc領域に比べて、FcRnに対するFc領域の親和性を増加させ、それによって半減期を増加させる。
ある変異ハイブリッドまたは修飾Fc領域は、対応する野生型Fc配列に比べて、溶解性が改変されていてもよい。ある実施形態において、そのようなFc領域が、対応する野生型Fc配列に比べて、溶解性が増加していてもよい。他の実施形態において、変異ハイブリッドまたは修飾Fc領域が、対応する野生型Fc配列に比べて、溶解性が減少していてもよい。溶解性は、当技術分野における通常の技術に従って、たとえば、インビトロにおいて(たとえば生理学的条件下で)、測定することができる。例示的な溶解性の測定は、本明細書において別記される。
変異体のさらなる例は、重鎖の1つ以上の位置250、314、もしくは428にまたは位置250および428にもしくは位置250および314にもしくは位置314および428にもしくは位置250、314、および428になどのような任意のその組み合わせで、保存的または非保存的置換(本明細書において別記される)を有するIgG Fc領域を含む。(たとえば米国特許出願第2011/0183412号明細書を参照されたい)。特定の実施形態において、位置250の残基が、グルタミン酸もしくはグルタミンと置換されるおよび/または位置428の残基が、ロイシンもしくはフェニルアラニンと置換される。IgG Fc変異体の他の例証となる例として、位置214〜238、297〜299、318〜322、および/または327〜331の任意の1つ以上のアミノ酸残基は、修飾のための適した標的として使用されてもよい(たとえば保存的または非保存的置換、欠失)。特定の実施形態において、IgG Fc変異体CHドメインが、Fc領域のエフェクター機能を弱めるために、位置228、234、235、および/または331にアミノ酸置換を含有する(たとえばSer228ProおよびLeu235Ala変異を有するヒトIgG4)(米国特許第7,030,226号を参照されたい)。本明細書で、重鎖における残基のナンバリングは、EUインデックスのものである(Kabatら、“Sequences of Proteins of Immunological Interest,” 5th Ed.、National Institutes of Health、Bethesda、Md.(1991)を参照されたい)。これらのおよび関係する実施形態のあるものは、FcRn結合および/または血清半減期が改変されており(たとえば増加しており、減少しており)、任意選択で、ADCCまたはCDC関連性の活性などのようなエフェクター機能が低下していない。
さらなる例は、野生型Fc領域の位置279、341、343、もしくは373またはその任意の組み合わせに1つ以上のアミノ酸置換を含む変異Fc領域を含む(たとえば米国特許出願第2007/0224188号明細書を参照されたい)。ヒトIgGについてのこれらの位置の野生型アミノ酸残基は、バリン(279)、グリシン(341)、プロリン(343)、およびチロシン(373)である。置換(複数可)は、本明細書において記載されるように、保存的もしくは非保存的であってもよい、または天然に存在しないアミノ酸もしくはミメティックを含むことができる。単独でまたはこれらの置換と組み合わせて、ある実施形態はまた、以下のものから選択される、少なくとも1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、またはそれ以上のアミノ酸置換を含む変異Fc領域を用いてもよい:235G、235R、236F、236R、236Y、237K、237N、237R、238E、238G、238H、238I、238L、238V、238W、238Y、244L、245R、247A、247D、247E、247F、247M、247N、247Q、247R、247S、247T、247W、247Y、248F、248P、248Q、248W、249L、249M、249N、249P、249Y、251H、251I、251W、254D、254E、254F、254G、254H、254I、254K、254L、254M、254N、254P、254Q、254R、254V、254W、254Y、255K、255N、256H、256I、256K、256L、256V、256W、256Y、257A、257I、257M、257N、257S、258D、260S、262L、264S、265K、265S、267H、267I、267K、268K、269N、269Q、271T、272H、272K、272L、272R、279A、279D、279F、279G、279H、279I、279K、279L、279M、279N、279Q、279R、279S、279T、279W、279Y、280T、283F、283G、283H、283I、283K、283L、283M、283P、283R、283T、283W、283Y、285N、286F、288N、288P、292E、292F、292G、292I、292L、293S、293V、301W、304E、307E、307M、312P、315F、315K、315L、315P、315R、316F、316K、317P、317T、318N、318P、318T、332F、332G、332L、332M、332S、332V、332W、339D、339E、339F、339G、339H、339I、339K、339L、339M、339N、339Q、339R、339S、339W、339Y、341D、341E、341F、341H、341I、341K、341L、341M、341N、341P、341Q、341R、341S、341T、341V、341W、341Y、343A、343D、343E、343F、343G、343H、343I、343K、343L、343M、343N、343Q、343R、343S、343T、343V、343W、343Y、373D、373E、373F、373G、373H、373I、373K、373L、373M、373N、373Q、373R、373S、373T、373V、373W、375R、376E、376F、376G、376H、376I、376L、376M、376N、376P、376Q、376R、376S、376T、376V、376W、376Y、377G、377K、377P、378N、379N、379Q、379S、379T、380D、380N、380S、380T、382D、382F、382H、382I、382K、382L、382M、382N、382P、382Q、382R、382S、382T、382V、382W、382Y、385E、385P、386K、423N、424H、424M、424V、426D、426L、427N、429A、429F、429M、430A、430D、430F、430G、430H、430I、430K、430L、430M、430N、430P、430Q、430R、430S、430T、430V、430W、430Y、431H、431K、431P、432R、432S、438G、438K、438L、438T、438W、439E、439H、439Q、440D、440E、440F、440G、440H、440I、440K、440L、440M、440Q、440T、440V、または442K。上記のように、重鎖における残基のナンバリングは、EUインデックスのものである(Kabatら、上掲を参照されたい)。そのような変異Fc領域は、典型的に、変異Fc領域が作動可能に付加されたDRSポリペプチドに、改変されたエフェクター機能または改変された血清半減期を与える。好ましくは、改変されたエフェクター機能は、そのようなアミノ酸置換(複数可)を欠く対応するFc領域と比較した、ADCCにおける増加、ADCCにおける減少、CDCにおける増加、CDCにおける減少、Clq結合親和性における増加、Clq結合親和性における減少、FcR(好ましくはFcRn)結合親和性における増加、またはFcR(好ましくはFcRn)結合親和性における減少である。
さらなる例として、1つ以上の位置(複数可)221、222、224、227、228、230、231、223、233、234、235、236、237、238、239、240、241、243、244、245、246、247、249、250、258、262、263、264、265、266、267、268、269、270、271、272、273、274、275、276、278、280、281、283、285、286、288、290、291、293、294、295、296、297、298、299、300、302、313、317、318、320、322、323、324、325、326、327、328、329、330、331、332、333、334、335、336、および/または428にアミノ酸置換を含む変異Fc領域を含む(たとえば米国特許第7,662,925号明細書を参照されたい)。特定の実施形態において、変異Fc領域が、P230A、E233D、L234E、L234Y、L234I、L235D、L235S、L235Y、L235I、S239D、S239E、S239N、S239Q、S239T、V240I、V240M、F243L、V264I、V264T、V264Y、V266I、E272Y、K274T、K274E、K274R、K274L、K274Y、F275W、N276L、Y278T、V302I、E318R、S324D、S324I、S324V、N325T、K326I、K326T、L328M、L328I、L328Q、L328D、L328V、L328T、A330Y、A330L、A330I、I332D、I332E、I332N、I332Q、T335D、T335R、およびT335Yからなる群から選択される、少なくとも1つのアミノ酸置換を含む。他の特定の実施形態において、変異Fc領域が、V264I、F243L/V264I、L328M、I332E、L328M/I332E、V264I/I332E、S298A/I332E、S239E/I332E、S239Q/I332E、S239E、A330Y、I332D、L328I/I332E、L328Q/I332E、V264T、V240I、V266I、S239D、S239D/I332D、S239D/I332E、S239D/I332N、S239D/I332Q、S239E/I332D、S239E/I332N、S239E/I332Q、S239N/I332D、S239N/I332E、S239Q/I332D、A330Y/I332E、V264I/A330Y/I332E、A330L/I332E、V264I/A330L/I332E、L234E、L234Y、L234I、L235D、L235S、L235Y、L235I、S239T、V240M、V264Y、A330I、N325T、L328D/I332E、L328V/I332E、L328T/I332E、L328I/I332E、S239E/V264I/I332E、S239Q/V264I/I332E、S239E/V264I/A330Y/I332E、S239D/A330Y/I332E、S239N/A330Y/I332E、S239D/A330L/I332E、S239N/A330L/I332E、V264I/S298A/I332E、S239D/S298A/I332E、S239N/S298A/I332E、S239D/V264I/I332E、S239D/V264I/S298A/I332E、S239D/V264I/A330L/I332E、S239D/I332E/A330I、P230A、P230A/E233D/I332E、E272Y、K274T、K274E、K274R、K274L、K274Y、F275W、N276L、Y278T、V302I、E318R、S324D、S324I、S324V、K326I、K326T、T335D、T335R、T335Y、V240I/V266I、S239D/A330Y/I332E/L234I、S239D/A330Y/I332E/L235D、S239D/A330Y/I332E/V240I、S239D/A330Y/I332E/V264T、S239D/A330Y/I332E/K326E、およびS239D/A330Y/I332E/K326Tからなる群から選択される、少なくとも1つのアミノ酸置換を含む。より特定の実施形態において、変異Fc領域が、N297D/I332E、F241Y/F243Y/V262T/V264T/N297D/I332E、S239D/N297D/I332E、S239E/N297D/I332E、S239D/D265Y/N297D/I332E、S239D/D265H/N297D/I332E、V264E/N297D/I332E、Y296N/N297D/I332E、N297D/A330Y/I332E、S239D/D265V/N297D/I332E、S239D/D265I/N297D/I332E、およびN297D/S298A/A330Y/I332Eからなる群から選択される、一連の置換を含む。特定の実施形態において、変異Fc領域が、位置332(EUインデックスのナンバリングを使用、Kabatら、上掲)にアミノ酸置換を含む。置換の例は、332A、332D、332E、332F、332G、332H、332K、332L、332M、332N、332P、332Q、332R、332S、332T、332V、332W、および332Yを含む。Fc領域における残基のナンバリングは、KabatらのEUインデックスのものである。本明細書において記載される数ある特性の中でも、そのような変異Fc領域は、対応する野生型Fc領域に比べて、FcγRに対する親和性が増加していてもよい、安定性が増加していてもよい、および/または溶解性が増加していてもよい。
さらなる実施例は、1つ以上の以下のアミノ酸置換を含む変異Fc領域を含み:224N/Y、225A、228L、230S、239P、240A、241L、243S/L/G/H/I、244L、246E、247L/A、252T、254T/P、258K、261Y、265V、266A、267G/N、268N、269K/G、273A、276D、278H、279M、280N、283G、285R、288R、289A、290E、291L、292Q、297D、299A、300H、301C、304G、305A、306I/F、311R、312N、315D/K/S、320R、322E、323A、324T、325S、326E/R、332T、333D/G、335I、338R、339T、340Q、341E、342R、344Q、347R、351S、352A、354A、355W、356G、358T、361D/Y、362L、364C、365Q/P、370R、372L、377V、378T、383N、389S、390D、391C、393A、394A、399G、404S、408G、409R、411I、412A、414M、421S、422I、426F/P、428T、430K、431S、432P、433P、438L、439E/R、440G、441F、442T、445R、446A、447E、任意選択で、変異体が、親Fcポリペプチドと比較して、Fcリガンドの改変された認識および/または改変されたエフェクター機能を有し、残基のナンバリングが、KabatらにおけるEUインデックスのものである。これらのおよび関係する実施形態の特定の例は、置換の以下のセットを含むまたはそれからなる変異Fc領域を含み:(1)N276D、R292Q、V305A、I377V、T394A、V412A、およびK439E;(2)P244L、K246E、D399G、およびK409R;(3)S304G、K320R、S324T、K326E、およびM358T;(4)F243S、P247L、D265V、V266A、S383N、およびT411I;(5)H224N、F243L、T393A、およびH433P;(6)V240A、S267G、G341E、およびE356G;(7)M252T、P291L、P352A、R355W、N390D、S408G、S426F、およびA431S;(8)P228L、T289A、L365Q、N389S、および5440G;(9)F241L、V273A、K340Q、およびL441F;(10)F241L、T299A、I332T、およびM428T;(11)E269K、Y300H、Q342R、V422I、およびG446A;(12)T225A、R301c、S304G、D312N、N315D、L351S、およびN421S;(13)S254T、L306I、K326R、およびQ362L;(14)H224Y、P230S、V323A、E333D、K338R、およびS364C;(15)T335I、K414M、およびP445R;(16)T335IおよびK414M;(17)P247A、E258K、D280N、K288R、N297D、T299A、K322E、Q342R、S354A、およびL365P;(18)H268N、V279M、A339T、N361D、およびS426P;(19)C261Y、K290E、L306F、Q311R、E333G、およびQ438L;(20)E283G、N315K、E333G、R344Q、L365P、およびS442T;(21)Q347R、N361Y、およびK439R;(22)S239P、S254P、S267N、H285R、N315S、F372L、A378T、N390D、Y391C、F404S、E430K、L432P、およびK447E;ならびに(23)E269G、Y278H、N325S、およびK370R、残基のナンバリングが、KabatらにおけるEUインデックスのものである(たとえば米国特許出願第2010/0184959号明細書を参照されたい)。
Fc変異体の他の特定の例は、配列番号65の配列を含み、位置1のXaaが、Alaもしくは不在である、位置16のXaaが、ProもしくはGluである、位置17のXaaが、Phe、Val、もしくはAlaである、位置18のXaaが、Leu、Glu、もしくはAlaである、位置80のXaaが、AsnもしくはAlaである、および/または位置230のXaaが、Lysもしくは不在である(たとえば米国特許出願第2007/0253966号明細書を参照されたい)。これらのFc領域および関係するDRS−Fcコンジュゲートのあるものは、野生型Fc配列よりも、半減期が増加している、エフェクター活性が低下している、および/または免疫原性がかなり低い。
変異Fc領域はまた、たとえば米国特許出願第2003/0118592号明細書において記載されるように、1つ以上の変異ヒンジ領域を有することができる。たとえば、ヒンジ領域における1つ以上のシステインは、欠失させるまたは異なるアミノ酸と置換することができる。変異ヒンジ領域は、システイン残基を含まないものとすることができるまたはそれは、対応する野生型ヒンジ領域よりも、1、2、または3つ少ないシステイン残基を含むことができる。いくつかの実施形態において、このタイプの変異ヒンジ領域を有するFc領域が、野生型Igヒンジ領域に比べて、二量体化する能力の低下を示す。
上記に言及されるように、DRS−Fc融合タンパク質などのようなDRS−Fcコンジュゲートは、典型的に、対応するDRSポリペプチドに比べて、薬物動態学的特性が改変されている(たとえば改善されている、増加している、減少している)。薬物動態学的特性の例は、安定性または半減期、生物学的利用率(吸収される薬剤の割合)、組織分布、分布容積(薬剤が、静脈内に注射された直後に分布し、プラスマおよび周囲の組織の間で平衡化する、見かけ上の容積)、濃度(プラスマにおける薬剤の初期または定常状態の濃度)、排出速度定数(薬剤が身体から除去される速度)、排出速度(排出のバランスを保つために必要とされる注入の速度)、曲線下面積(AUC;1回の用量の後のまたは定常状態における濃度時間曲線の積分値)、クリアランス(単位時間当たりに薬剤が取り除かれるプラスマの容積)、Cmax(経口投与の後の薬剤のピークプラスマ濃度)、tmax(Cmaxに達する時間)、Cmin(次の用量が投与される前に薬剤が達する最も低い濃度)、ならびに変動(定常状態の、ある投薬間隔内のピーク値トラフ値変動)を含む。いくつかの態様において、これらの特性の改善が、DRSポリペプチドの二次構造を有意に改変することなくおよび/または非標準生物学的活性を低下させることなく実現される。実際に、いくつかのDRS−Fcコンジュゲートは、非標準生物学的活性を増加させた。
よって、いくつかの実施形態において、DRS−Fc融合ポリペプチドが、哺乳動物に対して投与された場合に、対応する未修飾または修飾が異なるDRSポリペプチドよりも少なくとも2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、または20倍を超える、プラスマまたは血清薬物動態学的AUCプロファイルを有する。ある実施形態において、DRS−Fc融合ポリペプチドが、室温で類似する条件下で、たとえばpH7.4のPBS中で、約1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14日間または1、2、3、4週間くらい比較された場合に、対応する未修飾または修飾が異なるDRSポリペプチドよりも、少なくとも10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%、200%、300%、400%、または500%を超える安定性(たとえば半減期によって測定される)を有する。特定の実施形態において、DRS−Fcコンジュゲートが、pH7.4、25℃、たとえば生理学的pH、ヒトの体温で(たとえばインビボにおいて、血清において、所定の組織において)、約30分間、約1時間、約2時間、約3時間、約4時間、約5時間、約6時間、約12時間、約18時間、約24時間、約36時間、約48時間、約60時間、約72時間、約84時間、約96時間、約120時間、もしくは約144時間、またはそれ以上の半減期または任意のその間の半減期を有する。
ある実施形態において、DRS−Fc融合ポリペプチドが、UV円偏光二色性分析を介して決定されるように、対応する未修飾または修飾が異なるDRSポリペプチドと、実質的に同じ二次構造を有する。ある実施形態において、DRS−Fc融合ポリペプチドが、TLR2またはTLR4ベースのアッセイにおいて、対応する未修飾または修飾が異なるDRSポリペプチドと実質的に同じ活性を有する。他の実施形態において、DRS−Fc融合ポリペプチドが、TLR2またはTLR4ベースのアッセイにおいて、対応する未修飾または修飾が異なるDRSポリペプチドの2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、または20倍を超える活性を有する。
ペプチドリンカー
ある実施形態において、ペプチドリンカー配列が、それぞれのポリペプチドがフォールドして、その所望される二次および三次構造になるのを確実にするのに十分な距離で、DRSポリペプチド(複数可)およびFc領域(複数可)を分離するために用いられてもよい。そのようなペプチドリンカー配列は、当技術分野においてよく知られている標準的な技術を使用して、融合タンパク質の中に組み込むことができる。
あるペプチドリンカー配列は、以下の例示的な因子に基づいて選ばれてもよい:(1)可動性の、伸びたコンホメーションをとるそれらの能力;(2)それらが、第1および第2のポリペプチド上の機能的なエピトープと相互作用することができる二次構造をとることができないということ;(3)それらの生理学的安定性;ならびに(4)ポリペプチドの機能的なエピトープまたは他の特徴と反応するかもしれない疎水性残基または荷電残基の欠如。たとえばGeorge and Heringa、J Protein Eng.15:871−879、2002を参照されたい。
リンカー配列は、一般に、1〜約200アミノ酸長であってもよい。特定のリンカーは、約1〜200アミノ酸、1〜150アミノ酸、1〜100アミノ酸、1〜90アミノ酸、1〜80アミノ酸、1〜70アミノ酸、1〜60アミノ酸、1〜50アミノ酸、1〜40アミノ酸、1〜30アミノ酸、1〜20アミノ酸、1〜10アミノ酸、1〜5アミノ酸、1〜4アミノ酸、1〜3アミノ酸、または約1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、60、70、80、90、100、もしくはそれ以上のアミノ酸の全アミノ酸長を有することができる。
ペプチドリンカーは、本明細書において別記され、当技術分野において知られている、任意の1つ以上の天然に存在するアミノ酸、天然に存在しないアミノ酸(複数可)、アミノ酸アナログ、および/またはアミノ酸ミメティックを用いてもよい。リンカーとして有用に用いられてもよいあるアミノ酸配列は、Marateaら、Gene 40:39−46、1985;Murphyら、PNAS USA.83:8258−8262、1986;米国特許第4,935,233号明細書および米国特許第4,751,180号明細書において開示されるものを含む。特定のペプチドリンカー配列は、Gly、Ser、および/またはAsn残基を含有する。ThrおよびAlaなどのような他のほぼ中性のアミノ酸もまた、所望される場合、ペプチドリンカー配列において用いられてもよい。
ある例示的なリンカーは、以下のようなGly、Ser、および/またはAsn含有リンカーを含み:[G]、[S]、[N]、[GS]、[GGS]、[GSS]、[GSGS](配列番号80)、[GGSG](配列番号81)、[GGGS](配列番号82)、[GGGGS](配列番号83)、[GN]、[GGN]、[GNN]、[GNGN](配列番号84)、[GGNG](配列番号85)、[GGGN](配列番号86)、[GGGGN](配列番号87)リンカー、ここで、xが、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、もしくは20、またはそれ以上である。これらのおよび関係するアミノ酸の他の組み合わせは、当業者らに明らかであろう。
リンカーペプチドのさらなる例は、以下のアミノ酸配列を含むが、これらに限定されない:Gly−Gly−Gly−Gly−Ser−Gly−Gly−Gly−Gly−Ser−Gly−Gly−Gly−Gly−Ser−(配列番号88);Gly−Ser−Gly−Gly−Gly−Gly−Ser−Gly−Gly−Gly−Gly−Ser−Gly−Gly−Gly−Gly−Ser−Gly−Gly−Gly−Gly−Ser−(配列番号89);Gly−Gly−Gly−Gly−Ser−Gly−Gly−Gly−Gly−Ser−Gly−Gly−Gly−Gly−Ser−Gly−Gly−Gly−Gly−Ser−Gly−Gly−Gly−Gly−Ser−Gly−Gly−Gly−Gly−Ser−(配列番号90);Asp−Ala−Ala−Ala−Lys−Glu−Ala−Ala−Ala−Lys−Asp−Ala−Ala−Ala−Arg−Glu−Ala−Ala−Ala−Arg−Asp−Ala−Ala−Ala−Lys−(配列番号91);およびAsn−Val−Asp−His−Lys−Pro−Ser−Asn−Thr−Lys−Val−Asp−Lys−Arg−(配列番号92)。
リンカーペプチドのさらに非限定的な例は、DGGGS(配列番号93);TGEKP(配列番号94)(たとえばLiuら、PNAS.94:5525−5530、1997を参照されたい);GGRR(配列番号95)(Pomerantzら 1995);(GGGGS)(配列番号83)(Kimら、PNAS.93:1156−1160、1996);EGKSSGSGSESKVD(配列番号96)(Chaudharyら、PNAS.87:1066−1070、1990);KESGSVSSEQLAQFRSLD(配列番号97)(Birdら、Science.242:423−426、1988)、GGRRGGGS(配列番号98);LRQRDGERP(配列番号99);LRQKDGGGSERP(配列番号100);LRQKd(GGGS) ERP(配列番号101)を含む。特定の実施形態において、リンカー配列が、Gly3リンカー配列を含み、これが、3つのグリシン残基を含む。特定の実施形態において、可動性リンカーが、DNA結合部位およびペプチドそれら自体の両方をモデル化することができるコンピュータープログラムを使用して(Desjarlais&Berg、PNAS.90:2256−2260、1993;およびPNAS.91:11099−11103、1994)またはファージディスプレー法によって、合理的に設計することができる。
ペプチドリンカーは、生理学的に安定性であってもよい、または生理学的に分解性のもしくは酵素切断可能なリンカー(たとえばタンパク質分解切断可能なリンカー)などのような放出可能なリンカーを含んでいてもよい。ある実施形態において、1つ以上の放出可能なリンカーが、コンジュゲートのより短い半減期およびより迅速なクリアランスをもたらすことができる。これらのおよび関係する実施形態は、たとえば、リンカー分解の後にFc領域(複数可)が実質的にないDRSポリペプチドを血流にさらに送達しながら、血流におけるDRSポリペプチドの溶解性および血液循環寿命を増強するために使用することができる。これらの態様は、DRSポリペプチドがFc領域に対して永続的にコンジュゲートされた場合に、活性の低下を示す場合において、とりわけ有用である。本明細書において提供されるリンカーを使用することによって、そのようなDRSポリペプチドは、コンジュゲート形態である場合、それらの治療活性を維持することができる。他の例として、大きなそして比較的不活性なDRS−Fcコンジュゲートポリペプチドは、投与されてもよく、次いで、これは、インビボにおいて分解され(分解性のリンカーを介して)、Fc領域の一部分を有するまたはFc領域を完全に欠く生物活性DRSポリペプチドが生成される。これらのおよび他の方法において、DRS−Fcコンジュゲートポリペプチドの特性は、ある期間にわたって、DRSポリペプチドの生物活性および循環半減期のバランスを保つように、より有効に適合させることができる。
特定の実施形態において、リンカーペプチドが、自己触媒的または自己切断ペプチド切断部位を含む。特定の実施形態において、自己切断ペプチドが、ポティウイルスおよびカルジオウイルス2Aペプチド、FMDV(口蹄疫ウイルス)、ウマ鼻炎Aウイルス、Thosea asignaウイルス、ならびにブタテッショウウイルスから得られるポリペプチド配列を含む。ある実施形態において、自己切断ポリペプチド部位が、2Aまたは2A様部位、配列、またはドメインを含む(Donnellyら、J.Gen.Virol.82:1027−1041、2001)。例示的な2A部位は、以下の配列を含む:LLNFDLLKLAGDVESNPGP(配列番号102);TLNFDLLKLAGDVESNPGP(配列番号103);LLKLAGDVESNPGP(配列番号104);NFDLLKLAGDVESNPGP(配列番号105);QLLNFDLLKLAGDVESNPGP(配列番号106);APVKQTLNFDLLKLAGDVESNPGP(配列番号107);VTELLYRMKRAETYCPRPLLAIHPTEARHKQKIVAPVKQT(配列番号108);LNFDLLKLAGDVESNPGP(配列番号109);LLAIHPTEARHKQKIVAPVKQTLNFDLLKLAGDVESNPGP(配列番号110);およびEARHKQKIVAPVKQTLNFDLLKLAGDVESNPGP(配列番号111)。一実施形態において、自己触媒的ペプチド切断部位が、たとえば、18アミノ酸配列であるアフトウイルス口蹄疫ウイルス(FMDV)ポリタンパク質の2A領域などのような翻訳2Aシグナル配列を含む。使用されてもよい2A様配列のさらなる例は、たとえばDonnellyら、Journal of General Virology.82:1027−1041、2001において記載されるように、昆虫ウイルスポリタンパク質、C型ロタウイルスのNS34タンパク質、およびTrypanosoma種における反復配列を含む。
適したプロテアーゼ切断部位および自己切断ペプチドは、当業者に知られている(たとえばRyanら、J.Gener.Virol.78:699−722、1997;およびScymczakら、Nature Biotech.5:589−594、2004を参照されたい)。例示的なプロテアーゼ切断部位は、ポティウイルスNIaプロテアーゼ(たとえばタバコエッチ病ウイルスプロテアーゼ)、ポティウイルスHCプロテアーゼ、ポティウイルスP1(P35)プロテアーゼ、ビオウイルス(byovirus)NIaプロテアーゼ、ビオウイルスRNA−2コードプロテアーゼ、アフトウイルスLプロテアーゼ、エンテロウイルス2Aプロテアーゼ、ライノウイルス2Aプロテアーゼ、ピコルナ3Cプロテアーゼ、コモウイルス24Kプロテアーゼ、ネポウイルス24Kプロテアーゼ、RTSV(イネツングロ球状ウイルス)3C様プロテアーゼ、PYVF(パースニップ黄斑ウイルス)3C様プロテアーゼ、ヘパリン、トロンビン、第Xa因子、およびエンテロキナーゼの切断部位を含むが、これらに限定されない。その高い切断ストリンジェンシーにより、TEV(タバコエッチ病ウイルス)プロテアーゼ切断部位、たとえばEXXYXQ(G/S)(配列番号112)、たとえばENLYFQG(配列番号113)、およびENLYFQS(配列番号114)が、いくつかの実施形態において含まれ、ここで、Xが、任意のアミノ酸を示す(TEVによる切断が、QおよびGまたはQおよびSの間で生じる)。
本発明の特定の実施形態における使用に適した酵素分解性のリンカーのさらなる例は、トロンビン、キモトリプシン、トリプシン、エラスターゼ、カリクレイン、またはサブチリシンなどのようなセリンプロテアーゼによって切断されるアミノ酸配列を含むが、これに限定されない。トロンビン切断可能なアミノ酸配列の例証となる例は、−Gly−Arg−Gly−Asp−(配列番号115)、−Gly−Gly−Arg−、−Gly− Arg−Gly−Asp−Asn−Pro−(配列番号116)、−Gly−Arg−Gly−Asp−Ser−(配列番号117)、−Gly−Arg−Gly−Asp−Ser−Pro−Lys−(配列番号118)、−Gly−Pro− Arg−、−Val−Pro−Arg−、および−Phe− Val −Arg−を含むが、これらに限定されない。エラスターゼ切断可能なアミノ酸配列の例証となる例は、−Ala−Ala−Ala−、−Ala−Ala−Pro−Val−(配列番号119)、−Ala−Ala−Pro−Leu−(配列番号120)、−Ala−Ala−Pro−Phe−(配列番号121)、−Ala−Ala−Pro−Ala−(配列番号119)、および −Ala−Tyr−Leu−Val−(配列番号122)を含むが、これらに限定されない。
酵素分解性のリンカーはまた、コラゲナーゼ、ストロメライシン、およびゼラチナーゼなどのようなマトリックスメタロプロテイナーゼによって切断することができるアミノ酸配列を含む。マトリックスメタロプロテイナーゼ切断可能なアミノ酸配列の例証となる例は、−Gly−Pro−Y−Gly−Pro−Z−(配列番号123)、−Gly−Pro−、Leu−Gly−Pro−Z−(配列番号124)、−Gly−Pro−Ile−Gly−Pro−Z−(配列番号125)、および−Ala−Pro−Gly−Leu−Z−(配列番号126)を含むが、これらに限定されず、ここで、YおよびZが、アミノ酸である。コラゲナーゼ切断可能なアミノ酸配列の例証となる例は、−Pro−Leu−Gly−Pro−D−Arg−Z−(配列番号127)、−Pro− Leu−Gly−Leu−Leu−Gly−Z−(配列番号128)、−Pro−Gln−Gly−Ile−Ala−Gly−Trp−(配列番号129)、−Pro−Leu−Gly−Cys(Me)−His−(配列番号130)、−Pro−Leu−Gly−Leu−Tyr−Ala−(配列番号131)、−Pro−Leu−Ala−Leu−Trp−Ala−Arg−(配列番号132)、および−Pro−Leu−Ala−Tyr−Trp−Ala−Arg−(配列番号133)を含むが、これらに限定されず、ここで、Zが、アミノ酸である。ストロメライシン切断可能なアミノ酸配列の例証となる例は、−Pro−Tyr−Ala−Tyr−Tyr−Met−Arg−(配列番号134)であり、ゼラチナーゼ切断可能なアミノ酸配列の例は、−Pro−Leu−Gly−Met−Tyr− Ser−Arg−(配列番号135)である。
本発明の特定の実施形態における使用に適した酵素分解性のリンカーはまた、たとえば−Asp−Lys−Pro−、−Gly−Asp−Lys−Pro−(配列番号136)、および−Gly−Ser−Asp−Lys−Pro−(配列番号137)などのような、アンギオテンシン転換酵素によって切断することができるアミノ酸配列を含む。
本発明の特定の実施形態における使用に適した酵素分解性のリンカーはまた、たとえばVal−Cit、Ala−Leu−Ala−Leu−(配列番号138)、Gly−Phe−Leu−Gly−(配列番号139)、およびPhe−Lysなどのような、カテプシンBによって分解することができるアミノ酸配列を含む。
特定の実施形態において、放出可能なリンカーは、pH7.4、25℃、たとえば生理学的pH、ヒトの体温で(たとえばインビボにおいて、血清において、所定の組織において)、約30分間、約1時間、約2時間、約3時間、約4時間、約5時間、約6時間、約12時間、約18時間、約24時間、約36時間、約48時間、約72時間、または約96時間以上の半減期または任意のその間の半減期を有する。当業者は、DRS−Fcコンジュゲートポリペプチドの半減期を、特定の放出可能なリンカーを使用することによって、細かく適合させることができることを十分に理解するであろう。
ある実施形態において、しかしながら、任意の1つ以上のペプチドリンカーが、任意選択される。たとえば、第1および第2のポリペプチドが、機能的なドメインを分離し、かつ立体的干渉を予防するために使用することができる非必須N−末端および/またはC−末端アミノ酸領域を有する場合、リンカー配列は、必要とされなくてもよい。
使用のための方法
本発明の実施形態は、Fc領域アスパルチルtRNAシンテターゼ(DRS−Fc)コンジュゲートポリペプチドならびにそのフラグメントおよび変異体が、インビトロおよびインビボの両方において、様々な有用な方法で、Toll様受容体(TLR)および他の炎症応答経路を調整するための改善された方法を提供するという発見に関する。本発明の組成物は、したがって、自己免疫性および/または炎症性疾患、状態、および障害を直接または間接的に媒介する細胞を調整することによって、抗炎症または炎症促進性の徴候を処置するための免疫調節薬として有用であってもよい。免疫調節薬としての本発明の組成物の実用性は、たとえば遊走アッセイ(たとえば白血球もしくはリンパ球を使用)、サイトカイン産生アッセイ、または細胞生存率アッセイ(たとえばB細胞、T細胞、単球、もしくはNK細胞を使用)を含む、当技術分野において多くの知られており、入手可能な技術のいずれかを使用してモニターすることができる。
「炎症」は、病原体、損傷を受けた細胞(たとえば傷)、および刺激物などのような有害な刺激に対する、組織の生物学的応答を一般に指す。用語「炎症応答」は、単に例説として、本明細書において記載され、当技術分野において知られている、とりわけ免疫細胞活性化または遊走、サイトカイン産生、キニン放出を含む血管拡張、線維素溶解、および凝固を含む炎症が、実現され、調節される、特定のメカニズムを指す。理想的には、炎症は、有害な刺激を除去し、かつ病気に冒された組織(複数可)を直すプロセスを開始するための、身体による保護的な試みである。炎症の非存在下において、傷および感染症は、決して直らず、組織の進行性の破壊が生存を脅かす状況を作る。他方では、過度のまたは慢性の炎症は、本明細書において記載され、当技術分野において知られている、とりわけ花粉症、アテローム性動脈硬化症、および関節リウマチなどのような、様々な疾患と関連し得る。
慢性炎症の臨床的症状は、病気の期間、炎症性病変、原因、および冒された解剖学的エリアに依存する(たとえばKumarら、Robbins Basic Pathology−8ft Ed.、2009 Elsevier、London;Miller、LM、Pathology Lecture Notes、Atlantic Veterinary College、Charlottetown、PEI、Canadaを参照されたい)。慢性炎症は、たとえば、本明細書において記載され、当技術分野において知られている、とりわけアレルギー、アルツハイマー病、貧血、大動脈弁狭窄、関節リウマチおよび変形性関節症などのような関節炎、癌、鬱血性心不全、線維筋痛、線維症、心臓発作、腎不全、狼瘡、痛風および痛風による発赤、膵炎、肝炎、脳卒中、外科的な合併症、アセトアミノフェン誘発性肝臓毒性、炎症性肺疾患、クローン病(CD)を含む炎症性腸疾患、壊死性腸炎および潰瘍性大腸炎(UC)、アテローム性動脈硬化症、神経障害、(神経)炎症性障害、糖尿病、代謝障害、肥満、移植片対宿主病、筋炎、気腫/COPD、ならびに乾癬を含む、様々な病的な状態または疾患に関連する。よって、DRSポリペプチド組成物は、慢性炎症を処置するもしくは管理する、1つ以上の個々の慢性炎症性応答のいずれかを調整する、または慢性炎症に関連する任意の1つ以上の疾患もしくは状態を処置するために使用されてもよい。
ある特定の炎症応答は、サイトカイン産生および活性ならびに関係する経路を含む。たとえば、ある例示的な実施形態は、核因子−kB(NF−kB)を通して、この転写因子の下流の活性を増加させることによってなどのように、細胞シグナル伝達を調整することに関する。ある実例において、NF−kB活性における増加は、炎症促進性サイトカイン(たとえばTNF−アルファまたはベータ)および抗炎症サイトカイン(たとえばIL−10)などのようなサイトカインシグナル伝達または活性における増加に至ることができる。
鑑別診断をなし、さらに、たとえば容認された臨床的な基準に従って改善を決定することによって、治療有効量が処置の過程で投与されたかどうかを決定するなどのように処置をモニターする目的を含む、炎症性および他の状態のサインおよび症状を評価するための基準は、当業者らに明らかであろう、また、たとえばBerkowら、eds.、The Merck Manual、16th edition、Merck and Co.、Rahway、N.J.、1992;Goodmanら、eds.、Goodman and Gilman’s The Pharmacological Basis of Therapeutics、10th edition、Pergamon Press,Inc.、Elmsford、N.Y.,(2001);Avery’s Drug Treatment:Principles and Practice of Clinical Pharmacology and Therapeutics、3rd edition、ADIS Press,Ltd.、Williams and Wilkins、Baltimore、MD.(1987);Ebadi、Pharmacology,Little,Brown and Co.,Boston,(1985);Osolci al.,eds.、Remington’s Pharmaceutical Sciences、18th edition、Mack Publishing Co.、Easton、PA(1990);Katzung、Basic and Clinical Pharmacology、Appleton and Lange、Norwalk、CT(1992)の教示によって例証される。
自然免疫応答などのような免疫応答を調整する方法もまた、含まれる。本明細書において使用される場合、用語「免疫応答」は、免疫系の1つ以上の細胞によって媒介される、抗原、ワクチン組成物、または免疫調節性分子に対する測定可能なまたは観察可能な反応を含む。免疫応答は、免疫系細胞に対して結合する抗原または免疫調節性分子から典型的に始まる。抗原または免疫調節性分子に対する反応は、抗原または免疫調節性分子に対して最初に結合する細胞、および自然、液性、細胞媒介性免疫応答の媒介に関与する細胞を含む、多くの細胞型によって媒介されてもよい。
本明細書において使用される場合、「自然免疫応答」は、病原体関連分子パターン(PAMP)もしくは損傷関連分子パターン分子(DAMPS)またはDRSポリペプチドのtoll様受容体などのような細胞表面受容体に対する結合を含んでいてもよい。PAMPまたは他のシグナルに応じた、toll様受容体およびIpafシグナル伝達経路の活性化は、サイトカインおよび共刺激分子などのような免疫調節性分子の産生に至り、これによって、免疫応答が誘発されるおよび/または増強される。自然免疫応答に関与する細胞は、たとえば、とりわけ樹状細胞、マクロファージ、ナチュラルキラー細胞、および好中球を含む。
ある実施形態は、自然免疫応答を増加させることに関する。他の実施形態は、自然免疫応答を減少させることに関する。ある態様において、自然免疫応答が、TLR2および/またはTLR4などのような1つ以上のtoll様受容体(TLR)によって媒介される。本発明のあるDRSポリペプチドは、TLR2および/またはTLR4などのようなTLRSに対して結合する。より一般には、DRSポリペプチドは、Toll様受容体との特異的な相互作用を介して宿主免疫応答を選択的に調整することができ、そのため、宿主免疫応答を調整し、それによって、本明細書において記載され、当技術分野において知られているように、宿主免疫応答に関連する疾患および状態を管理するために使用されてもよい。そのため、本発明のDRSポリペプチドについての例示的な使用は、TLR関連疾患の処置および予防のためのならびに免疫寛容の崩壊における、たとえば、ワクチンの開発のためのおよび免疫療法の開発における使用のための方法の両方を含む。
例示的な「TLR関連疾患」は、たとえば炎症性状態ならびに自然免疫応答の機能不全に関連する疾患および障害を含み、たとえば、自己免疫、癌、アレルギー、自己免疫、放射線誘発性の毒性、ならびに細菌およびウイルス感染症の処置および予防を含む。したがって、一実施形態において、本発明が、TLR関連疾患をその必要がある被験体において処置するための方法であって、治療用量の本明細書において記載されるDRS−Fcコンジュゲートポリペプチドを被験体に対して投与するステップを含む方法を含む。
免疫寛容の崩壊に関連する例示的な使用は、たとえば、免疫原性の増強を示す、抗原と混合されたDRSポリペプチドを含むまたは抗原とのDRS融合タンパク質を含むワクチンおよびアジュバントの開発を含む。いくつかの実施形態において、抗原が、自己抗原である。自然免疫を刺激する(たとえばTLR2および/またはTLR4を介して)DRSポリペプチド組成物は、単独でまたは他の療法と組み合わせて、種々様々の状態の処置において有用になり得る。そのような状態の特定の例は、細菌、ウイルス、および寄生虫の伝染病などのような伝染病を含む。自然免疫を刺激するDRSポリペプチド組成物もまた、生きている、弱毒化された、または他のタイプのワクチンかどうかにかかわらず、一次抗原に対する被験体の免疫応答を増強するために、ワクチンアジュバントとして有用になり得る。
ウイルス感染症または病原体(およびそれらの対応するワクチン)の例は、本明細書において別記される、とりわけA型肝炎、B型肝炎、C型肝炎、E型肝炎、カリシウイルス関連性の下痢、ロタウイルス下痢、Haemophilus influenzae B肺炎および侵襲性の疾患、インフルエンザ、麻疹、ムンプス、風疹、パラインフルエンザ関連性の肺炎、呼吸器合胞体ウイルス(RSV)肺炎、重症急性呼吸器症候群(SARS)、ヒトパピローマウイルス、単純ヘルペス2型外陰部潰瘍、HIV/AIDS、デング熱、日本脳炎、ダニ媒介脳炎、西ナイルウイルス関連性の疾患、黄熱病、エプスタインバーウイルス、ラッサ熱、クリミア−コンゴ出血熱、エボラ出血熱、マールブルグ出血熱、狂犬病、リフトバレー熱、天然痘、ハンセン病、上下気道感染症、小児麻痺を含むが、これらに限定されない。
細菌感染疾患または病原体の例は、本明細書において別記される、とりわけBacillus antracis、Borellia burgdorferi、Brucella abortus、Brucella canus、Brucella melitensis、Brucella suis、Campylobacter jejuni、Chlamydia pneumoniae、Chlamydia psitacci、Chlamydia trachomatis、Clostridium botulinum、C.difficile、C.perfringens、C.tetani、Corynebacterium diphtheriae(つまりジフテリア)、Enterococcus、大腸菌、Haemophilus influenza、Helicobacter pylori、Legionella pneumophila、Leptospira、Listeria monocytogenes、Mycobacterium leprae、M.tuberculosis、Mycoplasma pneumoniae、Neisseria gonorrhea、N.meningitidis、Pseudomonas aeruginosa、Rickettsia recketisii、Salmonella typhi、S.typhimurium、Shigella sonnei、Staphylococcus aureus、S.epidermidis、S.saprophytics、Streptococcus agalactiae、S.pneumoniae、S.pyogenes、Treponema pallidum、Vibrio cholera、Yersinia pestis、Bordatella pertussis、および中耳炎(たとえば、多くの場合、Streptococcus pneumoniae、Haemophilus influenzae、またはMoraxella catarrhalisによって引き起こされる)を含むが、これらに限定されない。
寄生虫の伝染病の例は、アメーバ症(たとえばEntemoeba histolytica)、鉤虫病(たとえばNecator americanusおよびAncylostoma duodenaleなどのような線虫寄生虫)、リーシュマニア症、マラリア(原生動物寄生虫Plasmodiumの4つの種;P.falciparum、P.vivax、P.ovale、およびP.malariae)、住血吸虫症(寄生虫Schistosoma; S.mansoni、S.haematobium、およびS.japonicum)、Onchocerca volvulus(河川盲目症)、Trypanosoma cruzi(シャガス病/アメリカ睡眠病(American sleeping sickness))、ならびにDracunculus medinensis、リンパ管フィラリア症を含むが、これらに限定されない。あるDRSポリペプチド組成物は、リポ多糖(lipopolysacchahde)(LPS)などのような異種抗原に対する曝露に多くの場合、起因するエンドトキシンショックの処置または低下において有用であってもよい。エンドトキシンショックは、TLRシグナル伝達によって媒介することができ、天然に存在する内因性のDRSポリペプチドフラグメントは、TLRを刺激し得るので、本明細書において提供される結合剤、アンチセンス作用物質、またはRNAi作用物質のあるものは、TLR2および/またはTLR4の内因性のDRSポリペプチドフラグメント媒介性の刺激をアンタゴナイズするまたはそうでなければ低下させることによって、被験体を、エンドトキシンショックに対してより抵抗性にし得る。
免疫疾患を処置するための方法もまた、含まれる。本発明に従って処置されてもよい、例証となる免疫系疾患、障害、または状態は、原発性免疫不全症、免疫媒介性血小板減少症、川崎病、骨髄移植(たとえば大人または子供における近時の骨髄移植)、慢性B細胞リンパ性白血病、HIV感染症(たとえば成人または小児のHIV感染症)、慢性炎症性脱髄性多発ニューロパシー、輸血後の紫斑病、およびその他同種のものを含むが、これらに限定されない。
そのうえ、さらなる疾患、障害、および状態は、ギラン−バレー症候群、貧血(たとえばパルボウイルスB19に関連する貧血、感染症(たとえば反復感染)の高い危険性がある、安定多発性骨髄腫を有する患者、自己免疫性溶血性貧血(たとえば温暖型自己免疫性溶血性貧血)、血小板減少症(たとえば新生児血小板減少症)、および免疫媒介性好中球減少症)、移植(たとえば、CMV陽性器官のサイトメガロウイルス(CMV)陰性レシピエント)、低ガンマグロブリン血症(たとえば感染症または罹患率についての危険因子を有する低ガンマグロブリン症の新生児)、てんかん(たとえば難治性てんかん)、全身性血管炎症候群、重症筋無力症(たとえば、重症筋無力症における代償不全)、皮膚筋炎、ならびに多発筋炎を含む。
さらなる自己免疫性疾患、障害、および状態は、自己免疫性溶血性貧血、自己免疫性新生児血小板減少、特発性血小板減少性紫斑病、自己免疫性血球減少症、溶血性貧血、抗リン脂質抗体症候群、皮膚炎、アレルギー性脳脊髄炎、心筋炎、再発性多発性軟骨炎、リューマチ性心疾患、糸球体腎炎(たとえばIgA腎症)、多発性硬化症、神経炎、ブドウ膜眼炎(uveitis ophthalmia)、多腺性内分泌障害(polyendochnopathy)、紫斑病(たとえばHenloch−Scoenlein紫斑病)、ライター症候群、スティフマン症候群、自己免疫性肺炎症、ギラン−バレー症候群、インスリン依存性糖尿病、および自己免疫性炎症性眼疾患を含むが、これらに限定されない。
さらなる自己免疫性疾患、障害、または状態は、自己免疫性甲状腺炎;橋本甲状腺炎ならびにたとえば細胞媒介性および液性甲状腺細胞傷害によって特徴付けられる甲状腺炎を含む甲状腺機能低下症;SLE(たとえば循環性の局所的に生成される免疫複合体によって、多くの場合、特徴付けられる);グッドパスチャー症候群(たとえば抗基底膜抗体によって、多くの場合、特徴付けられる);天疱瘡(たとえば表皮の棘融解抗体によって、多くの場合、特徴付けられる);たとえばグレーブス病などのような受容体自己免疫(たとえば、甲状腺刺激ホルモン受容体に対する抗体によって、多くの場合、特徴付けられる;たとえばアセチルコリン受容体抗体によって、多くの場合、特徴付けられる重症筋無力症);インスリン抵抗性(たとえばインスリン受容体抗体によって、多くの場合、特徴付けられる);自己免疫性溶血性貧血(たとえば抗体感作赤血球の食作用によって、多くの場合、特徴付けられる);ならびに自己免疫性血小板減少性紫斑病(たとえば抗体感作血小板の食作用によって、多くの場合、特徴付けられる)を含むが、これらに限定されない。
さらなる自己免疫性疾患、障害、または状態は、関節リウマチ(たとえば、関節における免疫複合体によって、多くの場合、特徴付けられる);抗コラーゲン抗体を有する強皮症(たとえば、核小体および他の核抗体によって、多くの場合、特徴付けられる);混合結合組織病、(たとえば、抽出可能核抗原、たとえばリボ核タンパク質に対する抗体によって、多くの場合、特徴付けられる);多発筋炎/皮膚筋炎(たとえば、非ヒストン抗核抗体によって、多くの場合、特徴付けられる);悪性貧血(たとえば、抗壁細胞抗体、抗ミクロゾーム抗体、および抗内因子抗体によって、多くの場合、特徴付けられる);特発性アジソン病(たとえば、液性および細胞媒介性副腎細胞傷害によって、多くの場合、特徴付けられる);不妊(たとえば、抗精子抗体によって、多くの場合、特徴付けられる);糸球体腎炎(たとえば、糸球体基底膜抗体または免疫複合体によって、多くの場合、特徴付けられる);原発性糸球体腎炎によるもの、IgA腎症によるもの;水疱性類天疱瘡(たとえば、基底膜におけるIgGおよび補体によって、多くの場合、特徴付けられる);シェーグレン症候群(たとえば、複数の組織抗体および/または特異的な非ヒストン抗核抗体(SS−B)によって、多くの場合、特徴付けられる);真性糖尿病(たとえば、細胞媒介性および液性膵島細胞抗体によって、多くの場合、特徴付けられる);ならびに喘息または嚢胞性線維症に伴う、アドレナリン作用薬抵抗性を含むアドレナリン作用薬抵抗性(たとえば、ベータ−アドレナリン受容体抗体によって、多くの場合、特徴付けられる)を含むが、これらに限定されない。
さらなる自己免疫性疾患、障害、または状態は、慢性活動性肝炎(たとえば、平滑筋抗体によって、多くの場合、特徴付けられる);原発性胆汁性肝硬変(たとえば、抗ミトコンドリア抗体によって、多くの場合、特徴付けられる);他の内分泌腺不全(たとえば、いくつかの症例において、特異的な組織抗体によって特徴付けられる);白斑(たとえば、抗メラノサイト抗体によって、多くの場合、特徴付けられる);脈管炎(たとえば、血管壁における免疫グロブリンおよび補体ならびに/または低い血清補体によって、多くの場合、特徴付けられる);心筋梗塞後の状態(たとえば、抗心筋抗体によって、多くの場合、特徴付けられる);心臓切開症候群(たとえば、抗心筋抗体によって、多くの場合、特徴付けられる);じんま疹(たとえば、IgEに対するIgGおよびIgM抗体によって、多くの場合、特徴付けられる);アトピー性皮膚炎(たとえば、IgEに対するIgGおよびIgM抗体によって、多くの場合、特徴付けられる);喘息(たとえば、IgEに対するIgGおよびIgM抗体によって、多くの場合、特徴付けられる);炎症性筋疾患;ならびに他の炎症性、肉芽腫性、変性、および萎縮性障害を含むが、これらに限定されない。
さらなる実施形態において、本発明が、癌細胞を死滅させるための方法であって、抗原に対して融合されたもしくはそうでなければ抗原に関連した本発明のDRS−Fcコンジュゲートポリペプチドまたは抗原に対して融合されたDRS−Fc融合ポリペプチドをコードする核酸を含むベクターを含むワクチンまたは免疫原性組成物を、その必要がある被験体に対して投与するステップを含む、方法を含む。いくつかの実施形態において、抗原が、自己抗原であり、いくつかの実施形態において、抗原が、腫瘍由来の抗原である。いくつかの実施形態において、抗原が、病原体由来の抗原である。いくつかの実施形態において、病原体由来の抗原が、ウイルス、細菌、またはプリオンに由来する。いくつかの実施形態において、抗原が、Cys130、Cys 259、Cys334、および/またはCys349でのコンジュゲーションを通してDRS−Fcポリペプチドに対して共有結合される。いくつかの実施形態において、抗原およびDRSポリペプチドが、一緒に混合される。
いくつかの実施形態において、本発明は、癌を有する被験体を処置するまたは被験体における癌の発症を予防するための方法であって、抗原に対して融合されたもしくはそうでなければ抗原に共有結合された本発明のDRS−Fcコンジュゲートポリペプチドまたは抗原に対して融合されたDRS−Fc融合ポリペプチドをコードする核酸を含むベクターを含むワクチンまたは免疫原性組成物を、投与するステップを含み、ワクチンが、癌に対して免疫応答を誘起する、方法を含む。いくつかの実施形態において、抗原が、自己抗原であり、いくつかの実施形態において、抗原が、腫瘍由来の抗原である。いくつかの実施形態において、抗原が、病原体由来の抗原である。いくつかの実施形態において、病原体由来の抗原が、ウイルス、細菌、またはプリオンに由来する。いくつかの実施形態において、抗原が、Cys130、Cys 259、Cys334、および/またはCys349でのコンジュゲーションを通してDRSポリペプチドに対して共有結合される。
いくつかの実施形態において、本発明は、抗原に対する被験体の寛容を克服するための方法であって、抗原に対して融合されたもしくはそうでなければ抗原に共有結合された本発明のDRS−Fcコンジュゲートポリペプチドまたは抗原に対して融合されたDRS−Fc融合ポリペプチドをコードする核酸を含むベクターを含むワクチンまたは免疫原性組成物を、投与するステップを含む、方法を含む。様々な実施形態において、抗原が、自己抗原、腫瘍由来の抗原、および病原体由来の抗原から選択されてもよい。いくつかの実施形態において、病原体由来の抗原が、ウイルス、細菌、またはプリオンに由来する。いくつかの実施形態において、抗原が、Cys130、Cys 259、Cys334、および/またはCys349でのコンジュゲーションを通してDRSポリペプチドに対して共有結合される。
医薬製剤、投与、およびキット
本発明の実施形態は、単独でまたは療法の1つ以上の他の様式と組み合わせて、細胞、被験体、または動物に対して投与するための、薬学的に許容され得るまたは生理学的に許容され得る溶液において製剤されたDRS−Fcコンジュゲートポリペプチドを含む組成物を含む。所望される場合、本発明の組成物が、同様に、他の作用物質、たとえば他のタンパク質またはポリペプチドまたは様々な薬学的に活性な作用物質と組み合わせて投与されてもよいこともまた、理解されるであろう。さらに組成物において含まれてもよい他の構成成分は、事実上、無制限にあるが、さらなる作用物質が、実現されることが所望される調節性のまたは他の効果に悪影響を及ぼさないことを条件とする。
医薬産生については、DRSポリペプチド治療用組成物は、典型的に、実質的にエンドトキシンがないであろう。エンドトキシンは、Listeria monocytogenesなどのようなグラム陽性菌において見つけられ得るが、エンドトキシンは、ある細菌、典型的にグラム陰性菌に関連する毒素である。最も主要なエンドトキシンは、様々なグラム陰性菌の外膜において見つけられるリポ多糖(LPS)またはリポオリゴ糖(LOS)であり、これらは、疾患を引き起こすこれらの細菌の能力において中心的な病原性の特徴に相当する。ヒトにおける少量のエンドトキシンは、数ある不利な生理学的効果の中でも、発熱、血圧の低下、ならびに炎症および凝固の活性化をもたらし得る。
エンドトキシンは、当技術分野において知られている通常の技術を使用して検出することができる。たとえば、カブトガニ由来の血液を利用するリムルスアメーバ細胞溶解物アッセイは、エンドトキシンの存在を検出するための非常に高感度なアッセイである。この試験において、非常に低レベルのLPSが、この反応を増幅する強力な酵素カスケードにより、リムルス溶解物の検出可能な凝固を引き起こすことができる。エンドトキシンはまた、酵素結合免疫吸着アッセイ(ELISA)によっても定量化することができる。
実質的にエンドトキシンなしとなるためには、エンドトキシンレベルは、約0.001、0.005、0.01、0.02、0.03、0.04、0.05、0.06、0.08、0.09、0.1、0.5、1.0、1.5、2、2.5、3、4、5、6、7、8、9、または10EU/mgタンパク質未満であってもよい。典型的に、1ngリポ多糖(LPS)は、約1〜10EUに相当する。
ある実施形態において、本明細書において言及されるように、DRSポリペプチド組成物が、約10EU/DRSポリペプチドmg未満または約5EU/DRSポリペプチドmg未満、約3EU/DRSポリペプチドmg未満または約1EU/DRSポリペプチドmg未満または約0.1EU/DRSポリペプチドmg未満または約0.01EU/DRSポリペプチドmg未満のエンドトキシン含有量を有する。ある実施形態において、上記に言及されるように、DRSポリペプチド医薬組成物が、wt/wtタンパク質ベースに基づいて、約95%エンドトキシンフリー、好ましくは約99%エンドトキシンフリー、より好ましくは約99.99%エンドトキシンフリーである。
治療用量のDRS−Fcコンジュゲートポリペプチドを含む医薬組成物は、アスパルチルtRNAシンテターゼのホモログ、オルソログ、および天然に存在するアイソフォームをすべて含む(たとえば、表D1〜D9において列挙されるまたはそれから誘導可能な任意の1つ以上のタンパク質または核酸)。
いくつかの実施形態において、そのような医薬組成物が、アルギニンバッファーを含んでいてもよく、これが、約1mM〜約100mM範囲内で医薬組成物のいずれかにおいて存在してもよい。様々な実施形態において、アルギニンバッファーが、中間の範囲および整数をすべて含めて、約1mM、約5mM、約10mM、約15mM、約20mM、約40mM、約50mM、約60mM、約70mM、約80mM、約90mM、または約100mMの濃度で存在してもよい。
一態様において、そのような組成物が、実質的に単分散のDRS−Fcコンジュゲートポリペプチドを含んでもよく、これは、たとえばサイズ排除クロマトグラフィー、動的光散乱法、または超遠心分析法によって評価される場合に、主として(つまり、少なくとも約90%超)、1つの見かけ上の分子量の形態でDRSポリペプチド組成物が存在することを意味する。
他の態様において、そのような組成物が、少なくとも約90%の純度(タンパク質ベースに基づいて)またはいくつかの態様において、少なくとも約95%の純度またはいくつかの実施形態において、少なくとも98%の純度を有する。純度は、当技術分野において知られている任意の通常の分析方法を介して決定されてもよい。
他の態様において、そのような組成物が、存在するタンパク質の総量と比較して、約10%未満の高分子量凝集体(aggregate)含有量を有する、またはいくつかの実施形態において、そのような組成物が、約5%未満の高分子量凝集体含有量を有する、またはいくつかの態様において、そのような組成物が、約3%未満の高分子量凝集体含有量を有する、またはいくつかの実施形態において、約1%未満の高分子量凝集体含有量を有する。高分子量凝集体含有量は、たとえばサイズ排除クロマトグラフィー、動的光散乱法、または超遠心分析法を含む、様々な分析技術を介して決定されてもよい。
医薬組成物は、DRS−Fcコンジュゲートポリペプチドの薬学的に許容され得る塩を含んでいてもよい。適した塩に関する概説については、Handbook of Pharmaceutical Salts:Properties,Selection,and Use by Stahl and Wermuth(Wiley−VCH、2002)を参照されたい。適した塩基塩は、無毒性の塩を形成する塩基から形成される。代表的な例はアルミニウム、アルギニン、ベンザチン、カルシウム、コリン、ジエチルアミン、ジオールアミン、グリシン、リシン、マグネシウム、メグルミン、オラミン、カリウム、ナトリウム、トロメタミン、および亜鉛塩を含む。酸および塩基のヘミ塩(hemisalt)、たとえばヘミ硫酸(hemisulphate)塩およびヘミカルシウム(hemicalcium)塩もまた、形成されてもよい。非経口投与に適した本発明において使用される組成物は、好ましくは、一般に塩化ナトリウム、グリセリン、グルコース、マンニトール、ソルビトール、およびその他同種のものを使用して、レシピエントの血液と等張にされた薬学的に活性な成分の滅菌水溶液および/または懸濁液を含んでいてもよい。薬学的に許容され得る酸付加塩を形成するのに適した有機酸は、限定ではなく例として、酢酸、トリフルオロ酢酸、プロピオン酸、ヘキサン酸、シクロペンタンプロピオン酸、グリコール酸、シュウ酸、ピルビン酸、乳酸、マロン酸、コハク酸、リンゴ酸、マレイン酸、フマル酸、酒石酸、クエン酸、パルミチン酸、安息香酸、3−(4−ヒドロキシベンゾイル)安息香酸、桂皮酸、マンデル酸、アルキルスルホン酸(たとえばメタンスルホン酸、エタンスルホン酸、1,2−エタンジスルホン酸、2−ヒドロキシエタンスルホン酸)、アリールスルホン酸(たとえばベンゼンスルホン酸、4−クロロベンゼンスルホン酸、2−ナフタリンスルホン酸、4−トルエンスルホン酸、カンファースルホン酸)、4−メチルビシクロ(2.2.2)−オクタ−2−エン−1−カルボン酸、グルコヘプトン酸、3−フェニルプルピオン酸、トリメチル酢酸、第3級ブチル酢酸、ラウリル硫酸、グルコン酸、グルタミン酸、ヒドロキシナフトエ酸、サリチル酸、ステアリン酸、ムコン酸、および同種のものを含む。
特定の実施形態において、キャリヤが、水を含んでいてもよい。いくつかの実施形態において、キャリヤが、食塩水の水溶液、たとえば、生理学的pHで、生理学的濃度のナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウム、およびクロリドを含有する水であってもよい。いくつかの実施形態において、キャリヤが、水であってもよく、製剤が、NaClをさらに含んでいてもよい。いくつかの実施形態において、製剤が、等張であってもよい。いくつかの実施形態において、製剤が、低張であってもよい。他の実施形態において、製剤が、高張であってもよい。いくつかの実施形態において、製剤が、等浸透圧性であってもよい。いくつかの実施形態において、製剤は、ポリマー(たとえばゲル形成ポリマー、ポリマー粘性増強剤)が実質的にない。いくつかの実施形態において、製剤は、粘性増加剤(たとえばカルボキシメチルセルロース、ポリアニオンポリマー)が実質的にない。いくつかの実施形態において、製剤は、ゲル形成ポリマーが実質的にない。いくつかの実施形態において、製剤の粘性が、同じ濃度のDRSポリペプチド(またはその薬学的に許容され得る塩)を含有する生理食塩水の粘性とほぼ同じである。
本発明の医薬組成物において、薬学的に許容され得る賦形剤およびキャリヤ溶液の製剤は、たとえば経口、非経口、静脈内、鼻内、および筋肉内投与および処方を含む、様々な処置レジメンにおいて本明細書において記載される特定の組成物を使用するのに適した投薬および処置レジメンの開発のように当業者らによく知られている。
ある実施形態において、DRS−Fcコンジュゲートポリペプチドが、静脈内投与などのような、投与の特定のモードに望ましい溶解性を有する。望ましい溶解性の例は、少なくとも約1mg/ml、少なくとも約10mg/ml、少なくとも約25mg/ml、少なくとも約50mg/mlを含む。
ある適用において、本明細書において開示される医薬組成物は、被験体に対して経口投与を介して送達されてもよい。そのため、これらの組成物は、不活性希釈剤もしくは食用のキャリヤと共に製剤されてもよい、またはそれらは、硬い外殻もしくは軟かい外殻ゼラチンカプセル中に密封されてもよい、またはそれらは、錠剤の中に圧縮されてもよい、またはそれらは、食事の食べ物に直接組み込まれてもよい。
DRSポリペプチドの送達に適した医薬組成物およびそれらの調製のための方法は、当業者らに容易に明らかになるであろう。たとえば、それらの調製のためのそのような組成物および方法は、Remington’s Pharmaceutical Sciences、19th Edition(Mack Publishing Company、1995)において見つけられてもよい。
治療用量のDRSポリペプチドの投与は、医薬の技術分野において知られている、たとえば経口、鼻内を含む、任意の適した方法によるものであってもよく、非経口投与は、硝子体内、結膜下、テノン嚢下、球後、脈絡膜上(suprachoroidal)、静脈内、動脈内、腹腔内、髄腔内、脳室内、尿道内、胸骨内(intrasternal)、頭蓋内、筋肉内、滑液包内、眼内、局所、および皮下を含む。非経口投与に適したデバイスは、針(マイクロニードルを含む)によるインジェクター、針がないインジェクター、および注入技術を含む。
非経口製剤は、典型的に、塩、炭水化物、および緩衝剤(好ましくは3〜9のpHまで)などのような賦形剤を含有してもよい水溶液であるが、いくつかの適用については、それらは、より適切には、滅菌非水性溶液としてまたは滅菌発熱物質不含水などのような適したビヒクルと同時に使用される乾燥形態として製剤されてもよい。たとえば凍結乾燥による滅菌条件下の非経口製剤の調製は、当業者らによく知られている標準的な医薬品の技術を使用して容易に達成されてもよい。
非経口投与のための製剤は、即座の放出および/または徐放となるように製剤されてもよい。徐放性組成物は、遅効、制御、間欠的投与、コントロール、標的、およびプログラム放出を含む。したがって、DRSポリペプチドは、DRSポリペプチドの徐放をもたらす、移植デポーとしての投与のために、懸濁液としてまたは固体、半固体、もしくは揺変性の液体として製剤されてもよい。そのような製剤の例は、限定を伴うことなく、薬剤をコーティングしたステントおよび半固体ならびに薬剤を装填したDL−乳酸−グリコール酸共重合体(PGLA)、DL−ラクチド−グリコリド共重合体(PLG)、またはポリ(ラクチド)(PLA)層状小胞または微粒子を含有する懸濁液、ヒドロゲル(Hoffman AS:Ann.N.Y.Acad.Sci.944:62−73(2001))、Flamel Technologies Inc.によって開発されたMedusa系などのようなポリアミノ酸ナノ粒子系、Atrix,Inc.によって開発されたAtrigelおよびDurect Corporationによって開発されたSABER(Sucrose Acetate Isobutyrate Extended Release)などのような非水性ゲル系、ならびにSkyePharmaによって開発されたDepoFoamなどのような脂質ベースの系を含む。
遊離塩基または薬理学的に許容され得る塩としての活性化合物の溶液は、ヒドロキシプロピルセルロースなどのような界面活性剤と適切に混合された水において調製されてもよい。分散液はまた、グリセロール、液体ポリエチレングリコール、およびその混合物においてならびに油において調製されてもよい。保存および使用の通常の条件下で、これらの調製物は、微生物の成長を予防するために保存剤を含有する。
注射用の使用に適した医薬形態は、滅菌注射用溶液または分散液の即時調製のための滅菌水溶液または分散液および滅菌粉末を含む(参照によってその全体が組み込まれる米国特許第5,466,468号明細書)。すべての場合において、形態は、滅菌であるべきであり、容易な注射可能性(syringability)が存在する程度まで液体であるべきである。それは、製造および保存の状態下で安定性であるべきであり、細菌および真菌などのような微生物の混入作用に対して保護されるべきである。キャリヤは、たとえば水、エタノール、ポリオール(たとえばグリセロール、プロピレングリコール、液体ポリエチレングリコール、およびにその他同種のもの)、ならびにその適した混合物、ならびに/または植物油を含有する溶剤または分散媒とすることができる。適切な流動性は、たとえば、レシチンなどのようなコーティングの使用によって、分散液の場合には、必要とされる粒径の維持によって、および界面活性剤の使用によって、維持されてもよい。微生物の作用の予防は、様々な抗菌剤および抗真菌剤、たとえばパラベン、クロロブタノール、フェノール、ソルビン酸、チメロサール、およびその他同種のものによって促進することができる。多くの場合において、等張剤、たとえば糖または塩化ナトリウムを含むことが好ましいであろう。注射用の組成物の長期間の吸収は、吸収を遅延させる作用物質、たとえばモノステアリン酸アルミニウムおよびゼラチンの組成物中での使用によってもたらすことができる。
水溶液における非経口投与について、たとえば、溶液は、必要な場合、適切にバッファーされるべきであり、液体の希釈剤は、最初に、十分な食塩水またはグルコースにより等張にされるべきである。これらの特定の水溶液は、静脈内、筋肉内、皮下、および腹腔内投与にとりわけ適している。この関係で、用いることができる滅菌水性媒体は、本開示を考慮して、当業者らに知られるであろう。たとえば、ある投薬量を、1mlの等張NaCl溶液中に溶解し、1000mlの皮下注入の液体に追加されてもよい、または注入について提案される部位に注射されてもよい(たとえばRemington’s Pharmaceutical Sciences、15th Edition、pp.1035−1038 and 1570−1580を参照されたい)。投薬におけるいくらかの変動は、処置されている被験体の状態に依存して、当然起こるであろう。投与の担当者は、いずれにしても、個々の被験体にとって適切な用量を決定するであろう。さらに、ヒト投与については、調製物は、FDA Office of Biologics基準によって要求されるような滅菌、発熱性、ならびに一般的な安全性および純度基準を満たすべきである。
滅菌注射用溶液は、必要に応じて、上記に列挙される様々な他の成分と共に、適切な溶剤中に、必要とされる量で、活性化合物を組み込み、その後、ろ過滅菌(filtered sterilization)することによって、調製することができる。一般に、分散液は、塩基性分散媒および上記に列挙される成分からの必要とされる他の成分を含有する滅菌ビヒクルの中に、様々な滅菌された活性成分を組み込むことによって調製される。滅菌注射用溶液の調製のための滅菌粉末の場合には、調製の好ましい方法は、活性成分およびそのあらかじめ滅菌ろ過された溶液由来の任意のさらなる所望の成分の粉末を産出する真空乾燥および凍結乾燥技術である。
本明細書において開示される組成物は、中性または塩の形態で製剤されてもよい。薬学的に許容され得る塩は、酸付加塩(タンパク質の遊離アミノ基により形成される)を含み、これは、たとえば塩酸もしくはリン酸などのような無機酸または酢酸、シュウ酸、酒石酸、マンデル酸、およびその他同種のもののような有機酸により形成される。遊離カルボキシル基により形成される塩もまた、たとえばナトリウム、カリウム、アンモニウム、カルシウム、または水酸化第二鉄などのような無機塩基ならびにイソプロピルアミン、トリメチルアミン、ヒスチジン、プロカイン、およびその他同種のもののような有機塩基から誘導することもできる。製剤に際して、溶液は、投薬製剤と適合性の方式でおよび治療上有効である量で投与されるであろう。製剤は、注射用溶液、薬剤放出カプセル、およびその他同種のものなどのような、様々な投薬形態で、容易に投与される。
本明細書において使用される場合、「キャリヤ」は、任意のおよびすべての溶媒、分散媒、ビヒクル、コーティング、希釈剤、抗菌剤および抗真菌剤、等張剤および吸収遅延剤、バッファー、キャリヤ溶液、懸濁液、コロイド、ならびにその他同種のものを含む。薬学的活性物質のためのそのような媒体および作用物質の使用は、当技術分野においてよく知られている。任意の従来の媒体または作用物質が活性成分と不適合性である場合を除いて、治療用組成物におけるその使用が、企図される。補足の活性成分もまた、組成物の中に組み込むことができる。
語句「薬学的に許容され得る」は、ヒトに対して投与された場合に、アレルギー性のまたは類似する好ましくない反応をもたらさない分子実体および組成物を指す。活性成分としてタンパク質を含有する水性組成物の調製は、当技術分野において十分に理解される。典型的に、そのような組成物は溶液または懸濁液のいずれかとして注射液として調製される。注射前の、液体中での溶解または懸濁に適している固体形態もまた、調製することができる。その調製物はまた、乳化することもできる。
本発明において使用するためのDRS−Fcコンジュゲートポリペプチドはまた、局所的に、皮(内)に、または経皮的に、皮膚、粘膜、または目の表面に対して、単独でまたは1つ以上の抗ヒスタミン剤、1つ以上の抗生物質、1つ以上の抗真菌剤、1つ以上のベータ遮断薬、1つ以上の抗炎症剤、1つ以上の抗腫瘍薬、1つ以上の免疫抑制剤、1つ以上の抗ウイルス剤、1つ以上の酸化防止剤、もしくは他の活性な作用物質と組み合わせて、投与されてもよい。局所および眼球投与のための製剤は、即座のおよび/または制御放出となるように製剤されてもよい。制御放出製剤は、遅効、長期、間欠的投与、コントロール、標的、およびプログラム放出を含む。
この目的のための典型的な製剤は、ゲル、ヒドロゲル、ローション、水剤、点眼剤、クリーム、外用薬、散布剤、包帯、気泡、フィルム、皮膚パッチ、ウェーハ、移植片、スポンジ、繊維、絆創膏、およびマイクロエマルションを含む。リポソームもまた、使用されてもよい。典型的なキャリヤは、アルコール、水、鉱油、流動パラフィン、白色ワセリン、グリセリン、ポリエチレングリコール、およびプロピレングリコールを含む。透過エンハンサーもまた、組み込まれてもよい−たとえばFinnin and Morgan:J.Pharm.Sci.88(10):955−958,(1999)もまた、参照されたい。局所投与の他の手段は、エレクトロポレーション、イオン導入、フォノフォレシス、ソノフォレーシス、およびマイクロニードルまたは針がない注射による送達を含む(たとえば商標POWDERJECT(商標)、BIOJECT(商標)の下で売られているシステム)。
抗ヒスタミン剤の例は、ロラタジン(loradatine)、ヒドロキシジン、ジフェンヒドラミン、クロルフェニラミン、ブロムフェニラミン、シプロヘプタジン、テルフェナジン、クレマスチン、トリプロリジン、カルビノキサミン、ジフェニルピラリン、フェニンダミン、アザタジン、トリペレナミン、デクスクロルフェニラミン、デクスブロムフェニラミン、メトジラジン、およびトリメプラジン(trimprazine)、ドキシラミン、フェニラミン、ピリラミン、チオールシクリジン(chiorcyclizine)、トンジルアミン、ならびにその誘導体を含むが、これらに限定されない。
抗生物質の例は、アミノグリコシド(たとえばアミカシン、アプラマイシン、アルベカシン、バンベルマイシン、ブチロシン、ジベカシン、ジヒドロストレプトマイシン、フォーチミシン(複数可)、ゲンタマイシン、イセパマイシン、カナマイシン、ミクロノマイシン、ネオマイシン、ネオマイシンウンデシレナート、ネチルマイシン、パロモマイシン、リボスタマイシン、シソマイシン、スペクチノマイシン、ストレプトマイシン、トブラマイシン、トロスペクトマイシン)、アムフェニコール(amphenicol)(たとえばアジダムフェニコール、クロラムフェニコール、フロルフェニコール、チアムフェニコール)、アンサマイシン(たとえばリファミド、リファムプシン、リファマイシンsv、リファペンチン、リファキシミン)、ラクタム(たとえばカルバセフェム(たとえばロラカルベフ)、カルバペネム(たとえばビアペネム、イミペネム、メロペネム、パニペネム)、セファロスポリン(たとえばセファクロール、セファドロキシル、セファマンドール、セファトリジン、セファゼドン、セファゾリン、セフカペンピボキシル、セフクリジン、セフジニル、セフジトレン、セフェピム、セフェタメト、セフィキシム、セフメノキシム、セフォジジム、セフォニシド、セフォペラゾン、セフォラニド、セフォタキシム、セフォチアム、セフォゾプラン、セフピミゾール、セフピラミド、セフピロム、セフポドキシムプロキセチル、セフプロジル、セフロキサジン、セフスロジン、セフタジジム、セフテラム、セフテゾール、セフチブテン、セフチゾキシム、セフトリアキソン、セフロキシム、セフゾナム、セファセトリルナトリウム、セファレキシン、セファログリシン、セファロリジン、セファロスポリン、セファロチン、セファピリンナトリウム、セフラジン、ピブセファレキシン(pivcefalexin))、セファマイシン(たとえばセフブペラゾン、セフメタゾール、セフミノクス、セフォテタン、セフォキシチン)、モノバクタム(たとえばアズトレオナム、カルモナム、チゲモナム)、オキサセフェム、フロモキセフ、モキサラクタム)、ペニシリン(たとえばアムジノシリン、アムジノシリンピボキシル、アモキシシリン、アンピシリン、アパルシリン、アスポキシシリン、アジドシリン、アズロシリン、バカンピシリン、ベンジルペニシリン酸、ベンジルペニシリンナトリウム、カルベニシリン、カリンダシリン、クロメトシリン、クロキサシリン、シクラシリン、ジクロキサシリン、エピシリン、フェンベニシリン、フロキサシリン、ヘタシリン、レナンピシリン、メタンピシリン、メチシリンナトリウム、メズロシリン、ナフシリンナトリウム、オキサシリン、ペナメシリン、ペネタメートヒドロヨージド(hydriodide)、ベネタミンペニシリンg、ベンザチンペニシリンg、ベンズヒドリルアミンペニシリンg、カルシウムペニシリンg、ヒドラバミンペニシリンg、カリウムペニシリンg、プロカインペニシリンg、ペニシリンn、ペニシリンo、ペニシリンv、ベンザチンペニシリンv、ヒドラバミンペニシリンv、ペニメピサイクリン、フェネチシリンカリウム、ピペラシリン、ピバンピシリン、プロピシリン、キナシリン、スルベニシリン、スルタミシリン、タランピシリン、テモシリン、チカルシリン)、他のもの(たとえばリチペネム)、リンコサミド(たとえばクリンダマイシン、リンコマイシン)、マクロライド(たとえばアジスロマイシン、カルボマイシン、クラリスロマイシン、ジリスロマイシン、エリスロマイシン、エリスロマイシンアシストレート、エリスロマイシンエストレート、エリスロマイシングルコヘプトネート、エリスロマイシンラクトビオネート、エリスロマイシンプロピオネート、エリスロマイシンステアレート、ジョサマイシン、ロイコマイシン、ミデカマイシン、ミオカマイシン、オレアンドマイシン、プリマイシン、ロキタマイシン、ロサラマイシン、ロキシスロマイシン、スピラマイシン、トロレアンドマイシン)、ポリペプチド(たとえばアンホマイシン、バシトラシン、カプレオマイシン、コリスチン、エンデュラシジン、エンビオマイシン、フサフンギン、グラミシジンs、グラミシジン(複数可)、ミカマイシン、ポリミクシン、プリスチナマイシン、リストセチン、テイコプラニン、チオストレプトン、ツベルアクチノマイシン、チロシジン、チロトリシン、バンコマイシン、バイオマイシン、バージニアマイシン、亜鉛バシトラシン)、テトラサイクリン(たとえばアピシクリン、クロールテトラサイクリン、クロモサイクリン、デメクロサイクリン、ドキシサイクリン、グアメシクリン、リメサイクリン、メクロサイクリン、メタサイクリン、ミノサイクリン、オキシテトラサイクリン、ペニメピサイクリン、ピパサイクリン、ロリテトラサイクリン、サンサイクリン、テトラサイクリン)、他のもの(たとえばシクロセリン、ムピロシン、ツベリン)、2.4−ジアミノピリミジン(たとえばブロジモプリム、テトロキソプリム、トリメトプリム)、ニトロフラン(たとえばフラルタドン、フラゾリウムクロリド、ニフラデン、ニフラテル、ニフルホリン、ニフルピリノール、ニフルプラジン、ニフルトイノール、ニトロフラントイン)、キノロンおよびアナログ(たとえばシノキサシン、シプロフロキサシン、クリナフロキサシン、ジフロキサシン、エノキサシン、フレロキサシン、フルメキン、グレパフロキサシン、ロメフロキサシン、ミロキサシン、ナジフロキサシン、ナリジキシン酸、ノルフロキサシン、オフロキサシン、オキソリン酸、パズフロキサシン、ペフロキサシン、ピペミド酸、ピロミド酸、ロソクサシン、ルフロキサシン、スパルフロキサシン、テマフロキサシン、トスフロキサシン、トロバフロキサシン)、スルホンアミド(たとえばアセチルスルファメトキシピラジン、ベンジルスルファミド、クロラミン−b、クロラミン−t、ジクロラミンt、n−ホルミルスルフィソミジン、マフェニド、4’−(メチルスルファモイル)スルファニルアニリド、ノプリルスルファミド、フタリルスルフアセトアミド、フタリルスルファチアゾール、サラゾスルファジミジン、スクシニルスルファチアゾール、スルファベンズアミド、スルファセタミド、スルファクロロピリダジン、スルファクリソイジン、スルファシチン、スルファジアジン、スルファジクラミド、スルファジメトキシン、スルファドキシン、スルファエチドール、スルファグアニジン、スルファグアノール、スルファレン、スルファロクス酸、スルファメラジン、スルファメテル、スルファメタジン、スルファメチゾール、スルファメトミジン、スルファメトキサゾール、スルファメトキシピリダジン、スルファメトロール、スルファミドクリソイジン、スルファモキソール、スルファニルアミド、4−スルファニルアミドサリチル酸、n−スルファニリルスルファニルアミド、スルファニリル尿素、n−スルファニリル−3,4−キシルアミド、スルファニトラン、スルファペリン、スルファフェナゾール、スルファプロキシリン、スルファピラジン、スルファピリジン、スルファソミゾール、スルファシマジン、スルファチアゾール、スルファチオ尿素、スルファトラミド、スルフィソミジン、スルフィソクサゾール)、スルホン(たとえばアセダプソン、アセジアスルホン、アセトスルホンナトリウム、ダプソーン、ジアチモスルホン、グルコスルホンナトリウム、ソラスルホン、スクシスルホン、スルファニル酸、p−スルファニリルベンジルアミン、スルホキソンナトリウム、チアゾールスルホン)、ならびに他のもの(たとえばクロホクトール、ヘキセジン、メテナミン、メテナミンアンヒドロメチレンクエン酸、馬尿酸メテナミン、マンデル酸メテナミン、スルホサリチル酸メテナミン、ニトロキソリン、タウロリジン、キシボルノール)を含むが、これらに限定されない。
抗真菌剤の例は、ポリエン(たとえばアンホテリシンb、カンジシジン、デルモスタチン、フィリピン、フンギクロミン、ハチマイシン、ハマイシン、ルセンソマイシン、メパルトリシン、ナタマイシン、ナイスタチン、ペチロシン、ペリマイシン(perimycin)、他のもの(たとえばアザセリン、グリセオフルビン、オリゴマイシン、ネオマイシンウンデシレナート、ピロルニトリン、シッカニン、ツベルシジン、ビリジン)、アリルアミン(たとえばブテナフィン、ナフチフィン、テルビナフィン)、イミダゾール(たとえばビホナゾール、ブトコナゾール、クロルダントイン、クロルミダゾール、クロコナゾール、クロトリマゾール、エコナゾール、エニルコナゾール、フェンチコナゾール、フルトリマゾール、イソコナゾール、ケトコナゾール、ラノコナゾール、ミコナゾール、オモコナゾール、硝酸オキシコナゾール、セルタコナゾール、スルコナゾール、チオコナゾール)、チオカルバメート(たとえばトルシクラート、トリンダート、トルナフタート)、トリアゾール(たとえばフルコナゾール、イトラコナゾール、サペルコナゾール、テルコナゾール)、他のもの(たとえばアクリゾルシン、アモロルフィン、ビフェナミン、ブロモサリシルクロルアニリド、ブクロサミド、プロピオン酸カルシウム、クロルフェネシン、シクロピロックス、クロキシキン、コパラフィネート、ジアムタゾールジヒドロクロリド、エキサラミド、フルシトシン、ハレタゾール、ヘキセチジン、ロフルカルバン、ニフラテル、ヨウ化カリウム、プロピオン酸、ピリチオン、サリチルアニリド、プロピオン酸ナトリウム、スルベンチン、テノニトロゾール、トリアセチン、ユジョチオン、ウンデシレン酸、プロピオン酸亜鉛)を含むが、これらに限定されない。
ベータ遮断薬の例は、アセブトロール、アテノロル、ラベタロール、メトプロロール、プロプラノロール、チモロール、およびその誘導体を含むが、これらに限定されない。
抗腫瘍薬の例は、抗生物質およびアナログ(たとえばアクラシノマイシン、アクチノマイシンf、アントラマイシン、アザセリン、ブレオマイシン、カクチノマイシン、カルビシン、カルジノフィリン、クロモマイシン、ダクチノマイシン、ダウノルビシン、6−ジアゾ−5−オキソ−L−ノルロイシン、ドキソルビシン、エピルビシン、イダルビシン、メノガリル、マイトマイシン、ミコフェノール酸、ノガラマイシン、オリボマイシン、ペプロマイシン、ピラルビシン、プリカマイシン、ポルフィロマイシン、プロマイシン、ストレプトニグリン、ストレプトゾシン、ツベルシジン、ジノスタチン、ゾルビシン)、代謝拮抗物質(たとえば葉酸アナログ(たとえばデノプテリン、エダトレキサート、メトトレキサート、ピリトレキシム、プテロプテリン、Tomudex(登録商標)、トリメトレキサート)、プリンアナログ(たとえばクラドリビン、フルダラビン、6−メルカプトプリン、チアミプリン、チオグアニン)、ピリミジンアナログ(たとえばアンシタビン、アザシチジン、6−アザウリジン、カルモフール、シタラビン、ドキシフルリジン、エミテフル、エノシタビン、フロクスウリジン、フルオロウラシル、ゲムシタビン、テガフール(tagafur))を含むが、これらに限定されない。
抗炎症剤の例は、ステロイド性抗炎症剤および非ステロイド性抗炎症剤を含むが、これらに限定されない。例示的なステロイド性抗炎症剤は、アセトキシプレグネノロン、アルクロメタソン、アルゲストン、アムシノニド、ベクロメタゾン、ベータメタゾン、ブデソニド、クロロプレドニゾン、クロベタゾール、クロベタゾン、クロコルトロン、クロプレドノール、コルチコステロン、コルチゾン、コルチバゾール、デフラザコート、デソニド、デスオキシメタゾン、デキサメタゾン、ジフロラゾン、ジフルコルトロン、ジフルプレドナート、エノキソロン、フルアザコート、フルクロロニド、フルメタゾン、フルニソリド、フルオシノロンアセトニド、フルオシノニド、フルオコルチンブチル、フルオコルトロン、フルオロメトロン、フルペロロンアセタート、フルプレドニデンアセタート、フルプレドニソロン、フルランドレノリド、フルチカゾンプロピオナート、ホルモコータル、ハルシノニド、ハロベタソールプロピオナート、ハロメタゾン、ハロプレドンアセタート、ヒドロコルタメート、ヒドロコーチゾン、ロテプレドノールエタボナート、マジプレドン、メドリゾン、メプレドニゾン、メチルプレドニソロン、モメタゾンフロアート、パラメサゾン、プレドニカルベート、プレドニゾロン、プレドニゾロン25−ジエチルアミノ酢酸、リン酸プレドニゾロンナトリウム、プレドニゾン、プレドニバール、プレドニリデン、リメキソロン、チキソコルトール、トリアムシノロン、トリアムシノロンアセトニド、トリアムシノロンベネトニド、およびトリアムシノロンヘキサセトニドを含む。
例示的な非ステロイド性抗炎症剤は、アミノアリールカルボン酸誘導体(たとえばエンフェナム酸、エトフェナメート、フルフェナム酸、イソニキシン、メクロフェナム酸、メフェナム酸、ニフルム酸、タルニフルマート、テロフェナマート、トルフェナム酸)、アリール酢酸誘導体(たとえばアセクロフェナク、アセメタシン、アルクロフェナック、アンフェナク、アムトルメチングアシル、ブロムフェナク、ブフェキサマク、シンメタシン、クロピラック、ジクロフェナクナトリウム、エトドラック、フェルビナク、フェンクロジン酸、フェンチアザク、グルカメタシン、イブフェナック、インドメタシン、イソフェゾラク、イソキセパク、ロナゾラック、メチアジン酸、モフェゾラク、オキサメタシン、ピラゾラク、プログルメタシン、スリンダク、チアラミド、トルメチン、トロペシン、ゾメピラック)、アリール酪酸誘導体(たとえばブマジゾン、ブチブフェン、フェンブフェン、キセンブシン)、アリールカルボン酸(たとえばクリダナク、ケトロラク、チノリジン)、アリールプロピオン酸誘導体(たとえばアルミノプロフェン、ベノキサプロフェン、ベルモプロフェン、ブクロキシ酸、カプロフェン、フェノプロフェン、フルノキサプロフェン、フルルビプロフェン、イブプロフェン、イブプロキサム、インドプロフェン、ケトプロフェン、ロキソプロフェン、ナプロキセン、オキサプロジン、ピケトプロレン(piketoprolen)、ピルプロフェン、プラノプロフェン、プロチジン酸、スプロフェン、チアプロフェン酸、キシモプロフェン、ザルトプロフェン)、ピラゾール(たとえばジフェナミゾール、エピリゾール)、ピラゾロン(たとえばアパゾン、ベンズピペリロン、フェプラゾン、モフェブタゾン、モラゾン、オキシフェンブタゾン、フェニルブタゾン、ピペブゾン、プロピフェナゾン、ラミフェナゾン、スキシブゾン、チアゾリノブタゾン(thiazolinobutazone))、サリチル酸誘導体(たとえばアセトアミノサロール、アスピリン、ベノリラート、ブロモサリゲニン、アセチルサリチル酸カルシウム、ジフルニサル、エテルサラート、フェンドサール、ゲンチシン酸、サリチル酸グリコール、イミダゾールサリチラート、リシンアセチルサリチル酸、メサラミン、サリチル酸モルホリニウム、1−ナフチルサリチラート、オルサラジン、パルサルミド、アセチルサリチル酸フェニル、サリチル酸フェニル、サラセタミド、サリチルアミドo−酢酸、サリチル硫酸、サルサラート、スルファサラジン)、チアジンカルボキサミド(thiazinecarboxamide)(たとえばアンピロキシカム、ドロキシカム、イソキシカム、ロルノキシカム、ピロキシカム、テノキシカム)、ε−アセトアミドカプロン酸、s−アデノシルメチオニン、3−アミノ−4−ヒドロキシ酪酸、アミキセトリン、ベンダザック、ベンジダミン、ブコローム、ジフェンピラミド、ジタゾール、エモルファゾン、フェプラジノール、グアイアズレン、ナブメトン、ニメスリド、オキサセプロール、パラニリン、ペリソキサール、プロクアゾン、スーパーオキシドジスムターゼ、テニダップ、およびジロイトンを含む。
抗ウイルス剤の例は、インターフェロンガンマ、ジドブジン、塩酸アマンタジン、リバビリン、アシクロビル、バラシクロビル(valciclovir)、ジデオキシシチジン、ホスホノぎ酸、ガンシクロビル、およびその誘導体を含む。
酸化防止剤の例は、アスコルビン酸、アルファ−トコフェロール、マンニトール、還元グルタチオン、様々なカロテノイド、システイン、尿酸、タウリン、チロシン、スーパーオキシドジスムターゼ、ルテイン、ゼアキサンチン、クリプトキサンチン(cryotpxanthin)、アスタキサンチン(astazanthin)、リコピン、N−アセチル−システイン、カルノシン、ガンマ−グルタミルシステイン、クエルシチン、ラクトフェリン、ジヒドロリポ酸、クエン酸、Ginkgo Biloba抽出物、茶カテキン、コケモモ抽出物、ビタミンEまたはビタミンEのエステル、パルミチン酸レチニル、およびその誘導体を含む。他の治療剤は、スクアラミン、カルボニックアンヒドラーゼ阻害剤、アルファ−2アドレナリン受容体アゴニスト、抗寄生虫薬、抗真菌薬、およびその誘導体を含む。
投与されるそれぞれの構成成分の厳密な用量は、もちろん、処方される特定の構成成分、処置されている被験体、疾患の重症度、たとえば炎症反応の重症度、投与の方式、および処方している医師の判断に依存して異なるであろう。したがって、患者間のばらつきのために、上記に示される投薬量は、ガイドラインであり、医師は、医師が適切であると考える処置を実現するために化合物の用量を調節してもよい。
当業者によって理解されるように、キャリヤがゲル形成ポリマーを含むDRSポリペプチド(たとえば眼球)製剤について、ある製剤において、塩(複数可)、特に生理食塩水の包含は、塩の包含が、あるインサイチュゲル形成ポリマー(たとえばジェランゲル)でのように、局所投与前に溶液のゲル化を引き起こし得るので、または塩の包含が、ゲル形成ポリマーのゲル化特性を阻害し得るので、禁忌となる。当業者は、当技術分野において知られている製剤の所望の特性およびゲル形成ポリマーの特徴に基づいて、適切な組み合わせを選択することができるであろう。
適した生理食塩溶液は、当業者らによって理解されるであろう、また、たとえば、約pH4.5〜約pH8.0のpHの溶液を含んでいてもよい。水溶液(水はキャリヤ中に含まれる)のさらなる変形において、製剤のpHが、約6〜約8.0のいずれか、約6〜約7.5、約6〜約7.0、約6.2〜約8、約6.2〜約7.5、約7〜約8、約6.2〜約7.2、約5.0〜約8.0、約5〜約7.5、約5.5〜約8.0、約6.1〜約7.7、約6.2〜約7.6、約7.3〜約7.4、約6.0、約7.1、約6.2、約7.3、約6.4、約6.5、約6.6、約6.7、約6.8、約6.9、約7.0、約7.1、約7.2、約7.3、約7.4、約7.5、約7.6、または約8.0である。いくつかの変形において、DRSポリペプチド製剤が、約6.0〜約7.0のpHを有する。いくつかの変形において、製剤が、約7.4のpHを有する。特定の変形において、製剤が、約6.2〜約7.5のpHを有する。
ある実施形態において、塩(たとえばNaCl)の濃度が、たとえば約0%〜約0.9%(w/v)であろう。たとえば、塩の濃度は、約0.01〜約0.9%、約0.02%〜約0.9%、約0.03%〜約9%、約0.05%〜約0.9%、約0.07%〜約0.9%、約0.09%〜約0.9%、約0.1%〜約0.9%、約0.2%〜約0.9%、約0.3%〜約0.9%、約0.4%〜約0.9%、約0.5%〜約0.9%、約0.6%〜約0.9%、約0.7%〜約0.9%、約0.8%〜約0.9%、約0.9%、約0%、約0.05%、約0.01%、約0.09%、約0.1%、約0.2%、約0.3%、約0.4%、約0.5%、約0.6%、約0.7%、または約0.8%であってもよい。ある実施形態において、生理食塩溶液が、等張であろう(たとえば約0.9% NaCl(w/v)のNaCl濃度)。ある実施形態において、水溶液が、約0.5%、約0.7%、約0.8%、約0.85、または約0.75%のNaCl濃度を含有するであろう。当業者に十分に理解されるように、他の構成成分の濃度に依存して、たとえば、DRSポリペプチドが塩として存在する場合、投与に適した製剤を実現するために必要とされるNaClまたは他の塩の濃度は、変動してもよい。
眼球製剤に粘性増加剤が実質的にない、いくつかの実施形態において、製剤は、限定されないが、ポリアニオンポリマー、水溶性のセルロース誘導体(たとえばヒプロメロース(HPMC、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、およびヒドロキシプロピルセルロースとしても知られている)、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース(carboxmethylcellulose)など)、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、コンドロイチン硫酸、ヒアルロン酸、可溶性デンプンなどのような粘性増加剤が実質的になくてもよい。いくつかの変形において、製剤が、ヒドロゲルまたは他の保持剤を組み込まず(たとえば米国特許出願公開第2005/0255144号明細書において開示されるものなど(参照によって本明細書においてその全体が組み込まれる))、たとえば、ヒドロゲルが、ホモポリマー;共重合体(たとえばヒドロキシメチルメタクリラート、エチレングリコール、ジメチルメタクリラート、およびメタクリル酸のテトラポリマー)、トリメチレンカルボナートおよびポリグリコール酸の共重合体、ポリグラクチン910、グリコナート(glyconate)、ポリp−ジオキサノン、ポリグリコール酸、ポリグリコール酸フェルト、ポリ−4−ヒドロキシ酪酸、ポリ(L−ラクチド)およびポリ(L−ラクチド−コ−グリコリド)の組み合わせ、グリコールメタクリラート、ポリ−DL−ラクチド、またはPrimacryl);酸化再生セルロース、ポリプロピレン、およびポリジオキサノンの複合体またはポリプロピレンおよびポリグレカプロン(poligelcaprone)の複合体などを組み込むヒドロゲルを含んでいてもよい。いくつかの変形において、製剤が、1つ以上のポリビニルアルコール、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ポリエチレングリコール400ヒマシ油エマルション、カルボキシメチルセルロースナトリウム、プロピレングリコール、ヒドロキシプロピルグアーガム、カルボキシメチルセルロースナトリウム、白色ワセリン、鉱油、デキストラン70、グリセリン、ヒプロメロース、アマニ油、魚油、オメガ3およびオメガ6脂肪酸、ルテイン、またはサクラソウ油を含まない。いくつかの変形において、製剤が、たとえば1つ以上のオレイン酸、エタノール、イソプロパノール、グリセロールモノオレエート、グリセロールジオオレアート(diooleate)、メチルラウレート、プロピレングリコール、プロパノール、またはジメチルスルホキシドなどのような、米国特許第4,888,354号明細書(参照によって本明細書においてその全体が組み込まれる)において記載される1つ以上のキャリヤを含まない。いくつかの変形において、製剤が、グリセロールジオオレアートおよびイソプロパノールが実質的にない。
特定の実施形態において、ゲル形成ポリマーが、たとえば多糖であってもよい。ある実施形態において、多糖が、ジェランガムである。名称「ジェランガム」が当分野においてより一般に使用されるが、ジェランガムは、細菌Pseudomonas elodeaによって作り出されるヘテロ多糖を指す。ジェランガム、特に、製剤GELRITE(登録商標)は、特に、チモロールの製剤におけるその使用において、米国特許第4,861,760号(これによって参照によってその全体が組み込まれる)において詳細に記載される。低アセチル浄化グレードのジェランガムであるGELRITE(登録商標)は、Merck&Co(Rahway、N.J.)から市販で入手可能であり、ジェランガムは、とりわけCPKelco(Atlanta、Ga.)から市販で得ることができる。ジェランガムなどのような多糖の調製は、たとえば、これによって参照によってそれらの全体が組み込まれる米国特許第4,326,053号明細書および米国特許第4,326,052号明細書において記載される。
ある実施形態において、ゲル形成ポリマーが、約0.03%〜約2%(w/v)の濃度で存在する。いくつかの実施形態において、ゲル形成ポリマーが、約0.03%〜約1.75%、約0.03%〜約1.5%、約0.03%〜約1.25%、約0.03%〜約1%、約0.03%〜約0.9%、約0.03%〜約0.8%、約0.03%〜約0.7%、約0.03%〜約0.6%、約0.03%〜約0.5%、約0.05%〜約2%、約0.05%〜約1.75%、約0.05%〜約1.5%、約0.05%〜約1.25%、約0.05%〜約1%、約0.05%〜約0.9%、約0.05%〜約0.8%、約0.05%〜約0.7%、約0.05%〜約0.6%、約0.05%〜約0.5%、約0.1%〜約2%、約0.1%〜約1.75%、約0.1%〜約1.5%、約0.1%〜約1.25%、約0.1%〜約1%、約0.1%〜約0.9%、約0.1%〜約0.8%、約0.1%〜約0.7%、約0.1%〜約0.6%、約0.1%〜約0.5%、約0.2%〜約2%、約0.2%〜約1.75%、約0.2%〜約1.5%、約0.2%〜約1.25%、約0.2%〜約1%、約0.2%〜約0.9%、約0.2%〜約0.8%、約0.2%〜約0.7%、約0.2%〜約0.6%、約0.2%〜約0.5%、または約0.5%〜約1.5%の濃度で存在する。いくつかの実施形態において、ゲル形成ポリマーの濃度が、約0.1%、約0.2%、約0.4%、約0.6%、約0.8%、約1%である。
特定の実施形態において、ゲル形成ポリマーが、約0.05%〜約2%(w/v)、約0.1%〜約2%(w/v)、約0.1%〜約1%(w/v)、約0.05%〜約1%(w/v)、または約0.1%〜約0.6%(w/v)の濃度のジェランガムである。いくつかの実施形態において、ジェランガムの濃度が、約0.1%、約0.2%、約0.4%、約0.6%、約0.8%、約1%である。
眼球製剤のいくつかの実施形態において、製剤が、1つ以上の保存剤、1つ以上の界面活性剤、または1つ以上の医薬品などのようなさらなる構成成分を含んでいてもよい。特定の実施形態において、製剤が、1つ以上の保存剤、1つ以上の界面活性剤、1つ以上の等張化剤、1つ以上の緩衝剤、1つ以上のキレート剤、1つ以上の粘性増加剤、1つ以上の塩、または1つ以上の医薬品などのようなさらなる構成成分を含んでいてもよい。これらの実施形態のあるものにおいて、製剤は、(DRSポリペプチド(またはその薬学的に許容され得る塩)およびキャリヤに加えて)、1つ以上の保存剤、1つ以上の緩衝剤(たとえば1、2、3つなど)、1つ以上のキレート剤、および1つ以上の塩を含んでいてもよい。いくつかの実施形態において、製剤は、(DRSポリペプチド(またはその薬学的に許容され得る塩)およびキャリヤに加えて)、1つ以上の保存剤、1つ以上の等張化剤、1つ以上の緩衝剤、1つ以上のキレート剤、および1つ以上の粘性増加剤を含んでいてもよい。
いくつかの実施形態において、製剤の粘性が、同じ濃度のDRSポリペプチド(またはその薬学的に許容され得る塩)を含有する生理食塩水の粘性とほぼ同じである。いくつかの実施形態において、製剤は、ゲル形成ポリマーが実質的にない。キャリヤが水である、ある実施形態において、製剤は、そのうえ、1つ以上のキレート剤(たとえばEDTA二ナトリウム(EDTA)、1つ以上の保存剤(たとえば塩化ベンザルコニウム、塩化ベンゼトニウム、クロルヘキシジン、クロロブタノール、メチルパラベン、フェニルエチルアルコール、プロピルパラベン、チメロサール、硝酸フェニル水銀、ホウ酸フェニル水銀、酢酸フェニル水銀、または前述のものの2つ以上の組み合わせ)、塩(たとえばNaCl)、ならびに1つ以上の緩衝剤(たとえば1つ以上のリン酸バッファー(たとえば第二リン酸ナトリウム、第一リン酸ナトリウム、その組み合わせなど)、クエン酸バッファー、マレイン酸エステルバッファー、ホウ酸バッファー、および前述のものの2つ以上の組み合わせ)を含んでもよい。
特定の実施形態において、キレート剤が、EDTA二ナトリウムであり、保存剤が、塩化ベンザルコニウムであり、塩が、NaClであり、緩衝剤が、第二リン酸ナトリウムおよび第一リン酸ナトリウムである。これらの実施形態のあるものにおいて、製剤は、ポリマーが実質的にない。いくつかの実施形態において、製剤は、実質的に、粘性増加剤(複数可)(たとえばカルボキシメチルセルロース、ポリアニオンポリマーなど)が実質的にない。いくつかの実施形態において、製剤の粘性が、同じ濃度のDRSポリペプチド(またはその薬学的に許容され得る塩)を含有する生理食塩水の粘性とほぼ同じである。これらの実施形態のいくつかにおいて、DRSポリペプチド(またはその薬学的に許容され得る塩)の濃度が、約0.02%〜約3%、約0.02%〜約2%、約0.02%〜約1%(w/v)である。ある実施形態において、DRSポリペプチド(またはその薬学的に許容され得る塩)の濃度が、約0.01%、約0.02%、約0.03%、約0.05%、約0.07%、約0.1%、約0.3%、約0.4%、約0.5%、約0.6%、約0.8%、または約1%(w/v)である。
キャリヤが水を含む、ある実施形態において、粘性増加剤もまた、製剤に含まれていてもよい。当業者は、適した粘性増加剤に精通しているであろう(たとえば水溶性のセルロース誘導体(たとえばヒプロメロース(HPMC、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、およびヒドロキシプロピルセルロースとしても知られている)、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース(carboxmethylcellulose))、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、コンドロイチン硫酸、ヒアルロン酸、および可溶性デンプン。粘性増加剤が使用される場合、それらは、製剤が投与前にまたはその後にゲルを形成するであろうから、十分に高い濃度では含まれないことが意図される(たとえば、粘性増加剤の濃度は、ゲル生成を誘発するのに十分ではない)。
粘性増加剤の厳密な濃度は、製剤における他の構成成分の選択および濃度ならびに選択される特定の粘性増加剤(複数可)に依存するであろうが、一般に、粘性増加剤は、結果として生じる溶液の粘性が約1000センチポアズ未満となるような濃度で存在してもよい。ある実施形態において、製剤の粘性が、約900センチポアズ未満、約800センチポアズ未満、約700センチポアズ未満、約600センチポアズ未満、約500センチポアズ未満、約400センチポアズ未満、約300センチポアズ未満、約200センチポアズ未満、約150センチポアズ未満、約100センチポアズ未満、約50センチポアズ未満である。いくつかの実施形態において、製剤の粘性が、約200、約150、約100、約50センチポアズである。特定の実施形態において、粘性が、約200センチポアズ未満である。他のものにおいて、約120センチポアズ未満または約100センチポアズ未満である。いくつかの実施形態において、粘性が、約100センチポアズである。他のものにおいて、約50センチポアズである。さらに他の実施形態において、粘性が、約200センチポアズである。粘性を測定するための方法は、当業者によく知られている。たとえば、United States Pharmacopoeia 29(Chapter 911)Viscosity、page 2785(本明細書において参照によってその全体が組み込まれる)において記載されている。当業者によく知られているように、たとえば、一般に「ゲル」と考えられる製剤は、1000センチポアズをかなり超える、たとえば約2000センチポアズを超える、約5000センチポアズを超える粘性を有するであろう。
(限定されないが)塩の使用が上記に記載されるように禁忌となる場合を含む、いくつかの実施形態において、眼球製剤が、1つ以上の等張化剤をさらに含んでいてもよい。本明細書において使用される場合、用語「等張化剤」およびその同種のものは、製剤の張性を調節するが、塩ではない(たとえばNaClではない)作用物質を指し、これは、本明細書において提供される教示を考慮して当業者によって十分に理解されるように、ゲル形成ポリマーまたは粘性増加剤のうちのあるものの存在により、いくつかの製剤には禁忌となる。これらの作用物質は、等張であるまたはほぼ等張である製剤を調製するために使用されてもよい(たとえば、やや高張または低張;たとえば、等張の約±20%、約±15%、約±10%、約±5%内)。等張化剤(複数可)はまた、塩の使用が禁忌とならない製剤において使用されてもよい。
本明細書において記載される製剤の張性を調節するために使用されてもよい等張化剤は、当業者に知られており、本明細書において提供される教示に基づいて選択することができる。たとえば、等張化剤は、ポリオール(たとえば糖アルコール(たとえばマンニトールなど)、トリヒドロキシアルコール(たとえばグリセリンなど)、プロピレングリコールもしくはポリエチレングリコールなど)、または2つ以上のポリオールの組み合わせを含む。同様に、等張化剤(複数可)の濃度は、製剤における他の構成成分の特徴および濃度に依存し、本明細書において提供される教示を考慮して当業者によって容易に決定することができる。
ある実施形態において、等張化剤が、グリセリンまたはマンニトールである。いくつかの実施形態において、等張化剤が、グリセリンである。他の実施形態において、それが、マンニトールである。さらに他のものにおいて、マンニトールおよびグリセリンの組み合わせが、使用されてもよい。等張化剤の例示的な濃度は、たとえば約0.001〜約3%を含む。いくつかの実施形態において、等張化剤(たとえばマンニトールまたはグリセリン)の濃度が、たとえば、約0.001%〜約2.7%、約0.001%〜約2.5%、約0.001%〜約2%、約0.001%〜約1.5%、約0.001%〜約1%、約0.01%〜約3%、約0.01%〜約2.7%、約0.01%〜約2.5%、約0.01%〜約2%、約0.01%〜約1.5%、約0.01%〜約1%、約0.1%〜約3%、約0.1%〜約2.7%、約0.1%〜約2.5%、約0.1%〜約2%、約0.1%〜約1.5%、約0.1%〜約1%、約0.01%〜約1%〜約3%、約1%〜約2.5%、約1%〜約2%、約1%〜約1.8%、約1%〜約1.5%、または約0.001%、約0.01%、約0.05%、約0.08%、約0.1%、約0.2%、約0.5%、約0.8%、約1%、約1.5%、約1.8%、約2%、約2.2%、約2.5%、約2.8%、または約3%(w/v)である。ある実施形態において、等張化剤が、マンニトールである。これらの実施形態のいくつかにおいて、キャリヤが、ゲル形成剤(たとえばジェランガム)を含む。
いくつかの実施形態において、等張化剤が、マンニトールである。これらの実施形態のあるものにおいて、キャリヤが、粘性増加剤を含む(たとえば水溶性のセルロース誘導体(たとえばヒプロメロース)、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、コンドロイチン硫酸、ヒアルロン酸、または可溶性デンプン)。
いくつかの実施形態において、眼球製剤が、そのうえ、保存剤を含んでいてもよい(たとえば塩化ベンザルコニウム、塩化ベンゼトニウム、クロルヘキシジン、クロロブタノール、メチルパラベン、フェニルエチルアルコール、プロピルパラベン、チメロサール、硝酸フェニル水銀、ホウ酸フェニル水銀、もしくは酢酸フェニル水銀、過酸化物)、または前述の保存剤の2つ以上の組み合わせ)。ある実施形態において、保存剤が、塩化ベンザルコニウムである。
当業者によって十分に理解されるように、保存剤は、約0.001%〜約0.7%(w/v)の濃度で存在してもよい。特定の実施形態において、保存剤(複数可)が、約0.001%〜約0.5%(w/v)、約0.001%〜約0.05%(w/v)、約0.001%〜約0.02%(w/v)、約0.001%〜約0.015%(w/v)、約0.001%〜約0.005%(w/v)、約0.01%〜約0.02%、約0.002%〜約0.01%、約0.015%〜約0.05%、約<0.5%未満、約0.005%〜約0.01%、約0.001%〜約0.15%、約0.002%〜約0.004%、約0.001%〜約0.002%の濃度で存在してもよい。いくつかの実施形態において、保存剤の濃度が、たとえば約0.001%、約0.005%、約0.01%、約0.02%、約0.03%、約0.05%、約0.1%、約0.2%、約0.5%、または約0.7%(w/v)であってもよい。様々な一般に使用される保存剤についての典型的な濃度(w/v)は、下記の表Cにおいて列挙される。
ある実施形態において、製剤が、そのうえ、界面活性剤または2つ以上の界面活性剤の組み合わせを含んでいてもよい。特定の実施形態において、製剤は、界面活性剤が実質的にない。本明細書において使用される場合、用語「実質的にない」は、当業者に知られている通常の検出方法およびプロトコールを使用して検出不可能な特定の構成成分のレベルを指すことが意図される。たとえばHPLC(キラルHPLC、キラルHPLC/MS、LC/MS/MSなどを含む)、薄層クロマトグラフィー、質量分析法、偏光測定、ガスクロマトグラフ質量分析、または他のもの。
特定の実施形態において、眼球製剤が、キレート剤(たとえばEDTA二ナトリウム(EDTA)(たとえばEDTA二ナトリウム(二水和物)など)、クエン酸など)をさらに含んでもよい。いくつかの実施形態において、キレート剤の組み合わせが、存在してもよい。当業者らによって十分に理解されるように、キレート剤は、製剤構成成分の分解を妨げ、それによって眼球製剤の有効期間を増加させるために使用することができる。当業者によって十分に理解されるように、ジェランガム製剤と組み合わせたEDTAの使用は、EDTAが、ジェランガム製剤の投与前にゲル生成を引き起こし得るので、禁忌となる。
キレート剤についての典型的な濃度は、約0.005%〜0.1%(w/v)である。たとえば約0.005%〜約0.09%、約0.005%〜約0.08%、約0.005%〜約07%、約0.005%〜約0.06%、約0.005%〜約0.05%、約0.005〜約0.04%、約0.005%〜約0.03%、約0.01%〜約0.1%、約0.01%〜約0.09%、約0.01%〜約0.08%、約0.01%〜約0.07%、約0.01%〜約0.06%、約0.01%〜約0.05%、約0.01%〜約0.04%など。ある実施形態において、キレート剤(複数可)の濃度が、約0.005%、約0.01%、約0.02%、約0.03%、約0.05%、約0.06%、約0.07%、約0.08%、約0.09%、または約0.1%である。
特定の実施形態において、キレート剤が、EDTA二ナトリウムである。ある実施形態において、キレート剤が、EDTA二ナトリウム(二水和物)である。これらの実施形態のいくつかにおいて、EDTA二ナトリウム二水和物が、約0.01%(w/v)の濃度で存在する。
いくつかの実施形態において、眼球製剤が、そのうえ、1つ以上の緩衝剤(たとえばリン酸バッファー(複数可)(たとえばリン酸ナトリウムバッファー(たとえば第二リン酸ナトリウム、第一リン酸ナトリウムなど)、クエン酸バッファー、マレイン酸エステルバッファー、ホウ酸バッファーなど)を含んでいてもよい。当業者によって十分に理解されるように、1つ以上の緩衝剤(複数可)は、使用に適したpH(たとえば約4.5〜約8のpH)を実現するために、所定の製剤の他の構成成分と組み合わせて選択されるべきである。
ある実施形態において、緩衝剤が、リン酸バッファーまたは2つ以上のリン酸バッファーの組み合わせである。ある実施形態において、緩衝剤が、第二リン酸ナトリウムおよび第一リン酸ナトリウムである。
緩衝剤(複数可)、たとえばリン酸緩衝剤(複数可)についての典型的な濃度は、約0.005モル〜0.1モルであってもよい。いくつかの実施形態において、緩衝剤(複数可)が、約0.01〜約0.1、約0.01〜約0.08、約0.01〜約0.05、約0.01〜約0.04、約0.02〜約0.1、約0.02〜約0.08、約0.02〜約0.06、約0.02〜約0.05、約0.02〜約0.04モルなどの濃度であってもよい。特定の実施形態において、2つの緩衝剤がある。例示的な緩衝剤は、第二リン酸ナトリウム(たとえば第二リン酸ナトリウム.7HO)および第一リン酸ナトリウム(たとえば無水第一リン酸ナトリウム)の組み合わせを含む。いくつかの実施形態において、緩衝剤(複数可)の濃度が、約0.005モル、約0.01モル、約0.02モル、約0.03モル、約0.04モル、約0.05モル、約0.06モル、約0.07モル、または約0.1モルである。
本発明のさらなる態様は、医薬の製造における、本明細書において記載される製剤の使用を含む。特に、本明細書において記載される状態の処置および/または予防において使用するための医薬の製造。さらに、本明細書において様々に記載される製剤はまた、特に断りのない限り、状態の処置および/または予防において、本明細書において記載される方法に従って使用するための医薬の製造における使用が意図される。
製剤の方法は、当技術分野においてよく知られており、たとえば、Remington:The Science and Practice of Pharmacy、Mack Publishing Company、Easton、Pa.、19th Edition(1995)において開示される。本明細書において提供される組成物および作用物質は、任意の治療上有効な投与計画において、本発明の方法に従って投与されてもよい。投薬量および頻度は、悪影響を伴うことなく有効なレベルの作用物質を生成するために選択される。本発明の化合物の有効量は、投与のルート、処置されている温血動物のタイプ、および考慮中の特定の温血動物の身体的特徴に依存するであろう。これらの因子およびこの量の決定に対するそれらの関係は、医学の技術分野における当業者によく知られている。投与のこの量および方法は、最適な効能を実現するために適合させることができるが、体重、食事、併用医薬品のような因子、および医学の技術分野における当業者らが認識するであろう他の因子に依存するであろう。
ある実施形態において、医薬組成物が、鼻内噴霧剤、吸入、および/または他のエアロゾル送達ビヒクルによって送達されてもよい。鼻エアロゾル噴霧剤を介して肺に遺伝子、ポリヌクレオチド、およびペプチド組成物を直接送達するための方法は、たとえば米国特許第5,756,353号明細書および米国特許第5,804,212号明細書において記載されている(それぞれ、参照によって本明細書においてその全体が詳細に組み込まれる)。同様に、鼻内微粒子樹脂(Takenagaら、1998)およびリゾホスファチジル−グリセロール化合物(参照によって本明細書においてその全体が詳細に組み込まれる米国特許第5,725,871号明細書)を使用する薬剤の送達もまた、医薬品の技術分野においてよく知られている。同様に、ポリテトラフルオロエチレン(polytetrafluoroetheylene)支持マトリックスの形態をした経粘膜薬剤送達は、米国特許第5,780,045号明細書において記載されている(参照によって本明細書においてその全体が詳細に組み込まれる)。
ある実施形態において、送達が、適した宿主細胞の中への本発明の組成物の導入のために、リポソーム、ナノカプセル、微粒子、マイクロスフェア、脂質粒子、小胞、およびその他同種のものの使用によって行われてもよい。特に、本発明の組成物は、脂質粒子、リポソーム、小胞、ナノスフェア、ナノ粒子、またはその他同種のものにおいて被包された送達のために製剤されてもよい。そのような送達ビヒクルの製剤および使用は、知られていて従来の技術を使用して実行することができる。
ある実施形態において、本明細書において提供される作用物質が、ポリマーおよびマトリックスなどのような、生体適合性で、生分解性の基質を含む、薬学的に許容され得る固体の基質に付加されてもよい。そのような固体の基質の例は、限定を伴うことなく、ポリエステル、ヒドロゲル(たとえばポリ(2−ヒドロキシエチル−メタクリレート)またはポリ(ビニルアルコール))、ポリラクチド(米国特許第3,773,919号明細書)、L−グルタミン酸およびγ−エチル−L−グルタミン酸の共重合体、非分解性エチレン酢酸ビニル、ポリ(乳酸−コ−グリコール酸)(PLGA)およびLUPRON DEPOT(商標)などのような分解性の乳酸グリコール酸共重合体(乳酸グリコール酸共重合体およびリュープロリド酢酸から構成される注射用のマイクロスフェア)、ポリ−D−(−)−3−ヒドロキシ酪酸、コラーゲン、金属、ハイドロキシアパタイト、生体ガラス、アルミン酸、バイオセラミック材料、および精製タンパク質を含む。
特定の一実施形態において、固体の基質が、Atrigel(商標)(QLT,Inc.、Vancouver、B.C.)を含む。Atrigel(登録商標)薬剤送達系は、生体適合性のキャリヤ中に溶解された生分解性のポリマーからなる。医薬品は、製造の時にこの液体送達系の中に混ぜ合わせられてもよい、または産物に依存して、使用の時に医師によってその後、追加されてもよい。液体産物が小さな標準規格注射針を通して皮下空間に注射されるまたはカニューレを通して到達できる組織部位に配置される場合、組織液中の水により、ポリマーが沈殿し、固体移植片における薬剤を捕らえる。次いで、移植片内に被包された薬剤は、ポリマーマトリックスが時間と共に生物分解されるにつれて、コントロールされた方法で放出される。
特定の実施形態において、投与される作用物質のDRS−Fcコンジュゲート組成物の量が、一般に、経口的にまたは静脈内に投与された場合、約0.1〜約100mg/kg/日、典型的に、約0.1〜10mg/kgの投薬量の範囲にわたるであろう。特定の実施形態において、投薬量が、5mg/kgまたは7.5mg/kgである。ヒトについて、使用される毎日の投薬量は、約0.1mg/kg〜0.5mg/kg、約1mg/kg〜5mg/kg、約5mg/kg〜10mg/kg、約10mg/kg〜20mg/kg、約20mg/kg〜30mg/kg、約30mg/kg〜50mg/kg、および約50mg/kg〜100mg/kg/24時間の範囲にわたってもよい。
ある実施形態において、組成物または作用物質が、0.1〜10mg/kgまたは0.5〜5mg/kgの単一の投薬量で投与される。他の実施形態において、組成物または作用物質が、0.1〜50mg/kg/日、0.5〜20mg/kg/日、または5〜20mg/kg/日の投薬量で投与される。
様々な実施形態において、投薬量が、1日当たり約50〜2500mg、100〜2500mg/日、300〜1800mg/日、または500〜1800mg/日である。一実施形態において、投薬量が、約100〜600mg/日である。他の実施形態において、投薬量が、約300〜1200mg/日である。特定の実施形態において、組成物または作用物質は、1日当たり、1つ以上の用量において、100mg/日、240mg/日、300mg/日、600mg/日、1000mg/日、1200mg/日、または1800mg/日の投薬量で投与される(つまり、組み合わせた用量が所望の毎日の投薬量を実現する)。関係する実施形態において、投薬量が、100mg bid、150mg bid、240mg bid、300mg bid、500mg bid、または600mg bidである。様々な実施形態において、組成物または作用物質が、単一のまたは繰り返しの投薬で投与される。初めの投薬量および続く投薬量は、同じであってもよい、または異なっていてもよい。
いくつかの実施形態において、合計の1日量が、約0.001mg、約0.005mg、約0.01mg、約0.05mg、約0.1mg、0.5mg、1mg、約2mg、約3mg、約4mg、約5mg、約6mg、約7mg、約8mg、約9mg、約10mg、約20mg、約30mg、約40mg、約50mg、約60mg、約70mg、約80mg、約90mg、または約100mg/24時間であってもよい。数日にわたるまたはより長い反復投与について、状態に依存して、疾患症状の所望の抑制が生じるまで、処置は継続される。これらおよび他の療法(たとえばエクスビボにおける療法)の進行は、従来の方法およびアッセイによって、また、医師または他の当業者に知られている基準に基づいて、容易にモニターすることができる。
長期送達デバイスおよび組成物について、そのような送達系において含有されるDRSの用量の合計が、徐放系の放出プロファイルに依存して、対応してより大きくなるであろうということがさらに十分に理解されるであろう。したがって、5日間の期間にわたってDRSポリペプチドを送達することが意図される徐放性組成物またはデバイスは、典型的に、DRSポリペプチドの1日量の少なくとも約5〜10倍を含むであろう;365日間の期間にわたってDRSペプチドを送達することが意図される徐放性組成物またはデバイスは、典型的に、DRSポリペプチドの1日量の少なくとも約400〜800倍を含むであろう(徐放性系を使用して投与される場合、DRSポリペプチドの安定性および生物学的利用率に依存して)。
ある実施形態において、組成物または作用物質が、たとえば約10分間〜90分の期間にわたって、経口的にまたは静脈内に、たとえば注入によって、投与される。他の関係する実施形態において、組成物または作用物質が、ある期間にわたって、連続注入によって、たとえば約0.1〜約10mg/kg/時間投薬量で投与される。期間は変動し得るが、ある実施形態において、期間が、約10分間〜約24時間または約10分間〜約3日間であってもよい。
特定の実施形態において、有効量または治療有効量が、約0.1μg/ml〜約20μg/mlまたは約0.3μg/ml〜約20μg/mlのCmaxを有する被験体の血漿中の組成物または作用物質の総濃度を実現するのに十分な量である。ある実施形態において、経口投薬量が、約0.1μg/ml〜約5μg/mlまたは約0.3μg/ml〜約3μg/mlの血漿濃度(Cmax)を実現するのに十分な量である。ある実施形態において、静脈内投薬量が、約1μg/ml〜約10μg/mlまたは約2μg/ml〜約6μg/mlの血漿濃度(Cmax)を実現するのに十分な量である。関係する実施形態において、被験体の血漿中の作用物質の総濃度が、約20μg/ml未満の平均トラフ濃度および/または約20μg/ml未満の定常状態濃度を有する。さらなる実施形態において、被験体の血漿中の作用物質の総濃度が、約10μg/ml未満の平均トラフ濃度および/または約10μg/ml未満の定常状態濃度を有する。
さらに他の実施形態において、被験体の血漿中の作用物質の総濃度が、約1ng/ml〜約10μg/mlの平均トラフ濃度および/または約1ng/ml〜約10μg/mlの定常状態濃度を有する。一実施形態において、被験体の血漿中の作用物質の総濃度が、約0.3μg/ml〜約3μg/mlの平均トラフ濃度および/または約0.3μg/ml〜約3μg/mlの定常状態濃度を有する。
特定の実施形態において、組成物または作用物質が、哺乳動物において、約1ng/ml〜約10μg/mlの平均トラフ濃度および/または約1ng/ml〜約10μg/mlの定常状態濃度を有する血漿濃度を実現するのに十分な量で投与される。関連する実施形態において、哺乳動物の血漿中の作用物質の総濃度が、約0.3μg/ml〜約3μg/mlの平均トラフ濃度および/または約0.3μg/ml〜約3μg/mlの定常状態濃度を有する。
本発明の特定の実施形態において、組成物もしくは作用物質の有効量または組成物もしくは作用物質の血漿濃度が、たとえば、少なくとも15分間、少なくとも30分間、少なくとも45分間、少なくとも60分間、少なくとも90分間、少なくとも2時間、少なくとも3時間、少なくとも4時間、少なくとも8時間、少なくとも12時間、少なくとも24時間、少なくとも48時間、少なくとも3日間、少なくとも4日間、少なくとも5日間、少なくとも6日間、少なくとも1週間、少なくとも2週間、少なくとも1か月、少なくとも2か月、少なくとも4か月、少なくとも6か月、少なくとも1年間、少なくとも2年間、または2年超、実現されるまたは維持される。
あるDRSポリペプチドベースの実施形態において、投与されるポリペプチドの量が、約0.1μg/kg〜約0.1mg/kg〜約50mg/kg患者体重の範囲に典型的にあるであろう。疾患のタイプおよび重症度に依存して、約0.1μg/kg〜約0.1mg/kg〜約50mg/kg体重(たとえば約0.1〜15mg/kg/用量)のポリペプチドが、たとえば1つ以上の別々の投与によるか連続注入によるかにかかわらず、患者に対する投与のための初めの候補投薬量とすることができる。たとえば、投薬レジメンは、約4mg/kgの初めの負荷投与量、その後に続く、約2mg/kgのポリペプチドの毎週の維持量または負荷投与量の約半分を投与することを含んでいてもよい。しかしながら、他の投薬量レジメンが、有用であってもよい。典型的な毎日の投薬量は、上記に言及される因子に依存して、約0.1μg/kg〜約1μg/kg〜100mg/kgまたはそれ以上の範囲にわたってもよい。数日にわたるまたはより長い反復投与について、状態に依存して、疾患症状の所望の抑制が生じるまで、処置は継続される。
特定の実施形態において、有効量が、本明細書において記載される組成物または作用物質の血漿レベルまたは平均トラフ濃度を実現する。これらは、通常の手順を使用して、容易に決定されてもよい。
本発明の実施形態は、他の態様において、本明細書において記載されるように、本発明の1つ以上のポリペプチド、ポリヌクレオチド、抗体、多ユニット複合体、その組成物などで充填された、1つ以上の容器を含むキットを提供する。キットは、そのような組成物を使用する方法についての書面の説明書を含むことができる(たとえば細胞のシグナル伝達、血管新生、癌、炎症性状態、診断などを調整するための)。
本明細書におけるキットはまた、処置されている徴候または所望の診断適用に適したまたは所望される1つ以上のさらなる治療剤または他の構成成分を含んでいてもよい。所望の場合、さらなる治療剤は、第2の容器中に含有されてもよい。さらなる治療剤の例は、抗腫瘍剤、抗炎症剤、抗菌剤、抗ウイルス剤、血管新生剤などを含むが、これらに限定されない。
本明細書におけるキットはまた、送達の意図されるモードを促進するのに必要なまたは所望される1つ以上の注射器または他の構成成分を含むこともできる(たとえばステント、移植可能なデポーなど)。
本発明のある実施形態は、ここで、以下の実施例によって例証される。しかしながら、本発明は、多くの様々な形態で例示されてもよいが、本明細書において記載される実施形態に限定されるように解釈されるべきではなく、むしろ、これらの実施形態は、本開示が、十分で完全なものとなり、当業者らに対して本発明の範囲が十分に伝わるために提供される。
実施例1
DRSポリペプチドの産生
コドン最適化および遺伝子合成:DRSポリペプチドAspRS1N1(C76S)(アミノ酸1〜154および位置76にシステイン→セリン変異を含む)をコードする大腸菌コドン最適化核酸配列は、DNA2.0(Menlo Park、CA)によって開発されたアルゴリズムを使用して、最適な大腸菌発現のために設計した。遺伝子は、C−末端V5Hisタグと共に合成し、T7プロモーターが転写を駆動するために使用され、カナマイシン抵抗性が抗生物質選択のために使用されるpJExpress411ベクターにサブクローニングした。
コドン最適化DNA配列は、以下のとおりである。
対応する翻訳タンパク質配列は、
である。
コントロールとして、非変異AspRS1N1タンパク質もまた、野生型(ヒトコドン使用)を使用して調製し、同一の発現カセットにクローニングした。天然のAspRS1N1の核酸配列は、以下のとおりである。
同一のC−末端タグを含有するが、野生型Cys76を含有するコードタンパク質を下記に示す。
発現株:BL21−CodonPlus(DE3)−RIPLコンピテント細胞(Agilent cat.no.230280)を、非変異AspRS1N1発現構築物により形質転換した。BL21(DE3)コンピテント細胞(Novagen、cat.no.69450)を、AspRS1N1(C76S)発現構築物により形質転換した。手短に言えば、プラスミド(1μL)を、50μLのコンピテント細胞の中に追加した。反応液を混合し、30分間、氷上でインキュベートした。反応液に、30秒間、42℃で熱ショックを与え、その後、2分間、氷上で寒冷ショックを続けた。次いで、SOC培地(500μL)を追加し、チューブを、1時間、37℃、250rpmでインキュベートした。最後に、培養物の一定分量(50μL)を、カナマイシンプレート(Teknova S9641)上に広げ、一晩、37℃でインキュベートした。単一のコロニーを選び、発現スケールアップのために使用した。
タンパク質の流加発酵産生:M9YE培地は、200mL滅菌M9最少塩5X(BD248510)、滅菌精製水中778mL 30g/L酵母抽出物(BD212750)、20mL滅菌20%グルコース(Sigma G7021)、および2mL滅菌1.0M MgSO(Sigma M7506)を混合することによって調製した。供給溶液は、5%酵母抽出物、50%グルコース、微量元素、および2g/L硫酸マグネシウムを含有する。硫酸カナマイシン(Invitrogen 15160)を、M9YEおよび供給溶液の両方に100μg/mLの最終濃度まで追加した。
MFCS/DAソフトウェアを備えた4L発酵槽(Sartorius Biostat B plus)を、両方のタンパク質の流加発酵のために使用した。撹拌を1000rpmに設定した。pH値は、30%水酸化アンモニウム(Sigma 221228)および30%リン酸(Sigma P5811)の追加によって自動的に7.0にコントロールした。空気は、オイルフリー・ダイヤフラム・エアーコンプレッサー(Cole−Parmer)により4L/分の流速で提供した。空気は、0.2μm Midisart 2000フィルター(Sartorius 17805)を通過させた。純酸素(West Air)は、70%に溶存酸素レベルをコントロールするために自動的に供給した。温度は、Neslab RTE7サーキュレーター(Thermo Scientific)により30℃にコントロールした。起泡は、消泡剤204(Sigma A8311)の追加によってコントロールした。発酵槽中のM9YE培地の初めの容積は、3Lとした。発酵槽に、30℃および250rpmで一晩成長させた150mLのシード培養物を接種した。グルコースを容器中で減らしたら、濃縮供給溶液を、0.9ml/分に設定した蠕動ポンプによって容器の中に導入した。600nmでの細胞の光学濃度が約30に達したら、培養物を、0.5mM IPTG(Fisher Scientific BP1755)により誘発した。培養を一晩実行し(約18時間の流加フェーズ)、1時間、6,000gでの遠心分離によって収集した。細胞ペレットを、精製まで−20℃で保存した。それぞれのタンパク質の発現を、SDS−PAGE分析によって確認した(データ示さず)。
タンパク質の精製:それぞれの産生実行からの凍結細胞ペレットを、4容積(つまり4mL/g細胞ペレット)の溶解バッファー(50mM Tris、300mM NaCl、25mMイミダゾール、14mM β−ME、pH8.0)中に再懸濁した。Complete EDTA−FREEプロテアーゼ阻害剤カクテル錠剤(Roche Cat.# 05 056 489 001)を1錠剤/50mLの比で懸濁液に追加した。懸濁液を、氷によって冷却しながら、14,000psiで2回、マイクロフルダイザー(Microfluidics)を通過させた。溶解物は、4℃で45分間、35,000xgで遠心分離機にかけた。上清は、0.45+0.22μm Sartobranカプセルフィルター(Sartorius)でろ過した。
浄化した溶解物を、Ni−NTA結合バッファー(50mM Tris、300mM NaCl、25mMイミダゾール、pH8.0)によりあらかじめ平衡化したNi−NTA樹脂(Qiagen)に対して結合させた。カラムは、300カラム体積のNi−NTA結合バッファー+0.1% Triton X−114、その後、33カラム体積のNi−NTA結合バッファーにより洗浄した。結合タンパク質、D1−C76Sは、5カラム体積のNi−NTA溶出バッファー(50mM Tris、300mM NaCl、300mMイミダゾール、pH8.0)により溶出した。
精製タンパク質は、pH7.3の、20mMリン酸ナトリウム、200mMアルギニンを含有するバッファーに透析した。透析したタンパク質は、さらなるエンドトキシン除去のために、Q膜フィルター(SartoriusのSartobind−QもしくはPallのMustang−Q)またはQ−セファロースカラム(GE Healthcare)を通過させ、次いで、0.22μm滅菌フィルターでろ過した。
AspRS1N1とのAspRS1N1(C76S)の産生収量、純度、およびエンドトキシン含有量の比較.いくつかの独立した産生実行にわたる、AspRS1N1(C76S)および非変異AspRS1N1構築物由来の可溶性タンパク質の収量の直接的な比較は(表E1)、AspRS1N1(C76S)変異体が、非変異親タンパク質と比較して、一貫して、より高い収量を有することを明らかにする。表E1は、AspRS1N1(C76S)および非変異AspRS1N1の平均的な精製収量を列挙する。
SDSゲルによる代表的なタンパク質の分析を図1に示す。ゲルは、精製AspRS1N1(C76S)が、同一の条件下で調製したAspRS1N1の同等のバッチと比較して、より少ない低分子量不純物を有し、より少ないジスルフィド架橋二量体種を含有することを実証する。
さらに、タンパク質エンドトキシン含有量の分析は、AspRS1N1(C76S)タンパク質が、非変異AspRS1N1と比較して、有意に低下したエンドトキシン含有量を示したことを明らかにする(表E2)。
したがって、システイン含有量が低下したDRSポリペプチド、特にAspRS1N1(C76S)は、対応する非変異タンパク質と比較して、製造性の改善、産生収量の改善、および有意により少ないエンドトキシン混入を示すと結論づけられる。
実施例2
哺乳動物細胞におけるDRSポリペプチドの産生
代わりとなる産生系として、例示的なDRSポリペプチドを、哺乳動物発現系を使用して調製した。このアプローチは、大腸菌由来のエンドトキシンによる、DRSポリペプチドのあらゆる混入の可能性を排除するという利点の可能性を有する。
クローニング:AspRS1N1フラグメント(ヒト細胞質アスパルチルtRNAシンテターゼのアミノ酸1〜154)は、AspRS1N1の細胞質または分泌バージョンを生成するために、Integrated DNA Technologiesで合成した以下のプライマー対を使用して、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)によって増幅した。
プライマー対1
プライマー対2
プライマーを、鋳型(pET28ベクター中のAspRS1N1核酸フラグメント)(上記を参照されたい)、Accuprime pfxスーパーミックス(Invitrogen cat.no.12344−040)と混合し、95℃で5分間変性させた。増幅は、30秒間95℃、30秒間52℃、および40秒間68℃の35サイクルについて、Eppendorf熱サイクラーにおいて行った。増幅させたフラグメントを、QIAquick PCR精製キット(Qiagen cat.no.28104)により精製した。フラグメントのサイズ、量、および純度は、TAEバッファー(Invitrogen cat.no.15558)中の1%アガロースゲルで確認した。フラグメントは、QuikChange Lightning Site−Directed Mutagenesis Kit(Agilent、cat.no.210518)を使用して、変異誘発によってpFUSE−hIgG1−Fc2(Invivogen cat.no.pfuse−hg1fc2)の中に挿入した。18回の熱サイクルを、30秒間95℃、30秒間52℃、および4分間68℃で実行した。変異誘発の後、サンプルを、37℃でDpn I酵素により処理し、XL10 goldコンピテント細胞に形質転換した。熱ショックを、30秒間42℃で行い、その後、氷上で2分間続けた。XL10 gold形質転換体を、SOC培地中に再懸濁し、1時間、37℃でインキュベートし、次いで、zeocin寒天上に広げ、一晩、37℃でインキュベートした。複数のコロニーを、37℃で一晩、terrific broth中で成長させ、プラスミドを、QIAprep Spin Miniprep Kit(Qiagen cat.no.27106)により精製した。プラスミドは、DNAの特徴を確認するために配列決定した。正確なクローンを、NovaBlueコンピテント細胞(Novagen cat.no.70181)に形質転換し、一晩、37℃で、250ml M9YE培地中で成長させた。マキシプレップは、HiSpeed Plasmid Maxi Kit(Qiagen cat.no.12663)を使用して実行した。濃度および純度は、A260、A280、およびA230を測定することによって決定した。精製プラスミドは、トランスフェクションの前に−20℃で保存した。
分泌AspRS1N1配列は、以下のとおりである。
細胞内AspRS1N1配列は、以下のとおりである。
伸長因子−1α(EF−1α)コアプロモーターを含むhEF1−HTLVプロモーターならびにヒトT細胞白血球ウイルス(HTLV)1型末端反復配列のRセグメントおよびU5配列の一部を、転写を駆動するために使用した。V5(GKPIPNPLLGLDST)(配列番号74)およびFlag(DYKDDDDK)(配列番号75)タグを、検出および精製目的のために、D1フラグメントのC−末端に対して追加した。Streptoalloteichus hindustanus由来のSh ble遺伝子は、抗生物質抵抗性のために使用した。シミアンウイルス40後期ポリアデニル化シグナルは、切断およびポリアデニル化を可能にして、安定なmRNAをもたらす。
発現:FREESTYLE(商標)MAX CHO発現系(Invitrogen cat.no.K9000−20)を、AspRS1N1の分泌形態の発現のために使用した。CHO−S細胞は、液体窒素から解凍し、125rpmで回転する回転式振とう機プラットフォーム上で、空気中8%のCOの湿った大気を含有する37℃のインキュベーターにおいて、8mM L−グルタミンを補足した無血清培地(FREESTYLE(商標)CHO発現培地)中で成長させた。密度が約10細胞/mlに達したら、細胞を、2〜3×10細胞/mlまで希釈し、継代を少し繰り返した。DNAを、Optipro SFM中のFreestyle Max試薬と1:1で混合し、室温で10分間、インキュベートした。その複合体を、約10細胞/mlの密度で細胞にゆっくり追加した。細胞密度および生存能力は、収集まで毎日モニターした。
FREESTYLE(商標)293発現(Invitrogen cat.no.K9000−01)を、AspRS1N1の細胞内形態の発現のために使用した。293−F細胞を、液体窒素から解凍し、125rpmで回転する回転式振とう機プラットフォーム上で、空気中8%のCOの湿った大気を含有する37℃のインキュベーターにおいて、Glutamax−Iを補足した無血清培地(FREESTYLE(商標)293発現培地)中で成長させた。密度が約10細胞/mlに達したら、細胞を、2〜3×10細胞/mlまで希釈し、継代を少し繰り返した。DNAを、Opti−MEM I中の293transfectin試薬と1:2で混合し、室温で20〜30分間、インキュベートした。その複合体を、約10細胞/mlの密度で細胞にゆっくり追加した。細胞密度および生存能力は、収集まで毎日モニターした。
精製:AspRS1N1の分泌形態の場合、細胞培養の上清を、遠心分離によって細胞から分離した。浄化したサンプルを、重力カラム中のM2アガロース(Sigma cat.no.A2220)上に装填した。次いで、樹脂を、TBS(150mM NaClありの50mM Tris HCl、pH7.4)により洗浄した。結合したタンパク質を、0.1MグリシンHCl、pH3.0により溶出し、pH8.0の1M Trisバッファーにより直ちに中和した。
AspRS1N1の細胞内形態の場合、細胞を、遠心分離によって回収した。細胞を、M−PER Mammalian Protein Extraction Reagent(Pierce cat.no.78501)を使用して溶解し、次いで、不溶性のデブリを除去するために遠心分離機にかけた。浄化した溶解物を、重力カラム中のM2アガロース(Sigma cat.no.A2220)上に装填した。次いで、樹脂を、TBS(150mM NaClありの50mM Tris HCl、pH7.4)により洗浄した。結合したタンパク質を、0.1MグリシンHCl、pH3.0により溶出し、pH8.0の1M Trisバッファーにより直ちに中和した。精製タンパク質を、SDS−PAGEおよびウェスタンブロットによって分析した。精製タンパク質は、下記の実施例3において記載されるように、TLRに対する結合について評価されてもよい。
実施例3
生物学的活性の評価
ヒトtoll様受容体に対するDRSポリペプチドの結合を評価するために、一連の研究を、TLR2およびTLR4受容体を過剰発現する、市販で入手可能なレポーターHEK 293およびTHP−1細胞株を用いて行った。
商標HEK−Blue(商標)TLR細胞(Invivogen)の下で売られている遺伝子修飾ヒトHEK293細胞は、TLR2またはTLR4受容体を選択的に発現し、5つのNF−kB転写因子およびAP−1転写因子の結合部位に対して融合されたIFN−ベータミニマルプロモーターのコントロール下に分泌胚性アルカリ性ホスファターゼ(SEAP)レポーター遺伝子を含む。特異的なTLR2または4アゴニスト(それぞれ)を使用すると、HEK−BLUE(商標)TLR2およびHEK−BLUE(商標)TLR4細胞は、NF−kBおよび/またはAP−1を活性化し、SEAP検出試薬を使用すると測定可能なSEAPの分泌に至る。
TLR2応答性を増強し、かつシグナルの質を改善するために、HEK−BLUE(商標)TLR2細胞に、LPS共受容体タンパク質CD14を同時形質移入する。親細胞は、内因性レベルのTLR1、3、5、6、およびさらにNOD1を発現する。THP−1単球レポーター細胞(Invivogen THP1−XBlue(商標)細胞)は、CD14、MD−2を安定して発現し、また、上記に記載されるように、NF−kBおよびAP−1プロモーターエレメントのコントロール下に分泌胚性アルカリ性ホスファターゼ(SEAP)レポーター遺伝子をも含む。
方法:HEK−BLUE(商標)−TLR2またはHEK−BLUE(商標)−TLR4細胞を、PBSにより2回洗浄し、トリプシン処理し、新鮮な成長培地(成長培地:DMEM、4.5g/Lグルコース、10%熱不活性化ウシ胎児血清(56℃で30分間)、100mg/mL ZEOCIN(商標)、2mM L−グルタミン)中に再懸濁した。細胞は、100μLの全容積の96ウェルプレートにおいて、50,000細胞/ウェルの濃度で平板培養し、DRSポリペプチド(AspRS1N1またはAspRS1N1(C76S))を、16時間、示す濃度でそれぞれのウェルに追加した。翌日、SEAP検出培地(QUANTI−BLUE(商標))(Invivogen Catalog code:rep−qb1)を、メーカーの指示に従って調製し、120μLを、透明平底96ウェルプレートにウェル当たりに追加し、その後、(20μL)の細胞上清を追加した。サンプルを、24時間、37℃でインキュベートした。SEAPレベルは、分光光度計を使用し、650nMの吸光度を読み取って決定した。\結果:図2および3において示される結果は、DRSポリペプチドAspRS1N1(C76S)が、TLR2およびTLR4受容体結合の両方に関して、非変異AspRS1N1親分子と比較して、有意により高い活性を示し、有意により高い見かけ上のEC50を示したことを実証する(表E3)。
これらの結果は、システイン含有量が改変されたDRSポリペプチド、特に、システイン76の他のアミノ酸への変異を含むDRS変異体が、驚いたことに、活性の増強、産生収量の改善を示す、また、さらに驚いたことに、エンドトキシン含有量の低下を示す新しい産物形態の生成をもたらすことを実証する。
実施例4
C76およびC130の他のアミノ酸への変異
Cys76→Serに加えて、他の好都合な変異を同定することができるかどうかを決定するために、両方のシステイン残基(つまりCys76またはCys130のいずれか)を、19種の代わりとなる天然に存在するアミノ酸残基すべてに変異させた。天然のヒトコドン使用DRSポリペプチドまたは大腸菌最適化DRSポリペプチドにおいてこれを達成するために、以下のプライマーを使用した。
いずれかの位置での変異は、上記に記載されるように、QuikChange Lightning Site−Directed Mutagenesis Kit(Agilent、cat.no.210518)を使用して、変異誘発によって導入した。変異誘発の後、サンプルを、37℃でDpn I酵素により処理し、記載されるように、XL10 goldコンピテント細胞に形質転換した。複数のコロニーを、37℃で一晩、terrific broth中で成長させ、結果として生じるプラスミドを、QIAprep Spin Miniprep Kit(Qiagen cat.no.27106)により精製する。プラスミドは、それぞれのクローンのアミノ酸置換の特徴を確認するために、配列決定する。代表的なクローンを、NovaBlueコンピテント細胞(Novagen cat.no.70181)に形質転換し、一晩、37℃で、250ml M9YE培地中で成長させる。マキシプレップは、HiSpeed Plasmid Maxi Kit(Qiagen cat.no.12663)を使用して実行し、さらなる分析のために、変異体のプラスミドストックを生成する。濃度および純度は、A260、A280、およびA230を測定することによって決定する。精製したプラスミドは、上記に記載される方法を使用して、大腸菌または哺乳動物細胞の中へのトランスフェクションの前に−20℃で保存する。
Cys76またはCys130の変異の影響について評価するために、代表的なクローンを、大腸菌または哺乳動物細胞に形質転換し、産生収量、エンドトキシン含有量を比較した。さらに、精製タンパク質の相対活性を、上記に記載されるように、HEK293−TLR2およびHEK293−TLR4発現細胞株において比較する。最適な置換を、得られた結果に基づいて同定する。代表的な結果を表E5に示す。
結果は、C76V、C76L、およびC76Tが、収量の増強およびエンドトキシン含有量の低下を示すことを示す。そのうえ、結果は、C130TおよびC130Vが、収量の増強およびエンドトキシン含有量の低下を実証することを示す。クローンはすべて、TLR調整活性を実証した(データ示さず)。
実施例5
DRS−Fcポリペプチドの調製
N−末端およびC−末端Fc−アスパルチルtRNAシンテターゼ(DRS−Fc)融合タンパク質を、以下のように調製し、精製し、分析した。
プラスミド構築.ヒトIgG1 Fcドメインは、DRSポリペプチドのC−末またはN−末に挿入する前に、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)によって増幅した。反応混合物は、47ulのAccuprime pfx supermix(Invitrogen 12344)、1ul鋳型、および1ulのフォワード/リバースプライマーを含有する。以下のプライマーを使用した。
PCR反応は、以下のように実行した:95℃で30秒間、50℃で30秒間、68℃で42秒間を35サイクル。PCR増幅フラグメントは、アガロースゲル上で検証した。
フラグメントを、DRS遺伝子を持つpET28ベクター(Novagen 69864)のC−末またはN−末に挿入した。変異誘発反応混合物は、5ul 10Xバッファー、1ul鋳型、5ul PCRプライマー、1ul dNTP、1.5ul Quiksolution、1ul QCL酵素、および35.5ul脱イオン水を含んだ。熱サイクルは、95Cで30秒間、50Cで30秒間、68Cで4分間を18サイクル実行した。XL10 Goldコンピテント細胞(Agilent 200314)に形質転換する前に、反応を5分間、2ul DpnIにより処理した。形質転換細胞を、カナマイシンを含有するアガロースプレート上に広げ、一晩、37Cでインキュベートした。いくつかのコロニーを選び、プラスミドを、QIAprep Spin Miniprep Kit(Qiagen 27106)によって単離した。
配列は、EMBOSS Pairwise Alignment Algorithmsを使用し、理論上の配列とアライメントを実行することによって確認した。DRS_FcおよびFc_DRSのクローニングDNA配列を、下記に示す。
DRS_FcのDNA配列(C−末端Fc融合物):
Fc_DRSのDNA配列(N−末端Fc融合物)
DRS_FcおよびFc_DRSのクローニングタンパク質配列を、下記に示す。
DRS_Fcのタンパク質配列(C−末端Fc融合物)
Fc_DRSのタンパク質配列(N−末端Fc融合物)
大腸菌株.発現構築物により形質転換した大腸菌BL21−CodonPlus(登録商標)(DE3)RIPLコンピテント細胞(Agilent 230280)を、Fc融合タンパク質の産生のために使用した。
培地.M9YE培地は、滅菌5X M9の最少塩(BD 248510)、滅菌精製水中酵母抽出溶液(BD 212750)、滅菌20%グルコース(Sigma G7021)、および滅菌1.0M MgSO(Sigma M7506)を混合することによって調製した。供給溶液については、酵母抽出溶液(5%)、グルコース溶液(50%)、および10ml濃縮微量元素溶液(Fe3+、Mn2+、ホウ酸、Mo6+、Co2+、Cu2+、Zn2+、およびEDTAを含有する)ならびに10ml硫酸マグネシウム溶液を、別々にオートクレーブした。構成成分は、流加フェーズ直前に混合した。硫酸カナマイシンを、培養培地中に100μg/mlの最終濃度まで追加した。
流加発酵.Irisソフトウェアを備えた0.5L Multifors発酵槽(HT−Infors)を、流加発酵プロセスに使用した。撹拌を1000rpmに設定した。pH値は、30%水酸化アンモニウム(Sigma 221228)および30%リン酸(Sigma P5811)の追加によって自動的に7.0にコントロールした。空気は、オイルフリーダイヤフラムエアーコンプレッサー(Cole−Parmer)により0.5L/分の流速で提供し、0.2μmフィルターを通過させた。溶存酸素レベルは、純酸素(West Air)を提供することによって70%にコントロールした。温度は、Neslab RTE7サーキュレーター(Thermo Scientific)により30℃にコントロールした。起泡は、消泡剤204(Sigma A8311)の追加によってコントロールした。
発酵槽中のM9YE培地の初めの容積は、0.3Lとした。発酵槽に、30℃および250rpmで一晩成長させた15mLのシード培養物を接種した。炭素供給源を容器中で減らしたら、濃縮供給溶液を、0.12ml/分で蠕動ポンプによって容器の中に導入した。
600nmでの細胞の光学濃度が対数期に達したら、培養物を、0.5mM IPTG(Fisher Scientific BP1755)により誘発した。培養物は、一晩、成長させ(約17時間の誘発)、最終のOD600は、約120に達した。細胞は、30分間、8,000gでの遠心分離によって収集した。上清をデカントし、ペレットを、精製まで−20℃で保存した。
DRS−Fcの精製.凍結細胞ペレットを、4容積(つまり4mL/g細胞ペレット)の溶解バッファー(50mM Tris、500mM NaCl、14mM β−ME、pH7.5)中に再懸濁した。Complete EDTA−FREEプロテアーゼ阻害剤錠剤(Roche)を1錠剤/50mLの比で懸濁液に追加した。懸濁液を、氷によって冷却しながら、14,000psiで2回、マイクロフルダイザー(Microfluidics)を通過させた。溶解物は、4℃で45分間、≧10,000xgで遠心分離機にかけた。上清は、0.45+0.22μm Sartobranカプセルフィルター(Sartorius)でろ過した。
浄化した溶解物は、結合バッファー(50mM Tris、500mM NaCl、pH7.5)によりあらかじめ平衡化したMabSelect樹脂(GE Healthcare)に対して結合させた。カラムは、500カラム体積の結合バッファー+0.1% Triton X−114、その後、100カラム体積の結合バッファーにより洗浄した。結合タンパク質、DRS−Fcは、4カラム体積の溶出バッファー(0.1Mグリシン、0.5Mアルギニン、pH3.0)により、1/4容積の中和バッファー(1M Tris、pH8.0)を含有する収集チューブに溶出させた。
精製DRS−Fcは、pH7.3の、20mMリン酸ナトリウム、200mMアルギニンを含有するバッファーにバッファー交換した。透析したタンパク質は、さらなるエンドトキシン除去のために、Q膜フィルター(SartoriusのSartobind−QもしくはPallのMustang−Q)またはQ−セファロースカラム(GE Healthcare)を通過させ、0.22μm滅菌フィルターでろ過した。融合タンパク質濃度は、Bradfordタンパク質アッセイ(Thermo Scientific)によって決定した。エンドトキシンレベルは、EndoSafe PTS LALアッセイ(Charles River)によって決定されるように、15EU/mg未満であった。
DRS−Fcの分析.DRS−Fc精製プロセスを、図4に示すSDS−PAGEによって分析した。
精製DRS−Fcはまた、サイズ排除クロマトグラフィー(SEC)方法によっても分析した。サンプルを、Superdex 200 10/300 HRカラム(GE Healthcare、cat.no.17−5175−01)に装填し、カラムの流れは、Unicornソフトウェア(GE Healthcare)を備えたAKTA Explorerシステムによってコントロールした。カラムは、1X PBSバッファーによりあらかじめ平衡化した。サンプル装填後、カラムに、1.5カラム体積の1×PBSの定組成流量を流し、280nmおよび260nmの吸光度をモニターした。クロマトグラムを図5に示す。
タンパク質のおよそ83%は、所望の二量体形態である。ほとんどの二量体タンパク質は、Fcヒンジ領域中に鎖間ジスルフィド結合を含有するが、いくらかの非共有結合二量体もまた、存在する。
上記に記載されるHEK293−TLR2およびHEK293−TLR4発現細胞株におけるタグ付きでないDRS(1〜154)と比較したDRS−Fcタンパク質の相対活性を、表E6に示す。
表E6に示す結果は、DRS−Fcが、未修飾コアタンパク質DRS(1〜154)に比べて、有意に増強された生物学的効力を示すことを実証する。
未修飾タンパク質と比較した、DRS−Fc構築物の薬物動態学的特徴を評価するために、タンパク質のサンプルを、5mg/kgの濃度で、単一のIVボーラスを介して、Spague Dawleyカテーテル処置ラット(群当たり3匹の動物)に注射した。試験物の濃度は、ELISAによって決定し、動態学的パラメーターは、Phoenix非コンパートメント分析による半減期決定を使用して決定した。表E7に示す結果は、DRS−Fc融合構築物が、未修飾タンパク質と比較して、改善された回収、AUC、およびクリアランスの低下を示すことを実証する。
表E7において、C theor=15mL血液量を有する250gのラットに基づく、服用直後の理論上の濃度;回収=(Cのソフトウェア推定値)/(C theor)によって計算される、回収された用量の%;AUCinf=服用の時間から無限大までの、予測されるAUC;% AUCinf外挿=最後のデータポイントから無限大まで、ソフトウェアにより外挿したAUCinfの%;% AUCinf逆外挿=最初のデータポイントからCまで逆外挿したAUCinfの%;Vss=定常状態の分布容積。
実施例6
DRSシステイン変異体の産生
DRSシステイン変異体の生成:完全長DRSの安定性を改善し、非特異的ジスルフィド結合媒介性の凝集形成の影響を低下させるために、潜在的な疑わしいシステインを、結晶構造に基づいて同定し(たとえば、共同所有の米国特許出願第12/751,358号明細書を参照されたい)、SerまたはAlaまたはValに変異させた。特に、野生型DRSにおけるシステインC334、C349、C203、およびC259を、変異誘発のために最初に標的にした。タンパク質凝集を媒介する際のそれぞれのシステインの影響を系統的に評価するために、それぞれのDRSシステイン変異体が1つのシステイン位置または複数の位置上に変異を含有し得るミニライブラリーを生成した。DRS変異体C334S、C349S、C334S/C349S、C334S/C349S/C259A/C203A、C334S/C349S/C259A/C203V、C334S/C349S/C203A、C334S/C349S/C203V、C203A、およびC203Vを作製するために、以下のプライマーを、表E8に列挙するように使用した。
システイン位置の変異は、メーカーの指示に従って、QuickChange Lightning Site−Directed Mutagenesis Kit(Agilent、cat.no.210518)を使用して、変異誘発によって導入した。変異誘発の後、サンプルを、37℃でDpn I酵素により処理し、通常の手順を使用して、XL10 goldコンピテント細胞に形質転換した。複数のコロニーを、37℃で一晩、LB培地中で成長させ、結果として生じるプラスミドを、QIAprep Spin Miniprep Kit(Qiagen cat.no.27106)により精製した。プラスミドは、それぞれのクローンのアミノ酸置換の特徴を確認するために、配列決定した。
DRSシステイン変異体DNA配列は以下のとおりである。
DRSシステイン変異体の発現:DRSシステイン変異体構築物を、BL21(DE3)コンピテント細胞(Novagen、cat.N.69450−4)に形質転換し、16時間、30℃で、フラスコ中のLB培地において発現させた。
DRSシステイン変異体の精製:凍結細胞ペレットを、complete EDTA−FREEプロテアーゼ阻害剤カクテル錠剤(Roche cat.no: 05 056 489 001)を有する溶解バッファー(50mM Tris、300mM NaCl、25mMイミダゾール、5mM DTT、pH8.0中に再懸濁し、次いで、300mgニワトリ卵リゾチームと共に4℃で30分間、回転させた。懸濁液は、それぞれ10秒間オンおよび5秒間オフで、60秒間、2サイクル、50%および75%で超音波処理した。溶解物は、4℃で45分間、35,000xgで遠心分離機にかけた。上清は、0.22μm Sartobranカプセルフィルター(Sartorius)でろ過した。浄化した溶解物を、Ni−NTA結合バッファー(50mM Tris、300mM NaCl、25mMイミダゾール、5mM DTT、pH8.0)によりあらかじめ平衡化したNi−NTA樹脂(Qiagen)に対して結合させた。カラムは、1000カラム体積のNi−NTA結合バッファープラス0.1% Triton X−114および5mM DTT、その後、50カラム体積のNi−NTA結合バッファーにより洗浄した。結合タンパク質は、5カラム体積のNi−NTA溶出バッファー(50mM Tris、300mM NaCl、300mMイミダゾール、1mM DTT pH8.0)により溶出した。
精製タンパク質を、PBSに透析した。透析したタンパク質は、エンドトキシンレベルがCharles Riverエンドトキシン検出キット(製品コード:PTS20)を使用して検出可能である場合、さらなるエンドトキシン除去のために、Q膜フィルター(SartoriusのSartobind−QもしくはPallのMustang−Q)またはQ−セファロースカラム(GE Healthcare)を通過させ、次いで、0.22μm滅菌フィルターでろ過した。
上記に記載されるように、HEK293−TLR2およびHEK293−TLR4発現細胞株において比較する精製タンパク質の相対活性の試験により、タンパク質が活性であることを確認した(データ示さず)。
産生収量および精製DRSシステイン変異体の安定性についての比較:それぞれのDRSシステイン変異体の精製収量を、表E9に要約する。これらの変異体のTmは、メーカーの指示に従って、Life TechnologiesのProtein Thermo Shift Dye Kit(cat.no.4461146)を使用して、DSF(示差走査蛍光定量法(differential scanning fluorimetry))によって測定する。安定性は、1時間、37℃で、1mg/mlのPBSにおいて、50μlのそれぞれのDRSシステイン変異体をインキュベートし、次いで、ランニングバッファーとして200mMリン酸、100mM NaCl pH7.0を使用して、分析SECカラム(YMC America,Inc、cat.no.YMC−Pack Diol−300)を実行することによって、インキュベーション前のサンプルと単量体損失を比較するために評価した。
結果は、位置203のシステイン変異体が、安定性の増強および凝集形成の傾向の低下を示すことを実証する。驚いたことに、C203変異体はまた、位置C334、C349、およびC259の変異と関連すると、これらの変異のみでは、それら自体、単独で、安定性の有意な増強を与えなかったが、安定性を増強させた。結果は、したがって、C203が、DRSの非特異的なシステイン依存性の凝集における重要な残基に相当することを実証する。
実施例7
切断型HOMEOKINE(DRS)変異体の構築および産生
最小の活性で、最も安定なN−末端DRSポリペプチドフラグメントを系統的に評価するために、一連のN−末端、C−末端、および二重切断型Homeokine(DRS1〜154)変異体を、表E10に列挙するプライマーを使用して作製した。構築物について対応するDNAおよびタンパク質配列を下記に列挙する。手短に言えば、Homeokine(DRS)のN−末端切断型形態変異体は、Homeokine(DRS1〜154)配列のN−またはC末端から一度に2つのアミノ酸を切断することによって設計した。そのうえ、一連のC−末端伸長変異体は、2つのアミノ酸追加によってアミノ酸154から182までHomeokine配列のC−末端を伸長させるように生成した。二重切断型Homeokine変異体は、Homeokineの最小活性コアドメインを決定するためにDRSの構造に基づいて設計した。
切断型Homeokine(DRS)DNA配列は、以下のとおりである。
N−末端切断型Homeokine変異体3〜154、5〜154、7〜154、および9〜154は、鋳型として構築物プラスミドpET28a−C−V5/His−DRS aa1−154を使用し、メーカーの指示に従って、QuickChange Lightning Site−Directed Mutagenesis Kit(Agilent、cat.no.210518)によって作製した。Homeokine変異体13〜146/A106Cもまた、鋳型として切断型形態DRS13〜146を使用し、直接的な変異誘発アプローチによって作製した。
C−末端Homeokine変異体1〜148、1〜150、1〜152、1〜156、1〜158、1〜160、1〜162、1〜164、1〜166、1〜168、1〜170、1〜172、1〜174、1〜176、1〜178、および1〜180は、鋳型としてpET28a C−V5/His DRSを使用し、Kunkle変異誘発アプローチを介して作製した。全プロセスは、2ステップ、ssDNA調製およびKunkle変異誘発に分けることができる。ssDNAを調製するために、dsDNAベクターを、CJ236細菌細胞(NEB、cat no E4141S)に形質転換し、アンピシリン(100ug/mL)およびクロラムフェニコール(30ug/mL)を含有するLB寒天プレート上で平板培養した。プレートを、37℃で、一晩、インキュベートした。コロニーを、アンピシリンおよびクロラムフェニコールを含有するLB培地に接種するために使用し、225rpmおよび37℃で一晩、インキュベートした。アンピシリンおよびクロラムフェニコールを含有する20mLのLBに、200uLの一晩培養物を接種し、225rpmおよび37℃で2時間、成長させた。培養物に、5e9pfuのM13KO7 Helper Phage(NEB、cat no N0315S)を感染させた。1時間後、カナマイシンを、50ug/mLの最終濃度で培養物に対して追加し、225rpmおよび37℃で一晩、インキュベートした。細菌を、分離し、1900xgでの2回の遠心分離によって培養物から捨てた。ssDNAは、2時間、最終濃度の4% PEG−8000および500mM酢酸ナトリウムとの4℃でのインキュベーションによって沈殿させた。ssDNAは、12000xgで遠心分離機にかけ、1.4mL LB培地中に再懸濁した。細胞デブリは、14500xgでの続く遠心分離によって排除した。ssDNAは、Qiagen QIAprep M13 kit(Qiagen、cat no 27704)を使用して、上清から精製した。Kunkel変異誘発は、最初にプライマーを100ng/uLまで希釈することによって実行した。次いで、100ngのオリゴを、1×PNKキナーゼバッファーおよび0.5mM ATPの存在下において、5U PNKキナーゼ(Roche、cat no 10633542001)と共にインキュベートした。この反応を、1時間、37℃でインキュベートした。100ngのssDNAベクターを、75℃のヒートブロック中で、5分間、アニーリングバッファー(20mM Tris、pH7.4、2mM MgCl2、50mM NaCl、最終濃度)中の6.9ngのキナーゼ処理した(kinased)オリゴと共にインキュベートした。反応液を、ヒートブロック中に収容しながら、室温まで冷却した。プラスミドの伸長のために、1UのT4 DNAポリメラーゼ(Roche、cat no 11004786001)および1U T4 DNAリガーゼ(Roche、cat no 10481220001)を、反応に追加した。そのうえ、合成バッファーを、0.45mM dNTP、0.91mM ATP、9.1mM Tris、pH7.4、4.5mM MgCl2、および1.8mM DTTの最終濃度まで追加した。この反応を、5分間、氷上で、次いで、90分間、37℃でインキュベートした。5uLの伸長反応液を、200uL DH5a細胞に形質転換した。形質転換について、アンピシリンプレート上で平板培養し、37℃で、一晩、インキュベートした。個々のコロニーを、アンピシリンを含有する6mL LB培地に接種するために使用した。培養物を、37℃で、一晩、成長させた。DNAプラスミドは、Qiagen Spin Miniprep kit(Qiagen、cat no 27106)を使用して調製し、配列を検証した。
二重切断型Homeokine変異体11〜146、13〜146、17〜146、および21〜146は、鋳型として構築物pet28a+_CtermV5His_DRS_NdeI−XhoI_revcompを使用して、従来のクローニング方法によって作製した。手短に言えば、所望のフラグメントを、PCR(Invitrogen、cat no 12344−040)によって増幅し、NdeI(NEB、cat.no R0111S)およびXhoI(NEB、cat no.RO146S)制限酵素によって二重で消化した。精製した二重消化フラグメントを、T4 DNAリガーゼ(Roche、cat no 10481220001)によって、NdeI/XhoI二重ベクターpet28a+_CtermV5His_DRS_NdeI−XhoI_revcompとライゲーションし、DH5αコンピテント細胞(Invitrogen、cat.no 18263−012)に形質転換し、アンピシリン(100ug/mL)を含有するLB寒天プレート上で平板培養した。コロニーは、LB/Amp培地中で個々に成長させ、配列を確認するために配列決定した。
切断型Homeokine変異体の発現:正確な配列を有するHomeokine切断型変異体構築物を、BL21(DE3)コンピテント細胞(Novagen、cat.no.69450−4)に形質転換し、上記に記載されるように、100ug/mlアンピシリンを有するLB培地中で16時間、30℃で発現させた。
切断型Homeokine変異体の精製は、最終溶解ステップを除いて、記載されるように調製した。この中で、これらの構築物について、凍結細胞ペレットを、complete EDTA−FREEプロテアーゼ阻害剤カクテル錠剤(Roche cat.no: 05 056 489 001)を有する溶解バッファー(50mM Tris、300mM NaCl、25mMイミダゾール、5mM DTT、pH8.0中に再懸濁し、次いで、300mgニワトリ卵リゾチームと共に4℃で30分間、回転させた。懸濁液は、次いで、それぞれ10秒間オンおよび5秒間オフで、60秒間、2サイクル、50%および75%で超音波処理した。溶解物は、4℃で45分間、35,000xgで遠心分離機にかけ、上清は、次いで、0.22μm Sartobranカプセルフィルター(Sartorius)でろ過した。浄化した溶解物を、Ni−NTA結合バッファー(50mM Tris、300mM NaCl、25mMイミダゾール、5mM DTT、pH8.0)によりあらかじめ平衡化したNi−NTA樹脂(Qiagen)に対して結合させた。カラムは、1000カラム体積のNi−NTA結合バッファープラス0.1% Triton X−114および5mM DTT、その後、50カラム体積のNi−NTA結合バッファーにより洗浄した。結合タンパク質は、5カラム体積のNi−NTA溶出バッファー(50mM Tris、300mM NaCl、300mMイミダゾール、1mM DTT pH8.0)により溶出した。
精製タンパク質を、pH7.3の20mMリン酸ナトリウム、200mMアルギニン中に透析した。透析したタンパク質は、エンドトキシンレベルがCharles Riverエンドトキシン検出キット(製品コード:PTS20)を使用して検出可能である場合、さらなるエンドトキシン除去のために、Q膜フィルター(SartoriusのSartobind−QもしくはPallのMustang−Q)またはQ−セファロースカラム(GE Healthcare)を通過させ、次いで、0.22μm滅菌フィルターでろ過した。
上記に記載されるように、HEK293−TLR2およびHEK293−TLR4発現細胞株において比較する精製タンパク質の相対活性の試験により、大多数のタンパク質が活性であることを確認した(データ示さず)。
実施例8
精製切断型HOMEOKINE(DRS)変異体の安定性の比較
安定性は、1時間、37℃で、1mg/mlのPBSにおいて、50μlのそれぞれの欠失変異体をインキュベートし、次いで、ランニングバッファーとして200mMリン酸、100mM NaCl pH7.0を使用して、分析SECカラム(YMC America,Inc、cat.no.YMC−Pack Diol−300)を実行することによって、37Cでのインキュベーション後に、A340nMでの吸収を介して評価されるように混濁度を決定することを介して、高分子量(HMW)構成成分%を比較するために評価した。結果を表E11に要約する。
これらの結果は、DRSの約1〜158から約1〜146のC−末端欠失が、安定性の増強および凝集の傾向の低下を示すことを実証する。N−末端欠失に関して、DRSの11〜154から17〜154の範囲の欠失は、安定性プロファイルが改善された構築物をもたらす。そのうえ、DRSの11〜146、13〜146、17〜146、および21〜146を含む、二重に欠失させた構築物はすべて、凝集についての非常に低い傾向および安定性の増強を示した。
実施例9
部分的身体照射生存モデルにおける、インビボにおける、システインを低下させた変異体についての試験
方法.成体(10〜12週)C57BL/6オスマウスを、26の10群に分けた。マウスを、14Gy(5群)または14.5Gy(5群)の照射で15:00時間+/−1時間、照射した。照射は、300kV、10mAで稼働させたPantak HF320 X線を使用して、実行した。X線管は、2.3mm Cu半価層(HVL)の線質をもたらすように、付加ろ過を有した。マウスに麻酔をかけ、ジグで押さえ、照射を、70.0cGy/分の線量率で加えた(Epistem、UK)。動物は、腹部のみに対する部分的な身体照射を受け、頭部、胸部、および前肢は、鉛で遮蔽した。これは、およそ40%の骨髄遮蔽と等しい。照射の24時間後、マウスのそれぞれの群に、尾静脈を介して試験アイテムをi.v.投薬(5ml/kg)した。試験アイテム群は、PBS希釈剤を使用して、それぞれの放射線量で試験した。次いで、マウスは、DRS(1〜154)C76SまたはコントロールとしてのPBSを合計7日間、24時間ごとに投薬した。
マウスは、毎日計量し、下痢のサインは、照射後4〜10日目まで、毎日、2度、記録した。10日目以後の瀕死のマウスは、麻酔をかけ、心臓の血を得るために、致命的な心臓穿刺を受けさせた。一定分量の血液を、全血球算定を実行するために使用し、残りは、血清を単離するために使用し、これは、次いで、スナップ凍結した(snap freeze)。小腸および大腸を摘出し、固定した。脾臓、大腿骨、腸骨、および椎骨、心臓、肺、ならびに腎臓もまた、14Gy後、15日目に、選択したマウスから収集し、ホルマリン中で固定した。
結果.14Gyにより得られた生存データを、図8に示す、また、システイン変異体DRS1−154 C76Sが、放射線生存モデルにおける生存の改善を示すことを実証する。
実施例10
MSU誘発性痛風モデルにおける、インビボにおける、システインを低下させた変異体についての試験
方法.痛風様の炎症を、左足根関節へのMSU結晶の単一の投与によって、5匹のメスC57BL/6マウスの群において誘発した(Comparative Biosciences Inc.、Sunnyvale、CAにより実行)。MSU結晶の注射の1時間前に、マウスに、ビヒクル、DRS1〜154(C76S)(5mg/kg、IV)、またはデキサメタゾンの単一の注射によって予防的に1回投薬した。関節炎症重症度(関節の厚さ、紅斑、および足の不自由)の臨床的測定値について、研究の間に3回評価した。マウスは、投薬の1日後に屠殺し、血清用の血液を、収集し、後肢は組織病理学的評価のために収集した。研究の全体にわたって、一般的な臨床観察を毎日記録し、体重は、投薬前におよび検死時に記録した。
結果.MSUの投与は、組織病理学検査によって見られるような急性炎症に臨床的に一致した関節腫脹および紅斑によって特徴付けられる、適切で活発な炎症応答を誘発した。臨床的に、デキサメタゾン投与は、食塩水により処置したものと比較して、腫脹の低下(重症度スコアおよび平均関節直径の減少)に関連した。MSUを注射した左足根関節の組織病理学検査(図9Aおよび9B)は、デキサメタゾンおよびDRS1〜154(C76S)が、炎症における有意な減少を誘発したことを示した。
これらの結果は、C76S変異を含むDRS1〜154が、痛風および痛風による発赤のMSU誘発性のモデルにおいて、抗炎症活性の増強を示すことを実証する。
実施例11
TNBSマウスモデルにおけるDRS(1〜154)C76Sの活性
DRS(1〜154)C76Sポリペプチドを、大腸炎のTNBSマウスモデルにおいて試験した。このモデルにおいて、結腸刺激を、エタノール中のTNBSの結腸内投与によって誘発する。これは、TH1型サイトカインプロファイルを有する急性大腸炎を刺激し、これは、とりわけ、TNF−α、IFN−γ、およびIL−12をコードする遺伝子の発現によって特徴付けられる(Fichtner−Feiglら、J.Clin.Invest.115:3057−3071、2005を参照されたい)。大腸炎は、重度であり、TNBSが導入される結腸のエリアに局在化し得る。炎症応答は、局所的な腫脹、炎症細胞浸潤、および上皮の損失をもたらす。
方法.合計62匹のオスBDF−1マウスを、この研究において使用した。マウスは、それぞれ12匹のマウスの4つの処置群、それぞれ、8匹のマウスの1つ処置群、および6匹のマウスの1つの群にランダム化した。5つの最大処置群におけるマウスすべてに、大腸炎を誘発するために、研究0日目に結腸の点滴注入によって、50%エタノール/食塩水中3mg TNBSを受けさせた。試験アイテム(DRS(1〜154)C76S)は、5mg/Kgの用量でi.v.注射によって、TNBSの点滴注入の3時間前に最初に、続いて研究1〜3日目に投与した。ブデソニドは、参照試験アイテムとして用い、5mg/kgで、経口胃管栄養法によって、毎日投薬し、最初の用量は、TNBSの点滴注入の3時間前に与えた。体重、便の堅さ、ならびに糞便中のおよび肛門のまわりの明白な血液の存在について、毎日評価した。マウスはすべて、研究4日目に安楽死させ、大腸は、腸管の形態の評価のために得、小サンプルは、さらにスナップ凍結した。
組織学的検査のための組織の収集および調製.マウスは、最後の用量の試験アイテムを受けさせた24時後、研究4日目に、頚椎脱臼によって09:00に屠殺した。血液は、屠殺後、EDTA処理チューブの中に心臓穿刺によって収集し、直ちに氷上に配置した。プラスマは、10分間、3000gでの血液サンプルの遠心分離によって調製し、−80℃で保存した。大腸を、摘出して、PBSにより洗い流し、その長さおよび湿重量は、盲腸、結腸中央部(mid−colon)、および直腸への切断ならびにCarnoy溶液中での固定前に記録した。結腸中央部の小サンプルは、さらに、液体窒素においてスナップ凍結した。固定組織は、一連のアルコールおよびキシレンを通して脱水し、Leica TP1020組織プロセッサーおよびEG1140Hワークステーションを使用して、パラフィン中に包埋した。切片(3μm厚)を、Leica RM2125RTFミクロトームを使用して切断し、37℃で、一晩、顕微鏡スライド上で空気乾燥した。続いて、スライドは、キシレン中で脱蝋し、段階的なアルコール〜PBSを通して再水和した。次いで、切片はすべて、ヘマトキシリンおよびエオシン(H&E)により染色し、マウントした。結果を、下記の表E12に示す。
これらの結果は、DRSポリペプチドDRS(1〜154)C76Sが、炎症性腸疾患のTNBSモデルにおいて、抗炎症活性を示すことを実証する。
これらのおよび他の変更は、上記の詳細な説明に照らして実施形態に対してなすことができる。一般に、以下の請求項において、使用される用語は、本明細書および請求項において開示される特定の実施形態に請求項を限定するように解釈されるべきではないが、そのような請求項の権利が及ぶ全範囲の等価物と共にすべての可能性のある実施形態を含むように解釈されるべきである。したがって、請求項は、本開示によって限定されない。

Claims (15)

  1. 医薬組成物であって、薬学的に許容され得るキャリヤまたは賦形剤、およびアスパルチルtRNAシンテターゼ(DRS)融合ポリペプチドを含み、前記DRS融合ポリペプチドは、アスパルチルtRNAシンテターゼ(DRS)ポリペプチドおよび前記DRSポリペプチドのC−末端に対して融合された少なくとも1つのFc領域を含み、前記DRS融合ポリペプチドが、配列番号36に対して少なくとも95%同一なアミノ酸配列を含み、前記DRS融合ポリペプチドが抗炎症活性を示す、医薬組成物。
  2. 前記DRS融合ポリペプチドが、配列番号36に対して少なくとも97%同一なアミノ酸配列を含む、請求項1に記載の医薬組成物。
  3. 前記DRS融合ポリペプチドが、配列番号36に少なくとも98%同一なアミノ酸配列を含む、請求項2に記載の医薬組成物。
  4. 前記DRSポリペプチドが、Cys76およびCys130から選択されるシステイン残基に少なくとも1つの変異を含む、請求項1〜3のいずれか一項に記載の医薬組成物。
  5. 前記Fc領域および前記DRSポリペプチドが、ペプチドリンカーによって分離されている、請求項1〜4のいずれか一項に記載の医薬組成物。
  6. 前記Fc領域が、配列番号50、51もしくは55またはその変異体もしくはフラグメントもしくは組み合わせのいずれか1つを含む、請求項1〜5のいずれか一項に記載の医薬組成物。
  7. 前記DRS融合ポリペプチドが、対応するDRSポリペプチドに比べて、改変された薬物動態を有し、前記改変された薬物動態が、血清半減期の増加、生物学的利用率の増加、および/またはクリアランスの減少である、請求項1〜6のいずれか一項に記載の医薬組成物。
  8. 前記DRS融合ポリペプチドが、対応するDRSポリペプチドに比べて、改変された免疫エフェクター活性を有し、前記免疫エフェクター活性が、補体活性化、補体依存性細胞傷害(CDC)、抗体依存性細胞媒介性細胞傷害(ADCC)、または抗体依存性細胞媒介性食作用(ADCP)のうちの1つ以上である、請求項1〜6のいずれか一項に記載の医薬組成物。
  9. 前記Fc領域が、野生型Fc領域に比べて、変異Fc領域を含む、請求項1〜8のいずれか一項に記載の医薬組成物。
  10. 前記変異Fc領域が、配列番号51または55に対して、少なくとも98%同一な配列または前記配列の組み合わせを含む、請求項9に記載の医薬組成物。
  11. 前記DRS融合ポリペプチドが、UV円偏光二色性分析を介して決定されるように、対応する未修飾DRSポリペプチドと、実質的に同じ二次構造を有する、請求項1〜10のいずれか一項に記載の医薬組成物。
  12. 前記DRS融合ポリペプチドが、哺乳動物に対して投与された場合に、対応する未修飾DRSポリペプチドよりも、少なくとも5倍を超える、プラスマまたは血清薬物動態学的AUCプロファイルを有する、請求項1〜10のいずれか一項に記載の医薬組成物。
  13. 前記組成物が、約10nM〜約100nMのアルギニンを含む、請求項1〜12のいずれか一項に記載の医薬組成物。
  14. 医薬として使用するための、請求項1〜13のいずれか一項に記載の医薬組成物。
  15. (a)3日間またはそれより長い投薬間隔を使用する場合に、約0.3μg/ml〜約3μg/mlの、被験体のプラスマにおけるDRS融合ポリペプチドの定常状態の平均濃度を維持する投薬レジメン;
    (b)被験体における炎症応答を処置すること;
    (c)TLR関連疾患を処置する必要がある被験体においてTLR関連疾患を処置すること;
    (d)癌を有する被験体を処置すること;または
    (e)被験体における抗原に対する寛容を克服すること;
    に使用するための請求項1〜14のいずれか一項に記載の医薬組成物。
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