JP6250533B2 - エンドグリンポリペプチドおよびその使用 - Google Patents

エンドグリンポリペプチドおよびその使用 Download PDF

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Description

関連出願
本出願は、35U.S.C.§119(e)の下で、2011年4月20日に出願された米国仮特許出願第US 61/477,585号、名称「エンドグリンポリペプチドおよびその使用」の出願日の利益を主張する;この全内容は、本明細書に参照により組み込まれる。
背景
新しい血管を形成するプロセスである血管新生は、正常および異常な多くの生理学的状態において重要である。正常な生理学的条件下では、ヒトおよび動物には特定の限定された状況において血管新生が生じる。例えば血管新生は通常、創傷治癒、胎児発達および胚発生、ならびに黄体、子宮内膜および胎盤の形成において観察される。
望ましくない、または不適切に制御された血管新生は、異常な内皮増殖が病理学的プロセスを引き起こすかまたはこれに関与し得る、多くの障害において発生する。例えば血管新生は、多くの腫瘍の増殖に関与している。無秩序な血管新生は、例えば、関節リウマチ、網膜症、血管腫、および乾癬などの病理学的プロセスに関係する。無秩序な血管新生が存在する多様な病理学的疾患状態は、血管新生関連疾患として分類されている。
制御された、および制御されない血管新生の両方は、よく似た様式で進行すると考えられている。毛細血管は主に内皮細胞および周皮細胞から構成され、基底膜によって囲まれている。血管新生は、内皮細胞と白血球が放出する酵素による、基底膜の侵食から始まる。内皮細胞は血管の内腔を覆い、次いで基底膜を通って突出する。血管新生因子は内皮細胞を、侵食された基底膜を通って移行するように誘導する。移行細胞は、親血管から突出する「新芽」を形成し、ここで内皮細胞は有糸分裂を起こして増殖する。内皮新芽は互いにマージして毛細血管ループを形成し、新しい血管を作る。
血管新生を阻害する薬剤は、種々の障害の処置に有効であることが証明されている。血管内皮増殖因子(VEGF)に結合するモノクローナル抗体であるAvastinTM(ベバシズマブ)は、種々の癌の処置に使用されている。VEGFに結合するアプタマーであるMacugenTMは、新生血管性(湿式)加齢黄斑変性症の処置に有効であることが証明されている。SDF/CXCR4シグナル伝達経路のアンタゴニストは、腫瘍血管新生を阻害し、マウスモデルにおいて癌に対して有効である(Guleng et al. Cancer Res. 2005 Jul 1;65(13):5864-71)。バンデタニブ、スニチニブ、アキシチニブ、ソラフェニブ、バタラニブおよびパゾパニブ含む、種々のいわゆる多重標的チロシンキナーゼ阻害剤は、様々なタイプの腫瘍の処置において抗血管新生剤として使用される。サリドマイドおよび関連化合物(ポマリドマイドおよびレナリドマイドを含む)は、癌の処置に有益な効果を示しており、作用の分子機構は明らかではないが、血管新生の阻害は、抗腫瘍効果の重要な要素であるように見える(例えばDredge et al. Microvasc Res. 2005 Jan;69(1-2):56-63参照)。多くの抗血管新生剤は影響を受ける組織に関わらず血管新生に影響を及ぼすが、他の血管新生剤は、組織選択的効果を有する傾向があるようである。
血管新生を阻害するための追加の組成物および方法を有することが望ましい。これらには、望ましくない血管の増殖を、一般的にまたはある組織および/または疾患状態において阻害することができる、方法および組成物を含む。
概要
本開示は一部において、エンドグリン(ENG)ポリペプチドおよび、かかるエンドグリンポリペプチドのBMP9および/またはBMP10に対する選択的アンタゴニストとしての使用を提供する。本明細書に記載されるように、エンドグリン細胞外ドメイン(ECD)の一部または全部を含むポリペプチドは、BMP9およびBMP10に結合し、一方でTGF−βスーパーファミリーの他のメンバーには実質的な結合を示さない。本開示は、エンドグリンECDの一部または全部を含むポリペプチドが、BMP9およびBMP10のシグナル伝達の効果的なアンタゴニストであり、in vivoでの血管新生および腫瘍増殖を阻害するように作用することを実証する。したがってある態様において、本開示は、血管新生および本明細書に記載のBMP9またはBMP10に関連する他の障害の阻害に用いるための、BMP9および/またはBMP10のアンタゴニストとしてのエンドグリンポリペプチドを提供する。
ある側面において、本開示は、エンドグリンの切断型細胞外ドメインを含むポリペプチドであって、血管新生を阻害し、BMP9またはBMP10に関連する他の障害を処置するために用いる前記ポリペプチドを提供する。いかなる特定の作用機構にも束縛されることは望まないが、かかるポリペプチドは、BMP9および/またはBMP10に結合して、これらのリガンドの、ALK1、ALK2、ActRIIA、ActRIIB、およびBMPRII等の受容体とシグナル伝達複合体を形成する能力を阻害することにより、作用する。ある態様において、エンドグリンポリペプチドは、配列番号1のヒトエンドグリン配列のアミノ酸42〜333、26〜346、26〜359、または26〜378の配列に、少なくとも70%、80%、90%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一なアミノ酸配列を、含むか、これからなるか、または実質的にこれからなる。エンドグリンポリペプチドは、配列番号1のヒトエンドグリン配列の26〜42のいずれかの位置から開始し、配列番号1の333〜378のいずれかの位置で終止するアミノ酸の配列に、少なくとも70%、80%、90%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一なアミノ酸配列を、含むか、これからなるか、または実質的にこれからなってよい。エンドグリンポリペプチドは、よりストリンジェントでない、ストリンジェントな、または高度にストリンジェントな条件下で、以下:配列番号2のヌクレオチド537〜1412、配列番号30のヌクレオチド121〜1035、配列番号26のヌクレオチド121〜1074、配列番号24のヌクレオチド121〜1131、配列番号30のヌクレオチド73〜1035、配列番号26のヌクレオチド73〜1074、および配列番号24のヌクレオチド73〜1131からなる群から選択されるヌクレオチド配列の補体にハイブリダイズする核酸によりコードされるポリペプチドを、含むか、これからなるか、または実質的にこれからなってよい。上記のそれぞれにおいて、エンドグリンポリペプチドは、それが完全長エンドグリンECDを含まないように選択してもよい(例えばエンドグリンポリペプチドは、配列番号1のアミノ酸379〜430の配列を、またはその一部を、または配列番号1のユニークな配列のいかなる追加の部分も含まないように、選択してよい)。
エンドグリンポリペプチドは、単量体タンパク質として、または二量体形態で用いることができる。エンドグリンポリペプチドはまた、第二のポリペプチド部分に融合させて、例えば半減期の増加または生成もしくは精製のさらなる容易化などの、改善された特性を提供してもよい。融合は、直接であってもよいし、エンドグリンポリペプチドと任意の他の部分との間にリンカーを挿入してもよい。リンカーは、構造化または非構造化されていてもよく、1、2、3、4、5、10、15、20、30、50またはそれ以上のアミノ酸からなってよく、任意に、二次構造はあまりなくてもよい。リンカーは、グリシンとプロリン残基が豊富であってよく、例えば、スレオニン/セリンおよびグリシンの配列(例えばTGGG(配列番号31))を含有してもよいし、単に1または2以上のグリシン残基(例えば、GGG(配列番号32))を含んでもよい。免疫グロブリンのFc部分への融合、またはポリオキシエチレン部分(例えばポリエチレングリコール)への連結は、全身投与におけるエンドグリンポリペプチドの血清半減期を増加させるために特に有用となり得る。
ある態様において、エンドグリン−Fc融合タンパク質は、配列番号1のヒトエンドグリン配列の26〜42のいずれかの位置から開始し、配列番号1の333〜378のいずれかの位置で終止するアミノ酸の配列に、少なくとも70%、80%、90%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一なアミノ酸配列を、含むか、これからなるか、または実質的にこれからなるポリペプチドを含み、および任意に、それが完全長エンドグリンECDを含まなくてもよく(例えばエンドグリンポリペプチドは、配列番号1のアミノ酸379〜430の配列を、またはその一部を含まないよう、または、エンドグリンの任意の部分または配列番号1のアミノ酸379〜581の任意の部分の、任意の5、10、20、30、40、50、52、60、70、100、150、または200またはそれ以上の別のアミノ酸を含まないよう、選択してよい)、このペプチドは、介在リンカー有または無しで、免疫グログリンのFc部分に融合する。エンドグリン−Fc融合タンパク質を含むエンドグリンポリペプチドは、BMP9および/またはBMP10に、10−8M、10−9M、10−10M、10−11Mまたはそれ以下のKで、または10−3−1、3×10−3−1、5×10−3−1、または1×10−4−1未満の解離定数(k)で、結合することができる。エンドグリンポリペプチドは、BMP9に対するKがBMP10に対するKより小さくなるように、任意に5倍、10倍、20倍、30倍、40倍またはそれより小さくなるように選択することができる。エンドグリンポリペプチドは、TGF−β1、−β2、または−β3のいずれかまたは全てに対してほとんど親和性を持たないか、または実質的に親和性がなくてもよく、および、TGF−β1、−β2、または−β3のいずれかまたは全てに対するKが、10−9M、10−8M、10−7M、または10−6Mよりも大きくてよい。
Fc部分は、生物にとって適切であるように選択すればよい。任意に、Fc部分は、ヒトIgG1のFc部分である。任意に、エンドグリン−Fc融合タンパク質は、配列番号33、34、35、または36のいずれかのアミノ酸配列を含む。任意に、エンドグリン−Fc融合タンパク質は、哺乳動物の細胞株、特にチャイニーズハムスター卵巣(CHO)細胞株において、配列番号17、20、22、24、26、28、または30のいずれかの核酸の発現により産生されるタンパク質である。エンドグリンポリペプチドは、実質的にパイロジェン(pyrogen)フリーの医薬製剤として製剤化されてもよい。医薬製剤は、全身送達用として(例えば、静脈内、動脈内または皮下送達)、または局所送達用(例えば、眼への)として調製することができる。
本明細書に開示されるエンドグリンポリペプチドは、例えば抗血管新生剤、VEGF拮抗剤、抗VEGF抗体、抗腫瘍組成物、細胞毒性剤、化学療法剤、抗ホルモン剤、および増殖阻害剤を含む、1または2以上の追加の治療剤と組み合わせて、または順番に、用いることができる。前述のカテゴリーの各分子のさらなる例は、本明細書に提供される。
ある態様において、本開示は、本明細書に一般的にまたは具体的に記載されたエンドグリンポリペプチドのいずれかを投与することにより、哺乳動物における血管新生を阻害する方法を提供する。エンドグリンポリペプチドは、局所的に(例えば眼に)または全身的に(例えば静脈内、動脈内または皮下)送達することができる。ある態様において、本開示は、エンドグリンポリペプチドを、哺乳動物に対して眼についての遠位的な位置に、例えば全身投与により投与することにより、哺乳動物の眼における血管新生を阻害する方法を提供する。
ある態様において、本開示は、哺乳動物における腫瘍を処置するための方法を提供する。かかる方法は、腫瘍を有する哺乳動物に対して、エンドグリンポリペプチドの有効量を投与することを含んでよい。方法はさらに、例えば抗血管新生剤、VEGF拮抗剤、抗VEGF抗体、抗腫瘍組成物、細胞毒性剤、化学療法剤、抗ホルモン剤、および増殖阻害剤を含む、1または2以上の追加の剤を投与することを含んでよい。腫瘍はまた、抗VEGF療法に抵抗性である腫瘍などの、複数の血管新生促進因子を利用するものであってもよい。
ある側面において、本開示は、BMP9またはBMP10に関連する障害を有する患者を処置するための方法を提供する。かかる障害の例は本明細書に提供されており、これには一般に、血管系の障害、高血圧、および線維性障害を含むことができる。
ある側面において、本開示は、眼科用製剤を提供する。かかる製剤は、本明細書に開示されたエンドグリンポリペプチドを含んでよい。ある側面において、本開示は、眼の血管新生関連疾患を処置するための方法を提供する。かかる方法は、全身的にまたはこの眼に対して、本明細書に開示されたエンドグリンポリペプチドの有効量を含む医薬製剤を投与することを含んでよい。
図1は、ヒトENG、アイソフォーム1(L−ENG)の天然のアミノ酸配列を示す。リーダー(残基1〜25)および予測膜貫通ドメイン(残基587〜611)は、それぞれ下線で示す。 図2は、ヒトENG、アイソフォーム1(L−ENG)をコードする天然のヌクレオチド配列を示す。リーダーをコードする配列(ヌクレオチド414〜488)および予測膜貫通ドメイン(ヌクレオチド2172〜2246)は、それぞれ下線で示す。 図3は、ヒトENG、アイソフォーム2(S−ENG)の天然のアミノ酸配列を示す。リーダー(残基1〜25)および予測膜貫通ドメイン(残基587〜611)は、それぞれ下線で示す。アイソフォーム1と比較して、アイソフォーム2は短くて異なるC末端を有するが、細胞外ドメインの配列(図9を参照)は同一である。
図4は、ヒトENG、アイソフォーム2(S−ENG)をコードする天然のヌクレオチド配列を示す。リーダーをコードする配列(ヌクレオチド414〜488)および予測膜貫通ドメイン(ヌクレオチド2172〜2246)は、それぞれ下線で示す。 図5は、マウスENG、アイソフォーム1(L−ENG)の天然のアミノ酸配列を示す。リーダー(残基1〜26)および予測膜貫通ドメイン(残基582〜606)は下線で示し、成熟ペプチドの細胞外ドメインは括弧で囲んだ(図10参照)。マウスENGのアイソフォーム3(GenBankアクセッションNM_001146348)は、ここに示した配列とリーダーのみが異なり、ここで23位のスレオニンは削除され(強調表示)、24位にグリシンからセリンへの置換が存在する(これも強調表示)。 図6は、マウスENG、アイソフォーム1(L−ENG)をコードする天然のヌクレオチド配列を示す。リーダーをコードする配列(ヌクレオチド364〜441)および予測膜貫通ドメイン(ヌクレオチド2107〜2181)は、それぞれ下線で示す。マウスENGのアイソフォーム3をコードするヌクレオチド配列(GenBankアクセッションNM_001146348)は、ここに示した配列とリーダーのみが、特に位置430〜433(強調表示)において異なる。
図7は、マウスENG、アイソフォーム2(S−ENG)の天然のアミノ酸配列を示す。リーダー(残基1〜26)および予測膜貫通ドメイン(残基582〜606)は下線で示す。アイソフォーム1と比較して、アイソフォーム2は短くて異なるC末端を有するが、細胞外ドメインの配列(図10を参照)は同一である。 図8は、マウスENG、アイソフォーム2(S−ENG)をコードする天然のヌクレオチド配列を示す。リーダーをコードする配列(ヌクレオチド364〜441)および予測膜貫通ドメイン(ヌクレオチド2107〜2181)は下線で示す。 図9は、ヒトENGの細胞外ドメインのアミノ酸配列を示す。2つのヒトアイソフォームの細胞外ドメインは、アミノ酸およびヌクレオチド配列共に同一である。 図10は、ヒト対応物と69%が同一である、マウスENGの細胞外ドメインのアミノ酸配列を示す。2つのマウスアイソフォームの細胞外ドメインは、アミノ酸およびヌクレオチド配列共に同一である。
図11は、ヒトIgG1 Fcドメインのアミノ酸配列を示す。下線の残基は、テキストで説明するように任意の変異部位である。 図12は、ヒトIgG1 FcドメインのN末端切断アミノ酸配列を示す。下線の残基は、テキストで説明するように任意の変異部位である。 図13は、hENG(26〜586)−hFcのアミノ酸配列を示す。ENGドメインは下線で、TPAリーダー配列は二重下線で、およびリンカー配列は太字強調表示で示す。 図14は、hENG(26〜586)−hFcをコードするヌクレオチド配列を示す。ENGドメインをコードするヌクレオチドは下線で、TPAリーダー配列をコードするものは二重下線で、およびリンカー配列をコードするものは太字強調表示で示す。 図15は、N末端切断Fcドメインを有するhENG(26〜586)−hFcのアミノ酸配列を示す。ENGドメインは下線で、TPAリーダー配列は二重下線で、およびリンカー配列は太字強調表示で示す。
図16は、mENG(27〜581)−mFcのアミノ酸配列を示す。ENGドメインは下線で、TPAリーダー配列は二重下線で、およびリンカー配列は太字強調表示で示す。 図17は、mENG(27〜581)−mFcをコードするヌクレオチド配列を示す。ENGドメインをコードするヌクレオチドは下線で、TPAリーダー配列をコードするものは二重下線で、およびリンカー配列をコードするものは太字強調表示で示す。 図18は、表面プラズモン共鳴(SPR)ベースアッセイで決定したhENG(26〜586)−hFcに結合したBMP−9の特徴を示す。捕捉されたhENG(26〜586)−hFcに結合したBMP−9を、リガンド濃度0および0.01〜0.625nM(0.3125nMを除き、2倍の増分で)において評価し、非線形回帰を用いてKを29pMと決定した。
図19は、SPRベースアッセイで決定したhENG(26〜586)−hFcに結合したBMP−10の特徴を示す。捕捉されたhENG(26〜586)−hFcに結合したBMP−10を、リガンド濃度0および0.01〜1.25nM(2倍の増分で)において評価し、非線形回帰を用いてKを400pMと決定した。 図20は、可溶性ヒトENG細胞外ドメインであるhENG(26〜586)の、BMP−9のALK1への結合に対する効果を示す。hENG(26〜586)の0〜50nMの濃度を、固定濃度のBMP−9(10nM)と予め混合し、捕捉されたALK1に結合したBMP−9を、SPRベースアッセイで決定した。最上トレース(trace)はhENG(26〜586)なしに対応し、一方最低トレースは、ENG:BMP−9比率5:1に対応する。BMP−9のALK1への結合は、可溶性hENG(26〜586)によって濃度依存的に阻害され、IC50は9.7nMであった。
図21は、可溶性ヒトENG細胞外ドメインであるhENG(26〜586)の、BMP−10のALK1への結合に対する効果を示す。hENG(26〜586)の0〜50nMの濃度を、固定濃度のBMP−10(10nM)と予め混合し、捕捉されたALK1に結合したBMP−10を、SPRベースアッセイで決定した。最上トレースはhENG(26〜586)なしに対応し、一方最低トレースは、ENG:BMP−10比率5:1に対応する。BMP−10のALK1への結合は、可溶性hENG(26〜586)によって濃度依存的に阻害され、IC50は6.3nMであった。 図22は、mENG(27〜581)−hFcの、培養物におけるヒト臍帯静脈内皮細胞(HUVEC)による臍帯(cord)形成に対する効果を示す。データは、デュプリケートの培養物平均±SDである。インデューサである内皮細胞増殖物質(ECGS)は無処理と比較して平均臍帯長を倍増し、mENG(27〜581)−hFcはこの増加をほぼ60%低減した。刺激の欠如(無処理)において 、mENG(27〜581)−hFcはほとんど効果を示さなかった。
図23は、mENG(27〜581)−hFcの、ニワトリ漿尿膜(CAM)アッセイにおけるVEGF刺激による血管新生に対する効果を示す。データは平均±SEM;*p<0.05である。VEGF処理によって誘導される追加の血管数は、同時のmENG(27〜581)−hFc処理によって65%減少した。 図24は、11日間のmENG(27〜581)−mFc処理の、マウス・アンジオリアクター(angioreactor)アッセイにおける、成長因子(GF)である血管内皮増殖因子(VEGF)と塩基性線維芽細胞増殖因子(FGF−2)の組み合わせにより刺激された血管新生に対する効果を示す。血管新生は相対蛍光±SEMの単位;*p<0.05。mENG(27〜581)−mFcは、このin vivoアッセイにおいてGF刺激による血管新生を完全にブロックした。
図25は、hENG−Fc融合コンストラクトのドメイン構造を示す図である。完全長のENG細胞外ドメイン(上部構造の残基26〜586)は、孤児(orphan)ドメインとN末端およびC末端の透明帯(ZP)ドメインで構成される。以下に、選択された切断変異体の構造および、これらがSPRベースアッセイにおいて、BMP−9およびBMP−10に対して高親和性(+/−)で結合するかどうかを示す。 図26は、hENG(26〜437)−hFcのアミノ酸配列を示す。ENGドメインは下線で、TPAリーダー配列は二重下線で、およびリンカー配列は太字強調表示で示す。 図27は、hENG(26〜437)−hFcをコードするヌクレオチド配列を示す。ENGドメインをコードするヌクレオチドは下線で、TPAリーダー配列をコードするものは二重下線で、およびリンカー配列をコードするものは太字強調表示で示す。
図28は、N末端切断Fcドメインを有するhENG(26〜378)−hFcのアミノ酸配列を示す。ENGドメインは下線で、TPAリーダー配列は二重下線で、およびリンカー配列は太字強調表示で示す。 図29は、N末端切断Fcドメインを有するhENG(26〜378)−hFcをコードするヌクレオチド配列を示す。ENGドメインをコードするヌクレオチドは下線で、およびリンカー配列をコードするものは太字強調表示で示す。 図30は、hENG(26〜359)−hFcのアミノ酸配列を示す。ENGドメインは下線で、TPAリーダー配列は二重下線で、およびリンカー配列は太字強調表示で示す。 図31は、hENG(26〜359)−hFcをコードするヌクレオチド配列を示す。ENGドメインをコードするヌクレオチドは下線で、TPAリーダー配列をコードするものは二重下線で、およびリンカー配列をコードするものは太字強調表示で示す。
図32は、N末端切断Fcドメインを有するhENG(26〜359)−hFcのアミノ酸配列を示す。ENGドメインは下線で、TPAリーダー配列は二重下線で、およびリンカー配列は太字強調表示で示す。 図33は、N末端切断Fcドメインを有するhENG(26〜359)−hFcをコードするヌクレオチド配列を示す。ENGドメインをコードするヌクレオチドは下線で、TPAリーダー配列をコードするものは二重下線で、およびリンカー配列をコードするものは太字強調表示で示す。 図34は、N末端切断Fcドメインを有するhENG(26〜346)−hFcのアミノ酸配列を示す。ENGドメインは下線で、TPAリーダー配列は二重下線で、およびリンカー配列は太字強調表示で示す。 図35は、N末端切断Fcドメインを有するhENG(26〜346)−hFcをコードするヌクレオチド配列を示す。ENGドメインをコードするヌクレオチドは下線で、およびリンカー配列をコードするものは太字強調表示で示す。
図36は、それぞれのCHO細胞由来タンパク質をタンパク質Aアフィニティクロマトグラフィーにより精製した後の、hENG(26〜586)−hFc(A)、hENG(26〜359)−hFc(B)、およびhENG(26〜346)−hFc(C)のサイズ排除クロマトグラムを示す。モノマーhENG(26〜346)−hFcの回復%は、hENG(26〜586)−hFcと同じであった。対照的に、モノマーhENG(26〜359)−hFcの回復%は追加の高分子量凝集体の存在により減少し、このため、他のコンストラクトと同等の精度を得るためには追加の手順が必要であった。 図37は、SPRベースアッセイで決定した、hENG(26〜586)−hFc(A)、hENG(26〜359)−hFc(B)、およびhENG(26〜346)−hFc(C)に結合したBMP−9の動力学的特徴付けを示す。捕捉されたCHO細胞由来タンパク質へのBMP−9の結合は、0.0195〜0.625nMのリガンド濃度で2倍の増分にて評価した。RU:応答単位。hENG(26〜586)−hFcに比べて、切断変異体についての低いオフ率に注意のこと。
図38は、hENG(26〜359)−hFcの、CAMアッセイにおけるVEGF刺激による血管新生に対する効果を示す。データは平均±SEM;*p<0.05である。VEGF処理によって誘導される追加の血管数は、同時のhENG(26〜359)−hFc処理によって、hENG(26〜359)−hFcはVEGFに結合しないにも関わらず、75%減少した。 図39は、11日間のhENG(26〜346)−hFc処理の、マウスアンジオリアクターアッセイにおける、成長因子(GF)であるVEGFとFGF−2の組み合わせにより刺激された血管新生に対する効果を示す。A.血管新生は、相対蛍光±SEMの単位;*p<0.05。B.個々のアンジオリアクターの写真(マウス当たり4枚)は処理群ごとに配置し、血管の形成は暗い内容物として視覚化されている。VEGFまたはFGF−2自体に結合できないにも関わらず、hENG(26〜346)−hFcは、このin vivoアッセイにおいてGF刺激による血管新生を完全にブロックした。
図40は、mENG(27〜581)−mFcの、マウスにおける4T1乳癌異種移植片の増殖に対する効果を示す。データは平均±SEMである。移植の24日後までに、腫瘍体積は、ビヒクルに比べてmENG(27〜581)−mFcで処理したマウスにおいて、45%減少した(p<0.05 )。 図41は、mENG(27〜581)−mFcの、マウスにおけるColon-26腫瘍異種移植片の増殖に対する効果を示す。mENG(27〜581)−mFcでの処理は、腫瘍の増殖を用量依存的に抑制し、高用量群の腫瘍体積は、ビヒクルに比べて移植の58日後までにほぼ70%減少した。
発明の詳細な説明
1.概要
ある態様において、本発明は、ENGポリペプチドに関する。ENG(CD105としても知られている)は、リガンドのトランスフォーミング増殖因子β(TGF−β)スーパーファミリーに対するコレセプターと称され、正常および病的な血管新生に関与している。ENGの発現は静止血管内皮では低いが、治癒傷、発生中の胚、炎症組織、および固形腫瘍の内皮細胞においては上方制御される(Dallas et al, 2008, Clin Cancer Res 14:1931-1937)。ヌルENG対立遺伝子のホモ接合体マウスは、血管の発達の欠陥のために妊娠の早い段階で死ぬが(Li et al, 1999, Science 284:1534-1537)、一方ヘテロ接合ヌルENGマウスは、成体で血管新生の異常を示す(Jerkic et al, 2006, Cardiovasc Res 69:845-854)。ヒトでは、ENG遺伝子変異が、遺伝性出血性末梢血管拡張症(オスラー・ランデュ・ウェーバー症候群)1型(HHT−1)の原因として同定され、これは、介入毛細血管床なしで動脈から静脈(動静脈シャント)への直接の流れ(連絡)をもたらす動静脈奇形を特徴とする、血管異形成の常染色体優性型である(McAllister et al, 1994, Nat Genet 8:345-351;Fernandez-L et al, 2006, Clin Med Res 4:66-78)。HHT患者の典型的な症状には、再発性鼻出血、消化管出血、皮膚および粘膜皮膚末梢血管拡張症、および、肺、脳、または肝血管系における動静脈奇形が含まれる。
血管新生におけるENGの具体的な役割は未だ決定されていないが、おそらくこのプロセスにおけるTGF−βシグナル伝達系の重要な役割と関連するであろう(Cheifetz et al, 1992, J Biol Chem 267:19027-19030;Pardali et al, 2010, Trends Cell Biol 20:556-567)。重要なのは、ENGの発現が、腫瘍組織内で増殖する血管内皮細胞において上方制御されており(Burrows et al, 1995, Clin Cancer Res 1:1623-1634;Miller et al, 1999, Int J Cancer 81:568-572)、腫瘍におけるENG発現の血管数が、広範囲のヒトの腫瘍についての生存と逆相関することである(Fonsatti et al, 2010, Cardiovasc Res 86:12-19)。したがって、ENGは一般の抗血管新生療法のための有望な標的であり、特に癌についてそうである(Dallas et al, 2008, Clin Cancer Res 14:1931-1937;Bernabeu et al, 2009, Biochim Biophys Acta 1792:954-973)。
構造的に、ENGはホモ二量体細胞表面糖タンパク質である。これはタンパク質の透明帯(ZP)ファミリーに属し、短いC末端細胞質ドメイン、単一の疎水性膜貫通ドメイン、および長い細胞外ドメイン(ECD)から構成される(Gougos et al, 1990, J Biol Chem 265:8361-8364)。電子顕微鏡によって決定されるように、単量体ENG ECDは、2つのZP領域とN末端に位置する孤児ドメインから構成される(Llorca et al, 2007, J Mol Biol 365:694-705)。ヒトでは、一次転写結果の選択的スプライシングにより2つのENGアイソフォームがもたらされ、これらの1つは658残基(長、L、配列番号1)で構成され、他方は625残基(短、S、配列番号3)で構成され、その細胞質ドメインのみが異なっている(Bellon et al, 1993, 23:2340-2345;ten Dijke et al, 2008, Angiogenesis 11:79-89)。マウスENGは3つのアイソフォームとして存在する:L−ENG(配列番号5)、S−ENG(配列番号7)、およびリーダー配列内の2つの位置における変化以外はL−ENGと同一の、未知の機能的重要性を有する第3の変異体(アイソフォーム3)である(Perez-Gomez et al, 2005, Oncogene 24:4450-4461)。マウスENGのECDは、ヒトENGのものと69%のアミノ酸同一性を示し、ヒトタンパク質に見出されるArg−Gly−Asp(RGD)インテグリンの相互作用モチーフを欠いている。最近の証拠によれば、L−ENGとS−ENGのアイソフォームは、in vivoで別の機能的役割を果たしている可能性があることが示唆されている(Blanco et al, 2008, Circ Res 103:1383-1392;ten Dijke et al, 2008, Angiogenesis 11:79-89)。
コレセプターとして、ENGはそれ自身によるリガンドのシグナル伝達を直接介することなく、他の受容体のTGF−βファミリーリガンドへの応答を調節すると考えられている。TGF−βファミリーのリガンドは、通常、ホモ二量体II型受容体に結合することによりシグナル伝達し、これがホモ二量体I型受容体の動員とリン酸転移を引き起こし、それによって特定遺伝子の転写活性化に役目を果たすSmadタンパク質のリン酸化がもたらされる(Massague, 2000, Nat Rev Mol Cell Biol 1:169-178)。異所性細胞の発現アッセイによれば、ENGはそれ自身でリガンドに結合することができず、そのTGF−β1、TGF−β3、アクチビンA、骨形成タンパク質−2(BMP−2)、およびBMP−7への結合には、適切なI型および/またはII型受容体の存在が必要であることが報告されている(Barbara et al, 1999, J Biol Chem 274:584-594)。それにもかかわらず、線維芽細胞株により発現されたENGは、TGF−β1を結合できるとの証拠があり(St.-Jacques et al, 1994, Endocrinology 134:2645-2657)、またCOS細胞における最近の結果は、トランスフェクトされた完全長ENGが、トランスフェクトされたI型またはII型受容体の不在のもとで、BMP−9を結合できることを示す(Scharpfenecker et al, 2007, J Cell Sci 120:964-972)。
上記に加えて、ENGは一定の条件下、完全長膜結合タンパク質のタンパク質分解切断後に、in vivoにおいて可溶性形態で生じることができる(Hawinkels et al, 2010, Cancer Res 70:4141-4150)。可溶性ENGレベルの上昇は、癌および子癇前症の患者の循環において観察されている(Li et al, 2000, Int J Cancer 89:122-126;Calabro et al, 2003, J Cell Physiol 194:171-175;Venkatesha et al, 2006, Nat Med 12:642-649;Levine et al, 2006, N Engl J Med 355:992-1005)。内因性可溶性ENGの役割は十分に理解されていないが、ENG前駆体の残基26〜437に対応するタンパク質(配列番号1のアミノ酸26〜437)は、TGF−βファミリーリガンドに対するスカベンジャーまたはトラップとして作用することが提案されており(Venkatesha et al, 2006, Nat Med 12:642-649;WO-2007/143023)、ここではTGF−β1とTGF−β3のみが具体的に関与する。
本開示は、ENGの細胞外ドメインの切断部分を含むポリペプチドがBMP9および/またはBMP10に選択的に結合して、BMP9および/またはBMP10アンタゴニストとして作用でき、完全長の細胞外ドメインに比べて有利な特性を提供でき、VEGFおよび塩基性線維芽細胞増殖因子(FGF−2)を含むin vivoの複数の血管新生因子によって媒介される血管新生を阻害するために使用できる可能性があるとの発見に関する。部分的には、本開示は、可溶性ENGポリペプチドについての、生理学的高親和性リガンドのアイデンティティを提供する。驚くべきことに、可溶性ENGポリペプチドは本明細書において、BMP−9およびBMP−10に対して高度に特異的で高親和性の結合を有し、一方でTGF−β1、TGF−β2、またはTGF−β3にはいかなる意味のある結合も示さないことが示され、さらに、可溶性ENGポリペプチドは本明細書において、BMP9およびBMP10の、II型受容体との相互作用を抑制し、これにより細胞のシグナル伝達を阻害することが示される。本開示はさらに、ENGポリペプチドが、血管新生を阻害することを実証する。データはまた、ENGポリペプチドが、これがTGF−β1、TGF−β3、VEGF、またはFGF−2には意味のある結合も示さないとの所見にも関わらず、抗血管新生効果を発揮できることを実証する。
したがってある側面において、本開示は、一般に任意のBMP−9またはBMP−10障害を抑制するのに用いるための、および特に、VEGF依存性血管新生およびVEGF非依存性血管新生の両方を含む血管新生を抑制するための、BMP−9またはBMP−10のアンタゴニストとしてのエンドグリンポリペプチドを提供する。しかしながら、ENG自体に対する抗体は、ENGポリペプチドとは異なる効果を有すると予想されることに留意すべきである。ENGに対する汎中和抗体(すべての強い/弱いリガンドの結合を阻害するもの)は、かかるリガンドのシグナル伝達をENGを介して阻害すると予想されるが、かかるリガンドの別の受容体(例えば、BMP−9またはBMP−10の場合はALK−1、ALK−2、BMPRII、ActRIIA、またはActRIIB)を介したシグナル伝達の能力を阻害することは予想されない。さらに、ここに提示されたデータに基づきおそらく天然のBMP−9/10アンタゴニストとして作用するであろう、天然に循環する可溶性ENGポリペプチドの存在を仮定すると、中和化抗ENG抗体が、ENGの膜結合形態を主に阻害するのか(したがってENG/BMP−9/10アンタゴニストとして作用する)、あるいは、ENGの可溶性形態を主に阻害するのか(したがってENG/BMP−9/10アゴニストとして作用する)は、明確ではない。一方、本開示に基づいて、ENGポリペプチドは、これが強く結合する全てのリガンド(例に示されているものなどのコンストラクト、BMP−9またはBMP−10を含む)を阻害することが予想されるが、しかしこれが弱く結合するリガンドには影響を及ぼさないようである。したがって、ENGに対する汎中和抗体は、ENGを介してBMP−9およびBMP−10のシグナル伝達をブロックするが、これは別の受容体を介しては、BMP−9またはBMP−10のシグナル伝達をブロックしない。また、ENGポリペプチドはBMP−9のシグナル伝達をすべての受容体(ENG以外の受容体を含む)を介して阻害することができるが、弱い結合のリガンドのシグナル伝達は、いかなる受容体(ENGでさえも)を介しても阻害することは予想されない。
特に別の指定がない限り、本明細書に記載のタンパク質は、ヒト形態である。タンパク質のGenBank参照は以下である:ヒトENGアイソフォーム1(L−ENG)、NM_001114753;ヒトENGアイソフォーム2(S−ENG)、NM_000118;マウスENGアイソフォーム1(L−ENG)、NM_007932;マウスENGアイソフォーム2(S−ENG)、NM_001146350;マウスENGアイソフォーム3、NM_001146348。ヒトおよびマウスからの天然のENGタンパク質の配列は、図1〜8に示されている。
本明細書で使用される用語は、一般に、本開示の文脈内および各用語が使用される具体的な文脈において、当該技術分野における通常の意味を有する。一定の用語が本明細書で議論され、本明細書に開示された組成物および方法、およびいかにしてこれらを作製および使用するかについての説明において、実行者に対してさらなる指針を提供する。用語の任意の使用の範囲または意味は、その用語が使用される具体的な文脈から明らかになるであろう。
2.可溶性ENGポリペプチド
一定の条件下の場合を除き、天然に存在するENGタンパク質は膜貫通タンパク質であり、タンパク質の一部は細胞の外側(細胞外部分)に、およびタンパク質の一部は細胞の内側(細胞内部分)に配置されている。本開示の側面は、ENGの細胞外ドメイン(ECD)の一部を含むポリペプチドを包含する。
ある態様において、本開示は、ENGポリペプチドを提供する。ENGポリペプチドは、C末端が配列番号1のアミノ酸333〜378の任意のアミノ酸で生じる天然に存在するENGポリペプチドの切断ECDドメインに少なくとも90%同一なアミノ酸配列、および任意に少なくとも95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一なアミノ酸配列からなるか、またはこれを含むポリペプチドを含んでよく、ここで該ポリペプチドは配列番号1のアミノ酸379〜430からなる配列を含まない。任意に、ENGポリペプチドは、配列番号1のアミノ酸379〜586からなる配列から、または配列番号1のアミノ酸379〜581からなる配列から、5つを超えて連続するアミノ酸、または10、20、30、40、50、52、60、70、80、90、100、150、または200またはそれ以上の連続するアミノ酸を含まない。未処理のENGポリペプチドは、任意のシグナル配列、およびシグナル配列に対するN末端の任意の配列を、含めるかまたは除外してよい。本明細書で詳述するように、成熟(処理済)ENGポリペプチドのN末端は、配列番号1の任意のアミノ酸26〜42で起こり得る。成熟ENGポリペプチドの例としては、配列番号23のアミノ酸25〜377、配列番号25のアミノ酸25〜358、および配列番号29のアミノ酸25〜345が挙げられる。同様に、ENGポリペプチドは、以下によりコードされるポリペプチドを含んでよい:配列番号24のヌクレオチド73〜1131、配列番号26のヌクレオチド73〜1074、または配列番号30のヌクレオチド73〜1035、またはこれらのサイレント変異体、またはストリンジェントなハイブリダイゼーション条件下でこれらの補体にハイブリダイズする核酸(一般にかかる条件は当技術分野で知られているが、例えば以下である:50%v/vホルムアミド、5×SSC、2%w/vブロッキング剤、0.1%のN−ラウロイルサルコシン、および0.3%SDS中で、65℃にて一晩のハイブリダイゼーション、および、例えば5×SSC中約65℃での洗浄)。用語「ENGポリペプチド」はしたがって以下を包含する:ENGポリペプチドの単離された細胞外部分、その変異体(例えば、配列番号1のアミノ酸26〜378に対応する配列中に、例えば、2、3、4、5、10、15、20、25、30または、35個以下のアミノ酸置換を含む変異体を含む)、その断片、および前述のいずれかを含む融合タンパク質;ただし、各場合において好ましくは、上記ENGポリペプチドのいずれも、BMP−9および/またはBMP−10に対する実質的な親和性を保持している。一般にENGポリペプチドは、生物学的に関連する温度、pHレベル、および浸透圧において、水溶液中に可溶性であるように設計される。
ここで提示されるデータは、ENGポリペプチドの短いC末端切断変異体を含むFc融合タンパク質が、TGF−β1およびGF−β3には明らかな結合を示さないが、代わりにBMP−9に対して、ENG(26〜437)−Fcまたは完全長ENG ECDを含むFc融合タンパク質と比べて顕著に低い解離速度で高親和性結合を示すことを示している。具体的には、配列番号1のアミノ酸378、359、および346で終止するC末端切断変異体は全て、ENG(26〜437)またはENG(26〜586)と比べて、実質的に高い親和性でBMP−9に(および、低減なしの親和性でBMP−10に)結合することが見出された。しかしながらBMP−9およびBMP−10への結合は、アミノ酸332、329、または257へのより広範なC末端切断によって、完全に破壊された。したがって、アミノ酸333とアミノ酸378の間で終止するENGポリペプチドは全て活性であることが予想されるが、アミノ酸346および359において、またはこの間で終止するコンストラクトは、最も活性となる可能性がある。アミノ酸360と378において、またはこの間で終止する形態は、ENG(26〜378)が示す中間のリガンド結合親和性の傾向が予測される。他の重要なパラメータの改善が期待されるのは、ENG(26〜346)−Fcで観察されるタンパク質発現および除去半減期の改善に基づき、アミノ酸333と378で、またはこの間で終止する特定のコンストラクトにおいて、完全長ENG ECDを含む融合タンパク質と比較して期待される(例を参照)。これらの切断変異体形態の任意のものは、臨床的または実験的な設定に応じて、使用が望ましい可能性がある。
N末端において、配列番号1のアミノ酸26(最初のグルタミン酸)またはこれより前から開始するENGポリペプチドは、リガンド結合活性を保持することが予想される。本明細書に開示されているように、配列番号1のアミノ酸61のN末端切断は、より広範囲のN末端切断がそうであるように、リガンド結合を破壊する。しかし、これも本明細書に開示されているように、ENG一次配列のコンセンサスモデリングは、配列番号1のアミノ酸26〜60で規定される領域内の秩序ある二次構造が、配列番号1の42〜45位における高信頼が予想される4つの残基のβ鎖および、配列番号1の28〜29位における非常に低い信頼が予想される2つの残基のβ鎖に限定されることを示す。したがって、活性なENGポリペプチドは、配列番号1のアミノ酸26にて(またはその前にて)、好ましくはアミノ酸27〜42の任意のものにおいて、開始する。
まとめると、ENGポリペプチドの活性部分は、配列番号1のアミノ酸配列26〜333、26〜334、26〜335、26〜336、26〜337、26〜338、26〜339、26〜340、26〜341、26〜342、26〜343、26〜344、26〜345、または26〜346、ならびに、配列番号1のアミノ酸27〜42の任意のアミノ酸において開始する、これらの配列の変異体を含んでいてもよい。例示のENGポリペプチドとしては、配列番号1のアミノ酸配列26〜346、26〜359、および26〜378を含む。これらの範囲内の変異体もまた企図され、特に、配列番号1の対応する部分に対して、少なくとも80%、85%、90%、95%、または99%の同一性を有するものが企図される。ENGポリペプチドは、配列番号1のアミノ酸379〜430からなる配列を、含んでいなくてもよい。
上述したように、本開示は、天然に存在するENGポリペプチドと特定の程度の配列同一性または類似性を共有する、ENGポリペプチドを提供する。2つのアミノ酸配列の同一性パーセントを決定するために、配列を最適な比較目的のために整列させる(例えば、最適なアラインメントのために、第1および第2アミノ酸または核酸配列の一方または両方にギャップを導入することができ、比較目的のために、非相同配列を無視することができる)。次に、対応するアミノ酸位置におけるアミノ酸残基を比較する。第1配列の位置が、第2配列の対応する位置と同一のアミノ酸残基で占められている場合、分子はその位置において同一である(本明細書において、アミノ酸「同一性」は、アミノ酸「相同性」と等価である)。2つの配列間の同一性パーセントは、2つの配列の最適なアラインメントのために導入する必要があるギャップの数および各ギャップの長さを考慮した、配列が共有する同一位置の数の関数である。
2つの配列間の配列の比較および、同一性および類似性パーセントの決定は、数学的アルゴリズムを用いて行うことができる。(Computational Molecular Biology, Lesk, A. M., ed., Oxford University Press, New York, 1988;Biocomputing: Informatics and Genome Projects, Smith, D. W., ed., Academic Press, New York, 1993;Computer Analysis of Sequence Data, Part 1, Griffin, A. M., and Griffin, H. G., eds., Humana Press, New Jersey, 1994;Sequence Analysis in Molecular Biology, von Heinje, G., Academic Press, 1987;およびSequence Analysis Primer, Gribskov, M. and Devereux, J., eds., M Stockton Press, New York, 1991)。
一態様において、2つのアミノ酸配列間の同一性パーセントは、GCGソフトウェアパッケージのGAPプログラムに組み込まれた、NeedlemanおよびWunsch(J Mol. Biol. (48):444-453 (1970))のアルゴリズムを用いて決定される(http://www.gcg.comで入手可能)。特定の態様において、次のパラメータがGAPプログラムで使用される:Blosum 62マトリックスまたはPAM250マトリックスのどちらか、およびギャップ重みとして16、14、12、10、8、6または4、および長さ重みとして1、2、3、4、5または6。さらに他の態様において、2つのヌクレオチド配列間の同一性パーセントは、GCGソフトウェアパッケージのGAPプログラムを用いて決定される(Devereux, J., et al., Nucleic Acids Res. 12(1):387 (1984))(http://www.gcg.comで入手可能)。例示のパラメータは、NWSgapdna.CMPマトリックスおよびギャップ重みとして40、50、60、70または80、および長さ重みとして1、2、3、4、5または6の使用を含む。特に別の指定がない限り、2つのアミノ酸配列間の同一性パーセントは、Blosum 62マトリックス、ギャップ重み10および長さ重み3を用いたGAPプログラムを用いて決定され、かかるアルゴリズムが所望の同一性パーセントを算出できない場合には、本明細書に開示された好適な代替案が選択されるべきである。
別の態様において、2つのアミノ酸配列間の同一性パーセントは、E. Myers and W. Miller(CABIOS, 4:11-17 (1989))のアルゴリズムを用いて決定され、これはALIGNプログラム(version 2.0)に組み込まれており、PAM120重量残基表、ギャップ長ペナルティとして12、およびギャップペナルティとして4を使用する。
2つのアミノ酸配列間の最良の全体的アライメントを決定するための別の態様は、Brutlag et al(Comp. App. Biosci., 6:237-245 (1990))のアルゴリズムに基づくFASTDBコンピュータプログラムを用いて決定することができる。配列アラインメントにおいて、クエリ(質問)と対象の配列は、共にアミノ酸配列である。前記グローバル配列アラインメントの結果は、同一性パーセントで表示される。一態様において、アミノ酸配列同一性は、Brutlag et al.(Comp. App. Biosci., 6:237-245 (1990))のアルゴリズムに基づきFASTDBコンピュータプログラムを用いて行われる。特定の態様において、アミノ酸アラインメントの同一性および類似性パーセントを算出するのに用いるパラメータは、以下を含む:マトリックス=PAM 150、k−タプル(touple)=2、ミスマッチペナルティ=1、連結ペナルティ(joining penalty)=20、ランダム化グループ長さ=0、カットオフスコア=1、ギャップペナルティ=5、およびギャップサイズペナルティ=0.05。
ある態様において、ENGポリペプチドはBMP−9およびBMP−10に結合し、該ENGポリペプチドはTGF−β1またはGF−β3に実質的に結合を示さない。結合は、溶液中の精製タンパク質を用いて、またはBiacoreTMシステムなどの表面プラズモン共鳴システムにおいて評価することができる。ENGポリペプチドは、抗血管新生活性を示すように選択することができる。血管新生阻害活性のためのバイオアッセイは、ニワトリ漿尿膜(CAM)アッセイ、マウスアンジオリアクターアッセイ、および移植腫瘍上での単離または合成されたタンパク質の投与の効果を測定するためのアッセイが含まれる。CAMアッセイ、マウスアンジオリアクターアッセイ、およびその他のアッセイは、実施例に記載されている。
ENGポリペプチドはさらに、N末端に種々のリーダー配列のいずれかを含むことができる。かかる配列は、ペプチドが発現されて、真核生物系における分泌経路を標的とすることを可能とする。例えば、Ernst et al.の米国特許第5,082,783号(1992)を参照のこと。代替的に、天然のENGシグナル配列を用いて、細胞からの押し出し(extrusion)を行うことができる。可能なリーダー配列には、ミツバチのメリチン、TPA、および天然のリーダー(それぞれ配列番号13〜15)が含まれる。TPAリーダー配列を組み込んだENG−Fc融合タンパク質の例は、配列番号23、25、27、および29を含む。シグナルペプチドの処理は、他の変数のうちの、選択されたリーダー配列、使用される細胞種類および培養条件に依存して変化する可能性があり、したがって、成熟ENGポリペプチドの実際のN末端開始部位は、N末端またはC末端方向のどちらかの方向に1、2、3、4または5アミノ酸だけシフトしてもよい。成熟したENG−Fc融合タンパク質は配列番号33〜36を含み、これらは下記にENGポリペプチド部分に下線を付けて示される。
ある態様において、本開示は、ポリペプチドのグリコシル化を変化させるような、ENGポリペプチドの特定の変異を企図する。かかる変異は例えば、O結合またはN結合グリコシル化部位などの1または2以上のグリコシル化部位を、導入または除去するように選択することができる。アスパラギン結合型グリコシル化認識部位は一般に、トリペプチド配列、すなわち適切な細胞のグリコシル化酵素によって特異的に認識される、アスパラギン−X−スレオニン(またはアスパラギン−X−セリン)(ここで「X」は任意のアミノ酸である)を含む。改変はまた、1または2以上のセリンまたはスレオニン残基の、野生型ENGポリペプチドの配列(O結合グリコシル化部位について)への付加、または置換によって行うことができる。グリコシル化認識部位の第1または第3アミノ酸位置のいずれかまたは両方における、種々のアミノ酸置換または欠失(および/または第2位置におけるアミノ酸欠失)は、修飾トリペプチド配列の非グリコシル化を生じさせる。ENGポリペプチド上の炭水化物部分の数を増加させる別の手段は、ENGポリペプチドへの、化学的または酵素的なグリコシドのカップリングによるものである。使用されるカップリング方法に応じて、糖(単数または複数)は、(a)アルギニンおよびヒスチジンに、(b)遊離カルボキシル基に、(c)システインのものなどの遊離スルフヒドリル基に、(d)セリン、スレオニン、またはヒドロキシプロリンのものなどの遊離ヒドロキシル基に、(e)フェニルアラニン、チロシンまたはトリプトファンのものなどの芳香族残基に、または(f)グルタミンのアミド基に、付着することができる。
これらの方法は、1987年9月11日に公開されたWO 87/05330、およびAplin and Wriston (1981) CRC Crit. Rev. Biochem., pp. 259-306に記載されており、これは参照により本明細書に組み込まれる。ENGポリペプチド上に存在する1または2以上の炭水化物部分の除去は、化学的および/または酵素的に実施することができる。化学的脱グリコシル化は例えば、ENGポリペプチドの、化合物トリフルオロメタンスルホン酸または同等の化合物への露出を伴う。この処理により、結合糖(N−アセチルグルコサミンまたはN−アセチルガラクトサミン)以外のほとんどまたは全ての糖の切断がもたらされ、一方でアミノ酸配列はそのままである。化学的脱グリコシル化はさらに、Hakimuddin et al. (1987) Arch. Biochem. Biophys. 259:52およびEdge et al. (1981) Anal. Biochem. 118:131に記載されている。ENGポリペプチド上の炭水化物部分の酵素による切断は、Thotakura et al. (1987) Meth. Enzymol. 138:350に記載されているように、種々のエンド−およびエキソ−グリコシダーゼを用いることによって実施することができる。ENGポリペプチドの配列は、用いる発現系に応じて適切に調節することができ、これは、哺乳動物、酵母、昆虫および植物細胞はすべて、ペプチドのアミノ酸配列の影響を受け得る異なるグリコシル化パターンを導入する可能性があるからである。一般的には、ヒトにおける使用のためのENGポリペプチドは、HEK293またはCHO細胞株などの、適切なグリコシル化を提供する哺乳動物細胞株において発現され、ただし、他の哺乳動物発現細胞株、改変グリコシル化酵素による酵母細胞株、および昆虫細胞も、有用であることが期待されている。
本開示はさらに、変異体、特にENGポリペプチドのコンビナトリアル変異体のセット、ならびに切断変異体を生成する方法を企図する;コンビナトリアル変異体のプールは、機能的変異配列を同定するために特に有用である。かかるコンビナトリアルライブラリーのスクリーニングの目的は、例えば、アゴニストまたはアンタゴニストのどちらかとして作用できるか、あるいは全体として新規な活性を有するような、ENGポリペプチド変異体を生成することであってもよい。様々なスクリーニングアッセイが以下に提供されており、かかるアッセイは、変異体を評価するために使用することができる。例えば、ENGポリペプチド変異体は、ENGリガンドに結合する能力、ENGリガンドのENGポリペプチドへの結合を防止する能力、または、ENGリガンドによって引き起こされるシグナル伝達を妨害する能力について、スクリーニングすることができる。ENGポリペプチドまたはその変異体の活性は、細胞ベースまたはin vivoアッセイにおいて、特に実施例に開示された任意のアッセイにおいても、試験することができる。
コンビナトリアル由来の変異体は、天然に存在するENGポリペプチドの細胞外ドメインを含むENGポリペプチドに対して、選択的効力または一般に増加した効力を有するように生成することができる。同様に、変異誘発は、対応する野生型ENGポリペプチドとは劇的に異なる血清半減期を有する変異体を生じさせることができる。例えば、改変されたタンパク質は、天然のENGポリペプチドの破壊、または別の除去もしくは不活性化をもたらすタンパク質分解またはその他のプロセスに対して、より安定であるか不安定にすることができる。かかる変異体およびこれをコードする遺伝子は、ENGポリペプチドの半減期を調節することによって、ENGポリペプチドのレベルを変えるために利用することができる。例えば、短い半減期はより一時的な生物学的効果を生じさせることができ、患者内での組換えENGポリペプチドレベルの、より厳密な制御を可能にする。Fc融合タンパク質においては、突然変異は、タンパク質の半減期を変化させるために、リンカー(もしあれば)および/またはFc部分内に作られてもよい。
コンビナトリアルライブラリーは、各々が潜在的ENGポリペプチド配列の少なくとも一部を含むポリペプチドのライブラリーをコードする遺伝子の、縮重ライブラリーを介して生成することができる。例えば、合成オリゴヌクレオチドの混合物を遺伝子配列に酵素的にライゲートして、潜在的ENGポリペプチドヌクレオチド配列の縮重セットが、個々のポリペプチドとして、または代替的により大きな融合タンパク質のセットとして(例えば、ファージディスプレイなど)、発現可能であるようにすることができる。
潜在的ENGポリペプチド変異体のライブラリーを縮重オリゴヌクレオチド配列から生成可能にする、多くの方法がある。縮重遺伝子配列の化学的合成は、DNA自動合成機で行うことができ、合成遺伝子はその後、発現に適したベクターにライゲートされる。縮重オリゴヌクレオチドの合成は当技術分野で知られている(例えば、Narang, SA (1983) Tetrahedron 39:3;Itakura et al., (1981) Recombinant DNA, Proc. 3rd Cleveland Sympos. Macromolecules, ed. AG Walton, Amsterdam: Elsevier pp273-289;Itakura et al., (1984) Annu. Rev. Biochem. 53:323;Itakura et al., (1984) Science 198:1056;Ike et al., (1983) Nucleic Acid Res. 11:477を参照)。かかる技法は、他のタンパク質の定方向進化において採用されている(例えばScott et al., (1990) Science 249:386-390;Roberts et al., (1992) PNAS USA 89:2429-2433;Devlin et al., (1990) Science 249: 404-406;Cwirla et al., (1990) PNAS USA 87: 6378-6382;ならびに米国特許第5,223,409号、第5,198,346号、および第5,096,815号を参照)。
代替的に、突然変異誘発の他の形態を用いて、コンビナトリアルライブラリーを生成することができる。例えば、ENGポリペプチド変異体は、ライブラリーからスクリーニングにより、例えばアラニン走査型(scanning)変異誘発などにより(Ruf et al., (1994) Biochemistry 33:1565-1572;Wang et al., (1994) J. Biol. Chem. 269:3095-3099;Balint et al., (1993) Gene 137:109-118;Grodberg et al., (1993) Eur. J. Biochem. 218:597-601;Nagashima et al., (1993) J. Biol. Chem. 268:2888-2892;Lowman et al., (1991) Biochemistry 30:10832-10838;およびCunningham et al., (1989) Science 244:1081-1085);リンカー走査型変異誘発により(Gustin et al., (1993) Virology 193:653-660;Brown et al., (1992) Mol. Cell Biol. 12:2644-2652;McKnight et al., (1982) Science 232:316);飽和突然変異誘発により(Meyers et al., (1986) Science 232:613);PCR変異誘発により(Leung et al., (1989) Method Cell Mol Biol 1:11-19);または化学的突然変異誘発等を含むランダム突然変異誘発により(Miller et al., (1992) A Short Course in Bacterial Genetics, CSHL Press, Cold Spring Harbor, NY;およびGreener et al., (1994) Strategies in Mol Biol 7:32-34)、生成して単離することができる。特にコンビナトリアル設定におけるリンカー走査型変異誘発は、ENGポリペプチドの切断(生理活性)形態を識別するための魅力的な方法である。
広い範囲の技術が当分野において、突然変異および切断により作製されたコンビナトリアルライブラリーの遺伝子産物のスクリーニング用に、そしてさらに、ある特性を有する遺伝子産物についてのcDNAライブラリーのスクリーニング用に知られている。かかる技術は、ENGポリペプチドのコンビナトリアル突然変異誘発によって生成された遺伝子ライブラリーの迅速なスクリーニングのために、一般的に適応可能となるであろう。大きな遺伝子ライブラリーのスクリーニングに最も広く使用される技術は、典型的には、遺伝子ライブラリーを複製可能な発現ベクターにクローニングすること、得られたベクターのライブラリーで適当な細胞を形質転換すること、および、所望の活性の検出が、産物を検出された遺伝子をコードするベクターの比較的容易な単離を促進するような条件下で、コンビナトリアル遺伝子を発現させること、を含む。好適なアッセイには、ENGリガンド結合アッセイおよびリガンド媒介性細胞シグナル伝達アッセイが含まれる。
ある態様において、本開示のENGポリペプチドはさらに、ENGポリペプチドにおいて自然に存在する任意のものに加えて、翻訳後修飾を含むことができる。かかる修飾としては、限定はされないが、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、ペグ化(ポリエチレングリコール)およびアシル化を含む。その結果、修飾ENGポリペプチドは、ポリエチレングリコール、脂質、多糖または単糖、およびリン酸塩などの非アミノ酸要素を含むことができる。かかる非アミノ酸要素の、ENGポリペプチドの機能に対する効果は、他のENGポリペプチド変異体のために本明細書に記載されているようにして、試験することができる。ENGポリペプチドが、細胞内でENGポリペプチドの初期の形態を切断することによって産生される場合、翻訳後プロセシングも、タンパク質の正確なフォールディングおよび/または機能のために重要であり得る。別の細胞(例えばCHO、HeLa、MDCK、293、WI38、NIH−3T3またはHEK293など)は、特定の細胞マシナリーおよびかかる翻訳後活動に対する特徴的なメカニズムを有し、ENGポリペプチドの正しい修飾およびプロセシングを確実にするために選択され得る。
ある側面において、ENGポリペプチドの機能的変異体または修飾形態は、ENGポリペプチドの少なくとも一部および、1または2以上の融合ドメインを有する融合タンパク質を含む。かかる融合ドメインのよく知られた例としては、限定はされないが、ポリヒスチジン、Glu−Glu、グルタチオンSトランスフェラーゼ(GST)、チオレドキシン、プロテインA、プロテインG、免疫グロブリン重鎖定常領域(Fc)、マルトース結合タンパク質(MBP)、またはヒト血清アルブミンを含む。融合ドメインは、所望の特性を付与するように選択することができる。例えば、いくつかの融合ドメインは、アフィニティクロマトグラフィーによる融合タンパク質の単離に特に有用である。アフィニティ精製の目的のために、アフィニティクロマトグラフィーに関連するマトリクス、例えばグルタチオン−、アミラーゼ−、およびニッケル−またはコバルト−共役樹脂が用いられる。かかるマトリクスの多くは、「キット」の形態で、例えばPharmacia GST精製システムおよび、例えば(His)融合パートナーと共に有用なQIAexpressTMシステム(Qiagen)などにおいて、利用可能である。別の例として、融合ドメインは、ENGポリペプチドの検出を容易にするように選択することができる。かかる検出ドメインの例には、各種蛍光タンパク質(例えばGFP)だけでなく、「エピトープタグ」が挙げられ、これらは通常は短いペプチド配列であって、特異的な抗体が利用可能である。特異的なモノクローナル抗体が容易に利用可能なよく知られているエピトープタグは、FLAG、インフルエンザウイルス赤血球凝集素(HA)、およびc−mycタグを含む。いくつかの場合において、融合ドメインは、例えばXa因子またはトロンビンのためのプロテアーゼ切断部位を有し、これにより、関連するプロテアーゼが融合タンパク質を部分的に消化して、そこから組換えタンパク質を遊離することが可能となる。遊離タンパク質は、その後のクロマトグラフィー分離により融合ドメインから単離することができる。ある好ましい態様において、ENGポリペプチドは、in vivoでENGポリペプチドを安定化するドメイン(「安定剤」ドメイン)と融合されている。「安定化する」とは、これが破壊の減少のため、腎臓によるクリアランスの減少のため、または他の薬物動態学的効果のためであるかどうかに関わらず、血清半減期を増加させる任意のものを意味する。免疫グロブリンのFc部分との融合は、広い範囲のタンパク質に、所望の薬物動態学的特性を付与することが知られている。同様に、ヒト血清アルブミンへの融合は、所望の特性を付与することができる。選択可能な融合ドメインの他の種類には、多量体化(例えば二量体化、四量体化)ドメインおよび機能ドメインが含まれてよい。
具体例として、本開示は、2つのFcドメイン配列(例えば、配列番号11、12)の1つに融合したENGポリペプチドの変異体を含む融合タンパク質を提供する。任意に、Fcドメインは、Asp−265、Lys−322、およびAsn−434(対応する完全長IgGに従って番号付けされている)などの残基に、1または2以上の変異を有する。ある場合において、これらの変異(例えば、Asp−265変異)の1または2以上を有する変異体Fcドメインは、野生型Fcドメインと比べて、Fcγ受容体に結合する能力が減少している。別のケースでは、これらの変異(例えば、Asn−434変異)の1または2以上を有する変異体Fcドメインは、野生型Fcドメインと比べて、MHCクラスI関連Fc受容体(FcRN)に結合する能力が増加している。
融合タンパク質の異なる要素は、所望の機能性と整合する任意の様式で配置され得ることが理解される。例えば、ENGポリペプチドは異種ドメインのC末端に配置してもよく、または代替的に、異種ドメインをENGポリペプチドのC末端に配置してもよい。ENGポリペプチドドメインおよび異種ドメインは、融合タンパク質に隣接している必要はなく、追加のドメインまたはアミノ酸配列を、いずれかのドメインのCまたはN末端、またはドメイン間に含めることができる。
本明細書において、用語「免疫グロブリンFcドメイン」または単に「Fc」は、免疫グロブリン鎖定常領域の、好ましくは免疫グロブリン重鎖定常領域の、カルボキシル末端部分、またはその一部を意味すると理解される。例えば、免疫グロブリンFc領域は以下を含んでよい:1)CH1ドメイン、CH2ドメイン、およびCH3ドメイン、2)CH1ドメインとCH2ドメイン、3)CH1ドメインとCH3ドメイン、4)CH2ドメインとCH3ドメイン、または5)2または3以上のドメインの組み合わせおよび免疫グロブリンヒンジ領域。好ましい態様において、免疫グロブリンFc領域は、少なくとも免疫グロブリンヒンジ領域、CH2ドメインおよびCH3ドメインを含み、好ましくはCH1ドメインを欠いている。
一態様において、重鎖定常領域が由来する免疫グロブリンのクラスは、IgG(Igγ)(γサブクラス1、2、3、または4)である。免疫グロブリンの他のクラス、IgA(Igα)、IgD(Igδ)、IgE(Igε)およびIgM(Igμ)も使用することができる。適切な免疫グロブリン重鎖定常領域の選択は、米国特許第5,541,087号および第5,726,044号に詳細に記載されている。特定の結果を達成するための、ある免疫グロブリンクラスおよびサブクラスからの特定の免疫グロブリン重鎖定常領域配列の選択は、当業者のレベル内であると考えられる。免疫グロブリンのFc領域をコードするDNAコンストラクトの部分は、ヒンジドメインの少なくとも一部を、および好ましくは、IgA、IgD、IgEまたはIgMのいずれかのFcγのCHドメインまたは相同ドメインの少なくとも一部を含む。
さらに、免疫グロブリン重鎖定常領域内のアミノ酸の置換または欠失は、本明細書で開示される方法および組成物の実施に有用となり得ることが企図される。一例としては、上部CH2領域にアミノ酸置換を導入することにより、Fc受容体への親和性が減少したFc変異体を作製することである(Cole et al. (1997) J. Immuno. 159:3613)。
ある態様において、本開示は、ENGポリペプチドの単離および/または精製形態であって、他のタンパク質および/または他のENGポリペプチド種から単離されたか、またはそれらを実質的に含まない(例えば、少なくとも80%、90%、95%、96%、97%、98%、または99%含まない)ものを利用可能とする。ENGポリペプチドは、一般的に、組換え核酸からの発現によって産生される。
ある態様において、本開示は、ENGタンパク質の細胞外部分のコード配列を含む可溶性ENGポリペプチドをコードする核酸を含む。さらなる態様において、本開示はまた、かかる核酸を含む宿主細胞にも関する。宿主細胞は、任意の原核細胞または真核細胞であってよい。例えば、本開示のポリペプチドは、大腸菌などの細菌細胞、昆虫細胞(例えば、バキュロウイルス発現系を用いて)、酵母、または哺乳動物細胞中で発現させることができる。他の適切な宿主細胞は、当業者によく知られている。したがって、本開示のいくつかの態様はさらに、ENGポリペプチドを生成する方法に関する。配列番号25および29に記載され、CHO細胞で発現されるENG−Fc融合タンパク質は、強力な抗血管新生活性を有することが確立されている。
3.ENGポリペプチドをコードする核酸
ある側面において、本開示は、本明細書に開示された、断片、機能性変異体および融合タンパク質を含むENGポリペプチドのいずれかをコードする、単離および/または組換え核酸を提供する。例えば、配列番号2および4は、天然のヒトENG前駆体ポリペプチドのそれぞれ長いおよび短いアイソフォームをコードし、一方配列番号30は、IgG1 Fcドメインに融合したENG細胞外ドメインの1つの変異体をコードする。対象の核酸は、一本鎖または二本鎖であってもよい。かかる核酸はDNAまたはRNA分子であってもよい。これらの核酸は、例えば、ENGポリペプチドを作製するための方法において、または直接治療剤として(例えば、アンチセンス、RNAiまたは遺伝子治療アプローチで)、用いることができる。
ある側面において、ENGポリペプチドをコードする対象核酸はさらに、配列番号24、26、28、または30の変異体である核酸を含むことが理解される。変異体ヌクレオチド配列は、1または2以上のヌクレオチド置換、付加、または欠失によって異なる配列を含み、例えば対立遺伝子変異体である。
ある態様において、本開示は、配列番号24、26、28、または30に少なくとも80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%同一な、単離されたまたは組み換え核酸配列を提供する。当業者は、配列番号24、26、28、または30に相補的な核酸配列、および配列番号24、26、28、または30の変異体は、本開示の範囲内であることを認識する。さらなる態様において、本開示の核酸配列は、単離し、組み換え、および/または、異種ヌクレオチド配列またはDNAライブラリーに融合することができる。
別の態様において、本開示の核酸はまた、高度にストリンジェントな条件下で、配列番号24、26、28、または30に規定されたヌクレオチド配列に、配列番号24、26、28、または30の相補配列に、またはそれらの断片にハイブリダイズするヌクレオチド配列を含む。上述したように当業者は、DNAハイブリダイゼーションを促進する適切なストリンジェンシー条件を変化させ得ることを、容易に理解するであろう。例えば、ハイブリダイゼーションを約45℃にて、6.0×塩化ナトリウム/クエン酸ナトリウム(SSC)で行い、続いて50℃で2.0×SSCの洗浄を行うことができる。例えば、洗浄ステップにおける塩濃度は、約50℃で2.0×SSCの低ストリンジェンシーから、約50℃で0.2×SSCの高ストリンジェンシーまでより、選択することができる。また、洗浄ステップにおける温度は、低ストリンジェンシー条件の室温約22℃から、高ストリンジェンシー条件の約65℃まで上昇させることができる。温度および塩の両方を変えることができ、または温度や塩濃度を一定に保持しつつ、他の変数を変化させることができる。一態様において、本開示は、室温で6×SSCの低ストリンジェンシー条件下でハイブリダイズし、続いて室温で2×SSCで洗浄した核酸を提供する。
遺伝子コードにおける縮重のために、配列番号24、26、28、または30に規定された核酸とは異なる単離された核酸もまた、本開示の範囲内である。例えば、アミノ酸の数は、1以上のトリプレットにより指定される。同一のアミノ酸またはシノニムを特定するコドン(例えば、CAUとCACはヒスチジンのシノニムである)は、タンパク質のアミノ酸配列に影響を及ぼさない「サイレント」突然変異をもたらし得る。しかしながら、対象タンパク質のアミノ酸配列に変化をもたらすDNA配列多型が、哺乳動物細胞内に存在することが予想される。当業者は、特定のタンパク質をコードする核酸の1または2以上のヌクレオチド(ヌクレオチドの約3〜5%まで)におけるこれらの変異は、天然の対立遺伝子変異に起因して、特定の種の個体の間に存在し得ることを理解するであろう。任意の全てのかかるヌクレオチド変異および、生じるアミノ酸多型は、この開示の範囲内である。
ある態様において、本開示の組換え核酸は、発現コンストラクトの1または2以上の調節ヌクレオチド配列に、動作可能に連結することができる。調節ヌクレオチド配列は一般に、発現に用いられる宿主細胞に適切である。適切な発現ベクターおよび適切な調節配列の多くの種類は、様々な宿主細胞について技術分野で知られている。典型的には、前記1または2以上の調節ヌクレオチド配列は、限定はされないが、プロモーター配列、リーダーまたはシグナル配列、リボソーム結合部位、転写開始および終止配列、翻訳開始および終止配列、およびエンハンサーまたはアクチベーター配列を含んでよい。当該技術分野において公知の構成的または誘導性プロモーターは、本開示によって企図される。プロモーターは、天然に存在するプロモーター、または1より多いプロモーターの要素を組み合わせたハイブリッドプロモーターであってもよい。発現コンストラクトは、細胞またはエピソーム、例えばプラスミドなどに存在してもよく、または発現コンストラクトは、染色体に挿入されてもよい。好ましい態様において、発現ベクターは選択可能なマーカー遺伝子を含み、形質転換された宿主細胞の選択を可能にする。選択可能なマーカー遺伝子は当技術分野で周知であり、用いる宿主細胞によって異なる。
本明細書に開示されるある側面において、対象核酸は、ENGポリペプチドをコードし、少なくとも一つの調節配列に動作可能に連結されているヌクレオチド配列を含む発現ベクター内で提供される。調節配列は、当技術分野で認識され、ENGポリペプチドの発現を指向するように選択される。したがって、調節配列の用語は、プロモーター、エンハンサー、およびその他の発現制御要素を含む。典型的な調節配列は、Goeddel; Gene Expression Technology: Methods in Enzymology, Academic Press, San Diego, CA (1990)に記載されている。例えば、DNA配列の発現をこれに動作可能に連結された場合に制御する多種多様な発現制御配列の任意のものをこれらのベクターにおいて用いて、ENGポリペプチドをコードするDNA配列を発現することができる。かかる有用な発現制御配列としては、例えば以下が挙げられる:SV40の初期および後期プロモーター、tetプロモーター、アデノウイルスまたはサイトメガロウイルス最初期プロモーター、RSVプロモーター、lac系、trp系、TACまたはTRC系、発現がT7 RNAポリメラーゼにより指示されるT7プロモーター、ファージラムダの主要なオペレータおよびプロモーター領域、fdコートタンパク質の制御領域、3−ホスホグリセリン酸キナーゼまたは他の糖分解酵素用のプロモーター、酸性ホスファターゼのプロモーター、例えばPho5、酵母α−接合因子のプロモーター、バキュロウイルス系の多面体プロモーター、および原核細胞または真核細胞またはそれらのウイルスの遺伝子発現を制御することが知られているその他の配列、およびそれらの種々の組み合わせ。発現ベクターの設計は、形質転換される宿主細胞および/または発現が所望されるタンパク質の種類の選択などの要因に依存し得ることが理解されるべきである。さらに、ベクターのコピー数、およびそのコピー数を制御する能力や抗生物質マーカー等、ベクターによってコードされる任意の他のタンパク質の発現も、考慮すべきである
本開示に含まれる組換え核酸は、クローニングされた遺伝子またはその一部を、原核細胞、真核細胞(酵母、鳥類、昆虫または哺乳動物)のいずれかあるいはその両方における発現に適したベクターに、ライゲートすることにより生成することができる。組換えENGポリペプチドの生成のための発現ビヒクルとしては、プラスミドおよび他のベクターを含む。例えば適切なベクターとしては、以下の種類のプラスミドを含む:pBR322由来プラスミド、pEMBL由来プラスミド、PEX由来プラスミド、pBTac由来プラスミド、および大腸菌などの原核細胞での発現のためのpUC由来のプラスミド。
いくつかの哺乳動物発現ベクターは、細菌内でのベクターの繁殖を促進する原核生物の配列、および真核細胞で発現される1または2以上の真核生物の転写単位の両方を含む。例えばpcDNAI/amp、pcDNAI/neo、pRC/CMV、pSV2gpt、pSV2neo、pSV2−dhfr、pTk2、pRSVneo、pMSG、pSVT7、pko−neoおよびpHygに由来するベクターは、真核細胞のトランスフェクションに適した哺乳動物発現ベクターの例である。これらのベクターのいくつかは、pBR322などの細菌プラスミドからの配列で修飾されて、原核細胞および真核細胞の両方で複製および薬剤耐性選択を促進する。代替的に、ウシパピローマウイルス(BPV−1)またはエプスタインバルウイルス(pHEBo、pREP由来、およびp205)などのウイルスの誘導体を、真核細胞におけるタンパク質の一過性発現のために使用することができる。他のウイルス(レトロウイルスを含む)の発現系の例は、以下の遺伝子治療送達システムの説明において見出すことができる。プラスミドの調製および宿主生物の形質転換において使用される種々の方法は、当分野において周知である。原核細胞と真核細胞の両方に適したその他の発現系、および一般的な組換え手順については、Molecular Cloning A Laboratory Manual, 3rd Ed., ed. by Sambrook, Fritsch and Maniatis (Cold Spring Harbor Laboratory Press, 2001)を参照のこと。いくつかの例では、組換えポリペプチドをバキュロウイルス発現系を用いて発現することが望ましい場合がある。かかるバキュロウイルス発現系の例としては、pVL由来のベクター(例えば、pVL1392、pVL1393およびpVL941)、pAcUW由来のベクター(例えばpAcUW1)、およびpBlueBac由来のベクター(例えば、pBlueBac IIIを含有するβ−gal)が挙げられる。
好ましい態様において、ベクターはCHO細胞における対象ENGポリペプチドの生成用に設計され、例えばPcmv-Scriptベクター(Stratagene, La Jolla, Calif.)、pcDNA4ベクター(Invitrogen、Carlsbad、CA)およびpCI−neoベクター(Promega, Madison, Wisc.)などである。明らかなように、対象となる遺伝子コンストラクトは、培養液中で繁殖する細胞内で対象ENGポリペプチドの発現を引き起こすために、例えば精製用の融合タンパク質または変異体タンパク質を含むタンパク質を発現するために、用いることができる。
本開示はまた、1または2以上の対象ENGポリペプチドのために、コード配列(例えば配列番号24、26、28、または30)を含む組み換え遺伝子でトランスフェクトされた宿主細胞にも関する。宿主細胞は、任意の原核細胞または真核細胞であってよい。例えば、本明細書に開示されるENGポリペプチドは、大腸菌などの細菌細胞、昆虫細胞(例えばバキュロウイルス発現系を用いて)、酵母、または哺乳動物細胞中で発現させることができる。他の適切な宿主細胞は、当業者によく知られている。
したがって、本開示はさらに、対象ENGポリペプチドを生成する方法にも関する。例えば、ENGポリペプチドをコードする発現ベクターでトランスフェクトされた宿主細胞を、適切な条件下で培養して、ENGポリペプチドの発現を可能にすることができる。ENGポリペプチドは、ENGポリペプチドを含有する培地と細胞の混合物から分泌され、単離することができる。代替的に、ENGポリペプチドは、細胞質または膜画分中に保持することができ、細胞を収穫して溶解し、タンパク質を分離する。細胞培養物は、宿主細胞、培地およびその他の副生成物を含む。細胞培養に適した培地は、当技術分野で周知である。対象ENGポリペプチドは、細胞培養培地、宿主細胞、またはその両方から、タンパク質を精製するために当技術分野で周知の技術を用いて単離することができ、該技術としては、イオン交換クロマトグラフィー、ゲルろ過クロマトグラフィー、限外濾過、電気泳動、ENGポリペプチドの特定のエピトープに特異的な抗体を用いた免疫アフィニティ精製、およびENGポリペプチドに融合したドメインに結合する剤を用いたアフィニティ精製(例えばタンパク質Aカラムを用いて、ENG−Fc融合を精製することができる)が含まれる。好ましい態様において、ENGポリペプチドは、その精製を容易にするドメインを含む融合タンパク質である。例として、精製は一連のカラムクロマトグラフィー工程により実施することができ、これには、以下の3または4以上の工程が任意の順序で含まれる:タンパク質Aクロマトグラフィー、Qセファロースクロマトグラフィー、フェニルセファロースクロマトグラフィー、サイズ排除クロマトグラフィー、およびカチオン交換。精製は、ウイルスろ過とバッファー交換で完了することができる。
別の態様において、例えば、組換えENGポリペプチドの所望部分のN末端におけるポリ−(His)/エンテロキナーゼ切断部位配列などの、精製リーダー配列をコードする融合遺伝子は、発現された融合タンパク質の、Ni2+金属樹脂を用いたアフィニティクロマトグラフィーによる精製を可能とする。精製リーダー配列は次に、エンテロキナーゼで処理することにより除去して、精製ENGポリペプチドを提供する(例えば、Hochuli et al., (1987) J.Chromatography 411:177; and Janknecht et al., PNAS USA 88:8972参照)。
融合遺伝子を作製するための技術は周知である。本質的に、異なるポリペプチド配列をコードする様々なDNA断片の連結は、従来技術に従って、ライゲーションのための平滑末端または付着末端を用い、制限酵素消化により適切な末端を提供し、必要に応じて粘着末端を充填し、アルカリホスファターゼ処理によって望ましくない連結および酵素的ライゲーショを防いで実施される。別の態様において、融合遺伝子は、自動DNA合成装置を含む従来の技術によって合成することができる。代替的に、遺伝子断片のPCR増幅を、2つの連続した遺伝子断片の間の相補的なオーバーハングを生じさせるアンカープライマーを用いて実施することができ、これは続いてアニールすることによりキメラ遺伝子配列を生成する(例えばCurrent Protocols in Molecular Biology, eds. Ausubel et al., John Wiley & Sons: 1992参照)。
ENG、BMP−9またはBMP−10のアンタゴニストである核酸化合物のカテゴリーの例としては、アンチセンス核酸、RNAiコンストラクトおよび触媒核酸コンストラクトが挙げられる。核酸化合物は、一本鎖または二本鎖であってよい。二本鎖化合物はまた、オーバーハングまたは非相補性領域を含むことができ、ここでどちらかの鎖は一本鎖である。一本鎖化合物は自己相補性領域を含むことができ、これはすなわち、化合物が、いわゆる「ヘアピン」または「ステムループ」構造と、二重らせん構造の領域を形成することを意味する。核酸化合物は、完全長ENG核酸配列またはリガンド核酸配列の、1000以下、500以下、250以下、100以下、または50、35、30、25、22、20もしくは18以下のヌクレオチドからなる領域に相補的なヌクレオチド配列を含んでよい。相補性領域は、好ましくは少なくとも8個のヌクレオチド、および任意に、少なくとも10または少なくとも15ヌクレオチド、および任意に15〜25ヌクレオチドの間である。相補性領域は、標的転写物のイントロン、コード配列、または非コード配列、例えばコード配列部分内に含まれることができる。一般に、核酸化合物は、約8〜500のヌクレオチドまたは塩基対の長さを有し、任意に長さは約14〜約50ヌクレオチドである。核酸は、DNA(特にアンチセンスとして使用するため)、RNA、またはRNA:DNAハイブリッドであってもよい。任意の1つの鎖は、DNAとRNAの混合物、およびDNAまたはRNAのどちらかに容易に分類することができない修飾形態を含むことができる。
同様に、二本鎖化合物は、DNA:DNA、DNA:RNA、またはRNA:RNAであってよく、および任意の1つの鎖はまた、DNAとRNAの混合物、およびDNAまたはRNAのどちらかに容易に分類することができない修飾形態を含むことができる。核酸化合物は種々の修飾の任意のものを含んでよく、これには、骨格(ヌクレオチド間結合を含む、天然の核酸の糖−リン酸部)、または塩基部分(天然の核酸のプリンまたはピリミジン部分)への1またはそれ以上の修飾を含む。アンチセンス核酸化合物は、好ましくは約15〜約30ヌクレオチドの長さを有し、しばしば1または2以上の修飾を含んで、これにより、血清中、化合物が送達される可能性が大きい細胞または場所において、例えば経口送達化合物の場合は胃、および吸入化合物の場合は肺において、安定性などの特徴を改善する。RNAiコンストラクトの場合、標的転写物の相補鎖は一般に、RNAまたはその修飾物である。他の鎖は、RNA、DNA、または任意の他の変異でもよい。二本鎖または一本鎖「ヘアピン」RNAiコンストラクトの二本鎖部分は好ましくは、それがダイサー基質として機能する限り、18〜40のクレオチドの長さを、任意に21〜23のクレオチドの長さを有する。触媒または酵素核酸は、リボザイムまたはDNA酵素であってもよく、また修飾形態を含むことができる。核酸化合物は、生理的条件下で、ナンセンスまたはセンス制御がほとんどまたは全く効果を有さない濃度において、細胞と接触した場合に、約50%、75%、90%またはそれ以上、標的の発現を阻害することができる。核酸化合物の効果を試験するための好ましい濃度は、1.5および10μmolである。核酸化合物はまた、例えば、血管新生に対する効果について試験することができる。
4.Fc融合タンパク質における改変
本出願はさらに、改変されたまたは変異体Fc領域を有するENG−Fc融合タンパク質を提供する。かかる抗体およびFc融合タンパク質は、例えば、抗原依存性細胞傷害(ADCC)および補体依存性細胞障害(CDC)などのエフェクター機能の調節において有用であり得る。さらに、修飾は、抗体およびFc融合タンパク質の安定性を向上することができる。抗体およびFc融合タンパク質のアミノ酸配列変異体は、適切なヌクレオチド変化をDNAに導入することによって、またはペプチド合成によって調製される。かかる変異体としては、例えば、本明細書に開示された抗体およびFc融合タンパク質のアミノ酸配列内の残基の欠失、および/または挿入、および/または置換を含む。欠失、挿入、および置換の任意の組み合わせは、最終的なコンストラクトが所望の特性を有することを条件として、最終的なコンストラクトに到達するために行われる。アミノ酸変化はまた、抗体およびFc融合タンパク質の翻訳後プロセスを変化させてよく、例えばグリコシル化部位の数や位置を変更させてよい。
低減されたエフェクター機能を有する抗体およびFc融合タンパク質は、アミノ酸配列に変化を導入することによって生成することができ、これにはBluestone et al.(WO 94/28027およびWO 98/47531参照;また、Xu et al. 2000 Cell Immunol 200; 16-26も参照のこと)に記載されたAla−Ala変異を含むが、これらに限定はされない。したがってある態様において、Ala−Ala変異を含む定常領域内の変異を有する本開示の抗体およびFc融合タンパク質は、エフェクター機能を低減または消滅させるために使用することができる。これらの態様によれば、抗体およびFc融合タンパク質は、234位におけるアラニンへの突然変異、または235位におけるアラニンへの突然変異、またはそれらの組み合わせを含んでもよい。一態様において、抗体またはFc融合タンパク質はIgG4フレームワークを含み、ここでAla−Ala変異は、234位におけるフェニルアラニンからアラニンへの変異、および/または235位におけるロイシンからアラニンへの変異を記述する。別の態様において、抗体またはFc融合タンパク質はIgG1フレームワークを含み、ここでAla−Ala変異は、234位におけるロイシンからアラニンへの変異、および/または235位におけるロイシンからアラニンへの変異を記述する。抗体またはFc融合タンパク質は、代替的にまたは付加的に他の変異を有することができ、これには、CH2ドメインでの点突然変異K322Aを含む(Hezareh et al. 2001 J Virol. 75: 12161-8)。
特定の態様において、抗体またはFc融合タンパク質は、補体依存性細胞障害(CDC)を亢進するかまたは抑制するかどちらかとなるよう、修飾することができる。調節されたCDC活性は、Fc領域に1または2以上のアミノ酸置換、挿入、または欠失を導入することにより、達成することができる(米国特許第6,194,551号参照)。代替的にまたは付加的に、システイン残基(単数または複数)をFc領域に導入し、それによってこの領域における鎖間ジスルフィド結合の形成を可能にしてもよい。このようにして生成されホモ二量体抗体は、改善されたかまたは低減された内在化機能を、および/または増加または低減された補体媒介性の細胞死滅を有する可能性がある。Caron et al., J. Exp Med. 176:1191-1195 (1992)およびShopes, B. J. Immunol. 148:2918-2922 (1992);WO99/51642;Duncan & Winter Nature 322: 738-40 (1988);米国特許第5,648,260号;米国特許第5,624,821号;およびWO94/29351を参照。
5.治療的使用
本開示は、腫瘍性および非腫瘍性障害の両方を含む、調節不全の血管新生状態を処置または予防するための方法および組成物を提供する。さらに提供されるのは、特定の心血管障害を処置または予防するための方法および組成物である。さらに本開示は、線維性障害および状態を処置または予防するための方法および組成物を提供する。加えて、本開示は、BMP9および/またはBMP10活性に関連する障害を処置するための方法を提供する。
本開示は、哺乳動物における血管新生を阻害する方法であって、対象に対して、前述のENG−Fc融合タンパク質または核酸アンタゴニスト(例えば、アンチセンスまたはsiRNA)を含む、ENGポリペプチドの有効量を投与することによる前記方法を提供し、これらは以下ではまとめて、「治療剤」として言及される。提示されたデータは、本明細書に開示の抗血管新生治療剤が、腫瘍に関連する血管新生を阻害するために使用できることを具体的に示している。これらの治療剤はまた、眼における血管新生を阻害するのにも有用であることが期待される。
血管新生関連疾患としては、限定はされないが以下を含む:血管新生依存性癌、例えば固形腫瘍、白血病などの血液で生まれる腫瘍、および腫瘍転移;良性腫瘍、例えば血管腫、聴神経腫、神経線維腫、トラコーマ、および化膿性肉芽腫;関節リウマチ;乾癬;ルベオーシス;オスラー・ウェーバー症候群;心筋の血管新生;プラーク血管新生;毛細血管拡張症;血友病者の関節;および血管線維腫。
特に、本開示のポリペプチド治療剤は、癌(腫瘍)、特に増殖を支援するために血管新生プロセスに依存することが知られている癌を、処置または予防するのに有用である。ほとんどの抗血管新生剤とは異なり、ENGポリペプチドは、複数の要因によって誘導される血管新生に影響を与える。これは、腫瘍の血管新生を支援する複数の要因を頻繁に取得するような癌に、高く関連する。したがって、本明細書に開示の治療剤は、単一の血管新生因子を標的とする薬剤(例えばVEGFを標的とするベバシズマブ)による処置に対して抵抗性である腫瘍の処置に、特に有効であろうし、異なるメカニズムにより作用する他の抗血管新生化合物と組み合わせて、特に有効となり得る。
血管新生の調節不全は、本発明の組成物および方法によって処置することができる多くの障害につながる可能性がある。これらの障害には、腫瘍性および非腫瘍性状態の両方が含まれる。用語「癌」および「癌性」とは、調節されない細胞成長/増殖を典型的な特徴とする、哺乳動物における生理学的状態を指すかまたは記述する。癌または腫瘍性疾患の例としては、限定はされないが、癌腫、リンパ腫、芽細胞腫、肉腫、および白血病を含む。かかる癌のより具体的な例としては、以下を含む:扁平上皮癌、小細胞肺癌、非小細胞肺癌、肺の腺癌、肺扁平上皮癌、腹膜癌、肝細胞癌、消化管癌、膵臓癌、神経膠芽腫、子宮頸癌、卵巣癌、肝臓癌、膀胱癌、肝細胞癌、乳癌、結腸癌、結腸直腸癌、子宮内膜または子宮癌、唾液腺癌、腎臓癌、前立腺癌、外陰癌、甲状腺癌、肝癌、胃癌、黒色腫、および扁平上皮頭頸部癌を含む頭頸部癌の様々なタイプ。腫瘍性疾患および関連する状態の他の例としては、以下を含む:食道癌、卵胞膜細胞腫、卵巣男性胚細胞腫、子宮内膜増殖症、子宮内膜症、線維肉腫、絨毛癌、咽頭癌、喉頭癌、肝芽腫、カポジ肉腫、皮膚癌、血管腫、海綿状血管腫、血管芽腫、網膜芽細胞腫、神経膠星状細胞腫、神経膠芽細胞腫、神経鞘腫、乏突起神経膠腫、髄芽細胞腫、神経芽細胞腫、横紋筋肉腫、骨肉腫、平滑筋肉腫、尿路癌、ウィルムス腫瘍、腎細胞癌、前立腺癌、母斑症に関連付けられる異常な血管増殖、およびメイグス症候群。本明細書に記載の治療剤による処置に特に適している癌は、以下の1または2以上を特徴とし得る:癌が、血管新生活性、腫瘍または血清中で検出可能な上昇したENGレベル、増加しているBMP−9またはBMP−10の発現レベル、または生物学的活性を有し、転移性であるか転移性となるリスクにあり、またはこれらの任意の組み合わせを有する。
本発明において有用なENGポリペプチドでの処置が可能な、調節不全の血管新生を有する非腫瘍性疾患としては、限定することなく以下を含む:望ましくないまたは異常な肥大、関節炎、関節リウマチ、乾癬、乾癬性斑、サルコイドーシス、アテローム性動脈硬化症、アテローム性動脈硬化プラーク、糖尿病性およびその他の増殖性の網膜症で未熟児網膜症を含むもの、水晶体後線維増殖症、血管新生緑内障、加齢黄斑変性症、糖尿病性黄斑浮腫、角膜血管新生、角膜移植片血管新生、角膜移植片拒絶反応、脈絡膜/網膜血管新生、隅角血管新生(ルベオーシス)、眼の新生血管疾患、血管再狭窄、動静脈奇形(AVM)、髄膜腫、血管腫、血管線維腫、甲状腺過形成(グレーブス病を含む)、角膜およびその他の組織移植、慢性炎症、肺の炎症、急性肺損傷/ARDS、敗血症、原発性肺高血圧症、悪性肺胸水、脳浮腫(例えば、急性脳梗塞/非開放性頭部損傷/外傷に関連付けられているもの)、滑膜炎症、RAのパンヌス形成、骨化性筋炎、異所性(hypertropic)骨形成、変形性関節症、難治性腹水、多嚢胞性卵巣疾患、子宮内膜症、流体疾患の第3スペーシング(3rd spacing of fluid diseases)(膵炎、コンパートメント症候群、火傷、腸疾患)、子宮筋腫、早産、IBDなどの慢性炎症(クローン病および潰瘍性大腸炎)、腎臓の同種移植片拒絶反応、炎症性腸疾患、ネフローゼ症候群、望ましくないまたは異常な組織塊の成長(非癌)、血友病性関節、肥厚性瘢痕、毛の成長の阻害、オスラー・ウェーバー症候群、化膿性肉芽腫水晶体後線維増殖症、強皮症、トラコーマ、血管の癒着、滑膜炎、皮膚炎、子癇前症、腹水、心嚢液貯留(心膜炎に関連付けられているものなど)、および胸水。かかる障害のさらなる例には、上皮または心臓の障害が挙げられる。
かかる方法のある態様において、1または2以上のポリペプチド治療剤を、一緒に(同時に)または異なる時間に(順番に)に投与することができる。さらに、ポリペプチド治療剤は、癌を治療するため、または血管新生を阻害するための別の種類の化合物と共に投与することができる。
ある態様において、本開示の対象の方法は、単独で使用することができる。代替的に、本方法は、増殖性疾患(例えば腫瘍)の処置または予防に向けられた他の従来の抗癌治療アプローチと組み合わせて使用することができる。例えば、かかる方法は、予防的な癌の予防、手術後の癌の再発や転移の予防、および他の従来の癌治療のアジュバントとして使用することができる。本開示は、従来の癌治療(例えば、化学療法、放射線療法、光線療法、免疫療法、および外科手術)の有効性が、対象のポリペプチドの治療剤の使用によって増強可能であることを認識する。
多様な従来の化合物が、抗腫瘍活性を有することが示されている。これらの化合物は、固形腫瘍を縮小し、転移およびさらなる成長を防止し、または白血病もしくは骨髄悪性腫瘍における悪性細胞の数を減少させるための、化学療法の薬剤として使用されている。化学療法は、様々な種類の悪性腫瘍の処置に有効であるが、多くの抗腫瘍化合物は望ましくない副作用を引き起こす。2または3以上の異なる処置を組み合わせた場合、処置は相乗的に働き、各々の処置の投与量の低減を可能にし、これにより、より高用量での各化合物によって及ぼされる有害な副作用を低減できることが示されている。他の例では、処置に抵抗性である悪性腫瘍は、2または3以上の異なる処置の併用療法に応答する場合がある。
本明細書に開示された治療剤を、他の従来の抗腫瘍剤と組み合わせて、同時にまたは順番に投与する場合、かかる治療剤は、抗腫瘍剤の治療効果を増強し、またはかかる抗腫瘍剤に対する細胞の耐性を克服することができる。これにより抗腫瘍剤の投与量を低減することができ、これにより望ましくない副作用を減少させるか、または耐性細胞における抗腫瘍剤の有効性を回復する。
本開示によれば、本明細書に記載の抗血管新生剤は、疾患の処置のための他の組成物および手順と組み合わせて使用することができる。例えば腫瘍は、従来の外科手術、放射線療法または化学療法にENGポリペプチドを組み合わせて処置することができ、次いでENGポリペプチドを患者に投与して、微小転移の休眠を延長し、任意の残存原発腫瘍を安定化することができる。
多くの抗血管新生剤が同定されて当分野で知られており、それらは本明細書に挙げられたものを含み、例えば、Carmeliet and Jain, Nature 407:249-257 (2000);Ferrara et al., Nature Reviews:Drug Discovery, 3:391- 400 (2004);およびSato Int. J. Clin. Oncol, 8:200-206 (2003)に挙げられたものである。さらに米国特許出願US20030055006も参照のこと。一態様において、ENGポリペプチドは、抗VEGF中和抗体(またはその断片)、および/または他のVEGFアンタゴニストまたはVEGF受容体アンタゴニストと組み合わせて使用され、例としては、これらに限定されるものではないが、可溶性VEGF受容体(例えばVEGFR−1、VEGFR−2、VEGFR−3、ニューロフィリン(例えばNRP1、NRP2))断片、VEGFまたはVEGFRを遮断可能なアプタマー、中和および抗VEGFR抗体、VEGFRチロシンキナーゼの低分子量阻害剤(RTK)、VEGFに対するアンチセンス戦略、VEGFまたはVEGF受容体に対するリボザイム、VEGFのアンタゴニスト変異体;およびこれらの任意の組み合わせを含む。代替的に、または付加的に、2または3以上の血管新生阻害剤を、VEGFアンタゴニストおよび他の薬剤に加えて、任意に患者に同時投与することができる。一定の態様において、1または2以上の追加の治療剤、例えば抗癌剤を、ENGポリペプチド、VEGFアンタゴニスト、および抗血管新生剤と併用して投与することができる。
用語「VEGF」および「VEGF−A」は互換的に使用され、Leung et al. Science, 246:1306 (1989);Houck et al. Mol Endocrinol, 5:1806 (1991);およびRobinson & Stringer, J Cell Sci, 144(5):853-865 (2001)に記載されているように、165アミノ酸の血管内皮細胞増殖因子および、関連する121−、145−、183−、189−、および206アミノ酸の血管内皮細胞増殖因子、ならびにこれらの天然に存在する対立遺伝子および加工形態を意味する。
「VEGFアンタゴニスト」は、1または2以上のVEGF受容体への結合を含むVEGF活性を、中和し、遮断し、阻害し、抑止し、低減し、および干渉することのできる分子を意味する。VEGFアンタゴニストは以下を含む:抗VEGF抗体およびその抗原結合断片、VEGFに特異的に結合してその1または2以上の受容体への結合を封鎖する受容体分子および誘導体、抗VEGF受容体抗体およびVEGF受容体アンタゴニスト、例えばVEGFRチロシンキナーゼの小分子阻害剤、および融合タンパク質、例えばVEGF−Trap(Regeneron)、VEGF121−ゲロニン(Peregrine)。VEGFアンタゴニストはまた、VEGFのアンタゴニスト変異体、VEGFに指向されたアンチセンス分子、RNAアプタマー、およびVEGFまたはVEGF受容体に対するリボザイムを含む。
「抗VEGF抗体」は、十分な親和性および特異性を有してVEGFに結合する抗体である。抗VEGF抗体は、VEGF活性が関与する疾患または状態を標的化してこれに干渉する治療剤として用いることができる。例えば、米国特許第6,582,959号、第6,703,020号;WO98/45332;WO 96/30046;WO94/10202、WO2005/044853;EP 0666868B1;米国特許出願20030206899、20030190317、20030203409、20050112126、20050186208、および20050112126;Popkov et al, Journal of Immunological Methods 288:149-164 (2004);およびWO2005012359を参照のこと。抗VEGF抗体は、通常はVEGF−BまたはVEGF−Cなどの他のVEGFホモログには結合せず、PIGF、PDGFまたはbFGFなどの他の増殖因子にも結合しない。抗VEGF抗体「ベバシズマブ(BV)」は、「rhuMAb VEGF」または「アバスチン(Avastin(登録商標))」としても知られており、これはPresta et al. Cancer Res. 57:4593-4599 (1997)に従って生成された組み換えヒト化抗VEGFモノクローナル抗体である。これは、変異したヒトIgG1フレームワーク領域および、ヒトVEGFのその受容体への結合を遮断する、マウス抗hVEGFモノクローナル抗体A.4.6.1からの抗原結合相補性決定領域を含む。ベバシズマブのほとんどのフレームワーク領域を含む約93%のアミノ酸配列は、ヒトIgG1に由来し、約7%の配列がマウス抗体A.4.6.1に由来する。ベバシズマブは、約149,000ダルトンの分子量を有し、グリコシル化されている。ベバシズマブおよび、「ルセンティス(Lucentis(登録商標))」としても知られている抗VEGF抗体断片である「ラニビズマブ」を含む、他のヒト化抗VEGF抗体は、2005年2月26日発行の米国特許第6,884,879号にさらに記載されている。
用語「抗腫瘍組成物」は、少なくとも1つの活性治療剤、例えば「抗癌剤」を含む、癌の処置に有用な組成物を意味する。治療剤(本明細書において、抗癌剤、また「抗腫瘍剤」とも呼ぶ)の例としては、限定はされないが以下が挙げられる:例えば、化学療法剤、増殖阻害剤、細胞毒性剤、放射線治療に用いられる薬剤、抗血管新生剤、アポトーシス剤、抗チューブリン剤、毒素、および癌を処置するその他の剤、例えば抗VEGF中和抗体、VEGFアンタゴニスト、抗HER−2、抗CD20、上皮増殖因子受容体(EGFR)アンタゴニスト(例えばチロシンキナーゼ阻害剤)、HER1/EGFR阻害剤、エルロチニブ、COX−2阻害剤(例えばセレコキシブ)、インターフェロン、サイトカイン、1または2以上のErbB2、ErbB3、ErbB4、またはVEGF受容体に結合するアンタゴニスト(例えば中和抗体)、血小板由来増殖因子(PDGF)および/または幹細胞因子(SCF)のための、受容体チロシンキナーゼに対する阻害剤(例えば、メシル酸イマチニブ(Gleevec(登録商標) Novartis)、TRAIL/Apo2L、およびその他の生物活性有機化学剤等。
「血管新生因子または薬剤」は、血管の発達を刺激する増殖因子であり、例えば血管新生、血管内皮細胞の増殖、血管の安定性、および/または脈管形成等を促進する。例えば血管新生因子としては、限定はされないが、 VEGFおよびVEGFファミリーのメンバー、PIGF、PDGFファミリー、線維芽細胞増殖因子ファミリー(FGF)、TIEリガンド(アンジオポエチン)、エフリン、ANGPTL3、ALK−1等を含む。これはさらに創傷治癒を促進する因子も含み、例えば、成長ホルモン、インスリン様増殖因子I(IGF−I)、VIGF、上皮成長因子(EGF)、CTGFおよびそのファミリーのメンバー、およびTGF−αおよびTGF−βである。例えば、Klagsbrun and D'Amore, Annu. Rev. Physiol, 53:217-39 (1991);Streit and Detmar, Oncogene, 22:3172-3179 (2003);Ferrara & Alitalo, Nature Medicine 5(12): 1359-1364 (1999);Tonini et al., Oncogene, 22:6549-6556 (2003)(例えば表1には血管新生因子が挙げられている);およびSato Int. J. Clin. Oncol., 8:200-206 (2003)を参照。
「抗血管新生剤」または「血管新生阻害剤」は、血管新生、脈管形成、または望ましくない血管透過性を直接的または間接的に阻害する、低分子量物質、ポリヌクレオチド(例えば阻害性RNA(RNAiまたはsiRNA))、ポリペプチド、単離されたタンパク質、組換えタンパク質、抗体、またはそれらの複合体もしくは融合タンパク質を意味する。例えば、抗血管新生剤は、上記で定義された血管新生剤に対する抗体または他のアンタゴニストであり、例えばVEGFに対する抗体、VEGF受容体に対する抗体、VEGF受容体シグナル伝達を遮断する小分子(例えば、PTK787/ZK2284、SU6668、SUTENT(登録商標)/SU 11248(リンゴ酸スニチニブ)、AMG706、または、例えば国際特許出願WO 2004/113304に記載されたもの)である。抗血管新生剤はまた、天然の血管新生阻害剤、例えばアンジオスタチン、エンドスタチンなどを含む。例えば以下を参照のこと:Klagsbrun and D'Amore, Annu. Rev. Physiol, 53:217-39 (1991);Streit and Detmar, Oncogene, 22:3172-3179 (2003)(例えば表3には、悪性メラノーマにおける抗血管新生療法が記載されている);Ferrara & Alitalo, Nat Med 5(12): 1359-1364 (1999);Tonini et al, Oncogene, 22:6549-6556 (2003)(例えば表2には、抗血管新生因子が記載されている);およびSato Int. J. Clin. Oncol, 8:200-206 (2003)(例えば表1には、臨床試験で用いられた抗血管新生剤が記載されている)。
本発明のある態様において、ENGポリペプチドとの組み合わせの腫瘍療法に有用な他の治療剤には、他の癌治療、例えば、外科手術、細胞毒性剤、放射性物質の照射または投与を含む放射線治療、化学療法剤、抗ホルモン剤、増殖阻害剤、抗腫瘍組成物、および本明細書に挙げられている、および当分野で知られている抗癌剤による処置、またはその組み合わせが含まれる。
本明細書において、用語 「細胞毒性剤」は、細胞の機能を阻害または妨害する、および/または細胞の破壊を引き起こす物質を指す。この用語は、以下を含むことを意図する:放射性同位元素(例えばAT211、I131、I125、Y90、Re186、Re188、Sm153、Bi211、P32、およびLuの放射性同位元素)、化学療法剤、例えばメトトレキサート、アドリアマイシン、ビンカアルカロイド(ビンクリスチン、ビンブラスチン、エトポシド)、ドキソルビシン、メルファラン、マイトマイシンC、クロラムブシル、ダウノルビシン、または他の挿入剤、酵素およびそれらの断片、例えば核酸分解酵素、抗生物質、および毒素、例えば小分子毒素または、細菌、真菌、植物もしくは動物起源の酵素活性な毒素であって、これらの断片および/または変異体を含むもの、および以下に開示される種々の抗腫瘍または抗癌剤。他の細胞毒性剤は、以下に記載する。殺腫瘍剤は、腫瘍細胞の破壊を引き起こす。
「化学療法剤」は、癌の処置に有用な化合物である。化学療法剤の例は以下を含む:チオテパおよびCYTOXAN(登録商標)シクロホスファミドなどのアルキル化剤;ブスルファン、インプロスルファンおよびピポスルファンなどのアルキルスルホン酸塩;ベンゾドーパ、カルボクオン、メツレドーパ、およびウレドーパなどのアジリジン;アルトレタミン、トリエチレンメラミン、トリエチレンホスホルアミド、トリエチレンチオホスホルアミド、およびトリメチロールメラミンを含むエチレンイミンおよびメチラメラミン;アセトゲニン(特にブラタシンおよびブラタシノン)、デルタ−9−テトラヒドロカンナビノール(ドロナビノール、MARINOL(登録商標));ベータ−ラパコン;ラパコール;コルヒチン;ベツリン酸;カンプトテシン(合成アナログトポテカン(HYCAMTIN(登録商標))、CPT−11(イリノテカン、CAMPTOSAR(登録商標))、アセチルカンプトテシン、スコポレクチン、および9−アミノカンプトテシンを含む);ブリオスタチン;カリスタチン;CC−1065(そのアドゼレシン、カルゼレシンおよびビゼレシン合成アナログを含む);ポドフィロトキシン;ポドフィリン酸;テニポシド;クリプトフィシン(特にクリプトフィシン1およびクリプトフィシン8);ドラスタチン;デュオカルマイシン(合成アナログ、KW−2189およびCB1−TM1を含む);エリュテロビン;パンクラチスタチン;サルコディクチン(sarcodictyin);スポンギスタチン;クロラムブシル、クロルナファジン、クロロホスファミド、エストラムスチン、イホスファミド、メクロレタミン、メクロレタミン酸化塩酸塩、メルファラン、ノベムビシン(novembichin)、フェネステリン、プレドニムスチン、トロホスファミド、ウラシルマスタードなどのナイトロジェンマスタード;
カルムスチン、クロロゾトシン、フォテムスチン、ロムスチン、ニムスチンおよびラニムスチンなどのニトロソ尿素;エンジイン抗生物質などの抗生物質(例えば、カリケアマイシン、特にカリケアマイシンガンマール(gammall)およびカリケアマイシンオメガール(omegall)(例えば、Agnew, Chem Intl. Ed. Engl., 33: 183-186 (1994)を参照);ジネマイシンAを含むジネマイシン;エスペラミシン;および、ネオカルジノスタチン発色団および関連の色素タンパクエンジイン抗生物質発色団)、アクラシノマイシン、アクチノマイシン、オースラマイシン(authramycin)、アザセリン、ブレオマイシン、カクチノマイシン、カラビシン(carabicin)、カルミノマイシン、カルジノフィリン(carzinophilin)、クロモマイシン、ダクチノマイシン、ダウノルビシン、デトルビシン(detorubicin)、6−ジアゾ−5−オキソ−L−ノルロイシン、ADRIAMYCIN(登録商標)ドキソルビシン(モルホリノ−ドキソルビシン、シアノモルホリノ−ドキソルビシン、2−ピロリノ−ドキソルビシンおよびデオキシドキソルビシンを含む)、エピルビシン、エソルビシン(esorubicin)、イダルビシン、マルセロマイシン(marcellomycin)、マイトマイシンCなどのマイトマイシン、ミコフェノール酸、ノガラマイシン、オリボマイシン(olivomycins)、ペプロマイシン、ポトフィロマイシン(potfiromycin)、ピューロマイシン、クエラマイシン(quelamycin)、ロドルビシン、ストレプトニグリン、ストレプトゾシン、ツベルシジン、ウベニメクス、ジノスタチン、ゾルビシン;メトトレキサートおよび5−フルオロウラシル(5−FU)等の抗代謝物;デノプテリン、メトトレキサート、プテロプテリン、トリメトレキサート等の葉酸類似体;フルダラビン、6−メルカプトプリン、チアミプリン、チオグアニン等のプリン類似体;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、ジデオキシウリジン、ドキシフルリジン、エノシタビン、フロクスウリジン等のピリミジン類似体;カルステロン、プロピオン酸ドロモスタノロン、エピチオスタノール、メピチオスタン、テストラクトン等のアンドロゲン;アミノグルテチミド、ミトタン、トリロスタン等の抗アドレナリン;フォリン(frolinic)酸などの葉酸補液;アセグラトン;アルドホスファミドグリコシド;アミノレブリン酸;エニルウラシル;アムサクリン;ベストラブシル(bestrabucil);ビサントレン(bisantrene);エダトラキセート(edatraxate);デフォファミン(defofamine);デメコルシン(demecolcine);ジアジコン(diaziquone);
エルフォルニチン(elfornithine);酢酸エリプチニウム;エポチロン;エトグルシド(etoglucid);硝酸ガリウム;ヒドロキシウレア;レンチナン;ロニダイニン(lonidainine);メイタンシン(maytansine)およびアンサミトシンなどのメイタンシノイド;ミトグアゾン;ミトキサントロン;モピダンモール(mopidanmol);ニトラエリン(nitraerine);ペントスタチン;フェナメット(phenamet);ピラルビシン;ロソキサントロン(losoxantrone);2−エチルヒドラジド;プロカルバジン;PSK(登録商標)多糖類複合体(JHS Natural Products, Eugene, OR);ラゾキサン;リゾキシン;シゾフィラン(sizofiran);スピロゲルマニウム;テヌアゾン酸;トリアジクオン;2,2’,2”−トリクロロトリエチルアミン;トリコテセン(特にT−2トキシン、ベラクリンA、ロリジンAおよびアングイジン);ウレタン;ビンデシン(ELDISINE(登録商標)、FILDESIN(登録商標));ダカルバジン;マンノムスチン;ミトブロニトール;ミトラクトール;ピポブロマン;ガシトシン(gacytosine);アラビノシド(「Ara−C」);チオテパ;タキソイド、例えば、TAXOL(登録商標)パクリタキセル(Bristol-Myers Squibb Oncology, Princeton, N.J.)、ABRAXANETMクレモフォールフリー、パクリタキセルのアルブミン操作ナノ粒子製剤(American Pharmaceutical Partners, Schaumberg, Illinois)、およびTAXOTERE(登録商標)ドキセタキセル(Rhone-Poulenc Rorer, Antony, France);クロランブシル(chloranbucil);ゲムシタビン(GEMZAR(登録商標));6−チオグアニン;メルカプトプリン;メトトレキサート;シスプラチンおよびカルボプラチン等の白金類似体;ビンブラスチン(VELBAN(登録商標));白金;エトポシド(VP−16);イホスファミド;ミトキサントロン;ビンクリスチン(ONCOVIN (登録商標));オキサリプラチン;ロイコボビン(leucovovin);ビノレルビン(NAVELBINE(登録商標));ノバントロン;エダトレキサート;ダウノマイシン;アミノプテリン;イバンドロネート;トポイソメラーゼ阻害剤RFS 2000;ジフルオロメチルオルニチン(DMFO);レチノイン酸等のレチノイド;カペシタビン(XALODA(登録商標));上記のいずれかの薬学的に許容し得る塩、酸または誘導体;ならびに上記の2または3以上の組み合わせ、例えばCHOP(シクロホスファミド、ドキソルビシン、ビンクリスチン、およびプレドニゾロンの併用療法の略号)およびFOLFOX(オキサリプラチン(ELOXATINTM)を5−FUおよびロイコボビン(leucovovin)と組み合わせた処置レジメンの略号)など。
さらにこの定義に含まれるのは、癌の増殖を促進することができるホルモンの効果を、調節、低減、遮断、または阻害するように作用し、全身性形態、または全身処置においてしばしば用いられる抗ホルモン剤である。これは、ホルモン自体であってもよい。例としては、以下を含む:抗エストロゲンおよび選択的エストロゲン受容体モジュレーター(SERM)であって、例えばタモキシフェン(NOLVADEX (登録商標)タモキシフェンを含む)、EVISTA (登録商標)ラロキシフェン、ドロロキシフェン、4−ヒドロキシタモキシフェン、トリオキシフェン、ケオキシフェン、LYl 17018、オナプリストン、およびFARESTON (登録商標)トレミフェンを含むもの;抗プロゲステロン;エストロゲン受容体ダウンレギュレーター(ERD);卵巣を抑制または妨げるよう機能する薬剤、例えば、LUPRON(登録商標)およびELIGARD(登録商標)ロイプロリド酢酸などの黄体形成ホルモン放出ホルモン(LHRH)アゴニスト、酢酸ゴセレリン、酢酸ブセレリン、およびトリプテレリン(tripterelin);フルタミド、ニルタミドおよびビカルタミドなどの他の抗アンドロゲン;および酵素アロマターゼを阻害するアロマターゼ阻害剤であって、副腎でエストロゲン産生を調節するもの、例えば4(5)−イミダゾール、アミノグルテチミド、MEGASE(登録商標)酢酸メゲストロール、AROMASIN(登録商標)エキセメスタン、ホルメスタン、ファドロゾール、RIVIS OR(登録商標)ボロゾール、FEMARA(登録商標)レトロゾール、およびARIMIDEX(登録商標)アナストロゾール。さらに、化学療法剤のかかる定義には以下も含む:ビスホスホネート、例えばクロドロネート(例えば、BONEFOS(登録商標)またはOSTAC(登録商標))、DIDROC AL(登録商標)エチドロネート、NE−58095、ZOMET A(登録商標)ゾレドロン酸/ゾレドロネート、FOSAMAX(登録商標)アレンドロネート、AREDIA(登録商標)パミドロネート、SKELID(登録商標)チルドロネート、またはACTONEL(登録商標)リセドロネート;ならびにトロキサシタビン(troxacitabine)(1,3−ジオキソランヌクレオシドシトシンアナログ);アンチセンスオリゴヌクレオチド、特に、異常細胞(abherant cell)増殖に関与するシグナル伝達経路における遺伝子の発現を阻害するものであって、例えばPKC−アルファ、Raf、H−Ras、および上皮成長因子受容体(EGF−R)など;THERATOPE(登録商標)ワクチンおよび遺伝子治療ワクチンなどのワクチン、例えばALLOVECTIN(登録商標)ワクチン、LEUVECTIN(登録商標)ワクチン、およびVAXID(登録商標)ワクチン;LURTOTECAN(登録商標)トポイソメラーゼ1阻害剤;ABARELIX(登録商標)rmRH;ラパチニブジトシレート(GW572016としても知られているErbB−2およびEGFR二重チロシンキナーゼ小分子阻害剤);および上記のいずれかの薬学的に許容し得る塩、酸または誘導体。
本明細書で使用する場合、「増殖阻害剤」は、in vitroまたはin vivoのいずれかで細胞の増殖を阻害する化合物または組成物を意味する。したがって、増殖阻害剤は、S期の細胞の割合を大幅に減少させるものであってもよい。増殖阻害剤の例としては、細胞周期(S期以外の場所において)の進行をブロックする剤、例えばG1停止およびM期停止を誘導する剤である。古典的なM期ブロッカーは、ビンカ類(ビンクリスチンおよびビンブラスチン)、タキサン、およびトポイソメラーゼII阻害剤、例えばドキソルビシン、エピルビシン、ダウノルビシン、エトポシド、およびブレオマイシンを含む。G1を停止する剤はS期停止にも波及し、例えば、タモキシフェン、プレドニゾン、ダカルバジン、メクロレタミン、シスプラチン、メトトレキサート、5−フルオロウラシル、およびara−CなどのDNAアルキル化剤である。更なる情報は、The Molecular Basis of Cancer, Mendelsohn and Israel, eds., 第1章「Cell cycle regulation, oncogenes, and antineoplastic drugs」、Murakami et al. (WB Saunders: Philadelphia, 1995)の特に13ページに見出すことができる。タキサン類(パクリタキセルおよびドセタキセル)は、両方がイチイに由来する抗がん剤である。ヨーロッパイチイ由来ドセタキセル(TAXOTERE(登録商標)、Rhone-Poulenc Rorer)は、パクリタキセル(TAXOL(登録商標)、Bristol-Myers Squibb)の半合成アナログである。パクリタキセルおよびドセタキセルは、チューブリン二量体から微小管の集合を促進し、そして脱重合を防止することにより微小管を安定化させ、これは、細胞内の有糸分裂の阻害をもたらす。
血管新生阻害剤はまた、新しい癌または再発癌を発症するリスクが高いことが知られている個人に、予防的に与えることができる。したがって、本開示の一側面は、対象における癌の予防的防止のための方法であって、該対象に対して、本開示のENGポリペプチドおよび/またはその誘導体、または別の血管新生阻害剤の有効量を投与することを含む、前記方法を包含する。
ある正常な生理学的プロセスも血管新生に関連しており、例えば、排卵、月経、および胎盤形成である。本開示の血管新生を阻害するタンパク質は、内皮細胞の過剰なまたは異常な刺激の疾患の処置に有用である。これらの疾患としては、腸癒着、アテローム性動脈硬化症、強皮症、および肥厚性瘢痕、すなわちケロイドを含むが、これらに限定されない。これらはまた、例えばネコスクラッチ病(Rochele minalia quintosa)および潰瘍(ヘリコバクターピロリ)などの、病的な結果としての血管新生を有する疾患の処置にも有用である。
一般的な血管新生阻害タンパク質は、胚着床のために必要な子宮の血管新生を低減または防止することにより、避妊剤として使用することができる。したがって、本開示は、胚着床を防止するのに十分な阻害タンパク質の量を雌に投与した場合に、有効な避妊方法を提供する。避妊方法の一側面において、胚着床を阻止するのに十分な阻害タンパク質の量を、性交および受精が起こる前または後に投与して、効果的な避妊法を、おそらくは「モーニングアフター」法を提供する。この表現に束縛されることは意図しないが、子宮内膜の血管新生の阻害は、胚盤胞の着床を妨げると考えられている。卵管粘膜の血管新生の同様の阻害は胚盤胞の着床を妨げ、卵管妊娠の発生を防止する。投与方法としては、ピル、注射剤(静脈内、皮下、筋肉内)、坐剤、膣スポンジ、膣タンポン、および子宮内避妊器具を含んでよいが、これらに限定はしない。本開示の血管新生阻害剤の投与は、正常な胎盤の強化された血管新生を妨げ、また正常に着床した胚盤胞内の血管の発達および胚と胎児の発達も妨げると考えられる。
眼において、血管新生は、例えば糖尿病性網膜症、未熟児網膜症、黄斑変性症、角膜移植片拒絶反応、血管新生緑内障、および水晶体後線維増殖症に関連付けられている。本明細書に開示の治療剤は、眼内または他の局所投与により、眼に投与することができる。眼の血管新生に関連する他の疾患には、限定することなく、流行性角結膜炎、ビタミンA欠乏症、コンタクトレンズの使い過ぎ、アトピー性角膜炎、上輪部角膜炎、翼状片乾性角膜炎、シェーグレン症候群、酒さ性座瘡、フィレクテヌローシス(phylectenulosis)、梅毒、マイコバクテリア感染症、脂質変性症、化学熱傷、細菌性潰瘍、真菌性潰瘍、ヘルペス感染症、帯状疱疹感染症、原虫感染症、カポジ肉腫、モーレン潰瘍、テリエン周辺角膜変性、辺縁表皮剥奪(marginal keratolysis)、関節リウマチ、全身性狼瘡(systemic lupus)、多発性動脈炎、外傷、ヴェーゲナーのサルコイドーシス、強膜炎、スティーブン・ジョンソン病、ペリフィゴイド(periphigoid)放射状角膜切開、角膜移植片拒絶反応、鎌状赤血球貧血、サルコイド、弾性線維偽黄色腫、パジェット病、静脈閉塞、動脈閉塞、頸動脈閉塞性疾患、慢性ブドウ膜炎/硝子体炎、マイコバクテリア感染症、ライム病、全身性エリテマトーデス、未熟児網膜症、イールズ病、ベーチェット病、網膜炎または脈絡膜炎を引き起こす感染症、推定眼ヒストプラズマ症、ベスト病、近視、視窩、スターガルト(Stargarts)病、扁平部炎、慢性網膜剥離、過粘稠度症候群、トキソプラズマ症、外傷およびポストレーザー合併症を含む。他の疾患としては、限定することなく、ルベオーシス(隅角の血管新生)に関連する疾患および、増殖性硝子体網膜症の全ての形態を含む、血管結合組織または線維組織の異常な増殖によって引き起こされる疾患を含む。
眼の状態は、例えば治療剤の全身的、局所的、眼内注射によって、または治療剤を放出する持続放出装置の挿入によって、処置または予防することができる。治療剤は、薬学的に許容し得る眼科用ビヒクル中で、例えば化合物が、眼の角膜および内部領域(例えば前室、後室、硝子体、房水、硝子体液、角膜、虹彩/毛様体、レンズ、脈絡膜/網膜および強膜)に浸透することを可能にする十分な時間、眼の表面と接触して維持されるように送達することができる。薬学的に許容し得る眼科用ビヒクルは、例えば、軟膏、植物油またはカプセル化材料であってもよい。代替的に、本開示の治療剤は、硝子体および房水に直接注入してもよい。さらなる代替において、化合物は、眼の治療のために、静脈内注入または注射によるなどで全身的に投与することができる。
1または2以上の治療剤を投与することができる。本開示の方法はまた、眼の状態を処置するために使用される他の薬剤との同時投与も含む。1より多くの薬剤または薬剤と薬物の組み合わせを投与する場合、投与は時間的に同時にまたは順番に行うことができる。治療薬および/または薬物は、異なる投与経路によって、または同じ投与経路によって投与することができる。一態様において、治療剤および薬物は、眼科用医薬製剤中で一緒に投与される。
一態様において、治療剤は、眼における血管新生に関連する疾患を処置するために、薬理学的なメカニズムによって血管新生を遮断するように作用する他の薬物との同時投与により用いられる。本開示の治療剤と共に同時投与することができる薬物としては、限定はされないが、ペガプタニブ(MacugenTM)、ラニビズマブ(LucentisTM)、乳酸スクアラミン(EvizonTM)、ヘパリナーゼ、およびグルココルチコイド(例えば、トリアムシノロン)を含む。一態様において、血管新生に関連する疾患を処置する方法であって、本明細書に開示された少なくとも1つの治療剤と、次の薬物の少なくとも1つ:ペガプタニブ(MacugenTM)、ラニビズマブ(LucentisTM)、乳酸スクアラミン(EvizonTM)、ヘパリナーゼ、およびグルココルチコイド(例えばトリアムシノロン)、とを含有する眼科用医薬製剤を投与することによる、前記方法が提供される。
他の態様において、ENGポリペプチドは、心血管障害またはBMP−9またはBMP−10に関連する状態を患っているが、必ずしも血管新生を伴わない患者を処置するために用いることができる。この種の例示の障害としては、限定はされないが以下を含む:心臓疾患(心筋疾患、心筋梗塞、狭心症、および心臓弁膜症を含む);腎疾患(慢性糸球体炎症、糖尿病性腎不全、および狼瘡に関連する腎炎症を含む);血圧の疾患(全身および肺のタイプを含む);アテローム性動脈硬化症または他の種類の動脈硬化症に関連する疾患(脳卒中、脳出血、くも膜下出血、狭心症、および腎動脈硬化を含む);血栓性疾患(脳血栓、肺血栓症、血栓性腸管壊死を含む);糖尿病の合併症(糖尿病関連網膜疾患、白内障、糖尿病関連腎疾患、糖尿病関連の神経病理学、糖尿病関連の壊疽、および糖尿病関連の慢性感染症を含む);血管の炎症性疾患(全身性エリテマトーデス、関節リウマチ、関節の動脈の炎症、大細胞性動脈炎症(large-cell arterial inflammation)、川崎病、高安動脈炎、チャーグ・ストラウス症候群、およびヘノッホ・シェンライン紫班);および心疾患、例えば先天性心疾患、心筋症(例えば、拡張、肥大、拘束性などの心筋症)、およびうっ血性心不全。ENGポリペプチドは、対象に対して、単独で、または1もしくは2以上の、BMP−9/10に関連する心血管障害および/または状態を処置するのに有用な薬剤もしくは治療様式、例えば治療剤と組み合わせて、投与することができる。一態様において、第2の薬剤または治療様式は、以下の1また2以上から選択される:血管形成術、ベータ遮断薬、抗高血圧薬、強心剤、抗血栓剤、血管拡張剤、ホルモンアンタゴニスト、エンドセリンアンタゴニスト、カルシウムチャネル遮断薬、ホスホジエステラーゼ阻害剤、アンジオテンシン2型アンタゴニスト、および/またはサイトカイン遮断薬/阻害剤。
さらに他の態様において、ENGポリペプチドは、線維症の処置または予防に有用であり得る。本明細書において、用語「線維症」は、器官または組織中の細胞による、過剰な線維性結合組織の異常形成または発達を意味する。線維症に関連するプロセスは、正常な組織形成または修復の一環としても発生し得るが、これらのプロセスの調節不全は、組織や器官の機能を徐々に損なう細胞組成の変化および過剰結合組織沈着につながり得る。線維組織の形成は、修復または反応プロセスに起因し得る。線維性障害または状態としては、限定することなく、心疾患、脳疾患、末梢血管疾患などの血管疾患に関連する、ならびに、心臓、皮膚、腎臓、肺、腹膜、腸、および肝臓を含む組織および含む器官系に関連する(例えばWynn, 2004, Nat Rev 4:583-594に開示、これは参照により本明細書に組み込まれる)、線維増殖性障害を含む。処置することができる例示的な障害としては、限定することなく以下を含む:傷害/線維症に関連する腎症を含む腎線維症、例えば、糖尿病に関連する慢性腎症(例えば糖尿病性腎症)、狼瘡、強皮症、糸球体腎炎、巣状分節性糸球体硬化症、IgA腎症;肺または肺線維症、例えば、特発性肺線維症、放射線誘発性線維症、慢性閉塞性肺疾患(COPD)、強皮症、および慢性喘息;腸線維症、例えば、強皮症、および放射線誘発腸線維症;肝線維症、例えば、肝硬変、アルコール性肝線維症、胆管損傷、原発性胆汁性肝硬変、感染またはウイルス性肝線維症、先天性肝線維症、および自己免疫性肝炎;およびその他の線維化状態、例えば、嚢胞性線維症、心内膜心筋線維症、縦隔線維症、胸膜線維症、サルコイドーシス、強皮症、脊髄損傷/線維症、骨髄線維症、血管再狭窄、アテローム性動脈硬化症、膵臓および肺の嚢胞性線維症、注射線維症(injection fibrosis)(筋肉内注射の合併症として、特に子供において発生する可能性がある)、心内膜心筋線維症、肺の特発性肺線維症、縦隔線維症、骨髄線維症(mylcofibrosis)、後腹膜線維症、進行性塊状線維症、石炭労働者のじん肺の合併症、および腎性全身性線維症。
本明細書において、用語「線維性障害」、「線維化状態」、および「線維性疾患」は、線維増多を特徴とする障害、状態または疾患を指すために互換的に使用される。線維性障害の例としては、限定はされないが、血管線維症、肺線維症(例えば特発性肺線維症)、膵臓線維症、肝線維症(例えば肝硬変)、腎線維症、筋骨格系の線維症、心臓の線維症(例えば、心内膜心筋線維症、特発性心筋症)、皮膚の線維症(例えば、強皮症、外傷後、手術による皮膚の瘢痕、ケロイドおよび皮膚のケロイド形成)、眼の線維症(例えば、緑内障、眼の硬化症、結膜および角膜瘢痕、および翼状片)、進行性全身性硬化症(PSS)、慢性移植片対宿主病、ペイロニー病、膀胱鏡検査後の尿道狭窄症、特発性および薬理学的に誘導された後腹膜線維症、縦隔線維症、進行性塊状線維症、増殖性線維症、および腫瘍性線維症を含む。
本明細書において、用語「細胞」は、線維化反応を受けやすい任意の細胞を指し、これには個々の細胞、組織、ならびに組織および器官内の細胞を含むが、これらに限定されない。本明細書において細胞は、細胞自体および、細胞を取り囲む細胞外マトリックス(ECM)を含む。例えば、細胞の線維化反応の阻害は、限定することなく以下における線維化反応の阻害を含む:肺(または肺組織)内の1または2以上の細胞;肝臓(または肝臓組織)内の1または2以上の細胞;腎臓(または腎組織)内の1または2以上の細胞;筋肉組織内の1または2以上の細胞;心臓(または心臓組織)内の1または2以上の細胞;膵臓内の1または2以上の細胞;皮膚内の1または2以上の細胞;骨内の1または2以上の細胞、血管系の1または2以上の細胞、1または2以上の幹細胞;または眼内の1または2以上の細胞。
本発明の方法および組成物は、線維性障害を処置および/または予防するために使用することができる。線維性障害の例示的な種類としては、限定することなく以下を含む:血管線維症、肺線維症(例えば特発性肺線維症)、膵臓線維症、肝線維症(例えば肝硬変)、腎線維症、筋骨格系の線維症、心臓の線維症(例えば、心内膜心筋線維症、特発性心筋症)、皮膚の線維症(例えば、強皮症、外傷後、手術による皮膚の瘢痕、ケロイドおよび皮膚のケロイド形成)、眼の線維症(例えば、緑内障、眼の硬化症、結膜および角膜瘢痕、および翼状片)、進行性全身性硬化症(PSS)、慢性移植片対宿主病、ペイロニー病、膀胱鏡検査後の尿道狭窄症、特発性および薬理学的に誘導された後腹膜線維症、縦隔線維症、進行性塊状線維症、増殖性線維症、腫瘍性線維症、デュピュイトラン病、狭窄症、および放射線誘発性線維症。特定の態様において、線維性障害は骨髄線維症ではない。
本発明は、ENGポリペプチドの、1または2以上の他の治療様式と組み合わせての使用を企図する。したがって、ENGポリペプチドの使用に加えて、対象に対して、線維性障害を処置するための1または2以上の「標準」療法を投与してもよい。例えば、ENGポリペプチドを、細胞毒素、免疫抑制剤、放射性毒性剤、および/または治療用抗体と組み合わせて(すなわち、一緒に)投与することができる。本発明により企図された特定の共治療剤としては、限定はされないが以下を含む:ステロイド類(例えば、プレドニゾンなどのコルチコステロイド)、免疫抑制および/または抗炎症剤(例えば、γインターフェロン、シクロホスファミド、アザチオプリン、メトトレキサート、ペニシラミン、シクロスポリン、コルヒチン、抗胸腺細胞グロブリン、ミコフェノール酸モフェチル、およびヒドロキシクロロキン)、細胞毒性剤、カルシウムチャネル遮断薬(例えば、ニフェジピン)、アンジオテンシン変換酵素阻害剤(ACE)阻害剤、パラ−アミノ安息香酸(PABA)、ジメチルスルホキシド、形質転換増殖因子β(TGF−β)阻害剤、インターロイキン5(IL−5)阻害剤、およびパン−カスパーゼ阻害剤。
ENGポリペプチドと組み合わせて使用することができる追加の抗線維化剤には、限定はされないが、レクチン(例えば、米国特許第7026283号で説明されている通り;この内容全体は参照により本明細書に組み込まれる)、ならびにWynn et al(2007, J Clin Invest 117:524-529;この内容全体は参照により本明細書に組み込まれる)に記載された抗線維化剤が挙げられる。例えば、追加の抗線維化剤および療法は、限定はされないが以下を含む:種々の抗炎症/免疫抑制性/細胞毒性剤(コルヒチン、アザチオプリン、シクロホスファミド、プレドニゾン、サリドマイド、ペントキシフィリン、およびテオフィリンを含む)、TGF−βシグナル伝達修飾因子(リラキシン、SMAD7、HGF、およびBMP7、ならびにTGF−β1、TGFβRI、TGFβRII、EGR−I、およびCTGFの阻害剤を含む)、サイトカインとサイトカイン受容体アンタゴニスト(IL−1β、IL−5、IL−6、IL−13、IL−21、IL−4R、IL−13Rα1、GM−CSF、TNF−α、オンコスタチンM、WlSP−I、およびPDGFの阻害剤)、サイトカインおよびケモカイン(IFN−γ、IFN−α/β、IL−12、IL−10、HGF、CXCLl0、およびCXCL11)、ケモカインアンタゴニスト(CXCLl、CXCL2、CXCL12、CCL2、CCL3、CCL6、CCL17、およびCCL18の阻害剤)、ケモカイン受容体アンタゴニスト(CCR2、CCR3、CCR5、CCR7、CXCR2、およびCXCR4の阻害剤)、TLRアンタゴニスト(TLR3、TLR4およびTLR9の阻害剤)、血管新生アンタゴニスト(VEGF特異的抗体およびアデノシンデアミナーゼ補充療法)、降圧薬(ベータ遮断薬およびANG11、ACE、およびアルドステロンの阻害剤)、血管作動性物質(ET−1受容体アンタゴニストおよびボセンタン(bosetan))、コラーゲンを合成および処理する酵素の阻害剤(プロリルヒドロキシラーゼの阻害剤)、B細胞アンタゴニスト(リツキシマブ)、インテグリン/接着分子アンタゴニスト(α1β1およびαvβ6インテグリンを遮断する分子、ならびにインテグリン結合キナーゼの阻害剤、およびICAM−IおよびVCAM−I特異的抗体)、筋線維芽細胞を標的とするアポトーシス促進薬、MMP阻害剤(MMP2、MMP9、およびMMP12の阻害剤)、およびTlMP阻害剤(TIMP−1特異的抗体)。
ENGポリペプチドおよび共治療剤または共療法は、同一の製剤中で、または別々に投与することができる。別々の投与の場合、ENGポリペプチドは、共治療剤または共療法の前、後、または同時に投与することができる。1つの薬剤は、別の薬剤の投与の前または後に、数分から数週間までの間隔を有することができる。対象に対し、2または3種類以上の異なる治療剤を別々に適用する態様では、各々の送達の間に相当な時間があかないようにして、これらの異なる薬剤が、標的組織または細胞に有利な組み合わせ効果を発揮できることを確実にすべきである。
さらに別の態様において、ENGポリペプチドは、BMP9に関連するようではあるが、上には記載されていない炎症性障害または状態の処置にも有用であり得る。例示の障害としては、肝疾患(急性肝炎、慢性肝炎、および肝硬変を含む);胸部または腹部の浮腫;慢性膵臓疾患;アレルギー(鼻アレルギー、喘息、気管支炎、アトピー性皮膚炎を含む);アルツハイマー病;レイノー症候群;およびびまん性硬化症が挙げられる。
6.製剤および有効用量
本明細書に記載の治療剤は、医薬組成物中に製剤化することができる。本開示に従って使用するための医薬組成物は、従来の方法で、1または2以上の生理学的に許容し得る担体または賦形剤を用いて製剤化することができる。かかる製剤は一般的に、ほとんどの規制要件に従って実質的にパイロジェンフリーである。
ある態様において、本開示の治療方法は、組成物を全身的に、または移植片もしくはデバイスとして局部的に投与することを含む。投与される場合、本開示において使用する治療用組成物は、パイロジェンフリーな生理学的に許容し得る形態である。また、任意に上述のように組成物中に含めることができる、ENGシグナル伝達アンタゴニスト以外の治療的に有用な薬剤は、本明細書に開示された方法において、対象化合物(例えばENGポリペプチド)と同時にまたは順番に投与してもよい。
典型的には、本明細書に開示されるタンパク質治療剤は、非経口的に、特に静脈内または皮下的に投与される。非経口投与に適した医薬組成物は、1または2以上のENGポリペプチドを、1または2以上の薬学的に許容し得る滅菌等張の水性もしくは非水性溶液、分散液、懸濁液または乳濁液と、または使用の直前に滅菌注射液もしくは分散液中に再構成することができる滅菌粉末と組み合わせて含むことができ、これらは、抗酸化剤、バッファー、静菌薬、意図されるレシピエントの血液と製剤を等張性にする溶質、または懸濁剤または増粘剤を含んでよい。本開示の医薬組成物に用いることができる、適切な水性および非水性担体の例は、水、エタノール、ポリオール(例えば、グリセロール、プロピレングリコール、ポリエチレングリコールなど)、およびそれらの適切な混合物、オリーブ油等の植物油、およびオレイン酸エチルなどの注射可能な有機エステルが挙げられる。適切な流動性は、レシチンなどのコーティング材料の使用によって、分散液の場合は必要な粒径の維持により、および界面活性剤の使用によって、維持することができる。
一態様において、本明細書に開示されたENGポリペプチドは、眼科用医薬製剤として投与される。いくつかの態様において、眼科用医薬製剤は、好ましくは注射に適した濃度の滅菌水溶液、または膏薬(salve)または軟膏(ointment)である。かかる膏薬または軟膏は、典型的には、本明細書に開示された1または2以上のENGポリペプチドを、鉱油−白色ワセリンベースなどの無菌の薬学的に許容し得る膏薬または軟膏ベースに溶解または懸濁されて含む。膏薬または軟膏剤組成物において、無水ラノリンも製剤中に含まれてよい。チメロサールまたはクロロブタノールもまた、かかる軟膏剤組成物に抗菌剤として好ましく添加される。一態様において、滅菌水溶液は、米国特許第6,071,958号に記載されている。
本開示は、pHを調整するための酸および塩基を、およびpHを狭い範囲に維持するための緩衝剤を含むように変化させることができる製剤を提供する。追加の薬剤を、製剤に添加することができる。これには、限定はされないが、ペガプタニブ、ヘパリナーゼ、ラニビズマブ、またはグルココルチコイドが含まれる。本開示による眼科用医薬製剤は、無菌操作により調製され、または滅菌は、調製の適切な段階で行われる。
組成物および製剤は、必要に応じて、活性成分を含む1または2以上の単位剤形を含むことができるパックまたはディスペンサーデバイスで提供することができる。パックは、例えば、ブリスターパックなどの金属またはプラスチックホイルを含んでもよい。パックまたはディスペンサーデバイスには、投与のための説明書を添付してもよい。
例:
本発明はここに一般的に記述されており、以下の実施例を参照することによってさらに容易に理解されるであろう;これらの実施例は、ある態様および本発明の態様の説明のみを目的としており、本発明を限定するものではない。
例1:ヒトENGの完全長細胞外ドメインを含む融合タンパク質の発現
出願人らは、ヒトENGの完全長細胞外ドメイン(ECD)(図9、配列番号9)が、ヒトIgG Fcドメイン(図11、配列番号11)にこれらのドメイン間に最小リンカーを有して付着している、可溶性エンドグリン(ENG)融合タンパク質(hENG(26〜586)−hFc)を構築した。hENG(26〜586)−hFcは、HEK293細胞における一過性トランスフェクションによって発現させた。概要を述べると、HEK293細胞を、500mlのスピナー内に、250mlの容量のFreestyle培地(Invitrogen)中6×10細胞/mlにてセットし、一晩培養した。翌日これらの細胞を、DNA:PEI(1:1)複合体で0.5ug/mlの最終DNA濃度にて処理した。4時間後、250mlの培地を添加し、細胞を7日間増殖させた。馴化培地は、細胞をスピンダウンして濃縮することにより回収した。CHO細胞での発現のために、ENGポリペプチドコンストラクトをCHO DUKX B11細胞株にトランスフェクトした。クローンは、典型的には5nMまたは10nMの初期濃度のメトトレキサート(MTX)で選択し、ついで任意に、50nMのMTX中の増幅により発現を増加させた。高発現クローンを希釈クローニングによって同定し、無血清懸濁増殖に適合させて、精製のための馴化培地を生成することができる。任意に、遍在性クロマチンオープニングエレメント(UCOE)をベクターに含めて、発現を促進することができる。例えばCytotechnology. 2002 Jan; 38 (1-3):43 -6を参照のこと。
3つの異なるリーダー配列を用いることができる:
(i)ミツバチメリチン(HBML):MKFLVNVALVFMVVYISYIYA (配列番号13)
(ii)組織プラスミノーゲン活性化因子(TPA):MDAMKRGLCCVLLLCGAVFVSP(配列番号14)
(iii)天然のヒトENG:MDRGTLPLAVALLLASCSLSPTSLA(配列番号15)
hENG(26〜586)−hFcの選択形態は、TPAリーダーを使用し、図13(配列番号16)に示す未処理のアミノ酸配列を有し、図14(配列番号17)に示すヌクレオチド配列によりコードされる。出願人らはまた、hENG(26〜586)にTGGGリンカーにより付着したN末端切断hFcドメイン(図12、配列番号12)を含む、TPAリーダー(図15、配列番号18)を有する代替的なhENG(26〜586)−hFc配列も想定する。精製は種々の技術を用いて実施され、これには例えば、馴化培地のろ過、次いでタンパク質Aクロマトグラフィー、低pH値(3.0)グリシンバッファーによる溶出、試料の中和、およびPBSに対する透析を含む。試料の純度は、分析用サイズ排除クロマトグラフィー、SDS−PAGE、銀染色、およびウェスタンブロットにより評価した。成熟タンパク質の分析により、予想のN末端配列が確認された。
例2:マウスENGの完全長細胞外ドメインを含む融合タンパク質の発現
出願人らは、マウスENGの完全長細胞外ドメイン(図10、配列番号10)が、マウスIgG2a Fcドメインにこれらのドメイン間に最小リンカーを有して融合されている、可溶性マウスENG融合タンパク質(mENG(27〜581)−mFc)を構築した。mENG(27〜581)−mFcは、HEK293細胞における一過性トランスフェクションによって発現させた。
mENG(27〜581)−mFcの選択形態は、TPAリーダーを使用し、図16(配列番号19)に示す未処理のアミノ酸配列を有し、図17(配列番号20)に示すヌクレオチド配列によりコードされる。精製は、トランスフェクトされたHEK293細胞からの馴化培地のろ過と、続くタンパク質Aクロマトグラフィーにより行った。試料の純度は、分析用サイズ排除クロマトグラフィー、SDS−PAGE、銀染色、およびウェスタンブロット分析により評価した。
例3:BMP−9/BMP−10の、完全長細胞外ENGドメインを含むタンパク質への選択的結合
コレセプターを考えると、ENGは、TGF−β1および−3のIおよびII型受容体の多タンパク質複合体への結合を促進することにより機能すると、広く考えられている。単離されたENGによる直接のリガンド結合の可能性を調べるために、出願人らは、表面プラズモン共鳴(SPR)方法論(BiocoreTM器具)を用いて、ENGの完全長細胞外ドメインを含む捕捉されたタンパク質の、種々の可溶性ヒトTGF−βファミリーリガンドへの結合について、スクリーニングした。
この表に示すように、hENG(26〜586)−hFcの結合親和性は、低いリガンド濃度で評価された場合にhBMP−9とhBMP−10について高かった(++++、K<1nM)。40倍高い濃度においても、TGF−β1、TGF−β2、TGF−β3、アクチビンA、BMP−2およびBMP−7の、hENG(26〜586)−hFcへの結合は検出されなかった(−)。この後者のグループのリガンドについて、単離されたENG融合タンパク質への直接結合の欠如は注目すべきであり、なぜならば、I型およびII型受容体の多タンパク質複合体が、ENGの存在下において、不在の場合よりも、これらの多くに対してよりよく結合することが示されているからである。また上記の表に示すように、リガンドを、Fcドメインのないヒト変異体である固定化されたhENG(26〜586)(R&D Systems, catalog #1097-EN)に結合するそれらの能力について、または、ヒトIgGのFcドメインに6残基リンカー配列(IEGRMD)を介して付着したマウスENGの細胞外ドメイン(残基27〜581)からなる、捕捉されたmENG(27〜581)−hFc(R&D Systems, catalog #1320-EN)に結合するそれらの能力についてスクリーニングした場合に、同様の結果が得られた。SPRによる特徴付けにより(図18、19)、捕捉されたhENG(26〜586)−hFcは、可溶性BMP−9に29pMのKで、可溶性BMP−10に400pMのKで結合したことが決定された。このように、BMP−9およびBMP−10の選択的高親和性結合は、以前には認識されていなかったENG細胞外ドメインの特性であり、種の間で一般的である。
例4:hENGの可溶性細胞外ドメインは、BMP−9/BMP−10のALK1および他の同族受容体への結合を阻害する
BMP−9およびBMP−10は、I型受容体ALK1(アクチビン受容体様キナーゼ1)における高親和性リガンドである。SPRベースのアッセイを用いて、可溶性hENG(26〜586)(R&D Systems, catalog #1097-EN)の、BMP−9およびBMP−10のALK1への結合に対する効果を決定した。ALK1−hFcを捕捉し、次いで、種々の比率でBMP−9と予備混合された可溶性hENG(26〜586)を含有する溶液に曝した。図20に示すように、可溶性hENG(26〜586)は、BMP−9のALK1−Fcへの結合を、10nM未満のIC50で濃度依存的に阻害した。同様の結果はBMP−10についても得られた(図21)。別の実験により、可溶性hENG(26〜586)がALK1に結合せず、したがってこのメカニズムによってリガンドのALK1への結合を阻害しないことが実証された。確かに、SPRに基づく追加実験は、可溶性hENG(26〜586)がI型受容体ALK2〜ALK7にも、アクチビン受容体IIA、アクチビン受容体IIB、骨形成タンパク質受容体II、およびTGF−β受容体IIなどのII型受容体にも結合しないことを示す。これらの結果は、ENGがBMP−9およびBMP−10のALK1への結合を、主にこれらのリガンドとの直接相互作用を介して阻害するというさらなる証拠を提供する。
まとめると、これらのデータは、可溶性ENG−Fcキメラタンパク質ならびに非キメラ水溶性ENGが、ALK1を含む複数のシグナル伝達経路を介して、BMP−9およびBMP−10シグナル伝達のアンタゴニストとして用いることができることを示す。
例5:mENG(27〜581)−hFcの、培養中のヒト臍帯静脈内皮細胞(HUVEC)に対する効果
出願人らは、HUVECベースの培養系における、mENG(27〜581)−hFcの血管新生作用を検討した。HUVECを重合マトリゲル基質上で培養し、試験物質の、内皮細胞の管(臍帯(cord))形成に対する効果を、12時間暴露した後の位相差顕微鏡により評価した。単一の細胞の幅と少なくとも3つの枝を有する臍帯が視覚的に同定され、コンピュータ支援画像分析を用いてかかる臍帯の全長を決定した。平均値は、実験条件ごとにデュプリケートの培養ウェルに基づき、各ウェルは3つの観察視野の平均を取った。基底条件(無処理)と比較して、強力な誘導剤である内皮細胞増殖物質(ECGS、0.2μg/ml)は、平均の臍帯の長さを倍増させた(図22)。mENG(27〜581)−hFc(R&D Systems, catalog #1320-EN、10μg/ml)は、この増加を60%近く低減し、これは刺激された条件に特異的な効果であり、なぜならば、同様の濃度のmENG(27〜581)−hFcは、ECGSの不在においてはほとんど効果を示さなかったからである(図22)。これらの結果は、ENG−Fc融合タンパク質が、血管新生の細胞培養モデルにおいてそれ以外は刺激された条件下で、内皮細胞の凝集を抑制可能であることを実証する。
例6:ENG−Fcはニワトリ漿尿膜(CAM)アッセイにおいてVEGF誘導性血管新生を阻害する
ニワトリ漿尿膜(CAM)アッセイ系を用いて、ENG−Fc融合タンパク質の血管新生に対する効果を調べた。簡単に述べると、9日齢の受精ニワトリ胚を、制御された温度(37℃)および湿度(60%)で卵のインキュベーターに維持した。卵殻をアルコールで軟化し、卵殻膜とCAMとの間に「ブリスター」を作るための小さな穴を穿刺して卵殻を取り除き、顕著な血管を覆うウィンドウを作成した。小さなフィルターディスクを、0.01MのHEPES、0.5MのNaCl、3mMのEDETA、0.005%v/vの界面活性剤P20、および0.5mg/mlのウシ血清アルブミンを含むバッファー(pH7.4)に溶解したmENG(27〜581)−hFcタンパク質(R&D Systems, catalog #1320-EN;毎日14μg)の存在または不在において、VEGF(毎日50ng)で処理した。試験物質を含んだフィルターディスクを次に開口部を通して挿入し、CAMに並置した。卵(群あたりn=8)を新鮮な試験物質で3日間毎日処理し、4日目にフィルターディスクに関連付けられた血管の数を、卵ランプの支援により目視検査によって決定した。
予想されるように、CAMアッセイ系におけるVEGF処理は、ビヒクルと比べて著しく血管数を増加させた。VEGF処理によって誘発される追加の血管の数は、同時のmENG(27〜581)−hFc処理(図23)によって65%減少した。SPRに基づく検討により、VEGFがmENG(27〜581)−mFcに結合しないことが示されており、したがって本CAM実験におけるmENG(27〜581)−hFcの血管新生に対する効果は、融合タンパク質とVEGFの直接の相互作用のためではない。前述の結果は、ENG−Fcが、in vivoモデルにおいて良好に確立されているVEGFの血管新生作用を、VEGFそれ自体と接触することなく大幅に阻害できることを示す。
例7:mENG(27〜581)−mFcの、マウスアンジオリアクターアッセイにおける血管新生に対する効果
ENG−Fc融合タンパク質の血管新生に対する効果を、指向性in vivo血管新生アッセイ(DIVAATM; Guedez et al., 2003, Am J Pathol 162:1431-1439)としても知られているマウスアンジオリアクターアッセイにおいてさらに検討した;これは、製造業者(Trevigen (登録商標))の指示に従って実施した。簡単に述べると、移植グレードのシリコンで作られ一端を閉じた中空円筒内に、塩基性線維芽細胞増殖因子(FGF−2、1.8g)とVEGF(600ng)の組み合わせ有りまたは無しと予め混合した基底膜抽出物(BME)を充填した。BMEがゲル化した後、アンジオリアクターを無胸腺ヌードマウスの皮下に移植した(マウスあたり4つ)。マウスは、mENG(27〜581)−mFc(10mg/kg,s.c.)またはビヒクル(Tris緩衝生理食塩水)で11日間毎日処理し、その後マウスに、フルオレセインイソチオシアネート(FITC)標識デキストラン(20mg/kg,i.v.)を注射し、20分後に安楽死させた。アンジオリアクターを取り出し、それぞれに含まれるFITC−デキストランの量を、血管形成の指標として、485nm励起/520nm発光の蛍光プレートリーダー(Infinite(登録商標) M200, Tecan)を用いて定量した。図24に示すように、FGF−2およびVEGFのBMEへの添加は、試験完了時においてアンジオリアクター内の血管新生の大幅な増加をもたらしたが、一方mENG(27〜581)−mFcの同時投与は、この増加を完全に阻止した。哺乳動物系で得られたこれらの結果は、上述したCAMアッセイで得られたものを補完し、完全長ENG細胞外ドメインを組み込んだENG−Fc融合タンパク質の、in vivo抗血管新生活性を実証する。
実施例8:切断hENG細胞外ドメインを持つ変異体の発現
出願人らは、ヒトENG ECDの切断変異体が最小限のリンカーでヒトIgGのFcドメインに融合されている、可溶性ENG融合タンパク質を生成した。これらの変異体を以下に記載し、選択された変異体の構造は図25に概略的に示す。
これらの変異体は、示されるように、HEK293細胞またはCOS細胞における一過性トランスフェクションによって発現させた。
hENG(26−437)−hFcの選択された形態はTPAリーダーを使用し、図26(配列番号21)に示す未処理のアミノ酸配列を有し、図27(配列番号22)に示すヌクレオチド配列でコードされる。hENG(26−378)−hFcの選択された形態もTPAリーダーを使用し、図28(配列番号23)に示す未処理のアミノ酸配列を有し、図29(配列番号24)に示すヌクレオチド配列でコードされる。hENG(26−359)−hFcの選択された形態もTPAリーダーを使用し、図30(配列番号25)に示す未処理のアミノ酸配列を有し、図31(配列番号26)に示すヌクレオチド配列でコードされる。出願人らはまた、hENG(26〜359)にTGGGリンカーにより付着したN末端切断hFcドメイン(図12、配列番号12)を含む、TPAリーダー(図32、配列番号27)を有する代替的なhENG(26〜359)−hFc配列も想定する。この代替的なhENG(26〜359)−hFcタンパク質をコードするヌクレオチド配列を、図33(配列番号28)に示す。hENG(26〜346)−hFcの選択された形態はTPAリーダーを使用し、N末端切断hFcドメインを含む図34(配列番号29)に示す未処理のアミノ酸配列を有し、図35(配列番号30)に示すヌクレオチド配列によりコードされる。
各々がN末端切断hFcドメイン(配列番号12)を有する、選択されたhENG−hFc変異体は、CHO細胞中に安定に発現され(上述の方法を用いて)、ろ過およびタンパク質Aクロマトグラフィーにより馴化培地から精製された。CHO細胞で発現された成熟タンパク質の分析により、hENG(26〜359)−hFcおよびhENG(26〜346)−hFcのN末端配列が予想通りであることを確認した。タンパク質収量(理論分子量の違いについての補正なし)に基づき、hENG(26〜346)−hFc(90mg/L)は、hENG(26〜359)−hFc(9mg/L)および完全長hENG(26〜586)−hFc(31mg/L)のどちらよりも優れていた。図36に示すように、サイズ排除クロマトグラフィーによるこれらの精製された試料の分析は、hENG(26〜346)−hFcタンパク質(96%モノマー)の品質が、hENG(26〜359)−hFcタンパク質(84%モノマー)よりも優れており、およびhENG(26〜586)−hFcタンパク質(96%モノマー)と同等であることを明らかにした。したがって、高分子量凝集体のより高いレベルのためには、hENG(26〜346)−hFcに比べて、hENG(26〜359)−hFcについては追加の精製工程の使用が必要である。
実施例9:BMP−9/BMP−10の切断hENG−hFc変異体への高親和性結合
出願人らはSPR法を用いて、以下のhENG−hFcタンパク質変異体を、ヒトBMP−9およびBMP−10への高親和性結合についてスクリーニングした。これらの実験において、捕捉されたhENG−hFcタンパク質は、100nMの可溶性ヒトBMP−9またはBMP−10にそれぞれ暴露した。
上記の表に示すように、BMP−9およびBMP−10への高親和性結合は、完全長コンストラクトおよび、hENG(26〜346)−hFcと同程度に短いC末端切断変異体についてのみ観察された。BMP−9およびBMP−10への高親和性結合は、試験された全ての61アミノ酸よりも長いN末端切断型について、観察されなかった。
リガンドのパネルを、C末端切断変異体hENG(26〜346)−hFc、hENG(26〜359)−hFc、およびhENG(26〜437)−hFcへの潜在的結合についてスクリーニングした。これら3つのタンパク質の高親和性結合は、BMP−9およびBMP−10について選択的であった。hENG(26〜346)−hFc、hENG(26〜359)−hFc、およびhENG(26〜437)−hFcのいずれもが、BMP−2、BMP−7、TGF−β1、TGF−β2、TGF−β3、またはアクチビンAに対して、高いリガンド濃度においてさえも、検出可能な結合を示さなかった。
出願人らはSPR法を用いて、以下の5つのコンストラクトによるBMP−9結合のキネティクスを比較した:hENG(26〜586)−hFc、hENG(26〜437)−hFc、hENG(26〜378)−hFc、hENG(26〜359)−hFc、およびhENG(26〜346)−hFc。図37は、いくつかのコンストラクトについての結合曲線を示し、以下の表は、平衡解離定数および解離速度定数(k)についての計算値を示す。ヒトBMP−9の、hENG(26〜359)−hFcおよびhENG(26〜346)−hFcに対する親和性(低ピコモル範囲のkを有する)は、完全長コンストラクトに対するより1桁近く強かった。ENG−Fcなどのリガンドトラップは比較的低いリガンド解離速度を有することが非常に望ましく、これによる、完全長コンストラクトと比較した、hENG(26〜346)−hFcに対するBMP−9解離速度における10倍の改善(低減)は注目に値する。
以下に示すように、切断変異体の各々はまた、完全長コンストラクトと比べてより高い親和性かつ良好なキネティクスでBMP−10に結合した。それでも切断変異体間では、BMP−10と比べたBMP−9に対する選好の程度が(K比率に基づく)異なり、hENG(26〜346)−hFcは最大の差異を示し、hENG(26〜437)−hFcは最小の差異を示す。切断変異体の間のリガンド選好の程度における差は、それらのin vivoでの活性における意味ある違いへ変わる可能性がある。
上記の結果が明らかにしたのは、hENG ECDの特定のC末端切断変異体を含む融合タンパク質は、BMP−9およびBMP−10に対して高親和性結合を示すが、TGF−β1およびTGF−β3を含む種々の他のTGF−βファミリーリガンドに対してはそうではないことである。特に、切断変異体hENG(26〜359)−hFc、hENG(26〜346)−hFc、およびhENG(26〜378)−hFcは、完全長コンストラクトhENG(26〜586)−hFcおよび切断変異体hENG(26〜437)−hFcの両方と比較して、BMP−9に対して平衡でのより高い結合親和性と改善された運動特性を示す。
実施例10:ENGのN末端領域についての二次構造の予測
上で開示されたように、36アミノ酸という短いN末端切断型(hENG(61〜346)−hFc)は、ENGポリペプチドへのリガンド結合を消失させることが見出された。さらに短いN末端切断型のリガンド結合に対する効果を予測するために、ヒトエンドグリンの孤児ドメインの二次構造を、修正版Psipred version 3(Jones, 1999, J Mol Biol 292:195-202)を用いてコンピュータにより予測した。分析は、配列番号1のアミノ酸26〜60によって規定されるENGポリペプチド領域内の規則二次構造(ordered secondary structure)が、配列番号1の42〜45位に高い信頼性で予想される4残基のβ鎖および、配列番号1の28〜29位に非常に低い信頼性で予想される2残基のβ鎖に限定されることを示す。したがって、アミノ酸27または28で開始するENGポリペプチド変異体、および任意に、配列番号1のアミノ酸29〜42で開始するものは、重要な構造要素およびリガンド結合を保持する可能性がある。
実施例11:細胞ベースのアッセイにおけるENG−Fc変異体の効力
A204細胞におけるレポーター遺伝子アッセイを用いて、hENG−hFc融合タンパク質が、BMP−9およびBMP−10によるシグナル伝達を阻害する効力を決定した。このアッセイは、pGL3 BREルシフェラーゼレポータープラスミド(Korchynskyi et al, 2002, J Biol Chem 277: 4883-4891)ならびにトランスフェクション効率を制御するためのRenillaレポータープラスミド(pRLCMV−BREルシフェラーゼ)によってトランスフェクトされた、ヒト横紋筋肉腫細胞株に基づく。BREモチーフはBMP応答性遺伝子(Id1プロモーターを含む)に存在するため、このベクターは、Smad1および/またはSmad5を介してシグナル伝達する因子に対して一般的に用いられる。ENG−Fc融合タンパク質の不在のもとで、BMP−9およびBMP−10は用量依存的にA204細胞におけるシグナル伝達を刺激する。
アッセイ1日目に、A204細胞(ATCC(登録商標)番号:HTB-82TM;寄託者:DJ Giard)を、48ウェルプレートにウェル当たり10細胞で配分した。翌日、12μgのpGL3 BRE−ルシフェラーゼ、0.1μgのpRLCMV−ルシフェラーゼ、30μlのFugene 6(Roche Diagnostics)、および970μlのOptiMEM(Invitrogen)を含有する溶液を、室温で30分プレインキュベートし、その後24mlのアッセイバッファー(0.1%BSAを補足したMcCoy培地)に添加した。この混合物をプレートした細胞(500μl/ウェル)に適用して、37℃で一晩インキュベートした。3日目に培地を除去し、アッセイバッファーで希釈した試験物質(250μl/ウェル)に置き変えた。37℃で一晩のインキュベーション後、細胞を洗浄し、受動溶解バッファー(Promega E1941)に溶解し、−70℃で凍結した。アッセイの前に、プレートを穏やかに振盪しながら室温まで加温した。細胞溶解物を化学発光プレート(96ウェル)にデュプリケートで移送し、ルミノメーターで、Dual-Luciferase Reporter Assay system(Promega E1980)からの試薬を用いて分析して、正規化されたルシフェラーゼ活性を決定した。
結果は、hENG−hFcタンパク質が、BMP−9およびBMP−10によって媒介される細胞内シグナル伝達の強力な阻害剤であることを示す。下表のように、完全長コンストラクトhENG(26〜586)−hFcは、BMP−9およびBMP−10によるシグナル伝達を、それぞれサブナノモルおよび低いナノモル範囲のIC50値にて阻害する。さらに、切断変異体hENG(26〜359)−hFcおよびhENG(26〜346)−hFcは両方とも、hENG(26〜586)−hFcよりも強力であった。
実施例12:切断変異体hENG(26〜359)−hFcは、CAMアッセイにおけるVEGF誘導性血管新生を阻害する
出願人らは、切断変異体hENG(26〜359)−hFcの血管新生への効果を、VEGFを用いて血管新生を誘導する例6に記載されたものと同じCAMアッセイ系で検討した。VEGF処理(毎日50ng)によって誘発される追加の血管数は、hENG(26〜359)−hFc処理(配列番号25;毎日20μg)の併用によって75%減少した(図38)。SPRに基づく試験により、VEGFがhENG(26〜359)−hFcに結合しないことが示されており、したがって本CAM実験におけるこの変異体の血管新生に対する効果は、融合タンパク質とVEGFの直接の相互作用によるものではない。hENG(26〜359)−hFcについて、10μgの用量は、各コンストラクトの理論分子量に基づくと、例6で試験したより長いENG−Fcコンストラクトについて用いた14μgに対応することに注意すべきである。したがって、切断変異体hENG(26〜359)−hFcは、VEGF誘導性の血管新生を阻害することについて、同じアッセイ系において完全長ECDを有するENGコンストラクト(図23)と比較して、これより高くはないとしても、同等の有効性を示した。
実施例13:切断変異体hENG(26〜346)−hFcは、マウスアンジオリアクターアッセイにおける血管新生を阻害する
切断変異体hENG(26〜346)−hFcを、例7に記載したものと同じマウスアンジオリアクターアッセイで試験した。アンジオリアクターを無胸腺ヌードマウスの皮下に移植し(マウスあたり4つ)、マウスを、hENG(26〜346)−hFc(10mg/kg,s.c.)またはビヒクル(Trisバッファー生理食塩水)で11日間毎日処理し、その後マウスに、フルオレセインイソチオシアネート(FITC)標識デキストラン(20mg/kg,i.v.)を注射し、20分後に安楽死させた。各アンジオリアクターに含まれるFITC−デキストランの量を、次に血管形成の指標として測定した。図39に示すように、増殖因子(GF)FGF−2およびVEGFのアンジオリアクターへの添加は、血管新生の大幅な増加をもたらしたが、一方hENG(26〜346)−hFcの同時投与は、この増加を完全に阻止した。SPRに基づく試験により、hENG(26〜346)−hFcは、FGF−2にもVEGFにも結合しないことが確認され、これにより、本実験におけるhENG(26〜346)−hFcの誘導性血管新生への効果が、融合タンパク質とFGF−2またはVEGFどちらかへの直接的相互作用によるという可能性が除外された。この哺乳動物のアッセイ系での本結果は、CAMアッセイでの切断変異体hENG(26〜359)−hFcについて得られた結果を補完する(図12)。これらを一緒にすると、ENG細胞外ドメインの好ましい切断を組み込んだENG−Fc融合タンパク質の、in vivo抗血管新生活性を実証する。
実施例14:切断変異体hENG(26〜346)−hFcのin vivoでの長い半減期
出願人らは、修正薬物動態試験を実施して、hENG(26〜346)−hFcの全身消失半減期を決定し、これを完全長タンパク質mENG(27〜581)−mFcのそれと比較した。hENG(26〜346)−hFcタンパク質は、SAIVITM (小動物のin vivo画像化) Rapid Antibody Labeling kitを製造業者(InvitrogenTM)の指示書に従って用いて、Alexa Fluor(登録商標) 750染料で標識した。標識されたタンパク質は、サイズ排除クロマトグラフィーにより遊離標識から分離した。無胸腺ヌードマウス(n=3、17〜20g)に、標識したhENG(26〜346)−hFc(2mg/kg、s.c.)を注射し、全身撮像をIVIS画像化システム(Xenogen(登録商標)/Caliper Life Sciences)を用いて実施し、注射後2、4、6、8、24、32、48、および72時間における融合タンパク質レベルを決定した。hENG(26〜346)−hFcの平均消失半減期は26.5時間であり、これは同様の試験で決定したmENG(27〜581)−mFcの半減期の22時間よりも長かった。
実施例15:ENG−Fcタンパク質のマウス異種移植モデルにおける腫瘍増殖に対する効果
ENG−Fcタンパク質を2つの異なるマウス異種移植モデルにおいて試験して、これらのタンパク質が腫瘍増殖を阻害できるかどうかを決定した。最初の実験では、無胸腺ヌードマウスに、10の4T1乳癌細胞(ATCC(登録商標)番号:CRL-2539TM;寄託者:BA Pulaski)を6週齢で皮下注射した。マウス(群あたりn=10)には、mENG(27〜581)−mFc(10mg/kg)またはビヒクル(Trisバッファー生理食塩水)を毎日皮下投与した。腫瘍をデジタルキャリパーを使用して手動で測定し、腫瘍体積は、式:容積=0.5(長さ)(幅)に従って計算した。図40に示すように、mENG(27〜581)−mFcの処理は、ビヒクルに比べ、移植後24日までに腫瘍体積を45%減少させた。
ENG−Fc融合タンパク質をさらに、Colon-26癌異種移植モデルにおいて試験した。BALB/cマウスに、1.5×10のColon-26癌細胞(ATCC(登録商標)番号:CRL-2638TM;寄託者:N Restifo)を7週齢で皮下注射した。マウス(群あたりn=10)には、mENG(27〜581)−mFc(1、10、もしくは30mg/kg)またはビヒクル(Trisバッファー生理食塩水)を毎日皮下投与した。腫瘍体積は上記のようにして決定した。図41に示すように、mENG(27〜581)−mFcの処理は濃度依存的に腫瘍体積を減少させ、ビヒクルと比較して移植後58日までに、用量10mg/kgおよび30mg/kgにおいてそれぞれ55%およびほぼ70%の減少であった。このように、mENG(27〜581)−mFcは、マウスの異種移植モデルにおける2つの異なる腫瘍種類の増殖を顕著に示し、これは前述の、完全長マウスENG細胞外ドメインを組み込んだ融合タンパク質(例5〜7)の抗血管新生活性と一致している。予備実験において、切断変異体hENG(26〜346)も、Colon-26異種移植モデルにおける腫瘍増殖をビヒクルよりも低減させ、これはこの変異体のマウスアンジオリアクターアッセイ(例13)の抗血管新性活性と一致している。
まとめると、前述の結果は、完全長ENG ECDを含む融合タンパク質、およびそれらの特定の切断変異体は、BMP−9およびBMP−10への高親和性結合を示すが、TGF−β1およびTGF−β3を含むその他の様々なTGFβファミリーのリガンドには示さないことを実証する。これらENGポリペプチドは、モデル系における血管新生および腫瘍増殖を阻害し、したがって、癌を含む望ましくない血管新生の患者を処置する可能性を有する。完全長ENG ECDを含むコンストラクトと比較して、切断ENGポリペプチドであるhENG(26〜346)−hFcおよび/またはhENG(26〜359)−hFcは、複数のその他のキーとなるパラメータに対する高い効力および改善された性能を示した(以下の概要の表を参照)。
変異体hENG(26〜346)−hFcは特に、完全長ENG ECDコンストラクトよりも、高い効力、強い結合親和性、低い解離速度、長い消滅半減期、および良好なタンパク質生産という、より優れた属性の組み合わせを有していた。リガンドトラップとして、切断ENGポリペプチドは好ましくは低いリガンド解離速度を示すべきであり、完全長ENG ECDコンストラクトに比べて、hENG(26〜346)−hFcのBMP−9解離速度における10倍の減少は非常に望ましい。変異体hENG(26〜378)−hFcは、BMP−9への結合特性(親和性および解離速度)について、一方のhENG(26〜346)−hFcおよびhENG(26〜359)−hFcと、他方のhENG(26〜437)−hFcとの中間の値を示し、hENG(26〜378)はより短いコンストラクトに類似していた。
参照による組込み
本明細書で言及された全ての刊行物および特許は、個々の刊行物または特許が具体的かつ個別に参照によって組み込まれるかのようにして、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。矛盾する場合には、本明細書の任意の定義を含む本出願が優先される。
均等物
本発明の特定の実施形態が本明細書に明示的に開示されているが、上記明細書は例示であって限定するものではない。当業者には本発明の多くの変形が、本明細書および以下の特許請求の範囲の検討により明らかになるであろう。本発明の完全な範囲は、特許請求の範囲およびその均等物の全範囲、および明細書とかかる変形を参照することにより、決定されるべきである。

Claims (25)

  1. 配列番号1のアミノ酸42〜333に少なくとも95%同一なアミノ酸配列を含み、配列番号1のアミノ酸379〜430からなる配列領域を含まない、エンドグリンポリペプチド。
  2. エンドグリンポリペプチドが、配列番号1の26〜42のいずれかの位置に対応するアミノ酸から開始し、配列番号1の333〜378のいずれかの位置に対応するアミノ酸で終止する配列に少なくとも95%同一なアミノ酸配列を含む、請求項1に記載のエンドグリンポリペプチド。
  3. 以下:
    a.配列番号1のアミノ酸26〜346、
    b.配列番号1のアミノ酸26〜359、および
    c.配列番号1のアミノ酸26〜378、
    からなる群から選択される配列に少なくとも95%同一なアミノ酸配列を含む、請求項1または2に記載のエンドグリンポリペプチド。
  4. エンドグリンポリペプチドが、以下:
    a.配列番号1のアミノ酸26〜346、
    b.配列番号1のアミノ酸26〜359、および
    c.配列番号1のアミノ酸26〜378、
    からなる群から選択される配列に少なくとも95%同一なアミノ酸配列からなる第1部分と、配列番号1に非相同な第2部分からなる、請求項1または2に記載のエンドグリンポリペプチド。
  5. 第2部分が、IgGのFc部分を含む、請求項4に記載のエンドグリンポリペプチド。
  6. 請求項1〜4のいずれか一項に記載のエンドグリンポリペプチドであって、エンドグリンポリペプチドが、
    a.配列番号1のアミノ酸379〜586からなる配列からの連続した50を超えるアミノ酸を含まない;および/または
    b.ヒトBMP−9に、1×10−9M未満の平衡解離定数(K)または1×10−3−1未満の解離速度定数(k)で結合する;および/または
    c.ヒトBMP−9に、1×10−9M未満の平衡解離定数(K)または5×10−4−1未満の解離速度定数(k)で結合する;および/または
    d.ヒトBMP−10に、1×10−9M未満の平衡解離定数(K)または5×10−3−1未満の解離速度定数(k)で結合する;および/または
    e.ヒトBMP−10に、1×10−9M未満の平衡解離定数(K)または2.5×10−3−1未満の解離速度定数(k)で結合する、
    前記エンドグリンポリペプチド。
  7. エンドグリンポリペプチドが、ヒトTGF−β1、ヒトTGF−β3、ヒトVEGF、またはヒト塩基性線維芽細胞増殖因子(FGF−2)に結合しない、請求項1〜6のいずれか一項に記載のエンドグリンポリペプチド。
  8. エンドグリンポリペプチドが、エンドグリンアミノ酸配列を含む部分に加えて、以下:in vivo安定性、in vivo半減期、取り込み/投与、組織の局在化または分散、タンパク質複合体の形成、および/または精製、の1または2以上を強化する1または2以上のポリペプチド部分を含む、融合タンパク質である、請求項1〜7のいずれか一項に記載のエンドグリンポリペプチド。
  9. 請求項1〜8のいずれか一項に記載のエンドグリンポリペプチドであって、
    (i)エンドグリンポリペプチドが、免疫グロブリンの定常領域および血清アルブミンからなる群から選択される部分を含む;および/または
    (ii)エンドグリンポリペプチドが、免疫グロブリンFc領域を含む、
    前記エンドグリンポリペプチド。
  10. 免疫グロブリンFcドメインが、エンドグリンポリペプチド部分にリンカーによって連結されている、請求項9に記載のエンドグリンポリペプチド。
  11. リンカーが、TGGG(配列番号31)またはGGGからなるアミノ酸配列を含む、請求項10に記載のエンドグリンポリペプチド。
  12. エンドグリンポリペプチドが、グリコシル化アミノ酸、PEG化アミノ酸、ファルネシル化アミノ酸、アセチル化アミノ酸、ビオチン化アミノ酸、脂質部分に結合したアミノ酸、および有機誘導体化剤に結合したアミノ酸から選択される1または2以上の修飾アミノ酸残基を含む、請求項1〜11のいずれか一項に記載のエンドグリンポリペプチド。
  13. エンドグリンポリペプチドが、哺乳動物における血管新生を阻害する、請求項1〜12のいずれか一項に記載のエンドグリンポリペプチド。
  14. エンドグリンポリペプチドが、CHO細胞で産生される、請求項1〜13のいずれか一項に記載のエンドグリンポリペプチド。
  15. 請求項1〜14のいずれか一項に記載の2つのエンドグリンポリペプチドを含む、ホモダイマー。
  16. 請求項1〜14のいずれか一項に記載のエンドグリンポリペプチド、または請求項15に記載のホモダイマー、および薬学的に許容し得る賦形剤を含む、医薬製剤。
  17. 製剤が、実質的にパイロジェンフリーである、請求項16に記載の医薬製剤。
  18. 請求項1〜14のいずれか一項に記載のエンドグリンポリペプチドに対するコード配列を含む、単離されたポリヌクレオチド。
  19. 請求項18に記載のポリヌクレオチドに動作可能に結合されたプロモーター配列を含む、組み換えポリヌクレオチド。
  20. 請求項18に記載の単離されたポリヌクレオチドまたは請求項19に記載の組み換えポリヌクレオチドで形質転換された細胞。
  21. 細胞が哺乳動物の細胞である、請求項20に記載の細胞。
  22. 治療に用いるための、請求項16に記載の医薬製剤。
  23. 請求項16または22に記載の医薬製剤であって、必要とする患者において血管新生を阻害する方法において用いるための、前記医薬製剤。
  24. 請求項23に記載の医薬製剤であって、
    (a)患者が、望ましくない血管新生を特徴とする疾患を有するか、有するリスクにある;または
    (b)疾患が、望ましくない高レベルのBMP−9、BMP−10、またはエンドグリンを発現する種類を含む、癌である、前記医薬製剤。
  25. 請求項16または22に記載の医薬製剤であって、BMP−9またはBMP−10に関連する障害を、これを必要とする患者において処置する方法に用いるものである、前記医薬製剤。
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