JP6475698B2 - 組換えマンネンタケ免疫調節タンパク質とヒト血清アルブミンの融合タンパク質及びその製造方法と応用 - Google Patents
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Description
本発明は組換え融合タンパク質の構築、発現、精製と応用に関し、具体的には化学療法による白血球減少症と腫瘍などを治療するのに用いられる組換えマンネンタケ免疫調節タンパク質とヒト血清アルブミンの融合タンパク質の製造及びその応用に関する。
[背景技術]
マンネンタケ免疫調節タンパク質(LZ−8)はツガノマンネンタケの菌糸に由来するものであり、その構造の特徴は以下のとおりである:N端の二量体の形成に必要とする重要なタンパク質ドメイン及びC端のFNIIIタンパク質ドメインを含み、rLZ−8のN−端のタンパク質ドメインはα−helix及びβ−strandで構成され、LZ−8単量体にあるN端のα−helixとβ−strand及びもう一つの単量体にある同じタンパク質ドメインはスペースの切り替えによって重要な二量体結合タンパク質ドメインを形成し、亜鈴状をする。既存の文献にLZ−8が免疫調節(特許申請番号201110222012.5)及び腫瘍細胞を殺傷する生物活性を有することは報道される。
[発明の内容]
本発明の目的は組換えマンネンタケ免疫調節タンパク質とヒト血清アルブミンの融合タンパク質及びその製造方法を提供し、それが化学療法薬による白血球減少症などの病状に対する治療及び抗がん剤における応用を研究することである。
本発明が提供するマンネンタケ免疫調節タンパク質(LZ−8)とヒトIgGIFc断片のrLZ−8−Fcl融合タンパク質は、その特徴がマンネンタケ免疫調節タンパク質とIgG1Fc断片を含むことである;そのアミノ酸序列は以下のとおりである:RPSDTALIFRLAWDVKKLSFDYTPNWGRGNPNNFIDTVTFPKVLTDKAYTYRVAVSG RNLGVKPSYAVESDG SQKVNFLEYNSGYGIADTNTIQVFVVDPDTNNDFIIAQWNGGGGS SEPKSCDKTHTCPPCPAPELLGGPSVFLFPP KPKDTLMISRTPEVTCVVVDVSHEDPEVKFNWYVDGVEVHNAKTKPREEQYNSTYRVVSVLTVLHQDWLNGKEYKCK VSNKALPAPIEKTISKAKGQPREPQVYTLPPSREEMTKNQVSLTCLVKGFYPSDIAVEWESNGQPENNYKTTPPVLD SDGSFFLYSKLTVDK SRWQQGNVFSCSVMHEALHNHYTQKSLSLSPGK(SEQ ID NO.2)であって、そのうちのマンネンタケ免疫調節タンパク質ポリペプチドのC端とヒト血清アルブミンポリペプチドとの間にある連結ペプチドのアミノ酸序列はGGGGSSである;
本発明が提供するマンネンタケ免疫調節タンパク質(LZ−8)とヒトIgG4Fc断片のrLZ−8−Fc4融合タンパク質は、その特徴がマンネンタケ免疫調節タンパク質とIgG4Fc断片を含むことである;そのアミノ酸序列は以下のとおりである:RPSDTALIFRLAWDVKKLSFDYTPNWGRGNPNNFIDTVTFPKVLTDKAYTYRVAVSG RNLGVKPSYAVESDGSQKVNFLEYNSGYGIADTNTIQVFVVDPDTNNDFIIAQWNGGGGS SYTQRFKDKAKLTAVTSANTAYMELSSLTNE DSAVYYCSIIYFDYADFIMDYWGQGTTVTVSTASTKGPSVFPLAPCSRSTSESTAALGCLVKDYFPEPVTVSWNSGA LTSGVHTFPAVLQXSGLYSLSSVVTVPSSSLGTKTYTCNVDHKPSNTKVDKRVESKYGPPCPSCPAPEFLGGPSVFL FPPKPKDTLMISRTPEVTCVVVDVSQEDPEVQFNWYVDGVEVHNAKTKPREEQFNSTYRVVSVLTVLHQDWLXGKEY KCKVSXKGLPSSIEKTISXAXGQPREPQVYTLPPSQEEMTKNQVSLTCLVKGFYPSDIAVEWESNGQPENNYKTTPP VLDSDGSFFLYSRLTVDKSXWQEGNVFSCSVMHEALHNHYTQKSLSLSLGK(SEQ ID NO.3)であって、そのうちのマンネンタケ免疫調節タンパク質ポリペプチドのC端とヒト血清アルブミンポリペプチドとの間にある連結ペプチドのアミノ酸序列はGGGGSSである;
工学菌株の構築と目的タンパク質の発現及び精製:それぞれLZ−8融合タンパク質のヌクレオチド序列のキャリアを構築する;電気的転換技術を用いてピキア酵母を融合タンパク質の細胞外での発現とする宿主細胞を得る;ピキア酵母の発酵条件を最適化し融合タンパク質の発現量を向上させる;重力カラム親和クロマトグラフィー、分子篩、固定化金属イオンアフィニティークロマトグラフィー(IMAC)、疎水クロマトグラフィー(HIC)、陰イオン交換クロマトグラフィーなどの方法を用いて目的産物を精製し、得る異なる融合タンパク質の純度は99%以上に達し、後続の薬学実験に原薬を提供する。
[図面による説明]
図1は66hと72hに誘導発現して各融合タンパク質の発現状況
説明テキスト:コース1サンプルはタンパク質Markerである;コース2サンプルはHSA規格品である;コース3サンプルはrLZ−8である;コース4サンプルは72hに誘導されるrLZ−8−HSA上清液である;コース5サンプルは66hに誘導されるrLZ−8−HSA上清液である;コース6サンプルは72hに誘導されるrLZ−8−Fcl上清液である;コース7サンプルは66hに誘導されるrLZ−8−Fcl上清液である;コース8サンプルは72hに誘導されるrLZ−8−Fc4上清液である;コース9サンプルは66hに誘導されるrLZ−8−Fc4上清液である。
説明テキスト:コース1サンプルはタンパク質Markerである;コース2サンプルはrLZ−8である;コース3サンプルはrLZ−8−HSAである;コース4サンプルはrLZ−8−Fclである;コース5サンプルはrLZ_8_Fc4である。
図4は異なる融合タンパク質とrLZ−8タンパク質の体内での半減期の対比
[具体的な実施手段]
実施例1rLZ−8融合タンパク質工学菌株の構築と発現
構築部分:酵母のコドンバイアスによってそれぞれ目的断片rLZ8−HSA、rLZ8−Fcl、rLZ8−Fc4序列を合成し、puc57プラスミドに保存する。設計は酵素切断サイトStulとKpnlのプライマーを含む。プライマーの合成は以下のとおりである:
(1) LZ-8-HSA :5' CATAGGCCTTCTGATACTGCTTTGA 3'
5' CGGGGTACCGAATTCCTATTACA 3'
(2) LZ-8-Fcl :5' GTTAGGCCTTCTGATACTGCTTTGA 3'
5' TAGGGTACCTCATTTACCAGGGG 3’
(3) LZ-8-Fc4 :5' CCGAGGCCTTCTGATACTGCTT 3'
5' GATGGTACCTCACGGAGCATGAG 3’
PCRによって目的断片を得、PCR条件は以下のとおりである:初めには95℃、30sで、次に95℃30s、58℃30s、72℃2minで、合わせて30個のサイクルで、最後に72℃10min16℃で、待機する。
融合タンパク質がLZ−8構造を共有するため、該構造の特徴と性質にて、それぞれ重力カラム親和クロマトグラフィー、分子篩、固定化金属イオンアフィニティークロマトグラフィー(IMAC)、疎水クロマトグラフィー(HIC)、陰イオン交換クロマトグラフィーなどの方法を検索して精製し、具体的な方法は以下のとおりである:
rLZ−8−Fcl、rLZ−8−Fc4の精製方法:
精密濾過:発酵液を1000回/分で遠心分離し上清液を得、また口径サイズが100Kdである中空繊維カラムで精製し(精密濾過)、小分子の塩類と糖類を除き、8Lの色素、核酸、タンパク質を含む黄色い上澄み液を得る。
ステップ(1):固定化金属イオンアフィニティークロマトグラフィー(IMAC)でrLZ−8−HSAを精製して填料IMAC Sepharose 6Fast Flow 1リットルがGE会社から購入され、XK50/0カラムを充填し、充填高度は15cmであり、精製水で保存液を置換し、カラム体積の1倍の0.1M硫酸銅溶液でクロマトグラフィー分離し、体積の4倍の精製水で吸着されない銅イオンを押し流す。緩衝液A:20mmol/Lのリン酸塩、0.6mol/Lの塩化ナトリウム、pH7.3で、カラムを平衡させる。ヒト血清アルブミンを含む発酵上清液をリン酸塩、塩化ナトリウムに加え、それが20mmol/Lのリン酸塩、0.6mol/Lの塩化ナトリウム、pH7.3に達させる。その後AKTATMPurifyクロマトグラフィーシステムを使用してローディングし、流速は50ml/minである。ローディングした後、吸収値が基点に達するまで、緩衝液Aで洗浄する。緩衝液B:20mmol/Lのリン酸塩、0.6mol/Lの塩化ナトリウム、0.3Mのイミダゾール、pH7.5で目的タンパク質を溶出し、緩衝液Bの溶出ピークを収集する。
WST−1方法で融合タンパク質がマウス脾細胞の増殖作用に対する影響を検出し、その生物活性の強弱を反映し、本発明はBALB/c雌マウスを用い、体重が20−22gであり、首を引きマウスを屠殺し、無菌条件で脾臓を取り、事前に5mlの10%の子牛血清を含むDMEMを加えた平皿に置く:ピンセットでそれぞれ脾臓を搗き砕き、且つガーゼで組織懸濁液を濾過することで組織塊を除去し、脾細胞の細胞懸濁液を調製する:100ミリリットルの細胞懸濁液を取って900ミリリットルの2%氷酢酸溶液を加えて顕微鏡で計数する。2%の子牛血清を含むDMEMで細胞濃度を5*106/mlまで調節する:それぞれ同じモル濃度勾配の融合タンパク質とrLZ−8を調製し、3つの勾配濃度を設け、各濃度に9つの穴を設け、100マイクロリットル/穴。細胞濃度が5*106/mlの細胞懸濁液100マイクロリットル/穴を加える。攪拌して均一に混合した後37℃、5%CO2のインキュベータに入れて24hを孵化する;孵化した後WST−1を加え、20マイクロリットル/穴。37℃、5%CO2のインキュベータに入れて3時間を孵化し続けた後、OD450を測定する(BIO−RADマイクロプレートリーダ)。実験の結果はグラフ1を見る。
体重が18−22gほどであるBALB/cマウスを使用して実験マウスとし、各組に10匹のマウスがあり、融合タンパク質を100g/kg(LZ−8の量で計る)の用量で静脈注射して投薬し、時間帯を2、4、6、8、10時間に設計して異なる時間帯で採血検出を行い、結果を得、薬物濃度と時間との曲線図(図4)を製作して実験の結果から見ると、薬物がマウスの体内に入る時間の延長について、血液にある薬物の濃度が異なる程度の下落が現れ、ここにおいて、融合されたタンパク質の半減期が融合する前rLZ−8の半減期より極めて顕著な増加があり(P<0.0001)、血液にある薬物の濃度を大幅に延長し、rLZ−8がマウスの体内での半減期を向上させることが分かる。
Wistarマウスを用いて実験動物とし、合わせて18匹で、体重が100gほどである。製剤の調製方法は以下のとおりである:rLZ−8を無菌生理的食塩水で調製する。60μg/kg、30μg/kg、15μg/kg用量組に分けられる;rLZ−8−HSA融合タンパク質を無菌生理的食塩水で調製する。60μg/kg、30μg/kg、15μgAg(LZ−8の量で計る)用量組に分けられる;金磊賽強「組換えヒト顆粒球コロニー刺激因子注射液(rhG−CSF)」は、製品ロット番号:20130403;75μg/本、無菌生理的食塩水で13.5μg/mL、0.1mL/匹に調製し、シクロホスファミド(CP)を注射し、製品ロット番号は13020225である;200mg/本。無菌生理的食塩水で調製する:20mg/mL、0.1mL/匹、即ち20mg/kg。
体外での実験:WST−1方法で融合タンパク質rLZ−8−HSAがメラノーマ細胞の成長を抑制する作用による影響を検出し、メラノーマ細胞懸濁液を調製する;100マイクロリットルの細胞懸濁液を取って900マイクロリットルの2%の氷酢酸溶液に加えて顕微鏡で計数する。2%の子牛血清を含むDMEMで細胞の濃度を2*105/mlに調節する;それぞれ同じモル濃度勾配の融合タンパク質rLZ−8−HSAとrLZ−8を調製し、3つの勾配濃度を設け、各濃度に9つの穴を設け、100マイクロリットル/穴。細胞濃度が2*105/mlの細胞懸濁液100マイクロリットル/穴を加える。攪拌して均一に混合した後37℃、5%のCO2インキュベータに入れて24hを孵化する;孵化した後WST−1に加え、20マイクロリットル/穴。37℃、5%CO2のインキュベータに入れて3時間を孵化し続けた後、OD450(BIO−RADマイクロプレートリーダ)を測定する。実験の結果はグラフ3を見る。
実施例7融合タンパク質rLZ−8−HSAがマウスのS180エールリッヒ腹水腫瘍に対する抑制作用
体外での実験:WST−1方法を用いて融合タンパク質rLZ−8−HSAがマウスのS180エールリッヒ腹水腫瘍細胞の成長を抑制する作用による影響を検出し、S180エールリッヒ腹水腫瘍細胞懸濁液を調製する;100マイクロリットルの細胞懸濁液を取って900マイクロリットルの2%の氷酢酸溶液に加えて顕微鏡で計数する。2%の子牛血清を含むDMEMで細胞の濃度を2*105/mlに調節する;それぞれ同じモル濃度勾配の融合タンパク質rLZ−8−HSAとrLZ−8を調製し、3つの勾配濃度を設け、各濃度に9つの穴を設け、100マイクロリットル/穴。細胞濃度が2*105/mlの細胞懸濁液100マイクロリットル/穴を加える。攪拌して均一に混合した後37℃、CO2インキュベータに入れて24hを孵化する;孵化した後WST−1に加え、20マイクロリットル/穴。37℃、5%CO2のインキュベータに入れて3時間を孵化し続けた後、OD450(BIO−RADマイクロプレートリーダ)を測定する。実験の結果はグラフ5を見る。
腫瘍抑制率(%)=(対照組の平均腫瘍重量−実験組の平均腫瘍重量)/対照組の平均腫瘍重量*100%
実験の結果:S180皮下腫瘍抑制実験の結果:グラフ6から見ると、3つの用量のrLZ−8は全部S180の成長を抑制することができ、腫瘍抑制率はそれぞれ16.8%、25.7%と45.5%であることが分かる。rLZ−8治療組の腫瘍重量は陰性対照組と比較し、全部顕著な差異(P<0.01)がある。rLZ−8−HSA治療組の腫瘍重量は陰性対照組と比較し、全部顕著な差異(p<0.01)があると同時にrLZ−8治療組と比較して全部顕著な差異(p<0.01)がある。
1.上記薬理実験によって、rLZ−8−HSAの抗がん作用と生体の白血球レベルを維持する効果は顕著であり、且つ副作用がないことが証明され、このため、rLZ−8−HSAが薬物として使用することに適し且つ安全であると考えられる。
1000mgのrLZ−8−HSAを取り、100mlの無菌生理的食塩水に溶解させ、均一に混合した後、rLZ−8−HSA濃度が10mg/ml/本である注射液に分けて薬瓶に詰め、密封し、殺菌して製品を生成する。他の項目は中華人民共和国薬局方2010年版の注射液項目に合致するべき。
100gのrLZ−8−HSA、0.5kgの薬用澱粉を取って公知のカプセル製造技術と設備によって、rLZ−8−HSA10mg/錠のカプセルを製造する。他の項目は中華人民共和国薬局方2010年版のカプセル項目に合致するべき。
100gのrLZ−8−HSA、560gの微結晶性 セルロース、380gの無水乳糖、200gのステアリン酸マグネシウムを取り、公知の錠剤製造技術と設備によって、rLZ−8−HSA10mg/錠の錠剤を製造し、他の項目は中華人民共和国薬局方2010年版の錠剤製造項目に合致するべき。
適量のrLZ−8−HSAを取り、中華人民共和国薬局方2010年版の経口液体項目によって、公知の製造技術と設備によって経口液体を製造する。
Claims (6)
- 配列番号1に一致するアミノ酸配列からなり、
組換えマンネンタケ免疫調節タンパク質のC末端が、ペプチドGGGGSSを介して、ヒト血清アルブミンに融合されている、
組換えマンネンタケ免疫調節タンパク質およびヒト血清アルブミンの融合タンパク質(rLZ−8−HSA)。 - 請求項1に記載の融合タンパク質rLZ−8−HSAを使用することを含んでいる、化学療法薬による白血球減少症を治療する薬物を製造するための方法。
- 請求項1に記載の融合タンパク質rLZ−8−HSAを使用することを含んでいる、メラノーマおよび肝癌を治療する薬物を製造するための方法。
- 請求項1に記載の融合タンパク質rLZ−8−HSAを使用することを含んでいる、血小板減少症を治療する薬物を製造するための方法。
- 請求項1に記載の融合タンパク質、および薬学に認められる補助剤を含んでいる、薬物製剤。
- 経口液体、錠剤、丸薬およびカプセルを含む経口剤形、または
付け薬および注射剤を含む非経口剤形にて投与される、請求項5に記載の薬物製剤。
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