JP6764318B2 - 幹細胞因子阻害剤 - Google Patents
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Description
この発明は、国立衛生研究所により与えられたHL059178のもと、政府のサポートとともに作製された。政府は本発明において、一定の権利を有する。
〔技術分野〕
本明細書において、幹細胞因子の阻害剤に関する方法、組成物および使用が提示される。たとえば、本明細書において、幹細胞因子を標的とする抗体ならびに線維症および組織修復性疾患の処置のための方法が提示される。
〔背景技術〕
組織修復性疾患および線維症を含む疾患は、世界中で、死亡の主な原因となっている。西洋社会におけるすべての自然死のうちの45%近くが、ある種の慢性線維増殖性疾患に起因し、関連する医療費は数十億ドルになる。組織修復は現存する組織の再組織化または再生であり、組織の特徴の変化(たとえば、血管修復)または組織の動的平衡確立への関与(たとえば、骨の修復)のいずれかであり得る。線維症は、回復過程または反応過程としての、器官または組織における過剰な線維性の結合組織の形成または発達であり、器官または組織の正常な構成要素としての線維性組織の形成とは対照的である。線維症は、ほぼすべての組織および器官システムに影響を与え、線維性組織の修復は、がん転移および移植レシピエントにおける慢性移植片拒絶を加速させ得る。線維症が罹患率および死亡率の主な原因となっている疾患には、特に、間質性肺疾患、肝硬変、腎疾患、心疾患および全身性硬化症が挙げられる。
et al., Cell 63: 195 (1990))。対応するヒトタンパク質は、SCF,MGFまたはSteel Factor(SF)と様々に呼ばれる(Cell 63: 203 (1990))。
Exp. Ther. 321: 35 (2007); Distler, et al., Arthritis Rheum 56: 311 (2007)を参照のこと)。しかしながら、この阻害剤にはいくつか不都合がある。経口で全身投与される必要があり、その使用に関連しいくらかの毒性があり、そして化合物は効果を現すために細胞内に送達されなければいけない。そのため、代替療法が必要とされている。
〔発明の概要〕
本明細書において、幹細胞因子の阻害剤に関する方法、組成物および使用が提示される。たとえば、本明細書において、幹細胞因子を標的とする抗体ならびに線維症および組織修復性疾患の処置のための方法、ならびに研究および診断のための使用が提示される。
〔図面の簡単な説明〕
〔図1〕
図1は、抗体でSCFを阻害することが、組織修復調節因子の発現を減少させることを実証する一連のプロットを示す。図1Aは、ブレオマイシン処置肺において、抗SCF抗体がヒドロキシプロリンの量を減少させることを実証するプロットを示す。図1Bは、抗SCF抗体がIL−25 mRNAの量を減少させることを実証するプロットを示す。図1Cは、抗SCF抗体がIL−13 mRNAの量を減少させることを実証するプロットを示す。図1Dは、抗SCF抗体が、血漿中に存在する可溶性SCFの量を減少させることを実証するプロットを示す。図1Eは、抗SCF抗体が、IL−25受容体の量を減少させることを実証するプロットを示す。
〔図2〕
図2は、ヒト線維芽細胞において、IL−4がc−kitの発現を刺激することを実証するプロットを示す。
〔図3〕
図3は、SCFに対して特異的な抗体を産生するために用いられた免疫原性ペプチドのアミノ酸配列およびその対応するヌクレオチド配列を示す。
〔図4〕
図4は、SCFに特異的なモノクローナル抗体は、MCP−1産生に対するHMC−1細胞の活性化を阻害することを実証するプロットを示す。
〔図5〕
図5は、SCF産生を欠損するマウスにおいて、ブレオマイシン損傷後のヒドロキシプロリンの量が低いことを実証するプロットを示す。
〔発明を実施するための形態〕
本明細書において、幹細胞因子の阻害剤に関する方法、組成物および使用が提示される。たとえば、本明細書において、幹細胞因子を標的とする抗体、幹細胞因子を標的とする抗体を産生する方法、ならびに線維症および組織修復性疾患を治療するための方法、ならびに研究および診断における使用のための方法が提示される。一部の実施形態において、本明細書における組成物、方法および使用は、幹細胞因子(SCF)を阻害することに関する治療法を提供する。一部の実施形態において、SCFを標的とする単離抗体が提示される。一部の実施形態において、SCF阻害は、c−Kitの活性に影響を与える。本明細書に提示される組成物、方法および使用は、線維症および組織修復に関連する疾病の治療において、使用が見いだされる。
定義
本技術の実施形態の理解を促進するために、多くの文言および表現を以下に定義する。さらなる定義は、詳細な説明を通じ、解説される。
Protein Eng. 8(10): 1057−1062 (1995))、一本鎖抗体分子、および抗体断片から形成される多特異性抗体が含まれる。
〔発明を実施するための形態〕
本明細書における開示で、ある解説された実施形態に言及しているが、これらの実施形態は、例示の目的で示されており、限定を目的として示されていないことが理解される。1.SCFの阻害剤
幹細胞因子(SCF)は、c−Kit受容体キナーゼに特異的なリガンドである。SCFがc−Kitに結合すると、c−Kitの二量体化を引き起こし、造血、メラニン形成および生殖にとって重要なそのキナーゼ活性を活性化する。c−Kitを通じ、SCFは細胞生存、増殖、分化、接着および機能的活性化を促進するよう作動する。c−Kitの異常活性化は、線維症および組織修復性の異常を含む疾患をもたらす。特に、他の器官および組織に影響を与える他の慢性組織修復性疾患と同様に、既知の修復性異常を伴う多くの肺疾患がある。線維症または組織修復性異常を含む疾患の特定の例としては、特発性肺線維症、慢性閉塞性肺疾患、急性呼吸逼迫症候群、嚢胞性線維症、気管支周囲線維症、過感受性肺炎、喘息、浮腫性硬化症、炎症、肝硬変、腎線維症、実質性線維化、心内膜心筋線維症、縦隔線維症、小結節性表皮下線維症、線維性組織球腫、線維胸、肝線維症、線維筋痛、歯肉線維症および放射線誘導性線維症がある。
2.抗体
一部の実施形態において、c−Kitと相互作用するSCFの活性の阻害は、SCFを認識する抗体を用いて達成される。抗体は、モノクローナル抗体またはポリクローナル抗体であり得、たとえば、ヒト、ヒト化またはキメラ化抗体であり得る。標的抗原に対するモノクローナル抗体は、たとえばKohler and Milstein(Nature, 256:495 (1975))の体細胞ハイブリダイゼーション技法等の従来的なモノクローナル抗体方法論を含む、様々な技法により産生される。一部の実施形態においては、体細胞ハイブリダイゼーション法は好ましいが、他のモノクローナル抗体産生技術も同様に考慮される(たとえば、Bリンパ球のウイルス性または発がん性形質転換等)。
Antibodies: Principles and Practice, Academic Press, 1986)を用いて、in vitroで(たとえば、培養で)、または動物の中で腹水腫瘍としてin vivoで、増殖することができる。モノクローナル抗体は、次いで、上記のポリクローナル抗体で記述されたように、培養培地または腹水液から、精製される。
et al., Science, 246: 1275 (1989); Orlandi et al., Proc. Nat. Acad. Sci. USA, 86:3833 (1989)を参照のこと)。上記で記載のように免疫原で動物を免疫した後、結果として生じるB細胞プールの抗体レパートリーがクローン化される。PCRおよびオリゴマープライマーの混合物の使用による、イムノグロブリン分子の多様な群の様々な領域のDNA配列を得るための方法が、一般に知られている。たとえば、5´リーダー(シグナルペプチド)配列および/またはフレームワーク1(FR1)配列に相当するオリゴヌクレオチドプライマーの混合物、ならびに保存された3´領域へのプライマーが、多くのマウス抗体の重鎖可変領域および軽鎖可変領域の増幅、および単離に用いられる(たとえば、Larrick et al., Biotechniques, 11:
152 (1991)を参照のこと)。同様の戦略がまた、ヒト抗体からの重鎖可変領域および軽鎖可変領域の増幅のために用いられ得る(たとえば、Larrick et al., Methods: Companion to Methods in Enzymology, 2: 106 (1991)を参照のこと)。
al., 1991, Nature, 352:624−628; and Marks et al., 1991, J. Mol. Biol., 222:581−597)。
WO86/01533; US 4,816,567;欧州特許出願第125,023号(各々は参照によりその全体において本明細書に援用される)、Better et al., Science, 240:1041−1043 (1988); Liu et al., Proc. Nat. Acad. Sci. USA, 84:3439−3443 (1987); Liu et al., J. Immunol.,
139:3521−3526 (1987); Sun et al., Proc.
Nat. Acad. Sci. USA, 84:214−218 (1987);
Nishimura et al., Canc. Res., 47:999−1005 (1987); Wood et al., Nature, 314:446−449 (1985);およびShaw et al., J. Natl. Cancer Inst., 80:1553−1559 (1988)を参照のこと)。
Methods in Enzymol. 121:120; Traunecker
et al., 1991, EMBO J. 10:3655−3659; Shalaby et al., 1992, J. Exp. Med. 175:217−225; Kostelny et al., 1992, J. Immunol. 148:1547−1553; Gruber et al., 1994, J. Immunol. 152:5368; および米国特許第5,731,168号)。
3.他のSCF阻害剤
SCFの阻害は、様々な他種の阻害剤によって達成され得ることが予期される。たとえば、一部の実施形態において、低分子干渉RNA(siRNA)がSCFのmRNAを標的とし、分解させるためにデザインされ得る。siRNAは20〜25ヌクレオチド長の二本鎖RNA分子である。それらの特性を制限しないが、通常、siRNAは21ヌクレオチド長であり、両端に2−ntの3´突出部を有する。各鎖は5´リン酸基および3´水酸基を有する。In vivoで、この構造は、長いdsRNAまたは小さいヘアピンRNAのいずれかをsiRNAに変換させる酵素である、ダイサーによるプロセッシングの結果である。しかしながら、siRNAはまた、合成し、外部から細胞内に導入されることができ、対象遺伝子特異的なノックダウンをもたらす。配列が既知のいずれの遺伝子も、原則的に、適切に適合したsiRNAとの配列相補性に基づき、標的になり得る。たとえば、当業者はsiRNAを合成できる(たとえば、Elbashir, et al., Nature 411: 494 (2001); Elbashir, et al. Genes Dev 15 :188 (2001); Tuschl T, et al., Genes Dev 13 :3191 (1999)を参照のこと)。
Elbashir et al., Genes Dev. 2001; 15: 188−200;およびElbashir et al., EMBO J. 2001;
20: 6877−88、それらすべては参照により本明細書に援用される)。siRNAでRNAiを実行するための方法および組成物は、たとえば、米国特許第6,506,559号に記載され、参照により本明細書に援用される。
May 13;348(4):871−81, およびNucleic Acids Res. 2003 Aug 1;31(15):4417−24において記載され、それら各々は、全体での参照により本明細書に援用される。さらに、ソフトウェア(たとえば、MWGオンラインsiMAXsiRNAデザインツール)が、siRNAおよびRNAi試薬の選択およびデザインにおける使用に関し、市販または公的に入手可能である。
4.SCF阻害剤を用いる治療法
SCFの阻害は、疾患を治療するための治療法において使用が見いだされる。その結果、本明細書において、疾患を患う個体に利益となる、SCFの阻害を含む治療法が提示される。特に、本明細書で示されるように、線維症および組織修復性を含む病態は、異常なSCF活性を示す。たとえば、線維症または組織修復性の表現型を伴う罹患した個体から単離された線維芽細胞は、SCFに直接的に応答し、コラーゲン産生の増加を含む、より重篤な表現型の発生をもたらす。そのようにして、本明細書に示されるように、SCFの阻害は標的組織の炎症および修復を含む重篤な疾患の予後の発生に、顕著な影響を与え得る。活動的な疾患経過、または、より予測可能な疾患経過のいずれかを有する、急性および慢性障害に関連する線維症の発生の間に、SCFを標的とする治療法もまた、予期される。SCFの阻害治療から利益を得られる適応症は、限定されないが、特発性肺線維症、慢性閉塞性肺疾患、急性呼吸逼迫症候群、嚢胞性線維症、気管支周囲線維症、過感受性肺炎、喘息、浮腫性硬化症、炎症、肝硬変、腎線維症、実質性線維化、心内膜心筋線維症、縦隔線維症、小結節性表皮下線維症、線維性組織球腫、線維胸、肝線維症、線維筋痛、歯肉線維症および放射線誘導性線維症が含まれる。
Publishing Co. (A. R. Gennaro ed., 1985)において記載されるように、当分野で既知である。
5.キット
本明細書の一部の実施形態において、対象の治療のためのキットが提示される。一部の実施形態において、キットは、SCFの阻害剤および適切な溶液および緩衝液を含む。実施形態は、使用のためのすべての規制および説明を含む。
〔実施例〕
材料と方法
SCFヌクレオチド配列およびタンパク質
幹細胞因子(SCF)をコードするヒト遺伝子はまた、kitリガンドとして知られ、公的な記号KITLGおよびHGNCナンバーHGNC:6343を有する。SCFはまた、SF、MGF、SCF、FPH2、KL−1、Kitl、SHEP7およびkitリガンドとしても知られる。異なるアイソフォームをコードする2つの転写産物変異体がこの遺伝子に対して発見されている。SCF(kitリガンド)アイソフォームb前駆体は、GenBankアクセッション番号NM_000899(mRNA転写産物、配列番号3)およびNP_000890(タンパク質配列、配列番号4)で入手できる。SCF(kitリガンド)アイソフォームa前駆体は、GenBankアクセッション番号NM_003994(mRNA転写産物、配列番号5)およびNP_003985(タンパク質配列、配列番号6)で入手できる。NCBI Reference Gene Sequenceは、アクセッション番号NG_012098(配列番号7)を有する。両方のアイソフォームに対し、最初の25アミノ酸は、シグナルペプチドを含み、成熟型はアミノ酸26で開始する。成熟型の最初の11アミノ酸は、EGICRNRVTNN(配列番号8)である。
ブレオマイシンモデル
間質性肺線維症を、特定病原体未感染(SPF)のメスCBA/Jマウス(6〜8週齢、The Jackson Laboratory, Bar Harbor, ME)に、60μlのリン酸緩衝生理食塩水(PBS)に溶解した0.003Uのブレオマイシン(Blenoxane、滅菌硫酸ブレオマイシン; Bristol−Meyers Pharmaceuticals, Evansville, IN;0.15U/kgマウス体重)を胸腺内注射することにより、誘導した。対照は、同経路で60μlのPBSを受けた。すべての手順は、滅菌環境中で実施され、組織の動物保護および使用の委員会により承認された。
肺全体の組織構造
麻酔で安楽死を誘導した後、ブレオマイシンをチャレンジしたマウスからの肺全体を10%ホルマリンで完全に膨らませ、解剖し、新鮮なホルマリン中に24時間、置いた。所定の組織学的技術を用いて、肺全体をパラフィン包埋し、肺全体の5μm切片をヘマトキシリンおよびエオシンで染色した。
抗SCFポリクローナル抗体の作製と投与
組換え(全タンパク質)SCFでウサギに免疫し、SCF特異的ポリクローナル抗体を作製して、抗SCF抗体を作製した。ポリクローナル抗体は、プロテインGカラムを用いて血清から単離された。単離されたIgG部分は、定量され、生理食塩水中に懸濁され、特定の濃度で使用された。免疫前血清からのIgGを、対照として使用するために、同様に単離した。簡単に述べると、100、150または200μgの対照または抗SCFを、ブレオマイシン処置の7日後に、経鼻投与でマウスに与えた。この処置は、ブレオマイシン投与の12日後まで、日々、繰り返された。ゆえに、この処置プロトコールは、治療的であるとみなされる。
マウス抗ヒトモノクローナル抗体の作製
免疫原性ヒトペプチド(配列番号1または8)を同定した後、マウスを標準プロトコールで免疫化した。高力価血清抗体の測定は、適切な免疫化と融合ハイブリドーマが作製されたことを示唆した。SCF特異的抗体に対する個々のクローンからの培養上清を分析し、特異性に基づき選択した。このペプチドに対する特異的モノクローナル抗体を産生する5つのハイブリドーマを増殖させ、続いて、最も高力価のモノクローナル抗体を、生物学的に関連のある培養中で検証した。一部の実施形態において、配列EGICRNRVTNN(配列番号8)を有するペプチドを、抗体(たとえば、モノクローナル抗体)を作製するために用いた。一部の実施形態において、SCFタンパク質配列(たとえば、配列番号4および/または6により提示される)の任意のペプチド断片(たとえば、抗原性断片)が、抗体を作製するために用いられる。一部の実施形態において、SCFの変異体または改変体(たとえば、配列番号4および配列番号6により提示される配列に対する1つ以上のアミノ酸置換を含む)が、抗体作製のためのペプチドを提供するために用いられる。これらの実施形態は、抗体作製のペプチドを提供するために適用される分子生物学の当分野において既知の、付加、欠失、置換、翻訳後修飾(たとえば、グリコシル化、環化、N末端およびC末端修飾等)ならびに他のタンパク質およびペプチドの変異を包含することが理解される。
マウス抗ヒトモノクローナル抗体の検証
モノクローナル抗体がSCFを阻害することを実証するために、SCFに感受性のある肥満細胞株を検証した。HMC−1細胞株(c−Kitを発現し、SCFに応答する肥満細胞腫細胞株)を最初に用いた。簡単に述べると、HMC−1細胞を、特定の増殖培地中で培養し、24ウェルの組織培養プレート中に、1×106細胞/mlの濃度で播種した。組換えヒトSCF(1〜100ng/ml)を、抗SCFモノクローナル抗体(12μg/ml)と混合し、37℃で30分間、培養した。培養後、抗体/SCFまたはSCF単独をHMC−1細胞に添加した。1時間または24時間後に、培養HMC−1細胞を採取し、mRNAおよびタンパク質レベルを、モノクローナル抗体によるSCF阻害の指標として測定した。
定量性PCRによるmRNA発現の分析
検証された細胞または組織を、1mlのTrizol試薬(Invitrogen)に分散させた。RNAを記載されたように(Invitrogen)単離し、5μgのmRNAを逆転写し、遺伝子発現を解析した。サイトカインmRNAの検出は、従前に入手したプライマー/プローブセット(PE Biosystems, Foster City, CA)を用いて測定し、ABI Prism7500 Sequence Detection System (Applied Biosystems, Foster City, CA)を用いて分析した。GAPDH mRNAを、mRNA発現の標準化のための対照として測定した。遺伝子発現の変化は、チャレンジしていないマウスにおける遺伝子発現と比較して算出された。
サイトカイン産生の測定
サイトカインのタンパク質レベルを、Bio−Rad Laboratoriesから購入したBio−Plex bead−basedサイトカインアッセイ(Hercules, CA)を用いて定量した。標準プロトコールを使用し、サイトカインレベルが迅速かつ連続して、この方法論で解析され得る。
統計解析
データは、Prism GraphPad softwareを使用して解析された。他に特定されない限り、データは2つ以上の実験の典型として示される。すべての実験における統計的有意性は、一方向ANOVAにより測定され、続いて、Newman−Keuls post testで測定された。有意差は、p<0.05とみなされた。
患者群からの肺線維芽細胞の単離および増殖
ミシガン医科大学の施設内倫理委員会は、本研究を承認した。すべての患者が、光ファイバー気管支鏡検査の前に、臨床評価(胸部X線、肺機能測定および薄片コンピューター断層撮影を含む)を受けた。これらの患者において、間質性肺炎は、症状、生理的症状およびX線撮影による発見の集積から決定された。外科的肺生検は、ミシガン医科大学でClinical Coreを介し、2000年5月から2002年5月の間に間質性肺炎を有していると疑われた患者から得た。組織学的に正常な肺は、胸部切除を受けた患者の切除切片から得た。各生検は、別々に、層流フードにおいて滅菌技術を用いて処理され、初期線維芽細胞株の培養に処理された。他の臨床上の発見を何も知らない二人の病理学者が、独立して、各生検を再検討し、病理学的分類は、特発性間質性肺炎に対する事前公表基準に基づいた。
1.抗SCF抗体は、線維化と炎症を減少させる。
2.抗SCF抗体は、SCF、ヒドロキシプロリン、IL−25およびIL−13のレベルを減少させる。
3.IL−4はヒト線維芽細胞において、c−kit発現を刺激する。
4.マウス抗ヒトモノクローナル抗体は、SCF誘導性HMC肥満細胞活性化を阻害する。
5.BLMに誘導された損傷に供されたSCF欠損マウスは、線維症が減少する。
Claims (12)
- 対象における疾患の治療または予防のための組成物であって、
対象における幹細胞因子アイソフォームbに特異的に結合する抗−幹細胞因子抗体または幹細胞因子アイソフォームbに特異的に結合する抗原結合抗体断片を含んでおり、
前記抗体または前記抗原結合抗体断片は、配列番号1によって示されるアミノ酸配列の一部をエピトープとして幹細胞因子アイソフォームbに特異的に結合するものであり、
前記抗体は、モノクローナル抗体であるか、または前記抗原結合抗体断片は、モノクローナル抗体の断片である、組成物。 - 前記抗体または前記抗原結合抗体断片は、配列番号4によって示されるアミノ酸配列を含むタンパク質に特異的に結合する、請求項1に記載の組成物。
- 前記抗体または前記抗原結合抗体断片は、配列番号3によって示されるヌクレオチド配列によってコードされるアミノ酸配列を含むタンパク質または前記タンパク質のペプチド断片に特異的に結合する、請求項1に記載の組成物。
- 前記抗体は、ヒト化抗体であるか、または前記抗原結合抗体断片は、ヒト化抗体の断片である、請求項1に記載の組成物。
- 前記抗体または抗原結合抗体断片は、Fab、Fab’、F(ab’) 2 、Fv断片、scFv断片、または直線状抗体である、請求項1に記載の組成物。
- 対象への投与のための生理学的に適切な溶液を含んでいる、請求項1に記載の組成物。
- 対象の気道への投与のために処方される、請求項1に記載の組成物。
- 前記疾患は、線維症、修復性疾患、または肺疾患である、請求項1に記載の組成物。
- 前記疾患は、特発性肺線維症、慢性閉塞性肺疾患、急性呼吸逼迫症候群、嚢胞性線維症、気管支周囲線維症、過感受性肺炎、喘息、浮腫性硬化症、炎症、肝硬変、腎線維症、実質性線維化、心内膜心筋線維症、縦隔線維症、小結節性表皮下線維症、線維性組織球腫、線維胸、肝線維症、線維筋痛、歯肉線維症、または放射線誘導性線維症である、請求項1に記載の組成物。
- 対象における疾患の治療または予防のためのキットであって、
幹細胞因子アイソフォームbに特異的に結合する抗−幹細胞因子抗体または幹細胞因子アイソフォームbに特異的に結合する抗原結合抗体断片を含んでおり、前記抗体または前記抗原結合抗体断片は、配列番号1によって示されるアミノ酸配列の一部をエピトープとして幹細胞因子アイソフォームbに特異的に結合するものであり、前記抗体は、モノクローナル抗体であるか、または前記抗原結合抗体断片は、モノクローナル抗体の断片である医薬組成物と、
対象に前記医薬組成物を投与するための手段と、
を含む、キット。 - 前記疾患は、線維症、修復性疾患、または肺疾患である、請求項10に記載のキット。
- 前記疾患は、特発性肺線維症、慢性閉塞性肺疾患、急性呼吸逼迫症候群、嚢胞性線維症、気管支周囲線維症、過感受性肺炎、喘息、浮腫性硬化症、炎症、肝硬変、腎線維症、実質性線維化、心内膜心筋線維症、縦隔線維症、小結節性表皮下線維症、線維性組織球腫、線維胸、肝線維症、線維筋痛、歯肉線維症、または放射線誘導性線維症である、請求項10に記載のキット。
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