JP7313730B2 - エンドセリン受容体a結合力が向上した抗体 - Google Patents
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Description
(a)被検者から体外に分離されたサンプルを取得する段階;
(b)前記抗体又はその抗原結合断片を前記サンプルに処理する段階;及び
(c)前記被検者のサンプル中に含まれたエンドセリン受容体Aの発現量が正常群サンプル中に含まれたエンドセリン受容体Aの発現量よりも高いか否か確認する段階。
(i)本発明は、エンドセリン受容体Aに対する結合力が向上した抗体又はその抗原結合断片を提供する。
<実施例1>エンドセリン受容体A特異的結合抗体のCDRs(complementarity-determining regions)配列を用いた抗体フレームワーク領域エンジニアリング
先に特許出願(韓国出願番号:第10-2017-0075129号)したETA特異的結合抗体(AG8、EF12、GG12、FG12、AB9)(図19)の配列に基づき、抗体安定性及び生産性の向上のために、様々な抗体医薬品フレームワーク領域配列と前記抗体CDR配列との最適組合せで構成された抗体を作製しようとした。そのために、抗原-抗体結合において重要な役割を担うものと知られた前記抗体の可変領域における重鎖(heavy chain)と軽鎖(light chain)のCDRs(Complementarity-determining regions)に、4種の治療用抗体(トラスツズマブ、ベバシズマブ、オマリズマブ、アダリムマブ)のフレームワーク領域を、PCR手法でオーバーラップ(overlapping)させた。増幅された4種の可変領域重鎖と4種の可変領域軽鎖の遺伝子をXbaI/BssHII制限酵素で処理し、同じ制限酵素で切断された動物細胞用発現ベクター(pMAZ)に挿入した(図1)。接合された抗体発現ベクターを大腸菌Jude1(F- mcrA △(mrr-hsdRMS-mcrBC) φ80lacZ△M15 △lacX74 recA1 endA1 araD139 △(ara, leu)7697 galU galK λ- rpsL nupG)に形質転換し、サンガーシーケンシング(Sanger sequencing)を用いて作製された発現ベクターのDNA配列を検証した。作製された4種の抗体(MJ-F1、MJ-F2、MJ-F3、MJ-F4)配列を図2に示した。
大腸菌形質転換によって増幅して回収した発現ベクターを、ポリエチレンイミン(PEI(polyethylenimine),Polysciences、米国)が含まれている150mM NaCl溶液を用いて、Expi293細胞において臨時発現(transient transfection)のために遺伝子移入(transfection)させ、Freestyle293発現培地(Life Technologies、米国)において37℃の温度で7日間培養した。発現した細胞培養液を6,000rpm、20分間遠心分離した後、上澄液を取って0.22μmフィルターで濾過した。濾過した上澄液は4℃で16時間protein A(Amicogen、韓国)レジン1mlに結合誘導した。結合したレジンは10CV(column volume)のPBS溶液で洗浄後に、100mMグリシン(pH2.7)溶液で溶出した後、1M Tris-HCl(pH8.0)で中和させた。PBSにバッファー置換(buffer change)した後、SDS-PAGEにより還元条件と非還元条件でそれぞれ精製された4種の抗体の軽鎖と重鎖のサイズ及び純度を分析した(図3)。AG8と4種の製造された抗体(MJ-F1、MJ-F2、MJ-F3、MJ-F4)の精製後抗体収率を比較分析し、そのうち、MJ-F1ではAG8抗体に比べて15倍増加した収率が得られた(図4)。
AG8抗体と製造された4種の抗体(MJ-F1、MJ-F2、MJ-F3、MJ-F4)のエンドセリン受容体結合力は、ELISAで分析した。ヒトGαi3を0.05M Na2CO3(pH9.6)バッファー溶液で希釈し、5μg/wellの濃度で96ウェルプレート(Costar)に4℃で16時間結合させた。4%脱脂乳含有のPBST(0.05% Tween-20含有のPBS)溶液にw/v 5%となるように入れた後、それぞれの96ウェルプレートを1時間常温でブロッキングした。上の溶液を捨てた後、150μl/wellずつ、tween20が0.05%含まれたPBS溶液で4回洗浄した後、大腸菌で発現精製し、サルコシル(Sarkosyl)で再構成(reconstitution)されたエンドセリン受容体を5μg/ml結合させることにより、細胞外部領域が選択的に露出されるように抗原を固定化させた。動物細胞で発現精製されたAG8と4種の製造された抗体(MJ-F1、MJ-F2、MJ-F3、MJ-F4)を、4倍段階希釈(serial dilution)し、50μl/wellずつ96ウェルプレートに1時間常温で結合させた。その後、150μl/wellずつPBST 0.05%溶液で4回洗浄した後、ヒトIgG(H+L)-HRPコンジュゲートをPBSに1:5,000の比率に希釈し、それぞれの96ウェルプレートに1時間常温で結合させた。上の溶液を捨てた後、150μl/wellずつPBST 0.05%溶液で4回洗浄した後、50μl/wellずつTMB(Thermo Scientific)で反応を進行し、20分後に4N H2SO4で反応終結させ、450nmで吸光度を測定した。ELISAシグナル分析の結果、対照群であるトラスツズマブ抗体、MJ-F3、MJ-F4の結合力は非常に低いため測定されなかったのに対し、MJ-F2は132.8nM、MJ-F1の可視的な平衡解離定数は1.41nMと、先行特許で発掘されたAG8抗体に比べて約19倍(26.1/1.41)向上した結果を示した(図5、表1)。
ヒトエンドセリン受容体Aに対する作製された4種の抗体の抗原-抗体間ELISA分析における抗原-抗体の計算された平衡解離定数
<実施例4>トラスツズマブフレームワーク領域でエンジニアリングされた抗ETA抗体の動物細胞における発現及び精製
大腸菌形質転換により増幅して回収した発現ベクターを、ポリエチレンイミン(PEI,Polysciences、米国)が含まれている150mM NaCl溶液を用いて、Expi293細胞で臨時発現(transient transfection)のために遺伝子移入(transfection)させ、Freestyle293発現培地(Life Technologies、米国)において37℃の温度で7日間培養した。発現した細胞培養液を6,000rpm、20分間遠心分離した後、上澄液を取って0.22μmフィルターで濾過した。濾過した上澄液は4゜Cで16時間protein A(Amicogen、韓国)レジン1mlに結合誘導した。結合したレジンは、10CV(column volume)のPBS溶液で洗浄後に、100mMグリシン(pH2.7)溶液で溶出した後、1M Tris-HCl(pH8.0)で中和させた。PBSにバッファーー置換した後、SDS-PAGEにより還元条件と非還元条件でそれぞれ精製されたトラスツズマブフレームワーク領域でエンジニアリングされた抗ETA抗体(Fc領域は野生型又は配列目録第35配列のFc変異体であるPFc29を利用)(MJF1-WT、MJF1-pFc29、FG12-pFc29、GG12-pFc29)の軽鎖と重鎖のサイズ及び純度を分析した。トラスツズマブフレームワーク領域でエンジニアリングされた抗ETA抗体(MJF1-WT、MJF1-pFc29、FG12-pFc29、GG12-pFc29)は、精製後にSDS-PAGE分析によって確認した(図6)。
実施例1から選ばれた、トラスツズマブフレームワーク領域でエンジニアリングされて製造された5種の抗体(MJF1-WT、MJF1-pFc29、FG12-pFc29、GG12-pFc29、EF12-pFc29)のエンドセリン受容体結合力は、ELISAで分析した。ヒトGαi3を0.05M Na2CO3(pH9.6)バッファー溶液で希釈し、5μg/wellの濃度で96ウェルプレート(Costar)に4℃で16時間結合させた。4%脱脂乳含有のPBS溶液にw/v 5%となるように入れた後、それぞれの96ウェルプレートを1時間常温でブロッキングした。上の溶液を捨てた後、150μl/wellずつPBST(0.5% Tween-20含有のPBS)溶液で4回洗浄後に大腸菌で発現精製し、サルコシルで再構成されたエンドセリン受容体を5μg/mlを結合させることにより、細胞外部領域が選択的に露出されるように抗原を固定化させた。動物細胞で発現精製された5種の抗体を4倍段階希釈し、50μl/wellずつ96ウェルプレートに1時間常温で結合させた。その後、150μl/wellずつPBST 0.5%溶液で4回洗浄した後、ヒトIgG(H+L)-HRPコンジュゲートをPBSに1:5,000の比率に希釈し、それぞれの96ウェルプレートに1時間常温で結合させた。上の溶液を捨てた後、150μl/wellずつPBST 0.5%溶液で4回洗浄した後、50μl/wellずつTMB(Thermo Scientific)で反応を進行し、20分後に4N H2SO4で反応終結させ、450nmで吸光度を測定した。ELISAシグナル分析の結果、対照群であるトラスツズマブ抗体の結合力は非常に低いため測定されなかったのに対し、MJF1-WTは0.4873nM、MJF1-pFc29は0.3637nM、AB9-pFc29は0.7706nM、FG12-pFc29は0.4809nM、EF12-pFc29は0.6044nM、GG12-pFc29は0.2875nMと測定された(図7、表2)。
前記フレームワーク配列を有する6種のELISA分析においてエンドセリン受容体A抗原-抗体間計算された平衡解離定数
<実施例6>トラスツズマブフレームワーク領域でエンジニアリングされた抗ETA抗体とpH依存的FcRnとの結合力分析
実施例1から選ばれた、トラスツズマブフレームワーク領域でエンジニアリングされて製造された5種の抗体(MJF1-WT、MJF1-pFc29、FG12-pFc29、GG12-pFc29、EF12-pFc29)のヒトFcRnに対する結合力は、ELISAで分析した。トラスツズマブフレームワーク領域でエンジニアリングされて製造された5種の抗体を0.05M Na2CO3(pH9.6)バッファー溶液で希釈し、4μg/wellの濃度で96ウェルプレート(Costar)に4℃で16時間結合させた。4%脱脂乳含有のPBS溶液にw/v 5%となるように入れた後、それぞれの96ウェルプレートを1時間常温でブロッキングした。上の溶液を捨てた後、150μl/wellずつPBST(0.5% Tween-20含有のPBS)溶液で4回洗浄した後、ヒトFcRnとGlutathione(GST)が融合されたタンパク質を4倍段階希釈し、50μl/wellずつ96ウェルプレートにそれぞれpH7.4とpH6.0条件で1時間常温で結合させた。その後、150μl/wellずつPBST 0.5%溶液で4回洗浄した後、抗Glutathion-HRPコンジュゲートをPBSTに1:5,000の比率に希釈し、それぞれの96ウェルプレートに1時間常温で結合させた。上の溶液を捨てた後、150μl/wellずつPBST 0.5%溶液で4回洗浄した後、50μl/wellずつTMB(Thermo Scientific)で反応を進行し、20分後に4N H2SO4で反応終結させ、450nmで吸光度を測定し、図8のような結果を得た。ELISAシグナル分析の結果、動物細胞で発現精製された5種の抗体は、pH依存的ヒトFcRn結合が、血中半減期において優れているトラスツズマブ対照群抗体と非常に類似していることを確認した(図8)。
実施例1から選ばれた、トラスツズマブフレームワーク領域でエンジニアリングされて製造された4種の抗体(MJF1-WT、MJF1-pFc29、FG12-pFc29、GG12-pFc29)と、ヒトFcγRIIa変異体(FcγRIIa-131R、FcγRIIa-131H、FcγRIIa-158V、FcγRIIa-158F)との結合力は、ELISAで分析した。トラスツズマブフレームワーク領域でエンジニアリングされて製造された4種の抗体を0.05M Na2CO3(pH9.6)バッファー溶液で希釈し、4μg/wellの濃度で96ウェルプレート(Costar)に4℃で16時間結合させた。4%脱脂乳含有のPBS溶液にw/v 5%となるように入れた後、それぞれの96ウェルプレートを1時間常温でブロッキングした。上の溶液を捨てた後、150μl/wellずつPBST(0.5% Tween-20含有のPBS)溶液で4回洗浄した後、ヒトFcγRIIa変異体の融合されたGSTタンパク質を4倍段階希釈し、50μl/wellずつ96ウェルプレートに条件で1時間常温で結合させた。その後、150μl/wellずつPBST 0.5%溶液で4回洗浄した後、抗GST-HRPコンジュゲートをPBSTに1:5,000の比率に希釈し、それぞれの96ウェルプレートに1時間常温で結合させた。上の溶液を捨てた後、150μl/wellずつPBST 0.5%溶液で4回洗浄した後、50μl/wellずつTMB(Thermo Scientific)で反応を進行し、20分後に4N H2SO4で反応終結させ、450nmで吸光度を測定し、図9のような結果を得た。ELISAシグナル分析の結果、動物細胞で発現精製された4種の抗体は、ヒトFcγRIIa変異体との結合がトラスツズマブ対照群抗体と非常に類似していることを確認した(図9)。
実施例1から選ばれた、トラスツズマブフレームワーク領域でエンジニアリングされて製造された4種の抗体(MJF1-WT、MJF1-pFc29、FG12-pFc29、GG12-pFc29)とヒトC1qとの結合力は、ELISAで分析した。トラスツズマブフレームワーク領域でエンジニアリングされて製造された4種の抗体を0.05M Na2CO3(pH9.6)バッファー溶液で希釈し、4μg/wellの濃度で96ウェルプレート(Costar)に4℃で16時間結合させた。4%脱脂乳含有のPBS溶液にw/v 5%となるように入れた後、それぞれの96ウェルプレートを1時間常温でブロッキングした。上の溶液を捨てた後、150μl/wellずつPBST(0.5% Tween-20含有のPBS)溶液で4回洗浄した後、ヒトC1qを4倍段階希釈し、50μl/wellずつ96ウェルプレートに条件で1時間常温で結合させた。その後、150μl/wellずつPBST 0.5%溶液で4回洗浄した後、抗ヒトC1q-HRPコンジュゲートをPBSTに1:400の比率に希釈し、それぞれの96ウェルプレートに1時間常温で結合させた。上の溶液を捨てた後、150μl/wellずつPBST 0.5%溶液で4回洗浄した後、50μl/wellずつTMB(Thermo Scientific)で反応を進行し、20分後に4N H2SO4で反応終結させ、450nmで吸光度を測定し、図10のような結果を得た。ELISAシグナル分析の結果、動物細胞で発現精製された4種の抗体は、ヒトC1qとの結合が、トラスツズマブ対照群抗体と非常に類似していることを確認した(図10)。
大腸癌細胞の研究で多く使用されているHT-29とHCT-116細胞株においてフレームワーク領域エンジニアリングされた抗ETA抗体の大腸癌細胞増殖力抑制効能があるかどうかを調べた。CyQUANT NF蛍光染料(Invitrogen,USA)を用いて細胞中のDNA量を測定し、細胞の増殖度を確認した。
BALB/cヌードマウスを使用し、横腹に大腸癌HT-29細胞株を、1匹につき2×106細胞数となるようにPBS100μlの量に合わせて皮下注射した(subcutaneous injection)異種移植(xenograft)モデルを作り、注射して5日後から本願発明の発掘抗体を、200μgの濃度で2日間隔で、生成された大腸癌組織に直接注射し、抗癌有効性検証のための実験を行い、注射して21日後に大腸癌組織を剥がし、図12のような結果を導出した。ビークル対照群は、PBS単独で抗体の量と同量を注射したグループである。
膵癌細胞研究で多用されているAsPC-1とPanc-1細胞株において、フレームワーク領域エンジニアリングされた抗ETA抗体(MJF1-WT、MJF1-pFc29、FG12-pFc29、GG12-pFc29)の癌細胞増殖抑制効能を確認するために、実施例9のような方法を用いて図13のような結果を導出した。
胃癌細胞研究で多用されているSNU-216とSNU-668細胞株において、フレームワーク領域エンジニアリングされた抗ETA抗体(MJF1-WT、MJF1-pFc29、FG12-pFc29、GG12-pFc29)の癌細胞増殖抑制効能を確認するために、実施例9のような方法を用いて図14のような結果を導出した。
トラスツズマブフレームワーク領域でエンジニアリングされた抗ETA抗体(MJF1-WT、MJF1-pFc29、GG12-pFc29、FG12-pFc29)及び対照群抗体トラスツズマブをSEC-HPLCで分離した結果、図15のように、凝集した%が10%以下と示されたことを確認した。図16に見られるように、糖鎖の構造を分析した結果、発掘された抗体の糖鎖構造は、ヒトIgG標準に比べて大差がなかった。図17は、RP-HPLCで不純物の有無を判断した結果であり、3種の抗体において不純物が8%以下と現れた。発掘された抗体の熱的安定性試験(nanoDSC)では、抗体のTm値が70℃以上であることを確認した(図18)。
Claims (23)
- 重鎖可変領域及び軽鎖可変領域を含む、エンドセリン受容体A(Endothelin receptor type A)に特異的に結合する単一クローン抗体又はその抗原結合断片であって、
(a)前記重鎖可変領域は、配列目録第25配列のVH-CDR1及び配列目録第26配列のVH-CDR2を含み;
(b)前記軽鎖可変領域は、配列目録第27配列のVL-CDR1、配列目録第28配列のVL-CDR2及び配列目録第29配列のVL-CDR3を含み;及び
(c)前記重鎖可変領域は、配列目録第31配列、配列目録第32配列、配列目録第33配列及び配列目録第34配列からなる群から選ばれるアミノ酸配列のVH-CDR3を含むことを特徴とする、単一クローン抗体又はその抗原結合断片。 - 重鎖可変領域及び軽鎖可変領域を含む、エンドセリン受容体A(Endothelin receptor type A)に特異的に結合する単一クローン抗体又はその抗原結合断片であって、
(a)前記重鎖可変領域は、配列目録第25配列のVH-CDR1及び配列目録第26配列のVH-CDR2を含み;
(b)前記軽鎖可変領域は、配列目録第27配列のVL-CDR1、配列目録第28配列のVL-CDR2及び配列目録第29配列のVL-CDR3を含み;及び
(c)前記重鎖可変領域は、配列目録第30配列、配列目録第31配列、配列目録第32配列、配列目録第33配列及び配列目録第34配列からなる群から選ばれるアミノ酸配列のVH-CDR3を含み、
前記重鎖可変領域は、配列目録第1配列のフレームワーク領域1(VH-FR1)、配列目録第4配列のフレームワーク領域2(VH-FR2)、配列目録第8配列のフレームワーク領域3(VH-FR3)、及び配列目録第12配列のフレームワーク領域4(VH-FR4)を含み、
前記軽鎖可変領域は、配列目録第13配列のフレームワーク領域1(VL-FR1)、配列目録第16配列のフレームワーク領域2(VL-FR2)、配列目録第20配列のフレームワーク領域3(VL-FR3)、及び配列目録第24配列のフレームワーク領域4(VL-FR4)を含むことを特徴とする、単一クローン抗体又はその抗原結合断片。 - 前記重鎖可変領域は、配列目録第1配列;又は配列目録第1配列において16番目及び24番目のアミノ酸からなる群から選ばれる1以上の位置に突然変異を含む配列;の重鎖可変領域フレームワーク領域1(VH-FR1)を含むことを特徴とする、請求項1に記載の単一クローン抗体又はその抗原結合断片。
- 前記重鎖可変領域のVH-FR1は、配列目録第1配列において16番目のアミノ酸がR(アルギニン)に;又は24番目のアミノ酸がV(バリン);に置換された突然変異を含むことを特徴とする、請求項3に記載の単一クローン抗体又はその抗原結合断片。
- 前記重鎖可変領域のVH-FR1は、配列目録第1配列、配列目録第2配列及び配列目録第3配列からなる群から選ばれるアミノ酸配列であることを特徴とする、請求項3に記載の単一クローン抗体又はその抗原結合断片。
- 前記重鎖可変領域は、配列目録第4配列、配列目録第5配列、配列目録第6配列及び配列目録第7配列からなる群から選ばれるアミノ酸配列の重鎖可変領域フレームワーク領域2(VH-FR2)を含むことを特徴とする、請求項1に記載の単一クローン抗体又はその抗原結合断片。
- 前記重鎖可変領域は、配列目録第8配列、配列目録第9配列、配列目録第10配列及び配列目録第11配列からなる群から選ばれるアミノ酸配列の重鎖可変領域フレームワーク領域3(VH-FR3)を含むことを特徴とする、請求項1に記載の単一クローン抗体又はその抗原結合断片。
- 前記重鎖可変領域は、配列目録第12配列の重鎖可変領域フレームワーク領域4(VH-FR4)を含むことを特徴とする、請求項1に記載の単一クローン抗体又はその抗原結合断片。
- 前記軽鎖可変領域は、配列目録第13配列;又は配列目録第13配列において4番目及び24番目のアミノ酸からなる群から選ばれる1以上の位置に突然変異を含む配列;の軽鎖可変領域フレームワーク領域1(VL-FR1)を含むことを特徴とする、請求項1に記載の単一クローン抗体又はその抗原結合断片。
- 前記軽鎖可変領域のVL-FR1は、配列目録第13配列において4番目のアミノ酸がL(ロイシン)に;又は24番目のアミノ酸がS(セリン)に;置換された突然変異を含むことを特徴とする、請求項9に記載の単一クローン抗体又はその抗原結合断片。
- 前記軽鎖可変領域のVL-FR1は、配列目録第13配列、配列目録第14配列及び配列目録第15配列からなる群から選ばれるアミノ酸配列であることを特徴とする、請求項9に記載の単一クローン抗体又はその抗原結合断片。
- 前記軽鎖可変領域は、配列目録第16配列、配列目録第17配列、配列目録第18配列及び配列目録第19配列からなる群から選ばれるアミノ酸配列の軽鎖可変領域フレームワーク領域2(VL-FR2)を含むことを特徴とする、請求項1に記載の単一クローン抗体又はその抗原結合断片。
- 前記軽鎖可変領域は、配列目録第20配列、配列目録第21配列、配列目録第22配列及び配列目録第23配列からなる群から選ばれるアミノ酸配列の軽鎖可変領域フレームワーク領域3(VL-FR3)を含むことを特徴とする、請求項1に記載の単一クローン抗体又はその抗原結合断片。
- 前記軽鎖可変領域は、配列目録第24配列の軽鎖可変領域フレームワーク領域4(VL-FR4)を含むことを特徴とする、請求項1に記載の単一クローン抗体又はその抗原結合断片。
- 請求項1又は2の単一クローン抗体又はその抗原結合断片をコードする核酸分子。
- 請求項15の核酸分子を含むベクター。
- 請求項16のベクターを含む、宿主細胞。
- 請求項1又は2の単一クローン抗体又はその抗原結合断片、請求項15の核酸分子又は請求項16のベクターを含む、癌の予防又は治療用薬剤学的組成物。
- 請求項1又は2の単一クローン抗体又はその抗原結合断片、請求項15の核酸分子又は請求項16のベクターを含む、高血圧の予防又は治療用薬剤学的組成物。
- 請求項1又は2の単一クローン抗体又はその抗原結合断片を処理する段階を含む、サンプル中に含まれたエンドセリン受容体A(Endothelin receptor type A)の定量方法。
- 下記の段階を含む、エンドセリン受容体A(Endothelin receptor
type A)の過発現による疾患の診断のための情報を提供する方法:
(a)被検者から体外に分離されたサンプルを取得する段階;
(b)請求項1又は2の単一クローン抗体又はその抗原結合断片を前記サンプルに処理する段階;及び
(c)前記被検者のサンプル中に含まれたエンドセリン受容体Aの発現量が、正常群サンプル中に含まれたエンドセリン受容体Aの発現量よりも高いかどうか確認する段階。 - 前記エンドセリン受容体Aの過発現による疾患は癌又は高血圧であることを特徴とする、請求項21に記載の方法。
- 請求項1又は2の単一クローン抗体又はその抗原結合断片を含む、エンドセリン受容体A(Endothelin receptor type A)定量キット。
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