JP7315256B2 - エンドセリン受容体a活性調節抗体 - Google Patents
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Description
「自生配列Fc領域」又は「自生配列Fc」は、自然から発見されたFc領域のアミノ酸配列と同じアミノ酸配列を含む。自生配列ヒトFc領域は、自生配列ヒトIgG1 Fc領域;自生配列ヒトIgG2 Fc領域;自生配列ヒトIgG3 Fc領域;及び自生配列ヒトIgG4 Fc領域だけでなく、それらの自然的に発生した変異体を含む。自生配列Fcは、Fesの様々なアロタイプを含む(例えば、Jefferis et al,(2009)mAbs1:1;Vidarsson G.et al.,Front Immunol.5:520)。
(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)前記単一クローン抗体又はその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の細胞外部位を抗原として認識してそれに特異的に結合する単一クローン抗体又はその断片を提供する。
<実施例1>ETA特異的結合抗体クローン配列(AG8)を用いたバクテリオファージ抗体ライブラリーの構築
発掘されたETA特異的結合抗体(AG8、韓国特許登録番号第10-2014383号)配列に基づいて、既存ターゲット抗原に対する結合力と効能が向上した抗体発掘のためのライブラリーを作製するために、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CDR(Complementarity-determining regions)のうち、抗体の重鎖(Heavy chain)のCDR3番目の配列区間における13個のアミノ酸配列を無作為に全アミノ酸20種が置換されるように縮重(degenerated)NNKコドンを用いた親和度成熟(affinity maturation)ライブラリーを作製した。PCR技法を用いた抗体ライブラリー作製のためのDNAプライマーの設計とDNA遺伝配列増幅及びライブラリー構築は、Manfred T Reetz & Jose’ Daniel Carballeira論文(Manfred T Reetz & Jose’ Daniel Carballeira,Iterative saturation mutagenesis(ISM) for rapid directed evolution of functional enzymes,Nature Protocols,2(4)、891-903.)とFrances H.Arnold & George Georgiouの著書(Directed Evolution Library Creation:Methods and Protocols,Humana press,2010)を参照した。より詳細には、既存の先行特許出願AG8遺伝配列において抗体の構造をなす重鎖フレームワークとCDR1及びCDR2区間の遺伝子配列、軽鎖(Light chain)のフレームワークとCDR1、CDR2、及びCDR3配列は保存し、重鎖のCDR3配列だけを無作為に20余種のアミノ酸が置換されるようにプライマーを作製し、遺伝子増幅、クローニング技法などを用いて親和度成熟抗体ライブラリープラスミドDNAを作製した。その後、ETAに選択的結合力を示す抗体を、ファージディスプレイ技術を用いて選別するために、大腸菌ER2738に、作製された親和度成熟抗体ライブラリーのプラスミドDNAを形質転換して親和度成熟バクテリオファージ抗体ライブラリーを構築し、作製された抗体ライブラリーから無作為に選択されたクローンの遺伝配列分析結果を図1に示した。
<実施例2>発掘されたETA特異的抗体の全長(full-length)IgG形態への転換、動物細胞における発現及び精製
作製された抗体ライブラリーを用いてVCSM13ヘルパーファージ(helper phage)によってライブラリーを用いたファージを生成後に、磁性を用いたバイオパンニングの方法によって細胞外膜に選択的な抗体を発掘してその遺伝子配列を分析し、結果を図2に示した。発掘抗体の動物細胞発現、精製及び安定化のための免疫グロブリン(IgG)形態への転換は、Mazor,Yの論文(Mazor,Y.,Barnea,I.,Keydar,I., & Benhar,I.(2007)。Antibody internalization studied using a novel IgG binding toxin fusion.Journal of Immunological Methods,321(1-2),41-59.)を参照して発現ベクターを準備し、動物細胞内で発現及び精製した。この時に形成された抗体の構造は、図3に示した。動物細胞で発現させ、親和度クロマトグラフィーを用いて高純度に精製したタンパク質のSDS-PAGE結果は、図4に示した。
<実施例3>ヒト由来ETA発現動物細胞を用いた発掘されたETA特異的抗体の信号伝達過程阻害能確認
Fura-2-AM蛍光染料(ThermoFisher,USA)を用いた細胞質内Ca2+濃度測定によってETAのET-1による信号伝達過程を測定するために、105個のETA発現動物細胞株(ETA expressed CHO-K1 stable cell line,GenScript,USA)に、5μMのFura-2-AM蛍光染料と図5で精製された抗体を濃度別に処理した後、10nMのET-1で信号伝達過程を誘発し、蛍光分光光度計(Biotek,USA)を用いて励起(excitation)波長340nm、380nmによる510nm放出(emission)波長において蛍光の比(Emission by 340nm excitation/Emission by 380nm excitation)を測定することによって、細胞質内Ca2+濃度を分析し、図5に示すように、発掘抗体の、細胞内ETAの信号伝達過程における阻害能効率を導出した。
大腸癌細胞株であるHT-29とHCT-116を韓国細胞株銀行(Seoul,Korea)から受けて使用し、発掘抗体のHT-29大腸癌細胞におけるETA信号伝達過程阻害能確認は、実施例3と同じ方法を用いて図6のような結果を導出し、HCT-116大腸癌細胞におけるETA信号伝達過程阻害能確認は、実施例3と同じ条件で発掘抗体をそれぞれ25nM、200nMで処理して図7のような結果を導出し、発掘抗体のETAの信号伝達過程阻害能を確認した。図6及び図7に示すように、発掘された抗体はHT-29及びHCT-116大腸癌細胞株においてET-1によるETAの信号伝達過程を阻害する拮抗効果(antagonistic effect)を示すことを確認した。上の図5、図6及び図7に示した結果のように、ヒト由来ETA発現細胞と過発現癌細胞であるHT-29、HCT-116において共通にETA活性による信号伝達過程を阻害する効能を示す4種の抗体(GG12、AB9、EF12及びFG12)を最終的に検証及び発掘して確保した。
リード抗体(AG8、AB9、EF12、FG12及びGG12)の医薬品開発のために適切な動物モデルを選定するために、他の種のETAの細胞外部位配列をヒトETAの細胞外部位と比較分析した。分析の結果、ネズミのETAは、細胞外部位であるN末端、Extracellular loop 1、2、3の各領域のアミノ酸一致率は、平均して約80%以上であると分析された。分析された結果に基づき、既存の特許(韓国特許登録番号第10-2014383号)に記述したように、ネズミETA配列を発現ベクターでクローニングし、大腸菌条件下で活性型ネズミETAを発現精製し、ELISA技法を用いて発掘抗体のヒト/ネズミETAにおける交差結合能を実験し、結果を図8に示した。図8に見られるように、発掘された抗体は、活性型ヒトETAで有する結合能を活性型ネズミETAにおいても非常に類似に有することを確認した。
大腸癌細胞研究においてHT-29細胞株と共に多く使用されているHCT-116細胞株において、ET-1が存在する条件でも発掘抗体の大腸癌細胞増殖力抑制効能があるか確認した。CyQUANT NF蛍光染料(Invitrogen,USA)を用いて細胞内DNA量の測定を行って細胞の増殖度を確認した。HCT-116細胞株に、精製された発掘抗体を濃度別に処理し、37℃細胞培養器で1時間共に培養させた後、接種して72時間後にCyQUANT NF蛍光染料を処理し、蛍光分光光度計(TECAN,Switzerland)を用いて励起波長485nmによる放出蛍光の比(Emission by 485nm excitation)を測定することによって細胞内DNA量を測定し、発掘抗体がETA細胞外部位に結合して大腸癌細胞の増殖力を抑制できるか否かを確認し、図9のような結果を導出した。図9に見られるように、本願発明の抗体は、HCT-116大腸癌細胞株においてET-1によるETAの増殖力増加を阻害する効果を示している。この結果から、本願発明の抗体は、大腸癌細胞の増殖を効果的に阻害する活性があることを確認した。HT-29及びHCT-116大腸癌細胞株において、リード抗体5種の大腸癌細胞増殖抑制の確認には上述(実施例6)と同じ方法を用い、図10のような結果を導出した。図10に見られるように、本願発明のリード抗体5種は、HT-29及びHCT-116大腸癌細胞株の増殖を効果的に阻害する効果を示している。この結果から、本願発明のリード抗体5種は、大腸癌細胞の増殖を効果的に阻害する活性があることを確認した。
BALB/ヌードマウスを用いて腹部(flanks region)に大腸癌HT-29細胞株を皮下注射した(subcutaneous injection)異種移植(xenograft)モデルを作り、本願発明のリード抗体5種を25μg注射して抗癌有効性検証のための実験を進行し、図11のような結果を導出した。図11に見られるように、本願発明のリード抗体5種は、HT-29大腸癌細胞株の異種移植(xenograft)モデルにおいて大腸癌の成長を阻害する効果を示している。この結果から、本願発明のリード抗体5種は、大腸癌細胞の増殖を動物モデルにおいても効果的に阻害する活性があり、治療剤として効能があることを確認した。
図12に見られるように、5種の発掘抗体は、SEC-HPLCで分離した結果、凝集された%が10%以下と示されたことを確認した。図13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標準と大差がなかった。図14は、発掘された抗体のサイズが理論値と一致するかを分析したものであり、凡そ5Da内で配列と同じ結果を示した。熱安定性を確認するために、5種の発掘抗体をpH4~8の緩衝溶液(緩衝溶液として、酢酸ナトリウム(sodium acetate)、クエン酸ナトリウム(sodium citrate)、リン酸カリウム(potassium phosphate)、ヒスチジン(Histidine)、MES、コハク酸塩(Succinate)、HEPES、トリス(Tris)、ビシン(Bicine)、PBSを使用する。)で緩衝溶液置換(buffer exchange)を行った。緩衝溶液置換後、抗体の濃度は1mg/mLに濃縮し、濃縮された発掘抗体に、タンパク質の構造変化が予測できる蛍光である1000X protein thermal shiftTM染料(ThermoFisher scientific)を最終濃度1Xに希釈されるように入れた。ViiA7(ThermoFisher scientific)を用いて、マニュアル(Protein ThermalTM Studies,ThermoFisher scientific)にしたがって熱安定性分析を行った。pHによる熱安定性分析結果は、図15に示した。
発掘抗体のHCT-116大腸癌細胞におけるETA信号伝達過程阻害能の確認は、ETA信号伝達過程の最終活性産物であるERKとAKTタンパク質のリン酸化を免疫ブロッティング(Immuniblot assay)方法を用いて確認し、図16のような結果を導出した。図16に見られるように、本願発明の抗体は、HCT-116大腸癌細胞株においてET-1によるETA信号伝達過程の最終活性産物であるERKとAKTタンパク質のリン酸化を阻害する拮抗(antagonism)効果を示している。このことから、発掘抗体はETAの信号伝達過程を効果的に抑制する活性があることを確認した。
Claims (17)
- エンドセリン受容体A(Endothelin receptor type A)の細胞外部位を抗原として認識してそれ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、
前記単一クローン抗体又はその抗原-結合断片は、重鎖可変領域に、配列番号38の配列のCDR1、配列番号39の配列のCDR2を含み、軽鎖可変領域に、配列番号40の配列のCDR1、配列番号41の配列のCDR2及び配列番号42の配列のCDR3を含み、
前記単一クローン抗体又はその抗原-結合断片の重鎖可変領域におけるCDR3は、配列番号43の配列であるか、配列番号43の配列から4番目のアミノ酸がP(プロリン)に;7番目のアミノ酸がL(ロイシン)に;9番目のアミノ酸がV(バリン)に;10番目のアミノ酸がI(イソロイシン)又はH(ヒスチジン)に;11番目のアミノ酸がF(フェニルアラニン)又はQ(グルタミン)に;12番目のアミノ酸がE(グルタメート)に;13番目のアミノ酸がN(アスパラギン)又はC(システイン)に;又は14番目のアミノ酸がL(ロイシン)に置換された突然変異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。 - 前記重鎖可変領域におけるCDR3は、配列番号44の配列、配列番号45の配列、配列番号46の配列、配列番号47の配列、配列番号48の配列、配列番号49の配列、配列番号50の配列、配列番号51の配列、配列番号52の配列、配列番号53の配列及び配列番号54の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、配列番号55の配列のアミノ酸配列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、配列番号56の配列、配列番号57の配列、配列番号58の配列、配列番号59の配列、配列番号60の配列、配列番号61の配列、配列番号62の配列、配列番号63の配列、配列番号64の配列、配列番号65の配列、配列番号66の配列及び配列番号67の配列からなる群から選ばれるアミノ酸配列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。
- 前記エンドセリン受容体Aは、配列番号68の配列のアミノ酸配列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。
- 前記細胞外部位は、配列番号69の配列のN-term部位、配列番号70の配列のECL1、配列番号71の配列のECL2及び配列番号72の配列のECL3からなる群から選ばれる1つ又はそれ以上の部位であることを特徴とする、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7の核酸分子を含むベクター。
- 請求項8のベクターを含む宿主細胞。
- 請求項1の単一クローン抗体又はその抗原-結合断片、請求項7の核酸分子、又は請求項8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の単一クローン抗体又はその抗原-結合断片、請求項7の核酸分子、又は請求項8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。
- 薬剤学的有効量の請求項1の単一クローン抗体又はその抗原-結合断片、請求項7の核酸分子又は請求項8のベクターを非ヒト動物である対象(subject)に投与する段階を含む、癌又は高血圧の治療方法。
- 癌又は高血圧の治療用薬剤学的組成物の製造のための請求項1の単一クローン抗体又はその抗原-結合断片、請求項7の核酸分子、又は請求項8のベクターの使用。
- (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;及び
(b)請求項1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接種する段階を含む、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接種する段階;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。 - 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15に記載の方法。
- 請求項1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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