JP7447144B2 - 抗tie2抗体及びその用途 - Google Patents

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Description

本発明は、TIE2(Tyrosine-protein kinase receptor TIE-2)に特異的に結合し、受容体のリン酸化によって血管を正常化(vessel normalization)し、安定化(stabilization)させる機能を保有している抗体に関し、抗TIE2抗体、これをコードする核酸、該核酸を含むベクター、該ベクターで形質転換された細胞、前記抗体の製造方法、これを含む血管安定化剤及び新生血管形成(angiogenesis)に関連した疾病の治療用組成物、腫瘍又は癌治療用薬学的組成物、及びTIE2に結合する抗体以外の組成物との併用投与用組成物に関する。
新生血管形成(Angiogenesis)とは、内皮細胞の成長、分裂、移動などによって既存の血管から新しい血管が生成される機序であって、傷の治癒や女性の生理周期を含む正常な成長過程において重要な役割を担当している(Risau,Nature,386:671,1997)ことの他、異常に過度な新生血管形成は、腫瘍の成長と転移(metastasis)、加齢黄斑変性(age-related macular degeneration,ARMD)、糖尿性網膜病症(diabetic retinopathy)、乾癬(psoriasis)、リウマチ性関節炎(rheumatoid arthritis)、慢性炎症(chronic infla mMation)のような疾患に決定的な役割を担うことも知られている(Carmeliet and Jain,Nature,407:249,2000)。
新生血管形成過程の進行の様相は、新生血管形成誘発因子と新生血管形成阻害因子の総合的なバランスによって決定され、多い段階の複雑で順次の過程によって進行される。その過程を説明すると、まず、腫瘍や傷の組織から分泌される血管内皮成長因子(Vasicular Endothelial Growth Factor,VEGF)をはじめとする様々な新生血管形成誘発因子が、周辺にある既存血管内皮細胞の該当の受容体に結合することにより、血管内皮細胞を活性化させて血管内皮細胞の透過性を増加させ、基底膜タンパク分解酵素(matrix metalloproteinase,mMP)のようなタンパク質分解酵素を分泌することにより、血管内皮細胞周辺の基底膜と細胞外基質を分解させ、血管内皮細胞が既存の毛細血管から離れて新生血管形成誘発因子を分泌する組織に向かって移動・増殖する。
移動・増殖した血管内皮細胞は血管内の管構造をなし、最後に、血管内皮細胞の構造的支持台である血管周囲細胞が流入しながら安定で成熟した血管が形成される。このとき、血管内皮細胞から分泌されるANG1は、それの受容体であるTIE-2と結合することにより、血管周囲細胞の流入と血管の安定化に重要な役割を果たすものと知られている(Suri et al.,Cell,87:1171,1996)。
一方、血管新生形成の程度が大きい癌組織や血管リモデルリングが活発な正常組織である胎盤、子宮、卵巣などにおいてANG2が過発現様相を示し(Kong et al.,Cancer Res.,61:6248,2001;Ahmad et al.,Cancer,92:1138,2001)、相対的にANG2がANG1よりも高くなると、結果的に腫瘍新生血管の形成につながる(Linda et al.,Cell Research,13(5);309-317,2003)。したがって、ANG2がTIE-2信号伝達機序において拮抗剤(antagonist)として働きつつ新生血管生成を促進させ、ANG1は、作用剤(agonist)として血管構造を正常化させる役割を担うものと解釈されている。
新生血管形成過程は、上にも述べたように、主に、VEGF/VEGFR信号機序によってなされるが、新生血管形成により血管漏れ(leakage)現象を克服できる方法は、ANG1-TIE2信号伝達機序において、血管内皮細胞の連接(junction)増加と血管周辺細胞の動員(recruitment)が重要であることが分かる。
特に、腫瘍内新生血管は、血管漏れによって間質圧(interstitial pressure)が増加すると、血管圧迫(vascular compression)によって低酸素症(hypoxia)及び組織中心の壊死まで発生する(Folkman J et al.,N Engl J Med.333:1757-63,1995)。このような原因により、腫瘍治療薬物を処理しても組織内部までには薬物の接近性が劣るため、治療効果が減少する(Gianfranco Baronzio et al.,Front Oncol.5:165,2015)。
したがって、TIE2リン酸化信号伝達機序を活性化させて、腫瘍内新生血管の漏れ現象を血管正常化(vessel normalization)により改善させようとし、これは、究極としては薬物伝達を増加させ、既存に使用していた治療剤の単独療法効能よりも優れた抗癌活性を示すと期待される。また、血管正常化により組織内間質圧を下げて低酸素症を減少させるので、足部潰瘍、高血圧、糖尿病網膜疾患などの、血管漏れにより発生する疾患などに対しても治療可能性が高いと期待される。
さらに、腫瘍内微細環境は、血管安定化剤の処理時に、免疫効果T細胞(immune effector T cell)の流入が血管正常化によって増加し、既存の免疫抑制(immunesuppressive)状態から免疫支持(immunesupportive)状態へと再プログラミングされる(Huang et al.,2013,Cancer Research)ので、抗TIE2抗体は血管正常化を誘導し、免疫関門抑制剤などの併用投与時に免疫効果T細胞の流入が増加することにより免疫活性まで強化させ、抗癌活性を倍加させると期待される。
このような技術的背景下に、本出願の発明者らは、抗TIE2抗体を開発するために努力してきた。その結果、本発明者らは、TIE2に目的とする結合力を示す抗TIE2抗体を開発し、このような抗TIE2抗体が、目的とする血管安定化剤(vessel stabilizer)として、血管漏れによって発生する血管漏れ現象を改善させることができる効能を確認し、このことから、大部分の癌腫に治療剤として適用可能であり、癌腫の他に、異常の新生血管形成に関連した足部潰瘍、糖尿網膜疾患などの治療にも適用可能であると考えられる。特に、癌に対して抗TIE2抗体は、既存治療剤との併用投与によって血管安定化機能を示し、既存治療剤の薬物伝達率を高めることができ、腫瘍内微細環境における免疫環境を改善させ、免疫抗癌剤とも優れた抗癌効果を示すと期待し、本発明を完成するに至った。
本発明の目的は、TIE2に対する新規抗体又はその抗原結合断片を提供することにある。
本発明の他の目的は、前記抗体又はその抗原結合断片をコードする核酸を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、前記核酸を含むベクター、該ベクターで形質転換された細胞及びその製造方法を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、前記抗体又はその抗原結合断片を有効成分とする腫瘍又は新生血管形成に関連した疾病の予防及び/又は治療のための薬学的組成物を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、前記抗体又はその抗原結合断片を有効成分とする血管安定及び/又は正常化のための薬学的組成物を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、前記抗体又はその抗原結合断片を有効成分とするアンジオポエチン-2活性化及び/又は過生成に関連した疾病の治療のための薬学的組成物を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、前記抗体又はその抗原結合断片を有効成分とする単独治療及び/又は他の治療剤との併用治療のための薬学的組成物を提供することにある。
前記目的を達成するために、本発明は、配列番号1、7、13、19、25及び31からなる群から選ばれる重鎖CDR1、
配列番号2、8、14、20、26及び32からなる群から選ばれる重鎖CDR2、及び
配列番号3、9、15、21、27及び33からなる群から選ばれる重鎖CDR3を含む重鎖可変領域、及び
配列番号4、10、16、22、28及び34からなる群から選ばれる軽鎖CDR1、
配列番号5、11、17、23、29及び35からなる群から選ばれる軽鎖CDR2、及び
配列番号6、12、18、24、30及び36からなる群から選ばれる軽鎖CDR3を含む軽鎖可変領域を含む、TIE2に結合する抗体又はその抗原結合断片を提供する。
本発明は、また、前記抗体又はその抗原結合断片をコードする核酸を提供する。
本発明は、また、前記核酸を含むベクターを提供する。
本発明は、また、前記ベクターで形質転換された細胞を提供する。本発明は、また、次の段階を含む、前記抗体又はその抗原結合断片の製造方法を提供する:(a)前記細胞を培養する段階;及び、(b)前記培養された細胞から抗体又はその抗原結合断片を回収する段階。
本発明は、また、前記抗体又はその抗原結合断片を含む血管安定化剤及び/又は新生血管形成に関連した疾病の治療用組成物を提供する。
本発明は、また、前記抗体又はその抗原結合断片を含む血管安定化剤及び/又は新生血管形成に関連した疾病の診断用組成物を提供する。
本発明は、また、前記抗体を含む腫瘍、癌及び/又は新生血管形成に関連した疾病の予防又は治療用組成物を提供する。
本発明は、TIE2抗体と併用投与するための組成物を提供する。
それぞれ、抗TIE2抗体のヒト及びマウスTIE2発現細胞に対する結合を評価した流細胞分析結果である。
一時発現及び精製した抗TIE2抗体のヒト及びマウスTIE2に対する結合を評価したELISA結果である。
HUVEC細胞株を用いて抗TIE2抗体の細胞移動(migration)に対する効果を評価した結果である。
選別された抗TIE2抗体がANG1又はANG2と非競合的にTIE2に結合することを示す結果である。
選別された抗TIE2抗体がVEGFによって誘導された血管透過度(vessel permeability)を阻害できることを示す結果である。
選別された抗TIE2抗体が、ANG1と類似に、TIE2下位信号伝達機序に従っていることを示す結果である。
選別された抗TIE2抗体の血管安定化(vessel stabilization)効果を確認するために、細胞間密着連接(cell to cell tight-junction)を細胞株のタンパク質レベルで示す結果である。
抗Tie2抗体による細胞間密着連接の改善結果を示す図である。
抗TIE2抗体が、VEGFによって誘発された血管漏れ現象を、TIE2信号伝達によって正常化させることができることを確認した結果を示す図である。
抗Tie2抗体の網膜新生血管形成抑制機能を評価した結果である。
抗Tie2抗体の癌血管正常化機能を評価した結果である。
抗Tie2抗体の抗腫瘍効能を評価した結果である。
抗Tie2抗体の低酸素症改善の評価結果を示す図である。
別に断りのない限り、本明細書で使われる技術的及び科学的用語はいずれも、本発明の属する技術の分野における熟練した専門家によって通常理解されるのと同じ意味を有する。一般に、本明細書における命名法は、本技術分野でよく知られており、通常用いられるものである。
本出願の発明者らは、新規の抗TIE2抗体を選別した。本発明に係るTIE2に結合する抗体又は抗原結合断片により、TIE2を活性化すると血管を正常化し、腫瘍又は癌内部の低酸素症増加を解消し、腫瘍又は癌内部に血流を増加させて十分の酸素供給がなされ、その他、別の抗癌薬物の伝達量と免疫細胞への侵入を増加させることを確認した。
このような観点において、本発明は、配列番号1、7、13、19、25及び31からなる群から選ばれる重鎖CDR1、配列番号2、8、14、20、26及び32からなる群から選ばれる重鎖CDR2、及び配列番号3、9、15、21、27及び33からなる群から選ばれる重鎖CDR3を含む重鎖可変領域と、配列番号4、10、16、22、28及び34からなる群から選ばれる軽鎖CDR1、配列番号5、11、17、23、29及び35からなる群から選ばれる軽鎖CDR2、及び配列番号6、12、18、24、30及び36からなる群から選ばれる軽鎖CDR3を含む軽鎖可変領域とを含む、TIE2に結合する抗体又はその抗原結合断片に関する。
本明細書で使われる用語“抗体(antibody)”は、Tie2に特異的に結合する抗体を意味する。本発明の範囲には、TIE2に特異的に結合する完全な抗体形態の他、前記抗体分子の抗原結合断片も含まれる。
完全な抗体は、2個の全長の軽鎖及び2個の全長の重鎖を有する構造であり、各軽鎖は重鎖とジスルフィド結合で連結されている。重鎖定常領域は、ガンマ(γ)、ミュー(μ)、アルファ(α)、デルタ(δ)及びエプシロン(ε)タイプを有し、サブクラスとしてガンマ1(γ1)、ガンマ2(γ2)、ガンマ3(γ3)、ガンマ4(γ4)、アルファ1(α1)及びアルファ2(α2)を有する。軽鎖の定常領域は、カッパ(κ)及びラムダ(λ)タイプを有する。
抗体の抗原結合断片又は抗体断片は、抗原結合機能を保有している断片を意味し、Fab、F(ab’)、F(ab’)2及びFvなどを含む。抗体断片のうち、Fabは、軽鎖及び重鎖の可変領域、軽鎖の定常領域、及び重鎖の一番目の定常領域(CH1)を有する構造であり、1個の抗原結合部位を有する。Fab’は、重鎖CH1ドメインのC末端に一つ以上のシステイン残基を含むヒンジ領域(hinge region)を有するという点でFabと異なる。F(ab’)2抗体は、Fab’のヒンジ領域のシステイン残基がジスルフィド結合をなしながら生成される。Fvは、重鎖可変領域及び軽鎖可変領域だけを有する最小の抗体片である。二重鎖Fv(two-chain Fv)は、非共有結合で重鎖可変領域と軽鎖可変領域とが連結されており、一本鎖Fv(single-chain Fv,scFv)は一般に、ペプチドリンカーを介して重鎖の可変領域と軽鎖の可変領域とが共有結合で連結されたり又はC末端で直接連結されており、二重鎖Fvと同様にダイマーのような構造をなすことができる。このような抗体断片は、タンパク質加水分解酵素を用いて得ることができ(例えば、全抗体をパパインで制限切断すればFabが得られ、ペプシンで切断すればF(ab’)2断片が得られる。)、又は遺伝子組換え技術で作製してもよい。
一実施例において、本発明に係る抗体は、Fv形態(例えば、scFv)であるか、完全な抗体形態である。また、重鎖定常領域は、ガンマ(γ)、ミュー(μ)、アルファ(α)、デルタ(δ)又はエプシロン(ε)のいずれか一つのアイソタイプから選ばれてよい。例えば、定常領域は、ガンマ1(IgG1)、ガンマ3(IgG3)又はガンマ4(IgG4)である。軽鎖定常領域は、カッパ又はラムダ型でよい。
本明細書で使われる用語“重鎖”とは、抗原に特異性を付与するための十分な可変領域配列を有するアミノ酸配列を含む可変領域ドメインVHと3個の定常領域ドメインCH1、CH2及びCH3とを含む全長重鎖及びその断片を全て意味する。また、本明細書で使われる用語“軽鎖”とは、抗原に特異性を付与するための十分な可変領域配列を有するアミノ酸配列を含む可変領域ドメインVLと定常領域ドメインCLとを含む全長軽鎖及びその断片を全て意味する。
本発明の抗体は、単一クローン抗体、多特異的抗体、ヒト抗体、ヒト化抗体、キメラ抗体、一本鎖Fv(scFV)、一本鎖抗体、Fab断片、F(ab’)断片、ジスルフィド結合Fv(sdFV)及び抗イディオタイプ(抗Id)抗体、これらの抗体のエピトープ結合断片などを含むが、これに限定されるものではない。
前記単一クローン抗体は、実質的に同質的な抗体集団から得た抗体、すなわち、集団を占めている個々の抗体が、微量で存在し得る可能な天然発生的突然変異の以外には同一であるものを指す。単一クローン抗体は、高度に特異的であるため、単一抗原部位に対抗して誘導される。典型的に、異なる決定因子(エピトープ)に対して指示された異なる抗体を含む通常の(ポリクロナール)抗体製剤とは違い、それぞれのモノクローナル抗体は抗原上の単一決定因子に対して指示される。
“エピトープ”は、抗体が特異的に結合可能なタンパク質決定部位(determinant)を意味する。エピトープは、一般に化学的に活性である表面分子群、例えば、アミノ酸又は糖側鎖で構成され、一般に、特定の3次元の構造的特徴の他に、特定の電荷特性も有する。立体的エピトープ及び非立体的エピトープは、変性溶媒の存在下で前者に対する結合は消失されるが、後者に対しては消失されないという点で区別される。
前記“ヒト化”形態の非ヒト(例えば、ネズミ科(murine))抗体は、非ヒト免疫グロブリンから由来した最小配列を含有する一つ以上の非ヒト抗体(供与体又は供給源抗体)から由来した一つ以上のアミノ酸配列(例えば、CDR配列)を含むキメラ抗体である。大部分の場合、ヒト化抗体は、受容者の超可変領域からの残基を、目的とする特異性、親和性及び能力を保有している非ヒト種(供与者抗体)、例えば、マウス、ラット、ウサギ又は非ヒト霊長類の超可変領域からの残基に置き換えたヒト免疫グロブリン(受容者抗体)である。ヒト化のために、受容者ヒト抗体の可変領域の一つ以上のフレームワークドメイン(framework domain,FR)内の残基が、非ヒト種供与体抗体から相応する残基に置き替えられてよい。これにより、グラフトされたCDRの適切な3次元構成を維持するように助け、結果として、親和性及び抗体安定性を改善させることができる。ヒト化された抗体は、例えば、抗体性能をさらに細密化するために、追加の受容者抗体又は供与体抗体に見られない新しい残基を含むことができる。
前記“ヒト抗体”とは、ヒト免疫グロブリンから由来する分子であり、相補性決定領域、構造領域を含む抗体を構成する全てのアミノ酸配列がヒトの免疫グロブリンで構成されているものを意味する。
重鎖及び/又は軽鎖の一部が特別な種から由来したり、又は特別な抗体部類又は亜部類に属する抗体内の相応する配列と同一であるか或いはそれと相同性であるのに対し、残りの鎖はさらに他の種から由来したり、又はさらに他の抗体部類又は亜部類に属する抗体内の相応する配列と同一であるか或いはそれと相同性である“キメラ”抗体(免疫グロブリン)の他、目的とする生物学的活性を示す前記抗体の断片も含まれる。
本願に使われている“抗体可変ドメイン”は、相補性決定領域(CDR;すなわち、CDR1、CDR2、及びCDR3)、及び骨格領域(FR)のアミノ酸配列を含む抗体分子の軽鎖及び重鎖部分のことを指す。VHは、重鎖の可変ドメインのことを指す。VLは、軽鎖の可変ドメインのことを指す。
“相補性決定領域”(CDR;すなわち、CDR1、CDR2、及びCDR3)は、抗原結合のために必要な存在である抗体可変ドメインのアミノ酸残基のことを指す。各可変ドメインは典型的に、CDR1、CDR2及びCDR3として確認された3個のCDR領域を有する。
具体的に、配列番号1の重鎖CDR1、配列番号2の重鎖CDR2及び配列番号3の重鎖CDR3を含む重鎖可変領域、及び配列番号4の軽鎖CDR1、配列番号5の軽鎖CDR2及び配列番号6の軽鎖CDR3を含む軽鎖可変領域、
配列番号7の重鎖CDR1、配列番号8の重鎖CDR2及び配列番号9の重鎖CDR3を含む重鎖可変領域、及び配列番号10の軽鎖CDR1、配列番号11の軽鎖CDR2及び配列番号12の軽鎖CDR3を含む軽鎖可変領域、
配列番号13の重鎖CDR1、配列番号14の重鎖CDR2及び配列番号15の重鎖CDR3を含む重鎖可変領域、及び配列番号16の軽鎖CDR1、配列番号17の軽鎖CDR2及び配列番号18の軽鎖CDR3を含む軽鎖可変領域、
配列番号19の重鎖CDR1、配列番号20の重鎖CDR2及び配列番号21の重鎖CDR3を含む重鎖可変領域、及び配列番号22の軽鎖CDR1、配列番号23の軽鎖CDR2及び配列番号24の軽鎖CDR3を含む軽鎖可変領域、
配列番号25の重鎖CDR1、配列番号26の重鎖CDR2及び配列番号27の重鎖CDR3を含む重鎖可変領域、及び配列番号28の軽鎖CDR1、配列番号29の軽鎖CDR2及び配列番号30の軽鎖CDR3を含む軽鎖可変領域、
配列番号31の重鎖CDR1、配列番号32の重鎖CDR2及び配列番号33の重鎖CDR3を含む重鎖可変領域、及び配列番号34の軽鎖CDR1、配列番号35の軽鎖CDR2及び配列番号36の軽鎖CDR3を含む軽鎖可変領域を含むことができる。
“骨格領域”(FR)は、CDR残基以外の可変ドメイン残基である。各可変ドメインは典型的に、FR1、FR2、FR3及びFR4として確認された4個のFRを有する。
TIE2抗体は、1価又は2価であり、一本鎖又は二本鎖を含む。機能的に、TIE2抗体の結合親和性は、10-5M~10-12M範囲内にある。例えば、TIE2抗体の結合親和性は、10-6M~10-12M、10-7M~10-12M、10-8M~10-12M、10-9M~10-12M、10-5M~10-11M、10-6M~10-11M、10-7M~10-11M、10-8M~10-11M、10-9M~10-11M、10-10M~10-11M、10-5M~10-10M、10-6M~10-10M、10-7M~10-10M、10-8M~10-10M、10-9M~10-10M、10-5M~10-9M、10-6M~10-9M、10-7M~10-9M、10-8M~10-9M、10-5M~10-8M、10-6M~10-8M、10-7M~10-8M、10-5M~10-7M、10-6M~10-7M、又は10-5M~10-6Mである。
前記TIE2に結合する抗体又はその抗原結合断片は、配列番号38、42、46、50、54及び58からなる群から選ばれる重鎖可変領域を含むことができる。また、配列番号40、44、48、52、56及び60からなる群から選ばれる軽鎖可変領域を含むことができる。
具体的に、前記TIE2に結合する抗体又はその抗原結合断片は、配列番号38のアミノ酸配列を含む重鎖可変領域及び配列番号40のアミノ酸配列を含む重鎖可変領域;
配列番号42のアミノ酸配列を含む重鎖可変領域及び配列番号44のアミノ酸配列を含む重鎖可変領域;
配列番号46のアミノ酸配列を含む重鎖可変領域及び配列番号48のアミノ酸配列を含む重鎖可変領域;
配列番号50のアミノ酸配列を含む重鎖可変領域及び配列番号52のアミノ酸配列を含む重鎖可変領域;
配列番号54のアミノ酸配列を含む重鎖可変領域及び配列番号56のアミノ酸配列を含む重鎖可変領域;又は
配列番号58のアミノ酸配列を含む重鎖可変領域及び配列番号60のアミノ酸配列を含む重鎖可変領域を含むことができる。
“ファージディスプレイ”は、変異体ポリペプチドを、ファージ、例えば線維状ファージ粒子の表面上に、外皮タンパク質の少なくとも一部との融合タンパク質としてディスプレイする技術である。ファージディスプレイの有用性は、無作為化タンパク質変異体の大きいライブラリーを対象にして、標的抗原と高親和度で結合する配列を迅速ながらも効率的に分類できるということにある。ペプチド及びタンパク質ライブラリーをファージ上にディスプレイすることは、特異的結合特性を有するポリペプチドを見出すために、数百万個のポリペプチドをスクリーニングすることに用いられてきた。
ファージディスプレイ技術は、特定リガンド(例えば、抗原)と結合する新規タンパク質を生成及び選別するための強力な道具を提供している。ファージディスプレイ技術を用いて、タンパク質変異体の大きいライブラリーを生成させ、標的抗原と高親和性で結合する配列を迅速に分類することができる。変異体ポリペプチドを暗号化する核酸をウイルス性外皮タンパク質、例えば、遺伝子IIIタンパク質又は遺伝子VIIIタンパク質を暗号化する核酸配列と融合させる。タンパク質又はポリペプチドを暗号化する核酸配列を、遺伝子IIIタンパク質の一部を暗号化する核酸配列と融合させた1価ファージディスプレイシステムが開発されている。1価ファージディスプレイシステムでは、遺伝子融合物が低レベルで発現し、野生型遺伝子IIIタンパク質も発現して粒子感染性が維持される。
線維状ファージの表面上におけるペプチドの発現とE.coliの周辺細胞質における機能性抗体断片の発現を立証することが、抗体ファージディスプレイライブラリーを開発する上で重要である。抗体又は抗原結合性ポリペプチドのライブラリーは、多数の方式、例えば、無作為DNA配列を挿入することによって単一遺伝子を変更させる方法、又は関連遺伝子系列をクローニングする方法で製造した。ライブラリーを対象にして、目的とする特徴を伴う抗体又は抗原結合性タンパク質の発現に関してスクリーニングすることができる。
ファージディスプレイ技術は、目的とする特徴を有する抗体を製造するための通常のハイブリドーマ及び組換え方法に比べて、いくつかの利点を有する。このような技術は、動物を使用しなくとも短時間で様々な配列を持つ大きい抗体ライブラリーを生成可能にする。ハイブリドーマの製造又はヒト化抗体の製造は、数ヶ月の製造期間がかかり得る。また、免疫が一切要求されないため、ファージ抗体ライブラリーは、毒性であるか又は抗原性の低い抗原に対しても抗体を生成させることができる。また、ファージ抗体ライブラリーを用いて新規な治療的抗体を生成及び確認することができる。
ファージディスプレイライブラリーを用いて免疫又は非免疫させたヒト、生殖細胞系配列、又は未感作B細胞Igレパートリー(repertory)からヒト抗体を生成させる技術を用いることができる。各種リンパ系組織を用いて、未感作又は非免疫抗原結合性ライブラリーを製造することができる。
ファージディスプレイライブラリーから高親和性抗体を確認及び分離できる技術は、治療用新規抗体分離に重要である。ライブラリーから高親和性抗体を分離することは、ライブラリーのサイズ、細菌性細胞中における生産効率及びライブラリーの多様性に左右され得る。ライブラリーのサイズは、抗体又は抗原結合性タンパク質の不適切なフォールディング及び停止コドンの存在による非効率的生産によって減少する。細菌性細胞での発現は、抗体又は抗原結合性ドメインが適切にフォールディングされない場合には抑制され得る。発現は、可変/定常界面の表面又は選別されたCDR残基における残基を交互に突然変異させることによって改善させることができる。骨格領域の配列は、細菌性細胞において抗体ファージライブラリーを生成させる場合に適切なフォールディングを提供するための一要素である。
高親和性抗体分離において抗体又は抗原結合性タンパク質の様々なライブラリーを生成させることが重要である。CDR3領域は、それらがしばしば抗原結合に参加することが明らかにされた。重鎖上のCDR3領域は、サイズ、配列及び構造的立体形態面において非常に様々であり、これを用いて様々なライブラリーを製造することができる。
また、各位置において20個アミノ酸を全て使用して可変重鎖及び軽鎖のCDR領域を無作為化することによって多様性を発生させることができる。20個の全てのアミノ酸を使用すれば、多様性の大きい変異体抗体配列が生成され、新規の抗体を確認する機会が増加し得る。
本発明の抗体又は抗体断片は、TIE2を特異的に認識できる範囲内で、本明細書に記載された本発明の抗TIE2抗体の配列だけでなく、その生物学的均等物も含むことができる。例えば、抗体の結合親和度及び/又はその他生物学的特性をより改善させるために、抗体のアミノ酸配列に更なる変化を与えることができる。このような変形は、例えば、抗体のアミノ酸配列残基の欠失、挿入及び/又は置換を含む。このようなアミノ酸変異は、アミノ酸側鎖置換体の相対的類似性、例えば、疎水性、親水性、電荷、サイズなどに基づいてなる。アミノ酸側鎖置換体のサイズ、形態及び種類に対する分析により、アルギニン、リジン(lysine)及びヒスチジンはいずれも陽電荷を帯びた残基であり;アラニン、グリシン及びセリンは、類似のサイズを有し;フェニルアラニン、トリプトファン及びチロシンは類似の形態を有するということがわかる。したがって、このような考慮事項に基づき、アルギニン、リジン及びヒスチジン;アラニン、グリシン及びセリン;そしてフェニルアラニン、トリプトファン及びチロシンは生物学的に機能均等物といえる。
上述した生物学的均等活性を有する変異を考慮すると、本発明の抗体が有するアミノ酸配列又はこれをコードする核酸分子は、配列番号に記載された配列と実質的な同一性(substantial identity)を示す配列も含むものと解釈される。前記の実質的な同一性は、上記の本発明の配列と任意の他の配列を最大限に対応するようにアラインし、当業界における通常のアルゴリズムを用いてアラインされた配列を分析した場合に、少なくとも90%の相同性、最も好ましくは少なくとも95%の相同性、96%以上、97%以上、98%以上、99%以上の相同性を示す配列を意味する。配列比較のためのアラインメント方法は、当業界に公知されている。NCBI BLAST(Basic Local Alignment Search Tool)は、NBCIなどから接近可能であり、インターネット上でblastp、blasm、blastx、tblastn及びtblastxのような配列分析プログラムと連動して用いることができる。BLSATは、www.ncbi.nlm.nih.gov/BLAST/で接続可能である。このプログラムを用いた配列相同性比較方法は、www.ncbi.nlm.nih.gov/BLAST/blast_help.htmlで確認できる。
これに基づき、本発明の抗体又はその抗原結合断片は、明細書に記載の明示された配列又は全体と比較して、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、又はそれ以上の相同性を有することができる。このような相同性は、当業界に公知の方法による配列比較及び/又は整列によって決定されてよい。例えば、配列比較アルゴリズム(すなわち、BLAST又はBLAST 2.0)、手動整列、肉眼検査を用いて本発明の核酸又はタンパク質のパーセント配列相同性を決定することができる。
本発明は、他の観点において、前記抗体又はその抗原結合断片をコードする核酸に関する。
前記核酸は、重鎖可変領域をコードする配列番号37、41、45、49、53及び57からなる群から選ばれてよい。又は、前記核酸は、軽鎖可変領域をコードする配列番号39、43、47、51、55及び59からなる群から選ばれてよい。
本発明の抗体又はその抗原結合断片をコードする核酸を分離して抗体又はその抗原結合断片を組み換えて生産することができる。核酸を分離し、これを複製可能なベクター内に挿入して、さらにクローニングしたり(DNAの増幅)又はさらに発現させる。これに基づき、本発明は、さらに他の観点において、前記核酸を含むベクターに関する。
“核酸”は、DNA(gDNA及びcDNA)及びRNA分子を包括的に含む意味を有し、核酸において基本構成単位であるヌクレオチドは、自然のヌクレオチドの他に、糖又は塩基部位が変形された類似体(analogue)も含む。本発明の重鎖及び軽鎖可変領域をコードする核酸の配列は変形されてよい。前記変形は、ヌクレオチドの追加、欠失、又は非保存的置換又は保存的置換を含む。
前記抗体を暗号化するDNAは、通常の過程を用いて(例えば、抗体の重鎖と軽鎖を暗号化するDNAと特異的に結合可能なオリゴヌクレオチドプローブを用いることによって)容易に分離又は合成する。多くのベクターが入手可能である。ベクター成分には一般に、次のいずれか一つ以上が含まれるが、それに制限されない:信号配列、複製起点、一つ以上のマーカー遺伝子、増強因子要素、プロモーター、及び転写終結配列。
本明細書で使われる用語、“ベクター”は、宿主細胞で目的遺伝子を発現させるための手段であり、プラスミドベクター;コスミドベクター;バクテリオファージベクター、アデノウイルスベクター、レトロウイルスベクター及びアデノ関連ウイルスベクターのようなウイルスベクターなどを含む。前記ベクターにおいて抗体をコードする核酸はプロモーターと作動的に連結されている。
“作動的に連結”とは、核酸発現調節配列(例えば、プロモーター、シグナル配列、又は転写調節因子結合位置のアレイ)と他の核酸配列間の機能的な結合を意味し、これによって、前記調節配列は前記他の核酸配列の転写及び/又は解読を調節する。
原核細胞を宿主とする場合には、転写を進行させ得る強力なプロモーター(例えば、tacプロモーター、lacプロモーター、lacUV5プロモーター、lppプロモーター、pLλプロモーター、pRλプロモーター、rac5プロモーター、ampプロモーター、recAプロモーター、SP6プロモーター、trpプロモーター及びT7プロモーターなど)、解読の開始のためのリボソーム結合座及び転写/解読終結配列を含むのが一般である。また、例えば、真核細胞を宿主とする場合には、哺乳動物細胞のゲノムから由来したプロモーター(例えば、メタロチオニンプロモーター、β-アクチンプロモーター、ヒトヘモグロビンプロモーター及びヒト筋肉クレアチンプロモーター)又は哺乳動物ウイルスから由来したプロモーター(例えば、アデノウイルス後期プロモーター、ワクシニアウイルス7.5Kプロモーター、SV40プロモーター、サイトメガロウイルス(CMV)プロモーター、HSVのtkプロモーター、マウス乳房腫瘍ウイルス(MMTV)プロモーター、HIVのLTRプロモーター、モロニーウイルスのプロモーターエプスタインバーウイルス(EBV)のプロモーター及びラウス肉腫ウイルス(RSV)のプロモーター)が利用でき、転写終結配列としてポリアデニル化配列を一般に有する。
場合によって、ベクターはそれから発現する抗体の精製を容易にするために、他の配列と融合されてもよい。融合される配列は、例えば、グルタチオンS-トランスフェラーゼ(Pharmacia,USA)、マルトース結合タンパク質(NEB,USA)、FLAG(IBI,USA)及び6x His(hexahistidine;Qiagen,USA)などがある。
前記ベクターは、選択標識として当業界において通常用いられる抗生剤耐性遺伝子を含み、例えば、アンピシリン、ゲンタマイシン、カベニシリン、クロラムフェニコール、ストレプトマイシン、カナマイシン、ジェネティシン、ネオマイシン及びテトラサイクリンに対する耐性遺伝子がある。
本発明は、さらに他の観点において、前記言及されたベクターで形質転換された細胞に関する。本発明の抗体を生成させるために用いられた細胞は、原核生物、酵母又は高等真核生物細胞でよいが、これに制限されるものではない。
エシェリキアコリ(Escherichia coli)、バチルスサブチリス及びバチルスチューリンゲンシスのようなバチルス属菌株、ストレプトマイセス(Streptomyces)、シュードモナス(Pseudomonas)(例えば、シュードモナスプチダ(Pseudomonas putida))、プロテウスミラビルス(Proteus mirabilis)及びスタフィロコカス(Staphylococcus)(例えば、スタフィロコカスカルノサス(Staphylocus carnosus))のような原核宿主細胞を用いることができる。
ただし、動物細胞に対する関心が最も大きく、有用な宿主細胞株の例は、COS-7、BHK、CHO、CHOK1、DXB-11、DG-44、CHO/-DHFR、CV1、COS-7、HEK293、BHK、TM4、VERO、HELA、MDCK、BRL3A、W138、Hep G2、SK-Hep、MMT、TRI、MRC5、FS4、3T3、RIN、A549、PC12、K562、PER.C6、SP2/0、NS-0、U20S、又はHT1080でよいが、これに制限されるものではない。
本発明は、さらに他の観点において、(a)前記細胞を培養する段階;及び、(b)前記培養された細胞から抗体又はその抗原結合断片を回収する段階を含む前記抗体又はその抗原結合断片の製造方法に関する。
前記細胞は、各種の培地で培養できる。市販用の培地はいずれも培養培地として使用可能である。当業者に公知のその他全ての必須補充物が適度の濃度で含まれてよい。培養条件、例えば、温度、pHなどが発現のために選別された宿主細胞と共に既に用いられており、これは当業者にとって明白であろう。
前記抗体又はその抗原結合断片の回収は、例えば、遠心分離又は限外濾過によって不純物を除去し、その結果を、例えば、親和クロマトグラフィーなどを用いて精製することができる。追加のその他精製技術、例えば、陰イオン又は陽イオン交換クロマトグラフィー、疎水性相互作用クロマトグラフィー、ヒドロキシアパタイトクロマトグラフィーなどを用いることができる。
本発明は、さらに他の観点において、前記抗体又はその抗原結合断片を有効成分として含む血管新生疾患の予防又は治療用組成物に関する。
前記血管新生は、従前より存在していた血管からの新しい血管の形成又は成長を意味し、“血管新生関連疾患(angiogenesis-related disease)”は、血管新生の発生又は進行に関連した疾患を意味する。前記抗体で治療し得るものであれば、その疾病はいずれも血管新生関連疾患の範囲に含まれ得る。血管新生関連疾患の例には、癌、転移(metastasis)、糖尿病網膜症(diabetic retinopathy)、未熟児網膜症(retinopathy of prematurity)、角膜移植拒絶反応(corneal graft rejection)、黄斑変性(macular degeneration)、血管新生緑内障(neovascular glaucoma)、全身紅皮症(erythrosis)、増殖性網膜症(proliferative retinopathy)、乾癬(psoriasis)、血友病性股関節炎(hemophilic arthritis)、動脈硬化性プラーク(atherosclerotic plaques)の毛細血管形成、ケロイド(keloid)、傷顆粒化(wound granulation)、血管癒着(vascular adhesion)、リューマチ関節炎(rheumatoid arthritis)、退行性関節炎(osteoarthritis)、自己免疫疾患(autoimmune diseases)、クローン病(Crohn’s disease)、レステノシス(restenosis)、アテローム性動脈硬化症(atherosclerosis)、腸狭窄(intestinal adhesions)、猫ひっかき病(cat scratch disease)、潰瘍(ulcer)、肝硬変症(liver cirrhosis)、腎臓炎(nephritis)、糖尿病性腎臓疾患(diabetic nephropathy)、糖尿病性足部潰瘍(diabetic Foot Ulcers)、慢性腎不全(chronic kidney failure)、真性糖尿病(diabetes mellitus)、炎症疾患(inflammatory diseases)、特発性肺線維症(Idiopathic Pulmonary Fibrosis)、敗血症(sepsis)、急性呼吸困難症候群(Acute respiratory distress syndrome)及び神経変性疾患(neurodegenerative diseases)を含むが、これに限定されるものではない。
また、前記癌は、食道癌(esophageal cancer)、胃癌(stomach cancer)、大腸癌(large intestine cancer)、直膓癌(rectal cancer)、口腔癌(oral cancer)、咽頭癌(pharynx cancer)、喉頭癌(larynx cancer)、肺癌(lung cancer)、結腸癌(colon cancer)、乳癌(breast cancer)、子宮頸癌(uterine cervical cancer)、子宮内膜癌(endometrial cancer)、卵巣癌(ovarian cancer)、前立腺癌(prostate cancer)、睾丸癌(testis cancer)、膀胱癌(bladder cancer)、腎臓癌(renal cancer)、肝癌(liver cancer)、膵癌(pancreatic cancer)、骨癌(bone cancer)、結合組織癌(connective tissue cancer)、皮膚癌(skin cancer)、脳腫瘍(brain cancer)、甲状腺癌(thyroid cancer)、白血病(leukemia)、ホジキンリンパ腫(Hodgkin’s lymphoma)、リンパ腫(lymphoma)及び多発性骨髄血液癌(multiple myeloid blood cancer)からなる群から選ばれるが、これに限定されるものではない。
ここに使われた用語“予防(prevention or prophylaxis)”は、本発明の抗体又は組成物を投与して、関心疾患の開始を抑制又は遅延させる全ての措置を指す。用語“治療(treatment or therapy)”は、本発明の抗体又は組成物を投与して、関心疾患の症状を改善又は好転させる全ての措置を指す。
本発明は、さらに他の観点において、前記抗体を含む有効成分として含む血管安定化用組成物に関する。
ここに使われた用語“血管安定化”とは、血管の完全性(integrity)を損傷させ得る要因を緩和、軽減又は除去するか、血管の損傷を抑制、軽減又は除去することにより、血管の機能を維持できることを意味できる。具体的に、血管の透過性抑制、血管損傷抑制、及び/又は損傷した血管の完全性復旧を含むことができる。
本発明の抗体を含む組成物は好ましくは、薬学的組成物であり、本分野において典型的に使用されるビヒクル、賦形剤又は希釈剤をさらに含むことができる。
薬学的に許容可能なビヒクルを含む薬学的組成物は、錠剤、丸薬、粉末、顆粒剤、カプセル剤、サスペンション、内服液、エマルジョン、シロップ、滅菌水溶液、非水溶液、サスペンション、凍結乾燥物(lyophilizates)及び坐薬のような様々な経口又は非経口服用の形態であってもよい。これと関連して本発明の薬学的組成物は、フィラー、増粘剤、バインダー、湿潤剤、錠剤分解物質(disintegrant)、界面活性剤などのような希釈剤又は賦形剤で組み合せて剤形化することができる。経口投与のための固相製剤は、錠剤、丸薬、粉末、顆粒剤、カプセル剤などのような形態であってもよい。それら固相剤と関連して、本発明の化合物は、澱粉、炭酸カルシウム、スクロース、ラクトース、又はゼラチンのような一つ以上の賦形剤を組み合せて剤形化することができる。簡単な賦形剤、ステアリン酸マグネシウム、タルクなどのような潤滑剤をさらに使用することができる。経口投与のための液体製剤は、サスペンション、内服液、エマルジョン、シロップなどであってもよい。水又は液体パラフィンのような簡単な希釈剤、湿潤剤、甘味剤、芳香族、防腐剤などのような様々な賦形剤を液体製剤中に含めることができる。また、本発明の薬学的組成物は、滅菌水溶液、非水溶性溶媒、サスペンション、エマルジョン、凍結乾燥物、坐薬などのような非経口服用の形態であってもよい。注入可能なプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、オリーブ油のような植物性油及びオレイン酸エチルのようなエステルが非水溶性溶媒及びサスペンションに適合し得る。坐薬の基本物質は、ウィテップゾール(Witepsol)、マクロゴール(macrogol)、ツイン61(Tween 61)、カカオバター(cacao butter)、ラウリンバター(laurin butter)及びグリセロゼラチン(glycerogelatin)を含む。
本発明の組成物は薬学的に有効な量で投与される。ここに使われた用語“薬学的に有効な量(pharmaceutically effective amount)”は、いずれの医学的治療にも適用可能なリーズナブルな利益と危険との比率(benefit/risk ratio)であり、十分の疾患治療用薬学的組成物の量のことを指す。有効量は、治療すべき疾患の重症度、患者の年齢及び性別、疾患の種類、薬剤の活性度、薬剤に対する敏感度、投与時間、投与経路、分泌速度、治療期間、薬剤の共投与及び本分野で知られた他のパラメータを含む様々な要因によって変わる。本発明の組成物は単独で又は他の治療法と組み合せて投与し得る。この場合に、従来の治療法と共に順に又は同時に投与できる。また、前記組成物は1回量又は複数回量で分けて投与できる。これらの要因を完全に考慮する時、副作用無しで最大の効果を得るのに十分な最小量を投与することが重要であり、この服用量は分野の専門家によって容易に決定され得る。本発明の薬学的組成物の服用量は特別に限定されないが、患者の健康状態及び体重、疾患の重症度、薬の種類、投与経路及び投与時間を含む様々な要因によって変更される。組成物は1日に1回量又は多回容量でラット、ネズミ、家畜、ヒトなどを含む哺乳類内に典型的に許容された経路、例えば、経口で、直腸に、静脈に(intravenously)、皮下に(subcutaneously)、子宮内に(intrauterinely)又は脳血管内に(intracerebrovascularly)投与され得る。
本発明は他の観点において、前記抗体又は前記組成物を必要とする個体に投与する段階を含む血管新生を抑制する方法、血管新生関連疾患予防又は治療方法に関する。
本発明の方法は、血管新生の抑制を必要とする個体に薬学的に有効な量の薬学的組成物を投与する段階を含む。前記個体はイヌ、ウシ、ウマ、ウサギ、マウス、ラット、ニワトリ及びヒトのような哺乳類であるが、これに限定されるものではない。薬学的組成物は非経口的に(parenterally)、皮下に(subcutaneously)、腹腔内に(intraperitoneally)、肺内に(intrapulmonarily)又は鼻内に(intranasally)、必要によって、局所治療のために病巣内(intralesional)投与を含む適切な方法によって投与できる。本発明の薬学的組成物の好ましい服用量は個体の健康状態及び体重、疾患の重症度、薬剤の種類、投与経路及び投与時間を含む様々な要因によって変わり、本分野の当業者によって容易に決定され得る。
本発明はさらに他の観点において、前記抗体を含む癌予防又は治療用薬学的組成物、又は前記抗体又は前記組成物を必要とする個体に投与する段階を含む癌の予防又は治療方法に関する。用語‘抗体’、‘予防’及び‘治療’は上述した通りである。
本発明の抗体で治療可能であれば癌に制限はない。詳細には、本発明の抗体は血管新生を抑制することによって癌の発生又は進行を予防することができる。癌の例には、食道癌(esophageal cancer)、胃癌(stomach cancer)、大腸癌(large intestine cancer)、直膓癌(rectal cancer)、口腔癌(oral cancer)、咽頭癌(pharynx cancer)、喉頭癌(larynx cancer)、肺癌(lung cancer)、結腸癌(colon cancer)、乳癌(breast cancer)、子宮頸癌(uterine cervical cancer)、子宮内膜癌(endometrial cancer)、卵巣癌(ovarian cancer)、前立腺癌(prostate cancer)、睾丸癌(testis cancer)、膀胱癌(bladder cancer)、腎臓癌(renal cancer)、肝癌(liver cancer)、膵癌(pancreatic cancer)、骨癌(bone cancer)、結合組織癌(connective tissue cancer)、皮膚癌(skin cancer)、脳腫瘍(brain cancer)、甲状腺癌(thyroid cancer)、白血病(leukemia)、ホジキンリンパ腫(Hodgkin’s lymphoma)、リンパ腫(lymphoma)及び多発性骨髄血液癌(multiple myeloid blood cancer)を含むが、これに限定されるものではない。
また、本発明の抗体は、他の抗体又は生物学的活性剤又は種々の目的のための物質と組み合わせて用いられてよい。本発明は、このような観点で、前記抗体又はその抗原結合断片を含む、他の血管新生疾患治療剤との併用投与用組成物に関する。
前記他の血管新生疾患治療剤は、抗血管新生薬物、消炎薬物及び/又は抗癌薬物を挙げることができる。これにより、相互の抵抗性を克服させ、効能を増進させることができる。
本発明に係る組成物において、他の血管新生疾患治療剤と併用投与される場合に、TIE2抗体と他の血管新生疾患治療剤は、順次に又は同時に投与されてよい。例えば、抗血管新生薬物、消炎薬物及び/又は抗癌薬物を対象体に投与した後に、活性成分として、TIE2に対する抗体又はその抗原結合断片を含む組成物を、前記対象体に投与するか、或いは、前記組成物を対象体に投与した後に、抗血管新生薬物、消炎薬物及び/又は抗癌薬物を前記対象体に投与する。場合によって、前記組成物を抗血管新生薬物、消炎薬物及び/又は抗癌薬物と同時に対象体に投与してもよい。
さらに他の観点において、本発明は、前記抗体又はその抗原結合断片を含む血管新生疾患の診断用組成物である。本発明は、また、前記抗体又はその抗原結合断片を処理して血管新生疾患を診断する方法に関する。
前記抗体又はその抗原結合断片を通じてサンプルにおけるTIE2発現レベルを測定することによって血管新生疾患を診断することができる。発現レベルは、通常の免疫分析方法によって測定でき、前記抗体を用いた放射能免疫分析、放射能免疫沈殿、免疫沈殿、免疫組織化学染色、ELISA(enzyme-linked immunosorbant assay)、キャプチャー-ELISA、抑制又は競合分析、サンドイッチ分析、流細胞分析(flow cytometry)、免疫蛍光染色及び免疫親和性精製によって測定できるが、これに限定されるものではない。
前記免疫分析過程による最終的なシグナルの強度を分析することによって癌を診断することができる。すなわち、生物学的試料で本発明のマーカーの蛋白質が高発現され、シグナルが正常生物学的試料(例えば、正常胃組織、血液、血漿又は血清)に比べて強く表れる場合には癌と診断される。
さらに他の観点において、本発明は、前記癌診断用組成物を含む癌診断用キットに関する。本発明に係るキットは、抗TIE2抗体を含み、試料と抗体が反応することによって表れるシグナルを分析して、癌を診断することができる。このとき、前記シグナルは、抗体に結合した酵素、例えばアルカリンフォスファターゼ、β-ガラクトシダーゼ、ホースラディッシュペルオキシダーゼ、ルシフェラーゼ又はシトクロムP450を含むことができるが、これに制限されるものではなく、このとき、酵素に対する基質は、酵素としてアルカリンフォスファターゼが利用される場合には、基質としてブロモクロロインドリルホスフェート(BCIP)、ニトロブルーテトラゾリウム(NBT)、ナフトール-AS-B1-ホスフェート(naphthol-AS-B1-phosphate)及びECF(enhanced chemifluorescence)のような発色反応基質が利用され、ホースラディッシュペルオキシダーゼが利用される場合にはクロロナフトール、アミノエチルカルバゾール、ジアミノベンジジン、D-ルシフェリン、ルシゲニン(ビス-N-メチルアクリジニウム硝酸塩)、レセルピンベンジルエーテル、ルミノール、アムプレックスレッド試薬(10-アセチル-3,7-ジヒドロキシフェノキサジン)、HYR(p-phenylenediamine-HCl and pyrocatechol)、TMB(tetramethylbenzidine)、ABTS(2,2’-Azine-di[3-ethylbenzthiazoline sulfonate])、o-フェニレンジアミン(OPD)及びナフトール/ピロニン、グルコースオキシダーゼとt-NBT(nitroblue tetrazolium)及びm-PMS(phenzaine methosulfate)のような基質が利用され得るが、これに制限されるものではない。
また、本発明に係るキットは、検出可能なシグナルを発生させるラベルを含むことができ、該ラベルは化学物質(例えば、ビオチン)、酵素(アルカリンフォスファターゼ、β-ガラクトシダーゼ、ホースラディッシュペルオキシダーゼ及びシトクロムP450)、放射能物質(例えば、C14、I125、P32及びS35)、蛍光物質(例えば、フルオレセイン)、発光物質、化学発光物質(chemiluminescent)及びFRET(fluorescence resonance energy transfer)を含むことができるが、これに制限されるものではない。
血管新生の診断のために用いられる酵素の活性測定又はシグナルの測定は、当業界に公知の様々な方法によって実施することができる。これによってTIE2発現を定性的又は定量的に分析することができる。
以下、実施例を挙げて本発明をより詳しく説明する。これらの実施例は単に本発明を例示するためのもので、本発明の範囲がそれら実施例に制限されるものと解釈されないことは、当業界で通常の知識を有する者にとって明らかであろう。
実施例1.TIE2に結合する抗体の選別
TIE2に結合する抗体を選別するための抗体ライブラリー及びライブラリーの準備は、韓国特許出願(公開特許第10-2008-0109417号公報)と同じ自体のヒト未感作scFv(human naive ScFv)ライブラリーを用いた。96ウェルNi+プレートに抗原(hTIE2-his:sino biological,10700-H08H)を2μg/mLで100μLずつウェルに入れ、4℃で一晩置く。翌日、抗原コーティングプレート(coating plate)は、0.1% TBSTで3回洗浄した後、2% BSA遮断バッファー(blocking buffer)200μLを入れ、室温で2時間反応させる。2×YT-TET(tetracycline 10μg/mL)成長培地(growth medium)2mLにXL1-Blueストック(stock)50μLを入れ、37℃、200rpmで2時間程度育てた後、13mLをさらに添加し、OD600が0.5になるまで育てる。遮断(blocking)2時間が経つと、1XTBSで3回洗浄する。洗浄した各ウェルにファージライブラリーグループ(phage library group)を合わせてファージライブラリー量と4% BSA量を同一に混ぜた後、200μLずつ添加し、室温で2.5時間反応させる。ファージライブラリー反応が終わると上澄液は捨て、0.1% TBSTで5回洗浄し、TBSで3回洗浄して各ウェルに100mM TEA(trimethylamine)100μLを入れた後、室温で10分間振る。10分後、各ウェルに1M Tris(pH7.5)50μLを入れて混ぜる。上澄液(supernatant)は、OD600 0.5になったXL1-blue 10mLに入れ、37℃で30分間感染(infection)させる。感染が終わると、100μLはアウトプットタイター(output titer)とし、残りは6,000rpm、10分間遠心分離する。上澄液は捨て、沈殿物はラージスクエアプレート(large square plate:CM 34μg/mL+1%グルコース)にスプレッド(spreading)し、30℃で一晩インキュベーション(overningt incubation)する。アウトプットタイターとして残した100μLは、1/10、1/100、1/1000に希釈(dilution)してCMプレートにスプレッドし、37℃で一晩置く。翌日、スクエアプレートに育ったコロニー(colony)は、2XYT培地50mLを入れ、ループ(loop)でかき集めた後、6000rpm、10分間遠心分離して上澄液は捨て、沈殿液(precipitate)に対して1次パンニングストック(panning stock)を作り、2XYT培養培地(growth media:CM 34μg/mL+1%グルコース)100mLを500mL三角フラスコに入れた後、OD600値が0.2となるように細胞を入れ、200rpm、37℃でOD 0.5になるまで育てる。OD600値が0.5になるまで細胞を培養した後、ヘルパーファージ(helper phage:M13KO7 mutant)を細胞の20倍となるように入れる。ヘルパーファージを入れ、37℃、30分感染(infection)させた後、6000rpm、10分間遠心分離する。上澄液を捨て、細胞は2×YT培地(CM 34μg/mL+Kan.70μg/mL+1mM IPTG+5mM MgCl)100mLに交換して入れた後、200rpm、30℃、一晩処理する。翌日、育った細胞は、7000rpm、10分、遠心分離し、同じ方法で1回さらに遠心分離する。集めた上澄液は、上澄液の1/5(v/v)20% PEG/2.5M NaClを入れ、アイス(ice)で1時間沈殿させる。沈殿させた後、9000rpm、1時間遠心分離する。上澄液は捨て、TBS 3mLで沈殿液(precipitate)を解いた後、0.45μmフィルター(filter)で濾過した後、4℃に保管し、これを次回のパンニング(panning)過程で使用する。この過程を3回反復し、抗原に結合する抗体を、ELISAを行って確認した。
実施例2.TIE2に特異的に結合し、TIE2との結合を中和するモノクローナルScFvファージ選別(結合ELISA)
パンニング(panning)過程が終わると、最後のラウンド細胞ストック(round cell stock)をCM寒天プレート(agar plate)に、200~500個のコロニーが形成可能なように希釈して敷いた後、37℃で一晩置く。翌日、コロニー(colony)が育つと、96ウェルディーププレート(96well deep plate)に2×YT培地(CM 34μg/mL+1%グルコース)200μLを入れ、各ウェルにコロニーを一つずつ入れた後、37℃、3000rpmで一晩置く。翌日、新しい96ウェルディーププレートに2×YT培地(CM 34μg/mL+1%グルコース)200μLを入れ、前日に育てた細胞を各ウェルごとに20μLずつ入れた後、37℃、3000rpm、70分間育てる。残りの細胞は、50%グリセロールを100μLずつ添加し、-70℃に保管する。細胞が育つと、ヘルパーファージ1μLと2×YT培地19μLを混ぜた後、各ウェルに20μLずつ添加後、37℃で30分間インキュベーションする。インキュベーションが終わると、3000rpm、10分間遠心分離する。上澄液を捨て、2×YT培地(CM 34μg/mL+Kan.70μg/mL+1mM IPTG+5mM MgCl)200μLを入れ、メガグロー(megagrow)で30℃、3000rpmで一晩処理する。
TIE2に特異的に結合するファージを選別するために、まず、96ウェルNi+プレートに、Ag(hTIE2-his:sino biological,10700-H08H)2μg/mLに作って100μL/wellずつ入れ、4℃で一晩置く。翌日、前日育てた細胞は、3000rpm、10分間遠心分離して4℃に保管する。敷いておいたAgは、0.1% TBSTで3回洗浄した後、2% BSA遮断バッファー(blocking buffer)を200μLずつ入れた後、25℃、2時間インキュベーションする。遮断(blocking)が終わると、0.1% TBSTで3回洗浄する。各ウェルに4% BSA 50μLとダウン(down)して4℃で保管していたファージ50μLを混ぜた後、室温で1時間振って反応させる。ファージ結合(phage binding)が終わると、0.1% TBSTで3回洗浄した後、HRP接合マウス抗M13抗体1:3000(HRP-conjugated mouse anti-M13Ab)(Sino,11973-MM05)を100μLずつ入れた後、25℃、1時間反応させる。反応が終わると、0.1% TBSTで3回洗浄した後、TMB(#BD TMB substrate reagent set 555214)を100μLずつ入れ、3~5分発色させた後、停止溶液(stop solution)を50μLずつ入れた後、ELISAリーダー(ELISA reader)で分析する。
表1のようにTIE2抗原に特異的に結合するモノクローナルscFvファージをELISAで測定した結果、選別された抗体の塩基配列は、次の表2、表3の通りであった。
実施例3.細胞発現TIE2に対する結合力を有する抗体選別
細胞発現TIE2に対する結合を確認するために、自体確率したヒト/マウスTIE2過発現CHO-K1細胞株(hTIE2/CHO-K1、mTIE2/CHO-K1)に対する結合を、流細胞分析法で測定した。各細胞を維持培養後、hTIE2CHO-K1はPBSで洗浄し、5mM EDTAを添加して細胞浮遊液を取り、遠心分離によりそれぞれの細胞を回収した。FACS専用バッファー(2% FBS、0.05%アジ化ナトリウム含有PBS)を用いて5×10cells/mL細胞懸濁液を製造し、各チューブ当たりに100μLずつ分注した。2μg/mLのクローンを各試験管に100μLずつ添加した後、4℃で30分間静置して細胞結合を誘導した。その後、2mLのFACSバッファーを用いて洗浄し、100μLの2次抗体希釈液(1/500、PE-conjugated anti-human IgG-Fc polyclonal antibody fragment,#A80-248PE,Bethyl Laboratories Inc.US)を添加後に、4℃で20分間静置して蛍光標識した。2mLのFACSバッファーで洗浄後、200μLのFACSバッファーを添加して細胞を浮遊させた。TIE2に対する陽性対照群としては、PE抗マウスCD202b(Tie-2,CD202)抗体(124007,Biolegend)、PE抗ヒトCD202b(Tie2/Tek)抗体(334205,Biolegend)、PE接合抗マウスIgGポリクローナル抗体(A90-139PE,Bethyl Laboratories Inc.)及びPE接合抗ヒトIgGポリクローナル抗体(A80-248PE,Bethyl Laboratories Inc.)で蛍光標識した。分析には、BD Bioscience社のFACSCaliburを用いた。
その結果、全てのクローンが、CHOK1細胞株に発現したヒトTIE2への結合に優れていることを確認し、4E2クローンは、ヒトとマウスの両方においてTIE2への結合力を保有していることを確認した(図1A及び図1B)。
実施例4.抗TIE2抗体発現
選別したscFvファージのIgG形態への転換は、分子生物学的手法を用いて行った。選別したE.Coliクローンからファージミド(Phagemid)を抽出し、PCR手法を用いて可変領域を増幅した。増幅した重鎖可変領域を、重鎖定常領域を含む発現ベクター(Invivogen,pfusess-hchg1)に挿入し、増幅した軽鎖可変領域は、軽鎖定常領域を含む発現ベクター(Invivogen,pfuse2ss-hclk)に挿入し、IgG形態のDNAクローニングを完了した。
IgGの一時発現には、Expi293F発現システムキット(Expi293F expression system kit:Thermo Fisher Scientific,US)を用いた。キットに含まれているExpi293細胞を、専用培地を用いて、37℃、5% CO環境下で125rpmオービタルシェーカー上で浮遊培養した。3日ごとに3×10cells/mLとなるように継代培養し、発現ベクター導入時には3×10cells/mLとなるように細胞数を調整して使用した。遺伝子導入は、専用試薬であるExpifectamineを使用し、細胞懸濁液1mL当たりに発現ベクターDNA 1μgとExpifectamine 2.7μLを含有する脂質DNA複合体を作製して細胞懸濁液に添加し、導入16~18時間後にエンハンサー(Enhancer)1/2を添加して発現を誘導した。その後、同一条件で3~4日間培養後に遠心分離し、IgG含有上澄液を取った。
実施例5.抗TIE2抗体の精製
取得した上澄液をProtein Aカラム(GE Healthcare)に注入し、親和力クロマトグラフィーでIgGを精製した。カラムを20mM Tris-HCl、50mM NaCl、5mM EDTA(pH7.0)で平衡化させた後、上澄液を注入し、50mM Tris-HCl、500mM NaCl、5mM EDTA、0.2% ポリソルベート20(pH7.0)溶液で洗浄した後、50mM NaCl、0.1M グリシン-HCl(pH3.5)で溶出後に、1M Trisで中和した。溶出されたタンパク質は、MWCO 10,000 spectra/por透析膜(dialysis membrane)(Spectrum Labs,US)を用いた透析過程によってPBSに溶媒を交換した。その後、Vivaspin(Sartorius,DE)を用いて必要濃度で濃縮し、分周後に-80℃で保管した。
精製後、各抗体は、非還元及び還元LDSサンプルバッファー(Non-reducing及びReducing LDS sample buffer:Thermo Fisher Scientific)に処理し、NuPAGEシステム(Thermo Fisher Scientific)を用いて電気泳動した。その結果、50kDaの重鎖及び25kDaの軽鎖を含む合計分子量約150kDaのIgGを得た。
実施例6.抗TIE2抗体のヒト及びマウスTIE2に対する交差反応性(cross reactivity)確認
ScFvファージクローンにおけるTIE2の結合がIgGにおいても維持されるかどうかをELISAで確認した。96ウェル免疫プレートに、Ag(hTIE2-his:sino biological,10700-H08H;mTIE2-his:sino biological,51087-M08H)1μg/mLに作って100μL/wellずつ入れ、4℃で一晩置く。翌日、前日に育てた細胞は3000rpm、10分間遠心分離し、4℃に保管する。敷いておいたAgは、0.1% TBSTで3回洗浄した後、2% BSA遮断バッファー(blocking buffer)を200μLずつ入れ、25℃、2時間インキュベーションする。遮断(blocking)が終わると、0.1% TBSTで3回洗浄する。各ウェルに4% BSA50μLとダウン(down)して4℃で保管したファージ50μLを混ぜた後、室温で1時間振って反応させる。ファージ結合(phage binding)が終わると、0.1% TBSTで3回洗浄した後、HRP接合ヤギ抗ヒト抗体1:3000(HRP-conjugated goat anti-human Ab)(Sino,11973- MM05)を100μLずつ入れ、25℃、1時間反応させる。反応が終わると、0.1% TBSTで3回洗浄した後、TMB(#BD TMB substrate reagent set 555214)を100μLずつ入れ、3~5分発色させた後、停止溶液(stop solution)を50μLずつ入れ、ELISAリーダー(ELISA reader)で分析する。
その結果、ScFvにおける同様に、1A6、1A9、2F2、4E2及び3D6クローンがヒトTIE2に結合し、4E2クローンは、ヒトとマウスTIE2の両方に結合することを確認した(図2)。
実施例7.抗TIE2抗体の移動(migration)活性測定
抗TIE2抗体のうち、最も優れた血管安定化剤として働くクローンを探すために、血管正常化機序において初期段階(early stage)を担当する血管内皮細胞の移動特徴を用いて選別しようとした。そのために、ヒト血管内皮細胞株であるHUVEC細胞を用いた移動アッセイ(migration assay)を行った。
24ウェルトランスウェルポリカーボネートインサート(8.0μm孔サイズ,Corning)を0.1%ゼラチン溶液でコートし、常温で約10分間乾燥させた。各薬物を600μL基本培地(basal medium)に希釈し、下部チャンバーに入れた。その後、インサートチャンバーを、培地の入っている下部チャンバーに入れ、1×10cells/100μLのHUVEC細胞をインサートチャンバーに接種した。37℃で4時間培養した後、インサートチャンバーを取り出して蒸留水に3回洗浄した後、インサートチャンバーに付着している細胞を0.5%クリスタルバイオレットで常温で10分間染色した。その後、綿棒を用いて、インサート内部の移動していない細胞を拭き、光学顕微鏡を用いて、インサートチャンバーの内部から外部に移動した細胞を、200倍率で撮影し、Image-J program(NIH)を用いて定量した。
その結果、陽性対照群である500ng/mL ANG1(R&D system,923-AN-025)をグラスタリンングした群は、そうでない群に比べてよく移動させることが見られ、陰性対照群である500ng/mL ANG2(R&D system,623-AN-025)においては、グラスタリンングの有無に関係なく、移動効能は見られなかった。特に、試験群のうち、30μg/mL 4E2及び2F2クローンの移動効果が増加したことが確認された。1A6、1A9、11Fクローンは、移動が基本レベル程度と確認され、むしろ3D6は移動を減少させた(図3A)。
移動結果に基づき、4E2と2F2クローンの濃度別活性、及びAng1との併用処理時における相乗効果を確認するために、前述の方法を用いて移動活性を測定した。その結果、4E2と2F2クローンの濃度依存的な活性を示し、Ang1との併用処理時に相加効果(additive effect)を示すことを確認した(図3B及び図3C)。したがって、4E2及び2F2クローンがANG1との相乗効果を示し、血管正常化(vessel normalization)の初期段階(early stage)で起こる移動を速く誘導し、血管正常化効果をよく示すと考えられる。
実施例8.抗TIE2抗体と競合物質(Ang1及びAng2)との結合特性比較
移動アッセイにより血管安定化剤として選別された抗体である2F2と4E2がTIE2に結合して機能を示すとき、Ang1及びAng2と競合して結合するか否かを、競合ELISAを用いて確認した。96ウェル免疫プレートにhTIE2(sino biological,10700-H08H)を1μg/mLの濃度にして100μL/wellずつ入れ、4℃で一晩置く。敷いておいたhTIE2は、1×PBSで2回洗浄した後、2% BSA(blocking buffer)を200μLずつ入れ、RTで2時間インキュベーションする。遮断が終わると、0.1% PBSTで2回洗浄する。抗TIE2候補抗体は2μg/mLの濃度、ANG1&ANG2タンパク質は50μg/mLの最高濃度から10倍ずつ段階希釈によってTIE2と結合させた。その後、PBSTで3回洗浄後、1:2000の割合に希釈したHRP接合ヤギ抗ヒト抗体1:3000(HRP-conjugated goat anti-human Ab)(Sino,11973- MM05)を100μL添加し、常温で1時間反応させて結合を誘導し、PBSTで3回洗浄後にTBM基質試薬を用いて発色させた。発色反応は、50μLの2N HSOを添加することで停止させ、sunriseマイクロプレートリーダー(TECAN,CH)を用いて特異的吸光度OD450-630を測定した。
図2に見られるように、選別された抗体(2F2及び4E2)は、ヒトANG1及びANG2と競合しないでTIE2に結合することを確認した(図4)。
実施例9.抗TIE2抗体の結合親和度評価
選別された抗TIE2抗体である4E2、2F2及び11FのヒトTIE2-his(sino biological,10700-H08H)及びマウスTie2-his(sino biological,51087-M08H)への親和度分析をOctet system(Fortebio Inc.US)を用いて測定した。抗TIE2抗体をバイオセンサーに固定化し、メーカーのマニュアルに従って実験した。ヒトTIE2及びマウスTie2の濃度別結合動力学を測定し、結合速度定数(kon)、解離速度定数(koff)及び結合定数(K)を算出した(表4)。
11F抗体は、ヒトTIE2とマウスTie2間の交差反応性を有することを確認し、ELISAで確認したマウスTie2(KD:2.09E-05M)において非常に弱い親和度(affinity)を有するということを証明した。4E2においても同様に、ヒトとマウスTie2の両方で付着し、ヒトTIE2に対する結合親和度(binding affinity)が、KD値が1.0E-12Mと高い親和度を示すことを確認しし、マウスTie2に対する親和度(1.38E-08M)も有することを確認した。2F2は、ヒトTIE2にのみ特異的な結合力を示すことを確認し、KD値が7.94E-10Mと高い親和度を示すことを確認した。
実施例10.抗TIE2抗体の血管漏れ回復(recovery)活性測定
抗TIE2抗体の血管安定化剤としての活性を確認するために、血管内皮細胞を用いて血管漏れ回復試験を行った。血管新生発生時にVEGFの過発現によって血管の接合(junction)が切れてしまい、血管漏れ現象が発生する。これをin vitroレベルで具現するために、HUVEC細胞株を用いて血管透過性アッセイを行った。
24ウェルトランスウェルポリカーボネートインサート(0.4μm孔サイズ,Merck Millipore)を0.1%ゼラチン溶液(Sigma Aldrich,G1890)でコートした後、常温で約10分間乾燥させた。その後、インサートチャンバーを培地の入っている下部チャンバーに入れ、6×10cells/200μLのHUVEC細胞をインサートチャンバーに接種した。その後、37℃条件の5% CO培養器で培地交換無しに72時間培養した。インサートチャンバー内の培地を除去した後、基本培地に各薬物を処理した。37℃で30分間細胞を培養した後、100ng/mL VEGF(R&D system,293-VE-050)を処理し、150分間反応させた。その後、0.5mg/mL FITCデキストラン(70kDa,Sigma)をインサートチャンバーに処理し、室温で30分間反応させた。下部チャンバーに抜け出したFITCデキストランを50μL採取し、PBSに1:20に希釈した。その後、希釈された試料を492nm/520nm(励起/放出)波長で蛍光(fluorescence)をマイクロプレートリーダー(Hidex Chameleon)で測定した。
その結果、VEGFのみ処理した群において血管内皮細胞の密着連接(tight-junction)が切れてFITCデキストランの移動量が多くなったが、陽性対照群であるAng1を処理した時、FITCデキストランの移動量が減少することを確認した。一方、陰性対照群であるAng2は、VEGFのみ処理したグループと類似の透過性を示し、2F2及び4E2を処理したグループでは透過性が減少した。また、同じ実験方法で11Fの活性を確認した結果、11Fも同様、血管透過性を減少させることを確認した(図5A及び図5B)。
上の結果から、抗TIE2抗体は、VEGFによって誘導された血管漏れを改善させることができる活性を有していることを確認した。さらに、抗TIE2抗体が疾患モデルと類似の培養条件においても血管漏れを回復させることができるかどうか、VEGFとAng2が同時に処理された群における活性を確認した。
その結果、2F2は、基本(basal)レベルと類似する程度の血管透過性を減少させることを確認し、4E2も、基本レベル分程度減少させることを確認した。血管透過性結果に基づき、2F2及び4E2クローンは、VEGF及びAng2によって誘導された血管漏れを正常化させることができることを確認した(図5C)。
実施例11.抗TIE2抗体の血管正常化に対する機序研究
選別された抗TIE2抗体の血管漏れ改善効果が血管正常化信号伝達機序によって現れるのかどうか確認するために、TIE2下位信号伝達機序を測定した。そのために、ヒト血管内皮細胞株であるHUVEC細胞に薬物を処理した後、ウェスタンブロット分析法で血管正常化に関連したタンパク質発現を確認した。
ウェスタンブロットを行うために、各薬物反応済みのHUVEC細胞株をPBSで2回洗浄後に、細胞抽出物を得るために、溶解バッファー(lysis buffer)(Thermo Scientific,RIPA buffer & phosphatase inhibitors)を入れてアイスで20分反応させる。その後、13,000rpm、4℃で遠心分離後に、上澄液のみを得る。BCAタンパク質定量法を用いて定量後に、10% SDS-PAGEゲルに溶解産物(lysate)をロード後に、電気泳動する。ニトロセルロース膜(Nitrocellulose membrane)(Bio-Rad)を用いて移植(transfer)を行った後、0.1% Tween20 TBSTバッファーに5%スキムミルクを希釈し、常温で1時間遮断を行う。その後、1次抗体(p-TIE2、TIE2、p-AKT、AKT、p-ERK、ERK、p-VEGF、p-VEカドヘリン、及びVEカドヘリン及びヒストン;Cell signaling)を1:1000に希釈し、4℃で一晩シェークし、ペルオキシダーゼ接合(Peroxidase-conjugate)2次抗体(Santa cruz)を1:5000に希釈し、常温で1時間反応させる。ECL溶液(Pierce)反応を行い、目的とするタンパク質のバンドを観察する。まず、時間帯別TIE2信号伝達機序に対して確認した。その結果、抗TIE2抗体である2F2は、ANG1と類似に、TIE2リン酸化反応を誘発させ、血管正常化信号であるAKTもリン酸化させた。抗TIE2抗体の4E2及び11Fに対しても確認した結果、これと類似の結果が得られた。したがって、2F2、4E2及び11F抗体は、TIE2リン酸化により血管正常化剤としての可能性を確認した(図6)。
したがって、血管漏れ環境下でも抗TIE2抗体が血管安定化信号伝達によって血管漏れを回復させたかどうか確認するために、VEGF含有培地に抗TIE2抗体2F2を処理し、上と同じウェスタンブロット分析法により、血管内皮細胞の密着連接回復を担当するVEGFRとVEカドヘリンのリン酸化信号を測定した(図7)。
その結果、新生血管生成を担当するVEGF群において、VEGFRのリン酸化が増加し、細胞間密着連接をなすVEカドヘリンのリン酸化の増加を確認した。陽性対照群であるAng1では、これと逆に、VEGFRとVEカドヘリンのリン酸化を阻害させ、これと同様に、2F2もVEGFRとVEカドヘリンのリン酸化を阻害させた。このような信号伝達は、抗TIE2抗体がTIE2リン酸化によってVEGFRの活性化を阻害させ、阻害したVEGFRは、細胞膜で細胞間密着連接を担当するVEカドヘリンのリン酸化を阻害させ、細胞間密着連接が回復したと見なされる。結果的に、抗TIE2抗体は、血管漏れ現象回復機能及び信号伝達を有する血管安定化剤であることが示唆される。
実施例12.抗Tie2抗体による細胞間密着連接維持
抗Tie2抗体が血管正常化に影響を及ぼすかどうか確認するために、HUVEC細胞株を用いて免疫細胞化学(immunocytochemistry)試験を行った。ICC用4ウェルチャンバースライドにHUVEC細胞株を8×10cells/well濃度で播種(seeding)し、24時間後に100ng/mL VEGF、Ang1、Ang2、10ug/mL抗Tie2抗体(2F2、4E2)を分注し、24時間インキュベーションした。その後、4% PFAで15分間固定後に、Triton X-100で細胞膜を透過処理(permeabilization)し、10% ヤギ血清で遮断した。PBSで洗浄後に、Alexa-488接合抗VEカドヘリン(Thermo)を1:200の濃度で一晩結合させ、1ng/mL DAPIを10分間反応させた。その後、PBSで洗浄し、マウンティング溶液で固定させた後、蛍光顕微鏡で撮影した。
VEカドヘリン発現を観察した結果、VEGF及びAng2同時処理群において細胞間密着連接分子であるVEカドヘリン発現が減少したことが確認でき、陽性対照群であるAng1処理時に連接(junction)が回復することが観察できた。抗Tie2抗体(2F2)を処理した時、陽性対照群のように有意のVEカドヘリン発現増加を示し、Ang2と併用処理時にVEカドヘリン発現増加傾向性を示した。抗Tie2抗体(4E2)も、陽性対照群のように有意のVEカドヘリン発現増加を示し、Ang2と併用処理時にも単独処理群と類似のVEカドヘリン発現増加レベルを示した(図8)。このことから、抗Tie2抗体(2F2、4E2)がVEカドヘリン発現を増加させ、結果的に血管正常化させると考えられる。
実施例13.抗TIE2抗体の血管正常化に対するin vivoテスト
抗TIE2抗体の血管正常化機能がin vivoレベルで見られるかどうか確認するために、VEGF誘発血管漏れ耳モデル(VEGF-induced vessel leakage ear model)を用いて、マウスTie2と結合力を有する4E2抗体を用いて抗TIE2抗体の活性を確認しようとする。
7週齢のBalb/c雄マウスの尾静脈に1%エバンスブルー(Evans blue)染色薬を注射し、10分間反応させ、血色を青く染色した。続いて、試験群ネズミの右耳の血管に10mg/kgの4E2を投与し、左耳の血管にPBSを投与した。30分後にVEGF(R&D system,293-VE-050)を両耳の血管に投与した。対照群は、左耳の血管にPBSを投与し、右耳にVEGFを投与した。30分後、耳を切ってエタノールで24時間エバンスブルー染色薬を抽出した。その後、マイクロプレートリーダーでOD値を測定した。
その結果、陰性対照群において、VEGFによってエバンスブルー染色薬の漏れを確認し、これは、PBS群に比べて約2倍増加した漏れレベルを示した。試験群では、4E2処理群がVEGF群に比べて約30%エバンスブルー染色薬漏れ減少効果を有することが見られた。したがって、本実験から、抗TIE2抗体が、VEGFによって誘発された血管漏れ現象を、TIE2信号伝達を通じて十分に血管を正常化させることができることを確認した(図9)。
実施例14.抗Tie2抗体の網膜新生血管形成抑制機能評価
抗Tie2抗体の新生血管形成の抑制効能があるかどうか確認するために、レーザー誘発コロイダル血管新生マウス(laser-induced choroidal neovascularization mouse)モデルにおいて薬効試験を実施した。その効力は、商用薬物であるアフリベルセプト(aflibercept)を対照群にして試験した。マウスをケタミンで全身麻酔させた後、麻酔点眼剤を眼球に点眼してさらに局所痲酔させ、散瞳剤を点眼して散瞳誘導する。マウスを載物台上に載せ、Micron-IVを用いてCNV誘導条件(波長532nm、直径50μm、持続時間80mS、電力レベル200mW)にしたがってレーザー火傷(laser burn)を誘導し、ブルック膜(Bruch’s membrane)を破壊させる。レーザー火傷誘導過程でバブリング(bubbling)が観察されていない病変は、失敗したレーザー火傷(unsuccessful laser burn)と分類し、Gong Y.(Plos One,1:15,2015)等が提案した基準を変形した除外基準(exclusion criteria)に基づき、結果分析及び統計処理過程から除外した。
CNV誘導24時間後、抗Tie2抗体(20、40μg/eye)と対照薬物アフリベルセプト(20μg/eye)を投与した。これによる血管新生抑制効果を確認するために、CNV誘導10日後にマウスをケタミンで全身麻酔させた後、蛍光造影剤を腹腔注射した。麻酔点眼剤を眼球に点眼してさらに局所麻酔させた後、散瞳剤を点眼して散瞳を誘導した。マウスを載物台上に載せ、Micron-IVの映像カメラ(imaging camera)で基底部(fundus)に映像を合わせた後、当該眼球に潤滑ゲルを点眼した後、OCTのレンズをマウスの角膜に接触させた。FFA/OCT撮影を行った後、マウス眼球に抗生剤点眼液を一滴点眼した。FFA及びOCTイメージに対する分析は、‘Image-J’プログラムを用いて行った。ただし、Gong Y.等が提案した除外基準に該当するCNV病変は、最終結果及び統計分析過程から除外された。
視神経回復効果を確認するために、網膜電位図(ERG)検査を行った。マウスは、ERG評価12時間前から暗室で暗順応を誘導した。評価当日(CNV誘導後11日)に、ロムプン(登録商標)とケタミン(登録商標)で全身麻酔させた後、アルカイン(登録商標)を眼球に点眼してさらに局所痲酔を誘導し、散瞳剤を点眼して散瞳を誘導した。マウスをERG載物台上に載せ、ERGのプローブをそれぞれ、尻尾、頭及び角膜に接触させた。ERGは、単一フラッシュ刺激(0.9log cds/m(10 responses/intensity))に対する網膜電位図変化で測定した。ERG評価が終了すると、マウス眼球にトブレックスを1滴点眼した。ERG分析は、‘LabScribeERG(iWorx DataAcquisition Software)’プログラムを用いて行った。ただし、Gong Y.等が提案した除外基準に該当する眼球は、最終結果及び統計分析過程から除外された。
CNVマウスモデルに対する抗Tie2抗体の新生血管減少効能結果は、図10に示した。FFA上で観察されたCNV病変のサイズにおいて、抗Tie2抗体を投与した全ての試験群においてCNV対照群に比べて統計的に有意な減少が観察され(それぞれ、P<0.0001)、アフリベルセプトを投与した試験群と比較しても、より優れた減少効果を示すことが確認された。図10BにおいてOCT測定により病変の体積をCNV対照群と比較したときも、抗Tie2抗体を投与した全ての試験群において統計的に有意に病変の体積を減少させることを確認した(それぞれ、P<0.0001、P<0.001)。また、図10Cで、scotopic-ERGにより網膜電位図をCNV対照群と比較したとき、アフリベルセプト投与群と同等であり、統計的に有意なB波の振幅(B-wave amplitude)の増加が観察された(それぞれ、P<0.0001)。結果的に、CNVマウスモデルにおいて、抗Tie2抗体は、新生血管形成抑制及び血管漏れ現象抑制の機能を有すると考えられる。
実施例15.抗Tie2抗体の癌血管正常化機能評価
抗Tie2抗体の癌血管正常化に対する効能を評価するために、抗VEGFR抗体DC101を対照薬物として用い、自発性膠芽細胞腫マウスモデルにおいて試験を行った。自発性膠芽細胞腫は、EGFR viii/viiiルシフェラーゼfl/+ tdTomato fl/+マウスを生後6~7週になった時から週1回IVIS撮影で腫瘍誘発程度を測定する。腫瘍発生は、IVISシグナル輝度(signal radiance)が3.0×10(photons/sec/cm/sr)以上であり、且つマウスの脳に局所的に集中した信号が見える場合と定義した。腫瘍発生が確認されたマウスを群分離し、薬物投与前1回、投与中1回、投与終了時点1回の合計3回のIVISイメージが撮影され、各撮影の度にシグナル輝度(signal radiance)が記録された。抗Tie2抗体(1mg/mouse)と抗VEGFR抗体(1mg/mouse)薬物は、それぞれ、静脈投与で投与され、2週間に週2回の合計で4回容量が投与された。薬物投与前イソフルラン(Isoflurane)呼吸麻酔によってマウスを十分に麻酔させた。ケタミン52.5uL+ロムプン22.5uL+PBS 75uLの混合溶液をI.P.注入してマウスを十分に麻酔させた後、後眼窩静脈(retro-orbital vein)を通じてlectin-649 200uLをI.V.注入し、10分後にマウスをさらに麻酔し、脳を摘出した。既に摘出されたマウス脳から、CD31、PDGFRβ染色により血管構造変化及び血管周囲細胞のカバレッジを評価した。
Td-Tomato発現の高い腫瘍形成部位を中心にPECAMシグナルを観察した結果、ヒトIgGとDC101に対比して、4E2処理群において癌血管の直径が広くなり、曲がり、血管枝が大きく減少する癌血管の外形的特徴が減少した形態が観察された(図11A)。また、PDGFRβシグナルを観察により、抗Tie2抗体処理群において、PECAM染色された部位に対して、概ね、血管付着細胞マーカーであるPDGFRβタンパク質がよく付着されることが分かった。これにより、抗Tie2抗体は、血管内皮細胞の異常増殖を抑制し、血管内皮細胞に対する血管周辺細胞の付着を増加させることにより、癌血管の外形を正常化させる機能を有すると見なされる(図11B)。
実施例16.抗Tie2抗体の抗腫瘍効能評価
抗Tie2抗体の抗腫瘍効果及び癌血管正常化による腫瘍内免疫細胞移動増加を確認するために、マウス由来大腸癌細胞株であるCT26移植BALB/cマウスにおいて、抗マウスPD-1抗体と併用投与及び単独投与の試験を行った。CT26大腸癌細胞株を移植したマウスの腫瘍サイズを、長軸、短軸及び厚さを、ノギス(vernier caliper)を用いて測定し、同時に体重を測定した。このように測定された腫瘍のサイズを(長軸×短軸×厚さ)/2で計算し、平均で27.5mm程度に腫瘍マウス群分離をした。その後、抗Tie2抗体(30mg/kg)、抗マウスPD-1(10mg/kg)の薬物をそれぞれ週1回及び週2回単独投与及び併用投与をした。薬物投与10日目に、全ての個体に対してCOガスを用いて致死させた後、開腹して臓器の異常有無を肉眼で確認し、腫瘍を摘出した。摘出した腫瘍は、化学はかり(chemical balance)に重さを測定し、写真撮影後に、腫瘍は、流細胞分析法で腫瘍内免疫細胞であるCD4T細胞、CD8T細胞、MDSCを測定し、ホルマリンに固定させた腫瘍は、免疫組織染色法を用いてCD8T細胞とMDSCを染色した。
その結果、抗Tie2抗体(10mg/kg)単独処理群において、約40%腫瘍抑制効果を示し、抗マウスPD-1抗体(10mg/kg)投与群に比して有意の減少効果を示した(図12A及び図12B)。特に、抗Tie2抗体と抗マウスPD-1抗体の併用投与時に約64%腫瘍抑制効果を示した(図12A及び図12B)。これに基づき、腫瘍内移動した免疫細胞を流細胞分析法と免疫組織染色法で測定した結果、抗Tie2抗体投与群において、細胞毒性細胞として知らされたCD8T細胞分布が、陰性対照群に比べて約3倍増加したことが観察され、抗マウスPD-1抗体との併用投与においも、同等な移動量を示した(図12C及び図12D)。したがって、抗Tie2抗体は、癌血管正常化機能により、腫瘍内に免疫細胞移動を増加させ、抗腫瘍効果を奏すると考えられる。
実施例17.抗Tie2抗体の低酸素症改善評価
抗Tie2抗体の癌血管正常化による抗腫瘍効能及び腫瘍内低酸素症改善を確認するために、マウス由来大腸癌細胞株であるCT26移植BALB/cマウスにおいて薬物投与を行った。CT26大腸癌細胞株を移植したマウスの腫瘍サイズは、長軸、短軸及び厚さをノギスで測定し、同時に、体重を測定した。このように測定された腫瘍のサイズを(長軸×短軸×厚さ)/2で計算し、平均24.6mm程度に腫瘍マウス群分離をした。その後、抗Tie2抗体(10mg/kg)、及び対照薬物である抗VEGFR抗体であるDC101(20mg/kg)を、それぞれ、週1回、及び週2回で単独投与した。薬物投与後10日目に、各群に2匹ずつピモニダゾール(pimonidazole)をIV投与し、90分後に全ての個体をCOガスを用いて致死させて開腹し、臓器の異常有無を肉眼で確認し、腫瘍を摘出した。摘出した腫瘍は、化学はかりに重さを測定し、写真撮影後に、腫瘍は流細胞分析法で腫瘍内免疫細胞であるリンパ球(CD45CD3 T細胞)を測定し、ピモニダゾール投与された腫瘍は、4% PFAに固定させた後、免疫組織染色法を用いてhypoxyprobe染色を行った。
抗Tie2抗体投与群と対照薬物であるDC101における腫瘍抑制効果は約30%と、類似の効能を示し(図13A,P<0.01、P<0.001)、抗Tie2抗体群において、腫瘍内免疫細胞であるリンパ球が、対照群に比して約2倍増加した(図13B,P<0.01)。対照薬物である抗VEGFR2抗体は、陰性対照群と類似のレベルで腫瘍内免疫細胞移動は測定されなかった。また、hypoxyprobe染色試験法を用いて低酸素症改善評価を行った結果、抗Tie2抗体投与群において、蛍光染色の発色が、陰性対照群に比べて約4倍減少し(図13C,P<0.01)、対照薬物である抗VEGFR抗体に比べても約2.5倍減少した結果を示した(図13C,P<0.01)。したがって、抗Tie2抗体は、癌血管を正常化させる機能により、腫瘍内免疫細胞移動を増加させ、低酸素症を改善させると考えられる。
本発明に係る抗TIE2抗体又はその抗原結合断片は、TIE2に、目的とする結合力を示し、目的とする癌/腫瘍又は血管安定化剤及び新生血管形成に関連した疾病の予防又は治療に有用に利用可能である。本発明によれば、既存のTIE2を標的する治療剤とは異なる標的ポイントを有する治療剤を開発することにより、腫瘍及び新生血管形成関連疾病を治療するとき、既存治療剤との併用治療及び単独治療法を提供することができる。
以上、本発明の内容の特定の部分を詳細に記述したところ、当業界における通常の知識を有する者にとって、このような具体的記述は単に好ましい実施様態に過ぎず、これによって本発明の範囲が制限されるものでない点は明らかであろう。したがって、本発明の実質的な範囲は、添付の請求項とそれらの等価物によって定義されるといえよう。

Claims (14)

  1. 配列番号13の重鎖CDR1、配列番号14の重鎖CDR2及び配列番号15の重鎖CDR3を含む重鎖可変領域、並びに配列番号16の軽鎖CDR1、配列番号17の軽鎖CDR2及び配列番号18の軽鎖CDR3を含む軽鎖可変領域、又は
    配列番号25の重鎖CDR1、配列番号26の重鎖CDR2及び配列番号27の重鎖CDR3を含む重鎖可変領域、並びに配列番号28の軽鎖CDR1、配列番号29の軽鎖CDR2及び配列番号30の軽鎖CDR3を含む軽鎖可変領域、
    を含む、TIE2に結合する抗体又はその抗原結合断片。
  2. 配列番号46の重鎖可変領域及び配列番号48の軽鎖可変領域を含む、請求項1に記載の抗体又はその抗原結合断片。
  3. 配列番号54の重鎖可変領域及び配列番号56の軽鎖可変領域を含む、請求項1に記載の抗体又はその抗原結合断片。
  4. 請求項1~3のいずれか一項に記載の抗体又はその抗原結合断片をコードする核酸。
  5. 重鎖可変領域をコードする核酸が、配列番号45又は53により表され、そして、軽鎖可変領域をコードする核酸が、配列番号47又は55により表される、請求項4に記載の核酸。
  6. 請求項4に記載の核酸を含む発現ベクター。
  7. 請求項6に記載の発現ベクターで形質転換された細胞。
  8. 次の段階を含む、TIE2に結合する抗体又はその抗原結合断片の製造方法:
    (a)請求項7に記載の細胞を培養する段階;及び
    (b)前記培養された細胞から抗体又はその抗原結合断片を回収する段階。
  9. 請求項1~3のいずれか一項に記載の抗体又はその抗原結合断片を有効成分として含む血管新生疾患の予防又は治療用組成物。
  10. 前記血管新生疾患は、腫瘍、癌、転移(metastasis)、糖尿病性網膜症(diabetic retinopathy)、未熟児網膜症(retinopathy of prematurity)、角膜移植拒絶反応(corneal graft rejection)、黄斑変性(macular degeneration)、血管新生緑内障(neovascular glaucoma)、全身紅皮症(erythrosis)、増殖性網膜症(proliferative retinopathy)、乾癬(psoriasis)、血友病性股関節炎(hemophilic arthritis)、動脈硬化性プラーク(atherosclerotic plaques)の毛細血管形成、ケロイド(keloid)、傷顆粒化(wound granulation)、血管癒着(vascular adhesion)、リューマチ関節炎(rheumatoid arthritis)、退行性関節炎(osteoarthritis)、自己免疫疾患(autoimmune diseases)、クローン病(Crohn’s disease)、レステノシス(restenosis)、アテローム性動脈硬化症(atherosclerosis)、腸狭窄(intestinal adhesions)、猫ひっかき病(cat scratch disease)、潰瘍(ulcer)、糖尿病性足部潰瘍(diabetic Foot Ulcers)、肝硬変症(liver cirrhosis)、腎臓炎(nephritis)、糖尿病性腎臓疾患(diabetic nephropathy)、慢性腎不全(chronic kidney failure)、真性糖尿病(diabetes mellitus)、炎症疾患(inflammatory diseases)、特発性肺線維症(Idiopathic Pulmonary Fibrosis)、敗血症(sepsis)、急性呼吸困難症候群(Acute respiratory distress syndrome)及び神経変性疾患(neurodegenerative diseases)からなる群から選択されたことを特徴とする、請求項9に記載の組成物。
  11. 請求項1~3のいずれか一項に記載の抗体又はその抗原結合断片を有効成分として含む血管安定化用組成物。
  12. 請求項1~3のいずれか一項に記載の抗体又はその抗原結合断片を有効成分として含む血管新生疾患の診断用組成物。
  13. 請求項1~3のいずれか一項に記載の抗体又はその抗原結合断片を有効成分として含む腫瘍又は癌の予防又は治療用組成物。
  14. 請求項1~3のいずれか一項に記載の抗体又はその抗原結合断片を含む、他の治療剤との併用投与用組成物。
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