JPH08510642A - ゲロニンおよび抗体から成る免疫毒素 - Google Patents

ゲロニンおよび抗体から成る免疫毒素

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JPH08510642A JP6525727A JP52572794A JPH08510642A JP H08510642 A JPH08510642 A JP H08510642A JP 6525727 A JP6525727 A JP 6525727A JP 52572794 A JP52572794 A JP 52572794A JP H08510642 A JPH08510642 A JP H08510642A
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Abstract

(57)【要約】 本発明は、I型リボソーム失活性蛋白質(RIP)および標的分子に対するジスルフィド結合につき利用しうるシステインを持ったRIPの同族体をコードする精製および分離されたポリヌクレオチドを提供する。これらポリヌクレオチドを含むベクターおよびこれらベクターで形質転換された宿主細胞も提供される。RIPおよびRIP同族体は、遺伝子融合生成物および免疫結合体を含む本発明による細胞毒性治療剤の成分として使用するのに特に適している。本発明による細胞毒性治療剤もしくは免疫毒素は、薬剤の第2成分の特定結合能力によりRIP成分が標的とする任意の細胞種類を選択的に排除すべく用いることができ、たとえば自己免疫病、癌および移植組織−対−宿主病のような特定の細胞種類の排除を目標とする病気の処置に適している。

Description

【発明の詳細な説明】 ゲロニンおよび抗体から成る免疫毒素 発明の利用分野 本特許申請は、同時出願中の米国特許出願連続番号08/064,691号(1993年5月 12日提出)の一部継続であり、後者は同時出願中の米国特許出願連続番号07/988 ,430号(1992年12月9日提出)の一部継続であり、これはまた出願中の米国特許 出願連続番号07/901,707号(1992年6月19日)の一部継続であり、さらにこれは すでに破棄されている米国特許出願連続番号07/787,567号(1991年11月4日提出 )の一部継続である。 本発明は一般的には、細胞毒性療法薬の成分として有用な物質に関する。より 具体的には、本発明はリボソーム不活性化蛋白、リボソーム不活性化蛋白の類似 体、このような蛋白や類似体をエンコードするポリヌクレオチドでその一部はタ ーゲティング分子と複合するように特異的に修飾されたポリヌクレオチド、なら びにリボソーム不活性化蛋白をエンコードするポリヌクレオチドのターゲティン グ分子をエンコードするポリヌクレオチドへの遺伝子融合に関する。 発明の背景 リボソーム不活性化蛋白(RIP)は、高級植物に遍在する蛋白のクラスを含ん で成る。ただし、このような蛋白 は細菌からも単離されている。RIPは、真核蛋白合成の阻害物質となる可能性が ある。特異的アデニン塩基のN-グリコシド結合は、真核リボソームの28S rRNAの ひじょうによく保存されたループ領域にあるRIPによって加水分解により切断さ れ、それにより翻訳が不活性化される。 植物RIPは2種類に分けられる(スティルペらによるFEBS Lett.195巻1・2 号)1〜8頁(1986年))。I型蛋白はそれぞれリボソーム不活性化活性を有す る単一のペプチド鎖から成るのに対して、II型蛋白はそれぞれ、細胞結合特性を 有するB鎖にジスルフィド結合した基本的にはI型蛋白と等価のA鎖で構成され る。ゲロニン、dodecandrin、tricosanthin、tricokirin、bryodin、Mirabilis 抗ウイルス蛋白(MAP)、オオムギ・リボソーム不活性化蛋白(BRIP)、アメリ カヤマゴボウ抗ウイルス蛋白(PAP)、saporin、luffins、momordinがI型RIPの 例であり、リシンおよびアブリンがII型RIPの例である。 様々なリボソーム不活性化蛋白についてアミノ酸配列情報が報告されている。 I型RIP、細菌性RIP、およびII型RIPのA鎖の間では、RIP活性部位の三次構造は 少なくとも保存されているようである。多くの場合、一次構造との相同性も見つ かる。レディらによるJ.Biol.Chcm.259巻24号15252〜15256頁(1984年)およ びその他の報告では、RIP2つの型は進化的に関連があることを示唆している。 I型植物リボソーム不活性化蛋白は、細胞毒療法の成 分として使用するのに特に適していることがある。RIPは、生体内で特定の細胞 型にRIPを運んでその細胞を選択的に殺すことができるようにしてくれるターゲ ティング物質に共役させることができる。標準的には、ターゲティング物質(た とえば抗体)はジスルフィド結合で毒素に結合し、これは生体内で還元され、蛋 白毒素が運搬物質の交代から分離して細胞内で活性化できるようにする。標的と なる細胞毒蛋白のもう1つの産生方法は、ターゲティング部分をエンコードする 遺伝子に融合する細胞毒蛋白をエンコードする遺伝子を発現させることである。 こうしてできた蛋白産物は、たとえば1本以上の抗体の鎖に結合する細胞毒蛋白 を含有する1ないし複数のポリペプチドから成る。 パスタンらはScience 254巻1173〜1177頁(1991年)でこのような様々な遺伝 子融合について論じている。ただし、これらの融合蛋白は、ジフテリア毒素また 緑膿菌(Pseudomonas aeruginosa)エキソトキシンAの配列を使って構築されて おり、この二種の毒素のいずれも細菌由来のADP-リボシルトランスフェラーゼで ある。これらの蛋白毒素は、RIPの場合とは異なる機序によって細胞を中毒化し 、蛋白合成を阻害すると報告されている。さらに、ジフテリア毒素およびエキソ トキシンAは構造的にRIPとは異なり、RIPと似たアミノ酸配列はほとんど示さな い。一般に、ジフテリア毒素またはエキソトキシンAで作られる融合蛋白は動物 では免疫原性かつ毒性であり、細胞内 での産生量は比較的少ない。細胞毒性物質のもう1つの産生方法は、ターゲティ ング部分をエンコードする遺伝子に融合されるRIPをエンコードする遺伝子を発 現させることである。こうしてできた蛋白産物は、たとえば1本以上の抗体の鎖 に結合したRIPを含有する単一のポリペプチドである。 I型RIPのゲロニンなど一部のRIPの主な入手源は稀少な植物材料なので、RIP をエンコードする遺伝子のクローンを作成して、蛋白の組み換え産生できるよう にすることが望ましい。また、ターゲティング分子に容易に共役でき、しかも大 部分のI型RIPはターゲティング物質と共役するための天然の部位(すなわち利 用可能なシステイン残基)を持たないので本来の生物学的活性を保持しているよ うな、天然蛋白の類似体を開発することも望ましい。その代わりとして、毒性部 分としてI型RIPを、ターゲティング部分として抗体物質を含有する遺伝子融合 産物を開発することも望ましい。 本発明は、新しいヒト化したあるいは人間工学的に作られた抗体、および様々 な毒素に共役もしくは融合させることができるこのような抗体を産生する方法も もたらす。このような共役または融合は、自己免疫疾患および癌を含め様々な疾 病状態の治療に有用である。 マウス抗体のアミノ酸を抗体の人間での形態における類似位置で通常発生する アミノ酸で置換することに関しては複数の報告がある。遺伝子的に設計したマウ ス/ヒ ト・キメラ抗体について書いた、たとえばユングハウスらによるCancer Res.50 巻1495〜1502頁(1990年)、その他の発表文献を参照されたい。遺伝子工学の技 術を使えば、マウスの超可変相補性決定領域(以下“CDR”という)からの遺伝 子情報を、ヒトモノクロナール抗体のCDRをエンコードするDNAの代わりに挿入し て、マウスCDRを持つヒト抗体をエンコードする構造物を生成することもできる 。ジョーンズらによるNature 321巻522〜525頁(1986年)を参照されたい。 このような“CDR-grafted”抗体における蛋白構造分析を利用して、失われた 抗原結合能力を回復するためのマウス残基を“add back”(戻し追加する)こと ができ、これについてはクリーンらがProc.Natl.Acad.Sci.(USA)86巻1002 9〜10033頁(1989年)に、コウらがProc Nat.Acad.Sci.(USA)88巻2869〜28 73頁(1991年)に述べている。ただし、CDR-graftingの結果、こうして作られる ヒト化した抗体の特異的結合活性が弱まるか、あるいは完全になくなってしまう ことが頻繁にある。 前述のように、I型RIPをエンコードするクローン化された遺伝子、ターゲテ ィング分子に容易に共役できるI型RIPの類似体、またI型RIPを構成する遺伝子 融合産物、特にそのような遺伝子融合がヒト化抗体部分をも構成する場合の遺伝 子融合産物のための技術が必要とされている。 発明の要約 本発明は、I型RIPをエンコードする純化され単離されたポリヌクレオチド、 ターゲティング分子へのジスルフィド結合に利用できるシステインを有するI型 RIP、ならびにI型RIPを含んで成る融合産物を提供する。ポリヌクレオチドから 成るベクターおよびそのベクターで形質転換された宿主細胞も提供する。 純化され単離された天然配列ゲロニン(SEQ ID NO:11)をエンコードするポ リヌクレオチド、ならびにATCC受託番号68721として寄託されているタイプのゲ ロニンをエンコードするベクターを含む宿主細胞を提供する。さらに、天然配列 オオムギリボソーム不活性化蛋白をエンコードする純化され単離されたポリヌク レオチド、およびmomordinIIをエンコードする純化され単離されたポリヌクレオ チドも提供する。 上記のポリヌクレオチドの一部は、ゲロニン(SEQ ID NO:2)または別のRIP を含んで成る本発明の融合蛋白、およびその抗原結合部分を含んで成る抗原また はフラグメントをエンコードする。ゲロニンを含んで成る融合蛋白のこれに代わ る複数の形式も本発明では企図している。たとえば、融合蛋白はFabまたは単鎖 抗体など1価抗体に融合される単一RIPを含有することがある。その代わりに、 融合蛋白の多価の形が作られ、単価の形よりも大きな活性を持つことがある。本 発明の好ましい実施例では、ゲロニンは抗体のカルボキシル末端またはアミノ末 端、あ るいはその抗原結合部のいずれかに融合させることができる。やはり本発明の好 ましい実施例では、抗体またはその抗原結合部を含むフラグメントは、he3抗体 、he3-Fab、he3 Fd、単鎖抗体、またはhe3カッパフラグメントでもよい。抗体お よびその抗原結合部は、リンカー・ペプチド、できればSEQ ID NO:56に示され ている志賀毒素様毒素のペプチド部分、あるいはSEQ ID NO:57に示されている 家兎筋肉アルドラーゼまたはヒト筋肉アルドラーゼのペプチド部分を使ってゲロ ニンに融合することができ、その例はここで参考文献として挙げているイッツォ らによるEur.J.Biochem 174巻569〜578頁(1988年)に報告されている。 ここでのI型植物RIPの類似体とは、天然蛋白のリボソーム負活性化活性を共 有するけれども、天然型RIP蛋白のアミ酸配列とはある程度異なり、ただしその 相違の程度は他のI型植物RIPのアミノ酸配列との相違ほどではないような、天 然発生したのではないポリペプチドのことである。本発明に基づく好ましい類似 体は、そのアミノ酸配列のうちSEQ ID NO:1の251の位置から類似体のカルボキ シル末端の位置までに相当する位置にあるシスルフィド結合に利用できるシステ インをそれぞれ持っているI型RIPの類似体である。SEQ ID NO:1は、リシンA 鎖のアミノ酸配列を表す。本発明に基づく他の好ましい類似体は、天然配座で蛋 白表面にあり、リボソーム不活性化蛋白の自然の折り返しや生物学的活性を損な わないような 類似体における位置でジスルフィド結合に利用できるシステインをそれぞれ持っ ているI型RIPである。本発明では細菌性RIPの類似体も考えている。 本発明は、I型リボソーム不活性化蛋白の類似体を提供し、この類似体はI型 リボソーム不活性化蛋白における分子間ジスルフィド結合のために自然では利用 できない位置に対応するアミノ酸−で分子間ジスルフィド結合に利用できるシス テインを有し、またそのシステインは、類似体のアミノ酸配列の中でSEQ ID NO :1の259の位置に対応する位置で、あるいは類似体のアミノ案配列でSEQ ID ND :1の251に対応する位置から類似体のカルボキシル末端位までに対応する位置 にある。 本発明に基づく類似体は、ゲロニンの類似体でもよい。本発明に基づくゲロニ ンの類似体では、システインは類似体の244位置からカルボキシル末端位までの 位置、より好ましくは類似体の247位置から類似体のカルボキシル末端位までの 位置、また最も好ましくは類似体のアミノ酸配列の244、247または248の位置に ある。これらの類似体では、44および50のIc位にあるゲロニンシステイン残基 がアラニンなどのシステイン以外の残基で置き換えられていることが好ましい。 本発明に基づく類似体は、オオムギ・リボソーム不活性化蛋白の類似体でもよ い。できれば、このような類似体のシステインは、類似体の256位置からカルボ キシル末端位までの位置、より好ましくは類似体の260位置から類 似体のカルボキシル末端位までの位置にある。これらの領域でも最も好ましいシ ステインの位置は、類似体のアミノ酸配列の256、270または277の位置である。 本発明に基づく類似体は、momordinIIの類似体もよい。 発明に基づく類似体、類似体のアミノ酸配列で、SEQ ID NO:1の259から1ア ミノ酸以内の位置に相当する位置にシステインを有することができる。このよう な類似体は、ゲロニンの類似体、オオムギ・リボソーム不活性化蛋白、またはmo mordinIIのいずれの類似体でもよい。 本発明は、I型リボソーム不活性化蛋白の類似体をエンコードするポリヌクレ オチドを提供し、この類似体はI型リボソーム不活性化蛋白における分子間ジス ルフィド結合のために自然では利用できない位置に対応するアミノ酸位置で分子 間ジスルフィド結合に利用できるシステインを有し、またそのシステインは、類 似体のアミノ酸配列の中でSEQ ID NO:1の251に対応する位置から類似体のカル ボキシル末端位までに対応する位置にある。ポリヌクレオチドはゲロニンの類似 体をエンコードし、できればその類似体ではシステインは類似体のアミノ酸配列 の中で244の位置から類似体のカルボキシル末端位までに相当する位置にあり、 より好ましくはシステインはその類似体の247の位置から同類似体のカルボキシ ル末端位までの位置にあり、最も好ましくはシステインはその類似体のアミノ酸 配列の244、247または248の位置にある。 本発明に基づくポリヌクレオチドは、44および50の位置の天然のゲロニンシステ イン残基がアラニンなどシステイン以外の残基で置換されているゲロニン類似体 をエンコードするのが好ましい。 本発明に基づくポリヌクレオチドは、オオムギ・リボソーム不活性化蛋白の類 似体をコンコードし、好ましくはこの類似体でシステインは類似体の256の位置 から同類似体のカルボキシル末端位までの位置にあり、より好ましくはシステイ ンは類似体の260の位置から同類似体のカルボキシル末端位までの位置にあり、 最も好ましくはシステインは類似体のアミノ酸配列の256、270または277の位置 にある。 本発明に基づくポリヌクレオチドは、momodinIIの類似体をエンコードするこ とができる。 本発明は、I型リボソーム不活性化蛋白の類似体をエンコードするポリヌクレ オチドを含むベクターを提供し、この類似体は1型リボソーム不活性化蛋白にお ける分子間ジスルフィド結合のために自然では利用できない位置に対応するアミ ノ酸位置で分子間ジスルフィド結合に利用できるシステインを有し、またそのシ ステインは、類似体のアミノ酸配列の中でSEQ ID NO:1の251に対応する位置か ら類似体のカルボキシル末端位までに対応する位置にある。 本発明はさらに、I型リボソーム不活性化蛋白の類似体をエンコードするDN Aベクターを含む宿主細胞を提供し、 この類似体はI型リボソーム不活性化蛋白における分子間ジスルフィド結合のた めに自然では利川できない位置に対応するアミノ酸位置で分子間ジスルフィド結 合に利用できるシステインを有し、またそのシステインは、類似体のアミノ酸配 列の中でSEQ ID NO:1の251に対応する位置から類似体のカルボキシル末端位ま でに対応する位置にある。このような宿主細胞では、ベクターはゲロニンの類似 体、特にシステインがその類似体のアミノ酸配列の247の位置にあるような、た とえばATCC受託番号69009として寄託されているような宿主細胞におけるような 類似体をエンコードできる。 本発明に基づく宿主細胞には、オオムギ・リボソーム不活性化蛋白をエンコー ドするベクトルを含むことができ、特に好ましいのは、277の位置にシステイン があるBRIP類似体を含有する宿主細胞で、たとえば、1991年10月2日にAmerican Type Culture Collection(12301 Parklawn Drive,Rockville,MD 20852)にA TCC受託番号68722として寄託された宿主細胞である。特に好ましいのは原核細胞 宿主細胞で、これはこの種の細胞は真核細胞に比べて作用またはRIPに対して感 受性が弱いからである。 本発明は、細胞に特異的に結合する分子にシステインを通じたジスルフィド結 合により結合されたI型リボソーム不苛性か蛋白の類似体を含む細胞に対して毒 性を有する物質も提供し、ここでシステインは類似体のI型リボソーム不活性化 蛋白における分子間ジスルフィド結合 のために自然では利用できない位置に対応するアミノ酸位置にあり、またシステ インはSEQ ID NO:1の251のIc位から類似体のカルボキシル末端位に対応す る位置のアミノ酸配列にある。この物質にはゲロニンの類似体を含むことができ 、好ましくはその類似体ではシステインは類似体の247の位置からカルボキシル 末端位までの位置にあり、より好ましくはシステインは類似体のアミノ酸配列の 247または248の位置にある。44および50の位置の天然のゲロニンシステイン残基 がアラニンなどのシステイン以外の残基で置換されている類似体を含む物質が好 ましい。 本発明に基づく物質は、オオムギ・リボソーム不活性蛋白の類似体を含み、で きればその類似体ではシステインがその類似体の260の位置からカルボキシル末 端位までの位置にあり、より好ましくはシステインは類似体の270の位置からカ ルボキシル末端位にあり、また最も好ましくはシステインは類似体のアミノ酸配 列の256、270または277の位置にある。 本発明に基づく物質は、momordinIIの類似体を含むことができる。 本発明は、I型リボソーム不活性化蛋白が抗体に結合している物質を提供し、 具体的にはこの抗体はH65抗体または抗体フラグメントで、より具体的にはキメ ラおよび人間工学的に作成した抗体フラグメントからなる部類から選択した抗体 フラグメント、さらに具体的にいえばFa b抗体フラグメント、Fab'抗体フラグメントまたはF(ab')2抗体フラグメントであ る。本発明に基づく物質は、Fab抗体フラグメント、Fab'抗体フラグメントまた はF(ab')2抗体フラグメントから成る部類から選択したキメラまたは人間工学的 に作成した抗体フラグメントを含むことが何よりも好ましい。 本発明に基づくI型リボソーム不活性化蛋白の類似体作製方法は、I型リボソ ーム不活性化蛋白における分子間ジスルフィド結合に天然では利用できない位置 に対応するアミノ酸位置において(たとえばRIPをエンコードする天然DNA配列の 部位指向突然変異によって、あるいはRIP類似体をエンコードするDNA配列の化学 的合成によって)置換される分子間ジスルフィド結合に利用できるシステインを 有する、I型リボソーム不活性過融合蛋白またはI型RIP(特にゲロニン)をエ ンコードするポリヌクレオチドを、適当な宿主細胞の中で発現させるステップか ら成り、ここでシステインは、類似体のアミノ酸配列で、SEQ ID NO:1の251の 位置から同類似体のカルボキシル末端位に対応する位置にある。 本発明に基づく産物は、I型リボソーム不活性化蛋白の分子間ジスルフィド結 合に自然では利用できない位置に対応するアミノ酸位置で置換された分子間ジス ルフィド結合に利用できるシステインを有するI型リボソーム不活性化蛋白をエ ンコードするポリヌクレオチドを、適当な宿主細胞で発現させるステップを含む 方法の産物で あり、ここでシステインは、類似体のアミノ酸配列でSEQ ID NO:1の251に対応 する位置から類似体のカルボキシル端末位置までの位置にある。 本発明は、細胞に特異的に結合する分子にシステインを通じてI型リボソーム 不活性化蛋白の類似体を結合させる段階を含み、細胞に対して毒性を有する物質 を調製する方法を提供し、ここでその類似体はI型リボソーム不活性蛋白におけ る分子間ジスルフィド結合に自然では利用できない位置に対応するアミノ酸位置 にシステインを有し、そのシステインは類似体のアミノ酸配列でSEQ ID NO:1 の251に対応する位置から類似体のカルボキシル末端位までの位置にある。 本発明に基づくと、特定細胞の排除を目標とするような疾患の治療方法には、 その疾患を有する患者に、I型RIP(特にゲロニン融合したもの)またはI型リ ボソーム不活性化蛋白で、システインを通じてその細胞に特異的に結合する分子 に結合するものを含む細胞に対して毒性を有する物質を治療有効量で投与するス テップを含み、ここで当該類似体はI型リボソーム不活性化蛋白における分子間 ジスルフィド結合に自然では利用できない位置に対応するアミノ酸位置にシステ インを有し、そのシステインは同類似体のアミノ酸配列でSEQ ID NO:1の251の 位置に対応する位置から類似体のカルボキシル末端位までにある。 本発明の免疫毒素複合体に有用な標的細胞としては、 癌細胞、自己免疫細胞、ウイルス感染細胞などの病理的細胞が含まれるが、これ に限定はされない。このような病理的細胞は、本発明の抗体またはその他のター ゲティング物質で、遺伝子工学的技術または化学的架橋によりRIPに結合してい るものの標的となることができる。特に有用な標的としては、腫瘍関連抗原(た とえば癌細胞で)、細胞分化マーカー(たとえば自己免疫細胞で)、寄生虫特異 抗原、細菌特異抗原、およびウイルス特異抗原がある。 本発明は、I型リボソーム不活性化蛋白の類似体も提供し、その類似体はI型 リボソーム不活性化蛋白における分子間ジスルフィド結合に自然では利用できな い位置に対応するアミノ酸位置、およびその天然配座におけるリシンA鎖の表面 上の位置に対応するアミノ酸位置に分子間ジスルフィド結合に利用できるシステ インを持っており、その類似体はI型リボソーム不活性化蛋白のリボソーム不活 性化活性を保持する。 このような融合蛋白または類似体は、I型リボソーム不活性化蛋白がゲロニン であり、類似体ができればゲロニンの類似体で、そこでシステインは1992年6月 9日にATCC受託番号69008としてAmerican Type Culture Collection(12301 Par klawn Drive,Rockville,MD 20852)により寄託された宿主細胞中のベクターに エンコードされているように、類似体のアミノ酸配列の10の位置にある。このよ うなglonin類似体としてはこの他に、システイン がゲロニン類似体のアミノ酸配列の60、103、146、184または215の位置にあるも のがある。これらの類似体で、44および50の位置のゲロニンシステイン残基がア ラニンなどシステイン以外の残基で置き換えられていることが好ましい。 本発明はさらに、単一のシステインしか含まないようなI型リボソーム不活性 化蛋白の類似体を提供する。のような類似体はゲロニンの類似体でよいが、でき ればその類似体では単一のシステインが類似体のアミノ酸配列の10、44、50また は247の位置にあるのが好ましいが、システインは本発明で定められている他の 位置にあってもよい。 本発明は、I型リボソーム不活性化蛋白の類似体をエンコードするポリヌクレ オチドを提供するが、この類似体はI型リボソーム不活性化蛋白における分子間 ジスルフィド結合に自然では利用できない位置に対応するアミノ酸位置、および その天然配座におけるリシンA鎖の表面上の位置に対応するアミノ酸位置に分子 間ジスルフィド結合に利用できるシステインを持っており、その類似体はI型リ ボソーム不活性化蛋白のリボソーム不活性化活性を保持する。 本発明に基づくI型リボソーム不活性化蛋白の類似体作製方法は、I型リボソ ーム不活性化蛋白における分子間ジスルフィド結合に天然では利用できない位置 に対応するアミノ酸位置において置換された分子間ジスルフィ ド結合に利用できるシステインを有するI型リボソーム不活性化蛋白をエンコー ドするポリヌクレオチドを、適当な宿主細胞の中で発現させるステップから成り 、でシステインは、その天然配座におけるリシンA鎖の表面上のアミノ酸位置に 対応する位置にあり、またその類似体はI型リボソーム不活性化蛋白のリボソー ム不活性化活性を保持する 本発明は、細胞に特異的に結合する分子にシステインを介したジスルフィド結 合により結合されたI型リボソーム不活性化蛋白の類似体を含む細胞に対して毒 性を有する物質を提供し、その類似体はI型リボソーム不活性化蛋白における分 子間ジスルフィド結合に自然では利用できない位置に対応するアミノ酸位置、お よびその天然配座におけるリシンA鎖の表面上の位置に対応するアミノ酸位置に 分子間ジスルフィド結合に利用できるンステインを持っており、その類似体はI 型リボソーム不活性化蛋白のリボソーム不活性化活性を保持する。 本発明に基づく細胞に対して毒性を有する物質の作製方法は、細胞に特異的に 結合する分子にシステインを通じたジスルフィド結合により結合されたI型リボ ソーム不活性化蛋白の類似体を結合させるステップを含み、その類似体はI型リ ボソーム不活性化蛋白における分子間ジスルフィド結合に自然では利用できない 位置に対応するアミノ酸位置、およびその天然配座におけるリシンA鎖の表面上 の位置に対応するアミノ酸位置に分子間ジスル フィド結合に利用できるシステインを持っており、その類似体はI型リボソーム 不活性化蛋白のリボソーム不活性化活性を保持する。 本発明に基づく特定細胞の排除を目標とするような疾患の治療方法は、当該細 胞に対して毒性を有する物質をその疾患を有する患者に治療有効量で投与するス テップを含み、当該物質は細胞に特異的に結合する分子にシステインを通じたジ スルフィド結合により結合されたI型リボソーム不活性化蛋白に融合したI型RI Pまたは同蛋白の類似体を含み、その類似体はI型リボソーム不活性化蛋白にお ける分子間ジスルフィド結合に自然では利用できない位置に対応するアミノ酸位 置、およびその天然配座におけるリシンA鎖の表面上の位置に対応するアミノ酸 位置に分子間ジスルフィド結合に利用できるシステインを持っており、その類似 体はI型リボソーム不活性化蛋白のリボソーム不活性化活性を保持する。 本発明のRIP類似体は、細胞毒療法薬の成分として利用するのに特に適してい る。本発明に基づく細胞毒は、in vivoで使用して、2番目の成分の特異的結合 能によってRIP成分が標的とする細胞タイプを選択的に排除することができる。 細胞毒を生成するには、RIP類似体をキメラおよびCDR grafted抗体を含むモノ クロナール抗体、ならびに抗体領域/フラグメント(たとえば、Fab、Fab'、F(a b')2、単鎖抗体、およびFvまたは単一可変領域)に共役させる。遊離システイン 残基を含むように遺伝し工学的 に作製したモノクロナール抗体に共役したRIPの類似体も、本発明の対象範囲に 入る。本発明で有用なFab'フラグメントおよびF(ab')2フラグメントの例につい ては、ここでも参考文献として挙げてある、同時出願中で共同所有の米国特許出 願連続番号07,/714,175号(1991年6月14日提出)および1989年2月9日発行の 国際出版物番号WO 89/009999に述べられている。 本発明のRIP類似体は、たとえばここで述べるhe3抗体など、人化したまたは人 間工学的に作製した抗体に共役または融合させるのが好ましい。このような人化 した抗体は、マウス抗体H65(SEQ ID NO:123および124)などマウス抗体の可変 領域から構築することもできる。特に本発明に基づくRIP類似体は、he3人間工学 的作製抗体の軽鎖および重鎖の可変領域(それぞれ、SEQ ID NO:125および126 )またはそのフラグメントに共役または融合することができる。まったく変化し ていないhe3免疫グロブリンを産生する細胞系は、ATCC受託番号HB11206としてAm erican Type Culture Collecion(12301 Parklawn Drive,Rockville,Maryland 20852)に寄託された。 本発明に基づくRIPは、抗体以外のターゲティング物質、たとえば特定の表面 炭水化物を有する細胞に結合するレクチン、ホルモン、リンホカイン、成長因子 あるいはその他のポリペプチドで特定の受容体を有する細胞に特異的に結合する ものとも共役させることができる。RIPを含む免疫複合体は、免疫毒素複合体と いうこともできる。 免疫毒素複合体は、免疫複合体ではなく融合蛋白で構成されることもある。 本発明は、抗体の抗原結合部(たとえば、抗体の軽鎖または端を切り取った重 鎖、あるいは単鎖抗体)、またはこれまでに列挙されたターゲティング物質でI 型RIPに結合しているものの遺伝子融合を提供する。抗体の抗原結合部またはそ のフラグメントは、単鎖抗体、Fabフラグメント、またはF(ab')2フラグメントを 含んで成ることが好ましい。活性抗体は一般に、三次元折りたたみパターンが保 存されており、この折りたたみパターンを維持している抗体は結合の特異性を保 持していると予想される。このような抗体は、本発明に従って融合蛋白に組み込 むときに、標的酵素的活性を保持すると予想される。 時として、細胞毒性成分が細胞内で放出されるようにするために、RIPなど細 胞毒性成分を含んで成る免疫毒素複合体を切断可能なリンカー(すなわちジスル フィド、酸敏感リンカー、および似たようなもの)を介してターゲティング物質 に付着させる必要がある。このように細胞内で放出されると、細胞毒性成分は付 着した抗体が持っている可能性のある負の動力学的作用または立体効果によって 妨害されずに機能を果たすことができる。したがって、本発明の遺伝子融合は、 上述のリンカー蛋白をエンコードするDNAセグメントを介して、抗体をエンコー ドする遺伝子の5'末端または3'末端のいずれかに融合したRIP遺伝子を含んで成 ることがある。リンカーを使用す る場合、そのリンカーは、ジスルフィド結合に関与し、プロテアーゼ感受アミノ 酸配列を含むループ(たとえばSEQ ID NO: 56に示す大腸菌(E.coli)志賀毒素 様毒素のセグメント)あるいは複数のカテプシン切断部位を含むセグメント(た とえば、SEQ ID NO:57に示す家兎筋肉アルドラーゼのセグメント、ヒト筋肉ア ルドラーゼのセグメント、またはSEQ ID NO:141または142などカテプシン切断 部位を含む合成ペプチド)を形成する、2つのシステイン残基を含むポリペプチ ドをエンコードすることが好ましい。ここに例示するようなカテプシン切断部位 を含んで成るリンカーは、RMAのC-末端20アミノ酸を含む。ただし、この配列は ヒト筋肉アルドラーゼとは1つのアミノ酸しか異ならず、ヒトまたはその他の入 手源から得た筋肉アルドラーゼを下記に述べるような方法でリンカーとして使用 することも考えている。融合遺伝子のI型RIP部分は、ゲロニン、BRIPまたはmom ordinIIをエンコードすることが好ましい。同様に、融合遺伝子の抗体部分は、 抗体Fabフラグメントの鎖の1つ(たとえばカッパまたはFd)をエンコードする 配列を含み、また融合遺伝子は他のFab遺伝子とともに宿主細胞で同時発現され るか、あるいは抗体部分が単鎖抗体をエンコードする配列を含んでいることが好 ましい。 この代わりとして、本発明の融合蛋白が分子量が小さくても(約55kDa)酵素 的活性を完全に維持していることから、このような融合をリンカーなしで構築し 、しかも なお細胞毒活性を保有していることも可能である。このような低分子量融合は、 より大型の融合、たとえばIgG分子を含む融合ほどには動力学的また立体の障害 を受けにくい。したがって、RIPの活性化を容易にするために融合からRIPを切り 離す必要はない。 本発明は、リボソーム不活性化蛋白抗体の部分を含んで成る蛋白または免疫毒 素複合体を純化する方法で、蛋白含有溶液を陰イオン交換カラムを通過させる、 フロースルーを蛋白Gカラムに注入する、蛋白Gカラムから蛋白を溶出するとい うステップから成る方法も提供する。の方法はさらに、陰イオン交換カラムのフ ロースルーを直接蛋白Gカラムに注入するのではなく、陰イオン交換カラムのフ ロースルーを陽イオン交換カラムに注入する、陽イオン交換カラムを問題の蛋白 を溶出するのに有効な溶離液に曝露する、さらに溶出した蛋白を蛋白Gカラムに 注入するというステップから成ることもある。 本発明に基づく免疫複合体および融合蛋白(免疫融合)を含む免疫毒素複合体 は、特定の細胞タイプを排除することが目標となる疾患の治療、たとえば自己免 疫疾患、癌、移植片宿主疾患の治療に適している。免疫毒素複合体は、免疫抑制 を起こしたり、ヒト免疫不全ウイルスなどのウイルスによる感染を治療するのに 使用するのにも適している。 本発明に基づく特に詳しく示したポリヌクレオチド配列は、E.coli MC1061の プラスミドpING3731(G274株と 命名)およびE.coli E104のプラスミドpING3803(G275株と命名)の挿入断片で あり、これらは1991年10月2日に、前者は受託番号68721として、後者は受託番 号38722として、American Type Culture Collection(ATCC)(12301 Parklawn Drive,Rockville,Maryland)に寄託された。本発明の例証となるさらなるポリ ヌクレオチド配列としては、E.coli E104プラスミドのpING3746(G277株と命名 )およびE.coli E104のプラスミドpING3737(G276株と命名)の挿入断片があり 、いずれも1992年6月9日に前者は受託番号69008として、後者は受託番号69009 としてATCCに寄託された。、本発明を例証するポリヌクレオチド配列としてはこ の他さらに、E.coli E104のプラスミドpING3747(G278株と命名)、E.coli E1 04のプラスミドpING3754(G279株と命名)、E.coli E104のプラスミドpING3758 (G280株と命名)、およびE.coli E104のプラスミドpING3759(G281株と命名) の挿入断片があり、これらのプラスミドはいずれも1992年10月27日に、それぞれ 受託番号69101、69102、69103、69104としてATCCに寄託された。 前述のように、RIPはhe3のようにヒト化されたあるいは人間工学的に作製され た抗体に共役または融合されることが好ましい。したがって本発明では、ヒトCD 5細胞分化マーカーに特異的に反応するヒト化抗体可変領域を含んで成る新しい 蛋白も提供する。本発明では特に、SEQ ID NO:95および96のそれぞれに示され ているhe3の軽鎖 および重鎖の可変領域を含んで成る蛋白を提供する。一定のhe3蛋白をエンコー ドするDNAは、SEQ ID NO:67および68に示してある。 本発明の好まし実施例では、ヒト化抗体可変領域を含んで成る蛋白は、ATCC H B 11206として寄託されている完全な状態のhe3免疫グロブリンである。 また本発明の好ましい実施例では、ヒト化抗体可変領域を含んで成る蛋白は、 FabまたはF(ab')2あるいはFabフラグメントでもある。 本発明に基づく蛋白は、ここに示してあり、またここに参考文献として挙げて あるスタドニッカらによる同時出願された共同所有の米国特許出願17/808,464号 に示されている方法によって作製することができ、またこのような方法で作成さ れた修飾抗体可変領域は、ヒトへの治療的投与に単独で使用することもできれば 、ベターらによる共同所有で同時出願の米国特許出願07/787,567号に示されてい る免疫複合体の一部として使用することもできる。 本発明は、免疫毒素複合体および免疫融合を作製するのに有用な修飾抗体可変 領域を作製する方法も提供し、この方法では、当該領域の抗原に対する本来の親 和性を損なうことなく、しかも異種に関する免疫原性を抑えるように修飾可能な 対象抗体可変領域のアミノ酸を決定する。、ここでの「対象抗体可変領域」とは 、決定を行う対象の抗体のことをいう。、この方法は、以下のステップか ら成る。修飾使用とする対照抗体可変領域の対象軽鎖および対象重鎖のアミノ酸 配列を決定する。多数のヒト軽鎖および重鎖アミノ酸配列を使って対象軽鎖およ び重鎖を相同性により配列する。対象軽鎖および重鎖配列の中で、対象可変領域 の抗原に対する本来の親和性を損なう可能性が最も少なく、しかも一方では対象 抗体可変領域の界面領域になく、また対象抗体可変領域の相補性決定領域または 抗原結合領域になく、しかもアミノ酸が抗体を含有する溶媒に曝露されるような 領域にあるアミノ酸をそれぞれ選択することで免疫原性を抑えるようなアミノ酸 配列を同定する。こうして同定した残基で、同定したアミノ酸が大多数のアミノ 酸と異なる場合に、多数のヒト軽鎖および重鎖アミノ酸配列に高度または中等度 に保存されている残基と整列する残基それぞれを変化させる。 別の配列グループ、たとえば図1Aおよび1Bに示す配列グループを使って配 列を決定することもでき、この分野の技術に精通したものであればこれから適当 な変更を決定することができる。 本発明はさらに、多数のヒト軽鎖および重鎖アミノ酸配列を図10Aおよび10B のヒト共通配列から選択する方法も提供する。 一般に、上記の方法に基づく人間工学は、モノクロナール抗体が一般に有効で ある様々な疾患の治療に利用することができる。ただし、ヒト化抗体には、治療 を受け た患者での免疫原性反応を軽減できるというさらなる利点がある。 本発明の他の側面および応用については、以下に記す本発明の詳しい説明を検 討すれば、この分野の技術に精通している者であればわかるであろう。 図面の簡単な説明 図1はコンピュータが作製したリシンA‐鎖(RTA)のアミノ酸配列(配列 同定番号:1)とI型リボソーム不活化たんぱく、ゲロニンのアミノ酸配列(配 列同定番号:2)であり、星印を付けた位置がリシンA‐鎖と該I型RIPにお いて不変のアミノ酸を示す; 図2はコンピュータが作製したリシンA‐鎖のアミノ酸配列(配列同定番号: 1)とI型リボソーム不活化たんぱく、BRIPのアミノ酸配列(配列同定番号 :3)であり、星印を付けた位置がリシンA‐鎖と該I型RIPにおいて不変の アミノ酸を示す; 図3はコンピュータが作製したリシンA‐鎖のアミノ酸配列(配列同定番号: 1)とI型リボソーム不活化たんぱく、モモルジンII(MOMOII)のアミ ノ酸配列(配列同定番号:4)であり、星印を付けた位置がリシンA‐鎖と該I 型RIPにおいて不変のアミノ酸配列を示す; 図4はコンピュータが作製したリシンA‐鎖のアミノ酸配列(配列同定番号: 1)とI型リボソーム不活化た んぱく、ルフィンのアミノ酸配列(配列同定番号:5)であり、星印を付けた位 置がリシンA‐鎖と該I型RIPにおいて不変のアミノ酸を示す; 図5はコンピュータが作製したリンンA‐鎖(RTA)のアミノ酸配列(配列 同定番号:1)とI型リボソーム不活化たんぱく、αトリコサンチン(TRIC HO)のアミノ酸配列(配列同定番号:6)であり、星印を付けた位置がリシン A‐鎖と該I型RIPにおいて不変のアミノ酸を示す; 図6はコンピュータが作製したリシンA‐鎖のアミノ酸配列(配列同定番号: 1)とI型リボソーム不活化たんぱく、モモルジンI(MOMOI)のアミノ酸 配列(配列同定番号:7)であり、星印を付けた位置がリシンA‐鎖と該I型R IPにおいて不変のアミノ酸を示す; 図7はコンピュータが作製したリシンA‐鎖のアミノ酸配列(配列同定番号: 1)とI型リボソーム不活化たんぱく、Mirabilis抗ウイルスたんぱく(MAP )のアミノ酸配列(配列同定番号:8)であり、星印を付けた位置がリシンA‐ 鎖と該I型RIPにおいて不変のアミノ酸配列を示す; 図8はコンピュータが作製したリシンA‐鎖のアミノ酸配列(配列同定番号: 1)とI型リボソーム不活化たんぱくである、アメリカヤマゴボウの種子からの 抗ウイルスたんぱく(PAPS)のアミノ酸配列(配列同定番 号:9)であり、星印を付けた位置がリシンA‐鎖と該I型RIP)において不 変のアミノ酸を示す; 図9はコンピュータが作製したリシンA‐鎖のアミノ酸配列(配列同定番号: 1)とI型リボソーム不活化たんぱく、サポリン6(SAP6)のアミノ酸配列 (配列同定番号:10)であり、星印を付けた位置はリシンA‐鎖と該I型RI P)において不変のアミノ酸を示す; 図10Aと10Bは、ヒト抗体可変領域の各々軽鎖[hK1(ヒトκ軽鎖小群 1)、kH3(ヒトκ軽鎖小群3)、hK2(ヒトκ軽鎖小群2)、hL1(ヒ トλ軽鎖小群1)、hL2(ヒトλ軽鎖小群2)、hL3(ヒトλ軽鎖小群3) 、hL6(ヒトλ軽鎖小群6)、hK4(ヒトκ軽鎖小群4)、hL4(ヒト軽 鎖小群4)、hL5(ヒトλ軽鎖小群5)]、および重鎖[hH3(ヒト重鎖小 群3)、hH1(ヒト重鎖小群1)、hH2(ヒト重鎖小群2)]の小群につい てのコンセンサスアミノ酸配列である; 図11は、H65マウスモノクローナル抗体可変領域の軽鎖と重鎖の修飾され たV/J領域をコードする遺伝子の構築において使用されるオリゴヌクレオチド のヌクレオチド配列を示す; 図12Aと12Bは、ヒト抗体EU、ヒト抗体TAC、本発明に従って修飾さ れたヒト抗体TAC(prop)と別の方法に従って修飾されたヒト抗体TAC (Que)の可変領域の各々ヒト軽鎖コンセンサスhK1および重 鎖コンセンサスhH1の配列と、軽鎖および重鎖配列である。 実施例 3つの植物I型RIPをコードする遺伝子のヌクレオチド配列およびその遺伝 子を含む発現ベクターが本発明によって提供される。最初の植物RIP、ゲロニ ンは、東アジアの熱帯林に原生するトウダイグサ属(Euphorbiaceae)の植物で ある Gelonium multiflorumの種子によって産生され、2番目の植物RIP、B RIPは一般的な穀類である大麦によって合成される。3番目の植物RIPは Momordica balsaminaの種子において産生される。BRIPの類似体も本発明に よって提供される。該類似体を分子間のジスルフィド結合に関与するシステイン を含むように遺伝的に設計し、架橋結合因子によるRIPの非特異的な化学誘導 を行わずに抗体分子に結合した。 本発明のI型RIP類似体は免疫毒素の成分としての使用にあたって天然たん ぱくに比べ明白な利点を提供する。代表的に遊離システインを持たない天然たん ぱくに遊離スルフヒドリル基を導入する化学的処理は、アミノ酸側鎖の非選択的 修飾に関わる。この非選択性は、しばしば異なるRIP分子上の異なる部位に結 合した抗体(すなわち複合体の異質個体群)を生じ、また抗体がRIPの重要な 領域内あるいはその近く(たとえば活性部位あるいは細胞膜を越えた転座に関わ る領域)に結合す るとRIP活性の低下をもたらす。これに対し、本発明に従ったRIP類似体は 、類似体の特異的残基へのジスルフィド結合を通して単一の抗体に結合し、免疫 複合体のバッチごとの変動の低下と、場合によっては特性が増強された(たとえ ばより大きな細胞毒性あるいは可溶牲)免疫複合体を生じると考えられる。 I型植物RIP、ならびにシガおよびシガ様毒素のA鎖のような細菌性RIP はリシンA鎖と相同であり、本発明において有用である。 I型RIPは、RIPの主要なアミノ酸配列を天然リシンA鎖のアミノ酸配列 と比較することによって定義され、これによりRIP中のシステインの置換部位 も同定されうる。後者の三次構造は Katzinら,proteins,10:251-259(1991 )に述べられており、これは参考文献として本文中に包含される。 アミノ酸配列は、リシンA鎖とI型植物RIPが9個の不変のアミノ酸を共通 して有するI型RIPを定義する。リシン配列に基づくと、不変のアミノ酸はチ ロシン21、アルギニン29、チロシン80、チロシン123、ロイシン144、グルタミン 酸177、アラニン178、アルギニン180、およびトリプトファン211である。リシン A鎖はI型RIPの三次元構造のためのモデルとして使用しうる。その主要配列 をリシンA鎖の主要配列と比較した時[Schwartzらが「たんぱくの配列と構造地 図5、補遺3」、National Biomedical Research Foundation,Washington,D. C.(1978)のp.353-358で述べているようにDayhoff突然変異データマトリックス (MDM−78)を用いて、PC/GENEプログラム、PALIGN(Intell igenetics,Inc.,Mountain View,Caliornia)によって実行される、Myersら, CABIOS COMMUNICATIONS,4(1):11-17(1988)の配列アルゴリズムに従って ]、リボソーム不活化活性と9個の不変アミノ酸は有しているが、結合に使用し うるシステインを持たないたんぱくが、本文中でI型RIPと定義され、本発明 において有用であると期待される。「対応する」とは、本文中では、2つのアミ ノ酸配列をMyersら(前出)の戦略によって比較した時一線になるアミノ酸の位 置を指す。 I型RIP:ゲロニン、BRIP、モモルジンII、ルフィン[Isalamら,Agri cultural Biological Chem.,54(5):1343-1345(1991)参照]、αトリコサ ンチン[Chowら,J.Biol.Chem.,265:8670-8674(1990)参照]、モモルジン I[Hoら,BBA,1088:311-314(1991)参照]、Mirabilis抗ウイルスたんぱく[ Habukaら,J.Biol.Chem.,264(12):6629-6637(1989)参照]、アメリカヤ マゴポウの種子から分離した抗ウイルスたんぱく[Kungら,Agric.Biol.Chem. ,54(12):3301-3318(1990)参照]、およびサポリン[Benattiら,Eur.J. Biochem.,183:465-470(1989)参照]の主要アミノ酸配列は、上述したように Myersら(前出)のアルゴリズムに従って、各々リシンA鎖の主要配列[Halling ら,Nucleic Acids Res.,13: 8019-8033(1985)参照]と個々に対応する。 図1〜9は、システイン残基が置換されている可能性のあるI型RIPのアミ ノ酸の位置を予測するために使用しうる。システイン置換のための好ましいアミ ノ酸は、分子の表面上にあって、システインと置換した場合にたんぱくの固有の ひだ形成に干渉しない、なんらかの溶媒と接触可能なアミノ酸を含む。そのよう なアミノ酸を含むリシンA鎖の領域はカルボキシル末端領域である。置換にあた って避けるべきアミノ酸は、プロリンのように固有のたんぱくひだ形成に必須で あるアミノ酸、および溶媒接触不能のアミノ酸である。同時に避けるべきである のは、RIP間で不変の9個のアミノ酸と、Katzinら(前出)の図6に示したよ うなリシンA鎖の活性部位を含む領域内あるいはその近くのアミノ酸である。 従って、I型RIPにとっての置換の好ましい領域は、溶媒接触可能であるそ れらのカルボキシル末端領域であり、II型RIPのA鎖とB鎖がジスルフィド結 合によって自然に結合しているカルボキシル末端領域に対応する。実施例に示す ように、システインはI型RIPのアミノ酸配列中の位置において、配列同定番 号:1の251位に対応する位置から、該I型RIPのカルボキシル末端の位置 に置換され、酵素活性を保持しながら且つジスルフィド架橋能力を獲得したRI P類似体を生じる。システイン置換の好ましい位置の1つは、リシンA鎖の25 9位のシステインに対応する位置の近くである。 本発明のためには、免疫毒素は毒素‐抗体融合物および免疫複合体をその例と する種類の化合物から成る。免疫毒素は、ヒト自己免疫疾患の治療、および癌の ような特定細胞種の除去を目標とする疾患の治療における使用に特に適する。た とえば、免疫毒素による自己免疫疾患の治療は1989年8月10日公開のInte rnational Publication No.WO89/06968に述べられており、これは参考文献とし て本文中に包含される。 治療処方において、免疫毒素は単独で、あるいは2つ以上の免疫毒素、他の治 療薬、次のものを含むがそれらに限定されない組成等:免疫抑制薬、耐性誘発薬 、増強薬および副作用軽減薬、を含むカクテルとして患者に投与されうる。特に 好ましいのは宿主のアレルギー反応を抑制する上で有用な免疫抑制薬である。好 ましい免疫抑制薬はプレドニゾン、プレドニゾロン、DECADRON(Merck,Sharp & Dohme,West Point,Pennsylvania)、シクロフォスファミド、サイクロスポリ ン、6‐メルカプトプリン、メトトレキセート、アザチオプリンおよびi.v.γグ ロブリンあるいはそれらの組合せを含む。好ましい増強薬はモネンシン、塩化ア ンモニウム、ペルヘキシリン、ベラパミル、アマンタジンおよびクロロキンを含 む。これらの薬剤はすべて、Physician's Desk Reference,41版、発行人Edward R.Barnhart,New Jersey(1987)に開示されているような一般に認められてい る有効用量範囲内で投与される。Patent Cooperation Treaty(PC T)の1989年8月10日公開の特許出願WO 89/069767は、免疫抑制薬として の免疫毒素の投与を開示しており、参考文献として本文中に包含される。 本発明の免疫毒素は、注射用あるいは局所製剤のいずれかに製剤されうる。、 非経口剤型が知られており、本発明における使用、好ましくは筋肉内あるいは静 脈内投与のための使用に適している。、治療的に有効な量の免疫毒素を含有する 剤型は滅菌溶液、懸濁液、あるいは凍結乾燥形態であり、任意に安定薬あるいは 賦形剤を含む。凍結乾燥組成は、網状赤血球溶解産物検定において測定した時生 物学的活性が20ng/ml以下である、およそ宿主の体重の0.01mg/kgから10m g/kgまでのレベルの適当な希釈液、たとえば注射用蒸留水、生理食塩水、0.3 %グリシン等で還元される。代表的に、本発明の免疫毒素を含む薬剤組成は、患 者の約0.01mg/kgから約5mg/kgまでの範囲の治療的に有効な用量で投与され る。本発明の免疫毒素を含む薬剤組成の好ましい治療的有効用量は、順次患者用 量上昇療法において、各々1時間かけて投与される毎日の静脈内注入により数日 間から2週間にわたって投与される患者の、約0.01mg/kgから約0.5mg/kg体 重までの範囲である。 本発明に従った免疫毒素組成は、皮膚科用賦形剤中に治療有効濃度の免疫毒素 を含めることにより、局所治療用の局所製剤に製剤しうる。投与すべき免疫毒素 の量ならびに局所製剤中の免疫毒素濃度は、選択する賦形剤、 患者の臨床状態、全身毒性および製剤中の免疫毒素の安定性に依存する。それ故 、医師は、製剤中に適切な濃度の免疫毒素を含有する適切な製剤を用いること、 ならびに当該患者あるいは同様の患者に関する臨床経験に応じて投与すべき適切 な製剤の量を知っている。局所製剤のための免疫毒素の濃度は、約0.1mg/mlか ら約25mg/mlまでより大きい範囲である。代表的に、局所製剤のための免疫毒 素の濃度は約1mg/mlから約20mg/mlまでより大きい範囲である。、本発明に従 った免疫毒素の固形分散剤ならびに可溶化製剤も使用しうる。賦形剤中で使用す べき正確な濃度は、治療反応を最大にするため控えめな実験操作に従う。たとえ ば、皮膚炎症の治療における1%w/wヒドロゲル賦形剤に関しては約10mg免疫 毒素/100g賦形剤以上が有用と考えられる。、適当な賦形剤は、ゲルの他に 、鉱油、石油等を用いた水中油型あるいは油中水型乳剤である。 本発明に従った免疫毒素は、経皮的治療系[Barry,Dcrmatological Formulat ions,p.181(1983)およびその中で引用されている文献]を使用することによ り任意に局所投与することができる。そのような局所供給送達系は低分子量薬剤 の経皮的投与のためにデザインされると考えられるが、それらは経皮的供給送達 を行うことができる。さらに、そのような系は免疫毒素あるいはその誘導体、な らびに速度を調節する微小孔膜の適切な選択によって関連する治療たんぱくの投 与に容易に適合させうる。 全身あるいは局所供給送達のための免疫毒素の局所製剤は、非経口投与のため の上述したような賦形剤ならびにコソルベント、界面活性剤、油、湿潤薬、皮膚 軟化薬、防腐薬、安定剤および抗酸化薬などの局所製剤において使用される他の 賦形剤を使用し、含有することができる。薬理的に許容される緩衝剤、たとえば トリスあるいはリン酸緩衝液も使用しうる。局所製剤はまた任意に、免疫毒素あ るいは他の作用物質の経皮的浸透を促進する作用物質のような、増強剤、界面活 性剤、促進剤、吸着促進剤あるいは浸透促進剤と様々に称される1個あるいはそ れ以上の作用物質を含みうる。そのような作用物質は、望ましくは、当業者には 既知であろう次の特徴の一部あるいは全部を有していなければならない:薬理的 に不活性であること、体液あるいは電解質喪失を促進しないこと、免疫毒素と適 合性である(不活化しない)こと、およびクリーム、ゲルあるいは所望する他の 局所供給送達系に製剤しうること。 本発明に従った免疫毒素はまた、エアロゾルによって投与し、肺への限局され た供給送達を達成することもできる。これは、免疫毒素を含む水性エアロゾル、 リポゾーム製剤あるいは固形粒子を調製することによって達成される。通常、水 性エアロゾルは従来の製薬的に許容される担体および安定剤と共に免疫毒素の水 溶液あるいは懸濁液を製剤することによって作られる。担体と安定剤は個々の免 疫毒素についての必要条件に応じて異なるが、 代表的には次のものを含む 非イオン性界面活性剤(Twccn、Pluronic、あるい はポリエチレングリコール);血清アルブミン、ソルビタンエステル、オレイン 酸、レシチンのような無害のたんぱく;グリシンのようなアミノ酸;ならびに緩 衝剤、塩、糖あるいは糖アルコール。製剤はまた、粘液溶解薬ならびに気管支拡 張薬を含んでもよい。製剤は無菌である。エアロゾルは一般に等張液から調製さ れる。粒子は任意に通常の肺界面活性物質を含む。 選択的に、本発明の免疫毒素は、参考文献として本文中に包含される steine rら、米国特許第4,925,673号が述べているプロテイノイド被包のような 供給送達系によって経口投与することができる。代表的に、本発明に従った免疫 毒素の治療的に有効な経口用量は、1日当り約0.05mg/kg体重から約50mg/k g体重までの範囲である。好ましい有効用量は、1日当り約0.05mg/kg体重か ら約5mg/kg体重までの範囲である。 本発明に従った免疫毒素は、筋肉内、皮下、髄腔内あるいは腹腔内注射、ある いは血管空隙内、特に関節内への注射、たとえば約1μg/cc関節液/日以上の用 量の関節腔内注射によって、局所的ではなく全身的に投与することができる。用 量は、十分に医師の技術範囲内であるような、使用する特異的免疫毒素の特性、 たとえばその活性と生物学的半減期、製剤中の免疫毒素の濃度、投与部位と投与 速度、対象となる患者の臨床耐性、患者が罹 患している疾患等に依存するであろう。 本発明の免疫毒素は溶液として投与しうる。溶液のpHはpH5〜9.5、好 ましくはpH6.5〜7.5の範囲内でなければならない。免疫毒素あるいはその 誘導体は、リン酸塩、トリス(ヒドロキシメチル)アミノメタン‐HClあるい はクエン酸塩等のような適当な製薬的に許容される緩衝剤を含む溶液でなければ ならない。緩衝剤濃度は1〜100mMの範囲内でなければならない。免疫毒素溶 液はまた、塩化ナトリウムあるいは塩化カリウムのような塩を50〜150mMの 濃度で含んでもよい。アルブミン、グロブリン、ゼラチン、プロタミンあるいは プロタミンの塩のような安定剤の有効用量を含んでもよく、免疫毒素を含む溶液 あるいはそれから溶液を調製する組成に加えてもよい。 免疫毒素の全身投与は毎日実施することができ、血管内注入も許容されるが、 一般には筋肉内注射による。投与はまた鼻腔内あるいは他の非腸管外経路によっ ても行うことができる。本発明の免疫毒素はまた、マイクロスフェア、リポゾー ムあるいは血液を含めた特定組織中に設置した他の微粒子供給送達系を通して投 与することもできる。局所製剤は毎日皮膚あるいは粘膜に直接適用し、好ましく はその後閉塞する、すなわち包帯、ポリオレフィンフィルムあるいは局所製剤に 対して不透過性の他のバリアをかぶせることによって保護する。 以下の実施例は本発明の実施を例証するが、本発明を 限定するものと解釈されるべきではない。。本出願は次のように幅広く構成され ている。本出願の最初の部分は、実例RIPであるゲロニンの調製、発現および 特性を教授する。2番目の部分はヒトが設計した抗体の調製を教授する。本出願 の3番目の部分は、RIPと抗原結合部を含む抗体あるいはそのフラグメントか ら成る免疫複合体の構築と特性を述べる。4番目の部分は、RIPと抗原結合部 を含む抗体あるいはそのフラグメントから成る免疫融合たんぱくの調製と特性に 関する。本出願の5番目の部分は、RIPである大麦のリボソーム不活化たんぱ くの調製と特性を教授し、本発明の最後の局面はRIP、モモルジンの調製と特 性を述べる。 特に、実施例1はRIP、ゲロニンの調製に関する。実施例2では、ゲロニン の発現と精製を含めて、ゲロニン遺伝子を含む発現ベクターの構築を教授する。 結合に使用しうるシステイン残基を有するゲロニン遺伝子の構築を実施例3で述 べ、実施例4はゲロニンに関して実施した網状赤血球溶解産物の結果を示す。 実施例5は、本発明の免疫毒素において使用するためのヒトが設計した抗体の 構築を教授し、実施例6はhe3遺伝子の形質移入、それらの遺伝子の発現、お よびその産物の精製を示す。 次に実施例7はゲロニン免疫複合体の調製を教授する。全細胞死滅検定の方法 と結果を実施例8に示す。ゲロニン免疫複合体の種々の特性を実施例9で述べ、 実施例1 0および11は2種類の免疫複合体の薬物動態を教授する。実施例12および1 3は、それぞれ本発明の免疫複合体の免疫原性およびそれらの免疫複合体のin v ivoでの効果を述べる。 ゲロニンの免疫融合をコードする遺伝子の構築を実施例14、15、16、1 7および18において教授する。実施例19は、本発明の免疫融合において使用 するための代替的カテプシン開裂リンカーを示す。免疫複合体をコードする種々 の遺伝子の発現と精製を実施例20に示し、それらの作用特性を実施例21に示 す。 RIPであるBRIPをコードする遺伝子の構築およびその発現と特性を実施 例22、23および24において教授する。 最後に、モモルジンをコードする遺伝子の構築および発現に関するモモルジン の特性を実施例25において教授する。 実施例1 ゲロニンの調製 本発明に従ったゲロニン遺伝子のクローニングは、その比較的まれな天然供給 源、G.Multiflorumの種子からRIP遺伝子産物を精製する必要性を取り除く。 クローニングは同時に、事前の化学誘導なしで抗体に結合しうるゲロニン類似体 の開発を可能にし、さらにゲロニン遺伝子融合産物の開発も可能にする。 A.G.Multiflorumの種子からのRNAの調製 Ausubel ら、eds.Current Protocls in Molecular Biology,Wiley & Sons, 1989に述べられている植物RNAの調製ための方法を修正して、Geloniumの種子 (Dr.Michacl Rosenblum,M.D.Anderson Cancer Center,Houston,Texas)か ら全RNAを調製した。簡単に述べると、種子4.0グラムを、液体窒索であら かじめ冷却しておいた(−70℃)乳鉢と乳棒で微粉末に粉砕した。粉末を、T LE(0.2Mトリス、0.1M LiCl,5mM EDTA pH8.2)で平 衡させたフェノール8.5mlと共に粉砕緩衝液(0.18Mトリス、0.09M LiCl,4.5mM EDTA,1%SDS,pH8.2)25mlに加えた。Poly tron PT 1035(No.5設定)を用いて混合物を均質化した。クロロホルム 8.5mlを加えて混合し、50℃で20分間インキュベートした。混合物を、あ らかじめ4℃に冷却しておいたロータにおいて3000gで20分間遠心分離し 、水相を新しい管に移した。フェノール8.5mlを加え、次にクロロホルム8.5 mlを加えて、混合物を再び遠心分離にかけた。この抽出を3回繰り返した。次に 1/3容量の8M LiClを加えて水相中のRNAを沈降させ、4℃で16時間 インキュベートした。次に、RNAを4℃で20分問遠心分離してペレット化し た。ペレットを2M LiCl 5mlで洗浄し、遠心分離にかけて、水2ml中に 懸濁した。0.3M になるようにNaOAcを加え、2倍容量のエタノールを加えてRNAを沈降さ せた。該RNAを70%エタノール中−70℃で保存した。 B.cDNAの作製 2つの方法によって全Gelonium RNAからcDNAを作製した。最初の方法 は、cDNAライブラリー構築システムキットLibrarian II(Invitrogen)を用 いて細菌発現プラスミドpcDNAIIにおいてcDNAライブラリーを作製する ものであった。全RNA約5μgを任意のプライマーとオリゴ‐dTの1:1混 合物で最初のストランドcDNAに変換した。DNAポリメラーゼ1による2番 目ののストランド合成は、システムの製造業者の指示に従って実施した。二本鎖 cDNAをBstX1リンカーに連結し、サイズ分割した。約500塩基対より 大きい断片をキットに含まれている発現ベクターに連結した。個々のベクターを 、高能率コンピテント細胞への形質転換によって、あるいはエレクトロコンピテ ント細胞への電気穿孔法によって大腸菌内に導入した。電気穿孔法は、電圧85 0V、パルスの長さ5mSで、Dowerら、Nucleic Acids Res.,16:6127-6145(198 8)の方法に基づきBTXが勧めているように0.56μFlatpack細胞においてB TX100ユニット(BTX,San Diego,CA)によって実施した。。生じるラ イブラリーは約150,000のコロニーから成っていた。 第二の方法は、Perkin‐Elmer‐Cetusが販売しているRNA‐PCRキットを 用いてcDNAを作製するものであった。全Gelonium RNA約100ngをcD NA合成の鋳型として用いた。 C.ゲロニンたんぱく配列の決定 天然ゲロニンたんぱくの部分配列を、Applied Biosystems 470A型たんぱ くシーケンサーを使用し、製造業者の指示に従って、自動エドマン分解を用いた 直接アミノ酸配列分析によって決定した。ゲロニンのたんぱく分解ペプチド断片 (全RNAと同じバッチの種子から分離した)の配列を決定した。 D.ゲロニン遺伝子のクローニング 3つのオーバーラップするゲロニンcDNA断片をクローンし、3つの断片か ら合成ゲロニン遺伝子を構築した。 1.ベクターpING3823においてゲロニンの中央のアミノ酸をコードする 断片のクローニング ゲロニンの部分アミノ酸配列に基づく変性DNAプライマーを用いて Perkin ‐Elmer‐Cetusキットで作製したcDNAの断片をPCR増幅した。プライマー のデジェネラシーを最小限に抑えることのできるゲロニンアミノ酸配列の領域に 基づいて6個のプライマーをデザインした。適当なプライマーの対をゲロニン遺 伝子断片の増 幅に関して試験した。所望するDNAサイズの産物をアガロースゲル上でエチジ ウムブロマイド染色したDNAバンドとして同定し、そのDNAをT4 DNA ポリメラーゼで処理して、その後アガロースゲルから精製した。gelo‐7および gelo‐5と命名したプライマーから成るプライマー対だけが所望する大きさの 比較的純枠な産物を生じた。変性プライマーgelo‐7およびgelo‐5の配列を 、IUPACヌクレオチド記号を用いて以下に示す。 プライマーgelo‐7はゲロニンのアミノ酸87−97に対応し、プライマーgelo ‐5はアミノ酸226−236に対応する。プライマーgelo‐7およびgelo‐5 で作製した平滑末端DNA断片(ゲロニンのアミノ酸87−236に対応する) をpUC18(BRL,Gaithersuburg,Maryland)中にクローンした。。挿入 部のDNA配列を決定し、その結果得られたDNA配列に基づいて演繹したアミ ノ酸配列は、実験的に決定したゲロニンのアミノ酸配列と一致した。このゲロニ ン断片を含むクローンをpING3726と称した。 クローンpING3726の挿入部を32Pで標識し、150,000メンバ ーのGelonium cDNAライブラリーをスクリーニングするためのプローブとし て使用した。ライブラリーにハイブリダイズした1つのクローンだけを2倍に平 板培養した。このクローンをライブラリーから精製し、そのDNA配列を決定し た。該クローンはゲロニンの270個のアミノ酸の内185個(残基25209 )をコードする断片を含み、pING3823と称した。 2.ゲロニンのN末端アミノ酸をコードする断片のクローニング pING3726中のゲロニン遺伝子断片について決定した配列に基づき、正 確なオリゴヌクレオチドプライマーを、5’ゲロニン遺伝子断片を増幅するため の変性プライマーおよび3’ゲロニン遺伝子断片を増幅するための非特異的プラ イマーとの連結において使用するPCR増幅プライマーと命名した。Perkin‐El mer‐Cetus RNA‐PCRキットを用いて作製したcDNAを増幅した。 ゲロニン遺伝子の5’末端を増幅するため、変性プライマーgelo‐1および正 確なプライマーgelo‐10によるPCR増幅を実施した。該プライマーを以下に 示す。 プライマーgelo‐1はゲロニン遺伝子のアミノ酸1−11に対応し、プライマー gelo‐10はアミノ酸126−133に対応する。反応からの産物をgelo‐1( 配列同定番号:16)およびgelo‐11(ゲロニンのアミノ酸119−125を コードする配列を含む正確なプライマー)で増幅し、反応産物に特異性を与えた 。プライマーgelo‐11の配列を以下に示す。 内部プローブによるハイブリダイゼーションは、所望する特異的ゲロニンDNA 断片が増幅されたことを確認した。その断片をpUC18中にクローンし、作製 したベクターをpING3727と称した。該断片を配列決定したが、変性プラ イマーgelo‐1の部分に対応する断片の領域(最初の27個のヌクレオチド)が 、プライマーgelo‐1が最初に基づいていたアミノ酸配列を生じるように翻訳さ れなかったことが明らかになった。これはプライマーのデジェネラシーを考慮す ると意外ではなかった。該断片を、正確なプライマーgelo‐11(配列同定番号 :18)およびgelo‐5’(ゲロニンの最初の16個のアミノ酸をコードするの に加えてゲロニン遺伝子の 5’末端の上流に延びる)によって Gelonium cDNAから再増幅した。プラ イマーgelo‐5’の配列を以下に示す。 生じるDNA断片はゲロニンの最初の125個のアミノ酸をコードしている。配 列の大半は天然ゲロニン遺伝子と同じであるが、該DNA断片の最初の32個の ヌクレオチドが異なると考えられる。本出願のため、このN末端断片をGEL1 ‐125断片と称する。 3.ゲロニンのC末端アミノ酸をコードする断片のクローニング ゲロニンの3’末端ならびに3’非翻訳配列を増幅するため、正確なプライマ ーgelo‐9およびXE‐dTによるPCR増幅を実施した。プライマーの各々 の配列を以下に示す。 プライマーgelo‐9はゲロニンのアミノ酸107−113に対応する。プライマ ーXE‐dTは、3’オリゴdT部分と制限部位HindIIIおよびXhoIを含む5’ 部分から成り、ポリAを含むcDNAをプライムする。該反応産物を正確なプラ イマーgelo‐8とXEで再び増幅した。プライマーgelo‐8およびXEの配列を 以下に示す。 プライマーgelo‐8はゲロニンのアミノ酸115−120をコードする配列から 成り、プライマーXEは、HindIIIおよびXhoI制限部位を含むXE‐dTプライ マーの5’部分に対応する。、内部プローブとのハイブリダイゼーションは、所 望するゲロニン遺伝子断片が増幅されたことを確認した。次にその断片を2つの 異なる方法によってpUC18中にクローンした。最初は、平滑末端断片として pUC18のSmaI部位にクローンし(生じるベクターをpING3728と称 した)、2番目は、EcoRIからHindIIIまでの断片としてpUC18にクローン した(このベクターをpING3729と称した)。両方のベクターの挿入部を 配列決定した。pING3728の挿入部はゲロニンのアミノ酸114−270 をコ ードし、pING3729の挿入部はゲロニンのアミノ酸184−270プラス 他の3’配列をコードする。 4.オーバーラップするゲロニンDNA断片の合成ゲロニン遺伝子への構築 ゲロニン遺伝子のC末端の2/3を再構築するため、ベクターpING3729 をSspI(1つのSspI部位はベクター内に位置し、2番目はベクター中の挿入部 の終止コドンの約80塩基対下流に位置する)で切断し、生じる自由末端に Xh oIリンカー(8塩基対、New England Biolabs)を連結した。その後DNAをXh oIおよびEcoRIで切断し、作製した、ゲロニンのアミノ酸185−270をコ ードする350塩基対の断片を分離した。この350塩基対の断片を、pING 3730と称する中間ベクター中の、ゲロニンのアミノ酸37−185をコード するpING3823からのNcoIから EcoRIまでの断片の近くに連結し、こ のようにしてゲロニン遺伝子の末端の87%(アミノ酸37−270)を再構築 した。 次に、断片GEL1‐125をSmaIおよびNcoIで切断して、ゲロニンのアミ ノ酸1−36をコードする断片を生じ、それをpING3730のNcoIからXho Iまでの断片と共にベクターpIC100に連結した。[pIC100は、pelB リーダー配列の上流の37塩基対がないことを除いて、参考文献として本文中に 含まれる、Bettcrら,Science,240:1041-1043(1988)が述べたpING150 0と同じである。37塩基対はSphIお よびEcoRIによるpING1500の消化、T4ポリメラーゼによる処理、およ びベクターの再連結によって除去した。この操作は、他の好ましくない制限部位 を除去しながらベクター内にEcoRI部位を再構築した。]連結の前に、ベクター pIC100をあらかじめSstIで消化し、T4ポリメラーゼで処理し、XhoIで 切断しておいた。かかる連結は完全なゲロニンを遺伝子を含む新しいベクターを 創出し、これをプラスミドpING3731と命名して、1991年10月2日 に受入れ番号68721としてAmerican Type Culture Collection,12301 Park lawn Drive,Rockville,Maryland 20852に委託した。ゲロニン遺伝子の完全な DNA配列は配列同定番号:11に示されている。 実施例2 A.ゲロニン遺伝子を含む発現ベクターの構築 Ervinia Carotovora pelBリーダー配列、およびSalmonella typhimurium araB プロモーターに連結したゲロニン遺伝子を含む最初の大腸菌発現ベクターを構築 した。araBプロモーターを含む基礎ベクターは、参考文献として本文中に含まれ る、1991年7月2日発行の共有米国特許第5,028,530号に述べられて いる。araBプロモーターを含むベクターをEcoRIおよびXhoIで切断した。次に 2つのDNA断片をプロモーターのすぐ下流に縦列連結した。プロモーターの近 くに連結した断片は、 SstI消化、T4ポリメラーゼ処理、およびE.carotovoraのPelB遺伝子のリーダ ー配列を含むpIC100ベクターのEcoRIによる消化から誘導した131塩基 対の断片であった。翻訳したリーダー配列は、細胞質膜を通しての各々のたんぱ く分泌のためのシグナルである。リーダー配列の下流に連結した断片は、完全な ゲロニン遺伝子を含むpING3731からのSmaIからXhoIまでの断片であっ た。従って、該発現ベクターはpclBリーダー配列およびaraBプロモーターに連結 したゲロニン遺伝子を含む。このプラスミドをpING3733と称する。 第二の発現ベクターは、ゲロニンの19個のC末端アミノ酸をコードするゲロ ニン遺伝子配列を含まないことを除いて、最初のものと同様にして構築される。 ゲロニン遺伝子のcDNA配列は、ゲロニンのアミノ酸配列の決定のために作製 したいずれのペプチド断片においても検出されなかった19残基のC末端部分を 予測した。これらの19個のアミノ酸は、翻訳後に成熟毒素から開裂される、す なわち天然たんぱく中には存在しないペプチド断片であると考えられる。同様の C末端アミノ酸断片が植物毒素αトリコサンチンにおいて同定された[Chowら、 J.Biol.Chem.,265:8670-8674(19900]。それ故、C末端断片を持たない発現 産物は興味深い。 ゲロニンの19個のC末端アミノ酸を含まないゲロニン発現ベクターの構築の ために、PCRを用いて該遺伝 子の3’末端を増幅し、変化させた。pING3728をプライマーgelo‐14 とgelo‐9(配列同定番号20)で増幅した。プライマーgelo‐14の配列を以 下に示す。 Gelo‐14(配列同定番号:24) 5’TGATCTCGAGTACTATTTAGGATCTTTATCGAC GA3’。ゲロニンのアミノ酸245−256に対応するプライマーgelo‐14 は、ゲロニンの末端の19個のアミノ酸をコードする配列の前で遺伝子の転写を 停止させる終止コドン(プライマー配列の下線部)をゲロニン遺伝子配列に導入 し、同時に該終止コドンのすぐ下流にXhoI部位を導入する。該PCR産物をXh oIとEcoRIで切断し、その結果生じる、ゲロニンのアミノ酸185−251を コードする208塩基対の断片をアガロースゲルから精製した。この断片を、ゲ ロニンのアミノ酸37−185をコードするpING3823からのNcoI EcoR Iまでの断片の近くに連結し、プラスミドpING3732を作製した。変化し た3’末端を持つゲロニン遺伝子を含む最終的な発現ベクターpING3734 を、pING3732からのゲロニンのアミノ酸37−251をコードするNco IからXhoIまでの断片をpING3733に置換することによって作製した。 B.天然ゲロニンの5’末端の同定 逆PCRを用いて成熟ゲロニン遺伝子の5’末端をコードするcDNAクロー ンを同定した。全G.multiflorum RNA5μgを、Gelo‐11(配列同定番号 :18)をプライマーとし、Superscript Plasmid System(B R L,Gaithersbur g,Maryland)を用いてcDNAに変換した。ゲロニンのcDNAを自己連結し て共有結合形循環DNAを作製し、連結したDNAをオリゴヌクレオチドGelo‐ 9(配列同定番号:20)およびGelo‐16でPCRによって増幅した。プライ マーGelo‐16の配列を以下に示す。 該PCR産物をアガロースゲル上でサイズ分割し、300塩基対より大きいDN AをSmaIで切断したpUC18にクローンした。いくつかのクローンをプライ マーGelo‐18で配列決定した。Gelo‐18の配列を以下に示す 最大のゲロニン特異的挿入部を持つと同定されたクローンをpING3826と 命名した。、pING3826のDNA配列は、ゲロニン発現プラスミドpIN G3733およびpING3734には必ずしも存在しない天然 成熟ゲロニン遺伝子の最初の32個のヌクレオチドを含んだ。天然ゲロニン遺伝 子の完全なDNA配列は配列同定番号:11に示されている。 C.天然の5’末端を持つゲロニン遺伝子を含む発現ベクターの構築 天然5’配列を持ったゲロニン遺伝子を含む発現ベクターpING3733お よびpING3734(上述)の誘導体を次のようにして作製した。ゲロニンの 5’末端をPCRプラィマーGelo‐16(配列同定番号:24)およびGelo‐1 7によってpING3826から増幅した。Gelo‐17の配列を以下に示す。 285塩基対のPCR産物をT4ポリメラーゼで処理し、NcoIで切断した。、 生じる100塩基対の5’末端DNA断片をアガロースゲルから分離し、pIC 100からの120塩基対のpelBリーダー断片(SstIで切断し、T4ポリメラ ーゼで処理し、PstIで切断)の近くに連結し、PstIおよびNcoIで消化したp ING3733あるいはpING3734のいずれかに連結した。生じるプラス ミドpING3824およびpING3825は、pelBリーダーに連結された、 araBプロモーターの転写制御下でのそれぞれ天然ゲロニン遺伝子全体および天然 ゲロ ニン遺伝子から19個のアミノ酸カルボキンル延長部を除いたものを含む。pI NG3734およびpING3825における19個のアミノ酸カルボキシル延 長部を持たない遺伝子構築物は、本出願において「組換えゲロニン」と称される たんぱく産物をコードする。 D.組換えゲロニンの精製 組換えゲロニンを次の工程によって精製した 大腸菌発酵肉汁を濃縮し、DC 10ユニットでのS10Y10(Amicon)を用いてpH7.0の10mMリン酸ナ トリウムに緩衝液交換した。濃縮し、緩衝液交換した物質をCM52カラム(1 00g,5×10)に入れた。カラムを開始緩衝液1Lで洗浄し、開始緩衝液( 総容量750ml)中0−300mMのNaCl勾配で溶出した。分画を含む純粋ゲ ロニンをプールし(溶出は100−250mM NaClであった)、Amicon YM 10膜で濃縮し、10mMリン酸ナトリウム緩衝液、pH7.0で平衡させ、−2 0℃で凍結保存した。Blue Toyopearlクロマトグラフィーを用いてさらなる精製 ステップを試みた。しかしながら、この方法は物質の純度上昇をもたらさず、開 始物質の約50%の喪失を生じた。 実施例3 結合に利用できるシステイン残基を有するゲロニン遺伝子の組み立て 野生型ゲロニン蛋白は44位および50位に、内因性ジスルフィド結合によっ て結合しているシステイン残基2個を有する。本蛋白には、各抗体または他の各 蛋白への結合に直接利用できる遊離のシステイン残基を含有しない。異なる3種 類のアプローチによって、結合に利用できる遊離システイン残基を含有するゲロ ニンの各類縁体を作り出した。1つのアプローチでは、ゲロニンの一次配列に沿 った種々の残基をシステイン残基と置き替え、奇数のシステイン残基を含む一連 の類縁体を作りだした。別のアプローチでは、システイン残基2個のうちの1個 をアラニンと置き替え、鎖内ジスルフィド結合を欠くが、ただ1個の非対システ インを含有する分子を作り出した。さらに別のアプローチでは、両内因性システ インをアラニンと置き替え、しかも3番目の非システイン残基をシステインと置 き替えて、ただ1個の非対システインを有する類縁体を作り出した。 15種類のゲロニン類縁体を構築した。ゲロニンの非ンステイン残基10個が システイン残基と置換する標的であった。ガロニンのアミノ酸配列と天然のアミ ノ酸配列との比較およびリシンA鎖の三次構造(図1参照)から、これらの位置 は分子の表面であり、結合に利用できると考えられた。10種類のゲロニン類縁 体は各々、リジン10、アスパラギン60、イソロイシン103、アスパラギン酸146、 アルギニン184、セリン215、アスパラギン239、リジン244、アスパラギン酸247 、およびリジン248の各残 基1個の代わりに置換されたシステインを含み、その類縁体を、それぞれGelC10 、GelC60、GelC103、GelC146、GelC184、GelC215,、GelC 239 、GelC244、GelC247およびGelC248と表した。 内因性ジスルフィド結合に参加する天然のゲロニンシステインの1個が非シス テイン残基と置き替わった2種類のゲロニン類縁体を構築した。詳細には、50 位のシステインをアラニン残基と置き換えて、44位におけるジスルフィド結合 に利用できるシステインを有するゲロニン類縁体(GelA50(C44)と表す、SE Q ID番号99に示す)を作り出した。GelA50(C44)類縁体は、以前はGe lC44と表された(例えば、参照により本明細書に組み込まれる、共同所有の、 同時係属米国特許出願、出願番号第07/988,430号を参照されたい)。 逆に、44位のシステインをアラニン残基と置き換えると、ジスルフィド結合に 利用できるシステインを50位に有する類縁体が生じた(GelA44(C50)と表す 、SEQ ID番号100に示す)。GelA44(C50)類縁体は、以前はGelC5 0 と表さればれていた(例えば、参照により本明細書に組み込まれる、共同所有 の、同時係属米国特許出願、出願番号第07/988,430号を参照されたい )。したがって、前述の12種類の類縁体の組み合わせた連続は、成熟ゲロニン 蛋白の全長にわたる。 天然のゲロニン・システインを両者ともアラニンで置き換えた別のゲロニン類 縁体(GelA44A50 SEQ ID番号101に示す)を構築した。GelA44A50類縁体は、以前はGelC44A C50A と表されていた。(例えば、参照により本明細書に組み込まれる、共同所有 の、同時係属米国特許出願、出願番号第07/988,430号を参照されたい )。天然の両システインの代わりにアラニン残基を置換し、さらに10位の天然 のリジンの代わりにシステイン残基を置換するか(GelC10A44A50、SEQ ID番号110に示す)、247位における天然のアスパレートの代わりにシス テイン残基を置換した(ゲルC247A44A50、SEQ ID番号111に示す)、そ れ以外の2種類の類縁体を構築した。 制限フラグメント操作または合成オリゴヌクレオチドを使用するオーバーラッ プ拡張PCRによりコンビナント・ゲロニンの変異休を構築した。PCRに使用 するプライマーの配列を以下に記載する。各々の突然変異原性プライマー配列に おいて、システイン残基であれアラニン残基であれ、変化したアミノ酸に対応す る各ヌクレオチドに下線を加えた。 (1)詳細には、プライマーHINDIII−2(pING3734またはp ING3825のベクター部分に位置するプライマー)、Gelo−9およびG elo −8とともに突然変異原性プライマーGeloC−3−2およびGeloC−4 を使用するPCRによりゲロニンのアミノ酸247(通常は、リシンA−鎖にお ける259位のシステインに相当するアスパラギン酸が占拠している)にシステ インを導入した。Gelo−3−2およびHINDIII−2を使用し、Gel oC−4およびGelo−9による併発反応で、鋳型DNA(pING3734 )を増幅した。これらの反応生成物を混合し、外プライマーGelo−8および HINDIII−2で増幅した。反応生成物をEcoRIおよびXhoIで切断 し、精製し、3部分連鎖反応でプラスミドpING3825内に挿入した。、G elC247変異体(SEQ ID番号102)のDNAアミノ酸配列を確認した。 GelC247をコード化している配列を含むプラスミドをpING3737と表し 、1992年6月9日に、ATCC受け入れ番号第69009号として、Americ an Type Culture Collection(アメリカ培養コレクション)、12301 Parkl awn Drive,Rockville,MD 20852に寄託した。 (2〜3)同じ様式で、類縁体GelC248(SEQID番号103)を生じさ せるに突然変異原性オリゴヌクレオチドGeloC−1およびGeloC−2を 使用してゲロニンの248位のアミノ酸(リジン)の代わりにシステイン残基を 導入し、プラスミドpING3744において類縁体GelC239(SEQ ID 番号104)を生じさせるにプライマーGeloC−9およびGel oC−10を使用してアミノ酸239位(通常はリジンが占拠している)にシス テイン残基を導入した。 (4)また同じ様式で、pING3736と表されるプラスミドにおいて類縁 体GelC244(SEQ ID番号105)を生成させるために突然変異原性プラ イマーGeloC−5およびGeloC−6を使用してシステイン残基をゲロニ ンのアミノ酸244(リジン)に導入した。本変異体は、プラスミドpING3 825ではなくプラスミドpING3734を鋳型DNAとして使用するPCR によって調製した。したがって、本変異体はプラスミドpING3737、プラ スミドpING3741、プラスミドpING3744と同じN−末端ゲロニン ・アミノ酸配列をコード化しているが、天然のゲロニン5’末端ヌクレオチドの 代わりに、PCRプライマー誘導性5’−末端ヌクレオチド32個を含んでいる 。 (5)類似した手法によりゲロニンの10位にアミノ酸(通常はリジンが占拠 している)の代わりにシステイン残基を導入した。突然変異原性プライマーGe loC−13およびGeloC−14を使用し、pING3824araB2( ベクター・プライマー)およびGeloC−14でし増幅し、さらに別個の反応 で、GeloC−13およびGelo−11で増幅することによってシステイン を導入した。以上の反応の各生成物を混合し、外プライマーaraB2およびG elo−11で増幅した。PCR生成物をPstIおよびNcoIで切断し、 精製し、pING3825に戻しクローン化して、pING3746と表される プラスミドに類似体Gel C10(SEQ いD番号106)を生じさせ、199 2年6月9日に、ATCC受け入れ番号第69008号として、American Type Culture Collection(アメリカ培養コレクション)、12301Parklawn Drive ,Rockville,MD 20852に寄託した。 (6)GelC10変異体の場合と同じ様式で、オリゴaraB2およびGel o−11とともに2種類の突然変異原性オリゴ、GeloC−15およびGel oC−16を使用してゲロニンの60位のアスパラギンをシステイン残基で置換 した。GelC60(SEQ ID番号107)類縁体をコード化しているプラス ミドをpING3749と表した。 (7)プライマーaraB2およびHINDIII−2とともに突然変異原性 プライマーGeloC−20およびGeloC−21を使用し、PCRによって アミノ酸103(イソロイシン)にシステインを導入した。GelC−21およ びaraB2で鋳型DNA(pING3733)を増幅し、別個にGeloC− 20およびHINDIII−2で増幅した。以上の反応の各生成物を混合髭、外 プライマーaraB2およびHINDIII−2で増幅した。反応生成物をNc oIおよびBclIで切断し、精製し、NcoIおよびBclIで消化したpI NG3825に挿入した。残基103のシステイ ンを配置するのに使用した各オリゴヌクレオチドも、クローン化遺伝子で確認し たAflIII制限部位を導入した。GelC103(SEQ ID番号108)類 縁体を含むプラスミドをpING3760と表した。 (8)類似した戦術で146位(アスパラギン酸)にシステインを導入した。 鋳型DNA(pING3733)を突然変異原性プライマーGeloC−22お よびGelo−14で増幅し、別個に突然変異原性プライマーGeloC−23 およびGelo−19で増幅した。、以上の反応の各生成物を混合し、Gelo −19およびGelo−14で増幅した。、反応生成物をBglIIおよびEc oRIで切断すると、3部分連鎖反応でpING3825に挿入することが可能 である。、残基146のシステイン配置に使用した各オリゴヌクレオチドも、ク ローン化遺伝子で確認することができるNdeI制限部位を導入した。 (9)ゲロニンの184位(通常はアルギニンが占拠している)にシステイン を導入するため、鋳型DNA(pINGG3733)を突然変異原性プライマー GeloC−25およびaraB−2で増幅し、別個に突然変異原性プライマー GeloC−24およびHINDIII−2で増幅した。以上の反応の各生成物 を混合し、araB2およびGelo−14で増幅した。。反応生成をNcoI およびBclIで切断し、NcoIおよびBclIで予め消化したpING38 25に挿入した。。残 基184のシステインを配置するのに使用した各オリゴヌクレオチドも、クロー ン化遺伝子で確認されたNsiI制限部位を導入した。GelC184(SEQ I D番号109)変異体をコード化している配列を含むプラスミドをpING37 61と表した。 (10)類似した戦術で215位(セリン)にシステインを導入することも可 能である。鋳型DNA(pING3733)を突然変異原性プライマーGelo C−27およびaraB2で増幅し、別個に突然変異原性プライマーGeloC −26およびHINDIII−2で増幅した。以上の反応の各生成物を混合し、 araB2およびHINDIII−2で増幅した。反応生成物をEcoRIおよ びBclIで切断すると、3部分連鎖反応でpING3825に挿入することも 可能である。 (11)天然のゲロニン・システイン残基2個のうちの1個を、50位のシス テインをアラニンと置き換えることによって、遊離システイン残基を有する別の ゲロニン変異体を生じさせた。プラスミドpING3824をブライマーGEl oC−17およびGelo−11でっ増幅し、同時発生的に別個の反応でプライ マーGeloC−19およびaraB2で増幅した。各反応生成物を混合し、a raB2およびGelo−11で増幅した。本生成物をNcoIおよびBglI Iで切断し、pING3825のベクター部分に戻しクローン化してpING3 747(ATCC 69101)を生じさせた。こ の類縁体はGelA50(C44)と表され、44位アミノ酸のシスルフィド結合に利用 できるシステインを含んでいた。44位にただ1個のシステインを有するゲロニ ン類縁体を生成するために、ゲロニンの活性を崩壊しない、アラニン以外の非シ ステイン残基を天然のゲロニンの50位に挿入することも可能である。 (12)プライマーaraB2およびHINDIII−2とともに突然変異原 性オリゴヌクレオチドGeloC−28およびGeloC−29を使用してpI NG3733天然の44位のシステインをアラニンに変えたゲロニン変異体を構 築した。増幅したDNAをNcoIおよびBglIIで切断し、ゲロニンベクタ ーにクローン化して、pING3756を生じさせた。生成した変異体をGelA44(C50) と表した。50位にただ1個のシステインを有するゲロニン類縁体を生 成するために、ゲロニンの活性を崩壊しない、アラニン以外の非システイン残基 を44位に挿入することも可能である。 (13)プライマーaraB2およびGelo−11とともに突然変異原性オ リゴヌクレオチドGeloC−17およびGeloC−18を使用し、pING 3824のオーバーラップPCRによって、ゲロニンの44位のシステインと5 0位のシステインの両者をアラニン残基に変えたゲロニン変異体を構築した。天 然のゲロニン蛋白同様、本類縁体には結合に利用できるシステイン残基がない。 本類縁体をコード化しているプラスミドをp ING3750と表した。生成した類縁体をGelA44A50(SEQ ID番号1 01)と表した。システイン残基を持たないゲロニン類縁体を生成するために、 ゲロニンの活性を崩壊しない、アラニン以外の非システイン残基を、44位と5 0位の両位で置換することも可能である。 (14)プラスミドpING3824、pING3750およびpING37 37から3重突然変異体GloninC247A44A50(SEQ ID番号111)を 構築した。本変異体は247位に導入されたシステインを有するが、44位と5 0位の天然の両システイン残基はアラニンで置き換えられている。本類縁体の場 合、抗体へのジスルフィド結合は唯一のシステイン残基でのみ保証されるため、 本類縁体は好適である。プラスミドpING3824をNcoIおよびXhoI で切断し、アガロース・ゲルでベクター・フラグメントを精製した。pING3 750をNcoIおよびEcoRIで切断し、pING3737をEcoRIお よびXhoIで切断した。NcoI−EcoRIフラグメントは44位および5 0位にアラニンをコード化しているが、EcoRI−XhoIフラグメントは2 47位にシステインをコード化している。これらの各フラグメントを精製し、N coIからXhoIベクターフラグメントに結合させた。結果として生じたプラ スミドをpING3752と名付けた。 (15)先に構築した各プラスミドから組み立てるこ とによって、3重突然変異体GeloninC10A44A50(SEQ ID番号11 0)も構築した。この場合、pING3746はPstIおよびNcoIで切断 したが、pING3750はNcoIおよびXhoIで切断した。アガロース・ ゲルによる電気泳動法で各挿入フラグメントを精製し、そのフラグメントをPs tIおよびXhoIで消化したベクター・フラグメント内に結合させた。結果と して生じたベクターをpING3753と表した。GelC10A44A50類縁体は、 以前はGelC10CA44AC50Aと表されていた(例えば、参照により本明細書に組み 込まれる、共同所有の、同時係属米国特許出願、出願番号第07/988,43 0号を参照されたい)。 構築した各ゲロニン変異体を大腸菌菌株E104にトランスフォームした。ア ラビノースを含む細菌培養に導入する際に、培養上澄のゲロニン・ポリペプチド をゲロニン特異的抗体で検出することができた。プラスミドpING3734お よびpING3825によるゲロニンの発現レベルと、任意のゲロニン変異体に よる発現レベルの間に有意差は認められなかった。各蛋白は、大腸菌内で約1g /lのレベルで産生された。 実施例4 網赤血球ライゼート・アッセイ PressらがImmunol.Letters,14:37-41(1986)に記述した網赤血球溶解物ア ッセイ(RLA)を使用して、ゲ ロニンおよびリコンビナント・ゲロニン類縁体がイン・ビトロで蛋白合成を阻害 する能力を試験した。本アッセイは、ウサギ赤血球細胞溶解物由来の内因性グロ ビンmRNAを使用して無細胞経における蛋白合成阻害を測定する。トリチウム 標識ロイシン(3H−Leu)の取り込み低減を毒素濃度の関数として測定した。 1μg/ml〜1pg/mlの範囲にわたって、標準毒素(RTA30と略される、30 kD型リシンA鎖)、天然のグロビン、リコンビナント・ゲロニン(rGelo ninまたはrGel)およびゲロニン類縁体の系列対数希釈を試験した。サン プルを3重に試験し、氷上で調製し、37℃で30分間インキュベートし、続い てInotec Trace96カスケード・イオン化カウンターで計数を行った。非阻害サ ンプルと比較することにより、50%蛋白合成阻害(IC50)に相当する毒素の ピコモル濃度(pM)を算出した。下記の表1からわかるように、リコンビナント ・ゲロニンおよびその類縁体のほとんどは天然のゲロニンに匹敵する活性を示し た。類縁体の一部(GelC239など)では、RLA活性は消失していた。 実施例5 イムノトキシン構築のためのヒト工作抗体 本発明によるイムノトキシン構築に使用するための抗体は、高値のヒト・アミ ノ酸含量およびヒトCD5細胞分化マーカーに対する高アフィニティを示すhe 3やそのフラグメントなど、人間化した抗体であってもよい。he3はマウスH 65抗体の人間化型である(H65は本発明による人間化抗体の調製に使用する 好適モノクローナル抗体であり、メリーランド州RockvilleのAmerican Type Cu lture Collection(アメリカ培養コレクション、A.T.C.C.)に寄託して 受け入れ番号HB9386号を与えられたハイブリドーマ細胞株XMMLY−H 65(H65)により産生される)。 本発明に使用する人間化抗体は、両可変領域で以下に記述する低リスク変化と 中等度リスク変化の両者が行われたネズミH65抗体の人間型を使用して本明細 書に開示された通りに調製される。このような人間化型抗体類は免疫原性が低く 、ヒトの自己免疫疾患の治療における治療的有用性がある。例えば、同抗体類は H65などの既存の治療的モノクローナル抗体よりアフィニティが高いため、同 じ治療効果を得るために本発明のH65抗体CD5抗体より低用量でhe3抗体 を投与することが可能である。 he3など、人間化抗体は外来抗体の免疫原性低減に 有用であり、免疫複合体の一部として使用するとき、効能が増強することになる 。 本発明に従い、イムノトキシンの成分として使用される人間化抗体可変領域の 構築は、(1)抗原に対する本領域の生来のアフィニティを低減させないが、異 型種に関して免疫原性を低減させて修飾することが可能な抗体可変領域のアミノ 酸残基を同定するステップと、(2)同定された、異型種に投与するのに有用な 残基に修正を加えた抗体可変領域を調製するステップを含む方法に基づくもので あってもよい。本発明の方法は各アミノ酸が本領域の構造に関与していることを 予言する、本明細書に記載されている抗体可変領域のモデルに基づくものである 。 古典的抗体フレームワーク領域全体とヒト抗体由来のものとの置き換えを擁護 する、抗体を人間化する他の方法と違って、本明細書に記載されている方法はヒ ト残基を抗原結合活性に重要ではなく、たぶん免疫厳正刺激因子に曝露されてい る位置の抗体可変領域のみに導入する。本法は、可変領域の天然の内部構造を十 分に保持するように設計されているため、修飾された領域の抗原結合能は天然の 領域に比べて低減していない。 中等度のリスク残基がマウス残基からヒト残基に変換されているヒト共通配列 を、ライン標識したhK1(すなわち、ヒトκ鎖の小群1およびhH3(すなわ ち、ヒト重鎖の小群3)として図10Aおよび10Bに示す。 「結合」および「埋没」ラインにおける保存およびリスクに関する図中の符号は 以下の通りである。 ペアをなしている最初の符号(リガンド結合) + 抗原結合ループに対する影響が少ないか直接の影響がなく、置換された場 合には低リスクである ○ 抗原結合ループ構造に間接的に関与、変化を受けた場合には中等度のリス クである。− 抗原結合コンフォメーションまたは抗原接触に直接関与、修飾を 受けた場合にはリスクは大きい ペアをなしている2番目の符号(免疫原性/構造) + 溶媒に極めて影響されやすく、免疫原性が高く、置換された場合には低リ スクである ○ 部分的に埋没されている、中等度の免疫原性、変化を受けた場合には中等 度のリスクである − サブユニットの疎水性コアに完全に埋没している、低免疫原性、変化を受 けた場合には高リスクである = サブユニット間の界面に完全に埋没している、低免疫原性、修飾を受けた 場合には高リスクである ペアの意味 ++ 低リスク 溶媒に極めて影響をうけやすく、免疫原性が高いが、特異的 抗原結合に 対する影響は少ないか皆無である ○+、+○、○○ 中等度のリスク 軽度の免疫原性、いいかえれば抗原結合との間接的関連 全ての−または= 高リスク サブユニット・コア/界面内に埋没している、いいかえれば 抗原結合に強く関与しているが、免疫原性潜在能は低い ライン標識した“mod”、点(.)は中等度のリスクで「マウス」から「ヒ ト」に突然変化する可能性がある残基を表す。このような中等度リスクの位置は 29ある。 マウス残基は、生涯の50%の以上、131の位置でヒト共通残基と適合する (102の位置は90〜100%適合し、29の位置は50〜90%適合する) 。これらの位置は変化を受けなかった。 図12Aおよび12Bにおけるライン標識したM/Hは、マウス配列とヒト配 列の間で顕著に異なる91の位置を示す(すなわち、生涯の50%未満に、ヒト 配列がマウス残基を有する)。M/Hラインにおいてmで表される、中等度のリ スクの位置は、「マウス」のままであったが、Hまたはhと表示されているもの はヒトに変化した。すでにヒト様であるかm先に人間化された25の 低リスク位(実施例2に前述されている)は、M/Hラインで“^”と記述され ている。最後に、マウス残基およびヒト残基が適合しなかった54の高リスク位 は、Mと表示され、「マウス」を維持している。 マウス配列とヒト配列が異なる中等度のリスク位に15の差が発生した。これ らの位置のうち10(図6のM/Hライン上、“H”と表されている)では、マ ウス残基はヒト共通アミノ酸と並んでいる。従って、その位置におけるマウス残 基は、保存されているヒト残基に変わるものとして同定される。 マウス配列とヒト配列が異なる中等度のリスク位(“m”と表される)では、 マウス残基は中等度に保存されているヒト共通アミノ酸と並んでいる。しかし、 マウス残基は、他の実際のヒト抗体配列における位置で確認されるため[Kabat ら、sequence of proteins of Immunoglobulin Interrest,Fourth Edition,U. S.Department of Health and Human Services,Public Health Servi ce,Nat ional Institutes of Health(1987)」、その位置は「マウス」が保持されるもの として同定される。の特定の配列にこのような位置はないが、他の抗体にこのよ うな位置が発生する可能性がある。 4つの中等度のリスク位(“h”と表されている)で、マウス残基は中等度に 保存されているヒト共通アミノ酸と並んでいるが、マウス残基は前記Kabatら、S equence of Proteins of Immunoglobulin Interestの実際のヒト 抗体配列におけるその位置で確認されない。したがって、その位置は「ヒト」に 変わるものとして同定される。 マウス配列とヒト配列が異なる1つの中等度リスク位(“m”と表される)で 、マウス残基は保存が不十分なヒト共通アミノ酸と並んでいる。したがって、そ の位置は「マウス」が保持されるものとして同定される。 A.中等度リスク重鎖発現ベクターの組み立て 中等度リスク残基を含む人間化H65重鎖を、下記の戦術組み立てた。中等度 リスク発現ベクターを中間ベクターから組み立てた。図12に開示され、HUH −G11、HUH−G12、HUh−G3、HUH−G4、HUH−G5、およ びHUH−G6で標識された6種類のオリゴヌクレオチド配列(オリゴ)を(H UH−G11およびHUH−G12の配列は、SEQ ID番号131および1 32に記述し、HUH−G3、HUH−G4、HUH−G5、およびHUH−G 6はSEQ ID番号137〜140に記述されている)PCRで組み立てた。 各DNA1μgとの100μl反応において、合成ヒト抗体遺伝子を含む各オリゴ ヌクレオチドをペアで混合し(HUH−G11+HUH−G12、HUH−G3 +HUH−G4、およびHUH−G5+HUH−G6)−上記の通り満たした。 各反応生成物の一部をペアで混合し(HUH−G11、HUH−G12+HUH −G3、HUH−G3、HUH−G4+HUH−G5、6)、2.5UのTag を加え、上記の通り、サンプルを再度イン キュベートした。等量のHUH−G11、HUH−G12、HUH−G3、HU H−G4反応生成物をHUH−G3、HUH−G4、HUH−G5、HUH−G 6生成物と混合し、続いて上記の通り、0.5ugのプライマーH65G−2Sお よびH65−G2を使するPCRによりV−J領域を組み立てた。反応生成物を SalIおよびBstEIIで切断し、Rodinsonら、Hum.Antibod.Hybridomas 2:84(1991)の重鎖について記載されているものに類似した発現ベクター内で クローン化し、pING4617が生成した。、本プラスミドをSquenase(US B,Cleveland)で配列決定すると、残基2個が変化していた(288位におけ るG−Aおよび312位におけるA−T、リーダー配列の始めから番号をつけた )。pING4612由来の領域の置換によって正確な可変領域が回復され、予 想されたpING4619のV−領域配列が生じた。 オリゴHUH−G13、HUH−G14、HUH−G15およびHUH−G1 6(図11およびSEQ ID番号133〜136)のPCR組み立てにより、 他の、中等度リスク変化を含む中間ベクターを構築した。オリゴHUH−G13 +HUH−G14およびHUH−G15+HUH−G16を混合し、10mM K Cl、20mM TRIS pH8.8、10mM(NH42SO2、2mM MgSO4 、0.1% TritonX−100、100ng/ml BSA、200μMの各dNTP 、および2単位ン のベント(Vent)ポリメラーゼ(New England Biotabs)を含む、総量100μ lの反応において、ベントポリメラーゼを満たした。反応混合物を94℃で1分 間インキュベートし、続いて50℃で2分間、さらに72℃で20分間インキュ ベートした。反応生成物(40μl)を混合し、オリゴヌクレオチドH65−G 13およびH65−G2ならびに同一反応緩衝液中のベントポリメラーゼで増幅 し、94℃で1時間変性させることにより25サイクル間増幅した。反応生成物 をT4ポリメラーゼで処理し、続いてAccIで消化した。アガロース・ゲルで 274塩基対(bp)フラグメントを精製し、141bpの、pING4619 由来のSalIからAccIまでのフラグメントと一緒に結合させ、SalIお よびSmalでpUC18を切断するとpING4620が生じた。pING4 620は中等度リスクH65重鎖のシグナル配列全体、V−領域、およびJ−領 域を含む。 pING4620由来のSalIからBstEIIまでのフラグメントを前記 同一発現ベクターにクローリングすることにより、中等度リスクH65重鎖の最 終的発現ベクター、pING4621を組み立てた。 B.中等度リスク軽鎖発現ベクターの組み立て SH65K−1(SEQ ID番号117)、HUH−K7(SEQ ID番 号119)、HUH−K6(SEQ ID番号118)、HUH−K8(SEQ ID 番号120)、HUH−K4(SEQ ID番号121)およびHUH−K5( SEQ ID番号122)の6種類のオリゴヌクレオチドから、軽鎖の中等度リ スク人間化VセグメントおよびJセグメントを組み立てた。オリゴヌクレオチド をOCRプライマーH65K−2SおよびJK1−HindIIIで増幅した。 合成人間化抗体遺伝子を含むオリゴヌクレオチドをペアで混合し(SH65K− 1+HUH−K7、HUH−K6+HUH−K4+HUH−K5)、中等度重鎖 の場合に記述した通りにベント・ポリメラーゼとともにインキュベートした。各 反応生成物の一部(40μl)をペアで混合し(SH65K−1/HUH−K7 +HUH−K6、HUH−K8、HUH−K6+HUH−K8+HUH−K4、 HUH−K5)、前記の通りに満たした。次に、前述の通りに全長遺伝子をPC RプライマーH65K−2SおよびJK1−HindIIIならびにベント・ポ リメラーゼで25サイクル間、増幅することによって軽鎖遺伝子を組み立てた。 組み立てたV/J領域をSalIおよびHindIIIで切断し、アガロース・ ゲルによる電気泳動法で精製し、軽鎖抗体発現ベクターpING4630に組み 立てた。 実施例6 he3遺伝子のトランスフェクションおよび発現生成物の精製 A.3抗体産生のためのマウス・リンパ系細胞の安定したトランスフェクション 細胞株Sp2/0(アメリカ培養コレクション受け入れ番号CRL1581号 )をDulbeccoの改良型イーグル培地(Modified Eagle Medium)+4.5g/lのグ ルコース(DMEM、Gibco)+10%ウン胎仔血清中で成育させた。培地にグ ルタミン/ペニシリン/ストレプトマイシン(Irvine Scientific,Irvine,Cal ifornia)を補足した。 Potter,H.ら、Proc.Natl.Acad.Sci.,USA,81:7161(1986)のエレクト ロポレーション法を使用した。トランスフェクション後、細胞を完全DMEM中 で24〜48時間回復させ、選択培地の存在下、94ウェル・プレートのウェル 当たり10,000〜50,000細胞を播種した。ヒスチジノール(Histidin ol、Sigma)選択は1.71μg/mlであり、ミコフェノリン酸(mycophenolic ac id、Calbiochem)は6μg/ml+0.25mg/mlキサンチン(Sigma)であった。 、エレクトロポレーション法はSp2/0細胞の場合、1〜10×10-5のトラ ンスフェクション頻度を与える。 pvuI制限エンドヌクレアーゼによる消化によってhe3軽鎖発現プラスミ ドpING4630を直線化し、Sp2/0細胞にトランスフェクトすると、ミ コフェノリン酸耐性クローンが得られ、軽鎖合成用に選別した。 4.9〜7.5μg/lを分泌するトップ産生サブクロー ンのうち4つを2種類のプールに合併し(2クローン/プール)、中等度リスク 重鎖を含むプラスミドpING43621を各プールにトランスフェクトした。 ヒスチジノールで選択した後、最軽鎖と最重鎖を産生するクローン、Sp2/0 −4630および4621クローンC1705およびC1718、は、T25フ ラスコ内の成育過剰培地中に10-7Mデキサメタゾンが存在する条件下で、それ ぞれ約15および22μg/μlの抗体を分泌した。クローンC1718を、19 92年12月1日に、ATCCHB11206号として、American Type Cultur e Collection(アメリカ培養コレクション)、1230 Parklawn Drive,Rock ville,MD 20852に寄託した。最高の産生体は、クローンC1718の制限希釈 サブクローニングによって産生されるクローンC1718のサブクローンである 。 B.組織培養で分泌されるhe3抗体の精製 10mMHEPES、1×グルタミン−ペン−ストレプ(Glutamine-Pen-Strep 、Irvine Scientifc #9316)を補足した培地HB101(Hana Biologics)+1 %ウン胎仔血清中で、Sp2/0−4630+4621クローンC1705細胞 を成育させた。使用した培地を約5,000×gで20分間遠心分離した。EL ISAで抗体レベルを測定した。細胞培養上澄約200mlを蛋白A−カラム(Si gma Chemicals)に負荷し、PBS(0.15 M NaCl、5mMリン酸ナトリウム、1mMリン酸カリウム、緩衝液pH7.2) で平衡化した。ステップpH勾配(pH5.5、4.5、および2.5)でhe 3抗体を溶出した。he3抗体を含む(収率9%)がウシ抗体を含まない分画を 1M Tris pH8.5で中和し、セントリコン30(Centricon、Amicon )により10培に濃縮し、PBSで10培希釈し、セントリコン30で再度10 倍に濃縮し、PBSで10培希釈し、最後に10培に濃縮した。抗体を0.25 ml部分標本の形で、−20℃で保存した。 C.CD5に対するhe3 IgGIgGのアフィニティ測定 競合結合アッセイで、表面にCD5を発現するMolt−4M細胞およびI12 5 標識キメラH65 IgGを使用して、CD5に対するhe3 IgGのアフ ィニティを決定した。he3 IgG源としてクローンC1705およびC17 18の培養上澄及び、C1705の精製IGGを使用した。 本アッセイのため、10μlのラクトペルオキシダーゼ−グルコース・オキシ ダーゼ固定ビーズ(Enzymobedas BioRad)、100μlのPBS、1.0mCiのI125 (Amersham,IMS30)、50μlの55mM b−D−グルコースに、23℃ で45分間曝露することによって、20μgのキメラH65 IgG(CH65 IgG)をヨウ 素標識した。105mMのナトリウム・メタビスルファイト20μlおよび12 0mMのヨウ化カリウムを加えて反応を止め、続いて1分間遠沈してビーズをペレ ット化させた。PBS(137mMのNaCl、1.47mMのKH2PO4、8 .1mMのNa2HPO4、2.68mMのKcl、pH7.2〜7.4)と0.1% BSAを使用し、7mlのセファデックスG25を使用するゲル濾過で125I−c H65 IgGを精製した。TCA沈殿で125I−cH65 IgG回収および 比活性を決定した。 下記のように競合結合を実施した。氷冷DHB結合バッファー中(Dubellcoの 改良型イーグル培地(Gibco、320-1965PJ)、1.0%BSAおよび1 0mMHepes、pH7.2〜7.4)でMolt−4M細胞100μlを2回洗浄し た。同じバッファーに細胞を再懸濁し、ウェル当たり3×105個の細胞を96 個のV−底ウェル(Costar)で平板培養し、Beckman JS 4.2ローターを使用して 1,00rpmで5分間遠沈することにより4℃でペレット化させた、DHB中、 2培濃縮した0.1nM125I−cH65 IgG 50μlを各ウェルに加え、最 終抗体濃度100nM−0.0017nMで、DHB中、2培濃縮したcH65 I gGまたは人間化抗体50μlと競合させた。he3 IgGを発現するSp2 /0クローンC1718の培養上澄から人間化抗体を得た。キメラ抗体を標準と して使用するELISAで上澄中の抗体濃度を確定した。結合を4℃で5時間進 行させ、1,0 00rpmで5分間遠沈することによりDHB結合バッファー200μlで3回洗浄 することにって結合を終結させ、精製した標本中の抗体濃度を決定した。全ての バッファーおよび操作は4℃であった。1.0M NaOH 100μl中に細 胞を可溶化し、CobraII自動ガンマカウンター(Packard)でカウントすることに より、放射能を測定した。重みつき非直線最小二乗曲線適合プログラム、MacLig and、Munson,Analyt.Biochcm.,107:220(1980)の”コンピューター・プログ ラムLigand”のMacintosh版で結合実験のデータを解析した。客観的統計学的基 準(F,検定、超和平方原理)を使用して適合性の良さを評価し、モデル間の識 別を行った。非特異的結合は、誤差に従属するパラメータとして処理し、同時に 他のパラメータに当てはめた。 図11は、競合結合アッセイにおけるMolt−4M細胞上のCD5に対する he3およびCH65の結合を示すデータを提供する。、以上の結果から、he 3 IgGで行われた中等度リスク変化により、標的であるCD5に対して、こ の抗体のキメラ・マウス−ヒト型(cH65)よりアフィニティが高い抗体を生 じることが立証される。 実施例7 ゲロニン免疫複合体の調製 本発明のゲロニン類似体をマウス型H65(ATCC HB9286) 抗体、キメラ型H65(cH65)抗体、cH65抗体ドメイン(cFab、cFab′およびcF(ab ´)2のフラグメントを含む)、ヒト型抗体およびヒト型抗体ドメインと種々に複 合させた。こうした抗体および抗体ドメインはすべてヒトT細胞決定基CD5と特 異的に反応する。米国Patent Application Serial No.07/306,433(前述)およ びInternational Publication No.WO 89/06968(前述)に記載された方法に従い 、H65抗体を調製および精製した。キメラ型H65抗体の調製には、参考として引用 したRobinsonらの「ヒト抗体とハイブリドーマ」2:84-93(1991)に記戦された 方法と同一の方法を使用した。キメラ型H65のFab、Fab´およびF(ab´)2タンパ ク質の調製には、参考として引用したBetterらの「Proc.Nat.ACad.Sci」(USA)90 :457-461(1993)に記載された方法を使用した。さらにhe3ヒト型抗体の調製に は、参考として引用した米国Patent Application Serial No.07/808,464に記載 されている方法を用いた。 A.H65抗体との複合 反応スルフヒドリル基を検出するために、DTT0.1-2mMにより室温で30-60分間 インキュベートして、ゲロニン類似体の不対システイン残基を還元した後、サイ ズ排除クロマトグラフィーによって脱塩を行った。 特にGelc248類似体(3.8mg/ml)はDTT 2mMを使用して、リン酸ナトリウム0.1M :NaCl 0.25M:pH7.5の緩衝系で60分間インキュベートした。GelC244変異体(7. 6mg/ml)は DTT 2mMを使用して、リン酸ナトリウム0.1M:NaCl 0.25M:pH 7.5の緩衝系で30 分間インキュベートした。GelC247類似体(4mg/ml)はDTT 2mMを使用して、リン 酸ナトリウム0.1M:NaCl 0.5M:pH 7.5の緩衝系(EDTA 0.5mM添加)で30分間イ ンキュベートした。Gelc239変異体(3.2mg/ml)はDTT 2mMを使用して、リン酸ナ トリウム0.1M:NaCl 0.5M:pH 7.5の緩衝系(EDTA 0.5mM添加)で30分間インキ ュベートした。GelA50(C44)類似体(4.2mg/ml)はDTT 0.1mMを使用して、リン酸 ナトリウム0.1M:NaCl 0.1M:pH 75の緩衝系(EDTA 0.5mM添加)で30分間インキ ュベートした。さらに、GelC10変異体(3.1mg/ml)はDTT 1mMを使用して、リン 酸ナトリウム0.1M:NaCl 0.1M:pH 7.5の緩衝系(EDTA 1mM添加)で20分間イン キュベートした。 DTNBと反応させることによって遊離スルフヒドリル基の存在を確認し、平均値 1.4±0.65 SH/分子を求めた。還元していない場合には、遊離SH基は検出されな かった。 参考として引用したGoffらの「Bioconjugate Chem.」1:381-386(1990)およ びCarrollらの米国特許第5,093,475号に記載されているように、反応スルフヒド リル基を誘導するために、リシン残基部位において束縛リンカー5-メチル-2-イ ミノチオレイン(M2IT)でH65抗体およびキメラ型H65抗体を化学修飾した。 特に、GelC248およびGelC244との複合は、18倍のM21TおよびDTNB 2.5mMを使用 して、TEOA 25mM:NaCl 150mM:pH 8の緩衝系でマウスH65抗体4mg/mlを23℃で1 時間der ivitizeした。この反応によって得られたリンカー数は1抗体当たり1.9であり、 DTNB検定によって確認した。 GelC247およびGelC239との複合は、20倍のM2ITおよびDTNB 2.5mMを使用して、 TEOA 25mM:NaCl 150mM:pH 8の緩衝系でH65抗体4.7mg/mlを23℃で50分間derivi tizeしたこの反応によるリンカー数は1抗体当たり1.6であり、DTNB検定によっ て確認した。 GclA50(C44)との複合は、20倍のM2ITおよびDTNB 2.5mMを使用して、TEOA 25mM :NaCl 150mM:pH 8の緩衝系でH65抗体5.8mg/mlを23℃で30分間derivitizeした 。この反応によるリンカー数は1抗体当たり1.5であり、DTNB検定によって確認 した。 GelC10との複合は、10倍のM2ITおよびDTNB 2.5mMを使用して、TEOA 25mM:NaC l 150mM:pH 8の緩衝系でH65抗体2.2mg/mlを23℃で1時間derivitizeした。この 反応によって得られたリンカー数は1抗体当たり1.4であり、DTNB検定によって 確認した。 マウスH65抗体と同様の方法でキメラ型H65抗体の複合を調製した。 最初に組換えゲロニンによる免疫複合体の調製について両方法の有効性を比較 した。まずDTT 2mMを添加して、組換えゲロニンの生ジスルフィド結合を室温で3 0分間還元した。Sephadex GF-05LSカラムを用いたサイズ排除クロマトグラフィ ーによって還元ゲロニンを再分離し、DTNB検定によって遊離スルフヒドリル基を 確認した。この 結果、遊離スルフヒドリル基1.4が検出された。つぎに、この還元ゲロニンをH65 -(M2IT)-S-S-TNB(1.8TNB基/H65)と反応させた。この条件下では、還元ゲロニ ンとチオール活性化H65抗体間の複合はほとんど調製できなかった。 これに対して、まず組換えゲロニンおよびH65抗体をクロスリンカーM2ITでder ivitize(ゲロニン-(M2IT)-SHおよびH65-(M2IT)-S-S-TNBを生成)した後に両者 を混合した場合、良好な収率(毒素/抗体率1.6)でH65-(M2IT)-S-S-(M2IT)-ゲ ロニンの複合を調製することができる。この複合の最初の材料(ゲロニン-(M2IT )-SHおよびH65-(M2IT)-S-S-TNB)はリンカー/タンパク質率がそれぞれ1.2および 1.4であった。マウス型H65抗体またはキメラ型H65抗体と複合させる以前に、生 ゲロニンを同一方法で誘導した。 複合させるため、還元ゲロニン類似体をH65-(M2IT)-S-S-TNBと混合した。類似 体に応じて、以下の複合反応を行った。5倍モル数のGelC248(23mg/6ml)にH65 -M2IT-TNB 23mg/7.2mlを室温で2時間混合し、さらに4℃で18時間(一晩)混合 した。5倍モル数のGelC244(23mg/3ml)にH65−M2IT-TNB 23mg 7.3mlを室温で 3時間混合し、さらに4℃で18時間(一晩)混合した。5倍モル数のGelC247(9 mg/2.25ml)にH65-M2IT-TNB 9mg/2.8mlを室温で2時間混合し、さらに4℃で5 日間混合した。5倍モル数のGelC239(9mg/2.6ml)にH65-M2IT-TNB 9mg/2.8mlを 室温で2時間混合し、さらに4℃で3日間混合した。5.6倍モル数のGelA50(C44) (13.44m g/3.2ml)にH65-M2IT TNB 12mg/1.9mlを室温で4.5時間混合し、さらに4℃で一 晩混合した。5倍モル数のGelC10(11mg/3.5ml)にH65-M2IT-TNB 11mgを室温で 4時間混合し、さらに4℃で一晩混合した。 複合後に、抗体の不反応M2ITリンカーをリンカーと同モル数のシステアミンで クエンチした(室温で15分間)。クエンチした反応溶液をゲル濾過カラムに添加 した[GelC248、GelC247、GelC244およびGelC239にはSephadex G150カラム(Pha rmacia)、GelA50(C44)およびGelC10にはAcA-44カラム(IBF Biotecnics,France )を使用]ゲル濾過カラムを通過させた後、トリスアミノメタン10mM、NaCl 0.1 5M、pH7で溶離した。各カラムの最初のピークに、トリスアミノメタン10mM、NaC l 30mM、pH7でBlue Toyopearl 樹脂(Tosohaas,Philadelphia,Pennsylvania) を添加し、生成物をトリスアミノメタン10mM、NaCl 0.5M、pH7.5で溶離した。 最終複合生成物の試料に5%非還元SDS-ポリアクリルアミドゲル電気泳動法(PA GE)を実施し、クーマシー染色した後、Shimadzuレーザーデンシトメーターを使 用して、1抗体当たりの毒素数(T/A比)を定量した。各類似体複合の最終生成 物の収率は、GelC248:17mg(T/A比 1.6)、GelC247:1.1mg(T/A比 1)、GelC244 :4.5mg(T/A比 1.46)、GelC239:2.9mg(T/A比 2.4)、GelCA50(C44): 7.3mg(T/A比 1.22)ならびにGelC10:6.2mg(T/A比 1.37)であった。複合効 率(例えば遊離抗体から免疫複合体への転換)は、 GelC244(10%未満)に比べてGelC10、GelA50(C44)、GelC239、GelC247およびGelC248 (80%未満)で著明に高かった。 B.キメラ型抗体およびヒト型抗体とのゲロニン免疫複合体 類似体GelC247およびGelA50(C44)を種々のキメラ型抗体[cH65Fab、cH65Fab′ およびcH65F(ab´)2]ならびに「ヒト工学」抗体[he1 Fab、he2-Fab、he3-Fab 、he1 Fab´およびhe1 F(ab´)2]のフラグメントにも複合させた。Internation al Publication No.WO 89/00999(前述)に記載された方法を用いて、キメラ型 H65抗体フラグメントを調製した。例5に前述した方法を使用して、ヒト型に工 学したH65抗体フラグメント(H65抗体配列のヒトへの抗原性低下を目的とした選 択的マウスコード化アミノ酸置換法を参照)の種々の領域をコード化するDNA配 列を、配列ID番号69(he1およびhe2のカッパ鎖)、配列ID番号71(he2およびhe3 のガンマ鎖)ならびに配列ID番号72(he3のカッパ鎖)で決定した。 ヒト工学FabおよびFab´のフラグメントをGelc247およびGelA50(C44)に複合す る場合と同一の方法(後述)で、キメラ型H65抗体フラグメントをGelC247に複合 した。 (i)he1 Fab-GelC247 TEOA 25mM、NaCl 250mM、pH8の緩衝系でhe1-Fabを透析し、M2ITクロスリンカ ーでderivitizeする以前に6.8mg/mlに濃縮した。リンカー反応用に、DTNB2.5mM を添加し て20倍のモル数で〜M2ITを使用した。室温で30分間反応させた後、GF05(ゲル濾 過樹脂)で脱塩し、リン酸ナトリウム0.1M、NaCl 0.2M、pH7.5で平衡させた。DT NB検定によって、1.8リンカー数/Fabを求めた。GelC247との複合以前に、hel Fa b-M2IT-TNBを3.7mg/mlに濃縮した。 複合用の反応スルフヒドリル基を定量するために、DTT 1mMおよびEDTA 0.5mM を使用して、リン酸ナトリウム10mM、NaCl 0.3MでGelC24712.8mg/mlを20分間処 理した後、GF05で脱塩し、リン酸ナトリウム0.1M、NaCl 0.2M、pH7.5で平衡させ た。DTNB検定を使用して、GelC247中の遊離チオール基含量が0.74モル/GelC247 モルであることを求めた。活性化抗体と複合させる以前に、ゲロニンを8.3mg/ml に濃縮した。 GelC247の遊離チオール基と修飾he1 Fab-M2IT-TNB間の複合反応条件を以下に 示す。5倍モル数のゲロニン類似体を活性化he1-Fab-M2IT-TNBに添加し(両タン パクともに、リン酸ナトリウム0.1M、NaCl 0.2M、pH7.5の緩衝系)、反応混合物 を室温で3.5時間インキュベートし、さらに4℃で一晩インキュベートした。、 複合後に、リンカーと同モル数のシステアミンにより、非処理M2ITリンカーを室 温で15分間クエンチした。クエンチ反応溶液をゲル濾過カラム(G-75)に添加し た後、トリスアミノメタン10mM、NaCl 150mM、pH7で平衡させた。このカラムの 最初のピークをトリスアミノメタン10mMでNaCl 30mMに希釈し(pH7)、Blue Toy opearlを添加した。この生成物をトリス アミノメタン10mM、NaCl 0.5M、pH7.5で溶離した。 (ii)he1 Fab´-GelC247 同様にTEOA 25mM、NaCl 400mM、pH8緩衝系でhc1-Fab´フラグメントを透析し 、M2ITクロスリンカーでderivitizeする以前に2.9mg/mlに濃縮した。リンカー反 応用に、DTNB2.5mMを添加して20倍のモル数でM2ITを使用した。室温で30分間反 応させた後、GF05(ゲル濾過樹脂)で脱塩し、リン酸ナトリウム0.1M、NaCl 0.2 M、pH7.5で平衡させた。DTNB検定によってリンカー数1.6/Fab´を求めた。GelC2 47 との複合以前に、he1 Fab´-M2IT-TNBを3.7mg/mlに濃縮した。 複合用の遊離チオール基を定量するために、DTT 1mMおよびEDTA 0.5mMを使用 して、リン酸ナトリウム10mM、NaCl 0.1MでGelC247 77mg/mlを30分間処理した後 、GF05で脱塩し、リン酸ナトリウム0.1M、NaCl 0.2M、pH7.5で平衡させた。DTNB 検定を使用して、GelC247中の遊離SH基含量を1.48モル/GelC247モルと定量した 。活性化he1 Fab´-M2IT-TNBと複合させる以前に、GelC247を10mg/mlに濃縮した 。 GelC247の遊離チオール基と修飾he1 Fab-M2IT-TNB間の複合反応条件を以下に 示す。5.7倍モル数のゲロニンを活性化he1-Fab-M2IT-TNBに添加し、最終NaCl濃 度を0.25Mにした。反応混合物を室温で1.5時間インキュベートし、さらに4℃で 1週間インキュベートした。複合後に、リンカ ーと同モル数のシステアミンにより、不反応M2ITリンカーを室温で15分間クエン チした。クエンチ反応溶液をゲル瀘過カラム(AcA54)に添加した後、トリスア ミノメタン10mM、NaCl 250mM、pH7.5で平衡させた。、このカラムの最初のピー クをトリスアミノメタン10mMでNaCl 20mMに希釈し(pH7)、トリス10mM、NaCl 2 0mM、pH7で平衡させたBlue Toyopearlを添加した。カラムをトリス10mM、NaCl 1 mM、pH7.5で洗浄し、生成物をトリス10mM、NaCl 1M、pH7.5で溶離した。 (iii)he2-Fab GelA50(C44) TEOA 25mM、NaCl 400mM、pH8の緩衝系でhe2-Fabを一晩透析し、M2ITクロスリ ンカーでderivitizeする以前に13.3mg/mlに濃縮した。リンカー反応用に、DTNB 2.5mMを添加して20倍のモル数で、M2ITを使用した。、室温で20分間反応させた 後、GF05-LS(ゲル濾過)カラムで脱塩し、リン酸ナトリウム0.1M、NaCl 0.2Mに 0.02%アジ化ナトリウムを添加して平衡させた。DTNB検定によってリンカー数1.7 /Fabを求めた。この時点で、he2 Fab濃度を5.2mg/mlにした。 複合用の反応チオール基を定量するために、DTT 5mMおよびEDTA 0.5mMを使用 して、リン酸ナトリウム10mM、pH7でGelA50(C44)8.33mg/mlを30分間処理した 後、GF05-LS樹脂で脱塩し、リン酸ナトリウム0.1M、NaCl 0.1Mに0.02%アジ化ナ トリウム添加EDTAを加えて、pH7.5で平衡さ せた。DTNB検定を使用して、GelA50(C44)中の遊離SH基含量を求めた(0.83モル/ GelC247モル)。活性化he2 Fabと複合させる以前に、ゲロニンを11.4mg/mlに濃 縮した。 GclA50(C44)の遊離チオール基と修飾he2 Fab-M2IT-TNBの複合反応条件を以下 に示す。3倍モル数のゲロニン類似体を活性化he2-Fab-M2IT-TNBに添加した(両 タンパク質ともリン酸ナトリウム0.1M、NaCl 0.1M、pH7.5緩衝系であったが、こ のゲロニン溶液は他にEDTA 0.5mMも含有していた)。反応混合物を元の体積の半 分に濃縮した後、室温で4時間インキュベートし、さらに4℃で72時間インキュ ベートした。複合後、SDSポリアクリルアミドゲル電気泳動法によって、複合効 率を70-75%と算定した。 複合後に、リンカーと同モル数のシステアミンにより、不反応M2ITリンカーを 室温で15分間クエンチした。クエンチ反応溶液をゲル濾過カラム(G-75)に添加 した後、トリス10mM、NaCl 0.15M、pH7で平衡させた。このカラムの最初のピー クをトリスアミノメタン10mMでNaCl 30mMに希釈して(pH7)、Blue Toyopearl( TosoHaas)カラムに添加した。生成物をトリス10mM、NaCl 1M、pH7.5で溶離した 。 (iv)he3-Fab GelA50(C44) 同様にTEOA 25mM、NaCl 0.25M、pH8の緩衝系でhe3-Fabを一晩透析し、M2ITク ロスリンカーでderivitizeする以前に5mg/mlに濃縮した。リンカー反応用に10倍 のモル 数で、M2ITを使用し、DTNB 2.5mMを添加した。室温で45分間反応させた後、GF05 -LS(ゲル濾過)カラムで脱塩し、リン酸ナトリウム0.1M、NaCl 0.2Mに0.02%ア ジ化ナトリウムを添加して平衡させた。DTNB検定によって、リンカー数1/Fab-M2 IT-TNBを求めた。この時点で、he3-Fab濃度を5.3mg/mlとした。 複合用の反応チオール基を明らかにするために、DTT5mMおよびEDTA 0.5mMを使 用して、リン酸ナトリウム0.1M、NaCl 0.1M、pH7.5でGelA50(C44) 7.8mg/mlを30 分間処理した後、GF05-LS樹脂で脱塩し、リン酸ナトリウム0.1M、NaCl 0.1Mに0. 02%アジ化ナトリウムを添加して、pH7.5で平衡させた。DTNB検定を使用して、Ge lA50(C44)中の遊離SH基含量を求めた(0.66モル/Gelc247モル)。、活性化he3-F abと複合する以前に、ゲロニンを5.2mg/mlに濃縮した。 GelA50(C44)の遊離チオール基とhe3-Fab-M2IT-TNB間の複合反応条件を以下に 示す。5倍モル数のゲロニン類似体を活性化he3-Fab-M2IT-TNBに添加した(両タ ンパク質ともリン酸ナトリウム0.1m、NaCl 0.1M、pH7.5)。反応混合物を室温で 2時間インキュベートし、さらに4℃で72時間インキュベートした。複合後、SD S-PAGEによって複合効率を70-75%と算定した。 複合後に、リンカーと同モル数のシステアミンにより、過剰M2ITリンカーを室 温で15分間クエンチした。クエンチ反応溶液をGammaBind G(固定化タンパク質 G親和性樹 脂、Genax,Gaithersburg,Marylandより入手)に添加した後、リン酸ナトリウ ム10mM、NaCl 0.15M、pH7で平衡させた。これをNaOAc 0.5Mで溶離し、トリスで 中和した。さらにトリス10mM、NaCl 0.15M、pH7で一晩透析した後、トリス10mM でNaCl 30mMに希釈し(pH7)、Blue Toyopearl(TosoHaas)カラムに添加した。 生成物をトリス10mM、NaCl 1M、pH7.5で溶離した。 実施例8 細胞障害総合試験 急性リンパ白血病T細胞ライン(HSB2細胞)と人の末梢血流単球細胞(PBMC) において、ゲロニン、ゲロニン類を調整した免疫共役体の細胞障害性分析を行っ た。H65抗体(H65-RTA)と抗体フラグメントのリシンA鎖の免疫共役体も試験し た。米国特許出願番号07/306,433記載事項と国際出版番号89/06968記載事項に従 い、リシンA鎖(RTA)とH65-RTA共役体(H65-RTA)の調整および精製を行った 。 簡単に説明すると、HSB2細胞に免疫毒素を添加・保温し、免疫毒素下のタンパ ク質の合成の抑制を測定し、免疫毒素を添加していない対照細胞と比較する。標 準免疫共役体H65-RTA(SPDPがRTAに結合したH65誘導体)、H65ゲロニン、H65-r ゲロニン、H65-免疫共役体フラグメント、ゲロニン免疫共役体の各サンプルをル シンの無いRPMIで片対数濃度に希釈し、範囲2000〜0.632ng/mlとする。マイクロ 滴定プレートのウェルに、1ウェル当たり1x105の HSB2を滴下し、全希釈液を三回滴下する。HSB2プレートを、37℃で20時間保温し 、採取前に3H-Leuを4時間照射する。InotecTrace 96カスケード電離カウンター でサンプルを測定する。対照サンプルと比較し、細胞毒素がタンパク質の生成を 結果的に50%抑制する(IC50)ピコモル濃度(pM)を計算する。異なる量の細胞 毒素・毒素類を含む共役体を一般化するため、共役体IC50値(pM)に各共役体に よって異なる毒素/抗体率を掛けて、細胞毒性データをピコモル毒性量(pM T) に変換する。 Fishwildらの免疫に関する臨床と実験(Clin.andExp.Immunol.,)、86:506-5 13(1991年)に基づきPBMC試験を行い、PBMC免疫共役体の保温を合計90時間行っ た。保温の最後16時間に3H-チミジンを添加し、完了後免疫共役体による遺伝子 合成抑制量を測定した。HSB2細胞とPBMC細胞に対するH65とキメラH65抗体共役体 の活動を下の表2に示す。 純粋ゲロニン、ゲロニン再結合物質、非修飾ゲロニンを調整した共役体に比べ 、ゲロニン類免疫共役体の多くが著しく、HSB2細胞に対するIC50値が低く、細胞 毒性度が高かった。人のPBMSに対しては、ゲロニン類共役体は最低、純粋ゲロニ ン、ゲロニン再結合物質以上の効力であった。しかし、重要なのは、共役体の中 (例、GelC10、GelA50(C44)、GelC247)には、純粋ゲロニン、ゲロニン再結合物 質に比べPBMSに対しはるかに効果的、細胞毒性度も上回るものがある事である。 HSB2細胞とPBMC細胞に対するH65抗体フラグメント共役体の活性を、下の表3 と表4に示す。表4の細胞毒性度は、試験中最大免疫毒素濃度(1μg/ml)での HSB2細胞においてのタンパク質合成抑制率%を示す。 表3のデータから、1価(FabまたはFab')のフラグメントが異なる型のゲロ ニンに共役結合したものの方が、RTA共役体に比べ効果が高い事がわかる。表4 では人間工学的ゲロニン-Fab共役体が大変高い細胞毒性を示す事がわかる。 実施例9 ゲロニン免疫共役体の特性 A. 溶解度 再結合ゲロニンとゲロニン類は純粋ゲロニン、RTA30に比べ、溶解度が高い。 さらに、この免疫共役体は純粋ゲロニン、RTA30を調整した免疫共役体に比べ、 やはり溶解度が高い。特にキメラFabフラグメントで調整した再結合ゲロニン/ ゲロニン類の共役体の高い溶解度は注目に値する。 B. ジスルフィド結合安定性分析 RIPを目的分子(抗体等)に結合するジスルフィド結合 の安定性は、生体内での免疫共役体の寿命に影響する事が知られている(添付の ThorpeらのCancer res.,47:5924-5931,1987年を参照のこと)。例えば、体外で 還元され、容易にジスルフィド結合が切断する共役体は動物モデルにおいて安定 度と効果が低い(添付のThorpeらのCancerRes.,48:6396-6403,1988年を参照の こと)。 そこで、純粋ゲロニン、再結合ゲロニン、ゲロニン類で調整した免疫共役体の ジスルフィド結合の生体外での安定性分析を、WawrzyczakらによるCancer Res. ,50:7519-7526(1990年)(参照として添付)に記載と類似する方法で行った。 グルタチオン濃度を増加し、共役体を1時間37℃で保温し、iodoacetamideとの 反応終了後、遊離RIPの量をTosoHaas TSK-G2000SWカラム付のサイズ分離HPLCで 分析測定する。 高濃度の2-mercaptoethanolで遊離した(100%遊離を測定するため)RIP量を比 較し、RIP(RC50)を50%遊離するのに必要なグルタチオン濃度を計算する。H65 抗体共役体の分析結果を下の表5に示す。 以上の結果から、異なるゲロニンタンパク質とH65抗体のジスルフィド結合の 安定性は大きく差がある。生体外試験結果では、GelC10とGelC239を除いて、ほ とんどのゲロニン類で、二重結合化学共役体よりも少し不安定であった。しかし 、GelC239類の安定性は特に高かった。 H65抗体フラグメント共役体の分析結果を下の表6に示す。 表5と表6に示したRC50の結果から、各免疫毒素の特定のRIP類成分が、生体 外で免疫毒素ジスルフィド結合の安定性を左右すると思われる。 実施例10 H65抗体の共役体の薬学動態性 H65抗体全体に結合したゲロニン類GelC247、GelA50(C44)、GelC10の薬学動態 性をラットにおいて研究した。0.1mg/kgの125I標識化免疫共役体H65-(M2IT)-S-S -GelC247、H65-(M2IT)-S-S-GelA50(C44)、H65-(M2IT)-S-S-GelC10のIVボーラス を体重134〜148gの雄のSprague-Dawleyラットに投与する。3、15、30、45分後と 1.5、2、4、6、8、18、24、48、72、96時間後に血清サンプルを採取した。各サ ンプルの放射線活性度(cpm/ml)を測定し、SDS-PAGEを行い免疫共役体全体の放 射線活性度の割合を測定する。免疫共役体が関連した、コンピュータープログラ ムPCNONLIN(SCI Software、Lexington、Kentucky)を使って血清の放射線活性 度を分析した。下の表7に免疫共役体の薬学動態性パラメータを示す。その表で 、各値の標準エラーと、誤差の1方法分析を示し、ICは免疫共役体で(共役体の 部分であるゲロニン変異体の略語を下に明示)、nは研究に使った動物数、Vcは 分布の中心体積、Clはクリアランス、MRTは全身平均滞留時間、αは免疫共役体 のα半減期、βはβ半減期である。 GelC247共役体はα半減期とβ半減期がそれぞれ2.3時間と20時間で、合計滞留 時間平均は17時間であった。72および96時間点では、この血清サンプルのSDS-PA GEGelに対する放射線活性に関連し、免疫共役体の溶解度が低かったため分析か ら除外した。 生体外研究でGelC10免疫共役体のジスルフィド結合の安定性が高いことがわか ったが、これは生体内での半減期がcys247型に比べ長いためと思われる。GelC10 免疫共役体のβ半減期は約33時間で、GelC247共役体の20時間にくらべ長かった 。合計平均滞留時間もまたGelC10の方がずっと長かった(42時間対Gel247では17 時間)。さらに、GelC10免疫共役体のクリアランスは2.5ml/時/kgで、GelC247免 疫共役体に比べ(11ml/時/kg)で約4倍少なかった。生体外のジスルフィド結合 の安定性データからわかるように、GelA50(C44)免疫共役体のクリアランスはGelC10 とGelC247免疫共役体の間であった。 この研究から、GelA50(C44)共役体の特性は、GelC247免疫共役体に比べよりGe lC10共役体に類似しているが、H65に結合したGelC10類共役体は、H65に結合した GeLA50(C44)とGelC247類共役体に比べ、生体内で安定性が高いと言える(MRT値 が長く、クリアランス率が高い)。 実施例11 共役体のH65抗体フラグメントに対する薬学動態性 人間工学的H65 Fabフラグメントに結合したGelC247とGelA50(C44)の薬学動態 性をラットで研究した。0.1mg/kgの125I標識化免疫共役体he1 H65 Fab-GelC247 、he2 H65 Fab-GelA50(C44)、he3 H65 Fab-GelA50(C44)のIVボーラスを、体重15 0〜180gの雄のSprague-Dawleyラットに投与した、3、5、15、20、30、40分後と1 、1.5、3、6、8、18、24、32、48、72時間後に血清サンプルを採取し、ウサギ抗 ゲロニン抗体を捕獲抗体として、ビオチン標識化ヤギ抗ヒトカッパ軽鎖抗体を第 二の抗体として使い、ELISAで分析した。分析の結果を下の表8に示す。表では 、各値の標準エラーを示し、ICは免疫共役体で、nは研究に使用した動物数、Vc は分布の中心体積、Clはクリアランス、MRTは全身平均滞留時間、αは免疫共役 体のα半減期、βはβ半減期である。 he1 H65 Fab-GelC247、he2 H65 Fab-GelA50(C44)、he3 H65 Fab-GelA50(C44) の3つの免疫共役体を比較すると、薬学動態性は大変類似しており、特にELISA 分析曲線で得たパラメータで、同等のα半減期とβ半減期、平均滞留時間、クリ アランスを持つ。これは、全体の抗体免疫共役体のカウンターパートに対し対照 的で、GelC247免疫共役体のクリアランス(11ml/kg/時間)はGelA50(C44)免疫共 役体(4ml/kg/時間)に比べ3倍である。これから、Fabフラグメントとゲロニン をつなぐジスルフィド結合の切断はFab免疫共役体の血清クリアランスでは、全 体の抗体免疫共役体に比べそれ程重要ではない事がわかる。 実施例12 免疫共役体の免疫原性 異系交配のSwiss/Websterマウスに、RTA、RTA30、再結合ゲロニンを調整した マウスH65抗体共役体を繰り返し投与する(各投与0.2mg/kg)。投与サイクルは 、1日目、2日目に各動物に投与を行い、28日目と29日目に投与を繰り返す。各 動物に、これを5サイクル行う。各投与期間後、1週間と3週間に血液を採取し 、血液中の抗RIP抗体量をELISAで測定し、各サイクルのピーク滴定濃度を測定す ると表9のようになる。第1回の投与サイクル直後から、RTAとRTA30は強い反応 を示し、実験中ずっと高かった。反対に、ゲロニン共役体では、5サイクルの投 与後でも、免疫反応はない。共役体を、Complete Freund Adjuvantと混合し、マ ウスに腹腔内投与すると、数週間後、抗-RTA、RTA-30抗体を容易に検出できる。 このデータは、抗ゲロ ニン抗体は生成されると、ELISA分析で検知でき、再結合ゲロニンはRTAに比べ動 物での免疫原性がずっと低い事が示唆される。 例13 免疫接合体の生体内効率 ヒトの末梢血液のリンパ球(PBL)を再構成して厳密に結合した免疫不全の マウスモデルを利用して、ゲロニン類似体GelC247およびGelA50(C44)から なる種々の免疫接合体の生体内効率を評価した。CD5抗原を発現させるヒトの 血液細胞を枯渇させる能力について免疫接合体を試験した。 A.ヒトのPBLと細胞分離 健康な提供者から集められたlymphapheresis試料(HemaCare社、Sherman Oaks ,CA)又は静脈の血液試料(スタンフォード大学血液銀行、Palo Alto,CA)か らヒトの末梢血液細胞を得た。フィコール-ハイパック密度勾配遠心分離(Ficol l-Paque(登録商標)、Pharmacia,Piscataway,New Jersey)を用いてPBLの 血液細胞を豊富にし、その後PBSで4回洗った。2回目の洗浄の際にRBCを 溶解させる緩衝液(16μMの塩化アンモニウム、1mMの炭酸水素カリウム、 12.5μMのEDTA)で残りの赤血球を溶解させた。トリパンブルー色素排 除によって評価された最終的な懸濁液中の細胞生存度は95%よりも高かった。 B.動物およびヒトのPBL転移 CB.17scid/scid(SCID)マウスは、Taconic(ニューヨーク州ジャー マンタウン)から購入するか、あるいは病原体のない特殊な動物用施設において 無菌状態下で繁殖させた(最初の繁殖用の数ペアは、ハナ・バイオロジーズ(Ha na Biologics,カリフォルニア州アラメーダ)から入手した)。動物は上部にフ ィルタを設け たかごに入れ、予防的な抗生物質処理を行わなかった。かご、寝わら、食物およ び水は使用前に高圧滅菌した。動物のすべての取扱いは層流フード内で行った。 マウスIgレベルを決定するために、処理されないSCIDマウスから血を抜 き取った。また、ヒトのIgおよびsIL−2Rを定量するために、ヒトのPB Lを注入したマウスから様々な間隔で血を抜き取った。逆軌道の静脈洞からヘパ リン添加したチューブ内に採血した。血液試料は300×gで10分間遠心分離 し、血漿を集めて−70℃で貯蔵した。マウスおよびヒトのIgは、標準サンド イッチELISAによって定量化した。簡単に言えば、平坦な底部の微小滴定量 のプレート(MaxiSorp Immuno-Plates,Nunc,Roskilde.Denmark)を、4℃で 一晩中、pH9.6の炭酸水素塩緩衝液中において、ヤギの抗マウスIgG+I gA+IgM(Zymed Laboratories,Inc.,カリフォルニア州サウスサンフラン シスコ)又はヤギの抗ヒトIgs(Tago,Inc.,カリフォルニア州バーリンゲー ム)で被覆した。プレートは、室温で2時間、pH7.5のトリス緩衝剤塩類溶 液(TBS)中のBSAで遮断し、次いで、37℃で1時間、TBS/1% B SA/0.05%のトゥイーン(Tween)20中において標準又は連続的に 希釈した試料で培養した。使用した標準は、モノクローナルマウスIgG2a( IND1抗メラノーマ、XOMA社、カリフォルニア州バークレー)およびポリ クローナルヒトIg(シグマケミカル社、ミズーリ州セントルイス)であった。 その後、プレートをTBS/Tween20で洗い、アルカリ性ホスファターゼ 接合したヤキの抗マウスIgG+IgA+IgM 又はヤギの抗ヒトIgs(Caltag Laboratories,カリフォルニア州サウスサン フランシスコ)を用いて、37℃で1時間培養した。培養に続いて、405nm の吸収測定により、pH9.8の10%ジエタノールアミン緩衝液中のp−ニト ロリン酸フェニル(シグマ社)を用いて検出した。正常なBALB/cマウスか らの血漿は、マウスのIgのELISA中の正制御として使用した。天然のSC IDマウス又は正常なBALB/cマウスからの血漿試料は、検出可能なレベル のヒトのIgを有しなかった。ヒトのsIL-2Rは、製造者の指示により、E LISAセット(Immunotech S.A.,フランス、Marseille)を使用して定量化し た。 低血漿レベルのマウスのIg(<10μg/ml)を有する5〜7週間の老年 のマウスを、200mg/kgのシクロホスファミドのi.p.注入で予め調整し た。2日後、これらを0.8mlのPBS中に懸濁した25〜40×106の新た に分離したヒトのPBLでi.p.注入した。 C.免疫接合体の処理 ヒトのPBLの移植後約2週間経過後にSCIDマウスの血を抜き取った。検 出不能(<10pM)又は低血漿レベルのヒトのsIL-2Rを有するマウスは この研究から排除した。検出可能であるが低レベルのヒトのsIL−2Rの除外 についての締切りは、各研究について実験的に決定し、約20pMであった。残 りのマウスは、グループに分けて、5日連続で毎日、i.v.大丸薬(0.2mg /kg)として賦形剤又は免疫接合体を投与した。動物は、組織中のヒトのT細 胞および血漿中のヒトのsIL-2Rの定量化の処理の 中断後1日経過後に屠殺した。 D.組織の収集およびPBL減少の分析 逆軌道の静脈洞からヘパリン添加したチューブ内に血液を集めた。次いで、頸 部の関節をはずすことによってマウスを殺し、脾臓を無菌処理して除去した。無 菌のガラス製の顕微鏡スライドのつや消し端部の間で脾臓を押しつぶすことによ って、脾臓細胞の単細胞の懸濁液をHBSS内に作った。RBCを溶解させる緩 衝液を用いて血液および脾臓細胞から赤血球を除去した。その後、細胞を計数の ためにPBS内に再び懸濁させた。次いで、流動細胞測定法を用いて、Ag表現 について、回収した細胞を試験した。 種々のFITC−又はフィコエリトリンに(PE)接合した抗体(Becton-Dic kinson,Mountain View,CA)の飽和量により、氷上で30分間、PBS/1% BSA/0.1%のアジ化ナトリウム100μl内に20万〜50万個の細胞 を培養した。染色用に使用した抗体は、HLe-1-FITC(IgG1 ant i-CD45)、Leu 2-FITC(IgG1 anti-CD8)、Leu 3 PE(IgG1 anti-CD4)およびLeu M3-PE(IgG2 a anti-CD14)などであった。次いで、細胞を冷却した緩衝液で洗い 、0.37%のホルムアルデヒドを含むPBS内に固定した。対数増幅器を用い てFACscan(Becton-Dickinson)上で試料を分析した。正細胞を定量化す るための領域は、天然のSCIDマウスから得られた細胞の染色に基づいて設定 された。SCID組織から回収されたヒトAg-正細胞の絶対数は、正細胞の割 合(%)に各々の組織試料から回収された細胞の総数を乗じること によって決定した。血液中の白血球の総数は1.4ml/マウスの理論血液容量 を用いて算出した。SCIDマウス組織中のヒト細胞の正確な定量化の検出限界 は0.05%であった。処理グループ間のすべての統計学上の比較は、Mann-Whit ney U testを用いて行った。p値が0.05よりも小さい場合に緩衝液制御グル ープと著しく異なるように処理グループを決定した。その結果を以下の表10に 示す。この表において、「+」は制御との著しい相違を示し、「−」は微小な相 違を示し、「NT」は接合体が試験されなかったことを示している。CD5プラ ス(XOMA社、カリフォルニア州バークレー)は、RTAに化学的に結合したマウ スH65抗体であり、正制御である。OX19抗体(European Collection of A nimal Cell Cultures #84112012)は、ヒトCD5と架橋反応しないマウスの抗 ラットCD5抗体である。OX19 Fab−GelC247は、負制御免疫結合体 である。 すべてのゲロニン免疫接合体は、SCIDマウスモデル中でヒト細胞を枯渇させ ることができた。 例14 化学的抗体を有するゲロニン免疫融合の構造 H65の端を切り取った重鎖遺伝子(Fd又はFd')、H65軽鎖遺伝子( カッパー)に融合した自然に連続するゲロニン遺伝子を含む幾つかの遺伝学的構 造物を組み立てた。この例では、H65Fd、Fd'およびH65軽鎖は化学的 構造物である。H65 F d配列は、マウスのH65重鎖可変領域(V)、接合領域(J)およびヒトのI gG1不変領域(C)などのドメイン1領域を符号化し且つ軽鎖IgG1と結合し たシステインを含むヌクレオチドからなり、カルボキシル末端の配列SCDKT HT(SEC ID NO:130)を有する。H65 Fd'の配列は、ヒトのIgG1重鎖 のヒンジ領域から残さCPPの付加を有するH65 Fd配列であり、他のヒト IgG1重鎖およびそのF(ab')2に結合したシステイン残さを含んでいる( ベター(Better)らの「Proc.Nat.Acad.Sci.(米国)、90:457-461頁(199 3年)」参照)。 H65軽鎖配列は、マウスのH65軽鎖可変領域(V)、接合領域(J)およ びヒトのカッパー領域(Ck)を符号化するヌクレオチドからなる。H65 F dのV領域およびJ領域のDNA配列と、pelBリーダーに連結されたカッパ ーフラグメント遺伝子は、それぞれ受入番号(Accession No.)M90468およびM90 467に基づいて、GenBank(ロスアラモス・ナショナル・ラボラトリーズ、ニュー メキシコ州ロスアラモス)から入手できる。遺伝子融合の幾つかは、H65 F abフラグメント遺伝子の5'末端に連結されたゲロニン遺伝子を含み、他の遺 伝子融合はH65 Fabフラグメント遺伝子の3'末端に連結されたゲロニン 遺伝子を含んでいた。ジスルフィド結合に関与してプロテアーゼ感受性アミノ酸 配列を含むループ(輪状構造)を形成する2つのシステイン残さを含む、大腸菌 のシグマ状の毒素(SLT)(SEQ ID NO:56)のペプチドセグメント、又はう さぎの筋肉のアルドラーゼ(幾つかの潜在的なカテプシン切断部位を含むSEQ ID NO:57におけるような(RMA))のペプチド セグメントを符号化するDNAリンカーを構造物中のゲロニン遺伝子と抗体遺伝 子との間に挿入した。あるいはペプチドリンカーセグメントを用いないでゲロニ ン遺伝子とH65 Fabフラグメント遺伝子との間に直接融合を行った。以下 に示す表11は、各々の遺伝子融合の説明的な名称について述べ、遺伝子融合お よび各々が指定される適用部分を含む表現プラスミドを示している。また、各々 のプラスミドは、(表11のかっこ内に示す)Fabフラグメント遺伝子を含み 、これらによって各々の特別な遺伝子融合が同時に表現されている。ヒンジ領域 (Fd')からのシステインの細胞含有物は、遺伝子融合の表現生成物の1価の Fab'又は2価のF(ab')2の品種の電位形成を許容する。 A.抗体遺伝子のカルボキシル末端におけるゲロニンの融合 (i)Fd::SLT::ゲロニン(カッパー) 23個のアミノ酸のSLTリンカー配列を有するH65 Fd鎖の3'末端へ のゲロニン遺伝子の融合を、プラスミドpVK1、pING3731(ATCC 687 21)およびpING4000からの3片の連結反応において組み立てた。プラス ミドpVK1は、SLTリンカー配列および幾つかのH65 Fd'にフレーム 内で連結されたFd遺伝子と、ベター(Better)らの「Proc.Nat.Acad.Sci. (米国)、457-461頁(1993年)」に示されるpING3217のおけるような カッパー遺伝子モジュールとを含んでいる。ただし、カッパー領域とFd'領域 は逆向きになっている。プラスミドpING3731はゲロニン遺伝子と含み、 pING4000は、2シストロン・メッセージ(dicistronic message)とし てaraBプロモーターの制御の下で各々pelBリーダー配列に結合したH6 5カッパー遺伝子およびFd'遺伝子を含んでいる。 プラスミドpVK1は、鎖内ジスルフィド結合を形成する2つのシステイン残 さによって結合されたSLT遺伝子のプロテアーゼ感受性セグメントに、ヒトI gG Fd不変領域の3'末端をフレーム内で連結するように設計した。SLT 遺伝子セグメント(システイン残さによって結合されたSLTからの20個のア ミノ酸とクローニングを容易にするために導入された3個のアミノ酸とを加えた もの)は、2つのオリゴヌクレオチド、SLTリンカー1およびSLTリンカー 2から組み立てた。 2つのオリゴヌクレオチドをアニーリングし、PstI結合端およびXhoI 結合端を含みPstI部位を破壊してXhoI部位を維持するベクター(pIN G3185)中に結合した。プラスミドpING3185は、Fd遺伝子の3' 末端に工学的PstI部位を含み、Fd遺伝子の下流にXhoI部位を含んでい た。この結合の生成物pVK1は、フレーム内にSLTリンカーセグメントを有 する(pelBリーダーに融合される)H65 Fd遺伝子を含み、SLTリン カーの3'末端に2つの制限部位、FspIおよびScaIを含んでいた。 プラスミドpVK1をSauIおよびScaIで消化し、アガロースゲル上の 電気泳動によってFd不変ドメインの一部およびSLT遺伝子の全体を含む21 7bpフラグメントを精製した。pING3731をSmaIおよびXhoIで 消化し、760bpゲロニン遺伝子を同様に精製した。プラスミドpING40 00を、SauIおよびXhoIで消化し、カッパー遺伝子の全体およびFd遺 伝子の一部を含むベクターセグメントも精製した。これらの3つのDNAフラグ メントの結合により、Fd::SLT::ゲロニン(カッパー)遺伝子融合ベクター を含むpING4406を生じた。 (ii)カッパー::SLT::ゲロニン(Fd) 25個のアミノ酸SLTリンカー配列(システイン残さによって結合したSL Tからの20個のアミノ酸とクローニングを容易にするために導入した5個のア ミノ酸とを加えたもの)によるH65カッパー鎖へのゲロニン遺伝子の融合をp ING3731(ATCC 68721)およびpING3713内のDNAセグメントか ら組み立てた。 プラスミドpING3713は、H65 Fdとカッパー遺伝子が、カッパー 遺伝子の3'末端においてフレーム内でクローニングされるSLTリンカーセグ メントを含む2シストロン転写単位内で結合される表現ベクターである。プラス ミドは次のように構成される。H65 Fdおよびカッパー遺伝子を含むプラス ミド源において、EagI部位は、符号化されたアミノ酸配列を変えることなく 部位が指示された突然変異誘発によってカッパー遺伝子の3'末端に配置された 。pVK1からのSLT遺伝子セグメントは、カッパー遺伝子の3'末端におけ るEagI部位へのフレーム内連鎖のために、プライマーSLT-EagI-5' およびSalIによって拡大した。 140bp PCR生成物をEagIおよびXhoIで消化し、SLT遺伝子 セグメントを含む75bpフラグメントをプラスミ ド源内のFd遺伝子およびカッパー遺伝子に隣接してクローニングし、pING 3713を生成した。 ゲロニンへの遺伝子融合を行うために、ScaIおよびXhoIでpING3 713を切断し、Fd遺伝子およびカッパー::SLT融合を含むベクターフラグ メントを精製した。pING3731をSmaIおよびXhoIで消化し、ゲロ ニン遺伝子を含むDNAフラグメントも精製した。これらの2つのフラグメント の結合の生成物であるpING4407は、Fdおよびカッパー::SLT::ゲロ ニン遺伝子を含んでいる。 (iii)Fd::RMA::ゲロニン(カッパー) 21個のアミノ酸のRMAリンカー配列(RMAからの20個のアミノ酸とク ローニングを容易にするために導入された1個のアミノ酸とを加えたもの)によ るH65 Fd鎖の3'末端へのゲロニン遺伝子の融合を、プラスミドpSH4 、pING3731(ATCC 68721)およびpING4000からの3片の連結反 応において組み立てた。 プラスミドpSH4は、RMAリンカー配列にフレーム内で連結したFd遺伝 子を含んでいる。RMA遺伝子セグメントを、以下のような重複拡大PCRによ ってFdの3'末端に連結した。Fd遺伝子の3'末端(不変領域)は、プライマ ーKBA-γ2およびRMAG-1を有するプラスミド源からのPCRによって拡 大した。すべてのヒトのIgG1抗体の不変領域はこの領域と同一であるので、 どのようなFd不変領域も使用することができる。 この反応の生成物を、最初の反応の拡大した生成物にアニーリングしたプライ マーRMA-76と混合し、その混合物をプライマーKBA-γ2およびRMAK -2で拡大した。 PCR生成物は、RMA遺伝子セグメントにフレーム内で連結したFd不変領 域の一部を含んでいた。また、この生成物は、ゲロニンのようなタンパク質にフ レーム内で融合するのに有用なScaI制限部位、およびその後のクローニング のためのXhoI部位を含んでいた。 このPCR生成物をSauIおよびXhoIで切断し、Fd遺伝子の残余に隣 接して結合し、pSH4を生成した。 Fd::RMA::ゲロニン、カッパー遺伝子を含む遺伝子融合ベクターを組み立 てるために、pSH4をSauIおよびScaIで切断し、Fd::RMAセグメ ントを精製した。プラスミドpING3731をSmaIおよびXhoIで切断 し、ゲロニン遺伝子を含む760 bp DNAフラグメントを精製した。また 、pING4000をSauIおよびXhoIで切断し、ベクターを精製した。 こ れらのフラグメントの結合の生成物であるpING4408は、Fd::RMA:: ゲロニンおよびカッパー遺伝子を含んでいた。 (iv)カッパー::RMA::ゲロニン(Fd) 21個のアミノ酸のRMAリンカー配列によるH65カッパー鎖の3'末端へ のゲロニン遺伝子の融合を、プラスミドpSH6、pING4408(上記段落 を参照)およびpING3713からの3片の連結反応において組み立てた。 プラスミドpSH6は、RMAリンカー配列にフレーム内で連結されたカッパ ー遺伝子を含んでいる。RMA遺伝子セグメントは、以下のような重複拡大PC Rによってカッパーの3'末端に連結された。カッパー遺伝子の3'末端(不変領 域)は、プラスミドKBA-K2およびRMAK-1を有するプラスミド源からの PCRによって拡大した。 この反応の生成物を、最初の反応の拡大生成物にアニーリングされたプライマ ーRMA-76(SEQ ID NO:81)と混合し、この混合物をプライマーKBA-K 2およびRMAK-2で拡大した。PCR生成物は、RMA遺伝子セグメントに フレーム内で連結したカッパー不変領域の一部を含んでいた。また、この生成物 は、ゲロニンのようなタンパク質へのフレーム内融合に有用なScaI制限部位 と、その後のクローニングのためのXhoI部位も含んでいた。このP CR生成物をSstIおよびXhoIで切断し、カッパー遺伝子の残余に隣接し て結合して、pSH6を生成した。 カッパー::RMA::ゲロニンおよびFd遺伝子を含む遺伝子融合ベクターを組 み立てるために、pSH6をHindIIIおよびPstIで切断し、カッパー 不変領域およびRMAリンカー(PstI RMAリンカーセグメントはPst I部位を含む)セグメントの一部を含むDNAフラグメントを精製した。プラス ミドpING4408をPstIおよびSalIで切断し、RMAリンカーのセ グメント、ゲロニン遺伝子、およびベクターセグメント内のテトラサイクリン耐 性遺伝子を含むDNAフラグメントを精製した。pING3313をSalIお よびHindIIIで切断し、ベクターを精製した。これらの3つのフラグメン トの結合の生成物であるpING4410は、カッパー::RMA::ゲロニンおよ びFd遺伝子を含んでいた。 B.抗体遺伝子のアミノ末端におけるゲロニンの融合 (i)ゲロニン::SLT::Fd’(カッパー) 25個のアミノ酸のSLTリンカー配列(システイン残さによって結合された SLTからの20個のアミノ酸とクローニングを容易にするために導入された5 つのアミノ酸とを加えたもの)によるH65Fd'鎖の5'末端へのゲロニン遺伝 子の融合を、プラスミドpING3748と、pING3217と、pING3 217中のFd'遺伝子の可変領域であるH65重鎖可変領域(VB)遺伝子セグ メントを符号化するPCRフラグメントからの3片の連結反応において組み立て た。プラスミドpING3748は、SLTリンカ ー配列にフレーム内で連結されたゲロニン遺伝子を含み、pING3217は、 2シストロン転写単位内にH65 Fd'とカッパー遺伝子を含んでいる。 プラスミドpING3825(例2を参照)をPCRプライマーgelo3'- Eagおよびgelo-9で拡大し、PCR突然変異誘発によってゲロニン遺伝 子の3'末端にEagI制限部位を導入した。 PCR生成物をBclIおよびEagIで切断し、56 bp DNAフラグ メントを精製した。プラスミドpING3713をEagIおよびXhoIで切 断し、SLTリンカーを含む77 bp DNAフラグメントを精製した。Ea gIフラグメントへの56 bp BclIと、XhoIフラグメントへの77 bp EagIを、BclIおよびXhoIで消化したpING3825中に 結合し、SLTリンカー配列にフレーム内で連結したゲロニン遺伝子を含むpI NG3748を生成した。 ゲロニン::SLT::Fd'およびカッパー遺伝子を含む遺伝子融合ベクターを 組み立てるために、プライマーH65-G1およびH65-G2を有するpING 3217からのPCRによってH65VBを拡大し、生成物をT4ポリメラーゼ で処理し、NdeIで消化した。 H65重鎖のV領域の5'末端を含む176 bp フラグメントを精製した。 同時にpING3217をNdeIおよびXhoIで消化し、Fd'遺伝子の一 部およびカッパー遺伝子の全部を含む1307 bp DNAフラグメントを精 製した。これらの2つのフラグメントを、ゲロニン::SLT::Fd'遺伝子およ びカッパー遺伝子を含むpING3754(ATCC 69102)を産出する3片の連結 反応においてScaIおよびXhoIで消化されたpING3748に結合した 。 (ii)ゲロニン::SLT::カッパー(Fd') 25個のアミノ酸のSLTリンカー配列によるH65カッパー鎖の5'末端へ のゲロニン遺伝子の融合を、プラスミドpING3748(上記を参照)と、p ING4000と、H65軽鎖可変領域(VL)遺伝子セグメントを符号化する PCRフラグメントからの3片の連結反応において組み立てた。 ゲロニン::SLT::カッパー遺伝子およびFd'遺伝子を含む遺伝子融合ベク ターを組み立てるために、H65 VLフラグメントをプライマーH65-K1お よびJK1-HindIIIを有するpING3217からのPCRによって拡 大し、生成物をT4ポリメラーゼで処理し、HindIIIで消化した。 軽鎖V領域を含む306 bp フラグメントを精製した。同時に、pING 4000をHindIIIおよびXhoIで消化し、カッパー不変領域およびF d'遺伝子の全部を含む1179 bp DNAフラグメントを精製した。これ らの2つのフラグメントを、ゲロニン::SLT::カッパー遺伝子およびFd遺伝 子を含むpING3757を産出する3片の連結反応においてScaIおよびX hoIで消化されたpING3748に結合した。 (iii)ゲロニン::RMA::Fd'(カッパー) 24個のアミノ酸のRMAリンカー配列(RMAからの20個のアミノ酸とク ローニングを容易にするために導入された4個のアミノ酸とを加えたもの)によ るH65 Fd'鎖の5'末端へのゲロニン遺伝子の融合を、プラスミドpING 3755と、pING3217と、H65 VB遺伝子セグメントを符号化する PCRフラグメントからの3片の連結反応において組み立てた。プラスミドpI NG3755は、RMAリンカー配列にフレーム内で連結したゲロニン遺伝子を 含み、pING3217は、2シストロン転写単位内においてH65 Fd'遺 伝子およびカッパー遺伝子を含んでいる。 プラスミドpING3755を、RMAリンカー遺伝子セグメントに連結した ゲロニン遺伝子を含むように組み立てた。RMAリンカー遺伝子セグメントは、 プライマーRMA-EagIおよびHI NDIII-2を有するpSH4からPCRによって拡大した。 198 bp PCR生成物をEagIおよびHindIIIで切断し、その 結果生ずる153 bp DNAフラグメントを精製した。このRMA遺伝子セ グメントを、pING3748からEagIまでのPstIとpING3825 からHindIIIベクターフラグメントまでのPstIにより、ゲロニンに隣 接してクローニングした。この3片の結合の生成物はpING3755であった 。 ゲロニン::RMA::Fd'遺伝子、カッパー遺伝子を含む遺伝子融合ベクター を組み立てるために、プライマーH65-G1(SEQ ID NO:84)およびH65- G2(SEQ ID NO:85)を有するpING3217からのPCRによってH65 VBを拡大し、生成物をT4ポリメラーゼで処理し、NdeIで消化した。重 鎖V領域の5'末端を含む186 bpフラグメントを精製した。同時にpIN G3217をNdeIおよびXhoIで消化し、Fd'遺伝子の一部およびカッ パー遺伝子の全部を含む1307 bp DNAフラグメントを精製した。これ らの2つのフラグメントを、ゲロニン::RMA::Fd'遺伝子およびカッパー遺 伝子を含むpING3759(ATCC 69104)を産出する3片の連結反応において ScaIおよびXhoIで消化されたpING3755に結合した。 (iv)ゲロニン::RMA::カッパー(Fd') 24個のアミノ酸のRMAリンカー配列によるH65カッパー鎖の5'末端へ のゲロニン遺伝子の融合を、プラスミドpING3755と、pING4000 と、H65 VL遺伝子セグメントを符号化するPCRフラグメントからの3片 の連結反応において組み立てた。 ゲロニン::RMA::カッパー遺伝子およびFd'遺伝子を含む遺伝子融合ベク ターを組み立てるために、プラスミドH65K-1(SEQ ID NO:86)およびJK 1-HindIIIを有するpING3217からのPCRによってH65 VL セグメントを拡大し、生成物をT4ポリメラーゼで処理し、HindIIIで消 化した。軽鎖V領域の5'末端を含む306 bpフラグメントを精製した。同 時にpING4000をHindIIIおよびXhoIで消化し、カッパー不変 領域およびFd'遺伝子の全部を含む1179 bp DNAフラグメントを精 製した。これらの2つのフラグメントは、ゲロニン::RMA::カッパーおよびF d'遺伝子を含むpING3758(ATCC 69103)を産出する3片の連結反応に おいてScaIおよびXhoIで消化した。 C.抗体遺伝子のアミノ末端におけるゲロニンの直接融合 (i)ゲロニン::Fd'(カッパー) ゲロニン遺伝子の直接融合をpING3754から組み立てた。pING37 54をBglIIIおよびXhoIで消化し、ベクターセグメントを精製した。 同時にpING3754をEagIで消化し、T4ポリメラーゼで処理し、Bg lIIで切断し、ゲロニン 遺伝子セグメントを精製した。また、pING3754をFspIおよびXho Iで切断し、Fdおよびカッパー遺伝子セグメントを精製した。これらのフラグ メントは3片の連結反応において組み立てられ、カッパー遺伝子と共同してFd 'へのゲロニンの直接遺伝子融合を含むpING3334を生成した。 実施例15 he3Faおよびゲロニンhe3Fab免疫融合bの調製 以下の部分は、人間工学的he3Fabタンパク質の構造と、he3 Fdお よびκ鎖へのゲロニンの免疫融合について詳述するものである。 A. he3−Fab発現プラスミド he3重鎖のV領域は、プライマーH65−G3すなわちGAGATCCAG TTGGTGCAGTCTG(SEQ ID NO:116)およびH65G2 (SEQ ID NO:85)でプラスミドpING4621(pING462 1については、上記実施例5において十分に説明してある)からPCR増幅され た。増幅は、噴気孔ポリメラーゼ(New England BioIabs) を使用して、94℃での1分間の変性と、50℃での2分間のアニーリングと、 72℃での3分間の重合とを含む25サイクルにわたって実施された。このPC R生成物をポリヌクレオチドキナーゼで処理し、BstEIIで消化したところ 、V領域DNAが精製された。次に、精製後のDNAフラグメントをpIC10 0に配位子結合し、これをSstIで消化し、T4ポリメラーゼで処理し、Bs tEIIで切断した。次に、このようにして得られたフラグメントを、pING 3218(Fab´遺伝子を有する)から得られたBstEIIフラグメントに 配位子結合し、pelBリーダー配列と このようにして得られたPCR生成物をT4ポリメラーゼで処理し、Hind IIIで消化し、精製した。次に精製後のフラグメントをpIC100にクロー ン化し、これをまずSstIで切断し、T4ポリメラーゼで処理し、XhoIで 消化しながら、353塩基対のHjndIII−XhoIフラグメントでpIN G3217からのκ定常部をコード化した。このようにして得られたプラスミド は、枠内でpelBリーダーと結合したhe3κ配列を有するpING4627 であった。 araBプロモーターの転写調節下でpelB結合し 結合したhe3 Fd遺伝子を有するpING4623を作製した。 次に、he3 κV領域を、実施例5において上述し、ここでは参考に挙げて おく共同所有の係属中米国出願第07/808,464号において説明されてい るような方法で、6個のオリゴヌクレオチドプライマーを使用してアッセンブル した。 たhe3κ遺伝子およびFd遺伝子を有するプラスミドpING4628を、p ING4623およびpING4627から以下のようにしてアッセンブルした 。 まず、関連のないκ遺伝子とFd遺伝子pNRX−2に対する発現ベクターを 、プラスミド複製、テトラサイクリン耐性マーカー、araB転写調節およびF d定常部の3´末端に関する全ての特徴を有するベクターフラグメントを残して SauIおよびEcoRIで切断した。[プラスミドpNRX−2は、pING 3104から得られるEcoRI−XhoI DNA断片(ここでは参考に挙げ ておく国際特許公開第WO90/02569号に記載されている)を有する]こ の断片は、pING3104の、複製、耐性および転写調節についての特徴を有 し、pING1444から得られる、Fd定常部の3´末端を有するXhoI- SauI DNA断片(ここでは参考に挙げておく国際特許公開第WO89/0 0999号に記載されている)に結合している。]次に、pING4623をP stIで切断し、T4ポリメラーゼで処理し、SauIで消化した後、pelB ::Fd遺伝子配列を単離した。プラスミドpING4627をXhoIで切断 し、T4ポリメラーゼで処理し、EcoRIで切断し、pelB::Fd遺伝子 配列およびpNRX−2ベクターフラグメントに配位子結合してhe3−Fab 発現ベクターpING4628を生成した。このプラスミドは2個のXhoI部 位を有している。一方は κ遺伝子とFd遺伝子との間に位置しており、他方はFd遺伝子の終始コドンよ りも4塩基対下流に位置していた。 κ遺伝子とFd遺伝子との間にXhoI部位のないベクターであるpING4 633を構築した。pING4633をアッセンブルするために、pING46 23をEcoRIで切断し、T4ポリメラーゼで処理し、SauIで消化した。 次に、pe1B::κ遺伝子配列を単離して精製した。次に、pNRX−2ベク ターフラグメントおよびpelB::Fd遺伝子配列を精製後のpelB::κ 遺伝子配列に配位子結合して、pING4633を形成した。 pING4633およびpING4628はいずれもhe3−Fab用の細菌 発現ベクターであって、それぞれ、L−アラビノースを使用しての宿主細胞の誘 導時にジシストロンメッセージとして発現されるhe3 Fd遺伝子とκ遺伝子 とをする。さらに、pING4628は2個のXhoI制限部位を有する。一方 はFd終始コドンの4塩基対後に位置し、他方はκ遺伝子の3´末端とFd遺伝 子の5´末端との間の遺伝子間領域に位置していた。プラスミドpING463 3には遺伝子間領域にXhoIが存在しない。 B. he3Fabの精製 プラスミドpING4628およびpING4633 をE.coli E104に形質転換した。アラビースで細菌培養を誘導し、h e3Fabを含有している無細胞うわずみを濃縮して、pH6.8、20mMの HEPESに濾過した。次にこの試料をCM Spheradexカラム(2. 5×3cm)に仕込み、20mMのHEPES、1.5mMのNaCl、pH 6.8中で平衡化した。このカラムを同じ緩衝液で洗浄し、20mMのHEPE S、27mMのNaCl、pH6.8で溶出した。溶出液を2アリコートに分け 、それぞれを別々にタンパク質G(バイオプロセッシング)カラム(2.5×2 .5cm)に仕込んでこのカラムから溶出させた。このタンパク質Gカラムを、 20mMのHEPES、75mMのNaCl、pH6.8中で平衡化し、100 mMのグリシン、100mMのNaCl、pH3.0で試料を溶出した。これら 2種類の溶出液を混合し、20mMのHEPES、3Mの硫酸アンモニウム、p H6.8で2回希釈した。希釈後の溶出液をフェニルセファロース高置換高速フ ロー(Pharmacia)カラム(2.5×3.3cm)に仕込み、20mM のHEPES、1.5mMの硫酸アンモニウム、pH6.8中で平衡化した。次 に、このカラムを20mMのHEPES、0.6mMの硫酸アンモニウム、pH 6.8で溶出した。 C. ゲロニン::RMA::he3κ、he3Fd融合 リンカーを介してhe3 Fabに融合した自然配列ゲロニン遺伝子を含む他 の遺伝的構造物をアッセンブルした。 ゲロニン::RMA::he3κ、Fdを有する融合を、プラスミドpING 3755、pING4633、pING4628からのDNAからアッセンブル した。pING4633およびpING4628については、いずれも一連の工 程においてアッセンブルを行った。これによって、he3の重V領域および軽V 領域は個々に枠内でpelBリーダーに結合した。次に、細菌発現ベクターのa raBプロモーターの調節下で重V領域および軽V領域をジシストロン発現ベク ターにて一緒にしした。 ゲロニン::RMA::he3κ、he3Fd融合のアッセンブリーは、プラ スミドpING3755、pING4633、pING4628からの3つのD NAフラグメントを構築することによって達成された。このうち最初のフラグメ ントは、これらの部位の間で4塩基対を切り出すScaIとXhoIでpING 3755を消化することによって作製された。結果として得られたベクターフラ グメントを精製した。上記融合を構築するために使用される2つ目のフラグメン トは、AseI(VLにおいて切断)およびXhoIで切断されたプラスミドp ING4633から得られ、このようにして得られた、κおよびFd遺伝子の3 ´末端断片を有する1404塩 基対のフラグメントを精製した。κ可変領域コード化配列の5´末端を有する3 つ目のフラグメントは、オリゴヌクレオチドプライマーであるHuk−7および jkl−HindIIIを使用してpING4628に含まれるPCR増幅VL 遺伝子から調製された。このようにして得られた322塩基対のPCR増幅VL フラグメントをT4ポリメラーゼで処理し、AseIで消化し、VLの5末端を 有する86塩基対のフラグメントを精製した。上記において生成された3種類の フラグメントを一緒に配位子結合してpING3764を形成した。pING3 764の直接DNA配列決定によってPCR増幅V領域のDNA配列を確認した 。 D. ゲロニン::SLT::he3κ、he3Fd融合 ゲロニン::SLTを有するpING3748から生成されたフラグメントと すぐ上でセクションAにおいて説明したpING4633およびpING462 8フラグメントを配位子結合することで、ゲロニン::SLT::he3κ、h e3Fd融合を構築した。このpING3748フラグメントは、pING37 55についてすぐ上で説明したようにScaIおよびXhoIを使用して生成さ れたものである。 得られたベクターはpING3763と指定された。 E. ゲロニン::SLT::he3Fd、he3κ融 合を有する発現ベクターの構築 2つの工程において、プラスミドpING3825、pING4628、pI NG4639、pING3217[ここでは参考にあげておくBetter et al.著 Proc.Natl.Acad.Sci.(USA),90:457-461(1993)]、およびpING4 627からのDNA断片から、ゲロニン::SLT::he3Fd、he3κ融 合を有する発現ベクターを構築した。NcoIおよびXhoIでpING382 5を消化し、ゲロニン遺伝子の3´末端を有する654塩基対のフラグメントと 、ゲロニン遺伝子の5末端を有するフラグメントとを生成し、これらを精製した 。次に、NcoIおよびNdeIでpING4639を消化し、ゲロニン遺伝子 の3´末端とこれによるVHの5´末端とを有する903塩基対のフラグメント すなわちSLTリンカーを精製した。最後に、NdeIおよびXhoIでpIN G4628を切断することで、Fd遺伝子の3´末端を有する523塩基対のフ ラグメントを得、これを精製した。次に、これら3種類のフラグメントを配位子 結合し、ゲロニン::SLT::he3Fd融合をコード化する遺伝子を有する プラスミドpING3765を形成した。 3種類のベクターフラグメントを使用して、(ゲロニン::SLT::he3 Fd断片およびhe3κ断片を含む)最終発現ベクターをアッセンブルした。プ ラスミドpING3765をXhoIで消化し、T4ポリメラ ーゼで処理し、(テトラサイクリン耐性マーカーをコード化する265塩基対の フラグメントを放出する)NheIで切断し、このようにして得られたベクター フラグメントを精製した。pING4628の構築用には、枠内でpelBリー ダーと結合したhe3κ遺伝子を有するプラスミドpING4627を使用した 。プラスミドpING4627をPstIで切断し、T4ポリメラーゼで処理し 、さらにSstIで消化した。このようにして得られた、κ遺伝子を有する72 6塩基対のフラグメント(3´末端における40塩基対を除く)を精製した。次 に、プラスミドpING3217をSstIおよびNheIで切断し、κ遺伝子 の3´末端およびテトラサイクリン耐性遺伝子の一部を含む下流部分を有する3 18塩基対のフラグメントを得、これを精製した。上述した3種類のフラグメン トを配位子結合することで、最終発現ベクターであるpING3767が生成さ れた。 F. ゲロニン::RMA:he3Fd融合を有する発現ベクターの構築 2つの工程において、プラスミドpING3825、pING4628、pI NG3217およびpING4627からゲロニン::RMA::he3Fd、 he3κ融合発現ベクターを構築した。使用したクローン化方法は、pING4 639の代わりにpING4638を使用したこと以外はpING3767を生 成する上で使 用したものと同一である。実施例16において後述するように、プラスミドpI NG4638はpING4639とは異なっている。ゲロニン::RMA::F d融合をコード化する中間ベクターは指定されたpING3766であり、最終 発現ベクターは指定されたpING3768であった。 実施例16 ゲロニン−単鎖抗体融合 自然配列ゲロニン遺伝子も人間工学的he3 H65可変領域の単鎖形に融合 した。ゲロニン遺伝子は、融合遺伝子のN末端あるいはC末端に位置しており、 SLTまたはRMAリンカ−ペプチドはゲロニンと抗体ドメインとの間に位置し 、ゲロニンのサイトゾル放出を伴う融合タンパク質の細胞間処理を可能にしてい た。 A. ゲロニン::RMA::SCA(VL−VH)ゲロニン::SLT::SC A(VL−VH)、ゲロニン::RMA::SCA(VH−VL)、ゲロニン::S LT::SCA(VH−VL)の構築 he3 H65可変ドメインの単鎖抗体(SCA)形を先に構築した遺伝子か らアッセンブルした。このSCA断片は、15アミノ酸可変性ペプチド:[(G ly)4ser]3を介して一方の鎖(重鎖あるいは軽鎖)のVおよびJ断片全体 と結合した他方の鎖(重鎖あるいは軽 鎖)のVおよびJ領域全体からなっていた。このペプチドは、Huston et al.著 、Proc.Natl.Acad.Scj.USA,85:5879-5883(1988);Glockshuber et al.著 、Biochemistry,29:1362-1367(1990);およびChead1e et al.著、Molecular Immunol.,29:21-30(1992)に記載されているものと同一である。SCAを2つ の配向すなわちV−Jκ::[(Gly)4Ser]3::V−Jγ,およびV- Jγ::[(Gly)4Ser]3::V−Jκにアッセンブルした。各SCA断 片をアッセンブルした後、ゲロニンに融合した。 SCA断片V−Jκ::[(Gly)4Ser]3::V−Jγのアッセンブル 用に、プライマーHUK−7およびSCFV−1を使用し、10mMのKCl、 pH8.8で20mMのTRIS、10mMの(NH42SO2、2mMのMg SO4、0.1%トリトンX−100を100ng/ml、各dNTPのBSA を200μMおよび噴気孔ポリメラーゼ2単位(New England Biolabs,Beverle y,Massahusetts)を総容積100μl中に含む反応においてPCRによってp ING4627から得られたhe3 V/Jκ配列を有する352塩基対のDN Aフラグメントを増幅した。 同時に、プライマーSCFV−2およびSCFV−3を使用して、pING46 23からのhe3重鎖V/Jγ断片を増幅し、400塩基対のフラグメントを生 成した。 これらの反応で得られた生成物を混合し、アウトサイドプライマーHUK−7お よびSCFV−3で増幅した。この反応の生成物をT4ポリメラーゼで処理した 後、XhoIで切断した。次に、このようにして得られた728塩基対のフラグ メントをアガロースゲル上での電気泳動によって精製した。このフラグメントを ベクターpING3755およびpING3748に配位子結合(実施例10を 参照)し、それぞれScaIおよびXhoIで消化した。このようにして得られ たベクターpING4637およびpING4412は、それぞれゲロニン:: RMA::SCA V−Jκ::[(Gly)4Ser]3::V−Jγ融合遺伝 子およびゲロニン::SLT::SCA V−Jκ::[(Gly)4Ser]3 ::V−Jγ融合遺伝子を有する。予めSstIで消化し、T4ポリメラーゼで 処理し、XhoIで消化したpIC100に728塩基対のフラグメントも配位 子結合し、pING4635を生成した。このプラスミドは、枠内でV −Jκ::[(Gly)4Ser]3::V−JJγ遺伝子に結合したpelBリ ーダー配列を有する。このpING4635におけるpelB::SCA遺伝子 をEcoRI−XhoI制限フラグメントとして切り出し、細菌発現ベクターに クローン化してpING4640を生成した。 同様に、噴気孔ポリメラーゼを使用したPCRによってプライマーSCFV− 5およびSCFV−6でpING4627を増幅してhe3 V/Jκ配列 を有する367塩基対のフラグメントを生成し、プライマーHE65−G3およ びSCFV−4でpING4623を増幅してhe3 γ V/J配列を有する 385塩基対のフラグメントを生成することで、SCA V−Jγ::[(Gl y)4Ser]3::V−Jκをアッセンブルした。 これらの反応で得られた生成物を混合し、H65−G3およびSCFV−6で増 幅した。この737塩基対の生成物をT4ポリメラーゼで処理し、XhoIで切 断した。(ScaIおよびXhoIで消化した)pING3755およびpIN G3748への配位子結合を行うことで、pING4638におけるゲロニン: :RMA::SCA v−Jγ::[(Gly)4Ser]3::V−Jκ遺伝子 融合およびpING4639におけるゲロニンsLT::sCA V−Jγ:: [(GIy)4Ser]3::V−Jκ遺伝子融合のアッセンブリが得られた。 これらのベクターpING4637、pING4412、pING4638お よびpING4639を、それぞれE.coli菌株E104に形質転換し、ア ラビノースで誘導した。ゲロニン特異抗体を用いたウェスタンブロットによって 、予想通りの分子量のタンパク質生成物が同定された。 B. SCA(VL−VH)::SLT::ゲロニンベクターの構築 予め構築したプラスミドpING4640(SCA(VL−VH)を有する)、 pING4407(κ::SLT::ゲロニン、Fdを有する)、およびpIN G3197からの制限フラグメントを使用して、SCA(VL−VH)::SLT ::ゲロニン融合を有する発現ベクターをアッセンブルした。まず、プラスミド pING4640をBspHIで切断し、dCTPのみの存在下でT4ポリメラ ーゼで充填し、ヤエナルヌクレアーゼ(MBN)で処理して突出を除去すると共 に平滑末端を生成し、EcoRIで切断した。このようにして得られた849塩 基対のフラグメントを精製した。pING4407から得られたSLT含有フラ グメントをEagIで切断して切り出し、T4ポリメラーゼで平滑化し、Xho Iで切断し、得られた約850塩基対のフラグメントを精製した。これら2つの フラグメントを一緒にpING3197に配位子結合し、これをEcoRIおよ びXhoIで処理してpING4642を生成した。BspHI−T4−MBN /EagI結合部のDNA断片から、予想されたコドンのうち2個が欠如してい たが融合タンパク質は枠内にあることが証明された。C. SCA(VH−VL)::SLT::ゲロニンベクターの構築 プラスミドpING4636(SCA(VH−VL)用のE.coli発現ベク ター)およびpING4407 から得られたDNAを使用して、SCA(VH−VL)::SLT::ゲロニン融 合を含有する発現ベクターをアッセンブルした。プラスミドpING4636を BstEIIおよびXhoIで切断し、得られたベクターフラグメントを精製し た。同時に、SCFV−7すなわち5TGATGCGGCCGACATCTCA AGCTTGGTGC(SEQ ID NO:112)およびH65−G13す なわちTGATGCGGCCGACATCTCAAGCTTGGTGC3´(S EQ ID NO:113)プライマーを使用してのPCR用の鋳型としてpI NG4636を使用した。増幅後の精製物をEagIおよびBstEIIで消化 し、これによって得られた約380塩基対のフラグメントを精製した。次に、プ ラスミドpING4407をEagIおよびXhoIで切断し、約850塩基対 のフラグメントを得、これを精製した。上記の3種類のフラグメントを一緒に配 位子結合し、pING4643を生成した。 D. SCA(VL−VH)::RMA::ゲロニンベクターの構築 pING4640、pING4408[実施例14A(iii)]およびpI NG3825(実施例2C)から得られたDNAを使用して、SCA(VL−VH )RMA::ゲロニン融合を含有する発現ベクターをアッセンブルした。プラス ミドpING4640をSalI およびBstEIIで切断し、得られた約700塩基対のベクターフラグメント (テトラサイクリン耐性物質を含有)を精製した。次に、pING3825をN coIおよびSalIで消化し、ゲロニン遺伝子の3´末端および隣接するベク ター配列を含有する約1344塩基対のフラグメントを得た。このフラグメント を精製した。次に、プラスミドpING4408をオリゴヌクレオチドプライマ ーすなわちRMA−G3 5´TCTAGGTCACCGTCTCC TCAC CATCTGGACAGGCT GGA3´(SEQ ID NO:114)お よびgelo−10でPCR増幅した。このようにして得られたPCR精製物を BstEIIおよびNcoIで切断し、VHの3´末端、RMAおよびゲロニン 遺伝子の5´末端を含有する約180塩基対のフラグメントを生成し、これを精 製した。上記の3種類のフラグメントを配位子結合し、最終発現ベクターである pING4644を生成した。 E. SCA(VH−VL)::RMA::ゲロニンベターの構築 pING4636、pING4410およびpING3825から得られたD NAを使用して、SCA(VH−VL)::RMA::ゲロニンを含有する発現ベ クターを構築した。プラスミドpING4636をSalIおよびHindII Iで消化し、得られたベクターフラグメ ントを精製した。次に、pING3825をNcoIおよびSalIで切断し、 このようにして得られた、ゲロニン遺伝子の3´末端およびテトラサイクリン耐 性をコード化する隣接のベクター配列を含有する1344塩基対のフラグメント を精製した。最後に、pING4410をプライマーRMA−G4すなわち5´ TTCGAAGCTTGAGATGAAACCATCTGGACAGGCTGG A3´(SEQ ID NO:115)とgelo−10とでPCR増幅した。 このPCR生成物をHindIIIおよびNcoIで切断し、VLの3´−末端 、RMAおよびゲロニンの5´末端を含有する180塩基対のフラグメントを得 、これを精製した。上記の3種類のフラグメントを一緒に配位子結合し、最終発 現ベクターであるpING4645を生成した。 制限酵素EagIおよびFspIを使用し、pING4412におけるSLT リンカーを欠失させて離脱可能リンカーのないゲロニン::SCA融合を構築す ることもできる。これらの部位において消化を行い、プラスミドを再配位子結合 することで、SLT配列を枠内で欠失させることができる。 実施例17 多価免疫融合 免疫融合の多価形を構築することもできる。 A. (ゲロニン::RMA::κ、Fd´)2および (ゲロニン::RMA::Fd´、κ)2現ベクターの構築 ヒトIgG1ヒンジ領域から得られた2つのシステイン残基がFdタンパク質 のカルボキシル末端に含まれるのであれば細菌Fab発現ベクターによって、F (ab´)2を生成することができる[Better et al.著、Proc.Natl.Acad. Sci.USA,90:457-461(1993)]。F(ab´)2のような二価構造を形成し得る ゲロニン融合タンパク質を発現するために、he3 Fd´(2C)ヒンジ領域 (Better et al.上述)を発現ベクターpING3764にクローン化(実施例 15C)し、融合タンパク質ゲロニン::RMA::κ、Fdをコード化する。 プラスミドpING3764をXhoIおよびBsu361で切断し、免疫融 合遺伝子およびベクター配列を含有する約7500塩基対のフラグメントを精製 した。he3 F(ab´)2をコード化するプラスミドpING4629もBs u36IおよびXhoIで切断し、he3 Fd´(2C)遺伝子断片を含有す る約200塩基対のDNAフラグメントを精製した。これら2つのDNAフラグ メントを配位子結合し、(ゲロニン::RMA::κ、Fd´)2をコード化す るpING3775を生成した。融合タンパク質(ゲロニン::RMA::Fd ´、κ)2をコード化する発現ベクターも作製した。B. ゲロニン::RMA::FdおよびゲロニンRMA::K融合の両方を含 有するベクターの構築 ゲロニン::RMA::Fdおよびゲロニン::RMA::K融合を有するプ ラスミドを構築するために、プラスミドpING3764[実施例15(b)に おいて上述]をBsgIおよびSauIで消化し、プラスミド複製官能基すなわ ちゲロニン::RMA::KとFdの3´末端とを含有する5.7塩基対のフラ グメントを単離して精製した。プラスミドpING3768[実施例15(E) において上述]をSauIで消化すると共にPstIで部分的に消化し、ゲロニ ン::RMA::Fdを含有する1.5塩基対のフラグメントを精製した。最後 に、pING4000[実施例14において上述]をBsgIおよびPstIで 消化し、κ遺伝子の3´末端を含有する350塩基対のフラグメントを生成した 。このフラグメントを精製し、上述した5.7塩基対、1.5塩基対、350塩 基対の各フラグメントを一緒に配位子結合し、ゲロニン::RMA::kおよび ゲロニン::RMA::Fd融合を含有するpING3770を形成した。 C. ゲロニン::SLT::FdおよびゲロニンSLT::k融合の両方を含 有するベクターの構築 プラスミドpING3772は上記融合を含有し、以下のようにして構築され た。プラスミドpING376 3[実施例15(D)において上述]をBsgIおよびSauIで消化し、複製 官能基、ゲロニン::SLT::kの5´末端およびFdの3´末端を含有する 5.7塩基対のフラグメントを生成して精製した。次に、プラスミドpING3 767[上記実施例15(D)において説明]をSauIおよびPstIで消化 し、ゲロニンSLT::Fd融合の5−末端を含有する1.5塩基対のフラグメ ントを生成した。このフラグメントを精製し、pING4000[上記実施例1 4において説明]をBsgIおよびPstIで消化した。このようにして得られ た350塩基対のフラグメントを精製し、上述した5.7塩基対、1.5塩基対 、350塩基対の各フラグメントを配位子結合してpING3772を形成した 。 D. 多価融合の発現 当業者間で周知の技術によってpING3770およびpING3772の両 方をE.coli(E104)細胞に形質転換し、アラビノースで誘導した。形 質転換後の細胞培養から得られたうわずみ液を濃縮したものについて、ウサギ抗 ゲロニン抗血清を使用してウェスタンブロット分析によって分析した。両プラス ミドからの形質転換細胞は、2個のゲロニンを有するFab分子(約105kD )について予想された大きさの反応性バンドをゲル上に生成した。これらの結果 は、Fd鎖およびκ鎖の両方が別々にゲロニンに融合した一価のFabを有 する融合タンパク質が生成されることと矛盾しない。 pING3775、pING3770およびpING3772を含有するE. coli菌株を発酵槽中で成長させ、融合タンパク質生成物を精製した。上記Be tter et al.において説明されているようにして、pING3775から発現し た(ゲロニン::RMA::κ、Fd´)2を精製した。 実施例18 リンカーなしで免疫融合をコード化する発現ベクターの構築 ゲロニンおよびジシストロンhe3 Fabあるいは単鎖抗体の直接融合をコ ード化する発現ベクターを以下のようにして構築した。 A. VHL::ゲロニン VHL::SLT::ゲロニン融合タンパク質をコード化するプラスミドpI NG4642(実施例16B)をFspIおよびNcoIで切断し、ゲロニン遺 伝子の5´末端を含有する約100塩基対のDNAフラグメントを精製した。VHL::SLT::ゲロニン融合タンパク質をコード化するプラスミドpING 4643(実施例16C)をEagIで切断し、T4ポリメラーゼで処理し、P stIで切断した。VHL遺伝子断片をコード化する約850塩基対のDNAフ ラグメントを精製した。pING4642およびpING4643から得ら れたDNAフラグメントを、PstIおよびNcoIで切断したpING464 4(実施例16D)から得られたベクターDNAフラグメントに配位子結合し[ このプラスミドはゲロニン遺伝子の残りに寄与するか?]、VHL::ゲロニン 直接遺伝子融合をコード化するpING3781を生成した。 B. VLH::ゲロニン he3 SCA遺伝子VLVHをコード化するプラスミドpING4640を BspHIで切断し、ヌクレオチドdCTPのみの存在下にてT4ポリメラーゼ で処理し、ヤエナルヌクレアーゼで処理して残っている5´突出を除去した後、 EcoRIで切断した。次に、he3 VLH遺伝子を含有する約800塩基対 のDNAフラグメントをアガロースゲル上で精製した。 直接融合VHL::ゲロニンをコード化するプラスミドpING3781をE agIで消化し、T4ポリメラーゼで処理した後、XhoIで消化した。次に、 ゲロニン遺伝子をコード化する約800塩基対のDNAフラグメントをアガロー スゲル上で精製した。pING4640およびpING3781から得られたこ れら2種類のDNAフラグメントを、EcoRIおよびXhoIで消化したpI NG3767から得られたベクターDNAに配位子結合し、アガロースゲル上で 精製した。このようにして得られたプラスミドであるpING3348は、 VLH::ゲロニン融合タンパク質をコード化した。融合結合部におけるDNA 配列を直接DNA配列決定によって確認した。C. ゲロニン::VHL 3´末端において工学的EagI部位を有するゲロニン遺伝子を含有するプラ スミドpING3755[実施例14B(iii)]をEagIで切断し、T4 ポリメラーゼで処理し、NcoIで消化した。ゲロニン遺伝子の3´末端を含有 する約650塩基対のDNAフラグメントをアガロースゲル上で精製した。融合 ゲロニン::SLT::VHLをコード化するプラスミドpING4639(実 施例16A)をXhoIで切断した後、FspIで部分的に消化した。次に、h e3 VHL遺伝子を全て含有する約730塩基対のDNAフラグメントをアガ ロースゲル中において精製した(VH遺伝子断片に単一のFspI制限部位が発 生し、精製後のhe3 VHL遺伝子を約660塩基対の不完全な遺伝子断片か ら分離した)。pING3755およびpING4639から得られた2種類の DNAフラグメントを、NcoIプラスXhoIで消化したベクターpING3 825に配位子結合し、アガロースゲル上で精製した。ゲロニン::VHL融合 タンパク質をコード化するプラスミドpING3350が生成された。融合結合 部におけるDNA配列を直接DNA配列決定によって確認した。D. ゲロニン::VLH he3 VLH単鎖抗体遺伝子をコード化するプラスミドpING3336を SstIおよびAseIで切断し、VLHの3´末端および下流のベクター配列 を含有する約5500塩基対のDNAフラグメントを精製した。(pING33 36は、VLH遺伝子がカルボキシル末端において枠内で6個のヒスチジン残基 をコード化すること以外はpING4640と同一である。プラスミドpING 4627(実施例15A)は、VH遺伝子断片のPCR増幅用の基質として作用 した。プラスミドpING4627を2個のオリゴヌクレオチドプライマーHU K−7(SEQ ID NO:92)およびJKl−HindIII(SEQ ID NO:87)で増幅し、得られた生成物をT4ポリメラーゼで処理し、A seIで切断し、VLの5´末端を含有する86塩基対のDNAフラグメントを 精製した。pING3336およびpING4627から得られたDNAフラグ メントを、EagIによる消化、T4ポリメラーゼによる処理、さらにはこれに 続くSstIによる消化によって生成されたpING3755の約2350塩基 対のDNAフラグメントに配位子結合した。このようにして得られた、ゲロニン ::VLH遺伝子融合を含有するベクターをpING4652と命名した。pI NG4652のDNA配列を配位子結合部において確認した。 E. ゲロニン::κ、Fd ゲロニン::κ、Fdをコード化する直接遺伝子融合も3種類のプラスミドか ら得られたDNA断片からアッセンブルした。プラスミドpING3764(実 施例15)をHindIIIおよびXhoIで消化し、κ遺伝子およびFd遺伝 子の3´末端をコード化する約1200塩基対のDNAフラグメントを精製した 。he3 SCA遺伝子VLHへのゲロニンの直接遺伝子融合をコード化するプ ラスミドpING4652をBgIIIおよびHindIIIで切断し、ゲロニ ン遺伝子の3´末端およびκのVL領域をコード化する約850塩基対のDNA フラグメントを精製した。pING3764およびpING4652から得られ たDNAフラグメントを、BgIIIおよびXhoIで消化したpING382 5から得られたベクターフラグメント(実施例2C)に配位子結合し、ゲロニン ::κ、Fdをコード化するpING3784を生成した。 F. ゲロニン::Fd、κ 融合タンパク質ゲロニン::RMA:.Fd、κをコード化するプラスミドp ING3768(実施例15F)をNdeIおよびNheIで切断し、そのベク ターのhe3 Fd遺伝子の大部分、he3 κ遺伝子およびテトラサイクリン 耐性遺伝子の一部を含有するDNA断片 を精製した。上記Cにおいて説明したプラスミドpING3350をNdeIお よびPstIで切断し、ゲロニン遺伝子に結合したhe3 Fd遺伝子の5´末 端を含有するDNAフラグメントを精製した。pING3350およびpING 3768から得られたDNAフラグメントを、NheIおよびPstIで切断し たpING4633(実施例16D)から得られたベクターフラグメントに配位 子結合し、pING3789を生成した。プラスミドpING3789は、融合 タンパク質ゲロニン::Fd、κをコード化する。 実施例19 他のカテプシン離脱可能リンカー ここで説明するRMAリンカー用に選択したウサギ筋肉アルドラーゼの断片は 、カテプシンで消化されやすいペプチド配列を含有することが知られている。そ の他のカテプシン離脱可能タンパク質断片は、細胞間切断用の効果的な標的であ り、2種類の特定のアミノ酸が本発明の付加免疫融合における離脱可能リンカー として含まれた。これらは、アミノ酸配列KPAKFFRL(SEQ ID N O:141(”CCF”)およびKPAKFLRL(SEQ ID NO:14 2)(”CCL”)である。これらのペプチド断片をコード化する2種類のオリ ゴヌクレオチドを合成した。各合成プライマーにおいて1個のヌクレオチド部分 に縮重を導入し、CCFお よびCCLの異なっている特定のアミノ酸部分において適切なアミノ酸がコード 化されるようにした。2種類のオリゴヌクレオチドは、5´−GGCCGCAA AGCCGGCTAAGTTCTT(A/C)CGTCTGAGT−3´(SE Q ID NO:143)および5−ACTCAGACG(G/T)AAGAA CTTAGCCGGCTTTGC−3´(SEQ ID NO:144)である 。次に、これらのオリゴヌクレオチドリンカーを使用し、ゲロニン::CCL: :κ、Fd;ゲロニン::CCF::κ、Fd;ゲロニン::CCFVLH;お よびゲロニン::CCL::VHLをコード化する融合遺伝子発現ベクターのフ ァミリーをアッセンブルした。 融合蛋白質の抗原結合ドメインが融合のN末端にあり、VLH::CCL:: ゲロニンなどの免疫融合をコード化する発現ベクターを生成する融合ベクター中 にはCCLおよびCCFリンカーも含まれていた。 CCLおよびCCFリンカーを有する融合タンパク質のいくつかを、T細胞系 HSB2およびPBMCの細胞障害について試験し、RMAリンカーを含有する 融合タンパク質と活性について比較を行った。 実施例20 ゲロニン免疫融合の発現および精製 A. ゲロニン免疫融合の発現 構成について実施例15で説明したゲロニン遺伝子融合の各々を、アラビノー ス誘導E coli菌株E104において各遺伝子融合の対H65 Fab遺伝 子で同時発現させた。 ELISAによって誘導培養のうわずみ液に遺伝子融合の発現生成物が検出さ れた。一般的に、プレートに抗体認識ゲロニンを塗布した。培養うわずみ液を塗 布し、ホースラディッシュのペルオキシダーゼに結合した抗体認識ヒトκで結合 Fabを検出した。ゲロニンと化学的に抱合されたH65 Fabフラグメント が使用した菌株であった。抗体認識κあるいは抗体認識Fdのいずれかをプレー トに塗布することを必要とするか、あるいは抗ヒトκではなく抗ヒトFdを用い た検出工程を必要とする他のELISAプロトコルでも同様の結果を得ることが できた。このアッセイでは、ゲロニン、κおよびFdを含有する、適宜アッセン ブルした融合タンパク質のみが検出された。関連のない鎖は検出されなかった。 E.coli E104中に発現ベクターpING4406、4407、44 08および4410を含有する誘導培養から得られた融合タンパク質を約20〜 25ng/mlに濃縮した。pING3754、3334、3758および37 59(pING3757はない)の誘導時に発現する融合タンパク質は、これよ りもかなり高い濃度である約100〜500ng/mlで発現した。抗ヒトκあ るいは抗ゲロニン抗体のいずれかを使用した ウェスタンブロットの免疫染色によって、濃縮E.coli培養うわずみ液中に 約70,000Kdの融合タンパク質が検出された。 pING3754(ATCC 69102)から得られたゲロニン::SLT ::Fd´(κ)融合タンパク質を誘導した10Lの発酵肉汁から精製した。S 10Y10カートリッジ(Amicon)およびDC10濃縮器を使用して、10Lの 発酵肉汁を濃縮し、pH7.0、10mMのリン酸緩衝液に緩衝液交換した。濃 縮したうわずみ液をpH7.0のリン酸ナトリウム緩衝液で平衡化したDE52 カラム(20×5cm)を通過させることによってうわずみ液を精製した。次に 、このフロースルーをさらに精製し、10mMのリン酸緩衝液中においてCM5 2(5×10cm)でのカラムクロマトグラフィによって濃縮した。0〜0.2 MのNaCl二液グラジェントを使用して融合タンパク質を溶出し、この融合タ ンパク質を含有している画分をプールしてタンパク質Gカラム(1ml)に仕込 んだ。pH5.5、0.2Mのクエン酸ナトリウム0.2M、次にpH4.5の 酢酸ナトリウム、最後にpH2.5、0.2Mのグリシンを使用して融合タンパ ク質をタンパク質Gから溶出させた。CM521カラムの工程をなくし、DE5 2カラムをpH7.0、100mMのリン酸ナトリウム緩衝液で平衡化した以外 は同様の方法で、ゲロニン::RMA::Fd´(κ)およびゲロニン::RM A::κ(Fd´)融 合タンパク質を発酵肉汁から精製した。融合タンパク質は等質性には精製されな かった。 次に、3種類の精製融合タンパク質の各々をRLAアッセイにおいて活性につ いてアッセイし、T細胞系HSB2に対する細胞障害についてもアッセイした。 (T細胞は、H65抗体によって認識されるCD5抗原を発現する。)RLAア ッセイについては実施例4において説明したように実施した。このアッセイの結 果を以下の表12に挙げておく。 実施例6において説明したように完全細胞障害アッセイにおいて2種類の融合タ ンパク質を試験した(表13)。表13に示されるように、融合タンパク質は活 性であった。ゲロニン::SLT::Fd(κ)は2個のT細胞系すなわちHS B2およびCEMを殺し、H65に化学的に結合させたゲロニンの場合よりもI C50はそれぞれ2倍および10倍高かった。結果については以下の表13を参照 のこと。同表では、各試料における融合タンパ ク質の量に対してIC50値が調節されている。 これらの融合タンパク質は、末梢血液単核細胞について同様の活性を呈した(デ ータは示されず)。 B. 免疫融合の精製 (i) cH65Fab´を有する免疫融合 pH7.0、10mMのリン酸ナトリウムにおいて平衡化したCM Spherade x(Sepacor)カラム(5cm×3cm)に無細胞うわずみ液を通すことによって 、このうわずみ液からcH65Fab´フラグメントを有する免疫融合を精製し た。免疫融合タンパク質はカラムに結合し、10mMのリン酸ナトリウム、20 0mMのNaCl、pH7.0で溶出する。20mMのHEPES、3 Mの硫酸アンモニウム、pH7.6で溶出液を2倍に希釈し、20mMのHEP ES、1.2Mの硫酸アンモニウム、pH7.0において平衡化したフェニルセ ファロース高速フロー (Pharmaia)カラム(2.5×3.5cm)に仕込んだ 。次に、20mMのHEPES、1.2Mの硫酸アンモニウム、pH7.0でこ のカラムを洗浄し、20mMのHEPES、0.9Mの硫酸アンモニウム、pH 7.0で溶出させた。YM10膜を取り付けたAmicon撹拌セル中でフェニルセフ ァロース溶出液を容量2〜4mlまで濃縮した。10mMのリン酸ナトリウム、 150mMのNaCl、pH7.0で平衡化したS−200(Pharmacia)カラ ム(3.2×38cm)に濃縮後の試料を仕込んだ。このカラムを同じ緩衝液中 でランし、画分を収集した。所望の分子量の融合タンパク質を含有している画分 を混合した。例えば、適当なカラム画分を選択することによって、pING37 58によってコード化される一価(ゲロニン−Fab´)および二価(ゲロニン 2−F(ab´)2形の両方が精製された。 (ii) he3Fabを有する免疫融合 フェニルセファロースカラムを、20mMのHEPES、1.0Mの硫酸アン モニウム、pH7.0で溶出した以外は上記と同様にしてhe3Fabを有する 免疫融合を精製した。 (iii) SCAを有する免疫融合 リン酸ナトリウム10mM、pH7.0で平衡化したCM Spheradexカラム (5×3cm)に無細胞うわずみ液を通した。単鎖抗体はカラムに結合し、これ を10mMのリン酸ナトリウム、45mMのNaCl、pH7.0で洗浄する。 次に、10mMのリン酸ナトリウム、200mMのNaCl、pH7.0で融合 タンパク質を溶出させる。20mMのHEPES、 3Mの硫酸アンモニウム、 pH7.6で溶出液を2倍に希釈し、20mMのHEPES、1.5Mの硫酸ア ンモニウム、pH7.0において平衡化したブチルセファロース高速フロー(Ph armaia)カラム(2.5×4.1cm)に仕込んだ。次に、20mMのHEPE S、1.0Mの硫酸アンモニウム、pH7.0でこのカラムを洗浄し、20mM のHEPES、pH7.0で溶出させた。YM10膜を取り付けたAmicon撹拌セ ル中でブチルセファロース溶出液を容量2〜4mlまで濃縮した。10mMのリ ン酸ナトリウム、150mMのNaCl、pH7.0で平衡化したS−200( Pharmacia)カラム(3.2×38cm)に濃縮後の試料を仕込んだ。このカラ ムを同じ緩衝液中でランし、画分を収集した。SDS−PAGEによっていくら かの画分を分析し、最終生成物についてどの画分が一緒にプールされるか判断し た。 実施例21 ゲロニン免疫融合の活性 何らかのRIPを有する免疫融合を構築するにあたって考慮対象となるのは、 融合タンパク質の成分の標的となる酵素活性が融合の結果として失われるかもし れないということである。例えば、抗体のアミノ末端へのRIPの付加によって 、抗体の抗原結合(相補性決定領域)に影響したり、活性部位において立体障害 が発生したりする場合がある。同様に、抗体あるいは抗原部分の付加によってR IPの活性が妨害される場合もある。例えば、ジスルフィド架橋によって抗体と 化学的に抱合したRIPは、一般に還元剤の非存在下では不活性である。本発明 の免疫融合において上記の内容を評価するために、のようなタンパク質をアッセ イに供してその酵素活性、結合活性、細胞障害活性を測定した。 A. 網状赤血球溶菌液アッセイ 上述した網状赤血球溶菌液アッセイ(RLA)を使用してゲロニンを有する免 疫融合の酵素活性をアッセイした。実施例4において説明したように、RLAア ッセイは、ウサギ赤血球細胞溶菌液から得られた内在性グロブリンmRNAを使 用して無細胞系におけるタンパク質合成の阻害を測定するものである。トリチウ ム化されたロイシン(3H−Leu)の含有量の減少を毒素濃度の関数として測 定した。標準的な毒素(リシンA鎖の30kD形態;RTA 30と略す)、未 変性ゲロニン、組換え ゲロニン(rゲロニンあるいはrgel)およびゲロニン類似物の連続対数希釈を 、1μg/mlから1pg/mlの範囲について試験した。同一試料を3つ用意 して試験し、氷上にて調製し、37℃で30分間保温した後、Inotec Trace 96 カスケードイオン化カウンターで計数した。未阻害試料と比較することでピコモ ル濃度の毒素(pM)が求められたが、これはタンパク質合成の50%阻害(I C50)に対応するものであった。 本発明の様々な免疫毒素についての代表的なデータを以下の表14に挙げてお く。 先に述べた予想とは対照的に、本発明のゲロニン免疫融合は、実施例4に示す 未変性および組換えゲロニンの活性に匹敵する酵素活性を呈する。これは、還元 可能(SLT)あるいは非還元可能(RMA)のいずのリンカーを使用して得た 融合についてもあてはまった。 B. 免疫融合の結合活性 本発明によるいくつかの免疫融合のCD陽性細胞に結合するための標識抗体に 競合する能力について、これらの免疫融合をアッセイした。表15に示すような 3種類の異なる方法によって免疫融合のKdを推定した。第1のKd推定値(表 15におけるKd1)は、ここでは参考に挙げておくKnebel et al.著、Cytomet ry Suppl.,1:68(1987)に報告されている手順に基づいて、MOLT−4X細 胞(ATCC CRL 1582)と結合するための蛍光標識H65 IgGと の競合によって得られた。 第2のKd測定値(表15におけるKd2)は、以下のようにMOLT−4M 細胞に結合させるために125I−cH65 IgGを有する免疫融合の競合につ いてのスキャッチャード分析によって得られた。キメラH65 IgG(cH6 5 IgG)のアリコート20μgをラクトペルオキシダーゼ−グルコースオキ シダーゼ固定化ビード(Enzymobeads,BioRad)100μl、PBS100μl 、1.0mCi I125(Amersham,IMS30)、55mM b−D−グルコース5 0μlに23℃で45分間 晒すことでヨウ化した。105mMのメタ重亜硫酸ナトリウム20μlおよび1 20mMのヨウ化カリウムを添加することでこの反応をクエンチングした後、1 分間遠心分離してビードをペレット化した。PBS(pH7.2〜7.4で、1 37mMのNaCl、1.47mMのKH2PO4、8.1mMのNa2HPO4、 2.68mMのKCl)プラス0.1%BSAで溶出したsephadex G25の7 mlのカラムを使用したゲル濾過によって125I−cH65 IgGを精製した 。125I−cH65IgG回収率および特異活性をTCA沈降によって測定した 。 競合結合を以下のようにして実施した。MOLT−4M細胞100μlを氷冷 DHB結合緩衝液(DubellcoのEagle変法媒質(Gibco,320-1695PJ)、1.0% BSAおよび10mMのHEPES、pH7.2〜7.4)中にて2回洗浄した 。同じ緩衝液中で細胞を再懸濁させ、96個のV底ウェル(Costar)にて1ウェ ルあたり細胞3×105個で塗布し、BeckmanJS4.2ロータ使用した1,00 0rpmでの5分間の遠心分離によって4℃でペレット化し、DHB中の2X濃 縮した0.1nMの125I−cH65 IgG50μlを各ウェルに添加し、最 終タンパク質濃度を100nM−0.0017nMとして、DHB中の2X濃縮 したcH65 IgG50μlと競合させた。吸光度(A280と、融合タンパク 質については1.0、Fabについては1.3、ゲロニンに抱 合したFabについては1.22の吸光係数を使用して)を測定することで、ア ッセイ後のタンパク質の濃度を求めた。また、ウシ血清アルブミンを標準として 使用したBCAアッセイ(Piere Chemical)によってもタンパク質濃度を求めた 。4℃で5時間、結合を自然に進行させ、1,000rpmで5分間の遠心分離 によってDHB結合緩衝液200μlで細胞を3回洗浄することで終了させた。 すべての緩衝液および作業は4℃とした。細胞を1.0MのNaOH100μl に可溶化し、Cobra II自動γカウンター(Packard)で計数することで放射線活 性を求めた。ここでは参考に挙げておくMunson著、Analyt.Biochem.,170:220 (1980)に基づいてコンピュータプログラム「Ligand」の加重非線形最小二乗曲 線あてはめプログラムであるMacLigandのマッキントッシュ版によって、結合実 験において得られたデータを分析した。 最後に、先のパラグラフにおいて説明したように実施された別々の競合結合ア ッセイから得られたED50値を検討することによってKd(表中のKd3)を推 定した。測定値をすべて以下の表15に挙げておく。 表15に示す結果から、FabおよびSCA抗体形はRIPと融合しても実質 的な結合活性を保持していることが示唆される。 C. 比較細胞障害アッセイ 本発明による融合タンパク質および免疫抱合物を比較細胞障害アッセイに使用 した。2種類のアッセイを実施した。一方はT細胞系HSB2を標的にしており 、他方は上記実施例6によるロイシン活性化末梢血液単核細胞(PBMC)を標 的にしている。これらのアッセイの結果を以下の表16a、16bおよび16c に示す。 表16a、16bおよび16cに示される結果から、ゲロニン免疫融合の活性 は変化し得るということが分かる。概して、IC50中間すなわち平均値が200 0pM毒素未満の本発明の免疫融合は、強い活性を呈するが、IC50値が500 pM毒素以下の免疫融合はかなり活性が高いと考えられる。まとめると、表16 a、16bおよび16cの結果から、特定の細胞系を殺すために最適な融合タン パク質は標的細胞によって様々であることが分かる。 実施例22 BRIPの調製 BRIPは、免疫毒素成分の魅力的な候補となり得る特徴を有する。BRIP は、肝臓における取込量が少なくin ViVoにおける循環残留時間の長い自然に非 グリコシル化したタンパク質である。さらに、BRIPはリシンのA鎖よりも動 物における毒性が低く免疫原性も低い。BRIP遺伝子のクローン化およびE. coli発現系における組換えBRIPの発現は、未変性BRIPをオオムギか ら直接生成する必要性をなくし、抗体に対する抱合用に利用できるシステイン残 基と抱合し得るBRIPの類似物の成熟を可能にする。 A. BRIPの精製およびBRIPに対するポリクローナル抗体の生成 真珠色のオオムギ粉から未変性BRIPを精製した。抽出緩衝液(10mMの NaOH4、25mMのNaCl、pH7.2)16リットルを使用して4℃で 20時間かけて小麦粉4kgを抽出した。沈降物を遠心分離によって除去し、充 填S−Sepharose(Pharmacia,Piscataway,New Jersey)を添加してBRIPを 吸収させた。4℃で20時間混合した後、この樹脂を自然に硬化させ、抽出緩衝 液で数回洗浄した後、2.6×40cmのカラムに充填した。充填後、流出液の 吸光度がゼロに近づくまでこのカラムを抽出緩衝液(150ml/h)で洗浄し た。次に、抽出緩衝液中の0.025〜0.3MのNaClの二液グラジェント でBRIPを溶出し、画分5mlを収集した。BRIP含有ピーク(カラム画分 のウェスタン分析によって同定)をプールし、約20mlまで濃縮し、次に10 mMのNaPO4、125mMのNaCl、pH7.4(10ml/hr)で平 衡化した2.6×100cmlのSephacryl S-200HR(Pharmacia)カラム上で クロマトグラフに供した。BRIP含有ピークを再度プールし、濃縮し、−70 ℃で保存した。 このようにして得られた精製BRIPタンパク質は、SDS−PAGEに続く クーマシー染色タンパク質バンドの移動度に基づく分子量約30,000ダルト ンであった。このアミノ酸組成は、Asano et al.著、Carlsberg Res.Comm.,49 :619-626(1984)と矛盾していなかった。 ウサギを精製BRIPで免疫感作してポリクローナル抗血清を生成した。 B. BRIP遺伝子のクローン化 相λ発現ベクターλZAPIIにおける発芽中のオオムギ種から調製したcD NA発現ライブラリーをStratagene,La Jolla,CAから購入した。約700,0 00相溶菌を抗BRIPポリクローン抗血清でスクリーニングし、6個の免疫活 性溶菌を同定した。1つの溶菌を選択し、これに含有されるcDNAをEcoR IでλZAPIIから切り出し、pUC18にサブクローン化してベクターpB S1を生成した。cDNA挿入断片をSequenase(United States Biochemical, Cleavland,Ohio)で配列決定した。未変性BRIP遺伝子のDNA配列をSE Q ID NO:12とした。未変性BRIP遺伝子をコード化するこのcDN Aを確認するために、このcDNAをE.coliプラスミドpKK233−2 (Pharmacia)において発現させた。上述したウサギ抗BRIP抗血清を使用し たウエスタン分析によってプラスミドで形質転換したIPTG誘導細胞において BRIPタンパク質を検出した。 C. BRIP遺伝子を含有するE.coli発現ベクターの構築 BRIP遺伝子を含有するオオムギcDNAをpel Bリーダー配列に結合し、araBプロモーターによる調節下で細菌分泌ベクタ ーに導入した。 pelBリーダー配列に結合したBRIP遺伝子を含有する中間ベクターを生 成した。プラスミドpBS1をNcoIで切断しヤエナルヌクレアーゼで処理し 、BamHIで切断し、BRIPのアミノ酸1〜256に対応する760塩基対 のフラグメントをアガロースゲルから精製した。同時に、pUC18ベクタープ ライマー(NEBやBRLによって販売されているReverse(R)プライマーと同一 であるが、Cyclone Model 8400DNA配列決定装置によって合成した)および特 異的なプライマーである3’Xhoを使用したPCR増幅によってpBS1にお けるBRIP遺伝子の3’末端の下流に独特なXhoI部位を誘導した。各プラ イマーの配列は以下の通りである。 プライマーBRIP 3’Xhoは、BRIP遺伝子の最後の8塩基対、終止コ ドンおよびBRIP遺伝子の下流のいくつかの塩基対に対応する部分の他、結果 として得られるPCRフラグメントにXhoI部位を導入する部分を含む。PC R反応生成物をBamHIおよびXh oIで消化し、BRIP遺伝子の3’末端を含有する87塩基対のフラグメント を5%アクリルアミドゲル上で精製した。これら760塩基対と87塩基対の精 製BRIPフフラグメントを、pelBリーダー配列に隣接するベクターpIN G1500において配位子結合した。pING1500は予めSstIで切断し 、T4ポリメラーゼで処理し、XhoIで切断して精製しておいたものである。 pelBリーダーの結合部およびBRIP遺伝子の5’末端におけるDNA配列 を配列決定分析によって確認した。このベクターをpING3321−1とした 。 BRIP遺伝子を誘導可能なaraBプロモーターの調節下におくことによっ て最終発現ベクターをアッセンブルした。プラスミドpING3321−1をP stIおよびXhoIで切断し、pelBリーダーに結合したBRIP遺伝子を アガロースゲルから精製した。araBプロモーターを含有する発現ベクターp ING3217をPstIおよびXhoIで切断し、BRIP遺伝子に配位子結 合した。この発現ベクターをpING3322とした。 発酵槽におけるプラスミドをpING3322を含有するE.coli細胞の アラビノース誘導によって、組換えBRIP1リットルあたり約100mgが生 成された。E.coli生成BRIPは、オオムギ種から直接精製されたBRI Pと同一の特性を呈する。 D. 遊離システイン残基と類似のBRIPの構築 BRIPタンパク質はシステイン残基を全く含有しておらず、抗体や他のタン パク質に対するジスルフィド連鎖を形成し得る、直接利用できる残基も全く含有 していない。タンパク質のC末端付近に遊離システイン残基を含有する、組換え BRIPの類似物を生成した。BRIPタンパク質の3種類の残基をアミノ酸置 換の標的とした。リシンA鎖(図2参照)の周知の三次構造とBRIPのアミノ 酸配列を比較することで、分子の表面付近において3つの位置を利用できる可能 性があることが示唆された。3種類のBRIP類似物は、未変性タンパク質のセ リン277、アラニン270、ロイシン256の場所に置換されたシステインを含み、そ れぞれBRIPc277(SEQ ID NO:127)、BRIPc270(SEQ ID NO:128)およびBRIPc256(SEQ IDNO:129)として 指定された。 (1) BRIP遺伝子の’3末端をアミノ酸の変化を確認するDNA断片で 置換することによってBRIPC277類似物を発現可能なプラスミドベクターを構 築した。pBS1から得られたBRIP遺伝子を含有するEcoRIフラグメン トをM13mp18にサブクローン化し、プライマーOBM2(BRIP遺伝子 のヌクレオチド−11〜+8に対応)およびOMB4(BRIPのアミノ酸26 4〜280およびBRIPの終止コドンに対応し、 未変性BRIPのセリン277に対する未変性コドンに対するシステインコドンの 置換を含む)を使用して、PCRによって一本鎖DNA(アンチセンス鎖)を増 幅した。プライマーOBM2およびOBM4の配列を以下に示す。この中で、下 線を付したヌクレオチドは置換システインをコード化する。 位置277におけるアミノ酸に対するコドンがシステインコドンに代わっている BRIP遺伝子を含有するフラグメントを増幅した。このフラグメントをpCU 19(BRL)のSmaI部位にクローン化し、生成されたプラスミドをpMB 22とした。pMB22をEcoRIで消化し、EcoRI−XhoIリンカー (Clonetech,Palo Alto,CA)をベクターに配位子結合した。XhoIを使用し た続く消化および再配位子結合によってベクターpINGMB2Xを生成した。 改変アミノ酸でBRIPの3’末端をコード化するBamHI−XhoI断片p MB2Xから切り出し、このフラグメントを5%アクリルアミドゲル上で精製し た。このフラグメントを、pelBリーダー配列およびBRIPの最初の256 個 のアミノ酸をコード化する配列とを含有するEcoRI−BamHIフラグメン トと一緒に、EcoRIおよびXhoIで切断したpING3322への三片の 配位子結合において置換した。このようにして得られた、BRIPc277類似物を 含有するベクターをpING3803と指定した(ATCC 寄託番号6872 2)。 (2) アミノ酸置換を導入するためのPCRを使用して、位置256に遊離 システインを有するBRIP類似物を構築した。発現プラスミドpING332 2の一部をプライマーBRIP−256およびHINDIII−2で増幅した。 各プライマーの配列は以下の通りである。 プライマーBRIP−256のヌクレオチド4−21はBRIPのアミノ酸25 6〜262をコード化し、一方、下線を付したヌクレオチドは、未変性BRIP タンパク質の対応する位置においてロイシンに置換されるシステインを特異化す る。プライマーHINDIII−2はプラスミドの一部に対応する。BRIP類 似物のカルボキシル末端部分をコード化するPCR生成物をT4ポリメラーゼで 処理し、XhoIで切断し、得られたフラグメ ントを5%アクリルアミドゲル上で精製した。同時に、プラスミドpING33 22をBamHIで切断し、T4ポリメラーゼで処理し、EcoRIで切断し、 pelBリーダー配列およびBRIPの最初の256個のアミノ酸をコード化す る配列を含有するフラグメントを精製した。これら2種類のフラグメントをpI NG3322にアッセンブルしなおし、類似のBRIPC256をコード化する遺伝 子を生成した。このプラスミドをpING3801とした。 (3) 位置270にシステインを有するBRIP類似物もPCRを使用して 生成した。発現プラスミドpING3322の一部をプライマーBRIP−27 0およびHINDIII−2プライマー(SEQ ID NO:44)で増幅し た。プライマーBRIP−270の配列を以下に示す。 プライマーBRIP−270は、残基270以外はBRIPのアミノ酸268〜 276に対応する。位置270に対応するプライマーのコドンは、未変性BRI Pの対応する位置に存在するアラニンの代わりにシステインを特異化する。この PCR生成物をT4ポリメラーゼで処理し、XhoIで切断し、類似物のカルボ キシル末端部 分をコード化する51塩基対のフラグメントを5%アクリルアミドゲル上で精製 した。このフラグメント(BRIPc270のアミノ酸268〜276に対応)を、 プラスミドpING3322から得られたSstII−MscI(BRIPアミ ノ酸217〜267に対応)から得られた中間の151塩基対のBRIP制限フ ラグメントと、pING3322から得られた、BRIP遺伝子の残りを含有す るSstII−XhoIから得られた制限フラグメントと共に三片配位子におい てクローン化した。生成されたプラスミドはBRIPC270をコード化する遺 伝子を含有し、これをpING3802とした。 E. 組換えBRIPおよびBRIP類似物の精製 濃縮発酵肉汁から調製したこと以外は基本的に未変性BRIPについて説明し たものと同じようにして、組換えBRIP(rBRIP)および遊離システイン 残基を有するBRIP類似物を精製した。rBRIPについて、10リットルの 発酵バッチからの濃縮肉汁を、10mMのTris、20mMのNaCl、pH 7.5に交換し、Sephacryl S-200カラムに仕込み、20〜500mMのNaC l二液グラジェントで溶出した。プールしたrBRIPをBlue Toyopearl(R)カ ラム(TosoHaas)上でさらに精製し、20mMのNaClに仕込み、20〜50 0mMのNaCl勾配において10mMのTris中でpH7.5にて溶出した 。BRIP類似物について、濃縮 発酵肉汁を10mMのリン酸塩緩衝液、pH7.5中でCM52カラム(Whatma n)に仕込み、0〜0.3MのNaCl二液グラジェントで溶出した。さらなる 精製は、Blue Toyopearl(R)カラム上にてクロマトグラフィによってなされた。 F. 網状赤血球溶菌液アッセイ rBRIPおよびBRIP類似物の、in vitroにおいてタンパク質合成を阻害 する能力を、実施例1において説明したような網状赤血球溶菌液アッセイによっ て試験した。標準的な毒素(RTA30)、未変性BRIP、rBRIPおよび BRIP類似物の連続対数希釈を1μg/ml〜1pg/mlの範囲について試 験した。非阻害試料と比較することで、タンパク質合成の50%阻害(IC50) に対応する毒素のピコモル濃度(pM)を求めた。アッセイの結果を以下の表1 7に示す。 RLA結果から、BRIP類似物は、組換えおよび未変性のBRIP毒素に匹 敵するリボソーム不活性化活性を呈することが分かる。類似物はいずれも未変性 BRIPのタンパク質合成を阻害する本来の能力を保持しており、これらの位置 でのアミノ酸置換はタンパク質の折り畳みおよび活性には影響しないことが示唆 される。 実施例23 BRIP免疫結合体の作成 原BRIP(SEQ ID NO:3)と4A2[モリシマ等、ジャーナル・ イミュノロジー、第129巻、第1091頁(1982)]およびH65抗体[ ハイブリドーマATCC HB9286から入手]との、それぞれT−細胞決定 子CD7およびCD5を認識する免疫結合体を作成した。リシンA−鎖(RTA )と4A2およびH65抗体との免疫結合体を比較として作成した。H65抗体 およびリシンA−鎖、並びにRTA免疫結合体をも、米国特許出願第07/30 6,433号(上記)および国際特許公開WO 89/06968号に記載され た方法により作成すると共に精製した。 原BRIPの免疫結合体を作成するため、抗体(4A2もしくはH65)と原 BRIPとの両者を立体障害リンカー5−メチル−2−イミノチオラン(M2I T)によりリジン残基にて化学的に改変してゴッフ等、バイオコンジュゲート・ ケミストリー、第1巻、第381〜386頁(1990)に記載されたように反 応性スルフヒドリル基を導入した。先ず最初にBRIP(3mg/mL)を0. 5mMのM2ITおよび1mMのDTNBと共に25mMのトリエタノールアミ ンおよび150mMのNaCl(pH8.0)中で25℃にて3時間にわたり培 養した。次いで得られたBRIP−(M2IT)−S−S−TNBをセファデッ クスGF−05LSカラム で脱塩し、導入されたチオール基の個数を0.1mMのDTTの添加により定量 した。平均して、各BRIP分子は0.7SH/モルを含有した。 トリエタノールアミン緩衝液における4A2もしくはH65抗体(4mg/m L)を同様にM2IT(0.3mM)およびDTNB(1mM)と共に25℃に て3時間培養した。次いで抗体−(M2IT)−S−S−TNBを脱塩し、TN B:抗体の比を決定した。結合体を作成するため、BRIP−(M2IT)−S −S−TNBを最初に25℃における1時間の0.5mM DTTでの処理によ りBRIP−(M2IT)−SHまで還元し、セファデックス(登録商標)GF −05LSのゲル濾過により脱塩して還元剤を除去し、次いで抗体−(M2IT )−S−S−TNBと混合した。 25℃にて3時間培養すると共にさらに4℃にて18時間の後、結合体をAc A44(IBF)およびブルー・トヨパール(登録商標)での順次のクロマトグ ラフィーにより精製した。最終生成物の試料を5%の非還元性SDS PAGE で処理し、クーマシー染色し、次いでシマズ社レーザー濃度計で走査して抗体1 個当りの毒素の個数を定量した。 遊離システインを含有するBRIP同族体をも同様に4A2およびH65抗体 に結合させた。これら同族体を50mM DTTにより25℃にて2時間または 4℃にて18時間にわたり処理してシステインの反応性スルフ ヒドリル基を露出させ、次いで脱塩した。遊離スルフヒドリルの存在をDTNB との反応により証明した[エルマン等、アーカイブ・バイオケミカル・バイオフ ィジークス、第82巻、第70〜77頁(1959)]。M2ITにより上記の ように誘導された4A2もしくはH65抗体を1:5の比における還元BRIP 同族体と共に室温にて3時間培養し、次いで4℃にて1晩置いた。免疫結合体H 65−BRIPC256、4A2−BRIPC256、H65−BRIPc277を25mM のトリエタノールアミンおよび150mMのNaCl(pH8)にて作成する一 方、免疫結合体H65−BRIPc270、4A2−BRIPc270および4A2−B RIPC277とを0.1M燐酸ナトリウムおよび150mM NaCl(pH7. 5)にて作成した。結合の後、10μMのメルカプトエチルアミンを25℃で1 5分間かけて添加し、抗体における未反応M2ITリンカーをクエンチした。ク エンチ(反応停止)された反応溶液を迅速にゲル濾過カラム(AcA44)に充 填して未結合リボソーム−失活性蛋白を除去した。ノウレス等、アナリチカル・ バイオケミストリー、第160巻、第440頁(1987)と同様な方法を用い 、ブルー・トヨパール(登録商標)樹脂における軟質ゲル親和性クロマトグラフ ィーにより精製を完結した。最終生成物の試料を5%非還元SDS PAGEで 処理し、クーマシー染色し、次いでシマズ社レーザー濃度計で走査して抗体1個 当りの毒素の個数を定量した。 結合効率はBRIPC277(78%)につき他の2種の同族体、すなわちBRIPC270 およびBRIPC256(これらはそれぞれ約10%であった)のいずれよりも 実質的に大であった。さらにBRIPC277生成物はポリ結合体であり、すなわち モノ結合体であるBRIPc270およびBRIPc256生成物とは異なり単一の抗体 に結合した数個のBRIP分子で構成された。 実施例24 BRIP免疫結合体の性質 A. 全細胞死滅分析 原BRIPおよびBRIP同族体の免疫結合体を、実施例1に記載した全細胞 死滅分析によりHSB2細胞における蛋白合成の抑制能力につき試験した。標準 的免疫結合体H65−RTA(RTAに結合したSPDPで誘導されたH65) および4MRTA(RTAに結合したM2ITで誘導された4A2抗体)、並び にBRIP免疫結合体の各試料をロイシンなしにRPMIで2000〜0.63 2ng/mLの範囲の半対数濃度にて希釈した。全希釈物を3反復にて、1×1 05HSB2細胞を含有するミクロタイタープレートに添加した。HSB2プレ ートを37℃にて20時間培養し、次いでH3−Leuで4時間処理した後、回 収した。各試料をイノテク・トレース96型カスケード イオン化カウンタで計 数した。未処理試料と比較することにより、蛋白合成の50%抑制(IC50)を もたらした免疫結合体のピコモル 毒素濃度(pM T)を計算した。分析結果を下表18に示す。 BRIP同族体の結合体はリシン結合体比較よりも効力が低かった(データ示 さず)。免疫毒素含有の抗体4A2およびBRIPC270もしくはBRIPC277同 族体は、免疫毒素含有の原BRIPと対比して標的細胞に対し匹敵する或いは増 大した比細胞毒性を示した。4A2−BRIPc256は4A2−BRIPよりも活 性が低かったのに対し、4A2−BRIPc270および4A2−BRIPc277は活 性が3〜4倍高い。同様に、BRIPC277に対するH65の免疫結合体は原BR IPに対するH65の免疫結合体よりも標的細胞に対し高い毒性を示す。したが って、適する位置に利用可能なシステイン残基を有するBRIP誘導体に対する 抗体の結合は、原BRIPとの結合体と比較して標的細胞に対し向上した比毒性 を有する免疫毒素をもたらす。 B. ジスルフィド結合の安定性分析 原BRIPおよびBRIP同族体で作成した免疫結合体を、実施例1に記載し たジスルフィド結合の安定性分析により検査した。要するに、結合体を増加濃度 のグルタチオンと共に37℃にて1時間培養し、イオドアセタミドとの反応を終 了した後に、遊離RIP量をトソハースTSK−G2000SWカラムでのサイ ズ−エクスクルージョンHPLCにより定量した。 高濃度の2−メルカプトエタノールにより放出されたRIP量(100%放出 を決定するため)との比較により、RIPの50%を放出するのに要するグルタ チオンの濃度(RC50)を計算した。下表19に示すように、BRIPC270もし くはBRIPC277で作成された結合体はRTA結合体または原BRIPで作成さ れた結合体のいずれれよりも顕著に安定であった。 これら予想外の結果は、本発明によるタイプIのRIP同族体で作成された結 合体がインビボにて向上した安定性と効能とを有することを示唆する。 実施例25 モモルジンおよびその同族体の作成 モモルジカ属の植物は、タイプIのRIPであるモモルジンもしくはモモルカ リンとして知られた多数の関連蛋白質を産生する。モモルジンIIをコードする 遺伝子をモモルジカ・バルサミナ(Momordica balsamina)の種子からクローン 化させた。 A. M.バルサミナRNAの作成 RNAは全て4gのM.バルサミナ種子からアウスウベル等(上記)に記載し たように作成した。ポリA含有RNAを1mgの全RNAからオリゴー(dT) −セルロースでのクロマトグラフィーにより作成した。40mgのオリゴー(d T)−セルロース7型(ファルマシア社)を0.1N NaOHに添加し、使捨 てカラム(ビオラド社)に注ぎ入れた。このカラムを溶出液がpH5.5になる まで水洗し、次いで1×充填用緩衝液(50mMのクエン酸ナトリウム、0.5 MのNaCl、1mMのEDTA、0.1%のSDS、pH7.0)により溶出 液がpH7.0になるまで洗浄した。1mgの全RNAを300μLの水に懸濁 させ、65℃まで5分間加熱し、次いで300μLの2×充填用緩衝液(100 mMのクエン酸ナトリウム、1MのNaCl、2mMのED TAおよび0.2%のSDS)を添加した。RNAをカラムに充填し、流過液を 65℃まで再加熱し、室温まで冷却し、次いでカラムに再充填した。カラムに結 合したmRNAを0.5mLの1×充填用緩衝液で5回および0.5mLの0. 05Mクエン酸ナトリウム、0.1MNaCl、1mM EDTA、0.1%S DSで2回洗浄した。ポリA含有RNAをカラムから0.5mLの25mMクエ ン酸ナトリウム、1mM EDTAおよび0.05%SDSにより2回溶出させ た。 B. 保存物作成 ポリA含有M.バルサミナRNAからのcDNA保存物をスーパースクリプト ・プラスミド・システム(BRL社、ガイサースブルク、メリーランド州)によ り細菌発現プラスミドで作成した。cDNAを2μgのポリA含有RNAから合 成し、寸法分画し、NotIで切断し、次いでベクターの製造業者(BRL社) により推奨されるように発現ベクターpSPORTに結合させた。 C. モモルジンII遺伝子のクローン化 モモルジンIIの最初の27アミノ酸をコードするDNA断片をPCRにより M.バルサミナcDNAから増大させた。最初のストランドcDNAを100n gのポリA含有RNAからRNA−PCRキット(パーキン・エルマー・セタス 社)で作成した。2種の部分縮退プライマーを、リー等、エキスペリエンシア、 第36巻、第524〜527頁(1980)に記載されたようにモモ ルジンIIの最初の27アミノ酸のアミノ酸配列に基づき合成した。モモルジン IIのアミノ酸1〜27のアミノ酸配列はモモルジンIのアミン酸1〜17と5 2%相同性であるため[フー等、BBA、第1088巻、第311〜314頁( 1991)]、縮退プライマーにおける幾つかのコドン配列はモモルジンI遺伝 子における対応のアミノ酸およびコドンの優先性に対する相同性に基づいた。プ ライマー モモ−3およびモモ−4の配列をIUPACヌクレオチド記号により 下記に示す。 得られた81bpのPCR生成物を5%アクリルアミドゲルで精製し、pUC 18のSmal部位にクローン化させた。3種のクローン候補を配列決定し、1 種のクローンpMO110を同定し、これはモモルジンIIのN−末端27アミ ノ酸をコードした。 pMO110モモルジンII DNA断片の配列に基づきモモルジンII c DNA保存物をスクリーニングすべくハイブリッド化プローブを設計した。プラ イマーモモ−5の配列を下記に示す。 プライマー モモ−5は成熟モモルジンIIのアミノ酸9〜18に対応する。 プライマーにおける下線を施したヌクレオチドは、モモルジンII遺伝子のDN A配列に正確に整合すると予想された。この配列は高度にA/T−リッチである と共にモモルジンII遺伝子に弱くハイブリダイズするので、このプライマーに はさらに隣接ヌクレオチドも含まれた。塩基3および30(線外)はそれぞれモ モルジンIIのアミノ酸9(アラニン)および18(イソロイシン)の「ウォブ ル」位置(すなわちコドンにおける第三ヌクレオチド)に存在し、原遺伝子にお けるヌクレオチド塩基と同一であってはならない。 pSPORTにおける90,000種類のcDNA保存物をp32−キナーゼ処 理のモモ−5でスクリーニングし、8種の有望な候補クローンを同定した。1種 のクローンpING3619を配列決定し、これは部分的にモモルジンIIの予 想N−末端27残基に対応する転写解読枠を有する。完成モモルジン遺伝子は2 86個のアミノ酸を有し、その最初の23個は予想されるリーダー信号である( 成熟モモルジンIIは263残基である)。モモルジンII遺伝子のDNA配列 をSEQ ID NO:13にて示す。 D. モモルジンII遺伝子を含有する発現ベクターの作成 モモルジンII遺伝子のための細菌発現ベクターを作成した。2種のPCRプ ライマーを合成し、その一方(モモ−9)は成熟モモルジンIIアミノ酸配列の +1残基から開始し、他方はモモルジンIIのC−末端(モモ−10)で開始し てXhoI制限部位を導入する: pING3619をモモ−9およびモモ−10で拡大させ、生成物をT4−ポ リメラーゼで処理し、XhoIで切断し、次いでアガロースゲルで精製した。こ の遺伝子断片を、SstI切断とT4−ポリメラーゼ処理とEcoRI切断とに より発生させたpIC100からEcoRIおよびXhoIで切断されたara B発現ベクター中へ131 bpのpeIBリーダー断片と一緒に結合させた。 この3片結合の生成物を配列決定して、peIB接合およびモモルジンIIコー ド化配列が正確であることを証明した。モモルジンII発現プラスミドpING 3621を含有する細胞のアラビノース誘導はイー・コリにてモモルジンIIの 産生をもたらす。 E. モモルジンIIの同族体 モモルジンIIは、抗体に結合させるべく利用しうる 天然システインを持たない。抗体に結合する遊離システインを有するモモルジン の同族体を作成することができる。システイン残基を置換するのに適すると思わ れる位置は、リシンA−鎖システイン259に近い位置としておよび溶剤に達しう るモモルジンIIの最後の26アミノ酸を含む位置として第3図から同定するこ とができる。たとえばモモルジンIIの位置242におけるアルギニンは位置2 59におけるリシンA−鎖システインと整列し、置換の好適な標的である。モモ ルジンIIのための他の好適な置換位置は、位置241におけるセリンおよび位 置243におけるアラニンを包含する。 以上、本発明を好適実施例につき説明したが、本発明の範囲内において多くの 改変および改良をなしうることが当業者には了解されよう。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI C12N 1/21 8828−4B C12N 1/21 15/09 8615−4C C07H 21/04 B // A61K 38/00 ABC 9162−4B C12N 15/00 A ADU 9455−4C A61K 37/02 ABC C07H 21/04 ADU (C12N 1/21 C12R 1:91) (81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE, DK,ES,FR,GB,GR,IE,IT,LU,M C,NL,PT,SE),OA(BF,BJ,CF,CG ,CI,CM,GA,GN,ML,MR,NE,SN, TD,TG),AT,AU,BB,BG,BR,BY, CA,CH,CN,CZ,DE,DK,ES,FI,G B,HU,JP,KP,KR,KZ,LK,LU,LV ,MG,MN,MW,NL,NO,NZ,PL,PT, RO,RU,SD,SE,SI,SK,UA,US,U Z,VN (72)発明者 スタドニッカ、 ゲイリー エム. アメリカ合衆国 90404 カリフォルニア 州 サンタモニカ バークレー ストリー ト 1504

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1. he3抗体における抗原結合性部分のアミノもしくはカルボキシ末端に融 合したゲロニンからなる融合蛋白質。 2. 前記融合蛋白質が前記ゲロニンおよび前記抗体部分を結合する切断可能な ペプチドセグメントを欠如する請求の範囲第1項に記載の融合蛋白質。 3. VLE−ゲルである請求の範囲第1項に記載の融合蛋白質。 4. VEL−ゲルである請求の範囲第1項に記載の融合蛋白質。 5. ゲル−VELである請求の範囲第1項に記載の融合蛋白質。 6. ゲル−VLEである請求の範囲第1項に記載の融合蛋白質。 7. ゲル::κ,Fdである請求の範囲第1項に記載の融合蛋白質。 8. ゲル::Fd,κである請求の範囲第1項に記載の融合蛋白質。 9. 抗体における抗原結合性部分のアミノもしくはカルボキシ末端に融合した ゲロニンからなり、さらに前記ゲロニンと前記抗体部分との間にペプチドセグメ ントCCLをも含む融合蛋白質。 10. 抗体における抗原結合性部分のアミノもしくは カルボキシ末端に融合したゲロニンからなり、さらに前記ゲロニンと前記抗体部 分との間にペプチドセグメントCCFをも含む融合蛋白質。 11. 融合蛋白質(ゲル::RMA::κ,Fd′)2。 12. 融合蛋白質(ゲル::RMA::Fd′,κ)2。 13. 融合蛋白質ゲロニン::RMA::κ,Fd。 14. 融合蛋白質ゲロニン::RMA::Fd,κ。 15. 融合蛋白質ゲロニン::SLT::κ,Fd。 16. 融合蛋白質ゲロニン::SLT::Fd,κ。 17. 融合蛋白質VEL::SLT::ゲロニン。 18. 融合蛋白質VLE::SLT::ゲロニン。 19. 融合蛋白質VEL::RMA::ゲロニン。 20. 融合蛋白質VLE::RMA::ゲロニン。 21. 請求の範囲第1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12 、13、14、15、16、17、18、19または20項のいずれかに記載の 融合蛋白質をコードするポリヌクレオチド。 22. 請求の範囲第21項に記載の融合蛋白質で形質転換またはトランスフェ クトされた宿主細胞。
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